JP2001171003A - 熱収縮チューブの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 収縮率が大きく、しかも大径の熱収縮チュー
ブを、簡単かつ確実に製造する。 【解決手段】 熱可塑性樹脂からなる架橋された素材チ
ューブ３０を、加熱用マンドレル１４の外周に被せて加
熱する。つぎにこの加熱した素材チューブ３０を膨張さ
せ、素材チューブ３０が所定の寸法まで拡径した後に冷
却して、その拡径状態を固定させて一次製品３１を形成
する。更にその一次製品３１を、加熱用マンドレル１４
よりも大径の別の加熱用マンドレルの外周に被せて加熱
する。そしてこの加熱した一次製品３１を膨張させ、そ
の一次製品３１が所定の寸法まで拡径した後に冷却し
て、その拡径状態を固定させて所期の径の熱収縮チュー
ブ３２を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、熱可塑性樹脂か
らなる架橋された素材チューブを加熱軟化させた状態で
拡径する熱収縮チューブの製造方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５に示すように、熱収縮チューブの用
途の一例として、ゴム・プラスチック絶縁ケーブル１の
導体接続部の被覆がある。この絶縁ケーブル１は、中心
の導体２の外側に、内部半導電層３と絶縁体４と外部半
導電層５とが順に同心円状に形成された構造となってい
る。このようなゴム・プラスチック絶縁ケーブル１にお
いては、長い線路を布設する場合には、製造上、輸送上
および布設上ケーブル長が制約されるため、現場でケー
ブル相互の接続を行う必要がある。

【０００３】この現場で行われるケーブル相互の接続
は、図６に示すように、接続する両ケーブル１，１の端
部の被覆をそれぞれ除去して導体２を露出させるととも
に、互いの端面を突き合わせた状態で両導体２の外周に
導体接続スリーブ６を被せて圧縮接続した後、この導体
接続スリーブ６の外側に、ケーブル１と同様の内部半導
電層を構成する。その方法として内導用半導電性チュー
ブ７を被装したり、未架橋の半導電性テープを所定の厚
さに巻き重ね、これを加熱モールドする方法がある。

【０００４】また内導用半導電性チューブ７には、未架
橋の熱可塑性樹脂からなる絶縁テープを多重に巻き付け
て、ケーブル１の絶縁体４の代りとなる絶縁層８を形成
し、更にその外側に外部用半導電層５の代りとなる外導
用半導電性チューブ９を被装するが、この場合も内部用
半導電層と同じように、表面整形のためのゴム系の熱収
縮チューブが使用される。そして前記内導用半導電性チ
ューブ７および外導用半導電性チューブ９とは、ケーブ
ル接続時に、一方のケーブル１の外周に予め被せてお
き、導体接続スリーブ６を圧着した後、この導体接続ス
リーブ６の外側に移動させ、収縮させて外周に密着さ
せ、同様に外導用半導電性チューブ９は、絶縁層８が形
成された後、この絶縁層８の外側に移動させ、収縮させ
て外周に密着させる。

【０００５】その他、外径の大きい接続部の外部半導電
層として導電性熱収縮チューブを使用する場合や、保護
管の替わりとして、絶縁性熱収縮チューブを使用する場
合も同様に、収縮率の高いものが望まれるが、収縮率６
０％以上のものを製作することは難しいとされていた。

【０００６】ところで従来、熱収縮チューブを製造する
方法としては、例えば断面円形に押出し成形し、かつ架
橋した熱可塑性樹脂からなる素材チューブを用意し、ま
ずこの素材チューブを加熱用マンドレルの外周部に被せ
るとともに、加熱して軟化させる。つぎに素材チューブ
と加熱用マンドレルとの間に空気等を加圧注入して、素
材チューブを膨張させて所期の寸法まで拡径する方法が
あった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の製造方法では、例えば素材チューブの肉厚が均一に成
形されていなかったり、あるいは周方向でのゲル分率が
不均一であったりすると、素材チューブを膨張させた際
に均等に拡径されず、他の部分に先行して延びる部分が
拡径途中において破断するおそれが多分にあった。なお
このような破損は、素材チューブが大径で、かつ拡径倍
率が３倍以上に設定された場合に顕著であった。そして
この種の熱収縮チューブでは、完成体としての収縮率が
素材チューブの拡径倍率に対応してほぼ定められるため
に、従来では、収縮率の大きい大径の熱収縮チューブを
製造することが困難であるのが実情であった。

【０００８】この発明は、上記の事情に鑑みなされたも
ので、収縮率が大きく、しかも大径の熱収縮チューブを
簡単に製造することのできる製造方法を提供することを
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の課
題を解決するための手段として、請求項１に記載した発
明は、熱可塑性樹脂からなる架橋された素材チューブ
を、加熱用マンドレルの外周に被せて加熱し、ついでこ
の加熱した素材チューブを膨張させ、該素材チューブが
所定の寸法まで拡径した後に冷却して、その拡径状態を
固定させて一次製品を形成し、更にその一次製品を、前
記加熱用マンドレルよりも大径の別の加熱用マンドレル
の外周に被せて加熱するとともに、この加熱した一次製
品を膨張させ、該一次製品が所定の寸法まで拡径した後
に冷却して、その拡径状態を固定させて所期の径の熱収
縮チューブを形成することを特徴とするものである。

【００１０】したがって請求項１に記載した発明によれ
ば、拡径工程を２回に分けて実施することによって、膨
張に伴って素材チューブおよび一次製品に作用するテン
ションが過度には大きくならず、また同時に変形に対す
る素材チューブ等の追従性が良好になるから、例えば素
材チューブ等にゲル分率のムラあるいは偏肉があっても
破断が生じず、したがって収縮率が大きく、かつ大径の
熱収縮チューブを確実に製造できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明を高収縮率の半導
電性熱収縮チューブの製造方法に適用した一具体例を、
図面に基づいて説明する。まずこの発明の製造方法を実
施するための製造装置について説明する。この製造装置
１１は、一次拡径を行なうための小径ユニット１２と、
二次拡径を行なうための大径ユニット１３とを備えてい
る。

【００１２】小径ユニット１２は、図２に示すように、
外周部に素材チューブ等を被装させる加熱用マンドレル
１４と、この加熱用マンドレル１４の外周側に所定の空
間をあけて着脱可能に装着される膨張規制パイプ１５
と、素材チューブ等を膨張させるためのエアコンプレッ
サ１６とを備えている。

【００１３】加熱用マンドレル１４は、銅あるいは銅合
金等の金属パイプ製のコンテナの内周面に図示しないウ
ィックを設けるとともに、凝縮性流体を脱気した状態で
内部に凝縮性の作動流体のみを封入してヒートパイプ化
したものである。加熱用マンドレル１４の両端部は、中
央部分に対して小径に形成されており、その図２での左
端部が、加熱用マンドレル１４の加熱時に加熱され、ま
た冷却時には冷却される加熱兼冷却部１７となってい
る。また加熱用マンドレル１４における中央部分は、外
径が約４６ｍｍに設定されていて、ここが加工部１８と
して形成されている。

【００１４】この加工部１８には、図３に示すように、
外側の膨張規制パイプ１５を外した状態において、素材
チューブ３０が被装される。また加熱用マンドレル１４
における図２での右端部には、コネクタを備えたエア吹
込み口１９が設けられ、このエア吹込み口１９は、一端
をこのエア吹込み口１９に連通し、他端を前記加工部１
８の表面に開口した通気路２０を形成し、空気を加工部
１８の外周に吹き出すようになっている。

【００１５】また加熱用マンドレル１４における加熱兼
冷却部１７には、高周波電源に接続された高周波コイル
２１が着脱可能に取り付けられており、加熱用マンドレ
ル１４を加熱する際にこの高周波コイル２１に通電して
加熱兼冷却部１７を誘導加熱する。また加熱用マンドレ
ル１４を冷却する際には、前記高周波コイル２１を取外
して露出した加熱兼冷却部１７に冷風を吹付けて冷却す
るようになっている。なお加熱用マンドレル１４の全長
は、作業性を考慮して約５ｍ程度に設定されている。ま
た加熱用マンドレル１２の端部に設けられたエア吹込み
口１９には、配管２４の一端部が気密状態で接続されて
いる。この配管２４の他端部には、エアコンプレッサ１
６が連結されている。

【００１６】これに対して膨張規制パイプ１５は、素材
チューブ３０を加熱軟化させてエアを吹き込んだとき
に、所定の外径となるように素材チューブ３０の膨張を
規制するとともに、素材チュ―ブ３０への塵芥等の付着
を防止するものである。一例として膨張規制パイプ１５
は、機械的強度および耐熱性に優れたポリカーボネート
等の透明な樹脂パイプであって、その周面には小径の空
気抜き穴２２が多数貫通形成されている。また膨張規制
パイプ１５の内径は、一次拡径により形成される一次製
品３１の外径に一致する寸法に設定されている。

【００１７】この膨張規制パイプ１５は、加熱用マンド
レル１２の両端付近の段部にそれぞれ係合するように取
り付けられたリング状のクランパ２３に支持されて加熱
用マンドレル１２の外周に同心状に装着されている。ま
たクランパ２３の互いに対向する面には、膨張ガイドテ
ーパ凹部２５がそれぞれすり鉢状に形成されている。

【００１８】これに対して大径ユニット１３は、小径ユ
ニット１２と同様に加熱用マンドレル２６と膨張規制パ
イプ２７とエアコンプレッサ２８とを備えているもの
の、加熱用マンドレル２６および膨張規制パイプ２７の
径寸法が、小径ユニット１２のそれと異なっている。

【００１９】すなわち図４に示すように、ヒートパイプ
構造とされた加熱用マンドレル２６の長さ方向での中央
部分は、素材チューブ等を被せて保持するための加工部
２９となっていて、この加工部２９の外径は、一例とし
て約７６ｍｍに設定されている。この数値は、一次拡径
によって形成された一次製品３１をスムースに被せるこ
とができ、かつムラなく加熱できる値となっている。ま
た大径ユニット１３における膨張規制パイプ２７の内径
は、二次拡径により形成される完成体３２（半導電性熱
収縮チューブ）の外径に一致する寸法に設定されてい
る。その他の構成は、小径ユニット１２と同じ構成とな
っており、同じ部材には同じ符号を付す。

【００２０】ここで小径ユニット１２および大径ユニッ
ト１３では、加熱用マンドレル１４，２６を昇温させる
際には、加熱兼冷却部１７が低くなるように加熱用マン
ドレル１４，２６をセットした後、高周波コイル２１を
通電して誘導加熱すると、この加熱兼冷却部１７がヒー
トパイプの蒸発部となり、加工部１８，２９が凝縮部と
なり、この加工部１８，２９の全体が急速かつ均一に加
熱される。また一方、昇温状態の加熱用マンドレル１
４，２６を冷却する際には、加熱兼冷却部１７側が高く
なるように加熱用マンドレル１４をセットして、加熱兼
冷却部１７に冷風を吹付けると、加熱兼冷却部１７が凝
縮部となり、高温の加工部１８，２９の熱が作動流体の
蒸気に運ばれて凝縮部で放熱されることによって加工部
１８，２９の全体が急速に冷却されるようになってい
る。

【００２１】つぎに上記構成の製造装置１１による半導
電性熱収縮チューブ３２の製造方法について説明する。
なお半導電性熱収縮チューブ３２の材料としては、ベー
スポリマにポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン
−プロピレン共重合体、シリコーン樹脂等の熱可塑性樹
脂が採用され、これに半導電性を付与するために導電性
カーボン粉末が添加される。またこの他に粉末状の炭酸
カルシウムや水酸化アルミニウム等の充填材や安定剤等
を配合され、混練されて樹脂配合物として用いられる。

【００２２】そしてこの樹脂配合物を所定の肉厚のチュ
ーブ状に押出し成形し、更に電子線を照射して架橋させ
て素材チューブ３０を調製する。したがって調製された
素材チューブ３０は、導電性カーボン粉末や他の充填材
が多量に添加されているため加熱時における延伸性が低
下しており、拡径時に破断し易い状態となっている。な
お素材チューブ３０としては、一例として内径が約５０
ｍｍの円形断面のものが採用されている。

【００２３】まず図１に示すように、素材チューブ３０
に対して一次拡径を行なって、内径が約８０ｍｍの一次
製品３１を作成する。なおこの具体例では、最終的な完
成体３２の内径が約１５０ｍｍに設定されている。小径
ユニット１２の加熱用マンドレル１４の外周に、被加工
材である素材チューブ３０を被せた後、加熱用マンドレ
ル１４の外側に膨張規制パイプ１５を取り付け、両端の
クランパ２３によって素材チューブ３０の両端を加熱用
マンドレル１４の表面との間で挟圧して気密にシールす
る。

【００２４】小径ユニット１２の加熱兼冷却部１７側を
低くした状態で、加熱用マンドレル１４の加熱兼冷却部
１７を高周波コイル２１で誘導加熱すると、この加熱兼
冷却部１７が加熱されてヒートパイプの蒸発部となり、
内部に封入された作動流体が加熱されて蒸発し、作動流
体の蒸気となってヒートパイプの凝縮部である加工部１
８へ移動し、蒸発潜熱として輸送してきた熱を放出す
る。その結果、ヒートパイプの特性によって加工部１８
の全体が均一に加熱され、その外周に密着させた素材チ
ューブ３０は、全体が均一に加熱されて軟化する。

【００２５】そして素材チューブ３０が所定の温度まで
加熱されて軟化したら、エアコンプレッサ１６を起動さ
せる。すると、エア吹込み口１９から空気が予め設定さ
れた圧力で供給され、その供給された空気が、通気路２
０を経由して加熱用マンドレル１４の表面から吹き出
す。その結果、加熱用マンドレル１４の表面と素材チュ
ーブ３０との間に空気が圧入され、加熱軟化している素
材チューブ３０が膨張する。このとき素材チューブ３０
が均等に加熱されて均一に軟化しているため、均等に拡
径される。また素材チューブ３０の膨張に伴って膨張規
制パイプ１５内の空気が、空気抜き穴２２から排出され
る。

【００２６】素材チューブ３０の外面が膨張規制パイプ
１５の内面に当接して、更なる拡径が規制されると、素
材チューブ３０内の空気圧が設定圧力とバランスしてそ
の径寸法に保持される。なおこの場合の素材チューブ３
０における拡径率は、約１．６倍となっている。このよ
うに素材チューブ３０が、内径約８０ｍｍに拡径された
後、加熱兼冷却部１７から高周波コイル２１を取り外す
とともに、製造装置１１の加熱兼冷却部１７側を高くセ
ットし直し、この加熱兼冷却部１７にブロア等によって
冷風を吹付けて加熱用マンドレル１４の冷却を行なう。

【００２７】これにより加熱兼冷却部１７がヒートパイ
プの凝縮部となり、加工部１８がヒートパイプの加熱部
となるため、加工部１８およびその周囲の空気が急速に
冷却される。それに伴って素材チューブ３０が冷却さ
れ、その結果、熱可塑性樹脂からなる素材チューブ３０
が、拡径された状態に固定される。つまり一次製品３１
が形成される。その一次製品３１が充分に冷却された時
点で、エアコンプレッサ１６を停止させて空気の供給を
止める。更に膨張規制パイプ１５を取り外すとともに、
内径が８０ｍｍの一次製品３１を加熱用マンドレル１４
から抜き取る。

【００２８】つぎにこの一次製品３１に対して全体とし
ての二次拡径を行なう。すなわち大径ユニット１３の加
熱用マンドレル２６の外周に、一次製品３１を被せた
後、加熱用マンドレル２６の外側に膨張規制パイプ２７
を取り付け、各クランパ２３によって一次製品３１の両
端を加熱用マンドレル２６の表面との間で挟圧して気密
にシールする。大径ユニット１３の加熱兼冷却部１７側
を低くした状態で、加熱用マンドレル２６の加熱兼冷却
部１７を高周波コイル２１で誘導加熱すると、ヒートパ
イプの特性によって加工部２９の全体が均一に加熱さ
れ、それに伴って一次製品３１が加熱されて軟化する。

【００２９】そして一次製品３１が所定の温度まで加熱
されて軟化したら、エアコンプレッサ２８を起動させて
加熱用マンドレル２６と一次製品３１との間に空気を圧
入する。それに伴って素材チューブ３０が膨張する。一
次製品３１の外面が、膨張規制パイプ２７の内面に当接
して、更なる拡径が規制されると、一次製品３１の内部
の空気圧が設定圧力とバランスしてその径寸法に保持さ
れる。つまり一次製品３１には、破断が生じない。なお
この場合の一次製品３１における拡径率は、約１．９倍
となっている。

【００３０】このように一次製品３１が、内径約１５０
ｍｍに拡径された後、上記の一次拡径と同様にして加熱
用マンドレル２６の冷却を行なう。これにより加工部２
９およびその周囲の空気が急速に冷却される。それに伴
って一次製品３１が冷却されて、拡径された状態に固定
される。その結果、内径が約１５０ｍｍの完成体３２
（半導電性熱収縮チューブ３２）が製造される。

【００３１】以上のように、上記具体例の半導電性熱収
縮チューブの製造方法によれば、半導電性チューブを３
倍に拡径させるにあたり、拡径倍率が約１．６倍の一次
拡径工程と、拡径倍率が約１．９倍の二次拡径工程との
２回に分けて行なっているから、半径方向への膨張に伴
うテンションが半導電性チューブに対して過度には作用
せず、したがって破断の発生を未然に防止できる。また
上記具体例では、拡径工程が従来よりも増えるものの、
小径ユニット１２および大径ユニット１３としては従来
一般に採用されている設備の利用が可能であるから、製
造コストの高騰するおそれがない。すなわち上記製造方
法によれば、収縮率が大きくかつ大径の半導電性熱収縮
チューブ３２を簡単に、しかも効率よく製造することが
できる。

【００３２】なお上記具体例では、加熱用マンドレルの
加熱手段として高周波コイルを用いたが、ガスバーナ等
の他の加熱手段を用いることもできる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た発明によれば、素材チューブを加熱用マンドレルに被
せて一次拡径させた後、別の大径の加熱用マンドレルに
被せて二次拡径させて熱収縮チューブの完成体を形成す
る製造方法であり、膨張に伴って素材チューブおよび一
次製品に作用するテンションが過度には大きくならず、
また同時に変形に対する素材チューブ等の追従性が良好
になるから、例えば素材チューブにゲル分率のムラある
いは偏肉があっても破断が生じず、したがって収縮率が
大きく、かつ大径の熱収縮チューブを確実に製造するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の製造方法の一具体例を示す説明図
である。

【図２】 製造装置のうち小径ユニットを示す概略図で
ある。

【図３】 小径ユニットにおける加熱用マンドレルに半
導電性チューブを取り付けた状態を示す概略図である。

【図４】 製造装置のうち大径ユニットを示す概略図で
ある。

【図５】 ゴム・プラスチック絶縁ケーブルの断面図で
ある。

【図６】 ゴム・プラスチック絶縁ケーブルの接続部分
を示す概略図である。

【符号の説明】

１１…製造装置、 １２…小径ユニット、 １３…大径
ユニット、 １４，２６…加熱用マンドレル、 １５，
２７…膨張規制パイプ、 １６，２８…エアコンプレッ
サ、 １７…加熱兼冷却部、 １８，２９…加工部、
１９…エア吹込み口、 ２０…通気路、 ２１…高周波
コイル、 ３０…素材チューブ、 ３１…一次製品、
３２…完成体（半導電性熱収縮チューブ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 23:00 Ｂ２９Ｌ 23:00 Ｆターム(参考） 4F209 AA04 AA04E AA09 AA10 AA21E AA33 AB13 AB18 AE01 AG08 AH34 AH35 NA16 NB02 NG03 NL01 4F210 AA04 AA04E AA09 AA10 AA21E AA33 AB13 AB18 AE01 AG08 AH34 AH35 QA06 QC07 QC17 QG04 QG18 RC02 RG02 RG07 RG43

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂からなる架橋された素材チ
   ューブを、加熱用マンドレルの外周に被せて加熱し、つ
   いでこの加熱した素材チューブを膨張させ、該素材チュ
   ーブが所定の寸法まで拡径した後に冷却して、その拡径
   状態を固定させて一次製品を形成し、 更にその一次製品を、前記加熱用マンドレルよりも大径
   の別の加熱用マンドレルの外周に被せて加熱するととも
   に、この加熱した一次製品を膨張させ、該一次製品が所
   定の寸法まで拡径した後に冷却して、その拡径状態を固
   定させて所期の径の熱収縮チューブを形成することを特
   徴とする熱収縮チューブの製造方法。