JP2004514574A

JP2004514574A - Molding and processing method of thermoplastic resin blend

Info

Publication number: JP2004514574A
Application number: JP2002545904A
Authority: JP
Inventors: アデデジ，アデインカ; ホッサン，ロバート; ペカク，ウィリアム・ユージーン
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2004-05-20
Also published as: EP1339538A1; CN1478014A; AU2002216620A1; WO2002043943A1

Abstract

粉末又はペレット化熱可塑性樹脂を他のブレンド成分と押出機（２０）内でコンパウンディングして均質ブレンドを形成し、均質ブレンドをアキュムレータ（５０）に供給し、そこから金型（６０）のキャビティ（５９）に移送することによって粉末又はペレットから直接ポリフェニレンエーテル樹脂及び他の熱可塑性樹脂を成形する方法が提供される。ポリフェニレンエーテル樹脂及び他の熱可塑性樹脂のブレンドを選択的に成形品又は押出品に加工する方法が提供され、この場合、押出機（２００）でブレンドを形成し、選択的にアキュムレータ（５００）に供給し、密閉金型（６００）のキャビティ（５９０）に移送するか、押出機ダイ（７００）に供給してストランドを形成し、ストランドを冷却し、ペレット製造機でペレット化する。
【選択図】図１The powdered or pelletized thermoplastic is compounded with the other blend components in an extruder (20) to form a homogeneous blend, and the homogeneous blend is fed to an accumulator (50) from which the cavity of a mold (60) is formed. A method is provided for molding polyphenylene ether resin and other thermoplastic resins directly from powder or pellets by transferring to (59). A method is provided for selectively processing a blend of a polyphenylene ether resin and another thermoplastic resin into a molded or extruded article, wherein the blend is formed in an extruder (200) and optionally in an accumulator (500). Supply and transfer to cavity (590) of closed mold (600) or supply to extruder die (700) to form strands, cool strands and pelletize with pelletizer.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックブレンドの予備コンパウンディングとペレットへの凝固工程を減らして、プラスチックブレンドを最終製品に直接成形することができプラスチックブレンドの製造及び加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂含有ブレンドからのプラスチック成形品の製造は、通例多段階で実施される。第一段階で、熱可塑性樹脂の粉末を押出機で他のブレンド成分と溶融コンパウンディングして、押出し、凝固し、切断してペレットとする。次の段階で、ペレットを再溶融し、成形して最終製品とする。
【０００３】
プラスチック成形品に要する製造業者のコストは主として、原材料のコストと一次／二次加工コスト（エネルギー及び装置）の合計である。一次／二次加工コストはかなりの額となることが多く、汎用樹脂に対する高コストのエンジニアリング熱可塑性樹脂の競争力を左右しかねない。
【０００４】
ペレット形成工程をなくし、溶融コンパウンディング後に直接製品を製造できれば効率的であることが認識されている。例えば、ポリ塩化ビニル粉末のコンパウンディング後に直接パイプや異形材（押出品）を押出すことが米国特許第４２４３６２９号及び同第５１９８１７０号に記載されている。これは、Ｗｅｒｎｅｒ　ａｎｄ　Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ社製のＺＳＫ二軸押出機及びＺＳＫ−ＭＥＧＡコンパウンダーのような市販の直接（ダイレクト）押出機で達成できる。（ｗｗｗ．ｋｗｐｃ．ｃｏｍ／ｋｗｐｃ／ｍａｒｋｅｔｓ／ｄｉｒｅｃｔｅｘ／ｄｉｒｅｃｔｅｘ（３，５，６ａｎｄ＿ｏｖｅｒｖｉｅｗ）．ｈｔｍｌ，４／１１／２０００参照）。これらの直接押出機では、１つの機械で原料のコンパウンディングとダイからの均質溶融物の押出を一緒に行うことで、ペレット化工程をなくしている。
【０００５】
直接押出とは異なり、密閉金型での熱可塑性製品の成形では材料供給を中断しなければならない。金型に熱可塑性樹脂を充填し、熱可塑性樹脂を金型内で硬化し、金型を開き、凝固した成形品を取りだし、金型を閉じる成形サイクルでは、金型に材料を供給する押出機をかなりの時間アイドリングしておく必要がある。
【０００６】
ペレット形成工程を必要とせず、好ましくは成形品の製造にさほど装置（資本経費）を必要としないで、密閉金型内で熱可塑性粉末から熱可塑性樹脂含有ブレンドを直接成形できる方法を開発することが望まれている。
【０００７】
【発明の概要】
本発明は、ペレット形成工程なしで、粉末又はペレット化熱可塑性樹脂をブレンド成分と押出機内でコンパウンディングし、密閉金型で約９１ｋｇ未満、好ましくは約４５ｋｇ未満、最も好ましくは約３６ｋｇ未満の有用な製品を直接成形する方法を提供する。この方法は、
（ａ）粉末又はペレット化熱可塑性樹脂及び１種以上の追加成分を押出機に供給し、
（ｂ）押出機内で少なくとも粉末又はペレット化熱可塑性樹脂を溶融し、
（ｃ）押出機内で溶融した熱可塑性樹脂と１種以上の追加成分（例えば他の熱可塑性樹脂、加工助剤（可塑剤、発泡剤）、添加剤（耐衝撃性改良剤、難燃剤、酸化防止剤）、充填剤、顔料、補強材）とをコンパウンディングして溶融ブレンド、好ましくは均質溶融ブレンドを形成し、
（ｄ）溶融ブレンドを押出機から１以上のアキュムレータ区域に供給し、
（ｅ）溶融ブレンドを各アキュムレータ区域から１以上の密閉金型の１以上のキャビティに移送し、
（ｆ）各密閉金型の各キャビティ内で均質溶融ブレンドを凝固して固体成形品を形成し、
（ｇ）固体成形品を各密閉金型の各キャビティから回収する
工程を含む。
【０００８】
本発明は、同じ押出機を用いて、コンパウンディング後に２００ポンド（９１ｋｇ）未満の成形品、ペレット及び異形材のいずれかを製造することができる熱可塑性樹脂ブレンドの加工方法を提供する。この方法は、直接成形への装置の関与を低減するのに役立ち、さらに一次／二次加工コストを削減する。成形品は好ましくは１００ポンド（４５ｋｇ）未満、最も好ましくは８０ポンド（３６ｋｇ）未満である。このブレンド加工方法は、
（ａ）押出品及び成形品から選択される最終製品を形成する、押出機の出力部を選択し、
（ｂ）粉末又はペレット化熱可塑性樹脂及び上記又は後述の１種以上の追加成分を押出機に供給し、
（ｃ）押出機内で少なくとも粉末状熱可塑性樹脂を溶融し、
（ｄ）押出機内で溶融した熱可塑性樹脂と１種以上の追加成分とをコンパウンディングして均質溶融ブレンドを形成し、
（ｅ）均質溶融ブレンドを所定の最終製品を形成する所定の出力部に供給し、
（ｆ）所定の出力部に供給された均質溶融ブレンドを凝固して所定の最終製品を形成し、
（ｇ）所定の凝固最終製品を所定の出力部から回収し、
（ｈ）押出機の所定の出力部を少なくとも１回切換えて工程（ｇ）で回収した所定の最終製品とは異なる最終製品を製造する工程を含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明は、密閉金型内で粉末又はペレット化熱可塑性樹脂から直接成形品を製造する方法を提供する。成形品は、熱可塑性樹脂と１種以上の追加成分、例えば他の熱可塑性樹脂、添加剤（耐衝撃性改良剤、酸化防止剤、難燃剤）、加工助剤（可塑剤、発泡剤）、充填剤、顔料、補強材などとのブレンドからなる。この方法は、粉末又はペレット化熱可塑性樹脂及び１種以上の追加成分を押出機に供給し、押出機内で少なくとも粉末又はペレット化熱可塑性樹脂を溶融し、押出機内で溶融した熱可塑性樹脂と１種以上の追加成分とをコンパウンディングして均質溶融ブレンドを形成する工程を含む。この均質溶融ブレンドを１以上のアキュムレータ区域に供給し、次いで各アキュムレータ区域から１以上の金型キャビティに移送する。各金型キャビティ内で均質溶融ブレンドを凝固して固体成形品を形成し、固体成形品を各金型キャビティから回収する。好ましい方法では、製品（例えばパレット）を製造するが、エンジニアリング熱可塑性樹脂、例えばポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド樹脂、これらの共重合体及びこれらのブレンドを使用する。
【００１０】
本発明は、押出機内でブレンドを加工し、それから成形品又は押出最終製品を製造するさらに一般的な方法も提供する。ブレンドは、粉末又はペレット化熱可塑性樹脂と１種以上の追加成分、例えば他の熱可塑性樹脂、加工助剤（発泡剤、可塑剤）、添加剤（耐衝撃性改良剤、難燃剤、酸化防止剤）、充填剤、補強材及び／又は顔料とからなる。この方法では、まず押出機の出力部を、最終製品として成形品を形成する出力部及び押出最終製品を形成する出力部から選択する。粉末又はペレット化熱可塑性樹脂及び１種以上の追加成分を押出機に供給する。押出機内で粉末又はペレット化熱可塑性樹脂を溶融し、上記又は後述の１種以上の追加成分とコンパウンディングして均質溶融ブレンドを形成する。この均質溶融ブレンドを、成形品最終製品又は押出最終製品いずれかを形成する押出機の所定の出力部に供給する。所定の最終製品を凝固し、回収する。本方法は、押出機の所定の出力部を切換えて、それ以前に回収した最終製品とは異なる最終製品を製造する追加の工程を含む。
【００１１】
本発明の方法は、粉末又はペレット化熱可塑性樹脂から密閉金型内で直接成形した製品を提供する。均質ブレンドは、次の成形工程のために凝固しペレット化する必要がない。成形品のサイズは好ましくは２００ｌｂ（９１ｋｇ）未満、さらに好ましくは１００ｌｂ（４５ｋｇ）未満であり、最も好ましくは１〜８０ｌｂ（０．５〜３６ｋｇ）ある。製造する部品が大きいほど本発明の方法で得られる効率性が顕著となるので、比較的大きな部品を製造するのが有利である。本発明の方法は、市場での利ざやが小さい部品、例えばパレットの成形に特に有利である。
【００１２】
本発明の方法は、１）長さ、幅、厚さなどの寸法が平均２ｍｍ以上にはならない粉末状熱可塑性樹脂、２）長さ、幅、厚さなどの少なくとも１つの寸法が平均２ｍｍを超えるペレット化熱可塑性樹脂、又は３）これら１）及び２）にいう粉末状及びペレット化熱可塑性樹脂の両方を使用できる。一般に、射出成形又はブロー成形に適した熱可塑性樹脂であれば適している。本発明の方法は、粉末状エンジニアリング熱可塑性樹脂に特に適している。かかる樹脂の加工コストは通例汎用樹脂よりも高いので、粉末状エンジニアリング熱可塑性樹脂を用いて得られる利点は、汎用熱可塑性樹脂を用いる場合よりも大きくなる。本明細書中でいうエンジニアリング熱可塑性樹脂には、加熱撓み温度１５０°Ｆ（６５℃）超、モジュラス２００ＫＰＳＩ超、ノッチ付きアイゾッド衝撃値１ｆｔ・ｌｂ／ｉｎ超の樹脂が包含される。代表的には、溶融加工温度（溶融温度）、コンパウンディング後に熱可塑性樹脂を直接成形することによる節約は大きくなる。適当なエンジニアリング熱可塑性樹脂の例には、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド樹脂及びこれらの共重合体がある。
【００１３】
特に好ましいエンジニアリング熱可塑性樹脂はポリフェニレンエーテル樹脂であり、これは繰返しアリールオキシ単位、好ましくは式（１）の繰返し単位を含む公知のポリマーである。
【００１４】
【化１】

【００１５】
式中、各単位毎に独立に、各Ｑ^１は独立に、ハロゲン、アルキル（好ましくは炭素原子数７以下の第一又は第二低級アルキル）、アリール（好ましくはフェニル）、ハロゲン原子と式（１）のフェニル核との間に２個以上の炭素原子を有するハロ炭化水素基（好ましくはハロアルキル）、アミノアルキル、炭化水素オキシ、又はハロゲンと酸素原子の間に２個以上の炭素原子が介在し、ハロゲン原子と式（１）のフェニル核の間に２個以上の炭素原子が介在するハロ炭化水素オキシである。
【００１６】
各Ｑ^２は独立に、水素、ハロゲン、アルキル（好ましくは炭素原子数７以下の第一又は第二低級アルキル）、アリール（好ましくはフェニル）、ハロゲン原子と式（１）のフェニル核との間に２個以上の炭素原子を有するハロ炭化水素基（好ましくはハロアルキル）、炭化水素オキシ基又はハロゲン原子と式（１）のフェニル核の間に２個以上の炭素原子が介在するハロ炭化水素オキシ基である。Ｑ^１及びＱ^２は好適には炭素原子数約１２以下であり、多くの場合、Ｑ^１及びＱ^２は各々好適には炭素原子数約１２以下であり、通例、各Ｑ^１はアルキル又はフェニル、特にＣ_１−Ｃ_４アルキルであり、各Ｑ^２は水素である。
【００１７】
なお、本発明での使用が考えられるポリフェニレンエーテルポリマーには、上記の構造単位の変動や上記構造からの逸脱に関わりなく、現在公知のあらゆるポリフェニレンエーテルポリマーが包含される。
【００１８】
本発明の方法に有用なポリフェニレンポリマーの具体例を挙げると、
ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２，３，６−トリメチル−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２，６−ジエチル−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２−メチル−６−プロピル−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２，６−ジプロピル−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２−エチル−６−プロピル−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２，６−ジラウリル−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２，６−ジフェニル−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２，６−ジメトキシ−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２，６−ジエトキシ−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２−メトキシ−６−エトキシ−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２−エチル−６−ステアリルオキシ−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２，６−ジクロロ−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２−メチル−６−フェニル−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２−エトキシ−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２−クロロ−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（２，６−ジブロモ−１，４−フェニレン）エーテル、
ポリ（３−ブロモ−２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテル、
これらの混合物などがあるが、これらに限られない。
【００１９】
本発明の方法を用いて熱可塑性樹脂ブレンドの製造に当たり、ポリフェニレン樹脂は組成物全体の約５〜９５重量％の量で使用でき、追加成分が残部をなす。
【００２０】
本発明の方法で製造した熱可塑性樹脂含有ブレンドは、熱可塑性樹脂以外の追加の成分を含有する。追加成分は別の熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。例えば、ポリフェニレンエーテル樹脂含有ブレンドの場合、これを以下の樹脂とブレンドし得る。ビニル芳香族樹脂、米国特許第５９８１６５６号及び第５８５９１３０号に開示されているようなポリアミド、米国特許第５２９０８８１号に開示されているようなポリアリーレンスルフィド、米国特許第５９１６９７０号に開示されているようなポリフタルアミド、米国特許第５２３１１４６号に開示されているようなポリエーテルアミド、及び米国特許第５２３７００５号に開示されているようなポリエステル。
【００２１】
ポリフェニレン樹脂に添加し得るビニル芳香族樹脂は、次式のモノマーから誘導される構造単位を２５重量％以上含有する。
【００２２】
（Ｚｐ）−Ｐｈ−Ｃ（Ｒ^３）＝ＣＨ_２
式中、Ｐｈはフェニル、Ｒ^３は水素、低級アルキル又はハロゲン、Ｚはビニル、ハロゲン又は低級アルキル、ｐは０〜５である。ビニル芳香族ポリマーには、ホモポリスチレン、ポリクロロスチレン、ポリビニルトルエン及びゴム変性ポリスチレン（ＨＩＰＳともいう。）がある。スチレン含有コポリマー、例えばスチレン−アクリロニトリルコポリマー（ＳＡＮ）、スチレン−無水マレイン酸コポリマー、ポリ（α−メチルスチレン）、エチルビニルベンゼンとジビニルベンゼンのコポリマーなども適している。
【００２３】
熱可塑性樹脂のブレンドに添加される追加成分は、耐衝撃性改良剤、難燃剤、可塑剤、酸化防止剤、充填剤、導電性充填剤（例えば導電性カーボンブラック、炭素繊維、ステンレス鋼繊維、金属フレーク、金属粉末など）、補強材（例えばガラス繊維）、安定剤（例えば酸化、熱及び紫外線安定剤）、帯電防止剤、潤滑剤、着色剤、染料、顔料、ドリップ防止剤、流動調整剤、発泡剤その他の加工助剤などとし得る。
【００２４】
ポリフェニレンエーテル樹脂用に適当な耐衝撃性改良剤には、天然ゴム、合成ゴム及び熱可塑性エラストマーがある。これらの添加剤は、通常、オレフィンなどのモノマーから誘導され、ホモポリマーでも、ランダム、ブロック、グラフト及びコア／シェルコポリマーなどのコポリマーでもよい。
【００２５】
本発明の方法でポリフェニレンエーテル樹脂とブレンドし得るポリオレフィンは、一般構造Ｃ_ｎＨ_２ｎのもので、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレンなどがあり、ホモポリマーとしてはポリエチレン、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＭＤＰＥ（中密度ポリエチレン）及びアイソタクチックポリプロピレンが好ましい。本発明に用いるのに適当なポリオレフィン樹脂の具体例は、米国特許第２９３３４８０号、同第３０９３６２１号、同第３２１１７０９号、同第３６４６１８６号、同第３７９０５１９号、同第３８８４９９３号、同第３８９４９９９号、同第４０５９６５４号、同第４１６６０５５号及び同第４５８４３３４号に記載されている。
【００２６】
耐衝撃性の向上に適した他の材料として、共役ジエンホモポリマー及びランダムコポリマーがある。具体的には、ポリブタジエン、ブタジエン−スチレンコポリマー、ブタジエン−アクリレートコポリマー、イソプレン−イソブテンコポリマー、塩素化ブタジエンポリマー、ブタジエン−アクリロニトリルポリマー及びポリイソプレンがある。耐衝撃性改良剤は組成物全体の０〜３０重量％を占め得る。エチレン、Ｃ_３−Ｃ_１０モノオレフィン及び非共役ジエンのコポリマー、例えばエチレン−プロピレン−ジエン変性ゴム（ＥＰＤＭ）は、組成物全体の重量を基準にして約０．１〜１０重量％の少量で使用される。この量は通常、組成物の０．２５〜約７重量％の範囲に入る。
【００２７】
特に有用な一群の共役ジエン含有耐衝撃性改良剤には、ＡＢ（ジブロック）型、（ＡＢ）_ｍ−Ｒ（ジブロック）型及びＡＢＡ′（トリブロック）型ブロックコポリマーがある。ブロックＡ及びＡ′は代表的にはアルケニル芳香族単位であり、ブロックＢは代表的には共役ジエン単位である。式（ＡＢ）_ｍ−Ｒのブロックコポリマーについて、ｍは２以上の整数、Ｒは構造ＡＢのブロックに対する多官能性カップリング剤である。
【００２８】
アルケニル芳香族化合物と共役ジエン化合物とのコア／シェルグラフトコポリマーも有用である。特に適しているのは、スチレンブロックと、ブタジエン、イソプレン又はエチレン−ブチレンブロックとを有するものである。適当な共役ジエンブロックには、上述のホモポリマー及びコポリマーがあり、これらは公知の方法で部分的又は完全に水素添加されていてもよく、その場合共役ジエンブロックはエチレン−プロピレンブロックなどと表すことができ、オレフィンブロックコポリマーと同様の特性を有する。適当なアルケニル芳香族化合物には、スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン及びビニルナフタレンがある。ブロックコポリマーは好ましくはアルケニル芳香族単位を約１５〜８０％含有する。このタイプのトリブロックコポリマーの例には、ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレン（ＳＢＳ）、水素添加ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレン（ＳＥＢＳ）、ポリスチレン−ポリイソプレン−ポリスチレン（ＳＩＳ）及びポリ（α−メチルスチレン）−ポリイソプレン−ポリ（α−メチルスチレン）がある。市販されているトリブロックコポリマーには、例えばＳｈｅｌｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製のＣＡＲＩＦＬＥＸ（登録商標）、ＫＲＡＴＯＮ（登録商標）Ｄ及びＫＲＡＴＯＮ（登録商標）Ｇシリーズ、旭化成工業社製のタフテック（Ｔｕｆｔｅｃ）がある。
【００２９】
本発明の方法で製造した熱可塑性樹脂のブレンドに配合し得る他の添加剤には、米国特許第５４６１０９６号に記載されているようなハロ置換二芳香族化合物や米国特許第５４６１０９６号に記載されているようなリン化合物を始めとする当技術分野で公知の難燃剤がある。ハロ置換芳香族難燃添加剤の他の例としては、臭素化ベンゼン、塩素化ビフェニル、臭素化ポリスチレン、塩素含有芳香族ポリカーボネート、２つのフェニル基の間にフェニル核１個当たり２以上の塩素原子又は臭素原子を有する二価アルケニル基が介在する化合物、及びこれらの混合物がある。難燃剤の量は０．５〜３０重量％でよい。
【００３０】
ガラス繊維などの補強材を使用でき、好ましくは組成物全体の０〜６０重量％の量使用する。好ましい添加量は３〜３０重量％である。他の適当な補強繊維として、炭素繊維、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）繊維、炭素フィブリル、ステンレス鋼繊維、金属被覆グラファイト繊維などがある。適当な非繊維状無機充填剤として、マイカ、クレー、ガラスビーズ、ガラスフレーク、グラファイト、水和アルミニウム、炭酸カルシウム、シリカ、カオリン、硫酸バリウム、タルカム、ケイ酸カルシウム（ウォラストナイト）などがある。これらの充填剤の有効量は約０．２５〜６０重量％である。
【００３１】
熱可塑性樹脂ブレンドには顔料を配合してもよく、二酸化チタン、カーボンブラックなど従来公知の顔料が挙げられる。適当な安定剤には、硫化亜鉛、酸化亜鉛、酸化マグネシウムなどがある。適当な紫外線安定剤には、４，６−ジベンジルレゾルシノール類、アルカノールアミンモルホレン類、ベンゾトリアゾールなどがある。適当な酸化防止剤には、ヒドロキシルアミン類、ヒンダードフェノール類、ベンゾフラノン類、ヒンダードアミン類、アリールホスファイト類、アルキルホスファイト類などがあり、好ましくは０．１〜１．５重量％の量で使用される。
【００３２】
適当な流動促進剤及び可塑剤には、リン酸エステル可塑剤、例えばクレジル−ジフェニルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、イソプロピル化トリフェニルホスフェートなどがある。塩素化ビフェノール類及び鉱油も適している。可塑剤を使用する場合、その量は通常組成物全体の重量を基準にして約１〜１０重量％の範囲にある。
【００３３】
熱可塑性樹脂のブレンドに発泡剤を配合してもよい。適当な発泡剤には、当技術分野で公知の発泡剤、例えば低沸点ハロ炭化水素や、二酸化炭素を発生するものがある。ほかに、室温で固体であるが、分解温度よりも高温に加熱されると窒素、二酸化炭素、アンモニアガスなどのガスを発生する発泡剤も本発明での使用に適している。その具体例には、アゾジカルボンアミド、アゾジカルボンアミドの金属塩、４，４′−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどがある。典型的な使用量は熱可塑性樹脂１００重量部当たり０．１〜２０重量部である。
【００３４】
本発明の方法は、押出機、好ましくはブレンドの諸成分を分散させる「コンパウンディング」又は「分配混合」を達成するセクションをもつ押出機で行う。押出機は単軸押出機でもよいが、最も好ましくは短いサイクル時間で高剪断を与える二軸押出機である。熱可塑性樹脂ブレンドの諸成分は押出機に従来通り供給すればよい。熱可塑性樹脂粉末／ペレットを通常の供給ホッパーを用いて押出機の上流端で供給し、１種以上の追加成分を同じ供給ホッパーに供給してもよいし、下流に位置する別のポートに、好ましくは熱可塑性樹脂粉末／ペレットが溶融した後、供給してもよい。熱可塑性樹脂粉末／ペレットは、押出機への供給前に他の成分と混合しておいたものでもよいが、好ましくは、溶液中での合成後単離した粉末生成物である。追加成分は液体でも固体（粉末又はペレット）でもよい。
【００３５】
好ましい押出機は、Ｗｅｒｎｅｒ　ａｎｄ　Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ社から「直接押出機」（ｄｉｒｅｃｔ　ｅｘｔｒｕｄｅｒ）として市販されているものである。かかる押出機には、ＺＳＫ二軸押出機及び異形材の押出に用いるＺＳＫ４０及びＺＳＫ５０ＭＥＧＡコンパウンダーがある。これらの押出機は、粉末状／ペレット化熱可塑性樹脂と共に、或いは溶融セクション下流に位置する投入ポートから溶融後に充填材その他の添加剤を添加でき、好ましくは押出機にベントを設けて添加剤や熱可塑性樹脂に混入した空気や水分を除去する場合には、投入ポートで添加することができる。所望のコンパウンディングを達成する単軸直接押出機も適当である。好ましい実施形態では、減圧して熱可塑性樹脂及び添加剤の脱揮を行う。
【００３６】
粉末状熱可塑性樹脂は典型的には懸濁重合法その他の溶液重合法で得られ、ポリマーはある分子量に達するか或いは溶液に非溶剤を添加することで沈殿する。粉末は通例粒度約６０μｍ以上、好ましくは約７０〜１００μｍの範囲にある。ポリフェニレンエーテルの場合、粘度は通常、クロロホルム中２５℃で測定して０．０８〜０．６ｄｌ／ｇの範囲にある。
【００３７】
熱可塑性樹脂に添加する追加成分は、熱可塑性樹脂１００重量部当たり約０．０１〜約５００重量部でよい。追加成分には、前述の通り、他の熱可塑性樹脂、加工助剤、充填剤、顔料及び補強材がある。
【００３８】
均質溶融ブレンドを形成するために、熱可塑性樹脂を押出機内で溶融しなければならない。押出機のバレルは代表的には、複数の加熱区域に分割されており、これら区域を熱可塑性樹脂の融点又は流動点より高い温度に加熱する。押出機の各セクションは必要に応じて加熱又は冷却できる。加熱された壁や内部摩擦熱により、熱可塑性樹脂は固体から溶融状態に変化する。バレル内の１又は２本のスクリューを回転させて、熱可塑性樹脂を混合し、供給区域、溶融区域、混合区域、出口へと移動させる。
【００３９】
溶融した熱可塑性樹脂を、加圧及び高剪断下で混合して添加成分とコンパウンディングする。コンパウンディングの程度、すなわち押出機から溶融熱可塑性樹脂及び添加成分に加えられる剪断及び圧力のレベルは、押出機バレルの長さ及び幅、スクリューの長さ及び直径、スクリューのねじ山の数、スクリューのねじ山のピッチ、スクリューの速度、並びに押出機内での溶融熱可塑性樹脂及び添加成分の滞留時間によって、調節・制御できる。
【００４０】
添加成分の融点が熱可塑性樹脂の融点に近い場合には、熱可塑性樹脂及び添加成分両方を一緒に溶融することができ、コンパウンディングが一層容易になる。
【００４１】
均質溶融ブレンドを押出機の出力部に供給する。この出力部は、連続ストランド又は異形材（例えばＵチャンネル、Ｊチャンネル、パイプなど）を形成する密閉金型又は押出ダイに均質溶融ブレンドを移送する１以上のアキュムレータ区域でよい。
【００４２】
本発明の成形品の製造方法において、押出機の出力部は均質溶融ブレンドを１以上の金型キャビティに移送する１以上のアキュムレータ区域である。均質溶融ブレンドを各金型キャビティ内で凝固して固体成形品を形成する。次に固体成形品を金型キャビティから回収する。回収は、必要なら通常の回収装置を用いて、通常の方法で行うことができる。
【００４３】
本発明による熱可塑性樹脂のブレンドを加工する方法全般においては、押出機の出力部を２種類から選択でき、出力部を１回以上切換える必要がある。２つの出力部は、上述したような１以上のアキュムレータ区域と押出ダイである。均質溶融ブレンドをコンパウンディングしてさらに着色剤、補強材又は他の添加剤を添加する必要がある場合、ブレンドをダイから押出し、冷却し、通常のペレット製造機でペレット化する。
【００４４】
均質溶融ブレンドを１以上のアキュムレータ区域に供給した後、アキュムレータ区域内に金型を充填するのに十分な、或いは金型を充填する際に適当な装填量を与えるのに十分な材料が存在するなら、均質溶融ブレンドを密閉金型に移送する。２つのアキュムレータ区域を用いて、１つの金型の異なるポートに或いは異なる金型に供給することができる。２つ以上のアキュムレータ区域を用いることで、１つのアキュムレータ区域が充填を完了し、他のアキュムレータ区域が均質溶融ブレンドの一部を金型内に移送することが可能になる。これにより押出機の連続運転が可能になる。アキュムレータ区域は、均質溶融ブレンドを金型への移送を促進する射出成形機、例えばＶａｎ　Ｄｏｒｎ　ＤｅＭａｇ射出成形機に、或いは金型への移送を促進するブロー成形機に移送することができる。多数個取り金型キャビティを用いてもよい。
【００４５】
本発明の方法全般において、押出機の出力部を、押出機ダイからアキュムレータ区域に、或いはアキュムレータ区域から押出機ダイに１回以上切換えて、異なる最終製品を形成する。
【００４６】
【実験例】
図１に、本発明による成形品を製造する方法を実施する装置を示す。熱可塑性樹脂をホッパー１０に供給し、ホッパーは単軸コンパウンディング押出機２０の供給部２１に樹脂を供給する。熱可塑性樹脂を押出機２０の溶融区域２２で溶融し、揮発分を溶融区域２２の下流側のポート３０から排出する。追加成分を押出機２０にポート３０から導入する。熱可塑性樹脂を追加成分とコンパウンディングして、ポート３０の下流側の混合区域２３で均質溶融ブレンドを形成し、均質溶融ブレンドを押出機２０から混合区域２３の下流側の出口２４を経て押出機２０の上に位置するアキュムレータ５０に供給する。アキュムレータ５０は均質溶融ブレンドを密閉金型６０のキャビティ５９に移送する。均質溶融ブレンドを密閉金型６０のキャビティ５９内で凝固し、慣用手段で回収する。
【００４７】
図２に、本発明による熱可塑性樹脂のブレンドを加工する方法を実施する装置を示す。ホッパー１００は熱可塑性樹脂を二軸押出機２００の供給部２１０に供給し、熱可塑性樹脂を溶融区域２２０で溶融し、揮発分をポート３００から除去する。追加成分をポート３００から押出機２００に導入する。熱可塑性樹脂及び追加成分をポート３００の下流側の混合区域２３０でコンパウンディングして均質ブレンドを形成し、この均質ブレンドを押出機２００から混合区域２３０の下流側の出口２４０を経て、アキュムレータ５００及び押出機ダイ７００から選択される出力部に送る。押出機２００に取り付けた状態で示されているアキュムレータ５００は、均質溶融ブレンドを密閉金型６００のキャビティ５９０に移送する。均質溶融ブレンドをこの金型内で凝固し、そこから回収する。パレットなどの成形品を所望の量製造し終わったら、図３に示すように、出口２４０のアキュムレータ５００を押出機ダイ７００に交換する。この段階で、押出機２００を作動させると均質溶融ブレンドのストランド７１０が得られ、これを冷却し、長尺物に切断するか、ペレット製造機８００でペレットにする。長尺物又はペレット７５０をビン９００に収集する。
【００４８】
上記に引用した出願、特許及び刊行物の開示内容はすべて文献の援用によって本明細書の内容の一部をなす。
【００４９】
実施例で使用したものの代わりに本明細書で一般的に或いは具体的に記載した反応物質及び／又は作動条件を用いて、上述した実施例を繰り返しても、同等の良好な結果を得ることができる。
【００５０】
以上の説明から、当業者であれば本発明の本質的な特徴を簡単に把握することができ、また、本発明の要旨から逸脱することなく、種々の変更や改変を行って本発明を種々の用途や条件に適合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って粉末状熱可塑性樹脂から直接成形品を製造する装置の概略図。
【図２】本発明の方法に従って熱可塑性樹脂のブレンドを加工する装置を、成形品製造用のものとして示した概略図。
【図３】図２の装置を、ペレット製造用のものとして示した概略図。
【符号の説明】
１０　ホッパー
２０　押出機
２１　供給部
２２　溶融区域
２３　混合区域
２４　出口
３０　ポート
５０　アキュムレータ
５９　キャビティ
６０　金型
２００　押出機
５００　アキュムレータ
５９０　キャビティ
６００　金型
７００　押出機ダイ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing and processing a plastic blend, which reduces the pre-compounding and solidification steps of the plastic blend into pellets so that the plastic blend can be molded directly into the final product.
[0002]
[Prior art]
The production of plastic moldings from thermoplastic-containing blends is usually carried out in multiple stages. In the first stage, the thermoplastic resin powder is melt compounded with the other blend components in an extruder, extruded, coagulated and cut into pellets. In the next stage, the pellets are re-melted and shaped into the final product.
[0003]
Manufacturer costs for plastic parts are primarily the sum of raw material costs and primary / secondary processing costs (energy and equipment). Primary / secondary processing costs are often significant and can affect the competitiveness of high cost engineering thermoplastics over commodity resins.
[0004]
It has been recognized that it would be efficient to eliminate the pellet forming step and produce the product directly after melt compounding. For example, it is described in U.S. Pat. Nos. 4,243,629 and 5,198,170 that a pipe or an extruded material (extruded product) is directly extruded after compounding polyvinyl chloride powder. This can be achieved with commercially available direct extruders such as the ZSK twin screw extruder and ZSK-MEGA compound from Werner and Pfleiderer. (See www.kwpc.com/kwpc/markets/directtex/directtex(3,5,6and_overview).html, 4/11/2000). These direct extruders eliminate the pelletizing step by combining the compounding of the raw materials and the extrusion of the homogenous melt from the die in a single machine.
[0005]
Unlike direct extrusion, molding of thermoplastic products in closed molds requires that the material feed be interrupted. An extruder that fills the mold with thermoplastic resin, cures the thermoplastic resin in the mold, opens the mold, removes the solidified molded product, and closes the mold. Need to be idle for quite some time.
[0006]
Develop a method that can directly mold a thermoplastic resin-containing blend from a thermoplastic powder in a closed mold without the need for a pellet forming step, and preferably without the need for significant equipment (capital expense) for the production of molded articles. Is desired.
[0007]
Summary of the Invention
The present invention relates to a method of compounding a powder or pelletized thermoplastic resin with a blend component in an extruder without a pellet forming step and using less than about 91 kg, preferably less than about 45 kg, and most preferably less than about 36 kg in a closed mold. To provide a method for directly molding a complex product. This method
(A) feeding the powder or pelletized thermoplastic resin and one or more additional components to an extruder;
(B) melting at least powder or pelletized thermoplastic resin in an extruder;
(C) The thermoplastic resin melted in the extruder and one or more additional components (eg, other thermoplastic resins, processing aids (plasticizers, foaming agents), additives (impact modifiers, flame retardants, oxidation) Inhibitor), filler, pigment, reinforcing material) to form a melt blend, preferably a homogeneous melt blend,
(D) feeding the melt blend from the extruder to one or more accumulator sections;
(E) transferring the molten blend from each accumulator section to one or more cavities of one or more closed molds;
(F) solidifying the homogeneous melt blend in each cavity of each closed mold to form a solid molded article;
(G) Recover the solid molded product from each cavity of each closed mold
Process.
[0008]
The present invention provides a method of processing a thermoplastic resin blend that can produce any of less than 200 pounds (91 kg) of molded articles, pellets, and profiles using the same extruder. This method helps reduce the involvement of the equipment in direct molding and further reduces primary / secondary processing costs. The molded article preferably weighs less than 100 pounds (45 kg), most preferably less than 80 pounds (36 kg). This blending method
(A) selecting an output of the extruder to form a final product selected from an extruded product and a molded product;
(B) feeding the powder or pelletized thermoplastic resin and one or more additional components described above or below to an extruder;
(C) melting at least the powdery thermoplastic resin in an extruder,
(D) compounding the thermoplastic resin melted in the extruder and one or more additional components to form a homogeneous melt blend;
(E) feeding the homogeneous melt blend to a predetermined output forming a predetermined end product;
(F) solidifying the homogeneous melt blend supplied to the predetermined output to form a predetermined final product;
(G) recovering a predetermined solidified end product from a predetermined output unit;
(H) switching a predetermined output portion of the extruder at least once to produce a final product different from the predetermined final product collected in step (g).
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention provides a method for making molded articles directly from powdered or pelletized thermoplastic resin in a closed mold. The molded article comprises a thermoplastic resin and one or more additional components, such as other thermoplastic resins, additives (impact modifiers, antioxidants, flame retardants), processing aids (plasticizers, foaming agents), It consists of blends with fillers, pigments, reinforcing materials and the like. The method comprises feeding a powdered or pelletized thermoplastic resin and one or more additional components to an extruder, melting at least the powdered or pelletized thermoplastic resin in the extruder, and mixing the molten thermoplastic resin in the extruder with one or more. Compounding with one or more additional components to form a homogeneous melt blend. The homogeneous melt blend is fed to one or more accumulator sections and then transferred from each accumulator section to one or more mold cavities. The homogeneous molten blend is solidified in each mold cavity to form a solid molded article, and the solid molded article is recovered from each mold cavity. In a preferred method, a product (for example, a pallet) is manufactured, but an engineering thermoplastic resin such as a polycarbonate resin, a polyethylene terephthalate resin, a polybutylene terephthalate resin, an ABS resin, an ASA resin, a polysulfone resin, a polyphenylene ether resin, a polyarylene sulfide resin, Polyetherimide resins, polyamide resins, copolymers thereof, and blends thereof are used.
[0010]
The present invention also provides a more general method of processing a blend in an extruder and producing a molded or extruded end product therefrom. The blend comprises a powdered or pelletized thermoplastic resin and one or more additional components, such as other thermoplastic resins, processing aids (blowing agents, plasticizers), additives (impact modifiers, flame retardants, antioxidants). Agent), filler, reinforcing material and / or pigment. In this method, first, an output section of an extruder is selected from an output section for forming a molded product as an end product and an output section for forming an extruded end product. The powdered or pelletized thermoplastic resin and one or more additional ingredients are fed to an extruder. The powder or pelletized thermoplastic is melted in an extruder and compounded with one or more additional components as described above or below to form a homogeneous melt blend. This homogenous melt blend is fed to a predetermined output of an extruder that forms either a finished molded product or an extruded final product. The desired end product is solidified and recovered. The method includes the additional step of switching a predetermined output of the extruder to produce a final product different from the previously recovered final product.
[0011]
The method of the present invention provides a product molded directly from a powder or pelletized thermoplastic in a closed mold. The homogeneous blend does not need to be solidified and pelletized for the next molding step. The size of the molded article is preferably less than 200 lb (91 kg), more preferably less than 100 lb (45 kg), and most preferably 1-80 lb (0.5-36 kg). It is advantageous to produce relatively large parts, since the larger the parts to be produced, the greater the efficiency obtained with the method of the invention. The method of the present invention is particularly advantageous for molding low margin components on the market, such as pallets.
[0012]
The method of the present invention comprises: 1) a powdery thermoplastic resin whose dimensions such as length, width and thickness do not exceed 2 mm on average; and 2) at least one dimension such as length, width and thickness has an average of 2 mm. More than a pelletized thermoplastic resin, or 3) both powdered and pelletized thermoplastic resins referred to in 1) and 2) above can be used. Generally, any thermoplastic resin suitable for injection molding or blow molding is suitable. The method of the present invention is particularly suitable for powdered engineering thermoplastics. Because the processing costs of such resins are typically higher than general-purpose resins, the benefits obtained with powdered engineering thermoplastics are greater than with general-purpose thermoplastics. Engineering thermoplastics as referred to herein include resins having a heat deflection temperature greater than 150 ° F. (65 ° C.), a modulus greater than 200 KPSI, and a notched Izod impact value greater than 1 ft · lb / in. Typically, the melt processing temperature (melting temperature) and the savings from directly molding the thermoplastic after compounding are significant. Examples of suitable engineering thermoplastic resins include polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, ABS resin, ASA resin, polysulfone resin, polyphenylene ether resin, polyarylene sulfide resin, polyetherimide resin, polyamide resin and these. There is a copolymer of
[0013]
A particularly preferred engineering thermoplastic is a polyphenylene ether resin, which is a known polymer containing repeating aryloxy units, preferably repeating units of formula (1).
[0014]
Embedded image

[0015]
In the formula, each Q is independently¹Is independently halogen, alkyl (preferably a primary or secondary lower alkyl having 7 or less carbon atoms), aryl (preferably phenyl), two or more phenyl nuclei of the formula (1) A halohydrocarbon group having carbon atoms (preferably haloalkyl), aminoalkyl, hydrocarbonoxy, or two or more carbon atoms interposed between the halogen and the oxygen atom, and the halogen atom and the phenyl nucleus of the formula (1) Halohydrocarbonoxy with two or more carbon atoms in between.
[0016]
Each Q²Is independently hydrogen, halogen, alkyl (preferably primary or secondary lower alkyl having 7 or less carbon atoms), aryl (preferably phenyl), A halohydrocarbon group having the above carbon atoms (preferably haloalkyl), a hydrocarbon oxy group, or a halohydrocarbon oxy group in which two or more carbon atoms are interposed between the halogen atom and the phenyl nucleus of the formula (1). . Q¹And Q²Preferably has no more than about 12 carbon atoms, and often Q¹And Q²Each preferably has about 12 carbon atoms or less, and typically each Q¹Is alkyl or phenyl, especially C₁-C₄Alkyl, each Q²Is hydrogen.
[0017]
The polyphenylene ether polymers that can be used in the present invention include all currently known polyphenylene ether polymers irrespective of the variation of the structural unit and the deviation from the above structure.
[0018]
Specific examples of polyphenylene polymers useful in the method of the present invention include:
Poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether,
Poly (2,3,6-trimethyl-1,4-phenylene) ether,
Poly (2,6-diethyl-1,4-phenylene) ether,
Poly (2-methyl-6-propyl-1,4-phenylene) ether,
Poly (2,6-dipropyl-1,4-phenylene) ether,
Poly (2-ethyl-6-propyl-1,4-phenylene) ether,
Poly (2,6-dilauryl-1,4-phenylene) ether,
Poly (2,6-diphenyl-1,4-phenylene) ether,
Poly (2,6-dimethoxy-1,4-phenylene) ether,
Poly (2,6-diethoxy-1,4-phenylene) ether,
Poly (2-methoxy-6-ethoxy-1,4-phenylene) ether,
Poly (2-ethyl-6-stearyloxy-1,4-phenylene) ether,
Poly (2,6-dichloro-1,4-phenylene) ether,
Poly (2-methyl-6-phenyl-1,4-phenylene) ether,
Poly (2-ethoxy-1,4-phenylene) ether,
Poly (2-chloro-1,4-phenylene) ether,
Poly (2,6-dibromo-1,4-phenylene) ether,
Poly (3-bromo-2,6-dimethyl-1,4-phenylene) ether,
These include, but are not limited to, mixtures thereof.
[0019]
In making thermoplastic blends using the method of the present invention, the polyphenylene resin can be used in an amount of about 5-95% by weight of the total composition, with the additional components remaining as balance.
[0020]
The thermoplastic resin-containing blend produced by the method of the present invention contains additional components other than the thermoplastic resin. The additional component may include another thermoplastic resin. For example, in the case of a polyphenylene ether resin-containing blend, it can be blended with the following resins. Vinyl aromatic resins, polyamides as disclosed in US Pat. Nos. 5,981,656 and 5,589,130, polyarylene sulfides as disclosed in US Pat. No. 5,290,881, as disclosed in US Pat. No. 5,916,970. Polyphthalamides, polyetheramides as disclosed in US Pat. No. 5,231,146, and polyesters as disclosed in US Pat. No. 5,237,005.
[0021]
The vinyl aromatic resin that can be added to the polyphenylene resin contains at least 25% by weight of a structural unit derived from a monomer represented by the following formula.
[0022]
(Zp) -Ph-C (R³) = CH₂
Where Ph is phenyl, R³Is hydrogen, lower alkyl or halogen, Z is vinyl, halogen or lower alkyl, and p is 0-5. Vinyl aromatic polymers include homopolystyrene, polychlorostyrene, polyvinyltoluene, and rubber-modified polystyrene (also referred to as HIPS). Styrene-containing copolymers, such as styrene-acrylonitrile copolymer (SAN), styrene-maleic anhydride copolymer, poly (α-methylstyrene), and copolymers of ethylvinylbenzene and divinylbenzene are also suitable.
[0023]
Additional components added to the thermoplastic resin blend include impact modifiers, flame retardants, plasticizers, antioxidants, fillers, conductive fillers (e.g., conductive carbon black, carbon fiber, stainless steel fiber, Metal flakes, metal powders, etc.), reinforcements (eg, glass fibers), stabilizers (eg, oxidative, thermal and ultraviolet stabilizers), antistatic agents, lubricants, colorants, dyes, pigments, anti-drip agents, flow regulators , A foaming agent and other processing aids.
[0024]
Impact modifiers suitable for polyphenylene ether resins include natural rubber, synthetic rubber, and thermoplastic elastomers. These additives are usually derived from monomers such as olefins and may be homopolymers or copolymers such as random, block, graft and core / shell copolymers.
[0025]
Polyolefins that can be blended with the polyphenylene ether resin in the process of the present invention have the general structure C_nH_2nAnd polyethylene, polypropylene, polyisobutylene, etc., and homopolymers are preferably polyethylene, LLDPE (linear low density polyethylene), HDPE (high density polyethylene), MDPE (medium density polyethylene) and isotactic polypropylene. . Specific examples of polyolefin resins suitable for use in the present invention include U.S. Pat. Nos. 2,933,480, 3,093,621, 3,211,709, 3,646,186, 3,790,519, 3,888,993, and 3,894,999. No. 4,059,654, No. 4,166,055, and No. 4,584,334.
[0026]
Other materials suitable for improving impact resistance include conjugated diene homopolymers and random copolymers. Specifically, there are polybutadiene, butadiene-styrene copolymer, butadiene-acrylate copolymer, isoprene-isobutene copolymer, chlorinated butadiene polymer, butadiene-acrylonitrile polymer, and polyisoprene. The impact modifier can comprise from 0 to 30% by weight of the total composition. Ethylene, C₃-C₁₀Copolymers of monoolefins and non-conjugated dienes, such as ethylene-propylene-diene modified rubber (EPDM), are used in small amounts of about 0.1 to 10% by weight, based on the weight of the entire composition. This amount usually falls in the range of 0.25 to about 7% by weight of the composition.
[0027]
A particularly useful class of conjugated diene-containing impact modifiers include the AB (diblock) type, (AB)_mThere are -R (diblock) type and ABA '(triblock) type block copolymers. Blocks A and A 'are typically alkenyl aromatic units and block B is typically conjugated diene units. Formula (AB)_mFor a block copolymer of -R, m is an integer greater than or equal to 2 and R is a multifunctional coupling agent to a block of structure AB.
[0028]
Also useful are core / shell graft copolymers of an alkenyl aromatic compound and a conjugated diene compound. Particularly suitable are those having a styrene block and a butadiene, isoprene or ethylene-butylene block. Suitable conjugated diene blocks include the homopolymers and copolymers described above, which may be partially or completely hydrogenated in a known manner, in which case the conjugated diene block may be referred to as an ethylene-propylene block or the like. Having the same properties as the olefin block copolymer. Suitable alkenyl aromatic compounds include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, vinylxylene and vinylnaphthalene. The block copolymer preferably contains about 15-80% alkenyl aromatic units. Examples of triblock copolymers of this type include polystyrene-polybutadiene-polystyrene (SBS), hydrogenated polystyrene-polybutadiene-polystyrene (SEBS), polystyrene-polyisoprene-polystyrene (SIS) and poly (α-methylstyrene) -poly There is isoprene-poly (α-methylstyrene). Commercially available triblock copolymers include, for example, CARIFLEX (registered trademark), KRATON (registered trademark) D and KRATON (registered trademark) G series manufactured by Shell @ chemical, and Tuftec manufactured by Asahi Kasei Corporation.
[0029]
Other additives that may be incorporated into the blends of thermoplastic resins made by the method of the present invention include halo-substituted diaromatic compounds as described in U.S. Pat. No. 5,461,096 and U.S. Pat. No. 5,461,096. There are flame retardants known in the art, including phosphorus compounds as described. Other examples of halo-substituted aromatic flame retardant additives include brominated benzene, chlorinated biphenyl, brominated polystyrene, chlorine-containing aromatic polycarbonate, two or more chlorine atoms per phenyl nucleus between two phenyl groups. Or a compound in which a divalent alkenyl group having a bromine atom is interposed, and a mixture thereof. The amount of flame retardant may be from 0.5 to 30% by weight.
[0030]
Reinforcing materials such as glass fibers can be used and are preferably used in an amount of 0-60% by weight of the total composition. The preferred addition amount is 3 to 30% by weight. Other suitable reinforcing fibers include carbon fibers, KEVLAR® fibers, carbon fibrils, stainless steel fibers, metal-coated graphite fibers, and the like. Suitable non-fibrous inorganic fillers include mica, clay, glass beads, glass flakes, graphite, hydrated aluminum, calcium carbonate, silica, kaolin, barium sulfate, talcum, calcium silicate (wollastonite), and the like. Effective amounts of these fillers are about 0.25-60% by weight.
[0031]
Pigments may be blended in the thermoplastic resin blend, and conventionally known pigments such as titanium dioxide and carbon black are exemplified. Suitable stabilizers include zinc sulfide, zinc oxide, magnesium oxide and the like. Suitable UV stabilizers include 4,6-dibenzylresorcinols, alkanolamine morpholenes, benzotriazole and the like. Suitable antioxidants include hydroxylamines, hindered phenols, benzofuranones, hindered amines, aryl phosphites, alkyl phosphites, and the like, preferably in an amount of 0.1 to 1.5% by weight. used.
[0032]
Suitable glidants and plasticizers include phosphate plasticizers such as cresyl-diphenyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, isopropylated triphenyl phosphate, and the like. Chlorinated biphenols and mineral oils are also suitable. If used, the amount of plasticizer is usually in the range of about 1 to 10% by weight, based on the weight of the total composition.
[0033]
A foaming agent may be blended with the thermoplastic resin blend. Suitable blowing agents include those known in the art, such as low boiling halohydrocarbons and those that generate carbon dioxide. In addition, foaming agents that are solid at room temperature but generate gas such as nitrogen, carbon dioxide, and ammonia gas when heated to above the decomposition temperature are also suitable for use in the present invention. Specific examples thereof include azodicarbonamide, metal salts of azodicarbonamide, 4,4'-oxybis (benzenesulfonyl hydrazide), sodium bicarbonate, and ammonium carbonate. Typical amounts are from 0.1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of thermoplastic resin.
[0034]
The process of the present invention is carried out in an extruder, preferably an extruder having a section that achieves "compounding" or "distributive mixing" in which the components of the blend are dispersed. The extruder may be a single screw extruder, but is most preferably a twin screw extruder that provides high shear with short cycle times. The components of the thermoplastic resin blend may be fed conventionally to an extruder. The thermoplastic resin powder / pellets may be fed at the upstream end of the extruder using a conventional feed hopper, and one or more additional components may be fed to the same feed hopper, or to another port located downstream, Preferably, it may be supplied after the thermoplastic resin powder / pellet is melted. The thermoplastic resin powder / pellet may have been mixed with other components prior to feeding to the extruder, but is preferably a powder product isolated after synthesis in solution. The additional component can be liquid or solid (powder or pellet).
[0035]
Preferred extruders are those commercially available from Werner and Pfleiderer as "direct extruders". Such extruders include ZSK twin screw extruders and ZSK40 and ZSK50 MEGA compounds used for extruding profiles. These extruders can add filler or other additives together with the powdered / pelletized thermoplastic or after melting from an input port located downstream of the melting section, preferably by providing a vent in the extruder to add additives or When removing air or moisture mixed in the thermoplastic resin, it can be added at a charging port. Single screw direct extruders that achieve the desired compounding are also suitable. In a preferred embodiment, the pressure is reduced to devolatilize the thermoplastic resin and additives.
[0036]
Powdered thermoplastics are typically obtained by suspension or other solution polymerization techniques, where the polymer reaches a certain molecular weight or precipitates upon addition of a non-solvent to the solution. The powder typically has a particle size of greater than about 60 μm, preferably in the range of about 70-100 μm. For polyphenylene ether, the viscosity is usually in the range of 0.08 to 0.6 dl / g as measured in chloroform at 25C.
[0037]
Additional components added to the thermoplastic resin may be from about 0.01 to about 500 parts by weight per 100 parts by weight of the thermoplastic resin. Additional components include other thermoplastics, processing aids, fillers, pigments, and reinforcements as described above.
[0038]
In order to form a homogeneous melt blend, the thermoplastic must be melted in an extruder. The barrel of an extruder is typically divided into a plurality of heating zones, which are heated above the melting point or pour point of the thermoplastic. Each section of the extruder can be heated or cooled as needed. The thermoplastic resin changes from a solid to a molten state due to the heated walls and the internal frictional heat. One or two screws in the barrel are rotated to mix the thermoplastic and move to the feed, melt, mix, and outlet.
[0039]
The molten thermoplastic is mixed under pressure and high shear and compounded with the added ingredients. The degree of compounding, i.e. the level of shear and pressure applied from the extruder to the molten thermoplastic and the additional ingredients, depends on the length and width of the extruder barrel, the length and diameter of the screw, the number of threads on the screw, Can be adjusted and controlled by the screw thread pitch, the screw speed, and the residence time of the molten thermoplastic resin and additional components in the extruder.
[0040]
When the melting point of the additive component is close to the melting point of the thermoplastic resin, both the thermoplastic resin and the additive component can be melted together, and the compounding becomes easier.
[0041]
The homogeneous melt blend is fed to the output of the extruder. This output may be one or more accumulator sections that transfer the homogeneous molten blend to a closed mold or extrusion die that forms a continuous strand or profile (eg, U-channel, J-channel, pipe, etc.).
[0042]
In the method of making a molded article of the present invention, the output of the extruder is one or more accumulator sections that transport the homogeneous melt blend to one or more mold cavities. The homogeneous melt blend is solidified in each mold cavity to form a solid molded article. Next, the solid molded product is recovered from the mold cavity. The collection can be carried out by a usual method using a usual collection device if necessary.
[0043]
In the overall method of processing a blend of thermoplastic resins according to the present invention, the output section of the extruder can be selected from two types, and it is necessary to switch the output section at least once. The two outputs are one or more accumulator sections and an extrusion die as described above. If the homogeneous melt blend needs to be compounded to add additional colorants, reinforcements or other additives, the blend is extruded from a die, cooled and pelletized on a conventional pelletizer.
[0044]
After feeding the homogeneous melt blend to one or more accumulator sections, there is sufficient material in the accumulator section to fill the mold, or to provide an adequate charge when filling the mold. If so, transfer the homogeneous melt blend to a closed mold. Two accumulator sections can be used to feed different ports of one mold or to different molds. Using two or more accumulator sections allows one accumulator section to complete filling and another accumulator section to transfer a portion of the homogeneous molten blend into the mold. This enables continuous operation of the extruder. The accumulator section can transfer the homogeneous melt blend to an injection molding machine that facilitates transfer to the mold, such as a Van @ Dorn @ Demag injection molding machine, or a blow molding machine that facilitates transfer to the mold. A multi-cavity mold cavity may be used.
[0045]
In the overall process of the invention, the output of the extruder is switched one or more times from the extruder die to the accumulator section or from the accumulator section to the extruder die to form different end products.
[0046]
[Experimental example]
FIG. 1 shows an apparatus for carrying out the method for producing a molded article according to the present invention. The thermoplastic resin is supplied to the hopper 10, and the hopper supplies the resin to the supply unit 21 of the single-screw compounding extruder 20. The thermoplastic resin is melted in a melting section 22 of the extruder 20, and volatile components are discharged from a port 30 downstream of the melting section 22. Additional components are introduced into extruder 20 through port 30. The thermoplastic resin is compounded with the additional components to form a homogenous melt blend in the mixing zone 23 downstream of the port 30 and the homogenous melt blend is extruded from the extruder 20 via the outlet 24 downstream of the mixing zone 23. It supplies to an accumulator 50 located above 20. The accumulator 50 transfers the homogeneous melt blend to the cavity 59 of the closed mold 60. The homogeneous melt blend is solidified in the cavity 59 of the closed mold 60 and recovered by conventional means.
[0047]
FIG. 2 shows an apparatus for implementing the method for processing a blend of thermoplastic resins according to the present invention. The hopper 100 supplies the thermoplastic resin to the supply section 210 of the twin-screw extruder 200, melts the thermoplastic resin in the melting section 220, and removes volatiles from the port 300. Additional components are introduced into extruder 200 through port 300. The thermoplastic resin and additional components are compounded in a mixing zone 230 downstream of the port 300 to form a homogeneous blend, and the homogenous blend is extruded from the extruder 200 through an outlet 240 downstream of the mixing zone 230 through the accumulator 500 and Feed from the extruder die 700 to the selected output. The accumulator 500, shown attached to the extruder 200, transfers the homogeneous melt blend to the cavity 590 of the closed mold 600. The homogeneous melt blend solidifies in this mold and is recovered therefrom. When the desired quantity of molded products such as pallets has been manufactured, the accumulator 500 at the outlet 240 is replaced with an extruder die 700 as shown in FIG. At this stage, when the extruder 200 is operated, a strand 710 of a homogeneous melt blend is obtained, which is cooled and cut into a long product or pelletized by the pelletizer 800. The long objects or pellets 750 are collected in a bottle 900.
[0048]
The disclosures of all applications, patents and publications cited above are hereby incorporated by reference.
[0049]
Repeating the above examples using the reactants and / or operating conditions generally or specifically described herein in place of those used in the examples may provide equivalent good results. it can.
[0050]
From the above description, those skilled in the art can easily grasp the essential features of the present invention, and can make various changes and modifications in the present invention without departing from the gist of the present invention. Can be adapted to the intended use and conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for producing a molded product directly from a powdery thermoplastic resin according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an apparatus for processing a blend of thermoplastic resins in accordance with the method of the present invention for manufacturing molded articles.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the apparatus of FIG. 2 for manufacturing pellets.
[Explanation of symbols]
10 hopper
20mm extruder
21 Supply unit
22 melting zone
23 mixed area
24 exit
30 port
50 accumulator
59 cavity
60 mold
200mm extruder
500 accumulator
590 ° cavity
600 mm mold
700mm extruder die

Claims

A method of directly producing a molded article having a size of less than about 91 kg from powder or pelletized thermoplastic resin in a closed mold, wherein the molded article comprises a blend of the thermoplastic resin and one or more additional components. But,
(A) feeding the powder or pelletized thermoplastic resin and one or more additional components to an extruder;
(B) melting at least powder or pelletized thermoplastic resin in an extruder;
(C) compounding the thermoplastic resin melted in the extruder and one or more additional components to form a homogeneous melt blend;
(D) feeding the homogeneous melt blend from the extruder to one or more accumulator sections;
(E) transferring the homogeneous molten blend from each accumulator section to one or more cavities of one or more closed molds;
(F) solidifying the homogeneous melt blend in each cavity of each closed mold to form a solid molded article;
(G) recovering the solid molded product from each cavity of each closed mold.

A method of directly manufacturing a pallet of less than about 91 kg in size from a powder or pelletized thermoplastic resin in a closed mold, wherein the pallet comprises a blend of a thermoplastic resin and one or more additional components, the method comprising:
(A) feeding the powder or pelletized thermoplastic resin and one or more additional components to an extruder;
(B) melting at least powder or pelletized thermoplastic resin in an extruder;
(C) compounding the thermoplastic resin melted in the extruder and one or more additional components to form a homogeneous melt blend;
(D) feeding the homogeneous melt blend from the extruder to one or more accumulator sections;
(E) transferring the homogeneous molten blend from each accumulator area to one or more cavities of a closed pallet mold;
(F) solidifying the homogeneous molten blend in each cavity of each closed mold to form a solid pallet;
(G) recovering a solid pallet from each cavity of each closed mold.

The method of claim 1, wherein the one or more accumulator sections are located at the top of the extruder.

The method of claim 1 wherein the thermoplastic is an engineering thermoplastic having a modulus greater than 200 KPSI, a heat deflection temperature greater than 150 ° F. (65 ° C.), and a notched Izod value greater than 1 ft · lb / in.

Engineering thermoplastic resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, ABS resin, ASA resin, polysulfone resin, polyphenylene ether resin, polyarylene sulfide resin, polyetherimide resin, polyamide resin, these copolymers and 4. The method of claim 3, wherein the method is selected from the group consisting of these blends.

The extruder is a single screw extruder,
(A) supplying a powdery thermoplastic resin to an extruder from a supply hopper of a supply section of the extruder;
(B) melting the powdery thermoplastic resin in a melting section of the extruder;
(C) supplying one or more additional components from a port downstream of the melting zone;
(D) compounding the molten thermoplastic resin and one or more additional components in a mixing zone downstream of the port to form a homogeneous molten blend;
(E) feeding the homogeneous melt blend from the extruder to one or more accumulator sections via an outlet located downstream of the mixing section;
The method of claim 1.

The method according to claim 1, wherein the extruder is a direct extruder.

The method of claim 1, wherein the one or more additional components are selected from the group consisting of thermoplastics, additives, fillers, reinforcements, and pigments.

A method of directly producing a molded article having a size of about 453 g to about 36 kg from powder or pelletized polyphenylene ether resin in a closed mold, wherein the molded article comprises a blend of the polyphenylene ether resin and one or more additional components, The method is
(A) feeding the powdered or pelletized polyphenylene ether resin and one or more additional components to an extruder;
(B) melting the powder or pelletized polyphenylene ether resin in an extruder;
(C) compounding the polyphenylene ether resin melted in the extruder with one or more additional components to form a homogeneous melt blend;
(D) feeding the homogeneous melt blend from the extruder to one or more accumulator sections;
(E) transferring the homogeneous molten blend from each accumulator section to one or more cavities of one or more closed molds;
(F) solidifying the homogeneous melt blend in each cavity of each closed mold to form a solid molded article;
(G) recovering the solid molded product from each cavity of each closed mold.

The method of claim 9, wherein the one or more additional components are selected from the group consisting of additional thermoplastics, impact modifiers, blowing agents, and UV stabilizers.

The method according to claim 10, wherein the additional thermoplastic resin is selected from the group consisting of vinyl aromatic resins, polyamides, polyarylene sulfides, polyetherimides and polyesters.

The method according to claim 11, wherein the vinyl aromatic resin is selected from the group consisting of homopolystyrene, styrene copolymer and rubber-modified polystyrene.

The method of claim 9, wherein the homogeneous melt blend is transferred from each accumulator section to one or more cavities of one or more closed molds by a blow molding machine.

10. The method of claim 9, wherein the homogeneous melt blend is transferred from each accumulator section to one or more cavities of one or more closed molds by an injection molding machine.

A method of processing a blend comprising one or more thermoplastic resins in an extruder, the method comprising:
(A) selecting an output of an extruder that forms a final product selected from an extruded product and a molded product,
(B) feeding the powder or pelletized thermoplastic resin and one or more additional components to an extruder;
(C) melting at least powder or pelletized thermoplastic resin in an extruder;
(D) compounding the thermoplastic resin melted in the extruder and one or more additional components to form a homogeneous melt blend;
(E) feeding the homogeneous melt blend from the extruder to a predetermined output forming a predetermined end product;
(F) solidifying the homogeneous melt blend supplied to the predetermined output to form a predetermined final product;
(G) recovering a predetermined end product from a predetermined output unit,
Switching the predetermined output of the extruder at least once to produce a final product different from the predetermined solidified final product recovered in step (g);
A method comprising:

16. The method of claim 15, wherein the extruded article comprises a pellet and a profile, and the molded article comprises an injection molded article and a blow molded article.

The extruder output is selected from (a) an extruder die that forms a strand of the homogeneous melt blend and (b) one or more accumulator sections that transport the homogeneous melt blend into the cavity of the closed mold; 16. The method according to claim 15, wherein the strands are cooled, cut into long pieces or pellets by a cutter or a pelletizer, and in (b) the homogenous blend is solidified and recovered in a mold cavity.

16. The method according to claim 15, wherein the output of the extruder is switched more than once.

The extruder is a single screw extruder,
(A) feeding the powder or pelletized thermoplastic resin to the extruder from a feed hopper in a feed area of the extruder;
(B) melting the powdered or pelletized thermoplastic resin in a melting section downstream of the feed section of the extruder;
(C) supplying one or more additional components from a port downstream of the melting zone;
(D) compounding the molten thermoplastic resin and one or more additional components in a mixing zone downstream of the port to form a homogeneous molten blend;
(E) feeding the homogeneous melt blend from the extruder to a predetermined output via an outlet located downstream of the mixing zone;
The method of claim 15.

The method according to claim 15, wherein the extruder is a direct extruder.

Thermoplastic resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, ABS resin, ASA resin, polysulfone resin, polyphenylene ether resin, polyarylene sulfide resin, polyetherimide resin, polyamide resin, copolymers of these and these 16. The method of claim 15, wherein the method is selected from the group consisting of:

The one or more additional components are selected from the group consisting of vinyl aromatic resins, impact modifiers, flame retardants, plasticizers, fillers, pigments, reinforcing materials, antioxidants, blowing agents, and UV stabilizers. 22. The method of claim 21.

22. The method of claim 21, wherein the vinyl aromatic resin is selected from the group consisting of homopolystyrene, styrene copolymer, and rubber-modified polystyrene.