JP2002530232A - 異なる温度において物質を共押出しする装置及び方法 - Google Patents

異なる温度において物質を共押出しする装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、少なくとも2つの押出し機を含み、ポリマーを異なる温度で共押出しする装置であって、該押出し機が冷却ゾーンと加熱ゾーンの少なくとも1つ及び断熱ゾーンを含む共押出しヘッドに連結されており、かつ取り外し可能なダイ/ダイホルダー結合体が共押出しヘッドに設置されているところの装置に関する。本発明は更に、該複数のポリマーが一緒になり共押出し品を形成するダイフロントプレート近傍で合流するまでポリマーを互いに独立して造形することにより、2以上のポリマーを異なる温度で共押出しする方法にも関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも2つの押出し機を含む、異なる温度でポリマーを共押出し
するための装置に関する。本発明は、このようなポリマーを共押出しする方法に
も関する。
【０００２】
【従来技術】
この様な方法はUS5.641.445より公知である。この装置により、水冷される第一
ダイを通した第一ポリマーを、第二ダイを通った第二ポリマーと共押出しするこ
とが可能であり、第一ダイと第二ダイは互いに隔離される。
【０００３】 このような装置の欠点は、生産され得る異なる形材の数に関する硬直性、及び到
達され得る低い生産速度である。更に、温度を制御する可能性は相当に制限され
る。他の欠点は二つのダイの存在である。第一ダイは水冷されるが、第二ダイは
温度を制御する手段をもたない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
二以上のポリマーを異なる温度で、非常に順応性のある様式で、速い共押出し速
度で共押出しできる装置を提供することが本発明の目的である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
押出し機が、冷却ゾーンと加熱ゾーンの少なくとも1つ及び断熱ゾーンを含む共
押出しヘッドに連結されており、かつ取り外し可能なダイ/ダイホルダー結合体
が共押出しヘッドに設置されているところの装置を提供することによってこの目
的は達成される。
【０００６】 本発明の装置の更なる特長は、共押出しヘッドがクロスヘッドでありうることで
あり、これは強化材が2以上のポリマーとともに異なる温度で共押出しされうる
という特長を有する。他の特長は共押出しヘッド及びダイ/ダイホルダー結合体
の安価な構造、及び優れた温度制御の可能性である。更なる特長は、2つより多
い押出し機が単独の共押出しヘッドへ容易に連結されうることであり、これはあ
らゆる種類の異なるポリマーを含む複雑な共押出し品を作る、優れた可能性を与
える。
【０００７】 2つのタイプの物質の共押出しのための押出しヘッドが日本国特許出願J5 7043-8
49に開示されている。ゴム用押出し機を熱可塑性樹脂用押出し機とを連結する押
出しヘッドが開示されている。ゴム状物質は第1ダイプレートを通して押出され
、その間ゴム状物質の流れはトーピードによって制御される。熱可塑性物質はゴ
ム状形材に共押出しされ、ゴム状及び熱可塑性物質が第2ダイプレートを通って
共押出しされる。第1及び第2ダイプレートは、互いに断熱される。ゴム状物質用
押出し機に連結された押出しヘッドの一部は水冷される。熱可塑性プラスチック
用押出し機に連結された押出しヘッドの一部は加熱される。ゴム状形材のごく小
さな部分のみが熱可塑性樹脂によって積層されうる。この系は相当に複雑であり
順応性がなく、補強材と共押出しすることができない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
2以上の押出し機が共押出しヘッド(4)に連結される。押出し機の正確な位置は本
発明に重要ではなく、ただ実際上押出し機が与えられる位置に依存するだけであ
る。押出し機の平行位置又は90度以外の角度で設置された押出し機にもまさに適
している。2つより多い押出し機が共押出しヘッドへ連結される場合、さらに2つ
より多い異なるポリマーを、異なる温度で押出されるあらゆるポリマーと任意的
に共押出しすることが可能となる。
【０００９】 ダイ/ダイホルダー結合体(3)が共押出しヘッド(4)へ設置される。ポリマーが共
押出しヘッド(4)及びダイ/ダイホルダー結合体(3)を通って押出され、共押出し
品(6)を形成する。
【００１０】 任意的に補強材(5)も同様に共押出しされうる。この場合、共押出しヘッド(4)は
、ダイ/ダイホルダー結合体(3)を通って延びる、少なくとも1つの追加の経路を
有するクロス共押出しヘッドとして機能する。
【００１１】 このダイ/ダイホルダー結合体は容易に異なるダイ/ダイホルダー結合体に交換し
得る。この構造が、2以上の押出し機に連結した1つの共押出しヘッドで、異なる
形材を作る上で大きな多様性を与える。
【００１２】 ここにおいて及び以下において、ポリマーは、安定剤、加硫剤、オイル、カーボ
ンブラック及び充填剤等の添加剤、を含みうる重合体材料を意味する。
【００１３】 1つのポリマーを異なる押出し温度で2以上の押出し機を通して共押出しすること
が可能である。好ましくは2以上の異なるポリマーが異なる押出し温度で共押出
しされる。異なるポリマーは、好ましくは異なる組成を有し及びそのため異なる
押出し条件を必要とし、それ自体当業者に公知のポリマーである。
【００１４】 2以上のポリマーが異なる温度で押出され、この温度は本発明の装置のダイ/ダイ
ホルダー結合体(3)の出口で測定される。ダイ/ダイヘッド結合体(3)の出口にお
いて、異なる押出しポリマーから成る共押出し品の異なる部分の表面で、赤外法
によって測定された場合の、ダイ/ダイホルダー結合体(3)を去って押出しされた
共押出し品(6)中のポリマー間の温度差は少なくとも5℃である。好ましくはこの
温度差は少なくとも25℃である。より好ましくはこの温度差は少なくとも50℃で
ある。本発明の装置は、少なくとも80℃のポリマー間の温度差においてポリマー
を共押出しするのにきわめて好適である。
【００１５】 好ましくは、共押出しヘッドはマニホールド(10)を含み、これは容易な保守と掃
除のために共押出しヘッド(4)から取り外すことができる。このマニホールドは
ポリマー溶融体が必要とされるダイ中の位置にポリマー溶融体を導くことを可能
とする。更に、このマニホールドは種々のポリマー溶融体を互いに断熱する、よ
り大きな可能性を作る機会を与える。
【００１６】 好ましくはポリマー溶融体の温度は、共押出しヘッドにおけるある好ましい範囲
に制御される。好ましい範囲は押出しされる種々のポリマーにより決められる。
ポリマー溶融体の温度は好ましくは断熱ゾーン(40、41)、冷却ゾーン(20〜22)及
び加熱ゾーン(30〜32)によって制御される。
【００１７】 冷却ゾーンは、共押出しヘッド及び/又は押出し機(1)からのポリマー溶融体と熱
接触しているダイ/ダイヘッド結合体の一部の温度を制御するゾーンである。装
置の保守及び操業開始時及び本発明の方法の間、共押出しヘッド及び/又はダイ/
ダイヘッド結合体を要求される温度にあげるために必要であれば冷却ゾーンは加
熱されうる。冷却ゾーンの温度は一般に加熱ゾーンの温度よりも低く、そのため
操作状態の間、共押出しヘッド及び/又はダイ/ダイヘッド結合体の熱い部分の熱
を除去する。冷却ゾーンは、冷却液又は冷却ガスでフラッシュされうる開口部に
より形成されることができ、又は熱伝導性金属(Be-スチール又は銅)によって冷
却され得る。
【００１８】 加熱ゾーンは、押出し機(2)からのポリマー溶融体と熱的に接触しているダイ/ダ
イヘッド結合体及び/又は共押出しヘッドの一部の温度を制御するゾーンである
。加熱ゾーンはあらゆる手段、例えば加熱液、電気加熱素子、蒸気、熱空気その
他同種類のもの等で加熱されることができる。好ましくは加熱オイル又は電気加
熱素子が使用される。
【００１９】 断熱ゾーンは本発明の装置の互いに異なる温度である2つの部分を分け、1つの部
分からもう一方の部分への熱伝導を防ぐゾーンである。
【００２０】 大きく異なる温度依存特性を有するポリマーを共押出しするためには1以上の断
熱ゾーンがなければならない。好ましくは少なくとも2つの断熱ゾーン(40)が存
在する。断熱ゾーンはあらゆる種類の断熱手段によって形成される。好適な手段
の例は、空気の入った中空体、セラミック、チタンスチール及び無機絶縁物質で
ある。好ましくは、断熱ゾーンは空気の入った又は脱気された孔である。熱交換
を最少にするため断熱孔(40)を冷却ガスでフラッシングすることがさらにより好
ましい。
【００２１】 ダイ/ダイヘッド結合体は1以上の断熱ゾーンを含む。好ましくは冷却ゾーン又は
加熱ゾーンもまた存在し得る。
【００２２】 ダイは、共押出しヘッドからの流路と連結される、異なるポリマー溶融体のため
の流路を含む。この流路は望まれる形材が生産されるような手段で造形される。
流路の形は、生産されるべき形材の複雑さに依存して、容易に調整されうる。同
時に、ポリマー溶融体の温度は、ポリマー溶融体の流路による造形の間、非常に
よく制御され得る。非常に複雑な形材が生産される場合、共押出しの間のポリマ
ー溶融体のさらにより良い温度制御のために、追加の冷却又は加熱ゾーンが存在
し得る。
【００２３】 本発明の装置により、多くの異なる形材、例えば2層化ストリップ、ホース及び
強化形材が生産され得る。ダイ内において各ポリマーのストリップを別々に生産
することは、2層化ストリップを生産するために有利な点である。単独ポリマー
のストリップの生産は当業者にとって周知である。別々のストリップがダイプレ
ート(13)の近傍で合流し一緒になって、共押出し品を作るだろう。
【００２４】 例えば1つが内層、1つが外層として2つのホースが同時に作られるところのダイ
によりホースが生産され得る。好ましくは空気の入った又は脱気された孔を含む
断熱ゾーンによって2層は互いに断熱される。ホースへと形成される2つのポリマ
ー間の多すぎる熱移動を抑えるのに断熱層単独では十分でない場合、追加の冷却
手段が存在し得る。この冷却は例えば断熱孔の冷却ガスによるフラッシング、冷
却液が入った冷却路又は追加の金属冷却部品及びこれらと同様のものでされうる
。
【００２５】 先ず強化物質の周りにポリマー体を押出し、形材とすることによって強化形材が
生産されることができ、この方法はこの産業分野において周知である。ダイプレ
ート(13)の近傍で第2ポリマーのコーティングがこの形材に加えられ得る。ダイ
ホルダーは、本発明の装置の温度制御を支援するため、好ましくは加熱及び冷却
ゾーンも有する。このゾーンの位置は生産されるべき特定の形材の形に依存する
。
【００２６】 本発明は、本発明の実施例を示すが本発明の範囲を限定するものではないない、
いくつかの図面によって更に明白になるだろう。
【００２７】 図面の詳細な説明 本装置は少なくとも2つの押出し機を含む。本発明の装置の全体図が図1に与えら
れる。第1押出し機(1)は共押出しヘッド(4)に連結される。第2押出し機も共押出
しヘッド(4)に連結される。ダイ/ダイヘッド結合体(3)は共押出しヘッド(4)に設
置される。ポリマーは共押出しヘッド(4)とダイ/ダイヘッド結合体(3)を通って
共押出しされ、共押出し品(6)を形成する。
【００２８】 補強材(5)はポリマーと同時に共押出しされうる。 共押出しヘッドは図2においてより詳細に示される。押出し機(1)からのポリマー
溶融体は(低温で)、流路(11)を通ってダイ(3.1)へ流れる。押出し機(2)からのポ
リマー溶融体は(高温で)、流路(12)を通ってダイ(3.1)へ流れる。
【００２９】 2つの異なるポリマー溶融体は、これらがダイフロントプレート(13)に到達する
まで接触しない。これらがダイフロントプレート(13)の近傍で合流した時からポ
リマー溶融体は共押出し品(6)を形成する。ダイプレート近傍は、ダイフロント
プレート(13)からダイフロントプレート(13)前数ミリメートルに延びる。共押出
しヘッド(4)は、マニホールド(10)を含み、これは冷却ゾーン(20)、加熱ゾーン(
30)及び断熱ゾーン(40)を含む。
【００３０】 好ましくはダイ/ダイヘッド結合体は、冷却ゾーン(22、23)、加熱ゾーン(32、33
)及び断熱ゾーン(41)を含む。
【００３１】 冷却ゾーン(21)は、マニホールドが設置されているところの開口部の周りの環の
一部を形成する(図3参照)。
【００３２】 加熱ゾーン(31)もまた、マニホールドが設置されているところの開口部の周りの
環の一部を形成する。
【００３３】 冷却ゾーン(21)及び加熱ゾーン(31)は、この装置の多様性を助ける。ダイ(3.1)
及びダイホルダー(3.2)を単純に共押出しヘッドから置換することにより、単独
の共押出しヘッドで多くの異なる形材及びホースが生産され得る。
【００３４】 マニホールド(10)は、共押出しヘッド(4)の一部である。流路(11)と流路(12) は
同様に、少なくともマニホールド(10)の丈の一部を通って伸びる。好ましくは流
路(11)及び流路(12)は、示されるように、マニホールド(10)の外壁部に位置され
、各流路は凹み又は凹部として溝のように形成される。
【００３５】 この流路は直接ダイへ向かう。形材の立体形が異なる流れを要求する場合、ポリ
マー流のダイへの異なる流れを容易にするために、これらの流路を異なる角度と
することは可能である。一般に、図示された構成は多くの異なる形材を作るため
に十分である。
【００３６】 3つの冷却路(20)が効果的な冷却のためにマニホールド(10)の中に存在する(図4
参照)。これが共押出しの間の、安定した温度を保証し、押出し機(1)からのポリ
マー溶融体を低温に保つために十分な冷却能力を与える。
【００３７】 2つの加熱路(30)が存在し、これは抵抗加熱素子で加熱される。この加熱路の温
度は、熱電対(14)によって制御されることができ、2つの加熱素子の場合好まし
くはその間に位置される。
【００３８】 断熱ゾーンは、2つの孔(40)によって形成される。異なる温度で操作されるマニ
ホールドの2つの部分間の熱移動を最少にするため、好ましくはこれらの孔は空
気によってフラッシュされる。
【００３９】 図2に示されるように、好ましくは共押出しダイ/ダイヘッド結合体は、断熱ゾー
ン、冷却ゾーン及び又は加熱ゾーンを含む。ダイ(3.1)は冷却ゾーン(23)、加熱
ゾーン(33)及び断熱ゾーン(41)を有する。ダイホルダー(3.2)は冷却ゾーン(22)
及び加熱ゾーン(32)を有する。この冷却及び加熱ゾーンは、流路(11)及び(12)中
のポリマー溶融体の温度を制御し容易な共押出し工程を助けるために好適である
。押出し機(1)及び(2)からのポリマー溶融体は、ダイプレート(13)で合流し共押
出し品(6)を形成する前に、ダイ(3.1)内で独立して形作られる。その間、これら
の流路は互いに断熱される。追加の冷却及び加熱素子がダイ(3.1)中に存在し得
る。ダイ(3.1)中の流路(11)及び(12)の断熱は図2に表される。
【００４０】 本発明は、2以上の押出し機により2以上のポリマーを異なる温度で共押出しする
方法にも関連する。
【００４１】 本発明の方法は、2以上の押出し機によって、2以上のポリマーを異なる温度で共
押出しする方法であって、各ポリマーが別々の押出し機で押出され、該複数の押
出し機が単独の共押出しヘッドに連結され、該共押出しヘッドが冷却ゾーンと加
熱ゾーンの少なくとも1つ及び断熱ゾーンを含み、取り外し可能なダイ/ダイホル
ダー結合体が共押出しヘッドに設置されており、かつ該複数のポリマーが一緒に
なり共押出し品を形成するダイフロントプレート(13)近傍で合流するまで該複数
のポリマーが互いに独立して造形されるところの方法である。
【００４２】 本発明に従う方法の特長は、第2ポリマーが第1ポリマーで作られた形材の表面の
大部分に施与され得ることであり、高粘度を有するポリマーが施与され得ること
であり、高度に複雑化した形材が一段階で共押出しできることであり、低温で押
出しされるポリマーが、第2ポリマーの高温の影響下で分解又は架橋をしないこ
とであり、種々のポリマー間で非常に良好な密着性が得られることである。
【００４３】 ポリマーの押出しは一般に、ポリマーが良好な流れを示し熱的に安定な温度範囲
で行われる。各ポリマーには押出しを有利に行う範囲内の特定の温度範囲がある
。この温度範囲より低いとポリマーは高すぎる粘度に達し、又は熱可塑性として
もはや加工され得ない。この温度範囲より高いとポリマーは分解し又は架橋をは
じめる。ポリマーが良好な流れと熱安定性を示す温度範囲は一般に当業者に公知
である。
【００４４】 本発明に従う方法は、異なる押出し温度で2以上のポリマーを共押出しすること
を含む。ポリマーの選択は各別々のポリマーのためにどの温度範囲が選ばれなけ
ればならないかを明確にする。第1ポリマーは比較的低い温度範囲で押出される
べきであるのに対して、第2ポリマーは比較的高い温度範囲で特に押出されるべ
きである。低い(押出し)温度とは、ここで及び以下において、第1ポリマーが押
出される温度範囲を示すためのものである。高い(押出し)温度とは、ここで及び
以下において、第2ポリマーが押出される温度範囲を示すためのものである。
【００４５】 第2ポリマーの押出し温度が高すぎると、第1ポリマーはこの高温に至らされ、速
く分解又は架橋するだろう。第1ポリマーの押出し温度が低すぎると、第2ポリマ
ーはその温度でもはや溶融せず又は高すぎる(溶融)粘度を有することとなる。
【００４６】 好ましくは、第1押出し機(1)は約30℃〜150℃の温度で操作される。最も好まし
くは、第1押出し機は50℃〜130℃の温度範囲で操作される。
【００４７】 好ましくは、第2押出し機(2)は約180℃〜400℃の温度範囲で操作される。最も好
ましくは、第2押出し機は190℃〜250℃の温度範囲で操作される。
【００４８】 本発明の方法は2つのポリマーの共押出しには限定されない。当業者は2より多い
ポリマーを同時に共押出しすることを自由にでき、各ポリマーは分解、架橋又は
熱可塑性挙動若しくは高粘度の問題の起こらない、その適切な温度範囲で共押出
しされる。
【００４９】 本発明に従う方法は、ポリマーが先ず各々別々に押出し機に供給されることを包
含する。押出し機は当該ポリマーに通例の様式で操作される。ポリマーは共押出
しヘッド(4)へ加圧供給され、各ポリマーは要求される好ましい温度に至らされ
る。低い押出し温度を有するポリマーの分解若しくは架橋をもたらす、又は高い
押出し温度を有するポリマーの劣った流れ挙動を引き起こす値を、種々のポリマ
ーの温度が超えない又はより低下しないことを確実にするため、流路(11と12)の
温度が制御される。
【００５０】 共押出しヘッド内で、ポリマーはダイ(3.1)へ供給され、そのダイについて好ま
しい位置にポリマーが移動されるような手段で流れが導かれ、故に高粘度ポリマ
ーを用いて高速で押出し工程が行われることができ、高度に複雑化した押出し品
が作られることができる。
【００５１】 ダイプレート(13)の近傍で又はダイプレートの直後に、ポリマー流が合さり、共
押出し品が形成される。このためポリマー間の接触は非常に短く実質的にポリマ
ー間の熱交換は起こらず、大きな温度差を示すポリマーの共押出し品が得られる
。この温度差は好ましくは50℃より大きい。使用されるポリマーに依存して、さ
らに温度差が80度より大きいことは有利な点でありうる。
【００５２】 押出し品における各ポリマーの温度は、例えば赤外測定法による単純な方式で測
定されうる。
【００５３】 本発明の方法に従い、あらゆる異なる押出し温度を要求する2以上のポリマーが
共押出しされうる。
【００５４】 更に、強化材がダイブロックとダイを通過することもまた可能であり、これは本
質的に公知である。
【００５５】 本発明に従う方法は熱硬化性ポリマーと熱可塑性ポリマーの共押出しに特に好適
である。
【００５６】 熱硬化性ポリマーは熱処理の影響下で固定された形をとるポリマーであり、熱硬
化後ポリマーはもはや熱可塑性物質のようには加工され得ない。
【００５７】 熱可塑性ポリマーは特定の温度に加熱されることの影響下で溶融しその温度で加
工され、冷却後固体化するポリマーである。この工程は何度でも繰り返され得る
。
【００５８】 熱硬化性ポリマーは、ポリマーが架橋することを十分に防ぐため、一般に相当に
低い温度で押出される。これらの低温は一般に50〜130℃である。対照的に、熱
可塑性ポリマーは、良好な流動挙動を得るために、相当に高い温度で押出される
べきである。一般にこれらの高温は180〜300℃の範囲である。一般的な用語「熱
硬化性ポリマー」は、任意の熱硬化性ポリマーそのもの及び熱硬化性ポリマーと
助剤、例えばオイル、カーボンブラック、無機充填剤、促進剤、活性剤、加硫剤
、安定剤、添加剤等及び混合物との配合物、及び熱硬化性ポリマーとして作用す
る種々のポリマーの配合物をも示すことが意図される。
【００５９】 熱硬化性ポリマーの例は、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム、スチレン-ブタジエ
ンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、水素化ニトリルゴム、ポリ(クロロプロピレ
ン)ゴム、ブチルゴム(IIR)、エチレン-α-オレフィンゴム(EPM等)、エチレン-α
-オレフィン-ジエンゴム(EPDM等)、シリコーンゴム、ハロブチルゴム、エピクロ
ロヒドリンゴム、塩素化ポリエチレン、塩素化スルフォン化ポリエチレン及びフ
ロロエラストマーである。好ましくは熱硬化性ポリマーはSBR、EPM、EPDM、NR、
IIR及びNBRから成る群から選ばれる。
【００６０】 一般的な用語「熱可塑性ポリマー」は、熱可塑性ポリマーそのもの及び熱可塑性
ポリマーの混合物及び熱可塑性ポリマーとして作用するポリマー配合物を示すこ
とが意図される。
【００６１】 熱可塑性ポリマーの例は、ポリオレフィン、例えばポリエチレン、エチレンとα
-オレフィンのコポリマー及びポリプロピレン、熱可塑性エラストマー(例えば熱
可塑性加硫ゴム(TPV))、スチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマー(及
びこれらの水素化物)、ポリ塩化ビニル、エチレン-酢酸ビニルコポリマー、アク
リロニトリル-ブタジエン-スチレンコポリマー、コポリエステル、ナイロン、エ
ンジニアリングプラスチックスである。
【００６２】 最も高い熱硬化性ポリマーの許される押出し温度は熱硬化性ポリマーが架橋を開
始する温度に依存するだろう。通例は押出し温度は、少なくとも架橋温度より20
℃低い。好ましくは押出し温度は架橋温度より50℃低い。EPDMの押出し温度は一
般に50〜130℃の間であろう。
【００６３】 熱可塑性ポリマーの押出し温度はなかんずく熱可塑性ポリマーのタイプに依存す
る。ポリプロピレンを基礎としたポリマーの場合、190〜250℃の押出し温度で有
益な結果に到達される。
【００６４】 特に有利に共押出し後に行われる次の段階は熱硬化性ゴムの加硫である。加硫は
熱硬化性ゴムの架橋を引き起こす。加硫は例えば、過酸化物、イオウ、樹脂、金
属酸化物、チオジアゾール、アミン、及び電子線加硫を基礎とした公知の加硫系
が使用され得る。加硫は本質的に公知の方法、例えば熱空気、液状架橋媒体、蒸
気加硫、マイクロ波技術又は赤外加熱によりなされ得る。加硫段階の間、共押出
し品は、熱硬化性ポリマーが架橋する温度へ加熱される。架橋後、共押出し品が
冷却される。
【００６５】 低せん断速度において高い動的粘度を有する熱可塑性ポリマーの使用は、本発明
に従う方法に有利な点を有する。好ましくは動的粘度は、100kPa*秒(195℃、0.0
1rad/秒で測定)より大きく、故に共押出し品の流動性や粘着による問題が起こら
ずに共押出し品が更に加硫されうる。動的粘度は、ISO規格DIS6721-10に記述さ
れている動的機械的測定で求められ、これは平行プレート振動レオメーターによ
り求められる動的粘度を含む。100kPa*秒より低い動的粘度(195℃、0.01rad/sec
において)を有する熱可塑性ポリマーの場合、加硫の間又は前に熱可塑性の部分
が、例えば気流によって冷却されることは有益であろう。特に好適な気体は空気
又は窒素である。
【００６６】 本発明に従い生産される共押出し品は多くの分野で使用され得る。この押出し品
は、自動車産業及び建築産業の窓-及びドア-シーリング枠として、自動車タイヤ
において、及びホース並びにケーブル被覆に特に好適である。熱可塑性材料は原
料染色されることができ、従って自動車の車体の色又は建物のデザインに合わせ
らうる魅力的な形材が得られる。
【００６７】 本発明に従う方法により押出される1以上のポリマーがスポンジ性を誘起しうる
剤と混合される場合、本発明に従う方法により、異なるポリマーを含むスポンジ
形材が容易に作成され得る。
【００６８】 スポンジ形材は、空孔が共押出し品中に入れられているため、いわゆる「ソリッ
ド」形材と比較して低密度を有する形材である。これらの空孔は、押出し及び/
又は架橋の間に気体が形材中に形成されることから生じることができ、形材の体
積が結果として増加する。架橋又は結晶化を経て形材の構造が固定される結果と
して、空孔は永久的及び安定なものとなり、これらの空孔の存在により形材の密
度が減少し、窓やドアシール材などの特定の用途の特性が改良される。スポンジ
形材の例は、シーリング形材、パイプ及びホースである。
【００６９】 薄い熱可塑性層に囲まれたスポンジ状内部物質を含むスポンジ形材の特長は、抗
氷結性の減少及び粘着作用を引き起こす水の吸収が非常にわずかしか起こらない
ことである。
【００７０】 ゴム状スポンジ形材が熱可塑性材料の層で被覆される場合の他の特長は、ゴム状
スポンジ形材の金属及びガラス表面に対する摩擦の減少である。
【００７１】 更なる他の特長は、本発明の方法によって、着色されたスポンジ形材が得られう
ることである。
【００７２】 スポンジ形材を作るためにポリマーへ添加する好適な剤は、化学及び物理発泡剤
である。化学発泡剤は、熱の影響下で1以上の気体状成分に分解するアゾジカル
ボンアミドのような化学成分である。物理発泡剤(例えば塩素化フッ素化炭化水
素、低沸点炭化水素又は水)は、それらが当該ポリマーの押出し温度に加熱され
ると、それら自身が気体状になる成分である。好適な発泡剤の概要は「Handbook
of polymeric foam and foam technology」(D. Klempner 及び K.C. Frisch編
；Hansen Publishers, 1991)、特に17章(376〜408ページ)に報告されている。
【００７３】 発泡剤は好ましくは熱硬化性ポリマーに添加され、故に共押出し及び架橋の後、
低密度かつ平滑で滑らかな表面をもたらす形材が得られる。
【００７４】 本発明に従う方法により、100〜1000kg/m3の範囲の密度を有する共押出し品を作
ることが可能である。特にこの密度は300〜850kg/m3である。
【００７５】
【実施例】
実施例1 典型的なEPDM化合物(Keltan4802(商標)を基礎とした)とTPV(Sarlink 3160(商標)
、ポリプロピレン/EPDMを基礎とした熱可塑性エラストマー)との共押出し品が調
製された。
【００７６】 押出し機(1)は、90mmベント付きゴム用押出し機 (Berstorf、L/D：16) であり、
以下の温度条件で操作された： スクリュー温度50℃、バレル温度40-60-80-90℃。 押出し機(2)は、60mmプラスチック用押出し機(Krupp、L/D:30)であり、以下
の温度条件で操作された： スクリュー温度90℃、バレル温度40-190-230-235℃。 共押出しヘッドの冷却ゾーンの温度は110℃であり、加熱ゾーンの温度は235
℃であった。
【００７７】 2層化ストリップを作るためのダイが使用された。 7.5から25m/minの最適化された速度で押出し品が形成された。この押出し品は2.
5mm厚さのEPDM層と0.3mm厚さのTPV層から成った。 ダイを離れた直後の共押出し品中のEPDMの温度は120℃であり、TPVの温度は191
℃であった(赤外温度測定法によって測定した値)。
【００７８】 実施例2 典型的なスポンジ状EPDM化合物(Keltan4903(商標)を基礎とした)とTVP(Sarlink
3160(商標))のスポンジホースが実施例Iに従い調製された。
【００７９】 押出し機(1)は以下の温度で操作された： スクリュー温度50℃、バレル温度40-60-80-90℃。 押出し機(2)は以下の温度条件で操作された： スクリュー温度90℃、バレル温度40-190-230-235℃。 共押出しヘッドの冷却ゾーンの温度は110℃であり、加熱ゾーンの温度は235℃で
あった。
【００８０】 ホースを作るためのダイが使用され、ここにおいてEPDMがホースの内層を形成し
、TPVが外層を形成した。 7.5から25m/minの最適化された速度で押出し品が形成された。 ダイを離れた直後の共押出し品中のEPDMの温度は115℃であり、TPVの温度は190
℃であった。これらの温度はホースを切断した後測定された(EPDMの温度測定を
可能とするため)。 これらのホースの密度は600kg/m3であった。
【００８１】
【図面の簡単な説明】
【図１】 図1は本発明の図である。
【図２】 図2は共押出しヘッドの図である。
【図３】 図3は図2におけるA-B線に沿ったトラムス断面図であり、共押出しヘッ
ドの加熱及び冷却ゾーンを表す。
【図４】 図4は図2におけるc-D線に沿ったトラムス断面図であり、マニホールド (10)の冷却路、加熱路及び断熱路を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 7:00 Ｂ２９Ｋ 7:00 9:00 9:00 9:06 9:06 19:00 19:00 23:00 23:00 105:04 105:04 105:24 105:24 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｃ０８Ｌ 101:00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ， ＣＵ，ＣＺ，ＥＥ，ＧＤ，ＧＥ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，Ｉ Ｌ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者 フルーメン，ゲラルダス，リリアン，マリ ア オランダ国， 6033 ブイエー シッタル ド， コメートラーン ６ (72)発明者 コスター，ローター ドイツ国， 21033 ハンブルグ， ベイ デン デューネナイフェン 16 (72)発明者 ペルツ，ハンス ドイツ国， 21218 シーベタル， ヒッ トフェルデル ランドストラーセ 53 Ｆターム(参考） 4F074 AA06 AA07 AA08 AA12 AA14 AA16 AA25 AA65 AA71 AA90 BA01 BA13 BA31 CA22 DA35 DA39 4F207 AA03C AA09E AA46 AA47E AB02 AG03 AG20 AP05 AP14 AR06 AR15 KA01 KA11 KA17 KB11 KB26 KL58 KM05 KM06 KM15 KM16 KW33

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも2つの押出し機を含み、ポリマーを異なる温度で共押出 しする装置において、該押出し機が冷却ゾーンと加熱ゾーンの少なくとも1つ及 び断熱ゾーンを含む共押出しヘッドに連結されており、かつ取り外し可能なダイ /ダイホルダー結合体が共押出しヘッドに設置されているところの装置。
  2. 【請求項２】冷却及び加熱ゾーンの両者が存在するところの請求項1に従う装置 。
  3. 【請求項３】断熱ゾーンが中空部(8)を有するところの請求項1〜2の何れか1つに
    従う装置。
  4. 【請求項４】中空部(8)が断熱材を入れられているところの請求項3に従う装置。
  5. 【請求項５】中空部(8)が空気を入れられるか又は空気でフラッシュされるとこ ろの請求項3に従う装置。
  6. 【請求項６】冷却ゾーンが冷却路(20、21)から成るところの請求項1〜5の何れか
    １つに従う装置。
  7. 【請求項７】冷却路(20、21)が冷却液でフラッシュされるところの請求項6に従 う装置。
  8. 【請求項８】加熱ゾーンが加熱路(30、31)から成るところの請求項1〜7の何れか
    １つに従う装置。
  9. 【請求項９】加熱路(30、31)が加熱気体又は液体でフラッシュされるところの請
    求項8に従う装置。
  10. 【請求項１０】加熱ゾーンが電気的加熱手段により加熱されるところの請求項1 〜6の何れか１つに従う装置。
  11. 【請求項１１】共押出しヘッドがマニホールド(10)を含むところの請求項1〜10 の何れか１つに従う装置。
  12. 【請求項１２】押出し機(1、2)及びダイ(3.1)に連結された流路(11、12)が、マ ニホールド(10)の外壁部分に配置されて、共押出しヘッド(4)の周囲の壁対する 凹部の形成を示すところの請求項11に従う装置。
  13. 【請求項１３】押出しヘッドが、補強材の共押出しのためのクロスヘッド開口部 を含むところの請求項1〜12の何れか１つに従う装置。
  14. 【請求項１４】ダイホルダー(3.2)が冷却ゾーン(22)及び加熱ゾーン(32)を含む ところの請求項1〜13の何れか１つに従う装置。
  15. 【請求項１５】、押出し機のための2以上の入り口及び1つの出口を含み、かつ冷 却ゾーンと加熱ゾーンの少なくとも1つ及び断熱ゾーンを含む、異なる温度での ポリマーの共押出しのための、請求項1〜14の何れか1つに従う装置において使用 される共押出しヘッド。
  16. 【請求項１６】強化材の添加のために追加の開口部が存在するところの請求項15 に従う共押出しヘッド。
  17. 【請求項１７】2以上の押出し機によって、2以上のポリマーを異なる温度で共押 出しする方法であって、各ポリマーが別々の押出し機で押出され、該複数押出し 機が単独の共押出しヘッドに連結され、該共押出しヘッドが冷却ゾーンと加熱ゾ ーンの少なくとも1つ及び断熱ゾーンを含み、取り外し可能なダイ/ダイホルダー 結合体が共押出しヘッドに設置されており、かつ該複数のポリマーが一緒になり 共押出し品を形成するダイフロントプレート(13)近傍で合流するまで該複数のポ リマーが互いに独立して造形されるところの方法。
  18. 【請求項１８】ダイを去るときの共押出し品中のポリマー間の温度差が50℃より 大きいところの請求項16に従う方法。
  19. 【請求項１９】ダイを去るときの共押出し品中のポリマー間の温度差が80℃より 大きいところの請求項16に従う方法。
  20. 【請求項２０】熱硬化性ポリマーが使用されるところの請求項17〜19の何れか１ つに従う方法。
  21. 【請求項２１】熱硬化性ポリマーが、スチレン-ブタジエンゴム、エチレン-α- オレフィン-(ジエン)ゴム(EADM)、天然ゴム、ブチルゴム及びニトリルゴムから 成る群から選ばれるところの請求項20に従う方法。
  22. 【請求項２２】熱硬化性ポリマーがEPDMであるところの請求項21に従う方法。
  23. 【請求項２３】熱硬化性ポリマーの押出し温度が50℃〜130℃の間であるところ の請求項20〜22の何れか1つに従う方法。
  24. 【請求項２４】熱可塑性ポリマーが使用されるところの請求項17〜23の何れか1 つに従う方法。
  25. 【請求項２５】熱可塑性ポリマーが、ポリオレフィン及び熱可塑性エラストマー から成る群から選ばれるところの請求項24に従う方法。
  26. 【請求項２６】熱可塑性ポリマーがTPVであるところの請求項25に従う方法。
  27. 【請求項２７】熱可塑性ポリマーが100kPa*秒(195℃、0.01rad/秒において)より 大きい動的粘度を有するところの請求項24〜26の何れか1つに従う方法。
  28. 【請求項２８】熱可塑性ポリマーの押出し温度が190℃〜300℃の間にあるところ の請求項23〜27の何れか1つに従う方法。
  29. 【請求項２９】架橋段階が共押出しの後で行われるところの請求項17〜28の何れ か1つに従う方法。
  30. 【請求項３０】スポンジ性を誘起することができる剤が添加されるところの請求 項17〜29の何れか1つに従う方法。
  31. 【請求項３１】該剤が熱硬化性ポリマーに添加されているところの請求項30に従 う方法。
  32. 【請求項３２】形材が請求項30〜31の何れか1つに従う方法に従って作られると ころの、2以上のポリマーを含むスポンジ形材。
  33. 【請求項３３】該形材が100〜1000kg/m3の間の密度を有するところの請求項32に 従うスポンジ形材。
  34. 【請求項３４】該形材が300〜850kg/m3の間の密度を有するところの請求項32に 従うスポンジ形材。
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