JP5231147B2 - Polyglycolic acid solidified extruded product and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、ポリグリコール酸固化押出成形物及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、切削、穴あけ、切断などの機械加工により二次成形品に成形することが可能なポリグリコール酸固化押出成形物及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a polyglycolic acid-solidified extruded product and a method for producing the same, and more specifically, a polyglycolic acid-solidified extruded product that can be formed into a secondary molded product by machining such as cutting, drilling, and cutting, and It relates to the manufacturing method.
立体形状や複雑な形状を有する樹脂成形物は、一般に、射出成形により成形されている。射出成形によれば、所望の形状を有する成形物を大量生産することができる。しかし、高い寸法精度が求められる成形物を射出成形によって製造するには、高い寸法精度を有する高価な金型が必要となる。しかも、射出成形物は、射出成形後の収縮や残留応力によって変形し易いため、成形物の形状や樹脂材料の特性などに応じて、金型形状を精密に調整する必要がある。射出成形では、不良率が高いため、製品がコスト高になることが多い。さらに、射出成形では、厚みの大きい成形物の成形が困難である。 A resin molded product having a three-dimensional shape or a complicated shape is generally molded by injection molding. According to injection molding, a molded product having a desired shape can be mass-produced. However, in order to produce a molded product requiring high dimensional accuracy by injection molding, an expensive mold having high dimensional accuracy is required. In addition, since the injection-molded product is easily deformed by shrinkage or residual stress after injection molding, it is necessary to precisely adjust the mold shape according to the shape of the molded product or the characteristics of the resin material. In injection molding, since the defect rate is high, the product is often expensive. Furthermore, in injection molding, it is difficult to form a molded product having a large thickness.
樹脂材料を押出成形して、平板、丸棒、パイプ、異型品などの各種形状を有する機械加工用素材(「切削加工用素材」と呼ぶことがある)を作製し、該機械加工用素材に切削、穴あけ、切断などの機械加工を施して所望の形状を持つ二次成形物を成形する方法が知られている。機械加工用素材を機械加工する方法は、高価な金型が不要なため、生産量の少ない成形物を比較的低コストで製造できること、成形物の仕様の頻繁な変化に対応できること、寸法精度の高い成形物が得られること、射出成形に適していない複雑な形状や大きな厚みを有する成形物を製造できることなどの利点を有している。 Resin material is extruded to produce machining materials having various shapes such as flat plates, round bars, pipes, and odd-shaped products (sometimes called "cutting materials"). A method of forming a secondary molded article having a desired shape by performing machining such as cutting, drilling, and cutting is known. The machining method for machining materials does not require expensive molds, so that it is possible to manufacture molded products with a small production volume at a relatively low cost, to respond to frequent changes in the specifications of the molded products, and to improve dimensional accuracy. Advantages include that a high molding can be obtained and that a molding having a complicated shape and a large thickness that are not suitable for injection molding can be produced.
しかし、如何なる樹脂材料や押出成形物でも、機械加工用素材に適しているわけではない。機械加工用素材には、例えば、肉厚で機械加工適性に優れること、残留応力が少ないこと、機械加工時に生じる摩擦熱により過度に発熱して変形や変色を起さないこと、高精度で機械加工をすることができることなど、高度の要求特性を満足することが求められている。 However, any resin material or extruded product is not suitable for machining materials. For machining materials, for example, it is thick and excellent in machinability, has little residual stress, does not generate excessive deformation due to frictional heat generated during machining, and does not cause deformation or discoloration. It is required to satisfy high-level required characteristics such as being capable of processing.
高分子素材の機械加工には、一般に、金属材料に用いられている加工方法の大部分がそのまま利用されている。押出成形物であっても、通常のフィルムやシート、チューブなどの薄肉で柔軟性の大きなものは、切削加工などの機械加工に適していない。厚み若しくは直径が大きい平板または丸棒などの形状を有する押出成形物であっても、押出成形時の残留応力が大きすぎる押出成形物は、機械加工時や機械加工後に変形し易く、寸法精度の高い二次成形物を得ることが困難である。残留応力を低減した押出成形物であっても、切削、穴あけ、切断などの機械加工時に割れやクラックを発生し易いものは、機械加工用素材に適していない。 For machining of polymer materials, most of the processing methods used for metal materials are generally used as they are. Even if it is an extrusion molded product, a thin and highly flexible material such as a normal film, sheet, or tube is not suitable for machining such as cutting. Even if the extruded product has a shape such as a flat plate or round bar with a large thickness or diameter, the extruded product with excessive residual stress at the time of extrusion is easily deformed at the time of machining or after machining. It is difficult to obtain a high secondary molded product. Even extruded products with reduced residual stress are not suitable for machining materials if they are prone to cracking or cracking during machining such as cutting, drilling or cutting.
押出成形によって機械加工に適した特性を有する機械加工用素材を得るには、樹脂材料の選択、押出成形方法などに工夫を凝らす必要がある。そのため、従来より、汎用樹脂やエンジニアリングプラスチックを含有する樹脂材料を用いて、機械加工用素材に適した押出成形物を製造するための押出成形方法について、様々な提案がなされている。 In order to obtain a machining material having characteristics suitable for machining by extrusion molding, it is necessary to devise a selection of a resin material, an extrusion molding method, and the like. Therefore, conventionally, various proposals have been made on extrusion methods for producing extruded products suitable for machining materials using resin materials containing general-purpose resins and engineering plastics.
例えば、特開2005−226031号公報(特許文献1)には、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネートなどのエンジニアリングプラスチックを含有する樹脂組成物を固化押出成形して、機械加工用素材を製造する方法が開示されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-226031 (Patent Document 1) discloses solidification extrusion molding of a resin composition containing engineering plastics such as polyether ether ketone, polyether imide, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyether sulfone, and polycarbonate. Thus, a method of manufacturing a machining material is disclosed.
他方、環境にやさしい高分子材料として、生分解性プラスチックが注目されており、フィルムやシートなどの押出成形物、ボトルなどのブロー成形物、射出成形物などへの用途展開がなされている。近年では、生分解性プラスチックの機械加工用素材への適用に対する要求も高まっている。 On the other hand, biodegradable plastics are attracting attention as environmentally friendly polymer materials, and their applications are expanded to extrusions such as films and sheets, blow moldings such as bottles, and injection moldings. In recent years, there has been an increasing demand for application of biodegradable plastics to machining materials.
しかし、生分解性プラスチックの多くは、融点が低く耐熱性が不十分であること、強度や硬さ、可撓性などが不十分であること、厚み若しくは直径が大きく残留応力が小さな押出成形物を成形することが困難であることなど、機械加工に適した押出成形物を成形するのが困難なものである。 However, most biodegradable plastics have low melting point, insufficient heat resistance, insufficient strength, hardness, flexibility, etc., and are extruded products with large thickness or diameter and small residual stress. It is difficult to form an extruded product suitable for machining, such as being difficult to mold.
例えば、生分解性プラスチックとして代表的なポリ乳酸を押出成形してなる肉厚の平板は、脆すぎて切削や穴あけなどの機械加工を行うことができない。ポリ乳酸を固化押出成形した肉厚の押出成形品も同様の欠点を有している。 For example, a thick flat plate formed by extrusion molding of typical polylactic acid as a biodegradable plastic is too brittle to perform machining such as cutting and drilling. A thick extruded product obtained by solidifying and extruding polylactic acid has the same drawbacks.
ポリグリコール酸は、強靭性、ガスバリア性などに優れた生分解性プラスチックである。例えば、特許第4073052号公報(特許文献2)には、ポリグリコール酸を押出成形によってシートに成形する方法が開示されている。該シートは、引張強さ、伸び、ガスバリア性などに優れている。しかし、ポリグリコール酸を押出成形してなる肉厚の押出成形物は、切削や切断加工時に割れを発生し易く、機械加工用に適したものではない。ポリグリコール酸を通常の固化押出成形によって肉厚の固化押出成形物に成形することは可能であるが、得られた固化押出成形物は、切断加工時に割れを発生したり、切削加工が困難であったりするなどの問題があった。 Polyglycolic acid is a biodegradable plastic excellent in toughness and gas barrier properties. For example, Japanese Patent No. 4073052 (Patent Document 2) discloses a method of forming polyglycolic acid into a sheet by extrusion molding. The sheet is excellent in tensile strength, elongation, gas barrier properties and the like. However, a thick extruded product obtained by extruding polyglycolic acid is not suitable for machining because it easily cracks during cutting or cutting. Polyglycolic acid can be formed into a thick solid extruded product by ordinary solidified extrusion, but the resulting solid extruded product is difficult to cut or break during cutting. There was a problem such as.
本発明の課題は、切削、穴あけ、切断などの機械加工により二次成形品に成形することが可能なポリグリコール酸固化押出成形物とその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a polyglycolic acid solidified extruded product that can be formed into a secondary molded product by machining such as cutting, drilling, and cutting, and a method for producing the same.
ポリグリコール酸は、ポリ乳酸などの他の生分解性プラスチックと比較して、引張強さ、引張伸び、曲げ強さ、曲げ弾性率、硬さ、可撓性、耐熱性などに優れた結晶性樹脂であって、汎用のガスバリア性樹脂に匹敵または凌駕するガスバリア性を有している。ポリグリコール酸は、押出成形によってフィルムやシートに成形することができる。ポリグリコール酸を用いて機械加工用素材に適した特性を有する肉厚の押出成形物を得ることができるならば、ポリグリコール酸の新たな用途展開が可能である上、優れた諸特性を持つ二次成形物を提供することが可能となる。 Polyglycolic acid has superior crystallinity in terms of tensile strength, tensile elongation, bending strength, flexural modulus, hardness, flexibility, heat resistance, etc., compared to other biodegradable plastics such as polylactic acid It is a resin and has a gas barrier property comparable to or exceeding that of a general-purpose gas barrier resin. Polyglycolic acid can be formed into a film or sheet by extrusion. If polyglycolic acid can be used to obtain a thick extruded product having properties suitable for machining materials, it can be used for new applications of polyglycolic acid and has excellent properties. A secondary molded product can be provided.
しかし、ポリグリコール酸に通常の押出成形法を適用して、厚みが大きな平板状の押出成形物を作製すると、得られた押出成形物は、硬さや強度、可撓性などが不足しており、切削、穴あけ、切断などの機械加工時に割れを発生し易いという問題のあることが判明した。 However, when a normal extrusion molding method is applied to polyglycolic acid to produce a flat extruded product with a large thickness, the resulting extruded product lacks hardness, strength, flexibility, etc. It has been found that there is a problem that cracks are likely to occur during machining such as cutting, drilling and cutting.
押出機先端に取り付けた押出ダイと該押出ダイの通路と連結する通路を備えたフォーミングダイとを備えた固化押出装置を用いて、ポリグリコール酸を肉厚の固化押出成形物に成形することができる。しかし、得られた固化押出成形物は、切断時に割れを発生し易いこと、固化押出成形後の熱処理(アニーリング)によって割れを発生する場合があることなどの問題のあることが判明した。さらに、着色剤などの添加剤を含有させたポリグリコール酸を用いると、固化押出成形物の表面及び/または断面にスジ状の流れ模様が発生し易いことが見出された。 Polyglycolic acid can be formed into a thick solid extrusion using a solidification extrusion apparatus comprising an extrusion die attached to the tip of the extruder and a forming die having a passage connected to the passage of the extrusion die. it can. However, it has been found that the obtained solidified extruded product has problems such as being susceptible to cracking at the time of cutting and cracking due to heat treatment (annealing) after solidified extrusion molding. Furthermore, it has been found that when a polyglycolic acid containing an additive such as a colorant is used, a streak-like flow pattern tends to occur on the surface and / or cross section of the solidified extruded product.
そこで、本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、ポリグリコール酸の溶融粘度、固化押出成形条件などを選択すると共に、固化押出物を加圧して、固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制して、固化押出物の密度を高める方法が有効であることを見出した。 Accordingly, as a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have selected the melt viscosity of polyglycolic acid, solidified extrusion molding conditions, etc., and pressed the solidified extrudate to determine the thickness of the solidified extrudate. It has been found that a method of increasing the density of the solidified extrudate by suppressing the expansion in the direction or the diameter direction is effective.
より具体的に、厚みまたは直径が大きな押出成形物は、通常のシートなどの厚みが薄い押出成形物とは異なり、押出機先端の押出ダイから溶融押出されると、厚み方向への膨張による影響が大きく現れる。例えば、通常の押出成形(溶融押出成形)または固化押出成形により得られた厚みの大きな平板は、厚み方向への膨張によって密度が大幅に低下することが判明した。その結果、ポリグリコール酸の高結晶化状態での密度を大きく下回る低密度の平板しか得ることができない。低密度の平板は、硬さや強度が低く、可撓性も低いため、機械加工に耐えることができない。平板以外の丸棒などの他の肉厚の押出成形物も同様の問題を抱えている。 More specifically, an extruded product having a large thickness or diameter is different from an extruded product having a small thickness such as a normal sheet, and is affected by expansion in the thickness direction when melt-extruded from an extrusion die at the tip of the extruder. Appears greatly. For example, it has been found that a plate having a large thickness obtained by normal extrusion molding (melt extrusion molding) or solid extrusion molding has a significantly reduced density due to expansion in the thickness direction. As a result, it is possible to obtain only a low-density flat plate whose density is significantly lower than the density of polyglycolic acid in a highly crystallized state. A low-density flat plate has low hardness and strength and low flexibility and cannot withstand machining. Other thick extrusions such as round bars other than flat plates have similar problems.
ポリグリコール酸の押出成形法として固化押出成形法を採用し、使用するポリグリコール酸の溶融粘度と固化押出条件を選択することに加えて、固化押出物の密度を高めるために、固化押出物を加圧して、フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制して、固化押出物の密度を特定の範囲内にまで高める方法を採用したところ、機械加工用素材に適した要求特性を満足する固化押出成形物の得られることを見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。 In order to increase the density of the solidified extrudate, in addition to selecting the melt viscosity of the polyglycolic acid used and the solidification extrusion conditions, the solidified extrudate is used as the polyglycolic acid extrusion method. Pressurize and pull back while applying back pressure in the forming die direction. At that time, pressurization suppresses expansion in the thickness direction or diameter direction of the solidified extrudate, so that the density of the solidified extrudate falls within a specific range. As a result of adopting the method of enhancing, it has been found that a solidified extruded product satisfying the required characteristics suitable for a machining material can be obtained. The present invention has been completed based on these findings.
本発明によれば、温度270℃及び剪断速度120sec−1で測定した溶融粘度が10〜1,500Pa・sのポリグリコール酸を含有する樹脂材料から形成され、1.575〜1.625g/cm3の密度、並びに5mm以上100mm以下の厚みまたは直径を有し、かつ、機械加工用素材であるポリグリコール酸固化押出成形物が提供される。 According to the present invention, it is formed from a resin material containing polyglycolic acid having a melt viscosity of 10 to 1,500 Pa · s measured at a temperature of 270 ° C. and a shear rate of 120 sec −1 , and is 1.575 to 1.625 g / cm. density of 3, and have a less than 100mm in thickness or diameter than 5 mm, and, polyglycolic acid solidified extrudate is provided which is a material for machining.
また、本発明によれば、下記工程1乃至4
a)温度270℃及び剪断速度120sec−1で測定した溶融粘度が10〜1,500Pa・sのポリグリコール酸を含有する樹脂材料を、押出機に供給し、該押出機のシリンダー温度245〜275℃で溶融混練する工程1;
b)該押出機先端の押出ダイから、溶融混練によって溶融した樹脂材料を、該押出ダイの溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路と、冷却手段とを備えたフォーミングダイの流路内に押出する工程2;
c)該フォーミングダイの流路内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、該フォーミングダイの先端から固化押出物を外部に押出する工程3;並びに
d)該固化押出物を加圧して、該フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって該固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制して、密度が1.575〜1.625g/cm3で、厚みまたは直径が5mm以上100mm以下のポリグリコール酸固化押出成形物を得る工程4;
を含む、機械加工用素材であるポリグリコール酸固化押出成形物の製造方法が提供される。
Further, according to the present invention, the
a) A resin material containing polyglycolic acid having a melt viscosity of 10 to 1,500 Pa · s measured at a temperature of 270 ° C. and a shear rate of 120 sec −1 is supplied to an extruder, and the cylinder temperature of the extruder is 245 to 275.
b) Forming provided with a cooling means and a flow path in which the resin material melted by melt kneading from the extrusion die at the tip of the extruder communicates with the molten resin passage of the extrusion die and has a cross-sectional shape of the extruded product Extruding into the flow path of the
c)
A process for producing a polyglycolic acid-solidified extruded product, which is a material for machining, is provided.
本発明によれば、厚みまたは直径が大きく、切削、穴あけ、切断などの機械加工により二次成形品に成形することが可能な、機械加工用素材であるポリグリコール酸固化押出成形物とその製造方法を提供することができる。本発明の製造方法によれば、残留応力が低減され、硬さや強度、可撓性などに優れ、カーボンブラックなどの着色剤が均一に分散してスジ状の流れ模様の発生がなく、機械加工に適した諸特性を有する、機械加工用素材であるポリグリコール酸固化押出成形物を提供することができる。 According to the present invention, a polyglycolic acid-solidified extruded product, which is a material for machining, which has a large thickness or diameter and can be formed into a secondary molded product by machining such as cutting, drilling, and cutting, and its production A method can be provided. According to the manufacturing method of the present invention, the residual stress is reduced, the hardness, the strength, the flexibility, etc. are excellent, the colorant such as carbon black is uniformly dispersed, and no streak-like flow pattern is generated. It is possible to provide a polyglycolic acid solidified extruded product, which is a material for machining , having various properties suitable for the above.
本発明で使用するポリグリコール酸は、下記式(1) The polyglycolic acid used in the present invention has the following formula (1)
で表される繰り返し単位を含有するポリマーである。ポリマー中、式(1)で表される繰り返し単位の割合は、通常、70質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上である。式(1)で表される繰り返し単位の割合が70質量%未満であると、強靭性、結晶性、耐熱性、硬さ、ガスバリア性などが低下傾向を示す。多くの場合、ポリグリコール酸の単独重合体を用いることが好ましい。 It is a polymer containing the repeating unit represented by these. In the polymer, the ratio of the repeating unit represented by the formula (1) is usually 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more. When the ratio of the repeating unit represented by the formula (1) is less than 70% by mass, the toughness, crystallinity, heat resistance, hardness, gas barrier property and the like tend to decrease. In many cases, it is preferable to use a homopolymer of polyglycolic acid.
ポリグリコール酸は、グリコール酸の縮重合またはグリコリドの開環重合によって製造することができる。式(1)で表される繰り返し単位以外の繰り返し単位としては、例えば、シュウ酸エチレン、ラクチド、ラクトン類、トリメチレンカーボネート、1,3−ジオキサンなどの環状モノマーに由来する繰り返し単位が好ましいが、これらに限定されない。 Polyglycolic acid can be produced by condensation polymerization of glycolic acid or ring-opening polymerization of glycolide. The repeating unit other than the repeating unit represented by the formula (1) is preferably a repeating unit derived from a cyclic monomer such as ethylene oxalate, lactide, lactones, trimethylene carbonate, 1,3-dioxane, It is not limited to these.
該環状モノマーに由来する繰り返し単位を1質量%以上の割合で導入することにより、ポリグリコール酸の融点を下げて加工温度を低下させることができ、それによって、溶融加工時の熱分解を低減することができる。また、共重合によりポリグリコール酸の結晶化速度を制御して、押出成形性を向上させることもできる。一方、該環状モノマーに由来する繰り返し単位が大きくなりすぎると、ポリグリコール酸が本来有する結晶性が損なわれ、得られる固化押出成形物の強靭性、耐熱性等が著しく低下するおそれがある。 By introducing the repeating unit derived from the cyclic monomer at a ratio of 1% by mass or more, the melting temperature of the polyglycolic acid can be lowered and the processing temperature can be lowered, thereby reducing the thermal decomposition during the melt processing. be able to. Also, the extrusion rate can be improved by controlling the crystallization rate of polyglycolic acid by copolymerization. On the other hand, if the repeating unit derived from the cyclic monomer is too large, the crystallinity inherent to polyglycolic acid is impaired, and the toughness and heat resistance of the resulting solidified extruded product may be significantly reduced.
本発明で使用するポリグリコール酸は、高分子量ポリマーであることが好ましい。本発明で使用するポリグリコール酸の温度270℃及び剪断速度120sec−1で測定した溶融粘度は、10〜1,500Pa・s、好ましくは30〜1,300Pa・s、より好ましくは50〜1,000Pa・s、特に好ましくは70〜900Pa・sである。 The polyglycolic acid used in the present invention is preferably a high molecular weight polymer. The melt viscosity of the polyglycolic acid used in the present invention measured at a temperature of 270 ° C. and a shear rate of 120 sec −1 is 10 to 1,500 Pa · s, preferably 30 to 1,300 Pa · s, more preferably 50 to 1, 000 Pa · s, particularly preferably 70 to 900 Pa · s.
ポリグリコール酸の溶融粘度が低すぎると、溶融押出や固化押出成形が困難となる上、得られる固化押出成形物の可撓性や強靭性が低下して、機械加工時に割れが生じ易くなる。また、ポリグリコール酸の溶融粘度が低すぎると、固化押出成形物の熱処理(アニーリング)時に割れが発生することがある。ポリグリコール酸の溶融粘度が高すぎると、溶融押出加工時に高い温度に加熱しなければならないため、ポリグリコール酸の熱劣化が生じ易くなる。 If the melt viscosity of polyglycolic acid is too low, melt extrusion and solid extrusion molding become difficult, and the flexibility and toughness of the resulting solid extrusion molding are reduced, and cracking is likely to occur during machining. If the melt viscosity of polyglycolic acid is too low, cracks may occur during heat treatment (annealing) of the solidified extruded product. If the melt viscosity of the polyglycolic acid is too high, the polyglycolic acid is likely to be thermally deteriorated because it must be heated to a high temperature during melt extrusion.
本発明で使用する樹脂材料は、ポリグリコール酸を主成分として含有する樹脂組成物である。主成分とは、ポリグリコール酸の含有割合が、通常70質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であることを意味する。その他の成分として、ポリグリコール酸以外の熱可塑性樹脂、例えば、ポリ乳酸などの他の生分解性プラスチックを挙げることができる。 The resin material used in the present invention is a resin composition containing polyglycolic acid as a main component. The main component means that the content of polyglycolic acid is usually 70% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more. Other components include thermoplastic resins other than polyglycolic acid, for example, other biodegradable plastics such as polylactic acid.
本発明で使用する樹脂材料には、染料や顔料などの着色剤を含有させることができる。着色剤を用いることにより、高級感があり、切削加工などがし易いポリグリコール酸固化押出成形物を得ることができる。着色剤としては、耐熱性に優れる点で顔料が好ましい。顔料としては、黄色顔料、赤色顔料、白色顔料、黒色顔料など、合成樹脂の技術分野で用いられている各種色調の顔料を用いることができる。これらの顔料の中でも、カーボンブラックが特に好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラックなどを挙げることができる。 The resin material used in the present invention may contain a colorant such as a dye or a pigment. By using a colorant, it is possible to obtain a polyglycolic acid-solidified extruded product that has a high-class feeling and is easy to cut. As the colorant, a pigment is preferable in terms of excellent heat resistance. As the pigment, pigments of various colors used in the technical field of synthetic resins, such as a yellow pigment, a red pigment, a white pigment, and a black pigment, can be used. Among these pigments, carbon black is particularly preferable. Examples of carbon black include acetylene black, oil furnace black, thermal black, and channel black.
本発明で使用する樹脂材料は、全量基準で0.001〜5質量%の着色剤を含有するポリグリコール酸組成物であることが好ましい。着色剤の含有割合は、好ましくは0.01〜3質量%、より好ましくは0.05〜2質量%である。着色剤は、ポリグリコール酸と溶融混練することができるが、所望により着色剤の濃度が高いポリグリコール酸組成物(マスターバッチ)を作製しておき、このマスターバッチをポリグリコール酸で希釈して所望の着色剤濃度を有する樹脂材料を調製することもできる。着色剤の均一分散性の観点からは、ポリグリコール酸と着色剤とを溶融混練してペレット化した樹脂材料を調製することが好ましい。 The resin material used in the present invention is preferably a polyglycolic acid composition containing 0.001 to 5% by mass of a colorant based on the total amount. The content ratio of the colorant is preferably 0.01 to 3% by mass, more preferably 0.05 to 2% by mass. The colorant can be melt-kneaded with polyglycolic acid, but if desired, a polyglycolic acid composition (masterbatch) having a high concentration of colorant is prepared, and this masterbatch is diluted with polyglycolic acid. A resin material having a desired colorant concentration can also be prepared. From the viewpoint of uniform dispersibility of the colorant, it is preferable to prepare a resin material in which polyglycolic acid and the colorant are melt-kneaded and pelletized.
本発明で用いる樹脂材料には、機械的強度や耐熱性の向上を目的に、各種充填剤を配合することができる。充填剤としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、硼素繊維、チタン酸カリ繊維などの無機繊維状物;ステンレス、アルミニウム、チタン、鋼、真録等の金属繊維状物;ポリアミド、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などの高融点有機質繊維状物質;等の繊維状充填剤が挙げられる。 Various fillers can be blended in the resin material used in the present invention for the purpose of improving mechanical strength and heat resistance. Examples of the filler include inorganic fibers such as glass fiber, carbon fiber, asbestos fiber, silica fiber, alumina fiber, zirconia fiber, boron nitride fiber, silicon nitride fiber, boron fiber, potassium titanate fiber; stainless steel, aluminum And fibrous fillers such as metal fibrous materials such as titanium, steel, and genuine; high melting point organic fibrous materials such as polyamide, fluororesin, polyester resin, and acrylic resin.
充填剤として、例えば、マイカ、シリカ、タルク、アルミナ、カオリン、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、フェライト、クレー、ガラス粉、酸化亜鉛、炭酸ニッケル、酸化鉄、石英粉末、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム等の粒状または粉末状充填剤を用いることもできる。 Examples of fillers include mica, silica, talc, alumina, kaolin, calcium sulfate, calcium carbonate, titanium oxide, ferrite, clay, glass powder, zinc oxide, nickel carbonate, iron oxide, quartz powder, magnesium carbonate, and barium sulfate. It is also possible to use granular or powder fillers.
これらの充填剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。充填剤は、必要に応じて、集束剤または表面処理剤により処理されていてもよい。集束剤または表面処理剤としては、例えば、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化合物、チタネ-ト系化合物の官能性化合物が挙げられる。これらの化合物は、充填剤に対して予め表面処理または集束処理を施して用いるか、あるいは樹脂組成物の調製の際に同時に添加してもよい。 These fillers can be used alone or in combination of two or more. The filler may be treated with a sizing agent or a surface treatment agent as necessary. Examples of the sizing agent or the surface treatment agent include functional compounds such as epoxy compounds, isocyanate compounds, silane compounds, and titanate compounds. These compounds may be used after being subjected to surface treatment or sizing treatment on the filler in advance, or may be added simultaneously with the preparation of the resin composition.
本発明で用いる樹脂材料には、前記以外のその他の添加剤として、例えば、衝撃改質剤、樹脂改良剤、炭酸亜鉛、炭酸ニッケルなどの金型腐食防止剤、滑剤、熱硬化性樹脂、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ボロンナイトライドなどの核剤、難燃剤などを適宜添加することができる。 In the resin material used in the present invention, as other additives than the above, for example, impact modifiers, resin modifiers, mold corrosion inhibitors such as zinc carbonate and nickel carbonate, lubricants, thermosetting resins, oxidation Inhibitors, ultraviolet absorbers, nucleating agents such as boron nitride, flame retardants, and the like can be added as appropriate.
本発明のポリグリコール酸固化押出成形物は、前記ポリグリコール酸を含有する樹脂材料から形成され、1.575〜1.625g/cm3の密度、及び5mm以上100mm以下の厚みまたは直径を有し、かつ、機械加工用素材であるポリグリコール酸固化押出成形物である。 Polyglycolic acid solidified extrudate of the present invention, the formed resin material comprising polyglycolic acid, possess a density of 1.575~1.625g / cm 3, and less than 100mm in thickness or diameter than 5mm And it is the polyglycolic acid solidified extrusion molding which is a raw material for machining .
ポリグリコール酸固化押出成形物の密度は、好ましくは1.577〜1.620g/cm3、より好ましくは1.578〜1.615g/cm3である。この密度は、多くの場合、1.580〜1.610g/cm3である。ポリグリコール酸固化押出成形物の密度が低すぎると、強度や硬さ、強靭性、可撓性などが低下して、切削、穴あけ、切断などの機械加工時に割れを発生し易くなる。ポリグリコール酸固化押出成形物の密度が高すぎるものは、製造が困難である。 The density of the polyglycolic acid-solidified extruded product is preferably 1.577 to 1.620 g / cm 3 , more preferably 1.578 to 1.615 g / cm 3 . This density is often between 1.580 and 1.610 g / cm 3 . If the density of the polyglycolic acid solidified extruded product is too low, the strength, hardness, toughness, flexibility and the like are lowered, and cracks are likely to occur during machining such as cutting, drilling and cutting. If the density of the polyglycolic acid-solidified extruded product is too high, it is difficult to produce.
ポリグリコール酸固化押出成形物の厚みまたは直径は、5mm以上100mm以下、好ましくは5mm超過100mm以下、より好ましくは8〜90mm、さらに好ましくは10〜80mm、特に好ましくは15〜70mmである。多くの場合、この厚みまたは直径が20〜50mmの範囲内で満足すべき機械加工性を有する固化押出成形物を得ることができる。 The thickness or diameter of the polyglycolic acid-solidified extruded product is 5 mm or more and 100 mm or less, preferably more than 5 mm and 100 mm or less, more preferably 8 to 90 mm, still more preferably 10 to 80 mm, and particularly preferably 15 to 70 mm. In many cases, it is possible to obtain a solidified extruded product having satisfactory machinability within the range of the thickness or diameter of 20 to 50 mm.
この厚みまたは直径が小さすぎると、切削などの機械加工により所望の形状の二次成形物を成形することが困難となる。例えば、フィルムやシート、チューブなどの厚みが小さな押出成形物は、一般に、剛性が小さく、柔軟であるため、切削加工やドリルなどによる機械的な穴あけ加工が困難であるか、実質的に不可能である。厚みまたは直径が小さすぎる成形物は、固化押出成形による成形が困難である。厚みまたは直径の上限は、一般に、100mmである。厚みまたは直径が大きすぎると、固化押出成形物を熱処理しても、残留応力を十分に除去若しくは低減することが困難となる。残留応力の大きな固化押出成形物を機械加工すると、得られた二次成形品に変形が生じ易くなる。 If the thickness or diameter is too small, it becomes difficult to form a secondary molded product having a desired shape by machining such as cutting. For example, extrudates with a small thickness, such as films, sheets, and tubes, are generally low in rigidity and flexible, making mechanical drilling with drilling or drilling difficult or virtually impossible It is. A molded product having a thickness or diameter that is too small is difficult to form by solidified extrusion. The upper limit of thickness or diameter is generally 100 mm. If the thickness or diameter is too large, it will be difficult to sufficiently remove or reduce the residual stress even if the solidified extruded product is heat-treated. When a solidified extruded product having a large residual stress is machined, the resulting secondary molded product is likely to be deformed.
本発明のポリグリコール酸固化押出成形物は、平板または丸棒であることが好ましく、固化押出成形とその後の緻密化処理が容易である点で平板であることがより好ましい。 The polyglycolic acid solidified extruded product of the present invention is preferably a flat plate or a round bar, and more preferably a flat plate in terms of easy solidification extrusion and subsequent densification treatment.
本発明の機械加工用素材であるポリグリコール酸固化押出成形物は、下記工程1乃至4を含む製造方法によって製造することができる。
The polyglycolic acid-solidified extruded product, which is a material for machining according to the present invention, can be produced by a production method including the following
a)温度270℃及び剪断速度120sec−1で測定した溶融粘度が10〜1,500Pa・sのポリグリコール酸を含有する樹脂材料を、押出機に供給し、該押出機のシリンダー温度245〜275℃で溶融混練する工程1;
b)該押出機先端の押出ダイから、溶融混練によって溶融した樹脂材料を、該押出ダイの溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路と、冷却手段とを備えたフォーミングダイの流路内に押出する工程2;
c)該フォーミングダイの流路内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、該フォーミングダイの先端から固化押出物を外部に押出する工程3;並びに
d)該固化押出物を加圧して、該フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって該固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制して、密度が1.575〜1.625g/cm3で、厚みまたは直径が5mm以上100mm以下のポリグリコール酸固化押出成形物を得る工程4。
a) A resin material containing polyglycolic acid having a melt viscosity of 10 to 1,500 Pa · s measured at a temperature of 270 ° C. and a shear rate of 120 sec −1 is supplied to an extruder, and the cylinder temperature of the extruder is 245 to 275.
b) Forming provided with a cooling means and a flow path in which the resin material melted by melt kneading from the extrusion die at the tip of the extruder communicates with the molten resin passage of the extrusion die and has a cross-sectional shape of the extruded product Extruding into the flow path of the
c)
本発明のポリグリコール酸固化押出成形物が平板の場合の製造工程について、図1を参照しながら説明する。工程1において、ポリグリコール酸を含有する樹脂材料を押出機1のホッパー内に投入する。該樹脂材料としては、ペレットを用いることが好ましい。成形前に該樹脂材料を十分に乾燥して除湿しておくことが好ましい。除湿乾燥条件は、特に限定されないが、例えば、ペレットを乾熱雰囲気下に100〜160℃で1〜24時間程度保持する方法を採用することが好ましい。
A manufacturing process in the case where the polyglycolic acid-solidified extruded product of the present invention is a flat plate will be described with reference to FIG. In
前記工程1において、押出機のシリンダー3内で樹脂材料の溶融混練を行う。シリンダー温度は、245〜275℃、好ましくは247〜273℃、より好ましくは250〜270℃に調整する。押出機のシリンダーに、固相樹脂輸送部、溶融部、液相樹脂輸送部などに対応して複数の加熱手段が配置されている場合、各加熱手段の温度を前記範囲内で互いに異ならせてもよく、あるいは各加熱手段の温度を同一温度に制御してもよい。
In the
前記工程2において、押出機先端の押出ダイ4から、溶融混練によって溶融した樹脂材料を溶融押出する。押出ダイからの溶融樹脂材料は、押出ダイ4の溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路6と、冷却手段8とを備えたフォーミングダイ5の該流路内に押出する。押出成形物の断面形状とは、押出成形物が平板の場合には、長方形であり、丸棒の場合には、円形である。
In
前記工程3において、フォーミングダイ5の流路6内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、該フォーミングダイ5の先端から固化押出物11を外部に押出する。押出速度は、通常、10〜30mm/分、好ましくは15〜25mm/分である。
In the
該工程3において、冷却手段8に加えて加熱手段7を配置したフォーミングダイを使用し、先ず、加熱手段7によって、押出ダイ4出口付近の流路6内にある溶融押出物を230〜280℃、好ましくは250〜280℃の温度に加熱、次いで、冷却手段8によって、流路内の溶融押出物を該ポリグリコール酸の結晶化温度未満の温度に冷却して固化させる方法を採用することが好ましい。押出ダイ4の出口付近の温度を急冷すると、ポリグリコール酸の結晶化の進行が遅くなることがある。押出ダイ4の近傍の温度を前記範囲内にまで加熱した後に冷却することによって、溶融押出物の結晶化を促進することができる。押出ダイ4の出口温度を上記範囲内とすることによっても、押出ダイ4出口付近の流路6内にある溶融押出物の温度を前記範囲内とすることができる。
In the
冷却手段によって、押出成形物の温度をポリグリコール酸の結晶化温度未満の温度にまで冷却して固化させる。ポリグリコール酸の結晶化温度(溶融状態からの降温時に検知される結晶化温度)は、通常、130〜140℃程度である。冷却手段8の冷却温度は、好ましくは100℃以下、より好ましくは90℃以下である。冷却温度の下限値は、好ましくは40℃、より好ましくは50℃である。工程1で使用する樹脂材料が着色剤などの添加剤成分を含有する場合、押出機のシリンダー内での溶融混練によってポリグリコール酸の結晶化温度が上昇することがあるが、その場合にも、冷却温度を前記範囲内とすることが好ましい。
The temperature of the extrudate is cooled to a temperature lower than the crystallization temperature of polyglycolic acid by the cooling means and solidified. The crystallization temperature of polyglycolic acid (the crystallization temperature detected when the temperature is lowered from the molten state) is usually about 130 to 140 ° C. The cooling temperature of the cooling means 8 is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 90 ° C. or lower. The lower limit of the cooling temperature is preferably 40 ° C, more preferably 50 ° C. When the resin material used in
加熱手段7は、加熱源として、例えば、ヒーター9を備えている。冷却手段8は、例えば、冷媒として冷却水を循環させることができる水冷パイプ10を備えている。
The heating means 7 includes, for example, a
工程4において、該固化押出物11を加圧して、該フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって該固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制して、密度が1.575〜1.625g/cm3で、厚みまたは直径が5mm以上100mm以下のポリグリコール酸固化押出成形物を得る。加圧手段としては、例えば、図1に示す上部ロール群12と下部ロール群13との組み合わせがある。下部ロール群13を台の上に載せ、上部ロール群12に荷重を掛ける方法により固化押出物11を加圧することができる。下部ロール群13に上部方向への負荷を掛け、上部ロール群12に下部方向への負荷を掛ける方法によって固化押出物11を加圧してもよい。
In
フォーミングダイから押出された固化押出物に、該フォーミングダイの吐出口から複数のロールを組み合わせたロール群12またはロール群12とロール群13とによって圧力を負荷することによって、該固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制すると共に、該フォーミングダイ方向への背圧を掛けることができる。適当な負荷手段を併用して、固化押出成形物11にフォーミングダイ方向への背圧を加えてもよい。背圧の大きさは、通常、1,000〜5,000kg、好ましくは1,500〜4,000kgである。この背圧は、ダイ外圧(流路6に掛かる圧力)として測定することができる。
The thickness of the solidified extrudate is obtained by applying pressure to the solidified extrudate extruded from the forming die by the
この加圧によって、固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制するが、その程度は、最終的に得られる固化押出成形物の密度が1.575〜1.625g/cm3となる範囲内である。加圧後、固化押出成形物は、方向14に引き取られる。
This pressurization suppresses the expansion of the solidified extrudate in the thickness direction or the diameter direction, but the degree thereof is that the density of the finally obtained solid extrudate is 1.575 to 1.625 g / cm 3. Within range. After pressing, the solidified extrudate is taken up in
固化押出成形物が丸棒である場合には、丸棒状の固化押出成形物の周囲を取り囲むロール群を配置し、該ロール群に中心方向への圧力を負荷する方法がある。フォーミングダイから吐出させた固化押出物を加圧する方法は、該フォーミングダイ方向に背圧をかけることができ、加圧によって該固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制して、密度が1.575〜1.625g/cm3の範囲内とすることができる方法であれば、任意の方法を採用することができる。 In the case where the solidified extruded product is a round bar, there is a method in which a group of rolls surrounding the round bar-shaped solidified extruded product is disposed, and a pressure in the center direction is applied to the group of rolls. The method of pressurizing the solidified extrudate discharged from the forming die can apply a back pressure in the direction of the forming die, suppresses the expansion of the solidified extrudate in the thickness direction or the diameter direction, and increases the density. Any method can be adopted as long as it is a method that can be within the range of 1.575 to 1.625 g / cm 3 .
前記工程4で得られたポリグリコール酸押出成形物には、150〜230℃の温度で3〜24時間熱処理する工程5を配置してアニーリングすることが好ましい。このアニーリング処理によって、固化押出成形物の残留応力を除き、固化押出成形物自体及び機械加工後の二次成形物に変形などの不都合を生じさせないことができる。熱処理温度は、好ましくは170〜220℃、より好ましくは180〜210℃である。熱処理時間は、好ましくは4〜20時間、より好ましくは5〜15時間である。
It is preferable that the polyglycolic acid extruded product obtained in the
本発明のポリグリコール酸固化押出成形物は、平板や丸棒、パイプ、異形品などの形状を有することができるが、好ましくは平板または丸棒であり、より好ましくは平板である。平板は、加圧による緻密化が容易である。 The polyglycolic acid-solidified extruded product of the present invention can have a shape such as a flat plate, a round bar, a pipe, and an irregular shape, but is preferably a flat plate or a round bar, and more preferably a flat plate. The flat plate can be easily densified by pressurization.
機械加工としては、切削、穴あけ、切断、及びこれらの組み合わせが代表的なものである。広義の切削加工法には、切削のほか、穴あけ加工を含めることがある。切削加工法としては、単一刃工具を用いる旋削加工、研削加工、平削加工、中ぐり加工などがある。多数刃を用いる切削加工法としては、フライス加工、穴あけ加工、ねじ切り加工、歯切り加工、型彫加工、やすり加工などがある。本発明では、ドリルなどを用いた穴あけ加工を切削加工と区別することがある。切断加工法としては、刃物(鋸)による切断、砥粒による切断、加熱・融解による切断などがある。この他、研削仕上法、ナイフ状工具を用いる打ち抜き加工やけがき切断などの塑性加工法、レーザー加工などの特殊加工法なども適用することができる。 Typical machining includes cutting, drilling, cutting, and combinations thereof. A broad-cutting method may include drilling as well as cutting. Cutting methods include turning using a single-edged tool, grinding, planing, and boring. Cutting methods using multiple blades include milling, drilling, threading, gear cutting, mold carving, and file processing. In the present invention, drilling using a drill or the like may be distinguished from cutting. Cutting methods include cutting with a blade (saw), cutting with abrasive grains, and cutting by heating and melting. In addition, a grinding finishing method, a plastic working method such as punching using a knife-like tool or scribing, and a special processing method such as laser processing can also be applied.
ポリグリコール酸固化押出成形物が肉厚の大きな平板や丸棒の場合、一般に、該固化押出成形物を適当な大きさまたは厚みに切断し、切断した固化押出成形物を研削して所望の形状に整え、さらに、必要個所に穴あけ加工を行う。最後に、必要に応じて、仕上げ加工を行う。ただし、機械加工の順序は、これに限定されない。機械加工時に摩擦熱により固化押出成形物が溶融して平滑な面が出にくい場合には、切削面などを冷却しながら機械加工を行うことが望ましい。摩擦熱により固化押出成形物が過度に発熱すると、変形や着色の原因となるので、固化押出成形物または加工面を好ましくは200℃以下、より好ましくは150℃以下の温度に制御することが好ましい。 When the polyglycolic acid solidified extrusion is a flat plate or round bar having a large thickness, generally, the solidified extrusion is cut into an appropriate size or thickness, and the cut solidified extrusion is ground to a desired shape. In addition, drill holes at the necessary locations. Finally, finish processing is performed if necessary. However, the order of machining is not limited to this. When the solidified extruded product is melted by frictional heat during machining and it is difficult to produce a smooth surface, it is desirable to perform machining while cooling the cutting surface. If the solidified extruded product excessively generates heat due to frictional heat, it causes deformation and coloring. Therefore, the solidified extruded product or the processed surface is preferably controlled to a temperature of 200 ° C. or lower, more preferably 150 ° C. or lower. .
本発明のポリグリコール酸固化押出成形物は、切削、穴あけ、切断などの機械加工を行うことにより、様々な樹脂部品などの二次成形物に成形することができる。具体的な用途としては、電気電子分野では、ウエハキャリア、ウエハカセット、スピンチャック、トートビン、ウエハボート、ICチップトレー、ICチップキャリア、IC搬送チューブ、ICテストソケット、バーンインソケット、ピングリッドアレイソケット、クワッドフラットパッケージ、リードレスチップスキャリア、デュアルインラインパッケージ、スモールアウトラインパッケージ、リールパッキング、各種ケース、保存用トレー、搬送装置部品、磁気カードリーダーなどが挙げられる。 The polyglycolic acid-solidified extruded product of the present invention can be molded into secondary molded products such as various resin parts by performing machining such as cutting, drilling and cutting. Specific applications include, in the electric and electronic fields, wafer carriers, wafer cassettes, spin chucks, tote bins, wafer boats, IC chip trays, IC chip carriers, IC transfer tubes, IC test sockets, burn-in sockets, pin grid array sockets, Quad flat package, leadless chip carrier, dual inline package, small outline package, reel packing, various cases, storage tray, transport device parts, magnetic card reader, etc.
OA機器分野では、電子写真複写機や静電記録装置などの画像形成装置における各種ロール部材、記録装置用転写ドラム、プリント回路基板カセット、ブッシュ、紙及び紙幣搬送部品、紙送りレール、フォントカートリッジ、インクリボンキャニスター、ガイドピン、トレー、ローラー、ギア、スプロケット、コンピュータ用ハウジング、モデムハウジング、モニターハウジング、CD−ROMハウジング、プリンターハウジング、コネクター、コンピュータスロットなどが挙げられる。 In the field of OA equipment, various roll members in image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines and electrostatic recording apparatuses, transfer drums for recording apparatuses, printed circuit board cassettes, bushes, paper and bill transport parts, paper feed rails, font cartridges, Ink ribbon canisters, guide pins, trays, rollers, gears, sprockets, computer housings, modem housings, monitor housings, CD-ROM housings, printer housings, connectors, computer slots, and the like.
通信機分野では、携帯電話部品、ペーガー、各種摺動材などが挙げられる。自動車分野では、内装材、アンダーフード、電子電気機器ハウジング、ガスタンクキャップ、燃料フィルタ、燃料ラインコネクタ、燃料ラインクリップ、燃料タンク、機器ビージル、ドアハンドル、各種部品などが挙げられる。その他の分野では、電線支持体、電波吸収体、床材、パレット、靴底、ブラシ、送風ファン、面状発熱体、ポリスイッチなどが挙げられる。 In the field of communication equipment, mobile phone parts, pagers, various sliding materials and the like can be mentioned. In the automotive field, interior materials, under hoods, electronic / electric equipment housings, gas tank caps, fuel filters, fuel line connectors, fuel line clips, fuel tanks, equipment beads, door handles, various parts and the like can be mentioned. In other fields, electric wire supports, radio wave absorbers, flooring materials, pallets, shoe soles, brushes, blower fans, planar heating elements, polyswitches, and the like can be given.
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。物性及び特性の測定方法は、以下に示すとおりである。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The measurement methods of physical properties and characteristics are as follows.
(1)溶融粘度
厚み約0.2mmのポリグリコール酸の非晶シートを約150℃で5分間加熱して結晶化させた試料を用い、D=0.5mm、L=5mmのノズル装着キャピログラフ〔東洋精機(株)製〕を用いて、温度270℃及び剪断速度120sec−1で試料の溶融粘度を測定した。
(1) Melt Viscosity Using a sample obtained by crystallizing an amorphous sheet of polyglycolic acid having a thickness of about 0.2 mm at about 150 ° C. for 5 minutes, a nozzle-mounted capillograph with D = 0.5 mm and L = 5 mm [ Toyo Seiki Co., Ltd.] was used to measure the melt viscosity of the sample at a temperature of 270 ° C. and a shear rate of 120 sec −1 .
(2)密度
ポリグリコール酸固化押出成形物から切り出した試料を、JIS R 7222(n−ブタノールを用いたピクノメーター法)に従って測定した。
(2) Density A sample cut out from the polyglycolic acid solidified extruded product was measured according to JIS R 7222 (pycnometer method using n-butanol).
[実施例1]
温度270℃及び剪断速度120sec−1で測定した溶融粘度が700Pa・sのポリグリコール酸とカーボンブラック〔アセチレンブラック;電気化学工業社製デンカブラック(登録商標)〕とを溶融混練し、ペレット化した樹脂材料(カーボンブラック濃度=0.1質量%)を、140℃で6時間保持して除湿乾燥した。
[Example 1]
Polyglycolic acid having a melt viscosity of 700 Pa · s measured at a temperature of 270 ° C. and a shear rate of 120 sec −1 and carbon black (acetylene black; Denka Black (registered trademark) manufactured by Denki Kagaku Kogyo) were melt-kneaded and pelletized. A resin material (carbon black concentration = 0.1% by mass) was dehumidified and dried at 140 ° C. for 6 hours.
除湿乾燥したペレットをL/D=20の30mmφ単軸押出機のホッパーに供給し、シリンダー温度250℃で溶融混練し、押出ダイ出口温度275℃で、フォーミングダイの流路内に溶融押出し、冷却温度80℃で冷却し固化させた。押出速度は、約20mm/10分であった。 The dehumidified and dried pellets are supplied to a hopper of a 30 mmφ single-screw extruder with L / D = 20, melt kneaded at a cylinder temperature of 250 ° C., melt-extruded into a forming die flow path at an extrusion die outlet temperature of 275 ° C., and cooled. It was cooled and solidified at a temperature of 80 ° C. The extrusion speed was about 20 mm / 10 minutes.
フォーミングダイの流路内で固化させた固化押出成形物を、上部ロール群と下部ロール群との間に通して加圧することにより、フォーミングダイ外圧(背圧)3,000kgに調整し、それによって、ポリグリコール酸固化押出成形物を緻密化した。次いで、該固化押出成形物を、210℃で8時間熱処理して、残留応力を除去した。熱処理によって、固化押出成形物に割れや変形を生じることはなかった。 The solidified extruded product solidified in the flow path of the forming die is pressed between the upper roll group and the lower roll group to adjust the forming die external pressure (back pressure) to 3,000 kg, thereby The polyglycolic acid-solidified extruded product was densified. Next, the solidified extrusion was heat treated at 210 ° C. for 8 hours to remove residual stress. The heat treatment did not cause cracking or deformation in the solidified extruded product.
この方法によって、密度が1.593g/cm3で、厚みが20mm、幅が500mm、長さ1,000mmの平板状ポリグリコール酸固化押出成形物を得た。この平板は、ミーリングカッターを用いて切断したところ、割れを誘発することなく切断することができた。その切断面には、混練不足に起因するスジ状の流れ模様がなく、均一で美麗な切断面であった。この平板を、直径800μmのドリルを用いて、ドリル送り速度200mm/分で穴あけ加工を行ったところ、割れを発生することなく、穴あけ加工することができた。 By this method, a flat polyglycolic acid solidified extruded product having a density of 1.593 g / cm 3 , a thickness of 20 mm, a width of 500 mm, and a length of 1,000 mm was obtained. When this flat plate was cut using a milling cutter, it could be cut without inducing cracks. The cut surface had no streak-like flow pattern due to insufficient kneading and was a uniform and beautiful cut surface. When this flat plate was drilled at a drill feed rate of 200 mm / min using a drill having a diameter of 800 μm, the drilling could be performed without generating cracks.
[比較例1]
フォーミングダイから押出した固化押出物に、上部及び下部ロール群を用いた加圧処理を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして平板状のポリグリコール酸固化押出成形物を作製した。
[Comparative Example 1]
A flat polyglycolic acid solidified extruded product was produced in the same manner as in Example 1 except that the solidified extrudate extruded from the forming die was not subjected to pressure treatment using the upper and lower roll groups.
得られた平板状の固化押出成形物の密度は、1.560g/cm3であった。この平板は、熱処理によるアニーリング工程で少し波打つなどの変形を生じた。該平板を、ミーリングカッターを用いて切断したところ、割れが発生した。切断面には、スジ状の流れ模様が観察された。 The density of the obtained flat solidified extruded product was 1.560 g / cm 3 . This flat plate was deformed, for example, slightly wavy in the annealing process by heat treatment. When the flat plate was cut using a milling cutter, cracks occurred. A streak-like flow pattern was observed on the cut surface.
本発明の機械加工用素材であるポリグリコール酸固化押出成形物は、加工精度が高く、機械加工による各種樹脂部品などの二次成形物の成形に好適である。平板または丸棒のポリグリコール酸固化押出成形物は、所望により、機械加工することなく、あるいは切断加工及び/または穴あけ加工だけで、素材の特徴を活かした用途に用いることもできる。
The polyglycolic acid solidified extruded product, which is a material for machining according to the present invention, has high processing accuracy and is suitable for molding secondary molded products such as various resin parts by machining. If desired, the polyglycolic acid-solidified extruded product of a flat plate or a round bar can be used for applications utilizing the characteristics of the material without machining or only by cutting and / or drilling.
1 押出機
2 ホッパー
3 シリンダー
4 押出ダイ
5 フォーミングダイ
6 流路
7 加熱手段
8 冷却手段
9 ヒーター
10 水冷パイプ
11 固化押出物
12 上部ロール群
13 下部ロール群
14 引き取り方向
DESCRIPTION OF
Claims (8)
a)温度270℃及び剪断速度120sec−1で測定した溶融粘度が10〜1,500Pa・sのポリグリコール酸を含有する樹脂材料を、押出機に供給し、該押出機のシリンダー温度245〜275℃で溶融混練する工程1;
b)該押出機先端の押出ダイから、溶融混練によって溶融した樹脂材料を、該押出ダイの溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路と、冷却手段とを備えたフォーミングダイの流路内に押出する工程2;
c)該フォーミングダイの流路内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、該フォーミングダイの先端から固化押出物を外部に押出する工程3;並びに
d)該固化押出物を加圧して、該フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって該固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制して、密度が1.575〜1.625g/cm3で、厚みまたは直径が5mm以上100mm以下のポリグリコール酸固化押出成形物を得る工程4;
を含む、機械加工用素材であるポリグリコール酸固化押出成形物の製造方法。 Steps 1 to 4 below
a) A resin material containing polyglycolic acid having a melt viscosity of 10 to 1,500 Pa · s measured at a temperature of 270 ° C. and a shear rate of 120 sec −1 is supplied to an extruder, and the cylinder temperature of the extruder is 245 to 275. Step 1 of melt kneading at ° C;
b) Forming provided with a cooling means and a flow path in which the resin material melted by melt kneading from the extrusion die at the tip of the extruder communicates with the molten resin passage of the extrusion die and has a cross-sectional shape of the extruded product Extruding into the flow path of the die 2;
c) Step 3 of cooling and solidifying the molten extrudate made of a resin material in the flow path of the forming die and then extruding the solidified extrudate from the tip of the forming die; and d) the solidified extrudate. Is taken up while applying back pressure in the direction of the forming die, and at that time, the expansion in the thickness direction or the diameter direction of the solidified extrudate is suppressed by pressurization, and the density is 1.575 to 1.625 g. Step 4 of obtaining a polyglycolic acid-solidified extruded product having a thickness or diameter of 5 mm to 100 mm at / cm 3 ;
A process for producing a polyglycolic acid-solidified extruded product, which is a material for machining , comprising :
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