JPH0243610B2 - - Google Patents
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- JPH0243610B2 JPH0243610B2 JP57093270A JP9327082A JPH0243610B2 JP H0243610 B2 JPH0243610 B2 JP H0243610B2 JP 57093270 A JP57093270 A JP 57093270A JP 9327082 A JP9327082 A JP 9327082A JP H0243610 B2 JPH0243610 B2 JP H0243610B2
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
ポリスチレンのような低密度フオームの押出は
全三段を有する２本の押出スクリユーの使用でも
つて行なわれる。第一のスクリユーの第一段階で
は樹脂は通常高い押出速度で溶融される。第一の
スクリユーの第二段階では発泡剤が溶融樹脂中へ
注入され、発泡剤を樹脂中に溶解せしめるのに十
分にそれらと混合される。第二のスクリユーの第
三段階では均一混合物は樹脂の粘度を増加し、発
泡が泡を破裂しないように十分に発泡剤の蒸気圧
を減少するように冷却される。
全三段を有する２本の押出スクリユーの使用でも
つて行なわれる。第一のスクリユーの第一段階で
は樹脂は通常高い押出速度で溶融される。第一の
スクリユーの第二段階では発泡剤が溶融樹脂中へ
注入され、発泡剤を樹脂中に溶解せしめるのに十
分にそれらと混合される。第二のスクリユーの第
三段階では均一混合物は樹脂の粘度を増加し、発
泡が泡を破裂しないように十分に発泡剤の蒸気圧
を減少するように冷却される。
Kimによる米国特許再発行第28901号は他のね
じ山よりもより大きい谷径を有するスクリユーね
じ山を特徴とする高分子材料押出装置を開示して
いる。
じ山よりもより大きい谷径を有するスクリユーね
じ山を特徴とする高分子材料押出装置を開示して
いる。
発明の要旨
重合体樹脂は樹脂を投入する供給部、溶融部、
発泡剤を注入する部分、及び発泡剤がまた樹脂中
に溶解する樹脂と発泡剤を混合する部分を備えた
一軸押出スクリユーでもつて押出される。注入部
の上流の直ぐ隣りに位置決めされた環状のダムは
発泡剤をしてスクリユーの供給部の方へ進行する
のを防ぐようにしている。混練及び溶解部分は多
条のスクリユーねじ山を含んでなり、そのうち一
つは押出機のバレルをこするもので、一方他は溶
融樹脂の一部を隣接の上流溝の方へこぼし、これ
により材料の混合を増進せしめるようにするより
小さい半径の大きさのものである。混練及び溶解
部分はまた材料の混練を容易にしそれに役立つね
じ山のない多数のスロツトを含む。
発泡剤を注入する部分、及び発泡剤がまた樹脂中
に溶解する樹脂と発泡剤を混合する部分を備えた
一軸押出スクリユーでもつて押出される。注入部
の上流の直ぐ隣りに位置決めされた環状のダムは
発泡剤をしてスクリユーの供給部の方へ進行する
のを防ぐようにしている。混練及び溶解部分は多
条のスクリユーねじ山を含んでなり、そのうち一
つは押出機のバレルをこするもので、一方他は溶
融樹脂の一部を隣接の上流溝の方へこぼし、これ
により材料の混合を増進せしめるようにするより
小さい半径の大きさのものである。混練及び溶解
部分はまた材料の混練を容易にしそれに役立つね
じ山のない多数のスロツトを含む。
本発明は、その１つの面において、１本の延在
せるスクリユーが内部に配置されている押出機を
用いて発泡高分子材料を押し出すに当つて、 粒状の高分子材料を押出機の供給部へ装填し、 前記高分子材料を前記押出機の溶融部内を前進
させてその間に前記高分子材料を固体から溶融状
態へとしだいに変化させ、 前記押出機の注入部にある前記高分子材料の溶
融物に発泡剤を注入して前記高分子材料と発泡剤
の混合物を形成し、 前記混合物を前記押出機の混練部内を前進さ
せ、 前記スクリユー上の回転せる多条スクリユーね
じ山によつて前記混練部内の前記混合物を撹拌
し、 前記混練部内のスクリユー上に備えられた少な
くとも１つの開口スロツト（オープンスロツト）
において前記混合物をさらに撹拌し、 前記混合物の撹拌を行う間に、前記多条ねじ山
によつて、前記開口スロツトから前記混合物を前
進させ、そして 前記混合物を押し出して発泡剤を膨張させ、よ
つて生泡生成物を形成させること、 を特徴とする発泡高分子材料の押出方法にある。
せるスクリユーが内部に配置されている押出機を
用いて発泡高分子材料を押し出すに当つて、 粒状の高分子材料を押出機の供給部へ装填し、 前記高分子材料を前記押出機の溶融部内を前進
させてその間に前記高分子材料を固体から溶融状
態へとしだいに変化させ、 前記押出機の注入部にある前記高分子材料の溶
融物に発泡剤を注入して前記高分子材料と発泡剤
の混合物を形成し、 前記混合物を前記押出機の混練部内を前進さ
せ、 前記スクリユー上の回転せる多条スクリユーね
じ山によつて前記混練部内の前記混合物を撹拌
し、 前記混練部内のスクリユー上に備えられた少な
くとも１つの開口スロツト（オープンスロツト）
において前記混合物をさらに撹拌し、 前記混合物の撹拌を行う間に、前記多条ねじ山
によつて、前記開口スロツトから前記混合物を前
進させ、そして 前記混合物を押し出して発泡剤を膨張させ、よ
つて生泡生成物を形成させること、 を特徴とする発泡高分子材料の押出方法にある。
この本発明方法において、回転ねじ山による前
記混合物の撹拌は、好ましくは、前記混合物の一
部を小さいほうのねじ山を越えて隣接する上流側
のねじ山間溝の方へ通過せしめ、その部分におい
てその混合物を前記混合物と混ぜ合わせることに
よつて混合物を混合する工程を含む。
記混合物の撹拌は、好ましくは、前記混合物の一
部を小さいほうのねじ山を越えて隣接する上流側
のねじ山間溝の方へ通過せしめ、その部分におい
てその混合物を前記混合物と混ぜ合わせることに
よつて混合物を混合する工程を含む。
本発明は、そのもう１つの面において、粒状の
高分子材料を加工するための押出装置であつて、
シリンダー、前記シリンダー内に回転可能に取り
付けられておりかつ、前記高分子材料をその内部
を前進させて固体から溶融状態へとしだいに変化
させるためにその内部に長手方向に延在している
１本の押出スクリユー、そして該装置の下流端に
あつて前記高分子材料を含気泡状態で押し出すた
めのダイ手段を含んでなり、その際、前記押出ス
クリユーが、前記高分子材料を該装置へ装入する
供給部、前記高分子材料を固体から流動状態へと
しだいに変化させる溶融部、発泡剤を注入するた
めの注入部、そして前記高分子材料と前記発泡剤
を撹拌して前記高分子材料及び発泡剤の混合物を
得る混練部を有しているような押出装置におい
て、 前記混練部が、前記混合物を前進させるために
前記スクリユーのスクリユー軸上に配置された多
条スクリユーねじ山を有しており、かつ前記ねじ
山を除いた環状帯域である少なくとも１つの連続
した環状開口スロツトを有していて、ここで前記
混合物のさらなる撹拌が行われ、また、前記開口
スロツトが該スロツトの両方の環状端において前
記多条ねじ山によつて規定されるところの環状ス
ペースを有していることを特徴とする、押出装置
にある。
高分子材料を加工するための押出装置であつて、
シリンダー、前記シリンダー内に回転可能に取り
付けられておりかつ、前記高分子材料をその内部
を前進させて固体から溶融状態へとしだいに変化
させるためにその内部に長手方向に延在している
１本の押出スクリユー、そして該装置の下流端に
あつて前記高分子材料を含気泡状態で押し出すた
めのダイ手段を含んでなり、その際、前記押出ス
クリユーが、前記高分子材料を該装置へ装入する
供給部、前記高分子材料を固体から流動状態へと
しだいに変化させる溶融部、発泡剤を注入するた
めの注入部、そして前記高分子材料と前記発泡剤
を撹拌して前記高分子材料及び発泡剤の混合物を
得る混練部を有しているような押出装置におい
て、 前記混練部が、前記混合物を前進させるために
前記スクリユーのスクリユー軸上に配置された多
条スクリユーねじ山を有しており、かつ前記ねじ
山を除いた環状帯域である少なくとも１つの連続
した環状開口スロツトを有していて、ここで前記
混合物のさらなる撹拌が行われ、また、前記開口
スロツトが該スロツトの両方の環状端において前
記多条ねじ山によつて規定されるところの環状ス
ペースを有していることを特徴とする、押出装置
にある。
この本発明の押出装置において、前記多条ねじ
山は、好ましくは、少なくとも１つが大きい方の
ねじ山で残りが小さい方のねじ山である２〜６の
ねじ山を含み、前記高分子材料が塩素化ポリ塩化
ビニルであり、前記発泡剤が１〜２個の炭素原子
を有するクロロフルオロアルカンから選ばれ、そ
して前記開口スロツトが、前記供給部及び前記溶
融部を通じて断面積が次第に増大するが前記注入
部及び前記混練部を通じては断面積が一定である
ような前記スクリユーのスクリユー軸によつて半
径方向の長さで規定される。
山は、好ましくは、少なくとも１つが大きい方の
ねじ山で残りが小さい方のねじ山である２〜６の
ねじ山を含み、前記高分子材料が塩素化ポリ塩化
ビニルであり、前記発泡剤が１〜２個の炭素原子
を有するクロロフルオロアルカンから選ばれ、そ
して前記開口スロツトが、前記供給部及び前記溶
融部を通じて断面積が次第に増大するが前記注入
部及び前記混練部を通じては断面積が一定である
ような前記スクリユーのスクリユー軸によつて半
径方向の長さで規定される。
発明の詳細な説明
ここに開示された発明は塩素化されたポリ塩化
ビニルの低密度フオームのような重合体樹脂フオ
ームを押出する方法及びそれをなすための押出装
置に関するものである。第１図に示される装置は
一般に参照番号１２で指定される押出機のベース
１０を含む。押出機１２はホツパー１４、オイ
ル、水又は他の媒体を循環する加熱手段１６及び
冷却手段１６ａ、押出ヘツド１８、ダイ２０、適
当なモーターによつて運転される伝動手段２２、
及び押出スクリユー２５が第２図に示されるよう
に回転に対してジヤーナルするバレル又はシリン
ダー２４を有する。注入導管２３はホツパーの下
流に位置し、発泡剤を溶融した供給材料の中に投
入させるようにしている。
ビニルの低密度フオームのような重合体樹脂フオ
ームを押出する方法及びそれをなすための押出装
置に関するものである。第１図に示される装置は
一般に参照番号１２で指定される押出機のベース
１０を含む。押出機１２はホツパー１４、オイ
ル、水又は他の媒体を循環する加熱手段１６及び
冷却手段１６ａ、押出ヘツド１８、ダイ２０、適
当なモーターによつて運転される伝動手段２２、
及び押出スクリユー２５が第２図に示されるよう
に回転に対してジヤーナルするバレル又はシリン
ダー２４を有する。注入導管２３はホツパーの下
流に位置し、発泡剤を溶融した供給材料の中に投
入させるようにしている。
第２図に示されているように押出スクリユー２
５は供給部２６、溶融部２８、注入部３０、及び
混練／溶解部３２を含んでなる。各部の長さは樹
脂の種類、その粒子径、押出スクリユーの速度、
冷却速度等により変るがしかし一般に25〜30の長
さ／直径（Ｌ／Ｄ）のスクリユーに基づいてお
り、供給部の相対的長さは０〜8L／Ｄであり、
溶融部は４〜12L／Ｄであり、注入部は約1L／Ｄ
であり、そして混練／溶解部は６〜16L／Ｄであ
る。供給及び溶融部として見なされたスクリユー
の部分は好ましい実施態様において、供給部から
溶融部の端まで増加する横断面のスクリユー軸３
６上に配置された一定ピツチの螺旋スクリユーね
じ山を特徴とするものである。しかしながら、均
一な横断面を有するスクリユー軸はもちろん、多
数のねじ山及び種々のピツチが使用され得るとい
うことは理解されるべきである。供給及び溶融部
におけるスクリユーの機能は特定の樹脂をスクリ
ユー溝に供給し、それが発泡剤が押出機中に投入
される注入部の方へ前進する時徐々に樹脂を溶融
することである。熱は樹脂を溶融するために外部
から与えられる。
５は供給部２６、溶融部２８、注入部３０、及び
混練／溶解部３２を含んでなる。各部の長さは樹
脂の種類、その粒子径、押出スクリユーの速度、
冷却速度等により変るがしかし一般に25〜30の長
さ／直径（Ｌ／Ｄ）のスクリユーに基づいてお
り、供給部の相対的長さは０〜8L／Ｄであり、
溶融部は４〜12L／Ｄであり、注入部は約1L／Ｄ
であり、そして混練／溶解部は６〜16L／Ｄであ
る。供給及び溶融部として見なされたスクリユー
の部分は好ましい実施態様において、供給部から
溶融部の端まで増加する横断面のスクリユー軸３
６上に配置された一定ピツチの螺旋スクリユーね
じ山を特徴とするものである。しかしながら、均
一な横断面を有するスクリユー軸はもちろん、多
数のねじ山及び種々のピツチが使用され得るとい
うことは理解されるべきである。供給及び溶融部
におけるスクリユーの機能は特定の樹脂をスクリ
ユー溝に供給し、それが発泡剤が押出機中に投入
される注入部の方へ前進する時徐々に樹脂を溶融
することである。熱は樹脂を溶融するために外部
から与えられる。
溶融部の末端部にスクリユー軸３６上にすえ付
けられた円周環の形で存在するダム３８を備え
る。ダム３８の目的は発泡剤のスクリユーの供給
部への通過を妨げることである。ダム３８の半径
の大きさは溶融樹脂を注入部３０の方へ投入せし
めるために螺旋ねじ山３４の谷径よりもいくらか
小さい。押出装置の正常な操作の間、ダムと押出
機シリンダーの間の円周ギヤツプは注入部へ押し
やられる溶融樹脂で詰まる。この目詰り状態は発
泡剤が溶夕部の方へ入り込むのを防ぐ、そのダム
は、スクリユー軸３６と共に全体として形成され
た鋼リングであるか又はスクリユー軸にしつかり
とすえ付けられた分離したリングであつてよい。
けられた円周環の形で存在するダム３８を備え
る。ダム３８の目的は発泡剤のスクリユーの供給
部への通過を妨げることである。ダム３８の半径
の大きさは溶融樹脂を注入部３０の方へ投入せし
めるために螺旋ねじ山３４の谷径よりもいくらか
小さい。押出装置の正常な操作の間、ダムと押出
機シリンダーの間の円周ギヤツプは注入部へ押し
やられる溶融樹脂で詰まる。この目詰り状態は発
泡剤が溶夕部の方へ入り込むのを防ぐ、そのダム
は、スクリユー軸３６と共に全体として形成され
た鋼リングであるか又はスクリユー軸にしつかり
とすえ付けられた分離したリングであつてよい。
注入部３０は螺旋ねじ山のないことを特徴とし
ている；それは上流端におけるダム３８と下流端
における混練／溶解部の多数の螺旋ねじ山によつ
て限定される裸の軸である。適当な発泡剤が注入
部の中へ投入され、溶融樹脂と共に混練される。
ている；それは上流端におけるダム３８と下流端
における混練／溶解部の多数の螺旋ねじ山によつ
て限定される裸の軸である。適当な発泡剤が注入
部の中へ投入され、溶融樹脂と共に混練される。
混練／溶解部３２は発泡剤の樹脂における混練
を増進し、同時に発泡剤を樹脂中に溶解せしめる
ように設計されている。微細な気泡質製品の結果
は主に多数の螺旋ねじ山４０，４２，４４及び４
６を含金混練／溶解部の性能に依存する。もし改
良された混練をなし遂げる必要があるような場合
にはより小さい又は追加的なねじ山を備えること
ができる。混練／溶解部におけるスクリユー軸は
好ましくは均一は横断面のものであり、ねじ山は
一定のピツチを有する。他のねじ山は同じ谷径を
有しているけれども、ねじ山４６はより大きな谷
径を有し、それが押出シリンダーをこするか又は
その半径の大きさがねじ山４６とシリンダー２４
の間のギヤツプにおいていくらか顕著な量の樹脂
が流れるのを防ぐようなものであるように設計さ
れている。ねじ山４６はまたねじ山４０，４２及
び４４が小さい方のねじ山として言及されるのに
対して、以降大きい方のねじ山として言及されよ
う。大きい方と小さい方のねじ山の間の異なつた
谷径へ、小さい方のねじ山４０，４２及び４４と
シリンダー２４の間の十分な間隙のために溝の溶
融樹脂部分が隣接の上流溝の方へ流れ、これから
もう一つの上流溝に流れることができるようにな
さしめる。樹脂のこの作用は異なつた溝からの樹
脂の混練に対して備え、混練／溶解部の軸方向の
長さを通して溶融樹脂と発泡剤の全体にわたる混
練を増進する。この樹脂の上流への進行は大きい
方のねじ山４６によつて抑止され、かくて上流端
の大きい方のねじ山４６と、下流端の次の隣接部
の小さい方のねじ山とによつて限定された溝に存
する樹脂が押出スクリユーの回転によつて前進す
る。
を増進し、同時に発泡剤を樹脂中に溶解せしめる
ように設計されている。微細な気泡質製品の結果
は主に多数の螺旋ねじ山４０，４２，４４及び４
６を含金混練／溶解部の性能に依存する。もし改
良された混練をなし遂げる必要があるような場合
にはより小さい又は追加的なねじ山を備えること
ができる。混練／溶解部におけるスクリユー軸は
好ましくは均一は横断面のものであり、ねじ山は
一定のピツチを有する。他のねじ山は同じ谷径を
有しているけれども、ねじ山４６はより大きな谷
径を有し、それが押出シリンダーをこするか又は
その半径の大きさがねじ山４６とシリンダー２４
の間のギヤツプにおいていくらか顕著な量の樹脂
が流れるのを防ぐようなものであるように設計さ
れている。ねじ山４６はまたねじ山４０，４２及
び４４が小さい方のねじ山として言及されるのに
対して、以降大きい方のねじ山として言及されよ
う。大きい方と小さい方のねじ山の間の異なつた
谷径へ、小さい方のねじ山４０，４２及び４４と
シリンダー２４の間の十分な間隙のために溝の溶
融樹脂部分が隣接の上流溝の方へ流れ、これから
もう一つの上流溝に流れることができるようにな
さしめる。樹脂のこの作用は異なつた溝からの樹
脂の混練に対して備え、混練／溶解部の軸方向の
長さを通して溶融樹脂と発泡剤の全体にわたる混
練を増進する。この樹脂の上流への進行は大きい
方のねじ山４６によつて抑止され、かくて上流端
の大きい方のねじ山４６と、下流端の次の隣接部
の小さい方のねじ山とによつて限定された溝に存
する樹脂が押出スクリユーの回転によつて前進す
る。
混練／溶解部３２はまた複数の一定間隔を保つ
た開口スロツト４８を含む。３つの開口スロツト
が第２図に示されているが、数はいくらでも混練
を増進するのに備えることができる。スクリユー
ねじ山の種々の谷径は適当な混練を与えないとい
うことがわかり、開口スロツト４８と組合せた場
合のみ、樹脂と発泡剤の望ましい混練が達成さ
れ、それによつて主に独立気泡の構造で均一な気
泡分布を有する気泡質製品が製造され得る。これ
らの開口スロツトは軸方向の長さで約1/3Ｌ／Ｄ
であり、除去されたねじ山を有することを特徴と
する。そのスロツトは両方の軸上の先端において
遮断されない環状の間隔又は帯とスクリユーねじ
山とによつて限定される。
た開口スロツト４８を含む。３つの開口スロツト
が第２図に示されているが、数はいくらでも混練
を増進するのに備えることができる。スクリユー
ねじ山の種々の谷径は適当な混練を与えないとい
うことがわかり、開口スロツト４８と組合せた場
合のみ、樹脂と発泡剤の望ましい混練が達成さ
れ、それによつて主に独立気泡の構造で均一な気
泡分布を有する気泡質製品が製造され得る。これ
らの開口スロツトは軸方向の長さで約1/3Ｌ／Ｄ
であり、除去されたねじ山を有することを特徴と
する。そのスロツトは両方の軸上の先端において
遮断されない環状の間隔又は帯とスクリユーねじ
山とによつて限定される。
発泡剤を含む溶融樹脂混合物は、下流方向にお
いて軸方向に減少する横断面積を特徴とする押出
ヘツドにおける絞つた部分を通して押出スクリユ
ーによつて前進される。それから溶融樹脂混合物
は示されていないが、より低圧域ヘダイ２０を通
して押しやられ、その後発泡剤は熱可塑性の硬質
で気泡質の製品を形成するために発泡する。
いて軸方向に減少する横断面積を特徴とする押出
ヘツドにおける絞つた部分を通して押出スクリユ
ーによつて前進される。それから溶融樹脂混合物
は示されていないが、より低圧域ヘダイ２０を通
して押しやられ、その後発泡剤は熱可塑性の硬質
で気泡質の製品を形成するために発泡する。
供給及び溶融部における溝の幅は固体樹脂の加
熱された押出機シリンダーの暴露を最大限にする
ために好ましくは一定である。固体樹脂が溶融し
かくて体積収縮し始める時、押出スクリユー２５
のスクリユー軸３６は徐々にかつ均一に下流方向
に増加する。この溝容積の減少は溶融工程を促進
するために加熱されたシリンダーに接触して存続
する固体樹脂を保持するために設計される。
熱された押出機シリンダーの暴露を最大限にする
ために好ましくは一定である。固体樹脂が溶融し
かくて体積収縮し始める時、押出スクリユー２５
のスクリユー軸３６は徐々にかつ均一に下流方向
に増加する。この溝容積の減少は溶融工程を促進
するために加熱されたシリンダーに接触して存続
する固体樹脂を保持するために設計される。
注入部に入る樹脂は溶融状態にある。トリクロ
ロモノフルオロメタンのような発泡剤が溶融樹脂
の中へ注入され、それらの混練が、樹脂と発泡剤
が混練／溶解部の多数の螺旋ねじ山に投入される
時、開始する。樹脂は螺旋ねじ山によつて前進
し、その部分はねじ山と押出機シリンダーの間の
十分な間隙を与える小さい方のねじ山を越えて隣
接の上流溝の方へこぼれる。この工程はもう一つ
の小さい方のねじ山が上流に出くわす度に繰り返
される。大きい方のねじ山は樹脂のすべてを溝に
おいて本質的に前進することを可能にするのに十
分に小さな押出機シリンダーとの間隙を有する。
多数のねじ山の溝において行なわれる混練は樹脂
と発泡剤の混合物が開口スロツト４８の入る時さ
らに強化される。ねじ山は開口スロツトにおいて
中断されるので、樹脂と発泡剤の混合物は異なつ
たねじ山からの流れが、開口スロツトの下流端を
限定するねじ山によつて展開される背圧により混
合せしめられる開口スロツトの方へ送り出され
る。その混合物は開口スロツトから押しやられ、
多数のねじ山によつて運ばれこれにより追加的な
混練が行なわれる。多数のねじ山の溝と開口スロ
ツトにおいて行なわれる混練工程は均一に分散し
た独立気泡構造を有する気泡質製品を得るために
必要であるように何度も繰り返される。好ましい
実施態様では混練／溶解部において３つの等距離
の開口スロツトが適当であることがわかつた。
ロモノフルオロメタンのような発泡剤が溶融樹脂
の中へ注入され、それらの混練が、樹脂と発泡剤
が混練／溶解部の多数の螺旋ねじ山に投入される
時、開始する。樹脂は螺旋ねじ山によつて前進
し、その部分はねじ山と押出機シリンダーの間の
十分な間隙を与える小さい方のねじ山を越えて隣
接の上流溝の方へこぼれる。この工程はもう一つ
の小さい方のねじ山が上流に出くわす度に繰り返
される。大きい方のねじ山は樹脂のすべてを溝に
おいて本質的に前進することを可能にするのに十
分に小さな押出機シリンダーとの間隙を有する。
多数のねじ山の溝において行なわれる混練は樹脂
と発泡剤の混合物が開口スロツト４８の入る時さ
らに強化される。ねじ山は開口スロツトにおいて
中断されるので、樹脂と発泡剤の混合物は異なつ
たねじ山からの流れが、開口スロツトの下流端を
限定するねじ山によつて展開される背圧により混
合せしめられる開口スロツトの方へ送り出され
る。その混合物は開口スロツトから押しやられ、
多数のねじ山によつて運ばれこれにより追加的な
混練が行なわれる。多数のねじ山の溝と開口スロ
ツトにおいて行なわれる混練工程は均一に分散し
た独立気泡構造を有する気泡質製品を得るために
必要であるように何度も繰り返される。好ましい
実施態様では混練／溶解部において３つの等距離
の開口スロツトが適当であることがわかつた。
ここに記述された押出機は混練部において樹脂
を溶融するための加熱手段と冷却手段を備える。
冷却手段は樹脂の粘度を増加し発泡剤の蒸気圧を
減少するのに使用される。これらの効果について
相伴なう結果は樹脂と発泡剤が発泡が行なわれる
低圧域へ投入されるまで樹脂をして発泡剤を保持
することを可能ならしめることである。この装置
においてなし遂げられた効果的な混練により、樹
脂はより低温に暴露され、また十分な可塑性と完
全な混練が達せられる。さらにそのような混練の
ため、押出機を通しての平均温度はより低くより
均一である。
を溶融するための加熱手段と冷却手段を備える。
冷却手段は樹脂の粘度を増加し発泡剤の蒸気圧を
減少するのに使用される。これらの効果について
相伴なう結果は樹脂と発泡剤が発泡が行なわれる
低圧域へ投入されるまで樹脂をして発泡剤を保持
することを可能ならしめることである。この装置
においてなし遂げられた効果的な混練により、樹
脂はより低温に暴露され、また十分な可塑性と完
全な混練が達せられる。さらにそのような混練の
ため、押出機を通しての平均温度はより低くより
均一である。
前記改良により、塩素化ポリ塩化ビニルは結果
としてより短かい熱処理履歴でより短かい間、よ
り低い温度に暴露される。押出機の温度分布は次
のようである：供給部320〜360〓、溶融部340〜
400〓、注入部200〜240〓、混練部190〜240〓、
及び押出ダイ部290〜340〓。
としてより短かい熱処理履歴でより短かい間、よ
り低い温度に暴露される。押出機の温度分布は次
のようである：供給部320〜360〓、溶融部340〜
400〓、注入部200〜240〓、混練部190〜240〓、
及び押出ダイ部290〜340〓。
粉末又はペレツト形状の好ましい供給樹脂は実
用目的に対しては可能な最大塩素含有量は約75重
量％であるが、少なくとも60重量％の最小塩素含
有量を有する塩素化ポリ塩化ビニルである。好ま
しくは塩素含有量は約64〜73重量％である。樹脂
の塩素含有量が60％から64％まで増加する時、高
温に耐える樹脂の能力は約80℃から約100℃まで
増加し、かくてポリマーを熱対象物に接触して良
く耐えるように可能ならしめる。さらに樹脂の塩
素含有量を60％から64％まで増加することはまた
樹脂中に発泡剤を保持するのをより容易にする。
樹脂は既知の酸化防止剤の混合によつて安定化す
ることができ、核剤等のような他の既知の添加剤
を添加することができる。
用目的に対しては可能な最大塩素含有量は約75重
量％であるが、少なくとも60重量％の最小塩素含
有量を有する塩素化ポリ塩化ビニルである。好ま
しくは塩素含有量は約64〜73重量％である。樹脂
の塩素含有量が60％から64％まで増加する時、高
温に耐える樹脂の能力は約80℃から約100℃まで
増加し、かくてポリマーを熱対象物に接触して良
く耐えるように可能ならしめる。さらに樹脂の塩
素含有量を60％から64％まで増加することはまた
樹脂中に発泡剤を保持するのをより容易にする。
樹脂は既知の酸化防止剤の混合によつて安定化す
ることができ、核剤等のような他の既知の添加剤
を添加することができる。
塩素化ポリ塩化ビニルの代りに、供給材料の性
質が塩素化ポリ塩化ビニルのそれから顕著に異な
らない限り、少量のもう一つのポリマー又は少量
のもう一つのモノマーと塩化ビニルのコポリマー
と、塩素化ポリ塩化ビニルとの供給混合物を使用
することができる。ここで使用されるような「塩
素化ポリ塩化ビニル」という語は前記の明らかな
変化を含むものとする。
質が塩素化ポリ塩化ビニルのそれから顕著に異な
らない限り、少量のもう一つのポリマー又は少量
のもう一つのモノマーと塩化ビニルのコポリマー
と、塩素化ポリ塩化ビニルとの供給混合物を使用
することができる。ここで使用されるような「塩
素化ポリ塩化ビニル」という語は前記の明らかな
変化を含むものとする。
本発明において使用される塩素化ビニルは商業
的に人手可能なポリ塩化ビニルの後塩素化によつ
て容易に製造可能である。後塩素化の前におい
て、ポリ塩化ビニルは一般に約56.7重量％の塩素
含有量、約75〜80℃のガラス転移温度、及び約
1.40ｇ／cm3の密度を有する。ポリ塩化ビニルは溶
液中での塩素化、水性サスペンシヨン又は膨潤剤
中のサスペンシヨンにおける塩素化、及び乾燥ポ
リ塩化ビニル粉末の直接塩素化を含む多数の操作
によつて後塩素化することができる。我々の実験
ではポリ塩化ビニルを水性サスペンシヨンにおい
て塩素化することが特に便宜的であることがわか
つた。そのような塩素化を達成する代表的な手順
はポリ塩化ビニルが所望の量まで塩素化されるま
で、窒素でパージされた圧力容器において15重量
部のポリ塩化ビニルと100重量部の水の水性サス
ペンシヨンを撹拌すること、そのサスペンシヨン
を140℃まで加熱すること及び１時間当り約２重
量部の速度で塩素を投入することを含んでなる。
的に人手可能なポリ塩化ビニルの後塩素化によつ
て容易に製造可能である。後塩素化の前におい
て、ポリ塩化ビニルは一般に約56.7重量％の塩素
含有量、約75〜80℃のガラス転移温度、及び約
1.40ｇ／cm3の密度を有する。ポリ塩化ビニルは溶
液中での塩素化、水性サスペンシヨン又は膨潤剤
中のサスペンシヨンにおける塩素化、及び乾燥ポ
リ塩化ビニル粉末の直接塩素化を含む多数の操作
によつて後塩素化することができる。我々の実験
ではポリ塩化ビニルを水性サスペンシヨンにおい
て塩素化することが特に便宜的であることがわか
つた。そのような塩素化を達成する代表的な手順
はポリ塩化ビニルが所望の量まで塩素化されるま
で、窒素でパージされた圧力容器において15重量
部のポリ塩化ビニルと100重量部の水の水性サス
ペンシヨンを撹拌すること、そのサスペンシヨン
を140℃まで加熱すること及び１時間当り約２重
量部の速度で塩素を投入することを含んでなる。
他の適当な供給樹脂はセルロースエーテル及び
エステル；エチレン及びプロピレンのようなオレ
フイン；ビニルアセテート及びビニルベンゾエー
トのようなカルボン酸のビニルエステル；ビニル
メチルエーテルのようなビニルエーテル；アクリ
ル及びメタアクリル酸並びにメチル及びエチルア
クリレート及びメタアクリレートのような１〜18
個の炭素原子を有するアルコールとそれらのエス
テル、アクリルアミド、並びにアクリロニトリル
のような不飽和カルボン酸並びにそれらの誘導
体；スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトル
エン、及びビニルナフタレンのようなビニル芳香
族化合物のホモポリマー及び共重合体を含む。ビ
ニル芳香族樹脂の群はスチレンホモポリマー及ぶ
50％までのブタジエン、アクリロニトリル、α−
メチスチレン等のようなビニリデンモノマーとそ
れらとのコポリマーを含む。
エステル；エチレン及びプロピレンのようなオレ
フイン；ビニルアセテート及びビニルベンゾエー
トのようなカルボン酸のビニルエステル；ビニル
メチルエーテルのようなビニルエーテル；アクリ
ル及びメタアクリル酸並びにメチル及びエチルア
クリレート及びメタアクリレートのような１〜18
個の炭素原子を有するアルコールとそれらのエス
テル、アクリルアミド、並びにアクリロニトリル
のような不飽和カルボン酸並びにそれらの誘導
体；スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトル
エン、及びビニルナフタレンのようなビニル芳香
族化合物のホモポリマー及び共重合体を含む。ビ
ニル芳香族樹脂の群はスチレンホモポリマー及ぶ
50％までのブタジエン、アクリロニトリル、α−
メチスチレン等のようなビニリデンモノマーとそ
れらとのコポリマーを含む。
適当な発泡剤はメチルクロリド、メチレンクロ
リド、エチルクロリド、エチレンジクロリド、ｎ
−プロピルクロリド、及びメチルブロミドのよう
な１〜３個の炭素原子を含むハロゲン化炭化水素
である。ハロゲン化炭素水素発泡剤の好ましい群
はトリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフ
ルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン、モ
ノクロロジフルオロメタン、トリクロロトリフル
オロメタン、ジクロロテトラフルオロメタン、及
びモノクロロトリフルオロメタンのような１〜２
個の炭素原子を有するクロロフルオロアルカンで
ある。発泡剤は約５％〜50％の量で使用すること
ができるけれども、発泡操作の開始にポリマー中
に吸収された、供給重合体樹脂の約10重量％〜40
重量％の発泡剤の量を有することが好ましい。
リド、エチルクロリド、エチレンジクロリド、ｎ
−プロピルクロリド、及びメチルブロミドのよう
な１〜３個の炭素原子を含むハロゲン化炭化水素
である。ハロゲン化炭素水素発泡剤の好ましい群
はトリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフ
ルオロメタン、ジクロロモノフルオロメタン、モ
ノクロロジフルオロメタン、トリクロロトリフル
オロメタン、ジクロロテトラフルオロメタン、及
びモノクロロトリフルオロメタンのような１〜２
個の炭素原子を有するクロロフルオロアルカンで
ある。発泡剤は約５％〜50％の量で使用すること
ができるけれども、発泡操作の開始にポリマー中
に吸収された、供給重合体樹脂の約10重量％〜40
重量％の発泡剤の量を有することが好ましい。
ここに記述された方法及び装置によつて製造さ
れた気泡質製品は１〜20lbs／ft3の密度と少なく
とも約60％の気泡が密閉されている主として独立
の気泡構造を有する重合体材料の低密度フオーム
として特徴づけることができる。しかしながら好
ましいフオームは約１〜10lbs／ft3の密度及び少
なくとも約85％の独立気泡を含む主として独立の
気泡構造を有し、１〜４個の炭素原子を有するク
ロロフルオロアルカンを含む。
れた気泡質製品は１〜20lbs／ft3の密度と少なく
とも約60％の気泡が密閉されている主として独立
の気泡構造を有する重合体材料の低密度フオーム
として特徴づけることができる。しかしながら好
ましいフオームは約１〜10lbs／ft3の密度及び少
なくとも約85％の独立気泡を含む主として独立の
気泡構造を有し、１〜４個の炭素原子を有するク
ロロフルオロアルカンを含む。
次の例はここに開示された発明をより詳細に説
明するために与えられているが、しかしながらそ
の発明はいかなる場合にもそれらによつて限定さ
れるよう解釈されるべきではない。
明するために与えられているが、しかしながらそ
の発明はいかなる場合にもそれらによつて限定さ
れるよう解釈されるべきではない。
例
塩素化ポリ塩化ビニルの配合を100重量部の67
％の塩素を含む塩素化PVC樹脂粉末、３重量部
のブチル錫安定剤、３重量部の塩素化ポリエチレ
ン、1.8重量部のステアリン酸カルシウム、エチ
レンビスステアルアミド、及びモンタンワツクス
のエステルの混合物である滑剤、10重量部のスチ
レン−アクリロニトリル加工助剤、及び1.3重量
部の、酸化チタン及びアゾビスジカルボンアミド
からなる核剤を用いて行なつた。これをミキサー
及びミル上で溶融し、次いで１辺1/8″の形状を切
つた。Ｌ／D16の圧縮又は溶融部を有するスクリ
ユーをもつた１−1/2インチの押出機で押出を行
なつた。供給部端におけるスクリユー深さは
0.270インチで、溶融部の端においては0.180イン
チであつた。供給速度は14bs／hrでスクリユーは
20rpmで操作した。溶融物が0.07インチの間隙と
１／４インチの長さを有するダムを越えて通過した。
トリクロロフルオロメタン（フレオン11）を
0.180インチの深さと1L／Ｄの長さを有する注入
部へ31bs／hrで3000nsiの注入圧力で注入した。
混練、溶解、及び冷却が10L／Ｄ及び0.180インチ
の深さを有する４つのねじ山スクリユー部におい
てなされた。１つのスクリユーねじ山がバレル壁
をこすつた；他の３つは0.060インチの間隙を有
した。スクリユーねじ山を中断する３つのスロツ
トは混練、溶解、及び冷却部において等間隔に置
かれた。各スロツトは1/3Ｌ／Ｄの長さを有した。
溶融物をほぼ1.4インチ幅と0.067インチ厚のスロ
ツトダイの方へ押出した。ヘツド圧は1700psiで
あつた。これは2.3ポンド／立方フイートの密度
を有し、本質的に100％の100〜200μｍ径の独立
気泡を有する４インチに発泡された5/8インチの
厚板を製造した。この押出機用の温度分布は第２
図において示した４つのゾーンに対して与えら
れ、次の通りであつた。
％の塩素を含む塩素化PVC樹脂粉末、３重量部
のブチル錫安定剤、３重量部の塩素化ポリエチレ
ン、1.8重量部のステアリン酸カルシウム、エチ
レンビスステアルアミド、及びモンタンワツクス
のエステルの混合物である滑剤、10重量部のスチ
レン−アクリロニトリル加工助剤、及び1.3重量
部の、酸化チタン及びアゾビスジカルボンアミド
からなる核剤を用いて行なつた。これをミキサー
及びミル上で溶融し、次いで１辺1/8″の形状を切
つた。Ｌ／D16の圧縮又は溶融部を有するスクリ
ユーをもつた１−1/2インチの押出機で押出を行
なつた。供給部端におけるスクリユー深さは
0.270インチで、溶融部の端においては0.180イン
チであつた。供給速度は14bs／hrでスクリユーは
20rpmで操作した。溶融物が0.07インチの間隙と
１／４インチの長さを有するダムを越えて通過した。
トリクロロフルオロメタン（フレオン11）を
0.180インチの深さと1L／Ｄの長さを有する注入
部へ31bs／hrで3000nsiの注入圧力で注入した。
混練、溶解、及び冷却が10L／Ｄ及び0.180インチ
の深さを有する４つのねじ山スクリユー部におい
てなされた。１つのスクリユーねじ山がバレル壁
をこすつた；他の３つは0.060インチの間隙を有
した。スクリユーねじ山を中断する３つのスロツ
トは混練、溶解、及び冷却部において等間隔に置
かれた。各スロツトは1/3Ｌ／Ｄの長さを有した。
溶融物をほぼ1.4インチ幅と0.067インチ厚のスロ
ツトダイの方へ押出した。ヘツド圧は1700psiで
あつた。これは2.3ポンド／立方フイートの密度
を有し、本質的に100％の100〜200μｍ径の独立
気泡を有する４インチに発泡された5/8インチの
厚板を製造した。この押出機用の温度分布は第２
図において示した４つのゾーンに対して与えら
れ、次の通りであつた。
ゾーンNo. １ ２ ３ ４
温度、〓 340 344 330 300
第１図は供給スクリユーなしの押出機の部分断
面側面図であり；そして第２図は押出スクリユー
の側面図である。 １０……ベース、１２……押出機、１４……ホ
ツパー、１６……加熱手段、１６ａ……冷却手
段、１８……押出ヘツド、２０……ダイ、２２…
…伝動手段、２３……注入導管、２４……バレル
又はシリンダー、２５……押出スクリユー、２６
……供給部、２８……溶融部、３０……注入部、
３２……混練／溶解部、３４……スクリユーねじ
山、３６……スクリユー軸、３８……ダム、４０
……螺旋ねじ山、４２……螺旋ねじ山、４４……
螺旋ねじ山、４６……螺旋ねじ山、４８……開口
スロツト。
面側面図であり；そして第２図は押出スクリユー
の側面図である。 １０……ベース、１２……押出機、１４……ホ
ツパー、１６……加熱手段、１６ａ……冷却手
段、１８……押出ヘツド、２０……ダイ、２２…
…伝動手段、２３……注入導管、２４……バレル
又はシリンダー、２５……押出スクリユー、２６
……供給部、２８……溶融部、３０……注入部、
３２……混練／溶解部、３４……スクリユーねじ
山、３６……スクリユー軸、３８……ダム、４０
……螺旋ねじ山、４２……螺旋ねじ山、４４……
螺旋ねじ山、４６……螺旋ねじ山、４８……開口
スロツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ １本の延在せるスクリユーが内部に配置され
ている押出機を用いて発泡高分子材料を押し出す
に当つて、 粒状の高分子材料を押出機の供給部へ装填し、 前記高分子材料を前記押出機の溶融部内を前進
させてその間に前記高分子材料を固体から溶融状
態へとしだいに変化させ、 前記押出機の注入部にある前記高分子材料の溶
融物に発泡剤を注入して前記高分子材料と発泡剤
の混合物を形成し、 前記混合物を前記押出機の混練部内を前進さ
せ、 前記スクリユー上の回転せる多条スクリユーね
じ山によつて前記混練部内の前記混合物を撹拌
し、 前記混練部内のスクリユー上に備えられた少な
くとも１つの開口スロツトにおいて前記混合物を
さらに撹拌し、 前記混合物の撹拌を行う間に、前記多条ねじ山
によつて、前記開口スロツトから前記混合物を前
進させ、そして 前記混合物を押し出して発泡剤を膨張させ、よ
つて気泡生成物を形成させること、 を特徴とする発泡高分子材料の押出方法。 ２ 回転ねじ山による前記混合物の撹拌が、前記
混合物の一部を小さいほうのねじ山を越えて隣接
する上流側のねじ山間溝の方へ通過せしめ、その
部分においてその混合物を前記混合物と混ぜ合わ
せることによつて混合物を混合する工程を含む、
特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記高分子材料が粉末状の塩素化ポリ塩化ビ
ニルであり、前記方法が、前記混合物が混練部内
を前進する時、スクリユーねじ山による撹拌と開
口スロツトにおける撹拌とを何回も交互に行なう
工程を含み、また、スクリユーねじ山による撹拌
が、大きい方のねじ山によつて一部の混合物の上
流側への進行を阻止する工程を含む、特許請求の
範囲第２項記載の方法。 ４ 前記発泡剤の上流側への浸透を防ぐために注
入部の上流端をさえぎる工程を含み、また、スク
リユーねじ山による撹拌が３〜５回行なわれ、そ
して開口スロツトにおける撹拌が前記撹拌と交互
に２〜４回行なわれる、特許請求の範囲第３項記
載の方法。 ５ 供給部における温度が約320〜360〓、溶融部
における温度が340〜400〓、注入部における温度
が約200〜240〓、混練部における温度が約190〜
240〓、そして押出ダイにおける温度が約290〜
340〓であり、前記発泡剤が塩素化ポリ塩化ビニ
ルの５〜50重量％の量で使用され、かつ１〜２個
の炭素原子を有するクロロフルオロアルカンから
選ばれる、特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 粒状の高分子材料を加工するための押出装置
であつて、シリンダー、前記シリンダー内に回転
可能に取り付けられておりかつ、前記高分子材料
をその内部を前進させて固体から溶融状態へとし
だいに変化させるためにその内部に長手方向に延
在している１本の押出スクリユー、そして該装置
の下流端にあつて前記高分子材料を含気泡状態で
押し出すためのダイ手段を含んでなり、その際、
前記押出スクリユーが、前記高分子材料を該装置
へ装入する供給部、前記高分子材料を固体から流
動状態へとしだいに変化させる溶融部、発泡剤を
注入するための注入部、そして前記高分子材料と
前記発泡剤を撹拌して前記高分子材料及び発泡剤
の混合物を得る混練部を有しているような押出装
置において、 前記混練部が、前記混合物を前進させるために
前記スクリユーのスクリユー軸上に配置された多
条スクリユーねじ山を有しており、かつ前記ねじ
山を除いた環状帯域である少なくとも１つの連続
した環状開口スロツトを有していて、ここで前記
混合物のさらなる撹拌が行われ、また、前記開口
スロツトが該スロツトの両方の環状端において前
記多条ねじ山によつて規定されるところの環状ス
ペースを有していることを特徴とする、押出装
置。 ７ 前記多条ねじ山が、少なくとも１つが大きい
方のねじ山で残りが小さい方のねじ山である２〜
６のねじ山を含み、前記高分子材料が塩素化ポリ
塩化ビニルであり、前記発泡剤が１〜２個の炭素
原子を有するクロロフルオロアルカンから選ば
れ、そして前記開口スロツトが、前記供給部及び
前記溶融部を通じて断面積が次第に増大するが前
記注入部及び前記混練部を通じては断面積が一定
であるような前記スクリユーのスクリユー軸によ
つて半径方向の長さで規定される、特許請求の範
囲第６項記載の装置。 ８ 前記開口スロツトが軸方向の長さで約1/3
Ｌ／Ｄである、特許請求の範囲第７項記載の装
置。 ９ 前記混練部において３個の一定間隔の開口ス
ロツトがあり、そして前記混練部において４個の
ねじ山がある、特許請求の範囲第８項記載の装
置。 １０ 気体の発泡剤の注入部から上流側への浸透
を防ぐために前記注入部の上流端にダムを有し、
また、前記混練部が約６〜16L／Ｄの長さであ
り、そして３〜５個のスクリユーねじ山と少なく
とも２個の開口スロツトを含む、特許請求の範囲
第７項記載の装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/274,619 US4401612A (en) | 1981-06-17 | 1981-06-17 | Method and apparatus for extruding foam polymeric materials involving the use of an extrusion screw having spaced multiple flight mixing means thereon |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57212035A JPS57212035A (en) | 1982-12-27 |
| JPH0243610B2 true JPH0243610B2 (ja) | 1990-10-01 |
Family
ID=23048960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57093270A Granted JPS57212035A (en) | 1981-06-17 | 1982-06-02 | Extruding device and method of foamed high molecular material |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4401612A (ja) |
| EP (1) | EP0067442B1 (ja) |
| JP (1) | JPS57212035A (ja) |
| AR (1) | AR229939A1 (ja) |
| AU (1) | AU555405B2 (ja) |
| BR (1) | BR8203495A (ja) |
| CA (1) | CA1177211A (ja) |
| DE (1) | DE3262637D1 (ja) |
| EG (1) | EG15735A (ja) |
| IN (1) | IN157314B (ja) |
| NO (1) | NO822001L (ja) |
| ZA (1) | ZA823537B (ja) |
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| US5654346A (en) * | 1989-07-11 | 1997-08-05 | Amesbury Industries, Inc. | Low density thermoplastic foam |
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