JPH04332624A - 結晶性熱可塑性樹脂製小口径スティックおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、結晶性熱可塑性樹脂製
の小口径スティックおよびその製造方法に関し、さらに
詳しくは、結晶性熱可塑性樹脂、特に結晶性ポリプロピ
レン樹脂の中空棒状体を特定の条件下でその軸方向に延
伸処理することによって、曲げ剛性が著しく改善され、
高強度および高弾性率を付与された外径１．５〜３．０
ｍｍの小口径スティックであって、綿棒および海苔簀等
のスティック用素材として好適に使用できる結晶性熱可
塑性樹脂製小口径スティックおよびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】外径寸法が１．５〜３．０ｍｍの範疇に
ある小口径スティックを使用した製品は、綿棒および海
苔簀などがその代表例として挙げられるが、綿棒は耐蝕
性金属や紙軸、海苔簀は竹ひごが、特に剛性感のある製
品の素材として主に用いられている。

【０００３】しかし、これらの製品はそれぞれ種々の問
題点を抱えている。すなわち、耐蝕性金属製綿棒はコス
トが高い上に硬くて強すぎるために一般用途には不適で
あり、紙軸製綿棒は手触り感がよく、初期曲げ剛性が高
いという利点を有しているが、反発弾性に欠けるため強
い力で曲げると破断的に折れてしまったり、黴菌が付着
し易くかつ濡れると膨潤して急激に弱くなるので、メデ
ィカル用その他の液剤等を扱う用途には使いにくいとい
う欠点を有しており、一方、海苔簀用竹ひごも剛直で海
苔乾燥時の曲がりに対して強いが、天然素材のため品質
にバラツキがあり、また吸湿してカビが発生し易いなど
の問題点がある。

【０００４】近年、前記の従来製品に取って代わるもの
としてプラスチック製品が市場に大量に浸透してきてお
り、そのプラスチックの素材としては、衛生上の無害・
無毒性や非吸湿性および成形性と物性・コスト等のバラ
ンス上の観点から、ポリプロピレン樹脂を用いて一般的
な押出成形方法により製造された中空断面形状（管状体
）の小口径スティックが、現在多用されている。

【０００５】しかしながら、ポリプロピレン樹脂単体で
かつ通常の成形方法により製造された前記小口径スティ
ックは、剛性（曲げ弾性率）が低いため曲げに対して弱
く、容易に変形して曲げ解放後も復元しないといった問
題点があり、紙軸や竹ひごの品質性能に及ばないことか
ら、綿棒または海苔簀業界等より強くその改質を求めら
れている。

【０００６】このような現状のポリプロピレン樹脂単体
成形品における剛性面の欠点を補う方法として、一般的
に樹脂組成の面から該樹脂に各種のフィラー類、例えば
タルク、炭酸カルシウム、マイカ、硫酸バリウム等の無
機質充填材またはガラス繊維やアスベスト等の繊維質充
填材を適量添加した樹脂組成物を素材に用いて、前記小
口径スティックを製造する方法が考えられる。

【０００７】しかし、これらフィラー類を添加した樹脂
組成物による製造方法では、前記スティックの剛性に対
する改良効果は確かに大きいが、反面耐衝撃性が低下し
て脆くなり、該スティックを強く折り曲げると簡単に割
れてしまうことが多い。また、該樹脂組成物が含有する
フィラーの影響で、ポリプロピレンの特徴である軽量性
が損なわれるばかりでなく、押出成形時における溶融樹
脂の流動性が阻害されて、該スティックの微妙な賦形性
や寸法精度が悪くなり、また外観的にも平滑性や光沢感
が減失するなど、綿棒または海苔簀用としての商品価値
が低落する原因となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
ポリプロピレン樹脂や該樹脂に各種フィラー類を添加し
た樹脂組成物を用いて公知の押出成形方法により製造さ
れた前記小口径スティックでは、付加価値のある綿棒ま
たは海苔簀等の用途として品質性能的に限界があるため
、本発明者らは綿棒および海苔簀用等のスティックに関
する上述の問題点を克服すべく鋭意研究した。その結果
、結晶性ポリプロピレン樹脂を用いて通常の押出成形で
得た中空断面形状の棒状体を、特定の条件下で延伸処理
することにより所定の形状寸法に形成された小口径ステ
ィックが、上述の問題点を解決して高曲げ性能を必要と
する綿棒および海苔簀用等に好適に使用し得るものであ
ることを見出し、本発明に到達した。

【０００９】本発明の目的は、従来の結晶性熱可塑性樹
脂組成物を用いた無延伸の押出成形品では達成できなか
った高剛性・高強度を有する結晶性熱可塑性樹脂製の延
伸棒状成形品からなる綿棒および海苔簀用等の小口径ス
ティックおよびその製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、下記の態様を有する。 （１）外径１．５〜３．０ｍｍ、厚み０．３〜０．６ｍ
ｍの中空断面構造を有し、かつ曲げ強度が１２ｋｇ／ｍ
ｍ２　以上で曲げ弾性率が６００ｋｇ／ｍｍ２　以上の
曲げ剛性を有してなることを特徴とする結晶性熱可塑性
樹脂製小口径スティック。

【００１１】（２）小口径スティックの成形に用いる原
料樹脂がメルトフローレート０．５〜２０ｇ／１０ｍｉ
ｎの結晶性ポリプロピレン樹脂を主体に構成されている
ことを特徴とする請求項（１）記載の結晶性熱可塑性樹
脂製小口径スティック。

【００１２】（３）メルトフローレートが０．５〜２０
ｇ／１０ｍｉｎの結晶性熱可塑性樹脂を用い、これに（
ａ）溶融押出、（ｂ）賦形、（ｃ）冷却、（ｄ）再加熱
、（ｅ）延伸処理、（ｆ）再冷却および（ｇ）切断の７
つの操作を連続的に付与して結晶性熱可塑性樹脂製小口
径スティックを製造する方法であって、該結晶性熱可塑
性樹脂を溶融押出した後、所望寸法の棒状体を形成して
形状固定するに際して、該樹脂の押出温度から該樹脂の
（融点−９０℃）以下の温度になるまで平均１２℃／ｓ
ｅｃ以上の冷却速度で急冷処理し、次いで該棒状体を平
均７℃／ｓｅｃ以上の加熱速度で（該樹脂の融点−５０
℃）〜（該樹脂の融点−２０℃）の温度範囲に再加熱し
た後、該温度維持下で延伸処理するに際して、延伸処理
前の該棒状体の外径をＤ１　、延伸処理後の小口径ステ
ィックの外径をＤ２　、その延伸倍率をλとしたとき、
実質的に次式の条件を満足して該棒状体の軸方向に６倍
以上の延伸倍率で延伸処理することを特徴とする結晶性
熱可塑性樹脂製小口径スティックの製造方法。

【００１３】

【数２】

【００１４】

【作用】本発明の結晶性熱可塑性樹脂製小口径スティッ
クおよびその製造方法における原料樹脂としては、結晶
性ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリア
ミド、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル
、ポリアセタール等の樹脂およびこれらの混合物があげ
られるが、結晶性ポリプロピレン樹脂が最も好ましい。

【００１５】結晶性ポリプロピレン樹脂は、一般的な押
出成形機で連続的に成形可能な結晶性ポリプロピレン樹
脂であれば特別に限定されるものではないが、本発明の
製造方法における中空棒状体の押出成形性および延伸処
理適正を考慮して、メルトフローレート（ＪＩＳ　　Ｋ
　　６７５８、２３０℃×２．１６ｋｇ荷重により測定
。以下、これをＭＦＲと略記する）が０．５〜２０ｇ／
１０ｍｉｎの結晶性プロピレン単独重合体、すなわちホ
モポリプロピレンが望ましい。該ＭＦＲが小さすぎると
、押出時に樹脂の流動性が悪いため押出機からの吐出量
が低下して生産性が劣り、また、ＭＦＲが大きすぎると
、溶融粘性が低いために中空棒状体としての成形が困難
になるとともに、延伸配向の効果が発現しにくくなる。

【００１６】なお、前記ホモポリプロピレン以外に、プ
ロピレンと他のα−オレフィン等との共重合体やこれら
の混合物を使用することができる。本発明においては、
必要に応じて該結晶性熱可塑性樹脂に、他の合成樹脂や
石油樹脂等の異種成分を適宜添加することもできる。こ
れらの異種成分としては、例えば、ポリスチレン、ＡＢ
Ｓ等の熱可塑性樹脂や石油樹脂が挙げられる。また、物
性その他の品質性能を向上させるために、酸化防止剤や
紫外線吸収剤などの安定剤、シリカやタルク、ジベリデ
ンソルビトール系化合物などの造核剤、炭酸カルシウム
や珪酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機質充填材、ま
たは各種界面活性剤による帯電防止剤や滑剤、難燃剤、
分散剤、顔料などの各種添加剤等を適量添加したものを
用いることができる。

【００１７】本発明における結晶性熱可塑性樹脂製小口
径スティックを得るための製造方法は、原料として前記
ポリプロピレン樹脂を用い、これに（ａ）溶融押出、（
ｂ）賦形、（ｃ）冷却、（ｄ）再加熱、（ｅ）延伸処理
、（ｆ）再冷却および（ｇ）切断の７つの操作を連続的
に付与する工程により構成されている。図１は、該製造
方法の実施態様の一例を示す押出延伸成形装置の全体模
式図である。まず、（ａ）溶融押出の工程では、前記原
料樹脂、例えば結晶性ポリプロピレンを押出機１で溶融
混練し、該押出機１の先端に付設されているダイ２より
断面が所望の中空形状となるように形成された可塑化棒
状体２０を押出す。ここで、原料樹脂であるホモポリプ
ロピレンとブロックまたはランダムポリプロピレンとを
複層共押出してもよいし、または該ポリプロピレン樹脂
と他の熱可塑性樹脂とを多層共押出してもよい。

【００１８】このようにしてダイ２より押出された可塑
化棒状体２０は、続いて（ｂ）賦形の工程に導かれ、ダ
イ２と適当な間隔で配設されているサイジングダイ３の
中を通過することによって、無延伸の中空棒状体（以下
、これを原反と略称する）２１が形成される。ここで、
原反２１は目的とする小口径スティック製品の形状寸法
に対応して、一定の基準で拡大された形状寸法に賦形さ
れなければならない。すなわち、延伸処理工程の態様を
示す図２において原反２１の外径Ｄ１　は、該原反２１
を延伸処理することによって形成される小口径スティッ
ク２２の外径Ｄ２　とその延伸倍率λとの関係から、次
式により算出した値を設計基準とする。

【００１９】

【数３】

【００２０】なお、上式は、上式の外径（Ｄ１　、Ｄ２
　）をそれぞれの内径（ｄ１　、ｄ２　）または厚み（
ｔ１　、ｔ２　）に置換しても適用できる。また、原反
２１の断面形状は製品用途によって種々の形状があるが
、綿棒用スティックとしては図３の中空円形体、図４の
中空ストライプ付き円形体、図５の中空十角形体などが
あり、海苔簀用スティックとしては図６に示す中空六角
形体が一般的である。これらの中空部は、円形状に形成
するのが押出成形する上で最も容易であるが、それぞれ
の外郭形状に合わせて同一形状に形成するようにしても
よい。なお、前記図中Ｄで記した寸法がそれぞれの外径
を表わしている。

【００２１】原反２１の形状寸法は、サイジングダイ３
の通路構造によって与えられるが、その形状寸法を高い
精度でかつ生産性よく賦形する方法としては、真空サイ
ジング方式を適用することが望ましい。また、該サイジ
ングダイ３は、図示するように、例えば１０℃以下の低
温下にコントロールされた冷却水が充填されている冷却
槽４内の入口側に装着して、水中浸漬方式とすることが
望ましい。

【００２２】かくして所定の中空断面の棒状体に形成さ
れた原反２１は、サイジングダイ３より出て、直ちに次
の（ｃ）冷却工程における冷却槽４内で冷却されること
によって形状固定される。この賦形〜冷却による形状固
定の過程において、該原反２１は、前記ダイ２より押出
されたときの溶融樹脂の温度（押出温度）から該樹脂の
融点（ＪＩＳ　　Ｋ７１２１により測定したＤＳＣ曲線
のピーク温度を表わす）−９０℃以下の温度になるまで
、平均１２℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で急冷処理される
ことが望ましい。ここで、原反２１をこのように急冷処
理する目的は、冷却能力の増大による生産性の向上は当
然であるが、より本質的には（ｅ）延伸処理工程におけ
る中空棒状体の延伸性を向上させることにある。すなわ
ち、本発明で用いるポリプロピレン樹脂のごとき結晶性
を有する熱可塑性樹脂を結晶構造維持下で延伸処理する
と、該樹脂組織中の結晶がずり変形を起こしてその分子
鎖が延伸方向に配向され、物理的特性の著しく向上した
成形品が得られるのであるが、この結晶のずり変形挙動
をより一層容易ならしめて該樹脂の延伸性を向上させる
ためには、溶融樹脂が冷却結晶化する際に、その結晶化
度をできるだけ抑えて微細結晶核を多く作り、結晶を成
長させないように該樹脂の結晶化速度を速くする冷却条
件が必要である。

【００２３】特に本発明においては、原反２１の最大寸
法が外径９ｍｍ、厚み２ｍｍ程度に賦形する場合もある
ことから、熱伝導率の小さいポリプロピレン樹脂の場合
はかかる中空棒状体の内部まで冷却するのに時間を要し
、結晶化速度に及ぼす冷却速度が１２℃／ｓｅｃより小
さいと、該原反２１の内層部は表層部に較べて徐冷され
ることになり、結晶化状態が異なってくる（球晶が成長
し結晶化度が高くなる）ため、後述の延伸挙動が不安定
な形態に陥ることがある。したがって、該原反２１の結
晶化度を抑えかつ効率よく冷却するために、冷却槽４内
に充填されている冷却水は１０℃以下、好ましくは５℃
以下の低温下にコントロールされ、これによって該原反
２１を平均１２℃／ｓｅｃ以上の冷却速度で前記融点よ
り９０℃以上、好ましくは１００℃以上の低い温度まで
急冷することが、本発明における重要な成形条件の１つ
となる。ちなみに、この冷却温度は原料樹脂がホモポリ
プロピレンの場合、７０℃以下、好ましくは６０℃以下
の温度に相当する。

【００２４】次に（ｄ）再加熱の工程では、かくしてて
形状固定された原反２１を、前記冷却槽４から送り出し
機５を介して直線状に配設された加熱装置６によって、
延伸適正温度領域に再加熱する。この再加熱による延伸
適正温度領域とは、結晶性熱可塑性樹脂の組織体が結晶
構造を形成している状態で物理的な引張り変形を付与さ
れることにより、その変形方向に好適に分子鎖の配向を
引き起こし、配向方向の強度特性に優れた製品を得るこ
とができる延伸処理温度の適正範囲を示し、（樹脂の融
点−５０℃）〜（樹脂の融点−２０℃）の範囲に該当す
る。結晶性ポリプロピレン樹脂の場合は、１２０〜１５
０℃、好ましくは１３０〜１４５℃の範囲が延伸適正温
度領域である。

【００２５】この再加熱による前記原反２１の保有温度
は、本発明の目的とする形状精度や曲げ剛性を有するポ
リプロピレン製中空棒状体を得る上で重要な管理項目で
あって、１２０℃より低い温度で延伸処理を行うと、当
該樹脂の分子配向が過度になるかまたは延伸むらが発生
するため、ミクロボイドを生じて白化した状態になった
り、たて割れが現出したりして、所望形状の中空棒状体
が得られにくくなる。逆に、１５０℃以上の高い温度ま
で加熱すると、極度に軟化した状態となるため見掛け上
は延伸し易くなるが、当該樹脂の分子配向が起こりにく
くなり、延伸処理による中空棒状体の高強度・高剛性化
の発現効果が大幅に低下し、所望の曲げ強度や曲げ弾性
率が得られにくくなる。

【００２６】また、この再加熱の工程においても適度の
加熱速度が必要で、前工程から送り出されてきた原反２
１を前述の延伸適正温度領域まで再加熱するに際して、
該原反２１は平均７℃／ｓｅｃ以上の加熱速度で加熱さ
れることが、良好な延伸処理効果の発現と加熱時間の短
縮により生産性の向上に寄与するので好ましい。かかる
加熱速度は、加熱装置６の加熱源として特殊電熱式トー
チノズル７を採用することによって達成することができ
る。

【００２７】次いで（ｅ）延伸処理の工程では、前記加
熱装置６により延伸適正温度領域に再加熱された原反２
１を、直ちにその温度維持下で該原反２１の走行速度よ
り大なる速度でその走行する方向に連続して機械的に引
張って延伸処理を施すことにより、所望の断面形状を有
する小口径スティック２２が得られる。ここで、原反２
１から小口径スティック２２へ転化する際の延伸処理の
形態は、図２に示すように、きわめて短い距離の特定範
囲において、その外径寸法が該形状を維持したまま急激
に縮小変形するごとく変化する引張り変形であり、その
具体的な形態は、延伸処理前の原反２１の外径をＤ１　
、延伸処理後の小口径スティック２２の外径をＤ２　、
その延伸倍率をλとしたとき、実質的に次式の条件を満
足して前述の引張り変形が実行されなければならない。

【００２８】

【数４】

【００２９】上式は、原反２１および小口径スティック
２２の外径（Ｄ１　、Ｄ２　）を、それぞれの内径（ｄ
１　、ｄ２　）または厚み（ｔ１　、ｔ２　）に置換し
ても適用できる。上式の延伸倍率λは、延伸処理工程の
前後における速度変化の相対比率を示すもので、具体的
には前工程の送り出し機５により与えられる原反２１の
走行速度Ｖ１　と、延伸処理操作を行う引取機９により
与えられる小口径スティックの引張速度Ｖ２　との比で
表わされる。

【００３０】本発明において、該延伸倍率は６倍以上と
することが好ましい。すなわち、延伸適正温度に再加熱
された前記原反２１を、その走行速度Ｖ１　より６倍以
上の大なる引張速度Ｖ２　を付加して延伸処理すること
によって、該樹脂中の分子鎖が延伸方向に強く配向して
、強度特性が著しく向上しかつ上式の条件を満足する寸
法精度および外観ともに優れた小口径スティックを得る
ことができる。延伸倍率が６倍に満たない条件で延伸処
理されたものは、前記分子鎖の配向が不充分で強度特性
が向上しないだけでなく、延伸挙動が不安定となって著
しい形状変化を引き起こして、目的とする製品が得られ
なくなる。

【００３１】続いて（ｆ）再冷却の工程では、かくして
延伸倍率６倍以上に延伸されて所望する形状寸法に形成
された小口径スティック２２を、直ちに前記延伸処理工
程の後に配設された冷却槽８によって、５０℃以下、好
ましくは３０℃以下の温度になるまで再び急冷処理する
。延伸処理後にこのような急冷処理を必要とする目的は
、前述の特定温度範囲下における延伸処理によって強く
配向した該樹脂中の分子構造を急冷処理することにより
そのまま安定化させて、得られた小口径スティックの強
度特性や寸法精度、外観性等を確保するためである。

【００３２】このようにして、延伸処理と再急冷処理を
連続的に施された小口径スティック２２は、続いて引取
機９により直線状に保持されながら次の（ｇ）切断工程
へと導かれ、切断機１０によって綿棒や海苔簀等の製品
用途に応じた一定長さに切断されて所望の小口径スティ
ック製品２３となる。なお、切断工程の前および／また
は後工程で、必要に応じてアニーリングや表面処理等を
該小口径スティックに対して行ってもよい。

【００３３】以上のように、結晶性ポリプロピレン樹脂
からなる中空棒状体を特定の条件下でその軸方向に６倍
以上の延伸倍率で延伸処理することによって、外径１．
５〜３．０ｍｍ、厚み０．３〜０．６ｍｍの中空断面構
造を有し、かつ曲げ強度が１２ｋｇ／ｍｍ２　以上で曲
げ弾性率が６００ｋｇ／ｍｍ２　以上の曲げ剛性が付与
されて、綿棒および海苔簀等のスティック用素材として
好適に使用できるポリプロピレン製小口径スティックを
製造することができる。ここで、曲げ強度および曲げ弾
性率とは、後述する方法により測定される値を示す。

【００３４】該小口径スティックの断面形状は、先に例
示した原反（延伸処理前の中空棒状体）のそれと同様で
あって、綿棒用スティックとしては図３の中空円形体や
図４の中空ストライプ付き円形体または図５の中空十角
形体などが代表的な実施例として挙げられ、また海苔簀
用スティックとしては図６に示す中空六角形体が最も一
般的である。

【００３５】本発明においては該小口径スティックの外
径１．５〜３．０ｍｍに対して、厚みは０．３〜０．６
ｍｍの範囲で形成することが望ましい。該厚みが０．３
ｍｍより薄くなると、製品としての強度が低下して、本
発明の目的とする高剛性の製品が得られなくなる。逆に
０．６ｍｍ以上の厚みでは、強度的にオーバースペック
となり、かつ原料樹脂の使用量が増加するので不経済で
ある。

【００３６】また、本発明において製造されるポリプロ
ピレン製小口径スティックの前記曲げ剛性の数値は、現
在一般的に市販されているプラスチック製綿棒（ポリプ
ロピレン製が大半を占める）や紙軸綿棒および量産使用
されている海苔簀のポリプロピレン製スティックの曲げ
剛性を凌駕するレベルであり、さらに、海苔簀用の竹ひ
ごのそれと較べて近いレベルを有している。また、該小
口径スティックの断面構造は中空状に限定されるもので
なく、中実構造でかつ任意の断面形状で形成されている
ものでもよく、例えば図３ないし図６に示したものの他
に必要に応じて、楕円形・半円形・偏平円形・正方形・
長方形・菱形・八角形・十二角形・星形等の断面形を有
するものにも適用できる。

【００３７】なお、上記小口径スティックの製造方法は
、ポリプロピレン系樹脂以外の結晶性熱可塑性樹脂に同
様に適用することができる。

【００３８】

【実施例】以下、実施例と比較例とに基づいて本発明を
具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって限定
されるものではない。なお、実施例および比較例におけ
る小口径スティックの品質性能評価は、次の試験方法に
よった。 ○小口径スティックの曲げ試験 ＪＩＳ　　Ｋ　　７２０３による硬質プラスチックの曲
げ試験方法を応用して、室温２３℃×湿度５０％の環境
下で３点曲げ試験を行い、小口径スティックの曲げ特性
を評価する。試験方法は、小口径スティックの試験片を
長さ６０ｍｍに切断し、曲げ試験機の支点間距離４０ｍ
ｍで２点支持に支えるように置いた後、該試験片の２点
支持の中央部に５００ｍｍ／ｍｉｎの加重速度により荷
重を加え、かくして該試験片が曲げ降伏点に到るまでに
要した荷重とそのときの該試験片の撓みを測定する。こ
の試験による荷重−撓み曲線から、小口径スティックの
曲げ強度および曲げ弾性率を以下に示す計算式によって
求める。

【００３９】（１）曲げ強度 試験片が曲げ降伏点に達した点の荷重を最大曲げ荷重と
して、次式により算出する。

【数５】 ここで、Ｗは該試験片の最大曲げ荷重（ｋｇ）、Ｌは該
試験片の支点間距離（ｍｍ）、Ｚは該試験片の断面係数
（ｍｍ３　）をそれぞれ表わす。なお、Ｚは材料力学に
おける梁の断面係数の計算式を適用して求める。

【００４０】（２）曲げ弾性率 荷重−撓み曲線の最初の直線部分の傾斜より次式によっ
て算出する。

【数６】 ここで、Ｌは該試験片の支点間距離（ｍｍ）、Ｉは断面
二次モーメント（ｍｍ４　）、Ｃは荷重−撓み曲線の最
初の直線部分の勾配（ｋｇ／ｍｍ）、すなわち、Ｃ＝Ｗ
／δをそれぞれ表わす。Ｗは該試験片にかかる荷重（ｋ
ｇ）、δはそのときの該試験片の撓み（ｍｍ）である。 なお、Ｉは材料力学における梁の断面二次モーメントの
計算式を適用して求める。

【００４１】実施例１ 原料樹脂がＭＦＲ＝７．５ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６１
℃のホモポリプロピレン樹脂（商品名“チッソ　　ポリ
プロ”ＹＭ１４１、チッソ社製）を原料とし、図１に示
す押出延伸成形装置を用い、該樹脂を約２４０℃の温度
で溶融押出して、走行速度１０ｍ／ｍｉｎのもとに六角
形対辺の外径５．８５ｍｍ、内円の直径３．４２ｍｍの
中空断面構造を有する六角形棒状体に賦形してから、平
均１４℃／ｓｅｃの冷却速度で該棒状体を５０℃まで急
冷処理して形状固定した後、該棒状体を平均８℃／ｓｅ
ｃの加熱速度で１４２℃に再加熱し、該温度維持下に８
４ｍ／ｍｉｎの引張速度、すなわち８．４倍の延伸倍率
で延伸処理を施すことによって、六角形対辺の外径２．
０２ｍｍ、内円の直径１．１８ｍｍ（厚み０．４２ｍｍ
）の中空断面構造で、図６に示す中空六角形体に形成さ
れた小口径スティックを製造した。この小口径スティッ
クは、本発明の特許請求の範囲（３）項で規定した延伸
処理における条件式を満足して形成されており、外観お
よび寸法精度と曲げ剛性の優れた製品で、海苔簀用ステ
ィック材として好適に使用し得るものであった。

【００４２】本実施例において製造した前記ポリプロピ
レン製小口径スティックの曲げ試験による曲げ特性の評
価結果を表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】比較例１および２ 本発明の実施例１により製造した海苔簀用小口径スティ
ックの品質レベルを確認するために、従来技術の押出成
形方法により現在量産されているポリプロピレン製の海
苔簀用スティックであって、ＭＦＲが６ｇ／１０ｍｉｎ
の高結晶・高剛性ホモポリプロピレン樹脂（商品名“チ
ッソ　　ＨＣＰＰ”ＸＦ１７９７、チッソ社製）を用い
て、実施例１と同じ断面構造で、六角形対辺の外径が２
．００ｍｍ、内円の直径が１．１４ｍｍ（厚み０．４３
ｍｍ）の中空六角形体に形成された無延伸の小口径ステ
ィックを比較例１とし、竹ひご製の、外径１．８ｍｍの
中実構造のスティックを比較例２とし、これらの曲げ特
性の評価結果を表１に併記した。

【００４５】表１より明らかなように、実施例１で得ら
れた本発明の小口径スティックは、その曲げ特性が従来
品のポリプロピレン製海苔簀の中でも最も剛性が高いと
評価されている前記“チッソ　　ＨＣＰＰ”製海苔簀に
較べて格段に改良されており、また天然素材の竹ひごに
は及ばないものの本発明の小口径スティックの曲げ特性
のレベルであれば、竹ひご製のものにも充分に競合し得
ることが実用試験で実証された。

【００４６】比較例３ 実施例１と同じ原料樹脂（商品名“チッソ　　ポリプロ
”ＹＭ１４１、チッソ社製）と製造装置とを用いて、本
発明の特許請求の範囲（３）項で特定した冷却および再
加熱条件から逸脱した製造条件で、実施例１と同じ形状
寸法の小口径スティックを製造しようと試みたところ、
延伸処理工程における延伸挙動が不安定になったケース
が多く、外観・形状が劣悪で、製品としての形態をなし
得ないものであった。

【００４７】実施例２ 原料樹脂がＭＦＲ＝１．０ｇ／１０ｍｉｎ、融点１６１
℃のホモポリプロピレン樹脂（商品名“チッソ　　ポリ
プロ”ＦＥ１５１、チッソ社製）を原料とし、図１に示
す押出延伸成形装置を用い、該樹脂を約２４５℃の温度
で溶融押出して、走行速度８ｍ／ｍｉｎのもとに外径７
．６４ｍｍ、内径４．６４ｍｍの中空棒状体に賦形して
から、平均１２℃／ｓｅｃの冷却速度で該棒状体を５８
℃まで急冷処理して形状固定した後、該棒状体を平均７
℃／ｓｅｃの加熱速度で１３６℃まで再加熱し、該温度
維持下に７２ｍ／ｍｉｎの引張速度、すなわち９倍の延
伸倍率で延伸処理を行って、外径が２．５２ｍｍ、内径
が１．５３ｍｍ（厚み０．４５ｍｍ）で図３に示す中空
円形体に形成された小口径スティックを製造した。この
小口径スティックは、本発明の特許請求の範囲（３）で
規定した延伸処理における条件式を充分に満たして形成
されており、外観および寸法精度と曲げ剛性の優れた製
品で、綿棒用スティック材として好適に使用可能なもの
であった。

【００４８】本実施例において製造した前記ポリプロピ
レン製小口径スティックの曲げ試験による曲げ特性の評
価結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】比較例４ないし７ 実施例２により製造した綿棒用小口径スティックの品質
レベルを従来品と比較するために、実施例２とほぼ同等
の形状寸法で形成されていて、綿棒として現在市販され
ているものの中から４種類を抽出し、品質評価を行った
。

【００５１】その内訳は、ＭＦＲ＝０．４ｇ／１０ｍｉ
ｎの高結晶・高剛性ポリプロピレン樹脂（“チッソ　　
ＨＣＰＰ”ＸＦ１９３２）を用いて製造されているもの
を比較例４、前記ＸＦ１９３２にタルクを６％添加して
なる樹脂組成物を用いて加工しているものを比較例５、
熱可塑性樹脂の中では機械的特性の優れたポリカーボネ
ートによって製品化されているものを比較例６、綿棒の
中では最も多く市販されており品質的にも優れている紙
軸を比較例７として、それらの曲げ特性を本実施例と同
じ試験方法によってデータ化したものを表２に併記した
。

【００５２】表２により明らかなように、実施例２で得
られた本発明の小口径スティック製品は、その曲げ特性
が高結晶・高剛性ポリプロピレン樹脂製の従来品をはる
かに超越しており、かつポリカーボネート製または紙軸
製綿棒をも凌いでいることが確認できた。

【００５３】

【発明の効果】本発明の結晶性熱可塑性樹脂製小口径ス
ティックは、外観および寸法精度がよく、高い曲げ強度
と曲げ弾性率を有し、綿棒および海苔簀等の小口径ステ
ィック状製品の用途に好適に提供することができ、産業
の発展に寄与するところきわめて大なるものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における製造方法の実施態様の一例を示
す押出延伸成形装置の全体模式図である。

【図２】本発明の延伸処理工程における小口径スティッ
クの延伸形態を示す部分模式図である。

【図３】、

【図４】、

【図５】および

【図６】本発明に関わる小口径スティックの各種断面形
状を例示する小口径スティックの断面構造図である。

【符号の説明】

（ａ）…溶融押出工程、（ｂ）…賦形工程、（ｃ）…冷
却工程、（ｄ）…再加熱工程、（ｅ）…延伸処理工程、
（ｆ）…再冷却工程、（ｇ）…切断工程。１…押出機、
２…ダイ、３…サイジングダイ、４…冷却槽、５…送り
出し機、６…加熱装置、８…冷却槽、９…引取機、１０
…切断機、２０…可塑化中空棒状体、２１…無延伸の中
空棒状体または原反、２２…延伸処理後の小口径スティ
ック、２３…小口径スティック製品。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　外径１．５〜３．０ｍｍ、厚み０．３
   〜０．６ｍｍの中空断面構造を有し、かつ曲げ強度が１
   ２ｋｇ／ｍｍ２　以上で曲げ弾性率が６００ｋｇ／ｍｍ
   ２　以上の曲げ剛性を有してなることを特徴とする結晶
   性熱可塑性樹脂製小口径スティック。
2. 【請求項２】　　小口径スティックの成形に用いる原料
   樹脂がメルトフローレート０．５〜２０ｇ／１０ｍｉｎ
   の結晶性ポリプロピレン樹脂を主体に構成されているこ
   とを特徴とする請求項（１）記載の結晶性熱可塑性樹脂
   製小口径スティック。
3. 【請求項３】　　メルトフローレートが０．５〜２０ｇ
   ／１０ｍｉｎの結晶性熱可塑性樹脂を用い、これに（ａ
   ）溶融押出、（ｂ）賦形、（ｃ）冷却、（ｄ）再加熱、
   （ｅ）延伸処理、（ｆ）再冷却および（ｇ）切断の７つ
   の操作を連続的に付与して結晶性熱可塑性樹脂製小口径
   スティックを製造する方法であって、該結晶性熱可塑性
   樹脂を溶融押出した後、所望寸法の棒状体を形成して形
   状固定するに際して、該樹脂の押出温度から該樹脂の（
   融点−９０℃）以下の温度になるまで平均１２℃／ｓｅ
   ｃ以上の冷却速度で急冷処理し、次いで該棒状体を平均
   ７℃／ｓｅｃ以上の加熱速度で（該樹脂の融点−５０℃
   ）〜（該樹脂の融点−２０℃）の温度範囲に再加熱した
   後、該温度維持下で延伸処理するに際して、延伸処理前
   の該棒状体の外径をＤ１　、延伸処理後の小口径スティ
   ックの外径をＤ２　、その延伸倍率をλとしたとき、実
   質的に次式の条件を満足して該棒状体の軸方向に６倍以
   上の延伸倍率で延伸処理することを特徴とする結晶性熱
   可塑性樹脂製小口径スティックの製造方法。 【数１】