JP2006103262A - Method for manufacturing curved extruded article, and apparatus therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、湾曲押出品の製造方法とその成形装置に関し、さらに詳しくは、セメントなどの水硬性材料やセラミックス捏和材などの焼結性材料を湾曲成形物として押出成形することができる方法と装置に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a curved extrudate and a molding apparatus therefor, and more specifically, a method capable of extruding a sinterable material such as a hydraulic material such as cement or a ceramic kneaded material as a curved molded product, and It relates to the device.
従来、セメントなどの水硬性材料を用いて建築物の出隅や入隅、あるいは円弧状コーナーなどの役物を連続的に押出成形する方法としては特許文献1に開示の「押出成形役物の製造方法」が知られている。しかし、このものは、押し出される水硬性材料の断面形状が湾曲又は屈曲した成形品を製造できるだけであるから、円弧状のコーナー役物を製造するためには押し出された断面が湾曲状の連続押出成形物を横断方向に役物として必要な寸法に切断しなければならず、しかも、同方法により得ることができる成形品サイズは、押出ダイ(die) の開口の形状とサイズに限定され、大型の湾曲押出成形品を得るためには大型の押出機と押出ダイが必要となり、自ずから限界があった。
このような事情から、本件発明者は嘗て特許文献2に記載する「ダイスシフトを使用した押出加工方法およびその装置」を提案した。即ち、この先に提案した押出成形技術は、コンテナに形成した押出口に押出口正面からみて平行に2つのダイスを配置し、この2つのダイスを平面視において押出方向に対して前後にずらして取り付け、押出材料を出口から押し出すことにより押し出される材料に曲がりを発生させるものであって(特許文献2の請求項1参照)、前記“ずれ量”を必要に応じて適宜調整することにより種々の曲がり製品を押出成形しようとしたものである(特許文献2の段落[0011]参照)。
しかしながら、本件発明者が先に提案した特許文献2の発明に難点があった。その難点というのは、2のダイスを平行に目的とする湾曲成形品を得るに必要な“ずれ量”に正確に設定しなければならず、この“ずれ量”の設定が頗る困難であるうえ、折角“ずれ量”を正確に設定しても、当該ダイス(dies)から押し出された湾曲成形物が引取りの際に摩擦抵抗によって変形してしまい、所期する形状に仕上がらないということであった。
However, the invention of
本発明者は、先に提案した特許文献2記載の湾曲成形品の製造方法と装置に前述の如き難点があったのに鑑みてなされたものであって、押出機のダイから押し出される成形材料に対し簡易かつ正確に必要な湾曲形状を付与することができ、しかも押し出された湾曲成形物を引取りの際に不用意に変形させずに均質で正確な形状の湾曲押出成形品を製造することができる画期的方法と、そのための成形装置を提供することを目的とする。
The inventor of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems in the method and apparatus for manufacturing a curved molded article described in
本件発明者が上記技術的課題を解決するために採用した方法的手段を添附図面に基いて説明すれば、次のとおりである。 The method means adopted by the present inventors for solving the above technical problem will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、本件発明者が上記課題を解決するため採用した方法的手段は、押出機1における回転ダイ2の可動口金部21の向きを、当該押出機の押出方向の中心軸に対し任意の角度横振り回転させることにより、この可動口金部21から成形素材mを傾斜押し出しゝて、こうして傾斜して押し出される成形素材mを前記可動口金部21の指向する円周方向へ当該押出速度と同じ速度で回転運行するターンテーブル3上に乗載して円弧方向に搬送案内することにより、回転ダイ2の回転角度に応じた湾曲度の湾曲成形物Mを製造する点に特徴がある。
First, the method means adopted by the present inventor to solve the above-described problem is that the orientation of the
次に、本件発明者が上記課題を解決するために採用した機械的手段は、可塑性成形材料を加圧して圧送する押出機1と、この押出機1の押出ヘッド部11に装着されて前記可塑性材料を所要断面形状の湾曲成形物Mに成形して連続的に押し出す回転ダイ2と、この回転ダイ2から押し出されてくる湾曲成形物Mを載置して回転搬送するターンテーブル3とを含んで成り、かつ、
前記回転ダイ2は、成形素材の出口側に左右へ揺動自在な可動口金部21と、この可動口金部21の揺動動作に応じて進退する一対のダイブロック22と、前記可動口金部21を任意の横振り角度に回転駆動せしめるダイ角度調節機構部23とを具備しており、
前記ターンテーブル3は、回転ダイ2の可動口金部21から押し出される湾曲成形物Mを乗載し当該可動口金部の指向する円周方向に沿って当該成形物の押出速度と同じ速度で搬送案内することにより、湾曲成形物Mを可動口金部21の回転角度に応じた湾曲度を付与可能な湾曲押出品の成形装置を構成した点に特徴がある。
Next, the mechanical means employed by the present inventor to solve the above-described problems are the
The
The
しかして、本発明は、上記の課題解決手段として、押出機における回転ダイの可動口金部の向きを、当該押出機の押出方向の中心軸に対し所望する角度に横振り回転させるという押出方向のコントロール操作と、この可動口金部から成形素材を傾斜押し出しゝ、こうして傾斜して押し出される湾曲成形物を前記可動口金部の指向する円周方向へ当該押出速度と同じ速度で回転運行するターンテーブル上に乗載して円弧方向に搬送案内させるという押出速度同調の円弧搬送操作とを巧みに連関させる加工手段を採用したことにより、回転ダイの横振り回転角度に応じた湾曲度の湾曲成形物Mを高精度に連続的に製造することが可能になったのであり、特許文献1に開示される「押出成形役物の製造方法」のごとく押出ダイの孔径サイズに制約されることはなく、回転ダイの横振り回転角度を任意に調節変更することによって、所望の湾曲成形物を高能率に量産することができる。
Thus, the present invention provides, as the above problem solving means, the direction of the movable die of the rotary die in the extruder in the direction of extrusion in which the orientation is rotated to a desired angle with respect to the central axis of the extruder in the direction of extrusion. On the turntable that controls and rotates the molding material from the movable base part, and rotates the curved molded product that is pushed in this way in the circumferential direction directed to the movable base part at the same speed as the extrusion speed. By adopting a processing means that skillfully links an arc conveying operation synchronized with the extrusion speed, which is carried on the substrate and guided in the arc direction, a curved molded product M having a curvature according to the lateral rotation angle of the rotary die is adopted. Can be continuously produced with high accuracy, and the pore size of the extrusion die is limited as in “Method for producing extruded molded article” disclosed in
ちなみに、本発明方法が最も効果を発揮する押出成形材料はセメントなどの水硬性物質やセラミックス捏和材などの焼結性物質であり、これらの材料によって湾曲成形物を製造する場合に特に優れた効用が得られるのであり、得られる成形品は内部歪が極めて少なくて、経年で変形したりクラックが発生する憂いがない。 Incidentally, the extrusion molding material in which the method of the present invention is most effective is a hydraulic substance such as cement or a sinterable substance such as a ceramic kneaded material, and is particularly excellent in the case of producing a curved molded article using these materials. The effect is obtained, and the obtained molded product has very little internal strain, and there is no fear of deformation or cracking over time.
また、本発明を具体的に実施する装置は、可塑性材料を加圧して圧送可能な従来周知の押出機と、この押出機の押出ヘッドに装着する回転ダイと、この回転ダイから押し出されてくる湾曲成形物を当該押出速度と同じ速度で搬送動作するターンテーブルとによって構成される簡素な構造であり、設備費的に頗る安価に製作することができるので、固定費も低くなり損益分岐点の観点に照らしても非常に有利であり、また、口金の交換で種々の断面形状の湾曲成形品を得ることができる。 An apparatus for carrying out the present invention specifically includes a conventionally known extruder capable of pressurizing and feeding a plastic material, a rotating die mounted on the extrusion head of the extruder, and extruded from the rotating die. It has a simple structure consisting of a turntable that moves the curved molded product at the same speed as the extrusion speed, and can be manufactured at a low cost in terms of equipment costs. From the viewpoint, it is very advantageous, and curved molded products having various cross-sectional shapes can be obtained by exchanging the die.
以下、本発明の好ましい実施の形態として添附図面に示す実施例を例示し、この実施例に基いて本発明の具体的内容を更に詳しく説明するものとする。 Hereinafter, examples shown in the accompanying drawings will be illustrated as preferred embodiments of the present invention, and the specific contents of the present invention will be described in more detail based on these examples.
図1および図2に図示するものは、本発明の実施例で“湾曲押出成形品の製造方法”に使用する湾曲押出品の成形装置である。 1 and 2 show a molding apparatus for a curved extrudate used in the “method for producing a curved extrudate” in the embodiment of the present invention.
図1および図2において、符号1に指示されるものは可塑性成形材料を加圧して圧送押し出しする押出機であり、押出側に押出ヘッド11を備える。この押出ヘッド11には後述の回転ダイ2が装着されている。図1に示される押出機1は、セメントなどの水硬性物質やセラミックス捏和材などの焼結性物質から成る可塑性成形材料の押出成形に使用される周知のエクストルダー(extruder)と同じ構造を有している。
In FIG. 1 and FIG. 2, what is indicated by
回転ダイ2は、上記の押出機1の押出ヘッド11に接続されており、成形素材の出口側に左右へ揺動自在な可動口金部21と、この可動口金部21の揺動動作に応じて進退する一対の一側ブロック筒片22aと他側ブロック筒片22bとから成る割り型のダイブロック22と、前記可動口金部21を任意の横振り角度に駆動せしめるダイ角度調節機構部23とによって構成されている。そして、この回転ダイ2における可動口金部21の左右への揺動を可能にする前記ダイ角度調節機構部23は、回転駆動体23a(本実施例では、制御モータ)の回転動により正逆回転するウォーム23bと、このウォーム23bに噛合するギア23cと、このギア23cの正逆回転に応じ回転ダイ2の可動口金部21の横振り回転角度を調節する角度調節ロッド23dとから構成されている。ちなみに、前記可動口金部21の押出口形状は、長さ80mm、高さ30mmの断面長方形をなしている。
The
次に、図1および図2において、符号3で指示するものはターンテーブルである。このターンテーブル3は、回転ダイ2の可動口金部21から押し出される湾曲成形物Mを乗載して当該可動口金部の横振り角度の指向する円周方向に沿って当該成形物の押出速度と同じ速度で搬送案内する機構であって、上記上記押出機1における回転ダイ2の下側に配設されており、図1の図示例では、当該回転ダイの可動口金部21における押出口縁21aとターンテーブル3との間に送り滑り板24が介設してある。
Next, in FIGS. 1 and 2, what is indicated by
しかして、回転ダイ2から押し出される湾曲成形物Mをターンテーブル3が受継する位置は、当該回転ダイにおける可動口金部21の押出口縁21aとターンテーブル2の半径線とが合致する箇所に設定しておくものとし(図2参照)、かつ、当該箇所におけるターンテーブル3の回転速度は回転ダイ2から押し出されてくる湾曲成形物Mの押出速度に同調させておく必要がある。ターンーテーブル3の受継位置における回転速度と弯曲成形物Mの押出速度とが不一致の場合には当該成形物に引っ張り変形が生じたり、圧縮変形が生じたりするからである。押出速度とターンテーブル3の当該受継位置における回転速度の同調には、制御モータを用いる周知の制御機構(図示せず)が適用される。
Thus, the position at which the
〔実施例1〕
そこで、前述の図1および図2に示す成形装置を使用して、円弧状に湾曲する湾曲押出成形品を製造するプロセスを説明する。実施例1では、次の配合比で調製したセメント捏和材料を可塑性成形材料として用いた。
(1) ポルトランドセメント 30〜50 wt%
(2) 珪 石 20〜40 wt%
(3) 軽量骨材 10〜25 wt%
(4) パルプ 3〜5 wt%
(5) PP繊維 0.5〜1.5 wt%
(6) MC(メチルセルロース) 2〜3 wt% (保水・増粘剤として)
[Example 1]
A process for manufacturing a curved extruded product that is curved in an arc shape using the molding apparatus shown in FIGS. 1 and 2 will be described. In Example 1, a cement kneaded material prepared with the following blending ratio was used as a plastic molding material.
(1) Portland cement 30-50 wt%
(2) Quartzite 20-40 wt%
(3) Lightweight aggregate 10-25 wt%
(4) Pulp 3-5 wt%
(5) PP fiber 0.5-1.5 wt%
(6) MC (methyl cellulose) 2 to 3 wt% (as water retention and thickening agent)
押出機1の図示しないホッパーに上記配合のセメント捏和材料を投入し、回転ダイ2の可動口金部21を直進方向に対し30°左側へ斜向させてターンテーブル3に載置してあるトレー31の上に2m/minの速度にて湾曲成形物Mとして押し出す。こうして押し出された湾曲成形物Mは未硬化の状態で所定サイズ(半径1mの半円形)になったところで図示しないカッター装置で切断される。
A cement kneading material of the above composition is put into a hopper (not shown) of the
こうして得られた未硬化セメントの湾曲成形物Mは、トレー31毎に移動して図示しないオートグレーブ室に搬送して高温高圧下で養生し湾曲押出成形品として完成される。
The uncured cement curve molding M obtained in this way is moved for each
〔実施例2〕
次に、前述の図2に示す成形装置を使用して、円弧状に湾曲する湾曲押出成形品を製造するプロセスを説明する。実施例2では、次の配合比で調製したセメント捏和材料を可塑性成形材料として用いた。
(1) ポルトランドセメント 60〜80 wt%
(2) 軽量骨材 10〜25 wt%
(4) パルプ 3〜5 wt%
(5) PP繊維 0.5〜1.5 wt%
(6) MC(メチルセルロース) 2〜3 wt% (保水・増粘剤として)
[Example 2]
Next, a process for manufacturing a curved extruded product that is curved in an arc shape using the molding apparatus shown in FIG. 2 will be described. In Example 2, a cement kneaded material prepared with the following blending ratio was used as a plastic molding material.
(1) Portland cement 60-80 wt%
(2) Lightweight aggregate 10-25 wt%
(4) Pulp 3-5 wt%
(5) PP fiber 0.5-1.5 wt%
(6) MC (methyl cellulose) 2 to 3 wt% (as water retention and thickening agent)
押出機1の図示しないホッパーに上記配合のセメント捏和材料を投入し、回転ダイ2の可動口金部21を直進方向に対し30°左側へ斜向させてターンテーブル3上に湾曲成形物Mとして2m/minで傾斜押出した。こうして傾斜押出された未硬化の湾曲成形物Mは受継位置で回転する(2m/min)ターンテーブル3に乗載して円弧方向に搬送され、その搬送軌跡に沿って湾曲成形される。ちなみに、図1および図2の成形装置にあっては、ターンテーブル3の上にはトレー31が載置してあるので、回転ダイ2から押し出される湾曲成形物Mは、トレー31の上に乗載された状態で前記成形が営まれることになる。こうして未硬化セメントの湾曲成形物Mは半径1mの半円形になったところで図示しないカッター装置にて切断される。
A cement kneading material having the above composition is put into a hopper (not shown) of the
こうして得られた湾曲成形物Mは、トレー31毎に移動して図示しないオートグレーブ室に搬送し、常圧下で蒸気養生されることにより湾曲押出品として完成する。
The curved molded product M obtained in this way is moved for each
本明細書に開示する本発明の実施例は概ね上記のとおりであるが、本発明は上記実施例に限定されるものでは決してなく「特許請求の範囲」の記載内において種々の変更が可能であって、上記実施例においては可塑性成形材料として水硬性のセメント捏和材料を使用する例を挙げて説明している。しかし、本発明は、焼結性を有する各種の陶土、磁器土、アルミナ・ジルコニア・ムライト・コージライトなどのファインセラミックス原料を粘土状に捏和した捏和材の湾曲成形にも適用可能であり、本発明の技術的範囲に属することは云うまでもない。 The embodiments of the present invention disclosed in this specification are generally as described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. In the above embodiment, an example in which a hydraulic cement kneading material is used as the plastic molding material is described. However, the present invention can also be applied to curved molding of a kneaded material obtained by kneading various ceramic materials having sintering properties, porcelain earth, fine ceramic materials such as alumina, zirconia, mullite, and cordierite into clay. Needless to say, it belongs to the technical scope of the present invention.
以上、実施例を挙げて説明したとおり、本発明によれば従来の押出成形装置に比較して然程に複雑な機構に依ることなく、押出機から押し出される成形素材をして簡易かつ正確に必要な湾曲形状を付与することができうえに、押し出された湾曲成形物を引き取る際にも不用意に変形させることもなく、その産業上の利用価値は頗る大きい。 As described above, as described with reference to the examples, according to the present invention, the molding material extruded from the extruder can be made easily and accurately without depending on a complicated mechanism as compared with the conventional extrusion molding apparatus. The necessary curved shape can be imparted, and when the extruded curved molded product is taken up, it is not inadvertently deformed, and its industrial utility value is very large.
1 押出機
11 押出ヘッド
2 回転ダイ
21 可動口金部
21a 押出口縁
22 ダイブロック
22a 一側ブロック筒片
22b 他側ブロック筒片
23 ダイ角度調節機構
23a 回転駆動体
23b ウォーム
23c ギア
23d 角度調節ロッド
24 送り滑り板
3 ターンテーブル
M 湾曲成形物(湾曲押出品)
m 成形素材
1 Extruder
11
21 Movable base part
21a Extrusion edge
22 die block
22a Block block on one side
22b Block block on the other side
23 Die angle adjustment mechanism
23a Rotating drive
23b Warm
23c gear
23d Angle adjustment rod
24
m Molding material
Claims (5)
前記回転ダイ2は、長尺成形物の出口側に左右へ揺動自在な可動口金部21と、この可動口金部21の揺動動作に応じて進退する一対のダイブロック22と、前記可動口金部21を任意の横振り角度に回転駆動せしめるダイ角度調節機構部23とを具備しており、
前記ターンテーブル3は、回転ダイ2の可動口金部21から押し出される湾曲成形物Mを乗載し当該可動口金部の指向する円周方向に沿って当該成形物の押出速度と同じ速度で搬送案内することにより、成形素材mを可動口金部21の回転角度に応じた円弧形状に湾曲成形物Mに成形することを特徴とする湾曲押出品の成形装置。 An extruder 1 that pressurizes and presses a plastic molding material, and a rotary die 2 that is attached to an extrusion head portion 11 of the extruder 1 and that continuously molds the plastic material into a curved molding M having a required cross-sectional shape and extrudes it continuously. And a turntable 3 on which the curved molded product M pushed out from the rotary die 2 is placed and rotated and conveyed, and
The rotary die 2 includes a movable base portion 21 that can swing left and right on the outlet side of the long molded product, a pair of die blocks 22 that move forward and backward according to the swinging motion of the movable base portion 21, and the movable base. A die angle adjustment mechanism unit 23 that rotates the unit 21 to an arbitrary horizontal swing angle.
The turntable 3 carries the curved molded product M pushed out from the movable base part 21 of the rotary die 2 and conveys it at the same speed as the extrusion speed of the molded product along the circumferential direction directed by the movable base part. By doing so, the molding material m is molded into the curved molded product M into an arc shape corresponding to the rotation angle of the movable base part 21.
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