JPS6049210B2 - 合成樹脂粉末の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成樹脂粉末の製造方法に関しその目的は樹脂
粉末の製造工程で樹脂の溶剤中への溶解工程や再沈殿な
どの複雑な工程を必要としない真球状合成樹脂粉末の製
造方法を提供することにある。

フ 従来合成樹脂粉末の製造方法としては、次の４種類
の方法、すなわち機械的粉砕法、化学溶解法、水中分散
法、有機溶剤から水中への分散法が知られている。

第１の方法すなわち機械的粉砕法は粒状若しく５はペレ
ット状の樹脂を液体窒素等によつて低温に冷却し、高せ
ん断力を有する粉砕機を通して７５〜５００μの平均粒
径を有する不規則形の粒子を得る方法であるが、この方
法は特別に設計した装置を必要とする上、液体窒素等の
冷媒を必要とする。

更にこの方法では７５μより小さい粒径の粉末は得難い
。又第２の方法すなわち化学溶解法はキシレン、トルエ
ン等のポリマー良溶媒に合成樹脂を加熱溶解し、次いで
メタノール等のポリマー非溶媒を多量に加え樹脂を粉末
として沈殿させる方法である。

この方法では合成樹脂の溶解、非溶媒によるポリマー再
沈殿の操作が複雑で、かつ使用した溶媒は合成樹脂粉末
と分離した後そのまま再使用できず、再使用するために
は蒸留等によりポリマー良溶媒とポリマー非溶媒とに分
離しなければならず、不経済である。第３の方法すなわ
ち水中分散法は高度のせん断力を持つ攪拌条件下で合成
樹脂の軟化点以上の温度で、分散剤により水中に合成樹
脂を分散させ、次いで合成樹脂の軟化点以下まで冷却し
、合成樹脂粉末を得る。

分散剤として界面活性剤が使用される。この方法は操作
が容易で工程を連続化し易く、かつ球状粒子の粉末を得
ることができるという利点を有するが、反面分散を効果
的に行うには分散剤として界面活性剤を多量（液重量に
対して６〜９重量％）に使用しなければならず、このた
め界面活性剤が樹脂粉末中に残存し、この結果合成樹脂
粉末の特性に好しくない変化例えば水感応性の増加、電
気絶縁性の低下などが生じる。この欠点をなくすため一
般には分散液から分離した合．成樹脂粉末を大量の水て
洗浄し、粉末中の界面活性剤の濃度を樹脂の特性に好し
くない変化を示さない程度の濃度まで低下させる方法を
とるが特公昭５１−２５３７１号公報、特開昭５１−１
２２１９０号公報）、このことは操作が複雑であるだけ
でなく、界面活こ性剤を含んだ水の排水処理の必要を生
じ、経済的な方法とは言えない。第４の方法は一般的に
は合成樹脂やゴムのエマルジョンや水性ラテックスの製
法を転用したもので、合成樹脂を水と共沸する溶剤に溶
解させ、こイの溶液を界面活性剤の存在下に攪拌下水中
に加えて分散させ、その後分散液から溶剤を水と共沸さ
せて除去し、樹脂の水性分散体とする。

この分散体を沖過等によつて固液分離して樹脂粉末を得
る方法である。この方法は微粉末を得ることができる利
点があるが、一般に樹脂の溶液を作るために、樹脂量よ
りかなり多い量の溶剤を使用しなければならず、更に樹
脂の分散液から溶剤と水とを夕共沸により除去しなけれ
ばならないため装置及び工程が複雑となり、経済的な方
法とは言えない。本発明者等は以上の問題点に留意し、
真球状粒子の合成樹脂粉末を得るための経済的な製造方
法につき鋭意研究した結果、ポリオレフィン系熱可θ塑
性樹脂（以下、単に合成樹脂と云う）と特定量の炭化水
素、微量の界面活性剤及び水よりなる混合液を、加熱下
に攪拌すると、溶剤による樹脂の粘度低下作用と界面活
性剤による分散作用のために樹脂が水中で微分割されて
水中に分散され、こ５れを攪拌下に冷却することにより
、真球状粒子の合成樹脂が得られることを見出し本発明
に到つた。すなわち本発明は合成樹脂、水、炭化水素及
び界面活性剤の混合物を８０℃以上の温度で攪拌し）て
、該樹脂を液中に分散させ、その後分散液を冷却するこ
とを特徴とする合成樹脂粉末の製造方法に関する。

本発明において合成樹脂粉末を製造するには、水、炭化
水素及び界面活性剤より構成される混合液中で合成樹脂
を、攪拌下分散させる。

本法で合成樹脂を分散させるための液は、炭化水素、水
及び界面活性剤の３成分を必須主成分とする混合液であ
り、本発明では混合液中の各成分の混合割合が、水１０
轍量部に対して炭化水素３〜８踵量部、界面活性剤０．
０５〜３重量部範囲にあることが必要である。

水１０唾量部に対して炭化水素が３重量部以下では、分
散時に樹脂粘度があまり低下せず、樹脂の分散が悪くな
り、粉末化が難しく８鍾量部以上では樹脂の分散は良く
なるが、分散液を冷却し沖過等の固液分離によつて粉末
を回収する際粉末粒子か炭化水素溶媒の吸収で軟化して
いるので、粉末の乾燥時粒子が融着し塊化してしまうの
で好しくない、また水１０踵量部に対し界面活性剤が０
．０５重量部以下では樹脂の分散が不良となり樹脂粉末
が得難いので好ましくなく、また３重量部以上では、樹
脂粉末に界面活性剤が残存し、樹脂粉末の特性に好まし
くない変化が生じるという欠点がある。従つて本発明で
は製品樹脂粉末の特性に悪影響を与えないという面から
、界面活性剤の添加量は水１０哩量部に対し３重量部以
下、特に１．５重量部以下にすることが好ましい。本発
明において分散液の一成分として用いられる炭化水素と
しては、ヘキサン、ヘプタン、デカン、ドデカン、シク
ロヘキサン、シクロヘプタン、シクロノナン、シクロデ
カン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンの
如き炭素数６〜１２の脂肪族炭化水素類ベンゼン、トル
エン、キシレン、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼ
ン、ジエチルベンゼン、サイメン、ブチルベンゼン等の
炭素数６〜１４の芳香族炭化水素類が例示できるが、本
発明においては芳香族炭化水素の方か、脂肪族炭化水素
よりも樹脂の粘度低下効果が大きく、その結果樹脂分散
がより容易になり、またその使用量もより少なくて済む
ので、本発明では芳香族炭化水素を用いることが特に好
ましい。

芳香族炭化水素の中では分子内に１個のベンゼン環を有
する炭素数６〜１０の芳香族炭化水素が望ましく、更に
これらの中ではベンゼン、トルエン、キシレンが最も好
ましい炭化水素である。炭化水素の合成樹脂に対する使
用量は、樹脂１００重量部に対し炭化水素１０呼量部以
下、好ましくは５〜９０重量部、更に好ましくは２０〜
５鍾量部である。

炭化水素の使用量が樹脂１０踵量部に対し１００重量部
より多いと、樹脂粉末の乾燥時粉末粒子同志が融着し、
塊化してしまうので好ましくない。また本発明において
水は樹脂の分散相としての役割を果たすものてあり、分
散を良好に行うには樹脂１００重量部に対し、水と炭化
水素の合計量が１００重量部以上となるように調整する
ことが必要てある。

また界面活性剤は分散剤としての役割をなすものてあり
、本発明においては必須成分である。

本発明における界面活性剤としては水溶性のものであれ
ば、イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤いずれ
も使用できるが、分散性能の点で水に対する溶解性の大
きいもの、例えば３０℃での溶解度が０．１％以上のも
のが好ましく、非イオン界面活性剤ではＨＬＢ価が１０
以上であることが必要である。好ましい界面活性剤の具
体例としては、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオ
キシエチレンアルキルフェノールエーテル、エチレンオ
キサイドとプロピレンオキサイドとの共重合体、ポリオ
キシエチレンアルキルエーテルなどが例示できる。

本発明において、水、炭化水素及び界面活性剤よりなる
液中に合成樹脂を分散させるには、合成樹脂が分散液中
で溶解する温度以上、通常８０゜Ｃ以上、好ましくは８
５〜２５０′Ｃ、更に好ましくは９０〜１８０′Ｃで、
合成樹脂、水、炭化水素及び界面活性剤の混合物を攪拌
する。８０℃以下では樹脂が液中で分裂せず、粉末化が
困難であり、また２５０′Ｃ以上の温度では分散効果自
体には支障はないが加熱及び冷却の熱負荷が大きくなる
だけ不経済であり、いずれも好ましくない。

また本発明では合成樹脂、水、炭化水素及び界面活性剤
の混合物にいかなる順序で混合されたものでもよく、合
成樹脂は固体状態、溶融状態いずれの状態で混合しても
よい。

また上記混合物を攪拌する際の攪拌速度は、攪拌羽根の
先端で６０ｍ／分以上であることが必要であり、好まし
くは１００〜４００ｒｒｔ．／分である。

また攪拌羽根の種類としては、少なくとも適当量の剪断
作用を与える装置ならば、いかなる装置でも良いが、特
にプロペラ型が好適である。また分散に要する時間すな
わち攪拌時間は８０゜Ｃ以上の温度で１分間以上あれば
よく、通常は１分〜３紛間が好ましい。また攪拌の際の
圧力は、分散時の操作温度で混合液を液相に保持させる
圧力、すなわち分散時の混合液の温度における混合分散
液の蒸気圧以上であればよく、通常は蒸気圧下で行わノ
れる。合成樹脂を含む分散混合液の蒸気圧は、芳香族炭
化水素の種類によつても異なるが、９０〜１８０℃の温
度においては約０〜２０ｋ９／Ｃｌｌ（ゲージ圧）であ
る。本発明において粉末化に供せられる合成樹脂は５５
０℃で固体状のポリオレフィン系熱可塑性樹脂であれば
適用できる。

本発明における合成樹脂の具体例としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレンーα−オイ
フイン共重合体等のポリオレフイ０ン、エチレンー酢酸
ビニル共重合体、エチレンー酢酸ビニル共重合体けん化
物及びそれらのグラフト変性体、エチレン−プロピオン
酸ビニル共重合体等のオレフィン−ビニルエステル共重
合体、若しくはその変性体、エチレン−アクリル酸共重
合体、エチレン−メタクリル酸共重合体等のオレフィン
ー不飽和カルボン酸共重合体、若しくはその変性体、エ
チレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−メタク
リル酸メチル共重合体等のオレフィンー不飽和カルボン
酸エステル共重合体若しくはその変性体、等が例示でき
る。

これらの中で好ましい合成樹脂はポリオレフィン、エチ
レン−ビニルエステル共重合体、若しくはその変性体、
エチレンー不飽和カルボン酸共重合体若しくはその変性
体であり、最も好ましい合成樹脂はエチレンー酢酸ビニ
ル共重合体のけん化物及びそのグラフト変性物である。
本発明によつて得られる合成樹脂粉末は分散終了後その
まま樹脂分散体の形で使用することもできるが、製品と
して乾燥樹脂粉末を得るには分散終了後、攪拌下に分散
液を樹脂の固化する温度以下、好ましくは７０℃以下、
更に好ましくは６０℃以下に冷却し、これを枦過あるい
は遠心分離等によつて樹脂粉末を液から分離した後、乾
燥する。

樹脂粉末と分離した液はそのまま再使用てき，る。本発
明に得られる粉末は平均粒子径が２０〜５００Ｐの範囲
にあり、又ほとんど完全な球状の粒子形状てあるのて粉
末の流動性か良く、粉末の各種用途における取り扱いが
極めて容易となり有利であ二る。

粉末の粒子径は攪拌速度、分散液の組成等によつて調節
することができる。本発明の方法は従来の方法に比較し
て多くの利点を有する。

第１に従来の化学溶解法に比べ粉末化の操作が分散液組
成を加熱し冷却するのみで再５沈殿の操作がないので簡
単であること、第２に再沈殿の工程がないので分散液を
固液分離後そのまま循環使用できること、第３には水中
分散法に比べ、分散時の温度が１００℃近くも低くても
よく、また分散時の界面活性剤の使用量も１／５〜１／
２０咽度に減少させることができるので、樹脂粉末に界
面活性剤がほとんど残存せず、その結果樹脂粉末の水洗
浄工程を省略できること、第４には水性エマルジョン又
はラテックスの製法を転用する方法に比べた場合、有機
溶剤の使用量が少く、ノそのため樹脂を有機溶剤で溶解
する工程及び樹脂の分散終了後液中から溶剤を水との共
沸によつて除去する工程を必要としないことなどが挙げ
られる。以下に実施例により本発明を更に詳しく説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。

実施例１〜６ 内容量２５０ｍ１のオートクレーブ中に表１に示した合
成樹脂のペレット５０ｙ１水１３５ｍ１１トルエン１５
ｍ１１界面活性剤としてラウリルベンゼンスルホン酸ナ
トリウム０．５ｙを加え、２０００ＲＰＭ（７）攪拌速
度（攪拌羽根先端にて３００７Ｔｔ．／分の速度）にて
攪拌下、約１５分で常温から１００℃まで加熱（８０℃
以上の温度保持時間：約５分間）、次いで約１紛間で５
０℃まで冷却した。

オートクレーブを開いたところ樹脂は細い粒子となつて
液中に分散していた。

分散液を淵過により固液分離し粉末を気流乾燥により乾
燥したところ、いずれも平均粒径３００μ以下の真球状
粒子形状の粉末が得られた。比較例１ 実施例１で用いたものと同一のオートクレーブ中に、エ
チレンー酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量：２鍾量
％）の９０％けん化物（メルトインデックス２１８）の
ペレット５０ｙ１水１５０ｍ１１ラウリルベンゼンスル
ホン酸ナトリウム１．２ｑを加え、その後実施例１と同
様の操作を行つた。

オートフレーブを開いたところ樹脂は２〜５ｍの偏平な
粗大粒子となつており、真球状の粉末は得られなかつた
。

比較例２ 実施例１において合成樹脂としてエチレンー酢酸ビニル
共重合体（酢酸ビニル含量：２８重量％）の９０％けん
化物（メルトインデツクスニ２１８）を用い、界面活性
剤を添加しない他は実施例１と同様に行つた。

オートクレーブを開いたところ樹脂は全体で１個の大き
な塊となつており、分散していなかつた。実施例７ 実施例１において合成樹脂として酢酸ビニル含量２８重
量％のエチレンー酢酸ビニル共重合体の７０％けん化物
のアクリル酸グラフト変性体（アクリル酸含量０．１重
量％、メルトインデックス９０．４）を用いた以外は実
施例１と同様にして樹脂を分散させたところ、平均粒径
２００μ以下の真球状粒子の樹脂粉末を得た。

実施例８ 実施例１において、合成樹脂として酢酸ビニル含量２踵
量％のエチレン・酢酸ビニル共重合体の７０％けん化物
のアクリル酸グラフト変性体（アクリル酸含量０．１重
量％、メルトインデックス９０．４）を用い、界面活性
剤として非イオン系のポリエチレングリコール ノニル
フェニル エーテル（商品名ノイゲンＥＡｌ６Ｏ，第
一工業製薬製、Ｆ［Ｌ．Ｂ値１９）を用いた以外は実施
例１と同様にして樹脂を分散したところ、平均粒子径２
００μ以下門の真球状粒子の樹脂粉末を得た。

比較例３ 実施例８において、界面活性剤として非イオン系のソル
ビタンモノステアレート（ＨＬＢ値４．７）を用いた以
外は実施例８と同様にして樹脂の分散を試みた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリオレフィン系熱可塑性樹脂（Ａ）、水（Ｂ）、
   炭化水素（Ｃ）及び界面活性剤（Ｄ）の混合物を、８０
   ℃以上の温度で攪拌して該樹脂を液中に分散させ、その
   後分散液を冷却することを特徴とする合成樹脂粉末の製
   造方法。 ２ 混合物中の水（Ｂ）に対する炭化水素（Ｃ）及び界
   面活性剤（Ｄ）の混合割合が、水１００重量部に対し、
   炭化水素３〜８０重量部、界面活性剤０．０５〜３重量
   部である特許請求の範囲１記載の方法。 ３ 混合物中のポリオレフィン系熱可塑樹脂（Ａ）に対
   する炭化水素（Ｃ）の混合割合が合成樹脂１００重量部
   に対し炭化水素１００重量部以下である特許請求の範囲
   １ないし２のいずれかに記載の方法。 ４ 混合物中のポリオレフィン系熱可塑性樹脂（Ａ）に
   対する炭化水素（Ｃ）の混合割合が、樹脂１００重量部
   に対し、炭化水素５〜９０重量部である特許請求の範囲
   １ないし２のいずれかに記載の方法。 ５ 炭化水素（Ｃ）が芳香族炭化水素である特許請求の
   範囲１ないし４のいずれかに記載の方法。 ６ 炭化水素（Ｃ）がベンゼン、トルエン及びキシレン
   から選ばれた少くとも一種の炭化水素である特許請求の
   範囲１ないし５のいずれかに記載の方法。 ７ ポリオレフィン系熱可塑性樹脂が５０℃で固体状の
   熱可塑性樹脂である特許請求の範囲１に記載の方法。 ８ ポリオレフィン系熱可塑性樹脂がポリオレフィン、
   オレフィン−ビニルエステル共重合体若しくはその変性
   体、オレフィン−不飽和カルボン酸共重合体及びオレフ
   ィン−不飽和カルボン酸エステル共重合体若しくはその
   変性体から選ばれた少くとも一種の合成樹脂である特許
   請求の範囲１ないし７のいずれかに記載の方法。 ９ ポリオレフィン系熱可塑性樹脂がエチレン−酢酸ビ
   ニル共重合体けん化物若しくはその変性体である特許請
   求の範囲１ないし８のいずれかに記載の方法。