JP2538716B2 - Polymer melt molding method - Google Patents
Polymer melt molding methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はポリマーの溶融成形方法に関し、更に詳しく
は押出口金の押出面にポリマー劣化物や添加剤の一部等
が付着するのを抑制し、高品質の形成品を安定して成形
する、ポリマーの溶融成形方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polymer melt-molding method, and more particularly to suppressing adhesion of polymer deterioration products, a part of additives and the like to the extrusion surface of an extrusion die. The present invention relates to a polymer melt molding method for stably molding a high quality molded article.
[従来の技術] ポリマーを溶融して押出成形する際に口金を用いる
が、従来口金の材質にはS45C,SS41等の鉄を主成分とす
るものが使用されていた。しかし、ポリマーの流路に腐
蝕を生じて、これが成形品の表面にスジ状の欠点を生じ
る等の問題を生じ、このため口金を防錆作用のあるSUS4
20J2や、SUS630で構成することが実施され、また例えば
特開昭63−183825号ではCr,Ni等のメッキ、TiN,SiC等の
スパッタリング膜などにより防錆被覆することが提案さ
れている。[Prior Art] When a polymer is melted and extrusion-molded, a die is used. Conventionally, a material having iron as a main component such as S45C and SS41 has been used as a material of the die. However, corrosion occurs in the polymer flow path, which causes problems such as streak-like defects on the surface of the molded product.
20J2 or SUS630 is used, and for example, Japanese Patent Laid-Open No. 183825/1988 proposes rustproof coating by plating with Cr, Ni, etc., sputtering film with TiN, SiC, etc.
しかし、これらの材質からなる口金を用いて押出成形
した場合には、「目ヤニ」と呼ばれる成形不良を生じる
ことが多い。これは口金の押出面にポリマーの劣化物や
配合剤の一部、あるいはその酸化,分解物などが「目ヤ
ニ」のように付着し、成形中に口金の押出面(先端外
面)に蓄積固着し、更に熱劣化し、この固着物が口金か
ら押出される成形品と接触して成形品表面に凸状のキズ
をつける現象を生じることによる。However, when extrusion molding is performed using a die made of any of these materials, a molding defect called an "eye stitch" often occurs. This is because polymer deterioration products, part of compounding agents, or their oxidation and decomposition products adhere to the extrusion surface of the die like "eye crocodile", and accumulate and stick to the extrusion surface (outer surface of the tip) of the die during molding. However, it is further deteriorated by heat, and this adhered material comes into contact with the molded product extruded from the die and causes a phenomenon that a convex scratch is formed on the surface of the molded product.
この問題を解決する方法としては、例えば特開昭63−
153112号では口金を被うCrメッキの表層部がCr2O3であ
ることが提案されているが、Cr2O3膜は一般にメッキ条
件の変更だけでは満足な膜は得難い。また同様に特開平
1−280525号では表層のクロムの化学組成が金属クロム
5モル%、酸化クロム50モル%、水酸化物+硫酸塩
33%であることを提案している。これを具体化する方
法として空気中で550℃に熱処理する方法があるが、ク
ロムメッキをかかる高温で熱処理すると、クロムメッキ
は一般に応力割れを生じてマイクロクラックを生じた
り、口金の重要特性である表面硬度が大幅に低下する等
新たな課題が生じ、実用的でない。As a method for solving this problem, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-
No. 153112 proposes that the surface layer of Cr plating covering the die is Cr 2 O 3 , but it is generally difficult to obtain a satisfactory Cr 2 O 3 film only by changing the plating conditions. Similarly, in JP-A-1-280525, the chemical composition of chromium in the surface layer is 5 mol% of metallic chromium, 50 mol% of chromium oxide, hydroxide + sulfate.
Proposes 33%. As a method of embodying this, there is a method of heat-treating at 550 ° C. in air, but when heat-treating chrome plating at such a high temperature, chrome-plating generally causes stress cracking and micro-cracking, which is an important characteristic of the die. It is not practical because it causes new problems such as a significant decrease in surface hardness.
また、他の手段として特開昭63−293032号には、口金
クロム組成比がポリマーの流路で12〜100重量%、口金
下面で0〜11重量%であることを、更に特開昭63−3020
16号では口金のクロム組成比がポリマー流路で0〜18重
量%、口金下面で30〜100重量%であることを提案して
いる。本発明者の追試によれば、いずれも顕著な効果が
見出せなかった。As another means, JP-A-63-293032 discloses that the composition ratio of chromium in the die is 12 to 100% by weight in the flow path of the polymer and 0 to 11% by weight on the lower surface of the die. −3020
No. 16 proposes that the chromium composition ratio of the die is 0 to 18% by weight in the polymer channel and 30 to 100% by weight on the lower surface of the die. According to the additional test by the present inventor, no remarkable effect was found.
一般に、「目ヤニ」の発明し易さは、同一材質の口金
であってもポリマーの耐熱性,溶融粘度,ポリマーに含
まれる配合剤,フィラー等によって大幅に異なるもので
ある。そこで、「目ヤニ」が成長して成形品に欠点が生
じそうになった時には、成形品の生産を中断して銅など
の軟質金属のヘラで「目ヤニ」を掻き落す等の操作をす
る。Generally, the easiness of inventing the "eye candy" greatly varies depending on the heat resistance of the polymer, the melt viscosity, the compounding agent contained in the polymer, the filler, etc. even if the die is made of the same material. Therefore, when the "eye seal" grows and a defect is likely to occur in the molded product, the production of the molded product is interrupted and the "eye seal" is scraped off with a spatula of a soft metal such as copper. .
一方、ポリマーが口金内部を通り、空気中に吐出され
る時の口金の先端形状は、成形品の表面形状に大きく影
響することから、一般的に極めてシャープなエッジに仕
上げ加工をしてある。特開平1−281916号ではポリマー
と加熱された口金との濡れ角度が70℃以上であるセラミ
ックスで被覆される口金の提案がされているが、セラミ
ックスは一般に硬度は高いが靱性に乏しく、衝撃を受け
ると欠け易い材料であり、従ってセラミックスで被覆さ
れたシャープエッジの口金先端を金属ヘラで掻く際に、
時としてエッジのセラミックス被覆をキズ付け、欠落さ
せる等の問題を生じ易い。On the other hand, the tip shape of the die when the polymer passes through the inside of the die and is discharged into the air has a great influence on the surface shape of the molded product, and therefore, it is generally finished to have an extremely sharp edge. Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-281916 proposes a die coated with a ceramic having a wetting angle of 70 ° C. or more between a polymer and a heated die. Ceramics generally have high hardness but poor toughness, and impact It is a material that is liable to chip when receiving it, and therefore when scratching the tip of a sharp-edge die covered with ceramics with a metal spatula,
Occasionally, problems such as scratching or missing of the ceramic coating on the edge are likely to occur.
また、特開平1−281915号や特開平2−162010号に
は、金,白金,タンタル等の貴金属からなるスリットダ
イの提案がされているが、材料が高価な上、材料の硬度
が小さいため、口金にキズを生じ易い等の問題がある。Further, JP-A-1-281915 and JP-A-2-162010 propose a slit die made of a noble metal such as gold, platinum or tantalum, but the material is expensive and the hardness of the material is small. There is a problem that the base is easily scratched.
[発明の目的] 本発明の目的は、上記従来技術のように具体化に当っ
て特に困難な問題を有さず、口金の押出面に付着する
「目ヤニ」を大幅に軽減でき、しかも「目ヤニ」の掻き
落し操作等によってもほとんど口金をキズ付けることな
く、長期にわたって良好な製品を成形可能にする方法を
提案することにある。[Object of the Invention] The object of the present invention is not particularly difficult to materialize as in the above-mentioned prior art, and it is possible to significantly reduce the “eye dent” attached to the extrusion surface of the die, and An object of the present invention is to propose a method capable of forming a good product for a long period of time with almost no damage to the die even by a scraping operation of the "eye seal".
[発明の構成] 本発明は、上記目的を達成するために、以下の構成を
とる。[Configuration of the Invention] The present invention has the following configurations in order to achieve the above object.
溶融ポリマーを口金から押出し成形する方法におい
て、該口金として溶融ポリマーの流路及び/または押出
面の表面を、トリエチレングリコールとの濡れ角度が40
゜以上の金属ガラスで被覆している口金を用いることを
特徴とするポリマーの溶融成形方法。In a method of extruding a molten polymer from a die, the surface of the channel and / or the extrusion surface of the molten polymer used as the die has a wetting angle of 40 ° C. with triethylene glycol.
A method for melt-molding a polymer, characterized in that a die coated with a metallic glass having a temperature of ≧ ° is used.
本発明におけるポリマーとは熱可塑性ポリマーであ
り、例えばポリエチレンテレフタレートのようなポリエ
ステル、ポリプロピレンのようなポリオレフィン、ポリ
塩化ビニルのようなビニルポリマー、ナイロン6のよう
なポリアミド、ポリメチルメタクリレートのようなアク
リルポリマー等を挙げることができる。これらの中、特
にポリエステルが好適である。The polymer in the present invention is a thermoplastic polymer, for example, polyester such as polyethylene terephthalate, polyolefin such as polypropylene, vinyl polymer such as polyvinyl chloride, polyamide such as nylon 6, acrylic polymer such as polymethylmethacrylate. Etc. can be mentioned. Of these, polyester is particularly preferable.
本発明における口金とは、繊維を紡出する口金、フイ
ルムを押出成形するインフレーションダイやストレート
ダイ、電線被覆等に用いる押出成形ダイ等である。The die in the present invention is a die for spinning out a fiber, an inflation die or a straight die for extruding a film, an extrusion die for wire coating, and the like.
本発明における「トリエチレングリコールとの濡れ角
度」とは、20℃の雰囲気下で試薬特級のトリエチレング
リコールの液滴が、口金の溶融ポリマーと接触する表面
を形成する素材例えば金属ガラスとの間につくる接触角
である。The “wetting angle with triethylene glycol” in the present invention means that the droplet of triethylene glycol of a reagent grade under a 20 ° C. atmosphere is between the material forming the surface of the die which contacts the molten polymer, for example, metallic glass. This is the contact angle created by.
本発明においてトリエチレングリコールでもって素材
特に金属ガラスの表面特性を特定するのは、本発明者の
経験的事実から、「目ヤニ」の付き易さは水との濡れ角
度よりトリエチレングリコールとの濡れ角度の方がより
相関性が高いことにある。According to the empirical fact of the present inventor, the surface characteristics of the material, particularly metallic glass, are specified by triethylene glycol in the present invention. The wetting angle is more correlated.
一方溶融ポリマーとの濡れ角度は、以下の理由により
データの再現性に乏しく、尺度として適当ではない。即
ち、熱可塑性ポリマーの溶融粘度は該ポリマーの分子量
あるいは加熱温度によって変化し、加えて溶融ポリマー
はその熱あるいは雰囲気ガス等による分解,架橋反応等
が平行して進行する場合があって精度のよい再現性のあ
るデータが得難い。以上の理由により、トリエチレング
リコールが好都合である。On the other hand, the wetting angle with the molten polymer is not suitable as a scale because of poor reproducibility of data due to the following reasons. That is, the melt viscosity of the thermoplastic polymer changes depending on the molecular weight of the polymer or the heating temperature, and in addition, the melted polymer may be decomposed by the heat or the atmospheric gas, and the crosslinking reaction may proceed in parallel, which is highly accurate. It is difficult to obtain reproducible data. For the above reasons, triethylene glycol is convenient.
本発明における「金属ガラス」は、アモルファス合金
とも称されるものであり、一般的には合金を溶融状態か
ら超急冷凝固させることで、あるいはスパッターディポ
ジションを行なう等の固体形成の過程で周期的秩序を形
成させない処置を行なったり、イオン注入などによって
周期的秩序を破壊する処置を行なうことによって、固体
状態でも結晶構造をもたず、液体に類似したガラス状構
造とすることができる。The "metallic glass" in the present invention is also referred to as an amorphous alloy, and generally, the alloy is periodically quenched and solidified from a molten state, or is periodically formed in the process of solid formation such as sputter deposition. A glass-like structure that does not have a crystalline structure even in a solid state and is similar to a liquid can be obtained by performing a treatment for preventing the formation of order or a treatment for breaking the periodic order by ion implantation or the like.
金属ガラスは物理的にも化学的にも均質であるため、
その表面には均質で緻密な耐食性のある不動態化皮膜が
形成されるといわれている。Since metallic glass is physically and chemically homogeneous,
It is said that a uniform and dense passivation film with corrosion resistance is formed on the surface.
本発明の金属ガラスで被覆した口金に、何故「目ヤ
ニ」が発生し難いのか、その要因は明らかでないが、金
属ガラスの特有の物理的にも化学的にも均質でかつ緻密
な耐食性のある比動態化皮膜が、目ヤニの原因物である
ポリマーの劣化物や配合剤からの分解物の生成を抑制
し、更に該劣化物の口金への付着性を弱めているのでは
ないか、と推定される。In the die coated with the metallic glass of the present invention, the reason why the "eye dent" is unlikely to occur, the cause is not clear, but it has the unique physical and chemical homogeneous and dense corrosion resistance of metallic glass. The passivation film may suppress the generation of degradation products of the polymer that is the cause of eye blemishes and decomposition products from the compounding agent, and may further weaken the adhesion of the degradation products to the die. Presumed.
本発明の目的に適した金属ガラスとしては、Ta系アモ
ルファス合金,W系アモルファス合金,Ti系アモルファス
合金,Crアモルファス合金等を例示することができる。
これら合金は第1成分としてのTa,W,Tiおよび/またはC
rと、第2成分、その他の成分としての、例えばCr,Ni,F
e,Al,Si,Zr,Mo,Co,Cu,P,C,B等から選ばれる元素の一種
以上とから構成される。かかる合金の具体例としては特
開昭61−266549号公報,特開昭61−210143号公報,特開
昭63−270435号公報,特開昭63−79932号公報,特開昭6
3−79928号公報,特開昭62−33736号公報,特開昭62−3
3735号公報等に示されているものを挙げることができ
る。これらのうち「トリエチレングリコールとの濡れ角
度」が40゜以上のものを用いる。Examples of the metallic glass suitable for the purpose of the present invention include Ta-based amorphous alloys, W-based amorphous alloys, Ti-based amorphous alloys, Cr amorphous alloys, and the like.
These alloys contain Ta, W, Ti and / or C as the first component.
r and the second and other components such as Cr, Ni, F
It is composed of one or more elements selected from e, Al, Si, Zr, Mo, Co, Cu, P, C and B. Specific examples of such alloys include JP-A-61-266549, JP-A-61-210143, JP-A-63-270435, JP-A-63-79932 and JP-A-6.
3-79928, JP-A-62-33736, JP-A-62-3
Examples thereof include those disclosed in Japanese Patent No. 3735. Of these, those having a “wetting angle with triethylene glycol” of 40 ° or more are used.
金属ガラスの被覆には、例えばスパッタ法などの気相
反応性,レーザーなどによるバルク処理法,メッキ法等
を用いることができる。For coating the metallic glass, for example, gas phase reactivity such as a sputtering method, a bulk processing method using a laser, a plating method, or the like can be used.
本発明での金属ガラスは結晶化を開始するより低い温
度で、かつ酸化性雰囲気中で加熱処理すると、表面の不
動態化膜の不活性がより強化される場合があり、好まし
い。It is preferable that the metallic glass of the present invention is heat-treated at a temperature lower than the temperature at which crystallization starts and in an oxidizing atmosphere, because the passivation film on the surface may be more inactivated.
金属ガラスの構造形式の確認は、X線回折の定法によ
り確認できる。The structural form of metallic glass can be confirmed by a conventional method of X-ray diffraction.
本発明において金属ガラスで被覆される基材は、従来
から口金材質として用いられているものであることがで
き、例えばS45C,SS41のような炭素鋼、SUS420J2,SUS630
のような不錆鋼であることができる。The base material coated with metallic glass in the present invention may be one conventionally used as a die material, for example, carbon steel such as S45C, SS41, SUS420J2, SUS630.
Can be rust-free steel like.
[実施例] 以下、実施例によって本発明を更に説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples.
実施例1及び比較例1 SUS420J2からなる口金の、溶融ポリマーの流路面と、
該面に接しポリマーの空気中に押出される口金の押出面
に、Ta50%(原子%)、Fe36%,Ni5%,Cr9%からなる膜
厚約5μmの金属ガラス膜を形成した。この被覆のトリ
エチレングリコールによる濡れ角度は59゜(なお、テフ
ロンの濡れ角度は85゜)であった。Example 1 and Comparative Example 1 A flow path surface of molten polymer of a die made of SUS420J2,
A metal glass film having a film thickness of about 5 μm and made of Ta50% (atomic%), Fe36%, Ni5%, and Cr9% was formed on the extrusion surface of the die which was in contact with the surface and extruded into the air of the polymer. The wetting angle of this coating with triethylene glycol was 59 ° (note that the wetting angle of Teflon was 85 °).
この口金をスリット幅1.5mm,幅500mmのダイに組み上
げ、樹脂温度290℃のポリエチレンテレフタレートを押
出し、厚さ150μmのシートを約30m/分の速度で冷却ロ
ール上に押出して引き取った。This die was assembled into a die having a slit width of 1.5 mm and a width of 500 mm, polyethylene terephthalate having a resin temperature of 290 ° C. was extruded, and a sheet having a thickness of 150 μm was extruded onto a cooling roll at a speed of about 30 m / min and taken out.
口金先端の目ヤニに起因するスジ状欠点は、押出開始
後72時間後もほとんど認められなかった。The streak-like defect due to the eye-like resin at the tip of the die was hardly recognized even 72 hours after the start of extrusion.
一方、口金材料がSUS420J2で特に表面処理しなかった
口金について、上記実施例と同一の条件でシートを押出
した結果、押出開始後36時間で目ヤニ因のスジ状欠点が
顕在化した。On the other hand, as for the die whose die material was SUS420J2 and which was not surface-treated in particular, the sheet was extruded under the same conditions as in the above-mentioned examples, and as a result, a streak-like defect due to eye bleeding was revealed 36 hours after the start of extrusion.
[発明の効果] 本発明によれば、口金のポリマー流路面やポリマー押
出面を濡れ性の低い金属ガラスで被覆しており、これに
より口金の押出面に「目ヤニ」の発生するのを抑制し、
スジ状欠点のない良質の押出製品を安定に成形すること
ができる。[Effects of the Invention] According to the present invention, the polymer channel surface and the polymer extruded surface of the die are coated with metallic glass having low wettability, which suppresses the occurrence of "eye dents" on the extruded surface of the die. Then
It is possible to stably form a high-quality extruded product without streaky defects.
Claims (2)
法において、該口金として溶融ポリマーの流路及び/ま
たは押出面の表面を、トリエチレングリコールとの濡れ
角度が40゜以上の金属ガラスで被覆している口金を用い
ることを特徴とするポリマーの溶融成形方法。1. A method of extruding a molten polymer from a die, wherein the surface of the channel and / or the extrusion surface of the molten polymer as the die is coated with metallic glass having a wetting angle of 40 ° or more with triethylene glycol. 1. A method for melt-molding a polymer, which comprises using a die.
請求項1記載のポリマーの溶融成形方法。2. The polymer melt-molding method according to claim 1, wherein the metallic glass is a Ta-based amorphous alloy.
Priority Applications (1)
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| JP2323101A JP2538716B2 (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Polymer melt molding method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH04193518A JPH04193518A (en) | 1992-07-13 |
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