JP3747099B2

JP3747099B2 - 熱可塑性樹脂マンドレルの成形用サイジングダイ

Info

Publication number: JP3747099B2
Application number: JP23953996A
Authority: JP
Inventors: 進畑中; 聡佐藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 2006-02-22
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH1086211A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ホースの製造時に用いる熱可塑性樹脂マンドレルの成形用サイジングダイにかかわり、更に詳しくはホースの製造時に用いる熱可塑性樹脂から成るマンドレルの成形時に、潤滑油や、それにかかわる付帯設備を使用することなく製造でき、成形速度を速くしても断面形状に歪みの少ないマンドレルを安定して成形出来るホースの製造時に用いる熱可塑性樹脂マンドレルの成形用サイジングダイに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ホースの製造時に用いる樹脂マンドレルのような熱可塑性樹脂の長尺状の棒状物を押出し成形する場合は、押出し機のダイから棒状に押出しされた溶融熱可塑性樹脂を、サイジングダイに通して棒状に成形するのが一般的である。
この場合、チューブのような中空品の成形であれば、樹脂の吐出量や引取り速度の若干の変動は、肉厚の変化により吸収できるが、棒状物の場合には、その逃げ場がなく、樹脂の吐出量や引取り速度に若干の変動が生じると、サイジングダイに入る溶融樹脂の形状が変化し、樹脂とサイジングダイの摩擦力や、樹脂の冷却状態が変化するので、成形品の断面形状が歪んだり、脈動が発生し、成形品の外径が変動する等の問題があった。
【０００３】
そこで、入口をテーパ形状とし、続いてランド形状としたサイジングダイを用い、そのテーパ形状とした部分には、潤滑油を使用してサイジングダイに溶融樹脂が安定して導入できるような押出成形装置用サイジングダイが提案されている（特開平４−１５２１２２号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上記のようなテーパ形状部とランド形状部とからなるサイジングダイを用いる場合には、サイジングダイに入る溶融樹脂の形状が変化したり、成形速度を速くすると、断面形状の歪みが大きくなる欠点があり、また潤滑油を使用する場合は、サイジングダイの構造が複雑になり、付帯設備を必要とすると同時に、作業環境面から好ましいものではなかった。
【０００５】
この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出されたもので、押出し機から押出された熱可塑性樹脂をサイジングダイで所定寸法の断面形状を有するマンドレルに成形する際、サイジングダイの入口から出口までを段階的に絞り込むように成形することで、潤滑油や、それにかかわる付帯設備を使用することなく製造でき、成形速度を速くしても断面形状に歪みの少ないマンドレルを安定して成形出来るホースの製造時に用いる熱可塑性樹脂マンドレルの成形用サイジングダイを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するため、サイジングダイの入口径Ａ側から出口径Ｃまでの断面積を段階的に、かつ連続的に絞り込み、その絞り込みを、サイジングダイの入口（入口径Ａ）から中間位置までの長さＤを前記出口径Ｃの０．８〜２．５倍に設定すると共に、入口側 2a の入口断面積（ a) と中間位置（ 2b) の断面積（ｂ）との関係（ａ／ｂ）が、１．１〜１．５の範囲で絞り込むように構成し、更に、前記中間位置（ 2b) から出口 (2c) までの長さＥを、出口径Ｃの３〜１５倍となるように設定し、前記中間位置 (2b) の断面積ｂと、出口断面積ｃとの比（ｂ／ｃ）を、１．０５〜１．５となるように絞り込むように構成したことを要旨とするものである。
【０００７】
この発明は、上記のように構成され、ホースの製造時に用いる熱可塑性樹脂マンドレルの成形用サイジングダイにおいて、押出し機から押出される溶融熱可塑性樹脂を、サイジングダイの入口側から出口までの断面積を段階的に絞り込み、正規寸法の断面円形状に成形するものである。
また、サイジングダイの入口側から出口までの断面積を段階的に絞り込み、その絞り込みを、サイジングダイの入口断面積ａと、サイジングダイの入口からの距離が出口径の０．８〜２．５倍の中間位置２ｂの断面積ｂとの関係が、ａ／ｂ＝１．１〜１．５となるように絞り込み、更に、前記位置２ｂの中間位置から出口までの長さを、出口径の３〜１５倍となるように設定し、前記断面積ｂと、出口断面積ｃとの比を、ｂ／ｃ＝１．０５〜１．５となるように絞り込むように構成することで、潤滑油や、それにかかわる付帯設備を使用することなく製造でき、成形速度を速くしても断面形状に歪みの少ないマンドレルを安定して成形出来るものである。
【０００８】
即ち、押出し機のサイジングダイから丸棒状に押出された溶融熱可塑性樹脂を、内径の収縮率が大きいサイジングダイの入口側で表面を冷却固化させ、続いて表面は固化しているが、内部は溶融状態である丸棒の体積収縮率に合わせて、内径の縮小が緩やかな部分で冷却固化を行うようにすることで、常に樹脂表面とサイジングダイ内面とが密着しており、断面形状（真円）に歪みの少ないマンドレルを安定して成形出来るようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づきこの発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明にかかる熱可塑性樹脂マンドレルを成形するためのサイジングダイ１の第１実施形態を示す断面図を示し、前記熱可塑性樹脂マンドレルは、ホースの製造時に芯体として用いる熱可塑性樹脂（例えば、ナイロン，ポリエステル等）により真円に成形されるものである。
【００１０】
前記サイジングダイ１は、円筒状に形成され、内径部２は、入口側２ａから出口２ｃまでの内径断面積を、段階的（この実施形態では２段階であるが、特に限定されるものではなく、３段階以上としたり、また図２に示すように入口側２ａの断面形状が湾曲した曲線形状のものであっても良い）に縮小する形状に形成し、出口部分の断面積が、製品断面積と同等、若しくはそれより若干大きく形成されている。この出口部分の断面積は、例えば、製品断面積の１００〜１１０％にするのが良い。また、熱可塑性樹脂を円滑に通すために、入口側２ａや内径部２内の角部を曲面状に面取りしても良い。
【００１１】
即ち、サイジングダイ１の入口側２ａから出口２ｃまでの断面積を２段階的に絞り込み、第１番目の絞り込みを、サイジングダイ１の入口２ａ（入口径Ａ）から中間位置２ｂまでの長さＤが、出口径Ｃの0.8 〜2.5 倍（0.8 〜2.5 ×Ｃ）で、入口断面積ａと断面積ｂとの断面積比率（ａ／ｂ）を1.１〜1.5 の範囲で絞り込むように構成するものである。
【００１２】
また、第２番目の絞り込みを、中間位置２ｂ（径Ｂ）から出口２ｃの長さＥが、出口径Ｃの３〜１５倍（３〜１５×Ｃ）で、中間位置２ｂの断面積ｂと出口断面積ｃとの断面積比率（ｂ／ｃ）を、1.05〜1.5 の範囲で絞り込むように構成するものである。ここで、第１番目の絞り込み（（Ａ−Ｂ）／２Ｄ）よりも第２番目の絞り込み（（Ｂ−Ｃ）／２Ｅ）が小さくなるように構成されている。
【００１３】
上記第１番目の絞り込みの範囲以外では、成形速度が遅い場合に溶融熱可塑性樹脂が詰まったり、成形速度が速い場合には、マンドレルの成形が安定しないからである。また、第２番目の絞り込みの範囲以外では、成形速度が遅い場合に溶融熱可塑性樹脂が詰まったり、成形速度が速い場合には、マンドレル成形品の断面形状に歪みを生じるからである。
【００１４】
即ち、押出し機のサイジングダイ１から丸棒状に押出された溶融熱可塑性樹脂を、内径の収縮率が大きいサイジングダイ１の入口側２ａから中間位置２ｂまでの間で表面を冷却固化させ、続いて表面は固化しているが、内部は溶融状態である丸棒の体積収縮率に合わせて、内径の縮小が緩やかな部分（２ｂ−２ｃ）で冷却固化を行うようにすることで、常に樹脂表面とサイジングダイ内面２とが密着しており、断面形状（真円）に歪みや、変形の少ないマンドレルを安定して成形出来るようにしたものである。
【００１５】
また、図２に示す入口側２ａの断面形状が曲線状であるサイジングダイ１も上記図１と同様の数値範囲で、Ａ〜Ｅ，断面積ａ〜ｃを設定することが出来、このサイジングダイ１は、サイジングダイ１を通る熱可塑性樹脂に対する摩擦力や応力集中を低減することが出来るものである。
【００１６】
次に、この発明の図１に於ける形状のサイジングダイの実施例１〜５を、下記の表１に示す。
なお、下記の表１において、Ａはサイジングダイ１の入口径，ａはサイジングダイ１の入口断面積、Ｂはサイジングダイ１の中間位置２ｂ（径Ｂ），ｂは中間位置２ｂにおける断面積、Ｃはサイジングダイ１の出口径，ｃは出口部の断面積、Ｄはサイジングダイ１の入口２ａから中間位置２ｂまでの長さ、Ｅは中間位置２ｂから出口（出口部２ｃ）までの長さを示している。また、マンドレル材料としては、ポリエステル系樹脂を使用した。
【００１７】

成形速度の評価は、製品断面形状の歪み量を成形品の長径と短径の差とした場合、製品断面形状の歪み量が目標外径の0.5%未満で成形できる速度が、1.2m/min以上を○、0.7m/min以上,1.2m/min 未満を△、0.7m/min未満を×とした。
【００１８】
安定性の評価は、製品断面形状の歪み量が目標外径の0.5%未満で成形できる状態が、常に再現できるものを○、比較的再現性良く成形できるが径時変化により乱れるものを△、再現性の悪いものを×として現した。
また、以下の表２は、図３及び図４に示すサイジングダイ１ａ，１ｂの比較例１，比較例２を示し、比較例１のサイジングダイ１ａは、内径部３が、テーパ部３ａと、ランド部３ｂ（ストレート部）とからなるものであり、また比較例２のサイジングダイ１ｂは、内径部４が、入口から出口までがテーパ部４ａに形成されたものである。
【００１９】
また、図３及び図４において、Ａはサイジングダイ１の入口径（入口断面積ａ）、Ｃはサイジングダイ１ａ，１ｂの出口径，ｃは出口部の断面積、図３において、Ｄはサイジングダイ１ａの入口２ａから中間位置２ｂまでの長さ、Ｅは中間位置２ｂから出口までの長さを示している。また、図４において、Ｄはサイジングダイ１ｂの入口２ａから出口２ｃまでの長さを示している。
【００２０】

なお成形速度の評価及び安定性の評価は、上記実施例と同様に行って評価した。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は上記のように、サイジングダイの入口径Ａ側から出口径Ｃまでの断面積を段階的に、かつ連続的に絞り込み、その絞り込みを、サイジングダイの入口（入口径Ａ）から中間位置までの長さＤを前記出口径Ｃの０．８〜２．５倍に設定すると共に、入口側 2a の入口断面積（ a) と中間位置（ 2b) の断面積（ｂ）との関係（ａ／ｂ）が、１．１〜１．５の範囲で絞り込むように構成し、更に、前記中間位置（ 2b) から出口 (2c) までの長さＥを、出口径Ｃの３〜１５倍となるように設定し、前記中間位置 (2b) の断面積ｂと、出口断面積ｃとの比（ｂ／ｃ）を、１．０５〜１．５となるように絞り込むように構成したので、押出し機から押出された熱可塑性樹脂をサイジングダイで所定寸法の断面形状を有するマンドレルに成形する際、潤滑油や、それにかかわる付帯設備を使用することなく製造でき、生産性の向上を図ることが出来、また成形速度を速くしても断面形状に歪みの少ないマンドレルを安定して成形出来、製品精度の向上を図ることが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる熱可塑性樹脂マンドレルを成形するためのサイジングダイの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】この発明にかかる熱可塑性樹脂マンドレルを成形するためのサイジングダイの第２実施形態を示す断面図である。
【図３】この発明の実施例に対する比較例１のサイジングダイの断面図である。
【図４】この発明の実施例に対する比較例２のサイジングダイの断面図である。
【符号の説明】
１サイジングダイ２内径部
２ａ入口２ｂ中間位置
２ｃ出口
Ａサイジングダイの入口径ａサイジングダイの入口断面積
Ｂ中間位置２ｂにおける内径
ｂ中間位置２ｂにおける断面積
Ｃサイジングダイの出口径
ｃ出口部の断面積
Ｄ入口から中間位置までの長さ
Ｅ中間位置２ｂから出口までの長さ

Claims

押出し機から押出される溶融熱可塑性樹脂を賦形するホースの製造時に用いる熱可塑性樹脂マンドレルの成形用サイジングダイにおいて、
前記サイジングダイの入口径Ａ側から出口径Ｃまでの断面積を段階的に、かつ連続的に絞り込み、その絞り込みを、サイジングダイの入口（入口径Ａ）から中間位置までの長さＤを前記出口径Ｃの０．８〜２．５倍に設定すると共に、入口側 2a の入口断面積（ a) と中間位置（ 2b) の断面積（ｂ）との関係（ａ／ｂ）が、１．１〜１．５の範囲で絞り込むように構成し、更に、前記中間位置（ 2b) から出口 (2c) までの長さＥを、出口径Ｃの３〜１５倍となるように設定し、前記中間位置 (2b) の断面積ｂと、出口断面積ｃとの比（ｂ／ｃ）を、１．０５〜１．５となるように絞り込むように構成したことを特徴とする熱可塑性樹脂マンドレルの成形用サイジングダイ。