(57)【要約】【課題】  連続的かつ効率よく前記ポリエチレンペレットを製造する方法を提供する。【解決手段】  密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンに、少なくともタルクを０．５〜２５ｗｔ％、滑剤を１００〜１００００ｗｔｐｐｍ含有してなることを特徴とする低互着性ポリエチレンペレットであり、前記滑剤が、エルカ酸アミドであること、前記密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンの密度が、８６０〜８８０ｋｇ／ｍ３であること、前記タルク含有量が０．８〜１．０ｗｔ％、滑剤含有量が５００〜５０００ｗｔｐｐｍ特に好ましくは１０００〜２０００ｗｔｐｐｍであることはいずれも本発明の好ましい形態である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンに、少なくともタルクを０．５〜２５ｗｔ％、滑剤を１００〜１００００ｗｔｐｐｍ含有してなることを特徴とする低互着性ポリエチレンペレット。
【請求項２】
前記滑剤が、エルカ酸アミドである請求項１記載の低互着性ポリエチレンペレット。
【請求項３】
前記密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンの密度が、８６０〜８８０ｋｇ／ｍ３である請求項１または２に記載の低互着性ポリエチレンペレット。
【請求項４】
前記タルク含有量が０．８〜１．０ｗｔ％、滑剤含有量が５００〜５０００ｗｔｐｐｍである請求項１から３のいずれかに記載の低互着性ポリエチレンペレット。
【請求項５】
前記タルク含有量が０．８〜１．０ｗｔ％、滑剤含有量が１０００〜２０００ｗｔｐｐｍである請求項１から４のいずれかに記載の低互着性ポリエチレンペレット。
【請求項６】
下記第１工程〜第３工程を含む低互着性ポリエチレンペレットの製造方法。
第１工程：密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンにタルクおよび滑剤を添加して溶融混練を行い、タルク含有量２０〜４０ｗｔ％、滑剤含有量１〜５ｗｔ％になるようにする工程
第２工程：第１工程で得られたタルク含有量２０〜４０ｗｔ％、滑剤含有量１〜５ｗｔ％の密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンに、さらに密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンを添加してタルクの含有量が０．５〜２５ｗｔ％、滑剤の含有量が１００〜１００００ｗｔｐｐｍになるように押出機にて溶融混練を行う工程
第３工程：次いで水中カッティングする工程
【請求項７】
前記滑剤がエルカ酸アミドである請求項６記載の低互着性ポリエチレンペレットの製造方法。
【請求項８】
前記密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンの密度が８６０〜８８０ｋｇ／ｍ３である請求項６または７に記載の低互着性ポリエチレンペレットの製造方法。
【請求項９】
前記タルク含有量が０．８〜１．０ｗｔ％、滑剤含有量が５００〜５０００ｗｔｐｐｍである請求項６から８のいずれかに記載の低互着性ポリエチレンペレットの製造方法。
【請求項１０】
前記タルク含有量が０．８〜１．０ｗｔ％、滑剤含有量が１０００〜２０００ｗｔｐｐｍである請求項６から９のいずれかに記載の低互着性ポリエチレンペレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低互着性ポリエチレンペレットおよびその製造方法に関するものであり、特に、粘着性を有する直鎖状低密度ポリエチレンの保管中における、ペレット同士の互着性が低減されたペレットおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン等の樹脂は通常ペレット状に加工され、乾燥空気をブロワーにて発生させ、配管に流れている空気流に乗せてペレットをサイロへ移送する空気輸送（以下空送という）を行って、一旦貯蔵用サイロに貯蔵した後、樹脂ペレットの形態でユーザーに供給される。
【０００３】
低密度ポリエチレン、特に直鎖状低密度ポリエチレンはペレット自体の粘着性のため互着してしまい、サイロ内においてペレットの塊が生じ、サイロから抜き出すことができず出荷が困難になる等の問題、製造直後の樹脂ペレットに残留している残留有機溶剤等の除去、乾燥を行うために、通常加熱空気をサイロ内へ導入し、樹脂内部からの溶剤の拡散を利用して空気中へ溶剤を移行させ除去する操作を行うが、この場合に加熱空気温度を高くすると残留溶剤の除去には有利であるが、ペレット同士の互着あるいはサイロ壁面への付着等が生じ易くなる等の問題、出荷に際し、フレコンや紙袋に充填後倉庫保管中にペレットが互着しその後の作業に支障が生じる等の問題があった。
【０００４】
従来、かかる問題を解決するため、ＥＶＡエマルジョンやステアリン酸カルシウム等の互着防止剤をペレット表面に噴霧し、ペレット同士の互着や配管への付着を防止する等の方法は知られていた。しかし、これらの方法ではペレット表面に互着防止剤を均一に噴霧することが難しい、表面に付着した互着防止剤は剥離しやすく十分な互着防止効果が得られない、空送配管やサイロ等に残留した互着防止剤が、製品を汚染し品種によっては品質が損なわれる等の問題があった。
【０００５】
そこで、例えば酢酸ビニルとエチレンの共重合体のペレットに滑剤を練り込んでペレットの表面を被膜し、互着性を低下させる方法も提案されている（例えば特許文献１参照）。本発明者は、先に直鎖状低密度ポリエチレンのペレットにタルクを練り込みペレット表面に凹凸を施し互着性を低下させ方法を提案した（特許文献２参照）。しかし、特に直鎖状ポリエチレンペレットの保管において、これらの方法によっても長期保管中の外気の温度変化によっては、ペレットの互着が生じる場合があり、より高い温度条件下においてペレットの互着防止を図り、長期間保管が可能な方法の開発が要望されていた。
【０００６】
【特許文献１】特公昭６３−２９８９３号公報（第１頁〜第２頁）
【特許文献２】特願２００２−１２６１８７号（第１頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかる現状において、本発明は、低密度で粘着性を有する直鎖状低密度ポリエチレンの保管に際し、ペレット同士の互着防止を図り、より長期の保管が可能なペレットおよびそ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】
【０００８】
すなわち、請求項１に係る発明は、密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンに、少なくともタルクを０．５〜２５ｗｔ％、滑剤を１００〜１００００ｗｔｐｐｍ含有してなることを特徴とする低互着性ポリエチレンペレットであり、前記滑剤が、エルカ酸アミドであること、前記密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンの密度が、８６０〜８８０ｋｇ／ｍ３であること、前記タルク含有量が０．８〜１．０ｗｔ％、滑剤含有量が５００〜５０００ｗｔｐｐｍ特に好ましくは１０００〜２０００ｗｔｐｐｍであることはいずれも本発明の好ましい形態である。
請求項６に係る発明は、下記第１工程〜第３工程を含む低互着性ポリエチレンペレットの製造方法である。すなわち、
第１工程：密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンにタルクおよび滑剤を添加して溶融混練を行い、タルク含有量２０〜４０ｗｔ％、滑剤含有量１〜５ｗｔ％になるようにする工程
第２工程：第１工程で得られたタルク含有量２０〜４０ｗｔ％、滑剤含有量１〜５ｗｔ％の密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンに、さらに密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンを添加してタルクの含有量が０．５〜２５ｗｔ％、滑剤の含有量が１００〜１００００ｗｔｐｐｍになるように押出機にて溶融混練を行う工程
第３工程：次いで水中カッティングを行う工程を含む低互着性ポリエチレンペレットの製造方法である。前記滑剤がエルカ酸アミドであること、前記密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレンの密度が８６０〜８８０ｋｇ／ｍ３であること、前記タルク含有量が０．８〜１．０ｗｔ％、滑剤含有量が５００〜５０００ｗｔｐｐｍ特に好ましくは１０００〜２０００ｗｔｐｐｍであることは、いずれも本発明の好ましい形態である。
【発明の効果】
【０００９】
密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレン（以下ＬＬＤＰＥと略すことがある。）にタルクおよび滑剤を溶融混練することにより、ペレット同士が互着しにくく、ペレット中の未反応モノマーの脱気、サイロからの抜き出しおよび保管等の取扱いが容易な低互着性ポリエチレンペレットの提供が可能になった。また、予めＬＬＤＰＥにタルクおよび滑剤を添加して溶融混練を行い、ついで得られた高濃度にタルクおよび滑剤を含有するＬＬＤＰＥをさらにＬＬＤＰＥに加えて溶融混練を行い所望濃度のタルクおよび滑剤含有量のＬＬＤＰＥを製造することにより、連続的かつ効率よく前記ポリエチレンペレットを製造する方法の提供が可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明で用いられる、密度９３５ｋｇ／ｍ３以下の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）は、通常高圧イオン重合法、気相重合法、溶液重合法等で製造することができる。高圧イオン重合法では、エチレン圧約８０ＭＰａ、反応温度１８０〜２６０℃で、均一系触媒としてはメタロセン触媒等が用いられる。特に密度が８６０〜８８０ｋｇ／ｍ３のものは、共重合されるコモノマーの例としてブテン−１、ヘキセン−１等が挙げられ、これらは粘着性が高く取扱いに注意を要する。
【００１１】
樹脂ペレットは、通常直径約３ｍｍ、長さ約４ｍｍの楕円球状のものである。サイロは、樹脂ペレット等を貯蔵するための容器として汎用されており、通常、ステンレスやアルミニウム等の金属製で高さ１５〜２０ｍ、直径３〜４ｍの円筒状で、下部は逆円錐状のコーン部を形成して、製品の出荷時の抜出し容易になるように設計されており、ペレットを１００トン程度貯蔵することができる。
【００１２】
本発明で用いる滑剤としては、例えば飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、飽和脂肪酸ビスアミド及び不飽和脂肪酸ビスアミド等の脂肪酸アミド化合物が挙げられるが、中でもエルカ酸アマイドが好適に用いられる。添加量は１００〜１００００ｗｔｐｐｍ、好ましくは５００〜５０００ｗｔｐｐｍ、さらに好ましくは１０００〜２０００ｗｔｐｐｍである。タルクは、いわゆる含水珪酸マグネシウムであり、好ましくは平均粒子径約５μｍの白色粉末を用いる。添加量は、０．５〜２５ｗｔ％好ましくは０．５〜１．５ｗｔ％、さらに好ましくは０．８〜１ｗｔ％である。
【００１３】
本発明においては、タルクおよび滑剤を併用することが必要である。何れか一方が欠けても望む効果は得られない。ペレット表面に凹凸が形成され、ペレット同士の接触面積を減少するタルクの添加効果、滑剤がペレットの表面にブリードし、ペレットの滑り性を改良する滑剤の添加効果の相乗作用により、より好ましいペレットの互着防止効果を得ることができる。
【００１４】
図１は、本発明におけるポリエチレンペレット製造工程の一例を示す概略図である。ＬＬＤＰＥは、重合反応器１で重合され、ガス分離機２を経てポリマー分離器３に溶融樹脂４として供給される。押出機７には小型押出機５が結合されている。押出機７にＬＬＤＰＥの溶融樹脂を供給すると同時に、小型押出機５から滑剤１〜５ｗｔ％、タルク２０〜４０ｗｔ％と高い濃度を含有するＬＬＤＰＥを溶融樹脂として押出機７に供給する。押出機７では、小型押出機５から供給される溶融樹脂と重合反応器６から供給される溶融樹脂をさらに溶融混練して、最終的にタルク含有量０．５〜２５ｗｔ％、滑剤含有量が１００〜１００００ｗｔｐｐｍとなるように調製し、冷却水が循環されているチャンバー８で水中カッティングされてペレット形状となる。チャンバー８のペレットは、循環冷却水と共にペレット分離器１０に送られて脱水、篩分等の工程を経てサイロへ空送される。サイロでは残留溶剤の除去等を行い出荷される。
【００１５】
小型押出機５から供給する高濃度のタルクおよび滑剤を含有するＬＬＤＰＥは、予め別途タルク、滑剤とＬＬＤＰＥを溶融混練してペレットにしたものを、押出機５に供給して、再度溶融混練を行いながら押出機７に供給してもよいし、小型押出機５の原料入口から直接、ＬＬＤＰＥ、タルクおよび滑剤を供給しながら溶融混練を行い、連続的に押出機７に供給してもよい。
【実施例】
【００１６】
次に、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例１
本発明によるＬＬＤＰＥを下記の如くの製造した。
図１に示したポリエチレンペレット製造工程により、重合反応器１で重合された結晶化密度８７０ｋｇ／ｍ３のＬＬＤＰＥを、ポリマー分離器３から、押出機７に４０００ｋｇ／ｈｒで供給した。一方小型押出機５に予め製造しておいたタルク２０ｗｔ％とエルカ酸アミド３ｗｔ％を含有するＬＬＤＰＥのペレットを供給し、１９０℃で溶融混練して押出機７に２１０ｋｇ／ｈｒで供給した。押出機７では、重合反応器から供給されるＬＬＤＰＥの溶融樹脂と１６０℃で溶融混練して、タルク含有量１．０ｗｔ％、エルカ酸アミド含有量１５００ｗｔｐｐｍとなるようにした。
【００１７】
比較例１、比較例２
実施例１と同様にしてタルクを含有し、エルカ酸アミドを含有しないＬＬＤＰＥペレット（比較例１）は、小型押出機からタルクのみ含有する溶融樹脂を供給し、タルクおよびエルカ酸アミドを共に含まないＬＬＤＰＥペレット（比較例２）は、小型押出機からタルクおよびエルカ酸アミドを含有しない溶融樹脂を供給し製造した。
【００１８】
実施例２
実施例１、比較例１、比較例２で製造したＬＬＤＰＥペレットのサイロ内における互着性の評価を、図２、図３に示したような模型サイロを作って下記のように行った。
図２は実験に使用した模型サイロの各部分の寸法を示す断面図、図３は実験の方法を示す模型サイロの断面図である。サイロの模型は、１００トンサイロと相似形になるように製作した。各寸法は次のとおりである。内径Ｄ８０ｍｍ、直胴部高さＤ８０ｍｍ、コーン部高さＨ７０ｍｍ、コーン部傾斜角θ２９°。
【００１９】
１００トンサイロ（実機）と模型サイロとの間で、ペレットにかかる圧力（ペレット圧）を合わせるため、垂直円筒状の容器に充填されたペレット層内の応力分布を与える式（１）（Ｊａｎｓｓｅｎの式）を用いてコーン部と直胴部の境でのペレット圧を計算した。
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（但し、コーン部と直胴部の境でのペレット圧ＰＳ（ｋｇ／ｍ２）は直胴部高さＤ（ｍ）、ペレットの嵩密度ρａ（ｋｇ／ｍ３）、ペレットと壁面の摩擦係数μｗ（＝ｔａｎφ’；φ’＝壁摩擦角＝φｉ（内部摩擦角）＝３５°と仮定）、水平方向の圧力ｋ（＝ｔａｎ２（π／４−φｉ／２））、コーン部と直胴部の境からの任意の高さｈ（ｍ）、コーン部と直胴部の境での荷重Ｍにより表される。）
【００２０】
この式と同様にしてコーン部におけるペレット層内の応力の釣合いを考えると（２）式となる。
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（但し、コーン部の逆円錐頂点からの任意の高さｙ（ｍ）でのペレット圧Ｐ（ｋｋｇ／ｍ２）はＰＳとｙ、コーン部の高さＨ（ｍ）、サイロの形状と材質、およびペレットの性質によってきまる定数Ｃ（＝２μＷｃｏｔθ（ｋｃｏｓ２θ＋ｓｉｎ２））によって表される。）
【００２１】
これらの式より嵩密度は約５６０ｋｇ／ｍ３として実機と模型サイロにおけるペレットへの圧力を同じとする荷重Ｍを計算した。
図３に示したように、ＬＬＤＰＥペレット７８ｇを、模型サイロ１２のコーン部と直胴部の境まで充填した後、計算により算出した１１ｋｇ重量のおもり１０をかけた。模型サイロ１２を、所定の温度（３０℃〜４０℃）としたオーブンの中に２４ｈｒ静置させ、その後模型サイロ１２下部の排出ダンパー１３を開け、ペレットの排出時間を測定した。
実験結果を表１に示す。ＬＬＤＰＥペレットの互着の状態は次の基準によって表した。◎：排出問題なし、〇：やや時間がかかるが全量排出、△：排出されるが残存量多い、×：排出不能
【００２２】
実施例１で製造されたＬＬＤＰＥペレットは、３７℃程度まで温度が上昇した場合においてもペレット排出に問題なかった。また、模型サイロ壁面へのタルク粉体の付着はみられず、評価後の洗浄も特に必要なかった。一方、比較例１として示したタルクのみを含有するＬＬＤＰＥペレットでは、３０℃程度まで温度が上昇すると、ペレット同士の互着および模型サイロ壁面への付着が生じ、３６℃以上の温度では排出不能であった。また、比較例２として示したＬＬＤＰＥのみのペレットでは、３０℃以下でも残存量が多く排出が完全に行われなかった。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
注）◎：排出問題なし      ○：やや時間がかかるが全量排出
△：排出されるが残存量が多い    ×：排出不能
【００２５】
実施例３
実施例１、比較例１、比較例２で製造したＬＬＤＰＥペレットを倉庫に保管した場合の互着性の評価を次の如く行った。２５ｋｇの紙袋に充填したＬＬＤＰＥペレットについて、８段積み重ねた状態で半年間静置させた後、紙袋を開封し内部の状態を観察したところ、実施例１のＬＬＤＰＥペレットではペレット同士が互着し、塊が発生していた袋はなかったが、比較例１、比較例２のＬＬＤＰＥペレットでは最上部の袋以外で塊が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明のポリエチレンペレット製造工程の一例を示す概略図である。
【図２】模型サイロの各部分の寸法を示す断面図である。
【図３】実験の方法を示す模型サイロの断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…重合反応器  、２…ガス分離器、３…  ポリマー分離器、４…  溶融ポリエチレン、５…小型押出機、６…原料入口  、７…押出機、８…  チャンバー、９…循環冷却水、１０…ペレット脱水機、１１…ペレット、１２…模型サイロ、１３…排出ダンパー、１４…おもり、１５…  おもりの支柱、１６…ペレット、Ｄ…模型サイロの内径および直胴部高さ、Ｈ…模型サイロのコーン部高さ、θ…模型サイロのコーン部傾斜角、ｙ…模型サイロのコーン部の逆円錐頂点からの任意の高さ、ｈ…模型サイロのコーン部と直胴部の境からの任意の高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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