JPH05286013A - 押出機のｔダイ並びに成形品の成形方法及び成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は押出機のＴダイ並びに成形品の成形
方法及び成形品に関し、特に、Ｔダイの通路の可変チョ
ーク手段を介して得た薄肉部及び厚肉部を一体に有する
原料メルトを用い、全体の肉厚をほぼ均一に成形するこ
とを特徴とする。 【構成】 本発明による押出機のＴダイ並びに成形品の
成形方法及び成形品は、押出機(54)から押出された溶融
樹脂をＴダイ(52)の通路(16)に設けられた可変チョーク
手段(100)を介して薄肉部(34b)と厚肉部(34a)を一体に
有する原料メルト(34)を得ると共に、前記原料メルト(3
4)を金型(58)により成形することにより全体が均一な肉
厚の成形品を得る構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、押出機のＴダイ並びに
成形品の成形方法及び成形品に関し、特に、Ｔダイの通
路の可変チョーク手段を介して得た薄肉部及び厚肉部を
一体に有する原料メルトを用い、全体の肉厚をほぼ均一
に成形するための新規な改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、用いられていたこの種の熱可塑性
樹脂の成形方法及び装置としては種々あるが、一般に
は、図７で示す成形方法が採用されていた。すなわち、
図７において符号１で示されるものは押出機であり、こ
の押出機１のスクリュ２により押出された溶融状の熱可
塑性樹脂は、Ｔダイス３に注入され、このＴダイス３の
リップ部３ａからシート状熱可塑性樹脂４として垂下さ
れていた。このシート状熱可塑性樹脂４は、一対の圧空
成形用の金型部５ａ，５ｂからなる金型５により圧空成
形され、この各金型部５ａ，５ｂには図８に示すように
圧力手段６，６Ａが接続されている。

【０００３】また、この金型５内には、成形調整用圧力
手段７が内設されており、この成形調整用圧力手段７の
ロッド７ａによって図９に示すように成形品８の角部８
ａを内方から押圧し、角部８ａの肉厚を確保するように
していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の熱可塑性樹脂の
成形方法及び装置は、以上のように構成されていたた
め、次のような課題が存在していた。すなわち、Ｔダイ
から垂下するシート状熱可塑性樹脂の厚み精度が悪くな
るため、極端に樹脂温度を下げ、ドローダウンを最小限
の範囲に抑える方法が採用されていたが、このことは、
押出成形技術を極端に難しくする上、スクリュ駆動用モ
ータの容量も大きくしなければならないなどのコスト上
の問題を抱えていた。また、ネックインについても、ネ
ックインを見越した幅の広いＴダイを用いなければなら
ず、コストアップを避けることは極めて困難であった。
また、このシート状熱可塑性樹脂を用いて圧空成形によ
り電気笠等の成形品を成形する場合、厚みの均一なシー
トでは延伸倍率の大きい角部等の肉厚が薄くなってしま
い、製品の強度が弱くなっていた。その反面、角部の肉
厚を厚くするためにシート全体の肉厚を厚くしてしまう
と、製品自体の重量が重くなり、コストアップとなって
いた。また、Ｔダイに設けたリップ調整ボルトにより幅
方向にシート厚みを変化させ、角部に相当する部分を局
部的に厚くする等の方法もあったが、このリップ調整ボ
ルトの調整だけでは肉厚を局部的に変化させるのには限
界があり、実用的ではなかった。また、図９に示す圧力
手段を用いて成形品の角部の肉厚を調整することは極め
て困難なことであり、成形工程が複雑化し、成形サイク
ルを短縮することができず、品質維持やコストダウンの
達成が極めて困難であった。

【０００５】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、押出機のＴダイの通路の可
変チョーク手段を介して得た薄肉部及び厚肉部を一体に
有する原料メルトを用い、全体の肉厚をほぼ均一に成形
するようにした押出機のＴダイ並びに成形品の成形方法
及び成形品を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による押出機のＴ
ダイは、溶融樹脂の通路が形成された本体と、前記本体
に取り付けられ前記通路の一部を形成する可変チョーク
手段と、前記可変チョーク手段のチョーク部材に形成さ
れ前記通路の幅方向と平行な軸心を有する半円筒状の凹
部と、前記凹部内に回動可能に設けられた厚薄設定軸
と、前記厚薄設定軸を回転させるための駆動手段と、前
記厚薄設定軸の円筒面に形成された切欠き部とを有する
構成である。

【０００７】さらに詳細には前記チョーク部材及び厚薄
設定軸が複数設けられている構成である。

【０００８】本発明による成形品の成形方法は、押出機
から押出された溶融樹脂をＴダイの通路に設けられた可
変チョーク手段を介して薄肉部と厚肉部を一体に有する
原料メルトを得ると共に、前記原料メルトを金型により
成形する方法である。

【０００９】さらに詳細には、前記金型は圧空成形用で
ある方法である。

【００１０】さらに詳細には、前記金型は真空成形用で
ある方法である。

【００１１】本発明による成形品は、薄肉部と厚肉部を
一体に有する原料メルトを用いると共に、平面部及び曲
折部の肉厚がほぼ均一とした構成である。

【００１２】

【作用】本発明による押出機のＴダイ並びに成形品の成
形方法及び成形品において、厚薄設定軸の切欠き部が設
けられていない部分を通路側に対面させた状態においた
場合、可変チョーク部材を通る溶融樹脂は、均一な肉厚
とされて通路内を下流側に移動していき、出口部から外
部に押し出される。厚薄設定軸の切欠き部を通路側に対
面させた状態においては、可変チョーク部材を通る溶融
樹脂は、切欠き部だけが厚肉とされて通路内を下流側に
移動していき、出口部から外部に押し出される。これに
より均一な肉厚寸法の原料メルトであるシート状溶融樹
脂の所望の箇所に厚肉部を一体に形成させることができ
る。したがって、このような形状の原料メルトを用いて
圧空又は真空成形することにより、引き伸ばし量が場所
によって変化するようなキャビティ形状の金型を用いた
場合であっても、全体にわたり均一な肉厚の成形品を成
形することができる。

【００１３】

【実施例】以下、図面と共に本発明による押出機のＴダ
イ並びに成形品の成形方法及び成形品の好適な実施例に
ついて詳細に説明する。まず、図１〜図３に示す本発明
の実施例について説明する。第１本体１０には、第２本
体１２がボルト１４をもって一体的に固定されており、
Ｔダイ５２を構成する第１本体１０及び第２本体１２に
よって通路１６が形成されている。第１本体１０及び第
２本体１２の図１中上部（上流側）には、アキュムレー
タ１８が接続されている。このアキュムレータ１８は、
上部通路１８ａが前記通路１６と連通している。前記ア
キュムレータ１８には、後述の押出機５４（図６参照）
から押し出された溶融樹脂を蓄積可能である。また、ア
キュムレータ１８のピストン１８ｂを図中下方に押し下
げることにより、溶融樹脂を上部通路１８ａから通路１
６に押し出し可能である。第２本体１２には、その下端
部に、リップ部材２０が固定されている。

【００１４】前記第１本体１０には、リップ部材２０と
対向する位置にリップバー２２が配置されている。この
リップバー２２は、ボルト２４をもって第１本体１０に
取り付けられている。このボルト２４は、後述するバー
状の可変チョーク部材３８を貫通している。前記リップ
バー２２は、その下端側が断面「Ｌ」字状に切り欠かれ
ており、これにより弾性変形容易な薄肉部分２２ａが形
成されている。このリップバー２２には、その下端部に
同心のねじ穴２２ｂ及び２２ｃが形成されており、大径
のねじ穴２２ｂには、貫通ねじ穴付きボルト２６がねじ
込まれている。貫通ねじ穴付きボルト２６には、これの
軸方向に貫通するねじ穴２６ａが形成されており、これ
にねじ部材２８がねじ込まれている。

【００１５】前記ねじ部材２８は、その先端側がねじ穴
２６ａを貫通してリップバー２２の小径のねじ穴２２ｃ
にねじ込まれている。このねじ部材２８は、リップバー
２２に止めねじ３０をもって回転しないように固定され
ている。前記貫通ねじ穴付きボルト２６及びねじ部材２
８などによって差動ねじ機構３２が構成されている。こ
の差動ねじ機構３２は、図中１つしか開示していない
が、図面と直交する奥行方向に互いに軸心を平行にして
複数設けられており、これらを作動させることによって
リップバー２２の図中右下端部をリップ部材２０に近づ
ける方向又はこれから遠ざかる方向に弾性変形させるこ
とが可能である。これにより後述のように通路１６の出
口部１６ｂから押し出される原料メルト３４の図中左右
方向の肉厚寸法を変更可能である。

【００１６】前記第１本体１０の下端部には、チョーク
部材調整ボルト３６及びチョーク部材３８がそれぞれ配
置されている。このチョーク部材調整ボルト３６は、そ
のねじ部がチョーク部材３８のねじ穴にねじ込まれてい
る。前記チョーク部材３８には、前記ボルト２４を貫通
させる貫通長穴が形成されており、また、その右端部に
通路１６の幅方向Ｗｄ（図面と直交する方向）と平行な
軸心を有する半円筒状の凹部３８ａが形成されている。
このチョーク部材３８の凹部３８ａには、厚薄設定軸４
０が半径方向に脱落することのないように回転可能には
め合わされている。前記厚薄設定軸４０には、図３に示
すような切欠き部４０ａが軸方向に２箇所形成されてい
る（なお、図３中には切欠き部４０ａは１箇所しか示さ
れていない）。なお、前述のチョーク部材調整ボルト３
６、可変チョーク部材３８、厚薄設定軸４０等により可
変チョーク手段１００を構成している。

【００１７】前記チョーク部材調整ボルト３６を回動さ
せることにより、チョーク部材３８及び厚薄設定軸４０
を左右方向に移動可能である。これにより通路１６の絞
り部１６ａの図１中左右方向の厚さ寸法（すなわち原料
メルト３４の厚さ寸法に相当）を調整可能である。また
図４に示すように、第１本体１０及び第２本体１２に
は、これらの両側面部に側板４４が取り付けられてい
る。また、図３に示すように、厚薄設定軸４０は、側板
４４を貫通しており、厚薄設定軸４０の図中右側の端部
にはフレキシブルカップリング４２が取り付けられてい
る。この側板４４には、シール装置８０及びブラケット
４６が取り付けられている。このシール装置８０は、側
板４４及び厚薄設定軸４０間のすき間から溶融樹脂が漏
れ出すのを防止するように構成されている。このブラケ
ット４６には、減速機５０付きのモータからなる駆動手
段４８が取り付けられている。この減速機５０の出力軸
５０ａは、前記フレキシブルカップリング４２に接続さ
れている。従って、前述の第１本体１０、第２本体１
２、ボルト１４、リップ部材２０、リップバー２２、差
動ねじ機構３２、チョーク部材３８、厚薄設定軸４０な
どによってＴダイ５２が構成されている。

【００１８】前記駆動手段４８は、これを駆動すること
により減速機５０及びフレキシブルカップリング４２を
介して厚薄設定軸４０を所望の回転方向に所望の回転角
度だけ回動可能である。すなわち、Ｔダイ５２は、厚薄
設定軸４０の切欠き部４０ａを、第２本体１２及びリッ
プ部材２０の通路壁面に対向する配置状態とすることに
より、通路１６の絞り部１６ａの厚さ寸法を切欠き部４
０ａに対応する例えば２箇所だけそれぞれ大きくするこ
とが可能であり、また、厚薄設定軸４０の切欠き部４０
ａを、第２本体１２及びリップ部材２０の通路壁面に対
向しない配置状態とすることにより、絞り部１６ａの厚
さ寸法を全幅にわたって一定とすることが可能である。

【００１９】図６は前述のＴダイ５２などを組み込んだ
圧空成形装置を示す。前述のアキュムレータ１８は、押
出機５４に接続されており、アキュムレータ１８のピス
トン１８ｂは、駆動装置５６に接続されている。この押
出機５４から押し出された溶融樹脂は、アキュムレータ
１８に蓄積可能であり、駆動装置５６を駆動することに
より、アキュムレータ１８内の溶融樹脂をＴダイ５２の
出口部１６ｂから原料メルト３４として押し出し可能で
ある。Ｔダイ５２の下流位置には成形金型５８が配置さ
れている。この成形金型５８には、四角形容器状のキャ
ビティが形成されている。この成形金型５８の第１金型
５８ａには流体圧シリンダ６０が取り付けられている。
また第２金型５８ｂには流体圧シリンダ６２が取り付け
られており、流体圧シリンダ６０及び６２を駆動するこ
とにより第１，第２金型５８ａ及び５８ｂを互いに開閉
可能である。

【００２０】前述の第１，第２金型５８ａ及び５８ｂに
は、これらのキャビティに連通するように空気源６４及
び６６が接続されている。この金型５８の図面と直交す
る縦方向の両側には、片側について２つのローラ７０及
び７２と、これらに巻き掛けられた無端状のベルト７４
と、ローラ７２に連結されたモータ７６とから構成され
るベルト装置が２組互いに対向する位置に配置されてい
る（なお、図６には片側の２組のベルト装置しか示され
ていない）。前記金型５８の縦方向の両側に配置された
合計４組のベルト装置によって幅出し装置６８が構成さ
れている。幅出し装置６８は、モータ７６を駆動するこ
とにより、これらのベルト７４間に原料メルト３４の各
端部側を保持しながら図中下方に原料メルト３４を搬送
可能である。すなわち、幅出し装置６８は、原料メルト
３４のいわゆる幅出しを行うことが可能である。空気源
６４及び６６は、原料メルト３４をはさみ込んだ状態で
型閉された第１，第２金型５８ａ及び５８ｂ内に圧縮空
気をそれぞれ供給可能である。これにより金型５８内の
原料メルト３４をキャビティ壁面に押し付けて所定の形
状に圧空成形することが可能である。

【００２１】次に、動作について説明する。あらかじめ
各差動ねじ機構３２を操作して出口部１６ｂの開口厚さ
寸法が所定の寸法になるように位置決めしておく。ま
た、厚薄設定軸４０の回動位置を図１に示す位置から反
時計方向に約９０度回動させるとともにチョーク部材調
整ボルト３６を操作して絞り部１６ａの絞り寸法が全幅
にわたって一定な所定寸法になるようにチョーク部材３
８を介して厚薄設定軸４０を位置決めしておく。初め
に、金型５８を、図６に示す型開位置に位置させる。次
に押出機５４からアキュムレータ１８に押し出された溶
融樹脂は、アキュムレータ１８のピストン１８ｂを図中
上方に押し上げ、内部に蓄積される。所定量の溶融樹脂
がアキュムレータ１８に蓄積されると、駆動装置５６が
駆動されることにより、アキュムレータ１８内の溶融樹
脂は、Ｔダイ５２に供給される。すなわち、溶融樹脂
は、アキュムレータ１８の通路１８ａ、第１本体１０・
第２本体１２などの通路１６及び絞り部１６ａを通っ
て、均一な厚さのシート状とされて下流側に送られる。

【００２２】あらかじめ設定された所定量の溶融樹脂が
絞り部１６ａを通過すると、駆動手段４８が所定の回転
方向に所定量だけ駆動される。これにより減速機５０及
びフレキシブルカップリング４２を介して厚薄設定軸４
０が図中時計方向に回動し、その切欠き部４０ａが図１
に示す位置に位置決めされる。すなわち絞り部１６ａの
通路は、幅方向の２箇所だけ大きい断面積とされる。こ
の状態で絞り部１６ａを通過する溶融樹脂は、部分的に
厚肉の部分を有するシート状とされて下流側に送られ
る。所定量の溶融樹脂が絞り部１６ａを通過すると、駆
動手段４８が前述と逆方向に同じ量だけ駆動される。す
なわち厚薄設定軸４０が反時計方向に回動し、その切欠
き部４０ａが再び初期位置に位置する。これにより、絞
り部１６ａを通過する溶融樹脂は、再び均一な厚さのシ
ート状とされて下流側に送られる。以上の操作が繰り返
されることにより、シート状の溶融樹脂は、出口部１６
ｂから原料メルト３４として押し出される。すなわち原
料メルト３４は、図４に示すように、幅方向から見て均
一な肉厚の薄肉部３４ｂと、幅方向からみて２箇所に厚
肉部３４ａが形成された部分とが、長手方向に所定の間
隔で繰り返された状態で出口部１６ｂから押し出される
ことになる。この原料メルト３４が幅出し装置６８間に
垂れ下がると、幅出し装置６８のモータ７６がそれぞれ
同期駆動される。これにより原料メルト３４は、これの
両端側をベルト７４間にはさみ込み支持された状態で金
型５８内に案内される。すなわち、幅出し装置６８によ
る原料メルト３４の幅出しが行われる。

【００２３】この状態で流体圧シリンダ６０及び６２が
駆動されることにより金型５８の型閉が行われる。すな
わち原料メルト３４は金型５８間にはさみ込まれる。次
に空気源６４及び６６が駆動されることにより金型キャ
ビティ内に圧縮空気が吹き込まれる。これにより原料メ
ルト３４は金型５８の四角形容器状の金型内面に押し付
けられる。この際、原料メルト３４の厚肉部３４ａは、
四角形容器状のキャビティ壁面の各コーナ部に向かって
引き伸ばされながら押し付けられるので、ほかの部分よ
りも引き伸ばされる量が大きくなる。これにより、図５
に示すように平面部７８ａと曲折部７８ｂの肉厚が全体
にわたりほぼ均一な肉厚の成形品７８を成形することが
できる。続いて流体圧シリンダ６０及び６２が上記と反
対方向に駆動されることにより型開が行われ、成形品７
８が取り出される。以上により成形作業の１サイクルが
終了する。

【００２４】（試験結果）次に、本出願人は、図６に示
す圧空成形装置を用いて四角形照明笠の成形試験を行っ
た。まず、厚薄設定軸４０は、これの切欠き部４０ａが
通路１６に対向しない位置に位置させたままその回動を
ロックした状態で、従来と同様にチョーク部材調整ボル
ト３６を回転動作させることによりシート状の原料メル
ト３４に厚肉部３４ａを形成させるようにして圧空成形
を行った。試験の結果は、笠の平均肉厚寸法２.０mmに
対し、コーナ部は、肉厚寸法０.５mmの箇所があり、肉
厚精度がよくないだけでなく、穴あきなどの不良品が発
生することがあって製品歩留まりもよくなかった。上記
試験と対比するために、同じ金型５８を用い、厚薄設定
軸４０を所定のタイミングで回動させることによりシー
ト状の原料メルト３４に厚肉部３４ａを形成させるよう
にして圧空成形を行った。試験の結果は、笠の平均肉厚
寸法２.０mmに対し、コーナ部の肉厚寸法は１.５〜２.
０mmであり、肉厚精度が著しく向上した。これに伴って
穴あきなどの不良品が発生することはほとんどなく、製
品歩留まりが著しく向上した。

【００２５】なお、前述の実施例においては、第１本体
１０に１つの厚薄設定軸４０を設けるものとしたが、複
数の厚薄設定軸４０を設けるとともに、各厚薄設定軸４
０の切欠き部４０ａの形状などを変えるようにすること
もできる。この場合は、使用する金型５８に対応する厚
薄設定軸４０のみを所定のタイミングで作動させ、その
他の厚薄設定軸４０は、各切欠き部４０ａがそれぞれの
絞り部１６ａに対向しない回動位置に位置させたまま、
これらの回動をロックして成形作業を行う。これによ
り、上記と同様な成形作業を行うことができる。次に、
成形する金型５８が変更になって切欠き部４０ａの形状
などを変更する必要が生じたときは、金型５８を交換
し、これに対応する厚薄設定軸４０のみを所定のタイミ
ングで作動させるようにして上記と同様に成形作業を行
う。これにより厚薄設定軸４０を交換するようなことな
く、異なった金型による成形作業を行うことができる。

【００２６】また、前述の実施例においては、圧空成形
装置に本発明のＴダイ５２を用いるものとしたが、真空
成形装置に本発明のＴダイ５２を用いることもできる。
さらに、第１本体１０及び第２本体１２から本体を構成
するものとしたが、一体構造の本体とすることもでき
る。なお、上記実施例の説明においては、四角形容器状
の成形品を成形するものとしたが、四角形容器状の成形
品に限定されるわけではなく、金型５８内で原料メルト
３４が引き伸ばされる量が部分的に異なるキャビティ形
状による成形品であればよく、これに応じて厚薄設定軸
４０の切欠き形状及び切欠き個数を決定することにな
る。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば成
形の際、通路に設けた厚薄設定軸を任意に回転させ、原
料メルトに一体状に厚肉部と薄肉部を得ることができる
ため、金型内において原料メルトを引き伸ばす量が部分
的に異なるキャビティ形状であっても、均一な肉厚の成
形品を成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＴダイをアキュムレータとともに示す
断面図である。

【図２】Ｔダイの外観を示す図である。

【図３】厚薄設定軸を示す図である。

【図４】Ｔダイから押し出される原料メルトの形状を説
明する図である。

【図５】成形品を示す図である。

【図６】圧空成形装置を示す図である。

【図７】従来の成形装置を示す構成図である。

【図８】従来の圧空成形装置を示す構成図である。

【図９】従来の成形方法を示す構成図である。

【符号の説明】

１０ 第１本体 １２ 第２本体 １６ 通路 Ｗｄ 幅方向 ３４ 原料メルト ３４ａ 厚肉部 ３４ｂ 薄肉部 ３６ チョーク部材調整ボルト ３８ チョーク部材 ３８ａ 凹部 ４０ 厚薄設定軸 ４８ 駆動手段 ５２ Ｔダイ ５４ 押出機 ５８ 金型 ７８ａ 平面部 ７８ｂ 曲折部 １００ 可変チョーク手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融樹脂の通路(16)が形成された本体(1
   0,12)と、前記本体(10,12)に取り付けられ前記通路(16)
   の一部を形成する可変チョーク手段(100)と前記可変チ
   ョーク手段(100)のチョーク部材(38)に形成され前記通
   路(16)の幅方向(Wd)と平行な軸心を有する半円筒状の凹
   部(38a)と、前記凹部(38a)内に回動可能に設けられた厚
   薄設定軸(40)と、前記厚薄設定軸(40)を回転させるため
   の駆動手段(48)と、前記厚薄設定軸(40)の円筒面に形成
   された切欠き部(40a)とを有することを特徴とする押出
   機のＴダイ。
2. 【請求項２】 前記チョーク部材(38)及び厚薄設定軸(4
   0)が複数設けられていることを特徴とする請求項１記載
   の押出機のＴダイ。
3. 【請求項３】 押出機(54)から押出された溶融樹脂をＴ
   ダイ(52)の通路(16)に設けられた可変チョーク手段(10
   0)を介して薄肉部(34b)と厚肉部(34a)を一体に有する原
   料メルト(34)を得ると共に、前記原料メルト(34)を金型
   (58)により成形することを特徴とする成形品の成形方
   法。
4. 【請求項４】 前記金型(58)は圧空成形用であることを
   特徴とする請求項３記載の成形品の成形方法。
5. 【請求項５】 前記金型(58)は真空成形用であることを
   特徴とする請求項３記載の成形品の成形方法。
6. 【請求項６】 薄肉部(34b)と厚肉部(34a)を一体に有す
   る原料メルト(34)を用いると共に、平面部(78a)及び曲
   折部(78b)の肉厚がほぼ均一に構成されていることを特
   徴とする成形品。