JP3500414B2 - １つまたはそれ以上の押し出し熱可塑性材料の流れから管状形材を形成するためのディストリビュータヘッド - Google Patents

１つまたはそれ以上の押し出し熱可塑性材料の流れから管状形材を形成するためのディストリビュータヘッド

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は１つまたはそれ以上の押し出し熱可塑性材料
の流れから管状形材を形成するためのディストリビュー
タヘッドであって、押出成形機に接続できるようになっ
た、１つのプラスチック材料の流れのための少なくとも
１つの入口オリフィスと、環状横断面の出口オリフィス
とからなるディストリビュータヘッドに関する。
多くの場合、出力側をディストリビュータヘッドに接
続した押出成形機を用いて熱可塑性材料から管状形材を
製造する。単層からなる壁を有する形材の場合、ディス
トリビュータヘッドは一般に押出成形機とインラインに
位置しており、押出成形機からの材料流はほぼ直線状に
流れる。或る種の用途および材料の場合、材料流の方向
が変えられるディストリビュータヘッドも知られてい
る。これらのディストリビュータヘッドは、一般に、
「クロスヘッド」と呼ばれている。ストレートヘッドと
しても知られている押出成形機とインラインに位置する
前述のディストリビュータヘッドと比べて、この種のク
ロスヘッドは、特に、押し出されたチューブの内部に、
例えば冷却コアを嵌合させるために近づくことができる
という利点がある。複数の層、例えば３層からなる壁を
有する形材を製造する場合、入口オリフィスのうち少な
くとも１つを出口オリフィスの中心線にたいして或る角
度に位置させることも知られている。「ストレート」デ
ィストリビュータヘッド（材料流が出口オリフィスの中
心線に沿って送られ、ディストリビュータヘッドに取り
付けた内部コアを有する）では、コアまわりのプラスチ
ック材料のほぼ環状の流れが、少なくとも１つの位置
で、ディストリビュータヘッドのハウジングにコアを接
続する要素によって妨げられる。少なくとも１つの入口
オリフィスが対応した出口オリフィスの中心線に対して
或る角度に位置するディストリビュータヘッドの場合、
この入口オリフィスを通って送られる材料流は、環状室
内においていくつかの分岐流に分けられ、下流におい
て、これらの分岐流は合流して出口オリフィスのところ
で閉じたリングを形成する。これら両方の場合におい
て、それぞれの入口オリフィスでディストリビュータヘ
ッドに導入された材料は異なった径路に沿って対応した
出口オリフィスに流れる。この場合の欠点は、これらの
流路が互いに異なった流れ抵抗を持つということにあ
る。加えて、異なった流路の長さがかなり異なる可能性
があるという欠点もある。その結果、ディストリビュー
タヘッド内のプラスチック材料の滞留時間が変わり、滞
留時間を決定するのが難しくなり、これはプロセスの制
御、調整に悪影響を与える。これらの欠点は、特にディ
ストリビュータヘッド内の材料流が方向を変えなければ
ならない場合には顕著となる。
敏感な材料、例えば通常剛性のポリ塩化ビニル（PV
C）を処理するには、このPVCに混合して必要な安定性を
確保する添加剤に特に注意を払わなければ「クロスヘッ
ド」を使用することはできない。しかしながら、これら
の添加剤は高価であり、押出し成形後に材料の性質に悪
影響を与え、多くの場合、環境を汚染する。
本発明の目的は上記の欠点を克服することにある。こ
の目的を達成するために、本発明は、冒頭に述べた形式
のディストリビュータヘッドであって、入口流路によっ
てディストリビュータヘッドの入口オリフィスに接続す
る少なくとも１つの流路系統を包含し、入口流路が、相
当数の段の分岐路および中間流路において、相当数の出
口流路に分岐し、これらの出口流路が出口オリフィスの
中心線まわりの周辺で終わっており、これらの出口流路
が出口オリフィスに開いていることを特徴とするディス
トリビュータヘッドを提供する。
好ましい実施態様では、１つの流路が分岐毎に２つの
更なる流路に分岐する。こうして、入口オリフィスで流
入する材料流は均等に分布され、環状の出口オリフィス
に流れることができる。
この構成では、出口流路はほぼ同じ距離で終わるのが
好ましい。
別の実施態様では、出口オリフィスに面する扇形の口
が各出口流路に接続する。この場合、扇形の口が流出端
で側方において互いに隣接するのが有利である。こうす
れば、均一な環状の吐出流を得ることができる。
或る分岐部の下流における流路の横断面積が互いに等
しく、また、この分岐部の上流における流路の横断面積
にほぼ等しいと有利である。全横断面積が等しいという
事実は、材料の流量が所定の下限よりも低く低下するこ
とがないことを確実にする。
さらに、１つの流路系統と組み合った流路を通るすべ
ての径路が入口オリフィスと出口オリフィスの間でほぼ
同じ長さを持ち、また、すべての径路の流路の横断面の
変化がほぼ同じであるという利点がある。この場合、或
る流路系統を通って流れるプラスチック材料が各流路に
沿ってほぼ同じ抵抗を受け、同一の滞留時間を持つとい
うことが可能な限り確保される。
有利な実施態様では、環状流路が出口オリフィスに接
続してあり、この流路の横断面積が、出口オリフィスと
スロート部の間の第１帯域で減少し、スロート部の下流
の第２帯域で増大し、材料流の流量が第１、第２の帯域
において最大で毎秒５倍の率でそれぞれ増減する。プラ
スチック材料流の単位時間あたりの変形が高くなれば、
材料のフラクチャリングを生じさせることになる。
好ましくは、各分岐部では、この分岐部の上流側の流
路とこの分岐部の下流側の流路とのなす最小角度は90度
よりも大きい。特に、敏感なプラスチック材料を処理す
る場合、材料が過度に急角度で流れることがなく、流量
が大きすぎる範囲で局部的に変化することがなく、その
結果、確実に、材料が分解する傾向もなくなる。
有利な実施態様では、ディストリビュータヘッドは相
当数のボデーを包含し、各ボデーは１つの分岐段と組み
合った流路をすべて備える。この場合、これらのボデー
は円盤状であると好ましい。これにより、流路を各円盤
に簡単に設け、固有の複雑なデザインの流路系統を製造
することが可能となる。この構成では、２つ以上の流路
系統において、また、種々の管状形材に対する或る種の
円盤を使用することも可能となる。流路は簡単に清掃す
ることもできる。
或る変形実施態様では、ボデーは、ディストリビュー
タヘッドの外周に係合する締め付けリングとボデーの軸
線方向内径穴を貫いて延びるコアとによってディストリ
ビュータヘッド内に固定される。こうすれば、組立て、
分解が簡単に行える。
流路を通る均一な流れを確保するためには、流路がほ
ぼ円形の横断面を持つのが好ましい。こうすれば、「ホ
ッとスポット」、すなわち過度に高い温度を有する部位
の発生を防止できる。
多層壁を有する管状形材を作らなければならない場合
には、ディストリビュータヘッドは複数の同心の出口オ
リフィスと相当数の入口オリフィスとを有する。この場
合、例えば１つの入口オリフィスを２つの流路系統に接
続して、３層からなる壁の管状形材の内側、外側層を形
成することが可能となる。加えて、例えば１つの押出成
形機をマニホルドによって２つの入口オリフィスに接続
することができる。
以下、本発明をそのディストリビュータヘッドの実施
例を示す図面を参照しながらより詳しく説明する。図面
において： 第１図は、熱可塑性材料からチューブを形成するため
の本発明によるディストリビュータヘッドの展開図であ
り、ここに示すチューブは３層からなる壁を持つ。
第２図は、第１図のディストリビュータヘッドをワイ
ヤモデルの形で示す図である。
第３図は、第１図のディストリビュータヘッドの流路
系統の形を示す図である。
第４図は、第１図のディストリビュータヘッドを通る
縦断面図である。
第５図は、３つの押出成形機と第１図のディストリビ
ュータヘッドとからなる生産装置を示す図である。
第１図は参照符号１で全体的に示すディストリビュー
タヘッドを示す。３つの押出成形機は３層壁を有する管
状形材を形成するためのベース部２に接続することがで
きる。ディストリビュータヘッドは２つの円盤状ボデー
３、４を包含する。コア５によって、円盤状ボデーはベ
ース部２に中間で留めることができる。リング６がベー
ス部２の外周に螺合してあり、このリングはその外面に
円形の溝を備えている。２つの部分からなる締め付けリ
ング７を前記溝および円盤状ボデー４の溝内に嵌合させ
ることによって、円盤状ボデー３、４はベース部２に留
められる。ダイボデー（図示せず）は締め付けリング８
によってディストリビュータヘッドに取り付けることが
できる。リング９（一部が図示省略してある）がねじに
よって円盤状ボデー４に取り付けてある。
第２図は第１図からのディストリビュータヘッド１の
ワイヤモデルを示し、この図は特に流路系統の構造およ
び位置を示している。３つの押出成形機は入口オリフィ
ス10、12、14のところで前記ディストリビュータ・ヘッ
ドに接続できる。形成しようとしている管状形材の壁の
中間層を形成するための押出成形機の中心線はディスト
リビュータヘッドの中心線16と一致している。内外の層
を形成するための押出成形機の中心線は、それぞれ、デ
ィストリビュータヘッドの中心線に対して或る角度とな
っている。ディストリビュータヘッドは、壁の中間、外
側、内側の層を形成するための３つの流路系統30、32、
34を包含する。各流路系統30、32、34は入口オリフィス
10、12、14に接続した短い入口流路36、38、40を有す
る。加えて、各流路系統は相当数の出口流路48、50、52
を有し、これらの出口流路は扇状の口によって環状横断
面の出口オリフィス20、22、24に開いている。これら出
口オリフィスの中心線はディストリビュータヘッドの中
心線16と一致している。
ディストリビュータヘッド１の流路系統の構造が第３
図により明確に示してある。各流路系統30、32、34にお
いて、相当数の段の組み合った入口流路36、38、40は、
中間流路60、62、64を経て、相当数の出口流路66、68、
70に分岐する。これらの出口流路はほぼ同じ距離で終わ
り、ディストリビュータヘッドの中心線まわりの円上に
位置する。前記出口流路は扇形口72、74、76で終わり、
これらの扇形口は吐出端で互いに隣り合っている。
図示の実施態様においては、各入口流路36、38、40の
分岐は３段階で行われる。したがって、各流路系統は最
終的には８つの出口流路を持つことになる。或る入口オ
リフィスを経て入る材料流は、こうして、或る流路系統
において８つの分岐流に別れ、オリフィスの円周に沿っ
て均等に分布される。扇状の口の端のところで、前記分
岐流は合流して環状の横断面の１つの材料流になる。
各々が１つの分岐段と組み合ったすべての流路を備え
た円盤状ボデー３、４を有するディストリビュータヘッ
ドの構造により、複雑な流路系統を簡単に製造すること
ができる。いずれの場合も、円筒形の流路を円盤状のボ
デーを貫いて（ならびにベース部２を貫いて）穿孔する
ことができ、分岐部および湾曲部での所望の形状はフラ
イス加工で得ることができる。扇状口も同様に簡単に作
ることがきる。円盤状ボデーおよびベース部の環状の側
面は、締め付けによって流路まわりに相互に押圧されて
効果的な相互シールを得ることができるように設計す
る。
ディストリビュータヘッド１から流出する環状横断面
の３つの同心材料流はダイボデー（発明の部分ではな
い）内で互いに合流して３層壁を有する管状形材を形成
する。
高品質製品を得るためには、すべてのプラスチック材
料が所与の時点で１つの流路系統に入り、同じ時点で同
じ流路系統を出ることが望ましい。したがって、１つの
流路系統内の異なった分岐流の流量の差は限られねばな
らない。
この目的のために、１つの流路系統において入口オリ
フィスと出口オリフィスの間に延びる流路を通るすべて
の径路の長さは、これらの径路に対応する流路の横断面
の変化が同一であるとまったく同様にほぼ同じである。
溶融プラスチック材料の性質により、円筒形の流路内
には層流が生じる。各流路系統に存在する湾曲部は流路
が分岐する部位の場合のように球形あるいは楕円形の輪
郭を持つ。
円筒形の流路が通常鋼で作られる中実の円盤に形成さ
れるため、流路を通って流れる材料の摩擦の結果生じる
熱は外部へ均等に消散する。加えて、流路が矩形の横断
面を有する場合のように急激な移行部がまったくない。
こうして、いわゆる「ホッとスポット」の発生が防がれ
る。
本発明によるディストリビュータヘッドでは、分解し
やすいプラスチック材料、例えばPVCを処理するとき、
押出成形機から出る材料流の方向を変えてから、材料の
安定性を促進する物質の添加なしに、また、材料の分解
なしに環状の横断面の材料流に再形成することができる
ことがわかった。
上述のディストリビュータヘッドを用いることによっ
て、多層壁を有し、また優れた性質を有するチューブを
得ることができる。
それぞれの流路系統の扇形口は、チューブの周面の同
じ位置に「溶接線」がないように互いに位置決めするこ
とができる。溶接線の可能性のある悪影響がさらに低下
する。
第４図の縦断面はディストリビュータヘッド１を示し
ている。円盤状のボデー４は、出口流路と扇状口の両方
を備える。別の実施例では、円盤状のボデー４は２つの
個別の円盤状ボデーからなり、一方のボデーが出口流路
を備え、他方のボデーが扇形口を備える。前記円盤状ボ
デーは締め付けリングによって互いに留めることができ
る。破線はディストリビュータヘッドに連結したダイボ
デーの一部の外形を示している。リング９およびコア５
は出口オリフィス20、22、24に接続した環状の流路54、
56、58を形成し、各流路はそれぞれスロート部59、61、
63を有する。
第５図はディストリビュータヘッド１の用途の一例を
示している。押出成形機75は中間層を形成するためのプ
ラスチック材料を供給し、押出成形機76、77は内外の壁
をそれぞれ形成する。プラスチック材料がディストリビ
ュータヘッドおよびダイボデー78を出た後、管状形材は
冷却装置80で冷却される。
上述の実施例では、３層壁を有する丸いチューブを形
成するためのディストリビュータヘッドを説明した。し
かしながら、本発明は管状でない横断面を有する管状形
材を形成するためのディストリビュータヘッドにも応用
できる。
幾分異なった実施例において、ディストリビュータヘ
ッドは３つでなく２つまたはたった１つの流路系統を包
含してもよい。この場合、それぞれ２層または単層の壁
を有する管状形材をディストリビュータヘッドによって
形成される。本発明によって探求される利点はこの場合
にも得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−278323（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−183523（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−179724（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−136231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−154127（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−34453（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−66719（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−11613（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−128016（ＪＰ，Ｕ) 特表 平５−501093（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−501712（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 47/00 - 47/96

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】１つまたはそれ以上の熱可塑性材料の流れ
    から管状形材を形成するディストリビュータヘッド
    （１）であって、１つの熱可塑性材料の流れのための少
    なくとも１つの流路系統（30,32,34）からなり、この流
    路系統が押出成形機に接続し入口オリフィス（10,12,1
    4）と環状横断面の出口オリフィス（20,22,24）との間
    に延びており、流路系統が入口オリフィスに接続した入
    口流路（36,38,40）からなり、この入口流路が分岐部と
    組み合った多数の分岐段において中間の流路（60,62,6
    4）に分岐し、これらの分岐段がディストリビュータヘ
    ッドの軸線方向に互いに続いており、最後の中間流路が
    出口オリフィスの中心線まわりの周面で終わる出口流路
    （66,68,70）に分岐し、各出口流路（66,68,70）が出口
    オリフィスに開く扇形口（72,74,76）に接続しているデ
    ィストリビュータヘッドにおいて、流路系統の各々がほ
    ぼ円形の横断面を有し、ほぼ直線状に延びていることを
    特徴とするディストリビュータヘッド。
  2. 【請求項２】１つの分岐部の下流側の流路の横断面積が
    互いに等しく、また、組み合わせにおいて、この分岐部
    の上流側の流路の横断面積とほぼ等しいことを特徴とす
    る請求項１記載のディストリビュータヘッド。
  3. 【請求項３】ディストリビュータヘッド（１）が複数の
    連続した軸線方向のボデー（2,3,4）を包含し、各ボデ
    ーが流路系統の単一の分岐段に対応するすべての流路を
    備えていることを特徴とする請求項１または２記載のデ
    ィストリビュータヘッド。
  4. 【請求項４】軸線方向のボデーがほぼ円盤状であること
    を特徴とする請求項３記載のディストリビュータヘッ
    ド。
  5. 【請求項５】軸線方向のボデー（3,4）が、ディストリ
    ビュータヘッドの外周面に係合する締め付けリング
    （７）と軸線方向のボデーの軸線方向内径穴を貫いて延
    びるコア（５）とによってディストリビュータヘッド内
    に固定されていることを特徴とする請求項３または４記
    載のディストリビュータヘッド。
  6. 【請求項６】ディストリビュータヘッドが複数の同心の
    出口オリフィスと多数の入口オリフィスとを有すること
    を特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のディ
    ストリビュータヘッド。
  7. 【請求項７】環状の流路が出口オリフィスに接続してあ
    り、この流路の横断面が出口オリフィスとスロート部の
    間の第１帯域で減少し、このスロート部の下流側の第２
    帯域で増大し、第１または第２の帯域における材料流の
    流量がそれぞれ毎秒最大５倍で増減することを特徴とす
    る請求項１〜６のいずれか１つに記載のディストリビュ
    ータヘッド。
JP50612294A 1992-08-14 1993-07-30 １つまたはそれ以上の押し出し熱可塑性材料の流れから管状形材を形成するためのディストリビュータヘッド Expired - Lifetime JP3500414B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9201457A NL9201457A (nl) 1992-08-14 1992-08-14 Verdeelkop voor het uit één of meer stromen geëxtrudeerd thermoplastisch kunststofmateriaal vormen van een buisvormig profiel.
NL9201457 1992-08-14
PCT/NL1993/000165 WO1994004341A1 (en) 1992-08-14 1993-07-30 Distributor head for forming a tubular profile from one or more streams of extruded thermoplastic material

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Publication Number Publication Date
JPH08500302A JPH08500302A (ja) 1996-01-16
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JP50612294A Expired - Lifetime JP3500414B2 (ja) 1992-08-14 1993-07-30 １つまたはそれ以上の押し出し熱可塑性材料の流れから管状形材を形成するためのディストリビュータヘッド

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