JP2869611B2 - ガス注入用ノズル - Google Patents
ガス注入用ノズルInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスの音速領域での流
出が可能なノズルの構造に関し、合成樹脂発泡体等の押
出成形、特に非フロン系のガス状発泡剤を使用する合成
樹脂発泡体の押出成形において用いれば、安定したガス
注入量を得ることが可能な音速注入用ノズルに関する。
出が可能なノズルの構造に関し、合成樹脂発泡体等の押
出成形、特に非フロン系のガス状発泡剤を使用する合成
樹脂発泡体の押出成形において用いれば、安定したガス
注入量を得ることが可能な音速注入用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】押出機内で合成樹脂を溶融させ、その合
成樹脂に押出機外部からガス状発泡剤を注入・混練させ
てダイス等を通じて押し出し、物理発泡させて合成樹脂
発泡体を製造する発泡押出成形が知られている。このガ
ス状発泡剤として従来よりフロンガスが好適に用いられ
ていた。即ち、フロンガスは高温においても安定した液
相，気相を容易に制御できるため、樹脂に対する注入を
液相で行なうことができる。注入を液相で行なうと、そ
の非圧縮性のために、ガス供給源で行なう注入圧制御に
対して注入用ノズルの先端出口付近の流体圧力がよく追
従し、押出機内の激しい圧力変動に対しても流量を一定
に制御することが容易である。従って、ガス状発泡剤の
注入量の安定によって、長尺にわたっても均一な発泡を
有する合成樹脂発泡体が得られる。
成樹脂に押出機外部からガス状発泡剤を注入・混練させ
てダイス等を通じて押し出し、物理発泡させて合成樹脂
発泡体を製造する発泡押出成形が知られている。このガ
ス状発泡剤として従来よりフロンガスが好適に用いられ
ていた。即ち、フロンガスは高温においても安定した液
相，気相を容易に制御できるため、樹脂に対する注入を
液相で行なうことができる。注入を液相で行なうと、そ
の非圧縮性のために、ガス供給源で行なう注入圧制御に
対して注入用ノズルの先端出口付近の流体圧力がよく追
従し、押出機内の激しい圧力変動に対しても流量を一定
に制御することが容易である。従って、ガス状発泡剤の
注入量の安定によって、長尺にわたっても均一な発泡を
有する合成樹脂発泡体が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年フロンガ
スは、環境破壊の問題からその使用が規制され、代替ガ
スの使用を余儀なくされている。本発明者らは、発泡剤
としてＡｒ等の希ガス、Ｎ2 、ＣＯ2 等を代替ガスとし
て使用することを検討してきた。しかし、これら代替ガ
スは、フロンガスのように安定した液相での注入ができ
ず、気相による大きな圧縮性のために、上記液相での注
入と反対に、注入用ノズルの先端出口付近の流体圧力へ
の制御が追従せず、押出機内の激しい圧力変動に対して
流量を一定に制御することが困難であるという問題があ
った。
スは、環境破壊の問題からその使用が規制され、代替ガ
スの使用を余儀なくされている。本発明者らは、発泡剤
としてＡｒ等の希ガス、Ｎ2 、ＣＯ2 等を代替ガスとし
て使用することを検討してきた。しかし、これら代替ガ
スは、フロンガスのように安定した液相での注入ができ
ず、気相による大きな圧縮性のために、上記液相での注
入と反対に、注入用ノズルの先端出口付近の流体圧力へ
の制御が追従せず、押出機内の激しい圧力変動に対して
流量を一定に制御することが困難であるという問題があ
った。
【０００４】そこで、本発明者らは、ガス注入用ノズル
として、微細な孔径を先端部に有する先細ノズルを使用
して音速領域での流速で注入することによる注入量の安
定化に着目し、鋭意研究を重ねてきた。その結果、ガス
注入量の安定化を達成するためには、実用上のノズル孔
径は０．０３ｍｍ以下にも達する場合があることがわか
った。一方、発泡押出機等におけるガス状発泡剤の注入
ノズルとしては、従来、ステンレス鋼，クロムモリブデ
ン鋼または超硬合金等の金属に細径孔を設けたものが用
いられていた。ところが、これらの金属に対する上記の
ような高精度の極細孔加工は不可能に近い程困難であ
り、また加工できたとしても発泡材料による腐食や、洗
浄時に該細径孔に発生する疵等のために、そのメインテ
ナンスが非常に難しいという問題がある。
として、微細な孔径を先端部に有する先細ノズルを使用
して音速領域での流速で注入することによる注入量の安
定化に着目し、鋭意研究を重ねてきた。その結果、ガス
注入量の安定化を達成するためには、実用上のノズル孔
径は０．０３ｍｍ以下にも達する場合があることがわか
った。一方、発泡押出機等におけるガス状発泡剤の注入
ノズルとしては、従来、ステンレス鋼，クロムモリブデ
ン鋼または超硬合金等の金属に細径孔を設けたものが用
いられていた。ところが、これらの金属に対する上記の
ような高精度の極細孔加工は不可能に近い程困難であ
り、また加工できたとしても発泡材料による腐食や、洗
浄時に該細径孔に発生する疵等のために、そのメインテ
ナンスが非常に難しいという問題がある。
【０００５】本発明の目的は、ガス注入対象物内の圧力
が変動した場合にも、ガス注入量を一定に維持すること
が可能なガス注入用ノズル、特に発泡剤としてＡｒ等の
希ガス、Ｎ2 、ＣＯ2 等のガスを使用して押出機内に当
該ガスを注入した場合に、押出機内の圧力が変動して
も、注入量を一定に維持することが可能なガス注入用ノ
ズルを提供することである。本発明の他の目的は、極細
孔加工が容易で、ひいてはその製造が容易なガス注入用
ノズルを提供することである。本発明のさらに他の目的
は、メインテナンスが容易なノズルを提供することであ
る。
が変動した場合にも、ガス注入量を一定に維持すること
が可能なガス注入用ノズル、特に発泡剤としてＡｒ等の
希ガス、Ｎ2 、ＣＯ2 等のガスを使用して押出機内に当
該ガスを注入した場合に、押出機内の圧力が変動して
も、注入量を一定に維持することが可能なガス注入用ノ
ズルを提供することである。本発明の他の目的は、極細
孔加工が容易で、ひいてはその製造が容易なガス注入用
ノズルを提供することである。本発明のさらに他の目的
は、メインテナンスが容易なノズルを提供することであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために鋭意検討した結果、ノズルのガス流通路
壁としてダイヤモンドを使用すると、ノズルの先端孔径
の加工精度最大０．００１ｍｍ以内での微細化が可能と
なるために流体を音速注入することができ、これによっ
て注入量を安定化することが可能となり、しかも長寿命
化し、洗浄時においても疵の発生が極めて少なくメイン
テナンスが容易であることを見いだし本発明を完成し
た。即ち、本発明のノズルは、ガス出口圧力とガス入口
圧力との比が臨界圧力比以下となるように設定され、少
なくとも出口部分のガス流通路壁がダイヤモンドで構成
されてなるものである。
達成するために鋭意検討した結果、ノズルのガス流通路
壁としてダイヤモンドを使用すると、ノズルの先端孔径
の加工精度最大０．００１ｍｍ以内での微細化が可能と
なるために流体を音速注入することができ、これによっ
て注入量を安定化することが可能となり、しかも長寿命
化し、洗浄時においても疵の発生が極めて少なくメイン
テナンスが容易であることを見いだし本発明を完成し
た。即ち、本発明のノズルは、ガス出口圧力とガス入口
圧力との比が臨界圧力比以下となるように設定され、少
なくとも出口部分のガス流通路壁がダイヤモンドで構成
されてなるものである。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を示し具体的に説明
する。なお、本発明がこれに限定されるものでないこと
は言うまでもない。図１は、本発明の一実施例によるガ
ス注入用ノズルを模式的に示す断面図である。同図にお
いて、Ａは本発明のノズルであり、焼結合金を用いてな
るノズル本体１に形成した先細ノズル形状ａの先端出口
部分２をダイヤモンドを用いて構成したものであり、発
泡押出成形機のシリンダ３に設けられている。上記先端
ノズル形状ａは、孔径が先端に向かって単調に減少する
形状であって、該ノズルの入口をａ1 とし、この部分の
断面積をＳ1 ，流体の圧力をＰ1 等、入口ａ1 における
諸量には添字１を付与して示すものとする。また、ノズ
ル先端部の最狭部をノズル出口ａ2 とし、この部分の断
面積をＳ2 ，流体の圧力をＰ2等、出口ａ2 における諸
量には添字２を付与して示すものとする。このノズルＡ
の全長にわたる孔径の変化、および使用時のガス供給温
度，圧力等の条件は、ノズルの出口ａ2 における圧力Ｐ
2 と入口ａ1 における圧力Ｐ1 との比Ｐ2 ／Ｐ1 が、臨
界圧力比以下となるように設定される。この臨界圧力比
の概略を以下に説明する。
する。なお、本発明がこれに限定されるものでないこと
は言うまでもない。図１は、本発明の一実施例によるガ
ス注入用ノズルを模式的に示す断面図である。同図にお
いて、Ａは本発明のノズルであり、焼結合金を用いてな
るノズル本体１に形成した先細ノズル形状ａの先端出口
部分２をダイヤモンドを用いて構成したものであり、発
泡押出成形機のシリンダ３に設けられている。上記先端
ノズル形状ａは、孔径が先端に向かって単調に減少する
形状であって、該ノズルの入口をａ1 とし、この部分の
断面積をＳ1 ，流体の圧力をＰ1 等、入口ａ1 における
諸量には添字１を付与して示すものとする。また、ノズ
ル先端部の最狭部をノズル出口ａ2 とし、この部分の断
面積をＳ2 ，流体の圧力をＰ2等、出口ａ2 における諸
量には添字２を付与して示すものとする。このノズルＡ
の全長にわたる孔径の変化、および使用時のガス供給温
度，圧力等の条件は、ノズルの出口ａ2 における圧力Ｐ
2 と入口ａ1 における圧力Ｐ1 との比Ｐ2 ／Ｐ1 が、臨
界圧力比以下となるように設定される。この臨界圧力比
の概略を以下に説明する。
【０００８】ノズルの各断面を単位時間に流れる気体の
流量Ｇは、流量連続の条件よりノズル内一定であり、該
気体が理想気体であって、断熱変化をするものと見なし
た場合、流量Ｇは次の数式（１）で表される。
流量Ｇは、流量連続の条件よりノズル内一定であり、該
気体が理想気体であって、断熱変化をするものと見なし
た場合、流量Ｇは次の数式（１）で表される。
【０００９】
【数１】
【００１０】ここで、Ｓ2 はノズル出口断面積，Ｔ1 は
ノズル入口ガス温度，ｇは重力加速度，Ｒはガス定数で
ある。また、κは定圧比熱／定容比熱であり、例えば、
Ｎ2ガスの場合、κは約１．４である。
ノズル入口ガス温度，ｇは重力加速度，Ｒはガス定数で
ある。また、κは定圧比熱／定容比熱であり、例えば、
Ｎ2ガスの場合、κは約１．４である。
【００１１】先ず、上記数式（１）において、入口圧力
Ｐ1 と入口ガス温度Ｔ1 を一定とした上で、ノズルＡの
出口断面積Ｓ2 を任意の値に固定するものと仮定し、出
口圧力Ｐ2 の背後の圧力、即ち、押出機のシリンダ３の
内圧Ｐ3 が流量Ｇに与える影響について述べる。図１に
おいて、シリンダ内圧Ｐ3 が、ガス供給圧である入口圧
力Ｐ1 と等しければ、圧力差がゼロとなってガスの移動
が無いことは言うまでもない。この背後の圧力Ｐ3 を次
第に降下させていくと、ノズル出口圧力Ｐ2 もまたＰ3
と等しい値を取りながら降下し、流量および流速は増大
し、出口圧力Ｐ2 と入口圧力Ｐ1との比Ｐ2 ／Ｐ1 は小
さくなっていく。しかし、シリンダ内圧Ｐ3 をさらに降
下させて、Ｐ2 ／Ｐ1 が下記数式（２）に示す特定の値
（例えば、Ｎ2 ガスでは０．５２８）に達すると、これ
以降、シリンダ内圧Ｐ3 がどれほど降下しようとも、ノ
ズル出口圧力Ｐ2 はその時の値以下には降下せず、流量
Ｇは最大値に達し一定となる。即ち、Ｐ2 ／Ｐ1 には境
界値が存在し、その値以降、流量Ｇはシリンダ内圧Ｐ3
と無関係に一定となることが知られている。この時のＰ
2 を臨界圧力と呼び、Ｐc で表す。また、この時のＰ2
／Ｐ1 を臨界圧力比と呼び、Ｐc ／Ｐ1 で表す。このと
きの流量ＧとＰ2 ／Ｐ1 との関係は、図２に示すような
グラフとなり、臨界圧力比Ｐc ／Ｐ1 において流量Ｇが
最大値に達した後は一定であることがわかる。また、Ｐ
2 ／Ｐ1 が臨界圧力比に達したときのノズル出口におけ
る流速ｗ2 は、その時の状態の気体中を伝播する音速と
同じ速度となっている。
Ｐ1 と入口ガス温度Ｔ1 を一定とした上で、ノズルＡの
出口断面積Ｓ2 を任意の値に固定するものと仮定し、出
口圧力Ｐ2 の背後の圧力、即ち、押出機のシリンダ３の
内圧Ｐ3 が流量Ｇに与える影響について述べる。図１に
おいて、シリンダ内圧Ｐ3 が、ガス供給圧である入口圧
力Ｐ1 と等しければ、圧力差がゼロとなってガスの移動
が無いことは言うまでもない。この背後の圧力Ｐ3 を次
第に降下させていくと、ノズル出口圧力Ｐ2 もまたＰ3
と等しい値を取りながら降下し、流量および流速は増大
し、出口圧力Ｐ2 と入口圧力Ｐ1との比Ｐ2 ／Ｐ1 は小
さくなっていく。しかし、シリンダ内圧Ｐ3 をさらに降
下させて、Ｐ2 ／Ｐ1 が下記数式（２）に示す特定の値
（例えば、Ｎ2 ガスでは０．５２８）に達すると、これ
以降、シリンダ内圧Ｐ3 がどれほど降下しようとも、ノ
ズル出口圧力Ｐ2 はその時の値以下には降下せず、流量
Ｇは最大値に達し一定となる。即ち、Ｐ2 ／Ｐ1 には境
界値が存在し、その値以降、流量Ｇはシリンダ内圧Ｐ3
と無関係に一定となることが知られている。この時のＰ
2 を臨界圧力と呼び、Ｐc で表す。また、この時のＰ2
／Ｐ1 を臨界圧力比と呼び、Ｐc ／Ｐ1 で表す。このと
きの流量ＧとＰ2 ／Ｐ1 との関係は、図２に示すような
グラフとなり、臨界圧力比Ｐc ／Ｐ1 において流量Ｇが
最大値に達した後は一定であることがわかる。また、Ｐ
2 ／Ｐ1 が臨界圧力比に達したときのノズル出口におけ
る流速ｗ2 は、その時の状態の気体中を伝播する音速と
同じ速度となっている。
【００１２】
【数２】
【００１３】次に、上記Ｐ2 ／Ｐ1 を、臨界圧力比とす
るために考慮すべき条件の１つであるノズルの出口断面
積Ｓ2 について述べる。上記臨界圧力比の説明において
は、入口圧力Ｐ1 ，入口ガス温度Ｔ1 一定の条件下で、
出口断面積Ｓ2 を任意の値とし、シリンダ内圧Ｐ3 を降
下させるものとした。しかし、実使用上においては、シ
リンダ内圧Ｐ3 は混練，溶融，定量等のために制限を受
け、所定の範囲内において固定される。また、商品設計
上の発泡仕様および生産性の面からガスの注入量が固定
される。さらに、入口圧力Ｐ1 は供給側に機械的能力の
上限があり、装置のメインテナンス等から出来る限り低
い方が好ましい。このように流量Ｇ，背圧Ｐ3 が固定さ
れ、入口圧力Ｐ1 に可変の上限があるとき、上式（１）
において、Ｐ2 ／Ｐ1 を長時間に渡って臨界圧力比より
も小さく維持するためには、出口断面積Ｓ2 は一定の値
以下に制限される。即ち、実使用上の条件下では、臨界
圧力比を得るための必要条件としてノズル先端孔径に最
大値が存在し、ノズル形状を決定するための条件の一つ
となる。
るために考慮すべき条件の１つであるノズルの出口断面
積Ｓ2 について述べる。上記臨界圧力比の説明において
は、入口圧力Ｐ1 ，入口ガス温度Ｔ1 一定の条件下で、
出口断面積Ｓ2 を任意の値とし、シリンダ内圧Ｐ3 を降
下させるものとした。しかし、実使用上においては、シ
リンダ内圧Ｐ3 は混練，溶融，定量等のために制限を受
け、所定の範囲内において固定される。また、商品設計
上の発泡仕様および生産性の面からガスの注入量が固定
される。さらに、入口圧力Ｐ1 は供給側に機械的能力の
上限があり、装置のメインテナンス等から出来る限り低
い方が好ましい。このように流量Ｇ，背圧Ｐ3 が固定さ
れ、入口圧力Ｐ1 に可変の上限があるとき、上式（１）
において、Ｐ2 ／Ｐ1 を長時間に渡って臨界圧力比より
も小さく維持するためには、出口断面積Ｓ2 は一定の値
以下に制限される。即ち、実使用上の条件下では、臨界
圧力比を得るための必要条件としてノズル先端孔径に最
大値が存在し、ノズル形状を決定するための条件の一つ
となる。
【００１４】上記説明のように、背圧の条件やノズル形
状を最適に設定した上で、ノズルの出口圧力Ｐ2 と入口
圧力Ｐ1 との比Ｐ2 ／Ｐ1 を臨界圧力比以下となるよう
に設定することで、押出機のシリンダ内圧の変動に左右
されることなく、ガス状発泡剤を安定して注入できるの
である。
状を最適に設定した上で、ノズルの出口圧力Ｐ2 と入口
圧力Ｐ1 との比Ｐ2 ／Ｐ1 を臨界圧力比以下となるよう
に設定することで、押出機のシリンダ内圧の変動に左右
されることなく、ガス状発泡剤を安定して注入できるの
である。
【００１５】本発明のノズルＡは、上記のように出口圧
力Ｐ2 と入口圧力Ｐ1 との比Ｐ2 ／Ｐ1 が臨界圧力比以
下となるように設定されるものであり、ノズル先端部位
の高精度な極細孔径化を可能とし、かつ、ノズル出口に
おけるガスの音速の流出に対して劣化・磨耗を抑制する
ように、少なくともノズル最狭部で発生するガスの音速
流出に係る部分２をダイヤモンドによって構成されるも
のである。ノズルの材料構成としては、他の機械に対す
るマウント等の面から、特に、音速のガス流出に係るノ
ズル先端部の数ｍｍを管状のダイヤモンドチップとし、
これを焼結合金からなるチップホルダーに構造的に保持
し、さらにこれをステンレス等の耐腐食性の高い材質か
らなるノズルの本体にロウ付けするような段階的な材料
構成が好ましい。また、ダイヤモンドに対するノズル状
の穿孔加工法としては、レーザー加工等が例示され、ワ
イヤ研磨等、既存の仕上加工法と合わせて最小０．００
５ｍｍまでの高精度な極細径の穿孔が可能となる。
力Ｐ2 と入口圧力Ｐ1 との比Ｐ2 ／Ｐ1 が臨界圧力比以
下となるように設定されるものであり、ノズル先端部位
の高精度な極細孔径化を可能とし、かつ、ノズル出口に
おけるガスの音速の流出に対して劣化・磨耗を抑制する
ように、少なくともノズル最狭部で発生するガスの音速
流出に係る部分２をダイヤモンドによって構成されるも
のである。ノズルの材料構成としては、他の機械に対す
るマウント等の面から、特に、音速のガス流出に係るノ
ズル先端部の数ｍｍを管状のダイヤモンドチップとし、
これを焼結合金からなるチップホルダーに構造的に保持
し、さらにこれをステンレス等の耐腐食性の高い材質か
らなるノズルの本体にロウ付けするような段階的な材料
構成が好ましい。また、ダイヤモンドに対するノズル状
の穿孔加工法としては、レーザー加工等が例示され、ワ
イヤ研磨等、既存の仕上加工法と合わせて最小０．００
５ｍｍまでの高精度な極細径の穿孔が可能となる。
【００１６】本発明のガス注入用ノズルは、流体の音速
領域での噴射を必要とする全てのノズルの用途に用いら
れるが、合成樹脂発泡体等の発泡押出成形に好ましく、
ガス状発泡剤として非フロン系ガスを使用する場合の発
泡押出成形には、特に有効に用いることができる。
領域での噴射を必要とする全てのノズルの用途に用いら
れるが、合成樹脂発泡体等の発泡押出成形に好ましく、
ガス状発泡剤として非フロン系ガスを使用する場合の発
泡押出成形には、特に有効に用いることができる。
【００１７】本発明で発泡剤として使用される不活性ガ
スとしては、ヘリウム，ネオン，アルゴン，クリプト
ン，キセノンおよびラドンの希ガスおよび窒素ガス，炭
酸ガス等の不活性ガスが例示される。特にアルゴンは、
フロンガスと同程度の発泡度（発泡層における空隙の体
積占有率）、たとえば発泡度８０％以上という高度かつ
均一な発泡体が得られる点、フロンガスのようにオゾン
層を破壊するものではない点、極めて安定で化学的な反
応を全く示さない点、また、爆発等の危険性もない点、
さらに安価である点などから特に好ましい。上記発泡剤
は、希ガスあるいは窒素ガス，炭酸ガスのいずれか１種
用いてもよいし、これらを好適な混合比として用いても
よい。
スとしては、ヘリウム，ネオン，アルゴン，クリプト
ン，キセノンおよびラドンの希ガスおよび窒素ガス，炭
酸ガス等の不活性ガスが例示される。特にアルゴンは、
フロンガスと同程度の発泡度（発泡層における空隙の体
積占有率）、たとえば発泡度８０％以上という高度かつ
均一な発泡体が得られる点、フロンガスのようにオゾン
層を破壊するものではない点、極めて安定で化学的な反
応を全く示さない点、また、爆発等の危険性もない点、
さらに安価である点などから特に好ましい。上記発泡剤
は、希ガスあるいは窒素ガス，炭酸ガスのいずれか１種
用いてもよいし、これらを好適な混合比として用いても
よい。
【００１８】〔実験例〕図１に示すように、該ノズルＡ
を押出機のシリンダ３に非フロン系ガス状発泡剤の注入
用ノズルとして用いて高発泡押出成形を行い、製品の発
泡に係る品質、および本発明のノズルの性能の評価し
た。押出機はφ６５，Ｌ／Ｄ＝２８及びφ９０，Ｌ／Ｄ
＝２８の２段押出機を用い、φ６５押出機のガス注入部
にベントゾーンを有するスクリューを使用し、製品ケー
ブルの内部コア径φ１．２５，発泡外径φ５．０，目標
発泡度を８０％とした。材料樹脂としてＨＤＰＥまたは
ＨＤＰＥとＬＤＰＥとのブレンド品を用い、吐出量を２
０ Kg ／Ｈとし、非フロン系ガス状発泡剤としてＮ2 ガ
ス、ノズルＡの出口孔径を０．０３０ｍｍ、Ｎ2 ガスの
供給圧力を３００ Kg/cm2 、シリンダ内圧をノズル出口
の臨界圧力以下，供給ガスの温度等の条件を一定に制御
することによって、シリンダ３内へのＮ2 ガス音速注入
を達成し、常に一定の注入量２．０〔Ｎリットル／min 〕を
確保した。この実験によって得られた発泡押出成形品の
品質を評価したところ、約８０％発泡の安定した均一の
発泡を有し、良好な品質であることが確認できた。ま
た、当該ノズルは、上記実験生産に使用した後、分解し
洗浄を施したが、その出口部分には、孔径の拡大および
疵の発生が全くないことが確認できた。以上の実験によ
って、本発明の注入用ノズルが、非フロンガスをガス状
発泡剤として使用する場合の発泡押出成形に対して、特
に有効に使用できることが確認できた。
を押出機のシリンダ３に非フロン系ガス状発泡剤の注入
用ノズルとして用いて高発泡押出成形を行い、製品の発
泡に係る品質、および本発明のノズルの性能の評価し
た。押出機はφ６５，Ｌ／Ｄ＝２８及びφ９０，Ｌ／Ｄ
＝２８の２段押出機を用い、φ６５押出機のガス注入部
にベントゾーンを有するスクリューを使用し、製品ケー
ブルの内部コア径φ１．２５，発泡外径φ５．０，目標
発泡度を８０％とした。材料樹脂としてＨＤＰＥまたは
ＨＤＰＥとＬＤＰＥとのブレンド品を用い、吐出量を２
０ Kg ／Ｈとし、非フロン系ガス状発泡剤としてＮ2 ガ
ス、ノズルＡの出口孔径を０．０３０ｍｍ、Ｎ2 ガスの
供給圧力を３００ Kg/cm2 、シリンダ内圧をノズル出口
の臨界圧力以下，供給ガスの温度等の条件を一定に制御
することによって、シリンダ３内へのＮ2 ガス音速注入
を達成し、常に一定の注入量２．０〔Ｎリットル／min 〕を
確保した。この実験によって得られた発泡押出成形品の
品質を評価したところ、約８０％発泡の安定した均一の
発泡を有し、良好な品質であることが確認できた。ま
た、当該ノズルは、上記実験生産に使用した後、分解し
洗浄を施したが、その出口部分には、孔径の拡大および
疵の発生が全くないことが確認できた。以上の実験によ
って、本発明の注入用ノズルが、非フロンガスをガス状
発泡剤として使用する場合の発泡押出成形に対して、特
に有効に使用できることが確認できた。
【００１９】本発明の注入用ノズルは、上記のような発
泡成形機における押出機に対して、ガス状発泡材、特に
非フロン系のガス状発泡材を注入するための注入用ノズ
ルとして設けられる。当該押出機は、ノズルを本発明の
注入用ノズルとすること以外は、一般の金型を用いた発
泡用の射出成形機や、ダイス，クロスヘッド等を用いた
あらゆる発泡押出成形機の押出機として使用されるもの
である。
泡成形機における押出機に対して、ガス状発泡材、特に
非フロン系のガス状発泡材を注入するための注入用ノズ
ルとして設けられる。当該押出機は、ノズルを本発明の
注入用ノズルとすること以外は、一般の金型を用いた発
泡用の射出成形機や、ダイス，クロスヘッド等を用いた
あらゆる発泡押出成形機の押出機として使用されるもの
である。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のノズル
は、ガス出口部位にダイヤモンドを用いた構造であるた
めに、ノズルの先端孔径の微細化が０．００５ｍｍまで
可能となり、また、加工精度最大０．００１ｍｍ以内で
製造できるので、流体を音速領域で注入することができ
る。これによって、常時、流体の注入量を安定化するこ
とが可能となる。従って、本発明のノズルを合成樹脂発
泡体等の押出成形、特に非フロン系のガス状発泡剤を使
用する合成樹脂発泡体の押出成形において用いれば、安
定したガス注入量を得ることが可能となり、均一な発泡
度を有し良好な品質が得られる。また、通常の金属構造
のノズルに見られる発泡材料による腐食や、洗浄時に疵
が発生することが極めて少なく、メインテナンスが容易
であるという効果を奏する。
は、ガス出口部位にダイヤモンドを用いた構造であるた
めに、ノズルの先端孔径の微細化が０．００５ｍｍまで
可能となり、また、加工精度最大０．００１ｍｍ以内で
製造できるので、流体を音速領域で注入することができ
る。これによって、常時、流体の注入量を安定化するこ
とが可能となる。従って、本発明のノズルを合成樹脂発
泡体等の押出成形、特に非フロン系のガス状発泡剤を使
用する合成樹脂発泡体の押出成形において用いれば、安
定したガス注入量を得ることが可能となり、均一な発泡
度を有し良好な品質が得られる。また、通常の金属構造
のノズルに見られる発泡材料による腐食や、洗浄時に疵
が発生することが極めて少なく、メインテナンスが容易
であるという効果を奏する。
【図１】本発明の一実施例によるノズルをガス注入ノズ
ルとして用いた場合を模式的に示す断面図である。
ルとして用いた場合を模式的に示す断面図である。
【図２】ノズル内の流量ＧとＰ2 ／Ｐ1 との関係をグラ
フとして示す図である。
フとして示す図である。
Ａ 注入用ノズル ａ 先細ノズル形状 １ ノズル本体 ２ 先端出口部分 ３ 押出機
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 厨子 敏博 兵庫県尼崎市東向島西之町８番地 三菱 電線工業株式会社内 (72)発明者 東久保 隆 兵庫県尼崎市東向島西之町８番地 三菱 電線工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平57−137123（ＪＰ，Ａ) 特開 昭４−344211（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−81946（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−116196（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−116204（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−198698（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−254908（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−41767（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−70279（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 47/00 - 47/96 B05B 1/00 - 1/36
Claims (2)
- 【請求項１】 ガス出口圧力とガス入口圧力との比が臨
界圧力比以下となるように設定され、少なくとも出口部
分のガス流通路壁がダイヤモンドで構成されてなるガス
注入用ノズル。 - 【請求項２】 ガスが非フロン系ガス状発泡剤である請
求項１記載の注入用ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5127524A JP2869611B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ガス注入用ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5127524A JP2869611B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ガス注入用ノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06335951A JPH06335951A (ja) | 1994-12-06 |
| JP2869611B2 true JP2869611B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=14962152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5127524A Expired - Fee Related JP2869611B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | ガス注入用ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869611B2 (ja) |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP5127524A patent/JP2869611B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06335951A (ja) | 1994-12-06 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |