(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュー軸の表面に螺旋状のメインフライトが形成されており、一端側から他端側に向かって供給部、圧縮部、混練部、および計量部とした単軸押出機用スクリューであり、（i）供給部有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが下記式（１）
を満足し、かつ
（ii）少なくとも上記圧縮部のスクリュー軸表面にさらにバリアフライトが形成されており、バリアフライトが形成されたスクリューの外径Ｄｓと押出機のシリンダーの口径Ｄとの比Ｄｓ／Ｄが下記式（２）を満足することを特徴とするポリメチルペンテンを含む樹脂原料を溶融押出しするために用いる単軸押出機用スクリュー。
０．３５≦Ｌｆ／Ｌ≦０．５０      （１）
０．９４０≦Ｄｓ／Ｄ≦０．９７５  （２）
【請求項２】
スクリュー回転数がＮ（rpm）のときの単軸押出機の樹脂吐出量をＱ（Ｎ）（kｇ/時間）とする場合、Ｑ（９０）／９０とＱ（３０）／３０との比Ｚが下記式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載のポリメチルペンテンを含む樹脂原料を溶融押出しするために用いる単軸押出機用スクリュー。
０．６５≦Ｚ≦１．００                      （３）
Ｚ＝（Ｑ（９０）／９０）／（Ｑ（３０）／３０）
【請求項３】
シリンダーの口径Ｄが３０〜１５０ｍｍの範囲である請求項１または２に記載のポリメチルペンテンを含む樹脂原料を溶融押出しするために用いる単軸押出機用スクリュー。
【請求項４】
ポリメチルペンテンを含む樹脂原料からのフィルムの製造に使用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の単軸押出機用スクリュー。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の単軸押出機用スクリューを使用することを特徴とするポリメチルペンテンフィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単軸押出機用スクリュー及び単軸押出機用スクリューを使用したポリメチルペンテンフィルムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、単軸押出機を用いて、原料樹脂を溶融押出しし、フィルム等が製造されてきている。このような押出機に関する技術は、成書にもまとめられ、広く知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
このようなフィルム製造の際には、単軸押出機中で、原料樹脂を溶融することが必要であるが、そのために、従来から様々なタイプの単軸押出機用スクリューが検討されている。
【０００４】
このような単軸押出機用スクリューとしては、例えば、フルフライトスクリューが挙げられる。一般に、フルフライトスクリューを用いた単軸押出機の場合、吐出量を増やすためには、スクリュー回転数を高めることが必要である。
【０００５】
しかしながら、スクリュー回転数を高めると、押出機内部で未溶融樹脂（完全に溶融していない状態の樹脂ペレット）の比率が増加し、未溶融樹脂が押出機先端まで達する。このことは、例えば、押出機内部の可視化実験で確認されている（例えば、非特許文献２参照。）。そのため、フルフライトスクリューの単軸押出機において、スクリュー回転数を高めると未溶融樹脂が押出機より吐出されるようになり、製造された製品、例えば、フィルムの外観が不良となるといった問題があった。
【０００６】
このような未溶融樹脂の吐出を防止するために、バリアフライト付きスクリューが開発されている（例えば、特許文献１および２参照）。
バリアフライト付きスクリューに関しては、バリアフライトの高さと位置が異なる３種類のスクリューを製作し、ポリプロピレン樹脂を使用して可塑化状況に及ぼす影響を可視化実験により観察されている（例えば、非特許文献３参照）。その検討によれば、バリアフライトにより流動が阻害され吐出量が低下する場合があること、クリアランスが狭いと圧力変動が大きいものの、吐出量には大きな影響がないことが示されている。
【０００７】
また、バリアフライト付きスクリューの単軸押出機の場合、溶融樹脂だけがバリアフライトを乗り越えるため、未溶融樹脂と溶融樹脂が分離される。そのため、スクリュー回転数を高めても、未溶融樹脂が押出機から出てくることは防止できる。しかしながら、スクリュー回転数を高めると、多量の未溶融樹脂がバリアフライトに流動を阻害されて吐出量が低下してしまう場合がある。
【０００８】
その結果、吐出量Ｑとスクリュー回転数Ｎとの比Ｑ／Ｎが低下して、吐出量が頭打ちとなり、圧力が周期的に変動するサージングという現象が発生し、例えば、良好な外観のフィルムを安定して製造できなくなる場合があった。しかもこのような現象が発生すると、単軸押出機用スクリューの能力に対する生産効率が著しく低下するという問題が生じてしまう。
【０００９】
押出機を運転する際、スクリュー回転数Ｎの実用的な範囲は、押出機の口径にも依存するが、主に３０〜９０ｒｐｍである。この範囲内で未溶融物が無く、サージング現象などが起こらず、吐出量Ｑがスクリュー回転数Ｎに比例して増加する特性を持つスクリューが
求められている。
【００１０】
また、単軸押出機用スクリューとして、供給部、圧縮部、計量部だけでなく、混練部を設けたスクリューも検討されている。この混練部としては、高いせん断力をかけることを目的とする分散混練型混練部や、溶融樹脂の位置替えによる均一化を目的とした分配混練型混練部が検討されてきている。これらの混練部の形状についても、成書（例えば、非特許文献１参照。）にまとめられている。
【００１１】
しかし、このような混練部を有する単軸押出機用スクリューであっても、高吐出量かつ安定した吐出を達成するためにはいまだ改善の余地があった。
特に樹脂原料が、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系ポリマーなどと比べて、融点が高く溶融するのに大きな熱エネルギーを必要とする樹脂、例えばポリメチルペンテンの場合には、上述した押出機中における樹脂の溶融に関する問題は、より顕著に発生する傾向にある。
【特許文献１】USP3,358,327号明細書
【特許文献２】USP3,368,724号明細書
【非特許文献１】Chris Rauwendaal著、Polymer Extrusion（Hanser Publishers 1986）
【非特許文献２】F.Zhu, L.Chen, Polym. Eng. Sci. 15,1113(1991)
【非特許文献３】「可視化加熱シリンダによるバリアフライトスクリュ可塑化過程の解析I」、成形加工シンポジア‘９５、Ｐ４５（１９９５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、高い吐出量を得るためにスクリュー回転数を高めても、未溶融樹脂が吐出せず、安定して高い吐出量が得られる単軸押出機用スクリューを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者は、上記従来技術の問題点を解決すべく鋭意検討した結果、バリアフライト付きスクリューの単軸押出機で溶融押出しする場合、特にスクリュー回転数が高い領域において溶融押出しする場合に、高吐出量を維持しながら、未溶融樹脂の発生を抑えつつ、サージングを抑制して安定した吐出をするためには、スクリュー全体の有効長と供給部有効長とが特定の関係を有し、かつバリアフライト部の外径（Ｄｓ）と押出機のシリンダーの口径（Ｄ）とが特定の関係を有することが重要であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１４】
即ち、本発明の単軸押出機用スクリューは、
スクリュー軸の表面に螺旋状のメインフライトが形成されており、一端側から他端側に向かって供給部、圧縮部、混練部、および計量部とした単軸押出機用スクリューであり、（i）供給部有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが下記式（１）を満
足し、かつ
（ii）少なくとも上記圧縮部のスクリュー軸表面にさらにバリアフライトが形成されて
おり、バリアフライトが形成されたスクリューの外径Ｄｓと押出機のシリンダーの口径Ｄとの比Ｄｓ／Ｄが下記式（２）を満足することを特徴とする。
０．３５≦Ｌｆ／Ｌ≦０．５０                        （１）
０．９４０≦Ｄｓ／Ｄ≦０．９７５                    （２）
【００１５】
上記単軸押出機用スクリューとしては、スクリュー回転数をＮ（rpm）のときの単軸押
出機の樹脂吐出量をＱ（Ｎ）（kｇ/時間）とする場合、Ｑ（９０）／９０とＱ（３０）／
３０との比Ｚが下記式（３）を満足することが好ましい。
０．６５≦Ｚ≦１．００                              （３）
Ｚ＝（Ｑ（９０）／９０）／（Ｑ（３０）／３０）
上記単軸押出機用スクリューは、ポリメチルペンテンを含む樹脂原料を好適に溶融押出しすることができる。
【００１６】
また、上記スクリューを有する単軸押出機によればフィルム、特にポリメチルペンテンフィルムを好適に製造できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のスクリューを有する押出機によれば、スクリュー回転数を高めても、未溶融樹脂が吐出せず、しかもサージングが起こらずに、安定した高い吐出量を得ることができる。また、本発明のスクリューを有する押出機によれば高い生産効率で、外観が良好なフィルムを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の単軸押出機用スクリューは、全体有効長がLであり、その一端側から他端側に
向かって、有効長Ｌｆの供給部、有効長Ｌｃの圧縮部、有効長LMIXの混練部および、有効長Ｌｍの計量部を有している。
【００１９】
そして、そのスクリュー軸表面の全体には、螺旋状のメインフライトが形成されるとともに、少なくとも上記圧縮部のスクリュー軸の表面はバリアフライトが形成されている。
そして、本発明の押出機スクリューでは、供給部の有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが、下記式（１）で表される点に特徴がある。
０．３５≦Ｌｆ／Ｌ ≦０．５０                    （１）
【００２０】
従来のバリアフライト付きスクリューでは、樹脂の投入口であるホッパー付近からスクリュー表面にバリアフライトが形成されていた。そのため、スクリュー回転数を高めても大量の未溶融樹脂により樹脂の流動が阻害され吐出量が増大しない場合があった。しかしながら、上記（１）式の関係を満たす押出機スクリューではそのような流動阻害が少なくなる傾向にある。
【００２１】
Ｌｆ／Ｌの値が上記範囲の下限値を下回ると、樹脂が十分に溶融するまでの温度に達せず、樹脂が完全に溶融する前にバリアフライト形成部分に到達するため、溶融できなかった樹脂がバリアフライトに流動を阻害される結果、押出機からの樹脂の吐出量が低下する傾向にある。
【００２２】
Ｌｆ／Ｌの値が上記範囲の上限値を超えると、樹脂の溶融に伴う圧縮がなされないため、未溶融樹脂の間の空気がホッパー側に放出されず、押出機からの吐出物に空気の気泡が混入する傾向がある。また、圧縮部、計量部、混練部の適正な長さを確保することが難しくなるため、吐出量が安定しなくなる傾向がある。
【００２３】
なお、本発明の単軸押出機用スクリューにおいて、サブフライトが形成されている部分は、少なくとも圧縮部のスクリュー軸表面であり、好ましくは供給部の後部から圧縮部までのスクリュー軸表面である。
【００２４】
ここで、供給部の後部とは、供給部と圧縮部との境界からメインフライトの２山分（２Ｄ）程度ホッパー側の部分をいう。
バリアフライトの開始位置から一定部分は、機械加工上の制約で、実質上、溶融樹脂が流れ込むべき溝を形成することができない。
【００２５】
一定部分とは、具体的にはメインフライトの１山分（１Ｄ）ないし２山分（２Ｄ）出口側までの部分をいうが、スクリューの外径および長さによって定まる。
実際に未溶融樹脂と溶融樹脂がバリアフライトにより分離され始める位置は、バリアフライトの開始位置より１山分（１Ｄ）ないし２山分（２Ｄ）出口側の位置からである。
【００２６】
したがって、圧縮部においてバリアフライトにより有効に未溶融樹脂と溶融樹脂とを分離するためには、圧縮部のスクリュー表面にだけバリアフライトを形成するのではなく、供給部の後部から圧縮部までのスクリュー表面にバリアフライトを形成することが好ましい。
【００２７】
ただし、押出機からの樹脂の吐出量を低下させない観点から、バリアフライトの形成開始位置は、樹脂の溶融開始位置より出口側に位置することが好ましい。
さらに本発明の単軸押出機用スクリューは、少なくとも上記圧縮部のスクリュー軸表面にさらにバリアフライトが形成されており、そのバリアフライトが形成されたスクリューの外径Ｄｓと押出機のシリンダーの口径Ｄとの比Ｄｓ／Ｄが下記式（２）で表される点にも特徴がある。
０．９４０≦Ｄｓ／Ｄ≦０．９７５                    （２）
【００２８】
Ｄｓ／Ｄの値が上記範囲の上限値を超えると、押出機からの樹脂の吐出量が低下する傾向にあり、この傾向はスクリュー回転数が高い場合に特に顕著となる。
Ｄｓ／Ｄの値が上記範囲の下限値を下回ると、押出機からの樹脂の吐出量は低下しないが、未溶融樹脂と溶融樹脂とを分離するというバリアフライトの本来の目的が達成されない。すなわち、溶融樹脂だけでなく、未溶融樹脂もまた、バリアフライトを容易に乗り越えるようになり、吐出物に未溶融樹脂が混入するようなトラブルが発生する傾向にある。
【００２９】
本発明の単軸押出機用スクリューの溝深さについて、供給部はｈｆ、計量部はｈｍで一定であり、圧縮部はｈｆから一定のテーパ角度でｈｍまで浅くなっていることが好ましい。前記テーパ角度は、０．３〜１．２度の範囲であることが好ましい。
【００３０】
押出機を運転する際、スクリュー回転数Ｎの実用的な範囲は、押出機の口径にも依存するが、主に３０〜９０ｒｐｍである。この範囲内で未溶融物が無く、サージング現象などが起こらず、吐出量Ｑがスクリュー回転数Ｎに比例して増加する特性を持つスクリューが好適である。この特性は押出成形する樹脂の融点により変化する。たとえば、ポリエチレンのような融点が１４５℃以下の樹脂を押出成形した場合に、スクリュー回転数Ｎが３０〜９０ｒｐｍの範囲内で吐出量Ｑがスクリュー回転数Ｎに比例して増加する特性を示したとしても、融点が１６０℃程度のポリプロピレンを同じ条件で、押出成形した場合には、スクリュー回転数Ｎが３０ｒｐｍで安定的に押出機を運転できても、３０ｒｐｍを超えるスクリュー回転数Ｎでは吐出量Ｑの低下が見られたり、押出機の安定的な運転ができなくなることがある。さらに融点の高い樹脂を押出成形する場合は、吐出量Ｑがスクリュー回転数Ｎに比例して増加する特性を得ることが難しくなる。
【００３１】
本発明の単軸押出機用スクリューは、スクリュー回転数がＮ（ｒｐｍ）のときの押出機からの樹脂吐出量をＱ（Ｎ）（ｋｇ／時間）とした場合、スクリュー回転数Ｎが９０ｒｐｍのときのＱ（Ｎ）／Ｎと、スクリュー回転数Ｎが３０ｒｐｍのときのＱ（Ｎ）／Ｎとの比Ｚが、さらに下記式（３）の関係を満足することが好ましい。
０．６５≦Ｚ≦１．００                        （３）
Ｚ＝（Ｑ（９０）／９０）／（Ｑ（３０）／３０）
上記Ｚはスクリュー回転数Ｎが３０〜９０ｒｐｍの範囲内で吐出量Ｑがスクリュー回転数Ｎに比例して増加する特性を表すパラメータである。図３（塗りつぶし部分）に好適な
Ｚの範囲を示す。
【００３２】
このＺが上記範囲内にあると、スクリュー回転数を上げても押出機からの樹脂の吐出量の頭打ちがなくなる傾向にある。Ｚが下限値未満の場合、スクリュー回転数を上げると押出機からの樹脂の吐出量の頭打ちが起こる傾向にあり、圧力が周期的に変動するサージングという現象が発生する場合がある。特にポリメチルペンテンを含む樹脂原料を溶融押出しする場合、サージングという現象が顕著に発生する傾向にある。
【００３３】
たとえば、フィルム製造の場合、生産速度、フィルムの厚さおよび多層フィルムの場合の各層を構成するフィルムの厚さは、スクリュー回転数により、容易に調整することが出来る。したがって、良質なフィルムを安定して生産するためには、上記式（３）の関係を満たすことが望ましい。
【００３４】
なお、本発明の単軸押出機のシリンダーの口径（Ｄ）については、特に制限はなく、通常、小規模な設備ではφ３０〜６５mmの範囲、大規模な設備ではφ９０〜１５０ｍｍの範囲であるが、好ましくは、φ３０〜１５０ｍｍの範囲である。
【００３５】
また、スクリュー全体の長さ（Ｌ）と上記シリンダーの口径（Ｄ）との比Ｌ／Ｄについては、特に制限はないが、好ましくは、２８〜３４の範囲である。
本発明の上記スクリューを有する単軸押出機は、融点が高く、溶融に高エネルギーを有する樹脂、例えばポリメチルペンテンを溶融押出する際に好適に使用することができる。本発明の単軸押出機用スクリューを用いれば、スクリュー回転数が高く、吐出量が多い領域で、例えば、ポリメチルペンテンを含む樹脂原料を用いた押出成形の場合でも、サージングという現象が発生せず、押出機からの樹脂の吐出量が安定する。
【００３６】
ここで、ポリメチルペンテンとは、結晶性のポリ４−メチル−１−ペンテンであり、４−メチル−１−ペンテンの単独重合体もしくは４−メチル−１−ペンテンと、エチレンまたは４−メチル−１−ペンテン以外のα―オレフィンとの結晶性共重合体である。
【００３７】
ポリメチルペンテンは、４−メチル−１−ペンテンを８５〜１００モル％、好ましくは９０〜１００モル％含む４−メチル−１−ペンテンを主体とした結晶性重合体であることが好ましい。
【００３８】
４−メチル−１−ペンテンと共重合する、エチレンまたは４−メチル−１−ペンテン以外のα−オレフィンとしては、例えばプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−テトラデセン、１−オクタデセンなどの炭素数３〜２０のα−オレフィンであり、中でも４−メチル−１− ペンテンとの共重合性が良く、良好な靭性が
得られることから、１−デセン、１−テトラデセンおよび１−オクタデセンが好ましい。
【００３９】
ポリメチルペンテンのメルトフローレート（ＭＦＲ）はＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に準じ、温度２６０℃、荷重５．０ｋｇの測定条件で、０．５〜２００ｇ／１０分、好ましくは５〜１００ｇ／１０分の範囲である。メルトフローレートが２００ｇ／１０分以下であれば、溶融粘度が十分高く成形性に優れ、一方メルトフローレートが０．５ｇ／１０分以上であると十分な機械的強度が得られることから好ましい。また融点は２２０〜２４０℃、好ましくは２２５〜２４０℃の範囲にあるのが好ましい。
【００４０】
このようなポリメチルペンテンは、従来公知の方法で製造することができ、例えば特開昭５９−２０６４１８号公報に記載されているように、触媒の存在下に４−メチル−１−ペンテンと上記のエチレンまたはα−オレフィンを重合することにより得ることができる。
【００４１】
本発明のスクリューを有する単軸押出機によれば、上述のようなポリメチルペンテンなどの高融点の樹脂であっても、生産性よく溶融押出できる。
上記単軸押出機のシリンダーの温度は、成形が可能で樹脂の分解がない温度であれば、特に制限はないが、結晶性樹脂を使用する場合には、好ましくは、樹脂の融点Tmの温度以上、Tm＋２００℃以下の範囲である。Tm未満の温度では、流動性が低下してきて効率的に成形ができず、Tm＋２００℃を超える温度では、樹脂の熱劣化が激しく、着色や気泡発生しやすくなる。
【００４２】
例えば、ポリメチルペンテンの場合には、押出機のシリンダー温度は、２４０℃から３３０℃の温度範囲で運転することが好ましい。
上記単軸押出機の駆動方式、モーターの種類には制限がない。また、上記単軸押出機の温度調節のための温調ゾーン数、空冷、水冷、熱媒体循環式などの温度調節方式ならびに温度制御方式にも制限は無い。
【００４３】
本発明の押出機スクリューは、共押出法による多層フィルムの製造の押出機に用いることができる。例えば、ポリメチルペンテンフィルムの製造の押出機にも用いることができる。
【００４４】
共押出する際の層数、層構成に制約は無い。例えば、本発明の押出機スクリューを有する３台の押出機中でそれぞれ溶融されたポリメチルペンテンなどの樹脂を、押出機の先に設置されたフィードブロックとシングルマニーホールドタイプのＴダイ、あるいはマルチマニホールドタイプの３層共押出Ｔダイ、から押出すことにより、多層フィルムを好適に製造できる。
【００４５】
押出機のシリンダーの下流の装置についても制限は無い。ギヤポンプ、ポリマーフィルター、サーモジナイザーを流路に設け安定した流速を確保したり、異物等の除去を行うことも可能である。また、押出機からフィルムを製造する場合には、得られたフィルムを延伸してもよく、テンター法、ロール延伸法等の従来公知の方法により延伸できる。さらに本発明のスクリューを有する押出機は、押出ラミ、マンドレル、シース、異形押出、ブロー成形などその他の成形にも用いることができる。
【実施例】
【００４６】
以下に、本発明の方法を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（樹脂原料）  以下の実施例では、ポリメチルペンテンを主成分とする樹脂原料として「ＴＰＸ（登録商標）」（三井化学製）のＭＸ０２２を使用した。
【００４７】
（測定項目）
押出機のスクリュー回転数Ｎが３０、６０、９０ｒｐｍにおける各吐出量Ｑ（３０）、Ｑ（６０）、Ｑ（９０）（ｋｇ/時間）を測定し、吐出量とスクリュー回転数の直線性を
表すパラメータＺすなわち(Ｑ（９０）／９０)／（Ｑ（３０）／３０）を求めた。
【００４８】
また、各スクリュー回転数においてサージングの有無を圧力計の変動から観察した。
さらに、得られたフィルムの表面状態を目視で観察し、未溶融樹脂による欠陥、フィッシュアイの有無を確認した。
【００４９】
（実施例１）
スクリュー軸の表面に螺旋状のメインフライトが形成されており、一端側から他端側に向かって供給部、圧縮部、混練部、および計量部とした単軸押出機用スクリューであり、
供給部有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが０．４２であり、上記供給部の後部から上記圧縮部までのスクリュー軸表面にさらにバリアフライトが形成されており、バリアフライトが形成されたスクリューの外径Ｄｓと押出機のシリンダーの口径Ｄとの比Ｄｓ／Ｄが０．９４４である単軸押出機用スクリューを使用した。
【００５０】
なお、押出機のシリンダー口径Ｄはφ５０ｍｍ、Ｌ／Ｄは２８．４、圧縮比は３．５０、供給部の溝深さｈｆは８．０ｍｍ、計量部の溝深さｈｍは２．０ｍｍ、圧縮部の溝深さはｈｆ＝８．０ｍｍからテーパ角度０．８６度でｈｍ＝２．０ｍｍまで浅くなっていた。
【００５１】
押出機のシリンダーは、水冷する機構を有し、原料供給側から出口側に向かい４つの温度調節ゾーン（以下、順に、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４と表す。）と、下流工程へ接続するためのフランジ部分に温度調節ゾーン（以下、Ｆと表す。）を有する。
【００５２】
シリンダー温度を、Ｃ１/Ｃ２/Ｃ３/Ｃ４/Ｆ＝２７０/２８０/２９０/２９０/２９０℃の条件で設定し、ダイスを取り付けない状態で、ＴＰＸ  ＭＸ０２２を供給部から投入し溶融可塑化を行った。
【００５３】
スクリュー回転数３０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（３０）は８．１５ｋｇ/時間、スクリ
ュー回転数６０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（６０）は１５．６５ｋｇ/時間、スクリュー回
転数９０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（９０）は２０．１５ｋｇ/時間であり、Ｚは０．８２
であった。
【００５４】
全てのスクリュー回転数でサージングは発生しておらず、吐出物は透明性に優れ、未溶融樹脂による欠陥、気泡の混入、フィッシュアイは見られなかった。
この結果から、本発明の単軸押出機用スクリューによれば、溶融可塑化した吐出物は、高スクリュー回転数領域において未溶融樹脂がなく、サージングが起こらず安定して高吐出量が得られることが確認できた。
【００５５】
（実施例２）
スクリュー軸の表面に螺旋状のメインフライトが形成されており、一端側から他端側に向かって供給部、圧縮部、混練部、および計量部とした単軸押出機用スクリューであり、供給部有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが０．４２であり、上記供給部の後部から上記圧縮部までのスクリュー軸表面にさらにバリアフライトが形成されており、バリアフライトが形成されたスクリューの外径Ｄｓと押出機のシリンダーの口径Ｄとの比Ｄｓ／Ｄが０．９４４である単軸押出機用スクリューを使用した。
【００５６】
なお、押出機のシリンダー口径Ｄはφ５０ｍｍ、Ｌ／Ｄは２８．４、圧縮比は２．３５、供給部の溝深さｈｆは５．０ｍｍ、計量部の溝深さｈｍは２．０ｍｍ、圧縮部の溝深さはｈｆ＝５．０ｍｍからテーパ角度０．４３度でｈｍ＝２．０ｍｍまで浅くなっていた。
【００５７】
押出機のシリンダーは、水冷する機構を有し、原料供給側から出口側に向かい４つの温度調節ゾーン（以下、順に、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４と表す。）と、下流工程へ接続するためのフランジ部分に温度調節ゾーン（以下、Ｆと表す。）を有する。
【００５８】
シリンダー温度を、Ｃ１/Ｃ２/Ｃ３/Ｃ４/Ｆ＝２７０/２８０/２９０/２９０/２９０℃の条件で設定し、ダイスを取り付けない状態で、ＴＰＸ  ＭＸ０２２を供給部から投入し溶融可塑化を行った。
【００５９】
スクリュー回転数３０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（３０）は８．１０ｋｇ/時間、スクリ
ュー回転数６０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（６０）は１５．４０ｋｇ/時間、スクリュー回
転数９０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（９０）は２０．１０ｋｇ/時間であり、Ｚは０．８７
であった。
全てのスクリュー回転数でサージングは発生しておらず、溶融可塑化した吐出物は、透明性に優れ、未溶融樹脂による欠陥、気泡の混入、フィッシュアイは見られなかった。
【００６０】
（比較例１）
スクリュー軸の表面に螺旋状のメインフライトが形成されており、一端側から他端側に向かって供給部、圧縮部、混練部、および計量部とした単軸押出機用スクリューであり、供給部有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが０．２５であり、上記供給部の後部から上記圧縮部までのスクリュー軸表面にさらにバリアフライトが形成されており、バリアフライトが形成されたスクリューの外径Ｄｓと押出機のシリンダーの口径Ｄとの比Ｄｓ／Ｄが０．９７７である単軸押出機用スクリューを使用した。
【００６１】
なお、押出機のシリンダー口径Ｄはφ５０ｍｍ、Ｌ／Ｄは２８．４、圧縮比は２．３５、供給部の溝深さｈｆは９．４ｍｍ、計量部の溝深さｈｍは３．５ｍｍ、圧縮部の溝深さはｈｆ＝９．４ｍｍからテーパ角度０．５６度でｈｍ＝３．５ｍｍまで浅くなっていた。
【００６２】
押出機のシリンダーは、水冷する機構を有し、原料供給側から出口側に向かい４つの温度調節ゾーン（以下、順に、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４と表す。）と、下流工程へ接続するためのフランジ部分に温度調節ゾーン（以下、Ｆと表す。）を有する。
【００６３】
シリンダー温度を、Ｃ１/Ｃ２/Ｃ３/Ｃ４/Ｆ＝２７０/２８０/２９０/２９０/２９０℃の条件で設定し、ダイスを取り付けない状態で、ＴＰＸ  ＭＸ０２２を供給部から投入し溶融可塑化を行った。
【００６４】
スクリュー回転数３０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（３０）は８．３０ｋｇ/時間、スクリ
ュー回転数６０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（６０）は１０．８０ｋｇ/時間、スクリュー回
転数９０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（９０）は１３．５０ｋｇ/時間であり、Ｚは０．５４
であった。
スクリュー回転数６０ｒｐｍ以上でサージングが発生した。溶融可塑化した吐出物は、気泡の混入が見られた。
【００６５】
（比較例２）
スクリュー軸の表面に螺旋状のメインフライトが形成されており、一端側から他端側に向かって供給部、圧縮部、混練部、および計量部とした単軸押出機用スクリューであり、供給部有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが０．５４であり、バリアフライトが形成されていない単軸押出機用スクリューを使用した。
【００６６】
なお、押出機のシリンダー口径Ｄはφ５０ｍｍ、Ｌ／Ｄは２８．４、圧縮比は２．１６、供給部の溝深さｈｆは７．９ｍｍ、計量部の溝深さｈｍは３．３ｍｍ、圧縮部の溝深さはｈｆ＝７．９ｍｍからテーパ角度１．０５度でｈｍ＝３．３ｍｍまで浅くなっていた。
【００６７】
押出機のシリンダーは、水冷する機構を有し、原料供給側から出口側に向かい４つの温度調節ゾーン（以下、順に、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４と表す。）と、下流工程へ接続するためのフランジ部分に温度調節ゾーン（以下、Ｆと表す。）を有する。
【００６８】
シリンダー温度を、Ｃ１/Ｃ２/Ｃ３/Ｃ４/Ｆ＝２７０/２８０/２９０/２９０/２９０℃の条件で設定し、ダイスを取り付けない状態で、ＴＰＸ  ＭＸ０２２を供給部から投入し溶融可塑化を行った。
【００６９】
スクリュー回転数３０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（３０）は１３．３０ｋｇ/時間、スク
リュー回転数６０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（６０）は２０．７０ｋｇ/時間、スクリュー
回転数９０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（９０）は２３．４０ｋｇ/時間であり、Ｚは０．５
９であった。
スクリュー回転数６０ｒｐｍ以上で溶融可塑化した吐出物は、未溶融樹脂を含み、気泡の混入が見られた。
【００７０】
（実施例３）
スクリュー軸の表面に螺旋状のメインフライトが形成されており、一端側から他端側に向かって供給部、圧縮部、混練部、および計量部とした単軸押出機用スクリューであり、供給部有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが０．４８であり、上記供給部の後部から上記圧縮部までのスクリュー軸表面にさらにバリアフライトが形成されており、バリアフライトが形成されたスクリューの外径Ｄｓと押出機のシリンダーの口径Ｄとの比Ｄｓ／Ｄが０．９５６である単軸押出機用スクリューを使用した。
【００７１】
なお、押出機のシリンダー口径Ｄはφ９０ｍｍ、Ｌ／Ｄは２９．３、圧縮比は３．０、供給部の溝深さｈｆは１３．０ｍｍ、計量部の溝深さｈｍは３．３ｍｍ、圧縮部の溝深さはｈｆ＝１３．０ｍｍからテーパ角度０．７７度でｈｍ＝３．３ｍｍまで浅くなっていた。
【００７２】
押出機のシリンダーは、水冷する機構を有し、原料供給側から出口側に向かい７つの温度調節ゾーン（（以下、順に、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6、Ｄ7と表す。）を有する
。
【００７３】
シリンダー温度を、Ｄ1/Ｄ2/Ｄ3/Ｄ4/Ｄ5/Ｄ6/Ｄ7＝２６０/２７０/２８０/２８０/２
８０/２８０/２８０℃の条件に設定して、押出機の先に３５００ｍｍ幅のＴダイを取り付け、ダイス温度を２８０℃に設定して、ＴＰＸ  ＭＸ０２２を供給部から投入し、フィルム成形を行った。
【００７４】
スクリュー回転数３０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（３０）は４２．５ｋｇ/時間、スクリ
ュー回転数６０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（６０）は７５．２ｋｇ/時間、スクリュー回転
数９０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（９０）は１０４．２ｋｇ/時間であり、Ｚは０．８１７
であった。
【００７５】
全てのスクリュー回転数でサージングは発生しておらず、得られたポリメチルペンテンフィルムは透明性に優れ、未溶融樹脂による欠陥、気泡の混入、フィッシュアイは見られなかった。
【００７６】
（比較例３）
スクリュー軸の表面に螺旋状のメインフライトが形成されており、一端側から他端側に向かって供給部、圧縮部、混練部、および計量部とした単軸押出機用スクリューであり、供給部有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが０．２７であり、上記供給部の後部から上記圧縮部までのスクリュー軸表面にさらにバリアフライトが形成されており、バリアフライトが形成されたスクリューの外径Ｄｓと押出機のシリンダーの口径Ｄとの比Ｄｓ／Ｄが０．９８１である単軸押出機用スクリューを使用した。
【００７７】
なお、押出機のシリンダー口径Ｄはφ９０ｍｍ、Ｌ／Ｄは２９．３、圧縮比は２．７７、供給部の溝深さｈｆは１４．０ｍｍ、計量部の溝深さｈｍは４．５ｍｍ、圧縮部の溝深さはｈｆ＝１４．０ｍｍからテーパ角度０．４８度でｈｍ＝４．５ｍｍまで浅くなっていた。
【００７８】
押出機のシリンダーは、水冷する機構を有し、原料供給側から出口側に向かい７つの温度調節ゾーン（（以下、順に、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6、Ｄ7と表す。）を有する
。
【００７９】
シリンダー温度を、Ｄ1/Ｄ2/Ｄ3/Ｄ4/Ｄ5/Ｄ6/Ｄ7＝２６０/２７０/２８０/２８０/２
８０/２８０/２８０℃の条件に設定して、押出機の先に３５００ｍｍ幅のＴダイを取り付け、ダイス温度を２８０℃に設定して、ＴＰＸ  ＭＸ０２２を供給部から投入し、フィルム成形を行った。
【００８０】
スクリュー回転数３０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（３０）は４８．５ｋｇ/時間、スクリ
ュー回転数６０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（６０）は８３．５ｋｇ/時間、スクリュー回転
数９０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（９０）は８５．５ｋｇ/時間であり、Ｚは０．５８８で
あった。
【００８１】
スクリュー回転数６０ｒｐｍでサージングが発生し、フィルム製膜が不安定となった。
スクリュー回転数６０ｒｐｍ、９０ｒｐｍで得られたポリメチルペンテンフィルムは、未溶融樹脂による欠陥、フィッシュアイは見られなかったものの、フィルムの厚みが不均一であった。
【００８２】
（実施例４）
スクリュー軸の表面に螺旋状のメインフライトが形成されており、一端側から他端側に向かって供給部、圧縮部、混練部、および計量部とした単軸押出機用スクリューであり、供給部有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが０．４８であり、上記供給部の後部から上記圧縮部までのスクリュー軸表面にさらにバリアフライトが形成されており、バリアフライトが形成されたスクリューの外径Ｄｓと押出機のシリンダーの口径Ｄとの比Ｄｓ／Ｄが０．９６５である単軸押出機用スクリューを使用した。
【００８３】
なお、押出機のシリンダー口径Ｄはφ１１５ｍｍ、Ｌ／Ｄは２８．４、圧縮比は２．９５、供給部の溝深さｈｆは１５．６ｍｍ、計量部の溝深さｈｍは４．０ｍｍ、圧縮部の溝深さはｈｆ＝１５．６ｍｍからテーパ角度０．７２度でｈｍ＝４．０ｍｍまで浅くなっていた。
【００８４】
押出機のシリンダーは、水冷する機構を有し、原料供給側から出口側に向かい７つの温度調節ゾーン（（以下、順に、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6、Ｄ7と表す。）を有する
。
【００８５】
シリンダー温度を、Ｄ1/Ｄ2/Ｄ3/Ｄ4/Ｄ5/Ｄ6/Ｄ7＝２６０/２７０/２８０/２８０/２
８０/２８０/２８０℃の条件に設定して、押出機の先に３５００ｍｍ幅のＴダイを取り付け、ダイス温度を２８０℃に設定して、ＴＰＸ  ＭＸ０２２を供給部から投入し、フィルム成形を行った。
【００８６】
スクリュー回転数３０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（３０）は７４．０ｋｇ/時間、スクリ
ュー回転数６０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（６０）は１３０．３ｋｇ/時間、スクリュー回
転数９０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（９０）は１５１．５ｋｇ/時間であり、Ｚは０．６８
２であった。
【００８７】
スクリュー回転数９０ｒｐｍでわずかにサージングが発生したものの、得られたポリメチルペンテンフィルムは透明性に優れ、未溶融樹脂による欠陥、気泡の混入、フィッシュアイは見られなかった。
【００８８】
（比較例４）
スクリュー軸の表面に螺旋状のメインフライトが形成されており、一端側から他端側に向かって供給部、圧縮部、混練部、および計量部とした単軸押出機用スクリューであり、供給部有効長Ｌｆとスクリュー全体有効長Ｌとの比Ｌｆ／Ｌが０．３０であり、上記供給部の後部から上記圧縮部までのスクリュー軸表面にさらにバリアフライトが形成されており、バリアフライトが形成されたスクリューの外径Ｄｓと押出機のシリンダーの口径Ｄとの比Ｄｓ／Ｄが０．９８４である単軸押出機用スクリューを使用した。
【００８９】
なお、押出機のシリンダー口径Ｄはφ１１５ｍｍ、Ｌ／Ｄは２８．４、圧縮比は２．８８、供給部の溝深さｈｆは１６．０ｍｍ、計量部の溝深さｈｍは５．０ｍｍ、圧縮部の溝深さはｈｆ＝１６．０ｍｍからテーパ角度０．４６度でｈｍ＝５．０ｍｍまで浅くなっていた。
【００９０】
押出機のシリンダーは、水冷する機構を有し、原料供給側から出口側に向かい７つの温度調節ゾーン（（以下、順に、Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4、Ｄ5、Ｄ6、Ｄ7と表す。）を有する
。
【００９１】
シリンダー温度を、Ｄ1/Ｄ2/Ｄ3/Ｄ4/Ｄ5/Ｄ6/Ｄ7＝２６０/２７０/２８０/２８０/２
８０/２８０/２８０℃の条件に設定して、押出機の先に３５００ｍｍ幅のＴダイを取り付け、ダイス温度を２８０℃に設定して、ＴＰＸ  ＭＸ０２２を供給部から投入し、フィルム成形を行った。
【００９２】
スクリュー回転数３０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（３０）は７５．４ｋｇ/時間、スクリ
ュー回転数６０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（６０）は１０５．３ｋｇ/時間、スクリュー回
転数９０ｒｐｍにおける吐出量Ｑ（９０）は１１９．０ｋｇ/時間であり、Ｚは０．６４
８であった。
【００９３】
スクリュー回転数６０ｒｐｍでサージングが発生し、フィルム製膜が不安定となった。
スクリュー回転数６０ｒｐｍ、９０ｒｐｍで得られたポリメチルペンテンフィルムは、未溶融樹脂による欠陥、フィッシュアイは見られなかったものの、フィルムの厚みが不均一であった。
【００９４】
なお、Ｄｓ／Ｄが下限値未満の場合、未溶融樹脂がバリアフライトを容易に乗り越えるようになり、吐出物に未溶融樹脂が混入するようなトラブルが発生した。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
押出成形によるフィルムの製造において、本発明の単軸押出機用スクリューを用いると、高スクリュー回転数領域で、未溶融樹脂がなく、サージングが起こらず安定して高吐出量が得られ、高い品質のフィルムを高い生産性で製造できる。
【００９６】
また、このスクリューはフィルムの成形のみならず、押出ラミ、マンドレル、シース、異形押出、ブロー成形に用いても、高い生産性を得ることが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】図１は本発明のバリアフライト付き単軸押出機スクリューの構造の概略図である
【図２】図２はメインフライト及びバリアフライトの構造の概略図である。
【図３】図３は式（３）で表される好適な範囲の概略図である。
【図４】図４は実施例１、実施例２および比較例１の押出成形におけるスクリュー回転数と吐出量との関係を表したグラフである。
【図５】図５は比較例２の押出成形におけるスクリュー回転数と吐出量との関係を表したグラフである。
【図６】図６は実施例３の押出成形におけるスクリュー回転数と吐出量との関係を表したグラフである。
【図７】図７は比較例３の押出成形におけるスクリュー回転数と吐出量との関係を表したグラフである。
【図８】図８は実施例４および比較例４の押出成形におけるスクリュー回転数と吐出量との関係を表したグラフである。
【図１】
0005410696.tif 000002
【図２】
0005410696.tif 000003
【図３】
0005410696.tif 000004
【図４】
0005410696.tif 000005
【図５】
0005410696.tif 000006
【図６】
0005410696.tif 000007
【図７】
0005410696.tif 000008
【図８】
0005410696.tif 000009