JP2011231272A - 熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤の製造方法、熱可塑性樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂を含む粉体を圧縮成形する、熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤の製造方法。前記製造方法により得られる熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤及び熱可塑性樹脂を混合して得られる熱可塑性樹脂組成物。前記熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる成形体。
【選択図】なし
Description
更に、本発明は、前記熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる成形体である。
その他の単量体(a2)としては、例えば、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、フルオロアルキルエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルが挙げられる。これらのその他の単量体(a2)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリテトラフルオロエチレンの質量平均分子量が100万以上であると、得られる熱可塑性樹脂組成物の成形加工性に優れる。また、ポリテトラフルオロエチレンの質量平均分子量が5000万以下であると、熱可塑性樹脂(Y)中でのポリテトラフルオロエチレンの分散性に優れ、得られる成形体の表面外観性に優れる。
尚、本明細書中で、(メタ)アクリレートとは、「アクリレート」又は「メタクリレート」を示す。
これらの重合方法の中でも、ポリテトラフルオロエチレンの水分散体(A−2−1)と熱可塑性樹脂の水分散体(A−2−2)との混合が容易であることから、乳化重合、ソープフリー乳化重合が好ましく、乳化重合がより好ましい。
これらの重合方法の中でも、変性ポリテトラフルオロエチレン(A−2)を安定に製造できることから、乳化重合、ソープフリー乳化重合が好ましく、乳化重合がより好ましい。
例えば、熱可塑性樹脂(Y)がポリオレフィン系樹脂の場合、熱可塑性樹脂(B)としては、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリオレフィン系エラストマー樹脂、炭素数が2以上のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート系単量体単位を主成分とするアルキル(メタ)アクリレート系重合体等のポリオレフィン系樹脂との相溶性が高い熱可塑性樹脂が好ましい。これらの熱可塑性樹脂(B)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、熱可塑性樹脂(Y)がポリカーボネート系樹脂の場合、熱可塑性樹脂(B)としては、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂等のポリカーボネート系樹脂との相溶性が高い熱可塑性樹脂が好ましい。これらの熱可塑性樹脂(B)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
更に、熱可塑性樹脂(Y)がポリ塩化ビニル系樹脂の場合、熱可塑性樹脂(B)としては、ポリ塩化ビニル系樹脂、メチルメタクリレート系重合体等のポリ塩化ビニル系樹脂との相溶性が高い熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。これらの熱可塑性樹脂(B)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ポリテトラフルオロエチレンの含有率が1質量%以上であると、得られる熱可塑性樹脂組成物の成形加工性に優れる。また、ポリテトラフルオロエチレンの含有率が99質量%以下であると、熱可塑性樹脂(Y)中でのポリテトラフルオロエチレンの分散性に優れ、得られる成形体の表面外観に優れる。
硫黄系酸化防止剤としては、例えば、「イルガノックスPS 800 FD」、「イルガノックスPS 802 FD」(商品名、チバ・ジャパン(株)製);「アデカスタブAO−412S」、「アデカスタブAO−503」(商品名、(株)ADEKA製)が挙げられる。これらの硫黄系酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
リン系酸化防止剤としては、例えば、「イルガフォス168」、「イルガフォス168FF」、「イルガフォス12」、「イルガフォス38」、「イルガフォスP−EPQ」、「イルガフォスP−EPQ FD」(商品名、チバ・ジャパン(株)製);「アデカスタブPEP−4C」、「アデカスタブPEP−8」、「アデカスタブPEP−8W」、「アデカスタブPEP−24G」、「アデカスタブPEP−36」、「アデカスタブPEP−36Z」、「アデカスタブHP−10」、「アデカスタブ2112」、「アデカスタブ2112RG」、「アデカスタブ260」、「アデカスタブ522A」、「アデカスタブ1178」、「アデカスタブ1500」、「アデカスタブC」、「アデカスタブ135A」、「アデカスタブ3010」、「アデカスタブTPP」(商品名、(株)ADEKA製)が挙げられる。これらのリン系酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
無機発泡剤としては、例えば、二酸化炭素、空気、窒素が挙げられる。
揮発性発泡剤としては、例えば、プロパン、n−ブタン、i−ブタン、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素;シクロブタン、シクロペンタン等の環式脂肪族炭化水素;トリクロロフロロメタン、ジクロロジフロロメタン、ジクロロテトラフロロエタン、メチルクロリド、エチルクロリド、メチレンクロリド等のハロゲン化炭化水素が挙げられる。
分解型発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾビスイソブチロニトリル、重炭酸ナトリウムが挙げられる。
これらの発泡剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの圧縮成形機の中でも、生産性に優れることから、打錠機であることが好ましい。
圧縮圧力が0.1MPa以上であると、得られる熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤(X)の形態安定性に優れる。圧縮圧力が100MPa以下であると、熱可塑性樹脂(B)の分解を抑制することができる。
熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤(X)を円柱状とする際のサイズは、熱可塑性樹脂(Y)のペレットのサイズ等に応じて適宜設定することができ、直径1〜20mm、長さ1〜30mmであることが好ましく、直径2〜10mm、長さ2〜15mmであることがより好ましい。
熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤(X)のサイズが直径1mm以上、長さ1mm以上であると、熱可塑性樹脂(Y)のペレットと混合する際の分級が抑制される。また、熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤(X)のサイズが直径20mm以下、長さ30mm以下であると、熱可塑性樹脂(Y)中でのポリテトラフルオロエチレンの分散性に優れ、得られる成形体の表面外観性に優れる。
熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤(X)の混合割合が0.1質量%以上であると、得られる熱可塑性樹脂組成物の成形加工性に優れる。また、熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤(X)の混合割合が40質量%以下であると、熱可塑性樹脂(Y)中でのポリテトラフルオロエチレンの分散性に優れ、得られる成形体の表面外観性に優れ、熱可塑性樹脂(Y)の本来の特性を損なわない。
熱可塑性樹脂(Y)の混合割合が60質量%以上であると、熱可塑性樹脂(Y)中でのポリテトラフルオロエチレンの分散性に優れ、得られる成形体の表面外観性に優れ、熱可塑性樹脂(Y)の本来の特性を損なわない。また、熱可塑性樹脂(Y)の混合割合が99.9質量%以下であると、得られる熱可塑性樹脂組成物の成形加工性に優れる。
これらの添加剤の具体例は、熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤(X)に含んでもよい添加剤として例示したものが挙げられる。
尚、実施例中の「部」及び「%」は、「質量部」及び「質量%」を示す。
得られた水分散体を、170℃で30分間乾燥した後、質量を測定し、固形分を算出した。
製造例1〜3における単量体の重合率を、ガスクロマトグラフを用い、重合後の残存する単量体量を測定して算出した。
尚、ガスクロマトグラフは「GC6890」(機種名、アジレントテクノロジー(株)製)、分離カラムは「HP−5」(商品名、アジレントテクノロジー(株)、内径0.25mm、長さ30m、膜厚0.25μm)を用い、内部標準物質として酢酸ブチルを用い、内部標準法により測定した。
得られた熱可塑性樹脂用改質剤10部とポリプロピレン樹脂のペレット(商品名「ノバテックFY−4」、日本ポリプロ(株)製、直径4mm、長さ2mmの円柱状のペレット)90部を充分にハンドブレンドにて混合し、3分間静置後の分級の状態を目視で確認し、以下の基準で判定した。
○:分級が見られない。
×:分級が見られる。
尚、熱可塑性樹脂用改質剤の分級性は、熱可塑性樹脂用改質剤を熱可塑性樹脂(Y)に配合する際、均一に混合できるかの判断基準となり、分級が見られない熱可塑性樹脂用改質剤は、取扱性に優れると見なし得る。
得られた熱可塑性樹脂組成物を、キャピラリー式レオメーター(機種名「ツインキャピラリーレオメーター RH−7型」、ROSAND社製)を用い、ダイスはφ1.0mm、L/D=16、温度190℃の条件で、一定量(0.54cm3/分)で押出し、ストランドを一定速度(3m/分)で引き取った。
尚、熱可塑性樹脂組成物の溶融張力は、熱成形性、ブロー成形性、発泡成形性等の成形加工性の判断基準となり、溶融張力の向上は、成形加工性の向上と見なし得る。
得られた成形体(厚さ500μmのフィルム)中に存在する異物の数を評価した。評価手順としては、目視でフィルム1m2(幅0.1m、長さ10m)の表面上に見られる凹凸に印を付け、印を付けた凹凸部について実体顕微鏡を用いて観察し、ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(A)の凝集物由来の凹凸のみをカウントした。凹凸がポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(A)の凝集物由来であるかは、赤外吸収スペクトル測定により確認することができる。
尚、成形体の表面凹凸数は、熱可塑性樹脂(Y)中でのポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(A)の分散性及び得られる成形体の表面外観の判断基準となり、得られる成形体の表面凹凸数が少ないほど、熱可塑性樹脂(Y)中でのポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(A)の分散性及び得られる成形体の表面外観に優れる。
「フルオンAD939L」(商品名、旭硝子(株)製、固形分濃度60%)100部に、蒸留水129部を添加し、ポリテトラフルオロエチレンの水分散体(Z−1)を得た。
得られたポリテトラフルオロエチレンの水分散体(Z−1)の固形分濃度は26.2%であった。
ドデシルメタクリレート50部とメチルメタクリレート50部の単量体混合液に2,2'−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.1部を溶解させた。得られた溶液に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.0部と蒸留水300部の混合液を添加し、ホモミキサーにて10,000rpmの回転数で2分間攪拌した後、ホモジナイザーに30MPaの圧力で2回通し、安定な予備分散液を得た。得られた予備分散液を、攪拌翼、コンデンサー、熱電対、窒素導入口を備えたセパラブルフラスコに仕込み、窒素気流下で内温を80℃に昇温させ3時間保持して、ラジカル重合を完了させ、重合体粒子の水分散体(Z−2)を得た。得られた重合体粒子の水分散体(Z−2)の固形分濃度は25.1%であった。
攪拌機、コンデンサー、熱電対、窒素導入口を備えたセパラブルフラスコに、(Z−1)76部と(Z−2)239部を仕込み、窒素気流下にて25℃で1時間攪拌した。その後、系内を80℃に昇温させ、1時間保持した後、硫酸第一鉄0.001部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム0.003部、ロンガリット塩0.24部、蒸留水60.8部の混合液を加え、メチルメタクリレート20部、t−ブチルパーオキシド0.4部の単量体混合液を1時間かけて滴下し、滴下終了後内温を80℃で1時間保持して、ラジカル重合を完了させ、ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(1)の水分散体を得た。一連の操作を通じて、固形分の分離等は確認されず、得られたポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(1)の水分散体は均一であった。単量体の重合率は、99%以上であった。
得られたポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(1)の水分散体を、塩化カルシウム5部を含む90℃の熱水400部に投入し、凝析させ、ろ過回収した。得られた回収物を65℃で12時間乾燥させ、ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(1)の粉体を得た。得られたポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(1)の粉体中のポリテトラフルオロエチレン濃度は、20%(仕込みから算出)である。
攪拌機、コンデンサー、熱電対、窒素導入口を備えたセパラブルフラスコに、製造例1で得られたポリテトラフルオロエチレンの水分散体(Z−1)191部、メチルメタクリレート40部、n−ブチルアクリレート10部、アルケニルコハク酸ジカリウム3.0部、t−ブチルヒドロパーオキシド0.2部、n−オクチルメルカプタン0.5部、蒸留水35部を仕込み、窒素気流下にて25℃で1時間攪拌した。その後、系内を60℃に昇温させ、硫酸第一鉄0.0005部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム0.0015部、ロンガリット塩0.3部、蒸留水5部の混合液を加え、内温を60℃で1.5時間保持して、ラジカル重合を完了させ、ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(2)の水分散体を得た。一連の操作を通じて、固形分の分離等は確認されず、得られたポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(2)の水分散体は均一であった。単量体の重合率は、99%以上であった。
得られたポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(2)の水分散体を、製造例1と同様の方法で、凝析、ろ過、乾燥させて、ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(2)の粉体を得た。得られたポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(2)の粉体中のポリテトラフルオロエチレン濃度は、50%(仕込みから算出)である。
攪拌機、コンデンサー、熱電対、窒素導入口を備えたセパラブルフラスコに、蒸留水225部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.5部、硫酸第一鉄0.0002部、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム0.0006部、アスコルビン酸0.48部を仕込み、窒素気流下にて25℃で1時間攪拌した。その後、系内を73℃に昇温させ、イソブチルメタクリレート98部、n−ブチルアクリレート2部、n−オクチルメルカプタン1部、クメンヒドロパーオキシド0.2部の単量体混合物を1時間かけて滴下し、滴下終了後内温を73℃で1時間保持して、ラジカル重合を完了させ、熱可塑性樹脂(B−2)の水分散体を得た。一連の操作を通じて、固形物の分離等は確認されず、得られた熱可塑性樹脂(B−2)の水分散体は均一であった。単量体の重合率は99%以上であった。
得られた熱可塑性樹脂(B−2)の水分散体を、酢酸カルシウム5部を含む70℃の温水500部に投入し、90℃まで昇温させ、凝析させ、ろ過回収した。得られた回収物を60℃で12時間乾燥させ、熱可塑性樹脂(B−2)の粉体を得た。得られた熱可塑性樹脂(B−2)のゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定した質量平均分子量は、30,000であった。
ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(A)、熱可塑性樹脂(B)を表1に記載の比率で配合し、ハンドブレンドにて混合し、卓上簡易錠剤成形機「HANDSTAB−100」(機種名、市橋精機(株)製)を用い、圧縮圧力10MPa、温度25℃の条件で圧縮成形を行い、直径5mm、長さ6mmの円柱状の錠剤の熱可塑性樹脂用改質剤(T−1)〜(T−8)を得た。
ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(A)、熱可塑性樹脂(B)を表2に記載の比率で配合し、ハンドブレンドにて混合し、粉体の熱可塑性樹脂用改質剤(P−1)〜(P−8)を得た。
(1) :製造例1で製造したポリテトラフルオロエチレン含有樹脂の粉体
(2) :製造例2で製造したポリテトラフルオロエチレン含有樹脂の粉体
(3) :変性ポリテトラフルオロエチレンの粉体(商品名「ブレンデックス449」、ケムチュラ社製、ポリテトラフルオロエチレン濃度50%)
(4) :未変性ポリテトラフルオロエチレンの粉体(商品名「フルオンCD−1」、旭硝子(株)製)
(B−1):ポリプロピレン樹脂の粉体(商品名「PPW−5」、(株)セイシン企業製)
(B−2):製造例3で製造した熱可塑性樹脂の粉体
熱可塑性樹脂用改質剤、熱可塑性樹脂(Y)を表3〜表5に記載の比率で配合し、ハンドブレンドにて混合し、φ30mm同方向二軸押出機((株)プラスチック工学研究所製、L/D=30)を用い、スクリュー回転数200rpm、シリンダー温度200℃の条件で押出成形を行い、熱可塑性樹脂組成物を得た。
得られた熱可塑性樹脂組成物を80℃で12時間乾燥させ、Tダイを取り付けた単軸押出機((株)ジー・エム・エンジニアリング製、L/D=30)を用い、スクリュー回転数20rpm、シリンダー温度200℃、Tダイ温度210℃の条件で、厚さ500μm、幅10cmになるように製膜し、成形体(フィルム)を得た。
(Y−1):ポリプロピレン樹脂のペレット(商品名「ノバテックPP FY−4」、日本ポリプロ(株)製、メルトフローレート5g/10分、直径4mm、長さ2mmの円柱状のペレット)
一方、比較例12は、熱可塑性樹脂用改質剤を用いなかったので、得られた熱可塑性樹脂組成物の成形加工性に劣った。また、比較例9〜11、13〜17は、熱可塑性樹脂用改質剤の形状が粉体であったので、得られた熱可塑性樹脂組成物の成形加工性が優れたが、得られた成形体の表面外観が劣った。
本発明の成形体は、表面外観に優れるため、光学シート等のシート材料、食品フィルム等のフィルム材料、家電用材料、OA機器用材料、自動車用材料、医療用材料、建築材料、電線用被覆材料等に好適である。
Claims (6)
- ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(A)を含む粉体を圧縮成形する、熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤(X)の製造方法。
- ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(A)が変性ポリテトラフルオロエチレン(A−2)である、請求項1記載の製造方法。
- 更に熱可塑性樹脂(B)を含む、請求項2記載の製造方法。
- ポリテトラフルオロエチレン含有樹脂(A)が未変性ポリテトラフルオロエチレン(A−1)であり、更に熱可塑性樹脂(B)を含む、請求項1記載の製造方法。
- 請求項1〜4記載の製造方法により得られる熱可塑性樹脂用改質剤の錠剤(X)及び熱可塑性樹脂(Y)を混合して得られる熱可塑性樹脂組成物。
- 請求項5記載の熱可塑性樹脂組成物を成形して得られる成形体。
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