JP2007269992A5

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Publication number: JP2007269992A5
Application number: JP2006097762A
Authority: JP
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2026-03-31

Description

また、上記の水性分散体の製造方法においては、前記供給原料が、塊状の熱可塑性樹脂を含み、前記供給工程の前に、前記塊状の熱可塑性樹脂を乾式破砕して、１粒子の平均重量が押出機への１時間当りの供給量の１/１０，０００以下である破砕物とし、前記破砕物に、再付着防止剤を付着させる前処理工程を備える方法としてもよい。
この場合、前記再付着防止剤が水であることが望ましい。また、前記再付着防止剤は、中位粒度が５０μｍ以下のポリオレフィン微粉であってもよい。

変動率が５％を超えると、平均粒子径が大きくなったり、未乳化物比率が高くなったりし、良好な熱可塑性樹脂の水性分散体を連続的に安定して製造できない。また、変動率を２％以下とすることで、熱可塑性樹脂の水性分散体を連続的により一層安定して製造でき、より一層良好な水性分散体が得られる。

また、ノニオン界面活性剤としては、ＨＬＢ（親水親油バランス）値が１０以上のノニオン界面活性剤が使用される。ノニオン界面活性剤は単独でも、２種以上の組合せでも使用することができ、２種以上の組合せの場合は、混合物のＨＬＢが上記範囲内となっていればよい。ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸アミドエーテル、多価アルコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸ショ糖エステル、アルキロールアミド、ポリオキシアルキレンブロックコポリマーなどから選ばれる１種または２種以上を用いることができる。具体的には、例えば、牛脂脂肪酸カリウム（花王株式会社製、「ＫＳソープ」）などを好適に使用できる。また、本発明で使用できる乳化剤は、粉体または粒状とされた固体のものであってもよいし、液体であってもよい。

ポリオレフィンの微粉としては中位粒度が５０μｍ以下の微粉が好適であり、粒子度は小さいほど少量で再固結防止の効果が高い。再付着防止剤の使用量は、再付着防止剤として中位粒度が５μｍ〜５０μｍのポリオレフィンを用いた場合、塊状の熱可塑性樹脂の質量に対して０．１％〜５％使用することが好ましい。さらに、ポリオレフィンの微粉の粒子サイズをＤ（μｍ）、ポリオレフィンの微粉の塊状の熱可塑性樹脂の質量当りの添加量をＷ（％）とした場合に、Ｄ／Ｗが１０〜４０の範囲内となるようにすることがより好ましい。
Ｄ／Ｗが４０を超える場合、ポリオレフィンの微粉が不足して、再固結が十分に防止できない恐れがある。また、Ｄ／Ｗが１０未満である場合、余剰のポリオレフィンの微粉が分級を起し、全ての供給原料を変動率５％以下で安定して押出機に供給できなくなる恐れがあり、平均粒子径が大きくなったり、未乳化物比率が高くなったりするため好ましくない。
再付着防止剤として使用される水性の液体としては、水または、各種のアニオン乳化剤やノニオン乳化剤などの乳化剤の水溶液、またはタルクやステアリン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイトなどの微粒子粉体の懸濁液などが使用可能であるが、生成物である水性分散体の収率や平均粒子径への影響を考慮すると、水が好適である。

また、前処理工程（１）または前処理工程（２）における塊状の熱可塑性樹脂の破砕に際しては、破砕後に得られた破砕物が破砕による温度上昇や自重などにより再び塊状とならないように、破砕機内への塊状の熱可塑性樹脂の供給速度（流量）を、押出機に供給される熱可塑性樹脂の供給速度（流量）と同じとし、得られた破砕物の定量フィーダーへの供給を、定量フィーダーから押出機に供給原料の供給を行なっている間中連続的に行ない、破砕後に得られた破砕物が押出機に供給されるまでの時間を短くすることが望ましい。
なお、破砕機内への塊状の熱可塑性樹脂の供給速度（流量）や、破砕後に得られた破砕物が押出機に供給されるまでの時間は、供給原料を変動率５％以下で押出機に供給することが可能な範囲内で変動可能である。したがって、例えば、定量フィーダーに設けられ破砕後に得られた破砕物が供給されるホッパーが大きく、定量フィーダーが保持できる最大量が多い場合には、定量フィーダーから押出機に供給原料の供給を行なっている間中、連続的に塊状の熱可塑性樹脂の破砕を行なわず、許容時間内で断続的に行なってもよい。

図１に示す溶融装置では、三方弁５による接続の切り替え時に、溶融タンク１、２の内部および配管６の内部に収容されている溶融された熱可塑性樹脂の温度が同一となるように、ヒーター４によって加熱制御されるようになっている。また、図１に示す溶融装置では、例えば、ギアポンプ３から溶融タンク１、２への循環ラインを設けて、溶融タンク１と溶融タンク２の内部に収容されている熱可塑性樹脂の混合を計ることにより、塊状の熱可塑性樹脂をより一層均一に加熱するようにしてもよい。

そして、２軸スクリュー押出機を２００℃、２５０ｒｐｍで運転して溶融混練し、単軸押出機に導いて単軸押出機内で出口の温度が９５℃となるまで冷却し、一軸押出機から吐出された水性分散体を分散槽の水中にＬ字パイプを用いて供給することで、空気に触れることなく水性分散体を一軸押出機から直接分散槽の水中に供給し、分散槽中で攪拌機により攪拌して実施例１の水性分散体を得た。また、このＬ字パイプは保温のためにヒーターにて９５℃に保温した。
このようにして得られる水性分散体を、1時間にわたって、９０℃の温水の入った分散槽中に攪拌しながら供給した後、０．５時間攪拌することにより分散させて実施例１の水性分散液を得た。
そして得られた水性分散液の特性を求めた。その結果、実施例１の水性分散液の平均粒子径は０．６０μｍ、ｐＨは１２．５、固形分濃度は４０．０％、未乳化物は０．１％であった。水性分散液の特性を表１に示す。

なお、スムーズオートフィーダーから吐出される破砕物の付着水分率は０．７％であった。また、スムーズオートフィーダーによる定量フィーダーへの破砕物の供給は、定量フィーダーからの破砕物の受入れ要求信号に応じて制御手段から送信された破砕物の供給要求信号に応じて、平均流量１６３ｋｇ／ｈｒで断続的に供給した。そして、Ｋトロン社製重量式定量フィーダーＬＷＦＤ型の定量フィーダーによって、平均流量１６３ｋｇ／ｈｒ、最大流量１６６ｋｇ／ｈｒ、最小流量１６１ｋｇ／ｈｒで、破砕物を二軸押出機の投入口へ連続的に供給した。熱可塑性樹脂（破砕物）の二軸押出機への供給における変動率を表１に示す。

そして、２軸スクリュー押出機を２００℃、２５０ｒｐｍで運転して溶融混練し、単軸押出機に導いて単軸押出機内で出口の温度が９５℃となるまで冷却して、実施例１の水性分散体を得た。
このようにして得られた水性分散体を２時間にわたって、９０℃の温水の入った分散槽中に攪拌しながら供給した後、１時間攪拌することにより分散させて実施例２の水性分散液を得た。
そして得られた水性分散液の特性を求めた。その結果、実施例２の水性分散液の平均粒子径は０．５μｍ、ｐＨは１２．２、固形分濃度は３８．４％、未乳化物は０．４％であった。水性分散液の特性を表１に示す。

[実施例３]
破砕中の破砕機内に水に替えて、ヒドロキシアパタイト（平均粒子径５μｍ）の３％懸濁液を送りながら湿式粉砕し、付着水分率０．６％、０．０１８％のヒドロキシアパタイトが付着した破砕物を得たことの他は、実施例２と同様にして水性分散体を得た。
そして、定量フィーダーによって、平均流量１６３ｋｇ／ｈｒ、最大流量１６６ｋｇ／ｈｒ、最小流量１６１ｋｇ／ｈｒで、破砕物を二軸押出機の投入口へ連続的に供給した。
熱可塑性樹脂（破砕物）、酸変性ポリオレフィン、乳化剤、１４％ＫＯＨ水溶液の二軸押出機への供給における変動率を表１に示す。また、実施例３の水性分散体を用いて実施例３の水性分散液を得た。そして得られた水性分散液の特性を求めた。その結果、実施例３の水性分散液の平均粒子径は０．５９μｍ、ｐＨは１２．２、固形分濃度は３８．０％、未乳化物は１．４％であった。水性分散液の特性を表１に示す。

そして、カセットウェイングフィーダーＫＦ‐Ｃ８８型の定量フィーダーによって、平均流量５０００ｇ／ｈｒ、最大流量５０７８ｇ／ｈｒ、最小流量４９２２ｇ／ｈｒで、破砕物を二軸押出機の投入口へ連続的に供給した。熱可塑性樹脂（破砕物）の二軸押出機への供給における変動率を表１に示す。

その後、このようにして得られた水性分散体を１時間にわたって、９０℃の温水の入った分散槽中に攪拌しながら供給しした後、０．５時間攪拌することにより分散させて実施例４の水性分散液を得た。
そして得られた水性分散液の特性を求めた。その結果、実施例４の水性分散液の平均粒子径は０．３１μｍ、ｐＨは１２．９、固形分濃度は４５．７％、未乳化物は０．３％であった。水性分散液の特性を表１に示す。

〔実施例５〕
脱水機である遠心機（国産株式会社製のＨ‐１３０Ｅ型）の回転数を９００ｒｐｍとし、このときの脱水時間は１分間であった。付着水分率が０．３％である破砕物を得たことの他は、実施例４と同様にして水性分散体を得た。なお、実施例５においては、定量フィーダーによって、平均流量５０００ｇ／ｈｒ、最大流量５１９０ｇ／ｈｒ、最小流量４８００ｇ／ｈｒで、破砕物を二軸押出機の投入口へ連続的に供給した。熱可塑性樹脂（破砕物）、酸変性ポリオレフィン、乳化剤、１４％ＫＯＨ水溶液の二軸押出機への供給における変動率を表１に示す。
また、実施例５の水性分散体を用いて実施例５の水性分散液を得た。そして得られた水性分散液の特性を求めた。その結果、実施例５の水性分散液の平均粒子径は０．５６μｍ、ｐＨは１２．８、固形分濃度は４５．０％、未乳化物は０．９％であった。水性分散液の特性を表１に示す。

〔実施例６〕
破砕直後の破砕品を、水でなく、ヒドロキシアパタイト（平均粒子径５μｍ）の３％懸濁液を入れたバットに受け、付着水分率が０．７％、０．０２１％のヒドロキシアパタイトが付着した破砕物を得たことの他は、実施例４と同様にして水性分散体を得た。乳化剤の二軸押出機への供給における熱可塑性樹脂、酸変性ポリオレフィン、乳化剤、１４％ＫＯＨ水溶液の変動率を表１に示す。なお、ＫＯＨ水溶液の注入圧力は０．７〜０．８Ｍｐａであった。
また、実施例６の水性分散体を用いて実施例６の水性分散液を得た。そして得られた水性分散液の特性を求めた。その結果、実施例６の水性分散液の平均粒子径は０．３９μｍ、ｐＨは１２．９、固形分濃度は４４．４％、未乳化物は１．２％であった。水性分散液の特性を表１に示す。

〔実施例７〕
熱可塑性樹脂として、実施例４と同じものを使用し、粉砕機であるダイコー精機株式会社製の粉砕機ＤＡＳ‐１４型を用いて粉砕し、１粒子当りの乾燥時の平均重量が０．１ｇの破砕物とし、破砕後に得られた破砕物を水を入れたバットを使用せずにタンブラーに入れ、再付着防止剤である住友精化株式会社製の微粉末ポリエチレンＵＦ‐８０（中位粒度２５μｍ、メーカー値）を破砕物に対して１質量％添加し、５分間混合してまぶすことによって破砕物に再付着防止剤を付着させたことの他は、実施例４と同様にして水性分散体を得た。なお、ポリオレフィンの微粉の粒子サイズをＤ（μｍ）、ポリオレフィンの微粉の塊状の熱可塑性樹脂の質量当りの添加量をＷ（％）とした場合のＤ／Ｗは、２５であった。
また、ＵＦ‐８０をまぶした後に固結性試験を行った。その結果、篩いの上に残る熱可塑性樹脂は０．１ｗｔ％以下となり、通常ペレットと同等であった。

また、実施例７の水性分散体を用いて実施例７の水性分散液を得た。そして得られた水性分散液の特性を求めた。その結果、実施例７の水性分散液の平均粒子径は０．３２μｍ、ｐＨは１２．７、固形分濃度は４６．１％、未乳化物は０．４％であった。水性分散液の特性を表１に示す。

なお、加熱開始後３０分目以降は、１５分毎に図２に示す加熱手段の複数の棒状ヒーター１１を棒状部１１ｂの中心を軸としてそれぞれ１５度回転させた。そして、加熱開始後１２０分目に溶融タンク内の温度が１７０℃で安定していることを確認し、図２に示す加熱手段を抜取った。そして、加熱開始後１５０分目より押出機の運転を開始した。加熱開始後１５０分目以降は、実施例４と同様にして水性分散体を得た。
また、実施例８の水性分散体を用いて実施例８の水性分散液を得た。そして得られた水性分散液の特性を求めた。その結果、実施例８の水性分散液の平均粒子径は０．３０μｍ、ｐＨは１２．８、固形分濃度は４５．８％、未乳化物は０．３％であった。水性分散液の特性を表１に示す。

〔比較例１〕
熱可塑性樹脂の定量フィーダーとして、実施例１のカセットウェイングフィーダー「ＫＦ-Ｃ８８型」に代えて、容積式単軸スクリューフィーダーである池貝鉄鋼株式会社製「Ｕ字フィーダー」に変更したことの他は、実施例１と同様にして水性分散体を得た。その結果、定量フィーダーによる熱可塑性樹脂の二軸押出機への供給は、平均流量８０００ｇ/ｈｒ、最大流量８４７８ｇ/ｈｒ、最小流量７５２１ｇ/ｈｒとなった。熱可塑性樹脂の二軸押出機への供給における変動率を表２に示す。
また、比較例１の水性分散体を希釈して水性分散液を得た。そして得られた水性分散液の特性を求めた。その結果、比較例１の水性分散液の平均粒子径は１．２１μｍ、ｐＨは１２．６、固形分濃度は３５％、未乳化物は１２．５％であった。水性分散液の特性を表２に示す。

このようにして得られた比較例２の水性分散体を用いて比較例２の水性分散液を得た。
そして得られた水性分散液の特性を求めた。その結果、比較例２の水性分散液の平均粒子径は１．０９μｍ、ｐＨは１２．３、固形分濃度は３６．７％、未乳化物は４．８％であった。水性分散液の特性を表２に示す。

Claims

前記再付着防止剤が、中位粒度が５０μｍ以下のポリオレフィン微粉であることを特徴とする請求項４に記載の水性分散体の製造方法。