JPH03295630A

JPH03295630A - 結晶性熱可塑性材料の押出し延伸装置

Info

Publication number: JPH03295630A
Application number: JP9827090A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Aoki; 一男青木; Tsutomu Mogi; 勉茂木
Original assignee: Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1990-04-13
Publication date: 1991-12-26
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPH0639127B2

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、結晶性熱可塑性材料の押出し延伸成形方法に
関し、特て強度、剛性、透明性などの物理的性能の改善
されたスティック状成形体やプロファイル製品を製造す
るに適した結晶性熱可塑性材料の押出し延伸成形方法及
びその装置に関する。

〔従来の技術〕

ポリプロピレンやポリエチレンに代表される結晶性熱可
塑性材料が本来有している強度や剛性等の物理的性能を
向上させる試みとして、一般に材料処方面からの検討が
行われておシ、例えば上記材料にタルク、マイカ、ガラ
ス線維等のフィラー類を添加してその物性を改良する方
法がよく知られている。

しかしこの方法では、成形品の引張強度や曲げ弾性率は
改良されるが、反面、耐衝撃性が低下して脆くなり強く
折り曲げると割れたシする上、外観的にも透明性、平滑
性、光沢感等が失われる。

そのため用途によっては商品価値の低下原因にもなり、
品質面で限界があった。その改善方法のうち、工業的に
最も実用化されているものとして押出し延伸成形法が知
られている。

延伸成形とは、結晶化した高分子材料に応力が作用する
条件下、すなわち融点より低温下で引張シカを与え、も
って結晶形態を特定の方向に引張シ変形させて分子配向
を引き起こさせる操作であって、これにより材料の物性
や品質性能を高いレベルに変えることができる。

その具体的方法例として、所定形状に溶融押出しされた
結晶性熱可塑性材料の溶融構造体を冷却して賦形構造体
とし、ついでこの賦形構造体（以下、原反と称すること
がある）を延伸に適した温度に再加熱するが、その際、
再加熱工程の前後において原反の供給速度より引取り速
度を犬とし、もって原反を延伸構造体へ転化させる方法
が知られている。このように延伸処理という単純な物理
的手法で製品物性の改質ができることから、この方法は
繊維の紡糸延伸を始めモノフィラメント、バンド、フラ
ットヤーン等の押出し延伸製品や１軸及び２軸延伸フイ
ルム等の製造に広く応用されている。

しかしながら、従来の処理対象物である原反は、上記か
らも明らかなように細いフィラメント状や薄いフィルム
状のものであり、形状や大きさに違いはあってもそれら
から延伸成形されたものはいずれも厚みが極めて小さく
かつ定型的な一次元ないし二次元形状を示すに過ぎず、
従って延伸処理は比較的容易であった。しかるに、パイ
プ、ストロ−１綿俸、海苔費用ヒゴ等に用いられるステ
ィック状成形体や丸棒、角棒−矩形棒等のプロファイル
製品に代表される製品、すなわち厚みが大きく幅方向の
寸法と同一であったり、異型三次元構造状に形成するこ
とが必要とされる製品の原反である肉厚線状構造体の延
伸成形に関しては、技術的に後記のような問題があり未
だ提案されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

すなわち従来、原反を延伸可能温度領埴まで再加熱する
手段としては、生産性や作業性の面から該原反の両面を
熱ロールや熱板等の高温金属体に密着させて加熱する接
触伝熱方式あるいは熱風オーブンに゛より加熱する方式
が主として採用されており、また再加熱された原反の延
伸に際しては、これに必要な引張シカを均一かつ無駄、
なく伝播させもって連続的に高い引張り変形比を与える
ことが要求されるので、延伸手段としては、延伸工程の
前後における原反及び延伸物の滑り防止を目的に夫々を
強い力で圧着された二つ以上の回転ロールに沿ってラッ
プさせもって保持する方法が多く用いられている。

しかるに、これらの従来手段を前記肉厚線状構造体から
なる原反の延伸成形に対しても応用しようとすれば、以
下の問題が避けられない。

■　ロール等による金属体密着再加熱方式では、原反は
両面加熱しかされない上、温度上昇とともに熱変形を生
じて所望形状の維持ができなくなる。

■　オーブンによる加熱方式では、熱媒温度の上限が実
用上２００℃程度に限定されるので原反への伝熱効率が
悪い。そのため、原反の走行速度を遅くして生産性を落
とすか、あるいはオーブンの加熱距離を著しく長くする
等の対策を必要とする。

■　延伸手段としてロール圧着方式を用いると、その圧
着力で原反ないし延伸物が変形し形状を維持することが
できない。また、延伸後は一般に引取シロールに沿って
延伸物をラップさせているが、この場合には延伸物が特
定方向に屈曲（ベンデイン灼しゃすくなシ、その矯正に
手間がかかる上白がりのない製品を得ることが困難とな
る。

本発明の目的は、前記従来技術の欠点を克服し、物理的
性能や外観品質が大幅に改善されたスティック状成形体
等用延伸成形品を得るに適した結晶性熱可塑性材料の押
出し延伸成形方法及びその装置を提供することにある。

〔課厘を解決するための手段〕

本発明者らは、スティック状成形体等を得る際の押出し
延伸成形法に関する上述の問題点につき検討した結果、
これらは原反をロール等の高温金属体に接触させること
なく均一に加熱しかつ急激に延伸すること及び延伸工程
の前後における原反と延伸物の保持をロールに沿ってラ
ップさせることなく行うことにより解決されることを見
い出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、（１）断面が所望形状となるように溶融押出しされた結
晶性熱可塑性材料の肉厚線状溶融構造体を、急冷却賦形
部、送り出し部、再加熱部、延伸部、再冷却部、引取り
部に順次直線状にかつ引取シ部での引取り速度が送り出
し部の送り出し速度より大なる速度で供給し、賦形維持
下に物理的性能の改善された肉厚線状延伸構造体を得る
ことを特徴とする結晶性熱可塑性材料の押出し延伸成形
方法。

（２）急冷却賦形部の冷却温度が１５℃以下である上記
（１）記載の結晶性熱可塑性材料の押出し延伸成形方法
。

（３）再加熱部の加熱温度が結晶性熱可塑性材料の熱変
形温度より高くビカツト軟化点より低い範囲にある上記
（１）又は（２）記載の結晶性熱可塑性材料の押出し延
伸成形方法。

（４）断面が所望形状となるように溶融押出しされた結
晶性熱可塑性材料の肉厚線状溶融構造体を形状固定する
ための急冷却賦形装置を備えるとともに、かくして形状
固定された肉厚線状賦形構造体の送り出し装置、再加熱
装置、再冷却装置、引取シ装置を順次直線状に配設した
ことを特徴とする結晶性熱可塑性材料の押出し延伸成形
装置。

（５）再加熱装置が走行中の肉厚線状賦形構造体に沿っ
て延びかつこれを囲繞する断熱ケーシングとその外周に
沿いかつ上記走行方向へ向けて１段又は多段状に貫設さ
れたトーチノズルとを備え、該トーチノズルは熱媒用ガ
スの加熱用ヒータエレメントと温度測定用センサとを内
蔵するとともに、走行中の肉厚線状賦形構造体表面へ向
けられた熱媒ガス吐出口を備えたものである上記（４）
記載の結晶性熱可塑性材料の押出し延伸装置。

（６）引取り装置が肉厚線状延伸構造体を挟持すべく対
面して配設され、表面に弾性材質層を有する一対の帯状
回転体を備えておシ、該各回転体は挟持された肉厚線状
延伸構造体に対し押圧力と引張り力の付与が可能な程度
に近接されかつ互に肉厚線状延伸構造体の走行方向へ同
速駆動可能とされたものである上記（４）又は（５）記
載の結晶性熱可塑性材料の押出し延伸装置により提供さ
れる。

本発明において延伸成形の対象として用いられる結晶性
熱可塑性材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレン
、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド、
ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール等の樹脂
及びこれらの混合物を示すことができる。これら材料の
分子量、分子量分布、結晶化度、融点等の材料特性につ
いては、通常のスクリュー式押出機で連続的に成形可能
な範囲内にあれば特に限定されるものではない。

なお、特に透明性や光沢感を必要としない製品用途であ
れば、前記材料にタルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウ
ム等の無機フィラーあるいはカーボンブラックや難燃剤
等の機能性添加剤を適量加えても何ら差支えない。

また、本発明で延伸成形の対象となる肉厚線状賦形構造
体の断面形状としては、パイプ、ストロ、綿棒、海苔簀
用ヒゴ等に使用されるスティック状成形体や例えば楕円
形、○形、凹形、凸形、口形、○形、Δ形、☆形等で代
表されるプロファイル製品のそれに対応するものを広く
示すことができる。

以下、図面に示す実施態様例を参照しながら本発明の構
成とその作用をさらに詳しく説明する。

第１図に示す装置は、押出機１、ダイ２、急冷却賦形装
置３及び送り出し装置４を直線状に備えていて原反であ
る肉厚線状賦形構造体２１を後記第２工程部へ送り出す
第１工程部囚と、再加熱装置５、再冷却装置６及び引取
り装置７を直線状に備えていて延伸物である肉厚線状延
伸構造体２３を得る第２工程部（Ｂ）とから構成されて
いる。

まず、第１工程部囚において、結晶性熱可塑性材料は押
出機１で加熱溶融され、該押出機１の先端に付設された
ダイ２より可塑化状態となって押出される。なお、ダイ
２には押出し物の断面が所望形状となるように設定され
た樹脂通路（ダイリップ）が穿設されている。このダイ
２より所望形状に形成されて押出された可塑状態の肉厚
線状溶融構造体２０は、続いて急冷却賦形装置３に導か
れて急冷下に形状固定され、原反である肉厚線状賦形構
造体２１が形成される。該原反２１の外形寸法は、目的
とする後記肉厚線状延伸構造体２３の外形寸法とその延
伸倍率とから計算して予め設プロファイル製品を成形す
る際に用いられる公知構造のもの、例えば一般的な水槽
、真空水槽式サイジングあるいは真空サイジングダイと
水槽との結合方式のもの等が広く適するが、その使用条
件は一般的な冷却温度より極めて低い温度、すなわち１
５℃以下、好ましくは１０℃以下−５℃以上の温度範囲
に制御された冷却媒体の存在下とすることが必要である
。

急冷却賦形装置３においてこのような低温域の冷却機能
を必要とする理由は、冷却能力の増大による生産性の向
上は当然であるが、より本質的には原反の延伸性を向上
させることにある。すなわしだ製品が得られるが、これ
は該材料組織中の結晶がすり変形を起こして分子鎖が延
伸方向に配向されるためである。

この結晶のすり変形挙動をより一層容易ならしめて延伸
性を向上させるためには、溶融材料を冷却結晶化する際
にその結晶化度をできるだけ抑えて微細結晶を多く作シ
かつ球晶を成長させないことである。本発明において急
冷却賦形装置３の温度を１５℃以下の低温域に設定する
理由は、ダイ２より押出された肉厚線状溶融構造体２０
がここで急冷されることによって結晶化度の抑制と結晶
の微小化に大きな効果をもたらすからである。

上記急冷の具体的な目安としては、次設送り出し装置４
の押圧力で原反２１が変形しない程度の温度、すなわち
前記構造体２０が急冷却賦形装置３で冷却された後原反
２１となって送り出し装置４に導かれる間に、これを構
成材料の熱変形温度マイナス１０℃以下の温度まで低下
させることが望ましい。

急冷却賦形装置３に用いる冷却媒体は、水、その他の液
体、空気、その他のガス等いずれであってもよいが、冷
却性能、操作性及び安全性等の面からエチレングリコー
ル等の不凍液を混合した水溶液が望ましい。

次に、かくして形成された原反２１は次の送り出し装置
４に導かれ、送り出し方向に保持されながら第２工程部
（Ｊ３）へ送り出される。該送り出し装置４はこの糧保
持用途に用いられているものが広く適し、例えばベルト
式、キャタピラ式あるいは多段ニップロール式等の回転
体で構成されたものを好適例として広く示すことができ
る。この送り出し装置４は、原反２１をその形状を維持
しながらかつ第２工程部（Ｂ）で発生する引張シカを受
けてもスリップしないように保持できる構造、換言すれ
ば原反２１の走行方向に対し少ない押圧力でかつ耐引張
シカの得られる構造のものが好ましい。

第２工程部（囮に導かれた原反２１は、再加熱装置５と
これに続く再冷却装置６を通った後、引取り装置７によ
り引張シカを受けながら引き取られるが、先ず上記再加
熱装置５の中を走行する過程で延伸適正温度領域に再加
熱される。この延伸適正温度領域は原反２１の素材であ
る結晶性熱可塑性材料の塊類によって一様でないが、一
般に該材料の熱変形温度より高くビカツト軟化点より低
い温度であって、この温度の下では、その材料が結晶構
造を形成している状態下で物理的な引張シ変形を付与さ
れた場合に、その変形方向に沿って好適に分子鎖の配向
を引き起こし、配向方向の強度特性の優れた製品を得る
ことができる。ちなみに、上記熱変形温度より低い温度
で延伸処理を行うと分子鎖配向が過度になるかまたは延
伸ムラが発生するため、ミクロボイドが生じて白化した
りタテ割れが現出したりして所望形状の肉厚線状延伸構
造体を得ることが困難となる。逆に、上記ビカツト軟化
点より高い温度、すなわち材料の融点近傍またはそれ以
上の温度まで加熱して延伸処理を行うと、見掛は上は延
伸しやすくなるが延伸による配向が起こりにくくなり、
強度や剛性の発現効果が大幅に低下することとなる。延
伸適正温度域の１例を示せば、使用材料がホモポリプロ
ピレンであれば１１５〜１５０℃、高密度ポリエチレン
であれば８５〜１２５℃が適する。前記再加熱装置５は
、本発明目的を好適に達成するため特別に工夫されたも
のが採用される。

第２図は本発明で採用される再加熱装置例の要部を第１
図のイーイ線に沿って矢視方向に示す縦断面図である。

この再加熱装置５Ｉｌ′ｉ、第１図からも明らかな通り
原反の送り出し装置４と延伸物の引取り装置７とを結ぶ
ワークライン上に同軸的に配置されていて、その内部に
は外郭を形成する断熱ケーシング８で囲繞された空洞が
貫通しており、この空洞内を原反２１が送り出し方向へ
走行するように構成されている。該ケーシング８には、
その外周に沿って好ましくは等間隔にかつ原反２１の走
行方向へ向けて好ましくは一定間隔で１段又は多段状に
トーチノズル９が貫設されている。

トーチノズル９は、第２図からも明らかな通シ常温から
２００℃以上の高温の熱媒ガスが瞬時に連続して得られ
るヒータエレメント１１と該熱媒ガスの温度測定用セン
サ１２とを内蔵するとともに先端部に熱媒ガス吐出口１
０を備えており、この吐出口から噴射される熱媒ガスに
より再加熱装置５の空洞内を走行する原反２１をその輪
郭に合わせて均一加熱できるように構成されている。そ
して、必要により上記吐出口１０から噴射される熱媒ガ
スの原反２１に対する噴射角度と噴射距離を適宜変えら
れるように図示省略のアジャストメントを設けたり吐出
口１０の形状を変えたシすることができ、これにより各
櫨の形状、大きさの原反まで再加熱処理を行うことが可
能となる。

このように、トーチノズル９はそれ自体が熱風発生機能
を有しているため従来型の熱風発生装置に比べて著しく
小型化でき、然して再加熱装置５円への取シ付はスペー
スが少なくてすみ、コンパクトに設計できるという利点
がある。

トーチノズル９の配設数は、図面に示す装置例では原反
２１の外周方向に９０°間隔で４個（第２図参照）、同
走行方向に向けて３段（第１図参照）の計１２個となっ
ているが、勿論これに限定されるものではなく、原反２
１の形状や大きさによって前者は２〜１２個、後者は１
段以上複数段にわたって配設することができる。

トーチノズルで加熱され熱媒ガスとされるガスは、本発
明目的が達成される限多任意のガスから選び得るが、ア
セチレンガス、プロパンガス、都市ガス、水素、−酸化
炭素等の爆発の危険性があるガスや還元性ガス、ハロゲ
ンガス等は避けるべきである。経済性や取シ扱いやすさ
の点から１〜２　ｊｃ９　／　ｃｕｔ　Ｇ程度に圧縮さ
れた空気が最も望ましい。

かかる熱媒用のガスは、図示省略のガス発生源（一般に
常温）から配管内を通り、必要により設けられる流量調
整器１３を経てトーチノズル９へ供給される。

ついで該トーチノズル９のガス流路内に設けられたヒー
タエレメント１１により所望温度に加熱された後、先端
の吐出口１０から再加熱装置５の空洞内を走行する原反
２１の表面へ向けて矢印参照のごとく噴射される。

なお、上記ヒータエレメント１１は、これをトーチノズ
ル９のガス流路に沿って同軸的に装着された超高温の発
熱体とすることにより、ガスとの熱交換効率が著しく高
くなり、従来の熱風発生装置では困難であった２００〜
８００℃程度の高温熱媒ガスを瞬時に得ることができる
。上記発熱体を得るだめの加熱と温度制御は、図示省略
の電圧調整器やサイリスタを用いてヒータエレメント１
１の印加電圧を制御することにより容易にかつ少ない電
力で災施できる。しかも、その際の昇温速度は、例えば
熱媒用ガスの供給量を２００Ａ／ｍ。

印可電圧を１５０ｖとして４００℃昇温する場合に僅か
１０ｓｅｃを要するに過ぎず、従来の加熱装置では必要
であったヒートアップのだめのロスタイムが本発明にお
いてはほとんど不要になるという利点がある。また、こ
のような利点に加え、ヒータエレメント１１の後部と熱
媒ガス吐出口１０の入口部間に熱媒ガスの温度測定用セ
ンサ１２が挿入されているので、これにより優れた温度
追従性と微妙な温度コントロール並びに少ない熱損失の
下で所望温度の熱媒ガスを安定して得ることができる。

さらに、トーチノズル９の流路内で熱媒用し、この膨張
効果により吐出口１０から噴射される熱媒ガスの流速が
増大し原反２１への加熱効率が一層向上するという効果
も得られる。

再加熱装置５は、このように幾つかの特段の性能を有す
るトーチノズル９を備えているため、押出機１での材料
押出し量、原反２１の形状、大きさ及び走行速度、ある
いは後述する延伸処理工程等で状況変化を生じてもこれ
に迅速かつ正確に追従でき、原反２１を前記延伸適正温
度領域まで短時間のうちにしかも高温金萬体との接触を
ともなうことなく再加熱することができる。

次に、このようにして延伸適正温度領域に再加熱された
原反２１は、ついで再冷却装置６で冷却された後引取り
装置７へ所定の引張り力付与下に導かれるが、その過程
で再加熱装置５の出口と再冷却装置６の入口間に設けら
れた空間部の延伸帯（第１図（Ｃ）参照）において延伸
処理される。

原反２１への引張りカの付与は、第１工程部囚に設けら
れた送り出し装置４の原反送り出し速度より第２工程部
［Ｆ］）に設けられた上記引取り装置７の延伸物（肉厚
線状延伸構造体）引取速度を大きくすることによって行
われる。この送り出し速度と引取速度との比率が本発明
における延伸構造体の延伸倍率であるが、これは延伸処
理の均一性や安定性の面から一般に５〜１０倍とするこ
とが望ましい。

延伸帯（Ｃ）の巾は、原反２１の温度が延伸適正温度領
域内に°正確にコントロールされていれば前記引取速度
を相対的に高めることによって付与される引張り力が再
加熱装置５の出口直後の特定範囲に果申して狭くなる。

これにより原反２１は輪郭がそのままの状態で急激に縮
小変形するようになり、結果として所望外形寸法の肉厚
線状延伸中間構造体２２が得られることとなる。原反２
１から上記延伸中間構造体２２へ転化する際の寸法変化
は、前者の局長をＳｌｘ後者の局長をＳｌ、延伸倍率を
λとすれば、５ｚ＝Ｓｔ／ｆ丁　で与えられる。

なお、原反２１が延伸適正温度を超えて加熱される場合
には、前記の引張り力が特定範囲に集中しなくなるので
、原反は再過熱装置５の出口手前からだらだらと漸次縮
小変形する形で延伸されることとなる。そのため得られ
る延伸物は形状が崩れる上強度特性の低いものとなる。

また、加熱温度が不均一であったり低過ぎる場合には延
伸帯（Ｃ）の位置が再冷却装置６の方へ移動し、延伸挙
動が不安定となる上着しい形状変化を引き起こすので所
望の延伸製品は得られなくなる。

本発明により得られた肉厚線状延伸中間構造体２２は、
ついで再冷却装置６により再冷却されて肉厚線状延伸構
造体２３となり、その後引取り装置７により保持されな
がら図示省略の次工程へ送り出され、必要によりアニー
リングや表面処理等を施された後所望長に切断され、ス
ティック状成形体等の最終製品となる。

ところで、上記の引取り装置７には、前述したような延
伸適正温度に再加熱され九原反２１に一定の引張り力を
付与する作用の他に、スリップ、形状の偏平化及び長さ
方向へのベンディング防止下に肉厚線状延伸構造体２３
を表行方向に対して直角方向の押圧力で保持しながら引
取るという機能が要求される。すなわち、この引取シ装
置７は、引取り方向の引張り力とその引張シカの作用す
る方向に対して直角方向の押圧力とを同時に有するもの
でなければならない。

この機能を満たすため本発明の引取シ装置７としては、
肉厚線状延伸構造体を挟持すべく対面して配設され、表
面にゴム等の弾性材質層を有する一対の帯状回転体を備
えておシ、該各回転体は挟持された肉厚線状延伸構造体
に対し押圧力と引張力の付与が可能な程度に近接されか
つ互に肉厚線状延伸構造体の走行方向へ同速駆動可能と
された構造のものが推奨される。このような構造の引取
り装置７とすることにより形状が崩れて偏平化したり長
さ方向のベンディングを生ずることなく連続、安定して
延伸処理を行うことが可能となシ、外観良好で物性の改
善されたスティック状成形体箋網の延伸成形品を得るこ
とができる。

〔実施例〕

以下、実施例と比較例により本発明をさらに詳しく説明
するが、本発明はこれによって限定されるものではない
。また、使用材料もポリプロピレン樹脂に限定されるこ
となく、結晶性熱可塑性材料として知られる材料が広く
適用可能である。

実施例１結晶性熱可塑性材料としてメルトフローレイト（ＪＩＳ
　Ｋ−６７５８）３．５　ｇ／ｌ　０駆、融点（ＤＳＣ
法）１６３℃、熱変形温度（ＪＩｓ　Ｋ−７２０７，４
，６ｋｇｆ荷重）１１５℃、ビカツト軟化点（ＪＩＳＫ
−６７５８）１５３℃のポリプロピレン樹脂（チッソ■
製ポリプロピレンに１０１４　）を、また押出し延伸装
置として第１図及び第２図に示すものを用い、先づ断面
が六角形対辺の外径６．３　ｔｚ　ｓ中空円の内径３．
１ｍの原反を形成し、ついで１０倍の延伸処理を施し、
然して六角形対辺の外径２ｍ、中空円の内径１！！のス
ティック状成形体用六角形中空線状延伸構造体を製造し
た。

なお、この実施例で用いた押出し延伸製造装置の仕様は
以下の通シである。

押出機の口径：５０ｆＩｌ、Ｌ／Ｄ＝２８円（内径２．
８　ｘｘ　）分配膜Ｘ走行方向５設配列で計２０個、有効長・・・・１２００ｍ熱媒用ガス：　１．５　像１ｃｒｌＧの圧縮空気再冷起
装置：水槽式、水温１０〜１８℃引取り装置の構造　：
　ゴムベルト式、上下押圧／水平駆動また、成形条件は
以下の通りである。

ポリプロピレン樹脂の押出量（延伸構造体の製造量に相
当）Ｑ　：　１０ｊｃ９／　ｈｒ原反の送り出し速度Ｖ、　：　　８　ｍ／ｍｉｎ延伸中
間構造体の引取速度Ｖ２　：　　８０　ｍ　／　ｍｉｎ
延伸倍率（Ｖ！　／　ｖｔ　）２２１０倍急冷却賦形装
置における冷却媒体の設定温度Ｔｃ：８℃急急冷却賦形
装置口後の原反実測温度Ｔｍ、　：　５６駆２℃再加熱
装置における熱媒ガス設定温度Ｔｈ：２５０〜４５０°
Ｃ延伸処理前における原反の実測温度Ｔｍ、：１２６±
１℃以上の装置仕様及び成形条件とすることにより、延
伸挙動は極めて安定し、形状、外観ともに優れた延伸構
造体が得られた。すなわち、押出機シリンダー温度１９
０〜２４０℃、ダイ温度２３０℃の設定条件下にポリプ
ロビレ樹脂を溶融押出しして溶融構造体を得、これを逐
次急冷却、延伸適正温度に再加熱した後引取シ装置によ
り水平方向に保持しながら引張って変形力を付加したと
ころ、延伸帯ｌ再加熱装置の出口から引取り方向に向か
って約４０ｍの位置）において急激な縮小現象が生じ、
しかもこれは長時間安定して継続するものとなった。か
くして得られた延伸構造体は急冷却工程で得られた賦形
構造体と同じ六角形中空形状を示しており、その対辺の
外径寸法精度は所望寸法の２Ｕに対して２％未満で、長
さ方向の反シもほとんどなくかつ表面平滑で透明性も良
好な外観品質を有していた。

また、物性的には、通常の押出し成形方法で得られた同
様形状の無延伸構造体と比較した場合、引張強度で約４
倍、曲げ特性で３倍強を示すことが知られた。

実施例２原反を断面が外径１４．１ｍ、内径９．５鶴の中空形状
のものとし、延伸倍率を８倍とする以外は実施例１と同
様にして延伸処理を行い、外径５１ｍ１内径３．４　ｍ
の小口径延伸パイプを製造した。

なお、延伸装置の仕様及び成形条件について実施例１と
異なる部分を示せば以下の通シである。

ダイリップの形状：外径２０ｘｙｉ、ｓ内径１１０１の
環状構造Ｑ　　：　　２３＃／ｈｒＶｌ　　：　　５ｍ／ｍ１ｎＶｌ　　：　　４０　ｍ／　ｍｉｎ λ　：　８倍Ｔｃ：　　−３℃ Ｔｍｌ：　　８７±２°ＣＴｈ：３２０〜５００℃ Ｔｍ、：１３０±１°Ｃ得られた小口径延伸パイプは、実施例１と同様な寸法精
度と外観品質並びに高い引張り特性と剛性を有するもの
であった。

比較例１急冷却賦形装置に用いる冷却媒体を常温水とすることに
よりＴｃを２０〜３０℃とする以外は実施例１及び実施
例２と同様にして延伸処理を行ったところ、Ｔｍｌがい
ずｎもポリプロピレン樹脂の熱変形温度マイナス１０℃
以下に低下しないため、Ｔｍ２が延伸適正温度領域を越
えるようになり、延伸帯における延伸挙動が不安定な上
漸次縮小変形するという現象が生じた。そのため得られ
た延伸構造体は、形状が偏平状になる上寸法精度が悪く
かつ物性上も不充分なものとなった。なおこの場合、Ｖ
ｌとＴｈを調整してＴｍｌを適正温度領域内に維持すれ
ば実施例１および実施例２と同程度の性能を有する延伸
構造体を得ることはできるが、この方法は生産性が著し
く低下するので、実用的でない。

比較例２実施例１と同じポリプロピレン樹脂から、原反の製造は
公知の異形押出成形方法、また延伸処理は公知のオーブ
ン式加熱装置とロール式引取シ装誼を用いる延伸方法に
従って、実施例１と同じ形状寸法の延伸構造体を製造す
べく試みた。

しかるに、一般的なオーブン式加熱では、原反への伝熱
効率が極めて悪く、これを延伸適正温度まで加熱するこ
とが困難であった。このような状況下では、延伸による
引張り変形が十分に発現されないので無理な変形応力に
より原反が白化してついには材料破壊にまで到シ、所望
の延伸構造体を得ることは不可能であった。これを改善
するため再加熱装置の距離を長くすることが考えられた
が、この場合には装置の設置スペースと加熱エネルギー
が過大となる上、これにより仮に良好な延伸挙動が現出
したとしても、引取り装置としてロール式のものを採用
する限り形状崩れがひどく、所望形状の延伸構造体を得
ることはできなかった。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明は、断面が所望形状となるよ
うに溶融押出しされた結晶性熱可塑性材料の肉厚線状溶
融構造体を冷却賦形し、かくして得られる原反を延伸処
理するに当り、該冷却賦形時の条件、原反再加熱時の条
件及び装置、再加熱原反を延伸処理した後の引取シ装置
及びそれら各装置の配列状態等について工夫と適正化を
図ることにより、賦形維持下に物理的性能の改善された
肉厚融状延伸構造体を得ることが可能となシ、これによ
り性能と品質が大巾に改善されたスティック状成形体や
プロファイル製品を提供できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施に好適な押出し延伸装置例の装
量配置図、第２図は、本発明に適用される再加熱装置例
を第１図のイーイ線に沿って矢視方向に示す縦断面図で
ある。１・−ｆｆ１機、２・−・グイ、３・・・急冷却賦形装
置、４・・・送り出し装置、５・−・再加熱装置、６・
・・再冷却装置、７・・・引取り装置、８・・・断熱ケ
ーシング、９・・・トーチノズル、１０・・・熱媒ガス
吐出口、１１・・・ヒータエレメント、１２・・・温度
測定用センサ、１３・・・流量調整器、２０・・・肉厚
線状溶融構造体、２１・・−肉厚線状賦形構造体又は原
反、２２・・・肉厚融状延伸中間構造体、２３・・・肉
厚線状延伸構造体。以上特許出頴人　　チッソ株式会社ｑ人弁理士　　佐々井　彌太部同上野中克彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）断面が所望形状となるように溶融押出しされた結
晶性熱可塑性材料の肉厚線状溶融構造体を、急冷却賦形
部、送り出し部、再加熱部、延伸部、再冷却部、引取り
部に順次直線状にかつ引取り部での引取り速度が送り出
し部の送り出し速度より大なる速度で供給し、賦形維持
下に物理的性能の改善された肉厚線状延伸構造体を得る
ことを特徴とする結晶性熱可塑性材料の押出し延伸成形
方法。
（２）急冷却賦形部の冷却温度が１５℃以下である請求
項（１）記載の結晶性熱可塑性材料の押出し延伸成形方
法。
（３）再加熱部の加熱温度が結晶性熱可塑性材料の熱変
形温度より高くビカツト軟化点より低い範囲にある請求
項（１）又は請求項（２）記載の結晶性熱可塑性材料の
押出し延伸成形方法。
（４）断面が所望形状となるように溶融押出しされた結
晶性熱可塑性材料の肉厚線状溶融構造体を形状固定する
ための急冷却賦形装置を備えるとともに、かくして形状
固定された肉厚線状賦形構造体の送り出し装置、再加熱
装置、再冷却装置、引取り装置を順次直線状に配設した
ことを特徴とする結晶性熱可塑性材料の押出し延伸成形
装置。
（５）再加熱装置が走行中の肉厚線状賦形構造体に沿つ
て延びかつこれを囲繞する断熱ケーシングとその外周に
沿いかつ上記走行方向へ向けて１段又は多段状に貫設さ
れたトーチノズルとを備え、該トーチノズルは熱媒用ガ
スの加熱用ヒータエレメントと温度測定用センサとを内
蔵するとともに、走行中の肉厚線状賦形構造体表面へ向
けられた熱媒ガス吐出口を備えたものである請求項（４
）記載の結晶性熱可塑性材料の押出し延伸装置。
（６）引取り装置が肉厚線状延伸構造体を挟持すべく対
面して配設され、表面に弾性材質層を有する一対の帯状
回転体を備えており、該各回転体は挟持された肉厚線状
延伸構造体に対し押圧力と引張り力の付与が可能な程度
に近接されかつ互に肉厚線状延伸構造体の走行方向へ同
速駆動可能とされたものである請求項（４）又は請求項
（５）記載の結晶性熱可塑性材料の押出し延伸装置。