JPH08258109A - 熱可塑性樹脂の押出成形方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂の押出成形方法

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JPH08258109A
JPH08258109A JP7088804A JP8880495A JPH08258109A JP H08258109 A JPH08258109 A JP H08258109A JP 7088804 A JP7088804 A JP 7088804A JP 8880495 A JP8880495 A JP 8880495A JP H08258109 A JPH08258109 A JP H08258109A
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JP
Japan
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resin
molding
extrusion
extrusion molding
die
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JP7088804A
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Atsushi Sato
佐藤  淳
Mikio Yamamura
三喜男 山村
Masakatsu Ota
正勝 大田
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Idemitsu Kosan Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 メルトフラクチャーの発生を防止し、押出成
形時の生産性を飛躍的に向上させることができる熱可塑
性樹脂の押出成形方法を提供する。 【構成】 熱可塑性樹脂を押出成形する方法において、
押出成形用ダイの樹脂押出面の表面材として、その表面
硬度がビッカース硬度100以上のものを用いるととも
に、成形温度を、その成形温度における押出成形用ダイ
の樹脂押出面の表面材と溶融樹脂との間の接着力Aと、
その溶融樹脂の凝集力Cとの比(A/C)が1以下とな
る範囲に設定して押出成形する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂の押出成
形方法に関する。さらに詳しくは、メルトフラクチャー
を抑制して製品の生産性及び経済性の向上を図れるよう
にした熱可塑性樹脂の押出成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂の押出成形時に生産速度を
増大させると成形品にメルトフラクチャーと呼ばれる不
良現象が発生し、このため現状では生産速度を落とすこ
とを余儀なくされていた。この不良現象は、初期の段階
では成形品の表面に肌荒れが生ずる表面破壊が発生する
ことで、最終的には内部まで破壊が進行した内部破壊が
発生することであり、前者と後者では発生機構が異なる
と考えられている。前者の表面に肌荒れが生ずる表面破
壊は、ダイ表面と溶融樹脂との界面で発生すると考えら
れており、これらの間の接着性が問題とされてきた。こ
のような観点から、接着力を低下させるための改良方法
がいくつか提案されている。たとえば、(1)ダイの樹
脂押出面にフッ素樹脂をコーティングして、ダイの樹脂
押出面と溶融樹脂との接着力を低下させてメルトフラク
チャーを低減させる方法(特開昭55−82784号公
報、特公平1−43610号公報)、(2)特定のスリ
ップ促進剤を用い、この促進剤の皮膜を形成させるため
に金属酸化物をダイ内面に被覆して溶融樹脂との接着力
を低下させてメルトフラクチャーを低減させる方法(特
表平4−501393号公報)、および、(3)表面破
壊はダイ表面材と溶融樹脂との界面のスリップによって
生ずるとの知見から、これらの間の接着力を増大させる
ために粘着促進剤を樹脂に添加してメルトフラクチャー
を低減させる方法、また、ダイ表面材に黄銅を用いる方
法(特公昭63−24809号公報、特公平1−209
72号公報)がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、(1)の方法
は、コーティングにキズが付き易く、また被覆がはがれ
易い等の問題があり実用的ではなかった。 (2)の方法は、アルミニウムの酸化物(PVD法でア
ルミナをダイ表面に蒸着)でフッ素加工助剤2000
[ppm]を線状低密度ポリエチレン(LLDPE;M
I=1)に添加して追試験を行なった結果、成形条件に
よってはメルトフラクチャーは低減しなかった。また、
加工助剤は高価であり経済的ではなかった。 (3)の方法は、接着力を大きくすると、逆にメルトフ
ラクチャーが発生し易くなり、また黄銅はキズが付き易
く、かつ腐蝕し易いため、目ヤニやダイライン等の不良
現象が発生し易くなるという問題があった。
【0004】本発明は上述の問題に鑑みなされたもので
あり、メルトフラクチャーの発生を防止し、押出成形時
の生産性を飛躍的に向上させることができる熱可塑性樹
脂の押出成形方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明によれば、熱可塑性樹脂を押出成形する方法
において、押出成形用ダイの樹脂押出面の表面材とし
て、その表面硬度がビッカース硬度100以上のものを
用いるとともに、成形温度を、その成形温度における押
出成形用ダイの樹脂押出面の表面材と溶融樹脂との間の
接着力Aと、その溶融樹脂の凝集力Cとの比(A/C)
が1以下となる範囲に設定して押出成形することを特徴
とする熱可塑性樹脂の押出成形方法が提供される。
【0006】また、その好ましい態様として、前記押出
成形用ダイの樹脂押出面の表面材の表面粗さRz(十点
平均粗さ)が、10μm以下であることを特徴とする熱
可塑性樹脂の押出成形方法が提供される。
【0007】以下、本発明の熱可塑性樹脂の押出成形方
法を具体的に説明する。 1.熱可塑性樹脂 本発明においては、メルトフラクチャー、その中でも表
面破壊が発生する樹脂を対象とする。具体的には、ポリ
エチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、フッ素樹脂、
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等を挙げることができ
る。
【0008】2.押出成形方法 本発明における、押出成形方法とは、インフレーション
成形、中空成形、電線被覆成形、シート成形、丸棒成
形、パイプ成形、異形押出成形、多層押出成形、モノフ
ィラメント成形等流動状態にある樹脂を所定の形状に押
出すためにダイを通過させる方法をとる全ての成形方法
をいう。また、本発明は押出成形と基本的に類似した引
き抜き成形にも適用が可能である。
【0009】3.成形条件 本発明においては、成形温度を、その成形温度における
押出成形用ダイの樹脂押出面の表面材と溶融樹脂との間
の接着力Aと、その溶融樹脂の凝集力Cとの比(A/
C)が1以下となる範囲に設定する。
【0010】(1)成形温度 本発明における成形温度とは、押出成形の途上にあるダ
イの樹脂押出面の表面材に接する溶融樹脂温度をいう。
前述の、本発明に用いられる熱可塑性樹脂、たとえば、
線状低密度ポリエチレンの場合は、通常約200℃〜2
20℃の範囲で成形が行われる。
【0011】(2)接着力と凝集力との比(A/C) 表面破壊は、ダイ表面からいくらか内側の溶融樹脂内部
で起こる凝集破壊によって生じるものと考えられる。こ
の破壊が起こる原因は、押出成形用ダイの樹脂押出面の
表面材と溶融樹脂との間の接着力が大き過ぎるため、こ
の接着力Aより溶融樹脂の凝集力(粘着力)Cが下まわ
った場合に発生するものと考えられる。従って、成形温
度を、A/Cの値が1以下となる範囲に設定する。
【0012】本発明に用いられる押出成形用ダイの樹脂
押出面の表面材としては、その表面硬度がビッカース硬
度100以上のものであり、たとえば金属、金属粒子を
含む複合材料、金属の合金、金属の酸化物、および金属
を含んだメッキ等の金属のコーティング材料として通常
用いられるものを挙げることができる。中でも、清掃時
における銅や黄銅のヘラや棒によるキズ付きの防止のた
め、Fe−Ni−Cr合金やFe−Cr−Mo合金、F
e−Cr−Mo−V合金などが好ましい。
【0013】A/Cの測定は、上記表面材と同一の材質
および表面状態の金属円錐棒を一定量の溶融樹脂中に投
入し、数十分後に金属円錐棒をオートグラフを用いて引
抜く試験により行った。ここで、金属円錐棒に溶融樹脂
が付着しないときの実荷重から接着力Aを測定し、金属
円錐棒全体に溶融樹脂が付着したときのエネルギー値か
ら凝集力Cを測定した。そして、各成形温度におけるA
/Cの値を算出した。なお、AおよびCの単位は、kg
・f/cm2 である。
【0014】また、A/Cが接着性を表わすパラメータ
ーとして用いることができることを示すため、後述の実
験例2でエルマゴニオメータ式接触測定器により接触角
を測定した。
【0015】 (3)押出成形ダイの樹脂押出面の表面材の表面粗さ 本発明に用いられる押出成形ダイの樹脂押出面の表面材
の表面粗さは、Rz(十点平均粗さ)で10μm以下で
あることが接着性に影響を与えることを防止するために
好ましく、さらに好ましくは6μm以下である。
【0016】4.メルトフラクチャー 本発明において、メルトフラクチャーの発生防止の対象
となるのは、表面破壊に基づくものだけである。このよ
うな表面破壊の評価は、スクリュウ回転数を徐々に上げ
ていき、その都度4時間押出した後のシート状の成形品
の表面を表面粗さ計で測定して、表面破壊の有無として
評価した。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実験例によって、さらに具体
的に説明する。 [実験例1]熱可塑性樹脂として、線状低密度ポリエチ
レン(出光石油化学社製 0134N;MI=1)を用
い、その押出口形状が、シート幅/リップ開度/ランド
長=50/0.5/20mmである押出成形機(陸亜社
製 単軸押出機;口径35mm,L/D=28)のダイ
の樹脂押出面の表面材料を、Znコート、Ni−P−フ
ッ素樹脂複合材料(日本カニゼン社製 登録商標:カニ
フロンコート)、SUS304、SKD11、Crコー
ト、またはテフロンコートに交換して、150℃,17
0℃,200℃および220℃の成形温度でそれぞれシ
ートを成形した。このときのA/Cおよびメルトフラク
チャーが発生する臨界剪断応力[σc]をそれぞれ測定
し、その結果を表1に示す。
【0018】[表1] ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 表面材 SUS304 SKD11 カニフロンコート Znコート テフロンコート Crコート ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ビッカース硬度 150 200 450 50 45以下 300 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 150[℃] A/C 0.8 0.8 0.6 0.5 0.2 1.1 ────────────────────────────── σc[KPa] 430 430 430 430 430 120 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 170[℃] A/C 0.9 0.9 0.7 0.6 0.3 1.2 ────────────────────────────── σc[KPa] 430 430 430 430 430 120 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 200[℃] A/C 1.4 1.3 1.0 0.9 0.5 1.7 ────────────────────────────── σc[KPa] 120 120 430 430 430 120 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 220[℃] A/C 1.7 1.6 1.2 1.0 0.5 1.8 ────────────────────────────── σc[KPa] 120 120 120 430 430 120 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Rz[μm] 1.7 1.5 0.7 1.0 6.0 0.7 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【0019】この結果、表1から以下のことがわかっ
た。前記線状低密度ポリエチレン(MI=1)の場合、
通常の成形温度は200〜220℃であるが、A/C≦
1の範囲内では、この温度よりも50〜70℃低い温度
である170℃,150℃であっても、σcが430
[KPa]までメルトフラクチャーを発生させずに成形
することができた。しかし、一般に用いられるCrコー
トではA/Cが1を超えるためσcが小さい値でメルト
フラクチャーが発生した。また、表面硬度がビッカース
硬度で100以下のZnコートおよびテフロンコートで
は、複数回の成形とダイの清掃を繰り返すことによって
徐々に表面にキズが付き、成形品にダイライン等の不良
現象が発生して、実用的でないことが判った。さらに、
テフロンコートの場合、最終的にコート材が剥離した。
従って、本発明を実施する場合、Ni−P−フッ素樹脂
複合材料の場合の成形温度は、たとえば150〜200
℃、SKD11やSUS304の場合は、150〜17
0℃に設定することができることがわかった。
【0020】[実験例2]熱可塑性樹脂として前記線状
低密度ポリエチレンを用い、縦/横/厚み=20/20
/1mmの評価サンプル板上で、エルマゴニオメータ式
接触角測定器により接触角を測定した。ここで、評価サ
ンプル板は、ダイの樹脂押出面の表面材と同一の材質お
よび表面状態のCrコート,SUS304、SKD1
1、Ni−P−フッ素樹脂複合材料(日本カニゼン社製
登録商標:カニフロンコート)、またはZnコートを
用い、測定温度は前記成形温度と同様の、150〜22
0℃とした。上記方法で接触角θを測定し(評価サンプ
ル板が測定温度に達したとき、樹脂を投入して15分後
の接触角を測定した)、A/Cとの関係を図1に示し
た。この図からA/Cはcosθと比例関係にあり、接
着性を表わすパラメーターとなり得ることがわかった。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
メルトフラクチャーの発生を防止し、押出成形時の生産
性を飛躍的に向上させ得る熱可塑性樹脂の押出成形方法
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】A/Cとcosθとの関係を示す説明図であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂を押出成形する方法におい
    て、押出成形用ダイの樹脂押出面の表面材として、その
    表面硬度がビッカース硬度100以上であるものを用い
    るとともに、成形温度を、その成形温度における押出成
    形用ダイの樹脂押出面の表面材と溶融樹脂との間の接着
    力Aと、その溶融樹脂の凝集力Cとの比(A/C)が1
    以下となる範囲に設定して押出成形することを特徴とす
    る熱可塑性樹脂の押出成形方法。
  2. 【請求項2】 前記押出成形用ダイの樹脂押出面の表面
    材の表面粗さRz(十点平均粗さ)が、10μm以下で
    あることを特徴とする請求項1記載の熱可塑性樹脂の押
    出成形方法。
JP7088804A 1995-03-22 1995-03-22 熱可塑性樹脂の押出成形方法 Pending JPH08258109A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006056169A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Mitsui Chemicals Inc 超高分子量ポリオレフィンインフレーションフィルムおよびフラットヤーン

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JP2006056169A (ja) * 2004-08-20 2006-03-02 Mitsui Chemicals Inc 超高分子量ポリオレフィンインフレーションフィルムおよびフラットヤーン

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