JPS6258891B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、熱硬化性樹脂材料の複合押出成形法
に係り、特に補強材としてのシート材料を埋入し
てなる中空の熱硬化性樹脂製品を連続的に製造す
る方法に関するものである。 熱硬化性樹脂材料のプランジヤ式成形技術とし
て、特公昭52−17057号公報においては、熱硬化
性樹脂材料をプランジヤを用いて押し出すように
したシリンダと、該シリンダの先端に連結され、
該プランジヤの断面積よりも小さな内断面積を有
し、且つ入口部にテーパ面が形成された、所定の
製品外形を与える加熱手段付きダイスとを備え、
前記プランジヤの押出作用によつて、前記樹脂材
料を加熱、硬化せしめつつ、該ダイスから所定の
製品を連続的に押出成形するようにしたものが明
らかにされている。そして、このような構造の採
用によつて、在来のシリンダ軸心方向のみにおけ
る成形材料の圧縮効果だけではなく、シリンダを
出てからダイスへの入口部で、断面が急に小さく
なるようになるため、プランジヤによつて押され
た材料は径方向に圧縮されることとなり、それ故
剪断作用が生じて、プランジヤの先端に粘着して
いる成形材料が分離され、前記成形材料の供給が
不安定になる問題を、効果的に解消することが出
来ることとなつたのである。 しかしながら、かかる構造の装置においても、
中空製品を押出成形するときには、いまだ解決さ
れるべき幾つかの問題が残されているのである。
すなわち、かかる装置は、一般にダイス及びシリ
ンダが水平方向に連結されて、横型の装置構成を
採用するものであり、そしてかかるシリンダ側か
らダイス側に延びる、中空製品を成形するための
マンドレルが同心的に配置されて、所定の熱硬化
性樹脂粉末の押出成形操作が進められる構造とな
つているのであるが、かかるマンドレルは両端で
支持することが出来ず、単にシリンダ側の端部で
支持する片持ち構造とされているところから、そ
のようなマンドレルを水平方向に、しかもダイス
と同心的にセツトすることが非常に難しく、この
ため、かかるマンドレルの偏心配置に起因する製
品の偏肉が惹起される問題を内在しているのであ
る。 また、ダイスから押し出される中空製品は、水
平方向に引き出されるが、そのような水平部分に
は重力が作用して、その傾向はダイスの前方にお
いて押出製品をガイドローラにて支持するように
しても存在し、それが製品の寸法精度を悪化せし
める一つの原因ともなつているのである。 一方、そのような押出成形手法によつて得られ
る熱硬化性樹脂材料から成る中空製品は、それぞ
れの樹脂材料の物性に応じて、特徴ある性能を示
すものであるが、またそのような製品には、その
使用用途に合わせて、機械強度（衝撃、曲げ、引
張強度）が材料物性以上に要求されることがあ
る。而して、そのような場合において、従来から
の熱硬化性樹脂材料の中空製品の強度を高める有
効な手法がなく、従つて当然のことながら、その
ような高められた機械強度を有する中空製品を連
続的に製造するに有効な手法も、全く知られてい
ないのである。 ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景に
して為されたものであつて、その目的とするとこ
ろは、熱硬化性樹脂材料と所定のシート材料との
新規な複合押出成形手法を提供することにあり、
特に補強材としてのシート材料を埋入せしめて、
強度を高めた中空製品を連続的に押出成形するよ
うにした手法を提供することにある。 そして、かかる目的を達成するために、本発明
は、熱硬化性樹脂材料をプランジヤを用いて押し
出すようにしたシリンダと、該シリンダの下端に
連結され、前記プランジヤの断面積より小さな内
断面積を有し、且つ入口部にテーパ面が形成され
た、所定の製品外形を与える加熱手段付きダイス
とを、それらの軸心が略垂直方向となるように共
軸的に連結配置せしめると共に、前記シリンダか
ら該ダイス内に同心的に延びるマンドレルを設け
て、前記プランジヤの押出作用によつて、前記樹
脂材料を加熱、硬化せしめつつ、該ダイスと該マ
ンドレルとの間隙を通じて、所定の中空製品を連
続的に押出成形するに際して、前記プランジヤに
設けた投入口を通じて連続的な所定のシート材料
を前記シリンダ内に供給して、該シリンダ内に別
途に供給される前記樹脂材料に埋入せしめつつ、
該樹脂材料及びシート材料を前記ダイス側に押し
出すようにしたのである。 このように、かかる本発明に従えば、シリンダ
内に熱硬化性樹脂材料と共に、連続的なシート材
料が供給されて、該シート材料がかかる樹脂材料
内に埋入された状態で、マンドレルとシリンダ、
更にはダイスとの間隙を通じて押し出されるよう
になつているため、かかるダイスから取り出され
る中空製品には、その軸心方向に前記シート材料
が連続的に埋入せしめられた状態で存在すること
となり、以てそのような複合中空製品が連続的に
製造され得ることとなつたのである。そして、こ
のように所定のシート材料の埋入によつて、強度
の向上等の所期の物性向上効果を奏せしめ得るの
である。また、かかる本発明に従う手法によれ
ば、ダイスからの製品の取出しも下方向となるた
め真直性を出し易く、重力の作用或いはマンドレ
ルの偏心によつて惹起される製品の偏肉や湾曲等
の問題も効果的に抑制され得て、その寸法精度を
向上せしめ得るのである。 以下、本発明を更に具体的に明らかにするため
に、本発明の一具体例を示す図面を参照しつつ、
詳細に説明することとする。 まず、第１図において、１０は、加熱装置１２
を周囲に設けたダイス（ダイコーン）であり、ま
たかかるダイス１０は、固定盤１４に略垂直方向
の軸心を有するように取り付けられている。そし
て、かかるダイス１０の上部に、シリンダ１６が
同心的に配置され、そのフランジ部をボルト１８
によつて締め付けることによつて、ダイス１０に
連結せしめられている。なお、かかるシリンダ１
６の内断面積（内径）は、ダイス１０の内断面積
（内径）よりも大きくされており、また該シリン
ダ１６との接続部となるダイス入口部にはテーパ
面２０が形成されており、該シリンダ１６の内径
から、それより小さなダイス１０の内径に滑らか
に径変化するように構成されている。また、シリ
ンダ１６は、その壁部内部に周方向に流体室２２
を備え、所定の温調流体が温調配管２４を通じて
供給されて、該流体室２２内を循環、流通せしめ
られることにより、該シリンダ１６内に供給され
る樹脂材料を冷却したり、或いは予熱せしめたり
し得るようになつている。 そして、かかるシリンダ１６内には、上下方向
に摺動可能にプランジヤ２６が嵌装されており、
また該プランジヤ２６の上端部が、図示しない油
圧シリンダによつて上下に移動せしめられる取付
枠のプランジヤ取付盤２８に、取り付けられてい
るのである。また、かかるプランジヤ２６は中央
部分が小径部とされ、両端部が大径部とされた段
付き形状をなし、その大径部には、第２図に示さ
れるように、投入口としての半円形のシート通過
スリツト３０が対称的に軸心方向に設けられてい
る。 そして、プランジヤ取付盤２８上には、シート
材料を供給する供給ロール３２が設けられ、かか
る供給ロール３２から取り出される帆布の如き
布、紙、ガラスクロス等のシート材料３４が、ロ
ール３６を介してプランジヤ２６のシート通過ス
リツト３０に導かれ、そしてかかるスリツト３０
を通じてシリンダ１６内に供給されるようになつ
ているのである。なお、かかる供給ロール３２
は、それから取り出されるシート材料３４に対し
て所定のテンシヨン（引張力）がかけられるよう
になつている。 そして、マンドレル４０は、その上端が所定の
支持盤４２に取り付けられて垂下せしめられてお
り、そしてプランジヤ取付盤２８及びプランジヤ
２６を同心的に摺動可能に貫通して、型内に延び
ている。すなわち、マンドレル４０は、シリンダ
１６内からダイス１０内へと同心的に延び、更に
該ダイス１０の出口を通つて所定長さ前方にまで
延び出ているのである。 また、かかるシリンダ１６内に成形材料として
の熱硬化性樹脂（通常、ペレツト形態にて用いら
れる）４４、例えばフエノール樹脂、メラミン樹
脂、ユリヤ樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレ
ート樹脂等を供給するために、該シリンダ１６の
上部に二つの材料投入装置４６が対向して配列さ
れている。この材料投入装置４６は、ホツパ４８
と供給筒５０とピストン５２とを有しており、該
ホツパ４８から落下、供給された供給筒５０内の
熱硬化性樹脂４４が、該供給筒５０内で往復摺動
せしめられるピストン５２の押出作用によつて、
前記シリンダ１６の上部の投入口（材料投入装置
４６に対応して、該シリンダ１６の周りで対向し
て形成されている。）を通じてシリンダ１６内に
投入されるようになつている。 なお、ダイス１０内で、マンドレル４０との間
において溶融、硬化せしめられて成形され、該ダ
イス１０の下部に位置する出口部から下方に引き
出される所定の中空製品５４は、図示しないカツ
タ等によつて所定の長さに切断され、そして所定
の取出装置によつて取り出されるようになつてい
る。 従つて、かかる構造の装置を用いた押出成形手
法にあつては、供給ロール３２から所定のシート
材料３４がプランジヤ２６のシート通過スリツト
３０を通じてシリンダ１６内に投入される一方、
材料投入装置４６からは、所定の熱硬化性樹脂４
４がそのピストン５２のピストン作動によつてシ
リンダ１６内に供給され、以てシート材料３４が
熱硬化性樹脂材料４４に埋入されるようになる。
そして、このようにシート材料３４が、熱硬化性
樹脂材料４４内に埋入された状態で、下降せしめ
られるプランジヤ２６の押出作用によつて圧縮さ
れつつ、ダイス１０側へ押し出され、以て加熱装
置１２からの加熱によつて溶融、流動化され、そ
して硬化せしめられて、ダイス１０とマンドレル
４０の隙間から押し出されることにより、周方向
に内部に位置し、且つその軸心方向に連続して、
シート材料３４を埋入せしめてなるパイプ状（筒
状）の中空製品５４が、連続的に押出成形される
こととなるのである。 このように、本発明手法に従えば、所定のシー
ト材料３４を、熱硬化性樹脂材料４４と共に同時
成形して、かかるシート材料３４を中空製品５４
の内部に埋入せしめるものであるため、得られる
中空製品５４は、かかるシート材料３４の補強材
としての作用によつて、その機械的強度が効果的
に高められ得るものであつて、以てその使用用途
における要求に広く応え得ることとなつたのであ
る。 因みに、フエノール樹脂を用いて、外径25mm
φ、内径18mmφのパイプを押出成形し、シート材
料としての帆布の有無により、得られたパイプの
機械的強度がどのように変化するかについて調
べ、その結果を下表に示した。

【表】 かかる表の結果から明らかなように、本発明に
従つてシート材料を同時成形操作によつて埋入せ
しめてなる中空製品（パイプ）は、曲げ強さ、引
張強さ、シヤルピー衝撃強さ、圧縮強さの何れの
機械的強度においても、シート材料を埋入してい
ない通常のパイプ製品よりも著しく優れた性能を
示しているのである。 また、このように本発明に従えば、所定のシー
ト材料３４を成形される中空製品５４中に効果的
に埋入せしめて、その物性を高め得るので、製品
の使用用途により要求される適切な強度まで、補
強材としてのシート材料３４の材質、量により、
その変更が可能となつたのであり、また従来の用
途においても補強効果により、中空製品５４の肉
厚を薄くすることが可能となつて、コスト低減に
大きく寄与し得ることとなつたのである。 さらに、かかる構成に従えば、プランジヤ２６
のシート通過スリツト３０を通じて供給されるシ
ート材料３４は、自然に垂下して、別途に供給さ
れる熱硬化性樹脂４４内に埋入されて、所定位置
に効果的に保持され得るのであり、そしてマンド
レル４０は、従来の如き横型の片持ち構造で配置
せしめられるものではなく、単に垂下されて保持
されるだけのものであるため、該マンドレル４０
とダイス１０との同心性が良好に保持され、従つ
てダイス１０とマンドレル４０との間から押し出
される硬化した中空製品５４が偏肉したりするよ
うなこともないのであり、更には成形される中空
製品５４がダイス１０から自然に下方に出て、引
取ローラ等によつて引き取られるようになるの
で、該中空製品５４に曲がりを惹起させるような
重力は作用せず、以てその真直性を効果的に出す
ことが出来るのである。そして、このような中空
製品５４の偏肉や曲がり等が抑制されることによ
り、その内部に軸心方向に埋入されるシート材料
３４の埋入位置が一定し、該シート材料３４によ
る補強等の効果も均一化され得ることとなつたの
である。 さらに、上例の手法においては、供給ロール３
２にテンシヨンをかけ、プランジヤ２６の下降時
に、シート材料３４がその送り込み必要量以上に
シリンダ１６内に入らないようにし、プランジヤ
２６の移動に関係なく、樹脂流れに合わせられて
いるところから、シート材料３４が過剰に樹脂材
料４４内に埋入せしめられるようなことも、効果
的に抑制されているのである。 以上、本発明に従う一つの具体的について詳細
に述べてきたが、本発明が、かかる具体例にのみ
限定して解釈されるものでは決してなく、本発明
の趣旨を逸脱しない限りにおいて、本発明には、
当業者の知識に基づいて種々なる修正、変更、改
良等を加え得るものであり、そのような形態のも
のをも、本発明はその範囲に含むものであるこ
と、言うまでもないところである。 例えば、例示の具体例においては、プランジヤ
２６を通じてシリンダ１６内に投入されるシート
材料３４は、二つに分割された形態において供給
され、成形される中空製品５４の周方向に、連続
して位置するように配列せしめられるようになつ
ているが（第３図参照）、このように複数のシー
ト材料３４をプランジヤ２６に設けられた投入口
を通じて投入するようにすることが、成形される
製品が中空のパイプ状のものであるため、シート
材料３４をその周方向に均等に配列させる上にお
いて望ましいのである。また、このようなシート
材料３４の幅は、総合幅（中空製品の周方向の長
さ）で、中空製品５４の外周の１乃至２倍である
ことが望ましい。更に、かかるシート材料をシリ
ンダ内に投入するために、プランジヤに設けられ
る投入口としても、前記具体例の如きシート通過
スリツト３０の構造のみに限定されるものではな
く、シリンダ内にシート材料が所定位置に投入さ
れることとなる限りにおいて、各種の構造の投入
口を設けることが出来る。なお、そのような投入
口は、一般にシート材料の数に応じて適宜に決定
されるものであるが、通常２乃至４に分割した形
態において、所定の複数の連続的なシート材料
を、同一円周上に供給し得るようにすることが望
ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するに好適な装置の一例
を示す正面要部断面図であり、第２図は第１図に
おける−断面図、第３図は第１図における
−断面図である。 １０：ダイス、１２：加熱装置、１６：シリン
ダ、２０：テーパ面、２６：プランジヤ、３０：
シート通過スリツト、３２：供給ロール、３４：
シート材料、３６：案内ロール、４０：マンドレ
ル、４４：熱硬化性樹脂、４６：材料投入装置、
４８：ホツパ、５０：供給筒、５２：ピストン、
５４：中空製品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱硬化性樹脂材料をプランジヤを用いて押し
   出すようにしたシリンダと、かかるシリンダの下
   端に連結され、前記プランジヤの断面積よりも小
   さな内断面積を有し且つ入口部にテーパ面が形成
   された、所定の製品外形を与える加熱手段付きダ
   イスとを、それらの軸心が略垂直方向となるよう
   に共軸的に連結配置せしめると共に、前記シリン
   ダから該ダイス内に同心的に延びるマンドレルを
   設けて、前記プランジヤの押出作用によつて、前
   記樹脂材料を加熱硬化せしめつつ、該ダイスと該
   マンドレルとの間隙を通じて所定の中空製品を連
   続的に押出成形するに際して、 前記プランジヤに設けられた投入口を通じて連
   続的な所定のシート材料を前記シリンダ内に供給
   して、該シリンダ内に別途に供給される前記樹脂
   材料に埋入せしめつつ、該樹脂材料及びシート材
   料を前記ダイス側に押し出すようにしたことを特
   徴とする熱硬化性樹脂材料の複合押出成形法。 ２ 前記シリンダ内に複数の前記シート材料が供
   給されると共に、前記マンドレルと前記シリンダ
   または前記ダイスとの間隙の周方向に該複数のシ
   ート材料が配列するように前記樹脂材料内に埋入
   せしめられる特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記シート材料の前記樹脂材料に埋入される
   までの部分に対して、所定のテンシヨンがかけら
   れている特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の方法。