JP2010179549A - パージング剤およびこれを用いるパージング方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高級脂肪酸塩を含むパージング剤であって、目開き250μm、60メッシュの篩でふるったときに篩上に残る高級脂肪酸塩の重量が、高級脂肪酸塩全体の50%重量以上であることを特徴とするパージング剤を用いる。
【選択図】なし
Description
しかしながら、かかる技術によれば、押出機の供給部ではパージング剤自体が付着して新たな汚れとなる場合があり、また、被パージ樹脂が固液共存する圧縮部では被パージ樹脂が除去され難い傾向があった。さらに、被パージ樹脂が顔料を含む場合の強固にこびり付いた汚れの除去効果については、未だ改善の余地があった。
本発明のパージング剤が対象とする熱可塑性樹脂(すなわち被パージ樹脂)は、公知の熱可塑性樹脂が挙げられる。かかる熱可塑性樹脂は、融点(または非晶性樹脂の場合は流動開始温度)が通常100〜270℃、好ましくは120〜250℃、特に好ましくは150〜230℃の熱可塑性樹脂であり、例えば具体的にはEVOH、PVA系樹脂等のビニルアルコール系樹脂、PA系樹脂、ポリオレフィン系樹脂(直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン(炭素数4〜20のα−オレフィン)共重合体、ポリブテン、ポリペンテン等)、ポリオレフィン系樹脂に不飽和カルボン酸をグラフト変性した変性ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、熱可塑性ポリウレタン系樹脂、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ビニルエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、芳香族又は脂肪族ポリケトン等が挙げられ、これらは単独でも複数種を同時に用いてもよい。
なかでも本発明のパージング剤は、押出機の金属に付着しやすく、かつ除去しにくい特性を有する極性の大きな熱可塑性樹脂に特に有効であり、具体的にはEVOH、PVA系樹脂等のビニルアルコール系樹脂およびPA系樹脂に対して有効である。
かかるリサイクル操作は、積層体を構成する極性基含有熱可塑性樹脂、疎水性熱可塑性樹脂や接着性樹脂を含む樹脂組成物を押出機にて溶融混合し、成形するものであるが、本発明のパージング剤は、このような極性の高い樹脂を含有する樹脂組成物を押出機からパージ、すなわち、洗浄して除去する為に用いる場合においても有効である。
このように、被パージ樹脂が樹脂組成物の場合、PVA系樹脂等のビニルアルコール系樹脂および、PA系樹脂等の極性基含有熱可塑性樹脂の含有量は、通常被パージ樹脂の1〜99重量%が許容される。
特に、被パージ樹脂が顔料を含有する場合、かかる顔料と押出機の金属面が高い親和性を有する場合が多いために押出機内に滞留し易く、押出機からの除去が非常に困難となる傾向があった。しかしながら、本発明のパージング剤は顔料を含有する被パージ樹脂をパージする際にも有効である。
上記被パージ樹脂の溶融成形時に用いられる押出機としては特に限定されず、例えば単軸押出機、二軸押出機、多軸押出機等が上げられるが、いずれでも良い。詳細には、単層キャスト押出機、単層インフレ押出機、単層ブロー押出機、射出成型機、多層キャスト押出機、多層インフレ押出機、多層ブロー押出機、共射出成型機なども使用される。
本発明のパージング剤に用いる高級脂肪酸塩は、通常一般に使用されている高級脂肪酸塩とは粒径が異なる。
通常一般に使用されている高級脂肪酸塩は、粒径が均一な粉体であり、JIS Z8801−1(2006年)に準拠した目開き250μm、60メッシュの篩でふるったときの篩上には何も残らない。すなわち、全ての高級脂肪酸塩が該篩を通過する均一な微小粒子である。これは、粒径が不均一な高級脂肪酸塩を用いた場合、分級して取り扱い性が困難となることが予想されたためである。
しかしながら、本発明のパージング剤に用いる高級脂肪酸塩は、粒径の大きな高級脂肪酸塩粒子がある程度存在するればよい。具体的には、パージング剤をJIS Z8801−1(2006年)に準拠した目開き250μm、60メッシュの篩でふるったときの篩上に残る高級脂肪酸塩の重量が、高級脂肪酸塩全体の50%重量以上である。
また、このとき、篩を通過した高級脂肪酸塩の重量は、高級脂肪酸塩全体の通常50重量%未満であり、好ましくは20%未満、特に好ましくは10%未満である。
また、このとき、篩を通過した高級脂肪酸塩の重量は、高級脂肪酸塩全体の通常90重量%以上であり、好ましくは95重量%以上であり、特に好ましくは97重量%超である。
高級脂肪酸塩の脂肪酸部位は、場合によってはカルボキシル基以外の官能基を有していてもよい。例えば炭素数1〜4のアルキル基やエステル基、水酸基等である。被パージ樹脂除去時に界面活性能に優れる点で、水酸基含有高級脂肪酸塩が好ましく、具体的にはヒドロキシ酸の金属塩が好ましい。
かかる脂肪酸部位の炭素数は取り扱い性の点から好ましくは炭素数10〜20、特に好ましくは炭素数12〜18である。炭素数が多すぎる場合、汎用性に欠ける傾向があり、炭素数が少なすぎる場合、溶融時の界面活性不足によるパージ性不良が起こる傾向がある。
本発明のパージング剤は、高級脂肪酸塩の粒径が従来よりも大きいため、フィード性が良好であり押出機供給部に付着しにくいことは上記の通りだが、さらに、押出機内において、被パージ樹脂の滞留箇所に近い部分で融解するために被パージ樹脂のパージ効果に優れると推測される
押出機は運転中の内部観察が困難であるため、被パージ樹脂が固液共存する領域(すなわち圧縮部)の特定には、一旦押出機の運転を止め、スクリューを抜き取る等して観察して確認することが好ましい。
また、圧縮部の温度は、高級脂肪酸塩の融点以上であることが好ましい。また、被パージ樹脂の融点(または被パージ樹脂が非晶性樹脂を含む場合は流動開始温度)以上であることが好ましい。かかる圧縮部の温度は、通常120〜280℃、好ましくは150〜270℃、特に好ましくは170〜250℃である。このとき、圧縮部の中でも、もっとも温度の高い部位が上記の温度であればよい。
また、計量部の温度は高級脂肪酸塩の融点以上であることが好ましい。また、被パージ樹脂の融点(または被パージ樹脂が非晶性樹脂を含む場合は流動開始温度)以上であり、通常120〜280℃、好ましくは150〜270℃、特に好ましくは170〜250℃である。
<被パージ樹脂の溶融成形加工後の状況作成>
被パージ樹脂として、以下の樹脂を用意した。
・ポリプロピレン(日本ポリプロ(株)製 ”EA7A”、融点164℃、MFR1.4g/10分(荷重2160g、230℃)、密度0.90:以下PPと称する)
・酸化チタン系白色顔料のマスターバッチ(Standridge Color社製 ”WHITE PP1315 PART#444883”融点163℃:以下TiO2.MBと称する)
・接着樹脂(三菱化学(株)製 ”P604V”、融点134℃、MFR3.2g/10分(荷重2160g、230℃)、密度0.90)
・EVOH(エチレン組成38モル%、ケン化度99.6モル%、融点173℃、MFR3.2g/10分(荷重2160g、210℃))
そして、PP/TiO2.MB/接着樹脂/EVOH=85/5/5/5重量比で配合した樹脂組成物を被パージ樹脂として用意した。
被パージ樹脂が出なくなった時点で一旦押出機のスクリュー回転を停止し、ダイを取り外してスクリューを抜き出し、被パージ樹脂の付着状況を確認した。
パージング剤として、12−ヒドロキシステアリン酸マグネシウム[融点225℃、勝田化工(株)製”EMS−6G”:JIS Z8801−1(2006年)に準拠した目開き250μm、60メッシュの篩でふるったときの篩上に残った高級脂肪酸塩の重量が、高級脂肪酸塩全体の97%重量であった。また、JIS Z8801−1(2006年)に準拠した目開き2360μm、7.5メッシュの篩でふるったときの篩上に残る高級脂肪酸塩の重量が、高級脂肪酸塩全体の3重量%であった。]を用いた。
上記の押出機のスクリューをバレルに戻し、ダイを外した状態で、供給部から該パージング剤を2kg投入し、スクリュー回転数20rpmでパージング剤が全て出尽くされるまで押出した。
その結果、供給部分では被パージ樹脂の付着は無く、高級脂肪酸塩の付着も確認されなかった。さらに圧縮部の樹脂付着面積割合は0%であった。
実施例1において、パージング剤が含有する高級脂肪酸塩として12−ヒドロキシステアリン酸マグネシウム[融点225℃、勝田化工(株)製”EMS−6”:JIS Z8801−1(2006年)に準拠した目開き250μm、60メッシュの篩でふるったときの篩上に残る高級脂肪酸塩の重量が、高級脂肪酸塩全体の0重量%であった。また、JIS Z8801−1(2006年)に準拠した目開き2360μm、7.5メッシュの篩でふるったときの篩上に残る高級脂肪酸塩の重量が、高級脂肪酸塩全体の0重量%である。]を用いた以外は実施例1と同様に行った。
その結果、押出機のスクリューの供給部分では被パージ樹脂付着は除去されたものの、高級脂肪酸塩の粉末が多量に付着し、圧縮部の被パージ樹脂付着面積割合は28%であった。
これに対して、従来の粒径が均一な粉体状態の高級脂肪酸塩をパージング剤として用いた場合、供給部の樹脂付着は除去されたものの、押出機供給部には高級脂肪酸塩の粉末が多量に付着し、かつ圧縮部の被パージ樹脂付着面積が28%と広範囲にわたって樹脂付着があった。
以上の結果より、本発明のパージング剤は、従来の粒径が均一な粉体状態の高級脂肪酸塩をパージング剤として用いた場合よりも優れた効果が得られることが判る。
Claims (11)
- 高級脂肪酸塩を含むパージング剤であって、目開き250μm、60メッシュの篩でふるったときに篩上に残る高級脂肪酸塩の重量が、高級脂肪酸塩全体の50%重量以上であることを特徴とするパージング剤。
- 上記高級脂肪酸塩を、目開き2360μm、7.5メッシュの篩でふるったときの篩上に残る高級脂肪酸塩の重量が、高級脂肪酸塩全体の10重量%未満であることを特徴とする請求項1記載のパージング剤。
- 高級脂肪酸塩の含有量が、80〜100重量%であることを特徴とする請求項1または2に記載のパージング剤
- 高級脂肪酸塩が、炭素数8〜22の脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のパージング剤。
- 高級脂肪酸塩が、1〜2価の金属塩であることを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載のパージング剤。
- 上記パージング剤が、熱可塑性樹脂のパージ用であることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載のパージング剤。
- 熱可塑性樹脂が極性基含有熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項6記載のパージング剤。
- 溶融押出機内の熱可塑性樹脂を高級脂肪酸塩でパージするにあたり、請求項1記載のパージング剤を用いることを特徴とするパージング方法。
- 上記熱可塑性樹脂が極性基含有熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項8記載のパージング方法。
- パージする際の押出機の供給部の温度が、高級脂肪酸塩の融点未満であることを特徴とする請求項8または9に記載のパージング方法。
- パージする際の押出機の圧縮部の温度が、高級脂肪酸塩の融点以上であることを特徴とする請求項8〜10いずれかに記載のパージング方法。
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