JP2005138567A - 2軸押出機または2軸混練機 - Google Patents
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Abstract
連続多段重合で、単段重合品分子量分布が狭いような重合触媒を用いて製造されたポリエ
チレン粒子を造粒する過程において、低い電力消費で分子分解を生じることなく、均一化
された樹脂を製造するための装置を提供すること。
【解決手段】
2軸押出機または2軸混練機のスクリュー形状において、混練部の最小スクリュー半径(
R1)/バレル半径(R0)の比が0.70〜0.80の範囲にあり、混練部の最大スク
リュー半径(R2)/バレル半径(R0)の比が0.70〜0.90の範囲にあり、混練部の最小スクリュー半径(R1)/混練部の最大スクリュー半径(R2)の比が0.78〜1.00の範囲にあり、混練部スクリューの直後に逆ネジやシールリングのようにスク
リューに樹脂を逆流させるような形状を有するか、ゲートのようにバレルに樹脂を逆流させるような形状を有している2軸押出機または2軸混練機とする。
【選択図】図1
Description
、分子分解を生じることなく、均一化された樹脂を製造するための装置に関する。
品物性との両立を図るために、分子量が低いエチレン系重合体(流動性付与、剛性付与)
と分子量が高いエチレン系重合体(成形時の形状保持性付与、強度付与)の両方を含有す
ることが多い。工業的に製造するときには、例えば「ポリエチレン読本」松浦一雄・三上
尚孝編著(工業調査会)155ページ記載のように、重合触媒を第1の重合器に供給して、
第1の重合器で片方の成分(例えば低分子量エチレン系重合体)を重合し、その粒子(触
媒と低分子量エチレン重合体とを含む)を連続的に抜き出して第2の重合器に輸送して、
第2の重合器でもう片方の成分(この場合、高分子量エチレン系重合体)を重合すること
で、ひとつの粒子に低分子量エチレン系重合体と高分子量エチレン系重合体とを共に含有
する重合体粒子を得ることが出来る。
ラが発生することは避けられない現象である。上記の、二つの重合器からなる場合を例に
とれば、第1の重合器における滞留時間が短いがために、低分子量エチレン系重合体を十
分に含有することなく第2の重合器に輸送されて、第2の重合器で高分子量エチレン系重
合体だけを重合してしまうようなケースがある。この場合は、結果としてまわりの粒子よ
りも粘度が高い重合粒子がある確率で生成してしまう。従来用いられているチーグラー触
媒を用いて連続2段重合で製造した高密度ポリエチレンでもこのような状況は生じていた
が、チーグラー触媒の場合はひとつの粒子中にある活性点の性能が多岐にわたっていたた
め、仮に第1の重合器に滞留せずに第2の重合器だけで重合した粒子でも、ある程度分子
量が低いエチレン系重合体も生成していた。この結果、重合粒子をペレット状にする造粒
工程における溶融混練によって比較的容易にまわりの粒子とよく混ざり合って均一な構造
とすることができた。しかし、特願2003-38079のようにメタロセン触媒を用い
た連続2段重合の場合には、ひとつの触媒粒子中にある活性点の性能が均質であるために
、例えば、第1の重合器に全く滞留せずに第2の重合器だけで重合した粒子は、分子量が
低いエチレン系重合体を含有せずに、高分子量エチレン系重合体のみからなることになる
。しかも、このときに分子量が低いエチレン系重合体と分子量が高いエチレン系重合体と
の分子量差が大きい。このようなエチレン系重合体を、従来の装置を用いた溶融混練で、
まわりの粒子とよく混ざり合った均一な構造とするためには十分な混練が必要であり、そ
の結果多くの電力を必要とすることや、混練条件が厳し過ぎるがために分子レベルの切断
、すなわち分子切断や分子分解が生じるなどの問題があった。
化しているような混練物を与える。このような混練物をフイルム用に成形した場合にはフ
ィッシュアイが発生し易くなることが一般に知られているため塊状高分子量重合体の低減
化や分散状態の一層の改良が求められている。
装置が開示されている(フィッシュアイとは、成形品表面に現れる数十〜数百μmオーダ
ーの「ブツ」のことを意味する)。しかし、特開2001-150429号公報において
フィッシュアイを低減しようとしているポリオレフィンはポリプロピレンであり、フィッ
シュアイが発生するメカニズムが高密度ポリエチレンの場合とは根本的に異なることが明
示してあることから、その低減装置はポリエチレン用とは根本的に異なると考えることが
できる。
置が開示されている。スクリュー形状に関する記載は無いが、混練領域におけるせん断速
度が大きいことから、バレルとスクリューとの間隙(クリアランス)が狭いことが推察出
来る。クリアランスが狭い部分があると、高いせん断応力が発生するために、消費電力が
大きくなることや、分子切断が生じやすいことが懸念される。
らし、かつ、混練室容積を増加させる翼を有するローターを備えたローターからなること
を特徴とする連続混練機が開示されている。クリアランスが狭くなる個所(翼部)が少な
いが、クリアランスが狭い個所は存在するため、消費電力が大きくなることや、分子切断
が生じやすいことが懸念される。
ュアイを抑制するために、混練部の長さとバレル内径との比を特定の範囲とした2軸連続
混練機が開示されている。スクリューとバレルとのクリアランスに関する記述は無いが、
高密度ポリエチレン(HDPE)は強い練りを必要とするとの記載があることから、クリ
アランスが狭いことが推察出来る。クリアランスが狭い部分があると、高いせん断応力が
発生するために、消費電力が大きくなることや、分子切断が生じやすいことが懸念される
。
(クリアランスを大きく)し、一方のスクリューのフライト幅あるいは先端部の厚さを他
方のそれと異なるようにした2軸押出機が開示されている。低いせん断速度とともに、高
いせん断速度を発生させることを目的としている装置であるため、消費電力が大きくなる
ことや、分子切断が生じやすいことが懸念される。
触媒のように触媒の能力として単段重合品分子量分布が狭いような触媒を用いて連続多段
重合によって製造されるポリエチレン粒子を造粒する過程において、低い電力消費で、分
子分解を生じることなく、均一化された樹脂を製造するための装置を提供することである
。連続2段重合した高密度ポリエチレンの場合、第一重合槽と第二重合槽を設計した滞留
時間で通過した標準的な重合体粒子は溶融混練する前から分子量が低い分子鎖と分子量が
大きい分子鎖とが触媒活性点の分散度合いである、数十ナノメートルオーダーで分散して
いると考えることができる。〔以下の説明では、このような標準的な重合体粒子を構成す
る低分子量重合鎖を「標準的な低分子量重合鎖」と呼び、高分子量重合鎖を「標準的な高
分子量重合鎖」と呼ぶ場合がある。〕一方、低分子量鎖を重合するための重合器に十分滞
留することなく、高分子量鎖を重合するための重合器のみでほとんどが重合して得られる
重合体粒子は、ほとんどが高分子量鎖であるため、重合粒子サイズである数十〜数百μm
のオーダーで高分子量鎖が塊になっている可能性がある。
1) この塊を形成している高分子量鎖と、数十ナノメートルオーダーで分散している
「標準的な高分子量重合鎖」とは同じ分子構造であるし、分子鎖骨格についても
「標準的な低分子量鎖」とも大差ない(エチレン以外のα-オレフィンが共重合し
ていたとしても、ごく少量である)ので本質的には混ざってしかるべきものである
こと、
2) 従って、上述の高密度ポリエチレンにおいて、数十〜数百μmのオーダーで分散し
ていない塊状高分子量鎖を標準的な粒子レベルまで均一化するために、高いせん断
速度(高いせん断応力)は必ずしも必要ではないこと、
3) せん断応力が高いと、消費電力が大きくなったり、分子切断が生じるなど、むしろ
好ましくないことが多いという問題があること、
4) ただし、均一化のためには、十分な混練履歴を樹脂に与えることは必要であるこ
と、
という視点に立ち、メタロセン触媒のように触媒の能力として単段重合品分子量分布が狭
いような触媒を用いて製造される連続多段重合ポリエチレン粒子を造粒する過程において
、低い電力消費で、分子分解を生じることなく、均一化された樹脂を製造するための新し
い押出又は混練装置の開発に到達したのである。
歴を樹脂に与えることが可能な押出機または混練機を提供することである。なお、ポリプ
ロピレンとゴム成分とからなるブロックPPの場合は分子鎖骨格が異なる成分同士の均一
分散化なので本質的に異なり、ある程度は高いずり応力も必要になると考えることができ
る。
脂に与えることを目的とし、混練部の最小スクリュー半径(R1)とバレル半径(R0)
の比〔R1/R0〕が0.70〜0.80の範囲にあり、混練部の最大スクリュー半径(
R2)とバレル半径(R0)の比〔R2/R0〕が0.70〜0.94の範囲にあり、混
練部の最小スクリュー半径(R1)と混練部の最大スクリュー半径(R2)の比〔R1/R2〕が0.78〜1.00の範囲にあり、混練部スクリューの直後に逆ネジやシールリ
ングのようにスクリューに樹脂を逆流させるような形状を有するか、ゲートのようにバレ
ルに樹脂を逆流させるような形状を有している2軸押出機または2軸混練機であることを
主要な特徴とする。本発明は、更に混練部の手前で樹脂の結晶成分は融解させることが出
来ることを特徴とする2軸押出機または2軸混練機であることが好ましい。混練部のスク
リュー形状に重要な特徴があるので、スクリューの1端だけを支持している押出機であっ
ても、スクリューの両端を支持している混練機であっても構わない。R0、R1、R2を
図1に示す。
ばメタロセン触媒のように触媒の能力として単段重合品分子量分布が狭いような触媒を用
い連続多段重合で製造されたポリエチレン粒子を造粒すると、既存の押出機または混練機
を使用した場合に比べて、低い電力消費で、分子分解を生じることなく、均一化された樹
脂を製造することが可能であるという利点がある。
ュー形状に重要な特徴があるので、スクリューの1端だけを支持している押出機であって
も、スクリューの両端を支持している混練機であっても、同方向回転でも異方向回転でも
構わない。ここでは、便宜上2軸押出機とする。
重合粒子(耐熱安定剤、塩酸吸収剤などの所定の添加剤や顔料などを配合してあっても
よい)を押出機内に投入するためのホッパー部、樹脂を輸送しながら融解させるスクリュ
ー部については、従来公知の装置を用いることが出来る。重合粒子が混練部に到達する前
に樹脂の結晶が融解しているよう、ホッパーから混練部までの距離を長くとることが好ま
しい。重合粒子が混練部に到達したときに樹脂の結晶が残っていると、混練部にて低いせ
ん断速度で混練した際に結晶が溶解せずにそのまま残ってしまい、結果として均一化が進
行しないことがある。また、この輸送部のフルフライトスクリュー部(図2)の山とバレ
ルとの空隙(クリアランス)が、混練部の最小クリアランスと同等程度であることが好ま
しい。
混練部の最小スクリュー半径(R1)とバレル半径(R0)の比〔(R1)/(R0)
〕が0.70〜0.80の範囲にあることを特徴とする。(R1)/(R0)がこの範囲
にあると、低いずり速度で樹脂に混練履歴を付加することが出来る。0.70未満だと空
隙が広すぎるために樹脂に十分な力が伝わらず、樹脂に十分な混練履歴を付加出来ない。
0.80を超えると、十分な空隙を得ることが出来ず、結果として樹脂の滞留時間が短く
なって、樹脂に十分な混練履歴を付与出来ない。
〕が0.70〜0.94の範囲にあり、好ましくは0.70〜0.85の範囲にあり、よ
り好ましくは0.70〜0.80の範囲にあることを特徴とする。(R2)/(R0)が
この範囲にあると、低いずり速度で樹脂に混練履歴を付加することが出来る。空隙が広い
ために樹脂の滞留時間が長くなり、樹脂に十分な混練履歴を付与出来る。更に消費電力も
小さくなり、経済的にも好ましい。0.70未満だと空隙が広すぎるために樹脂に十分な
力が伝わらないために、樹脂に十分な混練履歴を付加出来ない。0.90を超えると、消
費電力が大きくなるので、好ましくない。
R1)/(R2)〕が0.78〜1.00の範囲にあり、好ましくは0.85〜1.00
の範囲にあることが好ましい。(R1)/(R2)がこの範囲にあると、低いずり速度で
長い時間樹脂に混練履歴を付加することが出来る。更に消費電力も小さくなり、経済的に
も好ましい。0.78未満だとR1が小さすぎる、またはR2が大きすぎることを意味し
、樹脂に十分な力が伝わらないために樹脂に十分な混練履歴を付加出来ない、消費電力が
大きくなるなどの現象が生じ、好ましくない。
が重要であり、混練部の形状は円筒型、円周が長さ方向に対して不連続に変動するニーデ
ィング型、円周が長さ方向に対して連続的に変動するローター型、いずれでもよい。
が500〜50(1/sec)、好ましくは300〜50(1/sec)であることが望ましい。ずり速
度がこの範囲にあると、分子分解せずに、小さい消費電力で、均一な構造を有する樹脂を
製造することが可能である。ずり速度が速すぎると、ずり応力が高くなって、分子分解す
る懸念がある。ポリプロピレンにゴム成分を均一に分散させるような場合には高いずり速
度が有効であるが、連続多段重合により製造した高密度ポリエチレン粒子を造粒する工程
において構造を均一化するためには、高いずり応力は必ずしも必要ではない。なお、混練
部のスクリュー直径が最大(R2)である位置におけるずり速度(G)は、
G=2×ω×(R0/2)/((R0/2)-(R2/2))
ω=1秒当たりのスクリュー回転数×2×3.14
から求めた。
み込まれていることを特徴とする。樹脂をせき止めるようなスクリュー上のシールリング
、バレル側のゲート、フルフライト部とは山の切り方が逆方向になっているスクリュー上
の逆ネジなど、従来公知の形状のものを用いることが出来る。このうち、スクリュー上の
逆ネジが特に好ましい。混練部スクリューの直後にこのような構造を有すると、広い空隙
に樹脂が十分に充満するので、低いずり速度で長い時間樹脂に混練履歴を付加することが
出来る。混練部スクリューの直後にこのような構造を有していないと、混練部に樹脂が留
まることなく流れていってしまうため、結果として滞留時間が短くなり、樹脂に十分な混
練履歴を与えることが出来ずに、好ましくない。
混練するエチレン系重合体は、極限粘度[η]が1.5〜4.0(dl/g)の範囲にあ
り、GPCを用いて測定した分子量分布曲線を2つの山にピーク分離したときに、高分子
量側の山のピークの[Mw(重量平均分子量)]/[Mn(数平均分子量)]が1.7〜3.
5の範囲にあり、低分子量側のピークのMw(重量平均分子量)/高分子量側のピークの
Mw(重量平均分子量)が0.01〜0.15の範囲にあるある場合、特に本発明の押出
機を用いることが有効である。
限定されるものではない。
価するための表面粗さ(Rz)測定用サンプル作成法およびRz測定法等について順次記
載する。
〔極限粘度([η])〕
デカリン溶媒を用いて、135℃で測定した値である。すなわち重合粒子やストランド
など約20mgをデカリン15mlに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測
定する。このデカリン溶液にデカリン溶媒を5ml追加して希釈後、同様にして比粘度η
spを測定する。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿した時のηsp
/Cの値を極限粘度として求める。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
〔平滑度係数R〕
東洋精機社製毛細式流れ特性試験機キャピログラフ1Bを用い、樹脂温度200℃、5
0mm/min(3.6cm3/min)の速度で樹脂を押し出す。長さL=60mm、
直径D=1mmのノズル、またはキャピラリーダイスの代わりにチューブ形状物を押し出
すことが出来る円筒ダイス(外径4mmφ、スリット=0.5mm、長さ10mm)を取
り付ける。重合物がペレット化されていても、気相またはスラリー相中で重合された重合
粒子同士が十分に混ざり合っていないと、溶融押出物表面に肌荒れが生じる。
定する。測定には東京精密社製サーフコム1400Dを用いた。測定長さ=10mm、測
定速度=0.06mm/秒、サンプリング時間=0.01秒、サンプリングピッチ=0.
6μm、測定針の材質はダイアモンド、測定針の先端=5μmφ、計算規格JIS B0
601-1982で計算した十点平均粗さをRzとする。Rzは測定長さ10mmの平均
線に対して、最高から5番目までの山頂の標高の平均値と最深から5番目までの谷底の標
高の平均値との差の値である。測定は場所を変えて3回行い、その平均値を分散係数Rと
する。ここで、3回測定したRzについて標準偏差を求める。標準偏差の値が、3回測定
したRzの平均値であるRの値の1/2よりも大きかった場合には再測定を行う。Rが小
さいほど、構造の均一化が進行していることを示す。
ウォーターズ社製GPC-150Cを用い以下のようにして測定した。分離カラムは、
TSKgel GMH6-HT及びTSKgel GMH6-HTLであり、カラムサイズは
それぞれ内径7.5mm、長さ600mmであり、カラム温度は140℃とし、移動相に
はo-ジクロロベンゼン(和光純薬工業)および酸化防止剤としてBHT(武田薬品)0.
025重量%を用い、1.0ml/minで移動させ、試料濃度は0.1重量%とし、試料
注入量は500マイクロリットルとし、検出器として示差屈折計を用いた。標準ポリスチ
レンは、分子量がMw<1000およびMw>4×106については東ソー社製を用い、
1000≦Mw≦4×106についてはプレッシャーケミカル社製を用いた。分子量計算
は、ユニバーサル校正して、ポリエチレンに換算して求めた値である。
マイクロソフト社製エクセル(登録商標)97のビジュアル・ベーシックを用いてプロ
グラムを作成した。分離する2つの曲線は対数正規分布として、収束計算により分子量分
布曲線を分子量が異なる2つの曲線に分離した。分離した2つの曲線を再合成した曲線と
GPCで実測した分子量曲線とを比較して、両者がほぼ一致するように初期値を変更しな
がら計算を実行する。計算はLog(分子量)を0.02間隔に分割して行う。実測、分
離した2つの曲線を再合成した曲線ともに面積が1となるように強度を規格化し、[分子
量が同じ時の実測の強度(高さ)と再合成した曲線の強度(高さ)の差の絶対値]を分子
量が同じときの再合成した曲線の強度(高さ)で割った値が、分子量が10,000〜1,
000,000の範囲で0.4以下、好ましくは0.2以下、より好ましくは0.1以下
、分離したピークの最大位置では0.2以下、好ましくは0.1以下となるまで曲線の分
離計算を繰り返す。この際、低分子量側に分離されたピークのMw(重量平均分子量)/
Mn(数平均分子量)と高分子量側に分離されたピークのMw/Mnとの差が1.5以下
となるようにする。計算例を図3に示す。
[固体触媒成分の調製]
200℃で3時間乾燥したシリカ8.5kgを33リットルのトルエンで懸濁状にした
後、メチルアルミノキサン溶液(Al=1.42モル/リットル)82.7リットルを3
0分で滴下した。次いで1.5時間かけて115℃まで昇温し、その温度で4時間反応さ
せた。その後60℃まで降温し、上澄み液をデカンテーション法によって除去した。得ら
れた固体触媒成分をトルエンで3回洗浄した後、トルエンで再懸濁化して固体触媒成分(
α)を得た(全容積150リットル)。
充分に窒素置換した反応器中に、トルエンに懸濁させた合成例1にて合成した固体触媒
成分(α)をアルミニウム換算で19.60molを入れ、その懸濁液を攪拌しながら、
室温下(20〜25℃)でジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル)(2,7-ジ-t-ブ
チルフルオレニル)ジルコニウムジクロライド37.38mmol/リットル溶液を2リ
ットル(74.76mmol)加えた後、60分攪拌した。攪拌を停止後、上澄み液をデ
カンテーションで取り除き、n-ヘキサン40リットルを用いて洗浄を2回行い、得られ
た担持触媒をn-ヘキサンにリスラリーし25リットルの触媒懸濁液として、固体触媒成
分(γ)を得た。
攪拌機つき反応器に窒素雰囲気下、精製n-ヘキサン15.8リットル、および上記固
体触媒成分(γ)を投入した後、トリイソブチルアルミニウム5molを加え、攪拌しな
がら、固体成分1g当たり4時間で3gのポリエチレンを生成相当量のエチレンで予備重
合を行った。重合温度は20〜25℃に保った。重合終了後、攪拌を停止後、上澄み液を
デカンテーションで取り除き、n-ヘキサン35リットルを用いて洗浄を4回行い、得ら
れた担持触媒をn-ヘキサン20リットルにて触媒懸濁液として、固体触媒成分(δ)を
得た。
第1重合槽に、ヘキサンを45リットル/hr、合成例2で得た固体触媒成分(δ)を
Zr換算原子に換算して0.11mmol/hr、トリエチルアルミニウムを20mmo
l/hr、エチレンを7.0kg/hr、水素を125N-リットル/hrで連続的に供
給し、かつ重合槽内の液レベルが一定になるように重合槽内容物を連続的に抜出しながら
、重合温度85℃、反応圧8.5kg/cm2G、平均滞留時間2.5hrという条件で
重合を行った。
れたフラッシュドラムで未反応エチレンおよび水素が実質的に除去される。
0.07N-リットル/hr、1-ヘキセン30g/hrとともに第2重合槽へ連続的に供
給され、重合温度80℃、反応圧4.5kg/cm2G、平均滞留時間0.8hrという
条件で引き続き重合を行った。
抜出し、該内容物中のヘキサン及び未反応モノマーを溶媒分離装置で除去、乾燥し重合体
を得た。
フェニル)フォスフェートを0.1重量部、耐熱安定剤としてのn-オクタデシル-3-(4'-
ヒドロキシ-3',5'-ジ-t-ブチルフェニル)プロピネートを0.1重量部、塩酸吸収剤とし
てのステアリン酸カルシウムを0.05重量部配合する。この高密度ポリエチレンのGP
Cチャートを図4に示す。低分子量側の山のMw/Mnは2.0、高分子量側の山のMw
/Mnは1.9であった。また、低分子量側のピークのMw(=27,600)/高分子
量側のピークのMw(416,000)=0.07であった。[η]は3.1dl/gだった
。なお、重合温度を低くする、重合器内での攪拌を遅くすることでMw/Mnは大きくな
る傾向にある。2段重合における各重合槽における水素/エチレン比が異なるほど低分子
量側のピークのMw/高分子量側のピークのMw比は大きくなる。
噛み合い、バレル半径R0=15mm、L/D=47)を用いた。電圧は200V。メッシュは目開き150μmのメッシュ1枚を目開き250μmのメッシュ2枚の間にはさんだ
ものを用いた。スクリューアレンジの概略を図5に示す。混練部は、R1=11mm、R2
=14mm、長さ30mmのニーディングエレメントを3個並べた。ひとつのニーディングは長さが8mm/14mm/8mmのブロックからなっている。各ブロックは直交している。横から
見たニーディングエレメントを図6に示す。ニーディングの直後には長さ20mmで1ピッ
チの逆ネジスクリューエレメントを2個入れた。ニーディングの手前位置は、スクリュー
の根元から530mm、725mm、1185mmのところ計3箇所入れた。ニーディングエレ
メントの断面を図7に示す。R1/R0=0.73、R2/R0=0.93、R1/R2
=0.79であった。
磁弁により制御されて、温度が上昇すると水が流れる。樹脂温度はダイス付近に組み込ま
れた樹脂温計の指示温度とした。
rpmで押出し、ストランドを採取した。このときの電流値は56A、樹脂温度は252
℃、ストランドの[η]は3.1dl/g、表面粗さRは7μmだった。なお、最もホッパー
口に近いニーディングよりも手前のバレルベント口を開放して樹脂の状態を確認したとこ
ろ、粒子の結晶は溶解して半透明状になっていた。混練部のスクリュー半径が最大(R2
)である位置におけるずり速度(G)は471(1/sec)であった。
出し、ストランドを採取した。ニーディングエレメントの断面を図8に示す。R1/R0
=0.80、R2/R0=0.87、R1/R2=0.92であった。
表面粗さRは7μmだった。なお、最もホッパー口に近いニーディングよりも手前のバレ
ルベント口を開放して樹脂の状態を確認したところ、粒子の結晶は溶解して半透明状にな
っていた。混練部のスクリュー半径が最大(R2)である位置におけるずり速度(G)は
236(1/sec)であった。
にして樹脂を押し出し、ストランドを採取した。ニーディングエレメントの断面を図9に
示す。R1/R0=0.73、R2/R0=0.73、R1/R2=1.00であった。
表面粗さRは6μmだった。なお、最もホッパー口に近いニーディングよりも手前のバレ
ルベント口を開放して樹脂の状態を確認したところ、粒子の結晶は溶解して半透明状にな
っていた。混練部のスクリュー半径が最大(R2)である位置におけるずり速度(G)は
118(1/sec)であった。
実施例1において、ニーディングエレメントをすべてR1=11mm、R2=14.9mm、長さ30mmのニーディングエレメントに変更した以外は実施例1と同様にして樹脂を押し出そうとしたが、電流が装置上の上限(70アンペア)を超えてしまうため、実施でき
なかった。ニーディングエレメントの断面を図10に示す。混練部のスクリュー半径が最大(R2)である位置におけるずり速度(G)は4710(1/sec)であった。
実施例1において、ニーディングエレメントをすべてR1=11mm、R2=14.9mm、長さ30mmのニーディングエレメントに変更し、スクリュー回転速度を100rpmとした以外は実施例1と同様にして樹脂を押し出し、ストランドを採取した。このときの電流
値は64A、樹脂温度は252℃、ストランドの[η]は3.1dl/g、表面粗さRは9μmであった。実施例と比較して、電流値が高い。なお、最もホッパー口に近いニーディングよりも手前のバレルベント口を開放して樹脂の状態を確認したところ、粒子の結晶は溶解して半透明状になっていた。混練部のスクリュー半径が最大(R2)である位置におけるずり速度(G)は3140(1/sec)であった。
実施例1において、押出機を株式会社プラコー社製プラコー65(1軸押出機、バレル直径65mmφ、L/D=28、スクリュー形状はフルフライト)とし、押出量を500g/min、スクリュー回転速度を300rpmで押出し、ストランドを採取した。このときのストランドの[η]は3.1dl/g、表面粗さRは110μmであった。実施例と比較して表面粗さが大きい。
実施例1において、混練部ニーディングの直後の逆ネジエレメントを、長さ20mmで1
ピッチの順ネジスクリューエレメント2個に変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂
を押し出し、ストランドを採取した。このときの電流値は49A、樹脂温度は247℃、ストランドの[η]は3.1dl/g、表面粗さRは58μmであった。実施例と比較して表面粗さが大きい。なお、最もホッパー口に近いニーディングよりも手前のバレルベント口を開放して樹脂の状態を確認したところ、粒子の結晶は溶解して半透明状になっていた。
三井化学(株)社製ハイゼックス7700Mのペレットを用いて測定した表面粗さRは
10μmだった。なお、ハイゼックス7700MのGPC曲線をピーク分離して得られた
、高分子量側の山のMw/Mnは5.3である。
であることから、特に触媒として例えばメタロセン触媒のように触媒の能力として単段重
合品分子量分布が狭いような触媒を用いて連続多段重合にて製造されたポリエチレン粒子
を造粒(ペレット化)する工程において、本発明の2軸押出機または2軸混練機を用いる
ことができる。
2 混練部(ニーディング)
3 逆ネジスクリュー
4 フルフライトスクリュー
Claims (4)
- 混練部の最小スクリュー半径(R1)とバレル半径(R0)の比〔R1/R0〕が0.
70〜0.80の範囲にあり、混練部の最大スクリュー半径(R2)とバレル半径(R0
)の比〔R2/R0〕が0.70〜0.94の範囲にあり、混練部の最小スクリュー半径
(R1)と混練部の最大スクリュー半径(R2)の比〔R1/R2〕が0.78〜1.0
0の範囲にあり、混練部スクリューの直後に逆ネジやシールリングのようにスクリューに
樹脂を逆流させるような形状を有するか、ゲートのようにバレルに樹脂を逆流させるよう
な形状を有していることを特徴とする2軸押出機または2軸混練機。 - 混練部の手前で樹脂の結晶成分を融解させることを特徴とする請求項1に記載の2軸押出
機または2軸混練機。 - 請求項1または請求項2に記載の2軸押出機または2軸混練機を用いて、連続多段重合で
製造されたポリエチレンを造粒する方法。 - 極限粘度[η]が1.5〜4.0(dl/g)の範囲にあり、GPCを用いて測定した分子
量分布曲線を2つの山にピーク分離したときに、高分子量側にあるピークのMw(重量平
均分子量)/Mn(数平均分子量)が、1.7〜3.5の範囲を満たし、低分子量側のピ
ークのMw(重量平均分子量)/高分子量側のピークのMw(重量平均分子量)が0.0
1〜0.15の範囲にあるポリエチレンであることを特徴とする請求項3記載のポリエチ
レンの造粒方法。
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