(57)【要約】【課題】紛体原料のかさ密度を上げて、搬送能力を向上させ、供給安定性に優れたものとする。【解決手段】サイドフィーダーシリンダー２とサイドフィーダースクリュ１とを具備し、該サイドフィーダーシリンダー２の開口部であるサイドフィーダー供給口３を有するサイドフィーダーであって、該サイドフィーダースクリュ１が、下記（ａ）〜（ｄ）のすべてを満たす部分スクリュを少なくとも一つ有する。（ａ）スクリュの捻じれ角度γが５〜Z度。ただし、Z＝e(-1.22x(D/d)+5.44) 、（ｂ）スクリュ長径Ｄとスクリュ短径ｄの比Ｄ／ｄが１．４〜２．５。（ｃ）Ｈｂ／Ｄ＝０．０５〜０．４。（ｄ）スクリュのエレメント長さＬｓとスクリュ長径Ｄの比Ｌｓ／Ｄが０．８〜２０．０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイドフィーダーシリンダーとサイドフィーダースクリュとを具備し、該サイドフィーダーシリンダーの開口部であるサイドフィーダー供給口を有するサイドフィーダーであって、
前記サイドフィーダースクリュが、下記（ａ）〜（ｄ）のすべてを満たす部分スクリュＳを少なくとも一つ有することを特徴とするサイドフィーダー。
（ａ）スクリュの捻じれ角度γが５〜Z度。
ただし、Z＝e(-1.22x(D/d)+5.44) ・・・・・・・・・(式１)
（ｂ）スクリュ長径Ｄとスクリュ短径ｄの比Ｄ／ｄが１．４〜２．５。
（ｃ）羽根幅Ｈｂとスクリュ長径Ｄの比Ｈｂ／Ｄが０．０５〜０．４
（ｄ）スクリュのエレメント長さＬｓとスクリュ長径Ｄの比Ｌｓ／Ｄが０．８〜２０．０。
【請求項２】
前記サイドフィーダースクリュが二軸スクリュであることを特徴とする、請求項１記載のサイドフィーダー。
【請求項３】
シリンダー冷却ユニットを有することを特徴とする、請求項１又は２記載のサイドフィーダー。
【請求項４】
前記サイドフィーダースクリュが、前記部分スクリュＳの上流側に１条ねじ、もしくは、カットスクリュを有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のサイドフィーダー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のサイドフィーダーを１つ以上有することを特徴とする、押出機。
【請求項６】
完全噛み合い型二軸押出機であることを特徴とする、請求項５記載の押出機。
【請求項７】
該押出機のギアボックスのトルク密度Tdが６〜２５N・ｍ／ｃｍ3であることを特徴とする、請求項６記載の押出機。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の押出機を用いて樹脂材料を押出する方法であって、
平均粒径０．１〜１０００μｍの紛体状熱可塑性樹脂を、前記押出機のサイドフィーダー供給口に供給し、熱可塑性樹脂と溶融混練することを特徴とする、押出方法。
【請求項９】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の押出機を用いて樹脂材料を押し出し成形する方法であって、
平均粒径０．１〜２００μｍの紛体状無機系フィラーを、前記押出機のサイドフィーダー供給口に供給し、熱可塑性樹脂と溶融混練をすることを特徴とする、押出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイドフィーダー、それを有する押出機、および押出機を用いた押出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、樹脂の複合材料は、押出機で樹脂に粉体状強化剤を混入し、造粒した後、成形加工機による製品の生産に供されている。この複合材料を製造する押出機は、メインホッパーから樹脂を投入し、樹脂を第一混練ゾーンで溶融させ、サイドフィーダーから粉体状強化剤を投入し、該強化剤は第二混練ゾーンで溶融した樹脂と混合される。
【０００３】
従来、サイドフィード用押出機に関しては、紛体をサイドフィードする際、押出機のサイドフィードバレルから下流側に紛体状強化剤を高分散させる搬送スクリュ構成の技術が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、特許文献２には、シリンダーにフィルター付きガス抜き装置を付けて、紛体原料中のガス成分だけを抜いて、紛体原料のかさ密度を上げて、供給量を向上させて、生産性を上げる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１８０８４１号公報
【特許文献２】特開２００８−２５４４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術では、紛体原料中に同伴されるガスは押出機に供給されるので、押出機でのガス抜きが必要になり、バレル構成・スクリュ構成が制限される。また、特許文献２に開示されている技術では、押出機内部の溶融混練時に発生する熱可塑性樹脂の分解した有機物、または、熱可塑性樹脂に含まれる揮発分が、フィルターの外側に溜まった紛体中で、凝縮して目詰まりを起こすので、長時間運転が出来ない。
【０００７】
そのため、本発明の目的は、紛体原料のかさ密度を上げて、搬送能力を向上させ、供給安定性に優れたサイドフィーダー、それを有する押出機、および押出機を用いた押出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討し、紛体原料をサイドフィーダーから供給する際、紛体原料のかさ密度を上げて、且つ、搬送能力を向上させるスクリュの検討が従来行われていなかったことに着目した結果、サイドフィーダーのスクリュ構造を特定することにより、前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、サイドフィーダーシリンダーとサイドフィーダースクリュとを具備し、該サイドフィーダーシリンダーの開口部であるサイドフィーダー供給口を有するサイドフィーダーであって、
前記サイドフィーダースクリュが、下記（ａ）〜（ｄ）のすべてを満たす部分スクリュＳを少なくとも一つ有することを特徴とするサイドフィーダー。
（ａ）スクリュの捻じれ角度γが５〜Z度。
ただし、Z＝e(-1.22x(D/d)+5.44) ・・・・・・・・・(式１)
（ｂ）スクリュ長径Ｄとスクリュ短径ｄの比Ｄ／ｄが１．４〜２．５。
（ｃ）羽根幅Ｈｂとスクリュ長径Ｄの比Ｈｂ／Ｄが０．０５〜０．４
（ｄ）スクリュのエレメント長さＬｓとスクリュ長径Ｄの比Ｌｓ／Ｄが０．８〜２０．０。
【００１０】
部分スクリュＳはスクリュに特定の長さの羽根を複数持っているもので、その羽根と前後の羽根との間に捻じれ（位相差）を設けると、部分スクリュSに供給される紛体原料の充満率が上がり、紛体原料を圧縮することが出来、かさ密度を上げることが出来る。ただし、捻じれ角度γが５度より小さいと、搬送能力は大幅に低減する。また、捻じれ角度がZ度より大きいと羽根間の隙間が広くなり、搬送能力が低下する。すなわち、捻じれ角度を５度からZ度にすると紛体原料のかさ密度が上がり、且つ、かさ密度の上がった紛体原料の搬送能力が上がる。
【００１１】
上述のごときサイドフィーダーにおいては、粉体原料の搬送能力の観点から、該サイドフィーダースクリュが二軸スクリュであることが好ましい。
【００１２】
また、サイドフィーダーは、シリンダー冷却ユニットを有することが好ましい。
【００１３】
また、サイドフィーダーにおいては、前記サイドフィーダースクリュが、前記部分スクリュＳの上流側に１条ねじ、もしくは、カットスクリュを有することが好ましい。１条ねじやカットスクリュは、紛体原料のかさ密度が比較的低いものの、粉体原料の搬送能力が高い。
【００１４】
本発明に係る押出機は、上述のごときサイドフィーダーを１つ以上有するものである。
【００１５】
押出機は、完全噛み合い型二軸押出機であることが好ましい。
【００１６】
また、該押出機のギアボックストルク密度Tdが６〜２５N・ｍ／ｃｍ3であることが好ましく、１８〜２５N・ｍ／ｃｍ3であることがさらに好ましい。
【００１７】
さらに、本発明は、上述のごとき押出機を用いて樹脂材料を押出する方法であって、平均粒径０．１〜１０００μｍの紛体状熱可塑性樹脂を、前記押出機のサイドフィーダー供給口に供給し、熱可塑性樹脂と溶融混練するというものである。
【００１８】
また、本発明は、上述のごとき押出機を用いて樹脂材料を押出する方法であって、平均粒径０．１〜２００μｍの紛体状無機系フィラーを、前記押出機のサイドフィーダー供給口に供給し、熱可塑性樹脂と溶融混練をするというものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、紛体原料のかさ密度を上げ、搬送能力を向上させ、供給安定性に優れたサイドフィーダーを提供することができる。また、該サイドフィーダーを有する押出機、該押出機を用いた押出方法は生産能力が高く、生産の安定性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態のサイドフィーダーの一例の概略図を示す。
【図２】（Ａ）本実施形態のサイドフィーダースクリュの部分スクリュＳの一例を示す側面図と、（Ｂ）部分スクリュＳを構成する羽根のうち隣接する２枚を長軸方向からみた図である。
【図３】サイドフィーダースクリュの部分スクリュＳの他の例を示す側面図と、（Ｂ）部分スクリュＳを構成する羽根のうち隣接する２枚を長軸方向からみた図である。
【図４】本実施形態のサイドフィーダー付押出機の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとし、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。さらに、本明細書において、「略」を付した用語は、当業者の技術常識の範囲内でその「略」を除いた用語の意味を示すものであり、「略」を除いた意味自体をも含むものとする。
【００２２】
本実施形態のサイドフィーダーは、押出機のバレルの横側面か上部に接続することで、樹脂組成物の製造装置等として使用することができる。
【００２３】
サイドフィーダーは、図１に示すように、サイドフィーダースクリュ１と、サイドフィーダーシリンダー２とを具備する。サイドフィーダー供給口３は原料を供給するためにサイドフィーダーシリンダー２に設けられた開口部であり、形状は角形、丸型の形状を選ばない。
【００２４】
本実施形態のサイドフィーダーにおいては、上記の他には、サイドフィーダースクリュ１を駆動するサイドフィーダーモーター４、及びサイドフィーダーギアボックス５、サイドフィーダーホッパー６、該ホッパーに接続する紛体原料供給配管７とガス抜き配管８、シリンダー冷却水入口配管９と同出口配管１０を設置する。原料を集めるサイドフィーダーホッパー６は、サイドフィーダー供給口３に取り付けられる。該サイドフィーダーホッパー６の上部には蓋が付いており、原料紛体を供給するための紛体原料供給配管７とガス抜き用のガス抜き配管８が付いている。
【００２５】
配管７，８のサイズは、例えば、円柱型配管の場合、直径３０〜３００ｍｍであり、実際の生産の場面を考慮すれば好ましくは５０〜２００ｍｍである。紛体原料供給配管７はサイドフィーダーギアボックス５側に、ガス抜き配管８は押出機１１側にそれぞれ設置するのが好ましい。サイドフィーダーシリンダー２の形状は使用するスクリュの形状に合わせて単軸用又は２軸用とする。好ましくは２軸形状である。サイドフィーダーシリンダー２には、該シリンダー全体を冷却する冷却装置が付くことが好ましい。シリンダー冷却装置が付くことにより、押出機１１から出てくる樹脂の分解物や残存有機物がサイドフィーダー側に流れなくなるので、サイドフィーダーシリンダー２の内壁に付着し長期安定性が低下することを防止することができるからである。
【００２６】
サイドフィーダーモーター４は、回転数を変えてもモータートルクが一定のインバーターモーターを使用するのが好ましい。サイドフィーダーギアボックス５は使用するスクリュにあわせて、単軸、２軸用とする。サイドフィーダーギアボックス５の軸の回転方向は、押出機１１のスクリュの回転方向がスクリュ先端に向かって、左周り回転ならば、左周りが好ましい。押出機スクリュへのサイドフィーダーから供給される紛体の食い込みが良くなるからである。
【００２７】
サイドフィーダースクリュ１は、図２に示す部分スクリュＳを有する。該部分スクリュＳには捻じれ角度γが付いていて、羽根の前後での捻じれ角度が狭いため、羽根間の隙間が狭いという特徴がある。捻じれ角度γは、隣接する２枚の羽根の長軸同士がなす角で定義される。
【００２８】
該部分スクリュＳの捻じれ角度γは５〜Ｚ度の範囲である。より好ましい捻じれ角度γは５〜（Ｚ−３）度の範囲である。Ｚは（式１）より求められる。
Ｚ＝e(-1.22x(D/d)+5.44) ・・・・・・・・・・・・（式１）
捻じれ角度γが５度以上であれば、部分スクリュＳの搬送能力が高い。捻じれ角度γがＺ度以下であれば、羽根間の隙間が広くなりすぎず、隙間からの漏れが小さくなるので、搬送能力が高い。
【００２９】
該部分スクリュＳの好ましい捻じれ角度は、部分スクリュＳの長径Ｄと短径ｄの比Ｄ／ｄによって異なる。原料の搬送能力から、Ｄ／ｄは１．４〜２．５であり、好ましくは１．５〜２．２である。Ｄ／ｄが１．４以上であれば、搬送能力が高い（Ｄ／ｄが１．４未満であれば、搬送能力が低く、十分な搬送能力が得難い）。また、Ｄ／ｄが２．５以下であれば、短径が小さすぎず強度が高い（Ｄ／ｄが２．５を超えるものは、現状、機械的強度の関係から設計が難しい）。
【００３０】
該部分スクリュＳの１枚の羽根幅Ｈｂと部分スクリュＳの長径Ｄとの比Ｈｂ／Ｄは、０．０５〜０．４であり、好ましくは０．０７〜０．３である。Ｈｂ／Ｄが０．０５以上であれば羽根の強度が高い。Ｈｂ／Ｄが０．４以下であれば搬送能力が高い。羽根の枚数は少なくとも２枚である。
【００３１】
該部分スクリュＳのエレメント長さＬｓと部分スクリュＳの長径Ｄとの比Ｌｓ／Ｄは、０．８〜２０．０であり、好ましくは１．０〜１５．０である。Ｌｓ／Ｄが０．８以上であれば搬送能力が高い。Ｌｓ／Ｄが２０以下であれば製作が容易である。
【００３２】
サイドフィーダースクリュ１において、該部分スクリュＳは少なくとも１つあればよい。該部分スクリュＳを１つでも構わないし、該スクリュＳの上流側と下流側にそれ以外の部分スクリュ、例えば搬送用の２条の順送りスクリュ、１条の順送りスクリュ（例えば、特開平０９−１０９２３１号公報、特開平１０−２４４８２号公報参照）、カットスクリュ（２条順送りスクリュの片側をカットして、空間体積を大きくしたもの。コペリオン社ではSK、日本製鋼所ではHSF）を設置しても構わない。特に１条の順送りスクリュとカットスクリュは搬送能力が高いので好ましい。図２（Ａ）（Ｂ）は、式１を満たす部分スクリュＳの一例、図３（Ａ）（Ｂ）は式１を満たさない部分スクリュの一例である。
【００３３】
図４にサイドフィーダー付き押出機１１の一例を示す。押出機１１の種類は限定されないが、二軸同方向回転二軸押出機が好ましい。押出機としては、例えば、ドイツ連邦共和国ＣＯＰＥＲＩＯＮ社製、「ＺＳＫ」シリーズ、東芝機械社製、「ＴＥＭ」シリーズ、日本製鋼所社製、「ＴＥＸ」シリーズ等が挙げられる。押出機の規格や大きさは、特に限定されないが、バレル径Ｅは４０〜２００ｍｍであることが好ましい。バレル径Ｅを４０ｍｍ以上とすることにより、生産性に優れる。バレル径Ｅを２００ｍｍ以下とすることにより、溶融混練時の発熱を一層効果的に抑制できる。押出機の長さＬは、特に限定されないが、バレル径Ｅの１２〜６０倍であることが好ましい。押出機の長さＬをバレル径Ｅの１２倍以上とすることにより、原料を十分に混練することができ、押出機の長さＬをバレル径Ｅの６０倍以下とすることにより、溶融混練が良好にできる。
【００３４】
押出機のモーター１２は、特に限定されず、インバーターモーターでもよいし、直流モーターでもよい。モーター１２には、必要に応じて冷却装置を設けてもよい。モーター１２の冷却装置としては、例えば、空気冷却タイプや循環水冷却タイプ等が挙げられるが、空気中に異物をまき散らさない観点から、循環水冷却タイプが好ましい。押出機ギアボックス１３のトルク密度Tdは、６〜２５N・ｍ／ｃｍ3であり、好ましくは８〜２４N・ｍ／ｃｍ3、さらに好ましくは１４〜２３N・ｍ／ｃｍ3である。トルク密度Tdが６以上、２５以下の範囲であると生産性と品質の安定性に優れる。
【００３５】
該押出機１１が上記した二軸同方向回転押出機である場合、その好ましいバレル構成の一例としては、供給口を少なくとも２つ有する構成１が挙げられる。図４に示す供給口を３つ有する構成２とともに、以下に具体的に説明する。
【００３６】
構成１においては、第一供給口１４Ａは、押出機ギアボックス１３に一番近い供給口で、第二供給口（前述したサイドフィーダー供給口に該当し、サイドフィーダーホッパーを接続する）１４Ｂは、第一供給口１４Ａの下流側の第一混練ゾーン１５Ａの下流側に配置する。第二供給口１４Ｂの下流側には第二混練ゾーン１５Ｂを少なくとも１つ配置する。
【００３７】
混練ゾーン１５Ａ、及び１５Ｂのスクリュ構成としては、例えば、２条もしくは３条のニーディングブロック（右廻り、左廻り、ニュートラル）、２条と／もしくは、３条のスクリュフライト（右廻り、左廻り）、バリスターリング、２条と／もしくは、３条の切り欠きスクリュとカットスクリュ、１条右回りスクリュフライト等を適宜選択し、必要に応じてこれらを組み合わせて用いることができる。前記第二供給口を有するサイドフィードバレル１４Ｂの前後のバレルに大気ベント１６Ａ、１６Ｃを設けても構わない。また、サイドフィードバレル自体にガス抜き用の大気ベント１６Ｂを設けても構わない。
【００３８】
押出機１１の大気ベント１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃには、酸化劣化物数を抑制する観点から、不活性ガスを供給しても構わない。不活性ガスとしては、窒素またはアルゴンが例示される。
【００３９】
構成２においては、構成１の第二混練ゾーン１５Ｂの下流に第三供給口（前述したサイドフィーダー供給口に該当し、サイドフィーダーホッパーを接続する）を設け、該第三供給口の下流に第三混練ゾーン１５Ｃを設ける。その下流側には、真空ベント１７を設けることが好ましい。
【００４０】
ここで１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃは重量式フィーダーで、流量はロードセルで単位時間当たりの質量速度を検知し、重量式フィーダーのスクリュの回転数を制御することで、第一供給口１４Ａから第三供給口１４Ｃのそれぞれに供給される原料の単位時間当たりの質量（質量速度）を制御する。該スクリュは単軸スクリュ、二軸スクリュを用いても構わない。
【００４１】
第一の紛体原料として、紛体状樹脂について説明する。紛体状樹脂としては、平均粒径１μｍ〜１０００μｍで、見かけ密度０．０５~０．６ｋｇ／ｍ3の紛体状樹脂を用いることができる。原料の具体例としては、例えば、紛体状熱可塑性樹脂が挙げられる。
【００４２】
熱可塑性樹脂の種類は、特に限定されず、公知の樹脂を用いることもできる。好ましい具体例としては、ポリフェニレンエーテル（例えば、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレンエーテル）、ポリ（２，６−ジメチルフェニレンエーテル−ｃｏ−２，３，６−トリメチルフェニレンエーテル）等）、ポリカーボネート、ポリオレフィン系樹脂（高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体等）、ポリスチレン系樹脂（ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、アクリロニトリル・スチレン共重合体、シンジオタクチックポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体等）、ポリエステル系樹脂（ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等）、スチレン・ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン・ブタジエンブロック共重合体、水素添加スチレン・イソプレンブロック共重合体、ホモポリオキシメチレン、コポリマーポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルニド、ポリアミド系樹脂（例えば、ポリアミド６、ポリアミド６，６、ポリアミド４，６、ポリアミド１１，ポリアミド１２，ポリアミド６，１０、ポリアミド６，１２、ポリアミド６／６，６、ポリアミド６／６，１２、ポリアミドＭＸＤ（ｍ−キシリレンジアミン），６、ポリアミド６，Ｔ、ポリアミド９，Ｔ、ポリアミド６，Ｉ、ポリアミド６／６，Ｔ、ポリアミド６／６，Ｉ、ポリアミド６，６／６，Ｔ、ポリアミド６，６／６，Ｉ、ポリアミド６／６，Ｔ／６，Ｉ、ポリアミド６，６／６，Ｔ／６，Ｉ、ポリアミド６／１２／６，Ｔ、ポリアミド６，６／１２／６，Ｔ、ポリアミド６／１２／６，Ｉ、ポリアミド６，６／１２／６等）、ポリアミドイミド、ポリアリーレート、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンエーテルとアルケニル系樹脂のブレンド物ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４３】
第二の紛体原料として、紛体状無機系フィラーについて説明する。紛体状無機系フィラーは、例えば、重質炭酸カルシウム、膠質炭酸カルシウム、軟質炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、クレー、硫酸バリウム、酸化亜鉛、アルミナ、水酸化マグネシウム、タルク、クロライト、マイカ、ガラスフレーク、ハイドロタルサイト、針状フィラー（ウオラストナイト、チタン酸カリウム、塩基性硫酸マグネシウム、セプライト、ゾノトライト、ホウ酸アルミニウム）、ガラスビーズ、シリカビーズ、アルミナビーズ、カーボンビーズ、ガラスバルーン、カーボン、磁性フィラー、圧電・焦電フィラー、摺動性フィラー、封止材用フィラー、紫外線吸収フィラー、制振用フィラー、導電性フィラー（ケッチェンブラック、アセチレンブラック）が挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４４】
紛体原料の他に、粒径が１〜６ｍｍのペレット状熱可塑性樹脂やガラスビーズ、ガラスファイバー、金属繊維、カーボン繊維等の繊維を切断したチョップドストランド、難燃剤（液状、固体状難燃剤を含む）、オイル、官能基付与剤、可塑剤、各種着色剤、着色補剤、紫外線吸収剤、耐電防止剤、安定剤等を併用しても構わない。これらの供給位置は、第一供給口１４Ａでも構わないし、第二供給口（サイドフィードバレル１４Ｂ）、第三供給口（サイドフィードバレル１４Ｃ）から、供給しても構わない。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例において特に断りがない限り、「％」及び「部数」は質量基準に基づくものである。
【００４６】
＜実施例１＞
先ず、図４の押出機において、サイドフィーダー（シリンダー径５８．０ｍｍ、二軸スクリュ式）と押出機を切り離し、図１，２に示すサイドフィーダー及びスクリュＳを用い、重量式フィーダーとサイドフィーダーだけで、かさ密度５２０ｋｇ／ｍ3、３０℃クロロホルム溶液測定の還元粘度０．５１ｄｌ／ｇ（極限粘度換算では、０．４８dl/g）、平均粒径５２０μｍの紛体状ポリフェニレンエーテル樹脂（以下「PPE」とも略する。）を使用し、紛体のかさ密度と搬送能力テストを行った。重量式フィーダーはｋｕｂｏｔａのＣＥ−Ｗ−４を使い、重量式フィーダースクリュは二軸スクリュとした。重量式フィーダースクリュ排出口と図１のサイドフィーダーの接続は、該排出口に直径４インチの垂直な配管７を付け、図１の７の位置に接続した。８のガス抜き配管は直径４インチの垂直配管とした。サイドフィーダーの部分スクリュＳの長さＬｓに対して、Ｌｓ／Ｄ＝１０であった。部分スクリュＳは、表１にあるAを２個、サイドフィーダースクリュの先端部に付けた。
【表１】
2015030132.tif 000003
【００４７】
他の部分スクリュはスクリュピッチ（スクリュが３６０度回転したとき長さ）が７５ｍｍの２条右廻りフライトスクリュを付けた。重量式フィーダー排出口とサイドフィーダー供給口間の距離は２．５ｍであった。サイドフィーダー供給口３でのかさ密度測定は、サイドフィーダーホッパー６の蓋を外し、サイドフィーダー供給配管出口にＳＵＳ製の容積１０００CCの筒型容器を置き、重量式フィーダーの供給量を５００ｋｇ／ｈｒに設定し、１０分間動かし、該ＳＵＳ容器を出口に付けて、満杯になったら、取り出し、３０秒静置し、水平なヘラで、容器の上部からはみ出した紛体を除去し、紛体の重量を測定し、かさ密度を測定した。これを５回測定し、平均値をかさ密度とした。次に、サイドフィーダーホッパー６の蓋を付けて、粉体原料供給配管７とガス抜き配管８を付けて、サイドフィーダーのスクリュ回転数を１００ｒｐｍとした。重量式フィーダーの供給量は２００ｋｇ／ｈｒにして、１０分間運転した。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａから排出されるPPEをサイドフィーダー供給口３でのかさ密度測定と同様に５回測定し、平均値を出した。サイドフィーダー供給口３のPPEは、ガスを大量に含み、かさ密度は低下したものであったが、部分スクリュＳとして表１のＡを使うとサイドフィーダースクリュ排出口１Ａでは、PPEはガスの量は少なくなり、かさ密度が上がり、供給量は２００ｋｇ／ｈｒであった。
【表２】
2015030132.tif 000004
【００４８】
＜比較例１＞
表１の部分スクリュＳをＢとした以外、実施例１と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度は実施例１より小さく、供給量も低下した（表２参照）。
【００４９】
＜比較例２＞
比較例１のサイドフィーダースクリュの回転数を上げていき、１４０ｒｐｍにし、供給量が２００ｋｇ／ｈｒ出ていることを確認した以外は比較例１と同様に行った。回転数を上げると供給量は増えるが、かさ密度はさらに低下した（表２参照）。
【００５０】
＜比較例３＞
表１の部分スクリュＳをＣとした以外、実施例１と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度は実施例１より小さく、供給量を同等にするためにはサイドフィーダースクリュの回転数を上げる必要があった（表２参照）。
【００５１】
＜比較例４＞
表１の部分スクリュＳをＤ１個とした以外、実施例１と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度は大幅に実施例１より低下した（表２参照）。
【００５２】
＜実施例２＞
表１の部分スクリュＳをＥ（羽根幅２倍）１個とした以外、実施例１と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度と供給量は良好であった（表２参照）。
【００５３】
＜実施例３＞
表１の部分スクリュＳをＦ３個とした以外、実施例１と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度と供給量は良好であった（表２参照）。
【００５４】
＜比較例５＞
表１の部分スクリュＳをＧとした以外、実施例３と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度は実施例３より小さく、供給量も低下したのでサイドフィーダースクリュの回転数を上げた（表２参照）。
【００５５】
＜比較例６＞
表１の部分スクリュＳをＨとした以外、実施例３と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度は実施例３より小さく、供給量も低下したのでサイドフィーダースクリュの回転数を上げた（表２参照）。
【００５６】
＜実施例４＞
表１の部分スクリュＳをＡ４個とした以外、実施例１と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度と供給量は良好であった（表２参照）。
【表３】
2015030132.tif 000005
【００５７】
＜実施例５＞
原料をタルクのＬＭＳ−４００（平均粒径４μｍ、かさ密度１２０ｋｇ／ｍ3）とした以外、実施例１と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度と供給量は良好であった（表３参照）。
【００５８】
＜比較例７＞
表１の部分スクリュＳをＢとした以外、実施例１と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度は実施例１より小さく、供給量も低下したのでサイドフィーダースクリュの回転数を上げた（表３参照）。
【００５９】
＜実施例６＞
原料をタルクのＮＫ４８（平均粒径２１μｍ、かさ密度４８０ｋｇ／ｍ3）とした以外、実施例１と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度と供給量は良好であった（表３参照）。
【００６０】
＜比較例８＞
表１の部分スクリュＳをＢとした以外、実施例１と同様に行った。サイドフィーダースクリュ排出口１Ａのかさ密度は実施例１より小さく、供給量も低下したのでサイドフィーダースクリュの回転数を上げた（表３参照）。
【表４】
2015030132.tif 000006
【００６１】
＜実施例７＞
図４に示す押出設備及び図１，２に示すサイドフィーダー及び部分スクリュＳ（実施例１）を用い、その条件を変えて樹脂組成物を製造し、その物性等を評価した（表４参照）。
【００６２】
二軸同方向回転押出機として、最大ギアボックストルク密度２１．２５N・ｍ／ｃｍ3のＺＳＫ５８Ｍｃ１８（ドイツ連邦共和国コペリオン社製）を使用した。押出機のバレル構成は、次の通りである。
Ｎｏ．１バレル        ：第一供給口
Ｎｏ．２〜３バレル    ：搬送ゾーン
Ｎｏ．４バレル        ：第一混練ゾーン
Ｎｏ．５バレル        ：第一大気ベント
Ｎｏ．６バレル        ：第二供給口（第二大気ベント付サイドフィードバレル）
Ｎｏ．７バレル        ：第二混練ゾーン
Ｎｏ．８バレル        ：第三大気ベント
Ｎｏ．９バレル        ：第三供給口（第四大気ベント１６Ｄ付サイドフィードバレル）
Ｎｏ．１０バレル      ：第三混練ゾーン
Ｎｏ．１１バレル      ：第一真空ベント
Ｎｏ．１２バレル      ：クローズドバレル
メッシュ              ：４０番／１００番／４０番を使用
ダイヘッド            ：４Φｍｍ  ２５穴
ストランドバス        ：水温  ４０℃±３℃
ペレタイザー          ：ペレット形状  ３．０±０．５ｍｍ目標にカッティング
振動篩い              ：長いペレット、連粒ペレット、切り粉を排除
重量式フィーダー      ：ｋｕｂｏｔａ社製  ＣＥ−Ｗ−４を各供給口に１個配置
【００６３】
第一供給口に供給するペレット樹脂は、ＨＩＰＳ  ＰＳ６２００（米国ノバケミカル社）とし、１８Ａの重量式フィーダー（ＣＥ−Ｗ−４（ｋｕｂｏｔａ社製））を使って、押出機に６０質量部供給した。第二供給口に供給する紛体原料は、実施例１で用いたPPEとし、１８Ａの重量式フィーダー（ＣＥ−Ｗ−４（ｋｕｂｏｔａ社製））を使って、４０質量部供給した。押出量は５００ｋｇ／ｈｒ、押出機の回転数は３００ｒｐｍとした。サイドフィーダーのスクリュ回転数は１００ｒｐｍとした。
【００６４】
第一混練ゾーンのスクリュ構成は、右廻りニーディングブロック２個、ニュートラルニーディングブロック、左廻りニーディングブロックとした。第二混練ゾーンのスクリュ構成は、右廻りニーディングブロック２個、ニュートラルニーディングブロック、右廻りニーディングブロックとした。第三混練ゾーンは、右廻りニーディングブロック２個、ニュートラルニーディングブロック、左廻りニーディングブロック、右廻りニーディングブロックとした。原料を供給して、１時間後の第二大気ベント（１６Ｂ）からPPEの飛散はほとんどなく、紛体の食い込み性も良好であった。
【００６５】
（樹脂組成物の物性評価）
押出機で製造された樹脂組成物のペレットを、射出成形機（東芝機械製ＩＳ−８０ＡＭ射出成形機）でISOの試験サンプルを成形した。その際のシリンダー温度は、２４０〜２９０℃とし、金型温度は、８０℃とした。得られた成形体について、荷重たわみ温度（DTUL）を測定した。DTULは、ISO７５に従い、評価した。メルトフローレート（MFR）はISO１１３３に従い、２５０℃、５ｋｇ荷重で測定した。
【００６６】
＜比較例９＞
サイドフィーダーの部分スクリュをＢ２個とし、比較例２の条件にした以外は、実施例７と同様に行った。サイドフィードバレルの大気ベントからPPEの飛散が多く、DTULが低下した（表４参照）。
【００６７】
＜実施例８〜１０、比較例１０〜１３＞
表４の比較例１０、比較例１１、実施例８、実施例９、比較例１２、比較例１３、実施例１０は、表２の比較例３、比較例４、実施例２、実施例３、比較例５、比較例６、実施例４のサイドフィーダーのスクリュＳとサイドフィーダースクリュ回転数に対応している。紛体の吹き出しとDTULの良好なものは、スクリュ種がＡ，Ｅ，Ｆの時であった。
【表５】
2015030132.tif 000007
【００６８】
＜実施例１１＞
第一供給口に供給するペレット樹脂をナイロン６６の１３００Ｓ（旭化成ケミカルズ社製）とし、第二供給口に供給する紛体原料は、タルクのＬＭＳ−４００（平均粒径４μｍ、かさ密度１２０ｋｇ／ｍ3）とした以外、実施例７と同じ条件で実施した。原料を供給して、１時間後の第二大気ベント（１６Ｂ）からタルクの飛散はほとんどなく、紛体の食い込み性も良好であった（表５参照）。
【００６９】
＜比較例１４＞
サイドフィーダーの部分スクリュＳをＢ２個とした以外、実施例１１と同様に実施した。１時間後の第二大気ベント（１６Ｂ）からタルクの飛散は多く、紛体の食い込み性も悪かった。フィラーの灰分は実施例１１よりすくなかった。フィラーの灰分は、ペレットを１００℃オーブンに２時間乾燥させて重さを測定したペレットを６５０℃の炉に入れ、６０分間、蒸し焼きにして、冷却後、残渣の重さを測定し、残渣のペレットに対する重さの割合で求めた。
【００７０】
＜実施例１２〜１６、比較例１５＞
実施例１２〜実施例１６の結果、部分スクリュＳがＡ２個の場合、１時間後の第二大気ベント（１６Ｂ）からタルクの飛散はほとんどなく、紛体の食い込み性も良好であり、Ｂ２個の場合、１時間後の第二大気ベント（１６Ｂ）からタルクの飛散が多く、紛体の食い込み性も悪く、且つ、灰分が少なかった（表５参照）。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のサイドフィーダー、それを有する押出機およびそれを用いた押出方法は、自動車部品、電子材料、光学材料、バッテリケース材料、バッテリセル材料、フィルム、シート等の成形に用いるペレットの製造技術として産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００７２】
１：サイドフィーダースクリュ
１Ａ：サイドフィーダースクリュ排出口
２：サイドフィーダーシリンダー
３：サイドフィーダー供給口
４：サイドフィーダーモーター
５：サイドフィーダーギアボックス
６：サイドフィーダーホッパー
７：紛体原料供給配管
８：ガス抜き配管
９：シリンダー冷却水入口配管
１０：シリンダー冷却水出口配管
１１：押出機
１２：押出機モーター
１３：押出機ギアボックス
１４Ａ：第一供給口
１４Ｂ：第二供給口（サイドフィードバレル）
１４Ｃ：第三供給口（サイドフィードバレル）
１５Ａ：第一混練ゾーン
１５Ｂ：第二混練ゾーン
１５Ｃ：第三混練ゾーン
１６Ａ：第一大気ベント
１６Ｂ：第二大気ベント
１６Ｃ：第三大気ベント
１６Ｄ：第四大気ベント
１７：真空ベント
１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ：重量式フィーダー
Ｓ：部分スクリュ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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