JP2001347559A - 架橋ポリオレフィンの可塑化方法 - Google Patents
架橋ポリオレフィンの可塑化方法Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 化学架橋したポリオレフィンを可塑化し、成
形加工性に優れた可塑化物を得ることを目的とする。 【解決手段】 単一混練ゾーンの押出ヘッド側の端部に
混練物をせき止めるか逆送りするための圧力保持ゾーン
を有するスクリュー構成の同方向回転二軸押出機を使用
し、前記混練ゾーンの温度が２５０〜４００℃、剪断速
度が２００／ｓ以上で架橋ポリオレフィンを可塑化する
方法。
形加工性に優れた可塑化物を得ることを目的とする。 【解決手段】 単一混練ゾーンの押出ヘッド側の端部に
混練物をせき止めるか逆送りするための圧力保持ゾーン
を有するスクリュー構成の同方向回転二軸押出機を使用
し、前記混練ゾーンの温度が２５０〜４００℃、剪断速
度が２００／ｓ以上で架橋ポリオレフィンを可塑化する
方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、架橋ポリオレフィ
ンを可塑化する方法に関し、特に有機過酸化物によって
架橋された架橋ポリオレフィンを同方向二軸押出機にて
可塑化する方法に関する。
ンを可塑化する方法に関し、特に有機過酸化物によって
架橋された架橋ポリオレフィンを同方向二軸押出機にて
可塑化する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電線の被覆材料や発泡体に使用さ
れている架橋ポリオレフィンは、架橋による網目構造ゆ
えに加熱溶融しないという特徴があり、再加工・再利用
が困難となっている。このため、回収された廃材や製造
時に発生したロス等は、焼却もしくは埋立処理している
のが現状である。特に電線は、導体として使用されてい
る銅や他の金属の価値が高いため使用後に回収される場
合が多いが、その被覆材ははぎ取られた後で廃棄処理さ
れる場合が多く、その有効な活用方法が望まれていた。
これまでに架橋ポリエチレンのリサイクル手法として
は、燃料としてのサーマルリサイクルの他に、熱分解油
化によって再び石油原料に転換する方法や、機械的に高
剪断をかけた粉砕物をプラスチック成形用の補強材や増
量材として使用する手法がある。これらはいずれも１回
限りのリサイクルであり、複数回にわたって再利用する
マテリアルリサイクルではなく、経済性や環境負荷の面
から課題が多く残っているのが現状である。
れている架橋ポリオレフィンは、架橋による網目構造ゆ
えに加熱溶融しないという特徴があり、再加工・再利用
が困難となっている。このため、回収された廃材や製造
時に発生したロス等は、焼却もしくは埋立処理している
のが現状である。特に電線は、導体として使用されてい
る銅や他の金属の価値が高いため使用後に回収される場
合が多いが、その被覆材ははぎ取られた後で廃棄処理さ
れる場合が多く、その有効な活用方法が望まれていた。
これまでに架橋ポリエチレンのリサイクル手法として
は、燃料としてのサーマルリサイクルの他に、熱分解油
化によって再び石油原料に転換する方法や、機械的に高
剪断をかけた粉砕物をプラスチック成形用の補強材や増
量材として使用する手法がある。これらはいずれも１回
限りのリサイクルであり、複数回にわたって再利用する
マテリアルリサイクルではなく、経済性や環境負荷の面
から課題が多く残っているのが現状である。
【０００３】このため最近では、架橋ポリエチレンを再
生する方法が提案されており、特許第３０２６２７０号
公報では、異方向二軸押出機を使用して一定の温度と比
エネルギー以上で架橋ポリエチレンを押出し、ゲル分率
０．１％以下の再生品を得る方法が提案されている。こ
の方法は、異方向二軸押出機を使用して架橋分がきわめ
て少ない再生材を得るという方法であるが、ゲル分率の
高い架橋ポリエチレンの再生が難しいという問題点があ
る。また、異方向二軸押出機の特性上高回転化が難し
く、スクリュー有効長（Ｌ／Ｄ）を長く設定できないた
め処理量を上げられない点や、複数のニーディングゾー
ンからなるスクリュー構成が必要であるため、設備メン
テナンスが複雑となることなど、工業的に不利な点が多
い。また、特開平１１−１８９６７０号公報では、複数
のネジ山ブロックを備えたスクリューを有する二軸押出
機を使用して規定の比エネルギー、滞留時間、剪断応力
で機械加工する方法が提案されているが、押出機中の剪
断発熱により樹脂温度が上昇しやすく、さらに材料が十
分冷却されないまま押し出されてしまうため、再生品の
劣化や焼けが発生しやすいという欠点がある。
生する方法が提案されており、特許第３０２６２７０号
公報では、異方向二軸押出機を使用して一定の温度と比
エネルギー以上で架橋ポリエチレンを押出し、ゲル分率
０．１％以下の再生品を得る方法が提案されている。こ
の方法は、異方向二軸押出機を使用して架橋分がきわめ
て少ない再生材を得るという方法であるが、ゲル分率の
高い架橋ポリエチレンの再生が難しいという問題点があ
る。また、異方向二軸押出機の特性上高回転化が難し
く、スクリュー有効長（Ｌ／Ｄ）を長く設定できないた
め処理量を上げられない点や、複数のニーディングゾー
ンからなるスクリュー構成が必要であるため、設備メン
テナンスが複雑となることなど、工業的に不利な点が多
い。また、特開平１１−１８９６７０号公報では、複数
のネジ山ブロックを備えたスクリューを有する二軸押出
機を使用して規定の比エネルギー、滞留時間、剪断応力
で機械加工する方法が提案されているが、押出機中の剪
断発熱により樹脂温度が上昇しやすく、さらに材料が十
分冷却されないまま押し出されてしまうため、再生品の
劣化や焼けが発生しやすいという欠点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、架
橋ポリエチレンをリサイクル使用するための可塑化手法
を提供することを目的とし、特に、有機過酸化物によっ
て化学架橋したポリオレフィンを可塑化し、成形加工性
に優れた可塑化物を得ることを目的とする。
橋ポリエチレンをリサイクル使用するための可塑化手法
を提供することを目的とし、特に、有機過酸化物によっ
て化学架橋したポリオレフィンを可塑化し、成形加工性
に優れた可塑化物を得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】これら課題を解決するた
め本発明者は、（１）単一混練ゾーンの押出ヘッド側の
端部に混練物をせき止めるか逆送りするための圧力保持
ゾーンを有するスクリュー構成の同方向回転二軸押出機
を使用し、前記混練ゾーンの温度が２５０〜４００℃、
剪断速度が２００／ｓ以上で架橋ポリオレフィンを可塑
化する方法、（２）前記圧力保持ゾーンがシールディス
ク、逆フライト、および逆ニーディングディスクから選
ばれた少なくとも１つで構成されることを特徴とする
（１）記載の架橋ポリオレフィンの可塑化方法、（３）
前記混練ゾーンのスクリュー長さ／スクリュー径比（Ｌ
／Ｄ）が５〜２０、前記圧力保持ゾーンのＬ／Ｄが０．
２５〜２．５であって、前記混練ゾーンおよび前記圧力
保持ゾーンの後にＬ／Ｄが５以上の押出ゾーンを設ける
とともに、該押出ゾーンの温度が８０〜２５０℃である
ことを特徴とする（１）または（２）に記載の架橋ポリ
オレフィンの可塑化方法、（４）架橋ポリオレフィン
が、有機過酸化物により架橋処理された平均ゲル分率６
０％以上であることを特徴とする（１）〜（３）のいず
れか１項に記載の架橋ポリオレフィンの可塑化方法、が
架橋ポリオレフィンを可塑化できることを見いだし、本
発明をなすに至った。
め本発明者は、（１）単一混練ゾーンの押出ヘッド側の
端部に混練物をせき止めるか逆送りするための圧力保持
ゾーンを有するスクリュー構成の同方向回転二軸押出機
を使用し、前記混練ゾーンの温度が２５０〜４００℃、
剪断速度が２００／ｓ以上で架橋ポリオレフィンを可塑
化する方法、（２）前記圧力保持ゾーンがシールディス
ク、逆フライト、および逆ニーディングディスクから選
ばれた少なくとも１つで構成されることを特徴とする
（１）記載の架橋ポリオレフィンの可塑化方法、（３）
前記混練ゾーンのスクリュー長さ／スクリュー径比（Ｌ
／Ｄ）が５〜２０、前記圧力保持ゾーンのＬ／Ｄが０．
２５〜２．５であって、前記混練ゾーンおよび前記圧力
保持ゾーンの後にＬ／Ｄが５以上の押出ゾーンを設ける
とともに、該押出ゾーンの温度が８０〜２５０℃である
ことを特徴とする（１）または（２）に記載の架橋ポリ
オレフィンの可塑化方法、（４）架橋ポリオレフィン
が、有機過酸化物により架橋処理された平均ゲル分率６
０％以上であることを特徴とする（１）〜（３）のいず
れか１項に記載の架橋ポリオレフィンの可塑化方法、が
架橋ポリオレフィンを可塑化できることを見いだし、本
発明をなすに至った。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おける架橋ポリオレフィンとは、エチレン単独もしくは
α−オレフィンや他の誘導体と共重合したもの、及びこ
れらの混合物を架橋したものである。その架橋方法とし
ては、特に限定されるものではない。特に、有機過酸化
物によって架橋処理した場合は、ゲル分率は３０〜９０
％程度が好ましい。この場合の有機過酸化物の種類や処
理条件に特に制限はなく、各種アクリル酸エステル化合
物、メタクリル酸エステル化合物、シアヌレート化合物
等公知の架橋助剤が配合されていても構わない。また、
架橋ポリオレフィンに酸化防止剤や充填剤、顔料等の添
加剤が配合してあっても差し支えない。
おける架橋ポリオレフィンとは、エチレン単独もしくは
α−オレフィンや他の誘導体と共重合したもの、及びこ
れらの混合物を架橋したものである。その架橋方法とし
ては、特に限定されるものではない。特に、有機過酸化
物によって架橋処理した場合は、ゲル分率は３０〜９０
％程度が好ましい。この場合の有機過酸化物の種類や処
理条件に特に制限はなく、各種アクリル酸エステル化合
物、メタクリル酸エステル化合物、シアヌレート化合物
等公知の架橋助剤が配合されていても構わない。また、
架橋ポリオレフィンに酸化防止剤や充填剤、顔料等の添
加剤が配合してあっても差し支えない。
【０００７】これら化学架橋ポリエチレンの材料として
は、その品質や量の面から、電線被覆廃材が好適に用い
られる。電線被覆廃材のゲル分率は６０％以上であるの
が一般的であり、本発明ではこのようにゲル分率の高い
架橋ポリエチレンでも可塑化が可能である。電線被覆廃
材では、その内層や外層に導電層を有しているものが多
い。導電層にはエチレン−酢酸ビニル共重合体や塩素化
ポリエチレンに導電性カーボンが配合されているのが一
般的である。その場合の導電層のゲル分率は３０〜７０
％程度であり、被覆層全体に占める割合は質量で３〜５
０％程度である。また、回収した被覆廃材には一部シラ
ン架橋ポリエチレンが混入している場合がある。本発明
ではこれらの特殊な電線被覆廃材が混入した場合でも問
題なく可塑化することが出来る。可塑化処理にあたり、
化学架橋ポリエチレンを適当な寸法に裁断もしくは粉砕
する必要がある。その粉砕サイズは押出機のスクリュー
径によって異なるが、通常２０ｍｍ以下が望ましい。
は、その品質や量の面から、電線被覆廃材が好適に用い
られる。電線被覆廃材のゲル分率は６０％以上であるの
が一般的であり、本発明ではこのようにゲル分率の高い
架橋ポリエチレンでも可塑化が可能である。電線被覆廃
材では、その内層や外層に導電層を有しているものが多
い。導電層にはエチレン−酢酸ビニル共重合体や塩素化
ポリエチレンに導電性カーボンが配合されているのが一
般的である。その場合の導電層のゲル分率は３０〜７０
％程度であり、被覆層全体に占める割合は質量で３〜５
０％程度である。また、回収した被覆廃材には一部シラ
ン架橋ポリエチレンが混入している場合がある。本発明
ではこれらの特殊な電線被覆廃材が混入した場合でも問
題なく可塑化することが出来る。可塑化処理にあたり、
化学架橋ポリエチレンを適当な寸法に裁断もしくは粉砕
する必要がある。その粉砕サイズは押出機のスクリュー
径によって異なるが、通常２０ｍｍ以下が望ましい。
【０００８】本発明の可塑化方法においては、可塑化装
置として同方向回転型の二軸押出機が使用される。押出
機スクリューは、ホッパー口から順にフィードゾーン、
混練ゾーン、圧力保持ゾーン、押出ゾーンから構成され
る。ただし、混練ゾーンの途中に圧力保持ゾーンを設け
ても構わない。フィードゾーンは通常フライトと呼ばれ
るネジ状のエレメントが使用され、ホッパー口から投入
された材料を加熱しながら混練ゾーンへ搬送するゾーン
である。混練ゾーンは主にニーディングディスクやロー
ターと呼ばれるエレメントから構成され、材料に剪断を
与えるゾーンであり、その長さはＬ／Ｄで５〜２０程度
が望ましい。混練ゾーンの長さがＬ／Ｄが５よりも短い
場合は架橋ポリエチレンに十分な剪断を与えることが出
来なくなり、可塑化が不十分となる。また、Ｌ／Ｄが２
０よりも長い場合は、架橋ポリエチレンが過度に可塑化
されて可塑化物の品質が低下するとともに、単位時間あ
たりの処理量を上げることが出来ず、経済的にも不利と
なる。
置として同方向回転型の二軸押出機が使用される。押出
機スクリューは、ホッパー口から順にフィードゾーン、
混練ゾーン、圧力保持ゾーン、押出ゾーンから構成され
る。ただし、混練ゾーンの途中に圧力保持ゾーンを設け
ても構わない。フィードゾーンは通常フライトと呼ばれ
るネジ状のエレメントが使用され、ホッパー口から投入
された材料を加熱しながら混練ゾーンへ搬送するゾーン
である。混練ゾーンは主にニーディングディスクやロー
ターと呼ばれるエレメントから構成され、材料に剪断を
与えるゾーンであり、その長さはＬ／Ｄで５〜２０程度
が望ましい。混練ゾーンの長さがＬ／Ｄが５よりも短い
場合は架橋ポリエチレンに十分な剪断を与えることが出
来なくなり、可塑化が不十分となる。また、Ｌ／Ｄが２
０よりも長い場合は、架橋ポリエチレンが過度に可塑化
されて可塑化物の品質が低下するとともに、単位時間あ
たりの処理量を上げることが出来ず、経済的にも不利と
なる。
【０００９】混練ゾーンは単一のゾーンからなり、該ゾ
ーン押出ヘッド側の端部に材料をせき止めるか逆送りす
る働きを持つ圧力保持ゾーンが設けられる。このゾーン
は材料をせき止めるか逆送りする働きを持つエレメント
から構成され、通常はシールディスクや逆フライト、逆
ニーディングディスクエレメント等が使用される。圧力
保持ゾーンでは、混練ゾーンの圧力を高めるとともに、
混練ゾーンで架橋ポリエチレンが可塑化するために十分
な滞留時間を確保する役割を持ち、その長さはＬ／Ｄで
０．２５〜２．５程度が望ましい。また、圧力保持ゾー
ンは混練ゾーンのうしろには少なくとも設けられること
が必要であるが、場合によっては混練ゾーンの中間部に
配置したり、混練ゾーンの中間部と直後のように複数配
置してもよい。圧力保持ゾーンの長さはＬ／Ｄ＝０．２
５よりも短い場合は混練ゾーンの圧力を保持することが
困難となり、２．５よりも長い場合は処理量が上げられ
ない上に混練ゾーンの剪断発熱が大きくなり、可塑化物
の品質低下を招く原因となる。
ーン押出ヘッド側の端部に材料をせき止めるか逆送りす
る働きを持つ圧力保持ゾーンが設けられる。このゾーン
は材料をせき止めるか逆送りする働きを持つエレメント
から構成され、通常はシールディスクや逆フライト、逆
ニーディングディスクエレメント等が使用される。圧力
保持ゾーンでは、混練ゾーンの圧力を高めるとともに、
混練ゾーンで架橋ポリエチレンが可塑化するために十分
な滞留時間を確保する役割を持ち、その長さはＬ／Ｄで
０．２５〜２．５程度が望ましい。また、圧力保持ゾー
ンは混練ゾーンのうしろには少なくとも設けられること
が必要であるが、場合によっては混練ゾーンの中間部に
配置したり、混練ゾーンの中間部と直後のように複数配
置してもよい。圧力保持ゾーンの長さはＬ／Ｄ＝０．２
５よりも短い場合は混練ゾーンの圧力を保持することが
困難となり、２．５よりも長い場合は処理量が上げられ
ない上に混練ゾーンの剪断発熱が大きくなり、可塑化物
の品質低下を招く原因となる。
【００１０】最も押出ヘッド側の押出ゾーンは、可塑化
した化学架橋ポリエチレンを押出成形に適した温度まで
冷却して再架橋反応や押出後の劣化反応を防ぐととも
に、可塑化物を一定の速度で押し出す働きを有する。押
出ゾーンの長さはＬ／Ｄで５以上が好ましく、Ｌ／Ｄ＝
５よりも短い場合は混練ゾーンで加熱された可塑化物が
冷却されないまま押し出されることとなり、押出後に可
塑化物の焼けが発生したり、着色等の品質低下の原因と
なる場合がある。また前記押出機の混練ゾーンは、２５
０〜４００℃の温度範囲で可塑化押出を行う。混練ゾー
ン温度とは、押出機バレルの温度のことであり、通常は
熱電対等で測定される。混練ゾーンをこの温度範囲に設
定するには、押出機バレルヒーター等による外部加熱が
一般的に用いられるが、架橋ポリエチレンが押出機内部
で混練されることによる剪断発熱を熱源としても構わな
い。混練ゾーン温度が２５０℃を下回る場合は十分に可
塑化を行うことが出来ず、４００℃を越えると可塑化物
のメルトフローレートが過度に上昇して品質低下の原因
となる。特に、ゲル分率が６０〜８０％程度の化学架橋
ポリエチレンを使用する場合、混練ゾーンの温度範囲は
３００〜３５０℃の温度範囲が望ましい。押出ゾーンで
は、混練ゾーンで可塑化し高温になっている可塑化物を
所定の温度まで冷却して押し出す必要があるため、押出
ゾーンの温度は８０〜２５０℃の範囲が望ましい。８０
℃より低い場合は可塑化物の溶融粘度が高くなるために
押出が不安定となり、押出機負荷も上昇して経済的でな
い。また２５０℃より高い場合は、押出後に大気に接触
した可塑化物が劣化し易くなり、極端な場合は焼けが発
生する。望ましい押出ゾーンの温度は１２０℃〜２２０
℃である。
した化学架橋ポリエチレンを押出成形に適した温度まで
冷却して再架橋反応や押出後の劣化反応を防ぐととも
に、可塑化物を一定の速度で押し出す働きを有する。押
出ゾーンの長さはＬ／Ｄで５以上が好ましく、Ｌ／Ｄ＝
５よりも短い場合は混練ゾーンで加熱された可塑化物が
冷却されないまま押し出されることとなり、押出後に可
塑化物の焼けが発生したり、着色等の品質低下の原因と
なる場合がある。また前記押出機の混練ゾーンは、２５
０〜４００℃の温度範囲で可塑化押出を行う。混練ゾー
ン温度とは、押出機バレルの温度のことであり、通常は
熱電対等で測定される。混練ゾーンをこの温度範囲に設
定するには、押出機バレルヒーター等による外部加熱が
一般的に用いられるが、架橋ポリエチレンが押出機内部
で混練されることによる剪断発熱を熱源としても構わな
い。混練ゾーン温度が２５０℃を下回る場合は十分に可
塑化を行うことが出来ず、４００℃を越えると可塑化物
のメルトフローレートが過度に上昇して品質低下の原因
となる。特に、ゲル分率が６０〜８０％程度の化学架橋
ポリエチレンを使用する場合、混練ゾーンの温度範囲は
３００〜３５０℃の温度範囲が望ましい。押出ゾーンで
は、混練ゾーンで可塑化し高温になっている可塑化物を
所定の温度まで冷却して押し出す必要があるため、押出
ゾーンの温度は８０〜２５０℃の範囲が望ましい。８０
℃より低い場合は可塑化物の溶融粘度が高くなるために
押出が不安定となり、押出機負荷も上昇して経済的でな
い。また２５０℃より高い場合は、押出後に大気に接触
した可塑化物が劣化し易くなり、極端な場合は焼けが発
生する。望ましい押出ゾーンの温度は１２０℃〜２２０
℃である。
【００１１】上述した押出機及びスクリュー構成で化学
架橋ポリエチレンを可塑化する場合、混練ゾーンでの剪
断速度を２００／ｓ以上とする必要がある。ここで言う
剪断速度とは、スクリューエレメント最外周部の周速度
（ｍｍ／ｓ）をスクリューとバレルとのクリアランス
（ｍｍ）で除した数値であり、剪断速度が高いほど材料
に大きな剪断応力を与えることが可能となる。剪断速度
が２００／ｓよりも小さい場合は、材料に十分な剪断応
力を与えることが出来ず、十分な可塑化が出来ないまま
押出機から排出されることとなり、可塑化物の再成形が
困難となる。剪断速度は２００／ｓより大きければ特に
上限はない。本発明の可塑化方法により処理した可塑化
物はゲル分率が０．３〜３０％であり、その内部に微小
な架橋部分が存在した状態である。この微小な架橋部分
は、通常の用途では全く問題ないだけでなく、無理にゲ
ル分率０．３％よりも低く可塑化した場合は、メルトフ
ローレートの過度な上昇や可塑化物の劣化を招く原因と
なり好ましくない。可塑化物のゲル分率は、その再利用
用途によって異なってくるが、通常の押出成形の場合は
１〜２０％程度が好適であり、射出成形等の高流動用途
へは０．３〜２％程度とするのが好ましい。
架橋ポリエチレンを可塑化する場合、混練ゾーンでの剪
断速度を２００／ｓ以上とする必要がある。ここで言う
剪断速度とは、スクリューエレメント最外周部の周速度
（ｍｍ／ｓ）をスクリューとバレルとのクリアランス
（ｍｍ）で除した数値であり、剪断速度が高いほど材料
に大きな剪断応力を与えることが可能となる。剪断速度
が２００／ｓよりも小さい場合は、材料に十分な剪断応
力を与えることが出来ず、十分な可塑化が出来ないまま
押出機から排出されることとなり、可塑化物の再成形が
困難となる。剪断速度は２００／ｓより大きければ特に
上限はない。本発明の可塑化方法により処理した可塑化
物はゲル分率が０．３〜３０％であり、その内部に微小
な架橋部分が存在した状態である。この微小な架橋部分
は、通常の用途では全く問題ないだけでなく、無理にゲ
ル分率０．３％よりも低く可塑化した場合は、メルトフ
ローレートの過度な上昇や可塑化物の劣化を招く原因と
なり好ましくない。可塑化物のゲル分率は、その再利用
用途によって異なってくるが、通常の押出成形の場合は
１〜２０％程度が好適であり、射出成形等の高流動用途
へは０．３〜２％程度とするのが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明を以下の例によって詳細に
説明する。架橋ポリエチレンは２種類使用した。 （使用した架橋ポリエチレン） 電力用ＣＶケーブル絶縁体被覆廃材（過酸化物架橋、
ゲル分率８０％） 導電層付きＣＶケーブル絶縁体被覆廃材（過酸化物架
橋、導電層比率４０重量％、平均ゲル分率６５％） またゲル分率およびメルトフローレートは以下の方法で
測定した。 （ゲル分率）試料０．３ｇ以上を４００メッシュの金網
で包んだ上で、ＪＩＳ Ｋ６７６９附属書２「架橋ポリ
エチレン管のゲル分率測定方法」に準じて測定した。 （メルトフローレート）ＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、１
９０℃×２．１６ｋｇで測定した。
説明する。架橋ポリエチレンは２種類使用した。 （使用した架橋ポリエチレン） 電力用ＣＶケーブル絶縁体被覆廃材（過酸化物架橋、
ゲル分率８０％） 導電層付きＣＶケーブル絶縁体被覆廃材（過酸化物架
橋、導電層比率４０重量％、平均ゲル分率６５％） またゲル分率およびメルトフローレートは以下の方法で
測定した。 （ゲル分率）試料０．３ｇ以上を４００メッシュの金網
で包んだ上で、ＪＩＳ Ｋ６７６９附属書２「架橋ポリ
エチレン管のゲル分率測定方法」に準じて測定した。 （メルトフローレート）ＪＩＳ Ｋ７２１０に準じ、１
９０℃×２．１６ｋｇで測定した。
【００１３】（実施例１〜４）化学架橋ポリエチレン
を１０ｍｍ以下のサイズに粉砕し、ホッパー側から順
に、フィードゾーン長さＬ／Ｄ＝２０、混練ゾーン長さ
Ｌ／Ｄ＝１０、圧力保持ゾーン長さＬ／Ｄ＝１、押出ゾ
ーン長さＬ／Ｄ＝１７の構成のスクリューを有する同方
向噛み合い型二軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４８、４０ｍｍφ）
に投入し、表１の条件で可塑化押出を行い、得られた可
塑化物のゲル分率とメルトフローレートを測定した。 （実施例５，６）化学架橋ポリエチレンを１０ｍｍ以
下のサイズに粉砕し、ホッパー側から順に、フィードゾ
ーン長さＬ／Ｄ＝２０、混練ゾーン長さＬ／Ｄ＝５、圧
力保持ゾーン長Ｌ／Ｄ＝０．５、混練ゾーン長さＬ／Ｄ
＝５、圧力保持ゾーン長さＬ／Ｄ＝０．５、押出ゾーン
長さＬ／Ｄ＝１７の構成のスクリューを有する同方向噛
み合い型二軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４８、４０ｍｍφ）に投
入し、表１の条件で可塑化押出を行い、得られた可塑化
物のゲル分率とメルトフローレートを測定した。 （実施例７，８）化学架橋ポリエチレンを使用し、実
施例１〜４と同様の手法で表１に示す条件で可塑化押出
を行い、得られた可塑化物のゲル分率とメルトフローレ
ートを測定した。 （比較例１〜４）化学架橋ポリエチレン、を使用
し、実施例１〜６と同様の手法で表２に示す条件で可塑
化押出を行い、得られた可塑化物のゲル分率とメルトフ
ローレートを測定した。 （比較例５）化学架橋ポリエチレンを１０ｍｍ以下の
サイズに粉砕し、ホッパー側から順に、フィードゾーン
長さＬ／Ｄ＝２０、混練ゾーン長さＬ／Ｄ＝１０、押出
ゾーン長さＬ／Ｄ＝１８の構成のスクリューを有する同
方向噛み合い型二軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４８、４０ｍｍ
φ）に投入し、表２の条件で可塑化押出を行い、得られ
た可塑化物のゲル分率とメルトフローレートを測定し
た。
を１０ｍｍ以下のサイズに粉砕し、ホッパー側から順
に、フィードゾーン長さＬ／Ｄ＝２０、混練ゾーン長さ
Ｌ／Ｄ＝１０、圧力保持ゾーン長さＬ／Ｄ＝１、押出ゾ
ーン長さＬ／Ｄ＝１７の構成のスクリューを有する同方
向噛み合い型二軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４８、４０ｍｍφ）
に投入し、表１の条件で可塑化押出を行い、得られた可
塑化物のゲル分率とメルトフローレートを測定した。 （実施例５，６）化学架橋ポリエチレンを１０ｍｍ以
下のサイズに粉砕し、ホッパー側から順に、フィードゾ
ーン長さＬ／Ｄ＝２０、混練ゾーン長さＬ／Ｄ＝５、圧
力保持ゾーン長Ｌ／Ｄ＝０．５、混練ゾーン長さＬ／Ｄ
＝５、圧力保持ゾーン長さＬ／Ｄ＝０．５、押出ゾーン
長さＬ／Ｄ＝１７の構成のスクリューを有する同方向噛
み合い型二軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４８、４０ｍｍφ）に投
入し、表１の条件で可塑化押出を行い、得られた可塑化
物のゲル分率とメルトフローレートを測定した。 （実施例７，８）化学架橋ポリエチレンを使用し、実
施例１〜４と同様の手法で表１に示す条件で可塑化押出
を行い、得られた可塑化物のゲル分率とメルトフローレ
ートを測定した。 （比較例１〜４）化学架橋ポリエチレン、を使用
し、実施例１〜６と同様の手法で表２に示す条件で可塑
化押出を行い、得られた可塑化物のゲル分率とメルトフ
ローレートを測定した。 （比較例５）化学架橋ポリエチレンを１０ｍｍ以下の
サイズに粉砕し、ホッパー側から順に、フィードゾーン
長さＬ／Ｄ＝２０、混練ゾーン長さＬ／Ｄ＝１０、押出
ゾーン長さＬ／Ｄ＝１８の構成のスクリューを有する同
方向噛み合い型二軸押出機（Ｌ／Ｄ＝４８、４０ｍｍ
φ）に投入し、表２の条件で可塑化押出を行い、得られ
た可塑化物のゲル分率とメルトフローレートを測定し
た。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【表２】
【００１６】
【表３】
【００１７】表２から明らかなように、本発明の可塑化
方法を使用することによりゲル分率が０．３〜３０％、
メルトフローレートが０．１〜１０程度の良好な可塑化
物を得ることができる。一方、表３の比較例１、２では
混練ゾーンの温度範囲が本発明の範囲外のため、可塑化
ができないかもしくは可塑化してもメルトフローレート
が過度に高くなって劣化による着色が著しくなってしま
う。比較例３は剪断速度が本発明の範囲外のため、良好
な可塑化物を得ることが出来ない。また、比較例４は押
出ゾーンの温度が高すぎるため、可塑化物を冷却して押
し出すことが出来ず、メルトフローレートが過大になる
とともに焼けが発生してしまう。比較例５は圧力保持ゾ
ーンの無いスクリュー構成のため、架橋ポリエチレンを
可塑化することができない。
方法を使用することによりゲル分率が０．３〜３０％、
メルトフローレートが０．１〜１０程度の良好な可塑化
物を得ることができる。一方、表３の比較例１、２では
混練ゾーンの温度範囲が本発明の範囲外のため、可塑化
ができないかもしくは可塑化してもメルトフローレート
が過度に高くなって劣化による着色が著しくなってしま
う。比較例３は剪断速度が本発明の範囲外のため、良好
な可塑化物を得ることが出来ない。また、比較例４は押
出ゾーンの温度が高すぎるため、可塑化物を冷却して押
し出すことが出来ず、メルトフローレートが過大になる
とともに焼けが発生してしまう。比較例５は圧力保持ゾ
ーンの無いスクリュー構成のため、架橋ポリエチレンを
可塑化することができない。
【００１８】
【発明の効果】本発明では、化学架橋ポリエチレンを特
定のスクリュー構成を有する同方向回転二軸押出機を使
用して押し出すことで、再加工性に優れた可塑化物を得
ることが出来る。これまでの処理方法では可塑化の難し
かったゲル分率の高い架橋ポリエチレンでも実質上問題
ない程度にまで可塑化出来る上、メンテナンス性や処理
コストの面でも優れたものとなっている。得られた可塑
化物は、単独もしくはバージンポリマーに配合して通常
の成型機による加工が可能であり、真の意味でのマテリ
アルリサイクルを達成することが出来る。また、可塑化
物はポリエチレンと同様に各種添加剤を配合することが
でき、さらには有機過酸化物やシラン化合物、電子線等
公知の架橋方法によって再架橋することも可能である。
定のスクリュー構成を有する同方向回転二軸押出機を使
用して押し出すことで、再加工性に優れた可塑化物を得
ることが出来る。これまでの処理方法では可塑化の難し
かったゲル分率の高い架橋ポリエチレンでも実質上問題
ない程度にまで可塑化出来る上、メンテナンス性や処理
コストの面でも優れたものとなっている。得られた可塑
化物は、単独もしくはバージンポリマーに配合して通常
の成型機による加工が可能であり、真の意味でのマテリ
アルリサイクルを達成することが出来る。また、可塑化
物はポリエチレンと同様に各種添加剤を配合することが
でき、さらには有機過酸化物やシラン化合物、電子線等
公知の架橋方法によって再架橋することも可能である。
Claims (4)
- 【請求項１】 単一混練ゾーンの押出ヘッド側の端部に
混練物をせき止めるか逆送りするための圧力保持ゾーン
を有するスクリュー構成の同方向回転二軸押出機を使用
し、前記混練ゾーンの温度が２５０〜４００℃、剪断速
度が２００／ｓ以上で架橋ポリオレフィンを可塑化する
方法。 - 【請求項２】 前記圧力保持ゾーンがシールディスク、
逆フライト、および逆ニーディングディスクから選ばれ
た少なくとも１つで構成されることを特徴とする請求項
１記載の架橋ポリオレフィンの可塑化方法。 - 【請求項３】 前記混練ゾーンのスクリュー長さ／スク
リュー径比（Ｌ／Ｄ）が５〜２０、前記圧力保持ゾーン
のＬ／Ｄが０．２５〜２．５であって、前記混練ゾーン
および前記圧力保持ゾーンの後にＬ／Ｄが５以上の押出
ゾーンを設けるとともに、該押出ゾーンの温度が８０〜
２５０℃であることを特徴とする請求項１または２に記
載の架橋ポリオレフィンの可塑化方法。 - 【請求項４】 架橋ポリオレフィンが、有機過酸化物に
より架橋処理された平均ゲル分率６０％以上であること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の架橋
ポリオレフィンの可塑化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000172554A JP3895521B2 (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | 架橋ポリオレフィンの可塑化方法 |
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| JP2000172554A JP3895521B2 (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | 架橋ポリオレフィンの可塑化方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001347559A true JP2001347559A (ja) | 2001-12-18 |
| JP3895521B2 JP3895521B2 (ja) | 2007-03-22 |
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002194033A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 熱可塑性グラフトポリマーの製造方法 |
| JP2005200573A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Hitachi Cable Ltd | 架橋ポリマーの再生方法及びその再生装置並びにワックス |
| JP2006066262A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 電線・ケーブル |
| JP2009197138A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Hitachi Cable Ltd | 高分子化合物の処理方法及び装置 |
| JP2009274354A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Sanwa Kako Co Ltd | 多軸押出機 |
| JP2010177183A (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Viscas Corp | 耐トラッキング性能を向上した絶縁電線およびその製造方法 |
| JP2018130867A (ja) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | 信越ポリマー株式会社 | 架橋体の製造方法及び成形品の製造方法 |
| US20190139677A1 (en) * | 2017-11-07 | 2019-05-09 | Hitachi Metals, Ltd. | Insulated Wire |
| US10784018B2 (en) | 2017-11-07 | 2020-09-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Insulated wire |
| US11205525B2 (en) | 2017-11-07 | 2021-12-21 | Hitachi Metals, Ltd. | Insulated wire |
-
2000
- 2000-06-08 JP JP2000172554A patent/JP3895521B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002194033A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 熱可塑性グラフトポリマーの製造方法 |
| JP4690541B2 (ja) * | 2000-12-22 | 2011-06-01 | 古河電気工業株式会社 | 熱可塑性グラフトポリマーの製造方法 |
| JP2005200573A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Hitachi Cable Ltd | 架橋ポリマーの再生方法及びその再生装置並びにワックス |
| JP2006066262A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 電線・ケーブル |
| JP2009197138A (ja) * | 2008-02-21 | 2009-09-03 | Hitachi Cable Ltd | 高分子化合物の処理方法及び装置 |
| JP2009274354A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Sanwa Kako Co Ltd | 多軸押出機 |
| JP2010177183A (ja) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Viscas Corp | 耐トラッキング性能を向上した絶縁電線およびその製造方法 |
| JP2018130867A (ja) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | 信越ポリマー株式会社 | 架橋体の製造方法及び成形品の製造方法 |
| US20190139677A1 (en) * | 2017-11-07 | 2019-05-09 | Hitachi Metals, Ltd. | Insulated Wire |
| US10784018B2 (en) | 2017-11-07 | 2020-09-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Insulated wire |
| US10872712B2 (en) * | 2017-11-07 | 2020-12-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Insulated wire |
| US11205525B2 (en) | 2017-11-07 | 2021-12-21 | Hitachi Metals, Ltd. | Insulated wire |
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