特許 6865317 押出機及びそれを用いた熱可塑性樹脂組成物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6865317

(24)【登録日】2021年4月7日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】押出機及びそれを用いた熱可塑性樹脂組成物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 48/285 20190101AFI20210419BHJP

   B29B 7/60 20060101ALI20210419BHJP

   B29B 7/88 20060101ALI20210419BHJP

   B29C 48/295 20190101ALI20210419BHJP

   B29C 48/29 20190101ALI20210419BHJP

   B29C 31/04 20060101ALI20210419BHJP

【ＦＩ】

   B29C48/285

   B29B7/60

   B29B7/88

   B29C48/295

   B29C48/29

   B29C31/04

【請求項の数】13

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2020-79706(P2020-79706)

(22)【出願日】2020年4月28日

(62)【分割の表示】特願2015-190423(P2015-190423)の分割

【原出願日】2015年9月28日

(65)【公開番号】特開2020-111067(P2020-111067A)

(43)【公開日】2020年7月27日

【審査請求日】2020年5月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000033

【氏名又は名称】旭化成株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】594023984

【氏名又は名称】旭化成カラーテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100181272

【弁理士】

【氏名又は名称】神 紘一郎

(72)【発明者】

【氏名】大田 佳生

(72)【発明者】

【氏名】串田 朗

【審査官】 ▲高▼村 憲司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２００９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８４３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１７７８１２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００４−１３６６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３００５０５９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４８／００ − ４８／９６

Ｂ２９Ｂ ７／００ − ７／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料供給ラインが接続されている原料供給口を備え、
前記原料供給ラインは、原料ストックタンク、原料切出装置、原料供給装置、原料供給配管、及び原料供給ホッパーを、前記原料供給口に向かってこの順に含み、かつ、前記原料供給ホッパーに連通する冷却ガス供給ラインと、前記原料ストックタンク、前記原料切出装置、前記原料供給装置、及び前記原料供給配管のうちの少なくとも１つに連通する冷却ガス供給ラインとを備え、
前記冷却ガス供給ラインが冷却機を備え、
前記冷却機が渦流式冷却機である
ことを特徴とする、押出機。

【請求項2】

前記原料供給口を複数備える、請求項１に記載の押出機。

【請求項3】

前記押出機の少なくとも一部の外表面を覆う断熱材をさらに備える、請求項１又は２に記載の押出機。

【請求項4】

前記冷却ガス供給ラインが、前記押出機の軸方向に直交する方向に延在する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の押出機。

【請求項5】

前記冷却ガス供給ラインが、前記押出機の軸からバレル径Ｄの１〜５００倍の距離の位置に至るまでの領域に、設けられる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の押出機。

【請求項6】

前記原料供給装置が重量式フィーダーである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の押出機。

【請求項7】

前記押出機が単軸押出機又は二軸押出機である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の押出機。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか一項に記載の押出機を用いて、
熱可塑性樹脂と、融点が４０〜２００℃の添加剤とを溶融混練する
ことを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。

【請求項9】

前記熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンエーテル系樹脂又はポリカーボネート系樹脂であり、
前記融点が４０〜２００℃の添加剤が、リン系難燃剤である、
請求項８に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。

【請求項10】

前記リン系難燃剤が、リン酸エステル化合物又はホスファゼン化合物である、請求項９に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。

【請求項11】

前記ホスファゼン化合物が、フェノキシホスファゼン化合物である、請求項１０に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。

【請求項12】

前記リン酸エステル化合物が、トリフェニルホスフェートである、請求項１０又は１１に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。

【請求項13】

前記熱可塑性樹脂及び前記融点が４０〜２００℃の添加剤以外に、液状添加剤とフィラーとをさらに溶融混練する、請求項８〜１２のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却ガス供給ラインを備える押出機及びそれを用いた熱可塑性樹脂組成物の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

工業的に生産されている熱可塑性樹脂組成物の製造においては、熱可塑性樹脂を、低融点添加剤（例えば、融点が４０〜２００℃の添加剤）を添加しながら、原料供給ラインを通して押出機に供給し、これらを溶融混練する。

【0003】

このとき、低融点添加剤の温度がその融点超の温度にまで達することがあり、このため、低融点添加剤が原料供給ライン内部で溶融し、低融点添加剤が他の原料を接着する接着剤として働く場合がある。この場合、原料が大きな塊になって、フィーダースクリュー、供給配管、ホッパー内壁において閉塞を生じさせることがあった。

【0004】

例えば、特許文献１には、塩化ビニル系樹脂及び複数種の添加剤の混合物を、塩化ビニル系樹脂の軟化点温度を超えるまで昇温させて、各種添加剤を樹脂表面に融着させ、そして、該混合物を無機充填剤が樹脂表面に固着するのを防止するために、低融点添加剤の軟化点以下に冷却し、次いで、該冷却した混合物に無機化合物充填剤を添加して、混合物が押出機のホッパーでブリッジ（大きな塊）を形成するのを防止する技術が開示されている。
また、特許文献２には、サイドフィーダーのシリンダーの温度を１５〜１００℃にまで下げて、サイドフィーダーを通して押出機に添加剤を供給する技術が開示されている。
さらに、特許文献３には、融点が４０〜２００℃のリン系難燃剤を、押出機の供給口に供給する際、供給口又はその近傍にガスを間欠的に吹き付けて、塊を除去する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平８−３０２０２６号公報

【特許文献2】特開２００３−２８５３１７号公報

【特許文献3】特開２０１４−０７４０９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の技術では、低融点添加剤と熱可塑性樹脂との混合物を５０℃以下に冷却しても、低融点添加剤含有混合物の原料供給ラインの内部が十分に冷却されていないため、原料供給ラインの内部はやはり高温になり、原料供給ラインの内部でブロッキングが生じてしまうという課題があった。
また、特許文献２の技術でも、サイドフィーダーのシリンダーを水で冷却しているが、冷却が十分とは言えず、原料供給ラインはやはり高温になり、原料供給ラインの内部でブロッキングが生じてしまうという課題があった。
さらに、特許文献３の技術では、ガスを間欠的に吹き付けてはいるものの、原料供給ラインの内部が十分に冷却されていないため、低融点添加剤が溶融して壁に付着し、かかる付着物はさらに固化していき、徐々に除去が困難になっていくという課題があった。

【0007】

本発明は、熱可塑性樹脂と低融点添加剤とを溶融混練する際の上記課題を解決して、高い安定性及び高い生産性で、均一な物性を有する熱可塑性樹脂組成物を製造することを可能にする押出機、及び該押出機を用いた熱可塑性樹脂組成物の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、少なくとも一つの冷却ガス供給装置を接続した原料供給ラインを有し、前記原料供給ラインを第一供給口に接続した、押出機、及びそれを用いた熱可塑性樹脂組成物の製造方法を用いることによって、上記課題を有利に解決することができることを見出し、本発明を完成させた。

【0009】

本発明の要旨は以下の通りである。
［１］原料供給ラインが接続されている原料供給口を備え、
前記原料供給ラインは、原料ストックタンク、原料切出装置、原料供給装置、原料供給配管、及び原料供給ホッパーを、前記原料供給口に向かってこの順に含み、かつ、前記原料供給ホッパーに連通する冷却ガス供給ラインと、前記原料ストックタンク、前記原料切出装置、前記原料供給装置、及び前記原料供給配管のうちの少なくとも１つに連通する冷却ガス供給ラインとを備え、
前記冷却ガス供給ラインが冷却機を備え、
前記冷却機が渦流式冷却機である
ことを特徴とする、押出機。
［２］前記原料供給口を複数備える、［１］に記載の押出機。
［３］前記押出機の少なくとも一部の外表面を覆う断熱材をさらに備える、［１］又は［２］に記載の押出機。
［４］前記冷却ガス供給ラインが、前記押出機の軸方向に直交する方向に延在する、［１］〜［３］のいずれかに記載の押出機。
［５］前記冷却ガス供給ラインが、前記押出機の軸からバレル径Ｄの１〜５００倍の距離の位置に至るまでの領域に、設けられる、［１］〜［４］のいずれかに記載の押出機。
［６］前記原料供給装置が重量式フィーダーである、［１］〜［５］のいずれかに記載の押出機。
［７］前記押出機が単軸押出機又は二軸押出機である、［１］〜［６］のいずれかに記載の押出機。
［８］［１］〜［７］のいずれかに記載の押出機を用いて、熱可塑性樹脂と、融点が４０〜２００℃の添加剤とを溶融混練することを特徴とする、熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
［９］前記熱可塑性樹脂が、ポリフェニレンエーテル系樹脂又はポリカーボネート系樹脂であり、前記融点が４０〜２００℃の添加剤が、リン系難燃剤である、［８］に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
［１０］前記リン系難燃剤が、リン酸エステル化合物又はホスファゼン化合物である、［９］に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
［１１］前記ホスファゼン化合物が、フェノキシホスファゼン化合物である、［１０］に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
［１２］前記リン酸エステル化合物が、トリフェニルホスフェートである、［１０］又は［１１］に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
［１３］前記熱可塑性樹脂及び前記融点が４０〜２００℃の添加剤以外に、液状添加剤とフィラーとをさらに溶融混練する、［８］〜［１２］のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、高い安定性及び高い生産性で、均一な物性を有する熱可塑性樹脂組成物を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施形態の押出機の概要を示す側面図である。

【図2】図１に示す本実施形態の押出機が備える冷却ガス供給ライン及びその周辺を拡大して示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態（以下、単に「本実施形態」という。）について、必要に応じて図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。そして、本発明は、その要旨の範囲内で適宜変形して実施することができる。なお、図面中、上下左右等の位置関係は、特に断りのない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。

【0013】

（押出機）
図１に、本実施形態の押出機の概要を側面図にて示す。
本実施形態の押出機１は、特に限定されることなく、単軸押出機、コニーダータイプの押出機、二軸押出機等の多軸押出機等であってよく、例えば、図１に示すように、原料供給口１１（図１では、第１原料供給口１１−１及び第２原料供給口１１−２）、バレル１０（図１では、第１〜第１２の１２個）、ダイ部１３等を備える。

【0014】

ここで、本実施形態の押出機１では、原料供給口１１には原料供給ライン２（図１では、第１原料供給ライン２−１、第２原料供給ライン２−２）が接続されており、そして、原料供給ライン２の少なくとも一部（図１では、原料供給ホッパー２０及び原料供給配管２４）に冷却ガス供給ライン３が連通している。

【0015】

発明者らが鋭意検討した結果、押出機１において低融点添加物の溶融・付着が生じるのは、押出機１のバレル１０から原料供給ライン２に逆流してくる高温のガスＧｒ（図２参照）による原料供給ライン２の高温化が要因であることがわかった。

【0016】

本実施形態の押出機１によれば、押出機１のバレル１０から原料供給ライン２に逆流してくる高温のガスＧｒと、冷却ガスＧｃとが、混ざり合い、原料供給ライン２を効率的に冷却することが可能となる。これにより、逆流してくる高温のガスＧｒによる原料供給ライン２の高温化を大幅に抑制することが可能となり、原料供給ホッパー２０等の原料供給ライン２の構成部材の内部における低融点添加物の溶融・付着を低減することが可能となる。
この点、特に、原料供給ライン２の構成部材の外壁に冷媒を流す等することによって、原料供給ライン２を外部から冷却する手法と比較して、本実施形態の押出機１では、原料供給ライン２の構成部材を内部から冷却する。これにより、前述の低融点添加物の溶融・付着を低減する効果が極めて高い。

【0017】

以下、図１に示す例の押出機１の作用効果を記載する。
第１原料ストックタンク２１１Ａに低融点添加剤が投入される。低融点添加剤は、第１Ａ原料切出装置２２１Ａ、第１Ａ原料供給装置２３１Ａ、第１Ａ原料供給配管２４１Ａを経て、第１原料供給ホッパー２０１に供給される。
一方、第１Ｂ原料ストックタンク２１１Ｂには熱可塑性樹脂が投入される。熱可塑性樹脂は、第１Ｂ原料切出装置２２１Ｂ、第１Ｂ原料供給装置２３１Ｂ、第１Ｂ原料供給配管２４１Ｂを経て、第１原料供給ホッパー２０１に供給される。
このとき、第１Ａ原料供給配管２４１Ａに設けられた第１Ｂ冷却ガス供給ライン３−１Ｂが、−５０〜２０℃の冷却ガスＧｃを供給し、冷却ガスＧｃが配管２４１Ａを通過する低融点添加剤を冷却する。
また、第１原料供給ホッパー２０１に設けられた第１Ａ冷却ガス供給ライン３−１Ａが、−５０〜２０℃の冷却ガスＧｃを供給し、冷却ガスＧｃが、押出機１から逆流してくる７０〜３５０℃の高温のガスＧｒを冷却すると共に、ホッパー２０１に供給される低融点添加剤及び熱可塑性樹脂を冷却する。
上記冷却の効果により、第１原料供給ホッパー２０１において、低融点添加剤の溶融・付着が低減される。

【0018】

このとき、特に、原料供給口１１を有するバレル１０の温度、固体搬送ゾーンを形成するバレル１０の温度、混練ゾーンを形成するバレル１０の温度を、この順に従って高くなるように設定することによって、低融点添加剤が熱可塑性樹脂とよく混合され、その後、溶融されるため、熱可塑性樹脂組成物の物性がより均一となる（後述）。

【0019】

第２原料供給ライン２−２においても、前述の第１原料供給ライン２−１における作用効果と同様の作用効果を奏する。

【0020】

−原料供給ライン−
本実施形態で用いられる原料供給ライン２は、熱可塑性樹脂と低融点添加剤とを供給することができる限り特に限定されない。なお、原料供給ライン２の詳細については後述する。

【0021】

図１に示す押出機１では、原料供給ライン２は、原料ストックタンク２１、原料切出装置２２、原料供給装置２３、原料供給配管２４、原料供給ホッパー２０を、原料供給口１１に向かってこの順に備えている。

【0022】

詳細には、図１に示す第１原料供給ライン２−１は、第１原料供給ホッパー２０１、３つの原料供給配管２４（第１Ａ原料供給配管２４１Ａ、第１Ｂ原料供給配管２４１Ｂ、第１Ｃ原料供給配管２４１Ｃ）、３つの原料供給装置２３（第１Ａ原料供給装置２３１Ａ、第１Ｂ原料供給装置２３１Ｂ、第１Ｃ原料供給装置２３１Ｃ）、３つの原料切出装置２２（第１Ａ原料切出装置２２１Ａ、第１Ｂ原料切出装置２２１Ｂ、第１Ｃ原料切出装置２２１Ｃ）、３つの原料ストックタンク２１（第１Ａ原料ストックタンク２１１Ａ、第１Ｂ原料ストックタンク２１１Ｂ、第１Ｃ原料ストックタンク２１１Ｃ）を備えている。
また、図１に示す第２原料供給ライン２−２は、第２原料供給ホッパー２０２、１つの原料供給配管２４（第２原料供給配管２４２）、１つの原料供給装置２３（第２原料供給装置２３２）、１つの原料切出装置２２（第２原料切出装置２２２）、１つの原料ストックタンク２１（第２原料ストックタンク２１２）を備えている。

【0023】

−冷却ガス供給ライン−
本実施形態で用いられる冷却ガス供給ライン３は、原料供給ライン２が接続されている原料供給口１１が設けられたバレル１０の内部温度と比較して低い温度のガスを供給することができる限り特に限定されない。なお、冷却ガス供給ライン３の詳細については後述する。

【0024】

図１に示す例の押出機１では、原料供給ライン２及びこれに繋がるバレル１０を冷却するため、冷却ガス供給ライン３は、冷却機３１、より具体的には、渦流式冷却機を備えている。

【0025】

以下、本実施形態の押出機１における冷却ガス供給ライン３の配置について詳述する。

【0026】

本実施形態の押出機１では、図１に示す例のように、１つの原料供給ライン２について、複数の冷却ガス供給ライン３を備えることが好ましい。かかる構成によれば、原料供給ライン２の冷却効率を高めることができる。
図１に示す例の押出機１は、第１原料供給ライン２−１について、第１Ａ冷却ガス供給ライン３−１Ａ、第１Ｂ冷却ガス供給ライン３−１Ｂの２つ、第２原料供給ライン２−２について、第２Ａ冷却ガス供給ライン３−２Ａ、第２Ｂ冷却ガス供給ライン３−２Ｂの２つを備えている。

【0027】

本実施形態の押出機１では、図１に示す例のように、冷却ガス供給ライン３を備える原料供給ライン２が接続されている原料供給口１１を複数備えることが好ましい。かかる構成によれば、低融点添加物を複数回に分けて供給することが可能となり、熱可塑性樹脂組成物の物性を高めることができる。

【0028】

そして、本実施形態の押出機１では、冷却ガス供給ライン３は、原料供給ライン２の少なくとも一部に連通していればよいが、冷却ガス供給ライン３は、原料供給ホッパー２０に連通することが好ましく（図１参照）、次いで、逆流してくるガスＧｒが流れてくる原料供給配管に連通することが好ましく、さらに次いで、発熱しやすくなることがある原料供給装置２３の搬送部に連通することが好ましい。かかる構成によれば、低融点添加剤を効率的に冷却することが可能となる。
図１に示す例では、第１原料供給ライン２−１では、第１Ａ冷却ガス供給ライン３−１Ａが、第１原料供給ホッパー２０１に、その蓋において、連通し、また、第１Ｂ冷却ガス供給ライン３−１Ｂが、第１Ａ原料供給配管２４１Ａに、連通している。また、第２原料供給ライン２−２では、第２Ａ冷却ガス供給ライン３−２Ａが、第２原料供給ホッパー２０２に、その蓋において、連通し、また、第２Ｂ冷却ガス供給ライン３−２Ｂが、第２原料供給配管２４２に、連通している。

【0029】

本実施形態の押出機１では、冷却ガス供給ライン３の延在方向は特に限定されないが、図１に示す例のように、冷却ガス供給ライン３は、押出機の軸Ｘ方向に直交する方向に延在することが好ましい。かかる構成によれば、トップフィードの場合もサイドフィードの場合も、バレル１０から原料供給ライン２に逆流してくる高温のガスＧｒと、冷却ガスＧｃとが、効率的に混ざり合い、原料供給ライン２を効率的に冷却することが可能となる。
図１に示す例では、第１原料供給ライン２−１の第１Ａ冷却ガス供給ライン３−１Ａが、押出機の軸Ｘ方向に直交する方向に（第１原料供給ホッパー２０１の蓋に対して垂直に）、重力方向下方に、延在しており、また、第２原料供給ライン２−２の第２Ａ冷却ガス供給ライン３−２Ａが、押出機の軸Ｘ方向に直交する方向に（第２原料供給ホッパー２０２の蓋に対して垂直に）、重力方向下方に、延在している。

【0030】

本実施形態の押出機１では、冷却ガス供給ライン３が、押出機の軸Ｘ（バレル１０断面の中心を繋ぐ線）からバレル内径Ｄの１〜５００倍の距離の位置に至るまでの領域に、設けられることが好ましい。かかる構成によれば、低融点添加物が、バレル１０から原料供給ライン２に逆流してくる高温のガスＧｒに長時間曝されることを防ぐことができるため、低融点添加物の溶融・付着を低減することができる。
上記効果を高める意味で、冷却ガス供給ライン３は、押出機の軸Ｘからバレル内径Ｄの１〜５０倍の距離の位置に至るまでの領域であることがさらに好ましい。

【0031】

さらに言えば、本実施形態における更なる特徴として、本実施形態の押出機１は、押出機１の少なくとも一部の外表面を覆う断熱材４をさらに備えている。

【0032】

発明者らの検討により、押出機１における低融点添加物の溶融・付着は、押出機１のバレル１０のうち特に混練ゾーンを形成するバレル１０において押出機１外部に放出される輻射熱ＲＨ（図２参照）による原料供給ライン２の高温化も要因となっていることもわかった。
本実施形態の押出機１に断熱材を設けることによって、上記輻射熱ＲＨを遮断することができ、低融点添加剤の溶融・付着を低減することができ、熱可塑性樹脂組成物の物性を均一にすることが可能となる。

【0033】

なお、バレル１０にバレルカバーが設けられている場合には、バレルカバーの外側及び／又は内側に断熱材４を設けてよい。

【0034】

そして、上記効果を高める意味で、本実施形態の押出機１では、断熱材４は混練ゾーンを形成するバレル１０の外表面を覆うことが好ましい。
図１に示す例の押出機１は、原料供給口１１が設けられた第１バレル１０ａに隣接するバレル１０である第２バレル１０ｂから、混練ゾーンを形成する第５バレル１０ｅまでの外表面を覆う断熱材４をさらに備えている。
かかる構成によれば、押出機１のバレル１０のうち特に混練ゾーンを形成するバレル１０において押出機１外部に放出される輻射熱ＲＨによる原料供給ライン２の高温化を大幅に抑制することが可能となり、原料供給ホッパー２０等の原料供給ライン２の構成部材の内部における低融点添加物の溶融・付着を低減することが可能となる。

【0035】

また、本実施形態の押出機１は、さらに、原料供給ホッパー２０の壁の少なくとも一部の外表面を断熱材４で覆ってもよい。

【0036】

以下、原料供給ライン２の各要素の詳細を記載する。

【0037】

原料供給ホッパー２０は、原料供給ライン２の末端に位置し、押出機１に、原料供給口１１において接続される。
原料供給ホッパー２０のホッパー壁の角度は、原料がブリッジし難いように、鉛直（９０°）〜６０°であることが好ましい。
原料供給ホッパー２０は、原料の酸化劣化するのを防止するために、不活性ガスで置換しても良い。さらに、微細な原料が内壁に付着するのを防止するために、ホッパー２０にはノッカーやバイブレーターを適宜取り付けても構わない。

【0038】

原料ストックタンク２１は、原料を一時的に貯めておくタンクである。原料が粉体の可燃性樹脂である場合、ストックタンク２１の内部を不活性ガスで置換をしたり、原料がブリッジしやすい場合、ブリッジブレーカー等を必要に応じて付けたりしても構わない。

【0039】

原料切出装置２２は、原料供給装置２３の原料を留めておき、原料供給ホッパー２０が空になったときに原料を供給する装置である。ホッパー２０が空になったとき、前記切出装置２２には信号が送られ、（切出装置２２が仕切弁の場合には）仕切弁が開いて、原料が原料ストックタンク２１から原料供給装置２３に短時間（１０〜１２０秒）で供給される。ホッパー２０が満杯になると、上記信号が送られなくなり、切出弁が閉まる。なお、この切出装置２２は、仕切弁形式でもスクリュー形式でも構わない。

【0040】

原料供給装置２３は、通常、重量式フィーダーが好適に用いられ、原料を貯めておくホッパー部と、定量的に原料を搬送する搬送部とからなる。前記搬送部は、スクリュー式、ベルト式、振動式等があるが、どの方式でも構わない。
特に、スクリュー式を用いる場合、搬送部が発熱して、低融点添加物が溶融するのを防止するため、スクリューピッチが大きいスクリュー、発熱が起こりにくいコイル式等のスクリューを用いることが好ましい。ベルト式及び振動式は、発熱が起こりにくいため、好ましい。
この供給装置２３には、供給精度を上げるためにロードセルを付けて、原料の減少重量を基に供給量を制御することが好ましい。

【0041】

原料供給配管２４は、原料供給装置２３の搬送部から供給された原料を、原料供給ホッパー２０に供給する配管である。原料供給配管２４の取り付け角度は、原料がブリッジし難いように、鉛直（９０度）〜４５度であることが好ましい。

【0042】

本実施形態で用いられる原料供給ライン２は、前述した要素の全てを必要とするものではない。例えば、単軸押出機の場合、原料供給ライン２は、原料供給ホッパー２０だけを備える場合があり、また、この原料供給ホッパー２０に押し込み用のスクリューが付けられている場合もある。

【0043】

以下、冷却ガス供給ライン３の詳細を記載する。
図２に、本実施形態の押出機が備える冷却ガス供給ライン及びその周辺を拡大して側面図にて示す。

【0044】

冷却機３１（図１参照）は、常温のガスの温度よりも１５〜７５℃低い温度の冷却ガスを発生させることが可能な装置であれば、特に限定されない。

【0045】

図１に示す例の押出機１が備える渦流式冷却機は、ブッシングとゼネレーターと、常温ガス供給口３１１ａと低温ガス排出口３１１ｂと高温ガス排出口３１１ｃとを備えるものである。
かかる冷却機３１では、まず、常温ガス供給口３１１ａから、所定圧力（０．１〜１．０ＭＰａ）・所定温度（１０〜５０℃）のガスを供給し、次いで、冷却機３１の機内で、圧力を利用して１００万ｒｐｍ程度の高速の渦流を発生させ、低温ガスと高温ガスとに分離し、そして、低温ガスを冷却ガスとして低温ガス排出口３１１ｂから排出しつつ（すなわち、原料供給ライン２内部に供給しつつ）、高温ガスを高温ガス排出口３１１ｃから原料供給ライン２外部に排出する。

【0046】

渦流式冷却機としては、具体的には、虹技社製のボルテックスチューブ、マンクリーニングシステム、コールドエアーガン、パネルガードクーラー等；株式会社ニューラー製のジェットクーラ等；ニッシン産業株式会社製のエアークラー等が挙げられる。

【0047】

以下、押出機１の詳細を記載する。

【0048】

本実施形態の押出機１としては、特に限定されることなく、例えば、単軸押出機、コニーダータイプの押出機、二軸押出機等の多軸押出機等が挙げられる。
単軸押出機としては、例えば、混練型スクリューを設けた単軸押出機等が挙げられる。
コニーダータイプの押出機としては、例えば、ブッス社製のコニーダー等が挙げられる。
二軸押出機としては、例えば、非噛み合い型異方向回転二軸押出機、噛み合い型異方向回転二軸押出機、同方向回転二軸押出機（例えば、コペリオン社製のＺＳＫ メガコンシリーズ、メガプラスシリーズ、ＭＣ１８シリーズ；東芝機械社製のＴＥＭ ＢＳシリーズ、ＳＳシリーズ、ＳＸシリーズ；日本製鋼所社製のＴＥＸαシリーズ、α２シリーズ、α３シリーズ等）等が挙げられる。

【0049】

押出機１の規格や大きさは、特に限定されないが、バレル内径（直径）Ｄは、４０〜２００ｍｍであることが好ましい。バレル内径Ｄが４０ｍｍ未満では、生産性が低い。バレル内径Ｄが２００ｍｍ超では、溶融混練時の発熱を抑制するのが難しい。バレル有効長Ｌは、特に限定されないが、バレル内径Ｄの１２〜６０倍であることが好ましい。バレル有効長Ｌがバレル内径Ｄの１２倍未満では、原料を十分に混練することが難しく、バレル有効長Ｌがバレル内径Ｄの６０倍超では、スクリュー軸の振れが大きくなり、原料の混練が不良になるおそれがある。

【0050】

押出機１のモーターは、特に限定されず、インバーターモーターでもよいし、直流モーターでもよい。モーターには、必要に応じて冷却装置を設けてもよい。モーターの冷却装置としては、例えば、空気冷却タイプや循環水冷却タイプ等が挙げられるが、空気中に異物をまき散らさない観点から、循環水冷却タイプが好ましい。

【0051】

押出機１のバレル構成としては、少なくとも１つの原料供給口を有するバレル１０、（溶融前の）固体搬送ゾーン及び／又は溶融体搬送ゾーンを形成する少なくとも１つのバレル１０、混練ゾーンを形成する少なくとも１つのバレル１０、少なくとも１つのベント１２を有するバレル１０を含むバレル構成が挙げられる。ここで、ベント１２は、大気ベントでもよいし、真空ベントでもよい。また、原料の供給は、トップフィードとしてもよく、サイドフィードとしてもよい。
図１に示す例では、第１〜第１２バレルの１２個のバレル１０（１０ａ〜１０ｌ（エル））を有しており、第１バレル（１０ａ）、第７バレル（１０ｇ）が原料供給口を有するバレル１０であり、第２〜第４バレル（１０ｂ〜１０ｄ）が固体搬送ゾーンを形成するバレル１０であり、第９、第１０、第１２バレル（１０ｉ、１０ｊ、１０ｌ（エル））が溶融体搬送ゾーンを形成するバレル１０であり、第５、第８バレル（１０ｅ、１０ｈ）が混練ゾーンを形成するバレル１０であり、第６バレル（１０ｆ）が大気ベントを有するバレル１０であり、第１１バレル（１０ｋ）が真空ベントを有するバレル１０である。

【0052】

特に、本実施形態の押出機１では、固体搬送ゾーンを形成するバレル１０の数が、それに対応する原料供給口１１を有するバレル１０の数の１〜８倍であることが好ましく、２〜５倍であることがより好ましい。
図１に示す例では、固体搬送ゾーンを形成するバレル１０（１０ｂ〜１０ｄ）の数が、第１原料供給口１１−１を有するバレル１０（１０ａ）の数の３倍となっている。

【0053】

バレル１０に使用するスクリューエレメントとしては、例えば、２条又は３条のニーディングブロック（右廻り、左廻り、ニュートラル、逆送り）、２条又は３条のフライトスクリュー（右廻り、左廻り）、１条、２条又は３条の切り欠きスクリューやカットスクリュー、バリスターリング等が挙げられ、必要に応じてこれらを組み合わせて用いることができる。

【0054】

本実施形態の押出機１のダイ部１３には、溶融した熱可塑性樹脂に含まれる異物を除去するための金属メッシュ（目開きが＃１０〜＃３００のメッシュ）を付けることが可能なプレーカープレートを装着させてもよい。
また、ダイ部１３には、複数のオリフィスを備えるダイプレートを装着させてもよく、この場合、オリフィスの内径は２〜６ｍｍとしてよく、オリフィスの長さは６〜２０ｍｍとしてよく、オリフィス１穴当たりの押出量は１０〜４０ｋｇ／ｈｒとしてよい。さらに、ダイプレートのオリフィスの開口部には、ガスを吹き付ける又は微振動を与えることによって、開口部に発生するメヤニを除去することが可能な、メヤニ除去装置を設置してもよい。
なお、フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物を製造する場合には、目詰まりを避ける観点から、ダイ部１３に上記金属メッシュは用いないことが好ましい。

【0055】

（熱可塑性樹脂組成物の製造方法）
本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、押出機１を用いるものであり、
原料（熱可塑性樹脂（Ａ）、低融点添加剤（Ｂ）等）を原料供給ライン２に供給する、原料供給工程と、
原料供給ライン２に押出機１の内部温度と比較して低い温度のガスを供給する、冷却ガス供給工程と、
原料を溶融混練する、混練工程と
を含む。
なお、上記冷却ガス供給工程では、押出機１が備える冷却機３１において冷却ガスを得て、このガスを原料供給ライン２に供給してもよいが、これに限定されることなく、予め冷却されたガス（例えば、液体窒素から気化させた低温のガス）を原料供給ライン２に供給してもよい。

【0056】

なお、本実施形態では、後述の通り、前述の本実施形態の押出機１を用いることを必要とする。

【0057】

以下、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法において用いられる各成分について記載する。

【0058】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法により製造される熱可塑性樹脂組成物は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂（Ａ）、融点が４０〜２００℃の添加剤（低融点添加物）（Ｂ）、フィラー（Ｃ）、液体添加剤、その他添加物を含んでよい。

【0059】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法において用いられる熱可塑性樹脂（Ａ）としては、特に限定されることなく、例えば、ポリフェニレンエーテル系樹脂（ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルと（後述の）ポリスチレン系樹脂とのブレンド物）、ポリスチレン系樹脂（ゼネラルパーパスポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、アクリロニトリル／スチレン共重合体、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体等）、ポリカーボネート系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等）、ホモポリマー型ポリオキシメチレン、コポリマー型ポリオキシメチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド系樹脂、ポリアミドイミド、ポリアリーレート、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルケトン等が挙げられ、特に、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ホモポリマー型ポリオキシメチレン、コポリマー型ポリオキシメチレン、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体等が好ましい。
これら熱可塑性樹脂（Ａ）は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0060】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法において用いられる、融点が４０〜２００℃の添加剤（低融点添加物）（Ｂ）としては、リン系難燃剤、高級脂肪酸誘導体、ジカルボン酸、石油樹脂等が挙げられる。
これら融点が４０〜２００℃の添加剤（低融点添加物）（Ｂ）は、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0061】

添加剤の融点が４０未満である場合、該添加物は容易に液化してしまうおそれがあり、また、融点が２００℃超である場合、該添加物は、溶融不良を起こし、樹脂組成物中に十分に分散しないおそれがある。
本実施形態では、本発明の効果をより効率的に得る観点から、添加剤について４０〜２００℃とすることができる融点は、４０〜１９０℃であることが好ましく、４０〜１８０℃であることがさらに好ましい。

【0062】

リン系難燃剤としては、リン酸エステル化合物、リン酸縮合エステル、環状及び／又は鎖状ホスファゼン化合物等が挙げられる。
リン酸エステル化合物及びリン酸縮合エステルとしては、特に限定されることなく、例えば、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート（ＴＸＰ）、クレジルジフェニルホスフェート、２−エチルヘキシルジフェニルホスフェート、ｔｅｒｔ−ブチルフェニルジフェニルホスフェート、ビス−（ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フェニルホスフェート、トリス−（ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスフェート、イソプロピルフェニルジフェニルホスフェート、ビス−（イソプロピルフェニル）ジフェニルホスフェート、トリス−（イソプロピルフェニル）レゾルシノールビス−ジフェニルホスフェート、レゾルシノールビス−ジキシレニルホスフェート、ビスフェノールＡビス−ジフェニルホスフェート、ビフェニルビス−ジフェニルホスフェート等が挙げられ、特に、トリフェニルホスフェートが好ましい。
これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
環状及び／又は鎖状ホスファゼン化合物としては、例えば、フェノキシホスファゼン、ｏ−トリルオキシホスファゼン、ｍ−トリルオキシホスファゼン、ｐ−トリルオキシホスファゼン等のポリ）トリルオキシホスファゼン、ｏ，ｍ−キシリルオキシホスファゼン、ｏ，ｐ−キシリルオキシホスファゼン、ｍ，ｐ−キシリルオキシホスファゼン等の（ポリ）キシリルオキシホスファゼン、ｏ，ｍ，ｐ−トリメチルフェニルオキシホスファゼン、フェノキシｏ−トリルオキシホスファゼン、フェノキシｍ−トリルオキシホスファゼン、フェノキシｐ−トリルオキシホスファゼン等の（ポリ）フェノキシトリルオキシホスファゼン、フェノキシｏ，ｍ−キシリルオキシホスファゼン、フェノキシｏ，ｐ−キシリルオキシホスファゼン、フェノキシｍ，ｐ−キシリルオキシホスファゼン等（ポリ）フェノキシトリルオキシキシリルオキシホスファゼン、フェノキシｏ，ｍ，ｐ−トリメチルフェニルオキシホスファゼン等が挙げられ、特に、環状及び／又は鎖状フェノキシホスファゼンが好ましい。
これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0063】

高級脂肪酸誘導体として、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド等の脂肪酸アミド；メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等のアルキレン脂肪酸アミド；ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等の脂肪酸塩等が挙げられる。

【0064】

ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、リンゴ酸、クエン酸等が挙げられる。

【0065】

石油樹脂としては、分子量３０００以下の炭化水素化合物、炭素数５の脂肪族化合物及び／又は炭素数９の芳香族化合物の石油留分、これらの水素添加物が挙げられる。

【0066】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法において用いられるフィラー（Ｃ）としては、特に限定されることなく、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、チタン酸カリウムウイスカー、硫酸マグネシウムウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、炭酸カルシウムウイスカー、炭化ケイ素ウイスカー、酸化亜鉛ウイスカー、ケイ酸カルシウム（ワラストナイト）、マイカ、タルク、ガラスフレーク、炭酸カルシウム、クレー、カオリン、硫酸バリウム、シリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、硫酸マグネシウム、ヨウ化銅、ヨウ化カリウム等が挙げられ、特に、ガラス繊維、炭素繊維、ケイ酸カルシウム、マイカ、タルク、ガラスフレーク、炭酸カルシウム、カオリン、シリカ、ヨウ化銅、ヨウ化カリウムが好ましい。

【0067】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法において用いられる液体添加剤としては、特に限定されることなく、例えば、分子量が３００〜２００００のポリエチレングリコール、炭素数４〜１５５のパラフィン系オイル（例えば、カネダ株式会社製のＫ−３５０（流動パラフィン９９．９９９５％）、出光興産株式会社製のＰＷ−９０（ｎ−パラフィン系プロセスオイル）、三光化学工業株式会社製のネオチオゾール）；シクロペンタン（Ｃ_５Ｈ_１０）、シクロヘキサン（Ｃ_６Ｈ_１２）、フイヒテライト（Ｃ_１９Ｈ_３４）、オレアナン（Ｃ_３０Ｈ_５２）、及びこれらの混合物等のナフテン系オイル（例えば、出光興産株式会社製のダイアナプロセスオイルＮＳ９０Ｓ、出光興産株式会社製のダイアナプロセスオイルＮＳ１００等）等が挙げられる。

【0068】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法において用いられるその他添加物としては、特に限定されることなく、例えば、エラストマー、各種着色剤、着色補剤（酸化チタン等）、紫外線吸収剤、耐電防止剤、安定剤（酸化亜鉛、硫化亜鉛、燐系、イオウ系、ヒンダードフェノール系等）等が挙げられる。

【0069】

以下、本実施形態の押出機１を用いた、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法について詳述する。

【0070】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、前述の本実施形態の押出機１を用いることを必要とし、
原料供給ライン２を通して、原料（熱可塑性樹脂（Ａ）、低融点添加剤（Ｂ）等）を原料供給口１１から押出機１に供給する工程（原料供給工程）と、
原料供給ライン２の少なくとも一部に連通する冷却ガス供給ライン３を通して、原料供給ライン２に押出機１の内部温度と比較して低い温度のガス（冷却ガス）を供給する工程（冷却ガス供給工程）と、
押出機１において、供給された原料を溶融混練する工程（溶融混練工程）と
を含む。

【0071】

前述の通り、発明者らが鋭意検討した結果、押出機１を用いる熱可塑性樹脂組成物の製造方法において、押出機１において低融点添加物の溶融・付着が生じるのは、押出機１のバレル１０から原料供給ライン２に逆流してくる高温のガスＧｒによる原料供給ライン２の高温化が要因であることがわかった。

【0072】

前述の本実施形態の押出機１を用いる、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法によれば、押出機１のバレル１０から原料供給ライン２に逆流してくる高温のガスＧｒと、冷却ガスＧｃとが、混ざり合い、原料供給ライン２を効率的に冷却することが可能となる。これにより、逆流してくる高温のガスＧｒによる原料供給ライン２の高温化を大幅に抑制することが可能となり、原料供給ホッパー２０等の原料供給ライン２の構成部材の内部における低融点添加物の溶融・付着を低減することが可能となる。
この点、特に、原料供給ライン２の構成部材の外壁に冷媒を流す等することによって、原料供給ライン２を外部から冷却する手法と比較して、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、原料供給ライン２の構成部材を内部から冷却する。これにより、前述の低融点添加物の溶融・付着を低減する効果が極めて高い。

【0073】

以下、図１に示す例の押出機１を用いる、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法の作用効果を記載する。
第１原料ストックタンク２１１に低融点添加剤（Ｂ）を投入する。低融点添加剤（Ｂ）は、第１Ａ原料切出装置２２１Ａ、第１Ａ原料供給装置２３１Ａ、第１Ａ原料供給配管２４１Ａを経て、第１原料供給ホッパー２０１に供給される。
一方、第１Ｂ原料ストックタンク２１１Ｂに熱可塑性樹脂（Ａ）を投入する。熱可塑性樹脂（Ａ）は、第１Ｂ原料切出装置２２１Ｂ、第１Ｂ原料供給装置２３１Ｂ、第１Ｂ原料供給配管２４１Ｂを経て、第１原料供給ホッパー２０１に供給される。
このとき、第１Ａ原料供給配管２４１Ａに設けられた第１Ｂ冷却ガス供給ライン３−１Ｂが、−５０〜２０℃の冷却ガスＧｃを供給し、冷却ガスＧｃが配管２４１Ａを通過する低融点添加剤（Ｂ）を冷却する。
また、第１原料供給ホッパー２０１に設けられた第１Ａ冷却ガス供給ライン３−１Ａが、−５０〜２０℃の冷却ガスＧｃを供給し、冷却ガスＧｃが、押出機１から逆流してくる７０〜３５０℃の高温のガスＧｒを冷却すると共に、ホッパー２０１に供給される低融点添加剤（Ｂ）及び熱可塑性樹脂（Ａ）を冷却する。
上記冷却の効果により、第１原料供給ホッパー２０１において、低融点添加剤（Ｂ）の溶融・付着が低減される。

【0074】

第２原料供給ライン２−２においても、前述の第１原料供給ライン２−１における作用効果と同様の作用効果を奏する。

【0075】

特に、原料供給口を有するバレル１０の温度、固体搬送ゾーンを形成するバレル１０の温度、混練ゾーンを形成するバレル１０の温度を、この順に従って高くなるように設定することによって、低融点添加剤を熱可塑性樹脂とよく混合され、その後、溶融されるため、熱可塑性樹脂組成物の物性がより均一となる（後述）。

【0076】

ここで、本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法における冷却ガス供給工程において、冷却ガスＧｃの温度は、特に限定されない。

【0077】

冷却ガス供給工程における冷却ガスライン３について、冷却ガスＧｃの流量（ＮＬ（ノルマルリッター）／ｈｒ）の原料供給ライン２により供給される原材料の供給量（ｋｇ／ｈｒ）に対する割合は、１〜１０００（ＮＬ／ｋｇ）とすることが好ましく、より好ましくは５〜５００（ＮＬ／ｋｇ）であり、さらに好ましくは５〜２５０（ＮＬ／ｋｇ）である。逆流してくる高温ガスＧｒの冷却ガスＧｃに対する割合は、０．０１〜０．３とすることが好ましく、より好ましくは０．０３〜０．２であり、さらに好ましくは０．０３〜０．１５である。
なお、１つの原料供給ライン２に複数の冷却ガスライン３を設けた場合、冷却ガスライン３における冷却ガスＧｃの流量とは、各冷却ガスライン３の流量の合計をいうものとする。

【0078】

冷却ガス供給工程における冷却ガスＧｃとしては、窒素、炭酸ガス、アルゴンガス、空気等が挙げられる。

【0079】

図１に示すような渦流式冷却機を備えた押出機１を用いる場合、
常温ガスの温度は、１０〜５０℃であることが好ましく、より好ましくは１０〜４０℃であり、さらに好ましくは１５〜４０℃である。
常温ガスの圧力は、０．１〜２．０ＭＰａとしてよく、好ましくは０．１５〜０．８ＭＰａであり、さらに好ましくは０．３〜０．８ＭＰａである。圧力が０．１ＭＰａ未満である場合、強い渦流が出来ないために、冷却ガスＧｃの温度が低くならない。圧力が１．０超である場合、冷却機３１本体が耐えられる範囲を超える。
常温ガスの湿度は、０．１％未満であることが好ましく、かかる湿度の常温ガスは、さらに、異物除去のフィルターに通し、サイズ５μｍ以下の異物が０．１質量％未満になるように調整されたものであることが好ましい。

【0080】

渦流式冷却機を用いる場合、
冷却ガスＧｃの温度は、供給する常温ガスの温度よりも１５〜７５℃低い温度であることが好ましく、より好ましくは２０〜７５℃低い温度である。
高温ガスの温度は、供給する常温ガスの温度よりも５〜１１０℃高い温度であることが好ましく、より好ましくは３０〜７５℃低い温度である。

【0081】

常温ガスからの冷却ガスＧｃの発生率は、供給した常温ガスに対する排出した冷却ガスＧｃの割合で示され、２０〜８０％としてよく、好ましくは３０〜７０％であり、さらに好ましくは４０〜７０％である。２０％未満であると、経済的なロスが大きく、８０％超であると、発生した冷却ガスＧｃの温度が十分に低くならない。

【0082】

溶融混練工程において、
図１に示すような、原料供給口１１を有するバレル１０、固体搬送ゾーンを形成するバレル１０、混練ゾーンを形成するバレル１０を備えた押出機１を用いる場合、
原料供給口１１を有するバレル１０（図１では、第１バレル１０ａ）の設定温度は、具体的には、５０℃以下とすることが好ましく、より好ましくは４５℃以下、さらに好ましくは４０℃以下である。バレル温度が５０℃を超えると、逆流する高温ガスＧｒの温度が上昇するため、好ましくない。
固体搬送ゾーンを形成するバレル１０（図１では、第２〜第４バレル（１０ｂ〜１０ｄ））の設定温度は、具体的には、５０〜３００℃とすることが好ましく、より好ましくは５０〜２５０℃以下であり、さらに好ましくは６０〜２５０℃以下である。固体搬送ゾーンを形成するバレル１０の温度が３００℃を超えると、この固体搬送ゾーンを形成するバレル１０と、ガスケットだけを挟んで隣接している、原料供給口を有するバレル１０が十分に冷却されず、逆流する高温ガスＧｒの温度が実質的に高くなってしまい、好ましくない。
混練ゾーンを形成するバレル１０（図１では、第５バレル１０ｅ）の設定温度は、熱可塑性樹脂（Ａ）（熱可塑性樹脂が２種以上の場合は供給量が一番多い樹脂）が結晶性樹脂の場合、融点と比較して０〜１００℃高い温度とすることが好ましく、１０〜５０℃高い温度とすることがより好ましい。熱可塑性樹脂（Ａ）が非晶性樹脂の場合、ガラス転移温度と比較して５０〜１５０℃高い温度とすることが好ましく、７０〜１２０℃高い温度とすることがより好ましい。

【0083】

溶融混練工程において、
押出機１のギアボックスのトルク密度Ｔｄは、６〜２５Ｎ・ｍ／ｃｍ^３であり、好ましくは８〜２４Ｎ・ｍ／ｃｍ^３、さらに好ましくは１４〜２３Ｎ・ｍ／ｃｍ^３である。トルク密度Ｔｄを６以上２５以下の範囲とすれば、樹脂組成物の生産性及び品質の安定性を優れたものとすることができる。
なお、ギアボックスのトルク密度Ｔｄ（Ｎ・ｍ／ｃｍ^３）は、下記式（１）から求められる。
トルク密度Ｔｄ（Ｎ・ｍ／ｃｍ^３）＝最高モーターパワー（ｋｗ）×１０００／（２×３．１４×最高回転数）／（（スクリュー径ｄ（ｃｍ）／１０）^３）・・・（１）
例えば、東芝機械社製のＴＥＭ５８ＳＳを、トルク一定の最高回転数１０ｒｐｓ、１８１ｋｗのモーターで、使用した場合、トルク密度Ｔｄは、１４．８Ｎ・ｍ／ｃｍ^３となる。

【0084】

本実施形態の熱可塑性樹脂組成物の製造方法により製造された熱可塑性樹脂組成物は、ＯＡ材料（プリンター、複写機等）、電子材料、光学材料、バッテリーケース材料、バッテリーセル材料、フィルム、シート等に好適に用いられる。

【0085】

以上、図面を参照して、本発明の押出機及びそれを用いた本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法の実施形態について例示説明したが、上記実施形態には適宜変更を加えることができ、本発明は上記例示の実施形態に限定されることはない。

【実施例】

【0086】

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

【0087】

実施例、参考例、及び比較例の押出機及びそれを用いた熱可塑性樹脂組成物の製造方法について以下に記載する。

【0088】

−原料供給ライン−
−−第１原料供給ライン−−
第１原料供給ホッパー（円錐型、ホッパー壁角度６０°）
−−−第１Ａ系（低融点添加物用）−−−
第１Ａ原料ストックタンク（２００Ｌ）
第１Ａ原料切出装置（スライドゲート弁）
第１Ａ原料供給装置（重量式フィーダーＡ：クボタ社製 ＣＥ−Ｗ−２）
第１Ａ原料供給配管（４インチ配管、傾斜４５度配管）
−−−第１Ｂ系（熱可塑性樹脂用）−−−
第１Ｂ原料ストックタンク（５００Ｌ）
第１Ｂ原料切出装置（スライドゲート弁）
第１Ｂ原料供給装置（重量式フィーダーＢ：クボタ社製 ＣＥ−Ｗ−４）
第１Ｂ原料供給配管（４インチ配管、傾斜４５度配管）
−−−第１Ｃ系（熱可塑性樹脂用）−−−
第１Ｃ原料ストックタンク（５００Ｌ）
第１Ｃ原料切出装置（スライドゲート弁）
第１Ｃ原料供給装置（重量式フィーダーＢ：クボタ社製 ＣＥ−Ｗ−４）
第１Ｃ原料供給配管（４インチ配管、傾斜４５度配管）

【0089】

−−第２原料供給ライン−−
第２原料ストックタンク（２００Ｌ）
第２原料切出装置（スライドゲート弁）
第２原料供給装置（重量式フィーダーＣ：クボタ社製 ＣＥ−Ｗ−２）
第２原料供給配管（４インチ配管、傾斜９０度配管）
第２原料供給ホッパー（円錐型、ホッパー壁角度６０°）

【0090】

−冷却ガス供給ライン−
冷却機としてパネルガードクーラー（７６０Ｊ、虹技社製）を２つ使用した。これらは表１に記載の通り配置した。

【0091】

−押出機−
押出機として、二軸同方向回転押出機（東芝機械社製のＴＥＭ５８ＳＳ（１２バレル 押出機長さ４８Ｄ））を使用した。
バレル構成は、下記の通りとした。
第１バレル ：第一供給口（トップフィードバレル、重量式フィーダーＡ、Ｂ、Ｃ）
第２バレル ：固体搬送ゾーン
第３バレル ：固体搬送ゾーン
第４バレル ：固体搬送ゾーン
第５バレル ：第一混練ゾーン
第６バレル ：大気ベント
第７バレル ：第二供給口（サイドフィードバレル、重量式フィーダーＤ）
第８バレル ：第二混練ゾーン
第９バレル ：溶融体搬送ゾーン
第１０バレル：溶融体搬送ゾーン
第１１バレル：真空ベント
第１２バレル：溶融体搬送ゾーン
ダイ部 ：ダイプレート（オリフィス径４ｍｍφ、オリフィス数２０穴）

【0092】

−断熱材−
スーパーウールマット（株式会社ＡＳＵＫＡ製）（厚さ５０ｍｍ）

【0093】

−その他設備−
ストランドバス：水温４０±３℃
ペレタイザー：ペレット長さ２．５±０．３ｍｍ、ペレット形状：円柱形状

【0094】

（熱可塑性樹脂組成物の製造方法）
−熱可塑性樹脂（Ａ）−
ポリフェニレンエーテル樹脂（旭化成ケミカルズ社製、Ｓ２０１Ａ）（ガラス転移温度：２２０℃）
ゼネラルパーパスポリスチレン６８５（ＰＳジャパン社製）
ポリカーボネート（三菱エンジニアリングプラスチックス社製、ユーピロンＳ３０００Ｆ）（ガラス転移温度：１５０℃）
ナイロン６６（旭化成ケミカルズ社製、レオナ１３００Ｓ）（融点２６５℃）

【0095】

−低融点添加物（Ｂ）−
トリフェニルホスフェート（第八化学社製、ＴＰＰ）（融点５０℃）
クエン酸（融点１５３℃）
ホスファゼン（伏見製薬所社製、ラビトルＦＰ１１０）（融点１００℃）

【0096】

−フィラー（Ｃ）−
ガラスファイバー（日本電気硝社製、ＥＣＳ０３Ｔ−２４９、直径１３μｍ）

【0097】

−マスターバッチ−
タルク（富士タルク工業製、ＲＧＥ−２５０、平均粒径２μｍ）８５質量部、エチレン・ビスステアリン酸アマイド（花王株式会社製、カオーワックスＥＢ−ＦＦ、融点１４２℃）１０質量部、ポリエチレングリコール（林純薬工業株式会社、ＰＥＧ４００、融点−１２℃）５質量部からなる、約２ｍｍ球状のマスターバッチ（マスターバッチとしての融点７５℃）

【0098】

（測定方法）
（１）原料供給ホッパーの内部温度
原料供給ホッパーの蓋から下方に２０ｃｍの位置（ホッパー中間高さ）、且つ原料供給ホッパーの水平方向中心の位置に、ハンディタイプ温度計（安立計器株式会社製、ＨＤ−１１００、センサーは空気用のＡＴ−４０型）を配置して、温度（℃）を測定した。結果を表１に示す。

【0099】

（２）原料供給配管の内部温度
原料供給配管は、その長さが１２０ｃｍであり、その延在方向が鉛直方向に沿う形で配置されている。
原料供給配管はバレル側の端から１１０ｃｍの位置に、ハンディタイプ温度計（安立計器株式会社製、ＨＤ−１１００、センサーは表面用のＡ−２型）を配置して、温度（℃）を測定した。結果を表１に示す。

【0100】

（３）原料供給装置の重量式フィーダーのスクリュシリンダー外壁面の温度
原料供給装置の重量式フィーダーにおけるスクリュー出口側のシリンダー上側に、ハンディタイプ温度計（安立計器株式会社製、ＨＤ−１１００、センサーは表面用のＡ−２型）を配置して、温度（℃）を測定した。結果を表１に示す。

【0101】

（評価方法）
（４）ストランドの安定性
押出機のダイ部から吐出されたストランドについて、サージング（波打ち）の有無、ストランド切れの有無を、目視にて評価した。そして、下記判定基準に従ってストランドの安定性を判定した。
＜判定基準（「判定点：ストランドの様子」にて示す）＞
１：サージングなし。ストランド切れなし。
２：サージングなし。ストランド切れなし。但し、ストランドの振動が１より大きい。
３：サージングは最初は起こらず、３０分過ぎから起きる。ストランド切れなし。
４：サージングは最初は起こらず、３０分過ぎから起きる。ストランド切れあり。
５：サージングが最初から起きる。ストランド切れ多発。

【0102】

（５）原料供給ホッパー内部の堆積物の程度
原料供給ホッパー内部の堆積物の程度を、目視にて評価し、下記判定基準に従って判定した。
＜判定基準（「判定点：堆積物の程度」にて示す）＞
１：全くなし。
２：原料供給口に溜りがあるが、壁面に溜りはなし。
３：原料供給口の溜りが供給口の面積の１／４程度、壁面に溜りはなし。
４：原料供給口の溜りが供給口の面積の１／４〜１／２程度、又は、原料供給ホッパーの壁面に小さな溜りあり。
５：原料供給口の溜りが供給口の面積の１／２以上、又は、原料供給ホッパーの壁面に大きな溜りあり。

【0103】

（６）ストランド中の異物点の程度
押出機のダイ部から吐出されたストランドをペレタイザーで、太さ３ｍｍ、長さ３ｍｍのペレットにし、このペレットを、プレス成形機（温度：２５０℃、圧力：５〜１０ＭＰａ）で、プレスすることによって、厚さ１ｍｍ、底面面２５４ｃｍ^２の平板を作製した。そして、この平板を、１０倍ルーペを用いて観察し、平板の裏表表面に観察された、主として酸化物からなる異物点の大きさ（最大径）を、各異物点ごとに下記判定基準に従って評価した。観察された全ての異物点についての合計評価点を表１に示す。
＜評価基準（「評価点：異物点の大きさ」にて示す）＞
１：２００μｍ未満。
２：２００〜４００μｍ。
４：４００〜８００μｍ。
８：８００μｍ超。

【0104】

（７）メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＭＦＲの測定は、ＩＳＯ１１３３に準拠して実施し、ペレタイザー出口から１０分毎にペレットをサンプリングし、それぞれのペレットについて６回実施した。測定は、シリンダー温度を３００℃に設定し、ペレットの加温を３分間行い、荷重５ｋｇをかけて、１０分間で測定した。（ポリカーボネートの場合、荷重１．２ｋｇ）

【0105】

（実施例１）
原料供給ラインの重量式フィーダーＡの上流にある第１Ａ原料ストックタンクに、リン系難燃剤である、融点が５０℃のトリフェニルホスフェート（ＴＰＰ）（第八化学社製）を投入し、重量式フィーダーＢの上流にある第１Ｂ原料ストックタンクに、ポリフェニレンエーテル樹脂（Ｓ２０１Ａ、旭化成ケミカルズ社製）（ガラス転移温度：２２０℃）を投入し、重量式フィーダーＣの上流にある第１Ｃ原料ストックタンクに、ゼネラルパーパスポリスチレン６８５（ＰＳジャパン社製）を投入した。
重量式フィーダーＡ／重量式フィーダーＢ／重量式フィーダーＣにおける供給量を、２０質量部／５５質量部／２５質量部に設定し、押出量は４００ｋｇ／ｈｒ、スクリュー回転数は４００ｒｐｍに設定した。
冷却ガス供給ラインに装着した冷却機であるパネルガードクーラー７６０Ｊは、１μｍのフィルター通過、湿度０．００１％未満、窒素濃度９９．９９％、圧力０．６ＭＰａ、温度４０℃の窒素ガスを５４００ＮＬ／ｈｒで供給；−４℃の冷却ガスを３１２０ＮＬ／ｈｒで、１０３℃の高温ガスを２２８０ＮＬ／ｈｒで排出；に設定した。
このパネルガードクーラーを、１つは、第１Ａ原料供給ホッパーの蓋に重力方向下方に向けて、もう１つは、第１Ａ原料ストックタンクの蓋に重力方向下方に向けて、詳細には表１に示す位置に、配置した。
断熱材は使用しなかった。
押出機の諸条件は下記の通りである。
バレル温度は、第１バレル：３５℃、第２バレル：５０℃、第３バレル：１００℃、第４バレル：２５０℃、第５〜第１２バレル：２８０℃とした。
ダイ部の設定温度は、２８０℃とした。
製造における他の条件は表１に示す通りとした。
生産開始後、１０分毎にＭＦＲを測定し、１時間後、押出機を停止させ、原料供給ホッパー内部を点検した。各地点の温度は最高で４１℃であった。１時間後、押出機を停止して、堆積物の確認をしたところ、全くなかった。運転も安定し、ＭＦＲも安定していた。
実施例１における測定結果・評価結果を、表１に示す。

【0106】

（比較例１）
冷却ガス供給ラインを使用しなかったこと以外は、実施例１と同様に実施した。
原料供給ラインの温度は全てトリフェニルホスフェートの融点を超える温度になった。１時間後、押出機を停止させ、原料供給ホッパー内部を点検したところ、壁面に大きな塊が見られ、押出機の原料供給口の面積の３／４以上が閉塞していた。ＭＦＲも時間が経つにつれて低下した。比較例１における結果を、表１に示す。

【0107】

（比較例２）
冷却ガス供給ラインのパネルガードクーラーを停止させて、冷却されていない窒素をそれぞれ５４００ＮＬ／ｈｒで供給したこと以外は、実施例１と同様に実施した。
比較例２における結果は、比較例１とほぼ同様であった。比較例２における結果を、表１に示す。

【0108】

（参考例２）
冷却ガス供給ラインを第１Ａ原料供給ホッパーのみに配置したこと以外は、実施例１と同様に実施した。
原料供給ホッパー、原料供給配管、スクリュシリンダーにおける温度は、実施例１における温度よりも高かったが、第１原料供給ライン全体での温度はトリフェニルホスフェートの融点よりも低かった。実施例１と同様に原料供給ホッパー内部に塊等は発生しなかった。ＭＦＲも安定していた。参考例２における結果を、表１に示す。

【0109】

（実施例３〜５）
冷却ガス供給ラインの１つを第１Ａ原料供給ホッパーに接続し、冷却ガス供給ラインのもう１つを、それぞれ、第１Ａ原料切出装置（実施例３）、第１Ａ原料供給装置（実施例４）、第１Ａ原料供給配管（実施例５）に、接続したこと以外は、実施例１と同様に実施した。
実施例３〜５における結果は、それぞれ、実施例１とほぼ同様であり、生産性は良好であった。

【0110】

（実施例６）
第２、第３バレルの温度を２８０℃とし、第２〜第５バレルの上面に、断熱材を敷いたこと以外、実施例１と同様に実施した。
実施例６における結果は、実施例１とほぼ同様であり、生産性は良好であった。

【0111】

（実施例７）
パネルガードクーラーに供給するガスを、窒素ガスに代えて、エアコンプレッサーの０．６ＭＰａの圧縮空気としたこと以外は、実施例１と同様に実施した。
実施例７では、実施例１と同じように生産性は良好であったが、窒素の代わりに空気を用いたため、異物が増えた。

【0112】

（実施例８）
ＴＰＰを、第１原料供給ラインに代えて、第２原料供給ラインを用いて、供給したこと以外は、実施例１と同様に実施した。このとき、パネルガードクーラーの１つを、第２原料供給ホッパーの蓋に重力方向下方に向けて、パネルガードクーラーのもう１つを、第２供給配管に水平方向に向けて、詳細には表１に示す位置に、配置した。

【0113】

（実施例９）
クエン酸０．８質量部を、重量式フィーダーＡを用いて第１原料供給口から、ガラスファイバー（ＥＣＳ０３Ｔ−２４９、日本電気硝社製、直径１３μｍ）２０質量部を、重量式フィーダーＤを用いて第２原料供給口から、さらに供給したこと以外は、実施例１と同様に実施した。
実施例９では、実施例１と同様に生産性は良好であった。

【0114】

（実施例１０）
Ｓ２０１Ａを５５質量部から６５質量部に、ＴＰＰ（２０質量部）に代えてラビトルＦＰ１１０（１０質量部）にしたこと、ＦＰ１１０の混練性を良好にするために、第２、第３バレルの温度を２８０℃としたこと以外は、実施例１と同様に実施した。
実施例１０では、第２、第３バレルの温度を上げた分、原料供給ホッパーの内部温度は上がったが、実施例１と同様に生産性は安定であった。

【0115】

（比較例３）
冷却ガス供給ラインを使用しなかったこと以外は、実施例１０と同様に実施した。
比較例３では、原料供給ホッパーの内部温度が１００℃を超え、原料供給ホッパー内部に塊が発生し、また、異物も多かった。

【0116】

（実施例１１）
Ｓ２０１Ａ及びＧＰ６８５に代えて、ポリカーボネート（ガラス転移温度：１５０℃）９０質量部を用いたこと以外は、実施例１０と同様に実施した。
実施例１１では、実施例９と同様に生産性は安定であった。

【0117】

（実施例１２）
ＴＰＰ２０質量部の代わりに、マスターバッチ２０質量部を用いたこと、タルクの分散性を良好にするために、第２、第３バレルの温度を２８０℃としたこと以外は、実施例１と同様に実施した。
実施例１２では、実施例１と同様に生産性は安定であった。

【0118】

（比較例４）
冷却ガス供給ラインを使用しなかったこと以外は、実施例１２と同様に実施した。
比較例４では、原料供給ホッパー内の温度が上がった分、原料供給ホッパー内壁に付着するものが増えた。

【0119】

（実施例１３）
Ｓ２０１Ａ及びＧＰ６８５に代えて、ナイロン６６；８０質量部（融点２６５℃）を用いたこと、パネルガードクーラーに供給するガスを、窒素ガスに代えて、エアコンプレッサーの０．６ＭＰａの圧縮空気としたこと以外は、実施例１２と同様に実施した。
実施例１３では、生産性は良好であった。

【0120】

（比較例５）
冷却ガス供給ラインを使用しなかったこと以外は、実施例１３と同様に実施した。
比較例５では、原料供給ホッパー内の温度が上がった分、原料供給ホッパー内壁に付着するものが増えた。

【0121】

（比較例６）
冷却ガス供給ラインを使用せず、第１原料供給ホッパーの外壁を２重にし、その内部（外壁間）に、冷却水を通すことによって、原料供給ホッパーを冷却したこと以外は、実施例１と同様に実施した。具体的には、比較例６では、原料供給ホッパーの底部から蓋部までらせん状に流れるように、外壁間に流路を設け、ここに、フリークーリングチラー（オリオン機械株式会社製）を用いて、−４℃の冷却水を供給した。
原料供給ラインの温度は全てトリフェニルホスフェートの融点を超える温度になった。１時間後、押出機を停止させ、原料供給ホッパー内部を点検したところ、壁面に有機物の凝縮物が見られ、その上に大きな塊が見られ、押出機の原料供給口の面積の３／４以上が閉塞していた。ＭＦＲも時間が経つにつれて低下した。比較例６における結果を、表１に示す。

【0122】

【表1-1】

【表1-2】

【産業上の利用可能性】

【0123】

本発明によれば、高い安定性及び高い生産性で、均一な物性を有する熱可塑性樹脂組成物を製造することができる。
本発明の押出機及びそれを用いた製造法で得られた熱可塑性樹脂組成物は、マスターバッチ、中間原料のコンセントレート、ＯＡ材料、電子材料、光学材料、バッテリーケース材料、バッテリーセル材料、フィルム、シート等に好適に用いられる。

【符号の説明】

【0124】

１ ：押出機
１０ ：バレル
１１ ：原料供給口
１１−１ ：第１原料供給口
１１−２ ：第２原料供給口
１２ ：ベント
１２−１ ：第１ベント
１２−２ ：第２ベント
１３ ：ダイ部
２ ：原料供給ライン
２−１ ：第１原料供給ライン
２０ ：原料供給ホッパー
２０１ ：第１原料供給ホッパー
２１ ：原料ストックタンク
２１１ ：第１原料ストックタンク
２１１Ａ ：第１Ａ原料ストックタンク
２１１Ｂ ：第１Ｂ原料ストックタンク
２１１Ｃ ：第１Ｃ原料ストックタンク
２２ ：原料切出装置
２２１ ：第１原料切出装置
２２１Ａ ：第１Ａ原料切出装置
２２１Ｂ ：第１Ｂ原料切出装置
２２１Ｃ ：第１Ｃ原料切出装置
２３ ：原料供給装置
２３１ ：第１原料供給装置
２３１Ａ ：第１Ａ原料供給装置
２３１Ｂ ：第１Ｂ原料供給装置
２３１Ｃ ：第１Ｃ原料供給装置
２４ ：原料供給配管
２４１ ：第１原料供給配管
２４１Ａ ：第１Ａ原料供給配管
２４１Ｂ ：第１Ｂ原料供給配管
２４１Ｃ ：第１Ｃ原料供給配管
２−２ ：第２原料供給ライン
２０ ：原料供給ホッパー
２０２ ：第２原料供給ホッパー
２１ ：原料ストックタンク
２１２ ：第２原料ストックタンク
２２ ：原料切出装置
２２２ ：第２原料切出装置
２３ ：原料供給装置
２３２ ：第２原料供給装置
２４ ：原料供給配管
２４２ ：第２原料供給配管
３ ：冷却ガス供給ライン
３−１ ：第１冷却ガス供給ライン
３−１Ａ ：第１Ａ冷却ガス供給ライン
３−１Ｂ ：第１Ｂ冷却ガス供給ライン
３１ ：冷却機
３１１ ：第１冷却機
３１１Ａ ：第１Ａ冷却機
３１１Ｂ ：第１Ｂ冷却機
３１１ａ ：常温ガス供給口
３１１ｂ ：低温ガス排出口
３１１ｃ ：高温ガス排出口
３−２ ：第２冷却ガス供給ライン
３−２Ａ ：第２Ａ冷却ガス供給ライン
３−２Ｂ ：第２Ｂ冷却ガス供給ライン
３１ ：冷却機
３１２ ：第２冷却機
３１２Ａ ：第２Ａ冷却機
３１２Ｂ ：第２Ｂ冷却機
４ ：断熱材
Ｄ ：バレル径
Ｌ ：バレル有効長
Ｇｃ ：冷却ガス
Ｇｒ ：押出機からの逆流高温ガス
ＲＨ ：押出機バレルからの輻射熱
Ｘ ：押出機の軸

【図1】

【図2】