JPH01234212A - 熱可塑性樹脂微細粒子の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、射出成形用樹脂粒子、押出成形用樹脂粒子、
型内ビーズ発泡成形用予備発泡樹脂粒子や型内圧縮加熱
融着成形用発泡樹脂粒子の原料用樹脂粒子に適した粒子
１個の重さが２η以下の球状ないし、碁石状の微細粒子
の製造方法に関するものである。

〔従来技術〕

エチレン・酢酸ビニル共重合体やポリエチレンの粒子５
０〜４００重険部とヌテレンＺｏｏ重敬部とが分散した
水性懸濁系でスチレンモノマーを重合させ、その際スチ
レンモノマーにその重合前後を問わず生成ポリスチレン
の軟化程度より低い沸点の有機溶剤からなる発泡剤を含
浸させてポリエチレン改質発泡性ポリスチレン粒子を製
造することは知られている（！￥！公昭５３−１１９９
３号、特公昭５１−４６１３８号）。また、ポリプロピ
レン系樹脂粒子を水に分散させ、粒子の軟化点以上、融
点以下の温度に分散液を加熱すると共に、必要により発
泡剤を粒子に圧入し、ついで加圧気体により容器内に背
圧をかけて樹脂粒子と水を一諸に大気圧中に放出して発
泡した粒子を製造することも知られている（％公昭４９
−２１８３号、特公昭５６−１３４４号）。

前者の発泡性粒子はスチームにより予備発泡され、後者
の発泡粒子は粒子セル内に加圧気圧を圧入し、二次発泡
能力を付与し、ついでスチーム孔を有する型のキャビテ
ィ内に充填され、スチーム加熱により二次発泡して粒子
間隙を埋めると共に粒子同志融着して成形体として容器
、包装材として使用される（特公昭５３−１１９９３号
、同５１−２２９５１号）。

また、後者の発泡粒子は二次発泡能力を付与することな
く型内に圧縮して充填され、ついで加熱融着して成形体
とされることもある（［ＪＳＰ３５０４０６８号、ＤＯ
８２１０７６８３号）。

これら樹脂粒子の原料樹脂としては通常ストランドカッ
ト方式で得られた円柱状のベレットが用いられていたの
で、型内入の粒子の充填が速かでなかったり、得られる
型物発泡体の外観がペレットの向きが種々なために融着
した発泡粒子の大きさが大小とりど９で外観が＠１重合
法により得た球状の予備発泡ポリスチレン粒子を用いて
得られる型内発泡成形体よりも悪い欠点がある。

従って、外観を向上させるために球状の粒子を器には容
器の肉厚が１．５〜３ｍと薄肉なことがら粒径が２■以
下、好ましくは０．５〜１．５ｍｍの微細な球状の粒子
が要求される。

〔発明が解決しようとする課題〕

熱可塑性重合体微細粒子の製造方法としてａ）ストラン
ドカット、ｂ）ホットカット、Ｃ）アンダーウォーター
カット等の押し出し造粒方式、ｄ）冷凍粉砕方式、ｅ）
溶融粉霧方式等がある。

ａ）のストランドカット方式では比較的安価な設備で均
一な円柱形状の粒子を得ることができるが、２ｒｑ／ケ
以下の微細粒子を得ようとする場合ミスカットの発生、
ストランド切れの発生が多くなり生産性が悪い。又、生
産性を上げる為ストランドの本数を多くしようとすると
スタート時のストランドからみにより人手が多くかかる
等問題が多い。

ｂ）のホットカット方式やＣ）のアンダーウォーターカ
ット方式では、ストランドをひく必要がない為、スター
トが容易であり、ミスカットの発生等少なく均一な大き
さの碁石状又は球状の粒子を生産性良く得られるが、２
■／ケ以下の微細粒子を得ようとすると粒子同志が融着
した抄、ひげ状となったφダイのノズルが目づまりする
など微細粒子を得るのは困難であった。

ｄ）の冷凍粉砕方式やｅ）の溶顯粉霧方式は、２１Ｆ／
ケ以下の微細粒子を得るのには、都合が良いが、粒子の
大きさを均一にするのが困難で、発泡粒子の原料として
は不適である。

これらの中でもＣ）のアンダーウォーターカット（水中
カット）方式は、他の方式と比較して球状の粒子を得る
のに適しており、ノズル径や、温水温度、樹脂吐出敢（
ノズル径と回転式カッター刃の回転速度と粒子の重量よ
り求めることもできる）、樹脂押出温度、押出圧等を調
整し、球状の樹脂粒子が得られることが指摘されている
＜ｖｆ公昭５３−２１８９７号、特公昭３２−４３９号
、特開昭５９−２２１３４０号、特開昭６１−１９５８
０８号）。

しかし、これらの文献に記載される条件下で例えばエチ
レン・酢酸ビニル共重合体の１個当りの重量が２ｑ以下
の粒状の微細粒子を得ようとする場合は前述の問題が解
消されない。

本発明は、生産性よく、熱可塑性重合本粒子を得ること
ができるアンダーウォーターカット方式の一部を改良す
ることにより、２１１１／ケ以下の熱可塑性重合体微細
粒子を得る製造方法の提供を目的とする。

〔線題を解決する具体的手段〕

粒子１個当りの重電が２〜以下の粒状の微細な粒子を得
るために、ダイのノズルｉを０．２〜１．５■としたた
めに循環水によりノズルを通過する樹脂が冷却されすぎ
て生ずるノズルの樹脂目詰φ防止は循環する温水の温度
を高くすればよい。

微細粒子のため、表面積が増え、粒子同志が温水中で融
着しやすい問題点は、循環する温水の温度を低クシ、微
細粒子の冷却を速くすればよいが、上記ノズルの目詰り
防止の温水の温度を上げるという面から制限がある。

本発明においては、温水の温度と、温水の循環量と樹脂
の吐出針のバランスをとることにより微細粒子を製造す
る際の上記２つの課題を解決した。

すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂を押出機にて溶融混
練し、押出機の先端に増付けたダイの孔径が０．２〜１
．５■のノズルより循環する温水中に押し出し、温水中
にて回転するカッター刃により切断し、粒状化して粒子
１個当りの電縫が２η以下の微細粒子を製造する方法に
おいて、循環する温水の単位時間当りの流量を押し出さ
れる熱可塑性樹脂の単位時間当りの吐出針の１５倍以上
とするとともに温水の温度を４０〜９５℃に調整するこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂微細粒子の製造方法を提供
するものである。

以下、図面を用いて説明する。

第１図は水中カット方式の造粒機の部分断面図〔造粒便
覧、第１７１頁、オーム社刊参照〕であり、１は押出機
、２はスクリュー、３は多数のノズル（孔）４を備えた
ダイ、５はカッター刃、６は樹脂粒子、７は温水、８は
温水取入口、９は温水出口、１０は回転軸で、その先に
はカッター刃５が備えつけられている。１１は駆動プー
リーでモータによりベルト１２に伝動された回転エネル
ギーにより回転軸１０を回転させ、カッター刃５を回転
させる働きをなす。

図示されていない押出機１のホッパーより投入された熱
可塑性樹脂はスクリュー２により押出機のハウジング内
を前進するＫつれ、加熱、可塑化、溶融混練され、押出
機１の先端に備えられたダイ３のノズル４より温水７中
に吐出される。第２図にダイと回転刃の平面図を示す。

ダイ３表面およびカッター刃５は温水中にあり、ノズル
４より吐出された樹脂をカットし、温水中でカッティン
グされた樹脂は表面張力により球状となる。ノズルのラ
ンド長さ（ダイの肉厚）は１〜１５鴫が一般である。

カッティングされ、球状となった樹脂粒子６は、温水７
により循環ポンプにより出口９より脱水乾燥装置に送ら
れ、そこで温水と樹脂粒子に分離され、温水は再び水中
カッター装置に循環される。

微細粒子を形成する熱可塑性樹脂としては種々のものが
利用できる。中でも低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポ
リエチレン、高密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレ
ン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピ
レン・ブテン−１共重合体、エチレン・ブテン−１共重
合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリ
ル酸低級アルキルエステル共重合体、エチレン・メタク
リル酸低級アルキルエステル共重合体等のエチレン系樹
脂；プロピレンホモ重合体、プロピレン・エチレン共重
合体、プロピレン・ブテン−１共重合体、プロピレン・
エチレン・ブテン−１共重合体、プロピレン・４−メチ
ルペンテン−１共重合体等のプロピレン系樹脂：スチレ
ン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、等のス
チレン系モノマーの単独重合体或いは二種以上の共重合
体；スチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレ
ン等のスチレン類とアクリロニトリル、メタクリロニト
リル、アクリル酸低級アルキルエステル、メタクリル酸
低級アルキルエステル、無水マレイン酸等より選ばれた
池のビニル単斂体との２種以上の共重合体；ポリアミド
、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタ
レート等があげられ、又、これら各重合体を２種以上任
意の割合で混合して用いることもできる。

また、ケッチエンブラック、アセチレンブラック等のカ
ーボンブラックを１〜２５重箭％；炭酸カルシウム、タ
ルク、シリカ、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウ
ム等の無機フィラーを０．１〜４５重危％混合する場合
においても良好な微細粒子を得ることができる。更に、
酸化防止剤、滑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤
等の通常の樹脂添加物を含有させてもよい。

熱可塑性樹脂の溶融可塑化温度は通常の造粒押出温度、
すなわち、融点より１５℃〜８５℃高い温度で行われる
。この温度における熱可塑性樹脂の溶融粘度は１００〜
１０，０００ボイズである。

吐出圧はスクリュー径に依存するが通常３０〜１５０岬
／−である。

ノズル径は０，２〜１．５ｍＯであるが、この径が小さ
い程、溶融粘度が大きい程微細粒子が得られる。但し、
微細粒子１個の重量を２１Ｆ以下とするにはノズル径を
１．５ｗ１ｉ５以下とすべきである。ノズル径が０．２
ｗｅ未満であるとノズルの目詰りを生じ易くなるので温
水の温度を高くする必要があり、その場合は粒子が糸を
引き、ひげのついた粒子しか得られない。

カッター刃の回転数は１００〜１１００００ｒｐである
。

温水の温度は４０〜９５℃である。４０℃未満ではノズ
ルの目詰りを生じやすい。９５℃を越えては粒子同志の
ブロッキングが生じ易いか、得られる粒子が糸を引き易
い。

循環する温水は４０〜９５℃を医つように必要によ妙加
熱される。

循環する温水の単位時間当りの量は、単位時間当り吐出
される熱可塑性樹脂の重量当りの１５倍以上、好ましく
は３０〜１００倍である。

温水の量が多い程、粒子のブロッキングは生じにくい。

温水の情が多い程、吐出される樹脂のもつ熱容量の影響
による温水の温度上昇の影響が小さいからである。

実施例１ Ｌ／Ｄ２８、スクリュー径４０＋ｗの田辺プラスチック
ス機械製水中カット方式造粒機を用い、ダイのノズル径
ｏ　、　６ｍｍ　Ｉｉ５　％　グイランド長さ１０ｍ、
ノズルの個数２８個のダイを用い、グイヤポリマー■製
ホモポリエチレン１三菱ポリエテＭＶ３０″（商品名、
融点１０７度Ｃ）を溶融混練し、１５０℃でダイより１
２　ｋＶ／ｈｒの割合で４０℃の循環水温度で循環水量
が９，０００　＃／ｈｒの温水中に吐出し、カッター刃
で切断し、１水と遠心分離して１個当りの平均重量が０
．６１９の球状の微細粒子を得た。

実施例２〜１２、比較例１〜４ 表１に示す種々の熱可塑性樹脂を同表に示す条件で造粒
し、同表に示す結果を得た。

（以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図はアンダーウォーターカット方式の造粒装置の部
分断面図、第２図は、グイとカッター刃の平面図を示す
。 特許出願人　三菱油化バーデイツシエ株式会社代理人　
　弁理士　長　谷　正　久 代理人　　弁理士　山　本　隆　也 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、熱可塑性樹脂を押出機にて溶融混練し、押出機の
   先端に取付けたダイの孔径が０．２〜１．５ｍｍのノズ
   ルより循環する温水中に押し出し、温水中にて回転する
   カッター刃により切断し、粒状化して粒子１個当りの重
   量が２ｍｇ以下の微細粒子を製造する方法において、循
   環する温水の単位時間当りの流量を押し出される熱可塑
   性樹脂の単位時間当りの吐出量の１５倍以上とするとと
   もに温水の温度を４０〜９５℃に調整することを特徴と
   する熱可塑性樹脂微細粒子の製造方法。 ２）、熱可塑性樹脂が、酢酸ビニル２〜２０重量％と、
   エチレン９８〜８０重量％とを共重合して得られたエチ
   レン・酢酸ビニル共重合体であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３）、熱可塑性樹脂が、カーボンブラックを１〜２５重
   量％含有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の製造方法。