JP3471846B2 - シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体の溶融押出方法 - Google Patents
シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体の溶融押出方法Info
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Description
に関し、詳しくは糸、不繊布、フィルム、シート、チュ
ーブ、棒、ボトル等、各種の成形品を成形するために有
用な溶融押出方法に関する。 【0002】 【従来の技術】シンジオタクチック構造のスチレン系重
合体は、従来のアタクチック構造のものと比較して融点
が高く、結晶化速度の大きい樹脂であり、耐熱性及び耐
薬品性に優れている。このため、延伸フィルム、シー
ト、ヤーン、糸、不繊布等、種々の用途に期待され、こ
れらの用途での特許提案がなされている。(特開平1−
316246号明細書,同1−182346号,同1−
183516号,同2−14055号) 【0003】これらの成形品は、重合体を溶融し、移送
し、次いで口金より吐出する一般的な溶融押出方法によ
る連続成形が期待される。しかしながらシンジオタクチ
ック構造のスチレン系重合体の溶融押出に際しては、該
重合体特有の溶融特性から、熱分解の少ない安定的な溶
融温度および滞留時間の範囲が極めて狭い。したがって
この範囲を外れた条件において溶融押出を行うと、熱分
解による樹脂の劣化が著しくなり、その結果、悪臭を伴
う分解ガスの発生、気泡および劣化物の流出等が生じて
後の成形工程および、成形品に支障をきたす。また、上
記の安定的な条件範囲内で溶融押出を行なった場合であ
っても、溶融粘度の低下が少ないためにメルトフラクチ
ャー等を生じ、外観の不良な成形品ができる場合があ
る。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
問題を解消し、連続的に安定して、外観、物性のいずれ
においても良好な押出成形品を得ることができる溶融押
出方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。 【0005】 【課題を解決するための手段】その結果、シンジオタク
チック構造のスチレン系重合体の溶融押出に要する溶融
温度と滞留時間の関係から、実験的にこれらの適切な範
囲を見い出し、該範囲内において、さらに、押出口金部
分での剪断速度を400/秒以下として溶融押出を行う
ことによって、上記の課題が達成されることを見い出し
た。 【0006】すなわち本発明は、シンジオタクチック構
造を有し、かつ300℃,剪断速度10/秒の条件で測
定した溶融粘度が103 ポアズ以上、106 ポアズ未満
であるスチレン系重合体の溶融押出に際して、溶融樹脂
温度と該温度化における樹脂の滞留時間の関係が下記
(式1)の熱分解度指数を満足し、かつ、押出口金部分
での剪断速度が400/秒以下であることを特徴とする
溶融押出方法を提供するものである。 【0007】 Σ(ti ×ΔTi )≦1000 t : 溶融樹脂滞留時間 (min.) ΔT : 溶融樹脂温度−融点温度 (℃) i : 各溶融区間における区間番号 【0008】本発明において用いるスチレン系重合体
は、シンジオタクチック構造を有するものであるが、こ
こでシンジオタクチック構造とは、立体化学構造がシン
ジオタクチック構造、即ち炭素−炭素結合から形成され
る主鎖に対して側鎖であるフェニル基や置換フェニル基
が交互に反対方向に位置する立体構造を有するものであ
る。上記重合体は、それ自体公知であり、かつそれ自体
公知の方法で製造することができる。また本発明に用い
るスチレン系重合体は、分子量については制限はない
が、重量平均分子量が10,000以上のものが好まし
く、更に好ましくは50,000以上のものが適する。
また、分子量分布についても制限はなく様々なものを充
当することができる。これらの中で本発明には、300
℃,剪断速度10/秒で測定した溶融粘度が103 ポア
ズ以上106 ポアズ未満のものが用いられる。 【0009】この主としてシンジオタクチック構造を有
するスチレン系重合体は、融点が160〜330℃であ
って、従来のアタクチック構造のものに比べ耐熱性が格
段に優れている。さらに、本発明において用いるスチレ
ン系重合体は、該重合体に、一般に使用されている熱可
塑性樹脂、ゴム、無機充填剤、酸化防止剤、核剤、可塑
剤、相容化剤、着色剤、帯電防止剤等を添加した組成物
からなるものでもよい。 【0010】上記の様なスチレン系重合体を用い成形品
を製造するには、本発明においては、該重合体を融点以
上、熱分解開始温度未満に溶融し、移送し、次いで口金
より吐出する一般的な溶融押出方法による連続的な成形
法が用いられる。成形品としては、延伸フィルム、シー
ト、ヤーン、糸、不繊布等がある。ここで用いる押出機
としては一軸、二軸、ベント付き、ベント無し等の各種
装置が用いられる。また、口金としては、各種成形品に
応じた形状および、構造をとる一般的なものが用いられ
る。この押出工程の中に、定量化ポンプ、濾過装置等が
組み込まれてもよい。これらの成形方法および成形装置
は、それ自体公知であり、また、広く用いられている。 【0011】本発明は、上記の様な重合体および、装置
を用いた溶融押出方法に関するものである。 【0012】すなわち、該重合体は、従来のアタクチッ
ク構造のものと比較して、融点から熱分解開始温度まで
の差が小さく、また、熱分解開始温度以下での滞留時に
おける熱分解速度が速いために、分解の少ない安定的な
温度および滞留時間の範囲が極めて狭い。したがってこ
の範囲を外れた条件において溶融押出を行うと、熱分解
による樹脂の劣化が著しくなり、その結果、悪臭を伴う
分解ガスの発生、気泡および劣化物の流出等が生じて後
の成形工程および、成形品に支障をきたす。 【0013】そこで、本発明者らは、上記の安定的な範
囲を見い出すため、分子量の異なる該重合体を用い溶融
押出時の樹脂温度と該温度下での滞留時間をそれぞれ変
更した押出実験を行った。この結果、押出工程の各区間
における樹脂温度の融点からの差(℃)と、該温度下で
の滞留時間(min.)との積、および各溶融区間における
これらを累積した値を熱分解度指数とし、この値が好ま
しくは1300以下、さらに好ましくは1000以下で
あるときに、熱分解が少なく、後の成形工程および、成
形品に支障のない溶融押出が行えることを見い出した。 【0014】ここで各溶融区間とは、例えば、押出機、
シート成形用ダイおよび押出機とダイを結ぶ配管からな
る装置では、押出機、配管、ダイをそれぞれ1区間と定
義している。この押出機とダイの間に定量化ポンプ、濾
過装置等が組み込まれた場合にはこれら各装置に区間番
号を設け、区間が追加されたものとして算出する。 【0015】溶融樹脂滞留時間とは、ダイからの時間あ
たりの吐出量と、各区間の内部容積から算出した平均的
な通過時間の値である。 【0016】溶融樹脂温度とは、各区間の内部に数点の
温度検出端を設け、これらで検出された樹脂温度の平均
値である。 【0017】しかしながら、熱分解度指数を上記の安定
的な範囲内で溶融押出を行なった場合には、溶融粘度の
低下が少ないためにメルトフラクチャー等を生じ、外観
の不良な成形品ができる場合がある。一般にメルトフラ
クチャーとは、不安定流動により溶融体表面に破壊が生
じることをいい、この発生原因については、その状況、
条件により種々のものがあり、これらは公知である。本
発明において問題とするメルトフラクチャー等とは、押
出口金部分での剪断応力および剪断速度が、ある限界値
を越えた際に発生するものである。 【0018】そこで本発明者らは、口金部分の剪断速度
を変更した押出実験を行い、メルトフラクチャーの生じ
ない押出条件を見い出した。この条件とは、例えばフィ
ルム成形用のダイの場合、下記式で求められる剪断速度
が、好ましくは400/秒以下、さらに好ましくは、3
00/秒以下とするものである。 【0019】γ=6Q/(Wh2 ) γ: 剪断速度 (1/sec.) Q: 溶融樹脂流量 (cm3/sec.) W:リップ幅 (cm) h: リップ開度 (cm) 【0020】上記のように、熱分解度指数が1300以
下、かつ口金部分の剪断速度が400/秒以下で該重合
体の溶融押出を行うことにより、外観、物性の良好な成
形品を円滑に、かつ連続的に得ることができる。 【0021】 【実施例】次に、本発明を実施例および比較例によりさ
らに詳しく説明する。尚、本実施例、比較例における、
分解ガス、劣化物および外観不良は、すべて目視判定で
ある。 【0022】実施例1 重量平均分子量が290,000であり、300℃,剪
断速度10/秒の条件で測定した溶融粘度が3×104
ポアズであり、融点が270℃であるシンジオタクチッ
ク構造を有するスチレン系重合体のペレットを用い、押
出機、シート成形用ダイおよび押出機とダイを結ぶ配管
からなる装置でシートの成形を行った。このときの押出
機のスクリューは、フルフライトタイプの直径65m
m,L/D=29で、先端に内径30mm,長さ500
mmの配管を付け、さらにこの先端にリップ幅300m
m,リップ開度0.3mm,のTダイを付けたものを用
いた。この装置でスクリュー回転数50rpmで、樹脂
吐出流量80cm3/min.の押出を行った。この押出条件に
おける各区間の樹脂温度と滞留時間は、押出機で300
℃,10分、配管で300℃,5分、ダイで310℃,
9分であり、本発明により算出される熱分解度指数は、
810であった。また、ダイリップ部分での剪断速度
は、296/秒であった。このシート成形時に分解ガス
の発生、劣化物の流出は無く、また、得られたシートに
もメルトフラクチャーによる外観不良は見られなかっ
た。 【0023】比較例3 押出装置の配管とダイの間に濾過装置を組み込んだ以外
は、すべて実施例−1と同様にシート成形を行った。濾
過装置部分での樹脂温度と滞留時間は、それぞれ300
℃,10分であり、このときの、熱分解度指数は、11
10であった。このシート成形時には、劣化物の流出は
無かったが、少量の分解ガスが発生した。 【0024】比較例1 各区間の樹脂温度をすべて10℃高くした以外は、すべ
て実施例−2と同様にシート成形を行った。このとき
の、熱分解度指数は、1450であった。このシート成
形時には、悪臭を伴った多量の分解ガスが発生し、気泡
および劣化物が多量に流出した。 【0025】実施例3 ダイリップ開度を0.28mmとした以外は、すべて実
施例−1と同様にシート成形を行った。このときのダイ
リップ部分での剪断速度は、340/秒であった。ここ
で得られたシートには、メルトフラクチャーによる外観
の不良な部分が、シート端部に少量見られた。 【0026】比較例2 ダイリップ開度を0.25mmとした以外は、すべて実
施例−1と同様にシート成形を行った。このときのダイ
リップ部分での剪断速度は、427/秒であった。ここ
で、得られたシートには、メルトフラクチャーによる外
観の不良な部分がシート全面に多量に見られた。 【0027】上記の実施例、比較例のまとめを、表1、
表2に示す。 【0028】 【発明の効果】本発明の溶融押出方法を用いることによ
り、シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体
の、物性および外観が良好な成形品を、連続的に安定し
て製造することができる。 【0029】 【表1】【0030】 【表2】
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 シンジオタクチック構造を有し、かつ3
00℃,剪断速度10/秒の条件で測定した溶融粘度が
103ポアズ以上106ポアズ未満であるスチレン系重合
体の溶融押出に際して、溶融樹脂温度と該温度下におけ
る樹脂の滞留時間の関係が、下記の熱分解度指数を満足
し、かつ、押出口金部分での剪断速度が400/秒以下
であることを特徴とするシンジオタクチック構造を有す
るスチレン系重合体の溶融押出方法。 Σ(ti ×ΔTi )≦1000 Σ(ti ×ΔTi ):熱分解度指数 t : 溶融樹脂滞留時間 (min.) ΔT : 溶融樹脂温度−融点温度 (℃) i :各溶融区間における区間番号
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09007593A JP3471846B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体の溶融押出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09007593A JP3471846B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体の溶融押出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06297535A JPH06297535A (ja) | 1994-10-25 |
JP3471846B2 true JP3471846B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=13988410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP09007593A Expired - Lifetime JP3471846B2 (ja) | 1993-04-16 | 1993-04-16 | シンジオタクチック構造を有するスチレン系重合体の溶融押出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3471846B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08318529A (ja) * | 1995-05-26 | 1996-12-03 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | スチレン系樹脂の製造方法 |
-
1993
- 1993-04-16 JP JP09007593A patent/JP3471846B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06297535A (ja) | 1994-10-25 |
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