JPS585333A - 機能添加剤を含む粒状樹脂 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的には、添加剤を組込んだ樹脂粒子に関
し、さらに詳しくは仕上機械（即ち、連続式強力ミキサ
−）を使用するところの添加剤を樹脂粒子に連続組込方
法並びにそれより生じた組成物に関する。

強力混合技術を用いて機能添加剤を粒状樹脂に組込むこ
とは当業界で周知である。例えば、未国特許第４Ｑ　２
５，４８０号には、粉末状添加剤と固体重合体毛羽状物
をまずディスクミルに通し、次いで仕上機に通すことに
よって粉末状添加剤を重合体毛羽状物に組込むための連
続方法が開示されている。また、別の例として、米国特
許第４０ｓ９，５０７号には、微粒状機能固形物とオレ
フィン重合体をヘンシェルミキサーで組込み、その際機
能固形物を重合体１００部につき約１０〜約１２０重量
部の量で存在させるようにしてなるこれら成分のバッチ
式組込み方法が開示されている。

商業的な容量及び経済的な点からみれば、一般にバッチ
式方法よりも連続式方法が好ましいことは周知である。

これまでは、機能添加剤を粒状樹脂に組込むための仕上
機を使用する連続法は、坂路製品に遊離添加剤を存在さ
せることなく、添加剤と４１＆Ｉ脂との合計重量を基に
して約２重ｉｔ％までの機能添加剤を組込んでいた。し
たがって、ディスクミルを必要とせずに仕上機を使用し
且つ添加剤と樹脂の合計重量を基にして約２．１〜約１
６重量弧の機能添加剤の組込みを許容し、そしてそのよ
うな組込みの後に遊離添加剤が実質上残存しないよう表
連続組込み方法を見出すことは望ましいことである。

したがって、本発明の目的は、仕上機を使用して機能添
加剤を重合体粒子中に組込むにあたり、添加剤と樹脂と
の合計重量を基にして約２１重量％〜約１６重量％の機
能添加剤を組込み、そしてそのような組込みの後に遊離
添加剤が実質上残存しないようにすることからなる重合
体粒子への機能添加剤の連続組込み方法を提供′するこ
とである。

本発明の他の目的は、粒状樹脂と少なくとも１種の添加
剤から本質上なり、該添加剤が組成物中の樹脂と添加剤
の合計重量を基にして約２．１〜約１６重量％の全量で
存在し、そして重合体樹脂の表面層に局在化しているよ
うな組成物を提供することである。

これらの目的及びその他の目的は、下記の詳細表説明を
参照すれば明らかとなろう。

本発明に従えば、仕上機を用いて機能添加剤を粒状＊脂
に組込むにあたり、添加剤と樹脂との合　□計装置を基
にして約２１重量％〜約１４重量％の機能添加剤を組込
み、そしてそのような組込みの彼に遊離の添加剤が残存
しないようにすることからなる粒状に＠への機能添加剤
の組込み方法が提供される。この方法は、゛粒状樹脂と
少なくとも１種の機＊！添加剤を仕上機に連続的に供給
し、該樹脂と添加剤を仕上機内で機械的に加工して該添
加剤を該樹脂の表面に組込んだ仕上げ樹脂となし、しか
る後該仕上げ樹脂を仕上機から排出させることからなり
、そして該添加剤を組成物中の樹脂と添加剤との合計重
量を基にして約２．１〜約１６重１１５Ｇの全量で存在
させ、そしてそのよう表組込みの後に遊離の添加剤が仕
上機内に実質上残存しないようにすることを特徴とする
。

また、本願発明によれば、粒状樹脂と少なくとも１樵の
添加剤とからなり、該添加剤が組成物中の重合体と添加
剤との合計重量を基にして約２１〜約１６重ｆｆ１−の
全量で存在するようにし、そして該添加剤が重合体の表
面層に局在しているような組成物も包含される。

本発明において、用語「樹脂」とは、本明細書で用いる
ときは、熱可塑性又は熱硬化性重合体を意味する。本発
明の範囲に入る好ましい１合体は、重合体分子の主鎖が
実質的には脂肪族又は芳香族置換基を持つ非架橋炭化水
素鎖であるような脂肪族又は芳香族モノオレフィンの重
合体である。オレフィン重合体の例としては、エチレン
、プロピレン、１−ブテン及び５〜１０個の炭素原子を
有する高級１−アルケンの重合体並びにスチレン、ａｒ
　（ｔ−ブチル）スチレン、α−メチルスチレン、ａｒ
−クロルスチレン、ａｒ−ブロムスチレン、ａｒ−メチ
ルスチレン及びその他のモノビニリデン芳香族単量体の
重合体があげられる。なお、用語「樹脂」には、上述の
脂肪族及び芳香族オレフィンのホモ重合体、共重合体及
び相互重合体並びにこの種のホモ重合体及び共重合体の
混合物及びブレンドが包含されるものとする。

特に好ましいポリエチレン重合体は、米国特許第４０１
１．５５１２号により製造されるような低及び中密度重
合体である。

上述したように、本発明の方法に使用できる樹脂は、粒
状形態（例えば、顆粒、粉末、微粉砕粒子など）である
。樹脂の粒度はそれはど重要ではなく、広範囲で変える
ことができる。本発明の方法に有用な粒状粒子は、約４
４μ〜約４０００μの粒度を有し、さらに好ましくは粒
度は直径が７０μ〜２，５００μである。

本発明の方法においては、ポリエチレンが選定された樹
脂であるときは、樹脂粒子は約周囲温度から約２００ν
の間（好ましくは約７５νから約１８０″Ｆの間）で仕
上機に流入し、そして樹脂の融解温度よりも高い温度で
流出する。例えばポリプルピレン、ポリブチレンなどの
ようなその他の樹脂を用いるときは、仕上機に流入する
粒子の流入温度範囲は、当業者には周知であろうが、用
いた粒状樹脂の融点に応じて、高く又は低く調節される
。

仕上操作中の樹脂の温度上昇は、樹脂粒子、添加剤、尖
キシングアーム及びスクレーパー、ソシて仕上機の壁の
間及びこれら同志間の接触によって生ずる機械的ｊｌｉ
Ｉｉｉ１ｉＡにより発生する熱のためである。また、温
度上昇も、所望ならば目的に応じて、例えば樹脂粒子を
軟化させるために、外部から加えた熱によって行っても
よい。

大部分の樹脂質重合体は鋭い融点を有せず、その代りに
多分５７〜１５”Ｐ（３℃〜８℃）の広い範囲で溶解す
るので、本発明に使用できる重合体の全てについて最高
仕上温度を特定することは困難である。この温度の決定
は用いる樹脂のそれぞれについてなすべきである。

本発明の方法に用いることのできる代表的な仕上機は、
米国特許第３．４７２．４９１号及び５．２２９゜００
２号に記載されている。

本発明の方法は連続式で行うのが好ましいが、所望なら
ば半連続法も用いることができる。また、拳法は大気圧
下で行うのが好ましいが、所望ならば大気圧よりも高く
又は低い圧力を用いることができる。

本発明の方法は、米国特許第４０２５．４　Ｂ　０号に
より要求されるようなディスク型ミルによる予　　　□
備処理なしで好ましくは行われる。このようなミル（米
国特許第４５８４７９？号に開示されているような）は
、重合体に何らかの熱履歴を加える傾向があり、また重
合体の加工処理に経済的及び時間的フスシを与える。°
本発明を使用すればディスクミル型装置の使用が回避さ
れる。

本発明で用いられる樹脂は、仕上機に機能添加剤と別個
に又は−緒に、一つ又は多くの流れとして添加すること
ができる。本発明で用いられる機能添加剤は、液体、固
体及び半固体、例えば顔料、染料、充填剤、安定剤、滑
剤、静電防止剤、難燃剤、これらの組合せなどを包含す
る０例えば、このような材料は比較的大きな粒度の固体
、例えば約７５〜６００＃の範囲の粒度を有する２−ヒ
ト２午シー４−ｎ−オタトキシペンゾフエノンのような
紫外線安定剤のような安定剤からなる。また、このよう
な材料は、多少率さい粒度の固体からなり、例えば、約
Ｓｓから１μ以下（例えば約（Ｌ２μ）の平均直径まで
の範囲の粒度を持つ二酸化チタン、カーボンブラック、
群青、カド文つムオレンジ、酸化亜鉛、酸化鉄及び類似
の材料のような顔料を包含する。その他の好適な固体は
、炭酸！グ本シウム、炭酸カルシウム、二酸化けい素、
アスベス′ト、チャイナクレー、リダナイト、無煙脚、
歴青炭、けい酸塩、ウッドダスト、コータダスト、セル
ｐ−ス及び客種の着色剤を包含する。さらに、好適なそ
の他の充填剤、難燃剤、安定剤などには、仙腸に具合よ
く組込める微粒状機能固形物が包含される。

本発明の範囲内に入る好ましい機能添加剤は、カーボン
ブラックである。カーボンブラックは特に高い表面積を
有する添加剤であり、そしてこれは遊離形態にあるとき
に特に１はこりっぽい１゜仕上樹脂へのカーボンプラッ
タの組込みをなした後に遊離のカーポンプフッタが全く
残留しないことが極めて好ましい、カーボンブラックの
ユニークな性質のために、これは、組成物中の樹脂と添
加剤との総重量を基にしてせいぜい約１２電鷲襲の量で
用いられるのが好ましい。約５３ｉ［ｆｔ％よりも多い
量で用いるときには、仕上機におけるＷ＆と添加剤の滞
留時間は、樹脂と添加剤に少なくとも約２分の滞留時間
を提供するように調節されるペきである。

他の有用な添加剤は、非重合体性のシリカであって、好
ましくは均一なマンロン寸法の粒子からなる高純度のも
のである。シリカ粒子の寸法は好ましくは約１ミクロン
から約４０ミクロンまでの間を変動し、そしてこれらは
ジョーンズ・マンビル・コーポレーションの製品である
商品名＠５ＵＰＥＲＦＬＯ８Ｂ　”　　として市場で入
手可能である。

本発明は、約１６重量％までの添加剤を重合体に組込む
ことができしかもか＼る組込みの後に遊離の添加剤が本
質上全く残留しないような方法を提供する。

本発明の方法では、機能添加剤は、一般には、添加剤と
重合体との総重量を基にして機能添加剤約２．１〜約１
６重量％（好ましくは約２．１〜約１４ｉｉ麓％）の艦
で用いられる。得られる仕上樹脂は、添加剤が樹脂粒子
の表面層に集中されている組成物である。この添加剤の
゛局部集中は、機能添加剤が樹脂全体に分布されて表面
上に集中されていないよう表米国特許第５．９９７．４
９４号に従つて製造されたものの如きある種のノ之ツテ
型組成物とは明白に異なる。それ故に、本発明によれば
最終生成物において遊離の添加剤に遭遇することな（約
１６重址襲までの添加剤の鰍を用いることができること
は、添加剤を重合体に結着させるための結合剤を必要と
せずに添加剤の全部が樹脂の表面に１集中１されて樹脂
全体に分布されていないという事実にかんがみて驚くべ
きことである。

次の実施例は、本発明を例示するものであるが、いかな
る点においても本発明を限定するつもりはない。

例１ 次の設計特性、 四組の混合アーム（−組当り２個のアーム）、ｃＬ７５
１ｍ直径ノアーム、 １４１ｎ　＠径Ｘ２１ｉｎ長さのｍ合ｎ、二組のスクレ
ーパー←組当り２ｇのスクレーパーχを有しそしてｔ　
Ｏ００ｒｐｍ　　Ｉ）Ｉｄ転速度で操作さ　　ルル工業
用仕上ｉｌｌ　（Ｗｅｄｃｏ　４＃　１４／　２１　）
にａｏｓ。

ｉｎの平均粒度を有する粒状ポリエチレン樹脂（樹脂の
メルトインデックス＝２、樹脂の密度：０．９２）を、
ａｒｕとｒ　ｔ　ｏ、　　との総重量を基にして１３重
量襲のＴｉｅ、を提供するための微粉末Ｃ二酸化チタン
と一緒に連続的に供給した。仕上機への樹脂の流入温度
は周囲温度（約６５〒）であり、これに対して流出温度
は約２１０″Ｆであった。

仕上機からの生成物では樹脂粒子の表面層への〒ｌＯ１
の良好な組込みが達成され、そして生成物には遊離のＴ
ｉｅ、が全く藺められなかった。

例２ Ｔｉｅ、添加剤を＠８ＵＰＥＲＦＬＯ８Ｂ　”　　の形
のシリカで置きかえたことを除いて上記の例１に記載し
たと同じ操作条件及びパラメーターを用いて”　Ｗｅｄ
ｃｏ　＃１４／　２１　”仕上機を操ゞ作した。”　５
ＵＰＥＲ−ＹＬ０８Ｂ　”は、ポリエチレン樹脂と”８
ＵＰＩＣＲＦＬＯ８Ｂ”との総重量を基にして１五５菫
量％の量で用いられた。

仕上機からの出口における灰分重量を下流側の７０　ｆ
ｔのコンベヤ長さに相当するサイターン分離器からの出
口における灰分重量と比較して分析すると、生成物は、
生成物重量を基にしてばらつきのない１１５重量％のシ
リカ重量−を有することが確認された。分離器を通過し
た後の生成物のこの一貫性は、生成物には遊離シリカが
本質上全く存在しないという事実をｓｇするものであっ
た。

ｅｉ＋＋　５ Ｔｉｅ、をカーポンプフッタで置きかえたことを除いて
例１の仕上機並びに操作条件及びパラメーターを使用し
て製造されたカープンブラック仕上粒状ポリエチレン樹
脂を視覚的に比較するために、本発明の方法を使用して
樹脂及びカーボンブラックを先ず仕上げた。次に、米国
特許第４０５９．５０７号に従ったタンプルブレンディ
ンダ、米国特許第４０５９、５０７号に従ったヘンシェ
ルミキサーでｆ）　、−（ブチ式仕上及び樹脂とカーボ
ンブチツタとの熱間配合を包含する従来技術を用いて別
の比較を行なった。熱間配合技術では、樹脂とカーボン
ブチツタとをファレル連続式混合機で激しく混合し次い
でペレッ）化押出機に排出してペレット化させた。各場
合に、カーボンブラックは、樹脂とカ−ボンブラックと
の総重量を基にして２．６重量％のレベルで用いられた
。

結果を次の表！に示す。。

表Ｉ−カーボンブラック（１重ＩＩｋ％）処理方式　　
　　　　パッチ式　　パッチ式　　連続式　　連続式押
出テープの品質 押出テープの外観　　不良　　　　実験せず　　良好　
　　良好（ムｌｊＴＭ−１３５４４Ｗ） 先の例Ｓと同じ操作及び装置を使用して、ポリエチレン
＆＆中におけるカーボンブラック添加剤について高い操
作範囲を測定する試みを表した。

例１の仕上機を周囲流入温度及び２００″Ｆ２流出温度
−並びに約１分の滞留時間で用いて、樹脂の被覆を樹脂
とカーボンプラッタとの総重量を基にして１６６重量％
カーボンブラックの使用により行なうと、実質的な遊離
カーボンブラックが残っている不良生成物がもたらされ
た。

周囲流入温度及び２０５″Ｆの流出温度で＠ｌ＆Ｉとカ
ーボンブラックに約２．５分の滞留時間を提供するため
に冷たい水を使用して仕上機のジャケット冷却を行なう
と、６及び８重量襲量のカーボンブラックの良好な組込
みが得られ、このことは微粒子被覆樹脂生成物を提供す
る。ヘンシェルパッチ式混合機を２２３″Ｆして、１０
０重量％でのカーボンブラックで匹敵し得る結果が達成
された。

第１頁の続き ０発　　明　者　アントニオス・ニコラコプーロス 米国ニューシャーシー州マーサ ビル・パクスソン・アベニュー ２１ ０発　明　者　ブレイス・マーガレット・ジル米国ニュ
ーシャーシー州すウス ・サマビル・カプリコーン・ド ライブ１８６ 手続補正書（方式） ％式％ 事件の表示　　昭和５７年　特願第　５１４４０　　’
ｊ発明の名称　　機能添加剤を含む粒状樹脂補正をする
者 事件との関係　　　　　　　　　　　特許出願人名称　
　　ユニオン・カーバイド・コーポレーション代理人 〒１０３ 補正命令通知の日付　昭和５７年６月２９日補正の対象 補正の内容　　別紙の通り 明細書の浄書（内容に変更なし）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）粒状樹脂と少な（とも１種の機能添加剤を仕上機
   に連続的に供給し、該樹脂を仕上機で機械加工すること
   によって粒状樹脂を仕上げするにあたり、該添加剤を組
   成物中の樹脂と添加剤との合計重量を基にして約し１〜
   約１６重量襲の総量で存在させ、組込み後には遊離の添
   加剤が実質上残存しないことを特徴とする粒状樹脂の改
   良仕上方法。
2. （２）樹脂がポリエチレンである特許請求の範囲第１項
   記載の方法。
3. （３）樹脂がポリプロピレンである特許請求の範囲第１
   項記載の方法。
4. （４）添加剤がカーボンブラックである特許請求の範囲
   第１項記載の方法。
5. （５）粒状樹脂と少なくとも１種の添加剤から本質上な
   り、該添加剤を組成物中の重合体樹脂と添加剤との全重
   量を基にして約１１〜約１４重量ｓの総量で存在させ、
   そして該添加剤を該重合体の表面層に局在化させてなる
   組成物。
6. （６）樹脂がポリエチレンである特許請求の範ｌ第５項
   記載の組成物。
7. （７）樹脂がポリプロピレンである特許請求の範囲第５
   項記載の組成物。
8. （８）添加剤がカーボンブラックである特許請求の範囲
   第５項記載の組成物。