(57)【要約】  ポリマー組成物のストランドをペレット化するためのダイ（１）において、そのダイの流出開口部（２）に隣接するダイ表面（４）が、セラミック塗料（５）またはポリテトラフルオロエチレン含有塗料で被覆される。
2015512803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー組成物のストランドのペレット化用のダイであって、前記ダイの流出開口部に隣接するダイ表面が、セラミック塗料またはポリテトラフルオロエチレン含有塗料で被覆されることを特徴とする、ダイ。
【請求項２】
前記セラミック塗料または前記ポリテトラフルオロエチレン含有塗料が、５〜１０μＬの間の蒸留水の液滴で２０℃において測定される、前記液滴を乾燥塗膜に滴下して３０秒後に少なくとも８０ｏの接触角を有することを特徴とする、請求項１に記載のダイ。
【請求項３】
前記塗膜が、少なくとも８５ｏの接触角を有する、請求項２に記載のダイ。
【請求項４】
前記塗料がシリカ粒子を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のダイ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のダイを使用してポリマー組成物のストランドをペレット化するための方法。
【請求項６】
前記ポリマー組成物が多相組成物である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記組成物が固体添加剤を含有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ポリマー組成物がガラス繊維強化ナイロンである、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ポリマー組成物のストランドのペレット化用のダイおよびそのダイを用いてポリマー組成物のストランドをペレット化する方法に関する。
【０００２】
ポリマー組成物のストランドのペレット化用のダイおよびそのダイの使用方法は一般に知られている。ポリマー組成物を押出機に供給し、押出機中で溶融し、押出機のスクリューによる圧力下に置き、押出機の出口に設けられたダイの流路に押し込む。この方法では、多くの場合、複数本のストランドが形成され、水浴を通って進む間に冷却され、冷却後にカッターに送られてペレット化される。
【０００３】
ポリマー組成物のストランドを形成する際の問題は、押出機のダイの出口開口部での「ダイ涎」とも呼ばれる組成物の付着または垂れの発生である。ダイ涎は、プロセスの中断および製品の不具合などの様々な問題を引き起こす。特開０４２３５０１５−Ａ号公報では、ダイの流路を形成するダイの内壁にセラミックの層を備えたストランドのペレット化用のダイが提案されている。このようなダイは幾分かダイ涎の発生の減少を示すに過ぎない。さらにダイの内側にセラミック塗料を塗布することは、特に流路が狭い場合には困難または不可能でさえある。被膜はまた、特にガラス繊維を充填したポリマー組成物を加工する場合、メルトフローによって引き起こされる摩耗に曝される。
【０００４】
本発明の目的は、ポリマー組成物を加工する場合にダイ涎の発生を示さない、または少なくとも減少させるストランドのペレット化用のダイを提供することである。
【０００５】
驚くべきことにこの目的は、ダイの１個または複数個の流出開口部に隣接したダイ表面をセラミック塗料またはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）含有塗料で被覆する場合に達成される。ダイ涎に与える好ましい影響が、基本的に流路の部分ではなく、ダイの外側の流出開口部に隣接した表面を被覆する場合に得られることは驚くべきことである。さらなる利点は、その塗膜がメルトフローによって引き起こされる摩耗に曝されないことである。ダイ涎の発生は、特にストランドのペレット化用のダイにとっては問題である。これは、そのようなダイが、多くの場合、長期の連続加工の間、大規模生産に対して使用されるためである。このような工程においてダイ涎の発生は、特に問題になる。
【０００６】
セラミック層を備えたペレット化用のダイは、米国特許第４，１６７，３８６号明細書から分かる。しかしながら、これはストランドのペレット化用のダイではない。周期的にダイの吐出面を横断して拭い取るナイフがダイに直接に取り付けられ、その拭い取り作用が、押し出されたストランドをペレットに切断することになる。この方法ではペレットは形成された後に冷却される。このようなペレタイザーがまた、ダイペレタイザーと共に示されている。ダイの吐出面を横断するナイフの拭い取りまたは切断作用は、吐出面の急速な摩耗を引き起こす。この過度の摩耗を克服するために、一般にはダイの吐出面にセラミック層などの硬質の層を施す。また、この方法ではナイフがダイの吐出面を横断して走るのではなく、ストランドはダイから遠く離れたカッターに送られるので、このためポリマー組成物のストランドは多くの場合、粒状化される。
【０００７】
好ましくは、そのセラミック塗料またはポリテトラフルオロエチレン含有塗料は、５〜１０μＬの間の蒸留水の液滴で２０℃において測定され、この液滴を乾燥塗膜に滴下して３０秒後に少なくとも８０ｏ、より好ましくは少なくとも８５ｏ、さらに一層好ましくは少なくとも９０ｏ、さらに一層好ましくは少なくとも９５ｏの接触角を有する（アドバンス法）。好ましくはポリテトラフルオロエチレン含有塗料としてはポリテトラフルオロエチレン粒子を含む金属塗料が使用される。より好ましくはセラミック塗料が、そのような塗料がすぐれた耐久性を有するために使用される。セラミック塗料はセラミック材料の塗料である。セラミック塗料は、例えばプラズマ溶射、浸漬塗装、電気泳動蒸着、化学的気相成長法、物理的気相成長法、およびゾルゲルコーティングによって塗布することができる。シリカ粒子を含む塗料を使用する場合、良好な結果が得られる。このような塗料の例は、米国特許出願公開第２００８／００１７０７４号明細書および同第２０１１／２７８２８３号明細書に記載されている。このような塗料は、例えば商品名Ｔｈｅｒｍｏｌｏｎ（登録商標）で販売され、Ｔｈｅｒｍｏｌｏｎ  Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｋｏｒｅａが供給している。
【０００８】
セラミック塗膜またはポリテトラフルオロエチレン含有塗膜の厚さは、１０〜１００μｍの間であることができる。好ましくは塗膜の厚さは１５〜７０μｍの間、より好ましくは２０〜５０μｍの間である。
【０００９】
本発明は、ダイが流出開口部に隣接した表面を含有し、それが流出開口部において流路の軸に直角である場合に特に適している。これは、そのようなダイではダイ涎の問題が大きく、一方、本発明によるダイはダイ涎の問題を示さないか、ほとんど示さないためである。
【００１０】
ストランドのペレット化用ダイは、ストランドのために少なくとも２個、好ましくは少なくとも１０個、より好ましくは少なくとも２０個の流出開口部を含むことができる。流出開口部の最大個数は、原理上は限定されないが、実用上の上限は３００個、好ましくは２００個、より好ましくは１５０個である。流出開口部の直径は、１〜６ｍｍの間、好ましくは２〜５ｍｍの間、より好ましくは３〜４ｍｍの間で変えることができる。
【００１１】
ダイの構築のために使用される材料は、この目的のための標準的な材料の一つ、例えばＤＩＮ  １．１４２２による鋼であることができる。
【００１２】
本発明はまた、本発明によるダイを用いてポリマー組成物のストランドをペレット化する方法に関する。本発明による方法において多相ポリマー組成物が使用される場合、良好な結果が得られる。これは、多相ポリマー組成物の場合、ダイ涎が頻繁に起こるのに、本発明によるダイではそれが効果的に減少するためである。多相ポリマー組成物の例には、２種類以上のポリマーの不均質ブレンド、あるいは第一ポリマー相と、低粘度成分の第二相、例えば外部滑沢剤または離型剤とを含む不均質組成物が挙げられる。特に良好な結果は、加工条件下で測定される二相間の１ｓ−１におけるずれ粘度が３倍を超える、好ましくは５倍を超える場合に得られた。多相ポリマー組成物の別の例は、１種類のまたは固体の添加剤、例えばタルクなどの充填剤、難燃剤、ガラス繊維などの強化用繊維、顔料などを含む組成物である。
【００１３】
本発明による方法に使用されるポリマー組成物は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、熱可塑性コポリエステルエラストマー、ナイロンなどの任意の熱可塑性ポリマーを含むことができる。
【００１４】
好ましくは熱可塑性組成物はガラス繊維強化ナイロンである。これは、ストランドペレット化がこのようなポリマー組成物のペレットの生産に一般に使用される方法であり、既知の方法の場合はダイ涎の問題が大きいためである。
【００１５】
本発明を、それらに限定されない複数の図によりさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】１つの流出開口部を有する最新技術によるストランドのペレット化用ダイの一部を示し、流出開口部に隣接する表面に塗膜を含有しない。
【図２】図１によるダイであるが、流出開口部に隣接する表面に塗膜を含有する。
【図３】図２のダイの横断部を示す。
【図４】ポリマー組成物のストランドをペレット化するための本発明による方法の設備の概略図である。
【００１７】
図１に、本発明の最新技術によるストランドの粒状化用のダイ（１）の一部を示す。ダイは、ダイ流路（３）の流出開口部（２）を含有する。流出開口部に隣接する表面（４）は、まだ被覆されていない。
【００１８】
図２は図１のダイを示すが、本発明によるダイ（１）は、流出開口部（２）に隣接する表面（４）に塗膜（５）を含有する。表面全体（４）に塗料を塗布するのが最も適切だが、流出開口部のすぐ周囲の表面のみを被覆することもまた可能である。
【００１９】
図３は、図２によるダイの横断部を示す。流路（３）の流出開口部（２）を含有するダイ（１）が示されている。流出開口部（２）に隣接する表面（４）は、塗膜（５）で被覆されている。
【００２０】
図４には、押出機（６）を含む設備の概略図が示され、その押出機に図１のストランドペレット化用のダイ（１）が装着されている。図２にはただ１本のストランド（７）が示され、ストランドは、水浴（８）を通って進み、ロール（９．１、９．２、および９．３）によって導かれ、ストランド（７）をペレット（１２）にペレット化するためのカッター（１１）へ２本のロール（１０．１および１０．２）によって運ばれる。
【００２１】
本発明を、これに限定されない実施例でさらに説明する。
【００２２】
［接触角の測定］
５μＬの蒸留水の液滴を２０℃でＴｈｅｒｍｏｌｏｎ（商標）塗膜の表面に滴下した。３０秒後に、標準的な設備を用いて液滴の写真を撮り、写真から塗膜表面における水滴の接触角を求めた。接触角は９６．６ｏであった。
【００２３】
［実施例１および比較実験Ａ］
例えば実施例１および比較実験Ａについては、直径３ｍｍの円形断面の１つの流路を有する同一の２つのダイを使用した。一方のダイは、図１に示すように流出開口部に隣接する表面をＴｈｅｒｍｏｌｏｎ（登録商標）塗料で被覆された（実施例１）。他方のダイは被覆されなかった。
【００２４】
それらダイを、３０ｍｍのスクリュー直径を有する一軸スクリュー押出機に装着した。ナイロン６と２重量％のタルカンのポリマー組成物を、ダイを通して５ｋｇ／時の産出量でストランドに加工した。流出開口部におけるポリマー組成物の溶融温度は２８０℃であった。ストランドを長さ３ｍｍのペレットに切断することによってストランドをペレット化した。非被覆ダイ（比較実験Ａ）の場合、加工後１分未満でダイ涎が観察された。流出開口部の周囲にポリマー組成物の環が堆積し焦げて黒色の物質になった。これは、ストランドの表面に粘着することがあり、破断してダイから出る。焦げた物質が破断してダイから出た後、物質の新しい付着が始まった。ペレットの幾つかは、その表面で焦げた物質に由来する黒斑を示した。
【００２５】
本発明によるダイ（実施例１）については１時間の試験期間の間まったくダイ涎が観察されなかった。
【図１】
2015512803.tif 000003
【図２】
2015512803.tif 000004
【図３】
2015512803.tif 000005
【図４】
2015512803.tif 000006
【国際調査報告】
2015512803.tif 000007
2015512803.tif 000008
2015512803.tif 000009