JPH1135697A - ゼオライト粉材マスターバッチ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゼオライト粉材をポリエチレン若しくはポリ
プロピレン樹脂に高い配合割合を以って均質に分散混合
させた、ゼオライト粉材マスターバッチ及びその製造方
法を提供する。 【構成】 粒径が１０μｍ以下に破砕したゼオライト粉
材を２００乃至３５０℃で仮焼したうえ、ポリエチレン
若しくはポリプロピレン樹脂に２０乃至６０％重量割合
と、流動パラフィン１乃至３％重量割合及びその融点が
４０乃至８０℃の低分子量ポリエチレン若しくはポリプ
ロピレン２乃至６％重量割合で配合し低速混合のうえ、
その温度が４０乃至８０℃に加熱され且５００乃至１０
００回転／分の高速混合機で高速混合させて均質に分散
混合された配合原料を作成し、而して押出成形機により
熔融混練のうえ所要の形状及び大きさに成形させるゼオ
ライト粉材マスターバッチ及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は安価で成形加工性に優れ
るポリエチレンやポリプロピレン樹脂素材からなるフィ
ルム材や包装容器等の成形品に、ゼオライト素材が保持
する吸湿性やガス吸着性或いはイオン交換性を付与せし
めるための、ゼオライト粉材マスターバッチ及びその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂
は、軽量で強靭なうえ耐水性や耐化学薬品性に優れるば
かりか成形加工性も極めて優れ而も安価であることか
ら、各種のフィルム材や包装容器等の成形品には極めて
膨大量が消費されている。即ちポリエチレンやポリプロ
ピレン樹脂を用いてなるフィルム材や包装容器等は、専
らその強靭性を始め軽量性、耐水性、防気性等を活用し
て魚介類や青果類、水菓子等含水食品類を初め、各種粒
形状或いは粉状製品の包装若しくは収納用として使用さ
れているものである。

【０００３】然るに近年においては市場競争の激化に伴
い、これらフィルム材や包装容器等においても、単に防
水性や防気性或いは防塵性の保持のみならず含水食品類
の包装や収納に際しては鮮度保持性や発生する臭気に対
しての消臭性、或いは粉状製品類の包装や収納に際して
も吸湿性並びに防黴性等の新たな機能を保持せしめるこ
とが強く求められるに至っている。

【０００４】他方含水珪酸塩鉱物として微細な孔を多数
有し吸湿性やガス吸着性に優れ、且イオン交換性の高い
性能を保持するゼオライトが安価に産出されることも古
くから知られている。これがため該ゼオライトを微細に
破砕のうえ、これをポリエチレン樹脂若しくはポリプロ
ピレン樹脂に適宜割合で配合しフィルム材や包装容器等
として成形してなるものの上市が試みられているが、ゼ
オライトは仮令微粉状に破砕させてもその微細な多数の
孔内には多量の水分が含水されており、且破砕された形
状もその微細な多孔と相俟って複雑多形状を呈し、而も
その見掛比重も略１、９乃至２、０程度のものであるた
め、ポリエチレン樹脂若しくはポリプロピレン樹脂の如
くその比重が略０、９１乃至０、９５程度の軽量なもの
との配合では均質な混合が図れず、而もその形状も複雑
多形状のためフィルム材や包装容器等の成形加工に際し
て分散性が極めて悪く、これがため成形品に色斑の発生
はもとよりその成形品の表面に分散不良に伴う成形斑が
現出したり、更には成形機のダイス部分への付着による
成形傷の発生や成形時におけるゼオライトの多数の孔内
に含有される水分の蒸散に伴う気泡や裂傷の発生が頻発
すること等により、未だゼオライトの性能を十分に発揮
しえるフィルム材や包装容器を安定して製造することは
実現されていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる実情に
鑑みなされたものであって、本発明は含水率が高く且複
雑多形に破砕され而も比重差も大きく異るゼオライト粉
材でも、ポリエチレン若しくはポリプロピレン樹脂と高
い配合割合を以って且均質に分散混合させることによ
り、フィルム材や包装容器等を均等な品質で而も効率良
く熔融成形加工しえる、ゼオライト粉材マスターバッチ
及びその製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明が採用した技術的手段は、その粒径が１０μ
ｍ以下に破砕してなるゼオライト粉材を予め２００乃至
３５０℃の温度で仮焼し、含有水分や揮発分を揮散除去
したうえ該仮焼させたゼオライト粉材をポリエチレン若
しくはポリプロピレン樹脂に対して２０乃至６０％重量
割合で配合し、且該仮焼ゼオライト粉材の分散を促進さ
せる分散剤として、微細な多数の孔を有し且複雑多形状
の仮焼ゼオライト粉材の外表面を包着させて滑性を高め
るための流動パラフィンを１乃至３％重量と、その融点
が４０乃至８０℃の低分子量ポリエチレン若しくはポリ
プロピレンを２乃至６％重量割合で配合し、予め低速混
合により流動パラフィンをポリエチレン若しくはポリプ
ロピレン樹脂外表面や仮焼ゼオライト粉材の外表面或い
は低分子量ポリエチレン若しくはポリプロピレン外表面
に包着させ、而してその温度が４０乃至８０℃に加温さ
れ且撹拌速度が５００乃至１０００回転／分の高速混合
を施すことにより、低分子量ポリエチレン若しくはポリ
プロピレンを熔融させその熔融粘性を以ってポリエチレ
ン若しくはポリプロピレン樹脂と仮焼ゼオライトとを均
質に分散付着させたうえ、適宜の押出成形機を用いて熔
融混練し所要の形状及び大きさのマスターバッチとな
す、ゼオライト粉材マスターバッチ及びその製造方法に
存する。

【０００７】

【作 用】上述の如き技術的手段を用いてなる本発明
は、以下のような作用を有する。即ちその粒径が１０μ
ｍ以下に破砕してなるゼオライト粉材を、２００乃至３
５０℃の温度で所要時間仮焼することにより、該ゼオラ
イト粉材の保持するイオン交換性を損うことなく、その
微細で多数の孔内に含水されてなる水分や揮発分等が蒸
散或いは揮散されるとともに粘土質分が硬化し、強硬な
ゼオライト粉材となる。そしてポリエチレン若しくはポ
リプロピレン樹脂に対して、この仮焼されたゼオライト
粉材を２０乃至６０％重量割合まで配合し、且その融点
が４０乃至８０℃の低分子量ポリエチレン若しくはポリ
プロピレンを２乃至６％重量割合及び流動パラフィンを
１乃至３％重量割合で配合し低速で混合させることによ
り、流動パラフィンがポリエチレン若しくはポリプロピ
レン樹脂や低分子量ポリエチレン若しくはポリプロピレ
ン、及び仮焼されたゼオライト粉材の外表面に包着し特
には微細で多数の孔を有し且複雑多形状のゼオライト粉
材が球形化されて滑性が著るしく高められて、而も該流
動パラフィンの包着によりその見掛比重も一段と低下す
るため分散性が極めて高められる。

【０００８】而してその温度が４０乃至８０℃に加熱さ
れてなり且その撹拌混合速度が５００乃至１０００回転
／分の高速混合機で高速撹拌混合を施すため、低分子量
ポリエチレン若しくはポリプロピレンが熔化しその熔融
粘性によりポリエチレン若しくはポリプロピレン樹脂と
ゼオライト粉材とが融着されつつ高いせん断力が付加さ
れて混合されるため、均質な分散混合がなされることと
なる。かくして均質に分散混合がなされた配合原料を、
更に押出成形機により熔融混練させたうえ所要の形状及
び大きさに成形させるものであるから、ポリエチレン若
しくはポリプロピレン樹脂に対して最大６０％重量もの
ゼオライト粉材が配合しえ且均質に分散されたマスター
バッチが形成しえることとなる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明実施例を詳細に説明すれば、本
発明はフィルム材や包装容器等の素材として多量に使用
されてなるポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂に配
合させてゼオライトの特性を発揮せしめるものであるか
ら、使用素材としてはポリエチレン樹脂若しくはポリプ
ロピレン樹脂が用いられる。無論かかる場合における使
用素材としては、フィルム材や包装容器を成形するため
に用いるポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂と同様
のグレードの樹脂素材が好適であるが、一般的にはメル
トインデックスで２、５乃至３、５程度の樹脂グレード
を用いればよい。そしてかかるポリエチレン樹脂若しく
はポリプロピレン樹脂に配合されるゼオライト粉材は、
具体的使用途により種々選択されるが吸湿性やガス吸着
性を主たる目的とする場合においては、微細な多数の孔
の総表面積所謂細孔表面積が少なくとも６、５ｍ^２／ｇ
以上のものが望ましく、更に消臭性を目的とする場合で
はイオン交換性所謂塩基置換容量（ｍｅｑ／１００ｇ）
が少なくとも１００以上のものが望まれる。更にこのゼ
オライト粉材は、その使用に際して最も薄肉なフィルム
材として使用される場合においては、通常包装用フィル
ム材として最底３０μｍ程度の物も使用されるため、か
かるフィルム材の成形性に支障を及ぼさぬうえからも最
大でも１０μｍ以下好ましくは５乃至１μｍの粒径のも
のが要望される。

【００１０】加える重要なことは、かかる粒径に破砕さ
れたゼオライト粉材でもその微細で且多数の孔内には可
成りの水分が含水されてなり、更にはその他の揮発分等
も含有しておりこれらを除去しておかないとマスターバ
ッチの成形時はもとより、該マスターバッチを使用して
フィルム材や包装容器等の成形時に気泡の発生や成形不
良が招来される危険があること、及びゼオライト自体は
比較的脆弱であるため配合時や成形加工時に崩壊する危
険もある。これがため該ゼオライト粉材を配合する場合
に先立って仮焼する必要があるもので、この仮焼は微細
な多数の孔内の水分や付着する揮発分を蒸散並びに揮散
させるとともに、ゼオライトを形成する粘土質分の硬化
を図る反面、イオン交換性を損わぬことも望まれること
から、仮焼のための温度は２００℃から最高でも３５０
℃以下でなすことが肝要である。仮焼の時間はゼオライ
ト粉材の粒径や含水率或いは粘土質の割合等で具体的に
決定されるが、一般的には粒径１０μｍのもので仮焼温
度が２００℃の場合では略３時間が目途となる。

【００１１】かくして仮焼されたゼオライト粉材は、ポ
リエチレン樹脂若しくはポリプロピレン樹脂に対して２
０％重量から最大６０％重量割合までの範囲で配合され
る。そしてこの配合されるゼオライト粉材は、微細な多
数の孔を有するとともに複雑多形状のものであるばかり
かその比重も比較的高く、従ってかかるゼオライト粉材
をポリエチレン樹脂若しくはポリプロピレン樹脂と均質
に分散混合させるには格段の技術が要求される。

【００１２】そこで本発明においては、該ゼオライト粉
材の分散性を高めるためにポリエチレン樹脂若しくはポ
リプロピレン樹脂と相溶性を有する流動パラフィンを、
該ポリエチレン樹脂若しくはポリプロピレン樹脂に対し
て１乃至３％重量割合で配合し、更にその融点が４０乃
至８０℃の低分子量ポリエチレン若しくはポリプロピレ
ンを２乃至６％重量割合配合し、相互を低速で予め混合
させる手段を用いる。即ちかかる手段を用いることによ
り、流動パラフィンがポリエチレン樹脂若しくはポリプ
ロピレン樹脂を始め、低分子量のポリエチレン若しくは
ポリプロピレン、及びゼオライト粉材の外表面を包着す
ることとなり且特にゼオライト粉材は該流動パラフィン
の包着により外表面が平滑化されるとともに見掛比重も
一段と低くなり分散混合性が高められることとなる。

【００１３】かくして予備的に混合させた配合原料を、
その温度が４０乃至８０℃に加熱され且撹拌速度が５０
０乃至１０００回転／分の高速混合機を用いて高速混合
させることにより、低分子量ポリエチレン若しくはポリ
プロピレンが熔融しその熔融粘性によりポリエチレン樹
脂若しくはポリプロピレン樹脂とゼオライト粉材とが融
着され且高速混合に伴うせん断力が働き、ポリプロピレ
ン樹脂若しくはポリプロピレン樹脂とゼオライト粉材と
が均質に分散混合されることとなる。

【００１４】かかる場合において流動パラフィンについ
ては特段の制限はなく一般的なものの使用で十分対処し
える。更に低分子量のポリエチレン若しくはポリプロピ
レンは、実質的にその温度が４０乃至８０℃程度で熔融
特性を有するものであれば使用可能であって、当然にポ
リエチレン樹脂が用いられる場合においては低分子量ポ
リエチレンが使用されることは言うまでもない。かかる
場合に低分子量ポリエチレン若しくはポリプロピレンの
融点が８０℃以下に限定される理由は、基礎素材となる
ポリエチレン若しくはポリプロピレン樹脂の物性に影響
を及ぼさないことによる。そして予備的混合の如く低速
度での混合に際しては例えばリボンブレンダー等の使用
が好適であるが、高速混合の場合においてはヘンシェル
ミキサー等の使用が望まれる。

【００１５】ポリエチレン若しくはポリプロピレン樹脂
に対するゼオライト粉材の配合割合は最大６０％重量割
合が限度であって、これ以上の配合割合となると成形さ
れるマスターバッチの保形性が損われるばかりか、具体
的なフィルム材や包装容器等の成形時における分散不良
の危険が伴うことによるもので、反面その配合割合がが
２０％重量割合以下では経済的面でメリットが薄れるこ
とによる。

【００１６】そしてゼオライト粉材の配合割合の増加に
伴って流動パラフィンや低分子量ポリエチレン若しくは
ポリプロピレンの配合割合も増加させる必要があるが、
流動パラフィンの配合割合が過剰となるとゼオライト粉
材の外表面への包着量が増大し、成形品におけるゼオラ
イトの吸湿性やガス吸着性或いはイオン交換性が損われ
る結果となることから、最大でもポリエチレン若しくは
ポリプロピレン樹脂に対して３％重量割合以下に抑える
ことが望まれる。更にその融着性を以って均質な分散混
合を図るための低分子量ポリエチレン若しくはポリプロ
ピレンの配合割合も、ゼオライト粉材の配合量の増加に
伴って増加することが望まれるが、過剰な配合は融着性
が著るしく増大化し混合された配合原料にブロッキング
が発生するため、その配合割合は最大でも６％重量割合
以下に留めるべきである。

【００１７】かくして配合された配合原料は押出成形機
を用いて熔融混練のうえ所要の大きさ形状のマスターバ
ッチを形成するものであって、フィルム材や包装容器等
の成形に際しての分散性を良好ならしめるうえから十分
に熔融混練を図ることが望まれる。これがためには好ま
しくは二軸スクリュー押出機例えばコニーダーやＺＳＫ
二軸スクリュー押出機の使用が挙げられ、且マスターバ
ッチの成型方法としてはこれら押出成形機の先端に適宜
口径及び数が穿孔されたダイス部より熔融混練させた配
合原料を吐出させ、水槽で冷却後引取りながらペレット
状に切断する所謂コールドカット法や、吐出させた後即
時に切断して水冷にするか若しくは空気とともに移送さ
せながら空冷する所謂ホットカット法、或いはダイスを
水中に置き水中で吐出させた直後切断する所謂アンダー
ウォーターカット法等を用いることにより、本発明ゼオ
ライト粉材マスターバッチが形成される。

【００１８】

【発明の効果】本発明は上述したように、吸湿性を初め
ガス吸着性或いはイオン交換性に優れたゼオライトをそ
の粒径が１０μｍ以下に破砕のうえ、予め２００乃至３
５０℃の温度で仮焼させることにより、微細且多数の孔
内に含水された水分並びに付着揮発分が蒸散、揮散され
て除去されるとともに、ゼオライトを形成する粘土質成
分が硬化されるため、強硬なゼオライト粉材となる。そ
してこのゼオライト粉材とポリエチレン若しくはポリプ
ロピレン樹脂との均質な分散混合を図るうえから、流動
パラフィンを１乃至３％重量割合及びその融点が４０乃
至８０℃の低分子量ポリエチレン若しくはポリプロピレ
ンを２乃至６％重量割合で配合し低速混合させるため、
流動パラフィンの特性によりポリエチレンやポリプロピ
レン樹脂やゼオライト粉材或いは低分子量ポリエチレン
若しくはポリプロピレンの外表面が該流動パラフィンに
より包着されるとともに、特に微細で多数の孔を有し且
複雑多形状のゼオライト粉材個々が球形化され而もその
見掛比重も一段と小さくなり分散し易くなる。そして引
続きその温度が４０乃至８０℃に加熱され且５００乃至
１０００回転／分の高速混合機で高速混合をなすことに
より、低分子量ポリエチレン若しくはポリプロピレンが
溶融しその融着性によって、ポリエチレン若しくはポリ
プロピレン樹脂とゼオライト粉材とが融着されつつ高い
せん断力で撹拌混合される結果、最大６０％重量割合ま
でのゼオライト粉材が均質に分散混合された配合原料が
作成される。而してこの配合原料を用いて押出成形機で
更に熔融混練のうえ所要の形状大きさに成形させるもの
であるから、極めて分散性に優れたゼオライト粉材マス
ターバッチが作成され、且ゼオライト粉材が６０％重量
割合まで配合分散されてなるから、フィルム材や包装容
器等の成形に際しての僅かな添加で作業がなしえ経済的
であり而もゼオライト粉材の外表面に包着される流動パ
ラフィンは極めて微量であるため、フィルム材や包装容
器の成形品においてゼオライト粉材の保持する吸湿性や
ガス吸着性或いはイオン交換性も十分発揮させることが
可能である等、極めて特長の多いゼオライト粉材マスタ
ーバッチ及びその製造方法である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が４０乃至８０℃の低分子量ポリエ
   チレン若しくはポリプロピレン２乃至６％重量割合及び
   流動パラフィン１乃至３％重量割合からなる分散剤によ
   り、その粒径が１０μｍ以下のゼオライト粉材がポリエ
   チレン樹脂若しくはポリプロピレン樹脂に対して２０乃
   至６０％重量割合で配合され、且押出成形機により熔融
   混練されたうえ所要の形状及び大きさに形成されてなる
   ことを特徴とする、ゼオライト粉材マスターバッチ。
2. 【請求項２】 粒径が１０μｍ以下のゼオライト粉材を
   ２００乃至３５０℃の温度で所要時聞仮焼したうえ、ポ
   リエチレン樹脂若しくはポリプロピレン樹脂に該仮焼し
   たゼオライト粉材を２０乃至６０％重量、及び分散剤と
   してその融点が４０乃至８０℃の低分子量ポリエチレン
   若しくはポリプロピレンを２乃至６％重量割合並びに流
   動パラフィン１乃至３％重量割合を配合し、而して低速
   混合機で予備混合をなしたるうえ、更にその温度が４０
   乃至８０℃に加温され且５００乃至１０００回転／分の
   高速混合機により高速混合し均質に分散混合させたう
   え、押出成形機により熔融混練のうえ所要の形状及び大
   きさに成形させることを特徴とするゼオライト粉材マス
   ターバッチの製造方法。