JP2002067147A - 配向品の連続製造方法および配向品の連続製造金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配向制御、および、厚肉品の成形や高速成形
が可能であるとともに、潤滑剤を用いても、この潤滑剤
が配向品の肉厚精度に影響を与えるおそれのない配向品
の連続製造方法および配向品の連続製造金型を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 金型内の樹脂流路に供給された熱可塑性
樹脂を少なくとも含有する原料樹脂組成物を、溶融させ
た状態で少なくとも１軸方向以上の配向方向に延伸配向
させて略成形品形状に形成させた延伸体を得る延伸工程
と、収縮を抑止するように前記延伸体を保持しながら冷
却して配向品を得る冷却工程とを備え、延伸工程を行う
際、前記金型内における型面と原料樹脂組成物との界面
に潤滑剤を供給するようにした配向品の連続製造方法に
おいて、少なくとも前記延伸工程から前記冷却工程に到
る間で、前記型面から余剰の潤滑剤を前記型面外に逃が
すようにしたことを特徴とする構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配向品の連続製造
方法および配向品の連続製造金型に関し、詳しくは、肉
厚精度を高めて、配向品の強度や弾性率を向上させるこ
とができる配向品の連続製造方法および配向品の連続製
造金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂の高強度化を狙いとして成
形中に樹脂を延伸させるようにした配向品の製造方法
が、既に特公平４−５５３７９号公報、特表平５−５０
１９９３号公報、特公平２−５８０９３号公報等で開示
されている。しかしながら、上記公報に開示された製造
方法には、それぞれつぎのような問題があった。

【０００３】〔特公平４−５５３７９号公報の製造方
法〕この製造方法では、ダイ(金型)の下流側から引抜く
ことによって延伸を行うようになっており、ダイマンド
レル部で原料管を拡径することで付与した周方向への配
向が軸方向への引抜き力により緩和されるため、軸方向
への優先配向となり、配向制御の任意性に劣る。

【０００４】〔特表平５−５０１９９３号公報の製造方
法〕この製造方法では、成形品の配向状態は、周方向の
みへの配向付与であり、配向制御の任意性が不可能な
上、バッチ式の生産形態であり生産性が低い。

【０００５】〔特公平２−５８０９３号公報の製造方
法〕この製造方法は、押出圧力により拡径部へ押し込む
方式であり、引抜き力が不要であるため、配向制御の任
意性が高く、しかも制御の容易性や生産性に優れてい
る。しかしながら、この製造方法の場合、ガラス転移温
度以上融点以下の温度で延伸させるようになっていて、
特に結晶性熱可塑性樹脂ではこの温度領域での弾性率変
化が急激である。

【０００６】したがって、均一な延伸を達成しようとす
れば、樹脂温度分布を均一化させる必要があるが、厚肉
品や高速成形では温度の均一化を達成できない。すなわ
ち、厚肉品の成形や高速成形時の成形性に問題がある。
また、この温度領域では弾性率も高いレベルにあるため
に、必要な押出圧力が高く、高粘度な樹脂や高倍率な延
伸を押出機で連続的に達成するのも不可能である。

【０００７】そこで、本発明の発明者らは、ダイ（押出
成形金型）内で熱可塑性樹脂を架橋させた後、弾性率変
化が急激でない融点以上の温度領域において、押出成形
金型内の熱可塑性樹脂を延伸し且つ冷却して配向を凍結
することで連続的に配向品を製造する方法（特願平１１
−１１２４２９号）を既に提案している。

【０００８】この製造方法は、配向制御、および厚肉品
の成形や高速成形が可能であるとともに、連続的に高粘
度な樹脂を用いた成形や高倍率な延伸を均一に行うこと
ができる。すなわち、連続的に任意に配向を制御して高
強度な成形品を安定して製造することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この製
造方法では、高粘度な樹脂を用いた成形や高倍率な延伸
を均一に行うことを可能とするために、金型（ダイ）内
における型面（マンドレル）と、原料樹脂組成物との界
面に潤滑剤を供給する必要が生じる。一方、延伸体は、
周方向の配向を保持するために、この延伸体の収縮を抑
止するように、延伸体の内径部分をマンドレルで保持し
ながら配向緩和温度以下まで冷却させる必要があるが、
この冷却時に発生する延伸体の収縮応力により、延伸体
を保持しているマンドレルが延伸体により締め付けられ
た状態となってしまう。したがって、潤滑剤は、延伸体
を配向緩和温度以下まで冷却させた配向品（成形品）が
マンドレルから出て行く際に、この成形品とともに流出
せず、マンドレル表面に残ってしまう。この場合、マン
ドレル表面に残った潤滑剤は、延伸工程を行っている出
口付近に溜まり、成形品の肉厚精度を低下させる原因と
なってしまうおそれが生じる。

【００１０】そこで、本発明は、このような事情に鑑み
て、配向制御、および、厚肉品の成形や高速成形が可能
であるとともに、潤滑剤を用いても、この潤滑剤が配向
品の肉厚精度に影響を与えるおそれのない配向品の連続
製造方法および配向品の連続製造金型を提供することを
目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の請求項１に記載の発明にかかる配向
品の連続製造方法（以下、「請求項１の製造方法」と記
す。）は、金型内の樹脂流路に供給された熱可塑性樹脂
を少なくとも含有する原料樹脂組成物を、溶融させた状
態で少なくとも１軸方向以上の配向方向に延伸配向させ
て略成形品形状に形成させた延伸体を得る延伸工程と、
前記延伸体の収縮を抑止するように、延伸体を保持しな
がら冷却して配向品を得る冷却工程とを備え、少なくと
も延伸工程を行う際、前記金型内における型面と原料樹
脂組成物との界面に潤滑剤を供給するようにした配向品
の連続製造方法において、少なくとも前記延伸工程から
前記冷却工程に到るまでの間で、前記型面から余剰の潤
滑剤を前記型面外に逃がすようにしたことを特徴とする
構成とした。

【００１２】また、本発明の請求項２に記載の発明にか
かる配向品の連続製造方法（以下、「請求項２の製造方
法」と記す。）は、請求項１に記載の構成に加えて、金
型の型面から金型内側に挿通するように設けた挿通孔か
ら、余剰の潤滑剤を金型内側へ逃がすようにした構成と
した。また、本発明の請求項３に記載の発明にかかる配
向品の連続製造方法（以下、「請求項３の製造方法」と
記す。）は、請求項１または請求項２に記載の構成に加
えて、延伸工程前に、原料樹脂組成物を架橋させる架橋
工程を備えた構成とした。また、本発明の請求項４に記
載の発明にかかる配向品の連続製造方法（以下、「請求
項４の製造方法」と記す。）は、請求項３に記載の構成
に加えて、原料樹脂組成物に熱架橋剤を含有させている
とともに、架橋工程で熱架橋を行うようにした構成とし
た。

【００１３】また、本発明の請求項５に記載の発明にか
かる配向品の連続製造方法（以下、「請求項５の製造方
法」と記す。）は、請求項１〜請求項４の何れかに記載
の構成に加えて、熱可塑性樹脂が結晶性熱可塑性樹脂で
ある構成とした。また、本発明の請求項６に記載の発明
にかかる配向品の連続製造方法（以下、「請求項６の製
造方法」と記す。）は、請求項１〜請求項５の何れかに
記載の構成に加えて、熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹
脂である構成とした。また、本発明の請求項７に記載の
発明にかかる配向品の連続製造方法（以下、「請求項７
の製造方法」と記す。）は、請求項１〜請求項６の何れ
かに記載の構成に加えて、熱可塑性樹脂がポリエチレン
である構成とした。

【００１４】また、本発明の請求項８に記載の発明にか
かる配向品の連続製造金型（以下、「請求項８の金型」
と記す。）は、金型内の樹脂流路に供給された熱可塑性
樹脂を少なくとも含有する原料樹脂組成物を、溶融させ
た状態で少なくとも１軸方向以上の配向方向に延伸配向
させて略成形品形状をした延伸体を形成させる延伸ゾー
ンと、前記延伸体の収縮を抑止するように、延伸体を保
持しながら冷却して配向品を得る冷却ゾーンとを備え、
少なくとも延伸ゾーンにおける型面と原料樹脂組成物と
の界面に潤滑剤が供給された状態となるように、潤滑剤
を供給する潤滑剤供給口が設けられた配向品の連続製造
金型において、少なくとも前記延伸ゾーンから前記冷却
ゾーンに到るまでの間で、前記型面から余剰の潤滑剤を
前記型面外に逃がすための溝または孔が設けられている
ことを特徴とする構成とした。

【００１５】本発明において用いられる熱可塑性樹脂
は、特に限定されないが、たとえば、ポリオレフィン樹
脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタク
リレート、ポリカーボネート、ポリエステルが挙げら
れ、これらが単独であるいは混合して用いられる。この
とき、請求項５の製造方法のように、結晶性熱可塑性樹
脂を用いることや、請求項６の製造方法のように、熱可
塑性樹脂としてポリオレフィン樹脂を用いることが好ま
しい。

【００１６】結晶性熱可塑性樹脂としては、Ｌ−ＬＤＰ
Ｅ（直鎖状低密度ポリエチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポ
リエチレン）、ＭＤＰＥ（中密度ポリエチレン）、ＨＤ
ＰＥ（高密度ポリエチレン）等のポリエチレン、ランダ
ムＰＰ（ポリプロピレン）、ホモＰＰ（ポリプロピレ
ン）、ブロックＰＰ（ポリプロピレン）等のポリプロピ
レン、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、ポリ
オキシメチレン、ポリフェニレンスルファイド、エチレ
ンプロピレンジエン等が挙げられる。この中でも特に請
求項７の製造方法のように、熱可塑性樹脂がポリエチレ
ンであることが好ましい。

【００１７】また、本発明において、配向品は、原料樹
脂組成物を少なくとも１軸以上の配向方向に延伸配向さ
せていれば特に限定されないが、たとえば、請求項３の
製造方法のように、延伸工程前に、原料樹脂組成物を架
橋させる架橋工程を備えている構成とすると、より強度
的に優れた配向品を得ることができるため好ましい。

【００１８】架橋工程で行う原料樹脂組成物の架橋方法
は、特に限定されないが、たとえば、電子線や紫外線を
照射する方法、熱水架橋、熱架橋などの汎用されている
方法が挙げられる。ただし、厚肉の状態にある原料樹脂
組成物を架橋させるときには、電子線や紫外線を照射さ
せた場合、この原料樹脂組成物の厚肉中央部分まで電子
線や紫外線が透過しにくく、また、熱水架橋を行った場
合も、熱水の浸透速度が遅いことより、熱架橋を行うの
が最も効果的である。なお、架橋工程を行うときは、架
橋工程と、延伸工程との間に、架橋工程を行う際に高温
となった架橋樹脂を延伸させるのに適した温度となるよ
うに樹脂温度を冷却調整するための延伸温度調整工程を
設けることが好ましい。

【００１９】また、架橋工程を行うときは、請求項４の
製造方法のように、原料樹脂組成物に熱架橋剤を含有さ
せているとともに、架橋工程で熱架橋を行うようにした
構成をしていると、より熱架橋を容易に行うことができ
るため好ましい。

【００２０】熱架橋に使用する熱架橋剤としては、特に
限定されないが、有機過酸化物の使用が可能であり、使
用する熱可塑性樹脂の成形温度や相溶性の観点から適宜
選択することができ、具体的には、ジクミルパーオキサ
イド、α，α´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イ
ソプロピル）ベンゼン、シクロヘキサンパーオキサイ
ド、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサ
ン、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−
トリメチルシクロヘキサン、２，２−ジ（ｔ−ブチルパ
ーオキシ）オクタン、ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔ−ブ
チルパーオキシ）ベレレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキ
サイド、ベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチル
−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、クミ
ルパーオキシネオデカテート、ｔ−ブチルパーオキシベ
ンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイ
ルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプ
ロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシアリルカー
ボネート、ｔ−ブチルパーアセテート、２，２−ビス
（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ジ−ｔ−ブチルパー
オキシイソフタレート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン
酸、ジアゾアミノベンゼン、Ｎ，Ｎ´−ジクロロアゾジ
カーボンアミド、トリクロロペンタジエン、トリクロロ
メタンスルフォクロリド、メチルエチルケトンパーオキ
サイド等が挙げられ、ジクミルパーオキサイド、α，α
´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）
ベンゼン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイ
ルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエー
ト、メチルエチルケトンパーオキサイドが好ましく、ジ
クミルパーオキサイド、α，α´−ビス（ｔ−ブチルパ
ーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼンメチルエチルケ
トンパーオキサイドがより好ましい。

【００２１】本発明の製造方法において、架橋樹脂の架
橋度は、５％以上７０％以下に限定されるが、その理由
は、架橋度が５％未満の場合、融点以上での延伸で分子
鎖のすり抜けが起こり、７０％を越えると、樹脂の伸度
が低下するため、高倍率延伸ができなくなる恐れがある
ためである。なお、本発明で架橋度は、ＪＩＳ Ｋ６７
６９に準拠して以下の式で示されるゲル分率（％）で表
すことができる。

【００２２】

【数１】

【００２３】なお、上記式において、溶剤抽出後の試料
重量とは、選択した未架橋状態の熱可塑性樹脂を溶解可
能な溶剤を用いて試料中に残った未架橋状態の樹脂分を
溶解させて、残った不溶分のみの重量である。

【００２４】また、本発明の製造方法において、延伸工
程により略成形品形状に形成させた延伸体は、配向緩和
温度以下に冷却することが好ましい。ここで、配向緩和
温度以下とは、非晶性熱可塑性樹脂の場合、ガラス転移
温度以下を意味し、結晶性熱可塑性樹脂の場合、結晶化
開始温度以下を意味する。すなわち、冷却は、延伸され
た延伸体を冷却して配向を凍結させるために行われる。

【００２５】また、得られる配向品の形状は、特に限定
されず、パイプはもとよりＨ型や雨樋等の異型成形品を
成形可能な複雑な形状のものも選択することができる。
また、延伸体の収縮を抑止するように、延伸体を保持し
うるとは、延伸体がパイプ形状をしている場合は、その
内径側を保持することいい、延伸体がＨ型や雨樋などの
凹凸を有する異型成形品形状をしている場合、凹部側方
向を保持することをいう。

【００２６】また、本発明における潤滑剤の供給方法と
しては、特に限定されないが、たとえば、（１）熱可塑
性樹脂中へ低分子量の潤滑剤を予め混合しておく方法、
（２）金型の樹脂接触面に潤滑剤を供給する方法が挙げ
られるが、（２）の方法が潤滑効果の安定性や成形品の
長期性能の観点からより好ましい。

【００２７】（１）の方法に用いられる潤滑剤として
は、ワックス、オリゴマー等が挙げられる。 （２）の方法に用いられる潤滑剤としては、エチレンオ
リゴマー、シリコーンオイル、ステアリン酸、ポリエチ
レングリコール、流動パラフィン、低融点ポリマー等が
挙げられ、潤滑膜形成の安定性や耐熱性を考慮すると、
ポリエチレングリコールが好ましい。

【００２８】潤滑剤を樹脂接触面に供給する方法として
は、金型の樹脂接触面となる部分を少なくとも多孔質材
料で形成し、潤滑剤に圧力をかけて多孔質材料の背面側
から樹脂接触面の表面に向かって滲み出させる方法、マ
ニホールドで潤滑剤を展開し成形品形状に供給する方法
等が挙げられる。潤滑剤を供給する装置としては、金型
内の圧力に抗して潤滑剤を供給できれば特に限定されな
いが、たとえば、プランジャーポンプやダイヤフラムポ
ンプが挙げられる。

【００２９】また、本発明の製造方法において、型面か
ら余剰の潤滑剤を型面外へ逃がす方法としては、特に限
定されないが、たとえば、型面における樹脂進行方向に
対して平行となるように溝を設けたり、あるいはスパイ
ラル状の溝を設けたりして、これら溝から潤滑剤を逃が
すようにする方法などが挙げられるが、請求項２の製造
方法のように、金型の型面から金型内側に挿通する挿通
孔を設け、この挿通孔から余剰の潤滑剤を金型内側へ逃
がすようにすると、型面の溝により配向品が傷つくこと
がないため好ましい。

【００３０】また、余剰な潤滑剤を型面から逃がす位置
は、余剰な潤滑剤を型面から逃がすことができるのであ
れば、延伸工程から冷却工程に到るまでの間におけるど
の位置に設けられていても構わなく、特に限定されない
が、冷却工程時における延伸体が収縮するまでの段階で
潤滑剤を逃がすようにすると最も効率良く潤滑剤を逃が
すことができるため好ましい。

【００３１】また、本発明の連続製造方法において、延
伸は、成形品がシートならば幅を拡大し厚みを減少させ
ることによって、成形品がパイプならば、内径を拡大し
厚みを減少させることでどちらかひとつ以上作用により
１軸以上の延伸が達成できる。これらの作用の大小によ
り延伸倍率は任意に制御可能であり、延伸効果の発現す
る面積減少率で５倍以上５０倍以下の範囲で選択され
る。

【００３２】金型内へ熱可塑性樹脂を供給する方法とし
ては、連続的に熱を熱可塑性樹脂へ付与できる圧力ポン
プを用いて圧送する方法が挙げられる。このような圧力
ポンプとしては、押出機を用いる方法が最も効率的に好
ましい。

【００３３】押出機としては、単軸押出機、２軸押出
機、多軸押出機等が可能であるが、請求項３の製造方法
のように、原料樹脂組成物が熱架橋剤を含有している場
合には、これらの中でも熱可塑性樹脂を溶融させ、熱架
橋剤との混合能力に優れる２軸同方向回転押出機が好ま
しい。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本発明にか
かる配向品の連続製造金型の１実施形態を示した概略図
である。

【００３５】図１に示すように、配向品の連続製造金型
（以下、「金型」とのみ記す。）１は、金型本体２と、
マンドレル３とを備えている。金型本体２は、図１に示
したように、内部に筒状の空間２０が形成されており、
樹脂供給口２１と、潤滑剤供給口２２とが設けられてい
る。

【００３６】筒状の空間２０は、小径筒部２０１、拡径
筒部２０２、大径筒部２０３からなり、マンドレル３と
の間で樹脂流路４を形成している。小径筒部２０１は、
金型本体２における樹脂供給口２１側の端部から中央部
に向かって設けられている。

【００３７】拡径筒部２０２は、小径筒部２０１から大
径筒部２０３に向かって徐々に拡径しながら、小径筒部
２０１と大径筒部２０３とを連結している。大径筒部２
０３は、成形品となる配向品の外径と略同じ大きさの径
をしており、一端が拡径筒部２０２と連結しているとと
もに、他端が金型出口２５に臨んでいる。

【００３８】樹脂供給口２１は、後述する押出機から押
し出された溶融させた状態の熱可塑性樹脂と熱架橋剤と
を混練した原料樹脂組成物を金型１内の樹脂流路４に供
給するための供給口となっている。潤滑剤供給口２２
は、小径筒部２０１の略中央位置に設けられており、こ
れ以降の樹脂流路における金型本体２の型面と原料樹脂
組成物との界面に潤滑剤を供給するようになっている。

【００３９】マンドレル３は、嵌合部３１と、縮径軸部
３２と、小径軸部３３と、拡径軸部３４と、大径軸部３
５とからなるとともに、潤滑剤供給路３６、潤滑剤供給
溝３７、潤滑剤逃がし孔３８、および潤滑剤通路３９が
設けられている。嵌合部３１は、図１に示したように、
小径筒部２０１の端部から略中央部にかけて、小径筒部
２０１と水密に嵌合し、金型本体２とマンドレル３とを
一体化した状態にするようになっている。また、嵌合部
３１は、樹脂供給口２１に臨む部分から縮径軸部３２と
の境界に到る部分の外周面に沿って、樹脂供給口２１か
ら供給された原料樹脂組成物を小径筒部２０１と小径軸
部３３との間に分配するための螺旋溝３１ａが形成され
ている。

【００４０】縮径軸部３２は、嵌合部３１から小径軸部
３３に向かって徐々に縮径しながら嵌合部３１と小径軸
部３３とを連結している。小径軸部３３は、小径筒部２
０１の嵌合部３１と嵌合していない部分との間で原料樹
脂組成物を小径厚肉の管状に形成させるようになってい
る。拡径軸部３４は、小径軸部３３から大径軸部３５に
向かって徐々に拡径しながら小径軸部３３と大径軸部３
５とを連結している。

【００４１】大径軸部３５は、大径筒部２０３との間で
略成形しようとする管の断面形状と同じ断面形状をした
空間を形成するようになっている。潤滑剤供給路３６
は、嵌合部３１から小径軸部３３にかけての軸内部に穿
設されており、潤滑剤を潤滑剤供給溝３７に供給するた
めの通路となっている。潤滑剤供給溝３７は、拡径軸部
３４の外周面に沿って、らせん状に設けられており、潤
滑剤供給路３６と連通している。すなわち、加圧ポンプ
などで加圧された潤滑剤は、潤滑剤供給路を通過して潤
滑剤供給溝３７へと送られ、この潤滑剤供給溝３７を介
して、原料樹脂組成物との界面を形成する型面となる拡
径軸部３４の外周面に供給されるようになっている。

【００４２】潤滑剤逃がし孔３８は、大径軸部３５にお
ける拡径軸部３４に臨む側の端部外周面の周方向に沿う
ように設けられており、この拡径軸部３４の外周面か
ら、後述する潤滑剤通路３９にかけて挿通して設けられ
ている。潤滑剤通路３９は、大径軸部３５の軸方向中心
部分を空洞化することにより形成されている。すなわ
ち、拡径軸部３４から大径軸部３５にかけて、これら型
面から余剰の潤滑剤は、潤滑剤逃がし孔３８から潤滑剤
通路３９へ逃がされるようになっている。

【００４３】樹脂流路４は、分配ゾーン５０、熱架橋ゾ
ーン５１、延伸ゾーン５２、冷却ゾーン５３のゾーンに
分けることができる。すなわち、分配ゾーン５０は、樹
脂供給口２１から供給された原料樹脂組成物を熱架橋ゾ
ーン５１に分配するゾーンをいい、マンドレル３におけ
る嵌合部３１の螺旋溝３１ａが設けられているゾーンが
これにあたる。

【００４４】熱架橋ゾーン５１は、分配された原料樹脂
組成物を厚肉筒状に展開すると共に、原料樹脂組成物中
の熱可塑性樹脂を熱架橋させるゾーンをいい、小径筒部
２０２と縮径軸部３２および小径軸部３３との間のゾー
ンがこれにあたる。延伸ゾーン５２は、熱架橋ゾーン５
１で厚肉筒状に展開した溶融状態の架橋樹脂を拡径軸部
３４のテーパによって拡径するとともに、厚みを減少さ
せて少なくとも１軸方向以上の配向方向に延伸配向させ
て、略成形品形状をした延伸体を形成させるゾーンをい
い、拡径筒部２０３と拡径軸部３４との間のゾーンがこ
れにあたる。冷却ゾーン５３は、延伸ゾーン５２で延伸
させた延伸体の収縮を抑止するように、延伸体を保持し
ながら配向緩和温度以下まで冷却し、配向樹脂を冷却固
化させる成形品である配向品を形成させるゾーンをい
い、大径軸部３５が設けられているゾーンがこれにあた
る。

【００４５】押出機６は、図４に示したような形で、原
料となる熱可塑性樹脂と架橋剤とを混合した原料樹脂組
成物を金型２へと押出し供給するようになっている。

【００４６】つぎに、この金型１を用いた配向品として
の樹脂管を連続的に製造する配向品の連続製造方法の一
実施形態をその工程順に説明する。 (1) 図４に示した押出機６で熱可塑性樹脂としてのポ
リオレフィン化合物を主成分とするポリオレフィン系樹
脂と熱架橋剤とを混合混練して、得られた混練物を溶融
状態にして押出機の先端から樹脂供給口２１に連続的に
供給する。

【００４７】同時に、潤滑剤供給口２２および潤滑剤供
給溝３７を介して樹脂接触面である金型本体２の筒状の
空間２０を形成する内周面およびマンドレル２２の外周
面に熱可塑性樹脂の流動開始温度以上（流動開始温度＋
５０℃）以下の温度、１０／秒以上２００／秒以下の剪
断速度での溶融粘度が３００ｐｏｉｓｅ以上３０００ｐ
ｏｉｓｅ以下の範囲にある熱可塑性樹脂からなる潤滑剤
を滲み出させる。

【００４８】(2) 樹脂供給口２１に供給された混練物
を、螺旋溝３１ａを介して分配ゾーン５０に送り、厚肉
筒状に展開して、熱架橋ゾーン５１に送り、混練物中の
熱可塑性樹脂を熱架橋剤によって５％以上７０％以下の
架橋度となるように熱架橋させる。 (3) 熱架橋させた管状の架橋ポリオレフィン樹脂を延
伸可能な温度となるように冷却調整し、延伸ゾーン５２
に送り拡径軸部３４のテーパによって拡径させるととも
に、厚みを減少させて１軸以上の延伸を達成する。

【００４９】(4) 延伸ゾーン５２での延伸によって大
径軸部３５と大径筒部２０３との隙間形状に賦形された
延伸体としての管状賦形物を、大径軸部３５でこの管状
賦形物の内径側を保持したまま冷却ゾーン５３で、配向
緩和温度以下、すなわち、結晶化開始温度以下まで冷却
し、配向樹脂を冷却固化させる。このとき、大径軸部３
５に余剰に溜まった潤滑剤は、潤滑剤逃がし孔３８から
潤滑剤通路３９へと逃がし、大径軸部３５の樹脂接触面
に余剰の潤滑剤が溜まらないようにする。 (5) また、大径軸部３５の金型出口２５よりも外側に
突出している部分を通過している管状賦形物の周囲に対
して、冷却手段（図示せず）から常温よりも低い温度に
調整された水を吹き付けて、より効率良い冷却を行うよ
うにする。

【００５０】このようにして得られた樹脂管は、上述し
たように、溶融状態で延伸を行うようにしたので、樹脂
変形力が大幅に低減できる。そして、ポリオレフィン系
樹脂を架橋させてまず分子鎖間に編目構造を作るように
したので、溶融時でも延伸によって分子配向が確保でき
る。また、２軸架橋延伸により樹脂管を成形するとき、
延伸体としての管状賦形物を連続的に保持したまま、こ
の管状賦形物が配向緩和温度以下になるまで冷却したた
め、冷却を行う際に配向緩和を確実に抑止することがで
き、厚肉精度が優れた配向品としての樹脂管を得ること
ができ、この得られる樹脂管の強度や弾性率を向上させ
ることができる。

【００５１】さらに、延伸時に架橋樹脂および延伸樹脂
と金型２の樹脂接触面との間に潤滑剤を常に介在させる
ようにしたので、架橋樹脂と金型２内の樹脂接触面との
間の摩擦抵抗が低くなり、押出圧力の上昇がない。ま
た、管状賦形物を得た後は、型面の余剰の潤滑剤を逃が
すようにしているため、潤滑剤がマンドレル表面に溜ま
り、配向品としての樹脂管の肉厚精度に悪影響を与える
こともない。加えて、５％以上７０％以下の架橋度とな
るように熱架橋させるようにしたので、分子鎖のすり抜
けが起こらず、配向性に優れている。

【００５２】なお、本発明にかかる配向品の連続製造方
法および配向品の連続金型は、上記実施の形態に限定さ
れない。たとえば、上記実施の形態では、型面（マンド
レル大径軸部の外周面）から、余剰の潤滑剤を型面外に
逃がすために、潤滑剤逃がし孔３８および潤滑剤通路３
９を大径軸部３５に設けていたが、図２に示したよう
に、マンドレルの軸方向に対して平行な潤滑剤逃がし溝
３８ａを設けても構わない。また、上記実施の形態で
は、マンドレル外表面と原料樹脂組成物との界面に供給
させる潤滑剤が延伸ゾーン５２で供給されるようになっ
ていたが、熱架橋ゾーン５１で潤滑剤を供給するように
しても良い。

【００５３】

【実施例】以下に、本発明の実施例をより詳しく説明す
る。

【００５４】（実施例１）各部の寸法が以下のようにな
っている図１に示すような金型１と、押出機６とを用意
した。 〔金型本体寸法〕 ・小径筒部２１３の内径：３４．１mm ・大径筒部２１４の内径：６３．０mm 〔マンドレル寸法〕 ・小径軸部２２３の外径：１１．８mm ・大径軸部２２４の外径：５８．８mm 〔押出機〕 ・日本製鋼所社製ＴＥＸ３０α、Ｌ／Ｄ＝５１、口径３
２mm

【００５５】そして、熱可塑性樹脂としての高密度ポリ
エチレン（密度０．９５３、メルトフローレート（ＭＦ
Ｒ）０．０３、重量平均分子量２６８０００、融点１３
２℃）を押出機に投入するとともに、Ｌ／Ｄ＝３５の位
置から熱架橋剤としての２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３（日本油脂社製
パーヘキシン２５Ｂ、１９３℃半減期時間６０秒）を押
出機に高密度ポリエチレン１００重量部に対して０．１
重量部の割合で添加し、押出機内で１７０℃の樹脂温度
で高密度ポリエチレンと２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３とを混合混練し
た。

【００５６】得られた混練物を、図＊に示したような計
量ポンプ（ＣＯＲＥＸ３６／３６，Ｍａａｇ社製、２１
ｃｃ／ｒｅｖ）を介して金型本体２１の樹脂供給口２１
から熱架橋ゾーン５１が２２０℃、延伸ゾーン５２が１
６０℃、冷却ゾーン５３が８０℃に設定された金型１内
に連続的に供給して、配向品として外径６３．０ｍｍ、
内径５８．８ｍｍの配向ポリエチレン管を得た。このと
き、マンドレル３の大径軸部３５は、外径５８．８ｍ
ｍ、長さ４００ｍｍのものを用いるとともに、図１に示
したような潤滑剤逃がし孔３８および潤滑剤通路３９を
設け、余剰の潤滑剤をマンドレル型面から逃がすように
した。また、金型本体出口の外側に冷却手段（図示せ
ず）を設け、この冷却手段から、大径軸部３５に保持さ
れた状態で金型本体出口から出てきた、延伸ゾーン５２
で延伸させた延伸体としての管状賦形物の外径側に、１
０℃に温度調節した水を吹き付け効率良い冷却を行うよ
うにした。

【００５７】また、押出延伸にあたっては、潤滑剤とし
てポリエチレングリコール（平均分子量２０００、粘度
１０．８ｃＳｔ（ａｔ１００℃）をプランジャーポンプ
で金型内に供給し、熱架橋ゾーンの直前で樹脂の内外面
に行き渡るようにしておいた。

【００５８】なお、押出機６としては、スクリュー軸が
上流側から下流側に向かって第一フルフライト形状部−
第一逆フルフライト形状部−第二フルフライト形状部−
第二逆フルフライト形状部を順に備えた押出機を用い、
高圧部(第一逆フルフライト形状部）と、高圧部(第二逆
フルフライト形状部）との間に挟まれた低圧部(第二フ
ルフライト形状部）から２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３を供給するよう
にした。

【００５９】（実施例２）マンドレルの大径軸部３５に
代えて、図２に示したように、幅０．５ｍｍ、深さ０．
５ｍｍ、長さ４００ｍｍのマンドレルの軸方向に対して
平行な潤滑剤逃がし溝３８ａがピッチ２ｍｍでマンドレ
ル周方向に設置された大径軸部３５Ａを用いたことを除
いて、実施例１と同様にして配向ポリエチレン管を連続
的に得た。

【００６０】（比較例１）マンドレルの大径軸部３５に
代えて、図３に示したように、潤滑剤を逃がすための手
段を設けていない大径軸部３５Ｂを用いたことを除い
て、実施例１と同様にして配向ポリエチレン管を連続的
に得た。 （比較例２）比較例１の大径軸部３５Ｂに代えて、この
大径軸部の長さを４００ｍｍから５０ｍｍのものに代え
たことを除いて、実施例１と同様にして配向ポリエチレ
ン管を連続的に得た。

【００６１】上記実施例１、実施例２、比較例１、およ
び比較例２における得られた配向ポリエチレン管のマン
ドレル出口での周方向の降伏強度、肉厚精度を調べて表
１に示した。なお、配向ポリエチレン管の降伏強度につ
いては、得られた配向ポリエチレン管の軸方向および周
方向からＪＩＳ Ｋ ６７７４に準拠したダンベル型の
試料を打ち抜き、その後このダンベル型の試料を用い
て、ＪＩＳ Ｋ ７１１３に準拠して常温下で測定し
た。

【００６２】肉厚精度は、得られた配向ポリエチレン管
の周方向を５ｍｍピッチでマイクロメーターにより厚み
測定し以下の式で算出した。

【００６３】

【数２】肉厚精度（％）＝（最大肉厚−最小肉厚）×１
００／平均肉厚

【００６４】

【表１】

【００６５】表１の結果より、実施例１、実施例２か
ら、マンドレルに潤滑剤を逃がすための手段を設ける
と、潤滑剤がマンドレル上に溜まって肉厚精度を低下さ
せるという弊害を防ぐことができるということが分か
る。また、比較例２のようにマンドレルの長さを短くす
ると、マンドレルに潤滑剤が溜まって、得られる配向品
の肉厚精度が低下することはないが、延伸体の収縮を抑
止するように、延伸体を保持した状態で配向緩和温度以
下まで冷却することができないため、降伏強度が低下す
ることが分かる。

【００６６】

【発明の効果】本発明にかかる配向品の連続製造方法
は、以上のように構成されているので、配向制御、およ
び、厚肉品の成形や高速成形が可能であるとともに、冷
却を行う際に配向緩和を確実に抑止することで、得られ
る配向品の強度や弾性率を向上させることができる。こ
のとき、請求項２の製造方法のように、潤滑剤を金型型
面から金型内側へ逃がすようにすると、たとえば、製造
する配向品が樹脂管の場合、その内径側を傷つけること
がない。特に請求項３の製造方法のように、延伸工程を
行う以前に、原料樹脂組成物を架橋させる架橋工程を備
えるようにすると、より強度的に優れた配向品を得るこ
とができる。また、請求項４の製造方法のように原料樹
脂組成物が熱架橋剤を含有している構成とすると、熱架
橋を効率よく行うことができる。さらに、請求項８の金
型を用いると、本発明の配向品の連続製造方法を容易に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の配向品を連続的に製造するのに用いる
金型の概略図である。

【図２】図１に示した金型のマンドレル部分と異なる実
施の形態のマンドレル部分を示した側面図である。

【図３】従来の形状をしているマンドレル部分を示した
側面図である。

【図４】押出機から金型内へ原料樹脂組成物が供給され
る仕組みを示した模式図である。

【符号の説明】

１ 金型 ２ 金型本体 ３ マンドレル ３８ 潤滑剤逃がし孔 ５０ 分配ゾーン ５１ 熱架橋ゾーン ５２ 延伸ゾーン ５３ 冷却ゾーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 彰弘 大阪市北区中崎西２−４−12 積水エンジ ニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4F210 AA03 AA04 AA05 AB03 AB19 AE01 AG08 QA09 QC01 QC05 QD09 QG13 QG18

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型内の樹脂流路に供給された熱可塑性樹
   脂を少なくとも含有する原料樹脂組成物を、溶融させた
   状態で少なくとも１軸方向以上の配向方向に延伸配向さ
   せて略成形品形状に形成させた延伸体を得る延伸工程
   と、前記延伸体の収縮を抑止するように、延伸体を保持
   しながら冷却して配向品を得る冷却工程とを備え、少な
   くとも延伸工程を行う際、前記金型内における型面と原
   料樹脂組成物との界面に潤滑剤を供給するようにした配
   向品の連続製造方法において、少なくとも前記延伸工程
   から前記冷却工程に到るまでの間で、前記型面から余剰
   の潤滑剤を前記型面外に逃がすようにしたことを特徴と
   する配向品の連続製造方法。
2. 【請求項２】金型の型面から金型内側に挿通するように
   設けた挿通孔から、余剰の潤滑剤を金型内側へ逃がすよ
   うにした請求項１に記載の配向品の連続製造方法。
3. 【請求項３】延伸工程前に、原料樹脂組成物を架橋させ
   る架橋工程を備えた請求項１または請求項２に記載の配
   向品の連続製造方法。
4. 【請求項４】原料樹脂組成物に熱架橋剤を含有させてい
   るとともに、架橋工程で熱架橋を行うようにした請求項
   ３に記載の配向品の連続製造方法。
5. 【請求項５】熱可塑性樹脂が結晶性熱可塑性樹脂である
   請求項１〜請求項４の何れかに記載の配向品の連続製造
   方法。
6. 【請求項６】熱可塑性樹脂がポリオレフィン樹脂である
   請求項１〜請求項５の何れかに記載の配向品の連続製造
   方法。
7. 【請求項７】熱可塑性樹脂がポリエチレンである請求項
   １〜請求項６の何れかに記載の配向品の連続製造方法。
8. 【請求項８】金型内の樹脂流路に供給された熱可塑性樹
   脂を少なくとも含有する原料樹脂組成物を、溶融させた
   状態で少なくとも１軸方向以上の配向方向に延伸配向さ
   せて略成形品形状をした延伸体を形成させる延伸ゾーン
   と、前記延伸体の収縮を抑止するように、延伸体を保持
   しながら冷却して配向品を得る冷却ゾーンとを備え、少
   なくとも延伸ゾーンにおける型面と原料樹脂組成物との
   界面に潤滑剤が供給された状態となるように、潤滑剤を
   供給する潤滑剤供給口が設けられた配向品の連続製造金
   型において、少なくとも前記延伸ゾーンから前記冷却ゾ
   ーンに到るまでの間で、前記型面から余剰の潤滑剤を前
   記型面外に逃がすための溝または孔が設けられているこ
   とを特徴とする配向品の連続製造金型。