JPH0249895B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野） 本発明は、心材、特に、被覆材の溶融温度に敏
感な粉末および／または繊維の心材の被覆方法に
関するものである。更に詳しくは、成形具の出口
において、心材が被覆材と接触した際に、心材が
分解される可能性のある高温度に曝されないよう
にした押出ヘツドに関するものである。

本発明はさらに、被覆材の押出温度に敏感な心
材を含むプラスチツク被覆製品の製造方法に関す
るものである。この心材は、例えば、プラスチツ
ク粉末、１本もしくは複数本のプラスチツク繊
維、あるいはプラスチツク粉末によつて含浸ある
いは被覆された１本または複数本の金属繊維、無
機繊維あるいは有機繊維にすることができる。

本発明による上記装置および方法は、特に、融
点が実質的に心材のプラスチツク材料に近いか、
高い熱可塑性の被覆材により被覆された、繊維強
化された、または繊維強化されていないプラスチ
ツク製心材から成る複合材料の製造に適用され
る。上記心材のプラスチツク材料は、被覆材の材
料と同じか、異つた熱可塑性樹脂にすることがで
きる。また、心材の材料は、架橋されていない熱
硬化性樹脂粉末にすることもできる。

（従来技術） 米国特許第3239884号には、熱作用に対して敏
感なケーブルを被覆することができるようにした
押出成形機が記載されている。この装置は、パイ
プ押出ダイおよびマンドレルにより構成される成
形具と、管状のケーブルガイドで構成されてい
る。管状ガイドは内部冷却機を備え、この管状ガ
イドは、被覆材の内壁を形成する成形具の出口唇
部の軸線上に配置されている。さらに、この管状
ガイドは圧縮空気を循環させる通路を形成する
か、上記ケーブル、管状ガイドおよび被覆材の間
に部分的に真空を生じさせることによつて、ケー
ブルと被覆とを接合させ、それによつて管状ガイ
ドと上記通路との密封性および連続性が確保され
るようになつている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の装置の場合、冷却媒体として空気流を用
いた時には、空気流がケーブルと被覆材との接合
部と直接接触する。被覆されるケーブルが一本の
みの場合には、このように冷却用空気流を直接接
合部と接触させても何等問題はない。すなわち、
この場合には、被覆操作を妨害しないように適切
な方法で空気流を調節するだけで十分である。

しかし、例えば、極く微細な繊維状の心材およ
び／または粉末を含む心材に被覆をする場合のよ
うに、熱的もしくは機械的に特に敏感な心材に被
覆をするときには状況は全く異つてくる。すなわ
ち、この場合には、上記米国特許第3239884号に
記載のでは、繊維状の心材を被覆する際の空気流
の調節が不可能であり、従つて、被覆層の形状が
不規則になつてしまう。さらに、これは粉末の被
覆の場合にも同じで、空気流の方向によつて粉末
がガイドの中もしくは空気排出用通路の中に押し
戻されるため、必然的に装置内のどこかで目詰り
を引き起しやすい。従つて、押出被覆材料が裂け
たり、最悪の場合には、ダイが閉塞して材料が分
解を起してしまう。

本発明の目的は、上記装置のこれらの問題点を
解決することにある。

（問題を解決するための手段） 本発明の提供する被覆材料の押出温度に敏感な
心材に被覆をするための押出成形機用装置は、環
状押出ダイ１とマンドレル２とを含む成形具と、
必要により冷却媒体を有する管状ガイド３とによ
つて基本的に構成されおり、上記成形具の出口唇
部と実質的に同一線上のところで終わつている上
記管状ガイド３の端部が被覆層の内壁を形成し、
上記管状ガイド３の端部が上記管状ガイドと上記
成形具との間への冷却媒体の通路５を維持した状
態で、上記成形具の材料出口通路６のところまで
延びているような装置において、 上記管状ガイドの上記端部が側部に穴を有する
ノズルで終つていることを特徴としている。

以下、添付した図面を参照し、本発明による装
置を説明する。

（実施例） 本発明の装置は、基本的に、環状押出ダイ１お
よびマンドレル２とで構成される成形具と、心材
を案内する管状ガイド３とによつて構成されてい
る。上記環状押出ダイ１とマンドレル２とは、添
付図面に示したそれらの位置関係を入れ換えるこ
ともできる。上記管状ガイドは必要に応じて冷却
システム４により冷却されており、その出口の端
部は、実質的に、被覆層の内壁を形成する上記成
形具の出口の端縁と整合しており、好ましくは実
質的に同一軸線上にある。換言すれば、上記管状
ガイドの出口の端部は、上記成形具の材料の出口
通路６のところまで延びた冷却媒体のための通路
５が確保できるような状態で、マンドレル２と実
質的に整合するように配置されている。

本発明の特徴は上記管状ガイドが側部に穴が設
けられたノズルで終端していることにある。さら
に、このノズルの出口通路は上記管状ガイドと同
一軸線上にあり、しかもこの出口通路の直径は上
記管状ガイド３のノズル以外の部分の内径よりも
小さく且つこの管状ガイド３を通過する心材の直
径よりも大きいことが好ましい。上記ノズルは添
付図においては管状ガイド３の頭部を黒く塗つて
示してある。このノズルの役目は、上記通路５を
通過して流れる一般的には空気の流れである冷却
媒体を制御することである。この冷却媒体の一部
分または全部は上記ノズルの側部の穴によつて向
きを変えられ、心材１４を構成する材料および通
路６内で形成される被覆層を形成する材料の上に
弱く吹き付けられる。特に、心材が多かれ少なか
れ部分的に粉末から成る場合には、この様な配置
にするのが有利である。添付図面に示される様
に、ノズルの端部がマンドレル２に接触するよう
に上記管状ガイドを配置した場合には、被覆層の
内壁を形成する成形具の出口の前で通路５を完全
に密閉することができる。このように冷却流体が
ノズルの側部の穴により向きを変えられて通路５
を完全に密閉した場合には、冷却流体は被覆材と
直接接触すること無しに管状ガイド内に戻つてく
る。上記の側部の穴は、少なくとも２つ互いに対
向して設けられるが、装置を効果的に動作させる
ためには、ノズルの周りを環状に囲む様な穴の列
を配置するノが好ましい。

上記のダイ−マンドレル組立体として示した上
記成形具は、一般的に公知にようにクロスヘツド
７内に取付けられている。このユニツトは、締め
付けナツト８によつて一体化され且つ固定されて
いる。

上記管状ガイドの熱絶縁性を向上させるため
に、通路５の加熱された壁を補助的熱遮蔽体の役
目をする絶縁物９により覆くことも可能である。
また、成形具の熱放射による作用をできるだけ減
少させるために、成形具の出口に直接熱遮蔽材１
０を配置することも推める。この熱遮蔽効果を最
大にするためには、熱遮蔽材１０の始点を成形具
の外部唇部の所から始まるように設ける。この遮
蔽効果は、任意の２次的冷却媒体、例えば、管路
１１を通して送られる空気流によつて向上させる
することができる。この空気流は空気流量を絞る
部材１２を設けることによつて、押出された材料
に逆圧力を加えるという２次的機能も有してい
る。上記の装置全体は従来の押出機に適用でき、
従来の押出成形技術に従つて用いられる。

上記ノズルの端部すなわち被覆材の内壁を形成
する上記成形具の出口唇部と実質的に整合した上
記管状ガイド３の端部は、この唇部の手前に位置
させることもできるが、添付図面に示したよう
に、ダイの唇部の出口の先に配置することも可能
である。管状ガイドが後方にある場合のノズルの
出口端部とマンドレルの出口唇部との間の距離、
もしくはガイドがダイの出口端縁より前方へ突き
出ている場合のノズルの出口端部とダイの出口唇
部との間の距離は、最大で約４mm程度であるのが
好ましい。

上記の説明から明らかなように、上記の装置を
用いることにより被覆材の押出温度に敏感な心材
とプラスチツク被覆層とから成る複合材料を製造
することが可能となる。本発明の方法によれば、
熱可塑性の被覆材は、ダイの通路１３を通過する
と同時に上記成形具と対向した管状ガイド３の端
部を通つて押出される。この管状ガイド３は、必
要に応じて冷却され且つホツパーの役目もする。
このホツパーに導入された心材を形成する材料１
４は上記成形具を離れた後に被覆材と接触する。

冷却システムは、心材が上記成形具の温度また
は被覆材料の温度によつて影響されないように、
実質的に上記成形具の出口６のところに於いて、
被覆材の内側と心材形成材料との間で作用する。
実際の冷却システムは、注入口１５から管状ガイ
ド１３と上記成形具の高温壁との間の通路５に冷
却空気を注入することであるが、これに限定され
るものではない。成形具の出口の内部へ管状ガイ
ドを前進させるか、被覆材の内部出口での冷却程
度を調節するか、もしくはその２つの手段を一緒
に用いることにより、被覆操作中において、変形
が実質的に無い状態で、元の寸法が実質的に変化
しないような十分な低い温度に被被覆層材料全体
を維持することができる。

複合材料の寸法精度を改善させるため、あるい
は複合材料の冷却速度を速くするために、成形具
の出口において、被覆層の外部に空気を向流関係
で吹き付けることも可能である。これは、例えば
上記熱遮蔽材１０の管路１１中に空気を供給する
ことにより行うことができる。

本発明の技術によれば、全ての押出可能な熱可
塑性樹脂を被覆材として用いることが可能とな
る。これらの樹脂は、例えば、スチレン系、ビニ
ル系、アクリル系、メタクリル系またはオレフイ
ン系のポリマーあるいはコポリマーから選択され
るか、弗素化樹脂、ポリアミド、ポリカーボネー
ト、セルロースプロピオネートおよびこれらの化
合物の混合物から選択される。

上記心材として用いることが可能な材料は上記
の被覆層の製造に用いられる熱可塑性樹脂から選
択することができる。さらに、上記心材の材料は
被覆材の押出温度によつて物理特性または構造が
影響を受けるような全ての粉末または維持の中か
ら選択することもでき、例えば、架橋していない
ポリエステル粉末等の、架橋していない熱硬化性
樹脂粉末にすることができる。

上記心材は粉末の形で直接被覆することができ
るが、繊維あるいは顆粒の形で直接被覆すること
もできる。

本発明の他の特徴は、プラスチツク樹脂粉末で
含浸された繊維あるいは任意の反応性を有する繊
維の被覆に適用することが可能なことにある。

すなわち、例えば、織布、カーボン繊維、ガラ
ス繊維等の有機または無機の繊維等への被覆が可
能である。プラスチツク樹脂粉末が含浸されたこ
れらの繊維は公知であり、従来方法、例えば、ヨ
ーロツパ特許第0133825に記載されているように、
繊維の粉末の流動床に通過させるによつて製造す
ることができる。プラスチツク樹脂構造物または
プラスチツク樹脂粉末が含浸された、または含浸
されていない繊維に被覆をする場合には、上記構
造物もしくは含浸された繊維１４を上記管状ガイ
ドのパイプ内に導入する。この構造物もしくは含
浸された繊維は冷却通路５中の媒体により被覆材
から断熱され状態でダイの出口から出て、被覆材
と合体する。一般に、この冷却は心材と被覆材の
内壁との間に空気流を供給することにより達成さ
れる。

以下の本発明を具体例を用いて説明するが、本
発明はこれにのみ限定されるものではない。

実施例 １ 添付図面に示した押出し成形具を備えた30〜
24φの単軸スクリユー型押出成形機から、押出温
度220℃、押出速度760ｇ／時間で直径２mmのナイ
ロン６の被覆材を押出し、これと同時に、溶融温
度が176℃で粒径が10ミクロン程度のナイロン12
の粉末が予め含浸された320テツクスのロービン
グを水冷されたガイド３を通して上記被覆材中に
導入する。

上記繊維と上記粉末との体積比は、25／75であ
る。被覆帯域付近における粉末の流動性を確保す
るのに十分な空気流が通路５内に循環する。

実施例 ２ 実施例１の装置において、押出成形具での押出
温度を225℃、押出速度を860ｇ／時として、直径
２mmのナイロン６の被覆を押出し、これと同時
に、分解温度が150℃の粉末状の発泡剤、即ち、
アゾジカルボンアミドを含浸した320テツクスの
ロービングを、水冷されたガイド３を通して上記
被覆内に導入した。上記繊維と上記粉末との間の
体積比は46／54である。

これにより得られるナイロン６−アゾジカルボ
ンアミド補強繊維よりなる複合体は、後で熱処理
することによつてアゾジカルボンアミドを膨張さ
せる。

実施例 ３ 以下の条件で実施例１を繰り返した： 押出成形具の温度：225℃、 被覆材：融点117℃のポリエチレン、 押出速度：1025ｇ／時。

反応温度120℃の粉末状ジクミルペルオキシド
を含浸したロービングが被覆層の形成と同時に被
覆材中に導入される。繊維と粉末との体積比は
35／65である。

かくして、後の熱処理により架橋させることの
できる複合材料が得られる。

実施例 ４ 以下の条件で実施例１をくり返した： 押出成形具温度：210℃、 被覆材：ナイロン12、 押出速度：800ｇ／時。

融点128℃の粉末状ポリエーテルアミドが含浸
されたロービングを上記被覆材の形成と同時に被
覆材中に導入する。繊維と粉末との体積比は43／
57である。

これによつて得られた複合材料は、熱間処理す
ることによつて、相溶性のある上記ポリエーテル
によりナイロン12の可撓性を最終的に改善するこ
とができる。

実施例 ５ 上記ポリエーテルアミドの代りにナイロン12粉
末を用い、実施例４を繰り返した。

ナイロン12粉末で含浸されたガラス繊維とナイ
ロン12被覆材より成る製品が得られ、この製品
は、後に、ガラス繊維で補強された最終製品とな
る。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明による、被覆材の溶融温度
に敏感な心材の被覆に用いられる被覆方法を実施
するための押出成形機の成形具の部分の概念的な
断面図である。 主な参照番号、１…環状押出ダイ、２…マンド
レル、３…管状ガイド、４…冷却装置、５…通
路、６…出口用通路、７…クロスヘツド、８…締
め付ナツト、９…絶縁物、１０…熱遮蔽材、１１
…管路、１２…空気絞り部材、１３…被覆材、１
４…心材、１５…空気注入口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 環状押出ダイ１とマンドレル２とを含む成形
   具と、管状ガイド３とによつて基本的に構成され
   おり、上記管状ガイド３の端部は、この管状ガイ
   ドと上記成形具との間に冷却媒体の通路５を維持
   した状態で、被覆層の内壁を形成する上記成形具
   の出口唇部に対して実質的に整合した状態で配置
   れており、上記の通路５は上記成形具の材料出口
   通路６の所まで延びているような、被覆材料の押
   出温度に敏感な心材に被覆をするための押出成形
   機用の装置において、 上記管状ガイドの上記端部が側部に貫通孔を有
   するノズルで終つていることを特徴とする装置。 ２ 上記ノズルの出口通路が、上記ガイド３の上
   記ノズル以外の部分の内径よりも小さな径を有し
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の装置。 ３ 上記ノズルの端部が、被覆層の内壁を形成す
   る成形具の出口唇部に対して実質的にほぼ同一直
   線上に位置していることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載の装置。 ４ 上記ノズルが、被覆の内壁を形成する成形具
   の出口唇部とほぼ同一の軸線上に位置しているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の装置。 ５ 上記ノズルの端部がマンドレル２に接触して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第４項のいずれか一項に記載の装置。 ６ 上記ガイドが後退した場合の上記ノズルの出
   口端部と上記マンドレル２の唇部との間の距離、
   または上記ガイドがダイの前方に前進した場合の
   ノズルの出口端部とダイ１の出口唇部との間の距
   離が約４mm以下であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載の
   装置。 ７ 熱遮蔽材１０が成形具の出口に装着されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
   ５項までのいずれか一項に記載の装置。 ８ 上記熱遮蔽材が、成形具の出口の外部唇部の
   所から延びていることを特徴とする特許請求の範
   囲第７項に記載の装置。 ９ 上記熱遮蔽材が冷却手段を備えていることを
   特徴とする特許請求の範囲第７項または第８項に
   記載の装置。 １０ 心材を構成する材料をガイドを通して押出
   す工程を含む、被覆材の押出温度に敏感な心材
   と、この心材を被うプラスチツク被覆層とで構成
   された複合材料の製造方法において、 心材を構成する材料と被覆材の内壁とが成形具
   の出口において接触する前に、上記ガイドの端部
   に設けたノズルの側部貫通穴を介してガイドの内
   部に向けて冷却流の少なくとも一部を導くことに
   よつて、ガイドと成形具との間で、心材を構成す
   る材料を冷却することを特徴とする方法。 １１ 上記冷却流の一部で被覆材の内壁をさらに
   冷却することを特徴とする特許請求の範囲第１０
   項に記載の方法。 １２ 上記ノズルの端部がマンドレル２と接触し
   ていて、上記冷却流が成形具の出口で被覆材に直
   接作用しないようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１０項に記載の方法。 １３ 上記ノズルの端部が、被覆層の内壁を形成
   する成形具の出口唇部に対してほぼ同一直線上に
   位置していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １０項から第１２項のいずれか一項に記載の方
   法。 １４ 上記ノズルが、被覆層の内壁を形成する成
   形具の出口唇部とほぼ同一軸線上にあることを特
   徴とする特許請求の範囲第１０項から第１３項の
   いずれか一項に記載の方法。 １５ 被覆層を形成する材料が熱可塑性樹脂であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１０項から
   第１４項のいずれか一項に記載の方法。 １６ 心材が、粉末状、繊維状または顆粒状のプ
   ラスチツク樹脂もしくはプラスチツク樹脂粉末を
   含浸した繊維であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１０項から第１５項のいずれか一項に記載
   の方法。 １７ 上記プラスチツク樹脂が熱可塑性樹脂また
   は未架橋の熱硬化性樹脂であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１６項に記載の方法。 １８ 上記のプラスチツク樹脂粉末を含浸した繊
   維がガラス繊維またはカーボン繊維であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１６項に記載の方
   法。