(57)【要約】【課題】ダイの出口に発生する目ヤニを成長前または劣化前に除去することができ、より高品質の樹脂成形品を製造することができる樹脂成形品の製造方法および当該製造方法に適用されるダイの目ヤニ除去装置を提供する。【解決手段】樹脂成形品の製造方法においては、ダイ（１）から溶融樹脂を押し出して樹脂成形品を製造するに当たり、ダイ（１）の出口（１ｃ）の部分および／または当該出口から押し出される溶融樹脂（９）に対し、出口（１ｃ）の部分の温度で蒸発し得る液体を接触させる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイから溶融樹脂を押し出して樹脂成形品を製造するに当たり、ダイの出口部分および／または当該出口から押し出される溶融樹脂に対し、ダイの出口部分の温度で蒸発し得る液体を接触させることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
液体を間欠的に噴射または滴下することにより、ダイの出口部分および／または溶融樹脂に対して液体を接触させる請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
液体が水である請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
樹脂成形品がペレット又はシートである請求項１〜３の何れかに記載の製造方法。
【請求項５】
ダイから溶融樹脂を押し出して樹脂成形品を製造する際にダイの出口に付着する目ヤニを除去するダイの目ヤニ除去装置であって、ダイの出口部分の温度で蒸発し得る液体を前記出口部分に向けて供給するノズルを備えていることを特徴とするダイの目ヤニ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形品の製造方法およびダイにおける目ヤニ除去装置に関するものであり、詳しくは、押出機のダイから溶融樹脂を押し出してペレット、シート等の樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法および当該製造方法に適用されるダイの目ヤニ除去装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くの分野に使用されているエンジニアリングプラスチックス等の各種樹脂は、強度などの各種性質を向上させたり、各種性質のバランスをよくするために、溶融段階で強化成分などの多種の他成分を添加することにより、複合体とされることが多く、斯かる複合体は、例えば、ストランドと呼ばれる細長い形態で押し出された後、切断されて固体のペレットに成形される。
【０００３】
上記の複合体や樹脂のみ（重合直後を含む）における溶融樹脂のペレット化、シート化またはフィルム化などにおいて、生産性を低下させる要因として、目ヤニの発生が挙げられる。目ヤニは、溶融樹脂を押し出す押出機のストランドダイ、Ｔダイ等の各種ダイの出口に樹脂や添加成分などの一部が付着成長したものであるが、成長する過程で分子量低下、架橋、酸化、変色などの劣化を来し、そして、適度に成長した段階で出口から離れて例えばストランドと共に排出され、その結果、ペレットなどの成形品中に混入し、その品質を低下させる。
【０００４】
従って、樹脂成形品の製造においては、上記の様な目ヤニの混入による樹脂製品の品質低下を防ぐため、目ヤニを除去する所謂「目ヤニ切り」と呼ばれる除去作業を定期的に実施する必要がある。また、除去作業に伴い、廃棄物の発生も問題になっている。
【０００５】
目ヤニの低減や除去方法については多くの提案がなされており、大別すると、樹脂複合体の組成の変更や添加剤による目ヤニ低減方法、複合体の作製条件の最適化による目ヤニ低減方法、装置構造の改良や専用の器具の使用による目ヤニの付着防止方法などが挙げられる。これらの中で、樹脂の種類などに依存せず、比較的適用範囲が広いものは装置構造の改良や専用の器具の使用による方法であり、斯かる方法としては、例えば、特殊な材質のダイを用いるもの（特許文献１参照）、ダイの出口を特殊な形状にするもの（特許文献２参照）、不活性ガスを押出機に入れるもの（特許文献３参照）が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２９５５８０９号公報
【特許文献２】
特開平０５−２５３９９７号公報
【特許文献３】
特許第２５５１５３３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の目ヤニの付着防止方法は、主に、目ヤニの付着を未然に防止または低減する方法であるが、実際、目ヤニの付着を完全に防止することは困難であり、できれば、簡単な方法であって、生成する目ヤニを迅速かつきれいに除去する手段の確立が望まれる。
【０００８】
本発明の目的は、樹脂成形品を製造するに当たり、ダイの出口に発生する目ヤニを成長前または劣化前に除去することができ、より高品質の樹脂成形品を製造することができる樹脂成形品の製造方法および当該製造方法に適用されるダイの目ヤニ除去装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題を解決すべく種々検討の結果、ダイからストランド等の溶融樹脂を押し出す際、ダイの出口部分に水などの液体を供給するならば、意外にも、ダイの出口に発生する目ヤニがさほど成長することなく且つ劣化することなく出口から離れることを見出し、本発明を完成した。
【００１０】
すなわち、本発明は２つの要旨から成り、その第１の要旨は、ダイから溶融樹脂を押し出して樹脂成形品を製造するに当たり、ダイの出口部分および／または当該出口から押し出される溶融樹脂に対し、ダイの出口部分の温度で蒸発し得る液体を接触させることを特徴とする樹脂成形品の製造方法に存する。
【００１１】
また、本発明の第２の要旨は、ダイから溶融樹脂を押し出して樹脂成形品を製造する際にダイの出口に付着する目ヤニを除去するダイの目ヤニ除去装置であって、ダイの出口部分の温度で蒸発し得る液体を前記出口部分に向けて供給するノズルを備えていることを特徴とするダイの目ヤニ除去装置に存する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る樹脂成形品の製造方法およびダイの目ヤニ除去装置の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、ダイに配置された本発明に係る目ヤニ除去装置の主要部の構成例を示す斜視図である。なお、以下の説明においては、樹脂成形品の製造方法を「製造方法」と略記し、ダイの目ヤニ除去装置を「目ヤニ除去装置」と略記する。
【００１３】
先ず、本発明の製造方法を説明するに当り、当該製造方法の実施に好適な本発明の目ヤニ除去装置について説明する。本発明の目ヤニ除去装置は、押出機、紡糸装置などの種々の装置のダイに適用できるが、例えば、図１に示す様に、溶融樹脂（９）を押し出して樹脂成形品を製造する押出機の押出機本体（８）先端のダイ（１）に使用される。以下、押出機を例に挙げて説明する。
【００１４】
周知の通り、押出機は、供給された原料樹脂をバレル内で加熱溶融すると共に、スクリューによって溶融樹脂を先端のストランドダイやＴダイから連続的に押し出すことにより、ストランドやシート等の樹脂成形品を製造する装置であり、ダイは、押し出される樹脂を所定の形状に変換する口金である。図１に例示したダイ（１）は、ストランドを製造するストランドダイである。
【００１５】
本発明の目ヤニ除去装置は、ダイ（１）から溶融樹脂（９）を押し出して樹脂成形品を製造する際にダイ（１）の出口（１ｃ）に付着する目ヤニを除去する装置であり、出口（１ｃ）の部分の温度で蒸発し得る液体を出口（１ｃ）の部分に向けて供給するノズル（７）を備えている。
【００１６】
ノズル（７）は、ダイ（１）の出口（１ｃ）の部分に向けて冷却用の液体として例えば水を噴射または滴下するノズルであり、例えば、各出口（１ｃ）に対応して配置された複数の細管によって構成され、押出機本体（８）またはその架台に支持された配管（３）の先端のヘッダー（６）に取り付けられる。すなわち、ノズル（７）は、水道配管またはその元栓などの給水設備（２）に連なる配管（３）、ヘッダー（６）を通じて供給された水を出口（１ｃ）の部分と押し出される溶融樹脂（ストランド）（９）に向けて供給する様になされている。
【００１７】
また、上記の配管（３）の途中には、押出機の運転に併せて自動的にノズル（７）から給水するため、制御装置（５）によって開閉制御される電磁弁（４）が介装されていてもよい。更に、ノズル（７）は、上記の制御装置（５）にタイマーを内蔵し、設定された所定の時間間隔で電磁弁（４）を作動させることにより、間欠的に水を供給する様になされていてもよい。
【００１８】
ノズル（７）の先端は、出口（１ｃ）から数ｍｍ以上離れているのが望ましい。近すぎる場合には、ノズル（７）自体が昇温し、更に、ノズル（７）と溶融樹脂（９）とが接触することがある。また、出口（１ｃ）およびその周辺を効率的に冷却するため、ノズル（７）の先端と出口（１ｃ）との離間距離は、１００ｍｍ程度以下、好ましくは５０ｍｍ程度以下に設定される。水を噴射または滴下する部位（接触位置）は、出口（１ｃ）の部分であり、実質的に、出口（１ｃ）から約１０ｍｍ以内、好ましくは約５ｍｍ以内の範囲および出口（１ｃ）から押し出された瞬間の樹脂成形品（９）である。ノズル（７）の先端部は、上記の条件を満足する様に、適宜曲げられいてもよい。
【００１９】
なお、本発明において、ノズル（７）は、多数配列されていてもよく、また、ノズル（７）は、細管に限られず、１個または複数個の液体吐出孔が開口されたブロック状のノズルあるいはスプレーノズルによって構成されていてもよい。更に、配管（３）、ヘッダー（６）、ノズル（７）は、押出機本体（８）側に取り付けられていてもよく、押出機の振動や熱などが伝達しない様に、床や天井に支持されていてもよい。また、出口（１ｃ）の部分に対する冷却能力を高めるため、ノズル（７）に液体を供給する機構には、液体の圧力、流量または温度を調節し得る機能が備えられていてもよく、更には、バルブやストレーナが介装されていてもよい。
【００２０】
次に、上記の目ヤニ除去装置の機能と共に、当該目ヤニ除去装置を使用した本発明の製造方法を説明する。本発明の製造方法は、ダイ（１）から溶融樹脂（９）を押し出し、冷却固化して樹脂成形品を製造する方法であり、斯かる方法においては、溶融樹脂（９）を押し出すに当たり、出口（１ｃ）の部分および／または当該出口から押し出される溶融樹脂（９）に対し、出口（１ｃ）の部分の温度で蒸発し得る液体を接触させる。
【００２１】
本発明において、樹脂成形品の原料である樹脂としては、特に制限はなく、各種熱可塑性樹脂などの公知の樹脂（例えば「１４３０３の化学商品」；化学工業日報社，２００３年版に記載の樹脂）や各種の添加物（例えば「１４３０３の化学商品」；化学工業日報社，２００３年版に記載の添加物）を含む樹脂が挙げられる。また、樹脂成形品とは、押出機の場合、ペレット、シート等の賦形された樹脂を言う。
【００２２】
本発明においては、出口（１ｃ）の部分および／または溶融樹脂（９）に対して液体を接触させるにあたり、液体を間欠的に噴射または滴下するのが好ましい。噴射または滴下する液体としては、気化熱により冷却効果を発揮し得るものであれば特に制限はないが、通常、作業時の安全性や入手の容易性から水が使用される。水は、通常の工業用水、上水、精製した水などが利用可能であるが、製品における純度の要求により使い分ければよい。また、水などの液体には、樹脂成形品などの性質を改善させる離型剤、帯電防止成分などの微量成分を予め混入させてもよい。
【００２３】
水などの液体の温度は、押し出される溶融樹脂よりも低い温度であることが必要である。また、気化熱を利用することが重要であるから、液体の温度は、その沸点よりもあまり低くない温度であるのが望ましい。温度が低すぎる場合は、冷却効果がさほど上がらない反面、押出機本体（８）における加熱エネルギーを浪費し、また、ダイ（１）の反りや割れなどの劣化を惹起する。他方、液体の温度が高すぎる場合は、火傷などの危険性が生じる。従って、水を使用する場合、その温度は、１〜９５℃程度、好ましくは２０〜５０℃程度に設定する。
【００２４】
液体の供給量は、出口（１ｃ）を冷却でき、付着した目ヤニを直ちに除去し得る限り、できる限り少ない方がよい。多すぎた場合には、過度の衝撃で、ストランド等の溶融樹脂（９）が切れたり、隣接して押し出された溶融樹脂（９）が互いに固着することがある。
【００２５】
液体の噴射または滴下は、連続的または間欠的な操作の何れでもよいが、目ヤニの付着が殆ど無い段階での噴射または滴下は無意味であるため、間欠的な操作がより望ましい。具体的には、付着した目ヤニがさほど成長しておらず、劣化が殆ど進行していない段階で間欠的に噴射または滴下するのが最適である。これにより、生成した目ヤニが出口（１ｃ）から剥離し、溶融樹脂（９）に同伴してペレット等の樹脂成形品に混入した際、溶融樹脂（９）と同質の劣化していない比較的小さな目ヤニが混入するだけであり、製品の品質低下を惹起することがない。また、間欠的な液体の噴射または滴下により、必要以上にダイ（１）を冷却することによるエネルギーの浪費を低減することができる。
【００２６】
間欠的な液体の噴射または滴下においては、相対的に長時間の停止と短時間の噴射または滴下を繰り返すことになる。具体的には、目ヤニの付着の程度や成長の速度に大きく依存するが、５秒程度以上の停止と、０．０１〜１秒程度の噴射または滴下の繰り返しが望ましい。液体の供給量は、ストランド等の溶融樹脂（９）の大きさや単位時間当たりの吐出量、目ヤニの発生量などにも依存するが、具体的には、例えば断面積が０．１〜０．２ｃｍ２程度のストランドを製造する場合、１本のストランドに対し、一回に５ｃｍ３程度以下の水を噴射または滴下する。
【００２７】
液体の供給量に関して更に定量的に示すならば次の通りである。すなわち、溶融樹脂（９）がストランドの場合、ストランドの本数をｎ（本）、ストランド１本当たりの断面積Ａ（ｃｍ２／本）、吐出の線速度ｖ（ｃｍ／ｓ）とすると、溶融樹脂または樹脂複合体の全体の吐出速度（体積速度）はｎＡｖ（ｃｍ３／ｓ）であり、他方、ストランド１本に対して噴射または滴下する１回当たりの液体の体積をＶ（ｃｍ３／本）、１回当たりの噴射または滴下時間をｔ１（ｓ）、噴射または滴下停止時間（１回当たり）をｔ２（ｓ）とすると、液体の平均の噴射または滴下速度（体積速度）はｎＶ／（ｔ１＋ｔ２）（ｃｍ３／ｓ）である。従って、液体供給率（押し出されるストランドの単位体積当りの液体供給体積）をＰとすると、液体供給率Ｐは、｛ｎＶ／（ｔ１＋ｔ２）｝／ｎＡｖ＝Ｖ／Ａｖ（ｔ１＋ｔ２）で示されるが、液体の供給においては、液体供給率Ｐが通常は０．０００１〜０．５、好ましくは０．００１〜０．１となる様に液体を供給する。
【００２８】
本発明においては、上記の様に、押出機本体（８）から溶融樹脂（９）を押し出すに当たり、ダイ（１）の出口（１ｃ）の部分および／または当該出口から押し出されるストランド等の溶融樹脂（９）、すなわち、出口（１ｃ）の間近の溶融樹脂（９）に対し、制御装置（５）による電磁弁（４）の開閉制御により、出口（１ｃ）の部分の温度で蒸発し得る液体、例えば水をノズル（７）から上記の様に間欠的に噴射または滴下する。
【００２９】
上記の様に出口（１ｃ）の部分に水を噴射または滴下すると、水は出口（１ｃ）の部分の熱で加熱され且つ少なくともその一部が蒸発し、他方、押し出される溶融樹脂、すなわち、押し出された直後の溶融樹脂（９）、ならびに、出口（１ｃ）に付着した目ヤニは冷却される。その結果、発生する目ヤニは、大きく成長する前に逐次出口（１ｃ）から剥離し、溶融樹脂（９）に同伴して搬出される。
【００３０】
発生する目ヤニが液体の供給によって逐次除去されるメカニズムは次の様に考えられる。すなわち、出口（１ｃ）の部分に液体を供給することにより、液体の瞬間的な気化によるその体積増加の衝撃が目ヤニに加えられ、しかも、液体の冷却効果により、押し出される溶融樹脂（９）の粘性が低下し且つ溶融樹脂（９）自体が収縮し、ダイ（１）から離れやすくなる。一方、液体の冷却効果により、押し出される溶融樹脂（９）は短時間で固化してストランド等となり、同時に、溶融樹脂（９）に連なる目ヤニも固化し且つ溶融樹脂（９）と一体化する。その結果、発生した目ヤニは、僅かに成長した段階で溶融樹脂（９）の移動力により当該溶融樹脂に伴って出口（１ｃ）から剥離する。
【００３１】
上記の様に、本発明の製造方法および目ヤニ除去装置によれば、ダイ（１）の出口（１ｃ）に発生する目ヤニを成長前に逐次除去することができるため、押し出される溶融樹脂（９）の品質低下を防止でき、その結果、各種の樹脂や樹脂複合体のペレット、シートなどの樹脂成形品を製造するに当り、その品質を一層高めることができる。特に、本発明は、ペレットやシートの不必要な着色を防止する場合において著しい効果を奏せられる。また、本発明によれば、従来の様に目ヤニを除去する作業を定期的に実施する必要がないため、ペレットなどの樹脂成形品の製造において生産性を一層向上でき、また、廃棄物の低減に大きく寄与することができる。
【００３２】
【実施例】
以下、実施例によって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。
【００３３】
［実施例１］
ポリアミドＭＸＤ６中にガラス繊維２５ｗｔ％、マイカ３０ｗｔ％を含む原料を押出機において２８０℃で溶融し、図１に示す構造のダイ（１）から溶融樹脂（９）を押し出してストランドとした。ダイ（１）の出口（１ｃ）の向きは水平方向に対して下に約３０度傾いていた。また、ストランド１本の断面積は約０．２ｃｍ２であり、吐出速度（押出速度）は約４０ｃｍ／ｓであった。そして、ストランドをさらに冷却後、切断して複合体ペレットを製造した。
【００３４】
ダイ（１）から溶融樹脂（９）を押し出す際、出口（１ｃ）から約１５ｍｍだけ先端が離れた内径１ｍｍの細管状のノズル（７）を使用し、出口（１ｃ）の約１ｍｍ上方の部位に向けて約１５℃の水を噴射した。水の噴射においては、０．１秒噴射した後に１５秒停止する操作を繰り返した。また、１つの出口（１ｃ）の部分（１本のストランド）に対する１回当りの水の噴射量は約０．５ｃｍ３であった。その結果、水を噴射しない１５秒の間に僅かに成長した目ヤニを０．１秒の水の噴射によりきれいに除去することができ、除去した目ヤニはストランドと共に切断して、ペレットの一部にすることができた。また、上記の運転を１時間継続したところ、出口（１ｃ）に発生する目ヤニは劣化（着色）する前に除去でき、連続して良好なペレットを製造することができた。
【００３５】
［実施例２］
ポリアミドＭＸＤ６中にガラス繊維を５０ｗｔ％含む原料を用いた点、および、出口（１ｃ）の部分に対する水の噴射操作において停止時間を２５秒とした点を除き、実施例１と同様にしてペレットを製造した。その結果、出口（１ｃ）に発生する目ヤニに劣化（着色）は見られず、連続して良好なペレットを製造することができた。
【００３６】
［実施例３］
ポリブチレンテレフタレート中にガラス繊維３０ｗｔ％を含む原料を用いた点を除き、実施例１と同様にしてペレットを製造した。その結果、出口（１ｃ）に発生する目ヤニに劣化（着色）は見られず、連続して良好なペレットを製造することができた。
【００３７】
［実施例４］
ポリフェニレンエーテルを４０ｗｔ％、ポリアミド６，６を４９ｗｔ％、スチレン−エチレンブチレン−スチレンブロック共重合体６ｗｔ％、他成分を５ｗｔ％含む原料を押出機において２７０℃で溶融して押し出した点、および、出口（１ｃ）の部分に対する水の噴射操作において停止時間を１０秒とした点を除き、実施例１と同様にしてペレットを製造した。その結果、出口（１ｃ）に発生する目ヤニに劣化（着色）は見られず、連続して良好なペレットを製造することができた。
【００３８】
［実施例５］
出口（１ｃ）の部分に対する水の噴射操作において停止時間を３０秒とした点を除き、実施例１と同様にしてペレットを製造した。その結果、製造されたペレットにおいては、僅かに着色した目ヤニの混入が認められた。
【００３９】
［実施例６］
１つの出口（１ｃ）の部分（１本のストランド）に対する１回当りの水の噴射量を約２ｃｍ３とした点を除き、実施例１と同様にしてペレットを製造した。その結果、出口（１ｃ）に発生する目ヤニの劣化（着色）はなかったが、ストランド同士の固着が頻発した。
【００４０】
［比較例１］
実施例１と同様の押出機およびダイ（１）を使用し、出口（１ｃ）の部分に水を噴射することなくストランドを押し出してペレットを製造したところ、約１〜２分毎に変色した目ヤニがストランドに同伴し、製造されたペレットにおいては変色した目ヤニの混入が認められた。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、押出機のダイの出口に発生する目ヤニを成長前または劣化前に逐次除去することができるため、押し出される溶融樹脂の品質低下を防止でき、これにより、各種の樹脂や樹脂複合体のペレット、シートなどの樹脂成形品の製造において品質を一層高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイに配置された本発明に係る目ヤニ除去装置の主要部の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ：ダイ
１ｃ：出口
２  ：給水設備
３  ：配管
４  ：電磁弁
５  ：制御装置
６  ：ヘッダー
７  ：ノズル
８  ：押出機本体
９  ：溶融樹脂
【図１】
2004268521.tif 000003