(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂組成物のペレットを磁力選別機により選別する方法であって、該選別方法が、（ｉ）ペレットの流れ方向を投影軸としてペレットの流路断面へ下記（１）式を満足する磁石部分を投影した時の投影面積が、該ペレットの流路断面積に対して９０％以上であり、かつ（ｉｉ）下記（２）式を満足することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物のペレットの選別方法。
Ａ≧０．７                              （１）
１０≦Ｃ／（Ａ×Ｂ）≦１０００          （２）
（ここでＡは磁力選別機中の各磁石の表面最大磁束密度（Ｔ）であり、（２）式におけるＡは（１）式を満足するものであり、Ｂは磁力選別機へのペレット流路断面積（ｍ２）、およびＣはペレットの通過速度（ｍ３／ｈ）を表わす）
【請求項２】
上記磁力選別機は、２個以上の丸い断面の棒状磁石が径方向に一列に配列し、更に該配列が２段以上平行に配列しており、且つ下記（３）式および（４）式の条件を満足する請求項１に記載のペレットの選別方法。
８≦Ｅ                                  （３）
０．３×Ｄ≦Ｅ≦１．５×Ｄ              （４）
（ここでＤは棒状磁石の直径（ｍｍ）、Ｅは棒状磁石間の間隔（ｍｍ）を表わす）
【請求項３】
上記熱可塑性樹脂組成物が、天然鉱物を粉砕加工した無機充填材を含むものである請求項１または２のいずれかに記載のペレットの選別方法。
【請求項４】
上記天然鉱物を粉砕加工した無機充填材はワラストナイトである請求項３に記載のペレットの選別方法。
【請求項５】
選別後のペレットが、粒径３００μｍ以上の鉄を主成分とする金属異物を実質的に含有しない、天然鉱物を粉砕加工した無機充填材を含む熱可塑性樹脂組成物のペレットである請求項１または２のいずれかに記載のペレットの選別方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の選別方法によりペレットを得、得られたペレットをホットランナを使用した射出成形により成形する成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂組成物のペレットの選別方法に関する。更に詳しくは熱可塑性樹脂組成物のペレットを、（ｉ）ペレットの流路断面積と特定磁束密度以上の磁石の該断面への投影面積が特定の関係となるように、かつ（ｉｉ）磁力選別機中の磁石の磁束密度、ペレット流路断面積、およびペレットの通過速度が特定の関係を満足するように、磁力選別機中を通過させることにより得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットの選別方法に関する。かかるペレットは成形時のトラブルを極力低減する必要のあるホットランナ成形に好適なペレットを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に熱可塑性樹脂は、加工性、軽量性、電気絶縁性、耐水性、耐熱性、耐腐食性などにおいて優れることから、金属、ガラス、陶磁器、木材などの代替材料として、電気電子部品、機械部品、ＯＡ機器部品、医療部品、自動車部品など幅広い分野において使用されている。
【０００３】
近年は環境負荷の低減および低コスト化を目的として、熱可塑性樹脂の成形加工において、ホットランナを使用した射出成形（本発明では単にホットランナ成形と称する）の採用が増加している。ホットランナ成形では通常の射出成形において発生するスプルーやランナを排出しないので材料を無駄にすることがない。その他にも成形の自動化が容易である、成形サイクルの短縮が可能である、スプルーなどの後処理工程が不要である、スプルーなどを再生品として混入することがなく成形品の品質が安定するなどの利点を有する。
【０００４】
更にバルブゲート式のホットランナの場合、かかるゲート部の開閉が自由に制御できる。かかる特性を活かして射出圧縮成形などにおいては、ホットランナが多用されている。すなわち、かかるバルブを閉じることにより金型内の樹脂の圧縮を自由に行うことができるからである。通常（いわゆる“コールドランナ”と称するもの）ならば材料の冷却固化によるゲートシール後でなければ樹脂のバックフローが生じ、自由に圧縮制御をすることはできない。
【０００５】
しかしながら通常のスプルーやランナの場合と異なり、ホットランナにおける樹脂の流動路は狭い。流動路の径や厚みが１ｍｍ未満であるものも多用されている。特にバルブゲート型の場合には、その流動路の大きさが実質的に０ｍｍになる状態が繰り返される。したがって熱可塑性樹脂組成物中に異物が混入した場合、ホットランナの流動路やゲートに異物が詰まり（以下単に“ホットランナの詰まり”と称する）、成形トラブルの原因になったりホットランナを破損する原因になったりする場合があった。
【０００６】
特に鉄を主成分とする磁性の高い金属異物が混入した場合にその頻度が高い傾向にあった。これは、ガラス、炭素繊維、および他の無機充填材などと比較して、ホットランナ流動路部分やゲート部分を構成する鋼材との親和性が高いため、ホットランナの流動路が詰まりが生じやすいためではないかと考えられる。
【０００７】
通常のスプルーやランナの詰まりの場合には、スプルーなどの固化した樹脂の中に異物が混入しているため、詰まりが生じた場合であってもかかるスプルーなどを取り除けば以後の成形に影響を与えることは少ない。一方ホットランナの場合にはかかる処置ができず、以後の成形に多大な影響を及ぼす。したがってホットランナの詰まりは極力さける必要のある成形トラブルである。またホットランナは通常のスプルーやランナに比較して高価であり、ホットランナの損傷による大きな経済的損失も問題となる。
【０００８】
熱可塑性樹脂組成物中に金属異物が混入する原因としては、熱可塑性樹脂組成物の原料に起因する場合が挙げられる。特に天然鉱物を粉砕加工した原料を含む場合には、その原石中に元々含まれている場合や、粉砕および選別などの処理工程中に混入する場合が多い。殊にワラストナイトでは鉄などの金属異物を含む場合が多い。また金属異物が混入するその他の原因としては、熱可塑性樹脂組成物を溶融混練し、ペレット化する工程で装置の一部が破損するなどして混入する場合が挙げられる。このように熱可塑性樹脂組成物には、多くの金属異物が混入する要因があり、ホットランナ成形において問題となる場合があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ホットランナで成形する場合の熱可塑性樹脂組成物中の金属異物による問題を解決し、品質の安定性に優れたホットランナ成形に対応する熱可塑性樹脂組成物のペレットの選別方法およびかかるペレットからホットランナ成形により成形する成形品の製造方法を提供するものである。
【００１０】
本発明者らは上記課題に対して鋭意検討した結果、特定の条件を満足する磁力選別を行うことで、課題を効率的に解決できることを見出し本発明を完成するに至った。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、熱可塑性樹脂組成物のペレットを磁力選別機により選別する方法であって、該選別方法が、（ｉ）ペレットの流れ方向を投影軸としてペレットの流路断面へ下記（１）式を満足する磁石部分を投影した時の投影面積が、該ペレットの流路断面積に対して９０％以上であり、かつ（ｉｉ）下記（２）式を満足することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物のペレットの選別方法にかかるものである。
Ａ≧０．７                              （１）
１０≦Ｃ／（Ａ×Ｂ）≦１０００          （２）
（ここでＡは磁力選別機中の各磁石の表面最大磁束密度（Ｔ）であり、（２）式におけるＡは（１）式を満足するものであり、Ｂは磁力選別機へのペレット流路断面積（ｍ２）、およびＣはペレットの通過速度（ｍ３／ｈ）を表わす）
【００１２】
本発明は、より好適には更に上記磁力選別機は、２個以上の丸い断面の棒状磁石が径方向に一列に配列し、更に該配列が２段以上平行に配列しており、且つ下記（３）式および（４）式の条件を満足する上記ペレットの選別方法にかかるものである。
８≦Ｅ                                  （３）
０．３×Ｄ≦Ｅ≦１．５×Ｄ              （４）
（ここでＤは棒状磁石の直径（ｍｍ）、Ｅは棒状磁石間の間隔（ｍｍ）を表わす）
【００１３】
更に本発明は、より好適には上記熱可塑性樹脂組成物が、天然鉱物を粉砕加工した無機充填材を含むものである上記ペレットの選別方法にかかるものであり、殊に該天然鉱物がワラストナイトである上記ペレットの選別方法にかかるものである。
【００１４】
また本発明は、粒径３００μｍ以上の鉄を主成分とする金属異物を含まないホットランナ成形用ペレットの選別方法にかかるものであり、そして本発明は、上記のペレットをホットランナ成形により成形する成形品の製造方法にかかるものである。
【００１５】
以下に本発明の詳細を説明する。
【００１６】
本発明の熱可塑性樹脂組成物に使用される熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ−４−メチルペンテン−１、および環状ポリオレフィン樹脂などのポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＨＩＰＳ樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＭＢＳ樹脂、ＭＡＳ樹脂、水添ポリスチレン樹脂、およびＳＭＡ樹脂などのスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、並びにスチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマーなど各種の熱可塑性エラストマーを挙げることができる。（ここでＭＳ樹脂はメチルメタクリートとスチレンから主としてなる共重合体、ＡＥＳ樹脂はアクリロニトリル、エチレン−プロピレンゴム、およびスチレンから主としてなる共重合体、ＡＳＡ樹脂はアクリロニトリル、スチレン、およびアクリルゴムから主としてなる共重合体、ＭＡＳ樹脂はメチルメタクリレート、アクリルゴム、およびスチレンから主としてなる共重合体、ＳＭＡ樹脂はスチレンと無水マレイン酸（ＭＡ）から主としてなる共重合体を指す。）
更に熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアルキレンテレフタレート樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアリレート樹脂（非晶性ポリアリレート、液晶性ポリアリレート）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、非晶性ポリアリレートポリエーテルイミド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、およびポリフェニレンサルファイド樹脂などを挙げることができる。熱可塑性樹脂は上記に限定されるものではなく、また上記の２種以上を混合したものでもよい。
【００１７】
これらの中でもポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、非晶性ポリアリレート樹脂、非晶性ポリアリレート樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂などのガラス転移温度が１３０℃以上の熱可塑性樹脂を主体とする熱可塑性樹脂組成物がより好適である。これらはガラス転移温度が高いことから溶融粘度が高く、流動路が狭い部分においてよりその詰まりが発生しやすいからである。
【００１８】
更に本発明において好適な態様としては、熱可塑性樹脂組成物に無機充填材を含んでなる熱可塑性樹脂組成物を挙げることができる。無機充填材を含む場合には、鉄などを主成分とする金属異物が混入する確率が高くなるためである。更に本発明においてより好適な態様としては、無機充填材が天然鉱物を粉砕加工してなる場合が挙げられる。かかる無機充填材では鉄などを主成分とする金属異物の混入確率が更に高くなるためである。
【００１９】
本発明においてより好適な態様としては、無機充填材がメタケイ酸カルシウム鉱物、殊にワラストナイトである場合を挙げることができる。これらは産出される原石中に鉄分を混在し、その粉砕物においても鉄分を含む割合が多いためである。したがってホットランナ対応の場合により注意が必要となる。
【００２０】
天然鉱物を粉砕加工してなる無機充填材は通常、粗粉砕の段階、または最終的に製品とした後、磁力選別機により処理されるものが多いが、かかる処理を行った場合であっても現状では鉄などを主成分とする金属異物の混入を十分に防止するのは困難である。これは原料段階での高い磁力の磁力選別は収率の低下を招くためである。したがってペレットでの選別が重要となる。
【００２１】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は種々の添加剤を含むことができる。例えば衝撃改質剤となるゴム状弾性体、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、滑剤、帯電防止剤、摺動性付与剤、可塑剤、強化剤（ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、マイカ、タルク、ガラスフレークなど）、光拡散剤、および染顔料などを挙げることができる。かかる添加剤の量は耐熱性、耐衝撃性、熱安定性、光安定性などの目的に応じて適宜選択できる。
【００２２】
本発明の熱可塑性樹脂組成物のペレットの形状は、円柱状、球状、および板状などの各種の形状をとることができる。大きさは通常ペレットとして使用できる大きさであればよく、数ｍｍ程度の径、好ましく２〜６ｍｍ程度の大きさである。
【００２３】
本発明磁力選別機は、磁石の作用により金属異物を取り除くものである。取り除かれる金属としては強磁性体と成り得るものであり、鉄、コバルトなどを主体とする強磁性体の他、熱などの刺激により磁性化するものなども含まれる。特に鋼材などに代表される鉄を主成分とする金属異物の除去が対象となる。かかる金属異物は強度が高いため、溶融加工時に熱可塑性樹脂にかかる圧力などによって破壊されることが少なく、またホットランナの流動路やノズルを構成する材料との親和性が高い。これらの因子はホットランナの詰まりの大きな原因となりやすい。
【００２４】
本発明は、（ｉ）ペレットの流れ方向を投影軸としてペレットの流路断面へ上記（１）式を満足する磁石部分を投影した時の投影面積が、該ペレットの流路断面積に対して９０％以上であり（以下“条件（ｉ）”と称する場合がある）、（ｉｉ）上記（２）式を満足する（以下“条件（ｉｉ）”と称する場合がある）磁力選別を行ったことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物にかかるペレットを提供する。
【００２５】
上記条件（ｉ）について説明する。かかる条件はペレットが特定以上の磁束密度を有する磁力選別機中の磁石に接触する確率に相当するものである。かかる値が特定値以下の場合、本発明の目的が十分に達成されない場合がある。
【００２６】
ペレットの流路断面積は、磁力選別機の上方に設置されたペレット供給口のほぼ全体にわたってペレットが流れておりかかるペレットが磁力選別機に供給される場合には、ペレット供給口の断面積として計算される。一方、ペレットの供給口が明確に設けられていない場合には、磁力選別機に供給される直前のペレットの流路断面積として計算される。
【００２７】
条件（ｉ）において、例えば上下方向に配列された表面最大磁束密度の異なる磁石が同一投影面上に重なる場合には、いずれかの磁石において上記（１）式を満足すればよい。しかしながらより好ましいのは、ペレットの供給口側より観察される磁石の全てが上記（１）式を満足する場合である。
【００２８】
かかる条件（ｉ）においては、磁力選別機に供給する際のペレット進行方向に投影した該選別機磁石部分の投影面積が、磁力選別機に供給する際のペレット流路断面積に対して１００％となるよう磁石を設置することが最も好適である。
【００２９】
一方、例えば丸い断面の棒状磁石のみの配列では磁力選別機の流路全体に対して磁石部分の投影面積を１００％にすることは困難である。これは投影面積が１００％の場合ペレットの通過できない滞留部分が生じるためである。半円形断面などの磁石を使用すれば、滞留部分は解消されるがコストが高くなる。
【００３０】
したがってペレットの磁力選別機への効率のよい通過方法として、磁力選別機の流路全体の投影面積に対して、磁力選別機へのペレット供給口面積を小さくする方法が好ましく挙げられる。かかる方法によりペレット流路断面積に対する磁石部分の投影面積を実質的に１００％にすることができる。またかかる場合にはペレットの磁石に接触する確率が理論上１００％となり、ペレットは少なくとも１つの磁石に直接接触することが可能となる。かかる磁力選別機へのペレット供給口面積（上記（２）式のＢに相当する）は、磁力選別機全体のペレットの流れ方向を投影軸とした投影面積に対して０．０５〜０．９倍であることが好ましく、更に０．１〜０．８倍であることがより好ましい。かかる倍率が低すぎる場合には、ペレットの処理量が低くなるかまたは大きな磁力選別機が必要となり適切でない場合がある。
【００３１】
上記条件（ｉｉ）について説明する。上記（２）式の値が範囲を外れて小さすぎる場合には、ペレットの輸送効率および選別効率が低下し、一方大きすぎる場合には、金属異物が混入する可能性が高くなる。したがってかかる条件を満足すべく、磁力選別機の表面最大磁束密度、ペレット流路の断面積（ペレット供給口の断面積など）、およびペレットの通過速度の条件を適宜制御する必要がある。磁力選別機が固定されている場合には、ペレットの通過速度の条件を満足するように制御する。ペレットの通過速度はペレットを空気輸送する際の空気圧力などの調整により制御することができる。自然落下の場合よりも低い速度が求められる場合には、圧空を逆流させる方法なども取ることができる。一方でペレットの通過速度の制御が困難である場合には、かかる条件を満足するよう磁力選別機の仕様を調整する。上記（２）式において好ましいＣの範囲としては、０．１〜５（ｍ3／ｈ）が好ましく、０．５〜３．５（ｍ3／ｈ）がより好ましく、１〜３（ｍ3／ｈ）が更に好ましい。
【００３２】
また本発明におけるペレットの通過速度においてその体積は、真の体積によるものである。すなわち、時間当りのペレットの重量を真密度で除した値を示す。
【００３３】
本発明においてより好ましいのは下記（５）式の条件を満足する場合である。
３０≦Ｃ／（Ａ×Ｂ）≦７００                （５）
（Ａ、Ｂ、およびＣは、上記（２）式の場合と同様である）
【００３４】
上記（２）式および（５）式において、そのＡは上記（１）式を満足している必要がある。すなわち上記（２）式および（５）式において表面最大磁束密度が０．７Ｔ以上の磁石において、上記（２）式および（５）式の条件を満足する必要がある。より好ましくは表面最大磁束密度が０．７５Ｔ以上である。
【００３５】
条件（ｉ）において表面最大磁束密度が０．７Ｔ以上の磁石がペレットが流れる部分に十分に配置されていないと、金属異物の除去が不十分となる場合がある。また磁力選別機の表面最大磁束密度は高いほど金属異物の除去能力が向上するが、上限としては１．５Ｔが好ましい。すなわち下記（６）の条件を満足することが好ましい。
０．７５≦Ａ≦１．５                      （６）
（ここでＡは磁力選別機の表面最大磁束密度（Ｔ）を表わす）
【００３６】
上記条件を満足する場合には、十分に金属異物の除去が可能であると共に、収率が良好でかつ装置も経済的な範囲となる。
【００３７】
磁力選別機の種類は、（ｉ）２個以上の棒状磁石が幅方向に一列に配列したもの（以下“１段の格子状”と称する場合がある）、（ｉｉ）更にかかる配列が２段以上平行に配列したもの（以下“２段以上の格子状”と称する場合がある）、および（ｉｉｉ）かかる配列が互いに非平行で交差して２段以上配列したもの（以下“２段以上の交差格子状”と称する場合がある）などが挙げられる。これらの中でも（ｉｉ）２個以上の棒状磁石が幅方向に一列に配列し、更に該配列が２段以上平行に配列したものが好ましい。
【００３８】
棒状磁石としては丸い断面のものが好適である。かかる丸い断面はペレットの流動に対する抵抗が低く、ペレットの流動をスムースにすることが可能なためである。
【００３９】
すなわち磁力選別機の態様としては、２個以上の丸い断面の棒状磁石が径方向に一列に配列し、更に該配列が２段以上平行に配列したものがより好ましい。これは処理能力が他の磁力選別機に比較して優れ、また構造が簡素であり故障などの不具合も生じにくく、より安定した品質のペレットを製造する上で好ましいためである。また１列当りの棒状磁石の数としては２〜１０個程度が好ましく、２〜８個程度がより好ましく、３〜６個程度が更に好ましい。更に段数としては２〜５段程度が好ましく、より好ましくは２段または３段である。
【００４０】
また磁力選別機の形式としては、静磁界型および交流磁界型のいずれの形式も選択でき、好ましくは静磁界型のものである。更に磁石としては永久磁石および電磁石のいずれも選択可能である。
【００４１】
更に上記２段以上の格子状の磁力選別機においては、その隣接する各棒状磁石間の間隔が下記（３）式および（４）式の条件を満足するものが好適である。
８≦Ｅ                          （３）
０．３×Ｄ≦Ｅ≦１．５×Ｄ              （４）
（ここでＤは棒状磁石の直径（ｍｍ）、Ｅは棒状磁石間の間隔（ｍｍ）を表わす）
【００４２】
より好ましくは下記（７）式および（８）式の条件を満足するものである。
１０≦Ｅ                                （７）
０．４×Ｄ≦Ｅ≦１．２×Ｄ              （８）
（ここでＤ、Ｅは上記（３）式および（４）式の場合と同様である）
【００４３】
かかる範囲において、選別の効率を維持しながら、ペレットをスムースに通過させることが可能である。間隔が広すぎると効率が低下しやすく、間隔が狭すぎると磁力選別機内でブリッジなどを生じることがある。
【００４４】
また上記Ｄの値としては、Ｄ＝１８〜５０ｍｍが好ましい。より好ましくは２０〜４０ｍｍである。かかるＤの範囲に対応した条件（４）式に対応する範囲がＥとして好適であり、更に（８）式に対応する範囲がより好適である。また上記Ｅの値は、ペレット径の５〜５０倍程度の範囲にあることが適切である。
【００４５】
尚、棒状磁石間の間隔とは、２段以上の格子状の配列において、径方向に一列に並んだ隣接する棒状磁石間の間隔、および上下方向に配列された上下に隣接した棒状磁石間の間隔のいずれをも指す。ここで隣接するとは間隔を決定する対象となる２つの対象物が、それぞれ間隔を決定する関係において（例えば、径方向に一列に対する間隔であれば、その関係において）、互いにそれ以上に距離が近い対象を有していない関係をいう。
【００４６】
熱可塑性樹脂組成物のペレットは、熱可塑性樹脂組成物を押出機で溶融混練し、ペレタイザーなどでカッティングすることにより製造される。得られたペレットは通常篩により選別を行った後圧空ローダーを使用して輸送し、均質化のためのブレンドがなされる。更にその後容器や袋に収容して製品の形態とされる。かかる製品の形態とされたペレットは、成形加工業者の元で、場合により乾燥した後、成形機のホッパーに直接供給することにより、または別タンクから圧空ローダーで輸送することにより、成形機に供給される。上記の工程内で磁力選別機を設置する個所は、ペレットの製造後から成形機に供給するまでの工程内で、選別機の磁石がペレットに直接接触できる個所であればいずれの個所であってもよい。好ましいのはペレットを容器や袋に収容する部分の直前、もしくはペレットを成形する直前が挙げられる。より好ましいのはペレットを容器や袋に収容する部分の直前の個所である。
【００４７】
また、さらに好ましくは、熱可塑性樹脂組成物を押出機で溶融混練し、ペレタイザーなどでカッティングし、ペレットを製造した後とペレットを容器や袋に収容する前、もしくはペレットを成形する前に２段階以上に分けて上記条件（ｉ）および条件（ｉｉ）、より好ましくは（３）式および（４）式の条件を満足するものを設置する。
【００４８】
本発明の熱可塑性樹脂組成物のペレットは、上記の条件を満足する磁力選別機を通すことにより、ホットランナの詰まりを生じることのある成分が効率的に除去されたものである。すなわち本発明によれば、粒径３００μｍ以上の鉄を主成分とする金属異物を含まない熱可塑性樹脂組成物のペレットが提供される。更に好適には、粒径３００μｍ以上の鉄を主成分とする金属異物を含まない熱可塑性樹脂組成物のホットランナ成形用ペレットが提供される。
【００４９】
更に好ましくは、粒径３００μｍ以上の鉄を主成分とする金属異物を実質的に含有しない、天然鉱物を粉砕加工した無機充填材を含む熱可塑性樹脂組成物のホットランナ成形用ペレットが提供され、特に好ましくは粒径３００μｍ以上の鉄を主成分とする金属異物を実質的に含有しない、ワラストナイトを含む熱可塑性樹脂組成物のホットランナ成形用ペレットが提供される。殊に本発明は従来の選別装置や方法では除去できない場合のあった３００〜５００μｍの金属異物を十分に除去することを可能としたものである。ここで実質的に含有しないとは、通常製品として袋に収容されたペレットから製品の特性を判別するためのサンプリングした際に、かかる金属異物が検出されないことをいう。
【００５０】
本発明のホットランナ成形に対応する熱可塑性樹脂組成物のペレットは、ホットランナ成形した場合にあっても金属異物による成形トラブルやホットランナの損傷を生ずる確率が極めて低減されたものである。これにより環境負荷の低減、低コスト化、成形の自動化、成形サイクルの短縮化、および特殊成形に対する対応などの各種の熱可塑性樹脂組成物における課題が解決できる。したがって本発明の熱可塑性樹脂組成物のペレットを使用して、ホットランナ成形により形成された成形品は、これらの課題を解決した技術的に意義のあるものとなる。殊に本発明の熱可塑性樹脂組成物のペレットは、ホットランナの詰まりの問題が生じやすいバルブゲート型のホットランナに適したペレットであるといえる。
【００５１】
本発明のペレットにより得られた成形品は、電子・電気機器部品、ＯＡ機器部品、医療部品、自動車部品などにおいて好適に使用されるものであり、これら以外にも幅広い用途で使用可能である。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下に実施例を挙げて更に詳しく説明する。
【００５３】
［実施例１および２、並びに比較例１〜３］
（１）実験用ワラストナイトの作成
本発明の効果を明確にするために、市販のワラストナイト（巴工業社製；サイカテックＮＮ−４）にＳ５５Ｃ鋼材の金属粉を混入し実験を行った。Ｓ５５Ｃ鋼材の金属粉（Ｔｙｌｅｒ規格の標準篩において３２メッシュパス、４８メッシュオンの粒径を有する）を０．０５重量％となるようかかるワラストナイトに混合し、攪拌機により均一に混合した。得られたワラストナイトを“ＷＳＮ−１”とする。
【００５４】
（２）サンプルペレットの作成
４４ｍｍφのベント式２軸押出機（日本製鋼所（株）製ＴＥＸ４４ＨＣＴ、ダイス：３．９ｍｍφの９穴）を使用し、吐出量１００ｋｇ／ｈで下記の熱可塑性樹脂組成物の押出を行い、約２００ｋｇのペレットを製造した。押出機から得られたストランドをペレタイザーによりカットし（ペレットの大きさ：直径約３ｍｍ×長さ約３ｍｍ）、ミスカット品を振動式篩により選別した後、圧空輸送を使用して磁力選別機部分まで輸送し、下記に示す条件−１〜条件−５の各条件の磁力選別機に通してペレットを得た。
【００５５】
（ｉ）条件−１
磁力選別機として表面最大磁力密度０．８Ｔの棒状磁石を径方向に一列に上側５本、下側４本を配列し、互いが平行となる配列としたもの（カネテック（株）製ＰＣＭＢ−２５、永久磁石型、棒状磁石の長さ：２４４ｍｍ、棒状磁石の直径：２５ｍｍ、棒状磁石間の水平方向の間隔：２５ｍｍ、上下磁石の断面円中心間の上下方向の間隔：３７ｍｍ）を使用した。尚、かかる配列においてパラメータＤ、ＥはそれぞれＤ＝２５ｍｍ、並びにＥ＝１９．６５ｍｍ（上段と下段との磁石間の距離）およびＥ＝２５ｍｍ（上段および下段それぞれにおける各磁石間の距離）であった。
【００５６】
一方、ペレット供給口は、磁力選別機上に長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍの供給口を設けた。これによりペレットの流路断面積に対する、磁力選別機の磁石のうちペレットの流れ方向を投影軸としてペレットの流路断面へ（１）式を満足する磁石部分を投影した時の投影面積（条件（ｉ））は１００％とした。
【００５７】
磁力選別機および供給口の構成は図１および図２に示すとおりである。またペレットの通過速度は２．０ｍ3／ｈであった。すなわち条件（１）式および（２）式のパラメータにおいてＡ＝０．８（Ｔ）、Ｂ＝０．０１（ｍ2）、およびＣ＝２．０（ｍ3／ｈ）の条件とした。
【００５８】
尚、１５分おきに磁力選別機に捕捉されたペレットを取り除きながらペレットの採取を行った。かかる作業中は経路を切り替え、磁力選別機を通らないペレットはサンプル中には含まれないようにした。
【００５９】
（ｉｉ）条件−２
圧空ローダーの風量の変更によりペレットの通過速度を２．５ｍ3／ｈに変更した以外は、上記条件−１の場合と同様に処理を行った。すなわち、条件（１）式および（２）式のパラメータにおいてＡ＝０．８（Ｔ）、Ｂ＝０．０１（ｍ2）、およびＣ＝２．５（ｍ3／ｈ）の条件とした。磁力選別機の処置も同様とした。
【００６０】
（ｉｉｉ）条件−３
磁力選別機において棒状磁石の本数を上段の３本とした以外は、上記条件−１の場合と同様に処理を行った。すなわち、条件（ｉ）の磁石部分の投影面積の割合は５０％であった。また条件（１）式および（２）式のパラメータにおいてＡ＝０．８（Ｔ）、Ｂ＝０．０１（ｍ2）、およびＣ＝２．０（ｍ3／ｈ）の条件とした。磁力選別機の処置も条件−１と同様に行った。
【００６１】
（ｉｖ）条件−４：磁力選別機として表面最大磁力密度３００ｍＴの棒状磁石を使用した以外は、上記条件−１の場合と同様に処理を行った。すなわち、条件（ｉ）の磁石部分の投影面積は０であった。磁力選別機の処置も条件−１と同様に行った。
【００６２】
（ｖ）条件−５：ペレットの通過速度を３．５ｍ3／ｈに変更し、かつペレット供給口の大きさを長さ５０ｍｍ×幅５０ｍｍとした以外は、上記条件−１の場合と同様に処理を行った。尚、ペレット供給口の縮小は壁側からそれぞれ２５ｍｍずつ縮小して行った。すなわち、条件（ｉ）の磁石部分の投影面積の割合は１００％であった。また条件（１）式および（２）式のパラメータにおいてＡ＝０．８（Ｔ）、Ｂ＝０．００２５（ｍ2）、およびＣ＝３．５（ｍ3／ｈ）の条件とした。磁力選別機の処置も条件−１と同様に行った。
【００６３】
使用した樹脂組成物は以下のように製造した。下記の各成分のうちＰＥＴ、ＰＢＴ、およびＷＳＮ−１以外の成分を下記配合割合に計量し、櫛歯付きのタンブラーで均一に混合後、スクリュー根元の第１投入口から計量機（（株）クボタ製；ＣＷＦ）上に設けられた攪拌羽根式の供給機から供給した。一方ＰＥＴ、ＰＢＴ、およびＷＳＮ−１は同じく計量機上に設けられた振動式の供給機を用いて所定の割合となるようサイドフィーダーに供給され、かかるフィーダーを通して第２投入口から押出機へ供給された。スクリュー回転数１８０ｒｐｍ、ベント吸引度３，０００Ｐａでストランドを製造し、次いでペレタイザーでペレット化した。樹脂組成物の組成割合は以下のとおりである。
【００６４】
（組成割合）ＰＣ：５８重量部、ＰＥＴ：２１重量部、ＰＢＴ：４重量部、ＷＳＮ−１：１２重量部、ＩＭ：４重量部、ＷＡＸ：０．８重量部、ＳＴ−１：０．２重量部、ＳＴ−２：０．００５重量部およびＴｉＯ２：０．８重量部
更に上記の各原料の記号は下記のとおりである。
ＰＣ：ビスフェノールＡとホスゲンより製造される粘度平均分子量２５，０００の直鎖状芳香族ポリカーボネート樹脂（帝人化成（株）製「パンライトＬ−１２５０」）
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＴＲ−８５８０；帝人（株）製、固有粘度０．８）
ＰＢＴ：ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＴＲＢ−Ｈ；帝人（株）製、固有粘度１．０７）
ＩＭ：複合ゴム系グラフト共重合体（三菱レイヨン（株）製「メタブレンＳ−２００１」）
ＷＡＸ：Ｃ−１：無水マレイン酸とα−オレフィンとの共重合体（三菱化学（株）製ダイヤカルナＰＡ３０Ｍ、無水マレイン酸の割合として約１ｍｅｑ／ｇ、ＧＰＣ法により測定され標準ポリスチレン換算で算出された重量平均分子量約８，４００）
ＳＴ−１：サイクリックネオペンタンテトライルビス（オクタデシルフォスファイト）（旭電化工業（株）製「アデカスタブＰＥＰ−８」）
ＳＴ−２：テトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）４，４−ビフェニレンジホスホナイトを主成分とする安定剤（クラリアントジャパン（株）製「サンドスタブＰ−ＥＰＱ  ＰＬＵＳ」）
ＴｉＯ２：酸化チタン（石原産業（株）製「タイペークＰＣ−３」）
【００６５】
評価は次の方法により実施した。
▲１▼  磁力選別機に捕捉されたペレット量の定量
磁力選別機中に捕捉されたペレット量について比較を行った。
▲２▼  成形状況の観察
各選別条件により得られたペレットをそれぞれ１１０℃で６時間熱風乾燥機を用いて乾燥した後、バルブゲート型ホットランナー（Ｅタイプノズル、ノズル径２．５ｍｍφ（直径）、モールドマスターズ社製）を２個有する、１ショットあたりの重量が約１２０ｇ、および厚み２ｍｍ箱型成形品を、シリンダー温度２９０℃、金型温度７５℃、マニホールド温度３００℃、射出速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、保圧時間８ｓｅｃ、冷却時間２５ｓｅｃ、バルブ遅延時間８ｓｅｃで約１，０００ショットまで成形し、その成形状況を観察した。結果を表１に示す。尚、ホットランナの詰まりが生じた場合は、ノズルおよびバルブの部品を交換することで実験を行った。
▲３▼  金属異物の観察
得られたペレットをランダムにサンプリングし、ペレット中に３００μｍ以上の金属異物が含まれているか否かを観察した。かかる観察はペレット１００ｇを塩化メチレンに溶解し、得られた溶液中に電磁石（最大表面磁束密度０．８Ｔ）を入れ、付着した成分を磁石から除去して採取した後、光学顕微鏡観察により大きさの確認を行った。
○：３００μｍ以上の金属異物が含まれない
×：３００μｍ以上の金属異物が含まれる
【００６６】
【表１】
0004700227.tif 000002
上記表から明らかなように本発明の特定の条件を満足する磁力選別機を通して得たペレットは十分に金属異物が除去されていることがわかる。
【００６７】
［実施例３］
上記のＷＳＮ−１の代わりにＷＳＮ−１の作成に使用した市販のワラストナイトをそのまま使用して実施例１と同様の組成物を押出機を４８時間連続運転して作成した。磁力選別機の条件としては条件−１のものを使用した。磁力選別機に捕捉されたペレットを塩化メチレン溶液に溶解し含まれる異物について調査した。０．５ｍｍ〜１ｍｍの大きさを有する主成分を鉄とする金属異物が１個、および０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの主成分を鉄とする金属異物が９個確認された（成分は蛍光Ｘ線観察により確認した）。一方、製造されたペレットからは、ランダムに２０サンプル（計２，０００ｇ分）を調査したが、大きさが０．３ｍｍ以上の鉄を主成分とする金属異物は検出されなかった。
【００６８】
【発明の効果】
本発明のホットランナ成形に対応する熱可塑性樹脂組成物のペレットは、ホットランナの詰まりを極力抑制できるものであり、ホットランナの有する多くの利点を十分に活用可能とするものである。かかるペレットは幅広い産業分野において極めて有用なものであり、その奏する産業上の効果は格別なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１で用いた磁力選別機およびペレット供給口部を模式的に示す正面図である。
【図２】実施例１で用いた磁力選別機およびペレット供給口部を模式的に示す上面図である。
【符号の説明】
１      磁力選別機本体
２      ペレット供給口部
３      ペレット供給口部の長さ（１００ｍｍ）
４      磁力選別機中の丸棒磁石における中心軸間の水平距離（５０ｍｍ、上下段とも全て同一）
５      右端部の磁石の外壁部からの距離（２５ｍｍ、尚、壁の厚みは３ｍｍ）
６      磁力選別機中の丸棒磁石（上下段とも全て同一）
７      下段丸棒磁石における中心軸の外壁部からの距離（５０ｍｍ）
８      磁力選別機本体の長さ（２５０ｍｍ）
９      下段丸棒磁石間の水平距離（２５ｍｍ、全て同一）
１０    上段丸棒磁石間の水平距離（２５ｍｍ、全て同一）
１１    隣接する上段丸棒磁石と下段丸棒磁石との間の距離（１９．６５ｍｍ）
１２    下段丸棒磁石の中心軸を結んだ配列軸の底面からの高さ（２０ｍｍ）
１３    上段丸棒磁石の中心軸を結んだ配列軸と下段丸棒磁石の円断面を結んだ配列軸との上下方向の距離（３７ｍｍ）
１４    磁力選別機本体の高さ（８０ｍｍ）
１５    丸棒磁石の直径（２５ｍｍ、全て同一）
１６    左端部の磁石の外壁部からの距離（２５ｍｍ、尚、壁の厚みは３ｍｍ）
１７    磁力選別機本体引き出し用の把手
１８    丸棒磁石の中心軸（平行して記載の一点鎖線は全て同じ）
１９    ペレット供給口内壁面部分の本体外壁部からの長さ方向の距離（７５ｍｍ）
２０    丸棒磁石支持用の内壁（厚み３ｍｍ）
２１    丸棒磁石支持用の内壁の本体壁からの距離（３０ｍｍ）
２２    磁力選別機本体の幅（２５５ｍｍ）
２３    丸棒磁石支持用の内壁（厚み３ｍｍ）
２４    丸棒磁石支持用の内壁の本体壁からの距離（３０ｍｍ）
２５    ペレット供給口の幅（１００ｍｍ）
２６    ペレット供給口内壁面部分の本体外壁部からの幅方向の距離（７７．５ｍｍ）
【図１】
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【図２】
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