JP2875395B2 - 異なったプラスティック特性の層を有する波状の多重層チューブの製造方法 - Google Patents

異なったプラスティック特性の層を有する波状の多重層チューブの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 1.発明の技術分野 本発明は、少なくとも１つの波状領域を有する多重層
の熱可塑性プラスティックのチュービングを製造する方
法に関する。このようなチュービングは自動車中のホー
ス材料として使用するのに適している。本発明の方法に
より製造されたチュービングは狭いゲージおよび小さい
直径である。
2.関連技術の説明 ポリアミドのような合成材料の単一層燃料ラインおよ
び蒸気帰還ラインが過去に提案され使用された。このよ
うな材料を使用する燃料ラインは通常少なくとも数メー
トルの長さを有する。一度設けられたラインが収縮また
は伸長により、或いは使用期間中に受けた応力の結果と
して動作期間中に材料の変化を起こさないことが重要で
ある。
チュービングを通る浸透による使用されるラインの炭
化水素放出に対して基本的に不浸透であることの重要性
も高まっている。将来の連邦および州の法律がこのよう
なラインを通る浸透による許容可能な炭化水素放出に対
する規定を規制することが予測される。例えばカリフォ
ルニア州のような州で制定された法律は1991年９月26に
修正案として出されたカリフォルニア法の第13章、1976
節で略述されている等の揮発性の放出試験により計算さ
れたように全体で24時間当り2g/m2に自動車の受動的な
炭化水素放出を規制する。所望の自動車の全放出レベル
を達成するため、24時間当り0.5g/m2以下の炭化水素の
浸透レベルがラインに対して必要とされる。
さらに、使用される燃料ラインがエタノールおよびメ
タノール等の添加物と同様に、酸化剤および界面活性剤
等の燃料中に存在する腐食性材料との相互作用に対して
損傷しないことが絶対必要である。
種々のタイプのチュービングがこれらの問題を解決す
るために提案されている。一般的には、これらのうち最
も成功したものは外部環境に対して耐久性の材料から構
成された比較的厚い外部層を使用する共押出し成型の多
重層チュービングである。最も内部の層はより薄く、脂
肪性炭化水素、アルコール、燃料混合物中に存在する他
の材料等の材料が外部層に対して拡散することを防止す
る能力によって選択された材料から構成されている。内
部層に選択される材料はナイロン６、ナイロン6.6、ナ
イロン11、ナイロン12などのポリアミドである。
管を通過して伝送される流体中のアルコールおよび芳
香族化合物は脂肪性成分からチュービング壁を通って異
なった速度で拡散する。チュービング中の液体組成の結
果的な変化は例えばナイロン11、ナイロン12のようなモ
ノマーおよびオリゴマーを液体へ結晶化することができ
るように材料の可溶性しきい値を変化することができ
る。燃料ポンプから取出されることができる銅イオンの
存在はこの結晶化を加速する。結晶化された沈殿はフィ
ルタおよび燃料注入器を阻害し、燃料ポンプの臨界的制
御表面上での成長ならびに燃料ポンプまたはキャリブレ
ータフロートの伝送を限定するために集積する。
Brunnhoferによる米国特許第5,076,329号明細書で
は、５層の波状ではない燃料ラインがされており、これ
はナイロン11またはナイロン12等の環境劣化に対して抵
抗性で耐久性があることで知られている材料から形成さ
れた厚手の耐腐食外部層からなる。この文献で開示され
ているチュービングはまた一般的なナイロン６から構成
される厚い中間層も含んでいる。外部層および中間層は
無水マレイン酸の活性な側鎖を有するポリエチレンまた
はポリプロピレンから構成される薄い中間結合層により
互いに結合される。低いモノマー含量を有するアフター
コンデスされたナイロン６の薄い内部層はチュービング
の最も内部の領域として使用される。内部の流体接触表
面の材料としてンナイロン６を使用することはナイロン
11またはナイロン12で生じるモノマーおよびオリゴマー
溶解の少なくとも１部を除去するように設計されてい
る。薄い最も内部の層はエチレン含有量が約30％と約45
重量％の間であるエチレンおよびビニルアルコールの共
重合体から構成される溶剤ブロック層により厚い中間層
へ結合される。ナイロン12の衝撃抵抗性とナイロン６の
低いモノマー／オリゴマー生成とを有するチュービング
を得るために５層システムの使用が提唱されている。こ
れらの特性は５層よりも少ないチュービングでは得られ
ないが考えられていた。
Brunnhoferによる米国特許第5,038,833号明細書で
は、モノマー／オリゴマー溶解に対して耐久性がなく３
層の波状でない燃料ラインが提案されており、ここでは
管はナイロン11またはナイロン12の共押出し成型の外部
壁と、エチレンビニルアルコール共重合体から形成され
る中間アルコールバリア壁と、ナイロン11またはナイロ
ン12等のポリアミドから形成される内部の水ブロック壁
を有して形成されている。独国特許第40 06 870号明細
書で提案されている燃料ラインでは中間溶剤バリア層は
ポリアミドエラストマーの混合物とは別々にまたはそれ
と組合わさって、変性していないナイロン6.6から形成
されている。内部層もポリアミド、好ましくは変性され
たまたは変性されないナイロン６からも構成されてい
る。外部層はナイロン６またはナイロン12から構成され
ている。
アルコール媒体に対して耐えるように設計された別の
非波状チュービングは英国特許第2 204 376 A号明細書
で開示されており、ここではナイロン11またはナイロン
12等の11または12のブロックポリアミドから構成されて
いる厚い外部層を有する管が製造され、ナイロン11また
は12は単独で使用されるかまたはナイロン６またはナイ
ロン6.6等の炭素ブロックポリアミドと結合して使用さ
れてもよい。外部層はポリプロピレンおよびマレイン酸
等の耐アルコール性のポレオレフィンの共重合体から作
られる内部層と共押出し成型であってもよい。
類似していない重合体層間に満足すべき積層特性を得
ることは非常に困難である。従って、先に提案された全
ての多重層チュービングはほとんどまたは全ての多重層
でポリアミドベースの材料を使用する。多数のより実効
的な耐溶剤化学物質が存在する制限された伸長特性、強
度、ナイロン11および12等の物質との適合性のために、
この分野での使用は限定されている。
屈曲または特定の自動車の外形に適合するように屈曲
されることができる多重層管を得ることも困難である。
大部分の自動応用では、使用されるチュービングは特定
の自動車設計のレイアウトと空間に関する要求に適合す
るため鈍角および鋭角の両者の種々の角度に屈曲できな
ければならない。一般的なナイロン等の材料は重要な弾
性メモリを有しており、これは特定の自動車用に必要な
形態または外形に１片のチュービングを適切に屈折する
ことを困難にする。一般的な波状ではないチュービング
を屈曲するとき、外形またはその近辺の疲労または応力
のために有効な寿命を非常に減少する。
この問題を避けるため、疲労または応力を与えられず
に特定の屈曲および角度に適合するために適切な外形領
域でチュービングが波状にされることが提案されてい
る。外形領域は複数の環状に方向付けされたアコーディ
オン状のプリーツを含んでもよく、これはプリーツの１
つの縦方向の側面がそれら自体で圧縮されることを許容
し、環状プリーツの対向する縦方向の面が必要な屈折に
適応するように相互から外方向に延在されることができ
る。
過去において、単一層の波状のチュービングが生成さ
れた。波状または他の適切な環状外形を有するチュービ
ングを生成するため、適切な重合体のモノフィラメント
は好ましくは半溶融状態で適切な押出しヘッドから押出
される。材料はそれから適切なダイ手段に導入され、こ
こで強制的にダイの内部方面の外形と適合される。半溶
融材料は完全に硬化することができ、従って適切な波状
の隆起を有するチュービング材料を生成する。
このプロセスは約0.75mmと約2.0mmとの間の厚さの壁
を有する単一層の重合体チュービング材料を生成するの
に合理的に成功している。ナイロン11およびナイロン12
等の材料は固有の特性を有しており、これはチュービン
グ壁の完全性と妥協せずに、押出し成型されるときにモ
ールドダイ中に存在する隆起および外形に適合するため
これらの材料が引き伸すことを許容する。しかしなが
ら、ナイロン11およびナイロン12などの材料の壁の厚さ
がこのレベルよりも減少されるとき、押出された重合体
材料の弾性の膨張能力は超過される。この結果波状の領
域に非均質な厚さの壁を生じる。従て、波状のチュービ
ングを生成する現在の方法は0.75mmを越える厚さの壁を
有する単一層の製造に限定される。
付加的な問題は使用されるチュービング材料が異なっ
た化学組成の層から作られるときに生じる。異なった重
合体材料は異なった弾性度と伸長度等を示す。多重層チ
ュービングがモールドダイの内部表面の外形に適合する
ように膨張されるとき、異なった膨張特性は種々の層を
剥離させ、多重層チュービングの使用により摸索された
利点を壊す。さらに、適切な全体の壁の厚さを得るため
に、多重層管で押出された種々の層のそれぞれは変形に
よる引っ張りに適合するのに必要な厚さに近付くかまた
はそれ以下の厚さを有する可能性がある。押出し後のモ
ールドプロセスはチュービングの波状領域内に局部的な
領域を生じ、ここでは種々の層の完全性は非常に妥協さ
れる。波状部分内の局部領域はこの非均等な変形により
層のうちの１つを完全に欠如することを特徴とする。
経済性および製造の容易さの観点から、波状の多重層
チュービングが連続した方法で共押出し成型プロセスの
一部として生成される方法を与えることが非常に望まし
い。
有機物材料の浸透に耐久性がありそれを阻止または減
少させる自動車で使用される多重層チュービング材料を
提供することも所望される。伝送される液体成分と基本
的に反応しないチュービング材料を与えることも望まし
い。局部的なまたは波状の領域全体を有するこれらの特
性を示す多重層チュービング材料を与えることも所望さ
れている。
［発明の要約］ 本発明は、その内部に含まれる有機物材料による浸透
に対して抵抗性である重合体チュービングを製造する方
法であり、これは少なくとも１つの波状領域により限定
される少なくとも１つの領域を有する。本発明の方法は
以下のステップを有する。
熱可塑性プラスティック材料からなる少なくとも３つ
の同心重合体層から構成される第１の外部直径を有する
管状重合体材料を、適切な押出し装置から管状の重合体
材料の出口においてモールド装置へ導入し、３つの同心
重合体層のうち少なくとも２つは異なった化学組成を有
する熱可塑性プラスティックであり、モールド装置はそ
れに導入された管状材料を連続して形成する手段を具備
し、モールド装置は管状重合体チュービングの第１の外
部直径よりも大きい内部直径を有する円筒形モールド表
面を備えており、 管状材料を第２の直径に膨張し、それによって管状材
料の外部表面は変形可能に円筒形モールド表面に接触
し、 前記管状材料が膨張後に前記モールド装置から出るこ
とを許容する。
管状の重合体材料が導入されるモールド手段は複数の
分割されたダイを含んでおり、各ダイは第１の端部、第
２の端部、およびダイの第１の端部から第２の端部まで
延在する基本的に円筒形のモールド表面を限定するシャ
フトを有する。分割されたダイの少なくとも１つは押出
し成型されたチュービングの少なくとも１つのコンボリ
ューション領域の形成に適合するように円筒形の内部表
面に位置する少なくとも１つの環状の窪みを有する。ダ
イは均一な移動速度で、押出し装置から離れて縦方向に
移動するようにエンドツーエンド方法で逐次的に配置さ
れる。
［図面の簡単な説明］ 本発明の目的、特徴、利点は添付図面を参照して以下
の説明から容易に明白になるであろう。
図１は押出成型の出口ダイトラックおよび押出し成型
された材料が断面で示されている本発明の押出し成型の
出口およびダイトラックの概略図である。
図２は本発明の方法で使用されている選択されたダイ
の断面図である。
図３は本発明の方法のプロセス図である。
図４は本発明の方法で使用するのに適した押出しヘッ
ドを表している概略図である。
図５は図４のライン５−５に沿った断面図である。
図６は図５のライン６−６に沿った多重入口の押出し
成型ダイの内部の断面図である。
図７は図６のライン７−７に沿った断面図である。
図８は図６のライン８−８に沿った断面図である。
図９は図６のライン９−９に沿った断面図である。
図10は図６のライン10−10に沿った断面図である。
図11は図４の多重ポート押出し成型ダイの一部である
中心押出し成型ダイの断面図である。
図12は図11のライン12−12に沿った断面図である。
図13は図12のライン13−13に沿った断面図である。
図14は図12のライン14−14に沿った断面図である。
図15は図11のライン15−15に沿った断面図である。
図16は図14の多重入口共押出し成型ダイ構造の一部で
ある外部押出し成型ダイの断面図である。
図17は図16のライン17−17に沿った断面図である。
図18は図16のライン18−18に沿った断面図である。
図19は図16のライン19−19に沿った断面図である。
図20は図16のライン20−20に沿った断面図である。
［好ましい実施形態の詳細な説明］ 本発明は屈折、屈曲、ねじれに適合し、連続した方法
でその長さ方向に位置する少なくとも１つの波状領域を
有する多重層チュービングを製造する方法である。本発
明の方法により製造された局部的な波状領域を有する多
重層チュービングは通常、押出し成型の可能で溶融の処
理可能である熱可塑性プラスティックからなる外部層
と、外部チュービング材料の内部表面に対して十分に永
久的な積層付着を形成できる基本的に押出し成型可能で
溶融処理可能な熱可塑性プラスティックからなる外部層
の内部表面に接着された中間接着層と、中間接着層に結
合され、この層と十分永久的に積層接着する材料からな
る内部層とを有する。内部層は熱可塑性プラスティック
材料からなり、これは特に芳香および脂肪性炭化水素お
よびアルコール等の燃料で発見される化学成分による浸
透またはそれとの相互作用に対して抵抗性がある。所望
ならば、内部層は約104オーム/cm2乃至約109オーム/cm2
の範囲でエネルギの散逸能力を有する。内部層で使用さ
れる熱可塑性プラスティックが化学的に外部層で使用さ
れる材料と類似していない例では、熱可塑性材料はポリ
フッ化ビニリデン、フッ化ビニル樹脂、エチレン テト
ラフルオロエチレン共重合体から成るグループから選択
される。内部層が外部層で使用される物質と化学的に類
似するように限定される材料である例では、熱可塑性プ
ラスティック材料はナイロン12、ナイロン11、ナイロン
６からなるグループから選択されるポリアミドである。
チュービングの種々の層を構成する材料は、層が共押
出し装置から出るとき相互に積層され、通常、押出し成
型モールドおよび／または波状にするプロセスの期間お
よびその後およびその後の、チュービングの寿命を通じ
て剥離に対して耐久性がある方法で、共押出し成型され
る。本発明の方法により形成されるチュービングは種々
の仕様を満たすように製造されることができる。本発明
の方法により形成される自動車のチュービングは好まし
くは25N/mm2以上の総張力と、波状ではない領域で少な
くとも150％の伸長値を有する。
本発明の方法により形成される外部層は好ましくはチ
ュービングの外部の周囲環境と接触する。外部層で使用
される熱可塑性プラスティックは好ましくは、外部環境
と反応しない材料であり、種々の衝撃、振動疲労、サー
ビス動作の通常の経過期間中に露出される種々の腐食性
または劣化性化合物への露出ならびに温度変化に耐える
ことができる。自動車における応用では、外部層で使用
される熱可塑性プラスティックは結果的な多重層チュー
ビングが約−40℃乃至約150℃の外部サービス温度範
囲、好ましくは−20℃乃至120℃の範囲での使用に適切
であることを可能にするものと予測される。
一般的に、外部層は12炭素ブロックポリアミド（ナイ
ロン12）、11炭素ブロックポリアミド（ナイロン11）、
塩化亜鉛に対して抵抗性の６炭素ブロックポリアミド
（ナイロン６）およびその混合物から構成されるグルー
プから選択される熱可塑性プラスティック材料からな
る。他の種々の熱可塑性プラスティック材料が本発明の
方法による波状の多重層チュービングを生成するために
使用されることができることが理解されよう。適切な材
料は、溶融状態で十分に均一で均質である２つの各層の
間で結合を形成するように少なくとも１つの化学的に類
似しない熱可塑性プラスティック材料と共押出し成型す
ることができ、したがって冷却および硬化するときに層
間に永久的に接着し、使用される他の熱可塑性プラステ
ィック材料で限定されている方法を使用して試験される
ときに剥離に対して抵抗性があり、ポリアミドと類似し
た通常の押出し成型および押出し成型後の特性を示す。
外部層として本発明の方法で使用されることができる他
の材料例はポリエステル材料、ブロモイソブテン−イソ
プレン（bromoisobutene−isoprene）材料、ポリブタジ
エン（polybutadiene）、塩化ブチルゴム（chlorinated
butyl rubber）、塩化ポリエチレン（chlorinated pol
yethylene）、ポリクロロメチルオキシラン（polychlor
omethyloxirane）、クロロプレン（chloroprene）、ク
ロロスルホニル−ポリエチレン（chlorosulphonyl−pol
yethylene）、エチレン酸化物（ethylene oxide）、ク
ロロメチルオキシラン（chloromethyloxirane）重合体
のような材料である。適切な重合体材料は、エチレンプ
ロピレンジエンターポリマー（ethylenepropylenediene
terpolymer）、エチレンプロピレン（ethylenepropyle
ne）共重合体、ポリエーテルウレタン（polyether uret
hane）、イソプレン（isoprene）、イソブテン−イソプ
レン（isobutene−isoprene）、ニトリルブタジエン（n
itrylbutadiene）、塩化ビニル樹脂（polyvinylchlorid
e）、スチレン−ブタジエン（styrene−butadiene）、
ポリサルファイド（polysulfide）、ポリオレフィン（p
olyolefin）、ポリフェニレンサルファイド（polypheny
lsulfide）も含むことができる。
好ましい実施例では、塩化亜鉛に対して抵抗性のナイ
ロン６、ナイロン11またはナイロン12のようなポリアミ
ドが使用される。このような材料は技術ですでによく知
られているような種々の可塑剤、専用の添加物等を含む
ことができる。このような材料は市販のポリアミド材料
に統合される。可塑剤が外部層として共押出しされるポ
リアミド材料に混合される場合、ナイロン12などのポリ
アミドは17重量％まで可塑剤を含むことができ、約１％
乃至約13％の量が好ましい。塩化亜鉛に抵抗性のナイロ
ン６等のポリアミドは全体で約１％乃至約13重量％の量
の熱可塑性プラスティック組成で通常存在する種々の可
塑剤等の変性薬剤を含んでもよい。
ナイロン12は市場で標準的な材料であり、自動車にお
ける応用等の多重層の波状チュービングの種々の製造元
から入手できる。ナイロン12の熱可塑性プラスティック
材料はSAE J844（1990年６月改定）の段落9.11.で発表
された試験方法で定められているように−20℃で２フッ
トポンド以上の衝撃に耐えることができる完成チュービ
ングを与えるように適切な添加物および変性剤を含むこ
とができる。このような材料は耐衝撃変性ナイロン12と
呼ばれる。このような材料の例としてGRILAMIDE XE3148
の耐衝撃変性ナイロン12はスイスのチューリヒにあるEM
S−Chemie AG社から市場で入手可能であり、Ｈls 212
4は独国のＨlsにあるＨls gMBHから市場で入手可能
であり、UBE 3030とUBE3030 JIX 31はUBE産業から入手
可能である。
塩化亜鉛に対して抵抗性のナイロン６は試験方法J844
により限められているように−20℃で２フットポンド以
上の衝撃に耐えることができる。ここで６炭素ブロック
ポリアミド材料は内部層で使用され、これらの材料は試
験方法SAE J844により必要とされる以上の耐塩化亜鉛レ
ベル、即ち50重量％の塩化亜鉛水溶液中に200時間浸漬
後の非反応性を与えるための十分な量の変性剤および類
似物ならびに種々の可塑剤と発火抑制剤等を含んでい
る。使用されるとき、６炭素ブロックポリアミド材料は
他のナイロンおよびオレフィン化合物と混合されるナイ
ロン６共重合体から構成される多重成分系である。選択
された６炭素ブロックポリアミド材料は好ましくは塩化
亜鉛に対して抵抗性であり、約430゜F乃至530゜Fの処理
温度を有する。このような材料は好ましくは、衝撃変性
材料であり、チュービングとして形成されるとき約−20
℃より低温で２フットポンド以上の衝撃に耐えることが
できる。本発明のチュービングプロセスで使用するのに
適しているナイロン６を含んだ熱可塑性材料の例はNYCO
A社からの商品名Ｍ−7551と、アライドケミカル社から
の商品名アライド1779で市販されている専用材料であ
る。これらの材料は表Ｉで記載されているようにそれぞ
れの製造者により限定されている特性を有する。
本発明の方法は、外部層の熱可塑性プラスティック材
料はモールドされ外形を成型され波状にされた領域の局
所的な膨張および伸長に十分適合する厚さの壁で適切な
共押出しヘッドから連続的に押出される。外形を成型さ
れまたは波状にされた領域は、ある程度の局部的な伸長
または薄化を示し、または経験するが、多重層の壁構造
の一体性と妥協することなく伸長に十分耐えるだけの最
初の厚さを有している。好ましい実施例では、外部層は
最初に約0.2mm乃至約1.5mmの厚さの壁に押出し成型さ
れ、好ましい厚さは約0.6mm乃至約1.5mmであり、約0.6m
m乃至約1.0mmの厚さが最も好ましい。
本発明の方法では、適切な内部層は外部層と共押出し
成型され、後に詳細に説明するそれぞれの内部および外
部層の間に挿入される中間層の内部表面に結合される外
側に面した表面を有する。内部層は外側に面した表面に
対して反対側で基本的に平行である内側に向いた表面を
有する。内側に表面は本発明の方法により製造された多
重層チュービングを通って伝送される燃料等の有機物材
料と接触するように位置付けられる。内部層は耐浸透性
で、化学的に抵抗性の熱可塑性プラスティック材料から
構成される。選択される材料は外部層で使用される材料
と化学的に類似していない材料でも、またはそれに類似
する材料でもよい。
適切な“化学的に類似する”材料は、耐塩化亜鉛性の
６炭素ブロックポリアミド（ナイロン６）および12炭素
ブロックポリアミド（ナイロン12）、11炭素ブロックポ
リアミド（ナイロン11）から成されるグループから選択
されたポリアミドの好ましい熱可塑性プラスティック材
料を有する外部層に関して、先に説明した熱可塑性プラ
スティック材料を含んでいる。従って、本発明のチュー
ビングの内部層で使用される熱可塑性プラスティックポ
リアミド材料は厚い外部層で使用される材料と同一であ
ってもよく、またこれらのリストされた材料から選択さ
れた異なった熱可塑性プラスティックポリアミドであっ
てもよい。
内部層で使用される熱可塑性プラスティックポリアミ
ドは変性されても、変性されなくてもよい。変性される
ならば、材料は技術ですでに知られるような種々の可塑
剤を含む。好ましい実施例では、ナイロン６またはナイ
ロン12等のポリアミドが使用され、このような材料は好
ましくは17重量％までの可塑剤構造を含み、約１％乃至
約13％の量がさらに好ましい。
６−カーボンブロックポリアミド材料が内部層で使用
される場合には、これらの材料は試験方法SAE J844によ
り必要とされる以上の耐塩化亜鉛レベル、即ち50重量％
の塩化亜鉛水溶液中に200時間浸漬後の非反応性を与え
るための十分な量の変性剤ならびに種々の可塑剤および
発火抑制剤等を含んでいる。使用されるとき、６−炭素
ブロックポリアミド材料は他のナイロンおよびオレフィ
ン化合物と混合されるナイロン６−共重合体から成され
る多成分のシステムである。内部層で使用される６−カ
ーボンブロックポリアミド材料は塩化亜鉛に対して抵抗
性であり、好ましくは約20℃より低温で２フットポンド
以上の衝撃に耐えることができる。本発明のチュービン
グで使用するのに適している熱可塑性プラスティック材
料例は表Ｉで先に記載されているようにNYCOA社からの
Ｍ−7551および、アライドケミカル社からのアライド17
79の商品名で市販されている専用材料である。
用語“化学的に類似していない”はここでは内部およ
び外部層の間に挿入されている中間結合層、またはその
代りに直接外部層の内部表面への接着が可能である材料
を定義するために使用されている。好ましい実施例で
は、使用される化学的に類似していない材料はポリアミ
ドではない熱可塑性プラスティックである。好ましく
は、この材料はフッ化熱可塑性プラスティックであり、
ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidine fluoride）、
フッ化ビニル樹脂（polyvinyl fluoride）、ポリクロロ
トリフルオロエチレン（polychlorotrifluoroethylen
e）、エチレン テトラフルオロエチレン（ethylene te
trafluoroethylene）共重合体から成るグループから選
択される材料である。本発明の多重層チュービングの内
部層で使用されることができる他のフッ化プラスティッ
ク材料は、エチレン クロロトリフルオロエチエン（et
hylene chlorotrifluoroethylene）、フッ化エチレンプ
ロピレン（fluorinated ethylene propylen）のような
フッ化重合体を含んでおり、ヘキサフルオロプロペレン
（hexafluoropropene）、過フルオロブテン（perfluoro
butene）、過フルオロイソブテン（perfluoroisobuten
e）等の２乃至６の炭素原子を有する過フッ化されたα
−フルオロオレフィン（perfluoronated α−fluoroole
fin）モノマーから処理されたものと、トリフルオロエ
チレン（trifluoroethylene）、フッ化ビニリデン（vin
ylidine fluoride）、フッ化ビニル樹脂（vinyl fluori
de）、ペンタフルオロプロパン（pentafluoropropane）
等のα−フルオロオレフィン（α−fluoroolefin）を含
んだ水素から処理されたもの、トリフルオロクロロエチ
レン（trifluorochloroethylene）、1,1−ジフルオロ−
2,2−ジクロロエチレン（1,1−difluoro−2,2 dichlore
thylene）、1,2−ジフルオロ−1,2−ジクロロエチレン
（1,2−difluoro−1,2 dichloroethylene）、トリフル
オロブロモエチレン（trifluorobromoethylene）等のハ
ロゲンを含んだα−フルオロオレフィン（α−fluorool
efine）や、過フルオロアルコキシエチレン（perfluoro
alkoxyethylene）重合体を含む。
本発明の方法で使用されるエチレンテトラフルオロエ
チレン（ethylene tetrafluoroethylene）共重合体は
約270℃乃至560℃の溶融温度と1.7の比重を有する。こ
こで使用される適切なエチレン テトラフルオロエチレ
ン共重合体はエチレンとテトラフルオロエチレンとの共
重合から得られる。好ましい重合体材料は重量％で約40
％乃至約70％のエチレンから導出された成分と、約30％
乃至約60％のテトラフルオロエチレン成分の組成を有す
る。適切な材料はデラウェアのウィリングトンのI.G.du
pont de Nemours社から商品名“TEFZEL 210",“TEFZEL
220"、“TEFZEL 280"で市販され、この一般的特性は
製造者により限定され、表IIに記載されている。
適切なポリフッ化ビニリデンのフッ化物プラスティッ
ク材料はクロロジフルオロエタンの加熱による脱ハロゲ
ン化から得られる。適切な材料はペンシルベニア州フィ
ラデルフィアのAtochem社のelf Aquitaneグループから
の商品名“FORAFLON",“KYNAR"で市販され、この特性は
製造者により限定され、表IIIに記載されている。例示
すると、KYNAR 740、KYNAR 10098（導電性）または
（非導電性）は処理および結果的な管の貫通との両者の
観点から内部層として実効的に作用することが発見され
ている。
厚い外部層と共押出し成型された内部層で使用される
材料は有機化合物、特に短い鎖の炭化水素との相互作用
による浸透に対してバリアの役目を行うことができる。
材料の選択によって、多重層チュービングの外部層を通
って周囲環境へガソリンの芳香性、脂肪性、アルコール
成分のような材料の顕著な浸透を阻止することができ
る。付加的に、内部層で使用される材料は好ましくは本
発明の方法により製造される多重層チュービングを通っ
て伝送される有機化合物と基本的に反応しない。
内部層で使用される熱可塑性プラスティック材料は通
常外部層よりも大きい膨張を有する。通常、熱可塑性プ
ラスティックの内部層の伸長値は約150％と約250％の範
囲である。材料は通常弾性の記憶を有し、伸長または他
の変形動作のとき約200％までの伸長値の材料の収縮を
結果として生じる。
結果的なチュービングに静電電荷の散逸能力を与える
ため、内部層の熱可塑性プラスティック材料は導電特性
を示してもよい。導電特性を有する場合、内部層は好ま
しくは約104乃至約109オーム/cm2の間の範囲で静電電荷
を散逸する能力を有する。
本発明の方法で使用される熱可塑性材料は所望の範囲
で固有に導電性であるか、好ましくはその組成中に限定
された範囲で静電気散逸を許容するのに十分な量の導電
媒体を含んでもよい。導電媒体は静電荷散逸に影響する
ことができる組成および形状のいかなる適切な材料であ
ってもよい。導電材料は炭素元素と、ステンレス鋼、
銅、銀、金、ニッケル、シリコン、およびその混合物の
ような導電性の高い材料からなるグループから選択され
ることができる。用語“炭素元素”はここでは“カーボ
ンブラック”と呼ばれる材料を示し、それを含むものと
して使用されている。カーボンブラックは炭素ファイ
バ、パウダー、球体等の形状で存在する。
フッ化プラスティックに含まれる導電材料の量は通
常、低温持続性、チュービングを通過する有機物材料の
劣化効果に対する抵抗性を考慮して限定される。好まし
くは、フッ化プラスティック材料は静電気放散に影響を
与えるのに十分な量の導電材料を含んでいる。材料中で
使用される最大量は容積で通常約５％よりも少ない。フ
ッ化重合体に混合される導電性材料は米国特許第3,473,
087号明細書に開示されている。
好ましくは、内部層は適切な押出し成型後のモールド
動作を許容しチュービング材料を通る炭化水素等の有機
材料が浸透することを阻止する完成した波状の管にバリ
ア層を与えるのに必要とされる最小の厚さで押出し成型
される。本発明の完成した多重層チュービングを通る炭
化水素の浸透量は24時間の期間で0.5gm/m2より大きくな
いことが好ましい。
外部層の押出し成型に関して、内部層はモールドされ
外形を成型された領域で熱可塑性プラスティック層の局
部的な膨張および伸長に適合するのに十分な厚さで押出
される。外形を形成された領域は局部的なある程度の伸
長または薄化を示し、または経験するが多重層壁構造の
一体性に妥協せずに膨張に耐えるため押出しで十分な初
期的な厚さを有する。好ましい実施例では、内部層は最
初に約0.15mm乃至約0.25mmの厚さの壁に押出し成型さ
れ、好ましい厚さは約0.18mm乃至約0.22mmの厚さであ
る。
内部と外部層の間に実効的な積層を達成するため、少
なくとも１つの適切な中間結合層は好ましくはそれぞれ
の層の間で適切な均一の結合を達成するために２つの層
の間で共押出し成型される。中間結合層は通常内部およ
び外部層で使用される材料より弾性度の大きい熱可塑性
プラスティック材料から構成される。それ故、中間層は
押出し成型後のモールド波状プロセスで膨張および伸長
の差を生じる可能性が大きい。
本発明において、中間結合層は、正常の押出し範囲に
おいて溶融処理可能である化学的に異なる耐浸透性、耐
化学薬品性、耐燃料性の熱可塑性材料である。“化学的
に異なる”という用語は、内部結合層が、共押出しの結
果として外部層および内部層並びにそれらの間を一体接
着できる好ましくは非ポリアミド材料であることを意味
する。
中間結合層は、内部および外部層の間における均一な
結合の形成を可能にする熱可塑性材料から構成される。
熱可塑性材料はまた、燃料中に認められる脂肪族、芳香
族およびアルコール性材料の浸透に対する抵抗特性を示
す。ここにおいて使用される熱可塑性材料は、ナイロン
等の外部層を構成している高分子材料に対する親和力を
示す溶融処理可能な共押出し可能な熱可塑性プラスティ
ックであることが好ましい。
中間結合層のように共押出しされた熱可塑性材料は、
ポリ塩化ビニリデンフッ化物、ポリビニルフッ化物およ
びそれらの混合物からなるグループから選択された溶融
処理可能なフッ化プラスチックである。適切なポリ塩化
ビニリデンフッ化物材料は、クロロジフルオロエタンの
加熱による脱ハロゲン化により誘導されてもよい。380
゜F乃至525゜Fの範囲の溶融処理温度を有する適切なポ
リ塩化ビニリデンフッ化物材料の一例は、商品名ADEFLO
N 4000としてAtohem elf Aquitane社から入手可能であ
る。
第２の別の実施形態において、内部結合層のように共
押出しされた熱可塑性材料は、エチレングリコール、４
個以下の炭素原子を有する置換されたまたは置換されな
いアルケンとビニルアルコールの共重合体、４個以下の
炭素原子を有する置換されたまたは置換されないアルケ
ンとビニルアセテートの共重合体、およびポリビニルア
セテートとウレタンの混合物から誘導された熱可塑性プ
ラスチックポリエステルからなるグループから選択され
た非フッ化熱可塑性プラスチック材料である。
適切なエチレングリコール誘導体は、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリテレ
メチレンテレフタレート、およびそれらの混合物からな
るグループから選択され、ポリブチレンテレフタレート
が好ましい。エチレングリコールから誘導された１つの
適切な材料は、ドイツのＨls GmBH社から商標名Ｈ
ls 1607 ZE40として入手できる。適切なポリビニルア
セテート・ウレタン混合物の例はStrassel氏による米国
特許第5,112,692号明細書（1992年５月12日出願）に記
載されている。
エチレンとビニルアセテートの適切な共重合体は、重
量で約％25乃至約40％のエチレン含有量を有し、一方エ
チレンとビニルアルコールの適切な共重合体は、重量で
約％27乃至約35％のエチレン含有量を有し、約％27乃至
約32％のエチレン含有量が好ましい。本発明のチュービ
ングに使用されることができる適切なエチレンビニルア
ルコール材料の例には、イリノイ州ライルのEVAL社から
市販されているエチレンビニルアルコールが含まれ、そ
の特性は表VIの示されている。
内部および外部層の間の均一な結合の形成を可能にす
ることに加えて、中間結合層は上記に示されたもののよ
うな導電性または静電気放散特性を示す。したがって、
中間結合層は、104乃至109オーム/cm2の範囲で静電気放
散を行うのに十分な量の導電性媒体を随意に含んでもよ
い。内部層のように、中間結合層は固有に静電気放散性
であってよく、或は元素炭素、ステンレス鋼、銅、銀、
金、ニッケル、シリコンおよびそれらの混合物からなる
グループから選択されたもののようなある種の導電性材
料を含有することによってそのようにされてもよい。
内部および外部層の押出しのように、中間層は、モー
ルドされ成型された領域において局部化された膨張およ
び伸びに適合するのに十分な厚さで押出される。成型さ
れた領域はある程度の局部化された伸びまたは薄化を生
じるが、多層壁構造の完全さを損なうことなく膨張に耐
えるのに十分な最初の厚さを有する。好ましい実施形態
において、中間層は約0.05mm乃至約0.2mmの最初の壁の
厚さに押出され、好ましい厚さは約0.1mm乃至約0.15mm
である。
本発明の方法において、内部、外部および中間層を構
成する材料は、適切な押出し装置（示されていない）に
固定された押出しヘッドから同心的に押出される。図１
に示された好ましい実施形態において、押出しノズルは
押出された熱可塑性プラスチック材料を放出する出口
と、溶融された熱可塑性プラスチック材料を受取る入口
手段（示されていない）とを備えた固定された外部スリ
ーブ14を有している。以下、１つの特定の型式の押出し
装置を詳細に説明する。押出しノズルのスリーブ14は、
各熱可塑性材料が同時に搬送される熱可塑性プラスチッ
ク導管を限定する。スリーブ14はその出口において完成
した多層チュービングの外径に本質的に等しい限定され
た内径を有する。“本質的に等しい”とは、押出しヘッ
ドスリーブ14の内径が完成した多層管の平均外径の約60
％乃至約80％の直径を有するということであり、約65％
乃至約75％の直径が好ましい。ここにおいて使用されて
いる“平均外径”という用語は、完成した多層管の波形
にされていない領域における直径と定義する。好ましい
実施形態において、本発明のプロセスによって生成され
たチュービングの種々の波形にされていない領域の直径
は、本質的に互いに等しい。
中心チップ18は、スリーブ出口に隣接してスリーブ14
内に配置される。チップは、スリーブ14の内部に同心的
に設けられた外端部を有している。反対側の内端部（示
されていない）は、そのように限定されるオリフィスの
同心性を修正して調節する適切な調節手段と結合され
る。
押出しヘッド14から押出された材料は管状であり、少
なくとも３つの同心に配置された高分子熱可塑性プラス
チック層を含み、それらの層のうち２以上のものが化学
的に異なった材料から形成されている。管状材料は外部
層、１以上の中間層および内部層を有していることが好
ましい。中間および内部チュービング層は、同心的に接
触する方法で外部層内に順次配置される。
管状材料は、押出しヘッドから出た時に溶融状態であ
ることが好ましい。ここで使用されているように、“溶
融”とは、各共押出しされた材料が互いに接着してその
本質的な管状形状を保持するのに十分であるが、一方モ
ールド装置に入った時にチュービングの最初の断面積の
約40％乃至60％の量だけ局部領域における管の断面膨張
を可能にするのに十分な変形可能な特性を依然として保
持している状態であると定義される。溶融した共押出さ
れた材料はまた、最終的な材料のものより大きく、好ま
しくは完成した波形にされていない材料の縦方向の伸び
特性より約300％乃至約400％大きい縦方向の伸び特性を
保持している。本発明のプロセスにおいて、熱可塑性プ
ラスチック多層材料は、押出しヘッドを出た時に約10％
乃至20％凝固すると予測される。凝固度の変化は、押出
しヘッドから出た時にチュービングの種々の層の中に現
れる可能性が高い。
図示されている本発明のプロセスにおいて、同心層を
含む押出された管状材料20は、押出しヘッド14から出た
時に適切なモールド装置中に導入される。好ましい実施
例において、押出された管状材料20は、そのプロセスの
後続的なモールドステップ中の別の処理を受け易くする
溶融状態でモールド装置中に導入されることが好まし
い。外部層に残留している可塑性の程度は、その材料の
最終的な可塑性より約50％乃至100％大きい。同様にし
て、中間層の材料中に残留している可塑性の程度は、そ
れらの各材料の最終的な可塑性より約50％乃至100％大
きい。
本発明のプロセスにおいて使用されるモールド装置
は、キャタピラトラックのような適切な往復回転手段上
に可動的に位置された上半分および下半分をそれぞれ有
している複数のセグメントダイ22を含んでいることが好
ましい。各セグメントダイの半分は、細長い内部ダイ空
洞を形成するように順次位置される。各セグメントダイ
セット22,22′は、第１の端部24および第２の端部26を
有している。２つの半分が結合されたとき、中空の内部
シャフトは、各ダイセットの第１の端部24における開口
からその特定のダイセットの第２の端部26における反対
側の開口まで延在する本質的に円筒形の内部チャンネル
を限定する。個々のセグメントダイセットは、１個のダ
イセットの第２の端部26が次のダイセットの第１の端部
24に接触して限定された中空シャフトを通る流体浸密の
連結部分を生成するように連続（end−to−end）方式で
順次位置される。
図１に示されているように、個々のセグメントダイセ
ット22,22′の少なくとも１つは、１以上の環状凹部28
が限定される円筒形チャンネルの中に１以上の領域を有
している。環状凹部28は、完成した多層チュービングに
おいて与えられるべき縦方向の幾何学形状の逆の幾何学
形状を有する。環状凹部28は、完成した多層チュービン
グに所望の波形を与えるように任意の所望の方法で位置
され構成されることができる。
ダイモールド表面の幾何学形状は、単一または多数の
リッジ、フランジ波形等の形成を可能にする任意の適切
な構造であってもよい。結果的な多層管がスムーズな波
形にされていない領域を有し、波形の領域が特にチュー
ビングの使用要求にしたがって位置されるように種々の
ダイセットが位置されることができる。結果的な多層チ
ュービングはまた、端部部品等に適合するようにチュー
ビング本体に形成された個々のリッジおよびフランジを
有していてもよい。これらはまた互いに関して適切に位
置された適切に構成されたダイセットによって提供され
る。図１に示されているように、断面で示されているダ
イモールド表面は複数の本質的に正弦曲線的な形状にさ
れた環状凹部を有している。これらは、本質的に正弦曲
線的なプロフィールにされた波形の領域によって限定さ
れる完成した多層チュービングのセグメントを提供す
る。図２は、複数の本質的に方形の環状凹部が位置され
るダイモールドの断面を示す。これらは、方形プロフィ
ールにされた波形の領域によって限定される完成した多
層チュービングのセグメントを提供する。各セグメント
ダイにおいて使用される環状凹部の正確な幾何学形状
は、処理されるべき特定の材料の特性および任意の必要
な環状フレア等と共に所望される完成したチュービング
の波形特性に一致するように修正されることができるこ
とを理解すべきである。
本発明のプロセスにおいて、ダイセット22,22′は、
動作時に実効的な連続した長さを有する円筒形チャンネ
ルを形成するように往復キャタピラトラック（示されて
いない）のような適切な往復回転手段上に位置される。
押出された溶融されたモールドされていない多層チュー
ビング材料は、円筒形チャンネル中に導入されることが
できる。ダイセット22,22′の結合する上および下半分
は、本質的な一定の速度で押出しノズル14と反対方向に
縦方向に進行するように往復回転手段上に取り付けられ
ることが好ましい。モールドプロセスが終了すると、各
ダイセット22,22′の個々のダイの各半分は、モールド
された部分がそこから出ることを可能にするように順次
開放される。各ダイセット22,22′のダイの各半分は、
連続的なプロセスで材料の付加的な長さをモールドする
ように再結合されるようにエンドレス方式で再循環され
ることができる。ダイセット22,22′が相互キャタピラ
トラックのような往復回転手段上に取付けられたとき、
２つのキャタピラトラックは押出し装置と反対方向に横
方向に平行に進行する。２つの回転するトラックは、押
出しスリーブ14の押出し出口から適切な距離のところで
押出し出口ポイントに向かって分かれ、一方完成した波
状形状を有する多層チュービングは開放したダイの半分
から本質的に横方向に連続する。
ダイの半分によって限定された円筒形チャンネルは、
接合されたときに、押出し装置14の押出し装置出口から
出る溶融された管状多層材料の外径より大きい最小内径
を有する。セグメントダイセットによって限定された円
筒形チャンネルは、その波形にされていない領域におい
て測定された内径が押出しノズルスリーブ14の出口の内
径より約５％乃至約20％大きいことが好ましい。押出さ
れた溶融された多層材料は、好ましくは約1m/分乃至約1
0m/分の押出しおよびモールドプロセスに適合するのに
十分な速度で押出しノズルを出て、押出し装置ノズルか
らモールド領域中に引出（draw）される。
押出しノズルから押出された多層材料の最初の端部の
引出しは、往復回転手段上に位置された最初のダイ中に
押出された材料の最初の長さに対して機械的にねじ切り
する任意の適切な手段によって、および、または押出さ
れた多層材料上に外部真空を吸気することによって達成
されることができる。最初の真空が吸気された場合、そ
れは約10インチ/Hg乃至15インチ/Hgであることが好まし
い。溶融された管状の多層チュービングの最初の部分が
円筒形のモールド領域のチャンネル中に導入され、内側
モールド面に結合すると、それに続く押出されたモール
ドされていない溶融された管状の多層材料の長さは、材
料の外面と内面との間の結合と、セグメントダイの横方
向の移動のためにそれと共に引出される。
モールド領域において溶融された管状の多層材料がそ
の最初の外径から他の外径まで膨張させられると、大き
い直径は、溶融された管状の多層材料がモールド領域を
限定するセグメントダイの中空の円筒形の内側モールド
面に結合する。膨張力は、溶融された材料をモールド領
域の内面に変形可能に接触させて、その内面およびモー
ルド領域に設けられた任意および全ての環状凹部にそれ
を適合させるように溶融された管状の多層材料に対して
与えられる。
モールドプロセス中に溶融された管状の多層チュービ
ングに加えられた膨張力は、押出された溶融された管状
の多層材料の外面に膨張真空を吸気するか、モールドス
テップ中に押出された溶融された管状の多層材料の内部
を加圧するか、或はこれら２つの方法を組合せることに
よって得ることができる。本発明のプロセスの好ましい
実施形態では、溶融された管状の材料の膨張を行うため
に低い膨張真空と低い圧力の組合せが使用される。一般
に、押出された管状の多層材料に与えられる膨張真空は
15インチHgを越えず、加えられる圧力は10psiより低
い。膨張真空レベルは10乃至15インチHgであり、また気
圧は１乃至15psiであることが好ましい。
必要な膨張力を生じさせるのに適した真空状態は、当
業者に知られている任意の通常の方法によってモールド
装置により吸気されて生成されることができる。圧力
は、チップ18中に設けられた気体導入ポート（示されて
いない）を通って適当な不活性ガスを導入することによ
って加えられることが好ましい。
モールド時間、すなわち多層材料がモールド内に保持
されている時間は、押出された管状の多層材料がモール
ドステップ中にそれに与えられた任意の形状を保持する
本質的に固体の形態に溶融状態から変質することを可能
にするのに十分な期間である。この期間は、多層チュー
ビングの種々の層を形成する材料の特定の組成および押
出し中の溶融処理温度に応じて変化する。一般に、モー
ルド期間は、最も遅く固まる材料の凝固を可能にするの
に十分な長さである。一般に、モールド時間は約20秒乃
至約40秒であり、約25秒乃至約35秒の期間が好ましい。
本発明のプロセスにおいて、多層チュービング材料
は、セグメントダイの回転移行プロセス中にそれらの移
動の動作によって押出しノズルから移動される。セグメ
ントダイは、押出しノズルからの多層材料の押出し速度
に本質的に等しい速度で押出し装置ノズルから縦方向に
進行する。“押出し速度に本質的に等しい速度”とは、
押出し速度がセグメントダイの受取り速度に等しいこと
が可能であるか、或は２つの各速度は、管状の材料が引
張り力または伸張力を受けるように構成されることがで
きるものであると理解されるべきである。
好ましい実施形態において、移行速度は約1m/分乃至
約10m/分である。直線的に配置されたモールドプロセス
中にチュービングに与えられる膨張力のために、押出し
速度に本質的に等しい速度で縦方向に移行した結果、形
成中に純線膨張力がチュービングに対して与えられる。
線膨張力は、１線膨張速度で5psiを下まわることが好ま
しい。線膨張は、結果的に多層チュービングの個々の層
の壁の厚さを最初に押出された厚さから全体的に減少さ
せるが、それは押出されたときに任意の所定の層の最初
の壁の厚さの20％以下である。個々の層は、それらの各
組成に固有の特性およびモールド表面に関する各層の位
置により壁の厚さの減少量が異なると考えられる。本発
明のプロセスの結果生成された多層チュービング材料の
完成した壁の厚さは約0.5mm乃至約2.0mmであり、約0.75
mm乃至約1.25mm壁の厚さが好ましく、外層が壁の厚さの
40％乃至80％を構成し、中間層が全体的な壁の厚さの５
％乃至25％を構成し、内層が全体的な壁の厚さの５％乃
至25％を構成する。
熱可塑性プラスチック材料が硬化すると、各ダイセッ
トは順次開放され、連続した多層チュービングはモール
ド装置から出ることができる。このようにして形成され
た熱可塑性プラスチックチュービングは、出た時に適切
な長さに切断されることが可能であり、或はらせん状に
巻かれて、後で必要な長さに切断されることができる。
各管状の層の共押出しは、種々の方法および装置によ
って行われることができる。波状形状を有する多層チュ
ービングを生成するために直線配置方法で効果的に使用
されることができるこのような共押出しは、フロリダ州
クリアウォーターのGenco社によって生産されているMIN
I TRIダイモデル１装置である。このような適切な装置
は、ほとんどの熱可塑性プラスチック材料に対して設計
された多数の同心層のクロスヘッドダイである。例え
ば、MINI TRIダイモデル１は、0.53インチの最大ダイI
Dおよび0.45インチの最大チップIDを有し、内部、中間
および外部の層に対して３重チャンネル８フローのらせ
んコイルを有している。MINI TRIダイ装置はまたヘッ
ドカートリッジに適したヒータと、ダイ用のヒータとを
含んでいる。
別の型式の押出しダイは、当業者が容易に認識できる
ように使用されることができる。一例として、汎用共押
出し装置を参照とし、以下において押出しダイの動作を
説明する。この例に対して、図４は、本発明の３つの共
押出しされた層として３つの入口ダイを示す。３以上の
層を有するチュービングでは、多数の入口ダイが使用可
能なことが理解される。
図４に示されたダイ装置50は、主要な構成素子として
内部ダイ部材56、中心ダイ部材58および外部ダイ部材60
を有するダイハウジング52を含む。ダイ部材56、58およ
び60は、同心的でほぼ円筒形の形状の押出しダイ部材で
ある。貫通孔54は、ダイ装置50の軸Ａに沿って延在して
いる。ダイ部材56、58および60は、オリフィス64を通っ
て延在するボルトまたはピン62等によって一緒に保持さ
れる。図５に示された実施形態において、押出しダイ部
材56、58および60は、ダイハウジング50の外側の周囲か
ら関連したダイ部材まで内部に向かってそれぞれ延在し
ている入口70、72および74を有する。図５に最もよく示
されているように、入口70は全周辺の半分の分配チャン
ネル80に連通していることが好ましく、チャンネル80を
通ってフルオロカーボン熱可塑性プラスチック等の押出
し材料がダイ装置50の押出し端部76への分配のために通
過する。分配チャンネル80は、１対の軸方向分配チャン
ネル82と流体連結している。軸方向分配チャンネル82
は、内側ダイ部材56の周囲に対称的に配置され、それに
沿って押出し端部76に向かって延在していることが好ま
しい。図６および９を参照すると、内側ダイ部材56の断
面が示されており、各軸方向分配チャンネル82が１対の
分岐分配チャンネル84と流体連結している。示されてい
うように、分岐分配チャンネル84は、内側ダイ部材56の
周囲にほぼ全周辺の半分に延在している。分岐分配チャ
ンネル84は、４つの軸方向分配チャンネル86と流体連結
している。図６を特に参照すると、軸方向分配チャンネ
ル86は、内側ダイ部材56の軸Ａに沿って押出し端部76に
向かって延在する。チャンネル86は、図８に最もよく示
されているように内側ダイ部材56の周囲において全周辺
の一部分に延在している複数の分岐分配チャンネル90と
流体連結している。図面に示されている好ましい実施形
態において、分配チャンネル90は、押出し端部76に向か
って軸Ａに沿って延在している８つの軸方向分配チャン
ネル92と流体連結している。図６に示されているよう
に、軸方向分配チャンネル92は複数のほぼらせん形状の
チャンネル94と流体連結している。
したがって、フッ化プラスチック押出し材料は入口70
に入り、内側ダイ部材56に進む。全周辺の半分の分配チ
ャンネル80において、押出し材料は分割されて軸方向分
配チャンネル82に入る。材料はチャンネル82に沿って進
行し、分岐分配チャンネル84で再び分割される。その
後、押出し材料は軸方向分配チャンネル86に入り、分岐
分配チャンネル90に進み、ここにおいて材料が再び分割
して８つの軸方向分配チャンネル92に入る。このチャン
ネル92から、押出し材料はらせん形状のチャンネル94に
入る。これらのらせん形状のチャンネル94は、押出しプ
ロセス中に押出し材料の良好な均質で均一な分配を行う
ように機能する。
図11乃至15を参照すると、中心ダイ部材58の種々の断
面が示されている。押出し材料は、入口72を通って中心
ダイ部材58に入る。入口72は、押出し材料が押出し端部
76′への分配のために通過させられる全周辺の半分の分
配チャンネル100に延在することが好ましい。図15に最
もよく示されているように、分配チャンネル100は１対
の軸方向分配チャンネル102と流体連結している。示さ
れているように、軸方向分配チャンネル102は、中心ダ
イ部材58の周囲に対称的に配置され、押出しダイ76′に
向かって延在していることが好ましい。好ましい実施形
態において、各軸方向分配チャンネル102は分岐分配チ
ャンネル104と流体連結している。分岐分配チャンネル1
04は、中心ダイ部材58の周囲において全周囲のほぼ半分
に延在している。チャンネル104は４つの軸方向分配チ
ャンネル106と流体連結している。
軸方向分配チャンネル106は、押出し端部76′に向か
って中心ダイ部材58に沿って延在している。チャンネル
106は、中心ダイ部材58の周囲において全周辺の部分に
延在している複数の分岐分配チャンネル110と流体連結
している。この実施形態において、分配チャンネル110
は、押出し端部76′に向かって部材58に沿って延在して
いる８つの軸方向分配チャンネル112と流体連結してい
る。図11に示されているように、軸方向分配チャンネル
112は、押出し端部76′の周囲にらせん状に設けられた
複数のほぼらせん形状のチャンネル114と流体連結して
いる。
動作において、押出し材料は入口72に入り、中心ダイ
部材58に進む。全周辺の半分の分配チャンネル100にお
いて、押出し材料は分割されて軸方向分配チャンネル10
2に入る。材料はチャンネル102に沿って進行し、分岐分
配チャンネル104で再び分割される。その後、押出し材
料は軸方向分配チャンネル106に入り、それに沿って分
岐分配チャンネル110に進み、ここにおいて材料が再び
分割されて８つの軸方向分配チャンネル112に入る。こ
のチャンネル112から、押出し材料はらせん形状のチャ
ンネル114に入る。内側ダイ部材によるように、らせん
形状のチャンネル114は、押出しプロセス中に押出し材
料の良好な均質で均一な分配を行うように機能する。
図４および５に示されているように、フッ化プラスチ
ック押出し材料は、入口74を通って外側ダイ部材60に入
る。図16乃至20を参照すると、外側ダイ部材60の種々の
断面が示されている。入口74は溝120に延在しているこ
とが好ましく、この溝120は、押出し材料が押出し端部7
6″への分配のために通過させられる全周辺のほぼ半分
の分配チャンネル122に接続されている。分配チャンネ
ル122は、１対の軸方向チャンネル124と流体連結してい
ることが好ましい。示されているように、軸方向チャン
ネル124は、外側ダイ部材60の周囲に対称的に配置さ
れ、押出し端部76′に向かってそれに沿って延在してい
ることが好ましい。好ましい実施形態において、各軸方
向分配チャンネル124は分岐分配チャンネル126と流体連
結している。図19に最もよく示されているように、分岐
分配チャンネル126は外側ダイ部材60の周囲においてほ
ぼ全周辺の半分に延在している。分岐分配チャンネル12
6は、４つの軸方向分配チャンネル128と流体連結してい
る。軸方向分配チャンネル128は、押出し端部76″に向
かって外側ダイ部材60に沿って延在している。チャンネ
ル128は、図18に最もよく示されているように外側ダイ
部材60の周囲において全周辺の部分に延在している複数
の分岐分配チャンネル130と流体連結している。好まし
い実施形態において、分配チャンネル130は８つの軸方
向分配チャンネル132と流体連結している。これらの軸
方向分配チャンネル132は、押出し端部76″の周囲にら
せん状に設けられた複数のほぼらせん形状のチャンネル
134と流体連結している。動作に関して、押出し材料は
入口74に入り、中心ダイ部材58に進む。全周辺の半分の
分配チャンネル124において、押出し材料はこのチャン
ネル124に沿って進行し、分岐分配チャンネル126で再び
分割される。その後、押出し材料は軸方向分配チャンネ
ル128に入り、それに沿って分岐分配チャンネル130に進
み、ここにおいて材料が再び分割して８つの軸方向分配
チャンネル132に入る。このチャンネル132から、押出し
材料はらせん形状のチャンネル134に入る。それ故、内
側および中心ダイ部材によるように、らせん形状のチャ
ンネル134は、押出しプロセス中に押出し材料の良好な
分配および均質性を実現するように機能する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−171882（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B29C 47/00 - 47/96 B29D 23/00 - 23/24

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の外部方向に延在する環状リッジおよ
    び対応した内部渦巻き状の構造によって限定された１以
    上の領域を有する燃料および蒸気チュービングを製造す
    る方法において、 １つの押出しヘッドから本質的に一定の速度で管状の高
    分子材料を押出し、前記管状の高分子材料が熱可塑性プ
    ラスチック材料の３以上の同心層を互いに重なって結合
    された関係で有しており、その中の２以上の同心層が異
    なる化学組成を有する熱可塑性プラスチック材料から構
    成され、前記押出された多層の管状高分子材料が第１の
    外径、内面およびそれと反対側の外面とを有しており、 前記熱可塑性プラスチック材料による３以上の同心層
    は、全体的な壁の厚さの40％乃至80％間の外部層で構成
    され、内側結合層および中間層が内側および外側結合層
    間に挿入され、内側結合層及び中間結合層はそれぞれ全
    体的な壁の厚さの５％乃至25％の間で構成され、 前記管状の材料が前記押出しヘッドから出たときに前記
    押出された管状の多層高分子材料をモールド装置中に導
    入し、前記モールド装置がそこに導入される前記管状材
    料を連続的に成型する手段を含み、前記連続的に成型す
    る手段が本質的に円筒形のチャンネルモールド表面を規
    制し、前記導入された管状の高分子材料の前記第１の外
    径より大きい第１のモールド表面の内径と、そこに位置
    された１以上の環状凹部とを有するダイセットを含み、
    前記環状凹部が前記第１のモールド表面の内径より大き
    い最大の第２のモールド表面の内径を有し、 前記管状の高分子材料の前記外面が前記ダイセットの前
    記内側モールド面に変形可能に接触し、前記管状材料の
    前記内面が前記モールド表面に位置された前記環状凹部
    に対応するように変形されるように前記管状の高分子材
    料を第２の外径まで膨張させ、前記膨張させた管状材料
    は本質的に均一な全体的な壁の厚さを有しそしてその全
    長を通じて３つの同心層を含み、前記膨張ステップは前
    記管状材料の前記外面が前記ダイセット中に残留してい
    る間に前記管状の多層材料の前記外面を真空により吸引
    することを含み、前記真空は前記管状材料を前記ダイセ
    ットの前記内面と接触させるように吸引し且つ前記管状
    材料の前記内面を前記ダイセットの前記内面の形状に対
    応するように変形させ、 前記管状の材料が前記膨張ステップ後に前記ダイセット
    から出ることを可能にするステップを含んでいる方法。
  2. 【請求項２】前記管状材料の外側層は、ナイロン11、ナ
    イロン12、耐亜鉛塩化物性のナイロン６およびそれらの
    混合物からなるグループから選択された押出し可能で溶
    融処理可能な熱可塑性プラスチックであり、１以上の内
    側層がポリ塩化ビニリデンフッ化物、ポリビニルフッ化
    物、エチレンテトラフルオロエチレンおよびそれらの混
    合物からなるグループから選択されたフッ化プラスチッ
    ク材料である請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】前記膨張ステップは、前記第１の断面の直
    径の40％乃至60％の量だけ前記管状材料の断面の膨張を
    生じさせる請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】さらに、前記最初に押出された管状材料よ
    り10％乃至20％大きい量だけ前記管状材料を伸長させる
    ように前記管状材料を縦方向に引出すステップを含んで
    いる請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】前記導入された管状材料を連続的に成型す
    る手段は、 （ａ）第１の端部、前記第１の端部に対向した第２の端
    部、第１の端部と第２の端部との間に設けられたモール
    ド領域、および前記モールド領域においてそれに連続し
    て設けられたモールド表面を有する第１の部材と、 （ｂ）第１の端部、前記第１の端部に対向した第２の端
    部、第１の端部と第２の端部との間に設けられたモール
    ド領域、および前記モールド領域においてそれに連続し
    て設けられたモールド表面を有する第２の部材とをそれ
    ぞれ含んでいる複数のセグメントダイセットを含み、 前記第１の部材の前記モールド領域および前記第２の部
    材の前記モールド領域は互いに結合可能であり、前記第
    １の部材および前記第２の部材が互いに結合させられた
    場合に本質的に円筒形のシャフトを形成し、 前記ダイセットの一方の部材の前記第１の端部が隣接し
    たダイセットの第２の端部に結合するように前記ダイセ
    ットの前記部材が互いに連続して結合した状態を維持す
    る手段を含み、 前記第１および第２の各部材が回転運動中のある期間の
    間前記円筒形のモールドチャンネルを限定するように互
    いに結合されるように前記ダイセットの前記第１の部材
    および前記第２の部材を互いに関して回転運動させ、前
    記ダイセットが前記結合中に横方向の運動を受ける請求
    項１記載の方法。
  6. 【請求項６】１以上のダイセットは、前記第１および第
    ２の部材によって定められた前記本質的に円筒形のシャ
    フトに垂直に配置された１以上の管状凹部を有してお
    り、前記管状凹部が前記円筒形のシャフトの円筒形領域
    の前記内径より大きい第２の内径を有している請求項５
    記載の方法。
  7. 【請求項７】さらに、前記管状の材料が前記ダイが進行
    する速度に本質的に等しい速度で前記注入ノズルから引
    出されることを可能にし、 前記管状材料が膨張し、前記円筒形チャンネルの前記内
    面を変形可能に収縮した後に、前記管状材料がそこから
    出ることを可能にする前記ダイセットを順次開放するス
    テップを含んでいる請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】前記膨張ステップは、前記管状材料の前記
    外面が前記ダイセット中に残留している間に前記管状の
    多層材料の前記外面上に真空を導入し、前記真空が前記
    管状材料を引出して前記ダイセットの前記内面と接触さ
    せ、前記ダイセットの前記内面の形状に対応するように
    前記管状材料の前記内面を変形させる請求項７記載の方
    法。
  9. 【請求項９】真空圧力は25.4乃至50.8cm（10乃至20イン
    チ）Hgである請求項１記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記膨張ステップは、前記共押出しされ
    た管状材料の前記内面上に気体圧力を与えて、前記ダイ
    セットの前記内面と前記管状材料の前記外面を強制的に
    接触させ、前記ダイセットの前記内面の形状に対応する
    ように前記管状材料の前記内面を変形させる請求項１記
    載の方法。
  11. 【請求項１１】前記多層管状材料は、前記熱可塑性プラ
    スチック材料の10％乃至20％が固化する溶融状態で前記
    モールド手段中に導入され、それと接触する請求項７記
    載の方法。
  12. 【請求項１２】１以上の波形にされた領域によって限定
    された１以上の領域を有する燃料および蒸気チュービン
    グを製造する方法において、 １つの押出しヘッドから管状の高分子材料を押出し、前
    記管状の高分子材料が熱可塑性プラスチック材料の３以
    上の同心層を互いに重なって結合された関係で有してお
    り、それにおいて２以上の同心層が異なる化学組成を有
    する熱可塑性プラスチック材料から構成され、前記押出
    された多層の管状高分子材料が第１の外径、内面および
    それと反対側の外面とを有しており、 前記管状の熱可塑性プラスチック材料が前記押出しヘッ
    ドから出たときに前記押出された多層管状熱可塑性プラ
    スチック材料をモールド装置中に導入し、前記押出され
    た多層管状材料が前記モールド装置中に導入された時に
    溶融状態であり、前記モールド装置が、 （ａ）第１の端部、第２の端部、および前記第１の端部
    から前記第２の端部まで延在する本質的に円筒形のシャ
    フトをそれぞれ有し、前記円筒形のシャフトが前記導入
    された多層管状熱可塑性プラスチック材料の前記第１の
    外径より大きい第１の内径を有する内面を限定している
    複数のセグメントダイセットであって、１以上の前記ダ
    イセットが前記第１の内径より大きい第２の内径を有す
    る１以上の環状凹部を有している複数のセグメントダイ
    セットと、 （ｂ）最初のダイセットの前記第１の端部が前記溶融さ
    れた管状材料が前記モールド装置中に導入された地点で
    後続するダイセットの前記第２の端部に結合するように
    連続する方法で前記ダイセットを順次位置する手段と、 （ｃ）均一な進行速度で前記押出しヘッドから前記ダイ
    セットを横方向に移動させる手段と、 （ｄ）前記押出しヘッドから離れた地点で前記ダイセッ
    トから前記管状材料を除去することを可能にする手段と
    を具備しており、 前記ダイセットの運動に本質的に等しい速度で前記押出
    しヘッドから前記管状材料を引出し、前記引出しステッ
    プが最初に押出された前記管状材料の伸びより10％乃至
    20％大きい量だけ前記管状材料を伸長させるのに十分で
    あり、 前記管状材料の前記外面と前記セグメントダイの前記本
    質的に円筒形のシャフトの内面との間における変形可能
    な接触を可能にするのに十分な前記第２の管状の外径に
    前記第１の外径から前記管状材料を膨張させ、前記第２
    の外径が前記第１の外径より40％乃至60％大きく、前記
    管状材料の前記内面が前記ダイセット中に位置された前
    記管状凹部に対応するように変形され、前記膨張ステッ
    プは前記管状材料が前記モールド手段中に滞留する期間
    に前記管状材料の前記外面を真空に吸引することを含
    み、前記真空は前記管状材料を前記分割されたダイの前
    記内面に接触させるように吸引し且つ前記管状材料の前
    記内面を前記ダイセットに配置された前記環状凹部に対
    応するように変形させ、前記膨張させた管は本質的に均
    一な全体的な壁の厚さを有し、 前記管状材料がそこから出ることを可能にするように前
    記セグメントダイを順次開放し、前記管状材料が１以上
    のダイセットに設けられた前記環状凹部に本質的に等し
    い前記第２の管状の外径および渦巻き状の構造を有し、
    前記多層管状材料が押出し可能な溶融処理可能な熱可塑
    性プラスチックからなる外部層を含み、１以上の内部層
    がポリ塩化ビニリデンフッ化物、ポリビニルフッ化物、
    エチレンテトラフルオロエチレンおよびそれらの混合物
    からなるグループから選択されたフッ素プラスチック材
    料である方法。
  13. 【請求項１３】前記膨張ステップは前記管状材料が前記
    モールド手段中に残留している間に前記管状材料の前記
    外面上に真空を導入し、前記真空が前記管状材料を引出
    して前記セグメントダイの前記内面と接触させ、前記ダ
    イセットに設けられた前記環状凹部に対応するように前
    記管状材料の前記内面を変形させる請求項12記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】真空圧力は、25.4乃至50.8cm（10乃至20
    インチ）Hgである請求項13記載の方法。
  15. 【請求項１５】さらに、前記膨張ステップは前記管状材
    料の前記内面上に気体圧力を与えて、前記ダイセットに
    おける前記円筒形シャフトと前記管状材料の前記外面を
    強制的に接触させ、さらに前記モールド装置は前記ダイ
    セットの前記第１の半分および前記第２の半分を互いに
    関して回転運動させる手段を含み、前記ダイセットが互
    いに関して移動可能に接合され、連続的に順次位置され
    て均一な進行速度で前記共押出しヘッドと反対方向に縦
    方向に進行する請求項12記載の方法。
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