本セミナーでは、固体輸送、溶融、溶融体輸送と混練に関して基礎理論をわかりやすく解説するとともに、それに基づく実験およびシミュレーションを用いた混練評価およびスケールアップについて現状と課題を概説いたします。
二軸スクリュ押出機・混練機やミキシングエレメントを有する単軸スクリュ押出機を用いて高分子材料の混練がなされている。技術や材料物性の高度化、不良現象などのトラブル回避のためには、装置内で起きている現象を把握することが不可欠である。また、押出機・混練機内の材料挙動をシミュレーションにより予測する技術は年々進歩しており、混練を含めた実際のプロセス設計、装置設計に応用されてきた。 本講では、固体輸送、溶融、溶融体輸送の材料挙動および混練に関して基礎理論をわかりやすく解説するとともに、それに基づく実験およびシミュレーションを用いた混練評価およびスケールアップについて現状と課題を概説する。
二軸押出機では残存最大粒子径でのミクロン分散が限界であり、サブミクロン分野、ナノ分散分野では新しい分散機構が用いられる。しかし二軸押出機でも均一性を改良すればサブミクロンが可能になる。手法は分配分散機能によっていて、考え方、技術的な方法を説明する。一方最近、事前の分散品質予測が高確率で可能になってきた。スケールアップが容易になり、従来の問題点が解決しつつある。なお、伸長流動分散では純理論的に分散レベルが自由に実現できるので問題が起きない。 各技術において種々の実例を示すが、最近の注目技術であるセルロースナノファイバー (CNF) の分散技術についても言及する。