KR101837878B1

KR101837878B1 - 투명 수지 조성물의 제조 방법

Info

Publication number: KR101837878B1
Application number: KR1020167016503A
Authority: KR
Inventors: 아키요시 고바야시; 시게유키 후지이; 다카후미 사메시마; 히로시 시미즈
Original assignee: 도시바 기카이 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 에이치에스피 테크놀로지즈
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2018-03-12
Also published as: JP5659288B1; DE112014006029T5; CN105873736A; TW201538293A; US9688001B2; TWI547359B; KR20160089437A; CN105873736B; WO2015098428A1; DE112014006029B4; JP2015123622A; US20160303766A1

Abstract

투명 수지 조성물의 제조 방법은, 폴리카르보네이트 수지와 아크릴 수지를 2축 압출기에 연속적으로 공급함으로써 용융 혼합 수지를 생성하고, 그 용융 혼합 수지를 전단 처리부가 설치된 스크류를 갖는 단축 압출기에 공급한다. 또한, 500rpm 이상, 4000rpm 이하로 회전하는 상기 전단 처리부에 의해 상기 용융 혼합 수지를 혼련함으로써 투명 수지 조성물을 연속적으로 생성한다.

Description

투명 수지 조성물의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING TRANSPARENT RESIN COMPOSITION}

본 발명은 폴리카르보네이트 수지와 아크릴 수지를 포함하는 투명 수지 조성물의 제조 방법에 관한 것이다.

폴리카르보네이트 수지는, 투명성, 치수 안정성 및 내충격성 등이 우수하여, 종래부터 자동차, 전기기기 및 주택 등의 여러 분야에 있어서 다용되고 있다. 한편, 폴리카르보네이트 수지는, 상기와 같은 우수한 특성을 갖지만, 표면 경도나 내UV성이 떨어지기 때문에, 아크릴 수지와의 블렌드에 관한 연구 개발이 진행되고 있다.

특허문헌 1에는, 내부 귀환형 스크류를 갖는 고전단 성형 장치에 의해, 폴리카르보네이트 수지와 메타크릴계 수지를 블렌드한 원료를 혼련하여 투명 수지재를 얻는 기술이 개시되어 있다.

이 선행 기술에서는, 폴리카르보네이트 수지와 메타크릴계 수지를 블렌드한 원료를 융점 근방의 200∼240℃에서 용융시켜서 혼련하고 있다. 이에 의해, 직경 300nm 이하, 바람직하게는 100nm 이하의 메타크릴계 수지의 분산상이 폴리카르보네이트 매트릭스상으로 균일하게 또한 밀하게 나노 분산화되어, 혼련된 수지재가 투명해진다.

또한, 선행 기술에는, 2축의 용융 혼련기 등을 사용하여 원료를 혼합한 경우, 가시 영역의 파장보다도 분산상의 사이즈가 커져서, 혼련된 수지재는 투명하지 않고 백탁된 양상을 보이는 것이 기재되어 있다.

WO2010/061872호 팜플렛

특허문헌 1에 개시된 내부 귀환형 스크류를 갖는 고전단 성형 장치는, 뱃치식의 성형 장치이며, 혼련된 수지재를 연속하여 취출할 수 없다. 게다가, 2∼5g의 원료를 혼련하는 데도 2분을 요한다. 이 때문에, 압출기와 같은 종래의 연속식 제조 장치에 비하여 생산 효율이 나빠서, 현실적으로는, 연속하여 수지 제품을 제조하는 생산 라인에 적용하는 것은 곤란하다.

본 발명의 목적은, 폴리카르보네이트 수지와 아크릴 수지를 블렌드한 투명 수지 조성물을 연속하여 효율적으로 생성할 수 있는 제조 방법을 얻는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 투명 수지 조성물의 제조 방법은, 폴리카르보네이트 수지와 아크릴 수지의 전체 중량을 기준으로 하여, 단위 시간당의 공급량이 95∼60중량％로 설정된 폴리카르보네이트 수지 및 단위 시간당의 공급량이 5∼40중량％로 설정된 아크릴 수지를, 서로 교합하는 2개의 제1 스크류가 600rpm 이하로 동일 방향으로 회전하는 2축 압출기에 연속적으로 공급하고,

상기 폴리카르보네이트 수지 및 상기 아크릴 수지를 상기 2축 압출기로 용융 및 혼합함으로써 용융 혼합 수지를 생성함과 함께, 그 용융 혼합 수지를 상기 2축 압출기로부터 연속적으로 토출하고,

기단부로부터 선단부로 향하여 이송 플라이트가 형성됨과 함께, 중간부에 전단 처리부가 설치된 제2 스크류와, 그 제2 스크류가 수용된 실린더를 갖는 단축 압출기에 상기 2축 압출기로부터 토출된 상기 용융 혼합 수지를 연속적으로 공급하고,

상기 제2 스크류와 함께 500rpm 이상, 4000rpm 이하로 회전하는 상기 전단 처리부에 의해 상기 용융 혼합 수지를 혼련함으로써 투명 수지 조성물을 생성하고, 그 투명 수지 조성물을 상기 단축 압출기로부터 연속적으로 토출시키도록 한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 폴리카르보네이트 수지와 아크릴 수지를 블렌드한 투명 수지 조성물을 연속하여 효율적으로 생산할 수 있다. 따라서, 수지 제품을 연속하여 제조하는 생산 라인에 적용할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제조 방법에서 사용하는 제조 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 제조 방법에서 사용하는 단축 압출기를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 제조 방법에서 사용하는 단축 압출기의 다른 형태를 개략적으로 도시하는 단면도이다.

이하, 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명에 따른 투명 수지 조성물의 제조 방법을 실시할 때에 사용하는 제조 장치(10)를 개략적으로 개시하고 있다. 제조 장치(10)는 제1 원료 공급 장치(11), 제2 원료 공급 장치(12), 2축 압출기(13), 단관(14) 및 단축 압출기(15)를 구비하고 있다.

제1 원료 공급 장치(11)는 폴리카르보네이트 수지 A를 연속하여 공급하는 요소이며, 본 실시 형태에서는, 폴리카르보네이트 수지 A의 단위 시간당의 공급량이 95∼60중량％의 범위로 설정되어 있다. 제2 원료 공급 장치(12)는 아크릴 수지 B를 연속하여 공급하는 요소이며, 본 실시 형태에서는, 아크릴 수지 B의 단위 시간당의 공급량이 5∼40중량％의 범위로 설정되어 있다. 2축 압출기(13)는 제1 원료 공급 장치(11)로부터 공급된 폴리카르보네이트 수지 A와 제2 원료 공급 장치(12)로부터 공급된 아크릴 수지 B를 연속하여 용융 및 혼합함으로써 용융 혼합 수지 C를 생성하는 요소이며, 생성된 용융 혼합 수지 C는, 2축 압출기(13)로부터 연속하여 토출된다. 단관(14)은 2축 압출기(13)로부터 토출된 용융 혼합 수지 C가 유통하도록 구성되어 있다. 단축 압출기(15)는 단관(14)으로부터 공급된 용융 혼합 수지 C를 연속하여 혼련함으로써 투명 수지 조성물 D를 생성하는 요소이며, 생성된 투명 수지 조성물 D는, 단축 압출기(15)로부터 연속하여 토출된다.

도 1에 도시한 바와 같이, 2축 압출기(13)는 배럴(20)과, 배럴(20)의 내부 실린더(21)에 삽입 관통된 2개의 제1 스크류(22)(한쪽만을 도시)를 구비하고 있다. 제1 스크류(22)는 실린더(21) 내에서 서로 교합하면서 동일 방향으로 회전한다. 배럴(20)의 길이 방향을 따르는 일단부에 원료 공급구(23)가 설치되어 있다. 원료 공급구(23)는 제1 스크류(22)의 기단부 측에 대응한 위치에서 실린더(21)에 연통되어 있다.

폴리카르보네이트 수지 A는, 제1 원료 공급 장치(11)로부터 원료 공급구(23)를 통하여 실린더(21)에 연속하여 공급된다. 마찬가지로, 아크릴 수지 B는, 제2 원료 공급 장치(12)로부터 원료 공급구(23)를 통하여 실린더(21)에 연속하여 공급된다.

배럴(20)은 제1 스크류(22)의 선단부 측에 위치된 타단부를 갖고 있다. 배럴(20)의 타단부에 단관(14)이 접속되어 있다. 또한, 배럴(20)의 외주부에는, 배럴(20)을 가열하는 히터(24)가 설치되어 있다.

제1 스크류(22)는 도시하지 않은 구동 모터로부터 토크를 받아서 회전한다. 원료 공급구(23)로부터 실린더(21)에 공급된 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B는, 제1 스크류(22)의 회전에 따라 제1 스크류(22)의 기단부로부터 선단부로 향하여 연속하여 반송된다.

바꾸어 말하면, 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B는, 실린더(21)의 내부를 실린더(21)의 일단부로부터 타단부로 향하여 통과한다. 이때, 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B는, 회전하는 제1 스크류(22)에 의해 교반됨과 함께, 히터(24)로부터의 열을 받아서 가열된다. 이 결과, 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B는, 용융 및 혼합되어서 용융 혼합 수지 C가 된다.

2축 압출기(13)로부터 연속하여 토출되는 용융 혼합 수지 C는, 단관(14) 내의 통로(30)에서 유통하여 단축 압출기(15)에 공급된다. 단관(14)의 외주에는, 히터(31)가 설치되어 있다. 히터(31)는 용융 혼합 수지 C가 용융 상태를 유지하도록 단관(14)을 가열한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 단축 압출기(15)는 배럴(40)과, 배럴(40)의 내부 실린더(41)에 삽입 관통된 제2 스크류(42)를 구비하고 있다. 배럴(40)의 길이 방향을 따르는 일단부에 수지 공급구(44)가 설치되어 있다. 수지 공급구(44)는 제2 스크류(42)의 기단부 측에 대응한 위치에서 실린더(41)에 연통되어 있다. 배럴(40)의 수지 공급구(44)에 단관(14)의 통로(30)의 하류단이 접속되어 있다. 그로 인해, 단관(14)의 통로(30)에서 유통하는 용융 혼합 수지 C는, 수지 공급구(44)로부터 실린더(41)에 연속하여 공급된다.

또한, 배럴(40)은 제2 스크류(42)의 선단부 측에 위치된 타단부를 갖고 있다. 배럴(40)의 타단부에 다이(45)가 설치되어 있다. 배럴(40)의 외주에는, 실린더(41)를 가열하는 히터(46)가 설치되어 있다.

도 2는, 단축 압출기(15)의 제2 스크류(42)를 개략적으로 도시하고 있다. 제2 스크류(42)는 도시하지 않은 구동 모터로부터 토크를 받아서 회전한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 제2 스크류(42)는 그 길이 방향을 따르는 중간부에 전단 처리부(43)를 갖고 있다. 제2 스크류(42)의 기단부로부터 전단 처리부(43)까지의 사이, 및 전단 처리부(43)로부터 제2 스크류(42)의 선단부까지의 사이에는, 각각 이송 플라이트(47)가 형성되어 있다. 이송 플라이트(47)는 산의 정상을 포함하는 외경 및 골지름이 일정한 값으로 설정되어 있다.

전단 처리부(43)는 역이송 플라이트(48)를 갖고 있다. 역이송 플라이트(48)는 이송 플라이트(47)의 비틀림 방향과 역의 방향으로 비틀어져 있음과 함께, 제2 스크류(42)의 축방향으로 연속하여 형성되어 있다. 역이송 플라이트(48)는 산의 수가 예를 들어 2산 이상, 5산 이하이며, 역이송 플라이트(48)의 일단부부터 타단부까지의 사이에 홈이나 절결 등은 존재하지 않는다. 그 때문에, 역이송 플라이트(48)는 연속하여 균일하게 형성되어 있다.

제1 실시 형태에 의하면, 단관(14)으로부터 배럴(40)의 수지 공급구(44)를 통하여 실린더(41)에 연속적으로 공급된 용융 혼합 수지 C는, 제2 스크류(42)의 회전에 따라 제2 스크류(42)의 기단부로부터 전단 처리부(43)로 향하여 반송된다. 전단 처리부(43)에 도달한 용융 혼합 수지 C는, 실린더(41)의 내주벽과 역이송 플라이트(48)의 외주부 사이를 통과한다. 이때, 용융 혼합 수지 C는, 전단 작용을 받아서 혼련되어, 아크릴 수지 B가 폴리카르보네이트 수지 A 중에 균일하게 또한 밀하게 분산된다. 이 결과, 폴리카르보네이트 수지 A와 아크릴 수지 B를 포함하는 투명 수지 조성물 D가 생성된다.

생성된 투명 수지 조성물 D는, 전단 처리부(43)로부터 제2 스크류(42)의 선단부로 향하여 반송됨과 함께, 배럴(40)의 타단부에 접속된 다이(45)에 토출된다. 다이(45)는 투명 수지 조성물 D에 대하여 부형 가공을 실시함으로써, 투명 수지 조성물 D를 소정의 형상으로 성형한다. 성형된 투명 수지 조성물 D는, 제품이 되어서 다이(45)로부터 압출된다.

도 3은, 제2 실시 형태에 따른 단축 압출기(15)의 제2 스크류(42)를 개략적으로 도시하고 있다. 제2 스크류(42)는 전단 처리부(43)의 형태에 관한 사항이 제1 실시 형태와 상이하다. 그 이외의 제2 스크류(42)의 구성은, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 전단 처리부(43)는 원환 형상의 돌출부(49)를 갖고 있다. 돌출부(49)는 제2 스크류(42)의 직경 방향으로 동축상으로 돌출되어 있음과 함께, 제2 스크류(42)의 주위 방향으로 연속하여 형성되어 있다. 구체적으로는, 돌출부(49)는 그 외주면에 홈이나 절결 등을 갖지 않는 연속한 일체 구조물로서 제2 스크류(42)에 형성되어 있다.

제2 실시 형태에 의하면, 단관(14)으로부터 배럴(40)의 수지 공급구(44)를 통하여 실린더(41)에 연속적으로 공급된 용융 혼합 수지 C는, 제2 스크류(42)의 회전에 따라 제2 스크류(42)의 기단부로부터 전단 처리부(43)로 향하여 반송된다. 전단 처리부(43)에 도달한 용융 혼합 수지 C는, 실린더(41)의 내주벽과 돌출부(49)의 외주면 사이를 통과한다. 이때, 용융 혼합 수지 C는, 전단 작용을 받아서 혼련되어, 아크릴 수지 B가 폴리카르보네이트 수지 A 중에 균일하게 또한 밀하게 분산된다. 이 결과, 폴리카르보네이트 수지 A와 아크릴 수지 B를 포함하는 투명 수지 조성물 D가 생성된다.

제1 및 제2 실시 형태에 있어서, 단축 압출기(15)의 제2 스크류(42)의 외경은, 2축 압출기(13)의 제1 스크류(22)의 외경보다도 크다. 또한, 전단 처리부(43)는 제2 스크류(42)의 중간부 1개소에 설치하는 것에 한하지 않고, 예를 들어 혼련의 상황에 따라서 복수의 전단 처리부(43)를 제2 스크류(42)의 축방향으로 배열해도 된다.

이어서, 투명 수지 조성물 D를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

제조 장치(10)의 제1 원료 공급 장치(11)에 원료가 되는 폴리카르보네이트 수지 A를 투입한다. 마찬가지로, 제조 장치(10)의 제2 원료 공급 장치(12)에 원료가 되는 아크릴 수지 B를 투입한다. 제1 원료 공급 장치(11)는 단위 시간당의 폴리카르보네이트 수지 A의 공급량이 95∼60중량％의 범위로 되도록 폴리카르보네이트 수지 A를 계량하고, 그 폴리카르보네이트 수지 A를 2축 압출기(13)의 실린더(21)에 연속하여 공급한다. 마찬가지로, 제2 원료 공급 장치(12)는 단위 시간당의 아크릴 수지 B의 공급량이 5∼40중량％의 범위로 되도록 아크릴 수지 B를 계량하고, 그 아크릴 수지 B를 2축 압출기(13)의 실린더(21)에 연속하여 공급한다.

실린더(21)에 공급된 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B는, 서로 교합하면서 회전하는 제1 스크류(22)에 의해 실린더(21)의 일단부로부터 타단부로 향하여 반송된다. 이 반송의 과정에서 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B가 용융 및 혼합된다. 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B를 반송할 때의 배럴(20)의 온도는 240∼300℃로 설정되고, 제1 스크류(22)의 회전수는 50∼600rpm으로 설정된다.

2축 압출기(13)는 고상의 폴리카르보네이트 수지 A 및 고상의 아크릴 수지 B로부터 액상의 용융 혼합 수지 C를 연속하여 생성한다. 이 시점에서는, 아크릴 수지 B가 폴리카르보네이트 수지 A에 대하여 균일하게 또한 밀하게 분산되어 있지 않아, 용융 혼합 수지 C는, 백탁된 양상을 보이고 있다.

2축 압출기(13)로부터 토출된 용융 혼합 수지 C는, 대기에 접하지 않고 단관(14) 내의 통로(30)를 통하여 단축 압출기(15)에 공급된다. 단관(14)은 용융 혼합 수지 C가 용융 상태를 유지하도록 히터(31)에 의해 가열된다. 히터(31)에 의한 단관(14)의 가열 온도는, 220∼280℃로 설정하면 된다.

단관(14)으로부터 단축 압출기(15)의 실린더(41)에 연속하여 공급되는 용융 혼합 수지 C는, 회전하는 제2 스크류(42)에 의해 제2 스크류(42)의 기단부로부터 전단 처리부(43)로 향하여 반송된다. 이때, 실린더(41)의 온도는 220∼280℃로 설정되고, 제2 스크류(42)의 회전수는 500∼4000rpm으로 설정된다.

본 실시 형태에 의하면, 2축 압출기(13)의 제1 스크류(22)보다도 큰 외경을 갖는 단축 압출기(15)의 제2 스크류(42)는 그 회전수가 500∼4000rpm으로 설정되어 있다. 그로 인해, 수지 공급구(44)로부터 실린더(41)에 연속하여 공급되는 용융 혼합 수지 C는, 제2 스크류(42)의 이송 플라이트(47)의 사이에 충만하지 않고 전단 처리부(43)로 향하여 반송된다. 또한, 이송 플라이트(47)의 외경 및 골지름이 일정한 값으로 규정되어 있으므로, 실린더(41)에 공급된 용융 혼합 수지 C는, 안정된 상태에서 전단 처리부(43)에 보내진다.

전단 처리부(43)에 도달한 용융 혼합 수지 C는, 전단 처리부(43)의 외주부와 실린더(41)의 내주벽 사이를 통과한다. 이때, 전단 처리부(43)는 일반적인 압출 성형에서 사용되는 단축 압출기의 스크류 회전수보다도 높은 500∼4000rpm으로 회전하고 있다. 이 때문에, 전단 처리부(43)의 외주부와 실린더(41)의 내주벽 사이를 통과하는 용융 혼합 수지 C는, 단시간 중에 강력한 전단 작용을 받으면서 혼련된다.

이 결과, 아크릴 수지 B가 폴리카르보네이트 수지 A 중에 균일하게 또한 밀하게 분산되어, 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B를 포함하는 투명 수지 조성물 D가 생성된다.

생성된 투명 수지 조성물 D는, 외경 및 골지름이 일정하게 된 이송 플라이트(47)에 의해 안정적으로 제2 스크류(42)의 선단부로 반송됨과 함께, 다이(45)에 의해 부형 가공이 실시된다. 이에 의해, 투명 수지 조성물 D를 깎을 일 없이 원하는 형상의 제품이 얻어진다. 제품은, 다이(45)로부터 압출된다.

본 발명에 따른 제조 방법에 의하면, 제조 장치(10)의 전단 2축 압출기(13)가 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B를 용융 및 혼합하는 공정을 담당하고, 후단의 단축 압출기(15)가 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B에 전단 작용을 부가하면서 혼련하는 공정을 담당한다. 이 때문에, 용융 및 혼합 시의 제1 스크류(22)의 회전수를 포함한 제조 조건과, 단시간 중에 강력한 전단 작용을 부가하는 제2 스크류(42)의 회전수를 포함한 제조 조건을 서로 관련지으면서 개별로 설정할 수 있다. 따라서, 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B를 포함하는 투명 수지 조성물 D를 안정적으로 연속적으로 생산하는 것이 가능하게 된다.

이어서, 실시예 1, 실시예 2 및 비교예를 첨가하여 설명한다.

[실시예 1]

먼저, 본 발명에 따른 제조 방법을 실시함에 있어서, 제조 장치(10)의 전단 공정을 담당하는 2축 압출기(13)로서, 제1 스크류(22)의 외경 호칭 지름 18mm로 규정된 도시바 기카이 가부시키가이샤 제조의 2축 압출기, 형식 TEM-18SS를 준비하였다. 제조 장치(10)의 후단 공정을 담당하는 단축 압출기로서, 제2 스크류(42)의 외경 호칭 지름이 36mm로 규정된 도시바 기카이 가부시키가이샤 제조의 단축 압출기, 형식 SE-36SP를 준비하였다. 또한, 형식 TEM-18SS의 2축 압출기와, 형식 SE-36SP의 단축 압출기를 단관(14)으로 접속하였다.

2축 압출기(13)의 제1 스크류(22)는 제1 스크류(22)의 외경에 대한 제1 스크류(22)의 길이(유효 길이)를 48로 하였다. 단축 압출기(15)의 제2 스크류(42)는 제2 스크류(42)의 외경에 대한 제2 스크류(42)의 길이(유효 길이)를 8로 하였다. 또한, 전단 처리부(43)로서, 제2 스크류(42)의 길이 방향으로 이격한 2개소에 역이송 플라이트(48)를 배치하였다. 실린더(41)의 내주벽과 역이송 플라이트(48)의 외주부 사이의 간극을 0.3mm로 설정하였다. 또한, 2축 압출기(13)의 배럴(20)의 온도, 단축 압출기(15)의 배럴(40)의 온도 예비 단관(14)의 온도를 각각 260℃로 설정하였다.

2축 압출기(13)에 공급하는 폴리카르보네이트 수지 A로서, 데이진 가부시키가이샤 제조의 판라이트 L-1250Y를 사용하였다. 2축 압출기(13)에 공급하는 아크릴 수지 B로서는, 미쯔비시 레이온 가부시키가이샤 제조의 아크리페트 VH001을 사용하였다. 폴리카르보네이트 수지 A를 제1 원료 공급 장치(11)로부터 2축 압출기(13)의 실린더(21)에 매시 8kg 공급함과 함께, 아크릴 수지 B를 제2 원료 공급 장치(12)로부터 2축 압출기(13)의 실린더(21)에 매시 2kg 공급하였다. 이 상태에서, 제1 스크류(22)의 회전수를 200rpm으로 하여 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B를 용융 및 혼합하여, 용융 혼합 수지 C를 생성하였다.

또한, 단축 압출기(15)의 제2 스크류(42)의 회전수를 2800rpm으로 하여 용융 혼합 수지 C를 혼련하고, 다이(45)에 의해 매시 10kg(매분 약 167g)의 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B를 포함하는 수지 조성물을 얻었다. 얻어진 수지 조성물을 눈으로 평가한 바, 백탁은 보이지 않고, 투명한 양상을 나타내고 있었다.

[실시예 2]

실시예 2에서는, 전단 처리부(43)의 형태가 상이한 제2 스크류(42)를 갖는 단축 압출기(15)를 사용하여 용융 혼합 수지 C를 혼련하였다. 전단 처리부(43)는 제2 스크류(42)의 길이 방향으로 이격한 2개소에 원환 형상의 돌출부(49)를 갖고 있다. 단축 압출기(15)를 제외한 제조 장치(10)의 구성은 실시예 1과 동일하다.

실시예 2에서는, 폴리카르보네이트 수지 A를 제1 원료 공급 장치(11)로부터 2축 압출기(13)의 실린더(21)에 매시 8kg 공급함과 함께, 아크릴 수지 B를 제2 원료 공급 장치(12)로부터 2축 압출기(13)의 실린더(21)에 매시 2kg 공급하였다. 이 상태에서, 제1 스크류(22)의 회전수를 200rpm으로 하여 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B를 용융 및 혼합하여, 용융 혼합 수지 C를 생성하였다.

또한, 단축 압출기(15)의 제2 스크류(42)의 회전수를 2800rpm으로 하여 용융 혼합 수지 C를 혼련하고, 다이(45)에 의해 매시 10kg(매분 약 167g)의 폴리카르보네이트 수지 A 및 아크릴 수지 B를 포함하는 수지 조성물을 얻었다. 얻어진 수지 조성물을 눈으로 평가한 바, 백탁은 보이지 않고, 투명한 양상을 보이고 있었다.

[비교예 1]

비교예 1에서는, 스크류의 외경 호칭 지름이 18mm로 규정된 도시바 기카이 가부시키가이샤 제조의 2축 압출기, 형식 TEM-18SS를 준비하고, 당해 2축 압출기의 서로 교합하는 2개의 스크류 중에 각각 니딩 디스크를 배치하였다.

스크류의 회전수를 300rpm부터 1200rpm까지의 사이에서 변화시키고, 2축 압출기로부터 압출되는 폴리카르보네이트 수지 및 아크릴 수지를 포함하는 용융 혼합 수지를 관찰하였다. 이 결과, 2축 압출기로부터 압출된 용융 혼합 수지는, 항상 백탁된 양상을 나타내고 있고, 투명하게는 되지 않았다.

본 비교예에 의하면, 스크류의 회전수가 1200rpm에 달한 시점에서, 2축 압출기가 이음 및 진동을 발하였다. 이 원인을 구명한 바, 폴리카르보네이트 수지 및 아크릴 수지가 예열 부족의 상태에서 스크류의 니딩 디스크에 도달한 것에 의한 것인 것이 명확해졌다. 또한, 2축 압출기에서 생성된 용융 혼합 수지로 해도 극단적인 점도의 저하가 보였기 때문에, 1200rpm을 초과하는 회전수에서의 2축 압출기의 운전을 중지하였다.

실시예 1, 실시예 2와 비교예 1을 비교하면 명백해진 바와 같이, 본 발명에 따른 제조 방법에 의해 연속하여 제조된 폴리카르보네이트 수지 및 아크릴 수지를 포함하는 수지 조성물은, 백탁되지 않고 투명하며, 아크릴 수지가 폴리카르보네이트 수지 중에 균일하게 또한 밀하게 분산되어 있음을 알 수 있다.

10: 제조 장치
13: 2축 압출기
15: 단축 압출기
22: 제1 스크류
41: 실린더
42: 제2 스크류
43: 전단 처리부
47: 플라이트
A: 폴리카르보네이트 수지
B: 아크릴 수지
C: 용융 혼합 수지
D: 투명 수지 조성물

Claims

폴리카르보네이트 수지와 아크릴 수지를 포함하는 투명 수지 조성물을 제조하는 방법으로서,
상기 폴리카르보네이트 수지와 상기 아크릴 수지의 전체 중량을 기준으로 하여, 단위 시간당의 공급량이 95∼60중량％로 설정된 상기 폴리카르보네이트 수지 및 단위 시간당의 공급량이 5∼40중량％로 설정된 상기 아크릴 수지를, 서로 교합하는 2개의 제1 스크류가 600rpm 이하로 동일 방향으로 회전하는 2축 압출기에 연속적으로 공급하고,
상기 폴리카르보네이트 수지 및 상기 아크릴 수지를 상기 2축 압출기로 용융 및 혼합함으로써 용융 혼합 수지를 생성함과 함께, 당해 용융 혼합 수지를 상기 2축 압출기로부터 연속적으로 토출하고,
기단부로부터 선단부로 향하여 이송 플라이트가 형성됨과 함께, 중간부에 전단 처리부가 설치된 제2 스크류와, 당해 제2 스크류가 수용된 실린더를 갖는 단축 압출기에 상기 2축 압출기로부터 토출된 상기 용융 혼합 수지를 연속적으로 공급하고,
상기 제2 스크류와 함께 500rpm 이상, 4000rpm 이하로 회전하는 상기 전단 처리부에 의해 상기 용융 혼합 수지를 혼련함으로써 투명 수지 조성물을 생성함과 함께, 생성된 상기 투명 수지 조성물을 상기 단축 압출기로부터 연속적으로 토출시키도록 한 투명 수지 조성물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 전단 처리부는, 상기 이송 플라이트의 비틀림 방향과 역의 방향으로 비틀어진 역이송 플라이트를 갖고, 상기 제2 스크류에 의해 반송되는 상기 용융 혼합 수지가 상기 실린더의 내주벽과 상기 역이송 플라이트의 외주부 사이의 간극을 통과할 때에 상기 용융 혼합 수지가 혼련되는 투명 수지 조성물의 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 용융 혼합 수지가 상기 실린더의 내주벽과 상기 역이송 플라이트의 외주부 사이의 간극을 통과할 때에 상기 용융 혼합 수지에 전단 작용이 부가되는 투명 수지 조성물의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 전단 처리부는, 상기 제2 스크류의 직경 방향으로 동축상으로 돌출됨과 함께, 상기 제2 스크류의 주위 방향으로 연속하여 형성된 원환 형상의 돌출부를 갖고, 상기 제2 스크류에 의해 반송되는 상기 용융 혼합 수지가 상기 실린더의 내주벽과 상기 돌출부의 외주부 사이의 간극을 통과할 때에 상기 용융 혼합 수지가 혼련되는 투명 수지 조성물의 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 용융 혼합 수지가 상기 실린더의 내주벽과 상기 돌출부의 외주부 사이의 간극을 통과할 때에 상기 용융 혼합 수지에 전단 작용이 부가되는 투명 수지 조성물의 제조 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단축 압출기의 상기 이송 플라이트는, 그 외경 및 골지름이 일정하게 설정되어, 상기 2축 압출기로부터 공급되는 상기 용융 혼합 수지를 상기 제2 스크류의 기단부로부터 상기 전단 처리부로 반송하고, 상기 전단 처리부에서 생성된 상기 투명 수지 조성물을 상기 전단 처리부로부터 상기 제2 스크류의 선단부로 반송하도록 한 투명 수지 조성물의 제조 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 스크류의 외경은, 상기 제1 스크류의 외경보다도 크고, 상기 제2 스크류에 의해 반송되는 상기 용융 혼합 수지는, 상기 제2 스크류의 상기 이송 플라이트의 사이에 충만하지 않고 상기 전단 처리부를 향하여 반송되는 투명 수지 조성물의 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 제2 스크류의 외경은, 상기 제1 스크류의 외경보다도 크고, 상기 제2 스크류에 의해 반송되는 상기 용융 혼합 수지는, 상기 제2 스크류의 상기 이송 플라이트의 사이에 충만하지 않고 상기 전단 처리부를 향하여 반송되는 투명 수지 조성물의 제조 방법.