JP2000296548A - 異なる材料から製造される中空体の製造のための装置、及び関連する方法 - Google Patents

異なる材料から製造される中空体の製造のための装置、及び関連する方法

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JP2000296548A JP2000097807A JP2000097807A JP2000296548A JP 2000296548 A JP2000296548 A JP 2000296548A JP 2000097807 A JP2000097807 A JP 2000097807A JP 2000097807 A JP2000097807 A JP 2000097807A JP 2000296548 A JP2000296548 A JP 2000296548A
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Mauro Minola
ミノラ マウロ
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型寸法で安価で応用範囲の広く且つ製造が
簡単な、異なる材料から製造される中空体の製造のため
の装置を提供し、更に効果的で単純で速く且つ安価な、
異なる材料から製造される中空体の製造のための方法を
提供する。 【解決手段】 本発明による装置が、それを通り固体の
プラスチック材料が導入される供給ユニット（２）と、
プラスチック材料を固体から半固体に変える少なくとも
２基の回転する可塑化スクリュー（４）及び可塑化され
た材料のための少なくとも２基の貯留チャンバー（１
１）を具備する可塑化ユニットと、該貯留チャンバーか
ら流入する半固体のプラスチック材料を、中空体又はパ
リソンを形成するように共有押出し成形する少なくとも
１基の押出し成形ヘッド（５）とを具備する。該可塑化
スクリューが、軸方向に動くことができるので、プラス
チック材料を該貯留チャンバーから該押出し成形ヘッド
へ押し出す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、異な
る材料から製造される中空体の製造のための装置及び方
法に関する。特には、それは、間欠的な共有押出し成形
のための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来技術】一般的にペレット状の固体のプラスチック
材料は、押出し機に導入されて、そこで可塑化スクリュ
ーにより可塑化される。半固体状態の可塑化された材料
は、押出しヘッドを流れて通過し、そこでそれは一般的
にパリソンと呼ばれる管状の形状に形成される。パリソ
ンはプレスのプラテン（圧盤）に設置される金型内に入
れられる。金型内で半固体のパリソンは、圧縮空気によ
り吹き込まれて、金型壁に接触し、金型の形状に成形さ
れる。製作された製品は、最終的に冷却され、金型から
取り出され、売買する前に仕上げられる。
【０００３】パリソンは、様々な種類の容器を製造する
ために使用することが可能であり、例えば、光学的又は
医学的な液体用の瓶の様な小型の容器、又は１０００Ｌ
（リットル）容量までの工業梱包用の大型の容器、又は
飲料物や個人用手入れ製品用の瓶の様な大量消費製品用
容器、あるいはそれらは、例えば、自動車産業で使用さ
れる製品等の製造技術製品用として使用することが出来
る。
【０００４】貯留ヘッドを有する間欠式押出し機及び連
続式押出し機の、一般的に２種類の異なる押出し方法が
考えられる。連続式押出し機においては、パリソンは押
出しヘッドを通り連続的に押し出される。このプロセス
は、単純且つ安価であり、特に感熱性高溶融強度材料か
ら製造される０．１から１０Ｌ（リットル）までの体積
の製品の製作に適している。
【０００５】そのプロセスは、自重により変形又は破損
する可能性のある低溶融強度材料から製作される大型の
パリソンには適していない。これらの問題を解決するた
めに、貯留ヘッドを有する間欠式押出しプロセスが使用
されており、そのプロセスにおいて、可塑化される材料
は、押出しヘッド内の貯留チャンバーに貯留される。必
要量のプラスチック材料が貯留された時に、それは油圧
プランジャーにより、貯留チャンバーから短時間で吐出
される。この方法により、低溶融強度材料と同様に、よ
り大量の材料の処理が可能である。貯留ヘッドを有する
間欠式押出し機は複雑で高価である。
【０００６】幾つかの場合において、製品の局部的な場
所にそれらの特有の特性を利用するために、異なる材料
を同じ製品（意味はまた、同じ化学的性質の材料である
が、異なる添加剤を有するもの、例えば、純粋な材料と
着色された同じ材料）に使用することは有用である。こ
の場合において、共有押出し成形プロセスが適用され
る。材料が製品の厚みの方向に層を形成する場合は、ラ
ジアル共有押出し成形、そして材料が長手方向軸に沿っ
て変化する場合は、シークエンシャル共有押出し成形と
呼ばれる。
【０００７】ラジアル共有押出し成形は、一般的に連続
的なプロセスであり、低溶融強度材料又は重い製品につ
いて、上記した欠点を保持する。押出し機の始動及び停
止の遅れは、通常のパリソンの長さとの比較において、
材料の間の移行区域を過度に長くする可能性があるの
で、シークエンシャル共有押出しは、反対に、連続的な
装置としては稼動できない。他方で、ラジアル共有押出
し成形用の貯留ヘッドは、非常に高価で且つ複雑であ
り、非常に大型の製品用としてのみに適しており、これ
に対してシークエンシャル共有押出し成形用の貯留ヘッ
ドは大きな設計及び努力の成果の実現を暗示すると考え
られる。
【０００８】一般的に、これらの場合において、例え
ば、最も最近の先行技術である特許ＤＥ４４２３３８１
記述される様な前貯留部を有する間欠システムを使用す
る。図４及び特許ＤＥ４４２３３８１を参照すると、２
つの異なるプラスチック材料ＡとＢが、２基の個別の押
出し機１０４と１０５に導入されており、そこでは材料
は、可塑化スクリュー自体の軸の周りを回転する押出し
機のそれぞれの可塑化スクリューにより可塑化される。
可塑化される材料ＡとＢは、２基の個別の前貯留チャン
バー１０２と１０３にそれぞれ貯留される。チャンバー
１０２と１０３内に貯留された可塑化される材料ＡとＢ
は、それぞれの油圧プランジャー１０８と１０９により
排出され、一般的な共有押出し成形ヘッド１０１に射出
される。適切な制御システムを使用することにより、一
つずつ及び同時の両方で材料を押し出すことによりあら
ゆる種類のシークエンスを設定することが、基本的に可
能である。最後に、所定の前形状を形成するために、共
有押出し成形ヘッド１０１から押し出される材料は、金
型１１０内に導入される。
【０００９】記述した解決方法には、しかし幾つかの欠
点がある。 ・前貯留チャンバー１０２と１０３は、扱いにくく且つ
高価であるので、装置の容積及び価格は、製造される製
品の寸法に比較して過度なものである。 ・前貯留チャンバー１０２と１０３は材料の滞留区域に
なる、従って、材料の種類又は色を変更する間におい
て、前貯留チャンバー全体の清掃が必要な場合に、多く
の時間と材料の浪費が回避できない。 ・押出し機は連続的に稼動するので、材料の貯留及び排
出は完全に分離しない、特に材料間の非常に短い移行区
域が必要な場合に、これは材料の排出手順を綿密に管理
することが困難になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、小型
寸法で安価で応用範囲の広く且つ製造が簡単な、異なる
材料から製造される中空体の製造のための装置を提供す
ることにより上記の欠点を排除することである。これと
は別の本発明の目的は、効果的で単純で速く且つ安価
な、異なる材料から製造される中空体の製造のための方
法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】これらの目的は、記載す
る独立請求項１と７のそれぞれに記載される装置と方法
の特徴を有する本発明により達成される。本発明の好適
な実施の形態は、従属請求項より明白である。本発明に
従い、異なる材料から製造される中空体の製造のための
装置は、射出ユニットの機能を有する単一の構成要素を
具備する。射出ユニットは、可塑化される材料の可塑化
と貯留の機能を交互に実行し、貯留され可塑化された材
料を共有押出し成形ヘッドに排出する機能を実行する。
【００１２】射出ユニットの内部で、プラスチック材料
の貯留フェーズの期間中に、可塑化スクリュー自体の軸
の周りを回転する一方で、可塑化スクリューは後方へ動
いて、可塑化された材料により充填される貯留チャンバ
ーを形成する。必要量の材料が、貯留チャンバーに貯留
されると、可塑化スクリューは回転と後方への動きを停
止し、その後前方へ動き可塑化された材料を押出しヘッ
ドに押し込む。言い換えれば、可塑化スクリューは、従
来技術の装置の前貯留チャンバーのプランジャーの機能
を実行する往復動するスクリューの様に作用しており、
従って可塑化ユニットは射出ユニットの様に作用する。
【００１３】適切な制御システムにより、往復動するス
クリューの動きのあらゆるシークエンスを設定すること
が可能である。従って、共有押出しされる全ての材料に
ついてこれらの装置の１つを使用することにより、製品
内にあらゆる材料を配合することが可能である。更に、
保持圧力をかけることが出来ることにより、別の材料の
押出し期間中に材料が逆流することを回避する。
【００１４】前貯留チャンバー及び関連するプランジャ
ーの排除により、本発明による装置は従来技術の装置に
関して幾つかの利点を示す。別個の前貯留チャンバーに
よる解決方法と比較すると、本発明による装置は、構成
要素がより少ないので、より単純でより小さく、更にま
たより安価である。
【００１５】更に、もし射出ユニット及び共有押出し成
形ヘッドが、流体力学的な観点から適切に設計されるな
らば、生産及び材料交換期間中に、古い材料の形跡のあ
る装置を清掃するために必要な時間は、従来技術の装置
が必要とするものより、かなり少ないものである。上記
の利点に加えて、本発明による装置は、非常に用途範囲
が広く、異なる種類の生産に適合する。純粋に明確にす
るために、幾つかの適用例を次に記述する。
【００１６】車の換気ダクトにおいて、ダクトの末端部
は接続部を固定するために特定の剛性を保有することが
必要であり、一方でダクトの中央区域は柔軟で変形可能
である必要がある。本発明の装置は、シークエンシャル
共有押出し成形により、数センチメーター長さの２材料
間の移行区域を有しており、末端部で使用されるものよ
り柔らかい材料を有するダクトの中央部分を実現でき
る。
【００１７】車の換気ダクトの同じ用途に関して、内部
を流れる空気の乱流を回避するために、ダクトの内面は
非常に滑らかである必要があり、この滑らかさは硬い材
料によってのみ得ることが出来る。本発明の装置は、外
面よりも硬い材料の内面を有するラジアル共有押出し成
形によるダクトを実現できる。本発明のこれとは別の特
徴は、添付図面に図示される純粋に典型的で且つ制限さ
れないそれの実施の形態を参照すると共に、次の詳細な
説明によりより明確になると考える。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１〜３により、本発明による異
なる材料から製造される中空体の製造のための装置を説
明する。全体で番号１により指示される本装置は、供給
ユニット、可塑化ユニット、押出しユニット及びブロー
（吹込み）ユニットを具備する。供給ユニットは、一般
的に固体ペレット状のプラスチック材料の導入のために
頂部が開いているファンネル（漏斗）形状の２基のホッ
パー２を具備する。ホッパー２は、材料を２基の押出し
ユニット３にそれぞれ供給する。各射出ユニット３は、
実際には、中空の円筒体で製作されており、装置の構造
１００に固定されていてロッド２１によりプラテン（圧
盤）２２に連結されるフレーム２０に連結される。射出
ユニット３は可塑化ユニットである。
【００１９】図３に示すように、射出ユニット３内に、
それぞれの可塑化スクリュー４が回転可能に設置され
る。各可塑化スクリュー４は、モーター２３によりそれ
自身の軸の周りを回転できる。スクリュー４の回転によ
り、固体から半固体に変わるプラスチック材料は可塑化
出来る。可塑化スクリュー４は、軸方向に動くことが可
能であり、装置の油圧プラントに連結する２基の油圧ア
クチュエータ１０により操作される。各アクチュエータ
１０は、装置のそれぞれのプラテン２２に固定されるシ
リンダー及びそれぞれの可塑化スクリュー４に連結する
ピストンを具備する。この方法では、可塑化スクリュー
４は、プラスチック材料を押出しユニット内に押し込む
ためのプランジャーとして作用する。
【００２０】ペレット状のプラスチック材料がホッパー
２に導入される時である供給時において、各可塑化スク
リュー４は後方へ動く、一方でそれ自身の軸の周りを回
転しており、可塑化された材料により充填されて貯留チ
ャンバーとして機能する図３に示すチャンバー１１を形
成する。必要量の材料がチャンバー１１に貯留された場
合に、スクリュー４は回転と後方への動きを停止し、そ
の後前方へ動き、可塑化された材料を押出しユニット内
へ押し込む。
【００２１】押出しユニットは、シークエンシャル押出
し成形に適した単一の共有押出し成形ヘッド５により形
成される。共有押出し成形ヘッド５から押し出されるプ
ラスチック材料は、パリソンと呼ばれる中空体の形状を
形成しており、それはブローモールディング（吹き付け
成形）ユニット内に押し出される。それ自体が既知であ
る様に、ブローモールディングユニットは、２基の可動
なハーフモールド（半形金型）７が設置されており、そ
れぞれのシリンダー８により駆動されるプレス６を具備
する。パリソンは、２基のハーフモールド７内に囲まれ
ており、圧縮空気が吹き込まれるので、パリソンは膨張
し、金型の壁の形状に形成される。それに引き続いて、
吹き込み成形された製品は、冷却され、取り出され更に
仕上げられる。
【００２２】アクチュエータ１０に作用する適切な制御
システムが具備されるので、可塑化スクリュー４の動き
を調整する。この制御システムにより、スクリュー４の
あらゆる駆動及び停止シークエンスが設定できる。もし
２種の異なるプラスチック材料ＡとＢが、２基のホッパ
ー２内で使用される場合に、押出しヘッド５から吐出さ
れるパリソン内の材料ＡとＢのあらゆる配合、更に最終
的には、完成製品においても材料ＡとＢの同じ配合を得
ることが可能である。
【００２３】貯留チャンバー１１において、更に、保持
圧力をかけることが出来るので、他方が押し出される間
に一方の貯留された材料の逆流を回避する。上記の説明
は２基の可塑化スクリューとそれぞれの貯留チャンバー
を有する装置について説明しているが、本発明がより多
くの可塑化スクリューを有する装置に拡張出来ることは
明白である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の装置の側面図である。
【図２】図２は、図１の装置の頂面図である。
【図３】図３は、図１の装置の供給、可塑化及び押出し
アセンブリの図式的な不等角投影図であり、それでは１
基の射出ユニットが可塑化スクリューと貯留チャンバー
を示すため展開して示されている。
【図４】図４は、従来技術による装置の基本部の図式的
な図面である。
【符号の説明】
１…本装置 ２…ホッパー ３…押出し（射出）ユニット ４…可塑化スクリュー ５…共有押出し成形ヘッド ６…プレス ７…ハーフモールド ８…シリンダー １０…油圧アクチュエータ １１…貯留チャンバー ２０…フレーム ２１…ロッド ２２…プラテン（圧盤） ２３…モーター １００…構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マウロ ミノラ イタリア国，27029 ビジェバーノ パビ ア，ビア ペラーニ 10 (72)発明者 アンドレア マッチェッタ イタリア国，20136 ミラノ，ビアーレ ジャン ガレアッツォ ８

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 異なる材料から製造される中空体の製造
    のための装置において、装置が、 それを通り固体のプラスチック材料が導入される供給ユ
    ニット（２）と、 プラスチック材料を固体から半固体に変える少なくとも
    ２基の回転する可塑化スクリュー（４）、及び半固体の
    可塑化された材料のための少なくとも２基の貯留チャン
    バー（１１）を具備する可塑化ユニットと、 該貯留チャンバー（１１）から流入する半固体のプラス
    チック材料を、中空体又はパリソンを形成するように共
    有押出し成形する少なくとも１基の押出し成形ヘッド
    （５）と、を具備する装置であって、 該可塑化スクリュー（４）が、軸方向に動くことができ
    るので、プラスチック材料を該貯留チャンバー（１１）
    から該押出し成形ヘッド（５）へ押し出すことを特徴と
    する異なる材料から製造される中空体の製造のための装
    置。
  2. 【請求項２】 該貯留チャンバー（１１）が、それぞれ
    の可塑化スクリュー（４）のチャンバー内に形成されて
    おり、該スクリュー（４）の回転と軸方向に後方への動
    きにより充填されることを特徴とする請求項１に記載の
    装置。
  3. 【請求項３】 該押出しスクリュー（４）が、それぞれ
    の油圧又は空圧アクチュエータ（１０）により軸方向に
    動かされることを特徴とする請求項１又は２に記載の装
    置。
  4. 【請求項４】 該アクチュエータ（１０）が、装置の構
    造に固定されるそれぞれのシリンダーと、可塑化スクリ
    ュー（４）に連結される対応するピストンとを具備する
    ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
  5. 【請求項５】 該アクチュエータ（１０）が、中空体に
    おけるあらゆる材料の配合をプログラムすることが出来
    る制御システムにより先導されることを特徴とする請求
    項３又は４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 該少なくとも２基の貯留チャンバー（１
    １）が、押し出し成形中において、貯留されたプラスチ
    ック材料の逆流を回避するために、保持圧力により保持
    されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項
    に記載の装置。
  7. 【請求項７】 異なる材料から製造される中空体の製造
    のための方法において、この方法が、 固体のプラスチック材料を装置の１基の供給ユニット
    （２）に供給すること、 少なくとも２基の可塑化スクリュー（４）が、それ自体
    の軸の周りに回転することにより、プラスチック材料を
    可塑化すること、 半固体の可塑化された材料を少なくとも２基の貯留チャ
    ンバー（１１）内に貯留すること、 中空体又はパリソンを形成するために、少なくとも２基
    の該貯留チャンバー（１１）から共有押出し成形ヘッド
    （５）内へ可塑化された材料を射出すること、 の各手順を具備する方法であって、 該可塑化スクリュー（４）の軸方向への動きにより、可
    塑化された材料の押出し成形ヘッドへの該射出が達成で
    きることを特徴とする異なる材料から製造される中空体
    の製造のための方法。
  8. 【請求項８】 可塑化の手順において、該可塑化スクリ
    ュー（４）が、スクリュー（４）の筒状体部により形成
    される該貯留チャンバー（１１）を充填できるように、
    スクリュー自体の軸の周りを回転する一方で、軸方向に
    後方への動くことを特徴とする請求項７に記載の方法。
JP2000097807A 1999-03-30 2000-03-30 異なる材料から製造される中空体の製造のための装置、及び関連する方法 Pending JP2000296548A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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