(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
最外層に硬度がショアＡ４０〜２０の熱可塑性エラストマーを用いて多層同時押出しによって多層ロッドまたはチューブを製造する方法において、押出機内の少なくともニップルの出口付近で最外層に径方向の圧力がかかるように同時押出しすることを特徴とする多層ロッドまたはチューブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多層ロッドまたはチューブの製造方法に関する。さらに詳しくは、硬度が低い熱可塑性エラストマーの外層をもつ多層、特に２層同時押出成形法によって得られるロッドまたはチューブの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のローラとして鉄心にゴムを巻き付けたものがあるが、これは重く、高価であるため、軽量で安価な、樹脂を使用した多層同時押出しロッドまたはチューブをローラ製造用に用いるようになってきた。しかし、上記多層同時押出しロッドまたはチューブは、曲げ弾性不足によりローラが湾曲し、ローラとしての機能を果たせないことがあった。そこでローラの湾曲を外層で吸収させるため、外層は低硬度化されることが望まれていた。
そういった状況下、最外層として低い硬度の熱可塑性エラストマーを用いて造った多層ロッド又はチューブは、製造コストが安価で、ローラとして使用した場合搬送力が優れているので、特にＯＡ機器、写真現像機など、紙を搬送する分野で需要が伸びてきている。
たとえば写真現像用のローラは従来硬い熱硬化性樹脂を用いて造られていたが、長いローラにするとローラの間に隙間が生じることが避けられず、また写真の表面に力がかかりすぎ、特に厚い写真は現像仕上がりが悪くなる。そこでシリコンゴムローラが現れたが、これは高価であり、また加硫工程を必要とするので製造工程も煩雑であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、熱可塑性および熱硬化性樹脂を用いた２層同時押出しロッドは、たとえば図１で示すように、ニップル内径とロッドの外層と内層の境界径とが同じになるように押出成形されている。
このような押出し方法で外層に硬度の低い熱可塑性エラストマーを用いると、得られた多層ロッドは外観が悪く製品として使用できるレベルのものにならなかったり、あるいは押出し不可能になったりした。
低硬度の熱可塑性エラストマーのなかには、たとえばショアＡ３５、最近ではショアＡ２１というものまであり、これらを外層に用いた２層ロッドおよびチューブが押出成形で得られることが望まれている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような状況下、本発明者らは前記目的を達成するために鋭意研究に努めた結果、従来の押出し方法では、最外層への圧力は、押出しヘッド内の流路の断面積を小さくして溶融している最外層の内圧を大きくすることと潤滑剤を介したロングランド押出しヘッド内のスラスト方向の抵抗力によってかけていたが、最外層に低硬度の熱可塑性エラストマーを用いて多層同時押出しすると、エラストマーの低硬度のせいで、最外層に圧力が充分にかかっていないことを初めて発見し、この発見に基づいて本発明を完成した。
【０００５】
すなわち本発明によれば、（１）最外層に硬度がショアＡ４０〜２０の熱可塑性エラストマーを用いて多層同時押出しによって多層ロッドまたはチューブを製造する方法において、押出機内の少なくともニップルの出口付近で最外層に径方向の圧力がかかるように同時押出しすることを特徴とする多層ロッドまたはチューブの製造方法が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
少なくともニップルの出口付近で最外層に径方向の圧力がかかるような手段は特に限定されない。たとえば、最外層の熱可塑性エラストマーにかける押出圧力をそれより内側の層を構成する樹脂にかける押出圧力より２０〜５０％小さくなるように同時押出しする手段が挙げられる。
その一実施態様を図２に示す。これは２層ロッド製造用押出しヘッドを示したもので、１はマンドレル、２は２層ロッドの内層、３は２層ロッドの内層と外層の境界径（ｄ1 ：ｍｍ）をサイジングするニップル、４は２層ロッドの外層、５は潤滑油が充填される溝、６は２層ロッド、７は押出しヘッドを示す。
Ａ領域はニップル３の先端からマンドレル１の先端までの領域を指す。この領域では、２層ロッドの内層を構成する樹脂（以下「内層樹脂」ともいう）はニップル３から抜け出すが、この時内層樹脂にかける押出圧力を外層熱可塑性エラストマーにかける押出圧力より２０〜９０％程度大きくすることによって、得られる２層ロッドの内層と外層との境界径（ｄ1 ）がニップルの内径（ｄ：ｍｍ）より大きくなるようにする。こうすることによって、内層樹脂が外層を構成する熱可塑性エラストマー（以下「外層樹脂」ともいう）を押出しヘッド内壁面に押しつける力が作用し、外層樹脂に圧力がかかる。
【０００７】
外層樹脂にかける圧力と内層樹脂にかける圧力は、ニップル径と押出し成形品の径によって調節される。
たとえば図３において、押出しヘッド７のニップル３が存在する領域の内層２にかかる圧力をα、外層４にかかる圧力をｋ、ニップル３が存在しない領域の内層２にかかる圧力をｙ、外層４にかかる圧力をｘ、ニップル３の内径（半径）をｒ、得られるロッドまたはチューブの内層と外層との境界径（半径）をｒ1 とした場合、押出し初めは内層樹脂の半径がｒになるようにαとｋを調節し、その後αを徐々に増大させ、ニップル３が存在しない領域に入った時、内層樹脂の半径がｒ1 となるようにｙを調節する。
【０００８】
Ｂ領域は潤滑油の注入口から押出しヘッドの開口部までの領域で、潤滑油は外層と押出しヘッド内面との抵抗力が大きすぎるとつまりが発生するため、これを回避するため使用される。
この時高粘度の潤滑剤を使用すると、外層と潤滑剤の抵抗力が大きくなり、その結果外層に圧力がかかりやすくなる。潤滑剤のこのような好ましい粘度は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１７に規定する粘度（２５℃で測定）で２０，０００〜１００，０００ｃＳｔ程度、さらに好ましくは５０，０００〜１００，０００ｃＳｔ程度である。
【０００９】
潤滑剤の量は少ないほうがよいが、少なすぎるとつまりが発生するため、０．２〜０．３ｃｃ／分が好ましい。
【００１０】
ニップル内径（ｄ）は内層と外層の境界径（ｄ1 ）よりも小さく、好ましくはｄ1 の９０〜９５％とする。ｄの具体的な数値はロッドの使用目的に応じて決められるが、一般的にφ１０〜３０ｍｍ程度である。
ロッド製造用押出しヘッドの場合マンドレルは使用されないのが普通であるが、本発明の方法ではマンドレルを使用するのが好ましい。マンドレル１の長さ（Ｌ2 ）はニップル３の長さ（Ｌ1 ）より長くする。
Ｌ1 およびＬ2 は、一般的に、Ｌ1 が２０〜５０ｍｍ程度、Ｌ2 は３０〜１００ｍｍ程度である。またＬ2 −Ｌ1 は好ましくは１０〜５０ｍｍ程度、さらに好ましくは１０〜２０ｍｍ程度である。
マンドレル径（ｄ2 ：ｍｍ）は、ｄの０．３〜０．７倍程度が好ましく、半分程度が最も好ましい。ｄ2 は、一般的に４〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００１１】
内層樹脂は外層樹脂と比べて高硬度であればいずれのものでも使用できる。
内層樹脂として使用できるものとして、たとえば、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタールなどの熱可塑性樹脂が好ましく使用できる。
【００１２】
最外層樹脂の硬度は、ショアＡ４５以下であって、ショアＡ２８の柔らかいものも使用可能である。ここでショアＡ硬度は、ＡＳＴＭ  Ｄ−２２４０に従って測定される値である。
このような樹脂として、たとえば、オレフィン系熱可塑性エラストマー〔たとえば、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ショアＡ３５）など〕、スチレン系熱可塑性エラストマー〔たとえば、スチレン系熱可塑性エラストマー（ショアＡ２８）など〕などが挙げられる。
【００１３】
使用される潤滑剤としては、たとえば、シリコーンオイル、ポリアルキレングリコールなどが挙げられる。
【００１４】
内層の樹脂および外層の熱可塑性エラストマーを押出しヘッドに供給し、内層圧が外層圧より大きくなるように押出すと、ニップルの出口付近で内層の樹脂が広がるため、外層の熱可塑性エラストマーを内側から押すことになり、結果として外層熱可塑性エラストマーに径方向の圧力がかかることになる。
【００１５】
以上２層ロッドを押出し成形によって製造する方法について詳細に説明したが、本発明の方法は、多層ロッド（例えば、図４に示すように中間層２’を有する３層ロッド）にもさらに多層チューブにも適用される。チューブを製造する場合、マンドレルが押出しヘッドの出口付近まで延びていること以外はロッド製造用押出しヘッドと同様の構造の押出しヘッドが使用できる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の方法を実施例に基づいて説明する。なお本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
実施例１
ニップルの内径（ｄ）が１３ｍｍφ、マンドレルの外径（ｄ2 ）が９ｍｍφ、マンドレルの長さ（Ｌ2 ）−ニップルの長さ（Ｌ1 ）が１５ｍｍの押出しヘッドを用いて、外層樹脂としてショアＡ３５であるオレフィン系熱可塑性エラストマー、内層樹脂としてガラスファイバー入りのポリプロピレンを用いて２層同時押出しを行った。この時、得られる２層ロッドの内層と外層の境界径（ｄ1 ）がｄよりも大きくなるように、内層樹脂に外層樹脂より約５０％大きい圧力をかけた。また潤滑油として、シリコーンオイル（粘度：１００，０００ｃＳｔ、２５℃で測定）を用いた。
得られたロッドは内層径が１４．５ｍｍφ、ロッド径が２０ｍｍφであった。また、外層の熱可塑性エラストマーにひび割れが生じることなく押出しができ、成形品の外観は良好であった。
【００１７】
実施例２
ニップルの内径（ｄ）が２５ｍｍφ、マンドレルの外径（ｄ2 ）が１３．５ｍｍφ、マンドレルの長さ（Ｌ2 ）−ニップルの長さ（Ｌ1 ）が１０ｍｍの押出しヘッドを用いて、外層樹脂としてショアＡ４５であるオレフィン系熱可塑性エラストマーを、内層樹脂としてガラスファイバーおよび無機フィラー入りの変性ポリフェニレンエーテルを、潤滑油としてシリコーンオイル（粘度：１００，０００ｃＳｔ、２５℃で測定）を用いて２層同時押出しを行った。この時、得られる２層ロッドの内層と外層の境界径（ｄ1 ）がｄよりも大きくなるように、内層樹脂に外層樹脂より約５０％大きい圧力をかけた。
得られたロッドは、内層径が２８ｍｍφ、ロッド径が４２ｍｍφであった。また、外層の熱可塑性エラストマーにひび割れが生じることなく押出しができ、成形品の外観は良好であった。
【００１８】
実施例３
外層樹脂としてショアＡ２８のスチレン系熱可塑性エラストマーを、内層樹脂としてガラスファイバー入りのポリフェニレンエーテルを用いた以外は実施例１と同様にしてロッドを得た。
得られたロッドは内層径が１４．５ｍｍφ、ロッド径が２０ｍｍφであった。また、外層の熱可塑性エラストマーにひび割れが生じることなく押出しができ、成形品の外観は良好であった。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の製造法によれば、圧力のかかりにくい柔らかい熱可塑性エラストマーに充分に圧力をかけることができるので、ひび割れ、ピンホールなどの不都合のない低硬度熱可塑性樹脂を外層にもつ多層ロッドおよびチューブが得られる。このように安価で入手可能で、かつ寸法変更可能な、特に長くすることのできる熱可塑性樹脂の使用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の２層ロッド製造用押出しヘッドを示す。
【図２】本発明の方法に使用される２層ロッド製造用押出しヘッドの一実施態様を示す。
【図３】外層にかける圧力と内層にかける圧力との関係を説明する図である。
【図４】本発明の方法に使用される３層ロッド製造用押出しヘッドの一実施態様を示す。
【符号の説明】
１      マンドレル
２      内層
３      ニップル
４      外層
５      潤滑剤が充填される溝
６      ２層ロッド
７      押出しヘッド
Ａ      ニップルの先端からマンドレルの先端までの領域
Ｂ      潤滑油の注入口から押出しヘッドの開口部までの領域
α      ニップルが存在する領域の内層の圧力（Ｐａ）
ｋ      ニップルが存在する領域の外層の圧力（Ｐａ）
ｘ      ニップルが存在しない領域の外層の圧力（Ｐａ）
ｙ      ニップルが存在しない領域の内層の圧力（Ｐａ）
【図１】
0003696718.tif 000002
【図２】
0003696718.tif 000003
【図３】
0003696718.tif 000004
【図４】
0003696718.tif 000005