JP6905605B2 - 多成分押出ダイヘッド、多成分押出システムおよびコンポジットチューブの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、多成分押出ダイヘッド、このような多成分押出ダイヘッドを備えた多成分押出システム、および、コンポジットチューブの製造方法に関する。

コルゲートチューブまたはコルゲートパイプは、特に自動車工学において電線などのケーブル用の保護導管として使用できる。組み立てるために、ケーブルは、引っ張られたり、押されたり、あるいは、コルゲートチューブに敷設されたりする。

独国特許出願公開第１０２０１５１０４２５６号（DE 10 2015 104 256 A1）は、被覆線用のプラスチック製のコルゲートパイプを開示している。コルゲートパイプは、その外周に沿って波形部を備える。波形部は、半径方向に突出した領域と、この半径方向に突出した領域に対して内側に変位した領域とを含む。この半径方向に突出した領域は、半径方向の内側に変位した領域よりも硬いプラスチック材料で構成されている。より柔らかいプラスチック材料によって、コルゲートパイプの柔軟性を調整できる。そして、コルゲートパイプの摩耗特性は、より硬いプラスチック材料によって調整できる。

様々なプラスチック材料を使用できるようにするためには、多成分押出システムを使用することが必要とされる。このような多成分押出システムでは、多成分押出システムのメインダイヘッドで２つの異なるプラスチック材料が組み合わされる。

本発明の目的は、これを背景として改良された多成分押出ダイヘッドを提供することにある。

そこで、コンポジットチューブを製造する多成分押出ダイヘッドを提案する。多成分押出ダイヘッドは、押出ノズルと、第１メルトフローおよび第２メルトフローを押出ノズルに供給するように構成されたメインダイヘッドであって、第１メルトフローおよび第２メルトフローが、メインダイヘッドから押出ノズルのノズル吹出口の方向に遠ざかるように配向された搬送方向に、押出ノズル内で互いに別々に案内されるメインダイヘッドと、メルトフロー分配装置であって、押出ノズル内およびメインダイヘッドの外側に配置され、その周方向に第１メルトフローを分割するように構成され、分割された第１メルトフローに第２メルトフローを供給するように構成され、これにより、第２メルトフローの少なくとも１つの部分が、周方向で第１メルトフロー内に配置されるメルトフロー分配装置とを備える。

メルトフロー分配装置がメインダイヘッド内に配置されていない結果として、メルトフロー分配装置を特に迅速かつ簡単に交換できる。メルトフロー分配装置によって、結果として最適な材料誘導と最適な材料分配を得る。結果として、多成分押出ダイヘッドで使用されるプラスチック材料の滞留時間が短くなる。メルトフロー分配装置の簡単な交換によって、いくつかのプラスチック材料を軸方向に押し出す様々な可能性がもたらされる。

メルトフロー分配装置は、特にメインダイヘッドから離間して配置されている。多成分押出ダイヘッドは、例えば二成分押出ダイヘッドまたは三成分押出ダイヘッドであってもよい。多成分押出ダイヘッドは、コルゲートチューブまたはコルゲートパイプの製造に特に適している。このために、コルゲーターは、搬送方向で見てノズル吹出口の下流側に配置されてもよい。しかし多成分押出ダイヘッドは、滑らかなチューブ、滑らかなパイプまたはその他の外形の製造にも適していてもよい。

第１メルトフローは第１プラスチック材料で形成される。第２メルトフローは第２プラスチック材料で形成される。第１プラスチック材料は一次成分とも呼ばれる。第２プラスチック材料は二次成分とも呼ばれる。第１プラスチック材料と第２プラスチック材料は互いに異なる。例えば、第１プラスチック材料と第２プラスチック材料は互いに化学的に異なる。あるいは、第１プラスチック材料と第２プラスチック材料は、異なる色のみを有してもよい。多成分押出ダイヘッドを使用して、２種類以上の異なるプラスチック材料を加工してもよい。例えば、その場合、メインダイヘッドは、第１メルトフロー、第２メルトフローおよび第３メルトフローを押出ノズルに供給するのに適していてもよい。使用されるプラスチック材料の数、および、メルトフローの数は限定されない。

好ましくは、押出ノズルは、外側ノズルと、外側ノズル内に配置された内側ノズルとを備える。外側ノズルおよび内側ノズルは、対称軸に対して回転対称になるように設計されている。外側ノズルは、メインダイヘッドのノズルホルダーに接続されていてもよい。例えば、外側ノズルは、ノズルホルダーに螺合されていてもよい。好ましくは、内側ノズルは、取付要素、取付ロッドおよびメルトフロー分配装置によって、メインダイヘッドに螺合されている。好ましくは、第１メルトフローは、外側ノズルと内側ノズルとの間に案内される。好ましくは、第２メルトフローは、内側ノズルと取付ロッドとの間に案内される。

好ましくは、メインダイヘッドは、回転対称の穴が設けられたベース本体を備える。この穴には、いわゆるトーピードを配置することができる。トーピードは、円錐形のメルト分配器を備える。メルト分配器は、第１メルトフローを分割して、外側ノズルに供給するように構成されている。トーピードは、分配板をさらに備え、これにより、第２メルトフローを内側ノズルに供給する。すなわち、第２メルトフローは、メルトフロー分配装置の方向の第１メルトフロー内で搬送方向に案内される。

第１メルトフローがその周方向に分割されることは、搬送方向に延びる少なくとも１つのギャップによって分割されることを意味すると理解されるべきである。すなわち、第１メルトフローは、周方向で閉じられていない。押出ノズル内およびノズル吹出口の直前で、第２メルトフローの部分は、メルトフロー分配装置によって第１メルトフローのギャップに供給される。すなわち、第１メルトフローに設けられたギャップは、第２メルトフローの部分によって直ちに閉じられる。

好ましくは、第１メルトフローは、メルトフロー分配装置によって複数の部分に分割される。第２メルトフローの１つの部分は、周方向で見た場合、特に第１メルトフローの２つの部分との間に常に配置され、および、その逆も同様である。第２メルトフローの部分が、第１メルトフローの周方向で第１メルトフロー内に配置されることは、分割された第１メルトフローが第２メルトフローの部分の両側に配置されることを意味すると理解されるべきである。第１メルトフローの半径方向で見たとき、このメルトフローは、特に上下に配置されず、第１メルトフローの周方向で見たときに互いに隣接して互いに平行に配置される。すなわち、第２メルトフローは、半径方向で見て、特に第１メルトフローの外側に配置され、および／または、その逆も同様である。第１メルトフローと第２メルトフローは、特に混合しない。

一実施形態によれば、メルトフロー分配装置は、ノズル吹出口の内または上に配置される。

すなわち、メルトフロー分配装置は、メインダイヘッドから任意の距離に配置することができる。その結果、メルトフロー分配装置は、特に簡単に交換できる。

他の実施形態によれば、メルトフロー分配装置の前面は、ノズル吹出口と同一平面にある。

好ましくは、メルトフロー分配装置の前面は、ノズル吹出口の一部である。この前面は、メインダイヘッドとは反対側に面している。メルトフロー分配装置は、特に、外側ノズル内に配置されている。

他の実施形態によれば、メルトフロー分配装置には、ノズル吹出口から到達可能な取付要素が設けられていて、メルトフロー分配装置は、取付要素を解放した後、押出ノズルから取り外すことができる。

好ましくは、メルトフロー分配装置は、ベース本体を備える。ベース本体は、対称軸に対して回転対称であるように構成されていて、穴の形をした受け領域が設けられている。取付要素は、受け領域に受け入れられてもよい。取付要素は、例えば、取付ロッドの雄ねじに対応するように設計された雌ねじを有してもよい。取付要素はさらに、取付部を有してもよい。取付部は、例えば、六角ソケットであってもよい。その結果、メルトフロー分配装置は、簡単かつ迅速に交換することができる。メルトフロー分配装置を分解および組み立てるために、メインダイヘッドを分解する必要がない。

他の実施形態によれば、メルトフロー分配装置は、取付要素、および、押出ノズルを通過する取付ロッドによって、メインダイヘッドに取り付けられる。

好ましくは、取付ロッドは、メインダイヘッドのトーピードの分配板に螺合している。第２メルトフローは、取付ロッドと内側ノズルの間に案内される。ベース本体では、好ましくは、メルトフロー分配装置は、取付ロッドが受け入れられる中央穴を備える。

他の実施形態によれば、メルトフロー分配装置は、少なくとも１つのメルト分配器を有し、メルト分配器は、第１メルトフローをその周方向に分割するように構成されている。

メルト分配器の数は、任意である。例えば、１２個のメルト分配器が設けられてもよい。しかし、１個、２個、３個あるいは任意の数のメルト分配器のみが設けられてもよい。好ましくは、複数のメルト分配器が設けられ、第１メルトフローを複数の部分に分配する。メルト分配器は、アイランドと呼ばれることもある。メルト分配器は、内側の外側ノズルに接触する。

他の実施形態によれば、少なくとも１つのメルト分配器は、前縁と２つの側壁とを有し、２つの側壁は、前縁から互いに離間する搬送方向に延びている。

好ましくは、側壁は、Ｖ字状に配置されている。側壁は、まっすぐであってもよい。あるいは、側壁は、弧状に湾曲していてもよい。第１メルトフローは、前縁と側壁によって分割される。第１メルトフローの分配は、前縁から開始される。斜めに配置された側壁は、第１メルトフローを分離するように案内し、これにより、分割された第１メルトフロー内に第２メルトフローの部分が配置されることができる。好ましくは、前縁は、メルトフロー分配装置の対称軸に直交するように配置される。しかし、前縁は、対称軸に対して傾斜して配置されてもよい。

他の実施形態によれば、少なくとも１つのメルト分配器は、弧状、特に円弧状の後壁を有する。

すなわち後壁は、湾曲している。後壁は、搬送方向で見て前縁の下流側に配置されている。後壁は、平坦またはＶ字状に設計してもよい。好ましくは、後壁と斜めに配置された側壁との間には、２つのさらなる側壁が互いに平行に配置されている。後壁は、特定の円筒形である。好ましくは、少なくとも１つのメルト分配器は、円弧状に湾曲した外面も有する。この外面によって、少なくとも１つのメルト分配器は、内側の外側ノズルに当接することができる。すなわち、好ましくは、第１メルトフローは、メルト分配器の外面と外側ノズルとの間を通過することはできない。

他の実施形態によれば、メルトフロー分配装置は、少なくとも１つの穴を有し、この穴は、分割された第１メルトフローに第２メルトフローを供給するように構成されている。

少なくとも１つの穴は、チャネルと呼ばれることもあり、溝であってもよい。少なくとも１つの穴は、特に斜めに配置されている。例えば、少なくとも１つの穴は、メルトフロー分配装置の対称軸に対して傾斜角３０°から５０°、好ましくは傾斜角３５°から４５°、より好ましくは傾斜角４０°で配置される。好ましくは、複数の穴は、メルトフロー分配装置の周囲に均等に分配されている。特に、このような穴は、各メルト分配器に割り当てられる。穴によって、第２メルトフローが第１メルトフローに供給される。穴は、メルトフロー分配装置のベース本体の円錐台形のメルト分流部からベース本体の外面の方向に配向されている。

他の実施形態によれば、少なくとも１つの穴は、少なくとも１つのメルト分配器を少なくとも部分的に通過する。

好ましくは、少なくとも１つの穴は、少なくとも１つのメルト分配器を貫通する。穴は、特に少なくとも１つのメルト分配器の後面を貫通する。その結果、少なくとも１つのメルト分配器の直後に、第２メルトフローの部分を第１メルトフローに供給することができる。その結果、第１メルトフローと第２メルトフローとの混合が確実に防止される。

このような多成分押出ダイヘッドを備えた多成分押出システム、第１メルトフローをメインダイヘッドに供給する主押出機、および、第２メルトフローをメインダイヘッドに供給する補助押出機がさらに提案されている。

多成分押出システムは、複数の補助押出機を備えてもよい。例えば、各補助押出機を使用することによって、異なるプラスチック材料をメインダイヘッドに供給することができる。多成分押出システムは、上述のコルゲーターを備えてもよい。

多成分押出ダイヘッドによってコンポジットチューブを製造する方法も提案されている。この方法は、以下のステップを含む。すなわちこの方法では、メインダイヘッドによって第１メルトフローおよび第２メルトフローを押出ノズルに供給し、メインダイヘッドから押出ノズルのノズル吹出口の方向に遠ざかるように配向された搬送方向に、第１メルトフローおよび第２メルトフローを押出ノズル内に別々に案内し、押出ノズル内とメインダイヘッドの外側に配置されたメルトフロー分配装置によって、第１メルトフローをその周方向に分割し、さらに、メルトフロー分配装置によって、第２メルトフローを分割された第１メルトフローに供給することにより、第２メルトフローの少なくとも１つの部分を周方向で第１メルトフロー内に配置する。

第２メルトフローの少なくとも１つの部分が、周方向で第１メルトフロー内に配置されていることは、周方向で見て第１メルトフローによって、第２メルトフローの少なくとも１つの部分が両側で囲まれていることを意味すると理解されるべきである。第１メルトフローの半径方向で見て、第１メルトフローおよび第２メルトフローは、特に上下に配置されていない。これは、特に半径方向で見たときに、第２メルトフローの部分が第１メルトフローの外側に配置されることを意味する。第１メルトフローを分割し、第２メルトフローを第１メルトフローに供給することは同時に生じてもよい。第１メルトフローは、例えば、主押出機によってメインダイヘッドに供給されてもよい。第２メルトフローは、補助押出機によってメインダイヘッドに供給されてもよい。第１メルトフローは第１プラスチック材料を備える。第２メルトフローは第２プラスチック材料を備える。例えば、第２プラスチック材料は、第１プラスチック材料よりも柔らかい。

一実施形態によれば、第２メルトフローの少なくとも１つの部分は、第１メルトフローの２つの部分の間に周方向に配置される。

好ましくは、少なくとも２つのメルト分配器が設けられ、これらのメルト分配器は、第１メルトフローを２つの部分に分割するように構成されていて、この２つの部分の間には、第２メルトフローの部分がそれぞれ配置される。しかし、メルト分配器の数は任意である。好ましくは、２つ以上のメルト分配器が設けられる。例えば、１２個のメルト分配器であって、第１メルトフローを１２個の部分に分配するメルト分配器が設けられてもよい。好ましくは、第１メルトフローの１つの部分と第２メルトフローの１つの部分は、周方向に互いに隣接して交互に配置される。

他の実施形態によれば、第１メルトフローは複数の部分を有し、第２メルトフローは複数の部分を有し、第１メルトフローの部分と第２メルトフローの部分は、周方向に交互に配置され、これにより、第１メルトフローの１つの部分は、第２メルトフローの２つの部分の間に配置され、および、その逆も同様である。

第１メルトフローの部分の数および第２メルトフローの部分の数は任意である。好ましくは、第１メルトフローの部分の数は、第２メルトフローの部分の数と一致する。

他の実施形態によれば、第１メルトフローが分割され、これにより、分割された第１メルトフローに第２メルトフローが供給されて、第１メルトフローの部分および第２メルトフローの部分がそれぞれ、コンポジットチューブの壁厚全体にわたって、コンポジットチューブの半径方向に延びている。

これは、半径方向で見たときに、第１メルトフローの部分と第２メルトフローの部分が上下に配置されていないことを意味すると理解されるべきである。第１メルトフローの部分は、特に第２メルトフローの第２プラスチック材料を含まず、第２メルトフローの部分は、特に第１メルトフローの第１プラスチック材料を含んでいない。

多成分押出ダイヘッド、多成分押出システム、および／または、方法のさらなる可能な実施形態はまた、上記または例示的な実施形態を参照して以下に記載される特徴または実施形態について、明示的に言及されていない組み合わせを含む。ここで当業者はまた、多成分押出ダイヘッド、多成分押出システム、および／または、方法のそれぞれの基本形態に対する改善または追加として個々の態様を追加する。

多成分押出ダイヘッド、多成分押出システム、および／または、方法のさらなる有利な実施形態または態様は、従属請求項および、多成分押出ダイヘッド、多成分押出システム、および／または、方法の以下に記載される例示的な実施形態の主題である。多成分押出ダイヘッド、多成分押出システム、および／または、方法は、添付図面を参照しながら以下でさらに詳細に説明される。

コンポジットチューブの一つの実施形態を示す概略斜視図である。 図１のコンポジットチューブを備えたワイヤハーネスの概略正面図である。 多成分押出システムの一つの実施形態を示す概略正面図である。 図３の切断線ＩＶ−ＩＶによる多成分押出システムの概略断面図である。 図４のＶの詳細図である。 図５のＶＩの詳細図である。 図１の多成分押出システム用のメルトフロー分配装置の一つの実施形態を示す概略斜視図である。 図７のメルトフロー分配装置の他の概略斜視図である。 図７のメルトフロー分配装置の概略側面図である。 図７のメルトフロー分配装置の概略正面図である。 図７のメルトフロー分配装置の概略背面図である。 図１１の切断線ＸＩＩ−ＸＩＩによるメルトフロー分配装置の概略断面図である。 図７のＸＩＩＩの詳細図である。 図８のＸＩＶの詳細図である。 コンポジットチューブの他の実施形態を示す概略斜視図である。 図１または図１５のコンポジットチューブを製造する方法の一つの実施形態を示す概略ブロック図である。

特に明記しない限り、同一または機能的に等価な要素には、図中に同一参照符号が付されている。

図１は、コンポジットチューブ１の一つの実施形態を示す概略斜視図である。図２は、このようなコンポジットチューブ１を備えたワイヤハーネス２の一つの実施形態を示す概略正面図である。コンポジットチューブ１はコンポジットパイプとも呼ばれる。コンポジットチューブ１は、互いに接続される異なるプラスチック材料から製造されるため、コンポジットチューブと呼ばれる。好ましくは、プラスチック材料は、互いに化学的に異なる。コンポジットチューブ１は、特にコルゲートチューブまたはコルゲートパイプであり、コルゲートチューブまたはコルゲートパイプとも呼ばれることもある。コンポジットチューブ１は、滑らかなチューブであってもよい。

コンポジットチューブ１は、中心軸すなわち対称軸Ｍ１に関して回転対称であるように設計されてもよい。コンポジットチューブ１は、長手方向Ｌを有する。長手方向Ｌは、対称軸Ｍ１に平行に配向されている。長手方向Ｌは、図１での左から右または右から左の向きに配向されてもよい。図１では、長手方向Ｌは、左から右に向かっている。

コンポジットチューブ１はさらに、対称軸Ｍ１から離れて配向された半径方向Ｒ１を有する。半径方向Ｒ１は、対称軸Ｍ１に直交している。半径方向Ｒ１は、特に対称軸Ｍ１から離れてコンポジットチューブ１の内壁３に向かって配向されている。

コンポジットチューブ１はさらに、周方向Ｕ１を有する。周方向Ｕ１は、時計回りまたは反時計回りに配向されてよい。図２に示すように周方向Ｕ１は、反時計回りに配向されてよい。好ましくは、周方向Ｕ１は、内壁３に平行に配向される。周方向Ｕ１は、コンポジットチューブ１の周方向とも呼ばれる。

コンポジットチューブ１は、図２に示すワイヤハーネス２を製造することに特に適している。この目的のために、複数のケーブル４〜６は、コンポジットチューブ１、特にコンポジットチューブ１の内部空間Ｉに収容される。例えば、ケーブル４〜６は、内部空間Ｉの全体を充填する。ケーブル４〜６は、ラインとも呼ばれる。ケーブル４〜６の数は任意である。ケーブル４〜６は、図２に示すように、同一または異なる直径および／または断面を有してもよい。コンポジットチューブ１とともに、ケーブル４〜６は、ワイヤハーネス２を形成する。

好ましくは、ワイヤハーネス２またはコンポジットチューブ１は、自動車技術の分野で使用される。しかしワイヤハーネス２またはコンポジットチューブ１は、他のいかなる分野で使用してもよい。ケーブル４〜６は、単相ケーブル、多相ケーブル、同軸ケーブルなどの電気ケーブル、または、燃料ライン、ディーゼルライン、灯油ライン、油圧ラインまたは空気圧ラインなどの流体ラインであってもよい。ケーブル４〜６は、長手方向Ｌに延びている。

コンポジットチューブ１は、波形谷部７および波形山部８を備える。波形谷部７および波形山部８は、長手方向Ｌに交互に並んでいて、図２では、それぞれ２つのみに参照符号が付されている。波形谷部７および波形山部８は、１つの波形山部８が２つの波形谷部７の間にそれぞれ配置され、１つの波形谷部７が２つの波形山部８の間にそれぞれ配置されるように配置される。波形谷部７および波形山部８は、コンポジットチューブ１の外側および内側の両方に、すなわち内部空間Ｉに面して設けられている。例えば、波形谷部７および波形山部８は、コンポジットチューブ１の押出後に、いわゆるコルゲーターによってコンポジットチューブ１上に成形できる。コンポジットチューブ１は、波形山部８よりも波形谷部７でより小さい外径を有する。

図２に示すように、コンポジットチューブ１は、少なくとも波形山部８の外側に波形部９を備えてもよい。波形部９は、周方向Ｕ１においてコンポジットチューブ１の周囲全体に沿って延びている。波形部９は、第１壁部１０および第２壁部１１によって形成されている。第１壁部１０および第２壁部１１は、周方向Ｕ１に交互に隣接して配置されていて、図２ではそれぞれ２つのみに参照符号が付されている。この場合、第１壁部１０は、第２壁部１１を越えて半径方向Ｒ１に延びている。すなわち第２壁部１１は、第１壁部１０に対して半径方向Ｒ１に凹んでいる。

好ましくは、任意の数の第１壁部１０および第２壁部１１が設けられ、これらは交互に配置され、周方向Ｕ１に均等に分布している。好ましくは、第１壁部１０の数は、第２壁部１１の数と一致する。好ましくは、波形部９は、波形山部８の領域にのみ設けられ、波形谷部７の領域には設けられていない。

第１壁部１０は、第１プラスチック材料から作られる。第２壁部１１は、第１プラスチック材料とは異なる第２プラスチック材料から作られる。第２プラスチック材料は、特に第１プラスチック材料よりも柔らかい。第２プラスチック材料は、例えば、好ましくは１０〜７０の範囲のショアＡ硬度を有してもよい。第１プラスチック材料は、例えば、好ましくは４０〜９０の範囲のショアＤ硬度を有してもよい。

周方向Ｕ１において、１つの第１壁部１０と１つの第２壁部１１はそれぞれ、交互に隣接して配置される。第１壁部１０および第２壁部１１は、長手方向Ｌに延びていて、互いに平行に配置されている。第１壁部１０および第２壁部１１は、特に対称軸Ｍ１に平行に延びている。第１壁部１０および第２壁部１１は、コンポジットチューブ１の壁厚Ｗの全体にわたって半径方向Ｒ１に延びている。これは、半径方向Ｒ１で見たとき、第１壁が部分１０は、第１プラスチック材料のみで形成され、第２壁部１１は第２プラスチック材料のみで形成されることを意味するものと理解されるべきである。これは特に、第１プラスチック材料および第２プラスチック材料は、半径方向Ｒ１で見たときに上下に配置されず、好ましくは周方向Ｕ１で見たときに互いに排他的に隣接して配置されることも意味する。

周方向Ｕ１に均一に分布していて柔軟に変形可能な第２壁部１１によって、コンポジットチューブ１は非常に柔軟である。この柔軟性は、より硬い第１プラスチック材料から作られる第１壁部１０の影響を受けない。第２壁部１１は、より柔らかい第２プラスチック材料から作られていて、特にコンポジットチューブ１の所望の柔軟性を考慮して非常に具体的に選択および設計できる。

これに対して第１壁部１０は、より硬い第１プラスチック材料から作られていて、第２壁部１１を越えて半径方向Ｒ１に突出している。このような第１壁部１０は、その隣接する表面が移動することによって引き起こされるプロセスに関与する。これらの表面はまた、所望の摩擦特性と耐摩耗性を考慮して適切な材料を選択することにより具体的に設計できる。これらの隣接する表面は、硬度の低い第２壁部１１の特性に影響しない。

図１および図２に示す実施形態とは異なって、コンポジットチューブ１は、最も多様な形状を有することができる。例えば、コンポジットチューブ１は滑らかなチューブとして設計されてもよい。コンポジットチューブ１は、２つ以上の異なるプラスチック材料を有してもよい。例えば、コンポジットチューブ１は、３つ、４つ、５つまたは５つ以上の異なるプラスチック材料を有してもよい。この場合、コンポジットチューブ１はまた、２つ以上の異なる壁部１０、１１を有する。例えば、コンポジットチューブ１は、３つ、４つ、５つあるいは５つ以上の異なる壁部１０、１１を有してもよい。

図３は、このようなコンポジットチューブ１を製造する多成分押出システム１２の一つの実施形態を示す概略正面図である。図４は、図３の切断線ＩＶ−ＩＶによる多成分押出システム１２を示す概略断面図である。図５は、図４のＶの詳細図である。図６は、図５のＶＩの詳細図である。以下では、図３〜図６を同時に参照する。

多成分押出システム１２は、多成分押出ダイヘッド１３を備える。多成分押出ダイヘッド１３は、少なくとも２つの異なるプラスチック材料、例えば上述の第１プラスチック材料および第２プラスチック材料を処理するように構成される。しかし多成分押出ダイヘッド１３は、２つ以上のプラスチック材料、例えば３つ、４つ、５つあるいは５つ以上の異なるプラスチック材料を処理するように構成することもできる。例えば、多成分押出ダイヘッド１３は、二成分押出ダイヘッドであってもよい。多成分押出システム１２は、コンポジットチューブ１上に波形谷部７および波形山部８を成形するコルゲーター（図示せず）を備えてもよい。

多成分押出ダイヘッド１３は、多成分押出システム１２の一部である。多成分押出システム１２は、第１プラスチック材料を可塑化する主押出機１４と、第２プラスチック材料を可塑化する補助押出機１５とを備える。しかし多成分押出システム１２は、任意の数の補助押出機１５を有してもよい。

主押出機１４は、第１プラスチック材料を可塑化し、多成分押出ダイヘッド１３に第１メルトフロー１６を供給するように構成される。補助押出機１５は、第２プラスチック材料を可塑化し、多成分押出ダイヘッド１３に第２メルトフロー１７を供給するように構成される。多成分押出ダイヘッド１３は、メインダイヘッド１８を備える。メインダイヘッド１８は、ベース本体１９を有する。ベース本体１９は、メインダイヘッド１８の中心軸すなわち対称軸Ｍ１８に対して、実質的に回転対称になるように設計されている。

ベース本体１９の中心には、対称軸Ｍ１８に対して回転対称に穴２０が設けられている。この穴２０を通して、第１メルトフロー１６はメインダイヘッド１８のトーピード２１に供給される。トーピード２１は、メルト分配器２２と、メルト分配器２２に接続された分配板２３とを備える。分配板２３は、中央に開けられたねじ穴２３Ａを備える。第２メルトフロー１７は、メルト供給ライン２４によって分配板２３に供給される。

多成分押出ダイヘッド１３はさらに、トーピード２１の下流側に配置されたノズルホルダー２５を備える。ノズルホルダー２５は、第１メルトフロー１６用の第１溝２６と、第２メルトフロー１７用の第２溝２７とを備える。これらの溝２６、２７は、対称軸Ｍ１８の周りに回転対称に延びてもよい。この場合、第２溝２７は、第１溝２６内に配置されてもよい。分配板２３は、第１メルトフロー１６を第１溝２６に供給し、第２メルトフロー１７を第２溝２７に供給する。多成分押出ダイヘッド１３はさらに、ノズルホルダー２５をベース本体１９に取り付ける取付板２８を備える。取付板２８は、例えばベース本体１９に螺合されてもよい。

多成分押出ダイヘッド１３はさらに、押出ノズル２９を備える。押出ノズル２９は、外側ノズル３０と、外側ノズル３０内に配置された内側ノズル３１とを備える。外側ノズル３０および内側ノズル３１は、対称軸Ｍ１８に対して回転対称であるように設計される。外側ノズル３０は、ノズルホルダー２５に螺合される。このために、雌ねじ３２は、ノズルホルダー２５に設けられてもよく、対応する雄ねじ３３が外側ノズル３０に設けられてもよい。

メルトフロー分配装置３４、ねじ穴３５Ａを備える取付要素３５、および、内側ノズル３１を貫通する取付ロッド３６によって、内側ノズル３１は、トーピード２１の分配板２３に取り付けられている。このために、取付ロッド３６はそれぞれ、その端部に雄ねじ３６Ａ、３６Ｂを備える。雄ねじ３６Ａは、分配板２３のねじ穴２３Ａに螺合し、雄ねじ３６Ｂは、取付要素３５のねじ穴３５Ａに螺合している。取付ロッド３６は、内側ノズル３１の中心を貫通している。メルトフロー分配装置３４は、前側で取付ロッド３６に取り付けられている。取付要素３５は、メルトフロー分配装置３４に再び受け入れられる。取付要素３５は、例えば六角ソケットなどの取付部３７を備える。

トーピード２１およびノズルホルダー２５によって、メインダイヘッド１８は、第１メルトフロー１６および第２メルトフロー１７を押出ノズル２９に供給するように構成されている。プロセスにおいて、第１メルトフロー１６および第２メルトフロー１７は、メインダイヘッド１８から押出ノズル２９のノズル吹出口３８の方向に遠ざかるように配向された搬送方向Ｆに、押出ノズル２９内で互いに別々に案内される。つまり、第１メルトフロー１６は、第２メルトフロー１７と混合せず、搬送方向Ｆに搬送される。搬送方向Ｆは、対称軸Ｍ１８に平行である。この場合、第１メルトフロー１６は、外側ノズル３０と内側ノズル３１との間に案内される。第２メルトフロー１７は、内側ノズル３１と取付ロッド３６との間に案内される。

図７〜図１４に示すメルトフロー分配装置３４は、メインダイヘッド１８の外側かつ押出ノズル２９内に配置されている。すなわちメルトフロー分配装置３４は、メインダイヘッド１８から離間して配置されている。すなわち、メルトフロー分配装置３４は、中心軸すなわち対称軸Ｍ３４に対して回転対称になるように設計されてもよい。対称軸Ｍ３４は、対称軸Ｍ１８に対応してもよい。メルトフロー分配装置３４は、中央の受入領域４０を有するベース本体３９を備えていて、受入領域４０で取付要素３５を受け入れることができる。

ベース本体３９はさらに、取付ロッド３６が通過する中央の穴４１を備える。この場合、受入領域４０の直径ｄ４０は、穴４１の内径ｄ４１よりも大きい。受入領域４０の表面４２は、取付要素３５のカウンタベアリングとして機能する。ベース本体３９は、第１円筒状外面４３と第２円筒状外面４４とを備える。これらの外面４３、４４は、対称軸Ｍ３４に対して回転対称となるように設計されていて、円形の円筒形状を有する。第１外面４３と第２外面４４の間には、円錐台形の第３外面４５が設けられている。第１外面４３の外径ｄ４３は、第２外面４４の外径ｄ４４よりも大きい。第２外面４４は、第３外面４５を介して第１外面４３に移行する。

ベース本体３９はさらに、メインダイヘッド１８とは反対側を向く第１側部すなわち前面４６と、メインダイヘッド１８と対向する第２側部すなわち後面４７とを備える。内側ノズル３１はまた、表面側で後面４７に当接する。前面４６は、特にノズル吹出口３８の一部を形成し、これと面一である。

ベース本体３９にはさらに、第２メルトフロー１７用のメルト受入部４８が設けられていて、このメルト受入部を通って、取付ロッド３６が通過する。メルト受入部４８の内径ｄ４８は、穴４１の内径ｄ４１よりも大きい。この場合、内径ｄ４１は、取付ロッド３６の外径ｄ３６に実質的に対応してもよい。好ましくは、外径ｄ３６は、内径ｄ４１よりわずかに小さい。すなわち、取付ロッド３６がメルト受入部４８を通過するとき、第２メルトフロー１７を受け入れる断面円環状のキャビティが、取付ロッド３６の周囲に設けられる。

メルト受入部４８と穴４１との間には、円錐台形のメルト分流部４９が設けられている。メルト分流部４９は、少なくとも１つ、好ましくは複数の穴５０を備える。穴５０は、メルト受入部４８からベース本体３９の第２外面４４に至っている。穴５０の数は任意である。例えば、１２個の穴５０を設けることができる。しかし、このような穴５０を１２個よりも少なくあるいは多く設けてもよい。穴５０はそれぞれ、対称軸Ｍ３４に対して傾斜角αで傾斜している。傾斜角αは、例えば３０°〜５０°、好ましくは３５°〜４５°、より好ましくは４０°である。しかし、傾斜角αの大きさは任意である。穴５０はまた、溝とも呼ばれてよい。

各穴５０には、メルト分配器５１が割り当てられていて、メルト分配器５１は、ベース本体３９の第２外面４４の外側に取り付けられている。好ましくは、複数のメルト分配器５１が設けられている。メルト分配器５１は、特にベース本体３９を有する単一の材料片として設計されている。メルト分配器５１は、アイランドとも呼ばれてよい。好ましくは、メルト分配器５１の数は、第２穴５０の数と一致している。例えば、１２個のメルト分配器が設けられている。穴５０は、それぞれ少なくとも部分的にメルト分配器５１の１つが通過するように配置される。

各メルト分配器５１は、前縁５２と、前縁５２からＶ字状に延びる２つの側壁５３、５４とを備える。前縁５２は、対称軸Ｍ３４に直交するように配置されている。ただし前縁５２は、この対称軸Ｍ３４に対して傾斜していてもよい。各メルト分配器５１はさらに、外面５５を備える。すべてのメルト分配器５１の外面５５は、円形経路上に配置されている。メルト分配器５１の外径ｄ５１は、実質的に外側ノズル３０の内径ｄ３０に対応している。好ましくは、外径ｄ５１は、内径ｄ３０よりもわずかに小さい。２つの追加の側壁５６、５７は、互いに平行にかつ離間して延びていて、側壁５３、５４に接続されている。

穴５０およびメルト分配器５１は、第２外面４４の周辺ｕ４４にわたって均等に分布している。穴５０およびメルト分配器５１は、特にメルトフロー分配装置３４の周方向Ｕ３４で見て、互いに隣接して配置される。この場合、周方向Ｕ３４は、時計回りまたは反時計回りに配向されてもよい。周方向Ｕ３４は、特に第１外面４３および第２外面４４に平行に配置される。メルトフロー分配装置３４はまた、半径方向Ｒ３４を有する。半径方向Ｒ３４は、対称軸Ｍ３４から外面４３、４４の方向に離れる方向に配向されている。半径方向Ｒ３４は、対称軸Ｍ３４に直交して配置されている。

各メルト分配器５１は、後壁５８を備える。後壁５８は、弧状、特に円弧状に湾曲してもよい。各穴５０は、この穴に割り当てられたメルト分配器５１の後壁５８を少なくとも部分的に貫通する。すなわち、穴５０は、側壁５６、５７によって少なくとも部分的に横方向にシールドされている。後壁５８は、平坦またはＶ字形になるように設計してもよい。

以下、メルトフロー分配装置３４の機能について説明する。メルトフロー分配装置３４は、周方向Ｕ３４の第１メルトフロー１６を、メルト分配器５１によって任意の数の部分に分割するように構成される。この場合、この部分の数は、メルト分配器５１の数と一致する。このように穴５０によって、第２メルトフロー１７はさらに、分割された第１メルトフロー１６に供給されることができ、これにより、第２メルトフロー１７の少なくとも１つの部分が、周方向Ｕ３４で見て第１メルトフロー１６内に配置される。

この場合、第１メルトフロー１６は、メルト分配器５１のそれぞれの前縁５２で分割され、側壁５３、５４によって周方向Ｕ３４に横方向に押し出される。メルト分配器５１の後側に穴５０が設けられている結果として、第２メルトフロー１７は、分割された第１メルトフロー１６の間で分割されるように周辺から導入される。第２メルトフロー１７は、図１２の矢印５９によって示されているように案内される。

この点で、図１５は、例えば多成分ダイヘッド１３で製造されたコンポジットチューブ１を示している。コンポジットチューブ１は、滑らかなチューブとして示されている。しかしコンポジットチューブ１は、図１に示す交互に配置された波形谷部７および波形山部８を有してもよい。この例示的な実施形態では、メルトフロー分配装置３４は、互いに１８０°ずれて配置された２つのメルト分配器５１のみを備える。図１５に示すように、それぞれのメルト分配器５１の前縁５２は、第１メルトフロー１６を第１部分６０および第２部分６１に分配する。第１部分６０および第２部分６１は、コンポジットチューブ１の２つの第１壁部１０を形成する。搬送方向Ｆは、長手方向Ｌに対応していてもよい。

第１メルトフロー１６は、中心軸すなわち対称軸Ｍ１６に対して回転対称になるように設計されてもよく、対称軸Ｍ１６は、対称軸Ｍ１に対応してもよい。第１メルトフロー１６は、周方向Ｕ１６を有する。周方向Ｕ１６は、時計回りまたは反時計回りに配向されてもよい。例えば、周方向Ｕ１６は、反時計回りに配向されている。周方向Ｕ１６は、周方向Ｕ１に対応してもよい。好ましくは、周方向Ｕ１６は、コンポジットチューブ１の内壁３に平行に配置される。周方向Ｕ１６は、周方向Ｕ３４と反対方向あるいは同じ方向に配向されてもよい。第１メルトフロー１６の半径方向Ｒ１６は、対称軸Ｍ１６に直交する方向に配向されている。半径方向Ｒ１６は、半径方向Ｒ１に対応していてもよい。

メルト分配器５１の穴５０によって、第２メルトフロー１７は、第１メルトフロー１６に供給される。これにより、第２メルトフロー１７の２つの部分６２、６３、特に第１部分６２と第２部分６３は、周方向Ｕ１６で見て第１メルトフロー１６の部分６０、６１の間に配置される。第１部分６２および第２部分６３は、コンポジットチューブ１の２つの第２壁部１１を形成する。半径方向Ｒ１６で見て、第２メルトフロー１７の部分６２、６３は、第１メルトフロー１６の部分６０、６１の外側に配置されていて、特に上下には配置されていない。

多成分押出ダイヘッド１３によって、２つのメルトフロー１６、１７の最適な材料誘導が確保される。最適な材料分配がさらに確保され、これにより、メルトフロー１６、１７の部分６０〜６３は、搬送方向Ｆで見て互いに平行に延び、さらにコンポジットチューブ１の周方向Ｕ１、第１メルトフロー１６の周方向Ｕ１６またはメルトフロー分配装置３４の周方向Ｕ３４に互いに隣接して配置される。多成分押出ダイヘッド１３内の様々なプラスチック材料の滞留時間が短くなり、その結果、材料の損傷が回避される。多成分押出ダイヘッド１３によって、いくつかの成分、特に異なるプラスチック材料を軸方向に押し出す様々な可能性が生じる。メルトフロー分配装置３４がノズル吹出口３８に直接的に配置される結果として、前記メルトフロー分配装置は、非常に迅速に交換できる。

図１６は、多成分押出ダイヘッド１３によってコンポジットチューブ１を製造する方法の一つの実施形態を示す概略ブロック図である。ステップＳ１では、第１メルトフロー１６および第２メルトフロー１７は、メインダイヘッド１８によって押出ノズル２９に供給される。ステップＳ２では、第１メルトフロー１６および第２メルトフロー１７は、メインダイヘッド１８からノズル吹出口３８の方向に遠ざかるように配向された搬送方向Ｆに、押出ノズル２９内で互いに別々に案内される。好ましくは、ステップＳ２は、ステップＳ１の後に実行される。

ステップＳ３では、押出ノズル２９内に配置されメインダイヘッド１８の外側に配置されたメルトフロー分配装置３４によって、第１メルトフロー１６は、周方向Ｕ１６に分割される。この場合、第１メルトフロー１６は、メルト分配器５１によって分割される。メルト分配器５１の数は、第１メルトフロー１６がいくつの部分６０、６１に分割されるかを決定する。例えば、第１メルトフロー１６は、１２個の部分６０、６１に分割される。

ステップＳ４では、第２メルトフロー１７は、メルトフロー分配装置３４によって分割された第１メルトフロー１６に供給される。プロセスにおいて、第２メルトフロー１７の少なくとも１つの部分６２、６３は、周方向Ｕ１６の第１メルトフロー１６内に配置される。ここで、「内」という用語は、第２メルトフロー１７の少なくとも１つの部分６２、６３が、周方向Ｕ１６で見て第１メルトフロー１６の２つの部分６０、６１の間に配置されることを意味すると理解されるべきである。メルトフロー分配装置３４が１つのメルト分配器５１のみを備える場合、第１メルトフロー１６はまた、１つの部分６０、６１のみに分割されてもよい。１つの部分６０、６１は、その周囲が閉じられず、搬送方向Ｆに沿って延びるギャップを有し、第２メルトフロー１７の少なくとも１つの部分６２、６３が配置されている。

第２メルトフロー１７の少なくとも１つの部分６２、６３は、特に、周方向Ｕ１６で第１メルトフロー１６の２つの部分６０、６１の間に配置される。好ましくは、第１メルトフロー１６は、複数の部分６０、６１、例えば１２個の部分６０、６１を有する。第２メルトフロー１７はまた、複数の部分６２、６３、例えば１２個の部分６２、６３を有する。第１メルトフロー１６の部分６０、６１と第２メルトフロー１７の部分６２、６３は、周方向Ｕ１６に交互に配置されていて、これにより、第１メルトフロー１６の１つの部分６０、６１が第２メルトフロー１７の２つの部分６２、６３の間に配置される。

メルト分配器５１によって、このようにして第１メルトフロー１６は分割され、さらに、第２メルトフロー１７は、分割された第１メルトフロー１６に供給されることができる。これにより、第１メルトフロー１６の部分６０、６１および第２メルトフロー１７の部分６２、６３はそれぞれ、コンポジットチューブ１の全壁厚Ｗにわたって、コンポジットチューブ１の半径方向Ｒ１に延びる。すなわち、部分６０、６１、６２、６３は、半径方向Ｒ１または半径方向Ｒ１６で見て上下に配置されず、第１メルトフロー１６の周方向Ｕ１６またはコンポジットチューブ１の周方向Ｕ１に、それぞれ互いに隣接して配置されている。

本発明を例示的な実施形態によって説明してきたが、本発明は多様な方法で修正してよい。

１…コンポジットチューブ、２…ワイヤハーネス、３…内壁、４、５、６…ケーブル、７…波形谷部、８…波形山部、９…波形部、１０、１１…壁部、１２…多成分押出システム、１３…多成分押出ダイヘッド、１４…主押出機、１５…補助押出機、１６、１７…メルトフロー、１８…メインダイヘッド、１９…ベース本体、２０…穴、２１…トーピード、２２…メルト分配器、２３…分配板、２３Ａ…ねじ穴、２４…メルト供給ライン、２５…ノズルホルダー、２６、２７…溝、２８…取付板、２９…押出ノズル、３０…外側ノズル、３１…内側ノズル、３２…雌ねじ、３３…雄ねじ、３４…メルトフロー分配装置、３５…取付要素、３５Ａ…ねじ穴、３６…取付ロッド、３６Ａ、３６Ｂ…雄ねじ、３７…取付部、３８…ノズル吹出口、３９…ベース本体、４０…受入領域、４１…穴、４２…表面、４３、４４、４５…外面、４６…前面、４７…後面、４８…メルト受入部、４９…メルト分流部、５０…穴、５１…メルト分配器、５２…前縁、５３、５４…側壁、５５…外面、５６、５７…側壁、５８…後壁、５９…矢印、６０、６１、６２、６３…部分、ｄ３０…内径、ｄ３６…外径、ｄ４１…内径、ｄ４３、ｄ４４…外径、ｄ４８…内径、ｄ５１…外径、Ｆ…搬送方向、Ｉ…内部空間、Ｌ…長手方向、Ｍ１、Ｍ１６、Ｍ１８、Ｍ３４…対称軸、Ｒ１、Ｒ１６、Ｒ３４…半径方向、Ｕ１、Ｕ１６、Ｕ３４…周方向、ｕ４４…周辺、Ｗ…壁厚、α…傾斜角

Claims (14)

1. コンポジットチューブを製造する多成分押出ダイヘッドであって、
   押出ノズルと、
   第１メルトフローおよび第２メルトフローを前記押出ノズルに供給するように構成されているメインダイヘッドであって、前記第１メルトフローおよび前記第２メルトフローが、前記メインダイヘッドから前記押出ノズルのノズル吹出口の方向に遠ざかるように配向された搬送方向に、前記押出ノズル内で互いに別々に案内されるメインダイヘッドと、
   メルトフロー分配装置であって、前記押出ノズル内および前記メインダイヘッドの外側に配置され、前記第１メルトフローをその周方向に分割するように構成され、前記分割された第１メルトフローに前記第２メルトフローを供給するように構成され、これにより、前記第２メルトフローの少なくとも１つの部分が、周方向で第１メルトフロー内に配置されるメルトフロー分配装置と備え、
   前記メルトフロー分配装置は、前記ノズル吹出口の内または上に配置されていることを特徴とする多成分押出ダイヘッド。
2. 前記メルトフロー分配装置の前面は、前記ノズル吹出口と同一平面にあることを特徴とする請求項１に記載の多成分押出ダイヘッド。
3. 前記メルトフロー分配装置には、前記ノズル吹出口から到達可能な取付要素が設けられ、前記メルトフロー分配装置は、前記取付要素を解放した後、前記押出ノズルから取り外し可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の多成分押出ダイヘッド。
4. 前記メルトフロー分配装置は、前記取付要素、および、前記押出ノズルを通過する取付ロッドによって、前記メインダイヘッドに取り付けられることを特徴とする請求項３に記載の多成分押出ダイヘッド。
5. 前記メルトフロー分配装置は、少なくとも１つのメルト分配器を有し、該メルト分配器は、前記第１メルトフローをその周方向に分割するように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の多成分押出ダイヘッド。
6. 前記少なくとも１つのメルト分配器は、前縁と、前記前縁から搬送方向に互いに離間して延びる２つの側壁とを有することを特徴とする請求項５に記載の多成分押出ダイヘッド。
7. 前記少なくとも１つのメルト分配器は、弧状の後壁を有することを特徴とする請求項５または６に記載の多成分押出ダイヘッド。
8. 前記メルトフロー分配装置は、少なくとも１つの穴を有し、該穴は、前記第２メルトフローを前記分割された第１メルトフローに供給するように構成されていることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の多成分押出ダイヘッド。
9. 前記少なくとも１つの穴は、前記少なくとも１つのメルト分配器を少なくとも部分的に貫通することを特徴とする請求項８に記載の多成分押出ダイヘッド。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の多成分押出ダイヘッドを有する多成分押出システムであって、前記第１メルトフローを前記メインダイヘッドに供給する主押出機と、前記第２メルトフローを前記メインダイヘッドに供給する補助押出機とを備えることを特徴とする多成分押出システム。
11. 多成分押出ダイヘッドによるコンポジットチューブの製造方法であって、
    メインダイヘッドによって、第１メルトフローおよび第２メルトフローを押出ノズルに供給するステップと、
    前記第１メルトフローおよび前記第２メルトフローを、前記メインダイヘッドから押出ノズルの吹出口ノズルの方向に遠ざかるように配向された搬送方向に、前記押出ノズル内で別々に案内するステップと、
    前記押出ノズル内および前記メインダイヘッドの外側に配置されたメルトフロー分配装置によって、前記第１メルトフローをその周方向に分割するステップと、
    前記メルトフロー分配装置によって、前記第２メルトフローを前記分割された第１メルトフローに供給し、これにより、前記第２メルトフローの少なくとも１つの部分が、周方向で前記第１メルトフロー内に配置されるステップとを含むことを特徴とする方法。
12. 前記第２メルトフローの少なくとも１つの部分は、周方向で前記第１メルトフローの２つの部分の間に配置されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記第１メルトフローは、複数の部分を有し、
    前記第２メルトフローは、複数の部分を有し、
    前記第１メルトフローの部分および前記第２メルトフローの部分は、周方向に交互に配置され、これにより、前記第１メルトフローの１つの部分は、前記第２メルトフローの２つの部分の間に常に配置され、および、その逆も同様であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１メルトフローは分割され、該分割された第１メルトフローに前記第２メルトフローが供給され、これにより、前記第１メルトフローの部分および前記第２メルトフローの部分はそれぞれ、前記コンポジットチューブの壁厚全体にわたって、該コンポジットチューブの半径方向に延びていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の方法。

Images