JPH10258452A

JPH10258452A - 結晶性ポリオレフィン樹脂の異形押出成形方法

Info

Publication number: JPH10258452A
Application number: JP9084733A
Authority: JP
Inventors: Sadao Nagase; 貞雄長瀬; Yoshiaki Mizutani; 義璋水谷; Hisayoshi Ban; 久良伴
Original assignee: NIPPON PORIKEMU KK
Current assignee: NIPPON PORIKEMU KK
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】肉厚が限定されるとか、断面形状が非対称形の
場合は反りが発生しやすいとか、また、冷却固化器具ま
たは冷却水槽等の長さが必要であるとか、工業的製造
は、かなり制限された形状の異形押出品に限られてお
り、特に、厚みが３ｍｍ以上の、表面円滑な異形押出品
の成形は、実質的に不可能であった。【解決手段】（１）溶融した結晶性ポリオレフィン樹脂
を、異形金型から連続的に押し出し、（２）該押出品
を、少なくともその表面が該樹脂の融点以下の温度にな
るまで急冷し、（３）該急冷品が被覆金型を通過する間
に、該急冷品の表面を同種の溶融樹脂で被覆し、次いで
（４）該被覆品を冷却して所定断面形状の最終成形品と
し、しかも、上記押出に際して、異形金型のスリット断
面形状を、最終成形品の断面形状よりも小さいものと
し、また、上記被覆に際して、該急冷品に対する最大被
覆厚みを、３ｍｍ以内とすることを特徴とする結晶性ポ
リオレフィン樹脂の異形押出成形方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶性ポリオレフ
ィン樹脂の異形押出成形方法の改良に係る。特に、押出
機に取り付けた異形金型から押出した溶融樹脂を、例え
ば水槽に通して、冷却固化する際に生じる収縮（一般的
にヒケともいう）による歪みを補正する方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、結晶性ポリオレフィン樹脂の異形
押出成形方法としては、押出機で溶融混練した樹脂を、
所定形状を有する異形金型から押出し、サイジングと称
する冷却固化器具、水槽中の冷却水等と接触させて、所
定形状に冷却固化する方法が採用されている。

【０００３】このようにして得られる、結晶性ポリオレ
フィン樹脂の異形押出成形品には、断面が非対称の形状
であることに加えて、肉厚が厚い等の原因で、冷却した
ときに溶融点で急激に体積が収縮し、しかも、周囲との
温度差が生ずるので、必ずと言ってよいほど歪みが発生
するという問題があった。そこで、これを解決する方法
として、周囲との温度差を小さくするため肉厚を２ｍｍ
以下にするとか、高温で徐々に冷却するとかの方法が提
案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
によれば、肉厚を２ｍｍ以下に限定されるとか、肉厚を
２ｍｍ以下にしても、断面形状が非対称形の場合は反り
が発生しやすいとかで、かなり制限された形状に限られ
るのが実状である。また、高温で徐々に冷却する方法
は、とてつもなく冷却固化器具または冷却水槽等の長さ
が必要であり、工業的にはかなり制限された形状に限ら
れているのが実状である。しかも、上記方法ですら、厚
みが３ｍｍ以上の異形押出品の成形は実質的に不可能で
あった。

【０００５】本発明は、上記諸課題に鑑み為されたもの
であり、厚みが３ｍｍ以上の異形押出品であっても、所
望の断面形状を有し、しかも、表面が円滑な結晶性ポリ
オレフィン樹脂の異形押出成形品の成形方法を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明方法は、（１）溶
融した結晶性ポリオレフィン樹脂を、異形金型から連続
的に押し出し、（２）該押出品を、少なくともその表面
が該樹脂の融点以下の温度になるまで急冷し、（３）該
急冷品が被覆金型を通過する間に、該急冷品の表面を同
種の溶融樹脂で被覆し、次いで（４）該被覆品を冷却し
て所定断面形状の最終成形品とし、しかも、上記押出に
際して、異形金型のスリット断面形状を、最終成形品の
断面形状よりも小さいものとし、また、上記被覆に際し
て、該急冷品に対する最大被覆厚みを、３ｍｍ以内とす
ることを特徴とする結晶性ポリオレフィン樹脂の異形押
出成形方法に存する。

【０００７】

【発明の実施形態】本発明は、溶融した結晶性ポリオレ
フィン樹脂で被覆を行う場合、その最大被覆厚みが３ｍ
ｍ以内であれば、均一温度冷却に近くなるので冷却時に
実質的（外観を損なう）なヒケ等の外観歪みが生じない
ことに着目して為されたものである。ここで被覆厚みと
は、被覆前製品外表面上の任意の点から被覆後の外表面
までの最短距離を意味する。その場合、局部的に被覆厚
みが３ｍｍ以上の部分があっても、その部分の幅が３ｍ
ｍ以下であれば、冷却時に実質的（外観を損なう）なヒ
ケ等の外観歪みが生じないので、その部分は実質的に被
覆厚み３ｍｍ以内と見なすことができる。すなわち、本
発明において、最大被覆厚みとは、上記のような局部的
な変動を除いた、被覆厚みの最大値で表される。

【０００８】本発明で用いる結晶性ポリオレフィン樹脂
は、プロピレンの単独重合体のほかにエチレン、１−ブ
テン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−ペン
テン−１等のαオレフィン；アクリル酸、アクリル酸エ
チル、無水マレイン酸等の不飽和カルボン酸又はその誘
導体；酢酸ビニル、酢酸ビニル等のビニルエステル；ス
チレン、メチルスチレン等の不飽和芳香族単量体等の他
の共重合性単量体と半重量以上のプロピレンとのランダ
ム、ブロックまたはグラフト共重合体、および低・中・
高密度ポリエチレン、ポリブテン、エチレン−プロピレ
ン系共重合体ゴム、エチレン−ブテン系共重合体ゴム等
である。

【０００９】本発明の異形押出成形方法は、その目的に
悪影響を与えない範囲で、核剤、着色剤、滑剤、有機フ
ィラー、無機フィラー等の各種添加剤を含有させた結晶
性ポリオレフィン樹脂にも適用できる。

【００１０】本発明方法の実施の形態を、添付の図面に
従って説明する。図１は、本発明を実現するための、機
械構成の一実施例を示す概略構成図であり、図２は、本
発明の被覆をする前の急冷品の一例を示す断面図であ
り、図３は、本発明の被覆を行うための、被覆金型の一
例を示す概略断面図である。図中、１は押出機、２は異
形金型、３は第１水槽、４は押出機、５は被覆金型、６
は第２水槽、７は引取り機を示す。また、５１は溶融樹
脂の流路、５２は急冷品の通路、５３は出口、５４は入
口を示す。

【００１１】図１において、溶融した結晶性ポリオレフ
ィン樹脂は、押出機（１）に取り付けられた異形金型
（２）から連続的に押し出される。押出機としては、結
晶性ポリオレフィン樹脂の押出成形に使用されている種
類のものであれば特に制限はなく、例えばフルフライト
溝のシングルスクリュウ・タイプが使用できる。

【００１２】また、異形金型（２）のスリット断面形状
は、最終成形品の断面形状を基準として設計されるが、
最終成形品の断面形状より小さい形状とし、被覆工程を
円滑に行うことができるように設計するのがよい。好ま
しくは、最終成形品の断面形状を、最小サイズ基準で３
〜３０％程度、縮尺した形状とするのがよい。これによ
って、押出成形時に捻れや反りを生じても、最終成型品
の断面形状からはみ出し、後続の被覆金型を通過させる
際に障害を引き起こすことが避けられる。なお、最小サ
イズ基準とは、最終成形品の断面形状は高さ方向と幅方
向でもまた同方向でもサイズが種々異なるので、高さ方
向と幅方向のうち最小サイズの高さまたは幅となる部分
を基準として、縮尺の割合を定め、他は厚み（異形金型
の断面上の各点と最終成形品の断面上の最短距離点との
間の距離）がほぼ均一になるように縮小することを意味
する。

【００１３】異形金型（２）からの押出品は、第１水槽
（３）に導入して急冷する。急冷手段は、図示の水槽の
みに制限されるものではなく、少なくともその表面が結
晶性ポリオレフィン樹脂の融点以下の温度になるまで急
冷できるものであれば、慣用の冷却手段を適宜選択する
ことができる。ここで、表面温度が融点以下というの
は、表面のどの点を採っても温度が融点以下であること
を意味する。また、急冷を必要とするのは、時間的にま
たは空間的に所要設備を最小化するのが、経済的に有利
であるからである。なお、生産速度を上昇させるとき、
成形品内部の冷却が不十分となり、内部に空洞を生じる
場合もある。用途により、空洞の発生を阻止する必要が
あるときは、急冷品の表面温度だけでなく、急冷品の内
部も含めた最高温度も樹脂の融点以下とするのが好まし
い。

【００１４】第１水槽（３）を出た急冷品は、例えば、
図２に示す断面形状を有する。この図から、冷却時の収
縮により表面にかなりの凹凸が生じていること、幅は不
明であるが凹部（断面を示すハッチを施していない部
分）は、かなりの長さにわたって連続していること等が
判読される。

【００１５】この急冷品は、被覆金型（５）を通過させ
るが、この金型には押出機（４）から溶融された結晶性
ポリオレフィン樹脂が供給され、急冷品の表面を被覆す
る。例えば、図３に示す被覆金型（５）には、被覆に用
いる溶融樹脂の流路（５１）および被覆されるべき急冷
品の通路（５２）を設け、該通路の出口（５３）に近い
部分において前記溶融樹脂の流路（５１）と合一させ、
溶融樹脂を被覆する区間を設ける。該区間においては、
溶融樹脂による被覆時の押圧を容易にするために、該流
路（５１）の壁面は、出口（５３）に向かってテーパを
つけ、断面積を徐々に減少させ、最終的には、出口（５
３）のスリット断面形状を、最終成形品の断面形状と一
致させる。また、図示のように、溶融樹脂の流路（５
１）を急冷品の通路（５２）を囲繞するように設けると
き、換言すれば、該通路（５２）が溶融樹脂の中に突き
出すように取り付けるときは、該通路内で被覆前の余熱
が行われることになり、被覆時における急冷品の表面温
度を均一化できる点で好ましい。また、該通路（５２）
は、急冷品を被覆金型（５）に円滑に送入できるよう
に、その内表面と急冷品の外表面との間に、図示したよ
うに、若干の遊動空間を持つように設計される。それゆ
え、この空間はまた、被覆の際の空気排除に利用され
る。すなわち、急冷品の入口（５４）を真空吸引装置
（図示せず）と連結するときは、被覆される急冷品の表
面と、これに押圧される溶融樹脂との間に介在する空気
を、完全に排除することができるので好ましい。

【００１６】この被覆に際して、最も重要なことは、最
大被覆厚みを３ｍｍ以内とすることであるが、そのため
には、被覆条件の調節以前に、被覆されるべき急冷品の
形状がこの要件を満足できるようになっていなければな
らない。言い換えれば、異形押出の際の異形金型（２）
のスリット断面形状に戻って、この条件が満たされるよ
うに準備しておかなければならない。例えば、図２にお
いて、急冷品の断面形状（実線で示す）を、最終成形品
の所望断面形状（点線で示す）と比較したとき、実線上
のどの点を採っても、点線との最短距離が３ｍｍを超え
ないように、異形金型（２）のスリット断面形状を、準
備しておくことが必要である。

【００１７】被覆品は、次いで第２水槽（６）に導入し
て冷却し、所定断面形状の最終成形品とする。冷却手段
は、図示の水槽のみに制限されるものではなく、少なく
とも成形品が取出し可能な温度になるまで冷却できるも
のであれば、慣用の冷却手段を適宜選択することができ
る。成形品の生産量は、引取り機（７）の引き取り速度
によって定まる。

【００１８】（作用）結晶性ポリオレフィン樹脂の異形
押出成形においては、表面が融点以下の温度に冷却さ
れ、結晶性ポリオレフィン特有の歪みが発生しても、所
望の形状を有する異形押出成形品の最大厚みが３ｍｍ以
内の範囲であれば、所望の形状が足りない部分に溶融し
た同種の結晶性ポリオレフィン樹脂を充填被覆するの
で、外観歪みが発生しない等、急冷却しても円滑な表面
で、所望の形状を有する結晶性ポリオレフィン樹脂の溶
融異形押出成形品を得ることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例によって
説明する。［実施例１〜２、比較例１〜３］メルトフローレート
（ＭＦＲ）が０．５ｇ／１０分（ＪＩＳＫ７２１
０）のエチレンブロックコポリマーであるプロピレン重
合体（融点１７３℃）を、図１に示した６５ｍｍ径（Ｌ
／Ｄ＝２４）の押出機（１）を使用し、樹脂温度２３０
℃で異形金型（２）で溶融押出した。

【００２０】金型（２）のスリット断面形状は、最終成
形品の断面形状より２０％縮尺してある。すなわち、図
２に点線で示した形状より、全体に１．６ｍｍだけ縮小
した形状とした。［最終成形品の断面寸法］全体幅２００ｍｍ長方形部厚み１６ｍｍ×幅１００ｍｍ楕円形部高さ４２ｍｍ×幅１００ｍｍ×平均肉厚み１
２ｍｍ

【００２１】この押出品を第１水槽（３）に導入し、冷
却水に直接接触させて急冷した。第１水槽（３）を出た
後の急冷品の断面形状を図２に示す。更に、この急冷品
を、被覆金型（５）に連続的に送入し、４０ｍｍ径（Ｌ
／Ｄ＝２４）の押出機（４）から、押出機（１）から押
し出されたものと同種の樹脂を、同じ樹脂温度２３０℃
で押し出し、強制的に被覆した。

【００２２】被覆金型（５）としては、図３に示すもの
を使用し、出口（５３）のスリット断面形状は最終成形
品の断面と同じにし、急冷品の通路（５２）の出口に近
い部分で、断面を徐々に縮小した流路（５１）からの溶
融樹脂で押圧しながら、被覆を行った。また、入口（５
４）には減圧度０．１５ｋｇ／ｃｍ²の真空吸引装置を
連結して、積極的に空気を排除した。

【００２３】しかる後に、被覆品を、第２水槽（６）に
導入し、冷却水と直接接触させて冷却した。この第２水
槽（６）を出たあと、最終成形品は引取り機（７）で
０．５ｍ／分で定速に引き取られた。

【００２４】各実施例および比較例においては、第１水
槽（３）における冷却条件および異形金型（２）におけ
る最大被覆厚みを種々に変えて、急冷品については、表
面温度および最高温度を測定し、最終成形品について
は、外表面の状況を目視で観察し、寸法を測定して合否
を判定し、切断面を観察した。これらの結果を、まとめ
て表１に示した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、厚みが
３ｍｍ以上の異形押出品であっても、所望の形状が足り
ない部分に溶融した同種の結晶性ポリオレフィン樹脂を
充填被覆するので、所望の断面形状を有し、しかも、表
面が円滑な結晶性ポリオレフィン樹脂の異形押出成形品
を成形することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実現するための、機械構成の一実施例
を示す概略構成図。

【図２】本発明の被覆をする前の急冷品の断面図。

【図３】本発明の被覆を行うための、被覆金型の一例を
示す概略断面図。

【符号の説明】１押出機２異形金型３第１水槽４押出機５被覆金型６第２水槽７引取り機５１溶融樹脂の流路５２急冷品の通路５３出口５４入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 23:00 Ｂ２９Ｌ 9:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（１）溶融した結晶性ポリオレフィン樹脂
を、異形金型から連続的に押し出し、（２）該押出品
を、少なくともその表面が該樹脂の融点以下の温度にな
るまで急冷し、（３）該急冷品が被覆金型を通過する間
に、該急冷品の表面を同種の溶融樹脂で被覆し、次いで
（４）該被覆品を冷却して所定断面形状の最終成形品と
し、しかも、上記押出に際して、異形金型のスリット断
面形状を、最終成形品の断面形状よりも小さいものと
し、また、上記被覆に際して、該急冷品に対する最大被
覆厚みを、３ｍｍ以内とすることを特徴とする結晶性ポ
リオレフィン樹脂の異形押出成形方法。
【請求項２】異形金型のスリット断面形状が、最終成形
品の断面形状を、最小サイズ基準で３〜３０％程度、縮
尺した形状であることを特徴とする請求項１記載の結晶
性ポリオレフィン樹脂の異形押出成形方法。
【請求項３】急冷品の内部も含めた最高温度も樹脂の融
点以下とすることを特徴とする請求項１記載の結晶性ポ
リオレフィン樹脂の異形押出成形方法。
【請求項４】被覆金型における急冷品の入口を真空吸引
装置と連結することを特徴とする請求項１記載の結晶性
ポリオレフィン樹脂の異形押出成形方法。