[发明专利]高分子复合材料、其制造装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于与由合成高分子和生物质由来成分混合而成的高分子复合材料相关的技术领域，特别是涉及制造这样的高分子复合材料的制造装置及其制造方法。

背景技术

在此，所谓生物质(生物资源)是指利用太阳的能量生长的动物或植物中能够再生的有机性资源。

具体来说，能列举出木质纤维素或以纤维素为主要成分的草木质系生物质(作为木材工业和纸浆工业等的废弃物的间伐材、建筑解体材等、作为农业废弃物的稻草、豆荚外壳、稻壳等)、以直链淀粉或支链淀粉为主要成分的淀粉质系生物质(米、小麦、玉米、马铃薯、甘薯、木薯淀粉等)，来源于甲壳类动物的甲壳质(或壳聚糖)系生物质(蟹壳、虾壳等)。

现在，正在进行如下研究：通过使来源于这些生物质的成分与合成高分子复合化，创造出使由化石资源生产的合成高分子的使用量减少且对保护地球环境做出贡献的、或表现以往所没有的新功能的高分子复合材料。对于这样的高分子复合材料，如何将生物质由来成分微细且均匀地分散到合成高分子的母相中成为重要的研究课题。

但是，生物质具有基于分子间牢固的氢键的高结晶性，并且具有三维交联等高级结构。而且即使是在机械粉碎的情况下，生物质的粉末也具有容易聚集的性质。因此，通常不容易使生物质由来成分微细且均匀地分散到合成高分子的母相中。

作为针对上述课题的现有技术，公知有如下技术：在生物质是上述淀粉质系生物质时，在对其进行了含水处理之后，与合成高分子的主剂一起进行加热混炼，从而使淀粉糊化(α化)，并使其微细且均匀地分散到母相中(例如专利文献1)。

而且，在生物质是草木质系生物质或甲壳质系生物质时，公知有如下技术：采用高压均化器等将这些生物质在水溶剂中微细化而制作均质的悬浮液。然后，将该悬浮液与合成高分子的主剂一起加热混炼，从而将生物质由来成分微细且均匀地分散到母相中(例如专利文献2)。

专利文献1：日本特开2006-21502号公报

专利文献2：日本特开2006-289164号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在上述的现有技术中，存在如下问题：在混炼处理过程中，微细且均匀地分散了的生物质由来成分在因大气压开放而急剧地进行的脱水工序中，无法避免部分地再聚集的现象。因此，由上述现有技术所制造的高分子复合材料的分散相相对于母相的微细化、均匀化的达成度不够。

本发明以解决上述问题为课题，目的在于提供一种制造高分子复合材料的技术，所述高分子复合材料是使合成高分子的母相中的生物质由来成分的分散相高度微细化、均匀化而成的。

用于解决问题的方案

为了解决上述课题，本发明为一种制造高分子复合材料的制造装置，该高分子复合材料是合成高分子和生物质由来成分混合而成的，该高分子复合材料的制造装置的特征在于，其包括：混炼部件，在被设定的混炼温度下对至少含有上述生物质由来成分的过剩含水物的混炼物进行混炼；脱水部件，在比上述混炼温度下的饱和蒸气压低且比大气压高的设定压力下，对含有上述主剂和上述过剩含水物的混炼物进行脱水；取出部件，其用于取出已脱水的上述混炼物。

发明的效果

根据本发明，提供一种制造使合成高分子的母相中的生物质由来成分的分散相高度微细化、均匀化而成的高分子复合材料的技术。

附图说明

图1的(a)是表示本发明的高分子复合材料的制造装置的第1实施方式的沿着旋转轴的纵剖视图，(b)是放大表示其脱水部件的部分的局部剖视图，(c)是用于说明该脱水部件的功能的水的状态图。

图2的(a)是表示本发明的高分子复合材料的制造装置的第2实施方式的沿着旋转轴的纵剖视图，(b)是表示第3实施方式的沿着旋转轴的纵剖视图。

图3的(a)～(c)是表示第4实施方式的高分子复合材料的制造装置的与旋转轴正交的纵剖视图。

附图标记说明

10、10’、10”、60制造装置

12料斗(投入部件)

13缸体

14注入口

15、15’、15”螺杆

16梯级(flight)

17取出部件

20压入部件

30强制减压装置

40(40a、40b、40c、40d、40e)脱水部件

41过滤板