JP2009255393A

JP2009255393A - 筒状プラスチックの押出成形機

Info

Publication number: JP2009255393A
Application number: JP2008107160A
Authority: JP
Inventors: Naonari Fukuhara; 直成福原
Original assignee: Minoru Kasei Co Ltd
Current assignee: Minoru Kasei Co Ltd
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2008-04-16
Publication date: 2009-11-05

Abstract

【課題】押出成形機により、偏肉がない２層の筒状プラスチックを製造する。
【解決手段】押出シリンダ７と、外周に第１スクリュー８ａが形成された押出スクリュー８と、外周に第２スクリュー９ａが形成されたマンドレル９と、押出シリンダの先端に設置したノズルダイ１１と、マンドレルの先端に取り付けられたコアダイ１２を備える。押出シリンダと押出スクリューの間に供給された第１プラスチック材料、及び押出スクリューとマンドレルの間に供給された第２プラスチック材料を，押出スクリューの回転により溶融し、続いて２層の筒状プラスチックとして押し出す。押出スクリューの内周に第２スクリューを形成してもよい。押出スクリューとマンドレルの間で溶融した第２プラスチックがあたかも潤滑剤のように介在し、押出スクリューとマンドレルの間でかじりや焼き付きが発生しない。
【選択図】図２

Description

本発明は、プラスチックを押出成形して、ブロー成形に用いるパリソン、パイプ・ホース、インフレーションフィルム等の筒状プラスチックを製造する押出成形機に関し、特に多層の筒状プラスチックを製造する押出成形機に関する。

特許文献１〜３には、多層の筒状プラスチックを成形する押出成形機が記載されている。この押出成形機はいずれも、押出シリンダと、前記押出シリンダ内に設置されたプランジャーと、前記押出シリンダの側面に直交して接続され、前記押出シリンダ内に溶融したプラスチックを供給する複数個の押出機からなる。なお、この押出機として、スクリュー式押出機又はスクリューインライン式（スクリュープランジャー式）押出機が利用されている。スクリュー式とは、シリンダ内でスクリューを回転させ樹脂を可塑化させながらシリンダ先端のダイ穴から押し出す方式を意味し、スクリュープランジャー式とは、シリンダ内でスクリューを回転させて樹脂を可塑化させ、前方に送り出すと共にスクリュープランジャーを後退させ、スクリュープランジャーの先端（アキューム部）に可塑化した樹脂を蓄積し、所定量蓄積した後、スクリュープランジャーを前進させてシリンダ先端のダイ穴から押し出す方式を意味する。

特許文献１〜３の押出成形機では、押出機から押し出された溶融プラスチックが、押出シリンダに形成された供給穴から押出シリンダ内のリング状空間に入って左右に分かれ、押出シリンダの内周面に沿って全周に回り込み、円筒状に広げられた状態で下方に流動し、押出シリンダ内のプランジャーの先に蓄積される。このプラスチック流路が長いため、押出シリンダ内でプラスチックの熱劣化が生じるだけでなく、前記供給口付近とその反対側において粘度ムラが生じて、プラスチックの流動に円周方向でムラができ、その結果、筒状プラスチックに偏肉が生じやすい。また、プラスチックの流動ムラが大きいと、薄い膜状の表皮層を形成する場合、表皮に膜切れが生じやすい。さらに、プラスチックの流路が長く複雑なため、側壁に付着したプラスチックが排出されにくく、色替えなどプラスチックの交換に手間がかかるという問題もある。

一方、特許文献４には、プラスチック材料の供給穴を有する押出シリンダと、押出シリンダ内で回転及び進退する筒状のスクリュープランジャーと、スクリュープランジャーの内側に挿通するマンドレルと、押出シリンダの前方側に配設されたノズルダイ及びマンドレルの先端に取り付けられたコアダイからなる押出ダイスを備え、前記供給口からプラスチックの未溶融材料を押出シリンダ内に供給し、スクリュープランジャーを回転させてプラスチックを溶融しかつシリンダ前方に蓄積し（スクリュープランジャーは背圧で後退）、次いでスクリュープランジャーを前進させプラスチックをダイ穴から押し出して筒状プラスチックを成形する押出成形機が記載されている。

この押出成形機によれば、スクリュープランジャーを回転させて押出シリンダ内でプラスチックを溶融するため、円周方向で粘度ムラができず偏肉のない筒状プラスチックを得ることができる。また、プラスチックが流路が長くないためプラスチックの熱劣化を抑えることができ、色替えなどプラスチックの交換も短時間ででき、劣化しやすいプラスチック材料でも使用できる利点もある。従って、このタイプの押出成形機を多層の筒状プラスチックの成形のために適用することが一応考えられる。しかし、この押出成形機において、スクリュープランジャーとマンドレルは共に金属であるから、摺動に伴う摩擦負荷により、両者の間にかじりや焼き付きが発生しやすいという問題がある。

実開平３−９８０１８号公報特開平９−２６７３８０号公報特開平１１−２７７６０９号公報特開平８−５７９４１号公報

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、成形された筒状プラスチックに偏肉やプラスチックの熱劣化がなく、かじりや焼き付きといった不具合の発生も防止できる、多層の筒状プラスチックの押出成形機を提供することを目的とする。

本発明に係る筒状プラスチックの押出成形機は、円筒状の内壁をもつ押出シリンダと、外周に第１スクリューが形成され前記押出シリンダ内で回転する筒状の押出スクリューと、前記押出スクリューの内側に挿通し軸方向に延びるマンドレルと、前記押出シリンダの先端部に配設された環状のノズルダイと、前記マンドレルに取り付けられ前記ノズルダイの内側にあって前記ノズルダイとともに押出ダイスを構成するコアダイを備え、さらに前記押出スクリューの内周又は前記マンドレルの外周に第２スクリューが形成されており、前記押出シリンダと押出スクリューの間に供給された第１プラスチック材料、及び前記押出スクリューとマンドレルの間に供給された第２プラスチック材料を前記押出スクリューの回転により溶融し、続いて前記押出ダイスから２層の筒状プラスチックとして連続的に押し出すことを特徴とする。

この押出成形機は、特許文献４に記載された押出成形機のコンセプトを維持しつつ、プラスチックの溶融と押出を行うためのスクリュープランジャー（回転と進退が可能）の代わりに定位置で回転する押出スクリューを用いることで、押出成形機の駆動部分の構造を簡素化するとともに、連続的に筒状プラスチックを押出成形できるようにし、さらに押出スクリューの内周又はマンドレルの外周に第２スクリューを形成し、押出スクリューを回転させて該押出スクリューの外周側と内周側の両方でプラスチックを溶融し、２層の筒状プラスチックとして押出成形するものである。なお、第１プラスチック材料と第２プラスチック材料は同一材質でもよい。
必要に応じて、前記ノズルダイの一部として、内周の全周にスリット状の流路出口が形成された１又は２個以上のプラスチック分配リングを設置し、前記プラスチック分配リングの流路にスクリュー式押出機を接続し、前記流路出口から前記押出ダイス内に溶融した表層用のプラスチック材料を供給することもできる。この場合、３層以上の筒状プラスチックを形成することができる。

本発明に係るもう１つの筒状プラスチックの押出成形機は、円筒状の内壁をもつ押出シリンダと、外周に第１スクリューが形成され前記押出シリンダ内で回転しかつ軸方向に進退する筒状のスクリュープランジャーと、前記スクリュープランジャーの内側に挿通し軸方向に延びるマンドレルと、前記押出シリンダの押出側に配設された環状のノズルダイと、前記マンドレルに取り付けられ前記ノズルダイの内側にあって前記ノズルダイとともに押出ダイスを構成するコアダイを備え、さらに前記スクリュープランジャーの内周又は前記マンドレルの外周に第２スクリューが形成されており、前記押出シリンダとスクリュープランジャーの間に供給された第１プラスチック材料、及び前記押出スクリューとマンドレルの間に供給された第２プラスチック材料を前記スクリュープランジャーの回転によりそれぞれ溶融するとともに前方に押し出して蓄積し、続いて前記スクリュープランジャーを前進させて前記押出ダイスから２層の筒状プラスチックとして押し出すことを特徴とする。

この押出成形機は、特許文献４に記載された押出成形機のコンセプトを維持しつつ、スクリュープランジャーの内周又はマンドレルの外周に第２スクリューを形成し、スクリュープランジャーを回転させて該押出スクリューの外周側と内周側の両方でプラスチックを溶融し、スクリュープランジャーを後退させつつ前方に押し出して蓄積し、続いてスクリュープランジャーを前進させ、２層の筒状プラスチックとして押出成形するものである。なお、第１プラスチック材料と第２プラスチック材料は同一材質でもよい。
必要に応じて、前記ノズルダイの一部として、内周の全周にスリット状の流路出口が形成された１又は２個以上のプラスチック分配リングを設置し、前記プラスチック分配リングの流路にスクリュー式押出機又はスクリュープランジャー式押出機を接続し、前記流路出口から前記押出ダイス内に溶融した表層用のプラスチック材料を供給することもできる。この場合、３層以上の筒状プラスチックを形成することができる。

本発明に係る押出成形機では、押出シリンダ内で押出スクリュー又はスクリュープランジャーを回転させ、押出スクリュー又はスクリュープランジャーの外周側と内周側の両方でプラスチックを溶融し、押出シリンダの先端の押出ダイスから多層の筒状プラスチックとして前方に押し出すようにしたので、円周方向で粘度ムラができず偏肉のない筒状プラスチックを得ることができる。また、溶融したプラスチックに粘度ムラや偏肉がなく、押出ダイスの領域においてプラスチックの流動ムラが少ないので、同領域においてさらに薄い表皮層（３層目以上）を形成する場合でも、表皮に膜切れが生じにくい。
また、溶融してから押し出されるまでのプラスチック流路が長くないためプラスチックの熱劣化を抑えることができ、色替えなどプラスチックの交換も短時間ででき、劣化しやすいプラスチック材料でも使用できる利点もある。

さらに、本発明に係る押出成形機では、押出スクリュー又はスクリュープランジャーの内周側でもプラスチックを溶融するので、押出スクリュー又はスクリュープランジャーとマンドレルの間に溶融したプラスチックがあたかも潤滑剤のように介在し、金属同士の直接の接触が阻まれるので、かじりや焼き付きの発生が防止できる。例えば第１プラスチック材料と第２プラスチック材料を同じ材質のものとすれば、特許文献４に記載された押出成形機で得られる１層の筒状プラスチックと実質的に同等のものを、かじりや焼き付きを生じさせることなく成形できる。
本発明に係る押出成形機は、ブロー成形に用いるパリソン、パイプ・ホース、インフレーションフィルム等、広く多層の筒状プラスチックの製造に利用できる。

以下、図１〜６を参照して、本発明に係る押出成形機について説明する。
図１〜３に示す押出成形機は、ブロー成形用のパリソンを製造するもので、上下の固定プレート１，２と、それを連結固定する複数本のロッド３と、下部固定プレート２上に固定された軸受けボックス４と、軸受ボックス４上に固定されたギアボックス５と、下部固定プレート２に形成された穴６に固定された押出シリンダ７と、押出シリンダ７内に配置されて回転する筒状の押出スクリュー８と、押出スクリュー８の中心に挿通し軸方向に延びるマンドレル９と、押出シリンダ７の先端部に設置された環状のノズルダイ１１と、マンドレル９の先端に固定されノズルダイ１１の内側に配置されたコアダイ１２等からなる。ノズルダイ１１とコアダイ１２によりこの押出成形機の押出ダイスが構成される。

ノズルダイ１１はテーパーリング１３とその前方側（下部）に位置するリングダイ１４からなり、テーパーリング１３は押出スクリュー８の傾斜した先端外周面（切頭円錐面）に対向して内向きに傾斜する（前方ほど狭まる）内周面とそこから外向きに傾斜する（前方ほど広がる）内周面を有し、リングダイ１４は外向きに傾斜する内周面を有し、両者の内周面は上下に連続している。ノズルダイ１１の内側（主としてリングダイ１４の内側位置）に外向きに傾斜する外周面を有するコアダイ１２が配置され、ノズルダイ１１（テーパーリング１３とリングダイ１４）の内周面と、押出スクリュー８の先端外周面及びコアダイ１２の外周面の間にプラスチック流路１５が形成されている。このプラスチック流路１５は押出スクリュー８の先端外周面とこれに対向するテーパーリング１３の内周面の間で狭く、また押出出口近傍で次第に狭く形成されている。

図２に明瞭に示すように、押出スクリュー８の外周には第１スクリュー８ａが形成され、押出スクリュー８の下端近傍では軸径が拡大し、その分第１スクリュー８ａの山高さが低くなっている。押出スクリュー８の内周面は円筒状で、マンドレル９の外周面側に第２スクリュー９ａが形成されている。マンドレル９は先端近傍の外径が拡大し、押出スクリュー８の先端内周面との間に狭いプラスチック流路２０が形成され、その分第２スクリュー９ａの山高さが低くなっている。プラスチック流路２０は主流路であるプラスチック流路１５の内周面側にリング状に開口している。いうまでもなく、第２スクリュー９ａの山は、押出スクリュー８が回転したとき第１スクリュー８ａと同じ押出方向になるように形成されている。

リングダイ１４は偏肉調整ボルト１７により水平面内で位置調整可能とされ、コアダイ１２との間に均一なプラスチック流路１５が形成されて均一な厚さのパリソンが形成されるようにしている。図３に示すように、テーパーリング１３の内周面には、多数のはす溝１８が形成されている。はす溝１８の向きは押出スクリュー８の回転方向とは逆向きに傾斜、すなわちはす溝に沿って前方に進むと押出スクリュー８とは逆向きに回転するように傾斜している。図３に押出スクリュー８の回転方向を矢印で図示している。

押出スクリュー８の上部にはキー１９を介してスリーブ２１が固定され、スリーブ２１の周囲は軸受ボックス４内に配置されたスラスト軸受２２及びギアボックス５の上部に配置されたラジアル軸受２３により支持され、スリーブ２１は回転自在であるが軸方向への移動がないようになっている。また、スリーブ２１の周囲には、押出スクリュー８をスリーブ２１を介して回転させる回転機構２４が配置されている。回転機構２４は、ギアボックス５内に配置されスリーブ２１の外周にキーを介して固定された大径のギア２５、ギアボックス５上に固定された駆動モータ２６及び減速機２７、減速機２７からギアボックス５内に突出する小径のギア２８、両ギア２５，２８間に張設されたタイミングベルト２９等からなる。
なお、ギアボックス５に形成された突出部３１が、ロッド３の周囲を取り囲んで上下固定プレート１，２間の距離を規定するスリーブ３２に係合し、ギヤボックス５及び軸受ボックス４が回転しないようにするストッパの役割を果たしている。

押出スクリュー８はマンドレル９の周りを定位置で回転自在である。そして、マンドレル９の上端部には図示しないピストンが取り付けられ、該ピストンはシリンダ３３内において上下位置調整可能に支持され、マンドレル９を介しコアダイ１２の上下位置を調整してリングダイ１４とコアダイ１２の間隔を調整し、パリソンの肉厚を調整できるようになっている。マンドレル９は中空で、外周には前記のようにスクリュー９ａが形成され、内部にプリブロー用のパイプ３４が挿入され、パイプ３４からコアダイ１２に形成されたエア穴３５を介して、筒状プラスチック（パリソン）にプリブローエアを吹き込めるようになっている。

押出シリンダ７の側壁に第１材料供給装置３６が設置され、押出スクリュー８の上部に第２材料供給装置３７が設置されている。
第１材料供給装置３６は、押出シリンダ７の側壁を貫通して形成された供給穴３８から第１プラスチック材料（プラスチックペレット）を押出シリンダ７内（押出シリンダ７の内周と押出スクリュー８の外周との間）に供給するもので、下端が供給穴３８に接続された供給ノズル３９、供給ノズル３９の上端が接続される材料ホッパー４１からなる。
押出スクリュー８の外周には、供給穴３８の部分から下方に前記第１スクリュー８ａが形成されている。なお、押出シリンダ７の外周は、供給穴３８の近傍は水冷リング４２で、それより下方はヒータ４３で覆われている。

第２材料供給装置３７は、押出スクリュー８の上端から第２プラスチック材料（プラスチックペレット）を押出スクリュー８の内周とマンドレル９の外周の隙間に供給するもので、スクリューフィーダ４４、ホッパー４５、及びスクリューフィーダ４４とホッパー４５を接続するシュート４６からなり、スクリューフィーダ４４の先端が押出スクリュー８とマンドレル９との隙間を覆うカバー４７に接続されている。マンドレル９の外周には、前記隙間の下方部分に前記第２スクリュー９ａが形成されている。
なお、第２プラスチック材料の供給にスクリューフィーダ４４を用いるのは、この例では比較的肉厚の外層を薄い内層で覆った筒状プラスチックを成形することを想定したためである。スクリューフィーダ４４を用いて第２プラスチック材料の供給量を正確に定量することで、筒状プラスチックの内層の肉厚を薄く一定にすることができる。

次に、上記押出成形機の作用について説明する。
押出スクリュー８を回転させ、第１材料供給装置３６により未溶融の第１プラスチック材料を押出シリンダ７の内周面と押出スクリュー８の外周面との間に、第２材料供給装置３７により未溶融の第２プラスチック材料を押出スクリュー８の内周面とマンドレル９の外周面の間に供給すると、両プラスチック材料は、押出シリンダ７の側壁からの伝熱により加熱されつつ、押出スクリュー８の回転に伴い、第１，第２スクリュー８ａ，９ａにより前方（下方）に送られ、かつそのせん断作用によって自己発熱し溶融する。なお、マンドレル９自体は回転しないが、押出スクリュー８に対し相対的に回転することで、第２スクリュー９ａが押出スクリュー８の内周に形成されていると同様（図５の第２スクリュー８ａ参照）に作用する。

両プラスチック材料は、押出シリンダ７と押出スクリュー８の間、及び押出スクリュー８とマンドレル９の間を、それぞれ第１，第２スクリュー８ａ，９ａによ前方に送られるに従い可塑化が進行するとともに圧力が高まり、押出シリンダ７と押出スクリュー８の間の第１プラスチック材料はプラスチック流路１５に押し出され、押出スクリュー８とマンドレル９の間の第２プラスチック材料はプラスチック流路２０からプラスチック流路１５内に押し出され、プラスチック流路１５内において内外２層となり、これがプラスチック流路１５を通って押出ダイス（ノズルダイ１１とコアダイ１２）のダイ穴から前方に押し出され、２層の筒状プラスチック（パリソン）が成形される。
なお、第１，第２のプラスチック材料は、異なる材質又は色のプラスチックとしたり、あるいは同一プラスチックとする（例えば全く同じものでもよいし、一方を例えばリサイクル材としてもよい）ことができる。

プラスチック流路１５に面するテーパーリング１３の内周面に、押出スクリュー８の回転方向とは逆向きに多数のはす溝１８が形成されているため、溶融した第１プラスチック材料がプラスチック流路１５を通過する過程で押出スクリュー８の回転方向とは逆向きの回転力を受け、押出スクリュー８により加えられた回転力が相殺又は軽減され、その状態でプラスチック流路１５を前方に押し出される。プラスチック流路２０からプラスチック流路１５内に押し出された第２プラスチック材料も押出スクリュー８の回転力を受けているが、比較的量が少なく、その回転力もプラスチック流路１５内に入ることで相殺又は軽減される。
なお、はす溝１８を形成する箇所は、上記実施例のようにテーパーリング１３の内周面に形成するのが望ましいが、押出スクリュー８の回転方向とは逆向きの回転力を溶融したプラスチック材料に与えることができるのであれば、プラスチック流路１５に面したノズルダイ１１（テーパーリング１３とリングダイ１４）の内周面又は／及びコアダイ１２の外周面の適宜の箇所に形成することができる。はす溝の深さ、幅、放射方向に対する傾きの程度、形成密度等適宜決めることができる。

図４に示す押出成形機（駆動部分は図示省略）は、パイプ用の横型押出成形機であり、押し出しの向きが水平で、それに伴って各部位の配置も図１〜３に示す押出成形機とは若干異なるが、基本構造は図１〜３に示す押出成形機と同一である。図４において、図１〜３に示す押出成形機と基本的に同じ部位には同じ番号を付与している。
この押出成形機は、図４に示すように、前部固定プレート２に形成された穴６に固定された押出シリンダ７と、押出シリンダ７内に配置されて回転する筒状の押出スクリュー８と、押出スクリュー８の中心に挿通し軸方向に延びるマンドレル９と、押出シリンダ７の押出側に取り付けられたノズルダイ１１と、マンドレル９の先端に取り付けられノズルダイ１１の内側に配置されたコアダイ１２等からなる。ノズルダイ１１とコアダイ１２によりこの押出成形機の押出ダイスが構成される。

ノズルダイ１１は、押出シリンダ７の先端に固定された第１リングダイ４８と、その前方側に位置し偏肉調整ボルト１７により水平面内で位置調整可能とされた第２リングダイ１４からなる。第１リングダイ４８は内向きに傾斜する内周面を有し、第２リングダイ１４は内向きに傾斜する内周面と略垂直な内周面を有し、両者の傾斜した内周面は前後に連続している。
コアダイ１２はノズルダイ１１の内側に配置され、マンドレル９の下端にボルト止めされた第１コアダイ４９と、第１コアダイ４９にネジ止めされた第２コアダイ５１からなる。第１コアダイ４９は略垂直な外周面を有し、第２コアダイ５１は傾斜した外周面と第２リングダイ１４の略垂直な内周面に対向する略垂直に形成された外周面を有し、両者の外周面は前後に連続している。第１コアダイ４９は第２コアダイ５１と後述するブレーカープレートスクリーン５２を所定位置に保持する保持部材としての役割をもつ。

押出シリンダ７及びノズルダイ１１の内周面と、押出スクリュー８の先端外周面及びコアダイ１２の外周面の間にプラスチック流路１５が形成されている。
押出スクリュー８の前端直下位置のプラスチック流路１５に、押出シリンダ７と第１リングダイ４８及び第１コアダイ４９の間に挟まれて、ブレーカープレートスクリーン５２が設置されている。このブレーカープレートスクリーン５２には押出方向に平行な穴が多数形成されていて、溶融したプラスチック材料がこのブレーカープレートスクリーン５２を通過するとき、前記プラスチック材料が有する回転力（押出スクリュー８の回転により与えられる回転力）が打ち消される。つまり、ブレーカープレートスクリーン５２は、図１〜３に示す押出成形機のテーパーリング１３に形成されたはす溝１８と同様の作用を有する。プラスチック流路１５は、ブレーカープレートスクリーン５２まで次第に広く、ブレーカープレートスクリーン５２から次第に狭まり、押出出口近傍で最も狭く形成されている。

押出スクリュー８の外周には第１スクリュー８ａが形成され、押出スクリュー８の下端近傍では軸径が拡大し、その分第１スクリュー８ａの山高さが低くなっている。押出スクリュー８の内周面は円筒状で、マンドレル９の外周面側に第２スクリュー９ａが形成されている。マンドレル９は先端近傍の外径が拡大し、押出スクリュー８の先端内周面との間に狭いプラスチック流路２０が形成され、その分第２スクリュー９ａの山高さが低くなっている。プラスチック流路２０は主流路であるプラスチック流路１５の内周面側にリング状に開口している。いうまでもなく、第２スクリュー９ａの山は、押出スクリュー８が回転したとき第１スクリュー８ａと同じ押出方向になるように形成されている。

押出シリンダ７の側壁上部に、プラスチック材料の供給穴３８，５３が該側壁を貫通して形成され、さらに押出スクリュー８の前記供給穴５３と合致する位置に、複数個の供給穴５４が押出スクリュー８の側壁を貫通して形成されている。
供給穴３８に第１材料供給装置３６の供給ノズル３９が接続され、材料ホッパー４１の第１プラスチック材料（プラスチックペレット）が、供給穴３８を通して押出シリンダ７内（押出シリンダ７の内周と押出スクリュー８の外周との間）に供給され、供給穴５３にスクリューフィーダ４４の先端に連通する供給ノズル５５の下端が接続され、ホッパー４５内の第２プラスチック材料（プラスチックペレット）を、供給穴５３，５４を通して（押出スクリュー８が回転して押出シリンダ７に形成された供給穴５３と押出スクリュー８に形成された供給穴５４が合致したとき）押出スクリュー８の内周とマンドレル９の外周の隙間に供給されるようになっている。

次に、上記押出成形機の作用について説明する。
第１材料供給装置３６により未溶融の第１プラスチック材料を押出シリンダ７の内周面と押出スクリュー８の外周面との間に、第２材料供給装置３７により未溶融の第２プラスチック材料を押出スクリュー８の内周面とマンドレル９の外周面の間に供給し、押出スクリュー８を回転させると、両プラスチック材料は、押出シリンダ７の側壁からの伝熱により加熱されつつ、押出スクリュー８の回転に伴い、第１，第２スクリュー８ａ，９ａにより前方に送られ、かつそのせん断作用によって自己発熱し溶融する。なお、マンドレル９自体は回転しないが、押出スクリュー８に対し相対的に回転することで、第２スクリュー９ａが押出スクリュー８の内周に形成されていると同様（図５の第２スクリュー８ａ参照）に作用する。

両プラスチック材料は、押出シリンダ７と押出スクリュー８の間、及び押出スクリュー８とマンドレル９の間を，それぞれ第１，第２スクリュー８ａ，９ａにより前方に送られるに従い可塑化が進行するとともに圧力が高まり、押出シリンダ７と押出スクリュー８の間の第１プラスチック材料はプラスチック流路１５に押し出され、押出スクリュー８とマンドレル９の間の第２プラスチック材料はプラスチック流路２０からプラスチック流路１５内に押し出され、プラスチック流路１５内において内外２層となり、これがプラスチック流路１５を通って押出ダイス（ノズルダイ１１とコアダイ１２）のダイ穴から前方に押し出され、２層の筒状プラスチック（チューブ）が成形される。
なお、前記図１〜３に示す押出成形機と同様、第１，第２のプラスチック材料は、異なる材質又は色のプラスチックとしたり、あるいは同一プラスチックとすることができる。

図５に示す押出成形機（駆動部分は図示省略）は、ブロー成形用のパリソンを製造するもので、基本構造は図１〜３に示す押出成形機と同一（押出スクリューではなくスクリュープランジャーを有する点では特許文献４の押出成形機に類似）である。図５において、図１〜３に示す押出成形機と基本的に同じ部位には同じ番号を付与している。
この押出成形機は、図５に示すように、下部固定プレート２に形成された穴６に固定された押出シリンダ７と、押出シリンダ７内に配置され回転及び昇降（図５の左半部が上昇位置、右半部が下降位置での図）する筒状のスクリュープランジャー８と、スクリュープランジャー８の中心に挿通し軸方向に延びるマンドレル９と、押出シリンダ７の押出側に取り付けられたノズルダイ１１と、マンドレル９の先端に取り付けられノズルダイ１１の内側に配置されたコアダイ１２等からなる。ノズルダイ１１とコアダイ１２によりこの押出成形機の押出ダイスが構成される。

ノズルダイ１１は、テーパーリング１３にはす溝が形成されていない点を除いて、図１〜３に示す押出成形機のものと同じで、コアダイ１２も図１〜３に示す押出成形機のものと同じである。
スクリュープランジャー８の外周に第１スクリュー８ａが形成され、スクリュープランジャー８の先端にスクリュー部材５６が固定され、そのスクリュー部材５６の内周に第２スクリュー８ｂが形成されている。いうまでもなく、第２スクリュー８ｂの山は、押出スクリュー８が回転したとき第１スクリュー８ａと同じ押出方向になるように形成されている。さらに、第１スクリュー８ａの先に逆流防止用の第１チェックリング５７が設置され、第２スクリュー８ｂの先に同じく第２チェックリング５８が設置されている。スクリュープランジャー８は、特許文献４に記載された押出成形機と同様の回転機構及び進退機構により回転及び昇降する。
マンドレル９の外周は単なる円筒状である。上下調整可能である点及び中空で内部にプリブロー用のパイプ３４が挿入されている点は、図１〜３に示す押出成形機のものと同じである。

押出シリンダ７の側壁上部に、プラスチック材料の供給穴３８，５３が該側壁を貫通して形成され、さらにスクリュープランジャー８の前記供給穴５３と合致する位置に、複数個の供給穴５４がスクリュープランジャー８の側壁を貫通して形成されている。また、下側固定プレート２の前記供給穴３８に合致する位置に横穴５９が形成されている。
第１材料供給装置３６は第２材料供給装置３７と同じくスクリューフィーダ６１を備え、横穴５９を介して供給穴３８にスクリューフィーダ６１の先端が接続され、材料ホッパー４１の第１プラスチック材料（プラスチックペレット）が、供給穴３８を通して押出シリンダ７内（押出シリンダ７の内周とスクリュープランジャー８の外周との間）に供給され、供給穴５３にスクリューフィーダ４４の先端が接続され、材料ホッパー４５内の第２プラスチック材料（プラスチックペレット）を、供給穴５３を通して押出シリンダ７の内周とスクリュープランジャー８の外周の間の空間６２内に供給し、さらに供給穴５４を通してスクリュープランジャー８の内周とマンドレル９の外周の隙間に供給されるようになっている。

次に、上記押出成形機の作用について説明する。
第１材料供給装置３６により未溶融の第１プラスチック材料を押出シリンダ７の内周面とスクリュープランジャー８の外周面との間に、第２材料供給装置３７により未溶融の第２プラスチック材料をスクリュープランジャー８の内周面とマンドレル９の外周面の間に供給し、図示しない回転機構によりスクリュープランジャー８を回転させると、両プラスチック材料は、押出シリンダ７の側壁からの伝熱により加熱されつつ、第１，第２スクリュー８ａ，８ｂの回転により前方に送られ、かつその回転に伴うせん断作用によって自己発熱し溶融する。

第１，第２プラスチック材料は、押出シリンダ７とスクリュープランジャー８の間、及びスクリュープランジャー８とマンドレル９の間を前方に送られるに従い可塑化が進行するとともに圧力が高まり、それぞれチェックリング５７，５８を通してスクリュープランジャー８の前方のアキューム部６３に押し出され、ここに内外２層になって蓄積され、一方、蓄積したプラスチックの圧力でスクリュープランジャー８は、図示しない昇降機構による背圧に抗して後退（上昇）する。
第１，第２プラスチック材料が押出シリンダ７内のアキューム部６３に所定量蓄積されたとき（図５の左半部参照）、図示しない昇降機構によりスクリュープランジャー８を下降させ、アキューム部６３に内外２層になって蓄積された第１，第２プラスチック材料を押出ダイス（ノズルダイ１１とコアダイ１２）のプラスチック流路１５を通してダイ穴から押し出し、２層の筒状プラスチック（パリソン）を形成する。
なお、図１〜３に示す押出成形機と同様、第１，第２のプラスチック材料は、異なる材質又は色のプラスチックとしたり、あるいは同一プラスチックとすることができる。

図６に示す押出成形機は、ブロー成形用のパリソンを製造するもので、基本構造は図５に示す押出成形機と同一であるが、押出ダイスの部分にスクリュープランジャー式押出機６４を設置して、溶融した第３プラスチック材料を押出ダイス内に供給し、３層の筒状プラスチックを成形する点で異なる。
ノズルダイ１１の一部としてテーパーリング１３とリングダイ１４の間に分配リング６５が設置されている。分配リング６５は、内周近傍に形成されたリング状の分配通路６６と、内周の全周に分配通路６６に通じるように形成されたスリット状の流路出口６７と、スクリュープランジャー式押出機６４の先端が接続される流路入口６８と分配通路６６を連通させる流路６９を有する。
コアダイ１２は、マンドレル９の下端に一緒にボルト止めされた第１コアダイ４９と第２コアダイ５１（図５に示す押出成形機のコアダイ１２と同じ）からなる。第１コアダイ４９はプラスチック分配リング６５が設置されたことに対応して設置されたもので、マンドレル９と第２コアダイ５１間のスペーサーとしての役割をもつ。

次に、上記押出成形機の作用について説明する。第１，第２プラスチック材料を押出シリンダ７内のアキューム部６３に内外２層で蓄積させ，スクリュープランジャー８を下降させて蓄積した第１，第２プラスチック材料をプラスチック流路１５を通してダイ穴から押し出す点は、図５に示す押出成形機と同じであるが、第１，第２プラスチック材料がプラスチック流路１５を通過するとき、スクリュープランジャー式押出機６４から溶融した第３プラスチック材料が流路出口６８から供給される。第３プラスチック材料は表皮層となり、これにより３層の筒状プラスチックが成形される。
この押出成形機では、溶融した第１，第２プラスチックに粘度ムラや偏肉がなく、押出ダイスの領域（プラスチック流路１５）を通るプラスチックの流動ムラが少ないので、同領域において３層目の薄い表皮層を形成する場合でも、表皮に膜切れが生じにくい。第１〜第３プラスチック材料は、異なる材質又は色のプラスチックとしたり、あるいは同一プラスチックとすることができる。

なお、図６に示す押出成形機は、スクリュープランジャー式押出機６４を設置したが、これをスクリュー式押出機に代えることができる。また、図６に示す押出成形機は３層の筒状プラスチックを成形するタイプであるが、スクリュープランジャー式押出機やスクリュー式押出機を複数台設置することにより、４層以上の筒状プラスチックを成形することもできる。

本発明に係る押出成形機の全体構造を示す断面図である。その要部断面図である。はす溝が形成されたテーパーリングの平面図である。本発明に係る他の押出成形機の要部断面図である。本発明に係る他の押出成形機の要部断面図である。本発明に係る他の押出成形機の要部断面図である。

符号の説明

７押出シリンダ
８押出スクリュー又はスクリュープランジャー
８ａ第１スクリュー
８ｂ第２スクリュー
９マンドレル
９ａ第２スクリュー
１１ノズルダイ
１２コアダイ
１５，２０プラスチック流路
３６第１材料供給装置
３７第２材料供給装置

Claims

円筒状の内壁をもつ押出シリンダと、外周に第１スクリューが形成され前記押出シリンダ内で回転する筒状の押出スクリューと、前記押出スクリューの内側に挿通し軸方向に延びるマンドレルと、前記押出シリンダの先端部に配設された環状のノズルダイと、前記マンドレルに取り付けられ前記ノズルダイの内側にあって前記ノズルダイとともに押出ダイスを構成するコアダイを備え、さらに前記押出スクリューの内周又は前記マンドレルの外周に第２スクリューが形成されており、前記押出シリンダと押出スクリューの間に供給された第１プラスチック材料、及び前記押出スクリューとマンドレルの間に供給された第２プラスチック材料を前記押出スクリューの回転により溶融し、続いて前記押出ダイスから２層の筒状プラスチックとして連続的に押し出すことを特徴とする筒状プラスチックの押出成形機。
前記ノズルダイの一部として、内周の全周にスリット状の流路出口が形成された１又は２個以上のプラスチック分配リングが設置され、前記プラスチック分配リングの流路にスクリュー式押出機が接続され、前記流路出口から前記押出ダイス内に溶融した表層用のプラスチック材料が供給されることを特徴とする請求項１に記載された筒状プラスチックの押出成形機。
円筒状の内壁をもつ押出シリンダと、外周に第１スクリューが形成され前記押出シリンダ内で回転しかつ軸方向に進退する筒状のスクリュープランジャーと、前記スクリュープランジャーの内側に挿通し軸方向に延びるマンドレルと、前記押出シリンダの押出側に配設された環状のノズルダイと、前記マンドレルに取り付けられ前記ノズルダイの内側にあって前記ノズルダイとともに押出ダイスを構成するコアダイを備え、さらに前記スクリュープランジャーの内周又は前記マンドレルの外周に第２スクリューが形成されており、前記押出シリンダとスクリュープランジャーの間に供給された第１プラスチック材料、及び前記押出スクリューとマンドレルの間に供給された第２プラスチック材料を前記スクリュープランジャーの回転によりそれぞれ溶融するとともに前方に押し出して蓄積し、続いて前記スクリュープランジャーを前進させて前記押出ダイスから２層の筒状プラスチックとして押し出すことを特徴とする筒状プラスチックの押出成形機。
前記ノズルダイの一部として、内周の全周にスリット状の流路出口が形成された１又は２個以上のプラスチック分配リングが設置され、前記プラスチック分配リングの流路にスクリュー式押出機又はスクリュープランジャー式押出機が接続され、前記流路出口から前記押出ダイス内に溶融した表層用のプラスチック材料が供給されることを特徴とする請求項３に記載された筒状プラスチックの押出成形機。