JPH0224130A - 樹脂物体成形法 - 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） 本発明は樹脂物体の成形法、表面にフィラーを均質に付
着させた樹脂ビーズより樹脂物体を成形する樹脂物体成
形法、更に詳しくはフィラーを均質に付着させた樹脂ビ
ーズよりフィラーが均質に内部或いは表面に分散した樹
脂物体を成形する樹脂物体成形法に関するものである。

（従来の技術） 樹脂物体は、その成形加工の目的により、原料樹脂に他
の素材、例えばゴム、他の樹脂、無機又は有機フィラー
などを添加し、樹脂複合材として成形加工されている。

これら素材のうち、無機又は有機フィラーは、樹脂物体
の性質改良、或はコスト低減のため、多種類のものが使
用されている。

これらのフィラーとしての性質は、その化学組成形状、
粒径などによって大きく変化し、その原料樹脂への分散
性かえられる樹脂物体の性質に大きな影響を及ぼすこと
が知られている。又フィラーの選択は、原料樹脂の性質
、配合法ならびに成形加工法などと関連し、フィラーの
形状、粒径なども配合組成、成形加工法によって最適の
条件が存在していることも明らかにされている。このよ
うに原料樹脂に対するフィラーの選択及びその配合は樹
脂物体の成形加工において重要な問題であり、フィラー
を均質に分散させた樹脂物体をえるため各種の検討を必
要としている。フィラーと原料樹脂との混合法は、原料
樹脂の性質によって変化する。従来熱可塑性樹脂成形物
に関しては、原料樹脂とフィラーとを所定量混合後溶融
混練してフィラーを分散したペレットとし、それを成形
加工して樹脂物質をえることが一般に行われている。然
るにフィラー、特に無機フィラーは原料樹脂と物理的、
化学的性質を著しく異にしているため、フィラーを原料
樹脂中に均質に分散させることがむつかしく、原料樹脂
中で局在する傾向を有している。このため均質に無機フ
ィラーを原料樹脂に分散させようと各種の装置が検討さ
れている。

又フィラーを成形物体の表面に担持させる方法として、
従来フィラーを樹脂中に練り込んで成形物を作る、フィ
ラーを含んだ薄膜を成形物の表面に接着する。フィラー
をコーティングするなどの方法が取られているが、フィ
ラーを樹脂に練り込んだ場合は、成形物の表面にフィラ
ーの出る割り合いが大変少ない為、フィラーの効果が余
り出ない、そこで樹脂に練り込むフィラーの割り合いを
増やすと、樹脂の性能が落ちて、成形しにくくなったり
、成形物が割れたり、固くなったりして使用しにくい成
形物となることが多い。高価なフィラーの場合は、成形
物の価格が高くなる。又、少ないフィラー量で成形物を
覆うためには、フィラーを大量に含んだ薄膜を作り、成
形物の表面に接着したり、フィラーをコーティングする
などの方法が取られているが、接着物やコーテイング物
が剥がれやすく、加工が大変である。

（本発明が解決しようとする課題） 前記したように、フィラー特に無機フィラーは、そのフ
ィラーとしての性質が形状、粒径などによって大きく変
化するため、原料樹脂への均質な分散をえることがむつ
かしく、その形状、粒径の選択が重要となり、その混合
に特殊な装置を必要としている。本発明は汎用の装置に
より、表面に均質薄層のフィラーを付着させた樹脂ペレ
ットをえ、これを原料として成形加工することで、いか
なるフィラーでも均質にフィラーを分散させた樹脂物体
が容易にえられる樹脂物体成形法を提供するものである
。さらに又圧縮成形法、熱成形法、回転成形法などの粉
末成形法等で成形加工することにより、成形加工物の表
面がフィラーで覆われ、フィラーの機能を示す表面を有
する成形品が容易に、少量のフィラー量でえられ、えら
れた成形品からフィラーが剥離することがないのでその
機能が永続する樹脂物体を成形する樹脂物体の成形法を
提供するものである。

（課題を解決するための手段） 原料樹脂のペレットを常法により作成し、このペレット
粒子の表面にフィラーを均質薄層に付着させて樹脂複合
材とし樹脂物体に成形加工して均質にフィラーを分散さ
せた、或は表面に均質にフィラーを担持させた樹脂物体
をえる。使用する原料ペレットの粒径は特に限定されな
いが、フィラー含量の多い物体をえる場合は、比較的小
粒径、フィラー含量の少ない物体をえる場合は、比較的
大粒径の原料ペレットを使用するというように、樹脂物
体に含有させるフィラー量により使用する原料ペレット
の粒径を選択することが好ましい。

原料ペレットと所定量のフィラーの混合物を衝撃力を主
体とする機械的熱エネルギーを粒子に与え、短時間で固
定化、成膜処理を行なう高速気流中衝撃法改質機に入れ
、原料ペレットにフィラーをコーティングする。原料ペ
レットとフィラーの割り合いは、フィラーのコーテイン
グ量に応じて可変する。使用するペレットやフィラーは
、樹脂ばかりでな（、金属や、セラミックなどなんでも
使用できる。原料ペレットに樹脂を用いた場合には、コ
ーティングするフィラーは、樹脂、金属、セラミックな
どどのようなものでもよいが、原料に金属やセラミック
などを用いた場合のフィラーは、樹脂などの容易に成形
加工できるものを用いることが望ましい。使用する原料
ペレット、フィラーの形、粒径は特に限定されないが、
フィラーを均一にコーティングするために原料ペレット
はできるだけ球状であることが望まれ、フィラーは原料
ペレットの粒径の１／１０以下がよい。

或は、原料ペレットを、加熱装置、ガス送入口、フィラ
ー噴霧口を備えた回転パンに装填し、パンを回転させな
がら、要すれば加熱する。パン内の原料ペレットの流動
回転が平衡に達したあと、ガス送入口より原料樹脂の可
塑化温度に加熱した不活性ガスを回転流動している原料
樹脂ペレットの表面に吹きつけるとともに、フィラー噴
霧口より微粉砕されたフィラー粒子又はそれらを含有す
る低沸点溶媒スラリーの均質液を流動回転している原料
樹脂ペレットの表面に噴霧する。その間パンは低沸点溶
媒が蒸発する温度を保持させる。使用するフィラーはい
かなる無機フィラーでもかまわないが、その粒径は出来
るだけ均質で微小であることが望まれ、使用する原料ペ
レットの粒径の１／１０以下に調整する。噴霧するフィ
ラーの速度は、パンの回転速度との関連において調整す
るが、特に限定する必要はない。噴霧するフィラー量は
、原料ペレットの粒径により変化させるが、使用する原
料樹脂ペレットに対し少くとも０．１以上の鼠のフィラ
ーを使用する。フィラーの噴霧後、パンを回転させなが
ら不活性力スの吹きつけを続け、低沸点溶媒を完全に留
去したあと、処理物を取出し、所定の篩分けをしてフィ
ラーを付着させた樹脂ペレットをえる。このペレットは
フィラーをペレット表面に均質薄層に付着させ、オーダ
ードミクスチュアーのような性質を示す。フィラーの噴
霧にスラリ′−を使用する場合、低沸点溶媒として含水
溶媒を使用すると、フィラー同志の接着を生じ、含水量
とともにフィラー付着量が増加するので、必要により含
水溶媒スラリーを使用することも可能であり、特にフィ
ラー含量の高い樹脂物体を成形する場合は好ましい。え
られたフィラーを表面に均質に付着させた樹脂ペレット
を常法により成形加工してフィラーを均質に分散させた
或は成形物表面にフィラーを均質に分散させた樹脂物体
をえることができる。

（作　用） 原料ペレットとフィラーとの混合物を高速気流中衝撃法
改質機で処理してえられたフィラーをコーティングした
樹脂ペレット、或は原料ペレットの可塑化温度を有する
不活性ガスにより加熱して、その表面のみを溶融させ、
溶融面に無機フィラーを付着させてえたフィラーコーテ
ィング樹脂ペレットは、原料ペレットへのフィラーコー
テイング量を任意に選択でき、均質にフィラーを被覆し
た樹脂ペレットをえるとともに原料ペレットやフィラー
の材質としてどのようなものでも使用可能である。この
ようにしてえられたフィラーコーティング樹脂ペレット
を常法により成形することにより容易にフィラーが均質
に内部に分散した樹脂物体をえるとともに、これらの樹
脂ペレットをペレットを余り流動させない圧縮成形法、
熱成形法、回転成形法などの粉末成形法等で成形した樹
脂物体はフィラーが物体の表面に均質に担持され、かつ
フィラーが表面から剥離することがないので、永続的に
フィラーの機能を示す表面を有する樹脂物体をえること
ができる。

以下に実施例を示して具体的に本発明を説明する。

例１゜ ７メツシユパス、１６メツシユオンの粒径を有するポリ
エチレンペレット５００ｇを直径５０Ｃ１）１のパンに
装置し、１００ｒｐｏ＋でパンを回転させながら、１８
０℃に熱したＮ２ガスを吹きこみ、フィラー噴霧口より
、１００メツシユパス、１５０メソシユオンのカドミウ
ムレッドを吸着させた炭酸カルシウム２００ｇをアセト
ン４１に懸濁させ・激しく攪拌しながら、１時間にわた
り少量づつ噴霧した。スラリーの噴霧後、更にＮ２ガス
を吹込み、排気にアセトンが認められなくなったあと、
内容物をとり出し、７メツシユパス１６メツシユオンの
粒子をあつめた。その量は約４９０ｇであった。この粒
子４００ｇをとり常法で圧縮成形してシートをえた。こ
のシートの各点における色度を測定したが、その色度に
変化はみられずフィラーが均質に分散していることを示
した。

例２゜ ５メツシユパス７メソシユオンのポリスチレンペレット
５００ｇに装填し、１５０ｒｐｓ＋でパンを回転させな
がら、１７５℃に加熱したＮ２ガスを吹込んだ。３５メ
ツシユパス６０メツシユオンの銀、銅イオンを吸着した
ゼオライト２００ｇを４１のアセトンに懸濁させた懸濁
液を１時間にわたり連続的にペレット表面に噴霧した。

噴霧後、３０分Ｎ２ガスの吹込みを続けたあと、内容物
をとり出し、７メツシユで篩分けして約５００ｇのべし
ソトをえた。このペレットの電子顕微鏡による観察はペ
レット表面にほぼ均質にゼオライトが付着していること
を示した。

例３゜ ポリスチレンがポリカーボネートに、ゼオライトがハイ
ドロキシアパタイトにかわり、Ｎ！ガスの温度が２７０
℃である以外は例２の処理がくりかえされ、ハイドロキ
シアパタイトを付着させたポリカーボネートペレットを
えた。このものの電子顕微鏡観察結果はペレット表面に
ハイドロキシアパタイトを均質薄層に付着させているこ
とを示した。

例４゜ 粒径約１）１のポリエチレンビーズ３９０ｇと、約１μ
ｍのハイドロキシアパタイト１０ｇを直径２０備の混合
機に入れ、１．００Ｏｒｐｍ’で５分間運転し、混合物
を取り出す。この混合物２００ｇを直径２５１の高速気
流中衝撃法改質機に入れ、４．８０Ｏｒｐｍで２分間運
転後、内容１を取り出し、ポリエチレンビーズにハイド
ロキシアパタイトをコーティングしたビーズを得た。こ
のビーズの電子顕微鏡観察の結果、ビーズ表面にハイド
ロキシアパタイトが均質薄層に付着していることが認め
られた。又、このビーズを水できれいに洗い流した後の
電子顕微鏡観察結果も同様であった。

例５゜ 例４で得られたビーズを１３０℃で熱成形し、ポーラス
状シートを作成した。成形品の電子顕微鏡観察は、成形
物表面にほぼ均質にハイドロキシアパタイトが付着して
いることを示した。

例６゜ 粒径約５００μｍのポリエチレンビーズ３６０ｇと、２
００メツシユパスの第三リン酸カルシウム４０ｇを直径
２０ｃｍの混合機に入れ、１　、００Ｏｒｐｍで３分間
運転し、混合物を取り出す。この混合物２００ｇを直径
２５０の高速気流中衝撃法改質機に入れ、６．００Ｏｒ
ｐｍで２分間運転後内容物を取り出し、ポリエチレンビ
ーズに第三リン酸カルシウムをコーティングしたビーズ
を得た。これを１２０℃、２０ｋｇ／−で圧縮成形し、
シートを作成した。

成形物の電子顕微鏡観察は成形物表面にほぼ均質に第三
リン酸カルシウムが付着していることを示した。

例７゜ 粒径約１００μｍのナイロンビーズｌｏｏｇと、約１μ
ｍ以下の銀粉１００ｇを高速気流中衝撃法改質機に入れ
、８．０ＯＯｒｐ蒙で３分間運転後、内容物を取り出し
、コーティングビーズを得た。このビーズの電子顕微鏡
観察の結果、ビーズ表面に銀が均質薄層に付着している
ことが認められた。又、このビーズを水できれいに洗い
流した後の電子顕微鏡観察結果も同様であった。又、こ
のビーズを２２０℃、３０ｋｇ／ｃｄで圧縮成形し、シ
ートを作成した。成形物の電子顕微鏡観察は成形物表面
にほぼ均質に銀が付着していることを示した。又、この
ナイロンシートが導電性シートとなった。

例８゜ 粒径約１鰭のポリエチレンビーズ３８０ｇと、粒径１０
μｍ以下の抗菌性ゼオライ）２０ｇを直径２０ｃ１）の
混合機に入れ、１　、００Ｏｒｐｍで５分間運転し、混
合物を取り出す、この混合物１５０ｇを直径２５ｃｎの
高速気流中衝撃法改質機に入れ、４　、００Ｏｒｐｍで
１分間運転後、内容物を取り出し、ポリエチレンビーズ
に抗菌性ゼオライトをコーティングしたビーズを得た。

これを１２０℃、１ｋｇ／−で圧縮成形し、ポーラス状
シートを作成した。成形品の電子顕微鏡観察は成形物表
面にほぼ均質に抗菌性ゼオライトが付着していることを
示した。

例９゜ 例８のポリエチレンビーズをアクリルビーズに変えて同
様のコーティング操作を行ない、抗菌性ゼオライトをコ
ーティングしたアクリルビーズを得た。これを１４０℃
で熱成形し、ポーラス状シートを作成した。成形品の電
子顕微鏡観察は成形物表面にほぼ均質に抗菌性ゼオライ
トが付着していることを示した。

例１０゜ 例８のポリエチレンビーズをポリスチレンビーズに変え
て同様のコーティング操作を行ない、抗菌性ゼオライト
をコーティングしたポリスチレンビーズを得た。これを
１８０℃、３０ｋｇ／−で射出成形し、ポーラス状成型
体を作成した。この成形品の電子顕微鏡観察は成形物表
面にほぼ均質に抗菌性ゼオライトが付着していることを
示した。

例１）゜ 粒径約１＋ｎのポリエチレンビーズを粒径０．５〜２ｍ
ｍの発泡性ポリスチレンビーズに変えて、抗菌性ゼオラ
イトと脱臭荊を同様にコーティングしてコーティングビ
ーズを得た。これを型に入れて１２０℃に加熱して抗菌
、脱臭効果のある発泡成形品を得た。

（発明の効果） 高速気流中衝撃法改質機で所定粒子の原料ペレットに所
定粒子のフィラーをその表面に均質に付着させた樹脂ペ
レット、或は原料ペレットとフィラーをパンにより処理
してえられた表面に均質にフィラーを付着させた樹脂ペ
レットを、成形加工して樹脂物体をえる方法は、特殊な
フィラー混合装置を必要とせず、フィラーの性質にかか
わらずいかなるフィラー量でも均質にフィラーを内部に
分散させた樹脂物体をえることができるとともに、成形
法として圧縮成形、熱成形、回転成形などの粉末成形法
で成形すると、フィラーが成形物の表面に均質に担持さ
れ、且つ担持されたフィラーは剥離されることがないの
でフィラーの有する機能が成形物体表面で永続的に保持
される。従って導電性シート、抗菌性成型体、シートな
どの使用に適した樹脂物体を簡単な方法でえることがで
きる。

代理人　弁理士　　桑　原　英　明

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面にフィラーを均質に付着させた樹脂ビーズよ
   り樹脂物体を成形することを特徴とする樹脂物体成形法
   。
2. （２）樹脂物体がフィラーを均質に内部に分散させたも
   のである請求項（１）記載の成形法。
3. （３）樹脂物体がフィラーを均質に表面に分散させたも
   のである請求項（１）記載の成形法。