(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュー先端部の形状が切り妻形状である架橋ポリマ用押出成形機スクリュー。
【請求項２】
架橋ポリマが水架橋ポリマであることを特徴とする請求項１に記載の架橋ポリマ用押出成形機スクリュー。
【請求項３】
架橋ポリマが化学架橋ポリマであることを特徴とする請求項１に記載の架橋ポリマ用押出成形機スクリュー。
【請求項４】
架橋ポリマが未架橋ポリマを５０重量％以下含む請求項１〜３のいずれかにに記載の架橋ポリマ用押出成形機スクリュー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水架橋ポリマあるいは化学架橋ポリマを押出成形機内で加熱溶融して押出す際に使用される架橋ポリマ用押出成形機スクリューに関し、特に、スクリューの先端部を特定形状とすることで、押出成形機内での架橋ポリマの滞留を防止し、ゲル化物の発生をなくした架橋ポリマ用押出成形機スクリューに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からポリマの架橋方法として、水架橋、化学架橋および電子線架橋方法等が知られているが、中でも水架橋および化学架橋は、電子線架橋とは異なり、大がかりな装置の必要なく、設備投資がかからないため比較的容易に利用されている。
【０００３】
水架橋ポリマは、押出成形機内で架橋反応剤もしくは架橋促進剤と溶融混練し、得られた押出成形品を、水好ましくは温水に接触させることで、架橋反応を促進、成形品を得ることが出来る。このとき、押出成形機内で未架橋性ポリマを混練することにより、希望する架橋度や物性を得ることが出来る。
【０００４】
また、化学架橋ポリマは、押出成形機内でベースポリマとなる未架橋ポリマと過酸化物を溶融混練し、得られた押出成形品に熱を加え架橋させる方法で成形品を得ることが出来る。
【０００５】
すなわち、これらの架橋ポリマの押出成形は、原料となる架橋ポリマあるいは架橋ポリマに未架橋性ポリマを加えたものに、架橋反応剤もしくは架橋促進剤、または過酸化物を添加し、押出成形機内で熱溶融混練後押出し、寸法規制装置に通すことにより成形品を得ているが、押出成形機内で架橋反応が進行しないようにするため、異常滞留による架橋反応進行防止について十分な注意が必要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ポリマは熱反応性ポリマであるため、熱をかけると架橋反応が進行し、押出成形機やダイス内で溶融混練したポリマの異常滞留が発生すると架橋反応によりゲル化物の発生が生じる。そして架橋反応後のゲル化物は、再び加熱溶融することはできないため塊として存在してしまい、押出成形品に混入することにより外観不良や内面不良、すなわち、熱特性、機械特性および化学特性の低下が生じ、さらには押出成形が困難な状態に至ってしまう。
【０００７】
この対策として、押出機とダイスの間に金網状のいわゆるフィルターを用いて混入防止を行っているが、時間と共に目詰まりの発生をもたらし、生産途中に関わらず押出成形を中止しフィルター交換を行うため作業性の悪化し、長時間良品質の成形品を安定生産することが容易ではなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、ゲル化物の発生を抑え、品質の優れた成形品を安定供給する架橋ポリマ用押出成形機スクリューを提供することをその目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記した本発明の目的を達成するために、本発明は次の構成からなる。
【００１０】
すなわち、本発明は、スクリュー先端部の形状が切り妻形状である架橋ポリマ用押出成形機スクリューであり、特に、該スクリューが、水架橋ポリマまたは化学架橋ポリマ用であること、架橋ポリマが未架橋ポリマを好ましくは５０重量％以下、より好ましくは４７重量％以下含むことが好ましい態様として挙げられる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
すなわち、本発明は、架橋ポリマ、特に水架橋ポリマまたは化学架橋ポリマを用いて押出成形を行なう際に使用される押出成形機のスクリューの先端部を、従来の円柱形状から切り妻形状の強制撹拌出来る形状にすることにより、シリンダー内の滞留を防止・架橋反応によるゲル化物の発生をなくし、押出時にトラブルの発生がなく、品質の優れた成形品を長時間安定供給することを可能にしたものである。
【００１２】
上記水架橋ポリマと化学架橋ポリマは、公知の水架橋あるいは化学架橋方法によって架橋されたポリマであってよく、例えば、水架橋ポリマは、ポリエチレン系ポリマやエチレン共重合体系ポリマなどのいわゆる未架橋のポリオレフィン系ポリマに不飽和シラン化合物とグラフト反応剤、シラノール縮合触媒を押出混練することにより得られる。また、化学架橋ポリマは、未架橋ポリオレフィン系ポリマに過酸化物を添加すること等によって得られる。
【００１３】
また、本発明の架橋ポリマ用押出成形機スクリューは、必ずしも１００％架橋ポリマからなるポリマの押出成形に用いられるものではなく、ポリマ全体に対し未架橋ポリマを４７重量％以下含むポリマの押出成形にも好ましく適用することができる。
【００１４】
また、押出成形機は、スクリュー以外は、押出機とダイスからなる、通常、押出成形に用いられるものを意味する。
【００１５】
本発明の架橋ポリマ用押出成形機スクリューにおいて、スクリュー先端部の形状が切り妻形状である必要がある。以下、図を用いて、切り妻形状について、具体的に説明する。なお、スクリュー先端部の形状を切り妻形状にするためには、スクリューヘッドの形状を切り妻形状とし、そのスクリューヘッド１を、図６に点線で示されるような形でスクリュー本体２に取り付けることが好ましく、以下、スクリューヘッドの形状を例に挙げて説明するが、スクリューヘッド１とスクリュー本体２が一体化したものであってもよい。
【００１６】
図１〜３は、本発明の架橋ポリマ用押出成形機スクリューに好ましく用いられるスクリューヘッドの立体図の例であり、各図は斜め前方から見た立体図（斜視図）である。
【００１７】
図１は、円柱の上面の中心線（直径）から斜めに左右対称に直線的に面カットした形状であり、図２は、図１の頂点の部分が四角柱状のものであり、図３は、円柱の上面の中心線に対称な２本の線から左右対称に弧を描くようにカットした形状である。
【００１８】
本発明において切り妻形状とは、このように一方向から見た立体図においては、スクリューヘッドの先端が細く、下に行くに従い、幅が広がった形状であればよく、また、先端から下に向かって実質的に幅の変動がない形状を有するものであればよい。
【００１９】
本発明においては、スクリュー先端部が上記したような切り妻形状であるため、スクリューの回転により、シリンダー内のポリマーがさまざまな波動で撹拌され、シリンダー内の滞留を防止・架橋反応によるゲル化物の発生をなくすことができる。
【００２０】
なお図４は、従来の架橋ポリマ用押出成形機スクリューに用いられる砲弾型のスクリューヘッドの平面図であり、先端が曲面となった円柱形状のものであるため、スクリューを回転させても一定の波動しか生じず、シリンダー内の一部が撹拌されず、滞留が生じゲル化物が発生する。
【００２１】
図５（ａ）は、押出機シリンダー内で発生する溶融樹脂の回転する乱流を整流化するために多数の貫通孔を設け、通常は押出機とダイスの間に組み込まれているプレートの一例の正面図、図５（ｂ）はその側面図である。
【００２２】
本発明の架橋ポリマ用押出成形機スクリューは、例えば、一般的にスクリューに使用されるダイス鋼の鋼材により、スクリューヘッドおよびスクリュー本体を成型し、一体化することで製造することができ、耐久性を付与するためにイオン窒化処理することが好ましい。
【００２３】
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
【００２４】
なお、実施例において、ゲル化物の発生有無の検査は、円筒形のチューブ成形品では非接触式レーザー２軸外径測定器と非接触式凹凸検査器、接触式凸検査器を用いて行った。また、シート状の成形品については目視判定とした。さらに、シリンダーや押出機とダイスの間にセットした整流板に付着したゲル化物についても目視で調べた。
【００２５】
【実施例】
（実施例１）
水架橋性ポリマとして、シラン共重合低密度ポリエチレン（商品名リンクロンＸＦ８００Ｔ：三菱化学（株）製）と反応促進剤（商品名リンクロンＬＺ０１３−Ｓ：三菱化学（株）製）用い、先端部に図１の形状を有するスクリューヘッドを用いたスクリューを用い、単軸４０ｍｍφ押出機で押出後円筒形のチューブを連続成形した。
【００２６】
（実施例２）
汎用エチレン酢酸ビニル共重合体（商品名エバテートＤ２０２１：住友化学（株）製）と有機過酸化物のジアキルパーオキサイド類（商品名パーヘキサ２５Ｂ：日本油脂（株）製）を用い、実施例１のスクリューヘッドと押出機を用いてシート状の成形品を連続成形した。
【００２７】
（実施例３）
スクリューの先端部に図２の形状を有するスクリューヘッドを用いた以外は、実施例１と同様に円筒形のチューブを連続成形した。
【００２８】
（実施例４）
スクリューの先端部に図３の形状を有するスクリューヘッドを用いた以外は、実施例１と同様に円筒形のチューブを連続成形した。
【００２９】
（実施例５）
単軸４０ｍｍφ押出機で押出後シート状の成形品を連続成形した以外は、実施例１と同様に成形を行なった。
【００３０】
（実施例６）
単軸４０ｍｍφ押出機で押出後シート状の成形品を連続成形した以外は、実施例３と同様に成形を行なった。
【００３１】
（比較例１）
スクリュー先端部に図４の形状を有するスクリューヘッドを用いた以外は、実施例１と同様に円筒形のチューブを連続成形した。
【００３２】
（比較例２）
単軸４０ｍｍφ押出機で押出後シート状の成形品を連続成形した以外は、比較例１と同様に成形を行なった。
【００３３】
（比較例３）
スクリュー先端部に図４の形状を有するスクリューヘッドを用いた以外は、実施例２と同様にシート状の成形品を連続成形した。
【００３４】
上記各実施例、比較例のうち、チューブ成形を行なったものについてのゲル化物の発生の結果を表１に、シート成形を行なったものの結果を表２に、また、整流板へのゲル化物付着の結果を表３に示した。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
【表２】
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【００３７】
【表３】
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表１、表２、表３から明らかなように、本発明の各実施例で得られた押出成形品には、長時間に渡り成形を続けた後の製品であっても、ゲル化物の発生がなく異常発生も見られなかった。また、解体後のシリンダー壁面、整流板にゲル化物の付着もなかった。これに対し、比較例１、２、３においては、早い段階で成形品にゲル化物が発生してしまった。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、押出機内で容易に架橋反応が進行してしまう水架橋ポリマおよび化学架橋ポリマを用いた押出成形において、スクリュー先端部をポリマの滞留しにくい形状としたものであるため、ゲル化物の発生を無くすことができ、品質の優れた成形品を長時間安定供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明で好ましく用いられるスクリューヘッドの一例を示す斜視図である。
【図２】  本発明で好ましく用いられるスクリューヘッドのその他の例を示す斜視図である。
【図３】  本発明で好ましく用いられるスクリューヘッドのその他の例を示す斜視図である。
【図４】  従来の架橋ポリマ用押出成形機スクリューのスクリューヘッドの形状を示す平面図である。
【図５】  押出成形時に用いられる整流板の形状を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図６】  スクリューヘッドとスクリュー本体の接続を説明する概念図である。
【符号の説明】
１：スクリューヘッド
２：スクリュー本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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