JPH0524097A - ポリマーの押出成形用口金 - Google Patents

ポリマーの押出成形用口金

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JPH0524097A
JPH0524097A JP3206131A JP20613191A JPH0524097A JP H0524097 A JPH0524097 A JP H0524097A JP 3206131 A JP3206131 A JP 3206131A JP 20613191 A JP20613191 A JP 20613191A JP H0524097 A JPH0524097 A JP H0524097A
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JP
Japan
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polymer
die
mouthpiece
chromium
plating
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JP3206131A
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English (en)
Inventor
Norio Takagi
憲男 高木
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Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Publication date
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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】口金の押出面に付着する「目ヤニ」を大幅に軽
減でき、しかも「目ヤニ」の掻き落し操作等によってほ
とんど口金をキズ付けることなく、長期にわたって良好
な製品を成形可能にするポリマーの押出成形用口金を提
供する。 【構成】溶融ポリマーの押出成形用口金において、溶融
ポリマーの流路面及び/又は押出面の表面が炭素を1.
5〜4.5原子%含むクロムメッキで被覆されているこ
とを特徴とするポリマーの押出成形用口金。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリマーの押出成形用口
金に関し、さらに詳しくは押出口金の押出面にポリマー
劣化物や添加剤の一部等が付着するのを抑制し、高品質
の成形品を安定して成形する、ポリマーを溶融成形する
口金に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリマーを溶融して押出成形する際に口
金を用いるが、従来口金の材質にはS45C,SS41
等の鉄を主成分とするものが使用されていた。しかし、
ポリマーの流路に腐蝕を生じて、これが成形品の表面に
スジ状の欠点を生じる等の問題を生じ、このため口金を
防錆作用のあるSUS420J2や、SUS630で構
成することが実施され、また例えば特開昭63−183
825号ではCr,Ni等のメッキ、TiN,SiC等
のスパッタリング膜などにより防錆被覆することが提案
されている。
【0003】しかし、これらの材質からなる口金を用い
て押出成形した場合には、「目ヤニ」と呼ばれる成形不
良を生じることが多い。これは口金の押出面にポリマー
の劣化物や配合剤の一部、あるいはその酸化、分解物な
どが「目ヤニ」のように付着し、成形中に口金の押出面
(先端外面)に蓄積固着し、更に熱劣化し、この固着物
が口金から押出される成形品と接触して成形品表面に凸
状のキズをつける現象を生じることによる。
【0004】一般に熱化学的安定性の低いポリマーを用
いる場合、あるいは炭素鋼のような鉄材からなる口金を
用いる場合に「目ヤニ」を生じ易い。
【0005】しかるにポリマーの熱化学的安定性は、例
えば特公昭53−29732号公報に記載されているよ
うに、金属材料の成分によって大きく影響を受け、ポリ
マー流路の壁面が鉄及びその酸化物の時ポリマーの熱劣
化が促進されるが、酸化クロムの被膜で被覆されている
場合は熱劣化は抑制される。
【0006】次に口金に起因する他のスジ状欠点とし
て、フイルム表面の長手方向に凹状のスジを発生する場
合がある。この原因は、ポリマー中に溶解していた添加
剤が流路壁面等に電気化学的に析出し、この析出が口金
のポリマー吐出面に近い部分に発生すると、ポリマーの
流れが析出物によって一部阻害されるため、フイルム表
面の長手方向に凹状のスジを発生する、と推定される。
【0007】この問題を解決する方法として、例えば特
開昭63−153112号では口金を被うCrメッキの
表層部がCr2 3 であることが提案されているが、C
2 3 膜は一般にメッキ条件の変更だけでは満足な膜
は得難い。また同様に特開平1−280525号では表
層クロムの化学組成が金属クロム≦5モル%、酸化クロ
ム≧50モル%、水酸化物+硫酸塩≦33%であること
を提案している。これを具体化する方法として空気中で
550℃に熱処理する方法があるが、クロムメッキをか
かる高温で熱処理すると、クロムメッキは一般に応力割
れを生じてマイクロクラックを生じたり、口金の重要特
性である表面硬度が大幅に低下する等新たな課題が生
じ、実用的でない。
【0008】また、他の手段として特開昭63−293
032号には、口金のクロム組成比がポリマーの流路で
12〜100重量%、口金下面で0〜11重量%である
ことを、更に特開昭63−302016号では口金のク
ロム組成比がポリマー流路で0〜18重量%、口金下面
で30〜100重量%であることを提案している。本発
明者の追試によれば、いずれも顕著な効果が見出せなか
った。
【0009】一般に、「目ヤニ」の発生し易さは、同一
材質の口金であってもポリマーの耐熱性、溶融粘度、ポ
リマーに含まれる配合剤、フィラー等によって大幅に異
なるものである。そこで、「目ヤニ」が成長して成形品
に欠点が生じそうになった時には、成形品の生産を中断
して銅などの軟質金属のヘラで「目ヤニ」を掻き落す等
の操作をする。
【0010】一方、ポリマーが口金内部を通り、空気中
に吐出される時の口金の先端形状は、成形品の表面形状
に大きく影響することから、一般的に極めてシャープな
エッジに仕上げ加工をしてある。特開平1−28191
6号ではポリマーと加熱された口金との濡れ角度が70
°以上であるセラミックスで被覆される口金の提案がさ
れているが、セラミックスは一般に硬度は高いが靭性に
乏しく、衝撃を受けると欠け易い材料であり、従ってセ
ラミックスで被覆されたシャープエッジの口金先端を金
属ヘラで掻く際に、時としてエッジのセラミックス被覆
をキズ付け、欠落させる等の問題を生じ易い。
【0011】また、特開平1−281915号や特開平
2−162010号には、金、白金、タンタル等の貴金
属からなるスリットダイの提案がされているが、材料が
高価な上、材料の硬度が小さいため、口金にキズを生じ
易い等の問題がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術のように具体化に当って特に困難な問題を有さ
ず、口金の押出面に付着する「目ヤニ」を大幅に軽減で
き、しかも「目ヤニ」の掻き落し操作等によってもほと
んど口金をキズ付けることなく、長期にわたって良好な
製品を成形可能にする口金を提供することにある。
【0013】
【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、以下の構成をとる。
【0014】溶融ポリマーの押出成形用口金において、
溶融ポリマーの流路面及び/又は押出面の表面が炭素を
1.5〜4.5原子%含むクロムメッキで被覆されてい
ることを特徴とするポリマーの押出成形用口金。
【0015】本発明におけるポリマーとは熱可塑性ポリ
マーであり、例えばポリエチレンテレフタレートのよう
なポリエステル、ポリプロピレンのようなポリオレフィ
ン、ポリ塩化ビニルのようなビニルポリマー、ナイロン
6のようなポリアミド、ポリメチルメタクリレートのよ
うなアクリルポリマー等を挙げることができる。これら
の中、特にポリエステルが好適である。
【0016】本発明における口金とは、繊維を紡出する
口金、フイルムを押出成形するインフレーションダイや
ストレートダイ、電線被覆等に用いる押出成形ダイ等で
ある。
【0017】本発明における炭素を1.5〜4.5%含
むクロムメッキとは、従来から行なわれているクロム酸
に硫酸を添加した、いわゆるサージェント浴や、フッ化
物を添加したフッ化浴で形成された結晶性クロムメッキ
と異なり、例えば雑誌「金属表面技術」37巻341頁
〜345頁(1986)、同32巻631頁〜636頁(19
81)、同37巻621頁〜624頁(1986)、J.El
ectrochem.Soc.133号681頁(198
6)等に記載されているように、無水クロム酸にギ酸、
シュウ酸、クエン酸などの有機酸を添加した浴等を用い
て電析することによって形成されるクロムメッキで、含
有炭素のために一般に非晶質構造のアモルファスクロム
メッキになる。クロムメッキの炭素含有量は2.0〜
4.0原子%であることが好ましい。
【0018】クロムメッキ中のクロムと炭素の組成比
は、該クロムメッキをX線マイクロアナライザーで分析
することにより求められる。
【0019】アモルファスクロムメッキ膜は、従来の結
晶性クロムメッキと異なり、メッキ膜の内部応力が小さ
いので、表面欠陥の極めて少ないメッキ膜を形成する。
更にアモルファスクロムメッキ膜は、結晶性クロムメッ
キ膜と異なり、物理的にも化学的にも均質であるため、
その表面には均質で緻密な耐食性のある不動態化膜を形
成する。
【0020】本発明における炭素を1.5〜4.5原子
%を含むアモルファスクロムメッキ膜は、熱処理によっ
てその特性、特に硬度が向上する。従って、本発明はメ
ッキ膜を熱処理する態様を包含する。
【0021】この熱処理は、温度が200〜800℃、
好ましくは300〜700℃、更に好ましくは350〜
600℃の範囲の熱処理であって、該熱処理によってメ
ッキ膜の硬度を大幅に高めることができる。例えば処理
前の硬度がHv1000であったものが、500℃で熱
処理することにより最大Hv1700にすることができ
る。この時メッキ膜のクロムあるいは炭素の一部は、結
晶質の金属クロム及び炭化クロムに変化する。このこと
が硬度を高める原因と推定される。
【0022】この熱処理を酸化性雰囲気、例えば空気中
で行なえば表面において強固な酸化クロム被膜を形成で
きる。
【0023】このように熱処理することによって、メッ
キ膜に欠陥を生じることなく硬度を高め、加えて表面の
不動態化膜をより不活性で安定な酸化クロム膜に変化さ
せることができる。
【0024】本発明の口金は、上記のように、ポリマー
流路の壁面が欠陥の少ないアモルファスクロムメッキで
覆われるため、ポリマーの熱劣化を促進する鉄元素の露
出を防止でき、欠陥部へのポリマーの侵入によって生じ
る局部的なポリマーの滞留劣化を防止できる。
【0025】加えて前記メッキ膜を熱処理することによ
って、前記欠陥を生じることなくより硬度が高く、しか
も不活性度の高い均質な電気絶縁性の酸化クロム膜で被
膜することができるので、ポリマーの熱劣化を抑制し、
しかも金属の電気化学的作用を防止でき、例えばフイル
ムのような成形品に、長手方向のスジ状欠点あるいはゲ
ル化ポリマー等の欠点の発生を未然に防止できる。
【0026】
【実施例】以下実施例によって本発明を更に説明する。
【0027】
【実施例1】S25Cの炭素鋼からなるフイルム成形用
口金にクロム酸110g/l、硫酸5g/l、ギ酸20
ml/lの浴中で電析し、アモルファスクロムメッキ被
膜を形成し、該メッキがアモルファス構造であることは
X線回折の常法で確認した。
【0028】前記クロムメッキ被膜中の炭素濃度は、X
線マイクロアナライザーによる分析で2.9原子%であ
った。
【0029】そして、該口金を480℃空気中で熱処理
した。熱処理後のメッキの硬度はHv1550であっ
た。
【0030】この口金をスリット幅1.0mm、幅45
0mmのダイに組み上げ、樹脂温度300℃でポリエチ
レン−2,6−ナフタレートを押出し、厚さ24μmの
シートを25m/分の速度で冷却ロール上に押出して引
き取った。スジ状欠点や、ゲル化ポリマー及び無機質系
異物等は、押出開始から12時間後もほとんど認められ
なかった。
【0031】
【比較例1】実施例1と同じ構造のS25Cの炭素鋼か
らなる口金を、従来のサージェント浴で電析して、結晶
性クロムメッキ被膜を形成した(X線回折にて確認)。
該メッキの硬度はHv840であった。
【0032】そして、この口金を用いて実施例1の条件
でシートを成形した。その結果、押出開始から6時間で
口金の吐出面に「目ヤニ」が多数発生し、これが口金か
ら押出されたウェッブと接触して、ウェッブにスジ状の
欠点を発生した。スジ状欠点は経時的に増加し、スジの
大きさ、突起の高さも増大した。
【0033】
【発明の効果】本発明の口金はポリマー流路面やポリマ
ー押出面が炭素を1.5〜4.5原子%、好ましくは
2.0〜4.0原子%含むクロムメッキで被覆されお
り、これを用いて溶融ポリマーを押出成形した場合口金
の押出面に「目ヤニ」の発生するのを抑制し、スジ状欠
点のない良質の押出製品を安定に成形することができ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融ポリマーの押出成形用口金において、
    溶融ポリマーの流路面及び/または押出面の表面が炭素
    を1.5〜4.5原子%含むクロムメッキで被覆されて
    いることを特徴とするポリマーの押出成形用口金。
  2. 【請求項2】クロムメッキの炭素含有量が2.0〜4.
    0原子%である請求項1記載の口金。
JP3206131A 1991-07-24 1991-07-24 ポリマーの押出成形用口金 Pending JPH0524097A (ja)

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