JPH0510211B2 - - Google Patents

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JPH0510211B2
JPH0510211B2 JP58104891A JP10489183A JPH0510211B2 JP H0510211 B2 JPH0510211 B2 JP H0510211B2 JP 58104891 A JP58104891 A JP 58104891A JP 10489183 A JP10489183 A JP 10489183A JP H0510211 B2 JPH0510211 B2 JP H0510211B2
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Japan
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screw
section
cylinder
extrusion
smooth
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Yoshiaki Fukuda
Takeshi Myasaka
Iori Matsumoto
Nobukatsu Kato
Kenji Ema
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Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は熱効果性樹脂の新規な押出成形装置に
関する。 〔従来の技術〕 熱硬化性樹脂の成形方法としては圧縮成形法、
トランスフアー成形法、射出成形法および押出成
形法が知られ、夫々の成形方法に適合した装置が
用いられている。 これらの熱硬化性樹脂の成形方法のうち、押出
成形装置としてはプランジヤー押出装置が一般的
であり、丸棒やパイプなどの単純な形状の長尺押
出製品が生産されている。 しかし乍ら、プランジヤー押出成形装置に於て
は、金型部における押出圧が高く、しかも、間欠
押出であるため均一な成形品を得ることが困難で
あり生産性も低い。 かゝる事情から、所謂スクリユー型押出成形装
置を用いる成形法が開発され、例えば、特公昭46
−22595号公報には、その方法に用いられる押出
装置が開示されている。 該装置を用いる方法は、押出機内で混練溶融さ
れた熱硬化性樹脂を、アダプターを通じて金型内
へ導びき最終形状に賦形する成形方法である。 しかし乍ら、この様な成形方法では、樹脂流路
が複雑に変化し、僅かな温度や圧力の差で熱硬化
反応が急激に進行したり、滞留の発生によつて局
部的に硬化反応が進行したりすることにより、連
続して安定な成形を行うことが困難である。 また、この種の装置を用いる方法では、マンド
レルを支持するスパイダー部の存在によるスパイ
ダーマーク或はそれによるウエルド部分に起因す
る品質上の障害を回避することはできない。 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の目的は、上記問題を解決し、建築分
野、電気、電子分野等において市場の要求の強い
難燃性、耐熱性等に優れた熱硬化性樹脂の成形品
を成形し得る装置を提供することにある。 詳しくは、押出機内における局部的硬化反応を
抑制し、しかも生産性のよい成形が可能となる特
定の熱硬化性樹脂用の成形装置を提供することに
ある。 〔課題を解決するための手段〕 本発明者らは、種々検討を重ねた結果、一定の
内径を有するシリンダー、先端に平滑部を有する
スクリユーおよび温度制御機構と熱供給機能を備
えた押出機が上記目的を達成するのに適した装置
であることを見出し、本発明に到達した。 即ち、本発明は、供給部、圧縮部、計量部およ
び平滑部から成るスクリユー、および、該供給
部、圧縮部および計量部に対応する熱供給機構を
有するシリンダー部分、および該計量部の最終ス
クリユー径に等しいか又は６％以内の異なる径を
有する該平滑部に対応する熱供給機能を有するシ
リンダー部分を含む一定の内径を有するシリンダ
ーを備え、該平滑部とそれに対応するシリンダー
部分とによつて形成される間〓部において、アセ
トン抽出率が１重量％未満となるまで50〜200℃
の範囲で硬化反応を促進させ押出後自己形状を保
持できる程度にまで賦形する様にしたフエノール
樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂またはエポキシ樹
脂のスクリユー型押出成形装置である。 本発明の装置に適用できる熱硬化性樹脂として
は、フエノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、
不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコ
ン樹脂、アリル樹脂、キシレン樹脂、アニリン樹
脂等が挙げられ、なかでもフエノール樹脂、メラ
ミン樹脂、尿素樹脂およびエポキシ樹脂の成形に
好適である。 而して、これ等の熱硬化性樹脂には必要に応じ
て熱硬化性樹脂の成形に於て一般に用いられる充
填剤、離型剤、増粘剤、着色剤、分散剤、発泡
剤、あるいは重合開始剤、硬化促進剤、重合禁止
剤などを添加することができる。 また、更に他種のポリマーあるいは有機または
無機の繊維状物、例えば硝子等を加えることもで
きる。 本発明の装置の特徴は押出機の先端部の構造に
あり、一定の内径を有するシリンダー、先端に平
滑部を有するスクリユーおよび温度制御機構と熱
供給機能を備えた押出装置である点にある。 この押出装置は、単軸スクリユー押出装置のみ
ならず、二軸スクリユーあるいは多軸スクリユー
押出装置であつても先端部が最終的に単軸に集約
される押出装置であれば何れのものも使用でき
る。 本発明に使用できるこれらの押出装置の内部構
造として、押出装置の供給部から先端の計量部に
至る間に脱気孔を設けたり、特殊な混練構造を設
けることは何ら差し支えない。 本発明の装置に使用されるスクリユーの代表的
なものは、第１図に示す様に先端部に平滑部４を
有するスクリユー（以下、特殊スクリユーと略称
する）であり、このスクリユーは、例えば、供給
部１、圧縮部２、計量部３よりなる。 平滑部４は第１図の様に供給部の終了したとこ
ろから、また第２図の様に圧縮部の終了したとこ
ろからあるいは第３図の様に計量部の途中から始
まる様な型式でも良い。 熱硬化性樹脂管を製造する場合には、平滑部４
のスクリユー径は、フライトを有する部位のスク
リユー底部の径とは別個に所望する成形品の内径
に合わせて拡大または縮小して調整することがで
きるが、その差異は樹脂の流路を複雑に変化させ
ないために６％以内が好ましい。。 また、平滑部４に対応する部位のシリンダーの
内径は、成形品の外形に合わせて拡大または縮小
して調整することができるが、樹脂の滞留を防止
するためには、他の部位のシリンダーの内径と同
一とすることが好ましい。 本発明に使用される特殊スクリユーのＬ／Ｄ
（長さ／径）は、通常７〜40、好ましくは10〜35、
更に好ましくは15〜25、圧縮比は1.0〜5.0好まし
くは1.2〜4.0、更に好ましくは1.5〜3.0、スクリ
ユー先端部の平滑部の長さは1D〜15D好ましく
は2D〜10D、更に好ましくは2D〜7Dの範囲から
適宜選択することができる。 先端に平滑部の無い通常のフルフライトスクリ
ユーを用いて熱硬化性樹脂管を製造した場合には
パイプ状の成形品は得られず、ラセン状の成形品
が得られるのみである。 たとえ先端に平滑部を有するスクリユーを用い
ても、平滑部の長さが1D未満の場合は、押出後
得られる成形品に変形が生じ連続的に良好な成形
品を得ることが困難である。また、平滑部の長さ
が15D以上となる場合は、成形圧力が大きくな
り、押出装置の機械強度の点からも実用的でな
い。 スクリユーの圧縮比と平滑部の長さは、スクリ
ユーの平滑部とそれに対応するシリンダー部分と
によつて形成される間〓、換言すれば成形品の肉
厚、押出速度及び使用する材料の特性等の組合せ
によつて種々の制限を受ける。 而して、スクリユーの圧縮比と平滑部の長さ
は、それが大きい程あるいは小さい程、背圧付与
機能が大きくあるいは小さい。 背圧が大きすぎるとフライトを有する部分で過
度の混練が起り、その結果として材料の過度の発
熱と硬化が起るので好ましくない。 一方、背圧が小さすぎると材料の圧縮充填及び
混練が不充分となるので同様に好ましくない。適
度な背圧が材料の圧縮充填と適度な混練のために
必要である。 即ち、安定した押出と良好な製品を得るために
は適度のスクリユーの圧縮比と平滑部の長さが要
求される。 そしてスクリユーの平滑部とそれに対応するシ
リンダー部分とによつて成形される間〓が大きい
程あるいは小さい程、押出速度が小さい程あるい
は大きい程、使用する材料の粘度が小さい程ある
いは大きい程、また使用する材料の硬化速度が小
さい程あるいは大きい程、スクリユーの圧縮比と
平滑部の長さは大きくあるいは小さくする必要が
ある。 本発明のスクリユー型押出成形装置を使用する
にあたつて、押出装置各部の設定温度は、使用す
る材料の特性やスクリユーの圧縮比、スクリユー
平滑部とバレルの間〓、平滑部の長さ、押出速度
等の組合せにより当然変るが、スクリユーの圧縮
部、計量部及び平滑部に対応するシリンダー部位
の温度設定は通常50〜200℃、好ましくは60〜150
℃の範囲であり、通常かかる設定温度で成形し得
る熱容量の熱供給機能を有するシリンダー構造が
採られる。 而して、設定温度が50℃以下の場合、樹脂の硬
化反応が充分に進行しないため良好な成形品は得
難い傾向があり、一方200℃までの温度で通常用
いられる熱硬化性樹脂は充分に熱硬化するのでそ
れ以上の熱供給機能にする必要はない。 本発明のスクリユー型押出成形装置において
は、スクリユー平滑部とそれに対応するシリンダ
ー部分とによつて形成される間〓部において硬化
反応が促進され、少なくとも押出後成形品が自己
形状を保持できる程度にまで進められ且つこの間
において最終成形品または殆んどそれに近似する
形状にまで賦形される。 以下、本発明を更に図によつて説明する。 第１図乃至第３図は、本発明に用いられる先端
に平滑部を有するスクリユーの一例を示す側面図
である。 第４図は、本発明の好ましい押出装置の一例を
示すものであり、スクリユー部分の透視図を含
む。 図に於て、ホツパー５より供給された熱硬化性
樹脂材料はシリンダー６内でヒーター７により50
〜200℃に加熱、溶融され、スクリユー８のフラ
イト先端部よりラセン状で平滑部４へ移行し、シ
リンダーとの摩擦抵抗により、スクリユーフライ
トによつて生ずる間〓部分が狭められついには圧
融着される。 次いで、溶融樹脂はスクリユー平滑部を移動す
る間に、50〜200℃に加熱されることにより押出
後自己形状を保持できる程度にまで硬化反応が進
行し、スクリユー８の平滑部４とその部位のシリ
ンダー６との間〓において賦形され、シリンダー
先端より連続したパイプ状成形品９となつて押出
される。 従来の熱硬化性樹脂の押出成形に於ては、シリ
ンダー内で加熱溶融された樹脂は、アダプターを
経て金型内へ導入され最終形状に賦形される。 この過程に於て樹脂の流れはアダプターで絞ら
れ、スパイダーで固定されたマンドレルの回りへ
再展張されるなど樹脂の流路が複雑に変化するた
めに、樹脂の滞留が起りやすく、局部的に硬化反
応が進行したり、僅かな圧力や温度の変化で硬化
反応が急激に起るなどの問題を引き起す。 また、複雑な流路による抵抗に打ち勝ち滞留を
防止しつつ樹脂を押出すためには、強大な押出圧
力を要し特殊な押出装置を必要とする。 而して、かかる成形法による場合の押出速度は
高々30cm／min程度であり且つ真円度及び肉厚分
布の良いものを得ることは困難である。 これに対し、本発明のスクリユー型押出成形装
置によれば、スクリユー先端の平滑部４とその部
位に対応するシリンダー部分とによつて形成され
る間〓部分が金型の役割を果たし、樹脂の流路は
シリンダーとスクリユーとの間〓のみであるた
め、樹脂の滞留は全くなく局部的な硬化反応や圧
力、温度の変化による急激な硬化反応を引き起す
ことがない。 また、本発明の装置に備えられるスクリユーは
先端が開放されており、その全長に於て昇圧機能
部分と背圧付与機能部分をもつため、両者の力が
相殺しスクリユーのスラストベアリングにかかる
力はスクリユーと金型を用いる一般的な押出成形
法にくらべて本質的に小さい。 更に、従来一般的に用いられる押出成形法に於
ける金型内のマンドレルに相当する本発明のスク
リユー平滑部は回転しているため、硬化した樹脂
と金属部分との摩擦抵抗が、比較的小さく、押出
圧力のスクリユー押出装置で得られる圧力で充分
である。 この様な本発明の装置による場合は、80cm／
minのような押出速度が容易に得られる。 本発明のスクリユー型押出成形装置により押出
された成形品は必要に応じ更に熱供給機構を有す
る後硬化装置による後硬化しても良い。この場
合、成形品は適宜の程度に加熱処理する事によち
て硬化が完了する。 しかし乍ら、本発明の装置による場合は、押出
された時点で既に自己形状を保持するに充分なま
で成形条件を制御して硬化反応を促進させ賦形さ
れているため、変形、反り、曲り、脹れなどの現
象を起すことがなく、また得られる成形品の外径
と内径はシリンダー先端部の内径及びスクリユー
平滑部先端の外径により決められるため、前記し
た樹脂流路との関連に於て真円度及び肉厚分布の
極めて良いものが得られる。 以上説明した如く、本発明の熱硬化性樹脂のス
クリユー型押出成形装置によれば、難燃性および
耐熱性能の優れた熱硬化性樹脂の長尺押出製品を
容易に生産性良く製造することができる。 以下、本発明を実施例により更に詳細に説明す
る。 実施例 １ ホツパー下より2Dの長さに水冷ジヤケツトを
備え、続いて3D〜10D、11D〜16D、17D〜20D
及び21D〜24Dの各部に各々2kwの加熱用ヒータ
ー（熱供給機能）を備えた口径40mmφ、Ｌ／Ｄ＝
24のシリンダーを有する押出機により、供給部
5D、圧縮部12D及び第１表の試験No.11からNo.14
の項に記載された計量部及び平滑部を有するスク
リユーを用い、成形材料としてフエノール樹脂
（日本合成化工(株)製、商品名ニツカライト950・
Ｊ）を使用して成形を行つた。 シリンダー各部の温度は C1（０〜2D） ……水冷 C2（3D〜10D） ……60℃ C3（11D〜16D） ……90℃ C4（17D〜20D） ……110℃ に設定し、スクリユー回転数27rpmの条件で押出
を行つた。 成形結果は、第１表及び第５図に示したとおり
である。 こゝで重量比とは、試験No.14で得られた良好な
パイプの重量を100とした時の各試験において得
られた成形品の重量を表わす。第１表の試験No.11
及びNo.12のように重量比の小さい成形品は、成形
品の状態欄に示すように、パイプとして実用でき
ない状態にあることを示す。 第１表及び第５図から本実施例に使用された材
料及び温度条件において、肉厚２mmの良好なパイ
プを得るためには、平滑部の長さは少なくとも
1D必要であることがわかる。 実施例 ２ 実施例１に使用したシリンダーを有する押出機
により、供給部5D、圧縮部12D及び第２表の試
験No.21からNo.26の項に記載された計量部及び平滑
部を有するスクリユーを用い実施例１と同じ成形
材料を使用して成形を行つた。 シリンダー各部の温度は C1（０〜2D） ……水冷 C2（3D〜10D） ……60℃ C3（11D〜16D） ……90℃ C4（17D〜20D） ……110℃ C5（21DD〜24D） ……120℃ に設定し、スクリユー回転数27rpmの条件で押出
を行つた。 成形結果は、第１表及び第５図に示したとおり
である。 ここで重量比は、試験No.24を100として示す。
第１表及び第５図から本実施例に使用された材料
及び温度条件で肉厚３mmの良好なパイプを得るた
めには平滑部の長さが、少なくとも2D必要であ
ることがわかる。 〔発明の効果〕 本発明の装置を用いて熱効果性樹脂管を製造し
た場合、押出機内における樹脂の流路が複雑に変
化することがないため、局部的な効果反応を抑制
することができ、しかも低圧かつ高速で生産性よ
く押出成形することができる。 得られた熱硬化性樹脂管は高度に硬化している
ため機械的強度に優れており、しかも真円度が高
く、高品位の樹脂管である。
【表】
【表】 【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の装置に用いられる先端に平滑
部を有するスクリユーの一例を示す側面図であ
る。第２図は本発明の装置に用いられる先端に平
滑部を有するスクリユーの一例を示す側面図であ
る。第３図は本発明の装置に用いられる先端に平
滑部を有するスクリユーの一例を示す側面図であ
る。第４図は本発明の装置の好ましい装置の一例
を示す側面図である。第５図は実施例１及び実施
例２に於ける各成形品の重量比と用いられたスク
リユーの平滑部の長さとの関係を表したものであ
る。 〔符号の説明〕、１……供給部、２……圧縮部、
３……計量部、４……平滑部、５……ホツパー、
６……シリンダー、７……ヒーター、８……スク
リユー、９……成形品。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 供給部、圧縮部、計量部および平滑部から成
    るスクリユー、および、該供給部、圧縮部および
    計量部に対応する熱供給機能を有するシリンダー
    部分、および該計量部の最終スクリユー径に等し
    いか又は６％以内の異なる径を有する該平滑部に
    対応する熱供給機能を有するシリンダー部分を含
    む一定の内径を有するシリンダーを備え、該平滑
    部とそれに対応するシリンダー部分とによつて形
    成される間〓部において、アセトン抽出率が１重
    量％未満となるまで50〜200℃の範囲で硬化反応
    を促進させ押出後自己形状を保持できる程度にま
    で賦形する様にしたフエノール樹脂、メラミン樹
    脂、尿素樹脂またはエポキシ樹脂のスクリユー型
    押出成形装置。
JP58104891A 1983-03-29 1983-06-14 熱硬化性樹脂のスクリユ−型押出成形装置 Granted JPS59230734A (ja)

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