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JP2022188446A - Manufacturing method and manufacturing apparatus for resin composite material - Google Patents

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JP2022188446A JP2021096480A JP2021096480A JP2022188446A JP 2022188446 A JP2022188446 A JP 2022188446A JP 2021096480 A JP2021096480 A JP 2021096480A JP 2021096480 A JP2021096480 A JP 2021096480A JP 2022188446 A JP2022188446 A JP 2022188446A
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Japan
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cylinder
composite material
resin composite
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degassing
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JP2021096480A
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Japanese (ja)
Inventor
公一 木村
Koichi Kimura
拓也 三浦
Takuya Miura
将太 渡邊
Shota Watanabe
裕司 小野
Yuji Ono
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Nippon Paper Industries Co Ltd
Japan Steel Works Ltd
Jujo Paper Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paper Industries Co Ltd
Japan Steel Works Ltd
Jujo Paper Co Ltd
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】原料供給量を安定させ、樹脂複合材料の製造効率を向上できる樹脂複合材料の製造装置および製造方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂および木質系バイオマス焙焼物を供給する原料供給部11と、第1のシリンダ12と、第1のシリンダ12に設けられた第1の脱気部13と、押出成形用のダイス14と、第1のスクリュを駆動する回転駆動機構15と、を有し、第1の脱気部13により、原料の混練物から生じる揮発性気体を第1のシリンダ12内から外部に除去できる、樹脂複合材料の製造装置10。【選択図】図1An object of the present invention is to provide a resin composite material manufacturing apparatus and a manufacturing method capable of stabilizing the raw material supply amount and improving the manufacturing efficiency of the resin composite material. SOLUTION: A raw material supply unit 11 for supplying a thermoplastic resin and a woody biomass roasted product, a first cylinder 12, a first degassing unit 13 provided in the first cylinder 12, and an extrusion molding and a rotary drive mechanism 15 for driving the first screw. An apparatus 10 for manufacturing a resin composite material that can be removed. [Selection drawing] Fig. 1

Description

本発明は、樹脂複合材料の製造方法および製造装置に係り、特に、押出成形により、木質系バイオマス/熱可塑性樹脂複合材料を製造する製造方法および製造装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and apparatus for producing a resin composite material, and more particularly to a method and apparatus for producing a woody biomass/thermoplastic resin composite material by extrusion molding.

産業資源としてのバイオマス材が注目されている。バイオマス材とは、植物などの生物を由来とした材料を意味する。バイオマス材は有機物であるため、燃焼させると二酸化炭素が排出される。しかしこれに含まれる炭素は、そのバイオマスが成長過程で光合成により大気中から吸収した二酸化炭素に由来するため、バイオマス材を使用しても全体として見れば大気中の二酸化炭素量を増加させていないと考えてよいとされる。この性質をカーボンニュートラルと呼ぶ。 Biomass materials are attracting attention as industrial resources. Biomass materials mean materials derived from organisms such as plants. Since biomass materials are organic substances, carbon dioxide is emitted when they are burned. However, the carbon contained in this is derived from the carbon dioxide absorbed from the atmosphere by photosynthesis during the biomass growth process, so the use of biomass materials does not increase the amount of carbon dioxide in the atmosphere as a whole. It is said that it is good to think. This property is called carbon neutral.

地球温暖化問題等の地球環境問題を背景として、省資源化、及び廃棄物の原材料を目指すマテリアルリサイクル、そして、生分解性プラスチックに代表される環境循環サイクルの推進が急務となっており、我が国でも改正リサイクル法やグリーン購入法等が整備され、これに対応した製品のニーズも高まっている。 Against the backdrop of global environmental problems such as global warming, there is an urgent need to promote resource conservation, material recycling aimed at turning waste into raw materials, and environmental recycling cycles represented by biodegradable plastics. However, the revised Recycling Law and the Green Purchasing Law have been established, and the need for products that comply with these laws is increasing.

こうした状況において、自動車部品の材料から日用品まで幅広く使用されている樹脂成形品にバイオマス材を配合することは、カーボンニュートラルの理念の実践を促進するところである。 Under these circumstances, blending biomass materials into resin molded products, which are widely used from materials for automobile parts to daily necessities, promotes the practice of the concept of carbon neutrality.

このような状況の中、本発明者らは、熱可塑性樹脂と木質系バイオマスを混合した成形用材料において、木質系バイオマスを焙焼した焙焼物(木質系バイオマス焙焼物)を用いることで、熱可塑性樹脂と均一に混合された、低コストで製造可能な成形用材料を提供し得ることを見出した。 Under such circumstances, the present inventors have found that heat We have found that it is possible to provide a molding material that is uniformly mixed with a plastic resin and that can be produced at low cost.

この木質系バイオマスを含有する成形用材料は、熱可塑性樹脂組成物を成形する際によく用いられる押出機により(例えば、特許文献1参照)、ペレット化して、樹脂複合材料とできる。 This woody biomass-containing molding material is pelletized by an extruder often used for molding thermoplastic resin compositions (see, for example, Patent Document 1) to obtain a resin composite material.

特開2020-128032号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-128032

ところで、押出機により樹脂複合材料を製造しようとした場合、木質系バイオマス焙焼物が原料供給部のシューターに付着したり、原料供給部の投入口で塊を形成したりして、原料供給量が安定しなくなる場合があった。原料供給量が安定しなくなると、それに伴い、樹脂複合材料の単位時間当たりの製造量(押出量)が減ってしまい、効率的な製造ができなくなる。 By the way, when trying to produce a resin composite material with an extruder, the woody biomass roasted product adheres to the shooter of the raw material supply unit, or forms lumps at the inlet of the raw material supply unit, reducing the amount of raw material supplied. Sometimes it became unstable. If the amount of raw material supplied becomes unstable, the production amount (extrusion amount) of the resin composite material per unit time decreases, and efficient production becomes impossible.

このため、原料供給量を安定させ、樹脂複合材料の製造効率を向上できる樹脂複合材料の製造装置および製造方法を提供することが望まれる。 Therefore, it is desired to provide an apparatus and a method for producing a resin composite material, which can stabilize the raw material supply amount and improve the production efficiency of the resin composite material.

本願において開示される樹脂複合材料の製造方法は、木質系バイオマス焙焼物を含有する樹脂複合材料を用いて押出成形するにあたって、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物とを混練して混練物とする際に、混練物から生じる揮発性気体を第1のシリンダから外部へ脱気する。 In the method for producing a resin composite material disclosed in the present application, in extrusion molding using a resin composite material containing a roasted woody biomass, a thermoplastic resin and a roasted woody biomass are kneaded to form a kneaded product. At the time, volatile gas generated from the kneaded material is degassed from the first cylinder to the outside.

本願において開示される樹脂複合材料の製造装置は、第1のシリンダに、混練物から生じる揮発性気体を外部へ脱気する第1の脱気部を有する。 The apparatus for producing a resin composite material disclosed in the present application has a first degassing section in the first cylinder for degassing the volatile gas generated from the kneaded material to the outside.

本願において開示される樹脂複合材料の製造方法および製造装置によれば、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物を含む樹脂複合材料を効率よく製造できる。特に、原料の供給量を安定させ、押出量を増やすことができる。 According to the resin composite material manufacturing method and manufacturing apparatus disclosed in the present application, a resin composite material containing a thermoplastic resin and a roasted woody biomass can be efficiently manufactured. In particular, it is possible to stabilize the feed rate of raw materials and increase the extrusion rate.

実施の形態1の樹脂複合材料の製造装置の概略構成を示す側面図である。1 is a side view showing a schematic configuration of an apparatus for manufacturing a resin composite material according to Embodiment 1. FIG. 図1の脱気部の一構成例としての吸引脱気可能な脱ガスシリンダの構成を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a degassing cylinder capable of suction degassing as one configuration example of the degassing unit in FIG. 1 ; 実施の形態2の樹脂複合材料の製造装置の構成を示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing the configuration of a manufacturing apparatus for a resin composite material according to Embodiment 2; 図34Aの樹脂複合材料の製造装置の構成を示す上面図である。34B is a top view showing the configuration of the apparatus for manufacturing the resin composite material of FIG. 34A. FIG. 実施の形態3の樹脂複合材料の製造装置の概略構成を示す側面図である。FIG. 11 is a side view showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus for a resin composite material according to Embodiment 3; 図4の脱気部の一構成例としての吸引脱気装置の概略構成を示す図である。5 is a diagram showing a schematic configuration of a suction degassing device as one configuration example of the degassing unit of FIG. 4. FIG. ダイスの一部拡大図である。It is a partially enlarged view of the die. 比較例で用いた樹脂複合材料の製造装置の構成を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the configuration of a resin composite material manufacturing apparatus used in a comparative example.

以下、実施の形態を実施例や図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail based on examples and drawings. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same function are denoted by the same or related reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.

(実施の形態1)
<樹脂複合材料の製造装置>
図1は、本実施の形態の樹脂複合材料の製造装置の構成例を示す図である。図2は、図1に示す揮発性気体の脱気部(第1の脱気部)として、吸引脱気可能な脱ガスシリンダの構成を示した模式図である。
(Embodiment 1)
<Production equipment for resin composite materials>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a manufacturing apparatus for a resin composite material according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a degassing cylinder capable of suction degassing as the volatile gas degassing section (first degassing section) shown in FIG.

図1に示す樹脂複合材料の製造装置10は、木質系バイオマス焙焼物と熱可塑性樹脂を含む樹脂複合材料を製造するのに適した押出装置であり、主として、この樹脂複合材料からなる成形品を製造する前処理装置として、原料となるペレットを製造するために用いられる。 The production apparatus 10 for a resin composite material shown in FIG. 1 is an extrusion apparatus suitable for producing a resin composite material containing roasted woody biomass and a thermoplastic resin. It is used as a pretreatment device for production to produce pellets as a raw material.

この樹脂複合材料の製造装置10は、原料供給部11と、スクリュを有するシリンダ12と、シリンダ12の上流側に設けられた揮発性気体の脱気部13と、ダイス14と、シリンダ12のスクリュを駆動する回転駆動機構15と、を有する。 This resin composite material manufacturing apparatus 10 includes a raw material supply unit 11, a cylinder 12 having a screw, a volatile gas degassing unit 13 provided upstream of the cylinder 12, a die 14, and a screw of the cylinder 12. and a rotation drive mechanism 15 that drives the

原料供給部11は、樹脂複合材料の原料を、シリンダ12へ供給するものである。本実施の形態では、原料として、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物とが、例えば、フィーダー等により原料供給部11のシューター11aに上部から投入され、それら原料が混合されて、シリンダ12へ供給される。ここで用いる原料については、後で詳細に説明する。 The raw material supply unit 11 supplies the raw material of the resin composite material to the cylinder 12 . In the present embodiment, as raw materials, a thermoplastic resin and a roasted woody biomass are fed from above into the shooter 11a of the raw material supply unit 11 by a feeder or the like, and the raw materials are mixed and supplied to the cylinder 12. be done. The raw materials used here will be described later in detail.

シリンダ12は、内部にスクリュを有する。このスクリュを回転させることにより、原料を混練して得られた混練物が、シリンダ12内を搬送される。このスクリュとしては2本のスクリュを設けた二軸スクリュを用いると、二軸押出装置を構成できる。二軸押出装置は、スクリュの回転速度やバレル設定温度などの運転条件が自由に変更できる柔軟性があり、また、高い混練性、連続生産性などの種々の利点を有する。 Cylinder 12 has a screw inside. A kneaded material obtained by kneading raw materials is conveyed through the cylinder 12 by rotating the screw. A twin-screw extruder can be configured by using a twin-screw having two screws as the screw. The twin-screw extruder has the flexibility to freely change operating conditions such as screw rotation speed and barrel set temperature, and has various advantages such as high kneadability and continuous productivity.

シリンダ12は、例えば、複数のシリンダブロックが連結されてなり、各シリンダブロックには、内部に熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物との混練物を搬送可能な空間が設けられている。この空間には、スクリュが設けられており、スクリュは、回転駆動機構15に接続されている。この回転駆動機構15によりスクリュを回転させて、シリンダ12において混練物を搬送できる。 The cylinder 12 is formed, for example, by connecting a plurality of cylinder blocks, and each cylinder block is provided with a space capable of conveying a kneaded product of thermoplastic resin and roasted woody biomass. A screw is provided in this space, and the screw is connected to the rotation drive mechanism 15 . The rotary driving mechanism 15 rotates the screw to convey the kneaded material in the cylinder 12 .

また、シリンダ12は、その温度を調節できるようにヒータ(図示せず)が設けられている。このヒータにより、原料である熱可塑性樹脂を溶融し、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物との混練物が容易に得られる。また、このように得られた混練物はシリンダ12内を容易に搬送可能となる。なお、このとき、過度に混練物の温度を上昇させないように、温度を制御することが好ましい。 Also, the cylinder 12 is provided with a heater (not shown) so that its temperature can be adjusted. This heater melts the raw material thermoplastic resin to easily obtain a kneaded product of the thermoplastic resin and the roasted woody biomass. Further, the kneaded material obtained in this way can be easily conveyed inside the cylinder 12 . At this time, it is preferable to control the temperature so as not to excessively increase the temperature of the kneaded material.

揮発性気体の脱気部13は、主として、樹脂複合材料から生じる揮発性気体を、シリンダ12の外部へ除去する機能を有しており、例えば、シリンダ12の上流側に設けられる。この揮発性気体の脱気部13は、シリンダ12の側面または上面に開口部(脱気口)を有していればよく、このような開口部を有することで、シリンダ12内で生じた揮発性気体を外部に除去できる。 The volatile gas degassing section 13 mainly has a function of removing the volatile gas generated from the resin composite material to the outside of the cylinder 12 , and is provided upstream of the cylinder 12 , for example. The volatile gas degassing unit 13 may have an opening (degassing port) on the side or top surface of the cylinder 12 . gas can be removed to the outside.

さらに、揮発性気体を効率的に除去するために、この脱気部13として、減圧吸引可能な脱気装置を用いてもよい。このような脱気装置を有することで、シリンダ12内で生じた揮発性気体をより効率的に除去できる。 Furthermore, in order to efficiently remove the volatile gas, a degassing device capable of vacuum suction may be used as the degassing unit 13 . By having such a degassing device, the volatile gas generated within the cylinder 12 can be removed more efficiently.

ここで、シリンダ12の上流側とは、原料が混練され、シリンダ12内を搬送される混練物の流れ方向の上流側(原料供給部11に近い側)を意味する。また、本実施の形態における上流側とは、シリンダ12において、原料供給部11から熱可塑性樹脂が溶融可塑化される位置までを意味する。脱気部13を設ける位置は、原料供給部11からスクリュ全長の70%以内が好ましく、原料供給部11からスクリュ全長の40%以内がより好ましく、シリンダ12の原料供給部11との接続部分(原料供給部11の直後)が特に好ましい。また、脱気部13を設ける数は特に1箇所に限定されるものではない。 Here, the upstream side of the cylinder 12 means the upstream side (closer to the raw material supply section 11) in the flow direction of the kneaded material that is kneaded and conveyed inside the cylinder 12 . Further, the upstream side in the present embodiment means the position of the cylinder 12 from the raw material supply portion 11 to the position where the thermoplastic resin is melted and plasticized. The position where the degassing section 13 is provided is preferably within 70% of the total length of the screw from the raw material supply section 11, more preferably within 40% of the total length of the screw from the raw material supply section 11. immediately after the raw material supply section 11) is particularly preferable. Further, the number of degassing units 13 provided is not particularly limited to one.

なお、熱可塑性樹脂が溶融可塑化される位置とは、シリンダ温度が結晶性樹脂の場合は溶融開始温度以上、非晶性樹脂の場合はガラス転移温度以上である領域を意味し、より好ましくはシリンダ温度が結晶性樹脂の場合は融解温度(融点)以上、非晶性樹脂の場合はガラス転移温度以上である領域を指す。ここで、結晶性樹脂の溶融開始温度・融解温度(融点)は、例えば示差走査型熱量測定装置(DSC, PerkinElmer DSC8500)を用いることで求めることができる。DSC曲線において、結晶性樹脂の融解に起因するピークの前のベースラインが融解ピークの左側の変曲点の接線に接する点に相当する温度が溶融開始点であり、融解ピークを示す温度が融点である。 The position where the thermoplastic resin is melted and plasticized means a region where the cylinder temperature is the melting start temperature or higher in the case of a crystalline resin, or the glass transition temperature or higher in the case of an amorphous resin, more preferably. In the case of a crystalline resin, the cylinder temperature is above the melting temperature (melting point), and in the case of an amorphous resin, it is above the glass transition temperature. Here, the melting start temperature/melting temperature (melting point) of the crystalline resin can be obtained by using, for example, a differential scanning calorimeter (DSC, PerkinElmer DSC8500). In the DSC curve, the temperature corresponding to the point where the baseline before the peak due to the melting of the crystalline resin touches the tangent line of the inflection point on the left side of the melting peak is the melting start point, and the temperature at which the melting peak appears is the melting point. is.

ダイス14は、シリンダ12内を搬送されてきた混練物を押し出して、成形するための部材であり、押出成形用の孔を有する。ダイス14に設けられた孔の形状により、成形される形状が決まる。このとき、孔の形状は、製造する樹脂複合材料の形状に応じて、種々の形状とでき、適した形状を選択すればよい。例えば、ストランド状に成形する場合には、円形の孔が複数設けられており、シート状に成形する場合には、スリット形状の孔が設けられている。 The die 14 is a member for extruding and molding the kneaded material conveyed inside the cylinder 12, and has holes for extrusion molding. The shape of the holes provided in the die 14 determines the shape to be molded. At this time, the shape of the holes can be various shapes depending on the shape of the resin composite material to be manufactured, and a suitable shape may be selected. For example, when molding into a strand shape, a plurality of circular holes are provided, and when molding into a sheet shape, slit-shaped holes are provided.

回転駆動機構15は、シリンダ12内に設けられるスクリュを回転させるための装置である。回転駆動機構15により回転されたスクリュにより、原料がシリンダ12内を搬送される。 The rotation drive mechanism 15 is a device for rotating the screw provided inside the cylinder 12 . The raw material is conveyed inside the cylinder 12 by the screw rotated by the rotary drive mechanism 15 .

なお、次に説明する図2の脱ガスシリンダ130では、シリンダ12内にスクリュを2本設ける場合に用いる脱ガスシリンダを例示しているが、本実施形態に用いる押出装置は、2本のスクリュが設けられた二軸押出装置でも、1本のスクリュが設けられた単軸押出装置でもよい。 The degassing cylinder 130 shown in FIG. 2, which will be described below, exemplifies a degassing cylinder used when two screws are provided in the cylinder 12. It may be a twin-screw extruder provided with or a single-screw extruder provided with one screw.

この複合樹脂材料の製造装置が二軸押出装置の場合、2本のスクリュは、互いに噛み合うように配置されて回転する。スクリュの数を2本とした場合には、空間容積を大きくとれるため、スクリュ口径が同一の場合、スクリュが1本の単軸よりもスクリュが2本の二軸の方が押出量を高くでき好ましい。シリンダ12の延在方向と、シリンダ12内のスクリュの延在方向とは同じである。 When this composite resin material manufacturing apparatus is a twin-screw extruder, the two screws are arranged so as to mesh with each other and rotate. When the number of screws is two, the space volume can be increased. Therefore, when the screw diameter is the same, the twin-screw machine with two screws can produce a higher extrusion rate than the single-screw machine with one screw. preferable. The extending direction of the cylinder 12 and the extending direction of the screw inside the cylinder 12 are the same.

<揮発性気体の脱気部について>
本実施の形態で、揮発性気体の脱気部13は、上記した通り、シリンダ12内で生じた揮発性気体を外部に除去できるような開口部を有していればよい。また、この脱気部13が吸引脱気可能な脱ガスシリンダで構成されていると、揮発性気体の除去を効率的にでき好ましい。
<Regarding the volatile gas deaerator>
In the present embodiment, the volatile gas degassing section 13 may have an opening through which the volatile gas generated in the cylinder 12 can be removed to the outside, as described above. Further, if the degassing unit 13 is composed of a degassing cylinder capable of suction degassing, volatile gas can be efficiently removed, which is preferable.

脱ガスシリンダの一例として、図2に、その構成例を示した。この脱ガスシリンダ130は、シリンダ12の一部として、原料供給部11との接続部分に設けられている。この脱ガスシリンダ130は、原料供給部11からシリンダ12へと内部空間を連通して設けられ、原料である熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物が流通可能となっている。この連通する空間には、スクリュが配置される。そして、脱ガスシリンダ130には、シリンダ12の内部で生じた揮発性気体を外部に排出できるように脱気口が設けられている。 As an example of the degassing cylinder, a configuration example thereof is shown in FIG. This degassing cylinder 130 is provided as a part of the cylinder 12 at a connecting portion with the raw material supply section 11 . The degassing cylinder 130 is provided so that the internal space communicates from the raw material supply unit 11 to the cylinder 12, and the thermoplastic resin and the roasted woody biomass, which are raw materials, can flow. A screw is arranged in this communicating space. The degassing cylinder 130 is provided with a degassing port so that the volatile gas generated inside the cylinder 12 can be discharged to the outside.

ここで示した脱ガスシリンダ130は、その脱気口として、供給された固形物(原料)は通過させずに、揮発性気体を通過可能とするスクリーン131が設けられている場合を例示している。このスクリーン131を設けることで、原料を外部に漏出させることなく、除去したい揮発性気体をシリンダ12から外部へ除去できる。 The degassing cylinder 130 shown here is provided with a screen 131 as its degassing port that allows volatile gas to pass through while preventing the supplied solid matter (raw material) from passing through. there is By providing this screen 131, the volatile gas to be removed can be removed from the cylinder 12 to the outside without leaking the raw material to the outside.

さらに、この脱ガスシリンダ130においては、脱気口(スクリーン131)から揮発性気体を効率的に脱気できるように、脱ガスシリンダ130に設けられた吸引口132が、真空ポンプ等の吸引装置と接続されていると好ましい。図2では、吸引口132を4か所有する場合を例示している。 Furthermore, in this degassing cylinder 130, a suction port 132 provided in the degassing cylinder 130 is connected to a suction device such as a vacuum pump so that volatile gases can be efficiently degassed from the degassing port (screen 131). is preferably connected to FIG. 2 illustrates a case in which four suction ports 132 are provided.

なお、この脱気部13は、上記実施の形態では1つを設けた場合を例に説明しているが、2つ以上設けてもよい。2つ以上設ける場合においても、その設置位置は、全てシリンダ12における上流側に設けられる。 In addition, although the case where one degassing unit 13 is provided in the above-described embodiment is described as an example, two or more degassing units 13 may be provided. Even when two or more are provided, the installation positions are all provided on the upstream side of the cylinder 12 .

<樹脂複合材料の原料について>
次に、本実施の形態の樹脂複合材料の製造方法で使用する原料について説明する。ここで使用する原料は、熱可塑性樹脂と、木質系バイオマス焙焼物を含む。
<Raw materials for resin composite materials>
Next, raw materials used in the method for producing a resin composite material according to the present embodiment will be described. The raw materials used here include thermoplastic resins and roasted woody biomass.

熱可塑性樹脂は、熱により可塑化し成形が可能である樹脂であれば、どのような樹脂でも用いられる。この熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、等が挙げられ、中でも、混練物の温度を低く維持しやすい低密度ポリエチレンやポリプロピレンは成形性の観点から好ましい。 Any resin can be used as the thermoplastic resin as long as it can be plasticized and molded by heat. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene, polypropylene, polyamide, polyethylene terephthalate, polyimide, polyetheretherketone, etc. Among them, low-density polyethylene and polypropylene, which easily maintain the temperature of the kneaded product, are moldable. preferable from this point of view.

また、本実施の形態においては、熱可塑性樹脂として生分解性樹脂を用いてもよい。熱可塑性を有する生分解性樹脂としては、これらに限定されないが、例えば、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリグリコール、ポリカプロラクトン、ポリビニルアルコール等が挙げられる。 Moreover, in this embodiment, a biodegradable resin may be used as the thermoplastic resin. Examples of thermoplastic biodegradable resins include, but are not limited to, polylactic acid, polybutylene succinate, polyethylene succinate, polyglycol, polycaprolactone, and polyvinyl alcohol.

本実施の形態で用いる熱可塑性樹脂は、どのような形態でもよいが、粒状に成形されたものが扱い易さの点で好ましい。また、2種類以上の熱可塑性樹脂を同時に利用することもできる。さらに、木質系バイオマス焙焼物との混練時には、均一性及び密着性を高める目的で、熱可塑性樹脂でもある相溶化樹脂(相溶化材)を添加してもよい。 The thermoplastic resin used in the present embodiment may be in any form, but it is preferable to use a granulated one in terms of ease of handling. Also, two or more thermoplastic resins can be used at the same time. Furthermore, at the time of kneading with the roasted woody biomass, a compatibilizing resin (compatibilizing agent), which is also a thermoplastic resin, may be added for the purpose of improving uniformity and adhesion.

相溶化樹脂としては、公知の相溶化樹脂が用いられ、例えば、これに限定されないが、マレイン酸変性ポリプロピレン(ユーメックス1010、三洋化成製)、モディック(登録商標)P908(三菱化学製)等が挙げられる。相溶化樹脂は、木質系バイオマス焙焼物と熱可塑性樹脂との均一混合や密着性を高める働きをする。相溶化樹脂は用いなくともよいが、用いる場合には、混練により得られる樹脂複合材料中に、最大で15質量%程度の量で用いられる。 As the compatibilizing resin, a known compatibilizing resin is used, and examples thereof include, but are not limited to, maleic acid-modified polypropylene (Umex 1010, manufactured by Sanyo Kasei), Modic (registered trademark) P908 (manufactured by Mitsubishi Chemical), and the like. be done. The compatibilizing resin functions to improve uniform mixing and adhesion between the roasted woody biomass and the thermoplastic resin. A compatibilizing resin may not be used, but if it is used, it is used in an amount of up to about 15% by mass in the resin composite material obtained by kneading.

本実施の形態で用いる木質系バイオマス焙焼物は、木質系バイオマスを焙焼して得られるものであればよい。このように焙焼することによって、その出発原料よりも高いエネルギー密度を有する固体燃料が得られる。このような木質系バイオマス焙焼物は、例えば、サイズが50mm以下の木質系バイオマスの粉砕物を、酸素濃度10%以下で、かつ物質温度240~350℃の条件下で焙焼することによって得られる。 The roasted woody biomass used in the present embodiment may be obtained by roasting woody biomass. Roasting in this manner yields a solid fuel that has a higher energy density than its starting material. Such roasted woody biomass can be obtained, for example, by roasting pulverized woody biomass with a size of 50 mm or less under conditions of an oxygen concentration of 10% or less and a material temperature of 240 to 350 ° C. .

木質系バイオマス焙焼物の原料となる木材としては、広葉樹および針葉樹のいずれもが使用できる。具体的には、これに限定されるものではないが、広葉樹としては、ユーカリ、パラゴムノキ、ブナ、シナ、シラカバ、ポプラ、アカシア、ナラ、イタヤカエデ、センノキ、ニレ、キリ、ホオノキ、ヤナギ、セン、ウバメガシ、コナラ、クヌギ、トチノキ、ケヤキ、ミズメ、ミズキ、アオダモ等が例示され、針葉樹としては、スギ、エゾマツ、カラマツ、クロマツ、トドマツ、ヒメコマツ、イチイ、ネズコ、ハリモミ、イラモミ、イヌマキ、モミ、サワラ、トガサワラ、アスナロ、ヒバ、ツガ、コメツガ、ヒノキ、イチイ、イヌガヤ、トウヒ、イエローシーダー(ベイヒバ)、ロウソンヒノキ(ベイヒ)、ダグラスファー(ベイマツ)、シトカスプルース(ベイトウヒ)、ラジアータマツ、イースタンスプルース、イースタンホワイトパイン、ウェスタンラーチ、ウェスタンファー、ウェスタンヘムロック、タマラック等が例示される。 Both broad-leaved trees and coniferous trees can be used as the raw material for the roasted woody biomass product. Specifically, but not limited to, broad-leaved trees include eucalyptus, Hevea brasiliensis, beech, China, white birch, poplar, acacia, oak, maple, senoki, elm, paulownia, magnolia, willow, sen, and Quercus phillyraeoides. , Quercus serrata, Sawtooth oak, Horse chestnut, Japanese zelkova, Mizume, Dogwood, Aodamo, etc. Conifers include Japanese cedar, Ezo spruce, Japanese larch, Japanese black pine, Sakhalin fir, Himekomatsu, Yew, Nezuko, Japanese spruce fir, Japanese fir, Dogwood, Fir, Spanish mackerel, Togasawara , Asunaro, Japanese cypress, Japanese hemlock, Japanese hemlock, Japanese cypress, yew, dogwood, spruce, yellow cedar, Lawson cypress, Douglas fir, Sitka spruce, Radiata pine, Eastern spruce, Eastern white pine , western larch, western fur, western hemlock, tamarack and the like.

これらの中では、ユーカリ属の木材やパラゴムノキ(Hevea brasiliensis)が好ましい。ユーカリ属としては、Eucalyptus(以下、E.と略す) calophylla、E. citriodora、E. diversicolor、E. globulus、E. grandis、E. urograndis、E. gummifera、E. marginata、E. nesophila、E. nitens、E. amygdalina、E. camaldulensis、E. delegatensis、E. gigantea、E. muelleriana、E. obliqua、E. regnans、E. sieberiana、E. viminalis、E. marginata、等が挙げられる。 Among these, eucalyptus wood and Hevea brasiliensis are preferred. Eucalyptus includes Eucalyptus (hereinafter abbreviated as E.) calophylla, E. citriodora, E. diversicolor, E. globulus, E. grandis, E. urograndis, E. gummifera, E. marginata, E. nesophila, E. nitens, E. amygdalina, E. camaldulensis, E. delegatensis, E. gigantea, E. muelleriana, E. obliqua, E. regnans, E. sieberiana, E. viminalis, E. marginata, and the like.

本実施の形態において、原料となる木質系バイオマスの形態は限定されず、例えば、木材チップ、樹皮(バーク)、おが屑、鋸屑などを好適に使用できる。好ましい態様において、サイズが50mm以下の木質系バイオマスを原料とできる。このようなサイズの木質系バイオマスは、例えば、粉砕することによって50mm以下のサイズに調整すればよく、1mm以上50mm以下のサイズの木質系バイオマスが好ましい。なお、本実施の形態において、木質系バイオマス粉砕物のサイズは、篩い分け器の穴の大きさによって篩い分け選択できる。木質系バイオマスの粉砕は、例えば、ハンマーミル、ナイフ切削型バイオマス燃料用チッパーを用いて粉砕処理すればよい。 In the present embodiment, the form of woody biomass as a raw material is not limited, and wood chips, bark, sawdust, sawdust, etc., can be suitably used, for example. In a preferred embodiment, woody biomass with a size of 50 mm or less can be used as a raw material. Woody biomass of such a size may be adjusted to a size of 50 mm or less by pulverizing, for example, and woody biomass having a size of 1 mm or more and 50 mm or less is preferable. In this embodiment, the size of the pulverized woody biomass can be selected by sieving according to the size of the holes of the sifter. Pulverization of woody biomass may be carried out using, for example, a hammer mill or a knife-cutting type biomass fuel chipper.

このような原料となる木質系バイオマスを、焙焼処理して、木質系バイオマス焙焼物を得る。一般に焙焼(torrefaction)とは、低酸素雰囲気下で、いわゆる炭化処理よりも低い温度で加熱する処理のことである。通常の木材の炭化処理の温度は400~700℃であるが、本実施の形態においては、例えば、240~350℃にて焙焼が行われる。 Such raw material woody biomass is roasted to obtain a roasted woody biomass product. Torrefaction generally refers to a process of heating in a low-oxygen atmosphere at a lower temperature than the so-called carbonization process. The temperature for carbonization treatment of ordinary wood is 400 to 700°C, but in the present embodiment, the roasting is performed at 240 to 350°C, for example.

本実施の形態における焙焼の処理条件は、酸素濃度10%以下で、物質温度240~350℃である。ここで、焙焼における物質温度は、焙焼処理装置の出口付近における木質系バイオマスの温度である。本実施の形態においては、酸素濃度が10%以下の条件で焙焼を行うが、酸素濃度が10%を超えると物質収率、熱量収率が低下する場合がある。また、物質温度が240℃未満では、焙焼物を小さな粒径まで粉砕することが難しく、350℃を超えると、物質収率や熱量収率が低下する。物質温度は240~330℃が好ましく、250~320℃がさらに好ましい。ヘミセルロースは270℃付近で熱分解が顕著になるのに対して、セルロースは355℃付近、リグニンは365℃付近で熱分解が顕著になるので、焙焼の処理温度を240~350℃とすることで、ヘミセルロースを優先的に熱分解して、物質収率と粉砕性を両立できる成形用樹脂材料の製造が可能になると推察される。 The processing conditions for roasting in the present embodiment are an oxygen concentration of 10% or less and a substance temperature of 240 to 350°C. Here, the substance temperature in roasting is the temperature of the woody biomass near the exit of the roasting treatment apparatus. In the present embodiment, the roasting is performed under the condition that the oxygen concentration is 10% or less, but if the oxygen concentration exceeds 10%, the material yield and heat yield may decrease. Also, if the substance temperature is less than 240°C, it is difficult to pulverize the roasted product to a small particle size, and if it exceeds 350°C, the substance yield and heat yield decrease. The material temperature is preferably 240-330°C, more preferably 250-320°C. Thermal decomposition of hemicellulose becomes significant at around 270°C, whereas thermal decomposition of cellulose becomes significant at around 355°C, and lignin at around 365°C. Therefore, it is presumed that hemicellulose is preferentially thermally decomposed, and that it becomes possible to produce a resin material for molding that achieves both material yield and pulverizability.

本実施の形態において、焙焼処理を行うための装置は特に限定されないが、ロータリーキルンおよび/または竪型炉が好ましい。なお、酸素濃度を10%以下に調整するため装置内を窒素等の不活性気体で置換することが好ましい。焙焼処理の処理時間は特に制限されないが、例えば、1~180分が好ましく、5~120分がより好ましく、10~60分がさらに好ましい。連続式の装置を用いる場合は、焙焼装置における滞留時間を管理すればよい。 In the present embodiment, the apparatus for performing the roasting treatment is not particularly limited, but a rotary kiln and/or a vertical furnace are preferred. In order to adjust the oxygen concentration to 10% or less, it is preferable to replace the inside of the apparatus with an inert gas such as nitrogen. The treatment time of the roasting treatment is not particularly limited, but is preferably 1 to 180 minutes, more preferably 5 to 120 minutes, and even more preferably 10 to 60 minutes. When using a continuous apparatus, the residence time in the roasting apparatus should be controlled.

本実施の形態において、焙焼処理を行うための装置として、外熱式の焙焼装置を使用してもよい。例えば、外熱式のロータリーキルンは、キルン内筒の一部または全部をキルン外筒で覆う構造を有し、内筒内で木質系バイオマスの焙焼を行い、外筒内で燃料を燃焼させて内筒内部の木質系バイオマスを間接的に加熱する。キルン外筒内の温度は、400~800℃とでき、450~750℃が好ましい。キルン外筒内の温度が400℃未満であるとキルン内筒内の木質系バイオマスの熱分解が不十分となり、得られる固体燃料の粉砕性が低下する。一方、800℃を超えるとキルン内筒内の木質系バイオマスの温度が過度に上昇し、得られる固体燃料の物質収率、熱量収率が低下する。 In the present embodiment, an external heat roasting device may be used as the roasting device. For example, an external heat type rotary kiln has a structure in which a part or all of the kiln inner cylinder is covered with a kiln outer cylinder, and woody biomass is roasted in the inner cylinder and fuel is burned in the outer cylinder. The woody biomass inside the inner cylinder is indirectly heated. The temperature in the kiln outer cylinder can be 400-800°C, preferably 450-750°C. If the temperature in the kiln outer cylinder is less than 400° C., the woody biomass in the kiln inner cylinder will be insufficiently pyrolyzed, and the pulverizability of the resulting solid fuel will be reduced. On the other hand, if the temperature exceeds 800° C., the temperature of the woody biomass inside the kiln inner cylinder rises excessively, and the material yield and heat yield of the obtained solid fuel decrease.

本実施の形態で用いる焙焼物は、原料である木質系バイオマスに対して物質収率で60~90%、熱量収率で70~95%が好ましい。また、粉砕性の指標であるJIS M 8801:2004に規定のハードグローブ粉砕性指数(HGI)は25以上が好ましく、30以上がさらに好ましい。HGIが高くなるほど、粉砕され易いことを示している。HGIが25~70の範囲であれば、熱可塑性樹脂と混合して成形処理することが容易になる。 The roasted product used in the present embodiment preferably has a substance yield of 60 to 90% and a calorie yield of 70 to 95% with respect to woody biomass as a raw material. The hard glove crushability index (HGI) specified in JIS M 8801:2004, which is an index of crushability, is preferably 25 or more, more preferably 30 or more. A higher HGI indicates easier pulverization. When the HGI is in the range of 25 to 70, it becomes easy to mix with a thermoplastic resin and perform molding.

本実施の形態で用いる木質系バイオマス焙焼物は成形物としてもよい。すなわち、木質系バイオマスの粉砕物状の出発原料(焙焼物)をブリケットやペレット状に成形処理する。成形物とすることにより、取り扱いを容易とし、高密度化されるので輸送コストを削減できる。高密度化処理した後の成形物の嵩密度は500kg/m以上が好ましく、600kg/m以上がより好ましい。嵩密度は、JIS K 2151の「6.かさ密度試験方法」に従って測定できる。 The woody biomass roasted product used in the present embodiment may be a molded product. That is, a pulverized starting material (roasted product) of woody biomass is formed into briquettes or pellets. Molding facilitates handling and increases the density, thereby reducing transportation costs. The bulk density of the molded product after densification treatment is preferably 500 kg/m 3 or more, more preferably 600 kg/m 3 or more. The bulk density can be measured according to JIS K 2151, "6. Bulk Density Test Method".

本実施の形態において、焙焼物を成形物とするための装置は特に限定されていないが、例えば、ブリケッター(北川鉄工所製)、リングダイ式ペレタイザー(CPM製)、フラットダイ式ペレタイザー(Kahl製、ダルトン製)等が望ましい。 In the present embodiment, the device for forming the roasted product into a molded product is not particularly limited. , manufactured by Dalton).

本実施の形態において、木質系バイオマス焙焼物を成形物とする際には、木質系バイオマス焙焼物の水分率は8~50%が好ましく、10~30%がさらに好ましい。水分率が8%より少ないとブリケッターやペレタイザーの内部で閉塞が発生し、安定した成形物の製造ができない。水分率が50%を超えると成形が困難となり、粉体状またはペースト状で排出される。 In the present embodiment, when the woody biomass roasted product is formed into a molded product, the moisture content of the woody biomass roasted product is preferably 8 to 50%, more preferably 10 to 30%. If the moisture content is less than 8%, clogging occurs inside the briquette or pelletizer, making it impossible to stably produce moldings. If the moisture content exceeds 50%, molding becomes difficult and the product is discharged in the form of powder or paste.

本実施の形態において、木質系バイオマス焙焼物に対してバインダーを添加してもよい。バインダーは特に限定されていないが、例えば、澱粉やリグニンなどの有機高分子、アクリル酸アミドなどの無機高分子、ふすま(小麦粉製造時に発生する残渣)などの農業残渣を好適に使用できる。木質系バイオマスを効率よく有効利用する観点からは、バインダー添加部数は少ない方が望ましく、木質系バイオマス焙焼物100質量部に対して50質量部以下が好ましく、20質量部以下がより好ましい。ただし、50質量部を超えて添加しても高密度化が不可能であるというわけではない。 In the present embodiment, a binder may be added to the roasted woody biomass. Although the binder is not particularly limited, for example, organic polymers such as starch and lignin, inorganic polymers such as acrylic acid amide, and agricultural residues such as wheat bran (residues generated during wheat flour production) can be preferably used. From the viewpoint of efficient and effective use of woody biomass, it is desirable that the amount of binder added is small, preferably 50 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less per 100 parts by mass of roasted woody biomass. However, even if it is added in excess of 50 parts by mass, it does not mean that densification is impossible.

また、原料として、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物以外の有機物および/または無機物を含む他の成分を含有させてもよい。他の成分としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等のアルカリ;クレー、タルク、炭酸カルシウム、マイ力、二酸化チタン、酸化亜鉛等の無機填料;カーボンブラック、グラファイト、ガラスフレーク等の有機填料;ベンガラ、アゾ顔料、フタロシアニン等の染料又は顔料;分散剤、滑剤、可塑剤、離型剤、難燃剤、酸化防止剤(フェノール系酸化防止剤、リン酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤)、帯電防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、金属不活性剤、結晶化促進剤(造核剤)、発泡剤、架橋剤、抗菌剤等の改質用添加剤等が挙げられる。 In addition, as raw materials, other components including organic and/or inorganic substances other than the thermoplastic resin and the roasted woody biomass may be contained. Other components include, for example, alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide, and calcium hydroxide; inorganic fillers such as clay, talc, calcium carbonate, maiko, titanium dioxide, and zinc oxide; carbon black, Organic fillers such as graphite and glass flakes; dyes or pigments such as red iron oxide, azo pigments, and phthalocyanine; dispersants, lubricants, plasticizers, mold release agents, flame retardants, antioxidants (phenolic antioxidants, , sulfur-based antioxidants), antistatic agents, light stabilizers, ultraviolet absorbers, metal deactivators, crystallization accelerators (nucleating agents), foaming agents, cross-linking agents, additives for modification such as antibacterial agents etc.

なお、本実施の形態において、木質系バイオマス焙焼物を熱可塑性樹脂と混練する前に粉砕しておくと好ましい。粉砕物の平均粒径は500μm以下が好ましく、300μm以下がさらに好ましく、200μm以下が特に好ましい。木質系バイオマス焙焼物の粉砕物の平均粒径が500μmより大きいと、樹脂との均一な混合が困難になり、粉砕した木質系バイオマス焙焼物と樹脂との混練物を射出する装置出口で、混練物の樹脂体が細かく切れる場合がある。このような場合、押出により得られる成形体の冷却処理装置への搬出が困難となる、などの問題が生じ得る。なお、本明細書で「平均粒径」とは、レーザー光散乱法(レーザー回折法)により測定した体積50%平均粒子径(D50)であり、レーザー回折/散乱式粒度分布測定器(マルバーン製、機器名:マスターサイザー2000)等で測定できる。 In the present embodiment, it is preferable to pulverize the roasted woody biomass before kneading it with the thermoplastic resin. The average particle size of the pulverized material is preferably 500 µm or less, more preferably 300 µm or less, and particularly preferably 200 µm or less. If the average particle size of the pulverized product of the roasted woody biomass is larger than 500 μm, it becomes difficult to uniformly mix it with the resin. The resin body of the object may be cut into small pieces. In such a case, problems may occur such as difficulty in carrying out the molded body obtained by extrusion to a cooling treatment device. In this specification, the "average particle size" is a volume 50% average particle size (D50) measured by a laser light scattering method (laser diffraction method), and a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer (manufactured by Malvern , device name: Mastersizer 2000).

木質系バイオマス焙焼物を粉砕する時に用いる粉砕機は、有機物を粉砕可能な装置であればよく、例えば、これらに限定されないが、ボールミル、ロッドミル、ビーズミル、コニカルミル、ディスクミル、エッジミル、ハンマーミル、乳鉢、ペレットミル、VSIミル、ウィリーミル、ローラーミル、ジェットミル、マスコロイダーなどが挙げられる。また、粉砕機として、二軸混練押出機(TEX30等のTEXシリーズ、日本製鋼所製)などを用いてもよい。 The pulverizer used for pulverizing the roasted woody biomass may be any device capable of pulverizing organic matter, and examples thereof include, but are not limited to, ball mills, rod mills, bead mills, conical mills, disk mills, edge mills, hammer mills, and mortars. , pellet mill, VSI mill, Willie mill, roller mill, jet mill, masscolloider, etc. As a pulverizer, a twin-screw kneading extruder (TEX series such as TEX30, manufactured by Japan Steel Works, Ltd.) may be used.

本実施の形態の樹脂複合材料は、以下のように、上記の木質系バイオマス焙焼物を熱可塑性樹脂と加熱混練し、これを押出成形することにより、得られる。樹脂複合材料中の木質系バイオマス焙焼物の配合率は、カーボンニュートラルを高いレベルで実現するためには、高い方が好ましいが、得られる樹脂複合材料、成形品の製造や強度を考慮すると、10質量%以上90質量%以下が好ましく、より好ましくは30質量%以上80質量%以下である。 The resin composite material of the present embodiment is obtained by heating and kneading the roasted woody biomass material with a thermoplastic resin and extruding the mixture as follows. The blending ratio of the roasted woody biomass in the resin composite material is preferably high in order to achieve a high level of carbon neutrality, but considering the resin composite material and the strength of the resulting molded product, the ratio is 10. It is preferably 90% by mass or more, more preferably 30% by mass or more and 80% by mass or less.

<樹脂複合材料の製造方法>
次に、本実施の形態の樹脂複合材料の製造方法について、上記説明した図1の樹脂複合材料の製造装置10を用いる場合を例に、各工程を説明する。
<Method for producing resin composite material>
Next, each step of the resin composite material manufacturing method of the present embodiment will be described, taking as an example the case where the resin composite material manufacturing apparatus 10 of FIG. 1 described above is used.

まず、上記のように用意した樹脂複合材料の原料を原料供給部11から、シリンダ12へ供給する〔(1a)原料供給工程〕。原料である熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物は、それぞれ別々に、例えば、フィーダー等により原料供給部11のシューターに上部から投入され、投入された原料は混合されて、シリンダ12へ供給される。 First, the raw material of the resin composite material prepared as described above is supplied from the raw material supply unit 11 to the cylinder 12 [(1a) raw material supply step]. The thermoplastic resin and the roasted woody biomass material, which are raw materials, are separately fed into the shooter of the raw material supply unit 11 from above by, for example, a feeder or the like, and the fed raw materials are mixed and supplied to the cylinder 12. .

シリンダ12に供給された原料は、シリンダ12の外部に設けられたヒータや、原料がせん断される際に発生する熱などにより加熱され、熱可塑性樹脂は溶融可塑化される〔(1b)混練工程〕。溶融可塑化した熱可塑性樹脂と、木質系バイオマス焙焼物は、シリンダ12内に設けられたスクリュにより混練され、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物の混練物が得られる。 The raw material supplied to the cylinder 12 is heated by a heater provided outside the cylinder 12 or by heat generated when the raw material is sheared, and the thermoplastic resin is melted and plasticized [(1b) kneading step ]. The melt-plasticized thermoplastic resin and the roasted woody biomass are kneaded by a screw provided in the cylinder 12 to obtain a kneaded mixture of the thermoplastic resin and the roasted woody biomass.

本実施の形態で、混練(加熱、溶融、混練等の処理)する際の温度は、通常100~300℃程度、好ましくは100~250℃程度、特に好ましくは100~200℃程度である。 In the present embodiment, the temperature for kneading (heating, melting, kneading, etc.) is usually about 100 to 300°C, preferably about 100 to 250°C, and particularly preferably about 100 to 200°C.

本実施の形態の樹脂複合材料の製造方法おいて、木質系バイオマス焙焼物及び熱可塑性樹脂を加熱混練するには、例えば、一般的な押出機が用いられる。押出機としては二軸混練押出機が好ましく、二軸混練押出機は、木質系バイオマス焙焼物を粉砕する工程、粉砕した木質系バイオマス焙焼物と熱可塑性樹脂を加熱混練する工程のどちらでも使用できる。そのため、二軸混練押出機を連結させる、あるいは1つの装置でこれら2つの工程を連続的に行い、樹脂複合材料を連続的に製造することも可能である。 In the method for producing a resin composite material according to the present embodiment, for example, a general extruder is used to heat and knead the roasted woody biomass material and the thermoplastic resin. The extruder is preferably a twin-screw kneading extruder, and the twin-screw kneading extruder can be used in either the step of pulverizing the roasted woody biomass or the step of heating and kneading the pulverized roasted woody biomass and the thermoplastic resin. . Therefore, it is also possible to continuously produce a resin composite material by connecting twin-screw kneading extruders or performing these two processes continuously with one apparatus.

次いで、得られた混練物は、スクリュによりシリンダ12内を通して、その下流側(ダイス14側)に搬送される〔(1c)搬送工程〕。この搬送時に、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物は十分に混練され、均一な混練物となる。ここで、十分に混練されていない場合、次の押出工程において、所望の形状に混練物を成形できなかったり、求める特性が得られなかったりすることがある。 Next, the obtained kneaded material is passed through the cylinder 12 by a screw and conveyed to the downstream side (the side of the die 14) [(1c) Conveying step]. During this transportation, the thermoplastic resin and the roasted woody biomass are sufficiently kneaded to form a uniform kneaded product. Here, if the mixture is not sufficiently kneaded, it may not be possible to form the kneaded product into a desired shape in the subsequent extrusion step, or the required characteristics may not be obtained.

この(1c)搬送工程では、混練物が、円滑に流動するように、シリンダ12内の温度が保持される。すなわち、上記(1b)混練工程により加熱された温度を維持または混練物が流動可能な温度を維持すればよい。搬送工程で、シリンダ12の下流側に移動してきた混練物は、最終的にはダイス14から所望の形状になるように押し出され〔(1d)押出工程〕、さらに冷却により固化されて樹脂複合材料となる。 In this (1c) conveying step, the temperature inside the cylinder 12 is maintained so that the kneaded material flows smoothly. That is, the temperature heated in the kneading step (1b) may be maintained, or the temperature at which the kneaded material can flow may be maintained. In the conveying process, the kneaded material that has moved to the downstream side of the cylinder 12 is finally extruded from the die 14 into a desired shape [(1d) Extruding process], and further solidified by cooling to form a resin composite material. becomes.

ここで得られる樹脂複合材料の形状は、特に限定されないが、ストランド状やシート状等が挙げられる。ストランド状やシート状に成形された樹脂複合材料は、所望の大きさに切断され、製品成形の材料として用いられる。 The shape of the resin composite material obtained here is not particularly limited, but may be a strand shape, a sheet shape, or the like. A resin composite material molded into a strand or sheet is cut into a desired size and used as a material for molding products.

(揮発性気体の脱気について)
上記(1b)混練工程において、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物とを混練して得られる混練物から生じる揮発性気体を、シリンダ12の上流側に設けられた脱気部13から外部へ脱気する。ここで、脱気部13は、上記説明した通りシリンダ12の上流側に設けられる。すなわち、揮発性気体の脱気部13を設ける位置は、原料供給部11との接続部分から熱可塑性樹脂が溶融可塑化される位置の間であり、原料供給部11からスクリュ全長の70%以内が好ましく、原料供給部11からスクリュ全長の40%以内がより好ましく、シリンダ12の原料供給部11との接続部分(原料供給部11の直後)がより好ましい。
(Deaeration of volatile gas)
In the kneading step (1b), the volatile gas generated from the kneaded product obtained by kneading the thermoplastic resin and the roasted woody biomass is discharged to the outside from the degassing unit 13 provided on the upstream side of the cylinder 12. I care Here, the degassing section 13 is provided on the upstream side of the cylinder 12 as described above. That is, the position where the volatile gas degassing section 13 is provided is between the connection portion with the raw material supply section 11 and the position where the thermoplastic resin is melted and plasticized, and is within 70% of the total length of the screw from the raw material supply section 11. , more preferably within 40% of the total length of the screw from the raw material supply section 11, and more preferably the connecting portion of the cylinder 12 with the raw material supply section 11 (immediately after the raw material supply section 11).

また、脱気部13が吸引脱気可能な脱ガスシリンダで構成されていると、効率的に揮発性気体が除去でき好ましい。 Further, it is preferable that the degassing unit 13 is composed of a degassing cylinder capable of suction degassing, because the volatile gas can be efficiently removed.

このように、脱気部13を設けておくことで、混練物から発生する揮発性気体を効率的に脱気できる。この脱気により、混練物中に揮発性気体が混入したまま搬送や押出成形されることを抑制できる。また、原料投入時に、原料投入量を多くした場合でも、安定して原料を供給できる。 By providing the degassing unit 13 in this manner, the volatile gas generated from the kneaded material can be efficiently degassed. By this degassing, it is possible to prevent the kneaded material from being conveyed or extruded while the volatile gas is mixed therein. In addition, even when the amount of material input is increased, the material can be stably supplied.

(検討の経緯)
本発明者らは、熱可塑性樹脂と木質系バイオマスを用いた押出成形による樹脂複合材料の製造について検討していたところ、これら原料をより均一に混合、混練できる技術として、木質系バイオマスを焙焼した木質系バイオマス焙焼物を原料として用いると混合、混練しやすくなることを見出した。
(Background of consideration)
The inventors of the present invention have been studying the production of resin composite materials by extrusion molding using thermoplastic resin and woody biomass. It was found that mixing and kneading becomes easier when the woody biomass roasted product is used as a raw material.

ところで、この木質系バイオマス焙焼物を原料として用い、押出機により樹脂複合材料を製造しようとしたとき、木質系バイオマス焙焼物が原料供給部のシューターに付着したり、原料供給部の投入口で塊を形成したりして、原料供給量が安定しなくなる場合があった。原料供給量が安定しなくなると、樹脂複合材料の単位時間当たりの製造量(押出量)が減ってしまい、効率的な製造ができなくなる。 By the way, when using this roasted woody biomass material as a raw material and trying to manufacture a resin composite material with an extruder, the roasted woody biomass material adheres to the shooter of the raw material supply unit, or clumps at the input port of the raw material supply unit. was formed, and the raw material supply amount became unstable. If the raw material supply amount becomes unstable, the production amount (extrusion amount) of the resin composite material per unit time will decrease, and efficient production will not be possible.

本発明者らは、この原料供給量が安定しない原因を突き止めるため、木質系バイオマス焙焼物から発生する気体の量が加熱温度との関係でどのように変化するかを熱重量分析により調べた。具体的には、原料となる木質系バイオマス焙焼物(TRF;直径8mmの塊状)と、その木質系バイオマス焙焼物を細かく粉砕した粉砕物(TRFの粉砕品;平均粒径36mmの粒状)について、熱重量分析装置(TG-DTA)を用い、20℃/minの昇温速度で加熱したときの木質系バイオマス焙焼物の質量変化(質量減少率)を調べた。ここで用いた「TRF」は、280℃で12分間焙焼した木質系バイオマス焙焼物である(日本製紙製)。 In order to ascertain the cause of this instability in the amount of raw material supplied, the present inventors conducted thermogravimetric analysis to investigate how the amount of gas generated from the woody biomass roasted product changes in relation to the heating temperature. Specifically, the woody biomass roasted material (TRF; lumps with a diameter of 8 mm) as a raw material and the pulverized woody biomass roasted material (TRF pulverized product; average particle diameter of 36 mm), Using a thermogravimetric analyzer (TG-DTA), the mass change (mass reduction rate) of the roasted woody biomass when heated at a temperature rising rate of 20 ° C./min was investigated. The “TRF” used here is woody biomass roasted product roasted at 280° C. for 12 minutes (manufactured by Nippon Paper Industries).

この結果、木質系バイオマス焙焼物は、加熱していくと100℃前後で5~7%程度の質量減少が生じ、一旦停滞した後、230℃以上の温度で再び質量減少が生じることがわかった。この最初の質量減少は、主として、木質系バイオマス焙焼物に含まれる水分が気化して水蒸気となり、これが放出されることに起因すると考えられる。この点、上記(1b)工程においては、熱可塑性樹脂が溶融可塑化される温度にまで加熱されるため、熱可塑性樹脂と混練される木質系バイオマス焙焼物も加熱され、このとき揮発性気体(水蒸気)が発生する。この発生した水蒸気が、原料供給部11に流入し、木質系バイオマスがシューターへ付着したり、原料供給部11の投入口で塊を形成したりする原因となり、原料の供給量の不安定化は、このような現象の発生により生じていると考えられる。 As a result, it was found that when the woody biomass roasted product was heated, the mass decreased by about 5 to 7% at around 100 ° C., and after a temporary stagnation, the mass decreased again at a temperature of 230 ° C. or higher. . It is believed that this initial mass reduction is mainly due to the fact that the moisture contained in the roasted woody biomass material is vaporized into water vapor, which is released. In this respect, in the above step (1b), the thermoplastic resin is heated to a temperature at which it is melted and plasticized, so the roasted woody biomass to be kneaded with the thermoplastic resin is also heated, and at this time, the volatile gas ( water vapor) is generated. The generated steam flows into the raw material supply unit 11, causing the woody biomass to adhere to the shooter or form clumps at the input port of the raw material supply unit 11, thereby destabilizing the amount of raw material supplied. , is considered to be caused by the occurrence of such a phenomenon.

そこで、本発明者らは、このような水蒸気をシリンダ12から発生してすぐに外部に放出することで、上記不具合を解消し、原料の供給量を安定化できることを見出した。そして、この原料の供給量の安定化により、混練物の押出量を増大させ、樹脂複合材料の製造効率を向上できることがわかった。 Therefore, the present inventors have found that by releasing such water vapor to the outside immediately after it is generated from the cylinder 12, it is possible to solve the above problems and stabilize the supply amount of the raw material. It was also found that by stabilizing the supply amount of the raw material, the throughput of the kneaded material can be increased and the production efficiency of the resin composite material can be improved.

なお、230℃以上での質量減少は、木質系バイオマス焙焼物が分解することで発生した気体(混練物に由来する気体成分)と考えられ、大きな質量減少が生じることがわかった。この点に対する対策については、以下に改めて述べる。 In addition, it was found that the mass decrease at 230 ° C. or higher is considered to be gas generated by decomposition of the roasted woody biomass (gas component derived from the kneaded product), and a large mass decrease occurs. Measures for this point will be described again below.

(実施の形態2)
<樹脂複合材料の製造装置>
この実施の形態2は、原料である熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物の供給を、それぞれ異なる位置で行うようにした実施の形態であり、その他の構成は実施の形態1と同一とできる。
(Embodiment 2)
<Production equipment for resin composite materials>
The second embodiment is an embodiment in which the raw materials, the thermoplastic resin and the roasted woody biomass, are supplied at different positions, and other configurations are the same as those of the first embodiment.

例えば、図3Aおよび図3Bに示したように、この実施の形態2に係る樹脂複合材料の製造装置20は、樹脂供給部21と、シリンダ12と、木質系バイオマス供給部22と、揮発性気体の脱気部23と、ダイス14と、回転駆動機構15と、を有する。以下、実施の形態1とは異なる部分を中心に説明する。 For example, as shown in FIGS. 3A and 3B, the resin composite material manufacturing apparatus 20 according to the second embodiment includes a resin supply unit 21, a cylinder 12, a woody biomass supply unit 22, a volatile gas degassing unit 23, the die 14, and the rotation drive mechanism 15. The following description will focus on portions that are different from the first embodiment.

この樹脂複合材料の製造装置20は、樹脂供給部21と、木質系バイオマス供給部22が、それぞれ異なる位置に設けられており、まず樹脂供給部21から熱可塑性樹脂を供給し、熱可塑性樹脂を加熱して溶融可塑化して、木質系バイオマス焙焼物を後から溶融可塑化した熱可塑性樹脂に供給するようになっている。 In this resin composite material manufacturing apparatus 20, a resin supply unit 21 and a woody biomass supply unit 22 are provided at different positions. It is heated to melt and plasticize, and the roasted woody biomass is later supplied to the melted and plasticized thermoplastic resin.

ここで、樹脂供給部21は、実施の形態1の原料供給部11と同一の位置に設けられ、その構成も原料供給部11と同一である。この樹脂供給部21は、熱可塑性樹脂が原料として供給されるが、木質系バイオマス焙焼物を供給しない点で、原料供給部11と異なる。 Here, the resin supply section 21 is provided at the same position as the raw material supply section 11 of Embodiment 1, and its configuration is also the same as that of the raw material supply section 11 . The resin supply unit 21 is different from the raw material supply unit 11 in that a thermoplastic resin is supplied as a raw material, but no roasted woody biomass is supplied.

木質系バイオマス供給部22は、シリンダ12において、樹脂供給部21よりも下流側に設けられ、先に供給された熱可塑性樹脂を、加熱して溶融可塑化し、溶融可塑化された熱可塑性樹脂中に木質系バイオマスを供給、混合できるようになっている。 The woody biomass supply unit 22 is provided on the downstream side of the resin supply unit 21 in the cylinder 12, and heats and melts the previously supplied thermoplastic resin to melt and plasticize the melted thermoplastic resin. It is designed to be able to supply and mix woody biomass to

この木質系バイオマス供給部22は、シリンダ12内に木質系バイオマス焙焼物を供給できればよく、例えば、シリンダ12の側面に設けられた開口部と接続されたスクリュ式の供給装置(サイドフィーダ)を使用できる。 The woody biomass supply unit 22 only needs to be able to supply the roasted woody biomass into the cylinder 12. For example, a screw-type feeder (side feeder) connected to an opening provided on the side surface of the cylinder 12 is used. can.

図3Aおよび図3Bに示したように、木質系バイオマス供給部22は、シリンダ12の途中に接続されて(図3Aにおいては、シリンダ12の奥側に(シリンダ12と同じ水平面で、シリンダ12の延在方向と直交する方向に)設けられている。なお、シリンダ12は実施の形態1と基本的に同一であるが、脱気部13が設けられていない点で異なる。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the woody biomass supply unit 22 is connected in the middle of the cylinder 12 (in FIG. The cylinder 12 is basically the same as that of the first embodiment, but differs in that the degassing section 13 is not provided.

この木質系バイオマス供給部22は、スクリュ式のフィーダ(例えば、サイドフィーダ)とできる。このとき、木質系バイオマス供給部22は、スクリュを有するシリンダ22aを、シリンダ12の側面に接続して、シリンダ12内を搬送されている溶融可塑化された樹脂に、途中から木質系バイオマス焙焼物を添加できるようにすればよい。このシリンダ22aは、木質系バイオマス焙焼物を投入するシューター22bを有し、このシューター22bから投入された木質系バイオマス焙焼物は、回転駆動機構22cと接続されたスクリュによりシリンダ22a内を搬送される。木質系バイオマス焙焼物は、シリンダ12へ向かって搬送されていき、シリンダ12とシリンダ22aとの接続部分で、シリンダ12内の溶融可塑化された熱可塑性樹脂に添加、混合される。 This woody biomass supply unit 22 can be a screw-type feeder (for example, a side feeder). At this time, the woody biomass supply unit 22 connects a cylinder 22a having a screw to the side surface of the cylinder 12, and feeds the melted and plasticized resin being conveyed in the cylinder 12 with the roasted woody biomass from the middle. can be added. The cylinder 22a has a shooter 22b for charging the roasted woody biomass, and the roasted woody biomass fed from the shooter 22b is conveyed through the cylinder 22a by a screw connected to a rotation drive mechanism 22c. . The roasted woody biomass is conveyed toward the cylinder 12, and is added to and mixed with the melted and plasticized thermoplastic resin in the cylinder 12 at the connecting portion between the cylinder 12 and the cylinder 22a.

そして、この実施の形態では、揮発性気体の脱気部23が、シリンダ12と、木質系バイオマス供給部22との間に設けられ、主として、溶融可塑化された熱可塑性樹脂に木質系バイオマス焙焼物を添加した際に生じる揮発性気体を、シリンダ12から外部へ除去できる。 In this embodiment, the volatile gas degassing unit 23 is provided between the cylinder 12 and the woody biomass supply unit 22, and mainly the woody biomass roasting is performed on the melt-plasticized thermoplastic resin. Volatile gases generated when the pottery is added can be removed from the cylinder 12 to the outside.

さらに、揮発性気体を効率的に除去するために、この脱気部23として、減圧吸引可能な脱気装置を用いてもよい。このような脱気装置を設けることで、シリンダ12内で生じた揮発性気体をより効率的に除去できる。この減圧吸引可能な脱気装置は、実施の形態1で説明した脱気装置と同じものを使用できる。
<樹脂複合材料の製造方法>
次に、本実施の形態の樹脂複合材料の製造方法について、上記説明した図3Aおよび図3Bの樹脂複合材料の製造装置20を用いる場合を例に、各工程を説明する。
Furthermore, in order to efficiently remove the volatile gas, a degassing device capable of vacuum suction may be used as the degassing unit 23 . By providing such a degassing device, the volatile gas generated within the cylinder 12 can be removed more efficiently. The same degassing device as described in the first embodiment can be used as this degassing device capable of vacuum suction.
<Method for producing resin composite material>
Next, each step of the resin composite material manufacturing method of the present embodiment will be described, taking as an example the case where the resin composite material manufacturing apparatus 20 of FIGS. 3A and 3B described above is used.

まず、上記のように用意した樹脂複合材料の原料を樹脂供給部21から、シリンダ12へ供給する〔(2a)樹脂供給工程〕。原料である熱可塑性樹脂は、例えば、フィーダー等により樹脂供給部21のシューター21aに上部から投入され、投入された原料はシリンダ12へ供給される。 First, the raw material of the resin composite material prepared as described above is supplied from the resin supply unit 21 to the cylinder 12 [(2a) resin supply step]. A thermoplastic resin, which is a raw material, is charged into the shooter 21 a of the resin supply unit 21 from above by a feeder or the like, and the charged raw material is supplied to the cylinder 12 .

シリンダ12に供給された熱可塑性樹脂は、シリンダ12の外部に設けられたヒータや原料がせん断される際に発生する熱等により加熱され、溶融可塑化される〔(2b)溶融可塑化工程〕。 The thermoplastic resin supplied to the cylinder 12 is heated and melted and plasticized by a heater provided outside the cylinder 12 or by heat generated when the raw material is sheared [(2b) melt-plasticization step]. .

次に、木質系バイオマス焙焼物が、木質系バイオマス供給部22からシリンダ12内に供給され、溶融可塑化された樹脂に対して木質系バイオマス焙焼物が添加され、シリンダ12内に設けられたスクリュにより混練され、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物の混練物が得られる〔(2c)混練工程〕。 Next, the roasted woody biomass is supplied from the woody biomass supply unit 22 into the cylinder 12, the roasted woody biomass is added to the melted and plasticized resin, and the screw provided in the cylinder 12 is added. to obtain a kneaded product of the thermoplastic resin and the roasted woody biomass [(2c) kneading step].

得られた混練物は、スクリュにより、シリンダ12内を通して、その下流側(ダイス14側)に搬送される〔(2d)搬送工程〕。この搬送時に、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物は十分に混練され、均一な混合状態とされる。ここで、十分に混練されていない場合、次の押出工程において、求める特性を有する成形体が得られない。 The obtained kneaded material is conveyed to the downstream side (the die 14 side) through the cylinder 12 by the screw [(2d) Conveying step]. During this transportation, the thermoplastic resin and the roasted woody biomass are sufficiently kneaded into a uniform mixed state. Here, if the mixture is not sufficiently kneaded, a molded article having desired properties cannot be obtained in the subsequent extrusion step.

搬送工程で、シリンダ12の下流側に移動してきた混練物は、最終的にはダイス14から所望の形状になるように押し出され〔(2e)押出工程〕、さらに冷却することで固化されて樹脂複合材料となる。 In the conveying process, the kneaded material that has moved to the downstream side of the cylinder 12 is finally extruded from the die 14 so as to have a desired shape [(2e) Extruding process], and is further cooled and solidified to form a resin. Composite material.

この実施の形態2は、熱可塑性樹脂と木質系バイオマス焙焼物の供給位置が異なる以外は、実施の形態1と同様の構成を有する。すなわち、この実施の形態2では、まず熱可塑性樹脂がシリンダ12に供給され、これが加熱されて溶融可塑化し、その後に木質系バイオマス焙焼物が添加され、熱可塑性樹脂と混練される。 This Embodiment 2 has the same configuration as Embodiment 1, except that the thermoplastic resin and the roasted woody biomass are supplied from different positions. That is, in this second embodiment, the thermoplastic resin is first supplied to the cylinder 12, heated and melted and plasticized, and then the woody biomass roasted product is added and kneaded with the thermoplastic resin.

そして、このように原料の供給位置を分けたことにより、実施の形態2における脱気部23を設ける位置を、木質系バイオマス供給部22のシリンダ12との接続部分に変更している。 By separating the raw material supply positions in this manner, the position where the degassing unit 23 in the second embodiment is provided is changed to the connecting portion of the woody biomass supply unit 22 with the cylinder 12 .

この実施の形態2では、溶融可塑化された熱可塑性樹脂に、木質系バイオマス焙焼物が混合されると、混合されてすぐに木質系バイオマス焙焼物から揮発性気体が発生する。その際、脱気部23が、その混合位置の上流に設けられているため、発生した揮発性気体は直ちにシリンダ12から外部に除去できる。これにより、水蒸気の発生に起因する不具合を解消できる。 In this second embodiment, when the melted and plasticized thermoplastic resin is mixed with the roasted woody biomass, volatile gas is generated from the roasted woody biomass immediately after mixing. At that time, since the degassing section 23 is provided upstream of the mixing position, the generated volatile gas can be immediately removed from the cylinder 12 to the outside. As a result, problems caused by the generation of water vapor can be eliminated.

すなわち、実施の形態1と同様に、原料の供給量の安定化が達成できる。そして、これにより、混練物の押出量を増大させ、樹脂複合材料の製造効率を向上できる。 That is, as in the first embodiment, the stabilization of the raw material supply amount can be achieved. And thereby, the extrusion rate of a kneaded material can be increased and the manufacturing efficiency of a resin composite material can be improved.

(実施の形態3)
<樹脂複合材料の製造装置>
この実施の形態3は、シリンダ12の混練物の搬送時に発生する混練物に由来する気体成分をシリンダ12から外部に放出できる脱気部13とは異なる脱気部を有する実施の形態であり、その他の構成は実施の形態1と同一とできる。
(Embodiment 3)
<Production equipment for resin composite materials>
This Embodiment 3 is an embodiment having a degassing section different from the degassing section 13 that can release the gas component derived from the kneaded material generated when the kneaded material is conveyed from the cylinder 12 to the outside from the cylinder 12. Other configurations can be the same as those of the first embodiment.

例えば、図4に示したように、この実施の形態3に係る樹脂複合材料の製造装置30は、原料供給部11と、シリンダ12と、脱気部13と、ダイス14と、回転駆動機構15と、脱気部31と、を有する。以下、実施の形態1とは異なる部分を中心に説明する。 For example, as shown in FIG. 4, a resin composite material manufacturing apparatus 30 according to the third embodiment includes a raw material supply unit 11, a cylinder 12, a degassing unit 13, a die 14, and a rotation drive mechanism 15. , and a degassing section 31 . The following description will focus on portions that are different from the first embodiment.

この実施の形態3に係る樹脂複合材料の製造装置30は、実施の形態1の樹脂複合材料の製造装置10の全ての構成を備え、それに加えて、シリンダ12に接続されている脱気部31を有している。 The resin composite material manufacturing apparatus 30 according to the third embodiment includes all the configurations of the resin composite material manufacturing apparatus 10 according to the first embodiment, and in addition, a degassing section 31 connected to the cylinder 12 have.

この脱気部31は、主として、混練物に由来する気体成分をシリンダ12から外部に除去できる開口部を有していればよく、図4では、脱気部31として、強制的に吸引脱気する装置を備えた構成を例示している。この吸引脱気装置は、実施の形態2の木質系バイオマス供給部22と同様に、シリンダ12の途中に接続されて(図4においては、シリンダ12の奥側に(シリンダ12と同じ水平面で、シリンダ12の延在方向と直交する方向に)設けられている。 This degassing part 31 mainly has an opening that can remove the gaseous component derived from the kneaded material from the cylinder 12 to the outside. 1 illustrates a configuration with a device for This suction degassing device is connected in the middle of the cylinder 12 (in FIG. 4, on the back side of the cylinder 12 (on the same horizontal plane as the cylinder 12, provided in a direction orthogonal to the extending direction of the cylinder 12).

また、図5には、吸引脱気装置の構成の一例を示した。この図5は、シリンダ12と吸引脱気装置との接続構造を、ダイス14側から見た場合の模式図である。この吸引脱気装置は、シリンダ310と、その内部に設けられた2本のスクリュS2a,S2bと、シリンダ310内の空間と連通して設けられ、減圧状態とできるベント部320と、スクリュS2a,S2bと接続された回転駆動機構330と、を有する。ベント部320は、例えば、真空ポンプと接続することで減圧状態とでき、スクリュS2a,S2bと回転駆動機構330との間には、軸シール部340が設けられている。また、吸引脱気装置のシリンダ310近傍の構成は、シリンダ12の構成と類似しているが、スクリュ径やシリンダ径は、シリンダ12よりもはるかに大きく設計できる。また、吸引脱気装置のスクリュは、特に2本に限定されるものではない。 In addition, FIG. 5 shows an example of the configuration of the suction degassing device. FIG. 5 is a schematic diagram of the connection structure between the cylinder 12 and the suction degassing device as viewed from the die 14 side. This suction degassing device includes a cylinder 310, two screws S2a and S2b provided inside the cylinder 310, a vent portion 320 provided in communication with the space inside the cylinder 310 and capable of being reduced in pressure, screws S2a, and a rotary drive mechanism 330 connected to S2b. The vent section 320 can be brought into a decompressed state by, for example, being connected to a vacuum pump. Also, the structure near the cylinder 310 of the suction degassing device is similar to the structure of the cylinder 12, but the screw diameter and the cylinder diameter can be designed to be much larger than the cylinder 12. Moreover, the number of screws of the suction degassing device is not particularly limited to two.

脱気部31として、このような吸引脱気装置を設けると、回転駆動機構330によりスクリュS2a、S2bを回転させることで、シリンダ12内を搬送される混練物が吸引脱気装置内に逆流してくることを防ぐ(混練物をシリンダ12方向に押し込む)とともに、混練物に由来する気体成分をシリンダ12外へ排出できる。排出された混練物に由来する気体成分は、シリンダ310からベント部320を経由して、外部に除去される(図5の破線矢印)。 When such a suction degassing device is provided as the degassing unit 31, the screws S2a and S2b are rotated by the rotation drive mechanism 330, so that the kneaded material conveyed inside the cylinder 12 flows back into the suction degassing device. In addition to preventing the kneaded material from coming out (pushing the kneaded material in the direction of the cylinder 12 ), the gas component derived from the kneaded material can be discharged out of the cylinder 12 . A gaseous component derived from the discharged kneaded material is removed to the outside from the cylinder 310 via the vent 320 (broken line arrow in FIG. 5).

ここで、脱気部31として、吸引脱気装置に代えて、ベント装置を設けることもできる。ベント装置としては真空ベント装置が好ましく、真空ベント装置は、シリンダ12に設けられたベント孔から真空ポンプにより直接混練物に由来する気体成分を除去する構成の装置である。 Here, as the deaeration unit 31, a vent device can be provided instead of the suction deaeration device. As the venting device, a vacuum venting device is preferable, and the vacuum venting device is a device configured to directly remove the gaseous component originating from the kneaded material through a vent hole provided in the cylinder 12 by a vacuum pump.

図4の樹脂複合材料の製造装置30では、脱気部31を、シリンダ12の中流部、下流部の2箇所に設けた場合を例示しているが、シリンダ12内を搬送される混練物について、それに由来する気体成分を効果的に除去できれば、設ける数は1つでも、3つ以上でもよい。また、設ける場所も、用いる製造装置、製造条件等により適宜変更できる。 In the resin composite material manufacturing apparatus 30 of FIG. , the number of which may be one or three or more as long as the gas component derived therefrom can be effectively removed. Also, the place of installation can be appropriately changed depending on the manufacturing equipment to be used, the manufacturing conditions, and the like.

本実施の形態で想定している「混練物に由来する気体成分」とは、主として、混練物が比較的長く加熱されたり、加熱温度が高温になったりすることにより発生する気体である。例えば、木質系バイオマス焙焼物を原料として含む本実施の形態では、木質系バイオマス焙焼物が、焙焼温度以上の温度に加熱されることで分解されて発生する気体が挙げられ、もともと木質系バイオマス焙焼物中に含まれており、加熱により気化して発生した揮発性気体は含まない。
<樹脂複合材料の製造方法>
次に、本実施の形態の樹脂複合材料の製造方法について、上記説明した図4の樹脂複合材料の製造装置30を用いる場合を例に、各工程を説明する。
The "gas component derived from the kneaded material" assumed in the present embodiment is mainly a gas generated when the kneaded material is heated for a relatively long time or when the heating temperature becomes high. For example, in the present embodiment containing roasted woody biomass as a raw material, the roasted woody biomass is decomposed by being heated to a temperature equal to or higher than the roasting temperature. It does not include volatile gas that is contained in the roasted product and is generated by vaporization due to heating.
<Method for producing resin composite material>
Next, each step of the method for producing a resin composite material according to the present embodiment will be described, taking as an example the case of using the apparatus 30 for producing a resin composite material shown in FIG. 4 described above.

この樹脂複合材料の製造装置30を用いた樹脂複合材料の製造方法は、実施の形態1で説明した操作と同一の工程((1a)工程~(1d)工程)により行われる。そして、本実施の形態では、(1c)工程(搬送工程)において、混練物から発生した混練物由来の気体を脱気部31を通じてシリンダ12から外部へ除去できる。これにより、シリンダ12内で、混練物由来の気体が発生した場合でも、混練物中にその気体が混入することを抑制し、混練物を安定して搬送できる。したがって、ダイス14から押出して得られる樹脂複合材料は、その求められる品質を維持でき、製造効率を向上できる。 The resin composite material manufacturing method using this resin composite material manufacturing apparatus 30 is performed by the same steps (steps (1a) to (1d)) as the operations described in the first embodiment. Then, in the present embodiment, in the step (1c) (conveying step), the kneaded product-derived gas generated from the kneaded product can be removed from the cylinder 12 to the outside through the degassing section 31 . As a result, even if gas originating from the kneaded material is generated in the cylinder 12, the gas is prevented from entering the kneaded material, and the kneaded material can be conveyed stably. Therefore, the resin composite material obtained by extrusion from the die 14 can maintain the desired quality and improve the production efficiency.

上記実施の形態3の説明は、実施の形態1に対して、脱気部31を追加して設けた場合を説明したが、実施の形態2においても同様に適用できる。 In the above description of the third embodiment, the case where the degassing section 31 is added to the first embodiment has been described, but the same can be applied to the second embodiment.

(変形例)
上記実施の形態で説明したダイス14は、既に説明したように、押出機として用いられる公知のダイスであれば特に限定されずに使用できる。
(Modification)
As already described, the die 14 described in the above embodiment can be used without particular limitation as long as it is a known die used as an extruder.

本明細書で記載の樹脂複合材料は、上記説明したように、木質系バイオマス焙焼物を含有する混練物を押出すため、できるだけ木質系バイオマス焙焼物が分解する温度にまで上昇しないように搬送し、押出すことが好ましい。混練物は、ダイスの内部(滞留部)においても、そのかかるせん断力により温度が上昇する場合があるため、可能な限りダイス孔からの混練物の押出しを容易にすることが好ましい。また、このとき滞留部を小さくすることも好ましい。 As described above, since the resin composite material described in this specification extrudes the kneaded material containing the roasted wood biomass, it is conveyed so that the temperature does not rise to a temperature at which the roasted wood biomass decomposes as much as possible. , preferably extruded. The temperature of the kneaded material may rise even in the interior of the die (storage area) due to the shearing force, so it is preferable to facilitate the extrusion of the kneaded material from the die holes as much as possible. At this time, it is also preferable to make the staying portion small.

例えば、図6は、ダイス14の一例として、ダイス孔14a(押出孔)とそれに接続している滞留部14bを拡大して示した図である。このとき、ダイス孔14aにおける長さをL、直径をD、とすると、混練物の押出を容易にし、混練物の温度上昇を抑制するには、上記のうちダイス孔14aのパラメータである直径Dに対する長さLの比(L/D)は、5以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下がさらに好ましい。この関係は、数値が小さいほど、滞留部内部の圧力上昇を過度に引き起こす可能性が低く、滞留部からの押出を容易にできるため好ましい。 For example, FIG. 6 is an enlarged view of a die hole 14a (extrusion hole) and a retention portion 14b connected thereto as an example of the die 14. As shown in FIG. At this time, assuming that the length of the die hole 14a is L and the diameter is D, in order to facilitate the extrusion of the kneaded material and suppress the temperature rise of the kneaded material, the diameter D The ratio (L/D) of the length L to the length is preferably 5 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less. In this relationship, the smaller the numerical value, the lower the possibility of causing an excessive increase in the pressure inside the stagnant portion, and the easier the extrusion from the stagnant portion becomes.

また、ダイス14の滞留部内において、その圧力や混練物の温度を確認しながら、圧力や温度が過度に高くならないように制御することも好ましい。このとき、ダイス14に、圧力計や温度計等を設け、所定の圧力や温度を設定しておき、その設定値を超えるか否かをモニターする。そして、設定値を超えた場合には、設定値内に収まるように制御する制御装置を設けることが好ましい。例えば、これら圧力や温度が所定の値を超えた場合には、シリンダ12の加熱温度を低くしたり、シリンダ12のスクリュの回転速度を遅くしたり、滞留部内の気体を外部に放出したり、などのフィードバック制御をすることで、圧力や温度を調整できる。 It is also preferable to check the pressure and the temperature of the kneaded material in the stagnant portion of the die 14 and control the pressure and temperature so that they do not become excessively high. At this time, the die 14 is provided with a pressure gauge, a thermometer, etc., and predetermined pressures and temperatures are set, and whether or not the set values are exceeded is monitored. Then, when the set value is exceeded, it is preferable to provide a control device that performs control so that the set value is kept within the set value. For example, when these pressures and temperatures exceed predetermined values, the heating temperature of the cylinder 12 is lowered, the rotation speed of the screw of the cylinder 12 is lowered, the gas in the stagnant portion is released to the outside, The pressure and temperature can be adjusted by feedback control such as

なお、実施の形態1で説明した木質系バイオマス焙焼物の分解が生じてしまうと、ダイス14の滞留部における圧力の上昇、樹脂複合材料の製造効率の低下や品質の低下が生じるおそれがある。そのため、そのような分解を抑制することが好ましく、混練物(木質系バイオマス焙焼物)の温度を、その焙焼温度を超えないように維持して、樹脂複合材料を製造することが好ましい。このとき、混練物の温度が上昇しやすいのが、ダイス14で押出成形を行う部分であり、混練物の温度が焙焼温度を超えないように制御するために、ダイス14に温度計を取り付ければよい。 If decomposition of the roasted woody biomass described in Embodiment 1 occurs, there is a risk that the pressure in the stagnant portion of the die 14 will rise, the production efficiency of the resin composite material will decrease, and the quality will decrease. Therefore, it is preferable to suppress such decomposition, and it is preferable to produce a resin composite material by maintaining the temperature of the kneaded product (woody biomass roasted product) so as not to exceed the roasting temperature. At this time, the temperature of the kneaded product tends to rise in the die 14 where the extrusion molding is performed. Just do it.

上記のように、いくつかの実施形態を説明したが、本実施の形態で得られる樹脂複合材料は、種々の目的に合わせた成形が可能であり、例えば、プラスチック製品の代替品、即ちトレー等、自動車部品、自動車のダッシュボード等の内装、飛行機の荷物入れ、輸送用機器の構造部材、家電製品の筐体(ハウジング)、カード、トナー容器等の各種容器、建築材、育苗ポット、農業用シート、筆記具、木製品の代替品、家庭用器具、ストロー、コップ、玩具、スポーツ用品、港湾用部材、建築部材、発電機用部材、工具、漁具、包装材料、3Dプリンター造形物、パレット等の製造に幅広く適用可能である。これらの製品は不要となった場合、廃棄処分されることとなるが、例えば、焼却処理され二酸化炭素を排出することになっても、配合された木質系バイオマスの焙焼物の廃棄分は、大気中の二酸化炭素量を増加させていないものとして取り扱うことができる。 As described above, some embodiments have been described, but the resin composite material obtained in this embodiment can be molded for various purposes, such as a substitute for plastic products, that is, a tray. , automobile parts, interiors such as automobile dashboards, luggage compartments for airplanes, structural members for transportation equipment, housings for home appliances, cards, various containers such as toner containers, construction materials, seedling pots, agricultural use Manufacture of sheets, writing instruments, substitutes for wooden products, household appliances, straws, cups, toys, sporting goods, harbor components, building components, generator components, tools, fishing gear, packaging materials, 3D printer models, pallets, etc. It is widely applicable to When these products are no longer needed, they will be discarded. can be treated as not increasing the amount of carbon dioxide in the

(実施例)
以下に、本実施の形態の樹脂複合材料の製造装置および製造方法を、実施例および比較例を用いて詳細に説明する。
(Example)
The apparatus and method for producing a resin composite material according to the present embodiment will be described in detail below using examples and comparative examples.

<木質系バイオマス焙焼物の調製>
まず、原料となる木質系バイオマス焙焼物(TRF)を次のように得た。
<Preparation of woody biomass roasted product>
First, a woody biomass roasted product (TRF) as a raw material was obtained as follows.

ユーカリ・ユーログランディスの木材チップをディスクチッパーにて粉砕処理し、粉砕後、1~50mmのサイズのチップ粉砕物を、コンベアドライヤー(Alvan Blanch製)を用いて、熱風温度70℃で3時間乾燥し、水分を10%に調整した。 Eucalyptus Eurograndis wood chips are pulverized with a disc chipper, and after pulverization, the pulverized chips with a size of 1 to 50 mm are dried at a hot air temperature of 70 ° C. for 3 hours using a conveyor dryer (manufactured by Alvan Blanch). , water content was adjusted to 10%.

続いて、大型ロータリーキルン型炭化炉を用い、酸素濃度1%以下、炭化炉内のチップ粉砕物の物質温度が280℃となるようにして、滞留時間12分で焙焼を行って、木質系バイオマスの焙焼物を得た。得られた焙焼物は、その大きさが不揃いであり、1~50mmの大きさのものが含まれていた。焙焼物を冷却後、ハンマーミルで5mm以下になるまで粉砕した。焙焼物の粉砕物の水分を12%に調整し、リングダイ式ペレタイザー(Triumph社製)にてダイ穴直径8mm、ダイ厚さ26mmのリングダイを用いて高密度化処理を行い、焙焼物をペレット化した(直径:約8mm、長さ:約26mm)。 Subsequently, using a large rotary kiln type carbonization furnace, the oxygen concentration is 1% or less, the substance temperature of the crushed chips in the carbonization furnace is 280 ° C., and the roasting is performed for a residence time of 12 minutes to produce woody biomass. of the roasted product was obtained. The size of the roasted product thus obtained was not uniform, and some had a size of 1 to 50 mm. After cooling the roasted product, it was pulverized to 5 mm or less with a hammer mill. The water content of the pulverized roasted product is adjusted to 12%, and densification treatment is performed using a ring die type pelletizer (manufactured by Triumph) using a ring die with a die hole diameter of 8 mm and a die thickness of 26 mm. Pelletized (diameter: about 8 mm, length: about 26 mm).

次いで、二軸混練押出機(日本製鋼所製、商品名:TEX30)にペレットを投入し、ペレット化した焙焼物を平均粒径が約150μmとなるように粉砕した。ここで、焙焼物の粉砕物の平均粒径は、自動音波振動式ふるい分け測定器(株式会社セイシン製、商品名:ロボットシフターRPS-105)で測定した。 Next, the pellets were put into a twin-screw kneading extruder (manufactured by Nippon Steel Works, trade name: TEX30), and the pelletized roasted product was pulverized to an average particle size of about 150 μm. Here, the average particle size of the pulverized roasted product was measured with an automatic sonic vibration type sieving analyzer (manufactured by Seishin Co., Ltd., trade name: Robot Shifter RPS-105).

(実施例1)
図4に示した樹脂複合材料の製造装置30を用いて、木質系バイオマス焙焼物として上記で得られた粉砕した焙焼物を、樹脂としてポリプロピレン(プライムポリマー社製、商品名:J106G、メルトフローレート(MFR):15g/10min)を原料とし、これら原料を混合しながら、連続的に加熱混練し、樹脂複合材料を製造した。
(Example 1)
Using the resin composite material manufacturing apparatus 30 shown in FIG. (MFR): 15 g/10 min) were used as raw materials, and these raw materials were continuously heated and kneaded while being mixed to produce a resin composite material.

このとき樹脂複合材料を、表1に示したように複数の条件で行い、そのときのストランド状に押出成形される樹脂複合材料の製造状況(ストランド状況)を次の基準で評価し、その結果を併せて表1に示した(実施例1-1~1-6)。
[評価基準]
〇:樹脂複合材料がストランド状に製造でき、ストランドカッターでペレットの作製ができた、
△:樹脂複合材料がストランド状に製造できたが、ストランドカッターでペレットの作製ができなかった、
×:樹脂複合材料がストランド状に製造できなかった。
At this time, the resin composite material was produced under a plurality of conditions as shown in Table 1, and the production status (strand status) of the resin composite material extruded into strands at that time was evaluated according to the following criteria. are also shown in Table 1 (Examples 1-1 to 1-6).
[Evaluation criteria]
〇: The resin composite material could be manufactured in a strand shape, and pellets could be made with a strand cutter.
△: The resin composite material could be produced in a strand shape, but the strand cutter could not produce pellets.
x: The resin composite material could not be produced in a strand shape.

Figure 2022188446000002
Figure 2022188446000002

なお、表中の「混練物温度」は、ダイス14に設けた温度計により、押出直前の混練物の温度を測定した値である。また、樹脂複合材料の製造装置30としては、二軸混練押出機(日本製鋼所社製、商品名:TEX30)に、脱気部13として図2に示した脱ガスシリンダ130を、ダイス14としてダイス孔14aのL/Dが2.0のダイスを用い、脱気部31として図5に示した吸引脱気装置を組み込んだ装置を用いた。 The "kneaded material temperature" in the table is a value obtained by measuring the temperature of the kneaded material immediately before extrusion using a thermometer provided on the die 14. In addition, as the manufacturing apparatus 30 for the resin composite material, a twin-screw kneading extruder (manufactured by Japan Steel Works, Ltd., trade name: TEX30) is provided with a degassing cylinder 130 shown in FIG. A die having an L/D ratio of 2.0 in the die hole 14a was used, and a device incorporating the suction degassing device shown in FIG.

(実施例2)
使用する樹脂原料として、ポリプロピレン(プライムポリマー社製、商品名:J106G、メルトフローレート(MFR):15g/10min)の代わりに、ポリプロピレン(日本ポリプロ社製、商品名:BC10HRF、メルトフローレート(MFR):100g/10min)を用いた以外は、実施例1と同様の操作により、樹脂複合材料製造した。その製造条件、製造状況の結果を表2に示した(実施例2-1~2-4)。
(Example 2)
As the resin raw material to be used, instead of polypropylene (manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., trade name: J106G, melt flow rate (MFR): 15 g / 10 min), polypropylene (manufactured by Japan Polypro Co., Ltd., trade name: BC10HRF, melt flow rate (MFR ): 100 g/10 min), a resin composite material was produced in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results of the production conditions and production conditions (Examples 2-1 to 2-4).

Figure 2022188446000003
Figure 2022188446000003

樹脂複合材料の製造状況(ストランド状況)の評価基準は上記と同様である。 The evaluation criteria for the production status (strand status) of the resin composite material are the same as above.

(比較例1)
図7に示した樹脂複合材料の製造装置50を用いて、木質系バイオマス焙焼物として上記で得られた粉砕した焙焼物を、樹脂としてポリプロピレン(プライムポリマー社製、商品名:J106G、メルトフローレート(MFR):15g/10min)を原料とし、これら原料を混合しながら、連続的に加熱混練し、樹脂複合材料を製造した。
(Comparative example 1)
Using the resin composite material manufacturing apparatus 50 shown in FIG. (MFR): 15 g/10 min) were used as raw materials, and these raw materials were continuously heated and kneaded while being mixed to produce a resin composite material.

このとき樹脂複合材料を、表3に示したように複数の条件で行い、そのときのストランド状に押出成形される樹脂複合材料の製造状況(ストランド状況)を評価し、その結果を併せて表3に示した(比較例1-1~1-5)。 At this time, the resin composite material was produced under a plurality of conditions as shown in Table 3, and the production status (strand status) of the resin composite material extruded into strands at that time was evaluated, and the results are also shown. 3 (Comparative Examples 1-1 to 1-5).

なお、ここで用いた樹脂複合材料の製造装置50は、原料供給部11と、シリンダ12と、ダイス14と、回転駆動機構15と、脱気口51,52と、を有する。実施例で用いた樹脂複合材料の製造装置30とは、脱気部31を有しておらず、ダイス14としてダイス孔14aのL/Dが4.5のダイスを用い、シリンダ12の中流部および下流部に、脱気口51,52を有している点で構成が異なるが、それ以外は同一の構成を有する製造装置である。なお、脱気口51,52としては、単に開口部を設けたものである。 The resin composite material manufacturing apparatus 50 used here has a raw material supply unit 11 , a cylinder 12 , a die 14 , a rotation drive mechanism 15 , and degassing ports 51 and 52 . The resin composite material manufacturing apparatus 30 used in the embodiment does not have the degassing section 31, and uses a die having an L/D of 4.5 for the die hole 14a as the die 14, and the middle stream portion of the cylinder 12 1 and 2 are different in construction in that they have degassing ports 51 and 52 in the downstream section, but otherwise the manufacturing apparatus has the same construction. The degassing ports 51 and 52 are simply openings.

Figure 2022188446000004
Figure 2022188446000004

樹脂複合材料の製造状況(ストランド状況)の評価基準は上記と同様である。 The evaluation criteria for the production status (strand status) of the resin composite material are the same as above.

以上の結果から、実施例1~2においては、木質系バイオマス焙焼物が原料供給部のシューターに付着したり、押出装置の投入口でプラグを形成したりすることなく、原料供給量が安定していた。また、上記不具合がなくなったため、原料供給量を増加させても、安定して押出成形ができ、樹脂複合材料の効率的な製造も可能であった。さらに、混練物温度の上昇も抑制でき、この観点からも安定した押出成形が可能であった。 From the above results, in Examples 1 and 2, the roasted woody biomass did not adhere to the shooter of the raw material supply unit or form a plug at the inlet of the extrusion device, and the raw material supply amount was stable. was In addition, since the above problems were eliminated, stable extrusion molding was possible even when the amount of raw material supplied was increased, and efficient production of the resin composite material was also possible. Furthermore, the increase in temperature of the kneaded material could be suppressed, and from this point of view, stable extrusion molding was possible.

一方、比較例1においては、木質系バイオマス焙焼物が原料供給部のシューターに付着したり、原料供給部の投入口で塊を形成したりしたため、原料供給量が不安定で、安定した押出成形ができなかった。そのため、原料供給量を増加させることは検討すらできなかった。また、このような原料供給量の不安定化により、混練物温度も高くなる傾向にあり、これもストランド状況が良くなかった一因と考えられる。 On the other hand, in Comparative Example 1, the woody biomass roasted product adhered to the shooter of the raw material supply unit and formed lumps at the inlet of the raw material supply unit, so the raw material supply amount was unstable and stable extrusion molding was performed. I couldn't do it. Therefore, it was not even possible to consider increasing the amount of raw material supplied. In addition, the temperature of the kneaded material tends to increase due to the instability of the raw material supply amount, and this is also considered to be one of the reasons why the strand condition is not good.

10,20,30 樹脂複合材料の製造装置
11 原料供給部
11a,21a,22b シューター
12 シリンダ
13,23,31 脱気部
14 ダイス
15 回転駆動機構
21 樹脂供給部
22 木質系バイオマス供給部
Reference Signs List 10, 20, 30 Resin composite material manufacturing apparatus 11 Raw material supply units 11a, 21a, 22b Shooter 12 Cylinders 13, 23, 31 Degassing unit 14 Die 15 Rotation drive mechanism 21 Resin supply unit 22 Woody biomass supply unit

Claims (18)

以下の工程を含む、樹脂複合材料の製造方法:
(1a)熱可塑性樹脂および木質系バイオマス焙焼物を、原料供給部から第1のシリンダに供給する工程;
(1b)前記第1のシリンダ内で、前記熱可塑性樹脂を溶融可塑化し、溶融可塑化された前記熱可塑性樹脂と前記木質系バイオマス焙焼物とを混練する工程;
(1c)前記混練により得られた混練物を、前記第1のシリンダ内を通して搬送する工程;および
(1d)前記搬送された混練物を、前記第1のシリンダに設けられたダイスから押出し、木質系バイオマス/熱可塑性樹脂複合材料を製造する工程、
ここで、前記(1b)工程において、前記混練物から生じる揮発性気体を、第1の脱気部から外部へ脱気する。
A method of manufacturing a resin composite material comprising the steps of:
(1a) a step of supplying a thermoplastic resin and a roasted woody biomass from a raw material supply unit to a first cylinder;
(1b) a step of melt-plasticizing the thermoplastic resin and kneading the melt-plasticized thermoplastic resin and the roasted woody biomass in the first cylinder;
(1c) a step of conveying the kneaded material obtained by kneading through the first cylinder; and (1d) extruding the conveyed kneaded material from a die provided in the first cylinder to obtain a woody material. a step of producing a system biomass/thermoplastic resin composite material;
Here, in the step (1b), the volatile gas generated from the kneaded material is deaerated to the outside from the first deaerator.
請求項1記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記第1の脱気部が、前記第1のシリンダの前記原料供給部との接続部分に設けられている、樹脂複合材料の製造方法。
In the method for producing a resin composite material according to claim 1,
The method for producing a resin composite material, wherein the first degassing section is provided at a connection portion of the first cylinder with the raw material supply section.
以下の工程を含む、樹脂複合材料の製造方法:
(2a)熱可塑性樹脂を、樹脂供給部から第1のシリンダに供給する工程;
(2b)前記熱可塑性樹脂を溶融可塑化する工程;
(2c)木質系バイオマス焙焼物を、木質系バイオマス供給部から前記第1のシリンダ内に供給し、溶融可塑化された前記熱可塑性樹脂と混練する工程;
(2d)前記混練により得られた混練物を、前記第1のシリンダ内を通して搬送する工程;および
(2e)前記搬送された混練物を、前記第1のシリンダに設けられたダイスから押出し、木質系バイオマス/熱可塑性樹脂複合材料を製造する工程、
ここで、前記(2c)工程において、前記混練物から生じる揮発性気体を、前記木質系バイオマス供給部の前記第1のシリンダとの接続部分に設けられた第1の脱気部から外部へ脱気する。
A method of manufacturing a resin composite material comprising the steps of:
(2a) supplying a thermoplastic resin from a resin supply unit to the first cylinder;
(2b) melt plasticizing the thermoplastic resin;
(2c) a step of supplying the roasted woody biomass from the woody biomass supply unit into the first cylinder and kneading it with the melt-plasticized thermoplastic resin;
(2d) conveying the kneaded material obtained by kneading through the first cylinder; and (2e) extruding the conveyed kneaded material from a die provided in the first cylinder to a step of producing a system biomass/thermoplastic resin composite material;
Here, in the step (2c), the volatile gas generated from the kneaded material is degassed to the outside from a first degassing section provided at the connection portion of the woody biomass supply section with the first cylinder. I care
請求項1または3記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記(1b)工程または前記(2c)工程における前記揮発性気体の脱気が、吸引により行われる、樹脂複合材料の製造方法。
In the method for producing a resin composite material according to claim 1 or 3,
A method for producing a resin composite material, wherein the degassing of the volatile gas in the step (1b) or the step (2c) is performed by suction.
請求項1または3記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記(1c)工程または前記(2d)工程において、前記揮発性気体の脱気とは別に、前記混練物に由来する気体成分を外部へ脱気する、樹脂複合材料の製造方法。
In the method for producing a resin composite material according to claim 1 or 3,
A method for producing a resin composite material, wherein in the step (1c) or the step (2d), the gas component derived from the kneaded product is degassed to the outside separately from the degassing of the volatile gas.
請求項5記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記混練物に由来する前記気体成分を、前記第1のシリンダの側面に接続された第2のシリンダを有するベント装置を用い、前記混練物を前記第1のシリンダ方向へ押し込みながら脱気する、樹脂複合材料の製造方法。
In the method for producing a resin composite material according to claim 5,
The gas component derived from the kneaded material is degassed while pushing the kneaded material toward the first cylinder using a vent device having a second cylinder connected to the side surface of the first cylinder. A method for producing a resin composite material.
請求項6記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記混練物に由来する前記気体成分を、前記ベント装置により吸引しながら脱気する、樹脂複合材料の製造方法。
In the method for producing a resin composite material according to claim 6,
A method for producing a resin composite material, wherein the gas component derived from the kneaded material is degassed while being sucked by the vent device.
請求項1または3記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記混練物の温度が、前記木質系バイオマス焙焼物の焙焼温度を超えないように制御する、樹脂複合材料の製造方法。
In the method for producing a resin composite material according to claim 1 or 3,
A method for producing a resin composite material, wherein the temperature of the kneaded material is controlled so as not to exceed the roasting temperature of the woody biomass roasted material.
請求項1または3記載の樹脂複合材料の製造方法において、
前記ダイスは、前記混練物を押出すダイス孔の直径Dに対する長さLの比(L/D)が5以下である、樹脂複合材料の製造方法。
In the method for producing a resin composite material according to claim 1 or 3,
The method for producing a resin composite material, wherein the die has a ratio (L/D) of length L to diameter D of a die hole for extruding the kneaded material of 5 or less.
以下を含む樹脂複合材料の製造装置:
第1のシリンダ;
前記第1のシリンダに、熱可塑性樹脂および木質系バイオマス焙焼物を供給する原料供給部;および
前記熱可塑性樹脂と前記木質系バイオマス焙焼物との混練物を押出成形するためのダイス、
ここで、前記第1のシリンダは、前記混練物から生じる揮発性気体を外部へ脱気する第1の脱気部を有する。
Production equipment for resin composites, including:
a first cylinder;
A raw material supply unit that supplies a thermoplastic resin and a roasted woody biomass material to the first cylinder; and a die for extrusion molding a kneaded product of the thermoplastic resin and the roasted woody biomass material,
Here, the first cylinder has a first degassing section for degassing volatile gas generated from the kneaded material to the outside.
請求項10記載の樹脂複合材料の製造装置において、
前記第1の脱気部が、前記第1のシリンダの前記原料供給部との接続部分に設けられている、樹脂複合材料の製造装置。
In the apparatus for producing a resin composite material according to claim 10,
The apparatus for producing a resin composite material, wherein the first degassing section is provided at a connection portion of the first cylinder with the raw material supply section.
以下を含む樹脂複合材料の製造装置:
第1のシリンダ;
前記第1のシリンダに、熱可塑性樹脂を供給する樹脂供給部;
前記第1のシリンダに木質系バイオマス焙焼物を供給する木質系バイオマス供給部;および
前記熱可塑性樹脂と前記木質系バイオマス焙焼物との混練物を押出成形するためのダイス、
ここで、前記木質系バイオマス供給部は、前記第1のシリンダとの接続部分に、前記混練物から生じる揮発性気体を外部へ脱気する第1の脱気部を有する。
Production equipment for resin composites, including:
a first cylinder;
a resin supply unit that supplies a thermoplastic resin to the first cylinder;
A woody biomass supply unit that supplies the roasted woody biomass to the first cylinder; and a die for extrusion molding a kneaded product of the thermoplastic resin and the roasted woody biomass,
Here, the woody biomass supplying section has a first degassing section for degassing volatile gas generated from the kneaded material to the outside at a connection portion with the first cylinder.
請求項10または12記載の樹脂複合材料の製造装置において、
前記第1の脱気部は、前記揮発性気体を吸引して脱気可能である、樹脂複合材料の製造装置。
In the apparatus for producing a resin composite material according to claim 10 or 12,
The apparatus for manufacturing a resin composite material, wherein the first degassing unit is capable of degassing by sucking the volatile gas.
請求項10または12記載の樹脂複合材料の製造装置において、
前記揮発性気体の脱気とは別に、前記混練物に由来する気体成分を、前記第1のシリンダの外部へ脱気する第2の脱気部を有する、樹脂複合材料の製造装置。
In the apparatus for producing a resin composite material according to claim 10 or 12,
An apparatus for producing a resin composite material, comprising a second degassing section for degassing a gaseous component derived from the kneaded material to the outside of the first cylinder, separately from deaeration of the volatile gas.
請求項14記載の樹脂複合材料の製造装置において、
前記第2の脱気部は、前記混練物を前記第1のシリンダ方向へ押し込みながら脱気可能な第2のシリンダを有するベント装置と接続されている、樹脂複合材料の製造装置。
In the apparatus for producing a resin composite material according to claim 14,
The apparatus for producing a resin composite material, wherein the second degassing unit is connected to a vent device having a second cylinder capable of degassing the kneaded material while pushing it toward the first cylinder.
請求項15記載の樹脂複合材料の製造装置において、
前記ベント装置は、前記混練物に由来する気体成分を吸引して脱気可能である、樹脂複合材料の製造装置。
In the apparatus for producing a resin composite material according to claim 15,
The vent device is an apparatus for producing a resin composite material, which is capable of sucking and degassing a gaseous component derived from the kneaded material.
請求項10または12記載の樹脂複合材料の製造装置において、
前記混練物の温度が、前記木質系バイオマス焙焼物の焙焼温度を超えないように制御する制御装置を有する、樹脂複合材料の製造装置。
In the apparatus for producing a resin composite material according to claim 10 or 12,
An apparatus for producing a resin composite material, comprising a control device for controlling the temperature of the kneaded material so as not to exceed the roasting temperature of the roasted woody biomass material.
請求項10または12記載の樹脂複合材料の製造装置において、
前記ダイスは、前記混練物を押出すダイス孔の直径Dに対する長さLの比(L/D)が5以下である、樹脂複合材料の製造装置。
In the apparatus for producing a resin composite material according to claim 10 or 12,
The die has a ratio (L/D) of length L to diameter D of the die hole through which the kneaded material is extruded is 5 or less.
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