[发明专利]连续捏合机和捏合方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用沿互不相同的方向旋转的捏合转子对树脂材料进行捏合的连续捏合机和捏合方法。

背景技术

一般而言，连续捏合机具有：内部被供给高分子树脂的颗粒、粉状的添加物等材料的料筒；以及在该料筒内插通的一对捏合转子，在分别设在这些捏合转子的捏合部彼此之间对所述材料进行捏合，并向下游侧传送。

然而，近年来由于新的复合树脂材料的开发等使得应该捏合的材料的种类增多，对于连续捏合机希望提高捏合能力的需求正在上升。作为这样的需求，例如有使材料中的填充物、添加剂等均匀分散或者扩散，使聚合物合金的分散构造提高，使反应挤出时的反应均质性提高，使反应性提高，而且存在捏合时的鱼眼、凝胶等损坏等，为了回应这样的需求，希望进一步提高可塑化、混合或者均质化这样的能力。

例如专利文献1公开了一种2轴捏合机，包括料筒和一对捏合转子，它们沿互不相同的方向旋转，在各捏合部设置有捏合叶片。所述各捏合叶片在与所述料筒的内周面之间形成略微的顶端间隙，给通过该顶端间隙的材料提供较大的剪切变形。

另一方面，专利文献2公开了一种2轴捏合机，包括料筒和一对捏合转子，它们沿彼此相同的方向旋转，在各捏合部设置有捏合叶片。在该捏合机中，所述各捏合叶片具有顶部，但不仅在该顶部与料筒内周面之间形成顶端间隙，而且在所述捏合转子彼此之间形成能够给材料提供剪切变形的间隙。在该捏合转子间的间隙中，一个捏合转子的外周面(顶部的壁面)与另一个捏合转子的外周面(顶部的壁面)沿互不相同的方向移动，由此给材料提供较强的剪切变形(撕裂方向的变形)。

上述专利文献1、2所公开的连续捏合机由于能够在如上所述的顶端间隙、转子间的间隙给材料提供较大的剪切力，因此显示了对于已有的很多树脂的充分的捏合性能。但是，已知对于混合有近年来开发的凝聚力较强的填充物的复合树脂材料、难捏合聚合物合金进行捏合、或者需要使凝胶可靠地分散、破坏的材料而言，仅给其提供较大的剪切力无法进行充分的捏合。

因为对于这样的难捏合性的材料，分散相与基体相的粘度差较大，施加在基体相的剪切力无法有效作用于分散相。例如，施加在材料的剪切力在基体中会被使用于使分散相旋转，无法对分散相充分提供分散所需的变形量。即，对于这样的难捏合性的材料，施加在材料的捏合能量不能高效地用于捏合。另外，若变更运转条件、螺管形状，以便除了较大的剪切力外能更有效地对分散相进行分散，反而有可能由于剪切力而在材料中产生发热并引起材料的热劣化，因此无论在环境方面还是在经济方面都会产生损失，并不理想。

专利文献1：日本特开平10－264148号公报

专利文献2：日本特开2009－148936号公报。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种连续捏合机和捏合方法，其能够可靠且高效地对分散相与基体相的粘度差较大的材料进行捏合。

为达到该目的，本发明人着眼于一对捏合转子沿互不相同的旋转方向旋转的连续捏合机，只在两个捏合转子的捏合部彼此之间的位置(两个捏合部互相对置侧的位置)，各捏合转子的表面都向同一方向移动。例如，在两个捏合部间的位置，一个捏合部的表面从上方向下方移动时，另一个捏合部的表面也向下方移动。因此，本发明人认为若使一对捏合转子的捏合部彼此啮合，并且巧妙利用形成于两个捏合部间的转子间间隙，向两个捏合部间引入材料，引入的材料根据转子间间隙的宽度延伸而变形，应该就能够在材料中产生伸长流动。而且，意识到若使转子间间隙为在捏合部间能在材料中产生伸长流动的间隔，则实际上就能可靠地对分散相与基体相的粘度差较大的难捏合性的材料进行捏合，从而完成了本发明。

通过这样完成的本发明所涉及的连续捏合机用于对材料进行连续捏合，包括：内部为空洞的料筒、以及容纳在该料筒中并且沿互不相同的旋转方向旋转的一对捏合转子，各捏合转子具有捏合部，所述捏合部具有绕所述捏合转子的中心轴线形成并向径向外侧突出的多条捏合叶片，所述两个捏合转子配备为相互的轴间距离小于所述各捏合叶片的旋转外径，在所述两个捏合转子的与轴向垂直的截面中，在该捏合转子的每个旋转相位最小的捏合部间的间隙、即转子间间隙满足下面的条件(A)～(C)中的至少1个。

(A)该转子间间隙在所述捏合转子转1圈中85％以上的旋转区域中具有所述料筒的内径的0.16倍以下的大小。

(B)所述转子间间隙在所述捏合转子转1圈中59％以上的旋转区域中具有所述料筒的内径、即该料筒中容纳各捏合转子的部分的内径的0.1倍以下的大小。