JPS62201935A - ポリオレフィンマスタ−バッチペレット混合物の分級防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術の分野］ 本発明は、ポリオレフィンマスターバッチペレット混合
物の分級防止方法に関する。

更に詳しくは、本発明は、該マスターバッチペによる該
ペレット混合物組成の不均一化を防止する方法に関する
０本発明方法になるペレット混合物を使用すれば添加剤
濃度のバラツキの著しく少いポリオレフィン成形品を得
ることができる。

［従来の技術］ ポリオレフィン例えば、ポリプロピレンは、汎用の熱可
塑性樹脂として、成形が容易で丈夫で耐久性のある成形
品が得られ、且つ軽量である等の利点があるので各種の
成形技術分野において大量に利用されている。

このポリオレフィンには、後述のような各種の添加剤を
配合することができ、この配合後のポリオレフィン組成
物は、成形品としたとき無配合のポリオレフィンと比較
して例えば次の利点がある。

イ、剛性が高められる。

口、形状安定性及び寸法安定性が増加する。

ハ、質感が高められる。

しかし、その反面例えば、下記のような欠点も伴う。

イ、耐衝撃強度が低下する（ゴムブレンド等を除　く）
。

口、密度が増加する。

ハ、コスト高となる。

上述の欠点の中、主としてコスト高となる問題を緩和す
るために、予め所定の添加剤を高濃度に配合したペレッ
ト（ポリオレフィン組成物）いわゆるマスターパッチを
製造し、このペレットを該添加剤が配合されてない、い
わゆるバージンペレットと所定比率で混合することによ
り、本発明にいうポリオレフィンマスターバッチペレッ
ト混合物（以下ＲＯＭＢＰ混合物ということがある）を
製造し、このものを直接に成形加工に使用することが考
えられる。

上述のコスト高となる理由は、ＲＯＭＢＰ混合物のペレ
ット化を祿返して均一組成とすることは、該再ペレット
化工程そのものが多大の動力を消費し、かつ、能率的で
ないものであるためである。

しかしながら、ＰＯＭＢＰ混合物中の大量成分であるバ
ージンペレットは、そのま覧ではマスターバッチペレッ
トとの混合の際、静電気発生の為均−な混合が困難であ
るため、該バージンベレ−／　ト製造の際、予め少量の
帯電防止剤を配合して、上述の静電気発生を防止してい
る。

しかしながら、上述のようにして一旦均一に混合された
ＲＯＭＢＰ混合物であっても、その使用時、移送時又は
保存時において、マスターノ（ツチペレットとバージン
ペレットの混合状態が、同一パッチ内で不均一化するい
わゆる分級現象がおこることが判った。か−る分級現象
の具体的態様は、例えば下記の如くである。

＜、　　ＲＯＭＢＰ混合物をタンブラ−から紙袋に充填
する場合、該混合物のタンブラ−内での移動に伴って静
電気が発生し、不均一化が進行し、紙袋詰めの最初の部
分と最後の部分とでは、該混合物中のマスターバッチペ
レットの濃度（比率）が異なってくる。

口、上述のようにして袋詰めされたＰＯ）ＩＢＰ混合物
が、個々の紙袋内で静電気発生により分級する（具体的
には、バージンペレットが紙袋の内面に付着し、非付着
部分のマスターバッチペレット濃度が高くなる）。

ハ、　　ＲＯＭＢＰ混合物をコンテナ若しくはタンクロ
ーリ−に充填した場合も紙袋詰めと同様の分級現象が発
生する。

二、　　ＰＯＭＢＰ混合物を成形機に供給する際、成形
機のホッパー内で静電気が発生、分級がおこる。

ホ、成形機のホッパーへ自動投入機を使用してＲＯＭＢ
Ｐ混合物を供給すると投入時の摩擦等により静電気が発
生し、被投入物と投入されない残分との間に分級がおこ
るため、結局上記ホッパーに供給されたロフト毎にマス
ターバッチベ１／フト濃度の異なるＰＯＭＢＰｆｉ合物
が供給される。

上述イ〜ホのような分級の結果、最終成形品に顕現され
る物性品質の不均一性（バラツキ）としては、例えば次
のものを挙げることができる。

ａ、剛性のバラツキ ｂ、衝撃強度のバラツキ Ｃ０重量のバラツキ ｄ、形状保持性のバラツキ ｅ０寸法安定性（註、再現性）のバラツキｆ、各種強度
のバラツキ ｇ、外観（色、光沢等）のバラツキ しかしながら、　ＲＯＭＢＰ混合物に係るＬ述の問題を
実効的に解決する技術は未だ提案されてなく、その結果
、　　ＰＯＭＢＰ混合物をリペレットすることなく直接
成形する技術は、知られていない。

〔発明の目的〕

本発明者は１以上の技術問題を解決すべく研究を行った
。その結果、意外にもポリオレフィンのマスターパッチ
ペレットとバージンペレットを混合する際に所定比率の
帯電防止剤を添加混合すると上述の不均一化（分級）に
伴う諸問題が一挙に解決されることを知見した。

因にこのような技術が従来提案されなかったのは、第一
にＰＯＭＢＰ混合物を構成しているバージンペレット中
には、すでに帯電防止剤が配合されており、帯電防止剤
を別途混合１７ても格別の効果の増大は望めないのであ
ろうという先入観と、第二に帯電防止剤を余分に配合す
るとポリオレフィン組成物として種々の物性低下が伴う
ことおよびコスト高になることが懸念されたためと考え
られる。

しかも驚くべきことに、本発明の方法において必要な帯
電防止剤は、目的のＰＯＭＢＰ組成物を構成するポリオ
レフィン樹脂　１００重量部に対してｏ、’ｏｏｓ〜２
重量部のように極めて少量で十分に有効であり、帯電防
止剤をバージンペレット中に混合する場合に比較して実
質的に数分の−ないし１゜分の−の量で十分であること
が確認された。

また、混合方法も極めて簡単であり、帯電防止剤の特別
な添加方法又は混合方法は必要でない。

以上の記述から明らかなように、未発明の目的は分級が
なく直接に成形機に供給可能なＰＯＭＢＰ混合物の製造
法を提供することである。他の目的は、分級のないＰＯ
ＭＢＰ混合物を提供することである。

〔発明の構成ｅ効果〕

本発明は、下記（１）の主要構成と（２）ないし夕 （１りの実施態様的構成を有する。

（１）ポリオレフィンに１種若しくは２種以上の添加剤
を高濃度に添加して造粒したポリオレフィンマスターバ
ッチペレットを該マスターパッチペレットと同一化学種
の該添加剤を含まないポリオレフィンのペレットと混合
して該混合物中の該添加剤の濃度に成形用に適した濃度
とするポリオレフィンペレットの混合方法において、該
混合中のペレット混合物に０．００５〜２　ＰＨＲの帯
電防止剤を添加して混合することを特徴とするポリオレ
フィンマスターバッチペレット混合物の分級防止方法。

（２）ポリオレフィンが、高圧法ポリエチレン、中低圧
法ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリブテン−！　若しくはポリ−４−メチルペン
テン−１である前記第（１）項に記載の方法。

（３）添加剤が、無機若しくは有機充填材、無機若しく
は有機顔料、安定剤、酸化防止剤、若しくは紫外線吸収
剤から選ばれた一種以上の添加剤である前記ｆｆ５（１
）項に記載の方法。

（４）添加剤の合計濃度が、２〜７０ＰＨＲであるポリ
オレフィンマスターバッチペレットを使用する前記第（
１）項に記載の方法。

（５）帯電防止剤が、オレイン酸モノグリセライド、ス
テアリン酸モノグリセライド、ポリオキシエチレンアル
キルアミン、Ｎ、　Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）
ステアリルアミンステアリン酸モノエステル、Ｎ、　Ｎ
−ビス（２〜ヒドロキシエチル）ラウリルアミンステア
リン酸モノエステル、Ｎ、　Ｎ−ビス（２−ヒドロキシ
エチル）ステアリルアミンパルミチン酸モノエステル、
ポリオキシエチレンアルキルアミド、ステアリン酸、ラ
ウリル酸、ミリスチン酸若しくはパルミチン酸から選ば
れた１種若しくは２種以上の化合物である前記第（１）
項に記載の方法。

未発明の構成と効果につき以下に詳述する。

本発明に使用するポリオレフィンは、熱可塑性プラスチ
７クスとして公知の各種のいづれがの成形方法、例えば
、押出成形法、射出成形法、インフレーションフィルノ
、法、ブロー成形法、溶融紡糸法、爆発成形法等に使用
しうる物であればよい、具体的には、高圧法ポリエチレ
ン、中低圧法（高密度）ポリエチレン、線状低密度ポリ
エチレン、結晶性ポリエチレン（少量の他のα−オレフ
ィンとのランダム若しくはブロック共重合体を含む）、
ポリブテン−１若しくはポリ−４−メチルペンテン−１
等である。

本発明に使用する添加剤としては、ポリオレフィンの改
質（物性向上又は着色）に使用される添加剤であれば制
限なく使用できる。

最も普通に用いられる該添加剤（材）としては、充填材
（増量材）、着色剤（染、顔＃４）、変性剤（ポリオレ
フィンと化学反応または架橋反応させる）、酸化防止剤
、耐熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、カップリン
グ剤などである。

中でも充填材および着色剤のポリオレフィンへの混合が
マスターバッチを経由して行なわれることが多い。

このような充填材としては、アスベスト、タルク、ガラ
ス粉、ガラスピーズ、ガラスｆａｍ、クレー、ホワイト
カーボン、雲母、シリカ、ウオーラストナイト等を挙げ
ることができる。また、着色剤としては、二醜化チタン
、カーボンブラック、モリブデン赤、亜鉛華のような無
機顔料、溶性及び不溶性アゾ顔料若しくはフタロシアニ
ンブルーのような有機顔料を挙げることができる。

マスターバッチ用のポリオレフィンに混合される上述の
添加剤の混合比率は、公知の場合と同様であり、特に限
定される事はない、具体的には、最終的に得られるＰＯ
）！ＢＰ混合物中のポリオレフィンに対する比率（最終
濃度）より２〜５０倍、好ましくは３〜２０倍の濃度（
ＰＨＲ）となる比率とする。

このような濃度は、添加剤の種類および添加目的によっ
て一様ではないが、通常０．１〜７０％（重量）＆了ま
しくは１〜５０％である。１′好ましくは」とは、マス
ターバッチ及びＰＯＭＥＩＰ混合物の製造が容易である
ことを意味する。

本発明の方法におけるポリオレフィンマスターバッチ（
ＰＯＭＢＰ）の製法は、公知方法に従う。

すなわち、例えば、ポリオレフィン粉末と所定の添加剤
とを所定比率で混合器（例えばヘンシェルミキサー：商
品名）で混合し得られた粉状混合物をペレタイザー（溶
融混練押出機）に供給して押出し冷却カットしてマスタ
ーバッチベレ−／　）を得る。

かくして得られたマスターバッチベレー／　）と程合さ
れるマスターバッチ中に高濃度に混合された添加剤を含
まないペレット（いわゆる／ヘージンペレット若しくは
ナチュラルペレット）としては、公知方法で製造された
ものを使用する。

該ペレットを構成するポリオレフィンは、後に混合され
る一Ｌ述のマスターバツチベレゴ２トと回−化学種であ
ることが望ましい。何故なら、同一化学種でないポリオ
レフイ）′を使用すると得られたＰＯＭＢＰ混合物を用
いた成形品中において混合された二種以−Ｌのポリオレ
フィンが完全に相溶し１′）ないので、いきおい、添加
剤の吻−な分散も困ｆｉｔこなるからである。しかしな
がら、マスターバッチペレットとバージンペレットのポ
リオレフィンのメルトフローレート（ＭＦＲ）は必ずし
も同一である必要はなく、むしろいづれが一方より高い
ＭＦＲを有することが望ましい。これは、成形中溶融ポ
リオレフィン相互の相溶（完全混合）の進行に伴って添
加剤の均一分散が進行し易いからである。

また１本発明の方法に使用するバージンペレットには、
帯電防止剤を含有せしめる必要はない。

本発明においては、後述のように外部から帯電防止剤を
添加混合して該ペレットの表面に十分に付着させること
ができるからである。しかしながら、公知方法のように
該ペレット中に少量の帯電防止副音配合したものを勿論
使用できる。

この場合は、最終的に得られるＰＯＭＢＰ混合物に対す
る帯電防止剤の使用比率が過剰にならないように注意す
る必要がある。

本発明の方法に使ｍする帯電防止剤としては、ポリオレ
フィン組成物に配合ｉｊｆ能なものとして公知の化合物
であればいづれも支障なく使用でＳる。几体例としては
、オレイン酸モノグリセライド、ステアリン酸モノグリ
セライド等の高級脂肪酸多価アルコール部分エステル、
ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステル、ポ
リオキシエチレンアルキルアミン、Ｎ、Ｎ−ビス（２−
ヒドロキルアミンステアリン酸モノエステル、Ｎ、Ｎ−
ビス（２−ヒドロキシエチル）ステアリルアミンパルミ
ンチン酸モノエステル等のアミン系化合物、ポリオキシ
エチレンアルキルアミン等のアミド系化合物、ステアリ
ン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸等の高
級脂肪酸であり、これらを単独で若しくは２種類以上組
合わせて使用することができるや ｊ−述の帯電防１Ｆ剤の添加方法は、好ましくはタンブ
ラ−等の混合器中で混合中のポリオレフィンマスターバ
ッチペレットと添加剤を含まないペレット（バージンベ
レッ］・）の混合物に対して逐次又は一時に添加して混
合する。添加割合は、混合されるポリオレフィンの全量
に対して０．００５〜２重量％（Ｐ）ＩＲと表現）、好
ましくは０．０１〜０．５ＰＨＲである。

該帯電防止剤の形態は、粉末状であっても液体状であっ
てもよい、また、粘稠な液体状である場合には、このも
のを少！１の稀釈剤（例えば揮発性の有機溶剤）で稀釈
して用いてもよい、このように混合された帯電防止剤は
、驚くべきことに、上述のベレー、ト混合物（混合中）
の中バージンペレットの表面にはり均一に付着する。こ
の理由は、バージンペレットの表面では、静電気の発生
があり、一方、マスターバッチペレットの表面では該発
生がないか若しくは極めて少ないためであると考えられ
ξ。

上述の混合方法に代えて、先づバージンペレット（若し
くはマスターバッチペレット）のみを帯電防止剤と混合
し、つづいてマスターバッチペレット（若しくはマスタ
ーバッチペレット）を加えることも可能であり、未発明
はこれらの混合方法をも包含する。混合装置は、公知の
粉粒体の混合に使用可能のものであればよく５例えばタ
ンブラ−１Ｖ型プレンダー、リボンブレンダー等が利用
できる。混合は、室温で開放系で実施でき、所要時間は
混合態様により、１分ないし３時間、好ましくは３分な
いし１時ｎｎである。

かくして得られた本発明の方法に係るｐｏＮＢｐＪｊ／
。

合物は、通常のポリオレフィン組成物のペレットと同様
に保存、移送、袋詰め若しくは使用（成型機のホッパー
へ供給）されるが１本発明方法の処理をしないＰＯ１１
８Ｐ混合物と異なり、上述の取扱い中に実質的分級が生
起することはない。ご−に′“実質的°′とはＰＯＭＢ
Ｐ混合物の取扱い上支障となる程度の分級をいう。

本発明の方法によれば、上述のように分級問題のないＰ
ＯＭＢＰ混合物が得られるので、従来ＲＯＭＢＰ混合物
について必須とされていたりペレットによる品質均一化
の問題が解消される。

このように、ｐｏＭｅｐＨ合物を再ペレント化して均一
な組成のべ］／ットとする必要がないので、省エネルギ
ーおよび再ペレット化のためのポリオレフィン組成物の
損失が解消される点で極めて経済的である。

以下実施例によって本発明を説明する。

対照例、実施例１．比較例１．２ （１）タルク入すボリブロビレン組成物の製造：タルク
　ｆｉＯＰｌ（Ｒ入りのポリプロピ１／ン組成物（マス
ターバッチ）、充填材無添加ポリプロピｌノンペレット
及び帯電防止剤を用い、下記のようにタンブラ−で混合
してタルク２０重量％を含むポリプロピレン組成物（Ｐ
ＯＭＢＰ混合物）を製造した。

イ、（対照例）；帯電防止剤を使用しない以外は、実施
例１（下記）と同様に実施した。

口、（実施例１）；上記マスターバッチポリプロピレン
組成物１００重量部、充填材無添加ボリブロビレンベレ
ッ）　　２００重量部をタンブラ−で室温下に１０分間
混合した。引きつづき混合を継続しつつ、上述の帯電防
止剤１重量部を添加し、さらに１０分間混合してｐｏｐ
ｕｐ混合物を製造した。

ハ、（比較例１）；タルク　ＥＩＯＰＨＲおよび上述の
帯電防止剤Ｉ　ＰＨＲを混合（練込み）して得られたポ
リプロピレン組成物１００９重量部、無添加ポリプロピ
レン２００重量部を使用し、帯電防止剤の別途混合を行
なわなかった以外は、実施例１と同様にしてＲＯＭＢＰ
混合物を製造した。

二、（比較例２）；充填剤無添加ポリプロピレンとして
上述の帯電防止剤１重量部を配合（練込み）したものを
使用し、帯電防止剤の別途添加混合を行なわなかった以
外は、実施例１と同様にして　ＲＯＭＢＰ混合物を製造
した。

（２）マスターバッチ分級試験： （１）のイル二で得られたＲＯＭＢＰ混合物について夫
々下記ａの目視試験および下記すの成形試験を行なった
。

ａ　、（目視試験）；各混合物を２０ｋｇ入り紙袋およ
び３０ｋｇ入り成形機用ホッパーに投入し、投入後、該
紙袋およびホッパーの上面に形成された被投入物の状態
から分級の程度を判断し、次の３段階評価を行なった。

Ａ０分級が全く認められないもの Ｂ９分級がすＩらかに認められるもの Ｃ６分級の著しいもの その結果、実施例１のものはＡ、比較例１および２のも
のはＢ、対照例のものはＣであった。

ｂ、（射出成型試験）；６例の混合物各３０ｋｇを射出
成型機のホッパーに投入し、１ヶ当り標準重量５５０ｇ
の成形品が得られる金型を用い各５０シヨツトの成型を
行なって、シ璽ット毎の成形品重量の変動を追跡した。

そして標準重量より±１０ｇ以内の重量のものを合格品
とした。

この合格品の範囲は、マスターバッチを用いないで直接
にタルク２０重量％入りのポリプロピレン組成物成物を
製造した場合の該組成物の使用によるバラツキと同一で
ある。

結果を下記の表および図（実施例と対照例のみ゛）に示
す。

表　射出成型による合格品比率（％） 上表および添付図から明らかなように、対照例および比
較各側のものは、合格品比率が極めて低く、側底実用に
耐えない、これに反し、実施例のものは、ショット順に
よる成形品型部、の逐次低下が殆どなく、非マスター／
（ツチと同等に使用できる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明方法になるＰＯＭＢＰ混合物と帯電防止剤
を用いない該混合物を夫々ｌバッチで５０シヨツト射出
成型した際のショット順による成型品の重量変動を示す
。 図において、曲線工は本発明方法（実施例１）を、曲線
ＩＩは従来法、（対照例）の結果を示す。 以　　上

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリオレフィンに１種若しくは２種以上の添加剤
   を高濃度に添加して造粒したポリオレフィンマスターバ
   ッチペレットを該マスターバッチペレットと同一化学種
   の該添加剤を含まないポリオレフィンのペレットと混合
   して該混合物中の該添加剤の濃度を成形用に適した濃度
   とするポリオレフィンペレットの混合方法において、該
   混合中のペレット混合物に０．００５〜２ＰＨＲの帯電
   防止剤を添加して混合することを特徴とするポリオレフ
   ィンマスターバッチペレット混合物の分級防止方法。
2. （２）ポリオレフィンが、高圧法ポリエチレン、中低圧
   法ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピ
   レン、ポリブテン−１若しくはポリ−４−メチルペンテ
   ン−１である特許請求の範囲第（１）項に記載の方法。
3. （３）添加剤が、無機若しくは有機充填材、無機若しく
   は有機顔料、安定剤、酸化防止剤、若しくは紫外線吸収
   剤から選ばれた一種以上の添加剤である特許請求の範囲
   第（１）項に記載の方法。
4. （４）添加剤の合計濃度が、２〜７０ＰＨＲであるポリ
   オレフィンマスターバッチペレットを使用する特許請求
   の範囲第（１）項に記載の方法。
5. （５）帯電防止剤が、オレイン酸モノグリセライド、ス
   テアリン酸モノグリセライド、ポリオキシエチレンアル
   キルアミン、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）ス
   テアリルアミンステアリン酸モノエステル、Ｎ，Ｎ−ビ
   ス（２−ヒドロキシエチル）ラウリルアミンステアリン
   酸モノエステル、Ｎ，Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル
   ）ステアリルアミンパルミチン酸モノエステル、ポリオ
   キシエチレンアルキルアミド、ステアリン酸、ラウリル
   酸、ミリスチン酸若しくはパルミチン酸から選ばれた１
   種若しくは２種以上の化合物である特許請求の範囲第（
   １）項に記載の方法。