【手続補正書】
【提出日】平成20年12月11日(2008.12.11)
【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】
高分子複合材料を製造する製造装置において、
水分を含有する過剰含水物が少なくとも含まれる混練物を設定された混練温度で混練する混練手段と、
前記混練温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い設定圧力で前記混練物から前記水分を脱水する脱水手段と、
脱水された前記混練物を取り出す取出手段とを、含むことを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の高分子複合材料を製造する製造装置において、
前記混練手段は、
少なくとも前記過剰含水物を投入する投入手段が上流側に設けられ前記取出手段が下流側に設けられているシリンダと、
前記混練温度に設定されている前記シリンダの内部で軸回転し前記混練物を前記投入手段から前記取出手段へ向かって押し出すスクリューとを、有し、
前記脱水手段は、
前記シリンダの内部及びその外部を隔てるとともに前記混練物のうち含まれる前記水分を選択的に濾過する濾過板と、
前記濾過板により濾過された前記水分を気化させる気化空間を形成するとともに大気を遮断する遮断壁と、
前記気化空間の気圧を前記設定圧力に設定する調圧手段とを、有することを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項３】
請求項２に記載の高分子複合材料の製造装置において、前記シリンダに対し複数個の前記脱水手段が設けられ、
これら複数個の脱水手段の設定圧力は、前記取出手段に近くなる程小さく設定されていることを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載の高分子複合材料の製造装置において、前記取出手段に直近の前記脱水手段の設定圧力は、大気圧よりも低圧に設定できることを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項５】
請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載の高分子複合材料の製造装置において、前記脱水手段が備えられている部位の前記混練物が上流側よりも加圧される構成を備えていることを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項６】
請求項４に記載の高分子複合材料の製造装置において、大気圧より低圧に設定された前記脱水手段が備えられている部位の前記混練物が上流側よりも減圧される構成を備えていることを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の高分子複合材料の製造装置において、前記加圧又は前記減圧する構成は、前記スクリューの軸径を変化させることによることを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項８】
請求項５又は請求項６に記載の高分子複合材料の製造装置において、前記加圧又は前記減圧する構成は、前記スクリューに設けられるフライトのピッチを変化させるものであることを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項９】
請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の高分子複合材料の製造装置において、前記過剰含水物、液状試薬又は水が前記投入手段よりも下流側に設けられている圧入手段から圧入されることを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の高分子複合材料を製造する製造装置において、
前記混練手段は、
少なくとも前記過剰含水物を投入する投入手段並びに前記取出手段が設けられるケーシングと、
密閉空間にされ前記混練温度に設定された前記ケーシングの内部で回転し前記混練物を混練するローターとを、有し、
前記脱水手段は、
前記密閉空間の気圧を前記設定圧力に設定する調圧手段を、有することを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の高分子複合材料を製造する製造装置において、
前記ケーシングの内部及び外部を隔てるとともに前記混練物のうち含まれる前記水分を選択的に濾過する濾過板と、
前記濾過板を介して前記密閉空間に連通する気化空間が形成されるとともに前記調圧手段が設けられている遮断壁とを、有することを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の高分子複合材料の製造装置において、
前記混練物には、合成高分子として熱可塑性高分子又は熱硬化性高分子が混合されていることを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の高分子複合材料の製造装置において、
前記過剰含水物はバイオマス由来成分を含んでいることを特徴とする高分子複合材料の製造装置。
【請求項１４】
高分子複合材料を製造する製造方法において、
水分を含有した過剰含水物が少なくとも含まれる混練物を設定された混練温度で混練する混練工程と、
前記混練温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い設定圧力で混練物から前記水分を脱水する脱水工程と、
脱水された混練物を取り出す取出工程とを、含むことを特徴とする高分子複合材料の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の高分子複合材料を製造する方法において、
前記過剰含水物にするために前記水分を注水する注水工程を含むことを特徴とする高分子複合材料の製造方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載の高分子複合材料を製造する方法において、
機械的に微粒子化したものの集合体に水を含浸させて前記過剰含水物にする含水工程を含むことを特徴とする高分子複合材料の製造方法。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載の高分子複合材料を製造する方法において、
前記混練物の合計量１００重量部に対し、鎖状炭化水素の主鎖の炭素数が１０から１００の範囲に含まれるワックスを１から２０重量部配合するワックス配合工程を含むことを特徴とする高分子複合材料の製造方法。
【請求項１８】
請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載の高分子複合材料を製造する方法において、
前記混練工程では前記過剰含水物及び相溶化剤を混練し、
前記脱水工程を経てから合成高分子の主剤を混合しさらに混練することを特徴とする高分子複合材料の製造方法。
【請求項１９】
請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載の製造方法により得られる高分子複合材料組成物。
【請求項２０】
請求項１９に記載の高分子複合材料組成物を成形して得られる成形品。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、高分子複合材料に関連する技術分野に属し、特に合成高分子及びバイオマス由来成分を混合してなる高分子複合材料を製造するのに適した製造装置及びその製造方法に関するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明は、高分子複合材料を製造する製造装置において、水分を含有する過剰含水物が少なくとも含まれる混練物を設定された混練温度で混練する混練手段と、前記混練温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い設定圧力で前記混練物から前記水分を脱水する脱水手段と、脱水された前記混練物を取り出す取出手段とを、含むことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
このような手段から本発明が構成されることにより、大量の水分を共存させた状態で混練が実行され、微細化した状態が得られる。そして、このように微細化した混練物が前記設定圧力におかれると、含まれる大量の水分が徐々に気化して分離し、前記混練物の脱水が実行される。そして、前記過剰含水物の脱水成分の再凝集が抑制されることになる。なお、前記混練物には、合成高分子として熱可塑性高分子及び熱硬化性高分子のいずれかを混合することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
さらに本発明は、この高分子複合材料を製造する製造装置において、前記混練手段は、少なくとも前記過剰含水物を投入する投入手段が上流側に設けられ取出手段が下流側に設けられているシリンダと、前記混練温度に設定されている前記シリンダの内部で軸回転し前記投入手段から前記取出手段に向かって押し出すスクリューと、を有し、前記脱水手段は、前記シリンダの内部及びその外部を隔てるとともに前記混練物のうち含まれる前記水分を選択的に濾過する濾過板と、前記濾過板により濾過された前記水分を気化させる気化空間を形成するとともに大気を遮断する遮断壁と、前記気化空間の気圧を前記設定圧力に設定する調圧手段とを、手段として有することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このような手段から本発明が構成されることにより、連続式の製造装置が構成される。すなわち、所定の温度に設定されたシリンダの内部で軸回転するスクリューによって、過剰含水物は、含有する水分とともに混練物中で微細化し均一に分散される。また、軸回転するスクリューから付与される圧力によって、混練物は濾過板に押し付けられるとともに含有する水分が気化空間に濾しだされることになる。そして、この気化空間は調圧手段により前記した設定圧力に設定されるので、濾しだされた水分はこの気化空間において気化して調圧手段から大気中に放出されることになる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
さらに本発明は、高分子複合材料を製造する製造装置において、前記混練手段は、少なくとも前記過剰含水物を投入する投入手段並びに前記取出手段が設けられるケーシングと、密閉空間にされ前記混練温度に設定された前記ケーシングの内部で回転し前記混練物を混練するローターとを、有し、前記脱水手段は、前記密閉空間の気圧を前記設定圧力に設定する調圧手段を、有することを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
このように本発明が構成されることにより、バッチ式の製造装置が構成される。すなわち、所定の温度に設定されたケーシングの内部で軸回転するロータによって、過剰含水物は、含有する水分とともに混練物中で微細化し均一に分散される。また、このように混練物が混練されている最中は、投入手段及び取出手段の開口は閉じられることによりケーシングの内部は密閉空間となっている。そして、この密閉空間は調圧手段により前記した設定圧力に設定され、混練物に含まれる水分はこの密閉空間において気化して調圧手段から大気中に放出されることになる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
さらに本発明は、高分子複合材料を製造する製造装置において、前記ケーシングの内部及び外部を隔てるとともに前記混練物のうち含まれる前記水分を選択的に濾過する濾過板と、前記濾過板を介して前記密閉空間に連通する気化空間が形成されるとともに前記調圧手段が設けられている遮断壁とを、有することを特徴とする。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
さらに本発明は、高分子複合材料を製造する製造方法において、水分を含有した過剰含水物が少なくとも含まれる混練物を設定された混練温度で混練する混練工程と、前記混練温度における飽和蒸気圧よりも低くかつ大気圧よりも高い設定圧力で混練物から前記水分を脱水する脱水工程と、脱水された混練物を取り出す取出工程とを、含むことを特徴とする高分子複合材料の製造方法であることを特徴とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
これにより、前記した設定圧力で混練物を脱水し、水分が取り除かれた過剰含水物が微細化し分散した高分子複合材料を製造するという本発明の技術思想は、特定の製造装置に限定されることなく適用することが可能になる。つまり、後記する実施形態で示す連続方式をとる押出型製造装置やバッチ方式をとる加圧ニーダ製造装置に限定されることなく本発明の製造方法を適用することが可能になる。
さらに、本発明により、水、脱水処理をしないバイオマス由来成分、バイオマス由来以外の高含水の繊維状の副材料などを投入することも可能となり、製造工程の効率化や物性の改質が容易となる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
さらに本発明は、高分子複合材料を製造する方法において、前記過剰含水物にするために前記水分を注水する注水工程を含むことを特徴とする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
さらに本発明は、高分子複合材料を製造する方法において、機械的に微粒子化したものの集合体に水を含浸させて前記過剰含水物にする含水工程を含むことを特徴とする。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
さらに本発明は、高分子複合材料を製造する方法において、前記混練物の合計量１００重量部に対し、鎖状炭化水素の主鎖の炭素数が１０から１００の範囲に含まれるワックスを１から２０重量部配合するワックス配合工程を含むことを特徴とする。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
このように本発明が構成されることにより、混練工程において、ワックスが溶解し水と混合液相を形成するので、混練物の粘性が低下し、混練性が向上する。さらに先行して溶融したワックスが、過剰含水物の固体成分に吸着し、均一拡散を促進する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
さらに本発明は、高分子複合材料を製造する方法において、前記混練工程では前記過剰含水物及び相溶化剤を混練し、前記脱水工程を経てから合成高分子の主剤を混合しさらに混練することを特徴とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
このように本発明が構成されることにより、過剰含水物の固体成分は、さらに粉砕されて微粒子化するとともに、その表面に相溶化剤を吸着させて、後で投入される合成高分子に対する親和性が向上する。