JPH01190743A - 粉末成形用塩化ビニル樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明の粉末成形用塩化ビニル樹脂組成物の製造方法に
関する。さら圀詳しくは、複雑な形状、微細な凹凸の模
様のある金型を用いた粉末成形においても忠実に該模様
を再現し、かつ均一な肉厚の成形品が得られる粉末成形
用塩化ビニル樹脂組成物の製造方法に関する。

近時、粉末の熱可塑性樹脂組成物を用いた各種成形法、
塗装法たとえば回転成形法、スラッシュ成形法、流動浸
漬塗装法、静電塗装法（以下、これらの成形法、塗装法
を総称して粉末成形法という。）が広く利用されている
。そして粉末の塩化ビニル樹脂組成物も該粉末成形用に
広く用いられている。

（従来の技術） 従来、粉末成形用に用いられる粉末塩化ビニル樹脂組成
物（以下、粉末ＰＶＣ組成物という。）の製造方法とし
ては、加熱、冷却用のジャケット付きのヘンセルミキサ
ー（商品名）やスーパーミキサーといった高速撹拌混合
装置に粉末塩化ビニル樹脂、可塑剤、安定剤および所要
の各種添加剤の所定量を入れ、ジャケットに温水もしく
は水蒸気を通して混合装置内樹脂温度を１３０℃程度に
まで撹拌しながら昇温し、粉末塩化ビニル樹脂に可塑剤
を吸収させたのち、ジャケット内に冷却水を通して該混
合装置内の樹脂温度を常温付近まで冷却させ、ついで該
混合装置内の混合物に、粉体流動性を向上させるために
、塩化ビニル乳化重合体（以下、乳化重合体という。）
の所定量を加えて、再度、常温付近で撹拌混合して粉末
塩化ビニル樹脂の表面に該乳化重合体を被覆させたのち
取シ出し、粉末ＰＶＣ組成物を得るといった方法が一般
的に行なわれている。

（発明が解決しようとする課題） 粉末成形に用いられる粉末ＰＶＣ組成物に要求される性
能の１つに、該粉末ＰｖＣ組成物の各粒子が互いに付着
、凝集しあわずに分離して存在し、粉体流動性に富んで
いなくてはならないことがあげられ、該粒子の凝集が著
しいと粉体流動性が悪化し、かかる粉末ＰＶＣ組成物を
用いると複雑な形状、微細な凹凸部の模様のある金型を
用いた粉末成形において、忠実に金型面の該模様を再現
し、かつ均一な肉厚の成形品を得ることができないばか
りでなく、該粉末ＰＶＣ組成物を貯蔵しておくと、粉末
粒子同士が強固に付着して塊状化し、粉体流動性が失し
なわれてしまい粉末成形に使用できなくなることがある
。

上述の従来の製造方法で得られた粉末ＰＶＣ組成物は粉
体流動性の点でいまだ満足できるものではない。

本発明者らは、粉体流動性の改善された粉末Ｐ■Ｃ組成
物を製造する方法について鋭意研究した。

その結果、粉体流動性を悪化させる粒子間の付着、凝集
が、該粉末ＰＶＣ組成物中に存在する微粒子（平均ｉ、
［１１００μ以下の粒子）に起因しており、かかる微粒
子の存在を減少させることにより、得られる粉末ＰＶＣ
組成物の粉体流動性が大巾に改善されることを見い出し
、本発明を完成した。

以上の記述から明らか々ように、本発明の目的は、粉体
流動性に優れた粉末成形用の塩化ビニル樹脂組成物の製
造方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明は以下の構成を有する。

塩化ビニル樹脂、可塑剤および添加剤を混合装置を用い
て混合し、粉末成形用樹脂組成物を製造する方法におい
て該混合装置内に気体を吹き込みながら撹拌混合するこ
とを特徴とする粉末成形用塩化ビニル樹脂組成物の製造
方法。

本発明の製造方法において用いる混合装置は、第１図に
例示するように加熱、冷却用のジャケット付きの撹拌混
合装置であって、気体の吹込口および該気体の排出口を
有するものである。ヘンセルミキサー（商品名）、スー
パーミキサーなどの高速撹拌混合器に上述の気体吹込口
および気体排出口を設けた混合装置（以下、単にミキサ
ーという。）が好適である。該気体吹込口は該ミキサー
内部に１個以上好ましくは２〜６個程度設けることが必
要であシ、該ミキサー内部に設ける気体吹込口の位置は
特に制限はないが、好ましくはミキサー内部の中央上部
よシ直下に気体を噴きつけられるように該吹込口を設け
るか、ミキサー内部の中央底部付近から該底部に沿って
側面へ気体を噴き上げるように該吹込口を設けることが
必要である。

本発明で用いる気体としては、空気、窒素ガス、炭酸ガ
ス、ヘリウムガス、アルゴンガスなどがあげられるが、
入手の容易さや経済性を考慮すると空気、窒素ガス、炭
酸ガスを用いるのが好ましい。

また、窒素ガスや炭酸ガスを用いると酸化劣化が防止で
きるという利点がある。該気体の吹込圧、吹込量は用い
るミキサーの内容積、用いる粉末塩化ビニル樹脂の仕込
量や該粉末塩化ビニル樹脂の嵩密度によシ調節する必要
がある。一般に気体の吹込圧が高い程、また、吹込量が
多い程、該ミキサー内の粉末塩化ビニル樹脂の浮遊が良
好となるが該吹込圧が高すぎたシ、該吹込量が多すぎる
とミキサー内の撹拌羽根による粉末塩化ビニル樹脂の円
運動と吹込み気体による粉末塩化ビニル樹脂の浮遊運動
のバランスが悪くなり良好なスパイラル流動運動ができ
なく々るばかシではなく、ミキサー内を加熱する際の加
熱速度を低下させ作業能率が悪くなる。また逆に、該吹
込圧が低すぎたシ、該吹込量が少なすぎるとミキサー内
での浮遊運動が起らず単に撹拌羽根による円運動だけに
なってしまう。一般に、ミキサーの撹拌羽根の回転数を
１１００Ｏｒｐ　としたときに、ミキサーの内容積１１
／当シ、粉末塩化ビニル樹脂を０．５１仕込んだとした
ときのミキサーの内容積１１当りの該気体の吹込圧は０
．００５〜２ｋｇｆ／ｉＧ、よシ好ましくはｏ、　１〜
ｏ、　ｓ　ｋＩｌ／ｆ／ｆｆ１Ｇ　、吹込量は１〜１ｏ
ｏｏｎ４１０、よシ好ましくは５〜２００ｎノ／分であ
る。

本発明の製造方法は、上述の加熱、冷却用のジャケット
付きミキサーに第１図に例示したような気体の吹込口お
よび排気口を設け、該ミキサー内に粉末塩化ビニル樹脂
、所定量の可塑剤、耐熱安定剤、滑剤、顔料などを入れ
、ジャケラ）Ｋ水蒸気を通しながら撹拌し、ミキサー内
の内容物の温度が１３０℃になるまで加熱する。該温度
が１３０℃に達したら、１３０℃を超えないように保温
しながら１０〜４０分間好ましくは１０〜３０分間撹拌
をつづけ、可塑剤を充分粉末塩化ビニル樹脂に吸収させ
る。これを第１段階とする。この第１段階の加熱工程で
は該ミキサー内の内容物の温度が１３０℃を超えないよ
うにすることが必要で、１３０℃を超えて加熱すると内
容物である粉末塩化ビニル樹脂がゲル化してしまうので
注意する必要がある。また、該温度が低めと可塑剤の吸
収速度が遅くなり、作業能率が低下するとともに塩化ビ
ニル樹脂に吸収されなかった可塑剤が塩化ビニル樹脂粒
子の表面に残シ、得られた粉末ＰＶＣ組成物の粉体流動
性を阻害するので好ましくない。

このため、該温度は１１５〜１２５℃に保つようにする
ことが好ましい。この第１段階では気体の吹込量を多く
しすぎると加熱効率が著しく低下し、作業効率が悪くな
るので、該気体の吹込量はできるだけ少なくするように
した方がよい。該第１段階の加熱混合が終了したら、ミ
キサー内の内容物を速やかに７０℃以下、好ましくは５
０’Ｃ以下に冷却する。これを第２段階とする。この第
２段階で用いるミキサーは第１段階のミキサーをそのま
ま用層でもよければ別のミキサーを用いてもかまわない
。冷却はミキサーのジャケットに冷却水を通して行う。

このときミキサー内の冷却能率を高めるために気体の吹
込圧、吹込量を可能なかぎシ大きくすると冷却時間が短
縮され、作業能率が向上するので好ましい。該第２段階
の冷却操作が終了したのち、ミキサー内に所定量（通常
粉末塩化ビニル樹脂１００重量部に対して５〜２０重量
部重量部− ７乳化重合体）の乳化重合体を追加し、さらに２〜１０
分間撹拌混合してミキサー内の粉末ＰＶＣ組成物の粒子
表面に該乳化重合体を被覆させる。

これを第３段階とする。該第３段階で乳化重合体を被覆
する際のミキサー内の内容物の温度は７０℃以下に保つ
ことが必要である。該温度が７０℃を超えると被覆され
た乳化重合体粒子の間隙から−Ｈ粉末塩化ビニル樹脂に
吸収された可塑剤が滲み出してくるため、得られた粉末
ＰＶＣ組成物の粉体流動性が著しく悪化するので好まし
くない。

また、該乳化重合体の平均粒径は粉末塩化ビニル樹脂の
平均粒径の１／１０以下であることが好ましい。

本発明の製造方法にあっては、気体の吹込みは第１段階
から第３段階の全段階を通じて実施してもよいが、少な
くとも第１段階もしくは第２段階では必ず実施すること
が重要である。特に第２段階で該吹込みを実施すること
は作業能率の面および得られた粉末ＰＶＣ組成物の粉体
流動性の面から好ましい。

本発明の製造方法で用いる粉末塩化ビニル樹脂は、塩化
ビニル単独重合体、塩化ビニルとこれと共重合可能な単
量体、例えばエチレン、プロピレン、ブテン〜１、ペン
テン−１、酢酸ビニル、炭素数１〜１２のアルキル基の
ジアルキルマレイン酸エステル類、炭素数１〜１２のア
ルキル基のジアルキルフマル酸エステル類、カプロン酸
、カプリル酸、安息香酸などのカルボン酸のビニルエス
テル類、塩化ビニリデン、炭素数１〜１６のアルキル基
のアルキルビニルエーテル類のなかから選ばれた１種以
上を塩化ビニル１００重量部に対して４０重量部以下、
好ましくは３０重量部以下添加して重合開始剤の存在下
に共重合させた共重合体である。該塩化ビニルの単独重
合体もしくは共重合体は可塑剤の吸収性を良好にするた
めに多孔質の粒子構造のものが好ましく、通常懸濁（共
）重合法もしくは塊状（共）重合法によって製造された
ものであって、平均粒径１００〜２００μ扉のものを用
いることが好ましい。

本発明の製造方法で用いる可塑剤は、塩化ビニル樹脂に
用いられるものなら特に制限されないが、炭素数４〜１
３　（Ｃ，〜、３）のアルキル基を有するジアルキルフ
タレート、ジアルキルアジペート、トリアルキルトリメ
リテート、ジアルキルセノ（ケート、ジアルキルアゼレ
ート、アルキルベンジルフタレート、トリアルキルフォ
スフェート、アルキルアリルフォスフェートおよびポリ
エステル系可塑剤が挙げられ、具体的にはフタル酸ジー
ｎ　−ブチル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジ
ー２−エチルヘキシル（ＤＯＰ）、フタル酸ジイソオク
チル、フタル酸オクチルデシル、フタル酸ジイソデシル
、フタル酸ブチルベンジル、イソフタル酸ジー２−エチ
ルヘキシル、アジピン酸ジー２−エチルヘキシル（ＤＯ
ＡＬアジピン酸ジーｎ−デシル、アジピン酸ジイソデシ
ル、トリメリット酸−トリ−２−エチルヘキシル、アゼ
ライン酸−２−エチルヘキシル、セバシン酸ジブチル、
セバシン酸ジー２−エチルヘキシル、リン酸トリブチル
、リン酸トリー２−エチルヘキシル、リン酸−２−エチ
ルへキシルジフェニル、リン酸トリクレジルなどがあげ
られ、これらの１種または２種以上を混合して使用する
。

また、本発明の製造方法で用いる添加剤としては通常塩
化ビニル樹脂に添加される各種安定剤、着色剤、滑剤、
無儲質充填剤、２次可塑剤などであって、粉体流動性を
阻害しない範囲で用いればよい。

（実施例） 以下、実施例、比較例を用いて本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれによって限定されるものではない。

なお、実施例、比較例で用いた測定法は次の通シである
。

（１）安息角の測定 粉末組成物を嵩密度測定用ダンパー付きロート（ＪＩＳ
−に−６７２１）より落下させ、ロート真下の円筒管（
直径５５闘、高さ５０ｘｍ）に充填させたのち、速やか
に円筒管を鉛直上に持ち上げると粉末組成物は崩れ山形
状になる。その山の安息角を測定する。

（２）落下速度の測定 粉末組成物１２０ｄを嵩密度測定用ダンパー付きロー）
　（ＪＩＳ−に−６７２１）Ｋ投入し、ポツパーから全
量落下するまでの時間を測定したのち、これを１００−
の粉末組成物の落下に要した時間に換算する。

（３）嵩密度の測定 ＪＩＳ−に−６７２１に準する。

（４）成形品の被膜均一性 表面にメツキ処理を施した鉄板（５０Ｘ１００Ｘ　３．
２　ｔｓｍ、　）を２３０℃に加熱したオープン中にて
１０分間予熱したのち、速やかに取シ出し鉄板上に粉末
組成物を散布し５秒間焼き付けを行う。その後未溶融の
余剰粉末組成物を払い落すと再び元のオーブン中に素速
く戻し、さらに２分間加熱を行う。そして、鉄板上の粉
末組成物を完釡に溶融させ鉄板上に樹脂膜を成形させ、
その樹脂膜を剥がしてサンプルとする。各サンプルの厚
みを６点測定し平均値と偏差値をだす。評価は、偏差値
／平均値の値で４段階に分け、該値が８％１０”ｍｍ’
以下を◎、８　Ｘ　１０−２〜１５Ｘ１０　’闘−１を
０．１５Ｘ１０−２〜２５　Ｘ　１０’−２酊−１を△
、２５Ｘ１０−２闘−１以上を×とした。

（５）金型再現性 表面に複雑な形状を施した平板の金型（２５０Ｘ２５０
Ｘ’９ｍｍ）に上記（４）と同様の方法で粉末組成物を
焼き付け、樹脂膜を成形させる。その樹脂膜が金型の形
状（デザイン）をどれほど忠実に再現させ得るかを目視
によシ、次の４段階に評価した。

◎は良好、Ｏはやや良好、△はやや劣る、×は非常に劣
る。

（６）帯電防止性 ２０１９の粉末組成物を５０Ｘ１００ｍｉのポリエチ袋
の中に密閉する。それを激しく振ると帯電をおびやすい
ものもしくは付着性の強いものはポリエチ袋内壁面に粒
子が付着する。その状態を目視観察し、次の４段階に評
価した。◎は良好、○はやや良好、△はやや劣る。×は
非常に劣る。

（７）１力月後の安息角および流下速度の測定粉末組成
物製造後１力月間放置しておき１力月後の安息角を（１
）と同様の、また１力月後の流下速度を上記（２）と同
様の方法にて測定した。

（８）粒度分布 呼び３５０μｍ、２１０μＩｎ、１７７μｍ、１４９μ
ｍ１１０５μｍ、７４μｍの６種類の篩を備えた飯田製
作所■の篩振盪機の３５０μｍの筒内に各測定サンプル
１０Ｉを入れ１０分間振とうし、各部を通過した樹脂の
重量％を求めて、粒度分布を測定した。

（９）平均粒径 粒度分布より、５０係に対応する粒子径を平均粒径（Ｄ
５０．ＯＯで表わす。）として求める。

（ＩＩ）　　幾何標準偏差（σ１） 粒度分布よυ、８４．１３％に対応する粒子径をＤ８４
．１３で現わし、これを平均粒径Ｄ５０．ＯＯで割った
値を幾何標準偏差（σ１）とした。この値が１．００に
近い程分布はシャープであシ、１．００から離れる程分
布はブロードである。平均粒径よシ粒径の大きい側の分
布状態を表わす値である。

（ｉｌｌ　　幾何標準偏差（σ２） 粒度分布より、１５．８７％に対応する粒子径をＤＩ５
．８７で現わし、これを平均粒径Ｄ５０．ＯＯで割った
値を幾何標準偏差（σ２）とした。この値が１．００に
近い程分布はシャープであシ、１．００から離れるほど
分布はブロードである。平均粒径よシ粒径の小さい側の
分布状態を表わす値である。

（１２（σ１）−（σ２） サンプル全体の分布状態を表わす値である。数値が０．
０に近いほど分布はシャープであシ、数値が大きくなる
ほど分布はブロードである。

実施例１〜８、比較例１ 後述の第２表に記載した粉体性状を有する平均重合度８
００の粉末塩化ビニル樹脂（塩化ビニル単独重合体、懸
濁重合品）３ｋｌ？、Ｂａ−Ｚｎ系安定剤１５０ｇ、エ
ポキシ化大豆油１５０，９．炭素数９．１０．１１のア
ルコールと無水フタル酸とから製造された混合７タレー
ト可塑剤２２５０ｇ、黒色顔料６０ｇを第１図に示すよ
うな気体吹込口および排気口を有する内容積２０／のミ
キサーに入れ、後述の第１表に記載したように空気を吹
き込みながら、撹拌羽根の回転数１１０００ｒｐでミキ
サー内の内容物の温度が１２０℃になるまで加熱した。

その後、該温度を１１５〜１２０℃に保って１゜分間撹
拌混合を行々つた（第１段階）。ついで該温度が５０℃
以下になるまで撹拌しながら冷却した（第２段階）。こ
のとき実施例６以外は後述の第１表に記載のあるように
空気の吹き込みを実施した。その後、平均重合度１００
０、平均粒度１．３μｍの乳化重合体３６０１１を加え
、再び５分間撹拌混合して、該乳化重合体を粉末塩化ビ
ニル樹脂粒子の表面に被覆させた（第３段階）。このと
き後述の第１表に記載したように実施例７．８以外は空
気の吹き込みを実施した。その後、ミキサー内の内容物
を取シ出し、粉末ＰｖＣ組成物を得た。

また、比較例１として、第１段階から第３段階のいずれ
の段階も空気の吹き込みを実施しない以外は実施例１〜
８に準拠して粉末ＰＶＣ組成物を得た。

実施各側および比較例で得られた粉末ＰＶＣ組成物を用
いて粉体特性および粉末成形性について測定した。その
結果を第２表に示した。

１６一 （発明の効果） 本発明の製造方法を用いると得られる粉末ＰＶＣ組成物
の粒度分布はシャープとなシ、微粒子の非常に少ない粉
末組成物かえられる。その結果、安息角、流下速度等に
みられる如く粉体流動性は著しく向上し、この粉末ＰＶ
Ｃ組成物よシえられる成形品は、厚みが均一であり、か
つ複雑な形状、微細な凹凸部の模様のある金型を使用し
ても忠実に該模様を再現することができる。

また、長期間の保管にも耐え、作業能率の向上も達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造ラインの概略図であシ、１ｆｄ２
０Ａ！−ヘンシェルミキサー（商品名）、２はコンプレ
ッサー、３は気体導入管、４はレギュレーター、５は気
体吹込口、６は排気口および集塵器、７は加熱、冷却用
のジャケットをそれぞれ示す。 以上 ＝２０− 才１１囚

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩化ビニル樹脂、可塑剤および添加剤を混合装置
   を用いて混合し、粉末成形用樹脂組成物を製造する方法
   において該混合装置内に気体を吹き込みながら撹拌混合
   することを特徴とする粉末成形用塩化ビニル樹脂組成物
   の製造方法。
2. （２）混合機器内に吹き込む気体が空気もしくは窒素ガ
   スである請求項１記載の製造方法。