JP2002160294A - 熱可塑性樹脂を用いた熱収縮チューブの製造のための冷却装置 - Google Patents

熱可塑性樹脂を用いた熱収縮チューブの製造のための冷却装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性樹脂を用いた熱収縮チューブを製造
するにあたり、固有粘度が低い熱可塑性樹脂を溶融させ
ながら未延伸状態で均一な厚さと直径をもつ管状に成形
すること。 【解決手段】 押出台から押し出される樹脂が垂直貫通
するようにしながら冷却水との接触により急冷するよう
にしてチューブの外径を調節する一つ以上が垂直に具備
される冷却台と、前記冷却台を貫通して誘導される管状
のチューブを下向きに貫通するようにしながら真空の吸
入圧によりメルトの外径が維持されるようにする真空台
と、所定温度に維持される水を貯蔵し、前記真空台から
誘導されるチューブが通過しながら再度冷却されるよう
にする水槽と、前記水槽内に誘導される未延伸管状チュ
ーブを一定速度で引っ張って移送させるテークオフロー
ラーと、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、熱可塑性樹脂を
用いて熱収縮チューブを製造するにあたり、固有粘度が
低い熱可塑性樹脂を溶融させながら未延伸状態で均一な
厚さと直径をもつ管状に成形する、熱可塑性樹脂を用い
た熱収縮チューブの製造のための冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、パイプまたは電解コンデンサの
絶縁被覆及び乾電池包装などに用いられる大抵のチュー
ブはポリ塩化ビニール（以下、PVCと略称する）を素材
としている。
【０００３】このようなPVC樹脂は熱を加えて転移点を
超えると、非結晶部分のPVC分子セグメントがミクロブ
ラウン運動を起こし、このときに分子間間隔が拡大して
分子間の結合力が弱化すると同時に軟化が生じ、この場
合、引っ張り強度及び硬度などの物理的性質は減少する
反面、弾性は増加し、PVCに加えられる温度が150℃を超
えると、ミクロブラウン運動が一層活発になりながら結
晶部分までに影響を与えて分子間結合力が急激に減少
し、このような状態で圧力を加えると分子間に容易に流
動を起こす熱可塑性を示すことになる。
【０００４】また、PVCはガラス転移温度が約80℃の非
結晶性高分子物質で、熱収縮チューブを成形するために
は普通230℃の高温の熱を必要とするが、このような加
熱工程中に発生するガスは作業環境の面で迅速な改善対
策が求められており、押出工程中に炭化により随時に金
型を掃除して再稼働しなければならないため、工程実行
中に不良が大量に発生するかまたは生産性が低下して相
当な製造原価の上昇要因となり、特に、現在、不良品発
生のときにも再活用が不可能であって産業廃棄物として
処理している。
【０００５】特に、PVCは樹脂自体の限界のために高耐
熱性製品に品質を合わせることが相当に難しく、紫外線
などのような高エネルギーに接すると活性化されて脱塩
酸、分子切断架橋化、酸化分解などの複合劣化(degrada
tion)現象を起こし、軟質製品の場合には可塑剤の移動
(migration)により漸次製品が硬化したり、または周辺
の湿気と反応して加水分解現象が進行するという問題点
があった。
【０００６】一方、先進国より始まった人体に与える有
害性論議のため、各種重金属類の規制が始まり、ガス剤
の発ガン誘発などの報告が出ており、一部の玩具製品で
はPVCに主に用いられるDOPの使用を禁止するまでに至っ
て、一部では既にPVC、鉛などの段階的縮小案が準備さ
れている。
【０００７】そこで、このようなPVCの代替素材として
最近、開発に拍車を加えているものは、DMT工法とTPA工
法の重合工程を経て作られ、テレフタル酸ジメチルまた
はテレフタル酸エチレングリコールなどに重合触媒、各
種添加物などを付加してエステル交換反応、重合反応、
冷却乾燥工程を通して製造されるPET(Polyethylene ter
ephthalate)樹脂と、カプロラクタムに水及び各種添加
剤を含めて添加及び縮合反応工程を通して重合及び固化
して製造するNylon(polyamide)樹脂のような比較的粘度
がPVCよりも低い熱可塑性樹脂である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、押出工程を
経て押し出されるPET樹脂とNylon樹脂のような低粘度の
熱可塑性樹脂は溶融粘度を必要とするせん断率を持たな
いため、管状チューブまたはパイプ製造のための押出成
形は現在の押出成形方式によってはとうてい成形が不可
能であるという問題点があった。
【０００９】そこで、本発明の目的は、押出工程を通し
て押し出される低粘度樹脂を所望の直径と厚さをもつ管
状に急冷させるための冷却装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】（１） このような目的
を達成するため本発明は、押出台から押し出される溶融
熱可塑性樹脂を垂直貫通させるようにしながら冷却水と
の接触により急冷させ、チューブの外径を調節する一つ
以上の冷却台と、前記冷却台を貫通して誘導される管状
のチューブを下向きに貫通させるようにしながら真空の
吸入圧によりチューブの外径が維持されるようにする真
空台と、所定温度に維持される水を貯蔵し、前記真空台
から誘導されるチューブが通過しながら再度冷却される
ようにする水槽と、前記水槽内に誘導される未延伸管状
チューブを一定速度で引っ張って移送させるテークオフ
ローラーと、からなることを特徴とする。
【００１１】（２） 前記冷却台は内径部が段差をもつ
形状で、内径面と外径面の間には上向き開放される凹溝
が形成され、外周縁端部には垂直の棒が貫通されながら
支持される台本体と、前記台本体の段差をもつ内径部に
積層されるスリーブリングと多孔質リングと、前記台本
体の内径部で上側に積層される多孔質リングはその上側
の外周縁部がそれぞれ垂直の棒に一端が支持されるよう
にしたクランプにより固定される構成をもつことを特徴
とする（１）に記載の熱可塑性樹脂を用いた熱収縮チュ
ーブの製造のための冷却装置。
【００１２】（３） 前記上向き開放された凹溝には水
温が５〜60℃の冷却水が７〜50l/分速度で流入すること
を特徴とする（２）に記載の熱可塑性樹脂を用いた熱収
縮チューブの製造のための冷却装置。
【００１３】（４） 前記スリーブリングと前記多孔質
リングは内径がチューブの外径に従いその寸法が決定さ
れることを特徴とする（２）に記載の熱可塑性樹脂を用
いた熱収縮チューブの製造のための冷却装置。
【００１４】（５） 前記真空台は、中央が垂直に貫通
するようにしながら段差をもつ形状で、内径部の上部は
下部よりも内径が拡張されるようにして内部に真空圧が
供給される台本体と、上向き開放された上部側内径部に
嵌合されるスリーブリングと多孔質リングとからなるこ
とを特徴とする（１）に記載の熱可塑性樹脂を用いた熱
収縮チューブの製造のための冷却装置。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて詳しく説明する。
【００１６】図１に示すように本発明は大きく冷却台1
0、真空台20、水槽30及びテークオフローラー40から構
成される。
【００１７】冷却台10はその上側の押出台（図示せず）
から自由落下により押し出される低粘度及び高温の溶融
樹脂が垂直に貫通しながら通過するようにしてメルトを
急冷させる構成で、冷却台10には所定温度をもつ冷却水
が供給され、冷却水が冷却台10を垂直に通過するメルト
の外径面に接触しながら冷却と同時に水膜の形成により
管状チューブが安定に維持されるようにしたものであ
る。
【００１８】このとき、冷却台10は少なくとも一つ以上
が所定間隔に具備されて、順次的な逐次冷却方式により
冷却するのが一番好ましい。
【００１９】一方、冷却台10は、図２に示すように、内
径部が段差をもつ形状で、内径面と外径面の間には上向
き開放される凹溝11aが形成され、外周縁の端部には垂
直の棒60が貫通しながら支持される構成により台本体11
が具備される。
【００２０】前記台本体11の段差をもつ内径部には下部
にスリーブリング12が載せられ、その上には多孔質リン
グ13が積層され、上向き開放凹溝11aには水温が5〜60℃
の冷却水が7〜50l/分速度に流入するようにする。
【００２１】このとき、台本体11で凹溝11aの内側に形
成される内側の側壁は外側の側壁よりは上端部の高さが
低く形成されるようにして、凹溝11a内に供給される冷
却水が内側の側壁の上端を超えて内径部側に誘導されな
がら冷却水の水圧が分散されるようにする。
【００２２】一方、台本体11の内径部で上側に積層され
る多孔質リング13はその上側の外周縁部をそれぞれ垂直
の棒60に一端が支持されるクランプ14により固定される
ようにする。
【００２３】台本体11の内径部に挿入されてクランプ１
４により固定されるスリーブリング12と多孔質リング13
は内径がチューブの外径に従いその寸法が決定されるよ
うにする。
【００２４】そして、このような冷却台10は、上述のよ
うに一つ以上が多段に具備される逐次冷却方式とし、形
成しようとするチューブの規格に従い各冷却台10間の距
離もまた決定されるようにする。
【００２５】このようにして多段に具備される冷却台10
の直下部には真空台20を具備する。
【００２６】真空台20は冷却台10を貫通して誘導される
チューブを再び垂直に通過させながら真空の吸入圧によ
りメルトを管状に安定させるように維持するものであ
る。
【００２７】このような真空台20は、図３のように中央
は垂直に貫通するようにしながら段差をもち、特に内径
部の上部は下部よりも内径が拡張されるようにした形状
の台本体21を具備し、前記台本体21の内部には真空圧が
供給されるようにし、上向きに開放された上部側内径部
には冷却台10と同様にスリーブリング22と多孔質リング
２３が積層されるようにした構成である。
【００２８】そして、台本体21には冷却台10と同様に、
冷却水を流入しながら多孔質リング２３に持続的に冷却
水を供給するようにする。
【００２９】一方、上部の多段式冷却台10と真空台20は
外周縁部に挿入される棒60により同時に支持され、特に
垂直の棒60で冷却台10と真空台20は上下に移動可能に固
定されるようにする。
【００３０】真空台20の直下部に具備される水槽30は所
定温度に維持される水を多量に貯蔵する構成で、真空台
20を貫通して誘導される管状メルトがしばらく浸される
ようにする構成である。
【００３１】このような水槽30の内部に装着されるテー
クオフローラー40は水槽30に浸される管状メルトを一定
速度で引っ張って移送させる構成である。
【００３２】このとき、メルトが水槽30に過度に深く浸
されると、水圧によりメルトの外形が変形するおそれが
あるため、テークオフローラー40の装着位置は水槽30内
で水圧がメルトに影響しない程度の深さに具備されるよ
うにすることが好ましい。
【００３３】テークオフローラー40を巻き回して引き出
すメルトは少なくとも一つ以上のガイドローラー50を経
て次の工程の延伸工程に移送される。
【００３４】このような構成による本発明の作用につい
て詳しく説明する。押出工程でメルトは約0.5〜1.0dl/g
の粘度と約150〜330℃の温度をもつ低粘度状態に引き出
される。
【００３５】このような低粘度メルトは多段に具備され
る冷却台10を通過しながら逐次冷却方式により冷却す
る。
【００３６】このとき、低粘度樹脂による未延伸チュー
ブの外径は冷却台10のスリーブリング12の内径により決
定され、スリーブリング12の上側に積層される多孔質リ
ング13は通過する低粘度メルトの外径に微細に水膜が形
成されるようにしながら急冷されるようにする。なお、
通常は、スリーブリング１２の内径は、多孔質リング１
３の内径と同じかそれより大きい。
【００３７】即ち、台本体11の凹溝11aに冷却水が持続
的に供給されながら凹溝11aから台本体11の内径壁上端
部を通して多孔質リング13に誘導されると、多孔質リン
グ13では吸収される冷却水により中央を通過するチュー
ブとの間に微細に水膜を形成し、このような水膜の形成
によりチューブが冷却されながら外径の変形を防止させ
ることになる。なお、多孔質リング１３とチューブの間
に水膜を形成した水は、冷却台の内径を伝わって、より
下段の冷却台又は真空台へと流れる。凹溝１３ａから溢
れた水も同様であるが、これらの水は製造される過程に
あるチューブを冷却しながら、最終的には最下層に位置
する水槽３０内に落下するか、真空台２０に引かれるこ
とになる。このため、水を使って冷却をするにしても、
構造上、水漏れ等による諸問題が発生しないという効果
がある。
【００３８】多段の冷却台10を経ながら順次逐次冷却さ
れるチューブは真空台20を再度通過し、このとき、真空
台20では通過するチューブを冷却台10と同様に、冷却水
により冷却される。
【００３９】そして、台本体21に供給される吸入圧によ
って、チューブの外径を台本体21の中央のホール内径に
密着するようにして、冷却台10から誘導されるチューブ
の外径がそのまま維持されるかまたはより拡張されるよ
うにするものである。
【００４０】このような作用は真空台20の内径にチュー
ブの外径が固定されるようにするので、所望の厚さと外
径をもつ未延伸チューブが成形されるようになる。
【００４１】一方、真空台20で真空圧により外径が固定
された未延伸チューブは水槽30内の水中を通過してテー
クオフローラー40に誘導され、テークオフローラー40で
は未延伸チューブを一定速度で引き出してその一方の側
で上部に具備されるガイドローラー50を通して次の工程
に移送されるようにする。
【００４２】このように本発明は押出台から吐き出され
る低粘度の樹脂を急冷させるにあたり、多段の逐次冷却
方式により冷却されるようにして水圧による変形を防止
すると共に、一定した厚さと外径をもつソリッド状態の
管状チューブを得るのにその特徴がある。
【００４３】このときの樹脂はポリエステルとポリアミ
ドなどが全て可能である。
【００４４】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明するが、
本発明は実施例に限定されるものではない。
【００４５】本発明でチューブの一例として熱可塑性ポ
リエステル系樹脂を乾燥機で水分率100ppm以下に乾燥し
適正量の添加剤及び顔料を混合してホッパに投入した
後、押出機シリンダ温度220〜290℃に溶融して円形台を
通して押し出した。押出台から押し出される高温の低粘
度樹脂がスリーブリングと多孔質リングの大きさがφ20
mmの２つの冷却台10を垂直に貫通しながら30℃の冷却水
と30l/分の速度で接触し、このため低粘度樹脂が急冷さ
れながらソリッド状態となると同時にチューブの外径を
調節した。冷却台10を貫通して誘導される管状のチュー
ブは真空台20を下向きに貫通しながら真空の吸入圧によ
りメルトの外径が維持されるようにした後、水槽30を通
過しながら30℃の水により再度冷却された後にテークオ
フローラー40で未延伸管状チューブを一定速度で引っ張
って移送させると、長軸の長さが16mmで、短い軸の長さ
が400μｍの未延伸チューブが製作される。
【００４６】このような未延伸チューブを75℃に予熱し
た後φ19mmの延伸管で延伸温度100℃に延伸して冷却温
度18℃に冷却すると、最終的に長軸の長さが30mm、短軸
の長さが100μｍ、幅収縮率45%、長収縮率7%の製品が得
られる。
【００４７】一方、前記例と共に水槽、冷却水温度及び
冷却水量を異にしてそのときの加工特性及び物性の変化
をチェックした他の例を表１に示す。
【００４８】このように製造されるチューブの加工特性
は正常作業の可能な作業性を示し、特に、このようなチ
ューブ製品を肉眼で見ると、凹凸がなく長軸の長さが一
定した状態を示す表面形状をもつ。
【００４９】特に、製造された収縮チューブ製品をそれ
ぞれ長さ100mmに切断して両面を開けて98±２℃の沸騰
水に30秒間に沈積した後切断面の形状を肉眼で確認する
と、収縮後の形状も切断面の形状がもとの状態を維持す
ることがわかる。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【発明の効果】上述したように本発明に従い熱収縮チュ
ーブを提供するにあたり、低粘度及び高温の未延伸チュ
ーブを逐次冷却方式により急冷させることにより、ソリ
ッド状態となるようにすると共に水圧による変形を防止
して均一な厚さと所望する大きさの外径をもつ形状の未
延伸チューブを製作することができるという効果があ
る。また、水冷却用の水透過性リング（多孔質リング）
を通過させることによって、冷却と所定のサイズの形成
を行うようにしているため、効率的である。更に、冷却
用の多孔質リングと、サイズ決めのためのスリーブリン
グとが、何れもクランプにより容易に取り外しが可能な
ものとなっているため、製造したいチューブに応じてフ
レキシブルに対応することができるとともに、装置の組
み立てや部材の交換も楽で、メインテナンスも容易であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による冷却装置の構造図である。
【図２】 本発明の冷却台を示した断面図である。
【図３】 本発明の真空台を示した断面図である。
【符号の説明】
10 冷却台 11 台本体 12 スリーブリング 13 多孔質リング 14 クランプ 15 内径部 15a 段差 16s 内径面 16t 外径面 20 真空台 21 台本体 22 ソリッドリング 23 多孔質リング 30 水槽 40 テークオフローラー
フロントページの続き (72)発明者 ジュンミョウン ソン 大韓民国 ソウル−シティ エンピョン− ク シンサ−ドン 37−14 (72)発明者 ヨンセオ キム 大韓民国 キョンギ−ド センナム−シテ ィ ブンダン−ク クミ−ドン カチマエ ル シンウォンアパート 311−1902 (72)発明者 ジョンミン パーク 大韓民国 クワンジュ−シティ クワンサ ン−ク ワルギェ−ドン 757−７ クム ワンアパート 103−704 (72)発明者 ギェオンジョン ソン 大韓民国 クワンジュ−シティ クワンサ ン−ク ウォーサン−ドン 1572−５ ド ンサンアパート 103−609 Ｆターム(参考） 4F210 AE01 AG08 RA05 RC02 RG02 RG07 RG43 RG57

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 押出台から押し出される熱可塑性樹脂を
    垂直貫通させるようにしながら冷却水との接触により急
    冷させるようにしてチューブの外径を調節する、一つ以
    上が垂直に具備される冷却台と、 前記冷却台を貫通して誘導される管状のチューブを下向
    きに貫通させるようにしながら真空の吸入圧によりメル
    トの外径が維持されるようにする真空台と、 所定温度に維持される水を貯蔵し、前記真空台から誘導
    されるチューブが通過しながら再度冷却されるようにす
    る水槽と、 前記水槽内に誘導される未延伸管状チューブを一定速度
    で引っ張って移送させるテークオフローラーと、を備え
    た、熱可塑性樹脂を用いた熱収縮チューブの製造のため
    の冷却装置。
  2. 【請求項２】 前記冷却台は内径部が段差をもつ形状
    で、内径面と外径面の間には上向き開放される凹溝が形
    成され、外周縁端部には垂直の棒が貫通されながら支持
    される台本体と、前記台本体の段差をもつ内径部に積層
    されるスリーブリングと多孔質リングと、を備え、前記
    台本体の内径部で上側に積層される多孔質リングはその
    上側の外周縁部がそれぞれ垂直の棒に一端が支持される
    ようにしたクランプにより固定される構成をもつことを
    特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂を用いた熱収
    縮チューブの製造のための冷却装置。
  3. 【請求項３】 前記上向き開放された凹溝には水温が５
    〜60℃の冷却水が７〜50l/分速度で流入することを特徴
    とする請求項２に記載の熱可塑性樹脂を用いた熱収縮チ
    ューブの製造のための冷却装置。
  4. 【請求項４】 前記スリーブリングと前記多孔質リング
    は内径がチューブの外径に従いその寸法が決定されるこ
    とを特徴とする請求項２に記載の熱可塑性樹脂を用いた
    熱収縮チューブの製造のための冷却装置。
  5. 【請求項５】 前記真空台は、中央が垂直に貫通するよ
    うにしながら段差をもつ形状で、内径部の上部は下部よ
    りも内径が拡張されるようにして内部に真空圧が供給さ
    れる台本体と、上向き開放された上部側内径部に嵌合さ
    れるスリーブリングと多孔質リングとからなることを特
    徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂を用いた熱収縮
    チューブの製造のための冷却装置。
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