JPH0216024A - 熱可塑性重合体からなる材料の押出成形方法及び装置 - Google Patents

熱可塑性重合体からなる材料の押出成形方法及び装置

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JPH0216024A
JPH0216024A JP1113529A JP11352989A JPH0216024A JP H0216024 A JPH0216024 A JP H0216024A JP 1113529 A JP1113529 A JP 1113529A JP 11352989 A JP11352989 A JP 11352989A JP H0216024 A JPH0216024 A JP H0216024A
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wheel
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イアン　ヒギンズ
Stephen T Kennedy
スティーヴン　トーマス　ケネディー
Peter Michael Coon
ピーター　マイケル　クーン
Malcolm Robert Mackley
マルカム　ロバート　マックリー
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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】 本発明は熱可塑性重合材料の押出成形技術に関し、より
詳しくは超高分子量重合材料（ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ　
ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｗｅｉｇｈｔ　ｐｏｌｙｍｅｒ　
ｍａｔｅｒｉａｌ：以下、ｒ　ＵＨＭＷＰ　Ｊと呼ぶ）
の押出成形技術に関するけれども、これに限定されるも
のではない。
ＵＨＭＷＰは、その変形抵抗性のゆえに、固体、半固体
又は溶融状態から押出成形するのが極めて困難な材料で
あることが実証されており、このことは、過去において
、ＵＨＭＷＰを高圧ラム押出技術又は圧縮成形技術によ
り加工しなければならなかったことを意味していた。公
知の１つの加工方法では、ＵＨＭＷＰをゲル状態で押し
出してフィラメントを形成し、次いでこのフィラメント
を延伸し、更に紡ぐことにより高弾性、高強度の繊維を
形成している。別の公知の加工方法では、ゲルの状態か
ら固体のＵＨＭＷＰを結晶化し、溶剤を除去し、乾燥重
合体を、先細ダイ内で、重合体の融点以下の温度でラム
押出している。この点に関し、予めゲル結晶化したＵＨ
ＭＷＰは、加工特性及びエンドユーザ特性の双方を改善
させるものであることが実証されている。それにも係わ
らず、一般的に重合体、特にＵＨＭＷＰを、固体、半固
体及び／又は溶融状態で連続的に加工することができる
改善された方法が要望されている。
従って、本発明の第１の目的は、熱可塑性重合体からな
る材料の押出成形方法において、前記材料を急速に圧縮
しかつ押圧して、ダイ手段の孔に通して押し出し、この
押出作業を前記材料の融点以下の温度で行うことを特徴
とする熱可塑性重合体からなる材料の押出成形方法を提
供することにある。
本発明の第２の目的は、熱可塑性重合体からなる材料の
押出成形方法において、前記材料を急速に圧縮し、かつ
材料の急速加熱を生じさせるが溶融はさせない速度でダ
イ手段の孔に通し、材料に比較的大きな長手方向変形を
生じさせ、その直後に材料を急冷して団結させ、材料の
長手方向変形に関連する分子配向を大きな度合で生じさ
せることを特徴とする熱可塑性重合体からなる材料の押
出成形方法を提供することにある。好ましくは、前記急
冷は、前記ダイ手段内で行なわれ、この急冷効果は、直
径よりも長さの方がかなり大きいダイの孔を設けること
により高められる。
重合体として、標準溶融加工が可能（ｎｏｒｍａｌｍｅ
ｌｔ　ｐｒｏｃｅｓｓａｂｌｅ）な分子量をもつ重合体
（例えば、Ｍ、≦５００．０００のポリエチレン、ここ
で、Ｍ。
は重量平均分子量）、より好ましくは、少なくとも約５
００．０００、例えば１×１０６の分子量をもつＵＨＭ
ＷＰから作られた重合体を使用することができる。かよ
うな重合体の例として、ポリエチレン、ポリプロピレン
及びＰＶＣがある。結晶性重合体を使用するのが好まし
いが、本質的なことではない。重合体は、例えばワイヤ
、ロッド、チューブ、又はコアの周囲に被着（クラツデ
イング）したもの或いはこの逆のもの等から任意に選択
した形状に押出成形することができる。本発明により押
出成形された重合体の光学的品質は優れているため、例
えば光ガイドとして使用することができる。本発明の成
る応用においては、材料（原料）として、熱可塑性重合
体を含む複合材料を使用することができる。
本発明の好ましい形態においては、本発明の方法は、例
えば英国特許第１３７０８９４号、第１４３４２（１１
号、第１５９０７７６号、第２０２８２０７Ａ号及び第
２１７６７２８Ａ号、及び米国特許第３７６５２１６号
及び第４２７７９６８号に開示されている連続押出成形
装置により連続的に行なわれる。これらの装置は、ホイ
ール手段を有しており、該ホイール手段が可動部材を構
成しておりかつホイール手段の周囲には押出成形すべき
材料を受け入れるための無端溝が形成されており、該無
端溝の一部の長さに亘ってシュー部材が横たわっており
、該シュー部材に関連して静止衝合部が設けられており
、該衝合部は前記無端溝内に突出していて無端溝の大部
分を閉塞しており、前記ホイール手段が回転するときに
前記孔に材料を通すための少なくとも１つのダイの孔が
前記衝合部に関連して設けられた構成になっており、以
下、かような構成の装置を「押出成形装置（Ｃｏｎ−ｆ
ｏｒｍ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ）　Ｊと呼ぶものとする。
従って、本発明の第３の目的は、熱可塑性重合体からな
る材料を連続押出成形する方法において、押出成形装置
の回転するホイール手段の溝内に前記材料を供給し、前
記ホイール手段の周速度及び溝内の材料に作用する駆動
力を、材料の急速圧縮を生じさせかつダイオリフィスに
材料を押し込むことができる大きさに選択することを特
徴とする熱可塑性重合体からなる材料の連続押出成形方
法を提供することにある。
好ましくは前記溝に歯又はノツチを形成しておき、ホイ
ールが回転するときにこれらの歯又はノツチが材料に食
い込んで、ダイオリフイスに向がって前進させる材料の
牽引力を増大させるように構成する。
また、材料を急速に圧縮しその後ダイ手段に通すべく押
圧することにより材料を急速加熱し、ダイ手段内での材
料の急冷はシュー部材により行うことが好ましい。
更に本発明の第４の目的は、熱可塑性重合体からなる材
料の連続押出成形方法において、材料を、該材料の長い
グリップ領域を備えた押出成形装置の溝に供給し、前記
材料を前記押出成形装置のダイ手段に通して押し出し、
前記溝のグリップ領域におけるホイールの温度を、材料
が降伏する温度以下の温度に維持し、前記ダイ手段内の
材料の温度を材料の溶融点以下の温度に維持することを
特徴とする熱可塑性重合体からなる材料の連続押出成形
方法を提供することにある。
好ましくは、前記ホイールの速度と、前記ダイ手段の幾
何学的形状及び方向と、シュー部材の長さとを適当にマ
ツチングさせることにより、前記溝及び前記ダイ手段の
少なくとも一方の温度を維持するように構成する。
最後に本発明の第５の目的は、押出により材料を連続成
形する装置であって、回転自在のホイール手段を有して
おり、該ホイール手段が可動部材を構成しておりかつホ
イール手段の周囲には押出成形すべき材料を受け入れる
ための無端溝が形成されており、該無端溝の一部の長さ
に亘って静止シュー部材が横たわるようになっており、
該シュー部材に関連して衝合部が設けられており、該衝
合部は前記無端溝内に突出するようになっていて無端溝
の大部分を閉塞しており、前記ホイール手段が回転する
ときに、前記無端溝内の前記材料を通して押出成形する
ための少なくとも１つのダイオリフィスが前記シュー部
材又は前記衝合部に関連して設けられている、押出によ
り材料を連続成形する装置において、前記シュー部材が
前記無端溝の周囲のかなりの部分に沿って延在していて
、プラスチック材料に対する無端溝の長いグリップ領域
を形成していることを特徴とする押出により材料を連続
成形する装置を提供することにある。
前記ホイール手段の外径が約３２０　ｍｍであるとき、
前記シュー部材が前記無端溝の周囲で少なくとも１５３
　”の中心角範囲に亘って延在するように構成するのが
好ましい。また、前記ダイオリフイスは、前記ホイール
に対してほぼ半径方向に配置するのが好ましい。また、
前記無端溝には、比較的薄い金属の層を設けることによ
り、シール作用を与えかつ前記プラスチック材料のグリ
ップ力を向上させるように構成するのが好ましい。更に
、前記層を、本質的に大きな摩擦係数を有している、例
えばアルミニウムのような比較的軟質の金属で形成する
のが好ましい。この層には、多数のクランクを形成して
おき、プラスチック材料に対するグリップ力を増大させ
ることができる。
本発明の方法を使用することにより、大きな方向延伸性
（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）
が得られ、このため、押出成形された重合体の剛性（ｓ
ｔｉｆｆｎ−ｅｓｓ）及び強度を増大させることができ
る。
以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。
第１図には、参考として前掲した特許明細書に記載され
ている種類の押出装置１０が示されている。この押出装
置１０は、シャフト１２に回転自在に取り付けられたホ
イール１１を有している。
ホイール１１は、その外縁部の回りに設けられた無端外
周溝１３を備えており、該溝１３の一部の長さに亘って
、シュー部材１４が横たわるように配置されている。こ
のシュー部材１４には衝合部１５が設けられており、該
衝合部１５は、溝１３内に突出して該溝１３を実質的に
閉塞する形状を有している。衝合部１５は押出オリフィ
ス１６を有しており、ホイール１１が回転するときに、
溝１３内の材料１８（例えば、約ｌＸｌ０’の分子量を
もつＵＨＭＷＰ）が押出オリフィス１６を通して押し出
される。
作動に際し、ホイール１１が回転すると、溝！、３内の
材料１８が、溝１３の壁の摩擦牽引力により前方に運ば
れ、衝合部１５に対して押し付けられる。これにより、
材料１８に圧力が発生するため、材料１８が急速に圧縮
され、オリフィス１６を通って押し出される。このため
、材料１８が急速に加熱されかつオリフィス１６内で長
平方向に延伸される。シュー部材１４により与えられる
ヒートシンクによって、材料１８がオリフィス１６を通
過するときに、殆ど瞬時に材料１８が冷却される。この
冷却度合は、押し出された材料１８に所望の長手方向延
伸（ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ　ｏｒｉｅ−ｎｔａｔｉ
ｏｎ）が実質的に保有される程度である。第１図の押出
装置１０のオリフィス１６は、材料１８がホイール１１
に対して接線方向に押し出されるように衝合部１５に配
置されている。しかしながら、第２図に示すように、材
料１８が、ホイール１１に対して半径方向にオリフィス
１６を通って押し出されるように、オリフィス１６を、
押出装置１０ａの衝合部１５ａに関連するシュー部材１
４ａ内に配置することもできる。他の点に関しては、第
２図の押出装置１０ａは、第１図の押出装置１０と同じ
である。重合体材料を押し出すための、第１図又は第２
図のオリフィス１６は特別な幾何学的形状にすることが
できる。例えば、オリフィス１６の長さを、その直径よ
り３倍以上長くすることができるし、或いは１０：１以
上の比にすることができる。シュー部材１４．１４ａは
複合構造にすることができ、材料１８がオリフィス１６
を通過するときに材料１８の急冷を補助できるように冷
却手段（図示せず）を設けることが好ましい。
材料１８は、標準溶融加工が可能な熱可塑性重合体、又
は例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ＰｖＣのよう
な少なくともｓｏｏ　、　ｏｏｏの分子量をもつＵＨＭ
ＷＰにすることができる。溝１３に供給すべき原材料１
８は、例えば、ポリマーロッド又は複合材料の形態のも
のでもよい。また、重合反応装置から得られる重合体の
ような粉末材料１８を押出成形することもできる。シュ
ー部材１４．１４ａは、衝合部１５．１５ａに向かって
収斂する空間が形成されるように構成するのが好ましい
。この収斂度合は、横断面積で少なくとも３０％（例え
ば５０％）減少させ、粉末を初期圧縮できるようにする
のが好ましい。
過去においてＵＨＭＷＰの押出成形時に経験した困難性
を考慮すると、第１図又は第２図の押出装置１０．１０
ａによるＵＨＭＷＰの押出成形の成功は驚異的なことで
ある。この成功の理由は、これらの押出装置には、材料
１８と溝１３の壁との間に大きな摩擦駆動力が生じるこ
と、ダイオリフイス１６内に応力分散が生じること、及
び材料１８が押出装置を通過するときの材料１８の温度
分布（ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｒｏｆｉｌｅ）によるものと
成る程度まで考えられる。
本発明によれば、熱可塑性重合体を押出異形材に連続成
形する技術が提供され、本発明による押出異形材が優れ
た特性を有していることが理解されよう。また本発明に
は、本発明の方法により押出成形される重合体も包含さ
れる０本発明の連続成形法は、熱可塑性のＵＨＭＷＰを
押出異形材に成形するのに特に優れたものであり、また
本発明により成形された押出異形材は優れた特性を有し
ている。更に本発明によれば、熱可塑性重合体を含有す
る複合材料を押出異形材に連続成形する方法が提供され
、その押出異形材が優れた特性を有していることが理解
されよう。
以上から、特に本発明の押出装置により実施される本発
明の押出方法は、複合材料を含む熱可塑性重合体からな
る多数の材料の押出成形に使用できるものであることが
理解されよう。例えば、離型剤、可曹剤、繊維及び／又
は固体粒子の形態をなす添加剤を重合体に含有させたも
のを連続押出して、複合材料を作ることができる。繊維
には幾分の延伸が生じるかもしれない。本発明の１つの
長所は、表面寸法に関して比較的高精度で重合体を押出
成形できることである。また本発明は、重合により製造
される「低絡み合い（ｌｏｗ　ｅｎｔａｎｇｌ−ｅ＋５
ｅｎｔ）　Ｊの高分子量重合体に有効である。
第３図には、本発明の別の実施例に係る押出装置２０が
示してあり、該押出装置２０は、シャフト２２に回転自
在に取り付けられたホイール２１を有している。ホイー
ル２１の外縁部の回りには無端外周溝２３が設けられて
おり、この溝２３の広範囲の部分に亘ってシュー部材２
４が横たわっていて、押出成形すべき材料２８のための
大きなグリップ領域を形成している。シュー部材２４に
は衝合部２５が関連しており、該衝合部２５は溝２３の
幅の少なくとも大きな部分を閉塞している。
衝合部２５は押出オリフィス２６を有しており、該押出
オリフィス２６はホイール２１に対して半径方向に延在
している。シュー部材２４の開口端２９からダイオリフ
ィス２６に至るシュー部材２４の周囲長さは、ホイール
２１の約１３５°の中心角に対応する長さである。従っ
て、第１図又は第２図の押出装置に比べ、押出成形すべ
き材料に対し溝２３により与えられる正味のグリップ領
域（すなわち駆動領域）が大きくなっている。第３ａ図
及び第３ｂ図には、ダイオリフィス２６の幾何学的形状
が示しである。第３ａ図に示すオリフィス２６は、入口
を含む部分の後に、短くて平行な部分と、比較的小さな
開先角度をもつ長い逆テーバ部分とが続いている。第３
ｂ図のオリフィス２６は、長いテーパ状の入口部分の後
に平行な部分が続いている。
第４図に示すように、溝２３は半円形状のベース３２を
有している。溝２３にはアルミニウムの薄い層３４（明
瞭化のため、拡大して図示しである）がメツキしてあり
、ホイール２１とシュー部材２４との間にはシールが設
けられている。また、材料２８に対するグリップ力を向
上させるため、層３４には多数の微細な横方向の溝すな
わちクランク３６（第５図）が形成されている。
作動に際し、ホイール２１が回転すると、超高分子量（
ＵＨＭＷ）ポリエチレンロッドのようなプラスチック材
料２８が、溝２３の壁の摩擦牽引力により前方に運ばれ
、衝合部２５に押し付けられる。
これにより材料２８に圧力が発生し、材料２８がオリフ
ィス２６を通って押し出される。材料２８が押し出され
るときに熱が発生するが、溝２３と長いシュー部材２４
との割合とホイール２１の速度とを適正に選択すること
により、シュー部材２４の大部分に沿って、材料２８の
温度が降伏点（ｙｉｅｌｄ　ｐｏｉｎｔ）以下の温度に
あり、かつ長いダイオリフイス２６を通して押し出され
る材料２８がその融点以下の温度にあるようにする。
貫−上 材料−Ｐｅｒｐｌａｓ　Ｌｉｍｌｔｔｅｄ社（英国）製
の、直径１２．７　＋ｕｓのＵＨＭＷポリエチレンロッ
ドロッ出装置−ホイール：外形３２０　ｍｍ。
−シュー部材の長さ二人口からダイオ リフイスまで、１５３゜ 一溝：深さ（１６ｍｍ）　ｘ幅（１２ｍｍ）。この溝内
にはシュー部材が４ｍｍ延入して いて、プラスチック材料に対し１２ １ＩＩ１１の平均溝深さを形成している。溝のベース及
び側部には極めて薄いア ルミニウムの層が設けてあり、核層 には多数の横方向の溝すなわちクラ ンクが形成されている。
一第３ｂ図のダイオリフィス：入口直 径１２ｍｍ、直径が２０〜８ＩＩＩＩＩ＋に亘ってテー
バしており、２０ＩＩＩＩ１１の長い平行部分を有して
いる。
−ダイ予熱：５０℃。
一ホイール速度：１分間当たり３．０回転（溝のベース
における線速度＝ ２７１４　ｍｍ／分）。
プラスチックロッドを溝に供給し、連続した長さのＵＨ
ＭＷ製品を押出成形した。ダイの測定温度は約５０℃で
安定し、衝合部の測定温度は約９０℃で、シュー部材へ
の入口におけるホイールの測定温度は約３５℃で安定し
た。これらの測定温度は、ダイ及びシュー部材の内部の
実際の温度以下の温度である。
貫−ｌ ダイを予熱することなく、かつ第３ａ図の別のダイオリ
フィスを使用して、上記例■を繰り返した。使用した第
３ａ図のダイオリフィスの仕様は、入口直径：１０ｍ＋
ｍ、入口の開先角度：　９０°を有しており、この後に
４１１ＩＩｌ（直径）×３１１ＩＩＩ＋（長さ）の平行
部分が続き、出口の５ｍｍの直径まで４１ｍｍの長さに
亘って逆テーパ状になっている。
プラスチックロッドを溝内に供給し、連続した長さの製
品を成功裏に押出成形した。
奥−見 ＢＰ　Ｃｈｅ＋＋＋１ｃａｌｓ社のｒＲｉｇｉｄｅｘＪ
　）１０２０５４Ｐ高密度ポリエチレン原料を使用して
、上記例Ｉを繰り返し、連続した長さの押出製品を製造
した。
［ ｒＲｉｇｉｄｅｘＪ高密度ポリエチレン原料を使用し、
かつダイ予熱温度を６０℃にして、上記例■を繰り返し
、連続押出製品を製造した。
上記例では、円形の横断面形状をもつロッドを使用した
が、矩形のような他の横断面形状をもつロッドを使用す
ることができる。粒状のプラスチック材料を押出成形す
ることもできるが、その場合にはシュー部材の長さを長
くして、圧縮を行うためのより長いチャンバを形成する
必要がある。
アルミニウム層は、アンダーサイズの衝合部をもつ押出
装置に、アルミニウムを初期押出成形することによりメ
ツキし、次いでアルミニウムを「シェービング」して、
正しいサイズの衝合部により厳格な締まり嵌めが行える
ようにした。この初期押出工程の間に、「シェービング
」により横方向のクラックを形成した。
ダイ及びシュー部材を予熱することは、材料の初期押出
に必要な減圧を行う成る場合に有利である。次いでダイ
　（できればシュー部材も）を冷却することは、これら
の温度を、押出成形される材料の融点以下の温度に維持
する上で必要になろう。
また、溝の広い範囲でホイールを冷却することは、溝の
壁の温度を、押出成形すべき材料が降伏する温度以下の
温度に維持する上で必要になろう。これらの加熱又は冷
却は、加熱流体又は冷却流体を通すことができるように
ダイ等の内部に配置された従来の加熱ダクト又は冷却ダ
クト（図示せず）及びダイ等の周囲に配置された管状コ
イル（図示せず）を用いて具合良く行うことができる。
他の冷却及び加熱手段を使用できることも理解されよう
。
押出成形すべき材料及び押出比（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ　
ｒ−ａｔｉｏ）に基づいてホイールの回転速度を、例え
ば１．７５〜４．５　ｒｐｍの範囲で変えることができ
るが、直径３２（１１のホイールの場合の最適回転速度
は３ｒｐｍであることが見出されている。
ダイオリフイスの直径、長さ及び幾何学的形状を変える
ことにより他のプラスチック材料を押出成形することが
でき、ホイールの溝サイズを変えることもできる。材料
を確実にグリップできるようにするには、ロッド材料が
溝内で締まり嵌めされるようにするのが有利である。
第３図〜第５図の押出装置を使用することによリ、押出
成形が困難なＵｆ（ＭＷＰのような材料を比較的迅速に
所定サイズに押出加工することができる。
押出比を太き（すれば材料の剛性を成る程度高めること
ができるが、満足のいく安定した押出成形を行うには、
ダイオリフィスの幾何学的形状を適当なものとすると同
時に小さな押出比（例えば、２．５）を用いるのが好ま
しい。プラスチック重合材料は、該プラスチック重合材
料の融点以下の温度で、徐々に横断面積が減少する連続
ダイオリフイスに通して押出成形することができ、これ
により、最終的に押出成形されたプラスチック重合材料
の剛性を高めることができる。
押出装置の溝内でのプラスチック材料に対するグリップ
力及び前方への牽引力を高めかつスリップを小さくする
ため、溝内に歯又はノツチを形成しておき、ホイールが
回転するときにこれらがプラスチック材料に食い込むよ
うに構成することができる。
これらの歯又はノツチは、溝のベースのみ又は側壁のみ
、或いはベース及び側壁の双方に設けることができる。
また、これらの歯又はノツチは、ボールエンドカッタで
形成して、溝のベースにおける歯又はノツチがホイール
の回転軸線に対し平行な方向に溝を横切って配置される
ように、かつ溝の側壁における歯又はノツチが半径方向
に延在するように形成するのが好ましい。しかしながら
、他の構成又はパターンを用いることもでき、例えば、
溝のベースにおける歯又はノツチをＶ字形に形成して、
これらの各歯又はノツチの頂点が溝の中央に配置される
ように構成することができる。
押出加工が開始されると、ホイールのきれいな溝内に導
入された原料が、ホイールに対し横たわるシュー部材に
より形成される通路の端部に配置された衝合部に向かっ
て摩擦牽引力により延伸され、ダイオリフイス（単数又
は複数）を通して押し出される。原料に加えられる駆動
力は、原料に食い込みかつ原料とホイールの溝との間の
機械的なキーを構成する歯又はノツチにより高められる
。
回転するホイールにより衝合部に向かって押し付けられ
る原料の中の成る量は、衝合部とホイールの溝との間の
間隙を通ってはみ出すことがあろう。
溝に設けられた歯又はノツチは、溝の衝合部を通る原料
を保持するためのキーとして働く付加的な機能を有して
いる。押出加工が続行され、ホイールが連続的に回転さ
れると、溝内には原料のタイプすなわちライニングが発
生するが、このタイプすなわちライニングにより、導入
される原料に対するグリップ力を更に増大させることが
できる。
ホイール部材の一例が第６図及び第７図に示しである０
図示のように、ホイール部材４１には連続外周溝４２が
形成されており、また、相手のホイール部材４１を仮想
線で示しである。溝４２の側壁とベースとの接続部には
、複数のノツチ４３が形成されており、この形成にはボ
ールエンドカッタを用いるのが便利である。ノツチ４３
は、溝４２の全周に亘って延在している。押出装置の押
出用ホイールは、互いに並置された２つのホイール部材
４１．４１で構成されており、両ホイール部材は慣用的
な手段で一緒に固定されていて、回転できるようになっ
ている。
静止しているシュー部材の下面における摩擦力であって
、回転するホイールにより原料に作用する前方への牽引
力を妨げる摩擦力を低減するため、押出作業の開始前に
、シュー部材の下面に潤滑その他の処理を施しておくこ
とができる。例えば、シュー部材の下面に、ＰＴＦＨの
ような低摩擦係数の材料をコーティングするのがよい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、材料の連続押出成形装置の一部を断面した側
面図である。 第２図は、第１図の装置を改変した例を示す側面図であ
る。 第３図、第３ａ図及び第３ｂ図は、第１図の装置の別の
改変例を示すものである。 第４図は、第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿う拡大断面図であ
る。 第５図は、第４図の矢印Ａの方向から見た部分拡大図で
ある。 第６図は、ホイール部材の正面図である。 第７図は、第６図のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 １０．１０ａ、２０　・・・押出装置、１１．２１・・
・ホイール、 １３．２３・・・無端外周溝、 １４．１４ａ、２４・・・シュー部材、１５．１５ａ、
２５−・・衝合部、 １６．２６・・・押出オリフィス、 １８．２８・・・材料、 ４１・・・ホイール部材、 ４２・・・連続外周溝、 ４３・・・ノツチ。 図面の浄書（内容に変更なし） Ｒ Ｆｉｇ、１ ／／ Ｆｉｇ、　２ 手 続 補 正 書（方式） １、事件の表示 平成１年特許願第１１３５２９号 ２、発明の名称 熱可塑性重合体からなる材料の押出 成形方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）熱可塑性重合体からなる材料の押出成形方法にお
    いて、前記材料（１８）を急速に圧縮しかつ押圧して、
    ダイ手段（１６）の孔に通して押し出し、この押出作業
    を前記材料（１８）の融点以下の温度で行うことを特徴
    とする熱可塑性重合体からなる材料の押出成形方法。
  2. （２）前記材料（１８）を圧縮しかつ押圧することによ
    り、前記材料（１８）を比較的大きく変形させることを
    特徴とする請求項１に記載の押出成形方法。
  3. （３）熱可塑性重合体からなる材料の押出成形方法にお
    いて、前記材料（１８）を急速に圧縮し、かつ材料（１
    ８）の急速加熱を生じさせるが溶融はさせない速度でダ
    イ手段（１６）の孔に通し、材料（１８）に比較的大き
    な長手方向変形を生じさせ、その直後に材料（１８）を
    急冷して団結させ、材料（１８）の長手方向変形に関連
    する分子配向を大きな度合で生じさせることを特徴とす
    る熱可塑性重合体からなる材料の押出成形方法。
  4. （４）前記急冷を、前記ダイ手段（１６）内で行うこと
    を特徴とする請求項３に記載の押出成形方法。
  5. （５）熱可塑性重合体からなる材料の押出成形方法にお
    いて、材料（１８）を連続押出装置（１０、１０ａ）に
    供給し、前記連続押出装置（１０、１０ａ）が、ホィー
    ル手段（１１）を有しており、該ホィール手段が可動部
    材を構成しておりかつホィール手段（１１）の周囲には
    押出成形すべき材料（１８）を受け入れるための無端溝
    （１３）が形成されており、該無端溝（１３）の一部の
    長さに亘ってシュー部材（１４）が横たわっており、該
    シュー部材（１４）に関連して静止衝合部（１５）が設
    けられており、該衝合部（１５）は前記無端溝（１３）
    内に突出していて該無端溝（１３）の大部分を閉塞して
    おり、前記ホィール手段（１１）が回転するときに前記
    孔（１６）に材料（１８）を通すための少なくとも１つ
    のダイの孔（１６）が前記衝合部（１５）に関連して設
    けられていて、前記ホィール手段（１１）の周速度及び
    前記無端溝（１３）内で材料（１８）に作用する摩擦駆
    動力が、材料（１８）を急速に圧縮して前記ダイの孔（
    １６）に押込むことができる大きさであることを特徴と
    する熱可塑性重合体からなる材料の押出成形方法。
  6. （６）前記材料（１８）を圧縮しかつ押込む作業が、前
    記材料（１８）を急速加熱させるが溶融は生じさせない
    速度で行われることを特徴とする請求項１又は５に記載
    の押出成形方法。
  7. （７）前記ダイの孔（１６）内の前記材料（１８）を急
    冷して、該材料（１８）内に大きな度合の分子配向を保
    有させることを特徴とする請求項６に記載の押出成形方
    法。
  8. （８）熱可塑性重合体からなる材料の連続押出成形方法
    において、材料（１８、２８）を、該材料（１８、２８
    ）の長いグリップ領域を備えた押出成形装置（１０、１
    ０ａ、２０）の溝（１３、２３）に供給し、前記材料（
    １８、２８）を前記押出成形装置（１０、１０ａ、２０
    ）のダイ手段（１６、２６）に通して押し出し、前記溝
    （１３、２３）のグリップ領域におけるホィール（１１
    、２１）の温度を、材料が降伏する温度以下の温度に維
    持し、前記ダイ手段（１６、２６）内の材料（１８、２
    ８）の温度を材料の溶融点以下の温度に維持することを
    特徴とする熱可塑性重合体からなる材料の連続押出成形
    方法。
  9. （９）前記ホィール（１１、２１）の速度と、前記ダイ
    手段（１６、２６）の方向と、シュー部材（１４、２４
    ）の長さとを適当にマッチングさせることにより、前記
    溝（１３、２３）及び前記ダイ手段（１６、２６）の少
    なくとも一方の温度を維持することを特徴とする請求項
    ８に記載の連続押出成形方法。
  10. （１０）前記溝（１３、２３）のベースにおける線速度
    が約２７１４ｍｍ／分であることを特徴とする請求項１
    〜９のいずれか１項に記載の押出成形方法。
  11. （１１）前記ダイの孔（２６）の幾何学的形状が、９０
    °の入口部分と、これに続く比較的短い平行部分と、比
    較的小さな傾斜角度をもつ比較的長い逆テーパ部分とに
    より形成されていることを特徴とする請求項１〜１０の
    いずれか１項に記載の押出成形方法。
  12. （１２）前記ダイの孔（２６）の幾何学的形状が、テー
    パ状の入口部分と、これに続く平行部分とで形成されて
    おり、前記入口部分及び前記平行部分が実質的に同じ長
    さを有していることを特徴とする請求項１〜１０のいず
    れか１項に記載の押出成形方法。
  13. （１３）前記重合材料（１８、２８）は、その分子量Ｍ
    が５００，０００以下の標準溶融加工が可能な分子量を
    もつ重合体、又は５００，０００より大きな分子量Ｍを
    もつＵＨＭＷＰ（超高分子量重合材料）であることを特
    徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の押出成
    形方法。
  14. （１４）前記重合材料（１８、２８）がロッド状をなし
    ていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項
    に記載の押出成形方法。
  15. （１５）前記重合材料（１８、２８）が複合材料からな
    ることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記
    載の押出成形方法。
  16. （１６）前記複合材料が、離型剤、可塑剤、繊維、固体
    粒子又はこれらの混合物の形態をなす添加物を含有して
    いることを特徴とする請求項１５に記載の押出成形方法
    。
  17. （１７）前記複合材料が重合材料及び長いコア材料から
    なり、前記重合材料が前記コア材料の周囲に押出成形さ
    れていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の
    押出成形方法。
  18. （１８）前記重合材料を、横断面積が徐々に減少する連
    続ダイオリフィスを通して押し出すことを特徴とする請
    求項１〜１７のいずれか１項に記載の押出成形方法。
  19. （１９）前記押出成形を、約２．５の押出比で行なうこ
    とを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の
    押出成形方法。
  20. （２０）請求項１〜１９のいずれか１項に記載の方法で
    押出成形された重合材料からなることを特徴とする押出
    成形品。
  21. （２１）前記押出成形品が、ワイヤ、ロッド、チューブ
    又は他の形態をなしていることを特徴とする請求項２０
    に記載の押出成形品。
  22. （２２）請求項２０又は２１に記載の押出成形品を光ガ
    イドとして使用することを特徴とする使用方法。
  23. （２３）熱可塑性重合体からなる材料の連続押出成形装
    置において、押出成形装置（１０、１０ａ）の溝（４２
    ）に歯又はノッチ（４３）が形成されていて、これらの
    歯又はノッチ（４３）は、ホイール（４１）が回転する
    ときに材料（１８）に食い込んで、材料（１８）をダイ
    オリフィス（１６）に向けて前進させる牽引力を増大さ
    せるように構成されていることを特徴とする熱可塑性重
    合体からなる材料の連続押出成形装置。
  24. （２４）押出により材料を連続成形する装置であって、
    回転自在のホイール手段（２１）を有しており、該ホイ
    ール手段（２１）が可動部材を構成しておりかつホイー
    ル手段（２１）の周囲には押出成形すべき材料（２８）
    を受け入れるための無端溝（２３）が形成されており、
    該無端溝（２３）の一部の長さに亘って静止シュー部材
    （２４）が横たわっており、該シュー部材（２４）に関
    連して衝合部（２５）が設けられており、該衝合部（２
    ５）は前記無端溝（２３）内に突出していて無端溝（２
    ３）の大部分を閉塞しており、前記ホイール手段（２１
    ）が回転するときに、前記無端溝（２３）内の前記材料
    （２８）を通して押出成形するための少なくとも１つの
    ダイオリフィス（２６）が前記シュー部材（２４）又は
    前記衝合部（２５）に関連して設けられている、押出に
    より材料を連続成形する装置において、前記シュー部材
    （２４）が前記無端溝（２３）の周囲のかなりの部分に
    沿って延在していて、プラスチック材料（２８）に対す
    る無端溝（２３）の長いグリップ領域を形成しているこ
    とを特徴とする押出により材料を連続成形する装置。
  25. （２５）前記ホイール手段の外径が約３２０ｍｍであり
    、前記シュー部材（２４）が前記無端溝（２３）の周囲
    で少なくとも１５３°の中心角範囲に亘って延在してい
    ることを特徴とする請求項２４に記載の装置。
  26. （２６）前記ダイオリフィス（１６、２６）が、前記ホ
    イール（１１、２１）に対してほぼ半径方向に延在して
    いることを特徴とする請求項２３、２４又は２５のいず
    れか１項に記載の装置。
  27. （２７）前記無端溝（２３）には、比較的薄い金属の層
    （３４）が設けられていることを特徴とする請求項２３
    〜２６のいずれか１項に記載の装置。
  28. （２８）前記層（３４）には多数の横方向の溝又はクラ
    ックが形成されていて、前記プラスチック材料（２８）
    に対するグリップ力を増大できるようになっていること
    を特徴とする請求項２７に記載の装置。
  29. （２９）前記層（３４）が、本質的に大きな摩擦係数を
    有している比較的軟質の金属からなることを特徴とする
    請求項２７又は２８に記載の装置。
  30. （３０）前記無端溝（２３）には、歯又はノッチ（４３
    ）が形成されていることを特徴とする請求項２４〜２９
    のいずれか１項に記載の装置。
  31. （３１）前記ダイの孔（２６）の幾何学的形状が、９０
    °の入口部分と、これに続く比較的短い平行部分と、比
    較的小さな傾斜角度をもつ比較的長い逆テーパ部分とに
    より形成されていることを特徴とする請求項２３〜３０
    のいずれか１項に記載の装置。
  32. （３２）前記ダイの孔（２６）の幾何学的形状が、テー
    パ状の入口部分と、これに続く平行部分とで形成されて
    おり、前記入口部分及び前記平行部分が実質的に同じ長
    さを有していることを特徴とする請求項２３〜３０のい
    ずれか１項に記載の装置。
  33. （３３）前記シュー部材（１４、２４）及び／又は前記
    ホイール（１１、２１）の温度を制御する手段が設けら
    れていることを特徴とする請求項２３〜３２のいずれか
    １項に記載の装置。
  34. （３４）前記押出成形装置（１０、１０ａ、２０）が、
    前記無端溝（１３、２３）のベースにおいて約２７１４
    ｍｍ／分の線速度が得られるように前記ホイール（１１
    、２１）を回転させるように構成されていることを特徴
    とする請求項２３〜３３のいずれか１項に記載の装置。
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