JP2004268505A - Method for manufacturing resin pellets - Google Patents
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Abstract
【課題】スネークスキン等の生成に基づく異形物の発生のない樹脂ペレットを製造するための樹脂ペレットの製造方法の提供。
【解決手段】押出機から溶融ポリオレフィンを押出し、これをカッティングすることにより樹脂ペレットを製造する方法において、得られた樹脂ペレットが下記の特性(A)を示すようにカッティングすることを特徴とする樹脂ペレットの製造方法。
特性(A):カッティングされた樹脂ペレットの1粒当たりの平均重量が、エチレン系重合体ペレットの場合には6〜18mg、プロピレン系重合体ペレットの場合には6〜23mgであること。
【選択図】 図1An object of the present invention is to provide a method for producing resin pellets for producing resin pellets that do not generate deformed objects based on the generation of snake skin or the like.
A method for producing resin pellets by extruding a molten polyolefin from an extruder and cutting the same is characterized in that the obtained resin pellets are cut so as to exhibit the following property (A). Method for producing pellets.
Characteristics (A): The average weight per cut resin pellet is 6 to 18 mg in the case of an ethylene polymer pellet, and 6 to 23 mg in the case of a propylene polymer pellet.
[Selection diagram] Fig. 1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、押出機から押し出されたポリオレフィンをカッティングすることにより樹脂ペレットを製造する方法、さらに詳しくは、粒子の粉化、あるいは、スネークスキン、ストリーマ等に基づく異物発生のない樹脂ペレットを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
商業的生産規模のポリオレフィン樹脂の製造においては、ポリオレフィン樹脂を製造し、ついで溶融混練機を用いて所定の各種添加剤を配合したのち、押出機によって溶融樹脂を押出し、これを冷却しながらカッティングすることによってペレット粒子として使用されている。
【0003】
ペレット粒子は、移送、成形時のハンドリングを容易とするために行なわれるものであり、こうして製造されたペレット粒子は通常、配管を通して空気輸送されて貯蔵サイロに貯蔵され、出荷時に包装袋やコンテナにペレットを充填するため払出用サイロに空送される。
【0004】
しかし、製造されたペレット粒子には、カッティングミスによって形状上の規格外品が混入することがあり、製品ペレット中に規格外ペレットが混入すると二次加工するユーザーの運転機器等に悪影響を与えるために、異形物の分離、除去が必要とされる。
【0005】
異形物の除去には、通常、振動ふるいが採用されており、振動ふるいは、カッティング機構の直後に設置されて、空気輸送方式と組み合わせて使用されており、空気輸送方式は、簡便かつ有利な方法であるが、以下の欠点が指摘されている。
【0006】
すなわち、配管を用いた空気輸送は、輸送管内壁の接触摩擦が大きく、圧損が大きくなるためエネルギーコストが高くなり、また、ペレット粒子相互間あるいは輸送管内壁との接触摩擦によりペレット粒子の粉化、内壁への溶着・剥離による微粉化、または、スネークスキン、ストリーマあるいはフロスが発生し、異形物の分離、除去処理後に異物を発生させる原因となる。
【0007】
スネークスキン等の発生は、スコトニッキー(Skotonicky)効果と呼ばれ、プラスチックのペレットを高速で空気輸送すると、ペレットの衝突が強くなり、このため衝突時のインパルスによってプラスチックペレットに融点降下が発生して管壁にペレットの一部が融着することによって発生するものである(非特許文献1)。
【0008】
近年、二次加工の自動化の進行に伴い、加工業者からの品質管理要求がますます厳しくなっており、異物の除去あるいは発生防止対策は大きな課題となっている。この問題を回避するために、低速で空気輸送を行なう方法が提案されている(非特許文献1)が、設備が複雑となって設備コストが高くなり、また、輸送配管の圧力損失が大きくなる不都合がある。
【0009】
また、空送時に水分を添加して粒子表面に水膜を形成し、ペレット相互間および管壁との摩擦抵抗を低減させる方法が提案されている(特許文献1)が、本発明者の知る限りではその効果は満足し得るものではない。また、そのカッティングの条件を操作することによって、上記課題を解決しようとする試みはなされていなかった。
【0010】
【特許文献1】特開平10−147433号公報
【非特許文献1】化学装置 2000年2月号46〜70頁
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、スネークスキン等の生成に基づく異形物の発生のない樹脂ペレットを製造するための樹脂ペレットの製造方法を提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題に着目して鋭意検討を行なった結果、特定条件でカッティングをすることによって異形物の発生を防止し得ることを見出し、本発明を達成するに到ったものである。
【0013】
具体的には、本発明は、押出機を用いてエチレン系重合体またはプロピレン系重合体からなるポリオレフィンを溶融して押出し、これをカッティングすることによって樹脂ペレットを製造する方法において、得られた樹脂ペレットが下記の特性(A)を示すようにカッティングすることを特徴とする樹脂ペレットの製造方法を提供するものである。
【0014】
特性(A):カッティングされた樹脂ペレットの1粒当たりの平均重量が、エチレン系重合体ペレットの場合には6〜18mg、プロピレン系重合体ペレットの場合には6〜23mgであること。
【0015】
また、本発明は、ポリオレフィンを溶融してノズルから冷却水中に押出すと共にカッティングをする上記の樹脂ペレットの製造方法、樹脂ペレットが密度0.86〜0.97g/cm3、MFRが0.01〜1000g/10分のエチレン系重合体である上記の樹脂ペレットの製造方法、および、樹脂ペレットが密度0.86〜0.91g/cm3、MFRが0.01〜1000g/10分のプロピレン系重合体である上記の樹脂ペレットの製造方法を提供するものである。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明のペレット製造に用いられる樹脂は、オレフィンを重合あるいは共重合して得られるポリオレフィンであり、具体的にはエチレン系重合体あるいはプロピレン系重合体が使用される。
【0017】
エチレン系重合体としては、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレンあるいは高密度ポリエチレンを使用することができる。高圧法低密度ポリエチレンとは高圧ラジカル重合によってエチレンあるいはエチレンと少量の不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステルを共重合させて得られる。また、線状低密度ポリエチレンあるいは高密度ポリエチレンは、チーグラーナッタ触媒、メタロセン触媒、あるいは、いわゆるシングルサイト触媒を使用する配位アニオン重合によってエチレン、または、エチレンと少量のα−オレフィンとを単独重合あるいは共重合することによって得られるものである。
【0018】
高密度ポリエチレンとしては、密度が0.94〜0.97(g/cm3)、MFRが0.01〜1000(g/10分)、高圧法低密度ポリエチレンとしては、密度が0.86〜0.94(g/cm3)、MFRが0.01〜1000(g/10分)の範囲にあるものが望ましい。
【0019】
プロピレン系重合体としては、プロピレン単独重合体(いわゆるホモ重合体)、プロピレンと他のα−オレフィン(エチレンも含む)のランダム共重合体、あるいは、いわゆるプロピレンブロック共重合体が適用される。これらのプロピレン系重合体の製造方法には特に制限がなく、公知の立体規則性触媒および製造方法が利用できる。特に、密度が0.86〜0.91(g/cm3)、さらに0.89〜0.91(g/cm3)の範囲にあるものが好ましく、MFRは0.01〜1000(g/10分)、さらに0.1〜100(g/10分)の範囲にあるものが望ましい。
【0020】
これらポリオレフィンには、必要に応じて各種の添加剤を配合することができ、例えば、フェノール系、有機ホスファイト系、ホスナイトなどの有機リン系、チオエーテル系等の酸化防止剤;ヒンダードアミン系等の光安定剤;ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の紫外線吸収剤;ノニオン系、カチオン系、アニオン系等の帯電防止剤;ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系等の分散剤;アルカリ土類金属のカルボン酸塩等の塩素補足剤;アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系等の滑剤;ヒドラジン系、アミンアシド系等の金属不活性剤;含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、赤リン等の難燃剤;有機顔料;無機顔料;発泡剤;充填剤;金属イオン系などの無機、有機抗菌剤等を添加することができる。
【0021】
ポリオレフィンは、押出し機を用いて溶融混練されてノズルから押出されてカッティングされる。ポリオレフィンのカッティング機構自体は、公知のカッティング装置を採用することができる。
【0022】
図1は、いわゆるオレフィン重合の後処理工程に連結してインラインでペレット化する装置のフローを示したものである。
【0023】
図1に基づいてペレット化プロセスの例について述べれば、エチレン、プロピレン等のオレフィンは重合反応器1で重合される。重合方式は限定されるものではないが、図に示すように、重合とペレット化をインラインで行なう場合には、気相重合、あるいは、単量体を媒体とした重合方式が望ましい。図は高圧ラジカル重合プロセスに連結した場合を示すもので、重合反応器1から出た重合体は、高圧系分離器2、及び低圧系分離器3によって未反応の原料ガスが分離される。次いで混練押出機4において所定の添加剤と共に溶融混練され、溶融ポリオレフィンが押し出される。
【0024】
混練押出機4の先端には多数のノズル5aが穿設されたダイプレート5が装着されており、このノズル5aは、冷却水槽9から冷却水ポンプ8によって供給される冷却水が循環する冷却室6に連通されている。ノズル5aから押出された溶融ポリオレフィンは冷却水によって冷却され固化しながらカッター7によって裁断される。カッター7には回転刃が装着されており、カッター7の回転数によって切断時間の間隔を任意に制御することができるように構成されている。切断され、固化した樹脂ペレットは、ペレット乾燥機10で冷却水と分離され、振動ふるい器11で規格外の形状の粒子が除去されたのち、ペレット搬送用ブロワー12によって製品サイロ13に搬送されて貯留される。このようにしてペレット粒子は調製される。
【0025】
したがって、ペレット粒子の形状や粒子の大きさなどの物性は単位時間当たりの押出量、押出機内の温度、ノズルの直径、ノズルの個数、カッターの回転数、カッターの刃数、冷却条件によって決まる。また溶融樹脂の物性(密度、MFR、スウェル(Swell)値等)も影響を与える場合がある。
【0026】
本発明においては、カッティングされたペレット粒子が以下の特性(A)を有するように裁断することを特徴とする。
【0027】
特性(A): カッティングされた樹脂ペレットの1粒当たりの平均重量が、エチレン系重合体ペレットの場合には6〜18mg、プロピレン系重合体ペレットの場合には6〜23mgの範囲。
【0028】
上述したように、ペレットの1粒あたりの重量は押出穴から押し出される溶融樹脂の量およびカッターの回転数等によって決定される。
【0029】
通常の商業的製造規模の運転は、押出機の押出量が2〜40(トン/hr)、ノズルの径が1.5〜3.5(mm)、カッター刃の回転数が100〜2000(回転/分)、ポリオレフィンの密度がエチレン系重合体で0.86〜0.97(g/cm3)、プロピレン系重合体で0.86〜0.91(g/cm3)であり、一般には、特別の条件を採用しない限り、1粒当たりの平均重量がエチレン系重合体では18mg、プロピレン系重合体では23mgを超える場合が多い。
【0030】
しかし、本発明者らの検討によると、ペレットの1粒あたりの重量が18mg/粒(エチレン系重合体の場合)もしくは23mg/粒(プロピレン系重合体の場合)を超えると、スコトニッキー効果を誘発しやすくなる。これは、空気輸送の際に粒子が持つ運動エネルギーが大きくなりすぎ、壁面に衝突した際のエネルギーが大きくなるためと考えられる。
【0031】
逆に6mg/粒子を下回ると粉末のような小さな粒子となり、取り扱いが難しくなる不都合が生じる。本発明の効果をより発揮するためには、平均重量の上限をエチレン系重合体では15mg/粒、プロピレン系重合体では18mg/粒とすることが望ましい。また好ましい下限は、エチレン系重合体、プロピレン系重合体ともに8mg/粒、より好ましくは10mg/粒である。
【0032】
エチレン系重合体とプロピレン系重合体の間で上述したような上限に差が現れる理由としては、ポリマーの融点の違いが考えられる。一般にプロピレン系重合体は結晶性が高くエチレン系重合体に比べて融点が高い。そのため耐熱性があり、カッティングする粒子重量をエチレン系重合体よりも大きくしても、異物が発生しにくくなるためと考えられる。
【0033】
樹脂ペレットの重量を本発明範囲内に収めるためには、例えば、押出量を減らす、ノズル5aの数を増やす、カッター7の回転数を上げるといった方法を挙げることができる。これらの方法の中ではカッター7の回転数を上げることが簡便でかつ経済的であることから好ましい方法である。一方、カッター7の回転数を過度に増加すると、ダイプレート5及びカッター7の刃の摩耗が進行しやすく、当業者が好んで採用する方法ではない。そのため通常の運転ではできるだけ回転数を下げるように設定されているが、回転数を上げることによって異物の発生を抑えることができる。当業者であれば、上述した条件を適宜調整することにより、ペレット1粒当たりの平均重量を本発明の範囲内に収めることが可能である。
【0034】
ここで、平均重量は、任意に選んだペレット粒子50個の重量を測定して粒子1個の平均重量を算出して表す。秤量は、0.1mgの単位まで測定できるもの、例えば、化学天秤を使用して行なうことが好ましい。
【0035】
カッティングされた樹脂ペレットは、壁面との衝突あるいは粒子同士の衝突の際の衝撃をできるだけ小さくする形状を有することが好ましい。具体的には形状に凹凸が無い、丸餅状のものが好ましく、充分に冷却される前に裁断するいわゆるホットカット法を採用することが望ましい。一般には、水中カット方式を採用することが望ましい。円柱状のものは角に類似する部分があり、衝撃力が大きく働くと不利であり、また、樹脂のスウェル(Swell)特性から、カッティング後にキノコ状へと変形する場合があるが、キノコの傘部分は衝撃力が大きくなることが多く望ましい形状ではない。しかし、目的に応じては、充分に冷却した後にカッティングするコールドカット法を採用することができ、これを排除するものではない。
【0036】
樹脂ペレットのグレードインデックスは次の方法で測定することができる。
【0037】
MFR(ポリオレフィンの流れ性):JIS K7210に準じて、エチレン系重合体の場合には試験荷重2.16kg、試験温度190℃、プロピレン系重合体の場合には試験荷重2.16kg、試験温度230℃の条件で測定する。
【0038】
密度(非発泡ポリオレフィンの密度):JIS K7112に準じて、エチレン系重合体、プロピレン系重合体ともに密度勾配管法により測定する。
【0039】
【実施例】
実施例1
高圧法低密度ポリエチレンを、反応温度240℃、反応圧力1500kg/cm2、ガス量24トン/時でオートクレーブを用いて高圧ラジカル重合法により製造した。生産量は4トン/時であった。ポリマー物性のサンプリング試験をおこなったところ、得られた高圧法低密度ポリエチレンは、MFRが6.7(g/10分)、密度が0.92(g/cm3)、メモリーエフェクト(ME)が2.01であった。
【0040】
重合されたポリマーは、高圧および低圧の分離器にて未反応ガスと生成ポリマーに分離され、押出機(スクリュー径305mm、L/D=9、ノズル数852個、ノズル径2.4mm)に送られた。ノズルから押し出された溶融樹脂を冷却水によって固化しつつカッティングすることにより樹脂ペレットを製造した。押出量は3.5トン/時、樹脂温度は150℃、冷却水(PCW)温度は49℃、流量は108トン/時であった。カッターの運転条件は刃数が10枚、回転数が890rpmであった。
【0041】
このようにして得られた樹脂ペレットは丸餅状であった。任意に選んだペレット50粒あたりの重量は660mgであり、したがって1粒当たりのペレット平均重量は13.2mgであった。
【0042】
このようにして得られた樹脂ペレットを一時貯蔵用のサイロに貯蔵した。このサイロから製品払い出し用のサイロに空送する際に以下の条件を採用した。すなわち、乾燥空気を使用し、径10インチの配管を使用し、輸送量40トン/時、風量100m3/分で行なった。空送によって発生した微粉やスネークスキン等の異物は全体の16ppm(56g/時に相当)であった。
【0043】
比較例1
上記実施例1において、カッターの回転数を620rpmに変更し、PCWを39℃とした以外は、同条件で樹脂ペレットを製造した。得られた樹脂ペレットはキノコ形状をしていた。任意に選んだペレット50粒あたりの重量は930mgであり、したがって1粒当たりのペレット平均重量は18.6mgであった。
【0044】
このようにして得られた樹脂ペレットを実施例1と同様の条件で配管中を空送し、払い出し用サイロに移送した。空送によって発生した微粉やスネークスキン等の異物は全体の24ppm(84g/時に相当)であり、実施例1と対比して異物が約1.5倍に増加していた。このような微粉の増加は、製品ユーザーにおいて作業効率を損なうものであった。
【0045】
実施例2
実施例1でカッター回転数を650rpmに変更した以外は、同様の条件で樹脂ペレットを製造した。得られた樹脂ペレットは丸餅状であった。任意に選んだペレット50粒あたりの重量は889mgであり、したがって1粒当たりのペレット平均重量は17.8mgであった。このようにして得られた樹脂ペレットを実施例1と同様の条件で払い出用サイロに空送した。空送によって発生した微粉やスネークスキン等の異物は全体の18ppm(63g/時に相当)であった。多少微粉が多かったものの製品ユーザーにおける作業の支障とはならなかった。
【0046】
実施例3
100m3のオートクレーブ反応器を用いて、プロピレンの連続バルク重合を行なった。触媒は市販のチーグラーナッタ触媒を使用し、重合圧力3.00MPa、重合温度70℃でおこなった。生産量は8.5トン/時であった。サンプリングしたポリプロピレンの物性はMFRが3.0(g/10分)、密度が0.90(g/cm3)であった。
【0047】
重合されたポリマーは分離器にて未反応ガスと生成ポリマーに分離され、押出機(スクリュー径305mm、L/D=34、ノズル数256個、ノズル径2.4mm)に送られた。添加剤として中和剤(ステアリン酸カルシウムを0.05重量%)および酸化防止剤(IR1010を0.15重量%、IF168を0.10重量%)を使用し、押出機で溶融混練によって均一に分散させた後、押し出してカッティングした。押出量は3.8トン/時、樹脂温度は265℃、冷却水(PCW)温度は55℃、流量は102トン/時であった。カッターの運転条件は刃数が14枚、回転数が720rpmであった。
【0048】
このようにして得られた樹脂ペレットは丸餅状であった。任意に選んだペレット50粒あたりの重量は1145mgであり、したがって1粒当たりのペレット平均重量は22.9mgであった。
【0049】
このようにして得られた樹脂ペレットを乾燥空気にて配管中を空送し製品払い出し用サイロに移送した。空送条件は、径が9インチの配管を使用し、ペレット輸送量が40トン/時、風量100m3/分であった。空送によって発生した微粉やスネークスキン等の異物はゼロであった。
【0050】
実施例4
実施例3において、押出量を2.1トン/時、カッター回転数を1500rpmに変更した以外は、同様の条件で樹脂ペレットを製造した。得られた樹脂ペレットは丸餅状であった。任意に選んだペレット50粒あたりの重量は295mgであり、したがって1粒当たりのペレット平均重量は6.0mgであった。このようにして得られた樹脂ペレットを実施例3と同様の条件で配管中を移送した。空送によって発生した微粉やスネークスキン等の異物はゼロであった。
【0051】
比較例2
実施例3において、カッター回転数を670rpmに変更した以外は、同様の条件で樹脂ペレットを製造した。任意に選んだペレット50粒あたりの重量は1197mgであり、したがって1粒当たりのペレット平均重量は23.9mgであった。このようにして得られた樹脂ペレットを実施例3と同様の条件で配管中を移送した。空送によって発生したヒゲ微粉の異物の量は0.05ppm(200mg/時に相当)であった。このようなヒゲ微粉の存在は、上記のごとく少量であったとしても、品質管理に厳しいユーザーが成形機に設置している異物除去用フィルター(メッシュ)を閉塞させる。本比較例の場合、製品ユーザーの成形機においてヒゲ微粉が、毛玉状に固まって上記フィルターを閉塞させ運転中止を余儀なくされた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための装置を示すフローチャート図
【符号の説明】
1:重合反応器
2:高圧系分離槽
3:低圧系分離槽
4:混練押出し機
5:ダイプレート
5a:ノズル
6:冷却水室
7:カッター
8:冷却水ポンプ
9:冷却水槽
10:ペレット乾燥機
11:振動ふるい器
12:ペレット搬送用ブロワー
13:製品サイロ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a method for producing resin pellets by cutting polyolefin extruded from an extruder, more specifically, producing resin pellets free from foreign matter generation based on powdering of particles or snake skin, streamer, etc. About the method.
[0002]
[Prior art]
In the production of a polyolefin resin on a commercial production scale, a polyolefin resin is produced, and then, various kinds of additives are blended using a melt kneader, and then the molten resin is extruded by an extruder and cut while cooling. Thus, it is used as pellet particles.
[0003]
The pellet particles are transferred and facilitated in handling at the time of molding.The pellet particles thus produced are usually pneumatically transported through pipes and stored in storage silos, and stored in packing bags or containers at the time of shipping. It is sent to the dispensing silo by air to fill the pellets.
[0004]
However, non-standard products in shape may be mixed into the manufactured pellet particles due to cutting mistakes, and if non-standard pellets are mixed in product pellets, it will adversely affect the operating equipment etc. of the secondary processing user. In addition, it is necessary to separate and remove the variant.
[0005]
Vibrating sieves are usually used for removing irregular objects, and the vibrating sieve is installed immediately after the cutting mechanism and used in combination with the pneumatic transportation system.The pneumatic transportation system is simple and advantageous. This method has the following drawbacks.
[0006]
In other words, pneumatic transportation using pipes has a large contact friction on the inner wall of the transport pipe and a large pressure loss, resulting in an increase in energy cost, and a powdering of the pellet particles due to contact friction between the pellet particles or with the inner wall of the transport pipe. Fine powder due to welding / peeling to the inner wall, or snake skin, streamer or floss is generated, which causes foreign matter to be generated after separating and removing the deformed object.
[0007]
The generation of snake skin and the like is called the Skotonicky effect. When a plastic pellet is transported at a high speed by air, the collision of the pellet becomes strong, and the impulse at the time of the collision causes a decrease in melting point of the plastic pellet. It is generated when a part of the pellet is fused to the pipe wall (Non-Patent Document 1).
[0008]
In recent years, with the progress of automation of secondary processing, quality control requirements from processing companies have become more and more strict, and measures to remove foreign substances or prevent their generation have become a major issue. In order to avoid this problem, a method of performing pneumatic transportation at a low speed has been proposed (Non-Patent Document 1), but the equipment becomes complicated, the equipment cost increases, and the pressure loss of the transportation piping increases. There are inconveniences.
[0009]
In addition, a method has been proposed in which water is added during pneumatic transport to form a water film on the particle surface to reduce frictional resistance between the pellets and between the pellets and the tube wall (Patent Document 1). As long as the effect is not satisfactory. Further, no attempt has been made to solve the above-mentioned problem by manipulating the cutting conditions.
[0010]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-147433 [Non-Patent Document 1] Chemical Apparatus February 2000, pp. 46-70
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing resin pellets for producing resin pellets without the generation of deformed products based on the formation of snake skin and the like.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies focusing on the above problems, and as a result, have found that it is possible to prevent the occurrence of a deformed object by cutting under specific conditions, and have accomplished the present invention. .
[0013]
Specifically, the present invention relates to a method for producing a resin pellet by melting and extruding a polyolefin comprising an ethylene-based polymer or a propylene-based polymer using an extruder, and cutting the same to obtain a resin pellet. It is intended to provide a method for producing a resin pellet, characterized in that the pellet is cut so as to exhibit the following property (A).
[0014]
Characteristics (A): The average weight per cut resin pellet is 6 to 18 mg in the case of an ethylene polymer pellet, and 6 to 23 mg in the case of a propylene polymer pellet.
[0015]
The present invention also provides a method for producing the above resin pellets in which a polyolefin is melted, extruded from a nozzle into cooling water, and cut. The resin pellets have a density of 0.86 to 0.97 g / cm 3 and an MFR of 0.01. A method for producing the above resin pellets, which is an ethylene polymer having a density of 0.86 to 0.91 g / cm 3 and an MFR of 0.01 to 1000 g / 10 min. An object of the present invention is to provide a method for producing the resin pellets as a polymer.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The resin used in the production of the pellet of the present invention is a polyolefin obtained by polymerizing or copolymerizing an olefin, and specifically, an ethylene polymer or a propylene polymer is used.
[0017]
As the ethylene polymer, high-pressure low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, or high-density polyethylene can be used. The high-pressure low-density polyethylene is obtained by copolymerizing ethylene or ethylene with a small amount of unsaturated carboxylic acid or unsaturated carboxylic acid ester by high-pressure radical polymerization. In addition, linear low-density polyethylene or high-density polyethylene is homopolymerized with ethylene, or ethylene and a small amount of α-olefin by coordinating anionic polymerization using a Ziegler-Natta catalyst, a metallocene catalyst, or a so-called single-site catalyst. It is obtained by copolymerization.
[0018]
As high-density polyethylene, the density is 0.94 to 0.97 (g / cm 3 ), MFR is 0.01 to 1000 (g / 10 min), and as high-pressure low-density polyethylene, the density is 0.86 to 0.96. Those having an MFR in the range of 0.94 (g / cm 3 ) and 0.01 to 1000 (g / 10 minutes) are desirable.
[0019]
As the propylene-based polymer, a propylene homopolymer (a so-called homopolymer), a random copolymer of propylene and another α-olefin (including ethylene), or a so-called propylene block copolymer is applied. The method for producing these propylene-based polymers is not particularly limited, and known stereoregular catalysts and production methods can be used. In particular, density 0.86~0.91 (g / cm 3), further preferably has in the range of 0.89~0.91 (g / cm 3), MFR is 0.01 to 1000 (g / 10 minutes), and more preferably in the range of 0.1 to 100 (g / 10 minutes).
[0020]
Various additives can be added to these polyolefins as required. Examples thereof include phenol-based, organic phosphite-based, organic phosphorus-based antioxidants such as phosphite, thioether-based antioxidants; and hindered amine-based light-emitting agents. Stabilizers; UV absorbers such as benzophenones, benzotriazoles, and benzoates; antistatic agents such as nonionic, cationic, and anionic; dispersants such as bisamides, waxes, and organic metal salts; alkaline earths Chlorine scavengers such as metal carboxylate; Lubricants such as amide, wax, organic metal salt, and ester; Metal deactivators such as hydrazine and amine acid; Brominated organic, phosphoric, Flame retardants such as antimony oxide, magnesium hydroxide, red phosphorus, etc .; organic pigments; inorganic pigments; foaming agents; fillers; It may be added an antibacterial agent or the like.
[0021]
The polyolefin is melt-kneaded using an extruder, extruded from a nozzle and cut. As the polyolefin cutting mechanism itself, a known cutting device can be adopted.
[0022]
FIG. 1 shows a flow of an apparatus for in-line pelletizing by connecting to a so-called olefin polymerization post-treatment step.
[0023]
Referring to an example of the pelletizing process with reference to FIG. 1, olefins such as ethylene and propylene are polymerized in the polymerization reactor 1. Although the polymerization system is not limited, as shown in the figure, when polymerization and pelletization are performed in-line, a gas phase polymerization or a polymerization system using a monomer as a medium is preferable. The figure shows a case in which the raw material gas is connected to a high-pressure radical polymerization process, and unreacted raw material gas is separated from a polymer discharged from a polymerization reactor 1 by a high-pressure separator 2 and a low-
[0024]
A die plate 5 having a large number of
[0025]
Therefore, physical properties such as the shape and size of the pellet particles are determined by the amount of extrusion per unit time, the temperature in the extruder, the diameter of the nozzle, the number of nozzles, the number of rotations of the cutter, the number of cutter blades, and cooling conditions. In addition, the physical properties (density, MFR, swell value, etc.) of the molten resin may also have an effect.
[0026]
The present invention is characterized in that the cut pellet particles are cut so as to have the following property (A).
[0027]
Characteristics (A): The average weight per cut resin pellet is 6 to 18 mg in the case of an ethylene polymer pellet, and 6 to 23 mg in the case of a propylene polymer pellet.
[0028]
As described above, the weight per pellet is determined by the amount of the molten resin extruded from the extrusion hole, the rotation speed of the cutter, and the like.
[0029]
In a typical commercial production scale operation, the extruder output is 2 to 40 (tons / hr), the nozzle diameter is 1.5 to 3.5 (mm), and the rotation speed of the cutter blade is 100 to 2000 ( rev / min), 0.86 to 0.97 density of the polyolefin is an ethylene-based polymer (g / cm 3), a propylene-based polymer .86-.91 (g / cm 3), in general Unless special conditions are adopted, the average weight per particle often exceeds 18 mg for an ethylene polymer and 23 mg for a propylene polymer.
[0030]
However, according to studies by the present inventors, when the weight per pellet exceeds 18 mg / particle (in the case of an ethylene-based polymer) or 23 mg / particle (in the case of a propylene-based polymer), the Scotnikky effect is reduced. Easier to trigger. This is probably because the kinetic energy of the particles during pneumatic transportation becomes too large, and the energy when colliding with the wall surface becomes large.
[0031]
Conversely, when the amount is less than 6 mg / particle, the particle becomes small like a powder, and there is a disadvantage that handling becomes difficult. In order to further exert the effects of the present invention, it is desirable that the upper limit of the average weight be 15 mg / particle for an ethylene polymer and 18 mg / particle for a propylene polymer. The preferred lower limit is 8 mg / particle, more preferably 10 mg / particle, for both the ethylene-based polymer and the propylene-based polymer.
[0032]
The difference in the upper limit between the ethylene-based polymer and the propylene-based polymer as described above may be attributed to the difference in the melting point of the polymer. Generally, a propylene-based polymer has high crystallinity and a higher melting point than an ethylene-based polymer. Therefore, it is considered that the material has heat resistance, and even if the weight of the particles to be cut is larger than that of the ethylene-based polymer, foreign matters are hardly generated.
[0033]
In order to keep the weight of the resin pellets within the range of the present invention, for example, a method of reducing the extrusion amount, increasing the number of
[0034]
Here, the average weight is represented by measuring the weight of 50 arbitrarily selected pellet particles and calculating the average weight of one particle. The weighing is preferably performed using a unit capable of measuring up to the unit of 0.1 mg, for example, an analytical balance.
[0035]
It is preferable that the cut resin pellets have a shape that minimizes the impact upon collision with a wall surface or collision between particles. Specifically, a round rice cake shape having no irregularities is preferable, and it is desirable to employ a so-called hot cut method of cutting before cooling sufficiently. Generally, it is desirable to employ an underwater cutting method. The cylindrical shape has a portion similar to a corner, and is disadvantageous when a large impact force is applied. In addition, due to the swell property of the resin, it may be deformed into a mushroom shape after cutting. The portion often has a large impact force and is not a desirable shape. However, depending on the purpose, a cold cut method in which cutting is performed after cooling sufficiently can be adopted, and this is not excluded.
[0036]
The grade index of the resin pellet can be measured by the following method.
[0037]
MFR (flowability of polyolefin): According to JIS K7210, a test load of 2.16 kg and a test temperature of 190 ° C. for an ethylene polymer and a test load of 2.16 kg and a test temperature of 230 for a propylene polymer Measure under conditions of ° C.
[0038]
Density (density of non-foamed polyolefin): Measured by a density gradient tube method for both ethylene-based polymers and propylene-based polymers according to JIS K7112.
[0039]
【Example】
Example 1
High-pressure low-density polyethylene was produced by a high-pressure radical polymerization method using an autoclave at a reaction temperature of 240 ° C., a reaction pressure of 1500 kg / cm 2 , and a gas amount of 24 tons / hour. Production was 4 tonnes / hour. When a sampling test of the polymer physical properties was performed, the obtained high-pressure low-density polyethylene had an MFR of 6.7 (g / 10 minutes), a density of 0.92 (g / cm 3 ), and a memory effect (ME) of 2.01.
[0040]
The polymerized polymer is separated into an unreacted gas and a produced polymer by high and low pressure separators and sent to an extruder (screw diameter 305 mm, L / D = 9, 852 nozzles, nozzle diameter 2.4 mm). Was done. Resin pellets were produced by cutting the molten resin extruded from the nozzle while solidifying it with cooling water. The extrusion rate was 3.5 tons / hour, the resin temperature was 150 ° C., the cooling water (PCW) temperature was 49 ° C., and the flow rate was 108 tons / hour. The operating conditions of the cutter were 10 blades and 890 rpm.
[0041]
The resin pellets thus obtained were in a round cake shape. The weight per 50 randomly selected pellets was 660 mg, and the average pellet weight per pellet was 13.2 mg.
[0042]
The resin pellets thus obtained were stored in a silo for temporary storage. The following conditions were used when the product was delivered from this silo to the product delivery silo by air. That is, the drying was performed using a 10-inch diameter pipe using dry air at a transport rate of 40 tons / hour and an air flow rate of 100 m 3 / min. Foreign particles such as fine powder and snake skin generated by air transport were 16 ppm (corresponding to 56 g / hour) in total.
[0043]
Comparative Example 1
Resin pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the rotation speed of the cutter was changed to 620 rpm and PCW was set to 39 ° C. The obtained resin pellet had a mushroom shape. The weight per 50 randomly selected pellets was 930 mg, and therefore the average pellet weight per pellet was 18.6 mg.
[0044]
The resin pellets thus obtained were transported by air through the pipe under the same conditions as in Example 1, and were transferred to a dispensing silo. Foreign matter such as fine powder and snake skin generated by air transport was 24 ppm (corresponding to 84 g / hour) in total, and the foreign matter increased about 1.5 times as compared with Example 1. Such an increase in the fine powder impairs the work efficiency of the product user.
[0045]
Example 2
Resin pellets were produced under the same conditions as in Example 1 except that the number of revolutions of the cutter was changed to 650 rpm. The obtained resin pellets were round cake-like. The weight per 50 randomly selected pellets was 889 mg, and the average pellet weight per pellet was 17.8 mg. The resin pellets thus obtained were sent to the dispensing silo by air under the same conditions as in Example 1. Foreign particles such as fine powder and snake skin generated by air transport were 18 ppm (corresponding to 63 g / hour) of the whole. Although there was a little fine powder, it did not hinder the work of the product user.
[0046]
Example 3
Using an autoclave reactor 100 m 3, it was subjected to continuous bulk polymerization of propylene. As the catalyst, a commercially available Ziegler-Natta catalyst was used, and the polymerization was performed at a polymerization pressure of 3.00 MPa and a polymerization temperature of 70 ° C. The output was 8.5 tons / hour. Regarding the physical properties of the sampled polypropylene, the MFR was 3.0 (g / 10 minutes) and the density was 0.90 (g / cm 3 ).
[0047]
The polymerized polymer was separated into an unreacted gas and a produced polymer by a separator, and sent to an extruder (screw diameter: 305 mm, L / D = 34, 256 nozzles, nozzle diameter: 2.4 mm). Using a neutralizing agent (0.05% by weight of calcium stearate) and an antioxidant (0.15% by weight of IR1010, 0.10% by weight of IF168) as additives, they are uniformly dispersed by melt-kneading in an extruder. After that, it was extruded and cut. The extrusion rate was 3.8 tons / hour, the resin temperature was 265 ° C., the cooling water (PCW) temperature was 55 ° C., and the flow rate was 102 tons / hour. The operating conditions of the cutter were 14 blades and a rotation speed of 720 rpm.
[0048]
The resin pellets thus obtained were in a round cake shape. The weight per 50 randomly selected pellets was 1145 mg, and therefore the average pellet weight per pellet was 22.9 mg.
[0049]
The resin pellets thus obtained were transported to the product dispensing silo by dry air in the piping with dry air. The air transport conditions were such that a pipe having a diameter of 9 inches was used, the pellet transport rate was 40 tons / hour, and the air flow rate was 100 m 3 / min. Foreign substances such as fine powder and snake skin generated by air transport were zero.
[0050]
Example 4
In Example 3, resin pellets were produced under the same conditions except that the extrusion rate was changed to 2.1 tons / hour and the number of revolutions of the cutter was changed to 1500 rpm. The obtained resin pellets were round cake-like. The weight per 50 randomly selected pellets was 295 mg, and the average pellet weight per pellet was 6.0 mg. The resin pellets thus obtained were transferred in a pipe under the same conditions as in Example 3. Foreign substances such as fine powder and snake skin generated by air transport were zero.
[0051]
Comparative Example 2
Resin pellets were produced under the same conditions as in Example 3 except that the number of revolutions of the cutter was changed to 670 rpm. The weight per 50 randomly selected pellets was 1197 mg, and the average pellet weight per pellet was 23.9 mg. The resin pellets thus obtained were transferred in a pipe under the same conditions as in Example 3. The amount of foreign matter of the mustache fine powder generated by the air transport was 0.05 ppm (corresponding to 200 mg / hour). Even if the presence of such mustache fines is small as described above, a user who is strict in quality control closes the filter (mesh) for removing foreign substances installed in the molding machine. In the case of this comparative example, in the molding machine of the product user, the mustache fine powder was solidified in a pill shape, clogged the filter, and had to be stopped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an apparatus for implementing the present invention.
1: polymerization reactor 2: high-pressure separation tank 3: low-pressure separation tank 4: kneading extruder 5: die
Claims (4)
特性(A):カッティングされた樹脂ペレットの1粒当たりの平均重量が、エチレン系重合体ペレットの場合には6〜18mg、プロピレン系重合体ペレットの場合には6〜23mgであること。In a method for producing a resin pellet by melting and extruding a polyolefin comprising an ethylene-based polymer or a propylene-based polymer using an extruder and cutting the same, the obtained resin pellet has the following property (A). A method for producing resin pellets, comprising cutting as shown.
Characteristics (A): The average weight per cut resin pellet is 6 to 18 mg in the case of an ethylene polymer pellet, and 6 to 23 mg in the case of a propylene polymer pellet.
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