JP2735957B2 - 樹脂成形用ダイ - Google Patents

樹脂成形用ダイ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂成形用ダイに関す
る。さらに詳しくは、ノズル先端をダイフェースから突
出させて形成することにより、目ヤニの発生、目ヤニの
変色等の問題を改善した樹脂成形用ダイに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】樹脂を
ストランド状に成形して押し出し、これを切断して成形
用のペレットを製造したり、成形用ペレットを用いて押
し出し成形あるいはブロー成形を行う場合等において
は、目的とする製品形状に応じたノズル断面形状を有す
る成形用ダイが用いられる。従来、このような成形用ダ
イは、殆どが工具鋼、SUS 鋼等の金属で作られ、ノズル
先端部は実質的にダイフェースと同一面に形成されてい
た。しかしながら、このようなダイで樹脂を成形する
と、ノズル先端部周辺のダイフェースに目ヤニと称され
る現象が生じ、更にはこれが変色し、製品の品質や外観
を損ねるという問題があった。即ち、樹脂には様々な目
的で各種の安定剤や添加物が配合されるが、これらの物
質は樹脂と完全に相溶することは極めて稀であり、溶融
樹脂がノズル先端部から流出する際、樹脂表層部に存在
する添加物の一部は樹脂から分離してダイ表面側に移行
し、一般に目ヤニと称される物質となって徐々に蓄積す
る。また、成形加工中の熱により分解して生じた樹脂の
低分子量物も、同様にノズル先端部で分離し、目ヤニと
なってダイ表面に付着する場合が多い。このようにして
ダイ表面に生じた目ヤニは、ダイに加えられている熱に
より劣化、変色を起こし、ノズルから出ていく樹脂の表
面にその極く一部が付着しただけでも製品の外観を著し
く損ねることになる。また、ノズル先端部周辺のダイ表
面でさらに成長した目ヤニの塊はやがてはダイ表面から
剥離し、ノズルから製品となって出ていく樹脂の表面に
付着し、さらに大きな製品品質上の問題を生じる。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を解決するため鋭意検討した結果、ノズル先端部をダイ
フェースから突出させることにより目ヤニの発生が著し
く改善されることを見出し、本発明に到達した。即ち、
本発明はノズルの先端をダイフェースより突出させてな
る樹脂成形用ダイに関する。
【0004】以下、図を参照しながら本発明を説明する
が、本発明の樹脂成形用ダイはここに例示したものに限
定されるものではない。図1は、本発明の樹脂成形用ダ
イの1態様を示す略示図であり、ダイ全体を金属によっ
て構成した場合の例である。図中1は金属製のダイ本
体、図中2はダイフェース、図中3はダイフェースから
突出したノズル部を示す。ダイフェースから突出したノ
ズル部を設けるにあたっては、ダイ本体と突出ノズル部
を同一材で一体的に形成する方法、突出させるべきノズ
ル部のみを別に形成しておき、これをダイフェースの所
定位置に溶接等により固定する方法、所望長さのノズル
の突出が可能となるように形成されたノズルチップを、
ダイ本体のノズルチップ取付用孔部に嵌合させ溶接等に
より固定する方法等がいずれも可能である。
【0005】また、図2は本発明の樹脂成形用ダイの別
の態様を示す略示図であり、ここではノズルの突出部は
セラミックにより構成されている。このようにノズルの
突出部をセラミックで形成すると、目ヤニの発生防止、
発生した目ヤニの変色防止の面で一段と効果があるのみ
ならず、耐摩耗性にも優れるため特に好ましい。ノズル
の突出部をセラミックで形成するにあたっては、図2の
如くダイフェースから所望長さに突出し得る長さを有し
且つ溶融樹脂を目的形状に賦形するためのノズル孔が設
けられたセラミック製ノズルチップを形成しておき、こ
れをダイ本体に設けられたノズルチップ取付用孔部に嵌
合させ、焼き嵌め等の手段により固定するのが好まし
い。焼き嵌めは、金属に比べてセラミックの熱膨張係数
が小さいことを利用した固定法であり、例えば、本発明
の如きダイにおいては、金属製のダイ本体を高温に加熱
しておき、そのノズルチップ取付用孔部にセラミック製
のノズルチップを圧入嵌合したのち冷却することにより
強固な接合が行われる。一方、焼き嵌めにより得られる
ダイは、これを加熱していくと、金属とセラミックの熱
膨張係数の違いにより徐々に焼き嵌め代が小さくなり、
ノズルチップの固定力が弱くなる。かかる状況において
もなお、ダイ本体からのノズルチップの離脱を防止し、
且つ樹脂漏れを防止するためには、ノズルチップをダイ
内面側(樹脂の入口側)から焼き嵌めするのが好まし
く、また、ノズルチップ外面の一部にテーパーを設け、
樹脂圧によりノズルチップがダイ本体に押しつけられて
シールが行われる構造にするのが望ましい。また、ダイ
本体とノズルチップの間に、適当な緩衝材層を設けても
よい。用いられるセラミックとしては特に制約はなく、
ジルコニア、窒化珪素、炭化珪素、アルミナ等の公知の
セラミックあるいはこれらを主体とする固溶体等が使用
できるが、特に好ましくは耐熱衝撃性に優れた窒化珪素
を主体とするものである。ノズルチップは、これらのセ
ラミックの焼結等により形成される。
【0006】図1あるいは図2の如き本発明の樹脂成形
用ダイにおいて、ダイフェースからのノズル突出長さと
しては2〜100mm が好ましく、特に好ましくは3〜50mm
であり、目ヤニの発生防止および少量ながらも発生した
目ヤニの変色防止に一層の効果が認められる。
【0007】また、ダイ本体1からの熱伝導と放熱を適
度に制御することにより、ノズル部での樹脂の充分な流
動性を維持しつつノズル先端部に発生する目ヤニの変色
を防止するためには、ダイフェースから突出したノズル
部は1〜10mmの平均肉厚を有するものが好ましい。ま
た、目ヤニの発生防止のためには、図1、図2において
ノズル先端部の形状を例示した如く、ノズル先端での肉
厚を絞り込んでノズル先端の表面積を極力小さくするの
が好ましく、ノズル先端におけるノズル開口面積(S1)
と、該開口面と同一平面上にあるノズル先端部の非開口
面積、即ちノズル構成材によって形成される面積(S2)
の比(S2 /S1)を2以下とするのが特に好ましい。ま
た、本発明において、複数のノズルを有するダイの場
合、ノズルチップは、図3の如く各ノズルに対して1個
ずつ形成してもよく、図4の如く2個以上のノズルをま
とめて1個のノズルチップで形成してもよい。
【0008】本発明の樹脂成形用ダイは上記のような構
成からなり、目ヤニの発生が少ない、目ヤニが生じても
変色しにくいという特徴を有し、また、ノズルの突出部
をセラミックで形成したものでは、更に摩耗性および耐
食性に優れ寿命が長いという特徴も兼ね備えたものであ
り、押し出しによる成形用ペレットの製造、棒あるいは
パイプ等の押出し成形、容器等のブロー成形、引き抜き
成形、電線被覆、シートの成形、フィルムのインフレー
ション成形等、樹脂の各種の成形加工における成形用ダ
イとして幅広く適用できる。また、このような成形加工
を行うにあたり適用できる樹脂の種類としても特に制約
はなく、公知の熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂(特にプ
レポリマー)のいずれにも適用可能である。特に、150
℃以上の樹脂温度での成形加工、相溶性の乏しい添加物
が配合された樹脂の成形加工、2種以上の樹脂がブレン
ドされたものの成形加工、多量の有機または無機充填
剤、特に繊維状充填剤が配合された樹脂の成形加工(有
機充填剤では1重量%以上、無機充填剤では10重量%以
上)等の如く、本質的に目ヤニが発生し易いもの、発生
した目ヤニが変色し易いもの或いはダイの摩耗を生じ易
いもの等に適用した場合、前記の如き本発明のダイの特
徴が充分に発揮され、従来のダイに比べて際立った効果
が見られる。また、加熱により変色しやすく、ノズル周
辺に生じた目ヤニの変色も激しく、製品品質の劣化を起
こし易い樹脂、例えばポリフェニレンサルファイド樹
脂、結晶化度が高く、化学的活性にも乏しく、多くの配
合物と極めて相溶しにくい樹脂、例えばポリアセタール
樹脂、高温下では加水分解やエステル交換反応等による
劣化の恐れがあるポリエステル樹脂等を主体とする樹脂
の成形加工に対し本発明のダイを適用した場合にも、特
に著しい改善効果が認められる。
【0009】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0010】実施例1〜4及び比較例1〜2 まず、実施例1〜4及び比較例1〜2に用いるダイを、
下記の如く準備した。最終的なノズルの径はいずれも3
mmφである。 実施例1,3のダイ:図1の如く、金属製ダイのノズル
部先端をダイフェースから9mm突出させたもの 突出したノズル部の平均肉厚は約3mmであり、先端部に
おいては肉厚が1mmに絞り込まれている 実施例2,4のダイ:図2の如く、金属製ダイ本体のノ
ズルチップ取付部に、セラミック(窒化珪素)からなり
その先端部がダイ表面より9mm突出するように形成され
たノズルチップを、ダイ内面側から焼き嵌めにより取り
付けたもの ノズルチップの平均肉厚は約3mmであり、先端部におい
ては肉厚が1mmに絞り込まれている 比較例1,2のダイ:ノズル部も含めて全て金属で構成
され、ノズル先端がダイ表面と同一面に形成されたもの 次に、上記の如きダイを取り付けたシリンダー内径63mm
の二軸押出機を用い、実施例1,2及び比較例1におい
てはポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)60重量%と
ガラス繊維(GF)40重量%の混合物を、実施例3,4及
び比較例2においてはポリアセタール樹脂(POM)95重量
%とポリエチレン(PE)5重量%の混合物を150kg/Hrの
割合で供給して溶融混練し、ダイで賦形してストランド
状にして引き取りペレタイズした。この時、ノズル先端
部で分離しダイに付着した樹脂(目ヤニ)の量を測定す
ると共に、目ヤニの経時変色状況、ペレットの表面状況
および製品ペレットへの目ヤニの混入状況を観察するこ
とにより、評価を行った。結果を表1に示す。
【0011】
【表1】
【0012】
【発明の効果】以上の説明並びに実施例により明らかな
ように、ノズルの先端をダイフェースから突出させてな
る本発明の樹脂成形用ダイによれば、樹脂成形加工時の
目ヤニの発生、発生した目ヤニの変色、製品中への混入
等の問題が著しく改善される。特に、ダイフェースから
突出するノズル部をセラミックで形成したものは、これ
らの改善に一層効果があるのみならず、耐摩耗性、耐食
性にも優れるためダイの寿命が長くなるという利点も有
し、極めて実用価値の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の樹脂成形用ダイの1態様を示す側面か
ら見た断面略示図である。
【図2】本発明の樹脂成形用ダイの別の態様を示す側面
から見た断面略示図である。
【図3】複数のノズルを有する樹脂成形用ダイにおける
ノズル突出部の構成の1例を示す正面略示図である。
【図4】複数のノズルを有する樹脂成形用ダイにおける
ノズル突出部の構成の別の例を示す正面略示図である。
【符号の説明】
1:ダイ本体 2:ダイフェース 3:突出させたノズル部 4:ノズル先端部 5:ノズルチップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29K 105:06 (56)参考文献 特開 昭62−238808(JP,A) 特開 昭63−102918(JP,A) 特開 昭64−87220(JP,A) 実開 昭50−99273(JP,U) 実開 昭48−15166(JP,U) 実開 昭58−45015(JP,U)

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズルの先端ダイフェースより突出
    ている樹脂成形用ダイであって、ダイフェースより突出
    したノズル部の形成が、セラミックからなりその先端が
    ダイフェースから突出し得る長さに形成され且つ溶融樹
    脂を目的形状に賦形するためのノズル孔の設けられたノ
    ズルチップを、金属製のダイ本体に設けられたノズルチ
    ップ取付用孔部に嵌合させ、焼き嵌めによりダイ本体に
    固定することにより行われたものである樹脂成形用ダ
    イ。
  2. 【請求項2】 ノズルの先端が、ダイフェースより2〜
    100mm 突出したものである請求項1記載の樹脂成形用ダ
    イ。
  3. 【請求項3】 ダイフェースより突出したノズル部が、
    1〜10mmの平均肉厚を有するものである請求項1または
    2記載の樹脂成形用ダイ。
  4. 【請求項4】 ノズル先端におけるノズル開口面積(S
    1)と、該開口面と同一平面上にあるノズル先端部の非開
    口面積(S2)の比(S2 /S1)が2以下である請求項1
    〜3のいずれか1項記載の樹脂成形用ダイ。
  5. 【請求項5】 ダイが、150 ℃以上の樹脂温度での成形
    加工に用いられるものである請求項1〜4のいずれか1
    項記載の樹脂成形用ダイ。
  6. 【請求項6】 ダイが、無機充填剤の配合された熱可塑
    性樹脂の成形加工に用いられるものである請求項1〜5
    のいずれか1項記載の樹脂成形用ダイ。
  7. 【請求項7】 ダイが、繊維状充填剤の配合された熱可
    塑性樹脂の成形加工に用いられるものである請求項1〜
    6のいずれか1項記載の樹脂成形用ダイ。
  8. 【請求項8】 ダイが、相溶性の乏しい添加物の配合さ
    れた熱可塑性樹脂の成形加工に用いられるものである請
    求項1〜6のいずれか1項記載の樹脂成形用ダイ。
  9. 【請求項9】 ダイが、ポリアセタール樹脂、ポリエス
    テル樹脂またはポリフェニレンサルファイド樹脂を主体
    とする樹脂の成形加工に用いられるものである請求項1
    〜8のいずれか1項記載の樹脂成形用ダイ。
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