聚烯烃系结构物的制造方法_3

文档序号:9756152阅读:来源:国知局
细管流变仪中使含间苯二甲基的聚酰 胺在设定为260°C的滚筒内熔融之后,使直径1mm、长度10mm的毛细管以剪切速度lOOsec- 1通 过时的值。
[0097]从阻隔性和物性的观点出发,利用正电子湮灭法求出的本发明中使用的含间苯二 甲基的聚酰胺的自由体积优选为0.045~0.060nm3,更优选为0.046~0.059nm3,进一步优选 为0.047~0.058nm 3。含间苯二甲基的聚酰胺的自由体积随着分子链的支化、异物的存在而 变动,但通过使其成为上述范围,不易透过各种化合物并且物性变得良好。另外,含间苯二 甲基的聚酰胺的自由体积还随着结晶度而变动,但这里所谓的自由体积是含间苯二甲基的 聚酰胺的DSC测定时的升温结晶化发热量处于20~40J/g的范围的状态下的值。
[0098]本发明中使用的阻气树脂(C)的熔点(Cm)通常为150~250°C,优选为190~240°C。
[0099] 另外,阻气树脂的熔点(Cm)高于聚烯烃(A)的熔点(Am),其熔点差(Cm-Am)优选为 20~150°C,更优选为50~120°C。本发明中,通过如此增大成分(C)与成分(A)的熔点差,能 够更适当地实施后述的制造方法。
[0100] 同样地,阻气树脂(C)的熔点(Cm)高于酸改性聚烯烃(B)的熔点(Bm),其熔点差 (Cm-Bm)优选为20~150°C,更优选为50~120°C。
[0101] 在不有损本发明的效果的范围内,阻气树脂(C)中也可以加入抗氧化剂、消光剂、 耐热稳定剂、耐候稳定剂、紫外线吸收剂、成核剂、增塑剂、阻燃剂、抗静电剂、着色防止剂、 润滑剂、防胶凝剂等添加剂、层状硅酸盐等粘土、纳米填料等。另外,出于阻气树脂(C)的改 性的目的,也可以根据需要添加聚烯烃、其改性树脂;在骨架内具有苯乙烯的弹性体等。另 外,不限于以上示出的物质,也可以混合各种材料。
[0102] (各材料的配混比率)
[0103] 关于构成本发明的结构物的各材料的配混比率,相对于形成结构物的混合原料总 量,聚烯烃(A)为60~90质量%,酸改性聚烯烃(B)为5~35质量%,阻气树脂(C)为5~35质 量%。优选的是聚烯烃(A)为65~90质量%,酸改性聚烯烃(B)为5~30质量%,阻气树脂(C) 为5~30质量%,更优选的是聚烯烃(A)为70~90质量%,酸改性聚烯烃(B)为5~25质量%, 阻气树脂(C)为5~25质量%。其中,(A)~(C)这3种成分的总计不超过100质量%。通过将各 材料的配混比率设定为上述范围,能够有效地提高结构物的阻隔性能,并且能够将结构物 的强度降低控制在最低限度内。本发明的结构物优选包含聚烯烃(A)、酸改性聚烯烃(B)和 阻气树脂(C)这3种成分。
[0104] (其它成分)
[0105] 除了聚烯烃(A)、酸改性聚烯烃(B)、阻气树脂(C)这3种成分以外,上述混合原料还 可以含有作为着色剂的聚烯烃系色母粒、出于改性目的的热塑性弹性体、EEA(乙烯-丙烯酸 乙酯)、EMA(乙烯-丙烯酸甲酯)等各种共聚聚烯烃、离子键聚合物等。
[0106] 进而,混合原料也可以包含聚烯烃系结构物的制造工程中产生的吹扫废料、溢料、 将成为得到的烯烃系结构物中的不合格产品等树脂固体物粉碎而成的再生树脂。需要说明 的是,为了将阻隔性能的降低、聚烯烃系结构物的强度降低、色调的变差控制在最低限度 内,作为混合原料中的含量,再生树脂的混合率优选为60质量%以下,更优选为50质量%以 下,进一步优选为40质量%以下。另外,对其下限值没有特别限定,优选为1质量%以上。若 混合再生树脂来替代使用的聚烯烃的一部分,则有时含间苯二甲基的聚酰胺所占聚烯烃系 结构物的含有率增加。此时,同样为了防止成型加工品的强度大大降低,以成为上述(A)、 (B)和(C)成分的配混比率的方式进行再生树脂的配混。
[0107] [聚烯烃系结构物]
[0108] 本发明中的聚烯烃系结构物只要是能够从模头的排出口挤出而成型的聚烯烃系 结构物就没有限定,优选为中空成型体、片成型体或者将片成型体利用热成型进行二次加 工而成的热成型体。另外,对聚烯烃系结构物的厚度没有特别限定,其厚度为0.5~5mm左 右,优选为1~3mm。通过使结构物的厚度成为0.5mm以上,能够提高结构物的阻隔性、强度。 另外,通过成为5_以下,不仅可以谋求结构物的轻量化、低成本化,而且在本发明中容易发 挥提尚阻隔性能的效果。
[0109] 另外,阻气树脂(C)在结构物中以层状分散,该分散了的阻气树脂(C)也可以一部 分连续而形成连续相。以层状分散的阻气树脂(C)优选在结构物的厚度方向上成为如与其 它的树脂成分交替地存在那样的分散状态。需要说明的是,聚烯烃系结构物通常由单层结 构形成,所述单层结构由包含上述成分(A)~(C)的混合原料形成。
[0110] 本发明的聚烯烃系结构物更具体而言为瓶形、槽形、滚筒状、杯形、盘形、管形、片 形等成型体,是由后述制造方法成型的成型体。在聚烯烃系结构物为瓶形、槽形、滚筒状等 的容器的情况下,优选利用直接吹塑法进行制造。另外,在由片形形成的片成型体的情况 下,优选利用T模法进行制造。得到的片成型体也可以进一步通过真空成型、压空成型等热 成型而二次成型为容器等。
[0111] [聚烯烃系结构物的制造方法]
[0112] 下面,对本发明的聚烯烃系结构物的制造方法进行说明。
[0113] 本发明的制造方法是使用成型机由上述混合原料来制造聚烯烃系结构物的方法, 本方法中,将混合原料由成型机挤出,由此得到将阻气树脂(C)以层状分散在聚烯烃(A)中 的聚烯烃系结构物。本发明的成型机具备单螺杆挤出机、模头和从单螺杆挤出机将混合原 料送至模头的连通部。
[0114] 对本制造方法没有特别限定,可以采用直接吹塑法、T模法等公知的方法,优选直 接吹塑法。另外,模头也可以由T型模、平模、直角模头中的任意者构成,优选由直角模头构 成。
[0115] 下面,使用图1来说明本发明的制造方法的一个实施方式。需要说明的是,以下说 明中,对使用直角模头并利用直接吹塑法成型为容器时的例子进行说明。
[0116] 如图1所示的那样,本实施方式的成型机10具备单螺杆挤出机11、模头12、用于将 模头12安装于单螺杆挤出机11的前端的转接器13。转接器13为用于将混合原料从单螺杆挤 出机11送至模头12的连通部。
[0117]单螺杆挤出机11具备机筒20、贯穿在机筒20的内部的螺杆21、安装在机筒20的上 游侧的端部的料斗22和使螺杆21旋转的螺杆驱动装置23。
[0118] 螺杆21在螺杆轴的侧面形成有以螺旋状形成的螺纹切削部25。螺纹切削部25的外 径D略小于机筒的内周面的内径,并且设定为恒定。
[0119] 螺杆21从其基端部朝向前端部具有供给部21A、与供给部21A连接的压缩部21B、与 压缩部21B连接的测量部21C。供给部21A是指带有螺杆的螺纹切削部25的、从螺纹的切削起 始起槽深(也称为高度或螺纹深度)为恒定的范围。压缩部21B是指槽深逐渐变浅的范围。测 量部21C是指螺杆前端部的槽深浅且为恒定的范围。
[0120] 对于供给部、压缩部、测量部的长度LI、L2、L3,在将它们的总和设为1时,分别为 0.2~0.5左右,更优选分别为0.25~0.40左右。
[0121] 对于本发明的螺杆形状,压缩比(C/R)优选为1.5~3.5,更优选为1.8~3.0。需要 说明的是,压缩比(C/R)用供给部21A的1螺距量的树脂容量(体积)与测量部21C的1螺距量 的树脂容量(体积)的比来表示。螺杆的压缩比为1.5以上时,能够有效地赋予混合原料剪切 效果,能够使阻气树脂(C)以外的成分在本发明的温度条件下充分地增塑。另外,压缩比为 3.5以下时,能够防止混合原料中的阻气树脂(C)在单螺杆挤出机11内部分散为微细的粒 状。
[0122] 模头12具备内部具有中空部的模体31以及配置于中空部内部的心轴33,在所述心 轴33与模体31之间形成有圆筒状的模孔32。
[0123] 圆筒状的模孔32在下侧开口而形成排出口 32A,并且在上侧连接有导入通路35。导 入通路35从模头12通过转接器(连通部)13的内部与单螺杆挤出机11的排出口 11A连接。需 要说明的是,模孔32只要是筒状形状,就不限定于圆筒状。
[0124] 需要说明的是,图1中,示出了心轴33从模体31的上部嵌入的类型,但不限于本发 明中使用的心轴的种类,如图2、3所示,心轴33也可以是用支柱38(或38A、38B)将其与模体 31的内壁连接的类型。
[0125] 通常,使用任一种心轴都会产生被称为焊缝的树脂的合流部,而在本发明的结构 物中,在焊缝周围几乎不存在阻气树脂(C),由此有时阻隔性降低。因此,结构物中的焊缝所 占面积优选小者,从这样的观点出发,优选使用如图2、3所示,用支柱38(或38A、38B)将心轴 与模体31的内壁连接的类型的心轴。
[0126] 进而,如图3所示,更优选如下构成:在模体31和心轴33之间配置圆筒部39,通过圆 筒部39以及分别配置于圆筒部39的内侧、外侧的支柱38A、38B将模体31的内壁和心轴33连 接,并且在圆筒部39的内侧与外侧将支柱38A、38B的位置在圆周方向上错开。通过该构成, 能够使所得结构物的壁面成为不贯通焊缝的结构,能够使阻隔性变得良好。
[0127] 支柱38、38A和38B的根数优选分别为2~4根,若处于该范围内,则能够将焊缝导致 的阻隔性的降低控制在最低限度,并且能够确保模体31与心轴33的连接所需要的强度。另 外,从抑制焊缝的观点出发,支柱38、38A和38B的形状优选为薄板状,更优选其上下部分成 为锐角状。
[0128] 需要说明的是,通常可以通过将心轴33设置直径大的部分,由此模头12的模孔32 可以设置宽度最窄的最窄部40,而圆筒部39、支柱38、38A、38B通常配置于该最窄部40的上 游侧。
[0129] 单螺杆挤出机11中,从螺杆21的基端部朝向螺杆前端部,例如依次设置有加热器 (:1、02、03。加热器(:1工2、03分别加热与螺杆的供给部214、压缩部218、测量部21(:对应的部 分的机筒,并调节其温度(机筒温度)。
[0130] 需要说明的是,各个加热器C1、C2、C3也可以以能够维持后述温度(T1、T2)的方式 加热与供给部21Α、压缩部21Β、测量部21C对应的机筒整体,例如,加热器C1、C2以能够维持 后述温度(T1)的方式加热与供给部21A、压缩部21B对应的机筒的大半部分(例如,80%以上 部分)即可。同样地,加热器C3例如以能够维持后述温度(T2)的方式加热与测量部21C对应 的机筒的大半部分即可。为了进行这样的温度调节,优选在单螺杆挤出机设置至少3个加热 器。
[0131] 另外,可以以围绕转接器13的方式设置加热器AD,转接器13通过加热器AD而能够 维持为后述温度T3。另外,模头12中设置有未图示的加热器,模头12通过该加热器使其整体 能够维持为后述温度T4。
[0132] 单螺杆挤出机11 一边利用螺杆21使从料斗22投入到螺杆21的基端侧的混合原料 移动,一边增塑并进行混炼,从其排出口 11A排出。从单螺杆挤出机11的排出口 11A排出的混 合原料通过导入通路35被导入模孔32,并且从排出口 32A以圆筒状的型坯的形式挤出。其 后,型坯由公知的方法成型为容器(聚烯烃系结构物)。具体而言,型坯在被挤出为合适的长 度时刻用未图示的模具夹持,通过将空气送入至型坯内而使型坯膨胀、冷却后密合于模具 内,由此在模具内成型为容器,将模具打开取出该成型的容器。
[0133] 需要说明的是,从料斗22投入的混合原料的各成分只要是粉体、颗粒等固体就可 以为任意的形状,但优选为颗粒。
[0134] 本发明中,在满足以下式(1)~(4)的条件下,将混合原料从成型机挤出,由此得到 聚烯烃系结构物。
[0135] Am+10°C < Tl < Cm-10°C (1)
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