JPS5839659B2 - 熱可塑物押出成形方法 - Google Patents

熱可塑物押出成形方法

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JPS5839659B2
JPS5839659B2 JP55081375A JP8137580A JPS5839659B2 JP S5839659 B2 JPS5839659 B2 JP S5839659B2 JP 55081375 A JP55081375 A JP 55081375A JP 8137580 A JP8137580 A JP 8137580A JP S5839659 B2 JPS5839659 B2 JP S5839659B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融樹脂に添加剤を添加する熱可塑物押出成
形方法に関するものである。
熱可塑物として一般的に使用される熱可塑性樹脂(ナイ
ロン、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リスチレン等)又は熱硬化性樹脂(エポキシ、フェノー
ル、メラ□ン、ユリア等)は、樹脂単独で使用されるこ
とはほとんどなく、添加剤として顔料、可塑剤、安定剤
、強化剤、その他の充填剤が混合分散されたいわゆる複
合樹脂として使用される。
この複合樹脂を連続的に成形するために押出機(単軸押
出機、2軸押出機等)が使用されているが、一般に熱可
塑物のパウダー又はペレットに、予め設定された配合仕
様に従い前もって計量した添加剤をミキサーで混合し、
その後で押出機により連続的に加熱溶融混練してパレッ
ト等を成形している。
しかし、ある種の添加剤、例えば熱に弱い顔料、硬化剤
、発泡剤、混線を強くしたくない繊維チョップ等は、熱
可塑物パウダー又はペレットに前もって混合してし捷う
と、最終的な複合樹脂としての物性値が低下したり、使
用に耐えない製品品質になる場合がある。
そこで、このような問題がある場合には、バッチシステ
ムと称する非連続的な成形方法、すなわち、ニーダ−や
ロール等で可塑物を十分に混練したあと最後に添加剤を
添加して混合時間を短くする方法を用いたり、あるいは
最終製品に単に添加剤を添加するのみとする方法を用い
たりしていた。
また、連続的な成形方法として押出機を使用する場合に
は、例えば押出機を直列に2台並べて釦き、その連結部
から添加剤を投入したり、あるいはシリンダーの途中に
設けた穴又はベントロを利用してそこから投入するよう
にしたりしていた。
しかし、この連続的な方法には次のような欠点がある。
添加剤が固形状(パウダー、ペレット、チョップ等)の
場合、カサ比重が小さいので投入口を閉塞しやすく、投
入量又は投入比率が限定される場合が多い。
投入量又は投入比率に関しては問題がない場合でも、添
加剤はほぼ常温であり溶融樹脂層との温度差が極めて大
きく、この状態で投入された添加剤は投入口及びその近
傍の溶融樹脂層を冷却してし1い溶融樹脂層の冷却固化
に伴なうもりあがりが発生しやすい。
すなわち、第1図に示すように、シリンダ1内に釦いて
スクリュ2によってかくはんされる溶融樹脂3に投入口
4から添加剤5を投入すると、投入口4付近の溶融樹脂
が冷却されてし捷い、投入口4に固化した樹脂のもりあ
がり6を生じてし捷う。
とのもりあがりは投入口周辺の特にスクリューの回転に
よって溶融樹脂がシリンダー内部に送り込捷れる側の壁
面に発生しやすく、もりあがりが壁面に耐着固化してし
オうと添加剤の投入はほとんど不可能になってし捷う。
従ってもりあがりによる投入口の閉塞を防止するために
、投入口を大きくしたり、投入部のスクリューの搬送容
量を大きくしたりしているが、このような方法は逆に溶
融樹脂の滞留を招いたり酸化劣化を生じたりする場合が
ある。
添加剤が液状の場合には、ポンプ等によって圧入する方
法がある。
しかし固形状の添加剤にこの方法を適用する場合には、
添加剤を何らかの方法で液状化する処理が必要であり、
この方法の適用は限定される。
別の対策方法として、投入口の壁面が常に更新されるよ
うに、例えば回転するロールを投入口に設けることも考
えられる。
これによって、固化したもりあがりをシリンダー内部に
送り込んでし1うのである。
しかしながら、溶融部分にこのような装置を配置するこ
とは、滞留防止上及び機構上問題が多い。
捷た投入口の壁面をテフロン等の樹脂でコーティングし
耐着防止を図ることも考えられるが耐熱性、耐久性等に
問題がある。
従って、本発明は、溶融樹脂に添加剤を添加する従来の
方法にかける上記のような欠点を解消し、安定した添加
剤の投入、混合を行なうことのできる押出成形方法を得
ることを目的とするものである。
以下、本発明を添付図面の第2及び第3図に基づいて説
明する。
第2図に示すように、ホッパー7から投入された固体樹
脂8は、ヒーター9によって温度制御されたシリンダ1
0内において溶融樹脂11となりスクリュー12によっ
て前方に搬送される。
補助ポツパー13内の添加剤14は、搬送スクリュー1
5によって送られ、投入口16から溶融樹脂11内に投
入される。
添加剤14が投入された溶融樹脂11はスクリュー12
によって更に前方に搬送され、途中脱気口17にかいて
脱気が行なわれ、最終的にダイス18に送り込捷れ、混
練樹脂19として押出される。
以上説明したところ捷での構成は従来のものと変わると
ころはない。
本発明方法では以下のようにリボン20を使用する点に
特徴がある。
すなわち、リボン20をガイドロール21を通して投入
口16へ送り込む。
第3図にリボン20が送り込捷れている状態を詳細に示
す。
リボン20は投入口16の巻き込み側壁面22(第3図
)及び樹脂進行方向壁面23に沿って送り込むようにし
である。
添加剤14と共に連続して送り込1れるリボン20は溶
融樹脂11に搬送されつつ練り込1れ、リボン20の材
質によっては脱気口17からペーパーとして除去される
ここで「リボン」という用語はリボン状又はストランド
状のものを総称したものであり、具体的には連続したひ
も、テープ、マット又はクロス等を含む用語として使用
する。
リボン20の材質と17では、溶融樹脂に混入させても
悪影響を及ぼさないものであれば何でもよく、例えばカ
ーボン繊維等のロービング、ポリエチレン、ポリプロピ
レン等の市販の樹脂バンド、フィルム成形に釦いて生じ
るトリーミングテープ、モノフィラメント、フラットヤ
ーン、テープヤーン又はスプリットヤーン等でよい。
捷た、異質の材量を混入することが許容できないような
場合には、使用する固体樹脂と同質又は類似の樹脂を用
いてテープを作って使用すればよい。
以上のような材料で作られたリボン20を第3図に示す
ように連続して挿入していくと、リボン20は投入口1
6の壁面に沿って溶融樹脂11内に送り込捷れていく。
従って、添加剤14を投入したときに発生し成長するも
りあがり24もリボン20と一諸に次々とシリンダー1
0の内部に引きずり込渣れ、投入口16の壁面が常に更
新されているのと同じ効果を生じる。
従って、添加剤14は安定して送り込1れ、投入口16
を閉塞することはない。
次に具体的な実例について説明する。
例1 0使用押出機 かみ台型同方向回転2軸押出機 スクリュー径 30φ(I/D−25) ダイス径 3φ ダイス穴数 5 ホッパーから投入口1で L/D−13 投入口から脱気口1で /D−6 脱気口からシリンダ先端1で/D=6 0使用材料 固体樹脂 ナイロン−6ペレツト 70多添加剤 粉
末炭化ケイ素(80メツシユ)30係リ ボン カーボ
ンファイバーロービングO運転条件 スクリュー回転数 250rpIn シリンダ後部温度 240’C シリンダ中後部温度 260℃ シリンダ中前部温度 260°C シリンダ前部温度 2500C ダイス部温度 240°G 上記条件でナイロン−6を7 ky/ Hrで送り粉末
炭化ケイ素を3 k、g/ Hrの割合で投入したが、
リボンを使用しない場合には、溶融ナイロンが次第に投
入口からもりあかつてし1い固化したナイロンを時々棒
で除去しないと連続運転ができなかった。
しかし、リボンとしてカーボンファイバーロービングを
2〜3本同時に投入した場合には、ロービングは自然に
シリンダの中に喰い込曾れていき、ナイロンのもりあが
りは見られず安定した状態で粉末炭化ケイ素を添加する
ことができた。
ダイスからは3φのストランドが吐出され、カーボン繊
維強化ナイロンとして所要の機械的強度を有する炭化ケ
イ素人ナイロンストランドが得られた。
例2 0使用押出機 例1の場合と同じ押出機 0使用材料 固体樹脂 ポリプロピレンペレ:7)(M17)60%
添加剤 タルク 40% リ ボ ン ポリプロピレンテープ(巾20”/m厚0
.1 ”/m ) O運転条件 スクリュー回転数 シリンダ後部温度 シリンダ中後部温度 シリンダ中前部温度 シリンダ前部温度 oorpm 180°C 220°C 200°C 190’C ダイス温度 180°C 捷ず最初にリボンなしの状態で、ポリプロピレンペレッ
トを10kg/Hrで送り粉末タルクを6、7 kg/
Hr (含有率40%)の割合で投入しようとした
が、投入口がすぐに閉塞されてし捷い所望の製品を得る
ことができなかった。
そこで、リボンとして同じ材質のポリプロピレンテープ
を準備し、投入口から連続的に挿入したところ粉末タル
クは投入口壁面に付着、滞留、族長することなく極めて
円滑にシリンダの中に喰い込腫れていき、投入口を閉塞
することなく連続して投入することができた。
ダイスからは3φのストランドが5本安定して吐出され
た、テープは原料ポリプロピレンペレットと同じ材料を
使用したので物性値には全く悪影響を及ぼさなかった。
以上の説明から明らかなように、添加剤と一諸にリボン
を同じ場所から投入することにより、ベントアップを生
じることなく安定した押出しを行なうことができる。
しかも、リボンとして、例えばガラス繊維のようなもの
を使用することにより、最終添加樹脂の機械物性値を大
幅に改良することもできる。
これによって耐熱性が向上し、別の耐熱性樹脂と同等の
ものを得ることを期待することができる(例えば、ナイ
ロン−6にガラス繊維を添加したものはナイロン−66
と同等あるいはそれ以上の耐熱性を有し、機械的強度も
大幅に向上する)。
また、リボンとして別の樹脂を使用するならば、複数の
樹脂材料の混合物すなわちポリマーアロイを作ることも
できる。
更に、着色されたリボンを使用するならば、カラーリン
グも同時に行なうことができることになる。
リボンとして金属テープ等を使用すると、帯電防止等の
効果も得られる。
このように、本発明によると、安定した添加剤の投入が
できるようになるのはもちろんのこと、成形物の物性の
向上をも図ることができるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の押出成形方法による場合の投入口の断面
図、第2図は本発明方法を実施する押出機の正断面図、
第3図は第2図に示す押出機の投入口の断面図である。 7・・・・・・ホッパー、8・・・・・・固体樹脂、9
・・・・・・ヒータ、10・・・・・・シリンダ、11
・・・・・・溶融樹脂、12・・・・・・スクリュー
13・・・・・・補助ホッパー、141.。 ・・・添加剤、15・・・・・・搬送スクリュー、16
・・・・・・投入口、17・・・・・・脱気口、18・
・・・・・ダイス、19・・・・・・混練樹脂、20・
・・・・・リ ール、22・・・・・・壁面、2 りあがり。 ボン、21・・・・・・ガイトロ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 押出機のシリンダ内に熱可塑物を供給してこれを加
    熱溶融し、次いで溶融熱可塑物にシリンダの投入口から
    添加剤を常圧下において連続的に投入して混練する熱可
    塑物押出成形方法にかいて、熱可塑物に混入した場合に
    少なくともその物性を低下させることのない材質から成
    る長い帯状のリボンを、投入口の内壁に沿って添加剤と
    共に連続的にシリンダ内に送り込むことを特徴とする熱
    可塑物押出成形方法。 2 リボンの材質を、熱可塑物と同−又は類似の樹脂と
    した特許請求の範囲第1項記載の熱可塑物押出成形方法
    。 3 リボンの材質を、熱可塑物を強化する補強用繊維と
    した特許請求の範囲第1項記載の熱可塑物押出成形方法
JP55081375A 1980-06-18 1980-06-18 熱可塑物押出成形方法 Expired JPS5839659B2 (ja)

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