JPS59212233A - 熱可塑性樹脂の押出成形法 - Google Patents

熱可塑性樹脂の押出成形法

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JPS59212233A
JPS59212233A JP58085798A JP8579883A JPS59212233A JP S59212233 A JPS59212233 A JP S59212233A JP 58085798 A JP58085798 A JP 58085798A JP 8579883 A JP8579883 A JP 8579883A JP S59212233 A JPS59212233 A JP S59212233A
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die
resin
temperature
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thermoplastic resin
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Kiichi Onishi
大西 紀一
Minoru Suzuki
穣 鈴木
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Asahi Kasei Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱可塑性樹脂の押出成形法の改良に関し、さ
らに詳しくは、溶融熱可塑性樹脂をその軟化点以下の温
度でダイ出口から押出し、シート、パイプ等の成形品を
得る方法において、該成形品の偏肉及び曲りを可及的に
小ならしめるだめの改良法に関するものである。
一般に溶融熱可塑性樹脂を押出してシート、パイプ等を
製造する方法には、軟化点よりもかなり高い温度の溶融
状態でダイより押出してから、サイジング及び冷却を行
う方法(以下溶融押出法と称す)と、溶融した樹脂をダ
イ内で冷却しダイ出口で軟化点以下の温度で押出す方法
(以下固化押出法と称す)がある。
後者の固化押出法は溶融押出法と比較して押出速度が小
さく背圧が太きくなるが、パイプの内径及び外径の同時
サイジングが可能であること、特に流動性が劣る超高分
子量樹脂の表面性が良好であること等溶融押出法には無
い長所がある。
一般に固化押出法によってシート、パイプ等を製造する
際の局部的な肉厚の調節は、ダイ中の樹脂温度が軟化点
よりもかなり高い領域においてチョークバー等のダイス
リット調節によって樹脂流量を調節して行われている。
しかし、このような調節法で得られたシートやパイプの
厚さは必ずしも均一ではなく時として曲りを伴うことも
あり、それによって製品内に歪が発生して縦方向と横方
向の引張特性等のアンバランスを生ずる。又樹脂の流量
調節が軟化点よりかなり高い温度領域において行われて
いるため、樹脂温毀が軟化点1で下がる間に樹脂流量の
バランスが崩れ六=・ずく、そのために偏肉及び曲りが
生じ易い。この問題は前述のような栃脂流於調節法では
、如何に操作法を改善しても解決できる性質のものでは
ない。特に分子量が100万以上の超高分子量ポリエチ
レンの押出の場合剪断速度がI 5ac−1以上の領域
では清流又はフラッシュ流となり、クイスリット間隔の
調節では樹脂の流量を変えることは4区」丁nじである
以上に鑑み本発明者らは、熱0T塑性(耐刷の同化押出
成形にあ・いて、従来法では不可能であった例え紅1、
バ・17′製品の偏肉、曲りの発生を解消すべく鋭意(
す1うしを玉ねた結果、樹脂の流れ方向に直角な断面に
おいて夫々独立に並列された樹脂流の局部的温度調節手
段を、ダイ又はダイとマンドレルの、特に最後の冷却ゾ
ーン前の、樹脂温度がその軟化点より10゛C〜40℃
尚いゾーンに設けて、製品に生じる偏肉をフィードバッ
クして、各独立の前記温度調節手段によって樹脂流を局
部的に加熱又は冷却することにより、偏肉及び曲り減少
の顕著な効果を奏し得ることを見出し、本発明をなすに
至った。
即ち、本発明は、熱可塑性樹脂をダイ出口で軟化点未満
の温度で押し出す方法において、該熱可塑性樹脂の温度
が軟化点より10ないし40℃高い温度領域にあるダイ
部分に、複数の温度調節手段を樹脂流路の周囲にこれに
近接した位置にほぼ押出方向に沿って並列配設し、該温
度調節手段を加熱または冷却することによって該熱可塑
性樹脂の成形性を制御することを特徴とする熱可塑性樹
脂の押出成形法に関するものである。
本発明で熱可塑性樹脂とは、ポリエチレン、ボリア0ピ
レン、ポリスチレン系樹k (PSS AS%ABS)
、塩化ビニル樹脂、メタアクリル樹脂、ポリカーボネー
ト、ポリアミド、ポリアセタール、弗素樹脂等であり、
これら各種の熱可塑性樹脂のブレンド品(ポリマーアロ
イ)も含み、又これら熱可塑性樹脂には各種充填剤、滑
剤、各種安定剤、着色剤、その他グラスチック用添加剤
を含んでいてもよい。本発明の実施により大きな効果が
期待される&l脂としては、溶融粘度が1(11ボイズ
以上の高粘弾性f1脂例えば超高分子量ポリエチレン、
硬質塩化ビニル樹脂等がある。
本発明で軟化点とは、AS TM−1j−1525に基
づいて測にしたビカツト軟化点を示フーものと了る。一
般に軟化点より尚い温度で熱可馴性樹脂企押出う−場合
樹脂源度の土昇とともに押出圧力が減少ラーる領域が児
らt′−る。軟化点に近い領域では偏度変化に伴う押出
圧力の変化率が大きく、ごの領域で1J方向に局部的に
樹脂温度を上げ/こり又はドげたりした時の押出圧力が
敏感に変化し樹脂の流動性が変って佃1(0の厚与が均
一となり押出圧力も安定化して偏肉の小さなシートが得
られることが分った、樹脂温度と軟化点との差が10′
C未洒の時は温度変化に伴う押出圧力の変化率が者しく
大きく局部的に樹脂温度を調整し偏肉を調整するのに内
線をさたし、樹脂温度と軟化点との差が40℃を越える
と樹脂温度の変化に伴う押出圧力の変化率が小さすぎて
局部的に樹脂温度を調整し偏肉を調整しようとすると応
答が遅かったり偏肉矯正が不満足であったりするため、
熱可塑性樹脂の温度が軟化点より10〜401゛高い領
域にあるダイ部分で本発明を行うことが重要である。
本発明の実施に用いる装置の一例を図面に従って説明す
る。押出用ダイとしては環状ダイ、フラットタイの何れ
も該当するが、環状ダイの場合を示した。
第1図は、環状ダイの1例の縦断面図であり、第2図は
A−A’線の横断面図、第3図はB −8’線における
横断面図である。図において、1は内マンドレル、2.
3.4は外側のダイピースを示す。
マンドレルはスパイダ10によって支えられている。
樹脂は矢印の方向に流れ、ダイ2の右端とマンドレル1
の右端との間の間隙11から押出される。7.8.9は
夫々例えばバンドヒーターのような通常のヒーターで樹
脂温度制御用のものである。5はダイ先端の冷却用ジャ
ケットであり、これにより樹脂は最終的に軟化点以下の
温度に冷却される。
6は温度調節手段を示す。これは第2図に示すように、
ダイ3の中に間隙11の円周の周囲に等間隔に並列され
、第1図に示すように樹脂の流れ方向に平行な、夫々独
立の長孔である。この長孔内にはヒーターを埋設するか
、熱媒もしくは冷媒を通すことにより、各独立に加熱又
は冷却できるようになっている。そして、スリット11
ヲ流れる樹脂は、ヒーター7.8.9その他によって、
扇度調節手段の長孔6の領域では、軟化点より10c〜
40℃高い温度に維持1rt、るようKなっている。
ダイから押出されるパイプは、例えば、各温度調節孔に
対応する位置に厚み測定用センサーを設けて厚み全測定
し、特に厚い所や薄い所を発見した場合は、その個所の
孔に冷媒を通F−1又は熱妨。
を通すか、ヒーターを加熱するがして厚みのコントロー
ルをすることができる。このようにして、パイプの肉厚
を均一に保持することが可能となる。
その他に肉厚の不拘−又は他の原因によって押出(−パ
イプの曲りとなって現われることもあるが、この温度調
節孔による制御によって曲りも解消される。温度調節孔
は、マンドレル1の中にも設けることができるが、多く
の場合ダイ側に設けるだけで目的を達成することができ
る場合が多い。
この温度調節孔6は樹脂流路面から2〜10II+++
1の位置に設けるのがよい、2節未満では機械的強度上
問題がでてくる可能性があり、lOmを越えるとこの温
度調節孔によシ温度調節される部分の巾が広くなり偏肉
調節の精度が劣ると共に応答性が低下し、又エネルギー
の経済性が低下する。温度調節孔の直径は5〜lOm又
はこれと四−面積を有する形状の孔とする。孔の直径が
10mmより太さいと温度調節を受ける巾が広くなりす
ぎ又511II++より小さいと温度調節を受ける巾が
狭すぎ偏肉、I′*iが低くなる。孔の長さは50〜2
00 vanがよくこれより小さいと応答性が悪かった
す又大きすきると偏肉精度が急くエネルギー的にも損で
ある。
温度調節孔の間隔は、その中心間の距離が孔の直径の2
〜6倍になるようにするのがよい。この距離が孔の径の
2倍未満では温度調節孔の相互作用がでてきたり、孔の
数が多くなり不経済であり、又孔の径の6倍を越えると
巾方向の偏肉の調節が細かくできなくなる。
シートの押出機における温度調節手段については、図示
による説明は省略するが、第1〜3図の場合から容易に
類推できる筈である。この場合も、同様にシートの巾方
向の厚みを数点で測定し、これを温度調節孔の温度制御
と連動させて偏肉の小さいシートを製造することができ
る。
次に実施例を示す。
実施例1 高密度ポリエチレン(メルトインデックス=11.28
 f/10門、ビカット軟化点126℃、無化成工業(
株)のサンチックB770)を50Ffflψ、l、/
D=20の単軸押出機、ダイ出口部の内マンドレル径が
100餌ψ、スリット間隔が3.5 mであるような環
状ダイを用いてパイプを押出した。押出様スクリュー・
回転数10rpm、シリンダー出口部220℃、ダイを
3ブロツクにわけそれぞれ240℃、150℃、90℃
に温度V@整し、ダイ出口では樹脂は軟化点以下になっ
ていた。中間ダイブロックにはスリットから3mの位置
に10m+ψ、長さ100 mの押出方向に伸びた局部
温度調整用の温度調節孔を円周上に8個設けた。押出開
始剤にダイスリット間隔を均一に調整した後に押出を開
始した。押出開始後2時間経過してもパイプは曲りがあ
り最大肉厚部で4.211II+11最小肉厚部で2,
8■であった。
最大肉厚部に相当する位置の温度調節孔に50℃の油を
20t/分の割合で通して局部温度調整を行った。はぼ
局部温度調整開始時点に相当する部分から曲がりが減少
し、10分後の肉厚を測定した結果、最大3.7+n、
最小3.3 tmとなり曲がりは解消した。
実施例2 ナイロン6/6  (無化成工業(株)のレオナ130
0 S 。
ピカツi・軟化点250℃)を50簡ψ、L/D = 
20の単軸押出機の先端にダイ出口部の内マンドレル径
が100 mnψ、スリット間隔3.5 mの環状夕゛
イをとυつけパイプを押出した。押出機スクリュー回転
数10rpms シリンダル出口部290℃、ダイを3
ブロツクにわけそれぞれ320℃、270℃、200℃
に温度調整しダイ出口では樹脂温度がビカット軟化点以
下になっていた。中間のダイブロックには実施例1と同
様の湿度調節孔をダイ円周に沿って8個設けた。タイリ
ップ間隔は3.5咽に均一に調整し押出し2を行った。
押出開始2時間υのパイプの偏肉は最大肉厚が4.1朝
、最小肉厚部で2.9団であった。
最大肉厚部に相当する位置の温度調節孔に90℃の油を
20t/分の割合で通して局部温度調整を行った。はぼ
局部温度調整開始時点に相当する部分から曲がりが減少
し10分後の肉厚を測足しだ結果、最大3.6■最小3
,4■となった。
実施例3 超重分子fftポリエチレン(三井石油化学(株)ハイ
セックスミリオン240M、  ビカット軟化!134
℃、粘度法による平均分子量200万)を5ofMnψ
、1、/L)2(lの単軸押出機の先端にダイ出口部の
内マンドレル径が100 Wmψ、ダイリッツ部スリッ
ト間隔6叫のパイプ用タイを取り付はパイプを押出した
。押出機スクリュー回転数1(lrpm、 シリンダー
出口温度180℃、ダイを3ブロツクにわけ上流からそ
れぞれ220℃、1501C190℃に温度調整し、ダ
イ出口での樹脂温度はビカット軟化点以下の92℃にな
っていた。中間のダイブロックには実施例1.2同様の
温度調節孔をダイ円周に沿って8個設けた。ダイリップ
間隔は6mに均一に調整し押出しを行った。押出開始2
時間後のパイプは曲りがあり、肉厚は最大7.0m、最
小5.0閣であった。
最大肉厚部に相当する位置の温度調節孔に50℃の油を
1at1分の割合で通して局部温度調整を行?た所、局
部温度調整開始10分後の肉厚を測定した結果最大6.
1+mn、最小5.9諺で曲りのないパイプが得られた
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の方法を実施する為に用いるパイプ押
出し機の1例を示す縦断面図、第2図は第1図のA −
A’線の横断面図、第3図は第1図のB −B’線の横
断面図を示す。 1・・・内マンドレル  2.3.4;・・ダイピース
5・・・冷却用ジャケット 6・・・温度調節用長孔7
.8.9・・バンドヒ−1−10・・・スパイダー11
・・・スリット 特許出願人 旭化成工業株式会ネ」 代理人弁理士 星  野     4 第1図 第2図      第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱可塑性樹脂をダイ出口で軟化点未満の温度で押
    し出す方法において、該熱可塑性樹脂の温度が軟化点よ
    り10ないし40℃高い温度領域にあるダイ部分に、複
    数の温度調節手段を樹脂流路の周囲にこれに近接した位
    置にほぼ押出方向に沿って並列配設し、該温度調節手段
    を加熱または冷却することによって該熱可塑性樹脂の成
    形性を制御することを特徴とする熱可塑性樹脂の押出成
    形法。
JP58085798A 1983-05-18 1983-05-18 熱可塑性樹脂の押出成形法 Pending JPS59212233A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0435786A2 (en) * 1989-12-28 1991-07-03 American National Can Company Extrusion methods and apparatus, and structures produced therewith
US9849619B2 (en) 2010-11-11 2017-12-26 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. Apparatus for correcting the bending of a molten resin and method of correcting the bending of the molten resin
CN114654696A (zh) * 2022-04-13 2022-06-24 三杰节能新材料股份有限公司 一种大型聚乙烯保温外护弯管加工时的温控机构

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CN114654696B (zh) * 2022-04-13 2023-08-29 三杰节能新材料股份有限公司 一种大型聚乙烯保温外护弯管加工时的温控机构

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