JPH09150447A - 管状体の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強化材が管状体の周方向にほぼ均一に配向さ
れて、強化材により周方向に効率的に補強された強度・
剛性に優れた合成樹脂管状体を、１台の押出機を使用し
て１工程で連続的に製造する。生産性にすぐれており、
しかも１台の押出機を使用するだけですむため、コスト
的にも、スペース的にも非常に有利である管状体の製造
方法及び装置を提供する。 【解決手段】 強化材と熱可塑性樹脂とを含む混合物
を、スクリュー1 を内蔵した押出機A により成形し、つ
いで外部シリンダ4 の先端部を延長する外型用筒部4a
と、スクリュー先端部に延設したスクリュー1 と同行回
転する駆動回転成形コア部2 との間の流路10内を通過さ
せ、この間に成形コア部2 からおおよそ回転方向に剪断
力を受けるように管状に成形して、強化材が周方向に配
向した管状体を形成し、さらに押出方向下流側に延設し
た非駆動回転成形コア部3 に対応する流路部分を通過さ
せて、流路出口から押し出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、強化材により強化
された管状体の製造方法及び管状体の製造装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、合成樹脂管状体の強度を大きくす
るために、繊維状の強化材を混入することが行なわれて
いる。

【０００３】しかしながら、従来法によれば、繊維状の
強化材は押出方向に配向されるため、押出方向すなわち
管状体の長手方向には繊維補強されるが、管状体の周方
向には補強されないという欠点があった。

【０００４】そこで、このような欠点を解決するものと
して、例えば特開平２−９２５１５号公報に記載されて
いるように、押出筒内にスクリューが設けられ、スクリ
ューの先端に、スクリューと同行回転する成形コア部が
設けられ、スクリューの回転により筒状の成形母材を押
し出すようにした第１押出機と、押出筒内に往復移動す
るピストンが設けられ、かつピストンの先端に成形コア
部が設けられている第２押出機とを備えており、第１押
出機により押し出された筒状の成形母材を、第２押出機
の押出筒内に内嵌するとともに、成形コア部に外嵌して
ピストンの軸方向移動により管状体を押出成形するよう
にした押出成形装置が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置を用いた管状体の製造方法においては、
第１押出機により押し出された筒状の成形母材を第２押
出機に移すものであるから、第１押出機による工程と第
２押出機による工程との２工程を必要として、管状体を
連続的に製造することができず、生産性に劣るという問
題があり、しかも第１押出機及び第２押出機の２台の押
出機を必要とするため、コスト的にも、スペース的にも
不利であるという問題があった。

【０００６】本発明は、このような従来の管状体の製造
における問題点に着目してなされたものであり、その目
的とするところは、上記の従来技術の問題点を解決し、
１台の押出機を使用して１工程で管状体を連続的に製造
することができて、生産性にすぐれており、しかも１台
の押出機を使用するだけですむため、コスト的にも、ス
ペース的にも非常に有利である、管状体の製造方法及び
装置を提供しようとするにある。

【０００７】

【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、本発明による管状体の製造方法は、強化材と合成
樹脂とを含む混合物を、内部にスクリューを装備した押
出機により押し出し、引き続き、該押出機の外部シリン
ダ（押出筒）の先端部を延長して設けた外型用筒部とこ
れの内側のスクリュー先端部に延設したスクリューと同
行回転する駆動回転成形コア部との間の環状流路内に導
入し、駆動回転成形コア部の樹脂押出方向の下流側に若
干自由回転可能な非駆動回転成形コア部を延設して、非
駆動回転成形コア部側に環状流路の出口を設けておき、
上記混合物を、該樹脂成分の融点もしくは軟化温度以上
で、上記環状流路内を通過させかつその通過の間に駆動
回転成形コア部からおおよそ回転方向に剪断力を受ける
ように管状に成形して、強化材が周方向に配向した管状
成形体を形成し、ついでこの管状成形体を、環状流路内
の非駆動回転成形コア部に対応する流路部分を通過させ
た後、環状流路出口から押し出すことを特徴としてい
る。

【０００８】上記管状体の製造方法においては、強化材
として繊維状強化材を用い、合成樹脂として熱可塑性樹
脂を用いる。

【０００９】また、上記管状体の製造方法において、非
駆動回転成形コア部に対応する流路部分の少なくとも一
部を、スクリューと同行回転する駆動回転成形コア部に
対応する流路部分よりも冷却しておき、管状成形体を、
環状流路内の出口付近において冷却した後、該出口から
押し出すのが、好ましい。

【００１０】さらに、上記において、押出機の外部シリ
ンダ（押出筒）の先端部を延長して設けた外型用筒部
と、これの内側の非駆動回転成形コア部とのうちの少な
くとも一方に、環状流路に向かって突出した凸部を設け
て、環状流路内に他の部分より狭い流路部分を形成して
おき、上記混合物を、環状流路内を通過させかつその通
過の間に駆動回転成形コア部からおおよそ回転方向に剪
断力を受けるように管状に成形して、強化材が周方向に
配向した管状成形体を形成し、ついでこの管状成形体
を、環状流路内の狭い流路部分を通過せしめた後、環状
流路出口から押し出すのが、好ましい。

【００１１】また本発明による管状体の製造装置は、内
部にスクリューを装備した押出機の外部シリンダの先端
部が延長されて外型用筒部が設けられ、スクリュー先端
部にスクリューと同行回転する駆動回転成形コア部が延
設され、駆動回転成形コア部の樹脂押出方向の下流側に
若干自由回転可能な非駆動回転成形コア部が延設され
て、非駆動回転成形コア部側に環状流路の出口が設けら
れていることを特徴としている。

【００１２】また、管状体の製造装置は、環状流路の非
駆動回転成形コア部に対応する流路部分において外部シ
リンダ先端部の外型用筒部及び非駆動回転成形コア部の
うちの少なくとも一方に冷却手段が設けられているの
が、好ましい。

【００１３】さらに、管状体の製造装置では、環状流路
の非駆動回転成形コア部に対応する流路部分において外
部シリンダ先端部の外型用筒部及び非駆動回転成形コア
部のうちの少なくとも一方に、環状流路に向かって突出
した環状または螺旋状の凸部が設けられて、環状流路内
に他の部分より狭い流路部分が形成されているのが、よ
り精度よく目的を達成するために、好ましい。

【００１４】ここで、環状または螺旋状の凸部は必ずし
も連続である必要はない。すなわち合成樹脂と強化材の
混合物に、剪断力を与えることができ、これらを押出下
流方向に押出できる機能を備えているものであれば、不
連続でもかまわない。

【００１５】冷却された製品を引き取る方法としては、
従来公知な任意な方法を採用すればよく、例えばベルト
式引取機、キャタピラ式引取機やロール式引取機等を適
宜使用する。

【００１６】本発明において、製品原材料である合成樹
脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、
ＡＢＳ樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン
樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカー
ボネート、ポリスチレン、ポリウレタン等、及びこれら
の変性樹脂あるいはブレンド樹脂（アロイ樹脂）等の溶
融成形可能な樹脂が挙げられる。

【００１７】合成樹脂に混入する強化材としては、ガラ
ス繊維、炭素繊維、金属繊維、超高分子量ポリエチレン
繊維等の有機繊維、セラミック繊維等の無機繊維が挙げ
られる。

【００１８】また、配向した際にその方向の強度を向上
させることのできる形態のもの、例えば、押出機内で剪
断を受けることにより繊維状強化材となる液晶ポリマー
等も使用できるが、コスト面及び取り扱い面からはガラ
ス繊維が有利である。

【００１９】分子配向しやすい強化材として液晶ポリマ
ーである全芳香族液晶ポリエステルや半芳香族液晶ポリ
エステルが挙げられるが、これらは、成形加工で加わる
剪断力や伸長力により簡単にその流れ方向に配向する。

【００２０】混合する強化材の形態としては、ミルドフ
ァイバーやカットファイバーのようにモノフィラメント
状のものをそのまま用いてもよいし、何本かを集束した
チョップドストランドでもよいし、ロービング状の連続
繊維でもよい。

【００２１】強化材と合成樹脂との混合は、タンブラー
等のミキサーでドライ混合された後に押出機中で達成さ
れるか、主原材料以外の強化材等を押出機の途中から供
給し押出機中で達成されてもよい。また、ストランドダ
イ等を用いて製造された事前に混合されたペレットを用
いてもよい。

【００２２】また、繊維には混合される熱可塑性樹脂に
応じて適宜表面処理剤やバインダーが付与されたもので
あっても良い。

【００２３】合成樹脂に混入する強化材の形状として
は、ガラス繊維のような連続繊維を適当な長さをカット
したものでも良いし、いわゆるウィスカー状のものでも
良い。

【００２４】また、強化材の長さも特に限定されない
が、アスペクト比（繊維長／繊維径）は１以上のものが
好ましい。

【００２５】アスペクト比が１未満では、繊維による強
化効果が発揮されない恐れがある。

【００２６】強化材として、ガラス繊維の短繊維を使用
した場合には、アスペクト比が１０００以下であること
が好ましく、アスペクト比が１０００を越えると、押出
機のスクリュー軸で切断されて長さに見合う強化効果が
期待できない恐れがある。

【００２７】なお、繊維径は１〜１００μｍ程度、繊維
長は１μｍ〜１００ｍｍ程度が好ましい。

【００２８】強化材と合成樹脂の混合は、タンブラー等
のミキサーでドライ混合された後に、押出機中で達成さ
れる。

【００２９】また、場合によっては、ストランドダイ等
を用いて成形された混合ペレットを用いても良い。

【００３０】合成樹脂に対する強化材の混合割合は、組
成物全体として以下の押出工程で成形可能な範囲にあ
り、かつその割合は合成樹脂の組成や製品に必要な性能
によって適宜選択されるが、通常、１〜８０体積％、好
ましくは２〜５０体積％の範囲が適当である。

【００３１】（作用）本発明の方法及び装置によれば、
強化材と合成樹脂とを含む混合物は、該樹脂の融点もし
くは軟化温度以上で、内部にスクリューを装備した押出
機により押し出し、引き続き、該押出機の外部シリンダ
（押出筒）の先端部を延長して設けた外型用筒部とこれ
の内側のスクリュー先端部に延設したスクリューと同行
回転する駆動回転成形コア部との間の環状流路内に導入
する。さらに混合物を、該樹脂成分の融点もしくは軟化
温度以上で、上記環状流路内を通過させる。この時、混
合物の強化材は、スクリューの先端部にスクリューに同
行回転する成形コア部が設けられているため、この回転
する成形コア部による剪断力の影響を受け、強化材の管
状体周方向への配向が促される。

【００３２】ついでこの管状成形体は、外部シリンダと
回転成形コア部の先端に延設された非駆動回転成形コア
部とからなる流路を通過することにより、そこで整流さ
れ、管状成形体の回転が緩和され、周方向にも強化され
たほとんど回転しない状態の管状成形体を得ることがで
きる。

【００３３】なお、非駆動回転成形コア部はスクリュー
の駆動力によっては回転しないが、スクリューと駆動回
転成形コア部との間の環状流路を通過して押し出成形さ
れた管状成形体の回転に伴い、該管状成形体の構成樹脂
と非駆動回転成形コア部表面との摩擦力によって、非駆
動回転成形コア部は、若干自由回転可能となされている
ものである。

【００３４】このとき、非駆動回転成形コア部に対応す
る流路部分の少なくとも一部を、駆動回転成形コア部に
対応する流路部分より冷却可能としておくと、溶融状態
の混合物を適宜固化させて強化材の配向を所望の程度と
することが容易となる。

【００３５】こうして環状流路の終端流路である押出機
出口からは、周方向に配向された強化材を有しかつ回転
の緩和・抑制された管状体を成形することができる。

【００３６】さらに、押出機の非駆動回転成形コア部
に、環状流路内に向かって突出した凸部を設けて、他の
部分より狭い流路部分を形成することにより、該凸部に
よる狭い流路部分を溶融樹脂が通過する際、いわゆるブ
レーキ効果により管状体の回転がさらに抑制され、より
一層回転しない状態で管状体が成形されて、強化材によ
り周方向に効率的にかつ充分に補強された周方向の強度
・剛性に優れた管状体を製造することができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。

【００３８】図面において、本発明による管状体の製造
装置は、内部にスクリュー(1) を装備した押出機(A) の
外部シリンダ(4) の先端部が延長されて外型用筒部(4a)
が設けられている。スクリュー(1) 先端部にスクリュー
(1) と同行回転する駆動回転成形コア部(2) が延設され
ている。駆動回転成形コア部(2) の樹脂押出方向の下流
側に若干自由回転可能な非駆動回転成形コア部(3) が延
設されて、非駆動回転成形コア部(3) 側に環状流路(10)
の出口が設けられている。スクリュー(1) の外周面に
は、羽根(12)が螺旋状に設けられている。

【００３９】本発明において、スクリュー(1) の先端に
設けられるスクリュー(1) に同行回転する成形コア部
(2) については、図１に示すように、スクリュー(1) の
先端にスクリュー(1) に同行回転する成形コア部(2) が
一体的に設けられていてもよく、図２に示すように、ス
クリュー(1) の先端にねじ孔(11)が設けられ、この雌ね
じ孔(11)内にスクリュー(1) に同行回転する成形コア部
(2) の後端に設けられた凸部(21)の雄ねじをねじ込むこ
とによりスクリュー(1) の先端にスクリュー(1)に同行
回転する成形コア部(2) が設けられていてもよい。

【００４０】なお、図２に示すように、スクリュー(1)
の先端とスクリュー(1) に同行回転する成形コア部(2)
の後端とが雄ねじ雌ねじの螺合により取付けられている
場合は、スクリュー(1) の回転により雄ねじ雌ねじの螺
合が外れないように雄ねじ雌ねじの螺旋の方向が設けら
れていることは勿論である。

【００４１】本発明において、図３に示すように、スク
リュー(1) に同行回転する成形コア部(2) の先端と非駆
動回転の成形コア部(3) の後端との間には、スラスト系
ベアリング(Bt)を介在させてもよく、また図４に示すよ
うに、スクリュー(1) に同行回転する成形コア部(2) の
先端に凸部(22)を突設し、非駆動回転の成形コア部(3)
の後端面に凹部(31)を穿設し、成形コア部(2) の凸部(2
2)を非駆動回転の成形コア(3) の凹部(31)内に挿入し、
成形コア部(2) の凸部(22)の外面と非駆動回転の成形コ
ア部(3) の凹部(31)の内面との間にラジアル系ベアリン
グ(B) を介在させてもよい。

【００４２】本発明において、図６に示すように、非駆
動回転の成形コア部(3) の端面と外部シリンダ(4) 先端
の外型用筒部(4a)の端面とが同一垂直面上に一致してい
てもよく、図７に示すように、非駆動回転の成形コア部
(3) の先端が外部シリンダ(4) 先端の外型用筒部(4a)の
先端より突出していてもよく、図８に示すように、非駆
動回転の成形コア部(3) の先端が外部シリンダ(4) 先端
の外型用筒部(4a)の先端よりその内部に入り込んでいて
もよい。

【００４３】本発明において、スクリュー(1) 、スクリ
ュー(1) に同行回転する成形コア部(2) 、非駆動回転の
成形コア部(3) 、及びこれらの周囲に設けられた外部シ
リンダ(4) は単一の部材のみならず複数個の部材から構
成されていてもよく、その部材に加熱手段や冷却手段が
含まれていてもよい。

【００４４】本発明において、図３に示すように、スク
リュー(1) に同行回転する成形コア部(2) の樹脂接触部
の押出方向長さをＬｒとし、成形コア部(2) と外部シリ
ンダ(4) との間の間隙の大きさをＤｒとすると、合成樹
脂に含まれる補強材の周方向への配向のためには、Ｌｒ
／Ｄｒは、１以上とするのが好ましく、２〜２０とする
のが更に好ましい。ここで、Ｌｒ／Ｄｒが１未満である
と強化材を周方向に配向するのが困難となる恐れがあ
る。

【００４５】また本発明において、図５に示すように、
非駆動回転の成形コア部(3) の樹脂接触部の押出方向長
さをＬｓとし、非駆動回転の成形コア部(3) と外部シリ
ンダ(4) との間の間隙の大きさをＤｓとすると、Ｌｓ／
Ｄｓは１〜１００の範囲内にあるのが好ましく、２〜２
０とするのが更に好ましい。ここで、Ｌｓ／Ｄｓが１未
満である場合には、非駆動回転の成形コア部(3) と外部
シリンダ(4) との間の出口から押し出される管状成形体
が回転される恐れがあり、１００を越えると、合成樹脂
に混入される繊維補強材が折角管状体の周方向に配向し
ていたのが、管状成形体の長手方向に再配向してしまう
恐れがある。

【００４６】なお、本発明における押出方法としては、
従来公知な任意の方法を採用すればよく、例えば単軸押
出機や２軸押出機を使用する。

【００４７】本発明において、スクリュー(1) に同行回
転する成形コア部(2) の回転数は、特に限定されるもの
ではないが、合成樹脂の剪断発熱や強化材の配向を考慮
すると、駆動回転成形コア部の回転数は、１〜１０００
ｒｐｍ、好ましくは１〜１００ｒｐｍである。

【００４８】ここで、駆動回転成形コア部(2) の回転数
が１ｒｐｍ未満では、強化材の配向効果が充分に得られ
ず、逆に、回転数が１０００ｒｐｍを越えて大きいと剪
断発熱が著しく、成形困難となる。

【００４９】また図９に示すように、非駆動回転の成形
コア部(3) には溶融状態の合成樹脂を速かに固化させて
繊維補強材の配向を所望の程度とするために直接冷却も
しくは間接冷却の手段(14)を設けることが好ましい。

【００５０】また図１１に示すように、押出機(A) より
押し出された管状体(5) の冷却は、少なくとも引取機
(8) により引き取る工程において、管状体(5) の形状及
び内径と外径の寸法が塑性的に変化しない温度まで行な
う必要がある。好ましくは、雰囲気温度（外気温）まで
冷却するのが望ましい。

【００５１】管状体を冷却する手段としては、賦形金型
(6) を有し、かつ管状体(5) を例えば水槽等の冷媒の中
を通過せしめる方法、ブロア等に冷気を当てる方法、冷
媒の流れる冷却用金型を通過せしめる方法等が挙げら
れ、製品の寸法、製造ラインに応じて適宜選択される。

【００５２】さらに、本発明の管状体の製造装置では、
環状流路(10)の非駆動回転成形コア部(3) に対応する流
路部分において外部シリンダ(4) 先端部の外型用筒部(4
a)及び非駆動回転成形コア部(3) のうちの少なくとも一
方に、環状流路(10)に向かって突出した環状または螺旋
状の凸部(9) が設けられて、環状流路(10)内に他の部分
より狭い流路部分が形成されているのが、より精度よく
目的を達成するために、好ましい。

【００５３】ここで、環状または螺旋状の凸部(9) は必
ずしも連続である必要はない。すなわち合成樹脂と強化
材の混合物に、剪断力を与えることができ、これらを押
出下流方向に押出できる機能を備えているものであれ
ば、不連続でもかまわない。

【００５４】例えば図１２に示すように、非駆動回転成
形コア部(3) に、環状流路(10)に向かって突出した凸部
(9) が設けられて、環状流路(10)内に他の部分より狭い
流路部(10a) が形成された場合、環状流路(3) の間隙の
大きさをＤｓとすると、環状流路(10)内に突出する凸部
(9) の高さ(H) は、１／１０Ｄｓ以上でかつＤｓ未満、
好ましくは２／１０Ｄｓ以上でかつ８／１０Ｄｓ未満の
範囲とする。

【００５５】ここで、凸部(9) の高さ(H) が１／１０Ｄ
ｓ未満の場合には、凸部(9) を設けた効果すなわち押し
出される管状成形体の回転を抑制して、成形される管状
体の内外層において強化材が管状体の周方向にほぼ均一
に配向するという効果が得難く、また凸部(9) の高さ
(H) は、もちろんＤｓ以上となることはない。

【００５６】また、同図に示すように、非駆動回転成形
コア部(3) に設けられる凸部(9) の環状流路(10)内に突
出する押出方向の幅(a) は、環状流路(10)の間隙の大き
さをＤｓとすると、１／１０Ｄｓ以上でかつ１０Ｄｓ以
下の範囲とするのが好ましい。

【００５７】ここで、凸部(9) の幅(a) が１／１０Ｄｓ
未満である場合には、上記凸部(9)の効果が得難く、凸
部(9) の幅（押出方向の長さ）(a) が１０Ｄｓを越えて
大きい場合には、押出方向に剪断力を受け続けることに
なるため、おおよそ回転方向に配向していた強化材が再
び押出方向に配向されてしまい、強化材による管状体の
周方向の補強されなくなってしまう。

【００５８】なお、凸部(9) の前後両側には、逆テーパ
ー状の入口側勾配部(C1)及びテーパー状の出口側勾配部
(C2)が設けられているが、凸部(9) の幅(a) には、これ
らの勾配部(C1)(C2)は含まれない。

【００５９】また凸部(9) の入口側勾配部(C1)は、１５
度以上９０度未満とし、凸部(9) の出口側勾配部(C2)に
ついては、特に限定されない。

【００６０】ここで、入口勾配部(C1)が１５度未満で
は、勾配が緩やかすぎてブレーキ効果が現れ難く、押出
方向に剪断力を受ける範囲が必然的に増すので、再び押
出方向に配向されやすくなる。

【００６１】非駆動回転成形コア部(3) における凸部
(9) の設置位置については、できる限り駆動回転成形コ
ア部(2) の直後（成形下流）が好ましい。

【００６２】本発明において、駆動回転成形コア部(2)
と非駆動回転成形コア部(3) との区別は、溶融樹脂が接
する部分で区別するものとし、例えば図４に示すよう
に、駆動回転成形コア部(2) から突設された凸部(22)と
非駆動回転成形コア部(3) に設けられた凹部(31)との構
造上の重複部分は無視できるものとする。

【００６３】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【００６４】本発明の管状体の製造方法に用いられる装
置の一例を示す図１０において、押出機(A) の外部シリ
ンダ(4) の先端部が延長されて外型用筒部(4a)が設けら
れている。押出機(A) のスクリュー(1) の先端には雌ね
じ孔(11)が設けられ、かつスクリュー(1) の外周面には
羽根(12)が螺旋状に設けられている。スクリュー(1)の
先端には、スクリュー(1) に同行回転する成形コア部
(2) が設けられている。この成形コア部(2) の後端に突
設された凸部(21)の雄ねじがスクリュー(1) の雌ねじ孔
(11)にねじ込まれることにより、スクリュー(1) の先端
に成形コア部(2)が取り付けられている。

【００６５】これに対し、スクリュー(1) に同行回転す
る成形コア部(2) の先端には非駆動回転成形コア部(3)
が設けられている。すなわち、非駆動回転成形コア部
(3) の後端に穿設された凹部(31)内に、駆動回転成形コ
ア部(2) の先端に突設された凸部(22)が挿入され、凹部
(31)の内周面と凸部(22)の外面との間にラジアル系ベア
リング(B) が介在されている。

【００６６】押出機(A) の外部シリンダ(4) と、スクリ
ュー(1) 、同行回転成形コア部(2)及び非駆動回転成形
コア部(3) との間には、環状流路(10)が形成されてい
る。

【００６７】ここで、ガラス繊維の短繊維(52)が混入さ
れた合成樹脂(51)を押出機(A) のスクリュー(1) と外部
シリンダ(4) との間の環状流路(10)に供給すると、ガラ
ス繊維の短繊維(52)が混入された合成樹脂(51)はスクリ
ュー(1) の回転により前進し、スクリュー(1) に同行回
転する成形コア部(2) の回転の影響を受けて環状流路(1
0)内を回転し、短繊維(52)が管状体(5) の周方向にも配
向され、非駆動回転成形コア部(3) と外部シリンダ(4)
との間の流路出口から押し出される。

【００６８】非駆動回転成形コア部(3) と外部シリンダ
(4) との間の流路出口から押し出された管状体(5) は、
非駆動回転成形コア部(2) との摩擦により回転が緩和さ
れた状態で押し出され、図１１における賦形金型(6) を
有する冷却水槽(7) により冷却固化された後、引取機
(8) により引き取られる。

【００６９】実施例１ 図１０に示す管状体の製造装置を使用して、外径３２．
０ｍｍ、厚さ３．０ｍｍの管状体(5) を成形した。

【００７０】合成樹脂としては、密度が０．９３５ｇ／
ｃｍ³ 、メルトインデックスが０．２ｇ／１０分である
中密度ポリエチレンを使用した。

【００７１】合成樹脂に混入した強化材として、直径が
１５μｍ、長さが約５．０ｍｍであるガラス短繊維を１
０重量％使用した。

【００７２】スクリュー(1) に同行回転する成形コア部
(2) の回転数は２０．０ｒｐｍ、駆動回転しない非駆動
回転成形コア部(3) の押出方向の長さＬｓは４５ｍｍ、
環状流路(10)の出口の間隔Ｄｓを３．０ｍｍとし、Ｌｓ
／Ｄｓを１５とした。

【００７３】押出機(A) は単軸押出機を用い、押出成形
時の合成樹脂温度は２００℃、外部シリンダ(4) の温度
は２００℃であり、スクリュー(1) に同行回転する成形
コア部(2) 及び駆動回転しない成形コア部(3) について
は、特に冷却も加熱もしなかった。押出速度は０．５０
ｍ／分とした。

【００７４】押出機(A) の次に、賦形金型(6) を組み込
んだ真空式噴霧水槽(7) にて冷却賦形工程を設け、ベル
ト式引取機(8) にて管状体(5) を引き取った。

【００７５】実施例２ 実施例１において、合成樹脂に混合した強化材として、
ＤＳＣによる液晶転移温度が２８０℃である全芳香族液
晶ポリエステル１０重量％をミキサーにてドライ混合し
たものを用いた。また駆動回転成形コア部(2) の流路の
溶融樹脂温度を２９０℃、押出機(A) の外部シリンダ
(4) の温度を２９０℃とし、非駆動回転成形コア部(3)
の流路の終端付近での溶融樹脂温度を２００℃、外部シ
リンダ(4)の先端部に延長された外型用筒部(4a)の温度
を２００℃となるように冷却を施した。

【００７６】比較例１ 実施例１において、強化材を使用しなかった。

【００７７】評価 上記の実施例１及び２、並びに比較例１について、得ら
れた管状体(5) から試験片を切り出して、それぞれ下記
の引張試験を行ない、管状体(5) の軸方向と周方向の強
度の違いからガラス繊維の配向状態の違いを比較検討し
たところ、下記の表１に示す結果を得た。

【００７８】

【表１】 上記条件にて成形した結果、管状体(5) は連続的に製造
できた。

【００７９】この表１から明らかなように、実施例１及
び実施例２においては、成形された管状体(5) の強度は
向上しており、スクリュー(1) に同行回転する成形コア
部(2) の回転により繊維が配向され、ついで、非駆動回
転成形コア部(3) により管状体の回転が緩和され強化さ
れた管状体(5) が成形できることがわかった。

【００８０】

【発明の効果】本発明は、上述の次第で、本発明による
管状体の製造方法及び装置によれば、成形材料中の強化
材が、スクリューの先端に延設されて該スクリューに同
行回転する成形コア部の回転により管状体の周方向に配
向され、ついで非駆動回転成形コア部により管状体の回
転を抑制することができ、成形される管状体の内外層に
おいて強化材が管状体の周方向にほぼ均一に配向された
管状体を成形することができて、強化材により周方向に
効率的に補強された周方向の強度・剛性に優れた管状体
を連続的に成形することができる。

【００８１】そして、このように周方向に強化された管
状体を１台の押出機を使用して１工程で管状体を連続的
に製造することができて、生産性にすぐれており、しか
も１台の押出機を使用するだけですむため、コスト的に
も、スペース的にも非常に有利である。

【００８２】さらに、管状体の成形ラインとして考えた
場合、押出機から押し出された管状体は、従来のように
回転しながら次工程に送られることはないので、押出機
以降の工程において、冷却機、引き取り機、あるいは切
断機などについては複雑でかつ高価な設備を用いなくて
もよくなり、設備費が非常に安くつくものであるという
効果を奏する。

【００８３】また、押出機の環状流路の出口付近におい
て外型用筒部と非駆動回転成形コア部のうちの少なくと
も一方に、冷却手段を設けることにより、溶融樹脂の冷
却速度等を選択できることから、所望の配向状態がより
得やすく、非駆動回転成形コア部において再び押出方向
に配向されるといった事態を妨げることができる。

【００８４】さらに、押出機の非駆動回転成形コア部
に、環状流路内に向かって突出した凸部を設けて、他の
部分より狭い流路部分を形成することにより、該凸部に
よる狭い流路部分を溶融樹脂が通過する際、いわゆるブ
レーキ効果により管状体の回転がさらに抑制され、より
一層回転しない状態で管状体が成形されて、強化材によ
り周方向に効率的にかつ充分に補強された周方向の強度
・剛性に優れた管状体を製造することができるという効
果を奏する。

【００８５】なお、本発明による管状体の製造方法及び
装置により製造された管状体の成形品は、各種パイプ、
ポール等の内、周方向の強度及び剛性を要する用途に好
適に使用され得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による管状体の製造装置の第１例を示す
要部拡大断面図である。

【図２】本発明による管状体の製造装置の第２例を示す
要部拡大断面図である。

【図３】本発明による管状体の製造装置の第３例を示す
要部拡大断面図である。

【図４】本発明による管状体の製造装置の第４例を示す
要部拡大断面図である。

【図５】図３と同じ管状体の製造装置の要部拡大断面図
で、非駆動回転成形コア部の樹脂押出方向長さと外部シ
リンダとの間隙の大きさとの関係を説明するためのもの
である。

【図６】本発明が適用される押出機の要部拡大縦断面図
で、外部シリンダの出口端面と非駆動回転成形コア部の
出口端面とが同一垂直面上に一致している場合を示して
いる。

【図７】本発明が適用される押出機の要部拡大縦断面図
で、外部シリンダの出口端面より非駆動回転成形コア部
の出口端面が、外側に突出している場合を示している。

【図８】本発明が適用される押出機の要部拡大縦断面図
で、外部シリンダの出口端面より非駆動回転成形コア部
の出口端面が、内側に入り込んでいる場合を示してい
る。

【図９】図４の管状体の製造装置の具体例を示すもの
で、外部シリンダの外周に冷却手段を設けた場合の要部
拡大断面図である。

【図１０】図４の管状体の製造装置の具体例を示す要部
拡大断面図である。

【図１１】本発明の管状体の製造装置の全体を示す概略
側面図である。

【図１２】図１０の管状体の製造装置の具体例を示すも
ので、非駆動回転成形コア部に環状凸部が設けられた場
合の要部拡大断面図である。

【符号の説明】

Ａ 押出機 １ スクリュー ２ スクリューと同行回転する成形コア部 ３ 非駆動回転成形コア部 ４ 外部シリンダ ４ａ 外型用筒部 ５ 管状体 ６ 賦形金型 ７ 冷却水槽 ８ 引取機 １０ 環状通路 １２ 羽根 １４ 冷却手段 ５１ 合成樹脂 ５２ 強化材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 23:00

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強化材と合成樹脂とを含む混合物を、内
   部にスクリューを装備した押出機により押し出し、引き
   続き、該押出機の外部シリンダの先端部を延長して設け
   た外型用筒部とこれの内側のスクリュー先端部に延設し
   たスクリューと同行回転する駆動回転成形コア部との間
   の環状流路内に導入し、駆動回転成形コア部の樹脂押出
   方向の下流側に若干自由回転可能な非駆動回転成形コア
   部を延設して、非駆動回転成形コア部側に環状流路の出
   口を設けておき、上記混合物を、該樹脂成分の融点もし
   くは軟化温度以上で、上記環状流路内を通過させかつそ
   の通過の間に駆動回転成形コア部からおおよそ回転方向
   に剪断力を受けるように管状に成形して、強化材が周方
   向に配向した管状成形体を形成し、ついでこの管状成形
   体を、環状流路内の非駆動回転成形コア部に対応する流
   路部分を通過させた後、環状流路出口から押し出すこと
   を特徴とする管状体の製造方法。
2. 【請求項２】 強化材として繊維状強化材を用い、合成
   樹脂として熱可塑性樹脂を用いることを特徴とする、請
   求項１記載の管状体の製造方法。
3. 【請求項３】 非駆動回転成形コア部に対応する流路部
   分の少なくとも一部を、スクリューと同行回転する駆動
   回転成形コア部に対応する流路部分よりも冷却してお
   き、管状成形体を、環状流路内の出口付近において冷却
   した後、該出口から押し出す、請求項１記載の管状体の
   製造方法。
4. 【請求項４】 押出機の外部シリンダの先端部を延長し
   て設けた外型用筒部と、これの内側の非駆動回転成形コ
   ア部とのうちの少なくとも一方に、環状流路に向かって
   突出した凸部を設けて、環状流路内に他の部分より狭い
   流路部分を形成しておき、上記混合物を、環状流路内を
   通過させかつその通過の間に駆動回転成形コア部からお
   およそ回転方向に剪断力を受けるように管状に成形し
   て、強化材が周方向に配向した管状成形体を形成し、つ
   いでこの管状成形体を、環状流路内の狭い流路部分を通
   過せしめた後、環状流路出口から押し出すことを特徴と
   する、請求項１記載の管状体の製造方法。
5. 【請求項５】 内部にスクリューを装備した押出機の外
   部シリンダの先端部が延長されて外型用筒部が設けら
   れ、スクリュー先端部にスクリューと同行回転する駆動
   回転成形コア部が延設され、駆動回転成形コア部の樹脂
   押出方向の下流側に若干自由回転可能な非駆動回転成形
   コア部が延設されて、非駆動回転成形コア部側に環状流
   路の出口が設けられていることを特徴とする、管状体の
   製造装置。
6. 【請求項６】 環状流路の非駆動回転成形コア部に対応
   する流路部分において外部シリンダ先端部の外型用筒部
   及び非駆動回転成形コア部のうちの少なくとも一方に冷
   却手段が設けられている、請求項５記載の管状体の製造
   装置。
7. 【請求項７】 環状流路の非駆動回転成形コア部に対応
   する流路部分において外部シリンダ先端部の外型用筒部
   及び非駆動回転成形コア部のうちの少なくとも一方に、
   環状流路に向かって突出した凸部が設けられて、環状流
   路内に他の部分より狭い流路部分が形成されている、請
   求項５記載の管状体の製造装置。