JP2006110897A - 樹脂チューブの製造方法および樹脂チューブ製造装置の冷却水循環装置 - Google Patents

樹脂チューブの製造方法および樹脂チューブ製造装置の冷却水循環装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 樹脂チューブの表層部に応力が残留することなく、機械的物性を低下させずに樹脂チューブを成形する。
【解決手段】 押出金型から押し出された直後のチューブが導入される水槽に、常温以上に保温し温度管理した冷却水を導入し、押し出されたチューブを当該水槽に導入し、チューブの樹脂温度を形状が安定するまで、所定の基準温度以上に保つ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主に自動車の燃料配管に用いられる樹脂チューブの製造に係り、特に、押出成形による樹脂チューブの製造方法および樹脂チューブ製造装置の冷却水循環装置に関する。
この種の樹脂チューブは、熱可塑性樹脂を材料に押出成形機を用いて製造され、その製造工程は、押出工程、冷却工程、引取工程、切断工程などからなる。押出工程では、金型から溶融状態の樹脂をチューブ状に押し出し、冷却工程では、押し出された樹脂をチューブに賦形するために、真空水槽または冷却水槽で急冷させている。
燃料配管に用いる樹脂チューブの場合、材料の熱可塑性樹脂がポリアミドであれば、押し出された直後の樹脂温度は、２４０〜２８０℃である。熱可塑性樹脂は、温度が高いと形状が固まらないので、従来は冷却水槽や真空水槽に入れて１０℃から２０℃の冷水で急冷している。これは、冷水で急冷することにより、押し出された樹脂と水との熱交換の効率が良く、製造ラインに用いる水槽の長さが短くなり省スペースとなる利点があるといわれてきたからである。
しかしながら、従来の冷却工程では、２０℃以下の冷水にさらして急冷しているため、樹脂チューブには応力や歪みが残留し、機械的性質を著しく低下させるという問題があったが、従来は、製造ラインの効率の方を優先し、材料の種類や多層構造などの改良などによって、チューブ自体の機械的性質の向上を図っていた。
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、押出成形された直後の樹脂チューブを冷水で冷却する代わりに、所定温度以上に保温した水でチューブの形状を固めるようにする樹脂チューブの製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、押出成形された直後の樹脂チューブを冷水で冷却する代わりに、所定温度以上に保温した水でチューブの形状を固めるようにするために、所定温度に温度管理された水を循環する冷却水循環装置を提供することにある。
前記の目的を達成するために、本発明は、押出機から溶融した熱可塑性樹脂を押し出してチューブを成形する樹脂チューブの製造方法において、押出金型から押し出された直後のチューブが導入される水槽に、常温以上に保温し温度管理した冷却水を導入し、押し出されたチューブを当該水槽に導入し、チューブの樹脂温度を形状が安定するまで、所定の基準温度以上に保つことをを特徴とするものである。
さらに、本発明は、押出機から溶融した熱可塑性樹脂を押し出してチューブを成形する樹脂チューブの製造装置に用いられる冷却用の水槽に冷却水を循環する装置であって、押し出された樹脂チューブを冷却水で冷却する水槽と、前記水槽から戻る冷却水を貯める予備水槽と、前記予備水槽の冷却水を保温してから前記真空装置に供給する水温調整装置と、を備え、前記水温調整装置は、前記予備水槽からオーバーフローした冷却水を貯める保温水槽と、前記保温水槽の冷却水を加温するヒータ手段と、ヒータを制御し前記予備水槽の冷却水の温度をあらかじめ設定された温度に保つヒータ制御手段と、前記予備水槽で保温された冷却水を前記水槽に供給するポンプと、を具備したことを特徴とするものである。
本発明によれば、押出成形された直後の樹脂チューブを冷水で冷却する代わりに、所定温度以上に保温した水でチューブの形状を固めるようにしているので、チューブの表層部に応力が残留することなく、機械的物性を低下させずに樹脂チューブを成形することができる。
以下、本発明の一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明による樹脂チューブの製造方法を実施に使用する冷却水循環装置の構成図である。
図１において、参照符号１０は、真空水槽を示し、１２は予備水槽、１４は水温調整装置を示す。これらの真空水槽１０、予備水槽１２、水温調整装置１４は、配管でつながれて冷却水が循環するようになっている。
真空水槽１０は、３〜４メートルほどの縦長の密封容器であり、その容器内部には冷却水が溜まっているとともに、真空ポンプ１３と接続されて所定の負圧が保たれている。真空水槽１０の下流には図示しない引取装置が配置されている。押出機の押出金型１５から押し出された樹脂が図示しない引取装置導入されると、真空水槽１０の内部を通る間に冷却水との間に熱交換を行い、決められた直径のチューブ３０に賦形され、引取装置に引き取られていく。
予備水槽１２には、真空水槽１０からオーバーフローした冷却水が導入され、予備水槽１２に一時的に貯められる。そして、予備水槽１２と真空水槽１０の中間に冷却水を常に設定温度に保温する水温調整装置１４を設け、この水温調整装置１４から一定温度に保たれた冷却水を真空水槽１０に供給するようになっている。
水温調整装置１４は、保温槽１６、ポンプ１７、電熱ヒータ１８、温度検出器１９、コントローラ２０を備えている。サーモスタッドなどを利用した温度検出器１９は、保温槽１６の入口に設けられている。真空水槽１０から戻ってくる冷却水の水温が設定温度よりも下がったことは、サーモスタッドによって検出される。このとき、コントローラ２０は電熱ヒータ１８を作動させて保温槽１６に溜まっている水を加温する。そして、真空水槽１０から戻ってくる冷却水の水温が設定温度に達すると、電熱ヒータ１８は加温を停止する。このようにして保温槽１６で温度調整された冷却水は、ポンプ１７から吐出されて真空水槽１０に送られる。
次に、以上のような冷却水循環装置を使用して実施する樹脂チューブの製造方法について説明する。
本実施形態では、ポリアミド樹脂を材料にした樹脂層を外層とする自動車の燃料配管用のチューブを成形する。
真空水槽１０では、真空ポンプ１３の吸引作用により槽内部の圧力を負圧を保つとともに、冷却水の水温を最低でもポリアミド樹脂のガラス転位点である５３℃を上回る冷却水温に保つ。好ましくは、６０℃以上がよい。そして、押出機でポリアミド樹脂を可塑化し、押出金型１５から押し出して、真空水槽１０を通過させる。
押し出された直後のポリアミド樹脂は、２４０〜２８０℃の高温になって溶融状態にある。真空水槽１０の内部を移動していく過程で、冷却水との間で熱交換が進み、樹脂チューブ３０の樹脂温度はしだいに低下していく。真空水槽１０では、上述の水温調整装置１４によって温度管理された冷却水が循環して水温はガラス転位点の５３℃より下がらないように保たれる。
この間、真空水槽１０の内部を移動する樹脂チューブ３０は、樹脂温度の低下とともに固まりつつ、同時に負圧の作用によって内側から径を広げる方向に力が加わりながら形状がきまってくる。
このように、従来のように急冷せずに樹脂チューブ３０の形状をきめているので、チューブの表層部に応力が残留することなく、機械的物性を低下させずに樹脂チューブ３０を成形することができる。
次に、図２は、樹脂チューブ３０を冷却する水槽として、図１の真空水槽１０の代わりにオープンバスタイプの冷却水槽２２を用いた実施形態を示す。この冷却水槽２２以外は、図１の冷却水循環装置の構成と同一である。
図１の真空水槽１０は、密閉容器の水槽を用いるのに対して、このオープンバスタイプの冷却水槽２２の本体は、上が開放されている縦長の箱型容器である。この冷却水槽２２には、図１と同様に、水温調整装置１４から設定温度以上に保温された冷却水が供給される。
このようなオープンバスタイプの冷却水槽１０を用いた場合も、冷却水の温度を樹脂チューブ３０の材料樹脂のガラス転位点を下回らないように調整しながら急冷せずに樹脂チューブ３０の温度を下げられので、機械的物性を低下させることがない。
本発明による樹脂チューブ製造に使用する冷却水循環装置の一実施形態を示す模式図。 本発明による樹脂チューブ製造に使用する冷却水循環装置の他の実施形態を示す模式図。
符号の説明
１０ 真空水槽
１２ 予備水槽
１３ 真空ポンプ
１４ 水温調整装置
１５ 押出金型
１６ 保温槽
１７ ポンプ
１８ 電熱ヒータ
１９ 温度検出器
２０ コントローラ
２２ オープンバス型の冷却水槽
３０ 樹脂チューブ

Claims (5)

  1. 押出機から溶融した熱可塑性樹脂を押し出してチューブを成形する樹脂チューブの製造方法において、
    押出金型から押し出された直後のチューブが導入される水槽に、常温以上に保温し温度管理した冷却水を導入し、押し出されたチューブを当該水槽に導入し、チューブの樹脂温度を形状が安定するまで、所定の基準温度以上に保つことを特徴とする樹脂チューブの製造方法。
  2. チューブの形状が安定する基準温度は、材料の樹脂のガラス転位点の温度であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂チューブの製造方法。
  3. 前記水槽には、真空水槽を用いることを特徴とする請求項１に記載の樹脂チューブの製造方法。
  4. 前記水槽には、オープンバス型の冷却水槽を用いることを特徴とする請求項１に記載の樹脂チューブの製造方法。
  5. 押出機から溶融した熱可塑性樹脂を押し出してチューブを成形する樹脂チューブの製造装置に用いられる冷却用の水槽に冷却水を循環する装置であって、
    押し出された樹脂チューブを冷却水で冷却する水槽と、
    前記水槽から戻る冷却水を貯める予備水槽と、
    前記予備水槽の冷却水を保温してから前記真空装置に供給する水温調整装置と、を備え、
    前記水温調整装置は、
    前記予備水槽からオーバーフローした冷却水を貯める保温水槽と、
    前記保温水槽の冷却水を加温するヒータ手段と、
    ヒータを制御し前記予備水槽の冷却水の温度をあらかじめ設定された温度に保つヒータ制御手段と、
    前記予備水槽で保温された冷却水を前記水槽に供給するポンプと、
    を具備したことを特徴とする樹脂チューブ製造装置の冷却水循環装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107035756A (zh) * 2017-05-19 2017-08-11 江苏中成紧固技术发展股份有限公司 基于自动化流水线的风电锚栓防腐处理系统

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