JPS63501491A - 熱可塑性材料よりなるハニカム構造体を押出す方法および装置ならびにこれによって得られるハニカム構造体 - 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】 本発明は熱可塑性材料よりなるハニカム構造体を押出熱可塑性材料よりなるハニ カム構造体を形成し得る方法は多くあり、たとえば箔から熱成形する方法または 閉鎖型によって成形する方法がある。

前記二つの方法は特に連続的に実施骨ないと言うことと、これによって得られる 構造体の長さに大きな制限があると言う二つの欠点を有している。

さらにダイスを通して押出しを行う方法にして、該ダイスの輪郭が所要のハニカ ム構造体の輪郭に対応するようになった方法がある。この方法には前記構造体が ダイスから出た後、十分に冷却されて自立するようになるまで変形しないように するために、複雑な手段を必要とすると言う欠点がある。

これらの方法の中で、フランス国特許８０−２３１８８の主題は実質的にハニカ ム全体を同時に、それが押出される時に徐々に冷却するようになった簡単な手段 を提案しており、この方法によれば冷却が周囲だけで行われる場合に比して断面 の大きな構造体を押出すことができる。さらにダイスはポリテトラフルオロエチ レンの如き絶縁性の大なる材料によって形成することができ、したがって押出さ れた構造体を急速に冷却することができる。

押出された構造体を構成する熱可塑性材料の冷却が比較的速いとしても、ダイス から出た時に残った少量の構造体は再び柔かくなり、かつ変形するおそれがあり 、したがってつや出し加工を行わねばならぬ。

前記実施例においては押出しは垂直に行われ、かつ前記の如き変形を阻止するた めに使用される手段は二重となる。すなわち一方においては押出された構造体に 、押出し速度とほぼ同じ速度で移動する牽引機構によって牽引力を加える。他方 においては各ハニカムはダイスから出た直後に、その各側において該ハニカムの 全体に対し、同様に冷却用液体の柱の関数である一定の圧力が加わるようにする 。

しかしながら垂直に配置された押出し機の欠点は、長さの大なるハニカム構造体 の部材を得んとする場合には非常に複雑な設備を必要とすることである。事実、 押出された構造体が冷却用液体の中に支持されている限りは該構造体の内壁は隣 接するハニカムの中に含まれる液体の圧力によって支持され、かつ各外壁は構造 体の外部にある冷却用液体の圧力と、隣接するハニカムの内部にある冷却用液体 の圧力とによって支持される。しかしながら冷却槽の高さを問題なしに恒久的に 存続せしめ得ないことは明らかであり、もしこの高さを所要の構造体の長さに対 して制限すれば、ハニカムの中に含まれる冷却用液体の重量が構造体の外壁を変 形させるようになる。

本発明は前記方法の利点、特にダイスの出口における後較正を必要としないと言 う利点を保有しつつ、種々の欠点を除去するものである。

本発明はダイスの出口における押出された構造体の変形を阻止するための複雑な 手段を必要としないばかりでなく、他の押出し法も考慮に入れて、最終製品の剛 性を増加させると共に、製造すべき構造体の長さに関して特別の束縛を受けるこ となく押出しを可能とするものである。

本発明の目的は熱可塑性材料よりなるハニカム構造体を押出す方法にして、該材 料が所要のハニカム構造体の輪郭に対応するダイスを通されるようになっている 方法において、前記構造体がダイスから出た直後にその種々の面の大部分が硬化 作用を受けるようになっていることを特徴とする押出し方法を供することである 。

このように、押出された構造体はダイスから出たＭ後に十分な剛性を有し、すぐ に自立性を有するようになり、したがって後較正を必要としないばかりでなく、 特別の注意を要することなく取扱うことができる。

本発明の他の特色によれば、前記構造体はその押出し行程が行われる場合、ダイ スの出口において硬化作用を受ける直前に、これを引抜くための牽引力を受け、 その結果分子の配向が生じ、該分子は硬化作用によってただちに固定され、押出 された構造体の機械的特性を増加させる。

本発明の他の特色によれば、押出し時における引抜きの前に圧延が行われ、これ は分子の配向を開始せしめかつ続いて行われる引抜きによってこの配向は促進さ れる。

このような方法は前記フランス国特許８０−２３１８８に記載されている装置ま たは類似の装置によって実施することができる。

本発明の有利な実施例においては、前記ダイスは成形すべき熱可塑性材料を、少 なくとも二つの相次ぐ区画よりなる供給室から受入れるようになっており、該区 画は一つの孔明き板によって分離され、熱可塑性材料を均質化すると共に、この 材料をダイスの全部分に規則正しく分割する働きを有している。

前記実施例の特に有利な変型においては、各孔明き板に加熱装置が装架され、熱 可塑性材料の温度を維持するようになっている。

ダイスを構成する部材が平行体部によって担持され、各体部がその軸線方向に延 びる導管を含み、該導管が熱的に絶縁されてダイスの直後に冷却用液体を導入す るようになっている場合は、各孔明き板はなるべくは前記体部の隔置部材を形成 し、したがって一体部な供給室を構成し得るようにされる。

本発明の別の有利な実施例においては冷却用液体の回路を圧縮空気の回路に連結 し、ある状態においては該圧縮空気を液体の代りに使用して押出し回路と冷却回 路との間の密封をざらに経済的に行い得るようにされる。

本発明の他の特色および利点は、次に説明する例証的なかつ非制限的な本発明の 実施例によって明らかとなる。

第１図は本発明を実施するための設備を線図的に示すものである。

第２図は第１図に示された設備に使用されるダイスの供給室を詳細に示したもの である。

第３図は第２図の線■−■に沿って取られた部分的断面図である。

第１図に示される如く、押出し機１は供給ホッパ２と、断熱された出口管３とを 有し、該出口管は供給室６を介してダイス４に供給を行う。

このダイスは（第２図および第３図に示される如く）複数の六角形部材３６を有 しており、これら部材の組立てに関しては後述する。

前記供給室６は鏡板１３と、区画７に隣接する隔壁１５とによって分離され、該 区画には管８が取付けられており、この管は温度調整装置５および止め弁１１を 有する水管９と、止め弁１２を有する圧縮空気管１０とに連結されている。

管１４は鏡板１５に挿入されかつシリンダ１６の溶接された内方隔壁１３を通っ ている。

各シリンダ１６は管１４の一つと同心をなし、かつその自由端に部材１７を備え 、この部材は二つ機能を有し、すなわち該部材を担持するシリンダ１６と、この シリンダと同心をなす管１４との隔置部材として働くと共に、部材３６に対する 基礎を構成している。

押出し製品として望ましい輪郭がハニカム形であるために、六角形を呈している 前記部材３６はポリテトラフルオロエチレンの如き絶縁材料によって形成され、 かつ管１４の有する細隙２０によって導管に螺着されたナツト１９により部材１ ７の上に保持される。

前記部材はその唇片１８が熱可塑性プラスチック材料の通る部分にくびれを形成 するように広げられている。

供給室６は二つの孔あき板２１および２２によって３個の区画２８．２９および ３０に分割され、眼孔あき板はシリンダ１６のまわりに配置された隔置部材２３ ．２４および２５によって定位置に保持されている。

隔置部材２３は孔あき板２１を鏡板１３に対して隔置している。隔置部材２４は 二つの孔あき板２１および２２を相互に隔置している。隔置部材２５は孔あき板 ２２を部材１７に対して隔置し、かつ同様にダイスを構成する部材３６に対して 隔置している。

孔あき板２２は第３図に示される如く、孔あき板２１より小さな孔を有している 。

二つの孔あき板２１および２２はジュール効果によって加熱を可能にするような 材料によって形成されかつ図示されていない電気加熱システムの中に組込まれて いる。

槽２６はダイスに続いて位置している。この槽は押出された構造体の牽引台を有 し、該牽引台は二つの無端ベルト２７および３４よりなり、このベルトの制御装 置（図示せず）は変速機を有している。

槽２６の端部は傾斜板３１となり、かつ該傾斜板と前記牽引台のベルト２７およ び３４との間に典型的な切断装＠３２が設けられ、この切断装置はレール３３上 を移動し、傾斜板３１の方に向う並進運動を停止させる必要なく、押出された構 造体３７．３８を切断し得るようになっている。

このような状態においては機能は後述のように安定している。

正常運転時においては押出し機１の内部で加熱されかつ流動化された熱可塑性材 料は管３によって供給室６の中に入り、ここで区画２８に達し、次に孔あき板２ １を通して区画２９の中に押出され、続いて孔あき板２２を通り、ダイス４の直 前の区画３０に入り、このダイスを通る時にハニカム輪郭を有するように成形さ れる。

熱可塑性材料は供給室６の入口に達した時に流動するに十分な温度となる。しか しながら一定の構造体を得るためには、ダイスを通る時のこの温度はダイス内の 如何なる時点においても、如何なる個所においても厳密に一定でなければならぬ 。

熱可塑性材料が孔あき板２１を通るのは均一加熱の第１段階である。その理由は 材料の名流れが孔を通る時に孔あき板と接触することによって再加熱されるから である。

二つの孔あき板２１および２２を通ることによって他の結果が得られ、すなわち 区画３０の内部全体において材料の圧力が平均され、かつダイスのすべての部分 を通して前記圧力の配分が一定となる。

ダイス４が部材３６と共にポリテトラフルオロエチレンによって形成されている ことにより、かつまた材料が外方に移動するようになっているために、ダイスの 出口においてハニカムに達する冷却用液体の温度は該ダイスの上流における材料 の温度に影響をおよぼさないようになっており、したがって押出しは規則正しく 行われる。

冷却用液体を供給する管１４は加熱孔あき板２１および２２から熱的に絶縁され ている。この絶縁は管１４とシリンダ１６との間にある不動空気によって行われ る。

このように絶縁されているために、隔置部材２３，２４および２５は場合によっ てはこれに加熱装置を装架し、供給室内に含まれる熱可塑性材料の温度を一定に 維持するための手段となすことができる。

部材３６の唇片１８によって形成される六角形細隙、すなわちハニカム状に形成 される構造体の通る細隙は、シリンダ１６と隔置部材２３．２４および２５の隣 接する二つの組立体の間隔より狭くなるように注意すべきである。部材１７の輪 郭と、ベルト２７Ｉ５よび３４によって前記押出された構造体に加えられる牽引 力とはこの構造体に二重の作用をおよぼし、すなわち予備引抜きおよび（または ）これに伴う圧延を行い、これら二つの作用によって分子の配向が生じる。

事実、第１段階においては、熱可塑性材料は、隣接する二つの部材１７の間およ び隣接する二つの唇片１８の間を通る時に、該材料が受ける断面縮少によって圧 延される。次に第２段階においては前記材料はベルト２７および３４から加えら れる牽引力によって引抜かれ、この牽引状態は押出された材料が部材３６を通過 して、引続き硬化に十分な冷却を受けるようになる瞬間まで続く。

前記冷却は温度調整装置５により適当な温度に調整された冷却用液体が管１４を 通して分配されることによって行われる。

たとえば本発明により、ダイスの供給室内においてほぼ２４０度Ｃに加熱された ポリプロピレンを押出す時には、冷却用液体としてはほぼ５度Ｃ１いずれにしろ １０度Ｃ以下の水を使用することができる。

このようにして押出された構造体はあらためて較正を行わなくとも所要の形を有 するようになる。

なお各ハニカムの缶壁は同時に同じ冷却用液体の同じ作用を受けるから、これを 処理するための特別の装置を必要としない。

最後にこのようにして得られた最終製品は普通の方法によって押出された場合よ り機械的抵抗が大であり、これは一方においては硬化作用によるものであるが、 この硬化が熱可塑性材料に作用することによって該材料内の圧延および引抜きが 分子の配向を起こすからである。

このようにして得られた構造体３７はダイスの出口において、ベルト２７および ３４による牽引力に起因して１１１２６の中に進み、この時わずかではあるが押 出し機の推力に相対するようにされる。

なお寸法においても機械的品質においても一定の製品を得るためには前記二つの 作用が平衡している必要がある。ベルト２７および３４が変速機を備え、それに よって所要の押出し状態を得るようになっているのはこのためである。実際に、 押出し機の推力が一定である時に牽引台の速度を低下させれば壁が厚くなり、す なわちふくらみが生じ、これに反し速度を増せば壁は薄くなり、すなわち場所に よって材料が不足するようになる。

押出された構造体は必要に応じかつ所要の長さにしたがって、切断装置３２を使 用して切断され、切断片３８はベルト２７および３４によって駆動される次の切 断片３７により押動され、前記切断片が傾斜板３１に達するまで前進を続け、該 傾斜板は切断片を槽から排出すると同時に、ハニカム内に含まれる冷却用液体が 槽の中に排出されるようにする。

設備を停止させるにはこの停止が瞬間的に行われるようにするか、または短時間 遅れて行われるようにするかに従って二つの異なる態様で操作が行われる。

設備を瞬間的に停止させる場合、たとえば押出し機１および供給室６の中に含ま れる最初の熱可塑性材料を、場合によっては数時間を要するような再加熱を不要 にぜんとする時には、押出し機１とベルト２７および３４を同時に停止せしめ、 ダイスの上流における押圧力および押出された構造体の下流における牽引力を除 き、この押出された構造体を任意の手段により、ダイスかられずか離れた所で、 たとえば２０センチメートル離れた所で切断し、運転の再開を容易に行い得るよ うにすると共に、加熱システムを押出し機１および供給室６に対する所要の最少 位置に置く。

しかしながら供１Ｂ空内の加熱を同様に最少にすることは、熱可塑性材料のダイ スの頭部を通って流動し、それによって管１４のあるもの、場合によってはその 全部が閉塞し、押出し機能に必要な冷却用液体を順調に供給し得ないようにする 危険がある。

この欠点をなくするためには設備の停止中宮に冷却用液体が流動するようにせね ばならぬことは確かである。

しかしながらこれには費用を要する。

本発明が冷却用液体の代りに圧縮空気の使用を提案するのはこのためである。こ れを行うには圧縮空気管１゜上に位置するコック１２を徐々に開きながら、冷却 用液体のコック１１を徐々に閉じる。圧縮空気は冷却用液体を空にしながら管８ および区画７に流入し、かつ開かれた管１４から流出し、ダイスに沿って供給ｖ ６から流出した熱可塑性材料が前記管の中に不測に流入するのを阻止する。

設備の運転を再開するためには、押出し機および供給室６の正規の加熱を開始し 、所要温度に達した時にコック１２を徐々に閉じかつコック１１を徐々に開いて 管１４の中の圧縮空気を冷却用液体と交換し、押出し磯およびこれに続く牽引台 を始動する。

相当長い時間にわたって設備を停止せしめんとする時には、先ず押出し礪および その加熱システム、次に供給室６の加熱システムと、牽引台を形成するベルト２ ７および３４とを停止させる。供給室６の中の熱可塑性材料があまり流動しない ようになるのを持ち、冷却用液体の止め弁１１を閉じる。前述の場合と同様にダ イス４かられずか離れた所で切断を行い、再始動を容易にするようになすことが 望ましい。

これを行うためには先ず押出し！！！１および供給室６の加熱システムを始動し 、かつ圧縮空気のコック１２を開き、流動化した熱可塑性材料による管１４の閉 塞を阻止する。

熱可塑性材料が押出し温度に達した時に、コック１１を徐々に開き、かつコック １２を徐々に閉じることによって圧縮空気を冷却用液体と交換し、押出し薇およ び牽引台２７−３４を始動する。

言うまでもなく本発明から離れることなく前記構造および（または）機能の詳細 を変型し、同じ結果が得られるようにすることができる。

たとえば供給室６内に配設された孔あき板２１および２２はこれを直接加熱する 代りに間接に、たとえばシリンダ１６を囲繞し得る抵抗線によって加熱するよう になすことができる。

ハニカムの六角形輪郭の代りに全く別の輪郭、たとえば円形特に三角形の輪郭を 使用し、曲げ抵抗を有するビームを形成し得るようになすことができる。

槽２６にはたとえばダイスから５０センチメートル離れた所にゲート弁を設ける ことができる。このゲート弁は第１図において点線によって示される如く押出し の変化に応じて間き、かつダイスが停止した時に閉じる。ゲート弁とダイスとの 間の種部分は、再始動の瞬間に直ちに充填することができ、これは再始動を行う 時の時間利得を表わす。

管１４の自由通過を確実にするためには圧縮空気の代りに冷却用液体の閉鎖回路 を使用し、該液体がゲート弁３５によって閉じられた種部分に供給され、かつ供 給室６の頭部、温度調整装置５の上流または下流において復帰するようになすこ とができる。

同様に押出し機が停止している時に、ダイスを通って流出する熱可塑性材料を制 限し、しかも供給室６の中で加熱がある程度行われるようにするために、該押出 し機に調整弁を設け、場合によっては熱に起因するガス化によって生じる材料の 余分の量を確実に排出し、したがってこの全分量がダイスを通らないようになる のを阻止するようになすことができる。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸＴｏＴＨＥＩＮＴＥＲＮＡＴｒＯＮＡＬＳＥＡＲＣＨＲＥＰＯＲＴＯ Ｎ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．熱可塑性材料よりなるハニカム構造体を押出す方法にして、該材料が所要の ハニカム構造体の輪郭に対応するダイスを通されるようになっている方法におい て、前記構造体がダイス（４）から出た直後に少なくともその種々の面の大部分 が硬化作用を受けるようになっていることを特徴とする押出し方法。
2. ２．請求の範囲第１項記載の押出し方法において、前記ダイス（４）の出口にお いて成形された直後の各ハニカムを受入れる冷却剤の温度が１０度Ｃ以下である ことを特徴とする押出し方法。
3. ３．前記請求の範囲の何れか一つの項に記載されている押出し方法において、前 記構造体が押出し行程の硬化作業の直前で牽引作用を受け、引抜かれるようにな ていることを特徴とする押出し方法。
4. ４．請求の範囲第３項記載の押出し方法において、押出し時における構造体の引 抜き作業が圧延作業の前に行われるようになっていることを特徴とする押出し方 法。
5. ５．前記請求の範囲の何れか一つの項に記載されている押出し方法にして、押出 しがダイスを通してほぼ水平方向に行われるようになつている方法において、前 記冷却剤が液体であり、前記ダイス（４）から出た構造体３７，３８）が槽（２ ６）内に受入れられ、該槽が前記構造体の上に位置するレベルまで冷却用液体を 含んでいることを特徴とする押出し方法。
6. ６．熱可塑性材料のハニカム構造体を押出すためのダイスにして、上流に１組の 隔置された平行中空体（１６）を備え、該中空体がその内部に軸線方向導管（１ ４）を有し、該導管が冷却回路に連結され、かつダイス（４）の出口から前記ハ ニカムの中に開口するようになつているダイスにおいて、部材（３６）の有する 唇片（１８）がくびれ部分を形成し、該くびれ部分がダイスを通る熱可塑性材料 に圧延効果を与えるようになつていることを特徴とするダイス。
7. ７．請求の範囲第６項記載のダイスにして、熱可塑性材料供給室（６）に連結さ れているダイスにおいて、該供給窒が孔あき板（２１，２２）によつて分離され た少なくとも二つの相次ぐ区画（２８，２９，３０）を有していることを特徴と するダイス。
8. ８．請求の範囲第６項または第７項記載のダイスにして、少なくとも二つの孔あ き板（２１，２２）を有するダイスにおいて、前記ダイス（４）により近い孔あ き板（２２）が同様な孔を有し、かつ該孔が孔あき抜（２１，２２）の粗立体の 孔より小さくなるようにされていることを特徴とするダイス。
9. ９．ハニカム構造体を製造する装置にして、請求の範囲第１項から第５項までの 何れか一つの項に記載されている方法を実施するための装置において、請求の範 囲第６項から第８項までの何れか一つの項に記載されているダイス（４）と、押 出された製品（３７，３８）の押出し方向における引抜きを助ける装置（２７， ３４）にして、その引抜き速度が押出されたハニカム構造体を確実に引抜くよう になった装置とを有していることを特徴とする装置。
10. １０．前記請求の範囲に記載されたる装置において、前記ダイス（４）の出口に おいて前記ハニカムの中に冷却剤を導入する管（１４）が管（８）にして、冷却 剤の回路（９，５）に連結するためのコツク（１１）と、圧縮空気の回路（１０ ）に連結するためのコツク（１２）とを有する管に連結されていることを特徴と する装置。