CN101765488A - 丙烯酸系树脂颗粒的制造方法以及薄膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使采用如丙烯酸系树脂之类的吸湿性高的树脂,也可以效率良好且稳定地制造含水率低的颗粒的制造方法。本发明的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法包括:成形工序,将熔融状态的丙烯酸系树脂成形为颗粒;及转移工序,在所述成形工序之后将所述颗粒转移到储料仓(5)中;并且在所述转移工序中将颗粒的温度保持在70℃以上。另外,本发明的丙烯酸系树脂封装体是使用水蒸气透过率小于1.0g/m2/24h的材料来密封丙烯酸系树脂颗粒,所述丙烯酸系树脂颗粒的含水量小于300ppm,并且使用液体粒子计数器所测定的直径为2μm以上的杂质少于500个/g。
Description
技术领域
本发明涉及一种丙烯酸系树脂颗粒的制造方法、以及使用 此颗粒的薄膜的制造方法。
背景技术
树脂颗粒通过下述方式制造,即,将利用挤压成形机形成为熔融状态的树脂注入模板(dies plate)中,并通过线股切割法(strand cuttingmethod)、热切割法(hot cutting method)、水下切割法(underwatercutting method)、或者水喷淋切割法(watering cutting method)将所挤出的树脂切割成颗粒形状,并通过与水接触的水冷凝固方式等,将所切割的熔融状态的树脂冷却至玻璃化转变温度(glass transitiontemperature)以下为止。
通过这种方式制造的颗粒可经过熔融加工而用作薄膜(film)、薄板(sheet)、各种成形体的原料。在此,已知如果提供给熔融加工时颗粒的含水量较高,那么进行熔融成形时树脂会分解,或者产生气泡或微孔(microvoid)、银纹(silver streak)等而导致外观不良。
特别是主链中具有环结构的丙烯酸系树脂如果在提供给熔融加工时含水量较高,会因环结构分解而引起树脂特性下降,或者因分解气体而产生气泡。所以,通常会在熔融加工之前,设置用来减少丙烯酸系树脂中所含的水分的干燥工序。
在通常环境下,丙烯酸系树脂的含水量通常为10,000ppm以上,要将此丙烯酸系树脂脱水到在熔融加工时不会引起外观不良的含水量,例如需要在100℃以上的温度下干燥5小时以上。在这种情况下,存在生产性有可能降低、或者在干燥工序中有可能混入杂质等问题。
因此,为了省略所述干燥工序,已提出了在制造颗粒时将含水量抑制为较低的方法(例如参照专利文献1、专利文献2)。
专利文献1中揭示了一种聚烯烃(polyolefin)系树脂颗粒的制造方法,此方法在冷却时并非采用水冷凝固方式,而是向颗粒吹附混有水的空气。
另外,专利文献2中揭示了一种在造粒(pelletizing)后使用设置有预干燥机的聚酯颗粒的转移装置的方法。
[专利文献1]日本专利特开平6-315930号公报(1994年11月15日公开)
[专利文献2]日本专利实开平7-26107号公报(1995年5月16日公开)
发明内容
但是,将所述专利文献1、专利文献2的方法应用于丙烯酸系树脂时,出现生产性的提高并不充分的问题。
具体说来,专利文献1的方法对于聚烯烃树脂这样的吸湿性并不是很高的树脂而言可以缩短干燥时间,但是丙烯酸系树脂这样的吸湿性高的树脂会在短时间内吸湿,而且为了去除暂时吸湿的水分需要长时间,所以干燥时间几乎不会缩短。
另外,与专利文献1同样,专利文献2的方法因为是在颗粒吸湿后进行干燥,所以如果是丙烯酸系树脂这样的吸湿速度快的树脂,那么干燥时间几乎不会缩短。
本发明是鉴于所述问题研究而成的,本发明的目的在于实现一种即使采用丙烯酸系树脂等吸湿性高的树脂,也可以效率良好且稳定地制造含水率低的颗粒的制造方法,以及使用此颗粒的薄膜的制造方法。
为了解决所述课题,本发明的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法的特征在于包括:成形工序,将熔融状态的丙烯酸系树脂成形为颗粒;及转移工序,在所述成形工序后,将所述颗粒转移到储料仓中;并且,在所述转移工序中将颗粒的温度保持在70℃以上。
根据所述方法,因为在所述转移工序中将颗粒的温度保持在70℃以上,所以可以抑制颗粒在到达储料仓之前的吸湿。
因此,发挥出即使采用丙烯酸系树脂等吸湿性高的树脂,也可以效率良好且稳定地制造含水率低的颗粒的效果。
本发明的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法优选还包括冷却工序,其中,在储料仓中在除湿环境下冷却所述颗粒。
根据所述方法,可以抑制吸湿并冷却颗粒,所以发挥出可以效率良好且稳定地制造经冷却的含水率低的颗粒的进一步效果。
本发明的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法优选在所述成形工序之后、转移工序之前,还包括将所述颗粒的温度冷却到所述丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度以下的工序,且在所述转移工序中将颗粒的温度保持在70℃以上、所述丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度以下的范围内。
根据所述方法,由于所述转移工序中颗粒的温度是保持在70℃以上、所述丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度以下的范围内,所以发挥出不仅可以在到达储料仓之前抑制颗粒吸湿,而且还可以抑制颗粒间的熔融的进一步效果。
对于本发明的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法,优选所述丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度为110℃以上。
根据所述方法,可发挥出更加抑制颗粒间的熔融的进一步效果。而且,在更高的温度下也可以避免颗粒间的熔融,所以可以在更高的温度下进行转移工序。结果发挥出可以制造含水率更低的颗粒的进一步效果。
对于本发明的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法,优选所述丙烯酸系树脂的主链中具有环结构。
根据所述方法,因为丙烯酸系树脂的主链中具有环结构,所以丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度提高。所以,发挥出更加抑制颗粒间的熔融的进一步效果。而且,在更高的温度下也可以避免颗粒间的熔融,所以可以在更高的温度下进行转移工序。结果发挥出可以制造含水率更低的颗粒的进一步效果。
为了解决所述课题,本发明的薄膜的制造方法的特征在于包括:利用所述本发明的制造方法来制造丙烯酸系树脂颗粒的工序;及将所述丙烯酸系树脂颗粒成形为薄膜的工序。
根据所述方法,因为是使用通过本发明的制造方法所获得的丙烯酸系树脂颗粒来制造薄膜,所以发挥出如下的效果:可以效率良好且稳定地制造出由颗粒的水分所引起的外观不良受到抑制的薄膜。
为了解决所述课题,本发明的颗粒的特征在于:所述颗粒是通过所述本发明的制造方法而获得的。
根据所述构成,可以提供含水率低的丙烯酸系树脂颗粒。
为了解决所述课题,本发明的丙烯酸系树脂封装体的特征在于:所述丙烯酸系树脂封装体是使用水蒸气透过率小于1.0g/m2/24h的材料来密封丙烯酸系树脂颗粒而成,所述丙烯酸系树脂颗粒的含水量小于300ppm,并且使用液体粒子计数器所测定的直径为2μm以上的杂质少于500个/g。
根据所述构成,可以提供一种含水率低并且杂质少的丙烯酸系树脂封装体。
附图说明
图1是表示本实施方式的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法中所使用的制造装置的概略构成的示意图。
[附图标记说明]
1-颗粒化装置
2-输送管
3-输送用鼓风机
4-排气口
5-储料仓
6-除湿气体导入单元
7-制品填充口
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。另外,本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸(acrylic acid)或者甲基丙烯酸(methacrylic acid)。另外,所谓“杂质”,是指包括以下物质在内的不溶于氯仿(chloroform)的成分:树脂因热等而发生碳化(carbonization)等化学反应所生成的物质、从外部环境混入到封装体中的以矿物及盐等无机物作为主要成分的物质、或者蛋白质(protein)或纤维(fiber)等有机物质等。具体说来,是指通过后述的实施例中所记载的“杂质数”的测定方法所测定的直径为2μm以上的杂质。
另外,将“重量”与“质量”视为同义词,且将“重量%”与“质量%”视为同义词。另外,表示范围的“A~B”,是表示A以上、B以下。此外,所谓“丙烯酸系树脂”,是指将含有(甲基)丙烯酸、或者(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸衍生物作为主要成分的单体成分聚合而获得的树脂。另外,本说明书中所谓“主要成分”是表示含有50质量%以上。
另外,只要未作特别说明,本说明书中所列举的各种物性是指通过后述实施例中所记载的方法而测定的值。
本实施方式的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法包括:成形工序,将熔融状态的丙烯酸系树脂成形为颗粒;转移工序,在所述成形工序后,将所述颗粒转移到储料仓中;及冷却工序,在储料仓中在除湿环境下冷却所述颗粒;并且在所述转移工序中将颗粒的温度保持在70℃以上。
以下,使用图1进行详细说明。
图1是表示本实施方式的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法中所使用的制造装置10的概略构成的示意图。
如图1所示,所述制造装置10包括:将丙烯酸系树脂颗粒化的颗粒化装置1;将所成形的颗粒冷却干燥的储料仓5;及将所述颗粒化装置1与储料仓5相连接的输送管2。
为了通过由气体产生的压力来将所成形的颗粒从颗粒化装置1中输送到储料仓5中,而在输送管2上设有输送用鼓风机3及输送用气体的排气口4。
储料仓5中,为了将转移来的颗粒冷却干燥而设有除湿气体导入单元6。另外,储料仓5具备用来将冷却干燥后的颗粒取出的制品填充口7。
即,在所述制造装置10中,利用从输送用鼓风机3中流出的气体的压力,使由颗粒化装置1成形的颗粒通过输送管2而转移到储料仓5中,并利用从除湿气体导入单元6中流出的气体在除湿环境下将所转移的颗粒冷却。接着,从储料仓5的制品填充口7取出所制造的颗粒。
(a)成形工序
本实施方式的成形工序中将熔融状态的丙烯酸系树脂成形为颗粒的方法并没有特别限定,可以使用先前众所周知的方法。例如可以列举:使利用挤压成形机及模板所挤出的熔融状态的丙烯酸系树脂与水接触,而使此树脂水冷凝固,再进行切割的方法(线股切割法);将熔融状态的丙烯酸系树脂挤出至水中,在一部分发生水冷凝固的状态下进行切割的方法(水下切割法);切割熔融状态的丙烯酸系树脂,再使其与水接触而进行水冷凝固的方法(热切割法);或者将水以雾状喷洒到处于熔融状态的丙烯酸系树脂,并在该丙烯酸系树脂的一部分发生水冷凝固的状态下进行切割的方法(水喷淋切割法)等。
所述成形工序中所使用的颗粒化装置1主要包括:具备单轴或双轴的旋转轴的挤压成形机、模板及切割装置。切割装置所采用的切割方式例如可以列举以上所述的线股切割法、热切割法、水下切割法或水喷淋切割法等。这些切割方式中,可以适宜地使用采用水喷淋切割法的水喷淋造粒机(watering pelletizer),其原因在于此水喷淋造粒机的操作性良好,并且所制造的颗粒的形状良好。
在将熔融混练的丙烯酸系树脂供给到模板中之前,优选使用聚合物过滤器(polymer filter)对丙烯酸系树脂进行过滤。即,通过在挤压成形机前端部设置聚合物过滤器,可以有效地去除杂质。
所述聚合物过滤器的过滤精度优选在1μm以上、10μm以下的范围内,更优选在1μm以上、5μm以下的范围内,更优选在2μm以上、3μm以下的范围内。如果过滤精度小于1μm,那么树脂在聚合物过滤器中的过滤滞留时间延长,生产效率降低,所以欠佳。另外,如果过滤精度大于10μm,那么容易混入杂质,所以欠佳。
所述聚合物过滤器只要是具有所述范围内的过滤精度的聚合物过滤器,则没有特别限定,可以使用先前众所周知的聚合物过滤器。所述聚合物过滤器例如可以列举:叶盘式(leaf disk type)聚合物过滤器、叠片盘式过滤器(packed disk filter)、圆筒式过滤器、烛式过滤器(candle filter)等。这些过滤器中,优选使用叶盘式聚合物过滤器,其原因在于此叶盘式聚合物过滤器的过滤面积大,即使过滤高粘度的树脂时压力损失(pressure loss)也较少。
当所述聚合物过滤器为叶盘式聚合物过滤器时,过滤器的原材料优选包含烧结金属纤维而获得的材料的原材料、包含烧结金属粉末而获得的材料的原材料、使金属网积层并压缩而获得的原材料。这些原材料中,特别优选包含烧结金属纤维而获得的材料的原材料。
颗粒化装置1中,从模板中挤出的熔融树脂的温度可以考虑使树脂熔融的树脂的玻璃化转变温度等而适当设定,优选设定在250℃以上、350℃以下的范围内。如果所述熔融树脂的温度在所述范围内,便可以抑制树脂的热劣化,并且可以将树脂的熔融粘度调整至适合切割的范围内。所述熔融树脂的温度更优选在260℃以上、320℃以下的范围内,更优选在270℃以上、300℃以下的范围内。
另外,也可以在颗粒化装置1与输送管2之间,另外设置用来干燥颗粒的干燥机。所述干燥机例如可以列举离心干燥机等。
所述成形工序后颗粒的温度必须为70℃以上。如果颗粒的温度为70℃以上,便可以抑制颗粒的吸湿。成形工序后颗粒的温度范围更优选80℃以上,更优选90℃以上,最优选95℃以上。
另外,当然从抑制成形加工工序中的吸湿的观点而言,优选从成形加工工序到转移工序为止的整个工序中,颗粒的温度均在70℃以上。
当所述成形工序后颗粒的温度大于玻璃化转变温度时,可以在所述成形工序之后、转移工序之前,另外设置用来将所述颗粒的温度冷却到此颗粒的玻璃化转变温度以下的工序。关于颗粒的冷却方法,并没有特别限定,可以使用空气冷却、水冷却等先前众所周知的方法。
(b)转移工序
本实施方式的转移工序是通过利用气体的压力输送来进行,并且将颗粒的温度保持在70℃以上。
另外,本说明书中所谓“转移工序”,是指从所述成形工序中获得的颗粒到达转移颗粒的单元(本实施方式中为输送管2)时开始,到此颗粒到达储料仓5为止的期间。
关于所述压力输送所使用的气体,并没有特别限定,例如可以列举空气或氮气等。考虑到成本以及操作性,更优选使用空气。所述压力输送所使用的气体的绝对湿度(absolute humidity)更优选设定为较低水平,例如0.05kg/kgD.A以下,但是如果保持在所述颗粒的温度范围内,便不需要特别地使用除湿设备等对所述气体进行除湿。
输送管2优选使用通过研磨处理等除去管面内的凸凹而形成为镜面状的卫生级管(sanitary pipe)。输送管2的材质优选使用SUS304或SUS316等不锈钢(stainless steel)。
输送管2可以是一个整体,也可以使用接头(joint)形成可以拆卸的构成,考虑到清洗等维护(maintenance)的容易度,更优选形成使用接头的构成。接头可以列举凸缘接头(flange joint)、螺纹套管接头(screw joint)、导轨式接头等,更优选导轨式接头,其原因在于导轨式接头的滞留部极少。
输送管2的内径,只要可以将颗粒的温度保持在70℃以上而输送颗粒,则没有特别限定,更优选在20mm以上、300mm以下的范围内。输送管2的内径更优选在40mm以上、150mm以下的范围内,最优选在50mm以上、100mm以下的范围内。当输送管2的内径小于20mm时,因输送气体(压力输送所使用的气体)与管壁摩擦而引起的压力损失会显著增大,导致颗粒的输送效率大幅度降低。另外,当输送管2的内径大于300mm时,有可能难以获得充分的输送气体压力。
压力输送所使用的气体量更优选设定为1.0~10.0Nm3/min左右,更优选设定在2.0~4.0Nm3/min的范围内。另外,关于颗粒的输送速度,只要可以将颗粒的温度保持在70℃以上而输送颗粒,则没有特别限定,优选在10.0m/sec以上、50.0m/sec以下的范围内,更优选在15.0m/sec以上、30.0m/sec以下的范围内。通过将颗粒的输送速度设定为所述范围,可以抑制颗粒破损,而高效率地输送颗粒。
关于颗粒输送过程中颗粒重量与输送气体的重量比(=颗粒重量/输送气体的重量,以下称为“固气比”),只要可以将颗粒的温度保持在70℃以上而输送颗粒,则没有特别限定,优选在1.0kg/kg以上、5.0kg/kg以下的范围内。所述重量比更优选在2.0kg/kg以上、3.0kg/kg以下的范围内。当固气比小于1.0kg/kg时,输送效率极低,而且由于气体所带来的过度的冷却效果,会使颗粒温度难以保持在70℃以上。另外,当固气比大于5.0kg/kg时,会因颗粒彼此相互碰撞而导致颗粒破损显著增加。
所述转移工序中颗粒的温度必须保持在70℃以上,从防止颗粒间的熔融的观点而言,更优选将颗粒的温度设定为此颗粒的玻璃化转变温度以下。另外,同样地,所述转移工序中颗粒的温度范围更优选在80℃以上、此颗粒的玻璃化转变温度以下的范围内,更优选在90℃以上、此颗粒的玻璃化转变温度以下的范围内,最优选在95℃以上、此颗粒的玻璃化转变温度以下的范围内。
将所述输送工序中颗粒的温度保持在所述优选的温度范围内的方法,例如可以列举以下方法,并没有特别限定,即:尽可能地缩短输送管2的长度,在颗粒冷却之前将颗粒转移到储料仓5中的方法;用隔热材料等来覆盖输送管2周围的方法;提高用于压力输送的气体的温度的方法;以及将这些方法组合而成的方法等。
另外,输送管2所具备的排气口4更优选形成为如下所述,即在储料仓5的入口处,将颗粒与输送用气体分离,仅使颗粒进入到储料仓5中。
此外,所述的说明中,针对通过利用气体的压力输送来进行转移工序的情况进行了说明,但是本发明并不限定于这种情况。也可以采用使用带式输送机(belt conveyor)的输送方法、或者使用封包输送机(packetconveyor)的输送方法等。只要可以将转移工序中颗粒的温度保持在70℃以上,便能够获得与本实施方式大致相同的效果。
但是与其他方法相比,如本实施方式般通过利用气体的压力输送来进行转移工序时,转移速度快,可以缩短转移时间,即使是长距离的转移也可以简便地进行,所以效果特别好。另外,与其他方法相比转移过程中杂质的混入极少也是优选此方法的原因。
(c)冷却工序
本实施方式的冷却工序,是在储料仓5中在除湿环境下将转移来的所述颗粒冷却的工序。另外,本说明书中所谓“储料仓”,是指罐(tank)(容器)等所有设备,而其形状、材质等没有特别限定。
储料仓5中,为了进行密封(seal)而防止外部空气进入内部,更优选从下部导入经除湿的气体。此气体可以列举氮气等惰性气体或空气等,如果考虑到操作性和经济性,则更优选空气。此时所述气体的绝对湿度优选为0.01kg/kgD.A以下,更优选为0.005kg/kgD.A以下。即,储料仓5内的绝对湿度优选为0.01kg/kgD.A以下,更优选为0.005kg/kgD.A以下。
将贮藏在储料仓5中的颗粒冷却到小于70℃之后,从制品填充口7将其取出并进行封装。更优选冷却到小于50℃之后从制品填充口7将其取出并进行封装。
关于封装所使用的材料,要求实质上不会使水分透过,可以进行密封。这种材料例如可以适宜地使用金属制的容器(container)、蒸镀有金属铝的薄膜、聚乙烯等。在封装颗粒之前利用经除湿的气体来置换封装用容器的内部气体也是一个优选方式。
更具体说来,所述封装用容器优选由水蒸气透过率小于1.0g/m2/24hr的材料所形成的容器。这种材料可以列举:膜厚为10μm以上的铁、铜、钢材、镀覆有钢-锡薄层的材料、不锈钢材料等金属材料;或者基材使用双轴拉伸聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)薄膜并且涂布有聚偏二氯乙烯(polyvinylidenechloride)的薄膜、蒸镀有铝的薄膜、蒸镀有二氧化硅(silica)的薄膜、膜厚为50μm以上并且可能会渗出(bleed out)的添加剂的调配量为极低水平的双轴拉伸聚丙烯薄膜等薄膜材料。
此外,当所封装的丙烯酸系树脂颗粒的封装量大于1t时,所述封装用容器可以适宜地使用包含至少一层以上的所述例示的金属材料的容器。特别优选包含不锈钢材料的容器。
当欲封装的丙烯酸系树脂颗粒的封装量为1t以下时,可以适宜地使用包含至少一层以上的所述薄膜材料的挠性容器(flexiblecontainer)。特别优选由具有至少一层使用双轴拉伸聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二酯薄膜作为基材的铝蒸镀薄膜的材料所形成的挠性容器。此时,铝蒸镀层的厚度优选为400以上、小于1μm。
另外,特别优选在所述挠性容器的内面,设置可以通过热封(heatseal)进行压接的聚乙烯、未拉伸聚丙烯等材料。
使用所述多层结构的薄膜时,也可以在各层之间设置粘接层等,多层结构的总膜厚优选为80μm以上、小于300μm。当所述多层结构的薄膜的总膜厚小于80μm时,薄膜强度有可能不充分,当所述总膜厚为300μm以上时,薄膜的柔软性有可能不足。多层结构的总膜厚特别优选90μm以上、小于150μm。
当所述封装用容器是使用挠性容器时,优选将水蒸气透过率小于1.0g/m2/24hr的所述材料加工成袋状来密封颗粒,并进一步将此经密封的容器装入由聚乙烯或聚丙烯等化学纤维编织而成的袋状成型物中,以防止在保存或输送过程中颗粒发生破损。
所封装的丙烯酸系树脂颗粒的封装量(容量)优选为100kg以上。此封装量更优选为300kg以上,更优选为500kg以上,最优选为800kg以上。使用封装量为100kg以上的尺寸的封装体来制造薄膜等成形体时,开封封装的频率降低,因此除了可以降低环境杂质混入颗粒的可能性以外,也可以降低封装的开封作业所伴随的粉尘、以及碎屑混入颗粒的可能性。
所述的通过本实施方式的方法所制造的颗粒的含水量优选为300ppm以下。所述颗粒的含水量更优选为200ppm以下,更优选为100ppm以下,最优选为50ppm以下。如果含水量为300ppm以下,便可以抑制在对颗粒进行熔融加工时树脂发生分解,或者产生气泡、微孔、银纹等,可防止产生外观不良。
如上所述,通过本实施方式的所述方法,可以获得用水蒸气透过率小于1.0g/m2/24h的材料,将含水量小于300ppm,并且使用液体粒子计数器所测定的直径为2μm以上的杂质少于500个/g的丙烯酸系树脂颗粒密封而成的丙烯酸系树脂封装体。
另外,所述的说明中,针对在储料仓5中进行冷却干燥,再加以封装的情况进行了说明,但是本发明并不限定于这种情况。例如,也可以是在储料仓5中进行冷却干燥之后将颗粒转移到别的设备后进行封装的方式,还可以是不进行封装而直接进行薄膜成形等的方式。
另外,所述的说明中,就在储料仓5中在除湿环境下冷却颗粒的情况进行了说明,但是本发明并不限定于这种情况。例如,也可以是不冷却颗粒而直接进行薄膜成形等的方式。
另外,所述的说明中,就储料仓5具备除湿气体导入单元6的情况进行了说明,但是本发明并不限定于这种情况。例如,在不冷却颗粒而直接进行薄膜成形等的方式中,即使储料仓5不具备除湿气体导入单元6也可以获得与本实施方式大致相同的效果。
另外,所述的说明中,针对通过从储料仓5的下部导入经除湿的气体而在除湿环境下将颗粒冷却的情况进行了说明,但是本发明并不限定于这种情况。例如,也可以是不向储料仓5内导入气体,而是将储料仓5内的一部分气体抽出,将此气体除湿,然后再次送回到储料仓5中这样的使气体循环的方式。只要是可以在储料仓中在除湿环境下冷却颗粒,便可以获得与本实施方式大致相同的效果。
(d)丙烯酸系树脂
本实施方式中所使用的丙烯酸系树脂是将作为主要成分的丙烯酸、甲基丙烯酸以及此等的衍生物聚合而获得的树脂、以及这些树脂的衍生物,可以使用先前众所周知的(甲基)丙烯酸系热塑性树脂。
(甲基)丙烯酸的衍生物例如可以列举:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯、(甲基)丙烯酸-2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸-2,3,4,5-四羟基戊酯等(甲基)丙烯酸酯。这些(甲基)丙烯酸的衍生物可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。这些衍生物中,从聚合所得的树脂的光学特性、热稳定性优异方面来考虑,最优选甲基丙烯酸甲酯。
从可以在更高的温度下制造颗粒的观点而言,所述丙烯酸系树脂更优选主链具有环结构。可以通过使N-苯基马来酰亚胺(N-phenylmaleimide)、N-环己基马来酰亚胺(N-cyclohexylmaleimide)、N-甲基马来酰亚胺(N-methylmaleimide)等N-取代马来酰亚胺共聚合而导入环结构,也可以将内酯环(lactone ring)结构、戊二酸酐结构、戊二酰亚胺结构等导入分子链中(也称为聚合物的主骨架中或者主链中)。
这些丙烯酸系树脂中,从高温下薄膜不易发生着色(黄变)的方面来考虑,更优选不含氮原子的结构。
另外,从光学特性或成形性来考虑,更优选主链具有内酯环结构的丙烯酸系树脂。关于主链中的内酯环结构,可以是4~8元环的环结构,但是从环结构的稳定性考虑更优选5~6元环,特别优选6元环。另外,主链中的内酯环结构可以列举以下述通式(1):
[化1]
(式中,R1、R2、R3分别独立地表示氢原子或碳数为1~20的有机残基。此外,有机残基也可以含有氧原子)所表示的结构、或者日本专利特开2004-168882号公报中所揭示的结构等,从合成在主链中导入内酯环结构之前的聚合物时聚合产率较高等方面来考虑,更优选以通式(1)所表示的结构。
另外,所述通式(1)中的有机残基只要碳数在1~20的范围内则没有特别限定,例如可以列举:直链或分支状的烷基、直链或分支状的烯基、芳基、-OAc基、-CN基等。
关于本实施方式中所使用的丙烯酸系树脂,只要玻璃化转变温度在70℃以上,便可以适宜地使用。从进一步抑制颗粒吸湿的观点而言,丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度更优选为110℃以上,更优选为115℃以上,特别优选为120℃以上,最优选为125℃以上。丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度越高,则颗粒产生熔融的温度变得越高,因此可以在更高的温度下制造颗粒,结果可以获得含水量更低的丙烯酸系树脂颗粒。
(e)薄膜的制造
本实施方式的薄膜的制造方法包括:利用所述的制造方法来制造丙烯酸系树脂颗粒的工序;及将所述丙烯酸系树脂颗粒成形为薄膜的工序。
薄膜成形的方法可以列举:溶液铸膜法(溶液流延法)、熔融挤出法、压延法(calendaring)、压缩成形法等众所周知的薄膜成形方法。这些方法中,优选溶液铸膜法(溶液流延法)、熔融挤出法。
溶液铸膜法(溶液流延法)所使用的溶剂例如可以列举:氯仿、二氯甲烷等氯系溶剂;甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)、苯以及这些溶剂的混合溶剂等芳香族系溶剂;甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、2-丁醇等醇系溶剂;甲基溶纤剂(methyl cellosolve)、乙基溶纤剂、丁基溶纤剂、二甲基甲酰胺(dimethy lformamide)、二甲基亚砜(dimethylsulfoxide)、二氧杂环乙烷(dioxane)、环己酮(cyclohexanone)、四氢呋喃(tetrahydrofuran)、丙酮(acetone)、乙酸乙酯、乙醚等。这些溶剂可以仅使用一种,也可以同时使用两种以上。
用来实施溶液铸膜法(溶液流延法)的装置例如可以列举转鼓式铸造机(drum casting machine)、带式铸造机(band casting machine)、旋转式涂布机(spin coater)等。
熔融挤出法可以列举T型模法、膨胀法(inflation method)等,此时薄膜的成形温度优选150~350℃,更优选200~300℃。
另外,例如为了使所述薄膜具有相位差,可以对通过所述方法所成形的薄膜进行拉伸。
拉伸方法可以使用先前众所周知的拉伸方法。例如可以列举:自由宽度单轴拉伸、恒定宽度单轴拉伸等单轴拉伸;依次双轴拉伸、同时双轴拉伸等双轴拉伸;以及下述拉伸等,即拉伸薄膜时,在薄膜的单面或两面粘接收缩性薄膜而形成积层体,对此积层体进行加热拉伸处理而使薄膜具有与拉伸方向正交的方向上的收缩力,由此获得分别沿拉伸方向与厚度方向配向的分子群混合存在的双折射性薄膜。
从提高耐弯折性方面来考虑,所述拉伸方法优选双轴拉伸。另外,从使薄膜面内的任意的正交的两方向上的耐弯折性提高方面来考虑,所述拉伸方法优选同时双轴拉伸。另外,从同时实现面内的任意方向的耐弯折性、与较大的面内相位差值方面来考虑,所述拉伸方法优选依次双轴拉伸。面内的任意的正交的两方向,例如可以列举与薄膜面内的慢轴呈平行的方向、以及与薄膜面内的慢轴呈垂直的方向。另外,可以根据所需的相位差值、所需的耐弯折性来适当地设定拉伸倍率、拉伸温度、拉伸速度等拉伸条件,并没有特别限定。
进行拉伸等的装置例如可以列举滚筒拉伸机、拉幅(tenter)型拉伸机,小型实验用拉伸装置可以列举拉伸试验机、单轴拉伸机、依次双轴拉伸机、同时双轴拉伸机等,使用这些中的任意装置均可以获得本实施方式的相位差薄膜。
关于拉伸温度,优选在薄膜原料即颗粒的玻璃化转变温度附近进行拉伸。具体说来,优选在(玻璃化转变温度-30)℃~(玻璃化转变温度+50)℃下进行拉伸,更优选(玻璃化转变温度-20)℃~(玻璃化转变温度+20)℃,更优选(玻璃化转变温度-10)℃~(玻璃化转变温度+10)℃。如果所述拉伸温度低于(玻璃化转变温度-30)℃,则无法获得充分的拉伸倍率,所以欠佳。如果所述拉伸温度高于(玻璃化转变温度+50)℃,则树脂会发生流动而导致不能进行稳定的拉伸,所以欠佳。
优选在以面积比所定义的拉伸倍率为1.1~25倍的范围、更优选1.2~10倍的范围、更优选1.3~5倍的范围内进行拉伸。如果所述拉伸倍率小于1.1倍,则随着拉伸无法表现相位差性能及提高韧性,所以欠佳。如果所述拉伸倍率大于25倍,则无法确认到与提高拉伸倍率相对应的效果。
当向某一方向拉伸时,优选在相对于此方向的拉伸倍率为1.05~10倍的范围、更优选1.1~5倍的范围、更优选1.2~3倍的范围内进行拉伸。如果所述拉伸倍率小于1.05倍,则有时无法获得所需的相位差值,所以欠佳。如果所述拉伸倍率大于10倍,则无法确认到与提高拉伸倍率相对应的效果,而且有时拉伸过程中薄膜会发生断裂,所以欠佳。
拉伸速度(一方向)优选10~20000%/min的范围,更优选100~10000%/min的范围。如果拉伸速度慢于10%/min,则获得充分的拉伸倍率需要花费较长的时间,制造成本提高,所以欠佳。如果拉伸速度快于20000%/min,则拉伸薄膜有可能发生断裂等,所以欠佳。
所述薄膜的拉伸包括:第一阶段的工序,在未拉伸薄膜的玻璃化转变温度以上的温度下进行拉伸;及在第一阶段的工序之后进行的第二阶段的工序,在此薄膜的玻璃化转变温度-10℃~此薄膜的玻璃化转变温度+20℃的温度范围内进行拉伸;更优选的是使第一阶段的工序的拉伸温度比第二阶段的工序的拉伸温度高5℃以上来进行拉伸。
所述第一阶段的工序的拉伸温度只要为未拉伸薄膜的玻璃化转变温度以上,则没有特别限定,更优选此薄膜的玻璃化转变温度~此薄膜的玻璃化转变温度+40℃的温度范围,更优选此薄膜的玻璃化转变温度+2℃~此薄膜的玻璃化转变温度+30℃的温度范围,特别优选此薄膜的玻璃化转变温度+5℃~此薄膜的玻璃化转变温度+25℃的温度范围。
如果所述第一阶段的工序的拉伸温度低于所述薄膜的玻璃化转变温度,则有可能在第一阶段的工序中表现出相位差,而第二阶段的工序的拉伸将面内方向的相位差消除,所以最后所获得的薄膜的相位差值减小。另外,如果所述第一阶段的工序的拉伸温度高于所述薄膜的玻璃化转变温度+40℃,则有可能树脂容易流动,而难以稳定地进行拉伸。
另外,所述记载中,拉伸温度有时是表述为相对于未拉伸薄膜的玻璃化转变温度的温度差。此时,例如“玻璃化转变温度+40℃”,是表示比玻璃化转变温度高40℃的温度,“玻璃化转变温度-10℃”,是表示比玻璃化转变温度低10℃的温度。
所述第一阶段的工序的拉伸倍率优选在1.1~25倍的范围内,更优选在1.2~10倍的范围内,更优选在1.3~5倍的范围内。当拉伸倍率低于1.1倍时,有可能挠曲性的提高程度小,当拉伸倍率高于25倍时,有可能提高拉伸倍率所带来的效果减小,而且拉伸过程中薄膜容易产生断裂。
所述第一阶段的工序的拉伸速度优选在10~20000%/min的范围内,更优选在100~10000%/min的范围内。如果拉伸速度慢于10%/min,则至完成拉伸之前要花费长时间,所以制造成本会提高。如果拉伸速度快于20000%/min,则拉伸薄膜有可能产生断裂等。
所述第二阶段的工序的拉伸温度优选为未拉伸薄膜的玻璃化转变温度-10℃~此薄膜的玻璃化转变温度+20℃的温度范围,更优选此薄膜的玻璃化转变温度-10℃~此薄膜的玻璃化转变温度+15℃的温度范围,更优选此薄膜的玻璃化转变温度-5℃~此薄膜的玻璃化转变温度+15℃的温度范围。
如果所述第二阶段的工序的拉伸温度低于所述薄膜的玻璃化转变温度-10℃,则有可能无法以充分的拉伸倍率进行拉伸。另外,如果所述第二阶段的工序的拉伸温度高于所述薄膜的玻璃化转变温度+20℃,则薄膜中的聚合物有可能配向不充分,而无法使薄膜具有所需的相位差。
所述第二阶段的工序的拉伸倍率优选在1.1~25倍的范围内,更优选在1.2~10倍的范围内,更优选在1.3~5倍的范围内。当拉伸倍率低于1.1倍时,有可能挠曲性的提高程度小,当拉伸倍率高于25倍时,有可能提高拉伸倍率所带来的效果减小,而且拉伸过程中薄膜容易发生断裂。
所述第二阶段的工序的拉伸速度优选在10~20000%/min的范围内,更优选在100~10000%/min的范围内。如果拉伸速度慢于10%/min,则至完成拉伸之前要花费长时间,所以制造成本提高。如果拉伸速度快于20000%/min,则拉伸薄膜有可能发生断裂等。
所述拉伸方法中,第一阶段的工序的拉伸温度比第二阶段的工序的拉伸温度高5℃以上。通过在比第二阶段的工序高的温度下进行第一阶段的工序,在第一阶段的工序中不会使薄膜具有较大的相位差,而可以使薄膜具有对与拉伸方向正交的轴上的弯折的挠曲性。然后,通过在比第一阶段的工序低的温度下进行第二阶段的工序,可以进一步使薄膜具有对任意轴的挠曲性,并且可以获得面内相位差值大的相位差薄膜。
在此,当第一阶段的工序的拉伸温度小于第二阶段的工序的拉伸温度+5℃时,有可能难以同时实现使薄膜具有对任意轴的挠曲性、与所需的相位差值。另外,为了增大赋予薄膜的面内相位差,优选在更低温度下进行第二阶段的工序的拉伸。而且,通过使第一阶段的工序的拉伸温度比第二阶段的工序的拉伸温度高5℃以上,进行第二阶段的工序的拉伸时薄膜不容易发生断裂。
另外,所述拉伸方法中,优选第二阶段的拉伸倍率大于第一阶段的工序的拉伸倍率。如果第一阶段的工序的拉伸倍率为第二阶段的工序的拉伸倍率以上,则有可能难以同时实现使薄膜具有对任意轴的挠曲性、与所需的相位差值。
所述拉伸方法中,优选在第二阶段的工序中,沿着与第一阶段的工序的拉伸方向正交的方向进行拉伸。此时,可以充分地使薄膜具有对任意轴的弯折的挠曲性。
如上所述,本发明的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法的特征在于包括:成形工序,将熔融状态的丙烯酸系树脂成形为颗粒;及转移工序,在所述成形工序后,将所述颗粒转移到储料仓中;并且在所述转移工序中将颗粒的温度保持在70℃以上。
所以,发挥出即使采用丙烯酸系树脂这样的吸湿性高的树脂,也可以效率良好且稳定地制造含水率低的颗粒的效果。
另外,如上所述,本发明的薄膜的制造方法的特征在于包括:利用所述本发明的制造方法来制造丙烯酸系树脂颗粒的工序;及将所述丙烯酸系树脂颗粒成形为薄膜的工序。
所以,发挥出可以效率良好且稳定地制造因颗粒的水分而引起的外观不良受到抑制的薄膜的效果。
[实施例]
以下,根据实施例来更详细地说明本发明,但是本发明并不限定于以下的实施例。以下所示的实施例和比较例中,是使用所述的图1所示的制造装置10来制造颗粒。另外,所述制造装置中设有离心干燥机(未图示),其构成为:对颗粒进行切割、水冷凝固后利用离心干燥机来进行脱水干燥,然后将颗粒输送到储料仓5中。
另外,只要没有特别说明,则实施例中的“ppm”均表示以质量换算求得的值,例如10,000ppm表示1质量%。另外,以下的实施例和比较例中,输送所使用的空气的温度约为25~28℃,湿度约为40~60%。
<玻璃化转变温度(Tg)>
颗粒的玻璃化转变温度(Tg)是在样品约为10mg、升温速度为10℃/min、氮气流量为50cc/min的条件下,使用DSC(differentialscanning calorimeter,差示扫描量热仪)(Rigaku股份有限公司制造,装置名:DSC-8230),依据ASTM-D-3418并通过中点法(midpoint method)而求得。
<颗粒含水量>
使用与水分汽化装置(三菱化学公司制造,VA-100)连接的微量水分测定装置(三菱化学公司制造,CA-100),通过卡尔费歇尔(KarlFischer)容量滴定法而求出颗粒的含水量。详细说来,精确称量约1.0g颗粒后,将其导入温度保持在250℃的所述水分汽化装置中并加热2分钟。利用通过五氧化二磷(phosphorus pentoxide)而经干燥的氮气将此处所产生的全部水分导入到所述水分汽化装置中,并通过卡尔费歇尔容量滴定法来求得含水量。
另外,含水量是采用如下值:在后述的各实施例和比较例的条件下连续生产0.5t以上,并对每200kg进行取样(sampling)而获得的颗粒的含水量的平均值。
<熔融颗粒含量>
从设在储料仓5的入口近前的漏斗(hopper,未图示)中取出1kg颗粒,进行目视检查,由熔融的颗粒的质量进行质量换算而求得熔融颗粒含量(ppm)。
<颗粒温度>
在圆筒式杜瓦真空瓶(容量为2,000ml,外径为125mm,内径为100mm,深度为280mm)中装入1,300g的颗粒,在此瓶中将沸点温度计(测定范围:0℃~200℃,全长约300mm)插入150mm,求出放置10分钟后的最高到达温度作为颗粒的温度。
<颗粒重量>
测定10粒颗粒的重量并求得平均值,从而求出颗粒重量。
<内酯环结构单位的含有比例>
将全部羟基以甲醇的形式从通过聚合而获得的聚合物的组成中脱离时所产生的重量减少量设为基准,由动态TG(dynamicthermogravimetry,动态热重量法)测定中从开始发生重量减少之前的150℃起至聚合物开始分解之前的300℃为止由脱醇反应所引起的重量减少量,求出脱醇反应率(内酯环化率)。
即,测定在具有内酯环结构的聚合物的动态TG测定中从150℃起至300℃为止期间的重量减少率,将所获得的实测重量减少率设为(X)。另一方面,将假设聚合物组成中所含的全部羟基因参与形成内酯环而形成醇,从而自此聚合物的组成中脱离时的理论重量减少率(即,假设聚合物的组成中产生100%脱醇反应而计算出的重量减少率)设为(Y)。另外,更具体说来,可以由聚合物中的具有参与脱醇反应的结构(羟基)的原料单体的摩尔比、即此聚合物组成中的所述原料单体的含有率来算出理论重量减少率(Y)。将这些值(X,Y)代入脱醇计算式:
1-(实测重量减少率(X)/理论重量减少率(Y))
求出其值,并用%来表示,由此获得脱醇反应率。
作为其一例,来计算后述的聚合例中所得的颗粒中内酯环结构所占的比例。尝试求出此聚合物的理论重量减少率(Y),因为甲醇的分子量为32,2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯的分子量为116,在内酯环化之前聚合物中的2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯的含有率(重量比)在组成上为20质量%,所以理论重量减少率(Y)为(32/116)×20≈5.52质量%。另一方面,通过动态TG测定所获得的实测重量减少率(X)为0.18质量%。将这些值代入所述脱醇计算式中,获得1-(0.18/5.52)≈0.967,所以脱醇反应率为96.7%。
接着,假设仅以所述脱醇反应率进行了内酯环化反应,通过下式来计算出内酯环含有比例:
内酯环的含有比率(质量%)=B×A×MR/Mm
(式中,B为内酯环化前的聚合物中,具有参与内酯环化的结构(羟基)的原料单体结构单位的质量含有比例,MR为所生成的内酯环结构单位的式量,Mm为具有参与内酯环化的结构(羟基)的原料单体的分子量,A为脱醇反应率)。
例如,为后述聚合例的情况时,丙烯酸系树脂在内酯环化前的聚合物中来自2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯的结构的含有率为20.0质量%,所计算出的脱醇反应率为96.7%,分子量为116的2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸甲酯缩合时所生成的内酯环结构单位的式量为170,所以丙烯酸系树脂中内酯环的含有比例为28.3(=20.0×0.967×170/116)质量%。
<水蒸气透过率>
水蒸气透过率是指“在温度为40℃、湿度为90%RH的条件下,单位时间内通过单位面积试样的水蒸气的量”,其是通过JIS Z 0208中所记载的杯法(cup method)来测定。
<杂质数>
将5g颗粒溶解在100mL的氯仿中,使用液体粒子计数器(PARTIKEKMESS-UND ANALYSESYSTEME GMBH公司制造,SVSS),测定每1g溶液中直径为2μm以上的杂质的数量。另外,测定是在净化室(cleanroom)中进行的。
[聚合例]
向附有搅拌装置、温度传感器、冷凝器、氮气导入管的反应釜中,投入2-(羟基甲基)丙烯酸甲酯20质量份、甲基丙烯酸甲酯80质量份、甲苯100质量份,一面通入氮气一面升温到105℃。回流开始后,加入作为引发剂的过氧化异壬酸叔戊酯(商品名:Lupasol 570,ArkemaYoshitomi股份有限公司制造)0.1质量份,与此同时,一面历时2小时滴加包含过氧化异壬酸叔戊酯0.2质量份以及甲苯1质量份的溶液,一面在105℃~110℃下进行溶液聚合,然后历时4小时进行老化(ageing)。向所获得的聚合物溶液中,添加磷酸硬脂酯/磷酸二硬脂酯混合物(商品名:PhoslexA-18,堺化学股份有限公司制造)0.1质量份,在回流下以100~110℃进行5小时环化缩合反应。
[实施例1]
本实施例中,颗粒化装置1是使用双轴方向啮合方式的排气孔式螺杆挤出机(vent-type screw extruder,日本制钢所制造,螺杆直径(D):120mm,汽缸长度(L):5,460mm,L/D=44.5,排气孔数:4个(1个后排气孔(rear vent),3个前排气孔(fore vent)))。另外,在设于挤出机的汽缸前端的挤出模(extruder die)上,沿着圆周而贯通形成有多个直径为4mm的微孔,并安装有水喷淋切割方式的切割器。并且,具有如下的构成:在切割、水冷凝固后设置包含离心干燥机的脱水设备(未图示),然后利用气体进行输送,而将颗粒输送到储料仓5中。
利用齿轮泵(gear pump),使聚合例中所获得的丙烯酸系树脂在静态混合器(static mixer)式热交换器内通过,从而将此丙烯酸系树脂加热至240℃,利用压力调整阀使压力保持在20kg/cm2之后,将所述丙烯酸系树脂供给至将桶(barrel)温度设定在270℃的挤出机中。以使挤出机的第1、第2、第3排气孔的真空度分别达到250mmHg、20mmHg、20mmHg的方式进行操作,而将树脂中的挥发性成分去除,接着使树脂通过叶盘式的聚合物过滤器(过滤精度:5μm),然后以400kg/h、连续3小时从挤出模所具有的直径为4mm的模嘴(微孔)挤出熔融状态的丙烯酸系树脂,并以表1记载的条件进行输送后,在储料仓5中冷却至50℃以下,由此制造颗粒。
测定模嘴出口处丙烯酸系聚合物的温度,结果为290℃,而在储料仓5的入口近前处(漏斗上部)取样的颗粒的温度为105℃,可以确认转移工序中颗粒的温度是保持在70℃以上的。另外,熔融颗粒量非常少,为140ppm,所以推测转移工序中颗粒的温度是保持在颗粒的玻璃化转变温度以下的。另外,在漏斗上部取样的所述颗粒的含水量为25ppm。另外,冷却至50℃以下后,从储料仓中取出的颗粒的含水量为30ppm,杂质数为320个/g。
[实施例2]
以280kg/h、连续3小时从模嘴挤出熔融状态的丙烯酸系树脂代替以400kg/h、连续3小时从模嘴挤出熔融状态的丙烯酸系树脂,除此以外,进行与实施例1相同的操作而制造颗粒。
结果,以表1记载的条件进行输送后,在漏斗上部取样的颗粒的温度为100℃,可以确认转移工序中颗粒的温度是保持在70℃以上的。另外,熔融颗粒量为0ppm,推测转移工序中颗粒的温度是保持在颗粒的玻璃化转变温度以下的。另外,所述颗粒的含水量为30ppm,杂质数为290个/g。
[实施例3]
将颗粒的平均重量变更为25mg,并将离心干燥机的转速设为实施例1的70%,由此将储料罐前的颗粒温度变更为70℃,除此以外,进行与实施例1相同的操作而制造颗粒。
结果,以表1记载的条件进行输送后,在漏斗上部取样的颗粒的温度为70℃,可以确认转移工序中颗粒的温度是保持在70℃以上的。另外,熔融颗粒量为0ppm,推测转移工序中颗粒的温度是保持在颗粒的玻璃化转变温度以下的。另外,所述颗粒的含水量为280ppm,杂质数为250个/g。
[实施例4]
本实施例中,树脂是使用向90质量份的实施例1所制造的颗粒中,干式混合(dry blend)10质量份的AS树脂(acrylonitrile-styreneresin,丙烯腈-苯乙烯树脂;商品名:Stylac AS384,旭化成化学公司制造)而获得的树脂。另外,挤出机是使用单轴挤出机(螺杆直径(D):50mm,汽缸长度(L):1,800mm,L/D=36.5,排气孔数:1个)。
在挤出机的汽缸前端,设有叶盘式聚合物过滤器(过滤精度:5μm),在设于此聚合物过滤器的出口处的挤出模上,贯通形成有直径为3mm的微孔,将从这些微孔中吐出的股线状物导入至水槽中并加以水冷凝固后,通过线股切割方式进行颗粒化。颗粒化后并不特别设置脱水工序,直接利用气体进行输送,而将颗粒输送到贮藏场所。
以使桶温度达到250℃、排气孔真空度达到100mmHg的方式进行操作而将挥发性成分去除,从模嘴以100kg/h的速度吐出颗粒。测定模嘴出口处的树脂温度,结果为275℃,以表1所记载的条件进行输送后,在漏斗上部取样的颗粒的温度为97℃,可以确认转移工序中颗粒的温度是保持在70℃以上的。另外,熔融颗粒量非常少,为100ppm,所以推测转移工序中颗粒的温度是保持在颗粒的玻璃化转变温度以下的。另外,所述颗粒的含水率为150ppm,杂质数为400个/g。
[实施例5]
除了将离心干燥机的转速设为实施例1的70%以外,进行与实施例1相同的操作而制造颗粒。
结果,以表1记载的条件进行输送后,在漏斗上部取样的颗粒的温度为82℃,可以确认转移工序中颗粒的温度是保持在70℃以上的。另外,熔融颗粒量为0ppm,推测转移工序中颗粒的温度是保持在颗粒的玻璃化转变温度以下的。另外,所述颗粒的含水量为95ppm,杂质数为300个/g。
[比较例1]
以50kg/h的速度、连续10小时从模嘴吐出熔融状态的丙烯酸系树脂代替以100kg/h的速度从模嘴吐出熔融状态的丙烯酸系树脂,除此以外,进行与实施例4相同的操作而制造颗粒。结果示于表1。所述颗粒的杂质数为480个/g。
[表1]
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 比较例1 | |
切割方式 | 水喷淋切割 | 水喷淋切割 | 水喷淋切割 | 线股切割 | 水喷淋切割 | 线股切割 |
输送管内径(mm) | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 | 55 |
输送气体量(Nm3/min) | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 1.5 | 3.0 | 1.5 |
固气比 | 1.9 | 1.4 | 1.9 | 1.1 | 1.9 | 0.6 |
颗粒重量(mg) | 35 | 32 | 25 | 20 | 35 | 20 |
输送距离(m) | 50 | 50 | 50 | 20 | 50 | 20 |
输送量(kg/h) | 400 | 280 | 400 | 100 | 400 | 50 |
输送气体 | 空气 | 空气 | 空气 | 空气 | 空气 | 空气 |
储料罐之前的颗粒温度(℃) | 105 | 100 | 70 | 97 | 82 | 65 |
熔融颗粒量(ppm) | 140 | 0 | 0 | 100 | 0 | 0 |
颗粒含水量(ppm) | 25 | 30 | 280 | 150 | 95 | 600 |
颗粒的玻璃化转变温度(℃) | 129 | 129 | 129 | 125 | 129 | 125 |
[实施例7]
将实施例1所制造的丙烯酸系树脂颗粒,以600kg的封装量密封至水蒸气透过率为0.8g/m2/24hr的聚乙烯/铝蒸镀层/聚丙烯薄膜的三层薄膜(膜厚为100μm)中。
在带屋顶的仓库中保管一年后,丙烯酸系树脂颗粒的水分量为80ppm,杂质数为330个/g,水分、杂质数均维持在良好的值。
[实施例8]
将实施例1所制造的丙烯酸系树脂颗粒,以400kg的封装量密封至水蒸气透过率为0.8g/m2/24hr的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)/铝蒸镀层/聚丙烯薄膜的三层薄膜(膜厚为100μm)中。
在带屋顶的仓库中保管一年后,丙烯酸系树脂颗粒的水分量为70ppm,杂质数为340个/g,水分、杂质数均维持在良好的值。
[比较例2]
将实施例1所制造的丙烯酸系树脂颗粒,以20kg的封装量密封至水蒸气透过率为10g/m2/24hr的尼龙/聚乙烯(膜厚为120μm)的双层薄膜中。
在带屋顶的仓库中保管一个月后,丙烯酸系树脂颗粒的水分量为1,500ppm,杂质数为330个/g,水分显著上升。
[比较例3]
将实施例1所制造的丙烯酸系树脂颗粒,以20kg的封装量密封至水蒸气透过率为300g/m2/24hr以上的牛皮纸(kraft paper)中。
在带屋顶的仓库中保管三天后,丙烯酸系树脂颗粒的水分量为15,000ppm,杂质数为1,200个/g,水分、杂质数均显著上升。
本发明并不限定于所述的各实施方式,可以在权利要求所示的范围内进行各种变更,并且将不同实施方式中各自所揭示的技术手段适当组合而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
(工业上的可利用性)
本发明的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法,即使采用丙烯酸系树脂等吸湿性高的树脂,也可以效率良好且稳定地制造含水率低的颗粒。所以,可以应用于以往公知的各种颗粒中。
Claims (8)
1.一种丙烯酸系树脂颗粒的制造方法,其特征在于包括:
成形工序,将熔融状态的丙烯酸系树脂成形为颗粒;及
转移工序,在所述成形工序后,将所述颗粒转移到储料仓中;并且
在所述转移工序中将颗粒的温度保持在70℃以上。
2.根据权利要求1所述的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法,其特征在于还包括:冷却工序,在所述储料仓中在除湿环境下冷却所述颗粒。
3.根据权利要求1或2所述的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法,其特征在于:在所述转移工序中将颗粒的温度保持在70℃以上、所述丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度以下的范围内。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法,其特征在于:所述丙烯酸系树脂的玻璃化转变温度为110℃以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的丙烯酸系树脂颗粒的制造方法,其特征在于:所述丙烯酸系树脂的主链中具有环结构。
6.一种薄膜的制造方法,其特征在于包括:
利用根据权利要求1至5中任一项所述的制造方法来制造丙烯酸系树脂颗粒的工序;及
将所述丙烯酸系树脂颗粒成形为薄膜的工序。
7.一种颗粒,其特征在于:通过根据权利要求1至5中任一项所述的制造方法而获得。
8.一种丙烯酸系树脂封装体,其特征在于:
所述丙烯酸系树脂封装体是使用水蒸气透过率小于1.0g/m2/24h的材料来密封丙烯酸系树脂颗粒而成,
所述丙烯酸系树脂颗粒的含水量小于300ppm,并且使用液体粒子计数器所测定的直径为2μm以上的杂质少于500个/g。
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