JP4131091B2 - Method for producing thermoplastic resin composition - Google Patents
Method for producing thermoplastic resin composition Download PDFInfo
- Publication number
- JP4131091B2 JP4131091B2 JP2001128355A JP2001128355A JP4131091B2 JP 4131091 B2 JP4131091 B2 JP 4131091B2 JP 2001128355 A JP2001128355 A JP 2001128355A JP 2001128355 A JP2001128355 A JP 2001128355A JP 4131091 B2 JP4131091 B2 JP 4131091B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- extruder
- thermoplastic resin
- carbon dioxide
- resin composition
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
- B29C48/375—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages
- B29C48/385—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages using two or more serially arranged screws in separate barrels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素の存在下に、2種以上の熱可塑性樹脂を溶融状態で混合して熱可塑性樹脂組成物を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、熱可塑性樹脂材料に要求される性能が高度化・多様化し、これらのニーズを単一の熱可塑性樹脂材料で満足させることが困難となってきた。そこで、異なる性質を有する数種の熱可塑性樹脂を複合化させ、多成分系熱可塑性樹脂材料として、種々のニーズに応えるべく、研究開発が盛んに行われてきた。これらの技術は、ポリマーブレンド、ポリマーアロイ、ポリマーコンポジット等と呼ばれている。なかでも、2種以上の熱可塑性樹脂を押出機内で溶融混合して、熱可塑性樹脂組成物を製造する方法は周知技術であり、この方法を用いて工業的に実施されている。上記方法は、比較的容易に実施でき、また、連続生産で、低コストという大きなメリットがある。
【0003】
しかしながら、上記方法には、下記のいくつか問題点がある。
(a)異種熱可塑性樹脂間の溶融温度、および溶融粘度が著しく異なる場合、均一に相溶、分散させることができない。
(b)異種熱可塑性樹脂間の相溶性が乏しい場合、界面張力を低下させるために、ブロック共重合体、グラフト共重合体のような相溶化剤を添加することが一般的に行われているが、相溶化剤の設計、および選択が難しい上に、相溶化剤添加の影響で、性能劣化に繋がる例が多い。
(c)高温での溶融ブレンドが必要な場合、分解等により性能劣化の可能性があり、また可塑剤添加の影響により、性能劣化に繋がる例が多い。
以上のことから、押出機による溶融混合技術は、容易に実施できる反面、使用する熱可塑性樹脂材料等に大きく制約を受けることが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、異種の熱可塑性樹脂を溶融、混合する際に、使用する熱可塑性樹脂材料に制約をほとんど受けずに、製品物性に悪影響を及ぼす相溶化剤や可塑剤を使用しなくても良好な微分散構造を達成することができ、従来溶融混合法では不可能とされてきた異種非相溶性の熱可塑性樹脂からなる微分散した構造を有する樹脂組成物を低コストで容易に効率よく製造することができる熱可塑性樹脂組成物の製造方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は次の熱可塑性樹脂組成物の製造方法である。
(1) 押出機内で2種以上の熱可塑性樹脂を溶融状態で混合して、熱可塑性樹脂組成物を製造するに当たり、
押出機が3台以上繋がった多段押出機を用い、
第1押出機で上記熱可塑性樹脂の合計量100重量部に対して、超臨界状態にある二酸化炭素を2〜200重量部の割合で添加し、
第2押出機で溶融混合物の微分散化を進行させ、
第3押出機で二酸化炭素を脱気する
ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
(2) 第1押出機でさらに、熱可塑性樹脂の合計量100重量部に対して、アルコール類、アルカン類、カルボン酸類、エーテル類、ケトン類およびベンゼンからなる群から選択される少なくとも1種の炭素数1〜6の低分子有機化合物を0.01〜50重量部の割合で添加することを特徴とする上記(1)に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
(3) 低分子有機化合物がエタノールであることを特徴とする上記(2)に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
(4) 第1押出機で2種以上の熱可塑性樹脂を加熱溶融して混合する工程と、
第1押出機で二酸化炭素を3〜50MPaの圧力で2種以上の熱可塑性樹脂の溶融混合物に添加する工程と、
第2押出機でさらに二酸化炭素の存在下で2種以上の熱可塑性樹脂を溶融状態で混合する工程と、
第3押出機で二酸化炭素を脱気する工程と
を含む上記(1)〜(3)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
(5) 押出機が、単軸押出機であることを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。
【0006】
本発明の熱可塑性樹脂樹脂の製造方法の最大の特徴は、押出機が3台以上繋がった多段押出機を用い、第1押出機内で2種以上の熱可塑性樹脂を溶融混合時に、媒体として超臨界状態にある二酸化炭素を混合する熱可塑性樹脂の合計量100重量部に対して2〜200重量部、好ましくは3〜150重量部、さらに好ましくは5〜100重量部の割合で添加し、第2押出機で溶融混合物の微分散化を進行させ、第3押出機で二酸化炭素を脱気することである。
二酸化炭素を上記割合で添加することにより、溶融、混合する際に、熱可塑性樹脂の溶融物の溶融粘度が全体的に低下する。この結果、異種熱可塑性樹脂間の溶融粘度差が低減し、均一分散性が大幅に向上する効果と、より低温での溶融ブレンドが可能になり、分解等による製品の性能劣化の可能性が小さくなる効果が得られる。また、相溶化剤や可塑剤を添加する必要がないので、製品の物性低下の心配がない。更に、溶融、混合後に添加した二酸化炭素を除去する際に、場合によっては、樹脂中の不純物が除去される効果もある。
以上の相乗効果から、従来溶融混合で不可能とされてきた異種非相溶性の熱可塑性樹脂が均一に微分散したポリマーブレンドの製造が可能になり、低コストで、不純物の少ない高品質・高機能熱可塑性樹脂組成物を得ることが可能となる。
【0007】
また、本発明の他の態様として、二酸化炭素とともに低分子有機化合物を添加する態様がある。即ち、二酸化炭素とともに低分子有機化合物を助剤として添加することで、得られる熱可塑性樹脂組成物の分散状態がさらに均一かつ微細になる場合がある。これは低分子有機化合物が一種の相溶化剤的効果を発揮するものと推定される。
低分子有機化合物を添加する場合、その添加量は、熱可塑性樹脂の合計量100重量部当たり、0.01〜50重量部が好ましく、0.1〜20重量部であることがより好ましい。また、二酸化炭素との合計量のうち、50重量%以下であることが好ましく、0.01〜30重量%であることがより好ましい。
【0008】
本発明で用いられる二酸化炭素の添加時の状態は、超臨界状態とする。超臨界状態で添加することは、溶融混合に用いる第 1 押出機中に定量的、安定的、かつ多量に二酸化炭素を添加し得る観点から好ましい。添加される二酸化炭素は、熱可塑性樹脂の溶融混合物中に溶解拡散した状態であると考えられる。
【0009】
本発明で用いられる低分子有機化合物としては、アルコール類、アルカン類、カルボン酸類、エーテル類、ケトン類およびベンゼンからなる群から選択される少なくとも1種の炭素数1〜6の低分子有機化合物が使用される。特に人体や食品などへの安全性の観点からエタノールが好ましい。更にエタノールのなかでも、低コスト化の観点から、工業用として通常用いられているそれ自体公知の変性エタノールが好ましい。変性エタノールの変性剤としては、メタノール、乳酸、ベンゼン、エーテル等公知のものが挙げられる。
【0010】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては、特に制限無く使用できる。なお、ここで、熱可塑性樹脂は硬質のものに限らず、軟質のものをも含む概念である。熱可塑性樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−ブテンコポリマー、プロピレン−ブテンコポリマー、エチレン−メタクリル酸コポリマー、エチレン−アクリル酸コポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−アクリル酸エチルコポリマー、アイオノマー樹脂(例えばエチレン−メタクリル酸コポリマーアイオノマー樹脂等)、ポリプロピレン、超高分子量ポリプロピレン、ポリブテン、4−メチルペンテン−1樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、エチレン−スチレンコポリマー、スチレン系樹脂(ポリスチレン、ブタジエン−スチレンコポリマー(HIPS)、アクリロニトリル−スチレンコポリマー(AS樹脂)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー(ABS樹脂等))、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、酢酸セルロース、ポリエステル(例えば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等)、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性エラストマー、生分解性ポリマー(例えば、ポリ乳酸のようなヒドロキシカルボン酸縮合物、ポリブチレンサクシネートのようなジオールとカルボン酸の縮合物等)等が挙げられる。
【0011】
本発明では、既に述べたように、2種以上の熱可塑性樹脂が用いられる。この場合、本発明の樹脂組成物を構成する2種以上の熱可塑性樹脂からなる各成分の組成割合は任意の割合である。本発明では、任意割合で配合する各成分を、二酸化炭素を媒体として混合することにより、たとえば良好な微分散構造を達成することができる。
【0012】
また、本発明においては、課題の達成を損なわない範囲で、樹脂組成物中に、必要に応じて、顔料、染料、滑剤、抗酸化剤、充填剤、安定剤、難燃剤、帯電防止剤、紫外線防止剤、架橋剤、抗菌剤、結晶核剤、収縮防止剤、発泡核剤、発泡助剤等を添加することができる。
【0013】
本発明では、熱可塑性樹脂の溶融、混合方法については、押出成形、射出成形等の成形方法に用いられる多段押出機を採用することができる。なかでも押出成形に用いられる多段押出機の使用が好ましい。本発明の熱可塑性樹脂組成物は、第1押出機で一度押出機等の装置により2種以上の熱可塑性樹脂を二酸化炭素の存在下に溶融、混合し、第2押出機で溶融混合物の微分散化を進行させ、第3押出機で二酸化炭素を除去後、冷却して、例えばペレット状に成形して一度熱可塑性樹脂組成物を得た後、所望の成形法により成形して成形品を得ることができる。別法として、所望の成形法に用いられる成形機内で2種以上の熱可塑性樹脂を二酸化炭素の存在下に溶融、混合し、二酸化炭素を除去して熱可塑性樹脂組成物とし、その後冷却することなく溶融状態の熱可塑性樹脂組成物をそのまま成形機で成形して成形品とすることもできる。いずれにせよ、2種以上の熱可塑性樹脂の溶融、混合は、押出機が3台以上繋がった多段押出機を用い、第1押出機で上記熱可塑性樹脂の合計量100重量部に対して、超臨界状態にある二酸化炭素を2〜200重量部の割合で添加し、第2押出機で溶融混合物の微分散化を進行させ、第3押出機で二酸化炭素を除去すること以外は、従来の溶融、混合する方法と同じ方法を採用して行うことができる。
【0014】
また、熱可塑性樹脂の溶融、混合は、多量の二酸化炭素が熱可塑性樹脂に溶解拡散するような高圧状態下で行われることが好ましい。そのような高圧状態は、溶融した熱可塑性樹脂が多段押出機内に充填されることで形成され、例えば単軸押出機等の多段押出機の使用により容易に実現される。
【0015】
熱可塑性樹脂組成物の好ましい製造方法として次の方法を例示することができる。まず第1押出機で2種以上の熱可塑性樹脂を押出機に供給して加熱溶融した後、二酸化炭素を3〜50MPa、好ましくは10〜30MPaの圧力で押出機中の溶融状態の熱可塑性樹脂に添加し、第2押出機で二酸化炭素存在下で2種以上の熱可塑性樹脂を溶融、混合し、溶融混合物の微分散化を進行させて熱可塑性樹脂組成物を形成し、その後第3押出機で熱可塑性樹脂組成物から二酸化炭素を、場合によっては熱可塑性樹脂中の不純物と共に脱気する。
溶融、混合する温度および時間は、主に熱可塑性樹脂の種類、組み合わせ、混合比率、二酸化炭素の添加量、目的とする熱可塑性樹脂組成物の所望の物性、使用する装置等により適宜設定されるが、熱可塑性樹脂が溶融しかつ分解しない温度範囲が選択され、2種以上の熱可塑性樹脂が十分に均一に分散するような時間が選択される。そのような温度および時間は、上記因子が決まれば、実験的に決めることができる。
【0016】
本発明で、二酸化炭素と共に除去し得る不純物は、熱可塑性樹脂に含有されるモノマー残留物、溶剤、水等であり、例えばポリエチレンの場合、エチレンモノマー等である。
【0017】
二酸化炭素と共に、低分子有機化合物を助剤として添加する場合は、二酸化炭素供給ラインに低分子有機化合物供給ラインを接続して二酸化炭素と共に溶融している熱可塑性樹脂に供給してもよいし、二酸化炭素とは別に供給してもよい。供給した低分子有機化合物は、二酸化炭素の除去と共に除去することができる。
【0018】
使用される押出機は、押出機が3台以上繋がった多段押出機であれば特に制限はなく、樹脂加工方法に使用される公知の多段押出機を使用することができる。例えば、スクリューが1本の単軸押出機、スクリューが2本の二軸押出機、スクリューが3本以上の多軸押出機等、特に限定されない。
なかでも単軸押出機が好ましい。単軸押出機は、押出機内が溶融した熱可塑性樹脂で完全に充填されるため、二軸押出機に比べて樹脂圧力が高圧状態に維持し易い。多量の二酸化炭素を熱可塑性樹脂に完全に溶解拡散するためには、高圧状態を必要とするので、本発明の製造方法には樹脂圧力を高圧状態に維持し易い単軸押出機が好ましい。また、二酸化炭素を供給する供給口、および二酸化炭素を除去するための脱気口を有するものが好ましい。
【0019】
超臨界状態で二酸化炭素の供給方法は特に制限されず、公知の方法を採用することができる。ここで、超臨界状態であるとは、圧力および温度が臨界点以上であることを意味し、二酸化炭素の場合、圧力が7.4MPa以上、温度が31.35℃以上である状態を指す。
【0020】
本発明の方法で製造された熱可塑性樹脂組成物は、二酸化炭素を媒体として各成分を混合することにより得られるものであって、海相と島相からなる相構造(海島構造)、あるいはスピノーダル分解の初期過程で形成される連続構造(各々の熱可塑性樹脂が網目状に入り交じった連続構造)であることが好ましい。海島構造の場合、島相部分の平均粒径が5μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましい。この場合、例えば機械物性等に優れる。
【0021】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、種々の成形体に成形して使用することができる。適用することができる成形法としては、従来公知の成形法いずれもが制限なく適用することができ、例えば押出成形(シート成形、インフレーション成形、発泡成形、異形成形、多層成形、中空成形、パイプ成形等)、射出成形等が挙げられる。成形体の形状についてもパウダー状、ペレット状、フィルム状、ネット状、シート状、ロッド状、フィラメント状、パイプ状、チューブ状、板状、角材状、円柱状等、特に限定されない。
また、本発明の方法で得られた熱可塑性樹脂組成物は異種の熱可塑性樹脂が均一に微分散しているので、強度を損なわずに異種の熱可塑性樹脂の各々の特長を具備することができ、異種の熱可塑性樹脂の組み合わせにより、各種の分野の新しい素材として用いられる。
【0022】
【発明の効果】
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法によれば、押出機内で異種の熱可塑性樹脂を溶融、混合する際に、押出機が3台以上繋がった多段押出機を用い、第1押出機で上記熱可塑性樹脂の合計量100重量部に対して、超臨界状態にある二酸化炭素を2〜200重量部の割合で添加し、第2押出機で溶融混合物の微分散化を進行させ、第3押出機で二酸化炭素を脱気することにより、物性に悪影響を及ぼす相溶化剤や可塑剤を使用しなくても良好な微分散構造を達成することができ、従来溶融混合法では不可能とされてきた異種非相溶性の熱可塑性樹脂からなる良好な微分散構造を有する樹脂組成物を低コストで容易に効率よく製造することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法の一つの実施形態(第1の実施形態)を図1を用いて説明する。
図1において、1は混合機、2は押出機、3は水槽、4はカッター、5は液化二酸化炭素ボンベ、6は二酸化炭素用定量ポンプ、7は保圧弁であり、二酸化炭素が押出機2に設けられた添加剤供給部8から押出機2内に供給できるように構成されている。
【0024】
図1の装置により熱可塑性樹脂組成物を製造するには、海島構造の海相となる熱可塑性樹脂(A)9、島相となる熱可塑性樹脂(B)10を混合機1により非溶融下で混合した後、ホッパー11から押出機2中へ供給し、加熱混練し、溶融する。
【0025】
一方、液化二酸化炭素ボンベ5中の二酸化炭素を液体状態に維持したまま、バルブV1を介して二酸化炭素用定量ポンプ6に注入し、二酸化炭素用定量ポンプ6の吐出圧力を二酸化炭素の臨界圧力(7.4MPa)〜50MPaの範囲内で一定圧力となるよう保圧弁7で制御して吐出した後、ヒーター12で加熱し、超臨界状態で、バルブV2を介して押出機2に設けられた添加剤供給部8から押出機2内に供給する。二酸化炭素の添加量は熱可塑性樹脂の合計量100重量部に対して2〜200重量部の割合である。このようにして二酸化炭素を供給することにより、溶融した熱可塑性樹脂組成物と二酸化炭素とが混合され、熱可塑性樹脂組成物中に二酸化炭素が溶解拡散する。
【0026】
二酸化炭素を3〜50MPaの圧力で添加するとの観点から、このとき二酸化炭素を供給するゾーンの樹脂圧力(圧力ゲージ13で測定される)は3〜50MPaの範囲が好ましい。樹脂圧力を3MPa以上とすることは二酸化炭素を熱可塑性樹脂組成物中に溶解拡散させる観点から好ましい。また樹脂圧力を50MPa以下にすることは製造における安全性の観点から好ましい。
【0027】
押出機2のスクリュー形状は、添加剤供給部8に至るまでに熱可塑性樹脂組成物が既に溶融してしまうような形状であれば特に制限されるものではない。特に、添加剤供給部8手前に、バレルとのクリアランスを小さくしたリングや、ユニメルト等を設けているスクリューが好ましい。添加した二酸化炭素は添加量が適量で、熱可塑性樹脂組成物が完全に溶融状態であれば、溶融樹脂自身のメルトシールにより、二酸化炭素のホッパー11側へのバックフローは生じない。
【0028】
二酸化炭素が溶解拡散した溶融熱可塑性樹脂組成物は、溶融混合に適した温度に設定された押出機2下流部で熱可塑性樹脂(A)9への熱可塑性樹脂(B)10の微分散化を進行させる。この押出機2での温度については、熱可塑性樹脂の種類、熱可塑性樹脂の組み合わせ、混合比率、二酸化炭素の添加量、目的とする熱可塑性樹脂組成物の所望物性、使用する装置等により異なるが、温度は50〜400℃の範囲とするのが望ましい。
【0029】
押出機2内で溶融混合され生成した熱可塑性樹脂組成物から、該組成物がダイ15を通って押し出される前に、二酸化炭素を脱気口14から脱気する。
【0030】
二酸化炭素が脱気、除去された熱可塑性樹脂組成物は、押出機2出口に接続されたダイ15を通じてストランド状に押し出す。押し出された熱可塑性樹脂組成物は水槽3で冷却した後、カッター4で切断し、熱可塑性樹脂組成物のペレット16を得ることができる。
【0031】
図1では、ダイ15から押し出す前に二酸化炭素を除去しているが、完全に除去せず、一部を発泡剤として利用し、熱可塑性樹脂組成物を発泡体として得ることもできる。
また図1では添加剤供給部8は1個図示されているが、複数設けることもできる。また脱気口14も複数設けることもできる。さらに図1では1台の押出機を使用しているが、押出機が2台繋がったタンデム押出機、押出機が3台以上繋がった多段押出機を使用することもできる。例えば、第1押出機で二酸化炭素を供給し、第2押出機で溶融混合物の微分散化を進行させ、第3押出機で二酸化炭素を脱気する等、それぞれの押出機に機能を持たせることも可能である。
【0032】
本発明の製造方法の別の実施形態(第2の実施形態)を図2を用いて説明する。
図2において、1は混合機、2は押出機、3は水槽、4はカッター、5は液化二酸化炭素ボンベ、6は二酸化炭素用定量ポンプ、7は保圧弁、17は低分子有機化合物槽、18は低分子有機化合物用定量ポンプであり、二酸化炭素と低分子有機化合物が押出機2に設けられた添加剤供給部8から押出機2内に供給できるように構成されている。
【0033】
図2の装置により熱可塑性樹脂組成物を製造するには、まず海相となる熱可塑性樹脂A9、島相となる熱可塑性樹脂B10を混合機1により非溶融下で混合した後、ホッパー11から押出機2中へ供給し、加熱混練し、溶融させる。
【0034】
一方、液化二酸化炭素ボンベ5中の二酸化炭素を液体状態に維持したまま、バルブV1を介して二酸化炭素用定量ポンプ6に注入し、二酸化炭素用定量ポンプ6の吐出圧力を二酸化炭素の臨界圧力(7.4MPa)〜50MPaの範囲内で一定圧力となるよう保圧弁7で制御し押出機2へと送る。一方、低分子有機化合物槽17からは、低分子有機化合物定量ポンプ18によって、低分子有機化合物ライン19から二酸化炭素ライン20に低分子有機化合物を送液、合流させる。二酸化炭素と低分子有機化合物を合流混合した後、バルブV2を介して押出機2に設けられた添加剤供給部8から押出機2内に供給する。低分子有機化合物の添加量は全ての熱可塑性樹脂100重量部に対して0.01〜50重量部の割合が好ましく、更に、0.1〜20重量部の範囲が好ましい。尚、低分子有機化合物の添加方法は、この他にも、溶融した熱可塑性樹脂に直接供給する方法、押出機2へ供給する前の熱可塑性樹脂組成物へ添加し均一混合させる方法等、特に限定されない。このようにして二酸化炭素と低分子有機化合物を供給することにより、溶融した熱可塑性樹脂組成物と二酸化炭素および低分子有機化合物とが混合され、熱可塑性樹脂組成物中に二酸化炭素および低分子有機化合物が溶解拡散する。その他の操作方法や条件等は、図1で説明した第1の態様とほぼ同様である。
【0035】
図3は図1の装置の変形を示し、図4は図2の装置の変形を示す。図3および図4の装置では、それぞれ図1および図2の押出機2の代わりに第1の押出機21、第2の押出機22、第3の押出機23からなる多段押出機が使用され、ボンベ5と二酸化炭素定量用ポンプ6間に冷媒循環機24が設けられている。ポンプ6吐出側に質量流量計25、圧力ゲージ26が設けられ、第1、第2の押出機には圧力ゲージ27、28が設けられている。
【0036】
【実施例】
次に本発明を実施例および比較例より説明する。尚、表1に記した平均島相粒径および引っ張り伸びの測定は、次の方法に従って行った。
【0037】
・平均島相粒径
押出成形により、連続的に熱可塑性樹脂組成物を製造し、30分毎にサンプルペレットを3点取得した。3点のサンプルペレットの断面を透過型電子顕微鏡により撮影した。それぞれの断面写真を画像処理し、500μm四方にある島相の粒径について円相当径を測定し、平均円相当径を算出した。3点の平均円相当径の平均値を平均島相粒径とした。
・引っ張り伸び
熱可塑性樹脂組成物から試験片を作成し、JIS K 7161 に準拠して、引っ張り伸びを測定した。
【0038】
実施例1
図3の装置により熱可塑性樹脂組成物を製造した。混合機1としてはヘンシェルミキサー、押出機としてはスクリュー径20mmの第1押出機21とスクリュー径30mmの第2押出機22と第3押出機23を有する多段押出機を使用した。添加剤供給部8は第1押出機21のスクリューの中央付近に設け、脱気口14は第3押出機23に1箇所設けた。
【0039】
まず、熱可塑性樹脂(A)9として、低密度ポリエチレン(LDPE)(三井化学社製ミラソン141、商標)を90重量部と、熱可塑性樹脂(B)10として、ポリスチレン(PS)(日本ポリスチレン社製G120K、商標)を10重量部を混合機1で非溶融下に十分混合して混合物を得た。
【0040】
次にこの混合物をホッパー11より第1押出機21に供給して200℃で加熱溶解させた。二酸化炭素は、サイホン式の液化二酸化炭素ボンベ5を使用し、液相部分から直接取り出せるようにした。ボンベ5から二酸化炭素用定量ポンプ6までの流路を冷媒循環機24を用いて、−12℃に調節したエチレングリコール水溶液で冷却し、二酸化炭素を液体状態で二酸化炭素用定量ポンプ6まで送液できるようにした。次に送液した液状二酸化炭素を0.3kg/時間となるよう、直接質量流量計25にて確認しながら二酸化炭素用定量ポンプ6を制御し、二酸化炭素用定量ポンプ6の吐出圧力(圧力ゲージ26で測定)を30MPaとなるよう保圧弁7にて調整した。
【0041】
次に保圧弁7から第1押出機21の添加剤供給部8までのラインを50℃となるようヒーター12で加熱し、二酸化炭素を第1押出機21内に供給した。このときの添加剤供給部8の溶融樹脂圧力(圧力ゲージ27で測定)は15MPaであった。つまり、この溶融した熱可塑性樹脂11に溶解する直前の二酸化炭素は、温度が50℃以上、圧力が15MPaである超臨界状態の二酸化炭素となっている。
【0042】
このようにして、溶融した熱可塑性樹脂の合計量100重量部に対して超臨界二酸化炭素を11重量部の割合で第1押出機21に供給し、スクリューで均一に溶解拡散させた。次にこの溶融混合物を押出機シリンダー温度を140℃、樹脂圧力(圧力ゲージ28で測定)を20MPaに調整した第2押出機22へ送った。第2押出機22で溶融、混合が進行して生成した熱可塑性樹脂組成物は押出機シリンダー温度を160℃に設定した第3押出機23へ移送され、脱気口14より二酸化炭素が減圧下で脱気された。
【0043】
二酸化炭素が脱気された熱可塑性樹脂組成物を、第3押出機23の出口に接続されたダイ15を通じてストランド状に2.7kg/時間の押出量で押し出した。押し出されたストランド状熱可塑性樹脂組成物は、水槽3で冷却した後カッター4により切断し、熱可塑性樹脂組成物のペレット16を得た。
得られた熱可塑性樹脂組成物は、断面拡大顕微鏡写真である図5(A)に示されるように、PS相(島相)がLDPE(海相)に分散しており、その平均島相粒径は、0.5μmであった。
【0044】
実施例2
図4の装置により熱可塑性樹脂組成物を製造した。低分子有機化合物としてのエタノールを低密度ポリエチレン(LDPE)(三井化学社製ミラソン141、商標)とポリスチレン(PS)(日本ポリスチレン社製G120K、商標)との合計量100重量部に対して3重量部の割合で第1押出機21に供給した。低分子有機化合物(エタノール)17の供給は、低分子有機化合物定量ポンプ18によって、低分子有機化合物ライン19から二酸化炭素ライン20に送液、合流させることによって行った。供給した低分子有機化合物は二酸化炭素と共に脱気口14から脱気した。これら以外は実施例1と同様に行って、熱可塑性樹脂組成物を製造した。
得られた熱可塑性樹脂組成物は、断面拡大顕微鏡写真である図5(B)に示されるように、PS相(島相)がLDPE(海相)に分散しており、その平均島相粒径は、0.2μmであった。
【0045】
比較例1
二酸化炭素を供給しない以外は、実施例1と同様に行った。得られた熱可塑性樹脂組成物は、断面拡大顕微鏡写真である図5(C)に示されるように、PS相(島相)がLDPE(海相)に分散しており、その平均島相粒径は、6.0μmであった。
【0046】
実施例、および比較例の結果を表1に示す。
【表1】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の製造方法の一実施形態により熱可塑性樹脂組成物を製造するための装置を模式的に示す図である。
【図2】本発明の製造方法の他の実施形態により熱可塑性樹脂組成物を製造するための装置を模式的に示す図である。
【図3】実施例1で熱可塑性樹脂組成物を製造したときに用いた装置を模式的に示す図である。
【図4】実施例2で熱可塑性樹脂組成物を製造したときに用いた装置を模式的に示す図である。
【図5】(A)、(B)、(C)は、それぞれ実施例1、実施例2、および比較例1で製造した熱可塑性樹脂組成物の断面拡大顕微鏡写真である。
【符号の説明】
1 混合機
2 押出機
3 水槽
4 カッター
5 液化二酸化炭素ボンベ
6 二酸化炭素用定量ポンプ
7 保圧弁
8 添加剤供給部
9 熱可塑性樹脂(A)
10 熱可塑性樹脂(B)
11 ホッパー
12 ヒーター
13、25、26、27、28 圧力ゲージ
14 脱気口
15 ダイ
16 ペレット
17 低分子有機化合物槽
18 低分子有機化合物用定量ポンプ
19 低分子有機化合物ライン
20 二酸化炭素ライン
21 第1押出機
22 第2押出機
23 第3押出機
24 冷媒循環器
25 質量流量計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a thermoplastic resin composition by mixing two or more kinds of thermoplastic resins in a molten state in the presence of carbon dioxide.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the performance required for thermoplastic resin materials has become sophisticated and diversified, and it has become difficult to satisfy these needs with a single thermoplastic resin material. Therefore, research and development have been actively conducted in order to meet various needs as a multi-component thermoplastic resin material by combining several types of thermoplastic resins having different properties. These techniques are called polymer blends, polymer alloys, polymer composites and the like. Especially, the method of melt-mixing 2 or more types of thermoplastic resins in an extruder, and manufacturing a thermoplastic resin composition is a well-known technique, and is implemented industrially using this method. The above method can be carried out relatively easily, has a great merit that it is continuous production and is low in cost.
[0003]
However, the above method has some problems as described below.
(A) When the melting temperature and the melt viscosity between different thermoplastic resins are significantly different, they cannot be uniformly dissolved and dispersed.
(B) When the compatibility between different types of thermoplastic resins is poor, a compatibilizing agent such as a block copolymer or a graft copolymer is generally added to reduce the interfacial tension. However, it is difficult to design and select a compatibilizing agent, and there are many examples of performance deterioration due to the addition of the compatibilizing agent.
(C) When melt blending at a high temperature is required, there is a possibility of performance deterioration due to decomposition or the like, and there are many examples that lead to performance deterioration due to the influence of plasticizer addition.
From the above, it is known that the melt mixing technique using an extruder can be easily carried out, but is greatly restricted by the thermoplastic resin material used.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The problem of the present invention is that when different types of thermoplastic resins are melted and mixed, there is almost no restriction on the thermoplastic resin material to be used, and no compatibilizer or plasticizer that adversely affects the physical properties of the product is used. Even a finely dispersed structure can be achieved, and a resin composition having a finely dispersed structure made of a heterogeneous incompatible thermoplastic resin, which has been impossible with the conventional melt-mixing method, is easily produced at low cost. It is providing the manufacturing method of the thermoplastic resin composition which can be manufactured well.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
This invention is the manufacturing method of the following thermoplastic resin composition.
(1) In producing a thermoplastic resin composition by mixing two or more thermoplastic resins in an extruder in a molten state,
Using a multistage extruder with 3 or more extruders connected,
In the first extruderAddition of 2-200 parts by weight of carbon dioxide in a supercritical state with respect to 100 parts by weight of the total amount of the thermoplastic resinAnd
Advance the fine dispersion of the molten mixture in the second extruder,
Degassing carbon dioxide with the third extruderDo
A method for producing a thermoplastic resin composition.
(2)In the first extruderFurthermore, at least one kind of a low molecular weight compound having 1 to 6 carbon atoms selected from the group consisting of alcohols, alkanes, carboxylic acids, ethers, ketones and benzene with respect to 100 parts by weight of the total amount of the thermoplastic resin The method for producing a thermoplastic resin composition as described in (1) above, wherein the organic compound is added at a ratio of 0.01 to 50 parts by weight.
(3) The method for producing a thermoplastic resin composition as described in (2) above, wherein the low molecular organic compound is ethanol.
(4)In the first extruderA step of heating and melting and mixing two or more thermoplastic resins;
In the first extruderAdding carbon dioxide to a molten mixture of two or more thermoplastic resins at a pressure of 3-50 MPa;
In the second extruderA step of mixing two or more thermoplastic resins in a molten state in the presence of carbon dioxide;
In the third extruderDegassing carbon dioxide and
The manufacturing method of the thermoplastic resin composition in any one of said (1)-(3) containing.
(5) The method for producing a thermoplastic resin composition according to any one of (1) to (4), wherein the extruder is a single-screw extruder.
[0006]
The greatest feature of the method for producing the thermoplastic resin of the present invention is:Using a multi-stage extruder with 3 or more extruders connected,2 to 200 parts by weight, preferably 3 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of thermoplastic resins in which carbon dioxide in a supercritical state is mixed as a medium when two or more kinds of thermoplastic resins are melt-mixed in an extruder. Parts by weight, more preferably 5-100 parts by weightThen, fine dispersion of the molten mixture proceeds with the second extruder, and carbon dioxide is degassed with the third extruder.It is to be.
By adding carbon dioxide at the above ratio, when melted and mixed, the melt viscosity of the thermoplastic resin melt decreases as a whole. As a result, the difference in melt viscosity between dissimilar thermoplastic resins is reduced, the uniform dispersibility is greatly improved, melt blending at a lower temperature is possible, and the possibility of product performance deterioration due to decomposition and the like is small. The effect becomes. In addition, since there is no need to add a compatibilizing agent or a plasticizer, there is no worry about deterioration of physical properties of the product. Further, when removing carbon dioxide added after melting and mixing, there is an effect of removing impurities in the resin depending on the case.
The above synergistic effect makes it possible to produce polymer blends in which different types of incompatible thermoplastic resins that were previously impossible by melt-mixing are uniformly finely dispersed. A functional thermoplastic resin composition can be obtained.
[0007]
Further, as another embodiment of the present invention, there is an embodiment in which a low molecular organic compound is added together with carbon dioxide. That is, by adding a low molecular weight organic compound as an auxiliary agent together with carbon dioxide, the dispersion state of the resulting thermoplastic resin composition may become more uniform and fine. This is presumed that the low-molecular organic compound exhibits a kind of compatibilizing effect.
When adding a low molecular weight organic compound, the addition amount is preferably 0.01 to 50 parts by weight and more preferably 0.1 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the total amount of the thermoplastic resin. Moreover, it is preferable that it is 50 weight% or less among the total amount with a carbon dioxide, and it is more preferable that it is 0.01-30 weight%.
[0008]
The state at the time of addition of carbon dioxide used in the present invention is a supercritical state. Adding in supercritical state is used for melt mixingFirst 1 ExtruderIt is preferable from the viewpoint that carbon dioxide can be added quantitatively, stably, and in a large amount. The added carbon dioxide is considered to be in a state of being dissolved and diffused in the molten mixture of the thermoplastic resin.
[0009]
As a low molecular organic compound used in the present inventionIsAt least one low molecular weight organic compound having 1 to 6 carbon atoms selected from the group consisting of alcohols, alkanes, carboxylic acids, ethers, ketones and benzene,used. In particular, ethanol is preferable from the viewpoint of safety for human bodies and foods. Furthermore, among ethanol, from the viewpoint of cost reduction, per se known modified ethanol which is usually used for industrial use is preferable. Examples of denaturing agents for denatured ethanol include known ones such as methanol, lactic acid, benzene, and ether.
[0010]
The thermoplastic resin used in the present invention can be used without any particular limitation. Here, the thermoplastic resin is a concept including not only a hard resin but also a soft resin. Examples of the thermoplastic resin include low density polyethylene, high density polyethylene, linear low density polyethylene, ultrahigh molecular weight polyethylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene copolymer, propylene-butene copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene. -Acrylic acid copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ionomer resin (for example, ethylene-methacrylic acid copolymer ionomer resin), polypropylene, ultrahigh molecular weight polypropylene, polybutene, 4-methylpentene-1 resin, cyclic Polyolefin resin, ethylene-styrene copolymer, styrene resin (polystyrene, butadiene-styrene copolymer (HIPS), acrylonitrile-styrene copolymer) (AS resin), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin, etc.), polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene oxide, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, cellulose acetate, polyester (Eg, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, etc.), polyamide resin, polyimide resin, fluororesin, polysulfone, polyethersulfone, polyarylate, polyetheretherketone, liquid crystal polymer, thermoplastic polyurethane, thermoplastic elastomer Biodegradable polymers (for example, hydroxycarboxylic acid condensates such as polylactic acid, diaus such as polybutylene succinate) Condensates) and the like of carboxylic acids and.
[0011]
In the present invention, as already described, two or more thermoplastic resins are used. In this case, the composition ratio of each component composed of two or more thermoplastic resins constituting the resin composition of the present invention is an arbitrary ratio. In the present invention, for example, a good fine dispersion structure can be achieved by mixing each component to be blended at an arbitrary ratio using carbon dioxide as a medium.
[0012]
In the present invention, as long as the achievement of the problem is not impaired, the resin composition, if necessary, pigments, dyes, lubricants, antioxidants, fillers, stabilizers, flame retardants, antistatic agents, An ultraviolet ray preventive agent, a crosslinking agent, an antibacterial agent, a crystal nucleating agent, a shrinkage preventing agent, a foaming nucleating agent, a foaming aid and the like can be added.
[0013]
In the present invention, a method for melting and mixing a thermoplastic resinIsExtrusion molding, injection moldingShape etc.Used in molding methodsMultistage extruderCan be adopted. Especially used for extrusion moldingMultistageThe use of an extruder is preferred. The thermoplastic resin composition of the present invention isIn the first extruderOnce two or more kinds of thermoplastic resins are melted and mixed in the presence of carbon dioxide by an apparatus such as an extruder,Advance the fine dispersion of the molten mixture in the second extruder,After removing carbon dioxide, it is cooled and molded into a pellet, for example, to obtain a thermoplastic resin composition, and then molded by a desired molding method to obtain a molded product. Alternatively, two or more thermoplastic resins are melted and mixed in the presence of carbon dioxide in a molding machine used for the desired molding method, and the carbon dioxide is removed to obtain a thermoplastic resin composition, which is then cooled. Alternatively, the thermoplastic resin composition in a molten state can be molded as it is with a molding machine to form a molded product. In any case, melting and mixing of two or more thermoplastic resinsUsing a multi-stage extruder in which three or more extruders are connected, carbon dioxide in a supercritical state is added at a ratio of 2 to 200 parts by weight with respect to a total amount of 100 parts by weight of the thermoplastic resin in the first extruder. Then, the dispersion of the molten mixture is advanced by the second extruder, and the third extruderExcept for removing carbon dioxide, the same method as the conventional melting and mixing method can be adopted.
[0014]
The melting and mixing of the thermoplastic resin is preferably carried out under a high pressure state in which a large amount of carbon dioxide is dissolved and diffused in the thermoplastic resin. Such a high pressure condition is caused by a molten thermoplastic resin.MultistageFormed by filling in an extruder, such as a single screw extruderMultistageThis is easily realized by using an extruder.
[0015]
The following method can be illustrated as a preferable manufacturing method of a thermoplastic resin composition. FirstIn the first extruderAfter two or more kinds of thermoplastic resins are supplied to the extruder and heated and melted, carbon dioxide is added to the molten thermoplastic resin in the extruder at a pressure of 3 to 50 MPa, preferably 10 to 30 MPa,In the second extruderTwo or more thermoplastic resins are melted and mixed in the presence of carbon dioxide.To advance the fine dispersion of the molten mixtureAfter forming the thermoplastic resin compositionIn the third extruderCarbon dioxide from the thermoplastic resin composition is optionally degassed with impurities in the thermoplastic resin.
The temperature and time for melting and mixing are appropriately set mainly depending on the type, combination, mixing ratio, amount of carbon dioxide added, desired physical properties of the desired thermoplastic resin composition, equipment used, etc. However, a temperature range in which the thermoplastic resin does not melt and decompose is selected, and a time in which two or more thermoplastic resins are sufficiently uniformly dispersed is selected. Such temperature and time can be determined experimentally once the above factors are determined.
[0016]
In the present invention, impurities that can be removed together with carbon dioxide are monomer residues, solvents, water, and the like contained in the thermoplastic resin. For example, in the case of polyethylene, ethylene monomers are used.
[0017]
When adding a low molecular organic compound as an auxiliary agent together with carbon dioxide, the low molecular organic compound supply line may be connected to the carbon dioxide supply line and supplied to the thermoplastic resin melted with carbon dioxide, You may supply separately from a carbon dioxide. The supplied low molecular weight organic compound can be removed together with the removal of carbon dioxide.
[0018]
The extruder used isIf it is a multistage extruder with 3 or more extruders connectedThere is no restriction in particular, well-known used for resin processing methodMultistageAn extruder can be used. For example, a single screw extruder with one screw, a twin screw extruder with two screws, and a multi-screw extruder with three or more screwsMachineThere is no particular limitation.
Among these, a single screw extruder is preferable. In the single screw extruder, the inside of the extruder is completely filled with the molten thermoplastic resin, so that the resin pressure is easily maintained at a high pressure as compared with the twin screw extruder. In order to completely dissolve and diffuse a large amount of carbon dioxide in the thermoplastic resin, a high pressure state is required. Therefore, a single screw extruder that can easily maintain the resin pressure at a high pressure state is preferable for the production method of the present invention. Moreover, what has the supply port which supplies a carbon dioxide, and the deaeration port for removing a carbon dioxide is preferable.
[0019]
In the supercritical stateThe carbon dioxide supply method is not particularly limited, and a known method can be adopted.The ThisHere, the supercritical state means that the pressure and temperature are above the critical point, and in the case of carbon dioxide, the pressure is 7.4 MPa or higher and the temperature is 31.35 ° C. or higher.
[0020]
The thermoplastic resin composition produced by the method of the present invention is obtained by mixing each component using carbon dioxide as a medium, and has a phase structure composed of a sea phase and an island phase (sea-island structure), or spinodal. It is preferably a continuous structure formed in the initial stage of decomposition (a continuous structure in which each thermoplastic resin is mixed in a network). In the case of a sea-island structure, the average particle size of the island phase portion is preferably 5 μm or less, and more preferably 1 μm or less. In this case, for example, the mechanical properties are excellent.
[0021]
The thermoplastic resin composition of the present invention can be used after being molded into various molded articles. As the molding method that can be applied, any of the conventionally known molding methods can be applied without limitation. For example, extrusion molding (sheet molding, inflation molding, foam molding, heterogeneous molding, multilayer molding, hollow molding, pipe molding). Etc.), injection molding and the like. The shape of the molded body is not particularly limited, such as powder, pellet, film, net, sheet, rod, filament, pipe, tube, plate, square, column, and the like.
Further, since the thermoplastic resin composition obtained by the method of the present invention has different thermoplastic resins uniformly and finely dispersed, it can have the respective characteristics of different thermoplastic resins without losing strength. It can be used as a new material in various fields by combining different types of thermoplastic resins.
[0022]
【The invention's effect】
According to the method for producing a thermoplastic resin composition of the present invention, when different types of thermoplastic resins are melted and mixed in an extruder,Using a multi-stage extruder in which three or more extruders are connected, with respect to 100 parts by weight of the total amount of the thermoplastic resin in the first extruder,Carbon dioxide in the supercritical stateIt is added at a ratio of 2 to 200 parts by weight, fine dispersion of the molten mixture is advanced by the second extruder, and carbon dioxide is degassed by the third extruder.Therefore, it is possible to achieve a finely dispersed structure without using compatibilizers or plasticizers that adversely affect physical properties, and heat of dissimilar incompatibility that has been impossible with conventional melt mixing methods. A resin composition having a good fine dispersion structure made of a plastic resin can be easily and efficiently produced at a low cost.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
One embodiment (first embodiment) of the production method of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 1 is a mixer, 2 is an extruder, 3 is a water tank, 4 is a cutter, 5 is a liquefied carbon dioxide cylinder, 6 is a metering pump for carbon dioxide, 7 is a pressure holding valve, and carbon dioxide is the
[0024]
In order to produce a thermoplastic resin composition using the apparatus shown in FIG. 1, the thermoplastic resin (A) 9 that becomes the sea phase of the sea-island structure and the thermoplastic resin (B) 10 that becomes the island phase are unmelted by the mixer 1. Then, the mixture is fed from the hopper 11 into the
[0025]
On the other hand, while the carbon dioxide in the liquefied
[0026]
From the viewpoint of adding carbon dioxide at a pressure of 3 to 50 MPa, the resin pressure (measured by the pressure gauge 13) of the zone for supplying carbon dioxide at this time is preferably in the range of 3 to 50 MPa. Setting the resin pressure to 3 MPa or more is preferable from the viewpoint of dissolving and diffusing carbon dioxide in the thermoplastic resin composition. Moreover, it is preferable to make the resin pressure 50 MPa or less from the viewpoint of safety in production.
[0027]
The screw shape of the
[0028]
The molten thermoplastic resin composition in which carbon dioxide is dissolved and diffused is finely dispersed in the thermoplastic resin (A) 9 in the downstream portion of the
[0029]
Carbon dioxide is degassed from the degassing
[0030]
The thermoplastic resin composition from which carbon dioxide has been degassed and removed is extruded in a strand form through a die 15 connected to the outlet of the
[0031]
In FIG. 1, carbon dioxide is removed before extrusion from the die 15, but it is not completely removed, and a thermoplastic resin composition can be obtained as a foam by using a part as a foaming agent.
In FIG. 1, one
[0032]
Another embodiment (second embodiment) of the production method of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, 1 is a mixer, 2 is an extruder, 3 is a water tank, 4 is a cutter, 5 is a liquefied carbon dioxide cylinder, 6 is a carbon dioxide metering pump, 7 is a pressure holding valve, 17 is a low molecular organic compound tank,
[0033]
In order to produce a thermoplastic resin composition using the apparatus shown in FIG. 2, first, a thermoplastic resin A9 as a sea phase and a thermoplastic resin B10 as an island phase are mixed in a non-melted state by the mixer 1, and then from the hopper 11. It is fed into the
[0034]
On the other hand, while maintaining the carbon dioxide in the liquefied
[0035]
3 shows a modification of the apparatus of FIG. 1, and FIG. 4 shows a modification of the apparatus of FIG. 3 and FIG. 4, a multistage extruder including a first extruder 21, a
[0036]
【Example】
Next, the present invention will be described from examples and comparative examples. The average island phase particle size and tensile elongation shown in Table 1 were measured according to the following method.
[0037]
・ Average island phase particle size
A thermoplastic resin composition was continuously produced by extrusion molding, and three sample pellets were obtained every 30 minutes. The cross section of three sample pellets was photographed with a transmission electron microscope. Each cross-sectional photograph was image-processed, the equivalent circle diameter was measured for the particle size of the island phase in a 500 μm square, and the average equivalent circle diameter was calculated. The average value of the average equivalent circle diameter at three points was defined as the average island phase particle size.
・ Tensile elongation
A test piece was prepared from the thermoplastic resin composition, and the tensile elongation was measured according to JIS K 7161.
[0038]
Example 1
A thermoplastic resin composition was produced using the apparatus shown in FIG. As the mixer 1, a Henschel mixer was used, and as the extruder, a multi-stage extruder having a first extruder 21 having a screw diameter of 20 mm, a
[0039]
First, 90 parts by weight of low density polyethylene (LDPE) (Mirason 141, trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) as the thermoplastic resin (A) 9 and polystyrene (PS) (Nippon Polystyrene Co., Ltd.) as the thermoplastic resin (B) 10 10 parts by weight of G120K (trademark) manufactured by Gluing Co., Ltd. was thoroughly mixed in the mixer 1 without being melted to obtain a mixture.
[0040]
Next, this mixture was supplied from the hopper 11 to the first extruder 21 and dissolved by heating at 200 ° C. Carbon dioxide was extracted directly from the liquid phase portion using a siphon type liquefied
[0041]
Next, the line from the pressure holding valve 7 to the
[0042]
Thus, supercritical carbon dioxide was supplied to the first extruder 21 at a ratio of 11 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the molten thermoplastic resin, and was uniformly dissolved and diffused by the screw. Next, this molten mixture was sent to the
[0043]
The thermoplastic resin composition from which carbon dioxide had been degassed was extruded in a strand form at an extrusion rate of 2.7 kg / hour through a die 15 connected to the outlet of the
As shown in FIG. 5A, which is a cross-sectional enlarged micrograph, the obtained thermoplastic resin composition has a PS phase (island phase) dispersed in LDPE (sea phase), and the average island phase grain The diameter was 0.5 μm.
[0044]
Example 2
A thermoplastic resin composition was produced using the apparatus shown in FIG. Ethanol as a low molecular weight organic compound is 3 weights with respect to 100 parts by weight of the total amount of low density polyethylene (LDPE) (Mirason 141, trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) and polystyrene (PS) (G120K, trade name, manufactured by Nippon Polystyrene). The ratio was fed to the first extruder 21. The supply of the low molecular organic compound (ethanol) 17 was performed by feeding and joining the low molecular
In the obtained thermoplastic resin composition, as shown in FIG. 5B which is a cross-sectional enlarged micrograph, the PS phase (island phase) is dispersed in LDPE (sea phase), and the average island phase grain The diameter was 0.2 μm.
[0045]
Comparative Example 1
It carried out like Example 1 except not supplying a carbon dioxide. In the obtained thermoplastic resin composition, as shown in FIG. 5C which is a cross-sectional enlarged micrograph, the PS phase (island phase) is dispersed in LDPE (sea phase), and the average island phase grains The diameter was 6.0 μm.
[0046]
The results of Examples and Comparative Examples are shown in Table 1.
[Table 1]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an apparatus for producing a thermoplastic resin composition according to an embodiment of the production method of the present invention.
FIG. 2 is a view schematically showing an apparatus for producing a thermoplastic resin composition according to another embodiment of the production method of the present invention.
3 is a view schematically showing an apparatus used when a thermoplastic resin composition is produced in Example 1. FIG.
4 is a view schematically showing an apparatus used when a thermoplastic resin composition is produced in Example 2. FIG.
5 (A), (B), and (C) are cross-sectional magnified photomicrographs of the thermoplastic resin compositions produced in Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, respectively.
[Explanation of symbols]
1 Mixer
2 Extruder
3 Aquarium
4 Cutter
5 Liquefied carbon dioxide cylinder
6 Metering pump for carbon dioxide
7 Holding valve
8 Additive supply section
9 Thermoplastic resin (A)
10 Thermoplastic resin (B)
11 Hopper
12 Heater
13, 25, 26, 27, 28 Pressure gauge
14 Degassing mouth
15 die
16 pellets
17 Low molecular organic compound tank
18 Metering pump for low molecular organic compounds
19 Low molecular organic compound line
20 carbon dioxide line
21 First extruder
22 Second extruder
23 Third extruder
24 Refrigerant circulator
25 Mass flow meter
Claims (5)
押出機が3台以上繋がった多段押出機を用い、
第1押出機で上記熱可塑性樹脂の合計量100重量部に対して、超臨界状態にある二酸化炭素を2〜200重量部の割合で添加し、
第2押出機で溶融混合物の微分散化を進行させ、
第3押出機で二酸化炭素を脱気する
ことを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。In producing a thermoplastic resin composition by mixing two or more thermoplastic resins in an extruder in a molten state,
Using a multistage extruder with 3 or more extruders connected,
In a first extruder, carbon dioxide in a supercritical state is added in a ratio of 2 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the thermoplastic resin ,
Advance the fine dispersion of the molten mixture in the second extruder,
Carbon dioxide is degassed with a third extruder . A method for producing a thermoplastic resin composition.
第1押出機で二酸化炭素を3〜50MPaの圧力で2種以上の熱可塑性樹脂の溶融混合物に添加する工程と、
第2押出機でさらに二酸化炭素の存在下で2種以上の熱可塑性樹脂を溶融状態で混合する工程と、
第3押出機で二酸化炭素を脱気する工程と
を含む請求項1〜3のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物の製造方法。A step of heating and melting and mixing two or more thermoplastic resins in the first extruder ;
Adding carbon dioxide to the molten mixture of two or more thermoplastic resins at a pressure of 3 to 50 MPa in a first extruder ;
A step of mixing two or more thermoplastic resins in a molten state in the second extruder in the presence of carbon dioxide;
The method for producing a thermoplastic resin composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising a step of degassing carbon dioxide with a third extruder .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001128355A JP4131091B2 (en) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | Method for producing thermoplastic resin composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001128355A JP4131091B2 (en) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | Method for producing thermoplastic resin composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002322288A JP2002322288A (en) | 2002-11-08 |
| JP4131091B2 true JP4131091B2 (en) | 2008-08-13 |
Family
ID=18977061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001128355A Expired - Fee Related JP4131091B2 (en) | 2001-04-25 | 2001-04-25 | Method for producing thermoplastic resin composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4131091B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9586355B2 (en) | 2011-03-11 | 2017-03-07 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Dynamically vulcanized thermoplastic elastomer film |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4143540B2 (en) | 2001-10-24 | 2008-09-03 | 積水化学工業株式会社 | Method for producing polymer alloy, polymer alloy, molded article, transparent molded article, and optical film |
| JP4399525B2 (en) * | 2002-12-26 | 2010-01-20 | 株式会社プラスチック工学研究所 | Method for producing carbon nanowire-dispersed resin composition |
| JP4593082B2 (en) * | 2003-04-09 | 2010-12-08 | 積水化学工業株式会社 | Method for producing polymer alloy composite material |
| JP2005161596A (en) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Mitsui Chemicals Inc | Method for producing thermoplastic resin blend |
| JP4127534B2 (en) * | 2003-12-09 | 2008-07-30 | 大日精化工業株式会社 | Masterbatch and manufacturing method thereof |
| JPWO2005097468A1 (en) * | 2004-04-09 | 2008-02-28 | 三井化学株式会社 | Method for producing stretched film and stretched film obtained by the production method |
| JP2006199042A (en) * | 2004-12-17 | 2006-08-03 | Toray Ind Inc | Method for producing thermoplastic resin composition |
| JP5286630B2 (en) * | 2005-03-29 | 2013-09-11 | 東レ株式会社 | Method for producing thermoplastic resin composition |
| JP2007100056A (en) * | 2005-10-07 | 2007-04-19 | Mitsui Chemicals Inc | Method for producing porous film and porous film |
| CA2725558A1 (en) * | 2008-05-29 | 2009-12-03 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Process for producing polymer alloy and polymer alloy |
| US20150065625A1 (en) * | 2011-03-11 | 2015-03-05 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Method of Forming Dynamically Vulcanized Thermoplastic Elastomer Films and Films Formed Therefrom |
| JP2014132042A (en) * | 2011-04-13 | 2014-07-17 | Konica Minolta Advanced Layers Inc | Production method of resin composition, optical film, polarizing plate, and liquid crystal display device |
| EP2821195A4 (en) * | 2012-03-02 | 2015-11-11 | Hitachi Maxell | METHOD FOR PRODUCING MOLDED BODY, PROCESS FOR PRODUCING MOLDED BODY HAVING PLATING FILM, PROCESS FOR PRODUCING RESIN PELLETS, MOLDED FOAM HAVING PLATEING FILM, FOAM INJECTION MOLDING METHOD, NOZZLE UNIT, AND METHOD FOR PRODUCING RESIN PELLETS INJECTION MOLDING APPARATUS |
| EP3913030B1 (en) * | 2019-02-26 | 2025-04-09 | Moresco Corporation | Method for producing hot melt adhesive and hot melt adhesive |
| JP6948488B2 (en) * | 2019-02-26 | 2021-10-13 | 株式会社Moresco | Manufacturing method of ethylene vinyl acetate hot melt adhesive and hot melt adhesive |
| JP7160743B2 (en) * | 2019-04-01 | 2022-10-25 | 株式会社神戸製鋼所 | Kneading device and additive supply method in this |
| CN115106048B (en) | 2021-03-18 | 2024-04-19 | 本田技研工业株式会社 | Continuous hydrolysis treatment device and continuous hydrolysis treatment method |
-
2001
- 2001-04-25 JP JP2001128355A patent/JP4131091B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9586355B2 (en) | 2011-03-11 | 2017-03-07 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Dynamically vulcanized thermoplastic elastomer film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002322288A (en) | 2002-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4131091B2 (en) | Method for producing thermoplastic resin composition | |
| US8779017B2 (en) | Foam and production method of the same | |
| JP4144916B2 (en) | Thermoplastic resin foam injection molded body and method for producing the same | |
| CA2770973C (en) | Process of producing thermoplastic starch/polymer blends | |
| JP3998374B2 (en) | Method for adding supercritical carbon dioxide and method for producing thermoplastic resin foam using the addition method | |
| US5621041A (en) | Compatible liquid crystal polymer/polyolefin blends | |
| TW200936657A (en) | Polymer blend for thermoplastic cellular materials | |
| CN116615323A (en) | Recyclable, biodegradable and industrially compostable extruded foam and method of making same | |
| KR101258736B1 (en) | Low-viscosity polymer mixture | |
| JP2008272999A (en) | Screws in vinyl chloride resin foam molding machines | |
| KR100592371B1 (en) | Manufacturing method of modified thermoplastic resin | |
| JPH1076560A (en) | Thermoplastic resin foam and method for producing the same | |
| JP2006002055A (en) | Method for producing polymer alloy molding | |
| JP2005161596A (en) | Method for producing thermoplastic resin blend | |
| US20050159548A1 (en) | Miscible blends of normally immiscible polymers | |
| JP4902831B2 (en) | Injection molding of polymer alloy | |
| JP4105814B2 (en) | Method for producing thermoplastic resin composition | |
| JP2002309029A (en) | Method for producing thermoplastic resin foam | |
| WO2009084523A1 (en) | Process for producing polypropylene resin foam | |
| JP4966087B2 (en) | Light reflector | |
| JP3588545B2 (en) | Method for producing polyolefin resin foam | |
| JP3199951B2 (en) | Method of adjusting expansion ratio of thermoplastic elastomer foam, method of foaming thermoplastic elastomer, and foam of thermoplastic elastomer | |
| JP2003238695A (en) | Coloring pigment masterbatch and method for producing the same | |
| JP5620363B2 (en) | Acrylonitrile ethylene propylene rubber styrene copolymer foam and method for producing the same | |
| CN115785595A (en) | Polyvinyl alcohol melt blown film based on anhydrous plasticization and preparation method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050902 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071010 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071106 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20071228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080205 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080404 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080430 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080513 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110606 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120606 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120606 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130606 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130606 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |