JPH02130118A - 押出成形装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野Ｊ 本発明は熱架橋性のプラスチック、ゴムを成形材料とし
て長尺体を押出成形するための押出成形装置に関する。

ｒ従来の技術」 熱架橋性のプラスチック、ゴムにより電カケープル、通
信ケーブルなどの被覆層を押出成形するとき、あるいは
、これら成形材料によりホース、パイプ類を押出成形す
るとき、公知ないし周知の押出成形装置が用いられる。

このような押出成形装置においては、成形材料中の異物
をスクリーニングしたり、成形材料の混線状態を高める
ため、スクリュウを内蔵したシリンダ（バレル）の先端
側にブレーカプレートが装備される。

第２図は、かかるブレーカプレートを備えた押出成形装
置の従来例を示している。

第２図の押出成形装置は、互いに連結された押出機１、
クロス型成形へラド２と、これら押出機工、成形へラド
２の連結部間に介在されたブレーカプレート３とで構成
されている。

押出機１は、シリンダ４とそのシリンダ４に内蔵された
スクリュウ５とを備えている。

成形ヘッド２は、ニップル、ダイスなどを内蔵したヘッ
ド部６と、そのヘッド部６に通じる材料流路部７とから
なる。

ブレーカプレート３は、多数の通孔による多孔部８を備
えており、通常、多孔部８は、その開孔面積が材料によ
り選択され、開孔径も任意に選択される。

かかる多孔部８は、ブレーカプレート３の外周部が枠体
からなるとき、その枠体に目の大きさの異なる複数枚の
金属ネットを組み合わせ装着することにより構成される
。

第２図の押出成形装置において、たとえば、電気ケーブ
ルの被覆層を押出成形するとき、溶融成形材料は、押出
機１のスクリュウ５を介して、押出機ｌのシリンダ４→
ブレーカプレート３→成形ヘツド２の材料流路部７→成
形へラド２のヘッド部６のごとく流れる。

このとき、成形ヘッド２においては、ヘッド部６の一端
からその内部にケーブルコア９が連続的に導入されるの
で、ケーブルコア９の外周には、ヘッド部６内のニップ
ル、ダイスを介して溶融成形材料による被覆層が形成さ
れる。

「発明が解決しようとする課題Ｊ 上述した従来例において、成形材料（樹脂）、配合剤な
どの熱分解温度と、成形加工に許容される成形材料温度
との差が大きいとき、ブレーカプレート３、その他、各
部の温度を成形材料温度よりも十分高くすることで、所
要の成形加工が難なく行なえる。

しかＬ、有機過酸化物（たとえばＤＰＣ）を、練り込み
法、含浸法、塗布法などの任意手段で、たとえば、ポリ
オレフィン樹脂中に分散、吸着させて成形材料をつくり
、これを押出成形するとき、あるいは、トリアリルシア
ヌレート（ＴＡＣ：）、トリアリルイソシアヌレ−）　
（ＴＡＩＣ）などの多官ｉモノマを、上記と同様の手段
でフッ素樹脂（たとえばＥＴＦＥ樹脂）中に分散、吸着
させて成形材料（遊離電子線架性橘樹脂）をつくり、こ
れを押出成形するとき、成形材料の融点と有機過酸化物
の分解温度、あるいは、成形材料の融点と多官能モノマ
ーの熱分解温度、および自己重合温度との差が小さくな
る。

このような樹脂組成物を成形材料とする押出成形の場合
、成形温度の下限を成形材料の融点以上に設定Ｌ、成形
温度の上限については、配合剤が熱分解によりラジカル
を発生させたり、これら自身が自己重合を開始すること
のない温度以下に設足しなければならないが、これら下
限、上限の温度差が小さいため、成形温度に起因したト
ラブルが起こりがちとなる。

たとえば、成形温度が上限温度を越えるとか、成形材料
が一部停滞するような場合は、その成形材料に部分的な
ゲル化が生じて、成形品の外観が悪くなり、甚だしいと
きは、成形材料が流動しなくなる。

成形温度が成形材料の融点付近に設定された場合でも、
スクリュウ５の先端とブレーカプレート３との間の流速
の遅い箇所で、成形材料が融点以下に温度降下Ｌ、その
流動性が損なわれる。

その他、材料流路部７では、ここでの成形材料温度が外
部から加熱されるが、かかる外部加熱のみでは、成形材
料の流動断面に対する温度分布が均一にならず、したが
って、材料流路部７においても、成形材料の一部が遅速
で流動したり、急速に温度上昇する。

もちろん、このような事態が生じた場合は、成形品の外
観不良が生じ、長時間にわたり安定した連続押出成形が
行なえない。

本発明は上述した課題に鑑み、熱架橋性のプラスチック
、ゴムを成形材料として長尺体を押出成形する際の押出
成形性を改善して、外観不良のない成形品の作製、長時
間にわたる連続押出成形の安定性、生産性の向上などを
はかることのできる押出成形装置を提供しようとするも
のである。

「課題を解決するための手段１ 本発明に係る押出成形装置は、所期の目的を達成するた
め、押出機と成形へ一２ドとブレーカプレートとを具備
してなり、上記押出機は、先端に略円錐台形のトーピド
を有するスクリュウと、そのスクリュウを内蔵したシリ
ンダとを備えていて、これらシリンダ、スクリュウの内
外周面間がメータリング部となっており、上記成形ヘッ
ドは、互いに連通した材料流路部とヘッド部とを備えて
おり、上記ブレーカプレートは、上記トーピドに対応し
た略円錐台形のブレーカ室と、そのブレーカ室の基端側
を開口している開口部と、そのブレーカ室の先端側に形
成された多孔部とを備えており、上記押出機と上記成形
ヘッドとは、上記シリンダの先端側と上記材料流路部の
基端側とを互いに突き合わせて、かつ、その突き合わせ
部間に上記ブレーカプレートを介在させて相互に連結さ
れているとともに、上記トーピドが上記ブレーカ室に内
挿されており、上記におけるシリンダの内径（直径）を
Ｄ、ブレーカ室の開口部口径（直径）をａ、ブレーカ室
の多孔部の直径をｂ、メータリング部の間隔をｈ、ブレ
ーカ室内周面とトーピド外周面との間隙をｈ′、多孔部
内面から開口部端までの長さをＬ、トーピド先端と多孔
部内面の間隙を交とした場合、ａ＝Ｄ、０．４Ｄ≦ｂ≦
０．７Ｄ、　　Ｌ／Ｄ＝０．５〜１．５、ｈ′≦ｈ、Ｍ
＝１ｍｍ〜ｅｍｍを満足させており、上記材料流路部内
に静止型撹拌混合器が内装されていることを特徴とする
。

「作用１ 本発明に係る押出成形装置の場合、押出機からブレーカ
プレートを経て成形ヘッドへと成形材料を給送すること
により、所望の成形品を押出成形する。

かかる押出成形を実施するとき、ａ＝Ｄ、ｏ、４Ｄ≦ｂ
≦０．７　Ｄ、Ｌ／Ｄ＝０．５〜１．５ｈ、　ｈ’≦ｈ
、Ｊｌ＝１ｍｍ〜８■を満足させているので、以下の理
由により当該押出成形が問題な〈実施できる。

［ａ＝Ｄについて］ この式の成立により、シリンダの内部空間とブレーカ室
の開口部とが互いに一致Ｌ、成形材料はシリンダの先端
からブレーカプレートのブレーカ室内へ円滑に導入され
る。

［０，４０≦ｂ≦０．７Ｄについて］ ａ＝Ｄにおいて、ブレーカ室における多孔部の直径が０
．４　Ｄ未満では、ブレーカ室の円錐形状が絞り過剰と
なるため成形材料の背圧が高くなりすぎ、その多孔部の
直径が０．７Ｄを越えるときは、ブレーカ室の円錐形状
が絞り不足となるため、ブレーカ室内において成形材料
の一部停滞する箇所が生じる。

したがって、０．４Ｄ≦ｂ≦０．７Ｄであることにより
、成形材料の背圧が適正となり、かつ、成形材料の停滞
が生じない。

［Ｌ／Ｄ＝０．５〜１．５について］ Ｌ／Ｄの値が０．５未満であるとか、１．５を越えると
き、前述したと同様、ブレーカ室、トーピドの円錐形状
が適切でなくなり、成形材料の背圧、流動性などが悪く
なるので、Ｌ／Ｄ＝０．５〜１．５であることを要する
。

［ｈ’≦ｈについて］ この式を満足させることにより、メータリング部からブ
レーカ室とトーピドとの間へ流動する成形材料に剪断庁
擦熱が生じ、かつ、成形材料の波路断面を絞るとこにも
なるので、成形材料の停滞がなくなり、成形材料の過度
の温度低下、温度」二昇も起こりがたい。

［見＝１ｍ■〜６ＩＩ１１について］ 交が１）未満であると、トーピドの先端と多孔部の内面
とが物理的に接触する危険をともない、文が６■を越え
る場合は、トーピド先端と多孔部内面との間隔が広がり
すぎ、成形材料の停滞が生しる。

したがって１．Ｑ＝１ｍｍ〜８ｍｍであることを要する
。

さらに、本発明に係る押出成形装置の場合、成形ヘッド
の材料流路部内に静ＩＩ：型撹拌混合器が内装されてい
るから、成形材料がここを通過するとき、当該撹拌混合
器を介して成形材料が十分に混練される。

その結果、材料流路部の外部からその内部の成形材料を
加熱するとき、成形材料の流動断面全域にわたる温度分
布を均一にすることができる。

「実　施　例Ｊ 本発明に係る押出成形装置の実施例につき、図面を参照
して説明する。

第１図の押出成形装置において、押出ａ１１とクロス型
の成形ヘッド２１とは、互いに連結されており、これら
押出機１１、成形ヘッド２１の連結部間にブレーカプレ
ート３１が介在されている。

押出機１１は、シリンダ１２とそのシリンダ１２に内蔵
されたスクリュウ１３とを備え、スクリュウ１３の先端
には、略円錐台形のトーピド１４が形成されている。

シリンダ１２の内周面とスクリュウ１３の外周面とで形
成される間隙は、メータリング部１５である。

具体的−例として、シリンダ１２の内径（直径）Ｄは４
０ｍｍφであり、スクリュウ１３の谷径（直径）ｄは３
６厘鳳φであり、メータリング部１５の間隔りは２＋＋
＋鵬である。

成形へラド２１は、ヘッド部２２とそのヘッド部２２に
通じる材料流路部２３とからなり、ヘッド部２２はニッ
プル２４、ダイス２５などを内蔵Ｌ、材料流路部２３は
その軸心に流路２６を有する。

材料流路部２３の流路２６内には、複数の捩り板による
静止型の撹拌混合器（スタティクミキサ）２７が内装さ
れている。

成形へラド２１におけるヘッド部２２、材料流路部２３
など、これらの表面には、電気ヒータからなる加熱器２
８が装備されている。

具体的−例として、材料流路部２３の流路２６は、その
内径（直径）が１１■φである。

ブレーカプレー）３１は、トーピド１４に対応した略円
錐台形のブレーカ室３２と、そのブレーカ室３２の基端
側を開口している開口部３３と、そのブレーカ室３２の
先端側に形成された多孔部３４とを備えており、多孔部
３４は、ブレーカプレート３１の枠体に目の大きさの異
なる複数枚の金網を組み合わせ装着することにより構成
されている。

具体的−例として、ブレーカ室３２における開口部３３
の口径（直径）ａは、前記りに等しいＤは４０ＩＩＩＩ
φであり、多孔部３４の直径すは２５ｍｍφであり、多
孔部３４の内面から開口部３３端までの長さしは３０ａ
ｍである。

第１図において、トーピド１４はブレーカ室３２に内挿
されている。

これらトーピド１４、ブレーカ室３２の具体的関係にお
いて、トーピド１４の外周面とブレーカ室３２の内周面
とで形成している間隙ｈ°は、前記りと同じか、それよ
りも僅かに小さく、トーピド１４の先端と多孔部３４の
内面とで形成している間隙見は４履鳳である。

第１図の押出成形装置において、たとえば、電気ケーブ
ルの被覆層を押出成形するとき、溶融成形材料は、押出
ｆｉｌｌのスクリュウ１３を介してそのシリンダ１２を
出ただ後、ブレーカプレート３１において、開口部３３
、ブレーカ室３２、多孔部３４のごとく流れ、ついで、
ブレーカプレー）３１を通過した後、各加熱器２８を介
して所定温度に保持されている成形へラド２１において
、材料流路部２３の撹拌混合器２７を備えた流路２６か
ら、成形へラド２１のヘッド部２２へと流れる。

このとき、成形へラド２１においては、ヘッド部２２の
一端からその内部にケーブルコア４１が連続的に導入さ
れるので、ケーブルコア４１の外周には、ヘッド部２２
内のニップル２４、ダイス２５を介して溶融成形材料に
よる被覆層が形成される。

以下、本発明押出成形装置による具体的な実施例と、そ
の比較例について説明する。

実施例１ 第１図の押出成形装置（Ｄ＝４０■層φ、Ｌ／Ｄ　＝２
２）を介して既述の押出成形を実施するとき、４０メツ
シュ＝１枚、８０メツシュ＝１枚、４００メツシュ＝２
枚、８０メツシュ＝１枚のように、合計５枚のステンレ
ス製の金網によりブレーカプレートの多孔部に装着した
。

成形材料としては、ＥＴＦＥ−１００Ｐ）ＩＲ／　ＴＡ
Ｃ−５ＰＨＲを練り込んだ架橋組成のものを用いた。

押出機から成形ヘッドにわたる各部の温度は、それぞれ
２５０℃、２７５℃、２９５℃、２７０℃、２８０℃、
２８０℃に保持した。

かかる条件にて所定の押出成形を実施したところ、装置
内の溶融成形材料は２８５℃となり、８時間以上の連続
押出成形が可能であった。

この場合、スクリュウ先端とブレーカプレート内側との
間には、未溶融の樹脂組成物の存在はみられなかった。

ただＬ、ｆＬ＞６ｔｓｔａとしたときは、上記の箇所に
未溶融樹脂組成物の停滞が一部みられた。

実施例２ 成形材料として、ＬＥＰＥ−１００Ｐ、ＨＲ／　ＤＰＧ
−１，３ＰＨＲ／老化防止剤−０，３ＰＨＲを練り込ん
だ架橋組成のものを用い、押出機から成形ヘッドにわた
る各部の温度を、それぞれ１２０℃に保持した以外は、
実施例１と同様にした。

かかる条件にて所定の押出成形を実施したところ、装置
内の溶融成形材料は１３７℃となり、２４時間以上の連
続押出成形が可能であった。

比較例１ 第１図の押出成形装置を介して既述の押出成形を実施す
るとき、ブレーカプレートとして、第２図のものを採用
した以外は、実施例１と同様にした。

かかる条件にて所定の押出成形を実施したところ、装置
内の溶融成形材料：２８０℃において、連続押出成形は
４時間が限度であった。

これは、押出開始後の４時間目あたりから、スクリュウ
先端とブレーカプレート内側との間に１冷え物ｊと称す
る未溶融組成物が停滞したからであり、かかる事態を装
置解体により確認した。

比較例２ 押出機から成形ヘッドにわたる各部の温度を、それぞれ
２５０℃、２７５℃、２９５℃、２９０℃、２８０”０
．２８０℃に変化させた以外は、比較例１と同じ条件で
所定の押出成形を実施した。

この場合は、装置内の溶融成形材料が２９０℃になった
が、連続押出成形は、はやり４時間が限度であり、スク
リュウ先端とブレーカプレート内側との間に未溶融組成
物がみもれた。

比較例３ 押出機から成形ヘッドにわたる各部の温度を、それぞれ
２５０℃、２８０℃、３００℃、３００℃、３００℃、
３００℃にさらに上昇させた以外は、比較例１と同じ条
件で所定の押出成形を実施した。

この場合は、装置内の溶融成形材料が３１０℃になり、
統押出成形３時間で成形品にｒ焼は物１と称する褐色の
焼損があられれた。

その他、スクリュウ先端とブレーカプレート内側との間
には、未溶融組成物がみられた。

ｒ発明の効果】 以上説明した通り１本発明に係る押出成形装置は、押出
機とブレーカプレートとの相対構成が巧みであり、成形
ヘッドの材料流路部内に静止型撹拌混合機が内装されて
いるから、熱架橋性のプラスチック、ゴムを成形材料と
して長尺体を押出成形するとき、外観不良のない成形品
の作製、長時間にわたる連続押出成形の安定性、生産性
の向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る押出成形装置の一実施例を略示し
た断面図１．第２図は従来の押出成形装置を略示した断
面図である。 １１・・・・・・押出機 １２・・・・・・シリング １３・・・・・・スクリュウ １４・・・・・・トーピド １５・・・・・・メータリング部 ２１・・・・・・成形ヘッド ２２・・・・・・ヘッド部 ２３・・・・・・材料流路部 ２４・・・・・・ニップル ２５・・・・・・ダイス ２６・・・・・・流路 ２７・・・・・・静止型撹拌混合機 ２８・・・・・・加熱器 ３１・・・・・・ブレーカプレート ３２・・・・・・ブレーカ室 ３３・・・・・・開口部 ３４・・・・・・多孔部 ４１・・・・・・ケーブルコア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　押出機と成形ヘッドとブレーカプレートとを具備して
   なり、上記押出機は、先端に略円錐台形のトーピドを有
   するスクリュウと、そのスクリュウを内蔵したシリンダ
   とを備えていて、これらシリンダ、スクリュウの内外周
   面間がメータリング部となっており、上記成形ヘッドは
   、互いに連通した材料流路部とヘッド部とを備えており
   、上記ブレーカプレートは、上記トーピドに対応した略
   円錐台形のブレーカ室と、そのブレーカ室の基端側を開
   口している開口部と、そのブレーカ室の先端側に形成さ
   れた多孔部とを備えており、上記押出機と上記成形ヘッ
   ドとは、上記シリンダの先端側と上記材料流路部の基端
   側とを互いに突き合わせて、かつ、その突き合わせ部間
   に上記ブレーカプレートを介在させて相互に連結されて
   いるとともに、上記トーピドが上記ブレーカ室に内挿さ
   れており、上記におけるシリンダの内径（直径）をＤ、
   ブレーカ室の開口部口径（直径）をａ、ブレーカ室の多
   孔部の直径をｂ、メータリング部の間隔をｈ、ブレーカ
   室内周面とトーピド外周面との間隙をｈ′、多孔部内面
   から開口部端までの長さをＬ、トーピド先端と多孔部内
   面の間隙をｌとした場合、ａ＝Ｄ、０．４Ｄ≦ｂ≦０．
   ７Ｄ、Ｌ／Ｄ＝０．５〜１．５、ｈ′≦ｈ、ｌ＝１ｍｍ
   〜６ｍｍを満足させており、上記材料流路部内に静止型
   撹拌混合器が内装されていることを特徴とする押出成形
   装置。