再生树脂成型体、再生树脂成型体的成型方法以及得到再生树脂光盘制造模的方法

文档序号:4427574阅读:167来源:国知局
专利名称:再生树脂成型体、再生树脂成型体的成型方法以及得到再生树脂光盘制造模的方法
技术领域
本发明涉及将使用过的含有脂环式结构的热塑性树脂成型体再成型得到的再生树脂成型体、再生树脂成型体的成型方法以及得到再生树脂光盘制造模(スタンパ)的方法。
背景技术
以往,树脂光盘制造模(也叫透明光盘制造模)等树脂成型体使用于光学部件等的制造方法中(专利文献1、2),所述的光学部件等的制造方法包含,在基板上将未固化的光固化性树脂层和包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体按照该顺序叠层的工序,和由透过树脂成型体的光,使上述未固化的光固化性树脂固化,剥离(除去)树脂成型体的工序。另外,含有脂环式结构的热塑性树脂耐热变形性或耐吸湿变形性等优异,而且,与固化性树脂的脱模性优异,可以作为能够转印高面精度的凹凸形状的树脂成型体用材料使用。
但是,在包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体中,使用粉碎使用过的树脂成型体的树脂材料,且在使用再成型得到的再生树脂成型体时,剥离再生树脂成型体的工序中,有时在再生树脂成型体上发生龟裂,造成不能作为再次成型体使用的问题。
特开2000-108137号公报[专利文献2]特开2004-039136号公报发明内容发明所要解决的课题本发明是鉴于这些以往技术上的问题而进行的,本发明的课题是,提供使用粉碎使用过的树脂光盘制造模等树脂成型体的树脂材料进行再成型得到的再生树脂成型体、再生树脂成型体的成型方法以及得到再生树脂光盘制造模的方法。
解决课题的措施本发明者们为解决上述课题,在测定树脂成型体中的杂质数量和树脂成型体的韧性时,发现如果在10g该成型体中长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个或100个以下,即使是重复再成型的树脂成型体,也具有作为树脂成型体的性能。
而且,对于降低杂质存在量的方法进行各种研究的结果发现,在空气清洁度的分类(Classification of air cleanliness)为6级或6级以上的周边环境下,粉碎树脂成型体,并在从粉碎机向注塑成型机的气力输送(空搬)时,作为输送管,使用内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下、优选奥氏体类不锈钢制的输送管,并且,在成型树脂成型体的注塑成型机的的塑化部,优选注入氮气,由此,可以得到长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个/10g的树脂成型体,从而完成了本发明。
即,按照本发明的第1项,提供一种再生树脂成型体,该再生树脂成型体是将粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体得到的树脂材料成型而得到的再生树脂成型体,其特征在于,该再生树脂成型体中的长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个/10g或100个/10g以下。
在本发明的再生树脂成型体中,上述包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体优选树脂模。
本发明的再生树脂成型体优选再生树脂模,更加优选再生树脂光盘制造模。
按照本发明的第2项,提供再生树脂成型体的成型方法,其特征在于,在空气清洁度的分类(Classification of air cleanliness)为6级或6级以上的周边环境下,粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体,将得到的粉碎物通过使用金属材料、内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下的输送管,气力输送至在塑化部注入了非活性气体的成型机中,使用上述成型机成型气力输送的粉碎物。
在本发明的成型方法中,上述金属材料优选含有奥氏体类不锈钢的。
按照本发明的第3项,提供得到再生树脂光盘制造模的方法,该方法是,(i)在空气清洁度的分类(Classification of air cleanliness)为6级或6级以上的周边环境下,粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的使用了1次或1次以上的树脂光盘制造模,(ii)将得到的树脂材料通过使用金属材料、内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下的输送管,气力输送至在塑化部注入了非活性气体的成型机中之后,(iii)将成型机内的粉碎物成型,得到长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个/10g或100个/10g以下的再生树脂光盘制造模的方法。
发明的效果本发明的再生树脂成型体由于杂质的存在量少,成型体的韧性几乎不会降低,因此可以作为树脂成型体重复再利用。
按照本发明的树脂成型体的成型方法,可以高效地制造本发明的再生树脂成型体。
按照本发明的成型方法,由于杂质的存在量少,因此成型体的韧性几乎不会降低,可以提供能够重复使用2次或2次以上的再生树脂成型体。
按照本发明的成型方法,可以重复再生本发明的再生树脂成型体,因此是经济的。
按照本发明得到的再生树脂光盘制造模的方法,可以高效地制造再生树脂光盘制造模。
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图1]是示出为实施再成型本发明的树脂光盘制造模的方法的树脂成型装置的一例的示意图。
是测定成型体韧性的万能压缩试验机的模式图。
P…树脂材料、1…螺杆夹、2…非活性气体注入装置、3…过滤器、4…输送气体排气管、5…输送管、6…树脂贮藏筒、7…通气阀、8…氧浓度计、9…螺杆轴承、10…压盖密封垫、11…驱动装置、12…螺杆、13…输送气体/树脂分离部、14…水平仪、15…塑化装置、20…万能压缩试验机、21…树脂光盘制造模、22…棒(Rod)
实施发明的最佳方案下面,详细地说明本发明。
1)再生树脂成型体本发明的再生树脂成型体是将粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体得到的树脂材料成型而得到的再生树脂成型体,其特征在于,该再生树脂成型体中的长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个/10g或100个/10g以下。
(1)树脂成型体用于本发明的树脂成型体包括含有脂环式结构的热塑性树脂。
在本发明中,所说的含有脂环式结构的热塑性树脂是包括含有脂环式结构的重复单元的聚合物,包括主链中含有脂环式结构的聚合物树脂以及侧链中含有脂环式结构的聚合物树脂中的任意一种。
包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体也可以高精度地成型微细结构,耐久性(耐热、耐吸湿变形、可以重复使用等)优异,而且还具有与固化成型体的脱模性也优异的特性。
作为脂环式结构,可以举出,例如,环烷结构、环烯结构等,但从热稳定性等观点来看,优选环烷结构。构成脂环式结构的碳原子数没有特别的限制,但通常为4~30个,优选5~20个,更加优选5~15个。构成脂环式结构的碳原子数在此范围时,耐热性及柔软性优异。
含有脂环式结构的热塑性树脂中的含有脂环式结构的重复单元的比例可以根据使用目的适当选择,通常为50重量%或50重量%以上,优选70重量%或70重量%以上,更加优选90重量%或90重量%以上。含有脂环式结构的重复单元过少时,耐热性降低,因此不优选。另外,在含有脂环式结构的聚合物树脂中的除含有脂环式结构的重复单元以外的重复单元可以根据使用的目的适当选择。
作为含有脂环式结构的热塑性树脂的具体例子,可以举出,(i)降冰片烷类聚合物、(ii)单环的环状烯烃聚合物、(iii)环状共轭二烯烃聚合物、(iv)乙烯基脂环烃聚合物以及它们的加氢物等。这些之中,从透明性或成型性的观点来看,优选降冰片烷类聚合物。
作为降冰片烷类聚合物,具体地,可以举出,降冰片烷类单体的开环聚合物、降冰片烷类单体和可以开环共聚的其他单体的开环共聚物、以及它们的加氢物、降冰片烷类单体的加成聚合物、降冰片烷类单体和可以共聚的其他单体的加成共聚物等。这些之中,从透明性的观点来看,特别优选降冰片烷类单体的开环(共)聚合物加氢物。
在本发明中,所说的降冰片烷类单体是具有用式(I)[化学式1] 表示的降冰片烷结构的化合物。
作为降冰片烷类单体,可以举出,例如,双环[2.2.1]庚-2-烯(惯用名降冰片烷)、三环[4.3.0.12,5]癸-3,7-二烯(惯用名双环戊二烯)、7,8-苯并三环[4.3.0.12,5]癸-3-烯(惯用名桥亚甲基四氢化芴)、四环[4.4.0.12,5.17, 10]十二碳-3-烯(惯用名四环十二碳烯)以及这些化合物的衍生物(例如,在环上具有取代基的)等。这里,作为取代基可以举出,例如,烷基、亚烷基、烷氧羰基、羧基等。另外,这些取代基可以相同或不同,也可以多个键合在环上。降冰片烷类单体可以单独使用1种,也可以2种或2种以上组合使用。
作为可以与降冰片烷类单体开环共聚的其他单体,可以举出,例如,环己烯、环庚烯、环辛烯等单环状烯烃类及其衍生物;环己二烯、环庚二烯等环状共轭二烯及其衍生物等。
降冰片烷类单体的开环聚合物以及降冰片烷类单体和可以与其共聚的其他单体的开环共聚物可以通过在开环聚合催化剂的存在下聚合单体得到。
作为开环聚合催化剂,可以使用通常使用的已知的催化剂。
降冰片烷类单体的开环聚合物以及降冰片烷类单体和可以与其开环共聚的其他单体的开环共聚物的加氢物,可以通过添加已知的加氢催化剂,优选将碳-碳不饱和键90%或90%以上加氢而得到。
作为可以与降冰片烷类单体加成共聚的其他单体,可以举出,例如,乙烯、丙烯等碳原子数2~20的α-烯烃以及它们的衍生物;环丁烯、环戊烯等环烯烃以及它们的衍生物;1,4-己二烯等非共轭二烯等。这些单体可以单独使用1种,也可以2种或2种以上组合使用。这些之中,优选α-烯烃,更为优选乙烯。
降冰片烷类单体的加成聚合物以及降冰片烷类单体和可以与其共聚的其他单体的加成共聚物,可以通过在加成聚合催化剂的存在下,聚合单体而得到。作为加成聚合催化剂可以使用通常使用的已知的催化剂。
作为单环的环状烯烃聚合物,可以举出,例如,环已烯、环庚烯、环辛烯等加成聚合物。
另外,作为环状共轭二烯烃聚合物,可以举出,例如,将环庚二烯、环己二烯等环状共轭二烯单体进行1,2加成聚合或1,4加成聚合得到的聚合物,以及它们的加氢物。
乙烯基脂环烃聚合物是具有来自乙烯基环烷或乙烯基环烯的重复单元的聚合物。作为乙烯基脂环烃聚合物,可以举出,例如,乙烯基环己烷等乙烯基环烷、乙烯基环己烯等乙烯基环烯等乙烯基脂环烃化合物的聚合物及其加氢物;苯乙烯、α-甲基苯乙烯等乙烯基芳香烃化合物的聚合物的芳香族部分的加氢物等。
另外,乙烯基脂环烃聚合物也可以是乙烯基脂环烃化合物或乙烯基芳香烃化合物和可以与这些单体共聚的其他单体的无规共聚物、嵌段共聚物等共聚物以及它们的加氢物。作为嵌段共聚,可以举出,二嵌段、三嵌段、或其以上的多嵌段或倾斜嵌段共聚等,但没有特别的限制。
这些含有脂环式结构的热塑性树脂可以各自单独使用,或2种或2种以上组合使用。
含有脂环式结构的热塑性树脂的分子量和分子量分布可以根据使用目的适当选择。
含有脂环式结构的热塑性树脂的分子量是通过以环己烷(或甲苯)为溶剂的凝胶渗透色谱法(GPC)测定的单分散聚异戊二烯换算(溶剂为甲苯时为单分散聚苯乙烯换算)测定的重均分子量(Mw),通常为1000~1000000,优选5000~500000,更加优选10000~200000的范围。含有脂环式结构的热塑性树脂的重均分子量(Mw)在该范围时,适于保持机械强度和成型加工性的平衡。
另外,含有脂环式结构的热塑性树脂的分子量分布(重均分子量(Mw)/数均分子量(Mn))没有特别的限制,但通常为1.0~10.0,优选1.0~6.0,更加优选1.1~4.0的范围。通过将分子量分布调整为这样的范围,可以使树脂成型体的机械强度和成型加工性得到良好的平衡。
含有脂环式结构的热塑性树脂的玻璃化转变温度(Tg)可以根据使用目的适当选择,但通常为50~400℃,优选70~350℃,更加优选90~300℃的范围。树脂的Tg越高,可以耐受例如聚合性单体固化时的发热引起的变形并且耐久性越高,因此优选。另一方面,树脂的Tg过高时,有时微细形状的加工变得困难。因此,树脂的Tg在上述范围时,适于树脂成型体的耐久性和成型加工性高度平衡。
含有脂环式结构的热塑性树脂在温度280℃、负重2.16kg下,通过JISK7210测定的熔体流动速率(MFR)可以根据使用目的适当选择,但通常为1~200g/10分,优选2~180g/10分,更为优选3~150g/10分,最为优选50~100g/10分的范围,此时,具有微细形状的树脂成型体的成型性为最适的,因此优选。
本发明中使用的包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体,可以通过调制包括含有脂环式结构的热塑性树脂的组合物,用已知的成型方法成型该树脂组合物来制造。
在实质上不损害本发明的效果的范围,根据希望,还可以向上述树脂组合物中添加含有羟基的脂肪酸酯化合物等润滑剂、酚类或磷类等防老剂、二苯甲酮类或苯并三唑类等紫外线稳定剂;胺类等抗静电剂、位阻胺(ヒンダ一ドアミン)类的耐候稳定剂等各种添加剂。
作为调制上述树脂组合物的方法,可以举出,例如,根据希望,向含有脂环式结构的热塑性树脂溶液中添加添加剂后,进行干燥除去溶剂的方法,或根据希望混合含有脂环式结构的热塑性树脂和添加剂的各自的规定量,用辊、布拉本德混合机(ブフベンダ一)、挤出机等机械搅拌的方法等。
得到的树脂组合物的玻璃化转变温度(Tg)没有特别的限制,但通过使用优选90~110℃,优选95~105℃,并且熔体流动速率(MFR)为50~70g/10分,优选60~70g/10分的组合物,可以得到与固化树脂的脱模性以及微细的凹凸形状的转印性优异的树脂模。
树脂组合物的玻璃化转变温度(Tg)可以基于JIS K7121测定,熔体流动速率(MFR)可以基于JIS K7210、在280℃、负重2.16kg下测定。
作为成型方法,可以举出,注射成型、模压成型、挤出吹塑成型、注射吹塑成型、多层吹塑成型、连接吹塑成型、双壁吹塑成型、拉伸吹塑成型、真空成型、旋压成型等成型方法。这些之中,注射成型法以及模压成型法可以减少凹凸形状的面内的偏差,因此优选。作为模压成型法,可以举出,例如,将通过熔融挤出法制作的片或薄膜等在要成型的凹凸状的模具中加温·加压的方法。
作为成型条件,根据成型方法和使用的含有脂环式结构的热塑性树脂的种类不同而不同,但树脂温度通常为100~400℃,优选200~380℃,更加优选200~350℃,压力通常为0.1~100MPa,优选0.5~50MPa,加温时间通常为数秒至数十分钟。
(2)再生树脂成型体本发明的再生树脂成型体,是将粉碎上述树脂成型体得到的树脂材料成型而得到。
作为树脂成型体的粉碎方法,没有特别的限制,可以采用塑料板的通常粉碎方法。可以举出,例如,使用剪切式或锤式的粉碎机的方法。在这些粉碎方法中,从微粉的产生量少来看,优选使用剪切式粉碎机的方法,更为优选使用具有旋转的旋转刀和固定刀、并在下部设置了圆孔筛的粉碎机的方法。通过使用这样的剪切式粉碎机,可以使来自树脂成型体的微粉少、只得到可以通过筛的树脂成型体的细片。
粉碎的树脂成型体的细片可以是其形状或大小为均匀的,另外,也可以是随机的。其大小优选实质上通过直径15mm的圆孔,另外,其90重量%不能通过直径2mm的圆孔的大小。
树脂成型体的细片可以直接作为树脂材料使用,但也可以制成颗粒。颗粒可以将上述粉碎化的树脂成型体的细片熔融混炼后,通过线材模头(ストランドダイ)挤出为线条(ストランド)状或棒状,接着,用刀具等切断而得到。
另外,在将上述粉碎的树脂成型体的细片熔融混炼时,根据期望,也可以添加未使用的含有脂环式结构的热塑性树脂或含有羟基的脂肪酸酯化合物等润滑剂、酚类或磷类等防老剂、酚类等热劣化防止剂、二苯甲酮类或苯并三唑类等紫外线稳定剂;胺类等抗静电剂、位阻胺类耐候稳定剂等各种添加剂。
本发明的再生树脂成型体可以通过用已知的方法成型上述树脂材料来制造。作为成型方法,可以举出,与上述树脂成型体的制造使用的成型方法同样的方法。
成型条件也是根据成型方法和使用的含有脂环式结构的热塑性树脂的种类的不同而不同,但树脂温度通常为100~400℃,优选200~380℃,更加优选200~350℃,压力通常为0.1~100MPa。优选0.5~50MPa,加温时间通常为数秒至数十分钟。
本发明的再生树脂成型体的特征是成型体中的长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个/10g或100个/10g以下,优选50个/10g或50个/10g以下。
本发明的再生树脂成型体,由于成型体中长径为30μm或30μm以上的杂质数量少,因此成型体的韧性优异。
例如,在制造树脂成型体是树脂光盘制造模、表面具有高精度面的凹凸形状的光学部件时,在固化性树脂层上叠层并固化该固化性树脂层后,剥离(除去)树脂光盘制造模时,不会产生龟裂,因此可以高效地制造高品质的光学部件。
成型体中的杂质数量可以将10g树脂成型体溶解于1200g萘满中,使用保留粒径为20~25μm的滤纸进行抽滤,在光学显微镜下观察并求出残留在滤纸上的长径为30μm或30μm以上的杂质数量。这里,所谓杂质是指,在成型体的成型、粉碎工序中混入的灰尘或来自原料树脂的树脂氧化物或树脂分解物、碳化物等。
本发明的再生树脂成型体只要是可以再循环利用的即可,其形状或大小没有特别的限制。本发明的再生树脂成型体由于几乎不含有杂质,因此成型体韧性优异,光学特性、电特性、表面特性也都优异。
本发明的再生树脂成型体适合作为光盘成型体、光纤、照相机用镜头、高架放映机用镜头、LBP用Fθ镜头、棱镜、液晶显示元件(LCD)、光扩散板、导光板、偏振光膜、相位差膜、亮度增强膜、聚光膜等光学成型品;液体药品容器、安瓿、输液用袋、滴眼液容器、半导体用晶片的储藏容器等各种清洁容器;注射器、医疗用输液管等医疗器材;以及它们的树脂模。这些之中,更加适合作为要求韧性的树脂模。
树脂模大致可以分为通过模和基体形成内部空间的类型(树脂光盘制造模),和通过模形成内部空间的类型二种。更加具体地,第1种类型是,在基体上涂布固化性树脂,在得到的涂膜上叠合本发明的再生树脂成型体,固化固化性树脂后,从包含基体和固化树脂的复合体上剥离除去树脂模的类型(树脂光盘制造模)。通过使用该类型的树脂模,可以制造在基体的表面上包括含有凹凸形状的固化树脂层的成型体。
另外,第二种类型是,在树脂模形成的内部空间填充固化性树脂,固化性树脂固化后,从固化树脂中除去树脂模的类型。通过使用第二种类型的树脂模,可以制造表面具有凹凸形状的树脂成型体。作为第二种类型的树脂模,只要是在树脂模形成的内部空间填充固化性树脂,固化性树脂固化后,除去树脂模的即可,没有特别的限制。可以举出,例如,整体成型得到且具有填充固化性树脂的内部空间的;通过可以分开成型并组合,形成填充固化性树脂的内部空间的;树脂模和模具组合形成内部空间的等。
这些之中,特别适合作为要求成型高精度面的凹凸形状的光盘成型体等光学部件的制造用树脂模,最为合适作为光盘制造用树脂光盘制造模。
3)再生树脂成型体的成型方法本发明的再生树脂成型体的成型方法的特征在于,(a)在级别[根据空气清洁度的分类(Classification of air cleanliness),下同]为6级或6级以上的周边环境下,粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体,(b)将得到的粉碎物通过使用金属材料、内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下的输送管,气力输送至在塑化部注入了非活性气体的成型机中,(c)使用上述成型机成型气力输送的粉碎物。
本发明的再生树脂成型体的成型方法适合作为制造上述本发明的再生树脂成型体的方法。
下面,详细地说明本发明的再生树脂成型体的成型方法。
(a)首先,在6级或6级以上的周边环境下,粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂成型体,得到树脂材料。
作为树脂成型体的粉碎方法,没有特别的限制,可以使用与本发明的再生树脂成型体的项目中所列举的同样的方法。
另外,粉碎物可以直接作为树脂材料使用,但也可以制成颗粒。颗粒可以将上述粉碎的树脂成型体的细片熔融混炼后,通过线材模头挤出为线条状或棒状,接着,用刀具等切断而得到。此时,除从树脂成型体得到的颗粒以外,也可以混合新聚合得到的树脂颗粒。
在本发明中,树脂成型体的粉碎·成型优选在空气洁净度分类为6级或6级以上的清洁环境下进行,更为优选在5级或5级以上进行。通过在6级或6级以上的清洁环境下对使用过的树脂成型体进行粉碎·成型,可以防止粉碎·成型时的杂质的混入。
这里,所谓6级或6级以上是6级、5级、4级、3级、2级或1级的意思。另外,6级或6级以上意味着ISO14644-1规定的0.1μm或0.1μm以上的粒子,每1m3为1000000个或1000000个以下的空气清洁度的分类,5级或5级以上意味着ISO14644-1规定的0.1μm或0.1μm以上的粒子,每1m3为100000个或100000个以下的空气清洁度的分类。
(b)然后,将得到的树脂材料通过使用金属材料的内表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下的输送管,气力输送至在塑化部注入了非活性气体的成型机中。
上述得到的树脂材料,通过由抽吸或加压输送的气力输送方式,气力输送至成型机。加压输送时,在1~7kg/cm2、抽吸时在-500mmAq~-1000mmAq的压力下以3~20m/秒的流速在含有金属材料构成的输送管内进行气力输送。通常的气力输送配管,可以使用通过机械研磨进行内面加工的耐蚀性金属配管。
通常,在机械研磨中,可以使用对应加工精度的矿物性研磨剂进行研磨,表面加工在目视外观上为镜面加工,但微观上,在研磨面的表面存在微细的研磨条痕。在这些研磨条痕的凹部,研磨剂的金属成分呈楔状的咬合状态。在该研磨面上,由于具有上述流速的树脂材料的冲击,矿物性的微粒混入树脂材料中。
在本发明中,通过使用内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下的金属配管,可以极力防止由于树脂材料的冲击引起的矿物性微粒混入树脂材料。
这里,作为输送管的内表面的Rmax是指以JIS B0601为基准测定的最大粗糙度。内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下的输送管可以通过例如将管的内侧进行抛光或电解抛光而得到。在抛光中,通常抛光轮使用#150~#500,优选#400。例如,抛光SUS时的容器内表面的Rmax为1~5μm的范围,电解抛光时的输送管的内侧的表面粗糙度Rmax为0.01~1μm的范围。
在本发明中,作为金属配管,从防止杂质混入的观点来看,特别优选使用含有奥氏体类不锈钢的。
作为奥氏体类不锈钢,优选含有下述第1表所示成分的合金1~4。
表1

另外,在本发明中,优选将上述树脂材料气力输送至在塑化部注入了非活性气体的成型机。通过在塑化部注入非活性气体,可以防止由于空气的混入引起的树脂焦灼,在再生树脂成型体中混入被称为黑点的碳化物。
(c)最后,使用成型机成型气力输送的粉碎物。
作为树脂材料的成型方法,可以采用与上述本发明的再生树脂成型体的制造方法项目中列举的方法同样的方法和成型条件。
本发明的再生树脂成型体可以使用例如图1所示的树脂成型装置(成型机)制造。图1所示的树脂成型装置具有气力输送式树脂输送装置(省略图示)、树脂贮藏筒6、通气阀7、非活性气体注入装置2、塑化装置15。该装置,气力输送式树脂输送装置的输送气体/树脂分离部13的底部和树脂贮藏筒的顶部连接,通气阀7连接在该树脂贮藏筒上部,塑化装置15的原料供给口连接在该树脂贮藏筒底部,在该塑化装置15的原料供给口附近设置了非活性气体注入装置2,另外,在螺杆轴承9部分和螺杆12之间具有涂布了真空润滑脂的压盖密封垫10。
气力输送式树脂输送装置是通过气流输送管(管道、导管等)将树脂材料从干燥料斗等气流输送至树脂贮藏筒的装置。更为具体地,以气体作为移动相,将树脂材料输送至连接在树脂贮藏筒顶部的旋风分离器等的输送气体/树脂材料分离部,通过该分离部,分离树脂材料和气体,使树脂材料落入树脂贮藏筒,气体从排气口排出。
在图1所示的树脂成型装置的气力输送式树脂输送装置中,颗粒接触的装置以及输送气体通过的机器,除过滤器以外,任何一个都是奥氏体类不锈钢制。
作为气力输送式树脂输送装置的输送方式,可以举出,(1)将输送气体/树脂材料加压并输送至输送气体/树脂材料分离部的加压方式、(2)通过将输送气体/树脂材料分离部的排气口减压,抽吸输送气体/树脂材料进行输送的抽吸方式、以及(3)同时使用它们的方式等。
树脂贮藏筒顶部连接在气力输送式树脂输送装置的输送气体/树脂分离部13的底部,树脂贮藏筒底部连接在螺杆式注塑成型机(塑化装置)15的原料供给口。
通气阀7设置在树脂贮藏筒6的上部,可以防止当颗粒/输送气体分离部13相对于大气压为负压时,从外部导入气体,该塑化装置15的原料供给口附近的氧浓度上升。
通气阀7是具有保持树脂贮藏筒6内的压力恒定的功能的阀门。可以举出,例如,树脂贮藏筒内的压力比大气压等恒定压力低时,阀门开放,将气体导入树脂贮藏筒内,而在比大气压等恒定压力大时,阀门开放,将气体排出树脂贮藏筒外等,通过具有特定的阻抗,还可以包括含有上述功能的过滤器等。
堆积在树脂贮藏筒6内的颗粒的空隙部分,通过从设置在树脂贮藏筒下部的非活性气体注入装置2导入的非活性气体进行氮气置换。
非活性气体注入装置2是为防止树脂材料在塑化时与氧接触而注入非活性气体的装置,其设置位置只要在塑化装置15的原料供给口附近即可,没有特别的限制。具体地,可以举出,树脂贮藏筒下部、塑化装置15的原料供给口等。
作为非活性气体,可以举出,氮、氦、氩等,但优选具有高纯度的。另外,从制造成本上来看,优选使用氮气。
非活性气体的注入量,没有特别的限制,但对于树脂贮藏筒6的颗粒空隙10mL,优选1~50升/分的范围,更加优选3~20升/分的范围,特别优选5~10升/分的范围。非活性气体的注入量在这个范围时,防止树脂烧焦的效果高,在非活性气体成本这一点上是优选的。
另外,颗粒的量在设置于树脂贮藏筒6的水平仪14之下时,气力输送式树脂输送装置运转,颗粒以及输送气体通过输送管5导入颗粒/输送气体分离部13。颗粒以及输送气体在该分离部13被分离为颗粒和气体,输送气体通过过滤器3,从输送气体排气管4排出,颗粒落入树脂贮藏筒6并堆积。
作为输送气体,可以使用空气、氮气等对树脂非活性的气体。输送气体优选经过除尘和除湿的。例如,用旋风分离器、过滤器等除尘的空气通入冷却装置凝结水分,然后,通入过滤器除去凝结水,再重复进行1~3次加热、冷却、除湿后使用。
作为塑化装置15,没有特别的限制,可以举出,注塑成型机;挤出机;吹塑成型机、真空成型机等。其中,优选螺杆式的塑化装置,在螺杆夹的螺杆轴承部分和螺杆之间具有压盖密封垫的是优选的。如果具有压盖密封垫,可以防止氧从螺杆轴承部分和螺杆之间混入,或填充氮的泄漏,因此优选。
上述压盖密封垫10是设置在螺杆夹1的螺杆轴承9部分和螺杆1之间的O型密封圈,为降低摩擦并提高气密性,O型密封圈优选涂布真空润滑脂等的润滑剂的。另外,作为螺杆,没有特别的限制,但优选螺杆1的表面是氮化钛铝的。螺杆1的表面是氮化钛铝时,可以提高防止树脂烧焦的效果。
3)得到再生树脂光盘制造模的方法本发明的第3项是(i)在空气清洁度的分类(Classification of aircleanliness)为6级或6级以上的周边环境下,粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的使用了1次或1次以上的树脂光盘制造模,(ii)将得到的树脂材料通过使用金属材料、内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下的输送管,气力输送至在塑化部注入了非活性气体的成型机中之后,(iii)将成型机内的粉碎物成型,得到长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个/10g或100个/10g以下的再生树脂光盘制造模的方法。
得到本发明的再生树脂光盘制造模的方法的各工序可以与在上述本发明的再生树脂成型体的成型方法中说明的(a)~(c)的工序同样地进行。
按照本发明,由于杂质数量少,因此成型体的韧性几乎不会降低,可以提供能够重复再使用3次或3次以上的再生树脂光盘制造模。
另外,按照本发明,可以反复再生本发明的再生树脂光盘制造模,因此是经济的。
下面,举参考例、实施例以及比较例,更为具体地对本发明进行说明。但本发明并不限定于这些实施例。下面,只要没有特别说明,份和%是重量标准,压力为表压。
下面的实施例以及比较例中的各种物性的测定方法如下。
(1)加氢率向包括含有脂环式结构的热塑性树脂的不饱和键的加氢率通过1H-NMR进行测定。
(2)玻璃化转变温度(Tg)含有脂环式结构的热塑性树脂的Tg基于JIS K7121在升温速度10℃/分的条件下通过示差扫描型热量计进行测定。
(3)分子量含有脂环式结构的热塑性树脂的分子量,以环己烷为溶剂,在40℃下,通过凝胶渗透色谱法(GPC)进行测定,求出单分散聚异戊二烯换算的数均分子量(Mn)以及重均分子量(Mw)。
(4)成型体中的杂质量成型体中的杂质量,将10g成型体溶解于1200g萘满中,使用保留粒径为20~25μm的滤纸进行抽滤,在光学显微镜下观察并求出残留在滤纸上的长径为30μm或30μm以上的杂质数量。这里,所谓杂质是指,在成型体的成型、粉碎工序中混入的灰尘或原料树脂的碳化物等。
(5)成型体的韧性成型体的韧性,使用图2所示的万能压缩试验机20(TCM500CR、ミネベア制)进行测定。即,进行端部为圆锥形的直径25mm的棒22从上部压入0.6mm厚的树脂光盘制造模21的中心部,使其产生7mm的挠曲的压缩试验。用1000片成型体进行试验,求出在此时断裂的片数作为断裂率来评价成型体韧性。如果断裂率在5%或5%以下,则可以判定具有可以作为成型体使用的韧性。
将包含6-甲基-1,4∶5,8-二桥亚甲基-1,4,4a,5,6,7,8,8a-八氢化萘(以下,记作MTD)90%和5-甲基-2-降冰片烷(以下,记作MNB)10%的单体混合物,用开环聚合催化剂聚合得到的开环共聚物100份溶解于环己烷400份中,添加作为加氢催化剂的镍-氧化铝催化剂(日挥化学社制)5份,通过氢加压至表压5MPaG,边搅拌边加温至温度200℃,接着反应4小时,得到MTD-MNB开环共聚物加氢物。将加氢后的反应溶液用环己烷按照MTD-MNB开环共聚物加氢物含量为20%地进行稀释,以硅藻土(ラジオライト#500)作为过滤床,使用加压过滤器(フンダフイルタ一、石川岛播磨重工社制),在压力0.25MPa下进行加压过滤,得到无色透明的MTD-MNB开环共聚物加氢物溶液I。
将100份的MTD-MNB开环共聚物加氢物溶液I再用金属纤维制的过滤器(口径3μm,ニチダイ社制)过滤后,用ゼ一タ一プラス过滤器10H(口径0.5~1μm,キユノ社制)进行过滤,再用金属纤维制的过滤器(口径0.2μm,ニチダイ社制)过滤,除去杂质,向得到的滤液中以溶液的形式,按照任何一种对于MTD-MNB开环共聚物加氢物100份均为0.2份地分别添加溶解于环己烷的抗氧剂(イルガノツクス1010、チバスペシヤリテイケミカルズ社制)、以及橡胶质聚合物(タフテツクH1052、旭化成社制)。之后,用圆筒形浓缩干燥器(日立制作所社制)将运行条件设置为第1步(温度270℃、压力13.3kPa)、第2步(温度270℃、压力667Pa)除去环己烷。将得到的树脂组成物在1000级的无尘室内用挤出机以熔融状态从模头挤出,水冷后,通过造粒机(OSP-2,长田制作所制)制成3mm直径的线条,用线条切割机切割成每粒长度为3mm,得到MTD-MNB开环共聚物加氢物颗粒18份。颗粒在研磨了表面的不锈钢制密闭容器中保管。用气相色谱法分析10重量%的颗粒的甲苯溶液的结果,残留环己烷的量在测定极限或测定极限以下。MTD-MNB开环共聚物加氢物无色透明,Mw为42000,Mn为18000,Tg为140℃,加氢率近乎100%。
将在参考例1得到的颗粒作为树脂材料,使用图1所示的树脂成型装置,成型为圆盘状的树脂光盘制造模。另外,作为塑化装置,使用注塑成型机(SD40ER,住友重机械工业社制)。
作为成型条件,将树脂成型装置设置在空气清洁度分类为6级的无尘室内,将树脂温度(机筒设定最高温度)设定为330℃,将模具温度设定为固定侧和可动侧均为80℃。
颗粒在成型之前,在干燥机中100℃下,进行4小时的加热处理。
作为非活性气体,使用纯度99.99%的氮,以10升/分的供给速度导入。
将上面这样成型的树脂光盘制造模在光盘制造使用1次,用粉碎机粉碎,得到最大粒子的长径为5mm的光盘制造模粉碎物。将该粉碎物气力输送至图1所示的树脂成型装置的树脂供给部,只用再生品,制作和粉碎前具有同样形状的树脂光盘制造模。以上的使用、粉碎、气力输送、制作工序再重复2次。
作为粉碎机,使用剪切式粉碎机(MGL-100、松井制作所制)。
成型、粉碎在6级的清洁环境中作业,气力输送时的输送管内侧的表面粗糙度Rmax为0.5μm,成型时向注塑成型机的塑化部注入氮气。
在实施例1得到的树脂光盘制造模中,长径为30μm或30μm以上的杂质的存在量(杂质量)、成型、粉碎时的空气清洁度的分类、成型时有无注入氮以及树脂光盘制造模的韧性(光盘制造模韧性)示于第2表。
除将输送管内侧的表面粗糙度Rmax设置成1.8μm以外,以与实施例1相同的工序制作树脂光盘制造模。
在实施例2得到的树脂光盘制造模中,长径为30μm或30μm以上的杂质的存在量(杂质量)、成型、粉碎时的空气清洁度的分类、成型时有无注入氮以及树脂光盘制造模的韧性(光盘制造模韧性)示于第2表。
除在成型时不进行氮注入以外,以与实施例2相同的工序制作树脂光盘制造模。
在比较例1得到的树脂光盘制造模中,长径为30μm或30μm以上的杂质的存在量(杂质量)、成型、粉碎时的空气清洁度的分类、成型时有无注入氮以及树脂光盘制造模的韧性(光盘制造模韧性)示于第2表。
除将输送管内侧的表面粗糙度Rmax设置成10.0μm以外,以与实施例2相同的工序制作树脂光盘制造模。
在比较例2得到的树脂光盘制造模中,长径为30μm或30μm以上的杂质的存在量(杂质量)、成型、粉碎时的空气清洁度的分类、成型时有无注入氮以及树脂光盘制造模的韧性(光盘制造模韧性)示于第2表。
除将成型、粉碎时周边环境设为8级以外,以与实施例2相同的工序制作树脂光盘制造模。
在比较例3得到的树脂光盘制造模中,长径为30μm或30μm以上的杂质的存在量(杂质量)、成型、粉碎时的空气清洁度的分类、成型时有无注入氮以及树脂光盘制造模的韧性(光盘制造模韧性)示于第2表。
表2

从第2表可以得出以下结论。
如果成型、粉碎环境的空气清洁度的分类为6级或6级以上,输送管内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下,成型时向塑化部注入氮,可以得到树脂光盘制造模中的杂质量为100个或100个以下的树脂光盘制造模,该树脂光盘制造模的韧性为断裂率10%或10%以下,具有可以作为光盘制造模使用的韧性。
与此相反,即使空气清洁度的分类为6级,输送管内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下,但如果成型时不向塑化部注入氮,就会得到树脂光盘制造模中的杂质量多于100个的树脂光盘制造模,该树脂光盘制造模的韧性为断裂率20%,由于韧性不足,不能作为树脂光盘制造模再利用(比较例1)。
另外,即使空气清洁度的分类为6级,并在成型时向塑化部注入氮,但如果输送管内侧的表面粗糙度Rmax为10.0μm,就会得到树脂光盘制造模中的杂质量多于100个的树脂光盘制造模,该树脂光盘制造模的韧性为断裂率50%,由于韧性不足,不能作为树脂光盘制造模再利用(比较例2)。
再有,即使输送管内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm,在成型时向塑化部注入氮,但如果空气清洁度的分类为8级,就会得到树脂光盘制造模中的杂质量多于100个的树脂光盘制造模,该树脂光盘制造模的韧性为断裂率100%(所有的树脂光盘制造模均断裂),由于韧性不足,不能作为树脂光盘制造模再利用(比较例3)。
权利要求
1.一种再生树脂成型体,该再生树脂成型体是将粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体得到的树脂材料成型而得到的再生树脂成型体,其特征在于,该再生树脂成型体中的长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个/10g或100个/10g以下。
2.按照权利要求1记载的再生树脂成型体,其中,上述包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体是树脂模。
3.按照权利要求1或2记载的再生树脂成型体,该树脂成型体是再生树脂模。
4.按照权利要求1~3中的任意一项所记载的再生树脂成型体,该树脂成型体是再生树脂光盘制造模。
5.再生树脂成型体的成型方法,其特征在于,在空气清洁度的分类为6级或6级以上的周边环境下,粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体,将得到的粉碎物通过使用金属材料的、内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下的输送管,气力输送至在塑化部注入了非活性气体的成型机中,使用上述成型机成型气力输送的粉碎物。
6.按照权利要求5记载的成型方法,其中,上述金属材料是含有奥氏体类不锈钢的材料。
7.得到再生树脂光盘制造模的方法,该方法是,(i)在空气清洁度的分类为6级或6级以上的周边环境下,粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的使用了1次或1次以上的树脂光盘制造模,(ii)将得到的树脂材料通过使用金属材料的内表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下的输送管,气力输送至在塑化部注入了非活性气体的成型机中之后,(iii)将成型机内的粉碎物成型,得到长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个/10g或100个/10g以下的再生树脂光盘制造模。
全文摘要
本发明涉及,将粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体得到的树脂材料成型得到的再生树脂成型体,该成型体中的长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个/10g或100个/10g以下;在空气清洁度的分类为6级或6级以上的周边环境下,粉碎包括含有脂环式结构的热塑性树脂的树脂成型体,将得到的粉碎物通过使用金属材料的、内侧的表面粗糙度Rmax为1.8μm或1.8μm以下的输送管,气力输送至在塑化部注入非活性气体的成型机中,使用上述成型机成型气力输送的粉碎物的再生树脂成型体的成型方法以及通过使用该方法得到长径为30μm或30μm以上的杂质数量为100个/10g或100个/10g以下的再生树脂模的方法。
文档编号B29B11/00GK1743159SQ20051009963
公开日2006年3月8日 申请日期2005年8月30日 优先权日2004年8月30日
发明者加藤昌嗣, 高桥治彦 申请人:日本瑞翁株式会社
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