JPH08118451A - 押出成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形時の引き取り抵抗力を可能な限り小さく
して、押出成形品の切断、割れ等の不良を大幅に低減さ
せることのできる製造方法を提供する。 【構成】 賦形金型２、潤滑剤供給金型３及び冷却サイ
ジング金型４を連続的に接続するとともに、引き取り工
程における引き取り機６の速度を各金型樹脂通路を流れ
る成形品の速度よりも遅く設定して、賦形後の成形品Ｓ
を、冷却サイジング金型４内において、押出機１による
押出力ｆ1 と引き取り機６から伝達される制動力ｆ2 に
よって生じる力Ｆによりサイジングする。また、賦形後
の成形品Ｓの表面に潤滑剤Ｌを均一に供給して、冷却サ
イジング金型４内での摩擦抵抗を大幅に軽減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂性からな
る中空状の押出成形品の製造方法に関し、さらに詳しく
は、異形成形品や異形発泡成形品などを製造するのに適
した製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】中空状の異形成形品や異形発泡成形品な
どの押出成形品を成形する方法としては、一般に、真空
サイジング方式が採用されている。

【０００３】この真空サイジング方式では、サイジング
金型が、例えば図４に示すように、冷却ゾーン４２，４
４と真空ゾーン４３とに分かれ、各々が交互に設置され
た構造となっており、押出賦形後の成形品Ｓを冷却ゾー
ン４２で冷却し、次いで真空ゾーン４３において、プロ
ファイル周囲に作り出されている負圧とプロファイル内
の大気圧の差圧によりプロファイルの外壁を、冷却され
たサイジングダイ４１の壁面に押しつけることで寸法を
規正し、引き取りながら成形する（沢田 慶司「プラス
チック異形押出と複合押出」；日刊工業新聞社）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、真空サイジ
ング方式を採用した製造方法は適用範囲が広い優れた方
法であるが、真空バキュームによる法線方向力、及び、
金型と樹脂との摩擦抵抗が存在するため、冷却時間のか
かる厚肉成形品や、発泡成形品等の冷却ゾーンの長い成
形品の成形を行う場合には、引き取り抵抗が大きくなる
ため、外観不良、成形品の切断等の不具合が発生し、ま
た生産速度の制約が厳しくなるという問題が生じる。

【０００５】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、成形時の引き取り抵抗力を可能な限り小さくし
て、押出成形品の切断、割れ等の不良を大幅に低減させ
ることのできる製造方法の提供を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の製造方法は、押出機からの熱可塑性樹脂を
賦形する工程と、その成形品の表面に潤滑剤を均一に供
給する工程と、成形品を冷却サイジングする工程と、成
形品を引き取る工程を有し、それらの賦形、潤滑剤供給
及び冷却サイジングの各工程の賦形金型、潤滑剤供給金
型及び冷却サイジング金型を、その各樹脂通路が連続し
て繋がった形状となるように相互に連結するとともに、
引き取り工程における引き取り機の速度を各金型の樹脂
通路を流れる成形品の速度よりも遅く設定して、賦形工
程で押し出した成形品を、冷却サイジング金型内におい
て、押出機による押出力ｆ1 と引き取り機から伝達され
る制動力ｆ2 によって生じる力Ｆ（図３参照）によりサ
イジングすることを特徴としており、この製造方法は、
プレート、パイプ、異形成形品または発泡品等の成形に
利用できる。

【０００７】本発明の製造方法に使用する装置は、図１
に示すように、押出機１、賦形金型２、潤滑剤供給金型
３、冷却サイジング金型４、洗浄装置５並びに引き取り
機６が順次に配置されており、その押出機１から冷却サ
イジング金型４までは連続的に接続されている。

【０００８】潤滑剤供給金型３は、外部の潤滑剤タンク
８からポンプ９によって送り込まれる潤滑剤を樹脂通路
に供給するための金型で、その構造としてはスリットタ
イプと多孔質体タイプのものがある。このうち、スリッ
トタイプの金型は、図２(A)に示すように、ポンプから
送り込まれる潤滑剤が潤滑剤注入孔１１ａ、潤滑剤溜ま
り部１２ａ、潤滑剤通路１３ａを通過して、金型内部に
形成されたスリット１５ａに流入し、このスリット１５
ａから潤滑剤が樹脂通路１４ａに供給される構造となっ
ている。また、多孔質体タイプの金型は、図２(B) に示
すように、ポンプから送り込まれる潤滑剤が、潤滑剤注
入孔１１ｂ、潤滑剤通路１２ｂを通過して潤滑剤溜まり
部１３ｂに流入し、この部分に埋め込まれた多孔質体１
５ｂを通じて潤滑剤が樹脂通路１４ｂに供給される構造
となっている。

【０００９】なお、スリットタイプの場合、スリット部
のクリアランスは、潤滑剤を安定して供給するのに充分
な圧力を保持し、かつ樹脂等がバックフローしない大き
さとし、具体的には１０〜２００μｍで、好ましくは３
０〜１００μｍが良い。

【００１０】また、多孔質タイプの場合、材質としては
ステンレス系の多孔質体が良く、必要な平均気孔径は１
〜３０μｍ、好ましくは３〜２０μｍが良い。次に、本
発明の製造方法の成形メカニズムを、図１及び図３を参
照しつつ説明する。

【００１１】まず、押出機１で熱可塑性樹脂及び発泡剤
を混練した後、トーピード７をもつ賦形金型２で中空状
に押し出す。この賦形金型２から押し出された中空状成
形品Ｓは、潤滑剤供給金型３において表面の全周に潤滑
剤Ｌが均一に塗布され、この状態で、冷却サイジング金
型４に押し出されて冷却されつつ発泡する。そして、成
形品Ｓは冷却サイジング金型４内で滑りながら徐々に中
心部が冷却され、完全に固化した段階で、金型外部へと
押し出され、次段の洗浄装置５によって表面の潤滑剤が
洗い落とされた後、引き取り機６によって引き取られ
る。

【００１２】ここで、本発明の製造方法においては、引
き取りロール６ａの速度が成形の押し出し速度より遅く
設定されおり、このため、成形品Ｓがロール６ａの間隙
を通過する際に抵抗が生じ、その抵抗による反力が金型
内樹脂を制動する力として伝達される。その結果、サイ
ジング金型４内で冷却中の成形品Ｓは、押出機１による
押出力ｆ1 と引き取り機６により伝達される制動力ｆ2
によって挟み込まれ、これによって生じる垂直方向への
力Ｆが、成形品外周面を冷却サイジング金型４の壁面に
押しつける力となって作用する。その結果、冷却サイジ
ング金型４と同形状の成形品Ｓを得ることができる。

【００１３】なお、本発明の製造方法において、サイジ
ングに必要な圧力は、成形品の形状・種類等によって異
なるが、通常は３〜２００kg/cm²で、好ましくは５〜１
００kg/cm²が良い。

【００１４】また、上記の加圧方法すなわち垂直方向の
力Ｆを得る方法としては、成形品Ｓがロール６ａを通過
する際に、その成形品Ｓの移動に伴ってロール６ａが回
動するような構造とし、このロール６ａの回転に一定の
制動力を与えることで、上記した反力すなわち冷却サイ
ジング金型４内への伝達力Ｆ2 を得る、といった手法を
採用してもよい。

【００１５】さらに、本発明の製造方法に使用する引き
取り機６としては、ロール式、キャタピラ式あるいはベ
ルト式のいずれの構造のものであってもよい。本発明の
製造方法において使用される熱可塑性樹脂としては、ポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のオレフィ
ン系樹脂、オレフィン同士のコポリマー、酢酸ビニル、
アクリル酸、メタクリル酸等のオレフィンと他のモノマ
ーとのコポリマー、塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等
のビニル系ホモポリマー、アクリロニトリル、酢酸ビニ
ル、塩化ビニリデン、アクリル酸メチル等のビニル系コ
ポリマー、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム等のジ
エン系ポリマー、ナイロン６．６、ナイロン１２等のア
ミド系ポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリブ
チレンテレフタレート等の熱可塑性エステル系ポリマー
等が挙げられる。

【００１６】また、潤滑剤としては、金型での粘度が 1
〜500000cps の液状潤滑剤が好ましい。その理由は、粘
度が1cps以下では潤滑膜が安定せず、500000cps 以上で
は粘性が強くなって潤滑が困難になることによる。

【００１７】さらに、具体的な潤滑剤としては、 (1) ポリオキシアルキレン及び２種以上のアルキレンオ
キサイドのランダム、ブロック、及びグラフトコポリマ
ー並びにその誘電体で、エーテル型としてポリオキシエ
チレンラウリルエーテルなどのアルキルエーテル型のも
の、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテルなどの
アルキルフエノール型のもの、エステル型としては、ポ
リオキシエチレンロジン酸エステルなどのアルキルエス
テル型、ソルビタンモノラウレート等のソルビタンアル
キルエステル型、ポリオキシエチレンジクレジルホスフ
エート等のリン酸エステル型がある。アミンとの縮合型
として、N,N-ジ（ポリオキシエチレン）ステアリルアミ
ン、アミドとの縮合型としてポリオキシエチレンステア
リルミド等が挙げられる。 (2) 多価アルコール及びそのアルキルエステル並びにア
ルキルエーテル類で、エーテル型にソルビタン及びその
脱水変性体のパルミテート。多価アルコールと脂肪酸の
エステル型として直鎖脂肪酸や樹脂酸のモノまたはジグ
リセライド等。 (3) 脂肪酸アルコールアミドとしてラウリルエタノール
アミド等。 (4) 脂肪酸アミドとしてステアリン酸アミド等。 (5) 脂肪酸としてステアリン酸等。 (6) 多価カルボン酸と１価アルコールとのエステルとし
てジブチルフタレート、ジノニルフタレート等。 (7) リン酸エステル型、トリブチルホスフエート等。 (8) ポリエステル型、ポリエチレンサクシネート等。 (9) 無機化合物、硝酸塩等。 (10)金属石鹸類等。 (11)シリコンオイル類等。 (12)パーフルオロエーテル等。 (13)低分子量樹脂としてＰＥ，ＰＰ，ＥＥＡ，ＥＶＡ，
ＥＭＡ，ポリカプロラクトン、ナイロン等。 (14)水。 上記のものを単独、あるいは複数組み合わせることも可
能である。

【００１８】また、上記したような潤滑剤のうち、より
好ましくは、成形時に熱安定性が良く、成形後に潤滑剤
が除去しやすいものが良い。このような条件を満たすも
のとしては、フッ素系潤滑剤、エチレンオキサイドとプ
ロピレンオキサイドの共重合体が好ましい。

【００１９】

【作用】本発明の製造方法によると、図３に示すように
寸法規正に必要な垂直方向の力Ｆが、押出機１の押出力
ｆ1 と引き取り機６から伝達される制動力ｆ2 によって
作用するので、押出機１の押出速度と引き取り機６の引
き取り速度との差を適当に調整することで、寸法規正に
必要な力を最小限に制御することが可能となる。

【００２０】また、本発明の製造方法では、冷却サイジ
ング金型４内において金型壁面と成形品Ｓとの間に潤滑
剤Ｌが存在するので、この両者間に働く摩擦力は大幅に
軽減される。

【００２１】

〔実施例１〕

使用した押出機；単軸でスクリュー径６５mm、押出量は
５kg/h 使用した樹脂の配合；ポリ塩化ビニル（信越化学株式会
社製；TK-700）１００重量部に、安定剤としてジブチル
スズイソオクチルメルカプト（三共有機合成株式会社
製；ONZ142F ）２部、発泡剤として重炭酸ナトリウム
（永和化成株式会社製；SC-855）２部、充填剤として炭
酸カルシウム（白石カルシウム株式会社製；CCR ）１０
部、滑剤としてステアリン酸カルシウム２部、ＰＥワッ
クス１部をブレンドした。

【００２２】また、押出機の温度を１６０℃、賦形金型
及び潤滑剤供給金型の温度をともに１６０℃、冷却サイ
ジング金型の温度を常温とし、賦形金型の寸法は、外形
幅２００mm，厚み８mmとし、冷却サイジング金型の長さ
は４００mmとした。

【００２３】さらに、潤滑剤としては、日本油脂株式会
社製の商品名ユニルーブ50MB-168を採用し、その供給量
は５ cc/分とした。引き取り機として制動装置付きロー
ルを用いて、１５kg/cm²の圧力をかけて成形を行った。

【００２４】その結果として、表面性の良好な発泡体を
得ることができた。 〔実施例２〕先の実施例１において、サイジング金型の
寸法を８００mmに変更し、押出量を１０kg/h、潤滑剤注
入量を８ cc/分に変えた以外は、実施例１と同じ条件で
押出成形を行った。

【００２５】その結果、外観性を損なうことなく、生産
性の向上を達成できた。次に、比較例の設備として、押
出機、賦形金型、真空バキューム式冷却サイジング金
型、引き取り機を順次に配列し、また、賦形金型と冷却
サイジング金型とは、この両者間に３mmの間隔を開けて
設置した。 〔比較例１〕潤滑剤に関する条件と引き取り機に関する
条件以外は先の実施例１と同条件で押出成形を行った。

【００２６】その結果、外観特性の優れた成形品を得た
が、引き取り機にかかる力（引き取り抵抗）を測定した
ところ５０kg/cm²と大きな値であった。 〔比較例２〕潤滑剤に関する条件と引き取り機に関する
条件以外は先の実施例２と同条件で押出成形を行った。

【００２７】その結果、成形品の表面に３本の筋が入る
外観不良が発生した。また、引き取り機にかかる力（引
き取り抵抗）を測定したところ８０kg/cm²と大きな値で
あった。

【００２８】以上の結果から、本発明の製造方法が、引
き取り抵抗が小さくて済み、その抵抗に起因する成形品
切断、割れ等の不良がない表面性の良好な押出成形品を
得るのに適した方法であることが確認できた。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、金型を流れる成形品の速度に対して引き取り
機の速度を遅くして、押出機の押し出し力と引き取り機
から伝達される制動力によって、寸法規正に必要な成形
品の流れ方向に垂直な力を得るので、その垂直方向の力
（サイジング壁への押しつけ力）を必要最小限に制御す
ることが可能で、しかも成形品と金型壁面との間に潤滑
剤を供給して、成形品が金型壁面を移動する際の摩擦抵
抗を軽減するので、成形品サイジング抵抗が大幅に低減
する。これにより、外観粗れ、切断等の不良が従来の製
造方法に比して大幅に少なくなり、その結果、生産性が
向上する。また、真空バキュームが不要となることか
ら、金型・設備の簡略化及びコストの低減化をはかるこ
とができる。

【００３０】ここで、従来の冷却サイジング方式では、
賦形金型と冷却サイジング金型とを分離していることか
ら、引き取り機に引き抜き成形するには、押出機速度と
引き取り速度とを正確に同期させる必要があったが、本
発明の製造方法では、賦形部と冷却部とを連続的に接続
し、押出機速度に対する引き取り機速度をある程度の範
囲で遅くすることにより成形品サイジングを行うので、
押出機と引き取り機との間の相対的な速度合わせに、あ
る程度の自由度があり、その速度調整が従来に比して容
易になるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法に使用する装置の概略構成図

【図２】その装置に適用する潤滑剤供給金型３の構造例
を示す図

【図３】本発明の製造方法の成形メカニズムの説明図

【図４】真空バキューム式冷却サイジング金型の構造例
を示す図

【符号の説明】

１ 押出機 ２ 賦形金型 ３ 潤滑剤供給金型 ４ 冷却サイジング金型 ５ 洗浄装置 ６ 引き取り機 Ｌ 潤滑剤 Ｓ 成形品 Ｆ 力（垂直方向力） ｆ1 押出力（押出機１） ｆ2 制動力（引き取り機６）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなる中空状の押出成形
   品を成形する方法であって、押出機からの熱可塑性樹脂
   を賦形する工程と、賦形後の成形品の表面に潤滑剤を均
   一に供給する工程と、成形品を冷却サイジングする工程
   と、成形品を引き取る工程を有し、それらの賦形、潤滑
   剤供給及び冷却サイジングの各工程の賦形金型、潤滑剤
   供給金型及び冷却サイジング金型を、その各樹脂通路が
   連続して繋がった形状となるように相互に連結するとと
   もに、上記引き取り工程における引き取り機の速度を、
   上記各金型の樹脂通路を流れる成形品の速度よりも遅く
   設定して、上記賦形工程で押し出した成形品を、上記冷
   却サイジング金型内において上記押出機による押出力と
   上記引き取り機から伝達される制動力によって生じる力
   によりサイジングすることを特徴とする押出成形品の製
   造方法。