JP6710593B2 - 押出成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、長尺成形品を押出成形する際に用いられる押出成形用金型に関する。

従来より、超高分子量ポリエチレン（UHMW−PE）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、ポリイミドなどの合成樹脂を連続して成形する方法として、例えば特許文献１〜３に書かれているようなラム押出成形がある。

上述したラム押出成形では、押出機と連結した金型内に形成された樹脂通路において、加熱領域で溶融した樹脂が冷却領域を通過する。その際、溶融樹脂は、表面固化領域（冷却領域上流側の領域であって樹脂の表面のみが固化した領域）、完全固化領域（冷却領域下流側の領域であって樹脂の内部まで固化した領域）を経て、順次固化して連続的な成形品が形成される。

特開平６−１５５５５３号公報 特開平１０−１９３４３３号公報 特許第５０８７６２１号公報

ところで、上述のようにして形成される押出成形品のなかには、切削などの後加工によって所定の寸法や外観性状を整えることが困難なものもある（例えば、Ｔ字状又はＵ字状の断面形状を有する異形押出成形品など）。この場合、成形によって形成された寸法及び外観性状がそのまま製品の寸法及び外観性状となるため、高度な寸法精度や外観品質が必要になる。

上述のように良好な寸法精度及び外観品質を得るには、樹脂が冷却されて固化する際の収縮を小さくすることが重要であり、そうするためには、表面固化領域において内部樹脂圧が大きくなるように保圧することが必要となる。

この点につき、例えば、金型の樹脂通路を長くしたり、或いは成形条件（シリンダー温度、押出温度、金型温度、冷却水温度、冷却水水量等）を調整して樹脂通路と表面固化後の樹脂との間の摺動抵抗を大きくすることで、表面固化領域において内部樹脂を保圧することが考えらえる。しかしながら、金型の樹脂通路を長くすると金型が大きくなり、コスト面、設置スペースの観点において好ましくない。また、成形条件を調整することにより摺動抵抗を大きくしようとした場合、その制御が難しい。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、所望の寸法精度及び外観性状を有する押出成形品を比較的容易に形成可能な押出成形用金型であって、コスト面及び設置スペースの観点において優れた押出成形用金型を提供することである。

（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る押出成形用金型は、上型及び下型を備え、前記上型及び前記下型が互いに型締めされた状態で押出機によって押し出された溶融樹脂が通過する樹脂通路が形成され、当該溶融樹脂が冷却されて前記樹脂通路の下流端に形成された樹脂通路出口から外部へ流出することにより長尺状樹脂部材が形成される押出成形用金型であって、前記上型及び前記下型は、前記押出機によって押し出された前記溶融樹脂が加熱される領域である加熱領域と、前記加熱領域を通過した後の前記溶融樹脂が冷却される冷却領域と、を含み、前記樹脂通路における前記樹脂通路出口側の部分において、前記上型及び前記下型のうちの一方の金型に対して進退可能に設けられ、前記樹脂通路における前記樹脂通路出口側の部分を通過する前記長尺状樹脂部材を、該長尺状樹脂部材の進行方向に交わる方向に向かって押圧する押圧部、を更に備えている。

この構成では、押出機によって押し出された溶融樹脂が樹脂通路を通過しつつ、該樹脂通路の下流側に設けられた冷却領域によって冷却されて固化されることにより、長尺状樹脂部材が形成される。このようにして形成された長尺状樹脂部材は、樹脂通路出口から順次流出され、所望の長さに切断されることにより、押出成形品が生成される。

また、この構成では、上型及び下型のうちの一方の金型に設けられた押圧部が、樹脂通路における樹脂通路出口側の部分を通過する長尺状樹脂部材に押圧されることにより、冷却領域下流側（樹脂通路出口側）を通過する樹脂部材に対して摩擦力を付与できる。そうすると、当該樹脂部材が樹脂通路を通過する際の摩擦力が大きくなるため、冷却領域の上流側を通過する樹脂部材（表面が固化されて内部が溶融状態となっている樹脂部材）の内部樹脂圧が大きくなる。これにより、内部樹脂が冷却されて固化される際に大きく収縮してしまうことを抑制できる。

そして、この構成によれば、長尺状樹脂部材が樹脂通路と通過する際の摩擦力を大きくするために樹脂通路を長くする必要がないため、金型の大型化及び高コスト化を抑制できる。更に、この構成によれば、押圧部が設けられた方の金型に対して該押圧部を進退させることにより、長尺状樹脂部材が樹脂通路を通過する際の摩擦力を容易に調整することができる。

従って、この構成によれば、所望の寸法精度及び外観性状を有する押出成形品を比較的容易に形成可能な押出成形用金型であって、コスト面及び設置スペースの観点において優れた押出成形用金型を提供できる。

（２）好ましくは、前記一方の金型としての押圧部側金型には、貫通孔が形成され、前記押圧部は、前記貫通孔に挿入される棒状部である。

この構成では、樹脂通路の下流側を通過する長尺状樹脂部材に摩擦力を付与するための押圧部を、全体的な形状が棒状に形成された棒状部で構成することができるため、押圧部の構成を簡素化できる。

（３）更に好ましくは、前記棒状部は、先端部分が前記長尺状樹脂部材を押圧可能なように、前記貫通孔に対して進退するブレーキピンと、前記貫通孔に形成された雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が形成され、先端部分で前記ブレーキピンを前記長尺用樹脂部材側へ押圧する押しボルトと、を有している。

この構成では、押しボルトを締め込んでブレーキピンに向かって進出させたり、押しボルトを緩めてブレーキピンから後退させたりすることで、樹脂通路を通過する長尺状樹脂部材に対するブレーキピンの押圧力を容易に調整することができる。

（４）好ましくは、前記棒状部は、前記長尺状樹脂部材の進行方向に対して垂直な方向に沿って進退可能に設けられている。

この構成では、棒状部の押圧力を長尺状樹脂部材の進行方向に対して垂直な方向に加えることができるため、棒状部の押圧力が長尺状樹脂部材の進行方向に分散することなく、該押圧力を効率的に長尺状樹脂部材に伝達することができる。

（５）好ましくは、前記押圧部における前記長尺状樹脂部材を押圧する部分は、前記長尺状樹脂部材における平坦状の部分を押圧する。

例えば一例として、押圧部が長尺状樹脂部材における角部分を押圧する場合、押圧部による押圧力が安定的に長尺状樹脂部材に伝達されない場合がある。これに対して、この構成のように、押圧部が長尺状樹脂部材における平坦状の部分を押圧する構成とすることで、長尺状樹脂部材における所望の位置を押圧部によって確実に押圧することができる。そうすると、長尺状樹脂部材に対する押圧部の押圧力を安定化でき、ひいては長尺状樹脂部材の寸法精度及び外観性状を安定化できる。

（６）好ましくは、前記押出成形用金型には、複数の前記樹脂通路が形成され、該押出成形用金型は、それぞれが複数の前記樹脂通路のそれぞれに対応して設けられる複数の前記押圧部を更に備えている。

この構成では、各押圧部の押圧量を個別に調整することにより、複数の樹脂通路のそれぞれを進行する長尺状樹脂部材に対する摩擦力を個別に調整できる。これにより、各長尺状樹脂部材の寸法精度及び外観性状を個別に調整することができる。

本発明によると、所望の寸法精度及び外観性状を有する押出成形品を比較的容易に形成可能な押出成形用金型であって、コスト面及び設置スペースの観点において優れた押出成形用金型を提供できる。

押出機と、押出成形用金型と、これらによって成形された長尺状樹脂部材とを側方から視た模式図である。 長尺状樹脂部材の断面斜視図である。 押出成形用金型を上方から視た図である。 押出成形用金型を下方から視た図である。 図３のV-V線における断面図である。 図３のVI-VI線における断面図である。 実施例に係る押出成形用金型の断面図であって、図６に対応させて示す図である。 ブレーキピンの押圧量を条件１から条件４の間で変化させた場合の、各成形品の単位時間当たりの長さを示す表である。

以下では、本発明の実施形態に係る押出成形用金型１について説明する。図１は、押出機５０と、押出成形用金型１と、これらによって成形された長尺状樹脂部材５５とを側方から視た模式図である。

なお、以下で説明する各図において、説明の便宜上、前と記載された矢印が指示する方向を前側、前方、又は手前側と称し、後と記載された矢印が指示する方向を後側、後方、又は奥側と称し、右と記載された矢印が指示する方向を右側と称し、左と記載された矢印が指示する方向を左側と称し、上と記載された矢印が指示する方向を上側又は上方と称し、下と記載された矢印が指示する方向を下側又は下方と称する。

押出成形用金型１では、押出機５０のピストン５１（ラムとも呼ばれる）によって順次、押し出されたペレット状の樹脂材料Ｍが、押出機５０の可塑化シリンダー５２及び押出成形用金型１の加熱領域ＨＺによって加熱されて溶融されつつ、押出成形用金型１内に形成された樹脂通路１８を通過する。樹脂通路１８を通過する溶融樹脂は、押出成形用金型１の下流側に設けられた冷却領域ＣＺによって冷却されて固化される。これにより、一続きの長尺状樹脂部材５５が順次、形成される。この長尺状樹脂部材５５は、樹脂通路１８の樹脂通路出口１９から順次排出された後、所望の長さに切断されることにより、押出成形品が形成される。

［長尺状樹脂部材の形状］
図２は、長尺状樹脂部材５５の断面斜視図である。本実施形態に係る押出成形用金型１では、前後方向に細長い長尺状樹脂部材５５が形成される。長尺状樹脂部材５５は、図２に示すように、長手方向に垂直な断面が略Ｔ字状となるように形成された、いわゆる異形押出成形品である。長尺状樹脂部材５５は、下面５６ａが平坦状に形成された前後方向に延びる第１部分５６と、該第１部分５６の上面５６ｂにおける左右方向中央部を前後方向に延びる第２部分５７とを有し、これらが一体に形成されている。

［押出成形用金型の構成］
図３は、押出成形用金型１を上方から視た図である。また、図４は、押出成形用金型１を下方から視た図である。また、図５は、図３のV-V線における断面図であり、図６は、図３のVI-VI線における断面図である。

図３から図６を参照して、押出成形用金型１は、上型３及び下型４を有する金型本体部２と、複数の型締めボルト２７と、複数の面圧調整ボルト２８と、複数の棒状部２６とを有している。各棒状部２６は、押しボルト２９及びブレーキピン３０を有している。

［上型の構成］
上型３は、図５及び図６を参照して、上外型５及び上中型６を有している。

上外型５は、上型３における上側の部分として設けられている。上外型５は、図５を参照して、前後方向に長く且つ上下方向に所定の厚みを有するブロック状に形成された上外型本体部１１と、該上外型本体部１１における後側の部分からさらに後側に延びる延出部１２とを有し、これらが一体に形成されている。延出部１２は、後側から視た形状が、上側に膨らむ半円弧状に形成されている。延出部１２は、上型３及び下型４が互いに型締めされた状態において、詳しくは後述する下型４に形成された延出部３２とともに、押出機連結部２０を構成する。

上外型本体部１１の下側には、上中型６が嵌め込まれる凹部１１ａが形成されている。上中型６は、この凹部１１ａに嵌め込まれる。すなわち、上外型５及び上中型６は、入れ子構造となっている。

上外型本体部１１には、複数の型締めボルト用ネジ孔（図示省略）と、複数の面圧調整ボルト用ネジ孔（図示省略）とが形成されている。各ネジ孔は、上外型本体部１１を上下方向に貫通するネジ孔によって形成されている。

型締めボルト用ネジ孔は、図３を参照して、型締めボルト２７の位置に対応して３５個、形成されている。すなわち、型締めボルト用ネジ孔は、上外型本体部１１全体に亘って概ね均一的に（加熱領域ＨＺ及び冷却領域ＣＺの双方に亘って）形成されている。各型締めボルト用ネジ孔の内周面には、型締めボルト２７が螺合可能な雌ネジが形成されている。

面圧調整ボルト用ネジ孔は、図３を参照して、面圧調整ボルト２８に位置に対応して形成されている。すなわち、面圧調整ボルト用ネジ孔は、上外型本体部１１の加熱領域ＨＺと冷却領域ＣＺの一部に形成されている。各面圧調整ボルト用ネジ孔の内周面には、面圧調整ボルト２８が螺合可能な雌ネジが形成されている。

また、図５を参照して、上外型本体部１１の冷却領域ＣＺには、複数の（本実施形態の場合、３つの）冷却水管１６が形成されている。各冷却水管１６は、上外型本体部１１の冷却領域ＣＺを左右方向に貫通する貫通孔によって形成されている。冷却水管１６には、冷却水が流れる。これにより、押出成形用金型１の加熱領域ＨＺから順次、搬送される溶融樹脂を冷却して固化することができる。

また、図５を参照して、上外型本体部１１の加熱領域ＨＺには、例えば金型用のヒーターで構成された加熱機構９が設けられている。これにより、押出成形用金型１の加熱領域ＨＺを流れる樹脂を溶融することができる。

上中型６は、図５を参照して、上外型５に形成された凹部１１ａに嵌め込まれる入れ子である。上中型６は、前後方向に長く且つ上下方向に所定の厚みを有するブロック状に形成された上中型本体部２１によって構成されている。

上中型本体部２１には、複数の型締めボルト用貫通孔（図示省略）が形成されている。型締めボルト用貫通孔は、図３における型締めボルト２７の位置に対応して形成されている。各型締めボルト用貫通孔２３は、上中型６が上外型５に嵌め込まれた状態において、上方から視て、各型締めボルト用ネジ孔と重なる位置に形成されている。各型締めボルト用貫通孔は、型締めボルト２７が挿通可能な大きさに形成されている。

［下型の構成］
下型４は、図５及び図６を参照して、下外型７及び下中型８を有している。下型４は、詳しくは後述する押圧部としての棒状部２６が設けられる押圧部側金型として設けられている。

下外型７は、下型４における下側の部分として設けられている。下外型７は、図５を参照して、前後方向に長く且つ上下方向に所定の厚みを有するブロック状に形成された下外型本体部３１と、該下外型本体部３１における後側の部分からさらに後側に延びる延出部３２とを有し、これらが一体に形成されている。延出部３２は、後側から視た形状が、下側に膨らむ半円弧状に形成されている。延出部３２は、上述したように、上型３及び下型４が互いに型締めされた状態において、上外型５に形成された延出部１２とともに、押出機連結部２０を構成する。押出機連結部２０の内側には、押出機５０によって押し出された溶融樹脂が通過する押出機側樹脂通路（図示省略）が形成されている。

下外型本体部３１の上側には、下中型８が嵌め込まれる凹部３１ａが形成されている。下中型８は、この凹部３１ａに嵌め込まれる。すなわち、下外型７及び下中型８は、上外型５及び上中型６と同様、入れ子構造となっている。

下外型本体部３１には、図４を参照して、複数の型締めボルト用ネジ孔３３と、複数の押しボルト用ネジ孔３４とが形成されている。各ネジ孔３３，３４は、下外型本体部３１を上下方向に貫通するネジ孔によって形成されている。なお、押しボルト用ネジ孔３４については、図４では図示を省略し、図５及び図６では図示している。

型締めボルト用ネジ孔３３は、図４に示すように、上外型本体部１１全体に亘って概ね均一的に（加熱領域ＨＺ及び冷却領域ＣＺの双方に亘って）形成されている。型締めボルト用ネジ孔３３は、上型３及び下型４が互いに型締めされた状態において、上下方向から視て、上外型本体部１１に形成された型締めボルト用ネジ孔が形成された位置に対応した位置に形成されている。各型締めボルト用ネジ孔の内周面には、型締めボルト２７が螺合可能な雌ネジが形成されている。

押しボルト用ネジ孔３４は、図４を参照して、押しボルト２９の位置に対応して形成されている貫通孔であって、その内周面には、押しボルト２９が螺合可能な雌ネジが形成されている。押しボルト用ネジ孔３４は、冷却領域ＣＺにおける樹脂通路出口１９付近に形成されている。押しボルト用ネジ孔３４は、本実施形態の場合、図６を参照して、左右方向に間隔を開けて４つ、形成されている。

また、図５を参照して、下外型本体部３１の冷却領域ＣＺには、複数の（本実施形態の場合、３つの）冷却水管３６が形成されている。各冷却水管３６は、下外型本体部３１の冷却領域ＣＺを左右方向に貫通する貫通孔によって形成されている。冷却水管３６には、冷却水が流れる。これにより、押出成形用金型１の加熱領域ＨＺから順次、搬送される溶融樹脂を冷却して固化することができる。

また、図５を参照して、下外型本体部３１の加熱領域ＨＺには、上外型本体部１１の場合と同様、金型用のヒーターで構成された加熱機構９が設けられている。これにより、押出成形用金型１の加熱領域ＨＺを流れる樹脂を溶融することができる。

下中型８は、図５を参照して、下外型７に形成された凹部３１ａに嵌め込まれる入れ子である。下中型８は、前後方向に長く且つ上下方向に所定の厚みを有するブロック状に形成された下中型本体部４１によって構成されている。

下中型本体部４１には、複数の型締めボルト用貫通孔（図示省略）と、複数のブレーキピン用貫通孔４４とが形成されている。各貫通孔は、下中型本体部４１を上下方向に貫通している。

型締めボルト用貫通孔は、図３における型締めボルト２７の位置に対応して形成されている。各型締めボルト用貫通孔は、上型３及び下型４が互いに型締めされた状態において、上下方向から視て、上外型本体部１１に形成された型締めボルト用ネジ孔が形成された位置に対応した位置に形成されている。下中型本体部４１に形成された型締めボルト用貫通孔は、上中型本体部２１に形成された型締めボルト用貫通孔の場合と同様、型締めボルト２７が挿通可能な大きさに形成されている。

ブレーキピン用貫通孔４４は、図４を参照して、押しボルト２９の位置に対応して形成されている。すなわち、ブレーキピン用貫通孔４４は、冷却領域ＣＺにおける樹脂通路出口１９付近に形成されている。ブレーキピン用貫通孔４４は、本実施形態の場合、左右方向に間隔を開けて４つ、形成されている。図６を参照して、各ブレーキピン用貫通孔４４は、上下方向から視て、対応する押しボルト用ネジ孔３４と重なる位置に形成されている。各ブレーキピン用貫通孔４４は、ブレーキピン３０が挿通可能な大きさに形成されている。

［樹脂通路の構成］
押出成形用金型１のＰＬ面（具体的には上型３の下面及び下型４の上面）には、図５等を参照して、樹脂通路１８が形成されている。樹脂通路１８は、上外型５及び下外型７のそれぞれに形成された溝状の部分により構成された上流側樹脂通路１８ａと、上中型６に形成された溝状の部分と下中型８の上面とにより構成された下流側樹脂通路１８ｂ（図５及び図６参照）と、を有している。なお、図５は、押出成形用金型の所定位置における縦断面図であるため、上流側樹脂通路１８ａが押出機５０側と連通していないようにも見えるが、実際には上流側樹脂通路１８ａは、押出機５０側の樹脂通路と連通している。

上流側樹脂通路１８ａは、上述した押出機側樹脂通路と、押出機側樹脂通路の下流端から分岐する４つの分岐路（図示省略）とを有している。

下流側樹脂通路１８ｂは、図６を参照して、上型３及び下型４が互いに型締めされた状態における上中型６及び下中型８の間に４つ、形成されている。各下流側樹脂通路１８ｂの上流端は、上流側樹脂通路１８ａの各分岐路の下流端に連通している。これにより、押出機５０から押し出された溶融樹脂が押出機側樹脂通路を流れた後、各分岐路に分岐し、当該各分岐路を流れた溶融樹脂が、各分岐路の下流端と連通する各下流側樹脂通路１８ｂを流れることとなる。

４つの下流側樹脂通路１８ｂは、互いに左右方向に間隔を開けて、前後方向に延びるように形成されている。各下流側樹脂通路１８ｂは、その断面形状が、該下流側樹脂通路１８ｂを通過しながら固化される長尺状樹脂部材５５の断面が図２に示す略Ｔ字状となるような形状に形成されている。図６を参照して、押出成形用金型１の左右方向に並ぶ各下流側樹脂通路１８ｂの下方には、各押しボルト２９及び各ブレーキピン３０が対応して配置されている。

［各ボルト及びブレーキピンの構成］
型締めボルト２７は、押出成形用金型１の型締めを行うためのボルトである。押出成形用金型１では、下型４に上型３が重ねられ、各型締めボルト用ネジ孔及び型締めボルト用貫通孔が上下方向に重なった状態で、型締めボルト２７が螺合される。これにより、押出成形用金型１の型締めが行われる。

面圧調整ボルト２８は、押出成形用金型１における上中型６と下中型８との間のＰＬ面（金型分割面）の面圧を調整するためのボルトである。具体的には、面圧調整ボルト２８は、下型４に上型３が重ねられた状態で、該面圧調整ボルト２８の先端部が上中型６を押圧するように、面圧調整ボルト用ネジ孔１４に螺合される。このとき、面圧調整ボルト２８の締め込み度合を調整することにより、上中型６と下中型８との間のＰＬ面の面圧を調整することができる。

押しボルト２９は、押しボルト用ネジ孔３４に螺合している。各押しボルト２９は、対応して設けられたブレーキピン３０を、その先端部分によって上方へ押圧するためのものである。各押しボルト２９は、図５及び図６に示すように、樹脂通路１８が延びる方向（すなわち、樹脂通路１８を通過する長尺状樹脂部材５５の進行方向）に対して垂直な方向となるように設けられている。

ブレーキピン３０は、ブレーキピン用貫通孔４４に挿通し、先端部分と反対側の部分（図６における下方側の部分）が押しボルト２９の先端部分によって支持されている。各ブレーキピン３０は、図５及び図６に示すように、押しボルト２９の場合と同様、樹脂通路１８を通過する長尺状樹脂部材５５の進行方向に対して垂直な方向となるように設けられている。

ブレーキピン３０は、その先端部分が下流側樹脂通路１８ｂに露出しており、該先端部分によって下流側樹脂通路１８ｂを通過する長尺状樹脂部材５５の下面５６ａ（図２参照）を押圧することができる。具体的には、押しボルト２９の締め込み量を調整することにより、ブレーキピン３０の長尺状樹脂部材５５に対する押圧力を調整することができる。なお、このように長尺状樹脂部材５５への押圧力を調整する理由については、長尺状樹脂部材５５の成形過程とともに、以下で詳しく説明する。

［長尺状樹脂部材の成形過程］
図１から図６を参照して、本実施形態に係る押出成形用金型１では、型締めボルト２７による上型３及び下型４の型締め、面圧調整ボルト２８による上中型６と下中型８との間の面圧調整、押しボルト２９の締め込み量（すなわち、樹脂通路１８を通過する長尺状樹脂部材５５に対する押しボルト２９の押圧力）、その他の成形条件（金型温度等）が適切に設定された後、押出機５０による樹脂材料Ｍの押し出しが行われる。ピストン５１によって押し出された樹脂材料Ｍは、加熱されて溶融されつつ、上流側樹脂通路１８ａ（すなわち、押出機側樹脂通路及び分岐路）を通過し、各分岐路の下流端から各下流側樹脂通路１８ｂへ流れ込む。

各下流側樹脂通路１８ｂへ流れ込んだ溶融樹脂は、加熱領域ＨＺに設けられた加熱機構９で加熱されつつ、冷却領域ＣＺへ流れ込む。冷却領域ＣＺにおける上流側の部分（表面固化領域）では、溶融樹脂が、冷却水管１６，３６を流れる冷却水によって冷却されることにより、下流側樹脂通路１８ｂを流れる溶融樹脂の表面部分が固化される。そして、冷却領域ＣＺにおける下流側の部分（完全固化領域）では、樹脂の内部についても固化される。これにより、樹脂の表面及び内部が固化された状態の長尺状樹脂部材５５が生成される。このように生成された長尺状樹脂部材５５は、樹脂通路出口１９から金型外部へ順次、排出される。

［ブレーキピンの機能について］
ところで、本実施形態に係る押出成形用金型１で生成される長尺状樹脂部材５５は、いわゆる異形押出成形品であり、丸棒状或いは板状の押出成形品と比べて形状が複雑であるため、押出成形後の後加工が非常に困難である。すなわち、異形押出成形品では、押出成形された寸法及び外観性状が、そのまま製品の寸法及び外観性状となる。

上述のように良好な寸法精度及び外観品質を得るには、溶融樹脂が冷却されて固化する際の収縮を小さくすることが重要であり、そうするためには、表面固化領域（樹脂通路１８における冷却領域ＣＺの上流側の部分）において内部樹脂圧が大きくなるように保圧することが必要となる。

この点につき、本実施形態に係る押出成形用金型１では、押しボルト２９の締め込み量を調整することにより、下流側樹脂通路１８ｂを通過する長尺状樹脂部材５５に対するブレーキピン３０の押圧力を調整することができる。例えば、図５及び図６を参照して、押しボルト２９を締め込むと、下流側樹脂通路１８ｂにおける樹脂通路出口１９側の部分を通過する長尺状樹脂部材５５に対するブレーキピン３０の押圧力が大きくなる。そうなると、長尺状樹脂部材５５が下流側樹脂通路１８ｂにおける表面固化領域を通過する際の摩擦力が大きくなる。これにより、表面固化領域において内部樹脂圧が大きくなるように保圧することが可能となる。このように、押しボルト２９の締め込み量を調整して、長尺状樹脂部材５５に対するブレーキピン３０の押圧力を調整することで、所望の寸法精度及び外観性状を有する長尺状樹脂部材５５を生成することができる。

［実施例］
次に、本発明の実施例に係る押出成形用金型について説明する。図７は、実施例に係る押出成形用金型１ａの断面図であって、図６に対応させて示す図である。

本実施例に係る押出成形用金型１ａは、上述した実施形態に係る押出成形用金型１と比べて、金型本体部２ａにおける上中型６ａの構成が異なっている。具体的には、上記実施形態の上中型６は、該上中型６によって形成される長尺状樹脂部材５５の横断面形状が略Ｔ字状となるよう、その横断面における下流側樹脂通路１８ｂ部分の形状が略Ｔ字状となっている。これに対して、本実施例の上中型６ａは、その横断面における下流側樹脂通路１８ｃ部分の形状が横長の矩形状となっている。

本実施例に係る押出成形用金型１ａにも、上記実施形態の場合と同様、４つの下流側樹脂通路１８ｃが形成されている。そして、本実施例でも、上記実施形態の場合と同様、各下流側樹脂通路１８ｃに対応して、押しボルト２９及びブレーキピン３０が設けられている。以下では、押しボルト２９によるブレーキピン３０の押圧量（すなわち、ブレーキピン３０による長尺状樹脂部材５５の押圧力）を個別に調整することにより、各長尺状樹脂部材の単位時間当たりの長さを同程度にできるか否かを検証した。なお、以下では、図７を参照して、４つの下流側樹脂通路１８ｃのそれぞれを、左側から順に、通路ＰＡ、通路ＰＢ、通路ＰＣ、及び通路ＰＤと称する。また、通路ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤを通じて生成される成形品のそれぞれを、成形品ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤと称する。

［評価方法］
可塑化シリンダーが約１６０度、金型の加熱領域が約１４０度の押出成形機にて、溶融した樹脂を４つの通路ＰＡ〜ＰＤのそれぞれに通過させ、冷却水によって冷却して固化させた。これにより、幅が１２ｍｍ、厚さが３ｍｍの成形品ＳＡ〜ＳＤを同時に成形した。

その際、最初は、ブレーキピン３０による成形品ＳＡ〜ＳＤの押圧は行わず、成形品ＳＡ〜ＳＤを４つの樹脂通路出口から同時に排出開始させ、一定時間経過したところで４本の成形品の同一箇所をマーキングし、その位置から成形品の先端までの長さを測定して、単位時間当たりの成形品長さのバラつきを確認した。その結果に基づき、押しボルト２９にてブレーキピン３０の押圧量を個別に調整して押出速度を変化させ、各成形品ＳＡ〜ＳＤの単位時間当たりの長さが同程度になるか否かを検証した。なお、樹脂としては、粉末状の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ−ＰＥ）を使用した。

［評価結果］
図８は、ブレーキピン３０の押圧量を条件１から条件４の間で変化させた場合の、各成形品ＳＡ〜ＳＤの単位時間当たりの長さを示す表である。図８における条件１では、ブレーキピン３０による成形品ＳＡ〜ＳＤの押圧は行っていない。条件２では、通路ＰＢ，ＰＣのブレーキピン３０のみを押圧した。条件３では、条件２に対して、通路ＰＢ，ＰＣのブレーキピン３０の押圧量をやや低減し且つ通路ＰＡ，ＰＤのブレーキピン３０を押圧した。条件４では、条件３に対して、通路ＰＢ，ＰＣのブレーキピン３０の押圧量を更に低減し且つ通路ＰＡ，ＰＤのブレーキピン３０の押圧量を更に大きくした。

条件１では、成形品ＳＢ，ＳＣの長さが成形品ＳＡ，ＳＤの長さよりも長かったため、条件２では、通路ＰＢ，ＰＣのブレーキピン３０のみを押圧することにより、４つの成形品ＳＡ〜ＳＤ全ての長さが同じとなるように試みた。その結果、図８を参照して、通路ＰＢ，ＰＣの押出速度が極端に低下してしまったため、成形品ＳＢ，ＳＣの長さが成形品ＳＡ，ＳＤの長さよりも極端に短くなってしまった。

条件３では、上述のように極端に短くなってしまった成形品ＳＢ，ＳＣの長さを成形品ＳＡ，ＳＤの長さに合わせるために、条件２に対して、通路ＰＢ，ＰＣのブレーキピン３０の押圧量をやや低減し且つ通路ＰＡ，ＰＤのブレーキピン３０を押圧した。その結果、図８に示すように、成形品ＳＢ，ＳＣの長さが、成形品ＳＡ，ＳＤの長さに近づいた。

条件４では、全成形品ＳＡ〜ＳＤの長さを更に揃えるために、条件３に対して、通路ＰＢ，ＰＣのブレーキピン３０の押圧量を更に低減し且つ通路ＰＡ，ＰＤのブレーキピン３０の押圧量を更に大きくした。その結果、図８に示すように、全成形品ＳＡ〜ＳＤの長さを概ね揃えることができた。

以上のように、本実施例に係る押出成形用金型１ａの各通路ＰＡ〜ＰＤに設けられたブレーキピン３０の押圧量を個別に調整することにより、各成形品ＳＡ〜ＳＤの単位時間当たりの長さを揃えることができることが確認できた。下流側樹脂通路の横断面形状が異なる押出成形用金型１についても、同様の効果が得られると考えられる。

なお、上述した条件４における各ブレーキピン３０の押圧量を更に微調整することにより、各成形品ＳＡ〜ＳＤの長さを更に揃えることも可能である。或いは、上述した条件２に対して、通路ＰＢ，ＰＣのブレーキピン３０の押圧量のみを調整することにより、各成形品ＳＡ〜ＳＤの長さを更に揃えることも可能である。

［効果］
以上説明したように、上記実施形態に係る押出成形用金型１では、押出機５０によって押し出された溶融樹脂が樹脂通路１８を通過しつつ、該樹脂通路１８の下流側に設けられた冷却領域ＣＺによって冷却されて固化されることにより、長尺状樹脂部材５５が形成される。このようにして形成された長尺状樹脂部材５５は、樹脂通路出口１９から順次流出され、所望の長さに切断されることにより、押出成形品が生成される。

また、押出成形用金型１では、上型３及び下型４のうちの一方の金型（本実施形態の場場合、下型４）に設けられた押圧部（本実施形態の場合、棒状部２６）を、樹脂通路１８における樹脂通路出口１９側の部分を通過する長尺状樹脂部材５５に押圧することにより、冷却領域下流側（樹脂通路出口１９側）を通過する長尺状樹脂部材５５に対して摩擦力を付与できる。そうすると、当該樹脂部材が樹脂通路１８を通過する際の摩擦力が大きくなるため、冷却領域ＣＺの上流側を通過する樹脂部材（表面が固化されて内部が溶融状態となっている樹脂部材）の内部樹脂圧が大きくなる。これにより、内部樹脂が冷却されて固化される際に大きく収縮してしまうことを抑制できる。

そして、押出成形用金型１によれば、長尺状樹脂部材５５が樹脂通路１８と通過する際の摩擦力を大きくするために樹脂通路を長くする必要がないため、金型の大型化及び高コスト化を抑制できる。更に、押出成形用金型１によれば、棒状部２６が設けられた方の金型（本実施形態の場合、下型４）に対して該棒状部２６を進退させることにより、長尺状樹脂部材５５が樹脂通路１８を通過する際の摩擦力を容易に調整することができる。

従って、押出成形用金型１では、所望の寸法精度及び外観性状を有する押出成形品を比較的容易に形成可能な押出成形用金型であって、コスト面及び設置スペースの観点において優れた押出成形用金型を提供できる。

また、押出成形用金型１では、樹脂通路１８の下流側を通過する長尺状樹脂部材５５に摩擦力を付与するための押圧部を、全体的な形状が棒状に形成された棒状部２６で構成することができるため、押圧部の構成を簡素化できる。

また、押出成形用金型１では、押しボルト２９を締め込んでブレーキピン３０に向かって進出させたり、押しボルト２９を緩めてブレーキピン３０から後退させたりすることで、樹脂通路１８を通過する長尺状樹脂部材５５に対するブレーキピン３０の押圧力を容易に調整することができる。

また、押出成形用金型１では、棒状部２６（押しボルト２９及びブレーキピン３０）を、樹脂通路１８を通過する長尺状樹脂部材５５の進行方向に対して垂直な方向となるように設けている。こうすると、棒状部２６の押圧力を長尺状樹脂部材５５の進行方向に対して垂直な方向に加えることができるため、棒状部２６の押圧力が長尺状樹脂部材５５の進行方向に分散することなく、該押圧力を効率的に長尺状樹脂部材５５に伝達することができる。

また、押出成形用金型１では、ブレーキピン３０が長尺状樹脂部材５５における平坦状の部分（下面５６ａ）を押圧しているため、長尺状樹脂部材５５における所望の位置を確実に押圧することができる。そうすると、長尺状樹脂部材５５に対するブレーキピン３０の押圧力を安定化でき、ひいては長尺状樹脂部材５５の寸法精度及び外観性状を安定化できる。

また、押出成形用金型１では、各棒状部２６の押圧量（すなわち、各押しボルト２９の締め込み量）を個別に調整することにより、複数の下流側樹脂通路１８ｂのそれぞれを進行する長尺状樹脂部材５５に対する摩擦力を個別に調整できる。これにより、各長尺状樹脂部材５５の寸法精度及び外観性状を個別に調整することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のような変形例を実施してもよい。

（１）上述した実施形態では、棒状部２６（押しボルト２９及びブレーキピン３０）を下型４側へ設けたが、これに限らず、上型側へ設けてもよい。

（２）上述した実施形態では、長尺状樹脂部材５５を押圧する押圧部の構成を棒状に形成したが、これに限らず、その他の形状であってもよい。

（３）上述した実施形態では、長尺状樹脂部材５５を押圧する棒状部２６を、押しボルト２９及びブレーキピン３０で構成したが、これに限らず、その他の構成であってもよい。例えば一例として、棒状部２６を、押しボルト２９のみで構成してもよい。この場合、押しボルト２９の先端部で長尺状樹脂部材５５を押圧する構成とすればよい。

（４）上述した実施形態では、棒状部２６を、長尺状樹脂部材５５の進出方向に対して垂直な方向に沿って進退可能に設けたが、これに限らず、長尺状樹脂部材５５の進出方向に対して交わる方向であれば、棒状部２６をどのような方向に沿って進退させてもよい。

（５）上述した実施形態では、ブレーキピン３０によって長尺状樹脂部材５５の平坦状の部分を押圧する構成としたが、これに限らず、ブレーキピン３０によって長尺状樹脂部材５５に摩擦力を付与できる部分であればどのような部分を押圧してもよい。具体的には、例えば一例として、ブレーキピン３０によって長尺状樹脂部材５５の角状の部分を押圧してもよい。

（６）上述した実施形態では、本実施形態に係る押出成形用金型１を異形押出成形品に適用する例を挙げて説明したが、これに限らず、異形押出成形品以外の押出成形品（例えば、丸棒、或いは板状の成形品）に適用することもできる。

（７）上述した実施形態では、入れ子構造を有する上型及び下型を有する押出成形用金型を例に挙げて説明したが、これに限らず、本発明は、それぞれが一体に形成された上型及び下型を有する押出成形用金型に適用することもできる。

（８）上述した実施形態では、各樹脂通路１８に対応して設けられた棒状部２６が互いに独立して進退する構成を例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば一例として、各樹脂通路に対応して設けられた棒状部を互いに固定又は一体化することにより、複数の棒状部を連動させて進退させてもよい。

本発明は、長尺成形品を押出成形する際に用いられる押出成形用金型に広く適用できる。

１ 押出成形用金型
３ 上型
４ 下型
１８ 樹脂通路
１９ 樹脂通路出口
２６ 棒状部（押圧部）
５０ 押出機
５５ 長尺状樹脂部材
ＣＺ 冷却領域
ＨＺ 加熱領域

Claims (6)

1. 上型及び下型を備え、前記上型及び前記下型が互いに型締めされた状態で押出機によって押し出された溶融樹脂が通過する樹脂通路が形成され、当該溶融樹脂が冷却されて前記樹脂通路の下流端に形成された樹脂通路出口から外部へ流出することにより長尺状樹脂部材が形成される押出成形用金型であって、
   前記上型及び前記下型は、前記押出機によって押し出された前記溶融樹脂が加熱される領域である加熱領域と、前記加熱領域を通過した後の前記溶融樹脂が冷却される冷却領域と、を含み、
   前記樹脂通路における前記樹脂通路出口側の部分において、前記上型及び前記下型のうちの一方の金型に対して進退可能に設けられ、前記樹脂通路における前記樹脂通路出口側の部分を通過する前記長尺状樹脂部材を、該長尺状樹脂部材の進行方向に交わる方向に向かって押圧する押圧部、を更に備えており、
   前記一方の金型としての押圧部側金型には、貫通孔が形成され、
   前記押圧部は、前記貫通孔に挿入される棒状部であり、
   前記棒状部は、
   先端部分が前記長尺状樹脂部材を押圧可能なように、前記貫通孔に対して進退するブレーキピンと、
   前記貫通孔に形成された雌ネジ部に螺合する雄ネジ部が形成され、先端部分で前記ブレーキピンを前記長尺用樹脂部材側へ押圧する押しボルトと、
   を有しており、
   前記ブレーキピンは、その先端部分が、前記樹脂通路に露出して、前記樹脂通路を通過する前記長尺状樹脂部材に接触して当該長尺状樹脂部材を直接に押圧可能であることを特徴とする、押出成形用金型。
2. 請求項１に記載の押出成形用金型において、
   前記貫通孔には、前記押しボルトが螺合する押しボルト用ネジ孔と、前記押しボルト用ネジ孔に連通した状態で形成されて前記ブレーキピンが挿通されるブレーキピン用挿通孔とが設けられ、前記押しボルト用ネジ孔と前記ブレーキピン用挿通孔とが、上下方向において重なる位置に設けられていることを特徴とする、押出成形用金型。
3. 請求項２に記載の押出成形用金型において、
   前記ブレーキピン用貫通孔に挿通された前記ブレーキピンは、その先端部分と反対側の部分が前記押しボルトの先端部分によって支持されていることを特徴とする、押出成形用金型。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の押出成形用金型において、
   前記棒状部は、前記長尺状樹脂部材の進行方向に対して垂直な方向に沿って進退可能に設けられていることを特徴とする、押出成形用金型。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の押出成形用金型において、
   前記押圧部における前記長尺状樹脂部材を押圧する部分は、前記長尺状樹脂部材における平坦状の部分を押圧することを特長とする、押出成形用金型。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の押出成形用金型において、
   複数の前記樹脂通路が形成され、
   それぞれが、複数の前記樹脂通路のそれぞれに対応して設けられる複数の前記押圧部を更に備えていることを特徴とする、押出成形用金型。

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