JPS6141521A - 熱硬化性樹脂の押出成形方法 - 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： 本発明は熱硬化性樹脂の新規な押出成形方法に関するも
のであり、詳しくは模様づけされた熱硬化性樹脂成形品
の押出成形方法に関する。

従来の技術とその問題点： 熱硬化性樹脂の成形方法としては圧縮成形法、トランス
ファー成形法、射出成形法および押出成形法が知られ、
夫々の成形方法に適合した装置が用いられている。

これらの熱硬化性樹脂の成形方法のうち、押出成形装置
としてはプランジャー押出装置が一般的であり（例えば
特開昭４８−８３１５５公報、プラスチックスＶｏｗ　
２５、／１６３、Ｐ４７　）、丸棒やパイプなどの単純
な形状の長尺押出製品が生産されている。

しかし乍らプランジャー押出成形装置に於ては、金型部
における押出圧が高く、しかも間欠押出であるため均一
な成形品を得ることが困難であり生産性も低い。

か匁る事情から、所謂スクリュー型押出成形装置を用い
る成形法が例えば特開昭５４−２３６６１公報により開
示されている。これは押出機内で混線溶融された熱硬化
性樹脂を、アダプターを通じて金型内へ導き最終形状に
賦形する成形方法である。

しかし乍らこの様な成形方法では、゛樹脂流路が複雑に
変化し、僅かな温度や圧力の差で熱硬化反応が急激に進
行したり、滞留の発生によって局部的に硬化反応が進行
したりすることにより、連続して安□定な成形を行うこ
とが困難であった。

またこの種の方法ではマンドレルを支持するスパイダ一
部の存在によるスパイダーマーク或はそれによるウェル
ド部分に起因する品質上の障害を回避することはできな
かった。

本発明者らは、建築分野、電気、電子分野等において市
場の要求の強い難燃性、耐熱性等に優れた熱硬化性樹脂
の成形品の成形方法、特に上記した問題点の解決につい
て種々検討を重ねた結果、スクリューの平滑部に於て押
出後自己形状を保持できる程度にまで賦形することによ
り連続的に且つ安定でしかも生産性良く目的を達成し得
ることを見出して先に新規な成形方法を提供した。（特
願昭５８−５１．５２６、特願昭５８−１０４８９１　
）即ち、その方法は先端に平滑部を有するスクリューを
使用し平滑部に於て押出後自己形状を保持できる程度に
まで賦形することを特徴とする熱硬化性樹脂の新規な押
出成形方法である。

この方法により得られる成形品は、表面の滑らかな光沢
のあるパイプであり、それなりに有用性を有するもので
あるが、表面に模様をつけることはできなかった。

問題点を解決する手段： 本発明者らは、この成形方法により成形品の表面に模様
をつげるべく検討を重ねた結果、樹脂の出口先端部に押
出機の軸の中心に向って突出した突起を設けること−に
より、成形品にラセン状の模様をつげることが出来るこ
とを見出し本発明に到達した。

即ち、本発明は、先端部に平滑部を有するスクリーーを
使用し平滑部に於て押出後自己形状を保持できる程度に
まで賦形して押出す熱硬化性樹脂の押出成形方法におい
て、樹脂の出口先端部に押出機の軸の中心に向って突出
した突起を設けることにより成形品の表面に模様づけす
ることを特徴とする熱硬化性樹脂の押出成形方法である
。

本発明の特徴は、先端に平滑部を有するスクリューを使
用して熱硬化性樹脂を賦形するにあたって、樹脂出口の
先端部に押出機の軸の中心に向って突出した突起を設け
ることにある。

こ〜に、樹脂出口先端部とは、シリンダー先端部あるい
はシリンダー先端部に背圧付与装置を装着した際には背
圧付与装置の先端部を言い、換言すれば樹脂が最終的に
外部に押出される装置部分の先端部を意味する。

また、背圧付与装置とは、シリンダー内径より極（わず
か径の小さな内径を有する装置で、中を成形品が通る際
に適度な抵抗を与えて樹脂にかへる背圧を調整する装置
である。

本発明を図によって説明すれば、第１図は本発明の方法
を実施するのに好ましい装置の１例として背圧付与装置
を装着したものを示したものであり、第２図は第１図の
模様付けをする部位を拡大したものである。

第１図に於て、ホッパー１より供給された熱硬化性樹脂
材料はシリンダー２内でヒーター３により加熱溶融され
、スクリー−４のフライト先端部よりラセン状で平滑部
５へ移行し、シリンダーとの摩擦抵抗により、スクリュ
ーフライトによって生ずる間隙部分が狭められついには
圧融着される。

次いで融着樹脂は、スクＩＪ、−平滑部を移動する間に
、押出後自己形状を保持できる程度にまで賦形され、こ
の際シリンダー先端に装着された背圧付与装置６により
適度な背圧がかかり、樹脂は充分に圧融着、賦形される
と同時に出口先端部の突起７により模様付けされ先端よ
り連続した模様８のついたパイプ状成形品９となって押
出される。

この際パイプ状成形品は、回転しながら押出されるため
、表面にはラセン状の模様が形成される。

本発明の特徴である樹脂出口の先端部に設けられる突起
は、それ自体樹脂への背圧付与効果を有するので、希望
する模様の巾や深さ、模様の本数のみならず、樹脂の特
性や成形条件によっても変化させる必要がある。しかし
乍ら通常は高さ０．１〜２趨巾０．１〜５龍長さ０．１
〜１０ｍｍの範囲から適宜選択される。

本発明において突起を設ける方法としては、シリンダー
先端内壁、あるいは背圧付与装置の先端内壁に直接突起
を設ける方法、シリンダー先端あるいは背圧付与装置先
端に、それぞれの出口の内壁面に対し所定の寸法の突起
が突出するようにしたリング状治具を取付ける方法、又
は割り型、締付具、アダプターより成り割り型を締付け
ることにより、内径を調整するようにした背圧付与装置
の割り型の間隙に割り型内壁面より所定寸法突出するよ
うにスペーサー状板を差し込む方法などが挙げられる。

上記の如く、本発明で言う模様付けをするための突起と
は、樹脂の出口先端部に設けられた樹脂出口の内壁面よ
り極わずか軸の中心に向って突出した形状のものと言う
ことが出来る。

本発明の方法の他の特徴は押出機の先端部の構造にあり
、特に先端に平滑部を有するスフＩＪ、−を使用して賦
形する点にある。使用される押出機としては、単軸スク
リュー平滑部のみならず、二軸スクリ一一あるいは多軸
スクＩＪ、−押出機であっても先端部が最終的に単軸に
集約される押出機の何れも使用できる。本発明に使用で
きるこれらの押出機の内部構造として、押出機の供給部
から先端の計量部に至る間に脱気孔を設けたり、特殊な
混練構造を設けることは何ら差し支えない。

本発明に使用されるスクリューの代表的なものスクリュ
ー（以下特殊スクリューと略称する）であり、このスク
リーーは、例えば供給部１０、圧縮部１１、計量部１２
よりなる。平滑部５は第３図の様に供給部の終了したと
ころから、また第４図の様に圧縮部の終了したところか
らあるいは第５図の様に計量部の途中から始まる様な型
式でも良い。

また平滑部５のスクＩＪ、−径またはその部位のシリン
ダーの内径は、フライトを有する部位のスクリュー底部
の径またはシリンダーの内径とは別個に、所望する成形
品の外径および内径に合わせて拡大または縮小して調整
することができる。

本発明に使用される特殊スクリューのＬ／Ｄは、通常７
〜４０、好ましくは１０〜３５、更に好ましくは１５〜
２５、圧縮比は１．０〜５．０好ましくは１．２〜４．
０１更に好ましくは１．５〜３，０、スクＩＪ、−先端
部の平滑部の長さはＩＤ−１５Ｄ好ましくは２Ｄ〜１０
Ｄ、更に好ましくは２Ｄ〜７Ｄの範囲から適宜選択する
ことができる。

先端に平滑部の無い通常のフルフライトスクリューでは
パイプ状の成形品は得られず、ラセン状の成形品が得ら
れるのみである。更に平滑部の長さがＩＤ未満の場合は
、押出後得られる成形品に変形が生じ連続的に良好な成
形品を得ることが困難である。また平滑部の長さがｉ５
Ｄ以上となる場合は、成形圧力が大きくなり、押出機の
機械強度の点からも実用的でない。

スフＩＪ、−の圧縮比と平滑部の長さは、平滑部のスク
リューとバレルとの間隙、換言すれば成形品の肉厚、押
出速度及び使用する材料の特性等の組合せによって種々
の制限を受ける。而してスクリューの圧縮比と平滑部の
長さは、それらが大きい程あるいは小さい程、背圧付与
機能が大きくあるいは小さい。

背圧が太きすぎるとフライトを有する部分で過度の混線
が起り、その結果として材料の過度の発熱と硬化が起る
ので好ましくない。一方、背圧が小さすぎると材料の圧
縮充填及び混線が不充分となるので同様に好ましくない
。適度な背圧が材料一〇フ の圧縮充填と適度な混線のために必要である。即ち、安
定した押出と良好な製品を得るためには適度のスクリ、
−の圧縮比と平滑部の長さが要求される。

そして平滑部のスクリーーとバレルの間隙が大きい程あ
るいは小さい程、押出速度が小さい程あるいは大きい程
、使用する材料の粘度が小さい程あるいは大きい程、ま
た使用する材料の硬化速度が小さい程あるいは大きい程
、スフＩＪ、−の圧縮比と平滑部の長さは大きくあるい
は小さくする必要がある。

本発明の方法を実施するにあたって、押出機各部の温度
設定は、使用する材料の特性やスフＩＪ、−の圧縮比、
スクリュー平滑部とバレルの間隙、平滑部の長さ、押出
速度等の組合せにより当然変るが、スクリューの圧縮部
、計量部及び平滑部に対応するシリンダ一部位の温度設
定は通常５０〜２００℃、好ましくは６０〜１５０℃の
範囲である。

而して、設定温度が５０℃以下の場合は、樹脂の硬化反
応が充分に進行しないため良好な成形品は−１０〜 得難い傾向があり、一方２００℃までの温度で通常用い
られる熱硬化性樹脂は充分に熱硬化するのでそれ以上に
する必要はない。

従来の熱硬化性樹脂の押出成形法に於てはシリンダー内
で加熱溶融された樹脂は、アダプターを経て金型内へ導
入され最終形状に賦形されるが、この過程に於て樹脂の
流れはアダプターで絞られ、スパイダーで固定されたマ
ンドレルの回りへ再展張されるなど樹脂の流路が複雑に
変化するために、樹脂の滞留が起りやすく、局部的に硬
化反応が進行したり、僅かな圧力や温度の変化で硬化反
応が急激に起るなどの問題を引き起す。また、複雑な流
路による抵抗に打ち勝ち滞留を防止しつつ樹脂を押出す
ためには、強大な押出圧力を要し特殊な押出装置を必要
とする。而してかかる成形法による場合の押出速度は高
々３０ｃｍ／ｍｉｎ程度であり且つ真円度及び肉厚分布
の良いものを得ることは困難である。

本発明の方法によればスクリュー平滑部とその部位のシ
リンダ一部とが金型の役割を果たし、樹脂の流路はシリ
ンダーとスクリューとの間隙のみであるため、樹脂の滞
留は全くなく局部的な硬化反応や圧力、温度の変化によ
る急激な硬化反応を引き起すことがない。

本発明のスクリューは先端が開放されており、その全長
に於て昇圧機能部分と背圧付与機能部分をもつため、両
者の力が相殺しスクリューのスラストベアリングにかか
る力はスクリューと金型を用いる一般的な成型法にくら
べ本質的に小さい。

また一般的成形法に於ける金型内のマンドレルに相当す
る本発明のスクリュー平滑部は回転しているため、硬化
した樹脂と金属部分との摩擦抵抗が比較的小さく押出圧
力も通常のスクリュー押出機で得られる圧力で充分であ
る。この様な本発明の方法による場合は、８０　ｃｒｒ
Ｌ／　ｍｉ　ｎのような押出速度が容易に得られる。

本発明の方法により押出された成形品は必要に応じ更に
後硬化しても良い。この場合、成形品は適宜加熱処理す
る事によって硬化が完了する。

しかし乍ら、本発明の方法による場合は、押出された時
点で既に自己形状を保持するに充分にまで成形条件を制
御して硬化、賦形されるため、変形、反り、曲り、脹れ
などの現象を起すことがない。

本発明に用いられる熱硬化性樹脂としては、フェノール
樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アリル樹脂、キシレ
ン樹脂、ア□ニリン樹脂等の熱硬化性樹脂、およびポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポ□す塩化
ビニール等の熱可塑性樹脂に架橋剤を加えて本発明のス
クリューの平滑部に於て押出後自己形状を保持し得る程
度にまで賦形できる樹脂等が挙げられ、なかでもフェノ
ール樹脂およびメラミン樹脂の成形に好適である。

本発明に用いられる熱硬化性樹脂には必要に応じて熱硬
化性樹脂の成形に於て一般に用いられる充填剤、離型剤
、増粘剤、着色剤、分散剤、発泡剤、あるいはまた重合
開始剤、硬化促進剤、重合禁止剤などを添加することが
できる。

また更に他種のポリマーあるいは有機または無機の繊維
状物、例えば硝子等を加えることもできる。

上記した本発明の方法により得られる熱硬化性樹脂管は
、耐熱性、耐燃性、耐薬品性、耐圧性に優れ、各種配管
材料例えば、流体移送管、保護管として有用である。

作用： 本発明の方法により、ラセン状模様のついた熱硬化性樹
脂管が、安定して生産性良く得られ、このラセン状模様
は、ファツション性を増すのみならずパイプを接着した
り表面に他樹脂をコーティングしたりする場合等の接着
力を向上させる効果を持つ。

以下本発明を実施例により更に説明するが、本発明は以
下の実施例に限定されるものではない。

実施例１ ０径４０ｖａ、Ｌ／　Ｄ＝２４の押出機の先端に、各々
の先端に長さ１ｎ巾０．５　ｍｍ高さ０．３　ｍの突起
を有する４つに分割された割型、締め付は治具及びアダ
プターより成る背圧付与装置を装着し、供給部３Ｄ、圧
縮部１４Ｄ、スクリュー底部の径が３２＊ｍの計量部に
続く先端部に長さ４Ｄ、径３２酊の平滑部を有するスク
リューを使用し、成形材料としてフェノール樹脂（日本
合成化工株式会社製、商品名、ニソカライ）９５０−Ｊ
）を用いて成形を行なった。

シリンダー各部の温度は Ｃ，（ＯＤ〜２Ｄ）・・・・水冷 Ｃ２（３Ｄ〜１０Ｄ）・・・・８０°ＣＣ３（１１Ｄ〜
１６Ｄ）・・・・９５°ＣＣ４（１７Ｄ〜２０Ｄ）・・
・・１１５°ＣＣ６（２１Ｄ〜２４Ｄ）・・・・１２５
°Ｃ背圧付与装置・・・・・・・・・・・・１２５°Ｃ
に設定し、背圧付与装置の割り型内径（突起のない部分
）を３９．８ｍｍにしぼり、スクＩＪ、−回転数３５　
ｒｐｍで押出成形を行なったところ、４本のラセン状連
続線状模様のついたパイプが連続して押出された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の実施に好適な装置の１例を示す
全体図であり、第２図は、第１図の模様付げをする部位
を拡大したものである。 また第３図乃至第５図は平滑部を有するスフＩＪ。 −の１例を示すものである。 ■・・・・ホッパー　２・・・・シリンダー　３・・・
・ヒーター　４・・・・スクリー−５・・・・平滑部６
・・・・背圧付与装置　７・・・・突起　８・・・・模
様９・・・・成形品　１０・・・・供給部　１１・・・
・圧縮部　１２・・・・計量部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先端部に平滑部を有するスクリューを使用し、平滑部に
   於て押出後自己形状を保持できる程度にまで賦形して押
   出す熱硬化性樹脂の押出成形方法において、樹脂の出口
   先端部に押出機の軸の中心に向って突出した突起を設け
   ることにより成形品の表面に模様づけすることを特徴と
   する熱硬化性樹脂の押出成形方法。