JPS5950506B2 - ポリオレフイン系樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は表面が美麗にして均質なポリオレフィン系樹
脂成形体の製造方法に関するものである。

一般に押出機によってパイプやチューブなどの成形体を
押出成形する場合に、該パイプの内壁が外壁よりもその
仕上り状態が悪い現象がまた架橋物にあっては、長さ方
向に架橋度が不均一となるなどのことが認められる。

この原因は未だ充分な解明がなされた訳ではないが、表
面状態については一応押出機から押出溶融材料がクロス
ヘッド内において例えば第１図の如く、成形体肉厚方向
の溶融体流れの不均一化が生じることによるものと考え
られている。

即ち第１図はパイプを例としてこれを縦断して示したも
のであるが、該パイプ内壁寄りに流速のｍａｘ部Ａが発
生する傾向があり、これによって内壁が外壁よりも平滑
性が失われる等の欠点を生ずる。

又、この事は、肉厚方向に残留する歪の量が異なること
を意味しており、電線成形の場合には機械特性等に悪影
響を与える結果となる。

かかるクロスヘッド内での材料流れの不均一化の発生原
因は、ｉ押出溶融材料の粘度変化、ｉｉ押出機内での材
料に加わる内部応力、及びｉｉｉクロスヘッド内に流入
する押出溶融材料の流速の変動などによる影響、あるい
はこれらが複雑に相剰した結果によるものと考えられて
いるが、これらを解決する適切な手段は今日殆んど提案
されていない。

一方ポリオレフイン系樹脂による架橋成形体を製造する
一方法として例えば特公昭４８−１７１１号として提案
されたシラン架橋による方法がある。

このシラン架橋成形体を得るにあたっては、ポリエチレ
ンなどのポリオレフィン１００重量部に対して、一般式
ＲＲ′５ｉＹ２（式中Ｒは一価のオレフィン性不飽和炭
化水素基又はヒドロカルボキシル基、Ｙは加水分解しつ
る有機基、Ｒ′は脂肪族不飽和炭化水素基以外の一価の
炭化水素基又は基Ｙと同じもの）１〜１０重量部、ジク
ミルパーオキサイドの如き遊離ラジカル発生剤０．０５
４〜０．５４重量部、ジブチル錫ジラウレートの如きシ
ラノール触媒０．０５〜０．５重量部、その他者化防止
剤などを配合した組成物を用いるが、得られる成形体の
特性の一つであるシラングラフト化、即ちゲル分率の安
定化をはかるためには、溶融ポリオレフィン樹脂中にお
けるシラン化合物等の反応条件の均一性、及びこれらシ
ラン化合物等添加剤の該ポリオレフィン中における分散
状態の均一性が強く要求されることが知られている。

ここで上述の如く、押出機による溶融樹脂の流れがクロ
スヘッド内において例えば成形体の肉厚方向に変動を生
ずることは、折角上述のシラングラフト化の均一のため
に各種の配慮がなされてもその目的が達成しがたく、そ
の結果押出条件あるいは押出材料が変るごとに、シラン
化合物その他の添加物の添加量と成形体特性の関係を求
めなければならず、徒らに作業コストを高くするばかり
でなく生産性向上の障害の重大な原因になっていた。

ここに発明者等はかかる問題を解決すべく鋭意検討を重
ねた結果、ポリオレフィン系樹脂の押出成形にあたって
、押出機先端とクロスヘッド間に高粘度溶融体輸送用の
ギヤポンプを配置すること、つまり両部分間の溶融樹脂
の流れを該ギヤポンプにより分断し両部会における樹脂
の流れが相互に影響しないようにすることが驚くほど上
述した成形体中での樹脂流速および熱履歴等を均一化さ
せ、上記の問題が解決されることを見出しこの発明を完
成したのである。

即ちこの発明はポリオレフィン系樹脂組成物によりパイ
プ、チューブ、電線の被覆層等の成形体を押出成形する
にあたり、押出機先端とクロスヘッド間に高粘度溶融体
輸送用ギヤポンプを設置し、前記押出機からの押出溶融
材料を該ギヤポンプを介してクロスヘッドに導くように
したことを特徴とするポリオレフィン系樹脂成形体の製
造方法である。

以下第２図、第３図を参照しつつこの発明の一実施態様
を説明すると、図面中、１０はスクリュー１１を備えた
押出機であり、該押出機１０の先端部と成形ダイ即ちク
ロスヘッド１２間には高粘度溶融体輸送用ギヤポンプ１
３が設置されている。

尚図中１４はギヤ、１５はバイブ、チューブ等の押出成
形体である。

ここに上記溶融体輸送用ギヤポンプ１３は、第３図に示
すようにポンプ本体内に相互に外回りに回転するギヤ１
４が対設されその周辺部に圧縮部（空間）が設けられ、
この部分での材料加圧作用で溶融体を引き寄せ抜き取る
動作を強めた、特に高溶融粘度（例えば１００００ポイ
ズ以上）の溶融体輸送に適合させたものである。

実際の押出作業では、第３図Ｂの如く溶融樹脂Ｐが少な
くともギヤ１４の溝１４ａ内に充満される如く押出機の
スクリュー回転数を指定し、これにより溶融樹脂の定量
性が得られる。

スクリュー回転数のみの上昇は直ちに上記定量性を阻害
することは殆んどない。

これは前記ギヤ溝内の樹脂が吐出される部分で、ギヤポ
ンプ内圧力が最大であり、又それらの外周部クリヤラン
スは一般に小さく、吐出量は上記溝内のものに殆んど限
られるからである。

以上の如き押出機先端部とクロスヘッド間に上記ギヤポ
ンプが介在された構成にて押出成形が行なわれることに
より、前述した押出機内での溶融樹脂の変形などによる
内部応力などがクロスヘッド内での樹脂の流れに殆んど
影響を与えず、他方クロスヘッド内に生ずる樹脂の応力
も押出機中に何等関与せず、即ちクロスヘッド内部での
樹脂の流動が定量性の保持されたギヤポンプの回転数に
よってのみ決定され、結果的にクロスヘッド中での樹脂
溶融体の流速及び熱履歴等の加工条件が肉厚方向等に不
均一化することが殆んど生じなくなるに至る。

そして上記シラン架橋成形体を得るにあたっては、上述
のように使用するポリオレフィン樹脂のグレード、スク
リュー回転数あるいは成形体例えば被覆電線サイズなど
によりシラン化合物添加量などの組成調節に対する配慮
が必要であったのに対して、本発明の押出方法では、押
出機先端にかかる樹脂圧力が８０〜１３０ｋｇ／ｃｍ２
の範囲にあるようにスクリュー回転数を設定すれば、得
られる特性が前記組成とギヤポンプ回転数だけで決定さ
れると云う驚くべき事実も確認されているのである。

上記樹脂圧８０ｋｇ／ｃｍ２以下では、シラングラフト
反応が不充分なま・に押出されてグラフト化が不安定化
し、又１３０ｋｇ／ｃｍ２を超えると成形体の表面に肌
荒れなどを生ずる他特性も不安定化してしまう。

この発明は以上記載の如く、ポリオレフィン系樹脂成形
体を得るにあたり、押出機先端とクロスヘッド間に上述
した如き高粘度溶融体輸送用ギヤポンプを配し、前記押
出機からの押出溶融材料を該ギヤポンプの作用にてクロ
スヘッドに導くようにしたので、クロスヘッド内に生ず
る材料の押出機中の内部応力等に起因する不均一な流れ
を解消し上記の問題を略解消する効果を有するのである
。

特に上述の如くポリオレフィンのシラン架橋体を得るに
あたっては、その作業性が著しく改善されかつ安定した
特性を維持し得るものでありその工業的価値は極めて大
きい。

以下実施例によりこの発明を具体的に説明する。

比較例 １〜３ Ｌ／Ｄ＝２４、Ｄ−５０φ押出機にて下記組成材料及び
押出条件等にて１インチパイプ成形体を押出しその外観
を評価し結果を次表１に示した。

（比較例 １） 超高分子量ＨＤＰＥ １００部（１９０
Ｘ２１，６に、 ＭＦＲ５ｇ ／ｍｍ、ｄ ＝０．９５
０） カーボンフ゛ラック ３．５イルガ
ノツクス１０１０ （商品名）０．３押出温度：１５０
℃、スクリュー回転数： ４５ｒｐｍ（比較例 ２） 硬質ＰｖＣ（レジン重合度１０５０） １００部ＤＯＰ
５三塩基性硫酸鉛
７三塩基性ステアリン酸鉛
０．５酸化チタン
１．０カーボンブラツク
０．１押出温度：１７０℃、スクリュー回転数： ４
０ｒｐｍ（比較例 ３） エチレン酢ビ共重合体（ＶＡ含有２５％）１００部テ゛
クロラン＋２５（商品名）３〇 三酸化アンチモン １５イルガ
ノツクス１０１０ （同上）１．０押出温度：１７０℃
、スクリュー回転数：１２ｒｐｍ実施例 １〜３ Ｌ／Ｄ＝２４、Ｄ＝５０φ押出機の先端にギヤポンプ（
ゼニスポンプ社ＨＬＢ５５４８−１０型、能力１０ｃｃ
／ｒｅｖ。

）を図のように設置した押出機を用いギヤポンプ回転数
を夫々３０，３６．１６ｒｐｍとした外は上記比較例１
〜３と同様にしてパイプを押出し同様に評価し結果を表
１に示した。

上表の結果によれば特に実施例品の内壁の外観向上が著
しいのが明らかである。

（比較例 ４） Ｌ／Ｄ＝２４、Ｄ＝５０φ押出機にて下記組成材料及び
押出条件等にて導体径５．７ｍｍ仕上がり径１３．５ｍ
ｍの被覆電線を作成し肉厚方向の熱収縮率（残留歪量）
と引張特性を評価した。

材料： ＬＤＰＥ （ＭＩ＝３．Ｏｄ ＝０．９２）
１００部イルガノックス１０１０ （商品名） ０．２部 押出条件：１９０℃スクリュー回転数 ３Ｏｒｐｍ実施
例 ４ Ｌ、／Ｄ＝２４、Ｄ＝５５φ押出機の先端にギヤポンプ
（ゼニスポンプ社製、ＨＬＢ５５４８−１０型 能力１
０ｃｃ／ｒｅｖ）を図の様に設置した押出機を用いギヤ
ポンプの回転数を３３回転とした以外は比較例４と同様
にして被覆電線を押出し同様に評価した。

上表中、 （１）試料採取個所：被覆層をその厚さ方向に部分する
部分の各層より得た厚さ１ｍｍ の試料、 （２）熱 収 縮 率：１３５℃タルクバス中に１時間
放置した後の元の長さに対す る収縮した長さの比で示す、 上表の結果によれば肉厚方向の熱収縮率の変化を一様に
減少せしめ、機械特性の向上が著しいのが明らかで゛あ
る。

比較例 ５〜１０ Ｌ／Ｄ＝３０、Ｄ＝５０φ押出機を用い下記組成材料及
び表２条件にて押出被覆電線を得、該被覆材料の５分間
隔毎でのゲル分率を５時間にわたり求めそれらの平均値
を表２に示した。

（比較例 ５〜８） ＬＤＰＥ （ｄ ＝０．９２０、ＭＩ ＝ ０．７）
１００部ビニルトリメトキシシラン
２．０ジクミルパーオキサイド ０．１４イル
ガノツクス１０１０ （前出）０．４ジブチルチンシラ
ウリレート ０．２（比較例 ９） 比較例４におけるＬＤＰＥに代えＨＤＰＥ（ｄ＝０．９
６、ＭＩ＝７．０） １００部を用いる外は同一とした
。

（比較例 １０） 比較例５におけるＬＤＰＥに代え、同ＬＤＰＥ５０部と
エチレンプロピレン共重合体５０部との混合物を用いる
外は同一とした。

実施例 ５〜１０ Ｌ／Ｄ＝３０、Ｄ−５０φ押出機の先端に溶融体輸送用
ギヤポンプ（ゼニスポンプ社製ＨＬＢ−５５４８−１０
型、能力１００ｃｃ／ｒｅｕ）を図のように設置した押
出機を用い、ギヤポンプ回転数等の押出条件を表２の如
くして被覆電線を得、比較例と同様にゲル分率を求め結
果を表２に示した。

又比較例５及び実施例５について、特性（ゲル分率）の
ロングラン性を求めた結果は次表の通りであった。

以上表２等の結果によれば本発明はシラン架橋体の成形
にあたって特に押出条件等の変更に伴う特性（ゲル分率
）の変動が少く、長時間の作業において安定しているこ
とが明らかであり生産性の向上、品質の安定化が得られ
ることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図はパイプ状成形品の樹脂流動のモデル説明図、第
２図は本発明方法に使用される押出機の概略拡大断面図
、第３図Ａ、 Ｂは同要部の拡大図である。 １０・・・・・・押出機、１２・・・・・・クロスヘッ
ド、１３・・・・・・高粘度溶融体輸送用ギヤポンプ、
１４・・・・・・ギヤ、１５・・・・・・押出成形体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリオレフィン系樹脂組成物によりパイプ、チュー
   ブ、電線の被覆層等の成形体を押出成形するにあたり、
   押出機先端とクロスヘッド間に高粘度溶融体輸送用ギヤ
   ポンプを設置し、前記押出機からの押出溶融材料を該ギ
   ヤポンプを介してクロスヘッドに導くようにしたことを
   特徴とするポリオレフィン系樹脂成形体の製造方法。 ２ ポリオレフィン系樹脂組成物として、ポリオレフィ
   ンに一般式ＲＲ′５ｉＹ２（Ｒは一価のオレフィン性不
   飽和炭化水素基またはヒドロカルボキシル基、Ｙは加水
   分解しうる有機基、Ｒ′は脂肪族不飽和炭化水素基以外
   の一価の炭化水素基又は基Ｙと同じもの）で表わされる
   有機シラン及び遊離ラジカル生成化合物およびシラノー
   ル縮合触媒を混和してなるシラン架橋性ポリオレフィン
   系樹脂組成物を用いることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の方法。