JP3261401B2

JP3261401B2 - 揮発性成分の除去方法

Info

Publication number: JP3261401B2
Application number: JP34272998A
Authority: JP
Inventors: デイビッド・カンイン; レナード・セバスチャン・スカロラ
Original assignee: ユニオン・カーバイド・ケミカルズ・アンド・プラスティックス・テクノロジー・コーポレイション
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2002-03-04
Anticipated expiration: 2018-12-02
Also published as: JPH11335465A; AU9521498A; EP0920966A2; BR9804297A; US5932691A; EP0920966A3; CA2255173A1; AU733533B2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス状不純物を
熱可塑性ポリマーから除去する目的のための揮発性成分
の除去方法に関係する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】プラスチック製品の製
造プロセスは、一般に、ポリマーの溶融におけるガス生
成を伴う。これらのガスは、ボイド、バブル、及び／又
は臭気の発生により、最終製品の加工及び品質に有意の
問題を引き起こす。多くの場合に、これらのボイド及び
バブルは、プラスチック製品の強度を減じ、少なくとも
その外観に悪影響を有する。更に、如何なる痕跡的な化
学物質の臭気を有するプラスチック製食品容器も許容で
きるものではない。

【０００３】ポリマー製造中の揮発分の除去は不可欠の
操作であるが、後続の加工段階における揮発成分の除去
は、付加的な、しばしば高価な仕事である。しかしなが
ら、残留量の未反応モノマー、低分子量反応生成物、溶
剤その他の希釈剤、加工助剤、分解生成物、及び閉じこ
められた空気若しくは不活性ガスは、除去すべきもので
ある。フラッシュ気化及び薄層気化及びスクリュー揮発
分除去は、これらの不純物を除去するために用いられる
基本的方法であり、これらの方法を増進するために、種
々のスクリューデザイン、真空システム、添加剤、及び
流れ又は水注入が用いられている。

【０００４】水注入を真空揮発分除去と組み合わせるプ
ロセスは、樹脂の溶融物において高い拡散速度を有する
不純物を除去するのに特に有効である。

【０００５】しかしながら、不純物が樹脂溶融物におい
て非常に低い拡散速度を有するならば、別問題である。
この場合には、溶融樹脂の厚みは、たとえ長期滞留時間
中であっても、不純物が樹脂を去ることを許さない。例
えば、高密度ポリエチレンのリサイクルにおけるリモネ
ン含量の減少は、かかるプロセスにおいてはうまく行か
ない。溶融温度、真空孔の数を増加すること、及びもっ
と水を加えることは、リモネン含量の有意の減少を伴う
発泡を生じるだけである。ポリプロピレンにおける臭気
を除去するための同様の努力において、同様の結果が生
じる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】従って、この発明の目的
は、ガス状不純物が非常に低い拡散速度を有する樹脂溶
融物における又は樹脂溶融物からのガス状不純物の減少
又は排除のための方法を提供することである。他の目的
及び利点は、以下に、明らかとなろう。

【０００７】本発明により、かかるプロセスが発見され
た。このプロセスは、溶融部、混合部及び減圧部を有す
る装置におけるガス状不純物を含む熱可塑性ポリマーの
揮発分除去のためのものであり、下記を含む。 (ａ)(ｉ)粒状発泡剤を直接又はマスターバッチにより、
溶融部へのポリマーの導入前にポリマーに加え(該発泡
剤はポリマーの重量に対して約１〜４重量％の量で加え
る)又は(ii)ガス状発泡剤を混合部に加え； (ｂ)溶融部においてポリマーを溶融し； (ｃ)溶融ポリマーと発泡剤を混合部において、その発泡
剤を混合物中に維持するのに十分な圧力下で混合し； (ｄ)分解又は膨張に十分な温度で、(ｉ)粒状発泡剤を混
合部及び／又は減圧部において分解し、又は(ii)ガス状
発泡剤を減圧部で膨張させ(ここに、発泡剤は分解又は
膨張した状態で、溶融ポリマー中で泡セル(froth cell)
を生じる)； (ｅ)減圧部において、溶融ポリマーの表面での圧力を、
本質的にすべてのガス状不純物を除去するのに十分な量
で減じ； (ｆ)適宜、ステップ(ｃ)〜(ｄ)を少なくとも１回繰り返
し；そして (ｇ)ポリマーを本質的に非発泡状態で回収する。

【０００８】

【発明の実施の形態】このプロセスは、溶融部、混合部
及び減圧(又は真空)部を有する装置における揮発分除去
に関係する。これは、溶融ミキサーとして使用する押出
機において達成することができる。溶融混合(好ましく
は、連続的)を、種々の型の押出機において達成するこ
とができる(その幾つかは、米国特許第４，８１４，１
３５号；４，８５７，６００号；５，０７６，９８８
号；及び５，１５３，３８２号に記載されている)。す
べての型の一軸及び二軸スクリュー押出機並びにポリマ
ー溶融物ポンプは、それらを混合及び発泡に適合させれ
ば、一般に、この発明のプロセスを実施するのに適して
いる。一般に成形加工押出機と呼ばれる典型的押出機
は、その上流に固形物供給ホッパーを有し、その下流端
にメルトフォーミングダイを有する。このホッパーは、
未溶融のプラスチックを、プラスチックメルトをフォー
ミングダイを通して溶かして最後にポンプ輸送する加工
スクリューを有するバレルの供給区画に供給する。下流
端において、スクリューの末端とダイとの間には、しば
しば、スクリーンパック及びダイ又はブレーカープレー
トがある。成形加工押出機は、典型的には、固形物の運
搬及び圧縮、プラスチックの溶融、メルト混合及びメル
トポンプ輸送の機構を果たす(もっとも、幾つかの二段
階構成は、メルトポンプ輸送機構のために、別々のメル
ト供給押出機又はメルトポンプ装置を用いる)。押出機
バレルは、始動及び改良された安定状態の温度制御用の
バレル加熱用及び冷却用機構を備えている。現代の装置
は、通常、供給部の後ろから始まる複数の加熱／冷却部
を含んでいる。各バレルの長さ対直径の比は、約１５：
１〜４０：１の範囲にある。この発明のプロセスの実施
に有用なミキサー及び押出機は、慣用の市販の装置であ
る。このプロセスを実施するのに用いることのできるミ
キサーは、例えば、BANBURY(商標)又は他の密閉式ミキ
サー、BAKER PERKINS(商標)又は類似のシグマブレード
ミキサー及びHENSCHEL(商標)ミキサーである。好適な押
出機の例は、ZSK(商標)同時回転式かみ合い二軸スクリ
ュー押出機又は KILLION(商標)一軸スクリュー押出機で
ある(各々は、好ましくは、ペレット化システム及び真
空システムを用意してある)。この押出機又はメルター
／ミキサーの減圧部は真空であってよく、ステップ(ｅ)
における不純物の除去は真空により達成され得るという
ことは、理解されよう。

【０００９】この発明で用いられる熱可塑性樹脂は、押
出可能なホモポリマー若しくは２種類以上のコモノマー
から作られたコポリマー、又はこれらのポリマーの２種
類以上のブレンドであってよい。それらは、一般に、フ
ィルム、シート、チューブ及び異形押出材に、並びにワ
イヤー及びケーブル適用における及びファイバーオプチ
ックス適用におけるガラスコア用の外被及び／又は絶縁
材として従来から用いられているポリマーである。

【００１０】これらのホモポリマー及びコポリマーの生
成に有用なモノマーは、２〜２０炭素原子を、好ましく
は、２〜１２炭素原子を有してよい。これらのモノマー
の例は、アルファ−オレフィン、好ましくは、２〜８炭
素原子を有するもの、例えばエチレン、プロピレン、１
−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン及
び１−オクテンであり；不飽和エステル例えばビニルア
セテート、エチルアクリレート、メチルアクリレート、
メチルメタクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｎ−
ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、２−
エチルヘキシルアクリレート及び他のアルキルアクリレ
ートであり；ジオレフィン例えば１，４−ペンタジエ
ン、１，３−ヘキサジエン、１，５−ヘキサジエン、
１，４−オクタジエン、及びエチリデンノルボルネン
(一般に、ターポリマー中の第３のモノマー)であり；他
のモノマー例えばスチレン、ｐ−メチルスチレン、アル
ファ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ビニルナ
フタレン及び類似のアリールオレフィンであり；ニトリ
ル例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル及びア
ルファ−クロロアクリロニトリルであり；ビニルメチル
ケトン、ビニルメチルエーテル、ビニリデンクロリド、
無水マレイン酸、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ビニル
アルコール、テトラフルオロエチレン及びクロロトリフ
ルオロエチレンであり；そしてアクリル酸、メタクリル
酸、及び他の類似の不飽和酸である。

【００１１】これらの言及したホモポリマー及びコポリ
マーは、ハロゲン化されていなくても、又は従来の様式
で、一般に塩素又は臭素により、ハロゲン化されていて
もよい。ハロゲン化ポリマーの例は、ポリビニルクロリ
ド、ポリビニリデンクロリド及びポリテトラフルオロエ
チレンである。これらの熱可塑性樹脂には又、例えば、
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド及びポリ
ウレタンも含まれ得る。これらのホモポリマー及びエチ
レンとプロピレンのコポリマーは、非ハロゲン化及びハ
ロゲン化形態の両方で好適である。この好適グループに
は、エチレン／プロピレン／ジエンモノマーゴム等のタ
ーポリマーが含まれる。

【００１２】エチレンポリマーの例は、次の通りであ
る：エチレンの高圧ホモポリマー；エチレンと３〜８炭
素原子を有する１種類以上のアルファ−オレフィンとの
コポリマー；主鎖にグラフトされた加水分解可能なシラ
ンを有するエチレンのホモポリマー又はコポリマー；主
鎖にグラフトされたカルボキシレート部分を有するエチ
レンのホモポリマー又はコポリマー(グラフトに特に望
ましいカルボキシレート部分は、無水マレイン酸であ
る)；エチレンと加水分解可能なシランとのコポリマ
ー；又は２〜１２炭素原子を有するアルファ−オレフィ
ンと４〜２０炭素原子を有する不飽和エステルとのコポ
リマー、例えば、エチレン／アルキルアクリレート又は
ビニルアセテートコポリマー；エチレン／アルキルアク
リルレート又はビニルアセテート／加水分解可能なシラ
ンのターポリマー；及び主鎖にグラフトされた加水分解
可能なシランを有するエチレン／アルキルアクリレート
又はビニルアセテートコポリマー；エチレンと無水マレ
イン酸とのコポリマー；及びエチレン、４〜２０炭素原
子を有する不飽和エステル(例えば、エチレン／アルキ
ルアクリレート又はビニルアセテートコポリマー)と無
水マレイン酸とのターポリマー。

【００１３】これらのホモポリマー又はコポリマーに、
アルケニルトリアルコキシシランを有機過酸化物(フリ
ーラジカル発生剤又は触媒として作用する)の存在下で
グラフトすることができる。有用なアルケニルトリアル
コキシシランには、ビニルトリアルコキシシラン例えば
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン
及びビニルトリイソプロポキシシランが含まれる。これ
らのアルケニル及びアルコキシラジカルは、１〜３０炭
素原子、好ましくは１〜１２炭素原子を有してよい。こ
れらの加水分解可能なポリマーは、シラノール縮合触媒
例えばジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫マレエー
ト、酢酸第一錫、オクタン酸第一錫、ナフテン酸鉛、オ
クタン酸亜鉛、２−エチルヘキサン酸鉄及び他のカルボ
ン酸金属塩の存在下で湿分硬化することができる。

【００１４】ポリプロピレンに関して、ホモポリマー及
びポリプロピレンと１種類以上の他のアルファ−オレフ
ィンとのコポリマー(ここに、プロピレンに基づくコポ
リマーの部分は、コポリマーの重量に対して約６０重量
パーセントである)を用いることができる。このポリプ
ロピレンは、慣用の方法例えば米国特許第４，４１４，
１３２号に記載された方法により調製することができ
る。このコポリマー中のアルファ−オレフィンは、好ま
しくは、２〜１２炭素原子を有するものである。

【００１５】エチレンのホモポリマー又はコポリマー
(ここに、エチレンは、第１のコモノマーである)及びプ
ロピレンのホモポリマー又はコポリマー(ここに、プロ
ピレンは、第１のコモノマーである)を、ここでは、そ
れぞれ、ポリエチレン及びポリプロピレンと呼ぶ。

【００１６】粒状発泡剤(起泡剤)は、好ましくは、約９
０〜２２０度Ｃの範囲の発泡又は分解温度を有し、アゾ
−ビス−イソブチロニトリル、アゾジカルボンアミド、
ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、４，４’−オキシ
ビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、ジフェニレンオ
キシド−４，４−ジスルホヒドラジド、トリヒドラジノ
トリアジン、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、
５−フェニルトリアゾール、及び無水イサト酸により例
示される。これらの粒状発泡剤の分解温度は、促進剤例
えばカルシウムステアレート、マグネシウムステアレー
ト、亜鉛ステアレート、グリセリン、エタノールアミ
ン、尿素及び酸化亜鉛の添加により、好適範囲に調節す
ることができる。更なる発泡剤は、米国特許第３，８５
５，３７８号に挙げられている。２種類の発泡剤を用い
る場合には、その重量比は、約６：１〜１：６の、好ま
しくは約３：１〜１：３の範囲にあってよい。これらの
発泡剤は、好ましくは、化学的発泡助剤で処理する。任
意の場合に、これらの発泡剤は、望ましくは、約１３０
〜２００度Ｃの範囲で分解して、窒素等の不活性ガスを
生成する。それらの分解温度は、それらが溶融／混合プ
ロセス(ａ)及び(ｂ)において分解しないようなものであ
るべきである。

【００１７】本発明において有用な発泡助剤には、サリ
チル酸、ステアリン酸、フタル酸、ステアリン酸亜鉛、
ステアリン酸鉛、ステアリン酸マグネシウム、ステアリ
ン酸カルシウム、エチレングリコール、グリセロール、
エタノールアミン、尿素、種々の尿素誘導体、メラニ
ン、第二亜リン酸鉛、三塩基性硫酸鉛、及び酸化亜鉛が
含まれる。発泡助剤の量は、化学的発泡剤１重量部当た
り約０．０００３〜０．６重量部であってよい。発泡剤
と発泡助剤を、その発泡剤の分解温度より低い温度でブ
レンドする。このブレンド温度は、約２０〜１２０度Ｃ
の範囲に、好ましくは約３０〜８０度Ｃの範囲にあって
よい。

【００１８】この発明の方法は、下記のステップを含
む： (ａ)(ｉ)粒状発泡剤を直接又はマスターバッチによりポ
リマーに、好ましくはポリマーを溶融部に導入する前に
加えること(かかる発泡剤は、ポリマーの重量に対して
約１〜４重量パーセントの量で、好ましくは約２〜３．
５重量パーセントの量で加える)(この粒状発泡剤は、溶
融部に直接加えてもよい)；又は(ii)ガス状発泡剤を混
合部に加えること。これらのガス状発泡剤は、好ましく
は、混合部において溶融圧力を約１０〜１００パーセン
ト好ましくは約２０〜５０パーセントだけ超える圧力下
で加える。この混合部における溶融圧力は、約１５０〜
４０００ｐｓｉａの範囲、好ましくは約３００〜８００
ｐｓｉａの範囲であってよい。

【００１９】ステップ(ａ)において、スクリューデザイ
ンを、真空部の前に、混合、溶融及び加圧を与えるよう
に選択する。真空部においては、スクリューデザイン
は、標準的要素を用いるが、好ましくは、溶融圧力を減
じるための深い溝の運搬要素を含む。連続的溶融／ミキ
サーを用いる場合には、連続的供給システムも用いるの
が好ましい。

【００２０】ステップ(ａ)(ｉ)においてポリマーの溶融
部への導入前に粒状発泡剤をポリマーに直接又はマスタ
ーバッチにより加えることに関して、発泡剤及び樹脂の
全量の混合物(他の添加剤を伴うか又は伴わない)又はこ
れらの成分のマスターバッチは、慣用の方法で、通常は
乾燥混合により調製する。この全量を、次いで、メルタ
ー／ミキサーの供給部に導入するが、このマスターバッ
チを先ず樹脂の全量と混合し、次いで、その混合物を供
給部に加える。

【００２１】ステップ(ａ)(ii)においては、ガス状発泡
剤を用いる。ガス状発泡剤の例は、窒素、アルゴン、ヘ
リウム、及び二酸化炭素等の不活性ガスである。ガス状
発泡剤を混合部に導入するための種々の技術及び装置
が、米国特許第３，９７５，４７３号；４，１６９，６
７９号；及び４，３０２，４０９号中に記載されてい
る。これらの特許は、それらの注入を、押出機スクリュ
ーの末端(即ち、スクリューの下流端)に位置するミキサ
ーヘッド中に為し；発泡剤は、その点で樹脂メルトと混
合し；そしてブレーカープレートを通ってダイへ進む。
しかしながら、本発明においては、発泡剤の注入は、混
合部の上流端のバレル中に、好ましくは真空部の前で行
う。混合要素の数は、滞留時間及びスクリュー長さに関
して決定する。一般に、混合要素の数は、１〜５の範囲
内にあり、滞留時間は、約２０〜６０秒の範囲内にあ
る。

【００２２】ステップ(ａ)(ii)において、ガス状発泡剤
の注入は、多孔性スクリュー要素により行うことができ
る。これは、他の好適な操作様式である。これらの多孔
性要素は、非常に小さい直径の多数の開口部を有してい
る。これらの開口部は、毛管路と呼ばれ、発泡剤の混合
部への直接の送達を与える。この通過を与えるために
は、ガス状発泡剤の圧力は、上記のように、好ましく
は、混合部における溶融圧力を約２０〜５０パーセント
超える。

【００２３】ステップ(ｂ)において、このポリマーを、
溶融部において溶融させる。溶融部の温度をポリマーの
融点以上に、一般には、約１０５〜２７０度Ｃの範囲内
に維持する。

【００２４】ステップ(ｃ)において、溶融ポリマーを混
合部において、約１５０〜４０００ｐｓｉａの、好まし
くは約３００〜８００ｐｓｉａの圧力下で発泡剤と混合
する。

【００２５】ステップ(ｄ)において、温度は、粒状発泡
剤を、混合部及び／又は減圧部において分解し、又はガ
ス状発泡剤を減圧部において膨張させるのに十分なもの
である。一般に、温度は、約１２０〜２７０度Ｃの範囲
にある。ここに、分解された又は膨張した状態の発泡剤
は、溶融ポリマー中に泡セルを生じる。これらの泡セル
は、ガス状不純物を封入すると考えられる。用語「泡セ
ル」は、この明細書の目的に関して、溶融樹脂の薄い壁
カバーを意味する。それは、バブルに似ている。このセ
ルは、隣接するセルと壁を共有している。記したよう
に、各壁カバー中にガス状不純物があると考えられる。

【００２６】ステップ(ｅ)において、減圧部又は真空部
において、圧力を、溶融ポリマーの表面で、おそらく、
溶融ポリマー中に存在する泡セルの薄い壁を通して本質
的にすべてのガス状不純物を除去するのに十分な量で減
じる。これは、圧力の減少により又は表面を現実に真空
減圧することにより達成される。一般に、圧力を、少な
くとも０．１ｐｓｉａ以下に下げる。このステップにお
いて、泡セルは、つぶれ、溶融ポリマーは、元の泡立っ
てない状態に戻る。ステップ(ｅ)における用語「本質的
にすべて」は、商業的に許容され得るポリマーを生成す
るのに十分な量の、即ち約８０〜９０重量パーセント以
上のガス状不純物が除去されることを意味している。

【００２７】ステップ(ｆ)において、随意、ステップ
(ｃ)、(ｄ)及び(ｅ)を少なくとも１回好ましくは２〜約
４回繰り返すことの指示を与える。ステップの反復は、
一般に、押出機の長さに沿って、好ましくはスクリュー
に沿って生じることは、注意される。

【００２８】次いで、このポリマーを、ステップ(ｇ)に
おいて、本質的に泡立ってない状態で回収する。従っ
て、この発明のプロセスを、発泡プロセスと混同すべき
でない(後者の目的は、セル状又は泡立たせた樹脂を提
供することである)。

【００２９】樹脂を回収した後に、好ましくは、それ
を、ペレット化するが、直接押し出しにより最終製品と
することもできる。

【００３０】様々な慣用の添加剤を、これらの成分の混
合前に又は混合中に、及び押出しの前又は押出し中に、
樹脂に加えることができる。これらの添加剤には、抗酸
化剤、紫外線吸収剤若しくは安定剤、帯電防止剤、顔
料、染料、核剤、補強充填剤若しくはポリマー添加剤、
抵抗調節剤例えばカーボンブラック、スリップ剤、可塑
剤、加工助剤、潤滑剤、粘性調節剤、粘着付与剤、粘着
防止剤、界面活性剤、エキステンダー油、金属奪活剤、
電圧安定剤、難燃性充填剤及び添加剤、架橋増進剤及び
触媒、並びに煙抑制剤が含まれる。添加剤を、各１００
重量部の樹脂について、約０．１重量部未満から約５重
量部より多くまでの範囲で加えることができる。充填剤
は、一般に、２００重量部以上の量で加える。

【００３１】抗酸化剤の例は、ヒンダードフェノール例
えばテトラキス[メチレン(３，５−ジ−ｔ−ブチル−４
−ヒドロキシヒドロシンナメート)]−メタン、ビス[(ベ
ータ−(３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベン
ジル)−メチルカルボキシエチル)]スルフィド、４，４
−チオビス(２−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール)、
４，４−チオビス(２−ｔ−ブチル−５−メチルフェノ
ール)、２，２−チオビス(４−メチル−６−ｔ−ブチル
フェノール)、及びチオジエチレンビス(３，５−ジ−ｔ
−ブチル−４−ヒドロキシ)ヒドロシンナメート；ホス
ホニット例えばトリス(２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニ
ル)ホスフィット及びジ−ｔ−ブチルフェニル−ホスホ
ニット；チオ化合物例えばジラウリルチオジプロピオネ
ート、ジミリスチルチオジプロピオネート、及びジステ
アリルチオジプロピオネート；様々なシロキサン；並び
に様々なアミン例えば高分子化２，２，４−トリメチル
−１，２−ジヒドロキノリンである。抗酸化剤は、１０
０重量部の樹脂に対して約０．１〜５重量部の量で用い
ることができる。

【００３２】この発明の利点は、有害な不純物を樹脂か
ら除去することにあり、これらは、不純物がなければ、
ワイヤー及びケーブル、食品容器、及び医薬供給用パッ
ケージングに用途を見出す。利点は、慣用の装置を用い
る比較的簡単なプロセスを見出すことにもある。

【００３３】この明細書中で言及した特許は、参考とし
て本明細書中に援用する。この発明を下記の実施例によ
り説明する。

【００３４】

【実施例】実施例１３つの操作を、ペレット製造器を備えたＺＳＫ(商標)３
０二軸スクリュー押出機にて実施する。目的は、リサイ
クルする高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)を脱臭すること
である。リモネンは、この臭気の原因である。それは、
ＨＤＰＥ中に、５０．２５ｐｐｂ(parts per billion)
の量で存在する。ＨＤＰＥを、粒状発泡剤のアゾジカル
ボンアミド(２．６６重量パーセントの量)及び発泡剤ア
クチベーターの酸化亜鉛(０．０２７重量パーセントの
量)とプレブレンドする(重量パーセントは、ＨＤＰＥの
重量に基づくものである)。

【００３５】最初の２回の操作において、供給装置は、
このブレンドを、押出機のホッパーに送達する。第三の
操作において用いる、マスターバッチによる使用のため
の別の供給装置がある。このマスターバッチ組成物は、
８３．２重量パーセントのＨＤＰＥ、１６．６重量パー
セントの発泡剤及び０．１７重量パーセントの発泡剤ア
クチベーターを含む。このＨＤＰＥ／マスターバッチブ
レンドは、８４重量パーセントのＨＤＰＥ及び１６重量
パーセントのマスターバッチである。

【００３６】この押出機は、１１のバレルを有する。ホ
ッパーは、第１の供給バレルに配置されている。第１、
２及び３の真空ポートは、第４、８及び１０のバレルに
配置されている。真空システムは、各真空ポートに対す
る別々の真空減圧を与える。スクリューデザインの第１
の部分は、供給、溶融及び混合を与える。加圧／減圧を
用いる場合には、スクリューデザインの次の部分は、４
００ｐｓｉａの圧力を与え、スクリューデザインの次の
部分は、約０ｐｓｉａ(即ち、大気圧より低圧)まで圧力
を減じる。押出機中の溶融温度は、２５０度Ｃである。
メルトの形成(泡立ち)は、加圧／減圧部において生じ
る。

【００３７】真空減圧(加圧／減圧)及び発泡剤は、最初
の操作では用いないが、真空減圧は第二及び第三の操作
では用いる。発泡剤は、第二操作では用いないが、第三
操作では用いる。不純物の除去に加えて、泡を本質的に
真空減圧により除去する。これは、泡セルのガス抜きに
類似している。

【００３８】リモネン含量は、最初の操作後には、３
８．７７ｐｐｂであり；第二の操作後には、７．２０ｐ
ｐｂであり；そして第三の操作後には、０．０９ｐｐｂ
である。

【００３９】実施例２実施例１の第二の操作を、上流混合要素を有する一軸ス
クリュー押出機を用いて繰り返す。ガス状発泡剤を、粒
状発泡剤及び発泡剤アクチベーターの代わりに用いる。
この混合要素は、溶融部の末端に配置する。それは、上
流方向に開き、下流方向に閉じた複数の縦の外溝手段を
有する。溶融樹脂を、この複数の縦の外溝手段中へ通過
する複数の並流の流れに分ける。この縦の外溝手段は、
縦のランド対間に形成する。ガス状発泡剤の窒素を、バ
レル４に、複数の縦の外溝手段にガスを注入するために
配置された入り口ポートを通して導入する。それを、８
００ｐｓｉａの圧力下で注入する。この領域中の混合要
素ランドは、押出機バレルの内壁に近接しているが離れ
ている。スクリューの回転は、これらのランドに、ガス
状発泡剤入口ポートを定常的に掃きさらわせ且つ、実質
的に全入口圧力下で、複数の縦の外溝手段を通る平行な
溶融樹脂流れへのガスの通行を断続的に開閉させる。こ
の方式(減圧下)においては、泡がメルト中に形成され、
次いで、更に、このメルトを真空部において減圧する。
これらの結果は、実施例１における第三の操作と類似し
ている。

【００４０】実施例３実施例２を繰り返すが、ガス状発泡剤を、混合及び減圧
部の上流に設置された多孔性運搬用ブロックによりメル
ト中に注入する。それを、１０００ｐｓｉａの圧力下で
導入する。樹脂メルトを、混合部を通過する際にガス状
発泡剤で飽和し、減圧部において泡をメルト中に形成す
る。これらの結果は、実施例２に類似している。注意：混合及び真空部の数及び長さは、揮発性不純物の
特性によって選択する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者レナード・セバスチャン・スカロラアメリカ合衆国ニュージャージー州ユニオン、ストラトフォード・ロード580 (56)参考文献米国特許出願公開5639801（ＵＳ，Ａ) 米国特許出願公開5656221（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08J 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融部、混合部及び減圧部を有する装置
におけるガス状不純物を含む熱可塑性ポリマーの揮発分
除去のための方法であって、下記を含む当該方法： (ａ)ガス状発泡剤を混合部に加え； (ｂ)溶融部においてポリマーを溶融し； (ｃ)溶融ポリマーと発泡剤を混合部において、その発泡
剤を混合物中に維持するのに十分な圧力下で混合し； (ｄ)膨張に十分な温度で、ガス状発泡剤を減圧部で膨張
させ(ここに、発泡剤は膨張した状態で、溶融ポリマー
中で泡セルを生じる)； (ｅ)減圧部において、溶融ポリマーの表面での圧力を、
本質的にすべてのガス状不純物を除去するのに十分な量
で減じ； (ｆ)適宜、ステップ(ｃ)、(ｄ)及び(ｅ)を少なくとも１
回繰り返し；そして (ｇ)ポリマーを本質的に非発泡状態で回収する。
【請求項２】ステップ(ａ)を、ガス状発泡剤を混合部
に多孔性要素により加えることにより行う、請求項１に
規定した方法。
【請求項３】ステップ(ｃ)において、圧力が３００〜
８００ｐｓｉａの範囲内にある、請求項１に規定した方
法。
【請求項４】ステップ(ｅ)において、圧力を少なくと
も０．１ｐｓｉａ又はそれ以下に減じる、請求項１に規
定した方法。
【請求項５】ステップ(ｆ)において、ステップ(ｃ)、
(ｄ)及び(ｅ)を少なくとも１回繰り返す、請求項１に規
定した方法。
【請求項６】溶融部、混合部及び減圧部を有する装置
におけるガス状不純物を含む熱可塑性ポリマーの揮発分
除去のための方法であって、下記を含む当該方法： (ａ)ガス状発泡剤の窒素を混合部に溶融圧力を２０〜５
０パーセント超える範囲内の圧力で加え； (ｂ)溶融部においてポリマーを溶融し； (ｃ)溶融ポリマーと発泡剤を混合部において、３００〜
５００ｐｓｉａの圧力下で混合し； (ｄ)膨張に十分な温度(１２０〜２７０度Ｃ)で、ガス状
発泡剤を減圧部で膨張させ(ここに、発泡剤は膨張した
状態で、溶融ポリマー中で泡セルを生じる)； (ｅ)減圧部において、溶融ポリマーの表面での圧力を、
０．１ｐｓｉａ以下に減じて本質的にすべてのガス状不
純物を除去し； (ｆ)ステップ(ｃ)、(ｄ)及び(ｅ)を２〜４回繰り返し；そして (ｇ)ポリマーを本質的に非発泡状態で回収する。