JP2010030176A

JP2010030176A - 熱可塑性樹脂組成物ペレットの製造方法

Info

Publication number: JP2010030176A
Application number: JP2008195676A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Morita; 尉史森田; Ikuo Aoki; 郁夫青木
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-02-12

Abstract

【課題】繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を溶融・混練し、ストランド方式によって樹脂ペレットを製造する際に発生する、ストランドからの繊維状フィラーの毛羽立ちを抑制することができる方法を提供する。
【解決手段】繊維状フィラーを含有する熱可塑性樹脂を溶融・混練し、口金孔８の内径Ｄが３〜６ｍｍであって、口金孔８の長さＬと内径Ｄの比Ｌ／ＤがＬ／Ｄ＝４〜８である口金から、口金孔一つにおける単位面積当たりの流量ｑがｑ＝３５〜７０（ｇ／ｍｉｎ・ｍ^２・個）で口金から押し出してストランドを形成する。該ストランドを、カットして熱可塑性樹脂組成物ペレットを製造する。
【選択図】図３

Description

本発明は、熱可塑性樹脂を溶融・押出して樹脂ペレットを製造する方法に関するものである。さらに詳しくは、繊維状フィラーと熱可塑性樹脂を溶融混練して樹脂ペレットを得る方法に関する。

樹脂ペレットは、例えば、押出機で溶融・混練して口金孔から吐出した後、吐出させたと同時に、水中でカットする方法（＝ホットカット方式）や、吐出後に水中を通してストランド状にしてカッティングする方法（＝ストランド方式）によって得られる。

ストランド方式で樹脂ペレットを得る場合、口金孔から吐出した溶融状態の樹脂の流動特性が変化することがあり、吐出後に水中で固化させるときにストランドの形状にバラツキが発生することがある。ストランドの形状がばらついた状態でカッティングすると、所望とするペレットの形状とは異なる異常形状ペレットが混入したり、カッティングの際に粉末が発生することがある。

また、繊維状フィラーと熱可塑性樹脂を溶融・混練してストランド方式で樹脂ペレットを得る場合、ストランド表面から繊維状フィラーが毛羽立つことがあり、毛羽立ちを有した異常形状ペレットが発生したり、カッティングの際多くの粉末が発生することがあった。

異常形状ペレットが混入すると、成形時の計量性に悪影響を及ぼし、粉末が多く発生すると、梱包時に樹脂ペレットをストックする為のサイロ内や、樹脂ペレットを成形する際の成形機のホッパーに付着し、材料変えの際に清掃が困難になるという問題がある。

ストランド方式における異常形状ペレットの原因であるストランド形状のバラツキを抑制するため、従来技術として特許文献１では、口金孔の直径と長さを適正化と、口金孔の流入口に静止混合手段を設けることで、脂環構造樹脂の吐出ムラやストランドの暴れを抑制することを提案している。

しかしながら、繊維状フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物（以下、繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物）を溶融・混練してこの従来技術で吐出する場合、長期使用すると、静止混合手段が磨耗する可能性が高いという問題があり、また、繊維状フィラーの毛羽立ちに対する効果は確認されていなかった。
特開２００４−２９９３１４号公報

本発明の目的は、上述したような繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を溶融・混練し、押出する際に発生するストランドからの繊維状フィラーの毛羽立ちを抑制することを目的とする。

本発明者らは、これらの課題を解決すべく鋭意検討し、ストランドからの繊維状フィラーの毛羽立ちを抑制させることのできる方法を見出し、本発明に至った。すなわち、本発明の樹脂ペレットの製造方法は、下記のとおりである。
１．繊維状フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物を溶融・混練し、口金孔の内径Ｄが３〜６ｍｍであって、口金孔の長さＬと内径Ｄの比Ｌ／ＤがＬ／Ｄ＝４〜８である口金から、口金孔一つにおける単位面積当たりの流量ｑをｑ＝３５〜７０（ｇ／ｍｉｎ・ｍ^２・個）となるように熱可塑性樹脂組成物を口金から押し出す熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
２．熱可塑性樹脂組成物を前記口金から押し出してストランドを形成し、ストランドをカットする請求項１記載の熱可塑性樹脂組成物ペレットの製造方法。

本発発明によれば、繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を溶融・混練し、ストランド方式によって樹脂ペレットを製造する際に発生する、ストランドからの繊維状フィラーの毛羽立ちを抑制することができる。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を溶融・混練し、ストランド方式によって樹脂ペレットを製造する装置の一例で水平方向から見た図であり、１は熱可塑性樹脂ペレットを供給するホッパー、２は繊維状フィラーを供給するホッパー、３は熱可塑性樹脂及び繊維状フィラーを溶融・混練する押出機、４は２から供給された繊維状フィラーを押出機３に送り込むスクリュウ、５は押出機３内で溶融・混練された繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を押し出す口金、６は口金孔から押し出された繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を冷却する冷却バス、７は冷却バスで冷却されたストランドをカッティングしてペレット化する装置（以下、カッター）である。

１から供給された熱可塑性樹脂は押出機３で溶融・混練され、さらに２及び４によって供給された繊維状フィラーと混練され口金５から押し出される。押し出された繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物はストランド状になり、冷却バス６で冷却され、カッター７によってペレット状にされる。

図２は繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を押し出す口金を正面から見た図で、図３は同じく口金を水平方向から見た図であり８は口金孔である。

繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を溶融・混練して押し出す際に発生するストランドからの毛羽立ちを抑制する為には、口金孔の内径Ｄが３〜６ｍｍであって、口金孔の長さＬと内径Ｄの比Ｌ／ＤがＬ／Ｄ＝４〜８である口金から、口金孔一つにおける単位面積当たりの流量ｑがｑ＝３５〜７０（ｇ／ｍｉｎ・ｍ^２・個）で口金から押し出すことが好ましい。さらに好ましくは、口金の内径Ｄは３．５〜５．５ｍｍであって、口金孔の長さＬと内径Ｄの比Ｌ／ＤがＬ／Ｄ＝４〜６、口金孔一つにおける単位面積当たりの流量ｑがｑ＝４０〜６０（ｇ／ｍｉｎ・ｍ^２・個）である。

口金孔の内径Ｄが小さいと口金孔内で繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物が詰まることがあり、Ｄが大きいと圧力が低くなりストランドの毛羽立ちを押さえ込むことができない。口金孔の長さＬと内径Ｄの比Ｌ／Ｄが小さいと、圧力が低いためストランドの毛羽立ちを抑えることができず、また、混練された繊維状フィラーが異方向に配された状態で押し出されるため、ストランドが毛羽立ち安くなる。Ｌ／Ｄが大きいと圧力が大きくなり口金孔内で繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物が詰まることがある。また、一つにおける単位面積当たりの流量ｑが小さいと圧力が低くなりストランドの毛羽立ちを押さえ込むことができず、ｑが大きいと圧力が大きくなり口金孔内で繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物が詰まることがある。

尚、本発明で言う熱可塑性樹脂は加熱によって流動性を生じる性能を有し、それを利用して成形加工できる樹脂であり、例えばナイロン、ポリフェニレンスルフィド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、および液晶ポリエステル樹脂等がある。

また、本発明で言う繊維状フィラーとは従来熱可塑性樹脂の強化繊維として使用されるものであり、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げられる。

さらに本発明においては、繊維状フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物１００重量部に対して、繊維状フィラーを１５〜６０重量部含有する組成物を製造する際に好ましく実施できる。

また、繊維状フィラーを含有する熱可塑性樹脂に充填剤、添加剤等を添加しても良く、充填剤としては、従来熱可塑性樹脂組成物の粒状フィラーとして使用されるものが使用でき、珪酸鉱物、珪酸塩鉱物や種々の鉱物類を粉砕などの加工により微粉化した板状、針状、および粒状ものが好ましく用いられる。具体例としては、ベントナイト、ドロマイト、モンモリロナイト、バーライト、微粉ケイ酸、ケイ酸アルミニウム、酸化ケイ素、ドーソナイト、シラスバルーン、クレー、セリサイト、長石粉、タルク、炭酸カルシウム、炭酸リチウム、カオリン、ゼオライト（合成ゼオライトも含む）、滑石、マイカ、合成マイカおよびワラステナイト（合成ワラステナイトも含む）、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ハイドロタルサイトおよびシリカなどが挙げられる。

以下に実施例及び比較例により本発明の効果を具体的に説明する。

本実施例及び比較例に用いた押出機、口金、熱可塑性樹脂、繊維状フィラー、口金孔一つにおける単位面積当たりの流量ｑ、評価方法について以下に説明する。

（１）本実施例及び比較例で用いた押出機は以下の通りである。
押出機：スクリュウ径６９ｍｍ、スクリュウ長さ２４１５ｍｍ、同方向回転２軸押出機（株式会社日本製鋼所）。

（２）本実施例及び比較例で用いた熱可塑性樹脂、繊維状フィラー及びその含有率は以下の通りである。
熱可塑性樹脂：ポリブチレンテレフタレート（東レ（株）トレコン１１００Ｓ）
繊維状フィラー：ガラスチョップドストランド（日本電気硝子（株））
実施例１、比較例１：熱可塑性樹脂４０重量部、繊維状フィラー６０重量部
実施例２、比較例２：熱可塑性樹脂６０重量部、繊維状フィラー４０重量部
実施例３、比較例３：熱可塑性樹脂８５重量部、繊維状フィラー１５重量部
比較例４，５：熱可塑性樹脂１００重量部、繊維状フィラー０重量部。

（３）実施例及び比較例で用いた口金は以下の通りである。
実施例１，２，３、比較例４：口金孔内径Ｄ＝３．５ｍｍ長さＬ＝１５ｍｍ（Ｌ／Ｄ＝４．３）
比較例１，２，３、比較例５：口金孔内径Ｄ＝４．０ｍｍ長さＬ＝８．０ｍｍ（Ｌ／Ｄ＝２．０）。

（４）実施例及び比較例での、口金孔一つにおける単位面積当たりの流量ｑは以下の通りである。
実施例１，２，３、比較例４：ｑ＝４５ｇ／ｍｉｎ・ｍ^２・個（総吐出量８００ｋｇ／ｈ口金孔数３１）
比較例１，２，３、比較例５：ｑ＝４５ｇ／ｍｉｎ・ｍ^２・個（総吐出量８００ｋｇ／ｈ口金孔数４０）

（５）本発明の効果は以下の方法で評価した。
カッティングしたペレット５ｋｇ中に、毛羽立ちペレットが何個あるかを評価した。

実施例及び比較例の結果を表１に示す。実施例１、２、３は比較例１、２、２と比較して毛羽立ちペレットが少ないことが分かり、比較例４、５は繊維状フィラーを含有していない為、毛羽立ちペレットが無いことが分かる。

繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を溶融・混練し、ストランド方式によって樹脂ペレットを製造する装置の一例で水平方向から見た図繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を押し出す口金を正面から見た図繊維状フィラー含有熱可塑性樹脂組成物を押し出す口金を水平方向から見た図

符号の説明

１：熱可塑性樹脂供給ホッパー
２：繊維状フィラー供給ホッパー
３：押出機
４：繊維状フィラー供給スクリュウ
５：口金
６：冷却バス
７：カッター
８：口金孔

Claims

繊維状フィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物を溶融・混練し、口金孔の内径Ｄが３〜６ｍｍであって、口金孔の長さＬと内径Ｄの比Ｌ／ＤがＬ／Ｄ＝４〜８である口金から、口金孔一つにおける単位面積当たりの流量ｑをｑ＝３５〜７０（ｇ／ｍｉｎ・ｍ^２・個）となるように熱可塑性樹脂組成物を口金から押し出す熱可塑性樹脂ペレットの製造方法。
熱可塑性樹脂組成物を前記口金から押し出してストランドを形成し、ストランドをカットする請求項１記載の熱可塑性樹脂組成物ペレットの製造方法。