(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二軸同方向回転押出機を用い、樹脂１００重量部を溶融混練後、液状添加剤を５〜１００重量部添加する混練方法において、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルとポリスチレン系樹脂の組成物、およびＡＢＳ系組成物のなかから選ばれる樹脂と、液状添加剤とを、次の（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）のすべての性能を同時に持つスクリュエレメントを少なくとも１つ有し、かつ混練ゾーン長さ（ＬＺＬ）が０．２Ｄ〜２．５Ｄ（Ｄはスクリュ直径）である混練ゾーン中で混練することを特徴とする混練方法。
（ａ）ネジ廻り方向は、メインホッパー側から押出機先端を見て左廻りである
（ｂ）一条ネジ
（ｃ）スクリュ切り欠き数が１ピッチ当たり８〜１６個
（ｄ）スクリュピッチの長さＬｓが０．１Ｄ〜０．５Ｄ
【請求項２】
下記の（ｆ）を満たす条件で押し出すことを特徴とする請求項１記載の混練方法。
（ｆ）スクリュ回転数が１５０ｒｐｍ〜１５００ｒｐｍ
【請求項３】
樹脂がポリフェニレンエーテル及び／又はポリフェニレンエーテルとポリスチレン系樹脂の組成物であり、液状添加剤がリン酸エステルであることを特徴とする請求項１または２に記載の混練方法。
【請求項４】
樹脂がＡＢＳ系組成物であり液状添加剤が燐酸エステルであることを特徴とする請求項１または２に記載の混練方法。
【請求項５】
押出機の第一混練ゾーンと第二混練ゾーンの間又は／及び、第二混練ゾーン下流側に、熱可塑性樹脂、フィラー、ファイバー、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）、またはテフロン（登録商標）およびシリコン樹脂から選ばれる滴下防止剤を添加することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の混練方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂に液状添加剤を混合して押し出す混練方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二軸同方向回転押出機のスクリュ構成と液添量の関係の先行技術は下記の通り。
（１）特開平０９−７０８７２号では、ポリフェニレンエーテルに燐酸エステルを添加した例が記載されている。
（２）特開平１０−３１０６４７号（特願平０９−１２２４９５号）と特開２０００−３７７６４号（特願平１０−２０７８５１号）では、オレフィン系エラストマーの架橋物にオレフィン系オイルを添加した例が記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
先行技術では、樹脂に液状添加剤を添加するとき、液状添加剤混練ゾーンの長さを長くしていた。混練ゾーンの長さを長くすると、混練による発熱でＩｚｏｄ低下，引張強度（伸び）の低下，ＭＤが増加することがある。混練ゾーン長さを短くすると、押出量が下がり生産性が劣り、かつ樹脂の劣化（例えば、Ｉｚｏｄの低下、ＭＤの増加）があった。
【０００４】
樹脂に液状添加剤を混練するとき、液状添加剤の分散性と高生産性を両立することが求められていた。
本発明は、液状添加剤の混練性を向上させて生産性を向上させ、この押し出しを経て行われるペレット状樹脂の物性を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、液状添加剤混練部を有する二軸同方向回転押出機であって、その混練部に使用するスクリュネジ廻り方向はメインホッパー側から押出機先端をみて左廻りで、かつ一条ネジ、かつスクリュ切り欠きが１ピッチ当たり８〜１６個、かつスクリュピッチの長さが０．１Ｄ〜０．５Ｄである、スクリュの形状を持つことを特徴とする混練方法を提供するものである。
【０００６】
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明で用いられる二軸同方向回転押出機１の概略を図１に示す。図１中において、２はメインホッパー、３と７はベントインサート口、４は液添ノズル、５は液添用タンク、６は液添用ポンプ、８はフィーダーである。本発明で用いられる二軸同方向回転押出機は、例えばドイツ連邦共和国ワーナー＆フライドラー社製のＺＳＫシリーズや日本国東芝機械製のＴＥＭシリーズや日本製鋼所製ＴＥＸシリーズ等が挙げられる。
【０００７】
本発明で用いられる押出機の混練ゾーンは、２箇所以上必要である。第一混練ゾーンは、樹脂を溶融混練する。第一混練ゾーンに使われるスクリュパーツは、右向き、左向き、中間のニーディングディスク、逆ネジ、バリスターリング、ミキシングスクリュを１種以上組み合わせて任意に混練ゾーンを設計する。４の液状添加剤を添加する液添ノズルの下流側に第２混練ゾーンを設けることが必要である。使われるスクリュパーツは、本発明で用いられる一条逆ネジ切り欠きスクリュを１〜５個使用し液状添加剤を均一混練するために必要である。
【０００８】
本発明で用いられる一条逆ネジ切り欠きスクリュを詳細に説明する。
（ａ）ネジ廻り方向は、メインホッパーから押出機先端を見て左廻りである。このネジ廻りは通常逆ネジとも呼ばれている。
（ｂ）一条ネジとは、スクリュが３６０度回転したとき、フライト山の部分が１箇所のみのスクリュである。
【０００９】
（ｃ）スクリュの切り欠きは、スクリュフライトの山の部分をネジ廻り方向と反対方向に削る。切り欠き効果は、樹脂と液状添加剤の混合物の一部が上流側（押出機モーター側）に逆流し、上流側に流れている樹脂と液状添加剤の混合物と混合することで樹脂と液状添加剤の混練を促進することにある。切り欠き数は、スクリュ１ピッチ当たり等間隔に８〜１６個が好ましい。切り欠き部の１ピッチ分の開口総面積は、スクリュ断面積Ｄ×Ｄ／４×３．１４当たり０．１７〜０．２７の範囲が好ましい。
【００１０】
（ｄ）スクリュピッチの長さは、スクリュが３６０度回転したときのスクリュ長さである。図３，４のＬZ，ＬSがスクリュピッチである。スクリュピッチの長さは０．１Ｄ〜０．５Ｄの範囲であり、好ましくは０．１５Ｄ〜０．４Ｄの範囲である。
【００１１】
本発明で用いられる液状添加剤としては、例えばミネラルオイル、リン酸エステル、シリコンオイル等を挙げることができる。ミネラルオイルとは、例えばパラフィン系、ナフテン系、芳香族系等のオイル、リン酸エステルとは、例えばトリフェニルホスフェート、２，２−ビス−｛４−［ビス（フェノキシ）ホスホリルオキシ］フェニル｝プロパン、２，２−ビス−｛４−［ビス（メチルフェノキシ）ホスホリルオキシ］フェニル｝プロパン、リン酸−（３−ヒドロキシフェニル）ジフェニル、レゾルシン・ビス（ジフェニルホスフェート）等、シリコンオイルとは、例えばジメチルシリコンオイル、メチルフェニルシリコンオイル、メチルハイドロジェンシリコンオイル等で、同時に１種２種以上を用いることができる。フィードするフィーダーは、容量式、重量式のどちらでもよいが、重量式の方が好ましい。
【００１２】
本発明の無次元押出量とは、次式によって計算することができる。但し、ＤＬＱは無次元押出量、Ｑは押出量（ｍ3／ｈ）、Ｄはスクリュ直径（ｍ）、ｎはスクリュ回転数（ｒｐｓ）である。
ＤＬＱ＝（Ｑ／３６００）／（Ｄ×Ｄ×Ｄ）／（２×３．１４×ｎ）
無次元押出量ＤＬＱは、０．００５〜０．０２５の範囲が好ましい。押出機のスクリュ回転数は、１５０〜１５００ｒｐｍの範囲が好ましい。
【００１３】
本発明で用いられるポリスチレン系樹脂とは、ビニル芳香族化合物の単独重合体又は共重合体である。ビニル芳香族化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、αメチルスチレン−ｐメチルスチレン、ｏメチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン等の各アルキル置換スチレン、ｏ−クロルスチレン、ｍ−クロルスチレン、ｐ−クロルスチレン、ｐ−ブロモスチレン、ジクロルスチレン、ジブロモスチレン、トリクロルスチレン、トリブロモスチレン等の各ハロゲン化スチレン等が挙げられるが、この中でスチレン、α−メチルスチレンが好ましい。
【００２４】
本発明で用いられるＡＢＳ系樹脂とは、アクリレート系モノマー及び／またはメタクリレート系モノマーアクリロニトリル及び／又はスチレン系モノマーとブタジェンのコポリマー、もしくは、このコポリマー１００重量部にポリカーボネイトを１０〜２００重量部含むものである。本発明において、第一混練ゾーンと第二混練ゾーンの間及び／または第二混練ゾーン下流側に、熱可塑性樹脂、フィラー、ファイバー、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）、テフロン（登録商標）およびシリコン樹脂から選ばれる滴下防止剤、またはその他の添加剤を添加しても良い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下具体的に説明する。まず、以下に述べる実施例及び比較例の第二混練ゾーンに用いたスクリュを示す記号の意味は、次の表１に示される通りである。尚、表１の種類の欄に示される「Ａ」は一条逆ネジスクリュエレメント（Ａ）、「Ｂ」は二条切り欠きスクリュエレメント（Ｂ）、「Ｃ」「Ｄ」はニィーディングディスクを夫々意味する。
【００２６】
【表１】
0004387036.tif 000002
【００２７】
押出機としては、図２に示されるような二軸同方向回転押出機（ワーナー・アンド・フライドラー社製「ＺＳＫ−４０」、Ｌ／Ｄ＝４６、１１バレル）をベースとして、主として第二混練ゾーンのスクリュ構成を種々変えて実験を行った。トルクの変動を極力抑えるため、フィーダーは全て重量式フィーダーを使用した。押出条件は、特に断り書きがない限り、スクリュ回転数３００ｒｐｍ、ベントは大気ベントとした。
【００２８】
実施例及び比較例の結果は表２にまとめ示す。この表に示される測定項目の測定方法は以下の通りである。
ベントアップの有無かつ、液添加剤の分離は押出機先端ダイスで液分離の有無の確認を目視観察し、液分離をしない最大の押出量。
物性測定は、押出機でできたペレットを射出成形機を使った。シリンダー温度は、２４０〜２６０℃とし、金型温度は、６０℃とした。Ｉｚｏｄは、ＡＳＴＭのＤ２５６に従い１／８インチのノッチ付短柵で評価した。伸びは、ＡＳＴＭのＤ６５８に従い１／８インチのダンベルで評価した。
【００２９】
【実施例１】
還元粘度０．５３の粉体状のポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）５０重量部とハイインパクトポリスチレン（旭化成工業社製「Ｈ９４０５」）５０重量部をメインホッパーから、樹脂１００重量部に対し液状添加剤（大八化学社製「ＣＲ７４１」）２４重量部を押出機途中の液添ノズルから添加し、押出機バレル温度３００℃で押出量、ベントアップの有無、液分離有無の確認を行った。第二混練ゾーンのスクリュエレメントは、（Ａ）を３個使用し混練ゾーン長さ６０ｍｍとした。押出量は１２０ｋｇ／ｈが上限であった。ベントアップ発生、液の分離もなく１時間運転したがトラブル発生はなかった。
【００３０】
【実施例２】
第二混練ゾーンのスクリュエレメント（Ａ）を２個使用し混練ゾーン長さ４０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして同様の観察を行った。押出量は９０ｋｇ／ｈが上限であった。ベントアップ発生、液の分離もなく１時間運転したがトラブル発生はなかった。
【００３１】
【実施例３】
第二混練ゾーンのスクリュエレメント（Ａ）を１個使用し混練ゾーン長さ２０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして同様の観察を行った。押出量は５０ｋｇ／ｈが上限であった。ベントアップ発生、液の分離もなく１時間運転したがトラブル発生はなかった。
【００３２】
【比較例１】
第二混練ゾーンのスクリュエレメント（Ｂ）を２個使用し混練ゾーン長さ５０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして同様の観察を行った。押出量は５０ｋｇ／ｈが上限であった。ベントアップ発生、液の分離もなく１時間運転したがトラブル発生はなかったが、実施例２と比べて押出量が低下した。
【００３３】
【比較例２】
第二混練ゾーンのスクリュエレメント（Ｃ）、（Ｂ）、（Ｂ）、（Ｄ）を使用し混練ゾーン長さ９０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして同様の観察を行った。押出量は９０ｋｇ／ｈが上限あった。ベントアップ発生、液の分離もなく１時間運転したがトラブル発生はなかったが、実施例１より混練ゾーンの長さは長いが押出量が低かった。
【００３４】
【比較例３】
第二混練ゾーンのスクリュエレメント（Ｃ）、（Ｃ）、（Ｃ）、（Ｄ）を使用し混練ゾーン長さ８０ｍｍとした以外は実施例１と同様にして同様の観察を行った。押出量は８０ｋｇ／ｈが上限であった。ベントアップ発生、液の分離もなく１時間運転したがトラブル発生はなかった。実施例１より混練ゾーンの長さは長いが押出量は低かった。
【００３５】
【参考例１】
高密度ポリエチレン（旭化成工業社製「Ｊ−２４１」）１００重量部をメインホッパーから、樹脂１００重量部に対し液状添加剤（出光興産社製「ＫＰ−６８」）３０重量部を押出機途中の液添ノズルから添加し、押出機バレル温度２５０℃とした以外は実施例１と同様にして同様の観察を行った。押出量は１００ｋｇ／ｈが上限であった。ベントアップ発生、液の分離もなく１時間運転したがトラブル発生はなかった。
【００３６】
【参考例２】
樹脂はエンゲージ架橋物であり、樹脂１００重量部に対し液状添加剤（出光興産社製「ＰＷ−３８０」）５０重量部を押出機途中の液添ノズルから添加し、押出機バレル温度２００℃、押出量、ベントアップの有無、液分離有無の確認を行った。スクリュ回転数２５０ｒｐｍ、第二混練ゾーンのスクリュエレメントは、（Ａ）を５個使用し混練ゾーン長さ１００ｍｍとした。押出量は６０ｋｇ／ｈが上限であった。ベントアップ発生、液の分離もなく１時間運転したがトラブル発生はなかった。
【００３７】
【比較例４】
スクリュエレメント（Ａ）を３個使用し混練ゾーン長さ６０ｍｍとした以外は実施例５と同様にして同様の観察を行った。押出量は４５ｋｇ／ｈができる上限であった。ベントアップ発生、液の分離もなく１時間運転したがトラブル発生はなかった。
【００３８】
【実施例６】
樹脂はポリカボネート（数平均分子量２５０００）を８０重量部、ＡＢＳ（ゴム量が２２ｗｔ％であり数平均分子量１４万）を２０重量部、樹脂１００重量部に対し液状添加剤（大八化学社製「ＣＲ７４１」）３０重量部を押出機途中の液添ノズルから添加し、押出機バレル温度２９０℃で押出量、ベントアップの有無、液分離有無の確認を行った。第二混練ゾーンのスクリュエレメントは、（Ａ）を３個使用し混練ゾーン長さ６０ｍｍとした。押出量は１００ｋｇ／ｈが上限であった。ベントアップ発生、液の分離もなく１時間運転したがトラブル発生はなかった。
【００３９】
【表２】
0004387036.tif 000003
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、一条切り欠きスクリュ付きの二軸同方向押出処理について、液状添加剤を樹脂に均一に分散し、かつ混練による樹脂の熱劣化を発生させることなく、この押し出しを経て行われるペレット状の樹脂の生産性を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で用いる押出機の概略を示す説明図である。
【図２】実施例及び比較例で用いた押出機の説明図である。
【図３】一条切り欠きスクリュ（Ａ）の説明図である。
【図４】二条切り欠きスクリュ（Ｂ）の説明図である。
【図５】ニィーディングディスク（Ｃ）の説明図である。
【図６】ニィーディングディスク（Ｄ）の説明図である。
【符号の説明】
１  押出機
２  メインホッパー
３  ベントインサート口
４  液添ノズル
５  液添用タンク
６  液添用ポンプ
７  ベントインサート口
８  フィーダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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