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JPH10158412A - 粘土複合材料の製造方法 - Google Patents

粘土複合材料の製造方法

Info

Publication number
JPH10158412A
JPH10158412A JP33152096A JP33152096A JPH10158412A JP H10158412 A JPH10158412 A JP H10158412A JP 33152096 A JP33152096 A JP 33152096A JP 33152096 A JP33152096 A JP 33152096A JP H10158412 A JPH10158412 A JP H10158412A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vinyl alcohol
alcohol copolymer
melt
clay mineral
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33152096A
Other languages
English (en)
Inventor
Arimitsu Usuki
有光 臼杵
Osamu Hiruta
修 蛭田
Akane Okada
茜 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP33152096A priority Critical patent/JPH10158412A/ja
Publication of JPH10158412A publication Critical patent/JPH10158412A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビニルアルコール共重合体に粘土鉱物を均一
に分散させることができる,粘土複合材料の製造方法を
提供する。 【解決手段】 粘土鉱物920を乾燥状態で添加したビ
ニルアルコール共重合体910を加熱して溶融物を得る
加熱工程と,溶融物を混練する混練工程と,溶融物に水
950を添加する水添加工程とよりなる。水添加工程
は,加熱工程の際又は混練工程の際に行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は,粘土複合材料の製造方法に関
し,特にビニル系有機高分子材料に粘土鉱物を混合する
方法に関する。
【0002】
【従来技術】従来より,有機高分子材料の機械的特性を
改善する目的で,粘土鉱物,雲母等の無機質材料の添
加,混合が検討されている。しかし,これらの無機質材
料は,有機高分子材料に添加,混合した場合に,有機高
分子材料中の有機高分子母相と粘土鉱物との間の結合が
非常に弱いため,脆化等多くの問題がある。そのため,
有機高分子材料の中への無機質材料の添加量にも限界が
ある。
【0003】そこで,従来,特開平7−251871号
公報には,ビニル系高分子材料を含有する層に,無機層
状化合物と樹脂とを含む層を積層する方法が提示されて
いる。また,特開平5−39392号公報には,ビニル
系高分子化合物と粘土鉱物とを水により膨潤させて混合
する方法が提案されている。
【0004】
【解決しようとする課題】しかしながら,上記従来の粘
土複合材料においては,以下の問題がある。即ち,特開
平7−251871号公報に開示された方法において
は,ビニル系高分子材料と無機層状化合物とを水が存在
しない状態で積層しているため,無機層状化合物が膨潤
せず,ビニル系高分子材料の中で分散しにくい。
【0005】また,特開平5−039392号公報に開
示された方法においては,ビニル系高分子化合物と粘土
鉱物との分散性は問題がないが,粘土鉱物を水により膨
潤した状態でビニル系高分子化合物に混合しているた
め,混合物の流動性が悪く,取扱いにくく,また成形し
にくいという問題がある。
【0006】本発明はかかる従来の問題点に鑑み,ビニ
ルアルコール共重合体に粘土鉱物を均一に分散させるこ
とができ,かつ成形が容易な,粘土複合材料の製造方法
を提供しようとするものである。
【0007】
【課題の解決手段】請求項1の発明は,乾燥状態の粘土
鉱物を添加したビニルアルコール共重合体を加熱して溶
融物を得る加熱工程と,上記溶融物を混練する混練工程
と,上記溶融物に水を添加する水添加工程とよりなり,
上記水添加工程は,上記加熱工程の際又は上記混練工程
の際に行うことを特徴とする粘土複合材料の製造方法で
ある。
【0008】本発明において最も注目すべきことは,粘
土鉱物を添加したビニルアルコール共重合体を加熱する
際,又は加熱後の混練の際に,上記溶融物に水を添加す
ることである。
【0009】次に,本発明の作用及び効果について説明
する。本発明においては,溶融物への水の添加は,粘土
鉱物を添加したビニルアルコール共重合体を加熱する
際,又は加熱後の混練の際に行う。これにより,水は,
溶融したビニルアルコール共重合体と粘土鉱物とからな
る溶融物の中に添加されることになる。
【0010】添加された水は,溶融物の中で溶融物の熱
でガス化して,均一に分散し,親水性である粘土鉱物の
間に分子レベルで入り込む。そのため,粘土鉱物の間が
分子レベルで膨潤する。それ故,膨潤した粘土鉱物は,
ビニルアルコール共重合体の中で均一に分散することが
できる。
【0011】また,粘土鉱物は,ビニルアルコール共重
合体に対して乾燥状態で添加している。そのため,両者
にはベトツキ感がなく,その混合物は流動性が良い。従
って,粘土複合材料から成形体を容易に得ることができ
る。
【0012】また,水は,上記のごとくガス(水蒸気)
状態で,溶融したビニルアルコール共重合体の中で分散
する。そのため,少量の水を添加することによって,粘
土鉱物を分子レベルで膨潤,分散させることができる。
そのため,水の添加量は,少量でよい。
【0013】具体的には,水の添加量は,ビニルアルコ
ール共重合体100重量部に対して10重量部以下であ
ることが好ましい。これにより,粘土鉱物を均一に分散
させることができる。また,添加した水は溶融物が冷却
する間に蒸発してしまうため,得られた粘土複合材料の
中に水が残らない。一方,10重量部を越える量の水を
添加しても,粘土鉱物の膨潤状態は10重量部以下の水
添加の場合と変わらないからである。また,10重量部
を越える場合には,溶融物が冷却する間に蒸発する水の
量を越えることとなり,得られた粘土複合材料に水が残
るおそれがある。
【0014】また,水の添加量は,粘土鉱物100重量
部に対しては,10〜200重量部であることが好まし
い。10重量部未満の場合には,粘土鉱物の膨潤度が足
りず,粘土鉱物がビニルアルコール共重合体の中で均一
に分散しないおそれがある。一方,200重量部を越え
る場合には,粘土鉱物の膨潤状態は100重量部以下の
場合と変わらないが,粘土複合材料の中に水が残るおそ
れがある。
【0015】溶融物の中に水を添加するに当たっては,
水に圧力を加えて溶融物の中に圧入することが好まし
い。その理由は,水は溶融物の熱によって蒸発してしま
うため,圧力を加えない場合には水蒸気となった水を溶
融物の中に浸入させることが困難であるためである。上
記水の圧入方法としては,例えば,送液ポンプにより水
を溶融物に圧入する方法がある。
【0016】また,上記ビニルアルコール共重合体と
は,主鎖の一部にビニルアルコール骨格を有する重合体
をいう。上記ビニルアルコール共重合体としては,例え
ば,エチレン−ビニルアルコール共重合体,プロピレン
−ビニルアルコール共重合体等がある。
【0017】上記粘土鉱物は,ビニルアルコール共重合
体に機械的特性及び耐熱性を付与する。粘土鉱物として
は,例えば,厚みが7〜12Åの珪酸マグネシウム層又
は珪酸アルミニウム層より形成される層状フイロ珪酸鉱
物がある。これらの粘土鉱物は,負に帯電している。粘
土鉱物は,負電荷の密度や分布等により特性は異なる
が,本発明では負電荷一価当たりの層表面の占有面積が
25〜200Å2 の層状粘土鉱物であることが好まし
い。
【0018】粘土鉱物としては,主として,層状粘土鉱
物を用いる。層状粘土鉱物とは,いわゆる層状フィロ珪
酸塩をいう。例えば,モンモリロナイト,サポナイト,
ヘクトライト,バイデライト,スティブンサイト,ノン
トロナイト等のスメクタイト系の層状粘土鉱物や,バー
ミキュライト,ハロイサイト,膨潤マイカ等を例示でき
る。これらは,天然のものでも,合成されたものでも使
用することができる。
【0019】上記粘土鉱物は,上記ビニルアルコール共
重合体100重量部に対して,0.1〜30重量部含ま
れていることが好ましい。0.1重量部未満の場合に
は,粘土複合材料のガス遮断性が低下するおそれがあ
る。また,30重量部を越える場合には,粘土複合材料
の耐衝撃性が低下するおそれがある。
【0020】上記ビニルアルコール共重合体には上記粘
土鉱物を乾燥状態で添加する。ここに,乾燥状態とは,
ビニルアルコール共重合体及び粘土鉱物に液体を積極的
に添加することなく,通常の大気条件の中で放置されて
いる状態をいう。これらのビニルアルコール共重合体及
び粘土鉱物には,加熱処理,真空処理等による揮発成分
(水,有機溶剤等)の除去が積極的に行われていてもい
なくてもよい。また,水等の液体を少しは含んでいても
よいが,ベトツキ感のない程度であることが必要であ
る。ベトツキ感があると,粘土複合材料の流動性が低下
し,成形が困難となるからである。
【0021】上記ビニルアルコール共重合体の加熱温度
は,ビニルアルコール共重合体の軟化点温度以上であっ
て,ビニルアルコール共重合体を溶融させることができ
る程度の温度である。具体的には,上記ビニルアルコー
ル共重合体の加熱温度は,220℃以上であることが好
ましい。220℃未満の場合には,ビニルアルコール共
重合体を溶融させることができないおそれがある。な
お,上限はビニルアルコール共重合体の熱劣化を極力低
くする点より,350℃とすることが好ましい。
【0022】上記溶融物の混練は,溶融状態にあるビニ
ルアルコール共重合体と粘土鉱物とを攪拌して行う。例
えば,2本のスクリュー(回転軸)を回転させて溶融物
の攪拌を行う二軸混練機を用いることができる。スクリ
ューの直径(D)に対する軸長さ(L)の比率(L/
D)は10〜50であることが好ましい。10未満の場
合には,攪拌力が小さく,効率良く攪拌することが困難
となるおそれがある。一方,L/Dが大きいほど大きな
攪拌力が得られるが,50を越える場合には,粘土鉱物
のケイ酸塩層自身が細かく破壊され,ガスバリア性が,
向上しないおそれがある。スクリューの回転数は,10
〜500rpmであることが好ましい。この範囲を逸脱
する場合には,効率良く攪拌することが困難となるおそ
れがある。
【0023】
【発明の実施の形態】
実施形態例1 本発明の実施形態例にかかる粘土複合材料の製造方法に
ついて,図1を用いて説明する。本例の製造方法の概要
を説明すると,まず,ビニルアルコール共重合体に粘土
鉱物を乾燥状態で添加した。次いで,これらを混練しな
がら加熱してビニルアルコール共重合体を溶融させて溶
融物を得た。次いで,溶融物に水を添加した。
【0024】次に,本例の製造方法の詳細について説明
する。まず,図1に示すごとく,円筒9の中に2本のス
クリュー6,7を備えた二軸混練機1を準備した。円筒
9は,ビニルアルコール共重合体910及び粘土鉱物9
20を円筒9内に投入するホッパー91,92と,ビニ
ルアルコール共重合体を加熱するヒーター93と,水9
50を貯えておくタンク95と,円筒9の後部に設けた
成形口96とを有している。タンク95内の水950
は,送液ポンプ951により圧入口952より圧入し
た。
【0025】円筒内へのビニルアルコール共重合体及び
粘土鉱物の投入量は,70g/min.,3.5g/m
in.であり,粘土鉱物の投入量はビニルアルコール共
重合体100重量部に対して5重量部とした。水は,送
液ポンプ951により2kg/cm2 程度の圧力を加え
て,7.0g/min.の液量を円筒9内に圧入した。
これにより,水の添加量を,ビニルアルコール共重合体
100重量部に対して10重量部とした。
【0026】スクリュー6,7の直径は3.0cmであ
り,円筒9の直径は9.0cmであって,これらの長さ
は135cmであった。スクリュー6,7の回転速度は
100rpmとした。ヒーター93の温度は220℃と
した。成形口96は,大きさ0.5mm×2mmの四角
状に開口させた。
【0027】次に,ビニルアルコール共重合体として
の,粒子状のポリエチレンビニルアルコール(以下,E
VAという。)を準備した。また,粘土鉱物としての,
粒子状のナトリウム型モンモリロナイトを準備した。
【0028】次いで,上流側のホッパー91にはビニル
アルコール共重合体910を,また下流側のホッパー9
2には粘土鉱物920を入れた。次いで,ホッパー9
1,92の出口パイプに設けたバルブ911,921を
開いて,ビニルアルコール共重合体及び粘土鉱物を円筒
9の中に投入した。
【0029】すると,ビニルアルコール共重合体は,ス
クリュー6,7の回転により,粘土鉱物と乾燥状態で混
練されながら,円筒9の下流側に押し出された。これら
の混練物はヒーター93により220℃に加熱されて,
ビニルアルコール共重合体が溶融した。
【0030】溶融したビニルアルコール共重合体と粘土
鉱物とからなる溶融物がスクリューにより更に下流側へ
押し出されると,溶融物は圧入口95より圧入された水
と混練された。溶融物の温度は220℃以上であるた
め,水は溶融物に触れるとガス化して,分子レベルで溶
融物内に均一に分散した。
【0031】そして,溶融物が円筒9の成形口96から
押し出されて,厚み0.5mのシート状に成形された。
成形体4は,コンベアー97により巻取りローラー97
1へと運ばれ,巻取りローラー971によりロール状に
巻き取られた。成形体4は,巻取りローラー971に運
ばれる間に,徐々に熱を放散させた。また,成形体の中
に含まれる水のほとんどは,コンベアー97による運搬
の際に蒸発した。以上により,粘土複合材料からなる成
形体4を得た。
【0032】得られた成形体を透過型電子顕微鏡により
観察したところ,モンモリロナイトのシリケート層(厚
み1nm)が1〜5層ずつ積層したものが,EVAの中
で均一に分散していた。また,成形体は,目視で完全に
無色透明であった。
【0033】実施形態例2 本例においては,粘土鉱物として膨潤性フッ素マイカを
用いたほかは,実施形態例1と同様である。膨潤性フッ
素マイカの添加量は,ビニルアルコール共重合体100
重量部に対して5重量部とした。ビニルアルコール共重
合体としてはEVAを用いた。
【0034】実施形態例3 本例においては,粘土鉱物の添加量を,ビニルアルコー
ル共重合体100重量部に対して10重量部としたほか
は,実施形態例1と同様である。粘土鉱物としては,ナ
トリウム型モンモリロナイトを用いた。ビニルアルコー
ル共重合体としてはEVAを用いた。
【0035】実施形態例4 本例においては,粘土鉱物の添加量を,ビニルアルコー
ル共重合体100重量部に対して30重量部としたほか
は,実施形態例1と同様である。粘土鉱物としては,ナ
トリウム型モンモリロナイトを用いた。ビニルアルコー
ル共重合体としてはEVAを用いた。
【0036】(比較例1)本例においては,ビニルアル
コール共重合体に,粘土鉱物及び水のいずれも添加する
ことなく,成形体を得た。ビニルアルコール共重合体と
してはEVAを用いた。このEVAを混練,加熱溶融し
て,成形体を得た。その他は,実施形態例1と同様であ
る。
【0037】(比較例2)本例においては,ビニルアル
コール共重合体に,水を添加することなく,成形体を得
た。即ち,ビニルアルコール共重合体に,ビニルアルコ
ール共重合体100重量部に対して,粘土鉱物を5重量
部を添加し,これらを混練,加熱して溶融させた。ビニ
ルアルコール共重合体としては,EVAを用いた。粘土
鉱物としては,ナトリウム型モンモリロナイトを用い
た。その他は,実施形態例1と同様である。得られた成
形体を透過型電子顕微鏡により観察したところ,モンモ
リロナイトが,EVAの中で,直径1〜100μmの凝
集体を形成していた。この凝集体は,目視で粒子として
観察された。
【0038】(実験例1)本例においては,粘土複合材
料からなる成形体のガス遮断性を評価した。評価に供し
た成形体は,上記実施形態例1〜4及び比較例1,2で
得た成形体である。評価は,シート状の成形体(厚み
0.5mm)についての窒素ガスの透過率を測定するこ
とにより行った。測定結果を,表1に示した。表1よ
り,実施形態例1〜4のガス透過率は,比較例1,2に
比べて低かった。このことから,実施形態例1〜4(本
発明品)の粘土複合材料が,ガス遮断性に優れているこ
とがわかる。
【0039】
【表1】
【0040】
【発明の効果】本発明によれば,ビニルアルコール共重
合体に粘土鉱物を均一に分散させることができる,粘土
複合材料の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例1における,粘土複合材料の製造方
法を示す説明図。
【符号の説明】 1...二軸混練機, 4...成形体, 6,7...スクリュー, 9...円筒, 910...ビニルアルコール共重合体, 920...粘土鉱物, 950...水,

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乾燥状態の粘土鉱物を添加したビニルア
    ルコール共重合体を加熱して溶融物を得る加熱工程と,
    上記溶融物を混練する混練工程と,上記溶融物に水を添
    加する水添加工程とよりなり,上記水添加工程は,上記
    加熱工程の際又は上記混練工程の際に行うことを特徴と
    する粘土複合材料の製造方法。
JP33152096A 1996-11-26 1996-11-26 粘土複合材料の製造方法 Pending JPH10158412A (ja)

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JP33152096A JPH10158412A (ja) 1996-11-26 1996-11-26 粘土複合材料の製造方法

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JPH10158412A true JPH10158412A (ja) 1998-06-16

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JP (1) JPH10158412A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002003611A (ja) * 2000-06-23 2002-01-09 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 樹脂組成物の製造法
US6743891B2 (en) 2001-01-22 2004-06-01 Kuraray Co., Ltd. Method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition
JP2006052351A (ja) * 2004-08-13 2006-02-23 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 樹脂組成物及びその製造方法
US7071250B2 (en) 2001-01-22 2006-07-04 Kuraray Co., Ltd. Method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition
US10570266B2 (en) 2014-12-05 2020-02-25 Mitsubishi Chemical Corporation Saponified ethylene-vinyl ester copolymer composition pellet, and production method therefor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002003611A (ja) * 2000-06-23 2002-01-09 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 樹脂組成物の製造法
US6743891B2 (en) 2001-01-22 2004-06-01 Kuraray Co., Ltd. Method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition
US7071250B2 (en) 2001-01-22 2006-07-04 Kuraray Co., Ltd. Method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition
JP2006052351A (ja) * 2004-08-13 2006-02-23 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 樹脂組成物及びその製造方法
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