(57)【要約】【課題】目ヤニの発生を十分に防止することができ、しかもダイプレート部のノズル孔の内面や出口部が劣化した場合、ダイス全体を交換せずに低コストで容易に復旧することができる押出機用ストランドダイスを提供すること。【解決手段】本発明の押出機用ストランドダイスは、溶融した樹脂組成物を上流側から下流側に押出して成形する際に使用される押出機用ストランドダイス１であって、フッ素樹脂からなり、ノズル孔２１を有するノズル部材２と、少なくとも１つのノズル部材２が嵌合されているダイプレート部３と、ノズル孔２１に対応する孔４１を有し、前記樹脂組成物をノズル部材２に導くと共に、ノズル部材２の前記上流側の端面を覆うように、ノズル部材２の前記上流側に配置され、ダイプレート部３に連接しているバックアッププレート部４とを備える。【選択図】図１
2012040789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融した樹脂組成物を上流側から下流側に押出して成形する際に使用される押出機用ストランドダイスであって、
フッ素樹脂からなり、ノズル孔を有するノズル部材と、
少なくとも１つの前記ノズル部材が嵌合されているダイプレート部と、
前記ノズル孔に対応する孔を有し、前記樹脂組成物を前記ノズル部材に導くと共に、前記ノズル部材の前記上流側の端面を覆うように、前記ノズル部材の前記上流側に配置され、前記ダイプレート部に連接しているバックアッププレート部とを備える
ことを特徴とする押出機用ストランドダイス。
【請求項２】
請求項１に記載の押出機用ストランドダイスにおいて、
前記ダイプレート部および前記バックアッププレート部は、一体的に成形されている
ことを特徴とする押出機用ストランドダイス。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の押出機用ストランドダイスにおいて、
前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンである
ことを特徴とする押出機用ストランドダイス。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の押出機用ストランドダイスを用いることを特徴とする樹脂ペレットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出機用ストランドダイスおよび該ダイスを用いた樹脂ペレットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に成形用の樹脂ペレットを製造する方法として、押出機を用いて、溶融した樹脂組成物を所定の大きさのノズル孔から押出してストランド（紐状物）とし、それを切断してペレットとする方法が知られている。この場合、溶融した樹脂組成物をノズル孔から連続して吐出していると、ノズル孔の出口近傍に目ヤニと呼ばれる付着物が堆積する。この目ヤニが付着した樹脂組成物がそのままペレットとされるとそれを射出成形などの方法により成形品にした場合、目ヤニの成分が成形品の表面に現れたりして製品の外観などの製品品質を損なうという問題がある。また、かかる問題を防止するために製造を中断する必要があるために、生産性が低下するという問題もある。
【０００３】
そこで、この目ヤニの発生を防止する方法が検討されており、例えば、口金のノズル孔の内面および出口部をフッ素樹脂で被覆した樹脂ペレット製造装置が提案されている（特許文献１参照）。また、押出機用ストランドダイスのダイプレート部に、ノズル孔を開けた複数のノズルピース（ノズル部材）をネジ込み、ノズル孔の内面の損傷によりノズル孔の出口部に発生する目ヤニを、ノズルピースの交換により防止する方法が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２０８１２号公報
【特許文献２】特開２０００−５２４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の樹脂ペレット製造装置においては、使用開始時には目ヤニの発生を十分に防止することができるものの、長時間の使用により、ノズル孔の内面および出口部を被覆するフッ素樹脂が剥離してしまい、その抑制効果が不十分となるという問題がある。また、改めてフッ素樹脂で被覆するためには時間も費用もかかり、しかも製造を中断する必要もあるため、生産性の点で問題がある。
また、特許文献２に記載の押出機用ストランドダイスにおいては、通常、金属製のノズルピースが用いられており、このような場合には、金属は摩擦係数が高いために、目ヤニの発生を十分に防止できない。それ故、ノズルピースを頻繁に交換する必要があり、生産性が著しく低下する。
【０００６】
そこで、本発明は、目ヤニの発生を十分に防止することができ、しかもダイプレート部のノズル孔の内面や出口部が劣化した場合、ダイス全体を交換せずに低コストで容易に復旧することができる押出機用ストランドダイスおよび該ダイスを用いた樹脂ペレットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従来、押出機用ストランドダイスにおいては、ノズル部材の材質としてストランドダイスが使用される温度域（例えば２００℃以上２７０℃以下の範囲）において十分に硬質なもの（通常は金属）を用いることが一般常識であった。また、特許文献２に記載の押出機用ストランドダイスに、前記温度域において比較的に柔らかいフッ素樹脂からなるノズル部材を用いた場合には、樹脂組成物の押出圧力によりノズル部材が変形してしまうという問題がある。これに対し、本発明者は、従来の技術常識を覆し、前記温度域において比較的に柔らかいフッ素樹脂からなるノズル部材を用いた場合であっても、バックアッププレート部をノズル部材の上流側に設ければ、樹脂組成物の押出圧力は一旦バックアッププレート部に負荷され、これに連接しているダイプレート部に伝達されることとなり、ノズル部材に直接負荷されることを避けることができるため、ノズル部材の変形が十分に防止できることを見出した。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明の押出機用ストランドダイスは、溶融した樹脂組成物を上流側から下流側に押出して成形する際に使用される押出機用ストランドダイスであって、フッ素樹脂からなり、ノズル孔を有するノズル部材と、少なくとも１つの前記ノズル部材が嵌合されているダイプレート部と、前記ノズル孔に対応する孔を有し、前記樹脂組成物を前記ノズル部材に導くと共に、前記ノズル部材の前記上流側の端面を覆うように、前記ノズル部材の前記上流側に配置され、前記ダイプレート部に連接しているバックアッププレート部とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の押出機用ストランドダイスにおいては、前記ダイプレート部および前記バックアッププレート部は、一体的に成形されていてもよい。
本発明の押出機用ストランドダイスにおいては、前記フッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
本発明の樹脂ペレットの製造方法は、前記押出機用ストランドダイスを用いることを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、樹脂ペレットを製造する際に目ヤニの発生を十分に防止することができ、しかもダイプレート部のノズル孔の内面や出口部が劣化した場合、ダイス全体を交換せずに低コストで容易に復旧することができる押出機用ストランドダイスおよび該ダイスを用いた樹脂ペレットの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明にかかる押出機用ストランドダイスの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】前記実施形態の押出機用ストランドダイスを示す分解側面図である。
【図３】前記実施形態のバックアッププレート部を示す正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）である。
【図４】前記実施形態の押出機用ストランドダイスを図３のＩＶ−ＩＶ面で切断した断面を示す断面図である。
【図５】前記実施形態の押出機用ストランドダイスを図３のＶ−Ｖ面で切断した断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の押出機用ストランドダイスの実施形態を図面に基づいて説明する。図１から図５までは、本発明の押出機用ストランドダイスを説明するための図である。
図１に示す押出機用ストランドダイス１は、溶融した樹脂組成物を上流側から下流側に押出して成形する際に使用されるものである。なお、以下において、図中の矢印Ｄは溶融した樹脂組成物の流動方向を示す。
本発明に用いる樹脂組成物とは、射出成形、押出成形などの成形に用いられるものであって、樹脂の他に、難燃材、強化繊維、充填材、添加剤などを含有する組成物のことをいう。このような樹脂組成物を構成する樹脂としては、混練可能な温度が２６０℃以下の樹脂であれば特に限定されない。このような樹脂としては、例えば、ポリオレフィン（ポリプロピレン、ポリエチレンなど）、ポリアミド、ポリアセタール、ポリスチレン、アクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体が挙げられる。これらの樹脂は１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
前記樹脂組成物が前記難燃材などを含有して目ヤニが生じやすい場合に、本発明の押出機用ストランドダイスを特に好適に用いることができる。
【００１２】
押出機用ストランドダイス１は、図１および図２に示すように、フッ素樹脂からなり、ノズル孔２１を有するノズル部材２と、少なくとも１つのノズル部材２が嵌合されているダイプレート部３と、ノズル孔２１に対応する孔４１を有し、前記樹脂組成物をノズル部材２に導くと共に、ノズル部材２の前記上流側の端面を覆うように、ノズル部材２の前記上流側に配置され、ダイプレート部３に連接しているバックアッププレート部４とを備えるものである。
【００１３】
ノズル部材２は、図１に示すように、円筒状であり、ノズル孔２１を有している。ノズル孔２１は貫通している。また、ノズル部材２はフッ素樹脂からなる。なお、このようなフッ素樹脂は加工性に優れるため、ノズル部材２を容易に加工することができる。
本発明に用いるフッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体が挙げられる。これらの中でも、摩擦係数および耐熱性の観点から、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。
ノズル孔２１の直径は、作製する樹脂ペレットの大きさに応じて適宜調整することができるが、通常１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、好ましくは、４ｍｍ以上６ｍｍ以下である。直径が前記下限未満では、生産性が低下する傾向にあり、他方、前記上限を超えると、ストランドを引くことが困難になる傾向にある。
ノズル孔２１の長さは、特に限定されないが、通常１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、好ましくは、２０ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。長さが前記下限未満では、ノズル部材２の取り扱いが困難となる傾向にあり、他方、前記上限を超えると、ノズル部材２をダイプレート部３に嵌合させにくくなる傾向にある。
【００１４】
ダイプレート部３には、図２に示すように、ノズル部材２が嵌合されるノズル部材嵌合空間３１と、ノズル部材２が前記下流側に抜けにくくするための鍔３４とが設けられている。また、図１に示すように、ノズル部材嵌合空間３１の数は１６箇所である。ノズル部材嵌合空間３１の大きさは、ノズル部材嵌合空間３１の中にノズル部材２を嵌合させ固定することができる大きさであればよく、ノズル部材２の大きさと同じか、僅かに小さいか、あるいは、僅かに大きくてもよい。なお、より確実にノズル部材２を固定するという観点からは、ノズル部材嵌合空間３１の大きさはノズル部材２の大きさより僅かに小さいことが好ましい。さらに、ダイプレート部３は、バックアッププレート部４との位置合わせをするための係合孔３２と、バックアッププレート部４を接合するためのネジ接合用孔３３とを有している。係合孔３２およびネジ接合用孔３３はいずれも貫通していない。
ダイプレート部３の材質は特に限定されず、ダイスに用いることができる公知の金属または合金を適宜選択して用いることができる。また、ダイプレート部３には、必要に応じて、メッキ処理などが施されていてもよい。
【００１５】
バックアッププレート部４は、図３に示すように、中空の円板状であり、ノズル孔２１に対応する孔４１を有している。孔４１の数は１６箇所である。この孔４１により、押出機用ストランドダイス１を使用する場合には、前記樹脂組成物をノズル部材２に導くことができる。また、バックアッププレート部４は、ダイプレート部３との位置合わせをするための係合ピン４２と、ダイプレート部３を接合するためのネジ接合用孔４３とを有している。ネジ接合用孔４３は貫通している。ネジ接合用孔４３によりダイプレート部３のネジ接合用孔３３と接合させることができる。
バックアッププレート部４の材質は特に限定されず、ダイスに用いることができる公知の金属または合金を適宜選択して用いることができる。また、バックアッププレート部４には、必要に応じて、メッキ処理などが施されていてもよい。
【００１６】
本実施形態においては、ダイプレート部３に１６個のノズル部材２が嵌合され、さらにバックアッププレート部４がノズル部材２を前記上流側に配置され、ダイプレート部３に接合されている。この際、バックアッププレート部４の係合ピン４２に、ダイプレート部３の係合孔３２を差し込む。このようにして、ダイプレート部３のネジ接合用孔３３と、バックアッププレート部４のネジ接合用孔４３とを位置決めして、ネジ５により連結することができる。
このようにすれば、ダイプレート部３にノズル部材２が嵌合されている箇所においては、図４に示すように、バックアッププレート部４の孔４１とノズル部材２のノズル孔２１とは連通すると共に、バックアッププレート部４はノズル部材２の前記上流側の端面を覆うように固定される。一方、ダイプレート部３にノズル部材２が嵌合されていない箇所においては、図５に示すように、バックアッププレート部４はダイプレート部３上に固定される。
【００１７】
以上のような実施形態によれば、次のような効果が得られる。
（１）ノズル孔２１の内面および出口部は摩擦係数の低いフッ素樹脂からなるため、目ヤニの発生を十分に防止することができる。
（２）フッ素樹脂は耐薬品性に優れるため、様々な種類の樹脂組成物を用いて樹脂ペレットを製造することができる。
（３）図４に示すように、バックアッププレート部４はノズル部材２の前記上流側の端面を覆うように配置されている。そして、溶融した樹脂組成物の押出圧力は一旦バックアッププレート部４に負荷され、これに連接しているダイプレート部３に伝達されることとなり、ノズル部材２に直接負荷されることを避けることができるため、ノズル部材２の変形が十分に防止できる。
（４）ノズル孔２１の内面や出口部が劣化した場合、ダイプレート部３を交換せずに、ノズル部材２を交換すればよいため、低コストで容易に復旧することができる。
【００１８】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良などは本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態においては、ダイプレート部３には鍔３４を設けたが、ダイプレート部３には鍔３４を設けないで、その代わりにリング状の鍔部材（図示せず）を用いてもよい。この鍔部材により、ノズル部材２がダイプレート部３から脱落することを防止できる。また、このような場合には、ダイプレート部３にノズル部材２を前記上流側からのみでなく前記下流側から挿入し嵌合させることができる。
また、前記実施形態においては、ダイプレート部３に嵌合されるノズル部材２の数は１６個であるが、ノズル部材２の数は特に限定されない。さらに、前記実施形態においては、ノズル部材２は円筒状であるが、かかる形状に限定されない。
また、前記実施形態においては、ダイプレート部３およびバックアッププレート部４は別の部材であるが、ダイプレート部およびバックアッププレート部は、一体的に成形されていてもよい。このような場合には、ダイプレート部３にノズル部材２を前記下流側から挿入し嵌合させることができる。
【００１９】
次に、本発明の樹脂ペレットの製造方法について説明する。すなわち、本発明の樹脂ペレットの製造方法は、前記押出機用ストランドダイスを用いる方法である。
このような樹脂ペレットの製造方法においては、前記押出機用ストランドダイスを用いて、前記樹脂組成物からなるストランドを押出した後、このストランドを切断して、樹脂ペレットを製造する。
ストランドを切断する方法は特に限定されず、公知の切断方法を適宜採用することができる。
このような方法により、前記押出機用ストランドダイスの実施形態とほぼ同様の効果が得られる。
【実施例】
【００２０】
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、各例における生産性（目ヤニの発生量およびノズル部材の変形）は以下のような方法で求めた。
（i）目ヤニの発生量
樹脂ペレットを製造した際における、目ヤニの発生量を測定し、樹脂ペレットの単位生産数量に対する１つのノズル孔あたりの目ヤニの発生量（単位：ｍｇ／トン）を算出する。
（ii）ノズル部材の変形および損傷
１トンの樹脂ペレットを製造した際における、ノズル部材の変形を寸法測定により評価すると共に、ノズル孔の損傷状態を電子顕微鏡による観察により評価する。変形および損傷がほとんどなく、使用上問題がない程度であれば、「無し」と判定し、それ以外の場合には、「有り」と判定する。
［実施例１］
ポリプロピレン（日本ポリプロ社製、商品名「ノバテックＳＡ０６Ａ」）４０質量％とリン系難燃材（ＡＤＥＫＡ社製、商品名「アデカスタブ  Ｔ−１０６３Ｆ」）６０質量％とを含む樹脂組成物を混練し、図１に示す構成の押出機用ストランドダイス１を用いて、以下に示す条件にて押出してストランドとし、その後、このストランドを切断して、樹脂ペレットを製造した。そして、樹脂ペレットを製造した際における、目ヤニの発生量およびノズル部材の変形を求めた。得られた結果を表１に示す。
なお、押出機用ストランドダイス１において、ノズル部材２の材質はポリテトラフルオロエチレンであり、ノズル部材２の外径は１０ｍｍであり、ノズル孔２１の直径は５ｍｍであり、ノズル孔２１の長さは２５ｍｍであり、ノズル部材２の数は１６箇である。
（押出機の条件）
樹脂組成物の温度：２４０℃
押出圧力：５ＭＰａ
吐出量：３００ｋｇ／時
【００２１】
［比較例１］
ノズル部材２の材質を炭素鋼（Ｓ４５Ｃ）とした以外は実施例１と同様にして、樹脂ペレットを製造した。そして、１トンの樹脂ペレットを製造した際における、目ヤニの発生量およびノズル部材の変形を求めた。得られた結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
2012040789.tif 000003
【００２３】
表１に示す結果からも明らかなように、本発明の押出機用ストランドダイスを用いた場合には（実施例１）、目ヤニの発生を十分に防止することができ、また、１トンの樹脂ペレットを製造した際にもノズル部材に変形がないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の押出機用ストランドダイスは、難燃材などを含有する樹脂組成物からなる樹脂ペレットの製造方法に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００２５】
１…押出機用ストランドダイス
２…ノズル部材
２１…ノズル孔
３…ダイプレート部
３１…ノズル部材嵌合空間
３２…係合孔
３３…ネジ接合用孔
３４…鍔
４…バックアッププレート部
４１…孔
４２…係合ピン
４３…ネジ接合用孔
５…ネジ
Ｄ…樹脂組成物の流動方向
【図１】
2012040789.tif 000004
【図２】
2012040789.tif 000005
【図３】
2012040789.tif 000006
【図４】
2012040789.tif 000007
【図５】
2012040789.tif 000008