JPH0672169B2

JPH0672169B2 - 球状塩化ビニル樹脂顆粒

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Publication number: JPH0672169B2
Application number: JP63288608A
Authority: JP
Inventors: 恭司宇久; 正博上田; 哲也村上; 典夫廣川
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPH02133410A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、懸濁重合あるいは乳化重合でえられた塩化ビ
ニル樹脂の水性分散液から製造した特定の粒径分布を有
するペースト加工用に用いる球状塩化ビニル樹脂顆粒に
関する。

［従来の技術・発明が解決しようとする課題］従来より塩化ビニル樹脂顆粒が製造され、使用されてい
る。

塩化ビニル樹脂顆粒は、塩化ビニルまたは塩化ビニルを
主体とするモノマー混合物を、界面活性剤の存在下、懸
濁重合または乳化重合させ、樹脂の水性分散液を製造
し、該樹脂の水性分散液を噴霧乾燥により造粒すること
により製造されている。

製造された顆粒が、たとえばペースト加工用塩化ビニル
樹脂として使用されるばあい、可塑剤と混合され、ゾル
にされたのち（これはゾル化と呼ばれる）成形加工さ
れ、ゲル化とよばれる硬化工程（加熱工程）を経て最終
製品にされるが、塩化ビニル樹脂などがゾル化しにくか
ったり、ゾル中にゾル化していない大きな粒子がのこっ
ていたりすると、成形加工時の作業性に問題が生じた
り、最終製品の品質を落としたりするという問題が生じ
る。それゆえ、微粉砕して使用されるため、顆粒の形状
がどのようなものであっても紛砕されたペースト加工用
塩化ビニル樹脂となった段階では製品と直接関係がな
く、これまで顆粒の形状について注目されることはほと
んどなかった。

本発明者らが塩化ビニル樹脂顆粒の形状についてしらべ
たところ、種々の形状のもの、たとえば中空粒子に大き
な穴のあいたようなもの、中空粒子がわれたような形状
の顆粒は、必ずしも粉体特性（たとえば流れ特性など）
のよいものではないことを見出した。また、このような
顆粒はかさ比重も低く、単位容積当りの重量も小さく、
輸送コストのかかるものである。

なお、粉砕された微粉の形態をとっているペースト加工
用塩化ビニル樹脂は、加工時のゾル化工程において、開
袋時の粉塵の発生などによる作業環境の悪化や、粉体の
自動計量供給が実施できないなどの問題を有している。

［課題を解決するための手段］本発明は、前記のごとき粉体特性およびかさ比重が低い
という問題の解消された塩化ビニル樹脂顆粒を製造する
ためになされたものであり、ペースト加工用に用いる球
状塩化ビニル樹脂顆粒であって、安息角が30〜38度であ
り、全質量中にしめる直径20μｍ以上の球状顆粒の割合
が60重量％以上であり、平均径が35〜120μｍであり、
かさ比重（ゆるめ）0.53〜0.58g/ccの球状塩化ビニル樹
脂顆粒に関する。

本発明の塩化ビニル樹脂顆粒は球状のものである。

前記球状とは、真球状のものはもちろん長軸／短軸の比
が1.1程度以下の回転楕円体、前記真球状や回転楕円体
のある程度変形したものをも含む概念である。

また、前記顆粒とは、前記水性分散液中で分散している
塩化ビニル樹脂が、粒状に集合したもののことである。

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒を構成する塩化ビニル
樹脂にはとくに限定はなく、従来から使用されている塩
化ビニル樹脂または塩化ビニルを主体とする樹脂である
かぎりとくに限定はない。

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒は、ペースト加工用に
用いる球状の顆粒であるから、ゾル化性の点から直径の
上限としては200μｍ程度のものが好ましく、前記直径
が20μｍ以上、さらには40μｍ以上、とくには50μｍ以
上の球状顆粒の割合が全質量の60％（重量％、以下同
様）以上、さらには70％以上、とくには90％以上である
のが粉体特性などの点から好ましい。顆粒の平均径とし
ては35〜120μｍのものが好ましい。

このように本発明の塩化ビニル樹脂は顆粒状でかつ球状
であるため、ころがりやすく、安息角で代表される流れ
特性がよくなり、空気による輸送やローリー輸送が容易
に行なえる、使用時に自動計量供給がなんの問題もなく
容易に行なえる、さらにかさ比重が大きくなり、単位容
積当りの重量が増加するため輸送コストが低くなり、か
つ微粉砕されていないため、微粉砕により生じ、製品袋
の開袋時の粉塵の発生などによる作業環境の悪化の原因
となる微粉末が少なくなるなどの効果がえられる。一般
に、前記のような大きさの球状顆粒が前記のような割合
で含有されるばあいには、安息角は30〜38度となる。

なお、球状顆粒の大きさは粉体特性の向上という観点か
らすれば大きい方が好ましいが、ゾル化性のよい球状顆
粒をうるという観点からは小さい方が好ましく、前記の
ごとき粒径分布を有するばあいには、粉体特性およびゾ
ル化性のいずれの特性をも満足させる球状顆粒をうるこ
とができる。

前記直径とは、円形等価径（ヘイウッド径）およびふる
い分け径のことであり、前記顆粒を水に分散せしめ、コ
ールターカウンターで測定したり、JIS標準ふるいなど
のふるいを用いるふるい分け法で測定されるものであ
る。

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒の水分率としては、0.
01〜１％程度であるのが好ましく、とくに0.1〜0.5％程
度であるのが好ましい。前記水分率が0.01％未満ではゾ
ル化性がわるくなりがちになり、１％をこえるとこれか
ら製造されるゾルの水分率が高くなり、ゾルの粘度など
に悪影響がでやすくなったり、製造されるフィルムなど
の製品の平滑性などが良好でなくなったりしやすくな
る。該顆粒の水分率は、カールフィッシャー水分計、赤
外線水分計などを用いて測定すればよい。

つぎに本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒の製法の一例に
ついて説明する。

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒は、塩化ビニルまたは
塩化ビニルを主体とするモノマー混合物を、界面活性剤
の存在下、懸濁重合または乳化重合によりえられる塩化
ビニル樹脂の水性分散液をスプレー乾燥機で乾燥・造粒
せしめることにより製造される。

前記界面活性剤にもとくに限定はなく、通常の陰イオン
系、非イオン系などの界面活性剤を用いることができ
る。

前記陰イオン系界面活性剤の具体例としては、たとえば
アルキルスルホン酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルカル
ボン酸塩、アルキル燐酸塩、アルキルコハク酸塩、ポリ
オキシエチレンアルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンア
ルキルアリール硫酸塩など、非イオン系界面活性剤の具
体例としては、たとえばポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテ
ル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソ
ルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エ
ステルなどがあげられるが、これらに限定されるもので
はない。

前記水性分散液の濃度などにもとくに限定はないが、通
常20〜65％程度、好ましくは40〜60％程度の水性分散液
が使用される。

前記水性分散液の製造に際し、重合開始剤がモノマーに
対して0.01〜５％程度使用される。水性分散液が懸濁重
合によりえられるばあいの重合開始剤の具体例として
は、たとえばジエチルパーオキシジカーボネート、ジ‐
2-エチルヘキシルジパーオキシジカーボネート、ジ‐2-
エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジイソプロ
ピルパーオキシジカーボネート、ジイソブチルパーオキ
シジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート、ベ
ンゾイルパーオキサイド、ｐ−クロロベンゾイルパーオ
キサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、オ
クタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイ
ド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5-トリメチルヘキ
サノイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイ
ド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレロニト
リルなどのアゾ化合物などの油溶性重合開始剤など、乳
化重合によりえられるばあいの重合開始剤の具体例とし
ては、たとえば過硫酸のアンモニウム塩、ナトリウム塩
もしくはカリウム塩、過酸化水素、過硫酸塩とアルカリ
金属重亜硫酸塩、チオ硫酸塩もしくはハイドロサルファ
イトとの混合物からなるレドックス系などの水溶性重合
開始剤などがあげられる。

このようにして調製された水性分散液を乾燥・造粒する
ために用いるスプレー乾燥機にもとくに限定はなく、一
般に使用されている、たとえば「スプレイ・ドライイン
グ・ハンドブック（SPRAY DRYING HANDBOOK）」（ケイ
・マスタース（K.Masters）著、３版、1979年、ジョー
ジ・ゴッドウィン社（George Godwin Limited）より出
版）121頁の第4.10図に記載のごとき各種スプレー乾燥
機があげられる。

スプレー乾燥機で塩化ビニル樹脂の水性分散液を造粒す
る際、まず水性分散液がスプレー乾燥機内のアトマイザ
ーで噴霧され、ついで乾燥せしめられて球状顆粒（造粒
体）が製造され、系外に取出される。

なお、えられた造粒体はペースト加工用に用いられが、
このときの乾燥温度が高いほど可塑剤中に分散させるの
に要する時間は長くなる。

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒においては、前記水性
分散液をスプレー乾燥器で乾燥・造粒させる際に、たと
えば絶対湿度0.008〜0.012kg水/kg空気の空気を用い、
該乾燥用空気の入口温度を100℃以下、好ましくは60℃
以上、出口温度を50℃以下、好ましくは40℃以上になる
ようにすると、ペースト加工用に適した球状塩化ビニル
樹脂顆粒がえられる。

前記入口温度とは、乾燥機入口における乾燥用空気の温
度のことであり、出口温度とは、乾燥機出口における空
気の温度のことであり、通常の温度計で測定された温度
である。

前記絶対湿度が0.008kg水/kg空気より低い空気のばあ
い、水性分散液の乾燥という点からは好ましいが、ゾル
化性がわるくなり、一方、0.012kg水/kg空気より高くな
ると造粒体に残留する水分が多くなり、この造流体を用
いて調製されるゾルの水分率も高くなり、前述したよう
に良好な特性を有するゾルがえられなくなったり、製造
されるフィルムなどの製品の平滑性などが低下したりす
る。

なお、前記絶対湿度は、セラミック湿度計（たとえば日
本カノマックス（株）製のモデル6802）を用いて測定す
ればよい。

前記乾燥用空気入口温度が100℃をこえたり、出口温度
が50℃をこえたりすると、えられる造粒体をペースト加
工用に用いるばあいには可塑剤中に分散させるのに要す
る時間が長くなる。

造粒体を可塑剤中に分散させる時間を短くするという観
点からは、乾燥温度は低い方が好ましいが、これにより
乾燥に要する空気量は増大し、とくに乾燥用空気の湿度
が高いばあい、造粒体に残留する水分が多くなり、前記
と同様に良好な特性を有するゾルがえられにくくなった
りしやすくなるため、過度に低温にしない方が好まし
い。

本発明の球状顆粒の他の製法としては、本発明と同日付
にて出願せる発明の名称「粒子状ペースト加工用塩化ビ
ニル樹脂の製造方法」や「粒子状ペースト加工用塩化ビ
ニル樹脂の製法」の各明細書（特開平2-133429号公報お
よび特開平2-134215号公報を参照下さい）に記載の方
法、さらにはこれら明細書に記載の方法や前記方法の２
種以上を組合わせた方法などの方法があげられる。

このようにしてえられる本発明の球状塩化ビニル樹脂顆
粒は、従来からの塩化ビニル樹脂顆粒と異なり、球状で
あるため流れ特性がよく、空気による輸送やローリー輸
送が容易に行なえる、使用時に自動計量供給が容易に行
なえる、さらにかさ比重が大きく単位容積当りの重量が
増加するため、輸送コストが低くなるなどの効果が達成
される。さらに本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒は顆粒
のままペースト加工用に使用されるため、従来の微粉砕
されたペースト加工用塩化ビニル樹脂が有する開袋時の
粉塵の発生などによる作業環境の悪化や粉体の自動計量
供給ができないなどの問題の解決されたものとなる。

［実施例］つぎに本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒を実施例にもと
づき説明する。

なお、発塵性、顆粒平均径など（顆粒平均径、顆粒径20
μｍ以上の割合、40μｍ以上の割合）、顆粒の安息各、
流動性かさ比重の評価は下記の方法で行なった。

（発塵性）球状顆粒20gを100ccの栓つきガラス製のサンプル管に入
れ、軸方向に振幅約20cmで５秒間に10回振盪後、30秒し
てから栓を開けてサンプル管から発生する粉塵量を肉眼
で観察し、評価する。

多：発塵が肉眼で観察される少：発塵が肉眼で観察されない（顆粒平均径など）ふるいとコールターカウンターを併用して粒径分布を測
定し、50％がふるいを通過するときのふるいの径を顆粒
平均径とする。このようにしてえた粒径分布から、顆粒
径20μｍ以上、40μｍ以上の割合を求める。

（顆粒安息角、かさ比重（ゆるめ））（株）細川粉体研究所製、パウダーテスターで測定す
る。

（顆粒流動性） JIS K 6721のかさ比重測定用ロートに顆粒60gを入れ、
ダンパーを引き抜いてから顆粒が全量落下するのに要す
る時間を測定する。

実施例１〜３塩化ビニル樹脂100部（重量部、以下同様）に対しラウ
リル硫酸ナトリウムを1.0部含有する固形分濃度47％の
水性分散液を、回転円盤式のアトマイザー（直径、8.4c
m）を有するスプレー乾燥機（塔径2.75m、塔長は直胴部
が3.0m、円錐部が2.2m、円錐部角度が60度）で乾燥、造
粒した。このとき、回転円盤の回転数は18000rpm、1600
0rpm、5000rpm（それぞれ実施例１、２および３）とし
た。また、乾燥に用いる空気は除湿機を通して湿度を0.
01kg水/kg空気としたのち加熱して80℃で乾燥機に供給
し、排風温度が45℃になるように乾燥用空気量を調整し
た。その他の条件ならびにえられた球状顆粒の特性の評
価結果を第１表に示す。

また、実施例１〜３でえられた顆粒を電子顕微鏡（約90
0倍）で観察し、球状であることを確認した。なお、実
施例１でえられた球状顆粒を約900倍に拡大した電子顕
微鏡写真で、顆粒が球状の構造のものであることを示す
写真を第１図に示す、比較例１回転円盤の回転数を22000rpmに変えたほかは、実施例１
と同じ条件で顆粒を製造し、評価した。安息角は40度と
著しくわるかった。また、流動性もわるく、顆粒はかさ
比重測定用ロートから落下しなかった。結果を第１表に
示す。

えられた顆粒を電子顕微鏡（約180倍）で観察したとこ
ろ、球状ではなかった。なお、えられた顆粒を約180倍
に拡大した電子顕微鏡写真で、顆粒の構造を示す写真を
第２図に示す。

比較例２実施例１でえられた球状顆粒を粉砕したものを製造し、
評価した。安息角、流動性、発塵性とも実施例１〜３の
ものにくらべて劣ったものであった。結果を第１表に示
す。

えられた樹脂を約900倍に拡大した電子顕微鏡写真で、
粉砕された球状顆粒の構造を示す写真を第３図に示す。

比較例３除湿機を通さない空気（0.015kg水/kg空気）を乾燥に用
いた他は実施例３と同じ条件で顆粒を製造し、評価し
た。安息角は42度と著しくわるかった。また、流動性も
わるく、顆粒はかさ比重測定用ロートから落下しなかっ
た。結果は第１表に示す。

えられた顆粒を電子顕微鏡（約100倍）で観察したとこ
ろ、球状ではなかった。なお、えられた顆粒の電子顕微
鏡写真で、顆粒の構造を示す写真を第４図に示す。

比較例４ 100ccのステンレスカップに比較例２で製造した粉砕樹
脂20gを仕込み、直径3cmのペラで20℃、400rpmで攪拌を
開始した。そののち、バインダーとしてDOP2gを約２分
かけて加え、引き続き30分間攪拌を続けることにより顆
粒をえ、評価した。安息角は42度と著しくわるかった。
また、流動性もわるく、顆粒はかさ比重測定用ロートか
ら落下しなかった。結果を第１表に示す。

えられた顆粒を光学顕微鏡（約100倍）で観察したとこ
ろ、球状ではなかった。なお、えられた顆粒の光学顕微
鏡写真で、顆粒の構造を示す写真を第５図に示す。

［発明の効果］本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒は、平均径が35〜120
μｍであり、ゾル化性が良好で、流れ性のよい球状顆粒
であり、粉体特性が良好で、かさ比重の大きいものであ
る。したがって、空気輸送、ローリー輸送、さらには自
動計量供給などが容易に行なえる。また、輸送コストの
低減などをもはかりうる。

【図面の簡単な説明】第１図〜第５図はいずれも塩化ビニル樹脂の粒子構造を
示すための電子顕微鏡写真であり、第１図は実施例１で
えられた本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒を約900倍に
拡大した電子顕微鏡写真、第２図は比較例１でえられた
球状でない塩化ビニル樹脂顆粒を約180倍に拡大した電
子顕微鏡写真、第３図は実施例１でえられた球状顆粒を
粉砕してえられた比較例２の安息角50度の塩化ビニル樹
脂を約900倍に拡大した電子顕微鏡写真、第４図は比較
例３でえられた球状でない塩化ビニル樹脂顆粒を約100
倍に拡大した電子顕微鏡写真、第５図は比較例５でえら
れた塩化ビニル樹脂顆粒を約100倍に拡大した光学顕微
鏡写真である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−210634（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−215344（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−106945（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−30437（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ペースト加工用に用いる球状塩化ビニル樹
脂顆粒であって、安息角が30〜38度であり、全質量中に
しめる直径20μｍ以上の球状顆粒の割合が60重量％以上
であり、平均径が35〜120μｍであり、かさ比重（ゆる
め）0.53〜0.58g/ccの球状塩化ビニル樹脂顆粒。
【請求項２】全質量中にしめる直径40μｍ以上の球状顆
粒の割合が70重量％以上である請求項１記載の球状塩化
ビニル樹脂顆粒。