JP7081365B2 - 樹脂パイプの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂パイプの製造方法に関する。

例えば特許文献１には、押出機の口金から押し出される溶融樹脂パイプを冷却水槽で冷却し、この冷却水槽から搬出されるパイプを引取機で引き取りつつ切断機で所定長さに切断することが記載されている。

この上記特許文献１では、口金から押し出されて冷却水槽に通過させられる過程で溶融樹脂パイプが鉛直方向下側に垂れることを防止するために、冷却水槽の入口側に前記樹脂パイプを下から支える支持台を設けるようにしている。

特許第３６６８２７３号（特開平８－２２４７７１号）公報

上記特許文献１では、口金から押し出されて冷却水槽に通過させられる過程において溶融樹脂パイプが鉛直方向下側に垂れることを防止できるものの、当該溶融樹脂パイプが径方向に収縮することを防止できない等、樹脂パイプの外形精度が低下することが懸念される。

このような事情に鑑み、本発明は、外形精度の高い樹脂パイプを製造する方法の提供を目的としている。

本発明は、押出機のダイにおける押し出し通路から横向きに押し出される溶融樹脂パイプをサイジングフォーマの内周に沿って通過させながら当該サイジングフォーマの外径側から冷却することにより樹脂パイプを製造する方法であって、前記押出機の起動前に、前記製造対象である樹脂パイプと同一材料で同一の外径および内径のガイドパイプを前記サイジングフォーマ内に軸方向変位可能に嵌め入れるとともに、このガイドパイプにおける先端面を前記押出機のダイにおける押し出し通路の吐出口に押し付ける準備工程と、前記押出機により前記ダイの押し出し通路から溶融樹脂パイプを押し出して、この押し出し端部を前記ガイドパイプの先端面に溶着させる接続工程と、前記押出機により溶融樹脂パイプを押し出す一方で前記ガイドパイプを後退させながら、前記両パイプの内径側空間を加圧することにより当該両パイプを前記サイジングフォーマに押圧するとともに、前記サイジングフォーマに径方向に貫通するように設けられる吸引孔を通じて前記両パイプを前記サイジングフォーマの内周面に吸引させる成形工程と、を含み、前記成形工程では、前記サイジングフォーマの内径側の溶融樹脂パイプに前記吸引孔を通じて冷媒のシャワーをかけるとともに、前記サイジングフォーマを通過した溶融樹脂パイプに外径側から冷媒のシャワーをかけることにより前記溶融樹脂パイプを直接冷やすことを特徴としている。

この構成では、前記押出機のダイにおける押し出し通路から横向きに押し出される溶融樹脂パイプが、押し出し直後に内径側から径方向外向きに加圧されると同時に前記サイジングフォーマの外径側から径方向外向きに吸引されることによって、前記サイジングフォーマの内周面に押圧されるようになる。

これにより、前記溶融樹脂パイプが押し出し直後に鉛直方向下側に垂れたり、径方向に収縮したりすることが確実に防止されることになる。また、上記樹脂パイプの製造方法において、前記サイジングフォーマの外径側には、前記サイジングフォーマの内径側の溶融樹脂パイプに前記吸引孔を通じて冷媒のシャワーをかけるとともに、前記押し出された溶融樹脂パイプに外径側から冷媒のシャワーかけることにより前記溶融樹脂パイプを直接冷却するための冷却機が設けられており、前記冷却機は、前記サイジングフォーマを少なくとも覆うケースを備えており、前記ダイの外端面には、前記押し出し通路から押し出される溶融樹脂パイプを内径側から受けるための延長コアが設けられており、前記冷却機のケースにおいて前記ダイ寄りの外端面には、前記押し出し通路から押し出された溶融樹脂パイプを吸引するための減圧吸引リングが設けられている構成とすることができる。さらに、上記樹脂パイプの製造方法において、前記押し出し通路の吐出口における内径側角部には、テーパー状の面取りが設けられている構成とすることができる。

本発明に係る樹脂パイプの製造方法によれば、押出機から横向きに押し出される溶融樹脂パイプの鉛直方向下側への垂れや径方向の収縮を防止することが可能になるので、外形精度の高い高品質な樹脂パイプを製造することが可能になる。

本発明に係る樹脂パイプの製造方法の一実施形態を説明するための製造設備の概略構成を示す図である。 図１の押出機と冷却機とを模式的に示す断面図で、樹脂パイプの製造手順の初期段階を示す図である。 図２の続きを示す図である。 図３の続きを示す図である。 本発明の押出機の他の実施形態を示す図である。 本発明の押出機のさらに他の実施形態を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図４に本発明の一実施形態を示している。図に示す樹脂パイプの製造設備は、押出機１、冷却機２、引取機３、切断機４、製品排出台５等を備えている。

押出機１は、例えばナイロンと呼ばれるポリアミド樹脂等の溶融樹脂パイプ６を横向きに押し出すものであって、ダイ１ａを有している。

冷却機２は、押出機１のダイ１ａにおける押し出し通路１ｂから押し出される溶融樹脂パイプ６を水等の冷媒で冷却して硬化させるシャワータイプとされており、移動可能となるように車輪（符号省略）が取り付けられている。

この冷却機２のケース２ａ内において溶融樹脂パイプ６の導入側には、円筒形のサイジングフォーマ２ｂが配置されている。

引取機３は、冷却機２を通過して硬化された樹脂パイプを引き取るものであって、移動可能となるように車輪（符号省略）が取り付けられている。

切断機４は、冷却機２および引取機３を通過して硬化された樹脂パイプを所定の長さに切断するものである。

本発明に係る樹脂パイプの製造方法は、押出機１のダイ１ａにおける押し出し通路１ｂから横向きに押し出される溶融樹脂パイプ６を冷却機２の円筒形のサイジングフォーマ２ｂの内周面に沿って軸方向に通過させながら当該サイジングフォーマ２ｂの外径側から冷却してから、切断機４で所定の長さに切断することにより樹脂パイプを製造する形態であって、溶融樹脂パイプ６を押し出し直後に鉛直方向下側に垂れたり径方向に収縮したりすることを防止可能とするように工夫している。

具体的に、前記樹脂パイプの製造設備には、さらにガイドパイプ７、内栓８、加圧装置９、減圧装置１０が用いられる。

ガイドパイプ７は、その長手方向の一端面が押出機１のダイ１ａにおける押し出し通路１ｂの吐出口から横向きに押し出される溶融樹脂パイプ６の押し出し端部に溶着されるものであって、サイジングフォーマ２ｂの内周に軸方向変位可能な状態で嵌め入れられる。

このガイドパイプ７は、製造対象となる完成後の樹脂パイプと同一材料で形成されているとともに、製造対象となる完成後の樹脂パイプと同一の外径および内径に設定されている。これにより、ガイドパイプ７の長手方向（サイジングフォーマ２ｂに対する嵌め入れ方向）の一端面（先端面）を押出機１のダイ１ａにおける押し出し通路１ｂの吐出口に押し付けると、当該吐出口がガイドパイプ７の先端面によって閉塞されるような状態になる。

内栓８は、ガイドパイプ７の内周空間を軸方向に二分するものであって、ボディ８ａと、ステー８ｂとを備えている。

ボディ８ａは、円形板状に形成されていて、その外周面にはシールリング８ｃが取り付けられている。このボディ８ａをガイドパイプ７の内周面に嵌め入れると、シールリング８ｃがガイドパイプ７の内周面に圧接されるようになる。

ステー８ｂは、棒状に形成されており、その長手方向の一端がボディ８ａの一側面の中心位置に連結されていて、長手方向の他端側には鉤爪状の係止部８ｄが設けられている。この係止部８ｄは、押出機１のダイ１ａの外端面に設けられているリング状の被係止部１ｃに係止されるようになっている。

加圧装置９は、押出機１から押し出される溶融樹脂パイプ６の内周をサイジングフォーマ２ｂの内周面に押圧するものであって、加圧通路９ａ、加圧ポンプ９ｂ等により構成されている。

加圧通路９ａは、押出機１のダイ１ａの内部に設けられていて、その一端側がダイ１ａの外端面で開放されている。加圧ポンプ９ｂは、加圧通路９ａの他端側に接続される。

減圧装置１０は、押出機１から押し出される溶融樹脂パイプ６の外周を径方向外向きに吸引するものであって、冷却機２の内部に設けられており、吸引孔１０ａ、減圧ポンプ１０ｂ等により構成されている。

吸引孔１０ａは、冷却機２のサイジングフォーマ２ｂの軸方向ならびに円周方向の数か所に径方向に貫通するように設けられている。減圧ポンプ１０ｂは、冷却機２のケース２ａの排気口２ｃに接続される。

次に、図２から図４を参照して、樹脂パイプ６の製造方法を説明する。

まず、押出機１の起動前に、図２に示すように、ガイドパイプ７をサイジングフォーマ２ｂ内に軸方向変位可能に嵌め入れるとともに、このガイドパイプ７における先端面を押出機１のダイ１ａにおける押し出し通路１ｂの吐出口に押し付ける準備工程を行う。

具体的に、この準備工程では、ガイドパイプ７を製品排出台５上に配置しておいて引取機３を定常起動と逆の反転起動することによりガイドパイプ７を冷却機２のサイジングフォーマ２ｂの内径側に挿通させる処理と、ガイドパイプ７の内周面に内栓８を嵌め入れるとともに、当該内栓８の係止部８ｄを押出機１のダイ１ａに設けられている被係止部１ｃに係止させる処理と、冷却機２を押出機１のダイ１ａの外端面に接近させることにより、ガイドパイプ７の先端面を押出機１のダイ１ａにおける押し出し通路１ｂの吐出口に押し付けるとともに、内栓８をガイドパイプ７に押し込む処理と、を含んでいる。これにより、ガイドパイプ７の内径側空間が内栓８とダイ１ａとで密閉された空間となる。

この後、押出機１を起動することによりダイ１ａにおける押し出し通路１ｂから溶融樹脂パイプ６を押し出して、この押し出し端部をガイドパイプ７の先端面に溶着させる接続工程を行う。

具体的に、この接続工程では、溶融樹脂パイプ６の押し出し端部がガイドパイプ７の先端面に接触した時点で押出機１を停止させ、溶融樹脂パイプ６の押し出し端部の潜熱でガイドパイプ７の先端面が溶融されることになって前記押し出し端部に溶着するまで待つようにしている。

次いで、押出機１を起動することにより溶融樹脂パイプ６を押し出す一方で引取機３を定常起動することによりガイドパイプ７を後退させながら、前記両パイプ６，７の内径側空間を加圧装置９で加圧することにより当該両パイプ６，７をサイジングフォーマ２ｂの内周面に押圧させるとともに、冷却機２のケース２ａの内部空間を減圧装置１０で減圧することにより前記両パイプ６，７をサイジングフォーマ２ｂの内周面に吸引させる成形工程を行う。

なお、溶融樹脂パイプ６の押し出し速度とガイドパイプ７の後退速度とを同じに設定することにより、当該溶融樹脂パイプ６の押し出し端部とガイドパイプ７の先端面との接続部位を分離させないようにすることが好ましい。また、サイジングフォーマ２ｂを通過した溶融樹脂パイプ６は、冷却機２による冷媒のシャワーを直接受けることにより冷やされることになる。

この成形工程により溶融樹脂パイプ６が冷却機２により冷却されて硬化されてなる樹脂パイプが切断機４に到達すると、当該樹脂パイプが所定長さで切断されることになり、製品排出台５にまで搬送される。

以上説明したように本発明を適用した実施形態によれば、押出機１のダイ１ａにおける押し出し通路１ｂから横向きに押し出される溶融樹脂パイプ６が、押し出し直後に内径側から径方向外向きに加圧されることになってサイジングフォーマ２ｂの内周面に押圧されると同時に、サイジングフォーマ２ｂの外径側から径方向外向きに吸引されることによってサイジングフォーマ２ｂの内周面に押圧されるようになる。

これにより、溶融樹脂パイプ６が押し出し直後に鉛直方向下側に垂れたり、径方向に収縮したりすることが確実に防止されるので、外形精度の高い高品質な樹脂パイプを製造することが可能になる。

特に、上記実施形態のように押出機１のダイ１ａから横向きに押し出される溶融樹脂パイプ６を、押し出し直後に内径側から径方向外向きに加圧することによってサイジングフォーマ２ｂの内周面に押圧させると同時に、サイジングフォーマ２ｂの外径側から径方向外向きに吸引することによってサイジングフォーマ２ｂの内周面に押圧させるようにしている場合には、完成した樹脂パイプの外径と内径の精度が向上するだけでなく、ガイドパイプ７内に内栓８を押し込む力を小さくできる点でも有利となる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

（１）図５に、押出機１のダイ１ａの他の実施形態を示している。この実施形態では、ダイ１ａの外端面に、当該ダイ１ａにおける押し出し通路１ｂから押し出される溶融樹脂パイプ６を内径側から受けるための延長コア１１を一体に設けるようにしているとともに、冷却機２のケース２ａの外端面にサイジングフォーマ２ｂの外端面に並ぶように減圧吸引リング１２を設けるようにしている。

延長コア１１の外径はダイ１ａにおける押し出し通路１ｂの吐出口の内径と同一に設定されている。また、減圧吸引リング１２には、内径側に開放する吸引通路１３が設けられている。

この実施形態の場合、押出機１に対する冷却機２の接近位置を上記実施形態と同じにしてもダイ１ａの延長コア１１と減圧吸引リング１２との離隔間隔を上記実施形態に比べて短くできるから、ダイ１ａにおける押し出し通路１ｂから押し出された溶融樹脂パイプ６が減圧吸引リング１２により速やかに吸引されることになる等、サイジングフォーマ２ｂへ確実に引き渡せるようになる。

（２）図６に、押出機１のダイ１ａのさらに他の実施形態を示している。この実施形態では、ダイ１ａにおける押し出し通路１ｂの吐出口において内径側角部を外径側角部よりもダイ１ａの内部に入り込ませたうえで、当該内径側角部にテーパー状の面取り１４を設けるようにしている。

このような面取り１４を設けている場合には、ダイ１ａにおける押し出し通路１ｂから押し出される溶融樹脂パイプ６をガイドパイプ７に接続する工程において、当該溶融樹脂パイプ６の押し出し端部がガイドパイプ７の先端面に接触してもなお押し出され続けることによって当該押し出し端部に過剰な圧力が作用したときに、図６の拡大部分に示すように、溶融樹脂パイプ６の押し出し端部が面取り１４とガイドパイプ７の先端面との間の隙間からガイドパイプ７の内径側にはみ出すことになって、前記押し出し圧力を逃がすことができるから、ガイドパイプ７の先端面に溶融樹脂パイプ６の押し出し端部を確実に接続することが可能になる。

そして、前記はみ出した溶融樹脂は、硬化した後の樹脂パイプを切断する際に、前記はみ出した溶融樹脂を含む長さ領域を切断して廃棄することができる。

（３）上記実施形態では、押出機１のダイ１ａから横向きに押し出される溶融樹脂パイプ６を、押し出し直後に内径側から径方向外向きに加圧することによってサイジングフォーマ２ｂの内周面に押圧させると同時に、サイジングフォーマ２ｂの外径側から径方向外向きに吸引することによってサイジングフォーマ２ｂの内周面に押圧させるようにした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。

例えば押出機１のダイ１ａから横向きに押し出される溶融樹脂パイプ６を、押し出し直後に内径側から径方向外向きに加圧することによってサイジングフォーマ２ｂの内周面に押圧させるだけにしてもよい。

本発明は、樹脂パイプを製造する方法に好適に利用することが可能である。

１ 押出機
１ａ ダイ
１ｂ 押し出し通路
２ 冷却機
２ａ ケース
２ｂ サイジングフォーマ
２ｃ 排気口
３ 引取機
４ 切断機
５ 製品排出台
６ 溶融樹脂パイプ
７ ガイドパイプ
８ 内栓
８ａ ボディ
８ｂ ステー
８ｃ シールリング
９ 加圧装置
９ａ 加圧通路
９ｂ 加圧ポンプ
１０ 減圧装置
１０ａ 吸引孔
１０ｂ 減圧ポンプ

Claims (3)

1. 押出機のダイにおける押し出し通路から横向きに押し出される溶融樹脂パイプをサイジングフォーマの内周に沿って通過させながら当該サイジングフォーマの外径側から冷却することにより樹脂パイプを製造する方法であって、
   前記押出機の起動前に、前記製造対象である樹脂パイプと同一材料で同一の外径および内径のガイドパイプを前記サイジングフォーマ内に軸方向変位可能に嵌め入れるとともに、このガイドパイプにおける先端面を前記押出機のダイにおける押し出し通路の吐出口に押し付ける準備工程と、
   前記押出機により前記ダイの押し出し通路から溶融樹脂パイプを押し出して、この押し出し端部を前記ガイドパイプの先端面に溶着させる接続工程と、
   前記押出機により溶融樹脂パイプを押し出す一方で前記ガイドパイプを後退させながら、前記両パイプの内径側空間を加圧することにより当該両パイプを前記サイジングフォーマに押圧するとともに、前記サイジングフォーマに径方向に貫通するように設けられる吸引孔を通じて前記両パイプを前記サイジングフォーマの内周面に吸引させる成形工程と、を含み、
   前記成形工程では、前記サイジングフォーマの内径側の溶融樹脂パイプに前記吸引孔を通じて冷媒のシャワーをかけるとともに、前記サイジングフォーマを通過した溶融樹脂パイプに外径側から冷媒のシャワーをかけることにより前記溶融樹脂パイプを直接冷やすことを特徴とする樹脂パイプの製造方法。
2. 請求項１に記載の樹脂パイプの製造方法において、
   前記サイジングフォーマの外径側には、前記サイジングフォーマの内径側の溶融樹脂パイプに前記吸引孔を通じて冷媒のシャワーをかけるとともに、前記押し出された溶融樹脂パイプに外径側から冷媒のシャワーかけることにより前記溶融樹脂パイプを直接冷却するための冷却機が設けられており、
   前記冷却機は、前記サイジングフォーマを少なくとも覆うケースを備えており、
   前記ダイの外端面には、前記押し出し通路から押し出される溶融樹脂パイプを内径側から受けるための延長コアが設けられており、
   前記冷却機のケースにおいて前記ダイ寄りの外端面には、前記押し出し通路から押し出された溶融樹脂パイプを吸引するための減圧吸引リングが設けられていることを特徴とする樹脂パイプの製造方法。
3. 請求項１または２に記載の樹脂パイプの製造方法において、
   前記押し出し通路の吐出口における内径側角部には、テーパー状の面取りが設けられていることを特徴とする樹脂パイプの製造方法。

Images