ダイプレートおよびそれを用いた熱可塑性樹脂発泡体の製造方法
【課題】得られる樹脂発泡体の各ストランドが微細かつ均一なものでありながら、メンテナンスが容易で、稼働中の通過孔が詰まることがなく、樹脂発泡体の生産性を向上できる押出発泡用のダイプレートを提供すること。
【解決手段】発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、上記通過孔は、孔径が均一な平行部と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部とを有し、かつ、上記平行部が上流側に配置されるとともに、上記逆テーパー部が下流側に配置されており、上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であるダイプレート。
【解決手段】発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、上記通過孔は、孔径が均一な平行部と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部とを有し、かつ、上記平行部が上流側に配置されるとともに、上記逆テーパー部が下流側に配置されており、上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であるダイプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂発泡体を製造するためのダイプレート及び該ダイプレートを使用する熱可塑性樹脂発泡体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂発泡体は、軽量で防音性および断熱性能に優れることから、自動車の内装や建材などに広く使用されている。緩衝性に優れ、かつ、施工性にも優れた熱可塑性樹脂発泡体を得るための方法としては、溶融状態の熱可塑性樹脂をダイプレートに設けられた複数の通過孔を経由して吐出口から押出発泡させる方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
さらに、各通過孔を経由して得られる樹脂発泡体の単位（ストランド）を微細かつ均一なものとし、高発泡倍率で発泡させた樹脂発泡体を得るために、ダイプレートにおける通過孔の断面積を、上流側から下流側に向かって次第に小さくした後、ほぼ同一である中央通過部を経て、下流側に向かって断面積を次第に大きくなるように形成するという工夫もなされている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平１−５０２２５２号公報
【特許文献２】特開２００６−１０２９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献２に記載された発明によれば、樹脂発泡体の各ストランドを微細かつ均一なものとし、高発泡倍率で発泡させた樹脂発泡体を得ることができる。しかし、該樹脂発泡体の製造終了後、ダイプレートの通過孔内に硬化した樹脂が残り、これを除去するのに手間がかかり、その結果、樹脂発泡体の生産性向上の妨げとなっているという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、得られる樹脂発泡体の各ストランドが微細かつ均一なものでありながら、メンテナンスが容易で、樹脂発泡体の生産性を向上できる押出発泡用のダイプレートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。すなわち、本発明のダイプレートは、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、上記通過孔は、孔径が均一な平行部と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部とを有し、かつ、上記平行部が上流側に配置されるとともに、上記逆テーパー部が下流側に配置されており、上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であることを特徴とする。
前記平行部と前記逆テーパー部の境目で分割可能であること；前記ダイプレートの上流側の面に、前記熱可塑性樹脂が導入される凹部が形成されており、該凹部の底面から下流側に向かって前記複数の通過孔が形成されていることが好ましい。
【０００８】
また、上記の目的は、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、上記通過孔は、孔径が下流側に向かって次第に縮小するテーパー部と、孔径が均一な平行部と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部とをこの順に有し、上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であるダイプレートによっても達成される。
該ダイプレートは、同一形状の２枚のプレートを合わせてなり、分割位置が前記平行部の中央であること；上記テーパー部と平行部の境目および上記平行部と逆テーパー部との境目で、上流側プレート、中央プレートおよび下流側プレートの３枚に分割可能であること；該上流側プレートと下流側プレートが同一形状であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明によれば、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上記のいずれかのダイプレートに導入し、該樹脂を、上記複数の通過孔を経由して吐出部の吐出口から押出して押出発泡させることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来と同等の樹脂発泡体を製造でき、かつ、メンテナンスが容易で、樹脂発泡体の生産性を向上できる押出発泡用のダイプレートおよび該ダイプレートを使用する熱可塑性樹脂発泡体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１態様のダイプレートを上流側から見た図
【図２】本発明の第１態様のダイプレートを下流側から見た図
【図３】下流側プレートの変形例
【図４】本発明の第１態様のダイプレートのＡ−Ａ’線断面図
【図５】テーパー角度θを説明する図
【図６】公知のダイプレートの断面図
【図７】本発明の第１態様のダイプレートの断面図
【図８】本発明の第１態様のダイプレートの変形例
【図９】本発明の第１態様のダイプレートのＥ−Ｅ’線断面図
【図１０】本発明の第２態様のダイプレートを上流側から見た図
【図１１】本発明の第２態様のダイプレートを下流側から見た図
【図１２】本発明の第２態様のダイプレートのＦ−Ｆ’線断面図
【図１３】本発明の第２態様のダイプレートの断面図
【図１４】押出機先端に本発明のダイプレートを取り付けた状態の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のダイプレートは、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を押出して、樹脂発泡体を製造する発泡押出成形装置の押出口に装着されるダイプレートである。
以下、本発明のダイプレート及び熱可塑性樹脂発泡体の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００１３】
＜本発明の第１態様＞
図１は本発明の第１態様のダイプレートを上流側から見た図、図２は下流側から見た図、図４はそのＡ−Ａ’線断面図である。
本発明の第１態様のダイプレートは、図４に示されるように、上流側の端面５から下流側の端面６に向かって貫通する通過孔２０が複数設けられたダイプレートであって、該通過孔と直交して複数に分割可能であることを特徴とする。各通過孔２０は、上流側の端面５に入口２１が設けられ、この入口２１から反対側に向かって孔径が均一な平行部２２が上流側に形成されている。各通過孔２０の下流側は、孔径が下流側に向かって次第に拡大し、プレート内部に逆テーパー状の空間を形成して逆テーパー部２３をなし、出口側端面６で開口をなし、通過孔の吐出口（出口）２４を形成する。
各吐出口２４から発泡して得られるストランドを均一なものとするため、通過孔２０の平行部２２の長さ、逆テーパー部２３の長さ、通過孔の形状は全ての通過孔で共通とすることが好ましい。
【００１４】
ダイプレートの分割位置は、上記通過孔２０を通る熱可塑性樹脂の押出方向に直交していれば特に制限はなく、複数箇所であってもよい。分割位置の例としては図４の平行部２２で分割するＢ−Ｂ’線、平行部２２と逆テーパー部２３の境目で分割するＣ−Ｃ’線、逆テーパー部２３で分割するＤ−Ｄ’線の位置が挙げられ、これらのうちの複数箇所でもよい。
【００１５】
従来公知のダイプレートは１枚の板体からなり、その通過孔の断面積は、図６に示されるように上流側から下流側に向かって次第に小さくなり、次いで、断面積がほぼ同一である中央通過部を経て、断面積が次第に大きくなるように形成されていた。
従来公知のダイプレートを用いて熱可塑性樹脂発泡体の製造を終了した後に、ダイプレートの表面や通過孔の内部で固化した熱可塑性樹脂を取除く際、開口断面積が狭い中央部の通過孔内に固化した熱可塑性樹脂が残ることがあった。このような通過孔内に残った固化した熱可塑性樹脂は、細長い針金などを用いて各通過孔ごとに除去しなければならず、ダイプレートのメンテナンスに長時間を要するという問題があった。
【００１６】
一方、本発明の第１態様のダイプレートは、通過孔の断面積が上流側から下流側に向かって次第に小さくなる部分を設けずに、通過孔の入口２１から直接、該入口２１と孔径が均一である平行部２２を上流側に設けているので、固化した樹脂が通路内に詰まるという問題を軽減できる。さらに、通過孔の押出方向に直交して複数枚のプレートに分割可能である構成とすることにより、熱可塑性樹脂発泡体の製造終了後にダイプレートを分割することによって、上流側の端面５と下流側の端面６に加え、上記複数のプレートの向かい合っていた面からも固化した熱可塑性樹脂を取除くことができる。
特に、図４のＢ−Ｂ’線またはＣ−Ｃ’線を分割位置とすることにより、孔径の狭い平行部２２に固化した樹脂が詰まった場合でも、エアダスターなどを用いて容易に除去することができる。
【００１７】
本発明者らは、ダイプレートの分割位置を通過孔２０の平行部２２と逆テーパー部２３との境目の位置（図７のＣ−Ｃ’線）とした場合、樹脂発泡体の製造終了後に当該ダイプレートを分離すると、平行部２２内で固化した樹脂は、大半が下流側プレート３１の側に残り、上流側プレート３０の平行部２２内にはほとんど残らないことを見出した。このため下流側プレート３１に付着して下流側プレート３１からはみ出た形の平行部２２内で固化した樹脂は、ヘラなどで掻き取った後に、エアダスターを用いて容易に取除くことができる。上流側プレートの平行部２２内に樹脂が残った場合でも、エアダスターで簡単に除去することができ、メンテナンスを迅速に行うことができる。
【００１８】
また、本発明の第１態様のダイプレートの通過孔２０には、樹脂の通過方向に対して直交する開口断面積が狭まる箇所がないため、万が一溶融状態の樹脂中に固形物が混入した場合でも、流路が詰まることが少なく、ストランドの欠損が発生しにくいという利点がある。
【００１９】
上記本発明の第１態様のダイプレートを使用しても、図６に示されるような公知のダイプレートを使用した場合と同様に、各ストランドが微細かつ均一で、高発泡倍率で発泡した樹脂発泡体を得ることができる。
【００２０】
本発明の第１態様のダイプレートが、図７に示すような上流側プレート３０と下流側プレート３１の２部材からなる場合、上流側プレート３０の下流側端面に設けられた通過孔の開口と、下流側プレート３１の上流側端面に設けられた通過孔の開口とは、一部が対応しないものであってもよい。例えば、図１に記載の上流側プレート３０を用いた場合に、下流側プレート３１として、図３に示されるように長手方向の両端部において、上流側プレート３０の平行部２２に対応する逆テーパー部２３が設けられていないプレートを用いることにより、より幅の狭い樹脂発泡体を得ることができる。このように吐出口の数を変えた下流側プレート３１を準備するだけで、１枚のダイプレートを使用する場合と比べて、より安価で簡単に樹脂発泡体の形状や寸法を変更することができる。
【００２１】
本発明の第１態様のダイプレートの寸法は、押出機の押出口の形状にも依存し、一概には言えないが、例として、長辺の長さ１，０００〜２，０００ｍｍ、短辺の長さ５０〜１００ｍｍ、上流側の端面から下流側の端面までの幅１０〜３０ｍｍを挙げることができる。複数のプレートの１枚当たりの厚さは、強度の面から５ｍｍ以上とすることが好ましい。本発明のダイプレートの素材は、高温高圧の熱可塑性樹脂の流れに耐える必要があり、かつ、繰り返して長期間使用できるものであることが望ましい。このような素材の例として、ステンレス鋼を挙げることができる。
【００２２】
本発明の第１態様のダイプレートは、上記通過孔の平行部２２と逆テーパー部２３との境目で分割可能であることに加え、図９に示されるように、上記平行部を備えるダイプレート（上流側プレート３０）の上流側の面５に、熱可塑性樹脂が導入され液だまりとなる凹部１０が形成され、この凹部の底面１１から下流側に向かって複数の通過孔２０が形成されたものであってもよい。なお、図８は、凹部１０が形成された上流側プレート３０を上流側から見た図、図９は図８のＥ−Ｅ’線断面図である。
上流側プレート３０の上流側の端面５に凹部１０を設けることにより、各通過孔２０に導入される熱可塑性樹脂の圧力を均一にし、得られる熱可塑性樹脂の発泡倍率のバラツキを抑えることができる。
【００２３】
凹部１０の形状は、押出機の押出口の形状に応じて適宜設計することができるが、成形加工の容易さの観点から、図８に表されるように１つの大きな凹部とし、その底面１１に通過孔の入口２１を設けることが望ましい。凹部１０の深さ（上流側端面５と凹部の底面１１との距離）は、１ｍｍ以上とすることが好ましく、５ｍｍ以上とすることがより好ましい。
【００２４】
通過孔２０の断面形状は特に制限されないが、加工が容易であることから、平行部２２、逆テーパー部２３ともに円形とすることが好ましい。この場合、平行部２２の空間は円柱状、逆テーパー部２３の空間は円錐状となる。平行部２２の断面の径は、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂が円滑に通過できるように設計する必要があり、例として直径０．３〜２．０ｍｍを挙げることができる。
【００２５】
平行部２２は、溶融状態の熱可塑性樹脂の流れを均一な状態に揃えるために機能する。平行部２２の長さは、熱可塑性樹脂の流れを均一な状態に揃えることができる長さであればよいが、長すぎると熱可塑性樹脂の温度が低下するため、１ｍｍ〜１２ｍｍとすることが好ましく、１．５ｍｍ〜８ｍｍとすることがより好ましい。
【００２６】
逆テーパー部２３は、熱可塑性樹脂の圧力を下げながら徐々に気泡を発生させて、樹脂発泡体中の気泡を均一なものとする機能を有する。このため、逆テーパー部２３の断面形状は、図４に示されるように平行部２２の終了点から下流側の端面６に設けられた通過孔の吐出口２４まで一定の角度で広がる形状であることが好ましい。この場合、逆テーパー部２３のテーパー角度θ（図５参照）は、５〜２０°であることが好ましい。
逆テーパー部２３の長さ、すなわち、平行部２２の終了点から下流側の端面６までの距離は、気泡の発生を均一にできる長さであればよく、熱可塑性樹脂の圧力にも依存するが、長すぎると熱可塑性樹脂の温度が低下するため、３ｍｍ〜２０ｍｍとすることが好ましく、６ｍｍ〜１５ｍｍとすることがより好ましい。
【００２７】
吐出口２４の直径が小さいと、吐出口での熱可塑性樹脂の圧力が高くなり発泡が不均一となるおそれがあるため、吐出口２４の直径は、３ｍｍ以上とすることが好ましく、４ｍｍ以上とすることがより好ましい。一方、直径を大きくすると充分な発泡倍率を得られないことがあるため、直径は、８ｍｍ以下とすることが好ましく、７ｍｍ以下とすることがより好ましい。
【００２８】
複数の吐出口２４の配置は、所望の発泡体の形状に応じて決定すればよい。例えば、シート状の発泡体を製造する場合には、図２に示されるように横長のシート状の領域に吐出口２４を密集させて配置する。この際、吐出口２４を格子状に配置して発泡体中の隙間を多くすることにより、柔軟性の高い発泡体を得ることができる。一方、図２に示されるように、吐出口２４をハニカム状に配置することにより、各ストランドどうしの接触面積を多くして、曲げ強度に優れた発泡体を得ることができる。
【００２９】
本発明のダイプレートを構成する複数のプレートは、隙間ができないように密着させる必要がある。各プレートを密着させるための方法の一例として、図１〜３に示されるように、プレートの四隅に貫通孔４を設け、ボルトとナットを用いて締め付ける方法が挙げられる。
【００３０】
＜本発明の第２態様＞
図１０は本発明の第２態様のダイプレートを上流側から見た図、図１１は下流側から見た図、図１２はＦ−Ｆ’線断面図である。図１２に示すように、本発明の第２態様のダイプレートは、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔２０を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、上記通過孔２０は、孔径が下流側に向かって次第に縮小するテーパー部２５と、孔径が均一な平行部２２と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部２３とをこの順に有し、上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であることを特徴とする。
【００３１】
本発明の第２態様のダイプレートは、外形及び断面形状は図６に示す従来公知のダイプレートと同様であるが、熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数のプレートに分割できるので、上記本発明の第１態様のダイプレートと同様に、熱可塑性樹脂発泡体の製造終了後にダイプレートを分割することによって、分割した各プレートの両面から固化した熱可塑性樹脂を取除くことができ、メンテナンスが極めて容易である点で優れている。
【００３２】
ダイプレートの分割位置は、上記通過孔を通る熱可塑性樹脂の押出方向に直交していれば特に制限はなく、複数箇所であってもよい。分割位置の例としては、図１２に示すように、テーパー部２５と平行部２２との境目を通る面で分割するＧ−Ｇ’線、平行部２２の中央を通る面で分割するＨ−Ｈ’線、平行部２２と逆テーパー部２３との境目を通る面で分割するＩ−Ｉ’線、逆テーパー部２３を通る面で分割するＪ−Ｊ’線の位置が挙げられ、これらのうちの複数箇所でもよい。
【００３３】
本発明の第２態様の好適な例として、図１２のＨ−Ｈ’線で示される平行部２２の中央部分を分割位置とする、同一形状の２枚のプレートを合わせてなるダイプレートが挙げられる。それぞれのプレートは、一方の面に通過孔の入口２１が複数形成され、それぞれ反対側の面に向かって通過孔２０の断面が次第に縮小するテーパー部２５（逆テーパー部２３）と、該テーパー部２５の終点から反対側の面まで孔径が均一な平行部２２が形成されている。ダイプレートを構成する２枚のプレートを、同一形状のプレートとすることにより、プレートの製造に必要な金型の製造コストを削減でき、ダイプレートの製造効率を１枚の板体からなるダイプレートと同程度にすることができる。
【００３４】
また、本発明の第２態様においては、図１３に示されるように、分割位置をテーパー部２５と平行部２２の境目および平行部２２と逆テーパー部２３との境目の２箇所とし、上流側から、上流側プレート４０、中央プレート４１および下流側プレート４２の３枚のプレートを合わせてなるものとしてもよい。このような構成とすることにより、樹脂発泡体の製造終了後に、テーパー部２５と平行部２２との境目や平行部２２内に固化した樹脂が詰まった場合でも、各プレートを分離することにより、容易に除去することができる。
【００３５】
この場合、上流側プレート４０と下流側プレート４２を同一形状とすることによりプレートの製造に必要な金型の製造コストを削減でき、製造効率を向上することができるので好ましい。
【００３６】
本発明の第２態様のダイプレートの好ましい寸法は、押出機の押出口の形状にも依存し、一概には言えないが、例として、長辺の長さが１，０００〜２，０００ｍｍ、短辺の長さが５０〜１００ｍｍ、上流側の端面から下流側の端面までの幅１０〜３０ｍｍを挙げることができる。複数のプレートの１枚当たりの厚さは、強度の面から５ｍｍ以上とすることが好ましい。ダイプレートの素材の例としては、第１態様と同様に、ステンレス鋼が挙げられる。
【００３７】
本発明の第２態様のダイプレートにおける、テーパー部２５と平行部２２は、溶融状態の熱可塑性樹脂の流れを均一な状態に揃えるために機能する。この整流機能を発揮させるため、テーパー部２５は、長さを３ｍｍ〜２０ｍｍとすることが好ましく、平行部２２は長さを１ｍｍ〜１２ｍｍとすることが好ましい。逆テーパー部２３は、熱可塑性樹脂の圧力を下げながら徐々に気泡を発生させて、樹脂発泡体中の気泡を均一なものとする機能を有する。この機能を発揮させるため、逆テーパー部２３の長さは、３ｍｍ〜２０ｍｍとすることが好ましい。
【００３８】
通過孔２０の断面形状は特に制限されないが、加工が容易であることから、テーパー部２５、平行部２２、逆テーパー部２３のいずれも円形とすることが好ましい。この場合、平行部２２の空間は円柱状、テーパー部２５と逆テーパー部２３の空間は円錐状となる。テーパー部２５および逆テーパー部２３のテーパー角度θ’、θはいずれも５〜２０°であることが好ましい。平行部２２の断面の径の例として、第１態様と同じ直径０．３〜２．０ｍｍを挙げることができる。
吐出口２４の直径は、第１態様と同様の理由から３〜８ｍｍとすることが好ましく、４〜７ｍｍとすることがより好ましい。上流側の端面５に形成された通過孔の入口２１の直径は、特に制限されないが、製造が容易であることから、吐出口２４と同様にすることが好ましい。
【００３９】
通過孔の入口２１、吐出口２４の配置も、第１態様と同様に所望の熱可塑性樹脂発泡体の形状に応じて決定すればよい。また、本発明の第２態様のダイプレートを構成する複数のプレートの固定方法の例としては、第１態様と同様に、各プレートの４隅に貫通孔４を形成して、ボルトとナットを用いて締め付ける方法が挙げられる。
【００４０】
＜熱可塑性樹脂発泡体の製造方法＞
本発明の第１態様のダイプレートを用いて熱可塑性樹脂発泡体を製造する場合を例にとると、まず、本発明のダイプレートを構成する図８に記載の上流側プレート３０と図２に記載の下流側プレート３１を、各通過孔が連通することを確認しながらボルトとナットなどを用いて固定して、図９に示されるような本発明のダイプレート１とする。次いで、図１４に示されるように、ダイプレート１の上流側の端面５を押出機５２の熱可塑性樹脂の流路５３の先端と向かい合わせにして取付ける。
【００４１】
本発明の製造方法において、原料となる熱可塑性樹脂の例としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリアミド樹脂が挙げられ、これらのうちの１種類の単独重合体でもよく、２種以上を組み合わせて混合樹脂として使用してもよい。
熱可塑性樹脂は、チップなどの固形状のものを押出機に投入し、融点以上に加熱する。
【００４２】
次いで、溶融状態とした熱可塑性樹脂に発泡剤を添加する。発泡剤の例としては、二酸化炭素、窒素などの無機不活性ガス、ブタン、ペンタンなどの炭化水素系ガスが挙げられる。熱可塑性樹脂としてポリプロピレン樹脂を用いる場合には、発泡剤として超臨界状態の二酸化炭素を用いることが好ましい。この場合、押出機内部で二酸化炭素が気化することを防止するため、熱可塑性樹脂を７ＭＰａ以上の圧力に保つ必要がある。
【００４３】
図１４は押出機５２の押出口に本発明の第１態様のダイプレート１を取付けた際の模式図である。溶融状態の熱可塑性樹脂は、押出機５２からダイプレート１に導入され、通過孔の吐出口２４に近づきながら徐々に圧力が低下し、発泡がはじまる。熱可塑性樹脂の急激な硬化を防ぐため、ダイプレートをヒーターなどで硬化温度以上に保持してもよい。吐出口２４から押出された樹脂発泡体が上下方向に膨張しすぎることを防ぐため、吐出口２４の上下にガイダー５４を設けることも有効である。
【００４４】
また、製造される樹脂発泡体の流れを円滑にし、表面のうねりを減らすため、ガイダー５４の下流側に冷却ロール５５や引取ロール５６を設置し、樹脂発泡体をロールで上下から挟みながら冷却することも有効である。
【実施例】
【００４５】
平ダイを備えたタンデム押出機（φ９０−φ１２０）を用いて密度０．９ｇ／ｃｍ3のポリプロピレン樹脂を押出成形し、発泡剤として二酸化炭素を１段目押出機に圧入し、平ダイに取付けたダイプレートから発泡させた。
【００４６】
（実施例１）
平行部２２と逆テーパー部２３の境目で分割可能である図９に示すタイプの本発明の第１態様のダイプレートを用いて、ポリプロピレン樹脂発泡体を製造した。用いたダイプレートは、２枚のプレートからなり上流側プレートに凹部１０を有し、平行部２２の穴径はφ０．６ｍｍ、長さは２．２ｍｍ、逆テーパー部２３の出口径はφ４．４、長さは１０ｍｍ、通過孔２０の穴数は１３３６個である。運転条件は押出機内の温度１８０〜２４０℃、押出機の圧力１３〜１８ＭＰａ、押出機出口樹脂温度１８３℃、ダイ圧力８ＭＰａ、押出量７５ｋｇ／Ｈにて４２時間運転を行った。得られた発泡体の倍率は約２０倍で表面外観も良好であった。樹脂発泡体の製造終了後、ダイプレートの清掃にかかった時間はわずか１５分であった。ダイプレートを２つに割り、エアダスターで吹くとほとんどの樹脂が取れ、わずかに残った穴の中の樹脂を針金や真鍮ブラシ等で簡単に清掃することができた。
【００４７】
（比較例１）
図６に示すタイプの１枚の板体からなる従来公知のダイプレートを平ダイに取付け、それ以外は実施例と同様に運転を行い、ポリプロピレン樹脂発泡体を製造した。用いたダイプレートは、テーパー部２５、逆テーパー部２３の入口径、出口径がともにφ４．４ｍｍ、長さは８．９ｍｍ、平行部２２の穴径がφ０．５８ｍｍ、長さは２．２ｍｍ、穴数は１３３６個である。得られた発泡体の倍率は約２２倍で表面外観も良好であった。樹脂発泡体の製造終了後、ダイプレートの清掃にかかった時間は１５０分であった。平行部に詰まった固化したポリプロピレン樹脂は、エアダスターではほとんど取れず、針金等で突いて取除いた。
【００４８】
（比較例２）
穴数が１００２個であること以外は比較例１と同じタイプのダイプレートを用いて、比較例１と同様に運転を行い、ポリプロピレン樹脂発泡体を製造した。得られた発泡体の倍率は２３．７倍で表面外観も良好であった。樹脂発泡体の製造終了後、ダイプレートの清掃にかかった時間は１１０分であった。
【００４９】
実施例、比較例１、及び比較例２に用いたダイプレートの形状、発泡体、清掃時間等を表１に示す。
【符号の説明】
【００５０】
１ ダイプレート
４ 貫通孔
５ 上流側の端面
６ 下流側の端面
１０ 凹部
１１ 凹部の底面
２０ 通過孔
２１ 通過孔の入口
２２ 平行部
２３ 逆テーパー部
２４ 通過孔の吐出口
２５ テーパー部
３０ 上流側プレート
３１ 下流側プレート
４０ 上流側プレート
４１ 中央プレート
４２ 下流側プレート
５２ 押出機
５３ 熱可塑性樹脂の流路
５４ ガイダー
５５ 冷却ロール
５６ 引取ロール
θ 逆テーパー部のテーパー角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂発泡体を製造するためのダイプレート及び該ダイプレートを使用する熱可塑性樹脂発泡体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂発泡体は、軽量で防音性および断熱性能に優れることから、自動車の内装や建材などに広く使用されている。緩衝性に優れ、かつ、施工性にも優れた熱可塑性樹脂発泡体を得るための方法としては、溶融状態の熱可塑性樹脂をダイプレートに設けられた複数の通過孔を経由して吐出口から押出発泡させる方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
さらに、各通過孔を経由して得られる樹脂発泡体の単位（ストランド）を微細かつ均一なものとし、高発泡倍率で発泡させた樹脂発泡体を得るために、ダイプレートにおける通過孔の断面積を、上流側から下流側に向かって次第に小さくした後、ほぼ同一である中央通過部を経て、下流側に向かって断面積を次第に大きくなるように形成するという工夫もなされている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平１−５０２２５２号公報
【特許文献２】特開２００６−１０２９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献２に記載された発明によれば、樹脂発泡体の各ストランドを微細かつ均一なものとし、高発泡倍率で発泡させた樹脂発泡体を得ることができる。しかし、該樹脂発泡体の製造終了後、ダイプレートの通過孔内に硬化した樹脂が残り、これを除去するのに手間がかかり、その結果、樹脂発泡体の生産性向上の妨げとなっているという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、得られる樹脂発泡体の各ストランドが微細かつ均一なものでありながら、メンテナンスが容易で、樹脂発泡体の生産性を向上できる押出発泡用のダイプレートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。すなわち、本発明のダイプレートは、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、上記通過孔は、孔径が均一な平行部と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部とを有し、かつ、上記平行部が上流側に配置されるとともに、上記逆テーパー部が下流側に配置されており、上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であることを特徴とする。
前記平行部と前記逆テーパー部の境目で分割可能であること；前記ダイプレートの上流側の面に、前記熱可塑性樹脂が導入される凹部が形成されており、該凹部の底面から下流側に向かって前記複数の通過孔が形成されていることが好ましい。
【０００８】
また、上記の目的は、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、上記通過孔は、孔径が下流側に向かって次第に縮小するテーパー部と、孔径が均一な平行部と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部とをこの順に有し、上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であるダイプレートによっても達成される。
該ダイプレートは、同一形状の２枚のプレートを合わせてなり、分割位置が前記平行部の中央であること；上記テーパー部と平行部の境目および上記平行部と逆テーパー部との境目で、上流側プレート、中央プレートおよび下流側プレートの３枚に分割可能であること；該上流側プレートと下流側プレートが同一形状であることが好ましい。
【０００９】
また、本発明によれば、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上記のいずれかのダイプレートに導入し、該樹脂を、上記複数の通過孔を経由して吐出部の吐出口から押出して押出発泡させることを特徴とする熱可塑性樹脂発泡体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、従来と同等の樹脂発泡体を製造でき、かつ、メンテナンスが容易で、樹脂発泡体の生産性を向上できる押出発泡用のダイプレートおよび該ダイプレートを使用する熱可塑性樹脂発泡体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１態様のダイプレートを上流側から見た図
【図２】本発明の第１態様のダイプレートを下流側から見た図
【図３】下流側プレートの変形例
【図４】本発明の第１態様のダイプレートのＡ−Ａ’線断面図
【図５】テーパー角度θを説明する図
【図６】公知のダイプレートの断面図
【図７】本発明の第１態様のダイプレートの断面図
【図８】本発明の第１態様のダイプレートの変形例
【図９】本発明の第１態様のダイプレートのＥ−Ｅ’線断面図
【図１０】本発明の第２態様のダイプレートを上流側から見た図
【図１１】本発明の第２態様のダイプレートを下流側から見た図
【図１２】本発明の第２態様のダイプレートのＦ−Ｆ’線断面図
【図１３】本発明の第２態様のダイプレートの断面図
【図１４】押出機先端に本発明のダイプレートを取り付けた状態の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のダイプレートは、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を押出して、樹脂発泡体を製造する発泡押出成形装置の押出口に装着されるダイプレートである。
以下、本発明のダイプレート及び熱可塑性樹脂発泡体の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００１３】
＜本発明の第１態様＞
図１は本発明の第１態様のダイプレートを上流側から見た図、図２は下流側から見た図、図４はそのＡ−Ａ’線断面図である。
本発明の第１態様のダイプレートは、図４に示されるように、上流側の端面５から下流側の端面６に向かって貫通する通過孔２０が複数設けられたダイプレートであって、該通過孔と直交して複数に分割可能であることを特徴とする。各通過孔２０は、上流側の端面５に入口２１が設けられ、この入口２１から反対側に向かって孔径が均一な平行部２２が上流側に形成されている。各通過孔２０の下流側は、孔径が下流側に向かって次第に拡大し、プレート内部に逆テーパー状の空間を形成して逆テーパー部２３をなし、出口側端面６で開口をなし、通過孔の吐出口（出口）２４を形成する。
各吐出口２４から発泡して得られるストランドを均一なものとするため、通過孔２０の平行部２２の長さ、逆テーパー部２３の長さ、通過孔の形状は全ての通過孔で共通とすることが好ましい。
【００１４】
ダイプレートの分割位置は、上記通過孔２０を通る熱可塑性樹脂の押出方向に直交していれば特に制限はなく、複数箇所であってもよい。分割位置の例としては図４の平行部２２で分割するＢ−Ｂ’線、平行部２２と逆テーパー部２３の境目で分割するＣ−Ｃ’線、逆テーパー部２３で分割するＤ−Ｄ’線の位置が挙げられ、これらのうちの複数箇所でもよい。
【００１５】
従来公知のダイプレートは１枚の板体からなり、その通過孔の断面積は、図６に示されるように上流側から下流側に向かって次第に小さくなり、次いで、断面積がほぼ同一である中央通過部を経て、断面積が次第に大きくなるように形成されていた。
従来公知のダイプレートを用いて熱可塑性樹脂発泡体の製造を終了した後に、ダイプレートの表面や通過孔の内部で固化した熱可塑性樹脂を取除く際、開口断面積が狭い中央部の通過孔内に固化した熱可塑性樹脂が残ることがあった。このような通過孔内に残った固化した熱可塑性樹脂は、細長い針金などを用いて各通過孔ごとに除去しなければならず、ダイプレートのメンテナンスに長時間を要するという問題があった。
【００１６】
一方、本発明の第１態様のダイプレートは、通過孔の断面積が上流側から下流側に向かって次第に小さくなる部分を設けずに、通過孔の入口２１から直接、該入口２１と孔径が均一である平行部２２を上流側に設けているので、固化した樹脂が通路内に詰まるという問題を軽減できる。さらに、通過孔の押出方向に直交して複数枚のプレートに分割可能である構成とすることにより、熱可塑性樹脂発泡体の製造終了後にダイプレートを分割することによって、上流側の端面５と下流側の端面６に加え、上記複数のプレートの向かい合っていた面からも固化した熱可塑性樹脂を取除くことができる。
特に、図４のＢ−Ｂ’線またはＣ−Ｃ’線を分割位置とすることにより、孔径の狭い平行部２２に固化した樹脂が詰まった場合でも、エアダスターなどを用いて容易に除去することができる。
【００１７】
本発明者らは、ダイプレートの分割位置を通過孔２０の平行部２２と逆テーパー部２３との境目の位置（図７のＣ−Ｃ’線）とした場合、樹脂発泡体の製造終了後に当該ダイプレートを分離すると、平行部２２内で固化した樹脂は、大半が下流側プレート３１の側に残り、上流側プレート３０の平行部２２内にはほとんど残らないことを見出した。このため下流側プレート３１に付着して下流側プレート３１からはみ出た形の平行部２２内で固化した樹脂は、ヘラなどで掻き取った後に、エアダスターを用いて容易に取除くことができる。上流側プレートの平行部２２内に樹脂が残った場合でも、エアダスターで簡単に除去することができ、メンテナンスを迅速に行うことができる。
【００１８】
また、本発明の第１態様のダイプレートの通過孔２０には、樹脂の通過方向に対して直交する開口断面積が狭まる箇所がないため、万が一溶融状態の樹脂中に固形物が混入した場合でも、流路が詰まることが少なく、ストランドの欠損が発生しにくいという利点がある。
【００１９】
上記本発明の第１態様のダイプレートを使用しても、図６に示されるような公知のダイプレートを使用した場合と同様に、各ストランドが微細かつ均一で、高発泡倍率で発泡した樹脂発泡体を得ることができる。
【００２０】
本発明の第１態様のダイプレートが、図７に示すような上流側プレート３０と下流側プレート３１の２部材からなる場合、上流側プレート３０の下流側端面に設けられた通過孔の開口と、下流側プレート３１の上流側端面に設けられた通過孔の開口とは、一部が対応しないものであってもよい。例えば、図１に記載の上流側プレート３０を用いた場合に、下流側プレート３１として、図３に示されるように長手方向の両端部において、上流側プレート３０の平行部２２に対応する逆テーパー部２３が設けられていないプレートを用いることにより、より幅の狭い樹脂発泡体を得ることができる。このように吐出口の数を変えた下流側プレート３１を準備するだけで、１枚のダイプレートを使用する場合と比べて、より安価で簡単に樹脂発泡体の形状や寸法を変更することができる。
【００２１】
本発明の第１態様のダイプレートの寸法は、押出機の押出口の形状にも依存し、一概には言えないが、例として、長辺の長さ１，０００〜２，０００ｍｍ、短辺の長さ５０〜１００ｍｍ、上流側の端面から下流側の端面までの幅１０〜３０ｍｍを挙げることができる。複数のプレートの１枚当たりの厚さは、強度の面から５ｍｍ以上とすることが好ましい。本発明のダイプレートの素材は、高温高圧の熱可塑性樹脂の流れに耐える必要があり、かつ、繰り返して長期間使用できるものであることが望ましい。このような素材の例として、ステンレス鋼を挙げることができる。
【００２２】
本発明の第１態様のダイプレートは、上記通過孔の平行部２２と逆テーパー部２３との境目で分割可能であることに加え、図９に示されるように、上記平行部を備えるダイプレート（上流側プレート３０）の上流側の面５に、熱可塑性樹脂が導入され液だまりとなる凹部１０が形成され、この凹部の底面１１から下流側に向かって複数の通過孔２０が形成されたものであってもよい。なお、図８は、凹部１０が形成された上流側プレート３０を上流側から見た図、図９は図８のＥ−Ｅ’線断面図である。
上流側プレート３０の上流側の端面５に凹部１０を設けることにより、各通過孔２０に導入される熱可塑性樹脂の圧力を均一にし、得られる熱可塑性樹脂の発泡倍率のバラツキを抑えることができる。
【００２３】
凹部１０の形状は、押出機の押出口の形状に応じて適宜設計することができるが、成形加工の容易さの観点から、図８に表されるように１つの大きな凹部とし、その底面１１に通過孔の入口２１を設けることが望ましい。凹部１０の深さ（上流側端面５と凹部の底面１１との距離）は、１ｍｍ以上とすることが好ましく、５ｍｍ以上とすることがより好ましい。
【００２４】
通過孔２０の断面形状は特に制限されないが、加工が容易であることから、平行部２２、逆テーパー部２３ともに円形とすることが好ましい。この場合、平行部２２の空間は円柱状、逆テーパー部２３の空間は円錐状となる。平行部２２の断面の径は、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂が円滑に通過できるように設計する必要があり、例として直径０．３〜２．０ｍｍを挙げることができる。
【００２５】
平行部２２は、溶融状態の熱可塑性樹脂の流れを均一な状態に揃えるために機能する。平行部２２の長さは、熱可塑性樹脂の流れを均一な状態に揃えることができる長さであればよいが、長すぎると熱可塑性樹脂の温度が低下するため、１ｍｍ〜１２ｍｍとすることが好ましく、１．５ｍｍ〜８ｍｍとすることがより好ましい。
【００２６】
逆テーパー部２３は、熱可塑性樹脂の圧力を下げながら徐々に気泡を発生させて、樹脂発泡体中の気泡を均一なものとする機能を有する。このため、逆テーパー部２３の断面形状は、図４に示されるように平行部２２の終了点から下流側の端面６に設けられた通過孔の吐出口２４まで一定の角度で広がる形状であることが好ましい。この場合、逆テーパー部２３のテーパー角度θ（図５参照）は、５〜２０°であることが好ましい。
逆テーパー部２３の長さ、すなわち、平行部２２の終了点から下流側の端面６までの距離は、気泡の発生を均一にできる長さであればよく、熱可塑性樹脂の圧力にも依存するが、長すぎると熱可塑性樹脂の温度が低下するため、３ｍｍ〜２０ｍｍとすることが好ましく、６ｍｍ〜１５ｍｍとすることがより好ましい。
【００２７】
吐出口２４の直径が小さいと、吐出口での熱可塑性樹脂の圧力が高くなり発泡が不均一となるおそれがあるため、吐出口２４の直径は、３ｍｍ以上とすることが好ましく、４ｍｍ以上とすることがより好ましい。一方、直径を大きくすると充分な発泡倍率を得られないことがあるため、直径は、８ｍｍ以下とすることが好ましく、７ｍｍ以下とすることがより好ましい。
【００２８】
複数の吐出口２４の配置は、所望の発泡体の形状に応じて決定すればよい。例えば、シート状の発泡体を製造する場合には、図２に示されるように横長のシート状の領域に吐出口２４を密集させて配置する。この際、吐出口２４を格子状に配置して発泡体中の隙間を多くすることにより、柔軟性の高い発泡体を得ることができる。一方、図２に示されるように、吐出口２４をハニカム状に配置することにより、各ストランドどうしの接触面積を多くして、曲げ強度に優れた発泡体を得ることができる。
【００２９】
本発明のダイプレートを構成する複数のプレートは、隙間ができないように密着させる必要がある。各プレートを密着させるための方法の一例として、図１〜３に示されるように、プレートの四隅に貫通孔４を設け、ボルトとナットを用いて締め付ける方法が挙げられる。
【００３０】
＜本発明の第２態様＞
図１０は本発明の第２態様のダイプレートを上流側から見た図、図１１は下流側から見た図、図１２はＦ−Ｆ’線断面図である。図１２に示すように、本発明の第２態様のダイプレートは、発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔２０を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、上記通過孔２０は、孔径が下流側に向かって次第に縮小するテーパー部２５と、孔径が均一な平行部２２と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部２３とをこの順に有し、上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であることを特徴とする。
【００３１】
本発明の第２態様のダイプレートは、外形及び断面形状は図６に示す従来公知のダイプレートと同様であるが、熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数のプレートに分割できるので、上記本発明の第１態様のダイプレートと同様に、熱可塑性樹脂発泡体の製造終了後にダイプレートを分割することによって、分割した各プレートの両面から固化した熱可塑性樹脂を取除くことができ、メンテナンスが極めて容易である点で優れている。
【００３２】
ダイプレートの分割位置は、上記通過孔を通る熱可塑性樹脂の押出方向に直交していれば特に制限はなく、複数箇所であってもよい。分割位置の例としては、図１２に示すように、テーパー部２５と平行部２２との境目を通る面で分割するＧ−Ｇ’線、平行部２２の中央を通る面で分割するＨ−Ｈ’線、平行部２２と逆テーパー部２３との境目を通る面で分割するＩ−Ｉ’線、逆テーパー部２３を通る面で分割するＪ−Ｊ’線の位置が挙げられ、これらのうちの複数箇所でもよい。
【００３３】
本発明の第２態様の好適な例として、図１２のＨ−Ｈ’線で示される平行部２２の中央部分を分割位置とする、同一形状の２枚のプレートを合わせてなるダイプレートが挙げられる。それぞれのプレートは、一方の面に通過孔の入口２１が複数形成され、それぞれ反対側の面に向かって通過孔２０の断面が次第に縮小するテーパー部２５（逆テーパー部２３）と、該テーパー部２５の終点から反対側の面まで孔径が均一な平行部２２が形成されている。ダイプレートを構成する２枚のプレートを、同一形状のプレートとすることにより、プレートの製造に必要な金型の製造コストを削減でき、ダイプレートの製造効率を１枚の板体からなるダイプレートと同程度にすることができる。
【００３４】
また、本発明の第２態様においては、図１３に示されるように、分割位置をテーパー部２５と平行部２２の境目および平行部２２と逆テーパー部２３との境目の２箇所とし、上流側から、上流側プレート４０、中央プレート４１および下流側プレート４２の３枚のプレートを合わせてなるものとしてもよい。このような構成とすることにより、樹脂発泡体の製造終了後に、テーパー部２５と平行部２２との境目や平行部２２内に固化した樹脂が詰まった場合でも、各プレートを分離することにより、容易に除去することができる。
【００３５】
この場合、上流側プレート４０と下流側プレート４２を同一形状とすることによりプレートの製造に必要な金型の製造コストを削減でき、製造効率を向上することができるので好ましい。
【００３６】
本発明の第２態様のダイプレートの好ましい寸法は、押出機の押出口の形状にも依存し、一概には言えないが、例として、長辺の長さが１，０００〜２，０００ｍｍ、短辺の長さが５０〜１００ｍｍ、上流側の端面から下流側の端面までの幅１０〜３０ｍｍを挙げることができる。複数のプレートの１枚当たりの厚さは、強度の面から５ｍｍ以上とすることが好ましい。ダイプレートの素材の例としては、第１態様と同様に、ステンレス鋼が挙げられる。
【００３７】
本発明の第２態様のダイプレートにおける、テーパー部２５と平行部２２は、溶融状態の熱可塑性樹脂の流れを均一な状態に揃えるために機能する。この整流機能を発揮させるため、テーパー部２５は、長さを３ｍｍ〜２０ｍｍとすることが好ましく、平行部２２は長さを１ｍｍ〜１２ｍｍとすることが好ましい。逆テーパー部２３は、熱可塑性樹脂の圧力を下げながら徐々に気泡を発生させて、樹脂発泡体中の気泡を均一なものとする機能を有する。この機能を発揮させるため、逆テーパー部２３の長さは、３ｍｍ〜２０ｍｍとすることが好ましい。
【００３８】
通過孔２０の断面形状は特に制限されないが、加工が容易であることから、テーパー部２５、平行部２２、逆テーパー部２３のいずれも円形とすることが好ましい。この場合、平行部２２の空間は円柱状、テーパー部２５と逆テーパー部２３の空間は円錐状となる。テーパー部２５および逆テーパー部２３のテーパー角度θ’、θはいずれも５〜２０°であることが好ましい。平行部２２の断面の径の例として、第１態様と同じ直径０．３〜２．０ｍｍを挙げることができる。
吐出口２４の直径は、第１態様と同様の理由から３〜８ｍｍとすることが好ましく、４〜７ｍｍとすることがより好ましい。上流側の端面５に形成された通過孔の入口２１の直径は、特に制限されないが、製造が容易であることから、吐出口２４と同様にすることが好ましい。
【００３９】
通過孔の入口２１、吐出口２４の配置も、第１態様と同様に所望の熱可塑性樹脂発泡体の形状に応じて決定すればよい。また、本発明の第２態様のダイプレートを構成する複数のプレートの固定方法の例としては、第１態様と同様に、各プレートの４隅に貫通孔４を形成して、ボルトとナットを用いて締め付ける方法が挙げられる。
【００４０】
＜熱可塑性樹脂発泡体の製造方法＞
本発明の第１態様のダイプレートを用いて熱可塑性樹脂発泡体を製造する場合を例にとると、まず、本発明のダイプレートを構成する図８に記載の上流側プレート３０と図２に記載の下流側プレート３１を、各通過孔が連通することを確認しながらボルトとナットなどを用いて固定して、図９に示されるような本発明のダイプレート１とする。次いで、図１４に示されるように、ダイプレート１の上流側の端面５を押出機５２の熱可塑性樹脂の流路５３の先端と向かい合わせにして取付ける。
【００４１】
本発明の製造方法において、原料となる熱可塑性樹脂の例としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリアミド樹脂が挙げられ、これらのうちの１種類の単独重合体でもよく、２種以上を組み合わせて混合樹脂として使用してもよい。
熱可塑性樹脂は、チップなどの固形状のものを押出機に投入し、融点以上に加熱する。
【００４２】
次いで、溶融状態とした熱可塑性樹脂に発泡剤を添加する。発泡剤の例としては、二酸化炭素、窒素などの無機不活性ガス、ブタン、ペンタンなどの炭化水素系ガスが挙げられる。熱可塑性樹脂としてポリプロピレン樹脂を用いる場合には、発泡剤として超臨界状態の二酸化炭素を用いることが好ましい。この場合、押出機内部で二酸化炭素が気化することを防止するため、熱可塑性樹脂を７ＭＰａ以上の圧力に保つ必要がある。
【００４３】
図１４は押出機５２の押出口に本発明の第１態様のダイプレート１を取付けた際の模式図である。溶融状態の熱可塑性樹脂は、押出機５２からダイプレート１に導入され、通過孔の吐出口２４に近づきながら徐々に圧力が低下し、発泡がはじまる。熱可塑性樹脂の急激な硬化を防ぐため、ダイプレートをヒーターなどで硬化温度以上に保持してもよい。吐出口２４から押出された樹脂発泡体が上下方向に膨張しすぎることを防ぐため、吐出口２４の上下にガイダー５４を設けることも有効である。
【００４４】
また、製造される樹脂発泡体の流れを円滑にし、表面のうねりを減らすため、ガイダー５４の下流側に冷却ロール５５や引取ロール５６を設置し、樹脂発泡体をロールで上下から挟みながら冷却することも有効である。
【実施例】
【００４５】
平ダイを備えたタンデム押出機（φ９０−φ１２０）を用いて密度０．９ｇ／ｃｍ3のポリプロピレン樹脂を押出成形し、発泡剤として二酸化炭素を１段目押出機に圧入し、平ダイに取付けたダイプレートから発泡させた。
【００４６】
（実施例１）
平行部２２と逆テーパー部２３の境目で分割可能である図９に示すタイプの本発明の第１態様のダイプレートを用いて、ポリプロピレン樹脂発泡体を製造した。用いたダイプレートは、２枚のプレートからなり上流側プレートに凹部１０を有し、平行部２２の穴径はφ０．６ｍｍ、長さは２．２ｍｍ、逆テーパー部２３の出口径はφ４．４、長さは１０ｍｍ、通過孔２０の穴数は１３３６個である。運転条件は押出機内の温度１８０〜２４０℃、押出機の圧力１３〜１８ＭＰａ、押出機出口樹脂温度１８３℃、ダイ圧力８ＭＰａ、押出量７５ｋｇ／Ｈにて４２時間運転を行った。得られた発泡体の倍率は約２０倍で表面外観も良好であった。樹脂発泡体の製造終了後、ダイプレートの清掃にかかった時間はわずか１５分であった。ダイプレートを２つに割り、エアダスターで吹くとほとんどの樹脂が取れ、わずかに残った穴の中の樹脂を針金や真鍮ブラシ等で簡単に清掃することができた。
【００４７】
（比較例１）
図６に示すタイプの１枚の板体からなる従来公知のダイプレートを平ダイに取付け、それ以外は実施例と同様に運転を行い、ポリプロピレン樹脂発泡体を製造した。用いたダイプレートは、テーパー部２５、逆テーパー部２３の入口径、出口径がともにφ４．４ｍｍ、長さは８．９ｍｍ、平行部２２の穴径がφ０．５８ｍｍ、長さは２．２ｍｍ、穴数は１３３６個である。得られた発泡体の倍率は約２２倍で表面外観も良好であった。樹脂発泡体の製造終了後、ダイプレートの清掃にかかった時間は１５０分であった。平行部に詰まった固化したポリプロピレン樹脂は、エアダスターではほとんど取れず、針金等で突いて取除いた。
【００４８】
（比較例２）
穴数が１００２個であること以外は比較例１と同じタイプのダイプレートを用いて、比較例１と同様に運転を行い、ポリプロピレン樹脂発泡体を製造した。得られた発泡体の倍率は２３．７倍で表面外観も良好であった。樹脂発泡体の製造終了後、ダイプレートの清掃にかかった時間は１１０分であった。
【００４９】
実施例、比較例１、及び比較例２に用いたダイプレートの形状、発泡体、清掃時間等を表１に示す。
【符号の説明】
【００５０】
１ ダイプレート
４ 貫通孔
５ 上流側の端面
６ 下流側の端面
１０ 凹部
１１ 凹部の底面
２０ 通過孔
２１ 通過孔の入口
２２ 平行部
２３ 逆テーパー部
２４ 通過孔の吐出口
２５ テーパー部
３０ 上流側プレート
３１ 下流側プレート
４０ 上流側プレート
４１ 中央プレート
４２ 下流側プレート
５２ 押出機
５３ 熱可塑性樹脂の流路
５４ ガイダー
５５ 冷却ロール
５６ 引取ロール
θ 逆テーパー部のテーパー角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、
上記通過孔は、孔径が均一な平行部と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部とを有し、かつ、上記平行部が上流側に配置されるとともに、上記逆テーパー部が下流側に配置されており、
上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であるダイプレート。
【請求項２】
前記平行部と前記逆テーパー部の境目で分割可能である請求項１に記載のダイプレート。
【請求項３】
前記ダイプレートの上流側の面に、前記熱可塑性樹脂が導入される凹部が形成されており、該凹部の底面から下流側に向かって前記複数の通過孔が形成されている請求項１に記載のダイプレート。
【請求項４】
発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、
上記通過孔は、孔径が下流側に向かって次第に縮小するテーパー部と、孔径が均一な平行部と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部とをこの順に有し、
上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であるダイプレート。
【請求項５】
同一形状の２枚のプレートを合わせてなり、分割位置が前記平行部の中央である請求項４に記載のダイプレート。
【請求項６】
前記テーパー部と平行部の境目および前記平行部と逆テーパー部との境目で、上流側プレート、中央プレートおよび下流側プレートの３枚に分割可能である請求項４に記載のダイプレート。
【請求項７】
前記上流側プレートと下流側プレートが同一形状である請求項６に記載のダイプレート。
【請求項８】
発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を請求項１〜７のいずれか１項に記載のダイプレートに導入し、該樹脂を、上記複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させることを含む熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。
【請求項１】
発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、
上記通過孔は、孔径が均一な平行部と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部とを有し、かつ、上記平行部が上流側に配置されるとともに、上記逆テーパー部が下流側に配置されており、
上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であるダイプレート。
【請求項２】
前記平行部と前記逆テーパー部の境目で分割可能である請求項１に記載のダイプレート。
【請求項３】
前記ダイプレートの上流側の面に、前記熱可塑性樹脂が導入される凹部が形成されており、該凹部の底面から下流側に向かって前記複数の通過孔が形成されている請求項１に記載のダイプレート。
【請求項４】
発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を上流側から下流側に、複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させるためのダイプレートであって、
上記通過孔は、孔径が下流側に向かって次第に縮小するテーパー部と、孔径が均一な平行部と、孔径が下流側に向かって次第に拡大する逆テーパー部とをこの順に有し、
上記通過孔の上記熱可塑性樹脂の押出方向に直交して複数に分割可能であるダイプレート。
【請求項５】
同一形状の２枚のプレートを合わせてなり、分割位置が前記平行部の中央である請求項４に記載のダイプレート。
【請求項６】
前記テーパー部と平行部の境目および前記平行部と逆テーパー部との境目で、上流側プレート、中央プレートおよび下流側プレートの３枚に分割可能である請求項４に記載のダイプレート。
【請求項７】
前記上流側プレートと下流側プレートが同一形状である請求項６に記載のダイプレート。
【請求項８】
発泡剤を含む溶融状態の熱可塑性樹脂を請求項１〜７のいずれか１項に記載のダイプレートに導入し、該樹脂を、上記複数の通過孔を経由して押出して押出発泡させることを含む熱可塑性樹脂発泡体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
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【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−２２８０８（Ｐ２０１３−２２８０８Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８７７３（Ｐ２０１１−１５８７７３）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００１１６７９２）旭ファイバーグラス株式会社 (101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（０００１１６７９２）旭ファイバーグラス株式会社 (101)
【Ｆターム（参考）】
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