JP2007084938A

JP2007084938A - プラスチックの成形方法

Info

Publication number: JP2007084938A
Application number: JP2005271446A
Authority: JP
Inventors: Atsuto Tadokoro; 淳人田所; Shinichi Tokutome; 伸一徳留
Original assignee: Sekisui Seikei Ltd
Current assignee: Sekisui Seikei Ltd
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2007-04-05

Abstract

【課題】従来ポリエチレンのようなビニル結合のポリマーを繊維状にするには、重合させた後、それを熱融解し、小さい孔から噴出させて冷却硬化させる方法しかなかった。この方法では、当然ながら一定径より細いものは不可能である。それは、一定の粘度を持ったものをミクロン単位の細い孔から一定の状態で噴出させることができないためである。そこで、従来ほとんどできなかった極細繊維や微小プラスチック粒子の製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも２成分が海島構造を構成するものであって、海を構成する成分Ａはポリエステルであり、島を構成する成分Ｂは加水分解を受けないものか又は成分Ａより加水分解速度の遅いものであるプラスチック組成物を、押出成形した後加水分解する方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、プラスチックの成形方法に関するものである。

従来ポリエチレンのようなビニル結合のポリマーを繊維状にするには、重合させた後、それを熱融解し、小さい孔から噴出させて冷却硬化させる方法しかなかった。
この方法では、当然ながら一定径より細いものは不可能である。それは、一定の粘度を持ったものをミクロン単位の細い孔から一定の状態で噴出させることができないためである。よって、どうしても１００μｍ程度以上になってしまう。しかし、ポリエチレン等の材料でも極細繊維にしたいという要望はある。

例えば、安価なフィルター、繊維補強用の極細繊維その他の用途である。
また、これとは別に非常に小さい粒状体も同様に製造が難しいものである。重合した後、造粒する方法では小さいものはできない。臼のようなものでする方法であっても限界がある。

そこで、従来ほとんどできなかった極細繊維や微小プラスチック粒子の製造方法を提供する。

以上のような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明プラスチックの成形方法を完成したものであり、その特徴とするところは、少なくとも２成分が海島構造を構成するものであって、海を構成する成分Ａはポリエステルであり、島を構成する成分Ｂは加水分解を受けないものか又は成分Ａより加水分解速度の遅いものであるプラスチック組成物を、押出成形した後、加水分解する点にある。

ここでいうプラスチックの成形方法とは、一定の形状に成形するだけでなく、単に細い繊維状にしたり、微細粒子にすることも言う。

海島構造とは、少なくとも２つの成分が、完全に溶解せず、一方が他方に懸濁したような状態であり、その島自体が非常に小さいものである。このような構造にする製法は単に２種のプラスチックを加熱溶融して混合するだけである。換言すると、そのような構造になるような組成物を選ぶということである。
このときの島部分のサイズができる成形物のサイズや形状に大きな影響を与える。島のサイズは、限定するものではないが、０．５μｍ〜１００μｍ程度である。

また、この島の形状は、通常は球状であるが、押出成形のときにその押出方向にどうしても整列、引張られるため、島が非常に長いものになる場合がある。このような場合、その島は０．１〜１０μｍ程度の幅で、長さが数百μｍ以上になることが多い。

海を構成する成分Ａとしては、ポリエステルである。ここでポリエステルとは、汎用されているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、１，４−シクロヘキシルジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリ乳酸、ポリブチルサクシネート、更にその他の脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル及びその誘導体等があり、要するに主鎖にエステル結合を有するものであればよい。勿論、上記のコポリマーでもよい。また、回収されたＰＥＴ樹脂や市販されているものでもよい。更に、以上のものの混合物でもよい。

成分Ａをポリエステルに限定しているのは加水分解によって除去できるためである。ここで、加水分解とは、水や酸、アルカリによって分解することである。ポリエステルはエステル結合を有しており、その部分が酸とアルコールに分解することである。ポリエステルの場合、通常はアルカリで容易に加水分解する。また、加熱してもよい。

次に、島を構成する成分Ｂは、まずその前提として、成分Ａとの組み合わせで海島構造を取るものである。更に、加水分解を受けないものか又は成分Ａより加水分解の遅いものである。加水分解を受けないものとしては、ポリオレフィンがある。勿論、これに限定するものではなく、加水分解しないものならばどのようなものでもよい。

ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンが代表的であるが、ポリブタジエンやメチルペンテン樹脂等でもよい。また、ホモポリマーでもコポリマーでもよい。コポリマーではランダム重合やブロック重合でもよい。要するに、密度や重合度等は自由である。発明者の実験では、低密度ポリエチレンが好適であった。コーポリマーでなく、混合物として用いてもよい。
このポリオレフィンの混合量は、ポリエステル１００重量部に対して、１〜３０重量部が好ましく、更に１〜８重量部がより好ましい。これは、ポリエステルの海に対して、島構造を持たせるためである。

また、この成分Ｂとして、加水分解を受けるものでもよい。しかし、前記成分Ａよりも加水分解速度の遅いものでなくてはならない。よって、成分Ａも成分Ｂもポリエステルであってもよいのである。

上記混合物には無機フィラーを混合してもよい。例えば、タルク、炭カル、その他の微粒子である。混合量としては、プラスチック混合物（２成分でもそれ以上でも）１００重量部に対して、０．１〜５０重量部混合してもよい。好ましくは、１〜１０重量部である。
フィラーを混合すると、前記した島のサイズが小さくなり、また長いものの場合その幅が小さくなる。

更に、本発明としては、プラスチック成分は２成分に限らず、３成分目として、多官能変性ビニルポリマーを混合してもよい。多官能変性ビニルポリマーとは、ポリオレフィン部分と、官能基部分を有するものであり、エラストマーが好適である。官能基は、ポリエステルのカルボン酸やアルコールと反応するものであればよい。例えば、酸無水物、カルボン酸、アルコール、エステル、塩等である。
化合物の例としては、無水マレイン酸含有スチレン系可塑性エラストマー、酸変性飽和型スチレン系熱可塑性エラストマー、スチレン−ブタジエン共重合物水素添加物有機酸誘導体付加物等である。
官能基は少なくとも１つ有しておればよく、２つ以上でなければならないものではない。いわゆる架橋剤とは異なる目的であるためである。

この多官能変性ビニルポリマーの混合量は、他の樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部が好ましく、更に１〜８重量部がより好ましい。この量によって、見掛け伸張粘度が調整できる。これを混合すると、成分Ｂがポリオレフィンの場合、海島構造を取りやすくなる。
この多官能変性ビニルポリマーは、島の周囲に接着剤のように取り巻いている場合が多い。

本発明に用いる樹脂には、上記した成分に更に添加剤を加えてもよい。例えば、顔料、香料、紫外線吸収剤等である。要するに、本発明の趣旨に反しない限り、増量剤等何を加えてもよいということである。

上記のような混合材料を通常の方法で押出成形する。ここでいう押出成形には、インフレーション加工を含める。押出成形の厚みは自由であり、通常の厚みでよい。

押出成形した後、加水分解する。これは前記した通り、水やアルカリ等でよい。また、バッチ式でも連続式でもよい。
加水分解により、海部分が加水分解されると、高分子が分断されてより小さい分子になり、島部分から外れることとなる。よって、最終的には液体中に島部分が残存することになる。島部分が押出成形により、細長くなっている場合には繊維状物が残る。この時、島自体が非常に小さく、それが更に引き延ばされているため、繊維自体は非常に細い。それが多数からまっているものとなる。

また、押出成形だけでなく、延伸もするとより細い繊維となる。これもフィラーを混合するとより細いものができる。

また、押出時に島があまり引き延ばされていない場合には、加水分解後には微粒子が残ることになる。

本発明プラスチックの成形方法には次のような利点がある。
（１）ポリオレフィン等のように極細繊維に成形することが困難なものであっても、簡単に非常に細いものが製造できる。
（２）延伸することによって、より細いものも可能である。
（３）島部を引き延ばさないようにすれば、微粒子の製造もできる。

以下好適な実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。

成分Ａとしてポリエステル樹脂（レイシアＨ４４０：三井化学社製のポリ乳酸）、成分Ｂとしてポリオレフィン（ウルトゼックス３０１０Ｆ：三井住友ポリオレフィン社製の直鎖状低密度ポリエチレン）を用い、これに多官能性ビニルポリマー（タフテックＭ１９１３：旭化成社製の酸変性飽和型スチレン系熱可塑性エラストマー）、フィラーとしてタルク（タルクＭＢ：竹原化学社製）を混合したものを準備した。

この混合物をインフレーション成形し、その後延伸して延伸テープを得た。この延伸テープを、４０℃の１Ｎ−水酸化ナトリウム溶液に２４時間放置した。
２４時間後、ポリエチレンを主成分とする非常に柔らかい繊維状の物質が得られた。

Claims

少なくとも２成分が海島構造を構成するものであって、海を構成する成分Ａはポリエステルであり、島を構成する成分Ｂは加水分解を受けないものか又は成分Ａより加水分解速度の遅いものであるプラスチック組成物を、押出成形した後、加水分解することを特徴とするプラスチックの成形方法。
成分Ａがポリエステルであり、成分Ｂがポリオレフィンである請求項１記載のプラスチックの成形方法。
プラスチック組成物が、更に無機フィラーを混合したものである請求項２記載のプラスチックの成形方法。
プラスチック組成物が、更に多官能変性ビニルポリマーを加えたものである請求項２又は３記載のプラスチックの成形方法。
押出成形した後、延伸しその後加水分解するものである請求項１記載のプラスチックの成形方法。