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JP2810787B2 - 押出し成形用金型 - Google Patents

押出し成形用金型

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JP2810787B2
JP2810787B2 JP4503557A JP50355792A JP2810787B2 JP 2810787 B2 JP2810787 B2 JP 2810787B2 JP 4503557 A JP4503557 A JP 4503557A JP 50355792 A JP50355792 A JP 50355792A JP 2810787 B2 JP2810787 B2 JP 2810787B2
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groove
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ユニバーシティ オブ マンチェスター インスティチュート オブ サイエンス アンド テクノロジー（ユーエムアイエスティー）
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチック材料もしくは繊維強化プラスチ
ックまたは分子強化プラスチックにより形成される中空
パイプないしは中空シャフトのような連続片の押し出し
成形に使用する押出し成形用金型、およびこの押出し成
形用金型により形成される中空片に関する。
従来の成形用金型は内側金型部材と、この内側金型部
材から離間し、内側金型部材とほぼ同軸上に位置する外
側金型部材を備える。材料を内側金型部材と外側金型部
材との間隙に通し、軸方向に押出すことにより中空編片
が形成され得る。
中空片を押出し成形する際の問題点としては、押出し
成形用材料に含まれる分子または繊維が押出し成形物の
流れの方向に沿って並ぶ傾向にあることである。これに
よりパイプ強度は総合的に改善されるが、パイプが内部
から圧力を受けた際、現実により大きい応力が加わる周
方向と比較して、軸方向に対する強度が増強される。こ
の逆が好ましい。つまり、より多くの強化が必要とされ
る周方向において大幅に強化することがより好ましい。
従来の中空片の押出し成形方法では、金型を通し押出
す際に、金型の部材が回動される。内側金型部材と外側
金型部材の両方または内側金型部材のみを回動すること
が知られている。これらの従来方法及び金型により、押
出し成形された中空片の周方向の強度は増加するが、従
来の非回動型金型口部の下流に通常位置する従来の冷却
装置および引出し装置との併用に対し、これらは容易に
は適合しない。また押出されたパイプの少なくとも一つ
の表面は、これらの装置との接触の瞬間においても回転
運動の影響を受ける傾向にあり、これにより表面の荒
れ、およびパイプの厚みに周期的変化が発生する。
英国特許第2096533号に記載されている別の従来例の
押出し成形用金型は内側金型部材を含む回動部分と、回
動する金型部材の端部に位置する内側静止部分とを備え
る成形用金型を含む。この内側部材は回動可能である。
この押出し成形装置により、被押出し成形物が回転速度
を伴わずに金型出口より押出されることが許容され、金
型と、従来の冷却装置および引出し装置との互換性が改
善される。更にこれにより、被押出し成形物が回転速度
を伴わずに金型出口より安定して押出されることが許容
される。
従来の金型における別の問題点は内側金型部材を所定
の位置に保持するスパイダ（spider）と呼ばれる保持部
材により、脆弱な線が押出し成形片に存在することであ
る。
この問題を解消しようとした従来の押出し成形用金型
は、ほぼ筒状の内側金型部材と、外側金型部材とを備え
る。内側金型部材及び外側金型部材のいづれも回動を伴
わない。外側金型部材の内面には、外側部材の一端から
他端にかけて連続する螺旋を形成するランドにより、軸
方向に分離された螺旋溝が形成されている。この溝は内
面から外側部材の内部に向かって半径方向に延びてい
る。外側金型部材の内面上のランドが内側金型部材の外
面と接するように内側部材および外側部材は形成されて
いる。その結果、金型の一端から他端にかけて円周状に
連なる螺旋溝を備えた間隙が二つの金型部材の間に画定
される。使用の際、押出し成形材料はこの螺旋溝を通っ
て送られ、二つの静止部材の間に画定された溝へ押し出
される。
この従来の金型の問題点は金型の螺旋溝によって形成
され、型のまわりを螺旋状に包む押出された材料により
形成される連続する一本の棒状物から、押出し成形片が
効果的に形成されないことである。
従来の押出し用金型の別の問題点としては半径方向に
おける繊維または分子の向きを制御することが不可能で
あることに代表されるように、押出し成形片中の分子ま
たは繊維の向きを完全に制御することが不可能な点であ
る。
本発明の第一の態様によれば、押出し方向に沿って材
料を押出すための押出し成形装置が提供される。その装
置は押出し方向に沿って延びる軸線を有するとともに、
空間を画定する第一の表面を有する外側部材を備えた配
向制御部と、前記外側部材と同軸上に位置するように前
記空間内に配置され、前記外側部材の表面から離間する
第二の表面を有する内側部材とを備え、前記第一及び第
二の部材の一方が溝構造を備え、前記内側及び外側部材
は、前記第一及び第二の表面が互いに半径方向に離間す
るように配置されていることを特徴とする。
この結果、本発明の押出し成形装置においては、内側
部材と外側部材の間に画定される空間は概ね環状の空間
を含み、一方の部材に溝構造を備える。
溝構造は各部材の長さに沿って螺旋状に延びるととも
に、各部材の表面上に形成されたランドによって軸方向
に分離された単一の溝を備えることが可能であり、内側
及び外側部材はランドが互いに半径方向に離間するよう
形成される。
環状空間の大きさは部材の長さに沿って実質上一定で
あるか、もしくは環状空間の大きさが配向部の長さに沿
って変化し、一定とならないように内側部材と外側部材
の両方またはどちらか一方を形成することが可能であ
る。言い替えるならば、内側部材と外側部材の間隔は部
材の長さに沿って変化し得るということである。特定方
向における環状空間の半径方向の大きさは増減すること
が可能である。螺旋溝の深さまたは形状は部材の長さに
沿って一定であるか、もしくは環状空間の大きさの変化
とは独立して、部材の長さに沿って変化することが可能
である。
内側部材または外側部材のどちらか一方のみの表面に
溝を備えることも可能であるが、両部材の表面に溝が形
成されるのが望ましい。押出し成形中、内側部材と外側
部材の両方を静止するか、もしくはどちらか一つまたは
両方の部材を回動することが可能である。片方の部材の
表面にのみ溝が形成されている場合、押出し性の際に、
片方の部材のみが外側部材に対し回動することが望まし
い。
これとは別に、片方または両方の部材に溝を形成する
ことが可能であり、そしてこの溝は適切な断面形状を有
することができる。
片方の部材のみが回転する場合、溝は回転する方の部
材表面に形成されるのが望ましい。
また溝は内側部材に形成されるのが望ましい。
別例では、内側部材が中空であり、中心線が全て同一
平面上に位置し、各部材の外面から内面にかけて延びる
複数の独立した溝をこの溝構造は備えている。
その結果、溝は内側部材の厚さ全体に渡りあますとこ
ろなく延びる。長さおよび向きのよく揃ったスパン（sp
un）繊維のストランド（strand）のように流れる押出し
成形用材料の小さな流れを形成するのに十分な程度に溝
を小さくすることができる。これらの条件は溶融原料か
ら合成繊維を紡績する際の条件に近似させることが可能
である。
部材の軸と、垂直またはそれ以外の角度で交わる平面
上に、溝の全ての中心線を配置することが可能である。
溝の断面形状は円形、四角形、長方形等の所望の形状
とすることができる。各部材の長さに沿って位置すると
ともに平行に離間した平面上に溝が形成され、それぞれ
の平面が、一つまたはそれ以上の溝を有することが望ま
しい。それぞれの溝は直線状であるか、またはその長さ
方向に沿って湾曲させることが可能である。
望ましくは、押出し成形装置はさらに出口部を備え、
その出口部は配向制御部の下流方向に位置している。前
記出口部は押出し部を構成する各部材とほぼ同軸に設け
られ、かつ円筒状の空間を形成する固定の外側出口部材
と、外側出口部材とほぼ同軸に位置するほぼ円筒状の固
定の内側出口部材とから構成されている。そして、内側
出口部材と外側出口部材との間にほぼ環状の空間が形成
されている。
このように、被押出し成形物は配向制御部から固定さ
れた出口部に出てくる。これは、通常の冷却装置及び搬
送装置に対するこの押出し成形装置の適合性を高める。
配向制御部の内側部材と外側部材との間に形成される
間隙は、配向制御部の長さ方向に沿って半径方向に一定
の幅である。また、前記間隙はその一方が出口部の間隙
と一致する幅となるように、配向制御部の長さ方向に沿
って半径方向にテーパ状となるように徐々に拡幅しても
よい。前記内側部材と外側部材にそれぞれ螺旋溝が形成
されるとき、両溝は同様に時計回り方向、あるいは反時
計回り方向に形成される。また、前記螺旋溝は一方が時
計回り方向で他方が反時計回り方向となるように、互い
に異なる方向で形成してもよい。同様なことは回転方向
についても適用される。
本発明の第二の態様に示すように、プラスチック原料
中に埋設された分子または繊維からなる中空の押し出し
成型片が提供される。プラスチック原料中において、分
子または繊維は三次元空間で予め任意に設定された角度
で配向されている。
本発明の第二の態様に示す中空片は、本発明の第一の
態様に示すように、押出金型で成形される。内側部材と
外側部材とは中空であり、溝は複数の独立した小溝から
構成されている。独立した小溝の中心線は、各部材の外
面から内面に向かって延びるように同一平面上に位置し
ている。
このように形成された中空部は、三次元空間中におい
て所望の角度に沿う分子又は繊維の配向に対して継ぎ目
がなく連続し、軸方向、半径方向及び傾斜方向（角方
向）における所望の強度及び機械的特性を得ることがで
きる。これにより、内圧又は外圧が作用する時に、あら
ゆる面における一般の応力や剪断応力、破損及び変形に
抵抗するための中空部の能力は最大になる。
一般に、押出し成形片に破損が生じるのは、内圧に起
因する最大値の剪断応力による。従来は、周知の取出し
用金型を使用して、押出し成形片を強化して剪断応力に
対向させることは可能であった。配向制御部内の中空部
材を貫通して径方向に延びる複数の溝を備えた押出し装
置によって、径方向における分子又は繊維の配向を制御
することにて剪断強さが増加した押出し成形片を製造す
ることができる。
次に、本発明の実施例を添付した図面に従って述べ
る。図面中、 図１は内圧が生じたパイプ部に存在する応力を示す略
体図である。
図２は本発明に従った押出し成形装置を示し、内側部
材は回動可能であり、かつ外側部材は固定されている状
態を示す略体図である。
図３は本発明に従った押出し成形装置を示し、内側部
材及び外側部材の両者は固定されている状態を示す略体
図である。
図3aは図３に示す装置のＡ−Ａにおける断面を示す略
体図である。
図４は押出し成形装置を示し、内側部材及び外側部材
の両者は回動可能である状態を示す略体図である。
図５〜８は、それぞれ本発明に従った押出し成形装置
において配向部の各部材の寸法の変更例を示す略体図で
ある。
図９は、配向部の内側部材及び外側部材上の螺旋溝に
近接して回転するカウンターを有する押出し成形装置を
示す図である。
図10は押出し成形装置の一般的な構成を示す略体図で
ある。
図11は本発明における押出し成形装置の別例を示す略
体図である。
図12及び13はそれぞれ図10に示す装置の内側部材のＡ
−Ａ線及びＢ−Ｂ線における断面図である。
図14は溝の選択例を示す略体断面図である。
図15,16及び17はそれぞれ別の形状をなす溝を備えた
内側部材を示す略体図である。
図18は図10に近似し、互いに異なる二種類の押出し成
形用材料を使用する押出し成形装置を示す略体図であ
る。
図19は図10に近似し、互いに異なる三種類の押出し成
形用材料を使用する押出し装置を示す略体図である。
図20は図10に近似し、内側部材が後方に開口する押出
し成形装置を示す略体図である。
図20a及び20bはそれぞれ図20の詳細図である。
図21〜26はそれぞれ配向制御部の更なる別例を示す略
体図である。
図１について述べると内圧が作用する状態にあるパイ
プ部の一例である。パイプの軸線は直角座標系のxyzの
ｚ軸に沿って配置され、ｒθｚの極座標系と共通の原点
Ｏを備えている。
内圧の作用下において、パイプの典型的な要素上にｒ
及びｚ方向に沿った応力が示されている。
応力のモアレ環の構成により最大剪断応力の方向及び
値を決定することが可能になる（他の分析方法によって
も同一の結果を生ずる）。
最大剪断応力は、ｘ軸にある角度をもって交差するxy
面と直交する面上に生ずる。
半径方向への応力（σｒ）が無視できるのは（薄い円
筒状の外殻の場合には共通の仮定である）、上記の角度
が45゜の場合である。それ以外では、半径方向の応力に
基づき角度が小さくなっていく。
図２について述べると、本発明に従った押出し成形装
置は押出し金型であり、符号10によって示されている。
金型10は配向制御部11、出口部12及び入口部13からなっ
ている。配向制御部11は外側部材14及び内側部材15から
なっている。外側部材14の内表面は溝16となっており、
同溝16は半径方向外方に延びて外側部材14内に達してい
る。溝16は複数のランド14aによって軸方向に分離され
ている。溝16は軸方向に延び、外側部材14の一端から他
端にわたる螺旋溝を形成している。内側部材15は溝17を
備え、その溝は内側部材15に向かって半径方向内方へ延
びている。溝17は軸方向に延び、内側部材15の一端から
他端にわたる螺旋溝を形成し、ランド15aによって軸方
向に分離されている。溝16,17はほぼ同じ大きさであ
り、それらの溝16,17によって形成される各螺旋のピッ
チはほぼ同一である。内側部材15は外側部材14と同軸上
に配置され、両部材14,15においてはランド14a,15aが互
いに離間するように配置されている。従って、各部材の
対向する面の間には空間が存在する。ランド14a,15aの
軸方向の幅及びそれらの間の半径方向の間隔は配向制御
部11の長さに沿って一定であり、あるいはその部分の長
さに沿って、変更することも可能である。
出口部12は外側部材18を備え、それは部材14,15と同
軸上にあって、空間を形成している。内側部材19は前記
部材19と同軸上に配置され、空間20を形成している。部
材18,19は固定されている。
使用に際し、押出し成形すべき材料は入口部13を通っ
て配向制御部に入る。内側部材15は機構21によって回転
可能である。材料は適当なものであればよく、例えば、
15−20重量％のガラス繊維で強化されたポリプロピレン
混合物である。この材料は一般に180度−230度の温度範
囲内で、750−1500psi（ポンド／平方インチ）で押出し
成形される。
材料が部材14,15の間に形成された空間を通過する
と、材料のいくらかの部分は軸方向に移動し、ほとんど
は溝16,17によって形成される通路に沿って螺旋方向に
移動する。内側部材15の回転により、溝17内に材料が導
入され、所定の角速度で内側部材15の外面に相対的に接
近する。この速度は外側部材14の内面に向かい及び溝16
内において半径方向に伝達される。従って、押出し成形
用材料による管形成に際し、配向制御部11の長さ全体に
わたってその材料が流れる時、材料は角方向の変位量を
増加させられ、かつ繊維は接線方向の配向量を増加させ
られる。
押出し成形用材料が出口部12に達すると、出口部材1
8,19は回転しないので、押出し成形用材料はもはや回転
しなくなる。これは、押出し部11と出口部12との間にお
いて回転動作が一旦停止される移行部となる。この横断
面部及びその付近において、押出し成形用材料は接線方
向の繊維配向の進行を強化するねじり力を受けやすい。
螺旋状の通路に沿って運ばれる材料は、接線方向の繊維
配向の進行を強化する接線方向の速度成分を備えてい
る。このように、材料の最終の配向は、溝16,17の形状
による材料の螺旋状の流れによるものとなる。最終の配
向は、両部材の一方（この例では内側部材15）の回転に
よって強化され、さらに、出口部12の出口部材18,19間
と配向制御部11の部材14,15との間の界面で回転により
引き起こされるねじり力によって強化される。
図３を参照すると、同様の押出し成形用金型が示され
ており、同様の部分には同一の参照数字が与えられてい
る。押出し成形用金型50の内側部材15は外側部材14と同
じように固定されている。この状況では、材料の配向は
螺旋状の流れのみによるものとなる。図４に示す例で
は、押出し成形中において両部材14,15が回転する。こ
れは、両要素の回転によって強化された螺旋状の流れ及
び界面のねじり力による材料の配向をもたらす。
図５を参照すると、図１〜３に示された押出し成形用
金型の装置の配向部が示されている。配向制御部は、図
１〜３に示された配向部と同様の外側部材14及び内側部
材15を備えている。外側及び内側部材14,15は、共に固
定であってもよいし、共に回転可能であってもよいし、
一つは回転可能であり別の一つは固定であってもよい。
図５に示された配向部11において、外側部材14は、内側
及び外側部材14,15間の隙間を増加させるようにテーパ
状をなしている。加えて、溝16,17の深さは配向部11の
長さに沿って一定である。図７の例では、内側部材15
は、両部材14,15間の隙間を増加させるようにテーパ状
をなしている。そのうえ、溝16,17の深さは配向部11の
長さに沿って一定である。これら２つの例で分かるよう
に、内側及び外側部材14,15間の隙間は、一端において
零であり、他端において出現するパイプの最終の厚さの
値まで増加している。
図６に示された例では、両部材14,15間の隙間は、配
向部11の長さに沿って増加し、加えて、溝16,17の深さ
は配向部11に沿って減少している。
図８に示された例では、両部材14,15間には一定の隙
間があるが、溝16,17の深さは配向部11に沿って変化し
ている。
図９を参照すると、配向部11が示され、それは完全に
包囲された内側及び外側溝16,17を備えている。加え
て、溝16,17は反対方向に回転し、逆向きであり、内側
及び外側部材14,15間には軸方向の一定の隙間がある。
これは１つの向きにおいて接線方向に配向された厚さ方
向の外側部と、反対の向きにおいて接線方向に配向され
た内側部とを備えたパイプを製造する。
図10を参照すると、この発明による押出し成形用金型
が示され、その金型では内側及び外側部材14,15は共に
回転可能である。この装置は外側部材14を回転させるた
めの駆動装置91と、内側部材15を回転させるための駆動
装置92とを備えている。この装置はハウジング93に囲ま
れるとともに、入口制御部94,出口制御部95を備えてい
る。配向制御部96は内側部材14と、外側部材15と、両部
材間の隙間とを備えている。複数の溝97は完全に囲まれ
た内側及び外側溝の例であり、複数の溝98は半分閉ざさ
れた（または連結された）内側及び外側溝の例である。
一般に、螺旋状の溝に各種材料、又は各種品位の材
料、又は繊維とプラスチックとの各種混合物を供給する
共同押出し成形用のクロスヘッド金型の技術を確立する
ことは可能である。
図２〜10に示された本発明の実施例は軸方向及び角方
向においてのみ繊維又は分子の配向を制御するために利
用可能である。
図11を参照すると、本発明による押出し成形装置は押
出し成形用金型の形態をしており、一般には参照数字10
0で表されている。この押出し成形装置は繊維又は分子
の配向を、軸方向及び角方向と同様に半径方向において
制御するために使用できる。金型100は配向制御部110、
出口部120、及び入口部130を備えている。配向制御部11
0は外側部材140及び内側部材150を備えている。内側部
材150は２つの部分150a,150bで形成されている。部分15
0aは筒状であり、筒状部の両端に円錐先端を備えてい
る。部分150bはほぼ筒状であり、両部分150a,150bは中
空である。
部材150は回転可能であり、シールされたベアリング1
60,170によって支持され、さらにシール180,190で保護
されている。部材150を形成する部分150a,150bは２つの
部分の接合部で互いに相対的に移動することができる。
これは内側及び外側部材間の円錐部分において隙間が調
整されるのを許容している。部材150はギア手段230又は
同部材150を回転させるために適当な別の手段によって
動力を供給されている。内側部材150は内側部材150の外
面から内面に延びる複数の溝260を備えている。複数の
溝260は主に内側部材150の部分150aに形成されている。
複数の溝260は部材150を厚さ方向に機械加工すること
によって、又は接続面上に刻まれた溝を有しその後に固
着されて部分150aを形成する積み重ねられた複数の円板
から部材を作ることによって形成される。それらの機能
は、長さが高度に切りそろえられ、かつ高度に配向され
た紡がれた繊維のストランドのように流れる小さな流れ
を生むように、それらが十分に小さく形成できるという
事実に起因する。これらの条件は溶融物から合成繊維を
紡ぐのに使用される条件に近似させられる。使用時に、
押出し成形用金型100を材料が通過する時、小さな多数
の押出しストランドが形成される。それらの押出しスト
ランドは金型100の部分120内に集められ、丈夫な製品を
与えるように材料の流れの別の部分と結合される。
材料の配向は溝260内で形成されるため、最終製品内
における分子又は繊維又は両者の配向は同じ規模を持つ
が、その方向は製品の厚さ内で複数のストランドがどの
ように配置されたかによる。これは、内側部材150が回
転しているとき、材料のストランドを内側部材150から
接線方向に出るようにさせることによって達成される。
図12,13を参照すると、複数の溝260の断面配置が示さ
れている。複数の溝260は、溶融物の通路を拡げるよう
にそれらの長さにわたって湾曲されている。しかしなが
ら、溝は別の形状も可能である。図14は代わりの溝の形
状を示しており、複数の溝はそれらの長さにわたって真
っ直ぐであることがわかる。そのような配置は、図12,1
3に示された湾曲形状よりも容易に機械製造できるが、
溝の長さは若干短くなる。複数の直線溝は、複数の湾曲
溝260とほとんど同様に、材料を押出して丈夫な製品を
生産するのに効果的である。材料の配向されたストラン
ドの最終的な方向は、軸線に垂直な平面において半径及
び軸線に対して所定の角度をなし、部材150の回転速度
及び出口の方向によって制御される方向に積極的に置き
換えられることによって決定される。
部材150の意図された回転方向は、複数の溝の螺旋の
方向を決定し、逆の場合も同様である。使用時に、組立
体100全体は、押出し製造工業において実施されている
通常の方法で、その最も外の表面が加熱される。押し出
される材料は溶融物として供給され、押出し機又は溶融
物を準備する別の手段から供給される。材料は、例えば
繊維及び重合体溶融物の混合物や、押し出されるべき別
の流体を含んでもよい。溶融物は高い圧力で入口部130
を通って現れ、それから入口部130における流路310を通
って部材140,150間の配向制御部110における隙間200内
に流れ込む。材料のいくらかは複数の穴230内に流れ込
み、いくらかは隙間を通って軸方向に流れる。複数の穴
230を通って流れる材料の一部は、押出し成形圧によっ
て複数の溝260に押しやられ、微小量の材料は隙間260に
押しやられる。隙間200,210及び複数の溝260を通過する
材料の３つの部分すべては、押出し成形用金型100の部
分120において再度一体になる。材料はそれから押出し
成形品の形状を形成する環状の隙間340を流れる。先に
述べたように、隙間200の調整により、上記したように
金型100のさまざまの部分を通って流れる押出し成形用
材料の割合の制御が可能になる。
ギャップ200を通り、部材150内を流れる材料の一部は
回転部材150の回転方向に剪断力を受ける。これは分子
及び繊維（存在する場合）を、押出し成形管またはパイ
プの周方向（接線方向）に配向させる。
溝260を通って流れる材料はギャップ210中にストラン
ドのようになって現れ、溝内で実質的な剪断流れに晒さ
れて、相当量にわたって配向する。溝260から退出する
とき、各ストランドは部材150の縁部において螺旋の方
向を定められ、それは内側部材150の圧力に比例する速
度と回転による速度との和に相当する相対速度を有す
る。これは環状ギャップ340内において部材150に部分的
に接する方向にストランドを配置させ、かつ標準的な方
法を使用して演算可能なXY平面内の所定の角度で部分的
に半径方向に配向させる。その後、材料はギャップ210
からの流れと出会うことにより主に静止部分120におい
て軸方向成分を獲得する。溝が金型100の軸線と垂直な
平面内に形成されている場合、所望の方向の速度成分の
このような組み合わせによりそれらの配向が位置付けら
れるので、分子はほぼ接線方向及び半径方向に一般には
配向して、パイプの強度に著しく寄与する。溝が金型10
0の軸線と平行な平面上に位置する場合、それらは図16
に示すように、軸線に対して所定の角度をなしたままで
ある。これは金型100の軸線に垂直な平面上の溝の相対
回転速度による。
すべての場合に半径方向、接線方向及び軸方向の配向
成分が存在する。半径方向成分は剪断強度を改善し、接
線方向成分は周方向の強度を改良し、軸方向成分は軸方
向の強度を改良する。３つの流れ及び操作パラメータ
（すなわち、回転速度、押出し成形圧、ギャップの相対
的な大きさ並びに部材150及びその副次的部分150a,150b
の相対的な長さ、金型100の他の部分の長さなど）を調
節することによって、３つの成分すべての相対的な大き
さを制御可能である。
図16,17は部材150の各種の部分において溝260の配向
がどのように変更可能であるかを示す。
図14を参照すると、各種の代替用断面を有する溝が示
されている。断面形状が円形、矩形あるいは他の適当な
形状でも良いことは明かであろう。
図20を参照すると、本発明の押出し成形装置が示さ
れ、その内側部材150は連続する繊維の連続的な送りを
許容するために後部に向かって開口されている。これら
は部材150と同一速度で回転されているキャリア610から
供給される。繊維は図20ab及び20bに示すゴム製シール
を介して回転部材によってガイドされる。調整可能なギ
ャップ内の圧力により、シールのゴムが繊維の回りをシ
ールするために矢印方向に押される。この種の内側部材
150は先に記載した本発明の実施例と組み合わせ可能で
あり、それにより、連続的に強化された押出し成形片を
提供することができる。軸方向の流れに対する抗力及び
繊維の回転運動により、パイプの厚さのいたるところに
各種の深さで螺旋構造が生成される。押し出されたパイ
プ自体は部材150の代わりに回転される。これは前部及
びロータが繊維供給装置全体を回転させるという複雑さ
を回避するためにその役割を入れ換えるように設計する
ことも可能であることを意味する。
図11から20に示される装置は軸方向、半径方向及び角
方向に制御されるべき押出し成形片内における分子また
は繊維の配向を許容するものである。得られる中空片は
その部分が押出し成形工程中に被る内圧または外圧ある
いはそれらの組み合わせ圧によって発生する応力に耐え
ることができる。
従って、得られる中空片は連続的であり、３次元空間
中の所望の角度に沿って分子及び繊維が配向した継ぎ目
のないものである。
図21から26は配向制御部の別の構成を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エル―ソブキー、ホーバブ イギリス国 エム60 １キューディー マンチェスター ピー オー ボックス ナンバー88 ユーエムアイエスティー メカニカル エンジニアリング デパ ートメント (56)参考文献 特開 平１−304924（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−19166（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 47/00 - 47/96

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】プラスチック材料と、その内部にプラスチ
    ック材料を強化するための繊維及び分子の少なくともい
    ずれか一方を含む複合プラスチック材料を、押出し方向
    に沿って押出して、前記複合プラスチック材料を成形
    し、かつ、プラスチック材料に含まれる繊維及び分子の
    少なくともいずれか一方を配向させるための押出し成形
    装置であって、 入口部と、 押出し方向に沿って延びる軸線を有するとともに、空間
    を画定する第一の表面を有する外側部材を備えた配向制
    御部と、 前記外側部材と同軸上に位置するように前記空間内に配
    置され、前記外側部材の表面から離間する第二の表面を
    有する内側部材と を備えた押出し成形装置において、 内側及び外側部材の少なくとも一方が中空通路を画定す
    る溝構造を備え、 少なくとも一方の部材がその軸線の周りに回動可能であ
    り、 内側部材及び外側部材は前記第一の表面及び第二の表面
    が互いに半径方向に離間するように配置されており、 前記複合プラスチック材料は入口部を介して配向制御部
    に導入され、 前記繊維及び分子の少なくともいずれか一方は、プラス
    チック材料内に含ませられる間、及び、複合プラスチッ
    ク材料が押出し成形装置から押し出される前において前
    記配向制御部を通過する間に配向され、 前記内側部材は中空であり、前記溝構造は複数の分離し
    た溝を含み、それらの中心線は一平面上に配置されると
    ともに、内側部材の外面から内面に向かって延びている
    ことを特徴とする押出し成形装置。
  2. 【請求項２】前記溝構造は前記各部材の長さに沿って螺
    旋状に延びるとともに、各部材の表面上に形成されたラ
    ンドによって軸方向に分離された単一の溝を備え、前記
    内側及び外側部材は前記第一及び第二の表面が互いに半
    径方向に離間するように配置されている請求項１に記載
    の装置。
  3. 【請求項３】前記各部材の長さに沿ってほぼ一定の大き
    さの環状空間を有する請求項１または２に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記内側及び外側部材の分離状況は前記部
    材の長さに沿って変化している請求項１または２に記載
    の装置。
  5. 【請求項５】前記溝構造の断面寸法はその溝構造の長さ
    に沿って変化している請求項１から４のいずれか一項に
    記載の装置。
  6. 【請求項６】前記溝は前記内側及び外側部材の少なくと
    も一方の内部に形成され、適宜の断面形状を有する請求
    項１から５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 【請求項７】前記溝は平行な複数の平面上において、前
    記内側部材の長さに沿って離間して配置され、各平面は
    一つ以上の溝を含む請求項１に記載の装置。
  8. 【請求項８】前記配向制御部の下流に配置された出口部
    と、 前記外側部材とほぼ同軸上に位置する固定の外側出口部
    材と、 ほぼ円筒状の空間を画定し、前記外側出口部材とほぼ同
    軸上に配置されるとともに前記外側及び内側部材との間
    にほぼ環状の空間を形成するほぼ円筒状の固定された内
    側出口部材と をさらに含む請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装
    置。
  9. 【請求項９】繊維及び分子の少なくともいずれか一方を
    含有するプラスチック材料から形成された複合プラスチ
    ック材料を押し出して中空の押出し成形片を成形する方
    法であって、 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の押出し成形装置
    に、その押出し成形装置の入口部を介して前記プラスチ
    ック材料を移送することを含む方法。
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