JPH0911230A - 耐衝撃性に改良された熱可塑性樹脂の製造法、耐衝撃性に改良された熱可塑性成形材料、ならびにフィルム、繊維および成形体の製造法 - Google Patents

耐衝撃性に改良された熱可塑性樹脂の製造法、耐衝撃性に改良された熱可塑性成形材料、ならびにフィルム、繊維および成形体の製造法

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JPH0911230A
JPH0911230A JP8072882A JP7288296A JPH0911230A JP H0911230 A JPH0911230 A JP H0911230A JP 8072882 A JP8072882 A JP 8072882A JP 7288296 A JP7288296 A JP 7288296A JP H0911230 A JPH0911230 A JP H0911230A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 湿潤エラストマー成分および熱可塑性の脆い
ポリマーからなる耐衝撃性の熱可塑性樹脂を工業的に簡
単な方法で、できるだけ1つの処理過程で製造する方
法。 【解決手段】 エラストマー成分Aを、搬送方向に配量
区間、圧潰区間、熱可塑性ポリマーBを押出機中に供給
する区間、混合要素、混練要素および/または別の可塑
化要素を備えている区間、脱ガス区間および搬出帯域か
ら形成されている、同様に回転するスクリューを備えた
二軸スクリュー押出機に供給し、脱水開口から退出する
水を部分的または全体的に液相で存在させる。 【効果】 最初に部分脱水されたゴム中に含有されてい
る残留水が既に第1の圧潰区間で液状の水として除去さ
れており、ゴムの搬出量の場合には、第1の圧潰区間で
湿ったゴムの量の3〜8重量%であり、かつ第2の圧潰
区間で1重量%未満と僅かである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、残留水を50重量
%まで含有する湿潤エラストマー成分Aを機械的に脱水
し、この脱水されたエラストマー成分A´を熱可塑性ポ
リマーと、スクリュー押出機中で混合することにより、
耐衝撃性に改良された熱可塑性樹脂を製造するための新
規方法に関する。
【0002】更に、本発明は、記載された方法の特殊な
実施態様、即ち一定の成分AおよびBを使用するかかる
実施態様、ならびに前記方法により得られた成形材料な
らびに該成形材料からなるフィルム、繊維および成形体
に関する。
【0003】
【従来の技術】熱可塑性プラスチックまたは別のプラス
チックを耐衝撃性に改良するためのエラストマー成分と
して、グラフトされていてもよいし、グラフトされてい
なくともよい粒子状ゴムがしばしば使用されている。こ
のようなゴムは、通常、水性系中で、例えば乳化重合ま
たは懸濁重合によって製造される。懸濁重合で生成され
た粒子もしくは乳化重合の際に凝固させる沈澱剤の添加
によって沈殿した粒子は、一般に水で洗浄され、かつ適
当な脱水法、例えば篩別、濾過、デカンテーション、遠
心分離または例えば流れ乾燥機または噴霧乾燥機を用い
ての部分的に熱による乾燥によって脱水される。全ての
場合に、部分脱水された生成物が得られる。
【0004】しばしば使用されるグラフトゴムは、例え
ばスチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN)でグ
ラフトされたポリブタジエンおよびこのような共重合体
でグラフトされたポリ−n−ブチルアクリレート、また
はブタジエン、スチレン、n−ブチルアクリレート、メ
チルメタクリレートおよび/またはアクリロニトリルを
基礎とする、多数の側鎖から形成されたゴムである。
【0005】部分脱水後に得られるゴムの残留水の含量
は、50重量%までであり、通常、エネルギー費用がか
かる乾燥によって除去される。粉末として生じる乾燥さ
れたゴムは、最終的に粉末またはグラニュールとして存
在する熱可塑性樹脂中に溶融下に混入され、その際に最
終生成物が生成される。ゴム粉末は、乾燥および熱可塑
性樹脂中への混入の間に微細ダスト含量のために自己発
火の傾向を有している。ドイツ特許出願公開第2037
784号公報に記載の提案によれば、部分的に脱水され
たグラフトゴムは、水の蒸発下にSAN溶融液中に装入
され、かつこのグラフトゴムを含有する熱可塑性樹脂を
製出することができる。この方法は、電気エネルギーの
比較的高い費用を必要とする。
【0006】欧州特許出願公開第534235号公報に
は、機械的に一部が脱水されたゴムを熱可塑性樹脂の軟
化点を上廻る熱可塑性樹脂中に混入することによって、
耐衝撃性に改良された熱可塑性樹脂を製造する方法が教
示されており、この場合この混入は、主要押出機中で行
なわれ、ゴムの部分脱水は、主要押出機の側方に取り付
けられた所謂側方押出機中で行なわれる。ゴム中に残存
する残留水は、混入の間に混入位置の前方および後方に
存在する脱ガス開口を通じて蒸気として除去される。
【0007】この方法の欠点は、耐衝撃性の熱可塑性樹
脂を製造するために2つの押出機を運転させなければな
らないという必要性にある。更に、側方押出機中でのゴ
ムの脱水は、完全ではなく、したがって大量の水が主要
押出機中で蒸発されなければならない。
【0008】米国特許第5151026号明細書には、
含水量が50重量%までである微粉砕されかつ洗浄され
たプラスチック廃棄物を脱水するような押出機が記載さ
れている。このために、押出機のスクリューには、左ネ
ジを備えた短い区間が存在しているが、その他の点では
通常のように右ネジを備えている。この米国特許明細書
からの分割出願である米国特許第5232649号明細
書には、相応する方法が記載されている。
【0009】特許第2286208号には、右ネジのス
クリューがそれぞれ2つの左ネジの区間を備えているよ
うな熱可塑性成形材料を脱水するための二軸押出機が教
示されている。水は、液状で押出機ケーシング中の篩状
のインサート部材、所謂濾過ケーシングを通過し、かつ
蒸気として脱ガス開口から退出する。しかし、この濾過
ケーシングは、例えば合成ゴムの脱水についてドイツ特
許第1579106号明細書に記載されているように、
退出するポリマー材料によって閉塞されがちである。
【0010】特開平1−202406号公報には、同様
に湿ったゴム状ポリマーを押出機上で濾過ケーシングを
備えた範囲内でまず部分脱水し、次いで残留水を大気圧
の脱ガス帯域およびそれに接続されている真空の脱ガス
帯域中で除去するような1つの方法が記載されている。
この方法は、影響を受け易い濾過ケーシングとともにな
お費用のかかる真空の脱ガス帯域を含んでいる。
【0011】米国特許第4802769号明細書には、
ゴムポリマーの水性懸濁液(“スラリー”)ならびにス
チレン−アクリロニトリル共重合体を熱可塑性樹脂に加
工するような1つの押出機が記載されている。この場
合、水は、濾過ケーシングを液状で通過し、かつ3段階
の脱ガス帯域を蒸気として通過して退出する。欠点とし
ては、濾過ケーシングが閉塞することとともに濾過ケー
シングを備えた押出機部分が加熱され、脱ガス部分で滞
留要素によって数倍の圧力構造が生じ、それによってポ
リマー材料が熱的および機械的に強く負荷されることを
挙げることができる。
【0012】ドイツ特許第3026842号明細書に
は、脱ガス帯域および排出帯域においてスクリューコア
ーが前述の帯域よりも少ない直径を有しかつ二軸ケーシ
ングが前述の帯域よりも大きい直径を有するような熱可
塑性樹脂を脱ガスするための二軸押出機が教示されてい
る。熱可塑性樹脂には、微少量の水が添加される。真空
下に運転される拡大された脱ガス帯域中には、熱可塑性
樹脂の発泡下に水蒸気が生じ、この水蒸気は、除去すべ
き残留モノマーを連行する。この熱可塑性樹脂の溶融液
の発泡により、真空運転部材は、比較的に故障し易い。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記欠点を
有しない1つの方法を提供するという課題に基づいたも
のであった。殊に、湿潤エラストマー成分および熱可塑
性の脆いポリマーからなる耐衝撃性の熱可塑性樹脂の製
造を工業的に簡単な方法で、できるだけ1つの処理過程
で可能にする1つの方法が得られるはずである。
【0014】
【課題を解決するための手段】この課題の解決のため、
エラストマー成分Aを、搬送方向に実質的に − 配量装置によりエラストマー成分Aを押出機に供給
する配量区間、 − 少なくとも1つの滞留要素ならびにそれぞれ少なく
とも1つの属する脱水開口を備えている、脱水に使用さ
れる少なくとも1つの圧潰区間、 − 熱可塑性ポリマーBを溶融液として押出機中に供給
する少なくとも1つの区間、 − 混合要素、混練要素および/または別の可塑化要素
を備えている少なくとも1つの区間、 − 残留水を蒸気として除去する、少なくとも1つの脱
ガス開口を備えている少なくとも脱ガス区間および − 搬出帯域 から形成されている、同様に回転するスクリューを備え
た二軸スクリュー押出機に供給し、脱水開口から退出す
る水を部分的または全体的に液相で存在させることによ
って特徴付けられる、冒頭に定義された方法が見い出さ
れた。
【0015】更に、押出機の形状および使用された成分
AおよびBに関連する前記方法の特殊な実施態様、前記
方法により得られた成形材料ならびに該成形材料からな
るフィルム、繊維および成形体が見い出された。
【0016】次に、前記方法の原理および前記方法の好
ましい実施態様が記載されるが、この場合区間もしくは
帯域と呼称される押出機の構成成分は、必要な場合を除
き、押出機が組み立てられているケーシング部材、スク
リュー部材のような個々の構成部材と同一のものであ
る。区間もしくは帯域について記載された符号は、図1
に関連している。
【0017】残留水を50重量%まで含有する湿潤エラ
ストマー成分A、例えば乳化重合の際の沈殿によって取
得されかつ残留水の含量が50重量%になるまで部分脱
水されたグラフトゴム(この場合、部分脱水は、例えば
濾過、デカンテーション、遠心分離および/または熱的
乾燥によって行なうことができる)は、押出機の配量区
間2に供給され、この場合配量区間は、通常、自動配量
装置および固有の配量開口からなる。配量装置は、例え
ば搬送スクリューとして形成されており、この搬送スク
リューは、搬送物を配量開口中に搬送するかまたは圧入
する。同様に、成分Aは、適当な重量計量または容量計
量による配量装置によって配量され、かつ自由な場合に
は押出機の入口開口中に配量されることも考えられう
る。配量区間内での適当なスクリューの形状寸法によ
り、成分Aは吸い込まれかつ脱ガスされることが達成さ
れる。また、閉じ込められた空気は、選択的に脱ガス区
間1を通じて逃出することができ、この脱ガス区間は、
押出機の搬送方向に対して上流方向に存在しかつ典型的
には、1つまたはそれ以上の脱ガス開口を備えている。
【0018】湿潤エラストマー成分は、下流方向に第1
の圧潰区間中に搬送される。
【0019】第1の圧潰区間3で、エラストマー成分中
に含有されている残留水の著量分が機械的に除去され
る。この物質は、障害部材として作用する滞留要素に対
して搬送され、この滞留要素は、一般に圧潰区間の端部
に存在する。それによって、水をエラストマー成分から
圧出する圧力が形成される。圧力は、ゴムの流動学的挙
動に応じてスクリュー要素、混練要素または別の滞留要
素の種々の配置によって形成させることができる。原則
的には、圧力形成に使用される市販の全ての装置要素が
考えられうる。
【0020】例えば、予想される滞留要素としては、 − スリーブを備えた搬送用スクリュー要素、 − 搬送方向に対して傾斜を有するスクリュー要素、 − 非搬送用の混練板を種々の幅で備えている混練ブロ
ック。 − 逆搬送用の傾斜を有する混練ブロック、 − 円筒状板、偏心板およびこれらから構成されたブロ
ック、 − ニュートラルの滞留板(“じゃま板”)、 − 機械的に調節可能な仕切り部材(スライドケーシン
グ、半径方向の仕切り部材、同心の仕切り部材) が挙げられる。
【0021】また、2つまたはそれ以上の滞留要素は、
互いに組み合わせることもできる。同様に、滞留作用
は、個々の滞留要素の長さおよび強度によってそれぞれ
のエラストマーに適合させることができる。
【0022】第1の圧潰区間の場合、有利に押出機の全
部の構造的特徴および全ての運転パラメーターは、スク
リューの回転数を選択した際にエラストマー材料が実際
に搬送されかつ圧潰されるが、しかし、可塑化または溶
解されないかまたは単に副次的な程度に可塑化または溶
解され、かつ溶融されないように互いに定められてい
る。
【0023】有利には、押出機の圧潰区間3は、圧力形
成のために搬送方向に対して傾斜を備えたスクリュー要
素および/または相応する混練ブロックを有している。
【0024】圧潰区間でエラストマー材料から圧潰され
た水は、押出機を蒸気としてではなく液相で去る。僅か
に好ましい実施態様の場合には、この区間内で除去され
た水は、20重量%までが蒸気として退出する。
【0025】圧潰区間は、一般に常圧下にある1つまた
はそれ以上の脱水開口を備えている。この脱水開口は、
有利に圧潰区間のほぼ中心に存在し、かつ一般に押出機
の上面にある。更に、脱水開口は、有利に場合によって
は圧力下にある搬送されるエラストマーAの退出を阻止
する1つの装置を備えている。特に有利には、そのため
に所謂保留スクリューが使用される。
【0026】退出する水の温度は、出口開口で測定して
一般に20〜50℃、有利に25〜40℃である。
【0027】第1の圧潰区間の場合には、エラストマー
成分および最初から存在する残留水の含量に依存して、
通常、最初から含有されている残留水の10〜90重量
%、有利に25〜80重量%が除去される。
【0028】エラストマー成分が粒子状のグラフトゴム
である場合には、このグラフトゴムは、第1の滞留帯域
の通過後に一般に全体的に主に粉末状で存在する。
【0029】部分脱水されたエラストマー成分Aは、滞
留帯域を去って搬送され、かつ次の押出区間に到達す
る。
【0030】1つの好ましい実施態様の場合には、たっ
た今記載された第1の圧潰区間3上に第2の圧潰区間3
´が続き、この第2の圧潰区間は、再び搬送区間および
障害部材として作用する滞留帯域からなる。この区間に
関連して、本質的に第1の圧潰区間3と同じ実施形式が
当てはまる。
【0031】第2の圧潰区間において、エラストマー成
分は、さらに脱水され、この場合には、さらになお最初
から(押出前)含有されている水の50重量%まで、有
利に5〜35重量%が除去される。回転する押出スクリ
ューによって導入される機械的エネルギーにより、エラ
ストマー成分の温度は、第2の圧潰区間で一般に250
℃の値に上昇する。
【0032】この区間で除去された水は、20〜99重
量%が液体として退出し、100重量%から差し引かれ
る量が蒸気として退出する。しかし、有利には、脱水開
口は、液状で退出する水の含量が高い物質温度にも拘わ
らず70重量%またはそれ以上であるように形成され
る。このために、押出スクリューおよび保留スクリュー
の幾何学的寸法は、公知技術から当業者に知られている
ようにして形成されている。
【0033】一般に、出口開口での水温は、40〜13
0℃、有利に50〜95℃である。
【0034】押出機は、最初からエラストマー成分Aの
残留水の含量が高い場合または望ましい製品品質が要求
される場合には、第2の圧潰区間3´の後方に他の圧潰
区間を備えていてよい。
【0035】エラストマー成分は、最後の圧潰区間の通
過後に残留水の大部分が除去されており(成分A´)、
かつ熱可塑性ポリマーBのための1つまたはそれ以上の
供給口が存在するような区間4中に到達する。好ましく
は、ポリマーBは、溶融液の形で供給される。この区間
が多数の供給口を備えている場合には、この供給口は、
例えば順次に押出機の長手方向に想定された軸線に沿っ
てか、円形に押出機の周面に沿ってか、または押出機を
中心に想定された螺旋に沿って配置されていてよい。
【0036】ポリマーBの溶融液の供給は、押出機を用
いて行なうことができるが、しかし、工業的に簡単な搬
送装置、溶融ポンプまたは配量スクリューを用いて行な
うことができる。
【0037】熱可塑性ポリマーBの溶融液が供給される
区間4の範囲内で、スクリューは、有利に搬送スクリュ
ーとして形成されており、この搬送スクリューは、エラ
ストマー成分Aと熱可塑性樹脂Bの溶融液との混合物を
僅かな程度にのみ均質化することができる。
【0038】熱可塑性樹脂の溶融液Bを供給する区間に
は、区間5が接続されており、この区間には、混合要
素、混練要素および/または別の可塑化要素が備えられ
ている(“可塑化区間”)。
【0039】可塑化要素は、脱水されたエラストマー成
分A´を同時に溶融しながらポリマー混合物を均質化す
る。
【0040】可塑化要素としては、当業者に周知の構成
部材、例えば搬送方向に僅かな傾斜を備えたスクリュー
要素、狭隘または幅広の搬送用または非搬送用混練板を
備えた混練ブロック、搬送方向に対して1つの傾斜を備
えたスクリュー要素、またはこのような要素の組合せが
これに該当する。この場合には、可塑化に使用される市
販の全ての構成部材を使用することができる。可塑化区
間内の可塑化要素を種類、数および寸法決定に関連して
選択することは、ポリマー混合物の成分、殊に粘度およ
び軟化温度ならびに成分の混合可能性により左右され
る。
【0041】押出機は、混合物の均質化および溶融が第
1の可塑化区間で完全でなかった場合には、記載された
可塑化区間の後に1つまたはそれ以上の他の可塑化区間
5´を備えさせることができる。
【0042】可塑化区間もしくは他の可塑化区間には、
第1の可塑化区間の実施形式が相応して当てはまる。
【0043】1つの好ましい実施態様の場合には、熱可
塑性ポリマーBの溶融液は、可塑化区間の開始時に押出
機に供給される。それに応じて、この実施態様の場合に
は、熱可塑性樹脂の供給区間4は、可塑化区間5の開始
時と一致する。
【0044】押出機のもう1つの特殊な実施態様の場合
には、1つまたはそれ以上の他の可塑化区間は、熱可塑
性ポリマーの溶融液が供給される区間4の前に、即ち最
後の圧潰区間の後方に存在する。この可塑化区間5´´
において、十分に脱水されたエラストマー成分A´、例
えばゴム粉末は、まず専ら均質化され、かつ可塑化され
る。
【0045】それに応じて、熱可塑性ポリマーBの溶融
液は、この実施態様でエラストマー成分A´の粘稠な
“溶融液”中に導入される。この場合には、溶融液Bの
混入(区間4)に続く可塑化区間5は、既に可塑化状態
で存在する2つの成分の混合物の均質化に専ら使用さ
れ、したがって一般にこれまでに記載された可塑化区間
よりも小さい混合要素を備えている。
【0046】溶融液を、即ち − 可塑化区間の前の搬送区間、 − 可塑化区間の開始時、 − 2つの可塑化区間の間の搬送区間 に供給する記載された変法を如何にして選択するかは、
混合すべき成分の物理的性質および化学的性質によって
左右される。例えば、エラストマー成分A´および熱可
塑性ポリマーBの溶融液の粘度、成分の軟化温度、成分
の熱的負荷可能性もしくは高い温度での分解傾向、成分
の混合可能性もしくは湿潤可能性の意味においての認容
性、エラストマー成分A´と熱可塑性ポリマーBとのポ
リマー混合物の残留水の含量、ならびにエラストマー成
分Aとしての粒子状ゴムの場合の粒径および粒度分布が
挙げられる。
【0047】最後の可塑化区間には、1つまたはそれ以
上の脱ガス区間6もしくは6´が続き、この脱ガス区間
には、それぞれ1つまたはそれ以上の脱ガス開口が備え
られている。この脱ガス区間において、圧潰区間でなお
機械的に除去されなかった残存する残留水は、部分的ま
たは全体的に除去される。ポリマー溶融液は、通常10
0℃を上廻る温度で存在するので、水は、多くの場合に
完全に蒸気として退出する。水の蒸発に必要とされるエ
ネルギーは、既に可塑化区間内に導入されていた。
【0048】脱ガス開口は、有利に押出機の上面に存在
するかまたは側面上に存在する。しかし、別の配置も可
能であり、このためには、熱可塑性ポリマーBの溶融液
のための供給口の位置についての実施形式を参照された
い。また、このことは、意味的に脱ガス開口にも当ては
まる。
【0049】脱ガス開口は、常圧下、真空下または過圧
下で運転させることができ、この場合全ての脱ガス開口
は、同じかまたは異なる圧力を有することができる。真
空の場合には、絶対圧は、通常100〜500ミリバー
ルであり;過圧下での脱ガスの場合には、一般に20バ
ールまでの絶対圧が使用される。しかし、脱ガス区間を
常圧で運転させることは、有利である。
【0050】脱ガス区間の数ならびに脱ガス開口の数、
配置および寸法決定は、脱ガス区間に侵入するポリマー
の含水量および最終生成物中の望ましい含水量により左
右される。1つの好ましい実施態様の場合には、1〜2
個の脱ガス開口を備えた押出機が使用される。
【0051】脱ガス区間の脱ガス開口には、装置、例え
ば保留スクリューが備えられていてよく、この保留スク
リューは、押出機から開口を通じて搬送される物質の退
出を阻止する。しかし、1つの好ましい実施態様の場合
には、このような装置は、不必要である。
【0052】エラストマー成分A中に含有されている残
留水の著量が既に圧潰区間3および3´中で除去された
後に、全ての脱ガス区間6および6´中で一緒に集めら
れて押出前にエラストマー成分A中に含有されている残
留水の約10〜60重量%、有利に20〜40重量%の
みが除去される。
【0053】脱ガス区間の範囲内で押出スクリューは、
一般に通常の搬送スクリューとして形成されている。本
願の意味において通常の搬送スクリューは、“エルトメ
ンガー(Erdmenger )”の輪郭を有する要素(完全な自
己清浄性)、シュープカンテン(Schubkanten )要素、
台形の輪郭を有する要素および矩形の輪郭を有する要素
であり、この場合スクリューは、僅かな回転数または高
い回転数を有する圧潰部材の回転数から偏倚して形成さ
れていてもよい。この場合には、ネジ山が二重のスクリ
ュー要素およびネジ山が一重のスクリュー要素を使用す
ることもできる。
【0054】押出機の最後の区間は搬出帯域7である。
この搬出帯域は、搬送スクリューと閉鎖されたケーシン
グ部材とからなり、このケーシング部材は、定義された
搬送開口で密閉されている。有利には、搬送開口とし
て、例えばノズル板またはノズルリップとして形成され
ているノズルヘッドが使用され、この場合ノズルは、円
形(穿孔ノズル板)、スリット状または別の形式に形成
されていてもよい。ノズル板の場合にストランドとして
搬出される生成物は、通例のように、例えば水中で冷却
されかつ造粒される。特にスリットノズルを使用する場
合には、キューブグラニュールへの成形が可能である。
【0055】1つの特殊な実施態様の場合には、ストラ
ンド出口、水浴およびグラニュレーターからなる他の常
用の組合せを備えた上記のノズルリップの代わりに特殊
なノズルヘッドおよび引続く水中造粒(Unterwassergra
nulierung )が使用される。この場合、ポリマー溶融液
は、有利に環状に配置された円形の穿孔を備えたノズル
板を通じて侵入し、回転する切断機によって分離され、
かつ水中で冷却され、この場合ポリマーは、多少とも円
形のパール状の粒子に凝固する。しかし、穿孔が配置さ
れている場合には、円形の配置とは別のものおよび円形
の孔形とは別のものも用いられる。
【0056】もう1つの実施態様の場合には、ノズルリ
ップ、水浴冷却部および造粒部を介しての搬出の代わり
に、熱破壊法(Heissabschlagsverfahren )が使用さ
れ、この場合ノズルヘッドから退出するポリマー溶融液
は、液体によって冷却されるのではなく、ノズルヘッド
からの退出後に短時間の空気冷却によりなお熱い状態で
粉砕(造粒)される。生じるグラニュールは、その後に
さらに冷却されるかまたは必要に応じて後加工の際に冷
却される。熱い状態での後加工も考えられうる。
【0057】搬出されるポリマーの含水量(“ストラン
ドの湿分”)は、一般にこのポリマーに対して0.1〜
1.2重量%である。搬出口から退出するポリマー溶液
の温度は、一般に使用されるポリマーの種類に応じて1
80〜350℃である。
【0058】一般に知られているように、押出機の種々
の帯域は、スクリュー軸線に沿って最適な温度プロフィ
ールに調節するために、個別的に加熱または冷却するこ
とができる。更に、通常、押出機の個々の区間が種々の
長さであってもよいことは、当業者に周知のことであ
る。
【0059】個々の場合には、個々の区間の選択すべき
温度および長さは、成分の例えば既に述べた化学的性質
および物理的性質ならびに該成分の量比に依存して区別
される。
【0060】同様のことは、スクリューの回転数につい
ても当てはまり、この回転数は、幅広い範囲内で変動し
うる。例示的には、100〜350min- 1 の範囲内
の押出スクリューの回転数が挙げられる。
【0061】100〜350min- 1 のスクリュー回
転数の場合に平均剪断速度が180〜220s- 1 に調
節されるように押出機を形成させかつ運転させること
は、有利である。しかし、使用される成分の種類、量お
よび性質に応じて、平均剪断速度の際にこの範囲外で作
業することは、有利であることができる。
【0062】2つの押出スクリューの直径は、通常のよ
うに全スクリューの長さに亘って一定であることができ
る。しかし、1つの好ましい実施態様の場合には、スク
リューは、異なる直径の2つの区間からなり、この場合
第2の(下流方向に)存在する区間は、よりいっそう大
きい直径を有している。スクリュー直径は、著しく変化
していてもよい、即ちスクリューの極めて短い範囲内で
変化していてもよいかまたは徐々に変化していてもよ
い。この変化は、熱可塑性ポリマーBの溶融液が供給さ
れる区間4の端部後の範囲内および第1の脱ガス区間6
の開始前に生じる。有利には、直径の拡大は、著しく、
好ましくは、拡大部は、第1の脱ガス区間の開始直前部
に存在する。
【0063】一般に、第2のスクリュー区間の直径は、
第1のスクリュー区間の直径の1.02〜1.20倍、
有利に1.04〜1.15倍である。スクリュー直径と
一緒に、ケーシング直径も相応して変化する。
【0064】1つの好ましい実施態様の場合には、スク
リュー直径が変化するにつれて、スクリューの回転数も
変化する。よりいっそう小さい直径の前方のスクリュー
区間は、有利に三重であり、これに対して、よりいっそ
う大きい直径の後方のスクリュー区間は、一般に二重で
ある。しかし、原理的には、一重のスクリュー区間も考
えられうる。
【0065】エラストマー成分Aとしては、エラストマ
ーの性質を有しかつ押出機に供給することができる全て
のポリマーを使用することができる。殊に、先に述べた
ように、粒子状のゴムが使用される。特に有利なのは、
一般に非弾性の別のポリマーからなるグラフトされた外
被を有するようなゴムである。押出機に部分脱水された
物質として供給されるグラフトゴム型は、本発明の1つ
の好ましい実施態様において残留水を50重量%まで、
特に有利に25〜40重量%含有する。
【0066】本発明の1つの実施態様は、エラストマー
の主鎖または側鎖がモノマーのブタジエン、イソプレ
ン、スチレン、アルキルスチレン、アクリル酸またはメ
タクリル酸のC1 〜C10−アルキルエステルならびに微
少量の別の架橋性モノマーのうちの1つまたはそれ以上
を重合させることによって得られ、かつ硬質の側鎖がモ
ノマーのスチレン、アルキルスチレン、アクリロニトリ
ル、メチルメタクリレートのうちの1つまたはそれ以上
から重合されているような2段階または数段階で形成さ
れたグラフトゴムをエラストマー成分Aとして使用する
1つの方法にある。有利なのは、ブタジエン/スチレン
/アクリロニトリル、n−ブチルアクリレート/スチレ
ン/アクリロニトリル、ブタジエン/n−ブチルアクリ
レート/スチレン/アクリロニトリル、n−ブチルアク
リレート/スチレン/メチルメタクリレート、ブタジエ
ン/スチレン/アクリロニトリル/メチルメタクリレー
トおよびブタジエン/n−ブチルアクリレート/メチル
メタクリレート/スチレン/アクリロニトリルを基礎と
するポリマーからのグラフト粒子Aである。核および/
または殻には、10重量%までの極性の官能性ポリマー
が重合導入されていてもよい。
【0067】この実施態様の場合には、スチレン−アク
リロニトリル(SAN)共重合体、α−メチルスチレン
/アクリロニトリル共重合体、ポリスチレン、ポリメチ
ルメタクリレート、ポリ塩化ビニルまたはこれらのポリ
マーの混合物が熱可塑性ポリマーBとして使用される。
【0068】この場合には、SAN−ポリマー、ポリメ
チルメタクリレート(PMMA)または該ポリマーの混
合物が有利である。
【0069】同様に、スチレン/無水マレイン酸、スチ
レン/イミド化無水マレイン酸、スチレン/無水マレイ
ン酸/イミド化無水マレイン酸、スチレン/メチルメタ
クリレート、スチレン/メチルメタクリレート/無水マ
レイン酸、メチルメタクリレート/イミド化無水マレイ
ン酸、スチレン/イミド化メチルメタクリレート、イミ
ド化PMMAまたはこれらのポリマーの混合物を基礎と
する共重合体は、成分Bとして使用することができる。
【0070】全ての記載された熱可塑性ポリマーBの場
合には、スチレンは、全部または部分的にα−メチルス
チレンまたは核アルキル化スチレンによって代替されて
いてもよい。
【0071】最後に記載されたスチレン共重合体Bのう
ち、α−メチルスチレン/アクリロニトリル、スチレン
/無水マレイン酸、スチレン/メチルメタクリレートお
よびイミド化された無水マレイン酸との共重合体を基礎
とするものが有利である。
【0072】エラストマー成分Aの公知のものの例は、
ビニル芳香族化合物、例えばSAN共重合体を基礎とす
る外側の側鎖外被を有する、ブタジエンおよびその誘導
体のような共役ジエンのポリマーである。同様に、ビニ
ル芳香族化合物を基礎とする化合物ならびにSAN共重
合体でグラフトされた、アクリル酸のC1 〜C10−アル
キルエステルからなる架橋ポリマー、例えばn−ビニル
アクリレート、エチルヘキシルアクリレートを基礎とす
るグラフトゴムは、公知である。また、実質的に共役ジ
エンとC1 〜C10−アルキルアクリレートとからなる共
重合体およびSAN共重合体からなる外側の側鎖を含有
するグラフトゴムも使用されている。
【0073】常法、殊に乳化重合または懸濁重合による
このようなグラフトゴムの製造は、公知である。
【0074】SANによりグラフトされたポリブタジエ
ンを基礎とするグラフトゴムは、例えばDT24279
60および欧州特許出願公開第258741号公報に記
載されており、SANによりグラフトされたポリ−n−
ブチルアクリレートを基礎とするものは、ドイツ特許出
願公告第1260135号公報およびドイツ特許出願公
開第3149358号公報に記載されている。SANに
よりグラフトされたポリ(ブタジエン/n−ブチルアク
リレート)混合ゴムについての詳細は、欧州特許出願公
開第62901号公報の記載から認めることができる。
【0075】前記のグラフトゴムの場合には、スチレン
とアクリロニトリルとからなる共重合体は、熱可塑性ポ
リマーBとして使用される。この共重合体は、公知であ
り、目下の処、市販もされており、かつ一般に約400
00〜200000の平均分子量に相当する、40〜1
60ml/gの粘度数VZ(DIN53726により、
ジメチルホルムアミド中0.5重量%、25℃で測定し
た)を有している。
【0076】有利に、熱可塑性ポリマーBは、連続的に
塊状重合または溶液重合によって製造され、この場合得
られた溶融液は、場合によっては溶剤の除去後に、例え
ば溶融ポンプを用いて連続的に直接に押出機に供給され
る。しかし、乳化重合、懸濁重合または沈殿重合による
製造も可能であり、この場合には、1つの付加的な作業
過程でポリマーは、水相と分離される。
【0077】この製造方法の詳細は、例えばフィーヴェ
ーク(R. Vieweg )およびダウミラー(G. Daumiller)
編、クンストシュトッフハントブーフ(Kunststoffhand
buch)、第V巻“ポリスチロール(Polystyrol)”、カ
ール−ハンザー社(Carl-Hanser 、ミュンヘン在)刊、
1969、第118頁以降に記載されている。
【0078】エラストマー成分AがSANによりグラフ
トされたポリブタジエンである場合には、SANを混入
することによって1つの成形材料が生じ、これは、AB
S(アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン)として
知られている。SANによりグラフトされたアルキルア
クリレートを成分Aとして使用する場合には、所謂AS
A成形材料(アクリロニトリル/スチレン/アクリレー
ト)が生じる。
【0079】もう1つの実施態様の場合には、ポリジエ
ンおよび/またはポリアルキルアクリレートならびにS
ANおよび/またはPMMAを基礎とする、残留水の含
量50重量%までを有するグラフトゴムが使用され、こ
のグラフトゴムは、2個よりも多い側鎖から形成されて
いる。このように多段階のグラフト粒子の例は、ポリジ
エンおよび/またはポリアルキルアクリレートを核とし
て含有し、ポリスチレンまたはSANポリマーを第1の
外被として含有し、かつスチレン:アクリロニトリルの
変化された重量比を有する別のSANポリマーを第2の
外被として含有する粒子であるか、或いはポリスチレン
−、ポリメチルメタクリレート−もしくはSANポリマ
ー核、ポリジエンおよび/またはポリアルキルアクリレ
ートからの第1の外被およびポリスチレン、ポリメチル
メタクリレートまたはSANポリマーからの第2の外被
からなる粒子である。他の例は、ポリジエン核、1つま
たはそれ以上のポリアルキルアクリレート外被およびポ
リスチレン、ポリメチルメタクリレートもしくはSAN
ポリマーからの1つまたはそれ以上のポリマー外被から
なるグラフトゴムであるかまたはアクリレートおよびポ
リジエン外被を有する同様に形成されたグラフトゴムで
ある。
【0080】更に、架橋アルキルアクリレート、スチレ
ン、メチルメタクリレートからの数段階の核−殻構造お
よびPMMPからの外側の殻を有する共重合体が使用さ
れている。
【0081】このような多段階のグラフトゴムは、例え
ばドイツ特許出願公開第3149046号公報に記載さ
れている。n−ブチルアクリレート/スチレン/メチル
メタクリレートを基礎とし、PMMAからの外被を有す
るグラフトゴムは、例えば欧州特許出願公開第5123
33号公報に記載されており、この場合には、このよう
なグラフトゴムの公知技術に相応する全ての別の構造も
可能である。
【0082】この種のゴムは、ポリ塩化ビニル、有利に
耐衝撃性のPMMAに耐衝撃性を与える成分として使用
される。
【0083】熱可塑性ポリマーBとしては、有利に再び
記載されたSAN共重合体および/またはPMMAが使
用される。
【0084】エラストマー成分Aがn−ブチルアクリレ
ート/メチルメタクリレートを基礎とする多殻に形成さ
れた核/殻ポリマーであり、かつポリマーBがPMMA
である場合には、それに応じて耐衝撃性のPMMAが得
られる。
【0085】粒子状のグラフトゴムの直径は、0.05
〜20μmである。小さい直径の一般に公知のグラフト
ゴムが重要である場合には、それは、有利に0.08〜
1.5μm、特に有利に0.1〜0.8μmである。
【0086】有利に懸濁重合により得られる大粒子のグ
ラフトゴムの場合には、直径は、有利に1.8〜18μ
m、殊に2〜15μmである。大きい直径のこの種のグ
ラフトゴムは、例えばドイツ特許出願公開第44438
86号公報に教示されている。
【0087】また、有利な成分Bは、この実施態様にお
いても、記載されたSAN共重合体および/またはPM
MAである。
【0088】エラストマー成分Aおよび熱可塑性ポリマ
ーBとともに、本発明方法により得られた成形材料は、
なお他の成分、殊に添加剤、例えば滑剤および離型剤、
顔料、着色剤、難燃剤、酸化防止剤、光の作用に抗する
安定剤、繊維状充填剤および粉末状充填剤ならびに繊維
状強化剤および粉末状強化剤、ならびに静電防止剤をこ
れらの薬剤に対して常用量で含有することができる。
【0089】有利には、他の成分は、まずエラストマー
Aおよび/または熱可塑性ポリマーBと混合される。混
合は、当業者に知られた混合装置上で行なわれる。
【0090】この方法により得られた熱可塑性成形材料
は、常法で成形体に加工することができる。例示的に
は、押出法(管、異形成形材、繊維、フィルムおよび板
のため)、射出成形法(全ての種類の成形部材のため)
ならびにカレンダーによる圧延およびロールによる圧延
(板およびフィルムのため)が挙げられる。
【0091】本発明による方法の本質的な利点は、部分
脱水されたエラストマー成分A中に含有されている残留
水の著量を既に圧潰帯域中で機械的に除去し、したがっ
て次の押出区間では、残留水の蒸発のために僅かな熱エ
ネルギーを使用すれば済むということにある。明らかに
エネルギーの節約が生じる。
【0092】本発明による方法のもう1つの利点は、押
出機を例えば欧州特許出願公開第534235号公報に
記載の方法の場合よりも低い温度で運転させることがで
き、したがってエラストマー成分Aならびに成分AとB
および場合によっては他の成分からなるポリマーが注意
深く加工されることにある。
【0093】部分脱水されたエラストマーAを熱可塑性
ポリマーBの溶融液中に混入することにより、エラスト
マー成分と熱可塑性ポリマーとの認容性および少なくと
も部分的な認容性ならびに十分な熱安定性を前提条件に
して、多種多様のゴム変性された熱可塑性成形材料を得
ることができる。
【0094】更に、公知技術水準から知られた方法と比
較して、本発明による方法は、閉塞し易いフィルターケ
ーシングを使用しないという利点を有する。
【0095】押出機の本発明による配置は、費用の節約
のためにユニット方式の原理により市販の押出構成部材
を用いて形成させることができる。このような構成部材
は、種々に形成されたスクリュー区間および属するケー
シング区間、所謂”一押しまたはショット”の形で使用
することができ、かつ特殊な量産問題への押出機の正確
な適合を可能にする。
【0096】
【実施例】
a)押出機 13のショットから形成されている、ヴェルナー・ウン
ト・プフライダー社(Werner und Pfleider 、シュツト
ガルト在)の型ZSK53の二軸押出機を使用する。こ
の二軸押出機の配置は、下流方向に向かって次の通りで
ある(括弧内には、本明細書中で使用されている押出区
間の呼称が記載されている): ショット0:長さ3DV 、非加熱、上方に脱ガス開口を
備えている(脱ガス区間1)。 ショット1:長さ3DV 、非加熱、上方に配量開口を有
し、この配量開口は、ヴェルナー・ウント・プフライダ
ー社(Werner und Pfleider )の配量装置ESB45を
備えている。
【0097】(エラストマー成分Aのための配量区間
2)。 ショット2:長さ3DV 、非加熱、上方に脱水開口を有
し、この脱水開口は、保留スクリューを備えている。
【0098】(第1の圧潰区間3、前方部) ショット3:長さ3DV 、非加熱、開口なし、滞留要素
を有する(第1の圧潰区間、後方部) ショット4:長さ3DV 、非加熱、開口なし、搬送スク
リューを備える(第2の圧潰区間3′、前方部)。 ショット5:長さ3DV 、非加熱、上方に脱水開口を有
し、この脱水開口は、保留スクリューを備えている。
【0099】(第2の圧潰区間3′、中央部) ショット6:長さ3DV 、非加熱、開口なし、滞留要素
ならびに混練ブロックを備えたスクリュー区間を有する
(第2の圧潰区間3′、後方部)。 ショット7:長さ3DV 、240℃への加熱、開口な
し、搬送スクリューを備える(熱可塑性ポリマーBの溶
融液が供給される区間4、前方部)。 ショット8:長さ3DV 、240℃への加熱、管路によ
り溶融ポンプを介してポリマー溶融液が導入される側面
開口(熱可塑性ポリマーBの溶融液が供給される区間
4、後方部)ならびに混練ブロックを有するスクリュー
区間を備えている(第1の可塑化区間5)。 ショット9:長さ3DV 、240℃への加熱、開口な
し、混練ブロックを有するスクリュー区間を備えている
(第2の可塑化区間5′) ショット10:長さ3DH 、240℃への加熱、上方の
脱ガス開口および搬送スクリューを備えており、常圧で
運転される(第1の脱ガス区間6)。 ショット11:長さ3DH 、240℃への加熱、上方の
脱ガス開口および搬送スクリューを備えており、常圧で
運転される(第2の脱ガス区間6′)。 ショット12:長さ3DH 、240℃への加熱、開口な
し、および搬送スクリューを備えている(搬出帯域7、
前方部)。 終結部: 円筒状の穿孔を有するノズルリップ(搬出帯
域7、後方部)。
【0100】スクリューの前方範囲(ショット0〜9)
内で、スクリュー直径は、DV =53mmであり、スク
リューは、三重に形成されている。スクリューの後方範
囲(ショット10〜12)内で、スクリュー直径は、D
H =57mmであり、スクリューは、二重である。”ス
クリュー”は、そのつど二軸、即ち2つのスクリューを
表わす。 b)使用されるポリマー成分 エラストマー成分Aとしては、次のグラフトゴムが使用
された: A−1:ポリブタジエン(核)/スチレン−アクリロニ
トリル型のグラフトゴム(殻)。
【0101】ブタジエンを乳濁液中で反応させ、得られ
たラテックスを凝集させ、この場合に238nmの平均
粒径d50を有するラテックスが生成され、引続きスチ
レンとアクリロニトリルとの混合物でグラフト重合させ
る。詳細は、ドイツ国特許出願公告第2427960号
公報、第6欄、第17行〜第7欄、第27行から認める
ことができるが、この場合沈殿したグラフト重合体は吸
引され、かつ流れ乾燥器により28重量%の残留湿分に
脱水された。 A−2:ポリブチルアクリレート(核)/スチレン(第
1段階)/スチレン−アクリロニトリル(第2段階)型
のグラフトゴム n−ブチルアクリレートを架橋剤としてのジヒドロジシ
クロペンタジエニルアクリレートを用いて乳濁液中で2
段階で410nmの平均粒径を有するラテックスに重合
させた。このラテックス上でポリスチレンからの第1段
階とスチレン−アクリロニトリル共重合体からの第2段
階とをグラフト重合させた。詳細に関しては、ドイツ特
許出願公開第3149358号公報、第15頁第12行
〜第16頁第24行に指摘されており、この場合には、
(空気流中での乾燥の代わりに)遠心分離が行なわれ
た。使用されたゴムの残留湿分は、39重量%であっ
た。
【0102】熱可塑性ポリマーBとして、スチレン65
重量%とアクリロニトリル35重量%とからなる共重合
体を、フィーヴェーク(R. Vieweg )およびダウミラー
(G.Daumiller)編、クンストシュトッフハントブーフ
(Kunststoffhandbuch)、第V巻“ポリスチロール(Po
lystyrol)”、カール−ハンザー社(Carl-Hanser 、ミ
ュンヘン在)刊、1969、第122〜124頁の記載
と同様にして、連続的溶液重合の方法により製造した。
粘度数VZ(DIN53726により、ジメチルホルム
アミド中0.5重量%、25℃で測定した)は、80m
l/gであった。
【0103】SAN共重合体を溶融液として押出機に供
給した。
【0104】成分A−1およびBから、一般にABS
(アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン)として知
られている成形材料が生じる。成分A−2およびBから
得られた生成物は、ASA成形材料(アクリロニトリル
/スチレン/アクリルエステル)として周知のものであ
る。 c)測定 グラフトゴムAおよびポリマーBの一方を押出機に供給
した。水の搬出量およびゴムの搬出量を第1の圧潰帯域
および第2の圧潰帯域で測定し、ならびに退出する最終
生成物のストランドの湿分を測定した。この測定を重量
計量法により行なった。
【0105】更に、圧潰帯域中に退出する水の温度を常
法で測定した。蒸気として退出する水量を最初の残留水
の含量と退出する液状の水の総和との差から計算した。
【0106】水、蒸気およびゴムのkg/hでの搬出量
から百分率での含量を計算した。記載された%の値は、
重量%であり、押出機に供給されるゴム(★印で示し
た)の100に等しい含水量に対する水および蒸気に関
連し、かつ湿ったゴム(★★印で示した)の100に等
しい通過量に対するゴムに関連する。ストランドの湿分
は、得られた最終生成物に対するものである。
【0107】
【表1】
【0108】
【発明の効果】実施例は、最初に部分脱水されたゴム中
に含有されている残留水が既に第1の圧潰区間で液状の
水として除去されていることを示す。
【0109】ゴムの搬出量の場合には、第1の圧潰区間
で湿ったゴムの量の3〜8重量%であり、かつ第2の圧
潰区間で1重量%未満と僅かである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による方法の原理および本発明による方
法の好ましい1つの実施態様を示す略図である 。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 33/12 LJC C08L 33/12 LJC 51/00 LKP 51/00 LKP D01F 6/00 D01F 6/00 Z (72)発明者 ヒルマル、オーリッヒ ドイツ、67657、カイゼルスラウテルン、 レンデルシュトラーセ、60 (72)発明者 エルマル、マイラーン ドイツ、67547、ヴォルムス、フィロゾー フェンシュトラーセ、29エー (72)発明者 クラウス、ブス ドイツ、67655、カイゼルスラウテルン、 フリートリヒ−エンゲルス−シュトラー セ、54 (72)発明者 ベルンハルト、クツァウデルナ ドイツ、69493、ヒルシュベルク、カペレ ンヴェーク、34 (72)発明者 スフェン、グラボウスキー ドイツ、67061、ルートヴィヒスハーフェ ン、プファルツグラーフェンシュトラー セ、53

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 残留水を50重量%まで含有する湿潤エ
    ラストマー成分Aを機械的に脱水し、こうして得られた
    脱水されたエラストマー成分A´を熱可塑性ポリマーB
    と、スクリュー押出機中で混合することにより、耐衝撃
    性に変性された熱可塑性樹脂を製造する方法において、
    エラストマー成分Aを、搬送方向に実質的に − 配量装置によりエラストマー成分Aを押出機に供給
    する配量区間、 − 少なくとも1つの滞留要素ならびにそれぞれ少なく
    とも1つのこれに属する脱水開口を備えている、脱水に
    使用される少なくとも1つの圧潰区間、 − 熱可塑性ポリマーBを溶融体として押出機中に供給
    する少なくとも1つの区間、 − 混合要素、混練要素および/または別の可塑化要素
    を備えている少なくとも1つの区間、 − 残留水を蒸気として除去する、少なくとも1つの脱
    ガス開口を備えている少なくとも脱ガス区間および − 搬出帯域 から形成されている、同方向に回転するスクリューを備
    えた二軸スクリュー押出機に供給し、脱水開口から排出
    される水を部分的または全体的に液相で存在させること
    を特徴とする、製造法。
  2. 【請求項2】 モノマーのブタジエン、スチレン、アル
    キルスチレン、アルキルアクリレート、アルキルメタク
    リレートおよび微少量の別の架橋性モノマーのうちの1
    つまたはそれ以上からなる基礎部分と、スチレン、アル
    キルスチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレー
    トおよび場合によっては微少量の別の架橋性モノマーま
    たは該モノマーの混合物からなるグラフト部分とを含有
    する、2段階または数段階で形成されたグラフトゴムを
    エラストマー成分Aとして使用し、かつスチレン−アク
    リロニトリル共重合体、ポリスチレン、ポリメチルメタ
    クリレート、ポリ塩化ビニルまたは該ポリマーの混合物
    を熱可塑性ポリマーBとして使用する、請求項1記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の方法により得
    ることができる、耐衝撃性熱可塑性成形材料。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の成形材料からなるフィ
    ルム、繊維および成形体。
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DE19547976A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Thermoplasten

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