高剪切裝置及高剪切方法

2023-07-12 16:32:51

專利名稱：高剪切裝置及高剪切方法
技術領域：
本發明涉及一種高剪切裝置及高剪切方法，其用於通過對例如非相溶性共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類的材料進行高剪切，使這些材料的內部構造以納米級分散·混合。本發明根據2009年2月5日在日本申請的特願2009-25088號而要求其優先權，將其內容弓丨用在這裡。
背景技術：
目前已知一種高剪切機，其針對在靜電場下彼此不溶合(非相溶性)的混合類材料，不添加增溶劑等額外的添加物，而製造具有數十納米尺寸的分散相的高分子混合擠壓物(例如，參照專利文獻1)。專利文獻1公開了下述構造在搭載內部返回型的高剪切螺杆的高剪切機中，高剪切螺杆以例如500至3000rpm的轉速高速旋轉，使2至5g的高分子混合微量試料在熔融狀態下在幾分鐘時間內混煉而使其納米分散化，從而製造耐熱性、機械特性、尺寸穩定性等良好的高分子混合擠壓物。圖8表示專利文獻1記載的高剪切機的概略結構。在圖8所示的高剪切機100中， 一邊使插入加熱筒101中的高剪切螺杆102以例如120至MOrpm的低速旋轉，一邊從裝料口 103經由裝料孔101a，以棒狀塞入固體狀的顆粒試料104(高分子混合類的樹脂)，並且直接投入高剪切螺杆102內使其可塑化，然後，通過使螺杆102高速旋轉進行高剪切。此外， 在高剪切螺杆102的外周面的槽面(螺旋葉片之間的槽面)上，形成從後端側(基端側) 向前端側而直徑擴大的錐面10加。通過設置該錐面102a，向高剪切螺杆102供給的固體狀的顆粒試料104，隨著從螺杆後端側向前端側移動而被壓縮，從固體狀態可塑化而熔融。專利文獻1 日本特開2005-313608號公報

發明內容
但是，在現有的高剪切機中存在下述問題。S卩，專利文獻1中公開的高剪切裝置，作為如圖8所示的高剪切螺杆102的功能， 具有下述兩種功能通過低速旋轉而使固體狀的高分子混合類的樹脂可塑化的功能；以及通過高速旋轉對熔融樹脂進行高剪切的功能。即，為了使固體狀的樹脂壓縮，使其可塑化而熔融，則必須使高剪切螺杆的外周面成為錐面102a，即壓擠形狀。但是，通過設置錐面 102a，會產生無法在被高剪切的樹脂上施加恆定的剪切應力，從而使高剪切效率降低的問題。此外，用於使樹脂可塑化而得到最佳的熔融樹脂的加熱溫度、樹脂壓力等條件，與為了使熔融樹脂高剪切而獲得最優的納米分散化樹脂的條件不同。即，在現有這種利用同一個高剪切螺杆連續進行可塑化和高剪切的方法中，很難設定為高剪切所需的最優條件。 其結果，樹脂的納米分散化不充分，由各透明的高分子混合物得到的擠壓成型加工物呈現白濁或棕色等，產生透明度變差的問題，存在無法製造穩定且良好的擠壓物的情況。
本發明是鑑於上述問題提出的，其目的在於提供一種高剪切裝置及高剪切方法， 其可以通過提高高剪切效率，同時提高材料的納米分散化的精度，在穩定且良好的狀態下將非相溶性的共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類的材料的內部構造在納米級分散·混合。本發明涉及的高剪切裝置，通過施加高剪切應力並進行混煉，而使非相溶性的共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類的材料的內部構造以納米級分散 混合。該裝置具有預加熱部，其對材料進行加熱；高剪切部，其被注入由加熱部加熱後的材料，對該注入的材料施加高剪切應力，由內部返回型螺杆和材料加熱筒構成；壓力傳感器，其檢測內部返回型螺杆的返回孔流入口附近的第1壓力以及排出口附近的第2壓力；以及控制單元，其對應於由壓力傳感器檢測到壓力值，控制材料注入量、材料溫度、混煉時間、 以及螺杆轉速中的至少一個。並且，在高剪切時，在內部返回型螺杆的返回孔排出口附近產生壓力，控制單元進行控制，以使第1壓力和第2壓力的伴隨時間經過的波形表現出彼此相似的形狀，並且表現出在形成規定的峰值之後成為穩定狀態的變化，且伴隨時間經過而第1 壓力和第2壓力形成一定的壓力差。另外，本發明涉及的高剪切方法為，通過施加高剪切應力並進行混煉，以使非相溶性的共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類在納米級分散 混合。該方法具有第1工序，其對材料進行預熱；第2工序，其將在第1工序中加熱後的材料注入高剪切部中，利用內部返回型螺杆對該材料施加高剪切應力；第3工序，其檢測內部返回型螺杆的返回孔流入口附近的第1壓力及排出口附近的第2壓力；以及第4工序，其對應於在第 3工序中檢測到的壓力值，控制材料注入量、材料溫度、混煉時間、以及螺杆轉速中的至少一項。並且，在高剪切時，使得內部返回型螺杆的返回孔排出口附近產生壓力，在第4工序中進行控制，以使第1壓力和第2壓力的伴隨時間經過的波形表現出彼此相似的形狀，並且表現出在形成規定的峰值之後成為穩定狀態的變化，並且伴隨說話間經過而第1壓力和第2 壓力形成一定的壓力差。在本發明中，在高剪切時，通過將在預加熱部中加熱到任意溫度的最優材料供給至高剪切部，然後，一邊在高剪切部中控制為最優條件的材料溫度、材料壓力、混煉時間、螺杆轉速，一邊使內部返回型螺杆以規定的轉速旋轉，通過使材料從返回孔流入口向排出口流動並循環，從而進行混煉，施加高剪切應力。具體地說，通過控制為，使內部返回型螺杆的返回孔流入口附近的第1壓力和排出口附近的第2壓力的伴隨時間經過的波形表現出彼此相似的形狀，並且，表現出在形成規定的峰值之後成為穩定狀態的變化，且伴隨時間經過而第1壓力和第2壓力形成一定的壓力差，從而可以對通過內部返回型螺杆混煉的材料施加具有一定塑性的高剪切應力。因此，可以使被高剪切的材料在整體範圍內均勻地納米分散化，可以在透明度高的良好狀態下，使非相溶性的共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類在納米級分散·混合。此外，通過使高剪切部和預加熱部分離，則內部返回型螺杆不需要具有用於使材料加熱或通過可塑化使其熔融的能力或形狀。因此，可以進行最符合高剪切條件的控制。另外，在本發明涉及的高剪切裝置上，預加熱部也可以是對固體狀的材料進行可塑化而使其熔融的可塑化部。在該裝置中，可以通過利用可塑化部使例如固體狀的高分子混合類樹脂熔融而使其可塑化，可以使該可塑化後的材料成為高剪切部中的高剪切對象材料。另外，在本發明涉及的高剪切裝置中，優選可塑化部具有用於使固體狀的材料熔融的可塑化螺杆；以及射出部，其用於使利用可塑化螺杆可塑化後的材料向高剪切部射出。在該裝置中，可以通過例如將固體狀的高分子混合類樹脂供給至可塑化螺杆，以適當的溫度和轉速使其旋轉而混煉，從而使該樹脂可塑化而得到熔融樹脂。並且，通過使射出部與高剪切部的注入部連結，利用射出部將可塑化後的熔融樹脂射出，從而可以向高剪切部內供給期望性狀的樹脂。另外，在本發明涉及的高剪切裝置中，優選內部返回型螺杆的轉速為100至 3000rpm。另外，在本發明涉及的高剪切裝置中，優選在高剪切部中設置用於注入由預加熱部加熱後的材料的材料注入部，在材料注入部中設置可進行開閉控制的注入閥。通過使用這樣的結構，可以對應於預先設定的時間等，使注入閥自動開閉，控制材料的注入量，可以實現高剪切的高效化。另外，在本發明涉及的高剪切裝置中，優選在高剪切部設置用於排出高剪切後的材料的材料排出部，在材料排出部中設置可以進行開閉控制的排出閥。在該裝置中，可以通過對應於預先設定的時間等使排出閥自動開閉，從而控制通過高剪切而納米分散化後的材料的排出量，可以實現高剪切的高效化。另外，在本發明涉及的高剪切裝置中，優選內部返回型螺杆的外徑尺寸沿其軸向為恆定。由此，與使內部返回型螺杆的外周面(螺杆葉片之間的槽面)形成壓擠性狀(錐狀)的同時用於可塑化的螺杆相比，設置在內部返回型螺杆的外周面(上述槽面)的間隙在軸向上一定。即，因為不會如擠壓形狀的情況所示在前端側的螺杆外周側的間隙較小，所以可以使混煉所需的材料循環順利，提高高剪切效率。另外，可以在螺杆形狀的設計中使寬度增大而進行高剪切，並且，可以對應於熔融樹脂的材質、加工能力等條件，使用適當形狀的螺杆。另外，在本發明涉及的高剪切裝置中，優選在材料加熱筒上，在與內部返回型螺杆的基端側相對應的規定位置形成切口部。在該裝置中，可以在高剪切過程中，使從內部返回型螺杆的後端漏出的材料從切口部自然地向下方排出。因此，可以解決由材料流入設置在內部返回型螺杆的基端側(後方側)的軸承中等引起的問題，可以在高剪切部中進行穩定的連續運轉。另外，在本發明涉及的高剪切裝置上，優選在材料加熱筒的基端側的內表面形成加熱筒錐面，其隨著從前端側向後端側，內徑逐漸增大。在該裝置中，可以將在高剪切過程中從內部返回型螺杆的後端漏出的材料向材料加熱筒的後端側引導，使其從該後端部自然地向下方排出。因此，可以解決例如由材料流入設置在內部返回型螺杆的基端側(後方側)的軸承等引起的問題，可以在高剪切部中穩定地進行連續運轉。另外，在本發明涉及的高剪切裝置中，也可以在材料加熱筒的基端側的規定位置設置冷卻流路。利用這種裝置，可以在高剪切過程中，使從內部返回型螺杆的基端部漏出的材料冷卻固化，成為使該材料容易緊固在例如與內部返回型螺杆的旋轉軸連接的杆軸的周面上的狀態。因此，不會在該杆軸的中途落下而流出，而使其沿杆軸向後方的適當位置移動而被去除。另外，在本發明涉及的高剪切裝置上，也可以在剪切部設置內部返回型螺杆；用於驅動螺杆的驅動電動機；以及同軸地連結各旋轉軸的杆軸，在杆軸的靠近內部返回型螺杆的前端外周面形成反螺旋形狀的螺紋槽部。利用這種裝置，可以在軸旋轉的同時，將在高剪切過程中從內部返回型螺杆的後端漏出的材料向螺紋槽部引導，將其向杆軸後方(與內部返回型螺杆側相反的方向)輸送。 因此，可以更高效地排出漏出的材料。另外，在本發明涉及的高剪切裝置上，杆軸優選下述結構，即，在該軸向中間部由防振支撐部可自由旋轉地支撐，從該防振支撐部開始，在內部返回型螺杆側的規定位置，形成隨著從螺杆側朝向驅動電動機側使逐漸內徑增大的錐面。利用這種裝置，可以使在高剪切過程中從內部返回型螺杆的基端部漏出的材料冷卻固化，並且使其沿杆軸向後方移動。並且，向後方移動的材料到達形成在與防振支撐部相比為前方側的位置的杆軸錐面，此外，因為通過向錐面直徑增大的方向移動而自動地分散， 所以可以使材料在該杆軸錐面自然下落。即，因為可以在防振支撐部的前方側(內部返回型螺杆側)的位置去除漏出的材料，所以可以防止材料流入設置在防振支撐部的軸承等中的問題。發明的效果根據本發明涉及的高剪切裝置及高剪切方法，通過在高剪切部中對由預加熱部供給的最佳溫度的材料，根據高剪切時的材料壓力，控制材料注入量、材料溫度、混煉時間、以及螺杆轉速中的至少一個，從而可以對材料進行可高精度且高效率地納米分散化的高剪切。因此，以穩定且良好的狀態，使非相溶性共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類材料的內部構造以納米級連續地分散·混合。


圖1是表示本發明的實施方式涉及的高剪切裝置的概略結構的局部剖斷俯視圖。圖2是表示高剪切單元的結構的局部剖斷側視圖。圖3是表示高剪切裝置的詳細結構的局部剖斷側視圖。圖4是圖3所示的高剪切螺杆的放大圖。圖5是使用高剪切裝置的高剪切的製造流程。圖6是高剪切單元中的高剪切時的時序圖。圖7A是表示根據本發明實施例製造的高分子混合擠壓物的狀態的圖。圖7B表示利用對比例製造的高分子混合擠壓物的狀態的圖。圖8表示現有的高剪切機的概略結構的局部剖斷側視圖。標號說明1高剪切裝置、2控制裝置(控制單元)、10可塑化單元(可塑化部、預加熱部)、 11可塑化單元的加熱筒、12可塑化螺杆、13驅動部、14送料鬥、15射出噴嘴、16可塑化單元的加熱器、20高剪切單元(高剪切部)、21高剪切單元的加熱筒(材料加熱筒)、211狹縫(切口部)212加熱筒錐面、22注入部、2 注入通路、23內部返回型螺杆、23a前端部、2 基端部、231返回孔、231b返回孔噴出口、24內部返回型單元的驅動電動機、25 杆軸、251螺紋槽部、26軸承、27防振支撐部、28前端保持部、29 T型模具、29a排出通路、31注入閥、32排出閥、33A前部樹脂壓力傳感器(壓力傳感器)、33B後部樹脂壓力傳感器(壓力傳感器)、36第2冷卻流路(冷卻流路)、K高剪切區域、R可塑化區域、Pl前部樹脂壓力(第1壓力)、Ρ2後部樹脂壓力(第2壓力)
具體實施例方式下面，根據圖1至圖6對本發明的高剪切裝置及高剪切方法的實施方式進行說明。圖1中的標號1表示本實施方式涉及的高剪切裝置。該高剪切裝置1用於通過對熔融狀態的高分子混合類樹脂(相當於本發明的材料)施加高剪切應力並進行混煉，從而使非相溶性共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類材料的內部構造以納米級分散·混合。如圖1所示，本實施方式的高剪切裝置1，由可塑化單元10 (可塑化部、預加熱部) 和高剪切單元20 (高剪切部)構成。可塑化單元10對固體狀的高分子混合類樹脂(以下稱為「固體狀樹脂」)進行可塑化而使其熔融。高剪切單元20利用注入部22注入由可塑化單元10可塑化後的熔融樹脂，通過使插入加熱筒21中的內部返回型螺杆23以例如100至 3000rpm的轉速旋轉，對熔融樹脂進行混煉而進行高剪切，從而使該熔融樹脂納米分散化。在這裡，在以下的說明中，在可塑化單元10及高剪切單元20中的可塑化螺杆12、 內部返回型螺杆23各自的軸向上，統一地將螺杆進給側作為「前方」、「前端」，將其相反側作為「後方」 「後端」 「基端」而使用。另外，在後述的可塑化單元10的加熱筒11和高剪切單元20的加熱筒21中也同樣地，統一地分別將插入的螺杆12、23的進給側作為「前方」、「前端」，將其相反側作為「後方」、「後端」、「基端」而使用。在可塑化單元10中，用於混煉固體狀樹脂而進行可塑化熔融的可塑化螺杆12(後述)，將其旋轉軸方向朝向大致水平方向配置。另外，在高剪切單元20中，用於對從可塑化單元10注入的熔融樹脂進行高剪切的內部返回型螺杆23(後述)，使其旋轉軸方向朝向與可塑化螺杆12的旋轉軸方向正交的大致水平方向而配置。並且，可塑化單元10成為使後述的射出噴嘴15可以相對於高剪切單元20的注入部22拆卸的結構。在這裡，圖1所示的高剪切裝置1，為剖斷一部分(後述的可塑化螺杆12部分)的俯視圖。但是，顯而易見地，後述的送料鬥14及送料鬥底座17，是從側面觀察到的圖。作為在本高剪切裝置1中作為使用對象的材料類，可以列舉非相溶性的共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類的材料。例如，作為非相溶性的共混聚合物類，可以列舉聚偏氟乙烯(PVDF)與聚醯胺Il(PAll)的組合，或聚碳酸酯(PC)與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的組合。作為聚合物/填料類，可以列舉聚乳酸和碳納米管(CNT)的組合，作為共混聚合物/填料類，可以列舉例如PVDF與聚醯胺6、CNT的組合等。圖1所示的可塑化單元10具有下述部分而構成大致中空圓筒狀的加熱筒11，其沿大致水平方向配置；可塑化螺杆12，其以插入在該加熱筒11中的狀態，可沿周方向自由旋轉且可沿軸向自由往復移動；驅動部13，其配置在成為可塑化螺杆12的軸向一端側的基端部1 側，並且用於使可塑化螺杆12旋轉及沿軸嚮往復移動；送料鬥14，其向可塑化螺
8桿12的基端部1 供給固體狀樹脂；以及射出噴嘴15(射出部)，其設置在成為可塑化螺杆12的軸向另一端側的前端部12b側(與上述基端部12a(送料鬥14側)相反一側)。可塑化單元10的加熱筒11，以使長度方向朝向大致水平方向的狀態被保持，外周面由多個加熱器16、16、…包覆。即，通過對加熱器16進行加熱控制，加熱筒11的溫度可調節。並且，在加熱筒11的基端部Ila固定送料鬥底座17，其支撐送料鬥14且具有插入孔17a，上述插入孔17a使供給至送料鬥14的固體狀樹脂落入可塑化螺杆12的基端部1 側。另外，在加熱筒11的前端部lib的內表面，以使其流路(射出口 15a)與加熱筒11的中空部(可塑化區域R)連通的狀態安裝射出噴嘴15。此外，加熱筒11利用圖3所示的標號18的溫度傳感器進行溫度控制。在這裡，所謂可塑化區域R是加熱筒11和可塑化螺杆12之間的空間，是由送料鬥 14供給固體狀樹脂的區域。可塑化螺杆12與加熱筒11大致同軸地配置，利用加熱筒11調整在螺杆內混煉的樹脂溫度。另外，可塑化螺杆12的基端部1 直達送料鬥基座17的插入孔17a，並與後述的驅動部13的螺杆旋轉軸133連結，位於一條直線上。驅動部13由旋轉機構13A和射出機構13B構成，上述旋轉機構13A使可塑化螺杆 12旋轉，上述射出機構1 使可塑化螺杆12沿其軸嚮往復移動，以用於使螺杆12內的熔融樹脂從射出噴嘴15射出。旋轉機構13A具有固定在固定部131上的第1驅動電動機132、和通過該驅動電動機132傳遞旋轉力的螺杆旋轉軸133。並且，螺杆旋轉軸133和可塑化螺杆12的基端部 1 通過連結片134連結，位於同一條直線上。射出機構1 具有以下部分而構成滾珠絲槓135，其使絲槓軸與可塑化螺杆12 的軸向平行地配置，固定在固定部131上；螺母136，其相對於該滾珠絲槓135可自由旋轉地螺合；以及第2電動機137，其向螺母136傳遞旋轉力，並且與固定部131分離而配置。通過使滾珠絲槓135相對於利用第2驅動電動機137的驅動而旋轉的螺母136往復移動，而使固定滾珠絲槓135的固定部131、該固定部131上的第1驅動電動機132、以及經由螺杆旋轉軸133設置的可塑化螺杆12沿其軸嚮往復移動。即，可塑化螺杆12具有通過旋轉和往復移動而使在加熱筒11內可塑化後的熔融樹脂從射出噴嘴15射出的功能。如圖2及圖3所示，高剪切單元20大致具有以下部分而構成大致中空圓筒狀的加熱筒21，其具有樹脂的注入部22，並且沿大致水平方向配置(相對於本發明的材料加熱筒)；內部返回型螺杆23，其以插入該加熱筒21內的狀態在周方向上自由旋轉；驅動電動機M，其配置在該內部返回型螺杆23的後方(即，成為螺杆軸方向一端側的基端部2 側)，並且用於經由杆軸25使內部返回型螺杆23旋轉；防振支撐部27，其經由軸承沈可旋轉地支撐上述杆軸25 ；以及前端保持部觀，其具有T型模具四，該T型模具四設置於內部返回型螺杆23的軸向另一端側的前端側(與上述基端部相反一側)而構成成型加工部。如圖3所示，高剪切單元20的加熱筒21，以使長度方向朝向大致水平方向的狀態被保持，外周面由加熱器38包覆。即，通過對加熱器38進行溫度控制，使加熱筒21溫度可調節。加熱筒21的基端部21b (在圖3中為左側)由主體支撐部30支撐，在前端部21a設置前端保持部觀。另外，在設置於加熱筒21上的注入部22中形成與中空部(高剪切區域 K)連通的注入通路22a，在該注入通路2 的外周側開口部處，對齊地卡合上述射出噴嘴15的射出口 15a。由此，可以使由可塑化單元10射出的熔融樹脂經由射出噴嘴15而從注入部 22流入高剪切區域K(圖4所示的加熱筒21和內部返回型螺杆23間的間隙)。在這裡，如圖4所示，形成在注入部22中的注入通路2 的位置，與設置在內部返回型螺杆23的後端附近的返回孔231的排出口 231b(後述)相比位於前端側。並且，在注入部22的注入通路22a的中途設置進行開閉控制的注入閥31，其用於調整熔融樹脂從可塑化單元10向加熱筒21的中空部的流入量。該注入閥31為可以對應於預先設定的時間等而控制注入量的自動開閉式，在本實施方式中，與後述的排出閥32的開閉動作聯動。另外，如圖3所示，在加熱筒21中嵌入樹脂壓力傳感器33 (壓力傳感器)，其用於檢測沿內部返回型螺杆23的軸向的前部及後部位置的樹脂壓力。即，前部樹脂壓力傳感器33A及後部樹脂壓力傳感器3 各自的檢測部面向加熱筒21內的高剪切區域K而配置。 前部樹脂壓力傳感器33A配置在可以檢測內部返回型螺杆23的前端部23a附近(流入口 231a附近)的樹脂壓力(第1壓力)的位置，後部樹脂壓力傳感器3 配置在可以檢測形成在內部返回型螺杆23上的返回孔231的排出口 231b (參照圖4)附近的樹脂壓力(第2 壓力)的位置。由這兩個樹脂壓力傳感器33A、3!3B檢測到的前部樹脂壓力(第1壓力)和後述樹脂壓力(第2壓力)在進行高剪切的過程中被管理，具體內容如後所述。內部返回型螺杆23以大致同軸地插入加熱筒21內的狀態可旋轉地設置，其基端部2 與驅動電動機M的旋轉軸連結的杆軸25連結，位於同一條直線上，傳遞驅動電動機 24的旋轉力。內部返回型螺杆23的基端部23b，可以在不形成螺旋葉片的高剪切區域K的範圍之外，相對於加熱筒21的內表面21c(參照圖4)液密地滑動。另外，如圖4所示，內部返回型螺杆23的外徑尺寸，在軸向範圍內成為一定。艮口， 其為螺旋葉片之間的槽面23c與螺杆中心軸平行的結構，即，加熱筒21的內表面21c與內部返回型23的外周面的槽面23c之間的間隙，在螺杆軸向範圍內為恆定的間隔Si。因為不是像內部返回型螺杆23的外周面(螺旋葉片之間的槽面23c)形成擠壓狀(錐狀)的、同時用於可塑化的螺杆那樣使前端側的螺杆外周側的間隙減小，所以混煉所需的材料的循環順利，可以提高高剪切效率。另外，可以在螺杆形狀的設計上使寬度增大而進行高剪切，並且，可以按照熔融樹脂的材質、加工能力等條件，使用適當形狀的螺杆。此外，在前端部23a和前端保持部28之間也設置規定的間隙S2。此外，在內部返回型螺杆23上，如上所述，從前端部23a向後端側形成沿螺杆中心軸的返回孔231。具體地說，返回孔231—端(流入口 231a)位於螺杆前端部23a的剖面視圖大致中心，從該流入口 231a向後端側延伸，在靠近該後端的規定位置沿螺杆23的半徑方向改變方向，延伸至螺杆23的外周面，在該外周面的位置設置另一端(排出口 231b)。 在該返回孔231中，流入口 231a為在高剪切過程中流過返回孔231內部的熔融樹脂的上遊側，排出口 231b成為下遊側。即，注入到高剪切區域K中的熔融樹脂，按照下述方式循環 隨著內部返回型螺杆23的旋轉而被輸送至前端側，在該前端部從流入口 231a流入返回孔 231，向後方流動，從排出口 231b排出，並再次伴隨內部返回型螺杆23的旋轉，向前端側輸送。通過該循環，熔融樹脂實現納米分散化，使非相溶性的共混聚合物類、聚合物/填料類、 以及共混聚合物/填料類的材料的內部構造以納米級分散·混合。另外，在高剪切單元20上設有控制裝置2(控制單元)，其對應於由前部樹脂壓力傳感器33A及後部樹脂壓力傳感器3 檢測到的壓力值(前部樹脂壓力和後部樹脂壓力)， 對材料注入量、材料溫度、混煉時間、以及螺杆轉速中的至少一項進行控制。該控制裝置2 控制為，在高剪切時，使前部樹脂壓力和後部樹脂壓力的伴隨時間經過的波形表現出彼此相似的形狀，並且，表現出在形成規定的峰值後成為穩定狀態的變化，且伴隨時間經過而前部樹脂壓力和後部樹脂壓力形成一定的壓力差。此外，該高剪切裝置1是使高剪切單元20和可塑化單元10分離的結構。另外，因為該高剪切裝置1不需要內部返回型螺杆23具有對樹脂進行加熱或可塑化而使之熔融的能力或形狀，所以可以進行符合高剪切條件的最優控制。如圖3所示，在前端保持部觀上形成與加熱筒21的中空部(高剪切區域K)連通的排出通路四⑴在該排出通路29a的排出側形成T型模具四，其構成隨著朝向下方而使開口剖面直徑增大的成型加工部。該前端保持部觀也可以利用加熱器38 (參照圖幻進行溫度調整。並且，在排出通路的中途，設置用於調整從高剪切區域K排出的納米分散樹脂的排出量的排出閥32。該排出閥32為可對應於預先設定的高剪切混煉時間等而控制排出量的自動開閉式，與上述注入閥31的開閉動作聯動。S卩，上述注入閥31和排出閥32，為可以在任意定時控制注入(由可塑化單元10進行的射出)、排出的結構，由此，可以任意設定高剪切混煉時間、排出時間、及射出時間。另外，如圖2所示，在加熱筒21及前端保持部觀上的適當位置設置溫度傳感器 ;34(34A、34B、34C、34D)，管理高剪切時的加熱筒21及前端保持部觀的溫度，從而可以利用加熱器38進行溫度調整。此外，如圖3所示，在加熱筒21、主體保持部30、及防振支撐部27上分別設置冷卻流路35、36、37。加熱筒21的第1冷卻流路35進行加熱筒21的溫度調整。主體保持部30 的第2冷卻流路36 (相當於本發明的冷卻流路)，具體如後所述，其對與加熱筒21的內部返回型螺杆23的基端部2 相對應的位置進行冷卻。另外，防振支撐部27的第3冷卻流路 37在防振支撐部27處對杆軸25進行冷卻，從而保護軸承沈避免通過杆軸25受到由加熱筒21傳遞的熱量或由驅動電動機M傳遞的熱量。下面，對於防止熔融樹脂向高剪切單元20中設置的驅動電動機M或軸承沈流入的構造，根據附圖進行說明。如圖3所示，在高剪切單元20的加熱筒21上，在與內部返回型螺杆23的基端部 2 側相對應的規定位置，在加熱筒21的周方向上大致下半部分的範圍內設置狹縫211(切口部)。由此，可以使在高剪切過程中從螺杆後端的基端部2 漏出的樹脂從狹縫211自然向下方排出。另外，在加熱筒21的基端部21b的內表面形成隨著從前方向後方內徑逐漸增大的加熱筒錐面212。由此，將從上述高剪切區域K漏出，但不是從上述狹縫211排出而是且從後端側漏出的樹脂向後方引導，可以使其從該後端部自然向下方排出。通過設置上述狹縫211和加熱筒錐面212，可以解決樹脂流入例如設置在內部返回型螺杆23的基端部2 側(後方側)的驅動電動機M或防振支撐部27的軸承沈中的問題，可以使高剪切單元20進行穩定的連續運轉。此外，在杆軸25的前端側(內部返回型螺杆23側)的外周面形成反螺旋形狀的螺紋槽部251。由此，伴隨杆軸25的旋轉，從上述狹縫211未排盡的熔融樹脂由螺紋槽部251引導而向後方輸送，可以更高效地排出漏出的樹脂。此外，在杆軸25的防振支撐部27的內部返回型螺杆23側的位置，形成隨著從前方向後方而直徑增大的杆軸錐面252。由此，可以使在高剪切中從內部返回型螺杆23的基端部2 漏出的樹脂冷卻固化，並使其沿杆軸25向後方移動。並且，因為向後方移動的樹脂到達形成在與防振支撐部27相比位於前方側的位置的杆軸錐面252，並通過向錐面直徑增大的方向移動而自動分散，所以可以利用該杆軸錐面252使樹脂自然下落。S卩，因為在防振支撐部27的前方側的位置漏出的樹脂被去除，所以可以防止樹脂流入設置在防振支撐部27上的軸承沈中的問題。另外，在主體支撐部30上如上所述設置第2冷卻流路36，對位於其周圍的加熱筒 21進行冷卻。因此，在高剪切中從內部返回型螺杆23的後端漏出的樹脂被冷卻固化，使該樹脂成為容易緊固在上述杆軸25的周面上的狀態。其結果，不會使樹脂在杆軸25的中途落下而流出，可以使其高效地沿杆軸25向後方移動，可以通過在上述杆軸錐面252處斷裂而可靠地使其自然落下。下面，使用圖5的製造流程等，對於使用上述高剪切裝置1，使非相溶性的共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類的材料的內部構造以納米級分散 混合的方法進行說明。在圖1所示的高剪切裝置1中，可以使用在高分子混合類固體狀樹脂中混合上述至少兩種成分的樹脂。首先，在使用設置為可向高剪切單元20進行射出的狀態的可塑化單元10，使固體狀樹脂可塑化的情況下，首先，通過使旋轉機構13A的第1驅動電動機132驅動，從而以適當的轉速使可塑化螺杆12旋轉。另外，利用纏繞在加熱筒11外周的加熱器16 將其加熱至適當的溫度。然後，將固體狀樹脂從送料鬥14向成為可塑化區域R的加熱筒11 內供給(圖5所示的步驟Si)。並且，使可塑化螺杆12旋轉，利用加熱器16對固體狀樹脂加熱規定時間使其可塑化(步驟S》。由此，可塑化區域R內的樹脂可塑化熔融後被混煉， 成為熔融樹脂。即，可塑化單元10的可塑化區域R內的樹脂可塑化完成(步驟S3)。然後，將可塑化單元10內的熔融樹脂注入高剪切20的加熱筒21內(步驟S4至 S7)。具體地說，在以期望的形狀得到熔融樹脂的定時(步驟S3完成的定時)，將高剪切單元20的注入閥31和排出閥32打開，將各個流路打開(注入通路22a、排出通路^a) (步驟S4)。在這種狀態下，驅動第2驅動電動機137，經由螺母136使滾珠絲杆135與固定部 131 一體地向前方移動。於是，伴隨固定部131上的螺杆旋轉軸133向前方移動，可塑化螺杆12在加熱筒11內沿其軸向向前方移動。由此，可塑化螺杆12將在加熱筒11內可塑化後的熔融樹脂，利用射出噴嘴15向高剪切單元20的加熱筒21內射出。在高剪切單元20中，使加熱筒21內的內部返回型螺杆23低速(例如0至300rpm) 旋轉(步驟S5)。此時，注入前的高剪切單元20的加熱筒21內(高剪切區域K內)因為是空的狀態，所以通過注入熔融樹脂，可以利用熔融樹脂使內部的空氣從排出通路29a排出， 從而使高剪切單元20的加熱筒21內逐漸充滿熔融樹脂(步驟S6)。並且，在熔融樹脂注入完成的情況下(步驟S7 ，進入步驟S8，將注入閥31和排出閥32關閉而使各個流路22a 閉塞。另一方面，在注入未完成的情況下(步驟S7 NO)，繼續進行熔融樹脂的注入。此外，作為注入完成的判斷，可以通過由設置在內部返回型螺杆23的前後部的樹脂壓力傳感器33A、3!3B檢測到的壓力值判斷。即，在內部返回型螺杆 23的返回孔排出口附近，產生與內部返回型螺杆23的前部大致相等的規定壓力的情況下， 判斷注入完成。然後在步驟S8中將注入閥31和排出閥32關閉後的階段，由高剪切單元20進行高剪切(步驟S9)。另一方面，利用可塑化單元10，根據上述步驟1至3進行新的樹脂的可塑化。在步驟S9中，使加熱筒21內的內部返回型螺杆23以高速(例如100至3000rpm) 旋轉，通過對高剪切區域K中的熔融樹脂進行規定時間的高剪切而使其納米分散化，形成納米分散樹脂。此時，注入高剪切區域K內的熔融樹脂，如圖4所示，在規定時間內反覆進行下述循環，即，在內部返回型螺杆23的外周側，伴隨螺杆23的高速旋轉而向前端側輸送， 在內部返回型螺杆23的前端側從返回孔231的流入口 231a向後方流動，利用離心力從排出口 231b向內部返回型螺杆23的外周側流出，返回到槽面23c上，再次向前端側輸送。由此，對熔融樹脂施加高剪切應力。此時，通過在高剪切單元20中，一邊對應於投入的樹脂材料控制最優條件的樹脂溫度、樹脂壓力、混煉時間、螺杆轉速，一邊以規定的轉速使內部返回型螺杆23旋轉，從而使該熔融樹脂從返回孔流入口 231a向排出口 231b流動並循環而進行混煉，施加高剪切應力。此外，對於具體的高剪切方法，如後所述。然後，在高剪切加工時間達到預先設定的時間時(步驟SlO :YES)，將內部返回型螺杆23的轉速從高速旋轉切換為中速旋轉(例如200至IOOOrpm)(步驟S11)，所謂中速旋轉，是指大於上述低速旋轉而小於高速旋轉的轉速區域。然後，在步驟S12中將注入閥31 和排出閥32打開，使其各自的流路(注入通路22a、排出通路^a)開放。由此，通過高剪切加工的高剪切區域K內的納米分散化樹脂伴隨內部返回型螺杆23的旋轉而從前端側的排出通路29a排出，可以將從T型模具四排出的熔融樹脂製成高分子混合擠壓物。然後，在排出時間達到預先設定的時間時(步驟S14 :YES)，即在高剪切單元20的加熱筒21內製造的納米分散化樹脂全部被排出的狀態時，再次進入步驟S5。在這種情況下，與上述步驟S9中的內部返回型螺杆23的高速旋轉並行地，在可塑化單元10中投入新的固體狀樹脂而完成樹脂的可塑化(步驟Sl至S3)。並且，使高剪切單元20的內部返回型螺杆23從中速旋轉回到低速旋轉而使其旋轉(步驟S5)，將利用可塑化單元10在步驟S3 中得到的熔融樹脂經由射出噴嘴15注入加熱筒21內(步驟S6)。然後，通過反覆進行同樣的步驟，可以依次將非相溶性的共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類的材料的內部構造以納米級分散·混合。下面，根據附圖，對於使用本高剪切裝置1的高剪切方法更加詳細地進行說明。圖6是表示兩次高剪切的時序圖。在圖6中，橫軸表示高剪切時間。另外，縱軸在圖6 (a)中表示樹脂壓力(MPa)，在圖6(b)中表示螺杆轉速(rpm)，在圖6(c)中表示樹脂注入閥和樹脂排出閥的開閉狀態。如圖6(a)至(c)所示，在高剪切模式時，利用控制單元2將注入閥31及排出閥32 關閉，使內部返回型螺杆23的轉速以例如300至3000rmp (在圖6(b)中為2500rpm)的高速旋轉模式旋轉。於是，產生下述循環，即，在內部返回型螺杆23的外周側，伴隨其旋轉，熔融樹脂被向前端側輸送，在內部返回型螺杆23的前端部23a，從返回孔231的流入口 231a 向後方流動，利用離心力從排出口 231b向內部返回型螺杆23的外周側流出並返回，再次被輸送至前端側。由此，產生很大的剪切速度(例如最高為4. 4X IO3iT1),熔融樹脂被混煉而被納米分散化。S卩，作為高剪切方法，如果從高剪切開始而使內部返回型螺杆23高速旋轉，則對應於由前部樹脂壓力33A及後部樹脂壓力3 檢測到的壓力值(前部樹脂壓力Pl和後部樹脂壓力P2)，利用控制裝置2對材料注入量、材料溫度、混煉時間、以及螺杆轉速中的至少一項進行控制。具體地說，在控制裝置2中控制為，使前部樹脂壓力Pl和後部樹脂壓力P2的伴隨時間經過的波形表現出彼此相似的形狀，並且，表現出在形成規定的峰值後成為穩定狀態的變化，且伴隨時間經過而前部樹脂壓力Pl和後部樹脂壓力P2形成規定的壓力差△ P (前部樹脂壓力Pl-後部樹脂壓力P》。即，優選控制使得前部樹脂壓力Pl的波形與後部樹脂壓力P2的波形大致平行，特別優選上述壓力差Δ P大於或等於3MPa。通過按照這種方式管理高剪切區域K內的前部樹脂壓力Pl和後部樹脂壓力P2，可以對通過內部返回型螺杆23的旋轉而混煉的樹脂以一定的塑性施加高剪切應力。因此，可以使經過高剪切的樹脂在整體範圍內均勻地納米分散化。S卩，通過對固體狀樹脂進行高剪切，可以製造以當前進行的低、中速旋轉無法得到的程度的微小且具有當前不具備的特性的良好的材料。例如，通過使非相溶性共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類的材料的內部構造以納米級分散·混合，可以製造透明度良好的材料。如上所述，在本實施方式涉及的高剪切裝置及高剪切方法中，通過在高剪切單元 20中對由可塑化單元10供給的最優溫度的樹脂，根據高剪切時的樹脂壓力，控制材料注入量、材料的溫度、混煉時間以及螺杆轉速中的至少一項，可以對樹脂高精度且高效率地進行可納米分散化的高剪切。因此，可以在穩定且良好的狀態下，使包含非相溶性共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類的材料在內的高分子樹脂材料的內部構造以納米級連續地分散·混合。由此，為了證明本實施方式涉及的高剪切裝置及高剪切方法，以下對實施例進行說明。實施例在實施例中，使用圖1所示的高剪切裝置1，將聚碳酸酯(PC)和丙烯酸(PMMA)以 8 2的比例混合得到的高分子混合類樹脂利用高剪切單元使其納米分散化，製造高分子混合擠壓物。首先，在可塑化單元中，通過使加熱筒11的溫度為220°C，使可塑化螺杆12以小於或等於300rpm的低速旋轉，從而使上述樹脂可塑化熔融，製造均勻混煉的熔融樹脂。將該熔融樹脂注入高剪切單元20的加熱筒21內，使用螺杆直徑觀讓、螺距11mm、 螺杆螺紋(螺杆牙頂)寬度2mm、返回孔的直徑2. 5mm、螺杆有效長度(從螺杆前端至返回孔的排出口的中心的距離)50mm的內部返回型螺杆23，在螺杆轉速2500rpm、高剪切時間30 秒、加熱筒21的冷卻溫度220°C、加熱筒21的加熱器38的溫度230°C的條件下進行剪切， 得到納米分散化樹脂。此外，向高剪切單元20的加熱筒21的樹脂的注入量，為在從加熱筒21的後方無樹脂洩漏時，確認在內部返回型螺杆23的返回孔231的排出口 231b附近產生壓力P2時的量。並且，利用樹脂壓力傳感器檢查此時的高剪切單元20的加熱筒21內的前部樹脂壓力Pl和後部樹脂壓力P2，確認樹脂壓力的波形，並且對所製造的高分子混合擠壓物的性狀(透明度)進行判定。另外，作為對比例，以無法得到後述圖6(a)所示的樹脂壓力特性的狀態製造高分子混合擠壓物。在這裡，圖7A是利用根據本實施例製造的高分子混合擠壓物成型為薄板狀的成型物的照片，圖7B是利用以無法得到圖(6)所示的樹脂壓力特性的狀態製造的高分子混合擠壓物成型為薄板狀的成型物的照片。如圖6(a)所示，作為本實施例涉及的高剪切時的樹脂壓力PI、P2，因為由內部返回型螺杆23強制地向前方輸送，所以前部樹脂壓力Pl比後部樹脂壓力P2大。另外，前部樹脂壓力Pl及後部樹脂壓力P2分別在高剪切剛開始之後達到峰值(對於前部樹脂壓力Pl 為22MPa)，然後通過施加高剪切應力而得到以光滑曲線所示的波形而減少的特性。此外，可以確認前部樹脂壓力Pl與後部樹脂壓力P2的壓力差ΔΡ(前部樹脂壓力Pl-後部樹脂壓力Ρ2)在峰值之後大致恆定(9MPa)，且大於或等於3MPa。其結果，如圖7A所示，可以製造在整體範圍內透明度良好的高分子混合擠壓物。在本實施例中，可以識別由高分子混合擠壓物成型得到的成型物背面的文字(AIST、 NIIGATA)清晰，可以確認透明度高。另一方面，在圖7B所示的對比例的成型物中，其為白濁而無法識別背面文字的狀態，無法獲得透明性。原本PC和PMMA均為透明樹脂，在無法得到上述樹脂壓力PI、P2特性的混合物中變為不透明，而對於可以得到樹脂壓力PI、P2的特性的混合物來說，可以得到透明的試料。 所謂透明，表示遠遠小於可見波長範圍的400至700nm波長的尺寸。即，成為透明混合試料中以納米級混合的證據。以上對本發明涉及的高剪切裝置及高剪切方法的實施方式進行了說明，但本發明並不限定於上述實施方式，可以在不脫離其主旨的範圍內適當變更。例如，在本實施方式中，使用了設有可塑化螺杆11的可塑化單元(可塑化部)，但並不限定於此，在向高剪切部供給的材料為橡膠等的情況下，也可以取代可塑化部，使用不設置可塑化螺杆而僅以加熱為目的的預加熱部。重要的在於，只要是材料在預加熱部被加熱而成熔融狀態即可。並且，作為由該預加熱部加熱的材料，在本實施方式中使用固體狀樹脂，但其性狀也可以是由粉末體、流體、粒子構成的材料，作為使用對象的材料類型，可以列舉非相溶性共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類的材料。另外，在本實施方式中，可塑化單元10可相對於高剪切單元20進行拆卸，通過使用該可塑化單元10射出熔融樹脂，將該熔融樹脂注入高剪切單元20的加熱筒21內(高剪切區域K)，但並不限定於這種實施方式。即，也可以是使用在使可塑化單元10與高剪切單元20分離的狀態下，僅將熔融樹脂供給至高剪切單元20的高剪切區域K的其他單元的方式，或與本實施方式的可塑化單元10結構不同的其他可塑化部。重要的在於，只要使得用於將固體狀樹脂可塑化而得到熔融樹脂的可塑化部與高剪切部分離，僅將適當性狀的熔融樹脂注入高剪切部中即可。另外，高剪切單元20的加熱筒21、內部返回型螺杆23的性狀、尺寸等的結構並不限定於本實施方式，可以任意設定。
此外，對於高剪切單元20的注入部22、樹脂壓力傳感器33、溫度傳感器34、冷卻流路35、36、37、加熱器38等位置、數量等也可以任意設定。此外，在本實施方式中，在加熱筒21上形成的狹縫211及加熱筒錐面212、在杆軸 25上形成的螺紋槽部251、及杆軸錐面252等，分別作為與從高剪切區域K漏出的樹脂相對應的構造，但也可以省略。工業實用性按照上述說明，根據本發明的高剪切裝置及高剪切方法，通過提高高剪切效率，並且提高材料的納米分散化精度，可以以穩定且良好的狀態，使非相溶性共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類材料的內部構造以納米級分散·混合。
權利要求
1.一種高剪切裝置，其用於通過施加高剪切應力並進行混煉，使非相溶性共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類材料的內部構造以納米級分散·混合，其特徵在於，具有預加熱部，其對上述材料進行加熱；高剪切部，其被注入由該加熱部加熱後的材料，並對該注入的材料施加高剪切應力，由內部返回型螺杆和材料加熱筒構成；壓力傳感器，其設置在上述加熱筒中，檢測內部返回型螺杆的返回孔流入口附近的第1 壓力及排出口附近的第2壓力；以及控制單元，其對應於由上述壓力傳感器檢測到的壓力值，控制材料注入量、材料溫度、 混煉時間、以及螺杆轉速中的至少一項，在高剪切時，使上述內部返回型螺杆的返回孔排出口附近產生壓力， 上述控制單元進行控制，以使得上述第1壓力和上述第2壓力的伴隨時間經過的波形表現出彼此相似的形狀，並且表現出在形成規定的峰值後成為穩定狀態的變化，且伴隨時間經過而上述第1壓力與第2壓力形成規定的壓力差。
2.如權利要求1所述的高剪切裝置，其特徵在於，上述預加熱部為使固體狀的上述材料可塑化並熔融的可塑化部。
3.如權利要求2所述的高剪切裝置，其特徵在於， 上述可塑化部具有可塑化螺杆，其用於使固體狀的上述材料熔融；以及射出部，其用於將由該可塑化螺杆可塑化後的材料向上述高剪切部射出。
4.如權利要求1至3中任意一項所述的高剪切狀裝置，其特徵在於， 上述內部返回型螺杆的轉速為100至3000rpm。
5.如權利要求1至4中任意一項所述的高剪切裝置，其特徵在於，在上述高剪切部中設有用於注入由加熱部加熱後的材料的材料注入部， 在該材料注入部中設有可以進行開閉控制的注入閥。
6.如權利要求1至5中任意一項所述的高剪切裝置，其特徵在於， 在上述高剪切部中設有用於排出高剪切後的材料的材料排出部， 在該材料排出部中設有可以進行開閉控制的排出閥。
7.如權利要求1至6中任意一項所述的高剪切裝置，其特徵在於， 上述內部返回型螺杆的外徑尺寸在其整個軸向上一定。
8.如權利要求1至7中任意一項所述的高剪切裝置，其特徵在於，在上述材料加熱筒中，在與上述內部返回型螺杆的基端側相對應的規定位置形成切口部。
9.如權利要求1至8中任意一項所述的高剪切裝置，其特徵在於，在上述材料加熱筒的基端側的內表面，形成隨著從前端側朝向基端側而內徑逐漸增大的加熱筒錐面。
10.如權利要求1至9中任意一項所述的高剪切裝置，其特徵在於， 在上述材料加熱筒的基端側的規定位置，設有冷卻流路。
11.如權利要求1至10中任意一項所述的高剪切裝置，其特徵在於，在上述高剪切部中設置杆軸，其將上述內部返回型螺杆和用於驅動該螺杆的驅動電動機的各自的旋轉軸同軸地連結，在該杆軸的靠近上述內部返回型螺杆的前端外周面上形成反螺紋形狀的螺紋槽部。
12.如權利要求11所述的高剪切裝置，其特徵在於，上述杆軸在其軸向中間部由防振支撐部可自由旋轉地支撐，在與防振支撐部相比為上述內部返回型螺杆側的規定位置，形成隨著從該螺杆側朝向上述驅動電動機側而內徑逐漸增大的杆軸錐面。
13.一種高剪切方法，其通過施加高剪切應力並進行混煉，從而使非相溶性共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類材料的內部構造以納米級分散·混合，其特徵在於，具有第1工序，其對上述材料進行預熱；第2工序，其將在上述第1工序中加熱後的上述材料注入高剪切部，利用內部返回型螺杆對該材料施加高剪切應力；第3工序，其檢測上述內部返回型螺杆的返回孔流入口附近的第1壓力及排出口附近的第2壓力；以及第4工序，其對應於在上述第3工序中檢測的壓力值，控制材料注入量、材料溫度、混煉時間、以及螺杆轉速中的某一項，使得高剪切時在上述內部返回型螺杆的返回孔排出口附近產生壓力，在上述第4工序中控制為，使第1壓力和第2壓力的伴隨時間經過的波形表現出彼此相似的形狀，並且表現出在形成規定的峰值之後成為穩定狀態的變化，且伴隨時間經過而第1壓力和第2壓力形成一定的壓力差。
全文摘要
該高剪切裝置具有高剪切單元(20)，其設有對熔融樹脂施加高剪切應力的內部返回型螺杆(23)；樹脂壓力傳感器(33)，其檢測內部返回型螺杆的流入口附近的前部樹脂壓力和排出口附近的後部樹脂壓力；以及控制裝置，其對應於上述部件檢測到的壓力值，適當地控制材料注入量、材料溫度、攪拌時間、螺杆轉速。控制裝置控制上述條件，以使得使前後部樹脂壓力的伴隨時間經過的波形表現出彼此相似的形狀，並且表現出在形成規定的峰值後成為穩定狀態的變化，且伴隨時間經過而前後部樹脂壓力形成一定壓力差。根據這種高剪切裝置，通過提高高剪切效率，並且提高材料的納米分散化精度，可以以穩定且良好的狀態，將非相溶性共混聚合物類、聚合物/填料類、以及共混聚合物/填料類材料的內部構造以納米級進行分散·混合。
文檔編號B29B7/10GK102307712SQ20108000668
公開日2012年1月4日 申請日期2010年2月2日 優先權日2009年2月5日
發明者豐島健一, 吉澤行雄, 李勇進, 清水博, 高橋孝之 申請人:株式會社新瀉機械科技, 獨立行政法人產業技術綜合研究所