(57)【要約】【課題】スリット内に付着物が堆積しにくく、成形品の外観不良を抑えることができ、生産性の向上を図ることができるフォーミング金型を提供することを目的とする。【解決手段】押出機から金型を介して連続的に押し出された筒状の溶融樹脂体を成形するためのフォーミング金型であって、溶融樹脂体の押出し方向に沿って延在すると共に内側に溶融樹脂体が挿通される筒部１１が備えられ、筒部１１にスリット１３が形成され、スリット１３が筒部１１の外側から内側に向かって漸次拡幅するようにスリット１３の縁面が筒部１１の内周面に対して傾斜している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機から金型を介して連続的に押し出された筒状の溶融樹脂体を成形するためのフォーミング金型であって、
前記溶融樹脂体の押出し方向に沿って延在すると共に内側に前記溶融樹脂体が挿通される筒部が備えられ、該筒部にスリットが形成され、
該スリットが前記筒部の外側から内側に向かって漸次拡幅するように該スリットの縁面が前記筒部の内周面に対して傾斜していることを特徴とするフォーミング金型。
【請求項２】
請求項１に記載されたフォーミング金型において、
前記スリットが、前記筒部の軸方向に沿って延在していることを特徴とするフォーミング金型。  
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたフォーミング金型において、
前記筒部の軸線方向の長さ寸法が、この筒部の外径寸法以上この外径寸法の２倍未満とされていることを特徴とするフォーミング金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出し成形用のフォーミング金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばポリエチレン管などの合成樹脂製の管製品（丸管）を成形する方法として、一般に押出し成形法が知られている。この押出し成形法は、周知のように、まず原材料（樹脂材料）がホッパーに投入され、ホッパーから押出機内に送り込まれる。押出機内に送り込まれた原材料は、押出機の加熱装置によって加熱されながら押出機内のスクリューによって攪拌されることで溶融する。そして、その溶融樹脂は、押出機の出口部分に配設された金型を介して連続的に筒状に押し出される。この筒状の溶融樹脂体は、金型から押し出された直後に冷却装置を通過して冷却され、これにより、溶融樹脂体が固化して硬質の成形体が形成される。最後に前記成形体を所望長さで切断することで、管状製品が完成する。
【０００３】
上記した冷却装置の入口部分には、溶融樹脂体の押出し方向に沿って延在する円筒状の筒部を備えたフォーミング金型が配設されている（例えば、下記特許文献１を参照。）。
また、従来、フォーミング金型の筒部に、筒部の周方向に沿って延在するスリットを複数形成する技術が提供されている。このスリットは、ファンや真空ポンプ等の負圧発生装置に連通されており、この負圧発生装置を稼動させることでスリットを介して筒部の内側に負圧をかけることが可能となっている。上記した構成により、金型から押し出された筒状の溶融樹脂体を冷却装置で冷却する際に、負圧発生装置によって筒部の内側に負圧をかけることで、フォーミング金型内を通過する溶融樹脂体が上記負圧によってフォーミング金型の内周面に吸い付けられるように密着する。これにより、溶融樹脂体がフォーミング金型の内周面によって円筒形状に成形され、成形品の外径が安定化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した従来のフォーミング金型では、筒部のスリットが筒部の周方向に延在していると共に、スリットの縁面が筒部内周面に対して垂直に形成されているため、原材料中の添加物が揮発して冷却固化したものや樹脂材料自体が筒部のスリットによって削られたもの（以下、付着物と記す。）が筒部のスリット内に堆積しやすい。そして、筒部のスリットが筒部の周方向に延在していることで、スリット内に堆積した付着物が取れ難く、溶融樹脂体の外面に付着物による跡が成形品に付き、成形品の外観不良が生じる問題がある。したがって、従来のフォーミング金型では、スリット内の付着物を除去するメンテナンス作業を行う必要があるため、長時間連続して成形品を製造し続けることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、スリット内に付着物が堆積しにくく、成形品の外観不良を抑えることができ、生産性の向上を図ることができるフォーミング金型を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るフォーミング金型は、上記した課題を解決するべく、下記の特徴を有する。
すなわち、本願の請求項１に係るフォーミング金型は、押出機から金型を介して連続的に押し出された筒状の溶融樹脂体を成形するためのフォーミング金型であって、前記溶融樹脂体の押出し方向に沿って延在すると共に内側に前記溶融樹脂体が挿通される筒部が備えられ、該筒部にスリットが形成され、該スリットが前記筒部の外側から内側に向かって漸次拡幅するように該スリットの縁面が前記筒部の内周面に対して傾斜していることを特徴としている。
【０００８】
また、本願の請求項２に係るフォーミング金型は、前記スリットが、前記筒部の軸方向に沿って延在していることを特徴としている。
【０００９】
また、本願の請求項３に係るフォーミング金型は、前記筒部の軸線方向の長さ寸法が、この筒部の外径寸法以上この外径寸法の２倍未満とされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るフォーミング金型によれば、上記した解決手段によって下記の作用及び効果を奏する。
すなわち、本願の請求項１に係るフォーミング金型によれば、スリットが筒部の外側から内側に向かって漸次拡幅するようにスリットの縁面が筒部の内周面に対して傾斜しているので、原材料中の添加物がスリット内に揮発しても、それが冷却固化される前にスリットから流れ出て、筒部内を通過する溶融樹脂体に同化される。また、樹脂材料体自体がスリットによって削られにくく、仮に削られてもその切削片が冷却固化される前にスリットから抜け出て、筒部内を通過する溶融樹脂体に同化される。これにより、スリット内に付着物が堆積しにくく、成形品の外観不良を抑えることができ、生産性の向上を図ることができる。
【００１１】
また、本願の請求項２に係るフォーミング金型によれば、筒部内を通過する溶融樹脂体とスリットとの抵抗が小さくなるので、スリット内に付着物がより堆積しにくくなる。仮に、スリット内に付着物が堆積したとしても、筒部内を通過する溶融樹脂体に押し出されてその溶融樹脂体に同化されやすくなる。これにより、成形品の外観不良をより確実に抑えることができ、生産性の更なる向上を図ることができる。
【００１２】
また、本願の請求項３に係るフォーミング金型によれば、溶融樹脂体との摩擦抵抗を発生させる筒部が短縮されるとともに、筒部が短縮された分だけ付着物を発生させるスリットが減少させることで、外観不良が効果的に減少する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための押出成形装置の模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を説明するためのフォーミング金型の側面図である。
【図３】（ａ）はスリットを平面的に表した平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ間の断面図であり、（ｃ）は（ａ）に示すＢ−Ｂ間の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を説明するためのフォーミング金型の側面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を説明するためのフォーミング金型の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るフォーミング金型の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
まず、本発明に係るフォーミング金型の第１の実施形態について図１から図３を参照して説明する。
【００１６】
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Ｘ（丸管）を押出し成形するための装置である。この押出成形装置１の概略構成としては、図１に示すように、ホッパー２と、押出機３と、金型４と、冷却装置５と、を備えている。なお、図１に示す矢印Ｔは、押出し成形における押出し方向を示している。また、図１及び２に示す鎖線Ａは、押出機３の内部空間、金型４のキャビティ４２及び筒部１１の軸線を示している。
【００１７】
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の入口部分に装着されている。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、これにより、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。
【００１８】
押出機３は、原材料を溶融させて押し出す公知の押出機である。この押出機３は、一方向に延在する内部空間（図示しない）を有している。この内部空間は、軸方向（軸線Ａに沿った方向）の一端（押出し方向Ｔの上流側）が前記ホッパー２に連通される入口部分となっており、軸方向他端（押出し方向Ｔの下流側）が後述する金型４のキャビティ４２に連通される出口部分となっている。また、前記内部空間の中には、原材料を攪拌しながら押出し方向Ｔの下流側に向けて流通させるスクリュー（図示しない）が備えられている。
また、押出機３には、前記内部空間内の原材料を加熱する加熱装置（図示しない）が備えられている。
【００１９】
金型４は、押出機３から供給された溶融樹脂を筒状に形成して送り出すための金型（ダイ）であり、押出機３の前記出口部分に装着されている。この金型４は外型４０と内型４１とを備えており、これら外型４０と内型４１との間には、押出し方向Ｔに延在する筒状のキャビティ４２が形成されている。このキャビティ４２の一端（押出し方向Ｔの上流側の端部）は押出機３の内部空間に連通されており、他端（押出し方向Ｔの下流側の端部）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４３が形成されている。
【００２０】
冷却装置５は、押出機３から金型４を介して押し出された筒状の溶融樹脂体Ｘ´を冷却して固化させるための装置であり、前記押出し口４３の押出し方向Ｔの下流側に配設されている。より具体的に説明すると、この冷却装置５は押出成形装置に用いられる公知の水槽であり、前記押出し口４３から押し出された筒状の溶融樹脂体Ｘ´が冷却装置５（水槽）を通過することで冷却される。この冷却装置５の入口部分、つまり、冷却装置５において溶融樹脂体Ｘ´が通過する通路の押出し方向上流側部分には、溶融樹脂体Ｘ´を所望形状（円筒形状）に成形するためのフォーミング金型１０が配設されている。
【００２１】
フォーミング金型１０は、溶融樹脂体Ｘ´の押出し方向に沿って延在する円筒状の筒部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Ａに直交する方向）の外側に突出したフランジ部１２と、を備えている。
【００２２】
筒部１１は、両端がそれぞれ開口した円筒形状の貫通筒であり、この筒部１１の内側に前記溶融樹脂体Ｘ´が挿通される。この筒部１１の内周面１１ａの形状は、所望の管製品Ｘ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Ｘの外径寸法と等しくなっている。
【００２３】
また、図２に示すように、筒部１１には、筒部１１の周方向（軸線Ａを中心に周回する方向）に沿って延在する複数のスリット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ることが可能となっている。複数のスリット１３は、筒部１１の周方向及び軸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。
【００２４】
また、図３に示すように、スリット１３の縁面１３ａは、スリット１３が筒部１１の外側（図３に示す矢印Ｏ側）から内側（図３に示す矢印Ｉ側）に向かって漸次拡幅するように筒部１１の内周面１１ａに対して傾斜している。より具体的に説明すると、スリット１３の内側（矢印Ｉ側）の開口縁１３ｂの幅寸法Ｗ1は、当該スリット１３の外側（矢印Ｏ側）の開口縁１３ｃの幅寸法Ｗ2よりも大きく、スリット１３の内側（矢印Ｉ側）の開口縁１３ｂの長さ寸法Ｌ1は、当該スリット１３の外側（矢印Ｏ側）の開口縁１３ｃの長さ寸法Ｌ2よりも大きくなっている。そして、スリット１３の縁面１３ａは、スリット１３の内側に向かって膨出するように凸曲面状に湾曲している。
【００２５】
フランジ部１２は、筒部１１の周方向全周に亘って延在する円環状のフランジ部である。このフランジ部１２は、ボルト等の締結部材（図示しない）を介して冷却装置５（水槽）の押出し方向Ｔの上流側の側面に締結されており、これにより、フォーミング金型１０が冷却装置５（水槽）に固定されている。
【００２６】
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Ｘを製造する方法について説明する。
【００２７】
まず始めに、上記した押出機３を作動させると共にホッパー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の内部空間内に供給される。そして、内部空間に供給された原材料は、押出機３の加熱装置によって加熱されると共に、押出機３のスクリューによって攪拌されつつ押出し方向Ｔの下流側に流通する。これにより、原材料が溶融して溶融樹脂となり、この溶融樹脂が押出機３の内部空間内から金型４のキャビティ４２内に供給される。
【００２８】
金型４に供給された溶融樹脂は、筒状のキャビティ４２を通って押出し方向Ｔの下流側に流通し、金型４の押出し口４３から筒状の溶融樹脂体Ｘ´となって連続的に押し出される。この筒状の溶融樹脂体Ｘ´は、金型４から押し出された直後にフォーミング金型１０の筒部１１内を挿通して冷却装置５を通過する。溶融樹脂体Ｘ´がフォーミング金型１０の筒部１１内を通過する際、筒部１１の内周面１１ａによって溶融樹脂体Ｘ´が円筒形状に成形されながら冷却装置５によって冷却される。その結果、溶融樹脂体Ｘ´は所望の形状に成形された状態で固化し、所望形状の管製品Ｘが完成する。また、溶融樹脂体Ｘ´がフォーミング金型１０の筒部１１内を通過する際、負圧発生装置（図示しない）を稼動させることで複数のスリット１３を介して筒部１１の内側に負圧（いわゆるバキューム）をかける。これにより、筒部１１内を通過する溶融樹脂体Ｘ´が上記負圧によって筒部１１の内周面１１ａに吸い付けられるように密着する。
【００２９】
上記した冷却装置５を通過した管製品Ｘは、図示せぬ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Ｘの製造が完了する。
【００３０】
次に、上記したフォーミング金型１０の作用及び効果について説明する。
上記したフォーミング金型１０は、スリット１３が筒部１１の外側から内側に向かって漸次拡幅するようにスリット１３の縁面１３ａが筒部１１の内周面１１ａに対して傾斜しているので、原材料中の添加物がスリット１３内に揮発しても、それが冷却固化される前にスリット１３から流れ出て、筒部１１内を通過する溶融樹脂体Ｘ´に同化される。また、上述のようにスリット１３の縁面１３ａが傾斜しているので、樹脂材料体Ｘ´自体がスリット１３によって削られにくい。仮に削られてもその切削片が冷却固化される前にスリット１３から抜け出て、筒部１１内を通過する溶融樹脂体Ｘ´に同化される。したがって、上記したフォーミング金型１０によれば、スリット１３内に付着物が堆積しにくく、成形品（管製品Ｘ）の外観不良を抑えることができる。その結果、スリット１３内に堆積した付着物を除去する作業が不要となるので、押出成形装置１の連続操業が可能となり、生産性の向上を図ることができる。
【００３１】
［第２の実施形態］
次に、本発明に係るフォーミング金型の第２の実施形態について図４を参照して説明する。
なお、本実施形態は、スリット１１３が延在する方向以外の点については上述した第１の実施形態と同様であり、図１及び図３に示す内容はそのまま援用することが可能である。以下、上述した第１の実施形態に対する相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。
【００３２】
図４に示すように、本実施形態のフォーミング金型１０の筒部１１には、筒部１１の軸方向（押出し方向Ｔ）に沿って延在する複数のスリット１１３が形成されている。これら複数のスリット１１３は、筒部１１の周方向及び軸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の周方向に隣り合うスリット１１３、１１３は、互いに軸方向にずらして配置されている。
【００３３】
上記したフォーミング金型１０によれば、筒部１１内を通過する溶融樹脂体Ｘ´とスリット１１３との抵抗が小さくなるので、スリット１１３内に付着物がより堆積しにくくなる。仮に、スリット１１３内に付着物が堆積したとしても、筒部１１内を通過する溶融樹脂体Ｘ´に押し出されてその溶融樹脂体Ｘ´に同化されやすくなる。これにより、成形品（管製品Ｘ）の外観不良をより確実に抑えることができ、生産性の更なる向上を図ることができる。
【００３４】
［第３の実施形態］
次に、本発明に係るフォーミング金型１０の第３の実施形態について図５を参照して説明する。
なお、本実施形態は、フォーミング金型１０の軸線方向の長さ寸法以外の点については上述した第１及び第２の実施形態と同様である。以下、上述した第１及び第２の実施形態に対する相違点についてのみ説明し、その他の構成についての説明は省略する。
【００３５】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態のフォーミング金型１０は、筒部１１の軸線方向の長さＬ１が筒部１１の外径寸法Ｌ２と同寸法となるよう形成されている。
このような構成とすることにより、本実施形態のフォーミング金型１０は、筒部１１の長さＬ１が外径寸法Ｌ２よりも長く形成されたフォーミング金型１０よりも、樹脂とフォーミング金型１０とが摩擦する領域及びスリット１３，１１３を減少させることができる。言い換えると、成形品の外観不良の原因となる筒部１１を可及的に短縮することができる。
【００３６】
他方、筒部１１の長さを外径寸法Ｌ２よりも短くすると形状の一定性がなくなるが、筒部１１をフォーミング金型１０の外径寸法Ｌ２と同寸法となるまで短く設定しても、成形品の安定性すなわち管製品Ｘの形状の一定性は維持される。
【００３７】
したがって、本実施形態によるフォーミング金型１０によれば、成形品の形状の安定性を維持しつつも、スリット１３，１１３に堆積する付着物が発生する要因を最小限に抑えて、付着物に基づく外観不良が生じることをより一層効果的に抑制することができる。したがって、管形状及び外観共に良好な成形品の生産効率を高めることができるという効果が得られる。
なお、筒部１１の長さＬ１をその外径寸法Ｌ２の２倍以上とすると、外観の向上がみられなくなり、長さによっては摩擦抵抗が大きくなるため、外観が悪化することも考えられる。したがって、筒部１１の寸法Ｌ１は、外径寸法Ｌ２の２倍未満であることが望ましい。
【００３８】
以上、本発明に係るフォーミング金型の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した実施形態では、フォーミング金型１０に円環状のフランジ部１２が備えられているが、このフランジ部１２の形状は適宜変更可能であり、また、フランジ部１２が省略された構成であってもよい。
【００３９】
また、上記した実施形態では、筒部１１の長さ方向全体に亘ってスリット１３、１１３が形成されているが、本発明は、筒部１１の長さ方向の一部の領域にのみスリット１３、１１３を形成することも可能である。
【００４０】
また、上記した実施形態では、隣り合うスリット１３、１１３同士がずれた位置に配置されているが、複数のスリット１３、１１３の配置は適宜変更可能であり、例えば、複数のスリット１３、１１３が軸方向及び周方向にそれぞれ位置を揃えて配置されていてもよい。
【００４１】
その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
３…押出機
４…金型
１０…フォーミング金型
１１…筒部
１１ａ…内周面
１３、１１３…スリット
１３ａ・・・縁面
Ｔ…押出し方向
Ｘ´…溶融樹脂体
【図１】
2013082222.tif 000003
【図２】
2013082222.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013082222.tif 000006
【図５】
2013082222.tif 000007