JPH10671A

JPH10671A - 難成形樹脂成形体の製造方法

Info

Publication number: JPH10671A
Application number: JP8154215A
Authority: JP
Inventors: Koji Ichihara; 幸治市原; Kouki Deguchi; 好希出口; Takashi Oguchi; 貴士小口
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】有機溶媒の除去や回収の手間がなく、生産性よ
く難成形樹脂成形体を製造することができる難成形樹脂
成形体の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】押出機内で無機ガスを高圧下で溶解させな
がら難成形樹脂を溶融混練したのちに、この溶融樹脂を
金型内で溶融樹脂中の無機ガスの封入可能温度まで急冷
し、かつ、金型に振動を与えながら押出成形するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、難成形樹脂成形体
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】超高分子量ポリエチレンや、超重合度ポ
リ塩化ビニルなどの樹脂は、溶融粘度が高いとか、分解
しやすい等の理由で成形困難なため、難成形樹脂と称さ
れている。したがって、このような難成形樹脂から押出
成形によって成形体を得ようとする場合、従来、難成形
樹脂に有機溶媒を加えて溶融粘度が低い分散物または混
合物としたのち押出成形する方法（特公平４−４７６０
８号公報等参照）等が採られている。

【０００３】しかしながら、従来の方法の場合、溶融粘
度を低下させるために有機溶媒を加えるようにしている
ため、成形後に有機溶媒を成形体中から揮散させなけれ
ばならない。すなわち、成形体中に溶媒が残っている
と、成形体自体の物性が低下する恐れがあるため、上述
のように成形後、有機溶媒を成形体中から揮散させなけ
ればならない。

【０００４】しかし、溶媒を揮散させるためには、大掛
かりな加熱工程を必要とし、生産性が悪い上、そのまま
揮散した溶媒をそのまま大気中に放出させてしまうと、
公害を招く恐れがあるため、溶媒を回収する必要があ
り、製造装置が大型化するとともに、製造コストが嵩む
と言う問題がある。

【０００５】

【本発明が解決しようとする課題】本発明は、有機溶媒
の除去や回収の手間がなく、生産性よく難成形樹脂成形
体を製造することができる難成形樹脂成形体の製造方法
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる難成形樹
脂成形体の製造方法は、このような目的を達成するため
に、押出機内で無機ガスを高圧下で溶解させながら難成
形樹脂を溶融混練したのちに、この溶融樹脂を金型内で
溶融樹脂中の無機ガスの封入可能温度まで急冷し、か
つ、金型に振動を与えながら押出成形するようにした。

【０００７】本発明における難成形樹脂とは、溶融粘度
が高くて溶融押出が困難な樹脂や、分解温度が成形温度
に近いものを言い、具体的には、溶融粘度が高くて溶融
押出が困難な樹脂として、１００万以上の分子量を有す
る超高分子量ポリエチレン、超高重合度ポリ塩化ビニ
ル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド等のスー
パーエンプラ系の樹脂、などが挙げられる。

【０００８】一方、分解温度が成形温度に近いものとし
て、高塩素化度ポリ塩化ビニル、ポリ乳酸等の生分解性
樹脂、ポリアクリロニトリル、などが挙げられる。

【０００９】本発明において使用される無機ガスは、常
温で気体である無機物質であって、上記難成形樹脂を劣
化させないものなら特に限定されず、例えば、炭酸ガ
ス、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、酸素等が挙げ
られる。これらは単独で使用されても良いし、２種以上
併用されても良い。このうち炭酸ガスは樹脂に対する溶
解度が高く、樹脂の溶融粘度の低下が大きいため最も好
ましい。

【００１０】無機ガス混入方法としては、特に限定され
ないが、たとえば、ベントタイプスクリューを使用し
て、シリンダーの途中からべント部分に混入する方法等
が挙げられる。無機ガスはガスボンベから直接混入して
も良いし、プランジャーポンプを用いて加圧混入しても
良い。

【００１１】無機ガスの溶解量は、溶解によって樹脂の
溶融粘度が成形に適した粘度になれば特に限定されず、
樹脂の種類、無機ガスの種類によって適宜選択すること
ができる。溶融樹脂を急冷する際の急冷温度は、溶融樹
脂中に溶解した無機ガスを封入して発泡を抑えることが
できれば、特に限定されず、樹脂の種類に応じて適宜選
択される。

【００１２】金型に振動を与える方法としては、従来公
知のものが任意に使用でき、たとえば、振動モーター、
バイブレーター等を用いて浸透を与える方法が挙げられ
る。なお、金型と押出機のバレルの間には金型の振動を
押出機に伝えないために防振ゴムなどを挿入するのが好
ましい。

【００１３】また、振動の振動数は、特に限定されない
が、１００〜１００００Hzが好ましく、５００〜２００
０Hzがより好ましい。すなわち、振動数が、１００Ｈｚ
未満では押出された組成物の金型内での充填が不良にな
り恐れがあり、１００００Ｈｚを越えると振動を与える
ために多くのエネルギーを要し、製造コストが嵩む恐れ
がある。

【００１４】一方、振動の振幅は０．５〜１０００μｍ
が好ましく、１〜５００μｍがより好ましく、１０〜２
００μｍが特に好ましい。すなわち、振幅が０．５μｍ
未満では押出された組成物の金型内での充填が不良にな
る恐れがあり、１０００μｍを越えると成形体の直線性
を低下させる恐れがある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本発明の難
成形樹脂成形体の製造方法に使用される成形装置の１例
を模式的にあらわしている。

【００１６】図１に示すように、この成形装置１は、押
出機２，金型３，プランジャホンプ４および振動モータ
ー５を備えている。押出機２は、シリンダー２１内にス
クリュー２２を有し、シリンダー２１の一端に原料ホッ
バー２３が設けられ、他端に金型３が一体に設けられて
いるとともに、シリンダー２１の中間部にベント口２４
が設けられている。

【００１７】金型３は、押出機２から押し出されてくる
溶融樹脂原料を所望の形状に成形しつつ押し出すように
なっているとともに、図示していないが、温度コントロ
ール装置を有し、所定の温度に制御できるようになって
いるとともに、金型３の外壁面に沿って設けられた振動
モーター５によって振動が与えられるようになってい
る。

【００１８】プランジャポンプ４は、ベント口２３に接
続された配管４１を介してボンべ６内の無機ガスを高圧
にしてベント口２３からシリンダー２１内に無機ガスを
圧入するようになっている。

【００１９】したがって、本発明の難成形樹脂シートの
製造方法は、まず、温度コントロール装置によって金型
３の型面の温度を後述する溶融樹脂中の無機ガスが溶融
樹脂中に封入可能な、溶融樹脂より低い温度に保持して
おくとともに、振動モーター５によって所定の振動を金
型３に与えておく。そして、難成形樹脂原料７を押出機
２のホッパー２２からシリンダー２１内に投入したの
ち、シリンダー２１内で加熱溶融するとともに、プラン
ジャポンプ４によってガスボンベ６の無機ガスをベント
口２３からシリンダー２１に圧入し、樹脂と無機ガスと
をスクリュー２２で溶融混練して、無機ガスが溶解され
た所定の溶融粘度の溶融樹脂とする。

【００２０】つぎに、この溶融樹脂を、振動を付与され
た金型３で無機ガスが封入可能な急冷しつつ、金型３か
ら所定の形状にして押出賦形し、この賦形物７１を冷却
固化することによって成形体を得るようになっている。
すなわち、この製造方法では、樹脂中に無機ガスを溶解
させるため、有機溶媒を加えた場合と同様に樹脂が低い
溶融粘度になる。したがって、押出機１から金型２への
樹脂の押出がスムーズに行える。

【００２１】そして、金型２内に入った溶融樹脂は、金
型２で急冷され、無機ガスが溶融樹脂中に封入された状
態に保持されるため、金型２内で発泡が起こらない。ま
た、急冷によって溶融樹脂の流動性が低下するが、金型
２に振動が与えられているから、この振動によって流動
性の低下した溶融樹脂と金型３の内壁面との摩擦抵抗が
小さくなり、金型２内に溶融樹脂が緻密に充填される。

【００２２】したがって、押し出されてきた賦形物７１
は、発泡もなく金型２の形状に沿う緻密なものとなり、
この賦形物７１を冷却することにより、発泡のない緻密
で表面が平滑な成形体を得ることができる。しかも、得
られた成形体中には、無機ガスが封入されているが、無
機ガスが自然に樹脂から抜けるために、有機溶媒で可塑
化させる従来の方法に比べ溶媒回収の工程が不要であ
り、生産性がよい。また、有機溶媒を用いた場合のよう
な回収装置が不要になるため、設備も小型化でき、製造
コストも低減できる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。

【００２４】（実施例１）図１に示すような装置の同方
向回転二軸押出機（スクリュー径４４ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４
５）のホッパーから難成形樹脂としての超高分子量ポリ
エチレン（三井石油化学工業社製ハイゼックス・ミリオ
ン２４０Ｍ、平均分子量２３０万）を、押出機のシリン
ダー内に供給し、シリンダー内で溶融混練した。なお、
シリンダー温度はホッパー側から押出機の先端に向かっ
て２２０、１８０、１６０、１４０、１３０℃に設定し
た。

【００２５】また同時に、無機ガスとしての炭酸ガスを
プランジャーポンプにて１００kg／cm²の圧力に加圧し
ながら押出機のベント部より押出機のシリンダー内に圧
入し、この無機ガスと難成形樹脂とをシリンダー内で押
出量１５kg/h、スクリュー回転数６０ｒｐｍの条件下で
充分に溶融混練し、ついで８０℃に設定された金型より
シート状に押出した。また、このとき金型は、その下面
に取付けられた振動モーターによって、樹脂押出方向に
振動数５００Ｈｚ、振幅１００μｍで振動させておい
た。

【００２６】そして、金型から押し出された賦形物を冷
却固化して、幅４５０ｍｍ、厚み２ｍｍの超高分子量ポ
リエチレンシートを得た。得られた超高分子量ポリエチ
レンシートは、発泡もなく表面が平滑で緻密なものであ
った。

【００２７】（比較例１）超高分子量ポリエチレン（三
井石油化学工業（株）社製ハイゼックス・ミリオン２４
０Ｍ、平均分子量２３０万）を有機溶媒としてのＰ−キ
シレンにポリエチレンの濃度が５０重量％になるように
加え、常温で両者を混ぜ合わせ、スラリー状の分散物を
得た。

【００２８】この分散物を攪拌しながら１２０℃に加熱
し、５分間保持した。この加温処理により、Ｐ−キシレ
ンの一部が超高分子量ポリエチレン粉末に吸収されて、
スラリー状の分散物はドライブレンド状となった。

【００２９】このドライブレンド状分散物を図１に示す
ような装置の同方向回転二軸押出機（スクリュー径４４
ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４５）を持った押出機のホッパーからシ
リンダー内に供給し、シリンダー内で押出量３０kg/h、
スクリュー回転数６０ｒｐｍの条件下で充分に溶融混練
した。なお、押出機のシリンダー温度は１８０℃に設定
した。引き続いて２００℃に設定された振動を全く与え
ていない金型よりシート状に押出して、幅４５３ｍｍ、
厚み２．１ｍｍのシート状賦形物を得た。

【００３０】このシート状賦形物中のＰ−キシレンを１
８０℃に温度調節した真空加熱炉内でまる１日放置して
Ｐ−キシレンを揮散させたところ、残存溶媒が０．１％
であった。

【００３１】そして、完全に溶媒を揮散させるために、
このシート状賦形物を真空加熱炉内でさらにまる１日放
置しなければならなかった。ついで、このようにしてＰ
−キシレンを完全に揮散させたシート状賦形物を加熱炉
から取り出して室温まで冷却し、幅４５０ｍｍ、厚み
２．０ｍｍの超高分子量ポリエチレンシートを得た。
しかし、得られたシートはその表面に凹凸を有してい
た。

【００３２】（比較例２）金型を振動させない以外は実
施例１と同じ条件で溶融押出を行った。しかし、このと
き金型入り口部で流動抵抗がかかり、シートを押出すこ
とは出来なかった。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、以上のように、押出後自然に
樹脂から抜ける無機ガスを高圧下で樹脂に溶解させ樹脂
の溶融粘度を低下させるようにしたので、有機溶媒によ
る従来の方法のように溶媒回収の工程が不要である。ま
た、溶媒回収が不要のため、作業工程が少なくて済むと
ともに、設備コストが低減できる。

【００３４】しかも、内部に発泡のない均一なシートが
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の難成形樹脂シートの製造方法に用いる
製造装置の１例を模式的にあらわす模式図である。

【符号の説明】

２押出機３金型５振動モーター７難成形樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】押出機内で無機ガスを高圧下で溶解させな
がら難成形樹脂を溶融混練したのちに、この溶融樹脂を
金型内で溶融樹脂中の無機ガスの封入可能温度まで急冷
し、かつ、金型に振動を与えながら押出成形することを
特徴とする難成形樹脂成形体の製造方法。