高分子化合物の処理方法及び装置
【課題】バージンのポリエチレンを少量、もしくは加えずに、架橋方法の異なる架橋ポリエチレン混在物を熱可塑化して分子量の低下が少ない良質な生成物を得ることが可能な高分子化合物の処理方法を提供する。
【解決手段】高分子化合物とその高分子化合物と反応させる薬剤とを反応用押出機２に供給し、これら高分子化合物と薬剤とを反応用押出機２内で反応させ、高分子化合物を熱可塑化させて高分子処理物を生成する高分子化合物の処理方法において、高分子化合物に対して機械的な力を作用させるためのせん断混練ゾーン２９を、反応用押出機２内に少なくとも１ヶ所以上設け、そのせん断混練ゾーン２９で、熱可塑化していない高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化する。
【解決手段】高分子化合物とその高分子化合物と反応させる薬剤とを反応用押出機２に供給し、これら高分子化合物と薬剤とを反応用押出機２内で反応させ、高分子化合物を熱可塑化させて高分子処理物を生成する高分子化合物の処理方法において、高分子化合物に対して機械的な力を作用させるためのせん断混練ゾーン２９を、反応用押出機２内に少なくとも１ヶ所以上設け、そのせん断混練ゾーン２９で、熱可塑化していない高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子化合物を薬剤との反応と押出機スクリュでの混練により処理する高分子化合物の処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、欧州を中心として世界中の各国で環境問題に対しての取組みが実施されている。省エネ法やＷＥＥＥ指令、ＥｕＰ指令を見ても、現存する資源の有効な利用方法の確立や廃棄物のリサイクルといったいわゆる３Ｒ（Ｒｅｕｓｅ、Ｒｅｄｕｃｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ）の取組み・技術開発が重要であることは言うまでもない。
【０００３】
現在の生活になくてはならないポリマ材料についても、これまで多くのリサイクル技術が検討されてきた。この中でも、マテリアルリサイクルに関する技術開発は、資源使用量の削減やＣＯ2ガス排出抑制に大きく貢献できる可能性がある。
【０００４】
ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性ポリマは、加熱により再成形が可能であり、マテリアルリサイクルが容易であるが、架橋ポリオレフィンやエポキシ樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱可塑性を有さないポリマは加熱しても流動しないためにマテリアルリサイクルが困難である。
【０００５】
電線被覆や給湯用パイプなどに大量に使用されている架橋ポリエチレンも架橋ポリオレフィンの一種であって、熱可塑性を有さないためにマテリアルリサイクルが困難である。従来は、一部が燃料として使用されたものの、そのほとんどが産業廃棄物として埋立処理されていたが、近年、架橋ポリエチレンをマテリアルリサイクルする技術の検討が行われてきており、押出機中でスクリュのせん断力により架橋ポリエチレンを熱可塑化する技術（例えば、特許文献１参照）、超臨界水または亜臨界水を利用して架橋ポリエチレンを熱可塑化する技術（例えば、特許文献２参照）がこれまでに検討されている。
【０００６】
その他にも、架橋ポリエチレンを微粉化した後に高温で熱分解させることにより、油状燃料を得る方法（例えば、特許文献３参照）などが検討されている。
【０００７】
しかし、これらの方法では、処理後のポリエチレンの分子量の低下が大きいこと、再利用時にバージンのポリエチレンを大量に必要とすること、ワックスや油にまで分解反応を進めてしまった場合には、架橋前の元のポリエチレンに戻すマテリアルリサイクルは難しいことなどの問題がある。
【０００８】
そこで、最近になり、シラン架橋ポリエチレンを超臨界または亜臨界のアルコールと反応させることにより、シラン架橋ポリエチレンの架橋点であるシロキサン結合のみを分解する技術が研究されてきた（例えば、特許文献４参照）。
【０００９】
この方法を用いれば、架橋点のみを分解することから反応後のポリエチレンの分子量の低下がほとんどないので、バージンのポリエチレンをブレンドすることなく再利用が可能となる。
【００１０】
【特許文献１】特許第３０２６２７０号公報
【特許文献２】特開平６−２７９７６２号公報
【特許文献３】特開平１０−１６０１４９号公報
【特許文献４】特開２００５−０２９６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、一度市場に出回り、廃電線などとして回収されてきた架橋ポリエチレンは、シラン架橋ポリエチレンと有機過酸化物などにより架橋されたパーオキサイド架橋ポリエチレンとの区別がほとんどなされないのが現状である。
【００１２】
特許文献４で示されるような押出機を利用した装置では、添加する薬剤との化学反応のみを高分子化合物に作用させ、分子量の低下に伴う物性の低下を抑えるために、高分子化合物にかかる機械的な力がなるべく小さくなるように設計していたが、上述のようにパーオキサイド架橋ポリエチレンとシラン架橋ポリエチレンが混在していると、分子をシロキサン結合で架橋したポリマであるシラン架橋ポリエチレンしか熱可塑化することができず、薬剤と化学反応をしないパーオキサイド架橋ポリエチレンを熱可塑化させることはできなかった。
【００１３】
そのため、廃材中に混入するパーオキサイド架橋ポリエチレンが熱可塑化されず、反応生成物が十分な熱可塑性を有さなくなってしまう。それに伴って流動性が悪くなり、処理時に反応用押出機中の圧力が異常に変動したり、架橋成分の存在により押出された反応生成物のストランド外径が変動するために、安全性や作業性が悪化してしまう。
【００１４】
シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンは外観からの判別がつきにくいことや、現在のところ有効な分別方法がないことから、特許文献４で示される技術で実廃棄物を処理するためには、パーオキサイド架橋ポリエチレンが混合していても問題なくシラン架橋ポリエチレンを処理することができるような方法や装置の構成を検討する必要がある。
【００１５】
一方、このようなシラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンの混合物を処理する場合、押出機でスクリュのせん断力により熱可塑化する特許文献１のような方法では、バージン材を大量に必要とすることや、炭素−炭素結合より結合エネルギーが大きいシロキサン結合を分子中に有しているシラン架橋ポリエチレンは、パーオキサイド架橋ポリエチレンに比べて熱可塑化されにくいなどの問題がある。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、バージンのポリエチレンを少量、もしくは加えずに熱可塑化させることが可能となり、廃電線などから回収された架橋方法の異なる架橋ポリエチレン混在物を熱可塑化して分子量の低下が少ない良質な生成物を得ることが可能な高分子化合物の処理方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、高分子化合物とその高分子化合物と反応させる薬剤とを反応用押出機に供給し、これら高分子化合物と薬剤とを反応用押出機内で反応させて高分子処理物を生成する高分子化合物の処理方法において、前記高分子化合物に対して機械的な力を作用させるためのせん断混練ゾーンを、前記反応用押出機内に少なくとも１ヶ所以上設け、そのせん断混練ゾーンで、熱可塑化していない前記高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化する高分子化合物の処理方法である。
【００１８】
本発明は、前記せん断混練ゾーンは、前記薬剤の注入口よりも出口側に少なくとも１つ以上配置される高分子化合物の処理方法である。
【００１９】
本発明は、前記せん断混練ゾーンは、その温度を２４０〜３８０℃の範囲に保ち、せん断速度（ｓ-1）と混練ゾーンでの樹脂滞留時間（ｓ）との積が２５００以上である高分子化合物の処理方法である。
【００２０】
本発明は、前記高分子化合物と予め超臨界または亜臨界状態とした前記薬剤とを、超臨界または亜臨界状態とした前記反応用押出機内で反応させる高分子化合物の処理方法である。
【００２１】
本発明は、前記高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物、またはこれらにバージンのポリエチレンを混合したものであって、前記薬剤は、アルコール類またはアルコール類を含む混合物である高分子化合物の処理方法である。
【００２２】
本発明は、高分子化合物とその高分子化合物と反応させる薬剤とを反応させて高分子処理物を生成する反応用押出機を備えた高分子化合物の処理装置において、前記反応用押出機は、その内部に前記高分子化合物に対して機械的な力を作用させ、熱可塑化していない前記高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化するためのせん断混練ゾーンを、少なくとも１ヶ所以上備える高分子化合物の処理装置である。
【００２３】
本発明は、前記せん断混練ゾーンは、前記薬剤の注入口よりも出口側に少なくとも１つ以上配置される高分子化合物の処理装置である。
【００２４】
本発明は、前記せん断混練ゾーンは、その温度を２４０〜３８０℃の範囲に保ち、せん断速度（ｓ-1）と混練ゾーンでの樹脂滞留時間（ｓ）との積が２５００以上である高分子化合物の処理装置である。
【００２５】
本発明は、前記反応用押出機は、前記高分子化合物と予め超臨界または亜臨界状態とした前記薬剤とを、超臨界または亜臨界状態とした前記反応用押出機内で反応させるものである高分子化合物の処理装置である。
【００２６】
本発明は、前記高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物、またはこれらにバージンのポリエチレンを混合したものであって、前記薬剤は、アルコール類またはアルコール類を含む混合物である高分子化合物の処理装置である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、廃電線を回収する際にシラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンが混在しても、せん断混練ゾーンでせん断力を付与して薬剤と反応しにくいパーオキサイド架橋ポリエチレンを熱可塑化し、薬剤により分解したシラン架橋ポリエチレンと混練させることで、超臨界または亜臨界反応が良好となり、特性の良好な生成物を得ることができる。
【００２８】
また、本発明によれば、バージンのポリエチレンを少量または使用しなくとも、良質な再生ポリエチレンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【００３０】
図１は、本発明の好適な第１の実施形態を示す高分子化合物の処理装置の概略図である。
【００３１】
図１に示すように、第１の実施形態に係る高分子化合物の処理装置１は、高分子化合物と薬剤とを反応させて高分子処理物を生成する反応用押出機２と、反応用押出機２で生成した高分子処理物と薬剤との混合物から薬剤を脱気する脱気用押出機３とを主に備える。
【００３２】
反応用押出機２および脱気用押出機３は、二軸押出機であり、シリンダ内に一対のスクリュを互いに同方向、あるいは異方向に回転自在に設けて構成される。
【００３３】
反応用押出機２の基部には、高分子化合物を投入するホッパ４が設けられ、その先端の吐出口には反応管５が接続される。ホッパ４と吐出口との間のシリンダには薬剤注入口６が設けられる。
【００３４】
薬剤注入口６は、薬剤注入ライン７を介して薬剤タンク８に接続される。薬剤注入ライン７には、薬剤を加圧し反応用押出機２に送り込むための薬剤注入ポンプ９と、薬剤を加熱するための薬剤加熱ヒータ１０とが配置される。薬剤は、薬剤注入ポンプ９および薬剤加熱ヒータ１０により高温高圧にされ、超臨界または亜臨界状態で反応用押出機２に注入される。
【００３５】
薬剤注入口６のホッパ４側には、薬剤注入口６より注入された薬剤がホッパ４へ逆流しないようにシールゾーン１１が設けられる。シールゾーン１１は、高分子化合物が通過する際、高分子化合物が圧縮されて流路を塞ぐことができるように、スクリュ構造を高分子化合物の流路が狭くなるように設計した部分である。
【００３６】
また、反応用押出機２には、そのシリンダ内を所定の温度に保つためのジャケットやヒータなどの図示しない加熱手段が設けられる。反応用押出機２内は、薬剤が超臨界または亜臨界の状態を保持できる温度・圧力に調整される。
【００３７】
反応管５は、超臨界または亜臨界状態を保持してシラン架橋ポリエチレンと薬剤とを反応させるものである。反応管５の先端（吐出口）は、反応管５から吐出された高分子処理物と薬剤の混合物を常圧付近まで減圧する圧力調整バルブ１４が設けられた吐出ライン１２を介して、脱気用押出機３の投入口１３に接続される。
【００３８】
脱気用押出機３の投入口１３の上流側には、高分子処理物と薬剤との混合物から薬剤を脱気するためのバックベント１５が設けられ、投入口１３の下流側には、バックベント１５と同様に薬剤を脱気するフロントベント１６が設けられる。バックベント１５には、バックベント１５を加熱するためのベントボックスヒータ１７が設けられる。
【００３９】
脱気用押出機３の先端（吐出口）には、脱気した高分子処理物をストランド状にして排出するためのダイス１８が設けられる。ダイス１８の下流側には、ストランド状の高分子処理物を冷却する冷却水槽１９が配置され、その冷却水槽１９の下流側には、ストランド状の高分子処理物を切断してペレタイズ（ペレット化）するストランドカッタ２０が配置される。
【００４０】
バックベント１５およびフロントベント１６は、吸引ライン２１を介して、薬剤中の不純物をトラップするためのトラッパー２２に接続される。各吸引ライン２１には、バックベント１５およびフロントベント１６内の圧力を調整するための槽圧調整バルブ２３が設けられる。
【００４１】
トラッパー２２は、凝縮ライン２４を介して、薬剤を凝縮して貯留するコンデンサ２５に接続される。凝縮ライン２４には、バックベント１５およびフロントベント１６から薬剤を真空吸引し、真空吸引した薬剤をコンデンサ２５に凝縮するための真空ポンプ２６が配置される。この真空ポンプ２６としては、吸引した薬剤とオイルなどの液体が混合することのないドライ式のものを用いるとよい。
【００４２】
バックベント１５およびフロントベント１６には、ベントボックス内を開放するための安全ライン２７がそれぞれ接続され、各安全ライン２７には安全弁２８がそれぞれ設けられる。
【００４３】
次に、高分子化合物の処理装置１での処理方法を説明する。
【００４４】
高分子化合物の処理装置１では、反応用押出機２のホッパ４より高分子化合物を導入し、反応用押出機２のシリンダに超臨界または亜臨界状態とした薬剤を注入して、反応用押出機２および反応管５の中で超臨界または亜臨界状態を保持して高分子化合物と薬剤とを反応させる。
【００４５】
その後、熱可塑化された高分子処理物と反応後の薬剤とは、圧力調整バルブ１４を介して常圧付近まで減圧され、脱気用押出機３中で高分子化合物と薬剤とに分離される。
【００４６】
薬剤は、脱気用押出機３に設けられたバックベント１５およびフロントベント１６から真空ポンプ２６により真空吸引され、トラッパー２２で不純物を除去された後、真空ポンプ２６を通過して、コンデンサ２５内で凝縮される。
【００４７】
分離された高分子化合物は、脱気用押出機３に設けられたダイス１８によりストランド状に押出され、冷却水槽１９を通して水冷した後にストランドカッタ２０によりペレタイズされる。高分子化合物の処理装置１により得た高分子処理物のペレットは、リサイクル材料として用いられる。
【００４８】
ここで、高分子化合物の処理装置１で処理される高分子化合物と薬剤について説明する。
【００４９】
高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物、またはこれらにバージンのポリエチレンを混合したものであり、薬剤はアルコール類やアルコール類を含む混合物である。
【００５０】
アルコール類またはアルコール類を含む混合物としては、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉ−ブチルアルコール、ｎ−ペンチルアルコール、ｉ−ペンチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン、ベンジルアルコール、およびステロイドアルコールなどを挙げることができ、アルコール類と同様にヒドロキシル基を有するフェノール、クレゾール、２，４，６−トリブロモフェノール、サリチル酸、ピクリン酸、ナフトール、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、およびピロガロールなどのフェノール類も使用することができる。これらは、単独で使用してもよく、二種以上併用してもよい。
【００５１】
また、高分子化合物のシラン架橋ポリエチレンの代わりにシロキサン結合を持つポリマを用いてもよい。
【００５２】
シロキサン結合を持つポリマとしては、例えば、シラン架橋ポリエチレンを含むシラン水架橋ポリマやシリコーンゴム、シリコーン樹脂などが挙げられる。
【００５３】
ここで、シラン水架橋ポリマとは、ポリマに、ビニルアルコキシシランなどのシラン化合物をパーオキサイドを用いてグラフトさせ、アルコキシ基の加水分解によって生成したシラノール基の縮合反応により分子間を架橋させたものである。
【００５４】
シラン水架橋ポリマに用いられるポリマとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−プロピレンゴムおよびエチレン−オクテンゴムなどを挙げることができ、これらは単独で使用してもよく、二種類以上併用してもよい。また、エチレンとアルコキシシランを有するビニル化合物を共重合したポリマも使用することができる。
【００５５】
さらに、高分子化合物として、上記以外にも、架橋ポリマ、プラスチックやゴムなどの熱硬化性または熱可塑性を有しないポリマや、リグニン、セルロース、タンパク質などの天然高分子、さらには合成高分子と天然高分子との混合物、シュレッダーダストのように高分子化合物を主として、これに他の材料が混合したものを適当な薬剤と組み合わせて反応するものを適用することができる。
【００５６】
さて、高分子化合物に含まれるパーオキサイド架橋ポリエチレンは、反応用押出機２内で熱可塑化しにくく、アルコール類またはアルコール類を含む混合物からなる薬剤と化学反応しにくいため、パーオキサイド架橋ポリエチレンを含む高分子化合物をそのまま搬送しただけでは熱可塑化されにくい。
【００５７】
そこで本発明では、反応用押出機２に、パーオキサイド架橋ポリエチレンにせん断力を付与し、その分子結合を切断して熱可塑化させるためのせん断混練ゾーン２９を新たに設けた。これを図１の拡大図である図２により説明する。
【００５８】
図２に示すように、高分子化合物の処理装置１は、反応用押出機２の薬剤注入口６の出口側（吐出口側）に、高分子化合物に対して機械的な力を作用させ、高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化させるせん断混練ゾーン２９が少なくとも１ヶ所（図１では１ヶ所）設けられるものである。
【００５９】
せん断混練ゾーン２９は、薬剤注入口６より注入した薬剤により、シラン架橋ポリエチレンのシロキサン結合分解反応が十分進む位置に配置するとよい。
【００６０】
せん断混練ゾーン２９は、反応用押出機２のスクリュ（フライトスクリュなど）の軸に一体に連結したニーディングディスクで構成され、反応用押出機２のスクリュでシリンダ内を押出され搬送される高分子化合物をせん断混練ゾーン２９内のシリンダ内で滞留させた状態にして、ニーディングディスクの回転によりせん断力を付与するものである。
【００６１】
このニーディングディスクによるせん断速度と樹脂滞留時間、および温度を最適化することで、パーオキサイド架橋ポリエチレンの分子結合を切断して熱可塑化することが可能となる。
【００６２】
第１の実施形態の作用を説明する。
【００６３】
ホッパ４より投入された高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンと薬剤とを反応させながら、反応用押出機２内を出口側（吐出口側）に搬送され、せん断混練ゾーン２９へと搬送される。
【００６４】
このとき、薬剤によりシラン架橋ポリエチレンのシロキサン結合分解反応が十分進む位置にせん断混練ゾーン２９が配置されており、この結果、せん断混練ゾーン２９には、薬剤によりシラン架橋ポリエチレンのシロキサン結合が分解されてできたポリエチレンと、薬剤と反応しにくいパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物が供給される。
【００６５】
せん断混練ゾーン２９では、熱可塑化されていないパーオキサイド架橋ポリエチレンを滞留させ、ニーディングディスクでせん断力を付与して分子結合を切断し、これをシラン架橋ポリエチレンが分解されてできたポリエチレンと混練しつつ熱可塑化する。
【００６６】
せん断混練ゾーン２９の温度は、（１）パーオキサイド架橋ポリエチレンがせん断により十分に熱可塑化される、（２）熱分解による生成物の物性低下の影響が少ない、という条件を満たすように設定される。
【００６７】
具体的には、せん断混練ゾーン２９の温度は、２４０〜３８０℃の範囲に設定される。これは、せん断混練ゾーン２９の温度が２４０℃未満であるとパーオキサイド架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されず、３８０℃を超えると生成される高分子処理物の分子量が低下してしまうためである。反応用押出機２のせん断混練ゾーン２９以外の領域の温度と、せん断混練ゾーン２９の温度とはかならずしも一致しない。
【００６８】
また、せん断混練ゾーン２９でのせん断速度（ｓ-1）と樹脂滞留時間（ｓ）との積は２５００以上、好ましくは１６０００〜１７０００、より好ましくは１６０００程度であるとよい。
【００６９】
ここで、せん断速度（ｓ-1）とは、単位時間あたりのスクリュの山の頂点の移動距離（ｍｍ／ｓ）をスクリュの山の頂点と押出機シリンダとのクリアランスで割った値である。せん断速度はニーディングディスクの回転速度で調整され、樹脂滞留時間はせん断混練ゾーン２９の長さで調整される。
【００７０】
せん断混練ゾーン２９で高分子化合物に加わる機械的なエネルギーは、せん断速度と樹脂滞留時間との積に比例し、それぞれの値が大きくなるほど高分子化合物に加わる機械的な力は増大していく。
【００７１】
せん断混練ゾーン２９でのせん断速度（ｓ-1）と樹脂滞留時間（ｓ）との積を２５００以上とするのは、この値が２５００未満であると、高分子化合物に加わる機械的な力が不足し、パーオキサイド架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されないためである。
【００７２】
シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンの混合物を熱可塑化する際には、せん断速度とせん断混練ゾーン２９での樹脂滞留時間との積を１６０００〜１７０００、より好ましくは１６０００程度とすれば、高分子処理物の分子量が低下することもなく、特に良好な特性を有する高分子処理物が得られる。
【００７３】
また、高分子化合物の熱可塑化に影響を与える他の因子としてせん断混練ゾーン２９での圧力が挙げられるが、このせん断混練ゾーン２９での圧力は、好ましくは１．０ＭＰａ以上であるとよい。
【００７４】
このように、本発明によれば、高分子化合物としてシラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物を用いても、これを熱可塑化することが可能になる。
【００７５】
また、シラン架橋ポリエチレンと薬剤を化学反応させた後に、パーオキサイド架橋ポリエチレンをせん断混練ゾーンで熱可塑化するため、先にシラン架橋ポリエチレンのシロキサン結合を切断してポリエチレンとし、バージンのポリエチレンの代替としてせん断混練ゾーン２９に供給することができる。よって、バージンのポリエチレンの添加が不要、もしくは少量で済みむようになり、バージンのポリエチレンを添加しなくても、分子量の低下が少ない良質な高分子処理物を得ることができる。
【００７６】
次に、第２の実施形態に係る高分子化合物の処理装置を説明する。
【００７７】
図３に示すように、高分子化合物の処理装置３１は、図１の高分子化合物の処理装置１の脱気用押出機３を省略し、１台の押出機３２で高分子化合物の処理装置１と同様の処理を行うものである。
【００７８】
高分子化合物の処理装置３１は、基本的に図２の反応用押出機２と同じ構成であるが、これに加えて吐出口の上流側にベント３３を設け、このベント３３で薬剤を効率よく真空吸引するために、せん断混練ゾーン２９の下流側にシールゾーン３４を設けたものである。また、押出機３２の吐出口には、高分子処理物をストランド状に押出すためのダイス３５が設けられる。ダイス３５の下流側には、図示しない冷却水槽、ストランドカッタが配置される。
【００７９】
ベント３３により真空吸引した薬剤は、図１の高分子化合物の処理装置１と同様に、トラッパー、ドライ式の真空ポンプ、コンデンサにより回収される。
【００８０】
また、高分子化合物の処理装置３１では、押出機３２のＬ／Ｄを大きくして高分子化合物の樹脂滞留時間をかせぐことにより、反応管の接続を不要とした。
【００８１】
高分子化合物の処理装置３１は、図１の高分子化合物の処理装置１と同様の処理を行うものであるので、第１の実施形態に係る高分子化合物の処理装置１と同様の効果が得られる。
【００８２】
上記実施形態では、せん断混練ゾーンを薬剤注入口の下流側に１ヶ所設けたものを説明したが、これに限定されず、複数のせん断混練ゾーンを設けてもよく、せん断混練ゾーンをシールゾーンよりもホッパ側に追加してもよい。
【実施例】
【００８３】
次に、本発明の実施例と比較例を説明するが、その前に、高分子化合物の処理装置１、３１と、高分子化合物として用いるパーオキサイド架橋ポリエチレン、シラン架橋ポリエチレン、バージンポリエチレンについて、表１、２を用いて説明する。
【００８４】
【表１】
【００８５】
【表２】
【００８６】
表１に示すように、図１の高分子化合物の処理装置１は、反応用押出機２のせん断混練ゾーン２９の温度を２３０〜３９０℃まで変化させ、せん断混練ゾーン２９以外の領域（薬剤との反応ゾーン）の温度を３３０℃とした。反応用押出機２としては二軸押出機を用い、スクリュ径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝５２．５、せん断混練ゾーンのＬ／Ｄ＝４．３〜２０とした。
【００８７】
また、図３の高分子化合物の処理装置３１は、図１の高分子化合物の処理装置１と同様に、押出機３２のせん断混練ゾーン２９の温度を２３０〜３９０℃まで変化させ、せん断混練ゾーン２９以外の領域（薬剤との反応ゾーン）の温度を３３０℃とした。押出機３２としては二軸押出機を用い、スクリュ径４４ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１００、せん断混練ゾーンのＬ／Ｄ＝２．１〜３５とした。
【００８８】
また、表２に示すように、ゲル分率７７％のパーオキサイド架橋ポリエチレンと、ゲル分率６０％のシラン架橋ポリエチレンと、ゲル分率０％のバージンポリエチレン（引張強さ１５．６ＭＰａ、伸び６９３％）とを任意の比率で混合し、高分子化合物として用いた。
【００８９】
表２において、引張強さ（Ｔｂ）および伸び（Ｅｂ）は、引張試験により評価した。引張試験は、ＪＩＳ Ｃ ３００５に準拠して１ｍｍ厚のシート状にプレス成形した高分子処理物をダンベル３号の形状に打ち抜き、２００ｍｍ／ｍｉｎ．の速度でショッパー型引張試験機を用いて行った。
【００９０】
また、ゲル分率は、ＪＩＳ Ｃ ３００５に準拠して１１０℃熱キシレン中で２４時間抽出した。その後、８０℃で４時間真空乾燥した後の重量を秤量し、抽出前の重量との比から下式によりゲル分率を算出した。
【００９１】
ゲル分率（％）＝（抽出前重量（ｇ）／抽出後重量（ｇ））×１００
表２のパーオキサイド架橋ポリエチレン、シラン架橋ポリエチレン、およびバージンポリエチレンを表３の比率で混合し、せん断混練ゾーンでの温度、せん断速度と樹脂滞留時間の積を変化させて、高分子化合物を熱可塑化する実験を行い、熱可塑化後の高分子処理物の特性を評価した。結果を表３に併せて示す。表３において、特性の評価は、表２と同様に引張試験およびゲル分率を測定することにより行った。
【００９２】
次に、本実施例１〜１２と比較例１〜１８を説明する。
【００９３】
【表３】
【００９４】
（実施例１）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【００９５】
（実施例２）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【００９６】
（実施例３）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【００９７】
（実施例４）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【００９８】
（実施例５）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度４．５×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間１８．２ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【００９９】
（実施例６）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間１３．８ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１００】
（実施例７）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度４．５×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間１８．２ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０１】
（実施例８）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間１３．８ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０２】
（実施例９）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度７．５×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２９．６ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０３】
（実施例１０）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度９．６×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２４．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０４】
（実施例１１）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度７．５×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２９．６ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０５】
（実施例１２）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度９．６×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２４．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０６】
（比較例１）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを混練した。混練後の生成物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が０％に低下していることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンはせん断により熱可塑化されていると考えられる。しかし、生成物の伸びが７７％と小さいことから、分子量が低下していることが示唆された。
【０１０７】
（比較例２）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを混練した。混練後の生成物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が０％に低下していることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンはせん断により熱可塑化されていると考えられる。しかし、生成物の伸びが７５％と小さいことから、分子量が低下していることが示唆された。
【０１０８】
（比較例３）
図１の反応用押出機にせん断混練ゾーンを配置せずに、すなわちせん断混練ゾーンでの樹脂滞留時間とせん断速度の積が０になる条件において、温度３３０℃でパーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを押出した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。押出後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレン成分が十分に熱可塑化されていないものと考えられる。
【０１０９】
（比較例４）
図３の押出機にせん断混練ゾーンを配置せずに、すなわちせん断混練ゾーンでの樹脂滞留時間とせん断速度の積が０になる条件において、温度３３０℃でパーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを押出した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。押出後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレン成分が十分に熱可塑化されていないものと考えられる。
【０１１０】
（比較例５）
図１の反応用押出機にせん断混練ゾーンを配置せずに、すなわちせん断混練ゾーンでの樹脂滞留時間とせん断速度の積が０になる条件において、温度３３０℃でパーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを押出した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。押出後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレン成分が十分に熱可塑化されていないものと考えられる。
【０１１１】
（比較例６）
図３の反応用押出機にせん断混練ゾーンを配置せずに、すなわちせん断混練ゾーンでの樹脂滞留時間とせん断速度の積が０になる条件において、温度３３０℃でパーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを押出した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。押出後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレン成分が十分に熱可塑化されていないものと考えられる。
【０１１２】
（比較例７）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を２３０℃に設定し、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断混練ゾーンの温度が規定値未満であることによりパーオキサイド架橋ポリエチレンの熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１１３】
（比較例８）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を２３０℃に設定し、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断混練ゾーンの温度が規定値未満であることによりパーオキサイド架橋ポリエチレンの熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１１４】
（比較例９）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を２３０℃に設定し、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断混練ゾーンの温度が規定値未満であることによりパーオキサイド架橋ポリエチレンの熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１１５】
（比較例１０）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を２３０℃に設定し、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断混練ゾーンの温度が規定値未満であることによりパーオキサイド架橋ポリエチレンの熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１１６】
（比較例１１）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を３９０℃に設定し、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンは熱可塑化されていると考えられる。しかし、表３に示すように伸びが６３％と小さいことから、熱分解により生成物の分子量が低下していることが示唆された。
【０１１７】
（比較例１２）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を３９０℃に設定し、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンは熱可塑化されていると考えられる。しかし、表３に示すように伸びが７２％と小さいことから、熱分解により生成物の分子量が低下していることが示唆された。
【０１１８】
（比較例１３）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を３９０℃に設定し、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンは熱可塑化されていると考えられる。しかし、表３に示すように伸びが６０％と小さいことから、熱分解により生成物の分子量が低下していることが示唆された。
【０１１９】
（比較例１４）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を３９０℃に設定し、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンは熱可塑化されていると考えられる。しかし、表３に示すように伸びが６０％と小さいことから、熱分解により生成物の分子量が低下していることが示唆された。
【０１２０】
（比較例１５）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度２．４×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間９．８ｓの条件（せん断速度と樹脂滞留時間の積が２．４×１０3）で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断によるパーオキサイド架橋ポリエチレン成分の熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１２１】
（比較例１６）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度３．２×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間７．１ｓの条件（せん断速度と樹脂滞留時間の積が２．３×１０3）で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断によるパーオキサイド架橋ポリエチレン成分の熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１２２】
（比較例１７）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度２．４×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間９．８ｓの条件（せん断速度と樹脂滞留時間の積が２．４×１０3）で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断によるパーオキサイド架橋ポリエチレン成分の熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１２３】
（比較例１８）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度３．２×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間７．１ｓの条件（せん断速度と樹脂滞留時間の積が２．３×１０3）で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断によるパーオキサイド架橋ポリエチレン成分の熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１２４】
以上において、実施例１〜１２で生成した高分子処理物は、引張強度、伸びが良好であり、生成した高分子処理物の分子量が低下していないことが分かる。また、ゲル分率も低く、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されている。
【０１２５】
これに対して、比較例１、２では、パーオキサイド架橋ポリエチレンを１００％、シラン架橋ポリエチレンを０％としている。このため、せん断混練ゾーン２９でのせん断により生成物の分子量が低下し、伸び（Ｅｂ）が低下している。よって、高分子化合物として、パーオキサイド架橋ポリエチレンとシラン架橋ポリエチレンの混合物を用いるとよい。
【０１２６】
また、比較例３〜６では、せん断混練ゾーンがないため、薬剤と反応しにくいパーオキサイド架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されず、ゲル分率が高くなっている。
【０１２７】
比較例７〜１０では、せん断混練ゾーンの温度を２４０℃未満としているため、せん断混練ゾーンでパーオキサイド架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されず、実施例１〜４と比較してゲル分率が高くなっている。よって、せん断混練ゾーンの温度は、２４０℃以上であるとよい。
【０１２８】
同様に、比較例１１〜１４では、せん断混練ゾーンの温度を３８０℃を超える温度としているため、生成物の分子量が低下し、実施例１〜４と比較して伸びが低下している。よって、せん断混練ゾーンの温度は、３８０℃以下であるとよい。
【０１２９】
比較例１５〜１８では、せん断混練ゾーンでのせん断速度と樹脂滞留時間との積が２５００未満であるため、せん断混練ゾーンでパーオキサイド架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されず、実施例１〜４と比べてゲル分率が高くなっている。よって、せん断混練ゾーンでのせん断速度と樹脂滞留時間との積は２５００以上であるとよい。
【０１３０】
以上より、（１）パーオキサイド架橋ポリエチレンにバージンのポリエチレンまたはシラン架橋ポリエチレンを混合して、（２）せん断混練ゾーンを設け、（３）せん断混練ゾーンの温度を２４０〜３８０℃、好ましくは３３０℃とし、（４）せん断速度と混練ゾーンでの樹脂滞留時間の積を２５００以上、好ましくは１６０００程度とすることで、高分子化合物が十分に熱可塑化されるとともに、引張特性が良好である高分子処理物が得られることが分かった。
【０１３１】
また、表３に示す高分子処理物の特性から、図１に示す高分子化合物の処理装置と図３に示す高分子化合物の処理装置のどちらの場合でも、同様の処理が可能であることが示唆された。つまり、図１に示す高分子化合物の処理装置および図３に示す高分子化合物の処理装置のどちらを用いても、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンの混合物を処理することができ、十分に熱可塑化され、かつ特性が良好な高分子処理物が得られることがわかった。
【０１３２】
また、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンの割合を５０：５０、あるいは５０：２５としたが、本発明は両者が混ざり合っていればよく、特に限定されない。
【０１３３】
また、６００Ｖ ＣＶケーブルや屋外用架橋ポリエチレン絶縁電線（ＯＣ電線）の絶縁被覆材料（架橋ポリエチレン）などで特に広く使用されているシラン架橋ポリエチレンを回収する際には、製造したメーカー名と製造年度である程度シラン架橋ポリエチレンであるのかパーオキサイド架橋ポリエチレンであるのかを判別することができるので、シラン架橋ポリエチレンが含まれることが確認できれば、パーオキサイド架橋ポリエチレンが混在していても問題なく図１に示す高分子化合物の処理装置および図３に示す高分子化合物の処理装置を用いてマテリアルリサイクルすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の好適な第１の実施形態を示す高分子化合物の処理装置の概略図である。
【図２】図１の高分子化合物の処理装置に用いる反応用押出機の拡大概略図である。
【図３】第２の実施形態に係る高分子化合物の処理装置の概略図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１ 高分子化合物の処理装置
２ 反応用押出機
３ 脱気用押出機
２９ せん断混練ゾーン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子化合物を薬剤との反応と押出機スクリュでの混練により処理する高分子化合物の処理方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、欧州を中心として世界中の各国で環境問題に対しての取組みが実施されている。省エネ法やＷＥＥＥ指令、ＥｕＰ指令を見ても、現存する資源の有効な利用方法の確立や廃棄物のリサイクルといったいわゆる３Ｒ（Ｒｅｕｓｅ、Ｒｅｄｕｃｅ、Ｒｅｃｙｃｌｅ）の取組み・技術開発が重要であることは言うまでもない。
【０００３】
現在の生活になくてはならないポリマ材料についても、これまで多くのリサイクル技術が検討されてきた。この中でも、マテリアルリサイクルに関する技術開発は、資源使用量の削減やＣＯ2ガス排出抑制に大きく貢献できる可能性がある。
【０００４】
ポリエチレンやポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性ポリマは、加熱により再成形が可能であり、マテリアルリサイクルが容易であるが、架橋ポリオレフィンやエポキシ樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱可塑性を有さないポリマは加熱しても流動しないためにマテリアルリサイクルが困難である。
【０００５】
電線被覆や給湯用パイプなどに大量に使用されている架橋ポリエチレンも架橋ポリオレフィンの一種であって、熱可塑性を有さないためにマテリアルリサイクルが困難である。従来は、一部が燃料として使用されたものの、そのほとんどが産業廃棄物として埋立処理されていたが、近年、架橋ポリエチレンをマテリアルリサイクルする技術の検討が行われてきており、押出機中でスクリュのせん断力により架橋ポリエチレンを熱可塑化する技術（例えば、特許文献１参照）、超臨界水または亜臨界水を利用して架橋ポリエチレンを熱可塑化する技術（例えば、特許文献２参照）がこれまでに検討されている。
【０００６】
その他にも、架橋ポリエチレンを微粉化した後に高温で熱分解させることにより、油状燃料を得る方法（例えば、特許文献３参照）などが検討されている。
【０００７】
しかし、これらの方法では、処理後のポリエチレンの分子量の低下が大きいこと、再利用時にバージンのポリエチレンを大量に必要とすること、ワックスや油にまで分解反応を進めてしまった場合には、架橋前の元のポリエチレンに戻すマテリアルリサイクルは難しいことなどの問題がある。
【０００８】
そこで、最近になり、シラン架橋ポリエチレンを超臨界または亜臨界のアルコールと反応させることにより、シラン架橋ポリエチレンの架橋点であるシロキサン結合のみを分解する技術が研究されてきた（例えば、特許文献４参照）。
【０００９】
この方法を用いれば、架橋点のみを分解することから反応後のポリエチレンの分子量の低下がほとんどないので、バージンのポリエチレンをブレンドすることなく再利用が可能となる。
【００１０】
【特許文献１】特許第３０２６２７０号公報
【特許文献２】特開平６−２７９７６２号公報
【特許文献３】特開平１０−１６０１４９号公報
【特許文献４】特開２００５−０２９６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、一度市場に出回り、廃電線などとして回収されてきた架橋ポリエチレンは、シラン架橋ポリエチレンと有機過酸化物などにより架橋されたパーオキサイド架橋ポリエチレンとの区別がほとんどなされないのが現状である。
【００１２】
特許文献４で示されるような押出機を利用した装置では、添加する薬剤との化学反応のみを高分子化合物に作用させ、分子量の低下に伴う物性の低下を抑えるために、高分子化合物にかかる機械的な力がなるべく小さくなるように設計していたが、上述のようにパーオキサイド架橋ポリエチレンとシラン架橋ポリエチレンが混在していると、分子をシロキサン結合で架橋したポリマであるシラン架橋ポリエチレンしか熱可塑化することができず、薬剤と化学反応をしないパーオキサイド架橋ポリエチレンを熱可塑化させることはできなかった。
【００１３】
そのため、廃材中に混入するパーオキサイド架橋ポリエチレンが熱可塑化されず、反応生成物が十分な熱可塑性を有さなくなってしまう。それに伴って流動性が悪くなり、処理時に反応用押出機中の圧力が異常に変動したり、架橋成分の存在により押出された反応生成物のストランド外径が変動するために、安全性や作業性が悪化してしまう。
【００１４】
シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンは外観からの判別がつきにくいことや、現在のところ有効な分別方法がないことから、特許文献４で示される技術で実廃棄物を処理するためには、パーオキサイド架橋ポリエチレンが混合していても問題なくシラン架橋ポリエチレンを処理することができるような方法や装置の構成を検討する必要がある。
【００１５】
一方、このようなシラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンの混合物を処理する場合、押出機でスクリュのせん断力により熱可塑化する特許文献１のような方法では、バージン材を大量に必要とすることや、炭素−炭素結合より結合エネルギーが大きいシロキサン結合を分子中に有しているシラン架橋ポリエチレンは、パーオキサイド架橋ポリエチレンに比べて熱可塑化されにくいなどの問題がある。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、バージンのポリエチレンを少量、もしくは加えずに熱可塑化させることが可能となり、廃電線などから回収された架橋方法の異なる架橋ポリエチレン混在物を熱可塑化して分子量の低下が少ない良質な生成物を得ることが可能な高分子化合物の処理方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、高分子化合物とその高分子化合物と反応させる薬剤とを反応用押出機に供給し、これら高分子化合物と薬剤とを反応用押出機内で反応させて高分子処理物を生成する高分子化合物の処理方法において、前記高分子化合物に対して機械的な力を作用させるためのせん断混練ゾーンを、前記反応用押出機内に少なくとも１ヶ所以上設け、そのせん断混練ゾーンで、熱可塑化していない前記高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化する高分子化合物の処理方法である。
【００１８】
本発明は、前記せん断混練ゾーンは、前記薬剤の注入口よりも出口側に少なくとも１つ以上配置される高分子化合物の処理方法である。
【００１９】
本発明は、前記せん断混練ゾーンは、その温度を２４０〜３８０℃の範囲に保ち、せん断速度（ｓ-1）と混練ゾーンでの樹脂滞留時間（ｓ）との積が２５００以上である高分子化合物の処理方法である。
【００２０】
本発明は、前記高分子化合物と予め超臨界または亜臨界状態とした前記薬剤とを、超臨界または亜臨界状態とした前記反応用押出機内で反応させる高分子化合物の処理方法である。
【００２１】
本発明は、前記高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物、またはこれらにバージンのポリエチレンを混合したものであって、前記薬剤は、アルコール類またはアルコール類を含む混合物である高分子化合物の処理方法である。
【００２２】
本発明は、高分子化合物とその高分子化合物と反応させる薬剤とを反応させて高分子処理物を生成する反応用押出機を備えた高分子化合物の処理装置において、前記反応用押出機は、その内部に前記高分子化合物に対して機械的な力を作用させ、熱可塑化していない前記高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化するためのせん断混練ゾーンを、少なくとも１ヶ所以上備える高分子化合物の処理装置である。
【００２３】
本発明は、前記せん断混練ゾーンは、前記薬剤の注入口よりも出口側に少なくとも１つ以上配置される高分子化合物の処理装置である。
【００２４】
本発明は、前記せん断混練ゾーンは、その温度を２４０〜３８０℃の範囲に保ち、せん断速度（ｓ-1）と混練ゾーンでの樹脂滞留時間（ｓ）との積が２５００以上である高分子化合物の処理装置である。
【００２５】
本発明は、前記反応用押出機は、前記高分子化合物と予め超臨界または亜臨界状態とした前記薬剤とを、超臨界または亜臨界状態とした前記反応用押出機内で反応させるものである高分子化合物の処理装置である。
【００２６】
本発明は、前記高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物、またはこれらにバージンのポリエチレンを混合したものであって、前記薬剤は、アルコール類またはアルコール類を含む混合物である高分子化合物の処理装置である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、廃電線を回収する際にシラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンが混在しても、せん断混練ゾーンでせん断力を付与して薬剤と反応しにくいパーオキサイド架橋ポリエチレンを熱可塑化し、薬剤により分解したシラン架橋ポリエチレンと混練させることで、超臨界または亜臨界反応が良好となり、特性の良好な生成物を得ることができる。
【００２８】
また、本発明によれば、バージンのポリエチレンを少量または使用しなくとも、良質な再生ポリエチレンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面にしたがって説明する。
【００３０】
図１は、本発明の好適な第１の実施形態を示す高分子化合物の処理装置の概略図である。
【００３１】
図１に示すように、第１の実施形態に係る高分子化合物の処理装置１は、高分子化合物と薬剤とを反応させて高分子処理物を生成する反応用押出機２と、反応用押出機２で生成した高分子処理物と薬剤との混合物から薬剤を脱気する脱気用押出機３とを主に備える。
【００３２】
反応用押出機２および脱気用押出機３は、二軸押出機であり、シリンダ内に一対のスクリュを互いに同方向、あるいは異方向に回転自在に設けて構成される。
【００３３】
反応用押出機２の基部には、高分子化合物を投入するホッパ４が設けられ、その先端の吐出口には反応管５が接続される。ホッパ４と吐出口との間のシリンダには薬剤注入口６が設けられる。
【００３４】
薬剤注入口６は、薬剤注入ライン７を介して薬剤タンク８に接続される。薬剤注入ライン７には、薬剤を加圧し反応用押出機２に送り込むための薬剤注入ポンプ９と、薬剤を加熱するための薬剤加熱ヒータ１０とが配置される。薬剤は、薬剤注入ポンプ９および薬剤加熱ヒータ１０により高温高圧にされ、超臨界または亜臨界状態で反応用押出機２に注入される。
【００３５】
薬剤注入口６のホッパ４側には、薬剤注入口６より注入された薬剤がホッパ４へ逆流しないようにシールゾーン１１が設けられる。シールゾーン１１は、高分子化合物が通過する際、高分子化合物が圧縮されて流路を塞ぐことができるように、スクリュ構造を高分子化合物の流路が狭くなるように設計した部分である。
【００３６】
また、反応用押出機２には、そのシリンダ内を所定の温度に保つためのジャケットやヒータなどの図示しない加熱手段が設けられる。反応用押出機２内は、薬剤が超臨界または亜臨界の状態を保持できる温度・圧力に調整される。
【００３７】
反応管５は、超臨界または亜臨界状態を保持してシラン架橋ポリエチレンと薬剤とを反応させるものである。反応管５の先端（吐出口）は、反応管５から吐出された高分子処理物と薬剤の混合物を常圧付近まで減圧する圧力調整バルブ１４が設けられた吐出ライン１２を介して、脱気用押出機３の投入口１３に接続される。
【００３８】
脱気用押出機３の投入口１３の上流側には、高分子処理物と薬剤との混合物から薬剤を脱気するためのバックベント１５が設けられ、投入口１３の下流側には、バックベント１５と同様に薬剤を脱気するフロントベント１６が設けられる。バックベント１５には、バックベント１５を加熱するためのベントボックスヒータ１７が設けられる。
【００３９】
脱気用押出機３の先端（吐出口）には、脱気した高分子処理物をストランド状にして排出するためのダイス１８が設けられる。ダイス１８の下流側には、ストランド状の高分子処理物を冷却する冷却水槽１９が配置され、その冷却水槽１９の下流側には、ストランド状の高分子処理物を切断してペレタイズ（ペレット化）するストランドカッタ２０が配置される。
【００４０】
バックベント１５およびフロントベント１６は、吸引ライン２１を介して、薬剤中の不純物をトラップするためのトラッパー２２に接続される。各吸引ライン２１には、バックベント１５およびフロントベント１６内の圧力を調整するための槽圧調整バルブ２３が設けられる。
【００４１】
トラッパー２２は、凝縮ライン２４を介して、薬剤を凝縮して貯留するコンデンサ２５に接続される。凝縮ライン２４には、バックベント１５およびフロントベント１６から薬剤を真空吸引し、真空吸引した薬剤をコンデンサ２５に凝縮するための真空ポンプ２６が配置される。この真空ポンプ２６としては、吸引した薬剤とオイルなどの液体が混合することのないドライ式のものを用いるとよい。
【００４２】
バックベント１５およびフロントベント１６には、ベントボックス内を開放するための安全ライン２７がそれぞれ接続され、各安全ライン２７には安全弁２８がそれぞれ設けられる。
【００４３】
次に、高分子化合物の処理装置１での処理方法を説明する。
【００４４】
高分子化合物の処理装置１では、反応用押出機２のホッパ４より高分子化合物を導入し、反応用押出機２のシリンダに超臨界または亜臨界状態とした薬剤を注入して、反応用押出機２および反応管５の中で超臨界または亜臨界状態を保持して高分子化合物と薬剤とを反応させる。
【００４５】
その後、熱可塑化された高分子処理物と反応後の薬剤とは、圧力調整バルブ１４を介して常圧付近まで減圧され、脱気用押出機３中で高分子化合物と薬剤とに分離される。
【００４６】
薬剤は、脱気用押出機３に設けられたバックベント１５およびフロントベント１６から真空ポンプ２６により真空吸引され、トラッパー２２で不純物を除去された後、真空ポンプ２６を通過して、コンデンサ２５内で凝縮される。
【００４７】
分離された高分子化合物は、脱気用押出機３に設けられたダイス１８によりストランド状に押出され、冷却水槽１９を通して水冷した後にストランドカッタ２０によりペレタイズされる。高分子化合物の処理装置１により得た高分子処理物のペレットは、リサイクル材料として用いられる。
【００４８】
ここで、高分子化合物の処理装置１で処理される高分子化合物と薬剤について説明する。
【００４９】
高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物、またはこれらにバージンのポリエチレンを混合したものであり、薬剤はアルコール類やアルコール類を含む混合物である。
【００５０】
アルコール類またはアルコール類を含む混合物としては、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｉ−ブチルアルコール、ｎ−ペンチルアルコール、ｉ−ペンチルアルコール、エチレングリコール、グリセリン、ベンジルアルコール、およびステロイドアルコールなどを挙げることができ、アルコール類と同様にヒドロキシル基を有するフェノール、クレゾール、２，４，６−トリブロモフェノール、サリチル酸、ピクリン酸、ナフトール、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、およびピロガロールなどのフェノール類も使用することができる。これらは、単独で使用してもよく、二種以上併用してもよい。
【００５１】
また、高分子化合物のシラン架橋ポリエチレンの代わりにシロキサン結合を持つポリマを用いてもよい。
【００５２】
シロキサン結合を持つポリマとしては、例えば、シラン架橋ポリエチレンを含むシラン水架橋ポリマやシリコーンゴム、シリコーン樹脂などが挙げられる。
【００５３】
ここで、シラン水架橋ポリマとは、ポリマに、ビニルアルコキシシランなどのシラン化合物をパーオキサイドを用いてグラフトさせ、アルコキシ基の加水分解によって生成したシラノール基の縮合反応により分子間を架橋させたものである。
【００５４】
シラン水架橋ポリマに用いられるポリマとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩素化ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−プロピレンゴムおよびエチレン−オクテンゴムなどを挙げることができ、これらは単独で使用してもよく、二種類以上併用してもよい。また、エチレンとアルコキシシランを有するビニル化合物を共重合したポリマも使用することができる。
【００５５】
さらに、高分子化合物として、上記以外にも、架橋ポリマ、プラスチックやゴムなどの熱硬化性または熱可塑性を有しないポリマや、リグニン、セルロース、タンパク質などの天然高分子、さらには合成高分子と天然高分子との混合物、シュレッダーダストのように高分子化合物を主として、これに他の材料が混合したものを適当な薬剤と組み合わせて反応するものを適用することができる。
【００５６】
さて、高分子化合物に含まれるパーオキサイド架橋ポリエチレンは、反応用押出機２内で熱可塑化しにくく、アルコール類またはアルコール類を含む混合物からなる薬剤と化学反応しにくいため、パーオキサイド架橋ポリエチレンを含む高分子化合物をそのまま搬送しただけでは熱可塑化されにくい。
【００５７】
そこで本発明では、反応用押出機２に、パーオキサイド架橋ポリエチレンにせん断力を付与し、その分子結合を切断して熱可塑化させるためのせん断混練ゾーン２９を新たに設けた。これを図１の拡大図である図２により説明する。
【００５８】
図２に示すように、高分子化合物の処理装置１は、反応用押出機２の薬剤注入口６の出口側（吐出口側）に、高分子化合物に対して機械的な力を作用させ、高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化させるせん断混練ゾーン２９が少なくとも１ヶ所（図１では１ヶ所）設けられるものである。
【００５９】
せん断混練ゾーン２９は、薬剤注入口６より注入した薬剤により、シラン架橋ポリエチレンのシロキサン結合分解反応が十分進む位置に配置するとよい。
【００６０】
せん断混練ゾーン２９は、反応用押出機２のスクリュ（フライトスクリュなど）の軸に一体に連結したニーディングディスクで構成され、反応用押出機２のスクリュでシリンダ内を押出され搬送される高分子化合物をせん断混練ゾーン２９内のシリンダ内で滞留させた状態にして、ニーディングディスクの回転によりせん断力を付与するものである。
【００６１】
このニーディングディスクによるせん断速度と樹脂滞留時間、および温度を最適化することで、パーオキサイド架橋ポリエチレンの分子結合を切断して熱可塑化することが可能となる。
【００６２】
第１の実施形態の作用を説明する。
【００６３】
ホッパ４より投入された高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンと薬剤とを反応させながら、反応用押出機２内を出口側（吐出口側）に搬送され、せん断混練ゾーン２９へと搬送される。
【００６４】
このとき、薬剤によりシラン架橋ポリエチレンのシロキサン結合分解反応が十分進む位置にせん断混練ゾーン２９が配置されており、この結果、せん断混練ゾーン２９には、薬剤によりシラン架橋ポリエチレンのシロキサン結合が分解されてできたポリエチレンと、薬剤と反応しにくいパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物が供給される。
【００６５】
せん断混練ゾーン２９では、熱可塑化されていないパーオキサイド架橋ポリエチレンを滞留させ、ニーディングディスクでせん断力を付与して分子結合を切断し、これをシラン架橋ポリエチレンが分解されてできたポリエチレンと混練しつつ熱可塑化する。
【００６６】
せん断混練ゾーン２９の温度は、（１）パーオキサイド架橋ポリエチレンがせん断により十分に熱可塑化される、（２）熱分解による生成物の物性低下の影響が少ない、という条件を満たすように設定される。
【００６７】
具体的には、せん断混練ゾーン２９の温度は、２４０〜３８０℃の範囲に設定される。これは、せん断混練ゾーン２９の温度が２４０℃未満であるとパーオキサイド架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されず、３８０℃を超えると生成される高分子処理物の分子量が低下してしまうためである。反応用押出機２のせん断混練ゾーン２９以外の領域の温度と、せん断混練ゾーン２９の温度とはかならずしも一致しない。
【００６８】
また、せん断混練ゾーン２９でのせん断速度（ｓ-1）と樹脂滞留時間（ｓ）との積は２５００以上、好ましくは１６０００〜１７０００、より好ましくは１６０００程度であるとよい。
【００６９】
ここで、せん断速度（ｓ-1）とは、単位時間あたりのスクリュの山の頂点の移動距離（ｍｍ／ｓ）をスクリュの山の頂点と押出機シリンダとのクリアランスで割った値である。せん断速度はニーディングディスクの回転速度で調整され、樹脂滞留時間はせん断混練ゾーン２９の長さで調整される。
【００７０】
せん断混練ゾーン２９で高分子化合物に加わる機械的なエネルギーは、せん断速度と樹脂滞留時間との積に比例し、それぞれの値が大きくなるほど高分子化合物に加わる機械的な力は増大していく。
【００７１】
せん断混練ゾーン２９でのせん断速度（ｓ-1）と樹脂滞留時間（ｓ）との積を２５００以上とするのは、この値が２５００未満であると、高分子化合物に加わる機械的な力が不足し、パーオキサイド架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されないためである。
【００７２】
シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンの混合物を熱可塑化する際には、せん断速度とせん断混練ゾーン２９での樹脂滞留時間との積を１６０００〜１７０００、より好ましくは１６０００程度とすれば、高分子処理物の分子量が低下することもなく、特に良好な特性を有する高分子処理物が得られる。
【００７３】
また、高分子化合物の熱可塑化に影響を与える他の因子としてせん断混練ゾーン２９での圧力が挙げられるが、このせん断混練ゾーン２９での圧力は、好ましくは１．０ＭＰａ以上であるとよい。
【００７４】
このように、本発明によれば、高分子化合物としてシラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物を用いても、これを熱可塑化することが可能になる。
【００７５】
また、シラン架橋ポリエチレンと薬剤を化学反応させた後に、パーオキサイド架橋ポリエチレンをせん断混練ゾーンで熱可塑化するため、先にシラン架橋ポリエチレンのシロキサン結合を切断してポリエチレンとし、バージンのポリエチレンの代替としてせん断混練ゾーン２９に供給することができる。よって、バージンのポリエチレンの添加が不要、もしくは少量で済みむようになり、バージンのポリエチレンを添加しなくても、分子量の低下が少ない良質な高分子処理物を得ることができる。
【００７６】
次に、第２の実施形態に係る高分子化合物の処理装置を説明する。
【００７７】
図３に示すように、高分子化合物の処理装置３１は、図１の高分子化合物の処理装置１の脱気用押出機３を省略し、１台の押出機３２で高分子化合物の処理装置１と同様の処理を行うものである。
【００７８】
高分子化合物の処理装置３１は、基本的に図２の反応用押出機２と同じ構成であるが、これに加えて吐出口の上流側にベント３３を設け、このベント３３で薬剤を効率よく真空吸引するために、せん断混練ゾーン２９の下流側にシールゾーン３４を設けたものである。また、押出機３２の吐出口には、高分子処理物をストランド状に押出すためのダイス３５が設けられる。ダイス３５の下流側には、図示しない冷却水槽、ストランドカッタが配置される。
【００７９】
ベント３３により真空吸引した薬剤は、図１の高分子化合物の処理装置１と同様に、トラッパー、ドライ式の真空ポンプ、コンデンサにより回収される。
【００８０】
また、高分子化合物の処理装置３１では、押出機３２のＬ／Ｄを大きくして高分子化合物の樹脂滞留時間をかせぐことにより、反応管の接続を不要とした。
【００８１】
高分子化合物の処理装置３１は、図１の高分子化合物の処理装置１と同様の処理を行うものであるので、第１の実施形態に係る高分子化合物の処理装置１と同様の効果が得られる。
【００８２】
上記実施形態では、せん断混練ゾーンを薬剤注入口の下流側に１ヶ所設けたものを説明したが、これに限定されず、複数のせん断混練ゾーンを設けてもよく、せん断混練ゾーンをシールゾーンよりもホッパ側に追加してもよい。
【実施例】
【００８３】
次に、本発明の実施例と比較例を説明するが、その前に、高分子化合物の処理装置１、３１と、高分子化合物として用いるパーオキサイド架橋ポリエチレン、シラン架橋ポリエチレン、バージンポリエチレンについて、表１、２を用いて説明する。
【００８４】
【表１】
【００８５】
【表２】
【００８６】
表１に示すように、図１の高分子化合物の処理装置１は、反応用押出機２のせん断混練ゾーン２９の温度を２３０〜３９０℃まで変化させ、せん断混練ゾーン２９以外の領域（薬剤との反応ゾーン）の温度を３３０℃とした。反応用押出機２としては二軸押出機を用い、スクリュ径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝５２．５、せん断混練ゾーンのＬ／Ｄ＝４．３〜２０とした。
【００８７】
また、図３の高分子化合物の処理装置３１は、図１の高分子化合物の処理装置１と同様に、押出機３２のせん断混練ゾーン２９の温度を２３０〜３９０℃まで変化させ、せん断混練ゾーン２９以外の領域（薬剤との反応ゾーン）の温度を３３０℃とした。押出機３２としては二軸押出機を用い、スクリュ径４４ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１００、せん断混練ゾーンのＬ／Ｄ＝２．１〜３５とした。
【００８８】
また、表２に示すように、ゲル分率７７％のパーオキサイド架橋ポリエチレンと、ゲル分率６０％のシラン架橋ポリエチレンと、ゲル分率０％のバージンポリエチレン（引張強さ１５．６ＭＰａ、伸び６９３％）とを任意の比率で混合し、高分子化合物として用いた。
【００８９】
表２において、引張強さ（Ｔｂ）および伸び（Ｅｂ）は、引張試験により評価した。引張試験は、ＪＩＳ Ｃ ３００５に準拠して１ｍｍ厚のシート状にプレス成形した高分子処理物をダンベル３号の形状に打ち抜き、２００ｍｍ／ｍｉｎ．の速度でショッパー型引張試験機を用いて行った。
【００９０】
また、ゲル分率は、ＪＩＳ Ｃ ３００５に準拠して１１０℃熱キシレン中で２４時間抽出した。その後、８０℃で４時間真空乾燥した後の重量を秤量し、抽出前の重量との比から下式によりゲル分率を算出した。
【００９１】
ゲル分率（％）＝（抽出前重量（ｇ）／抽出後重量（ｇ））×１００
表２のパーオキサイド架橋ポリエチレン、シラン架橋ポリエチレン、およびバージンポリエチレンを表３の比率で混合し、せん断混練ゾーンでの温度、せん断速度と樹脂滞留時間の積を変化させて、高分子化合物を熱可塑化する実験を行い、熱可塑化後の高分子処理物の特性を評価した。結果を表３に併せて示す。表３において、特性の評価は、表２と同様に引張試験およびゲル分率を測定することにより行った。
【００９２】
次に、本実施例１〜１２と比較例１〜１８を説明する。
【００９３】
【表３】
【００９４】
（実施例１）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【００９５】
（実施例２）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【００９６】
（実施例３）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【００９７】
（実施例４）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【００９８】
（実施例５）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度４．５×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間１８．２ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【００９９】
（実施例６）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間１３．８ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１００】
（実施例７）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度４．５×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間１８．２ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０１】
（実施例８）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間１３．８ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０２】
（実施例９）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度７．５×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２９．６ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０３】
（実施例１０）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度９．６×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２４．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０４】
（実施例１１）
図１の高分子化合物の処理装置１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度７．５×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２９．６ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０５】
（実施例１２）
図３の高分子化合物の処理装置３１を用いて、せん断混練ゾーン２９の温度３３０℃、せん断速度９．６×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２４．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給した高分子化合物に対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の高分子処理物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されていることが示唆された。生成物の引張特性も良好であった。
【０１０６】
（比較例１）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを混練した。混練後の生成物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が０％に低下していることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンはせん断により熱可塑化されていると考えられる。しかし、生成物の伸びが７７％と小さいことから、分子量が低下していることが示唆された。
【０１０７】
（比較例２）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを混練した。混練後の生成物の主な特性は表３に示すとおりであり、ゲル分率が０％に低下していることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンはせん断により熱可塑化されていると考えられる。しかし、生成物の伸びが７５％と小さいことから、分子量が低下していることが示唆された。
【０１０８】
（比較例３）
図１の反応用押出機にせん断混練ゾーンを配置せずに、すなわちせん断混練ゾーンでの樹脂滞留時間とせん断速度の積が０になる条件において、温度３３０℃でパーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを押出した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。押出後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレン成分が十分に熱可塑化されていないものと考えられる。
【０１０９】
（比較例４）
図３の押出機にせん断混練ゾーンを配置せずに、すなわちせん断混練ゾーンでの樹脂滞留時間とせん断速度の積が０になる条件において、温度３３０℃でパーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを押出した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。押出後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレン成分が十分に熱可塑化されていないものと考えられる。
【０１１０】
（比較例５）
図１の反応用押出機にせん断混練ゾーンを配置せずに、すなわちせん断混練ゾーンでの樹脂滞留時間とせん断速度の積が０になる条件において、温度３３０℃でパーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを押出した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。押出後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレン成分が十分に熱可塑化されていないものと考えられる。
【０１１１】
（比較例６）
図３の反応用押出機にせん断混練ゾーンを配置せずに、すなわちせん断混練ゾーンでの樹脂滞留時間とせん断速度の積が０になる条件において、温度３３０℃でパーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを押出した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。押出後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレン成分が十分に熱可塑化されていないものと考えられる。
【０１１２】
（比較例７）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を２３０℃に設定し、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断混練ゾーンの温度が規定値未満であることによりパーオキサイド架橋ポリエチレンの熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１１３】
（比較例８）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を２３０℃に設定し、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断混練ゾーンの温度が規定値未満であることによりパーオキサイド架橋ポリエチレンの熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１１４】
（比較例９）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を２３０℃に設定し、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断混練ゾーンの温度が規定値未満であることによりパーオキサイド架橋ポリエチレンの熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１１５】
（比較例１０）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を２３０℃に設定し、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断混練ゾーンの温度が規定値未満であることによりパーオキサイド架橋ポリエチレンの熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１１６】
（比較例１１）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を３９０℃に設定し、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンは熱可塑化されていると考えられる。しかし、表３に示すように伸びが６３％と小さいことから、熱分解により生成物の分子量が低下していることが示唆された。
【０１１７】
（比較例１２）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を３９０℃に設定し、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンは熱可塑化されていると考えられる。しかし、表３に示すように伸びが７２％と小さいことから、熱分解により生成物の分子量が低下していることが示唆された。
【０１１８】
（比較例１３）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を３９０℃に設定し、せん断速度６．０×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２７．０ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンは熱可塑化されていると考えられる。しかし、表３に示すように伸びが６０％と小さいことから、熱分解により生成物の分子量が低下していることが示唆された。
【０１１９】
（比較例１４）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度を３９０℃に設定し、せん断速度８．１×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間２０．５ｓの条件で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％未満であることから、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンは熱可塑化されていると考えられる。しかし、表３に示すように伸びが６０％と小さいことから、熱分解により生成物の分子量が低下していることが示唆された。
【０１２０】
（比較例１５）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度２．４×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間９．８ｓの条件（せん断速度と樹脂滞留時間の積が２．４×１０3）で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断によるパーオキサイド架橋ポリエチレン成分の熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１２１】
（比較例１６）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度３．２×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間７．１ｓの条件（せん断速度と樹脂滞留時間の積が２．３×１０3）で、パーオキサイド架橋ポリエチレンにシラン架橋ポリエチレンを５０％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断によるパーオキサイド架橋ポリエチレン成分の熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１２２】
（比較例１７）
図１の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度２．４×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間９．８ｓの条件（せん断速度と樹脂滞留時間の積が２．４×１０3）で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断によるパーオキサイド架橋ポリエチレン成分の熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１２３】
（比較例１８）
図３の高分子化合物の処理装置を用いて、せん断混練ゾーンの温度３３０℃、せん断速度３．２×１０2ｓ-1、樹脂滞留時間７．１ｓの条件（せん断速度と樹脂滞留時間の積が２．３×１０3）で、パーオキサイド架橋ポリエチレンを５０％、シラン架橋ポリエチレンを２５％、バージンのポリエチレンを２５％混合したものを混練した。供給したポリマに対して、アルコールを１０ｗｔ％注入した。混練後の生成物のゲル分率が１０％以上であることから、せん断によるパーオキサイド架橋ポリエチレン成分の熱可塑化が十分に行われていないことが示唆された。
【０１２４】
以上において、実施例１〜１２で生成した高分子処理物は、引張強度、伸びが良好であり、生成した高分子処理物の分子量が低下していないことが分かる。また、ゲル分率も低く、パーオキサイド架橋ポリエチレンおよびシラン架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されている。
【０１２５】
これに対して、比較例１、２では、パーオキサイド架橋ポリエチレンを１００％、シラン架橋ポリエチレンを０％としている。このため、せん断混練ゾーン２９でのせん断により生成物の分子量が低下し、伸び（Ｅｂ）が低下している。よって、高分子化合物として、パーオキサイド架橋ポリエチレンとシラン架橋ポリエチレンの混合物を用いるとよい。
【０１２６】
また、比較例３〜６では、せん断混練ゾーンがないため、薬剤と反応しにくいパーオキサイド架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されず、ゲル分率が高くなっている。
【０１２７】
比較例７〜１０では、せん断混練ゾーンの温度を２４０℃未満としているため、せん断混練ゾーンでパーオキサイド架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されず、実施例１〜４と比較してゲル分率が高くなっている。よって、せん断混練ゾーンの温度は、２４０℃以上であるとよい。
【０１２８】
同様に、比較例１１〜１４では、せん断混練ゾーンの温度を３８０℃を超える温度としているため、生成物の分子量が低下し、実施例１〜４と比較して伸びが低下している。よって、せん断混練ゾーンの温度は、３８０℃以下であるとよい。
【０１２９】
比較例１５〜１８では、せん断混練ゾーンでのせん断速度と樹脂滞留時間との積が２５００未満であるため、せん断混練ゾーンでパーオキサイド架橋ポリエチレンが十分に熱可塑化されず、実施例１〜４と比べてゲル分率が高くなっている。よって、せん断混練ゾーンでのせん断速度と樹脂滞留時間との積は２５００以上であるとよい。
【０１３０】
以上より、（１）パーオキサイド架橋ポリエチレンにバージンのポリエチレンまたはシラン架橋ポリエチレンを混合して、（２）せん断混練ゾーンを設け、（３）せん断混練ゾーンの温度を２４０〜３８０℃、好ましくは３３０℃とし、（４）せん断速度と混練ゾーンでの樹脂滞留時間の積を２５００以上、好ましくは１６０００程度とすることで、高分子化合物が十分に熱可塑化されるとともに、引張特性が良好である高分子処理物が得られることが分かった。
【０１３１】
また、表３に示す高分子処理物の特性から、図１に示す高分子化合物の処理装置と図３に示す高分子化合物の処理装置のどちらの場合でも、同様の処理が可能であることが示唆された。つまり、図１に示す高分子化合物の処理装置および図３に示す高分子化合物の処理装置のどちらを用いても、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンの混合物を処理することができ、十分に熱可塑化され、かつ特性が良好な高分子処理物が得られることがわかった。
【０１３２】
また、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンの割合を５０：５０、あるいは５０：２５としたが、本発明は両者が混ざり合っていればよく、特に限定されない。
【０１３３】
また、６００Ｖ ＣＶケーブルや屋外用架橋ポリエチレン絶縁電線（ＯＣ電線）の絶縁被覆材料（架橋ポリエチレン）などで特に広く使用されているシラン架橋ポリエチレンを回収する際には、製造したメーカー名と製造年度である程度シラン架橋ポリエチレンであるのかパーオキサイド架橋ポリエチレンであるのかを判別することができるので、シラン架橋ポリエチレンが含まれることが確認できれば、パーオキサイド架橋ポリエチレンが混在していても問題なく図１に示す高分子化合物の処理装置および図３に示す高分子化合物の処理装置を用いてマテリアルリサイクルすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の好適な第１の実施形態を示す高分子化合物の処理装置の概略図である。
【図２】図１の高分子化合物の処理装置に用いる反応用押出機の拡大概略図である。
【図３】第２の実施形態に係る高分子化合物の処理装置の概略図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１ 高分子化合物の処理装置
２ 反応用押出機
３ 脱気用押出機
２９ せん断混練ゾーン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子化合物とその高分子化合物と反応させる薬剤とを反応用押出機に供給し、これら高分子化合物と薬剤とを反応用押出機内で反応させて高分子処理物を生成する高分子化合物の処理方法において、前記高分子化合物に対して機械的な力を作用させるためのせん断混練ゾーンを、前記反応用押出機内に少なくとも１ヶ所以上設け、そのせん断混練ゾーンで、熱可塑化していない前記高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化することを特徴とする高分子化合物の処理方法。
【請求項２】
前記せん断混練ゾーンは、前記薬剤の注入口よりも出口側に少なくとも１つ以上配置される請求項１記載の高分子化合物の処理方法。
【請求項３】
前記せん断混練ゾーンは、その温度を２４０〜３８０℃の範囲に保ち、せん断速度（ｓ-1）と混練ゾーンでの樹脂滞留時間（ｓ）との積が２５００以上である請求項１または２記載の高分子化合物の処理方法。
【請求項４】
前記高分子化合物と予め超臨界または亜臨界状態とした前記薬剤とを、超臨界または亜臨界状態とした前記反応用押出機内で反応させる請求項１〜３いずれかに記載の高分子化合物の処理方法。
【請求項５】
前記高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物、またはこれらにバージンのポリエチレンを混合したものであって、前記薬剤は、アルコール類またはアルコール類を含む混合物である請求項１〜４いずれかに記載の高分子化合物の処理方法。
【請求項６】
高分子化合物とその高分子化合物と反応させる薬剤とを反応させて高分子処理物を生成する反応用押出機を備えた高分子化合物の処理装置において、前記反応用押出機は、その内部に前記高分子化合物に対して機械的な力を作用させ、熱可塑化していない前記高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化するためのせん断混練ゾーンを、少なくとも１ヶ所以上備えることを特徴とする高分子化合物の処理装置。
【請求項７】
前記せん断混練ゾーンは、前記薬剤の注入口よりも出口側に少なくとも１つ以上配置される請求項６記載の高分子化合物の処理装置。
【請求項８】
前記せん断混練ゾーンは、その温度を２４０〜３８０℃の範囲に保ち、せん断速度（ｓ-1）と混練ゾーンでの樹脂滞留時間（ｓ）との積が２５００以上である請求項６または７記載の高分子化合物の処理装置。
【請求項９】
前記反応用押出機は、前記高分子化合物と予め超臨界または亜臨界状態とした前記薬剤とを、超臨界または亜臨界状態とした前記反応用押出機内で反応させるものである請求項６〜８いずれかに記載の高分子化合物の処理装置。
【請求項１０】
前記高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物、またはこれらにバージンのポリエチレンを混合したものであって、前記薬剤は、アルコール類またはアルコール類を含む混合物である請求項６〜９いずれかに記載の高分子化合物の処理装置。
【請求項１】
高分子化合物とその高分子化合物と反応させる薬剤とを反応用押出機に供給し、これら高分子化合物と薬剤とを反応用押出機内で反応させて高分子処理物を生成する高分子化合物の処理方法において、前記高分子化合物に対して機械的な力を作用させるためのせん断混練ゾーンを、前記反応用押出機内に少なくとも１ヶ所以上設け、そのせん断混練ゾーンで、熱可塑化していない前記高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化することを特徴とする高分子化合物の処理方法。
【請求項２】
前記せん断混練ゾーンは、前記薬剤の注入口よりも出口側に少なくとも１つ以上配置される請求項１記載の高分子化合物の処理方法。
【請求項３】
前記せん断混練ゾーンは、その温度を２４０〜３８０℃の範囲に保ち、せん断速度（ｓ-1）と混練ゾーンでの樹脂滞留時間（ｓ）との積が２５００以上である請求項１または２記載の高分子化合物の処理方法。
【請求項４】
前記高分子化合物と予め超臨界または亜臨界状態とした前記薬剤とを、超臨界または亜臨界状態とした前記反応用押出機内で反応させる請求項１〜３いずれかに記載の高分子化合物の処理方法。
【請求項５】
前記高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物、またはこれらにバージンのポリエチレンを混合したものであって、前記薬剤は、アルコール類またはアルコール類を含む混合物である請求項１〜４いずれかに記載の高分子化合物の処理方法。
【請求項６】
高分子化合物とその高分子化合物と反応させる薬剤とを反応させて高分子処理物を生成する反応用押出機を備えた高分子化合物の処理装置において、前記反応用押出機は、その内部に前記高分子化合物に対して機械的な力を作用させ、熱可塑化していない前記高分子化合物をせん断・混練して熱可塑化するためのせん断混練ゾーンを、少なくとも１ヶ所以上備えることを特徴とする高分子化合物の処理装置。
【請求項７】
前記せん断混練ゾーンは、前記薬剤の注入口よりも出口側に少なくとも１つ以上配置される請求項６記載の高分子化合物の処理装置。
【請求項８】
前記せん断混練ゾーンは、その温度を２４０〜３８０℃の範囲に保ち、せん断速度（ｓ-1）と混練ゾーンでの樹脂滞留時間（ｓ）との積が２５００以上である請求項６または７記載の高分子化合物の処理装置。
【請求項９】
前記反応用押出機は、前記高分子化合物と予め超臨界または亜臨界状態とした前記薬剤とを、超臨界または亜臨界状態とした前記反応用押出機内で反応させるものである請求項６〜８いずれかに記載の高分子化合物の処理装置。
【請求項１０】
前記高分子化合物は、シラン架橋ポリエチレンとパーオキサイド架橋ポリエチレンとの混合物、またはこれらにバージンのポリエチレンを混合したものであって、前記薬剤は、アルコール類またはアルコール類を含む混合物である請求項６〜９いずれかに記載の高分子化合物の処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１９７１３８（Ｐ２００９−１９７１３８Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４０４３２（Ｐ２００８−４０４３２）
【出願日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１７年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「基盤技術研究促進事業（民間基盤技術研究支援制度）／超臨界流体における架橋ポリマーのクローズドリサイクル技術の開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１７年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「基盤技術研究促進事業（民間基盤技術研究支援制度）／超臨界流体における架橋ポリマーのクローズドリサイクル技術の開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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