(57)【要約】【課題】薄肉の軟質チューブの表面汚れを低減しチューブの引き伸ばし不良を解消すると共に自動機で芯材の挿入を容易にする熱収縮性チューブを提供する。【解決手段】樹脂材料が少なくとも部分的に架橋されたチューブを、前記樹脂材料の融点以上の温度に加熱する加熱工程と、前記チューブが所定内径の６０〜９０％まで拡張されたときに前記チューブを予冷却して、所定内径にまで拡張する拡張工程と、拡張された前記チューブを冷却する冷却工程とを含む熱収縮性チューブの製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料が少なくとも部分的に架橋されたチューブを、前記樹脂材料の融点以上の温度に加熱する加熱工程と、
加熱処理された前記チューブが所定内径の６０〜９０％まで拡張されたときに加熱処理された前記チューブを予冷却して、さらに所定内径にまで拡張する拡張工程と、
拡張処理された前記チューブを冷却する冷却工程と、
を含む熱収縮性チューブの製造方法。
【請求項２】
前記予冷却は０℃〜８０℃の冷却流体を加熱処理された前記チューブ表面に供給して行なう請求項１に記載の熱収縮性チューブの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂材料のセカントモジュラスが６０ＭＰａ〜１１０ＭＰａの範囲である請求項１または２に記載の熱収縮性チューブの製造方法。
【請求項４】
前記樹脂材料は融点が５０℃〜１５０℃のポリオレフィン系樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載の熱収縮性チューブの製造方法。
【請求項５】
ポリオレフィン系樹脂を主体とする樹脂材料を押し出してチューブを成形する成形工程と、
前記チューブの樹脂材料を少なくとも部分的に架橋する架橋工程と、
前記ポリオレフィン系樹脂の融点以上の温度に前記チューブを加熱する加熱工程と、
加熱処理された前記チューブが所定内径の６０〜９０％まで拡張されたときに、加熱処理された前記チューブを予冷却して、さらに所定内径にまで拡張する拡張工程と、
拡張処理された前記チューブを冷却する冷却工程と、
を含む熱収縮性チューブの製造方法。
【請求項６】
樹脂材料が少なくとも部分的に架橋されたチューブを前記樹脂材料の融点以上の温度に加熱する加熱装置と、
加熱処理された前記チューブを所定内径に拡張した後に冷却する拡張冷却装置を備えた熱収縮性チューブの製造装置であって、
前記拡張冷却装置は、加熱処理された前記チューブの移動方向に拡大する通過孔を有し、チューブが所定内径の６０〜９０％のまで拡張されたときに加熱処理された前記チューブを予冷却するため予冷却部を備えている熱収縮性チューブの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はおもに電線接続部の絶縁、防水、保護、さらには金属芯とエポキシ樹脂などの絶縁材料との間の緩衝材として使用される熱収縮性チューブ、特に表面汚れ少ないことが要求される熱収縮チューブの製造方法およびその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱収縮チューブは熱収縮後に所定の径となるチューブを押出成形し、さらに電子線照射などで架橋して形状記憶させて、熱収縮前の径まで内径を拡張させて製造する。
【０００３】
押し出し成形されたチューブを拡張するには、まずチューブを少なくとも部分的に架橋し、その樹脂材料の融点以上の温度まで加熱する。ここで加熱方法としてエチレングリコールなどの加熱媒体を用いる湿式法で加熱する場合には、加熱媒体がサイジング管内で潤滑油として作用しチューブがスムーズに搬送される。一方、熱風や赤外線を用いた乾式の加熱法は、チューブ表面の汚れ防止が軽減できる点で有利である。
【０００４】
前記チューブの拡張は、加圧又は減圧により拡張され、所定の内径まで拡張後、冷却されたサイジング管でチューブは冷却されて拡張形状を保持する。チューブの拡張において、チューブを軟化させて径方向に拡張しサイジング管で瞬時に冷却ししながら連続的に長手方向へ搬送する。このときチューブに結晶化の低い材料を用いる場合はサイジング管に張り付き、長手方向への引き伸び不良を起こしやすい。
【０００５】
拡張された肉厚の薄いチューブを扁平化する場合は、チューブの内径を拡張した後、チューブは引き取りローラーで扁平化されて数百メートルの長さのリール巻きが作製される。これを単位長さに切断してチューブの断面を円形上に広げて自動機で芯材を挿入し、その後、チューブを熱収縮させることで芯材とチューブを一体化する。この場合、従来の熱収縮チューブでは扁平化されたチューブの断面は薄い肉厚のチューブの壁面は、相互に密着するように形状記憶がされており芯材を自動挿入する際にチューブの開口に困難となり作業効率が低下していた。
【０００６】
なお、特許文献１に記載されるプラスチックチューブの乾式膨張装置は、加熱部、膨張部、冷却部を備え、前記加熱部と膨張部との間にプラスチックチューブの外皮層のみを強制冷却する予冷部を設けた装置である。  
【０００７】
また、特許文献２に記載される熱収縮チューブの製造装置は、樹脂チューブの通過孔と、この通過孔の内面から外部に至る複数の貫通孔を有するダイスと、このダイスを覆う槽の中にダイスを浸漬する冷却流体を有している。そして前記槽の内部は減圧されている減圧冷却部と、前記通過孔の入口部に設けてダイスに進入する樹脂チューブの周囲に冷却流体を供給する予備冷却部を具備し、軟化点を越す温度に加熱して走行させる樹脂チューブを、前記予備冷却部から前記挿通孔および貫通孔を通って前記槽内に流れる冷却流体と槽内負圧による吸引力で連続的に膨張させ、ダイス通過孔面で形成するように構成されている。
【特許文献１】特開昭５４−６２２７４号公報
【特許文献２】特開平０２−３６９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の熱収縮チューブの製造方法ではチューブを冷却固化させて拡張するが、チューブ表面は冷却された後に延伸され、チューブ内面は延伸後に冷却されることになりチューブ内外面の収縮力に差が生じる。そのため扁平化されたチューブの断面はもとの円形上に戻りにくくなる。特に結晶化度の低い軟質チューブの場合、このように円形状に戻りにくい状態で自動機で芯材をチューブに挿入しようとすると、チューブの腰が折れて作業性が著しく低下する。
【０００９】
本発明は、かかる問題を解決し、薄肉の軟質チューブの表面汚れを低減し、チューブの引き伸ばし不良を解消すると共に自動機で芯材の挿入を容易にする熱収縮性チューブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、樹脂材料が少なくとも部分的に架橋されたチューブを、前記樹脂材料の融点以上の温度に加熱する加熱工程と、加熱処理された前記チューブが所定内径の６０〜９０％まで拡張されたときに前記チューブを予冷却して、さらに所定内径にまで拡張する拡張工程と、拡張処理された前記チューブを冷却する冷却工程とを含む熱収縮性チューブの製造方法である。
【００１１】
本発明において、前記予冷却は、０℃〜８０℃の冷却流体を前記チューブ表面に供給することが好ましい。また前記樹脂材料のセカントモジュラスが６０ＭＰａ〜１１０ＭＰａの範囲であり、前記樹脂材料は融点が５０℃〜１５０℃のポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
【００１２】
本発明は、さらにポリオレフィン系樹脂を主体とする樹脂材料を押し出してチューブを成形する成形工程と、前記チューブの樹脂材料を少なくとも部分的に架橋する架橋工程と、前記ポリオレフィン系樹脂の融点以上の温度に前記チューブを加熱する加熱工程と、加熱処理された前記チューブが所定内径の６０〜９０％まで拡張されたときに前記チューブを予冷却して、さらに所定内径にまで拡張する拡張工程と、拡張処理された前記チューブを冷却する冷却工程とを含む熱収縮性チューブの製造方法である。
【００１３】
さらに本発明は、樹脂材料が少なくとも部分的に架橋されたチューブを樹脂材料の融点以上の温度に加熱する加熱装置と、前記チューブを所定内径に拡張した後で冷却する拡張冷却装置を備えた熱収縮性チューブの製造装置であって、前記拡張冷却装置は、加熱処理された前記チューブの移動方向に拡大する通過孔を有し、チューブが所定内径の６０〜９０％のまで拡張されたときに加熱処理された前記チューブを予冷却するため予冷却部を備えている熱収縮性チューブの製造装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の製造方法に基づけば、薄肉の熱収縮性チューブの長手方向の引き伸ばし不良が軽減でき、そして芯材を自動機で前記チューブに挿入することが容易となる。また、本発明の製造装置に基づけば、特に拡張冷却装置においてチューブが所定内径の６０〜９０％に拡張したときに前記チューブを予冷却する手段を備えているため樹脂材料がサイジング管に張りつくことがなくチューブの長手方向の引き伸び不良が軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の製造方法は加熱工程と拡張工程と冷却工程を含むが、好適には前記過熱工程の前にチューブの成形工程と架橋工程を含んでいる。以下、これらの各工程および各工程で用いられる装置について詳細に説明する。
【００１６】
＜チューブの成形＞
図１は、本発明において使用されるチューブの成形装置の概略図を示す。図１において、成形装置１の原料供給口２から樹脂材料３を成形金型４に投入し、中空状のチューブＡを押し出した後、一対のローラ５で矢印方向に移動させる。ここで、成形されたチューブはリールに巻き取り保管するか、あるいは連続的に次の架橋工程に供する。
【００１７】
ここでチューブの樹脂材料は、ポリオレフィン系樹脂を主体とする材料である。ポリオレフィン系樹脂としては、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル／スチレン共重合体）、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂、（メタ）アクリル樹脂、エチレン−（メタ）アクリレート共重合体、エチレンビニルアルコール共重合体、アイオノマー樹脂等が使用できるが、特に結晶化度の高いポリオレフィン系樹脂が好適に採用される。
【００１８】
本発明では、上記ポリオレフィン系樹脂が樹脂材料の全体の３０質量％以上、好ましくは７０質量％以上混合される。その他の樹脂材料としては、熱可塑性樹脂、ポリマーアロイ、熱可塑性エラストマー、またはゴム成分をチューブの要求特性に基づき適宜混合できる。
【００１９】
前記樹脂材料は、結晶性のポリオレフィン系樹脂が好適に採用されるが、その融点は５０℃〜１５０℃、好ましくは８０℃〜１３０℃の樹脂が使用される。また、樹脂材料のセカントモジュラスは、６０ＭＰａ〜１１０ＭＰａ、好ましくは８０ＭＰａ〜１００ＭＰａの範囲の樹脂が使用される。ここでセカントモジュラスは、ＡＳＴＭ−Ｄ５２２３−９２に基づき測定される値である。
【００２０】
＜チューブの樹脂材料の架橋＞
図２は、本発明における架橋工程における電子線の照射装置の概念図である。図においてチューブＡは、電子線の照射を受けながら照射装置２０の中を矢印方向に連続的に移動する。電子線照射は前記チューブの樹脂材料に形状記憶をさせるために適する程度に部分的架橋を形成する。電子線照射は、一般的な方法を採用することができ、照射量は５０〜２５０ｋＧｙの範囲で行われる。架橋方法は電子線照射に限定されず、紫外線照射、Ｘ線照射のほか、過酸化物などの架橋剤を配合して加熱で架橋する従来の方法が採用できる。
【００２１】
＜チューブの加熱＞
図３は、チューブの加熱装置３１と、拡張工程及び冷却工程を行なうためのチューブの拡張冷却装置３２を併置した状態の概略図を示す。加熱装置３１はヒーター３３と熱媒体３４を収納した加熱槽３５とを備えている。加熱装置に隣接して設置されているサプライローラー３６から供給されるチューブＡは加熱装置３１の中を移動しながら、その樹脂材料の融点以上の温度に加熱される。熱媒体の温度は、チューブに適度の柔軟性を付与するため適宜調整される。例えば樹脂材料の融点より１０℃〜５０℃高い温度、好適には２０℃〜３５℃高い温度で調整される。なお、本発明では必ずしも熱媒体３４を用いる必要はなく熱風あるいは赤外線などによる乾式加熱で行なうことも可能である。
【００２２】
＜チューブの拡張＞
図３において拡張冷却装置３２は、拡張部３７ｄを有するサイジング管３７と減圧冷却部３９を備えている。前記拡張部３７ｄは、サイジング管に形成されたチューブの通過孔３７ａの一部として構成されている。該拡張部３７ｄは、前記通過孔３７ａの内部で通過孔入り口近傍から通過孔出口近傍にかけて径がチューブの移動方向に増加する形状となっており、チューブが通過孔入り口から通過孔出口方向に移動するとともに径は徐々に拡張される。つまりチューブは通過孔入り口近傍において径はｄ0であり通過孔出口近傍において径がＤに拡張される。ここでＤ／ｄ0の値は、１．５〜３．０、好ましくは１．８〜２．４の範囲に調整される。
【００２３】
そして、前記拡張部３７ｄには、前記チューブの内径ｄが拡張後の所定内径Ｄの６０〜９０％に相当する位置Ｐに予冷却部を備えている。図３において予冷却部は、位置Ｐにおいて前記通過孔３７ａからサイジングの厚さ方向に貫通しサイジング管の外径面に抜ける少なくとも１つの予冷孔３７ｂとして示されている。該予冷孔３７ｂはサイジング管の位置Ｐで形成されチューブと接する環状溝に連結するように形成されることもできる。なお前記予冷孔の形状はもとより前記冷却部の形状および構造は特に限定されるものではない。
【００２４】
前述のようにチューブの内径ｄが拡張後の所定内径Ｄの６０〜９０％の内径に相当する位置Ｐに予冷却部を設けることで後の冷却工程でチューブが急冷されるのを軽減し、樹脂材料の結晶化が徐々に進行し、樹脂材料がサイジング管に張りつくことがなく長手方向への引き伸び不良も軽減できる。
【００２５】
＜拡張チューブの冷却＞
本発明において冷却工程はサイジング管３７に設けられた冷却手段及び／または減圧冷却部３９で行なうことができる。所定内径Ｄに拡張された後にチューブを冷却するため、チューブの拡張が終了した通過孔３７ａの終端部分において、前記通過孔３７ａからサイジングの厚さ方向に貫通し外径面に抜ける少なくとも複数の貫通孔３７ｃを設けることができる。該貫通孔３７ｃは、減圧槽４０に開放され、前記貫通孔３７ｃはチューブの全周に均一に吸引力を作用させるため、小さい径でサイジング管の全周にまんべんなく設けておくことが好ましい。
【００２６】
前記減圧冷却部３９は、サイジング管３７を少なくとも一部覆う減圧槽４０内に、冷却流体４１を収納し、真空引口４０ａから減圧槽４０の内部を連続的に真空引きしながらチューブの熱を吸収した冷却流体４１を液出口４０ｂから外部に排出する。減圧槽４０の冷却流体４１の温度が上昇する場合は、供給口４０ｃから冷却流体を供給して温度を調整する。液出口４０ｂから外部に排出された冷却流体は循環させて供給口４０ｃに戻すこともできる。
【００２７】
前記貫通孔３７ｃはチューブの全周に均一に吸引力を作用させる作用のほか、減圧槽４０内の冷却流体４１を前記貫通孔３７ｃからチューブの通過孔３７ａ方向に浸透しチューブ表面を冷却する作用も有する。
【実施例】
【００２８】
（実施例１）
図１に示す押出し成形機を用いて、常温のセカントモジュラスが９０ＭＰａ、融点が１０８℃のポリエチレンを押し出し、内径がφ４．８ｍｍ、肉厚が０．６ｍｍのチューブを成形した。
【００２９】
次に成形されたチューブを１５０ｋＧｙの電子線照射を行いポリエチレンの架橋を行った。このときのチューブのゲル分率は４５％であった。次にチューブを熱風を用いた乾式加熱方式にてチューブの温度が１４０℃になるまで加熱した。
【００３０】
次に図３に示す拡張冷却装置を用いて、５０ｋＰａに減圧された減圧槽３９にチューブを引き込み、サイジング管の通過孔３７ａにチューブを通した。サイジング管の通過孔の所定内径（Ｄ）はφ１２．５ｍｍに設定されており、チューブは内径（ｄ0）から所定内径（Ｄ）まで拡張される。そして内径（ｄ）が、所定内径（Ｄ）の８５％の位置Ｐで、温度が５０℃に調整されている純水をサイジング管に設けられた予冷孔３７ｂからチューブ表面に供給して予冷却した。
【００３１】
次に、減圧槽に冷却流体として温度が５０℃に調整されている純水をサイジング管に設けられた貫通孔３７ｃからチューブ表面に供給することで、拡張されたチューブを冷却した。
【００３２】
続いて、拡張されたチューブＡ’は、送りローラ４２にて移動され、さらに引き取りローラー（図示せず）にて扁平状に潰されて連続的に扁平状の熱収縮チューブが製造された。
【００３３】
＜特性の評価方法＞
以下の方法で、チューブの特性を評価した。
（１）引き伸びのばらつき
長さ変化率（｛収縮前長さ−収縮後長さ｝／｛収縮前長さ｝×１００）のばらつきを標準偏差で示した。本発明では標準偏差が１％未満を基準とした。
（２）引き抜き力
膨張後のチューブ内径の７０％サイズの円柱を垂直に固定し、これにチューブを１００ｍｍ被せ、このチューブを引き抜くときの荷重を測定した。本発明では４０ｇ以下を基準とした。
（３）芯材の挿入性
自動挿入機を用いてチューブを芯材に安定して挿入できるものを芯材の挿入性が「良好」と評価した。
【００３４】
＜特性評価結果＞
引き伸びのばらつきは標準偏差で０．９％、チューブの引き伸ばし力は３８ｇ、芯材の挿入性は良好であった。
【００３５】
（実施例２）
前記サイジング管内において、前記チューブＡの直径（ｄ）が所定内径（Ｄ）の７０％の内径に達した位置において、冷却流体で予冷却したこと以外は、実施例１と同じ条件でチューブを製造した。
【００３６】
引き伸びのばらつきは標準偏差で０．９％、チューブの引き伸ばし力は４０ｇであった。
【００３７】
（実施例３）
冷却流体として温度が５℃の純水を用いたこと以外は、実施例１と同じ条件でチューブを製造した。
【００３８】
その結果、引き伸びのばらつきは標準偏差で０．９％、チューブの引き伸ばし力は３９ｇであり、芯材の挿入性は良好であった。
【００３９】
（比較例１）
前記サイジング管内において、前記チューブＡの直径（ｄ）が所定内径（Ｄ）の５５％の内径に達した位置において、冷却流体で予冷却したこと以外は、実施例１と同じ条件でチューブを製造した。
【００４０】
その結果、引き伸びのばらつきは標準偏差で０．９％、チューブの引き伸ばし力は４３ｇであった。
【００４１】
（比較例２）
前記サイジング管内において、前記チューブＡの直径（ｄ）が所定内径（Ｄ）の３０％の内径に達した位置において、冷却流体で予冷却したこと以外は、実施例１と同じ条件でチューブを製造した。
【００４２】
その結果、引き伸びのばらつきは標準偏差で０．８％、チューブの引き伸ばし力は４６ｇであった。
【００４３】
（比較例３）
前記サイジング管内において、前記チューブＡが拡張される直前において、冷却流体で予冷却したこと以外は、実施例１と同じ条件でチューブを製造した。
【００４４】
その結果、引き伸びのばらつきは標準偏差で０．８％、チューブの引き伸ばし力は４８ｇ、芯材の挿入性は不良であった。
【００４５】
（比較例４）
予冷却しないこと以外は、実施例１と同じ条件でチューブを製造した。
【００４６】
その結果、引き伸びのばらつきは標準偏差で１．４％、チューブの引き伸ばし力は３６ｇ、芯材の挿入性は良好であった。
【００４７】
表１に本発明の実施例、比較例の特性評価結果をまとめて示す。
【００４８】
【表１】
2008307823.tif 000003
【００４９】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の製造方法に基づけば、薄肉の熱収縮性チューブが引き伸ばし不良およびチューブ汚れを軽減でき、芯材の挿入性も改善する。また、本発明の製造装置に基づけば、特に拡張冷却装置において樹脂材料が径方向に所定内径まで拡張したときにチューブを予冷却する手段を備えているため結晶性の高い材料を用いた場合、樹脂材料がサイジング管に張りつくことがなく長手方向への引き伸び不良が軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】チューブの成形装置の概略図である。
【図２】電子線照射装置の概念図である。
【図３】加熱装置および拡張冷却装置の概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
Ａ，Ａ’  チューブ、  １  成形装置、２  原料供給口、３  樹脂材料、４  成形金型、５  ローラ、２０  照射装置、３１  加熱装置、３２  拡張冷却装置、３３  ヒーター、３４  熱媒体、３５  加熱槽、３６  サプライローラ、３７  サイジング管、３７ａ  通過孔、３７ｂ  予冷孔、３７ｃ  貫通孔  ３７ｄ  拡張部、３９  減圧冷却部、４０  減圧槽、４１  冷却流体、４２  ローラー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008307823.tif 000006