JPH04276419A

JPH04276419A - 多層及び単層パイプ成形用ダイ

Info

Publication number: JPH04276419A
Application number: JP3038210A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Hirose; 広瀬　英典; Wataru Kusakawa; 草川　亘
Original assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1991-03-05
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1992-10-01

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱可塑性樹脂を構成
層とする多層及び単層パイプを成形するためのダイに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来の２層パイプ成形用ダイを
断面で示したものである。図において、３１はダイ本体
、３２はダイ本体３１に取り付けた外層マンドレル、３
３はフィードブロック、３４は後述する内層マンドレル
３５を所定位置に保持するためのスパイダー（支持脚）
である。スパイダー３４は、外層マンドレル３２とフィ
ードブロック３３の間に挟むことによって、外層マンド
レル３２に同軸的に取り付けられている。３５はスパイ
ダー３４に取り付けた内層マンドレル、３６はダイ本体
３１に取り付けた偏肉調整リング、３７は偏肉調整リン
グの位置を調整するボルトである。上記外層マンドレル
３２と内層マンドレル３５は、その外周面にスパイラル
溝等の樹脂案内溝を有しないストレートマンドレルであ
る。３８はダイ本体３１に取り付けた外層樹脂の押出機
で、そのシリンダの中心線が外層マンドレル３２のそれ
に対し直角となるように取り付けられている。

【０００３】３９は押出機３８から押し出された外層樹
脂が供給される樹脂供給路で、ダイ本体３１に設けられ
ている。４０は外層マンドレル３２の円周方向外周面に
環状に設けた樹脂分配路である。この樹脂分配路４０は
、押出機３８から押し出されて樹脂供給路３９を通って
出てくる外層樹脂を外層マンドレル３２の円周方向に分
配するためのものである。

【０００４】４１はフィードブロック３３に取り付けた
内層樹脂の押出機で、そのシリンダの中心線と内層マン
ドレル３５のそれが一致するように取り付けられている
。４２はフィードブロック３３に設けた樹脂供給路で、
押出機４１から押し出された内層樹脂が供給される。４
３はスパイダー３４の円錐体部３４ａとフィードブロッ
ク３３の円錐状凹部３３ａとの間に形成された樹脂分配
路、４４はフィードブロック３３に設けた樹脂分配路で
ある。後者の樹脂分配路４４は、図５に示すように、４
つのブリッジ３４ｂで４つに区画されている。両樹脂分
配路４３，４４は、樹脂供給路４２に送給される内層樹
脂を内層マンドレル３５の円周方向に分配するためのも
のである。

【０００５】４５は内層樹脂流路、４６は外層樹脂流路
、４７は樹脂合流路、４８はノズル部である。

【０００６】従来のパイプ成形用ダイは、以上のような
構成となっているので、いま、押出機４１から内層樹脂
ｎを樹脂供給路４２に、押出機３８より外層樹脂ｇを樹
脂供給路３９にそれぞれ押し出すと、つぎのようなプロ
セスで２層構成のパイプとなる。

【０００７】すなわち、内層樹脂ｎは、樹脂分配路４３
，４４によって内層マンドレル３５の円周方向に分配さ
れ、内層樹脂流路４５に円筒状に押し出される。一方、
外層樹脂ｇは、樹脂分配路４０によって外層マンドレル
３２の円周方向に分配され、外層樹脂流路４６に円筒状
に押し出される。内，外層樹脂流路４５，４６に押し出
された内，外層樹脂ｎ，ｇは、樹脂合流路４７で合流し
てノズル部４８から押し出され、両樹脂ｎ，ｇからなる
２層構成のパイプとなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
パイプ成形用ダイには、次のような問題があった。（１）内層樹脂ｎがスパイダー３４の樹脂分配路４４を
通過すると、図６に示すように、内層樹脂ｎの流れがブ
リッジ３４ｂによって分離され、その中心線ｃ上に同樹
脂ｎの流速分布の谷ができる。

【０００９】この谷の部分は、円筒状の内層樹脂ｎにス
パイダーマークと呼ばれる４本のウエルドラインとして
現れる。そして、このウエルドラインは、内層マンドレ
ル３５がストレートマンドレルであるため、樹脂合流路
４７からノズル部４８までそのまま記憶される。その結
果、図８のように、得られるパイプ製品の内層Ｎに４本
の薄肉部ｔが形成され、内層Ｎの厚さが不均一になり、
パイプとしての強度が低下する。なお、Ｇは外層である
。

【００１０】（２）外層樹脂ｇは、図４と図７に示すよ
うに、パイプの押出し方向に対し直角の方向から樹脂分
配路４０に押し出され、この分配路４０によって外層マ
ンドレル３２の円周方向に分配される。

【００１１】このため、樹脂供給路３９側、つまり樹脂
供給圧の高い部分Ｈへの外層樹脂ｇの供給量は多くなり
、その反対側の樹脂供給圧の低い部分、すなわち外層樹
脂ｇが出合う部分Ｌへの外層樹脂ｇの供給量は少なくな
る。そして、この樹脂の偏在は、外層マンドレル３２が
ストレートマンドレルであるため、樹脂合流路４７から
ノズル部４８までそのまま記憶される。その結果、得ら
れるパイプ製品の外層Ｇ（図８）の厚さが不均一になり
、パイプとしての強度が低下する。

【００１２】また、上記外層樹脂ｇが出合う部分Ｌにウ
エルドラインが発生するので、これがパイプ製品の表面
に表われ、その外観品質を低下させる。

【００１３】この発明は、このような従来の問題点を解
決するためになされたもので、各層と全体の厚さが均一
で高強度であり、かつ外観品質の優れた多層及び単層パ
イプを得ることができる多層及び単層パイプ成形用ダイ
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明が提供する多層
パイプ成形用ダイは、複数のマンドレルを備え、かつそ
れぞれのマンドレルに専用の樹脂供給路を軸芯部に有す
るダイであって、前記各マンドレルは、内部に、それぞ
れの専用の樹脂供給路に通じ、かつマンドレルの外周面
に開口部をもつ複数の樹脂分配路を有するとともに、外
周面に、前記複数の樹脂分配路の開口部からスパイラル
状にのびるスパイラル溝と、隣り合う前記開口部とスパ
イラル溝をつなぐ連結溝、開口部同士をつなぐ連結溝お
よびスパイラル溝同士をつなぐ連結溝のうちの少なくと
も１つの連結溝とよりなる樹脂分配溝を有しているもの
である。

【００１５】また、この発明が提供する他の多層パイプ
成形用ダイは、複数のマンドレルを備え、かつそれぞれ
のマンドレルに専用の樹脂供給路を軸芯部に有するダイ
であって、前記各マンドレルは、内部に、それぞれの専
用の樹脂供給路に通じ、かつマンドレルの外周面に開口
部をもつ複数の樹脂分配路を有するとともに、外周面に
、前記複数の樹脂分配路の開口部からスパイラル状にの
びるスパイラル溝を有しているものである。

【００１６】また、この発明が提供する単層パイプ成形
用ダイは、マンドレルを備え、かつそのマンドレルへの
樹脂供給路を軸芯部に有するダイであって、前記マンド
レルは、内部に、樹脂供給路に通じ、かつマンドレルの
外周面に開口部をもつ複数の樹脂分配路を有するととも
に、外周面に、前記複数の樹脂分配路の開口部からスパ
イラル状にのびるスパイラル溝と、隣り合う前記開口部
とスパイラル溝をつなぐ連結溝、開口部同士をつなぐ連
結溝およびスパイラル溝同士をつなぐ連結溝のうちの少
なくとも１つの連結溝とよりなる樹脂分配溝を有してい
るものである。

【００１７】また、この発明が提供する他の単層パイプ
成形用ダイは、マンドレルを備え、かつそのマンドレル
への樹脂供給路を軸芯部に有するダイであって、前記マ
ンドレルは、内部に、樹脂供給路に通じ、かつマンドレ
ルの外周面に開口部をもつ複数の樹脂分配路を有すると
ともに、外周面に、前記複数の樹脂分配路の開口部から
スパイラル状にのびるスパイラル溝を有しているもので
ある。

【００１８】

【作用】ダイの軸芯部に設けた各樹脂供給路に押し出さ
れた樹脂は、ここから各マンドレルの樹脂分配路に押し
出されてスパイラル溝，連結溝等の樹脂案内溝に分配さ
れていく。すなわち、樹脂は各マンドレルの軸芯方向へ
、つまりパイプの押出し方向へ押し出される。このため
、樹脂が各マンドレルの円周方向へ均等に分配され、樹
脂が同方向において偏在しなくなる。従来は、樹脂の押
出し角度がパイプの押出し方向に対し直角または有角で
あったため、樹脂はマンドレルの円周方向に偏在したが
、この発明では、そのおそれは殆んどない。

【００１９】また、各マンドレルのスパイラル溝，連結
溝等の樹脂分配溝に押し出された樹脂は、同分配溝によ
って各マンドレルの円周方向にさらに均一に分散される
。

【００２０】このような理由により、ダイから押し出さ
れたパイプの各層の厚さは均一なものとなり、したがっ
て全体の厚さも均一なものとなる。また、各層にパイプ
の外観品質を損なうウエルドラインは生じない。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図１〜図３によっ
て説明する。実施例のダイは、２層パイプ成形用ダイで
ある。図１において、１はダイ本体、２は外層マンドレ
ル、３は内層マンドレル、４はフィードブロックである
。これらは同軸的に一体に組み立てられている。５は内
層マンドレル２に同軸的に取り付けたダイマンドレル、
６はダイ本体１に取り付けた偏肉調整リング、７は偏肉
調整ボルトである。

【００２２】８は内層樹脂の押出機である。この押出機
８は、前記内層マンドレル３と同軸に配置して、フィー
ドブロック４に、それぞれのフランジ部８ａ，４ａにお
いて取り付けられている。９は外層樹脂の押出機で、フ
ィードブロック４の側部に取り付けられている。

【００２３】１０は押出機８から押し出された外層樹脂
が供給される樹脂供給路で、フィードブロック４の軸芯
部に設けられている。１１は樹脂分配路で、上記樹脂供
給路１０から分岐してフィードブロック４と内，外層マ
ンドレル３，２の中を通り、外層マンドレル２の外周面
に開口部１１ａを有する４本の樹脂流路よりなる。

【００２４】ここにいう４本の樹脂流路は、樹脂供給路
１０の中心線を中心にして９０度間隔で対称に設けられ
ており、その開口部１１ａは外層マンドレル２の外周面
の円周方向に９０度間隔で開口している。この樹脂分配
路１１は、樹脂供給路１０に押し出された樹脂を外層マ
ンドレル２の円周方向へ均一に分配するためのものであ
る。

【００２５】１２は押出機９から押し出された内層樹脂
が供給される樹脂供給路で、その内層マンドレル３側は
、フィードブロック４と内層マンドレル３の軸芯部に設
けられている。１３は樹脂分配路で、上記樹脂供給路１
２から分岐して内層マンドレル３の中を通り、同マンド
レル３の外周面に開口部１３ａを有する４本の樹脂流路
よりなる。

【００２６】ここにいう４本の樹脂流路は、樹脂供給路
１３の中心線を中心にして９０度間隔で径方向に放射状
に設けられており、その開口部１３ａは内層マンドレル
３の外周面の円周方向に９０度間隔で開口している。

【００２７】１４はダイ本体１と外層マンドレル２の間
に形成された外層樹脂流路、１５は外層マンドレル２と
内層マンドレル３の間に形成された内層樹脂流路、１６
はダイ本体１と内層マンドレル３の間および偏肉調整リ
ング６とダイマンドレル５の間に形成された樹脂合流路
で、ここで内，外層樹脂が合流する。１７はダイ本体１
とダイマンドレル５の間に形成されたノズル部である。

【００２８】１８は上記外層樹脂流路１４に面する外層
マンドレル２の外周面に設けた樹脂分配溝、１９は上記
内層樹脂流路１５に面する内層マンドレル３の外周面に
設けた樹脂分配溝である。

【００２９】図２は、内層マンドレル３に設けた樹脂分
配溝１９の細部構成を示したものである。同図において
、ｍ１　は内層マンドレル３の樹脂分配路１３の４つの
開口部１３ａから内層マンドレル３の外周面にスパイラ
ル状にのびるスパイラル溝である。ｍ２　は上記４つの
開口部１３ａとその隣りのスパイラル溝ｍ１　をつなぐ
連結溝である。樹脂分配溝１９は上述したスパイラル溝
ｍ１　と連結溝ｍ２　より構成されている。また、外層
マンドレル２に設けた樹脂分配溝１８は、図示しないが
、上記分配溝１９と同じ構成になっている。

【００３０】なお、実施例では、樹脂分配溝１８，１９
を上記スパイラル溝ｍ１　と連結溝ｍ２　とで構成した
が、外層マンドレル２における開口部１１ａ同士および
内層マンドレル３における開口部１３ａ同士あるいは各
マンドレル２，３におけるスパイラル溝ｍ１　同士をつ
なぐ連結溝を設けるようにしてもよい。ただし、連結溝
は、上記３つのうちの少なくとも１つを備えていればよ
い。また、図３のように、スパイラル溝ｍ１　のみで構
成してもよい。

【００３１】次に、実施例のダイで２層パイプを成形す
る場合の同ダイの動作を説明する。樹脂供給路１０に押
し出された外層樹脂は、４本の樹脂分配路１１によって
外層マンドレル２の円周方向へ４等分されて分配され、
樹脂分配溝１８に押し出される。一方、樹脂供給路１２
に押し出された内層樹脂は、放射状に分岐した４本の樹
脂分配路１３によって内層マンドレルの円周方向へ４等
分されて分配され、樹脂分配溝１９に押し出される。

【００３２】樹脂分配溝１９，１８に押し出された内，
外層樹脂は、同分配溝１９，１８によって内，外層マン
ドレル３，２の円周方向に均一に流動分散される。そし
て、樹脂合流路１６で合流してノズル部１７から出され
、２層構成のパイプとなる。

【００３３】上述のように、実施例のダイにおいては、
ダイの軸芯部に設けた樹脂供給路１２，１０に樹脂を供
給し、ここから４本の樹脂分配路１３，１１に押し出す
ようにしたので、樹脂供給路１２，１０の樹脂が４本の
樹脂分配路１３，１１に均等に分配され、内，外層樹脂
流路１５，１４に偏在しない。

【００３４】また、内，外層樹脂流路１５，１４に押し
出された樹脂は、樹脂分配溝１９，１８によって、円周
方向にさらに均一に分配される。

【００３５】このため、得られる２層パイプの各層の厚
さは均一なものとなり、したがってパイプ全体の厚さも
均一なものとなる。また、各層にパイプの外観品質を損
ねるようなウエルドラインも発生しない。

【００３６】上記効果を確認するために、実施例の２層
パイプ成形用ダイを使用して水道用ポリエチレン２層管
を、下記の要領で成形した。そして、得られた管の全厚
と内層厚および外層厚を測定し、ＪＩＳ規格値と比較し
てみた。（１）２層パイプ成形用ダイとしては呼び径２０ｍｍの
ものと、５０ｍｍのものを使用した。（２）樹脂としては、内層用として、直鎖状低密度ポリ
エチレン（密度０．９２２ｇ／ｃｍ３　、メルトインデ
ックス０．６５ｇ／１０分）を、外層用として、同樹脂
にカーポンブラックを２．２重量％含有させたものを使
用し、２１０℃で押出成形した。

【００３７】比較のために、図４に示す従来の２層パイ
プ成形用ダイであって、呼び径２０ｍｍと５０ｍｍのも
のを使用して、同様の試験を行った。

【００３８】以下の試験結果１〜４は、上記の試験結果
を示したものである。（Ｉ）試験結果１（ａ）実施例の２層パイプ成形用ダイ（呼び径２０ｍｍ
）によって得られた水道用ポリエチレン２層管の厚さ

【
００３９】

【表１】

【００４０】（注）表中、■〜■は、管を円周方向に８
等分割した時の分割点を示す（以下同じ）。（ｂ）ＪＩＳ規格値（全厚４．０ｍｍ，内層厚２．５ｍ
ｍ，外層厚１．５ｍｍ）に対する偏肉の幅全　　厚：−４．５％〜＋１．８％内層厚：−５．６％〜＋５．６％外層厚：−４．７％〜＋１．３％（ＩＩ）試験結果２（ａ）従来の２層パイプ成形用ダイ（呼び径２０ｍｍ）
によって得られた水道用ポリエチレン２層管の厚さ

【０
０４１】

【表２】

【００４２】（ｂ）ＪＩＳ値（全厚４．０ｍｍ，内層厚
２．５ｍｍ，外層厚１．５ｍｍ）に対する偏肉の幅全　
　厚：−５．０％〜＋６．３％内層厚：−６０％〜＋３．３％外層厚：−４．７％〜＋１０６％（ＩＩＩ）試験結果３（ａ）実施例の２層パイプ成形用ダイ（呼び径５０ｍｍ
）によって得られた水道用ポリエチレン２層管の厚さ

【
００４３】

【表３】

【００４４】（ｂ）ＪＩＳ値（全厚８．０ｍｍ，内層厚
６．０ｍｍ，外層厚２．０ｍｍ）に対する偏肉の幅全　
　厚：−４．８％〜＋５．０％内層厚：−３．１％〜＋８．０％外層厚：−１４．０％〜＋２．８％（ＩＶ）試験結果４（ａ）従来の２層パイプ成形用ダイ（呼び径５０ｍｍ）
によって得られた水道用ポリエチレン２層管の厚さ

【０
０４５】

【表４】

【００４６】（ｂ）ＪＩＳ値（全厚８．０ｍｍ，内層厚
６．０ｍｍ，外層厚２．０ｍｍ）に対する偏肉の幅全　
　厚：−６．９％〜＋６．９％内層厚：−３０％〜＋２．３％外層厚：−２．７％〜＋７５％上記試験結果１〜４から明らかなように、実施例のダイ
によって得られるパイプの厚さは、従来のダイによって
得られるパイプのそれより、はるかに均一なものである
ことが判る。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、ダイの軸芯部に設けた、複数のマンドレルのそれぞれ
に専用の樹脂供給路にそれぞれ樹脂を供給し、これを各
マンドレル内に設けた複数の樹脂分配路で各マンドレル
の外周面に導き、これを各マンドレルの外周面に設けた
スパイラル溝等の樹脂分配溝で各マンドレルの円周方向
に均一に流動分散させるようにしたので、各層と全体の
厚さが均一で高強度であり、かつ外観品質の優れた多層
パイプを得ることができる。

【００４８】また、この発明によれば、ダイの軸芯部に
設けた樹脂供給路に樹脂を供給し、これをマンドレル内
に設けた複数の樹脂分配路でマンドレルの外周面に導き
、これをマンドレルの外周面に設けたスパイラル溝等の
樹脂分配溝で各マンドレルの円周方向に均一に流動分散
させるようにしたので、厚さが均一で高強度であり、か
つ外観品質の優れた単層パイプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　実施例の２層パイプ成形用ダイの断面図。

【図２】　　図１における内層マンドレルの要部斜視図
。

【図３】　　図１における内層マンドレルの他の態様を
示す要部斜視図。

【図４】　　従来の２層パイプ成形用ダイの断面図。

【図５】　　図４のＶ−Ｖ断面図。

【図６】　　図５のＶＩ−ＶＩ断面図。

【図７】　　図４のＶＩＩ−ＶＩＩ　断面図。

【図８】　　従来の２層パイプ成形用ダイによって成形
された２層パイプの断面図。

【符号の説明】

１　　ダイ本体２　　外層マンドレル３　　内層マンドレル４　　フィードブロック５　　ダイマンドレル６　　偏肉調整リング８，９　　押出機１０，１２　　樹脂供給路１１，１３　　樹脂分配路１１ａ，１３ａ　　開口部１８，１９　　樹脂分配溝ｍ１　　　スパイラル溝ｍ２　　　連結溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　複数のマンドレルを備え、かつそれぞ
れのマンドレルに専用の樹脂供給路を軸芯部に有するダ
イであって、前記各マンドレルは、内部に、それぞれの
専用の樹脂供給路に通じ、かつマンドレルの外周面に開
口部をもつ複数の樹脂分配路を有するとともに、外周面
に、前記複数の樹脂分配路の開口部からスパイラル状に
のびるスパイラル溝と、隣り合う前記開口部とスパイラ
ル溝をつなぐ連結溝、開口部同士をつなぐ連結溝および
スパイラル溝同士をつなぐ連結溝のうちの少なくとも１
つの連結溝とよりなる樹脂分配溝を有していることを特
徴とする多層パイプ成形用ダイ。
【請求項２】　　複数のマンドレルを備え、かつそれぞ
れのマンドレルに専用の樹脂供給路を軸芯部に有するダ
イであって、前記各マンドレルは、内部に、それぞれの
専用の樹脂供給路に通じ、かつマンドレルの外周面に開
口部をもつ複数の樹脂分配路を有するとともに、外周面
に、前記複数の樹脂分配路の開口部からスパイラル状に
のびるスパイラル溝を有していることを特徴とする多層
パイプ成形用ダイ。
【請求項３】　　マンドレルを備え、かつそのマンドレ
ルへの樹脂供給路を軸芯部に有するダイであって、前記
マンドレルは、内部に、樹脂供給路に通じ、かつマンド
レルの外周面に開口部をもつ複数の樹脂分配路を有する
とともに、外周面に、前記複数の樹脂分配路の開口部か
らスパイラル状にのびるスパイラル溝と、隣り合う前記
開口部とスパイラル溝をつなぐ連結溝、開口部同士をつ
なぐ連結溝およびスパイラル溝同士をつなぐ連結溝のう
ちの少なくとも１つの連結溝とよりなる樹脂分配溝を有
していることを特徴とする単層パイプ成形用ダイ。
【請求項４】　　マンドレルを備え、かつそのマンドレ
ルへの樹脂供給路を軸芯部に有するダイであって、前記
マンドレルは、内部に、樹脂供給路に通じ、かつマンド
レルの外周面に開口部をもつ複数の樹脂分配路を有する
とともに、外周面に、前記複数の樹脂分配路の開口部か
らスパイラル状にのびるスパイラル溝を有していること
を特徴とする単層パイプ成形用ダイ。