JPS5839883Y2 - 超高粘度プラスチックス型物成形装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は超高粘度熱可塑性プラスチックス（以下超高粘
度プラスチックスという）の型物成形装置に関する。

熱可塑性プラスチックスの型物成形は、一般に射出成形
によって行われるが、射出成形法では成形するプラスチ
ックスの溶融粘度が大きくなると次第に成形が困難とな
り、ついには成形不能となってしまう。

すなわち超高分子量ポリエチレンのように超高粘度プラ
スチックスになると、ノズルやスプルのような小さい断
面積の部分を通過させると高粘度のために発生する大き
な剪断力によりメルトフラクチュアと呼ばれる変形が発
生し易く、剪断速度が大きい場合には破壊に致る。

したがってこのように溶融粘度の高いプラスチックスを
型物成形する場合は金型温度を十分高くして流れ易い状
態を作り、しかも剪断速度を小さくしてゆっくり型内に
押込んでやることが必要となり、成形サイクルの長い能
率の悪い成形しかできない。

本考案は、このように溶融粘度が高く、型物成形が極め
て困難な熱可塑性プラスチックスを能率よく成形するこ
とのできる型物成形方法を提供するものである。

本考案の成形方法は押出機の押出成形ダイスの出口端に
内部のプラスチックス流路の流れ方向に直角なる断面形
状を押出成形ダイス終端部の形状から成形品の端部横断
面の外周形状に略一致すべく漸次変化するように形成し
たスリーブを装着し、同スリーブの出口端に成形品の前
記端部を開口した金型の同開口面を対向させて配置し、
熱可塑性プラスチックスを前記押出機にて可塑化し、こ
れを押出成形ダイスから前記スリーブを介して押出すこ
とにより、次第に成形前の横断面形状に近付けて一端を
大きく開口した金型に円滑に圧入させるようにしたもの
で、溶融粘度の高い熱可塑性プラスチックスを大きなメ
ルトフラクチュアを発生せずに容易に金型の隙々まで充
填でき、その充填時間も短かく、さらに同一の押出機に
おいても前記スリーブを成形前に合せて交換することに
より、種々の大きさおよび形状の成形を可能にしたもの
である。

また第２には、押出機による熱可塑性プラスチックスの
可塑化を連続的に行ないながら、前述のような成形を行
なわせるため、前記スリーブを押出成形ダイスに進退可
能に嵌挿し、同スリーブの前進により可塑化されたプラ
スチックスを押出板形ダイス内に一時的に蓄積させるよ
うにし、金型にて同スリーブを押込むことにより蓄積さ
れたプラスチックスを金型内へ押出して所定の成形を行
うようにしたものである。

以下、本発明の実施態様を第１図ないし第３図に示す実
施装置について説明する。

１は押出機、２は押出成形ダイス、３は第３図に示すよ
うに押出成形ダイス２の出口端にその軸心方向に移動可
能なるように嵌挿されたスリーブである。

５，６は金型で、５は外型、６は雄型であり、本実施例
ではブツシュを成形する例を示すものである。

この金型５゜６は第３図に示すように軸心方向の一端面
を開放した形になっており、その開口面を前記スリーブ
３の出口端に当接し得るようになっている。

ここに前記スリーブ３は内部のプラスチックス流路の流
れ方向に直角な断面形状が押出成形ダイス２の終端部の
形状から前記外型５の内径すなわち成形前の外周形状に
漸次変化するように形成され、押出成形ダイス２がら押
出すプラスチックスを成形前の形状に近づけつつ押出し
、極めて円滑に金型５，６内に圧入し得るようになって
いる。

なお前記雄型６の先端は円錐状に先細になされ、プラス
チックスを金型内により円滑に導入し得るようにしてい
る。

前記金型５，６は、成形前の形状から、離型を容易にす
るため、前記外型５と雄型６とは分離されている。

ここに雄型６は油圧シリンダ７により押出成形ダイス２
の軸心方向へ進退可能になされ、他方外型５は保持シリ
ンダ８を介してフレーム１８に押出成形ダイス２の軸心
方向に摺動自在に取付けられ、外型５は雄型６に第３図
に示すように係合され、油圧シリンダ７の押付は力によ
り雄型６と一体的にスリーブ３の出口端へ抑圧保持され
るようになされている。

なお外型５は、前記保持シリンダ８に取付けられた連絡
棒１５の先端に取付けられ、油圧シリンダ７のピストン
ロッドのフランジ７ａの図において左端面に係合するよ
うになされた円板１４により、雄型６が所定量後退した
のちに雄型６と共に後退され、スリーブ３から離れるよ
うになっている。

前記スリーブ３の出口端の端面には、第２図に示すよう
にナイフ１７が同端面上を摺接揺動すべく取付けられて
いる。

このナイフ１７は、油圧シリンダ１６によって揺動され
、前記ナイフ１７を押出成形シリンダ２の軸心方向へ相
対的に移動可能に係合したナイフ作動部材１９によって
作動されるようになっている。

押出機シリンダ１ａ、押出成形ダイス２、スリーブ３な
らびに雄型６は、それぞれ加熱器９，１０．１１ならび
に１２により適切な温度に保持されており、外型５は保
持シリンダ８内に設けた加熱器１３により間接的に温度
を制御し得るようになっている。

なお４は押出機１を連続運転する場合に前記スリーブ３
を押出成形ダイス２内にてその軸心方向へ積極的に移動
させるための油圧シリンダであるが、スリーブ３は押出
成形ダイス２内の可塑化プラスチックスの増加に伴う圧
力上昇と金型５，６を押圧する油圧シリンダ７の力にて
十分必要な作動をすることもできるため、同油圧シリン
ダ４は必ずしも必要でない。

次いで上記装置に基いて本考案の成形方法を説明する。

油圧シリンダ７を作動させ、雄型６を前進（図において
右行）させる。

雄型６は前進して外型５に係合し、両型５，６は共に油
圧シリンダ７の押圧力にてスリーブ３の出口端面に押圧
され、第３図に示す成形状態に置かれる。

この状態で押出機１を作動させれば押出機１にて可塑化
されたプラスチックスは押出成形ダイス２からスリーブ
３を通過して押出機１の押出圧力にて金型５，６中に圧
入される。

このときプラスチックスは押出成形ダイス２から押出さ
れたのち、スリーブ３にて金型５．６のキャビティ横断
面形状に近似すべく序々に変形されつつ送られるため、
相当高粘度のプラスチックスでもメルトフラクチュアを
生ずることなく、金型５，６中に圧入され充満する。

金型５，６ヘプラスチツクスが充満されたところで、押
出機１の押出動作を停止し、油圧シリンダ７を作動させ
、雄型６を後退させて、まず雄型６を成形品中から抜き
出す、雄型６がさらに後退してピストンロッドのブラケ
ット７ａが円板１４に当ると外型５は、円板１４、連絡
棒１５ならびに保持シリンダ８にて雄型６と共に後退し
、外型５も成形品から抜き出される。

なおプラスチックスの金型５゜６への充満は、油圧シリ
ンダ７に生ずる圧力上昇から、あるいは押出機１のスク
リュ回転時間を設定することにより検知する。

ここに金型５，６内に圧入されるプラスチック又は、粘
度が高いため、圧入後ただちに型を抜いても、その形状
を保っている。

さらに詳細に説明すれば、プラスチックの種類により前
記のように抜型後、その形状を保持し得るような粘度を
もつ温度にて押出すべく、各加熱装置９，１０，１１．
１２．１３を制御する。

かくして成形された成形品はスリーブ３の出口端に突出
している。

これを油圧シリンダ１６を作動させ、カッタ１７により
スリーブ３のつけ根から切断すれば、所定の成形品が得
られる。

なお前述の説明では、押出機１をプラスチックスの金型
５，６への圧入時にのみ運転する例について説明したが
、本装置のようにスリーブ３を押出成形ダイス２に摺動
可能に嵌挿しておけば、押出機１を連続運転してより能
率的な成形が可能になる。

すなわち、プラスチックスを金型５，６へ圧入し終ると
、押出成形ダイス２内の押出圧力の上昇によりまた油圧
シリンダ４の助けを借りて油圧シリンダ７の押圧力に抗
してスリーブ３、外型５および雄型６が図において左行
され、順次可塑化されてくるプラスチックスは押出成形
ダイス２内に蓄積される。

金型５，６をスリーブ３から離した後も、スリーブ３が
同様に左行されて可塑化プラスチック又は蓄積される。

かくして型抜き、成形品の切断が終了した後、再び金型
５，６をスリーブ３に押圧すれば、金型５，６はスリー
ブ３をそれが突き出た分だけ押込むため、押出成形ダイ
ス２中に蓄積したプラスチックスをスリーブ３を通して
金型５，６中へ圧入することができる。

そこで成形サイクル時間と押出機の可塑化能力が合致す
るかないしは可塑化能力の方が小さければ押出機１を連
続運転させることができるものである。

なお成形品を切離すためのナイフ１７はスリーブ３に取
付けられ、ナイフ作動部材１９とナイフ１７は軸心方向
に移動可能に係合しているため、スリーブ３の摺動位置
に制約されることなく成形品の切断ができる。

以上のように本考案は、押出機にて可塑化したプラスチ
ックスを、急激な変化のない流通路にて序々に成形品に
近づけつつ押出し、金型に圧入して成形するようにした
ので、超高分子量ポリエチレンのような粘度の高いプラ
スチックスや、強化材あるいは充填材を添加して流れの
悪くなったプラスチックスも容易に成形でき、また一般
の熱可塑性プラスチックスに応用すれば射出成形なとよ
りはるかに低い温度で成形できるので、成形時に消費す
る熱エネルギが少なくなり、熱劣化の少ない物性のよい
成形品が得られる。

また本考案によればスリーブ３、外型５および雄型６の
ような金型を交換するのみで任意の断面形状の部品が成
形できる。

なお本考案の成形工程かられかるように、本考案では成
形できる製品の形状に限界があり、はぼ一定の断面形状
のものしか成形できないが、不発考案により成形した成
形品を成形用素材として２次成形を行うことにより、複
雑な形状の部品も成形可能になる。

このように本考案は、これにより完成された部品を成形
するというよりも２次成形のための素材を成形すること
に利用するとより大きな威力を発揮し、はとんどあらゆ
る形状の成形品を成形することができる。

実験によれば、融点：１３７℃、メルトインデックス（
流動特性を示す１つの基準） ： ０．０１以下の超高
分子量ポリエチレン（分子量７０万）を、押出圧カニ２
００ｋｇ／ｃｍ３の押出機を用い、外型温度：２３０℃
（保持シリンダ部で加熱制御）、押出成形ダイス出口温
度：２４０℃、スリーブ出口温度：１．７０℃、スリー
ブ押圧圧力（油圧シリンダ７の押圧力を押出成形ダイス
２の出口部通路断面積で除した値） ： ２６０ ｋｇ
／Ｃｍ３、押出成形ダイス出口内径：６０ｍｍ、スリー
ブおよび金型は第３図に示すような形状とし、外径４０
ｍｍｘ内径２０ｍｍ×長さ３０ｍｍのブツシュを成形し
たところ、良好な成形ができた。

またこの成形品を素材として、モジュール：１゜２５、
圧力角：２０°、歯数：５０、基準ピッチ円直径：６２
．５ｍｍ、歯巾ニアｍｍの歯車成形が成形圧力６２０
ｋｇ／Ｃｍ２で良好に加圧成形できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施装置を示す正面図、第２図は第１
図のＩＩ−ＩＩ線断面図、第３図は第１図のＩＩＩ−Ｉ
ＩＩ線による成形部分の詳細断面図である。 １：押出機、２：押出成形ダイス、３ニスリーブ、４゜
７．１６ ：油圧シリンダ、５：外型、６：雄型、８：
保持シリンダ、９，１０，１１．１２．１３ ：加熱器
、１４：円板、１５：連結棒、１７：ナイフ、１８：フ
レーム、１９：ナイフ作動部材。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 下記構成要件から戊る超高粘度プラスチックス型物成形
   装置。 ａ、前記超高粘度プラスチックスを加熱溶融し、押出す
   ための押出機、 ｂ、前記押出機の溶融プラスチックス吐出口に取付られ
   た成形ダイス、 Ｃ８前記戊形ダイスの溶融プラスチックス出目端に軸方
   向に移動可能に挿入され、前記プラスチックスの流れ方
   向に対して直角を威す断面形状が前記成形ダイスの終端
   形状から成形品の外周形状へと漸次変化するプラスチッ
   クス流通路を有し、前記ダイスから押出されるプラスチ
   ックスを成形品の形状に近づけるようにしたスリーブ、
   ｄ、軸心方向の一端面が開放されており、油圧シノンダ
   により軸方向に移動可能で、前記一端の開放口を前記ス
   リーブの溶融プラスチックスの出口端に当接し得るよう
   にされた金型、 Ｃ１前記スリーブの出口端面上を油圧シリンダによりプ
   ラスチックスの流れ方向に対し直角方向に揺動し、金型
   内に押込まれた成形品を、前記スリーブの出口端面で切
   断するナイフ。