(57)【要約】【課題】析出物の発生を未然に防止して、ポリエチレン管の品質を向上させることができる押出成形装置を提供する。【解決手段】本発明は、樹脂材料を混練及び溶融して押し出す押出機と、この押出機から押し出された溶融樹脂を賦形する押出金型と、この押出金型により賦形された成形体を冷却固化する冷却機にフォーミング金型９が配設された冷却機とを備えた押出成形装置において、前記冷却機の上流側に、前記成形体から発生する揮発成分を吸引して除去する吸引機構２０が設けられていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料を混練及び溶融して押し出す押出機と、この押出機から押し出された溶融樹脂を賦形する押出金型と、この押出金型により賦形された成形体を冷却固化する冷却機とを備えた押出成形装置において、
前記冷却機の上流側に、前記成形体から発生する揮発成分を吸引して除去する吸引機構が設けられていることを特徴とする押出成形装置。
【請求項２】
前記冷却機には、前記金型により賦形された成形体をサイジングするフォーミング金型が備えられ、
前記吸引機構は、前記フォーミング金型の内壁面に開口する吸引孔と、
この吸引孔に取り付けられた吸引装置とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の押出成形装置。  
【請求項３】
前記吸引孔は、前記フォーミング金型の周方向の全域に亘るように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の押出成形装置。
【請求項４】
前記吸引孔は、前記揮発成分が発生する温度領域に亘って複数形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の押出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出成形法により樹脂製品を製造する押出成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ポリエチレン管等の樹脂製品を製造する場合には、押出成形装置が用いられる。押出成形装置は、押出機により樹脂材料を溶融して押し出し、金型を用いて溶融樹脂を管状に賦形し、その後、フォーミング金型によって、賦形された成形体に予備的な冷却を施しつつ最終的な成形を行うとともに、水槽等の冷却機で冷却固化する。
このような樹脂製品の製造においては、前記成形体の冷却時に、炭化水素やワックスなどの滑剤等が析出し、析出物がフォーミング金型の内壁に堆積して成形体の表面に筋状の傷を引いてしまい、ポリエチレン管の外観的な品質を低下させてしまうという課題があった。そこで、従来より、この課題を解決すべく、諸種の押出成形装置又はフォーミング金型が開発されている（例えば下記特許文献１）。
特許文献１に記載の発明は、フォーミング金型の内壁面に溶剤を通過させる螺旋状の溝が軸線方向に設けられている。
このフォーミング金型では、前記溝に析出物を溶解させる溶剤を流すことによって析出物を溶かし、フォーミング金型内に析出物が堆積しないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３０１２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の押出成形装置は、析出物の発生を未然に防ぐものではなく、溶剤を螺旋溝に流動させて析出物を溶解しようとするものであるため、溶剤が及ばなかった位置で析出物が発生して堆積することがあった。したがって、従来の押出成形装置は、析出物が堆積することを回避するのに十分なものではなかった。
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、析出物の発生を未然に防止して、ポリエチレン管の品質を向上させることができる押出成形装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、樹脂材料を混練及び溶融して押し出す押出機と、この押出機から押し出された溶融樹脂を賦形する押出金型と、この押出金型により賦形された成形体を冷却固化する冷却機とを備えた押出成形装置において、前記冷却機の上流側に、前記成形体から発生する揮発成分を吸引して除去する吸引機構が設けられていることを特徴とする。
本発明では、析出物の元となる揮発成分が冷却機によって冷却される前に吸引され除去される。したがって、析出物の発生を未然に防止することができる。  
本発明は、前記冷却機には、前記金型により賦形された成形体をサイジングするフォーミング金型が備えられ、前記吸引機構は、前記フォーミング金型の内壁面に開口する吸引孔と、この吸引孔に取り付けられた吸引装置とを備えていることが望ましい。
本発明では、フォーミング金型によって前記揮発成分が冷却される際にこの揮発成分を吸引装置によって除去することができる。
本発明は、前記吸引孔は、前記フォーミング金型の周方向の全域に亘るように形成されていることが望ましい。
本発明では、成形体の外周全体から発生する揮発成分を除去することができる。
前記吸引孔は、前記揮発成分が発生する温度領域に亘って複数形成されていることが望ましい。
本発明では、揮発成分が発生する温度範囲に亘って吸引孔が設けられているため、揮発成分による析出を可及的に低減し、析出物が堆積することを防止することができる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る押出成形装置によれば、析出物の元となる揮発成分が冷却機によって冷却される前に吸引除去されるため、析出物の発生を未然に防止することができる。したがって、析出物がフォーミング金型の内壁面に堆積することを防止して、堆積した析出物により樹脂製品の表面に筋引きをしてしまうことを防止することができる。そして、その結果、樹脂製品の品質を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】は、本発明の一実施形態として示した押出成形装置の概略構成を示した正面図である。
【図２】は、本発明の一実施形態として示した押出成形装置のフォーミング金型を示した正面図である。
【図３】は、本発明の一実施形態として示した押出成形装置のフォーミング金型を示した図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）は（ａ）の冷却機構をＸ−Ｘ線で矢視した断面図である。
【図４】は、本発明の一実施形態として示した押出成形装置のフォーミング金型の変形例を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態の押出成形装置１の概略構成を示した正面図である。
図１に示す押出成形装置１は、例えばポリエチレン管などの合成樹脂製の管製品Ｐ２を押出し成形する装置である。この押出成形装置１は、図１に示すように、ホッパー２と、押出機３と、金型４と、冷却機５と、吸引設備２１を備えている。
【０００９】
ホッパー２は、原材料が投入される投入口であり、押出機３の入口開口部３ａに装着されている。このホッパー２は、後述する押出機３の内部空間に連通されており、ホッパー２に投入された原材料が押出機３内に供給されるようになっている。
【００１０】
押出機３は、原材料を混練しながら溶融させて押し出す装置である。この押出機３は、詳細は図示しないが、一方向Ｔに延びる内部空間を形成する加熱筒と樹脂材料を混練しつつ押し出すスクリューとを備えている。また、内部空間は、軸線Ｌ１方向の一端（押出し方向Ｔの上流側）がホッパー２に連通する入口開口部３ａとなっており、軸線Ｌ１方向の他端（押出し方向Ｔの下流側）が金型４の後述するキャビティ６に連通する出口開口部３ｂとなっている。また、押出機３には、前記内部空間の原材料を加熱するヒーター（図示しない）が備えられている。
【００１１】
金型４は、押出機３から供給された溶融樹脂を管状に成形して送り出す、いわゆるダイであり、押出機３の出口開口部３ｂに装着されている。この金型４は外型７と内型８とを備えており、これら外型７と内型８との間には、押出し方向Ｔに延びるキャビティ６が形成されている。このキャビティ６の一端（押出し方向Ｔの上流側の端部）６ａは、押出機３の内部空間に連通しており、他端（押出し方向Ｔの下流側の端部）６ｂは、開口して金型４の押出し方向Ｔの下流側の端部に押出し口となっている。
【００１２】
冷却機５は、押出機３から金型４を通って押し出された管状の成形体Ｐ１を冷却して固化させる設備であり、押出し口６ｂの押出し方向Ｔの下流側に配設されている。
この冷却機５は、水槽（冷却機）により構成されており、この水槽５にフォーミング金型９が設置されている。押出し口６ｂから押し出された管状の成形体Ｐ１は、このフォーミング金型９及び水槽５を通過することで冷却されるようになっている。
【００１３】
フォーミング金型９は、冷却機５の入口部分、つまり、水槽５において溶融樹脂体Ｐ１が通過する通路の押出し方向上流側部分に配設されて、金型４から押し出された成形体Ｐ１を水槽５における冷却前にサイジング、すなわち最終成形するようになっている。
【００１４】
フォーミング金型９は、成形体Ｐ１の押出し方向に沿って配設される円筒状の筒部１１と、筒部１１の押出し方向Ｔの上流側の端部から筒部１１の径方向（軸線Ｌ１に直交する方向）の外側に張り出したフランジ部１２とを備えている。
【００１５】
筒部１１は、両端がそれぞれ開口した円筒形の貫通筒であり、この筒部１１の内側に成形体Ｐ１が挿通されるようになっている。この筒部１１の内壁面１１ｔの形状は、所望の管製品Ｐ２の外周面の形状に対応している。すなわち、筒部１１の内径寸法は、所望の管製品Ｐ２の外径寸法と等しくなっている。
【００１６】
また、図２に示すように、筒部１１には、筒部１１の周方向（軸線Ｌ１を中心に周回する方向）に沿って複数のスリット１３が形成されている。このスリット１３は、筒部１１の内部の気体を吸引するための吸気口である。複数のスリット１３はそれぞれ、ファンや真空ポンプ等の負圧発生装置（図示しない）に連通されており、この負圧発生装置を稼動させることでスリット１３を介して筒部１１の内側に負圧をかけられるようになっている。複数のスリット１３は、筒部１１の周方向及び軸線Ｌ１方向のそれぞれに間欠的、且つ全体に亘って並設されている。しかも、筒部１１の軸方向に隣り合うスリット１３、１３は、互いに周方向にずらして配置されており、複数のスリット１３は、互い違いに並んでいる。
【００１７】
フランジ部１２は、筒部１１の周方向全周（全域）に亘って形成された環状の張り出し部である。図２，図３に示すように、フランジ部１２の内壁面１２ｔには、その周面を１周する凹溝１４が形成されているとともに、凹溝１４の底壁面１５に開口部１６ａを形成し、この開口部１６ａから外壁面１２ｓに向かって貫通する貫通孔１６が等間隔に形成されている。この凹溝１４と貫通孔１６は、図１に示すフォーミング金型９の内壁面１１ｔに開口して、成形体Ｐ１から発生する揮発成分を吸引する吸引孔２０を構成している。
そして、フランジ部１２は、ボルトなどの締結部材１９，１９・・（図示しない）により図１に示す水槽５の押出し方向Ｔの上流側の側面に締結され、これにより、フォーミング金型９が水槽５に固定されている。
【００１８】
フランジ部１２に形成された各貫通孔１６の外壁面１２ｓ側の開口端には、ポンプやファン等を駆動源とする吸引装置２１（図１参照）に備えられたチューブ２２，が接続されており、吸引孔２０から揮発成分を速やかに吸引して除去できるようになっている。
上記吸引孔２０と吸引装置２１とは、吸引機構を構成している。
【００１９】
次に、上記した構成からなる押出成形装置１によって管製品Ｐ２を製造する方法について説明する。
まず始めに、図１に示すように、押出機３を作動させるとともにホッパー２の中に原材料を投入する。ホッパー２内に投入された原材料は、押出機３の内部空間に供給される。そして、内部空間に供給された原材料は、押出機３の加熱筒によって加熱溶融されるとともに、押出機３のスクリューによって混練されつつ押出し方向Ｔの下流側に押し出される。これにより、原材料が溶融して溶融樹脂Ｐとなり、この溶融樹脂Ｐが押出機３の内部空間から金型４のキャビティ６内に供給される。
【００２０】
金型４に供給された溶融樹脂Ｐは、キャビティ６を通って押出し方向Ｔの下流側に押し出され、金型４の押出し口６ｂから管状の成形体Ｐ１となって連続的に押し出される。この成形体Ｐ１は、金型４から押し出された後、フォーミング金型９の開口端部９ａに進入する。  
金型４からフォーミング金型９までの間には、ファン（図示しない）によりエアが吹き付けられており、高温の成形体から生ずる揮発成分が飛ばされている。
そして、図３に示すように、フォーミング金型９のフランジ部１２の内壁面１２ｔに成形体Ｐ１（図１参照）が到達すると、吸引装置２１が稼働されているため、この吸引装置２１による吸引で、吸引孔２０から前記揮発成分が吸い取られ、冷却開始の直前に成形体Ｐ１の表面から揮発成分が除去される。
【００２１】
成形体Ｐ１が更にフォーミング金型９内に進入すると、負圧発生装置（図示しない）が稼動されているため、図２に示すようにフォーミング金型９の複数のスリット１３を介して筒部１１の内側に負圧、いわゆるバキュームがかけられる。その結果、図１に示すように筒部１１内を通過する成形体Ｐ１が筒部１１の内壁面１１ｔに吸い付けられるように密着し、成形体Ｐ１が内壁面１１ｔの形状に形成された状態で冷却され、更に成形体Ｐ１が前進することにより水槽５内に進入して冷却される。
【００２２】
冷却後、成形体Ｐ１は、円筒形に成形された状態で固化が完了し、管製品Ｐ２が完成する。そして、冷却機５を通過した管製品Ｐ２は、図示しない裁断装置によって所望の長さ寸法で切断される。
以上により、管製品Ｐ２の製造が完了する。
【００２３】
次に、上記した押出成形装置１の作用及び効果について説明する。
上記した押出成形装置１は、フォーミング金型９のフランジ部１２に吸引孔２０を形成し、この吸引孔２０に吸引装置２１を接続して、進入してきた成形体Ｐ２がフォーミング金型９によって冷却され始める直前に、発生した揮発成分を除去する。したがって、揮発成分が冷却されることによりフォーミング金型９内に析出物が堆積することを未然に防止することができる。よって、析出物によりポリエチレン管等の樹脂製品の表面に筋が入ることにより製品の外観的な品質が低下することを防止し、樹脂製品の品質を向上させることができるという効果が得られる。
【００２４】
なお、上記の実施形態において、吸引孔２０は、フランジ部１２の内壁面１２ｔを一周するように凹溝１４を形成し、この凹溝１４に貫通孔１６を連通させて構成したが、吸引孔２０の構成は前述したものに限定されるものではない。上記実施形態以外にも、例えば図４に示すように、凹溝１４を複数に区切って形成し、更に軸線Ｌ１方向に隣り合う凹溝１４が互いにずれるように複数並列させたものであってもよい。
【００２５】
また、上記した吸引孔２０は、成形体Ｐ２から揮発成分が発生する温度領域（１１０℃    〜２３０℃）に亘って形成されるよう、図４に示した吸引孔２０に加えて更に軸線Ｌ１方向に間隔をおいて形成されていてもよい。
【００２６】
あるいは、フランジ部１２を軸線Ｌ１方向の上流側に厚みを形成するように設けるとともに、その内面に吸引孔２０を形成し、揮発成分を吸収して除去する距離を長く設けてもよい。フォーミング金型９及び吸引孔２０をこのように形成することにより、水槽５から離れ冷却が直ちに開始されない早いタイミングで揮発成分の除去を開始することができ、析出の発生をより有効に防止することができるという効果が得られる。
【００２７】
なお、押出成形装置１により成形される樹脂製品は、管状製品に限られるものではなく、異形製品であってもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１    押出成形装置
３    押出機
４    金型
５    水槽（冷却機）
９    フォーミング金型
１４  凹溝（吸引孔）
１６  貫通孔（吸引孔）
２０  吸引孔（吸引機構）
２１  吸引装置（吸引機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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