JPS63503296A - リブ付き管の製造方法および装置 - 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】 リブ付き管の製造方法および装置 この発明は、プラスチック材料の、なめらかな内面を有するリブ付き管の製造装 置に関し、前記装置は、スピンドル、装置の生産方向で見てスピンドルの後に位 置する、円錐状に広がったマンドレル、およびほぼ一定の直径を有しかつ前記マ ンドレルの後に位置している核部により形成されたコアと、コアと共に材料のた めのノズルを形成するように前記スピンドルを囲む押出しスリーブと、前記押出 しスリーブおよび前記コアを囲んでいて、かつ無端通路に沿って移送可能であり 、かつ内面に管のリブを形成するための溝が設けられているチル鋳型とを備え、 ノズルから間隔を置いた核部の終わりの領域に前記領域を冷却するための手段が 設けられている。本発明はまた、リブ付き管の製造方法に関する。

中実壁のリブ付き管の製造のために種々の装置と方法が提案された。しかしなが ら、これらはいずれもそのいくつかの大きな欠点のために産業上利用されていな い。英国特許！　１．４３１．７９６号明細書は、主に押出機によりかなり低い 成形圧力を作る工程を有することを特徴とする押出し成形方法を開示している。

ドイツ特許第２．３６２．４４４号明細書と第１，２３３．１２８号明細書およ びフランス特許第７．３１５．４８５号明細書は高圧の生じている狭い閉鎖成形 空間を有することを特徴とする射出成形方法を開示している。フィンランド特許 第６０．８２５号明細書およびドイツ特許第２．７０９．３９５号明細書で知ら れているプレス成形方法は開放成形空間を利用することを特徴とし、かつ一方で は押出機により、他方ではコアの円錐形に拡大する部分、すなわちマンドレルと 、チル鋳型の牽引力により圧力を作る工程を有することを特徴とする。同様な真 直ぐな核部構造も二重壁の波形管の製造技術で知られている（例えば、カナダ特 許第１．１７２．８１３号明細書参照）。

この明細書の始めに開示された装置に対応する構造は、ヨーロッパ特許第０．０ ０５．１０４号明細書（米国特許第４．３６５．９４８号明細書）で知られてお り、その明細書では、第６図は押出し成形方法の実施に使用する装置を示し、こ の装置を用いてなめらかな内面と波形の外面を有する中実壁のプラスチック管を 製造することができる。この第６図は、核部の冷却手段が核部の末端にのみ位置 し、核部の初めの部分が冷却されないようになっている核部を示している。その 核部は一定の直径を有する。

上記の製造方法の主な欠点は、管の用途を考慮して最適な高くて幅の狭いリブを 有する管を製造するのが非常に難しいことである。チル鋳型の内面にある深くて 幅の狭い溝をぎっしり詰めるためには、非常に高い圧力を加えなければならず、 そのためには装置に高い耐久性を必要とする。これらの問題は、軟化剤のないＰ ＶＣのような硬質プラスチックを使用するときにさらに深刻化する。

他の大きな問題は管の内面の表面仕上げにある。内面のなめらかさは、例えば以 下の要因により損なわれる。すなわち気泡が成形空間に形成されること、高い剪 断速度により溶解物にひびが生じること、材料の層構造によりでこぼこや冷間継 ぎ目が形成されること、内面が核部に付着すること、そして、物質の一様でない 冷却により材料内にくぼみや気泡が生じることである。これらの理由のために、 従来、上記の方法により高品質のリブ付き管を産業上製造することができなかっ た。

本発明の目的は、管に完全なリブとなめらかな内面を設けることができるリブ付 き管製造装置と方法を提供することである。本発明による装置は、前記マンドレ ルと核部の前記終わりの領域との間にある核部の初めの領域に前記初めの領域を 加熱するために手段を設けることと、核部の初めの領域の直径が材料の移動方向 にわずかに増加していることを特徴とする。

本発明による装置では、核部の初めの領域が加熱され、かつその直径が終わりの 領域に向かってわずかに増加している。管が核部の範囲内で依然として加熱され 、かつ同時にプラスチック物質または材料がチル鋳型に向かって押しやられると きに、材料が型のすべての溝を確実に満たし、そして管の内面が完全になめらか になる。本発明による構造の有利な点は、チル鋳型の溝が円錐形マンドレルの範 囲内の押出し圧力の作用により充満された後、型が材料を冷やし始め、材料が収 縮し始めることに因る。異なる冷却速度と材料の収縮により生じる欠点が、チル 鋳型の溝に著しい末端圧力を作ることにより防止され、その結果として成形すべ き材料がチル鋳型と核部の表面に正確に追従する。この末端圧力は押出し圧力と 無関係であり、それ故加熱効果を変えることにより容易に調整できる。核部の初 めの領域の長さも末端圧力に影響を及ぼす。

加熱手段を初めの領域の一部にのみ位置させてもよいが、作用を考慮して、初め の領域の加熱手段が領域の全長にわたって延びているのが有利である。同じ理由 のために、初めの領域の直径が実質的に一様に増加するのが望ましい。

この記載における核部は、実質的に一定の直径を有するコアの部分を意味し、そ のコアの部分により管の内面が修正される。それ故、直径はいっそう大きい程度 に変化できないことは明らかである。従って、周知の装置の核部は一定の直径を 有するかまたは直径が末端に向かっである程度まで減少するので、冷却し、収縮 する管がそれに付着しないのであろう。この理由のために、本発明による核部の 初めの領域の直径は、初めの領域の終りにある核部の直径が初めの領域の始まり より０．２〜２．０パーセント、好ましくは約１．０パーセント大きいように生 産方向に見てわずかしか増加してない。

核部の初めの領域が管の成形に所望の効果を有するために、初めの領域は十分に 長くなければならない。本発明により、装置の軸方向における初めの領域の長さ は管の外径の１０〜１００パーセント、好ましくは約５０パーセントである。

材料と核部の間に熱圧力により異常に高い摩擦が存在する。これに起因する悪影 響を除くには、核部に適当なプラスチック反撥被覆を、例えばホウ素処理により 、潤滑材の使用により設けるか、または核部の一部に、材料が核部の表面に堅く 粘着しないように防止する低いしぜん形の１つの溝または複数の溝を設ければよ い。

本発明は、またプラスチック材料の、なめらかな内面を有するリブ付き管の製造 方法にも関しており、その方法では、押出しスリーブの端面と、スピンドル、円 錐形に拡大するマンドレルおよびほぼ一定の直径を有する核部からなる装置のコ アと、前記押出しスリーブとコアを取り囲んでいてかつ装置の生産方向に移動し 、かつ内面にリブを形成するための溝が設けられているチル鋳型との間に区画さ れるリング状成形空間に可塑化された状態にある材料を押し出し、その際管に成 形された材料をチル鋳型と核部の終わりの領域により冷却する。

本発明による方法は、管の形をしている材料の内面を終わりの領域から加熱し、 かつ管の内面の直径を初めの領域の範囲でわずかに増加させることを特徴とする 。

本発明の好ましい一実施例を付図を参照して以下にいっそう綿密に述べる。図に おいて、 第１図はリブ付き管の製造用装置の全体図であり、そして第２図はその装置の一 つの細部の拡大縦断面図である。

第１図に示す装置は二つのチル鋳型１と２を有し、これらのチル鋳型は無端通路 に沿って移動し、そして案内レール３の領域内で互いに出会って円筒形の型を形 成する。押出機５の押出しヘッド６に連結された押出しスリーブ４が前記型内へ 延びている。第１図はまた、チル鋳型により形成された型の他端から完成した管 ７がどのように突出しているかを示している。

第２図は、管の成形と関連した装置の部分のいっそう詳細な図である。スピンド ル８が部分的に押出しスリーブ４内で装置の中心線上に位置しており、スピンド ル８は真直ぐであり、換言すると、このスピンドルは一定の直径を有する。円錐 形に拡大するマンドレル９が完全に押出しスリーブの外側にあるようにスピンド ルの後に位置しており、本質的には一定の直径を有する核部１０がマンドレルの 後に位置している。スピンドル８、マンドレル９および核部１０が一緒になって 装置のコアを形成する。

押出しスリーブ４とスピンドル８がこれらの間に環状ノズル１１を構成しており 、成形すべき材料、例えばプラスチック物質がノズル１１から押出しスリーブ４ 、チル鋳型１．２、スピンドル８およびマンドレル９０間に構成された成形空間 １２に送り込まれる。リブの付いた外面を有する管を得るために、チル鋳型の内 面には互に間隔を置いたリング形状の溝１３が設けられており、この溝１３ヘプ ラスチック材料が押し込まれてリブを形成する。

核部１０は二つの連続する部分、すなわち初めの領域１４と終わりの領域１５に より形成されている。これらの領域は周方向溝１６により互いに分離されており 、その周方向溝から潤滑材、例えば空気を核部の終わりの領域１５の表面に送る ことができる。

冷却手段１７（図面に概略的に示しである）が例えば液状冷却剤のために終わり の領域１５内に設けられている。冷却手段により、終わりの領域１５の表面、従 って材料で成形された管の内面を冷却することができるので、管７が製造装置か ら取り出されたときにその形状を保つ。

終わりの領域１５の直径は、直径り、が直径Ｄ２より約１パーセント大きくなる ように溝１６から前方へわずかに減少している。

従って、このテーパは、図面には明瞭にするために誇張して書いたけれども非常 にゆるやかである。

本発明により、マンドレル９と溝１６の間に位置している核部の初めの領域１４ が溝１６に向かってわずかに拡大し、かつ加熱手段を備えている。

初めの領域１４の直径が、マンドレル９に隣接する初めの領域の直径である直径 り、から、溝１６にある初めの領域の直径である直径Ｄ４へ一様に増加しており 、その結果直径り、は直径Ｄ３より約１〜２パーセント大きい。この増加分は非 常に小さいけれども、実際には非常に重要であることが判明した。さらに、初め の領域には、領域の全長にわたって延びる加熱手段が設けられており、その加熱 手段は図面に概略的に示されかつそこに参照数字１８により指示されている。

初めの領域の長さは管の外径の１０〜１００パーセント、好ましくは約５０パー セントであり、かつ終わりの領域１５の長さは管の外径の５０〜２００パーセン トである。

チル鋳型１．２には、管の外面を冷却するための冷却手段（図示してない）が設 けられている。

図面に示した装置は次のように作動する。プラスチック材料のような、成形すべ き加圧材料を押出しスリーブ４とスピンドル８の間のノズル１１から成形空間１ ２に送り、その成形空間では材料が、円錐形に拡大するマンドレル９の作用によ り外方へ押しやられるので、チル鋳型の溝１３およびチル鋳型と装置のコアの間 に区画された空間を充満する。溝１３に押し込まれた材料が管のリブを形成し、 かつチル鋳型とコアの間に残っている材料が管の壁を形成する。

材料がチル鋳型１．２と接触するときに、材料が冷却し始め、一方核部に最も近 く位置している材料の部分が可塑化状態に維持される。なぜなら、核部の初めの 領域１４が前記手段１８により加熱されているからである。材料の加熱と初めの 領域１４の拡大する直径により、材料がすべての溝１３を適正に充満し、かつ初 めの領域の部分で非常に均質になり、それによって管の内面も非常になめらかに なる。

管が溝１６のそばを通過した後、管が冷却手段】７により内側でも冷却され始め 、それにより材料が装置から取り出されたときにその形状を保つような程度まで 材料が堅くなる。管が冷却段階中収縮し、かつ核部の終わりの領域がその端部に 向かってわずかにテーバし、それにより管が核部に付着しないようにする。同じ 理由で、潤滑材が溝１６から終わりの領域の表面へ供給される。

上記のことから明らかなように、加熱手段１８は単に初めの領域の長さの一部に わたって延びていてもよいし、また溝１６は、核部の表面に潤滑材を供給する必 要がない場合にはもちろん、省くことができる。さらに、初めの領域１４の表面 の傾斜は明瞭にするために図面では幾分誇張されていることに注意しなければな らない。

ＦＩＧ、　１ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．なめらかな内面を有するプラスチック材料のリブ付き管の製造装置であって 、スピンドル（８）、装置の生産方向で見て前記スピンドルの後に位置決めされ た円錐形に拡大するマンドレル（９）およびほぼ一定の直径を有しかつ前記マン ドレルの後に位置した核部（１０）により形成されたコアと、このコアと一緒に なって材料のためのノズル（１１）を形成するように前記スピンドルを囲む押出 しスリーブ（４）と、前記押出しスリーブおよび前記コアを取り囲んでいて、か つ無端通路に沿って移送可能であり、かつ内面に管（７）のリブを形成するため の溝（１３）が設けられているチル鋳型（１，２）とを備え、ノズルから間隔を 置いた核部の終わりの領域（１５）に前記領域を冷却するための手段（１７）が 設けられている装置において、前記マンドレル（９）と核部の前記終わりの領域 （１５）との間にある核部の初めの領域（１４）に前記初めの領域を加熱するた めの手段（１８）が設けられ、核部の初めの領域（１４）の直径（Ｄ３，Ｄ４） が材料の移動方向にわずかに増加していることを特徴とする装置。 ２．初めの領域の加熱手段（１８）が前記領域（１４）の全長にわたって延びて いることを特徴とする請求の範囲１による装置。 ３．初めの領域の直径（Ｄ３，Ｄ４）がほぼ一様に増加することを特徴とする請 求の範囲１による装置。 ４．初めの領域の直径（Ｄ３，Ｄ４）が０．２〜２．０パーセント、好ましくは 約１．０パーセント増加することを特徴とする請求の範囲１または３による装置 。 ５．装置の軸方向における初めの領域（１４）の長さが管の外径の１０〜１００ パーセント、好ましくは約５０パーセントであることを特徴とする請求の範囲１ による装置。 ６．核（１０）の表面がホウ素で処理されるか、または核部の軸線の周りを延び ているらせん状の一つの溝または複数の溝を備えていることを特徴とする請求の 範囲１による装置。 ７．プラスチック材料の、なめらかな内面を有するリブ付き管の製造方法であっ て、押出しスリーブ（４）の端面と、スピンドル８、円錐形に拡大するマンドレ ル（９）およびほぼ一定の直径を有する核部（１０）からなる装置のコアと、前 記押出しスリーブ（４）とコアを取り囲んでいてかつ装置の生産方向に移動し、 かつ内面にリブを形成するための溝（１３）が設けられているチル鋳型（１，２ ）との間に区画されるリング状成形空間（１２）に、可塑化状態にある材料を押 し出し、その際管に成形された材料をチル鋳型（１，２）と核部の終わりの領域 （１５）により冷却する方法において、管の形をしている材料の内面を終わりの 領域（１４）から加熱することと、管の内面の直径（Ｄ３，Ｄ４）を初めの領域 の範囲でわずかに増加させることを特徴とする方法。 ８．内面の直径（Ｄ３，Ｄ４）を０．２〜２．０パーセント、好ましくは約１． ０パーセント増加させることを特徴とする請求の範囲７による方法。