(57)【要約】【課題】本発明は、口径を大きくすることなく機械的強度の高い延伸管を製造する方法を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、該パイプの外径と同一内径を有する外型と、該パイプの内径と同一外径を有する内型によって、該パイプの形状を保持し、熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の、熱可塑性樹脂の延伸に適した温度で、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを捩るように回転することにより、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを周方向に延伸することを特徴とする延伸管の製造方法及び熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、周方向に捩るように回転することにより、周方向に延伸した後、軸方向に引張って軸方向に延伸することを特徴とする延伸管の製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、該パイプの外径と同一内径を有する外型と、該パイプの内径と同一外径を有する内型によって、該パイプの形状を保持し、熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の、熱可塑性樹脂の延伸に適した温度で、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを捩るように回転することにより、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを周方向に延伸することを特徴とする延伸管の製造方法。
【請求項２】
熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、該パイプの外径と同一内径を有する外型と、該パイプの内径と同一外径を有する内型によって、該パイプの形状を保持し、熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の、熱可塑性樹脂の延伸に適した温度で、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを捩るように回転することにより、周方向に延伸した後、軸方向に引張って軸方向に延伸することを特徴とする延伸管の製造方法。
【請求項３】
熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、該パイプの外径と同一内径を有する外型と、該パイプの内径と同一外径を有する内型によって、該パイプの形状を保持し、熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の、熱可塑性樹脂の延伸に適した温度で、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを軸方向に引張って軸方向に延伸した後、捩るように回転することにより、周方向に延伸することを特徴とする延伸管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、延伸管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、熱可塑性樹脂製パイプは配水管、汚水管、ガス管等広く使用されているが、使用場所や用途により機械的強度が不足し割れたり、折れたりすることがあり、機械的強度を付与するために、熱可塑性樹脂製パイプを延伸することが行われている。
【０００３】
熱可塑性樹脂製パイプを延伸する方法としては、例えば、押出機のダイスから引取機により引出し長手方向に延伸しながら原形パイプを成型し、この原形パイプを再び加熱し押出機のダイスに連結する大型のダイスをその原形パイプ内に挿入保持せしめこれを引取機により引出して円周方向に延伸成型する二軸延伸パイプの製造方法が提案されている  （例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭４９−５９１６３号公報
【０００５】
又、異なる製造方法として、材料管を所要の分子配向温度に加熱し、材料管の一部を第１の軸方向延伸度合で円周方向に延伸することによってソケットを形成し、材料管を第２の軸方向延伸度合で円周方向に延伸することによって管本体を形成することからなり、第１の軸方向延伸度合が第２の軸方向延伸度合よりも小さいことを特徴とするプラスチック管の製造方法が提案されている  （例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献２】
特許第３０２４７０５号公報
【０００７】
しかし、上記製造方法は熱可塑性樹脂製パイプをパイプの直径方向及び軸方向に延伸する方法であるから、原形パイプより直径の太いパイプしか得られず、延伸倍率の高いパイプや口径の小さいパイプは製造できなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記欠点に鑑みてなされたものであり、口径を大きくすることなく機械的強度の高い延伸管を製造する方法を提供することにある。又、異なる目的は延伸倍率の高い延伸管や口径の小さい延伸管を製造する方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の延伸管を製造する方法は、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、該パイプの外径と同一内径を有する外型と、該パイプの内径と同一外径を有する内型によって、該パイプの形状を保持し、熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の、熱可塑性樹脂の延伸に適した温度で、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを捩るように回転することにより、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを周方向に延伸することを特徴とし、口径を大きくすることなく機械的強度の高い延伸管を製造することができる。
【００１０】
請求項２記載の延伸管を製造する方法は、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、該パイプの外径と同一内径を有する外型と、該パイプの内径と同一外径を有する内型によって、該パイプの形状を保持し、熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の、熱可塑性樹脂の延伸に適した温度で、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを捩るように回転することにより、周方向に延伸した後、軸方向に引張って軸方向に延伸することを特徴とし、二軸延伸されているので、口径を大きくすることなくより機械的強度の高い延伸管を製造することができる。
【００１１】
請求項２記載の延伸管を製造する方法は、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、該パイプの外径と同一内径を有する外型と、該パイプの内径と同一外径を有する内型によって、該パイプの形状を保持し、熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の、熱可塑性樹脂の延伸に適した温度で、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを軸方向に引張って軸方向に延伸した後、捩るように回転することにより、周方向に延伸することを特徴とし、二軸延伸されているので、口径を大きくすることなくより機械的強度の高い延伸管を製造することができる。
【００１２】
本発明で使用される熱可塑性樹脂は、一般にパイプとして使用されている熱可塑性樹脂であれば、特に限定されず、例えば、塩化ビニル樹脂、塩素化塩化ビニル樹脂等の塩化ビニル系樹脂；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のオレフィン系樹脂；ポリオキシメチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等が挙げられ、塩化ビニル樹脂が好適に使用される。
【００１３】
上記塩化ビニル樹脂は、成形性、伸び特性が優れ、パイプの機械的強度の優れている、  平均重合度６００〜２５００のものが好ましく、より好ましくは平均重合度が８００〜１４００のものである。
【００１４】
尚、上記平均重合度とは、塩化ビニル単独重合体や塩化ビニル系共重合体をテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）に溶解させ、濾過により不溶成分を除去した後、濾液中のＴＨＦを乾燥除去して得た樹脂を試料とし、ＪＩＳ  Ｋ−６７２１「塩化ビニル樹脂試験方法」に準拠して測定した平均重合度を意味する。
【００１５】
上記熱可塑性樹脂には、必要に応じて熱安定剤、安定化助剤、改質剤、加工助剤、滑剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料、無機充填剤、可塑剤、難燃剤等が添加されてもよい。
【００１６】
上記熱安定剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている熱安定剤であれば特に限定されず、例えば、ステアリン酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、三塩基性硫酸鉛等の鉛系安定剤、カルシウム−亜鉛系安定剤、バリウム−亜鉛系安定剤、バリウム−カドミウム系安定剤、有機錫系安定剤、有機メルカプト系安定剤等が挙げられる。
【００１７】
上記安定化助剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている安定化助剤であれば特に限定されず、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ豆油、エポキシ化テトラヒドロフタレート、エポキシ化ポリブタジエン、リン酸エステル等が挙げられる。
【００１８】
上記改質剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている安定化助剤であれば特に限定されず、例えば、メチルメタクリレート−ブタジエンースチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂）等が挙げられる。
【００１９】
上記加工助剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている加工助剤であれば特に限定されず、例えば、重量平均分子量３万〜５００万のアルキルアクリレート−アルキルメタクリレート共重合体、アルキルアクリレート−アルキルメタクリレート−スチレン共重合体等のアクリル系加工助剤が挙げられ、具体例としては、ｎ−ブチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体、２−エチルヘキシルアクリレート−メチルメタクリレート−ブチルメタクリレート共重合体等が挙げられる。
【００２０】
上記滑剤としては、内部滑剤、外部滑剤等が挙げられる。
上記内部滑剤は、成形加工時の溶融樹脂の流動粘度を下げ、摩擦発熱を防止する目的で使用される。上記内部滑剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている内部滑剤であれば特に限定されず、例えば、ブチルステアレート、ラウリルアルコール、ステアリルステアレート、エポキシ化大豆油、グリセリンモノステアレート、ステアリン酸、ビスアミド等が挙げられる。
【００２１】
上記外部滑剤は、成形加工時の溶融樹脂と金属面との滑り効果を上げる目的で使用される。上記外部滑剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている外部滑剤であれば特に限定されず、例えば、モンタン酸ワックス、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、エステルワックス等が挙げられる。
【００２２】
上記酸化防止剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている酸化防止剤であれば特に限定されず、例えば、フェノール系抗酸化剤、硫黄系抗酸化剤、ホスファイト系抗酸化剤等が挙げられる。
【００２３】
上記光安定剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている光安定剤であれば特に限定されず、例えば、ヒンダードアミン系の光安定剤等が挙げられる。
【００２４】
上記紫外線吸収剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている紫外線吸収剤であれば特に限定されず、例えば、サリチル酸エステル系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤が挙げられる。
【００２５】
上記帯電防止剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている帯電防止剤であれば特に限定されず、例えば、カチオン系帯電防止剤、非イオン系帯電防止剤等が挙げられる。
【００２６】
上記顔料としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている顔料であれば特に限定されず、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、スレン系、染料レーキ系等の有機顔料、酸化物系、クロム酸モリブデン系、硫化物・セレン化物系、フェロシアン化物系等の無機顔料等が挙げられる。
【００２７】
上記無機充填剤としては、熱可塑性樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている充填剤であれば特に限定されず、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、水酸化マグネシウム、タルク、マイカ、クレー、フライアッシュ等が挙げられる。
【００２８】
上記可塑剤としては、塩化ビニル系樹脂成形体の製造の際に一般に使用されている充填剤であれば特に限定されず、例えば、ジブチルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート等が挙げられる。
【００２９】
上記熱可塑性樹脂から延伸用原形パイプを製造する方法は、従来公知のパイプの方法が採用されて良く、例えば、単軸押出機、二軸押出機、コニカル二軸押出機等の押出機に熱可塑性樹脂を供給し、熱可塑性樹脂を加熱溶融し押出成形する方法が挙げらる。
【００３０】
本発明で使用される外型と内型は、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを挟んで、該パイプの形状を保持しながら延伸するのであるから、外型は熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプの外径と同一内径を有しており、内型は熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプの内径と同一外径を有している。
【００３１】
又、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを延伸する際には、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを形成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の延伸に適した温度に加熱する必要があるので、外型と内型の少なくとも一方に加熱装置が設置されているのが好ましい。
【００３２】
請求項１記載の延伸管を製造する方法においては、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、上記外型と内型によって、該パイプの形状を保持し、熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の、熱可塑性樹脂の延伸に適した温度で、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを捩るように回転することにより、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを周方向に延伸する。
【００３３】
上記熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを、熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の、熱可塑性樹脂の延伸に適した温度に加熱する方法としては、上記加熱装置が設置されている外型若しくは内型で加熱する方法が挙げられるが、外型及び内型に熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを供給する前に加熱してもよい。
【００３４】
更に、外型及び内型に熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを供給する前に適当温度まで予熱しておいて、外型若しくは内型で熱可塑性樹脂のガラス転移温度若しくは融点以上の、熱可塑性樹脂の延伸に適した温度まで加熱してもよい。
【００３５】
上記加熱手段としては、公知の任意の方法が採用されてよく、例えば、ヒーターで加熱する方法、温熱風で加熱する方法、熱流体で加熱する方法等が挙げられる。
【００３６】
次に、加熱された熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを捩るように回転することにより、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを周方向に延伸する。
【００３７】
熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを周方向に延伸する方法は、公知の任意の方法が採用されてよく、例えば、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプの一端部を固定し他端部を回転して、捩る方法が挙げられる。
【００３８】
周方向への延伸倍率は、要求される延伸管の品質により適宜決定されればよいが、一般に１．２〜６．０倍であり、好ましくは１．３〜５．０倍であり、更に好ましくは１．４〜２．５倍である。
【００３９】
尚、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを溶融押出成形した直後に周方向への延伸を行うことにより、連続成形してもよいが、この場合は、押出成形金型から吐出された熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプは回転することが困難なので、押出成形金型からかなり離れた下流側で行うのが好ましい。
【００４０】
延伸された延伸管は、速やかに冷却され、延伸効果が減少することを防止する必要があるが、冷却方法は従来公知の任意の方法が採用されてよく、例えば、水槽で水冷する方法、噴霧冷却する方法、冷風を吹付ける方法等が挙げられ、噴霧冷却する方法が好ましい。
【００４１】
請求項２記載の延伸管を製造する方法は、請求項１記載の延伸管を製造する方法で行ったように、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを周方向に延伸した後、軸方向に引張って軸方向に延伸することを特徴とする。
【００４２】
軸方向への延伸は、周方向に延伸された熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを軸方向に引張ればよく、その延伸倍率も特に限定されるものではないが、一般に１．１〜２．５倍が好ましい。
【００４３】
請求項３記載の延伸管を製造する方法は、請求項２記載の延伸管を製造する方法における、熱可塑性樹脂製延伸用原形パイプを周方向に延伸する工程と、軸方向に引張って軸方向に延伸する工程の順序が逆になるほかは同一である。
【００４４】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施例を説明する。
【００４５】
延伸用原形パイプ（１）の製造
塩化ビニル樹脂（徳山積水社製、商品名「ＴＳ１０００Ｒ」、平均重合度１０５０）１００重量部、オクチル錫系安定剤（三共有機合成社製、商品名「ＯＮＺ１４２Ｆ」）１重量部、ステアリン酸（日本油化社製、商品名「ステアリン酸桜」）０．５重量部及びポリエチレンワックス（三井化学社製、商品名「ＨｉＷａｘ２２０ＭＰ」）０．５重量部よりなる配合物を、スパーミキサー（カワタ製作所社製）で均一に混合した後、６０ｍｍ二軸押出機（積水工機製作所社製、商品名「ＳＬＭ６０」）に供給し、溶融混練押出して、外径６０ｍｍ、内径５１ｍｍ、肉厚４．５ｍｍ、長さ４００ｍｍの延伸用原形パイプ（１）を得た。
【００４６】
延伸用原形パイプ（２）の製造
延伸用原形パイプ（１）の製造と同様にして、外径３７．５ｍｍ、内径２０．１ｍｍ、肉厚８．７ｍｍ、長さ４００ｍｍの延伸用原形パイプ（２）を得た。
【００４７】
（実施例１〜３）
得られた延伸用原形パイプ（１）を、ヒーターが内設された、内径６０ｍｍ、長さ３００ｍｍ、温度１１０℃の外型と、長さ２００ｍｍの内型部品が２本回転可能に接続されている、ヒーターが内設された、外径５１ｍｍ、長さ４００ｍｍ、温度１１０℃の内型よりなり、長さ方向の略中央部で回転可能に設置された金型に供給し、外型と内型により延伸用原形パイプ（１）を保持すると共に両端部を内型に固定し、二本の内型部品を延伸用原形パイプ（１）と共に周方向の逆方向に捩って延伸管を得た。
【００４８】
得られた延伸管の外径、肉厚、周方向への延伸倍率及び周方向への引張り強度を測定し、結果を表１に示した。尚、周方向への延伸倍率及び周方向への引張り強度の測定方法は下記の通りである。
【００４９】
（１）周方向への延伸倍率  延伸用原形パイプの外表面に軸方向に標線を入れておき、「延伸後の標線の長さ／延伸前の標線の長さ」を周方向への延伸倍率とした。
【００５０】
（２）周方向への引張り強度  得られた延伸管を輪切りにし、その内面に半円柱状の治具を２つ配置し、その治具を管が拡径する方向に引張ることにより、引張り強度を測定した。
【００５１】
（比較例１）
延伸用原形パイプ（１）の外径、肉厚、周方向への延伸倍率及び周方向への引張り強度を実施例１で行ったと同様にして測定し、結果を表１に示した。
【００５２】
（比較例２）
延伸用原形パイプ（２）を１１０℃に加熱し、内径６０ｍｍの外型に延伸用原形パイプ（２）の両端をフランジで密閉し、内面に油圧にて加圧することにより、拡径延伸し、延伸管を得た。
【００５３】
得られた延伸管の外径、肉厚、周方向への延伸倍率及び周方向への引張り強度を測定し、結果を表１に示した。尚、周方向への延伸倍率の測定方法は下記の通りであり、その他の測定方法は実施例１で行ったと同様にして測定した。
【００５４】
（３）周方向への延伸倍率  「延伸後の外周の長さ／延伸前の外周の長さ」を周方向への延伸倍率とした。
【００５５】
【表１】
2004237671.tif 000002
【００５６】
（実施例４〜６）
得られた延伸用原形パイプ（１）を用い、実施例１で行ったと同様にして、二本の内型部品を延伸用原形パイプ（１）と共に周方向の逆方向に捩って延伸した。次いで、一方の内型部品を軸方向に引張ることにより軸方向に延伸し、延伸管を得た。
【００５７】
得られた延伸管の外径、肉厚、軸方向及び周方向への延伸倍率並びに軸方向及び周方向への引張り強度を測定し、結果を表２に示した。尚、延伸倍率の測定方法及び軸方向への引張り強度の測定方法は下記の通りであり、その他の測定は実施例１で行ったと同様にして測定した。
【００５８】
（４）軸方向への延伸倍率  「延伸管の長さ／延伸用原形パイプ（１）の長さ」を軸方向への延伸倍率とした。
【００５９】
（５）周方向への延伸倍率  延伸用原形パイプ（１）外表面に軸方向に標線を入れておき、「延伸後の標線の長さ／と延伸前の標線の長さ」を軸方向への延伸倍率で徐して周方向への延伸倍率とした。
（６）軸方向への引張り強度  ＪＩＳ  Ｋ７１６２に準拠して測定した。
【００６０】
（比較例３）
延伸用原形パイプ（２）を１１０℃に加熱し、内径６０ｍｍの外型に延伸用原形パイプ（２）の両端をフランジで密閉し、内面に油圧にて加圧することにより、拡径延伸し、延伸管を得た。
【００６１】
得られた延伸管の外径、肉厚、軸方向及び周方向への延伸倍率並びに軸方向及び周方向への引張り強度を測定し、結果を表２に示した。
【００６２】
尚、軸方向への延伸倍率の測定と、軸方向及び周方向への引張り強度の測定は実施例４行ったと同様にして測定した。又、周方向への延伸倍率の測定は比較例２で行った同様にして測定し、その他の測定方法は実施例１で行った同様にして測定した。
【００６３】
【表２】
2004237671.tif 000003
【００６４】
（実施例７〜９）
得られた延伸用原形パイプ（１）を用い、実施例１で行ったと同様にして、外型と内型により延伸用原形パイプ（１）を保持すると共に両端部を内型に固定し、一方の内型部品を軸方向に引張ることにより軸方向に延伸し、次いで、二本の内型部品を軸方向に延伸された延伸用原形パイプ（１）と共に周方向の逆方向に捩って延伸し、延伸管を得た。
【００６５】
得られた延伸管の外径、肉厚、軸方向及び周方向への延伸倍率並びに軸方向及び周方向への引張り強度を実施例４で行ったと同様にして測定し、結果を表３に示した。
【００６６】
（比較例４）
延伸用原形パイプ（２）を１１０℃に加熱し、軸方向に引張って延伸した後、内径６０ｍｍの外型に延伸用原形パイプ（２）の両端をフランジで密閉し、内面に油圧にて加圧することにより、拡径延伸し、延伸管を得た。
【００６７】
得られた延伸管の外径、肉厚、軸方向及び周方向への延伸倍率並びに軸方向及び周方向への引張り強度を実施例４で行ったと同様にして測定し、結果を表３に示した。
【００６８】
【表３】
2004237671.tif 000004
【００６９】
【発明の効果】
本発明の延伸管の製造方法の構成は上述の通りであるから、口径を大きくすることなく機械的強度の高い延伸管を容易に製造することができ、延伸倍率の高い延伸管や口径の小さい延伸管を製造することができる。又、得られた延伸管は内径及び外径の寸法精度がよく配管等に好適に使用できる。