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熱可塑性樹脂組成物の成形機、および製造方法、ならびに複合樹脂組成物の成形品の製造方法、射出成形品 新技術説明会

国内特許コード P190015941
整理番号 FU-332,S2019-0231-N0
掲載日 2019年3月28日
出願番号 特願2019-021401
公開番号 特開2020-128032
出願日 平成31年2月8日(2019.2.8)
公開日 令和2年8月27日(2020.8.27)
発明者
  • 八尾 滋
  • パントン パチヤ
  • 山▲崎▼ 奈都美
  • 山下 慶太郎
  • 道上 哲吉
出願人
  • 学校法人福岡大学
発明の名称 熱可塑性樹脂組成物の成形機、および製造方法、ならびに複合樹脂組成物の成形品の製造方法、射出成形品 新技術説明会
発明の概要 【課題】 熱可塑性樹脂組成物の物性を向上させることができる成形機を提供する。
【解決手段】 第一の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物を溶融してストランド状に成形する熱可塑性樹脂組成物の成形機10であって、熱可塑性樹脂組成物を供給する供給口1と、供給口1から供給された熱可塑性樹脂組成物を溶融混練する溶融混練部2と、溶融混練部2で溶融混錬された熱組成樹脂組成物が滞留する樹脂溜り部5と、
樹脂溜り部5で滞留した熱可塑性樹脂組成物をストランド状に吐出する吐出部3とを有し、
樹脂溜り部5が、溶融混練部2から吐出部3に向けて先細り形状を有する熱可塑性樹脂組成物の成形機10。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

熱可塑性樹脂は、単独では用途や目的に十分な特性を持たない場合がある。その用途や目的に応じ、無機物や他の高分子成分を系内に複数含む複合樹脂組成物を作製し、用途や目的に合わせた物性値にすることが多く実施されている。

前項のような取り組みにより、弾性率や破断強度などが目的に合致するようにできることは良く知られているが、一方で破断伸びなどの物性値は系内に無機異物や他成分高分子があることで破断の起点ができるために、低下するとされていた。

また、熱可塑性樹脂は、資源リサイクルが進められている。特に容器包装材料系に用いられるプラスチック量は近年も増加傾向にあり、その使用量の増加に伴い、そのリサイクルも重要な課題となっている。そして、熱可塑性樹脂の各種リサイクル方法が提案されている。

廃棄プラスチックの力学物性低下原因に関しては、従来から化学劣化という常識が蔓延している。この化学劣化は分子鎖切断という再生が不可能な現象であるために、廃棄プラスチックの力学物性を再生することは不可能とされていた。さらに、系内に無機異物や他成分高分子があることで破断の起点ができるために、破断伸びが低下するとされていた。一方、本発明者等は、この力学物性が低下する原因は、高分子の内部構造変異によるものであることを基礎的に明らかにするとともに、物性再生を可能とする新たな成形法に関する知見を提案している(例えば、非特許文献1-6等)。この手法を採用することで、系内にリサイクル樹脂由来の無機異物や、他の高分子がある場合においても、破断伸びが大幅に増加できることを見出している(特許文献2)。

特許文献1は、熱可塑性樹脂組成物を溶融してペレット状に成形する樹脂組成物成形機や、樹脂組成物の成形方法に関するものである。特許文献1では、溶融混練部と吐出部との間に設けられる樹脂溜り部を有する樹脂組成物成形機等が開示されている。また、熱可塑性樹脂として、リサイクル樹脂由来のポリオレフィン系樹脂を含有する結晶性高分子などが開示されている。

特許文献2は、リサイクルポリオレフィンを含有する熱可塑性樹脂組成物の再生方法に関するものである。特許文献2では、溶融成形工程により製品形状とされた溶融樹脂組成物を急冷する急冷工程を有する再生方法が開示されている。

産業上の利用分野

本発明は、第一の熱可塑性樹脂を含有する熱可塑性樹脂組成物の成形機および製造方法に関する。また、第一の熱可塑性樹脂と、無機物や第一の熱可塑性樹脂とは異なる他成分の高分子を含む複合樹脂組成物の成形品の製造方法に関する。また、複合樹脂組成物にかかる射出成形品に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
第一の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物を溶融してストランド状に成形する熱可塑性樹脂組成物の成形機であって、
前記熱可塑性樹脂組成物を供給する供給口と、
前記供給口から供給された前記熱可塑性樹脂組成物を溶融混練する溶融混練部と、
前記溶融混練部で溶融混錬された前記熱可塑性樹脂組成物が滞留する樹脂溜り部と、
前記樹脂溜り部で滞留した前記熱可塑性樹脂組成物をストランド状に吐出する吐出部とを有し、
前記樹脂溜り部が、前記溶融混練部から前記吐出部に向けて先細り形状を有する熱可塑性樹脂組成物の成形機。

【請求項2】
前記樹脂溜り部の前記先細り形状が、
前記樹脂溜り部と前記溶融混練部との第一の接続部の樹脂の流路の断面積A1に対して、前記樹脂溜り部と前記吐出部との第二の接続部の樹脂の流路の断面積A2の比(A2/A1)が、1%~50%であり、
前記第一の接続部から前記第二の接続部までの長さL1において、前記断面積A1を基準として、前記樹脂溜り部の樹脂の流路の断面積は0.1~2.0%/mmの範囲で減少する形状である請求項1記載の成形機。

【請求項3】
第一の熱可塑性樹脂を含む熱可塑性樹脂組成物を溶融してペレット状に成形するペレット化工程であり、
前記熱可塑性樹脂組成物をペレット成形機の供給口に供給し、
前記供給口から供給された前記熱可塑性樹脂組成物を溶融混練部で溶融させながら押し出し、
前記溶融混練部で溶融された前記熱可塑性樹脂組成物を、前記熱可塑性樹脂組成物の押し出し方向に向かって先細り形状を有する樹脂溜り部で滞留させ、
前記樹脂溜り部で滞留した前記熱可塑性樹脂組成物を吐出部からストランド状に吐出させ、
前記吐出部より吐出されたストランド状の前記熱可塑性樹脂組成物を細断することで樹脂ペレットを得るペレット化工程を有する熱可塑性樹脂組成物の成形品の製造方法。

【請求項4】
前記熱可塑性樹脂組成物が、第一の熱可塑性樹脂と、無機物及び/又は前記第一の熱可塑性樹脂とは異なる高分子成分を含む複合樹脂組成物である請求項3記載の製造方法。

【請求項5】
前記ペレット化工程でペレット化された前記樹脂ペレットを、射出成形機で成形する射出成形工程を有し、前記射出成形工程が、前記射出成形機によるバージン樹脂のペレットに対する標準射出成形速度よりも遅い射出成形速度で、前記樹脂ペレットを成形するものである請求項4記載の製造方法。

【請求項6】
前記ペレット化工程の温度が、前記バージン樹脂のペレットに対する標準射出成形温度+10℃以上であり、
前記ペレット化工程の前記樹脂溜り部における滞留時間が、5秒~600秒であり、
前記射出成形工程における射出成形速度が、前記標準射出成形速度の30%~70%であり、
前記射出成形工程の温度が、前記バージン樹脂のペレットに対する標準射出成形温度±20℃以内である請求項5記載の製造方法。

【請求項7】
前記第一の熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂である請求項3~6のいずれかに記載の製造方法。

【請求項8】
伸度が300%以上である、リサイクル樹脂由来のポリオレフィン系樹脂を含有するリサイクル樹脂組成物の射出成形品。

【請求項9】
第一の熱可塑性樹脂と無機物及び/又は前記第一の熱可塑性樹脂とは異なる高分子成分を含む複合樹脂組成物を溶融してペレット状に成形するペレット化工程であり、
前記複合樹脂組成物をペレット成形機の供給口に供給し、
前記供給口から供給された前記複合樹脂組成物を溶融混練部で溶融させ、
前記溶融混練部で溶融された前記複合樹脂組成物を樹脂溜り部で滞留させ、
前記樹脂溜り部で滞留した前記複合樹脂組成物を吐出部からストランド状に吐出させ、
前記吐出部より吐出されたストランド状の前記複合樹脂組成物を細断することで樹脂ペレットを得るペレット化工程と、
前記ペレット化工程でペレット化された前記樹脂ペレットを、射出成形機で成形する射出成形工程であり、
前記射出成形機によるバージン樹脂のペレットに対する標準射出成形速度よりも遅い射出成形速度で、前記樹脂ペレットを成形する射出成形工程と、を有する複合樹脂組成物の成形品の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
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出願権利状態 公開
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