JPH11226945A

JPH11226945A - アクリル系樹脂のペレット化方法、アクリル系樹脂のペレット化装置およびアクリルフィルムの製造方法

Info

Publication number: JPH11226945A
Application number: JP10028828A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Matsuda; 薫松田; Hiroki Hatakeyama; 宏毅畠山; Hideaki Makino; 英顯牧野; Kazuaki Hayashida; 和明林田
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1998-02-10
Filing date: 1998-02-10
Publication date: 1999-08-24

Abstract

(57)【要約】【課題】汚染などがなく、光学特性などの品質に優れ
たアクリルフィルムを簡易で作業性に優れ、低コストで
製造する方法、その為のアクリル系樹脂のペレット化方
法及び装置。【解決手段】乳化重合で得られたアクリル系重合体の
含水重合体を圧搾しながら、生じる液体および気化物を
排出して脱水し、さらに加熱溶融後に押し出して切断し
てペレットとし、これを押出機で溶融し、押し出してフ
ィルム状に成形する。樹脂汚染がなく、高品質なアクリ
ルフィルムを製造できる上、その方法は、工程が少なく
簡易であり、ランニングコストが小さく、製造ロスが少
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は低コストで品質上優
れたアクリルフィルムの製造方法、その為のアクリル系
樹脂のペレット化方法およびペレット化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】アクリルフィルムを製造する場合、一般
的に、原料としてペレットを使用し、押出機を用いて成
膜する。原料としてペレットでなく粉体を使用すること
も考えられるが、粉体を使用した場合、押出機への供給
が不安定になり、均一な厚みをもつフィルムが得られに
くいなどの問題点がある。成膜の原料となるペレット
は、乳化重合で得られる重合体ラテックスを凝固し、洗
浄・脱水の各工程を経て得られる湿潤状重合体を気流乾
燥機あるいは流動乾燥機で乾燥させて粉体として取り出
し、ついで、押出機によりペレット状に賦形して製造す
るのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアクリルフィルムの製造方法においては、乳化重合
体が一旦粉体として取り出されるために、多様の工程が
必要となり、ランニングコストが大きく、また、工程中
の重合体のロスが多い。さらに、場合によっては、異物
が混入する可能性がある等の多様の問題がある。このよ
うな諸問題を解決し得るものとして圧搾脱水押出機を利
用する方法がある。しかしながら、圧搾脱水押出機は、
ＡＢＳ樹脂などの比較的に溶融しやすい軟質な重合体に
は適しているものの、アクリル系樹脂のような硬質な重
合体には不適当である。特に、多層構造のアクリル系重
合体では、アルキルアクリレート等のゴム状成分の割合
が大きいと、温度に対する屈折率の変化が大きくなり、
光沢や透明性などの光学特性が損なわれるので、ゴム状
成分の含有割合を少なくし、メタクリル酸アルキルエス
テルなどの硬質単量体成分の割合を比較的大きくする必
要がある。このように特に硬質な多層構造重合体は、凝
固時に乳化ラテックス中のポリマー粒子同しの融着が起
こりにくく、回収した湿潤状での重合体の含水率が高く
なる。その結果、圧搾脱水押出機で乾燥させるには、多
大な熱量を要することになり、生産性が低く、好ましく
ない。

【０００４】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、汚染などがなく、光学特性などの品質に優れ
たアクリルフィルムを簡易で作業性に優れ、低コストで
製造する方法、その為のアクリル系樹脂のペレット化方
法及び装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等はこ
のような状況を鑑み、鋭意研究を進めた結果、アクリル
フィルムを製造するにあたり、アクリル系重合体の含水
重合体を特定方法で溶融、可塑化し、ペレット状にし、
次いで、このペレットをフィルム状に成形することで上
記問題点が解決できることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明のアクリル系樹脂のペレット化方法
は、乳化重合で得られたアクリル系重合体の含水重合体
を圧搾しながら、生じる液体および気化物を排出して脱
水し、さらに加熱溶融後に押し出して切断することを特
徴とするものである。

【０００６】本発明のアクリル系樹脂のペレット化装置
は、原料供給口の形成されたシリンダと、該シリンダに
設けられ、原料供給口から供給されたアクリル系重合体
の含水重合体を圧搾する圧搾機構と、シリンダ内の液体
及び又は気体を排出する排出部と、アクリル系重合体を
加熱溶融する加熱部と、加熱溶融されたアクリル系重合
体が押し出されるダイスと、該押し出されたアクリル系
重合体を切断するカッティング機構とを有していること
を特徴とするものである。ここで、排出部としては、脱
液部と脱気部とからなり、該脱液部は、シリンダ内に供
給されたアクリル系重合体の含水重合体が圧搾される圧
搾部よりも上流側に位置し、脱気部は圧搾部よりも下流
側に位置していることが望ましい。本発明のアクリルフ
ィルムの製造方法は、乳化重合で得られたアクリル系重
合体の含水重合体を圧搾しながら、生じる液体および気
化物を排出して脱水し、さらに加熱溶融後に押し出して
切断してペレットとし、これを押出機で溶融し、押し出
してフィルム状に成形することを特徴とするものであ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で用いられる原料としての
アクリル系重合体としては、乳化重合で得られたアクリ
ル系重合体ラテックスを凝固、脱水してなる湿潤状のも
のであれば特に限定されないが、フィルムに成形した際
の柔軟性、透明性に優れ、製造時や後加工時の加工性に
富んだものが望ましく、多層アクリル系重合体ラテック
スが適用できる。例えば、特公昭６２−１９３０９号公
報、特公昭６３−２０４５９号公報、特開昭６３−７７
９６３号公報などに記載されたアクリル系重合体が好適
なものとして挙げられる。例えば、多層アクリル系重合
体として、軟質重合体からなる内層（アクリル系ゴム状
弾性体からなる重合体層）と、硬質重合体からなる外層
（メタクリル系硬質重合体層）とからなる２層構成、最
内層が硬質重合体層、中間層が軟質重合体層、最外層が
硬質重合体層の３層構成、第１層が軟質重合体層、第２
層が硬質重合体層、第３層が軟質重合体層、第４層が硬
質重合体層の４層構成のものなどが挙げられる。より具
体的には、アルキルアクリレート及び又はアルキルメタ
クリレート、これと共重合可能な二重結合をもつ単量
体、多官能性単量体、グラフト交叉剤からなる最内層重
合体と、アルキルアクリレート、これと共重合可能な二
重結合をもつ単量体、多官能性単量体、グラフト交叉剤
からなる架橋弾性重合体と、アルキルメタクリレート、
これと共重合可能な二重結合をもつ単量体からなる最外
層重合体と、アルキルアクリレート、アルキルメタクリ
レート、これらと共重合可能な二重結合をもつ単量体、
多官能性単量体、グラフト交叉剤からなる中間層重合体
とからなる多層構造重合体が挙げられる。原料となるア
クリル系重合体に含まれるゴム状弾性体の含有量は６５
重量％以下であることが好ましい。ゴム状弾性体の含有
量が６５重量％よりも多いと、樹脂の溶融粘度が高くな
り、圧搾脱水押出機の負荷が大きくなり好ましくない。
また、このアクリル系重合体に、必要に応じて、メタク
リル系重合体、及び又は、リン系化合物、ヒンダードフ
ェノール系化合物及びヒンダードアミン系化合物などの
有機系安定剤を混合させたものを用いてもよい。

【０００８】本発明においては、この乳化重合で得られ
たアクリル系重合体の含水重合体を圧搾しながら、生じ
る液体および気化物を排出して脱水し、さらに加熱溶融
後に押し出して切断してペレット化し、この得られたペ
レットを用いてフィルム状に成形する。そのようなペレ
ット化法においては、例えば、原料供給口の形成された
シリンダと、該シリンダに設けられ、原料供給口から供
給されたアクリル系重合体の含水重合体を圧搾する圧搾
機構と、シリンダ内の液体及び又は気体を排出する排出
部と、アクリル系重合体を加熱溶融する加熱部と、加熱
溶融されたアクリル系重合体が押し出されるダイスと、
該押し出されたアクリル系重合体を切断するカッティン
グ機構とを備えたペレット化装置を利用することが望ま
しい。

【０００９】そのようなペレット化装置としては、例え
ば図１に示す圧搾脱水押出機１０と、図示略のカッティ
ング機構とを備えたものが好適である。図示例の圧搾脱
水押出機１０でのシリンダ１２には、その一端近傍に、
原料供給口１４が形成されている。この原料供給口１４
には、ホッパー１５が取り付けられ、ホッパー１５の上
方には図示しない原料投入装置が配設されている。シリ
ンダ１２の他端にはこのシリンダ１２内で処理されたア
クリル系樹脂が押し出されるダイス１６が設けられてい
る。図示例のシリンダ１２は１０個のバレルブロック１
８，２０，２２，２４，２６，２８，３０，３２，３
４，３６から構成されている。

【００１０】このシリンダ１２には、原料供給口１４か
ら供給されたアクリル系樹脂を圧搾する圧搾機構が設け
られている。圧搾機構は、アクリル系樹脂に剪断力を加
える種々のスクリュと、そのスクリュを駆動する駆動部
から概略構成される。スクリュとしては、特に限定され
るものではなく、例えば、多種のスクリュ構成および長
さをもつスクリュブロック及びニーディングディスクを
適宜組合わせて構成することができる。例えば、図２に
示すスクリュ３８を用いることができる。図示例のスク
リュ３８は、捩れ方向が右回りのスクリュブロック３９
〜５６、捩れ方向が左回りのスクリュブロック５７〜６
０、捩れ方向が右回りのニーディングディスクブロック
６１〜６５からなる。スクリュブロック３９の先端に
は、スクリュ３８の長さを調整する為のＯリング７１が
取り付けられている。このスクリュ３８の基端は変速機
能を備える駆動部に連結されている。本例では、このス
クリュを２本用いて、軸芯を平行にして互いに噛み合っ
た状態とした二軸押出機としている。このスクリュ３８
がシリンダ１２内に配備されることにより、バレルブロ
ック２４からバレルブロック２６の前部と、バレルブロ
ック２８の後部と、バレルブロック３０の後部からバレ
ルブロック３２とが、それぞれニーディングディスク６
１，６２，６３，６４，６５及び逆スクリュブロック５
７，５７，５９，６０が位置する圧搾部６７，６９，７
１となる。

【００１１】本発明における圧搾脱水押出機１０におい
ては、シリンダ１２内のアクリル系重合体を加熱、溶融
する加熱部が設けられる。加熱部はシリンダ１２に種々
のヒータを設けることによりなされ、この例では、バレ
ルブロック３２，３６に設けられる。加熱部ではシリン
ダ内のアクリル系樹脂を常温から４００℃までの温度域
に滞留、保持する。加熱温度としては２２０〜３００℃
が好ましく、２４０〜２８０℃であればより好ましい。
２２０℃未満では、得られるペレットの混練効果が小さ
く、成膜性が悪くなりやすく、３００℃を超えると、重
合体の一部が熱分解し、機械的物性や色調などの品質が
低下する傾向にある。加熱部は圧搾脱水押出機１０の比
較的下流側に設けられ、圧搾部及び脱液部により大部分
の水分が除去された後のアクリル系樹脂を加熱できる位
置、即ち、圧搾部よりも下流側に設けることが好まし
い。

【００１２】また、本発明における圧搾脱水押出機１０
においては、シリンダ１２内の液体及び又は気体を外部
に排出する排出部が設けられている。そのような排出部
として、図示例の圧搾脱水押出機１０では、液体及び気
体のみを排出するスリットが形成されることにより構成
される脱液部６６，６８，７０と、気体を排気する脱気
部７２，７４が設けられている。脱液部は圧搾部の上流
近傍に設けることが好ましく、脱気部は加熱部に設ける
ことが好ましい。これらの排出部が設けられていること
により、シリンダ１２内で、アクリル系重合体から圧搾
されることにより生じる水分などの液体は脱液部６６，
６８，７０から排出され、また、加熱されることにより
生じる気化物、例えばアクリル樹脂中の残存水分や残存
モノマーなどの気体は脱気部７２，７４から排気され、
脱水、乾燥が促進される。このような脱液部や脱気部か
らなる排出部に、コンプレッサ等を用いて強制的に排
水、排気させることにより、排出効率をより高めること
ができる。図示例の圧搾脱水押出機１０では、適所に、
シリンダ１２内のアクリル系樹脂の温度を測定する測温
計７６，７７，７８が配備されている。

【００１３】さらに、ダイス１６には、図示略のカッテ
ィング機構が付設されており、ダイスから押し出される
アクリル系樹脂からなるストランドを適当な大きさに切
断し、所定状のペレットとする。カッティング機構とし
ては、押し出されたストランドをホットカット装置によ
り直ちに切断するか、あるいは、冷却槽で冷却してカッ
ターで切断する等の機構を採用できる。

【００１４】このペレット化装置にてアクリル系樹脂の
ペレットを製造するには、まず、原料である乳化重合に
より凝固後に脱水して得られたアクリル系重合体の含水
重合体、または場合によっては、これと共にメタクリル
系重合体及び又は有機系安定剤を圧搾脱水押出機１０の
原料供給口１４からシリンダ１２内に供給する。供給さ
れたアクリル系樹脂は、スクリュ３８の回転により他端
側に送給されると共に、圧搾部６７，６９，７１にて圧
搾されつつ水分が脱液部６６，６８，７０から排水され
脱水される。そして、その大部分の液体が脱水された後
のアクリル系樹脂は、加熱部にて加熱溶融され、ダイス
１６から押し出される。また、この際、加熱されること
により生じる気化物は脱気部７２，７４から排気され
る。ダイス１６から押し出されたアクリル系樹脂は、カ
ッティング機構にて切断されてペレットとなる。

【００１５】この方法によるペレット化であると、従来
既知の圧搾脱水押出機に比して格段に脱水効率が高いの
で、硬質なアクリル系重合体にも適用することができ、
多大な熱量を要することもなく、生産性にも優れてい
る。しかも、製造過程において、乳化重合体が粉体とし
て取り出されることがないので、工程が少なく、ランニ
ングコストが小さく、また、工程中の重合体のロスも少
ない。また、異物の混入のおそれもない。

【００１６】得られたペレット化したアクリル系重合体
は押出機を用いた溶融押出法によりフィルム状に成形さ
れる。溶融押出法としては、Ｔダイ法あるいはインフレ
ーション法があり、いずれを用いてもよいが、製造安定
性の面から、Ｔダイ法が好ましい。フィルム状に成形す
る際には、必要に応じて、紫外線吸収剤、熱安定剤、光
安定剤、酸化防止剤、滑剤、加工助剤、艶消し剤、染
料、顔料等の添加剤を添加することができる。これらの
添加剤をアクリル系重合体に混合する際には、インライ
ン化された自動計量混合装置を用いるのが好ましい。こ
れらの混合をオフラインで行なった場合、人手によるコ
ストがかかるだけでなく、安定して連続生産する為には
アクリル系重合体をストックするためのバッファータン
クが必要になり、スペース的にも不利である。また、ア
クリル系重合体は吸湿性があり、水分が高いとフィルム
製造時に発泡やダイラインなどの欠陥の原因となる為、
予め乾燥しておく必要がある。

【００１７】

【実施例】（１）多層アクリル系重合体ラテックスの製
造冷却管付き重合容器内に、イオン交換水を２５０重量
部、スルフォコハク酸のエステルソーダ塩を２重量部、
ソジウムフォルムアルデヒドスルホキシレートを０.２
重量部、ＦｅＳＯ₄を０.０００５重量部、ＥＤＴＡを
０.００２重量部を仕込み、窒素下で十分に攪拌後、最
内層重合体として下記表１に示す組成割合の混合物を系
内に投入した。

【００１８】

【表１】

【００１９】７０℃に昇温後、６０分間保持した後、予
め、窒素置換しておいた下記表２に示す組成割合の混合
物を６０分間かけて滴下し、架橋弾性重合体を形成し
た。

【表２】続いて、予め窒素置換しておいた下記表３に示す組成割
合の混合物３を系中に投入し、中間層の形成を行なっ
た。

【００２０】

【表３】

【００２１】最後に、予め窒素置換しておいた下記表４
に示す組成割合の混合物４を系中に投入し、最外層ない
しマトリクス重合体の形成を行ない、重合を完了した。

【表４】こうして、マトリクス重合体中に、最内層重合体層、架
橋弾性重合体層、中間層、最外層の４層体が分散した構
成の多層アクリル系重合体ラテックスを製造した。

【００２２】（２）アクリル系含水重合体の調製ステンレス製容器に回収剤として１.４重量％酢酸カル
シウム水溶液を仕込み、混合攪拌下９０℃に昇温して上
記調製したラテックスを連続的に添加し、３０分間保持
した。室温まで冷却した後、ポリマーを脱イオン水で洗
浄しながら遠心脱水機で濾別して、含水率が４０重量％
である白色の湿潤状のアクリル系含水重合体を製造し
た。尚、含水率（Ｗｃ）は、アクリル系含水重合体５ｇ
を１８０℃で１時間熱風乾燥して、乾燥重量（ＷＤ）を
測定し、次式により求めた。Ｗｃ＝｛（５−ＷＤ）／ＷＤ｝×１００

【００２３】（３）アクリル系樹脂ペレットの調製次に、この湿潤状のアクリル系含水重合体を用いて、上
述した図１，２に示した圧搾脱水押出機を利用して、ペ
レット状のアクリル系樹脂を製造した。圧搾脱水押出機
は、圧搾脱水押出機（東芝機械（株）製「TEM-35B」二
軸型方式）を利用したもので、その諸条件は次の通りで
ある。原料供給量：１６.７ｋｇ／ｈｒバレル口径：３５ｍｍ脱液部のスリット間隙：０.２ｍｍ脱気部の圧力：脱気部７２；常圧脱気部７４；常圧シリンダ設定温度：バレルブロック１８；常温バレルブロック２０；常温バレルブロック２２；１００℃ バレルブロック２４；１３０℃ バレルブロック２８；１５０℃ バレルブロック３２；２３０バレルブロック３４；２３０℃ バレルブロック３６；２３０℃ ダイス温度：２３０℃ 樹脂温度：測温計７６；１１０℃ 測温計７７；２１０℃ 測温計７８；２５５℃ スクリュ長：１２４４ｍｍスクリュ回転数：５０〜４００ｒｐｍ

【００２４】

【表５】

【００２５】

【表６】

【００２６】（４）アクリルフィルムの製造得られたペレットを乾燥後、Ｔダイ付きφ４０押出機
（シリンダ設定温度：２２０℃、Ｔダイ設定温度：２３
０℃）に供給し、混練してＴダイより押し出し、厚さ５
０μmのアクリルフィルムを得た。

【００２７】［比較例］上記調製したアクリル系含水重
合体を流動乾燥した後、得られた粉体を二軸押出機を用
いて２４０℃で押し出し、ペレット化した。得られたペ
レットを乾燥後、上記実施例と同様の条件で成膜し、厚
さ５０μmのアクリルフィルムを得た。

【００２８】［試験例］上記得られた実施例および比較
例の各アクリルフィルムについて、全透（全光線透過
率）、曇価、引張破断伸度を測定した。測定結果を表７
に示した。全光線透過率は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１００３に
準拠して測定した。曇価は、ＡＳＴＭ−Ｄ−１００３に
準拠して測定した。引張破断伸度は、厚さ５０μｍの各
フィルムについて、幅１.５ｃｍ、測定長５ｃｍの測定
サンプルを用意し、引張強度試験機（「STROGRAPH-T」
（株）東洋精機製）にて測定した。

【００２９】

【表７】

【００３０】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、樹脂汚染が
なく、高品質なアクリルフィルムを製造できる上、その
方法は、工程が少なく簡易であり、ランニングコストが
小さく、製造ロスが少なく、作業性に優れ、低コストで
ある。このアクリルフィルムの製造方法は、本発明のア
クリル系樹脂のペレット化方法により容易になされ、こ
のペレット化方法は本発明のペレット化装置により容易
に実施され得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧搾脱水押出機の一例を示す側面図である。

【図２】スクリュの構成例を示す側面図である。

【符号の説明】

１０圧搾脱水押出機１２シリンダ１４原料供給口１６ダイス３８スクリュ６６脱液部６７圧搾部６８脱液部６９圧搾部７０脱液部７１圧搾部７２脱気部７４脱気部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者林田和明広島県大竹市御幸町20番１号三菱レイヨン株式会社大竹事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乳化重合で得られたアクリル系重合体の
含水重合体を圧搾しながら、生じる液体および気化物を
排出して脱水し、さらに加熱溶融後に押し出して切断す
ることを特徴とするアクリル系樹脂のペレット化方法。
【請求項２】原料供給口の形成されたシリンダと、該
シリンダに設けられ、原料供給口から供給されたアクリ
ル系重合体の含水重合体を圧搾する圧搾機構と、シリン
ダ内の液体及び又は気体を排出する排出部と、アクリル
系重合体を加熱溶融する加熱部と、加熱溶融されたアク
リル系重合体が押し出されるダイスと、該押し出された
アクリル系重合体を切断するカッティング機構とを有し
ていることを特徴とするアクリル系樹脂のペレット化装
置。
【請求項３】前記排出部は、脱液部と脱気部とからな
り、該脱液部は、シリンダ内に供給されたアクリル系重
合体の含水重合体が圧搾される圧搾部よりも上流側に位
置し、脱気部は圧搾部よりも下流側に位置していること
を特徴とする請求項２記載のアクリル系樹脂のペレット
化装置。
【請求項４】乳化重合で得られたアクリル系重合体の
含水重合体を圧搾しながら、生じる液体および気化物を
排出して脱水し、さらに加熱溶融後に押し出して切断し
てペレットとし、これを押出機で溶融し、押し出してフ
ィルム状に成形することを特徴とするアクリルフィルム
の製造方法。