2023.11/14 混練技術に対する誤解
２０世紀に高分子のコンパウンディングに関する研究が進み、２０世紀末にはウトラッキーの発明による伸長流動装置が注目された。そして、２０００年から数年行われた高分子精密制御プロジェクトでもこの装置に関する研究がとりあげられている。
生産性に難があったので、残念ながらこの装置は実生産で使用されていないが、２００５年にはコニカミノルタで当方の発明によるカオス混合装置がＰＰＳ無端半導体ベルト用コンパウンドの生産に実用化された。
このカオス混合装置は、ウトラッキーの発明を見直し、生産性を改良した装置である。生産性を改良したところ、カオス混合装置となった。
この装置の特徴は、細いスリットと空洞の組み合わせである。ウトラッキーの伸長流動装置の上位概念で改良案を考案し、ウトラッキーの装置とは異なるコンセプトの装置に仕上げた。
この発明方法は弊社の問題解決法でも解説しているので、ここでは、混練技術について焦点を絞る。混練技術は、未だ科学的解明が不十分な分野である。そのため、ちょっとしたアイデア装置で成功するとそれで鬼の首をとったような研究成果と誤解する人もいる。
このような状態になっているのは、混練の多くの教科書が、コンパウンドのマトリックスを構成する高分子をセラミックスの粉体のように扱い、分配混合と分散混合で扱っていることが原因ではないかと思っている。
当方が１９７９年にゴム会社へ入社し、指導社員から毎朝３時間で３か月間ご指導いただいた混練技術では、剪断流動と伸長流動、そしてカオス混合の話が中心だった。この内容を知りたい方はゴムタイムズ社から数年前に発刊された当方の著書をご一読ください。
例えば昨年二軸混練機の先に空洞のﾀﾞｲをつけると再生材の物性がバージン材と同等になる技術が公開されたが、これは当方の発明したカオス混合装置のスリットと空洞の組み合わせ一段の技術と見なすことができ、当方の発明の特許抜け技術に位置づけることができる。
ここで注意しなければいけないのは、論文では二軸混練機だけで再生材を混練すると物性が悪くなる、としていることだ。適切な二軸混練機とスクリューセグメントを最適化すれば二軸混練機だけでも再生材の力学物性をバージン材に近づけることができる。
すなわち、バンバリーとロール混練のバッチプロセスよりも二軸混練機の混練性能は低いが、使いこなす工夫で、最大限まで高める必要がある。二軸混練機はハサミと同様で使い方が悪ければ良好なコンパウンドはできない。
バージン材と再生材では混練条件を変更する必要があることを知らない人が多い。PEの再生材はバージン材と異なる混練条件で混練しなければ、良好なコンパウンドとすることができない。
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