JP6799458B2

JP6799458B2 - 樹脂チューブ成形機における気泡除去装置

Info

Publication number: JP6799458B2
Application number: JP2016250196A
Authority: JP
Inventors: 浩幸磯
Original assignee: Sanoh Industrial Co Ltd
Current assignee: Sanoh Industrial Co Ltd
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2020-12-16
Anticipated expiration: 2036-12-23
Also published as: JP2018103408A; CN109952186A; CN109952186B; WO2018116515A1; MX2019007578A

Description

本発明は、樹脂チューブ成形機に設置される気泡除去装置に関するものである。

従来より、押出成形用金型から押し出された樹脂チューブをサイジングダイに導き、その後、冷却水槽に導入して所定寸法の樹脂チューブに成形する樹脂チューブ成形機が用いられている。
かかる樹脂チューブ成形機においては、冷却水槽内の冷却水中に高温状態の樹脂チューブを通過させるものであるため、冷却水が加熱されること等により冷却水中に気泡が発生し、発生した気泡が樹脂チューブの表面に付着してその部分が冷却不良となり、製造された樹脂チューブの表面にクレーター状の凹凸が生じるという問題があった。

上記したことを防止するため、特許文献１には、冷却水供給口を備えた水冷リングを冷却水槽内に設け、該水冷リング内を通過する樹脂チューブと水冷リングの端部との間隙のうち少なくとも挿入側の間隙より冷却水を噴出させ、該噴出する冷却水により樹脂チューブの表面に付着した気泡を除去する構造の気泡除去装置が提案されている。

特開平４−３５３４２６号公報

しかしながら、上記した特許文献１に開示された技術にあっては、単に樹脂チューブの表面に沿って冷却水を噴出させ、該噴出水の圧力により表面に付着した気泡を除去する構造の装置であり、気泡の発生それ自体を抑えることができるものではなかった。そのため、樹脂チューブの表面に付着した気泡を除去するためには、それなりの冷却水の噴射圧力及び噴射水量が要求され、装置が大掛かりなものとなっていたとともに、ランニングコストも掛かるものであった。

本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的とするところは、気泡の発生それ自体も抑制することができ、且つ、効率的に樹脂チューブの表面に付着する気泡を無くすことができる樹脂チューブ成形機における気泡除去装置を提案することにある。

上記した目的を達成すべく、本発明者らは鋭意研究を進めた結果、冷却水中に発生する気泡は、高温の樹脂チューブとの接触により発生するものの他、高温の樹脂チューブを正規の管形状に賦形するサイジングダイとの接触により発生するものも少なからず存在すること、また早い時期に樹脂チューブを冷却させれば、それ以降の気泡の付着は起きにくいとの知見を得、次の（１）〜（２）に記載の本発明に係る樹脂チューブ成形機における気泡除去装置を完成させた。
（１）押出成形用金型から押し出された樹脂チューブをサイジングダイに導き、その後、冷却水槽に導いて冷却して所定寸法の樹脂チューブに成形する樹脂チューブ成形機における気泡除去装置であって、上記気泡除去装置は、上記サイジングダイと冷却水槽との間に設置された内周面に間隔をおいて複数個の噴出穴が形成されたシャワーリングであり、該シャワーリングは、その内径Ｄが通過する樹脂チューブの外径ｄの３〜８倍、長さＬが通過する樹脂チューブの外径ｄの１．０〜３．５倍に形成され、上記シャワーリングの内周面に形成された噴出穴が、シャワーリングの５ｃｍ×５ｃｍの壁面に１０〜５５個形成されており、該シャワーリングへの冷却水の供給水量が、１００〜３００ｃｍ ³ ／ｓｅｃに設定されており、該シャワーリングの上流側に存在する上記サイジングダイ及び該サイジングダイを出た直後の樹脂チューブに対して、前記噴出穴から冷却水を噴射するように構成されていることを特徴とする、樹脂チューブ成形機における気泡除去装置。
（２）上記サイジングダイの後方端が、上記シャワーリングの前方開口に挿入されていることを特徴とする、上記（１）に記載の樹脂チューブ成形機における気泡除去装置。

上記した本発明によれば、サイジングダイと冷却水槽との間に、内周面に間隔をおいて複数個の噴出穴を形成したシャワーリングを設け、該シャワーリングの上流側に存在する上記サイジングダイ及びサイジングダイを出た直後の樹脂チューブに対して、前記噴出穴から冷却水を噴射する構造の気泡除去装置としたので、樹脂チューブのみならずサイジングダイの冷却が図れ、気泡の発生それ自体を抑えることができるとともに、早い時期において樹脂チューブの冷却が図れ、気泡が付着し難いものとすることができる。また、噴射する冷却水によって、冷却水中を浮遊する気泡が樹脂チューブの表面に付着することを防止し、且つ、樹脂チューブの表面に付着した気泡を除去することができるため、効率的に樹脂チューブの表面に付着する気泡を無くすことができる。

樹脂チューブ成形機の全体を模式的に示した側面図である。サイジングダイ部とシャワーリング部を示した斜視図である。サイジングダイ部とシャワーリング部とを組み付けた状態の縦断面図である。本発明に係る装置の要部を示した縦断面図である。図４のＡ部を拡大して示した図である。

以下、本発明に係る樹脂チューブ成形機における気泡除去装置の一実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、樹脂チューブ成形機の全体を模式的に示した図である。
この樹脂チューブ成形機１は、金型を備えた押出機２と、該押出機２より押し出された樹脂チューブＰを冷却する冷却水槽３と、冷却水槽３にて冷却されるとともに、所定寸法に成形された樹脂チューブＰを引き取る引取機４と、製造された樹脂チューブＰを所定の長さに切断する切断機５とから構成されている。そして、上記冷却水槽３の入口には、押出機２より押し出された高温の樹脂チューブＰを所定の管形状に賦形するサイジングダイ部１０と、該サイジングダイ部１０の出口側に配設されたシャワーリング部２０とを備えている。

上記サイジングダイ部１０は、図２及び図３に示したように、サイジングダイ１１と、該サイジングダイ１１を支持固定する固定部材１２とからなる。サイジングダイ１１は、内周面が樹脂チューブＰを所定の管形状に賦形するように形成された円筒状部１３と、この円筒状部１３の入口部外周に設けられた環状部１４及び円筒状部１３の途中に設けられたフランジ部１５とが一体的に形成されたものである。このサイジングダイ１１は、固定部材１２に水密に取り付けられることにより、上記環状部１４とフランジ部１５との間にキャビティ１６が画成され、該キャビティ１６に連通する水路１７が固定部材１２に穿設されている。また、サイジングダイ１１の前記円筒状部１３の入口部内周には、前記キャビティ１６に連通する小穴１８が複数個形成され、外部から水路１７を介して前記キャビティ１６に導いた冷却水を、各小穴１８から噴出させることができるように構成されている。更に、サイジングダイ１１の円筒状部１３の後方端は露出するように上記固定部材１２に取り付けられ、固定部材１２の後方内周面には、上記露出したサイジングダイ１１の円筒状部１３に向かって徐々に狭くなる傾斜部１９が形成されている。

一方、シャワーリング部２０は、やはり図２、図３に示したように、シャワーリング２１と、該シャワーリング２１を支持固定する固定部材２２とからなる。シャワーリング２１は、上記サイジングダイ１１の円筒状部１３の外径よりも大きな内径に形成されたリング状本体部２３と、このリング状本体部２３の後方端外周に設けられたフランジ部２４とからなり、前記リング状本体部２３の壁面には、複数個の噴出穴２５がシャワーリング２１の周方向と軸方向のそれぞれに間隔をおいて穿設されている。噴出穴２５の間隔は、周方向に等間隔かつ軸方向に等間隔であることが望ましい。このシャワーリング２１は、固定部材２２に水密に取り付けられることにより、固定部材２２との間にキャビティ２６が画成され、該キャビティ２６に連通する水路２７が固定部材２２に穿設されており、外部から該水路２７を介してキャビティ２６に導いた冷却水を、シャワーリング２１の前記各噴出穴２５から噴出させることができるように構成されている。

上記したサイジングダイ部１０及びシャワーリング部２０は、図４及び図５に示したように、冷却水槽３の入口に水密に取り付けられ、本発明に係る気泡除去装置を有する樹脂チューブ成形機に構成される。この際、図５に示したように、上記サイジングダイ１１の円筒状部１３の後方端が、上記シャワーリング２１のリング状本体部２３の前方開口に挿入された状態で取り付けられることが好ましい。また、サイジングダイ部１０の固定部材１２の後方内周面に形成された上記傾斜部１９が、シャワーリング２１のリング状本体部２３の前方開口から連なる傾斜面になるように取り付けられることが好ましく、これによって、シャワーリング２１の噴出穴２５から噴射された冷却水が、よりサイジングダイ１１側に流入し易いものとすることができる。

続いて、上記したように構成された樹脂チューブ成形機１の作動について説明する。

冷却水槽３には、図示しない冷却手段にて冷却された冷却水が供給され、その排水は再び冷却手段に送られて冷却され、所定温度の冷却水が循環するように構成されている。また、サイジングダイ部１０に画成されたキャビティ１６、シャワーリング部２０に画成されたキャビティ２６にそれぞれ連通する水路１７，２７にも、冷却手段から上記冷却水槽３に供給される給水管から分岐した給水管が接続されて冷却水が供給され、サイジングダイ１１の入口部内周に形成された上記小穴１８、シャワーリング２１の壁面に形成された上記噴出穴２５からそれぞれ冷却水が噴出されている。
なお、サイジングダイ部１０及びシャワーリング部２０に供給される冷却水は、それぞれ冷却水槽３に供給される冷却水とは別系統のものとしてもよい。また、特にシャワーリング部２０に供給される冷却水は、水量計を設置してその水量を任意に変更できるように構成されていることは好ましい。

先ず、押出機２にて樹脂を混練、溶融し、金型に供給してその環状の樹脂流路から溶融樹脂を押し出して樹脂チューブＰに成形する。次いで、金型から押し出された高温の樹脂チューブＰは、サイジングダイ部１０のサイジングダイ１１を通過することにより、製造しようとする樹脂チューブＰの外径に規制される。この際、サイジングダイ１１の入口部内周に形成された小穴１８から上記したように冷却水が供給されると、該冷却水は樹脂チューブＰの表面に付着した状態でサイジングダイ１１内に引き込まれ、樹脂チューブＰの外周面とサイジングダイ１１の内周面との間に均一な水膜が形成され、この水膜の潤滑作用によって樹脂チューブＰはサイジングダイ１１をスムースに通過し、所定の管形状に賦形される。なお、上記小穴１８から噴出させる冷却水の作用効果から、該小穴１８から噴出させる冷却水の噴射圧力及び噴射水量は微小なもので十分である。

続いて、サイジングダイ部１０を通過した樹脂チューブＰがシャワーリング部２０に導かれると、図５に示したように、シャワーリング２１の各噴出穴２５から樹脂チューブＰの外周面に向けて冷却水が噴射される。噴射された冷却水は、樹脂チューブＰのみならずサイジングダイ１１の冷却も図れ、気泡の発生を抑えることができるとともに、早い時期において樹脂チューブＰの冷却が図れ、気泡が付着し難いものとすることができる。また、噴射する冷却水によって、冷却水中を浮遊する気泡が樹脂チューブＰの表面に付着することを防止し、且つ、樹脂チューブＰの表面に付着した気泡を除去することができるため、効率的に樹脂チューブＰの表面に付着する気泡を無くすことができる。

すなわち、押出機２から押し出された直後の樹脂チューブＰは約２００℃、サイジングダイ１１を通過した直後の樹脂チューブＰは約１８０℃であり、該高温の樹脂チューブＰと接触したサイジングダイ１１も当然同程度の温度に加熱されている。そのため、これらの高温状態の樹脂チューブＰ、サイジングダイ１１が冷却水に接触して冷却水が温められると、該冷却水中に溶け込んでいた空気が気泡となって発生することとなる。本発明においては、これらの高温状態の樹脂チューブＰのみならず、サイジングダイ１１にも冷却水を噴射してその温度を下げることができるので、気泡の発生それ自体を抑えることができる。また、噴射した冷却水は、サイジングダイ１１を通過した直後の樹脂チューブＰを速やかに冷却して冷却水中を浮遊する気泡が樹脂チューブＰの表面に付着することを防止し、且つ、樹脂チューブＰの表面に付着した気泡を除去することができるため、効率的に樹脂チューブＰの表面に付着する気泡を無くすことができる。
上記したシャワーリング１１に期待される作用効果から、シャワーリング１１の内径Ｄは、通過する樹脂チューブＰの外径ｄの１．５〜１２．５倍、長さＬは、通過する樹脂チューブＰの外径ｄの０．５〜５．０倍に設定されていることが好ましく、内径Ｄは３〜８倍、長さＬは１．０〜３．５倍に設定されていることが更に好ましい。また、噴出穴２５は、シャワーリング１１の５ｃｍ×５ｃｍの壁面に１０〜５５個〔単位面積（１ｃｍ×１ｃｍ）に換算すると０．４〜２．２個〕形成されていることが好ましく、２０〜４５個〔単位面積に換算すると０．８〜１．８個〕形成されていることが更に好ましい。更に、シャワーリング１１への冷却水の供給水量は１００〜３００ｃｍ³／ｓｅｃに設定されていることが好ましく、供給水量は２００〜２７０ｃｍ³／ｓｅｃに設定されていることが更に好ましい。

次いで、シャワーリング部２０を通過した樹脂チューブＰは、表面に気泡が付着していない状態で冷却水槽３の冷却水によって冷却が継続されるとともに、所定寸法に規定されて引き取られる。この結果、表面に凹凸のない樹脂チューブＰを、確実に製造することができる。

以上、本発明に係る樹脂チューブ成形機の気泡除去装置の実施形態を説明したが、本発明は、何ら既述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想の範囲内において、種々の変形、変更を加えた実施形態とすることが可能であることは当然である。

本発明によれば、気泡が成形途中の樹脂チューブの表面に付着することによる凹凸の発生を確実に防止することができることから、不良率を削減し、効率よく樹脂チューブを製造することができ、樹脂チューブ成形機における気泡除去装置として、広く使用することができる。

１樹脂チューブ成形機
２押出機
３冷却水槽
４引取機
５切断機
１０サイジングダイ部
１１サイジングダイ
１２固定部材
１３円筒状部
１４環状部
１５フランジ部
１６キャビティ
１７水路
１８小穴
１９傾斜部
２０シャワーリング部
２１シャワーリング
２２固定部材
２３リング状本体部
２４フランジ部
２５噴出穴
２６キャビティ
２７水路

Claims

押出成形用金型から押し出された樹脂チューブをサイジングダイに導き、その後、冷却水槽に導いて冷却して所定寸法の樹脂チューブに成形する樹脂チューブ成形機における気泡除去装置であって、上記気泡除去装置は、上記サイジングダイと冷却水槽との間に設置された内周面に間隔をおいて複数個の噴出穴が形成されたシャワーリングであり、該シャワーリングは、その内径Ｄが通過する樹脂チューブの外径ｄの３〜８倍、長さＬが通過する樹脂チューブの外径ｄの１．０〜３．５倍に形成され、上記シャワーリングの内周面に形成された噴出穴が、シャワーリングの５ｃｍ×５ｃｍの壁面に１０〜５５個形成されており、該シャワーリングへの冷却水の供給水量が、１００〜３００ｃｍ ³ ／ｓｅｃに設定されており、該シャワーリングの上流側に存在する上記サイジングダイ及び該サイジングダイを出た直後の樹脂チューブに対して、前記噴出穴から冷却水を噴射するように構成されていることを特徴とする、樹脂チューブ成形機における気泡除去装置。
上記サイジングダイの後方端が、上記シャワーリングの前方開口に挿入されていることを特徴とする、請求項１に記載の樹脂チューブ成形機における気泡除去装置。