JPS5841170B2 - ポリエステルフンマツ オヨビ ソノセイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は種々の添加剤を配合するのに適したポリエチレ
ンテレフタレートを主成分とするポリエステル粉末及び
その製造方法に関するものである。

ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴ と略す）は
、その優れた性能により繊維、フィルム、成型品として
多量に使用されている。

しかし一方では、疎水性が太きいために染色性、制電性
、親水性が不足し又難燃性に欠点を有していることも事
実である。

かかる欠点の改良法として共重合法、添加剤混合法、後
処理法等が提案されている。

上記改質法のうち共重合法は改質剤面からの制約及び共
重合物の機械的性能低下が避けられず、工業的に利用す
る場合は極めて狭い範囲にしか適用しえない状況にある
。

また後処理法については改質剤の脱落が大きく効果の持
続性に難点がある。

従ってＰＥＴの改質法として最も簡便且つ応用面の広い
方法として添加剤混合法が挙げられる。

添加剤の混合法としてはＰＥＴの重縮合工程で添加する
方法があるが、この方法によるときは重縮合工程におけ
る長時間の高温、高真空下で安定であり且つ重縮合に悪
影響を与えないことが必要とされ、使用しうる添加剤の
種類は極めて限定されたものとなる。

一方重縮合後のチップあるいは粉末と添加剤の混合法に
於ては、引続く加工工程における耐熱性のみを満足すれ
ばよく添加剤の選択範囲は広いが、重縮合時の添加法に
比べて添加剤の分散性が劣る傾向を有する。

一般に熱可塑性ポリマーチップを粉砕する方法としては
、■高速回転するカッターで切削む方法、■チップを高
速で障壁に衝突させ衝撃破壊する方法、■２枚の回転砥
石片の間に水と共にチップを供給し、摩滅粉末化する方
法等が一般的である。

これらの方法は夫々一長一短を有しておりＰＥＴに適用
した場合にブレンド用粉末として完全に満足しえるもの
は得られていない。

即ち■又は■の方法は単位時間当りの処理量は大きいけ
れども、得られる粉末は粗大であり且つ切削又は衝撃破
壊時の発熱のためポリマーが粘着性を生ずる結果ヒゲ状
の粉末の混入が多い。

この様なヒゲ状物が多いと粉末の流動性が阻害され、粉
末の輸送時または押出機の粉末供給ホッパー内で閉塞を
生じるという欠陥を有し且つ粉末が粗大なためブレンド
の均一性にも難点がある。

また■による方法は微細粉末が得られ且つその表面積が
大きいことにより良好なブレンド適性を有するが湿式粉
砕工程のため乾燥工程あるいは排水中からの粉末の除去
等を必要とし工程が複雑となり更に単位時間の能力が小
さいという欠点を有している。

かようにブレンド性と製造時の操作性の両方に満足のい
くブレンド用ＰＥＴ粉末は発進のところえられていない
というのが現状である。

かかる現状に鑑み本発明者らは添加剤混合法に適性をも
つ良好なブレンド性を有するＰＥＴ粉末につき種々検討
の結果本発明に到達したものである。

ブレンド性に関しての本発明者らの研究によるとブレン
ド性の良好なる粉末とは粒度の平均値が小さい即ち嵩密
度が小さいことと共に粗大粒子の混入が少いことが重要
であり、特に３０メツシユ（タイラー標準篩による）よ
り大きい粗大粒子が混入すると分散性が著しく阻害され
てくることが判明した。

かかる現象は次のような原因によると考えられる。

一般に粉体がホッパー等から排出される場合にいわゆる
粒径偏析と呼ばれる現象を生じ細粒産品がホッパー中心
部に集合し細粒品が優先的に排出される傾向を有する。

従って見掛は上は均一な排出が行われているが、実際は
ホッパー内で粒度に応じた分級効果が生ずる。

このためホッパー周辺部は粗粒の比率が増加しその結果
としてこの部分の分散性は劣ることとなる。

かかる現象は粉末中に３０メツシユより粗大な粒子が混
在すると顕著となるためブレンド用粉末としては好まし
くないのである。

かかる点を考慮してＰＥＴ粉末粉末一部粗大粒子を除去
すれば徒らに平均的な粒度を小さくしなくても添加剤の
良好な分散が得られ、嵩密度が０．６ ｙ′／ｃｒ！以
下であれば実用上問題のない分散が得られるのである。

なお嵩密度の測定はＪＩＳ、に６９１１ （１９７０）
により行った。

嵩密度が０．６ ？／ｃ４より犬となると、一部粗大粒
子を除いても余り良好な分散が得られないし、除去すべ
き粗大粒子の含量が多（望ましくない。

良好なる分散性が得られるＰＥＴ粉末については、前述
の如く嵩密度が０．６ ｆｆ ／ｃｒｊ、以下で３０メ
ツシユより大きい粗大粒子の含量が５ｗｔ％以下であれ
ば良いが、更に工業的に用い得る粉末としては良好な流
動性を有することが必須である・流動性とは換言すれば
粉体の操作性であり、粉末の輸送、押出機ホッパー内で
の流動に関する特性であり、これが不良であると経路の
閉塞、押出機への粉末供給量低下による押出機内の分子
量低下度が大きくなる等の好ましくない結果を生ずる。

粉末の流動性の尺度としては安息角、セパチュラ角、圧
縮度等またこれらを総合した流動指数等が知られている
が、本発明者らの検討によると、安息角が実際工程の流
動性とよく対応することが判明したので、本発明では、
安息角を流動性の尺度とする。

なお安息角の測定法は第１図で示される如く、ポリスチ
レンからなる縦、横各１２．５ＣｒｒＬ、高さ７動の容
器を粉末で満たし該容器を徐々に傾げてゆき、粉末全体
が崩れる角度θであられすこととする。

この安息角と粉末の流動性について多種の粉末の流動性
を検討したところ安息角θが７０°以下であれば、工業
的に何ら特別の考慮を必要とせず安定な流動性が得られ
るが、７０°より太きいとホッパー内、輸送管内の流動
性が欠如し、これを改良するための何らかの装置を必要
とするのである。

従って工業的に添加剤の分散性と、流動性を共に満足す
るＰＥＴ粉末としては、その嵩密度が０．６？／Ｃａ以
下、３０メツシユより大きい粗大粒子の含量が５ｗｔ％
以下、更に安息角が７００以下であることが必要十分条
件である。

かかる特性を有するＰＥＴ粉末は全（新規なものである
。

かかる粉末の製造方法としては、第２図に示す如き一方
が固定し、他方が高速回転する２枚の溝付き対向円板の
中心部より、結晶化度が３０％、以上のＰＥＴチップを
供給することにより行われる。

該対向円板間の距離は中心部より外周に到るに従い狭小
となっており、中心部より供給されたチップは円心力に
より外周に到るに従い表面より摩滅化され、粉末となる
。

ここで重要な点は、粉砕されるべきＰＥＴ チップを予
めその結晶化度が３０％以上となるように熱処理してお
くことである。

通常ＰＥＴ の重合で得られるチップの結晶化度はほと
んど零に近い。

この未結晶チップを直接粉砕機に供給すると、結晶チッ
プに比して軟化点が低いために、上記円板表面で摩滅化
される際に粉末の形状が長くなると共に、粉砕処理能力
が極端に低下するために好ましくない。

また同様理由により、粉砕時の温度は７０℃以下が望ま
しい。

従って、第２図に於て、冷却が必要とされるが、チップ
供給と同時に大量の空気を粉砕機に供給すれば、容易に
達成されるが、粉砕機の周囲に冷却水のジャケットを設
けてもよい。

斯くして得られた粉末は粗大粒子も多く、その平均粒度
も大きい。

このため、第３図に示される如く、粉砕機のから排出さ
れた粉末はサイクロン■を経て所定の目開きを有する篩
別機■に供給される。

篩別機を通過した粉末は製品■として取り出されるが、
粗大粒子は第２図と同機構を有する二次粉砕機■に連続
的に供給され、再びサイクロン■に供給され、サイクロ
ン中で一次粉砕品と混合せられた後上記篩別機■に供給
される。

本発明における２枚の対向円板間最小距離としては、−
次粉砕機側が１〜０．５間、二次粉砕機側は０．８〜０
．３ｍｍ位がＰＥＴに対しては好ましい結果が得られる
。

以上のようにして得られた粉末は、粗大粒子が少く、流
動性に富み、添加剤の混合及び粉末の操作性が良好で、
得られる最終製品は分散性の優れたものが得られる。

添加剤の具体的例としては、顔料帯電防止剤、染色性改
良剤、親水化剤、難燃化剤等であり、ＰＥＴ粉末と添加
剤の混合は、一般的なブレンダー、即ちヘンシェルミキ
サー、リボンブレンダー、■型ブレンダー等が使用でき
る。

また溶融成型する場合は、通常の単軸押出機、二軸押出
機あるいはロール混練機等を単独、あるいは組合せて使
用することができる。

本発明は、新規な粉砕方法によりＰＥＴを粉末化し、且
つこの粉末は添加剤との配合が容易であること及びその
操作性も良好である事より、ＰＥＴ の改質に多大なる
寄与をなしうるものと考えられる。

以上本発明をＰＥＴを中心にして説明してきたが一般に
知られる共重合成分あるいは混合成分を含有せしめたポ
リエステルに本発明を適用しうろことはいうまでもない
。

以下実施例について、より詳細に説明を行う。

実施例 １ ２．３ Ｘ ４．５ Ｘ ３．８ｍｍ角の固有粘度（フ
ェノールとテトラクロルエタン１：１混合溶媒中で２５
℃測定）０．７０のＰＥＴチップを真空下で１４０℃、
３時間熱処理を行い、結晶化度４５％のチップを得た。

このチップを第２図及び第３図で示される粉砕機に供給
した。

このときの２枚の円板の径は５００φであり、−次粉砕
機最小円板間距離を０、５ ｍｍ、二次粉砕機の最小円
板間距離を０．４間となし、円板の回転数は一次粉砕機
４５００ｒｐｍ、二次粉砕機５５００ｒｐｍとし、篩の
目開きは４０メツシユの金網とした。

更に粉砕機の冷却は空冷とし、粉砕温度は５３℃であっ
た。

この条件で粉末の処理量は２１０ｋｇ／時間であった。

斯くして得られた粉末を（Ａ）とする。

比較のため同チップをライナーをつげた内径８００φの
筒内で２００Ｏｒｐｍで回転するタービンによる粉砕機
で衝撃粉砕を行い粉末（Ｂ）を得た。

この時の処理量は５３０ ｋｇ／ ｈｒ であった。

更に比較のため粒度１００メツシユのアランダムから作
られた２枚の１６０φの円型砥石板の間に水と共に上記
結晶化チップを供給し粉末（ｑを得た。

（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）三種の粉末の特性を表−１に示
す。

粉末（Ａ）は粉末Ｂ）、（Ｃ）に比して粗大粒子が少く
、安息角が小さいことが特徴となっている。

実施例 ２ 実施例１で得られた粉末（４）、（Ｂ）、（Ｃ）夫々１
０部に対してカーボンブラックを１．５部添加し、ヘン
※※シェルミキサーで混合後真空乾燥を行い、６０φの
単軸スクリューで溶融押出しを行い、黒色チップを作っ
た。

このときの操作データ及びチップ品質を表−２に示す。

粉末（Ａ）は流動性が良好であり、安定に押出し可能で
しかも吐出量が太きい。

このことにより押出機内での分子量低下も小さく、また
顔料の分散性も良好である。

粉末（Ｂ）は流動性悪く定常な押出しが不能であった。

粉末（ｑはある程度の流動性はあるが不十分のためホッ
パーから押出機への供給量が少い。

従って製品チップの押出機内の分子量低下が大きく好ま
しくない。

分散性の評価は得られたチップを薄片となし、光学顕微
鏡の視野内の１０部以上の粗大粒子の個数で判定した結
果、粉ｍＡ）が２ケ、粉末（Ｂ）で１４ケ、粉末（ｑで
１ケで、（Ａ）と（ｑが良好な分散を示した。

従って、顔料の分散性、流動性面でバランスの取れた粉
末は（３）であることが明らかである。

実施例 ３ 実施例１のＰＥＴチップを種々の条件で熱処理を施した
チップの結晶化度と、粉砕能力の関係を表−３に示す。

表−３ 熱処理条件 結晶化度 粉砕能力未処理
０％ ８０ｋｇ／時１３０℃×１時間
２５ １２０ ／／ Ｘ２ ／／ ３Ｑ ２１０
／／ Ｘ３ ｔｔ ４０ ２４３／／
Ｘ５／／ ５５ ２５０表−３から、結晶
化度が３０％より小さいと粉砕処理能力が劣ることが明
らかである。

実施例 ４ 実施例１と同じ装置を用いて、粉砕時の温度を変更した
場合の粉砕処理能力を表−４に示す。

表−４から、粉砕温度は７０°Ｃ以下が好ましＬ・こと
が明らかである。

実施例 ５ 実施例１と同装置で、篩別機の金網を４０メツシユ、２
０メツシユ２種用いて、粒度の異る粉末を２種作り、両
粉末を混合し、３０メツシユより粗大な粒子の含量を変
化させた粉末を作成した。

この混合粉末に、銅フタロシアニンブルー５％をＶ型ブ
レンダーにて混合し、単軸６０φ押出機でチップ状に成
型した。

このときの銅フタロシアニンフルーの分散状態を表−５
に示す。

表−５より、３０メツシユより粗い粒子が５％を越える
と顔料分散性が低下することが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は安息角の測定法を示す。 第２図は粉砕機の粉砕部の拡大図であり、図中■は原料
チップ、■は固定溝付き円板、■′は回転溝付き円板、
■は回転軸である。 第３図は粉砕機全体のフローシートである。 ■は原料チップ、■は一次粉砕機、■は二次粉砕機、■
はサイクロン、■は篩別機、■は製品粉末、■は原料供
給用電磁フィーダー、■はロータリーバルブを表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 嵩密度が０．６ ？ ／ｃｎｆ、以下、３０メツシ
   ユより大きい粗大粒子の含量が５ｗｔ％以下、安息角が
   ７００以下のポリエチレンテレフタレートを主成分とす
   るポリエステル粉末。 ２一方が固定され他方が高速回転する２枚の溝付き対向
   円板からなり且つ両円板間の距離が中心部より外周に到
   るに従い狭小となる如くなした粉砕機の中心部より、結
   晶化度を３０％以上となしたポリエチレンテレフタレー
   トな主成分とするポリエステルチップを供給し、上記対
   向円板に刻まれた微細な溝により該チップを７０℃以下
   で摩耗化せしめ、所定の目開きを有する金網で篩別する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のポリエス
   テル粉末の製造方法。 ３一方が固定され他方が高速回転する２枚の溝付き対向
   円板からなり且つ両円板間の距離が中心部より外周に到
   るに従い狭小となる如くなした粉砕機の中心部より、結
   晶化度を３０％以上となしたポリエチレンテレフタレー
   トを主成分とするポリエステルチップを供給し、上記対
   向円板に刻まれた微細な溝により該チップを７０℃以下
   で摩耗化せしめ、所定の目開きを有する金網で篩別し、
   該金網上の粗大粒子を上記粉砕機と同機構を有する別個
   の粉砕機に連続的に供給し再粉砕を行わしめ、再粉砕粉
   末を前記篩に供給することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のポリエステル粉末の製造方法。