JPH08507264A - チューブ材、シート材および型材の押出し加工のための改善された方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 チューブ材,シート材および型材を押出し加工するための方法および装置であって、ダイ（２）を通って押し出される材料内の剪断歪が、押出し方向（９）を横切る方向（１５）の材料の強度特性が改善されるように、材料の顕微鏡組織を配向させるのに役立つ。

Description

【発明の詳細な説明】 チューブ材、シート材および型材の押出し加工のための改善された方法および装 置関連出願への相互参照 本発明は、レッセンが発明し，1993年2月26日に米国で出願された係属中の出 願第023,365号の一部係属出願である。発明の分野 本発明は、概ね材料の押出し加工に関し、より詳しくは、チューブ材，シート 材および型材の押出し加工のための改善された新たな方法および装置に関する。発明の背景 材料における等方性という特性は、弾性，塑性，強度特性を含む総ての物理的 特性が、観察の方向に関して不変であることを意味する。一方、異方性は、材料 の種々の物理的特性が、観察の方向の関数であることを意味する。例えば、木は 、木目の方向における特性が木目に垂直な方向での特性と相違するので、異方性 の材料である。 最初に等方性であった材料が押出し加工されるとき、この材料の顕微鏡組織が 焼入れされるまでに等方性に向かって緩和されるに十分な時間を許容されない限 り、この材料は異方性となる。 押出しの過程において、材料は、通常，押出しの方向に伸ばされ、押出しの方 向と垂直な方向に縮められる。シート材を押出す場合、材料は、押出し方向およ びシートの幅方向に伸ばされるが、シートの厚さ方向には縮められる。材料が長 鎖の高分子物質である場合、押出し過程は、分子を押出し方向に整列させる傾向 がある。通常、長鎖の高分子の化学結合は、炭素鎖間の架橋結合よりも強いので 、整列した高分子の強度は、整列方向における方が整列方向に垂直な方向におけ るよりも大きい。多結晶の固体の場合、結合粒内のすべり系は、長鎖の高分子材 料で述べたと同じ材料強度の関連で、つまり押出し方向と垂直な方向よりも押出 し方向により大きい引張り強度となるように、変形した結晶粒を押出し方向に整 列させる。 パイプ，コンジット，雨どい，型材などの押出し加工にとって、押出し方向を 横切る方向の引張り強度が、押出し方向の引張り強度よりも重要である。例えば 、内圧を受けるチューブまたはパイプでは、軸方向の壁圧は、接線方向の壁圧の 半分である。しかし、従来のパイプの押出しでは、軸方向の材料強度が、接線方 向の材料強度よりも大きい。そのため、従来の押出し加工では、パイプ材または チューブ材のための材料は、不利な配向になっている。同様に、従来法で押出し された型材またはシートは、押出しの際の横方向の伸びが，押出し方向の伸びよ りも少ないので、押出し方向を横切る方向の曲げ強度が、押出し方向の曲げ強度 よりも小さい。 押出された材料は，既に軸方向に配向しているが、押出し過程の終わりでチュ ーブ材またはパイプ材の直径（従って円周も）を拡大することによって、押出さ れた材料を幾分，接線方向に配向させる（２軸配向と呼ばれる）方法が存在する 。（例えば、ＰＶＣ技術，第４版，ダブリュー・ヴイ・チトフ，エルゼヴィール 応用科学出版社，1984年，英国エセックス，882頁；プラスティック装置百科事 典，425-427頁，エッチ・アール・シモンズ著，ラインホルト出版社，ニューヨ ーク，1964年）。しかし、意味のある接線方向への伸びの結果、チューブ材の厚 さが制限される。同様に、押出しシートの材料は、押出しの後に横方向に引張る ことによって２軸に配向させることができる。 これまでに述べたよりも大規模で興味ある材料配向の形式は、1961年11月14日 にウイントン・エル・スレイドに付与された米国特許第3008187号の「ポリテト ラフルオロエチレン製チューブの押出し加工の方法および装置」に述べられてい る。ここで、チューブ材料の粉末から上記チューブを製造する際、上記粉末は， まずペーストの形成を促進すべく有機押出し材料の中に懸濁され、次いで環状の ビレットに形成され、このビレットがチューブ形成ダイを通って押し出されると 、チューブ材料の粉末が、押出し方向に配向された繊維を形成するということが 述べられている。押出し加工の後、チューブは焼結され、繊維状の組織および随 伴する空隙は消滅する。しかし、得られたチューブは、低粘度の液体が漏れ出す ようであり、スレイドは、彼の押出しダイの雄，雌部分に大きな螺旋状の溝を設 け るという対策を施した。上記溝内の押出しの方向が螺旋状であったので、押出し ダイの雄，雌部材の向かい合う螺旋は、チューブ材の内外面に材料からなる対向 する螺旋状の繊維組織を結果として生じ、この繊維組織は、引き裂きを妨げる作 用をもち、その結果、漏れが生じたのである。スレイドの過程では、粉粒体がア モルファスで等方性の材料であり，かつ略球状と考えられる限り、最初の粉末状 態は何ら配向を有しないということに留意すべきである。押出し状態での配向は 、押出し過程によって形成され、かつ押出しの局所的方向に向く、つまり溝内の 実質的に総ての粉粒体が溝の方向に整列した繊維になる。最大の効果を得るため には、最大量の粉粒体が溝を通過し、かつ最小量の粉粒体が両組の溝の間の環状 部を通過することが重要である。スレイドによれば、両組の溝間の推奨される角 度は、１５°〜６０゜であり、両組の溝の夫々の推奨深さは、上記溝間の環状部 の厚さの２〜５倍である。長鎖のポリマーまたは多結晶の固体を押出し加工する 際、分子鎖または結晶粒の最初の配向は無作為であるということ、および、押出 し加工の後、押出し方向には有利だが，不利に配向している幾つかの鎖または結 晶粒が残っているような統計的な配向分布があるということにも留意すべきであ る。多結晶の固体について、押出し方向における強化作用は、歪硬化として知ら れている。 スレイドは、押出し加工の際に、ダイの雄部分をダイの雌部分に対して回転さ せ得ることも開示している。 棒およびパイプの押出しまたは引抜きに重畳された大きな歪を含む他の興味あ る過程は、シナタムビイとティルヴァルジェルヴァンに付与された米国特許第4, 300,378号の「減少した直径方向の断面をもつ伸ばされた物品を形成するための 方法および装置」に述べられている。この過程は、「材料がダイのキャビティを 通過するとき、変形する材料にトルクが伝えられて、通過時の断面積の減少を容 易にするような伸ばされた物品を形成するための方法と装置」からなる。上記ト ルクは、対称軸の回りに押し出される棒を、ダイの少なくとも一方を操作中に回 転させることによって捩る。パイプの押出しの場合は、棒は、滑らかなマンドレ ルによって付随的に貫通される。この場合、応力は、対称軸に垂直な面内で軸か ら出る半径方向に垂直な方向の剪断応力である。生じる変形は、両手の掌の間に 保持され，一方の掌をその平面内で他方の掌に対して回転させた際の１組のトラ ンプの変形と似ている。これは、本発明で作用する効果ではない。 発明の概要 本発明によれば、チューブ材，シート，型材のような材料を押出し加工するた めの改善された新たな方法および装置が提供される。大きな剪断変形が、伸延の 場合と殆んど同じ具合に材料を配向させるということが明らかになった。剪断変 形は、媒体内に２つの平行な平面であって，媒体に取り付けられる平面を考える ことによって限定されうる。もし、上記媒体が、一方の平面が他方の平面に対し て平行な方向に変位するように変形するならば、変位勾配または２つの平面間の 垂直距離に対する変位の率によって剪断変形が与えられる。弾性理論で考えられ る通常の変形は、１に比べて小さい。本発明では、変形は１０のオーダーであり 、大きい部類に属する。本発明の１つの実施例による装置の特徴は、概ね押出し 方向ではあるが，押出し方向に所定の角度をなして伸びる１組の剪断溝を有する 静的押出しダイによって、非常に大きい剪断変形を生じさせることができるとい うことである。 本発明の１態様によれば、押出し方向ではあるが，押出し方向に所定の角度を なして伸びる１組の剪断溝をもつ内側ダイ（ピン）を有し、押出し方向ではある が，押出し方向に所定の角度をなして伸びる１組の剪断溝をもって上記内側ダイ から間隔をおいて設けられた外側ダイ（ブッシュ）をさらに有するチューブ材の ための押出しダイが提供される。外側ダイの溝は、内側ダイの溝と異なった角度 で伸びなければならない。外側ダイの溝が、内側ダイの溝の伸びる方向と反対の 角度で伸びるのが最も有利である。しかし、製造を容易にするため、一方または 他方の組（しかし両方の組でない）の溝は、押出し方向（つまり、軸方向）に伸 びていてもよい。 外側ダイと内側ダイの間の環状部内で大きな変形が生じ、内側および外側ダイ の溝内を流れる材料は剪断されないということに留意しなければならず、両組の 溝の全断面積が、上記環状部内の材料に最大の剪断変形を与えることと両立する ように、最小化されることが重要である。この点において、本発明の溝の作用は 、前述のスレイドの従来例における溝の作用と相違する。 本発明の他の更なる態様によれば、押し出されるべき材料を供給し、予め定め られた断面積をもつ押出し材を製造するために上記押し出される材料に押出し力 を加え、同時に上記材料に押出し方向を横切る方向に剪断変形を加えて、押出し 方向を横切る方向つまり剪断方向に強度が増大した押出し材を製造するというス テップからなる予め定められた断面積をもつ押出し材のための改善された新たな 方法が提供される。 チューブ材の押出しに適用される本発明の他の実施例は、ピンとブッシュに適 切に溝を設け、ピンをその対称軸の回りにブッシュに対して回転させることによ って、押出し中に材料に大きな剪断変形を加えるものである。さらに、上記ピン が、単スクリュー押出機の押出しスクリューまたは複スクリュー押出機の１つの スクリューと一体になった部材で、かつブッシュが押出シリンダに直接固定され ているか、あるいは適切なアダプタに固定されていれば、押出ヘッドおよびピン を保持するスパイダの必要をなくすことができる。通常，水または液体で冷却さ れる中空のスクリューは、中空ピンに水を直接供給することを可能にし、この水 は、押し出されるチューブ材の中を流れて、チューブ材を内側から冷却する一方 、水槽はチューブ材を外側から冷却し、ダイ内で得られた材料の２軸配向が緩和 するのを防止する。 加えて、ピンの溝が、ブッシュの溝と反対の方向であれば、ピンのブッシュに 対する回転は、押し出される材料を剪断することのみならず、材料を軸方向に推 進することに役立つことができる。他方、押出し中に材料に大きな静水圧を加え たい場合は、溝は、材料に軸方向に後退する向きに推力を働かすように設計する ことができる。 図面の簡単な説明 図１は、チューブ材を押出し加工するための本発明の装置の一実施例の一部破 断側面図である。 図２は、チューブ材を押出し加工するための本発明の装置の他の実施例の一部 破断側面図である。 図３乃至図７は、本発明に用いられるダイの溝外形を示す側断面図である。 図８は、本発明による押出形成の型材を示す図である。 図９は、押出機シリンダまたはアダプタに直接固定されるブッシュおよび回転 ピン・押出機スクリューの組合せを用いたチューブ材を押し出すための本発明の 装置の一部破断側面図である。 好適な実施例の詳細な説明 本発明の装置は、概ね、ポリ塩化ビニルなどの高分子材料のチューブ材，シー ト，他の型材およびチタンなどの金属材料を押出し加工するための協働する複数 の押出しダイからなる。本発明によるダイを用いることによって、押し出された 材料の顕微鏡組織は、押出し方向を横切る方向の材料強度が、通常のダイで得ら れるそれよりも大きくなるように配置される。 押出し過程において、材料は、押出し方向を横切る方向に大きな剪断変形を蒙 る。押し出される材料の断面の厚さが減少するとき、剪断変形が生じ、その結果 、材料がダイの押出表面に接触させられ続けて、十分な静水圧が維持される。上 記押出表面は、押出し方向に対して所定角度（しかし、ダイの向かい合う表面で 互いに異なった，または反対の角度）で伸びる溝または畝を有し、その結果、材 料は、上記ダイ表面の間を通過するとき剪断力を受ける。加えて、チューブ用の ダイ（ブッシュ）の雌部分内にこのダイ（ピン）の雄部分を支持するスパイダま たは他の構造によって生ぜしめられる材料内の線は、剪断動作によって広い範囲 に亘って拡がる。材料は、スパイダの線に沿って最も弱くなる傾向があるので、 応力下でスパイダの線の範囲が増加することは、本発明によって押し出されたチ ューブの強度をも改善する。 さて、図１を参照すると、チューブ材またはパイプを押し出すための本発明の 一実施例が示されている。図示のように、チューブまたはパイプの押出しダイは 、内側ダイまたはピン１（断面では示されていない）と、外側ダイまたはブッシ ュ２（断面で示されている）を備え、これらは、上記押出しダイの夫々雄部材と 雌部材をなしている。ピン１およびブッシュ２は、それらの少なくとも一部に伸 びる向 かい合った溝部分４と３を有する。溝部分４と３は、押出成形面に互いに反対向 きの螺旋状の溝６と５を夫々有する。溝６と５は、押出し方向ではあるが，押出 し方向に所定の角度をなして伸びる。溝６と５は、材料がダイを通って進むとき 、材料を剪断する役目を果たす。螺旋状の溝６と５は、溝部分４と３の両端で円 滑な移行をなし、溝が消滅するまで、ダイの入口（左）から出口（右）に向かっ て深さが変化する。こうして、ダイから滑らかなチューブ材またはパイプが押し 出される。ピン１は、スパイダ穴８をもつスパイダ７によって支持される。高分 子材料または金属材料のような押出し材料は、矢印９の方向に流れる。金属材料 は、スパイダを通過することなく、環状のビレットからしばしば押し出されがち である。 ピン１は、押し出されるパイプがダイから出てくるとき，このパイプを急冷す るために、水などの液体を通す（図示しない）通路を有してもよい。押し出され たパイプは、サイジングの後に公知の処理によって外側から急冷することもでき る。剪断が生じているダイの温度は、ブッシュの中空室内の冷却材、およびスパ イダを経て，またはクロスヘッドの手前に冷却材を供給した中空ピンによって冷 却されることができる。加えて、上記ピンの内部は、望ましくない冷却が生じな いように熱絶縁されることができる。 図１の実施例では、溝６と５の組は、互いに反対向きであってもよく、または １組の溝が押出し方向かつ軸方向に伸びてもよい。 図２（a）と図２（b）は、シート材料を押し出すための本発明の他の実施例を 示す。図２（a）に示すように、ダイの組は、夫々の溝部分１２と１３をもつ上 半ダイ１０と下半ダイ１１を備える。図２（b）に示すように、溝部分１２と１ ３は、押出し方向ではあるが，押出し方向と所定角度をなして伸びる溝１４を有 する。組み立てられると、上記溝は互いに反対の角度をなし、これにより押出し 過程中で押し出される材料が剪断される。上半，下半ダイ１０，１１は、材料が 剪断されるに伴って，押出通路の断面積が減少するように適合せしめられている 。 図３〜７は、図１の実施例の溝５，６または図２の実施例の溝１４のための好 ましい断面形状を示している。図３〜７の夫々において、剪断は矢印１５の方向 に作用する。図３では、溝５，６は、矩形の断面を有する。図４では、溝５，６ は、 等脚台形の断面を有する。図５では、溝５，６は、截頭直角三角形の断面を有す る。図６では、溝５，６は、二等辺三角形の断面を有する。図７では、溝５，６ は、直角三角形の断面を有する。 溝５，６が図に示す以外の断面を有してもよいことは、当業者に理解できるこ とであろう。押し出される材料に剪断作用を及ぼすため上記溝の代わりに、図３ 〜７と同様の断面をもつ突起を用いてもよいことも理解できるであろう。 スレイドの従来例で既に述べたような剪断作用が非常に乏しい「滑らかな湾曲 した表面」とは対照的に、環状部内で大きな剪断変形を達成するための溝または 突起は、剪断中に押し出される材料を掴むべく、比較的鋭い縁をもたねばならな いということに留意すべきである。 図８は、Ｌ字状の押出し型材１６を示している。どのような型材でも押し出す ことができる。押出通路の押出表面は、図１，２の実施例で述べたと同様の方法 で、押し出される材料に剪断を作用させるべく傾いた溝の組を有する。矢印１５ は、剪断の方向を示す。 図９は、図１と同様であるが、押出機の供給スクリューに一体化または取付け られたピンをもつパイプ用の押出しダイを示している。この押出しダイは、夫々 剪断溝１９，２０の組を持つ（一部破断で示された）ピン１７と、断面で示され たブッシュ１８とからなる。上記ピンは、押出機の供給スクリュー２１に一体化 され、または取り付けられる。上記溝は、材料が押し出されるとき，材料を剪断 する役目を果たすのみならず、同時に、ピン１７がその対称軸の回りに回転され るときに、材料を軸方向に推進し、または材料の軸方向の運動に抵抗し、または 材料に働く軸推力に何ら作用しないように設計されている。上記供給スクリュー は、押出機のシリンダ２２の内部で回転する。押出機は、（図示のような）単一 スクリューの設計か、（図示しない）複数スクリューの設計のいずれかである。 上記スクリューは、ねじ山またはスクレーパ２３を有し、ピン１７は、内側に冷 却材が流れるように中空２４になっており、内側の冷却材通路は、部分的に熱絶 縁（図示せず）されてもよい。中空のスクリューは、冷却材が、ピンおよび押し 出されるパイプの内部を冷却すべく、中空ピンを通って流出することを可能にす る。上記スクレ ーパ２３は、ピンの方へ剪断溝まで伸びてもよい。 実験例 強化剤を添加しないポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が、図１に示す形状の押出しダ イを用いて長さ１インチの直径のコンジットを押し出しで作るのに用いられた。 ブッシュ２は、矩形の断面をなす３０個の軸方向溝５をもつ溝部分３を有する。 ピン１は、ピン軸の回りに120°の角度で螺旋状をなす３０個の溝６をもつ円筒 状の溝部分４を有する。ピンとブッシュの間の半径方向の隙間（環状幅）は、溝 部分の一端から他端に向かって略50％だけ減少している。 ピンとブッシュ上の溝の寸法は、幅が0.0625インチ、深さが0.015インチであ った。ピンとブッシュの間の最も狭い箇所における環状部の幅は、0.115インチ であった。両組の溝の合計断面積は、0.0562平方インチであり、最も狭い箇所で の環状部の断面積は、0.4489平方インチであった。この例では、環状部の面積に 対する溝面積の比は、0.1252であった。環状部の幅に対する溝高さの比は、0.07 67であり、スレイドの（既述の）従来例の対応する比は、２〜５であった。 本発明の方法および装置によって押し出された１インチのＰＶＣコンジットの 試験において、このコンジットは、50フート・ポンド（20ポンドの重さを2.5フ ィートの高さから落下）の横方向の衝撃荷重に耐えた。これと比較して、同じ寸 法と構造をもつが、従来の方法で押し出されたコンジットは、10フート・ポンド （20ポンドの重さを0.5フィートの高さから落下）の衝撃荷重にしか耐えること ができなかった。 仕様書を満たすためには、１インチのコンジットは、典型的には100フート・ ポンドの衝撃荷重に耐えなければならない。従って、従来の押出し加工では、要 求される強度を得るためには、100部のＰＶＣに対して5部の割合で（ＨＹＣＡＲ などの）高価な強化剤を添加しなければならない。本発明による他の実験例では 、上述の溝を設けたダイを用いて所定長さのコンジットが押し出された。このコ ンジットは、強化剤（100部のＰＶＣに対して2部）として（ＨＹＣＡＲよりも安 価な）塩素化ポリエチレンを有するＰＶＣからなっていた。上記コンジットは、 180フート・ポンド（20ポンドの重さを9フィートの高さから落下）の衝撃荷重に 耐えた。 このコンジットは、この設備でかつて試験されたうちで最も強いものであった。 本発明による剪断押出しをもつチューブ材が、超高強度の押出し材、より少な い材料を用いた通常強度の押出し材、より安価な充填剤や発泡剤またはより高価 な添加剤を少しだけ用いた通常強度の押出し材、あるいはこれらを組み合わせた もののうちのいずれかを可能にするということは明らかである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年５月２２日 【補正内容】 請求の範囲 １．予め定められた壁状の断面をもつ材料を押出し加工するための方法であって 、 押し出されるべき材料を供給するステップと、 予め定められた壁状の向かい合う表面をもつ断面を有する押出し材料を製造す べく上記押し出されるべき材料に押出し力を加えるステップと、 上記材料の表面の接線方向で，かつ一般に押出し方向に垂直な方向への材料変 位を伴う大きな剪断変形を上記押し出される材料の大部分に加えるステップであ って、上記材料変位は、上記表面に垂直な方向に変位勾配を有し、上記押出し力 が加えられて上記材料の断面が減じられ、その結果、押出し方向を横切る方向の 強度が増し，剪断されない材料が最小になった押出し材料が製造されるステップ とからなるとともに、 上記押出し力を加えるステップは、互いに間隔を隔てて配置された第１ダイお よび第２ダイと、 上記第１および第２ダイ上に夫々設けられ，対向するランドをもつ２組の剪断 溝とによって生ぜしめられ、押出流が通る上記剪断溝の総断面積は、上記ダイの いかなる断面での押出流が通る残部の断面積よりも遥かに小さく、上記剪断変形 は、上記材料の厚さに亘ってランドからランドへ向かって加えられることを特徴 とする押出し加工方法。 ２．上記押し出されるべき材料を供給するステップは、押し出されるべき高分子 材料を供給することを含むことを特徴とする請求項１に記載の押出し加工方法。 ３．上記押し出されるべき材料を供給するステップは、押し出されるべき金属材 料を供給することを含むことを特徴とする請求項１に記載の押出し加工方法。 ４．上記押出し力を加えるステップは、チューブ状の押出し材料を製造すべく、 押し出されるべき材料に押出し力を加えることを含むことを特徴とする請求項１ に記載の押出し加工方法。 ５．上記押出し力を加えるステップは、シート状の押出し材料を製造すべく、押 し出されるべき材料に押出し力を加えることを含むことを特徴とする請求項１に 記載の押出し加工方法。 ６．上記押出し力を加えるステップは、型材の押出し材料を製造すべく、押し出 されるべき材料に押出し力を加えることを含むことを特徴とする請求項１に記載 の押出し加工方法。 ７．押出し方向を横切る方向および押し出された材料の表面の接線方向に増大し た強度を有する押出し材料のための装置であって、 互いに間隔を隔てて配置された第１ダイおよび第２ダイと、 上記第１および第２ダイ上に夫々設けられ、これらのダイによって押し出され る材料の大部分に、この材料の表面の接線方向で，かつ一般に押出し方向に垂直 な方向への材料変位を伴った大きな剪断変形を加える対向するランドをもつ２組 の剪断溝であって、上記材料変位は、押し出される材料の断面が減じられるとき 、上記表面に垂直な方向に変位勾配を有し、その結果、押出し方向を横切る方向 の強度が増し，剪断されない材料が最小になった押出し材料が製造される剪断溝 とを備えるとともに、押出流が通る上記剪断溝の総断面積は、上記ダイのいかな る断面での押出流が通る残部の断面積よりも遥かに小さく、上記剪断変形は、上 記材料の厚さに亘ってランドからランドへ向かって加えられることを特徴とする 押出し加工装置。 ８．上記第１および第２ダイ上の２組の剪断溝の少なくとも１つは、上記押出し 方向ではあるが，この押出し方向に対して所定角度をなして伸びることを特徴と する請求項７に記載の押出し加工装置。 ９．押出し方向を横切る方向およびチューブ表面の接線方向に増大した強度を有 する押出しチューブ材料のための装置であって、 内側ダイと、 この内側ダイから隔ててこの内側ダイを取り囲むように配置された外側ダイと 、 上記内側および外側ダイ上に設けられ、これらのダイによって押し出される材 料の大部分に、この材料の表面の接線方向で，かつ一般に押出し方向に垂直な方 向への材料変位を伴った大きな剪断変形を加える対向するランドをもつ２組の剪 断溝であって、上記材料変位は、押し出される材料の断面が減じられるとき、上 記表面に垂直な方向に変位勾配を有し、その結果、押出し方向を横切る方向およ び上記チューブ表面の接線方向の強度が増し，剪断されない材料が最小になった 押出し材料が製造される剪断溝とを備えるとともに、押出流が通る上記剪断溝の 総断面積は、上記ダイのいかなる断面での押出流が通る残部の断面積よりも遥か に小さく、上記剪断変形は、上記材料の厚さに亘ってランドからランドへ向かっ て加えられることを特徴とする押出し加工装置。 １０．上記内側および外側ダイ上の２組の剪断溝は、上記押出し方向ではあるが ，この押出し方向に対して異なるまたは反対の角度をなして伸びていることを特 徴とする請求項９に記載の押出し加工装置。 １１．上記内側および外側ダイ上の２組の剪断溝は、一方の組が、上記押出し方 向ではあるが，この押出し方向に対して所定角度をなして伸び、他方の組が、上 記押出し方向に伸びていることを特徴とする請求項９に記載の押出し加工装置。 １２．予め定められた壁状の断面をもつ材料を押出し加工する装置であって、 押出し方向の表面の接線方向で，かつ一般にこの押出し方向に垂直な方向への 材料変位を伴った大きな剪断変形を加えるべく、ランドをもつ互いに隔てて配置 された２組の剪断溝を有する第１ダイと第２ダイを備え、上記材料変位は、材料 が押し出されるとき，上記表面に垂直な方向に変位勾配を有し、押し出される材 料の断面積は、減じられるとともに、押出流が通る上記剪断溝の総断面積は、上 記ダイのいかなる断面での押出流が通る残部の断面積よりも遥かに小さく、上記 剪断変形は、上記材料の厚さに亘ってランドからランドへ向かって加えられるこ とを特徴とする押出し加工装置。 １３．上記剪断溝は、矩形の断面を有することを特徴とする請求項１２に記載の 押出し加工装置。 １４．上記剪断溝は、等脚台形の断面を有することを特徴とする請求項１２に記 載の押出し加工装置。 １５．上記剪断溝は、三角形の断面を有することを特徴とする請求項１２に記載 の押出し加工装置。 １６．上記剪断溝は、二等辺三角形の断面を有することを特徴とする請求項１２ に記載の押出し加工装置。 １７．上記剪断溝は、直角三角形の断面を有することを特徴とする請求項１２に 記載の押出し加工装置。 １８．増大した横方向強度を有する押出しシート材料のための装置であって、 上部ダイと、 下部ダイと、 上記上部および下部ダイ上に設けられ、押し出される材料の断面積が減じられ るときに、上記材料の表面の接線方向で，かつ一般に押出し方向に垂直な方向へ の材料変位を伴った大きな剪断変形を加える対向するランドをもつ２組の剪断溝 とを備え、上記材料変位は、上記表面に垂直な方向に変位勾配を有し、その結果 、剪断されずに押し出された材料の量が，剪断されて押し出された材料の量より も少なくなって、押出し方向を横切る方向の強度が増し，剪断されない材料が最 小になった押出しシート材料が製造されるとともに、押出流が通る上記剪断溝の 総断面積は、上記ダイのいかなる断面での押出流が通る残部の断面積よりも遥か に小さく、上記剪断変形は、上記材料の厚さに亘ってランドからランドへ向かっ て加えられることを特徴とする押出し加工装置。 １９．上記上部および下部ダイ上の２組の剪断溝は、上記押出し方向ではあるが ，この押出し方向に対して反対の角度をなして伸びていることを特徴とする請求 項１８に記載の押出し加工装置。 ２０．押出し中に上記内側ダイをその対称軸の回りに上記外側ダイに対して回転 させる手段を備えたことを特徴とする請求項９に記載の押出し加工装置。 ２１．１組の剪断溝が、押出し方向と平行に伸びていることを特徴とする請求項 ２０に記載の押出し加工装置。 ２２．２組の剪断溝が、押出し方向に対して異なったまたは反対の角度をなして 伸びていることを特徴とする請求項２０に記載の押出し加工装置。 ２３．上記内側ダイは、押出機の供給スクリューに一体化した延長部であるか、 あるいはこの供給スクリューに軸方向に取り付けられていて、この供給スクリュ ーと一緒に回転することを特徴とする請求項９に記載の押出し加工装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．予め定められた壁状の断面をもつ材料を押出し加工するための方法であって 、 押し出されるべき材料を供給するステップと、 予め定められた壁状の向かい合う表面をもつ断面を有する押出し材料を製造す べく上記押し出されるべき材料に押出し力を加えるステップと、 上記材料の表面の接線方向で，かつ一般に押出し方向に垂直な方向への材料変 位を伴う大きな剪断変形を上記材料に加えるステップであって、上記材料変位は 、上記表面に垂直な方向に変位勾配を有し、上記押出し力が加えられて上記材料 の断面が減じられ、その結果、押出し方向を横切る方向の強度が増し，剪断され ない材料が最小になった押出し材料が製造されるステップとからなることを特徴 とする押出し加工方法。 ２．上記押し出されるべき材料を供給するステップは、押し出されるべき高分子 材料を供給することを含むことを特徴とする請求項１に記載の押出し加工方法。 ３．上記押し出されるべき材料を供給するステップは、押し出されるべき金属材 料を供給することを含むことを特徴とする請求項１に記載の押出し加工方法。 ４．上記押出し力を加えるステップは、チューブ状の押出し材料を製造すべく、 押し出されるべき材料に押出し力を加えることを含むことを特徴とする請求項１ に記載の押出し加工方法。 ５．上記押出し力を加えるステップは、シート状の押出し材料を製造すべく、押 し出されるべき材料に押出し力を加えることを含むことを特徴とする請求項１に 記載の押出し加工方法。 ６．上記押出し力を加えるステップは、型材の押出し材料を製造すべく、押し出 されるべき材料に押出し力を加えることを含むことを特徴とする請求項１に記載 の押出し加工方法。 ７．押出し方向を横切る方向および押し出された材料の表面の接線方向に増大し た強度を有する押出し材料のための装置であって、 互いに間隔を隔てて配置された第１ダイおよび第２ダイと、 上記第１および第２ダイ上に設けられ、これらのダイによって押し出される材 料に、この材料の表面の接線方向で，かつ一般に押出し方向に垂直な方向への材 料変位を伴った大きな剪断変形を加える協働構造であって、上記材料変位は、押 し出される材料の断面が減じられるとき、上記表面に垂直な方向に変位勾配を有 し、その結果、押出し方向を横切る方向の強度が増し，剪断されない材料が最小 になった押出し材料が製造される協働構造とを備えたことを特徴とする押出し加 工装置。 ８．上記協働構造は、上記第１および第２ダイ上に夫々１組の剪断溝を備え、押 し出される材料が上記２組の剪断溝を通る際に、押し出される材料の断面積が減 少することを特徴とする請求項７に記載の押出し加工装置。 ９．押出し方向を横切る方向およびチューブ表面の接線方向に増大した強度を有 する押出しチューブ材料のための装置であって、 内側ダイと、 この内側ダイから隔ててこの内側ダイを取り囲むように配置された外側ダイと 、 上記内側および外側ダイ上に設けられ、これらのダイによって押し出される材 料に、この材料の表面の接線方向で，かつ一般に押出し方向に垂直な方向への材 料変位を伴った大きな剪断変形を加える協働構造であって、上記材料変位は、押 し出される材料の断面が減じられるとき、上記表面に垂直な方向に変位勾配を有 し、その結果、押出し方向を横切る方向および上記チューブ表面の接線方向の強 度が増し，剪断されない材料が最小になった押出し材料が製造される協働構造と を備えたことを特徴とする押出し加工装置。 １０．上記協働構造は、上記内側および外側ダイ上に夫々１組の剪断溝を備え、 この剪断溝は、上記押出し方向ではあるが，この押出し方向に対して異なるまた は反対の角度をなして伸びていることを特徴とする請求項９に記載の押出し加工 装置。 １１．上記協働構造は、上記内側および外側ダイ上に夫々１組の剪断溝を備え、 そのうちの一方の組は、上記押出し方向ではあるが，この押出し方向に対して所 定角度をなして伸び、他方の組は、上記押出し方向に伸びていることを特徴とす る請求項９に記載の押出し加工装置。 １２．予め定められた壁状の断面をもつ材料を押出し加工する装置であって、 押出し方向の表面の接線方向で，かつ一般にこの押出し方向に垂直な方向への 材料変位を伴った大きな剪断変形を加えるための少なくとも１組の溝を有するダ イを備えるとともに、上記材料変位は、材料が押し出されるとき、上記表面に垂 直な方向に変位勾配を有することを特徴とする押出し加工装置。 １３．上記剪断溝は、矩形の断面を有することを特徴とする請求項１２に記載の 押出し加工装置。 １４．上記剪断溝は、等脚台形の断面を有することを特徴とする請求項１２に記 載の押出し加工装置。 １５．上記剪断溝は、截頭直角三角形の断面を有することを特徴とする請求項１ ２に記載の押出し加工装置。 １６．上記剪断溝は、二等辺三角形の断面を有することを特徴とする請求項１２ に記載の押出し加工装置。 １７．上記剪断溝は、直角三角形の断面を有することを特徴とする請求項１２に 記載の押出し加工装置。 １８．増大した横方向強度を有する押出しシート材料のための装置であって、 上部ダイと、 この上部ダイから隔てて配置された下部ダイと、 上記上部および下部ダイ上に設けられ、上記材料の表面の接線方向で，かつ一 般に押出し方向に垂直な方向への材料変位を伴った大きな剪断変形を加える協働 構造であって、上記材料変位は、上記表面に垂直な方向に変位勾配を有し、その 結果、押出し方向を横切る方向の強度が増し，剪断されない材料が最小になった 押出しシート材料が製造される協働構造とを備えたことを特徴とする押出し加工 装置。 １９．上記上部および下部ダイ上の協働構造は、この上部および下部ダイ上に夫 々１組の剪断溝を備え、これらの剪断溝は、上記押出し方向ではあるが，この押 出し方向に対して反対の角度をなして伸びていることを特徴とする請求項１８に 記載の押出し加工装置。 ２０．上記協働構造は、上記内側および外側ダイに夫々１組の剪断溝を備え、こ れらの剪断溝は、上記押出し方向ではあるが，この押出し方向に対して異なった または反対の角度をなして伸びるとともに、押出し中に、上記内側ダイをその対 称軸の回りに上記外側ダイに対して回転させる手段を備えたことを特徴とする請 求項９に記載の押出し加工装置。 ２１．１組の剪断溝が、押出し方向と平行に伸びていることを特徴とする請求項 ２０に記載の押出し加工装置。 ２２．２組の剪断溝が、押出し方向と平行に伸びていることを特徴とする請求項 ２０に記載の押出し加工装置。 ２３．上記内側ダイは、押出機の供給スクリューに一体化した延長部であるか、 あるいはこの供給スクリューに軸方向に取り付けられていて、この供給スクリュ ーと一緒に回転することを特徴とする請求項９に記載の押出し加工装置。