JPH10310704A - 熱可塑性樹脂組成物の製造方法 - Google Patents
熱可塑性樹脂組成物の製造方法Info
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- JPH10310704A JPH10310704A JP9120789A JP12078997A JPH10310704A JP H10310704 A JPH10310704 A JP H10310704A JP 9120789 A JP9120789 A JP 9120789A JP 12078997 A JP12078997 A JP 12078997A JP H10310704 A JPH10310704 A JP H10310704A
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Abstract
く微分散させることができる製造方法を提供することを
課題としている。 【解決手段】 熱可塑性樹脂[A];100重量部に、無
機充填剤が0.1〜20重量%の量で極性溶媒中に懸濁
している液状化合物[B];10〜100重量部と、液状
化合物[B]に対して0.05〜20重量%の量の界面活性
剤[C]とを添加し、前記極性溶媒を除去しながら、溶融
混練することを特徴とする熱可塑性樹脂組成物の製造方
法。
Description
優れるとともに、ガスバリアー性に優れた熱可塑性樹脂
組成物の製造方法に関する。
どの熱可塑性樹脂は、成形性、柔軟性、耐衝撃性、防湿
性、耐薬品性および経済性から包装材料、構造材料など
に広く使用されている。しかしながら、このような熱可
塑性樹脂からなる包装材料、構造材料などは、水蒸気以
外のガスに対するバリアー性が低く、そのままでは食品
保存などの用途には使用できないという問題があった。
リアー性の高い材料、たとえばポリアミド樹脂、エチレ
ン・ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン樹
脂などとの積層化などによりガスバリアー性を高める方
法が知られている。この方法は、ガスバリアー性を高め
る方法として最も効果的な方法であるが、特別な装置が
必要であり汎用性に乏しいという欠点があった。
る方法として、ポリオレフィン系樹脂に、ガスバリアー
性樹脂をブレンドする試みがなされている。しかしなが
ら、2種以上の樹脂をブレンドすることによって、ガス
バリアーを高めるためには、比較的に大量のガスバリア
ー性樹脂をブレンドする必要があり、ポリオレフィン系
樹脂の長所である耐水蒸気透過性、成形性、低温ヒート
シール性などの特性を損なう虞があった。
法として、本出願人は、ポリオレフィン系樹脂に、層状
珪酸塩を配合することを提案しているが、層状珪酸塩な
どの無機充填剤は、樹脂への分散性が低いという欠点が
あった。
樹脂に分散させる方法として、ポリアミド系樹脂の溶液
重合時に、層状珪酸塩を存在させる方法が提案されてい
る(特開昭62−74957号、特開平6−24817
6号公報参照)。しかしながら、この製造方法では、ポ
リオレフィン系樹脂のようなモノマー中に極性基を含有
していない樹脂では、層状珪酸塩の分散性が悪いという
問題があった。
活性剤とを反応させて、熱可塑性樹脂に添加する方法
(特開平8−302068号公報)が提案されている。
なお、この反応とは、層状珪酸塩層間の金属イオンと界
面活性剤とのイオン交換反応であり、この反応によっ
て、層状珪酸塩の層間距離が広がるため、層状珪酸塩が
脆く、細かく粉砕されやすくなり、樹脂との親和性が増
大する。しかしながら、この方法では、無機充填剤と界
面活性剤とを反応させ、反応した無機充填剤を濾過・洗
浄し、乾燥したのち熱可塑性樹脂と溶融混練するという
2工程を経なければ、無機充填剤の分散性が向上しない
という問題があった。また、この方法では、極性溶媒中
で無機充填剤と界面活性剤との反応が行われるため、反
応温度は極性溶媒の沸点以下の低温となる。このため反
応速度が遅く、長時間攪拌して反応させることが必要で
あり、効率的でないという欠点もあった。
ノマー中に極性基を含有していない樹脂では、界面活性
剤のような低分子量成分を添加することによって、樹脂
組成物の耐熱性、剛性、靱性が低下するなどの新たな問
題を生じてしまう。
てなされたものであって、種々の熱可塑性樹脂に、無機
充填剤を効率良く微分散させることができる製造方法を
提供することを目的としている。
方法は、熱可塑性樹脂[A];100重量部に、無機充填
剤が0.1〜20重量%の量で極性溶媒中に懸濁してい
る液状化合物[B];10〜100重量部と、液状化合物
[B]に対して0.05〜20重量%の量の界面活性剤[C]
とを添加し、前記極性溶媒を除去しながら、溶融混練す
ることを特徴としている。
性樹脂[A]に、前記液状化合物[B]と界面活性剤[C]とを
添加することが好ましい。本発明に係る熱可塑性樹脂組
成物の製造方法では、前記熱可塑性樹脂[A]は、ポリア
ミド、ポリカーボネート、ポリエチレンオキサイド、ポ
リスチレン、ポリオレフィン系樹脂から選ばれる少なく
とも1種であるが好ましく、前記無機充填剤は、層状珪
酸塩であることが好ましく、層状珪酸塩はスメクタイト
またはバーミキュライトであることが好ましく、前記界
面活性剤は、炭素原子数12以上の炭化水素基を含むテ
トラアルキルアンモニウム塩であることが好ましい。
法では、熱可塑性樹脂[A]のヘイズ(H1)と、得られた
熱可塑性樹脂組成物のヘイズ(H2)との比(H1/
H2)が、0.2〜2.0であることが好ましい。
製造方法では、熱可塑性樹脂[A]の酸素透過係数(O
B1)と、得られた熱可塑性樹脂組成物の酸素透過係数
(OB2)との比(OB1/OB2)が、1.3〜10であ
ることが好ましい。
た熱可塑性樹脂組成物は、フィルム、射出成形品、回転
成形体、中空成形体として好適である。
明する。まず、本発明に係る熱可塑性樹脂の製造方法で
使用される各成分について説明する。
ン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂、
ポリエチレンオキサイド樹脂、ポリスチレン系樹脂など
が好ましく使用される。
〜20のα-オレフィンの単独重合体または共重合体が
挙げられ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブチレン、ポリ4-メチルペンテン-1等の単独重
合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1-ブ
テン共重合体、エチレン・4-メチル-1-ペンテン共重合
体、エチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-オク
テン共重合体、エチレン・1-デセン共重合体、プロピレ
ン・1-ブテン共重合体、プロピレン・4-メチル-1-ペン
テン共重合体、プロピレン・1-ヘキセン共重合体、プロ
ピレン・1-オクテン共重合体、プロピレン・1-デセン共
重合体、および上記α-オレフィンとノルボルネン、テ
トラシクロドデセンなどの環状オレフィンとの共重合体
などが挙げられる。
レン、エチレン・1-ブテン共重合体、エチレン・1-オク
テン共重合体が好ましく使用される。ポリアミド系樹脂
としては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイ
ロン612、ナイロン11、ナイロン12などが挙げられる。
α-メチルスチレンおよびp-キシレンの単独重合体、ア
クリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル
・ブタジエン・スチレン共重合体などが挙げられる。
合して使用してもよい。また、上記のような熱可塑性樹
脂は、炭素数3〜20の不飽和二重結合を有する直鎖状
あるいは環状のヘテロ原子含有化合物で、部分的にグラ
フト変性されていてもよい。このようなヘテロ原子含有
化合物として、具体的には、無水マレイン酸、アクリル
酸、メタクリル酸、オキサソリンなどが挙げられる。
製造することができる。液状化合物[B] 本発明で使用される液状化合物[B]は、無機充填剤が極
性溶媒中に懸濁している。
〜20重量%、好ましくは0.5〜15重量%、さらに
好ましくは0.5〜12重量%含まれていることが好ま
しい。
珪酸塩、炭酸カルシウム、カオリン、タルク、中空ガラ
ス球、酸化チタン、シリカ、アルミナ、カーボンブラッ
ク、アスベスト、ガラス繊維、チタン酸カリウム繊維な
どの充填剤が挙げられる。
好ましく使用される。なお、層状珪酸塩とは、膨潤性粘
土鉱物を原料とする珪酸層と金属カチオン層とが層状を
なしている化合物であって、粉砕またはその他の手段に
よって微粒子状にされている粉体をいう。
は、サポニナイト、ヘクトライト、モンモリロナイト、
サウコナイトなどのスメクタイト、トリオクトヘドラル
ーバーミキュライト、ジオクトヘドラルーバーミキュラ
イトなどのバーミキュライト、マスコバイト、フィロゴ
パイト、バイオタイト、レピドライト、パラゴナイト、
テトラシリシックマイカなどのマイカ、タルクにフッ素
処理を施して得られた膨潤性マイカなどが挙げられる。
属イオンがナトリムイオン、カリウムイオンなどのアル
カリ金属カチオン、テトラアルキルアンモニウム塩など
の有機カチオンでイオン交換されていてもよい。
イトおよびバーミキュライトが好ましい。このような層
状珪酸塩は、層間距離が10〜20nmであることが好ま
しい。
粒径が0.1〜200μm、好ましくは0.1〜100μ
m、さらに好ましくは0.1〜50μmであることが好
ましい。
剤が溶解しないものであれば、特に制限なく使用するこ
とができる。
ル、アセトン、ジオキサン、イソプロパノール、ジメチ
ルスルホキシド、ジメチルホルムアミドなどが挙げられ
る。これらの極性溶媒は2種以上混合して使用してもよ
い。
オン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤、非イオン性
界面活性剤、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活
性剤などが挙げられる。
剤が好ましく、特に炭素原子数が12以上、好ましくは
12〜60の炭化水素基を少なくとも1つ含むテトラア
ルキルアンモニウム塩が好ましい。
とも1つ含むテトラアルキルアンモニウム塩として具体
的には、ドデシルアミン塩酸塩、テトラデシルアミン塩
酸塩、オクタデシルアミン塩酸塩、ドデシルエチレンジ
アミン酢酸塩、ドデシルエチレンジアミン乳酸塩、ドデ
シルエチレンジアミンプロピオン酸塩、ドデシルトリメ
チルアンモニウムブロミド、ドデシルトリメチルアンモ
ニウムクロリド、テトラデシルトリメチルアンモニウム
クロリド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムクロリ
ド、ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド、オ
クタデシルトリメチルアンモニウムクロリド、ドデシル
ピリジニウムクロリド、テトラデシルピリジニウムクロ
リド、ヘキサデシルピリジニウムクロリド、オクタデシ
ルピリジニウムクロリド、ドデシルジメチルベンジルア
ンモニウムクロリド、テトラデシルジメチルベンジルア
ンモニウムクロリド、ヘキサデシルジメチルベンジルア
ンモニウムクロリド、オクタデシルジメチルベンジルア
ンモニウムクロリド、ジドデシルジメチルアンモニウム
クロリド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロリド
などが挙げられる。
酸塩の陽イオンとイオン交換して、層状珪酸塩に親水性
をもたせ、かつ層状珪酸塩の層間を拡大する効果があ
る。これによって、層状珪酸塩が脆くなって粉砕されや
すくなるため、樹脂との親和性が大きくなり、樹脂中に
微分散するようになる。
いて説明する。本発明に係る熱可塑性樹脂組成物の製造
方法では、 (1)まず、前記熱可塑性樹脂[A]に、前記液状化合物[B]
と前記界面活性剤[C]とを添加する。
にあることが好ましい。熱可塑性樹脂[A]の加熱温度
は、熱可塑性樹脂の種類によって異なるが、通常40〜
100℃、好ましくは50〜90℃であることが望まし
い。
[A]100重量部に対し、10〜100重量部、好まし
く10〜80重量部であることが好ましい。また、界面
活性剤[C]の添加量は、前記液状化合物[B]に対して0.
05〜20重量%、好ましく0.05〜10重量%、さ
らに好ましくは0.5〜5重量%であることが好まし
い。
比(界面活性剤[C]/無機充填剤重量比)は、0.001
〜1、好ましくは0.001〜0.8であることが好まし
い。このように熱可塑性樹脂[A]に液状化合物[B]と界面
活性剤[C]とを添加する場合、所定量の液状化合物[B]と
界面活性剤[C]とを同時に添加してもよく、あらかじめ
熱可塑性樹脂[A]と界面活性剤[C]を混合したのち液状化
合物[B]とを添加してもよい。
を除去しながら、溶融混練して、無機充填剤と界面活性
剤とを熱可塑性樹脂中に分散させる。溶融混練時の温度
は、160〜300℃、好ましくは180〜260℃で
あることが望ましい。
ことが好ましく、このときの圧力は、1〜20mmHg、好
ましくは1〜15mmHgであることが望ましい。このよう
な溶融混練は、通常、同方向二軸混練機、異方向二軸混
練機などの混練機で行われる。
物の製造方法の具体例としては、たとえば図1に示され
るサイドフィード方式が挙げられる。すなわち、予め加
熱状態で、熱可塑性樹脂[A]と界面活性剤[C]とを混合す
る。この混合物に、別ラインから液状化合物[B]を注入
する。液状化合物[B]を注入した後、所定の温度に加熱
し、かつポンプで減圧して蒸発する極性溶媒を除去しな
がら、溶融混練を行う。得られた熱可塑性樹脂組成物
は、無機充填剤が均一に微分散している。
造方法では、高温で混練しているため、熱可塑性樹脂
[A]の溶融と同時に、無機充填剤と界面活性剤との反応
が進む。また、溶融混練の進行に伴い極性溶媒が除去さ
れると、無機充填剤と界面活性剤の濃度が高くなり、さ
らに反応が促進する。このため、溶融混練が進むにつれ
て、無機充填剤は微粉砕されやすくなり、かつ熱可塑性
樹脂[A]との親和性が大きくなる。その結果、無機充填
剤は熱可塑性樹脂[A]に均一に微分散するようになる。
造方法では、必要に応じて、安定剤、顔料、核剤、可塑
剤、滑剤などを配合してもよい。このような本発明に係
る熱可塑性樹脂組成物の製造方法では、得られた熱可塑
性樹脂組成物のヘイズ(H2)と使用した熱可塑性樹脂
[A]のヘイズ(H1)との比(H1/H2)が、0.2〜2.
0であることが好ましく、また得られた熱可塑性樹脂組
成物の酸素透過係数(OB2)と、使用した熱可塑性樹
脂[A]の酸素透過係数(OB1)との比(OB1/OB2)
が、1.3〜10であることが好ましい。
物は、フィルム、射出成形品、回転成形体、中空成形体
用に好適に使用することができる。
塑性樹脂に、効率よく無機充填剤を微分散させることが
できる。
た熱可塑性樹脂組成物は、耐熱性、剛性、透明性に優れ
るとともに、ガスバリアー性に優れている。
発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
ある。 (1) メルトフローレート(MFR);ASTM C 1238に準
拠して、2.16kg荷重下、ポリプロピレン系の熱可塑
性樹脂組成物は230℃、ポリエチレン系の熱可塑性樹
脂組成物はは190℃で測定した。
で測定した。 (3) エチレン含量またはプロピレン含量;13C-NMR
測定により求めた。 (4) 曲げ弾性率(FM);厚さ1/8インチの試験片を作
成し、ASTM C 790に準拠して、スパン間51mm、曲げ速
度20mm/分の条件下で測定した。
8インチの試験片(後ノッチ)を作成し、ASTM C 790に
準拠して、23℃で測定した。 (6) 熱分解温度(HDT);厚さ1/4インチの試験片を
作成し、JIS K 7207に準拠して、荷重66psiで測定し
た。
を作成し、デジタル濁度計(日本電色工業(株)製)を用
いて測定した。 (8) 酸素透過係数;厚さ0.5mmtプレス試験片の酸素透
過係数をJIS K 7126 B法に準拠して23℃、湿度0%RH
にて測定した。
あり以下のように測定した。 ペレット1gを三角フラスコに秤取し、パラキシレン1
00mlを入れて、130℃油浴中で攪拌溶融した。冷却
後、アセトン中に注いでポリマーを析出させ、ろ過、ア
セトン洗浄を行い、減圧乾燥した。得られたポリマーの
IR分析を行い、予め作成しておいた検量線を用いて定
量した。
粒径10μm)50gを水1リットルに懸濁させて、1
0分間攪拌させて、液状化合物を得た。
メチルアンモニウムクロライド50gをホモポリプロピ
レン(MFR=12g/10分)2.5kgに、添加し、20
0℃で10mmHgに減圧して脱水しながら、溶融混練し
て、熱可塑性樹脂組成物を製造した。
記のような評価を行った。結果を表1に示す。
粒径10μm)50gを水1.5リットルに懸濁させ、
10分間攪拌した後、ジステアリルトリメチルアンモニ
ウムクロライドを50g添加し、さらに30分攪拌し、
均一になった懸濁液をろ過、凍結乾燥させた。得られた
変性モンモリロナイト1.6gと、ホモポリプロピレン
(MFR=1.2g/10分)40gとを、230℃、10
分間ブラストミルで溶融混練することにより、熱可塑性
樹脂組成物を製造した。
粒径10μm)1kgを水20リットルに懸濁させて、1
0分間攪拌させて液状化合物を得た。
にあるジステアリルジメチルアンモニウムクロライド1
kgとホモポリプロピレン(MFR=12g/10分)50kg
に、図1に示すような別ラインからサイドフィードし、
その後200℃、10mmHgに減圧して脱水しながら、熱
可塑性樹脂組成物を製造し、評価した。
(MFR=12g/10分)の代わりにマレイン化ホモポリ
プロピレン(MFR=52g/10分、M値=0.3重量
%)を使用した以外は、実施例1と同様にして、熱可塑
性樹脂組成物を製造し、評価した。
(MFR=12g/10分)の代わりにナイロン6(東レ
(株)製CM1007;MFR=62g/10分)を使用し、か
つ、240℃で溶融混練した以外は、実施例1と同様に
して、熱可塑性樹脂組成物を製造し、評価した。
(MFR=12g/10分)の代わりにポリエチレン(プロ
ピレン含量2.5mol%、MFR=62g/10分)を使用
し、かつ、230℃で溶融混練した以外は、実施例1と
同様にして、熱可塑性樹脂組成物を製造し、評価した。
(MFR=12g/10分)の代わりにプロピレンブロック
共重合体(エチレン含量38mol%、MFR=22g/10
分、64℃デカン可溶量=9.7重量%、[η]=2.5
dl/g)を使用し、かつ、230℃で溶融混練した以外
は、実施例1と同様にして、熱可塑性樹脂組成物を製造
し、評価した。
Claims (12)
- 【請求項1】熱可塑性樹脂[A];100重量部に、 無機充填剤が0.1〜20重量%の量で極性溶媒中に懸
濁している液状化合物[B];10〜100重量部と、 液状化合物[B]に対して0.05〜20重量%の量の界面
活性剤[C]とを添加し、 前記極性溶媒を除去しながら、溶融混練することを特徴
とする熱可塑性樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項2】加熱状態にある熱可塑性樹脂[A]に、前記
液状化合物[B]と前記界面活性剤[C]とを添加することを
特徴とする請求項1に記載の熱可塑性樹脂組成物の製造
方法。 - 【請求項3】熱可塑性樹脂[A]がポリアミド、ポリカー
ボネート、ポリエチレンオキサイド、ポリスチレン、ポ
リオレフィン系樹脂から選ばれる少なくとも1種である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の熱可塑性樹
脂組成物の製造方法。 - 【請求項4】無機充填剤が層状珪酸塩であることを特徴
とする請求項1または2に記載の熱可塑性樹脂組成物の
製造方法。 - 【請求項5】層状珪酸塩がスメクタイトまたはバーミキ
ュライトであることを特徴とする請求項4に記載の熱可
塑性樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項6】界面活性剤が炭素原子数12以上の炭化水
素基を少なくとも1つ含むテトラアルキルアンモニウム
塩であることを特徴とする請求項1または2に記載の熱
可塑性樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項7】熱可塑性樹脂[A]のヘイズ(H1)と、請求
項1〜6の方法で得られた熱可塑性樹脂組成物のヘイズ
(H2)との比(H1/H2)が、0.2〜2.0であるこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の方法で
得られた熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項8】熱可塑性樹脂[A]の酸素透過係数(OB1)
と、請求項1〜6の方法で得られた熱可塑性樹脂組成物
の酸素透過係数(OB2)との比(OB1/OB2)が、
1.3〜10であることを特徴とする請求項1〜6のい
ずれかに記載の方法で得られた熱可塑性樹脂組成物。 - 【請求項9】請求項1〜8に記載のいずれかの方法で得
られた熱可塑性樹脂組成物からなるフィルム。 - 【請求項10】請求項1〜8に記載のいずれかの方法で
得られた熱可塑性樹脂組成物からなる射出成形品。 - 【請求項11】請求項1〜8に記載のいずれかの方法で
得られた熱可塑性樹脂組成物からなる回転成形体。 - 【請求項12】請求項1〜8に記載のいずれかの方法で
得られた熱可塑性樹脂組成物からなる中空成形体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12078997A JP3714648B2 (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | 熱可塑性樹脂組成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12078997A JP3714648B2 (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | 熱可塑性樹脂組成物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10310704A true JPH10310704A (ja) | 1998-11-24 |
| JP3714648B2 JP3714648B2 (ja) | 2005-11-09 |
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ID=14795047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12078997A Expired - Fee Related JP3714648B2 (ja) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | 熱可塑性樹脂組成物の製造方法 |
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| JP (1) | JP3714648B2 (ja) |
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