JP7317422B1 - 押出成形品の製造方法 - Google Patents

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隆志 広川
直久 宮川
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Abstract

【課題】第1引取り機と第2引取り機との間で樹脂製の芯材の張力が正常な範囲となるように引取り速度を調整し、樹脂製の芯材を使用した押出成形品の成形精度や品質等の劣化を防止する。【解決手段】第1金型ダイス(12)にて所望形状に成形された合成樹脂製の芯材(1)を第1引取り機(15)が引取る工程と、第1引取り機(15)に引き取られた芯材(1)を第2引取り機(23)が引取って、第2金型ダイス(18)にて芯材(1)の周囲に熱可塑性エラストマー製の被覆部を設けた押出成形品を成形する工程とを有し、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間に芯材(1)の張力を監視するセンサユニット(16)を設け、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の少なくとも一方が第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間の芯材(1)の張力が正常な範囲となるように引取り速度を調整する。【選択図】図1

Description

本発明は、自動車、二輪車、船外機等に装着するウェザーストリップ、トリム、シール部品等に関する押出成形品の製造方法に関するものである。
自動車、二輪車、船外機等に装着するウェザーストリップ、トリム、シール品等の押出成形品に使用される芯材は、芯材の材質を金属から合成樹脂に変えることによって軽量化、リサイクル等の環境問題や金属の腐食等の問題に対応している。
このような合成樹脂製の芯材を使用する押出成形品の製造方法では、第1押出し機に注入した合成樹脂を第1金型ダイスで所望形状の芯材に成形し、第1冷却槽にて冷却した後、第1引取りローラで引取って第2金型ダイスに送り、第2金型ダイスにて芯材の周囲にシール部やリップ部等の熱可塑性エラストマー製の被覆部を設けて押田成形品を形成し、図示はしていないが第2引取り機によって引取って第2冷却槽を通過させるようにしている(例えば、特許文献1,2参照。)。
特許第6589189号公報 特許第6005311号公報
しかし、第1引取り機と第2引取り機の速度設定だけでは完全に同じ速度で運転させることは困難で、その速度差によって成形時間の経過と共に第1引取り機と第2引取り機の間で合成樹脂製の芯材が余り出して弛んだり、または、必要以上の張力を発生させ芯材を引き延ばしてしまい、第2金型ダイスにて芯材の周囲に熱可塑性エラストマー製の被覆部を設ける際に不具合が発生し、最終的に製造される押出成形品の品質が低下するという問題があった。
特に、第1金型ダイスにて所望形状の芯材を成形した後、上述の特許文献1,2のように押出成形品を曲げ易く構成するために芯材に対し溝部を設ける場合や、第1金型ダイスにて曲がり易い断面略I字形(平板形)の芯材を成形した場合には、芯材自体が曲がり易くなるので、第1引取り機と第2引取り機との間の速度差によって芯材が余り出して弛んだり、あるいは必要以上の張力が発生して伸び易い傾向にあった。
そこで、本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、第1引取り機と第2引取り機との間で樹脂製の芯材の張力が正常な範囲となるように引取り速度を調整し、樹脂製の芯材を使用した押出成形品の成形精度や品質等の劣化を防止することができる押出成形品の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る押出成形品の製造方法は、第1金型ダイス(12)にて所望形状に成形された樹脂製の芯材(1),(1’)を第1引取り機(15)が引取る工程と、第1引取り機(15)に引き取られた芯材(1),(1’)の周囲に第2金型ダイス(18)にて熱可塑性エラストマー製の被覆部を設けて押出成形品(10),(10’)を成形し、その押出成形品(10),(10’)を第2引取り機(23)が引取る工程とを有する押出成形品の製造方法であって、第1金型ダイス(12)と第1引取り機(15)との間には、切削刃(14a5)によって芯材(1),(1’)を切削して溝部(1a)を形成する切削機構部(14)が設けられており、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間に芯材(1),(1’)の張力を監視するセンサユニット(16)を設け、センサユニット(16)は、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間であって芯材(1),(1’)が流れる方向に間隔を空けて設けた芯材送りローラ(16a),(16b)を有すると共に、その芯材送りローラ(16a),(16b)の間に、切削機構部(14)によって溝部(1a)が形成された芯材(1),(1’)の曲がり易い方向にテンションを付与する昇降式テンション付与ローラ(16c)を昇降可能に設け、昇降式テンション付与ローラ(16c)の高さに基づいて第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間の芯材(1),(1’)の張力が正常な範囲となるように引取り速度を調整することを特徴とする。
また、本発明に係る押出成形品の製造方法では、第2引取り機(23)は、センサユニット(16)によって監視された芯材(1),(1’)の張力に基づいてその上限速度および下限速度を第1引取り機(15)の引取り速度の±12.5%以内の引取り速度で停止することなく押出成形品(10),(10’)を引取ることも特徴とする。
また、本発明に係る押出成形品の製造方法では、第1引取り機(15)は、センサユニット(16)によって監視された芯材(1),(1’)の張力に基づいてその上限速度および下限速度を第2引取り機(23)の引取り速度の±12.5%以内の引取り速度で停止することなく芯材(1),(1’)を引取ることも特徴とする。

本発明に係る押出成形品の製造方法では、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間に設けたセンサユニット(16)において樹脂製の芯材(1),(1’)の張力を監視し、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の少なくとも一方が芯材(1),(1’)の張力が正常な範囲となるように引取り速度を調整する。
そのため、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間では、芯材(1),(1’)の張力が正常な範囲となり、芯材(1),(1’)が弛んだり引き延ばされてしまうことがなくなるので、樹脂製の芯材(1),(1’)の周囲に熱可塑性エラストマー製の被覆部を設けた押出成形品を安定して製造することが可能となり、樹脂製の芯材を使用した押出成形品の成形精度や品質等が低下することを防止することができる。
本発明に係る実施の形態の押出成形品の製造方法の製造工程全体の一例を示す側面図である。 図1におけるセンサユニットの構成例を示す図である。 (a),(b)それぞれ、図1における第1金型ダイスで成形された断面略逆U字形の合成樹脂製の芯材と、断面略I字形の合成樹脂製の芯材の断面図である。 図1における切削機構部の構成例と、切削機構部によって図3(a)に示す断面略逆U字形の芯材に溝部を設けた状態等を示す図である。 図1における切削機構部の構成例と、切削機構部によって図3(b)に示す断面略I字形の芯材に溝部を設けた状態等を示す図である。 図1におけるセンサユニットにおいて芯材の張力が所定範囲より大きくなり、昇降式テンション付与ローラが上限位置βに達して上側接触式センサがオンした状態を示す図である。 図1におけるセンサユニットにおいて芯材の張力が所定範囲より低下し、昇降式テンション付与ローラが下限位置γに達して下側接触式センサがオンした状態を示す図である。 ゴム成形品の寸法公差表(ISO 3302-1 Class M)の表を示す図である。 本発明に係る実施の形態1の押出成形品の製造方法により製造されるウェザーストリップ(断面略逆U字形の合成樹脂製の芯材の場合)の一例の断面図である。 本発明に係る実施の形態1の押出成形品の製造方法により製造されるウェザーストリップ(断面略I字形の合成樹脂製の芯材の場合)の一例の断面図である。 図1におけるセンサユニットにおいて非接触式センサ、例えば赤外線センサを使用した場合の構成例を示す図である。 図1におけるセンサユニットにおいて可変抵抗式センサ、例えばポテンションメータ等を使用した場合の構成例を示す図である。
以下、本発明に係る押出成形品の製造方法の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、下記に説明する実施の形態はあくまで本発明の一例であり、本発明に係る実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更可能である。
<実施の形態の押出成形品の製造方法を実施するための製造工程の一例>
図1は、本発明に係る実施の形態の押出成形品の製造方法を実施するための製造工程の一例を示す図である。
図1に示すように、本発明に係る実施の形態の押出成形品の製造方法を実施するための製造工程は、第1押出し機(11)、第1金型ダイス(12)、第1冷却槽(13)、切削機構部(14)、第1引取り機(15)、センサユニット(16)、加熱器(17)、第2金型ダイス(18)、第2押出し機(19)、第3押出し機(20)、第4押出し機(21)、第2冷却槽(22)、第2引取り機(23)、カッター(24)等を備えている。
この製造工程は、センサユニット(16)以外の構成は上述した特許文献1~3に開示した押出成形品の製造方法とほぼ同じであるため、センサユニット(16)の構成のみ詳細に説明する。また、この実施の形態の説明では、芯材として断面略逆U字形の芯材(1)と、断面略I字形(平板状)の芯材(1’)を一例に説明するが、芯材(1),(1’)はあくまで一例であって、本発明では芯材(1),(1’)に限定されるものではない。また、図1に示す構成の内、不要な構成、例えば、加熱器(17)や第3押出し機(20)、第4押出し機(21)等が不要な場合は、適宜省略しても勿論良い。
(センサユニット(16)の構成)
図2は、図1におけるセンサユニット(16)の構成の一例を示している。
センサユニット(16)は、図1に示すように、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間で加熱器(17)および第2金型ダイス(18)よりも前(前段)であって第1引取り機(15)の後(後段)に設けられ、溝部(1a)が所望する間隔に連続して形成された芯材(1),(1’)の張力を監視し、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の少なくとも一方に対し制御信号を送って、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の少なくとも一方が第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間の芯材(1),(1’)の張力が正常な範囲となるように引取り速度を調整するもので、図2に示すように芯材送りローラ(16a),(16b)と、昇降式テンション付与ローラ(16c)と、昇降体(16d)と、上側接触式センサ(16e)と、下側接触式センサ(16f)と、引取り速度制御部(16g)等を備えて構成される。
芯材送りローラ(16a),(16b)は、芯材(1),(1’)を横送りするためのローラで、芯材(1),(1’)が流れる方向に少なくも昇降式テンション付与ローラ(16c)の外径以上の間隔を空けて設けている。
昇降式テンション付与ローラ(16c)は、昇降可能に設けられた昇降体(16d)に回転可能に支持されたローラであって、昇降式テンション付与ローラ(16c)および昇降体(16d)の自重によって芯材送りローラ(16a),(16b)間で芯材(1),(1’)の曲がり易い方向にテンションを付与する。
具体的には、図4に示すように両側面に溝部(1a)が形成された断面略逆U字形の芯材(1)の場合、溝部(1a)を形成していない場合、上下方向には曲が難い。しかし、芯材(1)の両側面に溝部(1a)を設けたため、図4上、上下方向に曲がり易い。また、図5に示すように両側に溝部(1a’)が形成された断面略I字形の合成樹脂製の芯材(1’)の場合、溝部(1a’)の有無に関わらずその厚さ方向である上下方向に曲がり易い。そのため、芯材(1),(1’)の曲がり易い方向が上下方向となるようにセンサユニット(16)の中に入れて芯材送りローラ(16a),(16b)の上を通し、芯材(1)の上方から昇降式テンション付与ローラ(16c)および昇降体(16d)の自重によって芯材送りローラ(16a),(16b)間で芯材(1)の上面にテンションを付与する。
昇降体(16d)は、昇降式テンション付与ローラ(16c)を回転可能に支持すると共に、リニアガイド(図示せず。)等を介してセンサユニット(16)に上下方向に昇降可能に設けられたスライダ等である。尚、芯材(1),(1’)の形状や厚み等によって芯材(1),(1’)の曲がり易さは異なるため、芯材(1),(1’)に付与するテンションに応じて昇降式テンション付与ローラ(16c)および昇降体(16d)に錘等を設けることにより、芯材(1)に付与するテンションを調整できるようにすると良い。
上側接触式センサ(16e)および下側接触式センサ(16f)は、芯材送りローラ(16a),(16b)間を通る芯材(1)にテンションを付与する昇降式テンション付与ローラ(16c)を支持する昇降体(16d)の接触を検出するオン・オフスイッチ等の接触式センサである。
引取り速度制御部(16g)は、上側接触式センサ(16e)および下側接触式センサ(16f)からの昇降体(16d)の接触した際のセンサ出力を入力して、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の少なくとも一方に引取り速度の加減速指令を出力して、第1引取り機(15)の第1引取り速度と第2引取り機(23)の第2引取り速度との少なくとも一方を調整して、1引取り機(5)と第2引取り機(23)との間の芯材(1)の張力が正常な範囲となるように引取り速度を調整する制御部である。
<実施の形態の押出成形品の製造方法>
次に、以上のように構成されたセンサユニット(16)を製造工程の一部に新規に設けた本発明に係る実施の形態の押出成形品の製造方法について説明する。
図1に示すように、本発明に係る実施の形態の押出成形品の製造方法では、第1押出し機(1)に注入した熱可塑性樹脂は、自動車や二輪車、船外機等に装着されるウェザーストリップ、トリム、シール部品等の押出成形品に最適な形状に応じ、第1金型ダイス(12)にて所望形状、例えば、図3(a)に示すように断面略逆U字形の合成樹脂製の芯材(1)や図3(b)に示すように断面略I字形の合成樹脂製の芯材(1’)に成形され、第1冷却槽(13)にて第1冷却サイザー(13a)により形状を規制されながら冷却される。
尚、芯材(1)に使用する合成樹脂としては、例えば、タイプAデュロメータ硬さ(ショアA)が85以上のポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、該オレフィン系樹脂にタルクまたはワラストナイト(珪灰石)の粉体を20~50重量%混合した混合合成樹脂を使用するが、本発明では特にこれに限らない。
第1冷却槽(13)を通過して冷却された所望形状の芯材(1).(1’)は、第1引取り機(15)によって第1引取り速度で引取り、切削機構部(14)へ送られる。
切削機構部(14)では、図4や図5に示すようにホルダ(14a)の左右両側に設置された回転軸(14a3)によって回転する回転体(14a4)の複数の切削刃(14a5)によって芯材(1).(1’)に溝部を形成する。例えば、断面略逆U字形の合成樹脂製の芯材(1)の場合であれは図4に示すように、断面略I字形の合成樹脂製の芯材(1’)の場合であれは図5に示すように所望する間隔で連続して芯材(1),(1’)の左右両側に溝部(1a),(1a’)を形成する。
そのため、切削機構部(14)のホルダ(14a)には、図3(a)に示すような断面略逆U字形の芯材(1)や図3(b)に示す断面略I字形の芯材(1’)の断面形状に応じた芯材通過孔(14a1)が設けられていると共に、図4や図5に示すようにホルダ(14a)の左右両側には、それぞれ、芯材通過孔(14a1)まで延び、かつ、回転体(14a4)および複数の切削刃(14a5)が通るスリット(14b),(14b)が芯材(1)の長手方向にオフセット、つまりズラして設けられている。尚、図6以降では、説明の便宜上、代表して芯材(1)にて説明するが、芯材(1’)の場合も同様である。
切削機構部(14)にて溝部(1a)が所望する間隔で設けられた芯材(1)は、第1引取り機(15)によって第1引取り速度で引き取られ、センサユニット(16)に送られる。
センサユニット(16)では、図2に示すように芯材送りローラ(16a),(16b)の間に昇降式テンション付与ローラ(16c)が位置しており、芯材(1)は、センサユニット(16)内の芯材送りローラ(16a)、昇降式テンション付与ローラ(16c)、芯材送りローラ(16b)の順に連続して通過して加熱器(17)を介し第2金型ダイス(18)に送られるが、昇降式テンション付与ローラ(16c)および昇降体(16d)等の自重によって芯材(1)の上面側からテンションが付与される。
ここで、昇降式テンション付与ローラ(16c)を回転可能に支持する昇降体(16d)は、昇降可能に設けられているため、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間で芯材(1)の張力が大きくなると昇降式テンション付与ローラ(16c)および昇降体(16d)が上昇する一方、芯材(1)の張力が小さくなると昇降式テンション付与ローラ(16c)および昇降体(16d)が下降する。
また、昇降式テンション付与ローラ(16c)の高さには基準位置αと、上限位置βと、下限位置γが設定されており、その範囲内で昇降式テンション付与ローラ(16c)および昇降体(16d)は昇降し、昇降式テンション付与ローラ(16c)の高さが上限位置βと下限位置γに達したことをそれぞれ上側接触式センサ(16e)と下側接触式センサ(16f)が検出し、引取り速度制御部(16g)が第1引取り機(15)の第1引取り速度と第2引取り機(23)の第2引取り速度の差を最適に調整する。
(第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の間で芯材(1)の張力が適正な場合)
第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の間で芯材(1)の張力が適正な場合には、昇降式テンション付与ローラ(16c)およびそれを支持する昇降体(16d)等の自重と芯材(1)の張力とのバランスが合っているため、図2に示すように、昇降式テンション付与ローラ(16c)は上下方向に昇降しないか、僅かに昇降して昇降式テンション付与ローラ(16c)の中心は基準位置αの近辺にあり、昇降体(16d)は上側接触式センサ(16e)および下側接触式センサ(16f)に接触しない。
そのため、この場合には、上側接触式センサ(16e)および下側接触式センサ(16f)から引取り速度制御部(16g)へセンサ出力が出力されず、引取り速度制御部(16g)は第1引取り機(15)および第2引取り機(23)へ引取り速度の加減速指令を出力させずに、第1引取り機(15)および第2引取り機(23)はそれぞれの引取り速度を変更せずに芯材(1)の引取りを行う。
(第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の間で芯材(1)の張力が適正範囲を上回った場合)
第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の間で芯材(1)の張力が基準値より高くなると、昇降式テンション付与ローラ(16c)およびそれを支持する昇降体(16d)が上昇し、昇降式テンション付与ローラ(16c)の中心位置が基準位置αから上昇する。そして芯材(1)の張力が適正範囲を上回り、昇降式テンション付与ローラ(16c)の中心位置が上限位置βに達すると、図6に示すように昇降体(16d)の上端部が上側接触式センサ(16e)に接触する。
すると、上側接触式センサ(16e)から引取り速度制御部(16g)へセンサ出力が出力され、引取り速度制御部(16g)から第1引取り機(15)へ第1引取り速度を上げる加速指令、または第2引取り機(23)へ第2引取り速度を下げる減速指令が送信される。
その結果、第1引取り機(15)の第1引取り速度と第2引取り機(23)の第2引取り速度との少なくとも一方が調整され、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間の芯材(1)の張力が正常な範囲になる。すると、昇降式テンション付与ローラ(16c)は下降し、昇降体(16d)の上端部が上側接触式センサ(16e)から離れて図2に示すように基準位置α近辺に戻り、引取り速度制御部(16g)から第1引取り機(15)や第2引取り機(23)への速度変更指令は出力されなくなる。
(第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の間で芯材(1)の張力が適正範囲を下回った場合)
第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の間で芯材(1)の張力が基準値より低下すると、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間で芯材(1)が弛み、図7に示すように、昇降式テンション付与ローラ(16c)の中心位置が基準位置αから下降する。そして芯材(1)の張力が適正範囲を下回り、昇降式テンション付与ローラ(16c)の中心位置が下限位置γに達すると、昇降体(16d)の下端部が下側接触式センサ(16f)に接触する。
すると、下側接触式センサ(16f)から引取り速度制御部(16g)へセンサ出力が出力され、引取り速度制御部(16g)から第1引取り機(15)へ第1引取り速度を下げる減速指令、または第2引取り機(23)へ第2引取り速度を上げる加速指令が送信される。これにより第1引取り機(15)の第1引取り速度と第2引取り機(23)の第2引取り速度との少なくとも一方が調整され、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間の芯材(1)の張力が正常な範囲になる。
その結果、昇降式テンション付与ローラ(16c)は上昇し、昇降体(16d)の下端部が下側接触式センサ(16f)から離れて図2に示すように基準位置α近辺に戻り、引取り速度制御部(16g)から第1引取り機(15)や第2引取り機(23)への速度変更指令は出力されなくなる。
ここで、第1引取り機(15)が芯材(1)の引取りを行っている際、第2引取り機(23)は押出成形の特性上、停止できず、第2引取り機(23)が芯材(1)の引取りを行っている際、第1引取り機(15)は押出成形の特性上、停止できない。つまり、第1引取り機(15)および第2引取り機(23)は、押出成形品の製造を開始した場合、互いに停止することなく芯材(1)や押出成形品(10)の引取りを続ける。また、第1引取り機(15)および第2引取り機(23)の引取り速度の変化は、押出成形品(10)の品質に影響を与えるため無制限な速度で制御することはできない。
図8に、熱可塑性樹脂の押出成形品の成形寸法評価の基準に多く使われる表である「ゴム成形品の寸法公差表(ISO 3302-1 Class M)」を示す。
図8に示す表では、寸法区分[0超 4未満]や[4超.6.3未満]を例にすると、クラスM4のゴム製品の場合、基準寸法4に対し±0.5、つまり最小3.5から最大4.5までが公差内となり、バラつきの許容範囲は、(±0.5/4)×100=±12.5%以内となる。
押出成形品(10)の成形精度は成形速度と相関していて、成形速度に比例して成形品断面が大きくなったり小さくなったりする。これらのことから、クラスM4の公差をバラつきの最大とした場合、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の引取り速度の同調において、2台の引取り機(15),(23)の速度差を12.5%以内で引取りを停止させることなく制御する必要がある。
そのため、センサユニット(16)の引取り速度制御部(16g)は、第2引取り機(23)の引取り速度である第2引取り速度を制御する場合、第2引取り速度の上限速度は第1引取り機(15)の引取り速度である第1引取り速度の12.5%以内、下限速度は第1引取り速度の±12.5%以内の引取り速度で引取りを停止しないように制御する。また、第1引取り機(15)の引取り速度を制御する場合、第1引取り速度の上限速度は第2引取り速度の12.5%以内、下限速度は第2引取り速度の±12.5%以内の引取り速度で引取りを停止しないように制御する。さらに、第1引取り機(15)および第2引取り機(23)の双方に指令を送って引取り速度を同調させる場合も、2台の引取り機(15),(23)の速度差が12.5%以内の引取り速度で、かつ、2台の引取り機(15),(23)が引取りを停止しないように制御する。
尚、本発明に係る実施の形態の押出成形品の製造方法では、第1引取り機(15)および第2引取り機(23)の引取り速度の上限速度および下限速度の速度差が12.5%以内となるように制御するが、より好ましくは上限速度および下限速度の速度差が共に4%以内となるように制御すると良い。速度制御を高速側、低速側、ともに4%以内の速度制御とした場合には、製造される押出成形品(10)は、速度差が12.5%以内の場合よりも成形寸法のバラつきの振れ幅が少なくなり、製品寸法の精度がより向上させることができる。
そして、ホルダ(14a)内を通過中に左右両側で回転中の回転切削刃(14a5)によって所望する形状の溝部(1a)が所望する間隔に連続して形成された芯材(1)は、必要に応じ加熱器(17)によって加熱され、図1に示すように第2金型ダイス(4)に進入し、第2押出し機(19)~第4押出し機(21)から押し出された熱可塑性エラストマーによって芯材(1)の周囲にボディシールリップ部(2)や中空シール部(3)、ガラスシールリップ部(4)等の被覆部を形成して図9に示すように構成された押出成形品(10)が押出し成形される。
ここで、芯材(1)に使用する合成樹脂としては、例えば、タイプAデュロメータ硬さ(ショアA)が85以上のポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、該オレフィン系樹脂にタルクまたはワラストナイト(珪灰石)の粉体を20~50重量%混合した混合合成樹脂を使用するが、本発明では特にこれに限らない。
また、ボディシールリップ部(2)や中空シール部(3)、ガラスシールリップ部(4)等の被覆部となる熱可塑性エラストマーとしては、タイプAデュロメータ硬さ(ショアA)が40から80のオレフィン系樹脂の熱可塑性エラストマーによって形成され、中空シール部(3)の軟質の熱可塑性エラストマーとしては、タイプAデュロメータ硬さ(ショアA)が20から40のオレフィン系樹脂の熱可塑性エラストマーによって形成されている。
第2金型ダイス(4)にて被覆部が設けられた押出成形品(10)は、第2冷却槽(22)に送られ、第2冷却槽(22)にて必要に応じ第2冷却槽内に設けた第2冷却サイザー(22a)を経て第2引取り機(23)に引き取られ、第2引取り機(23)を通過後、カッター(24)によって所定の長さにカットされる。
図9、図10は、本実施の形態によって製造されるウェザーストリップの押出成形品(10),(10’)の断面図の一例を示す図である。
図9に示す押出成形品(10)は、図3(a)に示す断面略逆U字形の合成樹脂製の芯材(1)の左右両側に図4に示すような溝部(1a)を形成し、さらにその芯材(1)の周囲には第2押出し機(19)によって熱可塑性エラストマー製のボディシールリップ部(2)を形成し、ボディシールリップ部(2)の外側には第3押出し機(20)によって軟質の熱可塑性エラストマー製の中空シール部(3)を押出成形し、芯材(1)の内側には4第押出し機(21)によって自動車の車体のフランジに装着するためのガラスシールリップ部(4)を形成している。
図10に示す押出成形品(10’)は、図3(b)に示す断面略I字形の合成樹脂製の芯材(1’)の左右両側に図4に示すような溝部(1a’)を形成し、さらにその芯材(1’)の周囲に熱可塑性エラストマー製の被覆部(2’)を形成している。
また、押出成形品(10),(10’)にさらに材質の異なる熱可塑性エラストマーまたは合成樹脂を追加する場合は、図1に示す第2押出し機(19)や第3押出し機(20)、第4押出し機(21)と同様に。第5押出し機、第6押出し機、・・・等を追加して、第2金型ダイス(18)の内部で共押出し成形する。
<本発明に係る実施の形態の押出成形品の製造方法のまとめ>
以上説明したように、本発明に係る押出成形品の製造方法では、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間に芯材(1)の張力を監視するセンサユニット(16)を設け、センサユニット(16)は第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の少なくとも一方がセンサユニット(16)によって監視された芯材(1)の張力に基づいて、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間の芯材(1)の張力が正常な範囲となるように引取り速度を調整する。
そのため、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間で芯材(1)の張力が正常な範囲となり、芯材(1)が弛んだり、引き延ばされることがなくなるので、第2金型ダイス(18)にて第2押出し機(19)や第3押出し機(20)、第4押出し機(21)等によって芯材(1),(1’)にボディシールリップ部やガラスシールリップ部、中空シール部等の被覆部を設けた押出成形品(10),(10’)を製造する場合でも、成形精度が一定で品質が良い押出成形品(10),(10’)を安定して製造することができる。
また、本発明に係る実施形態の押出成形品の製造方法では、センサユニット(16)は、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間であって芯材(1)が流れる方向に間隔を空けて設けた芯材送りローラ(16a),(16b)を有すると共に、その芯材送りローラ(16a),(16b)の間に芯材(1),(1’)に対しテンションを付与する昇降式テンション付与ローラ(16c)を昇降可能に設け、昇降式テンション付与ローラ(16c)の高さに基づいて芯材(1),(1’)の張力を監視するようにしている。
そのため、センサユニット(16)は簡単な構成で芯材(1),(1’)に対しテンションを付与することができるので、製造コストをかけずに、成形精度が一定で品質が良い押出成形品(10),(10’)を安定して製造することができる。
また、本発明に係る実施形態の押出成形品の製造方法では、第1金型ダイス(12)と第1引取り機(15)との間に切削刃(14a5)によって芯材(1),(1’)を切削して溝部(1a),(1a’)を形成する切削機構部(14)を設けており、センサユニット(16)は、切削機構部(14)によって溝部(1a),(1a’)が形成された芯材(1),(1’)に対し曲がり易い方向にテンションを付与するようにしている。
そのため、芯材(1),(1’)が溝部(1a),(1a’)によって曲がり易くなった場合には、その曲がり易い方向にテンションを付与して芯材(1),(1’)の張力が正常な範囲となるように引取り速度を調整するので、芯材(1),(1’)の張力をより正常な範囲で調整することが可能となり、より成形精度が一定で品質が良い押出成形品(10),(10’)を安定して製造することができる。
また、本発明に係る実施形態の押出成形品の製造方法では、センサユニット(16)は、昇降式テンション付与ローラ(16c)の上下に、それぞれ、昇降式テンション付与ローラ(16c)の近接状態を検出する上側センサ(16e)と、下側センサ(16f)とを有しており、上側センサ(16e)および下側センサ(16f)の検出出力に基づいて芯材(1)の張力を監視し、引取り速度制御部(16g)は上側センサ(16e)と下側センサ(16f)のセンサ出力に基づいて第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の少なとも一方にそれらの間の速度差が無くなるように指令を送る。
そのため、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間で簡単な構成で芯材(1),(1’)にかかるテンションが上限位置βまたは下限位置γに達することを検出することができるので、製造コストをかけずに、成形精度が一定で品質が良い押出成形品(10),(10’)を安定して製造することができる。
また、本発明に係る実施形態の押出成形品の製造方法では、第2引取り機(23)がセンサユニット(16)によって監視された芯材(1),(1’)の張力に基づいてその上限速度および下限速度を第1引取り機(15)の引取り速度の±12.5%以内の引取り速度で停止することなく引取りを行うか、あるいは第1引取り機(15)が上限速度を第2引取り機(23)の引取り速度の12.5%以内、下限速度は第2引取り機(23)の引取り速度の±12.5%以内の引取り速度で停止することなく引取りを行う。
そのため、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間に速度差(バラつき)があっても、バラつきの許容範囲が(±0.5/4)×100=±12.5%以内であり、クラスM4のゴム製品の場合には基準寸法4に対し±0.5、つまり最小3.5から最大4.5までの公差内となるので、この点でも、成形精度が一定で品質が良い押出成形品(10),(10’)を安定して製造することができる。
特に、押出成形品(10),(10’)の成形精度は成形速度と相関していて、成形速度に比例して成形品断面が大きくなったり小さくなったりするが、クラスM4の公差である±0.5をバラつきの最大とした場合、第1引取り機(15)と第2引取り機(23)の引取り速度の同調において、2台の引取り機(15),(23)の速度差を12.5%以内で制御する必要があるが、成形精度が一定で品質が良い押出成形品(10),(10’)を安定して製造することができる。
尚、上記実施形態の説明では、センサユニット(16)は、図2や図6、図7に示すように芯材(1)にテンションを付与する昇降式テンション付与ローラ(16c)が上限位置βと下限位置γに達したことを、昇降体(16d)の上下端部が上側接触式センサ(16e)または下側接触式センサ(16f)に接触するか否かによって検出するように説明したが、本発明ではこれに限らず、例えば、図11に示すように昇降体(16d)の上下端部を上側光学式(非接触式)センサ(16g)または下側光学式(非接触式)センサ(16h)によって検出するようにしても良いし、さらには図12に示すように昇降体(16d)に可変抵抗式センサである例えばポテンションメータ(16i)の摺動子(16i1)を取付けておき、昇降式テンション付与ローラ(16c)が上限位置βと下限位置γに達したことをポテンションメータ(16i)によって検出するように構成しても勿論良い。
また、上記実施形態の説明では、芯材(1),(1’)には、それぞれ、切削機構部(14)によって溝部(1a),(1a’)を形成して説明したが、本発明では、これに限らず、芯材に溝部を形成せずに押出成形品を成形する場合にも本発明は適用できる。例えば、図3(b)に示す断面略I字形(平板状)の芯材(1’)の場合には、厚さ方向である一方向に柔軟性を有しているため、溝部(1a’)が必要ない場合もあり、その際には溝部(1a’)を形成せずに使用して本発明を適用する。芯材に溝部を形成しない場合は、切削機構部(14)は省略しても良いし、切削機構部(14)を残しておき、切削機構部(14)を通過させるものの回転体(14a4)を回転させずに切削刃(14a5)で溝部を設けずそのままホルダ(14a)から排出するように構成する。
1,1’ 芯材
2,2’ ボディシールリップ部
3 中空シール部
4 ガラスシールリップ部
10,10’ 押出成形品
11 第1押出し機
12 第1金型ダイス
13 第1冷却槽
13a 第1冷却サイザー
14 切削機構部
14a ホルダ
14a1 芯材通過孔
14a2 スリット
14a3 回転軸
14a4 回転体
14a5 切削刃
15 第1引取り機
16 センサユニット
16a,16b 芯材送りローラ
16c 昇降式テンション付与ローラ
16d 昇降体
16e 上側接触式センサ
16f 下側接触式センサ
16g 引取り速度制御部
17 加熱器
18 第2金型ダイス
19 第2押出し機
20 第3押出し機
21 第4押出し機
22 第2冷却槽
22a 第2冷却サイザー
23 第2引取り機
24 カッター

Claims (3)

  1. 第1金型ダイス(12)にて所望形状に成形された樹脂製の芯材(1),(1’)を第1引取り機(15)が引取る工程と、
    第1引取り機(15)に引き取られた芯材(1),(1’)の周囲に第2金型ダイス(18)にて熱可塑性エラストマー製の被覆部を設けて押出成形品(10),(10’)を成形し、その押出成形品(10),(10’)を第2引取り機(23)が引取る工程とを有する押出成形品の製造方法であって、
    第1金型ダイス(12)と第1引取り機(15)との間には、切削刃(14a5)によって芯材(1),(1’)を切削して溝部(1a)を形成する切削機構部(14)が設けられており、
    第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間に芯材(1),(1’)の張力を監視するセンサユニット(16)を設け、
    センサユニット(16)は、
    第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間であって芯材(1),(1’)が流れる方向に間隔を空けて設けた芯材送りローラ(16a),(16b)を有すると共に、その芯材送りローラ(16a),(16b)の間に、切削機構部(14)によって溝部(1a)が形成された芯材(1),(1’)の曲がり易い方向にテンションを付与する昇降式テンション付与ローラ(16c)を昇降可能に設け、昇降式テンション付与ローラ(16c)の高さに基づいて第1引取り機(15)と第2引取り機(23)との間の芯材(1),(1’)の張力が正常な範囲となるように引取り速度を調整することを特徴とする押出成形品の製造方法。
  2. 請求項1に記載の押出成形品の製造方法において、
    第2引取り機(23)は、センサユニット(16)によって監視された芯材(1),(1’)の張力に基づいてその上限速度および下限速度を第1引取り機(15)の引取り速度の±12.5%以内の引取り速度で停止することなく押出成形品(10),(10’)を引取ることを特徴とする押出成形品の製造方法。
  3. 請求項1に記載の押出成形品の製造方法において、
    第1引取り機(15)は、センサユニット(16)によって監視された芯材(1),(1’)の張力に基づいてその上限速度および下限速度を第2引取り機(23)の引取り速度の±12.5%以内の引取り速度で停止することなく芯材(1),(1’)を引取ることを特徴とする押出成形品の製造方法。
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