JP2000273193A - 熱可塑性樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水酸化アルミニウム、熱可塑性樹脂及び酸化
カルシウム等の吸湿剤を混合、成形してなる熱可塑性樹
脂成形体の製造方法において、混合、成形時に水酸化ア
ルミニウムに起因する発泡を防止し、発泡痕のない熱可
塑性樹脂成形体の実用的な製造方法を提供する。 【解決手段】 吸湿速度３重量％／ｈｒ以上である吸湿
剤と熱可塑性樹脂とを混練して混合物を得る第１工程
と、得られた混合物、水酸化アルミニウム及び熱可塑性
樹脂を混合、成形してなる第２工程を含む熱可塑性樹脂
成形体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性樹脂成形体
の製造方法に関する。詳細には、混合、成形時に水酸化
アルミニウムに起因する発泡の発生を防止し、かつ装置
に付随するスクリーンに目詰りを起こすことがない、発
泡痕のない熱可塑性樹脂成形体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂は我々の生活空間の中で大変身
近な存在となっており、様々な用途で広範囲に使用され
ている。例えばポリエチレン、ポリプロピレン及び塩化
ビニル等が各種包装材、自動車や家屋内のカーペット、
内張り等の内装材、電線の被覆材に使用され、ポリスチ
レン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリカーボ
ネート及びエポキシ樹脂等がＴＶ、パソコン及びその他
電気製品のハウジング、電子部品パッケージ又は自動車
関連部品に使用されている。

【０００３】上記用途に用いられた樹脂成形体は、使用
後一部リサイクルが行われているが、大半は未だ焼却処
分や埋立て処分されているのが実状である。これら樹脂
を単独にまたは他の廃棄物と共に焼却処分する場合には
塩化水素ガス、一酸化炭素ガス、ダイオキシン等が発生
する場合があり、焼却処理後の残灰を埋め立て処理する
場合には残灰中に含まれる微量重金属が埋め立て地で雨
水等に溶解し漏洩する問題があることが知られている。

【０００４】このような問題点に対して、水酸化アルミ
ニウムを用いた熱可塑性樹脂製袋（特開平９−３２３７
３５号公報）が提案されている。かかる熱可塑性樹脂製
袋を他のゴミとともに焼却処理する場合、焼却炉内の異
常温度上昇を防止できること、排ガス中の塩素ガス等有
害ガスを抑制できること、また焼却残灰を埋め立てする
場合にクロム等重金属イオンの漏出を防止できることが
知られている。

【０００５】しかし、水酸化アルミニウムはその結晶水
の安定域は約２００℃迄であり、使用条件によってはそ
れ以下の温度でも熱分解し発水することが知られてお
り、水酸化アルミニウムを樹脂に混合、成形する場合に
発泡する問題があった（例えば、高分子材料の難燃化の
実際と新規難燃剤の開発動向、産業技術研究会主催産技
研講座５−１、昭和６１年９月２日〜３日）。この問題
に対し、水酸化アルミニウムに加えて酸化カルシウムを
混合する方法が提案されている（例えば、特開昭５１−
４４１４５号公報）。

【０００６】しかしながら、水酸化アルミニウム、熱可
塑性樹脂及び酸化カルシウムを混合する方法は、混合、
成形時に発生する発泡をある程度抑制する効果を有する
ものの、成形条件等により十分な効果が得られない場合
があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、水酸
化アルミニウム、熱可塑性樹脂及び酸化カルシウム等の
吸湿剤を混合、成形してなる熱可塑性樹脂成形体の製造
方法において、混合、成形時に水酸化アルミニウムに起
因する発泡を防止し、発泡痕のない熱可塑性樹脂成形体
の実用的な製造方法を提供することにある。

【０００８】本発明者等は、酸化カルシウムを用いる方
法において混合、成形時の発泡の原因を解明するため
に、熱可塑性樹脂中の水酸化アルミニウムの挙動、酸化
カルシウム等の吸湿剤の挙動、混合温度、混合時間等を
詳細に調べた。その結果、個々の酸化カルシウム等の吸
湿剤の吸湿速度が異なること及びその吸湿速度が混合、
成形時の発泡現象と相関があることを知見した。

【０００９】各種の酸化カルシウム等の吸湿剤について
試験を重ねた結果、特定の吸湿速度を有する吸湿剤を用
いる場合には、混合、成形時の発泡を防止し、熱可塑性
樹脂成形体を製造し得ることを見出した。

【００１０】また、前記吸湿剤を用いる方法を実用的な
装置に適用し試験したところ、混合、成形装置に付随す
るスクリーンに目詰りが発生し、実用レベルの生産が困
難となる場合があることがわかった。

【００１１】本発明者等は更に検討を重ねた結果、得ら
れる熱可塑性樹脂成形体中で前記吸湿剤が凝集している
ことを知見し、その凝集を防止する方法について鋭意検
討を重ねた結果、特定の吸湿剤と熱可塑性樹脂とを予め
混練して得られた混合物を水酸化アルミニウムと熱可塑
性樹脂とに混合する場合には、かかる課題を全て解決し
得ることを見出し本発明を完成するに至った。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、吸
湿速度３重量％／ｈｒ以上である吸湿剤と熱可塑性樹脂
とを混練して混合物を得る第１工程と、得られた混合
物、水酸化アルミニウム及び熱可塑性樹脂を混合、成形
してなる第２工程を含む熱可塑性樹脂成形体の製造方法
を提供するにある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の第１工程は、吸湿速度３重量％／ｈｒ以上であ
る吸湿剤と熱可塑性樹脂とを混練して混合物を得ること
を特徴とする。予め吸湿剤と熱可塑性樹脂とを混練する
ことにより、吸湿剤は凝集することがなく、スクリーン
の目詰まりの発生を防止する。

【００１４】本発明に用いる吸湿剤は、例えば吸湿速度
が３重量％／ｈｒ以上であって、五酸化リン、過塩素酸
マグネシウム、無水硫酸カルシウム、酸化マグネシウ
ム、酸化カルシウム及び無水塩化カルシウムからなる群
より選ばれた少なくとも１種がが挙げられ、就中、吸湿
速度が３重量％／ｈｒ以上である酸化カルシウムの適用
が推奨される。吸湿速度が３重量％／ｈｒ未満の場合、
混練時の水酸化アルミニウムに起因する発泡を十分に抑
制することができず、発泡痕のない熱可塑性樹脂成形体
を得ることが困難である。

【００１５】本発明に用いる熱可塑性樹脂は、例えばエ
チレン、プロピレン、スチレン、塩化ビニル、酢酸ビニ
ル、アクリロニトリル、ブタジエン、ビニルアルコー
ル、アクリル及びアクリルからなる群より選ばれた少な
くとも１種の誘導体であるホモポリマー若しくはコポリ
マー又はポリアミドやポリエチレンテレフタレートに代
表される熱可塑性ポリエステル等である。

【００１６】本発明の混練は、例えば、加圧ニーダー、
バンバリーミキサー、１軸押出機及び２軸押出機等から
なる群より選ばれた１種が挙げられる。混練後に、混合
物をペレット化する場合には混合物と水とが接触するこ
となく切断、冷却する方式、例えばホットカット方式、
溶融粉砕方式等で行うことが推奨される。

【００１７】第１工程を行うに際しては、通常、吸湿速
度３重量％／ｈｒ以上である酸化カルシウム約１００重
量〜約３００重量部とポリエチレン１００重量部とを加
圧ニーダーを用いて、混練温度約１３０℃〜約２００
℃、混練時間約５分〜約３０分の条件で混練すればよ
い。また、第１工程で得られた混合物を大気中に長期間
放置した場合、その放置された混合物を第２工程の混
合、成形に用いる時には、予め混練した効果が得られず
装置に付随するスクリーンの目詰りが発生することがあ
る。

【００１８】本発明の第２工程は、第１工程で得られた
混合物、水酸化アルミニウム及び熱可塑性樹脂を混合、
成形してなることを特徴とする。

【００１９】本発明に用いる水酸化アルミニウムは、例
えばギブサイト、バイヤライト、ベーマイト、ノルトス
トランダイト等が挙げられ、この中でもギブサイトはバ
イヤー法によるアルミナ、アルミニウムの原料として大
量に生産されているため容易に、安価に入手できること
から好適である。前記水酸化アルミニウムは、通常、平
均粒子径が約０．５μｍ〜約１００μｍであり、その用
途によって適宜選択できる。具体例としてはフィルム用
途では、高い引張強度を付与する目的で平均粒子径約
０．５μｍ〜約１０μｍのものが使用され、透明性を付
与する場合には１次粒子径の大きいものが、他方隠蔽性
を付与する場合には一次粒子径が小さいものの使用が推
奨される。

【００２０】熱可塑性樹脂成形体中の水酸化アルミニウ
ム含有量は、通常、約１重量％〜約９０重量％の範囲で
その用途により適宜選択すればよい。約１重量％未満の
場合、得られた熱可塑性樹脂成形体を焼却する時に焼却
炉内の異常温度上昇を防止するといった効果等が得られ
ないことがある。９０重量％より多い場合、混合・成形
時、樹脂組成物の流動性が低下するために成形が困難に
なることがある。

【００２１】また、水酸化アルミニウムを予め熱可塑性
樹脂と混練して水酸化アルミニウム含有マスターバッチ
を作製してから、第２工程の混合に供してもよい。前記
混練を行うに際しては、例えば、水酸化アルミニウム約
１００重量部〜約５００重量部とポリエチレン１００重
量部とを加圧ニーダー、バンバリーミキサー、１軸押出
機及び２軸押出機等からなる群より選ばれた１種を用い
て、約１３０℃〜約２００℃、約５分〜約３０分の条件
で混練すればよい。更に、混練して得られた水酸化アル
ミニウム含有マスターバッチをペレット化する場合に
は、例えばホットカット方式、溶融粉砕方式、ストラン
ドカット方式、アンダーウォーターカット方式等で行え
ばよい。

【００２２】第２工程の混合、成形は、通常、スクリー
ンを備えた、射出成形機、押出成形機及びブロー成形機
等からなる群より選ばれた１種が挙げられる。前記押出
成形機としては、Ｔダイ、リングダイ、ストランドダ
イ、パイプダイ、その他異形成形用ダイ等を取り付けた
押出成形機等が挙げられる。前記スクリーンは粗粒異物
の混入を防止し、熱可塑性樹脂成形体を均質化する役目
をするものであり、約１０メッシュ〜約２００メッシュ
の金網等からなっている。更に、本発明においては、第
２工程で得られた成形体を真空成形機、圧縮成形機等を
用いて加工してもよい。

【００２３】本発明の第２工程を行うに際しては、例え
ば、第１工程で得られた混合物、水酸化アルミニウム及
び熱可塑性樹脂をスクリーンを備えたリングダイを取り
付けた押出成形機（スクリーンを備えたインフレーショ
ン成形機）を用いて約１６０℃〜約２００℃、約５分〜
約３０分の条件で混合した後、フィルム等へ成形すれば
よい。前記混合物の混合量は、得られる熱可塑性樹脂成
形体の用途により異なり一義的ではないが、通常、得ら
れる熱可塑性樹脂成形体中に、吸湿剤換算で約０．１重
量％〜約５重量％含有されるように配合すればよい。

【００２４】本発明において、第２工程の混合で得られ
た熱可塑性樹脂成形体は、通常、家電・電気部品、容
器、梱包用品、自動車等運輸機械部品、事務用品、玩
具、建材、スポーツ用品、農業用品、日用品を始めとし
工業資材、医療器具、一般機械・精密機器部品に至るま
で各種用途に用いられる。家電・電気部品を例示すれば
各種製品のハウジングやカバー、キャスター、フレーム
等の構造部品、ギヤやコネクター等の精密部品、スイッ
チ類の小型部品、電線被覆材等電気絶縁体、照明具クリ
アカバー等が挙げられる。容器としては飲料ポトル、什
器、弁当箱、食品トレー、ストレッチフィルム、食品包
装容器、タッパ、精密機器や貴重品等の保管容器、医
薬、化粧品、各種薬品の容器、保冷容器、工具箱、衣料
ケース、小物入れ、ポリ袋、パッキン等、梱包用品とし
てはコンテナ、通函、木箱代替箱、魚介類・海産物用ケ
ース、荷造り用ひもまたはテープ、包装用シート、カバ
ー、衝撃緩衝材、ネット、飲料容器梱包用コンテナ又は
集合キャップ等が挙げられる。自動車等運輸機械部品と
しては、防音材、断熱材、カーペットや天井材等の内装
材、クッション材、ダッシュボード、エンジンカバー、
ダクト、バンパーやホイールキャップ等外装材、カーブ
ミラー、電気部品、船体部品又はブイ等が挙げられる。
事務用品としては筆記用具、バインダー、整理用トレ
ー、クリップ、ネームタグ、ペンケース、筆記用具立
て、フレーム、立体地図、下敷き、定規、消しゴム、掲
示板又は整理用ファイル等が挙げられる。玩具・レジャ
ー用品してはテントや携帯用椅子等のアウトドア用品、
釣り具の部品、人形やおもちゃの部品、浮き等救命器
具、模型又は模型の部品等が挙げられる。建材としては
床材、カーペット、断熱材、壁材や壁紙、天井材等内装
材、外壁材、看板、コンクリート打設時の壁材、簡易建
築物の壁材、ベニア板・合板の代替板、建築現場囲い
材、障子板、間仕切り、畳中芯、床下断熱材保持板又は
椅子やテーブル等の調度品等が挙げられる。スポーツ用
品としては各種ラケット、ボール、シャトル、シュー
ズ、ヘルメット、プロテクター、農業用品ではトンネル
ハウス用フィルム、コンテナ、吸熱フィルム、散水ホー
ス又は肥料や農薬梱包用ポリ袋等が挙げられる。日用品
としては箸、スプーン若しくはフォーク等のテーブルウ
エア、食器類、調理用具、模造装飾品、造花、くし、ご
み箱、ごみ袋、ポリ袋、ファッションバッグ、レジ袋、
商品の外装袋、カード、各種道具の柄、洗濯バサミ、布
団たたき、ハエたたき、うちわの骨、植木鉢等園芸用
品、椅子・机の中芯、家具の背板、のみ捕り首輪等ペッ
ト用品、リール、眼鏡部品、鞄部品、靴、衛生用品、滑
り止めゴム、あたりゴム、フック、取手、水槽、手袋、
かご又はピック等が挙げられる。工業資材としては種々
のサイズのシート若しくはフィルム、配管、パイプ、ホ
ース、バルブ、汗顔、展示棚、パレットの側面版、トレ
ー、倉庫保管箱、養生板、ベルトコンベアー用敷板、仕
切板、スリップシート、運送用当て板、組仕切り板、緩
衝材、テープ、製品外装袋、ネジ又は釘チェーン等が挙
げられる。医療器具としては注射器のシリンダー、血液
バッグ、ホース、パイプ、一般機器・精密機器部品とし
て各種産業機器部品、時計部品又はギヤ等の精密部品等
が挙げられる。

【００２５】また、本発明の製造方法により得られる熱
可塑性樹脂成形体は、他のゴミとともに焼却処理する場
合、焼却炉内の異常温度上昇を防止でき、排ガス中の塩
素ガス、ダイオキシン等有害ガスの発生を抑制でき、燃
焼促進効果により一酸化炭素の発生を抑制でき、また焼
却残灰を埋め立てする場合にクロム、鉛、銅等重金属イ
オンの漏出を防止できる効果を有するものである。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明は以下の実施例により制限されるもの
ではない。尚、平均粒子径、吸湿速度は以下の方法で測
定した。

【００２７】平均粒子径（μｍ）： レーザー散乱式粒
度分布計〔リード アンド ノースラップ（ＬＥＥＤ＆
ＮＯＲＴＨＲＵＰ）社製マイクロトラック〕により、５
０重量％径を測定した。 吸湿速度（重量％／ｈｒ）： 温度２３℃、湿度５０％
の状態に保った恒温恒湿庫に被検体を保管し、重量の経
時変化を測定した。測定開始時から１時間経過後迄の重
量の増加量を百分率で表した。

【００２８】実施例１ メルトフローレート２．０ｇ／１０ｍｉｎ、密度０．９
２ｇ／ｃｍ³である直鎖状低密度ポリエチレン１００重
量部と、平均粒子径３μｍである水酸化アルミニウム２
３３重量部とを加圧ニーダーを用いて１６０℃、１５分
の条件で混練して水酸化アルミニウム７０％含有マスタ
ーバッチを得た。前記において水酸化アルミニウムを吸
湿速度４重量％／ｈｒである酸化カルシウム１００重量
部に変えた以外は同様にして混合物を得た。

【００２９】引き次いで、メルトフローレート０．０４
ｇ／１０ｍｉｎ、密度０．９５ｇ／ｃｍ³である高密度
ポリエチレン１００重量部、該水酸化アルミニウム７０
％含有マスターバッチ７５重量部及び該混合物３．５重
量部（酸化カルシウム含有量は水酸化アルミニウム１０
０重量部に対して４．３重量部である。）をシリンダー
温度１７０℃〜１８０℃、ダイ温度１７０℃に設定した
スクリーンを備えたインフレーション成形機（モダーン
社製）を用いて混合、成形して厚さ３０μｍ、折り巾６
５０ｍｍである熱可塑性樹脂製フィルムを作製した。
尚、スクリーンはシリンダー出口に８０メッシュの金網
を５０メッシュの金網で挟み込む形で合計３枚を設置し
た。その結果、スクリーンの目詰りは発生せず、得られ
たフィルムに発泡痕は見られなかった。

【００３０】実施例２ メルトフローレート１ｇ／１０ｍｉｎ、密度０．９１ｇ
／ｃｍ³のポリプロピレン１００重量部、実施例１で得
た水酸化アルミニウム７０％含有マスターバッチ７５重
量部及び実施例１で得た混合物３．５重量部をスクリー
ンを備えた、異形成形用ダイを取り付けた押出成形機を
用いて混合、成形して厚さ２．５ｍｍ、巾９００ｍｍ、
目付け３００ｇ／ｍ³の中空合成樹脂板を作製した。ス
クリーンは１００メッシュの金網１枚を設置した。ダイ
ス温度は２０５℃であった。その結果、スクリーンの目
詰りは発生せず、得られた中空合成樹脂板に発泡痕は見
られなかった。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳述した如く本発明の熱可塑性樹
脂成形体の製造方法によれば、混合、成形時に水酸化ア
ルミニウムに起因する発泡を防止し、発泡痕のない熱可
塑性樹脂成形体の実用的な製造方法を提供するするもの
であり、その工業的価値は大である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA01 AA12 AA15 AA20 AA24 AA28 AA29 AA33 AA46 AA54 AB18 AE22 AH04 AH11 AH12 BA01 BB03 BB05 BB06 BC01 4G066 AA17B AA20B AA20D AE11C BA03 BA38 CA31 CA33 CA43 DA02 FA25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸湿速度３重量％／ｈｒ以上である吸湿
   剤と熱可塑性樹脂とを混練して混合物を得る第１工程
   と、得られた混合物、水酸化アルミニウム及び熱可塑性
   樹脂を混合、成形してなる第２工程を含む熱可塑性樹脂
   成形体の製造方法。
2. 【請求項２】 吸湿剤が酸化カルシウムであることを特
   徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方
   法。
3. 【請求項３】 第２工程における混合、成形をスクリー
   ンを備えた、射出成形機、押出成形機及びブロー成形機
   からなる群より選ばれた１種で行うことを特徴とする請
   求項１又は２記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。