JPS5850187B2 - イケイオシダシセイケイヒンノセイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は結晶性ポリオレフィン樹脂又は無機フィラーを
７０重量φ以下、好ましく Ｉｔ １０重量φ〜７０重
≧φ混練配合した結晶性ポリオレフィン樹脂の異型押出
成形方法に関するものであり、押出機の先端に設けられ
たダイに直結したフォーミングダイで予備固化したのち
、柔軟性のある押出品をサイジングしながら完全に冷却
固化させ異型押出成形品を製造する方法を提供するもの
であるＱ 従来、硬質塩化ビニール、ポリスチレン、ＡＢＳ等のよ
うな非結晶性樹脂の異型押出成形については、断面形状
や流路を工夫したダイから溶融した樹脂を押出し、水槽
に直接浸漬する方法、ダイから出た溶融樹脂を一部空冷
したのち滑りサイジングダイの中を通しながら冷却する
方法、内部よりサイジングする方法、中空形状のもの（
こけ内圧を適用させて外部マンドレルに樹脂を密着させ
ながら冷却する方法、更に必要に応じて滑りサイジング
ダイ或いはマンドレルの内部より真空を適用させ滑りサ
イジングダイ或いはマンドレルに樹脂を密着させながら
冷却していく方法等種々の異型押出成形方法が実用に供
されている。

しかしながらポリエチレンやポリプロピレンのような結
晶性樹脂の異型押出成形にあたって、溶融した状態から
冷却、固化させるには非結晶性樹脂に比べて多量の熱を
取除く必要があり、更に結晶性樹脂は非結晶性樹脂に比
べて成形収縮が大きく複雑な形状の成形品を成形するに
は歪、表面の肌荒等を生じ、従来の成形方法では良好な
成形品が得られにくいか、得られるにしてもその成形速
度は著しく遅く経済的ではない。

結晶性樹脂に無機フィラーを添力口したものは無機フィ
ラーを添カロしていないものに比べて歪、表面の肌荒れ
の問題は幾分緩和されるがまだ十分満足のいくものでは
ない。

従来の異型押出成形方法では上記の冷却固化の点のみで
なく、ダイ内の樹脂の流動性も成形上の重要なポイント
になる。

異型押出成形に多く使われている硬質塩化ビニールにつ
いてもダイ出口の樹脂の流れを均一にするためダイ内の
構造については試行錯誤により流路の修正が行なわれて
いる。

修正後のダイも使用樹脂のグレードが変わったり、押出
機が変更されたり或いは成形温度条件が変更されたりす
ると再度流路の修正が必要となる。

特に使用樹脂の種類が変わると更に大巾な修正を行なう
か新たに製作しなければならない。

このように従来の異型押出成形方法では目的とする成形
品を得るまでに多くの時間を要し更に不経済な面がある
。

ポリアセタールやポリアミド樹脂などのような結晶性樹
脂については固化押出成形方法が採用されているケース
もある。

即ち、押出機先端のダイから押出される溶融した樹脂を
冷却するに際して、ダイに密接した型の中を通し溶融し
た樹脂を固化してしまうまで押出機よりの背圧をかけな
がら冷却していく方法である。

しかしこの成形方法では例えば特公昭４１−１７６６０
号に記載されたポリアミド樹脂の成形実施例では、「押
出速度は成形物の寸法に無関係に１時間当り３０ｍｍ、
ｌｌ下に保つ」と明記されているように成形速度が著し
く遅くなる。

ポリアセタールやポリアミド樹脂のように機械的特性に
非常に優れて付加価値の高い成形品が得られる場合は経
済的に問題はないが、結晶性ポリオレフィン樹脂又は結
晶性ポリオレフィン樹脂に無機フィラーを混線配合した
ような所謂「省資源型樹脂」では安価な成形品を提供す
ることが重要であり、生産性即ち成形速度を大きくする
ことが必須である。

本発明者等は結晶性ポリオレフィン樹脂又は無機フィラ
ーを７０重量φ以下混練配合した結晶性ポリオレフィン
樹脂の押出加工方法特に異型押出成形方法について種々
検討をｎ口えた結果、上記の問題を解決する方法を発明
するに至った。

本発明の方法は押出機先端に設けられたダイに冷却機構
を設けたフォーミングダイを断熱材を界して密接してと
りつけ、ダイより押出された溶融状態の樹脂を直ちにフ
ォーミングダイに導き背圧がかかったまま冷却を行ない
、樹脂を予備固化させ成形品の外皮部を形成するがフォ
ーミングダイの出口では樹脂はまだ完全には固化されず
変形可能の状態にあり、このフォーミングダイを出た樹
脂をひき続き異型押出成形サイジング方法により完全に
冷却固化して目的とする成形品を製造する方法である。

この成形方法によれば表面光沢のある寸法精度の良好な
異型成形品が高速で得られる。

また本発明の方法によれば、フォーミングダイを取付け
ていない時のダイ出口の樹脂の流れがやや不均一であっ
ても、フォーミングダイの形状に外皮が形成された軟化
状態にある樹脂が押出されてサイジングゾーンに供給さ
れるので、使用する樹脂のグレードが変っても或いは異
種の樹脂を使用しても同一の装置を用いて殆んど修正な
しに異型押出成形することが可能であり、更に同装置を
他の押出機に取付けても同じように成形することができ
非常に経済的である。

次に図面により本発明を詳述する。

第１図は本発明方法で用いられる装置の一例である。

第１図に示すようにフォーミングダイ８は断熱材７を界
してダイ５にボルト４により密接して取付けられており
、押出機１内部で可塑化された樹脂はアダプター３を通
りダイ５からフォーミングダイ８へ押出されて背圧のか
かった状態で冷却が開始される。

フォーミングダイ８にはジャケット９が付加されており
、冷却ゾーンを形成する。

第１図では水によって冷却されているが、必要によって
は温調された媒体を循環させてもよく、また冷却ゾーン
を温度を遂次変化させた複数の冷却ゾーンにしてもよく
任意に選択される。

フォーミングダイ８を出た樹脂の外側は冷却されて結晶
層を生じ外皮部が形成されるが、樹脂は完全には冷却固
化されておらず内部はまだ半可塑化状態にあり、結晶化
による発熱のため高温に保たれており、樹脂全体は変形
可能な状態におかれている。

外皮の形成は押出速度、冷却ゾーン温度、フォーミング
ダイの長さを適宜選ぶことにより達成される。

しかしながら本発明の方法のような高速押出力法の場合
は、特にフォーミングダイの長さによって影響される。

本発明方法におけるフオーミングダイ８の長さは成形品
の肉厚に合かせて適宜選択されるものであるが、肉厚１
．５〜５闘の成形品を得るには通常３０〜２００ｍｍが
好ましく、肉厚５７ＩＬ７ＩＬの成形品を得るには１０
０〜２００間が望ましく、肉厚Ｌ５ｍｒｎの成形品を得
るには３０〜４Ｏ−１１ｔ７ＩＬが望ましい。

フォーミングダイを３０ｍｍ未満とすると外皮部の形成
が不十分となり、又２００ｍｍを越えるようなフォーミ
ングダイはフォーミングダイと樹脂との間は大きな摩擦
抵抗を生じ非常に大きな背圧が必要となり押出機内の樹
脂圧が非常に大きくなるので操業上好ましくない。

フォーミングダイ８を出た樹脂はその後第１図に示すよ
うな水中に設けられた滑りサイジングダイ１２中を通過
しながら寸法を規制され充分に冷却され成形品となる。

滑りサイジングダイ１２は第１図のようにフォーミング
ダイ８と近接した位置に設置されてもよいが、フォーミ
ングダイから離れて設置してもよい。

また滑りサイジングダイ１２は数個直列に並べてもよく
、その長さと数量は成形品の肉厚、成形速度及び使用樹
脂の種類によって任意に選択される。

フォーミングダイ８を出た樹脂の冷却サイジングには、
第１図のように滑りサイジングダイ１２を用いてもよい
が、その他プレート、外部マンドレル或いはフォーミン
グダイ８に接続された内部マンドレルなど通常硬質塩化
ビニール等の異型押出成形に適用されている方法を必要
に応じて任意に選択してよい。

本発明の方法によれば結晶性ポリオレフィン樹脂或いは
無機フィラーを７０重量φ以下混練配合した結晶性ポリ
オレフィン樹脂を用いて表面が平滑で歪のない寸法精度
の良好な成形品が高速で得られる。

尚、本発明方法で用いる結晶性ポリオレフィンとは例え
ば高密度ポリエチレン、アイソタクチックポリプロピレ
ン等であり、混線配合される無機フィラーとはタルク、
炭酸カルシウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム等で
ある。

無機フィラーの含量は７０重量饅以下好ましくは１０重
量％〜７０重量饅である。

１００重量部満の場合の異型押出成形性は無機フィラー
を混線配合しない結晶性ポリオレフィン樹脂の異型押出
成形性とあまり変わらない。

無機フィラー含有量が１０重量％〜７０重量袈では無機
フィラーを混線配合していないものに比べて異型押出成
形が容易になる。

しかし無機フィラー含有量が７００重量部越えると樹脂
を可塑化する際の押出機のモーター負荷が非常に大きく
なり更に流動性が著しく低下するので好ましくない。

本発明の方法は結晶性ポリオレフィン樹脂又は、結晶性
ポリオレフィン樹脂に無機フィラーを７０重量φ以下好
ましくは１０重量φ〜７０重量饅混練配合されたものを
特に肉厚が１．５間〜５關の異型押出成形する場合に適
しているが１．１．５ ｍｍ未満あるいは５７ｆＬ７Ｉ
Ｌを越える肉厚のものでも成形可能である。

しかし５ｍπを越える肉厚の良好な成形品を得るには成
形速度が遅くなり、フォーミングダイ８を出た樹脂がま
だ変形可能な状態で押出され、滑りサイジングダイ１２
にて冷却固化される時に起る成形収縮が大きく歪を生じ
易い。

また肉厚１．５間未満ではフォーミングダイ８内での樹
脂とダイ壁との摩擦により単位断面積当りに対して大き
な負荷がかかり十分な成形速度が得られず、通常の異型
押出方法に比べてメリットが少ない。

以上の如く、結晶性ポリオレフィン樹脂或いは無機フィ
ラーを７０重量φ以下好ましくは１０重量φ〜７０重量
俤混練配合した結晶性ポリオレフィン樹脂を連続して異
型押出成形するにあたって、従来不満足な成形品しか得
られなかったか或いは満足な成形品が得られるにしても
成形速度が遅く経済的でなかったが、本発明の方法を実
施することにより表面光沢が良好で平滑な寸法精度のよ
い成形品が高速で得られ、更に本発明の方法は樹脂グレ
ード間、異種樹脂間及び押出機間に互換性のある成形方
法であり経済的である。

実施例 １ 低圧法ポリエチレン（メルトインデックス０．８、密度
０．９５．９／ＣＩ？Ｌ） １００重量部、炭酸カルシ
ウム１００重量部とステアリン酸リチウム２重量部とを
均一に混練配合したものを第１図に示したようにダイ５
及びフォーミングダイ８を取付けた５０皿φ押出機に供
給し押出成形を行なった。

押出機の−７１Ｊンダーの設定温度は樹脂供給部１６０
℃、圧縮部１８０℃、定量部２０００Ｃで、ダイ５の設
定温度は１８０°Ｃであった。

ダイ５の流路出口の形状は第２図に示したコの字型の形
状をしておりダイ５出口の間隔は４ｍｍである。

フォーミングダイ８の断面形状はダイ５の出口の形状と
同一に設定されたものを用い長さは１００ｍｍでジャケ
ット９に水を通し冷却した。

滑りサイジングダイ１２は第３図に示すような上下に分
割できるものを用い、下側は長さ５００ｍｍでフォーミ
ングダイに取付け、上側は長さ５０ｍ７／ｌのもの４箇
を１００ｍｍ間隔に取付け、滑りサイジングダイ１２部
が水槽１３中に浸漬できるように設置した。

水槽１３の長さは２０００ｍｍで、水槽１３の後方には
キャタピラ式の引取機を設置して成形品１５の引取を行
なった。

この時の成形品１４の成形速度はｉｏｏ。關／分であり
、肉厚が３．７ ｍｍで内部に気泡のない表面が平滑で
光沢のある寸法精度のよい成形品が得られた。

この時のダイ５内の樹脂圧は１２５に９／−であった。

実施例 ２ アイソタクチックポリプロピレン（メルトインデックス
６．０、密度０．９１ ｇ／ｉ） １００重量部、炭酸
カルシウム８０重量部とステアリン酸カルシウム２重量
部とを均一に混線配合したものを実施例１と同じ装置に
供給し、押出成形温度を実施例１より１０℃高く設定し
、フォーミングダイ８（１水冷しながら押出成形を行っ
た。

この時の成形品１４の成形速度は１２００ｍｍ／分であ
り、肉厚が３、８ ｍｍの内部に気泡のない表面が平滑
で光沢のある寸法精度のよい成形品が得られた。

その時のダイ５内の樹脂圧は８０ｋｇ／ｃｒｉＬであっ
た。

実施例 ３ 低圧ポリエチレン（メルトインデックス０．３、密度０
．９６ｇ／Ｃｒ？ｔ）を実施例１と同じ設備を４０ｍｖ
ｔφ押出機に取付け、押出機のシリンダ一温度を樹脂供
給部１６０℃、圧縮部１８０℃、定量部１８０℃、ダイ
５を１６０℃に設定し、フォーミングダイ８を水冷しな
から押出成形を行った。

この時の成形品１４の成形速度は３００ｍｍ／分であり
、肉厚３．８ ｍｍの内部に気泡のない表面が平滑で光
沢のある寸法精度のよい成形品が得られた。

その時のダイ５内の樹脂圧は４０ｋｇ／−であった。

実施例 ４ ダイ５の出口の間隔１．５間のコの字型ダイ５を４０ｔ
、ｍφ押出機に取付け、その先端にダイ５の出口の断面
と同じ形状をした水冷ジャケット９のついた長さ４０關
のフォーミングダイ８を断熱材７を界して密着するよう
にボルト４により取付けた。

更にその先端には長さ５０間の割型の滑りサイジングダ
イ１２を５０關の間隔をおいて３箇を直列に水槽１３中
に設置した。

この装置に実施例１の樹脂組成物を供給し押出成形を行
なった。

押出機のシリンダーの温度は樹脂供給部１６０℃、圧縮
部１８０℃、定量部２００℃、ダイ５の温度を１８０°
Ｃに設定した。

フォーミングダイ８には水を循環させ冷却を行った。

この時の成形品１４の成形速度は８００ｍｍ／分で、肉
厚が１．４關の表面が平滑で光沢のある寸法精度のよい
ものが得られた。

この時のダイ５内の樹脂圧は１６０ｋｇ／−であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施態様の一例を示す説明図であ
る。 第２図は第１図のＡＡ’断面図である。 第３図は本発明に用いる滑りサイジングダイの一例を示
す断面図である。 １・・・押出機、２・・・ヒーター、３・・・アダプタ
ー、４・・・ボルト、５・・・ダイ、６・・・可塑化さ
れた樹脂、７・・・断熱材、８・・・フォーミングダイ
、９・・・ジャケット、１０・・・冷却水入口、１１・
・・冷却水出口、１２・・・滑りサイジングダイ、１３
・・・水槽、１４・・・成形品、１５・・・固定用ピン
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 結晶性ポリオレフィン樹脂又は無機フィラーを７０
   重量係以下混練配合した結晶性ポリオレフィン樹脂より
   異型押出成形品を製造するにあたり、押出機先端に設け
   られたダイに外部より冷却可能な状態にしたフォーミン
   グダイを断熱材を界して密接して取付け、押出機で可塑
   化された樹脂を押出機先端に設けられたダイからフォー
   ミングダイに導き背圧のかかったま＼冷却を行ない外皮
   部を形成させ、樹脂をまだ変形可能な状態でフォーミン
   グダイより押出し、引続いてサイジングしながら冷却固
   化して成形品を得ることを特徴とする異型押出成形品の
   製造方法。