(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂と粉体とを溶融混練する樹脂組成物の新規な製造方法等を提供すること。【解決手段】二軸混練押出機を用いた樹脂組成物の製造方法であって、上記二軸混練押出機は、第１混練ゾーン９と、第２混練ゾーン１０と、注水脱揮ゾーン１５とを含んで構成されているシリンダー５０を包含しており、上記注水脱揮ゾーン１５は、注水分散ゾーン１３を含んでおり、当該注水分散ゾーン１３に水を供給して、樹脂組成物を混練分散させることで、当該樹脂組成物中の揮発成分を水と共に気化させて除去する工程を包含している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二軸混練押出機を用いた樹脂組成物の製造方法であって、
上記樹脂組成物は、当該樹脂組成物の原料として、熱可塑性樹脂と、粉体とを含んでおり、
上記二軸混練押出機は、シリンダーと、該シリンダーに接続されているスクリュー式サイドフィーダーと、該スクリュー式サイドフィーダーに接続されている重量式フィーダーと、該シリンダー内に設置されているスクリューとを備えており、
上記シリンダーは、該シリンダーの上流から順に、供給口と、上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口と、第１ベント口と、注水口と、第２ベント口とを備えており、
上記シリンダーの内部および上記スクリューは、
上記供給口と上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口との間に位置する第１混練ゾーンと、上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口と上記第１ベント口との間に位置する第２混練ゾーンと、上記第１ベント口の下流に位置する注水脱揮ゾーンとを含んで構成されており、
上記注水脱揮ゾーンは、上記シリンダーの上流から順に、充満昇圧ゾーンと、上記注水口が位置する注水分散ゾーンと、上記第２ベント口が位置する減圧膨張ゾーンとを含んで構成されており、
上記熱可塑性樹脂を、上記供給口から上記シリンダー内へ供給し、
上記粉体を、上記重量式フィーダーからスクリュー式サイドフィーダーを経て上記シリンダー内へ供給する、供給工程と、
上記第１混練ゾーンの樹脂圧力が０．１ＭＰａ以上で、上記第２混練ゾーンの樹脂圧力は５ＭＰａ未満である条件で溶融混練して、上記熱可塑性樹脂と粉体とを含む樹脂組成物を生成する溶融混練工程と、
上記注水口から上記注水分散ゾーンに水を供給して、上記樹脂組成物を混練分散させることで、当該樹脂組成物中の揮発成分を水と共に気化させて上記第２ベント口から除去する混練分散工程と、を包含しており、
上記熱可塑性樹脂は、転移温度が２００℃未満であり、
上記粉体は、見掛け密度０．１〜１．５ｇ／ｍｌの無機フィラーおよび見掛け密度０．１〜１．０ｇ／ｍｌかつ転移温度２００℃以上の熱可塑性樹脂粉体からなる群より選ばれる１種類以上の粉体であり、
上記スクリュー式サイドフィーダーの搬送能力は、上記重量式フィーダーから該スクリュー式サイドフィーダーへ供給される上記粉体の単位時間あたりの実効体積の１．２倍以上であり、
上記混練分散工程において、上記注水分散ゾーンに供給される水の量は、上記シリンダー内への上記原料の供給重量の合計に対して０．１重量部以上５重量部未満であり、上記注水分散ゾーンにおける樹脂圧力は１ＭＰａ以上である、製造方法。
【請求項２】
上記第２混練ゾーンの樹脂圧力が３ＭＰａ未満である請求項１に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項３】
上記注水分散ゾーンの樹脂圧力が１〜５ＭＰａである請求項１または２に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項４】
上記二軸混練押出機は、
上記充満昇圧ゾーンと上記注水分散ゾーンとの間および上記注水分散ゾーンと上記減圧膨張ゾーンとの間の少なくとも一方にシールリングを備えている請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項５】
上記二軸混練押出機は、上記第２ベント口に脱揮装置を備えている請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項６】
上記粉体供給工程において、重量式フィーダーからスクリュー式サイドフィーダーを経て上記粉体と、樹脂ペレットとを上記シリンダー内へ供給し、
上記樹脂ペレットの量は、上記粉体１００重量部に対し２５重量部以上である請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項７】
上記粉体は、タルク、カオリナイトおよびクレーからなる群より選ばれる１種以上の粉体であり、上記転移温度２００℃未満の熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂である請求項１〜６のいずれか一項に記載の樹脂組成物の製造方法。
【請求項８】
原料として、熱可塑性樹脂と、粉体とを含んでいる樹脂組成物を製造するために用いる二軸混練押出機であって、
シリンダーと、該シリンダーに接続されているスクリュー式サイドフィーダーと、該スクリュー式サイドフィーダーに接続されている重量式フィーダーと、該シリンダー内に設置されているスクリューとを備えており、
上記シリンダーは、該シリンダーの上流から順に、上記熱可塑性樹脂を該シリンダー内へ供給するための供給口と、上記粉体を該シリンダー内へ供給するための上記スクリュー式サイドフィーダーを接続するための上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口と、該シリンダー内の気体または揮発成分を該シリンダー外へ除去するための第１ベント口と、上記樹脂組成物に水を供給するための注水口と、上記樹脂組成物中の揮発成分を上記水と共に気化させて脱揮するための第２ベント口とを備えており、
上記シリンダーの内部および上記スクリューは、
上記供給口と上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口との間に位置する第１混練ゾーンと、上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口と上記第１ベント口との間に位置する第２混練ゾーンと、上記第１ベント口の下流に位置する注水脱揮ゾーンとを含んで構成されている、二軸混練押出機。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法を用いて樹脂組成物のペレットを製造するための二軸混練押出機を具備する造粒システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂組成物の製造方法および二軸混練押出機に関するものである。より詳細には、本発明は、熱可塑性樹脂と粉体とを二軸混練機を用いて溶融混練する樹脂組成物の製造方法であって、安定的に高い生産性で樹脂組成物を製造し、かつ樹脂組成物中に残存する揮発性有機化合物（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ：略称ＶＯＣ）の量を低減する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂は、比較的廉価で軽量かつ成形加工性、機械的特性、耐熱性、耐寒性および長期耐久性等の特性に優れることから、各種容器、食品用包装材料、日用雑貨、カーペットやソファー用の繊維、自動車内外装材、家電用材料およびビルまたは住宅の内装材等の建築材料などの広範な用途に利用されている。近年、シックハウス（室内空気汚染）問題への懸念から、様々な用途に使用する樹脂材料に対して、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の低減が求められるようになってきている。ＶＯＣは、シックハウス問題の原因物質であると報告されている物質の１つである。シックハウス問題はビルまたは住宅の内装材等建築材料のみではなく、自動車等の車両の内装材料等においても対象とされ、ＶＯＣの少ない樹脂材料の使用が望まれている。
【０００３】
熱可塑性樹脂中のＶＯＣを低減する方法として、溶融混練により樹脂組成物を生産する前に原料である熱可塑性樹脂を乾燥脱揮するか、溶融混練後の樹脂組成物を乾燥脱揮する手法が一般的であるが、生産規模に見合った乾燥サイロ等の設備導入や温風・熱風乾燥の為のランニングコストを鑑みると経済性を欠く場合がある。また、溶融混練により生産した樹脂組成物を再度、溶融混練し注水発泡脱揮することでＶＯＣを低減する手法も知られているが、溶融混練を二度実施する必要があることから、経済性に即した効率的な低ＶＯＣ量の樹脂組成物の製造方法とはいえない。
【０００４】
注水発泡脱揮することでＶＯＣを低減する手法については、次のようなものが知られている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、溶融樹脂からＶＯＣを効率よく除去することを目的として、注水分散ゾーンと脱揮ゾーンの間に減圧膨張ゾーンを設け、減圧膨張ゾーンと脱揮ゾーンとの間に、スリットを有する減圧リングを配置する注水発泡脱揮方法が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、脱揮効率を向上させる為の高いスクリュー回転数、注水圧、水分散性を得ることを目的として、シールリングを注水分散ゾーンの下流の一ケ所のみに配置するための注水発泡脱揮方法が記載されている。
【０００７】
特許文献３には、スクリュー回転数を高めてもせん断摩擦による樹脂の発熱を抑制し、樹脂の滞留時間が長くなる様にすることを目的として、脱揮部の搬送スクリューが半角フライト形状であり、フライトの両側に隙間が形成されるようにし、樹脂の一部を下流側から上流側に逆流させるようにする搬送混練方法が記載されている。
【０００８】
特許文献４には、注水脱揮工程における気泡-樹脂界面近傍の樹脂温度の上昇を速くすることを目的として、水の分散発泡ゾーンと撹拌ゾーンからなる注水分散ゾーンを配置し脱揮効率を向上させる注水脱揮方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１６４５０９号公報（１９９５年６月２７日公開）
【特許文献２】特開平１０−２４９９１３号公報（１９９８年９月２２日公開）
【特許文献３】特開平１１−２７７６０４号公報（１９９９年１０月１２日公開）
【特許文献４】特開２００２−３２６２７３号公報（２００２年１１月１２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のいずれの製造方法も樹脂組成物を生産した後にＶＯＣを脱揮する工程を経ていたことから時間とコストが余分にかかり、樹脂組成物中のＶＯＣを低減する方法としては、効率や経済性の観点から好ましくはなかった。
【００１１】
かかる状況のもと本発明の目的は、熱可塑性樹脂と粉体とを溶融混練する樹脂組成物の製造方法であって、安定的に高い生産性で樹脂組成物を製造し、かつ樹脂組成物中に残存するＶＯＣの量を低減する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者等は、鋭意検討して、本発明を完成するに至った。
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の何れかのものを提供する。
１）  二軸混練押出機を用いた樹脂組成物の製造方法であって、上記樹脂組成物は、当該樹脂組成物の原料として、熱可塑性樹脂と、粉体とを含んでおり、上記二軸混練押出機は、シリンダーと、該シリンダーに接続されているスクリュー式サイドフィーダーと、該スクリュー式サイドフィーダーに接続されている重量式フィーダーと、該シリンダー内に設置されているスクリューとを備えており、上記シリンダーは、該シリンダーの上流から順に、供給口と、上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口と、第１ベント口と、注水口と、第２ベント口とを備えており、上記シリンダーの内部および上記スクリューは、上記供給口と上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口との間に位置する第１混練ゾーンと、上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口と上記第１ベント口との間に位置する第２混練ゾーンと、上記第１ベント口の下流に位置する注水脱揮ゾーンとを含んで構成されており、上記注水脱揮ゾーンは、上記シリンダーの上流から順に、充満昇圧ゾーンと、上記注水口が位置する注水分散ゾーンと、上記第２ベント口が位置する減圧膨張ゾーンとを含んで構成されており、上記熱可塑性樹脂を、上記供給口から上記シリンダー内へ供給し、上記粉体を、上記重量式フィーダーからスクリュー式サイドフィーダーを経て上記シリンダー内へ供給する、供給工程と、上記第１混練ゾーンの樹脂圧力が０．１ＭＰａ以上で、上記第２混練ゾーンの樹脂圧力は５ＭＰａ未満である条件で溶融混練して、上記熱可塑性樹脂と粉体とを含む樹脂組成物を生成する溶融混練工程と、上記注水口から上記注水分散ゾーンに水を供給して、上記樹脂組成物を混練分散させることで、当該樹脂組成物中の揮発成分を水と共に気化させて上記第２ベント口から除去する混練分散工程と、を包含しており、上記熱可塑性樹脂は、転移温度が２００℃未満であり、上記粉体は、見掛け密度０．１〜１．５ｇ／ｍｌの無機フィラーおよび見掛け密度０．１〜１．０ｇ／ｍｌかつ転移温度２００℃以上の熱可塑性樹脂粉体からなる群より選ばれる１種類以上の粉体であり、上記スクリュー式サイドフィーダーの搬送能力は、上記重量式フィーダーから該スクリュー式サイドフィーダーへ供給される上記粉体の単位時間あたりの実効体積の１．２倍以上であり、上記混練分散工程において、上記注水分散ゾーンに供給される水の量は、上記シリンダー内への上記原料の供給重量の合計に対して０．１重量部以上５重量部未満であり、上記注水分散ゾーンにおける樹脂圧力は１ＭＰａ以上である、製造方法。
２）  上記第２混練ゾーンの樹脂圧力が３ＭＰａ未満である１）に記載の樹脂組成物の製造方法。
３）  上記注水分散ゾーンの樹脂圧力が１〜５ＭＰａである１）または２）に記載の樹脂組成物の製造方法。
４）  上記二軸混練押出機は、上記充満昇圧ゾーンと上記注水分散ゾーンとの間および上記注水分散ゾーンと上記減圧膨張ゾーンとの間の少なくとも一方にシールリングを備えている１）〜３）のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
５）  上記二軸混練押出機は、上記第２ベント口に脱揮装置を備えている１）〜４）のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
６）  上記粉体供給工程において、重量式フィーダーからスクリュー式サイドフィーダーを経て上記粉体と、樹脂ペレットとを上記シリンダー内へ供給し、上記樹脂ペレットの量は、上記粉体１００重量部に対し２５重量部以上である１）〜５）のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
７）  上記粉体は、タルク、カオリナイトおよびクレーからなる群より選ばれる１種以上の粉体であり、上記転移温度２００℃未満の熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂である１）〜６）のいずれかに記載の樹脂組成物の製造方法。
８）  原料として、熱可塑性樹脂と、粉体とを含んでいる樹脂組成物を製造するために用いる二軸混練押出機であって、シリンダーと、該シリンダーに接続されているスクリュー式サイドフィーダーと、該スクリュー式サイドフィーダーに接続されている重量式フィーダーと、該シリンダー内に設置されているスクリューとを備えており、上記シリンダーは、該シリンダーの上流から順に、上記熱可塑性樹脂を該シリンダー内へ供給するための供給口と、上記粉体を該シリンダー内へ供給するための上記スクリュー式サイドフィーダーを接続するための上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口と、該シリンダー内の気体または揮発成分を該シリンダー外へ除去するための第１ベント口と、上記樹脂組成物に水を供給するための注水口と、上記樹脂組成物中の揮発成分を上記水と共に気化させて脱揮するための第２ベント口とを備えており、上記シリンダーの内部および上記スクリューは、上記供給口と上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口との間に位置する第１混練ゾーンと、上記スクリュー式サイドフィーダーの接続口と上記第１ベント口との間に位置する第２混練ゾーンと、上記第１ベント口の下流に位置する注水脱揮ゾーンとを含んで構成されている、二軸混練押出機。
９）  １）〜７）のいずれかに記載の製造方法を用いて樹脂組成物のペレットを製造するための二軸混練押出機を具備する造粒システム。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、安定的に高い生産性で樹脂組成物を製造し、かつ樹脂組成物中に残存するＶＯＣの量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る二軸混練押出機の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
まず、本発明の製造方法で製造される樹脂組成物と、樹脂組成物の原料とについて、以下に説明する。
【００１７】
本発明の製造の目的とする樹脂組成物は、粉体の樹脂強化材を含む樹脂組成物である。
本発明の製造方法で得られる樹脂組成物は、ペレット形状等を有する、樹脂コンパウンドの製品として提供されるものであり得る。本発明による製造で得られる樹脂組成物は、自動車部品等をはじめとする工業部材として幅広く使用され、具体的には自動車の内装材料等に用いられる。
【００１８】
（熱可塑性樹脂）
本発明に係る樹脂組成物の原料として用いる熱可塑性樹脂は、転移温度２００℃未満の熱可塑性樹脂である。ここで、本発明において、熱可塑性樹脂の転移温度とは、結晶性熱可塑性樹脂の場合は樹脂の融解ピーク温度であり、非晶性熱可塑性樹脂の場合は樹脂のガラス転移温度であり、いずれも示差走査熱量測定により求めることができる。
【００１９】
熱可塑性樹脂の例としては、具体的には、ポリオレフィン系樹脂（高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等）、環状オレフィン系樹脂、脂肪族ポリエステル系樹脂（ポリ乳酸等）、脂肪族ポリカーボネート、ポリオキシメチレンおよびスチレン系樹脂等が挙げられる。さらに、ポリオキシメチレンとしては、具体的には、ポリアセタール等が挙げられ、スチレン系樹脂としては、ポリスチレン、ＳＥＢＳおよびアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体等が挙げられる。これらはそれぞれ単独で用いても複数の樹脂を組み合わせてもよい。本製造方法に供給される形状としてはペレット状でもパウダー状（粉体状）でもよい。
【００２０】
（粉体）
本発明の樹脂組成物の原料として用いることができる粉体は、見掛け密度０．１〜１．５ｇ／ｍｌの無機フィラー、および、見掛け密度０．１〜１．０ｇ／ｍｌかつ転移温度２００℃以上の熱可塑性樹脂粉体（以下、単に「熱可塑性樹脂粉体」と称する場合もある）からなる群より選ばれるものである。粉体は、１種類のみを用いてもよいし、複数種類を用いてもよい。
【００２１】
なお、本明細書において数値の範囲を示す「〜」は、特に断りのない限り、その下限と上限とを含む数値範囲（すなわち、以上、以下）を示す。
【００２２】
＜無機フィラー＞
上述の条件を有する無機フィラーとしては、具体的には、天然珪酸または珪酸塩、炭酸塩、水酸化物、酸化物、粒子状充填材、フレーク状充填材、繊維状充填材、およびカーボン等が挙げられる。さらに天然珪酸または珪酸塩の例としては、タルク、カオリナイト、クレー、パイロフィライト、セリサイト、ベントナイトおよびシリカ等が挙げられる。また、炭酸塩の例としては、炭酸カルウシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト等が挙げられる。水酸化物としては、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウム等が挙げられる。酸化物としては、亜鉛華、酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタンおよびムライト等が挙げられる。また、粒子状充填材の例としては、含水珪酸または無水珪酸などの合成珪酸、または珪酸塩等の粒子状充填材が挙げられる。さらに、フレーク状充填材の例としては、マイカ等が挙げられ、繊維状充填材の例としては、塩基性硫酸マグネシウムウイスカー、チタン酸カルシウムウイスカー、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、ウォラストナイト、セピオライト、ゼオライト、アタパルジャイト、ゾノトライト、ロックウール、グラスウール、ガラス繊維および炭素繊維等が挙げられる。
【００２３】
無機フィラーの見掛け密度は０．１〜１．５ｇ／ｍｌであるが、０．１〜１．０ｇ／ｍｌが好ましく、０．１〜０．８ｇ／ｍｌがより好ましい。
【００２４】
ここで見掛け密度とは、単位体積当たりの重量で表される密度を意味しており、本願において粉体の見掛け密度は、ＪＩＳ  Ｋ７３６５：１９９９の方法により測定される見掛け密度を指している。
【００２５】
さらに、見掛け密度０．１〜１．５ｇ／ｍｌの無機フィラーのうち、（見掛け密度）／（真密度）が、好ましくは０．３以下、より好ましくは０．２５以下、さらに好ましくは０．２以下であるものを用いる。例えば、見掛け密度０．１〜１．５ｇ／ｍｌの無機フィラーのうち、（見掛け密度）／（真密度）が０．３以下の無機フィラーは、本発明の製造方法による生産性の改善効果がより顕著に見られるという点で好ましい。
【００２６】
ここで「真密度」とは、一定容積の容器に粉体を充填したときの、容器の体積から隙間部分を除いた体積から算出した密度であり、本願において粉体の真密度は、ＪＩＳ  Ｚ８８０７：２０１２の方法により測定される密度を指している。
【００２７】
＜熱可塑性樹脂粉体＞
本発明の樹脂組成物の原料として用いることができる熱可塑性樹脂粉体は、見掛け密度０．１〜１．０ｇ／ｍｌかつ転移温度２００℃以上の熱可塑性樹脂粉体である。熱可塑性樹脂粉体としては、具体的には、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリアミド系樹脂（ナイロン６およびナイロン６６等）、芳香族ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート等）、芳香族ポリカーボネートおよび液晶性ポリマー等が挙げられる。この中で本発明の効果が特に高いものとしては、融点やガラス転移温度が高く、比較的高温まで溶融流動状態にならず、粉体流動性を保持する、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、および液晶性ポリマー等が挙げられる。
【００２８】
本発明の製造方法において、樹脂組成物を製造するために、後述する二軸混練押出機に供給される原料の割合としては、転移温度２００℃未満の熱可塑性樹脂と粉体との合計の重量を１００重量％としたとき、粉体の好ましい範囲は５〜８０重量％であり、より好ましくは１０〜７０重量％であり、更に好ましくは１５〜６０重量％である。
【００２９】
（任意成分）
本発明の製造対象となる樹脂組成物においては、上述の成分の他に、他の任意成分を配合させてもよい。かかる任意成分としては、例えば、エラストマーが挙げられ、さらに具体的には、オレフィン系、スチレン系、アクリル系、ウレタン系またはエンプラ（エンジニアリングプラスチック）系等のエラストマーが挙げられる。オレフィン系エラストマーとしては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体およびエチレン−オクテン共重合体等のエチレン−α−オレフィン共重合体が挙げられる。また、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、熱安定化剤、滑剤、帯電防止剤、着色剤、導電剤、分散剤、印刷性付与剤、有機充填剤、難燃剤、難燃助剤、発泡剤、加工助剤、中和剤、重金属不活性化剤、造核剤、防曇剤、抗菌剤、および防かび剤等の添加剤を挙げることができる。
【００３０】
熱可塑性樹脂に加え、エラストマーを添加すれば、製造される樹脂組成物の衝撃強度を改良したり、柔軟性を付与したりすることができる。
【００３１】
本発明の製造方法において、樹脂組成物を製造するために、後述する二軸混練押出機に供給される原料の割合としては、組成物の全原料の合計の重量を１００重量部としたとき、転移温度２００℃未満の熱可塑性樹脂の好ましい範囲は２０〜９５重量部であり、より好ましくは３０〜９０重量部であり、更に好ましくは４０〜８５重量部である。また、粉体の好ましい範囲は５〜８０重量部であり、より好ましくは１０〜７０重量部であり、更に好ましくは１５〜６０重量部である。
【００３２】
また、上述の転移温度２００℃未満の熱可塑性樹脂および転移温度２００℃以上の熱可塑性樹脂粉体に加えて、樹脂ペレットをさらに原料として用いてもよい。例えば、（見掛け密度）／（真密度）が０．９以上である熱可塑性樹脂ペレットが挙げられる。また、樹脂ペレットの転移温度は任意である。また、樹脂ペレットが２００℃未満の熱可塑性樹脂を含む樹脂ペレットである場合は、原料中の樹脂ペレットの供給量の割合としては、転移温度２００℃未満の熱可塑性樹脂と当該樹脂ペレットの含有する２００℃未満の熱可塑性樹脂との合計の供給量を、本発明に係る樹脂組成物の原料としての転移温度２００℃未満の熱可塑性樹脂の供給量として算出する。
【００３３】
（熱可塑性樹脂組成物の原料の組合せの特に具体的な一例）
一実施形態では、樹脂組成物の原料としての上記粉体は、タルク、カオリナイトおよびクレーからなる群より選ばれる１種以上の粉体であり、上記転移温度２００℃未満の熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂である。
【００３４】
〔１．樹脂組成物の製造方法〕
本発明は、上述した樹脂組成物を製造する方法である。より詳細には、本発明は、後述する所定の構造を持つ二軸混練押出機を用いた樹脂組成物の製造方法であって、１）原料（熱可塑性樹脂や粉体）を二軸混練押出機のシリンダー内へ供給する供給工程、２）シリンダー内に供給された原料を溶融混練して樹脂組成物を生成する溶融混練工程、および、３）溶融混練工程で生成した樹脂組成物に水を供給して混練分散を行う混練分散工程、を含む、方法である。これらの工程は、二軸混練押出機のシリンダーに対して連続的にか間欠的に原料を供給して樹脂組成物を製造し、製造した樹脂組成物をシリンダーから連続的に押し出す一連のプロセスの中で、同時並行に行われる。
【００３５】
本発明に係る方法は、例えば図１に示す二軸混練押出機１００を用いて実施可能である。図１は、本発明に係る製造方法を実施するための例示的な装置の概略的な構成を示す図である。
【００３６】
（二軸混練押出機１００）
図１に示すように、二軸混練押出機１００は、シリンダー５０と、該シリンダー５０に接続されているスクリュー式サイドフィーダー２と、スクリュー式サイドフィーダー２に接続されている重量式フィーダー３と、該シリンダー内に設置されているスクリュー３０とを備えている。シリンダー５０は、シリンダーの上流から順に、供給口１と、スクリュー式サイドフィーダー２の接続口と、第１ベント口４と、注水口５と、第２ベント口６とを備えている。シリンダー５０の内部およびスクリュー３０は、供給口１とスクリュー式サイドフィーダー２の接続口との間に位置する第１混練ゾーン９と、スクリュー式サイドフィーダー２の接続口と第１ベント口４との間に位置する第２混練ゾーン１０と、第１ベント口４の下流に位置する注水脱揮ゾーン１５とを含んで構成されている。注水脱揮ゾーン１５は、上流から順に、第３混練ゾーン１１と、減圧膨張ゾーン１４とを含んで構成されおり、第３混練ゾーン１１は、さらに、上流から順に、充満昇圧ゾーン１２と、注水分散ゾーン１３とを含んで構成されている。また、注水口５は、注水分散ゾーン１３に対して開口するように備えられており、第２ベント口６は、減圧膨張ゾーン１４に対して開口するように備えられている。
【００３７】
また、シリンダー５０の内部およびスクリュー３０における、第１混練ゾーン９より上流を、第１搬送ゾーンとし、第１混練ゾーン９と第２混練ゾーン１０との間の搬送ゾーンを第２搬送ゾーンとする。また、第２混練ゾーン１０と第３混練ゾーン１１との間の搬送ゾーンを第３搬送ゾーンとする。また、注水脱揮ゾーン１５は第４搬送ゾーンでもある。図には示されていないが、注水脱揮ゾーン１５から、注水脱揮ゾーン１５の下流にさらに設けた搬送ゾーンまでを、第４搬送ゾーンとしてもよい。
【００３８】
以降の項目において、本発明に係る製造方法および作用の詳細を、図１を参照しながら、並行して連続的に実施している各工程に分けて説明する。本発明の二軸混練押出機の各構成については、各工程の詳細とともに詳細を説明する。
【００３９】
なお、本明細書において、２つの構成の上下方向の位置関係を説明するとき、例えば「上部」および「下部」という表現を使用し、各構成は互いに接して、または、離れて位置することを意味する。また、本明細書において、図１の下方にて示している矢印の方向は、樹脂材料を装置中で移送する際の流動方向を意味しており、装置における構成のある部分と他の部分との位置関係、または装置のある１部材内でのある地点における位置関係を説明するとき、樹脂材料の流動方向に対して、「上流」および「下流」あるいは「上流側」および「下流側」という表現を使用する。また１部材内の最も上流および下流の端面をそれぞれ、「上流端」および「下流端」と表現する。
【００４０】
（供給工程）
本工程は、シリンダー５０内に原料を供給する工程であり、詳細には、上述の熱可塑性樹脂をシリンダー５０内へ連続的にか間欠的に供給する熱可塑性樹脂供給工程と、この熱可塑性樹脂が供給されているシリンダー５０内へ、上述の粉体を連続的にか間欠的に供給する、粉体供給工程とを並行して行う工程である。
【００４１】
＜熱可塑性樹脂供給工程＞
本工程は、熱可塑性樹脂を供給口１からシリンダー５０内へ供給する工程である。本工程によってシリンダー５０内へ供給された熱可塑性樹脂は、第１搬送ゾーンを通じて、第１混練ゾーン９まで移送される。第１混練ゾーン９は熱可塑性樹脂を可塑化させる可塑化領域であり、当該領域において、第１混練ゾーン９の樹脂圧力が０．１ＭＰａ以上となる条件で溶融混練して、熱可塑性樹脂を可塑化させる。なお、上記供給口１に、重量式フィーダー１６を接続し、熱可塑性樹脂を重量式フィーダー１６から上記供給口１を経て供給してもよい。また、エラストマー、あるいは添加剤等の１つ以上のその他の任意成分を熱可塑性樹脂とともに供給してもよい。また、上記供給口１に、熱可塑性樹脂の供給に用いている重量式フィーダー１６とは異なる重量式フィーダー１６’および／または容量式フィーダー１７を１つ以上接続し、エラストマーまたは添加剤等の１つ以上のその他の成分毎に異なるフィーダーから上記供給口１を経て供給してもよい。一実施形態では、例えば、上記供給口１に、熱可塑性樹脂の供給に用いている重量式フィーダー１６とは異なる重量式フィーダー１６’および容量式フィーダー１７を供給口１に接続し、エラストマーを重量式フィーダー１６’から、添加剤を容量式フィーダー１７から、上記供給口１を経て供給する。
【００４２】
図１に示しているとおり、本発明に係る二軸混練押出機は、シリンダー５０内に、樹脂組成物を移送するためのスクリュー３０を備えている。本発明に係る二軸混練押出機のスクリュー３０は、生産性を高くするという観点から、２条の混練セグメントを有するスクリューが好ましい。スクリュー３０の回転数は、例えば２００〜２０００ｒｐｍであり、好ましくは１０００〜１８００ｒｐｍである。回転数が高いほど気液界面の更新頻度が向上し、平衡濃度が低下するため、ＶＯＣの脱揮効率を向上させることができる。しかしながら、回転数が高すぎるとせん断発熱により樹脂が劣化する為、発熱の程度をみて回転数を適宜調整する必要がある。ＶＯＣの脱揮については後述する。
【００４３】
そして、上述の通り、第１混練ゾーン９における樹脂圧力を、０．１ＭＰａ以上とし、好ましくは０．１〜５ＭＰａとし、より好ましくは０．１〜１ＭＰａとするように、二軸混練押出機を運転する。スクリュー３０の第１混練ゾーン９内に、樹脂圧力を調整可能なセグメントを適切に設置して、第１混練ゾーン９における所定の樹脂圧力を維持してもよい。例えば、第１混練ゾーン９内に配置するセグメントとしては、スクリューの回転によって樹脂（樹脂組成物も含む概念）を下流方向に送るセグメント、樹脂を上流方向に押し戻すようなセグメント、または樹脂を堰き止める効果を有するセグメント等が挙げられる。スクリューの回転によって上流方向に樹脂を押し戻すようなセグメントとしては、逆フライトおよびねじれ角が送り方向に対して９０°を超える一般的に逆ニーディングディスクと称されるディスク（以下、「逆ディスク」と称する）が挙げられる。樹脂を堰き止める効果を有するセグメントとしては、シールリングが挙げられる。
【００４４】
また、スクリュー３０の第１混練ゾーン９の領域の中央よりも上流の位置に、いわゆる順ニーディングディスク（以下、「順ディスク」と称する）を１つ以上配置してもよい。順ディスクは、ねじれ角が送り方向に対して９０°未満であるディスクである。順ディスクを配置すれば、効率的に樹脂圧力を昇圧しながら、熱可塑性樹脂の可塑化の程度を調整することができる。
【００４５】
スクリューの第１混練ゾーン９内には、さらに必要に応じてねじれ角が９０°のいわゆる直交ディスクを配置することができる。また、これらのセグメントを２つ以上組み合わせて配置してもよい。直交ディスクを配置する位置は、前述の逆ディスクと順ディスクとの間、または、順ディスクと順ディスクとの間が好ましい。また、第１混練ゾーン９の圧力は、第１混練ゾーン９に設置した圧力センサーを用いて測定することができる。圧力センサーは、必要に応じて、シリンダー５０内であって樹脂が充満している第１混練ゾーン９の中央〜下流域に１〜３箇所設置することが好ましい。また、圧力センサーは回転するスクリューで損傷しないようにシリンダー５０内に設置しなければならないが、シリンダー内壁の壁面よりスクリュー３０方向に深い位置にあると、樹脂が圧力センサーに溜まり圧力を正確に測定できなくなるため、圧力センサーの先端をシリンダー内壁の壁面に可能な限り一致させた位置に設置することが好ましい。
【００４６】
＜粉体供給工程＞
本工程は、上述の熱可塑性樹脂が供給されているシリンダー内へ、粉体を、スクリュー式サイドフィーダー２から供給する工程である。図１に示すように、スクリュー式サイドフィーダー２は重量式フィーダー３に接続している。よって、まず、重量式フィーダー３に粉体を供給し、重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ粉体を移送する。このスクリュー式サイドフィーダー２から二軸混練押出機１００内へ粉体の供給を行う。
【００４７】
このときスクリュー式サイドフィーダー２の粉体の搬送能力は、重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ供給される粉体の単位時間あたりの実効体積の好ましくは１．２倍以上であり、より好ましくは、２倍以上であり、さらに好ましくは４倍以上である。また、スクリュー式サイドフィーダー２の粉体の搬送能力の上限は装置の設計および耐久性に依存するが、通常は、重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ供給される粉体の単位時間あたりの実効体積の１０倍以下である。
【００４８】
スクリュー式サイドフィーダー２の粉体の搬送能力とは、スクリュー式サイドフィーダー２から二軸混練押出機１００へ供給する粉体の単位時間あたりの体積を意味している。
【００４９】
搬送能力の算出方法としては、スクリュー式サイドフィーダー２のスクリューが１回転する間に該フィーダーの前方（すなわち図１におけるシリンダー５０の方向）に送る空間体積とスクリュー回転数との積、または、スクリュー式サイドフィーダー２のスクリューの１リード長あたりのシリンダーバレルの体積とスクリュー式サイドフィーダー２の１リード長あたりのスクリューとの体積の差と、スクリュー式サイドフィーダー２のスクリュー回転数との積として求めることができる。粉体の実効体積は、実際に当該サイドフィーダーに供給されるところの体積で評価しなければならない。
【００５０】
粉体を、スクリュー式サイドフィーダー２の上部に接続された重量式フィーダー３で計量し、自然落下によってスクリュー式サイドフィーダー２へ供給する。重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ供給する粉体の単位時間あたりの実効体積は、重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ供給する粉体の単位時間あたりの重量を粉体の嵩密度で除した値として求めることができる。本明細書において、「粉体の嵩密度」とは、実際に重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ粉体を供給するときと同一の高さから、粉体をメスシリンダー等の計量容器へ落下させて、該計量容器内の粉体の重量を、計量容器で測定した粉体の体積で除することにより、求められる値である。スクリュー式サイドフィーダー２の搬送能力は、好ましくは重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ供給される粉体の単位時間あたりの実効体積の２倍以上である。
【００５１】
また、粉体をスクリュー式サイドフィーダー２で二軸混練押出機１００へ供給する際に、該粉体とは異なる樹脂ペレット等を粉体とともに供給してもよい。この場合、スクリュー式サイドフィーダー２の搬送能力が、重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ供給される粉体の実効体積と樹脂ペレットの体積の合計量を十分上回っている限り、スクリュー式サイドフィーダーの搬送能力を設定する際に樹脂ペレットの体積を考慮する必要がない。粉体をより安定的に二軸混練押出機１００へ供給するという観点から、粉体と、粉体１００重量部に対し２５重量部以上の樹脂ペレットとが重量式フィーダーからスクリュー式サイドフィーダーを経て二軸混練押出機１００へ供給されることが好ましい。重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２を経てシリンダー５０内へ供給される樹脂ペレットは、粉体１００重量部に対し２００重量部以下であることが好ましい。重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２を経て二軸混練押出機１００へ供給される樹脂ペレットとしては、（見掛け密度）／（真密度）が０．９以上である熱可塑性樹脂ペレットが挙げられ、転移温度に制限はない。さらに、上述の熱可塑性樹脂を、スクリュー式サイドフィーダー２を通じて粉体とともに追加で供給してもよい。
【００５２】
また、重量式フィーダー３以外に重量式フィーダー３’および／または容量式サイドフィーダーを一つ以上スクリュー式サイドフィーダー２に接続し、上述の熱可塑性樹脂および／または複数種類の任意成分を、各成分毎に異なる重量式フィーダー３’および／または容量式サイドフィーダーと、スクリュー式サイドフィーダー２とを通じて、二軸混練押出機１００中へ供給してもよい。
【００５３】
一実施形態において、重量式フィーダー３以外に重量式フィーダー３’をスクリュー式サイドフィーダー２に接続し、熱可塑性樹脂を重量式フィーダー３’およびサイドフィーダー２を通じて二軸混練押出機１００中へ追加で供給する。
【００５４】
以上の工程にて供給口１から供給した熱可塑性樹脂と、スクリュー式サイドフィーダー２を用いて供給した粉体とを第２搬送ゾーンを通じて第２混練ゾーン１０まで搬送する。
【００５５】
＜溶融混練工程＞
溶融混練工程は、シリンダー５０内（より詳細には第１〜第３混練ゾーン、特に第１〜第２混練ゾーン）において、上述の熱可塑性樹脂（樹脂組成物であってもよい）を溶融混練する工程である。第２混練ゾーン１０では、第２混練ゾーン１０に搬送した熱可塑性樹脂および粉体を混練して、粉体を熱可塑性樹脂中に均一に分散させることによって、熱可塑性樹脂と粉体とを含む樹脂組成物が生成される。
【００５６】
第２混練ゾーン１０における樹脂圧力は、５ＭＰａ未満、好ましくは３ＭＰａ未満、より好ましくは１ＭＰａ未満となるように、二軸混練押出機を運転する。スクリュー式サイドフィーダーから供給された粉体を十分に分散させる観点からは、第２混練ゾーン１０の樹脂圧力は０．０２ＭＰａ以上が好ましく、より好ましくは０．１ＭＰａ以上である。この時の、第１混練ゾーンの樹脂圧力は上述の通りである。
【００５７】
スクリュー３０の第２混練ゾーン１０内に、樹脂圧力を調整可能なセグメントを適切に設置して、第２混練ゾーン１０における所定の樹脂圧力を維持してもよい。例えば、第２混練ゾーン１０内に、例えば、第２混練ゾーン１０内の中央よりも下流側に、スクリューの回転によって上流方向に樹脂を押し戻すようなセグメントまたは樹脂を堰き止める効果のあるセグメントを配置することによって樹脂圧力を維持してもよい。このようなセグメントを配置することによって、第２混練ゾーン１０において、上述の圧力を維持すれば、粉体の供給に伴って二軸混練押出機へ混入する気体または原料に含まれる揮発成分が、二軸混練押出機の下流側に抜ける割合を増やして、該気体または揮発成分が、二軸混練押出機の上流側に逆流する量を減らすことができる。
【００５８】
第２混練ゾーン１０の下流側に設置された逆ディスク等のセグメント最外周端面である撹拌縁からシリンダー内壁までの空隙距離（チップクリアランス）は、通常フライトトップとシリンダー内壁までの空隙距離と同等であるのが一般的である。しかし、第２混練ゾーン１０に用いられるニーディングディスクの空隙距離は通常の２倍から３倍のものを用いることが好ましい。かかる空隙距離とすれば、第２混練ゾーン１０の樹脂圧力を上述した圧力範囲に制御することができる。
【００５９】
一般的には、ニーディングディスク１枚１枚の軸方向の厚さ（ディスク幅）は、通常０．１Ｄ〜０．２Ｄ（Ｄはスクリュー直径とする）程度である場合が多い。これに対し、本実施形態に係る第２混練ゾーン１０では０．３Ｄ以上とすることが好ましく、０．５Ｄ以上とすることがより好ましい。かかる条件で熱可塑性樹脂および粉体を溶融混練して、粉体を熱可塑性樹脂中に均一な分散状態にする。
【００６０】
第２混練ゾーン１０より下流の第１ベント口４から、上記気体または揮発成分を二軸混練押出機１００の外部へ除去する。この第１ベント口４から、気体または揮発成分を大気解放してもよく、第１ベント口４に真空ポンプを接続して減圧吸引してもよい。次に、第３搬送ゾーンを通じて第３混練ゾーン１１へ移送する。
【００６１】
（混練分散工程）
混練分散工程は、上述の工程において混練して得られた樹脂組成物中に、第３混練ゾーン１１において注水口５から注水分散ゾーン１３に水を供給して、樹脂組成物を混練分散させることで、当該樹脂組成物中の揮発成分を水と共に気化させて第２ベント口６から除去する工程である。
【００６２】
一実施形態において、混練分散工程は、さらに、樹脂をシリンダー５０内に充満させ、且つ、所望の圧力まで昇圧させる、充満昇圧工程と、樹脂組成物に水を供給して、樹脂中に水を混合分散させる注水分散工程と、該注水分散工程において、樹脂中に混合分散させた水を減圧下で発泡させ樹脂中に含まれるＶＯＣを除去する減圧膨張工程と、を包含している。以下、各工程について説明する。
【００６３】
＜充満昇圧工程＞
上述の工程で得られた樹脂をさらに第１ベント口４の下流へ移送する。続いて、充満昇圧工程では、樹脂組成物を充満昇圧ゾーン１２においてシリンダー５０内に充満させ、昇圧させる。好ましくは、順ディスク等のセグメントを適切に配置して、効率的に樹脂圧力を昇圧することが望ましい。
【００６４】
後述する注水分散工程では、注水分散ゾーン１３において、注水した水が気化し、発泡するのをある程度抑制し、樹脂中に分散させる為に、移送される樹脂組成物は、充満昇圧ゾーン１２で昇圧させた状態を維持する必要がある。
【００６５】
上記充満昇圧ゾーン１２と上記注水分散ゾーン１３との間および上記注水分散ゾーン１３と上記減圧膨張ゾーン１４との間の少なくとも何れか一方、好ましくは両方に、シールリング８を配置してもよい。シールリング８を設置すれば、樹脂を堰き止めることができる。上記充満昇圧ゾーン１２と上記注水分散ゾーン１３との間および上記注水分散ゾーン１３と上記減圧膨張ゾーン１４との間の両方に設置されている場合、注水分散ゾーン１３の上流端と下流端におけるシールリングで樹脂を堰き止める。当該構成であれば、充満昇圧ゾーン１２で昇圧させた状態を維持しつつ、混練している樹脂が、上流側に逆流するのを抑制する。
【００６６】
＜注水分散工程＞
注水分散工程は、上述の充満昇圧工程に続いて、注水分散ゾーン１３において、樹脂中に水を混合分散させる工程である。注水分散ゾーン１３に樹脂を移送する。注水分散ゾーン１３の中央よりも上流側に備えられている注水口５から、水を注入する。水の注入は、例えば、注水口５に、注水ノズル５’に接続し、さらにノズルを液添ポンプ等に接続して行う。上記注水分散ゾーンに供給される水の量は、上記シリンダー内への原料の供給重量の合計に対して０．１重量部以上５重量部未満であることが好ましく、０．３重量部以上４重量部未満であることがより好ましく、０．５重量部以上３重量部未満であることがさらに好ましい。注水分散ゾーン１３中に配置した所望のセグメント等を用いて、樹脂中に水を効率よく分散させることが好ましい。係るセグメントとしては、例えば、圧力状態の変化が少なく掻き混ぜ効果のある直交ディスク等のセグメント等が挙げられる。
【００６７】
注水分散ゾーン１３の樹脂圧力は１ＭＰａ以上とする。注水分散ゾーン１３の樹脂圧力は１〜５ＭＰａ程度とすることが好ましく、１〜４ＭＰａとすることがより好ましく、１〜３ＭＰａとすることがさらに好ましい。
【００６８】
＜減圧膨張工程＞
減圧膨張工程は、上述した注水分散工程において樹脂中に混合分散させた水を減圧下で発泡させ樹脂中に含まれるＶＯＣを除去する工程である。
【００６９】
水を混合分散させた樹脂組成物を、減圧膨張ゾーン１４へ移送する。減圧膨張ゾーン１４において、減圧膨張ゾーン１４に設置したセグメント等を用いて、樹脂中に混合分散させた水を減圧下で発泡させ気泡−樹脂界面を大幅に増加させる。
【００７０】
水を発砲させることによって、樹脂中に含まれるＶＯＣを効率よく第２ベント口６から除去する。減圧膨張ゾーン１４に設置して用いるセグメントとしては、搬送能力のあるフライトスクリューだけでもよいし、掻き混ぜ効果を有する直交ディスクまたはギヤニーディングディスクおよびミキシングディスク等のセグメントの２つ以上を組み合わせてもよい。ベント口６は、シリンダー５０の上部に設けた開口部に真空ポンプを接続し、減圧吸引してもよいし、溶融樹脂のベントアップまたはエントレイメント現象を抑制する目的でシリンダー５０の側面より接続した二軸のスクリューを具備した脱揮装置７を用いて真空脱揮させてもよい。
【００７１】
（その他の工程）
本発明に係る樹脂組成物の製造方法は、目的に応じて、任意成分を供給する工程をさらに包含していてもよい。任意成分としては、上述の原料の項目の（任意成分）の項目に記載したものが挙げられる。
【００７２】
これらの添加剤等の任意成分は、熱可塑性樹脂とともに二軸混練押出機の第１搬送ゾーン内の供給口１から二軸混練押出機１００中へ供給してもよいし、第２搬送ゾーンまたは第３搬送ゾーンに設けた供給口から二軸混練押出機１００中へ供給してもよい。また、上述した通り、上記供給口１に、重量式フィーダー１６を接続し、熱可塑性樹脂を重量式フィーダー１６から上記供給口１を経て供給している場合、添加剤を熱可塑性樹脂とともに供給してもよい。また、上記供給口１に、熱可塑性樹脂の供給に用いている重量式フィーダー１６とは異なる重量式フィーダー１６’および／または容量式フィーダー１７を１つ以上接続し、複数種類の任意成分を各成分毎に異なる重量式フィーダー１６’および／または容量式フィーダー１７から上記供給口１を経て供給してもよい。さらに、重量式フィーダー３およびスクリュー式サイドフィーダー２を通じて粉体とともに二軸混練押出機１００中へ供給してもよい。また、重量式フィーダー３以外に重量式フィーダー３’および／または容量式サイドフィーダーを一つ以上スクリュー式サイドフィーダー２に接続し、複数種類の任意成分を各成分毎に異なる重量式フィーダー３’ および／または容量式サイドフィーダーと、スクリュー式サイドフィーダー２とを通じて二軸混練押出機１００中へ供給してもよい。
【００７３】
また、必要に応じて、二軸混練押出機の下流に樹脂組成物をペレット化するための造粒装置等を接続して、樹脂組成物をペレット形状とする造粒工程を包含していてもよい。
【００７４】
さらに、造粒工程後に、必要に応じて、得られた樹脂組成物中のＶＯＣ残存量をガスクロマトグラフ等を用いて測定するＶＯＣ残存量測定工程を包含していてもよい。
【００７５】
〔２．二軸混練押出機〕
本発明に係る二軸混練押出機１００の主な構成および動作は上述の通りである。ここでは、各構成の変更可能な点および図示していない構成について説明する。
【００７６】
本発明に係る二軸混練押出機１００は、樹脂組成物の原料を溶融しながら混練し、混練で得られた樹脂組成物をペレット形状等の形状で押し出す、２軸混練押出機である。よって、シリンダー５０中に樹脂を混練するための２本の混練スクリュー３０が回転自在に収容されている。
【００７７】
供給口１は、ホッパー等の構成を有し得る。また、スクリュー式サイドフィーダー２としては二軸のスクリュー式サイドフィーダーが挙げられる。各原料をシリンダー５０中に供給するための供給口とスクリュー式サイドフィーダーとをそれぞれ複数備えていてもよい。脱揮装置７に、ドレーンポットおよび真空ポンプをさらに接続させてもよい。
【００７８】
（スクリュー３０の構成）
第１混練ゾーン９のスクリュー構成は、順ディスクのみ、または、必要に応じて直交ディスクまたは逆ディスクを併用することができる。順ディスクのみとすれば、混練ゾーンの充満度を低くし、あまり昇圧させないことで、熱可塑性樹脂を完全に可塑化させることなく、半溶融状態で下流に搬送することができる。また、樹脂圧を０．１ＭＰａ以上に昇圧する構成であることが好ましい。
【００７９】
第２混練ゾーン１０の混練では、第２混練ゾーン１０において生じる一部の揮発分については第２混練ゾーン１０より下流の第１ベント口４から除去しながら、前述の半溶融状態の樹脂の中に、粉体を徐々に練り込み分散させることを目的としている。よって、第２混練ゾーン１０のスクリュー構成は順ディスク主体で、幅の広いディスクが好ましい。また、空隙距離（チップクリアランス）も通常よりも広いものが好ましい。
【００８０】
充満昇圧ゾーン１２については、注水分散ゾーン１３に必要な１ＭＰａ以上に速やかに昇圧するため、ディスクの厚みは薄いほうが好ましい。また、注水分散ゾーン１３についても、短い区間で注水した水を効率よく樹脂へ混合分散させるためにディスクの厚みは薄いほうが好ましい。
【００８１】
ここで述べた第１、第２および第３混練ゾーン以外の部分のスクリュー、すなわち、第１混練ゾーンの上流の第１搬送ゾーン（フィードゾーン）、各混練ゾーンと混練ゾーンとの間の搬送ゾーン、または先端の充満昇圧ゾーン等においてはフルフライトスクリューを用いることが好ましい。一例としては２条のフルフライトスクリューを用いるが、搬送体積を増やしたい場合は、角フライトもしくは半角フライト形状のスクリュー、または１条のフルフライトスクリューを用いてもよい。
【００８２】
本発明の二軸混練押出機１００は、上述の〔１．樹脂組成物の製造方法〕に記載の製造方法において好適に用いられるものであり得る。
【００８３】
〔３．造粒システム〕
また、上述の製造方法を用いて樹脂組成物のペレットを製造する為の二軸混練押出機を具備する造粒システムも本発明の範囲である。
【００８４】
本発明の造粒システムでは、例えば、二軸混練押出機の下流に樹脂組成物をペレット化するための造粒装置を具備している。さらに、ＶＯＣ残存量測定するための装置等を具備していてもよい。
【００８５】
本発明により、見掛け密度が小さい粉体と熱可塑性樹脂とを二軸混練押出機を用いて溶融混練する樹脂組成物の製造において、原料が順調に二軸混練押出機内へ供給されない等の製造上のトラブルなく高効率での生産を可能とし、かつ樹脂組成物に残存するＶＯＣを低減できる方法が提供でき、その工業的価値は大きい。
【実施例】
【００８６】
以下に実施例を用いて、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００８７】
比較例１および２ならびに実施例１〜４について、同一の装置を用いて樹脂組成物の製造を行った。
【００８８】
（装置）
二軸混練押出機１００と同様の構成を有している装置において樹脂組成物を製造した。なお、二軸混練押出機１００には、シリンダー径４７ｍｍの同方向かみ合いタイプである、株式会社日本製鋼所製ＴＥＸ４４αＩＩを用いた。該二軸混練押出機は、シリンダーと、上記シリンダー内に収容される二本のスクリュー軸を有していた。また、スクリュー式サイドフィーダー２としては二軸のスクリュー式サイドフィーダーを用いた。第１ベント口４には真空ポンプを接続した。脱揮装置７を側面より接続した第２ベント口６を設けた。注水口５には注水ノズル５’を設けた。また、供給口１には重量式フィーダー１６、重量式フィーダー１６’および容量式フィーダー１７を接続した。さらに、重量フィーダー３および重量式フィーダー３’をスクリュー式サイドフィーダー２に接続した。
【００８９】
第１混練ゾーン９に対応する部分のスクリューには、第１混練ゾーンの樹脂圧力が０．１ＭＰａ以上になるように、上流側から順に、順（順送り方向）ディスク、直交（ニュートラル）ディスク、および逆（逆送り方向）を配置した。上記順ディスク、直交ディスク、逆ディスクの厚みはそれぞれ０．２Ｄ（Ｄはスクリュー径）のものを用いた。第２混練ゾーン１０に対応する部分のスクリューには、第２混練ゾーン１０の樹脂圧力が５ＭＰａ未満になるように、上流から順ディスクを長く配置し、最後に逆ディスクを配置した。上記順ディスクおよび逆ディスクの厚みはそれぞれ０．５Ｄのものを用いた。第３混練ゾーン１１に対応する部分のスクリューには、注水分散ゾーン１３の樹脂圧力が１ＭＰａ以上になるように、上流側から順に、順ディスク、直交ディスクおよび逆ディスクを用いて配置し、いずれのディスクの厚みも０．１Ｄのものを用いた。
【００９０】
（原料）
原料の熱可塑性樹脂としてポリプロピレンのペレットおよびゴムペレットを用いた。ゴムペレットとして、エチレン−ブテン共重合体ペレットやエチレン−オクテン共重合体のペレットを用いた。
【００９１】
粉体として、タルクを用いた。タルクの嵩密度は、重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２に投入される状態を模擬的に再現して測定した。すなわち、重量式フィーダー３とスクリュー式サイドフィーダー２とを接続するシューターの長さに相当する、２．３ｍの高さから落下させ、メスシリンダーに受けた後に単位体積当たりのタルクの重量を測定することで求めた。この測定によって０．５１であった。
【００９２】
（ＶＯＣ残存量の評価）
樹脂組成物中のＶＯＣ残存量は、得られた樹脂組成物ペレットを用いてヘッドスペース法ガスクロマトグラフによって評価した。なお、溶融混練のみで注水脱揮しない樹脂組成物を基準としたときに、ＶＯＣ残存量が少ない方が好ましい。
【００９３】
〔比較例１〕
（装置の稼働条件）
原料の供給重量の合計あたり、ポリプロピレンペレット５０重量部を重量式フィーダー１６を介し、ゴムペレット５重量部を重量式フィーダー１６’を介し、添加剤を容量式フィーダー１７を介して、二軸混練押出機１００の第１搬送ゾーン内の最上流部の供給口から二軸混練押出機１００内へ供給した。タルク１５重量部を重量式フィーダー３に、ポリプロピレンペレット３０重量部を、重量式フィーダー３’に、それぞれ供給し、重量式フィーダー３および重量式フィーダー３’から二軸のスクリュー式サイドフィーダー２へ供給することで、二軸のスクリュー式サイドフィーダーから二軸混練押出機１００内に供給した。二軸混練押出機１００内へ供給されるポリプロピレンペレットとゴムペレットとタルクの合計の供給量は４９０ｋｇ／時間であった。重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ供給されるタルクの実効体積は１４４Ｌ／時間であり、スクリュー式サイドフィーダー２の搬送能力は８０１Ｌ／時間であった。すなわち、スクリュー式サイドフィーダー２の搬送能力は、重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ供給されるタルクの単位時間あたりの体積の約５．６倍であった。上記原料を二軸混練押出機１００のスクリュー回転数１３５０ｒｐｍで溶融混練し、上記注水口より水を注水することなく、上記第１ベント口および第２ベント口から減圧吸引を行った。得られた樹脂組成物ペレットに残存するＶＯＣの量を基準の１．０とした。
【００９４】
〔実施例１〕
比較例１と同じ装置を用いて、条件を変えた樹脂組成物の製造を行なった。
【００９５】
二軸混練押出機１００のスクリュー回転数を１５００ｒｐｍとし、注水口５より原料の供給重量の合計あたり、１重量部の水を注水する以外は、比較例１と同様の条件で樹脂組成物の製造を行った。得られた樹脂組成物ペレットに残存するＶＯＣの量は注水脱揮しない比較例１を基準として０．５７に低減しており良好であった。
【００９６】
〔実施例２〕
注水口５より原料の供給重量の合計あたり、４重量部の水を注水する以外は、実施例１と同様の条件で樹脂組成物の製造を行った。得られた樹脂組成物ペレットに残存するＶＯＣの量は注水脱揮しない比較例１を基準として０．５１に低減しており良好であった。
【００９７】
〔比較例２〕
注水口５より原料の供給重量の合計あたり、５重量部の水を注水する以外は、実施例１と同様の条件で樹脂組成物の製造を行った。その結果、二軸混練押出機１００より押し出される樹脂組成物が発泡してしまい、ペレットを製造することができなかった。
【００９８】
〔実施例３〕
二軸混練押出機１００内へ供給されるポリプロピレンペレットとゴムペレットとタルクの合計の供給量を６００ｋｇ／時間とする以外は、実施例１と同様の条件で樹脂組成物の製造を行った。重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ供給されるタルクの実効体積は１７６Ｌ／時間であり、スクリュー式サイドフィーダーの搬送能力は８０１Ｌ／時間であった。すなわち、スクリュー式サイドフィーダーの搬送能力は、重量式フィーダー３からスクリュー式サイドフィーダー２へ供給されるタルクの単位時間あたりの体積の約４．６倍であった。得られた樹脂組成物ペレットに残存するＶＯＣの量は、注水脱揮しない比較例１を基準として０．６８に低減していた。比較例１よりも生産性を２０％向上させ、かつＶＯＣを３１％低減でき良好であった。
【００９９】
〔実施例４〕
二軸混練押出機１００のスクリュー回転数を１６５０ｒｐｍとする以外は、実施例２と同様の条件で樹脂組成物の製造を行った。得られた樹脂組成物ペレットに残存するＶＯＣの量は注水脱揮しない比較例１を基準として０．４６に低減しており良好であった。
【０１００】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、熱可塑性樹脂と粉体とを溶融混練する樹脂組成物の製造方法に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  供給口１
２  スクリュー式サイドフィーダー
３，３’，１６，１６’  重量式フィーダー
４  第１ベント口
５  注水口
５’  注水ノズル
６  第２ベント口
７  脱揮装置
８  シールリング
９  第１混練ゾーン
１０  第２混練ゾーン
１１  第３混練ゾーン
１２  充満昇圧ゾーン
１３  注水分散ゾーン
１４  減圧膨張ゾーン
１５  注水脱揮ゾーン
１７  容量式フィーダー
３０  スクリュー
５０  シリンダー
１００  二軸混練押出機
【図１】
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