(57)【要約】【課題】本発明は、ポリマーと希釈剤の混合物を製造するための押出機、システム、及び押出し方法に関連する。当該押出機及び押出し方法は、電池セパレーターフィルム等の微多孔フィルムの製造に有益な、ポリマーと希釈剤の混合物の製造に用いられることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混ぜ合わされたポリマーと希釈剤を含む押出物を生産するシステムであって、
第１押出手段、
第１押出手段の下流に位置し、第１押出手段と流体連通する第２押出手段、
第２押出手段の下流に位置し、第２押出手段と流体連通するポンプ輸送手段、
第２押出手段の流出物から任意の混ぜ合わされていないポリマーの少なくとも一部を除くための分離手段であって、第２押出手段の下流に位置し、第２押出手段と流体連通する前記分離手段、
分離手段の下流に位置し、分離手段と流体連通する混合手段、及び
混合手段の下流に位置し、混合手段と流体連通する少なくとも１のダイス
を含む、前記システム。
【請求項２】
前記第２押出手段が、
（ａ）注入末端、流出末端、及びハウジング内に配置された少なくとも１の孔を有する細長いハウジング、
（ｂ）前記少なくとも１の孔内に配置され、回転軸がある少なくとも１の細長い押出機シャフト、及び
（ｃ）互いに固定角の関係で前記少なくとも１の細長い押出機シャフトに沿って位置する複数の押出機スクリュー区分であって、前記複数の押出機スクリュー区分が複数の押出機段階を形成するよう選択され、前記複数の押出機段階が注入段階及び分散段階を含み、前記複数の押出機スクリュー区分が少なくとも１のフライトチップを有する複数の混練ディスクを含む少なくとも１の第１混練区分を含む前記分散段階を形成し、各々隣接するフライトチップが０°＜θ＜９０°の角度θで進行的にオフセットする、前記複数の押出機スクリュー区分
を含む、第２押出機である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２押出機の前記混練ディスクの数が１０より多く、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクと隣接する混練区分の最初の混練ディスクとの間のオフセット角が約０°と等しくなるように選択される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２押出機の前記複数の押出機段階が、第１混合段階、第２混合段階、及び流出段階をさらに含む、請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２押出機の前記少なくとも１の細長い押出機シャフトが、四角形、五角形、六角形または八辺形の断面または複数の波形で形成された周縁部で画定された断面を有する、請求項２から４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
第１押出手段が第１押出機であって、前記押出機が、
（ａ）注入末端、流出末端、押出機シャフト長Ｌ、及びハウジング内に配置された１対の交差する孔を有する細長いハウジング、
（ｂ）各々に回転軸がある１対の細長い押出機シャフトであって、前記１対の交差する孔内に配置され、少なくとも１の回転方向で運転可能である、前記１対の細長い押出機シャフト、
（ｃ）互いに固定角の関係で前記１対の細長い押出機シャフトに沿って位置する複数の押出機スクリュー区分であって、前記複数の押出機スクリュー区分が複数の押出機段階を形成するよう選択され、前記複数の押出機段階が約３％Ｌ≦Ｌｉ≦約３０％Ｌの長さＬｉを有する注入段階、約１０％Ｌ≦Ｌｄ≦約３５％Ｌの長さＬｄを有する分散段階、約５％Ｌ≦Ｌｍ１≦約４５％Ｌの長さＬｍ１を有する第１混合段階、約０％Ｌ≦Ｌｍ２≦約５０％Ｌの長さＬｍ２を有する第２混合段階、及び約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約４０％Ｌの長さＬｏを有する流出段階を含む、前記複数の押出機スクリュー区分、
（ｄ）細長いバレルの前記注入末端に隣接する材料注入口、及び
（ｅ）希釈剤の一部を導入するための前記分散段階内に位置する第１流体注入口
を含む、請求項２から５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
第１押出機において、前記分散段階を形成する前記複数の押出機スクリュー区分が、少なくとも１のフライトチップを有する複数の混練ディスクを含む少なくとも１の第１混練区分を含み、各々隣接するフライトチップが０°＜θ＜９０°の角度θで進行的にオフセットする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
第１押出機において、前記少なくとも１の第１混練区分の前記混練ディスクの数が１０より多く、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクと隣接する混練区分の最初の混練ディスクとの間のオフセット角が約０°と等しくなるように選択される、請求項６または７に記載のシステム。
【請求項９】
第１押出機において、混練ディスクの数及び少なくとも１の第１混練区分の前記角度θは、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクと前記隣接する混練区分の最初の混練ディスクとの間のオフセット角が実質的に前記角度θと等しくなるように隣接する混練区分を設置することが可能となるように選択される、請求項６から８のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】
第１押出機が希釈剤を導入するために前記第２混合段階内に位置する第２流体注入口をさらに含み、第１押出機において、（ｉ）回転軸が実質的に平行であり、（ｉｉ）前記細長い押出機シャフトが、共回転または相互逆回転である、請求項６から９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
第１押出手段及び第２押出手段との間に第２ポンプ輸送手段をさらに含む、請求項１から１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
ポリマー押出物を生産する方法であって、
（ａ）第１押出機でポリマーと希釈剤を混ぜ合わせ、そこから混ぜ合わされたポリマーと希釈剤を含む流出物を移す工程
（ｂ）第１押出機の流出物を、第２押出機に導く工程、
（ｃ）第２押出機の流出物を、第１ポンプ輸送手段に導く工程、
（ｄ）第１ポンプ輸送手段の流出物を、保持液と濾過液に分離する工程、
（ｅ）濾過液にポリマー及び希釈剤を混合し、混合濾過液を提供する工程、及び
（ｆ）前記混合濾過液を、少なくとも１のダイスを通して押出す工程、
を含む、前記方法。
【請求項１３】
前記保持液を前記工程から除く、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１押出機が二軸押出機であり、第２押出機が単軸押出機である、請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項１５】
第１ポンプ輸送手段の流出物を濾過し、第１ギアポンプから第２押出機に流出物を導き、濾過液を前記工程から除く工程をさらに含む、請求項１２から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記押出物が、２０ｋｇ／時間以上の速度で生産される、請求項１２から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
第１押出機及び第２押出機で混ぜ合わされたポリマー及び希釈剤が、１５０℃から２５０℃の範囲の温度に暴露される、請求項１２から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
前記ポリマーが１以上のポリオレフィンである、請求項１２から１７のいずれかに記載の方法。
【請求項１９】
前記希釈剤が液体パラフィンを含み、第１押出機の前記混ぜ合わされたポリマー及び希釈剤中の前記液体パラフィンの量が、ポリオレフィン及び液体パラフィンの重量に基づき、４０重量％から９０重量％の範囲である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
第１押出機からの流出物を第２ポンプ輸送手段に導き、第２ポンプ輸送手段の流出物を第２押出機に導く工程をさらに含む、請求項１２から１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
第１ポンプ輸送手段が、ギアポンプである、請求項１２から２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
第２ポンプ輸送手段が、ギアポンプである、請求項１２から２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
請求項１２から２１のいずれかに記載の方法で生産された、微多孔フィルム。
【請求項２４】
請求項１２から２１のいずれかに記載の方法で生産された、リチウムイオン電池のための電池セパレーターフィルム。
【請求項２５】
ポリマー及び希釈剤を混ぜ合わせるための押出機であって、
（ａ）注入末端、流出末端、及びハウジング内に配置された少なくとも１の孔を有する細長いハウジング、
（ｂ）前記少なくとも１の孔内に配置され、回転軸がある少なくとも１の細長い押出機シャフト、及び
（ｃ）互いに固定角の関係で前記少なくとも１の細長い押出機シャフトに沿って位置する複数の押出機スクリュー区分であって、前記複数の押出機スクリュー区分が複数の押出機段階を形成するよう選択され、前記複数の押出機段階が注入段階及び分散段階を含み、前記複数の押出機スクリュー区分が少なくとも１のフライトチップを有する複数の混練ディスクを含む少なくとも１の第１混練区分を含む前記分散段階を形成し、各々隣接するフライトチップが０°＜θ＜９０°の角度θで進行的にオフセットする、前記複数の押出機スクリュー区分
を含む、前記押出機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、ポリマーと希釈剤の混合物を製造するための押出機、システム、及び方法に関連する。当該押出機、システム、及び方法は、電池セパレーターフィルム等の微多孔フィルムの製造に有益な、ポリマーと希釈剤の混合物の製造に用いられることが出来る。
【背景技術】
【０００２】
ポリマー材料は、多様なフィルム、シート、及び成型または形成された部品の製造に有益である。当業者に周知であるように、可塑化は、ポリマー材料が自由に流動し、任意の形状をとる程度にまで軟化することを言う。結晶性のポリマー材料の場合、可塑化は、融解と同義である。無定形のポリマー材料の場合、可塑化はそのガラス転移温度（Ｔｇ）またはその近傍で起こる。
【０００３】
ポリマー樹脂及びその他の材料の製造過程において、押出機は、当該材料の可塑化、混合及びポンプ輸送に通常使用される。最も簡潔な形態において押出機は、コンクリートの床にボルトで締められるよう設計されたフレーム、フレームに取り付けられたバレル、また、二軸押出機の場合、バレルの一端からもう一端に、縦方向に伸張する２つの相互に連結した孔を含む。二軸押出機はまた、前記２つの相互に連結した孔内に位置する２つの相互に噛合うスクリューを含み、同方向（共回転）または逆方向（相互逆回転）に前記スクリューを回転させる駆動手段を有する。
【０００４】
押出機スクリューは一般に、細長い円筒状の形態をとり、そのまわりをらせん状に位置し、通常フライトとして示される、１以上の隆起部を有する。フライトは、前進、後退または中立ピッチを有することができ、所定の用途に応じてピッチの度合いを変えることが出来る。フライトが隆起する前記スクリューの表面は通常、スクリューの根元として示される。スクリューを横断図で見た場合、スクリューの軸線と平行な線との１つの交点と、前記線とのフライトの次に最も近い交点との間における特定のフライトの進路は、３６０°の円を通常画定する。前記円形横断面の周辺部に向かい伸張するフライトチップは、スクリューの根元の上方のローブを画定する。スクリューの根元及び任意の２つのフライトの側壁により境界を定められた空間は、スクリューのチャンネルとなる。一般に環状シリンダの孔として述べることの出来るバレルまたはスリープ内で、スクリューはその長手方向軸線のまわりで回転する。
【０００５】
スクリューは通常、押出機のバレル内で固形ポリマー材料を前方へ運ぶプロセスを開始する最初の送り区分を有する。ポリマー材料は、バレル内へ流れて空になるホッパーにより押出機内へ供給されるか、または、送りシュートまたは側方フィーダを介して押出機のバレル（シリンダまたは孔とも言う）内へ定量供給されることが出来る。スクリューにより送りポートから離れるように運搬されるときに、バレル内でのポリマー材料の運行方向は下流方向として知られる。ポリマー溶解の押出しの場合、他の介在区分の有無に拘わらず、通常、スクリューの送り区分または注入区分の後に融解区分が続き、この区分において、ポリマー材料の部分的または全体的な可塑化が起こる。
【０００６】
他の介在区分の有無に拘わらず、通常、スクリューの融解区分の後に定量供給区分が続き、この区分では、通常、ダイスまたは他の形態の絞りオリフィスを含有する押出機の下流末端部を通して、可塑化した材料を押出物としてポンプ輸送する機能を有する。ダイスに達する前にポリマー材料が移動する押出機及びスクリューの各区分は、ダイスの上流として考える。
【０００７】
二軸押出機に関して、一方のスクリューのフライトが他方のスクリューのチャンネル内に位置する場合、２つのスクリューは相互噛合していると言える。このような構造において、各スクリューの軸線間の距離は、軸線からスクリューの最も高いフライトの頂部に向かって測定したときの２つのスクリューのそれぞれの半径の合計より小さい。１対のスクリューにおいて、相互噛合するチャンネル内への嵌合がフライトとチャンネルとの間での押出し可能な材料の通過を実質上許容しないようなフライトの形状及び寸法の場合は、スクリューは共役関係にあると言える。その他の場合は、スクリューは非共役関係にあると言え、非共役関係の場合の相互噛合の度合いは実質的に無制限に変えることが出来る。
【０００８】
共回転するスクリューは、共役関係にある場合でさえ、一方のスクリューから他方のスクリューへのポリマー材料の横方向の大きな運動を許容する。混合は、この運動により有利となり、スクリューが共役関係にない場合は、更に高められる。非共役関係のスクリュー上のフライトの形状は、１つのチャンネルから他方のスクリューの２つのチャンネルへのポリマー材料の通過を生じさせるように調整することが出来る。または、スクリューが共役関係または実質的に共役関係にある場合、所定のフライトの形状は、相互噛合領域において互いに拭い合うがバレルの壁は拭わないように設計出来る。
【０００９】
溶解物の形状のポリマー樹脂の処理とは対照的に、微多孔ポリマー膜の生産に用いられるようなポリマー−希釈剤混合物の製造は、押出機と工程設計において特殊な要件を提起する。これは大部分において、後続の押出し工程に用いられるポリマー溶剤が調製されるよう、ポリマー材料に多量の溶媒または希釈剤を導入する必要があるためである。微多孔膜は、一次電池及び例えば、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、ニッケル−水素二次電池、ニッケル−カドミウム二次電池、ニッケル−亜鉛二次電池、銀−亜鉛二次電池等の二次電池のセパレーターとして有益である。微多孔膜が電池セパレーター、特にリチウムイオン電池セパレーターとして使用される場合、膜の性能は、電池の特性、生産性、及び安全性に有意に影響する。従って、微多孔膜は、適当に均衡の取れた透過率、機械的物性、寸法安定性、遮断特性、融解特性等があるべきである。「均衡の取れた（ｗｅｌｌ−ｂａｌａｎｃｅｄ）」の語は、これらの特性の１つの最適化が別の特性の深刻な悪化を招かないことを意味する。
【００１０】
周知のように、電池の安全性の改良のため、特に運転条件下で高温に暴露される電池において、電池に比較的低い遮断温度と比較的高い融解温度があることが望ましい。フィルムの厚み等の一貫した寸法特性は、高性能フィルムに不可欠である。機械的強度の高いセパレーターは、電池の組立と製造の改良、及び耐久性の改良に望ましい。材料組成、流延及び延伸条件、熱処理条件等の最適化が微多孔ポリオレフィン膜の特性を改良するために提案されてきた。
【００１１】
一般に、実質的にポリエチレンから成る微多孔ポリオレフィン膜（すなわち、それらは単にポリエチレンのみを含み、他の種は有意に含まれない）は、比較的低い融解温度である。従って、融解温度を増加させるために、ポリエチレンとポリプロピレンの混合樹脂、及び、ポリエチレン層とプロピレン層を有する多層、微多孔ポリオレフィン膜から作られた微多孔ポリオレフィン膜を供給する提案がなされてきた。これらの混合樹脂の使用及び異なるポリオレフィンの層を有する多層フィルムの生産は、フィルムの厚み等の一貫した寸法特性を有するフィルムの生産を尚更困難にする。
【００１２】
米国特許第５，５７３，３３２号は、スクリュー型の押出機に用いられるスクリューエレメントを提示する。前記スクリューエレメントはらせん状であり、多様な方向のピッチを有する。長手方向の混合は、反対方向にねじ込むことで得られる一方、横軸方向の混合は、側面アークの細長いくさびにより達成される。この横方向の流れは、典型的な連続ずれ流動であり、そのずれ流動は主に分散混合操作である。前記流れの様々な部分流への分割、再循環及びオフセットの組み合わせは起こらない。
【００１３】
米国特許番号６，０６２，７１９は、２つ以上のフライトの第１と第２噛合スクリューを含む、共回転多重スクリュー押出機を提案する。第１スクリューは、第２スクリューの第１及び第２区分とそれぞれ対になった第１及び第２区分を含む。第１スクリューの第１区分において、第１フライトの高さは第２フライトの高さより低く、第２スクリューの第２区分において、第１フライトの高さは第２フライト及び当該押出機に用いられるスクリューの高さより低い。
【００１４】
米国公開第２００５／００１３１９２号は、樹脂の主流に沿わす方向にらせん角度Ｅで配置されるフライトチップを備えた複数のディスク要素を有するニーディングディスクを開示する。２つの隣接する各ディスクのフライトチップ間には隙間部が形成される。樹脂は、約３種類の流れ、すなわち、フライトチップに沿って流れる主流、隙間部を通る逆流、フライトチップを乗り上げて流れるチップ乗り上げ流により、樹脂温度の過度の温度上昇を伴うことなく分散、分配されて混練される。当該参考文献は、押出機の「分散」領域で溶融−せん断を改良するため、その領域の連続または「回転」型のスクリュー区分を開示する。分配または「攪拌」が必要とされる場合、らせん軸及びらせん軸と平行に不連続かつらせん状に配置されたフライトチップに沿って配置されたディスク要素を有する不連続であるかまたは「ディスク型」の区分が使用される。フライトチップ間の領域の反流的なポリマーの流れ（例えば、図７参照）は、ポリマー滞留時間を増やし、混合均一性を増加させる。従来のスクリュー区分では、Ｌ／Ｄ値は小さく、複数の区分が、良い分散を得るために必要とされる。しかしながら、これには問題があり、連接する２つの区分間の接合部分において効果的に生産されるのは、内部ローブの２倍の長さのローブである。これにより、ローブのフライトの「ピッチ」が急に変化する。さらに、区分の接合部分の数により、ローブの総数が減少する。全てのこれらの影響により有益なポリマーの反流量が減少する。
【００１５】
特開２００８−０１８６８７Ａは、第１押出機（二軸押出機）の後に第２押出機（単軸押出機）が続き、ポリマー溶解の濾過が各押出機の後に行われ、未溶解のポリマー樹脂が除かれる、ポリマー樹脂を混合する方法及び設備を開示する。ギヤポンプが、二軸押出機とフィルターの間に配置される。溶融での温度差を防ぐため、ダイスの入り口で任意に静的ミキサーが使用されることが出来る。
【００１６】
特開第２００３−０５３８２１号は、ポリオレフィン溶液が二軸押出機を通して押出され、各スクリューが（ａ）順ねじ切り欠きスクリューエレメント、（Ｂ）逆ねじ切り欠きスクリューエレメント、（Ｃ）カラー（ｃｏｌｌａｒ）の少なくとも１を含む、微多孔フィルムの湿式製造方法を開示する。この処置は、異なる種類及び分子量のポリマーの混合に有益であると言われる。
【００１７】
特開平０７−２１６１１８Ａは、必須成分としてポリエチレンとポリプロピレンを含み、それぞれ異なったポリエチレン含有量を伴う少なくとも２つの微多孔層を有する多孔性フィルムから形成された電池セパレーターを開示する。１つの微多孔層のポリエチレン含有量は重量で０〜２０％、他方の微多孔層のポリエチレン含有量は重量で２１〜６０％、そして、フィルム全体では重量で２〜４０％である。電池セパレーターには、比較的高い遮断開始（ｓｈｕｔｄｏｗｎ−ｓｔａｒｔｉｎｇ）温度と機械的強度がある。これは「乾式」方法であるため、前記樹脂は、ポリマー溶解として結合され、次に、押出される。
【００１８】
国際公開番号ＷＯ２００５／１１３６５７は、従来の遮断特性、融解特性、寸法安定性、及び高温強度を有する微多孔ポリオレフィン膜を開示する。前記膜は、（ａ）より低い分子量のポリエチレン及びより高い分子量のポリエチレンを含む組成物、及び（ｂ）ポリプロピレンを含むポリオレフィン組成物を使用することで作られる。当該微多孔ポリオレフィン膜は、いわゆる「湿式」により、すなわち、ポリマーと希釈剤の混合物から生産される。ポリマーと希釈剤の混合の改良は、前記生産方法からの微多孔膜の収率の改良及び微多孔膜の特性の改良をもたらすと信じられている。
【００１９】
当業者が明らかに認めるように、ポリマー溶解を押出すための押出機スクリューの設計要求事項は、ポリマー−希釈剤混合物に関連するものと大きく異なる。多くの研究がポリマー溶解に関して行われてきたが、当該研究はポリマー−希釈剤混合物の押出しの分野に移行する際に主に失敗している。ポリマー−希釈剤混合物はポリマー溶解と異なるように動くことから、ポリマー溶解の押出しに使用される押出機スクリュー区分の組み合わせがポリマー−希釈剤混合物を押出す場合に十分な性能をもたらすと言う期待がないと、当業者に認識される。よく理解されるように、押出機内での溶媒又希釈剤層の反流は好ましくない（一般的に望ましくない）。ポリマーと比べ希釈剤の粘度が非常に低く、少量の希釈剤でさえポリマーの配合を妨げることから、押出機の注入段階において、有意量の希釈剤がない（好ましくは、全くない）ことが望まれる。
【００２０】
当該技術分野におけるこれらの進歩にもかかわらず、ポリマー−希釈剤混合物から高品質の微多孔ポリオレフィン膜及び他のフィルムまたはシートを製造することが可能な優れた押出しシステムの必要性が残る。
【発明の概要】
【００２１】
一の側面において、ポリマーと希釈剤の混合物を調製するための押出機が提供される。前記押出機は、注入末端、流出末端及びハウジング内に配置された少なくとも１の交差する孔を有する細長いハウジング、前記少なくとも１の交差する孔内に配置された少なくとも１の細長い押出機シャフト、及び、互いに固定角度の関係で前記少なくとも１の細長い押出機シャフトに沿って位置する複数の押出機スクリュー区分であって、前記複数の押出機スクリュー区分が複数の押出機の段階を形成するよう選択され、前記複数の押出機の段階が注入段階及び分散段階を含み、前記複数の押出機スクリュー区分が少なくとも１のフライトチップを有する複数の混練ディスクを含む少なくとも１の第１混練区分を含む分散段階を形成し、各々隣接するフライトチップが進行的に角度θ（０°＜θ＜９０°）でオフセットする、前記複数の押出機スクリュー区分を含む。
【００２２】
別の側面において、ポリマーと希釈剤の混合物を調製するための押出機が提供される。前記押出機は、注入末端、流出末端、押出機シャフト長Ｌ及びハウジング内に配置された１対の交差する孔を有する細長いハウジング、それぞれの回転軸を有する１対の細長い押出機シャフト、前記１対の交差する孔内に配置され少なくとも１の回転方向で運転可能な１対の細長い押出機シャフト、互いに固定角度の関係で前記１対の細長い押出機シャフトに沿って位置する複数の押出機スクリュー区分、複数の押出機の段階を形成するよう選択される前記複数の押出機スクリュー区分、約３％Ｌ≦Ｌｉ≦約３０％Ｌの長さＬｉを有する注入段階、約１０％Ｌ≦Ｌｄ≦約３５％Ｌの長さＬｄを有する分散段階、約５％Ｌ≦Ｌｍ１≦約４５％Ｌの長さＬｍ１を有する第１混合段階、約０％Ｌ≦Ｌｍ２≦約５０％Ｌの長さＬｍ２を有する第２混合段階、及び約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約４０％Ｌの長さＬｏを有する流出段階を含む前記複数の押出機の段階、細長いバレルの注入末端に隣接する材料注入口、及び前記希釈剤の少なくとも一部を導入するための分散段階内に位置する第１流体注入口を含む。
【００２３】
さらに別の側面において、ポリマーと希釈剤の混合物を押出す方法を提供する。当該方法は、押出機の注入段階で秒あたりＰグラムの速度でポリマーを配合する工程、配合したポリマーを押出機の分散段階に導く工程を含む。希釈剤の全てまたは一部は、Ｓ１の速度（例えば、秒あたりのグラム数で測定される）で前記分散段階の配合されたポリマーに導入される。ここで、前記希釈剤はポリマーより低い粘度を有する。前記希釈剤は次に、ポリマー中に分散されて、第１混合段階に導かれる。前記希釈剤の第２部分は、所望であれば、押出機の混合段階で配合されたポリマーに導入されることが出来る。混ぜ合わされたポリマー−希釈剤混合物中の希釈剤の第２部分を分散するために、前記第２部分は、第２流体注入口を通して秒あたりＳ２グラムの速度で導入される。第２流体注入口の位置は重要でない。例えば、第２混合段階から希釈剤の第２部分を導入出来る。所望であれば、例えば、混合段階に希釈剤の第３部分を加えることが出来る。希釈剤の第３部分を加える場合、秒あたりＳａグラムの速度で混ぜ合わされたポリマー−希釈剤混合物に導入でき、ここで、希釈剤の第２部分の導入の速度が秒あたりＳｂグラムであり、（Ｓａ＋Ｓｂ）はＳ２と等しい。第１混合段階において、希釈剤とポリマーは、第３段階の生産物を生産するために配合され、前記第３段階の生産物は、（ｉ）第１相における前記ポリマー−希釈剤混合物、（ｉｉ）第１相から分離した第２相における希釈剤の一部、及び（ｉｉｉ）第１及び第２相から分離した第３相でのポリマーの一部を含む。一の形態において、第１混合段階の混合エネルギーは、注入段階または分散段階のいずれかにおける混合エネルギーより大きい。
【００２４】
さらに別の側面において、本発明は、混ぜ合わされたポリマーと希釈剤を含む押出物を生産するシステムを提供する。当該システムの実施態様は、第１押出手段と第１押出手段の下流に位置し、第１押出手段と流体連通する第２押出手段を含む。ポンプ輸送手段は、第２押出手段の下流に位置し、第２押出手段と流体連通する。また、任意に第１ポンプ輸送手段は、ギアポンプである。前記システムの実施態様はまた、第２押出手段の流出物から任意の混ぜ合わされていないポリマーの少なくとも一部を除くための分離手段も含む。当該分離手段は一般に、第２押出手段の下流に位置し、第２押出手段と流体連通する。混合手段は、分離手段の下流に位置し、分離手段と流体連通する。前記システムはまた、混合手段の下流に位置し、混合手段と流体連通する少なくとも１のダイスも含む。前記システムはまた、任意に第１押出手段及び第２押出手段との間に位置する第２ポンプ輸送手段も含む。一の有利な第２ポンプ輸送はギアポンプである。
【００２５】
本明細書に開示される例示的な形態において、分散段階の少なくとも１の第１混練区分の混練ディスクの数は１０より多く、分散段階を形成する押出機スクリュー区分は全長で約４Ｄより長い。ここでＤは、押出機スクリュー区分の直径である。
【００２６】
本明細書に開示される別の例示的な形態において、混練ディスクの数は１０より多く、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクのフライトチップと隣接する混練区分の最初の混練ディスクのフライトチップとの間のオフセット角が約０°と等しくなるように選択される。
【００２７】
本明細書に開示される別の例示的な形態において、混練ディスクの数及び少なくとも１の第１混練区分の角度θは、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクのフライトチップと隣接する混練区分の最初の混練ディスクのフライトチップとの間のオフセット角が実質的に約０°と等しくなるように隣接する混練区分を設置することが可能となるよう選択される。
【００２８】
本明細書に開示されるさらに別の例示的な形態において、混練ディスクの数は、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクのフライトチップと隣接する混練区分の最初の混練ディスクのフライトチップとの間のオフセット角が約０°と等しくなるように選択される。
【００２９】
本明細書に開示されるさらに別の例示的な形態において、細長い押出機シャフトは、共回転または逆方向に回転をする。
【００３０】
本明細書に開示されるさらに別の例示的な形態において、前記方法はさらに、ポリマー溶液の流れを押出す、穴付きのダイス流出口を含む押出ダイスを通してポリマー−希釈剤混合物（例えば、ポリオレフィン溶液）を押出す工程及び冷却押出物を形成する押出物の冷却工程を含む。
【００３１】
さらに別の形態において、本発明は、高分子押出物を生産する方法に関する。当該方法の実施態様は、第１押出機でポリマーと希釈剤を混ぜ合わす工程及びその第１押出機から、混ぜ合わされたポリマーと希釈剤を含む流出物を移す工程を含む。第１押出機からの流出物は、第２押出機に導かれ、その流出物は第１ポンプ輸送手段に導かれる。第１ポンプ輸送手段の流出物は、保持液と濾過液に分離される。濾過液は、ポリマー及び希釈剤と混合され、混合濾過液となり、前記混合濾過液は少なくとも１のダイスを通して押出される。
【００３２】
任意に、追加のポンプ輸送手段が、第１押出手段の連続した下流及び第２押出手段の上流に位置し、第１と第２押出手段と流体練通することが出来る。例えば、第１押出手段は二軸押出機とすることが出来る。例えば、第２押出手段は単軸押出機とすることが出来る。例えば、第１及び第２ポンプ輸送手段は各々１以上のギアポンプとすることが出来る。例えば、分離手段はフィルターとすることが出来る。例えば、混合手段は静的ミキサーとすることが出来る。
【００３３】
開示される押出機及び方法の当該利点及びその他の利点、特徴、及び属性及びその有利な応用及び／または使用は、以下の発明の詳細から、特に本明細書に添付の図面と併せて読まれることで、明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明に係る、二軸押出機の長手軸側面図に関する概略図である。
【図２】図２は、図１の線２−２で押出機を通した断面図で、本発明に係る、２つの混練区分の図である。
【図３】図３は、本発明に係る、ポリマー溶液の調製に用いられるスクリュー区分の構成図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明に係る、押出機スクリューの混練区分を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明に係る、図４Ａの混練区分の端面図を示す。
【図５】図５は、本発明に係る、ポリマー溶液の調製に用いられる別のスクリュー区分の構成図である。
【図６】図６は、本発明に係る、ポリマー溶液の調製に用いられるさらに別のスクリュー区分の構成図である。
【図７】図７は、本発明に係る、ポリマー溶液の調製に用いられるまたさらに別のスクリュー区分の構成図である。
【図８】図８は、本発明に係る、ポリマー溶液の調製に用いられる別のスクリュー区分の構成図である。
【図９】また、図９は、本発明に係る、ポリマー溶液の調製に用いられるさらに別のスクリュー区分の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
発明の詳細な記載
一の形態において、本発明は、ポリマーと希釈剤を含む混合物から押出物を生産するシステムに関する。この形態において、二軸押出機は、ポリマーと希釈剤を混ぜ合わすための第１押出機として配置される。単軸押出機は、二軸押出機の下流に位置し、そこから前記混ぜ合わされたポリマーと希釈剤を受け取る。単軸押出機より二軸押出機の方がポリマーと希釈剤をさらに完全に混合することが観察されてきたため、第１押出機は一般に、二軸押出機である。第２押出機（単軸押出機）は第１押出機（二軸押出機）の下流に位置する。なぜなら、二軸押出機がポリオレフィン−希釈剤混合物を押出す際と比べ、単軸押出機は押出物質量の流量及び流圧のばらつきがより少なく、従って、より均一な押出生産物のためのより一定したダイスへの流れをポリマー−希釈剤混合物に与えることが観察されるためである。一の実施態様において、例えば、１以上のフィルター等の分離手段は、第１及び／または第２押出機の下流に位置し、ポリマー化触媒微粉、混ぜ合わされていないポリマー及び工程装置から研磨された金属粒子等の少なくとも一部を分離し、取り除く。１以上のギアポンプ等のポンプ輸送手段が、フィルターにより当該システムに引き起こされた圧力降下を克服するために使用される。ポンプ輸送手段（この場合、ギアポンプ）及び分離手段（この場合、フィルター）の組み合わせを第２押出機の下流及びダイスの上流に位置することで混ぜ合わされた希釈剤及びポリマーの相分離をもたらすことが出来ることが観察されている。混合手段（この場合、静的ミキサー）が、押出物をダイスに導入する前に、ポリマーと希釈剤を単相に再び混ぜ合わせるために使用される。
【００３６】
本発明は、ポリマーと希釈剤の混合物を生産するために、ポリマーと希釈剤（流体）を押出す場合、混合スクリューまたは押出機（例えば、第１押出機）の注入段階のスクリューが「回転」型の、すなわち、米国公開第２００５／００１３１９２号で定義されるポリマーの「分配」または「攪拌」に用いられる連続したフライトを有する、１以上のスクリュー区分を含む（または、前記スクリュー区分から成る）ことが望ましい発見にある程度基づく。また、注入段階の後に分散段階が続き、ここで混合スクリューまたは押出機の分散段階のスクリューがポリマー、希釈剤、及びポリマー溶液の「分散」及びせん断に用いられる「ディスク」型を含む（または、前記「ディスク」型から成る）ことも望ましい。また、ポリマー及び希釈剤の優れた混合のために、希釈剤を押出機に沿った少なくとも２箇所で導入することが有利と成り得ることも発見された。
【００３７】
定義
「前進フライトスクリュー区分」は、押出機の注入末端から排出末端への方向に流れを起こすために十分なフライト角度を有する連続した運搬要素を意味する。適した前進フライトスクリュー区分は、東京（日本）の日本製鋼所から入手可能であり、Ｈ２５９、Ｈ２６１、Ｈ２６２及びＨ２６５等の区分を含むことができ、それら全ては、例えば、シャフトＴＥＸ６５等と互換性がある。
【００３８】
「前進スクリュー区分」は、前方のスクリュー区分まで材料を運搬するために設計されたフライトピッチを伴うスクリューエレメントを意味する。
【００３９】
「ギア混練区分」は、複数のギヤのような混練ディスクを有するスクリュー区分を意味する。適したギア混練区分は、東京（日本）の日本製鋼所から入手可能であり、Ｈ７２６やＨ７２７等の中立ギヤ混練区分を含むことが出来る。
【００４０】
「混練区分」は、連続または不連続となり得るスクリュー区分を意味する。不連続な混練区分の例は、複数の裂片（ローブ）がある混練ディスクを有する単一及び二重フライト混練区分及び複数のギヤのような混練ディスクを有するギア混練区分を含む。混練ディスクの長さまたは厚みは、混合で必要とされる分散速度に依存し、典型的には２，３ミリメートルから数ミリメートルの範囲であり、例えば、２ｍｍから１００ｍｍである。連続した混練区分は、どちらの方向にも流れを全く生じないような９０°のフライト角度を伴う連続した運搬要素の形状を有することが出来る。
【００４１】
「後退スクリュー区分」は、先行したスクリュー区分へ逆に運搬し、バレル区分を満たすように設計されたピッチを伴うスクリューエレメントを意味する。
【００４２】
「スクリューの構成」は、連続したスクリュー区分の幾何学的特性及び／または構成の変化から生じるスクリューの一般的な外形を意味し、その長さに従って異なるよう機能することを確実とする。
【００４３】
「区分」または「スクリュー区分」は、打錠されたまたはスプライン結合されたシャフトに沿って位置し、連続した溶液または密集体へと材料を運搬、せん断、加圧、過熱及び／または転換する押出スクリューエレメントを意味する。前記エレメントは運搬型、非運搬型または混練型とすることが出来る。
【００４４】
「単一フライト」または「二重フライト混練区分」は、複数の裂片がある混練ディスクを有する混練区分を意味する。適した単一フライトまたは二重フライト混練区分は、東京（日本）の日本製鋼所から入手可能であり、Ｈ２６６やＨ２６７等の前進混練区分、Ｈ２９９等の後退混練区分、Ｈ２９４やＨ３０６等の中立混練区分を含むことが出来る。
【００４５】
「二軸押出機」は、ポリマー溶液等の生産物の混合及び加工に用いられる、２つの孔を有するバレルで並列して稼働する２つの平行するスクリューシャフトを有する機械を意味する。
【００４６】
ここで図１−９が参照され、同じ番号は、同じ部分を指定するために使用される。
【００４７】
ここで図１を参照すると、二軸押出機１０が示される。二軸押出機１０は、東京（日本）の日本製鋼所から入手可能であり、商業用途にＴＥＸ５４、ＴＥＸ６５モデル等または小規模及び実験室用途にＴＥＸ３０、ＴＥＸ４４等とすることが出来る。当業者が容易に理解するように、他のポリオレフィン押出機が使用され得る。二軸押出機１０は、ドライブモーター１２、それに注入側で接合されたギア装置１４及び注入末端１８と流出末端２０を有するハウジング１６を含む。図２で示されるように、ハウジング１６は、ハウジング１６内に配置される１対の交差する孔２２を含む。再度図１を参照すると、処理される熱可塑性材料の供給のための注入ホッパー２４がハウジング１６上に提供される。押出機１０の前述の部品は、基盤２８上に位置し、それに接合される複数の支柱２６で支持される。前記注入ホッパー２４では、注入ホッパー２４への可塑性ペレットまたは他の材料の定量的な添加のため、計量装置（図示なし）を設置することが出来る。ハウジング１６の末端において、押出機１０で処理された材料の排出のための吐出し口３０が注入末端１８の下流にあり、流出末端２０に隣接する。少なくとも１の希釈剤（例えば、溶媒）を１以上の位置で押出機に導入出来る。例えば、分散段階の第１注入チューブ３２、または、その位置及び第２混合段階に位置する第２注入チューブ３３で希釈剤を導入出来る。
【００４８】
再度図２を参照すると、ハウジング１６の交差する孔２２は、互いに平行である。各々が回転軸を有する１対の細長い押出機シャフト３４は、１対の交差する孔２２内に配置され、ギア装置１４の動力取出装置側と結合されることにより少なくとも１の回転方向で運転可能である。ここで、ギア装置１４はドライブモーター１２により運転する。一の形態において、複数のスクリュー区分の前記１対の細長い押出機シャフト３４への打錠を可能にするため、前記１対の細長い押出機シャフト３４は、四角形、五角形、六角形または八辺形の断面または（例えば、スプライン様周縁部を形成する）複数の波形で形成された周縁部で画定された断面で提供されることが出来る。
【００４９】
下記でより詳細に記載されるように、多様なスクリュー区分が、例えば、噛合スクリュー区分及び機能に依存して選択され、前記１対の細長い押出機シャフト３４に沿って連続して配置される混練ディスク等のように、前記細長い押出機シャフト３４上に回転不可能な固定角度の関係で提供される。
【００５０】
ここで図３を参照すると、複数の押出機スクリュー区分が示され、当該複数の押出機スクリュー区分は複数の押出機段階を形成するよう選択される。一の形態において、複数の押出機段階は、注入段階１００、分散段階２００、第１混合段階３００、第２混合段階４００、及び流出段階５００を含む。また、これらの段階は、図１で押出機１０に関して示される。ここで、図３を参照して各段階について説明する。
【００５１】
複数の押出機スクリュー区分が注入段階１００に含まれる。図１で示すように、注入段階１００は、第１末端１８近くで始まり、分散段階２００で終り、処理のため、注入２４から熱可塑性材料を受け取るように位置する。図３で示すように、一の形態において、注入段階１００は、第１前進フルフライトスクリュー区分１０２（ｆｏｒｗａｒｄ  ｆｕｌｌ  ｆｌｉｇｈｔ  ｓｃｒｅｗ  ｓｅｇｍｅｎｔ  １０２）、１対の第２前進フルフライトスクリュー区分１０４、及び６つの第３前進フルフライトスクリュー区分１０６を含む。一の形態において、第１前進フルフライトスクリュー区分１０２の長さは、４０．５ｍｍである。（５４ｍｍの押出機、０．７５×押出機スクリュー直径「Ｄ」が使用される場合）。第２前進フルフライトスクリュー区分１０４の長さは１．００Ｄで、１対の全長は２．００Ｄである。また、第３前進フルフライトスクリュー区分１０６の長さは０．７５Ｄで、全長は４．５０Ｄである。一の形態において、第３前進フルフライトスクリュー区分１０６のピッチは、１対の第２前進フルフライトスクリュー区分１０４のそれより短い。一の形態において、注入段階１００は、約１０％Ｌ≦Ｌｉ≦約３０％Ｌの長さＬｉを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００５２】
さらに図３を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により分散段階２００が形成される。図１で示すように、分散段階２００は、注入段階１００に続き、第１混合段階３００で終わり、注入段階１００で導入された熱可塑性材料との混合のため、第１流体注入口３２から液体希釈剤を受け取るように位置する。図３で示すように、一の形態において、分散段階２００は、プレ混練区分２０２、３つの第１混練区分２０４、及び１２個の第２混練区分２０６を含む。一の形態において、プレ混練区分２０２が前方に材料を移動させる能力は、第３前進フルフライトスクリュー区分１０６及び第２混練区分２０６のそれより低い。一の形態において、プレ混練区分２０２の長さは、１．００Ｄである。第１混練区分２０４の長さは１．５０Ｄであり、３つの第１混練区分２０４の全長は４．５０Ｄである。第２混練区分２０６の長さは０．５０Ｄであり、１２個の第２混練区分２０６の全長は６．００Ｄである。一の形態において、分散段階２００は、約１５％Ｌ≦Ｌｄ≦約３５％Ｌの長さＬｄを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００５３】
図４Ａで示すように、一の形態において、第１混練区分２０４は、複数の混練ディスク２０８を含む。図４Ｂを参照して見られるように、混練ディスク２０８の各隣接するフライトチップは、進行的に角度θでオフセットされる。ここで、０°＜θ＜９０°であるか、角度θは約４５°と等しくなり得る。別の形態において、混練ディスクの数は１０より多く、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスク２０８のフライトチップと隣接する混練区分の最初の混練ディスクのフライトチップとの間のオフセット角が約０°と等しくなるように選択される。さらに別の形態において、混練ディスク２０８の数及び角度θは、前記少なくとも１の第１混練区分２０４の最後の混練ディスク２０８のフライトチップと隣接する混練区分の最初の混練ディスクのフライトチップとの間のオフセット角が実質的に前記角度θと等しくなるように隣接する混練区分２０４を設置することが可能となるように選択される。
【００５４】
一の形態において、１対の細長い押出機シャフト３４は六角形の断面を有し、オフセット角θは４０°≦θ≦５０°と定義される。別の形態において、角度θは約４５°と等しい。さらに別の形態において、第１混練区分２０４の混練ディスク２０８の数は、１５より多い。さらに別の形態において、第１混練区分２０４の混練ディスク２０８の数は、１７であり、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の二重フライト混練ディスク２０８のフライトチップと隣接する混練区分の最初の混練ディスク２０８のフライトチップとの間のオフセット角が約０°と等しい。理解されるように、第１混練区分２０４の混練ディスク２０８の数が多いほど、分散はより効率的である。また、ディスクの厚さも薄いほど、分散はより効率的である。
【００５５】
伝統的に、混練区分は、オフセット角／ディスクの数／ディスクの長さ／区分の長さで特定される。一の形態において、第１混練区分２０４は、４５／１７／０．０９Ｄ／１．５Ｄの前進混練区分であり、第２混練区分２０６は４５／５／０．１０Ｄ／０．５０Ｄの前進混練区分である。理解されるように、これらの混練ディスクは、比較的狭く、ポリマー溶液がフライトチップの周りを流れることを可能にし、何度も流れを分割、再結合させる。６０°のオフセット角θよりも、４０°≦θ≦５０°のオフセット角を伴うことで、より前進運搬能力が上がり、より後退運搬能力が低くなる。
【００５６】
ポリマー及び希釈剤の混合物を調製するよう設計された、本明細書に開示される分散段階の場合、上述の不連続な混練区分により、分配及び攪拌の有用性よりもむしろ分散の有用性が提供される点は興味深い。これは、連続フライト混練区分が分散に利用され、不連続混練区分が分配及び攪拌に利用される、溶融混合されたポリマーを調製するよう設計されたシステムで用いられる場合のそれらの有用性とは正反対である。重要なことに、上述の不連続混練区分は、ポリマーまたはポリマー−希釈剤混合物の逆流を可能にするが、分散段階で導入された溶媒または希釈剤の逆流は許容しない。
【００５７】
再び図３を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により第１混合段階３００が形成される。図１で示すように、第１混合段階３００は、分散段階２００に続き、第２混合段階４００で終わる。図３で示すように、一の形態において、第１混合段階３００は、複数のギア混練区分３０２を含む。別の形態において、第１混合段階３００は、各々１．５０Ｄの長さ、全長で１０．５０Ｄの７つのギア混練区分３０２を含む。一の形態において、第１混合段階３００は、約１５％Ｌ≦Ｌｍ１≦約３５％Ｌの長さＬｍ１を有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００５８】
一の形態において、各ギア混練区分３０２は、複数のマルチ歯ディスクを含み、各マルチ歯ディスクは、１２個のギア歯を含む。別の形態において、各ギア混練区分３０２は、５つのマルチ歯ディスクを含む。
【００５９】
さらに図３を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により第２混合段階４００が形成される。図１で示すように、第２混合段階４００は、第１混合段階３００に続き、流出段階５００で終わり、さらに、分散段階２００及び第１混合段階３００内で形成されたポリマー溶液と混合するよう、第２流体注入口３３からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図３で示すように、一の形態において、第２混合段階４００は、複数のプレ混練区分４０２を含む。一の形態において、各々１．００Ｄの長さ、全長で４．００Ｄの４つのプレ混練区分４０２が使用される。また、第２混合段階４００は、複数のギア混練区分４０４及び複数の中立混練区分４０６（ｎｅｕｔｒａｌ  ｋｎｅａｄｉｎｇ  ｓｅｇｍｅｎｔｓ  ４０６）も含む。一の形態において、第２混合段階４００は、各々１．５０Ｄの長さ、全長で４．５０Ｄの３つのギア混練区分４０４を含む。また、一の形態において、第２混合段階４００は、各々０．５０Ｄの長さ、全長で１．００Ｄの２つの中立混練区分４０６も含む。一の形態において、第２混合段階４００は、約０％Ｌ≦Ｌｍ２≦約３０％Ｌの長さＬｍ２を有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００６０】
一の形態において、各ギヤ混練区分４０４は、複数のマルチ歯ディスクを含み、各マルチ歯ディスクは、１２個のギア歯を含む。別の形態において、各ギア混練区分４０４は、６つのマルチ歯ディスクを含む。一の形態において、各中立混練区分４０６は、複数の二重フライト混練ディスクを含む。従来の通り、各二重フライト混練ディスクは、９０°の角度で進行的にオフセットされる。
【００６１】
再び図３を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により流出段階５００が形成される。図１で示すように、流出段階５００は、第２混合段階４００に続き、流出末端２０で終わり、さらに、少なくとも１の流出口３６からの排出を可能にするよう位置する。任意に、再利用されたフラフがフラフ供給注入口３８で導入されることが出来る。図３で示すように、一の形態において、流出段階５００は、１対の第１前進フルフライトスクリュー区分５０２及び第２前進フルフライトスクリュー区分５０４を含む。一の形態において、各第１前進フルフライトスクリュー区分５０２の長さは１．５Ｄ、全長で３．００Ｄである。第２前進フルフライトスクリュー区分５０４の長さは、１．００Ｄである。
【００６２】
一の形態において、再利用されたフラフが導入された場合、流出段階５００はさらに、第２混練段階５２０を含む。第２混練段階５２０は、各々１．００Ｄの長さ、全長で２．００Ｄの１対の前進混練区分５０６及び長さ１．００Ｄの中立混練段階５０８を含むことが出来る。第２混練段階５２０はまた、長さ０．５０Ｄの逆混練区分５１０も含む。逆混練区分５０８は、複数の混練ディスクを含む。前記複数の混練ディスクの各隣接するフライトチップは、角度θで進行的にオフセットされる。ここで、０°＜θ＜−９０°または角度θは約−４５°と等しいことが出来る。再利用されたフラフが全く使用されない場合、複数の前進フルフライトスクリュー区分（図示なし）が第２混練段階５２０の代わりに用いられることが出来る。ここで、複数の前進フルフライトスクリュー区分は、全長３．５０Ｄである。
【００６３】
図３で示すように、第２混練段階５２０に続く、または複数の前進フルフライトスクリュー区分（図示なし）に続く、流出段階５００は、１対の第３前進フルフライトスクリュー区分５１２及び第４前進フルフライトスクリュー区分５１４を含む。一の形態において、各第３前進フルフライトスクリュー区分５１２は、第１前進フルフライトスクリュー区分５０２と同等であり、長さ１．５Ｄ、全長で３．００Ｄである。同様に、第４前進フルフライトスクリュー区分５１４は、第２前進フルフライトスクリュー区分５０４と同等であり、長さ１．００Ｄである。最後に、流出段階５００は、各々０．７５Ｄの長さ、全長で２．２５Ｄの複数の第５前進フルフライトスクリュー区分５１６で終わることが出来る。一の形態において、流出段階５００は、約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約４０％Ｌの長さＬｏを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００６４】
別の形態において、複数の押出機スクリュー区分が図５に示される。複数の押出機段階を形成するよう、前記複数の押出機スクリュー区分が選択される。一の形態において、複数の押出機段階は、注入段階１１００、分散段階１２００、混合段階１３００、及び流出段階１４００を含む。各段階は、ここで図５を参照に説明される。
【００６５】
複数の押出機スクリュー区分により注入段階１１００が形成される。概して図１を参照すると、注入段階１１００は、第１末端１８近くで始まり、分散段階１２００で終わり、処理のために注入口２４から熱可塑性材料を受け取るように位置する。図５で示すように、一の形態において、注入段階１１００は、１つの第１前進フルフライトスクリュー区分１１０２、１つの第２前進フルフライトスクリュー区分１１０４、及び６つの第３前進フルフライトスクリュー区分１１０６を含む。一の形態において、第１前進フルフライトスクリュー区分１１０２の長さは、４０．５ｍｍである（５４ｍｍの押出機、０．７５×押出機スクリュー直径「Ｄ」が使用される場合）。第２前進フルフライトスクリュー区分１１０４の長さは、１．００Ｄである。第３前進フルフライトスクリュー区分１１０６の長さは０．７５Ｄであり、全長で４．５０Ｄである。一の形態において、第３前進フルフライトスクリュー区分１１０６は、ピッチが１対の第２前進フルフライトスクリュー区分１１０４より短い。一の形態において、注入段階１１００は、約１０％Ｌ≦Ｌｉ≦約３０％Ｌの長さＬｉを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００６６】
さらに図５を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により分散段階１２００が形成される。図１で概して示すように、分散段階１２００は、注入段階１１００に続き、第１混合段階１３００で終わり、さらに、注入段階１１００内で導入された熱可塑性材料と混合するよう、第１流体注入口３２からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図５で示すように、一の形態において、分散段階１２００は、１対のプレ混練区分１２０２、１１個の第１前進混練区分１２０４、及び２つの第２中立混練区分１２０６を含む。一の形態において、材料を前進させるプレ混練区分１２０２の能力は、第３前進フルフライトスクリュー区分１１０６及び第１混練区分１２０４よりも低い。一の形態において、プレ混練区分１２０２の長さは０．７５Ｄ、全長で１．５Ｄである。第１前進混練区分１２０４の長さは０．５０Ｄであり、１１個の第１前進混練区分１２０４の全長は５．５０Ｄである。第２中立混練区分１２０６の長さは０．５０Ｄであり、２つの第２中立混練区分１２０６の全長は１．００Ｄである。一の形態において、分散段階１２００は、約１５％Ｌ≦Ｌｄ≦約２０％Ｌの長さＬｄを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００６７】
上述のように、混練区分は、オフセット角／ディスクの数／ディスクの長さ／区分の長さで特定される。一の形態において、第１前進混練区分１２０４は、４５／５／０．１０Ｄ／０．５０Ｄの前進混練区分である。理解されるように、これらの混練ディスクは、比較的狭く、ポリマー溶液がフライトの周りを流れることを可能にし、何度も流れを分割、再結合させる。６０°のオフセット角θよりも、４０°≦θ≦５０°のオフセット角を伴うことで、より前進運搬能力が上がり、より後退運搬能力が低くなる。
【００６８】
さらに図５を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により混合段階１３００が形成される。混合段階１３００は、分散段階１２００に続き、流出段階１４００で終わり、さらに、分散段階１２００で形成されたポリマー溶液と混合するよう、第２流体注入口（第２流体注入口が用いられている場合）からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図５で示すように、一の形態において、第１混合段階１３００は、長さ０．７５Ｄの１つのフルフライトスクリュー区分１３０２、長さ０．５０Ｄ、全長で１．００Ｄの１対の中立混練区分１３０４、及び長さ０．５０Ｄの１つの逆混練区分１３０６を含む。逆混練区分１３０６に続くのは、複数のギア混練区分１３０８である。逆混練区分１３０６に続くのは、各々１．５０Ｄの長さ、全長で１０．５０Ｄの７つのギア混練区分１３０８である。一の形態において、各ギヤ混練区分１３０８は、複数のマルチ歯ディスクを含み、各マルチ歯ディスクは、１２個のギア歯を含む。別の形態において、各ギア混練区分１３０８は、５つのマルチ歯ディスクを含む。ギヤ混練区分１３０８に続くのは、複数の前進混練区分１３１０である。一の形態において、各々０．５Ｄの長さ、全長で４．００Ｄの８つの混練区分１３１０が使用される。一の形態において、混合段階１３００は、約３０％Ｌ≦Ｌｍ≦約４５％Ｌの長さＬｍを有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００６９】
図５で示すように、複数の押出機スクリュー区分により流出段階１４００が形成される。流出段階１４００は、混合段階１３００に続き、流出末端２０（図１参照）で終わり、さらに、少なくとも１の流出口３６からの排出を可能にするよう位置する。図５で示すように、一の形態において、流出段階１４００は、５つの第１前進フルフライトスクリュー区分１４０２、１つの第２前進フルフライトスクリュー区分１４０４、及び１対の第３前進フルフライトスクリュー区分１４０６を含む。一の形態において、各第１前進フルフライトスクリュー区分１４０２の長さは１．５Ｄ、全長で７．５０Ｄである。第２前進フルフライトスクリュー区分１４０４の長さは、１．００Ｄである。各第３前進フルフライトスクリュー区分の長さは０．５０Ｄ、全長で１．５０Ｄである。一の形態において、流出段階１４００は、約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約３０％Ｌの長さＬｏを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００７０】
さらに別の形態において、複数の押出機スクリュー区分が図６に示される。複数の押出機段階を形成するよう、前記複数の押出機スクリュー区分が選択される。一の形態において、複数の押出機段階は、注入段階２１００、分散段階２２００、第１混合段階２３００、第２混合段階２４００、及び流出段階２５００を含む。各段階は、ここで図６を参照に説明される。
【００７１】
複数の押出機スクリュー区分により注入段階２１００が形成される。概して図１も参照すると、注入段階２１００は、第１末端１８近くで始まり、分散段階２２００で終わり、処理のために注入口２４から熱可塑性材料を受け取るように位置する。図６で示すように、一の形態において、注入段階２１００は、１つの第１前進フルフライトスクリュー区分２１０２及び４つの第２前進フルフライトスクリュー区分２１０４を含む。一の形態において、第１前進フルフライトスクリュー区分２１０２の長さは、４０．５ｍｍである（５４ｍｍの押出機、０．７５×押出機スクリュー直径「Ｄ」が使用される場合）。第２前進フルフライトスクリュー区分２１０４の各々の長さは０．７５Ｄであり、全長は３．００Ｄである。一の形態において、注入段階２１００は、約５％Ｌ≦Ｌｉ≦約３０％Ｌの長さＬｉを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００７２】
さらに図６を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により分散段階２２００が形成される。分散段階２２００は、注入段階２１００に続き、第１混合段階２３００で終わり、さらに、注入段階２１００内で導入された熱可塑性材料と混合するよう、第１流体注入口３２からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図６で示すように、一の形態において、分散段階２２００は、１つのカラー区分２２０２、１１個の第１前進混練区分２２０４、１つのギア混練区分２２０６、及び２つの第２中立混練区分２２０８を含む。一の形態において、カラー区分２２０２の長さは、０．７５Ｄである。第１前進混練区分２２０４の長さは０．５０Ｄであり、１１個の第１前進混練区分２２０４の全長は５．５０Ｄである。ギア混練区分２２０６の長さは、１．５０Ｄである。第２中立混練区分２２０６の長さは０．５０Ｄであり、２つの第２中立混練区分２２０６の全長は１．００Ｄである。一の形態において、分散段階２２００は、約１０％Ｌ≦Ｌｄ≦約３５％Ｌの長さＬｄを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００７３】
上述のように、混練区分は、オフセット角／ディスクの数／ディスクの長さ／区分の長さで特定される。一の形態において、第１前進混練区分２２０４は、４５／５／０．１０Ｄ／０．５０Ｄの前進混練区分である。理解されるように、これらの混練ディスクは、比較的狭く、ポリマー溶液がフライトの周りを流れることを可能にし、何度も流れを分割、再結合させる。６０°のオフセット角θよりも、４０°≦θ≦５０°のオフセット角を伴うことで、より前進運搬能力が上がり、より後退運搬能力が低くなる。
【００７４】
さらに図６を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により第１混合段階２３００が形成される。第１混合段階２３００は、分散段階２２００に続き、第２混合段階２４００で終わり、さらに、分散段階２２００で形成されたポリマー溶液と混合するよう、第２流体注入口（第２流体注入口が用いられている場合）からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図６で示すように、一の形態において、第１混合段階２３００は、長さ０．７５Ｄの１つのフルフライトスクリュー区分２３０２、長さ０．５０Ｄの１つの前進混練区分２３０４、及び複数のギア混練区分２３０６を含む。別の形態において、第１混合段階２３００は、各々１．５０Ｄの長さ、全長で９．００Ｄの６つのギア混練区分２３０６を含む。一の形態において、第１混合段階２３００は、約１５％Ｌ≦Ｌｍ１≦約３５％Ｌの長さＬｍ１を有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。一の形態において、各ギヤ混練区分２３０６は、複数のマルチ歯ディスクを含み、各マルチ歯ディスクは、１２個のギア歯を含む。別の形態において、各ギア混練区分２３０６は、５つのマルチ歯ディスクを含む。
【００７５】
さらに図６を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により第２混合段階２４００が形成される。第２混合段階２４００は、第１混合段階２３００に続き、流出段階２５００で終わる。図６で示すように、一の形態において、第２混合段階２４００は、複数の中立ギア混練区分２４０２を含む。一の形態において、各々１．５Ｄの長さ、全長で１０．５０Ｄの７つの中立ギア混練区分２４０２が使用される。複数の中立ギア混練区分２４０２に続くのは、各々０．５０Ｄの長さ、全長で１．５０Ｄの３つの中立混練区分２４０４である。前記中立混練区分２４０４に続くのは、長さ０．５０Ｄの１つの逆混練区分２４０６である。一の形態において、第２混合段階２４００は、約０％Ｌ≦Ｌｍ２≦約３５％Ｌの長さＬｍ２を有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００７６】
図６で示すように、複数の押出機スクリュー区分により流出段階２５００が形成される。図１で概して示すように、流出段階２５００は、第２混合段階２４００に続き、流出末端２０で終わり、さらに、少なくとも１の流出口３６からの排出を可能にするよう位置する。図６で示すように、一の形態において、流出段階２５００は、３つの第１前進フルフライトスクリュー区分２５０２、１つの第２前進フルフライトスクリュー区分２５０４、及び１つの第３前進フルフライトスクリュー区分２５０６を含む。一の形態において、各第１前進フルフライトスクリュー区分２５０２の長さは１．５Ｄ、全長で４．５０Ｄである。第２前進フルフライトスクリュー区分２５０４の長さは１．００Ｄであり、第３前進フルフライトスクリュー区分２５０６の長さは０．７５Ｄである。一の形態において、流出段階２５００は、約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約２０％Ｌの長さＬｏを有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００７７】
さらに別の形態において、複数の押出機スクリュー区分が図７に示される。複数の押出機段階を形成するよう、前記複数の押出機スクリュー区分が選択される。一の形態において、複数の押出機段階は、注入段階３１００、分散段階３２００、第１混合段階３３００、第２混合段階３４００、及び流出段階３５００を含む。各段階は、ここで図７を参照して説明する。
【００７８】
複数の押出機スクリュー区分により注入段階３１００が形成される。概して図１も参照すると、注入段階３１００は、第１末端１８近くで始まり、分散段階３２００で終わり、処理のために注入口２４から熱可塑性材料を受け取るように位置する。図７で示すように、一の形態において、注入段階３１００は、１つの第１前進フルフライトスクリュー区分３１０２及び３つの第２前進フルフライトスクリュー区分３１０４を含む。一の形態において、第１前進フルフライトスクリュー区分３１０２の長さは、４０．５ｍｍである（５４ｍｍの押出機、０．７５×押出機スクリュー直径「Ｄ」が使用される場合）。第２前進フルフライトスクリュー区分３１０４の各々の長さは０．７５Ｄであり、全長は２．２５Ｄである。一の形態において、注入段階３１００は、約３％Ｌ≦Ｌｉ≦約２５％Ｌの長さＬｉを有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００７９】
さらに図７を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により分散段階３２００が形成される。分散段階３２００は、注入段階３１００に続き、第１混合段階３３００で終わり、さらに、注入段階３１００内で導入された熱可塑性材料と混合するよう、第１流体注入口３２からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図７で示すように、一の形態において、分散段階３２００は、３つのギア混練区分３２０２、６つの第１前進混練区分３２０４、及び１つの中立ギア混練区分３２０６を含む。一の形態において、各ギア混練区分３２０２の長さは１．５０Ｄであり、全長で４．５０Ｄである。各第１前進混練区分３２０４の長さは０．５０Ｄであり、６つの第１前進混練区分３２０４の全長は３．００Ｄである。中立ギア混練区分３２０６の長さは、１．５０Ｄである。一の形態において、分散段階３２００は、約１５％Ｌ≦Ｌｄ≦約３０％Ｌの長さＬｄを有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００８０】
上述のように、混練区分は、オフセット角／ディスクの数／ディスクの長さ／区分の長さで特定される。一の形態において、第１前進混練区分３２０４は、４５／５／０．１０Ｄ／０．５０Ｄの前進混練区分である。理解されるように、これらの混練ディスクは、比較的狭く、ポリマー溶液がフライトの周りを流れることを可能にし、何度も流れを分割、再結合させる。６０°のオフセット角θよりも、４０°≦θ≦５０°のオフセット角を伴うことで、より前進運搬能力が上がり、より後退運搬能力が低くなる。
【００８１】
さらに図７を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により第１混合段階３３００が形成される。第１混合段階３３００は、分散段階３２００に続き、第２混合段階３４００で終わり、さらに、分散段階３２００で形成されたポリマー溶液と混合するよう、第２流体注入口３３（第２流体注入口が用いられている場合）からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図７で示すように、一の形態において、第１混合段階３３００は、長さ０．７５Ｄの１つのフルフライトスクリュー区分３３０２、１つの中立ギア混練区分３３０４、複数の前進ギア混練区分３３０６、及び複数の中立ギア混練区分３３０８を含む。別の形態において、第１混合段階３３００は、各々１．５０Ｄの長さ、全長で６．００Ｄの４つの前進ギア混練区分３３０６及び各々１．５０Ｄの長さ、全長で７．５０Ｄの５つの中立ギア混練区分３３０８を含む。一の形態において、第１混合段階３３００は、約２５％Ｌ≦Ｌｍ１≦約４５％Ｌの長さＬｍ１を有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００８２】
さらに図７を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により第２混合段階３４００が形成される。第２混合段階３４００は、第１混合段階３３００に続き、流出段階３５００で終わる。図７で示すように、一の形態において、第２混合段階３４００は、各々０．５０Ｄの長さ、全長で５．５０Ｄの１１個の中立混練区分３４０２を含む。中立混練区分３４０２に続くのは、各々０．５０Ｄの長さ、全長で２．５０Ｄの５つの逆混練区分３４０４である。一の形態において、第２混合段階３４００は、約０％Ｌ≦Ｌｍ２≦約２５％Ｌの長さＬｍ２を有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００８３】
図７で示すように、複数の押出機スクリュー区分により流出段階３５００が形成される。図１で概して示すように、流出段階３５００は、第２混合段階３４００に続き、流出末端２０で終わり、さらに、少なくとも１の流出口３６からの排出を可能にするよう位置する。図７で示すように、一の形態において、流出段階３５００は、３つの第１前進フルフライトスクリュー区分３５０２、１つの第２前進フルフライトスクリュー区分３５０４、及び１つの第３前進フルフライトスクリュー区分３５０６を含む。一の形態において、各第１前進フルフライトスクリュー区分３５０２の長さは１．５Ｄ、全長で４．５０Ｄである。第２前進フルフライトスクリュー区分３５０４の長さは１．００Ｄであり、第３前進フルフライトスクリュー区分３５０６の長さは０．７５Ｄである。一の形態において、流出段階３５００は、約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約２０％Ｌの長さＬｏを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００８４】
さらに別の形態において、複数の押出機スクリュー区分が図８に示される。複数の押出機段階を形成するよう、前記複数の押出機スクリュー区分が選択される。一の形態において、複数の押出機段階は、注入段階４１００、分散段階４２００、第１混合段階４３００、第２混合段階４４００、及び流出段階４５００を含む。各段階は、ここで図８を参照して説明する。
【００８５】
複数の押出機スクリュー区分により注入段階４１００が形成される。概して図１も参照すると、注入段階４１００は、第１末端１８近くで始まり、分散段階４２００で終わり、さらに、処理のために注入口２４から熱可塑性材料を受け取るように位置する。図８で示すように、一の形態において、注入段階４１００は、１つの第１前進フルフライトスクリュー区分４１０２及び４つの第２前進フルフライトスクリュー区分４１０４を含む。一の形態において、第１前進フルフライトスクリュー区分４１０２の長さは、４０．５ｍｍである（５４ｍｍの押出機、０．７５×押出機スクリュー直径「Ｄ」が使用される場合）。第２前進フルフライトスクリュー区分４１０４の各々の長さは０．７５Ｄであり、全長は３．００Ｄである。一の形態において、注入段階４１００は、約５％Ｌ≦Ｌｉ≦約３０％Ｌの長さＬｉを有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００８６】
さらに図８を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により分散段階４２００が形成される。分散段階４２００は、注入段階４１００に続き、第１混合段階４３００で終わり、さらに、注入段階４１００内で導入された熱可塑性材料と混合するよう、第１流体注入口３２からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図８で示すように、一の形態において、分散段階４２００は、１つのカラー区分４２０２及び１２個の第１前進混練区分４２０４を含む。一の形態において、カラー区分４２０２の長さは、０．７５Ｄである。各第１前進混練区分４２０４の長さは０．５０Ｄであり、１２個の第１前進混練区分４２０４の全長は６．００Ｄである。一の形態において、分散段階４２００は、約１０％Ｌ≦Ｌｄ≦約３５％Ｌの長さＬｄを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００８７】
上述のように、混練区分は、オフセット角／ディスクの数／ディスクの長さ／区分の長さで特定される。一の形態において、第１前進混練区分４２０４は、４５／５／０．１０Ｄ／０．５０Ｄの前進混練区分である。理解されるように、これらの混練ディスクは、比較的狭く、ポリマー溶液がフライトの周りを流れることを可能にし、何度も流れを分割、再結合させる。６０°のオフセット角θよりも、４０°≦θ≦５０°のオフセット角を伴うことで、より前進運搬能力が上がり、より後退運搬能力が低くなる。
【００８８】
さらに図８を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により第１混合段階４３００が形成される。第１混合段階４３００は、分散段階４２００に続き、第２混合段階４４００で終わる。図８で示すように、一の形態において、第１混合段階４３００は、複数の前進ギア混練区分４３０２を含む。別の形態において、第１混合段階４３００は、各々１．５０Ｄの長さ、全長で６．００Ｄの４つの前進ギア混練区分４３０２を含む。一の形態において、第１混合段階４３００は、約５％Ｌ≦Ｌｍ１≦約３５％Ｌの長さＬｍ１を有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００８９】
さらに図８を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により第２混合段階４４００が形成される。第２混合段階４４００は、第１混合段階４３００に続き、流出段階４５００で終わり、さらに、ポリマー溶液と混合するよう、第２流体注入口３３（第２流体注入口が用いられている場合）からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図８で示すように、一の形態において、第２混合段階４４００は、１つのフルフライトスクリュー区分４４０２、長さ１．５０Ｄの１つの中立ギア混練区分４４０４、各々１．５０Ｄの長さ、全長で４．５０Ｄの３つの前進ギア混練区分４４０６、各々１．５０Ｄの長さ、全長で９．００Ｄの６つの中立ギア混練区分４４０８、及び各々０．５０Ｄの長さ、全長で３．５０Ｄの７つの中立混練区分４４１０を含む。一の形態において、第２混合段階４４００は、約０％Ｌ≦Ｌｍ２≦約５０％Ｌの長さＬｍ２を有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００９０】
図８で示すように、複数の押出機スクリュー区分により流出段階４５００が形成される。図１で概して示すように、流出段階４５００は、第２混合段階４４００に続き、流出末端２０で終わり、さらに、少なくとも１の流出口３６からの排出を可能にするよう位置する。図８で示すように、一の形態において、流出段階４５００は、３つの第１前進フルフライトスクリュー区分４５０２、１つの第２前進フルフライトスクリュー区分４５０４、及び１つの第３前進フルフライトスクリュー区分４５０６を含む。一の形態において、各第１前進フルフライトスクリュー区分４５０２の長さは１．５Ｄ、全長で４．５０Ｄである。第２前進フルフライトスクリュー区分４５０４の長さは１．００Ｄであり、第３前進フルフライトスクリュー区分４５０６の長さは０．７５Ｄである。一の形態において、流出段階４５００は、約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約２０％Ｌの長さＬｏを有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００９１】
別の形態において、複数の押出機スクリュー区分が図９に示される。複数の押出機段階を形成するよう、前記複数の押出機スクリュー区分が選択される。一の形態において、複数の押出機段階は、注入段階５１００、分散段階５２００、第１混合段階５３００、第２混合段階５４００、及び流出段階５５００を含む。各段階は、ここで図９を参照して説明する。
【００９２】
複数の押出機スクリュー区分により注入段階５１００が形成される。概して図１も参照すると、注入段階５１００は、第１末端１８近くで始まり、分散段階５２００で終わり、さらに、処理のために注入口２４から熱可塑性材料を受け取るように位置する。図９で示すように、一の形態において、注入段階５１００は、１つの第１前進フルフライトスクリュー区分５１０２及び４つの第２前進フルフライトスクリュー区分５１０４を含む。一の形態において、第１前進フルフライトスクリュー区分５１０２の長さは、４０．５ｍｍである（５４ｍｍの押出機、０．７５×押出機スクリュー直径「Ｄ」が使用される場合）。第２前進フルフライトスクリュー区分５１０４の各々の長さは０．７５Ｄであり、全長は２．２５Ｄである。一の形態において、注入段階５１００は、約５％Ｌ≦Ｌｉ≦約３０％Ｌの長さＬｉを有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００９３】
さらに図９を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により分散段階５２００が形成される。分散段階５２００は、注入段階５１００に続き、第１混合段階５３００で終わり、さらに、注入段階５１００内で導入された熱可塑性材料と混合するよう、第１流体注入口３２からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図９で示すように、一の形態において、分散段階５２００は、１つのカラー区分５２０２及び１２個の第１前進混練区分５２０４を含む。一の形態において、カラー区分５２０２の長さは、０．７５Ｄである。各第１前進混練区分５２０４の長さは０．５０Ｄであり、１２個の第１前進混練区分５２０４の全長は６．００Ｄである。一の形態において、分散段階５２００は、約１０％Ｌ≦Ｌｄ≦約３５％Ｌの長さＬｄを有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００９４】
上述のように、混練区分は、オフセット角／ディスクの数／ディスクの長さ／区分の長さで特定される。一の形態において、第１前進混練区分５２０４は、４５／５／０．１０Ｄ／０．５０Ｄの前進混練区分である。理解されるように、これらの混練ディスクは、比較的狭く、ポリマー溶液がフライトの周りを流れることを可能にし、何度も流れを分割、再結合させる。６０°のオフセット角θよりも、４０°≦θ≦５０°のオフセット角を伴うことで、より前進運搬能力が上がり、より後退運搬能力が低くなる。
【００９５】
さらに図９を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により第１混合段階５３００が形成される。第１混合段階５３００は、分散段階５２００に続き、第２混合段階５４００で終わる。図９で示すように、一の形態において、第１混合段階５３００は、複数の前進ギア混練区分５３０２を含む。別の形態において、第１混合段階５３００は、各々１．５０Ｄの長さ、全長で９．００Ｄの６つの前進ギア混練区分５３０２を含む。一の形態において、第１混合段階５３００は、約１０％Ｌ≦Ｌｍ１≦約３５％Ｌの長さＬｍ１を有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００９６】
さらに図９を参照すると、複数の押出機スクリュー区分により第２混合段階５４００が形成される。第２混合段階５４００は、第１混合段階５３００に続き、流出段階５５００で終わり、さらに、ポリマー溶液と混合するよう、第２流体注入口３３（第２流体注入口が用いられている場合）からの液体希釈剤を受け取るように位置する。図９で示すように、一の形態において、第２混合段階５４００は、１つのフルフライトスクリュー区分５４０２、長さ１．５０Ｄの１つの中立ギア混練区分５４０４、長さ１．５０Ｄの１つの前進ギア混練区分５４０６、及び各々１．５０Ｄの長さ、全長で９．００Ｄの６つの中立ギア混練区分５４０８を含む。一の形態において、第２混合段階５４００は、約０％Ｌ≦Ｌｍ２≦約３５％Ｌの長さＬｍ２を有し、ここでＬは、押出機シャフトの全長である。
【００９７】
図９で示すように、複数の押出機スクリュー区分により流出段階５５００が形成される。図１で概して示すように、流出段階５５００は、第２混合段階５４００に続き、流出末端２０で終わり、さらに、少なくとも１の流出口３６からの排出を可能にするよう位置する。図９で示すように、一の形態において、流出段階５５００は、各々０．５０Ｄの長さ、全長で３．５０Ｄの７つの中立混練区分５５０２、３つの第１前進フルフライトスクリュー区分５５０４、１つの第２前進フルフライトスクリュー区分５５０６、及び１つの第３前進フルフライトスクリュー区分５５０８を含む。一の形態において、各第１前進フルフライトスクリュー区分５５０４の長さは１．５Ｄ、全長で４．５０Ｄである。第２前進フルフライトスクリュー区分５５０６の長さは１．００Ｄであり、第３前進フルフライトスクリュー区分５５０８の長さは０．７５Ｄである。一の形態において、流出段階５５００は、約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約３０％Ｌの長さＬｏを有し、ここでＬは、押出機シャフト３４の全長である。
【００９８】
別の形態において、ポリマーと希釈剤の混合物を押出すための方法が提供される。前記方法は、押出機（例えば、二軸押出機等）の注入段階１００で、Ｐの速度（例えば、秒あたりのグラム数等として、測定される。）でポリマーを配合する工程及び配合したポリマーを押出機の分散段階２００に導く工程を含む。ポリマーより粘度が低い希釈剤を用いて、少なくとも１の希釈剤が、Ｓ１の速度（例えば、秒あたりのグラム数等として、測定される。）で、分散段階２００で配合されたポリマーに導入される。次に、希釈剤は、ポリマー中で分散され、第１混合段階３００に導かれる。一の形態において、希釈剤は、配合されたポリマーにＳ２の速度で分散段階の下流、例えば、第１混合段階３００及び／または第２混合段階４００等の位置に導入される。第１混合段階３００において、第３段階の生産物を生産するために、希釈剤及びポリマーは配合される。第３段階の生産物は、（ｉ）第１相のポリマー−希釈剤の混合物、（ｉｉ）第１相から分離した第２相の希釈剤の一部、及び（ｉｉｉ）第１及び第２相から分離した第３相のポリマーの一部を含む。一の形態において、第１混合段階３００の混合エネルギーは、注入段階１００及び／または分散段階２００の混合エネルギーより大きい。
【００９９】
一の形態において、第１相は、約０．９×（Ｐ＋Ｓ）かまたはそれ以上のＲの速度（例えば、秒あたりのグラム数等として、測定される。）で生産される。ここで、ＳはＳ１＋Ｓ２と等しく、第２相は０．０５×Ｓ１を超えない速度で生産され、さらに、第３相は０．０５×Ｐを超えない速度で生産される。別の形態において、分散段階から注入段階１００への希釈剤の反流の速度は、０．１×Ｓ１を超えない。押出機でのポリマーの劣化を防ぐよう、そして、希釈剤の反流（下流から上流）を防ぐよう、Ｓ、Ｓ１、及びＳ２の相対量が選択される。一の形態において、Ｓ１／Ｓ２の値は、Ｓ１＋Ｓ２の総重量に基づき、約５１重量％／４９重量％から約９９重量％／１重量％の範囲、好ましくは、約５５重量％／４５重量％から約９５重量％／５重量％の範囲、より好ましくは、約６０重量％／４０重量％から約９０重量％／１０重量％の範囲である。一の形態において、希釈剤Ｓ１は、分散段階で第１流体注入口から押出機に注入され、第１流体注入口の位置は、分散段階の初めから約５０％Ｌｄの長さの範囲内、好ましくは、約３０％Ｌｄの長さの範囲内に位置する。一の形態において、希釈剤Ｓ２は、混合段階で第２流体注入口から押出機に注入され、第２流体注入口の位置は、第１混合段階及び／または第２混合段階、好ましくは、第２混合段階に位置する。混合段階の２つの箇所で前記希釈剤を注入する場合、第１混合段階と第２混合段階のそれぞれで希釈剤を導入出来る。本明細書で記載される、Ｓ、Ｓ１、及びＳ２の相対値の制御及び希釈剤の注入位置の適切な選択により、押出機からの収率はより高く、出力質量流速はより安定する。一の形態において、前記押出機は、１ｋｇ／時間以上の速度、例えば、約１ｋｇ／時間から１００ｋｇ／時間または２０ｋｇ／時間から７５ｋｇ／時間の範囲のような、２０ｋｇ／時間以上または５０ｋｇ／時間以上または１００ｋｇ／時間以上等の速度でポリマー−希釈剤混合物を生産する。
【０１００】
別の形態において、ポリマーの大部分は、１．０×１０４から９×１０５の範囲の分子量を有する第１ポリエチレン及び９．０×１０５から５．０×１０６の範囲の分子量を有する第２ポリエチレンである。さらに別の形態において、ポリマーはさらに、３．０×１０５から３．０×１０６の範囲の分子量を有するポリプロピレンを含む。一の形態において、第１ポリエチレンは０から１００％の範囲の量のポリマーで存在し、第２ポリエチレンは０から１００％の範囲の量のポリマーで存在し、さらに、ポリプロピレンは０から７０％の範囲の量のポリマーで存在する。別の形態において、希釈剤は流動パラフィンであり、Ｐは３から２０、Ｓは５から５０である。
【０１０１】
一の形態において、注入段階１００及び分散段階２００の混合エネルギーは第１混合段階３００より低い。注入段階１００の工程条件は、１５０℃の温度、Ｐ＝１０、５ｋｇ／ｃｍ２未満の圧力、及び約１８秒の滞留時間により特徴付けられ、分散段階２００は、２００℃の温度、Ｓ＝２３、５ｋｇ／ｃｍ２未満の圧力、及び約１４秒の滞留時間により特徴付けられる。別の形態において、混合エネルギーは、注入段階１００と分散段階２００とを通るポリマー流動の向きに連続して延伸する少なくとも１の区分された混合スクリューから得られる。
【０１０２】
本明細書で記載される押出機、システム、及び方法の形態は、微多孔フィルム及び微多孔シートの押出し及び生産で利用される。単層及び多層の微多孔フィルム及び微多孔シートは、本発明の範囲内である。これらの微多孔フィルム及び微多孔シートは特に、電池セパレーターの臨界磁場で利用される。本明細書で後述される多層フィルム及び多層シートは、単層フィルムまたは単層シートの生産に、共押出ダイスまたは単層ダイスのいずれかを用い、さらに従来の方法で追加の層をそれらに積層することで生産されることが出来る。
【０１０３】
一の形態において、多層、微多孔ポリオレフィン膜は、２つの層を含む。第１層（例えば、皮膚、膜の最上層または上層）は、第１微多孔層の材料を含み、第２層（例えば、膜の最下層または下層またはコア層）は、第２微多孔層の材料を含む。例えば、膜の横軸及び縦軸（流れ）方向とおよそ垂直の軸上から見た場合、前記膜は平面の最上層を有することができ、ここで、最下平面層は最上層により視野から隠れる。
【０１０４】
別の形態において、多層、微多孔ポリオレフィン膜は、３以上の層を含む。ここで、外層（「表面」または「スキン」層とも呼ばれる）は、第１微多孔層の材料を含み、少なくとも１のコア層または中間層は、第２微多孔層の材料を含む。関連する形態において、多層、微多孔ポリオレフィン膜が２つの層を含む場合、第１層は第１微多孔層の材料から基本的に成り、第２層は第２微多孔層の材料から基本的に成る。関連する形態において、多層、微多孔ポリオレフィン膜が３以上の層を含む場合、外層は第１微多孔層の材料から基本的に成り、少なくとも１の中間層は第２微多孔層の材料から基本的に成る（または、前記材料から成る）。一の実施態様において、前記方法で生産された微多孔膜は、約３から約２００μｍ、または約５から約５０μｍ、または約７から約３５μｍの厚さである。本発明に係る前記方法で生産された微多孔膜は、一次電池及び二次電池、特に例えば、リチウムイオン二次電池、リチウム−ポリマー二次電池、ニッケル−水素二次電池、ニッケル−カドミウム二次電池、ニッケル−亜鉛二次電池、銀−亜鉛二次電池、特にリチウムイオン二次電池等の電池セパレーターとして使用されることが出来る。
【０１０５】
前述のフィルム及びシートの生産で利用される出発物質がここで記載される。当業者に理解されるように、出発物質の選択は重要ではない。ポリオレフィン及びポリオレフィンの混合物のように、ポリマー及びポリマーの混合物が使用されることが出来る。全体として本明細書に参照により援用される、国際特許公開番号ＷＯ２００８／０１６１７４、米国特許公開番号ＵＳ２００８／００５７３８８及びＵＳ２００８／００５７３８９で記載される、ポリマー、方法、及び工程条件が本発明に適する。一の形態において、第１及び第２微多孔層の材料は、ポリエチレンを含む。一の形態において、第１微多孔層の材料は、約１×１０６未満のＭｗ値を有する第１ポリエチレン（「ＰＥ−１」）または少なくとも約１×１０６のＭｗ値を有する第２ポリエチレン（「ＵＨＭＷＰＥ−１」）を含む。一の形態において、第１微多孔層の材料は、第１ポリプロピレン（「ＰＰ−１」）を含むことが出来る。一の形態において、第１微多孔層の材料は、（ｉ）ポリエチレン及び／またはポリプロピレン等のポリオレフィン、（ｉｉ）超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、（ｉｉｉ）ＰＥ−１及びＰＰ−１、または（ｉｖ）ＰＥ−１、ＵＨＭＷＰＥ−１、及びＰＰ−１のいずれかを含む。
【０１０６】
上記（ｉｉ）及び（ｉｖ）の一の形態において、好ましいＵＨＭＷＰＥ−１は、約１×１０６から約１５×１０６または約１×１０６から約５×１０６または約１×１０６から約３×１０６の範囲のＭｗを有し、さらに好ましくは、後の項で定義される混成構造を有する微多孔層を得るため、ＰＥ−１及びＵＨＭＷＰＥ−１の総量に基づき、約１重量％より多く、または、約１５重量％から４０重量％を含み、さらに少なくとも１のホモポリマーまたはコポリマーとすることが出来る。上記（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）の一の形態において、ＰＰ−１は、少なくとも１のホモポリマーまたはコポリマーとすることが出来るか、または、好ましくは、第１層の微多孔材料の総量に基づいて、約２５重量％以下を含むことが出来る。一の形態において、第１微多孔層の材料におけるポリオレフィンのＭｗは、後の項で定義される混成構造を有する微多孔層を得るため、約１×１０６以下または約１×１０５から約１×１０６または約２×１０５から約１×１０６の範囲で有することが出来る。一の形態において、好ましいＰＥ−１は、約１×１０４から約９×１０５または約２×１０５から約８×１０５の範囲のＭｗを有することができ、さらに、１以上の高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、分岐低密度ポリエチレン、または直鎖低密度ポリエチレンとすることができ、さらに、少なくとも１のホモポリマーまたはコポリマーとすることが出来る。
【０１０７】
一の形態において、第１微多孔層の材料（２層のうちの第１層、微多孔ポリオレフィン膜及び３層の微多孔ポリオレフィン膜の第１及び第３層）は、０．０１μｍから０．０８μｍの範囲で主要ピークを有する比較的高密度のドメイン及び０．０８μｍより多く１．５μｍまでの範囲の少なくとも１のサブピークまたは細孔径分布カーブが少ないことを示す比較的低密度のドメインを示す細孔径分布で特徴付けられる混成構造である。（主要ピークから計算された）高密度ドメインの細孔容積対（サブピークから計算された）低密度ドメインの細孔容積の比率は重要ではなく、例えば、約０．５から約４９の範囲を取ることが出来る。
【０１０８】
一の形態において、第２微多孔層の材料は、例えば、ポリエチレン及び／またはポリプロピレン等の第１微多孔層の材料の生産に使用されたものと同じ材料を、任意に異なる相対量で含む。例えば、第２微多孔層の材料は、（ｉ）少なくとも約１×１０６のＭｗ値を有する第４ポリエチレン（「ＵＨＭＷＰＥ−２」）、（ｉｉ）１×１０６より少ないＭｗ値を有する第３ポリエチレン及びＵＨＭＷＰＥ−２及び第４ポリエチレン（例えば、第３及び第４ポリエチレンを混ぜ合わせた質量に基づいて、質量で少なくとも約８％の量で、第４ポリエチレンが存在する）、（ｉｉｉ）ＵＨＭＷＰＥ−２及びＰＰ−２、または（ｉｖ）ＰＥ−２、ＵＨＭＷＰＥ−２、及びＰＰ−２のいずれかを含むことが出来る。上記（ｉｉ）、（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）の一の形態において、ＵＨＭＷＰＥ−２は、比較的強い、多層、微多孔ポリオレフィン膜を生産するため、ＵＨＭＷＰＥ−２、ＰＥ−２、及びＰＰ−２の総量に基づき、少なくとも約８重量％、または少なくとも約２０重量％、または少なくとも約２５重量％を含むことが出来る。上記（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）の一の形態において、ＰＰ−２は、少なくとも１のホモポリマーまたはコポリマーとすることができ、第２微多孔層の材料の総量に基づいて、５０重量％以下、または３５重量％以下、または２５重量％以下、または約２％から約５０％、または約２％から約１５％、または約３％から約１０％の範囲で含むことが出来る。一の形態において、好ましいＰＥ−２はＰＥ−１と同じにすることが出来るが、無関係に選択されることも出来る。一の形態において、好ましいＵＨＭＷＰＥ−２はＵＨＭＷＰＥ−１と同じにすることが出来るが、無関係に選択されることも出来る。
【０１０９】
第１、第２、第３、第４ポリエチレン及び第１及び第２ポリプロピレンに加え、第１及び第２層の材料の各々は任意に、第７のポリオレフィンとして特定され、例えば、１以上のポリブテン−１、ポリペンテン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリヘキセン−１、ポリオクテン−１、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン及びエチレンα−オレフィンコポリマー（エチレン−プロピレンコポリマーを除く）等とすることができ、約１×１０４から約４×１０６の範囲のＭｗを有することが出来る、１以上の追加のポリオレフィンを含むことが出来る。第７のポリオレフィンに加えて、または、第７のポリオレフィンの他に、第１及び第２微多孔層の材料はさらに、ポリエチレン・ワックス、例えば、約１×１０３から約１×１０４の範囲のＭｗを有するものを含むことが出来る。
【０１１０】
一の形態において、２層の微多孔膜の生産方法が提供される。別の形態において、微多孔ポリオレフィン膜は、少なくとも３つの層を有する。簡潔にするため、微多孔膜の生産について、主に２層及び３層の膜に関して説明する。
【０１１１】
一の形態において、３層の微多孔ポリオレフィン膜は、微多孔ポリオレフィン膜の外層を構成する第１と第３微多孔層及び第１と第３層の間に（及び任意に平面に接触して）位置する第２（コア）層を含む。別の形態において、第１及び第３層はポリマーと希釈剤の第１混合物から生産され、第２（コア）層はポリマーと希釈剤の第２混合物から生産される。
【０１１２】
一の形態において、多層、微多孔ポリオレフィン膜の生産方法が提供される。前記方法は、（１）第１ポリマーまたはポリマーの混合物（例えば、ポリオレフィン組成物等）と、少なくとも１の（ポリマーの溶媒とすることが出来る）希釈剤とを（例えば、配合する等により）混ぜ合わせ、本明細書で記載される型の押出機で第１混合物を調製する工程、（２）第２ポリマーまたはポリマーの混合物（例えば、第２ポリオレフィン組成物等）と、少なくとも１の（第２ポリマーの溶媒とすることができ、第１希釈剤と通常相溶性のある）第２希釈剤とを混ぜ合わせ、本明細書で記載される型の押出機で混合物を調製する工程、（３）例えば、第１ダイスを通して第１混合物を、また、第２ダイスを通して第２混合物を押出し、次に、押出された混合物を積層するか、または、共押出ダイスを通して第１及び第２混合物を共押出しする等により多重層押出物を生産する工程、（４）任意に、多重層押出物を冷却し、多層、ゲル状シート（冷却された押出物）を形成する工程、（５）前記押出物または冷却された押出物から第１及び第２希釈剤の少なくとも一部を除去し、多層、微多孔膜を生産する工程を含む。任意に、前記膜を以下の任意の工程の対象とすることが出来る。すなわちそれらの工程は、（６）前記膜を乾燥する工程、前記膜または乾燥された膜を延伸する工程（７）、及び／または、工程（４）と（５）との間で行われる、任意の高温溶剤処理（ｈｏｔ  ｓｏｌｖｅｎｔ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）の工程（８）である。工程（６）の後、多層、微多孔膜を延伸する任意の工程（９）、任意の熱処理工程（１０）、任意の電離放射線を用いた架橋工程（１１）、及び任意の親水処理工程（１２）等が行われることが出来る。このような膜及び膜の生産方法は、ＰＣＴ公報のＷＯ２００８／０１６１７４、ＵＳ２００８／００５７３８８、及びＵＳ２００８／００５７３８９に記載される。
【０１１３】
一の形態において、第１及び第２ポリマーは、第１及び第２混合物を生産するため、例えば、乾式混合または第１及び第２希釈剤のそれぞれと配合する等により混ぜ合わされる上述のポリオレフィン樹脂を含む、ポリオレフィン組成物からそれぞれ生産される。任意に、第１及び第２混合物は、１以上の提供される酸化防止剤、シリカ微粉末（増孔剤）等の多様な添加物を含むことが出来る。これらの添加物は、多層、微多孔ポリオレフィン膜の所望される特性を有意に低下させない範囲の濃度で使用される。
【０１１４】
第１及び第２希釈剤（同じ希釈剤とすることも出来る）は、好ましくは、第１及び／または第２ポリマーに用いられる溶媒であり、室温で液体である。どのような理論やモデルによりも縛られることを願うわけではないが、第１及び第２混合物を形成するための液体溶媒の使用は、比較的高い延伸倍率（ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ  ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）でゲル状シートの延伸の実施を可能にすると信じられている。一の形態において、第１希釈剤は、少なくとも１の、ノナン、デカン、デカリン、ｐ−キシレン、ウンデカン、ドデカン、流動パラフィン等のような脂肪族、脂環式、または芳香族の炭化水素、それらの炭化水素の沸点に匹敵する沸点がある鉱油蒸留液、及びフタル酸ジブチル、ジオクチルフタレート等のような室温で液体であるフタル酸等とすることが出来る。一の形態において、安定した液体希釈剤含有量を有する多重層押出物を得ることが望まれる場合、流動パラフィン等の非揮発性の液体溶媒が希釈剤として、単独でまたは他の溶媒との組み合わせで、使用されることが出来る。任意に、ポリエチレンと配合された状態で混和性であるが、室温では固体の希釈剤が、単独でまたは他の液体希釈剤との組み合わせで、使用されることが出来る。このような固体希釈剤は、例えば、ステアリルアルコール、セリルアルコール、パラフィンワックス等を含むことが出来る。
【０１１５】
第１及び第２希釈剤の粘度は、重要なパラメータでない。例えば、希釈剤の粘度は、２５℃で、約３０ｃＳｔから約５００ｃＳｔ、または約３０ｃＳｔから約２００ｃＳｔの範囲とすることが出来る。重要なパラメータではないが、前記２５℃での粘度が約３０ｃＳｔより低い場合、混合物の泡立ちを防ぐことがより難しくなり、それにより配合が難しくなる場合がある。一方で、粘度が約５００ｃＳｔより高い場合、多層、微多孔ポリオレフィン膜から希釈剤を除去することがより困難になる場合がある。
【０１１６】
一の形態において、第１ポリオレフィン組成物の生産に使用される樹脂等は、例えば、二軸スクリュー押出機または混合機等内で配合される。例えば、二軸スクリュー押出機等の従来の押出機（または、混合機または混合機−押出機）が、第１及び第２ポリマーまたはポリマーの混合物を形成するための樹脂等の混ぜ合わせに使用されることが出来る。前記希釈剤は、押出機に関連して記載したような方法で、ポリマー（または、代わりにポリマーまたはポリマーの混合物を生産するのに使用される樹脂）に規定点で加えられることが出来る。例えば、一の形態において、ポリオレフィン組成物及び希釈剤が混ぜ合わされる場合、（ｉ）混合の開始前、（ｉｉ）ポリマー−希釈剤の混合中、または（ｉｉｉ）混合後のいずれかで、例えば、配合された、または、部分的に配合されたポリオレフィン組成物に希釈剤を第２押出機内またはポリオレフィン組成物の配合で使用される押出機区画の下流に位置する押出機区画内で供給することにより、希釈剤の一部がポリオレフィン組成物（またはその化合物）に加えられる。
【０１１７】
本明細書で開示される型の押出機が使用される場合、二軸スクリュー押出機のスクリューの長さＬ対スクリューの直径ＤのＬ／Ｄ率で前記スクリューを特徴付けることが出来る。前記Ｌ／Ｄ率は、例えば、約２０から約２００または約２５から約１００等の範囲とすること出来る。当該パラメータは重要ではないが、Ｌ／Ｄが約２０未満である場合、配合はより困難になる可能性がある。また、Ｌ／Ｄが約１００より高い場合、望ましくない分子量の低下を起こし得る、二軸スクリュー押出機でのポリマー−希釈剤混合物の過度の滞留時間を防ぐため、より速い押出機速度が必要とされる場合がある。重要なパラメータではないが、二軸スクリュー押出機のシリンダ（または孔）は、例えば、約３０ｍｍから約１００ｍｍの範囲の内径を有することが出来る。
【０１１８】
第１混合物中の第１ポリマー組成物の量は、重要でない。一の形態において、第１混合物中の第１ポリマーの量は、１重量％以上、例えば、前記混合物の重量に基づき、約１重量％から約７５重量％、例えば、約２０重量％から約４０重量％の範囲である。
【０１１９】
第１混合物の調製に使用されるのと同じ方法で第２混合物は調製されることが出来る。例えば、第２希釈剤と第２ポリマーとの配合により、第２混合物は調製されることが出来る。
【０１２０】
第２混合物中の第２ポリマー組成物の量は、重要でない。一の形態において、第２混合物中の第２ポリマーの量は、前記混合物の重量に基づき、１重量％以上、例えば、約１重量％から約７５重量％、例えば、約２０重量％から約４０重量％の範囲である。
【０１２１】
一の実施態様において、２つの押出機が連続して、単軸押出機の上流に位置する二軸スクリュー押出機と共に使用される。フィルターは、各押出機の下流に位置し、例えば、触媒微粉、未混合ポリマー、金属粒子等のような微粒子を除去することが出来る。（密接する押出機の内部表面からすり減ったもの等の）金属粒子は特に、フィルムで回路ショートを引き起こし得るため、電池セパレーターフィルムにとって問題となる。微細フィルター、例えば、１００μｍ以下、または４０μｍ以下、または２０μｍ以下、２０μｍから５０μｍの範囲のような孔サイズを有するもの等が、前記粒子の除去に用いられることが出来る。このようなフィルターの導入、特に第２押出機の下流への導入は、ポリマー−希釈剤混合物の相分離を引き起こす可能性があることが観察されている。フィルターの圧力降下を解消するため、ギアポンプのようなポンプ輸送手段が使用される場合、この問題は悪化する可能性がある。これらの場合において、このような相分離がダイスの上流において静的ミキサーのような混合手段の挿入により治癒する可能性があることが発見されている。ダイスの上流で混合手段を使用することは、ポリマー−希釈剤混合物の温度の均一性を向上させ、ポリマー−希釈剤の相分離の量を軽減する。また、このような混合手段の使用は、ポリマー−希釈剤混合物中のポリマー及び希釈剤の濃度のより均一性を引き起こすことが信じられる。均一性の増加は、ポリマー−希釈剤の相分離の量を軽減すると信じられている。どのような理論やモデルによりも縛られることを願うわけではないが、ポリマー−希釈剤の相分離の発生は、ポリマー−希釈剤混合物の温度及び混合物中のポリマーの量に非常に敏感であると信じられている。（例えば、ポリマーの一部がフィルターの微細なメッシュにより混合物から分離する場合等に）起こるポリマー濃度の変動は、望まれない希釈剤の高濃度相を生成するポリマー−希釈剤の相分離をもたらす可能性がある。前記希釈剤の高濃度相は、ダイスを通して押出される時に、不要な厚さ均一性及び／または組成不均一性を有する押出物を作る。
【０１２２】
一の実施態様において、ポリマー及び希釈剤の型及び量、処理温度及び流量、ダイスセクションのような工程条件は、ＰＣＴ公報ＷＯ２００８／０１６１７４、ＵＳ２００８／００５７３８８及びＵＳ２００８／００５７３８９に開示されるものの中から選択される。
【０１２３】
単層押出ダイスは、積層出来る押出物の形成に、使用されることが出来る。一の形態において、隣接または接続出来る押出ダイスは、押出物を形成するために使用される。第１押出機が第１混合物を含み、第２押出機が第２混合物を含む場合、第１及び第２シートダイスはそれぞれ、第１及び第２押出機に接続される。重要ではないが、押出された第１及び第２混合物が依然としてほぼ押出温度にある場合、積層は一般に、より容易に達成しやすい。一の形態において、冷却する前に、押出物の積層が行われる。別の形態において、冷却した後に、押出物の積層が行われる。さらに別の形態において、第１及び第２希釈剤の少なくとも一部が除去された後に、積層が行われる。すなわち、この形態において、押出物ではなく、膜が積層される。さらに別の形態において、積層することなく、多重層押出物を生産するため、共押出しが使用される。
【０１２４】
例えば、一の形態において、第１及び第３ダイスが第１混合物を含み、第２ダイスが第２混合物を含む場合、第１、第２及び第３ダイスが、本明細書に記載される型の第１、第２及び第３押出機に接続される。この形態において、押出された第１混合物を含む外層及び押出された第２混合物を含む１の中間体を構成し、積層された押出物が形成される。
【０１２５】
さらに別の形態において、第２ダイスが第１混合物を含み、第１及び第３ダイスが第２混合物を含む場合、第１、第２及び第３ダイスが、本明細書に記載される型の第１、第２及び第３押出機に接続される。この形態において、押出された第２混合物を含む外層及び押出された第１混合物を含む１の中間体を構成し、積層された押出物が形成される。
【０１２６】
ダイギャップは一般に、重要ではない。たとえば、押出しダイスは、約０．１ｍｍから約５ｍｍのダイギャップがあること出来る。また、ダイス温度及び押出速度は、重要なパラメーターではない。たとえば、ダイスは、押出しの間、約１４０℃から約２５０℃の範囲のダイス温度で加熱されることが出来る。たとえば、押出し速度は、約０．２ｍ／分から約１５ｍ／分の範囲とすることが出来る。層状押出物の層の厚みは、独立して選択されることが出来る。たとえば、合成シートは、層状押出物の中間層の厚さと比べ比較的厚いスキンまたは表面層を有することが出来る。
【０１２７】
冷却された押出物、例えば、多層、ゲル様シート等は、例えば、冷却等により得ることが出来る。冷却速度及び冷却温度は、特に重要ではない。たとえば、多層、ゲル様シートは、少なくとも約５０℃／分の冷却速度で、多層、ゲル様シートの温度（冷却温度）が多層、ゲル様シートのゼラチン温度とほぼ等しく（またはそれ以下に）なるまで冷却されることが出来る。一の形態において、多層ゲル様シートを形成するため、前記押出物は約２５℃以下の温度にまで冷却される。
【０１２８】
一の形態において、希釈剤が除去されたゲル様シートを形成するため、第１及び第２希釈剤が多層ゲル様シートから除去（または置換）される。第１及び第２希釈剤を除去する（洗い流す、または置換する）ため、置換（または洗浄）溶剤が使用されることが出来る。第１及び／または第２希釈剤の少なくとも一部を溶解または置換することが可能なものである限り、洗浄溶剤の選択は重要ではない。。たとえば、適切な洗浄溶剤は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の飽和炭化水素、メチレンクロリド、四塩化炭素等の塩素系炭化水素、ジエチルエーテル、ジオキサン等のエーテル、メチルエチルケトン等のケトン類、トリフルオロエタン、Ｃ６Ｆ１４、Ｃ７Ｆ１６等の線形フルオロカーボン、Ｃ５Ｈ３Ｆ７等の環状ハイドロフルオロカーボン、Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３、Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５等のハイドロフルオロエーテル、Ｃ４Ｆ９ＯＣＦ３、Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５等のペルフルオロエーテルのような１以上の揮発性溶剤を含む。
【０１２９】
希釈剤除去方法は重要ではなく、従来の溶媒除去方法を含む、有意量の希釈剤を除去することが出来るいかなる方法も使用することが出来る。たとえば、多層、ゲル様シートは、洗浄溶剤中にシートを浸す、及び／または、洗浄溶剤でシートを濯ぐことにより洗浄されることが出来る。使用される洗浄溶剤の量は重要ではなく、一般に希釈剤除去に選択される方法に依存する。一の形態において、ゲル様シートの重量に基づき、多層ゲル様シート中の希釈剤の残量が１重量％未満になるまで、希釈剤はゲル様シートから（例えば、洗浄等により）除去される。
【０１３０】
一の形態において、希釈剤を除去して得られた、希釈剤除去多層、ゲル様シート（ｄｉｌｕｅｎｔ−ｒｅｍｏｖｅｄ  ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ，ｇｅｌ−ｌｉｋｅ  ｓｈｅｅｔ）は、洗浄溶剤を除去するために乾燥される。加熱乾燥、風乾燥（動空気）等の従来の方法を含む、洗浄溶剤を除去出来るいかなる方法も使用されることが出来る。乾燥中のゲル様シートの温度（すなわち、乾燥温度）は重要ではない。たとえば、乾燥温度は、結晶分散温度Ｔｃｄと等しいか、または、結晶分散温度Ｔｃｄより低くすることが出来る。Ｔｃｄは、第１樹脂中のポリエチレンの結晶分散温度Ｔｃｄ１と第２樹脂中のポリエチレンの結晶分散温度Ｔｃｄ２のうち低い方の温度である。たとえば、乾燥温度は、結晶分散温度Ｔｃｄより少なくとも５℃低くすることが出来る。第１及び第２樹脂中のポリエチレンの結晶分散温度は、ＡＳＴＭ  Ｄ４０６５によるポリエチレンの動的粘弾性の温度特性を測定し、決定することが出来る。一の形態において、第１または第２樹脂の少なくとも１におけるポリエチレンは、約９０℃から約１００℃の範囲で結晶分散温度がある。
【０１３１】
重要ではないが、乾量基準で、すなわち、乾燥した多層、微多孔ポリオレフィン膜の重量に基づいて、洗浄溶剤の残量が約５重量％以下になるまで、乾燥は行われることが出来る。別の形態において、乾量基準で、洗浄溶剤の残量が約３重量％以下になるまで、乾燥は行われることが出来る。
【０１３２】
延伸した多層、ゲル様シートを得るため、希釈剤を除去する工程の前に、多層、ゲル様シートは、延伸されることが出来る。
【０１３３】
延伸方法の選択も延伸倍率の程度も、特に重要ではない。一の形態において、延伸は、１以上のテンター延伸法、ローラー延伸法または（例えば、エア等を用いた）インフレーション延伸法で達成することが出来る。選択は重要ではないが、延伸は、単軸的に（すなわち、流れ方向か横断方向のどちらかの一方で）、あるいは二軸的に（流れ方向と横断方向の両方で）、行われることが出来る。二軸的な延伸（二軸延伸とも呼ばれる）の場合、延伸は、同時二軸的延伸、順次平面軸とその他の軸に沿って延伸する（例えば、始めに横断方向で次に流れ方向等の）逐次延伸、または多段延伸（たとえば、同時二軸的延伸と逐次延伸の組み合わせ等）とすることが出来る。
【０１３４】
延伸倍率は重要ではない。単軸的な延伸が使用される形態において、線形延伸倍率は、例えば、約２倍以上、あるいは約３から約３０倍等であることが出来る。二軸的な延伸が使用される形態において、線形延伸倍率は、例えば、任意の側方向で約３倍以上等であることが出来る。別の形態において、延伸により生じる線形倍率は、面積倍率で、少なくとも約９倍、または少なくとも約１６倍、または少なくとも約２５倍である。
【０１３５】
延伸の間の多層、ゲル様シートの温度（すなわち、延伸温度）は、重要ではない。一の形態において、延伸の間のゲル様シートの温度は、約（Ｔｍ＋１０℃）以下、または任意にＴｃｄより高く、Ｔｍより低い範囲とすることが出来る。ここで、Ｔｍは、第１樹脂中のポリエチレンの溶融点Ｔｍ１と第２樹脂中のポリエチレンの溶融点Ｔｍ２のうち低い方の温度である。
【０１３６】
一般に使用される延伸は、比較的大きい孔サイズを有する、比較的高い機械的強度の多層、微多孔ポリオレフィン膜の生産をより容易にする。このような多層、微多孔膜は、特に電池セパレーターとしての使用に適すると信じられている。
【０１３７】
日本国特許第３，３４７，８５４号Ｂ２に記載されるように、延伸は任意に、厚さ方向（すなわち、多層、微多孔ポリオレフィン膜の平面にほぼ垂直な方向）に温度勾配がある状態で行われることが出来る。この場合において、延伸は、優れた機械的強度を有する多層、微多孔ポリオレフィン膜の生産をより容易にする。
【０１３８】
必要とはされないが、多層、ゲル様シートは、熱溶剤処理出来る。使用された場合、熱溶剤処理は、比較的厚い葉脈のような構造を有する（多層ゲル様シートの延伸により形成されるもののような）繊維を供給すると信じられている。この方法の詳細は、国際特許公開番号ＷＯ２０００／２０４９３に記載される。
【０１３９】
一の形態において、乾燥された多層、微多孔膜は、少なくとも単軸的に延伸されることが出来る。延伸方法の選択は重要ではなく、テンター法等のような、従来の延伸方法が使用されることが出来る。上述のように、多層ゲル様シートが延伸される場合、乾燥した多層、微多孔ポリオレフィン膜の延伸は、乾燥延伸（ｄｒｙ−ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ）、再延伸（ｒｅ−ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ）、または乾燥延伸（ｄｒｙ−ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）と呼ばれる。
【０１４０】
延伸の間の乾燥多層、微多孔膜の温度（「乾燥延伸温度」）は、重要ではない。一の形態において、乾燥延伸温度は、溶融点Ｔｍと等しいかまたはそれ以下、例えば、およそ結晶分散温度Ｔｃｄからおよそ溶融点Ｔｍの範囲である。一の形態において、乾燥延伸温度は、約９０℃から約１３５℃または約９５℃から約１３０℃の範囲である。
【０１４１】
乾燥延伸が使用される場合、延伸倍率は重要ではない。たとえば、多層、微多孔膜の延伸倍率は、少なくとも１の側（平面）方向で約１．１倍から約２．５倍または約１．１倍から約２．０倍の範囲とすることが出来る。
【０１４２】
一の形態において、乾燥された多層、微多孔膜は、熱溶剤処理出来る。一の形態において、熱処理は、熱固定及び／またはアニーリングを含む。熱固定が使用される場合、テンター法及び／またはローラー法のような従来の方法を用いて行われることが出来る。重要ではないが、熱固定の間の乾燥された多層、微多孔ポリオレフィン膜の温度（すなわち、「熱固定温度」）は、Ｔｃｄから約Ｔｍの範囲とすることが出来る。
【０１４３】
多層、微多孔ポリオレフィン膜に加えられる負荷が無い加熱処理であるという点で、アニーリングは、熱固定と異なる。アニーリング法の選択は重要ではなく、たとえば、ベルトコンベアのある加熱チャンバーまたは空気浮上型加熱チャンバーを用いて行われることが出来る。あるいは、熱固定の後に、アニーリングはテンタークリップを緩めて行われることが出来る。アニーリングの間の多層、微多孔ポリオレフィン膜の温度は、およそ溶融点Ｔｍかまたはそれ以下、約６０℃から（Ｔｍ−１０℃）の範囲、または約６０℃から（Ｔｍ−５℃）の範囲とすることが出来る。
【０１４４】
一の形態において、多層、微多孔ポリオレフィン膜は、（例えば、ａ−線（３−線、７−線、電子ビーム等）のような電離放射線により）架橋結合されるか、または、親水性処理（すなわち、多層、微多孔ポリオレフィン膜をより親水性にする処理（例えば、モノマー・グラフト処理、界面活性剤処理、コロナ放電処理等））の対象とすることが出来る。
【０１４５】
２層及び３層の押出物の生産に関しての押出しが記載されてきたが、押出し工程は、それらに限られない。例えば、複数のダイス及び／または金型が、本明細書に開示される押出ダイス及び押出し方法の原則を用いた４層以上ある多重層押出物の生産に使用されることが出来る。
【０１４６】
優先権書類を含め本明細書中で引用した全ての特許、試験手順及びその他の文献は、その開示が本発明と矛盾しない程度において、かつ、その援用が許される全ての管轄区域について、全面的に参照により援用される。
【０１４７】
本願発明に係る具体的な実施態様が詳細に開示される一方、多様な他の修飾が当業者に明らかであり、それらは本願発明の趣旨及び範囲からそれることなく、当業者に容易に作られ得ることが理解される。従って、実施例及び本明細書で説明される記載により、付記される特許請求の範囲が制限されることを意図されず、むしろ、本特許請求の範囲は、本開示が属する分野における当業者に均等なものとして取り扱われるすべての特徴を含め、本明細書に備わる特許可能な新規なすべての特徴を包含すると解釈される。
【０１４８】
本明細書中に数値的下限及び数値的上限が列挙されている場合、任意の下限から任意の上限までの範囲が企図される。
【実施例】
【０１４９】
本発明の実施態様の複数側面が、次の実施例に記載される。本発明は、例示された実施態様に限定されない。
【０１５０】
実施例１
ポリオレフィン樹脂を、以下のように乾燥混合した。すなわち、（ｉ）１．９ｘ１０６の重量平均分子量（Ｍｗ）及び５．０９の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎとして定義される「ＭＷＤ」）を有し、質量で２０％の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を含む、質量で９９．６２５部のポリオレフィン（ＰＯ）組成物、（ｉｉ）７．５ｘ１０５のＭｗと１１．８５のＭＷＤを有し、質量で８０％の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及び（ｉｉｉ）質量で０．３７５部の抗酸化剤としてのテトラキス（メチレン−３−（３，５−ジテルチアリ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）−プロピオン酸）メタンの乾燥混合である。
【０１５１】
４０℃で５０ｃＳｔの粘度がある液体パラフィン溶媒の質量で３０部を、押出機に導入した。液体パラフィンの総量に基づき、７０重量％の液体パラフィンを、分散段階の第１流体注入口３２で導入し、液体パラフィンの総量に基づき、３０重量％の液体パラフィンを、第２混合段階の第２流体注入口３３で導入した。押出機の各段階の温度は、すべて１５０℃から２００℃の範囲であった。
【０１５２】
示差屈折率検出器（ＤＲＩ）を装備した、高温分子サイズ排除クロマトグラフ（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｉｚｅ  Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈ）、または「ＳＥＣ」（ＧＰＣ  ＰＬ  ２２０、ポリマー・ラボラトリーズ（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ））を使用し、ポリエチレンのＭｗ、Ｍｎ及びＭＷＤを測定した。３つのＰＬｇｅｌ  Ｍｉｘｅｄ−Ｂカラム（ポリマー・ラボラトリーズから入手可能）を使用した。公称流速は０．５ｃｍ３／分であり、公称注入量は３００μＬであった。移送ライン、カラム、及び前記ＤＲＩ検出器は、１４５℃に保たれるオーブンに入れた。「Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、Ｖｏｌ．３４、Ｎｏ．１９、６８１２−６８２０ページ（２００１年）」で開示される手順に従って測定した。
【０１５３】
使用したＧＰＣ溶媒は、約１０００ｐｐｍのブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）を含む、ろ過されたアルドリッチ試薬グレードの１，２，４−トリクロロベンゼン（ＴＣＢ）である。ＴＣＢは、ＳＥＣへの導入前に直結の脱気剤で脱気した。ポリマー溶液を、ガラス容器に乾燥ポリマーを置き、所望の量の上記ＴＣＢ溶媒を加え、次に、１６０℃で混合物を約２時間連続攪拌しながら加熱し、調製した。ＵＨＭＷＰＥ溶液の濃度は、０．２５から０．７５ｍｇ／ｍｌであった。ＧＰＣに注入する前に、モデルＳＰ２６０  Ｓａｍｐｌｅ  Ｐｒｅｐ  Ｓｔａｔｉｏｎ（ポリマー・ラボラトリーズから入手可能）を用いた２μｍフィルターで試料液を個別にろ過した。
【０１５４】
カラムセットの分離効率は、検量線の生成に使用される、Ｍｐで約５８０から約１０００万の範囲の１７の個々のポリスチレン標準を使用して生成された検量線で測定した。ポリスチレン標準は、ポリマー・ラボラトリーズ（アマースト、マサチューセッツ州）から入手した。検量線（ｌｏｇＭｐ対保持容量）は、各ＰＳ標準で用いられるＤＲＩ信号のピークで保持容量を記録し、２段階多項式に当該データセットを合わせることにより生成した。ウェーブ・メトリックス・インク（Ｗａｖｅ  Ｍｅｔｒｉｃｓ，Ｉｎｃ）から入手可能な、ＩＧＯＲ  Ｐｒｏを使用し、試料を分析した。
【０１５５】
図３で示すようなスクリュー構成を有する共回転、二軸スクリュー押出機の注入口ホッパー２４に質量で３０部のポリエチレン組成物を入れ、組成物を押出し、ポリエチレン溶液を作成した。押出機は、東京（日本）の日本製鋼所から得られるＭｏｄｅｌ  ＴＥＸ５４二軸スクリュー押出機である。
【０１５６】
実施例２
図９の押出機が使用され、液体パラフィンの総量に基づき、５５重量％の液体パラフィンを、分散段階の第１流体注入口で導入し、液体パラフィンの総量に基づき、４５重量％の液体パラフィンを、第２混合段階の第２流体注入口で導入した以外、ポリエチレン溶液を、実施例１と同じ方法で生産した。
【０１５７】
実施例３
液体パラフィンの総量に基づき、９０重量％の液体パラフィンを、分散段階の第１流体注入口で導入し、液体パラフィンの総量に基づき、１０重量％の液体パラフィンを、第２混合段階の第２流体注入口で導入した以外、ポリエチレン溶液を、実施例１と同じ方法で生産した。
【０１５８】
比較例１
すべての液体パラフィンを、分散段階の第１流体注入口で導入した以外、ポリエチレン溶液を、実施例１と同じ方法で生産した。
【０１５９】
特性
実施例１−３及び比較例１のポリエチレン溶液の特性は、次の方法で測定した。結果を表１に示す。
【０１６０】
（１）ポリエチレン溶液の押出速度（ｋｇ／ｈ）
ポリエチレン溶液の押出速度は、二軸押出機から押出される時間あたりのポリエチレン溶液の量である。３６秒につき押出されたポリエチレン溶液の重量を、５度測定し、平均化した。計量器は、Ｓａｒｔｏｒｉｕｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎで製造された電子天秤である。
【０１６１】
（２）メルトインデックス（ｇ／１０分）
ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に従い、ポリエチレン溶液のメルトインデックスを測定した。ポリマー及び溶媒が均質的に混合されないか、または、二軸スクリュー押出機内でのせん断応力のため、ポリマーが劣化している場合、メルトインデックスがより高い値になる可能性がある。
【表１】
2011500368.tif 000003
【０１６２】
本発明の実施例は、安定したメルトインデックス及び均一な外観のあるポリエチレン溶液を提供しながら、高い押出速度を可能にしていることを表１は示している。一方で、比較例のポリエチレン溶液は、ポリエチレン溶液の押出速度が実施例１、２、及び３のものより低いにもかかわらず、上手く押出すことは出来なかった。
【０１６３】
多量の液体に分散した少量のポリマーを含む組成物を、均一に混合し、押出すことは非常に難しい。一般に、より均一な混合は、より低い押出速度を必要とする。本発明は、ある面においては、上記実施例１から３で例示して記載したような押出機が、希釈剤が押出機の分散相及び混合相にそれぞれ部分的にある場合に、望ましく高い押出速度で望ましく均一な混合を提供することが出来る発見に基づく。
【０１６４】
上述の方法で希釈剤を提供可能なこのような押出機を使用することで、より優れた膜特性、より安定性の高い製造作業、及びより高い生産性を提供することが出来る。
【０１６５】
開示される本発明は、以下の実施態様によりさらに例示されるが、限定はされない。
【０１６６】
１．ポリマー及び希釈剤を混ぜ合わせるための押出機であって、
（ａ）注入末端、流出末端、及びハウジング内に配置された少なくとも１の孔を有する細長いハウジング、
（ｂ）前記少なくとも１の孔内に配置され、回転軸がある少なくとも１の細長い押出機シャフト、及び
（ｃ）互いに固定角の関係で前記少なくとも１の細長い押出機シャフトに沿って位置する複数の押出機スクリュー区分であって、前記複数の押出機スクリュー区分が複数の押出機段階を形成するよう選択され、前記複数の押出機段階が注入段階及び分散段階を含み、前記複数の押出機スクリュー区分が少なくとも１のフライトチップを有する複数の混練ディスクを含む少なくとも１の第１混練区分を含む前記分散段階を形成し、各々隣接するフライトチップが０°＜θ＜９０°の角度θで進行的にオフセットする、前記複数の押出機スクリュー区分
を含む、前記押出機。
【０１６７】
２．前記混練ディスクの数が１０より多く、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクと隣接する混練区分の最初の混練ディスクとの間のオフセット角が約０°と等しくなるように選択される、実施態様１の押出機。
【０１６８】
３．前記複数の押出機段階がさらに、第１混合段階、第２混合段階、及び流出段階を含む、実施態様１または２の押出機。
【０１６９】
４．前記少なくとも１の細長い押出機シャフトが、四角形、五角形、六角形または八辺形の断面または複数の波形で形成された周縁部で画定された断面を有する、実施態様１から３のいずれかの押出機。
【０１７０】
５．４０°≦θ≦５０°である、実施態様１から４のいずれかの押出機。
【０１７１】
６．前記少なくとも１の第１混練区分の前記混練ディスクの数が１５より多い、実施態様１から５のいずれかの押出機。
【０１７２】
７．前記分散段階がさらに少なくとも１の第２混練区分を含み、前記少なくとも１の第２混練区分が５つの混練ディスクを含み、各々隣接するフライトチップが４０°から５０°の範囲の角度θで進行的にオフセットする、実施態様１から６のいずれかの押出機。
【０１７３】
８．前記分散段階がさらに少なくとも１の第２混練区分を含み、前記少なくとも１の第２混練区分が５つの混練ディスクを含み、各々隣接するフライトチップが約４５°と等しい角度θで進行的にオフセットする、実施態様１から７のいずれかの押出機。
【０１７４】
９．ポリマー及び希釈剤を混ぜ合わせるための二軸押出機であって、
（ａ）注入末端、流出末端、押出機シャフト長Ｌ、及びハウジング内に配置された１対の交差する孔を有する細長いハウジング、
（ｂ）各々に回転軸がある１対の細長い押出機シャフトであって、前記１対の交差する孔内に配置され、少なくとも１の回転方向で運転可能である、前記１対の細長い押出機シャフト、
（ｃ）互いに固定角の関係で前記１対の細長い押出機シャフトに沿って位置する複数の押出機スクリュー区分であって、前記複数の押出機スクリュー区分が複数の押出機段階を形成するよう選択され、前記複数の押出機段階が約３％Ｌ≦Ｌｉ≦約３０％Ｌの長さＬｉを有する注入段階、約１０％Ｌ≦Ｌｄ≦約３５％Ｌの長さＬｄを有する分散段階、約５％Ｌ≦Ｌｍ１≦約４５％Ｌの長さＬｍ１を有する第１混合段階、約０％Ｌ≦Ｌｍ２≦約５０％Ｌの長さＬｍ２を有する第２混合段階、及び約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約４０％Ｌの長さＬｏを有する流出段階を含む、前記複数の押出機スクリュー区分、
（ｄ）細長いバレルの前記注入末端に隣接する材料注入口、及び
（ｅ）溶媒を導入するための前記分散段階内に位置する第１流体注入口
を含む、前記二軸押出機。
【０１７５】
１０．前記分散段階を形成する前記複数の押出機スクリュー区分が、少なくとも１のフライトチップを有する複数の混練ディスクを含む少なくとも１の第１混練区分を含み、各々隣接するフライトチップが０°＜θ＜９０°の角度θで進行的にオフセットする、
実施態様９の二軸押出機。
【０１７６】
１１．前記少なくとも１の第１混練区分の前記混練ディスクの数が１０より多く、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクと隣接する混練区分の最初の混練ディスクとの間のオフセット角が約０°と等しくなるように選択される、実施態様９または１０の二軸押出機。
【０１７７】
１２．混練ディスクの数及び少なくとも１の第１混練区分の前記角度θは、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクと前記隣接する混練区分の最初の混練ディスクとの間のオフセット角が実質的に前記角度θと等しくなるように隣接する混練区分を設置することが可能となるように選択される、実施態様９から１１のいずれかの二軸押出機。
【０１７８】
１３．希釈剤の一部を導入するために前記第２混合段階内に位置する第２流体注入口をさらに含む、実施態様９から１２のいずれかの二軸押出機。
【０１７９】
１４．前記第２混合段階内に位置する第３流体注入口をさらに含む、実施態様１３の二軸押出機。
【０１８０】
１５．前記第３流体注入口が前記第２流体注入口の下流に位置する、実施態様１４の二軸押出機。
【０１８１】
１６．回転軸が実質的に平行であり、前記細長い押出機シャフトが、共回転または相互逆回転である、実施態様１１から１５のいずれかの二軸押出機。
【０１８２】
１７．ポリマー及び希釈剤の混合物を押出す方法であって、
（ａ）注入段階においてポリマーを速度Ｐで配合し、配合したポリマーを押出機の分散段階に導く工程
（ｂ）希釈剤の少なくとも一部を前記分散段階の配合されたポリマーに速度Ｓ１で添加し、ポリマー中に希釈剤を分散し、さらに分散された希釈剤を第１混合段階に導く工程であって、ポリマーよりも前記希釈剤の粘度が低い、前記工程、及び
（ｃ）第１混合段階において、分散された前記希釈剤と配合された前記ポリマーを配合し、第３段階の生産物を生産する工程であって、前記第３段階の生産物は、（ｉ）第１相における前記混合物、（ｉｉ）第１相から分離した第２相における前記希釈剤の一部、及び（ｉｉｉ）第１及び第２相から分離した第３相における前記ポリマーの一部を含む、前記工程、
を含み、
第１混合段階の混合エネルギーは、注入段階または分散段階のいずれかにおける混合エネルギーより大きい、前記方法。
【０１８３】
１８．前記第１相がＲの速度で生産され、Ｒは約０．９ｘ（Ｐ＋Ｓ１）かまたはそれ以上である、実施態様１７の方法。
【０１８４】
１９．前記希釈剤の少なくとも第２部分を第１混合段階及び／または第２混合段階の配合された前記ポリマーにＳ２の速度で添加し、希釈剤の前記第２部分を前記ポリマー中に分散する工程をさらに含み、Ｓ１／Ｓ２の重量比は、約５１重量％／４９重量％から約９９重量％／１重量％の範囲である、実施態様１７または１８の方法。
【０１８５】
２０．前記第２相が０．０５ｘＳ１を超えない速度で生産される、実施態様１７から１９のいずれかの方法。
【０１８６】
２１．前記第３相が０．０５ｘＰを超えない速度で生産される、実施態様１７から２０のいずれかの方法。
【０１８７】
２２．第２領域から第１領域への希釈剤の反流の速度が、０．１ｘＳ１を超えない、実施態様１７から２１のいずれかの方法。
【０１８８】
２３．（ｅ）押出ダイスを通して混合物を押出す工程であって、前記押出ダイスが、ポリマー溶液の流れが押出される、穴付きダイスの流出口を含む、前記工程、及び
（ｆ）押出物を冷却し、冷却押出物を形成する工程
をさらに含む、実施態様１７から２２のいずれかの方法。
【０１８９】
２４．（ｇ）冷却された押出物から希釈剤を除去し、希釈剤が除去された冷却押出物を形成する工程、
（ｈ）前記希釈剤が除去された冷却押出物を乾燥し、微多孔膜を形成する工程、及び
（ｉ）前記冷却押出物及び／または微多孔膜を延伸する工程
をさらに含む、実施態様１７から２３のいずれかの方法。
【０１９０】
２５．前記押出機が、
（ａ）注入末端、流出末端、押出機シャフト長Ｌ、及びハウジング内に配置された１対の交差する孔を有する細長いハウジング、
（ｂ）各々に回転軸がある１対の細長い押出機シャフトであって、前記１対の交差する孔内に配置され、少なくとも１の回転方向で運転可能である、前記１対の細長い押出機シャフト、
（ｃ）互いに固定角の関係で前記１対の細長い押出機シャフトに沿って位置する複数の押出機スクリュー区分であって、前記複数の押出機スクリュー区分が複数の押出機段階を形成するよう選択され、前記複数の押出機段階が約３％Ｌ≦Ｌｉ≦約３０％Ｌの長さＬｉを有する注入段階、約１０％Ｌ≦Ｌｄ≦約３５％Ｌの長さＬｄを有する分散段階、約５％Ｌ≦Ｌｍ１≦約４５％Ｌの長さＬｍ１を有する第１混合段階、約０％Ｌ≦Ｌｍ２≦約５０％Ｌの長さＬｍ２を有する第２混合段階、及び約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約４０％Ｌの長さＬｏを有する流出段階を含む、前記複数の押出機スクリュー区分、
（ｄ）細長いバレルの前記注入末端に隣接する材料注入口、及び
（ｅ）希釈剤の第１部分を導入するための前記分散段階内に位置する第１流体注入口であって、前記分散段階の注入口の初めから約５０％Ｌｄの長さの範囲内に位置する、前記第１流体注入口、及び
（ｆ）希釈剤の第２部分を導入するための前記第２混合段階内に位置する第２流体注入口
を含む、二軸押出機である、実施態様１７から２４のいずれかの方法。
【０１９１】
２６．実施態様１７から２５のいずれかの生産物。
【０１９２】
２７．実施態様１７から２６のいずれかの方法で生産されたリチウムイオン電池のための電池セパレーターフィルム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年6月14日(2010.6.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混ぜ合わされたポリマーと希釈剤を含む押出物を生産するシステムであって、
第１押出手段、
第１押出手段の下流に位置し、第１押出手段と流体連通する第２押出手段、
第２押出手段の下流に位置し、第２押出手段と流体連通するポンプ輸送手段、
第２押出手段の流出物から任意の混ぜ合わされていないポリマーの少なくとも一部を除くための分離手段であって、第２押出手段の下流に位置し、第２押出手段と流体連通する前記分離手段、
分離手段の下流に位置し、分離手段と流体連通する混合手段、及び
混合手段の下流に位置し、混合手段と流体連通する少なくとも１のダイス
を含む、前記システム。
【請求項２】
前記第２押出手段が、
（ａ）注入末端、流出末端、及びハウジング内に配置された少なくとも１の孔を有する細長いハウジング、
（ｂ）前記少なくとも１の孔内に配置され、回転軸がある少なくとも１の細長い押出機シャフト、及び
（ｃ）互いに固定角の関係で前記少なくとも１の細長い押出機シャフトに沿って位置する複数の押出機スクリュー区分であって、前記複数の押出機スクリュー区分が複数の押出機段階を形成するよう選択され、前記複数の押出機段階が注入段階及び分散段階を含み、前記複数の押出機スクリュー区分が少なくとも１のフライトチップを有する複数の混練ディスクを含む少なくとも１の第１混練区分を含む前記分散段階を形成し、各々隣接するフライトチップが０°＜θ＜９０°の角度θで進行的にオフセットする、前記複数の押出機スクリュー区分
を含む、第２押出機である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第２押出機の前記混練ディスクの数が１０より多く、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクと隣接する混練区分の最初の混練ディスクとの間のオフセット角が約０°と等しくなるように選択される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第２押出機の前記複数の押出機段階が、第１混合段階、第２混合段階、及び流出段階をさらに含む、請求項２または３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２押出機の前記少なくとも１の細長い押出機シャフトが、四角形、五角形、六角形または八辺形の断面または複数の波形で形成された周縁部で画定された断面を有する、請求項２から４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６】
第１押出手段が第１押出機であって、前記押出機が、
（ａ）注入末端、流出末端、押出機シャフト長Ｌ、及びハウジング内に配置された１対の交差する孔を有する細長いハウジング、
（ｂ）各々に回転軸がある１対の細長い押出機シャフトであって、前記１対の交差する孔内に配置され、少なくとも１の回転方向で運転可能である、前記１対の細長い押出機シャフト、
（ｃ）互いに固定角の関係で前記１対の細長い押出機シャフトに沿って位置する複数の押出機スクリュー区分であって、前記複数の押出機スクリュー区分が複数の押出機段階を形成するよう選択され、前記複数の押出機段階が約３％Ｌ≦Ｌｉ≦約３０％Ｌの長さＬｉを有する注入段階、約１０％Ｌ≦Ｌｄ≦約３５％Ｌの長さＬｄを有する分散段階、約５％Ｌ≦Ｌｍ１≦約４５％Ｌの長さＬｍ１を有する第１混合段階、約０％Ｌ≦Ｌｍ２≦約５０％Ｌの長さＬｍ２を有する第２混合段階、及び約０％Ｌ≦Ｌｏ≦約４０％Ｌの長さＬｏを有する流出段階を含む、前記複数の押出機スクリュー区分、
（ｄ）細長いバレルの前記注入末端に隣接する材料注入口、及び
（ｅ）希釈剤の一部を導入するための前記分散段階内に位置する第１流体注入口
を含む、請求項２から５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
第１押出機において、前記分散段階を形成する前記複数の押出機スクリュー区分が、少なくとも１のフライトチップを有する複数の混練ディスクを含む少なくとも１の第１混練区分を含み、各々隣接するフライトチップが０°＜θ＜９０°の角度θで進行的にオフセットする、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
第１押出機において、前記少なくとも１の第１混練区分の前記混練ディスクの数が１０より多く、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクと隣接する混練区分の最初の混練ディスクとの間のオフセット角が約０°と等しくなるように選択される、請求項６または７に記載のシステム。
【請求項９】
第１押出機において、混練ディスクの数及び少なくとも１の第１混練区分の前記角度θは、前記少なくとも１の第１混練区分の最後の混練ディスクと前記隣接する混練区分の最初の混練ディスクとの間のオフセット角が実質的に前記角度θと等しくなるように隣接する混練区分を設置することが可能となるように選択される、請求項６から８のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】
第１押出機が希釈剤を導入するために前記第２混合段階内に位置する第２流体注入口をさらに含み、第１押出機において、（ｉ）回転軸が実質的に平行であり、（ｉｉ）前記細長い押出機シャフトが、共回転または相互逆回転である、請求項６から９のいずれかに記載のシステム。
【国際調査報告】
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