(57)【要約】【課題】物性の異なる熱可塑性樹脂であっても安定的に多品種少量生産が可能な熱可塑性樹脂成形物の製造方法を提供すること。【解決手段】第１の熱可塑性樹脂を押出機にて第１成形温度で押出成形したのち、非結晶性の第２の熱可塑性樹脂を第１成形温度よりも１０℃以上高い第２成形温度にて押出成形して洗浄し、次いで第３の熱可塑性樹脂を第２成形温度よりも５℃以上低い第３成形温度にて押出成形することを特徴とする熱可塑性樹脂成形物の製造方法。さらには、第２成形温度が第１の熱可塑性樹脂の融点よりも２０℃以上高い温度であることや、第２の熱可塑性樹脂のメルトフローレートが１〜２０ｇ／１０分であること、第２の熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート樹脂であることが好ましい。また、第３の熱可塑性樹脂の融点が第１の熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度であることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の熱可塑性樹脂を押出機にて第１成形温度で押出成形したのち、非結晶性の第２の熱可塑性樹脂を第１成形温度よりも１０℃以上高い第２成形温度にて押出成形して洗浄し、次いで第３の熱可塑性樹脂を第２成形温度よりも５℃以上低い第３成形温度にて押出成形することを特徴とする熱可塑性樹脂成形物の製造方法。
【請求項２】
第２成形温度が第１の熱可塑性樹脂の融点よりも２０℃以上高い温度である請求項１記載の熱可塑性樹脂成形物の製造方法。
【請求項３】
第２の熱可塑性樹脂のメルトフローレートが１〜２０ｇ／１０分である請求項１または２記載の熱可塑性樹脂成形物の製造方法。
【請求項４】
第２の熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート樹脂である請求項１〜３のいずれか１項記載の熱可塑性樹脂成形物の製造方法。
【請求項５】
第３の熱可塑性樹脂の融点が第１の熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度である請求項１〜４のいずれか１項記載の熱可塑性樹脂成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱可塑性樹脂成形物の製造方法に関し、さらに詳しくは異なる熱可塑性樹脂を連続して押出成形する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、産業上の多様な要求に対応するため、種々の特性を有する熱可塑性樹脂の押出成形による生産が行われている。そしてユーザーの要求に応えるためには、特に近年では、従来の大量生産に代わり、多品種少量生産を行わざるを得ない現状がある。しかし熱可塑性樹脂はその種類や品番により、融点、結晶性、粘度等の物性が大きく異なるため、特に同一設備で熱可塑性樹脂を切り替えながら使用する多品種少量生産には、本来向いていない。
【０００３】
例えば、製造する樹脂の切り替え時に残留する樹脂やその劣化物を洗浄するため、種々の洗浄剤および洗浄方法が検討されているが（例えば、特許文献１〜２）、洗浄の前後で同一の樹脂を使用する場合こそある程度の効果はあるものの、洗浄前後で、融点や粘度等の物性の大きく異なる樹脂を使用した場合には、十分な洗浄ができず、連続した熱可塑性樹脂の安定生産ができないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７５６９９号公報
【特許文献２】特開２００８−２３００２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記背景のもとになされたもので、物性の異なる熱可塑性樹脂であっても安定的に多品種少量生産が可能な熱可塑性樹脂成形物の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】
【０００６】
本発明の熱可塑性樹脂成形物の製造方法は、第１の熱可塑性樹脂を押出機にて第１成形温度で押出成形したのち、非結晶性の第２の熱可塑性樹脂を第１成形温度よりも１０℃以上高い第２成形温度にて押出成形して洗浄し、次いで第３の熱可塑性樹脂を第２成形温度よりも５℃以上低い第３成形温度にて押出成形することを特徴とする。
【０００７】
さらには、第２成形温度が第１の熱可塑性樹脂の融点よりも２０℃以上高い温度であることや、第２の熱可塑性樹脂のメルトフローレートが１〜２０ｇ／１０分であること、第２の熱可塑性樹脂が、ポリカーボネート樹脂であることが好ましい。また、第３の熱可塑性樹脂の融点が第１の熱可塑性樹脂の融点よりも低い温度であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、物性の異なる熱可塑性樹脂であっても安定的に多品種少量生産が可能な熱可塑性樹脂成形物の製造方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の熱可塑性樹脂成形物の製造方法は、異なった熱可塑性樹脂を連続して押出成形する方法であって、第１の熱可塑性樹脂を押出機にて第１成形温度で押出成形したのち、非結晶性の第２の熱可塑性樹脂を第１成形温度よりも１０℃以上高い第２成形温度にて押出成形し、次いで第３の熱可塑性樹脂を第２成形温度よりも５℃以上低い第３成形温度にて押出成形する製造方法である。ここで第１の熱可塑性樹脂と第３の熱可塑性樹脂は同じものであっても良いが、添加剤の含有量が違うなど何らかの相違点がある場合に特に有効である。
【００１０】
ここで本発明の製造方法に用いる第１及び第３の熱可塑性樹脂は押出成形できる樹脂であれば特に制約は無いが、具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のオレフィン系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ナイロン６等のポリアミド、ポリフェニレンスルフィドなどのホモポリマーや共重合体等を挙げられる。
【００１１】
さらにその他の成分として各種の機能性の添加剤や顔料等を含有しても良い。通常このような熱可塑性樹脂の連続生産を行う場合は、第１の熱可塑性樹脂から順に添加剤の量や顔料の量を順に高くすることが必要であって、生産計画に多くの制約が生じていた。しかし本発明の製造方法を採用することにより、第１の樹脂と第３の樹脂とを自由に組み合わせて、連続生産ができることとなった。
【００１２】
さらにこの第１及び第３の熱可塑性樹脂の融点としては１００〜３００℃の範囲であることが好ましい。さらには、第３の熱可塑性樹脂の融点が第１の熱可塑性樹脂の融点よりも低いことが、特には１０〜１５０℃低いことが洗浄効果の点からは好ましい。このような融点差が存在することにより、本発明の第２の樹脂による洗浄効果がより発揮されうる。もっとも連続生産の観点からは融点差が１０℃以内であることや、さらには融点差が無いことが好ましい。
【００１３】
本発明の製造方法に用いられる第２の熱可塑性樹脂としては、非結晶性であることが必要である。本発明の製造方法では、洗浄用の熱可塑性樹脂として非結晶性の熱可塑性樹脂を使用するのであるが、このような非結晶性の熱可塑性樹脂は、広い温度域において高い粘度を維持することができ、高い洗浄効果を発揮するのである。特に、樹脂切り替え前後に使用される第１と第３の熱可塑性樹脂の融点が大きく異なる場合（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリオレフィン樹脂の組み合わせ）に、特に高い洗浄効果を発揮する。
【００１４】
本発明の第２の熱可塑性樹脂としては、非結晶性の熱可塑性樹脂として、具体的には、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）等を挙げることができる。さらにこれらの非結晶性の樹脂の中では非晶性のポリカーボネート樹脂が特に好ましい。
【００１５】
さらにこのような非結晶性の熱可塑性樹脂の中に、少量であれば、例えば２０重量％以下であれば、適当な第３成分を含む共重合体であっても差し支えない。第３成分としては結晶性の熱可塑性樹脂であっても良く、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のオレフィン系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン６等のポリアミドなどのホモポリマーや共重合体、を用いてもよい。また、非結晶性の樹脂と他の成分とのポリマーアロイであってもよい。ただし非結晶性樹脂、特にポリカーボネート樹脂のような高いポリマー物性を活かすためには、できるだけ非結晶性樹脂の比率が高いことが良く、ホモポリマーであることが最も好ましい。
【００１６】
またこの第２の非結晶性の熱可塑性樹脂のメルトフローレートとしては、１〜２０ｇ／１０分の範囲にあることが好ましい。より好ましくは３〜１０ｇ／１０分の範囲であり、洗浄用の樹脂として最適である。なお、ここでメルトフローレートの測定法としてはＪＩＳ  Ｋ７２１０に準じて測定した値であり、例えば樹脂がポリカーボネート樹脂である場合には、３００℃、１１．７７Ｎ（１．２０ｋｇｆ）の条件にて測定した値である。
【００１７】
メルトフローレートが小さすぎる場合には、洗浄対象樹脂である第１の樹脂が残留するデッドスペースにまで第２の樹脂が浸透しにくくなるため、洗浄効果が低下する傾向にある。逆にメルトフローレートが大きすぎる場合には、粘度が低くなりすぎて、洗浄対象の第１の樹脂を十分押し出すことができない傾向にある。
また、第２の非結晶性の熱可塑性樹脂のガラス転移温度としては１００〜２００℃の範囲にあることが好ましい。
【００１８】
そして本発明の熱可塑性樹脂成形物の製造方法では、上記の第１の熱可塑性樹脂を押出機にて第１成形温度で押出成形したのち、非晶性の第２の熱可塑性樹脂を第１成形温度よりも１０℃以上高い第２成形温度にて押出成形して洗浄し、次いで第３の熱可塑性樹脂を第２成形温度よりも５℃以上低い第３成形温度にて押出成形する。
【００１９】
ここで第１の熱可塑性樹脂と第３の熱可塑性樹脂の組み合わせとしては、同じ樹脂であれば各種添加剤や顔料等の種類や配合量等が異なる場合ばかりでなく、重合度が異なったり、共重合樹脂であれば組成比が異なる場合にも効果的である。また樹脂が異なる場合には例えば、第１の熱可塑性樹脂として、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ナイロン６等のポリアミド、ポリフェニレンスルフィドなどの高融点の熱可塑性樹脂を選択し、第３の熱可塑性樹脂としてポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリメチルペンテン等のオレフィン系ポリマーや、ポリ乳酸、共重合ポリエステルなどの低融点の熱可塑性樹脂を選択することも好ましい。
第１の熱可塑性樹脂を押出成形する第１成形温度は、第１の熱可塑性樹脂の融点より高ければ良く、好ましくは第１の樹脂の融点より１０〜５０℃高い温度であることが好ましい。
【００２０】
第２の非結晶性の熱可塑性樹脂を押出成形する第２成形温度は、第１成形温度よりも１０℃以上高いことが必要であり、さらには第１成形温度よりも１０〜５０℃高い温度であることが好ましい。また第２成形温度としては第１の熱可塑性樹脂の融点よりも２０℃以上高い温度であることが好ましく、さらには３０〜１００℃高い温度であることが好ましい。このような成形温度を採用することにより、洗浄対象となる第１の熱可塑性樹脂の粘度を十分に下げて、洗浄用の第３の樹脂による洗浄効果を、より向上させることが可能となる。押出機の設定温度を上げた場合には、洗浄用の第２の樹脂の粘度が下がり、一見洗浄効果が低下するかのようであるが、発明者らの検討によれば、洗浄用樹脂の粘度が下がることに伴う洗浄効果低下よりも、洗浄対象樹脂の粘度低下による洗浄効率向上の寄与が大きいのである。そしてこのような第２成形温度を採用することにより、本発明の製造方法ではより安定した連続生産を行うことが可能となる。
そしてこの第２の非結晶性の熱可塑性樹脂を押出成形する時間、すなわち洗浄時間としては１時間以上であることが好ましい。さらには２〜８時間の押出成形を行うことが好ましい。
【００２１】
この本発明の製造方法では連続生産することも可能だが、洗浄中に第２の樹脂の押し出しを一時的に停止した後、再び押し出しを開始する操作を繰り返すことが好ましく、洗浄効果がさらに向上する。これは、洗浄用の第２の樹脂の流れに変化を与えることによって、洗浄用樹脂の流路が変化し、さらに良く洗浄対象となる第１の熱可塑性樹脂を押し出すためと考えられる。
押出成形機は、その内部にスクリュー、シリンダー、導管等により熱可塑性樹脂の流路が複雑に分岐しているのであるが、このような本発明の製造方法を採用することにより、高効率の連続生産ができるようになったのである。
【００２２】
また第３熱可塑性樹脂を押出成形する第３成形温度は、第２成形温度よりも５℃以上低いことが必要であり、さらには第２成形温度よりも１０〜１００℃低い温度であることが洗浄効果の点からは好ましい。さらに第３成形温度としては第１成形温度よりも低いことが好ましい。もっとも連続生産の観点からは温度差が１０℃以内であることや、さらには温度差が無いことが好ましい。
【００２３】
さらに本発明の押出成形としては、繊維の成形を行う場合に、特に本発明が効果的である。繊維の成形では押し出される熱可塑性樹脂の径が小さく断糸が発生しやすいが、本発明の製造方法ではより安定した、断糸の少ない連続生産が可能となった。
そしてこのような本発明の熱可塑性樹脂の連続製造方法は、第１と第３の熱可塑性樹脂の連続生産を安定して行うことが可能になるばかりでなく、少量生産の際の樹脂の銘柄の変更を可能とし、結果的に生産効率を大幅に向上させる方法である。
【実施例】
【００２４】
本発明をさらに下記実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例により限定されるものではない。
【００２５】
［実施例１］
カーボンブラックを２７質量％含有するポリブチレンテレフタレート樹脂（融点２２５℃）を第１の熱可塑性樹脂として準備した。そして配管内容量１００ｃｃの小型押出機に、設定温度２７０℃にて、第１の熱可塑性樹脂５００ｇを流し、汚染状態のモデルとした。
引き続き押出機の設定温度を２９０℃として、洗浄用の第２の非結晶性の熱可塑性樹脂としてポリカーボネート樹脂（帝人株式会社製「パンライト  Ｋ−１３００」、ガラス転移温度１４５℃、ＭＦＲ（メルトフローレート）＝３．４ｇ／１０ｍｉｎ、溶融温度３００℃、押出荷重１．２ｋｇ）を１０ｇ／ｍｉｎで連続して押し出した。３０分毎に吐出された樹脂の色で洗浄状態を確認し、洗浄用樹脂を押し出し始めて１０時間後、樹脂の色が無色となった。１分間押出を停止する操作を行った後、再び押出機を立ち上げても無色の樹脂が吐出されたため、洗浄完了と判断した。
第３の熱可塑性樹脂としてポリエチレンテレフタレート（融点２５６℃）を準備し、２８０℃の設定温度で溶融し、押出機の０．１２ｍｍの丸穴キャピラリーを３６孔有する口金から、１０ｇ／分の吐出量で押し出し、紡糸速度２０００ｍ／分で２時間巻き取った。この連続成形工程では、繊維が断糸することもなく、安定した紡糸が可能であった。また、得られた繊維には着色が認められなかった。
【００２６】
［実施例２］
第２の非結晶性の熱可塑性樹脂（ポリカーボネート樹脂）で洗浄する際に、連続して押し出す代わりに、３０分毎に１分間押出を停止する操作を行う以外は、実施例１と同等に実施した。
洗浄用樹脂を押し出し始めて８時間後、樹脂の色が無色となった。１分間押出を停止する操作を行った後、再び押出機を立ち上げても無色の樹脂が吐出されたため、洗浄完了と判断した。
その後実施例１と同様に第３の熱可塑性樹脂からなる繊維を紡糸（押出形成）したところ、繊維が断糸することもなく、安定した紡糸が可能であった。また、得られた繊維には着色が認められなかった。
【００２７】
［実施例３］
第１の熱可塑性樹脂として、ポリエチレンテレフタレート樹脂（融点２５６℃）を準備した。そして実施例１と同様に、配管内容量１００ｃｃの小型押出機に、但し設定温度２８０℃にて、第１の熱可塑性樹脂２００ｇを流し、汚染状態のモデルとした。
引き続き押出機の設定温度を２９０℃として、洗浄用の第２の非結晶性の熱可塑性樹脂として、実施例１と同じポリカーボネート樹脂（帝人株式会社製「パンライト  Ｋ−１３００」）を１０ｇ／ｍｉｎで連続して５時間押し出し、洗浄した。
第３の熱可塑性樹脂として今度はシンジオタクチックポリプロピレン（融点１６０℃）を準備し、２６０℃の設定温度で溶融し、押出機の０．１２ｍｍの丸穴キャピラリーを１４４孔有する口金から、２５ｇ／分の吐出量で押し出し、紡糸速度１３００ｍ／分で２時間巻き取った。この連続成形工程では、紡糸パック圧の上昇や、断糸することなく、紡糸可能であった。紡糸パック分解し、フィルターを確認したところ、フィルター上の固形状樹脂の残存もほとんど認められなかった。
【００２８】
［比較例１］
洗浄用の第２の非晶性の熱可塑性樹脂の押出機の設定温度（第２成形温度）を、第１の樹脂の第１成形温度と同じ２７０℃に設定する以外には、実施例１と同じ条件にて実施した。
１０時間後に第２の樹脂の色は無色となったものの、１分間押出を停止する操作を行った後、再び押出機を立ち上げたところ、着色した黒色の樹脂が吐出されたため、洗浄が不完全と判断し、試験を中止した。
【００２９】
［比較例２］
洗浄用の第２の樹脂として、結晶性のポリエチレンテレフタレート（固有粘度０．６４ｄｌ／ｇ、融点２５６℃）を使用する以外は、実施例２と同様に実施した。１０時間後、樹脂の色が一旦無色となったが、１分間押出を停止する操作を行った後、再び押出機を立ち上げると、黒色の樹脂が出てきたため、洗浄が不完全と判断し、試験を中止した。