JP4050668B2 - ホース用マンドレルの製法 - Google Patents

Description

本発明は、ホース用マンドレルの製法に関する。

熱可塑性樹脂の長尺物を製造する方法として、従来、図３に示すように、熱可塑性樹脂ａを口金ｂ（ダイ）から押出すと共に、その押出された樹脂ａを図外の引取機にて引取速度を調整しつつ引張り、サイジングする方法が公知であった。また、材料を押出機にて押出してほとんど引張力を与えずに長尺物を製造する方法として、特開昭61−102220号に開示されたゴムマンドレルの製造方法が公知であった。その方法は、ゴム配合物を押出機から押出した直後に押出力のみにて表層加硫用の加熱金属管に通し、続いて、加圧管、加硫罐等に通して加硫を進める方法であった。

しかし、上述の図３にて説明した方法では、口金ｂから押出された直後の樹脂は軟らかいため、形状変化が生じないように引取速度調整をする必要があるが、口金ｂ内での樹脂の外径ｃと口金ｂから出た樹脂の外径ｄとが等しくなるように引取速度調整するのは困難であり、また、引取速度が遅いと外径ｃよりも外径ｄの方が大きくなって外周面にうねりが発生し不良品となってしまうため、樹脂に長手方向の引張力が作用して外径ｃよりも外径ｄの方が小さくなるように、引取速度を大きめに調整していた。

このため、長手方向に引張力が作用した状態で樹脂が固化するので、完成した長尺物に長手方向の内部歪みが残留し、そのような長尺物を高温環境で使用すると長手方向へ圧縮しようとする残留内部応力により、長尺物が短くなり、それに伴って外径が太くなってしまうという問題があった。

また、ゴムホースの製造に用いるためのホース用マンドレルは、可撓性に優れる方が好ましい。樹脂製マンドレルは架橋しない方が（可撓性に優れるので）好ましいが、このような非架橋タイプの樹脂製マンドレルを従来の製法（例えば特許文献１参照）にて製造することはできない。また、上記従来の製法では、ゴム配合物を上流側から順に加熱金属管、加圧管、加硫罐等に通して加硫を進めるので、材料として熱可塑性樹脂を使用することはできなかった。
特開昭６１−１０２２２０号公報

解決しようとする問題点は、製造したホース用マンドレルに内部歪みが残留し、高温環境で使用するとホース用マンドレルの外径が大きく変化する点である。

上述の目的を達成するために、本発明に係るホース用マンドレルの製法は、溶融したポリメチルペンテンから成る熱可塑性樹脂を、押出機からロングランドダイに送り込み、上記ロングランドダイを強制的に冷却して冷却促進しつつ該ロングランドダイから上記押出機の押出力のみをもって内部歪みが残留しないように送り出し、引き続き、完全に固化させて長尺物を製造し、該長尺物を切断してホース用マンドレルを形成する。

本発明のホース用マンドレルの製法によれば、内部歪みがほとんど残留せず、かつ、高温環境で使用しても寸法変化が著しく小さい（外径変化が著しく小さい）ホース用マンドレルを、製造できる。さらに、引取機が不要となり、長尺物製造用のラインを短縮化できる。また、製造したホース用マンドレルを使用すれば、内径の安定したゴムホースを製造できる。かつ、マンドレルの寿命が著しく長くなり、ホースの製造コストも減少できる。

また、本発明のホース用マンドレルの製法によれば、ロングランドダイ１内にて熱可塑性樹脂２を効率よく冷却でき、熱可塑性樹脂２を押出力のみにて（引張力を与えることなく）確実にサイジングできる。

図１に於て、１は図示省略の押出機の吐出口に連通連結されると共に長手方向の円孔７を有するロングランドダイ（ＬＬＤ）、２は熱可塑性樹脂、３はロングランドダイ１を強制的に冷却する冷却手段である。ここで、ロングランドダイ１とは、成形品のサイジングを行う長尺のランドダイのことをいう。ロングランドダイの長さは、（特に制限はないが）熱可塑性樹脂の長尺物がその形状を維持できる程度に冷却できる程度の長さで良く、長尺物の外径によって異なるが、大抵0.5 〜10ｍ程度、好ましくは１〜５ｍ程度である。

しかして、溶融した熱可塑性樹脂２を、押出機からの押出力にてロングランドダイ１に通して冷却促進する。つまり、冷却手段３にてロングランドダイ１を強制的に冷却しつつ押出をする。

これを詳しく説明すると、ロングランドダイ１の上流側５───即ち押出機側───では、熱可塑性樹脂２は溶融状態であり、下流側６へ進むに連れて次第に硬くなる。そして、ロングランドダイ１内にて、熱可塑性樹脂２を、横断面形状変化が起こらない程度にまで冷却固化を進行させる。なお、冷却手段３としては、例えば、ロングランドダイ１の廻りに水を循環させるように構成したものや空気を吹付けるもの等が挙げられるが、それら以外のものを使用してもよい。

さらに、熱可塑性樹脂２を、ロングランドダイ１から押出力のみをもって送り出す。これにより、熱可塑性樹脂２は、ロングランドダイ１にて押出力のみをもってサイジングされる。つまり、製造される長尺物４の外径Ｄは、ロングランドダイ１の円孔７の内径Ｅにて決まる。

引き続き、上記押出力のみにて熱可塑性樹脂２に送りを与えて完全に固化させる。これにより、長尺物４となる。なお、図示省略の水又は空気等により冷却する冷却手段を下流側に設けて、熱可塑性樹脂２を強制的に冷却して完全に固化させるのが望ましい。

その後、長尺物４を、図示省略の切断機にて所定長さに切断して、図２に示すような一定の外径Ｄを有する断面形状円形のホース用マンドレル８を形成する。このマンドレル８は、ゴムホースの製造に用いられるものである。

しかして、このホース用マンドレルの製法によれば、熱可塑性樹脂２が固化し始めてから完全に固化するまでの間、長手方向の外力がほとんど作用しないため（特に長手方向の引張力はほとんど作用しないため）、長尺物４に内部歪みがほとんど残留しない（内部応力がほとんど残留しない）。しかも、外周面にうねり等の形状変化が生じることが無く、所望の外径通りの均一径の長尺物４を形成できる。そして、長尺物４をホース用マンドレル８とした場合、残留内部歪みがほとんど無いので、高温下で使用しても、ホース用マンドレル８の外径変化は著しく小さい（径太りがほとんど起こらない）。

これにより、内径の安定したホースを製造することができる。かつ、径太りがほとんど生じないので、ホース用マンドレル８の寿命が著しく長くなり多数回にわたって使用でき、ホースの製造コストも減少できる。また、引取機が不要となる。

次に、図１と図２にて説明したホース用マンドレルの製法により、実施例１，２のマンドレル（長尺物）を実際に作製した。そして、実施例１，２と従来例１，２のマンドレルとのヒート試験を行った。実施例１，２及び従来例１，２の材質は、ポリメチルペンテンとし、各マンドレルの長さを400mm とした。また、ヒート試験は、マンドレルをギヤーオーブン内に吊るした状態で、150 ℃にて１時間の加熱とその後の常温水による１時間の冷却とを１サイクルとして、これを10サイクル行った。そして、初期と２，４，６，８，10回目において、マンドレルの長さと外径を測定した。外径の測定は、マンドレルの中間部と両端部との合計３か所にて行った。

次の表１は、マンドレルの長さ寸法の実測値を示し、図４は、各サイクルにおける縮み変化率を示すグラフ図である。縮み変化率は、長さ寸法の実測値をｘとしたときに、（400 −ｘ）÷400 ×100 の式により算出した。

また、次の表２と表３は、各マンドレルの外径の最小値、最大値、平均値、及び、マンドレルの偏平度を示し、図５は、各サイクルにおける外径変化率を示すグラフ図である。外径変化率は、初期における外径の平均値をｙとし、各サイクルにおける外径の平均値をｚとしたときに、（ｚ−ｙ）÷ｙ×100 の式により算出した。

図４から明らかなように、実施例１，２は従来例１，２に比して縮み変化率が著しく小さい。つまり、実施例１，２は長手方向に縮み難かった。また、図５から明らかなように、実施例１，２は従来例１，２に比して外径変化率が著しく小さい。つまり、実施例１，２は、150 ℃に加熱した後でも外径が大きくなり難かった。また、上記表２と表３から明らかなように、実施例１，２は、従来例１，２に比して、偏平度が著しく小さく、横断面形状が真円に近いと言える。

また、実施例１，２と従来例１，２のマンドレルを用いて、ゴムホースを実際に製造したところ、実施例１，２は60回以上にわたって繰り返し使用できたのに対し、従来例１，２は、10回の使用により外径が大きくなり、それ以上使用できなかった。

本発明の実施の一形態を示す断面図である。 マンドレルの斜視図である。 従来例説明図である。 グラフ図である。 グラフ図である。

符号の説明

１ ロングランドダイ
２ 熱可塑性樹脂

Claims (1)

1. 溶融したポリメチルペンテンから成る熱可塑性樹脂（２）を、押出機からロングランドダイ（１）に送り込み、上記ロングランドダイ（１）を強制的に冷却して冷却促進しつつ該ロングランドダイ（１）から上記押出機の押出力のみをもって内部歪みが残留しないように送り出し、引き続き、完全に固化させて長尺物（４）を製造し、該長尺物（４）を切断してホース用マンドレル（８）を形成することを特徴とするホース用マンドレルの製法。

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