JP5726179B2 - 筒状製品を押出成形するダイ工具 - Google Patents

Description

本願は押出装置に関し、特に、筒状製品を押出成形するのに用いられるダイ工具に関する。

筒状プラスチック製品は、溶融プラスチックの供給部に接続されたダイヘッドを用いて押出成形され、その場合、ダイヘッドが圧力を印加し、該ダイヘッドの吐出口に位置するダイ工具に溶融プラスチックを前進させる。ダイ工具は、溶融プラスチックを受け取って該溶融プラスチックを押出口にガイドするのに用いられる。筒状製品の押出成形用のダイ工具では、ダイ工具は一般的に、同軸の内筒部材と協働する外筒部材を含んでおり、それによって、これら間に１本の円筒状の押出通路が画定されるか又は複数の円筒状の押出通路が画定される。ダイ工具の下流端には、一般的に、制限された押出口を画定する絞りが設けられている。筒状製品が二重壁筒状製品である場合、第２のダイヘッド通路が用いられ、第３の筒部材によって画定された第２の押出通路がダイ工具内に設けられる。溶融プラスチックは、第１の押出口の下流に通常は位置する第２の押出口に供給される。

単壁管又は二重壁管を押出成形するダイ工具は製造に費用がかかり、種々の円筒構成部材を相互接続し且つそれらの間に特定の関係を維持するために、スパイダーの使用を必要とする。これらのスパイダーは溶融プラスチックの流れストリーム中に位置し、プラスチックの流れの途絶を最小限にとどめるように設計されている。これらのスパイダーは特殊形状を有しており、空気式部材用の押出スリーブ孔を機械的に接続する役割を果たす。変差を少なくするように構成部材の組み付けにも注意を払う必要がある。

ダイ工具は、製造及び組み付けに比較的費用のかかることに加え、損傷を受け易い場合がある。種々の押出通路のいずれかにおいて過剰な圧力が生じる場合、実際のダイ工具は歪んで損傷を受ける可能性がある。

本発明は、使用に効果的であることが見出されている代替的な構成を提供し、一般に認められている技術に勝る特定の利点を有する。

本発明によれば、連続的な筒状プラスチック製品を成形するために、ダイヘッドと押出口との間の溶融プラスチックの分配を制御するダイ工具は、ダイ工具の長さに延びる一連の穿孔通路であって、圧力下で溶融プラスチックを受け取るようにダイヘッドに設けられている該通路への離間した入口を有する、穿孔通路を備える。穿孔通路は、押出口に隣接して該押出口の上流に通路出口の所定パターンを形成する。押出口は、筒状プラスチック製品を成形する溶融プラスチックを押し出すように、内壁と外壁との間に画定される。

本発明の一態様によれば、通路は、入口から前記通路出口の所定パターンに向かって収束する。

本発明の好ましい態様によれば、一連の通路は第１の一連の通路と第２の一連の通路とに分割され、押出口は、第１の一連の通路に関連付けられる第１の押出口と、第２の一連の通路に関連付けられる第２の押出口とを含む。筒状プラスチック製品は、二重壁筒状プラスチック製品である。

本発明の態様によれば、二重壁筒状プラスチック製品は、一定断面の内壁と、製品に沿って該内壁の選択されたポイントに接続された波形外壁とを有する波形製品である。

本発明のまたさらなる態様では、波形製品は細長い断面を有する。

本発明のまた更なる態様では、前記所定パターンによって細長い断面が画定され、該細長い断面は実質的に直線のベース部と、湾曲上部によって相互接続された湾曲端部とを含む。

本発明のまたさらなる態様では、一連の通路は１０本の通路よりも多い。

本発明のまた更なる態様によれば、通路の出口は、一端が絞りによって制限された共通の配合室へ供給し（feed）、均一な押出口を形成する。通路が第１の一連の通路及び第２の一連の通路に分割される場合、２つの配合室が各プラスチック層に１つずつ提供される。

本発明のまた更なる態様では、入口と出口との間の通路は、通路間の溶融プラスチックの制限された流れを可能にする共通の接続リングによって相互接続される。

本発明のまたさらなる態様によれば、ダイ工具は、少なくとも２つの接続されたボディ部分を備え、通路はボディ部分に穿孔されており、各ボディ部分が複数の通路を含む。所与の通路が異なる角度で別個のセグメントを有する場合、より良好な流れを提供するように、工具の割り型の接合地点に、該接合部の拡大した蓄積領域を設けることができる。

本発明はまた、ダイヘッドと接続する上流端と、ダイ出口を通して成形可能な筒状押出品を排出する下流端とを含む、筒状製品を押出成形するダイ工具を含む。該ダイ工具は上流端に、該ダイ工具の長さに延びる個々の一連の通路を含み、該一連の通路はそれぞれ、ダイヘッドから溶融プラスチックを受け取ると共に、下流端に向かってプラスチックのストリームをガイドする。下流端に隣接する各個々の通路は出口ポートを含み、該出口ポートは、成形可能な筒状押出品を成形するパターンでプラスチックのストリームを分配するように位置決めされている。一連の出口ポートは全て、溶融プラスチックが押し出されるときに通るダイ出口を形成するように、一端が制限された筒状の配合室に溶融プラスチックを供給する。

本発明の一態様によれば、個々の通路はダイボディ組立体内に形成される。

本発明のまたさらなる態様によれば、各個々の通路は、ダイボディ組立体への穿孔方法によって少なくとも部分的に形成される。

本発明のまたさらなる態様によれば、筒状の配合室における個々の通路は非円形パターンを形成する。

このダイ設計の重要な利点は、異なる流動孔がダイ工具のボディを通っているため、内部溶融圧力に関して安定していることである。

本発明の好ましい実施形態を図面において示す。

ダイヘッドと、該ダイヘッドの排出部に接続されたダイ工具の一部とを示す、装置の部分図である。 個々の通路と、二重壁波形管タイプの製品を成形するためのプラスチックの押し出しとを示す、ダイ工具の部分断面図である。 ダイ工具を通る第１の一連の通路及び第２の一連の通路を例示するために、出口に設けられる絞りがない状態のダイ工具の端面図である。 配合室に隣接する複数の出口を示す部分端面図である。

図１及び図２に示す押出装置は、押出口６及び８を含むダイ工具４に接続されたダイヘッド２を備える。ダイヘッドは、適したプラスチック供給部に接続されており、例示の実施形態では２つの別個の押出機が示されている。ダイ工具は、図１の断面図では５０及び５２として示す第１の一連の通路を有しているが、好ましくはダイ工具に穿孔された追加の通路（図３参照）があり、通路の入口がダイヘッドに接続されている。通路５２及び５４の出口５４及び５６が図２に示されており、ダイ工具の下流端の一部を形成している。第２の一連の通路６０及び６２が図１に示されており、これらの通路がダイ工具の下流端に示されている押出成形される波形管の内壁を押出成形する。通路６０及び６２も同様に、溶融プラスチックを受け取るとともにダイ工具の下流端に溶融プラスチックをガイドするように、ダイヘッドに関連付けられた入口を含む。通路６０は出口６４を含み、通路６２は出口６６を含む。

通路５０、５２、６０及び６２の出口はダイ工具の下流端に位置決めされており、これらの出口は、１０及び１２として示す配合室へ開口している。配合室１０は第１の一連の通路５０及び５２に関連付けられており、配合室１２は第２の一連の通路６０及び６２と共に示されている。これらの配合室はダイ工具の下流端に設けられており、押出間隙２２及び３２を形成する絞り２０及び３０が設けられている。これらの絞りはダイ工具に付加されており、別個の構成部材である。

図２を再び参照すると、ダイ工具４の大部分が一体型ボディ部材７０に形成されていることが分かる。一体型ボディ部材７０は好ましくは、該ボディ部材の長さを通って穿孔された一連の通路を有しており、隣接し合う通路はボディ部材７０によって一体的に接続されている。これによりダイ工具に関して優れた強度が与えられ、その製造も簡易化する。配合室１０及び１２は好ましくは、ダイ工具の端に凹部を機械加工することによって形成される。

ダイ工具４は、ボディ部材７０と同様の複数の接続されたボディ部材から作製することができる。そのような１つの更なるボディ部材が図１に７１として示されている。このボディ部材７１もまた、一連の通路を含んでおり、これらの通路は好ましくは、該部材に穿孔されている。流れ特性を改善するために、通常は入口及び出口に隣接したこれらの通路の何らかの成形も行うことができる。ボディ部材７０及び７１は機械的に固定することができ、これらの２つのボディ部材の当接部に適切なシールが設けられる。

図１及び図２に示すようなダイ工具の場合、通路の精度は通路の形成時点で定められるため、ダイ工具の組み付けは簡易化する。ボディ部材は、各通路の円周が１つのボディ部材内に画定されるため、本質的に強度が持続する。

図１及び図２に示すようなダイ工具は複数の接続された構成部材として例示されているが、これらの構成部材はダイ工具の長さに沿って接続される。必要であればダイ工具を水平に分割することも可能である。各ボディ部材が通路を全て含む一連の接続された単一ボディ部材を有することが好ましいことは確かである。本発明の重要な態様は、単一ボディ部材に形成された通路を含む、ボディ部材を通って延びる複数の通路を有することである。この構成の場合、通路の間隔が互いに比較的密接することができ、好ましくは、配合室の上流端の通路も、押出成形すべき製品に従った所定の形状を有する。通路の出口のパターンに関連する通路の入口のパターンは通常、著しく様々であろう。

本発明のこの態様は図３に見ることができ、ここでは、最終的に波形製品の内壁を形成する第1の一連８０の通路が示されている。この第１の一連８０は、実質的に平坦なベース部、湾曲端部及び湾曲上部を画定するように通路の所定パターンの出口を有する。第２の一連８２の通路の出口が示されており、これは外壁を形成するとともに、第１の所定パターンに対応しているが、若干大きく且つそれと同軸の構成である。図３に関して説明した特定のパターンは配合室にあるが、第１の一連の通路の上流端は、８４で全体的に示す円形構成を有する。これらはダイヘッドに設けた通路への入口である。第２の一連８２もまた、円形構成であり、同様にダイヘッドに設けたこれらの通路への入口である関連パターン８６を有する。図３を再び参照することから理解することができるように、ダイヘッドの通路は比較的広く離間することができ、これらの通路は収束して狭まっており、配合室における通路の出口の密接した間隔を与える。

一連の処理ポート８１、８３、８５及び８７が図３に示されている。ポート８１及び８３はプロセス空気がダイ工具を通って押出口に分配されることを可能にする。ポート８５及び８７は冷却水を循環させ、過剰な熱を取り除く。これらのポートを制御及び調整する自動制御部を用いることができる。

図２を再び参照することから理解することができるように、通路の収束はダイ工具の上流端で生じることができ、その後、配合室へのプラスチックの流れの実質的に平行なより長いガイドが続く。これにより、配合室の後で出る前にプラスチックのコンシステンシー（consistency）が与えられる。

本発明の好ましい一態様は図４に示されており、ここでは、配合室における通路の出口が、プラスチックの流れがそれぞれの配合室に入ると該プラスチックの流れの拡散をもたらすように変更されている。これらの出口は、該出口の両側に、隣接し合う出口が概ね連接するようにＶ字状タイプの凹部９２を含む。これにより、押出口を通って吐出される前に配合室内でのプラスチックの流れの連続性の改善が与えられる。

他の押出装置に見られるように、ダイ工具は好ましくは、中央通路だけでなく、その効果的な冷却のためにダイ工具を通る他の通路を含む。これらの通路もまた、ダイ工具内に容易に機械加工することができる。

本発明の種々の好ましい実施形態を本明細書において詳細に説明してきたが、当業者には、本発明の精神又は添付の特許請求の範囲から逸脱することなくそれらの実施形態に対して変更を行うことができることが理解されるであろう。

Claims (19)

1. 連続的な筒状プラスチック製品を成形するために、ダイヘッドと押出口との間の溶融プラスチックの分配を制御するダイ工具であって、
   前記ダイ工具は、前記ダイ工具の長さに延びる一連の穿孔通路であって、圧力下で溶融プラスチックを受け取るように前記ダイヘッドの前記通路への離間した入口を有する、穿孔通路を備え、
   前記穿孔通路は、前記押出口に隣接して前記押出口の上流に通路出口の所定パターンを形成し、
   前記押出口は、前記筒状プラスチック製品を成形する溶融プラスチックを押し出すように、内壁と外壁との間に画定され、
   前記入口と前記出口との間の前記穿孔通路は収束する、ダイ工具。
2. 前記一連の通路は第１の一連の通路と第２の一連の通路とに分割され、前記押出口は、前記第１の一連の通路に関連付けられる第１の押出口と、前記第２の一連の通路に関連付けられる第２の押出口とを含み、前記筒状プラスチック製品は二重壁筒状プラスチック製品である、請求項１に記載のダイ工具。
3. 前記二重壁筒状プラスチック製品は、一定断面の内壁と前記内壁に接続された波形外壁とを有する波形製品である、請求項２に記載のダイ工具。
4. 前記波形製品は細長い断面を有する、請求項３に記載のダイ工具。
5. 前記細長い断面は、直線のベース部、及び湾曲上部によって相互接続された湾曲端部を含む、請求項４に記載のダイ工具。
6. 前記通路の前記出口は全て、前記押出口を形成するように絞りによって一端が制限された共通の配合室へ開口している、請求項１に記載のダイ工具。
7. 前記入口と前記出口との間の前記通路は、通路間の溶融プラスチックの流れを可能にする共通の接続リングによって相互接続される、請求項６に記載のダイ工具。
8. 前記ダイ工具は、少なくとも２つの接続されたボディ部分を備え、前記通路は前記ボディ部分に穿孔され、各ボディ部分は複数の通路を含む、請求項６に記載のダイ工具。
9. 前記一連の通路は１０本の通路よりも多い、請求項１に記載のダイ工具。
10. ダイヘッドと接続する上流端と、ダイ出口を通して成形可能な筒状押出品を排出する下流端とを備え、筒状製品を押出成形するダイ工具であって、
    前記ダイ工具は前記上流端に、前記ダイ工具の長さに延びる個々の一連の通路を含み、前記一連の通路はそれぞれ、前記ダイヘッドから溶融プラスチックを受け取る入口を有すると共に、前記下流端に向かってプラスチックのストリームをガイドし、 前記下流端に隣接する各個々の通路は出口を含み、前記出口は前記成形可能な筒状押出品を成形するパターンで前記プラスチックのストリームを分配するように位置決めされ、
    前記一連の出口は全て、溶融プラスチックが押し出されるときに通る前記ダイ出口を形成するように一端が制限された筒状の配合室に、溶融プラスチックを供給し、
    前記個々の通路は、前記入口と前記出口との間において収束する穿孔通路である、ダイ工具。
11. 前記個々の通路はダイボディ組立体内に形成される、請求項１０に記載のダイ工具。
12. 前記個々の通路は、内壁を押出成型する第１の一連の通路と、押出成形製品の外壁を押出成型する第２の一連の通路とに分割される、請求項１０に記載のダイ工具。
13. 前記筒状の配合室における前記個々の通路は非円形パターンを形成する、請求項１０に記載のダイ工具。
14. 前記ダイ工具は、第１の内壁及び第２の外壁を有する筒状製品を押出成形し、前記一連の個々の通路は、前記第１の内壁を形成する内部パターン及び前記第２の外壁を形成する外部パターンを形成する、請求項１３に記載のダイ工具。
15. 前記ダイ工具は細長い軸を有し、前記一連の個々の通路は前記細長い軸を中心に位置決めされる、請求項１４に記載のダイ工具。
16. 前記個々の通路は穿孔される、請求項１５に記載のダイ工具。
17. 前記個々の通路は、平坦なベース、対向する湾曲端及び湾曲上部を有する内側の筒状の細長いパターンを形成し、且つ前記内側の筒状の細長いパターンの周りに位置合わせされた対応する外側の筒状の細長いパターンを形成する、請求項１６に記載のダイ工具。
18. 前記筒状の配合室及び前記配合室で終端している前記個々の通路は全て、一体式のダイ工具部材内に形成される、請求項１７に記載のダイ工具。
19. 前記ダイヘッドと前記配合室との間の前記個々の通路は、少なくとも１本の連続的な接続通路によって相互接続される、請求項１０に記載のダイ工具。

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