JPH05208439A - 押出成形品の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長尺ランド部を有するダイ装置に樹脂材料を
押出すにあたり、潤滑剤を使用することなく、あるいは
潤滑剤の使用量を低減して、ランド部内面と成形材料な
いし成形品との界面における摩擦抵抗を軽減させる。 【構成】 押出機からフラットダイに樹脂材料を押出し
て成形品を得るにあたり、フラットダイの長尺ランドの
両側部に長さ方向に沿って複数の振動子を所定間隔で設
け、フラットダイ自体を振動させるか、あるいはフラッ
トダイのマニホールドの各先端を側板で閉止するととも
に該側板だけを振動させて溶融樹脂を押出成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂材料をフラットダイ
に押出してシートまたはフィルム状に成形する押出成形
品の製造方法およびこの方法に使用する製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、流動性の悪い材料、特に架橋性樹
脂材料や熱硬化性樹脂材料を連続的に押出成形する技術
として、長尺ランド部を有するダイ装置に溶融樹脂を押
出す方法が知られている。例えば、特開昭４８−９６６
５６号公報には、加硫し得る組成物を成形すると共に加
熱により加硫するダイ装置、あるいは加硫し得る組成物
よりなる押出成形物を加熱により加硫するダイ装置とし
て、長尺ランド部を有するダイ装置を使用し、該長尺ラ
ンドダイ部を通過する加硫性樹脂材料を加熱し、加硫す
る連続押出方法が開示されている。

【０００３】この方法は、長尺ランド部の温度と長さを
その中を通過する加硫性成形材料の加硫反応が完了する
ように定めて、長尺ランド部出口から加硫した成形品を
連続的に得るものである。この方法においては、成形過
程に長尺ランド部が存在することに基づき、高い背圧が
加硫性成形材料の可塑化帯域に印加されることになるた
め、長尺ランド部の内面と、そこを通過する加硫性成形
材料との界面に潤滑剤を供給し、内面と加硫性成形材料
との間の摩擦抵抗を軽減させる必要がある。

【０００４】そこで、上記押出成形方法に用いられる装
置では、長尺ランド部の入口側に、樹脂の通路に対して
垂直にスリットを設け、該スリットにポンプ、その他で
連続的にあるいは非連続的に潤滑剤を圧入する方法が取
られている。

【０００５】また、熱安定性の低い樹脂材料をシート状
ないしボード状に押出成形する場合には、いわゆるコー
トハンガー型のマニホールドを有するフラットダイが用
いられる。例えば、特開昭５８−１８７３１４号公報に
開示されているフラットダイは、図７に示すように、樹
脂流入口（ロ）に続いて両側に分岐されるマニホールド
（ハ）と、各マニホールド（ハ）の先端部に設けられた
側板（ニ）（ニ）とを有する。そして、この各側板
（ニ）とマニホールド（ハ）の先端が合致する(D)部分
では、溶融樹脂の流速が遅くなって樹脂の滞留が発生し
やすく、そのため溶融樹脂の熱分解が起こり、押出成形
品の品質低下を招くこととなる。そこで、このフラット
ダイでは各側板（ニ）内に上記(D) 部分に至る細い通路
（ホ）を設け、該通路から潤滑剤を上記(D) 部分へ供給
することでこの部分における溶融樹脂の滞留を防止して
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記い
ずれの押出成形方法でもダイ内を通過する溶融樹脂の外
面に潤滑剤による潤滑膜が形成されることから、押出成
形後の成形品の表面に付着した上記潤滑膜を洗浄除去す
る工程が必要となる。また、潤滑剤には洗浄除去が非常
に困難なものもあり、成形品に潤滑剤が残ったままとな
り、成形品の品質低下を招いたり、製造設備環境を低下
させる原因となる。この他、前記特開昭４８−９６６５
６号公報の押出成形方法ではランド部の出口側で潤滑剤
を吸引除去する方法も用いられているが、潤滑剤を完全
に除去することはできない。

【０００７】本発明の目的は、上記の点に鑑み、長尺ラ
ンド部を有するダイ装置に架橋性樹脂材料のような流動
性の悪い材料を押出すにあたり、潤滑剤を使用すること
なく、あるいは潤滑剤の使用量を低減して、ランド部内
面と成形材料ないし成形品との界面における摩擦抵抗を
軽減させることができる押出成形品の製造方法およびこ
の方法に使用する製造装置を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、熱安定性の低い溶融
樹脂材料および架橋性樹脂材料をフラットダイに押出す
にあたり、潤滑剤を用いずにフラットダイ内部における
溶融樹脂の局部的な滞留を防いで長時間安定してフィル
ムやシートなどを製造することができる押出成形品の製
造方法およびこの方法に使用する製造装置を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
した結果、樹脂材料をフラットダイから押し出して成形
品を得るにあたり、フラットダイの両側に設けた振動子
によって上記フラットダイ自体を振動させるか、あるい
はフラットダイの両側板を振動させながら溶融樹脂を押
出すことで、溶融樹脂がフラットダイの樹脂通路内面に
付着することを防止し、溶融樹脂の流れ方向における摩
擦抵抗を軽減できることを見出だした。

【００１０】本発明の第一の製造方法は、押出機からフ
ラットダイの長尺ランドへ溶融樹脂を押出す押出成形品
の製造方法について、フラットダイ自体を振動させなが
ら溶融樹脂を押出成形するものである。

【００１１】本発明の第二の製造方法は、押出機からフ
ラットダイのマニホールドを通って溶融樹脂を押出す押
出成形品の製造方法において、マニホールドの各先端を
側板で閉止するとともに側板を振動させながら溶融樹脂
を押出成形するものである。

【００１２】本発明の第一の押出成形品の製造装置は、
押出機と、押出機の出口側に設けられるフラットダイと
を備えた押出成形品の製造装置について、フラットダイ
の長尺ランドに振動子が設けられる。

【００１３】第一の製造装置において、振動子は、好適
にはフラットダイの長尺ランドの両側部に長さ方向に沿
って所定間隔で複数設けられている。

【００１４】上記第一および第二の押出成形品の製造装
置は、上記第一の製造方法に使用される。

【００１５】本発明の第二の製造装置は、上記第二の製
造方法に使用されるものであり、押出機と、押出機の出
口側に設けられたフラットダイとを備えた押出成形品の
製造装置について、フラットダイのマニホールドの各先
端を閉止する側板がフラットダイの両側に設けられ、各
側板の外面には振動子が設けられたものである。

【００１６】次に、本発明の各構成要素について詳しく
説明する。

【００１７】（樹脂材料）成形に使用する樹脂材料とし
ては、代表的には任意の架橋性樹脂材料が使用できる。
具体的には、アミノプラスト、フェノプラスト、エポキ
シ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、その他の熱硬化性樹
脂がある。また、架橋剤を配合した架橋可能な熱可塑性
樹脂、天然または合成ゴムも挙げられる。

【００１８】熱可塑性樹脂とは、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、
ナイロン、あるいはエチレン−プロピレン共重合体、エ
チレン酢酸ビニル共重合体などの共重合体、及びこれら
の２種以上の混合物が挙げられる。これら熱可塑性樹脂
には、合成ゴム、パラフィン、異種熱可塑性樹脂、可塑
剤、顔料、発泡剤、難燃剤、靜電防止剤、耐候剤などの
添加剤を混合することができる。

【００１９】その他、加熱によって架橋反応が起こる任
意の樹脂、例えば、メチロールアクリルアミド重合体、
金属酸化物配合カルボン酸重合体、不飽和ポリエステル
等を使用することができる。

【００２０】又、熱的安定性の低い樹脂とは、ポリ塩化
ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンが
挙げられる。

【００２１】（架橋剤）架橋剤としては、使用する熱可
塑性樹脂の溶融温度以上の分解温度を有するもので、該
樹脂の架橋に適した架橋剤を適宜選択すればよく、代表
的なものに、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ
−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサ
イド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイ
ド、α・α−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ−ｐ−ジイソ
プロピル）ベンゼン、２・５ジメチル−２・５−ジ（ｔ
−ブチルペルオキシ）ヘキサン等の有機過酸化物あるい
はこれら２種以上の混合物を挙げることができる。架橋
促進剤や架橋遅延剤などの助剤を混合してもよい。

【００２２】また、これらの架橋剤の使用量は、熱可塑
性樹脂の分子量、分子量分布、分岐数等の分子構造、架
橋剤の分解温度、及び必要とされる架橋の度合いに応じ
て決める必要があるが、具体的には０．１〜１０重量％
が好ましく、より好ましくは０．２〜２重量％の割合で
使用される。

【００２３】（加熱方法）上記フラットダイのランド部
の長さは、使用する架橋性樹脂成形材料及び成形品の内
径または肉厚によって定まる。そして、架橋反応を促進
するための加熱方法としては、電熱によるのが最も簡便
かつ加熱条件の制御が容易である。また、温度条件は長
尺ランド部全域にわたって同じである必要はなく、いく
つかのゾーンに分割して、成形材料に最も適した温度条
件と加熱時間となるように設定することが好ましい。

【００２４】（振動子）振動子としては、主として圧電
振動子と磁歪振動子が挙げられる。使用する振動数は、
通常１〜５０ＫＨｚであり、好ましくは２０〜５０ＫＨ
ｚである。

【００２５】

【作用】本発明の第一の製造方法によれば、フラットダ
イを通過する溶融樹脂はフラットダイ自体の振動によっ
て、長尺ランドの内面に密着せず、長尺ランド部内を押
出方向へ滑るように移動する。すなわち、フラットダイ
自体の振動によって長尺ランドの内面全面に潤滑作用が
付与される。

【００２６】上記第一の製造方法の実施に第一の製造装
置を使用すれば、フラットダイはその長尺ランド部に設
けられた振動子によって適宜振動される。そのため、溶
融樹脂は長尺ランド部の内面に密着することなく、上記
振動によって長尺ランド部の内面から引き離された状態
で押出され、溶融樹脂の外面と長尺ランド部の内面との
摩擦抵抗が軽減される。また、振動子がフラットダイの
長尺ランドの両側部に長さ方向に沿って所定間隔で複数
設けられた製造装置を使用すれば、フラットダイ全体が
均一に振動される。

【００２７】本発明の第二の製造方法によれば、溶融樹
脂の流速が遅いマニホールド先端において、側板の振動
により該側板と溶融樹脂との摩擦抵抗が軽減される。そ
の結果、この部分における溶融樹脂の滞留による熱分解
が解消される。

【００２８】上記第二の製造方法の実施に第二の製造装
置を使用すれば、側板だけを容易に振動させることがで
きる。

【００２９】

【実施例】次に、本発明を具体的に説明するために、本
発明の実施例及びこれとの比較を示す比較例をいくつか
挙げて説明する。

【００３０】＜実施例１＞本発明の押出成形品の製造装
置は、図１〜３に示すように、押出機(1) と、押出機
(1) のアダプター部(1a)側に設けられるフラットダイ
(2) からなり、フラットダイ(2) には通過する架橋性樹
脂成形材料の架橋反応が実質的に完了するような長さ及
び温度を定めた長尺ランド部(3) を有する。

【００３１】フラットダイ(2) は、図２および図３に示
すように、上下二枚のダイプレート(2a)(2a)からなり、
内部には矩形の開口(4) が設けられている。また、フラ
ットダイ(2) の長尺ランド部(3) 両側には該ランド部の
長さ方向に上下一対の水平突条(3a)(3a)が設けられ、こ
の上下の水平突条(3a)(3a)間には垂直状の多数の磁歪振
動子(5) が配され、その各上下端が水平突条(3a)(3a)に
固定されている。各磁歪振動子(5) のコイル(5a)には交
流電流を流して各磁歪振動子(5) を振動させる。

【００３２】上記実施例の製造装置によれば、あらかじ
め架橋剤が配合された樹脂材料が、押出機(1) のアダプ
ター部(1a)から架橋ゾーンである長尺ランド部(3) に流
れ込む。このゾーンでは両側面に固定された多数の磁歪
振動子(5) の振動によりフラットダイ(2) 自体が共振す
る。そのため、溶融樹脂は長尺ランド部(3) 内を通過す
る際、長尺ランド部(3) の内面(3b)から引き剥がされつ
つ、押出方向へ滑り込む動きをする。そのため、長尺ラ
ンド部(3) の内面(3b)と溶融樹脂の界面における摩擦抵
抗が軽減され、溶融樹脂は順次外部へスムーズに押し出
される。

【００３３】＜実施例２＞上記実施例１の装置を用いた
製造方法の一例を述べると、押出機(1) のアダプター部
(1a)の出口径(A) をφ５０ｍｍ、フラットダイ(2) の開
口(4) の高さ(B)を５ｍｍとし、また磁歪振動子(5) の
振動数を３０ＫＨｚ、振幅を２．３８に設定した。

【００３４】次に、低密度ポリエチレン（住友化学工業
高圧法ポリエチレンＧ２０１）１００重量部に対して架
橋剤ジクミルパーオキサイド１．０重量部を配合した架
橋性樹脂材料を、１２５℃の樹脂温で約１０ｋｇ／ｈｒ
の押出量で押し出した。架橋性樹脂材料は、長尺ランド
部(3) で振動による潤滑作用を受けつつ１６０℃で２分
間加熱され、外部へ押し出された。このときのアダプタ
ー部(1a)に設置されている樹脂圧力計は５０ｋｇ／ｃｍ
² を示した。得られた成形品は、ゲル分率約１８％、表
面平滑なシート状架橋成形品であった。

【００３５】＜比較例１＞磁歪振動子(5) を止めた状態
で押し出したこと以外は実施例２と同様にしてシート状
架橋成形品を製造した。樹脂圧は、約１２０ｋｇ／ｃｍ
2 を示した。得られた成形品のゲル分率は約２５％だ
が、表面に押出成形時の傷が生じていた。

【００３６】＜実施例３＞本発明の他の押出成形装置の
実施例を図４〜６にしたがって説明する。本実施の製造
装置は押出機(21)と、押出機(21)の出口側に設けられた
フラットダイ(22)を備えてなり、フラットダイ(22)は押
出機(21)の出口(21a) と連通する流入口(22b) および該
流入口(22b) に続いて両側に分岐するマニホールド(2
4)、さらには該マニホールド(24)の樹脂押出側に設けら
れたランド部(23)を有する。さらに、フラットダイ(22)
の両側にはマニホールド(24)の各先端を閉止する側板(2
6)が設けられ、各側板(26)の外面には磁歪振動子(25)が
固定されている。

【００３７】フラットダイ(22)は図６に見られるように
二枚のダイプレート(22a)(22a)からなり、各ダイプレー
ト(22a)(22a)には流入口(22b) 、マニホールド(24)およ
び樹脂通路(27)の半割り部分が予め設けられ、二枚のダ
イプレート同士が組合わされて、これら流入口(22b) 、
マニホールド(24)および樹脂通路(27)が構成される。

【００３８】本実施例の押出成形装置によれば、溶融樹
脂はフラットダイ(22)内のマニホールド(24)に流れ込む
ことで左右に拡がる。この際、左右の側板(26)は磁歪振
動子(25)によって振動されるため、該側板(26)と接触す
るマニホールド(24)の先端部分(C) における溶融樹脂の
摩擦抵抗が軽減され、この部分(C) における樹脂の滞留
が解消される。

【００３９】＜実施例４＞上記実施例３の製造装置を用
いた製造方法の一例を示すと、押出機(21)の出口径(A)
をφ５０ｍｍ、樹脂通路(27)の高さ(B) を５ｍｍ、フラ
ットダイ(22)の幅(W) を２００ｍｍとし、また磁歪振動
子(25)の振動数を３０ＫＨｚ、振幅を２．３８に設定し
た。

【００４０】次に低密度ポリエチレン１００重量部に対
して架橋剤０．５重量部を配合した架橋性樹脂材料を、
１２５℃の樹脂温で約１０ｋｇ／ｈｒの押出量で押し出
した。このとき、押出機(21)とフラットダイ(22)の接合
部の樹脂温度計は１２６℃を示した。得られた成形品
は、ゲル分率約０％、表面平滑なシート状成形品であっ
て、シートの両端部にはゲル化した滞留物が発生してい
なかった。また、成形は連続的に安定して行うことがで
きた。

【００４１】＜比較例２＞実施例３の押出成形装置で、
磁歪振動子(25)の作動を停止させた以外は上記実施例４
の製造方法と同様の条件で成形を行った。成形開始後２
０分で押出されたシートの両端部にゲル化した滞留物が
発生した。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、フラットダイあるいは
その側板が振動子によって振動されつつ溶融樹脂の押出
成形が行われるため、溶融樹脂とフラットダイあるいは
その側板の内面間には振動による潤滑作用がもたらさ
れ、摩擦抵抗が軽減される。そのため、従来のように潤
滑剤を使用せず、あるいは潤滑剤の使用量を大幅に減少
させて成形が行える。したがって、成形後の潤滑剤の洗
浄除去工程が省略できるか、、または洗浄除去工程の簡
略化が可能となる。さらに、潤滑剤の洗浄除去工程が完
全に省略される場合には製造環境の大幅な改善も期待で
きる。

【００４３】又、フラットダイ端部の樹脂滞留がなくな
り、押出の連続安定化が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押出成形品の製造装置の一例を示す縦
断面図。

【図２】フラットダイの側面図。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。

【図４】本発明の押出成形品の製造装置の他の実施例を
示す平面図。

【図５】フラットダイの内部構造を示す平面断面図。

【図６】図４のＩＶ−ＩＶ線断面図。

【図７】押出成形品の製造装置の従来例を示す平面断面
図。

【符号の説明】

１ 押出機 ２ フラットダイ ３ 長尺ランド部 ５ 振動子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 押出機(1) からフラットダイ(2) の長尺
   ランド(3) へ溶融樹脂を押出す押出成形品の製造方法に
   おいて、フラットダイ(3) 自体を振動させながら溶融樹
   脂を押出成形する押出成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 押出機(1) と、押出機(1) の出口側に設
   けられたフラットダイ(2) とを備えた押出成形品の製造
   装置において、フラットダイ(2) の長尺ランド(3) に振
   動子(5) が設けられたことを特徴とする押出成形品の製
   造装置。
3. 【請求項３】 押出機(21)からフラットダイ(22)のマニ
   ホールド(24)を通って溶融樹脂を押出す押出成形品の製
   造方法において、マニホールド(24)の各先端(C) を側板
   (26)で閉止するとともに該側板(26)を振動させながら溶
   融樹脂を押出成形する押出成形品の製造方法。
4. 【請求項４】 押出機(21)と、押出機(21)の出口側に設
   けられたフラットダイ(22)とを備えた押出成形品の製造
   装置において、フラットダイ(22)のマニホールド(24)の
   各先端(C) を閉止する側板(26)がフラットダイ(22)の両
   側に設けられ、各側板(26)の外面には振動子(25)が設け
   られたことを特徴とする押出成形品の製造装置。