粉体供给方法及热塑性树脂组合物的制造方法与流程

1.本发明涉及一边使粉体原料经过筒内流下一边向料斗等容器供给的方法等。


背景技术：

2.以往已知，像专利文献1及2中例示的那样，一边使粉体经过筒内流下一边向熔融混炼机的料斗等对象物供给粉体。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2004
‑
322473号公报
6.专利文献2：日本特开2012
‑
76275号公报


技术实现要素：

7.发明所要解决的问题
8.在一边使粉体经过筒内流下一边向对象物供给时，有粉体堵塞而不流动、或供给后的粉体大幅度飞散的情况。
9.本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种粉体供给方法，该粉体供给方法在一边使粉体经过筒内流下一边向对象物供给时，抑制粉体的堵塞、飞散。
10.用于解决问题的手段
11.本发明的方法是使从筒的上端供给的粉体经过筒内流下并从筒的下端排出的粉体供给方法，
12.在将所述粉体的供给流量设为m[kg/s]、将所述筒的下端的与所述筒的轴垂直的截面的截面积设为a
s
[m2]时，满足下式。
[0013]
1.5≤(m/a
s
)≤135
[0014]
根据本发明，可以抑制粉体供给时的粉体的堵塞、飞散。
[0015]
此处，所述筒的轴与水平面所成的角度可以为40～90
°
。
[0016]
另外，所述粉体被向容器供给，所述筒的下端的至少一部分可以位于与所述容器的上部开口相同的高度、或者相对于所述上部开口位于下方。
[0017]
本发明的热塑性树脂组合物的制造方法包括将热塑性树脂粉向熔融混炼装置的料斗供给的工序、将所述热塑性树脂粉以外的第2粉体向所述料斗供给的工序、以及将向所述料斗供给的热塑性树脂粉及添加剂粉熔融及混炼而得到热塑性树脂组合物的工序，在将所述热塑性树脂粉向所述料斗供给时，使用上述的任一方法。
[0018]
发明效果
[0019]
根据本发明，可以避免飞扬的粉体从排气口等排出的不佳状况和/或管的堵塞。
附图说明
[0020]
图1是本发明的实施方式的筒及熔融混炼机的示意剖视图。
具体实施方式
[0021]
关于本发明的粉体的供给方法，具体而言，参照图1对向熔融混炼机的料斗供给粉体的情况进行说明。
[0022]
图1是应用本实施方式的控制方法的筒70及熔融混炼机40的剖视图。
[0023]
熔融混炼机40主要具备料斗42、机筒44、螺杆46、以及电机48。
[0024]
螺杆46设于机筒44内，电机48使机筒旋转。
[0025]
料斗42具有连结管10、锥体部12、以及主体部14、以及顶板16。也可以没有顶板16。锥体部12具有越靠近下方则内部截面积越缩小的形状。锥体部12的形状的例子为圆锥形状、以及偏心圆锥形状。
[0026]
连结管10将锥体部12的下端开口与熔融混炼机40的机筒44连接。也可以没有连结管10，可以将锥体部12的下端开口与熔融混炼机40的机筒44直接连结。
[0027]
主体部14是内部截面积遍及上下恒定的管，与锥体部12的上端开口连接。主体部14的水平截面形状没有特别限定，例如可以为圆形、四边形等多边形。
[0028]
顶板16将主体部14的上端开口封闭，在顶板16利用筒构件17a、17b、17c分别设置第1开口18a、第2开口18b、以及第3开口18c。第1开口18a是经由筒70供给第1粉体的开口，第2开口18b是可以排出气体的开口，第3开口18c是根据需要供给第2粉体的开口。在没有顶板16的情况下，主体部14的上端截面当中的除去投入粉体的筒的截面以外的全部部分成为气体出口。
[0029]
料斗的材质没有特别限定，可以使用钢、不锈钢等。锥体部12的斜面与水平面所成的角度β只要大于粉体原料的休止角即可，具体而言β优选为40～90
°
。
[0030]
筒70在上端70t及下端70b分别具有开口。下端70b与料斗42的第1开口18a连接。具体而言，筒70的下端70b的至少一部分配置于与第1开口(上部开口)相同的高度、或者相对于第1开口(上部开口)18a位于下方。优选筒70的下端70b的全部配置于与第1开口(上部开口)18a相同的高度、或者相对于第1开口(上部开口)18a位于下方。最优选筒70的下端70b的全部配置为相对于第1开口(上部开口)18a位于下方、即下端70b的整体插入料斗42内的方式。另一方面，筒70的上端70t配置于料斗42外。筒70的轴与水平面所成的角α只要大于粉体的休止角即可，例如可以设为40～90
°
。筒70的材质没有限定，材料的例子为钢、不锈钢等金属材料、聚氯乙烯等树脂材料。
[0031]
通常，筒70与筒构件17a的间隙由密封材料等填充，无法进行气体的流通。
[0032]
(粉体供给方法及热塑性树脂组合物的制造方法)
[0033]
相对于筒70的上端70t在上方配置螺杆加料器等公知的粉体运送装置，向上端70t供给第1粉体。
[0034]
此外，通过使从筒70的上端70t供给的第1粉体经过筒70内流下并从筒70的下端70b排出，而向料斗42供给。
[0035]
供给的第1粉体的种类没有特别限定。粉体的例子为聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等热塑性树脂粉、氧化铝、二氧化硅等陶瓷粉、铝、铁等金属粉。
[0036]
根据需要，可以经由第3开口18c供给第2粉体。制造热塑性树脂组合物时使用的第2粉体的例子为抗氧化剂、紫外线吸收剂、颜料、防静电剂、铜毒抑制剂、阻燃剂、中和剂、发泡剂、增塑剂、成核剂、气泡防止剂、交联剂等添加剂。
[0037]
可以使第2粉体的供给流量与第1粉体的供给流量相比足够少，例如可以为第1粉体的供给流量的1/10以下、或1/20以下，需要说明的是，在不供给第2粉体的情况下，可以预先关闭第3开口18c。
[0038]
第2粉体的供给通常可以与第1粉体的供给同时地进行。
[0039]
第1粉体及第2粉体的平均粒径没有特别限定，然而若为1.5mm以下则效果高。平均粒径可以设为利用筛分法测定出的重量基准的粒度分布的d50。需要说明的是，在发生凝聚的粒子的情况下，在应用于凝聚粒径为1.5mm以下的原料的情况下效果高。
[0040]
特别是，在第1粉体的粒径小时(例如，平均粒径为300μm以下)，或者即使在第1粉体的粒径大时，在供给第2粉体的情况下，在第2粉体的粒径小时(例如，平均粒径为300μm以下)，也容易引起粒子从第2开口b的飞出，本实施方式的效果高。
[0041]
粉体的粒子密度没有特别限定，然而在为0.2g/cm3以上时、以及凝聚了的粒子时，在堆积密度为0.2g/cm3以上的情况下效果高。
[0042]
在经由筒70向料斗42内供给的粉体的供给流量m为1kg/hr以上的情况下，粉体的飞散容易变多，因此效果高。
[0043]
本实施方式中，在将经过筒70流下并向料斗42供给的第1粉体的供给流量设为m[kg/s]、将筒70的下端70b的与筒70的轴垂直的截面的截面积设为a
s
[m2]时，满足下式。
[0044]
1.5≤(m/a
s
)≤135
[0045]
(m/a
s
)的优选的下限可以为2，也可以为4，也可以为10。
[0046]
(m/a
s
)的优选的上限为100，更优选的上限为50。
[0047]
(m/a
s
)的例子为1.0、1.1、1.8、2.1、2.7、2.9、4.5、6.8、7.1、16.7、20.4、21.8、52.4、87.1、108.9、130.6、130.6。
[0048]
虽然作用机理并不清楚，然而根据该供给方法，可以在抑制筒70内的粉体的堵塞的同时，抑制粉体的飞散。筒70的截面的形状不限，可以是近似圆形，也可以是多边形。
[0049]
即使在向料斗内仅供给第1粉体时，在第1粉体小等情况下，也可能发生第1粉体的飞出。另外，在从第3开口18c等供给比第1粉体轻并且/或者粒径小的第2粉体的情况下，第2粉体从第2开口18b中的飞出容易成为问题。在任意情况下，根据本实施方式，都可以减少飞散所致的粉体的损失，在使用多种原料粉的情况下，可以得到组成受到控制的热塑性树脂组合物。另外，筒70中的粉体的堵塞也得到抑制，能够实现稳定的运转。
[0050]
在制造热塑性树脂组合物时，第2粉体的例子为抗氧化剂、紫外线吸收剂、颜料、防静电剂、铜毒抑制剂、阻燃剂、中和剂、发泡剂、增塑剂、成核剂、气泡防止剂、交联剂、以及与第1粉体不同的热塑性树脂粉。
[0051]
通常，添加剂的供给流量与第1粉体的供给流量相比足够少，例如小于1kg/hr。因而，将本实施方式的方法应用于添加剂的供给的必要性低，然而在像共聚掺合物的制造时那样第2粉体的供给流量为与第1粉体相同程度的情况下，也可以应用于第2粉体的供给。
[0052]
需要说明的是，在制造热塑性树脂组合物的情况下，在粉体的供给中、或供给后使螺杆46旋转而将料斗42内的粉体混合物经由连结管(粉体出口)10向机筒44内供给，利用螺杆46进行熔融混炼时，可以得到热塑性树脂组合物。
[0053]
(实施例)
[0054]
如表1所示，使用3个尺寸的料斗，分别使聚丙烯粉体的供给流量m与筒的下端的截
面积a
s
的组合的条件不同，在筒内使粉体流下，向熔融混炼机的料斗供给粉体。
[0055]
具体而言，使用图1所示的铝制料斗(α＝10～30
°
、β＝60
°
)，关闭第3开口18c，使用kuma engineering公司制的螺杆加料器，从聚氯乙烯制的筒70的上端70t以恒定的供给流量m供给第一粉体，从筒70的下端70b向料斗42内供给。作为第一粉体，使用聚丙烯粉末(平均粒径750μm、密度950kg/m3、堆积密度450kg/m3)、活性氧化铝(平均粒径3mm、密度1600kg/m3、堆积密度860kg/m3)。与第一粉体的供给并行地从第3开口18c作为第2粉体将透明化剂(凝聚粒径270μm、堆积密度200kg/m3)以供给流量m2向料斗42内供给。
[0056]
接下来，旋转螺杆，将料斗42内的粉体混合物在机筒44内熔融及混炼，得到热塑性树脂组合物。
[0057]
分析热塑性树脂组合物，求出热塑性树脂组合物中的添加剂的质量浓度相对于向料斗42内供给的全部粉体中的第2粉体的质量浓度的比，作为添加剂通过率。另外，对筒中的粉体的堵塞的有无(流下性)进行了评价。将结果表示于表1中。
[0058]
利用料斗的尺寸彼此不同的3个熔融混炼机进行实验，并且在各熔融混炼装置中，使筒70的内径即截面积a
s
与粉体的供给流量m的组合不同而进行实验。将实验条件表示于表1中。需要说明的是，利用密封构件使第1开口18a处的来自于筒70与筒构件17a的间隙的气体的流量实质上为零。同样地，利用气密构件使第3开口18c处的来自于与筒构件17c的间隙的气体的出入实质上为零。
[0059]
[表1]
[0060][0061]
此处，将第一粉体的供给流量m的单位设为[kg/s]，将筒70的下端70b的开口的截面积a
s
的单位设为[m2]。
[0062]
本发明并不限定于上述实施方式，可以利用各种各样的变形方式来实施。
[0063]
料斗的形态没有特别限定，只要是能够贮存粉体并向外部供给的形状即可。例如，也可以是没有主体部的形态，也可以不具有第3开口18c。
[0064]
利用筒70供给粉体的对象并不限定于熔融混炼机的料斗，也可以是贮藏用料斗等其他装置的料斗，也可以不是料斗，而是软质容器等容器。
[0065]
另外，与筒70的轴垂直的截面的截面积优选在轴向上恒定，然而即使是截面积在轴向上不恒定的例如锥形形状，也可以实施。
[0066]
附图标记说明
[0067]
42料斗，70筒，40熔融混炼机。