JP3922564B2 - 表面平滑な押出成形品の製造方法及び押出成形装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両や建築物に装着される長尺状の樹脂成形体から成る押出成形品を製造する方法に関し、詳しくは、表面が平滑な押出成形品の製造方法及びそのような押出成形品を製造し得る装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂から成る成形材料を押出成形することによって得られる長尺状樹脂成形体(押出成形品)は、種々の用途の装飾材或いは構造材として自動車等の車両や建築物に用いられている。
このような押出成形品を製造する押出成形法の一つとして、押出機とダイとサイジング装置とを連結し、ダイのオリフィス(押出開口部)から押し出された溶融状態の成形材料をサイジング装置内の流路に導入し、当該流路内で冷却し固化した樹脂成形体をサイジング装置から排出する方法が知られている。例えば下記の特許文献1には、この種の押出成形方法と押出成形装置が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2001−113587号公報
【0004】
ところで、押出成形品のなかには、装飾性向上の目的、あるいは他の部材との密着性向上という目的から、表面が平滑であることが特に要求されるものがある。例えば、装飾性に関しては車両用若しくは建築用の各種装飾トリム材(例えば装飾用の縁取り部材、ルーフモールディング)、密着性に関しては建築用金属サッシュ部材間に配置される連結材(断熱材)等が挙げられる。
しかし、従来の押出成形法では平滑な表面の樹脂成形体を得るのは難しく、特に熱可塑性樹脂のほかに粉状(粒状を含む)及び/又は繊維状の固形充填材を比較的高率に含有する成形材料を使用する場合に上記要求に適う平滑な表面を実現することは困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記装飾性の向上や密着性の向上に寄与する平滑な表面を備えた押出成形品(樹脂成形体)を容易に製造し得る方法を提供すること、ならびに、そのような方法を実施して表面平滑な押出成形品を容易に製造し得る装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記目的を実現すべく提供される請求項1の発明は、熱可塑性樹脂の成形材料から表面平滑な押出成形品を製造する方法であり、以下の(a)工程及び(b)工程を包含する。
すなわち(a)工程は、押出機に連結され、加熱溶融した樹脂が流れる溶融樹脂流路と所定の開口形状のオリフィスとを有する押出成形ダイと、そのダイと連結され、該オリフィスの開口形状に整合する横断面形状で内壁面が平滑な整形流路を有するサイジング装置とを備える押出成形装置であって、ダイの溶融樹脂流路内には、該流路内を流れる溶融状態の成形材料に熱を供給する一又は二以上の熱伝達部材が流路の前後方向に沿って配置されており、該熱伝達部材の先端部分はオリフィスを越えて整形流路に入り込んでいるとともに先細り形状に形成されている押出成形装置に、熱可塑性樹脂の成形材料を供給する工程である。
また、(b)工程は、溶融状態の成形材料を熱伝達部材を囲むようにしてオリフィスからサイジング装置へ導入し、内壁面が成形材料の溶融温度よりも低い温度に調節された整形流路の内壁面に接触させて外表面側から冷却させながら成形材料を通過させて、所定の横断面形状を有する実質的に固化状態の樹脂成形体を該サイジング装置から排出する工程である。そして、上記熱伝達部材から成形材料に熱を供給して該熱伝達部材周囲の成形材料の冷却を遅らせることによって該熱伝達部材先端を通過する時点では成形材料の内部に溶融部分を残存させ(典型的には溶融部分の成形材料を外表面よりも早く流動させて)、その溶融部分の膨出圧力(押圧力)によって成形材料の表面を整形流路の内壁面に圧接させて転写により平滑な外表面を形成すると共に下流側に向けて移動させつつ成形材料の固化が進行するようにして該(b)工程が実施されることを特徴とする。
なお、本明細書において「熱可塑性樹脂」とは、熱可塑性を示す合成樹脂、ゴム及びエラストマーを包含する用語である。
【0007】
請求項1の製造方法では、ダイのオリフィスから押し出された溶融状態の成形材料(即ち所定の横断面形状に形状化された固化未完了の成形物のこと。以下、完全固化状態の樹脂成形体と区別するため、押出成形の途上であって固化が進行しつつある状態の成形物を「形状化成形材料」という場合がある。)が上記サイジング装置(整形流路)内で表面側から固化していく過程において、整形流路内壁面の平滑さが成形品の外表面に転写される。このとき、上記熱伝達部材が溶融樹脂流路及び整形流路のオリフィス近傍に配置されているため、整形流路に導入された溶融状態の成形材料は、少なくとも該熱伝達部材先端を通過する時点において成形材料の内部に溶融部分を有している。このため、当該溶融部分には液圧が掛かっているのでその膨出圧力によって、外側の固化した部分を整形流路の内壁面に圧接することができる。また、溶融樹脂が冷却・固化していく部位に積極的に補給されるため、固化に伴う形状化成形材料の体積収縮を防止し、樹脂成形体の表面に所謂「ヒケ(sink mark)」と呼ばれる意図しない窪みが生じるのを未然に防止することができる。
【0008】
さらに、熱伝達部材の整形流路内に配置された先端部分が先細り形状(典型的には横断面の面積が先端に行くほど漸減する形状をいう。テーパー形状。)に形成されていることから、熱伝達部材先端を通過する前後で上記溶融部分の流れに乱れ(即ち溶融樹脂の流れる方向及び流動量が大きく変動すること)が発生するのを防止することができる。すなわち、形状化成形材料が熱伝達部材先端を通過する前後において、固化した外側部分に与えられる内側の溶融部分の膨出圧力の変動を抑えることができる。
従って、請求項1の製造方法によると、完全に固化が完了するまで形状化成形材料の表面を整形流路の内壁面に安定して圧接させておくことができる。これにより、本製造方法によると、表面(外周面)が平滑で正確な外形寸法を保った形状の樹脂成形体(押出成形品)を製造することができる。
【0009】
なお、上記特許文献1には、ダイの溶融樹脂流路にトーピードなる部材が挿入された押出成形装置が開示されているが、本発明のようにその先端部分を先細り(テーパー)形状にしたものではなく、そのような形状にすることの意義も作用効果も開示されていない。もとより上記特許文献1に記載の発明は本発明とは解決すべき課題が異なるものである。
【0010】
また、請求項2の製造方法は、請求項1の製造方法において、上記サイジング装置の下流側に引抜装置を配置し、その引抜装置によって上記サイジング装置から排出される樹脂成形体に引抜力を与えることを特徴とする。
かかる構成の製造方法では、上記引抜装置を作動させることによって、サイジング装置内を移動する形状化成形材料(固化部分)に対して引張り力(引抜力)を付与することができる。このことにより、サイジング装置内の形状化成形材料の移動速度(即ちサイジング装置からの樹脂成形体の引抜速度)を制御し、上記(b)工程の最適化を容易に行うことができる。例えば、成形材料の中心部への溶融樹脂の供給量を高めるため、押出機からの成形材料の吐出量を増大させた場合でも、整形流路内で成形材料が詰まったりせずに流路内壁面への好適な圧接状態を保ちながら固化途上の形状化成形材料をスムーズに移動させ得る。
また、かかる引張り力(引抜力)は、形状化成形材料の表面を流路内壁面から引き剥がす力として作用する。このため、摩擦係数が比較的大きい成形材料を用いてもスムーズな押出成形を行うことができる。
従って、請求項2の製造方法によると、請求項1の発明の効果に加えて、樹脂成形体のスムーズな引抜き(排出)が実現され、高い生産性で所望する形状の表面平滑な押出成形品を製造し得るという効果が得られる。
【0011】
また、請求項3の製造方法は、請求項2の製造方法において、上記サイジング装置に導入される溶融状態の成形材料のダイ内の圧力が一定となるように、上記サイジング装置から排出される樹脂成形体の引抜速度を制御することを特徴とする。
かかる構成の製造方法では、押出機の吐出量の変動が発生した際にも、表面平滑な押出成形品を製造するのに好適な溶融樹脂の供給圧力レベルを一定に維持し得、形状化成形材料の移動(流れ)を安定化させることができる。従って、請求項3の製造方法によると、上述した請求項2の発明の効果をいっそう高めることができる。
【0012】
また、請求項4の製造方法は、請求項1、2又は3の製造方法において、上記熱伝達部材が上記ダイからの伝導熱で加熱されることを特徴とする。
請求項4の製造方法では、特別な加熱手段を熱伝達部材に設けることなく、ダイからの熱が容易に当該熱伝達部材に伝達され、さらに当該部材周囲を流れる成形材料に熱を伝達させることができる。このため、請求項4の製造方法によると、請求項1、2又は3の発明の効果に加えて、整形流路に導入された成形材料の内部を良好な溶融状態に保つことが容易に行えるという効果が得られる。
【0013】
また、請求項5の製造方法は、請求項1、2又は3の製造方法において、上記熱伝達部材が自己発熱により加熱されるように構成されていることを特徴とする。
請求項5の製造方法では、上記熱伝達部材(一部分又は全体)を発熱させ、その熱を当該部材周辺の成形材料に伝導させることができる。従って、請求項5の製造方法によると、請求項1、2又は3の発明の効果に加えて、整形流路に導入された成形材料の内部を良好な溶融状態に保つことを容易に実現し得るという効果が得られる。請求項5の製造方法によると、肉厚が比較的薄く、内部まで急速に固化し易い樹脂成形体を製造する場合でも、その表面(外周面)を平滑にすることができる。
【0014】
また、請求項6の製造方法は、請求項1、2、3、4又は5の製造方法において、上記オリフィスの位置において、上記熱伝達部材を該部材の周囲にある溶融樹脂流路の内壁面から離れて該流路の中に配置することを特徴とする。
請求項6の製造方法では、熱伝達部材がそれを取り囲む流路の中にあるため、オリフィスを通過する溶融樹脂(成形材料)は分流されて整形流路に供給される。これにより、熱伝達部材の先端(下流側)を通過した後も溶融樹脂の流れに乱れ(例えば押出方向と交差する方向への流動)が生じ難い。従って、請求項6の製造方法によると、請求項1、2、3、4又は5の発明の効果に加えて、表面平滑で正確な寸法を保った形状(典型的には密度に内外差の無い緻密構造)の押出成形品をより安定して製造することができるという効果が得られる。
【0015】
また、請求項7の製造方法は、請求項1、2、3、4、5又は6の製造方法において、上記成形材料が粉状及び/又は繊維状の固形充填材を含有することを特徴とする。ここで「固形充填材」とは、それを含む成形材料の主成分(マトリックス成分)たる熱可塑性樹脂が溶融し得る温度域(即ち押出成形の際に常用される温度域)において、溶けたり分解したりせずに固体状態を保ち得る充填材をいう。また、「粉状」とは、樹脂成形や強度保持に支障のない程度に細かい塊状物(繊維状の細長いものを除く)を指す用語であり、特定の粒径のものや形状に限定されない。例えば、細かい片状、棒状、球状、粒状又は中空状の破砕物はいずれも本明細書における粉状固形充填材の範疇に包含される。
本発明の製造方法では、固形充填材を比較的多く含有する成形材料を使用しても、表面(外周面)が平滑で正確な寸法を保った形状の樹脂成形体を製造することができる。このため、請求項7の製造方法によると、請求項1、2、3、4、5又は6の発明の効果に加えて、樹脂成形体の強度を向上させると共に、固形充填材の内容によっては省資源・リサイクル性にも優れる押出成形品を製造し得るという効果が得られる。
【0016】
また、本発明は、上述した製造方法を好適に実施し得る装置を提供する。
すなわち、請求項8の装置は、熱可塑性樹脂の成形材料から表面平滑な押出成形品を成形する装置であって、押出機に連結され、溶融樹脂流路と該溶融樹脂流路を流れる成形材料を加熱する加熱手段と所定の開口形状のオリフィスとを有する押出成形ダイと、そのダイに連結され、該オリフィスの開口形状に整合する横断面形状で内壁面が平滑な整形流路と該整形流路を通過する成形材料を冷却する冷却手段とを有するサイジング装置と、上記溶融樹脂流路内に配置され、該流路内を流れる溶融状態の成形材料に熱を供給する一又は二以上の熱伝達部材とを備える。そして、該熱伝達部材は、流路の前後方向に沿って配置されており、該熱伝達部材の先端部分は上記オリフィスを越えて上記整形流路に入り込んでいるとともに先細り形状に成形されていることを特徴とする。
請求項8の製造装置によると、本発明の製造方法(例えば請求項1の製造方法)を好適に実施することができる。従って、表面(外周面)が平滑で正確な寸法を保った形状(典型的には密度に内外差の無い緻密構造)の樹脂成形体(押出成形品)を製造することができる。
【0017】
また、請求項9の製造装置は、請求項8の製造装置において、上記サイジング装置の下流側に引抜装置を備え、その引抜装置によってサイジング装置から排出される樹脂成形体に引抜力を与えることを特徴とする。
請求項9の製造装置によると、上述した請求項2の製造方法を好適に実施することができる。従って、請求項9の製造装置によると、請求項8の発明の効果に加えて、樹脂成形体のスムーズな排出(引抜き)が実現され、高い生産性で所望する形状の表面平滑な押出成形品を製造し得るという効果が得られる。
【0018】
また、請求項10の製造装置は、請求項8又は9の製造装置において、上記ダイとサイジング装置との間の熱の伝達を制限する断熱部が、当該ダイとサイジング装置の連結部分に設けられていることを特徴とする。
請求項10の製造装置では、ダイ側からサイジング装置側への熱の伝達を制限することができる。このため、請求項10の製造装置によると、請求項8又は9の発明の効果に加えて、ダイのオリフィス周辺の温度低下を防止し、溶融樹脂流路からオリフィスを経て整形流路に導入される成形材料を良好な溶融状態(典型的には安定した流動を阻む粘度上昇が起きない溶融状態)に保つことができるという効果が得られる。
【0019】
また、請求項11の製造装置は、請求項8、9又は10の製造装置において、上記熱伝達部材が熱可塑性樹脂よりも熱伝導率の高い材料で形成されており、ダイから熱が伝導可能な状態でダイに取り付けられていることを特徴とする。
請求項11の製造装置によると、上述した請求項4の製造方法を好適に実施することができる。従って、請求項11の製造装置によると、請求項8、9又は10の発明の効果に加えて、特別な加熱手段を熱伝達部材に設けることなく簡単な構成の装置で、整形流路に導入された成形材料の内部を良好な溶融状態に保つことができるという効果が得られる。
【0020】
また、請求項12の製造装置は、請求項8、9又は10の製造装置において、上記熱伝達部材が通電すると少なくともその一部(例えば熱伝達部材の全体、或いは発熱性導体から成る一部分)が発熱するように構成されていることを特徴とする。
請求項12の製造装置によると、上述した請求項5の製造方法を好適に実施することができる。従って、請求項12の製造装置によると、請求項8、9又は10の発明の効果に加えて、整形流路に導入された成形材料の内部を良好な溶融状態に保つことが、通電量を変更することによって簡単に温度を制御することができるという効果が得られる。請求項12の製造装置によると、肉厚が比較的薄い樹脂成形体でも表面(外周面)を平滑に製造することができる。
【0021】
また、請求項13の製造装置は、請求項8、9、10、11又は12の製造装置において、上記オリフィスの位置において、上記熱伝達部材が該部材の周囲にある溶融樹脂流路の内壁面から離れた位置に配置されていることを特徴とする。
請求項13の製造装置によると、上述した請求項6の製造方法を好適に実施することができる。従って、請求項13の製造装置によると、請求項8、9、10、11又は12の発明の効果に加えて、表面(外周面)が平滑で正確な寸法を保った形状の樹脂成形体をより安定的に製造することができるという効果が得られる。
【0022】
また、請求項14の製造装置は、請求項8、9、10、11、12又は13の製造装置において、上記サイジング装置が上記整形流路の前後方向に、相互に独立して制御可能な複数の冷却手段を備えていることを特徴とする。
請求項14の製造装置では、上記冷却手段の数に応じて整形流路をいくつかに区分し、各区分毎に異なる態様(典型的には区分毎に冷却温度を異ならせる。)で整形流路内を冷却することができる。このため、請求項14の製造装置によると、請求項8、9、10、11、12又は13の発明の効果に加えて、整形流路を流動する形状化成形材料に過度な冷却が生じたり、或いは冷却不足が生じたりするのを防止しつつ各部分においてそれぞれ好適な冷却を実現することができるという効果が得られる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば押出機の操作法のような押出成形に関する一般的な事項)は、いずれも従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書及び図面によって開示されている事項と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
【0024】
本発明の製造方法によって製造される押出成形品は、長尺状の樹脂成形体を本体とするものであり、その他のエレメント(付属部分)の有無に関して特に制限はない。また、使用する成形材料は、熱可塑性樹脂単独又はこれを主体(マトリックス)とするものであればよく、その他の成分に特に制限はない。
用いる熱可塑性樹脂としては、汎用樹脂でもエンジニアリング樹脂(所謂エンプラ)でも良く、結晶性樹脂でも非晶質樹脂でも良い。例えば、ポリプロピレン(PP)、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS)、アクリロニトリルエチレンプロピレンゴムスチレン共重合体(AES)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリアセタール(POM)、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、ポリフェニレンオキサイド(PPO)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等が挙げられる。これらの他、種々のグレードのポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等を用いることが可能である。
環境に対する配慮がされるときには塩素等のハロゲンを含まない樹脂が好ましく、リサイクル性等の観点からポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂が特に好ましい。
【0025】
上記の他、種々の熱可塑性エラストマー(例えばオレフィン系、スチレン系、ビニル系)を好適に使用することができる。特にリサイクル性の観点から例えばハードセグメントがオレフィン系樹脂であるオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)が好ましい。
本発明の実施にあたっては、例示したような熱可塑性樹脂の1種類をマトリックス成分とする成形材料を用いてもよく、或いは、2種類又は3種類以上の熱可塑性樹脂から成るポリマーコンプレックスやポリマーアロイをマトリックス成分とする成形材料を用いてもよい。
【0026】
また、成形材料には、種々の副成分を含有させ得る。そのような副成分として好適なものに、上述の粉状及び/又は繊維状の固形充填材が挙げられる。この種の固形充填材としては、安定した物性を有するもの(典型的には従来から充填材として使用されているもの)であれば特に制限なく使用することができる。例えば、セラミック粉(タルク等の種々の無機化合物粉を包含する。以下同じ。)、カーボン粉、木粉、セラミックファイバー、カーボンファイバーが例示される。あるいは、鉄粉等の金属粉や植物等(例えば木綿)から成る繊維状有機物粉であってもよい。好ましいセラミック粉としては、酸化物、ケイ酸塩、炭酸塩等の粉状物(典型的には粒径1〜1000μm)が挙げられる。ケイ酸塩としてはタルク、クレー、マイカ、ガラスビーズ等があり、強度向上の観点から特にタルクが好ましい。酸化物としてはシリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、軽石等が挙げられる。炭酸塩としては炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。また、セラミックファイバーの好適例としては、直径が0.1〜500μm程度のガラスファイバー、ボロンファイバー、炭化ケイ素ファイバーが挙げられ、ガラスファイバーが特に好ましい。
【0027】
なお、成形材料を調製するにあたっては、上記固形充填材の含有量(率)は、用いる充填材の種類および最終的に得られた押出成形品の用途に応じて異なり得る。本発明の製造方法によると、固形充填材の含有率が30質量%以上(例えば30〜50質量%)、或いは40質量%以上(例えば40〜60質量%)であっても、表面平滑な樹脂成形体を製造することができる。
また、成形材料には、上記固形充填材の他に、種々の補助成分を含有させることができる。かかる補助成分としては、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、難燃剤等が挙げられる。
なお、成形材料は、従来公知の種々の方法によって所望する形態に調製することができる。例えば、所定の比率で熱可塑性樹脂と粉末状充填材とを配合したものを混練押出機にて混練し、ストランドに押出した後にペレット形状とすることができる。
【0028】
次に、本発明に係る製造方法に基づいて行う押出成形品の製造の好適な一実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る押出製造ライン(押出成形装置)1の概要を示す説明図である。
本実施形態では、図8に示す横断面の長尺状樹脂成形体から成る押出成形品(車両用のルーフモールディング)100を製造する場合を説明する。
図8に示すように、このモールディング100は横断面がブリッジ状の樹脂成形体101(以下「本体部101」という。)を備える。本体部101は、比較的肉厚で幅広な頭部102とその底面から突出した一対の脚部103A,103Bとから構成されている。後述するように、頭部102と脚部103A,103Bとは一体に成形される。また、このモールディング100は、頭部102の表面にカバー層104を有し、両脚部103A,103Bの外側面に外方に張り出した形状のリップ106A,106Bを有する。
本体部101は、好ましくは、ポリプロピレン等のオレフィン系熱可塑性樹脂(典型的には40〜60質量%)と木粉等の粉状固形充填材(典型的には60〜40質量%)とから成る成形材料から形成される。特に制限するものではないが、粉状の固形充填材としては、平均粒径1〜1000μm程度のものを用いるのが好ましい。また、カバー層104は、本体部101と相溶性を有し、好ましくは、ポリプロピレン樹脂を主体とする成形材料から形成される。リップ106A,106Bは、好ましくは、軟質のTPO(例えばPP+EPDM)を主体とする成形材料から形成される。
便宜上、以下の説明では固化した後の本体部101のみならず本体部101を構成する成形材料そのものに言及する場合にも、溶融状態又は固化状態を問わず本体部(樹脂成形体)101と同一の符号を付与するものとする。
【0029】
図1に示すように、本製造ライン1の上流側には、押出機10と該押出機10の先端に連結された押出成形ダイ20及びサイジング装置30が備えられている。かかる押出機10(以下「第1押出機10」という。)とダイ20とサイジング装置30は、上述した(a)及び(b)工程を行うためのユニットであり、本体部(樹脂成形体)101の製造装置(以下「本体部成形用ユニット」という。)に相当する。
【0030】
サイジング装置30の下流側には、別の押出機(以下「第2押出機40」という。)と連結した押出成形ダイ46が配置される。第2押出機40は、第1押出機10と同様、ホッパ41とその材料を溶融しつつ先端方向に送出する加熱シリンダ42とが備えられている。これらは本体部101(頭部102)の表面にカバー層104を押出成形するためのユニット(以下「カバー層成形用ユニット」という。)である。
さらに、その下流側には、別の押出機(以下「第3押出機50」という。)と連結した押出成形ダイ56が配置される。第3押出機50は、第1及び第2押出機10,40と同様、ホッパ51とその材料を溶融しつつ先端方向に送出する加熱シリンダ52とが備えられている。これらは本体部101(脚部103A,103B)の外側面にリップ106A,106Bを押出成形するためのユニット(以下「リップ成形用ユニット」という。)である。
【0031】
さらに、図1に模式的に示すように、本発明の実施における好適な付加的装置として、引抜装置60、冷却装置65、引取装置70等が備えられている。これら付加的装置については後述する。
【0032】
先ず、本体部成形用ユニットについて説明する。
図1及び図2に示すように、第1押出機10は、一般的な単軸押出機であり、ペレットその他の形状の本体部成形材料101を供給するホッパ11とその材料を溶融しつつ先端方向に送出するスクリュー13を備えた加熱シリンダ12とが備えられている。その加熱シリンダ12の先端12Aにダイ20が取り付けられている。
【0033】
図2及び図3に示すように、ダイ20の内部には、シリンダ12の流路14に連通する溶融樹脂流路22が形成されている。溶融樹脂流路22の後半部分(下流側)は、前半部分(上流側)よりも径の小さいランド部26を構成している。そのランド部26の先端には、成形材料を排出する開放口即ちオリフィス27が形成されている。オリフィス27の形状は、本体部101の横断面形状(図8参照)と整合するように形成されている。また、溶融樹脂流路22(少なくともランド部26)の内壁面22a,26aは、平滑であることが好ましい。
【0034】
一方、ダイ20の金属製本体21の周囲には、通電すると発熱するバンドヒータ23が設けられている。バンドヒータ23で発生した熱は、ダイ本体21に伝導され、ダイ20全体を加熱することができる。これにより、ダイ20内の流路22,26を流れる成形材料を所望する温度まで加熱することができる。
また、サイジング装置30との連結部分(典型的にはオリフィス27周囲)には断熱部(本実施形態では非接触の空間部)28が設けられており、ダイ20とサイジング装置30との間の熱の伝達を制限することができる。すなわち、バンドヒータ23及び断熱部28によって、連結するサイジング装置30によりダイ20の熱が奪われて溶融樹脂の温度が低下して粘度が上がったり固化するのを防止し、ランド部26及びオリフィス27周辺を所望する適温の溶融状態に保つことができる。
なお、サイジング装置30のダイ20に面する表面は、いわゆる金属光輝面を形成しておくのが好ましい。このことにより、ダイ20からの輻射熱を反射し、サイジング装置30の温度上昇を更に効果的に抑えることができる。
【0035】
溶融樹脂流路22,26内には、本実施形態に係る熱伝達部材90が配置されている。即ち、図3及び図3のIV−IV線での溶融樹脂流路断面図である図4に示すように、流路22(ランド部26)における頭部102に対応する部分及び二つの脚部103A,103Bに対応する部分には、金属製で成形材料よりも高い熱伝導率を有する熱伝達部材90,90A,90Bがそれぞれ配置されている。
図示されるように、これら熱伝達部材90,90A,90Bは扁平形状に形成されており、横断面の面積が一定である幹部分91,91A,91Bと先細り形状の先端部分92,92A,92Bとから構成されている。そして、流路の前後方向に沿って(具体的には熱伝達部材90,90A,90Bの長手方向と流路26の前後方向とがほぼ同じ方向となる状態、典型的には熱伝達部材90,90A,90Bの表面と流路26の内壁面26aとが平行な位置関係となる状態で)配置されている。また、オリフィス27の位置において成形材料101が熱伝達部材90,90A,90Bを包囲するようにして通過する位置(ここでは頭部102に対応する流路或いは脚部103A,103Bに対応する流路の内壁面から離れてこれら流路のほぼ中央となる位置)に配置されている。
また、図3及び図3のV−V線での整形流路断面図である図5に示すように、熱伝達部材90,90A,90Bの先端部分92,92A,92Bはオリフィス27を超えて、整形流路31に入り込んだ位置に配置されている。
【0036】
頭部102に対応する部分に配置された熱伝達部材90について図3に示すように、これら熱伝達部材90,90A,90Bは、熱伝導性の良い金属製の連結部材95を介してダイ本体21に取り付けられている。これにより、バンドヒータ23からダイ本体21に付与された熱を熱伝達部材90に速やかに伝えることができる。
さらにこれら熱伝達部材90,90A,90Bは、図示しない外部電源と通電可能に接続する電気ヒータを内蔵している。これにより、外部電源と通電して通電量を変えることによって簡単に熱伝達部材90,90A,90Bの温度を調節することができる。
【0037】
図2及び図3に示すように、サイジング装置30の内側には、オリフィス27に連通する一定横断面形状の整形流路31が形成されている。整形流路31は、本体部101の横断面形状(図8)と整合するように形成されている。整形流路31の内壁面31aは鏡面加工が施され、表面粗さ(最大高さ:Rmax)が0.1〜1μm程度の平滑な面となっている。かかる整形流路31の平滑度(粗さ)は、得ようとする製品(樹脂成形体)の表面粗さ(例えば最大高さRmaxを指標とする)と同一かそれ以下にしておくのが好ましい。これによって、目的とするレベルの平滑な表面を有する成形品が得られ且つ成形材料が流路31内を下流に移動するときの流路内壁面31aとのひっかかりが無いので摺動抵抗が減少される。
そして、整形流路31の末端(下流側)の排出口38から、所望する最終形状の本体部101が押し出される。
【0038】
サイジング装置30は、いくつか(本実施形態では4つ)の冷却ユニット30A,30B,30C,30Dから構成されており、各ユニットは相互に独立して制御可能な冷却手段をそれぞれ有している。本実施形態に係る冷却手段は冷媒用通路35A,35B,35C,35Dを構成しており、整形流路31を囲むようにして設けられている。これら冷媒用通路35A,35B,35C,35Dのそれぞれに水等の冷媒を通すことによって、サイジング装置30の内部を各部分でそれぞれ所望する温度まで冷却することができる。例えば、整形流路31内を100℃以下に保つ場合は水又は湯を用いると良く、100℃を超える温度に保つ場合は沸点が冷却温度よりも高い適当なオイルを用いるとよい。これら冷媒は、別途用意した図示しないチラー等の温度調節機とサイジング装置30(冷媒用通路35A,35B,35C,35D)との間を循環させて使用すると良い。これにより、効率よく成形材料(樹脂)の熱を奪うことができる。
【0039】
以上の構成の結果、本体部成形用ユニットによると、多量の固形充填材を含有するような成形材料を用いた場合でも優れた平滑表面を有する高精度の本体部101(頭部102及び脚部103A,103B)を製造することができる。以下、詳細に説明する。
【0040】
第1押出機10から押し出された本体部成形材料101は、樹脂成分が溶融し且つ固形充填材が分散した状態(典型的にはスラリー又はペースト状態)で、成形材料の溶融温度以上に加熱されたダイ20のオリフィス27からサイジング装置30の整形流路31に押し出される。その際、整形流路31の内壁面31aを、成形材料101のマトリックス成分(熱可塑性樹脂)の融点を下回る温度(好ましくは熱変形温度以下)に調節しておく。このことによって、サイジング装置30の整形流路31に押し出された成形材料101を外側から冷却し、中心方向に向かって徐々に固化させていくことができる。なお、この時点での固化は、外部から力を加えることによって変形可能な固化状態である。
【0041】
一方、熱伝達部材90,90A,90Bに通電し、当該熱伝達部材を成形材料101のマトリックス成分(熱可塑性樹脂成分)の融点を上回る温度まで加熱しておく。
かかる熱伝達部材90,90A,90Bからその周囲を流れる成形材料101に熱が伝達されることによって、図3及び図6に示すように、熱伝達部材90,90A,90Bの先端部分92,92A,92Bを越えた領域まで成形材料101の内部に溶融部分を存続させておくことができる。なお、図3に示す境界線Bは、整形流路31を流れる形状化成形材料101の固化部分101a(境界線Bよりも外側)と溶融部分101b(境界線Bよりも内側)との境界を模式的に示したものである。
【0042】
上記のように整形流路31に進入した後も、成形材料101の内部に溶融部分101bが暫く残存する結果、当該溶融部分101bに伝わる第1押出機10側からの押圧力(膨出圧力)によって、成形材料101の外表面は整形流路31の平滑な内壁面31aに圧接される。すなわち、図3の境界線Bから明らかなように、オリフィス27を通過した成形材料101は冷却された整形流路31の内壁面31aに接触して表面部分から徐々に固化しはじめるが、その内部(中心部分)は暫くは膨出圧力が掛かった溶融状態を保っている。このとき、未だ固化していない溶融部分101bは液状で押出機のスクリューからの圧力が作用しているので、膨出しようとする圧力(押圧力)を内蔵しており、その押圧力は当該溶融部分101bの全域・全方向に均等に作用する。そこで、かかる押圧力を利用し、成形材料101の固化した表面101aを整形流路31の内壁面31aに圧接させると共に押出方向の力として作用させることができる。図3中の矢印は、溶融部分101bの膨出圧力(押圧力)を模式的に示している。
このとき、図3に示すように、整形流路31のオリフィス27側では熱伝達部材90,90A,90Bが下流側に向けて先細になっているので、整形流路31の実質的な断面積が拡大するが、熱伝達部材90,90A,90Bの周りの樹脂は溶融状態を保っているので、押出機10からの樹脂圧が作用して表面側よりも速い速度で下流側に流動して、断面積の拡大部分を補充する。
このとき、図3に示すように、排出口38の近傍(典型的には整形流路31の全長の3分の2を越えるところ)まで、成形材料101の内部に溶融部分101bが存在するような条件下で、固化に伴う体積収縮量を補填するのに充分な量の溶融樹脂を強制的に供給、補充しつつ成形材料101の固化を進行させるのが好ましい。これにより、排出口38から樹脂成形体101が排出される直前まで、その表面を整形流路31の内壁面31aに圧接し得る圧力を存続させることができる。そして、溶融状態が保持されている限り、最後に固化する部分にダイ20から溶融樹脂成分が連続して供給・補填される。これにより、樹脂成分が固化する際に当該部分の体積収縮が生じるが、この体積収縮による成形材料の不足を補填することができる。その結果、成形体101の表面にヒケ等の外観不良が生じるのを防止することができる。
【0043】
なお、好ましい整形流路内壁面31aに対する成形材料101の圧力は、成形材料の溶融樹脂流路22内における圧力及びオリフィス27からサイジング装置内流路(整形流路)31への吐出圧に反映(影響)される。さらにはダイ20及びオリフィス27の形状、樹脂成分の種類、固形充填材の含有率等によっても異なり得る。従って、整形流路内壁面31aに対する成形材料101の好適な圧力は、使用する樹脂の種類や固形充填材の含有率、あるいはダイ流路及びオリフィスの形状や成形材料の押出速度等を考慮しつつ、個々具体的に決定するとよい。例えば、特に限定するものではないが、ポリプロピレン等のオレフィン系硬質樹脂40〜50質量%と木粉、タルク等の固形充填材60〜50質量%とから実質的に構成される成形材料、ならびに、ポリアミド樹脂60〜80質量%とガラス短繊維等の固形充填材40〜20質量%とから実質的に構成される成形材料の場合、1〜20MPa程度(好ましくは5〜15MPa)の圧力が加わるように成形材料101のダイ流路22内の圧力(延いては当該好適な圧力を実現する成形材料のダイへの押出速度)を設定すればよい。当業者であれば、かかる押出速度(成形材料供給速度)の設定や調整は、上記加熱温度の設定の他、押出成形品の大きさ、樹脂成分の種類、熱容量等を勘案して事前のシミュレーションやトライで容易に決定することができる。
【0044】
一方、上述の通り、熱伝達部材90,90A,90Bの先端部分92,92A,92Bが先細り形状となっている結果、本実施形態に係る押出製造装置(製造ライン)1では、熱伝達部材90,90A,90Bの先端を通過する前後で溶融部分101bの流れの向き及び量が過度に乱れるのを防止することができる。すなわち、成形材料101が熱伝達部材90,90A,90Bの先端を通過する前後において、溶融部分101bの膨出圧力の変動を小さく抑え、結果、固化した外側部分を流路内壁面31aに安定して圧接させておくことができる。
好ましくは、図3に示すように、整形流路31の横断面における溶融部分101bの面積が、オリフィス27を通過する時点(D1)から熱伝達部材90,90A,90Bの先端を通過する時点(D2)まで漸次大きくなっていくように、熱伝達部材の先細り形状、成形材料の流動速度及び/又はサイジング装置における冷却の程度を調節するとよい。このことによって、より安定した溶融部分101bの整形流路内流動が実現され、成形材料101(101a)の外表面を整形流路31の内壁面31aにより安定して圧接させておくことができる。
【0045】
以上のようにして成形材料101の固化した表面を内壁面31aに圧接させつつ押出し成形を行うことによって、固形充填材の突出が物理的に阻止され、内壁面31aの平滑さを転写するマトリックス成分(樹脂成分)に富む平滑な表面を形成することができる。
そして、サイジング装置30の整形流路31の末端(下流側)の排出口38から、表面平滑な樹脂成形体(モールディング)101(ここでは本体部)が押し出される。
【0046】
次に、カバー層成形用ユニットについて説明する。図1に示すように、サイジング装置30の整形流路31内において固化・成形された本体部101は、次にカバー層成形用ユニットのダイ46に連続して供給される。かかるダイ46は、一般的な多段押出に使用されるダイと同様、第2押出機40のシリンダ42と連通しており、当該シリンダ42内で溶融されたカバー層成形材料がダイ46に供給される。このダイ46の図示しないオリフィスの横断面形状は、本体部101と所望するカバー層104とを合わせた横断面形状と一致する。これにより、図7に示すように、ダイ46に供給されたカバー層成形材料から所定の断面形状のカバー層104を頭部102の上面に形成することができる。
【0047】
そして、図7に示す本体部101の表面にカバー層104が形成された樹脂成形体がダイ46の図示しない押出し口から押し出される。
上述のとおり、本体部101の表面が樹脂成分に富む平滑面を形成しており、供給されたカバー層成形材料中の樹脂成分と本体部表面の樹脂成分との接触面積を大きくとることができる。このため、本体部101(頭部102)の外側に高い接合強度でカバー層104を形成することができる。この効果は、特に本体部101を構成する樹脂成分とカバー層104を構成する樹脂成分とが相溶性を有する場合に顕著である。
【0048】
また、本体部101を構成する樹脂成分とカバー層104を構成する樹脂成分とが非相溶性である場合には、カバー層成形用ユニットのダイ46に供給する前の本体部101の表面(少なくともカバー層を形成しようとする頭部102表面を包含する部分)に適当なプライマー付与を行うことにより、上記相溶性を有する場合と同様に高い接合強度でカバー層104を本体部101の外側に接合することができる。例えば、ポリプロピレン樹脂(本体部マトリックス)とPP(ポリプロピレン樹脂)をハードセグメントとするTPO(カバー層マトリックス)とを接合する場合、市販されているPP接合用の溶剤型プライマー(十条ケミカル(株)等から入手できる。)を本体部101の表面に塗布し、乾燥することにより本体部101の表面にプライマー乾燥皮膜を形成することができる。本発明によって得られる本体部101の表面は平滑であるため、その表面にプライマー皮膜を平滑に形成することができる。これにより、本来融着し難い樹脂の組合せであっても、本体部101の表面に高い接合強度でカバー層104を形成することができる。なお、かかるプライマー処理自体は、従来公知の材料・手法によればよく、特に制限するものではない。
【0049】
次に、リップ成形用ユニットについて説明する。このユニットの構成は、上述したカバー層成形用ユニットとほぼ同様である。すなわち、図1に示すように、上記カバー層成形用ユニットのダイ46から排出された成形体(図7参照)は、連続してリップ成形用ユニットのダイ56に供給される。かかるダイ56は第3押出機50のシリンダ52と連通しており、当該シリンダ52内で溶融されたリップ成形材料が当該ダイ56に供給される。このダイ56の図示しないオリフィスの横断面形状は、最終的な押出成形品即ち本体部101とカバー層104と一対のリップ106A,106Bとを合わせた横断面形状と一致する。これにより、図8に示すように、ダイ56に供給されたリップ成形材料から所定の断面形状のリップ106A,106Bを両脚部103A,103Bの外側面にそれぞれ形成することができる。
【0050】
そして、図8に示す断面形状の樹脂成形体(車両用ルーフモールディング)100がダイ56の図示しない押出し口から押し出される。
なお、リップを構成する熱可塑性樹脂の種類によっては、ダイ56に樹脂成形体(本体部101+カバー層104)を導入する前に上記カバー層成形時と同様の適当なプライマー付与処理を行ってもよい。
【0051】
以上に説明したとおり、本体部成形用ユニット、カバー層成形用ユニットおよびリップ成形用ユニットを使用するいわゆる多段押出によって、図8に示す本実施形態に係る樹脂押出成形品(ルーフモールディング)100を製造することができる。
【0052】
次に、本実施形態に係る製造ラインに設けられた引抜装置60、冷却装置65および引取装置70について説明する。
図1に示す引抜装置60は、サイジング装置30から樹脂成形体101を引き抜く装置である。図2に示すように、本実施形態に係る引抜装置60は、駆動源(典型的には回転数制御可能なモータ64)によって回転駆動する一対のローラ62,63を備えている。樹脂成形体101は、これらローラ62,63に圧接され挟まれた状態でそれらの回転速度に応じてサイジング装置30から引き抜かれる。かかる引抜装置60を設けることによって、サイジング装置内の摩擦が大きくても安定して樹脂成形体101を押し出すことができる。
また、ローラ62,63の回転速度(引抜速度)を制御することによって、流路22,26,31内の圧力を一定に保つことができる。
このとき、好ましくは図2に示すように、ダイ20の流路22を流れる成形材料の圧力を測定し得る圧力センサ80を設け、このセンサ80を別途設けた制御装置(典型的にはCPU等を備えて成るマイコン部)82と電気的に接続する。さらに制御装置82を、上記引抜装置60の駆動源(モータ)64と制御可能に接続する。かかる構成により、制御装置82を引抜装置60のローラ62,63を駆動させるためのモータドライバとして機能させることができる。その結果、ダイ20の溶融樹脂流路22の内壁面22aが受ける成形材料101の圧力を測定し、その測定値をベースにして引抜装置60の駆動源(モータ)64の回転数を制御し、圧力の増減変動に応じてローラ62,63の回転速度を適宜増減制御することができる。このことによって、ダイ20の溶融樹脂流路22を流れる成形材料101の圧力を一定化させ、延いては整形流路31の内壁面31aに対する形状化成形材料101の圧力を好適な範囲(例えば平滑な表面の形成やヒケ防止に適する範囲)に自動的に維持することができる。
【0053】
例えば、一具体例として、以下のような制御を行うことができる。すなわち、制御装置82は圧力センサ80からの圧力検知信号を所定の時間毎に継続して受信する。そして、受信した圧力検知信号が予め設定した圧力レベル(例えば7±0.1MPa:以下「初期圧力レベル」という。)に相当するときは、初期設定されている引抜速度(例えば3m/分:以下「初期引抜速度」という。)で樹脂成形体101を引き抜くようにモータ64の制御を行う。しかし、何らかの原因によって、初期圧力レベルよりも高い圧力を示す圧力検知信号が受信された際には、初期引抜速度よりも大きい引抜速度となるようにローラ62,63の回転速度を上げるためのモータ64の制御を行う。これにより、整形流路31の内壁面31aに対する成形材料101の圧力が許容レベルよりも継続して上がってしまうこと(例えば7.1MPa超となること)を防止することができる。
一方、何らかの原因によって、初期圧力レベルよりも低い圧力を示す圧力検知信号が受信された際には、初期引抜速度よりも小さい引抜速度となるようにローラ62,63の回転速度を下げるためのモータ64の制御を行う。これにより、整形流路31の内壁面31aに対する成形材料101の圧力が上記許容レベルよりも下がってしまうこと(例えば6.9MPa未満になること)を防止することができる。
【0054】
また、図1に示す冷却装置65は、樹脂押出成形品100を冷却する冷却槽66及び該冷却槽66に冷却水を供給する冷却水供給源67を備えている。この配置により、ダイ56から引き抜かれた樹脂押出成形品100をすぐに冷却槽66に導入し、成形品全体を完全に冷却することができる。冷却槽66から取り出された樹脂押出成形品100に付着した過剰な水分はエアーカッター(送風機)68によって除去することができる。
冷却装置65の下流側には、引取装置70が配置されており、冷却装置65(冷却槽66)から樹脂押出成形品100を引き取り・回収することができる。回収された樹脂押出成形品100は図示しない切断装置により、所定の長さに切断される。
【0055】
以上、本発明の好適な実施形態を図面を参照しつつ説明したが、本発明の内容を上記実施形態に限定するものではない。
例えば、上記本体部成形用ユニットを用いる場合、サイジング装置30において相互に異なる温度の冷媒を各通路35A,35B,35C,35Dに通すことによって、冷却ユニット30A,30B,30C,30Dごとに異なる冷却温度を設定してもよい。例えば、オリフィス27に近い上流域をやや高めの温度に設定し、それよりも下流域は比較的低めの温度に調節してもよい。このような冷却温度勾配を設けることによって、成形材料内部の溶融部分101bを整形流路31の上流域及び中流域(好ましくは図3に示すように整形流路31の全長の上流側入口から3分の2を越えるところまで)でも容易に維持することが可能となり、当該上流域において残存溶融部分101bを介して整形流路31の内壁面31aに成形材料101の表面を効果的に圧接することができる。これにより、本体部表面のより高度な平滑化と形状寸法の正確化(ヒケ等の発生防止)を実現することができる。
【0056】
また、上記実施形態に係る押出製造ライン1では、引抜装置60を設けて押出ダイ内の圧力が一定となるように樹脂成形体101の移動速度を調節しているが、このような引抜装置60を設けることなく、押出機10からの成形材料101の押出し量(供給量)の増減調節のみによって樹脂成形体(形状化成形材料)101の移動速度を調節してもよい。
また、引抜装置60に装備される上記一対のローラ62,63は、樹脂成形体101を挟持してスリップを生じることなくその移動速度を調節し得るものであれば、その表面形状や材質に特に制限はない。例えば、外周面にローレット加工等による凹凸面が形成されたローラ(スチール製等)を使用すると、当該ローレット加工面が樹脂成形体の表面に食い込んで回転駆動するため、ローラと樹脂成形体との間にスリップが無く、確実に引抜き力を付与することができる。なお、ローラは一対に限られず、二対以上設けてもよい。
また、表面が柔らかい材質の樹脂成形体に適用する場合には、ローラに挟まれることによって好ましくない痕跡が当該成形体の表面に形成されるのを防止するため、ゴム製のローラを用いるとよい。あるいは、円筒形のローラに代えてゴム製のベルトやクローラ(無限軌道形状)等を用いるとよい。
【0057】
また、上記の実施形態は、図8に示す車両用ルーフモールディング100の製造を例に説明したが、本発明によると上記ルーフモールディング以外にも種々の形状の押出成形品を製造することができる。
【0058】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の押出製造装置(ライン)の一例を示す概略説明図である。
【図2】 一実施形態に係る押出製造装置の要部を示す縦断面図である。
【図3】 ダイのオリフィスからサイジング装置の整形流路に導入された成形材料の状態を模式的に説明する縦断面図である。
【図4】 図3のIV−IV線断面図(但し流路内のみ示す)である。
【図5】 図3のV−V線断面図(但し流路内のみ示す)である。
【図6】 図3のVI−VI線断面図(但し流路内のみ示す)である。
【図7】 図1のVII−VII線断面図である。
【図8】 図1のVIII−VIII線断面図であり、一実施形態に係る押出成形品(ルーフモールディング)の構造を示す横断面図である。
【符号の説明】
1 押出製造装置
10,40,50 押出機
20,46,56 ダイ
22,26 溶融樹脂流路
27 オリフィス
30 サイジング装置
31 整形流路
60 引抜装置
90,90A,90B 熱伝達部材
92,92A,92B 熱伝達部材の先端部分
100 押出成形品(ルーフモールディング)
101 本体部
101a 固化部分
101b 溶融部分
Claims (14)
- 表面平滑な押出成形品を製造する方法であって、以下の工程:
(a)押出機に連結され、加熱溶融した樹脂が流れる溶融樹脂流路と所定の開口形状のオリフィスとを有する押出成形ダイと、そのダイと連結され、該オリフィスの開口形状に整合する横断面形状で内壁面が平滑な整形流路を有するサイジング装置とを備える押出成形装置であって、前記ダイの溶融樹脂流路内には、該流路内を流れる溶融状態の成形材料に熱を供給する一又は二以上の熱伝達部材が流路の前後方向に沿って配置されており、該熱伝達部材の先端部分は前記オリフィスを越えて前記整形流路に入り込んでいるとともに先細り形状に形成されている押出成形装置に、熱可塑性樹脂の成形材料を供給する工程;および
(b)溶融状態の成形材料を前記熱伝達部材を囲むようにして前記オリフィスからサイジング装置へ導入し、内壁面が前記成形材料の溶融温度よりも低い温度に調節された前記整形流路の内壁面に接触させて外表面側から冷却させながら前記成形材料を通過させて、所定の横断面形状を有する実質的に固化状態の樹脂成形体を該サイジング装置から排出する工程、
ここで前記熱伝達部材から成形材料に熱を供給して該熱伝達部材周囲の成形材料の冷却を遅らせることによって該熱伝達部材先端を通過する時点では成形材料の内部に溶融部分を残存させ、その溶融部分の膨出圧力によって成形材料の表面を整形流路の内壁面に圧接させて平滑な外表面を形成すると共に下流側に向けて移動させつつ成形材料の固化が進行するようにして該(b)工程が実施される;
を包含する、表面平滑な押出成形品の製造方法。 - 前記サイジング装置の下流側に引抜装置を配置し、その引抜装置によって前記サイジング装置から排出される樹脂成形体に引抜力を与える、請求項1に記載の製造方法。
- 前記サイジング装置に導入される溶融状態の成形材料の前記ダイ内の圧力が一定となるように、前記サイジング装置から排出される樹脂成形体の引抜速度を制御する、請求項2に記載の製造方法。
- 前記熱伝達部材は前記ダイからの伝導熱で加熱される、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記熱伝達部材は自己発熱により加熱される、請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 前記オリフィスの位置において、前記熱伝達部材を該部材の周囲にある溶融樹脂流路の内壁面から離れて該流路の中に配置する、請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。
- 前記成形材料は粉状及び/又は繊維状の固形充填材を含有する、請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
- 熱可塑性樹脂の成形材料から表面平滑な押出成形品を成形する装置であって、
押出機に連結され、溶融樹脂流路と該溶融樹脂流路を流れる成形材料を加熱する加熱手段と所定の開口形状のオリフィスとを有する押出成形ダイと、
そのダイに連結され、該オリフィスの開口形状に整合する横断面形状で内壁面が平滑な整形流路と該整形流路を通過する成形材料を冷却する冷却手段とを有するサイジング装置と、
前記溶融樹脂流路内に配置され、該流路内を流れる溶融状態の成形材料に熱を供給する一又は二以上の熱伝達部材とを備え、
ここで該熱伝達部材は、流路の前後方向に沿って配置されており、該熱伝達部材の先端部分は前記オリフィスを越えて前記整形流路に入り込んでいるとともに先細り形状に成形されている、
ことを特徴とする押出成形装置。 - 前記サイジング装置の下流側に引抜装置を備え、その引抜装置によって前記サイジング装置から排出される樹脂成形体に引抜力を与える、請求項8に記載の製造装置。
- 前記ダイと前記サイジング装置との間の熱の伝達を制限する断熱部が前記ダイと前記サイジング装置の連結部分に設けられている、請求項8又は9に記載の製造装置。
- 前記熱伝達部材は前記熱可塑性樹脂よりも熱伝導率の高い材料で形成されており、前記ダイから熱が伝導可能な状態で前記ダイに取り付けられている、請求項8〜10のいずれかに記載の製造装置。
- 前記熱伝達部材は通電すると少なくともその一部が発熱するように構成されている、請求項8〜10のいずれかに記載の製造装置。
- 前記オリフィスの位置において、前記熱伝達部材は、該部材の周囲にある溶融樹脂流路の内壁面から離れた位置に配置されている、請求項8〜12のいずれかに記載の製造装置。
- 前記サイジング装置は、前記整形流路の前後方向に相互に独立して制御可能な複数の冷却手段を備えている、請求項8〜13のいずれかに記載の製造装置。
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