JPH09117955A - サイジング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部に中空部とリブを有する押出成形品を変
形やヒケを生じることなく、良好な寸法精度と表面状態
で成形することのできるサイジング装置を提供する。 【解決手段】 押出成形金型２の出口外面側に押出成形
品を吸引・密着して冷却するサイジングダイ３１が設け
られ、押出成形金型２のコア２２の先端に支持棒３２が
突設され、支持棒３２には外周面が中空部を形成する押
出成形品の内壁面に摺接する複数個の板状のサイジング
コア３３がサイジングダイ２１の押出方向入口付近から
間隔を置いて支持され、支持棒３２には軸方向に空気通
路３２１が穿設され、空気通路３２１から支持棒３２の
壁を貫通して空気噴出孔３２２が穿設され、サイジング
コア３３には空気逃がし孔３３１が穿設されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内部に中空部とリブ
を有する押出成形品を成形するために用いられるサイジ
ング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベランダやバルコニーの床板などに使用
するのに好適な押出成形品は、図１に示すように、上下
の板状部ａ，ｂ、側壁ｃ，ｄ，及び板状部ａ，ｂを連結
するリブｅ，ｆが立設され、板状部ａ，ｂ、側壁ｃ，
ｄ、及びリブｅ，ｆなどによって囲まれる部分は中空部
ｇ，ｈ，ｉに形成されている。このような押出成形品は
板状部とリブの交点部の肉厚が厚く、冷却固化が遅いた
めに、他の部分が冷却される際にまだ柔軟で流動しやす
いこの肉厚の部分が引っ張られて、ヒケや変形を生じや
すい。

【０００３】そこで、特公平４−８１９３２号公報に
は、このような肉厚の大きい部分に変形やヒケが発生す
るのを防止するために、サイジングダイの吸引冷却面の
うち、リブのような突部が立設された板状部の板面に対
応する部分の吸引密度を他の部分の吸引密度より高密度
にしたサイジング装置が開示されている。

【０００４】また、特開平３−２４０５１５号公報に
は、内部に中空部を有する発泡体の異形押出成形におい
て、サイジングダイ内に冷却機構を備えたサイジングコ
アを突設することにより、押出樹脂がサイジングコアと
摺接する部分を早く冷却・固化させる技術が開示されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、特公平４−
８１９３２号公報記載のサイジング装置においては、押
出成形品はサイジングダイにより外面側からのみ冷却さ
れ、中空部側からは冷却されないために、吸引冷却効果
はなお充分でなく、所定の形状と寸法精度が得られない
ことがある。

【０００６】また、特開平３−２４０５１５号公報記載
の内部に中空部を有する発泡体の異形押出成形方法は、
金型から出てまだ高温で柔軟な押出成形体をサイジング
ダイと長いスリーブ状のサイジングコアの間隙を通過さ
せて成形するものであり、押出量の変動、押出成形金型
の偏心、サイジングダイとサイジングコアの偏心などが
あるような場合には、サイジングダイとサイジングコア
の間隙に対し、この間隙を通過する樹脂の厚さが過大あ
るいは過小になって、充分な冷却が行われなかったり、
サイジングダイとサイジングコアの間で樹脂が強く圧縮
されて縞模様が発生したり、甚だしい場合には押出成形
の続行が不可能となることがある。しかも、発泡性樹脂
の場合は発泡により流路の形状変化に対する追随性が大
きいが、非発泡性樹脂の場合発泡しないので流路の形状
変化に対する追随性が小さいので、樹脂がサイジングダ
イとサイジングコアの間隙の変化を吸収しきれず、上記
のような異常状態が更に発生しやすい。

【０００７】本発明はこのような従来技術の問題点に鑑
みてなされたものであって、内部に中空部とリブを有す
る押出成形品を、変形やヒケを生じることなく、良好な
寸法精度と表面状態で成形することのできるサイジング
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、内部に中空部とリブを有する押出成形
品を成形するサイジング装置であって、押出成形金型の
出口外面側に押出成形品を吸引・密着して冷却するサイ
ジングダイが設けられ、押出成形金型のコアの先端には
支持棒が突設され、支持棒には外周面が中空部を形成す
る押出成形品の内壁面に摺接する複数個の板状のサイジ
ングコアがサイジングダイの押出方向入口付近から間隔
を置いて支持されており、中空部の隣り合うサイジング
コアによって画定される空間に冷媒を連続的に供給する
手段を有することを要旨とする。

【０００９】本発明において、サイジングダイの押出成
形品を吸引・密着して冷却する手段としては、内部を
水、ブライン、空気などの冷却媒体が通過する構造とさ
れていて、押出成形品が摺接する吸引冷却面に多数の吸
引孔が穿設され、吸引孔が真空ポンプや真空タンクなど
の真空源に接続されているものが好適に用いられる。

【００１０】板状のサイジングコアは、厚さが２〜１０
ｍｍ程度のものが好適である。その外形寸法は押出機側
から漸次減少する相似形とし、個数は２〜１０個程度と
することが好ましい。なお、押出成形品の中空部を形成
する内壁面との摩擦抵抗を小さくするために、外周面に
はクロムメッキ、四フッ化エチレンのコーティングなど
の表面加工を施し、角の部分には丸みをつけておくこと
が好ましい。

【００１１】冷媒は熱伝達率が大きく、熱的に安定して
いる上、取扱いが容易且つ安価なものが好ましく、空
気、水、加熱冷却用の油、ポリエチレングリコール等が
挙げられるが、設備の洗浄や回収が容易または不要な空
気、水が好適に用いられる。冷媒の圧力は１〜３ｋｇ／
ｃｍ² 程度が好ましい。圧力が高すぎるとサイジングダ
イ外にあってまだ充分に冷却固化されていない押出成形
品が変形したり破裂することがあり、低すぎると中空部
側からの冷却効果が充分に得られないことがある。

【００１２】中空部の隣り合うサイジングコアによって
画定される空間に冷媒を連続的に供給する手段として
は、以下の構造のものが好適に用いられる。即ち、押出
成形金型外の冷媒供給源から押出成形金型内に穿設され
た冷媒送入路、支持棒に穿設された冷媒通路を経て、隣
り合うサイジングコアの間に開口する冷媒噴出孔から液
状のままで噴出させる。あるいは高い圧力で噴出させて
冷媒を霧化する。

【００１３】次いで供給された冷媒を連続的に除去する
には、冷媒として空気などの気体を使用する場合、サイ
ジングコアに冷媒を逃がす孔を穿設しておき、中空部を
通過させて外部へ放出し除去する。また、冷媒として水
などの液体を使用する場合には、前記の空間に冷媒戻り
孔が開口する冷媒戻り管を設け、冷媒戻り孔及び冷媒戻
り管を通って還流してきた冷媒を押出成形金型に穿設し
た冷媒還流路を通して外部へ放出するか、還流してきた
冷媒を熱交換装置により冷却し再循環させる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図２は内部に中空部とリブを有す
る押出成形品の製造装置を示す概略図、図３は図２にお
けるサイジング装置部分の拡大縦断面である。押出機１
で溶融混練された熱可塑性樹脂は押出成形金型２を通過
する間に概略の形状が付与される。次いでサイジング装
置３を通過して冷却収縮代を見込んだ形状と寸法に正し
く成形され、冷却水槽４で常温まで冷却され、引取機５
で引取られ、切断機６で所定の長さに切断されて製品Ｐ
となる。

【００１５】押出成形金型２は外型２１と内型（以下
「コア」と称する）２２に大別される部分よりなり、コ
ア２２はスパイダー２３で外型２１に支持されている。
なお、図１に示す押出成形品の場合には３個の中空部
ｇ，ｈ，ｉが形成されているので、コアはスパイダー２
３の後方から水平に３本平行に設けられている。（但し
図２は縦断面図であるから１本のみが見える。以下サイ
ジングコアについても同様。）

【００１６】押出成形金型２から少し離れてサイジング
装置３のサイジングダイ３１が設けられている。サイジ
ングダイ３１はステンレス鋼、真鍮、銅など熱伝導率の
大きい金属製で、内部を冷却水がらせん状に流れる水冷
ジャケット構造を有し、冷却水の入口と出口が設けられ
ている。また、サイジングダイ３１の内周面３１１には
硬質クロムメッキが施され、多数個の吸引孔３１２が穿
設されている。これらの吸引孔３１２は図示しない真空
源に接続されている。なお真空源の真空度は水銀柱で５
００〜７００ｍｍ程度が好適である。

【００１７】一方、押出成形金型２のコア２２の先端部
には雌ねじが螺刻され、雌ねじには支持棒３２の雄ねじ
がねじ込まれている。支持棒３２には、押出成形時に外
周面が押出成形品の中空部を形成する内壁面に摺接する
複数個のサイジングコア３３が間隔を置いて支持されて
いる。なお、サイジングコア３３は、押出成形品の温度
降下による収縮を考慮して、コア２２に近い先頭のもの
から外形寸法が順に僅かずつ小さくなるように形成さ
れ、押出成形品に接する外周部には硬質クロムメッキが
施されている。またサイジングコア３３は支持棒３２上
での位置が調節可能なように、前後方向に移動及び任意
位置で固定可能とされている。先頭のサイジングコア３
３(1)はほぼサイジングダイ３１の先端部（入口部）と
同じ位置にあり、最後尾のサイジングコア３３(n) はサ
イジングダイ３１内の中途位置にある。但し成形状態に
応じてサイジングコア３３を最適の位置に移動してもよ
い。

【００１８】押出成形金型２には、外型２１、スパイダ
ー２３及びコア２２を貫通して冷却用の空気送入路２４
が穿設されており、空気送入路２４の押出成形金型２外
の先端は図示しない圧縮空気源に接続されている。圧縮
空気源の圧力は１〜３ｋｇ／ｃｍ² 程度が好ましい。

【００１９】支持棒３２には軸方向に空気通路３２１が
穿設され、その先端部は閉じられている。更に空気通路
３２１から支持棒３２の壁を貫通して多数個の空気噴出
孔３２２が穿設されている。この空気噴出孔３２２は、
サイジングコア３３の支持棒３２上の位置が若干移動し
ても、隣り合うサイジングコア３３間には少なくとも１
個開口するように穿設されている。更に、サイジングコ
ア３３には前後方向に貫通する空気逃がし孔３３１が穿
設されている。（但しコア２２と先頭のサイジングコア
３３(1) の間に圧縮空気が供給されると、まだ高温で柔
軟な押出成形品がサイジングダイ３１に進入する前に過
大に膨張し、成形が困難となることがあるので、先頭の
サイジングコア３３(1) には空気逃がし孔が穿設されて
いない方が好ましい。）

【００２０】次に、本発明の作用について説明する。押
出成形金型２から押出された高温で柔軟な押出成形品は
サイジングダイ３１内に導かれる。そしてその外面はサ
イジングダイ３１の内周面３１１と摺接しながら移動
し、吸引孔３１２から減圧吸引されるとともに、サイジ
ングダイ３１中を流れる冷却水によって外面側から冷却
される。

【００２１】一方、押出成形品の中空部を形成する内壁
面には、間隔を置いて支持されている複数個のサイジン
グコア３３が摺接しているので、押出成形品は中空部が
内側から「突っ張られた状態」に支持された状態とな
り、中空部の隣り合うサイジングコアによって画定され
る空間に空気噴出孔３２２から圧縮空気が噴出して、中
空部側から冷却される。

【００２２】その結果、肉厚の厚い押出成形品の板状部
とリブの交点部は速やかに冷却されて、ヒケや変形が発
生しにくくなり、正しい形状寸法が得られる。また、板
状部、側壁、リブ等各部の温度分布が均一化され、速度
分布も均一化されるので、表面に縞模様が発生したり、
成形のトラブルが防止される。なお、押出成形品を中空
部側から冷却した空気は、サイジングコア３３に穿設さ
れた空気逃がし孔３３１を通過して中空部から外部へ放
出されるので、圧縮空気源から圧縮空気が連続的に供給
され、これによって内面側からの冷却が充分に行われ
る。

【００２３】〔実施例〕以下に、本発明の実施例につき
説明する。塩化ビニル樹脂を主原料とする熱可塑性樹脂
配合物を２軸スクリュー押出機により溶融・混練後、押
出成形金型温度１８０℃、押出量２０ｋｇ／ｈで押出
し、次いで図３に示すようなサイジングダイ３１を用い
て、１５℃の冷却水を流量５リットル／分で流通させ、
真空度水銀柱７００ｍｍＨｇで吸引して吸引冷却すると
ともに、サイジングコア３３を用いて内面から元圧２ｋ
ｇ／ｃｍ² の圧縮空気で冷却しつつ成形し、巾Ｗが７０
ｍｍ、高さＨが１６ｍｍ、肉厚Ｔが２ｍｍの図１に示す
ような押出成形品を得た。得られた押出成形品につき巾
Ｗ及び高さＨをそれぞれ１０点について測定した結果、
巾Ｗの標準偏差は０．１６６ｍｍ、高さＨの標準偏差は
０．０３４７ｍｍであった。

【００２４】〔比較例〕サイジングコアを使用しなかっ
た以外、実施例と同じ方法により、同じ形状・寸法の押
出成形品を得た。得られた押出成形品につき巾Ｗ及び高
さＨをそれぞれ１０点について測定した結果、巾Ｗの標
準偏差は０．３３１ｍｍ、高さＨの標準偏差は０．０４
９２ｍｍであった。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、内部に中
空部とリブを有する押出成形品を成形する際、本発明の
サイジング装置を用いることにより、押出成形品は外面
がサイジングダイの内周面と摺接して移動しながら吸引
冷却されるとともに、中空部側がサイジングコアにより
支持され、正しい形状に保持された状態で、連続的に供
給される冷媒により中空部側からも充分に冷却される。
その結果、押出成形品は板状部とリブの交点部など肉厚
の厚い部分も速やかに冷却され、ヒケや変形が発生しに
くくなり、正しい形状寸法が得られる。また各部は厚さ
方向の温度分布が均一化され、樹脂の速度分布も均等に
なって、表面に縞模様が発生したり、成形が困難となる
ようなことが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】内部に中空部とリブを有する押出成形品の一例
を示す斜視図。

【図２】図１に示す押出成形品の製造装置を示す概略
図。

【図３】図２におけるサイジング装置の部分の拡大縦断
面図。

【符号の説明】

２ 押出成形金型 ２２ コア ２３ スパイダー ３ サイジング装置 ３１ サイジングダイ ３１１ 内周面 ３１２ 吸引孔 ３２ 支持棒 ３２１ 空気通路 ３２２ 空気噴出孔 ３３ サイジングコア ３３１ 空気逃がし孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に中空部とリブを有する押出成形品
   を成形するサイジング装置であって、押出成形金型の出
   口外面側に押出成形品を吸引・密着して冷却するサイジ
   ングダイが設けられ、押出成形金型のコアの先端には支
   持棒が突設され、支持棒には外周面が中空部を形成する
   押出成形品の内壁面に摺接する複数個の板状のサイジン
   グコアがサイジングダイの押出方向入口付近から間隔を
   置いて支持されており、中空部の隣り合うサイジングコ
   アによって画定される空間に冷媒を連続的に供給する手
   段を有することを特徴とするサイジング装置。