JPH04191026A - 押出成形方法 - 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） この発明は押出成形方法、詳しくは超音波を利用して被
成形材の加工精度の向上、成形速度の向上を図った押出
成形方法に関するものである。

（従来の技術） 従来から、押出成形装置においては、供給された被成形
材の原料を流動状態にして押出す押出機の出口側にダイ
が取付けられており、更にこのダイに引続いてサイジン
グ部及び冷却部が取付けられている。

ダイは熱可塑性樹脂等の被成形材に予備的な形状を付与
する部分、サイジング部は前記ダイより押出された種々
の断面形状を有する被成形材に最終形状を付与する部分
であり、多くの押出成形装置においては被成形材のサイ
ジングと水あるいは空気による冷却とを同時に行うよう
になっている。

（解決すべき課題） 最近の押出成形装置ではコンパウンドの改良により高い
押出量を得る様になったが、効率良く、高品質の被成形
材製品を得るにはサイジング部の形状、温度、引張力及
び速度等について微妙な調整、管理を必要とし、操作性
及び押出速度の向上には問題が残っていた。

一方、押出成形の際の超音波の利用に関しては、ダイ、
プランジャー先端部、ノズル部、あるいは装置全体に超
音波振動を印加することが試みられているが、超音波振
動系の装置が複雑面倒で高価になる傾向があり、しかも
この超音波振動系が被成形材の融点あるいはそれ以上の
温度で稼働される為、寿命が短く、耐久・ｈ、安全性に
才５いて問題があった。

又、被成形材の寸法イ」与は、高価なダイでは押出しし
やすい予備的な寸法付与にとどめ、ザ、イジング部で最
終的寸法をイ」与する方法が取られているが、ロットの
バラツキ、製品の内部残留歪、外界条件、樹脂の諸性質
等により影響を受けやすかった。

たとえば、粘度に関しては、溶融粘度の減少と共にサイ
ジングが困難になることが知られており、ナイロン等所
謂エンジニアプラスチックは溶融粘度が低く、サイジン
クはかなりむずかしかった。

又、サイジング部は凝固段階近くに置かれる為、被成形
材の温度低下によりザイジング部通過時に非常に大きな
力がかかり、サイジング部の耐久性、成形速度、成形形
状、製品等に良くない影響があった。なお、成形速度は
被成形品の形状、材質、温度、押出速度により、単に押
出速度、引張速度を上げてもその向上が期待し得ないこ
とば当然である。

この発明は、押出成形の際における一Ｖ記問題点を解決
することを目的とするものであり、超音波を利用し、被
成形材の品質、成形速度、ナイジング部の耐久性を向上
せしめんとしたものである。

（課題を解決するための手段） 被成形材を押出し、ダイにより予備的形状を付与し、サ
イジング部において冷却しつつ、最終形状に什十げる押
出成形方法において、サイジング部に超音波振動系を付
加し、これに超音波振動を加えつつ被成形材のサイジン
グ及び冷却を行うことにより、上言己課題を解決せんと
するものである。

（作用） ダイににり予備的な形状付ｌ′ｊが行われ、サイジング
部に送られた被成形相はこのサイジング部において最終
寸法に仕上げられ、硬化せしめられるが、このサイジン
グ部には超音波振動が印加さｔｌているので、被成形材
とサイジング部との接触面の摩擦が低下すると共に被成
形材の樹脂密度が向上し、その流動性も高められ、円滑
にづイジングが行われる。

又、成形速度も向上せしめられる。

（実施例） 第１図はこの発明の実施例に使用したプロフィール成形
用押出装置の縦断面図、第２図はその要部の拡大縦断面
図、第３図は拡大横断面図である。

図中１は押出成形装置本体であり、補給器２よりペレッ
ト又はパウダー状をした被成形材原料を補給し、モータ
ー３、減速機４、スクリュー５によりブレーカ６へ背圧
を与え、温度と圧力により被成形材７をゲル化し、バッ
クプレッシャーによりこれを直線方向にブレークする様
になっている。

そして、被成形材７はダイ８により予備的な形状が与え
られ、その後超音波振動が印加されているサイジング部
９で最終形状に什−トげられた後、板サイジング１０で
形状を保持されつつ、冷却槽１１に送られ、硬化する様
になっている。サイジング部は第２図及び第３図に示す
様に被成形材通過孔２０を囲む様に一対のウォータージ
ャケット２１．２２が設けられており、ダイ８寄りに位
置したウォータージャケット２１には排出口１３が、も
う一方のウォータージャケット２２には給水口１２が接
続されており、給水口１２から導入された冷却水は被成
形材通過孔２０の壁面と被成形材７とのすき間を通って
ウォータージャケット２１に達し排出［コ１３から吸い
上げられる様になっている。

そして、このサイジング部９の被成形材７の進行方向直
角の外側壁には半波長の長さのス１〜レートホーン１５
の端部が固定されており、その他端にはブースターポー
ン１６を介して超音波振動子１７が固定され、超音波発
振器１８から供給される電力によりサイジング部９を振
動させる様になっている。

この様に、サイジング部９には超音波振動が印加される
様になっており、冷却水は超音波エネルギーの伝播を助
け、空洞現象により被成形材７に衝撃的圧力をあたえ、
被成形材７の物性を高めると共に霧状になり被成形材７
の周囲に回り込みサイジング部出口１４より噴き出す。

この作用により被成形材７の硬化は促進され、後工程の
冷却槽１１における冷却時間の短縮が可能となり、冷却
槽１１の小型化も実現される。

この実施例に使用した超音波発振器１８の出力は４００
Ｗ、共振周波数は１８ＫＨｚであり、超音波振動子１７
、ブースターホーン１６、ストレートホーン１５で構成
した振動系はサイジング部９の形状、被成形材７の材質
、被成形材７の流動性に応じて被成形材７の進行方向に
対して横振動又は縦振動のどちらかを選ぶことができる
様になっていると共に振動角度も適宜、選定できる様に
なっている。

又、複数の振動系により複数方向から同時に振動する様
にしてもよく、振動系を板サイジング１０に取付けても
良い。

又、この実施例においてはウォータージャケット２１．
２２を被成形材通過孔２０に連通させ。

冷却水が被成形材７に直接接触する様にしたが被成形材
７の材質によってはウォータージャケット２１．２２を
被成形材通過孔２０に連通させず、サイジング部９の内
部から間接的に冷却する方法を採用してもよ（、また、
冷却水を用いず空気による冷却を行う様にしでも良い。

（発明の効果） この発明は上記の通り構成を有するものであり、サイジ
ング部９に超音波振動を印加することにより、被成形材
７の形状保持、寸法安定性の向上、流動性の向上による
成形条件の安定性の向上、被成形材７の樹脂密度の向上
による製品物性の向上、被成形材７の表面状態、仕上り
の向上、成形速度の向上、サイジング部９の耐久性の向
上等多くのすぐれた効果を有し、熱可塑性樹脂の押出成
形分野、アルミニウムなどの金属成形分野、樹脂又はゴ
ムと金属又は木材との複合成形分野、チョコレート菓子
やインスタント食品などの食品成形分野、樹脂と砂又は
石粉、樹脂とカーボン又はガラスなどの異種材質合成成
形分野、絵具、消しゴム、鉛筆、墨などの文具品成形分
野、合成繊維成形分野において極めて有効なものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に使用する押出成形装置の
一例の縦断面図、第２図はその要部の拡大断面図、第３
図は第２図における矢視Ａ−ＡＭ断面図である。 １、押出成形装置本体１２．給水口 ２、補給器　　　　　１３．排出口 ３、モーター　　　　１４．出口 ４、　！連撮　　　　　　１５．ストレートホーン５、
スクリュー　　　　１６．ブースターホーン６、ブレー
カ　　　　　１７．超音波振動子７、被成形材　　　　
１８．超音波発振器８、ダイ　　　　　　　２０．被成
形材通過孔９、サイジング部　　　２１．ウォータージ
ャケット１０、板サイジング部　２２．ウォータージャ
ケット１１、冷却槽 手続ネ由且モ書 平成３年３月１４１ヨ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被成形材を押出し、ダイにより予備的形状を付与し、サ
   イジング部において冷却しつつ最終形状に仕上げる押出
   成形方法において、サイジング部に超音波振動系を付加
   し、これに超音波振動を加えつつ被成形材のサイジング
   及び冷却を行うことを特徴とする押出成形方法。