JP3139554B2 - 造粒されたポリビニルアセタール樹脂およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、造粒されたポリビニル
アセタール樹脂およびその製造方法に関し、さらに詳し
くは、有機溶剤に溶解しやすく、貯蔵や輸送に便利で、
かつ粉立ちの少ない造粒されたポリビニルアセタール樹
脂およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ポリビニルアセタール樹脂は、接
着剤、プライマー、顔料や染料を含む塗料などのバイン
ダー、セラミック成形バインダー等に広く使用されてお
り、有機溶剤に溶解して用いられることが多い。したが
って、ポリビニルアセタール樹脂の有機溶剤に対する溶
解性のよいことは、実用上重要な性質である。そして、
この溶解性のよいことは、ポリビニルアセタール樹脂の
本来の性質よりも、むしろ樹脂粒子の性状、例えば主と
してかさ比重の高低、微粒子を含有する割合の高低など
により影響される場合が多い。

【０００３】すなわち、かさ比重が低い、顆粒状の樹脂
の場合は、撹拌下の有機溶剤に樹脂を投入しても、溶剤
の液面近傍に樹脂が浮上してしまい、樹脂を溶解するま
でに長時間要する。更に、樹脂の保管、輸送等において
は大きなスペースが必要となる等の問題点もある。

【０００４】また、かさ比重が高くても、樹脂が微粉状
である場合には、該樹脂を撹拌下の有機溶剤中に投入し
た際に、微粉状の樹脂は塊を生じやすく、かさ比重の低
い顆粒状の樹脂よりも、かえって溶解に長時間を要する
という問題がある。更に、樹脂が微粉であるため、樹脂
の取扱いに際し、粉立ちによる作業環境への悪影響や樹
脂のロスという問題もある。

【０００５】一般に、ポリビニルアセタール樹脂は、一
種以上のポリビニルアルコール系樹脂と一種以上のアル
デヒドを、酸触媒を含む有機溶剤、水などの媒体中でア
セタール化反応を行なわせて製造されており、通常はア
セタール化反応後、更に析出、水洗、ろ過、乾燥等の工
程を経て粉状又は粒状で得られている。しかるに、該樹
脂は、アセタール化反応中又は反応後に樹脂が媒体中に
析出する時の温度、樹脂濃度、媒体の種類、樹脂の組成
及び重合度等の条件によって、得られる樹脂の粒子の形
状は、微粉状、多孔質の顆粒状あるいはこれらの混合さ
れたものなど様々である。そして、これらの粒子形状の
樹脂は、有機溶剤へ溶解し難く、取扱い時に粉立ちを起
し、また貯蔵や輸送時に大きなスペースを要するという
欠点を有している。

【０００６】したがって、従来より、このような欠点を
改良したポリビニルアセタール樹脂が要望されている。
例えば、かさ比重の高いポリビニルアセタール樹脂を得
る方法として、低温下で徐々に析出したり、反応液中の
樹脂濃度を低くして析出時の粒子同士の衝突を低減する
ことにより、一次粒子同士の結合による二次粒子の生成
を抑制し、できるだけ生成する粒子を一次粒子の状態に
保つようにするなど、析出条件を種々コントロールする
方法が知られている。

【０００７】しかしながら、このように析出条件をコン
トロールして得られる、かさ比重の高いポリビニルアセ
タール樹脂は、微粉状のため、前記の有機溶剤中での塊
の生成、粉立ちなどの欠点を有している。更に、この析
出条件をコントロールする方法においては、アセタール
化反応のバラツキにより、得られる樹脂のかさ比重がバ
ラツキやすく、安定して高かさ比重の樹脂を得にくいと
いう欠点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、この様な従
来技術の欠点を改善するためになされたものであり、有
機溶剤に溶解しやすく、貯蔵や輸送に便利で、かつ粉立
ちの少ない造粒されたポリビニルアセタール樹脂および
その製造方法を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討の
結果、ポリビニルアセタール樹脂を造粒して、かさ比重
を高く、かつ微粒子の含有割合を低くすることにより、
上記目的を達成できることを知り、本発明を完成するに
至ったものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、か
さ比重が０．２６以上で、かつ４２メッシュの篩を通過
する微粒子の含有量が５０重量％以下であることを特徴
とする造粒されたポリビニルアセタール樹脂である。

【００１１】また、本発明は、ポリビニルアセタール樹
脂を２本ロール圧縮成形機を用いて成形した後、得られ
た圧縮成形物を解砕することを特徴とする上記の造粒さ
れたポリビニルアセタール樹脂の製造方法である。

【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
造粒されたポリビニルアセタール樹脂のかさ比重は０．
２５以上、好ましくは０．３以上が望ましく、かさ比重
が０．２５未満であると有機溶剤に投入したとき、液面
近傍に浮いてしまい、溶解に長時間を要し、また貯蔵や
輸送の際により大きなスペースを必要とする。

【００１３】また、本発明の造粒されたポリビニルアセ
タール樹脂に含有される４２メッシュの篩を通過する微
粒子の含有量は５０重量％以下、好ましくは３０重量％
以下が望ましく、４２メッシュの篩を通過する微粒子が
５０重量％を越えると溶剤に投入したとき塊となりやす
く、この塊を溶解するのに長時間を要し、また取扱い時
に粉立ちして作業環境の悪化や樹脂のロスを発生する。

【００１４】次に、本発明の造粒されたポリビニルアセ
タール樹脂の製造方法について説明する。本発明で被造
粒用原料として用いるポリビニルアセタール樹脂（以
下、原料樹脂という）は、粉状、粒状又はこれらの混合
物（以下、粉粒状という）であれば特に制限はなく、例
えばかさ比重、粒子径、組成、重合度、製造方法などに
限定されずに用いることができる。原料樹脂には、例え
ば、ポリビニルブチルアセタール樹脂、ポリビニルアセ
トアセタール樹脂、ポリビニルホルムアセタール樹脂、
アセタール化反応に２種以上のアルデヒドを用いて得ら
れる混合アセタール樹脂及びこれら樹脂の混合物が包含
される。原料樹脂としては、微粉を多量に含む、かさ比
重の高い、例えば０．２５以上のものを使用することも
できる。

【００１５】本発明においては、粉粒状の原料樹脂を圧
縮、解砕することにより造粒が可能であるが、更にかさ
比重を高くしたり、圧縮による原料樹脂の結合を強めた
りしようとする場合は、例えば原料樹脂の一部又は全部
を、樹脂が軟化はするが融着しない範囲の温度に加温す
る方法、軟化温度の低い原料樹脂を混合する方法、少量
の有機溶媒，水などを含む原料樹脂を用いる方法、ある
いはこれらを組合わせた方法などにより、行なうことが
できる。

【００１６】本発明において、原料樹脂を造粒するには
造粒形式に特に制限されず、例えば転動型（ドラム型、
傾斜さら型など）、振動型（水平型、傾斜型など）、圧
縮成形型（打錠機、ブリケット機、ロール機など）、解
砕型（解砕機）、混合型（ブレンダー型、ピン型な
ど）、流動型（流動層型、噴流層型など）、押出成形型
（スクリュー型、ホットカットペレット型など）あるい
は２種以上の形式を組合わせて用いることができる。

【００１７】種々の造粒形式の中でも圧縮造粒型、例え
ばシリンダー中に原料樹脂を充填し、ピストンでその樹
脂を圧縮する打錠機（単発打錠機、ロータリー打錠機、
多点圧縮型打錠機、傾斜ロール型打錠機など）、回転体
に原料樹脂を接触させつつ圧縮する回転圧縮成形機（２
本ロール圧縮成形機、圧縮ろくろ成形機、ブリケット
機）が好ましく、特に２本ロール圧縮成形機と解砕機の
組合わせが望ましい。

【００１８】この２本ロール圧縮成形機と解砕機とを組
合わせて用いる造粒樹脂の製造方法は、成形機において
連続的に圧縮成形したシート状などの成形物を、連続し
て解砕機に供給すれば連続的に造粒されたポリビニルア
セタール樹脂を能率よく得ることができることは勿論、
解砕機の解砕室の排出部に取付けられるスクリーン（穴
あき板）を穴の大きさと開口率の異なるものに交換する
だけで、得られる造粒樹脂の平均粒子サイズを容易に変
えることができるなどの点で優れている。更に、この方
法は、造粒のためにバインダーとして異種物質を添加す
る必要はなく、またポリビニルアセタール樹脂を劣化さ
せるような高温での熱履歴を経ずに造粒できるという利
点をも有している。ここで、図面を用いて、造粒された
ポリビニルアセタール樹脂の製造方法についてさらに詳
しく説明する。

【００１９】図１は本発明の造粒されたポリビニルアセ
タール樹脂の製造方法に使用される２本ロール圧縮型成
形機の一例を示す縦断面図である。同図において、１は
原料ホッパー、２は撹拌羽根、３は供給スクリュー、４
は撹拌羽根２と供給スクリュー３の駆動装置、５及び５
ａは圧縮用の金属製のプレスロールである。また、ｔは
プレスロールの幅を示す。

【００２０】原料ホッパー１内の原料樹脂はアーチング
（ブリッジング）を防止する撹拌羽根２で撹拌されつ
つ、供給スクリュー３に噛み込まれる。供給スクリュー
３から排出されるポリビニルアセタール樹脂は、回転す
るプレスロール５及び５ａ（直径６００ｍｍ、ロール幅
２００ｍｍ）の間で圧縮成形される。プレスロール５及
び５ａの内、一方は位置を固定し、かつこのロールをモ
ーターで回転駆動させ、もう一方のロールの軸受部を油
圧シリンダーでほぼ水平方向に押す方法が好ましい。

【００２１】プレスロール５及び５ａは、上記のロール
の軸受部を油圧シリンダーで押すことにより１本のロー
ル全体にかかる力であるロール加圧力、回転速度及びプ
レスロール５とプレスロール５ａとの間隙であるロール
スリットの幅が変更可能に設けられる。ロール加圧力
は、原料樹脂の供給スクリュー３からの排出速度、ロー
ルスリットの距離に関係し、その値は所望するものが得
られるように油圧シリンダーへ供給する油の圧力を調節
して適宜選択することができる。

【００２２】上記ロール加圧力の好ましい範囲は、３５
トン以上、さらに好ましくは５５〜１２０トンである。
すなわち、これらのロール加圧力は、例えば一方のロー
ル両端の軸受部を、もう一方のロールの方向へほぼ水平
に押すように設けられた、内面直径が２２４ｍｍφの２
本の油圧シリンダーに、それぞれ４５Ｋｇ／ｃｍ² 以
上、好ましくは７０〜１５２Ｋｇ／ｃｍ² の圧力の油を
供給することにより得られる。

【００２３】ロールスリットの幅および原料樹脂のフィ
ード量は、所望するものが得られるように適宜選択する
ことができるが、ロールスリットの幅は０．１〜１．５
ｍｍ程度、特に好ましくは０．２〜０．７ｍｍの範囲で
ある。

【００２４】プレスロール５及び５ａは、例えば平滑ロ
ールや、ロール表面に凹溝、側断面が丸鋸歯のような
溝、原料樹脂が食い込むように回転方向に沿って設けた
切欠溝等を有する歯車型ロールを用いることができる
が、中でも原料樹脂のロール表面での滑りを防止し、樹
脂の喰い込みのよい歯車型ロールの使用が好ましい。

【００２５】また、プレスロール５及び５ａは、冷却し
て圧縮成形物の剥離性を良好にしたり、樹脂を加熱軟化
させたりすることができるよう、ロールの両方又は一方
を冷却及び／又は加熱できる温調機能を有していること
が好ましい。

【００２６】プレスロール５及び５ａの間で圧縮成形さ
れた原料樹脂は、シート状などの圧縮成形物として連続
的に排出され、この成形物を解砕機に供給して解砕すれ
ば造粒されたポリビニルアセタール樹脂を得ることがで
きる。

【００２７】上記の解砕機には特に制限はないが、フェ
ザーミル、カッターミル、ロールミル、回転盤型ミルな
どが好ましく、また解砕時の発熱による樹脂の融着を防
止するため、解砕機の解砕部分に水冷ジャケットなどの
冷却機能を有するものが好ましい。

【００２８】解砕条件（回転数、スクリーンなど）は特
に限定されず、得られる造粒された樹脂が所望するかさ
比重、粒子サイズとなるように選択することができる。
スクリーンは、通常穴の直径が２〜５mmφ、開口率３０
〜６０％位のものが使用できる。

【００２９】粒子径を均一化するために、解砕機を２基
以上連結して、解砕処理を２回以上行なったり、解砕処
理した樹脂を再度その解砕機にリサイクルすることもで
きる。

【００３０】圧縮成形及び解砕処理を経て得られた造粒
された樹脂は、必要に応じて、微粒子、粗粒子などを篩
分けなどの分級処理により除去し、除去した粒子は圧縮
成形機のホッパー、解砕機などへ戻して、再使用するこ
とができる。

【００３１】以上の様に、本発明の造粒されたポリビニ
ルアセタール樹脂の製造方法は、得られる造粒された樹
脂の平均粒子サイズの変更が容易で、製造工程の連続化
が可能で、高能率であり、更に得られる樹脂に異物質の
混入がなく、樹脂は高温の熱履歴を受けないという優れ
た方法である。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
説明する。

【００３３】実施例１ 表１に示す性状のアセトアセタール−ブチルアセタール
混合アセタール樹脂を原料樹脂とし、これを表２に示す
圧縮成形条件で、図１に示すのと同様の機構を有する、
２本ロール圧縮成形機を用いて圧縮成形し、原料樹脂の
シート状圧縮成形物を得た。次いで、この圧縮成形物
を、解砕機としてフェザーミルを用いて、表２に示す解
砕条件で解砕処理し、表３示す性状の造粒されたポリビ
ニルアセタール樹脂を得た。表３に示すこの造粒された
樹脂の性状は、後記する試験法により測定したものであ
る。

【００３４】実施例２〜１０および比較例１ 表１に示す性状のポリビニルアセタール樹脂を原料樹脂
とし、表２に示す圧縮成形条件及び解砕条件で、それぞ
れ圧縮成形及び解砕処理を行なった以外は実施例１と同
様にして表３に示す造粒されたポリビニルアセタール樹
脂を得た。

【００３５】表３に示すこの造粒された樹脂の性状は後
記する試験法により測定したものである。なお、実施例
８では原料樹脂としてポリビニルアセトアセタール樹脂
を、実施例９ではポリビニルブチルアセタール樹脂をそ
れぞれ用いた。

【００３６】比較例２及び３ 表１に示す性状の原料樹脂を造粒せず、そのまま試料と
し、後記の方法により溶解試験を行なった。結果は表３
に記す。尚、比較例３で使用したアセトアセタール−ブ
チルアセタール混合アセタール樹脂は、その製造工程に
おいて析出を低温（５℃）で行なった微粉状のものであ
る。

【００３７】各実施例において得られた造粒された樹脂
は、その取扱い時における粉立ちが少なかった。

【００３８】試験方法 （１）かさ比重の測定 ＪＩＳ Ｋ ６７２１に準じて行なった。

【００３９】（２）粒度分布の測定 ＪＩＳ Ｚ ８８０１に規定する篩及び電動式水平振動
機（ロータップ式）を用いて測定した。尚、「２０メッ
シュ以上」とは２０メッシュの篩を通過しないことを、
また「１５０メッシュ以下」とは１５０メッシュの篩を
通過したことをそれぞれ意味する。また、例えば「４２
〜８０メッシュ」とは４２メッシュの篩を通過し、かつ
８０メッシュの篩は通過しないことを意味する。

【００４０】（３）溶解試験 ５００ｍｌのガラスビーカーに混合溶剤［メタノール／
トルエン／メチルエチルケトン＝１／１／１（重量
比）］２７０ｇを入れ、溶剤温度を２３℃に保った状態
で、この溶剤をモーターに直結した撹拌翼（４枚羽根付
ディスクタービン型）で回転数５０ｒｐｍで撹拌する。
この撹拌下の溶剤の撹拌中心付近に、試料ポリビニルア
セタール樹脂３０ｇを約１０ｇ／秒の速度で全量投入
し、溶解を行なう。試料投入終了１分後の状態を観察
し、次の基準により、有機溶剤へ投入時の状態として表
３に示す。 Ａ：塊、表面浮遊物なく、全体に分散している。撹拌を
停止すると沈降する。 Ｂ：小さい塊はあるが、全体に分散している。撹拌を停
止すると沈降する。 Ｃ：塊、表面浮遊物が上部にあり、全体に分散していな
い。撹拌を停止すると液面に浮く。 ビーカー中の液に塊、浮遊物、未溶解粒子が観察され
なくなったら、少量の液を透明ガラス板上に流延し、そ
の板を光源にかざして角度を変えながら観察し、透明な
未溶解物が無いことを確認して溶解終了とする。試料投
入終了からこの溶解終了までの時間をもって溶解の所要
時間とする。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】

【表３】

【００４４】（注） １）２本共に幅２００ｍｍ、直径６００ｍｍφで、ロー
ル側断面が丸鋸側面のような形状で、表面に各々並行な
溝を多数本もうけた金属製の歯車型ロールを使用した。 ２）内面直径２２４ｍｍφの油圧シリンダー２本各々に
供給した油の圧力。 ３）上記２）の油圧シリンダー２本各々に、表２に示す
油圧の油を供給して、一方のロールを押したときの力。 ４）比較例２及び比較例３は造粒していない樹脂を用い
た。

【００４５】

【発明の効果】本発明の造粒されたポリビニルアセター
ル樹脂は、かさ比重が高く、かつ微粒子を含有する割合
が低いので、有機溶剤に溶解しやすく、また貯蔵や輸送
のスペースを節約でき、更に取扱いに際し粉立ちが少な
く、作業環境の低下や樹脂のロスを低減できるなど多く
の効果を奏するものである。

【００４６】また、本発明の造粒されたポリビニルアセ
タール樹脂の製造方法は、得られる造粒樹脂の平均粒子
サイズの変更が容易で、製造工程の連続化が可能で、高
能率であり、更に得られる樹脂に異物質の混入がなく、
樹脂は高温の熱履歴を受けないという優れた利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の造粒されたポリビニルアセタール樹脂
の製造方法に使用される２本ロール圧縮型成形機の一例
を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 原料ホッパー ２ 撹拌羽根 ３ 供給スクリュー ４ 駆動装置 ５，５ａ プレスロール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−222630（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−261807（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−77965（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 3/00 - 3/28 C08L 1/00 - 101/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 かさ比重が０．２６以上で、かつ４２メ
   ッシュの篩を通過する微粒子の含有量が５０重量％以下
   であることを特徴とする造粒されたポリビニルアセター
   ル樹脂。
2. 【請求項２】 前記かさ比重が０．３０以上である請求
   項１記載の造粒されたポリビニルアセタール樹脂。
3. 【請求項３】 ポリビニルアセタール樹脂を２本ロール
   圧縮成形機を用いて成形した後、得られた圧縮成形物を
   解砕することを特徴とする請求項１または２記載の造粒
   されたポリビニルアセタール樹脂の製造方法。