JPH01190425A - 押出成形装置 - 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、熱可塑性樹脂を成形材料として樹脂シート、
フィルム等を製造するに好適な押出成形装置に関する。

〔従来の技術〕

従来より、ポリプロピレンやポリエチレン等の結晶性熱
可塑性樹脂は、熱可塑性による成形の容易性からシート
として、また容器として各種包装分野等に利用されてお
り、かかる熱可塑性樹脂の押出成形分野においては、高
速押出成形、高品質のシート等の製品成形の要求が高ま
っている。

前記押出成形装置としては、−台′の押出機を用いてス
クリューの回転数を増大させ、これにより高速押出を可
能とするものが知られている。

しかしながら、−台の押出機による場合にあっては、押
出機の大型化が余儀なくされるばかりでなく、スクリュ
ーの回転数を増大させることが要求され、樹脂温度が高
くなり、高品質のシート等の製品を得ることが期待でき
ない、そのため、高品質の製品製造を達成するには、大
径のスクリューを用いなければならず、しかもスクリュ
ー全長しと直径りとの関係、すなわちＬ／Ｄを大きくし
なければならないという問題がある。

そこで、このような問題を解決するものとして、二台の
押出機により構成されたタンデム押出機が提案されてい
る（特開昭５９−５０４４号等）。

このタンデム押出機は、第１の押出機と第２の押出機と
を接続管により直列に接続するとともに、前記第２の押
出機の出口側と前記接続管とに圧力検出器を設け、これ
ら圧力検出器による検出圧力値が一定の関係に維持され
るように第１の押出機のスクリュー回転数を制御しよう
とするものである。

このようなタンデム押出機によれば、−船釣には第１の
押出機により樹脂の溶融可塑化、混練を行わせ、第２の
押出機により分散、樹脂温度の均一化、軽量押出という
それぞれの機能に合わせて押出機を設計できるという利
点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記第１の押出機においては、主として
溶融可塑化、混練を目的とするが、実際上、分散性、混
練性、樹脂温度の均一性などはそれほど期待できない、
このため、第１の押出機の出口からは、分散、混練、樹
脂温度の均一化が不十分な状態で押出され、良好なシー
ト等を製造するには、第２の押出機において、さらに分
散、混練、樹脂温度の均一化を行う必要がある。

従って、第２の押出機において、剪断応力、樹脂温度が
高くなり、結果として低温で、残留応力の低い樹脂を押
出すことができず、透明性、光沢などに優れたシート等
を得ることができない。

本発明の目的は、熱可塑性樹脂の十分な混練、分散、樹
脂温度の均一化を確保しつつ、応力を緩和して低温押出
を高速で行い、高品質の押出成形品を生産性よく製造す
ることのできる押出成形装置を提供することにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

そのため、本発明に係る押出成形装置は、第１の押出機
と、この第１の押出機に直列に接続された第２の押出機
とを備えた熱可塑性樹脂押出装置において、前記第１の
押出機と第２の押出機との間に少なくとも１つのギヤポ
ンプを設けたことを特徴として構成されている。

〔作用〕

前記第１の押出機では、熱可塑性樹脂が溶融可塑化され
るとともに、混練、分散、温度の均−化等がかなり行わ
れて接続管を介して第２の押出機に供給される。この際
、第１の押出機と第２の押出機との間に設けられたギヤ
ポンプのギヤ回転により、部分的に多少の混練不足の溶
融樹脂があっても、当該ギヤポンプによって十分に均一
混練されるとともに、定量吐出化される。また、このギ
ヤポンプにより第１の押出機出口の圧力の変動幅が小さ
くなり、第１の押出機の回転数制御も容易となる。

次いで、その溶融樹脂は、第２の押出機に供給され、十
分な応力緩和作用、樹脂温度の均一化、さらには樹脂温
度の冷却が必要によりなされてグイより押出されること
となる。

〔実施例〕

以下、本発明の押出成形装置がスリット冷却装置と組み
合わされて用いられた一実施例を添付図面に基づいて説
明する。

まず、本発明で用いる熱可塑性樹脂としては、ポリプロ
ピレン系樹脂、例えばポリプロピレンのホモ重合体、あ
るいはプロピレンと２０％以下の他のα−オレフィンと
のランダム共重合体、ブロック共重合体、さらにこれら
のブレンドが該当し、このブレンドには多段重合法で得
られるブレンドも含まれる。その他にも、ポリエチレン
系樹脂、ポリプロピレン系樹脂とポリエチレン系樹脂や
エラストマーとの混合物、ポリエステル、ポリアミド等
の利用も可能である。さらに、これらの類似の樹脂、無
水マイレン酸等をグラフト変性したポリオレフィン樹脂
等の接着性樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体等の易
溶着性樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポ
リアミド、ポリエチレンテレフタレート等のガスバリア
樹脂等との共押出多層シートにも適用可能である。

本実施例の全体構成が示された図において、押出成形装
置ｌは樹脂供給用のホッパ２を備えた単軸あるいは二軸
の高混練型の第１の押出！３と、この第１の押出［３の
出口側に接続管４を介して直列に接続された単軸構造よ
りなる低混練型の第２の押出ａ５とを含んで構成されて
いる。前記第１の押出機３のスクリュー直径は、通常小
径とされ、またスクリューは高速回転されるように構成
されている。

前記第１の押出機３はホッパ２より供給された樹脂ペレ
ットを溶融可塑化するとともに、スクリュー駆動用モー
タＭ１　と減速機７（ただし、モータ直結型では不要）
を介して回転駆動される図示しないスクリューの回転に
より樹脂を溶融可塑化、混練して分散化を達成するため
のものである。この第１の押出機の先端部には、フィル
タ１２が通常設けられる。

また、前記接続管４の途中には１個のギヤポンプ８が設
けられており、このギヤポンプ８により、第１の押出機
３から押し出された溶融樹脂の混練、分散、樹脂温度の
均一化がより完全になされて、定量的に第２の押出機５
に供給されるようになっている。

前記第２の押出８Ｉ５は、ギヤポンプ８を介して供給さ
れる溶融樹脂の応力を十分に緩和して高品質の押出成形
品が得られるようにするものであり、この第２の押出機
５には前記第１の押出機３と同様に、スクリュー駆動用
のモータＭ、と、減速機９とが設けられている。また、
第２の押出機５の出口側にはフィルタ１０およびギヤポ
ンプ１１を介して押出ダイ３０が連結されている。なお
、この第２の押出機においては、スクリューおよび／ま
たはシリンダを、例えば熱媒体を用いて温調し、樹脂の
温度を冷却することも可能である。

前記第１の押出機３とギヤポンプ８との間には圧力検出
器Ｐ、が設けられ、この圧力検出器Ｐ１により検出され
た圧力値はモータＭ１の制御器Ｃ３に与えられ、この制
御器Ｃ１は前記圧力値が一定となるようにモータＭ１の
回転速度を制御し、これにより第１の押出機のスクリュ
ー回転数が制御されるようになっている。

また、前記ギヤポンプ８と第２の押出機５との間、およ
び第２の押出機５とフィルタｌＯとの間には圧力検出器
Ｐ、、Ｐ、がそれぞれ設けられている。これら圧力検出
器Ｐ、、Ｐ３で検出された圧力値は制ｉｎ　ＨＣｔに与
えられ、この制御器Ｃ２・は前記圧力検出器Ｐｚ、Ｐｚ
の検出圧力値が所定値に維持されるようにギヤポンプ８
の回転速度を制御するようになっている。この際、制御
器Ｃ２によるギヤポンプ８の制御は（圧力検出器Ｐ３の
検出値）−（圧力検出器Ｐ２の検出値）が一定の関係に
維持されるようにしてもよい。これにより、第２の押出
機におけるスクリューの回転数に連動して全体の制御が
可能となる。

前記押出成形装置１の押出ダイ３０より押し出された樹
脂膜状体３８は、押出ダイ３０の出口側に設備されたス
リット冷却装置２０により冷却されるようになっている
。このスリット冷却装置は、本出願人により既に提案さ
れた装置（特願昭６０−２８７５１２号）に対応するも
のである。

前記スリット冷却装置２０は、冷却水が流下するスリッ
ト３１および冷却水を整流するための多孔性整流体３２
を備えた上段水槽３３と、この上段水槽３３の下段側に
配置され前記スリット３１の真下に位置するスリット３
５を備えた下段水槽３６と、この下段水槽３６のさらに
下方に配置された水槽３７と、押し出された樹脂膜状体
３日を挟圧して樹脂膜状体３８の走行速度を一定に維持
する挟圧ロール３９．４０と、水槽３７内を通過された
樹脂膜状体３８を引き取るためのロール４１．４２と、
樹脂膜状体３日を所定熱処理するロール群４３と、水槽
３７内に流下して冷却器４４により冷却された冷却水を
必要に応じて上段水槽３３および下段水槽３６に循環さ
−せるポンプ４５とを含んで構成されている。

前記スリット冷却装置２０において、押出ダイ３０およ
び押し出された樹脂膜状体３８は、冷却水が流下する上
段水槽３３および下段水槽３６のスリット３１および３
５に導入され、挟圧ロール３９．４０を介して水槽３７
内の冷却水を通り、引取ロール４１．４２により引き取
られた後、ロール群４３にて必要により所定の熱処理が
行われて樹脂シート成形が完了する。この際、前記スリ
７）３１および３５からの冷却水の流下速度は、樹脂膜
状体３８の走行速度より大とされ、樹脂膜状体３８に対
する接触冷却水の量が増大されて冷却効果の向上が図ら
れるようになっている。なお、上段スリット３１への冷
却水の流入は、スリット入口部での冷却水の滞留が生じ
ないようにすることが好ましく、このために上段水槽３
３の水位は低く保つことが必要である。ここにおいて滞
留が生じると溶融樹脂膜状体３８の不均一冷却を生じ、
外部ヘイズの低いシート類を得ることができない。

なお、図示例においては、二段スリット冷却の場合の好
ましい場合を示したが、シート類の厚み、成形速度等に
よっては、上段スリット３１のみでも十分である。

このような本実施例によれば、第１の押出機３と第２の
押出機５とを接続する接続管４にギヤポンプ８を設けた
から、第１の押出機３より押出された溶融樹脂を完全に
混練して均質化が達成できるという効果がある。

また、前記ギヤポンプ８は、接続管４の途中に配置する
構成であるから、押出機自体の設計を変更することなく
適用でき、その設備コストをさほど上昇させることがな
いという利点がある。

さらに、圧力検出器Ｐｇ、Ｐｓの検出圧力値に基づいて
、これら圧力値が一定に維持されるように制御器Ｃ！は
ギヤポンプを制御するよう構成したから、第１および第
２の押出機３．５を自動的に連動調整することができる
。

しかも、溶融樹脂膜状体３８の押出しにあたり、均一溶
融混練を目的とする高混練型の第１の押出機３と、応力
緩和を目的とする低混練型の第２の押出機５とに分離し
たから、各押出機３．４はその目的に応じた最良の設計
ができるので、装置の選択性を広くでき、特にギヤポン
プの採用によりさらに優れた装置の設計が可能になると
ともに、運転条件の選定範囲も広くできる。また、混練
性と応力緩和、高速成形性と低温押出という相反する問
題を同時に満足することができ、高速安定成形が可能と
なって低製造コスト、省エネルギーを図ることができる
。さらに、混練性が良好、応力緩和が十分なことから、
表面特性の優れたシート類の押出しが可能となり、スリ
ット冷却装置２０による迅速、十分な冷却とも相俟って
透明性、光沢性等の光学特性の良好なシート類を得るこ
とができる。

なお、実施にあたり、第２の押出機５の出口側に、短管
あるいはスタティックミキサを設置することが可能であ
る。また、第２の押出機５は、圧力検出器Ｐ、、Ｐ、の
値に応じてスクリュー駆動用のモータＭ！の回転速度を
制御するようにしてもよい、さらに、ギヤポンプ８は１
つに限らず、２以上設けることも可能である。

以下に、本発明に係る押出成形装置により熱可塑性樹脂
を押出した例を具体的数値を用いて示す。

第１の押出機ニスクリユー直径６５ｍ Ｌ／Ｄ＝２４ （Ｌ＝ニスクリユー長、 Ｄ−スクリュー直径） スクリュー回転数＝　６８Ｏｒｐｍ 第２の押出機ニスクリユー直径９０閣 Ｌ／Ｄ−２６ スクリユー回転数−１２Ｏｒｐｍ＋＠ ギヤポンプ８の回転数：１４ｒｐｍ 第１の押出ａ３とギヤポンプ８との間に圧力検出器Ｐ１
を設は制御器ＣＩを介してモータＭ１の回転数が制御さ
れる構成とした。

原料：出光ポリプロピレン メルトインデックス（Ｍｌ）＝２゜ （Ｆ　２００　Ｓ） 押出グイ：　１５００閣幅Ｔダイ （グイ設定温度：２４０”Ｃ、 リップ開度：２■） 樹脂押出量：　２９０ｋｇ／　ｈ グイ出口の樹脂温度２４９°Ｃ 以上の押出成形装置によれば、押出安定性が良好で、押
し出されたシートの透明性の良好な押し出しを見ること
ができた。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、熱可塑性樹脂の十
分な混練、分散、樹脂温度の均一化を確保しつつ、応力
を緩和して低温押出を高速で行い、高品質の押出成形品
を生産性よく製造することのできる押出成形装置を提供
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る押出成形装置がスリット冷却装置と結
合されて用いられた一実施例を示す全体構成図である。 ３・・・第１の押出機、４・・・接続管、５・・・ギヤ
ポンプ、Ｐｌ、Ｐｌ　、Ｐｓ・・・圧力検出器、Ｃ，、
Ｃ□・・・制御器、２０・・・スリット冷却装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の押出機と、この第１の押出機に直列に接続
   された第２の押出機とを備えた熱可塑性樹脂押出成形装
   置において、前記第１の押出機と第２の押出機との間に
   少なくとも１つのギヤポンプを設けたことを特徴とする
   押出成形装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記ギヤポンプ
   の前段および後段には圧力検出器がそれぞれ設けられて
   いるとともに、これら圧力検出器による検出圧力値を一
   定に維持する制御器を備えたことを特徴とする押出成形
   装置。