JPS59207224A - 熱可塑性合成樹脂ロツドの押出し成形方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱可塑性合成樹脂ロッドの押Ｌ７出し成形方
法及び装置に関するものである。

熱可塑性合成樹脂の素材としてのロッドの押出しによる
成形方式において、ロッドの外径が約ｉｏｏｗｎ以下の
場合には、従来オ方式の簡単なロッドダイ及びその成形
装置によって、容易にこれを行なうことができる。例え
ば、添附図面の第１図に全体配置を、また、第一図にそ
のロッドダイ部分の拡大縦断面をそれぞれ示すような装
置によって、これを行なうことができる。

なお、図中、各参照符号は、それぞれ、次ぎの部材を現
わしている。

／°°°押出機；コ・・°ロッドダイ；３・・・水槽；
グ・・・ロール式引取機；Ｓ・・・切断機；６・・・ス
クリュ；７・・・スリーブ；ｔ・・・ロッドダイ本体；
９・・・サイジングダイ。

しかしながら、ロッド径が約／！；０ｒｔａｎ以上にな
ると、冷却の問題として、ロッドの中心部域での熱伝達
が悪く、中心部まで完全に冷却するまでに長時間を必要
とし、そのために、冷却の間に、外表部と、中心部との
間において熱履歴に差が生じ、本体に変色を生じたり、
物性値を著しく下げるような現象が生ずる。

オえ、６＃。えゎ１、ヵ、６７、。、あ、あ、　　“種
の冷却媒体（フロンガスなど）を使用しても、内・外部
の物性値を等しくさせることはできない。なお、極端な
急冷を行なうと、冷却凝固時の収縮により、ロッドの中
心部にボイド（気飄巣など）が発生し、不良品となって
しまうことも知られているところである。

そこで、冷却速度の差を少なくさせるために、ある区間
を徐冷させると（例えば、ポリアミド樹脂の場合、温水
りθ０〜ｖｏｃ程度の徐冷をする）効果は得られるが、
徐冷区間の通過時に、ロッドの真円性が著しく損われる
という別の欠点が生ずる。（，２かし、これを補うため
にダイ内押出し圧力を高めると、ロッド外面と、サイジ
ングダイ面との間における摩擦抵抗が増大し、ロッドが
サイジングダイの内面に固着し、押出し圧力が急激に異
常に高圧となり、成形が困難となってしまう現象が生ず
る。

一方、このようなサイジングダイ面にロッドが固着１、
また時に、押出し成形を停止し、樹脂の収縮による固着
の解消を待つという断続押出し、成形を行なう方式もあ
るが、この場合には、押出機内部及びロッドダイの内部
に停滞した樹脂に焼けが発生するし、壕だ、再運転時に
、ロッドの接続部分に関節状の外径の変動（こぶ状に膨
れること）が起こり、不良品となり、製品の損失が多く
、非常に生産性が悪くなる。

更に、押出機の寸法を大きくすることによって押出し量
を上げ、生産性を向上しようと企てても、ロッドダイ及
びサイジングダイに起因する前記の問題点によって、生
産性を高めることはできなかった。

本発明は、従来公知の大径、特に、約１ｓｏｒｕｎ以上
の外径を有する熱可塑性合成樹脂ロッドの押出し成形方
式における上記のような困難ないしは欠点を除去するこ
とのできる熱可塑性合成樹脂ロッドの新規な押出し成形
方法及びその実施のための装置を得ることを、その目的
とするものである。

本発明方法においては、その目的を達成するために、押
出機からロッドダイ及びサイジングダイを経て賦形され
て出て来る大径熱可塑性樹脂ロッドの内・外部の冷却速
度の差を軽減させるために、サイジングダイの内部にロ
ッドの内部を冷却することができる冷却コーンを組込み
、サイジングダイの外周部と冷却コーンとを冷却するこ
とによって、ロッドを内外部から同時に徐冷を行なうよ
うにすると共にサイジングダイの外周部からロッドの外
周全面に滑剤を注入し、ロッドの外周全面に滑剤の塗布
層を形成し、これによって、ロッドの外周面とサイジン
グダイの内周面との間における摩擦を最小にするように
することを特徴とするものである。

また、本発明の他の特徴として、サイジングダイ内部を
通過するロッドに対し、ロッドダイ前部の溶融樹脂の圧
力に対応する大きさのある背圧を加えることもあるもの
である。

また、本発明装置は、その目的を達成するために、熱可
塑性樹脂をスクリュ押出機により溶融・混練して押出し
、ロッドダイ及びサイジングダイを経て賦形・冷却する
大径ロッドの押出し成形装置において、スクリュ押出機
の押出し口の近傍に配置され、押出される溶融樹脂の圧
力を検出し、出力するための検出器と、押出機の押出し
口に連設して配置されたロッドグイと、ロッドダイに一
体的に連設され且つ外周部には冷却手段を有すると共に
溶融樹脂の外周面に滑剤を塗布するための滑剤注入手段
を壁を貫通するように設けられているサイジングダイと
、サイジングダイの内部中心にスパイダを介して垂設さ
れ且つ樹脂流路の上流側前部には加熱手段を設けられた
紡錘形のコーンと、サイジングダイの後方に配置された
冷却水槽と、冷却水槽の後方に配置されると共に冷却水
槽によって冷却されて押出されて来る樹脂ロッドに、圧
力検出器によって検出された溶融樹脂の圧力に連動して
変更可能な背圧力を附加するためのブレーキユニットか
ら成立つこ゛とを特徴とするものである０ 以下、本発明をその装置のｌ実施例を示す添附図面の第
３及びｔ図に基づいて説明する。

まず、第３図は、本発明装置の７実施例の全体配置を示
す図であるが、同図に示すように、本発明装置は、次ぎ
の各部材から成立っている。

すなわち １０・・・押出機；ｌｌ・・・圧力検出部材；ｌユ・・
・ロッドダイ；１３・・・サイジングダイ；ｌｌｌ・・
・冷却水槽；ｌり・・・ブレーキュニラ）；／Ａ・・・
切断機 が、この順序に同軸心上に配列されて構成されているが
、これらの内、押出機／θ、ロッドダイノコ、冷却水槽
／ダ及び切断機１６は、第１及び−図に示した従来装置
における対応する部材と、その構成及び作用において実
質的に同一である。

しかしながら、本発明装置においては、サイジングダイ
１３は、第１及び−図に示すものとは、次ぎのように、
異なった構成を有している０すなわち、第を図に拡大縦
断面図によって示すように、サイジングダイ１３の本体
２０の内部には、ロッドダイ１２から賦形されて押出さ
れて来る熱可塑性合成樹脂ロッドを内部から冷却するた
めに、サイジング１３の本体２０の円周面から間隔を置
かれて紡錘形状の中空の冷却コーンＪ／が、本体コθの
長手軸上に同軸に配置されているが、この冷却コーン２
１は、数本のスパイダ２２によって本体ユθの内壁、２
ｏ、に支持されている。乙のコーン−１７の径は、ロッ
ドの横断面積のほぼ′／ユの部分を冷却することができ
る外径のものとし、また、溶融樹脂の流動抵抗を減少さ
せるために、ロッドダイノコに面する前頭部、２１１を
流線形とし、その中空部の前部には、ヒーター３を内蔵
し、コーン２１の前頭部コ／、の部分の外壁温度を樹脂
温度とほぼ同一になるように温度制御を行なうようにし
である。甘た、コーンコｌの本体の冷却は、ロッドの中
心部の冷却がコーン、２／の最後端部において有効に行
なわれるようにする。このために、コーン、２／の後尾
部Ｊ１２の部分の中空部には、サイジングダイ１３の本
体λθの壁を貫いて冷却媒体供給管、２４Ｚをコーンコ
／の本体の中空部分の中にその後端部に向かって開口し
ている噴射管−３に連結し、冷却媒体をコーン、２／の
後尾部！／、の中空部の後端部に向けて噴射し、コーン
、２１の後尾部、２１．の外壁温度を低温度に維持し、
コーン２／の中空部からサイジングダイ１３０本体、２
０の壁を貫く冷却媒体排出管ユ６を経て排出するように
する。なお、この時における冷却媒体としての加熱油の
温度は、溶融樹脂の融点よりも、３００〜ＡＯＣ程度低
いことが奸才しい。なぜならば、若しも、加熱油の温度
がこれ以下の温度になると、溶融樹脂がコーン２１の回
りに停滞し、冷却効果が半減するからである。

また、ロッド成形の際における生産速度は、通常、ＩＯ
−コＯｍ／ｒｎ□□程度であるので、この設定温度にあ
る加熱油によって、ロッド中央部の熱量を充分吸収する
ことができる。なお、コーン２１の後尾部コ１２にこの
冷却によって形成される樹脂の半結晶化部２７は、それ
とサイジングダイ１３の本体２０の内壁面に接する樹脂
のスキン層２ｇとの間の中間層、２９の未冷却樹脂から
時間と共に熱を受け、元の融点近くまでもどることか必
要である。これは、結晶性樹脂の冷却に伴う容積の収縮
分を新たな樹脂によって補充しない時は、ボイドの原因
となるので、この樹脂の補充を可能とするために必要と
されるものである。

更に、サイジングダイ１３の本体２０の外周部の冷却の
ために設けられている冷却ジャケット３０の近くに、ロ
ッドとサイジングダイ／３の本体２０の内面、２０１と
の間の固着を防止するために、その内面２０ｔに開口す
る滑剤（シリコンオイルなど）の注入孔３ノを設けであ
る。なお、この位置は、ロッド表面に数閣のスキン層２
ｇができる箇所であるものとするが、その構成としては
、例えば、焼結金属（多孔質金属）を使い、これに加圧
ポンプによって滑剤を注入するなどの手段を採用する必
要はない。すなわち、図罠示すように、数本のスリ°ッ
ト状の溝３ユ、を持つリング部品３２によって構成し、
そ　　　；の外周上部からオイルカップ３３などを介し
て、滑剤を重力によって流下させる程度の構成によって
、ロッドの全外周面に、数ミクロンの塗布層ができるの
で、このような構成で充分である。

なお、この条件を満足させるためには、後で述べるブレ
ーキユニット１５からの背圧によって一定の圧力をロッ
ドに加え、その真円性を保持しなければ、油溝が生じ、
滑剤の消費量が著しくなるので、注意が必要である。

このようにして、ロッドは、その内部冷却と、外周面の
塗膜面の形成とによって、生産速度を一定速度に安定さ
せ、外径の変動を防止することができる。

次ぎに、ロッドの中心部に発生するボイドの防止及び真
円性を向上させるには、樹脂の押出し圧力を一定圧（圧
力の変動がないこと）にして押出し成形をすることが不
可欠である。これに対（−１従来は、第１図に示すよう
に、押出機ｌと、冷却水槽３の後部に設置さ・れている
引取機ｌとの速度制御によって押出し圧力の制御を行な
っていたが、このような方式によっては、圧力変動が激
１７＜、ボイドを皆無にさせるのに必要な程度にまで、
圧力を安定にさせることは困難であった。

すなわち、例えば、ポリアミド樹脂のロッド成形におけ
る適正な押出し圧力は、約３０シー±”１ｃｒｌである
が、従来方式の場合には、圧力はθ〜、２０　”／−の
間で変動し、これを避けるために、−〇、イー以上の圧
力に高めると、サイジングダイの内部で固着してしまう
ことが生ずる。

そこで、本発明においては、従来の引取機ダの代わりに
、ブレーキユニットｌＳを設け、これによってロッドに
背圧を加え、押出し圧力を高め、また、圧力の変動の防
止のために、そのブレーキ力を、ロッドダイの前部に設
置された樹脂圧力検出部材ｌｌの指示値に応じて連動し
て変動させるようにする。このよ−うにすることによっ
て、本発明装置においては、従来方式よりも、より高い
圧力に維持することができると共に一定圧に保つことが
できるようになる。また、ロッドは、その外周面全面に
滑剤を塗布することによりサイジングダイ１３の内面−
〇１に固着することなく、安定して成形を行なうことが
できる。

以上のように、本発明は、サイジングダイの内部におけ
る溶融樹脂の中心部からの冷却、ロッドの外周面におけ
る滑剤塗膜の形・成及び適正な背圧の適用などの組合わ
せにより、熱可塑性合成樹脂のロッドの押出し成形をよ
り高圧の下に、サイジングダイの内周面にロッドの固着
を生じさせることなく、一定速度で安定して行なうこと
ができ、また、ロッド内部にボイド及び変色などが発生
することもなく、内命外部の物性値の間に何らの差も生
ずることがなく、真円性の優れたロッドを生産すること
ができ、更に、これによって、生産速度を従来の方式よ
りも数倍近く向上させることができ、生産性を著しく向
上させることができるなどという、多くの優れた利点を
発揮させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の熱可塑性台、成樹脂ロッドの押出し成
形装置の全体の配置図、第２図はそのロッドダイ部分の
拡大縦断面図、第３図は、本発明の／実施例の全体の配
置図、第４図は、そのサイジングダイ部分の拡大縦断面
図である。 ｉｏ・・・押出機；／ｌ・・・圧力検出部材；１２・・
・ロッドダイ；１３・・・サイジングダイＨｉｅ・・・
冷却水槽；ｌＳ・・・ブレーキユニット；／６・・・切
断機、２０・・・サイジングダイ本体；２１・・・冷却
コーン；ユコ・・・スパイダ；、２．７・・・ヒータ；
２ｔ・・・冷却媒体供給管；：ｌり・・・噴射管；ユ６
・・・排出管；コア・・・半結晶化部；コｇ・・・スキ
ン層；ユヲ・・・中間層；３０・・・冷却ジャケット；
３／・・・滑剤注入孔；３．２・・・リング部品；３３
・・・オイルカップ。 特許出願人　池貝鉄工株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　熱可塑性合成樹脂をスクリュ押出機にょシ溶融ｒ′
   混練して押出し、′ロッドダイ並びにサイジングダイを
   経て賦形・冷却する大径ロンドの押出し成形方法におい
   て、スクリュ押出機から押出され、ロッドダイからサイ
   ジングダイに導かれる溶融樹脂ロンドを、サイジングダ
   イの内部の前部において溶融樹脂ロッドの温度を均一に
   するように内部から加熱し、その後、サイジングダイの
   後部において溶融樹脂ロンドを内外から同時に徐冷し、
   引続いて、サイジングダイの外部において合成樹脂ロッ
   ドを外周全面から冷却するようにすることを特徴とする
   大径の熱可塑性合成樹脂ロンドの押出し成形方法。　− ユ　溶融樹脂ロッドがサイジングダイ内を通過する際に
   、その外周面全面に滑剤の塗布層を形成するようにする
   特許請求の範囲第１項記載の成形方法。 ３゜　溶融樹脂ロッドがサイジングダイ内を通過する際
   に、ロンドに対してロッドダイの前部の溶融樹脂圧力に
   対応する背圧を加えるようにする特許請求の範囲第１又
   は２項記載の成形方法。 ダ　熱可塑性合成樹脂をスクリュ押出機によシ溶融・混
   練して押出し、ロッドダイ並びにサイジングダイを経て
   賦形・冷却する大径ロッドの押出し成形装置において、
   押出機の押出し口に連設したロッドダイと、ロッドダイ
   に一体的に連設され且つ外周部に冷却手段を有している
   サイジングダイと、サイジングダイの内部中心にその内
   壁から間隔を置かれるように垂設され且つ樹脂流路の上
   流側前部には加熱手段を有すると共に下流側後部には冷
   却手段を有している紡錘形のコーンと、サイジングダイ
   の後方に設置された冷却水槽と、冷却水槽の後部に配置
   され且つ樹脂ロッドに背圧力を附加するブレーキユニッ
   トとを備えて成ることを特徴とする熱可塑性合成樹脂ロ
   ッドの押出し成形装置。 ぷ　サイジングダイにその内壁面に開口する滑剤注入手
   段を設けた特許請求の範囲第り項記載の成形装置。 ム　ロッドダイの前部に溶融樹脂圧力を検出するための
   検出器を設け、ブレーキユニットによって発生される背
   圧を、この検出器によって検出された溶融樹脂圧力に対
   応して変更可能とした特許請求の範囲第ｑ又は左項記載
   の成形装置。