(57)【要約】【課題】異物を含有する熱可塑性樹脂を溶融させ、フィルターを通してろ過することによって異物を除去する際に、フィルターにかかる負荷を低減させて、フィルター寿命を長くする。【解決手段】第１の押出機Ｅ１は、二軸スクリュ押出機である。供給口２から重量式フィーダー９を介して供給した異物を含有する熱可塑性樹脂は、可塑化ゾーン４ａで溶融され、超臨界流体混合・混練・含浸ゾーン４ｂに送られて超臨界流体が含浸され、粘度が低下する。ついで、フィルター１８を通してろ過を行って異物を除去した後、第２の押出機Ｅ２に送る。第２の押出機Ｅ２において減圧することにより、内圧力を低下させて、含浸された超臨界流体を気化させ、除去する。【選択図】図１
2009125975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異物を含有する熱可塑性樹脂を溶融させ、溶融した前記熱可塑性樹脂に超臨界流体を添加して、臨界温度以上および臨界圧力以上での混合・混練を行うことにより溶融した熱可塑性樹脂の粘度を低下させ、ついで、フィルターを通してろ過することによって前記異物を除去したのち、樹脂圧力を低下させることにより含浸された超臨界流体を気化させて除去すること、を特徴とする熱可塑性樹脂に含有された異物の除去方法。
【請求項２】
超臨界流体の添加量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．５〜１５重量部の範囲以内であること、を特徴とする熱可塑性樹脂に含有された異物の除去方法。
【請求項３】
超臨界流体が、超臨界二酸化炭素であること、を特徴とする請求項１または２記載の熱可塑性樹脂に含有された異物の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物を含有する熱可塑性樹脂より前記異物を除去して物理的特性、光学的特性に優れた熱可塑性樹脂を製造することができる、熱可塑性樹脂に含有された異物の除去方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂には、製造工程やリサイクル工程における未反応物質や不純物質に起因するゲル状物質やフィラーの凝集体などの異物が含有されることがある。熱可塑性樹脂に異物が含有されていると、強度の低下などの物理的特性の低下や、透過度の低下などの光学特性の低下を引き起こす。そこで、優れた特性を有する熱可塑性樹脂を製造するために、熱可塑性樹脂に含有された異物を除去する方法が開発されている。
【０００３】
例えば、特開２００１−２９３７２３号公報（特許文献１）には、リサイクルボトルを粉砕したフレーク状のポリエステルを原料として、押出機で溶融してフィルターを通してろ過を行って混入した異物を除去したのち、ストランドとして押し出してぺレットに切断する再生ポリエステル系樹脂ぺレットの製造方法が開示されている。
【０００４】
また、特開２０００−２１９７３７号公報（特許文献２）には、溶融したポリカーボネットを保留粒子径が２０μｍ以下のフィルターを通して２０ｋｇ／ｃｍ２以上の差圧でろ過することにより異物を除去する方法が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２９３７２３号公報
【特許文献２】特開２０００−２１９７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、溶融した熱可塑性樹脂を目の細かいフィルターを通してろ過する方法では、溶融樹脂の粘度が高い場合、フィルターの上流側の溶融樹脂圧力が高圧になる。このため、吐出量を極端に少なくしなければ装置を運転することができなかったり、フィルターの交換を頻繁に行う必要があったり、場合によってはフィルターが破れ、長時間の連続運転ができない。また、フィルター通過時に高いせん断力を受けるため、溶融樹脂の温度が上昇し、劣化にもつながってしまう。さらには、フィルターの上流側の溶融樹脂圧力が高圧になるため、フィルターチェンジャーなどの可動部から溶融樹脂が漏れるという不具合が生じていた。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、異物を含有する熱可塑性樹脂を溶融させてフィルターを通してろ過する際、フィルターにかかる負荷を低減してフィルターの寿命を長くすることにより生産性を向上させた、熱可塑性樹脂に含有された異物の除去方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る熱可塑性樹脂に含有された異物の除去方法は、
異物を含有する熱可塑性樹脂を溶融させ、溶融した前記熱可塑性樹脂に超臨界流体を添加して、臨界温度以上および臨界圧力以上での混合・混練を行うことにより溶融した熱可塑性樹脂の粘度を低下させ、ついで、フィルターを通してろ過することによって前記異物を除去したのち、樹脂圧力を低下させることにより含浸された超臨界流体を気化させて除去することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、上述のとおり構成されているので次に記載するような効果を奏する。
【００１０】
異物を含有した熱可塑性樹脂を溶融させてフィルターを通してろ過することにより前記異物を除去する際に、溶融樹脂がフィルターを通過し易くなり、またフィルターの上流側と下流側との圧力差が小さくなるので、フィルターの寿命を長くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明に係る熱可塑性樹脂に含有された異物の除去方法の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施に用いられる装置の一例を示す説明図である。
【００１３】
第１の押出機Ｅ１は、二軸スクリュ押出機であり、シリンダー１の上流側端に設けられた供給口２から重量式フィーダー９を介して異物を含有した熱可塑性樹脂が一定の割合で供給される。
【００１４】
供給された異物を含有した熱可塑性樹脂は、可塑化ゾーン4ａで溶融されたのち、超臨界流体混合・混練・含浸ゾーン４ｂへ送られて、超臨界流体注入ノズル１２より注入された超臨界流体と混合・混練されて含浸される。超臨界流体注入ノズル１２は、ストップバルブ１１ａが介在された管路１１を介して超臨界流体を定量供給できる超臨界流体供給装置１０に接続されている。
【００１５】
第１の押出機Ｅ１の下流側には、順次、ギアポンプ１３、ダイバータポンプ１４、フィルターチェンジャー１５が接続されており、フィルターチェンジャー１５の出口側が第２の押出機Ｅ２の供給口１７に吐出管路１６を介して接続されている。
【００１６】
第２の押出機Ｅ２は、減圧ベント口１９を有する二軸又は単軸押出機である。減圧ベント口１９には減圧トラップ２０が介在された減圧管路２４の一端が接続されており、減圧管路２４の他端側に配設された真空ポンプ２２を介して減圧することにより、溶融樹脂圧力を低下させて含浸された超臨界流体を気化させて除去する。
【００１７】
また、第２の押出機Ｅ２の下流には、異物が除去された溶融熱可塑性樹脂をストランドの形状で押し出すダイ２５と、ストランドを冷却するストランドバス２１と、ストランドを切断してペレット状にするストランドカッター２３が順次設置されている。
【００１８】
図２は、本発明の実施に用いられる装置の他の例を示す説明図である。図２に示すように、異物を含有した熱可塑性樹脂は、第１の押出機Ｅ１のスクリュ回転により可塑化ゾーンにて可塑化・圧縮された後、溶融樹脂中に超臨界流体を注入するための超臨界流体注入ノズル１２とシリンダー１内の圧力を臨界圧力以上に保たれている溶融樹脂と超臨界流体とを混合・混練し、超臨界流体を含浸させるため、溝深さを深く加工してある超臨界流体混合・混練・含浸ゾーンを備えた第１の押出機Ｅｌに投入される。超臨界流体注入ノズル１２の上流には超臨界流体の供給をＯＮ／ＯＦＦするためのストップバルブ１１ａと超臨界流体を定量的に供給する超臨界流体供給装置１０が設置されている。
【００１９】
第１の押出機Ｅｌの下流側には、ダイバーターボンプ１４、フィルター（スクリーン）１８を順次備えたフィルターチェンジャー１５、第２の押出機Ｅ２が接続されいる。第２の押出機Ｅ２の減圧ベント口１９には、減圧トラップ２０と、真空ポンプ２２とが順次介在された減圧管路２４が接続されている。また、第２の押出機Ｅ２の下流には、ダイ２５と、ストランドバス２１と、ストランドカッター２３が順次設置されている。
【００２０】
本発明に係る熱可塑性樹脂に含有された異物の除去方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
本発明において、熱可塑性樹脂は、硬質、軟質いずれでも良く、特に限定されない。熱可塑性樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、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、ポリスチレン、ＡＢＳ（アクリルニトリルブタジエンスチレン共重合体）、ＡＳ（アクリルニトリルスチレン共重合体）、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド、天然ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エピリロルヒドリンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の２種類以上の混合・混練物（エチレンープロピレン共重合体等）、無水マレイン酸グラフトポリプロピレンのようなグラフト重合物などがあげられる。これらの熱可塑性樹脂は単品でも複数種類の混合物でもかまわない。また、未使用の材料でも良いが、使用済みのリサイクル熱可塑性樹脂材料でもかまわない。
【００２２】
また、熱可塑性樹脂に含有される異物としては、低分子量オリゴマーや未反応残留モノマー反応物などが出発原料として生じるゲル状物質、フィラーの分散不足凝集体または再凝集体、リサイクル原料に含有される金属、鉱物、熱硬化性樹脂などが挙げられる。
【００２３】
ゲル状物質としては、樹脂の製造工程で生じる架橋体や、熱劣化によって生じる低分子量有機物、金属化合物などが挙げられる。
【００２４】
フィラーとしては、本発明の方法により樹脂組成物の特性に影響を与える性状のものであれば特に限定されない。微細フィラーの例としては、層状珪酸アルカリ金属塩や層状チタン酸塩といった陽イオン型層状化合物、層状複水酸化物塩、バーミュキュライト、ハロサイト、炭酸カルシウム、炭酸カルシウムウイスカー、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、ドロマイト、珪灰石、球状酸化珪素粒子、セリサイト、カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンウイスカー、ガラス繊維、アラミド繊維等があげられる。この中で、層状珪酸アルカリ金属塩の例としては、モンモリロナイト、マグネシアンモンモリロナイト、鉄モンモリロナイト、鉄マグネシアンモンモリロナイト、ヘクトライト、サボナイト、スチブンサイト、バイデライト、ノントロナイト、ソーコナイト等の天然物、化学的に合成された合成スクメナイト、合成雲母等が挙をずられる。これらは単独で用いても、複数を混合して用いてもかまわない。また、これらの微細フィラーは脂肪酸などの有機化物で一部を置換されたものや、誘導体でも構わない。さらに、何ら処理していない無処理の微細フィラーでも良い。
【００２５】
金属としては、鉄、銅、銀、金、鉛、アルミニウム、マグネシウムなどや、それらの合金などが挙げられる。
【００２６】
熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、メラニン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００２７】
これらの異物を含有する熱可塑性樹脂は、第１の押出機Ｅ１の可塑化ゾーン４ａにて可塑化されて溶融状態となり、スクリュの推進力とシール部５により超臨界流体の臨界圧力、臨界温度を越える条件に調整される。この際、臨界圧力よりも低い圧力に調整されていても良いが、超臨界流体が注入された後は臨界圧力になる圧力であることが好ましい。
【００２８】
本発明においては、異物を含有する熱可塑性樹脂を溶融して臨界温度以上および臨界圧以上に調整する手段は、上述の押出機に限らず、同様の機能を持つものであれば特に制限は無い。例えば、加熱できる撹拌機能付きの耐圧容器に溶融樹脂を封入して、注入する流体の臨界温度以上の温度に加熱しながら窒素ガスなどの不活性ガスの雰囲気を加圧し、注入する流体の臨界圧力以上に加圧する方法がある。また、単軸押出機や二軸押出機などの押出機に固体または溶融状態の熱可塑性樹脂を投入し、ヒーターとスクリュの推進力により注入する流体の臨界温度以上および臨界圧力以上に調整する方法などがある。その中でも押出機を用いる方法は、熱可塑性樹脂の可塑化から昇温・昇圧まで連続的に行うことができることから、生産性や品質保持の面から最も望ましい。また、単軸押出機を用いる場合は押出機の先端圧力を高くすることができるため、ろ過に有利となる。
【００２９】
熱可塑性樹脂に添加する超臨界流体は、臨界温度以上および臨界圧力以上の状態で気体と液体の中間的な性質を有している第３の流体であり、液体に比べ大きな拡散係数を有している。比較的容易に超臨界流体を作りうる物質としては、二酸化炭素、メタン、窒素などが挙げられる。本発明においては、熱可塑性樹脂の溶融温度以上、分解温度以下の温度領域で超臨界流体となり得るものが好ましい。また、熱可塑性樹脂中に含浸して溶融樹脂の粘度を低下させることができるものが好ましい。本発明に使用する超臨界流体としては、効果が最も大きく、不活性で熱可塑性樹脂に対する悪影響が少なく、取り扱いが容易な二酸化炭素が最も好ましい。
【００３０】
超臨界二酸化炭素は、３１℃以上、７．４Ｍｐａ以上の圧力にコントロールされた超臨界状態の二酸化炭素のことを指す。超臨界二酸化炭素は、液体に近い密度と、気体に近い拡散係数を持つことから、気体の二酸化炭素に比べて多量の二酸化炭素を液体の二酸化炭素より速く他の物質と共存させることができる。
【００３１】
超臨界二酸化炭素の製造方法については、特に制限はない。例えば、チラーで十分冷却した液体の二酸化炭素を、プランジャー方式やダイヤフラム方式のポンプで加圧すると同時に加温し、温度、圧力をそれぞれ３１℃以上、７．４ＭＰａ以上の超臨界状態にする液体加圧方式や、加圧された窒素ガスやエアーを使用して、気体の二酸化炭素を加圧し、温度、圧力をそれぞれ３１℃以上、７．４ＭＰａ以上の超臨界状態にする気体加圧方式などが知られている。
【００３２】
液体加圧方式は、加圧前の流体が液体である必要があり、二酸化炭素のボンベとポンプとの間を常に液体に保つための冷却機構が必要になることや、ポンプ内でキャビテーションが発生し、加圧能力が低下する恐れがあることから、少量の超臨界流体を供給する場合には気体加圧方式で超臨界流体を製造する方法がより好ましい。一方、多量の超臨界流体を供給する場合には、供給量を幅広く高精度で制御でき、またメンテナンスの頻度も少なくて済む液体加圧方式で超臨界流体を製造する方法がより好ましい。
【００３３】
本発明における超臨界流体の共存量は、本発明の樹脂組成物の合計量に対し、０．５〜５０重量部、好ましくは１．０〜２０重量部、より好ましくは２．０〜１５重量部である。熱可塑性樹脂と共存状態にある超臨界流体は、熱可塑性樹脂中に拡散し、膨潤させて溶融樹脂の粘度を低下させる。例えば、ポリプロピレン樹脂に対し超臨界状態の二酸化炭素を３ｗｔ％添加すると溶融樹脂のせん断粘度は１．１〜１４％低下し、さらに７ｗｔ％添加すると１１〜４４％低下することから、フィルターの上流側の樹脂圧力を低下させることができる。
【００３４】
しかし、共存量を０．５重量部より少なくすると、溶融樹脂の粘度や密度に変化が生じないため、フィルターの上流側の樹脂圧力を低下させることはできない。また、添加量を５０質量％よりも多くすると、溶融樹脂の粘度や密度が下がりすぎて、共存させる場所の圧力を臨界圧以上に保つことが難しくなったり、熱可塑性樹脂組成物と超臨界二酸化炭素が分離するばかりでなく、ベント口にて溶融樹脂を巻き込んで噴出したり、溶融樹脂の低粘度化に寄与せずに放出されるので好ましくない。
【００３５】
本発明においては、超臨界二酸化炭素と共に、低分子有機化合物を助剤として添加することも可能である。ここに示す助剤は、超臨界二酸化炭素の極性を変化させる作用を持つため、得られる熱可塑性樹脂組成物の構造をより広範囲にまたは／かつ細かく制御することができ、特性を広範囲にまたは／かつ細かく制御することが可能となる。
【００３６】
本発明に使用する低分子有機化合物は、アルコール類、エーテル類、ケトン類、飽和炭化水素類から選択される少なくとも１種類の炭素数１〜１０の低分子有機化合物であることが好ましい。具体的にはアルコール類としてメタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、エーテル類としてはジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、エチルブチルエーテル、エチルプロピルエーテル、メチルプロピルエーテル、ケトン類としてはアセトン、メチルエチルケトン、飽和炭化水素類としてはヘキサン、へプタン、ペンタンなどが挙げられる。これらの中でもエタノールは、超臨界二酸化炭素の極性を変化させる効果があり、かつ有害性も少ないことから最も好ましい。
【００３７】
低分子有機化合物は、単独でも２種類以上を組み合わせて使用しても良い。２種類以上の低分子有機化合物を組み合わせた方が極性をより細かく制御することが可能となるため、より好ましい。
【００３８】
低分子有機化合物の添加量は本発明で得られる熱可塑性樹脂組成物の合計量に対し、０．１〜５０質量％、好ましくは２．０〜３０質量％さらに好ましくは３．０〜２０質量％である。上記範囲の低分子有機化合物は前述の超臨界二酸化炭素の極性を変化させるのに最も効果的であり、結果的に本発明の熱可塑性樹脂組成物の特性をさらに広範囲に制御することができる。
【００３９】
本発明においては、上記した超臨界二酸化炭素の極性を調整する助剤の他に、本発明の目的を損なわない範囲で酸化防止剤、塩酸吸収剤、耐熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、内部滑剤、外部滑剤、耐電防止剤、難燃剤、顔料、染料、分散剤、銅害防止剤、中和剤、可塑剤、発泡剤、気泡防止剤、架橋剤、過酸化物などの添加剤を添加することができる。
【００４０】
押出機内で臨界温度、臨界圧力付近まで昇圧された溶融樹脂に、超臨界流体供給装置から供給される超臨界流体を、超臨界流体注入のノズルを通じて注入する。そして注入された流体は押出機のシリンダー内で回転するスクリュによって混合・混練され、微細かつ均一に溶融樹脂中に分散された超臨界流体は次第に樹脂中に拡散し、やがて全量又は一部が溶融樹脂に含浸する。
【００４１】
本発明において、超臨界流体を熱可塑性樹脂に注入し、混合・混練、含浸させるための手段に特に制限は無いが、連続して熱可塑性樹脂を溶融し、効率良く混合・混練することが可能な単軸押出機や二軸押出機などの押出機を用いるとよい。その場合は、押出機の内圧を超臨界流体の臨界圧力以上に上げておき、そこに逆流防止機構の付いた注入ノズルを通じて超臨界流体を注入し、スクリュの分散・薄膜化機能を利用して樹脂中に超臨界流体の全量又は一部を含浸させる。
【００４２】
超臨界流体を注入する際、押出機のシリンダーの一カ所または複数箇所に注入ノズルを設置したり、米国特許第６１６９１２２号明細書に示されているように、微細な穴が多数空いているノズルを設置するなどして超臨界流体を溶融樹脂中に速やかに分配・分散させると樹脂に含浸するまでの時間が短縮される。
【００４３】
また、混合・混練の条件としては、押出機内に滞留する時間を長くし、スクリュ回転数を早くして混合・混練能力を上げる方が超臨界流体を確実に溶融樹脂に含浸させることができる。しかし、溶融樹脂が受けるエネルギーが多くなるため劣化などが生じやすくなるため、適度な条件が好ましい。
【００４４】
もう１つの例としては、回分式の圧力容器に溶融樹脂を充填し、その中に流体を注入して臨界圧力・臨界温度以上の条件として一定時間保持し、超臨界流体を含浸させる方法もあるが、押出機を用いた場合に比べて単位時間あたりの処理量が少なくなる。溶融樹脂に含浸した超臨界流体によって溶融樹脂の粘度は低下して流動しやすくなる。そしてこの粘度が低下した溶融樹脂を、除去したい異物のサイズよりも小さな開口サイズを持ったフィルターを少ない抵抗で通過させ、異物を除去する。
【００４５】
本発明において、溶融樹脂に含有されている異物をフィルターでろ過し、除去する手段としては、特に制限されない。例えば、熱可塑性樹脂を可塑化して超臨界流体を含浸させる機能を持った上流側の押出機と、含浸した超臨界流体を溶融樹脂から除去するための下流側の押出機の間に、フィルターを設置したブレーカープレートを挟み、そのフィルターで溶融樹脂の中の異物をろ過する方法が一般的に広く行われている。ブレーカープレートは板状であったり、ろ過面積を増やすために筒状であったりするが、ろ過の効率を上げるためには筒状のものが好ましい。また、フィルターの開口面積が異物の集積により減少してきたときに溶融樹脂の流れを止めることなくフィルターの交換が可能なフィルターチェンジャーが設置されているとなお好ましい。また、フィルターの目が細かい場合はフィルターの上流側に高い圧力が生じ、溶融樹脂の流れが悪くなるため、フィルターの上流側にギアポンプなどの昇圧手段を設けるとさらに好ましい。また、フィルターが閉塞した場合に押出機を停止させることが無いように、ギアポンプとフィルターの間にダイバーターボンプなどを設けるとさらに好ましい。
【００４６】
なお、ブレーカープレートにフィルターを設置する場合は、フィルターが破れるのを防ぐため、最も目の細かいフィルターの上流と下流に目が粗く強度の高いフィルターを設置するとともに、溶融樹脂がフィルターとブレーカープレートの間をショートパスすることを防ぐため、それらのフィルターをユニット化したフィルターを隙間無く設置することが好ましい。フィルターを通して異物を除去された溶融樹脂は、圧力調整手段によって減圧される。
【００４７】
本発明において溶融樹脂の圧力を臨界圧力から所定の圧力へと減圧する圧力調整手段としては、上流と下流に圧力差を生じさせるものであれば特に制限されない。例えば、流路の狭いオリフイス、ギアポンプ、押出機等が挙げられる。その中でもギアポンプや押出機はギアやスクリュの回転数により圧力差を微調整できるために好ましい。押出機は減圧により溶融樹脂が発泡しても発泡体内のガスを速やかに外に排出することができ、さらにはその下流側で熱可塑性樹脂を希望する形状に加工することもできるので好ましい。その中でも二軸スクリュ押出機は発泡体内のガスを外に排出する能力が高いために最も好ましい。
【００４８】
調整する圧力差に特に制限はないが、フィルターの前後で圧力差が大きいと、差圧でフィルターが破れやすくなり、寿命が短くなるため、差圧は処理量を維持できる範囲でなるべく小さくなるように調整することが好ましい。
【００４９】
また、臨界圧力よりも低い圧力に減圧すると超臨界流体が気泡に変化し、体積が急速に拡大して取り扱いが難しくなることもあるため、臨界圧力以上とすることが好ましい。
【００５０】
次に、溶融樹脂はさらに減圧され、最終的には常圧または減圧状態に調整され、熱可塑性樹脂に含浸していた超臨界流体は気体の状態で系外に除去される。
【００５１】
本発明において、熱可塑性樹脂中に混合および／または含浸している超臨界流体を除去する手段としては、熱可塑性樹脂を溶融状態で放置して超臨界流体を除去しても良いが、一部が残存するため、雰囲気を減圧して強制的に超臨界流体を除去することが好ましい。また、押出機を使って熱可塑性樹脂を薄膜化した上で減圧処理すると、超臨界流体が効率良く除去されるためにさらに好ましい。特に表面更新性能が高い２軸スクリュ押出機を用いると、最も効率良く超臨界流体を除去できるので最も好ましい。
【００５２】
超臨界流体が除去された後の熱可塑性樹脂は、ダイを通じて押出機の外に排出される。排出後の形状付与方法については、例えばダイを通じてストランドの形状にして冷却し、それをストランドカッターを用いて切断してペレットにしても良いし、水中ホットカッターを装着してペレットにしても良い。また、ギアポンプを接続した後、Ｔダイ又は丸ダイを通じてシートやフイルムに成形してもよい。
【実施例】
【００５３】
図1に示した装置と同様の装置を用いる。超臨界状態の二酸化炭素が注入できる日本製鋼所製二軸スクリュ押出機ＴＥＸ４４αIIＬ／Ｄ７７（第１の押出機Ｅ１）と、その下流側にギアポンプ、ダイバータポンプ、フィルターチェンジャーを配置し、さらにその下流に二酸化炭素を溶融樹脂から除去するための日本製鋼所製二軸スクリュ押出機ＴＥＸ３０Ｌ／Ｄ４２（第２の押出機Ｅ２）を配置した。
【００５４】
粒径約２０μｍ〜１５０μｍの粒子が混入しているリサイクルポリカーボネートのペレットを５０ｋｇ／ｈで二軸スクリュ押出機ＴＥＸ４４αIIＬ／Ｄ７７に投入し、可塑化後、超臨界流体供給装置（昭和炭酸製）で製造した超臨界状態の二酸化炭素を注入ノズルを介して二軸スクリュ押出機に定量注入した。そして、ダイバータポンプを開放した状態でギアポンプで吐出量および押出機内の圧力を調整した後、ダイバータポンプを閉じてフィルターチェンジャー内のフィルターに溶融樹脂を通し、フィルターが破けるまでの時間を計測した。さらに、フィルターを通過した溶融樹脂は、さらに下流の二軸スクリュ押出機ＴＥＸ３０Ｌ／Ｄ４２に導入され、減圧雰囲気下で二酸化炭素を除去した後、ダイからストランド形状で吐出され、ストランドバスで冷却された後、ストランドカッターでペレットに加工した。
【００５５】
【表１】
2009125975.tif 000003
【００５６】
表１に示す条件でポリカーボネートを処理し、フィルターの上流側の圧力とフィルターが破れるまでの時間を計測すると共に、得られたペレットに含有される１００μｍ以上の粒子の割合と１００μｍ未満の粒子の割合を顕微鏡で観察・計量した。得られた結果を表２、表３および図３に示す。
【００５７】
【表２】
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【００５８】
【表３】
2009125975.tif 000005
【００５９】
（比較例）
実施例と同様にして表１に示すように超臨界流体を注入しない条件を比較例とした。得られた結果を表２および図３に示す。
【００６０】
図３に示されるとおり、１４００メッシュのフィルターをバックアップフィルターで挟んだだけのフィルターを使用した場合、超臨界二酸化炭素の添加の有無がフィルターの上流側の内圧力に与える影響は明確に現れなかったが、フィルターが破れるまでの時間は超臨界二酸化炭素の添加によって延長されていることが明らかである。超臨界二酸化炭素の添加量が３重量部のとき、１重量部添加したときに比べてフィルターが破れるまでの時間が短くなっているが、これは川部修太郎、斎藤拓、成形加工‘０７第１８回年次大会講演予稿集Ｐ９３（２００７）に示されるように、溶融樹脂に溶解する超臨界二酸化炭素の量が増加し、ポリマー鎖の絡み合い点数が減少すると共にポリマー鎖とフィルターとの摩擦が大きくなり、破れるまでの時間が短くなったと推測できる。
【００６１】
図４に示されるとおり、３００メッシュのフィルターと１４００メッシュのフィルターを重ねてバックアップフィルターに挟んで使用した場合、超臨界二酸化炭素を添加しない系では、１４分後にはフィルターの上流側の内圧力が３８ＭＰａを越え、危険なために運転を継続することができなかった。
【００６２】
超臨界二酸化炭素を添加した系では到達圧力が低下し、テスト期間中にフィルターが破れることはなかった。また、途中で超臨界二酸化炭素の添加を中止したところ、内圧力が上昇し、１５分後にフィルターが破れた。このことからも、超臨界二酸化炭素の添加により、フィルターの上流側と下流側の圧力差が小さくなると共に、フィルターの寿命が長くなっていることが明らかである。
【００６３】
図５に、粘度の異なる熱可塑性樹脂を図1と同様に３００メッシュのフィルターと１４００メッシュのフィルターを重ねてバックアップフィルターに挟んで使用した場合のフィルターの上流側の内圧力（フィルター前圧力）とろ過時間の関係を示す。ＭＦＲ＝４０およびＭＦＲ＝１２０の樹脂は、超臨界二酸化炭素の添加によりフィルター寿命の延命効果が認められるが、ＭＦＲ＝１５の樹脂は延命効果が認められなかった。
【００６４】
表３にろ過前後の１００μｍ以上の異物割合の変化を示す。いずれの原料を使った系においても超臨界二酸化炭素を添加したろ過後の溶融樹脂の中には、１００μｍ以上のサイズの異物の割合が低下していることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施に用いられる装置の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施に用いられる装置の他の例を示す説明図である。
【図３】１４００メッシュのフィルターをバックアップフィルターで挟んだだけのフィルターを使用した場合の超臨界二酸化炭素の添加がフィルターの上流側の内圧力およびフィルター寿命に与える影響を示すグラフである。
【図４】３００メッシュのフィルターに１４００メッシュのフィルターを重ねてバックアップフィルターに挟んで使用した場合の、超臨界二酸化炭素の添加がフィルターの上流側の内圧力およびフィルター寿命に与える影響を示すグラフである。
【図５】粘度の異なる樹脂を、３００メッシュのフィルターと４００メッシュのフィルターを重ねてバックアップフィルターに挟んで使用した場合の、超臨界二酸化炭素の添加がフィルターの上流側の内圧力およびフィルター寿命に与える影響を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６６】
１      シリンダー
２      供給口
３      回転駆動機械
４ａ    可塑化ゾーン
４ｂ    超臨界流体混合・混練・含浸ゾーン
５      シール部
９      重量式フィーダー
１０    超臨界流体供給装置
１１    管路
１１ａ  ストップバルプ
１２    超臨界流体注入ノズル
１３    ギアポンプ
１４    ダイバータポンプ
１５    フィルターチェンジャー
１６    吐出管路
１７    供給口
１８    フィルター
１９    減圧ヘント口
２０    減圧トラップ
２１    ストランドバス
２２    真空ポンプ
２３    ストランドカッター
２４    減圧管路
【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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