KR102265766B1 - 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 압출기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법 및 상기 방법을 수행하는 데 적절한 압출기에 관한 것이다.

Description

압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 압출기{METHOD FOR DEGRADING (CO)POLYMERS IN AN EXTRUDER AND EXTRUDER FOR PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법, 및 상기 방법을 수행하는 데 적절한 압출기에 관한 것이다.
압출기들의 도움에 의한 (코)폴리머들의 디그레이드는 충분히 공지되어 있다. 높은 온도들에서 전단력들의 작용은 그 결과의 열 기계적인 응력으로 인해 (코)폴리머들의 분자량을 선택적으로 감소시키거나 또는 분해시키는 것을 가능하게 한다. 분해 프로세스의 효율에서의 추가의 증가는 상기 프로세스가 예를 들면, 과산화물들과 같은 래디컬 포머들 (radical formers) 의 존재 시에 수행될 때 가능하다.
이러한 경우에, 특허 문서 DE 4000695 C2 는 실질적으로 무정형의 폴리-알파-올레핀들을 제조하는 방법을 설명하고, 그것은 예를 들면 래디컬 포머의 존재 시에 연화점 초과에서 전단 응력을 통해 보다 고분자량의 무정형 폴리-알파-올레핀들으로부터 제조되고, 여기에서 보다 고분자량의 무정형 폴리-알파-올레핀들의 용융 점성은 적어도 반 만큼 낮춰진다. 이러한 방식으로 제조된 무정형의 폴리-알파-올레핀들은 핫 멜트 접착제들 또는 카펫트를 위한 무거운 코팅 질량들로 사용될 수 있다. 과산화물들은 적절한 래디컬 포머들의 예들로서 개시된다.
과산화물들들과 같은 다양한 래디컬 포머들이 높은 위험 포텐셜을 나타내기 때문에 높은 안정성 요구 조건들이 충족될 필요가 있는 상기 방법의 단점은 알려져 있다. 추가로, 과산화물들의 붕괴로서, 휘발성 성분들이 방출되고, 이는 압출기에서 디그레이드된 폴리머의 바람직하지 않은 비말 형성에 이를 수 있다. 뿐만 아니라, 보다 많은 양들의 과산화물들의 사용은 이러한 재료들이 상기 방법의 전체 비용들에서 비용들의 높은 비율을 차지하기 때문에 상기 방법을 종종 비효율적으로 만든다.
과산화물들을 제외하고, 또한 압출기에서 폴리머들을 디그레이드하도록 산소 또는 산소-포함 가스들을 사용하는 것이 가능하다. 특허 문서 DE 4413093 A1 는, 예를 들면 폐기 플라스틱들로부터 기능화된 저분자량의 폴리머를 제조하기 위한 방법을 개시하고, 상기 방법에서 고분자량의 플라스틱들은 산소 또는 산소-포함 가스들의 존재시에 300℃ 내지 410℃ 의 온도들에서 분자량 감소 하에서 분해된다.
폴리머 용융물 내에서 효율적인 산소 진입을 제어하는 데 어려움으로 인해, 상기 언급된 방법은 재현성에 문제점을 갖는다. 또한, 산소 또는 산소-포함 가스의 배타적인 사용 시에, 아주 높은 온도들에서 조차, 낮은 점성들을 갖는 폴리머들을 얻도록 디그레이드 프로세스를 효율적으로 만드는 것이 언제나 가능하지 않다.
따라서 본 발명의 목적은 종래 기술 분야의 적어도 일부의 상기 설명된 단점들을 극복하는 것을 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이다. 특히, 상기 방법은 가능한 안전한 비용-효율적인 그리고 에너지-효율적인 프로세스로 낮은 점성들을 갖는 디그레이드된 (코)폴리머들의 제조를 가능하게 하도록 의도되고, 바람직하게 얻어진 (코)폴리머들의 원치 않는 또는 제어되지 않는 포말 형성이 가능한 최대로 회피된다.
이러한 현재의 문제점은 본 발명에 따른 방법들, 및 상기 방법들을 수행하는 데 적합한 압출기에 의해 해결된다.
본 발명에 따른 방법은 압출기에서 (코)폴리머들의 순차적인 디그레이드에 기초되고, 사용된 (코)폴리머는 제 1 압출 섹션의 적어도 하나의 래디컬 포머의 작용에 의해 디그레이드되는 한편, (코)폴리머의 추가의 분해는 제 2 압출기 섹션에서 산소 가스에 의해 달성된다.
압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 본 발명에 따른 방법은,
a) 압출기의 제 1 압출 섹션에서 차징 개구에 의해 (코)폴리머를 공급하는 단계,
b) 적어도 하나의 래디컬 포머의 존재 시에 제 1 압출 섹션에서 전단 응력 하에 (코)폴리머를 디그레이드하여, 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 제조하는 단계,
c) 압출기의 제 1 압출 섹션으로부터 제 2 압출 섹션 내로 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 이송하는 단계로서, 제 1 압출 섹션은 밀봉 수단에 의해 제 2 압출 섹션으로부터 분리되는, 상기 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 이송하는 단계,
d) 피드 개구에 의해 제 2 압출 섹션 내로 산소 가스를 공급하는 단계로서, 피드 개구는 압출의 방향에서 밀봉 수단의 하류에 배열되는, 상기 산소 가스를 공급하는 단계, 및
e) 산소 가스의 존재 시에 제 2 압출 섹션에서 전단 응력 하에 제 1 디그레이드된 코폴리머를 추가 디그레이드하여, 제 2 디그레이드된 (코)폴리머를 제조하는 단계를 포함하고,
밀봉 수단은 차징 개구로부터 산소 가스의 탈출을 방지하는 데 적절하도록 제공된다.
이러한 본 발명에 따른 방법은 또한 이후로 본 발명에 따른 제 1 방법으로서 나타내어진다.
본 발명의 또 다른 주제물은 상기 설명된 방법을 수행하는 데 적절한 압출기이다. (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 본 발명에 따른 압출기는,
- 적어도 두개의 압출 섹션들을 포함하는 압출 챔버,
- 제 1 압출 섹션에 적어도 하나의 (코)폴리머를 차징하기 위한 차징 개구,
- 선택적으로, 제 1 압출 섹션 내로 래디컬 포머를 첨가하기 위한 래디컬 포머 첨가 수단,
- 제 2 압출 섹션 내에 산소 가스를 첨가하기 위한 피드 개구,
- 제 2 압출 섹션으로부터 제 1 압출 섹션을 분리하는 밀봉 수단으로서, 상기 밀봉 수단은 차징 개구와 피드 개구 사이에 제공되고, 상기 밀봉 수단은 차징 개구로부터 공급된 산소 가스의 탈출을 방지하는 데 적절한, 상기 밀봉 수단, 및
- 선택적으로, 산소 가스를 분해하기 위한 분해 수단으로서, 상기 분해 수단은 압출의 방향에서 봤을 때에 피드 개구의 하류에 배열되는, 상기 분해 수단을 포함한다.
본 발명의 목적들을 위해 "(코)폴리머" 는 호모폴리머 및 코폴리머 모두를 칭하고, 상기 용어는 또한 호모폴리머들 및 코폴리머들의 혼합물들 뿐만 아니라 상이한 호모폴리머들 및 코폴리머들의 혼합물들을 포함한다. 적절한 (코)폴리머들의 예들은 에틸렌 및/또는 C4 내지 C20 알파-올레핀들과 같은 상이한 코모노머들을 갖는 프로필렌 코폴리머들 또는 폴리프로필렌 호모폴리머들을 포함한다.
본 발명의 목적들을 위한 용어 "압출기" 는 바람직하게 단일-나사 압출기들 및 트윈-나사 압출기들 모두를 칭할 수 있다. 상기 트윈-나사 압출기가 기술적으로 보다 복잡하고 상이한 구성들로 제공된다. 특히 동방향 회전 또는 반대방향-회전 타입들, 타이트 인터메쉬형 또는 접선형 타입들, 길이 방향 또는 가로 방향으로 개방되거나 또는 폐쇄된 타입들 및 원통형 또는 원뿔형 타입들 사이에서는 구별이 행해진다. 또한 컴파운더들, 확장 압출기들, 또는 플래니터리 압출기들을 사용하는 것이 가능하다. 바람직하게, 적어도 하나의 트윈-나사 압출기는 본 발명에 따른 방법을 위해 사용된다.
사용되는 압출기는 적어도 하나의 나사가 회전 가능하게 지지될 수 있는 공급 측 및 배출 측을 갖는 하우징을 추가로 포함할 수 있고, (예를 들면) 나선형으로-연장되는 플라이트는 그 나사 코어로부터 외부로 연장된다. 공급 측 상에서, 하우징은 선택적으로 첨가제들, 혼화제들 (admixtures), 및/또는 보조제들을 위한 하나 이상의 차징 개구들 뿐만 아니라 압출기에서 처리되도록 의도된 (코)폴리머들을 위한 적어도 하나의 피드 개구를 포함할 수 있고, 바람직하게 적어도 배출 측 부근에서, 하우징은 또한 예를 들면 진공이 특히 (코)폴리머의 휘발성 성분들을 흡입하도록 적용될 수 있는 적어도 하나의 탈가스 개구를 포함한다.
하우징, 및 특히 하나 이상의 압출기 나사들을 위한 라이너는 바람직하게 (코)폴리머의 온도에 영향을 주도록 적어도 소정 영역들에서 가열되고 그리고/또는 냉각될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 또한 나사 그 자체에 열 교환 유체가 유동하도록 옵션을 구비한 것이 고려될 수 있다. 압출기는 따라서 하나 이상의 온도 구역들을 포함할 수 있다. 바람직하게, 압출기는 복수의 상이한 온도 구역들을 포함하고, 그 온도들은 서로 독립적으로 조절될 수 있다.
사용되는 압출기는 복수의 압출기 구역들을 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 목적들을 위한 "압출기 구역" 은 예를 들면 처리되도록 의도된 (코)폴리머가 예를 들면 피드 개구에서의 호퍼를 통해 압출기 내로 공급되고, 예를 들면 하나 이상의 압출기 나사들에 의해 앞으로 전진되는 진입 구역, 특히 (코)폴리머를 용융 또는 소성화시키기 위한 소성화 구역 또는 압축 구역, 또는 디그레이드 구역 또는 고온 구역과 같은 압출기의 기능적 구역들을 칭한다. 사용되는 압출기 구역의 또 다른 예는 혼합 구역, 탈가스 구역, 또는 배출 또는 계량 구역일 수 있고, 그곳에서 예를 들면, (코)폴리머의 용융이 원하는 처리 온도에서 발생될 수 있고 균질화될 수 있다.
압출기는 적어도 두개의 압출 섹션들을 추가로 포함한다. 본 발명의 목적들을 위한 "압출 섹션" 은 복수의 압출기 구역들을 포함할 수 있는 임의의 구성 및 사이즈의 기능적인 섹션을 칭하고, 피드 개구를 통해 도입되는 (코)폴리머는 바람직하게 제 1 압출 섹션에서 열 기계 가공으로 디그레이드되고, 제 1 디그레이드된 (코)폴리머는 제 2 디그레이드된 (코)폴리머를 생성하도록 바람직하게 산소 가스의 존재 시에 전단 응력 하에 제 2 압출 섹션에서 추가로 디그레이드되고, 제 1 압출 섹션은 제 2 압출 섹션으로부터 밀봉 수단에 의해 분리된다.
밀봉 수단으로서, 특히 압출 챔버 내에 댐형 (damming) 유닛을 사용하는 것이 가능할 것이다. 댐형 유닛은 제 1 압출 섹션에서 디그레이드된 (코)폴리머의 통로 또는 처리량을 감소시키는 역할을 한다. 이러한 목적을 위해, 특히, 댐형 요소들은 제 2 압출 섹션에 도착 전에 제 1 압출 섹션에서 디그레이드된 (코)폴리머의 통로 또는 처리량을 스로틀링하는 것을 가능하게 하도록 제공될 수 있다. 이는 특히 통로 공간을 감소시키도록 보다 작은 횡단면의 압출 챔버, 통로 공간을 감소시키도록 보다 큰 횡단면의 압출기 나사(들), 또는 두개의 특징부들의 조합일 수 있고, 그것은 제 1 압출 섹션에서 디그레이드된 (코)폴리머를 댐형으로 막는 것을 가능하게 하고, 결과적으로 밀봉 작용을 가능하게 한다. 뿐만 아니라, 또한 부가적으로 또는 대안적으로 제 1 압출 섹션에서 디그레이드된 (코)폴리머의 공급 속도가 압출 챔버 내에서 최소화되어 이러한 디그레이드된 (코)폴리머의 댐형 막기 및 결과적으로 밀봉 작용이 가능하게 될 수 있도록 그러한 구성의 압출기 나사(들) 을 갖는 것이 고려될 수 있다. 또한 압출기 나사(들) 의 특정한 구성에 의해, 용융물 및/또는 압출형 (extrudate), 즉 (코)폴리머의 댐형 막기에 의해 밀봉을 가능하게 하는 리턴 공급 요소들 또는 리턴 공급 영역들을 갖는 것이 고려될 수 있다. 본 발명에 따른 밀봉 수단은 제 2 압출 섹션 내로 도입되는 산소 가스가 제 1 압출 섹션에 도달하지 않도록 그리고 바람직하게 차징 개구로부터의 산소 가스의 탈출이 방지될 수 있도록 구성된다.
추가의 압출 섹션들이 제공될 수 있고, 특히 추가의 압출 섹션들이 두개의 전술된 압출 섹션들 사이에 제공될 수 있다는 것은 용이하게 이해되어야 한다. 선택적으로, 적어도 하나의 추가의 압출 섹션은 설명된 제 2 압출 섹션에 인접할 수 있다.
본 발명에 따르면, 두개의 그리고 선택적으로 부가적인 압출 섹션들이 하나의 압출기 내에 제공되는 것이 고려될 수 있다. 그러나, 대안적으로 또한 별개의 압출기가 사용되는 각각의 압출 섹션을 위해 제공되는 것이 고려될 수 있다. 그러나, 바람직하게 하나의 압출기만이 양쪽 압출 섹션들에 대해 사용되는 데, 이러한 구조는 예를 들면, 보다 높은 효율을 가질 수 있기 때문이다. 두개의 압출기들을 갖는 실시형태와 비교되는 바와 같이 보다 높은 효율은 특히 압출기 나사들을 구동하기 위한 보다 낮은 공간 요구 조건들 및 보다 낮은 보수 유지 비용들의 결과이다.
본 발명의 목적들을 위한 용어 "디그레이드 (degrading)" 는 열 및 전단 응력의 작용 하에서 압출기에서 발생하고 폴리머 사슬들이 짧아지고 분자량이 감소되는 (코)폴리머의 분해의 프로세스를 칭한다.
본 발명의 목적들을 위한 "디그레이드된 (코)폴리머" 는 사용된 (코)폴리머로부터 압출기에서의 디그레이드에 의해 제조된 폴리머를 칭한다. 여기서 비교 가능한 조건들 하에서 결정된 바와 같이 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 중량 평균 분자량 (Mw) 은 사용된 (코)폴리머의 중량 평균 분자량 (Mw) 보다 항상 더 적고, 제 2 디그레이드된 (코)폴리머의 중량 평균 분자량 (Mw) 은 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 중량 평균 분자량 (Mw) 보다 항상 더 적다.
본 발명의 목적들을 위한 "래디컬 포머 (radical formers)" 는 열 및/또는 복사와 같은 외부의 영향들로 인해 래디컬들로 붕괴되는 물질들을 칭한다.
본 발명에 따른 방법에서 사용된 (코)폴리머는, 예를 들면 폴리프로필렌 코폴리머들로부터 선택될 수 있다. 폴리머화된 형태에서 적절한 폴리프로필렌 코폴리머들은 바람직하게 에틸렌 및/또는 C4 내지 C20 알파-올레핀들로부터 선택된 적어도 하나의 부가적인 코모노머 뿐만 아니라 프로필렌을 포함한다. 바람직한 C4 내지 C20 알파-올레핀들은 부텐, 펜텐, 헥센, 헵텐, 옥텐, 노넨, 데센, 도데센, 4-메틸-1-펜텐, 3,5,5-트리메틸-1-헥센, 및 5-에틸-1-노넨을 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에서, 프로필렌, 에틸렌, 및 C4 내지 C20 알파-올레핀들에 기초된 터폴리머들 (terpolymers) 은 폴리프로필렌 코폴리머들로서 사용된다.
예를 들면, 본 발명에 따른 방법에서 폴리프로필렌 (코)폴리머들 및 에틸렌 프로필렌 고무들 (EPR) 및/또는 에틸렌 프로필렌 다이엔 모노머 (EPDM) 고무들의 폴리머 혼합물들은 또한 (코)폴리머들로서 사용될 수 있다.
본 발명의 목적들을 위한 용어 "에틸렌 프로필렌 고무" 는 에틸렌 및 프로필렌의 엘라스토머 코폴리머들을 나타내고, 상기 폴리머들은 기능적인 모노머들 및/또는 기능 기들로써 선택적으로 개질된다.
용어 "에틸렌 프로필렌 다이엔 모노머 고무" 는 프로필렌, 에틸렌, 및 적어도 하나의 다이엔을 포함하는 엘라스토머 터폴리머들을 나타내고, 상기 다이엔은 예를 들면 1,4-헥사다이엔, 노보나디엔, 에틸리덴-노보넨, 디시클로펜타디엔, 부타디엔, 및 이소피렌으로부터 선택된다. 전술된 터폴리머들은 다른 기능적인 모노머들 및/또는 기능 기들로써 선택적으로 개질될 수 있다.
EPR들 및 EPDM 고무들은 예를 들면, 상표명 Vistalon® 으로 Exxon Chemical Company 로부터 그리고 상표명 Kelton® 으로 DMS Polymers, Inc 로부터 상업적으로 입수 가능하다. 무수물 그룹들을 포함하는 기능적으로 개질된 EPDM 고무들은 상표명 Exxelor® 으로 Exxon Chemical Company 로부터 판매되고 있다.
설명된 폴리머 혼합물은, 예를 들면 적어도 하나의 폴리프로필렌 (코)폴리머와 적어도 하나의 EPR/EPDM 고무의 기계적인 블렌딩에 의해 제조될 수 있다. 대안적으로, 전술된 폴리머 혼합물은 또한 단일 반응기, 또는 일련의 평행 반응기들에서 단계적인 폴리머화에 의해 제위치에서 폴리머 합금의 형태로 제조될 수 있다. 그러한 제위치에서의 제조의 일례는 Montell North America Inc 에 의해 개발된 Catalloy 방법이다. Catalloy 방법의 도움으로써, 예를 들면 폴리프로필렌 (코)폴리머들과 EPR들의 합금들 또는 블렌드들을 구성하는 품종 Adflex (Montell North America, Inc.) 의 열가소성 올레핀들 (TPO들) 을 얻는 것이 가능하고, 본 발명의 목적들을 위해 유리하게 본 발명에 따른 방법에서 시작 재료들로서 사용될 수 있다.
폴리프로필렌 (코)폴리머들 및 EPR들 및/또는 EPDM 고무들의 폴리머 블렌드들이 본 발명에 따른 방법에서 사용된다면, 이때 바람직하게 EPR들 또는 EPDM 고무들의 비율은 각각의 경우에서 폴리프로필렌 (코)폴리머들 및 EPR들 및/또는 EPDM 고무들의 전체 양에 대해 5 내지 80 wt%, 바람직하게 20 내지 70 wt% 를 차지한다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 방법이 수행된 후에, 높은 응집력 및 가요성을 갖는 핫 멜트 접착제들과 같은 접착제들을 얻는 것이 가능하다.
폴리프로필렌 코폴리머에서 프로필렌 함량은 각각의 경우에서 폴리프로필렌 코폴리머의 전체 중량에 대해 바람직하게 50 내지 99 wt%, 특히 60 내지 95 wt%, 및 특히 바람직하게 65 내지 90 wt% 이다. 상기 언급된 wt% 로 프로필렌을 갖는 폴리프로필렌 코폴리머들은 상기 (코)폴리머들이 현저한 분자량 감소 및 점성의 하강 하에서 본 발명에 따른 방법으로 특히 효율적으로 각각의 디그레이드 제품들로 변환될 수 있기 때문에 특히 유리하다.
존재한다면, 폴리프로필렌 코폴리머에서 에틸렌 함량은 각각의 경우에서 폴리프로필렌 코폴리머의 전체 중량에 대해 바람직하게 1 내지 35 wt%, 특히 바람직하게 2 내지 25 wt% 이다. 전술된 wt% 로 에틸렌을 갖는 폴리프로필렌 코폴리머들은 또한 각각의 디그레이드 제품들로 효율적으로 변환될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서 사용된 (코)폴리머들의 중량 평균 분자량 (Mw) 은 바람직하게 100,000 내지 300,000,000 g/mol, 특히 바람직하게 150,000 내지 3,000,000 g/mol, 및 가장 특히 바람직하게 250,000 내지 1,000,000 g/mol 이고, 본 발명의 경우에, 중량 평균 분자량은 폴리스티렌 표준의 사용으로써 겔 침투 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 결정된다.
적어도 100,000 g/mol, 바람직하게 적어도 150,000 g/mol, 및 특히 적어도 250,000 g/mol 의 중량 평균 분자량을 갖는 고분자량의 (코)폴리머들의 사용은 전술된 (코)폴리머들이 값싸게 제조될 수 있고 효율적으로 분해되어 각각의 디그레이드 제품들을 형성할 수 있기 때문에 유리하다.
본 발명에 따른 방법으로 실행된 디그레이드 및 관련된 분자량 감소로 인해, 100,000 g/mol 보다 적은 중량 평균 분자량 (Mw) 을 갖는 저분자량의 (코)폴리머들이 시작 재료들로서 사용되는 것은 일반적으로 적절하지 않다.
바람직하게, 본 발명에 따른 방법의 단계 (b) 는 제 2 압출 섹션 내로의 진입 시에 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 중량 평균 분자량 (Mw) 이 동일한 조건들 하에서 결정된 바와 같이, 사용된 (코)폴리머의 중량 평균 분자량 (Mw) 의 70% 보다 작고, 바람직하게 50% 보다 작고, 특히 바람직하게 30% 보다 작고, 가장 바람직하게 20% 보다 작게 되는 방식으로 실행된다.
본 발명에 따른 방법의 단계 (e) 에서 추가 디그레이드는 바람직하게 제 2 디그레이드된 (코)폴리머의 궁극적으로 얻어진 중량 평균 분자량 (Mw) 이 동일한 조건들하에서 결정된 바와 같이 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 중량 평균 분자량 (Mw) 의 70% 보다 작고, 바람직하게 50% 보다 작고, 특히 바람직하게 30% 보다 작고, 가장 바람직하게 20% 보다 작게 되는 방식으로 실행된다.
제 2 디그레이드된 (코)폴리머의 궁극적으로 얻어진 중량 평균 분자량 (Mw) 은 바람직하게 10,000 내지 90,000 g/mol, 특히 바람직하게 20,000 내지 80,000 g/mol, 가장 바람직하게 30,000 내지 60,000 g/mol 이다.
본 발명에 따른 방법에서 사용된 (코)폴리머는 바람직하게 200℃ 에서 결정된 바와 같이 적어도 300,000 mPa·s 의 용융 점성을 갖는다. 특히, 200℃ 에서 결정된 바와 같이 (코)폴리머의 용융 점성은 350,000 내지 20,000,000 mPa·s, 바람직하게 400,000 내지 10,000,000 mPa·s, 및 특히 바람직하게 450,000 내지 5,000,000 mPa·s 이다.
본 발명의 경우에, 각각의 (코)폴리머들의 용융 점성은 Brookfield Thermosell RVT 점도계 (Brookfield Engineering Laboratories, Inc., Stoughton, Ma, USA 로부터 입수 가능함) 의 도움으로써 200℃ 에서 결정된다. 최대 100,000 mPa·s 의 점성들을 위해, 스핀들이 사용되는 한편, 스핀들은 100,000 mPa·s 보다 큰 용융 점성들을 결정하기 위해 사용된다. 이때 사용되는 스핀들의 회전 속도는 바람직하게 200℃ 에서 얻어진 토크 값이 10% 내지 95%, 특히 50% 로 되도록 선택된다.
부가적으로 본 발명에 따른 방법의 단계 (b) 는, 제 2 압출 섹션 내로의 진입 시에, 200℃ 에서 결정된 바와 같이 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 용융 점성이 마찬가지로 200℃ 에서 결정된 바와 같이 사용된 (코)폴리머의 용융 점성의 70% 보다 낮고, 바람직하게 50% 보다 낮고, 특히 바람직하게 30% 보다 낮고, 가장 바람직하게 20% 보다 낮게 되는 방식으로 수행된다면 유리하다.
추가로, 본 발명에 따른 방법의 단계 (e) 는 제 2 디그레이드된 (코)폴리머의 궁극적으로 얻어진 용융 점성이 마찬가지로 200℃ 에서 결정된 바와 같이 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 용융 점성의 70% 보다 낮고, 바람직하게 50% 보다 낮고, 특히 바람직하게 30% 보다 낮고, 가장 바람직하게 20% 보다 낮게 되는 방식으로 수행된다면 유리하다.
200℃ 에서 결정된 바와 같이 제 2 디그레이드된 (코)폴리머의 궁극적으로 얻어진 용융 점성은 바람직하게 500 내지 1,000,000 mPa·s, 특히 바람직하게 1,000 내지 500,000 mPa·s, 가장 바람직하게 2,000 내지 250,000 mPa·s, 및 매우 특히 바람직하게 2,500 내지 150,000 mPa·s 이다.
본 발명에 따른 방법에서 다뤄질 압출기에서 사용된 (코)폴리머의 순차적인 디그레이드는 심지어 과산화물들과 같은 래디컬 포머들의 상대적으로 낮은 양들에서 그리고 상대적으로 낮은 온도들에서 분자량 및 점성의 극도로 효율적인 감소들을 달성하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 제 2 압출 섹션 후에, 사용된 (코)폴리머들과 비교되는 바와 같이 극도로 낮은 분자량 및 극도로 낮은 용융 점성을 갖는 높게 디그레이드된 (코)폴리머들을 얻는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시형태에서, 따라서,
· 제 2 디그레이드된 (코)폴리머의 궁극적으로 얻어진 중량 평균 분자량 (Mw) 은 동일한 조건들 하에서 결정된 바와 같이 사용된 (코)폴리머의 중량 평균 분자량 (Mw) 의 30% 보다 적고, 바람직하게 20% 보다 적고, 특히 바람직하게 10% 보다 적고, 가장 바람직하게 5% 보다 적고, 그리고/또는
· 제 2 디그레이드된 (코)폴리머의 궁극적으로 얻어진 용융 점성 (200℃) 은 사용된 (코)폴리머의 용융 점성의 30% 보다 낮고, 바람직하게 20% 보다 낮고, 특히 바람직하게 10% 보다 낮고, 가장 바람직하게 5% 보다 낮다.
제 1 압출 섹션에서 디그레이드 프로세스를 효율적으로 제어하도록, (코)폴리머는 질소 분위기 및/또는 비활성 가스 분위기와 같은 보호성 가스 분위기 하에서 차징 개구에 부가되는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 방법의 전체 방법 단계 (a) 는 보호성 가스 분위기 하에서 실행되는 것이 특히 유리하다.
제 1 압출 섹션에서 전단 응력 하에의 (코)폴리머의 디그레이드는 일반적으로 50℃ 초과의 온도들에서 적어도 하나의 래디컬 포머의 존재 시에 발생되고, 최적의 온도는, 그 중에서도 사용된 래디컬 포머의 양 및 화학적 성질에 따른다. 바람직하게, (코)폴리머는 100℃ 내지 320℃, 특히 바람직하게 120℃ 내지 290℃, 및 매우 특히 바람직하게 140℃ 내지 280℃ 의 온도에서 제 1 압출 섹션에서 디그레이드된다.
래디컬 포머 자체는 차징 개구 및/또는 래디컬 포머 첨가 수단을 통해 제 1 압출 섹션에서 첨가될 수 있다.
본 발명에 따라 사용된 래디컬 포머들은 바람직하게 퍼옥소 또는 디아조 기들을 포함하는 화합물들이고, 유기성 과산화물들과 같은 과산화물들은 양호한 상업적 유용성 및 그 핸들링의 용이함으로 인해 특히 바람직하다. 적절한 래디컬 포머들은 예를 들면 다음의 제품들 또는 화합물들 및/또는 그 임의의 혼합물들로부터 선택될 수 있다: 모두 AKZO 로부터 상업적으로 입수 가능한 TRIGONOX 101®(2,5-디메틸-2,5-디-[tert-부틸퍼옥실]헥센), TRIGONOX 301®(3,6,9-트리에틸-3,6,9-트리메틸-1,4,7-트리퍼옥소네인 (triperoxonane)); DTAP® 로서 CK Witco 로부터 그리고 Trigonox 201® 로서 AKZO 로부터 상업적으로 입수 가능한 디-tert-아밀 과산화물; 디쿠밀 과산화물, 디-tert-부틸 과산화물, 2,5-디메틸-2,5-디(tert-부틸 퍼옥시)-3-헥사인, 1,3-비스(tert-부틸퍼옥시 이서프로필)페닐, 1,1-비스(tert-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸 시클로헥센, n-부틸-4,4-비스(tert-부틸퍼옥시)발레르레이트, 벤조일 과산화물, p-클로로벤조일 과산화물, 2,4-디클로로벤조일 과산화물, tert-부틸 퍼옥시벤조에이트, tert-부틸퍼옥시 이서프로필 카보네이트, 디아세틸 과산화물, 라우로일 과산화물, tert-부틸쿠밀 과산화물, 및 tert-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트.
바람직한 과산화물들은 150℃ 에서 모노클로로벤젠에서 결정된 바와 같이 0.01 내지 10 시간, 바람직하게 0.1 내지 5 시간, 및 특히 바람직하게 0.3 내지 3 시간의 반감기를 갖는다.
(코)폴리머의 전체 양에 대해, 본 발명에 따른 방법의 목적들을 위해 래디컬 포머는 0.02 내지 5 wt%, 바람직하게 0.05 내지 2 wt%, 및 특히 0.1 내지 1 wt% 의 양으로 첨가되는 것이 유리하다.
바람직하게, 래디컬 포머로서 과산화물은 각각의 경우에서 (코)폴리머의 전체 양에 대해 0.05 내지 3 wt%, 특히 바람직하게 0.1 내지 2 wt%, 및 특히 0.2 내지 1 wt% 의 양으로 첨가된다.
설명된 양의 래디컬 포머 또는 과산화물은 100℃ 내지 320℃, 바람직하게 120℃ 내지 290℃, 및 특히 바람직하게 140℃ 내지 280℃ 의 온도에서 디그레이드 프로세스를 수행하는 것을 가능하게 하고, 제 1 압출 섹션에서 0.1 내지 3 분의 상대적으로 짧은 잔류 시간들이 실현될 수 있다.
제 2 압출 섹션 내로의 진입 시에 제 1 디그레이드된 (코)폴리머는 각각의 경우에서 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 전체 양에 대해 0.01 wt% 보다 작고, 바람직하게 0.005 wt% 보다 작고, 특히 바람직하게 0.001 wt% 보다 작은 비율의 래디컬 포머들을 갖는 것이 특히 바람직하다.
적절한 반감기를 갖는 래디컬 포머의 선택, 적절한 온도의 세팅 및 제 1 압출 섹션에서 (코)폴리머의 상응하는 잔류 시간은 제 2 압출 섹션 내로의 진입 시에 제 1 디그레이드된 (코)폴리머에서 래디컬 포머의 양을 제어하거나 또는 그에 영향을 주는 것을 가능하게 한다.
제 2 압출 섹션 내로의 진입시에 제 1 디그레이드된 (코)폴리머에서 0.01 wt% 보다 낮은 래디컬 포머들의 잔류 농도는 래디컬 포머들의 약간의 남아 있는 양이 제 2 압출 섹션에서의 부가적인 디그레이드에 간섭 효과를 가하지 않기 때문에 유리하다. 특히, 제 2 디그레이드 프로세스의 안정성은 래디컬 포머의 거의 완전한 제거에 의해 개선된다.
본 발명에 따른 방법의 단계 (c) 에서, 제 1 디그레이드된 (코)폴리머는 압출기 제 1 압출 섹션으로부터 제 2 압출 섹션 내로 이송되고, 제 1 압출 섹션은 전술된 밀봉 수단에 의해 제 2 압출 섹션으로부터 분리된다.
그 다음에, 산소 가스는 피드 개구를 통해 제 2 압출 섹션에서 첨가되고, 피드 개구는 압출의 방향에서 밀봉 수단의 하류에 배열된다. 산소 가스가 공급된 후에, 제 1 디그레이드된 (코)폴리머는 물론 전단 응력 하에, 그리고 특히 50℃ 초과의 온도들로 제 2 압출 섹션에서 추가로 디그레이드된다. 여기서, 제 2 디그레이드된 (코)폴리머는 제 1 디그레이드된 (코)폴리머로부터 형성된다.
제 2 압출 섹션에서 디그레이드된 (코)폴리머의 추가 디그레이드는 바람직하게 200℃ 내지 450℃, 특히 220℃ 내지 400℃, 및 특히 바람직하게 250℃ 내지 350℃ 의 온도에서 실행된다. 본 발명에 따른 방법의 단계 (b) 에서 래디컬 포머의 존재 시에 제 1 디그레이드는 산소 가스만을 사용하는 디그레이드 방법들과 비교되는 바와 같이 제 2 디그레이드 단계 (e) 에서 온도를 현저하게 감소시키는 것을 가능하게 한다는 것이 주목할 만하다. 이러한 방식으로, 본 발명에 따른 방법의 전체 에너지 요구 조건은 감소되고, 이는 상기 방법의 에너지 효율을 상당히 개선시킨다.
본 발명에 따른 방법에서 공급된 산소 가스는 순수 산소, 또는 산소-포함 가스 혼합물일 수 있다. 적어도 5 vol%, 특히 바람직하게 적어도 10 vol%, 및 가장 바람직하게 적어도 20 vol% 의 산소 함량을 포함하는 가스 혼합물들이 산소-포함 가스 혼합물로서 특히 바람직하다. 비용의 이유로, 산소 가스로서 주위 공기 또는 산소가 풍부한 주위 공기를 사용하는 것이 특히 유리하다.
본 발명에 따른 방법 중에 디그레이드된 (코)폴리머의 추가적인 기능화를 달성하도록, 그래프팅 (grafting) 반응을 가능하게 하는 적어도 하나의 반응성 성분을 첨가하는 것이 가능하다. 상기 첨가는 예를 들면 (코)폴리머와 또는 래디컬 포머와 함께 차징 개구를 통해 제 1 압출 섹션에서 발생될 수 있다.
대안적으로, 제 2 디그레이드 프로세스 중에 및/또는 후에, 상응하는 (코)폴리머는 공급된 산소 가스가 그래프팅 반응을 가능하게 하는 적어도 하나의 반응성 성분을 포함하게 함으로써 추가적으로 기능화될 수 있다. 이러한 경우에, 본 발명에 따른 방법은, 남아 있는 래디컬 포머들의 양이 제 1 디그레이드 (gradation) 단계의 조건들에 의해 제어되거나 또는 조정될 수 있기 때문에 그래프팅 반응 중에 래디컬 포머들의 각각의 함량을 정확하게 제어하는 것을 가능하게 한다.
그래프팅 반응을 가능하게 하는 바람직한 반응성 성분들은 적어도 하나의 불포화된 이중 및/또는 삼중 결합을 포함한다. 그 일반적인 예들은 에틸렌으로 불포화된 카복실산들 또는 그 유도체들, 예를 들면 무수물들, 에스테르들, 아미드들, 니트릴들 또는 할로겐화물들, 비닐-치환된 방향족 또는 이종방향족 화합물들 또는 지방족 비닐 화합물들, 또는 그 혼합물들이다. 그래프팅 반응을 가능하게 하는 바람직한 반응성 성분들은 불포화된 카복실산들 또는 비닐 또는 디비닐 방향족들, 및 지방족 다이엔들의 그 무수물들의 그룹으로부터의 화합물이다. 특히 말레산 무수물, 스티렌, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 아크릴 에스테르들, 및 메타크릴 에스테르들이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시예에서, 그래프팅 반응을 가능하게 하는 반응성 성분들은 각각의 경우에서 디그레이드된 (코)폴리머들의 전체 양에 대해 0.001 내지 1 wt% 의 양, 바람직하게 0.01 내지 0.5 wt% 의 양으로 첨가된다.
본 발명의 유리한 개선예에서, 산소 가스는 첨가 전에 적어도 50℃ 의 온도를 갖는다. 추가로, 산소 가스가 적어도 5 bar 의 압력에서 첨가된다면 유리하다.
본 발명에 따른 방법의 디그레이드 효율을 추가로 상승시키도록, 제 2 디그레이드된 (코)폴리머는 제 2 압출 섹션으로부터 또 다른 압출 섹션으로 이송될 수 있고, 제 2 압출 섹션은 밀봉 수단에 의해 다른 압출 섹션으로부터 분리되고 상기 다른 압출 섹션은 부가적인 차징 개구 및/또는 피드 개구를 포함한다. 특히, 밀봉 수단은 상기 설명된 바와 같이 구성될 수 있고, 특히 상기 설명된 댐형 유닛일 수 있다. 다른 압출 섹션에서, 그래프팅 반응을 가능하게 하는 적어도 하나의 반응성 성분은 또한 (코)폴리머의 추가의 기능화를 달성하도록 첨가될 수 있다.
유리한 개선예에서, 제 2 및/또는 다른 압출 섹션은 산소 가스를 분해하도록 압출의 방향에서 피드 개구의 하류에 배열되는 분해 수단을 포함한다. 이러한 방식으로, 디그레이드된 (코)폴리머의 바람직하지 않은 포말 형성은 방지되거나 또는 감소될 수 있다. 특히, 진공 및/또는 리턴 탈가스 스테이지는 분해 수단으로서 적절하다.
본 발명의 일 실시형태에서, 제 2 압출 섹션으로부터의 출구 이후에 특히 스트링 펠리타이저, 수중용 펠리타이저, 또는 뜨거운 다이 면을 갖는 펠리타이저에 의해 벌크 재료로의 제 2 디그레이드된 (코)폴리머의 변형이 이어진다.
본 발명에 따른 방법의 대안적인 실시형태에서, (코)폴리머들의 순차적인 디그레이드는, 사용된 (코)폴리머가 제 1 압출 섹션에서 산소 가스에 의해 디그레이드되고, (코)폴리머의 추가의 분해가 제 2 압출 섹션에서 적어도 하나의 래디컬 포머의 작용에 의해 달성되도록 분해 단계들을 반대로 함으로써 실행된다.
압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 제 2 본 발명에 따른 이러한 방법은 바람직하게,
i. 압출기의 제 1 압출 섹션 내로 차징 개구에 의해 (코)폴리머를 공급하는 단계로서, 제 1 밀봉 수단은 압출의 방향에서 차징 개구의 하류에 배열되는, 상기 (코)폴리머를 공급하는 단계,
ii. 제 1 피드 개구에 의해 제 1 압출 섹션 내로 산소 가스를 공급하는 단계로서, 피드 개구는 압출의 방향에서 차징 개구의 하류에 그리고 제 1 밀봉 수단의 하류에 배열되는, 상기 산소 가스를 공급하는 단계,
iii. 산소 가스의 존재 시에 제 1 압출 섹션에서 전단 응력하에서 (코)폴리머를 디그레이드하여, 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 제조하는 단계,
iv. 압출기의 제 1 압출 섹션으로부터 제 2 압출 섹션 내로 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 이송하는 단계로서, 제 1 압출 섹션은 제 2 밀봉 수단에 의해 제 2 압출 섹션으로부터 분리되는, 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 이송하는 단계,
v. 제 2 압출 섹션 내로 래디컬 포머 첨가 수단에 의해 적어도 하나의 래디컬 포머를 공급하는 단계로서, 래디컬 포머 첨가 수단은 압출의 방향에서 제 2 밀봉 수단의 하류에 배열되는, 상기 적어도 하나의 래디컬 포머를 공급하는 단계, 및
vi. 래디컬 포머의 존재 시에 제 2 압출 섹션에서 전단 응력 하에 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 추가 디그레이드하여, 제 2 디그레이드된 (코)폴리머를 제조하는 단계를 포함하고,
제 1 밀봉 수단은 차징 개구로부터 산소 가스의 탈출을 방지하는 데 적절하고 제 2 밀봉 수단은 래디컬 포머 첨가 수단으로부터 산소 가스의 탈출을 방지하는 데 적절하도록 제공된다.
본 발명의 또 다른 주제물은 제 2 방법을 수행하는 데 적절한 압출기이다. (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 본 발명에 따른 압출기는,
- 적어도 두개의 압출 섹션들을 포함하는 압출 챔버,
- 제 1 압출 섹션에 적어도 하나의 (코)폴리머를 차징하기 위한 차징 개구,
- - 압출의 방향에서 차징 개구의 하류에 배열된 제 1 밀봉 수단,
- 제 1 압출 섹션 내로 산소 가스를 첨가하기 위해 압출의 방향에서 차징 개구의 하류에 그리고 밀봉 수단의 하류에 배열된 제 1 피드 개구,
- 제 2 압출 섹션으로부터 제 1 압출 섹션을 분리하는 제 2 밀봉 수단으로서, 상기 제 2 밀봉 수단은 압출의 방향에서 제 1 피드 개구의 하류에 제공되는, 상기 제 2 밀봉 수단, 및
- 제 2 압출 섹션 내로 적어도 하나의 래디컬 포머를 첨가하기 위해 압출의 방향에서 제 2 밀봉 수단의 하류에 배열되는 래디컬 포머 첨가 수단을 포함하고,
제 1 밀봉 수단은 차징 개구로부터 산소 가스의 탈출을 방지하는 데 적절하고 제 2 밀봉 수단은 래디컬 포머 첨가 수단으로부터 산소 가스의 탈출을 방지하는 데 적절하도록 제공된다.
적용 가능하다면, 본 발명에 따른 제 1 방법의 전술한 바람직한 실시형태들은 명백히 또한 본 발명에 따른 전술된 제 2 방법 및 상기 제 2 방법을 수행하는 데 적절한 압출기와 관련된다. 이는 특히 (코)폴리머, 제 1 디그레이드된 (코)폴리머, 제 2 디그레이드된 (코)폴리머, 압출 섹션들, 래디컬 포머, 산소 가스, 차징 개구, 피드 개구, 래디컬 포머 첨가 수단, 및 밀봉 수단의 구성에 적용된다.
본 발명에 따른 제 1 방법 또는 제 2 방법에 의해 제조된 디그레이드된 (코)폴리머들은 접착제들 또는 핫 멜트 접착제들의 성분들로서 유리하게 사용될 수 있다. 이들 접착제들 또는 핫 멜트 접착제들은 예를 들면 다른 적용예들에 대해서 뿐만 아니라 비코팅된 또는 코팅된 페이퍼, 사전- 및 사후-침지된 페이퍼 필름들 또는 상응하는 판지들, 필름들, 플라스틱들, 또는 유리와 같은 기재들을 접착하는 데 사용될 수 있다. 상기 접착제들 또는 핫 멜트 접착제들의 도움으로써, 다층 필름들, 패키징들, 우드-접착된 기재들, 책들, 필터들, 부직포들, 인공 잔디, 또는 카페트 백들, 또는 컨테이너들, 예를 들면 폴딩 박스들, 커버링 박스들, 또는 트레이들을 제조하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 제 1 방법을 위해 사용될 수 있는 압출기는 첨부된 도면에서 예시된다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 본 발명에 따른 압출기의 측단면도의 상세를 예시하고,
도 2 는 본 발명에 따른 압출기의 대안적인 실시형태를 예시하고,
도 3 은 본 발명에 따른 압출기의 또 다른 대안예를 예시한다.
도 1 은 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 본 발명에 따른 압출기 (1) 의 측단면도의 상세를 예시한다. 압출기 (1) 는 (코)폴리머를 디그레이드하는 역할을 하고, 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 제공하도록 적어도 하나의 래디컬 포머의 존재 시에 전단 응력 하에 (코)폴리머를 디그레이드하기 위한 제 1 압출 섹션 (21) 을 포함한다. 압출기 (2) 는 (코)폴리머의 압출의 방향 (27) 에서 상기 제 1 압출 섹션 (21) 의 하류에 배열되고 그에 인접한 제 2 압출 섹션 (22) 을 추가로 포함한다; 상기 제 2 압출 섹션에서 제 2 디그레이드된 (코)폴리머를 제조하도록 산소 가스의 존재 시에 전단 응력 하에 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 추가 디그레이드가 제공된다.
예시된 압출기 (1) 는 서로 평행하게 배열된 두개의 회전 가능한 압출기 나사들 (8) 이 단면도에서 도면 (8) 의 형상을 갖는 압출 챔버 (3) 를 둘러싸는 내부 벽 (4) 을 갖는 하우징 (2) 에 제공된 멀티-나사 압출기 - 보다 정확하게, 트윈-나사 압출기이고, 상기 압출기 나사들 (8) 은 하우징 (2) 의 종방향으로 연장된다. 그 외부 주변에서, 나사들 (8) 은 하우징 (2) 의 내부 벽 (4) 과 나사들 (8) 의 표면 사이에서의 압출 챔버 (3) 에 적용의 경우에 배열되는 특히 원재료 및/또는 압출형의 전진을 위한 나선형 나사 플라이트들 (flights, 10) 을 포함한다. 나사들 (8) 은 압출기 (1) 의 공급 측에서 하우징 (2) 의 일 측 상에 장착되고, 예를 들면, 구동 샤프트 (9) 를 통해 - 특히, 스플라인 샤프트 연결 또는 키 홈 (keyway) 연결을 통해 - 기어 스테이지 (도시 생략) 에 연결되고 전기 모터 (도시 생략) 에 의해 구동된다. 이는 본 기술 분야에 숙련된 자에게 공지된 임의의 원하는 구성들, 특히 접선식 동방향 회전 트윈-나사 압출기, 타이트 인터메쉬형 (tightly intermeshed) 동방향 회전 트윈-나사 압출기, 접선식 역방향 회전 (counter-rotating) 트윈-나사 압출기, 또는 타이트 인터메쉬형 역방향 회전 트윈-나사 압출기를 포함할 수 있다.
공급 측에 반대 측 상에서는, 하우징 (1) 은 하나의 출구 개구 (7) 를 갖는다. 여기서 압출형, 본 경우에서 특히 (코)폴리머, 예를 들면 폴리프로필렌(코)폴리머로부터 제조된 핫 멜트 접착제는, 압출기 (1) 로부터 배출되고 벌크 재료로 핫 멜티 접착제를 변형시키도록 펠리타이저 (도시 생략), 특히 스트링 펠리타이저, 수중용 펠리타이저, 또는 뜨거운 다이 면을 갖는 펠리타이저에 연결된다. 압출기 (1) 는 압출기 (1) 에 배열된 (코)폴리머 및 하우징 (2) 을 가열하는 복수의 가열 요소들 (도시 생략) 를 추가로 가질 수 있고, 바람직하게 서로 독립적으로 제어 가능하다. 그러나, 가열 요소들은 또한 냉각 요소들로서 구성될 수 있다. 가열 요소들은, 특히 전기 카트리지 가열기들 또는 가열 쉘들의 형태로 구현될 수 있다. 뿐만 아니라, 특히 하우징 (2) 을 냉각시키도록, 예를 들면 개별적으로 제어 가능한 워터 회로들 (도시 생략) 을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 재료의 임의의 관련된 분해 및 (코)폴리머의 과열이 회피될 수 있다. 그러나, 바람직하게 가열 및 냉각을 위한 이러한 능력은 (코)폴리머를 용융시키는 역할을 하는 것이 아니라, 오히려 프로세스의 온도를 제어하는 역할을 한다. 용융은 나사들 (8) 의 회전에 의한 에너지의 도입을 통해 발생된다.
공급 측의 영역에서, 압출기 (1) 는 (코)폴리머 및 선택적으로 다른 첨가제들이 보호성 가스 분위기 하에서 공급될 수 있는 충전 호퍼 (6) 를 구비한 차징 개구 (5) 를 갖는다. 예시된 압출기 (1) 는 제 1 압출 섹션 (21) 에서 복수의 압출기 구역들을 포함한다. 이는 (코)폴리머가 차징 개구 (5) 를 통해 압출기 (1) 내로 공급되고 압출기 나사들 (8) 에 의해 앞으로 전진하는 진입 구역, 특히 (코)폴리머를 용융시키고 소성화시는 소성화 구역 또는 압축 구역과 같은 기능적인 구역들로 칭할 수 있고, 상기 기능적인 구역에서 개시제, 본 발명의 경우에 적어도 하나의 과산화물이 하우징 (2) 의 벽에서 피드 개구의 래디컬 포머 첨가 수단 (11) 에 의해 래디컬 포머로서 첨가된다. 대안적으로, 개시제는 소성화 구역에서 첨가되지 않고, 오히려 진입 구역 또는 차징 개구 (5) 에서 (코)폴리머에 이미 첨가되는 것이 가능하다. 추가로, 특히 개시제가 분해될 수 있는 디그레이드 구역 또는 고온 구역 및 선택적으로 남아 있는 개시제의 추가의 분해를 위한 제 1 압출 섹션 (21) 의 끝에 있는 온도 증가 구역이 제공된다.
압출기 (1) 및 특히 나사들 (8) 은, 제 1 압출 섹션 (21) 에서 (코)폴리머가 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 제조하기 위해 래디컬 포머로서 상기 과산화물의 존재 시에 전단 응력에 의해 열 가공 디그레이드되도록 구성된다. 제 1 압출 섹션 (21) 에서 이러한 디그레이드는 100℃ 내지 320℃ 의 온도 범위에서 발생한다. 제 1 압출 섹션 (21) 의 영역에서, 압출기 (1) 는 탈가스 개구에 적용된 진공에 의해 휘발성 성분들, 특히 과산물의 휘발성 성분들을 흡입하도록 탈가스 개구들 (도시 생략) 를 부가적으로 포함할 수 있다.
제 1 압출 섹션 (21) 에서 이러한 방식으로 디그레이드된 (코)폴리머의 추가 디그레이드를 위해, (코)폴리머는 바로 인접한 제 2 압출 섹션 (22) 으로 이송된다. 도시된 실시형태에서, 디그레이드된 (코)폴리머의 이송 시에 디그레이드된 (코)폴리머는 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 전체 양에 대해 0.01 wt% 보다 적은 과산화물의 잔류량을 여전히 갖는다.
제 2 압출 섹션에는 하우징 (2) 의 벽에 피드 개구의 형태의 피드 개구 (12) 가 제공되고, 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물은 제 2 압출 섹션 (22) 내에서, 제 1 압출 섹션 (21) 에서 디그레이드된 (코)폴리머에 부가됨으로써 제 2 디그레이드된 (코)폴리머를 제조하도록 추가의 전단 응력 하에 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 추가 디그레이드를 가능하게 한다. 산소-포함 가스 혼합물이 사용되는 경우에, 산소 함량은 그곳에서 적어도 5 vol% 에 달한다. 제 2 압출 섹션 (22) 에서의 상기 디그레이드는 설명된 실시형태에서 200℃ 내지 450℃ 의 온도 범위에서 발생된다. 예시된 압출기 (1) 는 피드 개구 (12) 에 공급된 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물의 온도를 제어하기 위한 수단을 부가적으로 포함한다. 설명된 실시형태에서, 첨가 시에 50℃ 의 최소 온도가 유용하다고 증명되었다. 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물은 적어도 5 bar 의 압력에서 첨가된다.
제 2 압출 섹션 (22) 내로 도입되는 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물이 제 1 압출 섹션 (21) 내로 탈출하는 것 및 특히 차징 개구 (5) 로부터 탈출하는 것을 방지하도록, 제 1 압출 섹션 (21) 은 밀봉 수단에 의해 제 2 압출 섹션 (22) 으로부터 분리되고, 피드 개구 (12) 는 압출의 방향 (27) 에서 밀봉 수단의 하류에 배열된다.
밀봉 수단은 본 실시형태에서 댐형 유닛에 의해 제공된다. 여기서 본질적인 특징부는 제 2 압출 섹션 (22) 의 상류에 따라서 압출의 방향 (27) 에서 피드 개구 (12) 의 상류에 제공되는 나사들 (8) 의 고리 모양의 두꺼운 부분들 (15) 이고, 상기 고리 모양의 두꺼운 부분들은 나사 플라이트들 (10) 과 최대 동일한 직경을 갖는다. 이러한 두꺼운 부분들 (15) 과 관련하여, 준-고리 모양의 리세스들 (14) 은 하우징 (2) 의 내부 벽 (4) 내에 도입되고, 압출의 방향 (27) 에서 또는 나사 (8) 의 축방향으로 두꺼운 부분들 (15) 의 상류에 배열된다. 두꺼운 부분들 (15) 은 나사 (8) 와 하우징 (2) 의 내부 벽 (4) 사이에 스로틀형 용융 통로를 생성하여, 댐형 유닛은 용융물을 위해 제공될 수 있다. 뿐만 아니라, 리세스들 (14) 은 두꺼운 부분들 (15) 에 의해 댐형으로 막혀진 용융물이 축척되는 댐형 공간 (16) 을 제공한다. 제 1 압출 섹션 (21) 에서 디그레이드된 (코)폴리머의 댐형으로 막힌 (dammed-up) 용융물은, 제 2 압출 섹션 (22) 으로부터 제 1 압출 섹션 (21) 을 밀봉한다. 따라서, 밀봉 수단은 두께부들 (15) 에 의해 그리고 부가적으로 리세스들 (14) 및 그 결과로 댐형 공간 (16) 을 통해 제공될 수 있고, 상기 밀봉 수단은 제 2 압출 섹션 (22) 로부터 제 1 압출 섹션 (21) 을 분리하여, 제 2 압출 섹션 (22) 내로 도입되는 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물이 제 1 압출 섹션 (21) 내로 탈출하는 것 및 특히 차징 개구 (5) 로부터 탈출하는 것을 방지한다.
제 2 확장 섹션 (22) 에서, 피드 개구 (12) 를 통한 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물의 제공 뿐만 아니라, 또한 피드 개구 (도시 생략) 를 통한 적어도 하나의 부가적인 첨가제를 공급하는 것이 고려될 수 있다.
압출기 (1) 및 특히 나사들 (8) 은 또한 (코)폴리머가 제 2 디그레이드된 (코)폴리머를 얻기 위해 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물의 존재 시에 전단 응력에 의해 열가공 디그레이드되도록 제 2 압출 섹션 (22) 에서도 구성된다. 압출의 방향 (27) 에서 압출기 (1) 의 단부에서, 분해 수단 (13) 은 제 2 압출 섹션 (22) 의 영역에 제공되어, 휘발성 성분들, 특히 분해 수단 (13) 에 적용된 진공에 의해 피드 개구 (12) 을 통해 도입된 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물의 휘발성 성분들을 흡입한다.
도 2 는 도 1 에 예시된 압출기 (1) 와 기본적으로 동일한 기술적 특징부들을 포함하는 본 발명에 따른 압출기 (1) 의 대안적인 실시형태를 예시한다. 압출기 (1) 는 여기서 또한 두개의 압출 섹션들 (21, 22) 로 세분화되고, 충전 호퍼 (6) 및 차징 개구 (5) 를 통해 도입되는 (코)폴리머는 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 제조하도록 나사들 (8) 에 의한 전단 응력 하에 래디컬 포머 첨가 수단 (11) 를 통해 첨가된 과산화물에 의해 제 1 압출 섹션 (21) 에서 디그레이드된다. 제 1 압출 섹션 (21) 에 인접한 제 2 압출 섹션 (22) 에서, 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물은 피드 개구 (12) 를 통해 공급되어 전단 응력 하에 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 추가로 디그레이드한다. 본질적인 차이는 제 1 압출 섹션 (21) 과 제 2 압출 섹션 (22) 사이에 밀봉 수단의 구성에 있다. 용융물의 디그레이드 및 전진을 위해 사용되는 나사 플라이트들 (10) 와 반대로, 나사들 (8) 은 상기 압출 섹션들 (21, 22) 사이에 밀봉 수단의 영역에서 댐형 섹션 (17) 을 포함하고, 그곳에서 나사 플라이트들 (10) 은 남은 영역들에서보다 낮은 피치를 가지므로, 이러한 영역에서 압출의 방향 (27) 에서의 공급 속도를 감소시키고 리세스들 (14) 의 영역에서의 댐형 공간 (16) 에서 용융물을 댐형으로 막는 것을 가능하게 하고, 상기 리세스들 (14) 의 영역은 여기서 압출의 방향 (27) 에서 댐형 섹션 (17) 의 상류에 배열된다. 이러한 댐형 막음은 제 1 압출 섹션 (21) 으로부터 제 2 압출 섹션 (22) 을 밀봉하여, 제 2 압출 섹션 (22) 내로 도입되는 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물이 제 1 압출 섹션 (21) 내로 탈출하는 것 및 특히 차징 개구 (5) 로부터 탈출하는 것을 방지할 수 있게 한다.
도 3 은 본 발명에 따른 압출기 (1) 의 또 다른 대안예를 예시한다. 본질적으로, 여기서 예시된 압출기 (1) 는 도 1 로부터의 압출기 (1) 와 유사하다. 제 1 압출 섹션에 대해 래디컬 포머로서 과산화물의 첨가는 차징 개구 (5) 내로 충전 호퍼 (6) 를 통해 여기서 이미 첨가되었다. 압출기 (1) 는 다시 (코)폴리머를 열 기계 가공으로 디그레이드하기 위한 제 1 압출 섹션 (21) 을 갖고, 또한 제 1 압출 섹션 (21) 에 인접한 제 2 압출 챔버 (22) 를 가지므로 피드 개구 (12) 를 통해 첨가된 산소 또는 산소-포함 가스 혼합물의 사용에 의해 (코)폴리머를 추가 디그레이드한다. 여기서 제 2 압출 챔버 (22) 는 또한 다시 리세스들 (14), 두꺼운 부분들 (15), 및 댐형 공간 (16) 에 의해 제공된 밀봉 수단에 의해 제 2 압출 섹션 (22) 으로부터 분리되어 제 2 압출 섹션 (22) 내로 도입되는 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물이 제 1 압출 섹션 (21) 내로 탈출하는 것 및 특히 차징 개구 (5) 로부터 탈출하는 것을 확실하게 방지될 수 있다. 제 2 압출 챔버 (22) 는 압출의 방향 (27) 에서 피드 개구 (12) 의 하류에 배열되는 분해 수단 (13) 을 추가로 포함한다.
설명된 압출기 (1) 는 압출의 방향 (27) 에서 제 2 압출 섹션 (22) 의 하류에 그리고 제 2 압출 섹션 (22) 에 인접한 제 3 압출 섹션 (28) 을 추가로 포함한다. 그곳에서 제 2 압출 챔버 (22) 는 제 2 리세스들 (18), 제 2 두꺼운 부분들 (19), 및 제 2 댐형 공간 (20) 에 의해 제공된 밀봉 수단에 의해 상기 제 3 압출 섹션 (28) 으로부터 분리되어, 제 2 압출 섹션 (22) 내로 도입되는 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물이 상기 제 3 압출 섹션 (28) 내로 탈출하는 것으로부터 확실하게 방지된다.
제 3 압출 섹션 (28) 은 다른 첨가제들 또는 보조제들이 첨가될 수 있는 제 2 충전 호퍼 (23) 및 제 2 충전 개구 (24) 를 포함한다. 본 실시형태에서, 예를 들면 제 2 충전 호퍼 (23) 를 통해, 예를 들면 점착성 강화 수지, 왁스, 가교 결합제, 필러, 항산화제, 접착 촉진제, 오일, 가소제, 또는 엘라스토머, 및/또는 그 복수의, 그리고/또는 그 임의의 혼합물들을 첨가하는 것이 가능할 것이다. 일단 공급된다면, 첨가제는 핫 멜트 접착제를 제조하도록 전단 응력 하에 디그레이드된 (코)폴리머와 나사들 (8) 에 의해 블렌딩된다. 또한 첨가 개구 (25) 및 제 3 압출 섹션 (28) 의 단부에서 탈가스 개구 (26) 가 제공되어 예를 들면 진공에 의해, 휘발성 성분들, 특히 산소 및/또는 산소-포함 가스 혼합물의 잔류 성분들을 흡입한다.
1. 압출기 16. 댐형 공간
2. 하우징 17. 댐형 섹션
3. 압출 챔버 18. 제 2 리세스
4. 내부 벽 19. 제 2 두꺼운 부분
5. 차징 개구 20. 제 2 댐형 공간
6. 충전 호퍼 21. 제 1 압출 섹션
7. 배출 개구 22. 제 2 압출 섹션
8. 나사들 23. 제 2 충전 호퍼
9. 구동 샤프트 24. 제 2 충전 개구
10. 나사 플라이트 25. 첨가 개구
11. 래디컬 포머 첨가 수단 26. 탈가스 개구
12. 피드 개구 27. 압출의 방향
13. 분해 수단 28. 제 3 압출 섹션
14. 리세스들
15. 두꺼운 부분들

Claims (20)

  1. 압출기 (1) 에서 (코)폴리머들을 디그레이드 (degrading) 하기 위한 방법으로서,
    상기 방법은,
    a) 상기 압출기 (1) 의 제 1 압출 섹션 (21) 내로 차징 (charging) 개구 (5) 에 의해 (코)폴리머를 제공하는 단계,
    b) 적어도 하나의 래디컬 포머 (radical former) 의 존재 시에 상기 제 1 압출 섹션 (21) 에서 전단 응력 하에 상기 (코)폴리머를 디그레이드하여, 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 제조하는 단계,
    c) 상기 압출기 (1) 의 상기 제 1 압출 섹션 (21) 으로부터 제 2 압출 섹션 (22) 내로 상기 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 이송하는 단계로서, 상기 제 1 압출 섹션 (21) 은 제 1 밀봉 수단 (14, 15, 16, 17) 에 의해 상기 제 2 압출 섹션 (22) 으로부터 분리되는, 상기 제 1 디그레이드된 (코)폴리머를 이송하는 단계,
    d) 피드 개구 (12) 에 의해 상기 제 2 압출 섹션 (22) 내로 산소 가스를 공급하는 단계로서, 상기 피드 개구 (12) 는 압출의 방향 (27) 에서 상기 제 1 밀봉 수단 (14, 15, 16, 17) 의 하류에 배열되는, 상기 산소 가스를 공급하는 단계, 및
    e) 산소 가스의 존재 시에 상기 제 2 압출 섹션 (22) 에서 전단 응력 하에 상기 제 1 디그레이드된 코폴리머를 추가 디그레이드하여, 제 2 디그레이드된 (코)폴리머를 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 밀봉 수단 (14, 15, 16, 17) 은 상기 차징 개구 (5) 로부터의 상기 산소 가스의 탈출을 방지하도록 제공된, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (코)폴리머는 상기 차징 개구 (5) 에서 보호성 가스 분위기 하에서 첨가되는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 래디컬 포머는 상기 차징 개구 (5) 및/또는 래디컬 포머 첨가 수단 (11) 을 통해 상기 제 1 압출 섹션 (21) 에 첨가되는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 래디컬 포머는 과산화물인, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 압출 섹션 (22) 으로의 진입 시에, 상기 제 1 디그레이드된 (코)폴리머는 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 전체 양에 대해 0.01 wt% 보다 작은 래디컬 포머들의 잔류 양을 갖는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 압출 섹션 (21) 에서 상기 (코)폴리머의 디그레이드는 100℃ 내지 320℃ 의 온도에서 실행되는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 압출 섹션 (22) 에서 상기 제 1 디그레이드된 (코)폴리머의 추가 디그레이드는 200℃ 내지 450℃ 의 온도에서 실행되는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    공급된 산소 가스는 순수 산소 또는 산소-포함 가스 혼합물이고, 상기 가스 혼합물은 적어도 5 vol% 의 산소 함량을 포함하는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    공급된 산소 가스는 그래프팅 반응을 가능하게 하는 적어도 하나의 반응성 성분을 포함하는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산소 가스는 첨가 전에 적어도 50℃ 의 온도를 갖는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산소 가스는 적어도 5 bar 의 압력에서 첨가되는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 디그레이드된 (코)폴리머는 제 3 압출 섹션 (28) 내로 이송되고, 상기 제 2 압출 섹션 (22) 은 제 2 밀봉 수단 (18, 19, 20) 에 의해 제 3 압출 섹션 (28) 으로부터 분리되고, 제 3 압출 섹션 (28) 은 제 2 충전 개구 (24) 및/또는 첨가 개구 (25) 를 포함하는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 밀봉 수단 (14, 15, 16, 17, 18, 19, 20) 은 압출기 나사 (8) 에서 댐형 (damming) 유닛 및/또는 리턴 공급 (return feeding) 요소에 의해 형성되는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    제 2 압출 섹션 (22) 은 상기 산소 가스를 분해하도록 압출의 방향 (27) 에서 상기 피드 개구 (12) 의 하류에 배열되는 분해 수단 (13) 을 포함하는 것; 및/또는,
    상기 제 3 압출 섹션 (28) 은 상기 산소 가스를 분해하도록 압출의 방향 (27) 에서 상기 첨가 개구 (25) 의 하류에 배열되는 탈가스 개구 (26) 를 포함하는 것인, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    제 2 압출 섹션 (22) 및/또는 제 3 압출 섹션 (28) 을 나간 후에, 상기 제 2 디그레이드된 (코)폴리머는 벌크 재료로 변형되는, 압출기에서 (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 방법.
  16. (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 압출기 (1) 로서,
    - 적어도 두개의 압출 섹션들 (21, 22) 을 포함하는 압출 챔버 (3),
    - 제 1 압출 섹션 (21) 에 적어도 하나의 (코)폴리머를 차징하기 위한 차징 개구 (5),
    - 선택적으로 상기 제 1 압출 섹션 (21) 내에 래디컬 포머를 첨가시키기 위한 래디컬 포머 첨가 수단 (11),
    - 제 2 압출 섹션 (22) 내에 산소 가스를 첨가시키기 위한 피드 개구 (12),
    - 상기 제 2 압출 섹션 (22) 으로부터 상기 제 1 압출 섹션 (21) 을 분리하는 제 1 밀봉 수단 (14, 15, 16, 17) 으로서, 상기 밀봉 수단은 상기 차징 개구 (5) 와 상기 피드 개구 (12) 사이에 제공되고, 상기 제 1 밀봉 수단 (14, 15, 16, 17) 은 상기 차징 개구 (5) 로부터의 공급된 산소 가스의 탈출을 방지하기 위한, 상기 제 1 밀봉 수단 (14, 15, 16, 17), 및
    - 선택적으로 상기 산소 가스를 분해하기 위한 분해 수단 (13) 으로서, 상기 분해 수단은 압출의 방향 (27) 에서 봤을 때 상기 피드 개구 (12) 의 하류에 배열되는, 상기 분해 수단 (13) 을 포함하는, (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 압출기 (1).
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 밀봉 수단 (14, 15, 16, 17) 으로서 리턴 공급 요소 및/또는 댐형 유닛이 사용되는, (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 압출기 (1).
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 분해 수단 (13) 으로서 진공 또는 리턴 탈가스 스테이지가 사용되는, (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 압출기 (1).
  19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 압출 챔버 (3) 내에 래디컬 포머를 첨가하기 위한 상기 래디컬 포머 첨가 수단 (11) 은 상기 압출의 방향 (27) 에서 상기 차징 개구 (5) 의 하류에 배열되는, (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 압출기 (1).
  20. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    추가의 밀봉 옵션을 제공하기 위한 제 2 밀봉 수단 (18, 19, 20) 은 압출의 방향 (27) 에서 봤을 때에 상기 분해 수단 (13) 의 하류에 배열되는, (코)폴리머들을 디그레이드하기 위한 압출기 (1).
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105085725A (zh) * 2015-08-24 2015-11-25 华南理工大学 一种臭氧氧化工艺制备氧化聚丙烯的装置及方法
PT3235833T (pt) 2016-04-22 2019-02-19 Borealis Ag Processo de viscorredução
US20220097259A1 (en) * 2019-01-07 2022-03-31 Rutgers, The State University Of New Jersey Single extruder barrel design to accommodate compounding, chemical reactions, and immiscible polymer blends with solids coated by one of the polymers
JP6949342B1 (ja) * 2019-12-27 2021-10-13 芝浦機械株式会社 低分子量ポリマーの製造方法、メルトブローン不織布の製造装置および製造方法
RU201374U1 (ru) * 2020-06-08 2020-12-11 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" Экструдер для переработки разнородных вторичных полимерных и строительных материалов
WO2022146464A1 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 Coe William B Scrap plastic re-synthesis by antiferromagnetic engineered bond permutations
CN116330616B (zh) * 2023-05-30 2023-08-29 河北凯力华维包装科技有限公司 一种改性pet材料及其制备方法与应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060038315A1 (en) * 2004-08-19 2006-02-23 Tunnell Herbert R Iii Oxygen tailoring of polyethylene resins

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3940379A (en) * 1973-05-21 1976-02-24 Dart Industries, Inc. Process for controlled degradation of propylene polymers
US3898209A (en) * 1973-11-21 1975-08-05 Exxon Research Engineering Co Process for controlling rheology of C{HD 3{B {30 {0 polyolefins
US4632583A (en) * 1984-10-01 1986-12-30 International Business Machines Corporation Flexible leader
DE4000695C2 (de) 1990-01-12 1997-07-03 Huels Chemische Werke Ag Weitgehend amorphe Polyalphaolefine mit enger Molekulargewichtsverteilung, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung für Teppichschwerbeschichtungsmassen oder Schmelzklebstoffe
JP2958895B2 (ja) * 1990-04-04 1999-10-06 三井化学株式会社 α−オレフィン系共重合体の熱分解・酸化物、ならびに感熱転写インク組成物
DE4413093A1 (de) 1994-04-15 1995-10-19 Leuna Werke Gmbh Verfahren zur Herstellung von fuktionalisierten, niedermolekularen Polymeren aus Altkunststoffen
US5587434A (en) * 1995-10-13 1996-12-24 Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation Process for polymer degradation
DE19650414A1 (de) * 1996-08-20 1998-02-26 Bluecher Gmbh Herstellung hochwertiger kugelförmiger Adsorbenzien aus Anionenaustauschern, Kationenaustauschern sowie Vorstufen
US6204348B1 (en) * 1997-05-20 2001-03-20 Borealis Gmbh Modified polypropylenes of improved processability
EP1767333A1 (de) * 2005-09-24 2007-03-28 Reifenhäuser GmbH & Co. Maschinenfabrik Extruder und Verfahren zum Betreiben desselben
DE102006010458A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-06 Reimelt Henschel Mischsysteme Gmbh Misch- und Knetmaschine für Kunststoffmassen
JP5990519B2 (ja) * 2010-07-27 2016-09-14 ヘンケル・アクチェンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチェンＨｅｎｋｅｌ ＡＧ ＆ Ｃｏ． ＫＧａＡ 押出を用いる接着剤の製造方法
DE102013005307A1 (de) * 2013-03-25 2014-09-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verwendung von organischen Oxyimiden als Flammschutzmittel für Kunststoffe sowie flammgeschützte Kunststoffzusammensetzung und hieraus hergestelltem Formteil

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060038315A1 (en) * 2004-08-19 2006-02-23 Tunnell Herbert R Iii Oxygen tailoring of polyethylene resins

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