JPH05253997A - 押出機用ダイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 目ヤニ発生の少ない押出機用ダイを提供す
る。 【構成】 ダイの出口に半頂角４〜２０°のテーパを形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂の成形に用いられる
押出機のダイに関する。詳しくはポリカーボネートなど
の熱可塑性樹脂の成形時の目ヤニの発生を著しく抑制で
きる押出機用ダイに関する。

【０００２】

【従来の技術】押出成形は最も汎用的な成形方法であ
り、成形金型（ダイ）の形状等については広く研究され
ている。例えばダイの流路の断面形状は目的に応じて様
々の形状があり、様々な形状について圧力降下やせん断
速度などの流動特性が調べられており、またメルトフラ
クチャーの発生防止のためダイ入口の流路にテーパを付
けるなどの工夫も知られている（ＳＰＥジャーナル，４
２３（１９６０））。しかし、ダイの流路出口のエッジ
形状については直角かせいぜい角を丸めてＲを付ける程
度しか知られていなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ポリカーボ
ネートなどの熱可塑性樹脂を押出成形しペレット化する
際に、目ヤニと通称される劣化物がダイの流路出口で発
生、付着し、これが製品に混入し、不良品となるという
問題があった。劣化物が製品に同伴するのを防ぐには頻
繁に掃除する必要があり、生産能力の低下や生産ロスの
増大の要因となっていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らはダイ流路出
口での目ヤニの発生の抑制につき鋭意検討した結果、ダ
イの流路（以下「ダイホール」という）の出口のエッジ
に滞留した樹脂が酸化劣化及び熱劣化して目ヤニが発生
するのであり、ダイホール出口部にテーパを設けること
により目ヤニ発生を著しく抑制できることを見出し本発
明に達した。

【０００５】すなわち、本発明の要旨はダイの流路出口
部に、半頂角４〜２０°のテーパを形成したことを特徴
とする押出機用ダイに存する。以下、本発明を図面を参
照しながら詳細に説明する。図１は本発明のダイホール
出口部の縦断面を模式的に表わした図面である。本発明
のダイはダイホール出口部にテーパ部（１）を形成した
ことを特徴とする。

【０００６】テーパー部（１）の角度は半頂角θが４〜
２０°である。４°未満では目ヤニ発生の抑制効果が不
十分である。２０°を超えるとエッジ（４）掃除時に樹
脂が溜まって焼けやすく好ましくない。また、テーパ部
の大きさ（奥行）（５）は通常、ダイホールエッジ径
（２）がダイホール内径（３）の１．０５〜１．３倍と
なるような大きさとする。下限未満では目ヤニ発生の抑
制効果が不十分である。上限を超え、バラス効果時のス
トランド最大径を超えるとダイと樹脂の間にすき間が生
じ、エッジ掃除時に樹脂が溜まって焼けやすく好ましく
ない。

【０００７】本発明はフィルム、シート成形用の直状ス
リットやパイプ成形用の円形状スリットにも通用できる
が、特にペレット成形用の断面形状が円形のノズルに好
適である。以下、ペレット用ノズルの場合について説明
する。ペレット成形の場合、通常、直径１mm〜１０mmの
円管状のホールが単数又は複数あるプレート（以下、ダ
イプレートと呼ぶ）がダイとして用いられる。ダイホー
ルの径や個数はペレットの大きさやダイホールでのせん
断速度に応じて定めることができる。せん断速度は粘
度，押出量，ダイホール断面積などから公知の方法で求
めることができる。

【０００８】ダイホール入口部の形状は公知の形状でよ
くテーパを有していてもいなくてもよい。ダイホール入
口部の形状はメルトフラクチュアの発生防止を考慮して
定められる。ダイプレートの材質としては通常ステンレ
ス綱（ＳＵＳ３０４など）や工具綱（Ｃｒ １１〜１３
％，Ｍｏ ０．８〜１．２％含有する鉄合金）などが用
いられる。

【０００９】また、ダイホールの流路面の表面仕上げ精
度は特に問題とならないが、当然のことながらエッジに
は傷のないことが必要である。エッジに傷があると目ヤ
ニが発生しやすくなる。本発明のダイにより成形される
樹脂は熱可塑性樹脂であれば制限はないが、ポリカーボ
ネート，ナイロン，ＰＥＴ，ＰＢＴなどのポリエステル
樹脂あるいはこれらにフィラー，ガラスファイバーなど
を添加したコンパウンド樹脂のときに効果が大きく、特
にポリカーボネートに有用であり、ポリカーボネートの
場合でもせん断速度を２８０ sec^-1以上として押出す場
合にとくに効果的である。

【００１０】本発明の押出成形機を用いてポリカーボネ
ートのペレットを成形する場合、ダイから押出されたポ
リマーを常法に従って冷却後、カッターで切断すること
によってペレット化できる。

【００１１】

【作用】次に本発明のダイが押出成形時に目ヤニ防止の
効果を奏する機構について説明する。目ヤニが樹脂の酸
化物等であることは従来から知られている。本発明者ら
は鋭意検討した結果、ダイホールエッジ部に溶融樹脂が
付着，滞留し、これが外気によって酸化されることを見
出した。

【００１２】このため例えばエッジにキズがあると樹脂
が更に滞留しやすくなるため目ヤニの発生が著しく多く
なる。また、エッジにキズがなくとも、成形時に樹脂は
バラス効果により膨張し、エッジに接するため、エッジ
に樹脂が滞留することとなる。本発明ではダイホール出
口部にテーパを設けることにより、バラス効果による樹
脂の膨張がエッジ部より手前で終了し、エッジに樹脂が
付着，滞留しないため、ポリマーの滞留及び酸化，熱劣
化がなく目ヤニの発生を著しく抑制できる。

【００１３】

【実施例】以下に本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はその要旨を超えない限り、実施例により
何ら限定されるものではない。 実施例１ 樹脂としてポリカーボネート樹脂（三菱化成（株）製，
商品名ＮＯＶＡＲＥＸ７０３０Ａ）を用いて実験した。
ダイとして図１に概略を示すようなダイホールを有する
ものを用いた。ダイホールの内径は２．２mmφ（図１の
（３））、長さ１１mmとした。ダイホールの先端には、
角度（θ）１０°，奥行（５）１mmのテーパを形成し
た。上述のようなダイを用い、ポリカーボネート樹脂を
温度３２０℃，せん断速度３４０ sec^-1の条件で１８０
分間押出成形を行ない、１５分間隔で目ヤニの有無を調
べたが、目ヤニの発生はなかった。

【００１４】比較例１ ダイホール出口部にテーパを形成せず、エッジが直角で
ある他は実施例１と同様にした。成形開始後１５分で目
ヤニが発生した。

【００１５】比較例２ エッジに半径１mmのアールを形成した他は比較例１と同
様にした。開始後３０分で目ヤニが発生した。

【００１６】比較例３ テーパを角度（θ）３°，奥行（５）１mmとした他は実
施例１と同様にした。開始後３０分で目ヤニが発生し
た。

【００１７】比較例４ テーパを角度（θ）３０°，奥行（５）１mmとした他は
実施例１と同様にした。目ヤニの発生はなかったが、掃
除時にテーパに樹脂が残ってしまい、次の成形時に焼け
てしまった。

【００１８】実施例２ ダイホール寸法を内径（３）５．５mmφ，長さ２０mm
に、テーパを角度（θ）５．８°，奥行（５）５．０mm
に変えて実施例１と同様に押出成形した。１８０分間目
ヤニの発生はなかった。また、同装置により、目ヤニが
製品に同伴されることなく７２時間連続運転ができた。
結果を表−１にまとめる。

【００１９】

【表１】 （注１） テーパのかわりにエッジを１mmＲの曲面とし
た。 （注２） 掃除時に樹脂がテーパに残り焼けた。

【００２０】

【発明の効果】本発明のダイは押出成形時の目ヤニ発生
を極めて著しく抑制する効果がある。特にせん断速度の
大きいポリカーボネートの高粘度グレードで効果が顕著
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のダイの出口部縦断面の模式図である。

【符号の説明】

１ テーパー ２ エッジ径 ３ ホール内径 ４ エッジ ５ テーパの奥行 θ テーパの半頂角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芳賀 健一 北九州市八幡西区黒崎城石１番１号 三菱 化成株式会社黒崎工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダイの流路の出口部に半頂角４〜２０°
   のテーパを形成したことを特徴とする押出機用ダイ。
2. 【請求項２】 ポリカーボネートをせん断速度２８０ s
   ec^-1以上で押出成形する際に用いるダイである請求項１
   に記載の押出機用ダイ。