[发明专利]高剪切装置及高剪切方法

权利要求书

1.一种高剪切装置，其用于通过施加高剪切应力并进行混炼，使非相溶性共混聚合物类、聚合物/填料类、以及共混聚合物/填料类材料的内部构造以纳米级分散·混合，

其特征在于，具有：

预加热部，其对上述材料进行加热；

高剪切部，其被注入由该加热部加热后的材料，并对该注入的材料施加高剪切应力，由内部返回型螺杆和材料加热筒构成；

压力传感器，其设置在上述加热筒中，检测内部返回型螺杆的返回孔流入口附近的第1压力及排出口附近的第2压力；以及

控制单元，其对应于由上述压力传感器检测到的压力值，控制材料注入量、材料温度、混炼时间、以及螺杆转速中的至少一项，

在高剪切时，使上述内部返回型螺杆的返回孔排出口附近产生压力，

上述控制单元进行控制，以使得上述第1压力和上述第2压力的伴随时间经过的波形表现出彼此相似的形状，并且表现出在形成规定的峰值后成为稳定状态的变化，且伴随时间经过而上述第1压力与第2压力形成规定的压力差。

2.如权利要求1所述的高剪切装置，其特征在于，

上述预加热部为使固体状的上述材料可塑化并熔融的可塑化部。

3.如权利要求2所述的高剪切装置，其特征在于，

上述可塑化部具有：

可塑化螺杆，其用于使固体状的上述材料熔融；以及

射出部，其用于将由该可塑化螺杆可塑化后的材料向上述高剪切部射出。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的高剪切状装置，其特征在于，

上述内部返回型螺杆的转速为100至3000rpm。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的高剪切装置，其特征在于，

在上述高剪切部中设有用于注入由加热部加热后的材料的材料注入部，

在该材料注入部中设有可以进行开闭控制的注入阀。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的高剪切装置，其特征在于，

在上述高剪切部中设有用于排出高剪切后的材料的材料排出部，

在该材料排出部中设有可以进行开闭控制的排出阀。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的高剪切装置，其特征在于，

上述内部返回型螺杆的外径尺寸在其整个轴向上一定。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的高剪切装置，其特征在于，

在上述材料加热筒中，在与上述内部返回型螺杆的基端侧相对应的规定位置形成切口部。

9.如权利要求1至8中任意一项所述的高剪切装置，其特征在于，

在上述材料加热筒的基端侧的内表面，形成随着从前端侧朝向基端侧而内径逐渐增大的加热筒锥面。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的高剪切装置，其特征在于，

在上述材料加热筒的基端侧的规定位置，设有冷却流路。

11.如权利要求1至10中任意一项所述的高剪切装置，其特征在于，

在上述高剪切部中设置杆轴，其将上述内部返回型螺杆和用于驱动该螺杆的驱动电动机的各自的旋转轴同轴地连结，

在该杆轴的靠近上述内部返回型螺杆的前端外周面上形成反螺纹形状的螺纹槽部。

12.如权利要求11所述的高剪切装置，其特征在于，

上述杆轴在其轴向中间部由防振支撑部可自由旋转地支撑，在与防振支撑部相比为上述内部返回型螺杆侧的规定位置，形成随着从该螺杆侧朝向上述驱动电动机侧而内径逐渐增大的杆轴锥面。

13.一种高剪切方法，其通过施加高剪切应力并进行混炼，从而使非相溶性共混聚合物类、聚合物/填料类、以及共混聚合物/填料类材料的内部构造以纳米级分散·混合，

其特征在于，具有：

第1工序，其对上述材料进行预热；

第2工序，其将在上述第1工序中加热后的上述材料注入高剪切部，利用内部返回型螺杆对该材料施加高剪切应力；

第3工序，其检测上述内部返回型螺杆的返回孔流入口附近的第1压力及排出口附近的第2压力；以及

第4工序，其对应于在上述第3工序中检测的压力值，控制材料注入量、材料温度、混炼时间、以及螺杆转速中的某一项，

使得高剪切时在上述内部返回型螺杆的返回孔排出口附近产生压力，

在上述第4工序中控制为，使第1压力和第2压力的伴随时间经过的波形表现出彼此相似的形状，并且表现出在形成规定的峰值之后成为稳定状态的变化，且伴随时间经过而第1压力和第2压力形成一定的压力差。