JPH08323743A

JPH08323743A - ペレット用熱可塑性樹脂の押出用金型

Info

Publication number: JPH08323743A
Application number: JP13391195A
Authority: JP
Inventors: Tadayasu Tsubone; 匡泰坪根
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-10

Abstract

(57)【要約】【構成】直径０．２５〜３ｍｍのノズル３０を２本以
上有する口金３を、金型２の出口に２個以上設けてある
ペレット用熱可塑性樹脂の押出用金型。【効果】ペレット用熱可塑性樹脂となる樹脂ストラン
ドを効率よく金型から引出せることになり、発泡剤含有
の樹脂の場合に、必要以上に発泡することを防ぎ、しか
もノズル詰まりを起こすことなく良品を提供できること
になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ペレット用熱可塑性樹
脂の押出用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より熱可塑性樹脂粒子である熱可塑性樹脂ペレットを生
産する方法には、押出用金型を用いて製造する場合に
は、押出用金型のノズルから樹脂が吐出されると同時に
水中でカットしペレットを作る水中カットペレタイジン
グの様な方法〔ホットカット方式〕と、金型ノズルから
ストランド状に押出し、水中を通して水中より引出した
ストランドをペレタイジングする方法〔ストランド方式
（特公昭４８−４００５３号および特開平４−３６３３
４２号等参照）〕の大きく分けて２種類があるが、本発
明による押出用金型は、後者ストランド方式の金型に関
するものである。

【０００３】従来、ストランド方式の金型は、金型出口
面の形状が矩形状又は円形状であって、それらの面に複
数個のノズルを有している形状の金型が使用されてい
る。しかし、これらの金型は長時間運転していると、ノ
ズルが詰まってきて分解掃除が必要となり、分解に多く
の時間を要していた。また、樹脂の流動特性を変える場
合（例えば同樹脂であればＭＩ（メルトインデックス）
を変更する場合。また異なる樹脂への変更、発泡剤の量
又は種類の変更をする場合等）金型内での流動調整が必
要であり、金型を分解して部品を組み変える必要があ
り、多くの時間が必要であり、作業能率も低い等の課題
を抱えていた。

【０００４】本発明は、鋭意研究の上、上記課題を解決
できるペレット用熱可塑性樹脂の押出用金型を提供する
ことを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ための本発明によるペレット用熱可塑性樹脂の押出用金
型としては、請求項１のように、直径０．２５〜３ｍｍ
のノズルを２本以上有する口金を、金型出口に２個以上
設けてあることを特徴としている。また、上記目的をよ
り達成し易くするために、本発明では請求項２のよう
に、口金を設ける金型出口に、１列２個以上の口金が１
列ないし複数列に配列されていることを特徴としてい
る。

【０００６】上記請求項２では、金型出口面が四角形状
の場合であっても、円形状の場合にも適している。さら
に、複数列の口金配列の具体化については、請求項３の
ように、列毎に口金配列位置を異にして構成すればよ
い。さらに、各口金についての具体化として、請求項４
のように、口金のうち少なくとも樹脂通路となるノズル
の一部または全部がジルコニアを含むセラミックスを用
いて構成することが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明は、上記のごとく構成されており、請求
項１のように、直径を０．２５〜３ｍｍと特定したノズ
ルを２本以上有する口金を、金型出口に２個以上設けて
おくことにより、ノズルからの樹脂流出を良好にし、効
率よく安定したペレットを提供でき、発泡剤を含有する
樹脂の場合には、流出後にペレットとして形成した場合
にも必要とする良好な発泡ペレットを提供し易くなる。

【０００８】即ち、ノズルの直径が０．２５ｍｍ未満の
場合、ノズルによる押出圧力が高くなり、発熱を起こし
たり、押出量によってはノズル内の樹脂の流れが乱れた
り、樹脂ストランドに切断が生じたりする場合や、発泡
剤含有の場合にはノズルから樹脂が流出する際、必要以
上の発泡を起し、良品のペレットが得られない。そのた
めノズル数を増やすと、部分的にノズル詰まりが多くな
り、生産効率が低下する。

【０００９】他方、ノズル直径が３ｍｍを超えると、発
泡剤含有の場合、特にノズル内での圧力が不足し、樹脂
がノズルから出るとき、必要以上の発泡を起こすことに
なる。そのためノズルの数を減らすと、流出するストラ
ンドの径が大きくなり、ペレットのサイズが大きくなり
すぎ、作業性も悪くなる。従って、上記請求項１で特定
したノズル直径に構成することが必要となる。

【００１０】また、口金を設ける金型出口に１列２個以
上の口金が１列ないし複数列に配列されていること（請
求項２）が、樹脂ストランドの引出効率を良くする上で
好ましく、特に複数列の配列の場合には、列毎に口金配
列位置をずらせて異にしていることが樹脂ストランドど
うしの接触を防止する上で好ましい（請求項３）。な
お、口金のうち少なくとも樹脂通路となるノズルの一部
または全部がジルコニアを含むセラミックスを用いると
（請求項４）、口金の耐熱性および耐久性が高まり、口
金寿命を延ばせて好ましいものである。

【００１１】

【実施例】次いで、本発明の熱可塑性樹脂ペレット押出
用金型についての実施例を、図を参照しながら順次説明
する。図１における１は押出機、２は押出機先端の押出
用金型、３は押出用金型に設けたノズル付の口金、４は
押出された樹脂ストランドに対する冷却装置、５はぺレ
ットへの切断装置、６は発泡剤圧入装置を示している。
上記ノズル付の口金３としては、図２および図３に例示
してあり、口金３のノズル３０の入口３１の面積を
Ｓ₁、出口３２の面積をＳ₀とすると、途中の形状変化
には関係なく、２＞Ｓ₁／Ｓ₀≧１の範囲とするのが実
施上必要以上の発泡を防止する点から好ましい。

【００１２】そして、口金３にそれぞれ２本以上有する
ノズル３０の出口における直径Ｄとしては、０．２５ｍ
ｍ〜３ｍｍの範囲のものに特定される必要がある。なぜ
なら０．２５ｍｍ未満では、ノズル３０による圧力が高
くなり、発熱を起こしたり、押出量によってはノズル３
０内の樹脂の流れが乱れたり、切断も発生する。また、
発泡剤含有の場合、ノズル３０から樹脂が出る時必要以
上の発泡を起こし、良品が得られない。そのためノズル
３０の数を増やすと、部分的にノズル詰まりが多くなり
生産効率が下がる。他方、３ｍｍを超えると、発泡剤含
有の場合ノズル３０内での圧力が不足し、樹脂がノズル
３０から出る時必要以上の発泡を起こす。ノズル３０の
数を減らすとペレットのサイズが大きくなりすぎ作業性
が悪くなる。

【００１３】この口金３は複数個のノズル３０を有す
る。ノズル３０とは、一般に溶融した樹脂を押出す押出
機１の金型２の先端出口面２０の口金３に設けられ、入
口３１の面積Ｓ₁より出口３２付近の面積Ｓ₀を大きく
せず、且つ、入口３１から出口３２まで連続している空
洞状のものを言う。これを図２と図３に示す。図２にお
いて、押出機１の先端部に金型２がネジ止め７されてい
る。なお、説明のため１個所だけのノズル３０が切断さ
れた状態で図２および図３に示す。金型２には、空洞状
のノズル３０が穿設されている口金３が出口面２０に設
けられている。そして、ノズル部分の長さがＬ、その出
口３２の直径がＤである。ノズル出口のエッジＥを削
り、面取りされていることもある。また、出口付近はエ
ッジＥを面取りしたり多少面積を広げても良い。但し、
面取りした場合の出口３２の直径Ｓ₀は、面取りした部
分のすぐ内の口径とする。矢印Ａは樹脂の流れ方向を示
している。

【００１４】先の図１に示す押出機１において、その先
端側に取付けられた金型２の出口面２０の形状として
は、図４に示したものは矩形状、図５に示したものは円
形状、図６に示したものは正方形のものであり、これら
が最も良く使われる形状であるが、必ずしもこれらの形
状に限定されず、他の形状にても実施可能である。そし
て、出口面２０にはノズル３０を複数本形成した口金３
を２個以上となる複数個を、例えば図示したねじ込み７
にて取付けてある。

【００１５】出口面２０には、何れの形状の場合にも単
数列で複数の口金３を取付けるほか、図４〜図６に示し
たように、縦列や、円形に沿った列等にて２列以上の複
数列に各列複数の口金３を取付けることが望ましく、例
えば千鳥状（図４）等各列の口金３の位置を異にして実
施する方が、ノズル３０から流出されるうどん状の樹脂
ストランドが、互いに干渉し合わずにくっつき合わない
でスムーズに引出せる点からも好都合となる。また、金
型２においては、口金３のノズル３０への入口側がコニ
カル状に絞り込んで形成してあり、樹脂がノズル３０の
入口付近で滞留しないように配慮して実施するのが好ま
しい。この点は口金３におけるノズル３０の数が増えて
も同様のことであり、口金３の樹脂流入口となるノズル
入口３１の形状をコニカル状にして同様の効果を保有で
きるように実施してもよい。

【００１６】さらに、図７は口金３が金型１に１列だけ
が配列された場合、図８は複数配列された場合の断面を
例示してある。また実施上、口金３にあけたノズル３０
は、隣りの最も近いノズル３０との間隔を少なくとも３
ｍｍ以上とる必要があり、これは隣りどうしの樹脂スト
ランドのくっつき防止と引取り作業のやり易さのためで
ある。そして、口金の形状、ノズル３０の位置としては
図９の（ａ）〜（ｅ）に数例を示してあるが、これらに
限定されるものでない。

【００１７】そして、ノズル３０の出口３２の直径Ｄと
長さＬは、Ｌ／Ｄが１〜２０の範囲に有る。Ｌ／Ｄが１
未満の場合、上記ノズル径が小さいときはノズル３０か
らの樹脂の流れが安定せず、また、ノズル径が大きいと
圧力が不足し樹脂が必要以上の発泡を起こす。２０を超
える場合、ノズル３０による圧力が高くなり発熱を起こ
し必要以上の発泡を起こす。ノズル径が小さいと発熱は
特に大きい。ノズル径が大きいと必要な発泡以内にコン
トロールしてもペレット内部に気泡を作った場合、気泡
サイズが大きくなり最終製品での品質が低下する。

【００１８】そして、使用する口金３は一般には金属で
作られ、市場で使われているテフロンコート、カニゼン
メッキ、ニダックスカニフロン、フクダロイ、クリーン
エス処理、テフロンやシリコンをプラズマ処理したり、
プロトニックスシステム処理したり、クロムメッキ等の
処理を行ったものが好ましい。また、サイアロン処理も
効果がある。その他、ジルコニア系セラミックスやセラ
ミックスにテフロンを加工しても良い。これらの処理は
少なくとも樹脂通路となるノズルの一部または全部のほ
か、金型本体の樹脂通過面にも行っても良い。

【００１９】これらのコーティング処理によってノズル
３０内の発熱を押さえることができ、良品のできる条件
範囲が広がる。この中でもジルコニアを含むセラミック
スの口金は耐熱性および耐久性が良く、滑り性も良くな
り発熱を押さえることができる。また、ノズルの詰まり
も少なく、長期連続運転ができる。次いで、本発明によ
る押出用金型を用いる一例として、発泡剤含有ペレット
の製造方法について説明する。

【００２０】先ず、熱可塑性樹脂を押出機１に供給し、
これに発泡剤を添加混合した後、冷却する。しかる後、
樹脂は押出機１先端に取付けた図１に示す金型２を通っ
て、金型２に付けられた数個の口金３からストランド状
に押し出される。その後、冷却されて切断装置にてペレ
ット状に切断され、熱可塑性樹脂粒子として形成され
る。本発明において使用する熱可塑性樹脂としては特に
限定されないが、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネー
ト系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト系樹脂、ＡＢＳ系樹脂等があり、スチレン系では、ス
チレン無水マレイン酸、スチレン・アクリル酸、スチレ
ン・アクリロニトリル、アクリロニトリル・ブタジエン
・スチレン等の樹脂共重合体及びブレンド品が使用で
き、特にスチレン、又はスチレン成分からなるブロック
重合体を主に、ブタジエン成分からなるポリマーで包囲
している構造のものがスチレン系樹脂内に分散した樹脂
か、スチレン−ブタジエン共重合体として、スチレン系
樹脂内に分散している樹脂等が好ましい。これらの樹脂
は単独使用は勿論のこと、これらの樹脂の混合物、或い
はこれらと他のスチレン系樹脂との混合物等何れでも良
い。

【００２１】この熱可塑性合成樹脂に含有される発泡剤
としては、ノルマル−ブタン、イソ−ブタン、ネオ−ぺ
ンタン、ノルマル−ペンタン、イソ−ぺンタン、ｎ−ヘ
キサン、ネオ−ヘキサン、プロパン、ＣＨ₂ＦＣＦ₃、
１，１，１，２−テトラフロロエタン（ＨＦＣ−１３４
ａ）、ＣＨ₃ＣＨＦ₂（ＨＦＣ−１５２ａ）、ＣＨ₃Ｃ
Ｆ₃（ＨＦＣ−１４３ａ）、ＣＦ₃ＣＨＦ₂（ＨＦＣ−
１２５）、ＣＨ₂Ｆ₂（ＨＦＣ−３２）等が使用でき、
これ等と空気、Ｎ₂、ＣＯ₂及びＮ₂やＣＯ₂の発生す
る有機無機系発泡剤との混合も使用できる。

【００２２】以下に製造の具体例を示す。＜具体例＞実施例１表１に示す配合を行い、９０ｍｍ押出機のホッパーに投
入し、スクリュー回転数２７ｒｐｍで加熱溶融後発泡剤
を約１．３３モル／ｋｇ注入し、冷却し、押出機から全
口金のノズル数１１２個（円周上に８個のノズルを有し
た口金を１４個使用）、ノズル径０．７ｍｍ、ノズルの
Ｌ／Ｄ＝７を備えた前記図４に示したタイプの金型に流
入し、ノズル内スピード３５．４ｃｍ／秒で押出し、引
取スピード６３ｃｍ／秒で樹脂ストランドを引取り、ペ
レタイジングして長さ２．５８ｍｍ、口径２．５８ｍｍ
のほぼ円柱で発泡倍率１．１０倍のペレットを得た。ま
た、このノズルはジルコニアセラミックス材質で、ノズ
ル出口から水槽の水面距離は５ｍｍであり、第１水槽温
度は３２℃、第２水槽は３１℃で乾燥時間は４８℃、５
秒であった。このペレットを円柱面に平行にスライス
し、内面の気泡を測定したところ、１０〜５０μｍであ
った。また残ガスは一日後１．１８モル／ｋｇで１週間
後０．７９モル／ｋｇとなり、予備発泡倍率は１日後
０．１ｋｇ／cm²で３分間蒸気で発泡させたところ、見
掛けの倍率は７５倍となり、内面の気泡径は０．５ｍｍ
以下であった。この予備発泡粒子を翌日５０ｍｍ厚みで
３００ｍｍ巾×４００ｍｍ長さのサンプルを蒸気成形し
たところ、６５倍であり、曲げ強度２．６５ｋｇｆ／cm
²、圧縮強度０．８８ｋｇｆ／cm²（５％圧縮）とな
り、融着性も外観も問題なく良好な成形品を得た。

【００２３】

【表１】

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるペレ
ット用熱可塑性樹脂の押出用金型は、直径０．２５〜３
ｍｍのノズルを２本以上有する口金を、金型出口に２個
以上設けているので、ペレット用熱可塑性樹脂となる樹
脂ストランドを効率よく金型から引出せることになり、
発泡剤含有の樹脂の場合に、必要以上に発泡することを
防ぎ、しかもノズル詰まりを起こすことなく良品を提供
できることになる。

【００２５】また、口金を金型から取り外せるので、金
型全体を交換しなくても、分解掃除の際など容易に行え
る。そして、交換後はスペアの口金を使用して運転が可
能で、その間に交換した口金のメンテナンスが可能とな
る。さらに、１列２個以上の口金が、１列ないし複数列
に配列されて実施される場合、樹脂ストランドの引出効
率を良くする上で好都合であり、しかも列毎に配列位置
をずらせて異にしていると、樹脂ストランドどうしのく
っつきを防ぎ、スムーズな引出しが行えることになる。
そして、口金の少なくとも樹脂通路となる一部または全
部をジルコニアを含むセラミックスを用いて構成する
と、口金の耐熱性および耐久性が高まり口金寿命を延ば
せて好都合となる等の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】押出装置全体の概要図である。

【図２】金型出口側の断面図である。

【図３】口金の拡大断面図である。

【図４】(a) ノズルを略した金型出口側の正面図であ
る。 (b) 同上の金型出口側の側面図である。

【図５】ノズルを略した別形状による金型出口側の側面
図である。

【図６】ノズルを略したさらに別形状による金型出口側
の側面図である。

【図７】口金が１列の場合の断面図である。

【図８】口金が２列の場合の断面図である。

【図９】(a) 〜(e) は外形状とノズル配置を変えた口金
の各側面図である。

【符号の説明】

１押出機２金型２０金型の出口面３口金３０ノズル３１ノズル入口３２ノズル出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直径０．２５〜３ｍｍのノズルを２本以上
有する口金を、金型出口に２個以上設けてあることを特
徴とするペレット用熱可塑性樹脂の押出用金型。
【請求項２】口金を設ける金型出口に、１列２個以上の
口金が１列ないし複数列に配列されていることを特徴と
する請求項１記載のペレット用熱可塑性樹脂の押出用金
型。
【請求項３】２個以上ずつの口金が複数列に配列されて
いる請求項２記載の金型において、列毎に口金配列位置
を異にしていることを特徴とするペレット用熱可塑性樹
脂の押出用金型。
【請求項４】口金のうち少なくとも樹脂通路となるノズ
ルの一部または全部がジルコニアを含むセラミックスを
用いることを特徴とする請求項１，２，３の何れかに記
載のペレット用熱可塑性樹脂の押出用金型。