JP2017535650A5 - - Google Patents

Description

発明が解決しようとする手段 本開示は少なくとも一つのホッパーを備えた押出装置で、二峰性または多峰性ポリオレフィン及び一つ以上の添加剤を含むポリオレフィン組成物を連続的に製造する方法において、ポリオレフィンペレットが押出装置で上記ポリオレフィン組成物から製造され、上記方法が、 （ｉ）上記ホッパーにポリオレフィン粉末形態の二峰性または多峰性ポリオレフィンを供給する段階と； （ｉｉ）上記ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量を測定したり、または上記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量を測定する段階と； （ｉｉｉ）同じホッパーに一つ以上の添加剤を供給する段階と； （ｉｖ）上記ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量を測定する時、上記ポリオレフィン粉末の測定された流量によってホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を調整したり、または上記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量を測定する時、上記ポリオレフィンペレットの測定された流量によってホッパーへのポリオレフィン粉末の流量を調整し、ホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を一定に保持するか、または上記ポリオレフィンペレットの測定された流量によってホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を調整する段階と； （ｖ）上記ホッパーから上記押出装置内にポリオレフィン粉末及び添加剤を移送する段階と； （ｖｉ）上記押出装置内のポリオレフィン粉末及び添加剤を溶融及び均質化して溶融されたポリオレフィン組成物を形成する段階と； （ｖｉｉ）上記溶融されたポリオレフィン組成物を顆粒化する段階とを含む方法を提供する。

一部の実施形態では、上記ポリオレフィン粉末の流量が測定される。

一部の実施形態では、上記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量が測定される。

一部の実施形態では、上記ポリオレフィン粉末の流量またはポリオレフィンペレットの流量が固体流量計で測定される。

一部の実施形態では、まず上記ポリオレフィン粉末及び一つ以上の添加剤を混合装置に供給して、ポリオレフィン粉末及び添加剤を混合した後、上記ポリオレフィン粉末及び添加剤の混合物を上記混合装置からホッパーに移送し、ここで一つ以上の添加剤の流量は、混合装置に供給しながら測定し、上記混合装置に供給される一つ以上の添加剤の流量は混合装置に供給されるポリオレフィン粉末の測定された流量によって調整されるか、または混合装置に供給される一つ以上の添加剤及びポリオレフィン粉末の流量はポリオレフィンペレットの測定された流量によって調整される。

一部の実施形態で、上記方法は、 （ｖｉｉｉ）ポリオレフィンペレットを同じホッパーに供給する段階と； （ｉｘ）ホッパーに供給される重合体ペレットの流量をポリオレフィン粉末の測定された流量によってまたはポリオレフィンペレットの測定された流量によって調整する段階をさらに含む。

本開示の好ましい実施形態によって、ポリオレフィン組成物内の添加剤に対するポリオレフィンの割合がポリオレフィン粉末の高い流量にも正確に供給されるポリオレフィン粉末の量に基づいて押出装置への一つ以上の添加剤の流量を調整することにより一定に保持されることが保障される。一つ以上の添加剤のためのこれらの設定値を計算するために、押出機に供給されるポリオレフィン粉末の正確な供給量を用いることによって、ポリオレフィン粉末供給装置の速度における小さな変化が添加剤の流量における相応する変化で即刻に補償される。これは一つ以上の添加剤の流量を調節するために、ポリオレフィン組成物のレシピから由来する設定値を単純に用いるのと対照される。従って、押出装置のホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の量が連続的に測定される。これはポリオレフィン粉末の流量を連続的に測定することによって行われる。

本開示のまた他の好ましい実施形態によって、押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量が押出装置のホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量の代りに測定され、押出装置へのポリオレフィン粉末の流量が押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの実際量に基づいて調整される。ポリオレフィン粉末の流量を調整するために製造される重合体ペレットの流量測定を利用することによって、ポリオレフィン粉末供給装置の速度変化が相変らず補償されるが；特定の粘着性を有する重合体粒子の重合体の流量を測定する際における可能性のある難しさが実質的に減少する。ポリオレフィンペレットの流量は好ましくは乾燥したポリオレフィンペレット、即ち好ましくは一般的に用いられる水中造粒器及び遠心分離乾燥器の下流で測定する。このような実施形態において、ホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量は所定値で一定に保持され、ポリオレフィン組成物の中の添加剤とポリオレフィン間の割合がホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量を調整することによって調節されるか、または、好ましくはホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量及び一つ以上の添加剤の流量が全部、好ましくは一つ以上の添加剤の流量を調節してポリオレフィン粉末の供給を調節するために相異する調節特性を利用して、押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの実際量に基づいて調整される「あれは正しいですか？」。

好ましくは、ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量または押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量は固体流量計で測定する。好ましい固体流量計は衝撃プレート、測定シュートまたはコリオリ測定技術を用いることができる。このような固体流量計は、例えばアメリカウィスコンシンホワイトウォーターのシェンクプロセス（Ｓｃｈｅｎｃｋ Ｐｒｏｃｅｓｓ）またはドイツゲルルンハウセンのコペリオンＫ−トロン（ＣｏｐｅｒｉｏｎＫ−Ｔｒｏｎ）から商業的に入手可能である。固体流量計は、好ましくはコントローラーを備える。このようなコントローラーは、ポリオレフィン粉末の実際供給量に関する情報に基づいて、押出機にポリオレフィン粉末を供給する供給装置の速度を調整することを可能にする。

ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の測定された流量またはポリオレフィンペレットの測定された流量がホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を調整するのに用いられる。このために、固体流量計のコントローラーがコンピューターのような演算ユニットでホッパーへのポリオレフィン粉末の流量を現わす信号を送信する。演算装置は連続的にホッパーへの添加剤の所望の流れのための設定値を計算し、上記設定値は押出装置に実際供給されるポリオレフィン粉末の量を反映する。

本開示の好ましい実施形態で、ポリオレフィン組成物の製造方法は、押出装置のホッパーにポリオレフィンペレットをさらに供給する段階をさらに含む。このような方案は、ポリオレフィン組成物に既に顆粒化された重合体物質をさらに添加する可能性を与える。これら顆粒化された重合体物質は好ましくはより少ない量で添加される。ポリオレフィン組成物に有利に添加されることができる顆粒化された重合体物質の例として、指定された特性要件を満たさない予め製造されたポリオレフィン組成物、または一つのポリオレフィン等級から他のポリオレフィン等級に転換している重合で得られた転移物質である。ポリオレフィンペレットは、好ましくはポリオレフィン粉末及び添加剤と同じホッパーに供給される。また、ホッパーへのポリオレフィンペレットの流量は、好ましくはホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の測定された流量に基づいて、またはポリオレフィンペレットの測定された流量に基づいて調整される。この時、演算装置がホッパーへのポリオレフィンペレットの所望の流れのための設定値を連続的に計算する。

本開示の好ましい実施形態で、ポリオレフィン粉末及び添加剤は押出装置のホッパーに直接供給されないで、まず混合された後押出装置のホッパーに混合物として供給される。これのために、ポリオレフィン粉末及び一つ以上の添加剤は混合装置に供給される。この時、混合装置に供給される一つ以上の添加剤の流量は混合装置に供給されるポリオレフィン粉末の流量によって調整される。別の方法として、混合装置に供給されるポリオレフィン粉末の流量はポリオレフィンペレットの測定された流量によって調整される。好ましい混合装置は、二つの水平に配向された逆方向−回転シャフトを含むパドルミキサーである。上記シャフトは適切な幾何構造のパドルを備える。上記回転シャフトはポリオレフィン粉末及び添加剤の組成物をシャフトの軸について水平に移動させ、同時にこれらを激しく混合する。このようなパドルミックとしては、例えばドイツアデナウのＫｏｅｌｌｅｍａｎｎ ＧｍｂＨまたはＪ．Ｅｎｇｅｌｓｍａｎｎ ＡＧ、Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙから商業的に入手可能である。ポリオレフィン及び添加剤の混合物はシャフトの末端で混合装置を出た後、好ましくは重力によって押出装置のホッパーに移送される。

ポリオレフィン粉末はライン１を通じてポリオレフィン粉末貯蔵容器２に提供される。貯蔵容器２内のポリオレフィン粉末の流動性を保持するために、窒素がライン３を通じて下端から貯蔵容器２内に導入される。ポリオレフィン粉末はライン４を通じてモーターＭによって作動するロータリーバルブ５に供給される。次に、ポリオレフィン粉末はライン６を通じて重力によってやはりモーターＭによって作動する押出装置８のホッパー７にさらに移送される。ロータリーバルブ５のモーターＭの速度を変化させることにより、ホッパー７に供給されるポリオレフィン粉末の流量を調整することができる。ロータリーバルブ５からホッパー７への経路上でポリオレフィン粉末がホッパー７へのポリオレフィン粉末の流量を測定する固体流量計９を通過し、これは時間単位当たりホッパー７に伝達されるポリオレフィン粉末の量を測定することを意味する。固体流量計９はコントローラー１０を備える。コントローラー１０は固体流量計９によって測定された流量がコントローラー１０で以前に実行された流量の標的化された設定値と異なる場合、ポリオレフィン粉末の流量を調整するためにロータリーバルブ５のモーターＭに信号１１を送信する。他の一方で、コントローラー１０も貯蔵容器２からホッパー７へのポリオレフィン粉末の流量を現わす信号１２を演算ユニット１３に送信する。

図１はホッパー７に粒子状の添加剤を供給するための投与装置１５を含む二つの実質的に同じユニットを示す。また、一つまたは三つ以上のこれら添加剤供給ユニットで本開示の方法を実行することが可能である。それぞれのユニットで、添加剤または添加剤混合物はライン１４を通じてモーターＭによって作動する投与装置１５に提供される。投与装置１５は、添加剤がホッパー７に供給される、ライン１６内に投与される添加剤または添加剤混合物の量を秤量することができる。それぞれの投与装置１５はコントローラー１７を備える。コントローラー１７はそれぞれのライン１６内にそれぞれの投与装置１５によって投与される添加剤の量を現わす信号を受信する。投与される添加剤の量の設定値は、貯蔵容器２からホッパー７へのポリオレフィン粉末の流量を現わす信号１２に基づいて、そして計算ユニット１３内で以前に実行されたポリオレフィン組成物のレシピに基づいて計算ユニット１３によって連続的に計算される。

図１に示す構成はホッパー７に重合体ペレットを供給するためのユニットをさらに含む。このユニットはペレット貯蔵容器２０を有し、重合体ペレットがライン２１を通じて提供される。ポリオレフィンペレットはライン２２を通じてモーターＭによって作動するロータリーバルブ２３に供給される。継いで、ポリオレフィンペレットはライン２４を通じて押出装置８のホッパー７に移送される。ホッパー７に供給されるポリオレフィンペレットの量はロータリーバルブ２３のモーターＭの速度によって定められ、上記速度は貯蔵容器２からホッパー７へのポリオレフィン粉末の流量を現わす信号１２に基づいて、そして計算ユニット１３内で以前に実行されたポリオレフィン組成物のレシピに基づいて計算ユニット１３によって設定される。

ポリオレフィンを粉末、即ち小さい粒子形態で押出機のホッパーに供給し、ポリオレフィン粉末をそこで添加剤とともに以前に接触させることにより、ポリオレフィン及び添加剤の組合物が押出装置内に移送されることができ、それによって、製造された全ての重合体ペレットにかけて添加剤の非常に均一な分布を用意することを許容する。押出装置のホッパーに供給する前に混合装置内でポリオレフィン粉末及び添加剤を予め混合することにより、ポリオレフィン組成物を製造するために用いられるポリオレフィン粉末の個個の粒子がこれらの組成において大きく違ってもより均一な分布が得られる。また、添加剤の流量を調整するためのパラメーターとして押出装置に供給されるポリオレフィン粉末の流量を選択することは所定割合で正確にポリオレフィン組成物の全ての成分を供給することを許容し、このような方式で製造されるポリオレフィン組成物内の添加剤の分布の優れた均一性によってポリオレフィン組成物の一貫する特性に寄与する。

Claims (15)

1. 少なくとも一つのホッパーを備えた押出装置で二峰性または多峰性ポリオレフィン及び一つ以上の添加剤を含むポリオレフィン組成物を連続的に製造する方法において、ポリオレフィンペレットが押出装置でポリオレフィン組成物から製造され、上記方法が
   （ｉ）前記ホッパーにポリオレフィン粉末形態の二峰性または多峰性ポリオレフィンを供給する段階と；
   （ｉｉ）前記ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量を測定するかまたは前記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量を測定する段階と；
   （ｉｉｉ）同じホッパーに一つ以上の添加剤を供給する段階と；
   （ｉｖ）前記ホッパーに供給されるポリオレフィン粉末の流量を測定する時、前記ポリオレフィン粉末の測定された流量によってホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を調整するか、または前記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量を測定する時、前記ポリオレフィンペレットの測定された流量によってホッパーへのポリオレフィン粉末の流量を調整し、ホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を一定に保持するか、または前記ポリオレフィンペレットの測定された流量によってホッパーに供給される一つ以上の添加剤の流量を調整する段階と；
   （ｖ）前記ホッパーから前記押出装置内にポリオレフィン粉末及び添加剤を移送する段階と；
   （ｖｉ）前記押出装置内のポリオレフィン粉末及び添加剤を溶融及び均質化して溶融されたポリオレフィン組成物を形成する段階と；
   （ｖｉｉ）前記溶融されたポリオレフィン組成物を顆粒化する段階とを含む方法。
2. 前記ポリオレフィン粉末の流量が測定される請求項１に記載の方法。
3. 前記押出装置で製造されるポリオレフィンペレットの流量が測定される請求項１に記載の方法。
4. 前記ポリオレフィン粉末の流量またはポリオレフィンペレットの流量が固体流量計で測定される請求項２または３に記載の方法。
5. 前記ポリオレフィン粉末が貯蔵容器から供給され、ここで前記ポリオレフィン粉末が補助排出（ｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇａｉｄ）によって自由に流れる状態で保持される請求項１〜４の中の何れか一項に記載の方法。
6. まず、前記ポリオレフィン粉末及び一つ以上の添加剤がポリオレフィン粉末及び添加剤を混合する混合装置に供給され、次に、前記ポリオレフィン粉末及び添加剤の混合物が前記混合装置からホッパーに移送され、ここで、一つ以上の添加剤の流量が、混合装置に供給されながら測定され、前記混合装置に供給される一つ以上の添加剤の流量が混合装置に供給されるポリオレフィン粉末の測定された流量によって調整されるかまたは混合装置に供給される一つ以上の添加剤及びポリオレフィン粉末の流量がポリオレフィンペレットの測定された流量によって調整される請求項１〜５の中の何れか一項に記載の方法。
7. 前記混合装置は二つの水平に配向された逆方向−回転シャフトを含むパドルミキサーである請求項６に記載の方法。
8. 前記ポリオレフィン粉末は重力によって貯蔵容器からホッパーに移送される請求項１〜７の中の何れか一項に記載の方法。
9. 前記ポリオレフィン粉末は少なくとも二つの重合反応器のカスケードで一つ以上の１−オレフインを重合して得られる請求項１〜８の中の何れか一項に記載の方法。
10. 前記ポリオレフィンはポリエチレンである請求項１〜９の中の何れか一項に記載の方法。
11. 前記ポリエチレンは０．９４５〜９６５ｇ／ｃｍ^３の２３℃でＩＳＯ １１８３によって測定された密度を有する高密度ポリエチレンである請求項１０に記載の方法。
12. 前記添加剤の中の一つはカーボンブラックである請求項１〜１１の中の何れか一項に記載の方法。
13. 前記カーボンブラックはカーボンブラックマスターバッチの形態で供給される請求項１２に記載の方法。
14. （ｖｉｉｉ）同じホッパーにポリオレフィンペレットを供給する段階と；
    （ｉｘ）ホッパーに供給される重合体ペレットの流量をポリオレフィン粉末の測定された流量によってまたはポリオレフィンペレットの測定された流量によって調整する段階とをさらに含む請求項１〜１３の中の何れか一項に記載の方法。
15. 前記押出装置は逆方向回転及び噛合型二軸スクリューを有する連続混合器であるか、または前記押出装置は少なくとも一つの共回転二軸押出機を含む請求項１〜１４の中の何れか一項に記載の方法。