(57)【要約】      （修正有）【課題】形状の良好なペレットを得ることができるポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法を提供する。【解決手段】ポリオレフィン系樹脂供給口から、ポリオレフィン系樹脂の融点を超える温度に調整されたバレルまでの第１ゾーンと、該第１ゾーンの下流側に隣接し、バレル温度がポリオレフィン系樹脂の融点以下の温度に調整された第２ゾーンとが設けられた二軸押出機のポリオレフィン系樹脂供給口から、二軸押出機内にポリオレフィン系樹脂を供給し、第２ゾーンのスクリュー構成として、逆方向スクリューエレメント及び／又はニュートラルスクリューエレメントからなるスクリューブロックを有し、当該ブロックの長さが第２ゾーンの長さの１０％〜５０％であるスクリューを用いてポリオレフィン系樹脂を溶融混練および溶融押出しするポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
二軸押出機のポリオレフィン系樹脂供給口から、二軸押出機内にポリオレフィン系樹脂を供給し、該二軸押出機内でポリオレフィン系樹脂を溶融混練し、次いで、ポリオレフィン系樹脂を該二軸押出機から溶融押出しして、ペレット状にカットするポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法において、
該二軸押出機に、ポリオレフィン系樹脂供給口から、ポリオレフィン系樹脂の融点を超える温度に調整されたバレルまでの第１ゾーンと、
該第１ゾーンの下流側に隣接し、バレル温度がポリオレフィン系樹脂の融点以下の温度に調整された第２ゾーンとを設け、
第２ゾーンのスクリュー構成として、逆方向スクリューエレメント及び／又はニュートラルスクリューエレメントからなるスクリューブロックを有し、当該ブロックの長さが第２ゾーンの長さの１０％〜５０％であるスクリューを用いて
ポリオレフィン系樹脂を溶融混練および溶融押出しするポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法。
【請求項２】
バレルの内径をＤ（ｍｍ）として、第１ゾーンの長さを１０×Ｄ（ｍｍ）〜５５×Ｄ（ｍｍ）とし、第２ゾーンの長さを７×Ｄ（ｍｍ）〜２５×Ｄ（ｍｍ）とし、
第１ゾーンの下流部のバレル温度を、ポリオレフィン系樹脂の融点＋１００℃〜ポリオレフィン系樹脂の融点＋２５０℃とし、
第２ゾーンの樹脂充填率を１未満とする請求項１に記載のポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法。
【請求項３】
第１ゾーンのスクリュー構成として、順方向スクリューエレメントからなるスクリューブロックを有し、当該ブロックの長さが第１ゾーンの長さの４０％以上であるスクリューを用いる請求項１又は２に記載のポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法。
【請求項４】
二軸押出機から溶融押出された樹脂を水中カット式造粒機でペレットにカットする請求項１〜３のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法。
【請求項５】
ポリオレフィン系樹脂が、下記要件（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を充足する重合体である請求項１〜４のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法。
（ａ）ＪＩＳ  Ｋ７２１０に規定されたメルトフローレート（ＭＦＲ）測定装置により、温度１３０℃、荷重２１．１８Ｎの条件で測定されるＭＦＲが１０〜１５０ｇ／１０分である。
（ｂ）分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．５以下である。
（ｃ）示差走査熱量計により測定される融点が８０℃以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二軸押出機を用いてポリオレフィン系樹脂ペレットを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリオレフィン系樹脂は、比較的安価で、かつ良好な成形性、耐熱性、機械的特性および外観等を有するため、種々の成形品に使用されている。
当該ポリオレフィン系樹脂の製造においては、オレフィンの重合で得られた粉状あるいは溶融状の樹脂に、必要に応じて各種添加剤を添加し、当該樹脂を押出機で溶融混練して溶融樹脂を押出し、該溶融樹脂を冷却しながらカットしてポリオレフィン系樹脂ペレットが製造され（例えば、特許文献１、２参照。）、ポリオレフィン系樹脂は、ペレット形状で出荷されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１７４６１２号公報
【特許文献２】特開平７−６８５３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これまでの押出機によるポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法では、低分子量や低融点のポリオレフィン系樹脂のペレットを製造する場合、溶融樹脂がペレット状にカットされないこと、ペレットが互着すること等があり、十分満足のいくものではなかった。
かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、二軸押出機を用いたポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法であって、ポリオレフィン系樹脂が低分子量や低融点の樹脂であっても、形状の良好なペレットを得ることができる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、二軸押出機のポリオレフィン系樹脂供給口から、二軸押出機内にポリオレフィン系樹脂を供給し、該二軸押出機内でポリオレフィン系樹脂を溶融混練し、次いで、ポリオレフィン系樹脂を該二軸押出機から溶融押出しして、ペレット状にカットするポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法において、該二軸押出機に、ポリオレフィン系樹脂供給口から、ポリオレフィン系樹脂の融点を超える温度に調整されたバレルまでの第１ゾーンと、該第１ゾーンの下流側に隣接し、バレル温度がポリオレフィン系樹脂の融点以下の温度に調整された第２ゾーンとを設け、第２ゾーンのスクリュー構成として、逆方向スクリューエレメント及び／又はニュートラルスクリューエレメントからなるスクリューブロックを有し、当該ブロックの長さが第２ゾーンの長さの１０％〜５０％であるスクリューを用いてポリオレフィン系樹脂を溶融混練および溶融押出しするポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法にかかるものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、二軸押出機を用いたポリオレフィン系樹脂ペレットの製造方法であって、ポリオレフィン系樹脂が低分子量や低融点の樹脂であっても、形状の良好なペレットを得ることができる製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明では、ポリオレフィン系樹脂を、二軸押出機のポリオレフィン系樹脂供給口から二軸押出機内に供給し、該二軸押出機内でポリオレフィン系樹脂を溶融混練し、次いで、ポリオレフィン系樹脂を該二軸押出機から溶融押出しして、押出された溶融樹脂をペレットにカットする。
【０００８】
ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン系樹脂、プロピレン系樹脂などのオレフィン樹脂（オレフィンに基づく単量体単位を有する樹脂）があげられる。
【０００９】
エチレン系樹脂としては、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−１−ヘキセン共重合体、エチレン−１−オクテン共重合体、エチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−スチレン共重合体、エチレン−ビニルシクロヘキサン共重合体、エチレン−ノルボルネン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体があげられる。プロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−１−ブテン共重合体、プロピレン−１−ヘキセン共重合体、プロピレン−１−オクテン共重合体、プロピレン−スチレン共重合体、プロピレン−ビニルシクロヘキサン共重合体、プロピレン−ノルボルネン共重合体などがあげられる。これらは、１種以上用いられる。
【００１０】
本発明は、メルトフローレートが１０〜１５０ｇ／１０分のポリオレフィン系樹脂に好適であり、メルトフローレートが１５〜５０ｇ／１０分のポリオレフィン系樹脂により好適である。ここでメルトフローレートは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に規定されたメルトフローレートの測定方法において、温度を１３０℃、荷重を２１．１８Ｎに変更して測定されるメルトフローレートである。
【００１１】
本発明は、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比で表される分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．５以下であるポリオレフィン系樹脂に好適であり、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が２．２以下であるポリオレフィン系樹脂により好適である。
【００１２】
本発明は、示差走査熱量計により測定される融点が８０℃以下であるポリオレフィン系樹脂に好適であり、示差走査熱量計により測定される融点が４０〜６５℃であるポリオレフィン系樹脂により好適である。
【００１３】
ポリオレフィン系樹脂供給口から二軸押出機内に供給されるポリオレフィン系樹脂の性状としては、粉状、クラム状、板状、ベール状、溶融状、溶液状などがあげられる。
【００１４】
ポリオレフィン系樹脂を押出機に供給する方法としては、ポリオレフィン系樹脂の性状が溶融状、溶液状などの状態である場合は、重力により流下させる方法、ギヤポンプなどのポンプで供給する方法があげられる。また、ポリオレフィン系樹脂の性状が粉状、クラム状、ベール状などの状態である場合は、スクリューフィーダ、コイルフィーダ、メルトフィーダなどで供給する方法があげられる。これらの供給方法において、ポリオレフィン系樹脂の流量を制御する方法としては、流量制御弁を設けて、当該弁の開閉間隔および開度を変更する方法、ギヤポンプの回転数を変更する方法などがあげられる。
【００１５】
二軸押出機には、次の第１ゾーンと、該第１ゾーンに続いて、次の第２ゾーンが設けられている。
第１ゾーン：ポリオレフィン系樹脂供給口から、ポリオレフィン系樹脂の融点を超える温度に調整されたバレルまでのゾーン。
第２ゾーン：第１ゾーンの下流側に隣接したゾーンであって、バレル温度がポリオレフィン系樹脂の融点以下の温度に調整されたゾーン。
【００１６】
第１ゾーンは、ポリオレフィン系樹脂供給口位置を始点とし、ポリオレフィン系樹脂の融点を超える温度に調整されたバレルの最下流位置を終点とする。
【００１７】
第１ゾーンの長さは、バレルの内径をＤ（ｍｍ）として、好ましくは、１０×Ｄ（ｍｍ）〜５５×Ｄ（ｍｍ）である。
【００１８】
第１ゾーンは、高温ゾーンとして、ポリオレフィン系樹脂の融点＋１００℃以上の温度に調整されたゾーンを有することが好ましく、１４０℃以上の温度に調整されたゾーンを有することがより好ましい。高温ゾーンの最高温度は、ポリオレフィン系樹脂の融点＋２５０℃以下であることが好ましい。また、該最高温度は、２９０℃以下であることがより好ましい。
【００１９】
第１ゾーンは、当該高温ゾーンを、第１ゾーンの最下流部に有することが好ましい。また、当該高温ゾーンの長さは、第１ゾーンの３０％〜６０％であることが好ましい。
【００２０】
第２ゾーンの長さは、バレルの内径をＤ（ｍｍ）として、好ましくは、７×Ｄ（ｍｍ）〜２５×Ｄ（ｍｍ）であり、より好ましくは、１０×Ｄ（ｍｍ）〜２４×Ｄ（ｍｍ）である。
【００２１】
第２ゾーンのバレル温度は、ポリオレフィン系樹脂の融点以下の温度である。好ましくは、ポリオレフィン系樹脂の融点−１０℃以下であり、より好ましくは、ポリオレフィン系樹脂の融点−２０℃以下である。
【００２２】
二軸押出機のバレルの内径（Ｄ）は、特に制限は無く、製造量に応じて適宜決定することができるが、好ましくは２０ｍｍ〜３００ｍｍである。
【００２３】
二軸押出機の二軸スクリューの回転方法は、同方向あるいは異方向であるが、好ましくは、同方向である。また、二軸スクリューの噛み合い型は、好ましくは、部分噛み合い型又は完全噛み合い型である。
【００２４】
スクリューとしては、第１ゾーンのスクリュー構成に順方向スクリューエレメントからなるスクリューブロックを有し、当該ブロックの長さが第１ゾーンの長さの４０％以上であるスクリューが好ましい。なお、当該ブロックが第１ゾーンに複数ある場合、複数あるブロックの長さの総和を当該ブロックの長さとする。
【００２５】
スクリューは、第２ゾーンのスクリュー構成に逆方向スクリューエレメント及び／又はニュートラルスクリューエレメントからなるスクリューブロックを有し、当該ブロックの長さが第２ゾーンの長さの１０〜５０％である。当該ブロックの長さは、好ましくは、第２ゾーンの長さの１２〜３３％である。なお、当該ブロックが第１ゾーンに複数ある場合、複数あるブロックの長さの総和を当該ブロックの長さとする。
【００２６】
スクリューは、第２ゾーンのスクリュー構成に、逆方向スクリューエレメント及びニュートラルスクリューエレメント以外のスクリューエレメントからなるスクリューブロックを有し、当該ブロックの長さが第２ゾーンの長さの５０〜９０％であることが好ましい。また、当該スクリューブロックは、順方向スクリューエレメントからブロックであることが好ましい。
【００２７】
逆方向スクリューエレメントとは、スクリューの回転によって押出方向と逆方向に樹脂を移動させる作用を有するスクリューエレメントである。逆ニーディングエレメント、逆フライトエレメント等をあげることができる。
【００２８】
ニュートラルスクリューエレメントとはスクリューの回転によって樹脂を移動させる作用を有さないスクリューエレメントである。直交ニーディングエレメント、シールリング等をあげることができる。
【００２９】
順方向スクリューエレメントとは、スクリューの回転によって押出方向に樹脂を移動させる作用を有するスクリューエレメントである。順ニーディングエレメント、順フライトエレメント等をあげることができる。
【００３０】
二軸押出機の第２ゾーン樹脂充填率は、好ましくは１未満である。充填率は二軸押出機のサイトグラスから覗くことや、サンプリングボックス、ベントボックスなどのシリンダー上部を開放させることで目視観察できる。
【００３１】
第２ゾーン樹脂充填率を１未満にするために、第１ゾーンの長さに対する第１ゾーンに設けられた順方向スクリューエレメントからなるスクリューブロックの長さの割合は、第２ゾーンの長さに対する第２ゾーンに設けられた順方向スクリューエレメントからなるスクリューブロックの長さの割合よりも、小さいことが好ましい。
また、第１ゾーンの長さに対する第１ゾーンに設けられた順方向スクリューエレメントからなるスクリューブロックの長さの割合は、第２ゾーンの長さに対する第２ゾーンに設けられた順方向スクリューエレメントからなるスクリューブロックの長さの割合の２／３以下であることがより好ましい。
【００３２】
また、本発明では、二軸押出機に副原料供給口を設けて、当該供給口から添加剤等の副原料を供給し、ポリオレフィン系樹脂と副原料との混練を行ってもよい。また、二軸押出機にベント口を設けて、揮発成分の脱気を行ってもよい。
【００３３】
二軸押出機から溶融押出しされた溶融樹脂をペレット状にカットする方法としては、公知の方法が使用される。例えば、水中カット式造粒機を用いる方法、すなわち、ダイスノズルより溶融状態で押出された溶融樹脂を、カッター刃でペレットに切断し、該ペレットを冷却水で固化する方法（アンダーウォーターカット法）をあげることができる。また、ダイスノズルより溶融状態で押出された溶融樹脂を冷却水で固化してストランドとし、該ストランドをカッター刃で切断してペレットにする方法（コールドカット法）をあげることができる。好ましくは、水中カット式造粒機を用いる方法である。
【００３４】
ペレットの形状は、通常、球状、楕円球状あるいは円柱状であり、大きさは、通常、直径が１〜２０ｍｍ、長さが１〜２０ｍｍである。
【００３５】
本発明で製造されたポリオレフィン系樹脂ペレットは、フィルム、シート、チューブ、樹脂加工助剤、ゴム加工助剤、繊維処理剤、接着剤、バインダー、塗料等の原料に使用される。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例および比較例によって本発明をさらに詳細に説明する。
重合体の物性は、下記の方法によって測定した。
【００３７】
（１）融点（Ｔｍ、単位：℃）
示差走査熱量計［セイコー電子工業社製  ＳＳＣ−５２００］により、重合体約１０ｍｇを用いて、次の条件で示差走査熱量測定曲線を測定し、２回目の昇温時の示差走査熱量測定曲線から求めた。融点は、ピーク高さが最大の吸熱ピークのピーク温度とした。
＜測定条件＞
(1)昇温（１回目）：室温から２００℃まで１０℃／分で昇温し、２００℃で１０分間保持する。
(2)降温：(1)の操作後、直ちに２００℃から−１００℃まで１０℃／分で降温し、−１００℃で１０分間保持する。
(3)昇温（２回目）：(2)の操作後、直ちに−１００℃から２００℃まで１０℃／分で昇温する。
【００３８】
（２）メルトフローレート（ＭＦＲ：単位ｇ／１０分）
ＪＩＳ  Ｋ７２１０に規定された方法において、温度を１３０℃、荷重を２１．１８Ｎの条件として、メルトフローレートを測定した。
【００３９】
（３）分子量分布
ゲル・パーミュエーション・クロマトグラフ（日本分光社製）を用いて、次の条件で分子量分布曲線を測定し、該曲線から分子量分布を求めた。なお、分子量分布は重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比（Ｍｗ／Ｍｎ）で評価した。
［測定条件］
カラム  ：東ソー（株）社製  ＴＳＫｇｅｌＧ６０００＋Ｇ５０００＋Ｇ４０００＋Ｇ３０００ＨＸＬ
測定温度：４０℃
移動相  ：テトラヒドロフラン
試料濃度：１ｍｇ／ｍｌ
分子量標準物質：標準ポリスチレン
【００４０】
実施例１
二軸押出機（日本製鋼所製ＴＥＸ−３０α）の樹脂供給口から下流側に、長さ２８×Ｄ（バレルの直径をＤｍｍとする。）のゾーンを第１ゾーンとし、長さ１４×Ｄのゾーンを第２ゾーンとした。第１ゾーンの下流側１０．５×Ｄの長さのバレル温度を２５０℃に設定し、第２ゾーンのバレル温度を５０℃に設定した。スクリューとしては、第１ゾーンに、フライトスクリューエレメントからなるスクリューブロックを第１ゾーンの長さの４８％有し、第２ゾーンに、フライトスクリューエレメントからなるスクリューブロックを第２ゾーンの長さの７５％有し、第２ゾーンに、１×Ｄの長さの直交ニーディングディスク、０．５×Ｄの長さのシールリング、１×Ｄの長さの逆ニーディングディスク及び１×Ｄの長さの逆フライトからなるスクリューブロックを第２ゾーンに有するスクリューを使用した。なお、第２ゾーンでは、直交ニーディングディスクと逆ニーディングディスクと逆フライトとシールリングとを、上流側から、直交ニーディングディスク、逆ニーディングディスク、逆フライト、シールリングの順で配置した。
該二軸押出機の樹脂供給口に、ポリエチレン系樹脂（エチレン単位の含有量：８７ｍｏｌ％、融点：５７℃、メルトフローレート：３５ｇ／１０分、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）：２。）を供給し、該樹脂を溶融混練し、次いで、該樹脂を溶融押出しして、水中カット式造粒機（ＧＡＬＡ社製水中カットペレタイジングシステム）にて、溶融押出しされた樹脂をカットしたところ、ポリオレフィン系樹脂ペレットが安定して得られた。
第１ゾーンの下流部でのポリオレフィン系樹脂の温度は、２４１℃であり、第２ゾーンのベントボックスを開けたところ、バレル内の樹脂はフル充填ではなかった。
【００４１】
実施例２
二軸押出機（日本製鋼所製ＴＥＸ−４４α）の樹脂供給口から下流側に、長さ２９．８×Ｄ（バレルの直径をＤｍｍとする。）のゾーンを第１ゾーンとし、長さ２２．２５×Ｄのゾーンを第２ゾーンとした。第１ゾーンの下流側１１．７×Ｄの長さのバレル温度を２５０℃に設定し、第２ゾーンのバレル温度を４０℃に設定した。スクリューとしては、第１ゾーンに、フライトスクリューエレメントからなるスクリューブロックを第１ゾーンの長さの４０％有し、第２ゾーンに、フライトスクリューエレメントからなるスクリューブロックを第２ゾーンの長さの７３％有し、第２ゾーンに、３．５×Ｄの長さの直交ニーディングディスク、０．５×Ｄの長さのシールリング、１×Ｄの長さの逆ニーディングディスク及び１×Ｄの長さの逆フライトからなるスクリューブロックを第２ゾーンに有するスクリューを使用した。なお、第２ゾーンでは、直交ニーディングディスクと逆ニーディングディスクと逆フライトとを、上流側から、直交ニーディングディスク、逆ニーディングディスク、逆フライトの順で配置した。
該二軸押出機の樹脂供給口に、ポリエチレン系樹脂（エチレン単位の含有量：８７ｍｏｌ％、融点：５７℃、メルトフローレート：３５ｇ／１０分、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）：２。）を供給し、該樹脂を溶融混練し、次いで、該樹脂を溶融押出しして、水中カット式造粒機（ＧＡＬＡ社製水中カットペレタイジングシステム）にて、溶融押出しされた樹脂をカットしたところ、ポリオレフィン系樹脂ペレットが安定して得られた。
第１ゾーンの下流部でのポリオレフィン系樹脂の温度は、２４６℃であり、第２ゾーンのベントボックスを開けたところ、バレル内の樹脂はフル充填ではなかった。