(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）担体樹脂に対して、（Ｂ）追加樹脂、（Ｃ）着色剤及び／又は（Ｄ）添加剤を、回転数1200〜6000rpmであり、かつ周速度2〜25m／secで自在方向に回転する二軸噛合わせ同軸で輸送部、ニ−ディング組方が順ニ−ディング、逆ニ−ディング、順ロ−タ−、逆ロ−タ−、パイナップル、中立、ワイド及び／又はネジである溶融混練部、及び計量押出部からなる長さＬ／直径Ｄ＝16〜83のスクリュ−を有し、該スクリュ−溶融混練部のＬ／Ｄ＝10〜77である押出機を用い混練して得られるポリマーブレンドの製造方法。
【請求項２】
第１請求項記載押出機のシリンダー内壁面とスクリューとのチップクリアランスの割合が0.1〜0.01Ｄであるポリマーブレンドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本願発明は、ベ−スとなる担体熱可塑性樹脂に、更に一種もしくは二種以上の樹脂、着色剤や添加剤等を均一に混練配合してなる機械的物性の優れたポリマーブレンドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリスチレン等汎用性熱可塑性樹脂は、フイルム、射出成形品、繊維等に広く大量に利用されており、それぞれの用途に応じて性能を付与したり、あるいは特性を改善するために滑剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤、充填剤等添加剤を一般に押出機を用い混練配合されている。
そして近年は、これら汎用性熱可塑性樹脂の高機能化を目的に性質の異なる樹脂を混練して、従来の汎用性熱可塑性樹脂では得られない特性、例えば耐衝撃性や耐熱性等の飛躍的に向上した樹脂組成物（ポリマ−ブレンド、ポリマーアロイ）を製造したり、高価な樹脂の特徴を失わずに汎用性樹脂を増量する目的で配合することが試みられており、このよう新規用途の開発が盛んに検討されている。
【０００３】
上記の樹脂組成物は、性質の異なる複数の樹脂を混練するために互いに相溶性に乏しく、このため得られる組成物は海島構造となっており、この際に如何に島部分を微細化するかが重要な課題となっている。
一般に性質の異なる樹脂同志は、相溶性に乏しく、混練により均一に分散した新規なポリマ−ブレンドを製造するためには、汎用性樹脂を使用した混練に比較して、押出機スクリュ−を高速回転したり、樹脂や添加剤等からなる組成物に強力な剪断応力を長時間加えて混練する必要がある。
そこで、押出機により樹脂や添加剤等を強力に混練する際には、スクリュ−の長さＬに占める樹脂溶融混練部の長さＬを大きくして強力な剪断応力を長く作用させており、これにより生じる剪断発熱に長時間曝された後に吐出している。
【０００４】
この結果、樹脂の極限粘度が大幅に低下し、これが原因となって成形性が悪くなったり、製品の耐衝撃性や耐熱性など機械的物性が悪化する等の問題が生じ易くなる欠点がある。
これは、近年使用が盛んな二軸押出機でも同様で、樹脂や添加剤等を強力に混練するためにスクリュ−の長さＬに占める樹脂溶融混練部の長さＬを大きくした二軸押出機を使用して混練しており、強力な剪断応力を長く作用させているため、これにより生じる剪断発熱に長時間曝され吐出されており極限粘度が大幅に低下し、これが原因となって成形性が悪くなったり、製品の耐衝撃性や耐熱性など機械的物性が悪化する等の問題が生じ易くなる欠点がある。
【０００５】
しかも、熱可塑性樹脂中に顔料や充填剤等添加剤を配合の際に上記のような押出機を使用した場合には、熱可塑性樹脂の溶融混練時に添加剤が二次凝集を生じ易く、このため良好な分散が得難い欠点がある。
尚、樹脂や添加剤等組成物の混練の際に、極限粘度の低下を抑制するために押出機のスクリュ−回転数を低くしたり、押出機内での滞留時間を短くするために供給量を増加させた場合には、十分な剪断応力が加えられず均一な分散が困難となるばかりでなく添加剤の凝集が生じて、満足な分散・混練効果が得られず好ましくない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明者らは、上記の問題点を解消するために、二軸押出機内での熱可塑性樹脂の挙動を追跡調査したところ、熱可塑性樹脂や添加剤に対する剪断応力が、スクリュ−の一部分に作用が集中していることを知見したのである。
そこで、押出機内スクリュ−の樹脂溶融混練部の機構を熱可塑性樹脂や添加剤に対して均一広範囲に剪断応力が作用する様に改善したところ、少ない剪断応力で十分な混練が短時間で容易に行われ、極限粘度の低下も少なく均一分散された熱可塑性樹脂組成物が得られることを知り、本発明に完成するに至ったのである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、（Ａ）担体樹脂に対して、（Ｂ）追加樹脂、（Ｃ）着色剤及び／又は（Ｄ）添加剤を、
回転数1200〜6000rpmであり、かつ周速2〜25m／secで自在方向に回転する二軸噛合わせ同軸で輸送部、ニ−ディング組方が順ニ−ディング、逆ニ−ディング、順ロ−タ−、逆ロ−タ−及び／又はネジである溶融混練部及び計量押出部からなる長さＬ／直径Ｄ＝16〜83のスクリュ−を有し、該スクリュ−溶融混練部のＬ／Ｄ＝10〜77である押出機を用い混練して得られるポリマーブレンドの製造方法である。
この際に、溶融混練部のニ−ディング組方は、順ニ−ディング、逆ニ−ディング、順ロ−タ−、逆ロ−タ−及び／又はネジである押出機を用いることで、優れた混練効果が発揮される。
【０００８】
同様に、押出機のシリンダ−内壁面とスクリュ−とのチップクリアランスの割合が、0.1〜0.01Ｄであると優れた機械的特性を有する本発明のポリマーブレンドの製造が容易となる。
本発明では、請求範囲に記載の押出機を使用して、相溶性に乏しい（Ａ）成分と（Ｂ）成分との樹脂を混練した際にできる海島構造の島部分が従来タイプの押出機を使用して得られる島部分に比較して、島部分の粒直径が微細となり得られる組成物の構造がより均一化されるために、対衝撃性、対伸び率等が著しく向上したポリマーブレンドが得られるのである。
本発明の（Ａ）成分としては、従来タイプ押出機により混練が容易に行える汎用性熱可塑性樹脂である。例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカ−ボネ−ト樹脂、アクリロニトリル樹脂，ＰＲＴ、ＰＭＭＡ等が挙げられる。
【０００９】
これに対して（Ｂ）成分は、従来タイプの押出機を使用して（Ａ）成分と混練した場合に微細で均一な配合が困難である樹脂、例えばポリイソプレン、ポリブテン、ポリイソブテン、ポリブタジエン、塩素化ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ＳＢＲ樹脂、ＡＢＳ樹脂、変性ポリオレフィン、ＥＰＤＭ樹脂、ＳＥＢＳ，ＥＰＲ、ＮＢＲが挙げられる。
例えば、（Ａ）成分にポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂、（Ｂ）成分に変性ポリオレフインを配合して得られたポリマ−ブレンド品は、従来の同品に比較して遙かに優れた衝撃値と伸び率を示している。
本発明で使用する（Ｃ）着色剤としては、従来より熱可塑性樹脂に使用されている染顔料であれば何れでもよく、各種の有機顔料及び無機顔料が挙げられる。
本発明で使用する（Ｄ）添加剤としては、従来より熱可塑性樹脂に配合されているタルク、硫酸バリュウム、マイカ、シリカ、カオリン、クレ−、防曇剤、難燃剤が挙げられる。
【００１０】
本発明で使用の押出機は、回転数1200〜6000rpmであり、かつ周速度2〜25ｍ/secで自在方向に回転する二軸噛合わせのスクリュ−から成っており、該スクリュ−は樹脂供給口（ホッパ−）側から樹脂吐出口に向けて輸送部（イ）、溶融混練部（ロ）、計量押出部（ハ）の順に構成されている。
溶融混練部（ロ）のスクリュ−組方は、効果的に剪断応力及び圧縮力を与えるもので第１図の順ニ−ディング、第２図の逆ニ−ディング、第３図の順ロ−タ−、第４図の逆ロ−タ−、第５図のパイナップル、第６図の中立、第７図のワイド及び第８図のネジのいずれからなり、これら第１図〜第８図に記載のニ−ディングを単独にも、複数に組合わせて使用しても良い。
尚、本発明で使用するスクリュ−は、長さＬ／径Ｄの割合が16〜83であり、（イ）：(ロ)＝2：1〜1：4である、（ロ）の長さの割合が（イ）：（ロ）＝2：1より小さいと樹脂の溶融混練が充分に行われず好ましくない、又、（ロ）の割合が（イ）：（ロ）＝1：4より大きくしても本発明の効果は向上しない、従って、1：4あれば十分である。
【００１１】
溶融混練部(ロ)における押出機のシリンダ−内壁面とスクリュ−との最小チップクリアランスが0.1Ｄ〜0.01Ｄでの状態は、本願発明に於ける剪断応力が均一に作用するので樹脂の均一分散効果が発揮されるので好ましい。
本発明で使用する二軸押出機は、従来タイプの押出機に比較して、スクリュ−回転数が1200〜6000rpmであり、かつ周速度2〜25ｍ/secに限定するものである。スクリュー回転数が1200rpmであり周速度が2m/sec以下では樹脂組成物の充分な混練が行われず好ましくない、又、スクリュー回転数が60rpmであり周速度25ｍ/sec以上では混練効果に変化が見られない。
【００１２】
【実施例】
以下に、実施例及び比較例を述べる。
実施例１
MFR40のポリエチレン70重量部（以後部と略す）と、エチレン含有量26％でム−ニ−粘度26のエチレンプロピレンゴム30部を、周速度25m／secで自在方向に回転する二軸噛合わせでありＬ／Ｄ＝41.5で直径30mmのスクリュ−を有し、該スクリュ−が（イ）輸送部、（ロ）溶融混練部及び（ハ）計量押出部からなり長さの割合が（イ）：（ロ）＝1：3で、溶融混練部8Ｄ〜20Ｄの間に二条順ニ−ディングを装着し、シリンダ−内壁とスクリュ−表面とのチップクリアランスが0.04Ｄ押出機を使用して、スクリュ−回転数3000（周速度4.7ｍ／sec）で混練して、ポリマーブレンドを製造した。
【００１３】
実施例２
MFR40のポリプロピレン70重量部と、プロピレン含有量26％でム−ニ−粘度26のエチレンプロピレンゴム30部を、周速25m／secで自在方向に回転する二軸噛合わせの押出機であり、Ｌ／Ｄ＝41.5のスクリュ−を有し、該スクリュ−が（イ）輸送部、（ロ）溶融混練部及び（ハ）計量押出部からなり長さの割合が（イ）：（ロ）＝2：1で、溶融混練部22Ｄ〜33Ｄの間に二条順ニ−ディングを装着したチップクリアランス0.04Ｄの押出機を使用して、スクリュ−回転数3000（周速度4.7ｍ／sec）で混練して、ポリマーブレンドを製造した。
【００１４】
実施例３
実施例１で使用の押出機をスクリュ−回転数5000（周速度9.4ｍ／sec）で用い、MFR40のポリプロピレン30部とナイロン6（宇部興産製商品：1013NB）70部を混練してポリマーブレンドを製造した。
実施例４
実施例１で使用の押出機をスクリュ−回転数5000（周速度9.4ｍ／sec）で用い、MFR20のＡＢＳ樹脂（三菱化学製商品：TFX-20）50部とポリカ−ボネ−ト（出光石油化学製商品：A1900）50部のポリマーブレンドを製造した。
【００１５】
実施例５
実施例１で使用の押出機をスクリュ−回転数1500（周速度2.4ｍ／sec）で用い、MFR40のポリプロピレン40部に対してタルク（浅田タルク製商品：JA13R）50部を混合したポリマーブレンドを製造した。
比較例１
実施例１で使用の押出機のスクリュ−回転数400（周速度0.6ｍ／sec）で用いる以外は、実施例１と全て同じである。
比較例２
実施例１に於ける、スクリュ−が（イ）輸送部、（ロ）溶融混練部及び（ハ）計量押出部からなり長さの割合が（イ）：（ロ）＝10：1で、溶融混練部15Ｄ〜41.5Ｄの間に二条順ニ−ディング、二条逆ニ−ディング及びパイナップルを装着する以外は、実施例１と同じである。
【００１６】
比較例３
実施例１に於けるチップクリアランスを0.006Ｄとする以外は、実施例１と同じである。
比較例４
比較例１での押出機を用い、MFR40のポリプロピレン30部とナイロン６（宇部興産製商品：1013NB）70部を混練して樹脂組成物を製造した。
【００１７】
比較例５
実施例１で使用のポリプロピレンとエチレンプロピレンゴムを使用し、スクリュ−構成がＬ／Ｄ＝7で樹脂供給部から3Ｄ〜7Ｄの間に三条順ロ−タ−、三条逆ロ−タ−を装着した二軸押出機を用い混練して、樹脂組成物を製造した。
【００１８】
以下に実施例１〜実施例５及び比較例１〜比較例５で得られた樹脂組成物について、次の方法により衝撃強度（JIS−K7110に準ずる）及び伸び率（JIS−K7113に準ずる）を測定し、その結果を下記の基準に従い【表１】に示す。
衝撃強度及び伸び率
◎  ………  従来品に比較して優れた結果を示す。
○  ………  従来品と同等の結果を示す。
×  ………  従来品に比較して劣る。
【００１９】
【表１】
0004030150.tif 000002
【００２０】
【発明の効果】
本発明のポリマーブレンドの製造方法では、該ポリマーブレンド内に於ける海島構造の島部分の粒直径が従来品のポリマ−ブレンドに比較して遙かに微細であるために、引張強度、耐衝撃性等機械的物性に優れている。
本発明のポリマーブレンドの製造方法では、又、本発明のポリマーブレンドは、その製造の際に使用する押出機の樹脂溶融混練部での剪断応力を少ない時間で十分に作用することで、従来のポリマ−ブレンド品のような剪断発熱に長時間曝され極限粘度が大幅に低下し、物性の低下を生じる心配は全くない。
【００２１】
【図面の簡単な説明】
図１〜図８は、本発明で用いられる溶融混練部（ロ）に用いるスクリュ−装置類（ディスク）の概略斜視図である。
【図１】本発明の（ロ）で用いる順ニ−ディングである。
【図２】本発明の（ロ）で用いる逆ニ−ディングである。
【図３】本発明の（ロ）で用いる順ロ−タ−である。
【図４】本発明の（ロ）で用いる逆ロ−タ−である。
【図５】本発明の（ロ）で用いるパイナップルである。
【図６】本発明の（ロ）で用いる中立である。
【図７】本発明の（ロ）で用いるワイドである。
【図８】本発明の（ロ）で用いるネジである。
【図１】
0004030150.tif 000003
【図２】
0004030150.tif 000004
【図３】
0004030150.tif 000005
【図４】
0004030150.tif 000006
【図５】
0004030150.tif 000007
【図６】
0004030150.tif 000008
【図７】
0004030150.tif 000009
【図８】
0004030150.tif 000010