JPS61249735A - プラスチック成形用ダイス - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プラスチック成形用夛イスに関する。

〔従来の技術〕

プラスチック成形用ダイスは、従来そのほとんどが工具
鋼等の金属材料のみでつくられている。

〔発明力ζ解決しようとする問題点〕

従来の金属製ダイスでは、メヤニ、ヨゴレ等の問題があ
り、これがプラスチック成形製品の品質に重大な影響を
もたらすが、ダイス自体の価格の安さ等が理由で、それ
らの問題はあまりかえりみられていなかった。（このメ
ヤニおよびヨゴレは、プラスチックの加工分野で使用さ
れる用語であって、「メヤニ」はダイスの口部に滞留す
る低分子景品等の熱劣化物質であり、これが増加すると
、プラスチック成形製品に付着し、該製品の品質劣化や
プルー成形時の破損につながる。また、「ヨゴレ」は、
ダイス内部にプラスチックが滞留し、それが熱劣化した
ものをいい、メヤニと同様の問題をお′こす。） また、近年、プラスチックに無機質、有機質。

金属等のフィラーを混入して、プラスチックの特性をひ
ろげようとする動きが高ま゛りつつある。このようなフ
ィラーの入ったプラスチックの成形に従来の金属製ダイ
スを使用すると、ダイスが摩耗しやすく、その寿命がご
く短かくなる。

本発明は、このような従来のプラスチック成形用ンイス
における欠点を解消したもの、すなわちメヤニやヨゴレ
の少ない、かつ、耐摩耗性にすぐれたプラスチック成形
用ダイスを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段およびその作用〕本発明
者らは、ジルコニア焼結体は強度および硬度が高いだけ
でなく、溶融したプラスチクツが付着しにくく、これに
よって上記の問題が解決されることを見出し、本発明に
到達した。

すなわち、本発明は、ジルコニアを４０　ｗｔ；％以上
含むセラミックスからなるプラスチック成形用ダイスを
要旨とする。

本発明が適用されるプラスチック用夛イスとして、たと
えば、次のものをあげることができるが、これらに限定
されるわけではない。

（１）モノフィラメントダイス：モノフィラメント、ロ
ーフ、ネット等の成形用 （２）Ｔダイス　　　　　　：シート成形用（３）イン
フレーションダイス：フィルムまたはフラットヤーンの
成形用 （４）　中空成形用ダイス　：容器、工業用部品等の成
形用（５）異形押出ダイス　　：パイプ枠材押出成形用
（６）ラミネートダイス　：積層フィルムまたは積層シ
ートの成形用 本発明のダイスは、全体がセラミックスで構成されたも
のであってもよく、また、プラスチクツ接触する部分に
のみジルコニア４０　ｖｒｔ％以上のセラミックスを使
用し、他の部分は金属材料を使用したものであってもよ
い。すなわち、金属製ケースと上記セラミックス部材と
を、焼バメ、接着またはカシメ等の方法で支持させれば
よい。このようにして、とくに大型のダイスの製作費を
下げることができる。ジルコニア系セラミックスと金属
との線膨張係数が近似しているので、上記セラミックス
−金属複合体は、使用温度でその両者間の剥離がおこら
ない。

本発明のダイスのセラミックの部分は、ジルコニアを４
０　ｗｔ％以上含まねばならない。これは、ジルコニア
焼結体のみからなるものであってもよく、また／、　Ｏ
ｗｔ％までは他のセラミックスが混じっていてもよいこ
とを意味する。他のセラミックスとしては、たとえば、
アルミナ、スピネル、ムライト等をあげることができる
が、アルミナとの混合セラミックスが硬度、耐摩耗性等
の点ですぐれている。また、ジルコニア含有量が４０　
ｗｔ％以上であれば、ジルコニアがもつプラスチククと
の非親和性が維持され、メヤニやヨゴレによるトラブル
を小さくすることができる。

ジルコニアとしては、強度、！性および耐熱性のよい部
分安定化ジルコニアがもっともより。部分安定化ジルコ
ニアに固溶させる安定化剤の適当な量は、イツトリアで
は１〜５モ化％、カルシアでは２、〜９モル％、マグネ
シアでは８〜１０モル％、セリアでは８〜′５０モル％
等である。これらを２種以上固溶化さ、せてもよい。そ
の中でも、イツトリア部分安定化ジルコニアは、とくに
高強度かえられ、また２００℃付近における安定性にも
すぐれており、強度低下もなく１１本発明の材料として
とくに適している。　　　　。

本発明のダイス材料の製造にあたっては、焼結性のすぐ
れた微粉末を原料とする必要がある。ジルコニアは湿式
法でえられた１次粒子径２００〜　　　４００Ａの微粉
末を、また、アルミナ、スピネル。

ムライト等は湿式法または共沈法でえられた高純度粉末
を用いるのが望ましい。

この原料粉末をラバープレス法等によって所望の形に成
形し、焼成してセラミックスかえられる。

この焼成法としては、常圧の焼結法でもよく、さらに熱
間静水圧加圧焼成法（ＨＩＰ処理）を加えでもよい。こ
のようにして得られたセラミックスをダイヤモンド砥石
等で研削、研摩し、所定の寸法および表面あらさに仕上
げて、本発明に使用するセラミック部材かえられる。

［効　果〕 本発明のダイスをプラスチックの成形に使用することに
より以下の効果をあげることができる。

＋１＋　　表面のきれいな製品をうろことができる。

うことができる。

（４）運転を停止しても、プラスチックがダイスに付着
しにくいので、清掃が容易である。

（５）　かりにブラスチッ、りがダイスに付着しても、
ダイスの硬度が高いので、どのような工具を清掃に用い
てもダイスを損傷することがない。

（６）　　フィラーを多く添加したプラスチックを成形
しても、ダイスが摩耗しにくいので、ダイスの数構頻度
が少ない。

（７）高吐出領域においても、付着による異常流動がお
こりにくく、生産性の向上が可能となる。

（８）異常流動が発生しにくいので、低温成形が可能と
なり、高品位の成形品物性かえられる。

（９）　　異常流動が発生しにくいので、従来のダイス
では成形が困難であった低流動性樹脂の成形が容易であ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を具体例によって説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。

実施例１〜９．比較例１〜６ （ダイスの製造） 表１および表２の原料粉末を湿式合成法によりえた。該
原料粉末をラバープレス法によって成形し、表中の温度
で焼成して、セラミックスをえた。

また、一部のものは、さらにＨＩＰ処理した。このセラ
ミックスを研削、研摩し、所定の寸法に仕上げ、鋼に焼
バメして、樹脂との接触部をセラミックスとしたダイス
をつくった。また、比較のため、鋼のみでつくったダイ
スもテストした。

（インフレーションテスト） 〈実施例１〜３．比較例１，２〉 実施例１〜３および比較例１．２では、管状フィルムの
成形を行った。

各成形終了後は、ダイスおよびスクリューを分解して清
掃し、スクリーンを交換した後、次の例の成形に移った
。

成形および測定条件は、以下のとおりである。

＋１１　　樹脂　東洋曹達工業■製ニポロンハード７６
００Ｍ工　ｏ、ｏｓ、　　密度　（Ｌ９５２（２）　　
インフレーション成形機 ａ　押出機　プオコー社製、スクリ瓢−径５０　ｇ　、
Ｌ／Ｄ　２８ｂ　ダイス　スパイラル（２層）タイプロ
婢７５ｕ、リップ間隙１．０ｕ （実施例１〜３では、−リングおよびコアにセラミック
スを焼バメして使用した。）（３）成形条件 ａ　押出温度　　　２２０℃。

ｂ　プルー比　　　４．２　　　　　　　　　　　　　
　　　“０　フィルムサイズ　ｓｏｏ、、（折幅）×８
μ（肉厚）ｄ　引取速度　　　７０ｍ／ｍｉ’ｎ （４）　　顔料マスターバッチ 天日±インキ工業■製Ｐｅｏｎｙｍｈｉｔ、ｅ　Ｆ　１
０３６０Ｍ　　。

を樹脂１００重量部に対し３重量部混合し、えられた虚
合物を上記インフレーション成形機による管状フィルム
成形に供した。

（５）　　測定′ 連続成形時間：メヤニにより樹脂バブ基が破れ、連続成
形が不可能となるまでの時間 メヤニ量　：バブルが破れた時点のメヤエの重量。

ただし、９６時間経過してもバブル の破損がない場合は、９６時間経過 時点のメヤニの重量 以上のテストの結果を表１に示す。実施例１〜３では９
６ｈη経過しても、バブルの破損がなく、比較例’　１
１５’よび２ではメヤニの発生が多く、前者では７６ｈ
ｒで、後者では５２ｈｒでバブルが、破損した。

（ブロー成形テスト−）　　　　　　　　　　　。

〈実施例４〜６．比較例５．４　）　　　　　　。

実施例４〜６．′比較例３，４ではブロー成形を行った
。

゛ダイライン発生時点で、成形機を停止さ、せ゛、銅ベ
ラでり゛ラフ間隙を清掃し、スクリーンを交換した後、
次の例のテストに移った。　　　　。

成形およびｍｇの条件は、以下のとおりである。

（１）樹脂　東洋曹達工業■製二ボロンハードｓ　３’
００層工　ａ　３　ｓ　、　　密度’０．９５５（２）
　　ブロー成形機 ａ　押出機　■日本製鋼所製力ウテックスＶ、／Ｓブロ
ー成形機 ｂ　　ダイス／コア　径２１　親Ｖ１亜１　ａ５鰭タイ
バ一ジェンスタイプ（実施例４〜６では、ダイスおよび
コアの樹脂と接触する部分にセラミックスを焼バメした
。） （３）成形条件 ａ　押出温度　　　　１８０℃ ｂ　スクリュー回転数　２０　ｒｐｍ 。　成形用金型　　　５０　ｃｏ丸ビンｄ　ブロー圧力
　　　４に９／ｄ （４）　　充てん剤 樹脂１００重量部に対し炭酸カルシウム１００重量部を
混合し、えられた混合物を上記ブロー成形機によるブロ
ー成形に供した。

（５）測定 連続成形時間：ダイスの汚れによりダイラインが発生す
るまでの時間。ただし、ダイラ インの発生時点は、次のいずれかと する。

ａ　ダイラインの溝深さがα１ｕ以上 となった時点 ｂ　ダイラインの溝深さが０．１勧未満であっても、目
視で確認されるダイ ライン数が１０本以上生じた時点 結果を表１に示す。実施例４〜６では７２ｈｒ経過後も
ダイラインの発生が少なく、長時間の連続成形が可能で
あった。いっぽう、比較例６および４ではダイスおよび
コアともよごれ、前者では６５ｈｒ、後者では５０　ｈ
ｒで深いダイラインが生成した。

（インフレーションによる異常流動低下の確認）〈実施
例７〜？、比較例５．６〉 実施例７〜９および比較例５．６では、インフレーショ
ンによる異常流動低下の確認を行った。

下記条件で管状フィルムを成形し、異常流動による肌あ
れ、すなわち成形不安定が発生するまでゆっくりとスク
リュー回転数を上昇させ、ついでスクリュー回転数をｓ
　ｒｐｍ刻みで異常流動が消滅するまで降下させた（こ
の消滅した時点のスクリュー回転数を限界回転数という
）。この限界回転数における吐出量を測定した。

条件 （１）樹脂　高密度ポリエチレン（Ｍ工α０３．密度（
Ｌ９５０）（２）　　成形機 リップ間隙がα７５．である外は、実施例１と同じ。

（３）　　成形条件 ａ　押出温度　　１６０℃ ｂ　プルー比　　４・２ ゜　　フィルムサイズ　　５００ｍ（折幅）×３０μ（
肉厚）結果を表２に示す。実施例７〜９では限界回転数
が１５５　ｒｐｍ以上であり、比較例５．６の９５およ
び１１０　ｒｐｍにくらべ、高吐出領域および低温領域
における成形で明らかにすぐれている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ジルコニアを４０ｗｔ％以上含むセラミックスか
   らなるプラスチック成形用ダイス。
2. （２）ジルコニアが部分安定化ジルコニアである特許請
   求の範囲第（１）項記載のプラスチック成形用ダイス材
   料。