JP2016155323A - 芯材を有する押出し成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】芯材が金型ダイスの内部に供給し、芯材の進行を妨げずに溶融状態の熱可塑性樹脂が芯材の周囲に押出し成形ができる芯材を有する押出し成形品の製造方法を提供すること。【解決手段】芯材（２）は金型ダイス（５）の内部に組み付けられたノズル（３）のノズル内部（１０）に供給し、押出し成形機（４）より注入された溶融状態の熱可塑性樹脂（７）が金型ダイス（５）に注入され、ノズル（３）のノズル外側面（１１）の周囲の流路（１３）に熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の進行方向と並行して押出し成形されることで、ノズル（３）のノズル出口（９）で芯材（２）の進行を妨げずに熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の周囲に直接に形成され、金型ダイス（５）を通過後、芯材（２）の周囲に被覆体（６）が形成されたことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、芯材の周囲に被覆体を押出し成形する自動車、二輪車等に装着するウェザーストリップ、トリム、シール部品等の芯材を有する押出し成形品の製造方法に関する。

自動車、二輪車等に装着するウェザーストリップ、トリム、シール品等の芯材を有する押出し成形品は、溶融状態の熱可塑性樹脂の芯材と溶融状態の熱可塑性樹脂の被覆体を一つの金型ダイスの内部で両者を共押出し成形している。

しかし、溶融状態の芯材に被覆体の熱可塑性樹脂を共押出し成形するため、芯材の形状が変形して満足な形状が得られない。

そこで、予め押出し成形によって形成された芯材の表面に被覆体を押出し成形によって形成することが提案されている。（例えば、特許文献１の〔００１８〕参照。）。

特開平９−４８０５５号公報

しかし、予め押出し成形によって形成された芯材が金型ダイスの内部に供給すると芯材の進行方向に対して、溶融状態の熱可塑性樹脂が垂直方向からの押出し圧力を加えることで芯材の進行が妨げられて、芯材が金型ダイスの内部で詰まったり、切断される場合があり、押出し成形が困難になるという問題がある。

そこで、本発明は、以上の問題を解決するために芯材が金型ダイスの内部に供給し、芯材の進行を妨げずに溶融状態の熱可塑性樹脂が芯材の周囲に押出し成形ができる芯材を有する押出し成形品の製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明の第１の特徴は、芯材（２）は金型ダイス（５）の内部に組み付けられたノズル（３）のノズル内部（１０）に供給し、押出し成形機（４）より注入された溶融状態の熱可塑性樹脂（７）が金型ダイス（５）に注入され、ノズル（３）のノズル外側面（１１）の周囲の流路（１３）に熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の進行方向と並行して押出し成形されることで、ノズル（３）のノズル出口（９）で芯材（２）の進行を妨げずに熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の周囲に直接に成形され、金型ダイス（５）を通過後、芯材（２）の周囲に被覆体（６）が押出し成形されたことを特徴とする。

ここで、ノズル（３）のノズル外側面（１１）がノズル入口（８）からノズル出口（９）に向かって細くなるテーパー形状からなり、テーパー角度Ｐは略１５度以下の角度であれば良いが、ノズル（３）の厚みや金型ダイス（５）の製造の点等を考慮すると、１度〜１０度の角度が望ましい。このようにすると、テーパー角度Ｐが小さいほど少ない抵抗で熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の周囲に押出し成形ができる。

また、金型ダイス（５）はノズル出口（９）で入口金型ダイス（５１）と出口金型ダイス（５２）に分割されていることを特徴としても良い。

また、芯材（２）が硬質の熱可塑性樹脂からなり、熱可塑性樹脂（７）が熱可塑性エラストマーからなることを特徴としても良い。

また、フィルム（１４）は金型ダイス（５）の内部に組み付けられたフィルム用ノズル（１５）の内部に供給し、フィルム用ノズル出口（１８）で芯材（２）の周囲の熱可塑性樹脂（７）の表面にフィルム（１４）が張り合わせられ、金型ダイス（５）を通過後、芯材（２）の周囲の被覆体（６）の表面にフィルム（１４）が押出し成形されたことを特徴としても良い。

また、第１押出し成形機（２１）に注入した硬質熱可塑性樹脂は第１金型ダイス（２２）の内部で芯材（２）に成形され第１冷却水槽（２３）を通過後、芯材（２）は金型ダイス（５）の内部に組み付けられたノズル（３）の内部に供給し、押出し成形機（４）より注入された溶融状態の熱可塑性樹脂（７）がノズル（３）のノズル外側面（１１）の周囲の流路（１３）に熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の進行方向と並行して押出し成形され、ノズル（３）のノズル出口（９）で熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の周囲に直接に成形され、金型ダイス（５）を通過後、芯材（２）の周囲に被覆体（６）が押出し成形されたことを特徴としても良い。

本発明の芯材を有する押出し成形品の製造方法によれば、芯材は金型ダイスの内部に組み付けられたノズルの内部に供給し、押出し成形機より注入された溶融状態の熱可塑性樹脂がノズルの外側面に芯材の進行方向と並行して押出し成形されることで、ノズル出口で溶融状態の熱可塑性樹脂が芯材の進行を妨げずに円滑に芯材の周囲に押出し成形ができる効果がある。
また、ノズルの外側面がノズル入口からノズル出口に向かって細くなるテーパー形状からなり、テーパー角度Ｐが略１５度以下の角度からなることで、溶融状態の熱可塑性樹脂は円滑に少ない抵抗で芯材の周囲に押出し成形でき、芯材の進行を妨げずに押出し成形できる効果がある。
また、芯材を硬質の熱可塑性樹脂からなることで、芯材と被覆体が一体に熱融着ができ、さらに芯材を硬質の熱可塑性樹脂で押出し成形した後に連続して被覆体の熱可塑性樹脂を押出し成形でき安価な押出し成形品が得られる効果もある。
そして、フィルムは金型ダイスの内部に組み付けられたフィルム用ノズルの内部に供給し、フィルム用ノズル出口で芯材の周囲の溶融状態の熱可塑性樹脂の表面にフィルムが熱融着によって張り合わせられることで、金型ダイスを通過後、芯材の周囲の被覆体の表面にフィルムが強固に一体的に押出し成形される効果もある。

本発明に係る実施形態１の芯材を有する押出し成形品の製造方法で使用する金型ダイスの断面図である。 本発明に係る実施形態１の芯材を有する押出し成形品の製造方法における押出し成形時の金型ダイス内の状態を示す断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図２のＣ−Ｃ線断面図である。 図２のＤ−Ｄ線断面図である。 本発明に係る実施形態１の芯材を有する押出し成形品の製造方法の製造工程全体の一例を示す説明図である。 本発明に係る実施形態１の芯材を有する押出し成形品の製造方法によって製造される押出し成形品（ウェザーストリップのオープニングトリム）の一例の断面図である。 本発明に係る実施形態２の芯材を有する押出し成形品の製造方法で使用するフィルムを被覆体の表面に貼り合せるための金型ダイスを示す断面図である。 図９のＥ−Ｅ線断面図である。 図１０に示す押出し成形品のフィルムの表面に熱可塑性樹脂を被覆した断面図である。 本発明に係る実施形態２の押出し成形品の製造方法によって製造される押出し成形品（ウェザーストリップのベルトモール）の一例の断面図である。

以下、本発明に係る芯材を有する押出し成形品の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、下記に説明する実施形態は、あくまで、本発明の一例であり、本発明は、数値も含め下記に説明する実施形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る芯材を有する押出し成形品の製造方法で使用する金型ダイス（５）を示す断面図である。

図１に示すように、本発明で使用する金型ダイス（５）は、入口金型ダイス（５１）と出口金型ダイス（５２）からなり、金型ダイス（５）の内部にノズル（３）が組み付けられている。

ノズル（３）は、ノズル内部（１０）が中空の一定断面である一方、ノズル外側面（１１）はノズル入口（８）からノズル出口（９）に向かって細くなるテーパー形状からなり、テーパー角度Ｐが略１５度以下の角度で形成されている。ただし、ノズル（３）の厚みや金型ダイス（５）の製造の点等を考慮すると、１度〜１０度の角度が望ましい。また、ノズル外側面（１１）の周囲には、押出し成形機（４）より注入された溶融状態の熱可塑性樹脂（７）が通る流路（１３）の空間が設けられている。

図２は、本発明に係る芯材を有する押出し成形品の製造方法における押出し成形時の金型ダイスを示す断面図である。

図２に示すように、押出し成形時の金型ダイス（５）では、走行する芯材（２）が金型ダイス（５）の内部に組み付けられたノズル（３）のノズル内部（１０）に供給し、押出し成形機（図示せず。）より注入された溶融状態の熱可塑性樹脂（７）が注入管（２４）を通って金型ダイス（５）に注入される。

すると、熱可塑性樹脂（７）は、ノズル（３）のノズル外側面（１１）の周囲の流路（１３）を通って、芯材（２）の進行方向とほぼ並行に押出し成形される。そして、ノズル（３）のノズル出口（９）で熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の周囲に直接に成形され、金型ダイス（５）を通過後、芯材（２）の周囲に被覆体（６）が押出し成形される。

ここで、本発明に係る芯材を有する押出し成形品の製造方法としては、硬質熱可塑性樹脂の芯材（２）を押出し成形し、連続して金型ダイス（５）に供給する連続した一つの製造工程と、予め硬質熱可塑性樹脂または金属の芯材（２）を成形し、他の製造工程で金型ダイス（５）に供給する製造工程がある。

図３は、図１のＡ−Ａ線断面を示す断面図である。

図３に示すように、ノズル（３）の内部に断面が下方開口の断面略Ｕ字形のノズル内部（１０）が形成され、ノズル（３）の外側面（１１）の周囲にも断面が下方開口の断面略Ｕ字形の流路（１３）の空間が設けられている。

図４は、図２のＢ−Ｂ線断面を示す断面図である。

図４に示すように、ノズル（３）のノズル内部（１０）に芯材（２）が供給し、ノズル（３）の外側面（１１）の周囲の流路（１３）には熱可塑性樹脂（７）が押出し成形される。

図５は、図２のＣ−Ｃ線断面を示す断面図である。

図５に示すように、芯材（２）の周囲に熱可塑性樹脂（７）が押出し成形される。

図６は、図２のＤ−Ｄ線断面を示す断面図である。

図６に示すように、金型ダイス（５）を通過後に芯材（２）の周囲に熱可塑性樹脂（７）を被覆体（６）として形成した、本発明の押出し成形品（１）が形成される。

ここで、本発明に使用する押出し成形品（１）の材料の使用例を説明するが、これに限定するものではない。芯材（２）の硬質熱可塑性樹脂としては、タイプＡデュロメータ硬さ(ＪＩＳ Ｋ６２５３、１５秒後値)９０以上のポリプロピレン等のオレフィン系樹脂またはオレフィン系樹脂にタルク等の粉体を２０〜５０重量％混合した混合合成樹脂を使用し、剛性を高め、線膨張係数を小さくする。

被覆体（６）を形成する熱可塑性樹脂（７）の熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系熱可塑性エラストマーまたはスチレン系熱可塑性エラストマーによって形成され、タイプＡデュロメータ硬さ(ＪＩＳ Ｋ６２５３、１５秒後値) ５０〜８５を使用することが好ましい。

図７は、芯材（２）が硬質熱可塑性樹脂によって押出し成形され、連続して被覆体を押出し成形する本発明に係る実施形態１の芯材を有する押出し成形品の製造方法の製造工程を示す概略図である。

図７に示すように、第１押出し成形機（２１）に注入した硬質熱可塑性樹脂は、第１金型ダイス（２２）で芯材（２）に成形され、第１冷却槽（２３）を通過後、金型ダイス（５）の内部に組み付けられたノズル（３）のノズル内部（１０）に挿入される。

一方、押出し成形機（４）より注入された溶融状態の熱可塑性樹脂（７）は注入管（２４）を通って金型ダイス（５）に注入される。

すると、図２に示すように熱可塑性樹脂（７）は、ノズル（３）のノズル外側面（１１）の周囲の流路（１３）を通って、芯材（２）の進行方向と並行して押出し成形され、ノズル（３）のノズル出口（９）で熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の周囲に直接に熱融着する。そして金型ダイス（５）を通過すると、図６に示すように芯材（２）の周囲に被覆体（６）が押出し成形された押出し成形品（１）が完成する。さらに、押出し成形品（１）に使用する樹脂材料を追加する場合、３台目、４台目の押出し成形機を追加して金型ダイス（５）の内部で共押出し成形する。

図８は、実施形態１の芯材を有する押出し成形品の製造方法によって製造される押出し成形品（１）であるウェザーストリップのオープニングトリムの断面図の一例を示す図である。

図８に示すように、この押出し成形品（１）では、断面略Ｕ字形の硬質熱可塑性樹脂の芯材（２）の周囲に熱可塑性エラストマーの被覆体（６）を成形し、その被覆体（６）の外側にさらにその被覆体（６）よりも軟質のタイプＡデュロメータ硬さ(ＪＩＳ Ｋ６２５３、１５秒後値) ２０〜６０の熱可塑性エラストマーまたはその発泡体の中空シール部（１９）を押出し成形している。また、断面略Ｕ字形の硬質熱可塑性樹脂の芯材（２）の内側には、自動車の車体のフランジに装着するためのリップ（２０）を形成している。

実施の形態２．
次に、本発明に係る実施形態２の芯材を有する押出し成形品の製造方法について説明する。

図９は、本発明に係る実施形態２の芯材を有する押出し成形品の製造方法で使用するフィルムを被覆体の表面に貼り合せるための金型ダイスを示す断面図である。

図９に示すように、実施形態２の芯材を有する押出し成形品の製造方法では、押出し成形時の金型ダイス（５）にフィルム用ノズル（１５）を組み付けて、フィルム（１４）がフィルム用ノズル（１５）の内部に供給し、フィルム用ノズル出口（１８）で芯材（２）の周囲の熱可塑性樹脂（７）の表面にフィルム（１４）が張り合わせられ、金型ダイス（５）を通過後、図１０に示すように芯材（２）の周囲の被覆体（６）の表面にフィルム（１４）が張り合わせられた押出し成形品（１）が押出し成形される。

フィルム（１４）としては、例えば、光輝フィルム、メタリック色フィルム、ソリッド色フィルム等がある。

また、フィルム（１４）が金型ダイス（５）の内部で擦れてフィルム（１４）の表面に傷が発生するため、図１１に示すようにフィルム（１４）の表面を保護するための熱可塑性樹脂（７）を押出し成形し、金型ダイス（５）を通過後に熱可塑性樹脂（７）を剥離するようにしても良い。

図１２は、実施形態２のモールディングの製造方法によって製造される押出し成形品（１）であるウェザーストリップのベルトモールの断面図の一例を示す図である。

図１２に示すように、この押出し成形品（１）では、釣り針を逆さにしたような断面略Ｕ字形の硬質熱可塑性樹脂の芯材（２）の周囲に熱可塑性エラストマーの被覆体（６）を成形し、その被覆体（６）に芯材（２）から跳ね上がる２段のリップ（２０）を形成している。ここで、図１２は、上側のリップ（２０）を形成する被覆体（６）は芯材（２）の外側面の一部を被覆して、その被覆体（６）の上にさらにフィルム（１４）を被覆している。

１ 押出し成形品
２ 芯材
３ ノズル
４ 押出し成形機
５ 金型ダイス
６ 被覆体
７ 熱可塑性樹脂
８ ノズル入口
９ ノズル出口
１０ ノズル内部
１１ ノズル外側面
１３ 流路
１４ フィルム
１５ フィルム用ノズル
１６ 硬質熱可塑性樹脂
１７ フィルム用ノズル入口
１８ フィルム用ノズル出口
２１ 第１押出し成形機
２２ 第１金型ダイス
２３ 第１冷却水槽
２４ 注入管
２５ 第２冷却水槽
２６ 引き取り機
５１ 入口金型ダイス
５２ 出口金型ダイス
Ｐ テーパー角度

すると、図２に示すように熱可塑性樹脂（７）は、ノズル（３）のノズル外側面（１１）の周囲の流路（１３）を通って、芯材（２）の進行方向と並行して押出し成形され、ノズル（３）のノズル出口（９）で熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の周囲に直接に熱融着する。更に、図面には示していないが、引取機（２６）と、金型ダイス（５）の間に赤外線照射や熱風等による加熱装置を設置して芯材（２）の表面を加熱して芯材（２）と被覆体（６）との熱融着による接着力を上げる製造方法もある。そして金型ダイス（５）を通過すると、図６に示すように芯材（２）の周囲に被覆体（６）が押出し成形された押出し成形品（１）が完成する。さらに、押出し成形品（１）に使用する樹脂材料を追加する場合、３台目、４台目の押出し成形機を追加して金型ダイス（５）の内部で共押出し成形する。

Claims (7)

1. 芯材（２）は金型ダイス（５）の内部に組み付けられたノズル（３）のノズル内部（１０）に供給し、押出し成形機（４）より注入された溶融状態の熱可塑性樹脂（７）が金型ダイス（５）に注入され、熱可塑性樹脂（７）がノズル（３）のノズル外側面（１１）の周囲に形成された流路（１３）を通って芯材（２）の進行方向と並行に押出し成形されて、熱可塑性樹脂（７）がノズル（３）のノズル出口（９）で芯材（２）の周囲に成形され、金型ダイス（５）を通過後、芯材（２）の周囲の被覆体（６）になることを特徴とする芯材を有する押出し成形品の製造方法。
2. ノズル外側面（１１）がノズル入口（８）からノズル出口（９）に向かって細くなるテーパー形状からなり、テーパー角度Ｐが略１５度以下の角度からなることを特徴とする請求項１に記載の芯材を有する押出し成形品の製造方法。
3. 金型ダイス（５）は、ノズル（３）が挿入される入口金型ダイス（５１）と、ノズル出口（９）側の出口金型ダイス（５２）とに分割されていることを特徴とする請求項１に記載の芯材を有する押出し成形品の製造方法。
4. 芯材（２）が硬質熱可塑性樹脂からなり、金型ダイス（５）を通過後、芯材（２）の周囲に被覆体（６）が熱融着されて押出し成形されことを特徴とする請求項１に記載の芯材を有する押出し成形品の製造方法。
5. 熱可塑性樹脂（７）は、熱可塑性エラストマーからなることを特徴とする請求項１に記載の芯材を有する押出し成形品の製造方法。
6. フィルム（１４）は金型ダイス（５）の内部に組み付けられたフィルム用ノズル（１５）の内部に供給し、フィルム用ノズル出口（１８）で芯材（２）の周囲の熱可塑性樹脂（７）の表面にフィルム（１４）が張り合わせられ、金型ダイス（５）を通過後、芯材（２）の周囲の被覆体（６）の表面にフィルム（１４）が押出し成形されたことを特徴とする請求項１に記載の芯材を有する押出し成形品の製造方法。
7. 第１押出し成形機（２１）に注入した硬質熱可塑性樹脂は第１金型ダイス（２２）で芯材（２）に成形され第１冷却槽（２３）を通過後、芯材（２）は金型ダイス（５）の内部に組み付けられたノズル（３）のノズル内部（１０）に供給し、押出し成形機（４）より注入された溶融状態の熱可塑性樹脂（７）が金型ダイス（５）に注入され、ノズル（３）のノズル外側面（１１）の周囲の流路（１３）に熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の進行方向と並行して押出し成形され、ノズル（３）のノズル出口（９）で熱可塑性樹脂（７）が芯材（２）の周囲に直接に成形され、金型ダイス（５）を通過後、芯材（２）の周囲に被覆体（６）が押出し成形されたことを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一つに記載の芯材を有する押出し成形品の製造方法。

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