JPH0957742A - スチレン系溶融樹脂への添加剤の連続混合方法 - Google Patents

スチレン系溶融樹脂への添加剤の連続混合方法

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JPH0957742A
JPH0957742A JP23783995A JP23783995A JPH0957742A JP H0957742 A JPH0957742 A JP H0957742A JP 23783995 A JP23783995 A JP 23783995A JP 23783995 A JP23783995 A JP 23783995A JP H0957742 A JPH0957742 A JP H0957742A
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JP
Japan
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resin
mixing
stirring device
additive
dynamic mixing
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JP23783995A
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Hiromasa Matsumoto
浩昌 松本
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 スチレン系の溶融樹脂に添加剤を混合す
る際、動的混合撹拌装置と静的層流ミキサーを直列に接
続し、前者の供給口に該溶融樹脂と添加剤を投入し連続
混合する方法。 【効果】 添加剤の混合限界濃度を高めかつ分散均一で
樹脂の劣化を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスチレン系溶融樹脂
への添加剤の混合方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より合成樹脂の流動性改良のために
流動パラフィンなどの脂肪族炭化水素系可塑剤を混合し
たり、射出成形時の離型性を改良するために高級脂肪酸
や高級脂肪酸のビスアミドあるいは高級脂肪酸の金属塩
等の滑剤または離型剤を混合することは広く行われてい
る。
【0003】近年、射出成形においては、より生産性を
高めるために成形サイクルの短縮が要求されており、樹
脂に要求される流動性と離型性もより高いレベルが求め
られている。この高いレベルを達成するためには、例え
ば可塑剤としての流動パラフィンの添加濃度の点では樹
脂100部に対して1.5部以上、一方離型剤としての
高級脂肪酸の金属塩の添加濃度の点では樹脂100部に
対して0.15部以上が必要とされる。
【0004】その際の混合方法としては、特公昭51−
48581号公報等に開示されている連続混合攪拌装置
のような溶融樹脂に高いせん断力を与えて混合する方式
の混合機を使用する方法や、特開平6−87120号公
報等の静的層流ミキサー装置のような溶融樹脂を層流状
態で分割することにより混合する装置を使用する方法が
知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法のうち前者の方法には、樹脂の攪拌装置内での滞留
時間を効果的に取ろうとすれば攪拌にかかる動力が大き
くなり、またその大動力攪拌による発生熱により樹脂の
熱劣化を引き起こすという問題がある。従って該方法を
用いるには比較的滞留時間の短い装置にせざるを得ず、
高級脂肪酸の金属塩のように樹脂と相溶性があり溶けて
均一分散するまでにある程度時間を必要とする添加剤の
混合の場合には、それよりも短時間の混合では該金属塩
の未分散物が樹脂中に残り樹脂が白濁するという欠点が
あり、離型性に必要とする添加量を満足することができ
ないという問題点がある。そのため実質的にはこの方式
による高級脂肪酸の金属塩の添加濃度は樹脂100部に
対して0.06部が限界であった。
【0006】また、後者の方法は滞留時間は比較的長く
取れるものの、高いせん断力が得られず、流動パラフィ
ンのように樹脂に対してほとんど相溶性が無く、また粘
度差が大きいために混合するには大きなせん断力を必要
とする添加剤の場合には、添加量が制限されるという欠
点がある。そのため実質的にはこの方式による流動パラ
フィンの添加濃度は樹脂100部に対して0.5部が限
界であった。
【0007】従って本発明の目的は、流動パラフィンに
代表される樹脂とほとんど相溶性が無い添加剤を樹脂1
00部に対して1.5部〜5部、そして、高級脂肪酸の
金属塩等に代表される樹脂に相溶性があっても分散化時
間がかかる添加剤であっても樹脂100部に対して0.
15部〜0.5部の両者を連続的に混合することが可能
な混合方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記目的を
達するため鋭意研究の結果、流動パラフィンのような混
合のために高いせん断力を必要とする添加剤については
主に混合攪拌装置により混合し、高級脂肪酸の金属塩の
ように充分な滞留時間の混合が必要な添加剤については
主に静的層流ミキサーにより混合することで、それぞれ
単独の欠点を補うばかりで無く、驚くべきことに双方の
添加剤共単独の混合機を使用したとき以上に添加濃度を
高めることができることを見出し本発明を完成した。
【0009】即ち本発明は、スチレン系溶融樹脂と添加
剤とを、動的な混合攪拌装置と静的層流ミキサー装置を
直列に接続した装置の該動的攪拌装置の樹脂供給口に投
入して、連続的に混合することを特徴とするスチレン系
溶融樹脂への添加剤の混合方法を提供するものであり、
又、その添加剤が脂肪族炭化水素系可塑剤、及び高級脂
肪酸系、高級脂肪酸のビスアミド系、又は高級脂肪酸の
金属塩系の滑剤から選ばれた二種以上の添加剤である上
記の方法を提供するものである。
【0010】本発明でいうスチレン系溶融樹脂とはポリ
スチレン系の熱可塑性樹脂であって、例えばポリスチレ
ン(PSと略記する)、アクリロニトリル−スチレン樹
脂(ASと略記する)、ゴム変成ポリスチレン(HIP
Sと略記する)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチ
レン樹脂(ABSと略記する)等に代表されるものであ
る。
【0011】本発明で用いる動的混合攪拌装置は、例え
ば特公昭51−48581号公報に記載されている連続
混合攪拌装置のような槽の中を一本の軸にとりつけられ
た翼で攪拌する方式のものが用いられる。しかし攪拌翼
や軸は動的に攪拌するものであればいかなる形式のもの
でも良い。但し溶融樹脂の攪拌装置内の平均滞留時間が
1〜5分の間にあるもので、攪拌動力(KW)を装置の
内容量(立方メーター、M3 )で除した値が300〜6
00(KW/M3 )の範囲にあり、また攪拌動力(K
W)を溶融樹脂の時間当たりの処理量(KG/HR)で
除した値(比エネルギー)が0.035(KW/KG)
以下であることが好ましい。また温度は190℃から2
70℃が好ましく、圧力は1〜100Kg/m2 Gが好
ましい。
【0012】本発明で用いる静的層流ミキサーは、駆動
部分を有しない混合器であって例えば商品名スタティッ
クミキサー(ケニックス社)、同スタティックミキシン
グエレメント(スルザー社)等の装置のいずれを使用し
ても良いが、溶融樹脂の装置内の平均滞留時間が8〜1
5分の範囲内に入るものが好ましい。本発明では上流側
に動的混合攪拌装置を、下流側に静的層流ミキサーを設
け、溶融樹脂はまず最初に動的混合攪拌装置に入り、次
に静的層流ミキサーに流れていく。
【0013】本発明で用いる添加剤は、流動パラフィ
ン、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスを
代表例とする脂肪族炭化水素系可塑剤、及びラウリン
酸、ステアリン酸を代表例とする脂肪酸系滑剤、メチレ
ンビス・ステアリン酸アミド、エチレンビス・ステアリ
ン酸アミドを代表例とする脂肪酸のビスアミド系滑剤、
カルナウバワックス、モンタンワックスを代表例とする
脂肪酸とアルコールのエステル系滑剤、並びにステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムを代表例とする脂肪
酸の金属塩を二種以上混合して用いるのが好ましい。こ
れらを必要な添加量比率で加熱混合し溶液状態とした
後、その添加剤の混合液を定量ポンプにより必要量だけ
動的混合攪拌装置の入り口の溶融樹脂内に添加する。
【0014】本発明によって、従来動的混合攪拌装置あ
るいは静的層流ミキサーそれぞれ単独使用では困難であ
った流動パラフィンを樹脂100部に対して1.5部〜
5部、そして高級脂肪酸、高級脂肪酸のビスアミド及び
高級脂肪酸の金属塩を樹脂100部に対して0.15部
〜0.5部混合することが可能となった。
【0015】
【発明の実施の形態】以下実施例によって本発明の実施
の形態を具体的に説明する。
【0016】
【実施例】
実施例1 図1にもとづき本発明の実施例を説明する。図1の装置
においては上流に内容積5リットルで一軸攪拌の動的混
合攪拌装置3を、下流にスルザー社のスタティクミキシ
ングユニット(SMX)5を直列に連結してある。この
SMXは内径75ミリメーターのエレメントを24ユニ
ット連結したもので内容積の合計は10リットルであ
る。該SMXを出た後の樹脂は押し出しノズル6を経由
しペレタイザー8で製品樹脂ペレットに成形される。
【0017】この装置にゲル浸透クロマトグラフィー
(GPC)を使用して測定した重量平均分子量(Mw)
が35×104 で温度220℃の溶融ポリスチレンをギ
ヤーポンプ2で毎時100KG、動的混合攪拌装置3に
投入した。一方、あらかじめ添加剤タンク9内で溶解混
合された流動パラフィンを樹脂100部に対して2部及
びステアリン酸亜鉛を樹脂100部に対して0.2部、
定量ポンプ10により動的混合攪拌装置の入り口に添加
した。このとき動的混合攪拌装置の動力は3KW、樹脂
の平均滞留時間は2.6分、動的混合攪拌装置出口及び
SMX出口の溶融樹脂温度は共に250℃であった。
【0018】得られた製品ポリマーのペレットは充分な
量の添加剤がポリマー中に分散しており白濁もなく、樹
脂の重量平均分子量(Mw)は34×104 と熱劣化も
少なかった。また、添加剤の添加量をさらに徐々に増加
したところ、流動パラフィンが樹脂100部に対して5
部及びステアリン酸亜鉛が樹脂100部に対して0.5
部になった時点で、混合が不充分になり、押出しノズル
から未分散の流動パラフィンが噴出するとともに、製品
樹脂が白濁しはじめた。
【0019】比較例1 図2に示す装置、即ちSMXを設けない装置を用い、且
つ添加剤を流動パラフィン単独とし徐々に流動パラフィ
ンの添加量を増加する以外は実施例1と同様に操作し
た。添加量が樹脂100部に対して1.5部になった時
点で、混合が不充分になり押し出しノズルから未分散の
流動パラフィンが噴出した。
【0020】比較例2 流動パラフィンの変わりにステアリン酸亜鉛単独とする
以外は比較例1と同じ装置を用い、且つ比較例と同様に
操作した。添加量を徐々に増加していきステアリン酸亜
鉛の添加量としては樹脂100部に対して未だ充分の量
でない0.06部になった時点で得られた製品樹脂が白
濁し始めた。
【0021】比較例3 図3に示す装置、即ち動的混合撹拌装置を設けない装置
を用い、且つ添加剤を流動パラフィン単独とし徐々に流
動パラフィンの添加量を増加する以外は実施例1と同様
に操作した。添加量が樹脂100部に対して未だ充分の
量でない0.5部になった時点で、すでに混合が不充分
になり押し出しノズルから未分散の流動パラフィンが噴
出した。
【0022】比較例4 流動パラフィンの変わりにステアリン酸亜鉛単独とする
以外は比較例3と同じ装置をを用い、且つ比較例3と同
様に操作した。添加量を徐々に増加していき樹脂100
部に対して未だ充分でない0.17部になったところで
早々に製品樹脂が白濁し始めた。
【0023】比較例5 動的混合撹拌装置を直列に2基設ける以外は比較例1と
同様に操作した。動力はそれぞれ3KW、樹脂の平均滞
留時間もそれぞれ2.6分であった。流動パラフィンの
添加量を徐々に増加していき、樹脂100部に対して5
部になった時点で、混合が不充分になり押し出しノズル
から未分散の流動パラフィンが噴出した。この時最終の
動的混合撹拌装置出口の樹脂温度は280℃であり、得
られた製品の重量平均分子量(Mw)は33×104
熱の劣化が大きかった。
【0024】
【発明の効果】本発明の方法を用いることにより、スチ
レン系溶融樹脂への添加剤の混合に於いて、動的混合撹
拌装置と静的層流ミキサー装置をそれぞれ単独で使用し
たときには達成できなかった添加剤の高い添加濃度を得
ることができ、分散均一で樹脂劣化もなく連続的に混合
することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で用いた装置を示す図である。
【図2】比較例1及び比較例2で用いた装置を示す図で
ある。
【図3】比較例3及び比較例4で用いた装置を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 溶融樹脂タンク 2 ギヤーポンプ 3 動的混合撹拌装置 4 電動機 5 静的層流ミキサー 6 押し出しノズル 7 冷却バス 8 ペレタイザー 9 添加剤タンク 10 定量ポンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スチレン系溶融樹脂と添加剤とを、動的
    な混合攪拌装置と静的層流ミキサー装置を直列に接続し
    た装置の該動的攪拌装置の樹脂供給口に投入して、連続
    的に混合することを特徴とするスチレン系溶融樹脂への
    添加剤の連続混合方法。
  2. 【請求項2】 添加剤が脂肪族炭化水素系可塑剤、及び
    高級脂肪酸系、高級脂肪酸のビスアミド系、又は高級脂
    肪酸の金属塩系の滑剤から選ばれた二種以上の添加剤で
    ある請求項1に記載の方法。
JP23783995A 1995-08-24 1995-08-24 スチレン系溶融樹脂への添加剤の連続混合方法 Withdrawn JPH0957742A (ja)

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