JP2007223073A - Extrusion mold and long article manufacturing method using the same - Google Patents
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- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
この発明は、押出成形金型および押出成形金型を用いて棒、板、管などの長尺物を製造する製造方法に関するものである。 The present invention relates to an extrusion mold and a manufacturing method for manufacturing a long object such as a rod, a plate, and a pipe using the extrusion mold.
従来より、押出成形によって多様な長尺物が製造されている。例えば、半導体産業などにおける洗浄剤輸送用パイプの保護管として用いられる透明度の高い熱可塑性樹脂管、装飾などに用いられる熱可塑性樹脂棒や板、発泡管、発泡板、廻り縁、幅木といった発泡異形品が押出成形によって製造されている。 Conventionally, various long objects are manufactured by extrusion molding. For example, highly transparent thermoplastic resin pipes used as protective pipes for cleaning agent transport pipes in the semiconductor industry, etc., and foams such as thermoplastic resin rods and boards used in decoration, foam pipes, foam boards, surrounding edges, baseboards, etc. Profiles are produced by extrusion.
押出成形に使用される熱可塑性樹脂には、通常、熱安定剤、熱安定化助剤、可塑剤、滑剤、加工助剤、衝撃改質剤、耐熱向上剤、酸化防止剤、光安定剤などの添加剤が添加されている。このため、熱可塑性樹脂が結晶性樹脂の場合は、透明性が低く、白濁しているものが殆どである。一方、熱可塑性樹脂が非結晶性樹脂の場合において、透明性を向上させるためには、熱可塑性樹脂の特徴である耐酸性、耐アルカリ性、耐水性、電気絶縁性、難燃性、機械強度などを損なわない範囲で添加剤の量を減少する必要がある。 Thermoplastic resins used for extrusion are usually heat stabilizers, heat stabilization aids, plasticizers, lubricants, processing aids, impact modifiers, heat resistance improvers, antioxidants, light stabilizers, etc. The additive is added. For this reason, when the thermoplastic resin is a crystalline resin, most of them are low in transparency and cloudy. On the other hand, in the case where the thermoplastic resin is an amorphous resin, in order to improve transparency, acid resistance, alkali resistance, water resistance, electrical insulation, flame resistance, mechanical strength, etc., which are characteristics of the thermoplastic resin Therefore, it is necessary to reduce the amount of the additive within a range not impairing the resistance.
しかしながら、熱安定剤や滑剤の添加量を削減すると、熱可塑性樹脂が金型内部で熱によって変色したり、樹脂が滞留することによって発生した分解物が製品内に混入して透明性を低下させたり、さらには、硬質塩化ビニルなどの分解によるガスなどによって金型を腐食させるものとなる。したがって、熱安定剤や滑剤の添加量が少なくても透明度の高い長尺状の成形品を製造するためには、樹脂の滞留による分解を抑制することが重要となる。また、発泡体を成形するに際して、均一に高発泡化させるためには、金型壁面の樹脂流動抵抗である剪断を小さくし、滑性を向上させることが重要となる。 However, if the amount of heat stabilizer or lubricant added is reduced, the thermoplastic resin may be discolored by heat inside the mold, or degradation products generated by the resin staying in the product may be mixed into the product, reducing transparency. Furthermore, the mold is corroded by a gas generated by decomposition of hard vinyl chloride or the like. Therefore, in order to produce a long shaped article with high transparency even if the amount of heat stabilizer or lubricant added is small, it is important to suppress degradation due to resin retention. Further, when molding the foam, it is important to reduce the shear, which is the resin flow resistance of the mold wall surface, and improve the slipperiness in order to uniformly increase the foam.
このような課題に対応して、金型の樹脂流路をフッ素樹脂でコーティングして滑性を向上させたり、特許文献1に示されるように、樹脂組成物の全周にわたってフッ素系潤滑剤を供給して滑性を向上させることが提案されている。
しかしながら、金型の樹脂流路をフッ素樹脂でコーティングしたものでは、長期成形により、コーティング部分が剥離し、剥離した窪みに樹脂が滞留し、あるいは、滞留による分解物が発生しやすいという問題があった。また、潤滑剤を供給するものでは、金型構造が複雑となり、金型費用がかさむ他、金型と樹脂との界面への潤滑剤の展開調整が困難であるとともに、製品表面の潤滑剤を除去する必要があるという問題があった。 However, in the case where the resin flow path of the mold is coated with a fluororesin, there is a problem that the coating portion is peeled off due to long-term molding, and the resin stays in the peeled dent, or a decomposition product is likely to be generated due to the stay. It was. Also, in the case of supplying a lubricant, the mold structure is complicated and the cost of the mold is increased, and it is difficult to adjust the development of the lubricant at the interface between the mold and the resin. There was a problem that it had to be removed.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、熱可塑性樹脂の滞留による分解物を発生させることなく透明度の高い長尺物を押出成形することのできる、あるいは、滞留時間が小さく、金型壁面での剪断を低下させて均一に高発泡化した長尺状の発泡体を押出成形することのできる押出成形金型を提供するとともに、押出成形金型を用いて透明度の高い、あるいは、均一に高発泡化した長尺物を押出成形することのできる製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to extrude a highly transparent long product without generating a decomposition product due to the retention of the thermoplastic resin, or the residence time is small. In addition to providing an extrusion mold that can extrude a long foam that has been uniformly highly foamed by reducing shear at the mold wall surface, and using an extrusion mold, the transparency is high. Or the manufacturing method which can extrude the elongate thing uniformly high-foamed is provided.
本発明の押出成形金型は、熱可塑性樹脂からなる長尺物を押出成形する押出成形金型であって、金型の一部に入れ子スペースを形成し、入れ子スペースに、成形時に樹脂流路となる貫通孔を有するポリフッ化エチレンからなる入れ子を配設したことを特徴とするものである。 The extrusion mold of the present invention is an extrusion mold for extruding a long product made of a thermoplastic resin, and a nested space is formed in a part of the mold, and a resin flow path is formed in the nested space at the time of molding. This is characterized in that a nesting made of polyfluorinated ethylene having through-holes is provided.
本発明において、ポリフッ化エチレンとしては、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)や、パーフロロアルコキシ樹脂(PFA)、あるいは、フッ化エチレンプロピレン樹脂(FEP)などが挙げられる。このうち、耐熱性の高いPFAやPTFEを好適に用いることができる。 In the present invention, examples of the polyfluorinated ethylene include polytetrafluoroethylene resin (PTFE), perfluoroalkoxy resin (PFA), and fluorinated ethylene propylene resin (FEP). Among these, PFA and PTFE having high heat resistance can be preferably used.
本発明において、入れ子の配設位置としては、金型内において、樹脂の滞留が顕著である部位に設けるのがよい。具体的には、流路が60°以下で急変する部位においては、樹脂の滞留が頻繁に発生するため、流路の急変部に配設することが好ましい。また、発泡体の金型にあっては、壁面剪断を樹脂の吐出まで低下させることが好ましいので、先端出口まで入れ子を設けることが好ましい。この場合、入れ子を金型に固定するため、金型および入れ子に段差を設けることが好ましい。 In the present invention, the placement position of the insert is preferably provided in a portion where the resin stays noticeably in the mold. Specifically, since the resin stays frequently at the site where the flow path changes suddenly at 60 ° or less, it is preferable to dispose the resin at the sudden change portion of the flow path. Further, in the foam mold, it is preferable to reduce the wall shear to the discharge of the resin, and therefore it is preferable to provide a nesting up to the tip outlet. In this case, in order to fix the insert to the mold, it is preferable to provide a step in the mold and the insert.
本発明によれば、樹脂流路にポリフッ化エチレンからなる入れ子を配設したことにより、熱可塑性樹脂の滞留を抑えることができることから、樹脂の滞留による分解物を発生させることがなく、透明度の高い棒、板、管などの長尺物を押出成形することができる。また、滞留時間が小さく、壁面剪断を低下させて均一に高発泡化させた発泡体からなる棒、板、管などの長尺物を押出成形することができる。 According to the present invention, since the nesting made of polyfluorinated ethylene is arranged in the resin flow path, the residence of the thermoplastic resin can be suppressed. Long objects such as tall bars, plates and tubes can be extruded. In addition, it is possible to extrude long objects such as rods, plates, and pipes made of a foam that has a short residence time and is uniformly foamed with reduced wall shear.
本発明において、前記入れ子の厚みが、2mm以上、50mm以下であり、かつ、入れ子寸法が、金型に形成される入れ子スペースに対して97%以上、99%以下であることが好ましい。 In the present invention, the thickness of the insert is preferably 2 mm or more and 50 mm or less, and the insert size is 97% or more and 99% or less with respect to the insert space formed in the mold.
入れ子の厚みが2mm未満の場合には、樹脂圧力による変形や、金型からの剥離の危険性がある。また、厚みが50mmを超えると、入れ子の熱伝導率が小さいため、金型温度に追従せず、適正な温度制御が困難となる。より好ましくは、2mm以上、20mm以下である。 When the thickness of the nesting is less than 2 mm, there is a risk of deformation due to resin pressure or peeling from the mold. On the other hand, if the thickness exceeds 50 mm, the thermal conductivity of the insert is small, so that it does not follow the mold temperature and it is difficult to control the temperature appropriately. More preferably, it is 2 mm or more and 20 mm or less.
また、入れ子寸法は、入れ子と金型との接続部での樹脂の漏洩が発生しないように、使用温度における膨張を加味して設定される。具体的には、金型の入れ子スペースに対する入れ子の寸法割合が97%未満であると、入れ子と金型との間に隙間が発生し、樹脂漏れが発生するおそれがある。また、金型の入れ子スペースに対する入れ子の寸法割合が99%を超えると、金型と入れ子スペースとの間に段差が発生し、入れ子が変形し、樹脂の滞留を発生するおそれがある。 In addition, the nesting dimension is set in consideration of expansion at the use temperature so that resin leakage does not occur at the connecting portion between the nesting and the mold. Specifically, if the dimensional ratio of the nesting relative to the nesting space of the mold is less than 97%, a gap may be generated between the nesting and the mold, and resin leakage may occur. Further, if the dimensional ratio of the nesting to the nesting space of the mold exceeds 99%, a step is generated between the mold and the nesting space, the nesting may be deformed, and the resin may be retained.
本発明の押出成形用金型を用いた長尺物の製造方法は、請求項1記載の押出成形用金型を用いて熱可塑性樹脂からなる長尺物を押出成形することを特徴とするものである。
A method for producing a long product using an extrusion mold according to the present invention is characterized in that a long product made of a thermoplastic resin is extruded using the extrusion mold according to
本発明によれば、樹脂の滞留による分解物を発生させることがなく、透明度の高い棒、板、管などの長尺物を押出成形することができる。また、滞留時間が小さく、壁面剪断を低下させて均一に高発泡化させた発泡体からなる棒、板、管などの長尺物を押出成形することができる。 According to the present invention, it is possible to extrude a long object such as a highly transparent rod, plate, or pipe without generating a decomposition product due to resin retention. In addition, it is possible to extrude long objects such as rods, plates, and pipes made of a foam that has a short residence time and is uniformly foamed with reduced wall shear.
本発明において、熱可塑性樹脂、なかでも熱劣化の激しいポリ塩化ビニル樹脂については、ポリ塩化ビニル樹脂の特徴である耐酸性、耐アルカリ性、耐水性、電気絶縁性、難燃性、機械強度を損なわない範囲で、必要に応じて、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を成形する際に一般的に添加されている添加剤、例えば、熱安定剤、熱安定化助剤、滑剤、加工助剤、耐熱向上剤、光安定剤などを添加してもよい。 In the present invention, the thermoplastic resin, especially the polyvinyl chloride resin that is severely deteriorated, loses the acid resistance, alkali resistance, water resistance, electrical insulation, flame resistance, and mechanical strength, which are the characteristics of the polyvinyl chloride resin. Additives generally added when molding a polyvinyl chloride resin composition, if necessary, for example, heat stabilizer, heat stabilization aid, lubricant, processing aid, heat resistance An improver, a light stabilizer and the like may be added.
前記熱安定剤としては、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を成形する際に使用されている熱安定剤であれば、特に限定されず、例えば、ジメチル錫メルカプト、ジブチル錫メルカプト、ジオクチル錫メルカプト、ジブチル錫マレート、ジブチル錫マレートポリマー、ジオクチル錫マレート、ジオクチル錫マレートポリマー、ジブチル錫ラウレート、ジブチル錫ラウレートポリマーなどの有機錫系安定剤、ステアリン酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、三塩基性硫酸鉛などの鉛系安定剤、カルシウム−亜鉛系安定剤、バリウム−亜鉛系安定剤、バリウム−カドミウム系安定剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The heat stabilizer is not particularly limited as long as it is a heat stabilizer used in molding a polyvinyl chloride resin composition. For example, dimethyltin mercapto, dibutyltin mercapto, dioctyltin mercapto, dibutyl Organotin stabilizers such as tin malate, dibutyltin malate polymer, dioctyltin malate, dioctyltin malate polymer, dibutyltin laurate, dibutyltin laurate polymer, lead stearate, dibasic lead phosphite, tribasic Lead stabilizers such as basic lead sulfate, calcium-zinc stabilizers, barium-zinc stabilizers, barium-cadmium stabilizers, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
前記安定化助剤としては、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を成形する際に使用されている安定化助剤であれば、特に限定されず、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ豆油、エポキシ化テトラヒドロフタレート、エポキシ化ポリブタジエン、リン酸エステルなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The stabilizing aid is not particularly limited as long as it is a stabilizing aid used when molding a polyvinyl chloride resin composition. For example, epoxidized soybean oil, epoxidized linseed bean oil, epoxy Tetrahydrophthalate, epoxidized polybutadiene, phosphoric acid ester and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
前記滑剤としては、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を成形する際に使用される内部滑剤および外部滑剤が挙げられる。 Examples of the lubricant include an internal lubricant and an external lubricant used when molding a polyvinyl chloride resin composition.
上記内部滑剤は、成形加工時に溶融樹脂の流動粘度を低下させ、摩擦発熱を防止する目的で添加される滑剤であり、例えば、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、ステアリン酸、ブチルステアレート、グリセリンモノステアレート、エポキシ化大豆油、ビスアミドなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The internal lubricant is a lubricant added for the purpose of reducing the flow viscosity of the molten resin during molding and preventing frictional heat generation. For example, lauryl alcohol, stearyl alcohol, stearic acid, butyl stearate, glycerin monostearate , Epoxidized soybean oil, bisamide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記外部滑剤は、成形加工時に溶融樹脂と金型表面との滑り効果を高める目的で添加される滑剤であり、例えば、モンタン酸ワックス、パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、エステルワックスなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The external lubricant is a lubricant added for the purpose of enhancing the sliding effect between the molten resin and the mold surface during molding, and examples thereof include montanic acid wax, paraffin wax, polyethylene wax, ester wax and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
前記加工助剤としては、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を成形する際に使用されている加工助剤であれば、特に限定されず、例えば、重量平均分子量10万〜200万のアルキルアクリレート−アルキルメタクリレート共重合体であるアクリル系加工助剤が挙げられ、具体例としては、n−ブチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体、2−エチルヘキシルアクリレート−メチルメタクリレート−ブチルメタクリレート共重合体などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The processing aid is not particularly limited as long as it is a processing aid used when molding a polyvinyl chloride resin composition. For example, an alkyl acrylate-alkyl having a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000. Examples include acrylic processing aids that are methacrylate copolymers, and specific examples include n-butyl acrylate-methyl methacrylate copolymer, 2-ethylhexyl acrylate-methyl methacrylate-butyl methacrylate copolymer, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
前記耐熱向上剤としては、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を成形する際に使用されている耐熱向上剤であれば、特に限定されず、例えば、α−メチルスチレン系、N−フェニルマレイミド系などの耐熱向上剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The heat resistance improver is not particularly limited as long as it is a heat resistance improver used when molding a polyvinyl chloride resin composition. For example, α-methylstyrene-based, N-phenylmaleimide-based, etc. Examples include heat resistance improvers. These may be used alone or in combination of two or more.
前記酸化防止剤としては、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を成形する際に使用されている酸化防止剤であれば、特に限定されず、例えば、フェノール系抗酸化剤が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The antioxidant is not particularly limited as long as it is an antioxidant used when molding a polyvinyl chloride resin composition, and examples thereof include phenol antioxidants. These may be used alone or in combination of two or more.
前記光安定剤としては、ポリ塩化ビニル系樹脂組成物を成形する際に使用されている光安定剤であれば、特に限定されず、例えば、ヒンダードアミン系の光安定剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 The light stabilizer is not particularly limited as long as it is a light stabilizer used in molding a polyvinyl chloride resin composition, and examples thereof include hindered amine light stabilizers. These may be used alone or in combination of two or more.
上記添加剤とポリ塩化ビニル系樹脂組成物とを混合する方法は、特に限定されず、例えば、ホットブレンド法、コールドブレンド法、溶液混合法などが挙げられる。 The method for mixing the additive and the polyvinyl chloride resin composition is not particularly limited, and examples thereof include a hot blend method, a cold blend method, and a solution mixing method.
発泡用途に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。 Examples of the thermoplastic resin used for foaming include polyethylene, polystyrene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyamide, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
なお、発泡させるためには、窒素ガスや炭酸ガスなどの無機ガスや、化学反応型発泡剤(ADCA)などを用いることができる。 For foaming, an inorganic gas such as nitrogen gas or carbon dioxide gas, a chemical reaction foaming agent (ADCA), or the like can be used.
本発明によれば、熱可塑性樹脂の滞留による分解物を発生させることなく透明度の高い長尺物を押出成形することができるとともに、滞留時間が小さく、壁面剪断を低下させて均一に高発泡化させた発泡体からなる長尺物を押出成形することができる。 According to the present invention, it is possible to extrude a highly transparent long product without generating a decomposition product due to the residence of the thermoplastic resin, and the residence time is small, and the wall surface shear is reduced to increase the foam uniformly. It is possible to extrude a long product made of a foamed material.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明の押出成形金型1の一実施形態が押出機10とともに示されている。
FIG. 1 shows an embodiment of an
この押出成形金型1は、熱可塑性樹脂組成物からなる棒材を押出成形する金型であって、金型本体2と、金型本体2の入れ子スペース2aに配設された入れ子3と、金型本体2の樹脂流動方向の下流側端部に一体に固定された先端金型4と、から構成されており、金型本体2の樹脂流動方向の上流側端部が、押出機10のバレル11先端に取り付けられたアダプタ12に保持されている。
The
金型本体2には、樹脂流動方向の上流側端部から下流側端部にかけて、入れ子3の外形寸法に略相当する形状の入れ子スペース2aが形成されている。この入れ子スペース2aは、上流側端部に形成された円筒状の上流側入れ子スペース21aと、下流側端部に形成され、上流側入れ子スペース21aの内径よりも小径の円筒状の下流側入れ子スペース22aと、略中間部において上流側入れ子スペース21aの下流端から下流側入れ子スペース22aの上流端にかけて形成され、断面積が下流側に向かって漸減するテーパー面を有する円錐台状の中間入れ子スペース23aと、から構成されている。
In the
一方、金型本体2の入れ子スペース2aに配設される入れ子3は、ポリフッ化エチレンによって入れ子スペース2aの内形に略相当する外形に形成されるとともに、内方に上流端から下流端にかけて樹脂流路3aとなる貫通孔が形成されている。具体的には、入れ子3は、図2に示すように、入れ子スペース2aの上流側入れ子スペース21aの内径に略相当する外径の円筒状の上流側入れ子部31と、下流側入れ子スペース22aの内径に略相当する外径の円筒状の下流側入れ子部32と、上流側入れ子部31および下流側入れ子部32を接続し、中間入れ子スペース23aのテーパー面に略相当するテーパー面を有する円錐台状の中間入れ子部33とからなり、上流端から下流端にかけて一定の厚みに形成されており、その内周面によって形成される空間が樹脂流路3aとなる。
On the other hand, the
ここで、入れ子3の大きさは、使用温度における膨張を加味して設定され、具体的には、金型の入れ子スペースの大きさ/(線膨張率×(成形温度−常温)+1)で求められる。例えば、ポリフッ化エチレンとしてポリテトラフルオロエチレンを用いる場合、ポリテトラフルオロエチレンの線膨張率は10×10-5/℃であり、入れ子スペース2aの長さが100mmであり、成形温度が220°、常温が20℃とすると、入れ子2の長さは、上記式から98.04mmとなる。また、成形時の樹脂流路3aの上流側端部の内径が65mm、下流側端部の内径が25mmの場合、入れ子3の上流側端部の内径は63.73mm、下流側端部の内径は24.51mmとなる。同様に、金型本体2の入れ子スペース2aの内径に合わせて入れ子3の外径が設定される。
Here, the size of the
なお、金型本体2の線膨張率は、ポリテトラフルオロエチレンの線膨張率の10分の1〜数分の1であり、長さが短く、温度変化が小さいため、金型本体2の線膨張は小さく、無視することができる。
Note that the linear expansion coefficient of the
また、先端金型4には、成形品の出口となる内径の樹脂流路4aが上流端から下流端にかけて形成されている。
Further, an inner diameter
次に、このように構成された押出成形用金型1を用いて棒材を成形する方法について説明する。
Next, a method for forming a bar using the
先ず、金型本体2の入れ子スペース2aにその上流端の開口を通して入れ子3を配設し、金型本体2に先端金型4を固定した後、金型1を押出機10のアダプタ12に装着する。次いで、金型1を成形温度に予熱し、金型本体2の入れ子スペース2aに配設された入れ子3を膨張させる。これにより、入れ子3が熱膨張して金型本体2の入れ子スペース2aに隙間をなく嵌まり込み、押出機10の口径に対応する内径の上流端の開口から、先端金型4の樹脂流路4aに対応する内径の下流端の開口にかけて樹脂流路3aが形成される。
First, the
次いで、押出機10を駆動すれば、スクリュー13によって熱可塑性樹脂組成物が溶融されて押し出され、金型1によって棒状に賦形されて、その先端金型4から押し出される。金型1から押し出された棒材は、冷却されて図示しない引取機にて引き取られる。
Next, when the
ここで、押出成形金型1には、ポリフッ化エチレン製の入れ子3が配設されて樹脂流路3aを形成していることから、流路急変部であるテーパー面においても溶融樹脂の滞留が発生せず、したがって、樹脂の滞留に伴う分解物を発生させることがない。この結果、透明度の高い熱可塑性樹脂からなる棒材を長期にわたって安定して製造することができる。
Here, since the
ところで、図3には、押出成形金型1の変形例が示されている。
FIG. 3 shows a modification of the
この押出成形金型1は、発泡性樹脂組成物からなる棒材を押出成形する金型であって、金型1は、金型本体2のみからなり、金型本体2の樹脂流動方向の上流端と下流端間の全長にわたって入れ子スペース2bが形成されるとともに、入れ子スペース2bに入れ子3が配設されて、前述したように、押出機10のアダプタ12に保持される。
The
すなわち、金型本体2の入れ子スペース2bは、上流側端部に形成された円筒状の上流側入れ子スペース21bと、下流側端部に形成された円筒状の下流側入れ子スペース22bと、略中間部において上流側入れ子スペース21bの下流端から下流側入れ子スペース22bの上流端にかけて形成されたテーパー面を有する円錐台状の中間入れ子スペース23bと、からなり、下流側入れ子スペース22bには、入れ子3を位置決めするための段差221bが形成されている。
That is, the
一方、入れ子3は、ポリフッ化エチレンによって金型本体2の入れ子スペース2bの内形に略相当する外形に形成されるとともに、内方に上流端から下流端にかけて樹脂流路3aとなる貫通孔が形成されている。すなわち、入れ子3は、入れ子スペース2bの上流側入れ子スペース21bに略相当する上流側入れ子部31と、下流側入れ子スペース22bに略相当する下流側入れ子部32と、上流側入れ子部31および下流側入れ子部32を接続し、中間入れ子スペース23bに略相当する中間入れ子部33とからなり、下流側入れ子部32には、下流側入れ子スペース22bの段差221bに当接可能な段差部321が形成され、下流側入れ子部32の出口となる下流端近傍部が相対的に薄肉に形成されている以外一定の厚みに形成され、その内周面によって上流端から下流端にかけて樹脂流路3aが形成されている。
On the other hand, the
このように構成された押出成形金型1を用いて発泡性樹脂組成物からなる棒材を成形する場合も、金型本体2の入れ子スペース2bにその上流端の開口を通して入れ子3を配設し、金型本体2を押出機10のアダプタ12に装着した後、金型1を成形温度に予熱し、金型本体2の入れ子スペース2bに配設された入れ子3を膨張させる。これにより、入れ子3が熱膨張して金型本体2の入れ子スペース2bに隙間をなく嵌まり込み、上流端から下流端にかけて押出機10の口径に対応する内径の上流端の開口から、成形品の出口外径に対応する内径の下流端の開口にかけて樹脂流路3aが形成される。この際、入れ子3は、その段差部321が入れ子スペース22bの段差221bに当接し、位置決めさる。
Also in the case of molding a rod made of a foamable resin composition using the
次いで、押出機10を駆動すれば、スクリュー13によって発泡性樹脂組成物が溶融されて押し出され、金型1によって棒状に賦形されて押し出される。
Next, when the
ここで、押出成形用金型1を構成する金型本体2には、ポリフッ化エチレン製の入れ子3がその上流端から出口となる下流端にかけて配設されて樹脂流路3aを形成していることから、溶融樹脂の滞留が発生せず、滞留時間が小さく、壁面剪断を低下させて均一に高発泡化させた発泡性樹脂組成物からなる棒材を押出成形することができる。
Here, in the
なお、前述した実施形態および変形例において、金型1の樹脂流路を断面方形の板材に対応して形成することにより、棒材に代えて長尺状の板材を押出成形できることは図示するまでもなく明らかである。
In the above-described embodiments and modifications, it is possible to extrude a long plate material instead of a rod material by forming the resin flow path of the
さらに、図4には、本発明の押出成形金型1の他の実施形態が図示されている。
Further, FIG. 4 shows another embodiment of the
この押出成形金型1は、発泡性樹脂組成物からなる管材を押出成形する金型であって、金型1は、ブリッジ金型5と、ブリッジ金型5の樹脂流動方向の下流端に一体に連結され、樹脂流動方向の上流端から下流端近傍にわたって入れ子スペース4aが形成された先端金型4と、先端金型4の入れ子スペース4aに配設された入れ子3と、ブリッジ金型5にブリッジ61を介して支持され、ブリッジ金型5および先端金型4にわたって配設されたマンドレル6と、から構成されており、押出機10のアダプタ12に保持される。
This
先端金型4に形成された入れ子スペース4aは、上流側端部に形成された円筒状の上流側入れ子スペース41aと、下流端近傍を除く下流側端部に形成され、上流側入れ子スペース41aの内径よりも小径の円筒状の下流側入れ子スペース42aと、略中間部において上流側入れ子スペース41aの下流端から下流側入れ子スペース42aの上流端にかけて形成され、断面積が下流側に向かって漸減するテーパー面を有する円錐台状の中間入れ子スペース43aと、から構成されている。
The
一方、先端金型4の入れ子スペース4aに配設される入れ子3は、ポリフッ化エチレンによって入れ子スペース4aの内形に略相当する外形に形成されるとともに、内方に上流端から下流端にかけて樹脂流路3aとなる貫通孔が形成されている。具体的には、入れ子3は、図4に示すように、入れ子スペース4aの上流側入れ子スペース41aの内径に略相当する外径の円筒状上流側入れ子部31と、下流側入れ子スペース42aの内径に略相当する外径の円筒状下流側入れ子部32と、上流側入れ子部31および下流側入れ子部32を接続し、中間入れ子スペース43aのテーパー面に略対応するテーパー面の円錐台状中間入れ子部33とからなり、上流端から下流端にかけて一定の厚みに形成されており、その内周面とマンドレル6の外周面によって形成される空間が樹脂流路3aとなる。
On the other hand, the
なお、マンドレル6は、管材を押出成形する際に使用される周知のものであり、その詳細な説明は省略する。
In addition, the
このように構成された押出成形金型1を用いて熱可塑性樹脂組成物からなる管材を成形する場合は、先端金型4の入れ子スペース4aにその上流端の開口を通して入れ子3を配設するとともに、マンドレル6を保持したブリッジ金型5に先端金型4を固定し、ブリッジ金型5を押出機10のアダプタ12に装着した後、金型1を成形温度に予熱し、先端金型4の入れ子スペース4aに配設された入れ子3を膨張させる。これにより、入れ子3が熱膨張して先端金型4の入れ子スペース4aに隙間をなく嵌まり込み、ブリッジ金型5の下流端開口の内径に対応する内径の上流端の開口から、樹脂の出口である先端金型4の下流端開口の内径に対応する内径の下流端の開口にかけて、マンドレル6と合わせて樹脂流路3aが形成される。
In the case where a tubular material made of a thermoplastic resin composition is molded using the
次いで、押出機10を駆動すれば、スクリュー13によって発泡性樹脂組成物が溶融されて押し出され、金型1によって管状に賦形されて押し出される。
Next, when the
ここで、押出成形金型1を構成する先端金型4には、ポリフッ化エチレン製の入れ子3がその上流端から出口である下流端の近傍にかけて配設されて、マンドレル6とともに樹脂流路3aを形成していることから、流路急変部であるテーパー面においても溶融樹脂の滞留が発生せず、したがって、樹脂の滞留に伴う分解物を発生させることがない。この結果、透明度の高い発泡性樹脂組成物からなる管材を長期にわたって安定して製造することができる。
(実施例1)
図1に示した成形金型を用いて棒材を押出成形した。成形時の金型の上流側内径(入れ子の上流側入れ子部の内径)が65mm、下流側内径(入れ子の下流側入れ子部の内径)が25mm、テーパー状の樹脂流路(入れ子の中間入れ子部)の長さが20mmに設定されており、この場合のテーパー角は45°となっている。
Here, in the
Example 1
A bar was extruded using the molding die shown in FIG. The upstream inner diameter of the mold during molding (the inner diameter of the upstream nesting portion of the nesting) is 65 mm, the downstream inner diameter (the inner diameter of the nesting downstream of the nesting portion) is 25 mm, and a tapered resin flow path (the intermediate nesting portion of the nesting) ) Is set to 20 mm, and the taper angle in this case is 45 °.
金型本体の入れ子スペースの長さが100mm、ポリテトラフルオロエチレン製の入れ子は、その線膨張率が10×10-5/℃、成形温度220℃、常温20℃として、前述したように、長さおよび内径を設定した。 As described above, the nesting space length of the mold body is 100 mm, and the polytetrafluoroethylene nesting is 10 × 10 −5 / ° C., the molding temperature is 220 ° C., and the room temperature is 20 ° C. The thickness and inner diameter were set.
また、熱可塑性樹脂組成物としては、重合度p=600、塩素化度Cl=64.8%の熱塩素化硬質塩化ビニル樹脂100重量部、ブチル錫メルカプト系安定剤5重量部、PMMA系(外滑的)加工助剤1.5重量部からなるものを用いた。 The thermoplastic resin composition includes 100 parts by weight of a thermochlorinated hard vinyl chloride resin having a polymerization degree p = 600 and a chlorination degree Cl = 64.8%, 5 parts by weight of a butyltin mercapto stabilizer, a PMMA system ( (Extrasmooth) A processing aid comprising 1.5 parts by weight was used.
さらに、押出機には、押出量20kg/h、口径65mmの池貝製作所製の単軸押出機を用いた。 Furthermore, a single screw extruder manufactured by Ikegai Seisakusho with an extrusion rate of 20 kg / h and a diameter of 65 mm was used as the extruder.
以上の条件で成形を行なったところ、成形品に滞留ヤケが発生せず、しかも、波長650nmの光透過率が90%の高い透明度を維持し、安定的に製造することができた。
(比較例1)
比較例1の金型としては、入れ子のない金型、具体的には、実施例1の入れ子の樹脂流路に相当する樹脂流路を形成し、その内周面をハードクロムメッキ加工を施した金型を用いた。
When molding was carried out under the above conditions, no stagnant burn occurred in the molded product, and the light transmittance at a wavelength of 650 nm was maintained at a high transparency of 90% and could be stably produced.
(Comparative Example 1)
As a mold of Comparative Example 1, a mold without nesting, specifically, a resin flow path corresponding to the resin flow path of the nesting of Example 1 is formed, and the inner peripheral surface thereof is subjected to hard chrome plating. A mold was used.
実施例1の樹脂組成物を用いるとともに、同一の押出機を用いて同様に成形を行なったところ、流路急変部(テーパー面部分)において、樹脂の滞留ヤケが発生し、成形品に異物が混入した。
(実施例2)
図3に示した成形金型を用いて発泡性板材を押出成形した。成形時の金型の上流側開口高さが65mm、下流側開口高さが25mm、テーパー状の樹脂流路の長さが90mmに設定されており、この場合のテーパー角は12.8°となっている。
When the resin composition of Example 1 was used and molding was performed in the same manner using the same extruder, a resin staying burn occurred in the flow path sudden change portion (taper surface portion), and foreign matter was found in the molded product. It was mixed.
(Example 2)
The foamable plate material was extruded using the molding die shown in FIG. The upstream opening height of the mold at the time of molding is set to 65 mm, the downstream opening height is set to 25 mm, and the length of the tapered resin flow path is set to 90 mm. In this case, the taper angle is 12.8 °. It has become.
金型本体の入れ子スペースの長さが150mm、ポリテトラフルオロエチレン製の入れ子は、その線膨張率が10×10-5/℃、成形温度180℃、常温20℃として、同様に、長さおよび開口高さを設定した。 The mold body has a nesting space length of 150 mm, and the polytetrafluoroethylene nesting has a linear expansion coefficient of 10 × 10 −5 / ° C., a molding temperature of 180 ° C., and a normal temperature of 20 ° C. The opening height was set.
また、発泡性熱可塑性樹脂組成物としては、重合度p=900、塩素化度Cl=56.8%のポリ塩化ビニル樹脂100重量部、発泡剤(ADCA)0.5重量部、安定剤4重量部、発泡核剤(炭酸カルシウム)10重量部からなるものを用いた。
The foamable thermoplastic resin composition includes 100 parts by weight of a polyvinyl chloride resin having a polymerization degree p = 900 and a chlorination degree Cl = 56.8%, 0.5 parts by weight of a foaming agent (ADCA), and a
さらに、押出機には、押出量20kg/h、口径65mmの池貝製作所製の単軸押出機を用いた。 Furthermore, a single screw extruder manufactured by Ikegai Seisakusho with an extrusion rate of 20 kg / h and a diameter of 65 mm was used as the extruder.
以上の条件で、成形温度180℃にて成形を行ない、成形された成形品の断面を幅方向に10等分し、その厚み方向中心部の密度を密度測定器を用いて測定した。 Under the above conditions, molding was performed at a molding temperature of 180 ° C., the cross-section of the molded product was divided into 10 equal parts in the width direction, and the density at the center in the thickness direction was measured using a density measuring device.
測定結果は、平均発泡倍率は1.97倍であり、発泡倍率分布は標準偏差値0.09であった。
(比較例2)
比較例2の金型としては、実施例2の入れ子のない金型、具体的には、実施例2の入れ子の樹脂流路に相当する樹脂流路を形成し、その内周面をハードクロムメッキ加工を施した金型を用いた。
As a result of the measurement, the average expansion ratio was 1.97 times, and the expansion ratio distribution had a standard deviation value of 0.09.
(Comparative Example 2)
As the mold of Comparative Example 2, a non-nested mold of Example 2 is formed, specifically, a resin flow path corresponding to the resin flow path of the nested of Example 2 is formed, and the inner peripheral surface thereof is hard chrome. A metal mold subjected to plating was used.
実施例2の樹脂組成物を用いるとともに、同一の押出機を用いて同様に成形を行ない、成形品の発泡倍率を同様に測定した。測定結果は、発泡倍率が1.78、発泡倍率分布は標準偏差値0.17であった。 While using the resin composition of Example 2, it shape | molded similarly using the same extruder, The foaming ratio of the molded article was measured similarly. As a result of the measurement, the expansion ratio was 1.78, and the expansion ratio distribution had a standard deviation value of 0.17.
以上のように本発明によれば、透明度の高い長尺物を押出成形することができるとともに、均一に高発泡化させた発泡体からなる長尺物を押出成形することができることから、成形品の歩留りを向上させることが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to extrude a long product with high transparency, and it is possible to extrude a long product made of a foam that is uniformly highly foamed. It is possible to improve the yield.
1 押出成形用金型
2 金型本体
2a,2b 入れ子スペース
3 入れ子
4 先端金型
4a 入れ子スペース
5 ブリッジ金型
6 マンドレル
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