JPH04214319A - ポリマーの溶融成形方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はポリマーの溶融成形方法
に関し、更に詳しくは高品質の成形品を安定に生産する
ポリマーの溶融成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性ポリマーを溶融し、移送し、瀘
過し、次いで口金より吐出する工程を含む溶融成形方法
において、これに用いる装置は通常鉄材で構成されてい
るが、そのうちスクリュー押出機のように耐摩耗性が求
められる部位には窒化鋼のような高硬度で耐摩耗性の鋼
が、また移送系、瀘過系及び吐出口金には炭素鋼、ステ
ンレス、又は炭素鋼のクロムめっき材等が用いられてい
る。

【０００３】しかしながら、かかる装置を用いてポリマ
ーを溶融成形すると、成形の初期においてはほとんど認
められないが、成形時間が長くなるにつれて成形品の品
質低下をもたらすトラブルが発生するようになる。例え
ばポリエステルフイルムを成形するときには、フイルム
表面にスジ状の欠点を生じたり、フイルム中に無機物系
着色物やゲル化ポリマー等の異物が混入するようになる
。そして、得られるフイルムは例えば感光材料のベース
等の光学用途、高記録密度の磁気記録媒体用ベース等の
磁気記録用途等の用途に用いるには問題がある。

【０００４】本発明者はこれらスジ状欠点や異物混入を
発生する状況に到ったポリエステル成形装置を解体し、
溶融ポリマーが接触していた部分例えば流路壁面等を観
察した結果、その表面に黒色の異物が付着していること
が明らかとなった。そしてこの異物は、分析の結果、Ｓ
ｂ，Ｇｅ，Ｐ，Ｃａ等のポリマー触媒、安定剤等の添加
剤が析出したもので、フイルム中の無機物系着色物と同
一成分であることが明らかとなった。

【０００５】これらの結果から、ポリマー中に溶解して
いた添加剤が流路壁面等に電気化学的に析出し、この析
出物が剥離して異物になったものと推定される。またこ
の析出が口金のポリマー吐出面に近い部分に発生すると
、ポリマーの流れが析出物によって一部阻害されるため
、フイルム表面の長手方向に凹状のスジを発生する、と
推定される。

【０００６】溶融した熱可塑性ポリマーは粘性が高いた
め層流状態で移送され、特に混練作用が外部から働かな
いポリマー移送系や瀘過系あるいは口金部の壁面近傍で
はその流れが極めて遅く、ポリマーの滞留が著しく長く
なる。しかるにポリマーの熱化学的安定性は、例えば特
公昭５３−２９７３２号公報に記載されているように金
属材料の成分によって大きく影響を受け、特に鉄はポリ
マー劣化を促進させる作用がある。このため壁面近傍の
ポリマーは壁面材料の影響をも受け、特に鉄元素が表面
に露出しているとポリマーの熱劣化を早め、ゲル化ポリ
マーの発生を早める。

【０００７】更に加えて鉄元素は電気化学的に貧な物質
であるため、電気化学的現象を生じ易く、ポリマー中に
溶解している金属元素例えばＳｂやＧｅの析出を促進し
、フイルムなどの成形品の無機物系異物の発生因ともな
る。かかる現象を阻止する方法として、前記特公昭５３
−２９７３２号公報では、重量で３０〜４０％のクロム
、２〜４％珪素、残部が鉄からなる合金の使用を提案し
ているが、このようなクロム、珪素の含有量の高い合金
は一般に硬度が高くて機械加工が困難である。

【０００８】また鉄材を露出させない方法としてクロム
めっきが広く実施されているが、従来のサージェント浴
からなる結晶性クロムめっき被膜は元々内部応力の高い
被膜であるため、メッキの成長過程で被膜の割れ等の微
小欠陥を生じ易い。

【０００９】この問題点を軽減し酸化クロム被膜を形成
するために、例えば特開昭６３−１５３１１２号及び特
開平１−２８０５２５号では２段クロムめっき法（クロ
ムめっきを２層重ねる）、下地にニッケルめっきをして
その上にクロムめっきをする方法、酸化クロム膜とする
ために５５０℃で熱処理する方法などが提案されている
が、クロムめっきは加熱されると更に割れが進行し、ま
た硬度が低下すること、更に厚手のメッキになる上に効
果が完全でない等の問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、従来技術
の問題点に鑑みフイルム表面にスジ状の欠点が発生した
り、フイルム中に無機物系着色物やゲル化ポリマー等の
異物の混入するのを防止する方法を研究した結果、溶融
ポリマーの接する壁面にアモルファスクロムめっきを施
すことが極めて有効であることを見出し、本発明に到達
したものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は熱可
塑性ポリマーを溶融し、移送し、瀘過し、次いで口金よ
り吐出する工程を含む溶融成形方法において、溶融ポリ
マーを移送する工程から吐出する工程にあって該溶融ポ
リマーと接する表面の少なくとも一部にアモルファスク
ロムめっきを施し、または該めっきの後さらに熱処理を
施していることを特徴とするポリマーの溶融成形方法で
ある。

【００１２】本発明における熱可塑性ポリマーとしては
、例えばポリエチレンテレフタレートのようなポリエス
テル、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ塩
化ビニルのようなビニルポリマー、ナイロン６のような
ポリアミド、ポリメチルメタクリレートのようなアクリ
ルポリマー等を挙げることができる。これらのうち特に
ポリエステルが好適である。

【００１３】本発明におけるアモルファスクロムめっき
とは、例えば雑誌「金属表面技術」３７巻、３４１頁〜
３４５頁（１９８６）、「金属表面技術」３２巻、６３
１頁〜６３６頁（１９８１）、「金属表面技術」３７巻
、６２１頁〜６２４頁（１９８６）、Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒ
ｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．１３３号、６８１頁（１９８６）
等に記載されているように、無水クロム酸にギ酸、シュ
ウ酸、クエン酸などの有機酸を添加した浴等を用いて電
析することによってめっき膜を形成する方法である。こ
の方法で形成されるめっき膜は、従来から行われている
クロム酸に硫酸を添加した、いわゆるサージェント浴や
フッ化物を添加したフッ化浴を用いて形成される膜（結
晶性クロムめっき膜）と異なる。

【００１４】アモルファスクロムめっき膜は、従来の結
晶性クロムめっきと異なり、めっき膜の内部応力が小さ
いので、表面欠陥の極めて少ないめっき膜を形成する。 更にアモルファスクロムめっき膜は、結晶性クロムめっ
き膜と異なり、物理的にも化学的にも均質であるため、
その表面には均質で緻密な耐食性のある不動態化膜を形
成する。

【００１５】本発明における溶融成形装置は、ポリマー
を溶融し、移送し、瀘過し、次いで口金より吐出する工
程を含む成形装置であって、それ自体は広く知られまた
用いられている。本発明はかかる装置の溶融ポリマーを
移送する工程、瀘過工程、吐出工程等でのポリマーとの
接触面の一部又は全部に前記アモルファスクロムめっき
を施したものである。特に溶融ポリマーの流れが遅い箇
所やポリマーが滞留しやすい箇所の表面にアモルファス
クロムめっきを施したものが好ましい。一方、例えばス
クリュー押出し、あるいはギヤポンプによる計量工程は
壁面材料に起因するポリマー劣化、あるいは金属元素の
析出が顕著でなく、このためこれらにアモルファスクロ
ムめっきを施してもその効果は大きくなく、これらにア
モルファスクロムめっきを施すことは必須ではない。

【００１６】アモルファスクロムめっき膜は、熱処理に
よってその特性、特に硬度が向上する。従って、本発明
はめっき膜を熱処理する態様を包含する。

【００１７】本発明における熱処理は、温度が２００〜
８００℃、好ましくは３００〜７００℃、更に好ましく
は３５０〜６００℃の範囲の熱処理であって、該熱処理
によってめっき膜の硬度を大幅に高めることができる。 例えば処理前の硬度がＨｖ１０００であったものが、５
００℃で熱処理することにより最大Ｈｖ１７００にする
ことができる。

【００１８】この熱処理を酸化性雰囲気、例えば空気中
で行なえば表面により強固な酸化クロム被膜を形成でき
る。

【００１９】このように熱処理することによって、めっ
き膜に欠陥を生じることなく硬度を高め、加えて表面の
不動態化膜をより不活性で安定な酸化クロム膜に変化さ
せることができる。

【００２０】本発明の方法によれば、ポリマー流路の壁
面が欠陥の少ないアモルファスクロムめっきで覆われる
ため、ポリマーの熱劣化を促進する鉄元素の露出を防止
でき、欠陥部へのポリマーの侵入によって生じる局部的
なポリマーの滞留劣化を防止できる。

【００２１】加えて前記めっき膜を熱処理することによ
って、前記欠陥を生じることなくより硬度が高く、しか
も不活性度の高い均質な電気絶縁性の酸化クロム膜で被
覆することができるので、ポリマーの熱劣化を抑制し、
しかも金属の電気化学的作用を防止でき、例えばフイル
ムのような成形品に、長手方向のスジ状欠点あるいはゲ
ル化ポリマー、無機物系異物等の欠点の発生を未然に防
止できる。

【００２２】なお、アモルファス系クロム被膜の形成方
法としては、本発明のめっき法以外に、スパッターディ
ポジション、イオン注入法等があるが、これらをポリマ
ー移送系等の細く長い配管内面等に施行することは困難
である。

【００２３】

【実施例】以下実施例によって本発明を更に説明する。 実施例１及び比較例１ Ｓ２５Ｃの炭素鋼からなるフイルム成形用口金にクロム
酸１２０ｇ／ｌ、硫酸５ｇ／ｌ、ギ酸２０ｍｌ／ｌの浴
中で電析し、アモルファスクロムめっき被膜を形成した
。該めっきがアモルファス構造であることはＸ線回折の
常法で確認した。そして、該口金を４８０℃空気中で熱
処理した。めっきの硬度はＨｖ１６００であった。

【００２４】この口金をスリット幅１．０ｍｍ、幅３５
０ｍｍのダイに組み上げ、樹脂温度２９０℃でポリエチ
レンテレフタレートを押出し、厚さ１２０μｍのシート
を３５ｍ／分の速度で冷却ロール上に押出して引き取っ
た。スジ状欠点や、ゲル化ポリマー及び無機質系異物等
は、押出開始から７２時間後もほとんど認められなかっ
た。

【００２５】一方上記と同様のＳ２５Ｃの炭素鋼からな
る口金を、従来のサージェント浴で電析して、結晶性ク
ロムめっき被膜を形成した（Ｘ線回折に確認）。該めっ
きの硬度はＨｖ８４０であった。

【００２６】そして、この口金を用いて前記実施例の条
件でシートを成形した。その結果、押出開始から４０時
間でスジ状欠点が顕在化し、引き取ったシートには大き
さ５〜１５μｍの黒色のＳｂ系異物が散在しており、ゲ
ル化したポリマーも認められた。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、溶融ポリマーの流路壁
面をアモルファス系クロムめっき又は該めっきを熱処理
してなる被膜で被覆することによって、ポリマーの熱劣
化を抑制し、ポリマー中に溶存する金属元素の析出を防
止しており、この結果スジ状欠点や、無機物系異物ある
いはゲル化ポリマー等を有しない、良質の成形品を安定
に生産することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性ポリマーを溶融し、移送し、瀘過
   し、次いで口金より吐出する工程を含む溶融成形方法に
   おいて、溶融ポリマーを移送する工程から吐出する工程
   にあって該溶融ポリマーと接する表面の少なくとも一部
   にアモルファスクロムめっきを施し、または該めっきの
   後さらに熱処理を施していることを特徴とするポリマー
   の溶融成形方法。