JPH08500549A - 熱可塑性プラスチックの潤滑剤含有ペレット、その製造方法および使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明はペレットの表面に潤滑剤がしっかりと付着しているフィルムの形で存在することを特徴とする熱可塑性樹脂の潤滑剤含有ペレットおよびそれらの製造方法ならびにそれらの射出成型機における使用に関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】 熱可塑性プラスチックの潤滑剤含有ペレット、その製造方法および使用 技術分野 本発明は熱可塑性プラスチックの潤滑剤含有ペレット、特にペレットの表面に しっかりと付着している膜の形の潤滑剤を含有するペレットに関する。 本発明は、さらに、これらの熱可塑性プラスチックの潤滑剤含有ペレットの製 造方法およびそれらの用途、特に射出成型用の使用に関するものである。 背景技術 熱可塑性材料から成る製品は従来熱可塑性樹脂から射出成形により製造されて いる。この場合、ペレットに助剤（潤滑剤）を添加してトラブルのない加工を達 成している。これらの助剤はメルトの流動性（rheology）を制御しており、しば しば加工および／または最終製品の最適化に対して積極的な効果を及ぼす。 滞留時間の短い小型の射出成型機はポリマーが溶融し始めるスクリュ領域に不 具合を特に生じ易い。これ らの不具合は、ペレット上に適当な潤滑剤が適量存在すれば、除去できることが 示されている。これは熱可塑性樹脂内に導入された潤滑剤では達成することがで きず、潤滑剤は機壁に対して効果的であるためにはむしろペレットの外表面上に 存在している必要がある。 熱可塑性樹脂のペレットに一般に使用されている潤滑剤は脂肪化学の製品であ り、たいていステアリン、オレイン、グリセロール製品、モンタンワックスおよ びポリオレフィンワックスのようなワックス類、ステアリン酸アルミニウム、ス テアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛およびステアリン酸マグネシウムのよ うなステアリン酸金属塩である。 微細に分割された粉末の形の上述のステアリン酸金属塩を０．０１〜０．５重 量％の量で熱可塑性プラスチックのペレットに添加し、連続ミキサーまたはダブ ルコーン・バッチ・ブレンダー（double-cone batch blenders）中で混合する。 ここで、ステアリン酸金属塩の粉末はペレットの表面に付着してくる。しかしな がら、ステアリン酸金属塩の粉末のペレットへの付着は不十分であるため、出荷 時、特に流体（圧縮空気）搬送システムの使用時にステアリン酸金属塩粉末の分 離が起きる。この剥離により、ペレット表面上の有効潤滑剤含量が減少してペレ ット−潤滑剤付加物の機能性が失われるだけでなく、放出された粉末が出荷コン テナを汚したりコンベヤ・ユニットのフィルタを目詰まりさせる等の工程技術上 の不都合を引き起こす。さらに、製造プラントの床上に堆積すると特に危険の源 となる。というのは、ステアリン酸金属塩で覆われた領域は非常に滑り易いから である。 発明の開示 従って、本発明の目的は、潤滑剤がしっかりと付着しているが潤滑剤の作用が それにより悪影響を受けない熱可塑性樹脂ペレットを提供することである。 意外にも、後述の塗布方法を使用して、しっかりと付着しているフィルムの形 でペレットの表面上に潤滑剤が存在する、熱可塑性樹脂の潤滑剤含有ペレットを 提供することが可能であることが見出された。さらに、潤滑剤が主に（重量基準 で）脂肪酸のアルミニウム塩を含んで成る場合に特に良い結果が得られることが 見出された。 ここで用いられているように、「しっかりと付着しているフィルム」という用 語は本質的にギャップや孔のない連続フィルムをいう。本発明のしっかりと付着 しているフィルムは、それにより、粉末コーティングに類似する傾向のある先行 技術の潤滑剤のコーティングから区別できる。この区別は塗布されたペレットを 顕微鏡下で観察すると目に見える。本発明のしっかり と付着しているフィルムはペレット上でワニスのような外観を呈する。光が未塗 布ペレットと比べると異なって反射されること以外は容易に目に見えない。これ とは逆に、先行技術のコーティングは顕微鏡下では不連続のコーティング、すな わち、塵（ダスト）または微細に分割された粉末の外観を呈する。 「主に（重量基準で）脂肪酸のアルミニウム塩を含んで成る」という用語は潤 滑剤が二種類以上の成分を含有している場合に、脂肪酸のアルミニウム塩が重量 基準で最大の量で存在している成分であることを意味する。 本発明で好ましいのは、潤滑剤含量が０．０１〜０．５重量％、特に０．０５ 〜０．１５重量％のペレットである。 本発明に従う熱可塑性樹脂の潤滑剤含有ペレットの潤滑剤は、好ましくは、７ ５〜１００重量％の脂肪酸のアルミニウム塩と２５〜０重量％の脂肪化学製品、 特に脂肪酸および脂肪族アルコール、ワックス類、特にモンタンワックスおよび ポリオレフィンワックス、ならびに脂肪酸のエステルおよび／または金属塩（ア ルミニウム塩以外）、特にステアリン酸ナトリウム、マグネシウム、カルシウム および亜鉛、ステアリルステアレート、モンタン酸のリチウム塩、ナトリウム塩 およびカルシウム塩から成る。潤滑剤（脂肪酸の金属塩以外）が粉末の形である 場合は、該粉末は粉砕機にかけて粒度を約１ミクロン未満にする。 本発明で好ましいのは、ステアリン酸アルミニウム、特にジステアリン酸アル ミニウムを７５〜１００重量％、特に９０〜１００重量％を含んで成る潤滑剤で ある。 本発明に従えば、熱可塑性樹脂は溶融加工可能な固体熱可塑性材料であれば何 でもよい。好適な熱可塑性樹脂としては、ポリエステル、ポリアセタール、ポリ アクリレート、ポリアミドおよび／または上述の熱可塑性樹脂を含有する共重合 体または混合物が挙げられ、それらの内ではポリアミドおよびポリアミドを含有 する共重合体がより好ましい。本発明のポリアミドはナイロン６、ナイロン６／ ６、ナイロン６／９、ナイロン６／１０、ナイロン６／１２、ナイロン１１、ナ イロン１２およびナイロン１２／１２から選ばれ、それらの内ではアジピン酸、 ヘキサメチレンジアミンおよび／またはカプロラクタムのポリアミドを含有する 共重合体が好ましい。 本発明に従えば、熱可塑性樹脂の潤滑剤含有ペレットは７０重量％以下の添加 剤および充填材料を含有していてもよく、これらの添加剤および充填材料には安 定剤、特に酸化防止剤およびUV吸収剤、可塑剤、充填剤および無機物、特にタル ク、チョーク、カオリン、ウォラストナイト、スレートミール、雲母粉末、バラ イト、含量および染料、補強剤および耐衝撃性改良剤、特にガラス繊維、難燃剤 および成核剤、特に塩 類、タルク、HT−ナイロン、フルオロカーボン化合物が含まれる。 本発明は、さらに、熱可塑性樹脂ペレットの製造方法に関し、その方法は、 （Ａ）熱可塑性樹脂の未塗布ペレットと潤滑剤を該潤滑剤の融点より低い温度 で組み合わせて混合し、 （Ｂ）得られたペレット−潤滑剤付加物を運動状態に保って該付加物が十分量 の相互衝突および剪断力を受けるようにし、それにより前記ペレットの上にしっ かりと付着しているフィルムが形成されるようにすることを特徴とする。 発明を実施するための最良の形態 本発明に従う方法の好適な実施態様では、ペレットと潤滑剤の組合せと混合は ２０〜５０℃の温度で、特に４０〜５０℃の温度で行われる。それにより、この 方法により熱可塑性樹脂のペレットを空気の存在下でのいかなる熱酸化的損傷（ 変色）もなく行うことができる。 本発明に従えば、好適な方法の実施態様では、潤滑剤は脂肪酸のアルミニウム 塩、好ましくはステアリン酸アルミニウム、より好ましくはジステアリン酸アル ミニウムであり、ペレットはポリアミド、好ましくはナイロン６／６のペレット である。 本発明の方法では、ペレットが上述の運動を受ける ものであればどんな装置を使用してもよい。本発明の方法の好適な実施態様では 、この方法は連続モード（連続方法）で操作される。方法の工程（Ｂ）は実施例 ２に記載したような稠密相搬送システム内で起きるのが特に好ましい。 本発明はさらに熱可塑性樹脂基製品を製造するための熱可塑性樹脂の潤滑剤含 有ペレットの使用に関するものである。 熱可塑性樹脂の潤滑剤含有ペレットは粉末状潤滑剤を備えたペレットと同じ機 能的性質を示す。しかしながら、本発明のものは潤滑剤をペレットから剥離させ る傾向がない。さらに、本発明に従う方法は、潤滑剤フィルムが熱可塑性樹脂の 熱に弱いペレットに、特にペレットの表面上に、適用できる。 本発明の他の実施態様においては、２以上の潤滑剤層が存在し、第１の潤滑剤 層が上述した塗布方法を使用してしっかりと付着している潤滑剤フィルムの形で ペレットの表面上に存在する、熱可塑性樹脂の潤滑剤含有ペレットを提供するこ とが可能である。融点が１４０℃以下の潤滑剤を含んで成る少なくとも１層の追 加の潤滑剤層が上述の第１の潤滑剤層の表面上に存在する。この追加の潤滑剤層 に適する潤滑剤は公知であり、モンタンワックス、ポリオレフィンワックス、パ ラフィン、Ｎ−ステアリルエルカアミドおよびステアリン酸金属塩類を含むが、 これらに限定されない。そ のような追加の潤滑剤層はメルト・スプレー法、タンブリング・コーティング法 等の従来公知の技術により適用することができる。 本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明する。 実施例 実施例１ （塗布試験） 直径１００mmの回転可能でジャイロスコープ運動をする容器を備えた反応器に １００ｇのナイロン６／６と０．１ｇの粉末状潤滑剤とを装入し、室温、６０rp mで混合する。 種々の潤滑剤の撹拌時間１５分間における成膜性を第１表に示す。 実施例２ （連続塗布） ポリアミドペレットにジステアリン酸アルミニウム を４０℃〜５０℃の温度で連続塗布するために、乾燥後規則的な卵形−円筒形の 形状をもつものとして入手できるナイロン６／６のペレットを連続ミキサーに供 給し、同時に調節された量のジステアリン酸アルミニウムを導入した。このミキ サーで微粉末として存在するステアリン酸塩はペレット表面に均一にまぶされる 。 ミキサーの底部の出口ポートを介して、粉末を塗布されたペレットを市販の稠 密相搬送システム［販売元、例えばドイツ国７９８０ラベンスブルク市、ウェシ ュレ社〔WAESCHLE(D-7980 Ravensburg)〕，ドイツ国７７０３、リーラジンゲン 市、ゲーリッケ社、〔GERICKE(D-7703 Rie1asingen)〕およびスイス国９２４０ 、ウズビル市、ビューラー社BUELER〔(CH-9240 Uzwil)〕］を通す。この搬送シ ステムは典型的には長さが２００〜３５０ｍ、好ましくは約３００ｍである。こ の搬送システムの終端で、初めは緩やかに付着していた粉末相はしっかりと付着 している均一コーティングとなる。それにより、製品には本質的にジステアリン 酸アルミニウムのダストが無い。 実施例３ （接着試験） ０．１重量％のジステアリン酸アルミニウム（実施例２）で塗布されたナイロ ン６／６ペレットの２．５ｇと、０．１重量％のジステアリン酸アルミニウム（ 粉末状の潤滑剤）を含有する従来のナイロン６／６の２．５ｇとをそ れぞれ４０mlのフレオン（Freon、登録商標）１１３中で１０秒間、撹拌棒速度 ８８rpmにて洗浄する。洗浄後、液体を捨て、ペレットを乾燥し、ジステアリン 酸アルミニウム含量を測定する。 測定の結果、従来法に従って調製されたナイロン６／６ペレット（単に連続ミ キサーに通すのみ）は残存ジステアリン酸アルミニウム含量が３０％低かった。 本発明に従う方法により塗布されたペレットでは、添加されたジステアリン酸 アルミニウムの９５％〜９７％がしっかりと付着されたフィルムとして存在して いる。 実施例４ （使用試験） 小型の成型機（標準ネスタル［NESTAL］低圧縮（２．６）スクリュを有するス イス国ネスタル社モデルＮ３５０／１５０Ｓ ［NESTAL AG.,Schweiz,Model N350 ／150S］を使用して、第２表に特記したように０．１重量％のジステアリン酸ア ルミニウムで処理されたナイロン６／６のそれぞれについてスクリュ撤退時間（ SRC）を３分間のホールドアップ時間で測定する。結果を第２表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．下記工程を具備したことを特徴とする熱可塑性樹脂の潤滑剤含有ペレットの 製造方法： （ａ）熱可塑性樹脂の未塗布ペレットと潤滑剤を該潤滑剤の融点より低い温度 で組合せて混合し、 （ｂ）得られたペレット−潤滑剤付加物を運動状態に保って該付加物が十分量 の相互衝突および剪断力を受けるようにし、それにより前記ペレット上にしっか りと付着しているフィルムが形成されるようにする。 ２．前記ペレットおよび前記潤滑剤を２０℃〜５０℃の温度で組み合わせて混合 することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の製造方法。 ３．前記方法が連続方法であり、前記工程（ｂ）が稠密相搬送システム内で行わ れることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の製造方法。 ４．前記しっかりと付着している潤滑剤フィルムの表面に少なくとも１つの追加 の潤滑剤層を適用することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の製造方法。 ５．請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに従う製造方法により得られるべき熱 可塑性樹脂の潤滑剤含有ペ レット。 ６．請求の範囲第４項に記載の製造方法に従って製造された熱可塑性樹脂の潤滑 剤含有ペレットであって、 少なくとも２つの潤滑剤層を有し、 （ａ）第１の潤滑剤層は、重量基準で主に脂肪酸のアルミニウム塩を含んで成 り、かつ、しっかりと付着しているフィルムの形で前記ペレットの表面に存在し 、 （ｂ）第２の潤滑剤層は、融点が１４０℃以下の潤滑剤を含んで成り、かつ、 前記第１の潤滑剤層の表面上に存在する ことを特徴とする熱可塑性樹脂の潤滑剤含有ペレット。