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技術 球状塩化ビニル樹脂顆粒

出願人 株式会社カネカ
発明者 宇久恭司上田正博村上哲也廣川典夫
出願日 1988年11月14日 (31年0ヶ月経過) 出願番号 1995-194193
公開日 1996年2月20日 (23年9ヶ月経過) 公開番号 1996-048719
状態 特許登録済
技術分野 高分子組成物 ポリハロゲン化オレフィン 重合方法(一般) 付加系(共)重合体、後処理、化学変成
主要キーワード 製品袋 ステンレスカップ 乾燥機出口 回転円盤式 自動計量 単位容積当り 粉塵量 ペースト加工用塩化ビニル樹脂
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この項目の情報は公開日時点(1996年2月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

目的

空気輸送ローリー輸送自動計量供給などを容易に行なうことができ、輸送コストの低減をはかることができる、ゾル化性が良好で、流れ性のよい球状塩化ビニル樹脂顆粒をうる。

構成

ペースト加工用に用いる球状塩化ビニル樹脂顆粒であって、安息角が30〜38度であり、全質量中にしめる直径20μm以上の球状顆粒の割合が60重量%以上であり、平均径が35〜120 μmであり、かさ比重(ゆるめ)0.53〜0.58g/cc、水分率0.01〜1重量%の球状塩化ビニル樹脂顆粒。

概要

背景

概要

空気輸送ローリー輸送自動計量供給などを容易に行なうことができ、輸送コストの低減をはかることができる、ゾル化性が良好で、流れ性のよい球状塩化ビニル樹脂顆粒をうる。

ペースト加工用に用いる球状塩化ビニル樹脂顆粒であって、安息角が30〜38度であり、全質量中にしめる直径20μm以上の球状顆粒の割合が60重量%以上であり、平均径が35〜120 μmであり、かさ比重(ゆるめ)0.53〜0.58g/cc、水分率0.01〜1重量%の球状塩化ビニル樹脂顆粒。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
3件

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請求項1

ペースト加工用に用いる球状塩化ビニル樹脂顆粒であって、安息角が30〜38度であり、全質量中にしめる直径20μm以上の球状顆粒の割合が60重量%以上であり、平均径が35〜120 μmであり、かさ比重(ゆるめ)0.53〜0.58g/cc、水分率0.01〜1重量%の球状塩化ビニル樹脂顆粒。

請求項2

全質量中にしめる直径40μm以上の球状顆粒の割合が70重量%以上である請求項1記載の球状塩化ビニル樹脂顆粒。

技術分野

0001

本発明は、懸濁重合あるいは乳化重合でえられた塩化ビニル樹脂水性分散液から製造した特定の粒径分布を有するペースト加工用に用いる球状塩化ビニル樹脂顆粒に関する。

0002

従来より塩化ビニル樹脂顆粒が製造され、使用されている。

0003

塩化ビニル樹脂顆粒は、塩化ビニルまたは塩化ビニルを主体とするモノマー混合物を、界面活性剤の存在下、懸濁重合または乳化重合させ、樹脂の水性分散液を製造し、該樹脂の水性分散液を噴霧乾燥により造粒することにより製造されている。

0004

製造された顆粒が、たとえばペースト加工用塩化ビニル樹脂として使用されるばあい、可塑剤と混合され、ゾルにされたのち(これはゾル化と呼ばれる)成形加工され、ゲル化とよばれる硬化工程(加熱工程)を経て最終製品にされるが、塩化ビニル樹脂などがゾル化しにくかったり、ゾル中にゾル化していない大きな粒子がのこっていたりすると、成形加工時の作業性に問題が生じたり、最終製品の品質を落としたりするという問題が生じる。それゆえ、微粉砕して使用されるため、顆粒の形状がどのようなものであっても粉砕されたペースト加工用塩化ビニル樹脂となった段階では製品直接関係がなく、これまで顆粒の形状について注目されることはほとんどなかった。

0005

本発明者らが塩化ビニル樹脂顆粒の形状についてしらべたところ、種々の形状のもの、たとえば中空粒子に大きな穴のあいたようなもの、中空粒子がわれたような形状の顆粒は、必ずしも粉体特性(たとえば流れ特性など)のよいものではないことを見出した。また、このような顆粒はかさ比重も低く、単位容積当りの重量も小さく、輸送コストのかかるものである。

0006

なお、粉砕された微粉の形態をとっているペースト加工用塩化ビニル樹脂は、加工時のゾル化工程において、開袋時の粉塵の発生などによる作業環境の悪化や、粉体自動計量供給が実施できないなどの問題を有している。

課題を解決するための手段

0007

本発明は、前記のごとき粉体特性およびかさ比重が低いという問題の解消された塩化ビニル樹脂顆粒を製造するためになされたものであり、ペースト加工用に用いる球状塩化ビニル樹脂顆粒であって、安息角が30〜38度であり、全質量中にしめる直径20μm以上の球状顆粒の割合が60重量%以上であり、平均径が35〜120μmであり、かさ比重(ゆるめ)0.53〜0.58g/cc、水分率0.01〜1重量%の球状塩化ビニル樹脂顆粒に関する。

0008

本発明の塩化ビニル樹脂顆粒は球状のものである。

0009

前記球状とは、真球状のものはもちろん長軸短軸の比が 1.1程度以下の回転楕円体、前記真球状や回転楕円体のある程度変形したものをも含む概念である。

0010

また、前記顆粒とは、前記水性分散液中で分散している塩化ビニル樹脂が、粒状に集合したもののことである。

0011

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒を構成する塩化ビニル樹脂にはとくに限定はなく、従来から使用されている塩化ビニル樹脂または塩化ビニルを主体とする樹脂であるかぎりとくに限定はない。

0012

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒は、ペースト加工用に用いる球状の顆粒であるから、ゾル化性の点から直径の上限としては200 μm程度のものが好ましく、前記直径が20μm以上、さらには40μm以上、とくには50μm以上の球状顆粒の割合が全質量の60%(重量%、以下同様)以上、さらには70%以上、とくには90%以上であるのが粉体特性などの点から好ましい。顆粒の平均径としては35〜120 μmのものが好ましい。

0013

このように本発明の塩化ビニル樹脂は顆粒状でかつ球状であるため、ころがりやすく、安息角で代表される流れ特性がよくなり、空気による輸送ローリー輸送が容易に行なえる、使用時に自動計量供給がなんの問題もなく容易に行なえる、さらにかさ比重が大きくなり、単位容積当りの重量が増加するため輸送コストが低くなり、かつ微粉砕されていないため、微粉砕により生じ、製品袋の開袋時の粉塵の発生などによる作業環境の悪化の原因となる微粉末が少なくなるなどの効果がえられる。一般に、前記のような大きさの球状顆粒が前記のような割合で含有されるばあいには、安息角は30〜38度となる。

0014

なお、球状顆粒の大きさは粉体特性の向上という観点からすれば大きい方が好ましいが、ゾル化性のよい球状顆粒をうるという観点からは小さい方が好ましく、前記のごとき粒径分布を有するばあいには、粉体特性およびゾル化性のいずれの特性をも満足させる球状顆粒をうることができる。

0015

前記直径とは、円形等価径(ヘイウッド径)およびふるい分け径のことであり、前記顆粒を水に分散せしめ、コールターカウンターで測定したり、JIS標準ふるいなどのふるいを用いるふるい分け法で測定されるものである。

0016

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒の水分率としては、 0.01 〜1%程度であるのが好ましく、とくに 0.1〜 0.5%程度であるのが好ましい。前記水分率が0.01%未満ではゾル化性がわるくなりがちになり、1%をこえるとこれから製造されるゾルの水分率が高くなり、ゾルの粘度などに悪影響がでやすくなったり、製造されるフィルムなどの製品の平滑性などが良好でなくなったりしやすくなる。該顆粒の水分率は、カールフィッシャー水分計赤外線水分計などを用いて測定すればよい。

0017

つぎに本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒の製法の一例について説明する。

0018

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒は、塩化ビニルまたは塩化ビニルを主体とするモノマー混合物を、界面活性剤の存在下、懸濁重合または乳化重合によりえられる塩化ビニル樹脂の水性分散液をスプレー乾燥機で乾燥・造粒せしめることにより製造される。

0019

前記界面活性剤にもとくに限定はなく、通常の陰イオン系非イオン系などの界面活性剤を用いることができる。

0021

前記水性分散液の濃度などにもとくに限定はないが、通常20〜65%程度、好ましくは40〜60%程度の水性分散液が使用される。

0022

前記水性分散液の製造に際し、重合開始剤モノマーに対して 0.01 〜5%程度使用される。水性分散液が懸濁重合によりえられるばあいの重合開始剤の具体例としては、たとえばジエチルパーオキシジカーボネート、ジ -2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジ -2-エトキシエチルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジイソブチルパーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート、ベンゾイルパーオキサイド、p-クロロベンゾイルパーオキサイド、2,4-ジクロロベンゾイルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、デカノイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、3,5,5-トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイドアゾビスイソブチロニトリルアゾビスバレロニトリルなどのアゾ化合物などの油溶性重合開始剤など、乳化重合によりえられるばあいの重合開始剤の具体例としては、たとえば過硫酸アンモニウム塩ナトリウム塩もしくはカリウム塩過酸化水素過硫酸塩アルカリ金属重亜硫酸塩チオ硫酸塩もしくはハイドロサルファイトとの混合物からなるレドックス系などの水溶性重合開始剤などがあげられる。

0023

このようにして調製された水性分散液を乾燥・造粒するために用いるスプレー乾燥機にもとくに限定はなく、一般に使用されている、たとえば「スプレイドライイング・ハンドブック(SPRAY DRYINGHANDBOOK) 」(ケイマスタース(K.Masters)著、3版、1979年、ジョージ・ゴッドウィン社(George Godwin Limited) より出版)121 頁の第4.10図に記載のごとき各種スプレー乾燥機があげられる。

0024

スプレー乾燥機で塩化ビニル樹脂の水性分散液を造粒する際、まず水性分散液がスプレー乾燥機内のアトマイザー噴霧され、ついで乾燥せしめられて球状顆粒(造粒体)が製造され、系外に取出される。

0025

なお、えられた造粒体はペースト加工用に用いるが、このときの乾燥温度が高いほど可塑剤中に分散させるのに要する時間は長くなる。

0026

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒においては、前記水性分散液をスプレー乾燥機で乾燥・造粒させる際に、たとえば絶対湿度0.008 〜0.012 kg水/kg空気の空気を用い、該乾燥用空気入口温度を100 ℃以下、好ましくは60℃以上、出口温度を50℃以下、好ましくは40℃以上になるようにすると、ペースト加工用に適した球状塩化ビニル樹脂顆粒がえられる。

0027

記入口温度とは、乾燥機入口における乾燥用空気の温度のことであり、出口温度とは、乾燥機出口における空気の温度のことであり、通常の温度計で測定された温度である。

0028

前記絶対湿度が0.008 kg水/kg空気より低い空気のばあい、水性分散液の乾燥という点からは好ましいが、ゾル化性がわるくなり、一方、0.012 kg水/kg空気より高くなると造粒体に残留する水分が多くなり、この造粒体を用いて調製されるゾルの水分率も高くなり、前述したように良好な特性を有するゾルがえられなくなったり、製造されるフィルムなどの製品の平滑性などが低下したりする。

0029

なお、前記絶対湿度は、セラミック湿度計(たとえば日本カノマックス(株)製のモデル6802)を用いて測定すればよい。

0030

前記乾燥用空気入口温度が 100℃をこえたり、出口温度が50℃をこえたりすると、えられる造粒体をペースト加工用に用いるばあいには可塑剤中に分散させるのに要する時間が長くなる。

0031

造粒体を可塑剤中に分散させる時間を短くするという観点からは、乾燥温度は低い方が好ましいが、これにより乾燥に要する空気量は増大し、とくに乾燥用空気の湿度が高いばあい、造粒体に残留する水分が多くなり、前記と同様に良好な特性を有するゾルがえられにくくなったりしやすくなるため、過度低温にしない方が好ましい。

0032

本発明の球状顆粒の他の製法としては、本発明と同日付にて出願せる発明の名称粒子状ペースト加工用塩化ビニル樹脂の製造方法」や「粒子状ペースト加工用塩化ビニル樹脂の製法」の各明細書(特開平2-133429号公報および特開平2-134215号公報参照)に記載の方法、さらにはこれら明細書に記載の方法や前記方法の2種以上を組合わせた方法などの方法があげられる。

0033

このようにしてえられる本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒は、従来からの塩化ビニル樹脂顆粒と異なり、球状であるため流れ特性がよく、空気による輸送やローリー輸送が容易に行なえる、使用時に自動計量供給が容易に行なえる、さらにかさ比重が大きく単位容積当りの重量が増加するため、輸送コストが低くなるなどの効果が達成される。さらに本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒は顆粒のままペースト加工用に使用されるため、従来の微粉砕されたペースト加工用塩化ビニル樹脂が有する開袋時の粉塵の発生などによる作業環境の悪化や粉体の自動計量供給ができないなどの問題の解決されたものとなる。

0034

つぎに本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒を実施例にもとづき説明する。

0035

なお、発塵性、顆粒平均径など(顆粒平均径、顆粒径20μm以上の割合、40μm以上の割合)、顆粒の安息角、流動性、かさ比重の評価は下記の方法で行なった。

0036

(発塵性)球状顆粒20gを 100ccの栓つきガラス製のサンプル管に入れ、軸方向に振幅約20cmで5秒間に10回振盪後、30秒してから栓を開けてサンプル管から発生する粉塵量肉眼で観察し、評価する。

0037

多:発塵が肉眼で観察される
少:発塵が肉眼で観察されない
(顆粒平均径など)ふるいとコールターカウンターを併用して粒径分布を測定し、50%がふるいを通過するときのふるいの径を顆粒平均径とする。このようにしてえた粒径分布から、顆粒径20μm以上、40μm以上の割合を求める。

0038

(顆粒安息角、かさ比重(ゆるめ))
(株)細川粉体研究所製、パウダーテスターで測定する。

0039

(顆粒流動性)JIS K 6721のかさ比重測定用ロートに顆粒60gを入れ、ダンパーを引き抜いてから顆粒が全量落下するのに要する時間を測定する。

0040

実施例1〜3
塩化ビニル樹脂100部(重量部、以下同様)に対しラウリル硫酸ナトリウムを1.0部含有する固形分濃度47%の水性分散液を、回転円盤式のアトマイザー(直径、 8.4cm)を有するスプレー乾燥機(径 2.75 m、塔長は直胴部が 3.0m、円錐部が 2.2m、円錐部角度が60度)で乾燥、造粒した。このとき、回転円盤回転数は 18000rpm 、16000rpm、5000rpm(それぞれ実施例1、2および3)とした。また、乾燥に用いる空気は除湿機を通して湿度を 0.01 kg水/kg気としたのち加熱して80℃で乾燥機に供給し、排風温度が45℃になるように乾燥用空気量を調整した。その他の条件ならびにえられた球状顆粒の特性の評価結果を表1に示す。

0041

また、実施例1〜3でえられた顆粒を電子顕微鏡(約900 倍)で観察し、球状であることを確認した。なお、実施例1でえられた球状顆粒を約 900倍に拡大した電子顕微鏡写真で、顆粒が球状の構造のものであることを示す写真を図1に示す。

0042

比較例1
回転円盤の回転数を22000rpmに変えたほかは、実施例1と同じ条件で顆粒を製造し、評価した。

0043

安息角が40度と著しくわるかった。また、流動性もわるく、顆粒はかさ比重測定用ロートから落下しなかった。結果を表1に示す。

0044

えられた顆粒を電子顕微鏡(約180 倍)で観察したところ、球状ではなかった。なお、えられた顆粒を約 180倍に拡大した電子顕微鏡写真で、顆粒の構造を示す写真を図2に示す。

0045

比較例2
実施例1でえられた球状顆粒を粉砕したものを製造し、評価した。安息角、流動性、発塵性とも実施例1〜3のものにくらべて劣ったものであった。結果を表1に示す。

0046

えられた樹脂を約 900倍に拡大した電子顕微鏡写真で、粉砕された球状顆粒の構造を示す写真を図3に示す。

0047

比較例3
除湿機を通さない空気(0.015kg水/kg空気)を乾燥に用いた他は実施例3と同じ条件で顆粒を製造し、評価した。安息角は42度と著しくわるかった。また、流動性もわるく、顆粒はかさ比重測定用ロートから落下しなかった。結果を表1に示す。

0048

えられた顆粒を電子顕微鏡(約100倍)で観察したところ、球状ではなかった。なお、えられた顆粒の電子顕微鏡写真で、顆粒の構造を示す写真を図4に示す。

0049

比較例4
100ccのステンレスカップに比較例2で製造した粉砕樹脂20gを仕込み、直径3cmのペラで20℃、400rpmで撹拌を開始した。そののち、バインダーとしてDOP 2gを約2分かけて加え、ひき続き30分間撹拌を続けることにより顆粒をえ、評価した。安息角は42度と著しくわるかった。また、流動性もわるく、顆粒はかさ比重測定用ロートから落下しなかった。結果を表1に示す。

0050

えられた顆粒を光学顕微鏡(約100倍)で観察したところ、球状ではなかった。なお、えられた顆粒の光学顕微鏡写真で、顆粒の構造を示す写真を図5に示す。

0051

発明の効果

0052

本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒は、平均径が35〜120 μmであり、ゾル化性が良好で、流れ性のよい球状顆粒であり、粉体特性が良好で、かさ比重の大きいものである。したがって、空気輸送、ローリー輸送、さらには自動計量供給などが容易に行なえる。また、輸送コストの低減などをもはかりうる。

図面の簡単な説明

0053

図1塩化ビニル樹脂の粒子構造を示すための電子顕微鏡写真であり、実施例1でえられた本発明の球状塩化ビニル樹脂顆粒を約 900倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
図2塩化ビニル樹脂の粒子構造を示すための電子顕微鏡写真であり、比較例1でえられた球状でない塩化ビニル樹脂顆粒を約 180倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
図3塩化ビニル樹脂の粒子構造を示すための電子顕微鏡写真であり、実施例1でえられた球状顆粒を粉砕してえられた比較例2の安息角50度の塩化ビニル樹脂を約900倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
図4塩化ビニル樹脂の粒子構造を示すための電子顕微鏡写真であり、比較例3でえられた球状でない塩化ビニル樹脂顆粒を約100倍に拡大した電子顕微鏡写真である。
図5塩化ビニル樹脂の粒子構造を示すための電子顕微鏡写真であり、比較例5でえられた塩化ビニル樹脂顆粒を約100倍に拡大した光学顕微鏡写真である。

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