JP3318329B2 - 熱回復可能な物品を製造する方法およびその物品を膨張、収縮させるための装置 - Google Patents
熱回復可能な物品を製造する方法およびその物品を膨張、収縮させるための装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、熱回復可能なスリーブ、コネクタ等の物
品に関し、特に、自動温度調節され且つ自己発熱する熱
回復可能な物品、または、自己発熱しない熱回復可能な
物品を膨張、収縮させる技術に関する。また、この発明
は、前記熱回復可能な物品を膨張、収縮させるために有
用な、自動温度調節され且つ自己発熱する装置に関す
る。
品に関し、特に、自動温度調節され且つ自己発熱する熱
回復可能な物品、または、自己発熱しない熱回復可能な
物品を膨張、収縮させる技術に関する。また、この発明
は、前記熱回復可能な物品を膨張、収縮させるために有
用な、自動温度調節され且つ自己発熱する装置に関す
る。
発明の背景 一般的に、熱回復可能な物品すなわち熱収縮可能な物
品は、架橋重合体によって構成されている。このような
物品は、その結晶温度以上の熱に晒されて膨張し、その
膨張形状のまま冷却されて、熱回復可能な物品となる。
また、前記物品が予め膨張された形状に冷却されている
場合、該物品は、熱に対してサイズ的に不安定な状態に
された後にその結晶温度以上の熱に晒されると、熱に対
してサイズ的に安定な状態、すなわち、非膨張形状に回
復する。当業者によって容易に理解されるように、重合
体であろうとなかろうと、その材料および結晶温度に関
する物理的特徴に基づく特定の目的に合うよう選択され
る広範囲の結晶移行温度を示すこの種の物品は、多く存
在する。
品は、架橋重合体によって構成されている。このような
物品は、その結晶温度以上の熱に晒されて膨張し、その
膨張形状のまま冷却されて、熱回復可能な物品となる。
また、前記物品が予め膨張された形状に冷却されている
場合、該物品は、熱に対してサイズ的に不安定な状態に
された後にその結晶温度以上の熱に晒されると、熱に対
してサイズ的に安定な状態、すなわち、非膨張形状に回
復する。当業者によって容易に理解されるように、重合
体であろうとなかろうと、その材料および結晶温度に関
する物理的特徴に基づく特定の目的に合うよう選択され
る広範囲の結晶移行温度を示すこの種の物品は、多く存
在する。
熱回復可能な物品の膨張に関する先行技術は、自動温
度調節されず自己発熱もしない熱回復可能な物品の膨張
のみに関するものである。前記物品が平坦なシート状、
チューブ状またはその他の形状であるか否かに関わら
ず、前記物品は、最初に加熱され、次に膨張され、しか
る後に、該物品が弛緩された形状に回復するのに十分な
程度に加熱されるまでその膨張形状を維持するよう、引
っ張られた状態で冷却される。
度調節されず自己発熱もしない熱回復可能な物品の膨張
のみに関するものである。前記物品が平坦なシート状、
チューブ状またはその他の形状であるか否かに関わら
ず、前記物品は、最初に加熱され、次に膨張され、しか
る後に、該物品が弛緩された形状に回復するのに十分な
程度に加熱されるまでその膨張形状を維持するよう、引
っ張られた状態で冷却される。
先行技術によると、典型的には、熱回復可能な物品
が、膨張の前に軟化されるよう、加熱されたグリセリン
の槽に入れられる。小さい片または短いチューブの場
合、膨張処理は、オペーレータが手で前記物品をグリセ
リン槽に出し入れすることによって、手作業で行われ
る。前記熱回復可能な物品が所定温度になると、前記物
品を膨張治具に入れ、または、マンドレルをチューブに
押込み、前記膨張機構をセットしたまま、該物品を結晶
温度より低い温度に冷却することによって、膨張処理が
行われる。この膨張処理は、前記物品をグリセリン槽に
入れた状態で開始してもよいし、前記物品をグリセリン
槽から取り出した直後に開始してもよい。前記物品をグ
リセリン槽から取り出した直後に膨張処理が行われる場
合、グリセリン槽から取り出す際にグリセリンの雫が該
物品に残留して、該物品が不均等に冷却するので、膨張
が不均等になる。さらに、前記物品は、再加熱による所
望の回復方向とは反対の方向以外の方向にも膨張するこ
とがある。すなわち、マンドレルが挿入されるチューブ
の長さが大きくなり、熱回復が開始する際、その長さに
予測できない減少が生じることになる。
が、膨張の前に軟化されるよう、加熱されたグリセリン
の槽に入れられる。小さい片または短いチューブの場
合、膨張処理は、オペーレータが手で前記物品をグリセ
リン槽に出し入れすることによって、手作業で行われ
る。前記熱回復可能な物品が所定温度になると、前記物
品を膨張治具に入れ、または、マンドレルをチューブに
押込み、前記膨張機構をセットしたまま、該物品を結晶
温度より低い温度に冷却することによって、膨張処理が
行われる。この膨張処理は、前記物品をグリセリン槽に
入れた状態で開始してもよいし、前記物品をグリセリン
槽から取り出した直後に開始してもよい。前記物品をグ
リセリン槽から取り出した直後に膨張処理が行われる場
合、グリセリン槽から取り出す際にグリセリンの雫が該
物品に残留して、該物品が不均等に冷却するので、膨張
が不均等になる。さらに、前記物品は、再加熱による所
望の回復方向とは反対の方向以外の方向にも膨張するこ
とがある。すなわち、マンドレルが挿入されるチューブ
の長さが大きくなり、熱回復が開始する際、その長さに
予測できない減少が生じることになる。
また、前記熱回復可能な物品における熱回復可能な材
料が不均等に加熱されることによって、他の問題が発生
する。こうして、熱回復可能な材料が均等な厚みまたは
均等な質量分布を有する熱回復可能な物品にあっては、
均等な回復を保証するためには、前記熱回復可能な材料
を均等に加熱することが必要であった。熱回復可能な材
料の厚みまたは質量がその熱回復可能な物品の部分ごと
に異なる場合、低質量領域を加熱し過ぎることなく、高
質量領域の十分な回復を達成するためには、異なる厚み
または質量の各々の領域を、適切な熱分布で十分に加熱
することが必要である。
料が不均等に加熱されることによって、他の問題が発生
する。こうして、熱回復可能な材料が均等な厚みまたは
均等な質量分布を有する熱回復可能な物品にあっては、
均等な回復を保証するためには、前記熱回復可能な材料
を均等に加熱することが必要であった。熱回復可能な材
料の厚みまたは質量がその熱回復可能な物品の部分ごと
に異なる場合、低質量領域を加熱し過ぎることなく、高
質量領域の十分な回復を達成するためには、異なる厚み
または質量の各々の領域を、適切な熱分布で十分に加熱
することが必要である。
米国特許第3,253,618号（Cook）には、ニット（編ま
れた）ファイバによって補強された弾性記憶材料からな
る熱収縮可能なチューブに、その直径が収縮によって小
さくなる際、望ましくない長さ変化を生じる、というこ
とが記載されている。電気ケーブル用のスプライスの場
合、軸方向に伸長するためのスペースが限られているの
で、収縮時における長さ増加は最小にしなければならな
い、とCookは指摘している。このように軸方向の伸長を
最小にするために、Cookは、内方面もしくは外方面に補
強体を有する、または、内部補強体として構成されたチ
ューブを提供している。前記補強体は、各層の捩れを相
殺するため、一方が左方向スティッチであり他方が右方
向スティッチである２つのニット層からなるものであ
る。この補強チューブは、加熱され、膨張され、冷却さ
れることによつて、弾性記憶材料となる。半径方向に最
大で、軸方向に最小のサイズ変化が生じるよう、ニット
軸とチューブの軸との角度は、15度〜19度でなければな
らない。加熱処理は、前記補強チューブを、295゜F（14
6℃）のグリセリンのような加熱液を有するタンクに通
過させることによって行われる。また、膨張処理は、前
記チューブの内部に、例えば5psi（34.5KPa）の圧力差
をつくり出すことによって行われる。前記ニット補強体
は、チューブの膨張時または熱収縮時に、該チューブが
10％以上軸方向に収縮するのを防止する。
れた）ファイバによって補強された弾性記憶材料からな
る熱収縮可能なチューブに、その直径が収縮によって小
さくなる際、望ましくない長さ変化を生じる、というこ
とが記載されている。電気ケーブル用のスプライスの場
合、軸方向に伸長するためのスペースが限られているの
で、収縮時における長さ増加は最小にしなければならな
い、とCookは指摘している。このように軸方向の伸長を
最小にするために、Cookは、内方面もしくは外方面に補
強体を有する、または、内部補強体として構成されたチ
ューブを提供している。前記補強体は、各層の捩れを相
殺するため、一方が左方向スティッチであり他方が右方
向スティッチである２つのニット層からなるものであ
る。この補強チューブは、加熱され、膨張され、冷却さ
れることによつて、弾性記憶材料となる。半径方向に最
大で、軸方向に最小のサイズ変化が生じるよう、ニット
軸とチューブの軸との角度は、15度〜19度でなければな
らない。加熱処理は、前記補強チューブを、295゜F（14
6℃）のグリセリンのような加熱液を有するタンクに通
過させることによって行われる。また、膨張処理は、前
記チューブの内部に、例えば5psi（34.5KPa）の圧力差
をつくり出すことによって行われる。前記ニット補強体
は、チューブの膨張時または熱収縮時に、該チューブが
10％以上軸方向に収縮するのを防止する。
米国特許第3,597,372号は、熱回復可能な熱可塑性物
を製造するいくつかの方法を開示している。そのうちの
１つの方法によると、製造中において相当量の内部圧力
が付与され、その加圧状態の分子を保持するため、前記
物の冷却が行われる。架橋ポリエチレンの場合、エラス
トマとして作用するよう結晶融解温度より高温に加熱さ
れて、エラストマ状態のまま変形され、温度を下げられ
ることによって、架橋重合体をその変形状態に維持する
結晶を発生する。他の方法は、熱回復可能なエラストマ
物品を所望の熱回復可能な形状に変形するため、加熱お
よび外圧の付与を行い、変形された物品を冷却し、しか
る後、外圧を除去するものである。前記エラストマ物品
は、熱可塑性または非弾性の樹脂材料のような常時固体
で熱流動性の材料が組込まれる、加硫されていないエラ
ストマとすることができる。また、代案として、前記エ
ラストマ物品は、塩化ポリビニールのような軟化熱可塑
性物であってもよい。エラストマ物品が形成されると、
該エラストマ物品は、加硫され、架橋結合される。加熱
は、前記熱可塑性または非弾性の樹脂材料がその強度の
ほとんどを失う温度で行われる。前記エラストマ物品
は、熱収縮可能なチューブ、または、熱膨張可能なチュ
ーブとすることができる。熱収縮可能なチューブを製造
するため、チューブは、加熱されたグリセリン槽内で加
熱され、加熱されたマンドレルを用いて膨張され、しか
る後、マンドレルと共に水中で冷却される。ケーブルハ
ーネスに使用されるＴ字状の３フィンガ・スプライスを
製造する際、前記エラストマ物品は、50℃のグリセリン
中に浸され、フィンガ・オリフィスが機械的に所望のサ
イズに膨張された後、水中で冷却される。
を製造するいくつかの方法を開示している。そのうちの
１つの方法によると、製造中において相当量の内部圧力
が付与され、その加圧状態の分子を保持するため、前記
物の冷却が行われる。架橋ポリエチレンの場合、エラス
トマとして作用するよう結晶融解温度より高温に加熱さ
れて、エラストマ状態のまま変形され、温度を下げられ
ることによって、架橋重合体をその変形状態に維持する
結晶を発生する。他の方法は、熱回復可能なエラストマ
物品を所望の熱回復可能な形状に変形するため、加熱お
よび外圧の付与を行い、変形された物品を冷却し、しか
る後、外圧を除去するものである。前記エラストマ物品
は、熱可塑性または非弾性の樹脂材料のような常時固体
で熱流動性の材料が組込まれる、加硫されていないエラ
ストマとすることができる。また、代案として、前記エ
ラストマ物品は、塩化ポリビニールのような軟化熱可塑
性物であってもよい。エラストマ物品が形成されると、
該エラストマ物品は、加硫され、架橋結合される。加熱
は、前記熱可塑性または非弾性の樹脂材料がその強度の
ほとんどを失う温度で行われる。前記エラストマ物品
は、熱収縮可能なチューブ、または、熱膨張可能なチュ
ーブとすることができる。熱収縮可能なチューブを製造
するため、チューブは、加熱されたグリセリン槽内で加
熱され、加熱されたマンドレルを用いて膨張され、しか
る後、マンドレルと共に水中で冷却される。ケーブルハ
ーネスに使用されるＴ字状の３フィンガ・スプライスを
製造する際、前記エラストマ物品は、50℃のグリセリン
中に浸され、フィンガ・オリフィスが機械的に所望のサ
イズに膨張された後、水中で冷却される。
米国特許第4,035,534号（Nyberg）には、内方または
外方のエラストマチューブに接着された熱回復可能なチ
ューブが加熱され、マンドレルで膨張され、冷却された
後、前記マンドレルが除去される、複合チューブの製造
方法が開示されている。また、代案として、前記熱回復
可能なチューブが加熱され、加熱されたマンドレルによ
って膨張され、しかる後、該熱回復可能なチューブの冷
却前または後において、エラストマチューブの内方面が
前記熱回復可能なチューブに接着される。前記エラスト
マチューブは、カーボンブラックまたは金属粒子のよう
な導電粒子を含む内方層とすることができる。
外方のエラストマチューブに接着された熱回復可能なチ
ューブが加熱され、マンドレルで膨張され、冷却された
後、前記マンドレルが除去される、複合チューブの製造
方法が開示されている。また、代案として、前記熱回復
可能なチューブが加熱され、加熱されたマンドレルによ
って膨張され、しかる後、該熱回復可能なチューブの冷
却前または後において、エラストマチューブの内方面が
前記熱回復可能なチューブに接着される。前記エラスト
マチューブは、カーボンブラックまたは金属粒子のよう
な導電粒子を含む内方層とすることができる。
発明の概要 この発明は、交番磁界に晒されたときに発熱する損失
性の発熱粒子の自動温度調節特性を利用することによっ
て、熱回復可能な物品を利用する方法を提供するもので
ある。前記方法により、過剰加熱条件および／または過
剰温度条件が回避可能になる。
性の発熱粒子の自動温度調節特性を利用することによっ
て、熱回復可能な物品を利用する方法を提供するもので
ある。前記方法により、過剰加熱条件および／または過
剰温度条件が回避可能になる。
この発明の方法によると、プラスチック物品は、熱安
定形状から、該物品が熱回復温度まで加熱された場合に
前記熱安定形状に戻ることが可能な、熱不安定形状に変
形される。交番磁界に晒されたとき発熱する損失性の発
熱粒子が、供給される。この粒子は、少なくとも前記熱
回復温度に等しいキュリー移行温度を有するものであ
り、好ましくは、フェライトである。前記物品は、前記
粒子がそのキュリー移行温度まで加熱されるよう前記粒
子を交番磁界に晒すことによって、前記変形工程におい
て、少なくとも前記熱回復温度まで加熱される。そし
て、前記物品が前記熱安定形状に戻るのを阻止しなが
ら、前記物品は、前記熱不安定形状のまま、前記熱回復
温度より低い温度に冷却される。
定形状から、該物品が熱回復温度まで加熱された場合に
前記熱安定形状に戻ることが可能な、熱不安定形状に変
形される。交番磁界に晒されたとき発熱する損失性の発
熱粒子が、供給される。この粒子は、少なくとも前記熱
回復温度に等しいキュリー移行温度を有するものであ
り、好ましくは、フェライトである。前記物品は、前記
粒子がそのキュリー移行温度まで加熱されるよう前記粒
子を交番磁界に晒すことによって、前記変形工程におい
て、少なくとも前記熱回復温度まで加熱される。そし
て、前記物品が前記熱安定形状に戻るのを阻止しなが
ら、前記物品は、前記熱不安定形状のまま、前記熱回復
温度より低い温度に冷却される。
好ましい実施例によると、前記物品は、前記熱不安定
形状に膨張されるチューブである。このチューブは、マ
ンドレルまたは加圧空気によって膨張されることができ
る。前記チューブが前記加圧空気によって所定リミット
以上に膨張するのを阻止するため、前記変形工程におい
て、前記チューブの周囲に編みメッシュを設けてもよ
い。例えば、前記変形工程は、前記チューブ内でエラス
トマチューブを膨張する工程からなるものとすることが
できる。この場合、前記エラストマチューブは、該エラ
ストマチューブが最大径に膨張するのを制限する、膨張
可能な編みメッシュ手段を含んでもよい。前記編みメッ
シュ手段は、前記エラストマチューブを包囲する、また
は、前記エラストマチューブに埋設される編みメッシュ
チューブからなるものとすることができる。前記編みメ
ッシュにより、前記チューブは、特に、該チューブが前
記編みメッシュチューブに対して移動するときにおい
て、該チューブの中心軸に平行な方向に実質的な伸長を
生じることなく、膨張可能になる。
形状に膨張されるチューブである。このチューブは、マ
ンドレルまたは加圧空気によって膨張されることができ
る。前記チューブが前記加圧空気によって所定リミット
以上に膨張するのを阻止するため、前記変形工程におい
て、前記チューブの周囲に編みメッシュを設けてもよ
い。例えば、前記変形工程は、前記チューブ内でエラス
トマチューブを膨張する工程からなるものとすることが
できる。この場合、前記エラストマチューブは、該エラ
ストマチューブが最大径に膨張するのを制限する、膨張
可能な編みメッシュ手段を含んでもよい。前記編みメッ
シュ手段は、前記エラストマチューブを包囲する、また
は、前記エラストマチューブに埋設される編みメッシュ
チューブからなるものとすることができる。前記編みメ
ッシュにより、前記チューブは、特に、該チューブが前
記編みメッシュチューブに対して移動するときにおい
て、該チューブの中心軸に平行な方向に実質的な伸長を
生じることなく、膨張可能になる。
前記チューブの加熱は、様々な方法で行うことができ
る。例えば、前記損失性の発熱粒子は、前記チューブ
内、または、前記変形工程で使用される器具内に設ける
ことができる。いずれの場合も、前記粒子は、前記チュ
ーブ内に設けられ、または、前記チューブを包囲する誘
導コイルによって発熱可能である。同様に、前記粒子が
器具内に設けられる場合、該器具は、前記チューブ内に
設けられ、または、前記チューブを包囲するよう設ける
ことができる。このような器具としては、マンドレル、
キャタピラ、膨張可能なチューブまたはその他の機械的
な手段が含まれる。また、前記マンドレル、キャタピラ
および／または膨張可能なチューブは、前記損失性の発
熱粒子の代りに、前記プラスチックチューブを加熱する
ための強磁性合金を含んでいてもよい。
る。例えば、前記損失性の発熱粒子は、前記チューブ
内、または、前記変形工程で使用される器具内に設ける
ことができる。いずれの場合も、前記粒子は、前記チュ
ーブ内に設けられ、または、前記チューブを包囲する誘
導コイルによって発熱可能である。同様に、前記粒子が
器具内に設けられる場合、該器具は、前記チューブ内に
設けられ、または、前記チューブを包囲するよう設ける
ことができる。このような器具としては、マンドレル、
キャタピラ、膨張可能なチューブまたはその他の機械的
な手段が含まれる。また、前記マンドレル、キャタピラ
および／または膨張可能なチューブは、前記損失性の発
熱粒子の代りに、前記プラスチックチューブを加熱する
ための強磁性合金を含んでいてもよい。
図面の簡単な説明 図1aは、この発明に従って、プラスチック物品を比較
的小さな熱安定形状からより大きな熱不安定形状に変形
するためのキャタピラ構造の断面図、 図1bは、この発明に従って、プラスチック物品を比較
的大きな形状からより小さな形状に変形するためのキャ
タピラ構造の断面図、 図2aは、この発明に従ってプラスチックチューブを膨
張させるマンドレルの部分断面図、 図2bは、図2aのマンドレルの変更例を示す図、 図2cは、図2aのマンドレルの他の変更例を示す図、 図３は、この発明に従ってプラスチックチューブを膨
張させるフローティングマンドレルを示す図、 図4a〜図4dは、この発明の方法を実施するための膨張
可能なチューブを示す図、 図5aおよび図5bは、図4aおよび図4bに示した膨張可能
なチューブの断面図、 図5cおよび図5dは、図4aおよび図4bに示した膨張可能
なチューブの変更例の断面図、 図６は、この発明の方法を実施するための膨張可能な
編みメッシュ構造を示す図、 図７は、図６に示したメッシュ構造の変更例を示す
図。
的小さな熱安定形状からより大きな熱不安定形状に変形
するためのキャタピラ構造の断面図、 図1bは、この発明に従って、プラスチック物品を比較
的大きな形状からより小さな形状に変形するためのキャ
タピラ構造の断面図、 図2aは、この発明に従ってプラスチックチューブを膨
張させるマンドレルの部分断面図、 図2bは、図2aのマンドレルの変更例を示す図、 図2cは、図2aのマンドレルの他の変更例を示す図、 図３は、この発明に従ってプラスチックチューブを膨
張させるフローティングマンドレルを示す図、 図4a〜図4dは、この発明の方法を実施するための膨張
可能なチューブを示す図、 図5aおよび図5bは、図4aおよび図4bに示した膨張可能
なチューブの断面図、 図5cおよび図5dは、図4aおよび図4bに示した膨張可能
なチューブの変更例の断面図、 図６は、この発明の方法を実施するための膨張可能な
編みメッシュ構造を示す図、 図７は、図６に示したメッシュ構造の変更例を示す
図。
好ましい実施例の詳細な説明 この発明は、熱回復可能なプラスチック物品を製造す
る方法を提供するものである。この発明の方法は、自動
温度調節され、自己発熱する熱回復可能な物品、また
は、自己発熱しない熱回復可能な物品に適用可能であ
る。前記自動温度調節され、自己発熱する熱回復可能な
物品には、分散した損失性の粒子を含むものである。
る方法を提供するものである。この発明の方法は、自動
温度調節され、自己発熱する熱回復可能な物品、また
は、自己発熱しない熱回復可能な物品に適用可能であ
る。前記自動温度調節され、自己発熱する熱回復可能な
物品には、分散した損失性の粒子を含むものである。
この明細書で参照する米国特許第4,914,267号は、各
種の熱回復可能な物品に関してキュリー移行温度に限定
された加熱を行う利点について開示している。また、こ
こで参照する国際公開第WO90/03090号は、損失性の発熱
粒子を含んだ熱回復可能な素子を開示している。強磁性
粒子またはフェリ磁性粒子のような損失性の発熱粒子
は、交番磁界に晒されると熱を発生し、前記物品の材料
の熱回復温度以上であって好ましくは前記材料の分解温
度未満であるキュリー移行温度を有する。前記国際公開
第WO90/03090に開示された熱回復可能な素子は、前記損
失性の粒子により、自己発熱し、自動温度調節される。
すなわち、前記損失性の粒子は、交番磁界を発生する誘
導コイルによって発熱可能である。従って、前記熱回復
可能な物品に対して熱が自動温度調節されながら加えら
れので、前記物品の加熱過剰領域および加熱不足領域が
生じないよう、前記熱回復可能な物品を効率的に加熱す
ることが可能になる。この発明は、熱回復可能な物品を
製造するために、上記の自動温度調節現象を利用するも
のである。
種の熱回復可能な物品に関してキュリー移行温度に限定
された加熱を行う利点について開示している。また、こ
こで参照する国際公開第WO90/03090号は、損失性の発熱
粒子を含んだ熱回復可能な素子を開示している。強磁性
粒子またはフェリ磁性粒子のような損失性の発熱粒子
は、交番磁界に晒されると熱を発生し、前記物品の材料
の熱回復温度以上であって好ましくは前記材料の分解温
度未満であるキュリー移行温度を有する。前記国際公開
第WO90/03090に開示された熱回復可能な素子は、前記損
失性の粒子により、自己発熱し、自動温度調節される。
すなわち、前記損失性の粒子は、交番磁界を発生する誘
導コイルによって発熱可能である。従って、前記熱回復
可能な物品に対して熱が自動温度調節されながら加えら
れので、前記物品の加熱過剰領域および加熱不足領域が
生じないよう、前記熱回復可能な物品を効率的に加熱す
ることが可能になる。この発明は、熱回復可能な物品を
製造するために、上記の自動温度調節現象を利用するも
のである。
この発明の方法は、外部熱を加える必要なしに実行可
能である。特に、この発明の方法は、熱回復可能な物
品、または、該熱回復可能な物品を製造するために使用
される器具に含まれる、損失性の発熱粒子の独自の発熱
特性を利用するものである。前記損失性の発熱粒子は、
強磁性粒子とすることができるが、好ましくは、非導電
性のフェリ磁性粒子、より好ましくは、フェライト粒子
である。前記“損失性の発熱粒子”という用語は、交番
磁界に晒された場合、この発明の目的を達成するため十
分な熱を発生することができる特性を有するあらゆる粒
子を意味するものである。従って、このような特性を有
しこの発明に有用なあらゆる粒子が、この定義範囲に属
する。
能である。特に、この発明の方法は、熱回復可能な物
品、または、該熱回復可能な物品を製造するために使用
される器具に含まれる、損失性の発熱粒子の独自の発熱
特性を利用するものである。前記損失性の発熱粒子は、
強磁性粒子とすることができるが、好ましくは、非導電
性のフェリ磁性粒子、より好ましくは、フェライト粒子
である。前記“損失性の発熱粒子”という用語は、交番
磁界に晒された場合、この発明の目的を達成するため十
分な熱を発生することができる特性を有するあらゆる粒
子を意味するものである。従って、このような特性を有
しこの発明に有用なあらゆる粒子が、この定義範囲に属
する。
この発明は、 プラスチック物品を、熱安定形状から、該物品が熱回
復温度まで加熱された場合に前記熱安定形状に戻ること
が可能な熱不安定形状に変形する工程と、 少なくとも前記熱回復温度に等しいキュリー移行温度
を有し、交番磁界に晒されたとき熱を発生する損失性の
発熱粒子を供給する工程と、 前記粒子が前記キュリー移行温度まで発熱されるよう
前記粒子を交番磁界に晒すことによって、前記変形工程
において少なくとも前記熱回復温度まで前記物品を加熱
する工程と、 前記物品が前記熱安定形状に戻るのを阻止しながら、
前記熱不安定形状の物品を前記熱回復温度より低い温度
に冷却する工程と によって熱回復可能なプラスチック物品を製造する方法
を提供するものである。
復温度まで加熱された場合に前記熱安定形状に戻ること
が可能な熱不安定形状に変形する工程と、 少なくとも前記熱回復温度に等しいキュリー移行温度
を有し、交番磁界に晒されたとき熱を発生する損失性の
発熱粒子を供給する工程と、 前記粒子が前記キュリー移行温度まで発熱されるよう
前記粒子を交番磁界に晒すことによって、前記変形工程
において少なくとも前記熱回復温度まで前記物品を加熱
する工程と、 前記物品が前記熱安定形状に戻るのを阻止しながら、
前記熱不安定形状の物品を前記熱回復温度より低い温度
に冷却する工程と によって熱回復可能なプラスチック物品を製造する方法
を提供するものである。
好ましい実施例において、前記物品はチューブであ
る。しかし、前記物品は、円筒形状以外の形状を有する
シート、ワイヤもしくはロッド、または、一定した形状
を持たない物品であってもよい。例えば、前記一定した
形状を持たない物品は、一連の小径のチューブがより大
径のチューブに連結された乳房形状であってもよい。
る。しかし、前記物品は、円筒形状以外の形状を有する
シート、ワイヤもしくはロッド、または、一定した形状
を持たない物品であってもよい。例えば、前記一定した
形状を持たない物品は、一連の小径のチューブがより大
径のチューブに連結された乳房形状であってもよい。
図は、熱回復可能なチューブを製造するための各種構
成を示している。
成を示している。
図1aは、熱回復可能なチューブを製造するためのキャ
タピラ構造を示すものである。特に、熱安定形状1aを有
する熱回復可能なチューブ１は、熱不安定形状1bに変形
される。熱不安定形状1bは、チューブ１が熱回復温度ま
で加熱されることによって前記熱安定形状1aに回復す
る。少なくとも前記熱回復温度に等しいキュリー移行温
度を有し、交番磁界に晒されたとき熱を発生する損失性
の発熱粒子２が設けられる。前記粒子２が前記キュリー
移行温度まで加熱されるよう前記粒子２を交番磁界に晒
すことによって、前記変形工程において、少なくとも前
記熱回復温度まで、前記チューブ１が加熱される。前記
粒子２は、（図1aの下方部分に示すように）前記チュー
ブ１の壁の中に分散していてよく、および／または、
（図1bの上方部分に示すように）前記変形工程で使用さ
れる器具４の中に分散していてもよい。前記粒子２は誘
導コイル３によって発熱され、前記チューブ１が熱不安
定形状1bに膨張できるよう、前記チューブ１を少なくと
も前記熱回復温度まで加熱して軟化させるために十分な
熱が、発熱された粒子２を介して、チューブ１に伝えら
れる。
タピラ構造を示すものである。特に、熱安定形状1aを有
する熱回復可能なチューブ１は、熱不安定形状1bに変形
される。熱不安定形状1bは、チューブ１が熱回復温度ま
で加熱されることによって前記熱安定形状1aに回復す
る。少なくとも前記熱回復温度に等しいキュリー移行温
度を有し、交番磁界に晒されたとき熱を発生する損失性
の発熱粒子２が設けられる。前記粒子２が前記キュリー
移行温度まで加熱されるよう前記粒子２を交番磁界に晒
すことによって、前記変形工程において、少なくとも前
記熱回復温度まで、前記チューブ１が加熱される。前記
粒子２は、（図1aの下方部分に示すように）前記チュー
ブ１の壁の中に分散していてよく、および／または、
（図1bの上方部分に示すように）前記変形工程で使用さ
れる器具４の中に分散していてもよい。前記粒子２は誘
導コイル３によって発熱され、前記チューブ１が熱不安
定形状1bに膨張できるよう、前記チューブ１を少なくと
も前記熱回復温度まで加熱して軟化させるために十分な
熱が、発熱された粒子２を介して、チューブ１に伝えら
れる。
図1aに示した器具は、チューブ１の外方面に沿って回
転可能なキャタピラ手段４である。該キャタピラ手段４
は、エラストマ材料製であって、内方管状部および外方
管状部を備える無端の管状ベルトからなる。前記内方管
状部は、その半径方向外方面の両端部において、前記外
方管状部の半径方向内方面の両端部に接合されている。
前記ベルトは、前記内方管状部および外方管状部の両端
部の周囲に延びる無端路の周りで回転可能である。
転可能なキャタピラ手段４である。該キャタピラ手段４
は、エラストマ材料製であって、内方管状部および外方
管状部を備える無端の管状ベルトからなる。前記内方管
状部は、その半径方向外方面の両端部において、前記外
方管状部の半径方向内方面の両端部に接合されている。
前記ベルトは、前記内方管状部および外方管状部の両端
部の周囲に延びる無端路の周りで回転可能である。
図1aに示すように、前記ベルトは、該ベルトの半径方
向に膨張した端部における、前記内方管状部と外方管状
部との間に、ガイド手段５を有していてもよい。チュー
ブ１の中心軸に平行な方向に前記ガイド手段５が動くの
を阻止するストッパ手段６が、前記ベルトの半径方向に
膨張した端部に設けられていてもよい。このようにし
て、チューブ１を図1aに示す矢印Ａ方向に動かすことに
よつて、または、前記キャタピラ４を矢印Ａ方向とは反
対の方向に動かすことによって、前記チューブ１を熱不
安定形状1bに変形することができる。
向に膨張した端部における、前記内方管状部と外方管状
部との間に、ガイド手段５を有していてもよい。チュー
ブ１の中心軸に平行な方向に前記ガイド手段５が動くの
を阻止するストッパ手段６が、前記ベルトの半径方向に
膨張した端部に設けられていてもよい。このようにし
て、チューブ１を図1aに示す矢印Ａ方向に動かすことに
よつて、または、前記キャタピラ４を矢印Ａ方向とは反
対の方向に動かすことによって、前記チューブ１を熱不
安定形状1bに変形することができる。
前記チューブ１は、様々な方法で、熱不安定形状1bに
変形することができる。例えば、適当な形状のマンドレ
ル（図示せず）を、チューブ１に挿入してもよい。ま
た、代案として、チューブ１の内部を、加圧空気または
加圧液等によって加圧してもよい。このように内部を加
圧することによってチューブ１が変形される際、該チュ
ーブ１が所定の直径以上に膨張するのを阻止するため、
キャタピラ４の周囲に適当な手段を設けてもよいし、ま
たは、膨張可能な編みメッシュ（図示せず）をキャタピ
ラ４内に組込んでもよい。すなわち、キャタピラ４の膨
張を所定の最大径に制限するため、編みメッシュチュー
ブをキャタピラ４のベルト内に設けてもよい。前記編み
メッシュは、金属フィラメントまたはプラスチックフィ
ラメントの織り込みパータンによって構成されることが
できる。前記ベルトの内方管状部が矢印Ｂ方向に回転
し、外方管状部が矢印Ｃ方向に回転するのに伴い、前記
ベルトのエラストマ材料は、前記チューブ１の外周を弾
性的に押圧する。
変形することができる。例えば、適当な形状のマンドレ
ル（図示せず）を、チューブ１に挿入してもよい。ま
た、代案として、チューブ１の内部を、加圧空気または
加圧液等によって加圧してもよい。このように内部を加
圧することによってチューブ１が変形される際、該チュ
ーブ１が所定の直径以上に膨張するのを阻止するため、
キャタピラ４の周囲に適当な手段を設けてもよいし、ま
たは、膨張可能な編みメッシュ（図示せず）をキャタピ
ラ４内に組込んでもよい。すなわち、キャタピラ４の膨
張を所定の最大径に制限するため、編みメッシュチュー
ブをキャタピラ４のベルト内に設けてもよい。前記編み
メッシュは、金属フィラメントまたはプラスチックフィ
ラメントの織り込みパータンによって構成されることが
できる。前記ベルトの内方管状部が矢印Ｂ方向に回転
し、外方管状部が矢印Ｃ方向に回転するのに伴い、前記
ベルトのエラストマ材料は、前記チューブ１の外周を弾
性的に押圧する。
前記チューブ１は、適当な冷却手段７によって、熱不
安定形状1bに冷却される。例えば、ストッパ手段６は、
複数の流体通路を内蔵し、該流体通路の出口が膨張され
たチューブ１の外周に面するものであってよい。好まし
い冷却媒体は、チューブ１の外面に吹きかけられる空気
である。前記チューブ１がその内部を加圧されることに
よって膨張される場合、前記ストッパ手段６は、前記冷
却工程において前記チューブ１がさらに膨張するのを阻
止する機能をも付加的に果たす。前記チューブ１がマン
ドレルまたは圧力によって膨張される場合、前記冷却工
程において該チューブ１が熱安定形状に戻るのが阻止さ
れる。
安定形状1bに冷却される。例えば、ストッパ手段６は、
複数の流体通路を内蔵し、該流体通路の出口が膨張され
たチューブ１の外周に面するものであってよい。好まし
い冷却媒体は、チューブ１の外面に吹きかけられる空気
である。前記チューブ１がその内部を加圧されることに
よって膨張される場合、前記ストッパ手段６は、前記冷
却工程において前記チューブ１がさらに膨張するのを阻
止する機能をも付加的に果たす。前記チューブ１がマン
ドレルまたは圧力によって膨張される場合、前記冷却工
程において該チューブ１が熱安定形状に戻るのが阻止さ
れる。
また、前記キャタピラ４は、前もって膨張したチュー
ブを回復させる（熱可塑性チューブのような記憶能力の
ないチューブを収縮させる）ため、および／または、チ
ューブの内面上に接着剤を溶かすためにも、使用可能で
ある。例えば、キャタピラ４は、熱不安定形状1bにある
ときの熱回復可能なチューブ上を摺動可能であり、該チ
ューブは、その回復温度まで加熱され、熱安定形状1aに
収縮される。加熱は、キャタピラ４によって支持された
加熱手段を交番磁界にさらすことによって行うことがで
きる。このように、自己温度調節、自己加熱式のキャタ
ピラ４は、一緒に継ぎ合わされる電気ワイヤ上の熱回復
可能なチューブを加熱および冷却するため、および／ま
たは、チューブの内面上に接着剤を溶かすために使用可
能である。
ブを回復させる（熱可塑性チューブのような記憶能力の
ないチューブを収縮させる）ため、および／または、チ
ューブの内面上に接着剤を溶かすためにも、使用可能で
ある。例えば、キャタピラ４は、熱不安定形状1bにある
ときの熱回復可能なチューブ上を摺動可能であり、該チ
ューブは、その回復温度まで加熱され、熱安定形状1aに
収縮される。加熱は、キャタピラ４によって支持された
加熱手段を交番磁界にさらすことによって行うことがで
きる。このように、自己温度調節、自己加熱式のキャタ
ピラ４は、一緒に継ぎ合わされる電気ワイヤ上の熱回復
可能なチューブを加熱および冷却するため、および／ま
たは、チューブの内面上に接着剤を溶かすために使用可
能である。
前記加熱手段は、図1bに示すように、キャタピラ4aの
エラストマ材料中、または、前記キャタピラ4aの内側管
状部および外側管状部の間の潤滑剤中に設けられる損失
性の発熱粒子２によって構成することができる。前記潤
滑剤は、何れかの適切な液体または固体からなる潤滑組
成物であってよい。例えば、米国特許第4,868,967号
は、キャタピラ4aに適切に使用可能な潤滑剤を開示して
いる。代案として、前記加熱手段は、図1aに示すよう
に、キャタピラ4aのエラストマ材料製の内側管状部およ
び外側管状部の間に支持された強磁性合金ワイヤからな
る、無端で膨張可能な編まれたメッシュチューブ4cによ
って構成してもよい。
エラストマ材料中、または、前記キャタピラ4aの内側管
状部および外側管状部の間の潤滑剤中に設けられる損失
性の発熱粒子２によって構成することができる。前記潤
滑剤は、何れかの適切な液体または固体からなる潤滑組
成物であってよい。例えば、米国特許第4,868,967号
は、キャタピラ4aに適切に使用可能な潤滑剤を開示して
いる。代案として、前記加熱手段は、図1aに示すよう
に、キャタピラ4aのエラストマ材料製の内側管状部およ
び外側管状部の間に支持された強磁性合金ワイヤからな
る、無端で膨張可能な編まれたメッシュチューブ4cによ
って構成してもよい。
図1bに示すように、キャタピラ4aは、該キャタピラ4a
の一端を押圧する部材6aのような適当な部材によって、
その内側部がＢ′方向に進み、その外側部がＣ′方向に
進むように、チューブ１に沿って移動することができ
る。キャタピラ4aの内側部および外側部の間のガイド手
段5aは、前記部材6aと協同して、キャタピラ4aをチュー
ブ１に沿って矢印Ａ′方向に移動する。
の一端を押圧する部材6aのような適当な部材によって、
その内側部がＢ′方向に進み、その外側部がＣ′方向に
進むように、チューブ１に沿って移動することができ
る。キャタピラ4aの内側部および外側部の間のガイド手
段5aは、前記部材6aと協同して、キャタピラ4aをチュー
ブ１に沿って矢印Ａ′方向に移動する。
図2aから図2cは、チューブ１を膨張させる構成の変形
例を示す。図2aにおいて、マンドレル8aは、加熱領域Ｉ
に、損失性の発熱粒子２を含んでいる。前記粒子２は、
前記領域Ｉの断面全体に亘って設けられていてもよい
し、前記加熱領域Ｉの外周近くの領域にのみ設けられて
いてもよい。加熱領域Ｉと同じ直径を有する冷却領域II
は、冷却中においてチューブ１を熱不安定形状1bに維持
するために設けられている。マンドレル8aにおける冷却
領域IIより先は、小径部分となっている。図2bに示す誘
導コイル９を内蔵したマンドレル8bは、チューブ１を熱
不安定形状に膨張させるために使用される。図2bに示す
ように、粒子２は、マンドレル8bの加熱領域Ｉ全体に分
散して設けられていてもよい。また、図2cに示すよう
に、粒子２は、マンドレル8cではなくチューブ１中に設
けられていてもよい。いずれの場合にあっても、チュー
ブ１はマンドレル８に対して相対的に移動される。ま
た、（図７に示すように）膨張可能にな編みメッシュが
マンドレル８とチューブ１と間に設けられてもよく、
（図６に示すように）このような編みメッシュが、マン
ドレル８による膨張工程中、チューブ１の外方面に使用
されてもよい。このような編みメッシュは、チューブ１
の長手方向の伸張を制限し、マンドレル８に加えられる
力に対抗する力をチューブ１に加える手段となる。マン
ドレル８は、テフロン（登録商標）のような適当な非導
電性材料からなるものとすることができる。
例を示す。図2aにおいて、マンドレル8aは、加熱領域Ｉ
に、損失性の発熱粒子２を含んでいる。前記粒子２は、
前記領域Ｉの断面全体に亘って設けられていてもよい
し、前記加熱領域Ｉの外周近くの領域にのみ設けられて
いてもよい。加熱領域Ｉと同じ直径を有する冷却領域II
は、冷却中においてチューブ１を熱不安定形状1bに維持
するために設けられている。マンドレル8aにおける冷却
領域IIより先は、小径部分となっている。図2bに示す誘
導コイル９を内蔵したマンドレル8bは、チューブ１を熱
不安定形状に膨張させるために使用される。図2bに示す
ように、粒子２は、マンドレル8bの加熱領域Ｉ全体に分
散して設けられていてもよい。また、図2cに示すよう
に、粒子２は、マンドレル8cではなくチューブ１中に設
けられていてもよい。いずれの場合にあっても、チュー
ブ１はマンドレル８に対して相対的に移動される。ま
た、（図７に示すように）膨張可能にな編みメッシュが
マンドレル８とチューブ１と間に設けられてもよく、
（図６に示すように）このような編みメッシュが、マン
ドレル８による膨張工程中、チューブ１の外方面に使用
されてもよい。このような編みメッシュは、チューブ１
の長手方向の伸張を制限し、マンドレル８に加えられる
力に対抗する力をチューブ１に加える手段となる。マン
ドレル８は、テフロン（登録商標）のような適当な非導
電性材料からなるものとすることができる。
図３は、熱安定形状1aから熱不安定形状1bにチューブ
１を膨張させるフローティングマンドレル8dを示す図で
ある。冷却領域IIは、チューブ１がその回復温度より低
い温度に冷却されている間、前記チューブ１を熱不安定
形状1bに維持するためのものである。前記マンドレル8d
は、加熱膨張領域Ｉに、損失性の発熱粒子２（図示せ
ず）を有していてもよい。また、代案として、前記マン
ドレル8dは、チューブ１を加熱するための領域Ｉに、強
磁性合金2aの層を有していてもよく、または、損失性の
発熱粒子が、チューブ１中に分散していてもよい。損失
性の発熱粒子２の代りに、前記強磁性合金2aが、マンド
レル8a、8bに使用されていてもよく、前記合金2aの上方
または下方に、銅などの金属層が１つまたは２つ以上設
けられていてもよい。マンドレル8dは、矢印Ｄ方向に加
えられる空気圧によって、チューブ１に沿って移動可能
である。マンドレル8dに対するコイル手段の位置は、誘
導コイルをモニタする電気インピーダンスによって調節
可能である。膨張時における望ましくないチューブ１の
軸方向の伸張を防止するため、（図７に示すように）膨
張可能にな編みメッシュがマンドレル８とチューブ１と
間に設けられてもよく、または、（図６に示すように）
このような編みメッシュが、チューブ１の外周に設けら
れてもよい。
１を膨張させるフローティングマンドレル8dを示す図で
ある。冷却領域IIは、チューブ１がその回復温度より低
い温度に冷却されている間、前記チューブ１を熱不安定
形状1bに維持するためのものである。前記マンドレル8d
は、加熱膨張領域Ｉに、損失性の発熱粒子２（図示せ
ず）を有していてもよい。また、代案として、前記マン
ドレル8dは、チューブ１を加熱するための領域Ｉに、強
磁性合金2aの層を有していてもよく、または、損失性の
発熱粒子が、チューブ１中に分散していてもよい。損失
性の発熱粒子２の代りに、前記強磁性合金2aが、マンド
レル8a、8bに使用されていてもよく、前記合金2aの上方
または下方に、銅などの金属層が１つまたは２つ以上設
けられていてもよい。マンドレル8dは、矢印Ｄ方向に加
えられる空気圧によって、チューブ１に沿って移動可能
である。マンドレル8dに対するコイル手段の位置は、誘
導コイルをモニタする電気インピーダンスによって調節
可能である。膨張時における望ましくないチューブ１の
軸方向の伸張を防止するため、（図７に示すように）膨
張可能にな編みメッシュがマンドレル８とチューブ１と
間に設けられてもよく、または、（図６に示すように）
このような編みメッシュが、チューブ１の外周に設けら
れてもよい。
図4aおよび図4bは、チューブ１内に設けられた膨張可
能なチューブ10によって前記チューブ１を膨張させるた
めの構成を示す図である。この場合、前記変形工程中に
おいて、チューブ１とチューブ10とは、軸方向に互いに
相対的に移動されない。（図4aに示す）熱安定形状1aか
ら（図4bに示す）熱不安定形状1bにチューブ10を変形さ
せるため、前記膨張可能なチューブ10が加圧されるか、
または、チューブ10にマンドレルが挿入される。チュー
ブ10が所定の直径以上になるまで加圧されるのを阻止す
るため、（図７に示すように）チューブ１とチューブ10
との間に膨張可能な編みメッシュが設けられてもよい
し、（図６に示すように）チューブ１の周囲に膨張可能
な編みメッシュが設けられてもよい。しかしながら、こ
のような膨張可能な編みメッシュは、チューブ１を膨張
させるためには必要ではない。例えば、チューブ１は、
適当な形状の型によって膨張させてもよい。また、チュ
ーブ１は、（図4aおよび図4bの上方部分において示すよ
うに）該チューブ１中に分散した粒子２によって加熱し
てもよいし、または、（図4aおよび図4bの下方部分にお
いて示すように）膨張可能なチューブ10内で加熱しても
よい。
能なチューブ10によって前記チューブ１を膨張させるた
めの構成を示す図である。この場合、前記変形工程中に
おいて、チューブ１とチューブ10とは、軸方向に互いに
相対的に移動されない。（図4aに示す）熱安定形状1aか
ら（図4bに示す）熱不安定形状1bにチューブ10を変形さ
せるため、前記膨張可能なチューブ10が加圧されるか、
または、チューブ10にマンドレルが挿入される。チュー
ブ10が所定の直径以上になるまで加圧されるのを阻止す
るため、（図７に示すように）チューブ１とチューブ10
との間に膨張可能な編みメッシュが設けられてもよい
し、（図６に示すように）チューブ１の周囲に膨張可能
な編みメッシュが設けられてもよい。しかしながら、こ
のような膨張可能な編みメッシュは、チューブ１を膨張
させるためには必要ではない。例えば、チューブ１は、
適当な形状の型によって膨張させてもよい。また、チュ
ーブ１は、（図4aおよび図4bの上方部分において示すよ
うに）該チューブ１中に分散した粒子２によって加熱し
てもよいし、または、（図4aおよび図4bの下方部分にお
いて示すように）膨張可能なチューブ10内で加熱しても
よい。
図4cおよび図4dは、膨張可能なチューブ10がチューブ
１を取り囲んだ構成を示す断面図である。この場合、チ
ューブ１は、流体圧またはマンドレルのような適当な手
段によって膨張させられる。チューブ１は、（図4cおよ
び図4dの上方部分において示すように）膨張可能なチュ
ーブ10中に分散した粒子２によって加熱してもよいし、
または、（図4cおよび図4dの下方部分において示すよう
に）チューブ１中に分散した粒子２によって加熱しても
よい。
１を取り囲んだ構成を示す断面図である。この場合、チ
ューブ１は、流体圧またはマンドレルのような適当な手
段によって膨張させられる。チューブ１は、（図4cおよ
び図4dの上方部分において示すように）膨張可能なチュ
ーブ10中に分散した粒子２によって加熱してもよいし、
または、（図4cおよび図4dの下方部分において示すよう
に）チューブ１中に分散した粒子２によって加熱しても
よい。
膨張可能なチューブ10がチューブ１の中心軸に平行な
軸方向に伸長するのを阻止するため、前記チューブ10
は、ナイロン、グラスファイバ、金属またはその他の高
強度の材料からなる、軸方向に延び円周方向に相互離隔
したファイバ11を含んでいてもよい。図5aは、図4aおよ
び図4bに示す前記チューブ10がファイバ11を含むもので
あると仮定した場合における、図4aの5a−5a線に沿う断
面図であり、図5bは、図4aの5b−5b線に沿う断面図であ
る。
軸方向に伸長するのを阻止するため、前記チューブ10
は、ナイロン、グラスファイバ、金属またはその他の高
強度の材料からなる、軸方向に延び円周方向に相互離隔
したファイバ11を含んでいてもよい。図5aは、図4aおよ
び図4bに示す前記チューブ10がファイバ11を含むもので
あると仮定した場合における、図4aの5a−5a線に沿う断
面図であり、図5bは、図4aの5b−5b線に沿う断面図であ
る。
膨張可能なチューブ10の半径方向の膨張を制限するた
め、該チューブ10を包囲する適当な形状の型を使用して
もよい。代案として、チューブ１を、適当な形状の型の
中に入れ、前記膨張可能なチューブ10を使用することな
く、流体圧力によって膨張させるようにしてもよい。し
かし、図5cおよび図5dに示すように、膨張可能なチュー
ブ10aは、該チューブ10aのエラストマ材料中に編みメッ
シュチューブ12を含んでいてもよい。図5cは膨張前の膨
張可能なチューブ10aを示し、図5dは、前記編みメッシ
ュチューブ12がその最大径まで半径方向に膨張した完全
膨張状態にあるチューブ10aを示すものである。
め、該チューブ10を包囲する適当な形状の型を使用して
もよい。代案として、チューブ１を、適当な形状の型の
中に入れ、前記膨張可能なチューブ10を使用することな
く、流体圧力によって膨張させるようにしてもよい。し
かし、図5cおよび図5dに示すように、膨張可能なチュー
ブ10aは、該チューブ10aのエラストマ材料中に編みメッ
シュチューブ12を含んでいてもよい。図5cは膨張前の膨
張可能なチューブ10aを示し、図5dは、前記編みメッシ
ュチューブ12がその最大径まで半径方向に膨張した完全
膨張状態にあるチューブ10aを示すものである。
図６および図７は、前記変形工程において膨張可能な
編みメッシュチューブ12が使用される構成を詳細に示す
ものである。特に、前記変形工程においてチューブ１の
内部が加圧され、または、マンドレル８によって膨張さ
れる際、前記チューブ１が最大径に膨張するのを制限す
るため、図６に示すように、前記チューブ１の外周に編
みメッシュチューブ12を設けることができる。図７は、
先端部13を有するマンドレル８を使用してチューブ１を
膨張させることができるように、編みメッシュチューブ
12がチューブ１内に設けられた状態を示している。この
場合、圧力F1がマンドレル８に加えられ、クランプ手段
14が反対方向の圧力F2を編みメッシュチューブ12に加え
る。このようにして、チューブ１が加熱されて弱い状態
にある間に、該チューブ１は、最小の長手方向の伸長を
伴うだけで、半径方向に膨張可能になる。編みメッシュ
チューブ12のメッシュサイズは、所望の膨張程度に応じ
て選択される。また、長手方向の長さ変化を最小にする
ため、膨張工程の中間点における編み角は、90度でなけ
ればならない。マンドレル８を使用する代りに、編みメ
ッシュチューブ12の内部に設けられる袋状組織、また
は、その構成要素の一部として編みメッシュチューブ12
を含む袋状組織をガスまたは液体によって充填し、これ
によつて、チューブ１を熱不安定形状1bに膨張させるよ
うにしてもよい。
編みメッシュチューブ12が使用される構成を詳細に示す
ものである。特に、前記変形工程においてチューブ１の
内部が加圧され、または、マンドレル８によって膨張さ
れる際、前記チューブ１が最大径に膨張するのを制限す
るため、図６に示すように、前記チューブ１の外周に編
みメッシュチューブ12を設けることができる。図７は、
先端部13を有するマンドレル８を使用してチューブ１を
膨張させることができるように、編みメッシュチューブ
12がチューブ１内に設けられた状態を示している。この
場合、圧力F1がマンドレル８に加えられ、クランプ手段
14が反対方向の圧力F2を編みメッシュチューブ12に加え
る。このようにして、チューブ１が加熱されて弱い状態
にある間に、該チューブ１は、最小の長手方向の伸長を
伴うだけで、半径方向に膨張可能になる。編みメッシュ
チューブ12のメッシュサイズは、所望の膨張程度に応じ
て選択される。また、長手方向の長さ変化を最小にする
ため、膨張工程の中間点における編み角は、90度でなけ
ればならない。マンドレル８を使用する代りに、編みメ
ッシュチューブ12の内部に設けられる袋状組織、また
は、その構成要素の一部として編みメッシュチューブ12
を含む袋状組織をガスまたは液体によって充填し、これ
によつて、チューブ１を熱不安定形状1bに膨張させるよ
うにしてもよい。
前記損失性の発熱粒子２、または、（編みメッシュチ
ューブ12のワイヤ、もしくは、マンドレル８のコーティ
ングに使用される）強磁性合金に使用される材料は、変
形すべきプラスチック物品の回復温度に応じて選択され
る。例えば、前記物品が約125℃の膨張温度を有するポ
リオレフィンからなるものである場合、（ニッケル34％
で、約165℃のキュリー移行温度を有する）鉄−ニッケ
ルアロイ34（Alloy 34）が、ポリオレフィンを損傷する
自己調節温度を提供する。しかし、約320℃の回復温度
を有するテフロン（登録商標）を熱収縮させるために
は、ニッケル42％で、約320℃のキュリー移行温度を有
するアロイ42（Alloy 42）が有効である。キャタピラ
４、マンドレル８および膨張可能なチューブ10は、前記
変形工程で使用される温度で安定可能な、すなわち、劣
化しない材料からなるものでなければならない。マンド
レル８はこのような温度で形状変化してはならず、ま
た、キャタピラ４および膨張可能なチューブ10は、弾性
を有し、前記温度における半径方向の伸張に耐えるもの
でなければならない。こうして、キュリー移行温度は、
少なくとも、前記プラスチック物品を膨張させるのに適
当であるが前記物品を損傷する温度より低い膨張温度に
等しくなければならない。前記膨張温度より40℃高いキ
ュリー移行温度は、前記プラスチック物品を適当な加熱
を可能にする。
ューブ12のワイヤ、もしくは、マンドレル８のコーティ
ングに使用される）強磁性合金に使用される材料は、変
形すべきプラスチック物品の回復温度に応じて選択され
る。例えば、前記物品が約125℃の膨張温度を有するポ
リオレフィンからなるものである場合、（ニッケル34％
で、約165℃のキュリー移行温度を有する）鉄−ニッケ
ルアロイ34（Alloy 34）が、ポリオレフィンを損傷する
自己調節温度を提供する。しかし、約320℃の回復温度
を有するテフロン（登録商標）を熱収縮させるために
は、ニッケル42％で、約320℃のキュリー移行温度を有
するアロイ42（Alloy 42）が有効である。キャタピラ
４、マンドレル８および膨張可能なチューブ10は、前記
変形工程で使用される温度で安定可能な、すなわち、劣
化しない材料からなるものでなければならない。マンド
レル８はこのような温度で形状変化してはならず、ま
た、キャタピラ４および膨張可能なチューブ10は、弾性
を有し、前記温度における半径方向の伸張に耐えるもの
でなければならない。こうして、キュリー移行温度は、
少なくとも、前記プラスチック物品を膨張させるのに適
当であるが前記物品を損傷する温度より低い膨張温度に
等しくなければならない。前記膨張温度より40℃高いキ
ュリー移行温度は、前記プラスチック物品を適当な加熱
を可能にする。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 61/00 - 61/10
Claims (52)
- 【請求項１】熱回復温度に加熱されると、熱不安定形状
から熱安定形状へ変化する熱回復可能なプラスチックの
物品を製造する方法であって、 前記物品へ変形力を与えて、前記物品を前記熱安定形状
から前記熱不安定形状へ変形する工程、 交番磁界にさらされると前記熱回復温度以上の自動調節
された温度の熱を生成する加熱手段を使用して、前記変
形工程の間、前記物品を過剰または過小に加熱すること
なく、前記物品を前記自動調節温度に加熱する工程、 前記物品の温度が前記熱回復温度より低くなるまで、前
記物品を冷却し、かつ、前記変形力を維持する工程、お
よび、 前記物品が冷却された後、前記変形力を除去する工程を
有し、 前記加熱手段は、キュリー移行温度を有する強磁性合金
または損失性の発熱粒子を有することを特徴とする製造
方法。 - 【請求項２】前記物品は熱回復チューブであることを特
徴とする請求の範囲第１項に記載された製造方法。 - 【請求項３】前記加熱手段はフェリ磁性粒子であること
を特徴とする請求の範囲第１項に記載された製造方法。 - 【請求項４】前記加熱手段は強磁性粒子であることを特
徴とする請求の範囲第１項に記載された製造方法。 - 【請求項５】前記変形工程は、前記熱回復チューブがそ
の中心軸に平行する方向へ実質的に引き伸ばされること
なく、前記熱回復チューブを前記熱不安定形状まで放射
状に膨張させることを特徴とする請求の範囲第２項に記
載された製造方法。 - 【請求項６】前記変形ステップは、前記熱回復チューブ
を膨張させるためのマンドレルを前記熱回復チューブ内
に配置して、前記熱回復チューブを前記熱不安定形状へ
変形するために、前記熱回復チューブに対して前記マン
ドレルを移動することで前記変形力を与え、 前記マンドレルは、前記変形力の除去工程の間に、前記
熱回復チューブから除去されることを特徴とする請求の
範囲第２項に記載された製造方法。 - 【請求項７】熱回復温度に加熱されると、熱不安定形状
から熱安定形状へ変化する熱回復可能なプラスチックの
熱回復チューブを製造する方法であって、 前記熱回復チューブへ変形力を与えて、前記熱回復チュ
ーブを前記熱安定形状から前記熱不安定形状へ変形する
工程、 交番磁界にさらされると前記熱回復温度以上の自動調節
された温度の熱を生成する加熱手段を交番磁界にさらす
ことで、前記変形工程の間、前記熱回復チューブを過剰
または過小に加熱することなく、前記熱回復チューブを
前記自動調節温度に加熱する工程、 前記熱回復チューブの温度が前記熱回復温度より低くな
るまで、前記熱回復チューブを冷却し、かつ、前記変形
力を維持する工程、および、 前記熱回復チューブが冷却された後、前記変形力を除去
する工程を有し、 前記変形工程は、除去および膨張可能な編まれたメッシ
ュを前記熱回復チューブと同軸に配置して、前記熱不安
定形状まで前記熱回復チューブを膨張させ、さらに、前
記冷却工程の後、前記メッシュを除去する工程を有する
ことを特徴とする製造方法。 - 【請求項８】前記膨張は、前記熱回復チューブの内部を
加圧することで行われることを特徴とする請求の範囲第
７項に記載された製造方法。 - 【請求項９】前記熱回復チューブはキャタピラ手段内で
変形され、前記キャタピラ手段はエラストマ材の無端管
状のベルトを備え、 前記ベルトは内側管状部および外側管状部を有し、前記
内側管状部の放射方向外面の対向する両端部は、前記外
側管状部の放射方向内面の対向する両端部に連結され、
前記ベルトは前記内側および外側管状部の両端部の周り
に延びる無端路において回転可能であることを特徴とす
る請求の範囲第２項に記載された製造方法。 - 【請求項１０】前記加熱手段は、前記ベルトに支持され
る前記損失性の発熱粒子であることを特徴とする請求の
範囲第９項に記載された製造方法。 - 【請求項１１】前記ベルトは拡張可能な編まれたメッシ
ュを含み、前記変形工程の間、前記メッシュは、放射方
向に最大径まで拡張され、前記熱回復チューブの放射方
向への膨張を制限することを特徴とする請求の範囲第９
項に記載された製造方法。 - 【請求項１２】前記ベルトは、前記内側および外側管状
部の間に潤滑剤を含むことを特徴とする請求の範囲第９
項に記載された製造方法。 - 【請求項１３】前記加熱手段は、前記熱回復チューブの
プラスチックに分散された前記損失性の発熱粒子である
ことを特徴とする請求の範囲第２項または第９項に記載
された製造方法。 - 【請求項１４】前記ベルトは、前記ベルトの延伸端の前
記内側および外側管状部の間にガイド手段、および、前
記ベルトの延伸端近傍に提供され、前記熱回復チューブ
の中心軸方向への前記ガイド手段の動きを防ぐストッパ
手段を有し、 前記ガイドおよびストッパ手段は、前記変形工程におい
て、前記キャタピラ手段を前記熱回復チューブに沿って
動かすために協同することを特徴とする請求の範囲第９
項に記載された製造方法。 - 【請求項１５】前記変形工程は、前記ベルト内に位置す
る前記熱回復チューブの一部の内側を加圧する工程を含
むことを特徴とする請求の範囲第14項に記載された製造
方法。 - 【請求項１６】前記加圧は、前記熱回復チューブの内部
への加圧空気の供給によって行われることを特徴とする
請求の範囲第８項または第15項に記載された製造方法。 - 【請求項１７】前記冷却工程は、前記熱不安定形状にあ
る前記熱回復チューブの一部に空気を吹きつけることに
よって行われることを特徴とする請求の範囲第２項に記
載された製造方法。 - 【請求項１８】前記変形工程の間、前記熱回復チューブ
を前記熱不安定形状に変形する前記マンドレルは、その
拡張部位に誘導コイルを含み、 前記誘導コイルは、前記加熱工程の間、前記加熱手段を
発熱させることを特徴とする請求の範囲第６項に記載さ
れた製造方法。 - 【請求項１９】前記加熱手段は前記物品のプラスチック
に分散された前記損失性の発熱粒子であることを特徴と
する請求の範囲第１項に記載された製造方法。 - 【請求項２０】前記変形工程は、前記熱回復チューブ内
の膨張可能なエラストマチューブを加圧することで行わ
れ、 前記膨張可能なチューブは、前記変形ステップの間、前
記熱回復チューブがその中心軸に平行する方向へ伸長す
るのを防ぐファイバ手段を含むことを特徴とする請求の
範囲第２項に記載された製造方法。 - 【請求項２１】前記変形工程は、前記熱回復チューブを
膨らませる工程を有し、 前記熱回復チューブは、前記熱回復チューブの膨張を最
大径で制限するための、前記熱回復チューブを取り囲む
拡張可能な編まれたメッシュ手段を有することを特徴と
する請求の範囲第２項に記載された製造方法。 - 【請求項２２】前記変形工程は、前記熱回復チューブ内
の膨張可能なエラストマチューブを加圧することで行わ
れ、 前記変形工程の間、前記熱回復チューブの放射方向への
膨張を制限する編まれたメッシュチューブ手段が前記熱
回復チューブを取り囲むことを特徴とする請求の範囲第
２項に記載された製造方法。 - 【請求項２３】前記加熱手段は、前記強磁性合金、およ
び、前記強磁性合金が編まれたメッシュチューブからな
るメッシュ手段を有することを特徴とする請求の範囲第
22項に記載された製造方法。 - 【請求項２４】前記メッシュチューブ手段は、前記エラ
ストマチューブに埋め込まれた編まれたメッシュチュー
ブであることを特徴とする請求の範囲第22項に記載され
た製造方法。 - 【請求項２５】エラストマ材の無端管状のベルト、 交番磁界を生成する誘導コイル手段、および、 前記交番磁界にさらされると前記ベルトを自動調節され
た温度に加熱する加熱手段を有し、 前記ベルトは内側管状部および外側管状部を有し、前記
内側管状部の放射方向外面の対向する両端部は、前記外
側管状部の放射方向内面の対向する両端部に連結され、
前記ベルトは前記内側および外側管状部の両端部の周り
に延びる無端路において回転可能であることを特徴とす
るキャタピラ加熱装置。 - 【請求項２６】前記加熱手段は損失性の発熱粒子であ
り、 前記発熱粒子は、キュリー移行温度を有し、前記ベルト
によって支持されることを特徴とする請求の範囲第25項
に記載されたキャタピラ加熱装置。 - 【請求項２７】前記発熱粒子は前記エラストマ材の全体
に分散されていることを特徴とする請求の範囲第26項に
記載されたキャタピラ加熱装置。 - 【請求項２８】前記発熱粒子は、前記内側管状部の前記
外面と前記外側管状部の前記内面との間の空間に充填さ
れる潤滑剤全体に分散されていることを特徴とする請求
の範囲第26項に記載されたキャタピラ加熱装置。 - 【請求項２９】前記加熱手段は、前記無端路を移動する
前記ベルトにより支持される、強磁性合金のワイヤから
なる無端の拡張可能な編まれたメッシュチューブである
ことを特徴とする請求の範囲第25項に記載されたキャタ
ピラ加熱装置。 - 【請求項３０】さらに、前記無端路を移動する前記ベル
トにより支持される、熱可塑性のワイヤからなる無端の
拡張可能な編まれたメッシュチューブを有することを特
徴とする請求の範囲第25項に記載されたキャタピラ加熱
装置。 - 【請求項３１】熱回復可能なプラスチックの物品を製造
する装置であって、 熱回復温度に加熱されると熱不安定形状から熱安定形状
に復帰する前記物品を、前記熱安定形状から前記熱不安
定形状へ変形する変形手段、 交番磁界を生成する誘導コイル手段、および、 前記変形手段と協同可能で、前記変形手段が前記物品を
前記熱不安定形状に変形する間、前記物品を加熱する加
熱手段を有し、 前記加熱手段は、キュリー移行温度を有する強磁性合金
または損失性の発熱粒子であり、前記強磁性合金または
発熱粒子が前記交番磁界にさらされることによって、前
記物品を前記熱回復温度以上の自動調節された温度に加
熱することを特徴とする装置。 - 【請求項３２】前記加熱手段は前記発熱粒子であり、前
記発熱粒子のキュリー移行温度は前記熱回復温度以上で
あり、前記発熱粒子は前記変形手段に支持されることを
特徴とする請求の範囲第31項に記載された装置。 - 【請求項３３】前記加熱手段は、前記強磁性合金のワイ
ヤからなる拡張可能な編まれたメッシュチューブである
ことを特徴とする請求の範囲第31項に記載された装置。 - 【請求項３４】前記変形手段は、膨張される熱回復チュ
ーブに挿入される先端、および、前記熱回復チューブの
前記熱不安定形状に対応する形状の拡張部を有するマン
ドレルであることを特徴とする請求の範囲第31項に記載
された装置。 - 【請求項３５】前記誘導コイル手段は、前記マンドレル
内に配置され、前記マンドレルの拡張部内に誘導コイル
を有することを特徴とする請求の範囲第34項に記載され
た装置。 - 【請求項３６】前記マンドレルは、前記熱回復チューブ
の前記熱不安定形状に対応する形状をもつ冷却ゾーンを
有し、前記マンドレルの拡張部は、前記マンドレルの先
端および冷却ゾーンの間に配置されることを特徴とする
請求の範囲第34項に記載された装置。 - 【請求項３７】前記マンドレルはフローティングマンド
レルであることを特徴とする請求の範囲第34項に記載さ
れた装置。 - 【請求項３８】前記変形手段はマンドレルであり、前記
加熱手段は前記マンドレル上の強磁性合金層であること
を特徴とする請求の範囲第31項に記載された装置。 - 【請求項３９】前記変形手段はマンドレルであることを
特徴とする請求の範囲第32項または第33項に記載された
装置。 - 【請求項４０】前記変形手段はエラストマ材の拡張可能
なチューブであることを特徴とする請求の範囲第31項か
ら第33項の何れかに記載された装置。 - 【請求項４１】前記拡張可能なチューブは、その軸方向
への伸びを制限する手段を有することを特徴とする請求
の範囲第40項に記載された装置。 - 【請求項４２】前記制限手段は、前記拡張可能なチュー
ブの円周方向に離間され、前記軸方向に延ばされた複数
の高強度ファイバであることを特徴とする請求の範囲第
41項に記載された装置。 - 【請求項４３】前記拡張可能なチューブは、その放射方
向への伸びを制限する手段を有することを特徴とする請
求の範囲第40項に記載された装置。 - 【請求項４４】前記制限手段は編まれたメッシュチュー
ブであることを特徴とする請求の範囲第43項に記載され
た装置。 - 【請求項４５】前記メッシュチューブは、プラスチック
フィラメントからなり、前記拡張可能なチューブに支持
されることを特徴とする請求の範囲第44項に記載された
装置。 - 【請求項４６】前記変形手段は、エラストマ材の無端管
状のベルトを備え、 前記ベルトは内側管状部および外側管状部を有し、前記
内側管状部の放射方向外面の対向する両端部は、前記外
側管状部の放射方向内面の対向する両端部に連結され、
前記ベルトは前記内側および外側管状部の両端部の周り
に延びる無端路において回転可能であり、前記ベルトの
延伸端の前記内側および外側管状部の間にガイド手段を
有する、 前記装置はさらに、前記ベルトがチューブを囲む際に、
前記チューブに沿って前記ベルトを移動させるために前
記ガイド手段と協同するストッパ手段を有することを特
徴とする請求の範囲第33項に記載された装置。 - 【請求項４７】前記メッシュチューブは前記ベルトに支
持されることを特徴とする請求の範囲第46項に記載され
た装置。 - 【請求項４８】熱回復可能なプラスチックの物品を製造
する装置であって、 熱回復温度に加熱されると熱不安定形状から熱安定形状
に復帰する前記物品を、前記熱安定形状から前記熱不安
定形状へ変形する変形手段、 交番磁界を生成する誘導コイル手段、および、 前記変形手段と協同可能で、前記変形手段が前記物品を
前記熱不安定形状に変形する間、前記物品を加熱する加
熱手段を有し、 前記変形手段は、エラストマ材の無端管状のベルトを備
え、前記ベルトは内側管状部および外側管状部を有し、
前記内側管状部の放射方向外面の対向する両端部は、前
記外側管状部の放射方向内面の対向する両端部に連結さ
れ、前記ベルトは前記内側および外側管状部の両端部の
周りに延びる無端路において回転可能であり、 前記加熱手段は、前記交番磁界にさらされると前記熱回
復温度以上の自動調節温度に前記物品を加熱することを
特徴とする装置。 - 【請求項４９】前記加熱手段は、前記エラストマ材の全
体に分散された損失性の発熱粒子であることを特徴とす
る請求の範囲第48項に記載された装置。 - 【請求項５０】前記加熱手段は、前記内側および外側管
状部の間の空間に満たされる潤滑剤の全体に分散された
損失性の発熱粒子であることを特徴とする請求の範囲第
48項に記載された装置。 - 【請求項５１】さらに、熱可塑性プラスチックのワイヤ
からなる無端の拡張可能な編まれたメッシュチューブを
有し、 前記メッシュチューブは、前記無端路を移動する前記ベ
ルトによって支持されることを特徴とする請求の範囲第
48項に記載された装置。 - 【請求項５２】さらに、前記内側および外側の管状部の
間にガイド手段、および、前記ベルトがチューブを囲む
際に、前記チューブに沿って前記ベルトを移動させるた
めに前記ガイド手段と協同するストッパ手段を有するこ
とを特徴とする請求の範囲第48項に記載された装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US691,821 | 1991-04-26 | ||
| US07/691,821 US5231267A (en) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | Method for producing heat-recoverable articles and apparatus for expanding/shrinking articles |
| PCT/US1992/003397 WO1992020198A1 (en) | 1991-04-26 | 1992-04-24 | Method for producing heat-recoverable articles and apparatus for expanding/shrinking articles |
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|---|---|
| JPH06507754A JPH06507754A (ja) | 1994-09-01 |
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ID=24778115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51091492A Expired - Fee Related JP3318329B2 (ja) | 1991-04-26 | 1992-04-24 | 熱回復可能な物品を製造する方法およびその物品を膨張、収縮させるための装置 |
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|---|---|
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| DE (1) | DE69231225T2 (ja) |
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