JP7232729B2 - 熱可塑性樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂成形体の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、熱可塑性樹脂成形体の製造方法に関する。
熱可塑性樹脂成形体は、自動車や家電の加飾用途、光学用途及び建材用途等に広く用いられているが、熱可塑性樹脂成形体中に微小な異物が混入すると最終製品の外観や品質が損なわれるため、異物を除去する方法について検討がなされている。
例えば、押出機からダイまでの工程中にろ過精度が25μm以下であるフィルター装置を配置することにより異物を除去する方法が提案されている(特許文献1)。また、ろ過精度が3~25μmであるリーフディスクタイプのフィルター装置を用いてろ過する方法(特許文献2)等も提案されている。更に製造工程で滞留してゲル化した樹脂を、リーフディスクタイプのフィルター装置に設けた排出口から排出することで異物の混入を抑制する方法が提案されている(特許文献3)。
特開2009-39935号公報 特開2010-17948号公報 特開2009-154301号公報
特許文献1~3で提案されている方法によれば、異物の混入をある程度抑制することができるものの、十分ではなかった。
本発明は、前記従来の課題を鑑みてなされたものであって、異物の混入が少ない熱可塑性樹脂成形体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、前記課題について検討した結果、ギアポンプのギア軸部から、滞留した樹脂を一定量、外部に排出することにより、熱可塑性樹脂成形体中への異物の混入を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、次の[1]~[10]を提供するものである。
[1]押出機とダイとの間にギアポンプが配置された溶融押出法による熱可塑性樹脂成形体の製造方法であって、ダイから吐出される熱可塑性樹脂組成物の吐出量100質量部に対する該ギアポンプからのリーク樹脂量が0.10~2.00質量部である、熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
[2]前記ギアポンプと前記ダイとの間にポリマーフィルターを配置する、[1]に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
[3]前記ギアポンプ内における、前記熱可塑性樹脂組成物の温度が230~300℃である、[1]又は[2]に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
[4]前記熱可塑性樹脂組成物のせん断速度122/秒での溶融粘度が100~1,500Pa・sとなる条件で熱可塑性樹脂成形体を製造する、[1]~[3]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
[5]前記熱可塑性樹脂組成物が熱可塑性樹脂(I)として(メタ)アクリル系樹脂を含有する、[1]~[4]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
[6]前記(メタ)アクリル系樹脂が、メタクリル酸メチルの単独重合体(A);
アクリル酸エステルの単独重合体(B);
メタクリル酸メチルとアクリル酸エステルの共重合体(C);
メタクリル酸メチルの単独重合体(A)及びアクリル酸エステルの単独重合体(B)の混合物;
メタクリル酸メチルの単独重合体(A)及びメタクリル酸メチルとアクリル酸エステルの共重合体(C)の混合物;
から選ばれる少なくとも1種である、[5]に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
[7]前記熱可塑性樹脂組成物がゴム粒子(II)を含有する、[1]~[6]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
[8]前記ゴム粒子(II)がアクリル系弾性体粒子である、[7]に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
[9]前記熱可塑性樹脂成形体がフィルムである、[1]~[8]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
[10]前記熱可塑性樹脂成形体が、光学用成形体、加飾用成形体、及び建材用成形体から選ばれる1種である、[1]~[8]のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
本発明によれば、異物の混入が少ない熱可塑性樹脂成形体の製造方法を提供できる。
[熱可塑性樹脂成形体の製造方法]
本発明の熱可塑性樹脂成形体の製造方法は、押出機とダイとの間にギアポンプが配置された溶融押出法による熱可塑性樹脂成形体の製造方法であって、ダイから吐出される熱可塑性樹脂組成物の吐出量100質量部に対する該ギアポンプからのリーク樹脂量が0.10~2.00質量部であることを特徴とする。前記ギアポンプのリーク樹脂量を適切な範囲とすることにより、ギアポンプ内での熱可塑性樹脂組成物の滞留を効果的に抑え、更に劣化した樹脂を製造ラインから排出することもできるため、異物が製造ラインに混入することが少なく、焼け及びゲル状等の異物が少ない熱可塑性樹脂成形体を製造することができる。
従来、異物を除去するためにポリマーフィルターが使用されてきたが、ポリマーフィルターを使用してもなお異物の量を抑えることが困難な場合がある。本発明では、ポリマーフィルターの前の段階で異物を除去しておくことによって、成形体中の異物の量を効率的に抑えることができる。
以下、本発明の製造方法の具体的な態様について詳細に説明する。
<押出機>
本発明に用いる押出機は特に限定されず、例えば、単軸押出機、二軸押出機、及び多軸押出機等が挙げられる。押出機は、溶融混練する際に発生する揮発分を除去するためベント機構を備えていることが好ましい。押出機のスクリューは、フルフライト型スクリューの他、バリアフライト型スクリューやミキシングセクション付きスクリューを用いることができる。スクリューのL/D(Lは押出し機のシリンダー長さ、Dはシリンダー内径を表す)は、特に限定されるものではないが、充分な可塑化や混練状態を得るために、10~100であることが好ましく、20~50であることがより好ましく、25~40であることが更に好ましい。L/Dが前記下限値以上であることにより十分な可塑化や混練状態が得やすく、前記上限値以下であることにより樹脂に剪断発熱が加わりにくく、樹脂の熱劣化を抑制できる。
前記押出機のシリンダー温度は、150~310℃であることが好ましく、180~280℃であることがより好ましい。シリンダー温度が前記下限値以上であることにより樹脂の溶融が十分となり融け残りによる異物が増加しにくく、また、スクリューの回転トルクが大きくなりすぎないため好ましい。一方、シリンダー温度が前記上限値以下であると樹脂が熱劣化しにくくなるため好ましい。
<ギアポンプ>
本発明に用いるギアポンプは、ギアポンプから吐出されずに滞留した樹脂を排出することができる排出口が設けられているものであれば特に制限はなく、市販のものを用いることができる。ギアポンプは、2枚のギアが互いにかみ合った状態で収容されており、一方のギアを駆動させて回転することで一定量の熱可塑性樹脂組成物を吐出することができる。また、吐出量の変動を制御しやすくすることを目的として3枚以上のギアを用いることもできる。
本発明では、ダイから吐出される熱可塑性樹脂組成物の吐出量(ダイからの吐出量)100質量部に対するギアポンプからのリーク樹脂量が0.10~2.00質量部である。前記リーク樹脂量が0.10質量部より少なくなると、樹脂が生産ライン外に適切に排出されないため、熱可塑性樹脂成形体中の異物量が増える。一方、前記リーク樹脂量が2.00質量部より多くなると、生産ライン外に排出される熱可塑性樹脂組成物が多くなり収率が低下する。ギアポンプからのリーク樹脂量は、ダイからの吐出量100質量部に対して、好ましくは0.20~0.80質量部であり、より好ましくは0.30~0.50質量部であり、更に好ましくは0.37~0.45質量部であり、より更に好ましくは0.40~0.45質量部である。
ギアポンプからのリーク樹脂量は0.15~3.0kg/時間であることが好ましい。前記リーク樹脂量の下限値は0.30kg/時間であることがより好ましく、0.50kg/時間であることがさらに好ましく、0.60kg/時間であることが特に好ましく、0.70kg/時間であってもよい。また上限値は2.5kg/時間であることがより好ましく、2.0kg/時間であってもよいし、1.0kg/時間であってもよいし、0.80kg/時間であってもよい。
前記リーク樹脂量は、ギアポンプのギア軸部のクリアランスを変えることにより調整することができる。ギアポンプからの樹脂のリークは連続的であることが好ましい。
ギアポンプからのリーク樹脂量は、実施例に記載の方法で測定することができる。
前記ダイからの吐出量は、ギアポンプの大きさ等にもよるが、50~600kg/時間であることが好ましく、60~400kg/時間であることがより好ましく、70~200kg/時間であることが更に好ましい。ダイからの吐出量が前記下限値以上であると、熱可塑性樹脂の滞留による熱劣化を抑制することができる。一方、ダイからの吐出量が前記上限値以下であると、ベントアップを抑制することができる。ダイからの吐出量は、実施例に記載の方法により測定することができる。
前記ギアポンプの前圧は、1~7MPaであることが好ましく、2~6MPaであることがより好ましく、3~5MPaであることが更に好ましい。ギアポンプの前圧を前記下限値以上にすることで、熱可塑性樹脂の滞留による熱劣化を抑制することができる。また、ギアポンプの前圧を前記上限値以下にすることで、ベントアップを防ぐことができる。
ギアポンプ内における熱可塑性樹脂組成物の温度(設定温度)は、230~300℃であることが好ましく、240~280℃であることがより好ましく、250~270℃であることが更に好ましい。ギアポンプ内の熱可塑性樹脂組成物の温度を前記下限値以上とすることで、溶融粘度を低くすることができ、樹脂が排出口に詰まることなく排出できる。一方、ギアポンプ内の熱可塑性樹脂組成物の温度を前記上限値以下とすることで、ギアポンプ内の熱による樹脂の劣化を抑制することができる。
<ポリマーフィルター>
本発明においては、前記ギアポンプとダイとの間にポリマーフィルターを配置することが好ましい。これにより、ギアポンプからリークさせることができなかった異物等を除去することが可能になり、熱可塑性樹脂成形体中の異物の量をより一層低減することが可能になる。ポリマーフィルターの配置位置としては、前記観点から、ギアポンプとスタティックミキサーとの間に配置することがより好ましい。
本発明において用いることができるポリマーフィルターの種類に特に制限はなく、溶融樹脂が流入する入口及び流出する出口を備えるハウジングと、当該ハウジング内の所定の位置に配置されたフィルターエレメントとを有するものを用いることができる。フィルターエレメントは、リーフディスク型、筒型のいずれでもよい。筒型のフィルターエレメントとしては、チューブタイプ、キャンドルタイプなどの筒型のものが挙げられる。これらの中でも、キャンドルタイプのフィルターエレメントが好適に用いられる。
フィルターエレメントのろ過精度は、5~50μmであることが好ましく、8~30μm以上であることがより好ましく、10~25μmであることが更に好ましい。ろ過精度が前記範囲内であることにより、生産性と異物混入の抑制とのバランスを向上させることができる。特にろ過精度が前記下限値以上であることにより、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物を通過させる際の剪断発熱による熱劣化を抑制できる。一方、ろ過精度が前記上限値以下であることにより、異物の効果的な除去が可能となる。
<スタティックミキサー>
本発明においては、圧力損失を小さくしつつ、熱可塑性樹脂組成物を効率的に撹拌混合することを目的としてスタティックミキサーを用いることが好ましい。
スタティックミキサーのエレメント数(単位混合要素の数)は、5~30であることが好ましく、6~28であることがより好ましく、7~25であることが更に好ましい。エレメント数が前記範囲内であることにより、熱可塑性樹脂組成物の温度の均一性や、各配合成分の均一性が向上する。また、エレメント数が前記上限値以下であるとエレメントの表面積が少なくなるため、劣化した樹脂がエレメント表面に付着することを抑制することが可能になり異物の混入を抑えることができる。
<ダイ>
ダイは、特に限定されず、ペレット、フィルム、シート、及び板等の熱可塑性樹脂成形体の形状に合わせて選定することができる。
フィルムを製造する場合には、マニホールドダイ、フィッシュテールダイ、及びコートハンガーダイ等のTダイを用いることが好ましい。なお、膜厚を安定化させるため、製膜したフィルムの膜厚を測定して、リップ開度のボルトを自動で調整する機構を備える自動調整ダイを用いることが好ましい。
<ロール>
本発明の製造方法においては、熱可塑性樹脂成形体の表面平滑性を向上させる観点から、押出された溶融物を、好ましくは金属製の鏡面ロール又は鏡面ベルトを用いて引き取り、挟圧することが好ましい。金属製の鏡面ロールとしては、金属弾性ロールや金属剛体ロール等が挙げられるが、熱可塑性樹脂成形体の表面平滑性を向上させる観点から、金属弾性ロールと金属剛体ロールを組み合わせて用いることが好ましい。
鏡面ロール又は鏡面ベルト間の線圧は、表面平滑性の観点から、好ましくは10N/mm以上であり、より好ましくは20N/mm以上であり、通常50N/mm以下である。
鏡面ロール又は鏡面ベルトの表面温度は、表面平滑性、ヘーズ、外観等の観点から、好ましくは60~130℃であり、より好ましくは70~100℃である。
<膜厚>
本発明によれば、例えば、熱可塑性樹脂成形体として、膜厚が20~200μmのフィルムを製造することができる。更に、フィルムのハンドリング性の向上やコストを低く抑える観点から、フィルムの膜厚は、好ましくは25~180μmであり、より好ましくは30~150μmである。膜厚が前記下限値以上であることによって剛性が高くなり、フィルムのハンドリング性が向上する。また、膜厚が前記上限値以下であることによって、フィルムの強度と製造コストとのバランスが向上する。
<異物量>
本発明によれば、例えば、熱可塑性樹脂成形体として、異物量が1.5個/m以下のフィルムを得ることができる。フィルム中の異物量は、1.0個/m以下であることが好ましく、0.6個/m以下であることがより好ましく、0.3個/m以下であることが更に好ましい。
フィルム中の異物量は、実施例に記載の方法によって測定することができる。
<熱可塑性樹脂組成物>
本発明に用いる熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂(I)及び必要に応じて添加される添加剤を含む。
〔熱可塑性樹脂(I)〕
本発明に用いる熱可塑性樹脂は特に制限されず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン-1、ポリ-4-メチルペンテン-1、及びポリノルボルネン等のポリオレフィン;エチレン系アイオノマー;メタクリル系樹脂、MS樹脂等の(メタ)アクリル系樹脂;ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、AAS樹脂、ACS樹脂、及びMBS樹脂等のスチレン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート等のエステル系樹脂;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド12、ポリアミド46、ポリアミド9T、ポリアミド10T及びポリアミドエラストマー等のアミド系樹脂;ポリカーボネート;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリビニルフェノール、及びエチレン-ビニルアルコール共重合体;ポリアセタール;ポリウレタン;変性ポリフェニレンエーテル及びポリフェニレンスルフィド;アクリル系熱可塑性エラストマー;SEPS、SEBS、及びSIS等のスチレン系熱可塑性エラストマー;オレフィン系熱可塑性エラストマー等の重合体成分のみからなるものや、これらの重合体成分のうちの1種又は2種以上を含む樹脂組成物等が挙げられる。
これらの熱可塑性樹脂の中でも、光学特性、耐熱性、及び成形加工性等に優れる観点から、(メタ)アクリル系樹脂を用いることが好ましい。
なお、本明細書において(メタ)アクリル系樹脂とは、メタクリル系樹脂又はアクリル系樹脂を指す。
(メタ)アクリル系樹脂としては、例えば、メタクリル酸メチルの単独重合体(A)、アクリル酸エステルの単独重合体(B)、メタクリル酸メチルとアクリル酸エステルの共重合体(C)、メタクリル酸メチルの単独重合体(A)及びアクリル酸エステルの単独重合体(B)の混合物、メタクリル酸メチルの単独重合体(A)及びメタクリル酸メチルとアクリル酸エステルの共重合体(C)の混合物から選ばれる1種が好ましい。
メタクリル酸メチルとアクリル酸エステルの共重合体(C)が含有するメタクリル酸メチル単位の割合は、60~99質量%であることが好ましく、70~98質量%であることがより好ましく、80~97質量%であることが更に好ましい。
アクリル酸エステルに特に制限はないが、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸2-エチルヘキシル等のアクリル酸アルキルエステル等が挙げられる。
(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量(Mw)は、50,000~150,000であることが好ましく、60,000~150,000であることがより好ましく、70,000~120,000であることが更に好ましい。
(メタ)アクリル系樹脂の分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は、1.7~2.6であることが好ましく、1.7~2.3であることがより好ましく、1.7~2.2であることが更に好ましい。分子量分布を前記下限値以上とすることで、熱可塑性樹脂組成物の成形加工性が良好となり、フィルター装置内での樹脂の滞留を抑える点でも有利である。また、分子量分布を前記上限値以下とすることで、得られる熱可塑性樹脂成形体の耐衝撃性が良好となる。
なお、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)で分析し標準ポリスチレンの分子量に換算して算出される値である。
(メタ)アクリル系樹脂は、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の方法により製造することができ、中でも、塊状重合法、溶液重合法又は懸濁重合法により製造したものが好ましく、不純物の少ない熱可塑性樹脂成形体を得る観点から、塊状重合法、懸濁重合法により得られたものがより好ましい。
本発明において熱可塑性樹脂(I)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。2種以上の熱可塑性樹脂を併用する場合、熱可塑性樹脂の合計中(メタ)アクリル系樹脂の含有量は、70~95質量%であることが好ましく、75~90質量%であることがより好ましく、80~85質量%であることが更に好ましい。
本発明において用いる熱可塑性樹脂組成物中の熱可塑性樹脂(I)の含有量は、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、更に好ましくは80質量%以上であり、そして、好ましくは95質量%以下である。熱可塑性樹脂(I)の含有量が前記範囲内であると、光学特性、耐熱性、及び成形加工性等に優れる熱可塑性樹脂成形体を得ることができる。
〔ゴム粒子(II)〕
本発明の製造方法は、特にゴム粒子を含有する熱可塑性樹脂成形体の製造に好適に用いることができる。ゴム粒子を含む熱可塑性樹脂組成物は、滞留によって異物を生じやすいため、本発明を適用することにより異物の少ない熱可塑性樹脂成形体を製造することが可能になる。ゴム粒子を含有する熱可塑性樹脂成形体は、ゴム粒子を含有する熱可塑性樹脂組成物を用いることにより製造することができる。
ゴム粒子(II)としては、アクリル酸エステルに由来する単位を有する重合体からなる粒子(以下、「アクリル系弾性体粒子」と称する。)、共役ジエンに由来する単位を有する重合体からなる粒子、アクリル酸エステルに由来する単位及び共役ジエンに由来する単位を有する重合体からなる粒子等が挙げられる。なお、これらの重合体は必要に応じて架橋性単量体に由来する単位を有していてもよい。中でも熱可塑性樹脂として(メタ)アクリル系樹脂を含有するものを用いる場合等においては、ゴム粒子(II)はアクリル系弾性体粒子であることが好ましい。
ゴム粒子(II)は、多層構造を有するゴム粒子であることが好ましく、粒子の芯から外殻に向かって略同心円状に複数の層が積層され、層間がグラフト結合により結合しているゴム粒子であることがより好ましい。
ゴム粒子(II)の好ましい一態様であるアクリル系弾性体粒子は、単一重合体からなる粒子であってもよいし、異なる弾性率の重合体が少なくとも2層を形成した粒子であってもよい。アクリル系弾性体粒子は、熱可塑性樹脂成形体の耐衝撃性の観点から、共役ジエンに由来する単位を有する重合体及び/又はアクリル系弾性重合体(例えば、アクリル酸非環状アルキルエステルに由来する単位を主成分として含む重合体等)を含有する層と他の重合体を含有する層とからなる多層構造のコアシェル粒子であることが好ましく、アクリル系弾性重合体を含有する層とその外側を覆うメタクリル系重合体を含有する層とからなる2層構造のコアシェル粒子、又は、メタクリル系重合体を含有する層と、その外側を覆うアクリル系弾性重合体を含有する層と、その更に外側を覆うメタクリル系重合体を含有する層とからなる3層構造のコアシェル粒子であることがより好ましく、耐熱性の観点から、3層構造のコアシェル粒子であることが更に好ましい。
コアシェル粒子を構成するメタクリル系重合体は、メタクリル酸非環状アルキルエステルに由来する単位を主成分として含む重合体であることが好ましい。メタクリル系重合体において、メタクリル酸非環状アルキルエステルに由来する単位の含有量は、流動性及び耐熱性の観点から、50~100質量%であることが好ましく、80~100質量%であることがより好ましい。
メタクリル酸非環状アルキルエステルは、流動性及び耐熱性の観点から、メタクリル酸メチルであることが好ましく、コアシェル粒子を構成するメタクリル系重合体は、メタクリル酸メチル単位を80~100質量%含有することが最も好ましい。
アクリル系弾性体粒子の製造方法に特に制限はなく、公知の手法(例えば、国際公開第2016/121868号等)に準じた方法により製造することができる。
熱可塑性樹脂組成物中のアクリル系弾性体粒子の含有量は、好ましくは3質量%以上であり、より好ましくは5質量%以上であり、更に好ましくは8質量%以上であり、そして、好ましくは25質量%以下であり、より好ましくは20質量%以下である。アクリル系弾性体粒子の含有量が前記範囲内であると熱可塑性樹脂成形体の耐熱性が向上する。
〔添加剤〕
熱可塑性樹脂組成物は添加剤を含有してもよい。添加剤の種類は特に限定されず、例えば、紫外線吸収剤、高分子加工助剤、光安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、帯電防止剤、顔料、染料、艶消し剤、充填剤、耐衝撃助剤、及び可塑剤等が挙げられる。添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
添加剤は、有機化合物であってもよいし、無機化合物であってもよいが、熱可塑性樹脂組成物中での分散性の観点から、有機化合物が好ましい。
熱可塑性樹脂組成物中の添加剤の含有量は特に限定されないが、好ましくは0.01~10質量%であり、より好ましくは0.05~8質量%であり、更に好ましくは0.1~5質量%である。添加剤の含有量が前記下限値以上であることで添加剤の効果を十分に発現することができ、前記上限値以下であることで熱可塑性樹脂成形体が本来有する物性を十分に維持できる。
〔溶融粘度〕
本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物は、ギアポンプ内における熱可塑性樹脂組成物の温度(設定温度)において、せん断速度122/秒における溶融粘度が100~1,500Pa・sであることが好ましい。前記溶融粘度が前記下限値以上であると、十分に混合することができ、温度分布が均一になりやすい。一方、前記上限値以下であると、熱可塑性樹脂成形体の加工性が向上する。これらの観点から、製造する温度において、せん断速度122/秒における溶融粘度は、好ましくは200Pa・s以上であり、より好ましくは300Pa・s以上であり、更に好ましくは400Pa・s以上であり、そして、好ましくは1,400Pa・s以下であり、より好ましくは1,300Pa・s以下であり、更に好ましくは1,200Pa・s以下であり、より更に好ましくは1,000Pa・s以下であり、より更に好ましくは800Pa・s以下である。熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度は、熱可塑性樹脂(I)の分子量、アクリル酸エステル含有量等によって調整することができる。
各樹脂温度(設定温度)において、せん断速度122/秒における溶融粘度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
<用途>
本発明の製造方法で得られる熱可塑性樹脂成形体は異物欠点が少ないため、自動車や家電の加飾用途;偏光子保護フィルム、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルム、液晶基板、光拡散シート、プリズムシート等の光学用途;壁材、ウィンドウフィルム、窓枠、浴室壁材等の建材用途に好適に用いることができ、特に、偏光子保護フィルム、偏光板保護フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルム等のフィルムとして好ましく用いられる。また、光学用成形体、加飾用成形体、及び建材用成形体としても好適に用いることができる。
熱可塑性樹脂成形体が光学成形体である場合、光学成形体の全光線透過率が好ましくは85%以上であり、より好ましくは90%以上であり、更に好ましくは92%以上である。
以下、実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
<重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)>
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により標準ポリスチレン換算分子量で求めた。測定装置及び条件は、以下のとおりである。
・装置 :東ソー株式会社製GPC装置「HLC-8320」
・分離カラム :東ソー株式会社製「TSKgel SuperMultipore HZM-M」と「SuperHZ4000」を直結
・検出器 :東ソー株式会社製「RI-8020」
・溶離液 :テトラヒドロフラン
・溶離液流量 :0.35ml/分
・サンプル濃度:8mg/10ml
・カラム温度 :40℃
<溶融粘度>
測定対象樹脂(ペレット)を80℃で12時間乾燥した後、東洋精機株式会社製「キャピログラフ1D」を用いて、せん断速度122/秒の条件で、各樹脂温度での溶融粘度を測定した。
<ダイからの吐出量>
36秒間でダイから吐出される樹脂を採取してその重量を測定した。この結果から1時間当たりの吐出量を算出した。
<ギアポンプ(GP)からのリーク樹脂量>
ギアポンプのギア軸部からリークされる樹脂を5分間採取してその重量を測定した。この結果から1時間当たりのギアポンプリーク樹脂量を算出した。
<フィルム中の異物量>
艶消しの黒色布(川島織物セルコン社製)の上に、各実施例及び比較例で得られたフィルムを1.4m×0.7mのサイズに10枚切り出して置き、各フィルム表面の垂直面から蛍光灯の反射光を利用して目視で見た際に表面凹凸の違いにより検出される異物の個数を数え、1m当りの異物量として算出した。なお、ここでの異物とは、幅×長さの値が0.03mmを超える凹凸とした。
<製造例1:熱可塑性樹脂(I)の製造>
メタクリル酸メチル100質量部、重合開始剤〔2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)、水素引抜能:1%、1時間半減期温度:83℃〕0.1質量部及び連鎖移動剤(n-オクチルメルカプタン)0.21質量部を加え溶解させて原料液を得た。
次いで、イオン交換水100質量部、硫酸ナトリウム0.03質量部及び懸濁分散剤0.45質量部を混ぜ合わせて混合液を得た。
耐圧重合槽に、前記混合液420質量部と前記原料液210質量部とを仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら、温度を70℃にして重合反応を開始した。重合反応開始後、3時間経過時に、温度を90℃に上げ、撹拌を引き続き1時間行って、ビーズ状重合体が分散した液を得た。
得られた重合体分散液を適量のイオン交換水で洗浄し、バケット式遠心分離機を用いて、ビーズ重合体を取り出し、80℃の熱風乾燥機で12時間乾燥し、ビーズ状の(メタ)アタクリル系樹脂を得た。得られた(メタ)アクリル系樹脂の重量平均分子量Mwは110,000、分子量分布(重量平均分子量(Mw)/数平均分子量(Mn))は2.0であった。
<製造例2:ゴム粒子(II)の製造>
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、単量体導入管及び還流冷却器を備えた反応器に、イオン交換水1050質量部、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム0.5質量部及び炭酸ナトリウム0.7質量部を仕込み、容器内を窒素ガスで十分に置換した後、内温を80℃に設定した。そこに過硫酸カリウム0.25質量部を投入して5分間撹拌した後、メタクリル酸メチル:アクリル酸メチル:メタクリル酸アリルの質量比が94:5.8:0.2である単量体混合物245質量部を50分間かけて連続的に滴下し、滴下終了後、更に30分間重合反応を行った。
次いで、同反応器にペルオキソ2硫酸カリウム0.32質量部を投入して5分間撹拌した後、アクリル酸ブチル:スチレン:メタクリル酸アリルの質量比が80.6:17.4:2である単量体混合物315質量部を60分間かけて連続的に滴下し、滴下終了後、更に30分間重合反応を行った。
続いて同反応器にペルオキソ2硫酸カリウム0.14質量部を投入して5分間撹拌した後、メタクリル酸メチル:アクリル酸メチルの質量比が94:6である単量体混合物140質量部を30分間かけて連続的に滴下供給し、滴下終了後、更に60分間重合反応を行って、3層構造のアクリル系弾性体粒子を得た。
<製造例3:熱可塑性樹脂組成物の製造>
製造例1で得た熱可塑性樹脂(I)84質量部、製造例2で得たゴム粒子(II)16質量部、及び紫外線吸収剤(株式会社ADEKA製、アデカスタブLA31RG)2質量部をヘンシェルミキサーで混合し、260℃に設定されたスクリュー径58mmのベント付き二軸押出機を用いて(メタ)アクリル系樹脂組成物のペレットを得た。得られた(メタ)アクリル系樹脂組成物の270℃、せん断速度122/秒での溶融粘度は740Pa・sであった。
<実施例1>
直径90mmベント付き単軸押出機(L/D=26.0、シリンダー温度240~260℃)、ギアポンプ(東芝機械株式会社製、型番GP-120)、ポリマーフィルター(長さ360mm、径60mmのキャンドル型のフィルターエレメント4本、ろ過精度10μm)、スタティックミキサー(エレメント数=16)、及びTダイをこの順番に備えたフィルム製造装置にて、押出機のヘッド部から、ギアポンプ、ポリマーフィルター、スタティックミキサー、Tダイまでの設定温度を270℃とし、ギアポンプの前圧3MPa、ギアポンプからのリーク樹脂量0.73kg/時間、ダイからの吐出量180kg/時間の条件で、製造例3で得た熱可塑性樹脂組成物を押出し、90℃に設定した鏡面金属剛体ロール及び鏡面金属弾性ロールで線圧30N/mmにて挟持して、搬送、スリット工程を通過させて、幅1400mm、厚さ80μmの(メタ)アクリル系樹脂フィルム(熱可塑性樹脂成形体)を作製した。
製膜開始から10時間経過後に得られた(メタ)アクリル系樹脂フィルム中の異物量の評価結果を表1に示す。
<実施例2>
ダイからの吐出量とギアポンプからのリーク樹脂量を表1に記載のとおりとしたこと以外は実施例1と同様にして(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得た。製膜開始から10時間経過後に得られた(メタ)アクリル系樹脂フィルム中の異物量の評価結果を表1に示す。
<実施例3>
押出機ヘッドからTダイまでの設定温度とギアポンプからのリーク樹脂量を表1に記載のとおりとしたこと以外は実施例1と同様にして(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得た。製膜開始から10時間経過後に得られた(メタ)アクリル系樹脂フィルム中の異物量の評価結果を表1に示す。
<実施例4>
押出機ヘッドからTダイまでの設定温度とギアポンプからのリーク樹脂量を表1に記載のとおりとしたこと以外は実施例1と同様にして(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得た。製膜開始から10時間経過後に得られた(メタ)アクリル系樹脂フィルム中の異物量の評価結果を表1に示す。
<実施例5>
ギアポンプからのリーク樹脂量を表1に記載のとおりとしたこと以外は実施例1と同様にして(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得た。製膜開始から10時間経過後に得られた(メタ)アクリル系樹脂フィルム中の異物量の評価結果を表1に示す。
<比較例1>
ギアポンプのリーク樹脂量を表1に記載のとおりとしたこと以外は実施例5と同様にして(メタ)アクリル系樹脂フィルムを得た。製膜開始から10時間経過後に得られた(メタ)アクリル系樹脂フィルム中の異物量の評価結果を表1に示す。
Figure 0007232729000001
実施例1~5は、ギアポンプ内に滞留した樹脂を十分に排出できるため、得られた(メタ)アクリル系樹脂フィルム(熱可塑性樹脂成形体)中の異物量が少なかった。一方、比較例1は、ギアポンプ内に滞留した樹脂を十分に排出できないため、(メタ)アクリル系樹脂フィルム中の異物量が多かった。

Claims (10)

  1. 押出機とダイとの間にギアポンプが配置された溶融押出法による熱可塑性樹脂成形体の製造方法であって、ダイから吐出される熱可塑性樹脂組成物の吐出量100質量部に対する該ギアポンプからのリーク樹脂量が0.30~2.00質量部である、熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
  2. 前記ギアポンプと前記ダイとの間にポリマーフィルターを配置する、請求項1に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
  3. 前記ギアポンプ内における、前記熱可塑性樹脂組成物の温度が230~300℃である、請求項1又は2に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
  4. 前記熱可塑性樹脂組成物のせん断速度122/秒での溶融粘度が100~1,500Pa・sとなる条件で熱可塑性樹脂成形体を製造する、請求項1~3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
  5. 前記熱可塑性樹脂組成物が熱可塑性樹脂(I)として(メタ)アクリル系樹脂を含有する、請求項1~4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
  6. 前記(メタ)アクリル系樹脂が、メタクリル酸メチルの単独重合体(A);
    アクリル酸エステルの単独重合体(B);
    メタクリル酸メチルとアクリル酸エステルの共重合体(C);
    メタクリル酸メチルの単独重合体(A)及びアクリル酸エステルの単独重合体(B)の混合物;
    メタクリル酸メチルの単独重合体(A)及びメタクリル酸メチルとアクリル酸エステルの共重合体(C)の混合物;
    から選ばれる少なくとも1種である、請求項5に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
  7. 前記熱可塑性樹脂組成物がゴム粒子(II)を含有する、請求項1~6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
  8. 前記ゴム粒子(II)がアクリル系弾性体粒子である、請求項7に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
  9. 前記熱可塑性樹脂成形体がフィルムである、請求項1~8のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
  10. 前記熱可塑性樹脂成形体が、光学用成形体、加飾用成形体、及び建材用成形体から選ばれる1種である、請求項1~8のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
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