JP2556727B2 - 長尺中空品の連続プレス成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、短尺合成樹脂シートを用いてパイプ等の長
尺中空品を得る連続プレス成形法に関する。

［従来の技術］ 従来より、合成樹脂パイプ等の長尺中空品は連続押出
成形法によって製造されている。しかしながら、連続押
出成形法による場合は、ガラス長繊維等の比較的長い繊
維を含有した強化合成樹脂パイプ等を得ることができな
いという問題がある。

そこで、本出願人は、第12図に示すような長尺中空品
の連続プレス成形法を既に提案した（特願昭61−242296
号）。即ち、この連続プレス成形法は、ガラス長繊維を
含有した上下二枚の長尺合成樹脂シートs,sを加熱し、
この長尺シートs,sをプレス成形用金型の内金型100と該
内金型を囲繞する分割外金型101a,101bとの間に所定ピ
ッチで間歇的に送り込んでプレスを繰り返し、長尺シー
トs,sの側端を互いに融着させて中空体を連続的に成形
することにより、長尺中空品Ｓを得るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の連続プレス成形法では、得られ
る長尺中空品が後端に近い部分ほど厚みを増し、全長に
わたって均一な厚みを有する中空品を製造し難いという
問題があった。即ち、この連続プレス成形法において
は、プレス時に長尺合成樹脂シートs,sが切断されない
よう、前後両端にシート送込口102と成形体引出口103を
備えたプレス成形用金型を用いる必要があるため、第12
図（イ）に示すように溶融状態の長尺合成樹脂シートs,
sを上下の分割外金型101a,101bでプレスすると、その圧
力によって金型内の溶融樹脂の一部がシート送込口102
から押し出され、長尺合成樹脂シートs,sの後続部分に
隆起部r,rを生じる。このとき、溶融樹脂の一部は成形
体引出口103からも押し出されようとするが、該引出口1
03は先にプレス成形されて固化した中空成形体Ｓで閉塞
されているため、該引出口103からは押し出されず、も
っぱらシート送込口102から押し出される。このように
隆起部r,rが生じたシートの後続部分を第12図（ロ）に
示すように内金型100と分割外金型101a,101bの間に送り
込んで再びプレス成形すると、隆起部r,rが存在する分
だけ分割外金型101a,101bが上下動されず、中空成形体
の厚みが若干増加すると共に、溶融樹脂が上記と同様に
シート送込口102から押し出されて再び隆起部を生じる
ようになる。そのため、プレス成形を繰り返す毎に中空
成形体Ｓの厚みが徐々に増加し、全長にわたって厚みの
均一な長尺中空品が得られなくなるのである。

また、上記の連続プレス成形法では、長尺合成樹脂シ
ートs,sを最初セットするときにセンターズレをおこし
ていると、該シートs,sを所定ピッチで次々とプレス成
形用金型に送り込んでプレス成形を繰り返すにつれて、
該シートs,sの位置ズレが次第に大きくなり、ついには
修正が効かなくなって途中で切断しなければならない場
合が生じるという問題もあった。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前記課題の解決を主たる目的としてなされ
たもので、加熱された複数枚の短尺合成樹脂シートを、
プレス成形用金型の内金型と該内金型を両側から囲繞す
る分割外金型との間に挟んでプレスし、各短尺合成樹脂
シートの側端を互いに融着して中空体を成形し、この中
空成形体を少なくとも後端部がプレス成形用金型内に残
るように前方へ引出した後、次の加熱された複数枚の短
尺合成樹脂シートを内金型と分割外金型との間に挟ん
で、プレス成形用金型の後端喰切部で溶融樹脂の流出を
止めながらプレスし、各短尺合成樹脂シートの側端を互
いに融着して中空体を成形すると同時に、その前端を先
の中空成形体の後端に融着して接合一体とすることを特
徴としている。

［発明の作用］ 本発明の連続プレス成形法のように、短尺の合成樹脂
シートを使用し、プレス成形用金型で各シートの側端を
互いに融着して中空体を成形すると同時に、その前端を
先の中空成形体の後端に融着して接合一体とすれば、長
尺の合成樹脂シートを使用する場合のようにプレス成形
用金型としてシート送込口を後端に備えたものを使用す
る必要がなくなり、これに代えて溶融樹脂の流出を防止
する後端喰切部を備えたプレス成形用金型を使用するこ
とができる。従って、この後端喰切部によってプレス成
形用金型からの溶融樹脂の流出を阻止しながら短尺合成
樹脂を中空体にプレス成形できるので、中空成形体の肉
厚を常にほぼ一定に維持することができる。また、短尺
合成樹脂シートをプレス成形用金型の内金型と分割外金
型との間に供給する都度センター合わせを行うことがで
きるので、長尺の合成樹脂シート使用の場合のように位
置ズレの修正が不可能となることもない。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を詳述す
る。

第１図（イ）〜（ニ）は本発明連続プレス成形法の一
実施例を順を追って説明するためのプレス成形用金型の
縦断面図、第２図は同プレス成形用金型（金型が開いた
状態）の背面図、第３図は同プレス成形用金型（金型が
閉じた状態）の部分横断面図である。

本発明に用いる短尺合成樹脂シートｘ（以下、シート
という）は、軟化溶融により互いに融着し得るものであ
ればよく、市販の各種プラスチックシートを使用するこ
とができるが、望ましくは軟化溶融粘度が10万ポアズ以
下と低くて融着部分で互いに混ざり合い融着不良を生じ
ないシート、例えばポリプロピレン、ポリカーボネー
ト、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフ
タレート、ナイロン、アクリル、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリフェニレンサルファイド若しくはこられの
アロイ等よりなる熱可塑性樹脂シートを所定の短尺寸法
に切断したものが使用される。特に、強靱な長尺成形品
を得る場合は、上記の熱可塑性樹脂の層と、平均繊維長
が10mm以上のガラス長繊維のマット（好ましくは連続し
た渦巻き状のガラス長繊維を積み重ねたマット、例えば
旭ファイバーグラス（株）製の「グラスロン・コンティ
ニュアスストランドマット」）とを交互に三層以上積層
した構造のガラス繊維入りシートや、７〜50mmのガラス
繊維と軟化溶融粘度の低い粒状又は粉状プラスチック材
料、特に上記熱可塑性樹脂材料とを結合して通気性構造
としたシート等が好ましく使用される。

また、この実施例に用いるプレス成形用金型１は、第
１〜３図に示すように、円柱状の内金型２と該内金型を
囲繞する上下の分割外金型3a,3bからなるもので、上側
の外金型3a（以下、上金型と記す）は、上部取付板４に
固着されたプレス金型31aと、コイルスプリング33aを介
して上部取付板４に取付けられた押え金型32aとに二分
割されており、油圧シリンダ等の駆動源で昇降するよう
に構成されている。このプレス金型31aの成形面後端に
は小リブ成形溝5aが形成されており、また、このプレス
金型31aの前端の押え金型32aの後端には四半円状の切欠
溝6,6がそれぞれ形成されている。これらの切欠溝6,6
は、第１図（ニ）に示すようにプレス成形を行うとき、
互いに隣接して大リブ成形溝6aとなるものである。

これに対し、下側の外金型3b（以下、下金型と記す）
は固定されており、該下金型3bの成形面後端には上記小
リブ成形溝5aと対応する小リブ成形溝5bが、また、下金
型3bの中央付近には上記大リブ成形溝6aと対応する大リ
ブ成形溝6bがそれぞれ形成されている。そして、この下
金型3bの成形面の左右両端には、第３図に示すようにフ
ランジ成形面7b,7bと側端喰切部8b,8bが形成されてお
り、これに対応して上記プレス金型31aの成形面の左右
両端には、フランジ成形面7a,7aと喰切受部9,9が形成さ
れている。更に、この下金型3bの後端には、第１〜２図
に示すように、上方にのびる左右一対の鉤手34b,34bが
設けられ、また、上金型3aのプレス金型31aの後端に
は、下方にのびる左右一対の鉤手34a,34aが設けられて
いる。

一方、内金型２の後端には、上下にのびる喰切部21a,
21bが設けられ、該喰切部21a,21bの上端と下端には、上
記鉤手34b,34bと係合する係合段部22a,22bが形成されて
いる。従って、第１図（イ）に示すように上金型3a（プ
レス金型31aと押え金型32a）を上昇させると、喰切部21
a上端の係合段部22aがプレス金型31aの鉤手34aと係合し
て内金型２を引き上げるので、上金型3aと内金型２と下
金型3bの間にはシートｘを供給するのに充分な間隙が生
じる。そして、上金型3aを下降させると、第１図（ロ）
に示すように係合段部22a,22bと鉤手34b,34bの係合が解
除され、上金型3aと内金型２と下金型3bが閉じてプレス
成形ができるようになっている。

この実施例によれば、上記のごとき短尺のシートｘと
プレス成形用金型１を使用して、先ず、第１図（イ）に
示すように上金型3a（プレス金型31aと押え金型32a）を
上昇させ、加熱装置（不図示）によって加熱した最初の
二枚のシートx₁,x₁をプレス金型31aと内金型２の間、及
び下金型3bの内金型２の間にそれぞれ供給する。シート
x₁の加熱温度は、樹脂の溶融温度以上に設定することが
必要で、もし溶融温度より低温であれば、プレス成形時
に樹脂が流れにくくなり、シートx₁,x₁の側端の融着不
良を生じる。しかし、あまり高温に加熱すると樹脂の劣
化によって強度低下を招く恐れがあるので、例えばシー
トx₁,x₁の樹脂がポリプロピレンである場合には250℃以
下、好ましくは210〜230℃の範囲に調節するのがよい。

次いで、プレス金型31aの押え金型32aを下降させて、
第１図（ロ）に示すように、上側のシートx₁をプレス金
型31aと内金型２で挟むと共に、下側のシートx₁を下金
型3bと内金型２で挟み、内金型２後端の喰切部21a,21b
と下金型3b両側端の喰切部8b,8bによって溶融樹脂の後
方及び左右への流出を止めながら、プレス金型31aでプ
レスを行う。このようにプレスを行うと、その圧力で上
下シートx₁,x₁の溶融樹脂が前記フランジ成形面7a,7bの
間隙に流れ込み、左右両側にフランジを形成しながら上
下のシートx₁,x₁の側端同士が融着し、円筒状の中空状
が成形される。このとき、上下シートx₁,x₁の溶融樹脂
は、前記の小リブ成形溝5a,5b、大リブ成形溝6b、切欠
溝6,6にも流れ込むので、中空成形体の後端には環状の
小リブ10が、また、前端には環状の大リブ11′が形成さ
れる。尚、最初のシートx₁,x₁をプレス成形するときに
は、第１図（ロ）に示すように、押え金型32aと内金型
２の間、内金型２と下金型3b（大リブ成形溝6bより前方
部分）の間が開放状態となっているので、そこから溶融
樹脂が流出する。従って、最初の中空成形体の前端部分
は成形不良となるので、その部分は後から切除される。

最初のプレス成形が終わると、第１図（ハ）に示すよ
うに上金型3a（プレス金型31aと押え金型32a）を上昇さ
せてプレス成形用金型１を全体に開き、最初の中空成形
体X₁を後端の小リブ10が大リブ成形溝6bの中心線上に位
置するように前方へ引き出してから、次の加熱された上
下のシートx₂,x₂をプレス金型31aと内金型２の間、及び
内金型２と下金型の間に供給する。そして、第１図
（ニ）に示すように、上金型3aを下降させてプレス成形
用金型１全体を閉じ、押え金型32aで先の中空成形体X₁
を押圧固定すると共に、上下のシートx₂,x₁をプレス金
型31aと内金型２と下金型3bで挟み、内金型後端の喰切
部21a,21bと下金型両側端の喰切部8b,8bによって溶融樹
脂の後方及び左右への流出を止めながら、プレス金型31
aで再びプレスを行う。尚、小リブ10を大リブ成形溝6b
の中心線に位置させるには、引取り機等による引出しを
正確に行うか、或いは位置決め用溝を有する別の金型を
設置して位置決め用溝に大リブ11を嵌入させることで中
心線に位置させてもよく、この場合はプレス時の樹脂圧
で中空成形体Ｘが移動するのを阻止され、中心線上に正
確に位置されるという別の効果も付加される。

このようにプレスを行うと、左右両側にフランジを形
成しながら上下のシートx₂,x₂の側端同士が融着して円
筒状の中空体が成形されると共に、溶融樹脂が小リブ成
形溝5a,5bに流入して該中空成形体X₂の後端に小リブ10
が形成される。と同時に溶融樹脂が大リブ成形溝6a,6b
と先の中空成形体X₁後端の小リブ10との隙間に流入し、
該小リブ10を抱持する大リブ11が中空成形体X₂の前端に
成形されて互いに係合状態で融着され、接合一体とな
る。尚、融着性を向上させて接合強度を一層高めるため
には、内金型２後端の喰切部21a,21bにヒータを内蔵し
ておき、先の中空成形体X₁を前方へ移動させる直前まで
該成形体X₁の後端部をヒータで保温して、濃度低下を最
小限に抑えるようにすることが望ましい。

以後、上記動作を繰り返し、供給した上下のシートを
溶融樹脂の流出を阻止しながら次々とプレスして中空体
を成形し、その前端を先の中空成形体と後端に係合状態
で融着して接合一体化することにより、パイプ状の長尺
中空品を得る。尚、中空体を前方へ引出しやすくするた
めにシリンコン等の離型剤を内金剤に塗布してもよい。

このような連続プレス成形法によって長尺中空品を製
造すると、プレス時に溶融樹脂の流出が阻止されるた
め、各中空成形体X₁,X₂……の肉厚がほぼ同一となる。
従って、得られる長尺中空品は、成形体相互の接合部分
を除いて全長にわたり一定の肉厚となり、長尺シート使
用の場合のように中空品の肉厚が漸増するという欠点を
満足に解消できる。また、上下の短尺シートx₁,x₂……
をプレス成形用金型に供給する都度センター合わせを行
うことができるので、長尺シート使用の場合のように位
置ズレの修正が不能となって途中で切断を余儀なくされ
るといった欠点も解消できる。更に、この連続プレス成
形法によって得られる長尺中空品は、第４図及び第５図
に示すように、短管状の各中空成形体X₁,X₂,X₃……の接
合構造が、先の中空成形体後端の小リブ10と後の中空成
形体前端の大リブ11を係合状態で融着した構造であるた
め、大きい接合強度を有しており、しかも、両側に形成
されたフランジ12,12と上記リブ10,11が補強の役目を果
たすため、大きい耐圧強度をも有するものである。

尚、耐圧強度を更に高めたい場合は、第６図に示すよ
うに、中空成形体Ｘの上下にも補強用のフランジ13,13
を形成すればよい。このようなものは、前記プレス成形
用金型１の上金型3a（プレス金型31aと押え金型32a）と
下金型3bの中心線上にフランジ成形溝をそれぞれ刻設し
たプレス成形用金型を使用することによって、容易に得
ることができる。また、フランジ13,13は必ずしも必要
なものでないが、中空成形体Ｘの管厚のみの融着では融
着強度の不足や喰切り不良が発生するので、フランジを
有するものが好ましい。

第７図は本発明の他の実施例を示すもので、中空成形
体同士を単なる端面融着によって接合するようにしたも
のである。この実施例に用いるプレス成形用金型14に
は、小リブ成形溝、大リブ成形溝及び切欠溝を形成して
いない点を除いて、前述のプレス成形用金型１と実質的
に同一のものであるので、説明を省略する。しかして、
この実施例によれば、先に成形した中空成形体X₁を前方
へ移動させて押え金型32aで押圧固定すると共に、次に
供給した上下のシートx₂,x₂をプレス金型31aと内金型２
と下金型3bで挟み、内金型２後端の喰切部21a,21bと下
金型3b両側端の喰切部（図に表れていない）によって溶
融樹脂の流出を止めながらプレスし、上下のシートx₂,x
₂の側端同士を融着して円筒状の中空体を成形すると同
時に、その前端を先の中空成形体X₁の後端に端面融着さ
せて接合一体とする。このように端面融着によって各中
空成形体を接合する場合は、接合強度を出すため特に融
着性に優れた軟化溶融粘度の低いシートを選択使用する
ことが望まれる。

第８図（イ）及び（ロ）は本発明のもう一つの実施例
を説明するためのプレス成形用金型の横断面図で、ここ
に使用するプレス成形用金型15は、角柱状をした複数の
内金型２′,2′が間隔をあけて並設されており、これに
対応して上金型3aと下金型3bの成形面が矩形状の凹面と
されている。その他の構成は前記のプレス成形用金型１
と同様であるので、説明を省略する。しかして、この実
施例によれば、第８図（イ）に示すようにプレス成形用
金型15が全体に開いた状態で上側のシートx₁を内金型
２′,2′の上に、下側のシートx₁を下金型3bの上にそれ
ぞれ載置し、第８図（ロ）に示すようにプレス成形用金
型14を閉じて、内金型２′,2′の後端の喰切部（図に表
れない）と下金型3bの両側端の喰切部8b,8bで溶融樹脂
の流出を止めながらプレスを行う。このようにプレスす
ると、上下シートx₁,x₁の両側端の溶融樹脂がフランジ
成形面7a,7bの間隙に流入し、フランジ12,12を成形しな
がら上下シートx₁,x₁の側端同士が融着すると共に、上
下シートx₁,x₁の中央部の溶融樹脂が内金型２′,2′の
間隙に流入して互いに融着し、横向きの「日」字形断面
を有する中空体が成形される。プレスが終わると、前記
の各実施例と同様にプレス成形用金型15を開いて中空成
形体を前方に移動させ、次の上下シートを供給して再び
プレスを行い、中空体を成形すると同時にその前端を先
の中空成形体の後端に係合融着させて接合する。以後、
この動作を繰り返すことによって、第10図に示すような
横向きの「日」字形断面を有し、且つ小リブ10と大リブ
11を係合状態で融着して各中空成形体X₁,X₂……を接合
した長尺中空品を得る。

ところで、この実施例のように上下シートx₁,x₁の中
間部の溶融樹脂を内金型２′,2′の間隙に流入させるよ
うな場合において、シートx₁,x₁として既述したような
ガラス長繊維入りのシートを使用するときは、第９図に
示すように、シート幅が1/2のシートx₁′を各内金型
２′の上に一枚づつ載置し、下金型3bには同様のシート
x₁′を二枚横に並べて載置するのが望ましい。このよう
にすると、各シートx₁′の隣接する側端が内金型２′,
2′相互の間隙部分の上下に位置し、プレスの際、シー
トx₁′内のガラス長繊維が溶融樹脂の流れに乗って該間
隙部分に流入しやすくなるので、長尺中空品の中央壁16
への充填不足を来すことはなくなる。

また、この実施例の長尺中空品のように上下両面が平
坦な形状のものでは、大リブ11が邪魔になる場合もあ
る。そのような場合には、第11図に示す長尺中空品のよ
うに、先の中空成形体X₁に奥広がりの凹部17と先広がり
の凸部18を交互に成形し、後の中空成形体X₂の前端を噛
合させる接続構造としてもよい。かかる接続構造の長尺
中空品を得る場合は、前記のプレス成形用金型15におい
て、そのプレス金型31aの成形面後端と下金型3bの成形
面後端に、上記の凹部17と凸部18を成形するための凹凸
成形面を形成するか、又は入子式の凹凸成形型を取付
け、プレス成形の際に該凹凸成形面又は凹凸成形型によ
って中空成形体の後端に上記の凹部17と凸部18を成形す
ると同時に、先に成形された中空成形体後端の凹部17に
溶融樹脂を流入させて後の中空成形体の前端を噛合させ
ればよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明の連続プレス
成形法によれば、長尺シート使用の場合のように中空品
後端に近づくほど厚みが漸増することがなく、全長にわ
たって厚みのほぼ均一な長尺中空品を得ることが可能と
なり、また、長尺シート使用の場合のようにシートの位
置ズレの修正が不能となって途中で切断を余儀なくされ
る欠点も解消される。更に、プレス成形用金型の上金型
と下金型の成形面の形状を適宜変更して中空成形体相互
の接合構造などを種々変化させれば、接合強度や耐圧強
度の大きい長尺中空品を得ることができ、また、内金型
を分割すれば中間壁を有する長尺中空品を容易に得るこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）〜（ニ）は本発明の一実施例を順を追って
説明するためのプレス成形用金型の縦断面図、第２図は
同プレス成形用金型の開いた状態の背面図、第３図は同
プレス成形用金型の閉じた状態の部分横断面図、第４図
は同実施例で得られる長尺中空品の一例を示す部分斜視
図、第５図は同長尺中空品の部分縦断面図、第６図は本
発明によって得られる長尺中空品の他の例を示す横断面
図、第７図わ本発明の他の実施例を説明するためのプレ
ス成形用金型の縦断面図、第８図（イ）（ロ）は本発明
の更に他の実施例を説明するためのプレス成形用金型の
横断面図で第８図（イ）は金型が開いた状態を、第８図
（ロ）は閉じた状態を示す。また第９図は本発明の更に
他の実施例を説明するためのプレス成形用金型の横断面
図、第10図は第８図に示す実施例で得られる長尺中空体
の部分斜視図、第11図は本発明によって得られる長尺中
空品の更に他の例を示す部分斜視図、第12図（イ）
（ロ）は従来の連続プレス成形法の問題点を説明する断
面図である。 1,14,15……プレス成形用金型、 2,2′……内金型、 3a……上側の分割外金型（上金型） 3b……下側の分割外金型（下金型） 21a,21b……後端喰切部、 31a……プレス金型、 32……押え金型、 x,x₁,x₂,x₁′……短尺合成樹脂シート X,X₁,X₂,X₃……中空成形体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 義隆 大阪府大阪市東区安土町２丁目30番地 タキロン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−95918（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−176521（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱された複数枚の短尺合成樹脂シート
   を、プレス成形用金型の内金型と該内金型を両側から囲
   繞する分割外金型との間に挟んでプレスし、各短尺合成
   樹脂シートの側端を互いに融着して中空体を成形し、こ
   の中空成形体を少なくとも後端部がプレス成形用金型内
   に残るように前方へ引出した後、次の加熱された複数枚
   の短尺合成樹脂シートを内金型と分割外金型との間に挟
   んで、プレス成形用金型の後端喰切部で溶融樹脂の流出
   を止めながらプレスし、各短尺合成樹脂シートの側端を
   互いに融着して中空体を成形すると同時に、その前端を
   先の中空成形体の後端に融着して接合一体とすることを
   特徴とする長尺中空品の連続プレス成形法。