KR101158198B1 - 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법 - Google Patents

폴리올레핀 펠렛의 제조 방법 Download PDF

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    • B29K2023/12—PP, i.e. polypropylene

Abstract

다이스(12)의 다이스면에 근접 배치되어, 수중에서 회전하는 언더워터 커터(14)에 의해, 다이스(12)의 압출 구멍(121)으로부터 압출되는 용융 폴리올레핀 수지를 포함하는 원료를, 소정의 길이로 절단하여, 폴리올레핀 펠렛을 얻는 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법으로서, 이하의 (A) 내지 (C)를 만족한다.
(A) 압출 구멍(121)을 통과하는 원료의 하기 수학식 1로 표시되는 평균 선속(u)이 50mm/초 이상, 650mm/초 이하.
(B) 하기 수학식 2로 표시되는 가상 종횡비(r)가 1.6 이하.
(C) 가상 종횡비(r)를 평균 선속(u)으로 나눈 r/u가 0.002 이상.
[수학식 1]
Figure 112010031821370-pct00009

[수학식 2]
Figure 112010031821370-pct00010

〔상기 수학식 1 및 2에 있어서, Q는 상기 원료의 압출 구멍 하나당 압출 유량(mm3/초), R은 압출 구멍의 반경(mm), t는 언더워터 커터의 회전수와 언더워터 커터의 칼 매수의 곱의 역수로 정의되는 절단 시간(초)을 나타낸다.〕

Description

폴리올레핀 펠렛의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCTION OF POLYOLEFIN PELLETS}
본 발명은 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 폴리올레핀 펠렛의 제조에 있어서는, 보통 스트랜드(strand) 절단법이나, 언더워터(underwater) 절단법이 사용되고 있다.
스트랜드 절단법은, 용융한 폴리올레핀 수지를 노즐로부터 스트랜드 형상으로 압출하고, 냉각한 후, 일정한 길이로 절단하는 방법이다(특허 문헌 1 참조).
이러한 제조 방법에서는, 펠렛의 형상이 변화되기 쉽고, 펠렛의 형상을 일정하게 유지하기 어려웠다.
그래서, 특허 문헌 1에 나타내는 것과 같은 제립(製粒) 장치가 제안되고 있다.
이 제립 장치에서는, 중량 검출 장치로 펠렛의 단위 시간당 중량을 검출하고 있다.
그리고, 폴리올레핀 수지를 스트랜드 형상으로 압출하기 위한 슬릿 밸브에는, 개도(開度)를 조정하는 슬릿 밸브 개도 조절계가 설치되어 있고, 이 슬릿 밸브 개도 조절계에 펠렛의 단위 시간당 중량을 피드백하고 있다.
슬릿 밸브 개도 조절계에서는, 중량 검출 장치로 검출한 펠렛의 단위 시간당 중량과 정상 값의 차이를 계산하여, 계산 결과에 따라서 슬릿 밸브의 개도를 조정한다.
이와 같이 하는 것으로, 특허 문헌 1에서는, 펠렛의 형상을 일정하게 유지할 수 있게 된다. 그러나, 스트랜드 절단법은 언더워터 절단법에 비하여, 생산 능력이 극단적으로 뒤떨어진다는 문제점이 근본적으로 존재한다.
언더워터 절단법은, 다이스면에 접한 커터가 고속 회전함으로써 다이스 구멍으로부터 나온 수지를 연속적으로 고속 절단하는 방법이다. 절단 개소에는 보통 물이 흐르고 있고, 절단된 수지를 물과 동시에 흘리고, 최후에 탈수, 건조한다. 예컨대, 특허 문헌 2에는, 커터 나이프의 누르는 압(壓)을 제어함으로써, 커터 나이프의 마모 방지, 플러깅(plugging) 발생 방지가 달성될 수 있는 것이 기재되어 있다. 한편, 특허 문헌 2에는, 제립된 펠렛 형상에 대한 개시는 없다.
일본 특허 공개 평11-254431호 공보 일본 특허 공개 평5-228923호 공보
최근, 펠렛의 형상을 균일화할 뿐만 아니라, 펠렛의 형상을 구상으로 할 것이 요구되고 있다.
이것은, 펠렛끼리가 접촉할 때, 펠렛끼리의 접촉 면적을 작게 할 수 있기 때문이며, 특히 융점이 낮은 폴리올레핀에서는, 블록킹하기 어려운 형상으로서, 구상으로 할 것이 요구되고 있다.
특허 문헌 1에서는, 펠렛의 형상이 균일화될 수 있다고 하지만, 형상을 제어하는 점까지는 개시되어 있지 않다.
또한, 특허 문헌 2에 있어서는, 형상의 균일화에 관한 인식이 없다.
이러한 특허 문헌 1, 2에 개시된 제조 방법에서는, 구상의 펠렛을 안정적으로 제조하는 것은 곤란하다.
본 발명은 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있는 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자는, 여러 가지의 조건으로 폴리올레핀 펠렛을 제조하여, 실험을 한 결과, 이하의 (1) 내지 (3)의 조건을 동시에 만족시킴으로써 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 얻을 수 있다는 것을 알았다.
한편, 실험 결과에 관해서는 실시예에서 상세히 설명한다.
(1) 첫째로, 압출 구멍의 배출측 개구를 통과하는 원료의 평균 선속(u)을 소정의 범위 내로 한다.
평균 선속(u)은, 원료의 압출 유량(Q)을 압출 구멍의 면적으로 나눈 Q/πR2(mm/초)로 표시된다.
압출 구멍의 배출측 개구를 통과하는 원료의 평균 선속(u)이 지나치게 빠르면, 구체적으로는 650mm/초를 초과하면, 폴리올레핀 펠렛의 형상이 원주상으로 되기 쉬운 경향이 있는 것을 알았다.
또한, 압출 구멍의 배출측 개구를 통과하는 원료의 평균 선속(u)이 너무 늦으면, 구체적으로는 50mm/초 미만이면, 단위 시간당의 압출 구멍으로부터의 원료의 압출량이 적어져, 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻는 것이 어렵게 되거나, 압출 구멍이 폐색하기 쉽게 되는 경향이 있는 것을 알았다.
(2) 둘째로, 다이스의 압출 구멍으로부터 원료가 원주상으로 압출된다고 가정하는 경우, 그 원주의 높이와 원형 면의 직경과의 비(r)를(이하, 이 비(r)를 「가상 종횡비」라고도 부르는 경우가 있다) 소정의 값으로 한다.
여기서, 이 가상 종횡비(r)는, 원료의 평균 선속(u)에, 언더워터 커터의 회전수와 언더워터 커터의 칼 매수의 곱의 역수로 정의되는 절단 시간(t)을 곱하고, 압출 구멍의 직경으로 나누는 것에 의해 산출할 수 있다.
이 가상 종횡비는, 실제로 얻어지는 폴리올레핀 펠렛의 종횡비와 일치하는 것은 아니다. 그러나, 전술한 (1)의 평균 선속 및 이하의 (3)의 조건 하에서는, 가상 종횡비(r)가 실제로 얻어지는 폴리올레핀 펠렛의 형상을 규정하는 지표가 되는 것이 밝혀졌다.
구체적으로는, 가상 종횡비(r)를 1.6 이하로 하고, 평균 선속을 전술한 (1)의 소정 조건으로 하고, 또한 하기의 (3)의 조건을 만족시킴으로써 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있음이 밝혀졌다.
가상 종횡비가 1.6을 초과하는 경우에는, 폴리올레핀 펠렛의 형상이 원주상으로 되기 쉬운 경향이 있다.
(3) 셋째로, 가상 종횡비(r)를 평균 선속(u)으로 나눈 r/u를 0.002 이상으로 한다.
본 발명자는, 가상 종횡비(r)와, 평균 선속(u)의 관계를 규정하는 것으로, 구상 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있다는 것을 발견했다.
본 발명자의 지견에 의하면, 전술한 바와 같이, 가상 종횡비(r)와 실제의 폴리올레핀 펠렛의 종횡비는 일치하지 않고, 평균 선속(u)의 증대에 따라 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻을 수 있는 가상 종횡비의 하한 값이 커지는 것이 밝혀졌다.
구체적으로는, 가상 종횡비(r)를 평균 선속(u)으로 나눈 r/u가 0.002 이상인 경우에는, 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻을 수 있다는 것이 밝혀졌다.
이상으로부터, 본 발명에 의하면, 다이스의 다이스면에 근접 배치되어, 수중에서 회전하는 언더워터 커터에 의해, 상기 다이스의 상기 다이스면에 형성된 압출 구멍으로부터 압출되는 용융한 폴리올레핀 수지를 포함하는 원료를 소정의 길이로 절단하여, 폴리올레핀 펠렛을 얻는 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법으로서,
이하의 조건 (A) 내지 (C)를 동시에 만족하는 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법이 제공된다.
(A) 상기 압출 구멍을 통과하는 상기 원료의 하기 수학식 1로 표시되는 평균 선속(u)이 50mm/초 이상 650mm/초 이하,
(B) 하기 수학식 2로 표시되는 가상 종횡비(r)가 1.6 이하,
(C) 가상 종횡비(r)를 평균 선속(u)으로 나눈 r/u가 0.002 이상.
Figure 112010031821370-pct00001
Figure 112010031821370-pct00002
〔상기 수학식 1 및 2에 있어서, Q는 원료의 압출 구멍 하나당 압출 유량(mm3/초), R은 압출 구멍의 반경(mm), t는 언더워터 커터의 회전수와 언더워터 커터의 칼 매수의 곱의 역수로 정의되는 절단 시간(초)을 나타낸다.〕
본 발명에 의하면 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 평균 선속(u)이 650mm/초를 초과하는 경우에는, 폴리올레핀 펠렛의 형상이 원주상이 되기 쉽다.
또한, 평균 선속(u)이 50mm/초 미만인 경우에는, 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻기 어려워진다. 더욱이, 평균 선속이 50mm/초 미만인 경우에는, 폴리올레핀 펠렛의 생산성이 뒤떨어지게 된다.
이에 대하여, 본 발명에서는, 평균 선속을 650mm/초 이하, 50mm/초 이상으로 하고 있기 때문에, 폴리올레핀 펠렛이 원주상, 편평 형상이 되는 것을 억제할 수 있고, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로, 또한 생산성 좋게 제조할 수 있다.
또한, 가상 종횡비가 1.6을 초과하는 경우에는, 폴리올레핀 펠렛의 형상이 원주상으로 되기 쉬운 경향이 있다. 조건 (A), (C) 하에, 가상 종횡비를 1.6 이하로 함으로써 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조할 수 있다.
이에 더하여, 조건 (A), (B) 하에, 가상 종횡비(r)를 평균 선속으로 나눈 r/u를 0.002 이상으로 함으로써 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조할 수 있다.
한편, r/u의 상한은, 원료의 평균 선속, 가상 종횡비를 조건 (A), (B)로 설정하고 있는 관계로부터, 0.01인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 r은 0.9 이하 또는 1.1 이상인 것이 바람직하다.
본 발명자들이 검토한 결과, 수지의 특성에 따라 가상 종횡비(r)를 0.9 이하 또는 1.1 이상으로 함으로써 보다 재현성 좋게 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조할 수 있는 것이 밝혀졌다. 예컨대, 융점 80℃ 이하의 폴리올레핀 수지를 사용하는 경우에는, r을 0.9 이하로 하는 것이 바람직한 것이 밝혀졌다.
한편, 제조 조건을 적절히 조정하여, r을 0.9 초과 1.1 미만의 값으로 하여도, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조하는 것은 가능하다.
이 때, r≤0.002u+0.65인 것이 바람직하다.
전술한 바와 같이, 본 발명자의 지견에 의하면, 가상 종횡비(r)와 실제로 얻어지는 폴리올레핀 펠렛의 종횡비는 일치하지 않는다.
실제로 얻어지는 폴리올레핀 펠렛의 종횡비를 대략 1로 하여, 폴리올레핀 펠렛을 구상으로 하기 위해서는, 가상 종횡비(r)를 평균 선속(u)의 변화에 따라 변화시키는 것이 특히 바람직한 것이 밝혀졌다.
예컨대, 평균 선속(u)이 작은 경우에는, 가상 종횡비(r)를 작게 하고, 평균 선속(u)이 큰 경우에는, 가상 종횡비(r)를 크게 함으로써, 재현성 좋게, 또한 고수율로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조하는 것이 가능하고, 보다 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻을 수 있는 것이 밝혀졌다.
구체적으로는 r≤0.002u, 또한 r≤0.002u+0.65의 범위 내에서 r, u를 설정하는 것으로, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 재현성 좋게, 또한 높은 수율로 얻을 수 있다.
한편, r≤0.002u+0.5로 하는 것이 보다 바람직하다.
이 때, 평균 선속(u)을 300mm/초 이하로 함으로써 구상의 폴리올레핀 펠렛을 보다 높은 수율로 얻을 수 있다.
한편, 평균 선속(u)이 200mm/초 이하이며, 가상 종횡비(r)가 1.1 이상이어도 좋다.
평균 선속이 200mm/초 이하인 경우에는, 언더워터 커터의 절단 시간(t) 등을 조정하고, 가상 종횡비를 1.1 이상으로 함으로써, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 보다 안정적으로 제조할 수 있다.
또한, 상기 폴리올레핀 수지는 에틸렌, 프로필렌, 1-뷰텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐으로부터 선택되는 1종 이상의 모노머의 (공)중합체이며, 특히 에틸렌에서 유래하는 골격 농도 50mol% 이상의 중합체(이하, 「에틸렌계 중합체(P1)」라고 약칭하기도 한다), 프로필렌에서 유래하는 골격 농도 50mol% 이상의 중합체(이하, 「프로필렌계 중합체(P2)」라고 약칭하기도 한다), 1-뷰텐에서 유래하는 골격 농도 50mol% 이상의 중합체(이하, 「뷰텐계 중합체(P3)」라고 약칭하기도 한다) 중 어느 것인가 1 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 폴리올레핀 수지의 밀도는, 800 내지 970kg/m3, 바람직하게는 830 내지 960kg/m3의 범위에 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 폴리올레핀 수지의 용융 유량(MFR)의 적합 범위에 관해서는, 에틸렌계 중합체(P1)의 경우는 190℃, 2.16kg 하중 하의 MFR로서, 0.05~50g/10분, 바람직하게는 0.1~30g/10분이고, 프로필렌계 중합체(P2)의 경우는 230℃, 2.16kg 하중 하의 MFR로서, 0.1~200g/10분, 바람직하게는 0.2~50g/10분이며, 뷰텐계 중합체(P3)의 경우는 190℃, 2.16 kg 하중 하의 MFR로서, 0.05~50g/10분, 바람직하게는 0.1~30g/10분이다.
폴리올레핀 수지로서 전술한 수지를 채용하는 것으로, 구상의 펠렛을 더 한층 안정적으로 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있는 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법이 제공된다.
전술한 목적 및 그 밖의 목적, 특징 및 이점은, 이하에 서술하는 바람직한 실시 형태, 및 그것에 수반하는 이하의 도면에 의해서 더욱 명확하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압출 장치를 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 언더워터 커터와 압출 구멍을 나타내는 모식도이다.
도 3은 실시예 및 비교예에 있어서의 가상 종횡비와 평균 선속을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 따라서 설명한다.
도 1, 2를 참조하여, 본 실시 형태에 대하여 설명한다.
처음으로, 본 실시 형태의 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법의 개요에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 구상 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법은, 다이스(12)의 다이스면에 근접 배치되어, 수중에서 회전하는 언더워터 커터(14)에 의해, 다이스(12)의 다이스면에 형성된 압출 구멍(121)으로부터 압출되는 용융한 폴리올레핀 수지를 포함하는 원료를 소정의 길이로 절단하여, 폴리올레핀 펠렛을 얻는 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법으로서,
이하의 (A) 내지 (C)를 동시에 만족시킨다.
(A) 압출 구멍(121)을 통과하는 원료의 하기 수학식 1로 표시되는 평균 선속(u)이 50mm/초 이상 650mm/초 이하,
(B) 다음 수학식 2로 표시되는 가상 종횡비(r)가 1.6 이하,
(C) 가상 종횡비(r)를 평균 선속(u)으로 나눈 r/u가 0.002 이상.
[수학식 1]
Figure 112010031821370-pct00003
[수학식 2]
Figure 112010031821370-pct00004
〔상기 수학식 1 및 2에 있어서, Q는 원료의 압출 구멍(121) 하나당 압출 유량(mm3/초), R은 압출 구멍(121)의 반경(mm), t는 언더워터 커터(14)의 회전수와 언더워터 커터(14)의 칼(141) 매수의 곱의 역수(초)로 정의되는 절단 시간(초)을 나타낸다〕
이하에, 본 실시 형태의 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시 형태에서는, 폴리올레핀 펠렛의 제조시에, 도 1에 나타내는 것 같은 제립 장치(1)를 사용한다. 한편, 본 발명에 있어서 「구상」이란, 완전한 구상뿐만 아니라, 타원체상도 포함한다. 본 발명으로 얻어지는 구상의 펠렛은, 언더워터 커터(14)에 의한 평탄은 절단면이 2개 존재하지 않고, 외주면이 외측으로 향하여 만곡하고 있다.
폴리올레핀 펠렛이 구상인지 어떤지의 판정은, 랜덤하게 채취한 합계 100 내지 150개의 펠렛에 대하여 육안으로 직접 또는 루페(lupe)에 의해서 형상 관찰하는 방법을 채용했다. 구상 펠렛의 개수가, 전체의 90% 이상 관찰된 경우를 「구상 펠렛이 안정적으로 제조되었다」라고 판정했다.
제립 장치(1)는, 압출기(11)와, 압출기(11)의 선단에 설치된 다이스(12)와, 수조(13)와, 절단 수단인 언더워터 커터(14)를 구비한다.
압출기(11)는, 실린더(111)와, 실린더(111) 내에 배치되는 스크류(112)를 갖는다.
실린더(111)의 기단부에는, 호퍼(113)가 접속되어 있고, 호퍼(113)에 폴리올레핀 펠렛의 원료를 투입하는 것으로, 실린더(111) 내부에 원료가 공급된다.
실린더(111) 내부에서는 상기 원료를 스크류(112)에 의해 가소화한다.
다이스(12)는 실린더(111)의 선단부에 접속되어 있다.
다이스(12)에는 복수의 압출 구멍(121)이 설치되어 있고, 각 압출 구멍(121)으로부터는 용융한 상기 원료가 압출된다.
여기서, 본 실시 형태에서는, 각 압출 구멍(121)의 면적은 같고, 압출 유량(Q)은, 다이스(12)로부터 압출되는 원료 전체의 압출 유량을 압출 구멍(121)의 수 전체로 나눈 것이다.
다이스(12)의 선단은 수조(13)에 접속되어 있고, 다이스(12)로부터 배출된 용융 폴리올레핀 수지를 포함하는 원료는, 수조(13) 중의 다이스면(압출 구멍(121)이 형성되어 있는 면)에 접촉하면서 고속 회전하는, 언더워터 커터(14)에 의해 절단된다.
이 언더워터 커터(14)의 정면도를 도 2에 나타낸다. 다이스(12)의 다이스면에는 원판인 회전판의 주위에 복수의 칼(141)이 설치되어 있고, 회전판을 회전시킴으로써 칼(141)이 원료를 절단한다.
다음으로, 이러한 제립 장치(1)를 사용한 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법에 대하여 설명한다.
「폴리올레핀 수지를 포함하는 원료」 중의 폴리올레핀 수지로서는, 올레핀의 단독 중합체, 2종 이상의 올레핀의 공중합체, 올레핀을 단독 중합한 후에 2종 이상의 올레핀의 공중합부를 블록적으로 중합한 블록 공중합체를 들 수 있다.
폴리올레핀 수지는, 에틸렌 및 탄소수 3 내지 20의 α-올레핀으로부터 선택되는 1종 이상의 모노머의 (공)중합체이다. 탄소수 3 내지 20의 α-올레핀으로서는, 예컨대 프로필렌, 1-뷰텐, 2-메틸-1-프로펜, 2-메틸-1-뷰텐, 3-메틸-1-뷰텐, 1-헥센, 2-에틸-1-뷰텐, 2,3-다이메틸-1-뷰텐, 2-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 3,3-다이메틸-1-뷰텐, 1-헵텐, 메틸-1-헥센, 다이메틸-1-펜텐, 에틸-1-펜텐, 트라이메틸-1-뷰텐, 메틸에틸-1-뷰텐, 1-옥텐, 메틸-1-펜텐, 에틸-1-헥센, 다이메틸-1-헥센, 프로필-1-헵텐, 메틸에틸-1-헵텐, 트라이메틸-1-펜텐, 프로필-1-펜텐, 다이에틸-1-뷰텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센 등을 들 수 있다. 이들 모노머 중에서는, 에틸렌, 프로필렌, 1-뷰텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐이 바람직하다. 또 필요에 따라, 예컨대 아크릴산, 메타크릴산, 메타크릴산메틸, 푸마르산, 무수말레산, 방향족 바이닐 화합물 등의 극성기 함유 올레핀, 노보넨, 5-메틸-2-노보넨, 테트라사이클로도데센 등의 환상 올레핀류, 5-바이닐-2-노보넨 등의 비공액 환상 폴리엔에서 유래하는 골격을 포함하는 폴리올레핀 수지를 조금도 배제하는 것은 아니다.
이들 폴리올레핀 수지 중, 수지의 압출성, 성형성 등의 점에서, 에틸렌에서 유래하는 골격 농도 50mol% 이상의 중합체(이하, 「에틸렌계 중합체(P1)」라고 약칭하기도 한다), 프로필렌에서 유래하는 골격 농도 50mol% 이상의 중합체(이하, 「프로필렌계 중합체(P2)」라고 약칭하기도 한다), 1-뷰텐에서 유래하는 골격 농도 50mol% 이상의 중합체(이하, 「뷰텐계 중합체(P3)」라고 약칭하기도 한다)로부터 선택되는 1종 이상이 바람직하고, 더욱 바람직하게는, 에틸렌계 중합체(P1), 프로필렌계 중합체(P2) 또는 「뷰텐계 중합체(P3)」이다.
또한, 상기 폴리올레핀 수지의 밀도는, 800 내지 970kg/m3, 바람직하게는 830 내지 960kg/m3의 범위에 있는 것이 바람직하다. 상기 폴리올레핀 수지의 용융 유량(MFR)의 적합 범위에 관해서는, 에틸렌계 중합체(P1)의 경우는 190℃, 2.16kg 하중 하의 MFR로서, 0.05~50g/10분, 바람직하게는 0.1 내지30g/10분이고, 프로필렌계 중합체(P2)의 경우는 230℃, 2.16kg 하중 하의 MFR로서, 0.1~200g/10분, 바람직하게는 0.2~50g/10분이며, 뷰텐계 중합체(P3)의 경우는 190℃, 2.16kg 하중 하의 MFR로서, 0.05~50g/10분, 바람직하게는 0.1~30g/10분이다.
더구나, 폴리올레핀 수지는 그 일부가 무수 말레산과 같은 극성 모노머에 의해 그래프트 변성되어 있어도 좋다. 이러한 변성 폴리올레핀 수지는, 극성 모노머를 유기 과산화물 또는 다이아조 화합물 등의 공존 하에서 그래프트 중합시키는 것에 의해 얻어진다.
또한, 「폴리올레핀 수지를 포함하는 원료」 중에는 상기 폴리올레핀 수지 이외에, 전술한 폴리올레핀 수지에, 공지된 첨가제, 예컨대 안정제, 이형제, 대전방지제, 분산제, 염ㆍ안료 등의 착색제, 산화방지제 등이 첨가되어 있어도 좋다. 본 발명의 보통의 실시 형태에 있어서는, 이들 공지된 첨가제 성분의 함유량은 폴리올레핀 수지 100중량부당 기껏 1중량부이다.
처음에, 호퍼(113)에 폴리올레핀 펠렛의 원료를 투입한다. 원료로서는, 예컨대, 폴리올레핀 수지와 첨가제를 포함한다.
호퍼(113)에 투입된 원료는, 실린더(111) 내에서 스크류(112)에 의해 가소화되어, 실린더(111)의 선단에 접속된 다이스(12)의 압출 구멍(121)으로부터 압출된다.
이 때, 압출 구멍(121)을 통과하는 상기 원료의 전술한 수학식 1로 표시되는 평균 선속(u)은, 50mm/초 이상 650mm/초 이하이다.
그 중에서도, 평균 선속은 100mm/초 이상인 것이 바람직하고, 또한 580mm/초 이하인 것이 바람직하다.
압출 구멍(121)의 배출측 개구를 통과하는 원료의 평균 선속이 지나치게 빠르면, 구체적으로는 650mm/초를 초과하면, 폴리올레핀 펠렛의 형상이 원주상으로 되기 쉬운 경향이 있다.
또한, 압출 구멍(121)의 배출측 개구를 통과하는 원료의 평균 선속이 너무 느리면, 구체적으로는 50mm/초 미만이면, 단위 시간당 압출 구멍(121)으로부터의 원료의 압출량이 적어져, 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻는 것이 어려운 경향이 있다.
평균 선속을 50mm/초 이상 650mm/초 이하로 하는 것으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있다.
또한, 전술한 수학식 2로 표시되는 가상 종횡비(r)가 1.6 이하이다. 그 중에서도, 가상 종횡비(r)는 0.3 이상 1.3 이하인 것이 바람직하다.
가상 종횡비를 1.6 이하로 하고, 상술한 조건 (A), (C)를 설정하는 것으로, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명자가 검토한 결과, 수지의 특성에 따라 가상 종횡비(r)를 0.9 이하 또는 1.1 이상으로 하고, 상술한 조건 (A), (C)를 설정하는 것으로, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 보다 재현성 좋게 제조할 수 있는 것이 밝혀졌다.
예컨대, 융점이 80℃ 이하인 폴리올레핀 수지를 사용하는 경우에는, 가상 종횡비(r)를 0.9 이하로 함으로써 구상의 폴리올레핀 펠렛을 보다 재현성 좋게 제조할 수 있다.
또한, 가상 종횡비(r)를 평균 선속(u)으로 나눈 r/u가 0.002 이상이다.
전술한 바와 같이, 가상 종횡비와 실제의 폴리올레핀 펠렛의 종횡비는 일치하지 않고, 평균 선속의 증대에 따라 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻을 수 있는 가상 종횡비의 하한의 값이 커진다.
그래서, 조건 (A), (B)의 하에, r/u를 0.002 이상으로 하는 것으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있다.
그 중에서도, r/u는 0.01 이하인 것이 바람직하고, 더욱은 0.004 이하인 것이 바람직하다.
또한, 폴리올레핀 펠렛을 구상으로 하기 위해서는, 가상 종횡비(r)를 평균 선속(u)의 변화에 따라 변화시키는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제조 조건을 r≤0.002u, 또한 r≤0.002u+0.65, 바람직하게는 r≤0.002u+0.5의 범위 내에서 설정하는 것으로, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 재현성 좋게, 높은 수율로 얻을 수 있다. 또한, 제조 조건을 r≤0.002u, 또한 r≤0.002u+0.65, 바람직하게는 r≤0.002u+0.5의 범위 내에서 설정하는 것으로, 진구도(眞球度)가 높은 폴리올레핀 펠렛을 얻을 수 있다.
이것은 이하의 이유에 의한 것으로 추측된다.
원료의 평균 선속이 클수록, 폴리올레핀 펠렛이 압출 구멍(121)으로부터의 배출 방향과 직교하는 방향으로 팽창하기 쉽다. 그 때문에, 원료의 평균 선속의 증대에 따라, 가상 종횡비를 크게 하여, 폴리올레핀 펠렛이 구상이 되도록 하여야 한다.
여기서, r≤0.002u+0.5이며, 평균 선속(u)이 300mm/초 이하인 경우에는, 보다 높은 수율로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻을 수 있다.
단, 가상 종횡비를 소정 값 이상으로 크게 하고, 평균 선속을 느리게 하면, 구체적으로는 r을 1.1 이상으로 하고, 평균 선속(u)을 200mm/초 이하로 하면, r≤0.002u+0.65의 범위 밖이어도, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 보다 안정적으로 제조할 수 있는 일이 있다.
이 경우에는, 폴리올레핀의 원료로서 에틸렌-뷰텐-1 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
여기서, 압출 구멍의 반경 R(mm)은 1.0mm 이상 3.0mm 이하인 것이 바람직하다. 그 중에서도, R은 1.3mm 이상인 것이 보다 바람직하고, 또한 2.5mm 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 하는 것으로, 보다 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻을 수 있다는 효과가 있다.
또한, 언더워터 커터(14)의 회전수와 언더워터 커터의 칼(141) 매수의 곱의 역수로 정의되는 절단 시간(t)은 0.005초 이상 0.05초 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 하는 것으로 위스커(whisker)나 버(burr)라고 하는 절단 불량이나 수지의 폐색 문제를 적게 할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 제조할 폴리올레핀 펠렛의 평균 부피 V(mm3)는 5 이상 70 이하인 것이 바람직하다.
그 중에서도, 제조할 폴리올레핀 펠렛의 평균 부피 V(mm3)는 10 이상인 것이 특히 바람직하다. 또한, 제조할 폴리올레핀 펠렛의 평균 부피 V(mm3)는 50 이하인 것이 특히 바람직하다.
폴리올레핀 펠렛의 평균 부피 V(mm3)를 5 이상으로 함으로써 구상의 폴리올레핀 펠렛을 보다 안정적으로 제조할 수 있다.
더구나, 폴리올레핀 펠렛의 평균 부피 V(mm3)를 70 이하로 함으로써 냉각 부족에 의해 펠렛끼리가 융착하는 것을 경감한다는 효과가 있다.
폴리올레핀 펠렛의 평균 부피 V(mm3)가 70을 초과하는 경우에는, 사출 성형기 등의 성형기 스크류에 들어가지 않는다는 문제가 일어날 가능성이 있다. 또한, 평균 부피 V(mm3)가 5 미만인 경우에서는, 다른 수지 펠렛과 혼합했을 경우에, 분급을 일으켜 버릴 가능성이 있다.
다이스(12)의 압출 구멍의 배출구 근방에는, 도시하지 않은 냉각 수단이 매립되어 있고, 압출 구멍(121)의 내벽이 냉각되고 있다.
한편, 압출 구멍(121)의 내벽의 온도는 균일하다고 간주할 수 있다.
다이스(12)의 압출 구멍(121) 내벽의 온도와 다이스(12)의 압출 구멍(121)에 공급되기 직전의 용융한 원료의 온도의 온도 차이에 의해, 원료의 평균 선속을 제어할 수 있다.
압출 구멍(121)으로부터 압출된 폴리올레핀 수지를 포함하는 원료는, 수조(13) 내에 공급되어, 언더워터 커터(14)에 의해 절단된다. 절단된 원료는 수조(13) 내에서 구상의 폴리올레핀 펠렛이 된다.
한편, 다이스(12)의 압출 구멍(121)에 공급되기 직전의 용융한 원료의 온도 T1과, 수조(13) 중의 냉각 매체(본 실시 형태에서는 물)의 커터 박스 입구점의 온도 T2의 차이(T1-T2)는 135℃ 이상인 것이 바람직하다. 그 중에서도, 150℃ 이상 330℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이 하는 것으로, 보다 확실하게 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻을 수 있다는 효과가 있다.
T1은 150℃ 이상 330℃ 이하인 것이 바람직하고, T2는 0℃ 이상 60℃ 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 실시 형태의 작용 효과에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 의하면, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 평균 선속(u)이 650mm/초를 초과하는 경우에는, 폴리올레핀 펠렛의 형상이 원주상으로 되기 쉽다.
또한, 평균 선속(u)이 50mm/초 미만인 경우에는, 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 얻기 어려워진다. 더욱이, 평균 선속이 50mm/초 미만인 경우에는, 폴리올레핀 펠렛의 생산성이 뒤떨어지게 된다.
이에 대하여, 본 실시 형태에서는 평균 선속을 650mm/초 이하, 50mm/초 이상으로 하고 있기 때문에, 폴리올레핀 펠렛이 원주상, 편평상이 되는 것을 억제할 수 있어, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있다.
또한, 조건 (A), (C) 하에, 가상 종횡비를 1.6 이하로 함으로써 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조할 수 있다.
이에 더하여, 조건 (A), (B) 하에, 가상 종횡비(r)를 평균 선속으로 나눈 r/u를 0.002 이상으로 함으로써 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조할 수 있다.
또한, 조건 (A), (C) 하에, 수지의 종류에 따라 가상 종횡비를 0.9 이하 또는 1.1 이상으로 함으로써, 보다 재현성 좋게 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조할 수 있다. 예컨대, 융점 80℃ 이하의 수지를 사용하는 경우, 가상 종횡비를 0.9 이하로 하는 것으로, 보다 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조할 수 있다.
또한, r≤0.002u, 또한 r≤0.002u+0.65의 범위 내, 그 중에서도 r≤0.002u, 또한 r≤0.002u+0.5의 범위 내에서 r, u를 선택함으로써 구상의 폴리올레핀 펠렛의 수율을 높일 수 있다. 그 중에서도, 평균 선속(u)을 300mm/초 이하로 하면, 보다 높은 수율로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조하는 것이 가능해진다.
한편으로, 가상 종횡비(r)를 1.1 이상으로 하고, 평균 선속(u)을 200mm/초 이하로 한 경우에 있어서는, 안정적으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 제조하는 것도 가능하다.
또한, 상기 폴리올레핀 수지를, 에틸렌, 프로필렌, 1-뷰텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐으로부터 선택되는 1종 이상의 모노머의 (공)중합체이며, 특히 에틸렌에서 유래하는 골격 농도 50mol% 이상의 중합체(P1), 프로필렌에서 유래하는 골격 농도 50mol% 이상의 중합체(P2), 1-뷰텐에서 유래하는 골격 농도 50mol% 이상의 중합체(P3)로부터 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 또는 2 이상의 수지로 함으로써 구상의 펠렛을 더 한층 안정적으로 제조할 수 있다.
한편, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.
예컨대, 사용하는 폴리올레핀 수지는 상기 실시 형태에서 예시한 것에 한정되지 않는다.
실시예
다음으로, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
(실시예 1)
상기 실시 형태와 같은 방법으로, 폴리올레핀 펠렛을 제조했다.
폴리올레핀 펠렛을 표 1, 2에 나타내는 제조 조건으로 제조했다.
Figure 112010031821370-pct00005
Figure 112010031821370-pct00006
한편, 표 2에 있어서, t는 언더워터 커터의 회전수와 언더워터 커터의 칼 매수의 곱의 역수이다.
표 2의 제조 조건은, 도 3에 나타낸 R7의 점 중, 점 C이다.
다음으로, 원료 폴리올레핀 수지로서, 230℃에서의 MFR이 0.7~10g/10분을 만족시키는 에틸렌-프로필렌 공중합체 4종류, 190℃에서의 MFR이 3~80g/10분을 만족시키는 에틸렌-뷰텐 공중합체 4종류, 190℃에서의 MFR이 0.4~4.3g/10분을 만족시키는 에틸렌-프로필렌 공중합체 3종류, 230℃에서의 MFR이 0.3~45g/10분을 만족시키는 에틸렌-뷰텐 공중합체 3종류, 프로필렌계 엘라스토머 6종류의 합계 20종류 각각에 관하여, 표 2의 제조 조건 중, 압출 유량(Q), 및 절단 시간(t)[=1/(커터 회전수×칼수)]을 변화시켰다. 구체적으로는, Q를 1,197mm3/초 이상 2,712mm3/초 이하로 했다. 또한, t를 0.007초 이상 0.013초 이하로 했다. Q와 t의 변화에 따라, 평균 선속, 가상 종횡비, r/u의 값이 변화되지만, 그 밖의 제조 조건은 점 C와 같다. 평균 선속, 가상 종횡비를 도 3의 점 C 이외의 R7의 점으로 나타낸다. 구체적으로는, 압출 유량(Q)의 변경에 따라 평균 선속이 100mm/s 이상 300mm/s 이하가 되도록 했다. 또한, 압출 유량(Q)의 변경에 따라, 가상 종횡비는 0.3 이상 0.7 이하가 되었다.
R7로 나타낸 점의 원료 폴리올레핀 수지는 융점이 80℃ 이하이다. 융점은 DSC법에 의해 계측한 것이다.
(실시예 2)
원료를 에틸렌-뷰텐 공중합체(미쓰이가가쿠사제 상품명; 타프머, 190℃에서의 MFR=0.5~4g/10분의 범위에 있는 에틸렌계 중합체(코모노머는 뷰텐), 합계 5종류)로 하여, 각 종류의 원료 각각으로 폴리올레핀 펠렛을 제조했다. 각 종류의 원료마다, 압출 유량(Q), 및 절단 시간(t)을 변화시켰다. 구체적으로는 Q를 1,440mm3/초 이상 2,405mm3/초 이하로 했다. 압출 유량(Q)과 t의 변화에 따라, 평균 선속, 가상 종횡비, r/u의 값이 변화된다. 다른 제조 조건은 점 C와 같다. 실시예 2의 평균 선속, 가상 종횡비를 도 3에서 R8로서 나타내었다.
구체적으로는, 압출 유량(Q)의 변화에 따라 평균 선속이 100mm/s 이상 250mm/s 이하가 되도록 했다. 또한, 압출 유량(Q)의 변경에 따라, 가상 종횡비는 0.6 이상 1.5 이하가 되었다.
다른 점은 실시예 1과 같다.
R8로 나타낸 점의 원료 폴리올레핀 수지는 융점이 80℃ 이하이다. 융점은 DSC법에 의해 계측한 것이다.
(실시예 3)
원료를 프로필렌-에틸렌 공중합체(미쓰이가가쿠사제 상품명; 타프머, 230℃에서의 MFR=0.35와 1.0g/10분인 프로필렌계 중합체(코모노머는 에틸렌) 합계 2종류), 프로필렌계 중합체(미쓰이가가쿠사제 상품명; 타프머, 230℃에서의 MFR=6g/10분과 8g/10분인 프로필렌계 중합체(코모노머는 뷰텐), 합계 2종류), 뷰텐계 중합체(미쓰이가가쿠사제 상품명; 타프머, 190℃에서의 MFR=1g/10분과 4g/10분인 뷰텐계 중합체(코모노머는 에틸렌), 합계 2종류), 뷰텐계 중합체(미쓰이가가쿠사제 상품명; 타프머, 190℃에서의 MFR=2g/10분과 4g/10분, 코모노머는 에틸렌, 합계 2종류), 및 폴리뷰텐(미쓰이가가쿠사제 상품명; 타프머, 190℃에서의 MFR=0.1~23g/10분을 만족시키는 폴리뷰텐, 합계 3종류)으로 하여, 각 종류의 원료 각각으로 폴리올레핀 펠렛을 제조했다. 각 종류의 원료마다, 압출 유량(Q), 구멍 직경(R) 및 절단 시간(t)을 변화시켰다. 구체적으로는, Q를 1,357mm3/초 이상 4,084mm3/초 이하로 했다. 또한, r을 3.0mm 이상 3.5mm 이하로 했다. 또한, t를 0.06초 이상 0.032초 이하로 했다. Q, R 및 t의 변화에 따라, 평균 선속, 가상 종횡비, r/u의 값이 변화된다. 다른 제조 조건은 점 C와 같다. 실시예 3의 평균 선속, 가상 종횡비를 도 3에서 R3로서 나타내었다.
구체적으로는, 압출 유량(Q)의 변화에 따라 평균 선속이 130mm/s 이상 600mm/s 이하가 되도록 했다. 압출 유량(Q)의 변화에 따라, 가상 종횡비는 0.8 이상 1.3 이하가 되었다.
(실시예 4)
원료를 저밀도 폴리에틸렌(프라임폴리머사제 상품명; 에보루, 190℃에서의 MFR=0.5~4.5g/10분의 범위를 만족시키는 에틸렌계 중합체(코모노머는 헥센, 합계 10종류)으로 하여, 각 종류의 원료 각각으로 폴리올레핀 펠렛을 제조했다. 각 종류의 원료마다, 압출 유량(Q) 및 절단 시간(t)을 변화시켰다. 구체적으로는, Q를 2,324mm3/초 이상 3,918mm3/초 이하로 했다. 또한, t를 0.008초 이상 0.0130초 이하로 했다. Q 및 t의 변화에 따라, 평균 선속, 가상 종횡비, r/u의 값이 변화된다. 다른 제조 조건은 점 C와 같다. 실시예 4의 평균 선속, 가상 종횡비를 도 3에서 R2로서 나타내었다.
구체적으로는, 압출 유량(Q)의 변화에 따라, 평균 선속이 250mm/s 이상 450mm/s 이하가 되도록 했다. 압출 유량(Q)의 변화에 따라, 가상 종횡비는 0.9 이상 1.1 이하가 되었다.
(비교예 1)
원료를 저밀도 폴리에틸렌(프라임폴리머사제 상품명; 울트젝스, 190℃에서의 MFR=19g/10분 및 21g/10분의 2종류, 및 프라임폴리머사제 상품명; 네오젝스, 190℃에서의 MFR=0.8~3.4g/10분을 만족시키는 3종류)으로 하여, 각 종류의 원료 각각으로 폴리올레핀 펠렛을 제조했다. 각 종류의 원료마다, 압출 유량(Q), 구멍 직경(R) 및 절단 시간(t)을 변화시켰다. 구체적으로는, Q를 3,770mm3/초 이상 4,664mm3/초 이하로 했다. 또한, r을 2.7mm, t를 0.007초로 했다. Q, R 및 t의 변화에 따라, 평균 선속, 가상 종횡비, r/u의 값이 변화된다. 다른 제조 조건은 점 C와 같다. 비교예 1의 평균 선속, 가상 종횡비를 도 3에서 R6으로서 나타내었다.
구체적으로는, 압출 유량(Q)의 변화에 따라, 평균 선속이 660mm/s 이상 850mm/s 이하가 되도록 했다. 압출 유량(Q)의 변경에 따라, 가상 종횡비는 1.7 이상이 되었다.
(비교예 2)
원료를 랜덤 폴리프로필렌(프라임폴리머사제, 코모노머로서 에틸렌 및 뷰텐을 사용. 230℃에서의 MFR이 6.5~30g/10분의 범위를 만족시키는 합계 3종류)으로 하여, 각 종류의 원료 각각으로 폴리올레핀 펠렛을 제조했다. 각 종류의 원료마다, 압출 유량(Q), 구멍 직경(R) 및 절단 시간(t)을 변화시켰다. 구체적으로는, Q를 3,079mm3/초 이상 3,540mm3/초 이하로 했다. 또한, r을 2.3mm, t를 0.006초 이상 0.007초 이하로 했다. Q, R 및 t의 변화에 따라, 평균 선속, 가상 종횡비, r/u의 값이 변화된다. 그 밖의 제조 조건은 점 C와 같다. 비교예 2의 평균 선속, 가상 종횡비를 도 3에서 R4로서 나타내었다.
구체적으로는, 압출 유량(Q)의 변화에 따라, 평균 선속이 700mm/s 이상 1,000mm/s 이하가 되도록 했다. 압출 유량(Q)의 변경에 따라, 가상 종횡비는 1.8 이상이 되었다.
(비교예 3)
원료를 랜덤 폴리프로필렌(프라임폴리머사제, 코모노머로서 에틸렌을 사용. 230℃에서의 MFR이 20~35g/10분의 범위를 만족시키는 합계 2종류)으로 하여, 각 종류의 원료 각각으로 폴리올레핀 펠렛을 제조했다. 각 종류의 원료마다, 압출 유량(Q), 구멍 직경(R) 및 절단 시간(t)을 변화시켰다. 구체적으로는, Q를 5,128mm3/초 이상 5,350mm3/초 이하로 했다. 또한, r을 2.3mm, t를 0.004초로 했다. Q, R 및 t의 변화에 따라, 평균 선속, 가상 종횡비, r/u의 값이 변화된다. 비교예 3의 평균 선속, 가상 종횡비를 도 3에서 R5로서 나타내었다.
구체적으로는, 압출 유량(Q)의 변화에 따라, 평균 선속이 850mm/s 이상 1,000mm/s 이하가 되도록 했다. 압출 유량(Q)의 변경에 따라, 가상 종횡비는 1.2 이상, 1.5 이하가 되었다.
(비교예 4)
원료를 고밀도 폴리에틸렌(프라임폴리머사제, 밀도; 945~965kg/m3, 190℃에서의 MFR이 0.3~7g/10분의 범위를 만족시키는 합계 6종류)으로 하여, 각 종류의 원료 각각으로 폴리올레핀 펠렛을 제조했다. 각 종류의 원료마다, 압출 유량(Q), 구멍 직경(R) 및 절단 시간(t)을 변화시켰다. 구체적으로는, Q를 2,073mm3/초 이상 4,107mm3/초 이하로 했다. 또한, r을 2.4mm, t를 0.007초 이상 0.008초 이하로 했다. Q, R 및 t의 변화에 따라, 평균 선속, 가상 종횡비, r/u의 값이 변화된다. 다른 제조 조건은 점 C와 같다. 비교예 4의 평균 선속, 가상 종횡비를 도 3에서 R1로서 나타내었다.
구체적으로는, 압출 유량(Q)의 변화에 따라, 평균 선속이 450mm/s 이상 1,000mm/s 이하가 되었다. 또한, 압출 유량(Q)의 변경에 따라, 가상 종횡비는 1.7 이상이 되었다.
(비교예 5)
원료를 에틸렌계 중합체(미쓰이가가쿠사제 상품명; 타프머, 코모노머는 프로필렌, 190℃에서의 MFR이 2.9~4.3g/10분을 만족시키는 합계 2종류)로 하여, 각 종류의 원료 각각으로 폴리올레핀 펠렛을 제조했다. 각 종류의 원료마다, 압출 유량(Q), 절단 시간(t)을 변화시켰다. 구체적으로는, Q를 3,848mm3/초 이상 4,811mm3/초 이하로 했다. Q 및 t의 변화에 따라, 평균 선속, 가상 종횡비, r/u의 값이 변화된다. 다른 제조 조건은, 점 C와 같다. 비교예 5의 평균 선속, 가상 종횡비를 도 3에서 R9로서 나타내었다.
구체적으로는, 압출 유량(Q)의 변화에 따라, 평균 선속이 400mm/s 이상 510mm/s 이하가 되었다. 압출 유량(Q)의 변경에 따라, 가상 종횡비는 0.55가 되었다.
실시예 1 내지 4, 비교예 1 내지 5에서는, 각 제조 조건에서 제조된 폴리올레핀 펠렛을 제조 조건(도 3의 각 점)마다, 100 내지 150개 랜덤하게 채취하여, 육안 또는 루페로 관찰했다. 실시예 1 내지 4에서는, 각 제조 조건에 있어서, 구상의 폴리올레핀 펠렛이 차지하는 개수의 비율은 90% 이상이었다.
실시예 1 내지 4에서는, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있는 것이 확인되었다. 즉, 도 3의 직선 L1, L3, L4, L5로 둘러싸인 영역 내의 조건에서는, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 안정적으로 제조할 수 있었다.
직선 L1은 r=0.002u를 나타내는 것이며, 직선 L3은 u=650mm/s를 나타내는 것이다. 또한, 직선 L4는 r=1.6을 나타내는 것이며, 직선 L5는 u=50mm/s를 나타내는 것이다.
또한, 원료의 종류에 따라, r을 0.9 이하 1.1 이상으로 하는 것으로 구상의 폴리올레핀 펠렛을 재현성 좋게 제조할 수 있는 것이 밝혀졌다. 예컨대, 융점 80℃ 이하의 원료를 사용한 경우에는, r이 0.9 이하인 영역을 선택하는 것으로, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 재현성 좋게 제조할 수 있었다.
또한, r≥0.002u(도 3의 직선 L1), r≤0.002u+0.65(도 3의 직선 L2)의 범위 내의 것은, 구상의 폴리올레핀 펠렛을 재현성 좋게 얻을 수 있었다. 또한, 수득된 폴리올레핀 펠렛은 펠렛 형상 전체로서 큰 곡률 변화가 매우 적은 구상이며, 진구도가 높았다. 그리고, 구상의 폴리올레핀 펠렛의 수율이 높게 되었다.
또한, r≥0.002u(도 3의 직선 L1), r≤0.002u+0.5의 범위이며, 평균 선속 300mm/s 이하의 것은, 구상의 폴리올레핀 펠렛의 수율이 매우 높았다. 그 중에서도, r을 0.9 이하로 한 것이 바람직한 것이 밝혀졌다.
한편, 비교예 5에서는, R9의 점에서는 폴리올레핀 펠렛이 바둑돌 형상의 편평 형상이 되어, 구상의 폴리올레핀 펠렛은 거의 얻을 수 없었다.
또한, 비교예 1 내지 4에서는, 폴리올레핀 펠렛이 원주상이 되어, 구상의 폴리올레핀 펠렛은 거의 얻을 수 없었다.
한편, r/u가 0.002 미만의 영역이며, u가 350mm/초 이하인 영역에서는, 편평 형상의 폴리올레핀 펠렛이 많아져, 구상의 폴리올레핀 펠렛은 거의 얻을 수 없다는 것이 밝혀지고 있다.

Claims (9)

  1. 다이스의 다이스면에 근접 배치되어, 수중에서 회전하는 언더워터 커터에 의해, 상기 다이스의 상기 다이스면에 형성된 압출 구멍으로부터 압출되는 용융한 폴리올레핀 수지를 포함하는 원료를 소정의 길이로 절단하여, 폴리올레핀 펠렛을 얻는 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법으로서,
    이하의 요건 (A) 내지 (C)를 동시에 만족하는 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법.
    (A) 상기 압출 구멍을 통과하는 상기 원료의 하기 수학식 1로 표시되는 평균 선속(u)이 50mm/초 이상 650mm/초 이하,
    (B) 하기 수학식 2로 표시되는 가상 종횡비(r)가 1.6 이하,
    (C) 가상 종횡비(r)를 평균 선속(u)으로 나눈 r/u가 0.002 이상.
    [수학식 1]
    Figure 112010031821370-pct00007

    [수학식 2]
    Figure 112010031821370-pct00008

    〔상기 수학식 1 및 2에 있어서, Q는 상기 원료의 압출 구멍 하나당 압출 유량(mm3/초), R은 압출 구멍의 반경(mm), t는 언더워터 커터의 회전수와 언더워터 커터의 칼 매수의 곱의 역수로 정의되는 절단 시간(초)을 나타낸다.〕
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 r은 0.9 이하 또는 1.1 이상인 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 r은 0.9 이하이며,
    상기 폴리올레핀 수지는 융점이 80℃ 이하인 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 r은 0.9 초과 1.1 미만인 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    r≤0.002u+0.65인 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    r≤0.002u+0.5인 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    평균 선속(u)이 300mm/초 이하인 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    평균 선속(u)이 200mm/초 이하이며, 상기 가상 종횡비(r)가 1.1 이상인 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 수지가, 에틸렌, 프로필렌, 1-뷰텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐으로부터 선택되는 1종 이상의 모노머의 (공)중합체인 것을 특징으로 하는 폴리올레핀 펠렛의 제조 방법.
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