(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機に備えられたシリンダー内を移送される熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う方法であって、
シリンダーにおける、内壁面の温度を熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点未満の温度とした領域に、溶融した熱可塑性樹脂組成物を送り込む工程と、
減圧することによって、上記領域に送り込んだ熱可塑性樹脂組成物の脱気を上記領域で行う工程と、を含み、
脱気を行う工程では、熱可塑性樹脂組成物の温度が、熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点以上の温度を維持した状態を保ちつつ脱気を行う、方法。
【請求項２】
上記シリンダーの内壁面の温度が、１℃以上で熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点未満の温度範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記シリンダーの内壁面の温度が、１℃以上で（熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点（℃）−６０℃）以下の温度範囲内である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記領域に送り込む溶融した熱可塑性樹脂組成物は、無機フィラーが混練されている、請求項１〜３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
無機フィラーがタルクである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
上記領域に送り込む溶融した熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上で０．１重量部以下の範囲内で溶媒を含有している、請求項１〜５の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂として、プロピレン単独重合体、プロピレンブロック共重合体、及びプロピレンランダム共重合体からなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
減圧を、真空ポンプを用いて吸引圧力を−１００ｋＰａ以上で−４０ｋＰａ以下の範囲内で行う、請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の方法により得られた、脱気された熱可塑性樹脂組成物を押出成形する工程を含む、押出成形物の製造方法。
【請求項１０】
押出成形する上記工程において、１重量％以上で４１重量％以下の範囲内で無機フィラーを含有する押出成形物を製造する、請求項９に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う方法、押出成形物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂を成形して得られる成形体の外観などを改良する方法として、溶融状態の熱可塑性樹脂に含まれているガス及び揮発成分を脱気する方法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、成形品に発生するシルバーストリークやフクレの発生を少なくして、外観を改良することを目的として、バレルに注水孔とベントポートを有する二軸押出機で溶融樹脂を混練しつつ、ベントポートの前段に設けたサイドポートから無機充填剤を供給し、注水孔より水を供給し、ベントポートから脱気する操作を行う低アウトガス樹脂組成物の製造方法が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、押出機に備えられたベント装置の開口部への成形材料の付着を防止し、かつ、成形材料の「やけ」及び劣化を防止することを目的として、ベント装置の成形材料との接触部を冷却する脱気方法が記載されている。
【０００５】
特許文献３には、溶媒を含む固体状の熱可塑性樹脂を溶融混練する方法において、生産性及び製品の外観・物性を改良することを目的として、シリンダーにフィード開口部から所定の距離だけ離れた位置にベントポートを設置し、フィード開口部からベントポートの間のシリンダー温度Ｔを（熱可塑性樹脂の融点Ｔｍ−５０）〜（Ｔｍ＋９０）℃、または、（熱可塑性樹脂のガラス転移点温度Ｔｇ）〜（Ｔｇ＋１２０）℃に設定し、ベントポートから溶媒を分離することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２００６／１０４２４５号公報（２００６年１０月５日国際公開）
【特許文献２】特開平８−２８１７７６号公報（１９９６年１０月２９日出願公開）
【特許文献３】特開２００１−４７４９６号公報（２００１年２月２０日出願公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、熱可塑性樹脂を成形して得られる成形体に発生するシルバーストリークを防止するために、例えば、特許文献１、特許文献２または特許文献３に記載されている熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う方法を採用した場合には、押出機に備えられたベントポートから熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物の脱気を真空ポンプを用いて行ったときに、シリンダーからベントポートへ、またはベントポートの近辺へ、溶融した熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物が吸い込まれることがあった。
【０００８】
本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、成形体にしたときに、成形体にシルバーストリークを実質的に発生することがない熱可塑性樹脂組成物を得ることができ、かつ、押出機に備えられたベントポートから熱可塑性樹脂組成物の脱気を行ったときに、シリンダーからベントポートへ、またはベントポートの近辺へ、溶融した熱可塑性樹脂組成物が吸い込まれることを抑制することができる熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う方法、及び押出成形物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、押出機に備えられたシリンダー内を移送される熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う方法であって、シリンダーにおける、内壁面の温度を熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点未満の温度とした領域に、溶融した熱可塑性樹脂組成物を送り込む工程と、減圧することによって、上記領域に送り込んだ熱可塑性樹脂組成物の脱気を上記領域で行う工程と、を含むことを特徴としている。
【００１０】
本発明に係る脱気を行う方法では、脱気を行う工程では、熱可塑性樹脂組成物の温度が、熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点以上の温度を維持した状態を保ちつつ脱気を行うものであってもよい。
【００１１】
本発明に係る脱気を行う方法では、上記シリンダーの内壁面の温度が、１℃以上で熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点未満の温度範囲内であってもよい。
【００１２】
本発明に係る脱気を行う方法では、上記シリンダーの内壁面の温度が、１℃以上で（熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点（℃）−６０℃）以下の温度範囲内であってもよい。
【００１３】
本発明に係る脱気を行う方法では、上記領域に送り込む溶融した熱可塑性樹脂組成物は、無機フィラーが混練されていてもよい。
【００１４】
本発明に係る脱気を行う方法では、無機フィラーがタルクであってもよい。
【００１５】
本発明に係る脱気を行う方法では、上記領域に送り込む溶融した熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、０．０１重量部以上で０．１重量部以下の範囲内で溶媒を含有していてもよい。
【００１６】
本発明に係る脱気を行う方法では、熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂成分として、プロピレン単独重合体、プロピレンブロック共重合体、及びプロピレンランダム共重合体からなる群から選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
【００１７】
本発明にかかる脱気を行う方法では、減圧を、真空ポンプを用いて吸引圧力を−１００ｋＰａ以上で−４０ｋＰａ以下の範囲内で行うものでもよい。
【００１８】
本発明に係る押出成形物の製造方法は、上記何れかの脱気を行う方法により得られた、脱気された熱可塑性樹脂組成物を押出成形する工程を含むものであってもよい。
【００１９】
本発明に係る押出成形物の製造方法は、押出成形する上記工程において、１重量％以上で４１重量％以下の範囲内で無機フィラーを含有する押出成形物を製造するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、成形体にしたときに、成形体にシルバーストリークを実質的に発生することがない熱可塑性樹脂組成物を得ることができ、かつ、押出機に備えられたベントポートから熱可塑性樹脂組成物の脱気を行ったときに、シリンダーからベントポートへまたはベントポートの近辺へ、溶融した熱可塑性樹脂組成物が吸い込まれることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に用いられる押出機の概略断面構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００２３】
本発明は、押出機に備えられたシリンダー内を移送される熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う方法である。より具体的には、本発明は、１）シリンダーにおける、熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う領域（「脱気工程部シリンダー域」と称する）では、シリンダーの内壁面の温度を熱可塑性樹脂組成物の融点未満の温度として、脱気工程部シリンダー域内に溶融した熱可塑性樹脂組成物を送り込む第一の工程と、２）脱気工程部シリンダー域に送り込んだ熱可塑性樹脂組成物の脱気を減圧することによって行う第二の工程とを含む。本発明は、また、３）上記第一の工程と第二の工程とを行うことで脱気された熱可塑性樹脂組成物を押出成形する第三の工程を含む、押出成形物の製造方法である。
【００２４】
（熱可塑性樹脂組成物）
本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物とは、少なくとも１種の熱可塑性樹脂を含む組成物を指し、２種以上の熱可塑性樹脂を含む組成物でもよい。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ナイロン等が挙げられ、ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンが挙げられる。熱可塑性樹脂は、単独重合体、又は共重合体の何れであってもよく、共重合体としては、例えば、ブロック共重合体、ランダム共重合体、等が挙げられる。熱可塑性樹脂がポリプロピレンの場合は、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレンブロック共重合体、及びプロピレンランダム共重合体、等が挙げられる。
【００２５】
熱可塑性樹脂の溶融前のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、例えば、１ｇ／１０分以上で３００ｇ／１０分以下の範囲内であり、好ましくは１０ｇ／１０分以上で２００ｇ／１０分以下の範囲内であり、より好ましくは５０ｇ／１０分以上で１５０ｇ／１０分以下の範囲内である。なお、熱可塑性樹脂がポリプロピレンの場合は、ポリプロピレンのＭＦＲは２１．２Ｎ、２３０℃の条件で測定されたものであり、ポリエチレンの場合は、ポリエチレンのＭＦＲは２１．２Ｎ、１９０℃の条件で測定されたものである。
【００２６】
なお、熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂を５０重量％以上含むことが好ましい。（ただし、熱可塑性樹脂組成物の重量を１００重量％とする。）。
【００２７】
熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂に加えて無機フィラーを含んでいてもよい。無機フィラーとしては、例えば、タルク、カオリン、アルミナ、シリカ、等が挙げられ、好ましくはタルクである。無機フィラーの含有量は、例えば、熱可塑性樹脂１００重量部に対して１重量部以上で４１重量部以下の範囲内であり、好ましくは１０重量部以上で２５重量部以下の範囲内である。無機フィラーを含ませる際に、熱可塑性樹脂組成物に雰囲気が混入する虞があるが、本発明の方法では比較的多量の無機フィラーを含ませた場合でも混入した雰囲気を効率的に取り除くことができる。
【００２８】
熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂に加えて溶媒を含みうる。溶媒は、例えば、熱可塑性樹脂の原料となるモノマーを液相重合する場合における液相が含む溶媒である。熱可塑性樹脂組成物が不純物として溶媒を含む場合、溶媒の量はより少ないことが好ましく、例えば、脱気工程部シリンダー域に送り込まれる溶融した熱可塑性樹脂組成物では、溶媒の含有量は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して０．０１重量部以上で０．１重量部以下の範囲内である。
【００２９】
熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂に混合される無機フィラー及び溶媒以外の成分、例えば、着色剤、紫外線吸収剤、滑剤、各種エラストマー等、熱可塑性樹脂に加えられる添加剤を含んでいてもよい。
【００３０】
熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点Ｔｍ（℃）とは、熱可塑性樹脂を示差熱走査型熱量計を用いて測定した結果得られるピークの頂点に相当する温度であり、ピークが複数ある場合には最も高いピークの頂点に相当する温度である。本発明の熱可塑性樹脂組成物が２種以上の熱可塑性樹脂を含む場合は、熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点のうち最も高い温度を、本発明の熱可塑性樹脂に含まれる熱可塑性樹脂の融点とする。
【００３１】
（押出機）
本発明に用いられる押出機とは、筒型の容器たるシリンダーを備え、熱可塑性樹脂組成物を連続的、又は間歇的にシリンダー内で下記フィードポートから排出ポートへ溶融して移送する装置を指す。押出機は、シリンダーの一部に、熱可塑性樹脂組成物を受入れる開口（フィードポート）、熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う開口（ベントポート）、及び熱可塑性樹脂を排出する開口（排出ポート）を備える。
【００３２】
押出機は、単軸式又は多軸式のスクリューを備えるものであってもよく、プランジャを備えるものであってもよいが、比較的大量の熱可塑性樹脂組成物を効率的に混練する観点からは、好ましくはスクリューを備えるものであり、より好ましくは多軸式のスクリューを備えるものである。
【００３３】
本発明に用いられる押出機の概略断面構成の一例を図１に示す。
【００３４】
図１に示す押出機１０は、シリンダー５、シリンダー５内に格納されたスクリュー６、ダイ７、及び冷却ユニット４を備える。シリンダー５は、熱可塑性樹脂組成物の移送方向に沿って上流端にフィードポート１を、中央部にベントポート２を、下流端に排出ポート３を備える。フィードポートからシリンダー５内に供給された熱可塑性樹脂組成物は、スクリュー６の回転によって混練及び移送が行われる。スクリュー６は、例えば相互かみ合い型の二軸式のスクリューである。
【００３５】
シリンダー５における、フィードポート１からベントポート２の直前までの領域Ｒ１では、熱可塑性樹脂組成物の溶融、混練、及び移送が行われる。領域Ｒ１では熱可塑性樹脂組成物の溶融混練を十分に行える温度に維持できればよい。
【００３６】
図１に示すように、領域Ｒ１内のスクリュー溝のピッチは、熱可塑性樹脂に強いせん断をかけて分散混合を強化する、又は、熱可塑性樹脂を強く圧縮する、等の目的で部分的に異なっていてもよい。
【００３７】
シリンダー５における、ベントポート２を備えた領域Ｒ２は、熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う脱気工程部シリンダー域に相当する。ベントポート２を備えた領域を除いて、領域Ｒ２を取り囲むように冷却ユニット４が備えられる。領域Ｒ２では、熱可塑性樹脂組成物の移送を行いながら、後述する第一の工程、及び第二の工程が行われる。そして、シリンダー５における領域Ｒ２より後段の領域では、熱可塑性樹脂組成物の溶融、混練、及び移送が行われ、排出ポート３より排出された熱可塑性樹脂組成物は、ダイ７に供されて後述する第三の工程が行われる。以下、図１に基づいて、第一の工程から第三の工程について詳細に説明する。
【００３８】
（第一の工程：シリンダーの冷却、及び移送）
第一の工程では、シリンダー５における熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う領域Ｒ２のシリンダーの内壁面の温度を熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点Ｔｍ（℃）未満の温度とし、領域Ｒ２内に溶融した熱可塑性樹脂組成物を送り込む。
【００３９】
一方、領域Ｒ２におけるシリンダー５の内壁面の温度は、熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点Ｔｍ（℃）未満の温度とし、好ましくは、１℃以上で熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点Ｔｍ未満の温度範囲内とし、より好ましくは、１℃以上で（熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の融点Ｔｍ（℃）−６０℃）以下の温度範囲内とする。領域Ｒ２におけるシリンダー５の内壁面の温度は、例えば、冷却ユニット４を用いてシリンダー５を冷却することにより調節される。
【００４０】
領域Ｒ２内に送り込まれた溶融した熱可塑性樹脂組成物は、シリンダー５に接触することで流動性が低下（粘度が増大）した状態で、第二の工程に供される。領域Ｒ２におけるシリンダー５の内壁面の温度が熱可塑性樹脂の融点Ｔｍ（℃）未満であっても、熱可塑性樹脂組成物の温度が、熱可塑性樹脂の融点Ｔｍ（℃）以上の温度を維持した状態を保たれるため、混練及び移送の効率を低下させない。
【００４１】
（第二の工程：熱可塑性樹脂組成物の脱気）
第二の工程では、減圧することによって、領域Ｒ２に送り込んだ熱可塑性樹脂組成物の脱気を行う。減圧は、例えば、ベントポート２に接続された真空ポンプ（図示せず）を用いた吸引によって行われる。真空ポンプを用いる場合の吸引圧力は、例えば、−１００ｋＰａ以上で−４０ｋＰａ以下の範囲内であることが好ましい。熱可塑性樹脂組成物の流動性が低下しているため、比較的強い減圧を受けた場合でもシリンダーからベントポートへまたはベントポートの近辺へ、溶融した熱可塑性樹脂組成物が吸い込まれる虞が低くなる。従って、例えば、重合反応により熱可塑性樹脂組成物を製造する工程で混入した雰囲気、無機フィラー又は添加剤の少なくとも一方を熱可塑性樹脂組成物に混練する工程で混入した雰囲気、或いは、熱可塑性樹脂組成物が含む溶媒の気化物、等の気体成分を、比較的強い減圧環境を用いてより一層効率的に除去（脱気）することが出来る。
【００４２】
（第三の工程：押出成形）
第三の工程では、第一の工程と第二の工程とを行うことで脱気された熱可塑性樹脂組成物を押出成形する。押出成形は、例えば、ダイ７を用いて熱可塑性樹脂組成物に所定の形状を付与し、得られた押出物を冷却固化することで得られる。製造される押出成形物の種類は特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂組成物のペレット、フィルム、シート、パイプ、プロフィル、等である。得られた押出成形物は、例えば、１重量％以上で４１重量％以下の範囲内で無機フィラーを含有する。
【００４３】
得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットは気泡の含有が大幅に低減されているため、このペレットを用いて製造された樹脂成形加工物はシルバーストリークの発生が実質的になくなりうる。
【実施例】
【００４４】
〔実施例１〕
図１に示す構造を持つ二軸式の押出機を用いて、ポリプロピレン（熱可塑性樹脂）にタルク（無機フィラー）を混練した熱可塑性樹脂組成物の脱気を行った後、ペレット（押出成形物）を製造した。次いで、得られたペレットを成形し、シルバーストリークの発生の有無を目視で確認した。
【００４５】
ペレットを製造した際、シリンダー５における領域Ｒ２の内壁面の温度を９０℃まで低下させてから熱可塑性樹脂組成物を送り込み、真空ポンプの吸引圧力を−５０ｋＰａとして、熱可塑性樹脂組成物の脱気を行った。ベントポート２の近辺では溶融した熱可塑性樹脂組成物の吸い込まれが発生しなかった。
【００４６】
なお、領域Ｒ２の内壁面の温度を９０℃としても、溶融した熱可塑性樹脂組成物の温度は２００℃以上であった。実施例で用いたポリプロピレンの融点Ｔｍは１７０℃であったため、シリンダー５での温度の変化は熱可塑性樹脂組成物の溶融状態にはほとんど影響がなかった。
【００４７】
なお、ペレット中のタルクの含量は１４．７重量％であった。
【００４８】
得られたペレットを成形したところ、シルバーストリークは発生しなかった。
【００４９】
〔比較例１〕
シリンダー５における領域Ｒ２の内壁面の温度を２１０℃とした以外は、上記実施例１と同様の条件で、熱可塑性樹脂組成物の脱気、ペレットの製造、及びシルバーストリークの発生有無の確認を行った。シルバーストリークの発生は無かったが、ベントポート２の近辺で溶融した熱可塑性樹脂組成物の吸い込まれが発生していた。なお、領域Ｒ２における、溶融した熱可塑性樹脂組成物の温度は２１０℃であった。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、熱可塑性樹脂組成物の脱気に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１    フィードポート
２    ベントポート
３    排出ポート
４    冷却ユニット
５    シリンダー
６    スクリュー
７    ダイ
１０    押出機
Ｒ１    フィードポート１からベントポート２の直前までの領域
Ｒ２    ベントポート２を備えた領域
【図１】
0005554614.tif 000002