JP4555501B2 - 架橋樹脂管の製造金型および製造方法 - Google Patents
架橋樹脂管の製造金型および製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4555501B2 JP4555501B2 JP2001111600A JP2001111600A JP4555501B2 JP 4555501 B2 JP4555501 B2 JP 4555501B2 JP 2001111600 A JP2001111600 A JP 2001111600A JP 2001111600 A JP2001111600 A JP 2001111600A JP 4555501 B2 JP4555501 B2 JP 4555501B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resin
- cross
- flow path
- tubular
- resin composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、架橋樹脂管の製造金型および製造方法に関し、詳しくは、径の小さな架橋樹脂管であっても、優れたクリープ性能を有しているとともに、外観の向上も図ることができる架橋樹脂管の製造金型および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂を架橋させた架橋樹脂管の製造方法としては、様々な方法が知られており、たとえば、特表平９−５０８８６４号公報などで、架橋剤と熱可塑性樹脂とを含む架橋性原料樹脂組成物を、金型内の断面管状の樹脂流路に押し出した後、架橋性原料樹脂組成物を熱架橋させる工程を含む架橋樹脂管の製造方法が開示されている。
このような架橋樹脂管の製造方法は、連続的に架橋樹脂管を得ることができるとともに、設備コストを安価に抑えることができるため、生産性およびコスト的に優れた製造方法といえる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の架橋樹脂管の製造方法では、製造金型として、直径が一定の内径側コア（マンドレル）を使用しているため、製品となる架橋樹脂管の径を小さくしようとすればするほど径の細いマンドレルを使用することとなる。したがって、マンドレルは、撓みが生じやすくなってしまい、得られる架橋樹脂管の寸法安定性が低下したり、得られる架橋樹脂管の周方向に架橋度の分布が発生してしまったりするおそれがある。
【０００４】
そこで、上述した弊害を解消するためには、金型内に供給された断面管状の架橋性管状樹脂組成物を熱架橋させて管状架橋樹脂組成物を得る金型内の強制架橋樹脂流路（以下、「強制架橋ゾーン」と記す。）入口から、最終賦形物と略同じ寸法の架橋樹脂管状体を賦形する金型内の賦形樹脂流路（以下、「賦形ゾーン」と記す。）出口にかけての樹脂流路を段階的に縮径させていくことが考えられる。
すなわち、このように強制架橋ゾーン入口から賦形ゾーン出口までの樹脂流路を段階的に縮径させていくようにすると、前記樹脂流路を形成しているマンドレルの根元部分の径を大きくしても、最終的に製造する架橋樹脂管の小径化を図ることができる。したがって、マンドレルの根元部分の径を大きくすることによりこのマンドレルの撓みを抑えることができる。
【０００５】
しかし、強制架橋ゾーンで加熱され架橋度が高くなっている管状架橋樹脂組成物は、溶融状態でゴム状であるため弾性が高く、引張もしくは圧縮の変形に対しての縦・横のひずみの比は非常に大きい。そのため、金型内の強制架橋樹脂流路入口から賦形樹脂流路出口にかけての樹脂流路を急激に縮径させて、管状架橋樹脂組成物の肉厚や断面積を変形させるようにした場合には、管状架橋樹脂組成物同士が折り畳まれて押し出されることとなる。
【０００６】
この場合、折り畳まれた管状架橋樹脂組成物の折り畳み部分同士、すなわち、樹脂組成物中の架橋が進行した部分同士は、互いに融着しにくい状態にあり、この融着せずに折り畳まれた部分には、未架橋の熱可塑性樹脂が入り込むこととなる。
したがって、上述したような方法で得られた架橋樹脂管は、強度的に弱くなってしまい、クリープ強度が低下するとともに、外観も悪くなってしまう。
【０００７】
また、あまり急激に強制架橋樹脂流路入口から賦形樹脂流路出口にかけての樹脂流路を縮径させるようにすると、架橋が進行してゴム状弾性体となった架橋性管状樹脂組成物や、管状架橋樹脂組成物が樹脂流路内を押し出されたとき、このゴム状弾性体となった樹脂組成物の有するメモリー効果が非常に大きくなってしまう。したがって、賦形樹脂流路出口から押し出された最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体が、縮径させる前の樹脂流路の寸法状体に戻るべく形状回復しようとするため、小径の架橋樹脂管を製造することが困難となってしまう。
このような現象は、樹脂流路を急激に縮径させようとすればするほど顕著に表れることとなる。
【０００８】
本発明者は、実験を繰り返すことにより、強制架橋樹脂流路の入口から賦形樹脂流路の出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比、および、樹脂流路を縮径させるとき、この樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比がある所定の範囲内にあるときに、架橋樹脂が金型内に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となってしまったり、大きな形状回復を生じさせたりすることなくマンドレルの径および金型本体の内壁面の径を小さくすることができることを突き止めた。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされ、径が小さい架橋樹脂管を製造するときであっても、金型におけるマンドレル部分が撓んだりすることなく、また、架橋樹脂が金型内に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となったり、メモリー効果により大きな形状回復が生じたりすることを防止して、得られる架橋樹脂管のクリープ性能および外観の向上を図ることができる架橋樹脂管の製造方法および製造金型の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明にかかる架橋樹脂管の製造金型（以下、「請求項１の製造金型」と記す。）は、押出機から押し出された熱可塑性樹脂と架橋剤とを含む架橋性原料樹脂組成物から架橋性管状樹脂組成物を形成させる断面管状の樹脂展開用樹脂流路と、
加熱手段により樹脂接触面が加熱され、内部を通過する前記架橋性管状樹脂組成物中の熱可塑性樹脂を強制的に架橋させるようになっている強制架橋樹脂流路と、
前記強制架橋樹脂流路を通過させて前記架橋性管状樹脂組成物中の熱可塑性樹脂を強制的に架橋させた管状架橋樹脂組成物を、最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体に賦形する賦形樹脂流路とを有している架橋樹脂管の製造金型において、
前記強制架橋樹脂流路が、この強制架橋樹脂流路の入口から出口にかけての少なくとも一部で、強制架橋樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、強制架橋樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるようテーパー状に縮径して形成されているとともに、
前記賦形樹脂流路が、この賦形樹脂流路の入口から出口にかけての少なくとも一部で、賦形樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、賦形樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるようにテーパー状に縮径して形成されていることを特徴とする構成とした。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の発明にかかる架橋樹脂の製造金型（以下、「請求項２の製造金型」と記す。）は、請求項１の製造金型の構成に加えて、樹脂展開用樹脂流路が、この樹脂展開用樹脂流路内に架橋性原料樹脂組成物を展開させたとき、この展開させた架橋性原料樹脂組成物が合流して架橋性管状樹脂組成物が形成される樹脂合流点に臨む位置に、前記架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を除去し金型外部へ排出させる樹脂排出口を備えている構成とした。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載の発明にかかる架橋樹脂の製造金型（以下、「請求項３の製造金型」と記す。）は、請求項１または請求項２の製造金型の構成に加えて、強制架橋樹脂流路の樹脂接触面と架橋性管状樹脂組成物との間に、架橋材非含有の熱可塑性樹脂組成物を層状に介在させるように供給する樹脂供給口が、少なくとも前記架橋性管状樹脂組成物の内層側または外層側の何れかに臨む強制架橋樹脂流路よりも前方位置に設けられている構成とした。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載の発明にかかる架橋樹脂の製造方法（以下、「請求項４の製造方法」と記す。）は、押出機から押し出された熱可塑性樹脂と架橋剤とを含む架橋性原料樹脂組成物を、金型内の断面管状の樹脂展開用樹脂流路に展開させて断面管状の架橋性管状樹脂組成物を形成した後、前記架橋性管状樹脂組成物を少なくとも含む管状樹脂組成物中の熱可塑性樹脂を、強制架橋樹脂流路を通過させることで強制的に架橋させて管状架橋樹脂組成物を得る強制架橋工程と、
前記管状架橋樹脂組成物を、賦形樹脂流路を通過させて最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体に賦形する賦形工程とを含む架橋樹脂管の製造方法において、
前記強制架橋工程で、前記管状樹脂組成物が、０．０１≦管状樹脂組成物の肉厚減少率／管状樹脂組成物の断面積減少率≦０．６となるように、かつ、管状樹脂組成物が、縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるように縮径させるとともに、
前記賦形工程で、前記管状架橋樹脂組成物が、０．０１≦管状架橋樹脂組成物の肉厚減少率／管状架橋樹脂組成物の断面積減少率≦０．６となるように、かつ、管状架橋樹脂組成物が、縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるように縮径させるようにしたことを特徴とする構成とした。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載の発明にかかる架橋樹脂の製造方法（以下、「請求項５の製造方法」と記す。）は、請求項４の製造方法の構成に加えて、架橋性管状樹脂組成物を形成するとき、金型内の断面管状の樹脂展開用樹脂流路に架橋性原料樹脂組成物を展開させて樹脂合流点で断面管状になるように合流させた後、前記樹脂合流点で架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を除去し金型外部へ排出させる工程を備えている構成とした。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載の発明にかかる架橋樹脂の製造方法（以下、「請求項６の製造方法」と記す。）は、請求項４または請求項５の製造方法の構成に加えて、強制架橋工程を行う前に、架橋性管状樹脂組成物の少なくとも内層側または外層側の何れかと、強制架橋樹脂流路の樹脂接触面との間に、架橋剤非含有の樹脂組成物を層状に介在させる工程を備えている構成とした。
【００１６】
上記構成において、強制架橋樹脂流路の入口から出口、および賦形樹脂流路の入口から出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率は、以下の式（１）により表すことができる。
【００１７】
樹脂流路のクリアランス減少率＝（ｔn−ｔn+1）／ｔn ・・・・（１）
ｎ＝１以上の整数
上記式（１）において、ｔnは、縮径させる前の樹脂流路のクリアランスを示し、ｔn+1は、縮径させた後の樹脂流路のクリアランスを示す。
【００１８】
また、強制架橋樹脂流路の入口から出口、および賦形樹脂流路の入口から出口にかけての樹脂流路の断面積減少率は、以下の式（２）により表すことができる。
【００１９】
断面積減少率＝（Ｓn−Ｓn+1）／Ｓn+1
＝（Ｄn 2−ｄn 2）−（Ｄn+1 2−ｄn+1 2）／（Ｄn+1 2−ｄn+1 2）・・・・（２）
ｎ＝１以上の整数
なお、上記式（２）において、Ｓnは、縮径させる前の樹脂流路の断面積を示し、Ｓn+1は、縮径させた後の樹脂流路の断面積を示す。また、Ｄnは、縮径させる前の樹脂流路の外径を示し、ｄnは、縮径させる前の樹脂流路の内径を示し、Ｄn+1は、縮径させた後の樹脂流路の外径を示し、ｄn+1は、縮径させた後の樹脂流路の内径を示す。
【００２０】
また、強制架橋樹脂流路の入口から出口、および賦形樹脂流路の入口から出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比は、以下の式（３）により表すことができる。
【００２１】
クリアランス減少率／断面積減少率
＝｜（（ｔn−ｔn+1）／ｔn）／（（Ｓn−Ｓn+1）／Ｓn+1）｜
＝｜（（ｔn−ｔn+1）／ｔn）／（（Ｄn 2−ｄn 2）−（Ｄn+1 2−ｄn+1 2）／（Ｄn+1 2−ｄn+1 2））｜ ・・・・（３）
ｎ＝１以上の整数
上記式（３）において、｜Ｘ｜は、絶対値を示す。
また、上記式（３）において、Ｓnは、縮径させる前の樹脂流路の断面積を示し、Ｓn+1は、縮径させた後の樹脂流路の断面積を示す。また、Ｄnは、縮径させる前の樹脂流路の外径を示し、ｄnは、縮径させる前の樹脂流路の内径を示し、Ｄn+1は、縮径させた後の樹脂流路の外径を示し、ｄn+1は、縮径させた後の樹脂流路の内径を示す。
【００２２】
また、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比は、以下の式（４）により表すことができる。
断面積比＝Ｓn／Ｓn+1 ・・・・（４）
ｎ＝１以上の整数
なお、上記式（４）において、Ｓnは、縮径させる前の樹脂流路の断面積を示し、Ｓn+1は、縮径させた後の樹脂流路の断面積を示す。
【００２３】
本発明においては、請求項１の製造金型および請求項４の製造金型のように、の架橋樹脂流路の入口から出口、および賦形樹脂流路の入口から出口にかけての少なくとも一部の樹脂流路で、樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるように形成されていることが必要である。
【００２４】
すなわち、クリアランス減少率／断面積減少率が０．０１よりも小さい場合には、製品肉厚と略同程度の肉厚で、強制架橋ゾーンでの樹脂加熱を十分行うことになり、強制架橋樹脂流路の長さを長くしなければならなくなってしまう。
また、強制架橋樹脂流路の長さを長くすると、これに伴ってマンドレル（内径コア）の撓みが生じてしまい、偏流が発生するおそれがある。
【００２５】
また、クリアランス減少率／断面積減少率が０．６よりも大きい場合には、縮径前の樹脂流路から縮径後の樹脂流路まで架橋性管状樹脂組成物あるいは管状架橋樹脂組成物を通過させて縮径を図る際に、前記樹脂組成物が折り畳まれながら押し出されることになり、外観にシワやスジが発生したり、架橋樹脂が樹脂流路の樹脂接触面に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となってしまったりするおそれがある。
【００２６】
また、請求項３の製造金型や請求項６の製造方法のように、架橋性管状樹脂組成物と強制架橋樹脂流路の樹脂接触面との間に、架橋剤非含有の熱可塑性樹脂を介在させるようにして、押出し圧力を低減させることにより押し出し可能な状態にすることが考えられるが、この場合、架橋性樹脂組成物同士は融着しにくいため、架橋性樹脂組成物の折り畳まれた部分の間に架橋剤非含有の熱可塑性樹脂が入り込んでしまい強度的に弱くなり、クリープ性能を低下させるおそれがある。
【００２７】
また、上述したような樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６となっていても、縮径前の樹脂流路と縮径後の樹脂流路との断面積比が、１．０よりも小さい場合には、樹脂流路を十分に縮径させているとはいえず、強制架橋樹脂流路の長さを長くしなければならなくなってしまう。
【００２８】
また、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１３．０よりも大きい場合には、金型出口から出てきた架橋樹脂管状体の形状回復が大きくなってしまい、小口径の架橋樹脂管を製造するときに、この架橋樹脂管の成形寸法よりも著しく大きくなり引き落とし成形が不可能となってしまうおそれがある。
上記小口径の架橋樹脂管とは、特に限定されないが、本明細書においては、２５Ａ（外径３４ｍｍ、内径２５．６ｍｍ以下の架橋樹脂管をいう。
【００２９】
なお、本発明において、強制架橋樹脂流路の少なくとも一部で、樹脂流路が縮径して形成されていればよい。したがって、たとえば、強制架橋樹脂流路が２段階以上で縮径している樹脂流路により形成されていてもよく、強制架橋樹脂流路が全てにわたって縮径している樹脂流路により形成されていてもよく、特に限定されない。
また、賦形樹脂流路の縮径のしかたについても、上述したような強制架橋樹脂流路と同様のことがいえる。
【００３０】
本発明で使用される押出機としては、単軸押出機、２軸押出機、多軸押出機等が可能であるが、押出機中で架橋剤と熱可塑性樹脂とを混練させる場合には、これらの中でも熱可塑性樹脂を溶融させ、熱架橋剤との混合能力に優れる２軸同方向回転押出機が好ましい。
【００３１】
また、本発明では、押出機に対する圧力を許容耐圧力以下にするために、押出機と金型との間の樹脂流路に昇圧押込装置を設けるとともに、昇圧押込装置の上流側に設けた圧力検出装置で検出した圧力を、押出機の耐圧力以下の値、好ましくは一定の値に制御することが好ましい。
【００３２】
すなわち、押出機から押し出される架橋性原料樹脂組成物の押出し圧力値が低すぎる場合、押出機内で架橋剤が熱可塑性樹脂に十分に混練されないおそれが生じてしまう。したがって、混練物中に架橋剤が一定の割合で配合されず、その結果、熱可塑性樹脂の架橋が均等に行われなくなってしまい、最終製品を賦形する際の押出し流量ばらつきからくる品質ばらつき不良が発生してしまう。
【００３３】
一方、押出機から押し出される架橋性原料樹脂組成物の押出し圧力値が高すぎる場合、押出機内で架橋剤が熱可塑性樹脂に過剰に混練された状態となってしまい、混練で生じる剪断発熱により押出機内で熱可塑性樹脂の架橋が進行してしまう。したがって、押出機から連続的に架橋性原料樹脂組成物を押し出すことが不能となってしまう。
【００３４】
また、押出機から金型内に供給する架橋性原料樹脂組成物の供給圧力を制御する方法としては、特に限定されないが、たとえば、押出機から押し出される架橋性原料樹脂組成物の圧力変動の周期に合わせて制御対象を決定することが好ましい。
すなわち、具体的な制御方法としては、圧力変動の周期が大きければ、押出機内へ原料樹脂となる熱可塑性樹脂および架橋剤を供給する量や押出機内の温度を制御し、圧力変動の周期が小さければ、押出機内のスクリュー回転数を制御することなどが挙げられる。
このときの制御ロジックとしては、特に限定されないが、ＰＩＤ制御やファジ制御などが挙げられ、特に、制御係数設定の簡便性からＰＩＤ制御を用いることが好ましい。
【００３５】
また、昇圧押込装置としては、押出機から押し出された架橋性原料樹脂組成物を金型内に圧入する機構を有していれば特に限定されないが、たとえば、互いに外接して噛み合うようになっている二個の歯車をケーシング内に併設し、歯車の噛み合い部を中に挟んでケーシング内の樹脂の進行方向上流側に樹脂の吸入流路を形成し、下流側に樹脂の吐出流路を形成し、これら流路間のケーシング内壁が歯車に近接されているギアポンプが最も好ましい。
また、ギアポンプ内の歯車形状は、特に限定されないが、たとえば、歯が平行に設けられているスパーギアや、角度を有した状態で設けられているヘリカルギアなどが挙げられる。特に、外観等の点からヘリカルギアを用いることが好ましい。
【００３６】
次に、本発明において用いられる熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、たとえば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエステルが挙げられ、これらが単独であるいは混合して用いられる。
この中でも特に、製品となった架橋樹脂管の柔軟性に優れており、安価に手に入るという観点から、ポリオレフィン樹脂が好ましく、さらに最適な樹脂として、Ｌ−ＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＭＤＰＥ（中密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）等のポリエチレン樹脂が挙げられる。
【００３７】
また、本発明において用いられる架橋性原料樹脂組成物は、適宜添加剤が添加されていても構わない。
添加剤としては、たとえば、酸化防止剤、耐光剤、紫外線吸収剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤等が挙げられ、これら添加剤は、所望の物性を向上させるために用いられるものである。また、物性を向上させるための手段として、混練物中に結晶核剤となり得るものを少量添加することで、結晶を微細化して物性を均一化させる補助としても構わない。
【００３８】
また、架橋剤としては、熱架橋剤の使用が可能である。熱架橋剤としては、特に限定されないが、有機過酸化物の使用が可能であり、使用する熱可塑性樹脂の成形温度や相溶性の観点から適宜選択することができる。具体的には、ジクミルパーオキサイド、α，α´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、シクロヘキサンパーオキサイド、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，２−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）オクタン、ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ベレレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカテート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシアリルカーボネート、ｔ−ブチルパーアセテート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ジアゾアミノベンゼン、Ｎ，Ｎ´−ジクロロアゾジカーボンアミド、トリクロロペンタジエン、トリクロロメタンスルフォクロリド、メチルエチルケトンパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられ、ジクミルパーオキサイド、α，α´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンが好ましく、ジクミルパーオキサイド、α，α´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、メチルエチルケトンパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンがより好ましい。
【００３９】
また、熱架橋剤の添加量としては、特に限定されないが、たとえば、熱可塑性樹脂としてポリエチレン樹脂を使用した場合、ポリエチレン樹脂１００重量部に対して、架橋剤が０．５重量部以上３．０重量部以下となるようにすることが好ましく、特に１．０重量部以上２．０重量部以下となるようにすることがより好ましい。
【００４０】
すなわち、架橋剤の添加量が少なすぎると、最終的に得られる熱架橋のゲル分率が十分高くならず架橋の効果を得ることができない。
また、架橋剤の添加量が多すぎると、架橋の進行が速くなりすぎるばかりか、系中に未反応の架橋剤が残留してしまう可能性が高くなってしまう。
【００４１】
さらに、本発明において、金型内の強制架橋樹脂流路出口での架橋樹脂の架橋度は１５％以上であることが望ましく、６５％以上であることがより好ましい。
すなわち、架橋樹脂の架橋度が１５％よりも少ないと、クリープ性能を補償できなくなってしまう。
なお、架橋度は、ＪＩＳ Ｋ６７６９に準拠して以下の式（５）で示されるゲル分率（％）で表すことができる。
【００４２】
ゲル分率（％）＝（（溶剤抽出前の試料重量−溶剤抽出後の試料重量）／溶剤抽出前の試料重量）×１００ ・・・・（５）
なお、上記式（５）において、溶剤抽出後の試料重量とは、選択した架橋状態の熱可塑性樹脂を溶解可能な溶剤を用いて試料中に残った未架橋状態の樹脂分を溶解させて、残った不溶分のみの重量である。
また、本発明においては、賦形樹脂流路において、強制架橋樹脂流路で強制架橋させた管状架橋樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の架橋をさらに進行させるようにしてもよい。
【００４３】
また、本発明の架橋樹脂管の製造方法に用いる製造金型としては、従来架橋樹脂管の製造金型として使用されているスパイダー、スパイラル、コートハンガーなどの流路形状を備えた金型を使用することができるが、請求項２の製造金型や請求項５の製造方法のように、金型内の樹脂流路に展開された架橋性原料樹脂組成物が管状に賦形されるように合流する部分（以下、「樹脂合流点」という。）での金型内の樹脂接触面には、架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を金型外部に排出させるための樹脂排出口が設けられていることが好ましい。
【００４４】
このとき、樹脂排出口の形状としては、架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を金型外部に排出可能となっていれば特に限定されないが、架橋性原料樹脂組成物の樹脂合流点での金型内の樹脂接触面に溝または排出穴などを設けるとともに、この溝または排出穴から金型外部まで通じさせた樹脂排出用の樹脂流路を金型内に設けるようにした形状などが挙げられる。
【００４５】
また、樹脂排出口から排出させる架橋性原料樹脂組成物量の制御は、樹脂排出用の樹脂流路の径や長さ、原料樹脂の押出し圧力および強制架橋樹脂流路以降の樹脂流路における樹脂圧力、樹脂粘度などにより左右されるが、たとえば、排出流路の径を任意に制御できるようにすることで排出量の制御は可能であるようにすることが好ましい。
【００４６】
このように制御された排出樹脂の量は、金型内に供給された架橋性原料樹脂組成物量に対して０．１重量％以上２重量％以下であることが望ましい。
すなわち、排出樹脂の量が、０．１重量％以下であると、樹脂の排出量が少なすぎるため、樹脂の再合流部分での融着強度を十分に確保することができない。
また、排出樹脂の量が、２重量％以上である場合、これ以上排出樹脂の量を増量しても効果は変化しないため経済的でない。
【００４７】
また、加熱するに際して、管状樹脂組成物の架橋が進行して増粘することにより、金型内で圧力上昇が生じたり架橋された架橋樹脂管の表面悪化が生じたりするのを防ぐために、請求項３の製造金型や請求項６の製造方法のように、架橋性管状樹脂組成物と金型の樹脂接触面との間に架橋剤が非含有の熱可塑性樹脂組成物を層状に介在させるようにすることが好ましい。この熱可塑性樹脂組成物を介在させる方法としては、公知の技術である多層押出し方式などが挙げられる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明の架橋樹脂管を連続的に製造するのに用いる製造装置の概略図である。
図２は、図１に示した製造装置１における架橋樹脂管の製造金型(以下、「金型」とのみ記す。) ２の構造を説明するための断面図である。
【００４９】
図１に示すように、この製造装置１は、金型２と、架橋樹脂用押出機３とを備えている。
また、金型２は、図２に示したように、金型本体２１とマンドレル２２とにより形成されているとともに、樹脂展開用樹脂流路ａを備えた樹脂展開ゾーンＡと、強制架橋樹脂流路ｂを備えた強制架橋ゾーンＢと、賦形樹脂流路ｃを備えた賦形ゾーンＣとを有している。
【００５０】
金型本体２１は、図２に示したように、架橋樹脂供給口２１１を備えているとともに、架橋性原料樹脂組成物が押出される方向に向かって、樹脂展開樹脂流路形成筒部２１２、第一架橋筒部２１３、第二架橋筒部２１４、賦形筒部２１５が形成されている。
架橋樹脂供給口２１１は、架橋樹脂用押出機３から押し出される溶融状態の熱可塑性樹脂と熱架橋剤とを混練した架橋性原料樹脂組成物を供給する入口となっており、架橋樹脂供給口２１１から供給された架橋性原料樹脂組成物は、金型本体２１と、マンドレル２２との間に形成される樹脂流路内に展開されるようになっている。
【００５１】
樹脂展開樹脂流路形成筒部２１２は、金型本体２１における架橋樹脂供給口２１１側の端部から中央部に向かって設けられており、架橋筒部２１３に向かって徐々に縮径しながら第一架橋筒部２１３に連結されている。
また、第一架橋筒部２１３は、樹脂展開樹脂流路形成筒部２１２と連結している部分から金型本体２１の中央部に向かって設けられており、第二架橋筒部２１４近傍で徐々に縮径しながら第二架橋筒部２１４に連結されている。
第二架橋筒部は、第一架橋筒部２１３と賦形筒部２１５との間に設けられている。
【００５２】
また、賦形筒部２１５は、第二架橋筒部２１４を通過してきた管状樹脂組成物を架橋させた架橋樹脂管状体が最終製品となる架橋樹脂管と略同じ寸法に賦形されるように、賦形筒部出口の大きさが、最終製品となる架橋樹脂管の外径と略同じ寸法に合わせた大きさに縮径している。
【００５３】
一方、マンドレル２２は、架橋性原料樹脂組成物が押出される方向に向かって、樹脂展開樹脂流路形成軸部２２２、第一架橋軸部２２３、第二架橋軸部２２４、賦形軸部２２５となっている。
【００５４】
樹脂展開樹脂流路形成軸部２２２は、一端側の一部で金型本体２１に支持されており架橋樹脂供給口２１１から供給された溶融状態の架橋性原料樹脂組成物を金型内の樹脂流路に展開するための展開溝２２１が設けられているとともに、樹脂展開樹脂流路形成筒部２１２との間で、架橋性原料樹脂組成物を断面管状の架橋性管状樹脂組成物を形成させる樹脂展開用樹脂流路ａを備えた樹脂展開ゾーンＡを形成するようになっている。
【００５５】
第一架橋軸部２２３は、金型本体２１の第一架橋筒部２１３との間に小径厚肉の管状の第一架橋樹脂流路ｂ１を備えた第一架橋ゾーンＢ１を形成するようになっており、第二架橋軸部２２４は、金型本体２１の第二架橋筒部２１４との間に第一架橋ゾーンＢ１よりも小径薄肉の管状の第二架橋樹脂流路ｂ２を備えた第二架橋ゾーンＢ２を形成するようになっている。
また、賦形軸部２２５は、金型本体２１の賦形筒部２１５との間に、その出口部分が最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体の断面形状と同じ断面形状をした賦形樹脂流路ｃを備えた賦形ゾーンＣを形成するようになっている。
【００５６】
ここで、金型２内の強制架橋樹脂流路ｂは、図２に示した第一架橋樹脂流路ｂ１から第二架橋樹脂流路ｂ２にかけて、樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるようにテーパー状に縮径して形成されている。
【００５７】
また、金型２内の賦形樹脂流路ｃの入口から出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるようにテーパー状に縮径して形成されている。
【００５８】
なお、第一架橋樹脂流路ｂ１から第二架橋樹脂流路ｂ２にかけての樹脂流路のクリアランス減少率は、図２における（ｔ1−ｔ2）／ｔ1により表すことができ、断面積減少率は、図２における（（Ｄ1 2−ｄ1 2）−（Ｄ2 2−ｄ2 2））／（Ｄ2 2−ｄ2 2）により表すことができる。また、断面積比は、（Ｄ1 2−ｄ1 2）／（Ｄ2 2−ｄ2 2）により表すことができる。
【００５９】
また、賦形樹脂流路ｃの入口から出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率は、図２における（ｔ2−ｔ3）／ｔ2により表すことができ、断面積減少率は、図２における（（Ｄ2 2−ｄ2 2）−（Ｄ3 2−ｄ3 2））／（Ｄ3 2−ｄ3 2）により表すことができる。また、断面積比は、（Ｄ2 2−ｄ2 2）／（Ｄ3 2−ｄ3 2）により表すことができる。
【００６０】
以上のような構成をしている金型１は、強制架橋樹脂流路ｂの入口から出口にかけておよび賦形樹脂流路ｃの入口から出口にかけてマンドレル２２の径を段階的に減少させるようにしているため、マンドレル２２の賦形樹脂流路ｃ側に生じる撓みを最小限に抑えることで安定的に架橋樹脂管を製造することができる。
【００６１】
しかも、金型２内の樹脂流路は、架橋の進行によりゴム状になった架橋性樹脂組成物の金型内での引っ張り若しくは圧縮の変形を考慮して、強制架橋樹脂流路ｂの入口から出口にかけて、および賦形樹脂流路ｃの入口から出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるように縮径して形成されている。
【００６２】
したがって、マンドレル２１の撓みを防止するために、強制架橋樹脂流路ｂおよび賦形樹脂流路ｃの入口から出口にかけての樹脂流路を段階的に減少させた場合であっても、この樹脂流路を通過する架橋性樹脂が折り畳まれることなく、架橋樹脂が金型内に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となってしまったりすることがなくなる。
さらに、金型２の賦形樹脂流路ｃ出口から出てきた最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体は、賦形樹脂流路ｃ出口から出てきた後に生じる樹脂の形状回復を小さくすることができるため、引き取り機を用いた引き落とし成形なども可能となる。
【００６３】
なお、本発明にかかる架橋樹脂管の製造方法および製造装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、強制架橋樹脂流路ｂが第一架橋樹脂流路ｂ１と第二架橋樹脂流路ｂ２の２段階で樹脂流路が縮径するようになっていたが、３段階以上で縮径させるようにしても構わない。また、強制架橋樹脂流路ｂの入口から出口にかけて徐々に樹脂流路を縮径させるようにしても構わない。もちろん、賦形樹脂流路ｃについても同様のことがいえる。
【００６４】
また、上記実施の形態では、押出機３から架橋樹脂供給口２１１を介して金型２内に供給された架橋性原料樹脂組成物が、樹脂展開ゾーンＡに設けられている展開溝２２１を通じて、樹脂展開用樹脂流路ａに展開されるようになっていたが、これに代えて、樹脂展開ゾーンＡが、図３に示したような樹脂展開用樹脂流路ａ１を備えた金型２０を用いるようにしても良い。
【００６５】
金型２０は、強制架橋ゾーンＢおよび賦形ゾーンＣを備えている点では、金型２と同様の構成をしているが、樹脂展開樹脂流路ａ１を形成する金型本体２１０に非架橋樹脂供給口４０が設けられており、マンドレル２２０に非架橋樹脂供給口５０、および凹部溝２２６が設けられている点で金型２と異なる。
【００６６】
凹部溝２２６は、押出機３から供給された架橋性原料樹脂組成物を、図３の矢印に示したように、樹脂展開ゾーンＡを形成する金型本体２１０とマンドレル２２０との間に形成される樹脂展開用樹脂流路ａ１に展開させた後、断面管状となるように合流させる樹脂合流点Ｓを備えているとともに、この樹脂合流点Ｓで架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を除去し金型２０の外部へ排出させる樹脂排出口６が設けられている。
【００６７】
非架橋樹脂供給口４０は、架橋剤を含有していない熱可塑性樹脂からなる非架橋樹脂を、断面管状となるように合流した後の管状架橋性原料樹脂組成物の外層を覆うように供給するようになっている。
非架橋樹脂供給口５０は、架橋剤を含有していない熱可塑性樹脂からなる非架橋樹脂を、マンドレル２１０の内部に設けられている非架橋樹脂供給路５１を介して、断面管状となるように合流した後の管状架橋性原料樹脂組成物の内層を覆うように供給するようになっている。
【００６８】
以上のような構成をしている金型２０は、樹脂展開樹脂流路ａ１で、以下のような工程を経て展開され、強制架橋樹脂流路ｂへと送られるようになっている。
▲１▼ 架橋樹脂押出機３から押出されてきた架橋性原料樹脂組成物が、架橋樹脂供給口２１１から供給された後、図３の矢印で示したように、樹脂展開ゾーンＡを形成する樹脂展開用樹脂流路ａ１に展開していき、樹脂合流点Ｓで断面管状となるように合流したときに、この樹脂合流点Ｓで架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を樹脂排出口６から排出させて管状架橋樹脂組成物を形成させる。このとき排出される架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分の量は、架橋樹脂供給口２１１から供給された架橋性原料樹脂組成物量の０．１重量％以上２重量％以下を目安とする。
【００６９】
▲２▼ 内層被覆用押出機から押出されてきた熱可塑性樹脂が、非架橋樹脂供給口５０から供給された後、金型内部の非架橋樹脂供給路５１を通って、マンドレル２２０の縮径する手前位置部分から▲１▼工程で得た管状架橋樹脂組成物の内層部分を層状に覆うように展開されるとともに、外層被覆用押出機から押出されてきた熱可塑性樹脂が、非架橋樹脂供給口４０から供給された後、金型本体２１０の縮径する手前位置部分から▲１▼工程で得た管状架橋樹脂組成物の外層部分を層状に覆うように展開されることで、３層構造をした管状樹脂組成物を形成させる。
▲３▼ ▲２▼工程で得た３層構造の管状樹脂組成物を、任意の径の管状体となるように縮径させるようにして、強制架橋樹脂流路ｂに送られる。
【００７０】
以上のようにして、強制架橋樹脂流路ｂに、架橋性原料樹脂組成物を供給するようにすると、断面管状となるように合流した合流部分同士の融着を確実に行うことができるとともに、断面管状の架橋性原料樹脂組成物の内層および外層が架橋剤非含有の熱可塑性樹脂で覆われているため、強制架橋樹脂流路ｂで強制架橋工程を行う際に樹脂の押出し圧力が上昇してしまうこともない。
【００７１】
【実施例】
以下に、本発明の実施例をより詳しく説明する。
【００７２】
（実施例１）
各部の寸法が以下のようになっている図２に示すような金型２と、図１に示した架橋樹脂用押出機３とを用意した。
〔金型本体寸法〕
・第一架橋筒部２１３の内径：φＤ1＝７８．４mm
・第二架橋筒部２１４の内径：φＤ2＝３５．４mm
・賦形筒部２１５の内径：φＤ2＝１１．３mm
〔マンドレル寸法〕
・第一架橋軸部２２３の外径：φｄ1＝５５．１mm
・第二架橋軸部２２４の外径：φｄ2＝２４．９mm
・賦形軸部２２５の外径：φｄ2＝７．９mm
【００７３】
〔クリアランス減少率／断面積減少率〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：０．１４
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：０．０８
〔断面積比〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：４．９
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：９．８
〔押出機〕
・日本製鋼所社製ＴＥＸ３０α、Ｌ／Ｄ＝５１、口径３２mm
【００７４】
そして、熱可塑性樹脂としての直鎖状低密度ポリエチレン（密度０．９４５、メルトフローレート（ＭＦＲ）５．５融点１２７℃）を押出機に投入するとともに、Ｌ／Ｄ＝３５の位置から熱架橋剤としての２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３（日本油脂社製パーヘキシン２５Ｂ、１９３℃半減期時間６０秒）を押出機に直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対して１．５重量部の割合で添加し、押出機内で１７０℃の樹脂温度で直鎖状低密度ポリエチレンと２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３とを混合混練して架橋性原料樹脂組成物を得た。
【００７５】
得られた架橋性原料樹脂組成物を、架橋樹脂用押出機３と金型２との間に設置された計量ポンプを介して、図２に示した強制架橋樹脂流路ｂの樹脂接触面の温度が２５０℃に温度調整されているとともに、賦形樹脂流路ｃの樹脂接触面が２００℃に温度調整されている金型２へ供給し、外径１１．３ｍｍ、内径７．９ｍｍの架橋樹脂管を成形速度（ラインスピード）１５．０ｍ／ｍｉｎで連続的に得た。
【００７６】
なお、押出機としては、スクリュー軸が上流側から下流側に向かって第一フルフライト形状部−第一逆フルフライト形状部−第二フルフライト形状部−第二逆フルフライト形状部を順に備えた押出機を用い、高圧部 (第一逆フルフライト形状部)と、高圧部 (第二逆フルフライト形状部)との間に挟まれた低圧部 (第二フルフライト形状部)から２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３を供給するようにした。
【００７７】
（実施例２）
金型の樹脂展開用樹脂流路ａを形成する形状が、図３に示したような金型２０を用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を行った。
なお、金型２０は、コートハンガータイプのものを使用し、マニホールド流路末端となる凹部溝２２６の樹脂合流点Ｓに、金型２０の外に架橋性原料樹脂組成物を排出させる樹脂排出口６としてφ５ｍｍの穴を金型外部より設置した。
また、金型外部へ排出させる架橋性原料樹脂組成物の量は、金型内に供給された架橋性原料樹脂組成物の１．０％となるように調整した。
【００７８】
（比較例１）
金型寸法を以下のようにした以外は、実施例１と同様にして架橋樹脂管を連続的に得た。
〔金型本体寸法〕
・第一架橋筒部２１３の内径：φＤ1＝６２．０mm
・第二架橋筒部２１４の内径：φＤ2＝５８．０mm
・賦形筒部２１５の内径：φＤ2＝２７．０mm
〔マンドレル寸法〕
・第一架橋軸部２２３の外径：φｄ1＝５０．０mm
・第二架橋軸部２２４の外径：φｄ2＝４８．０mm
・賦形軸部２２５の外径：φｄ2＝２３．０mm
【００７９】
〔クリアランス減少率／断面積減少率〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：０．６２
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：０．１４
〔断面積比〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：１．３
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：５．３
【００８０】
（比較例２）
金型寸法を以下のようにした以外は、実施例１と同様にして架橋樹脂管を連続的に得た。
〔金型本体寸法〕
・第一架橋筒部２１３の内径：φＤ1＝７３．２mm
・第二架橋筒部２１４の内径：φＤ2＝６０．０mm
・賦形筒部２１５の内径：φＤ2＝９．０mm
〔マンドレル寸法〕
・第一架橋軸部２２３の外径：φｄ1＝６８．６mm
・第二架橋軸部２２４の外径：φｄ2＝５６．０mm
・賦形軸部２２５の外径：φｄ2＝７．０mm
【００８１】
〔クリアランス減少率／断面積減少率〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：０．３２
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：０．０４
〔断面積比〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：１．４
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：１４．５
【００８２】
上記実施例１、実施例２、比較例１、および比較例２での架橋度、熱間内圧クリープ試験、得られた架橋樹脂管の外観観察を行い、その結果を表１に示した。
架橋度は、ＪＩＳ Ｋ６７６９に基づき以下の式（５）で示されるゲル分率（％）で表した。
【００８３】
ゲル分率（％）＝（（溶剤抽出前の試料重量−溶剤抽出後の試料重量）／溶剤抽出前の試料重量）×１００ ・・・・（５）
なお、上記式（５）において、溶剤抽出後の試料重量とは、選択した架橋状態の熱可塑性樹脂を溶解可能な溶剤を用いて試料中に残った未架橋状態の樹脂分を溶解させて、残った不溶分のみの重量である。
【００８４】
また、得られた架橋樹脂管の熱間内圧クリープ試験は、ＪＩＳ Ｋ６７６９に規定される方法にて測定を行い、割れその他の欠点の有無を目視にて観察した。
欠点が認められない場合を○、割れその他の欠点が認められた場合を×とした。
得られた架橋樹脂管の外観観察は、目視にてシワ、スジなどの有無を観察した。
【００８５】
【表１】
【００８６】
表１より、実施例１または実施例２のように、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６以下、かつ、断面積比が１．０以上１３．０以下であると、優れたクリープ性能を有しているとともに、外観も問題ない架橋樹脂管を得ることができることが分かる。
【００８７】
一方、比較例１のように、樹脂流路のクリアランス減少率／断面積減少率が０．６より大きい部分があると、断面積比が１．０以上１３．０以下であっても、クリープ性能が悪くなるとともに、外観もシワが見られることが分かる。
また、比較例２のように、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６以下であっても、樹脂流路の断面積比が１３．０以上の部分があると、樹脂のメモリー効果が大きくなりすぎてしまい、成形不能となってしまったことがわかる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明の請求項１にかかる架橋樹脂管の製造金型は、以上のように構成されているので、径が小さい架橋樹脂管を製造するときであっても、金型におけるマンドレル部分が撓んだりすることなく、また、架橋樹脂が金型内に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となったりすることを防止し、さらに、賦形樹脂流路出口から出てきた、最終的に製造する架橋樹脂管と略同一寸法の架橋樹脂管状体の形状回復を小さくすることができ、得られる架橋樹脂管のクリープ性能および外観の向上を図ることができる。
【００８９】
また、本発明の請求項２にかかる架橋樹脂管の製造金型は、上記効果に加えて金型内の樹脂流路に架橋性樹脂組成物を展開させて樹脂合流点で断面管状となるように合流させたとき、この樹脂合流点で架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を除去するようにしたので、樹脂組成の均一化を図ることができ、優れたクリープ性能と外観とを備えた架橋樹脂管を製造することができる。
【００９０】
また、本発明の請求項３にかかる架橋樹脂管の製造金型は、上記効果に加えて樹脂の架橋を行う際の金型内での圧力上昇を抑えることができる。
【００９１】
また、本発明の請求項４にかかる架橋樹脂管の製造方法は、径が小さい架橋樹脂管を製造するときであっても、金型におけるマンドレル部分が撓んだりすることなく、また、架橋樹脂が金型内に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となったりすることを防止し、さらに、賦形樹脂流路から出てきた、最終的に製造する架橋樹脂管と略同一寸法の架橋樹脂管状体の形状回復を小さくすることができ、得られる架橋樹脂管のクリープ性能および外観の向上を図ることができる。
【００９２】
また、本発明の請求項５にかかる架橋樹脂管の製造方法は、上記効果に加えて樹脂組成の均一化を図ることができ、優れたクリープ性能と外観とを備えた架橋樹脂管を製造することができる。
また、本発明の請求項６にかかる架橋樹脂管の製造方法は、上記効果に加えて樹脂の架橋を行う際の金型内での圧力上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる架橋樹脂管の製造装置の一実施形態を示した概略図である。
【図２】図１の製造装置における金型を示した断面図である。
【図３】図２に示した金型と樹脂展開ゾーン部分の形状が異なる金型の樹脂展開ゾーン部分を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 製造装置
２ 金型
２１ 金型本体
２２ マンドレル
３ （架橋樹脂用）押出機
６ 樹脂排出口
Ａ 樹脂展開ゾーン
Ｂ 強制架橋ゾーン
Ｂ１ 第一架橋ゾーン
Ｂ２ 第二架橋ゾーン
Ｃ 賦形ゾーン
ａ 樹脂展開用樹脂流路
ｂ 強制架橋樹脂流路
ｂ１ 第一強制架橋樹脂流路
ｂ２ 第二強制架橋樹脂流路
ｃ 賦形樹脂流路
【発明の属する技術分野】
本発明は、架橋樹脂管の製造金型および製造方法に関し、詳しくは、径の小さな架橋樹脂管であっても、優れたクリープ性能を有しているとともに、外観の向上も図ることができる架橋樹脂管の製造金型および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂を架橋させた架橋樹脂管の製造方法としては、様々な方法が知られており、たとえば、特表平９−５０８８６４号公報などで、架橋剤と熱可塑性樹脂とを含む架橋性原料樹脂組成物を、金型内の断面管状の樹脂流路に押し出した後、架橋性原料樹脂組成物を熱架橋させる工程を含む架橋樹脂管の製造方法が開示されている。
このような架橋樹脂管の製造方法は、連続的に架橋樹脂管を得ることができるとともに、設備コストを安価に抑えることができるため、生産性およびコスト的に優れた製造方法といえる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の架橋樹脂管の製造方法では、製造金型として、直径が一定の内径側コア（マンドレル）を使用しているため、製品となる架橋樹脂管の径を小さくしようとすればするほど径の細いマンドレルを使用することとなる。したがって、マンドレルは、撓みが生じやすくなってしまい、得られる架橋樹脂管の寸法安定性が低下したり、得られる架橋樹脂管の周方向に架橋度の分布が発生してしまったりするおそれがある。
【０００４】
そこで、上述した弊害を解消するためには、金型内に供給された断面管状の架橋性管状樹脂組成物を熱架橋させて管状架橋樹脂組成物を得る金型内の強制架橋樹脂流路（以下、「強制架橋ゾーン」と記す。）入口から、最終賦形物と略同じ寸法の架橋樹脂管状体を賦形する金型内の賦形樹脂流路（以下、「賦形ゾーン」と記す。）出口にかけての樹脂流路を段階的に縮径させていくことが考えられる。
すなわち、このように強制架橋ゾーン入口から賦形ゾーン出口までの樹脂流路を段階的に縮径させていくようにすると、前記樹脂流路を形成しているマンドレルの根元部分の径を大きくしても、最終的に製造する架橋樹脂管の小径化を図ることができる。したがって、マンドレルの根元部分の径を大きくすることによりこのマンドレルの撓みを抑えることができる。
【０００５】
しかし、強制架橋ゾーンで加熱され架橋度が高くなっている管状架橋樹脂組成物は、溶融状態でゴム状であるため弾性が高く、引張もしくは圧縮の変形に対しての縦・横のひずみの比は非常に大きい。そのため、金型内の強制架橋樹脂流路入口から賦形樹脂流路出口にかけての樹脂流路を急激に縮径させて、管状架橋樹脂組成物の肉厚や断面積を変形させるようにした場合には、管状架橋樹脂組成物同士が折り畳まれて押し出されることとなる。
【０００６】
この場合、折り畳まれた管状架橋樹脂組成物の折り畳み部分同士、すなわち、樹脂組成物中の架橋が進行した部分同士は、互いに融着しにくい状態にあり、この融着せずに折り畳まれた部分には、未架橋の熱可塑性樹脂が入り込むこととなる。
したがって、上述したような方法で得られた架橋樹脂管は、強度的に弱くなってしまい、クリープ強度が低下するとともに、外観も悪くなってしまう。
【０００７】
また、あまり急激に強制架橋樹脂流路入口から賦形樹脂流路出口にかけての樹脂流路を縮径させるようにすると、架橋が進行してゴム状弾性体となった架橋性管状樹脂組成物や、管状架橋樹脂組成物が樹脂流路内を押し出されたとき、このゴム状弾性体となった樹脂組成物の有するメモリー効果が非常に大きくなってしまう。したがって、賦形樹脂流路出口から押し出された最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体が、縮径させる前の樹脂流路の寸法状体に戻るべく形状回復しようとするため、小径の架橋樹脂管を製造することが困難となってしまう。
このような現象は、樹脂流路を急激に縮径させようとすればするほど顕著に表れることとなる。
【０００８】
本発明者は、実験を繰り返すことにより、強制架橋樹脂流路の入口から賦形樹脂流路の出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比、および、樹脂流路を縮径させるとき、この樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比がある所定の範囲内にあるときに、架橋樹脂が金型内に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となってしまったり、大きな形状回復を生じさせたりすることなくマンドレルの径および金型本体の内壁面の径を小さくすることができることを突き止めた。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題に鑑みてなされ、径が小さい架橋樹脂管を製造するときであっても、金型におけるマンドレル部分が撓んだりすることなく、また、架橋樹脂が金型内に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となったり、メモリー効果により大きな形状回復が生じたりすることを防止して、得られる架橋樹脂管のクリープ性能および外観の向上を図ることができる架橋樹脂管の製造方法および製造金型の提供を目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明にかかる架橋樹脂管の製造金型（以下、「請求項１の製造金型」と記す。）は、押出機から押し出された熱可塑性樹脂と架橋剤とを含む架橋性原料樹脂組成物から架橋性管状樹脂組成物を形成させる断面管状の樹脂展開用樹脂流路と、
加熱手段により樹脂接触面が加熱され、内部を通過する前記架橋性管状樹脂組成物中の熱可塑性樹脂を強制的に架橋させるようになっている強制架橋樹脂流路と、
前記強制架橋樹脂流路を通過させて前記架橋性管状樹脂組成物中の熱可塑性樹脂を強制的に架橋させた管状架橋樹脂組成物を、最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体に賦形する賦形樹脂流路とを有している架橋樹脂管の製造金型において、
前記強制架橋樹脂流路が、この強制架橋樹脂流路の入口から出口にかけての少なくとも一部で、強制架橋樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、強制架橋樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるようテーパー状に縮径して形成されているとともに、
前記賦形樹脂流路が、この賦形樹脂流路の入口から出口にかけての少なくとも一部で、賦形樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、賦形樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるようにテーパー状に縮径して形成されていることを特徴とする構成とした。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載の発明にかかる架橋樹脂の製造金型（以下、「請求項２の製造金型」と記す。）は、請求項１の製造金型の構成に加えて、樹脂展開用樹脂流路が、この樹脂展開用樹脂流路内に架橋性原料樹脂組成物を展開させたとき、この展開させた架橋性原料樹脂組成物が合流して架橋性管状樹脂組成物が形成される樹脂合流点に臨む位置に、前記架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を除去し金型外部へ排出させる樹脂排出口を備えている構成とした。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載の発明にかかる架橋樹脂の製造金型（以下、「請求項３の製造金型」と記す。）は、請求項１または請求項２の製造金型の構成に加えて、強制架橋樹脂流路の樹脂接触面と架橋性管状樹脂組成物との間に、架橋材非含有の熱可塑性樹脂組成物を層状に介在させるように供給する樹脂供給口が、少なくとも前記架橋性管状樹脂組成物の内層側または外層側の何れかに臨む強制架橋樹脂流路よりも前方位置に設けられている構成とした。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載の発明にかかる架橋樹脂の製造方法（以下、「請求項４の製造方法」と記す。）は、押出機から押し出された熱可塑性樹脂と架橋剤とを含む架橋性原料樹脂組成物を、金型内の断面管状の樹脂展開用樹脂流路に展開させて断面管状の架橋性管状樹脂組成物を形成した後、前記架橋性管状樹脂組成物を少なくとも含む管状樹脂組成物中の熱可塑性樹脂を、強制架橋樹脂流路を通過させることで強制的に架橋させて管状架橋樹脂組成物を得る強制架橋工程と、
前記管状架橋樹脂組成物を、賦形樹脂流路を通過させて最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体に賦形する賦形工程とを含む架橋樹脂管の製造方法において、
前記強制架橋工程で、前記管状樹脂組成物が、０．０１≦管状樹脂組成物の肉厚減少率／管状樹脂組成物の断面積減少率≦０．６となるように、かつ、管状樹脂組成物が、縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるように縮径させるとともに、
前記賦形工程で、前記管状架橋樹脂組成物が、０．０１≦管状架橋樹脂組成物の肉厚減少率／管状架橋樹脂組成物の断面積減少率≦０．６となるように、かつ、管状架橋樹脂組成物が、縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるように縮径させるようにしたことを特徴とする構成とした。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載の発明にかかる架橋樹脂の製造方法（以下、「請求項５の製造方法」と記す。）は、請求項４の製造方法の構成に加えて、架橋性管状樹脂組成物を形成するとき、金型内の断面管状の樹脂展開用樹脂流路に架橋性原料樹脂組成物を展開させて樹脂合流点で断面管状になるように合流させた後、前記樹脂合流点で架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を除去し金型外部へ排出させる工程を備えている構成とした。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載の発明にかかる架橋樹脂の製造方法（以下、「請求項６の製造方法」と記す。）は、請求項４または請求項５の製造方法の構成に加えて、強制架橋工程を行う前に、架橋性管状樹脂組成物の少なくとも内層側または外層側の何れかと、強制架橋樹脂流路の樹脂接触面との間に、架橋剤非含有の樹脂組成物を層状に介在させる工程を備えている構成とした。
【００１６】
上記構成において、強制架橋樹脂流路の入口から出口、および賦形樹脂流路の入口から出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率は、以下の式（１）により表すことができる。
【００１７】
樹脂流路のクリアランス減少率＝（ｔn−ｔn+1）／ｔn ・・・・（１）
ｎ＝１以上の整数
上記式（１）において、ｔnは、縮径させる前の樹脂流路のクリアランスを示し、ｔn+1は、縮径させた後の樹脂流路のクリアランスを示す。
【００１８】
また、強制架橋樹脂流路の入口から出口、および賦形樹脂流路の入口から出口にかけての樹脂流路の断面積減少率は、以下の式（２）により表すことができる。
【００１９】
断面積減少率＝（Ｓn−Ｓn+1）／Ｓn+1
＝（Ｄn 2−ｄn 2）−（Ｄn+1 2−ｄn+1 2）／（Ｄn+1 2−ｄn+1 2）・・・・（２）
ｎ＝１以上の整数
なお、上記式（２）において、Ｓnは、縮径させる前の樹脂流路の断面積を示し、Ｓn+1は、縮径させた後の樹脂流路の断面積を示す。また、Ｄnは、縮径させる前の樹脂流路の外径を示し、ｄnは、縮径させる前の樹脂流路の内径を示し、Ｄn+1は、縮径させた後の樹脂流路の外径を示し、ｄn+1は、縮径させた後の樹脂流路の内径を示す。
【００２０】
また、強制架橋樹脂流路の入口から出口、および賦形樹脂流路の入口から出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比は、以下の式（３）により表すことができる。
【００２１】
クリアランス減少率／断面積減少率
＝｜（（ｔn−ｔn+1）／ｔn）／（（Ｓn−Ｓn+1）／Ｓn+1）｜
＝｜（（ｔn−ｔn+1）／ｔn）／（（Ｄn 2−ｄn 2）−（Ｄn+1 2−ｄn+1 2）／（Ｄn+1 2−ｄn+1 2））｜ ・・・・（３）
ｎ＝１以上の整数
上記式（３）において、｜Ｘ｜は、絶対値を示す。
また、上記式（３）において、Ｓnは、縮径させる前の樹脂流路の断面積を示し、Ｓn+1は、縮径させた後の樹脂流路の断面積を示す。また、Ｄnは、縮径させる前の樹脂流路の外径を示し、ｄnは、縮径させる前の樹脂流路の内径を示し、Ｄn+1は、縮径させた後の樹脂流路の外径を示し、ｄn+1は、縮径させた後の樹脂流路の内径を示す。
【００２２】
また、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比は、以下の式（４）により表すことができる。
断面積比＝Ｓn／Ｓn+1 ・・・・（４）
ｎ＝１以上の整数
なお、上記式（４）において、Ｓnは、縮径させる前の樹脂流路の断面積を示し、Ｓn+1は、縮径させた後の樹脂流路の断面積を示す。
【００２３】
本発明においては、請求項１の製造金型および請求項４の製造金型のように、の架橋樹脂流路の入口から出口、および賦形樹脂流路の入口から出口にかけての少なくとも一部の樹脂流路で、樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるように形成されていることが必要である。
【００２４】
すなわち、クリアランス減少率／断面積減少率が０．０１よりも小さい場合には、製品肉厚と略同程度の肉厚で、強制架橋ゾーンでの樹脂加熱を十分行うことになり、強制架橋樹脂流路の長さを長くしなければならなくなってしまう。
また、強制架橋樹脂流路の長さを長くすると、これに伴ってマンドレル（内径コア）の撓みが生じてしまい、偏流が発生するおそれがある。
【００２５】
また、クリアランス減少率／断面積減少率が０．６よりも大きい場合には、縮径前の樹脂流路から縮径後の樹脂流路まで架橋性管状樹脂組成物あるいは管状架橋樹脂組成物を通過させて縮径を図る際に、前記樹脂組成物が折り畳まれながら押し出されることになり、外観にシワやスジが発生したり、架橋樹脂が樹脂流路の樹脂接触面に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となってしまったりするおそれがある。
【００２６】
また、請求項３の製造金型や請求項６の製造方法のように、架橋性管状樹脂組成物と強制架橋樹脂流路の樹脂接触面との間に、架橋剤非含有の熱可塑性樹脂を介在させるようにして、押出し圧力を低減させることにより押し出し可能な状態にすることが考えられるが、この場合、架橋性樹脂組成物同士は融着しにくいため、架橋性樹脂組成物の折り畳まれた部分の間に架橋剤非含有の熱可塑性樹脂が入り込んでしまい強度的に弱くなり、クリープ性能を低下させるおそれがある。
【００２７】
また、上述したような樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６となっていても、縮径前の樹脂流路と縮径後の樹脂流路との断面積比が、１．０よりも小さい場合には、樹脂流路を十分に縮径させているとはいえず、強制架橋樹脂流路の長さを長くしなければならなくなってしまう。
【００２８】
また、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１３．０よりも大きい場合には、金型出口から出てきた架橋樹脂管状体の形状回復が大きくなってしまい、小口径の架橋樹脂管を製造するときに、この架橋樹脂管の成形寸法よりも著しく大きくなり引き落とし成形が不可能となってしまうおそれがある。
上記小口径の架橋樹脂管とは、特に限定されないが、本明細書においては、２５Ａ（外径３４ｍｍ、内径２５．６ｍｍ以下の架橋樹脂管をいう。
【００２９】
なお、本発明において、強制架橋樹脂流路の少なくとも一部で、樹脂流路が縮径して形成されていればよい。したがって、たとえば、強制架橋樹脂流路が２段階以上で縮径している樹脂流路により形成されていてもよく、強制架橋樹脂流路が全てにわたって縮径している樹脂流路により形成されていてもよく、特に限定されない。
また、賦形樹脂流路の縮径のしかたについても、上述したような強制架橋樹脂流路と同様のことがいえる。
【００３０】
本発明で使用される押出機としては、単軸押出機、２軸押出機、多軸押出機等が可能であるが、押出機中で架橋剤と熱可塑性樹脂とを混練させる場合には、これらの中でも熱可塑性樹脂を溶融させ、熱架橋剤との混合能力に優れる２軸同方向回転押出機が好ましい。
【００３１】
また、本発明では、押出機に対する圧力を許容耐圧力以下にするために、押出機と金型との間の樹脂流路に昇圧押込装置を設けるとともに、昇圧押込装置の上流側に設けた圧力検出装置で検出した圧力を、押出機の耐圧力以下の値、好ましくは一定の値に制御することが好ましい。
【００３２】
すなわち、押出機から押し出される架橋性原料樹脂組成物の押出し圧力値が低すぎる場合、押出機内で架橋剤が熱可塑性樹脂に十分に混練されないおそれが生じてしまう。したがって、混練物中に架橋剤が一定の割合で配合されず、その結果、熱可塑性樹脂の架橋が均等に行われなくなってしまい、最終製品を賦形する際の押出し流量ばらつきからくる品質ばらつき不良が発生してしまう。
【００３３】
一方、押出機から押し出される架橋性原料樹脂組成物の押出し圧力値が高すぎる場合、押出機内で架橋剤が熱可塑性樹脂に過剰に混練された状態となってしまい、混練で生じる剪断発熱により押出機内で熱可塑性樹脂の架橋が進行してしまう。したがって、押出機から連続的に架橋性原料樹脂組成物を押し出すことが不能となってしまう。
【００３４】
また、押出機から金型内に供給する架橋性原料樹脂組成物の供給圧力を制御する方法としては、特に限定されないが、たとえば、押出機から押し出される架橋性原料樹脂組成物の圧力変動の周期に合わせて制御対象を決定することが好ましい。
すなわち、具体的な制御方法としては、圧力変動の周期が大きければ、押出機内へ原料樹脂となる熱可塑性樹脂および架橋剤を供給する量や押出機内の温度を制御し、圧力変動の周期が小さければ、押出機内のスクリュー回転数を制御することなどが挙げられる。
このときの制御ロジックとしては、特に限定されないが、ＰＩＤ制御やファジ制御などが挙げられ、特に、制御係数設定の簡便性からＰＩＤ制御を用いることが好ましい。
【００３５】
また、昇圧押込装置としては、押出機から押し出された架橋性原料樹脂組成物を金型内に圧入する機構を有していれば特に限定されないが、たとえば、互いに外接して噛み合うようになっている二個の歯車をケーシング内に併設し、歯車の噛み合い部を中に挟んでケーシング内の樹脂の進行方向上流側に樹脂の吸入流路を形成し、下流側に樹脂の吐出流路を形成し、これら流路間のケーシング内壁が歯車に近接されているギアポンプが最も好ましい。
また、ギアポンプ内の歯車形状は、特に限定されないが、たとえば、歯が平行に設けられているスパーギアや、角度を有した状態で設けられているヘリカルギアなどが挙げられる。特に、外観等の点からヘリカルギアを用いることが好ましい。
【００３６】
次に、本発明において用いられる熱可塑性樹脂は、特に限定されないが、たとえば、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリエステルが挙げられ、これらが単独であるいは混合して用いられる。
この中でも特に、製品となった架橋樹脂管の柔軟性に優れており、安価に手に入るという観点から、ポリオレフィン樹脂が好ましく、さらに最適な樹脂として、Ｌ−ＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＭＤＰＥ（中密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）等のポリエチレン樹脂が挙げられる。
【００３７】
また、本発明において用いられる架橋性原料樹脂組成物は、適宜添加剤が添加されていても構わない。
添加剤としては、たとえば、酸化防止剤、耐光剤、紫外線吸収剤、滑剤、難燃剤、帯電防止剤等が挙げられ、これら添加剤は、所望の物性を向上させるために用いられるものである。また、物性を向上させるための手段として、混練物中に結晶核剤となり得るものを少量添加することで、結晶を微細化して物性を均一化させる補助としても構わない。
【００３８】
また、架橋剤としては、熱架橋剤の使用が可能である。熱架橋剤としては、特に限定されないが、有機過酸化物の使用が可能であり、使用する熱可塑性樹脂の成形温度や相溶性の観点から適宜選択することができる。具体的には、ジクミルパーオキサイド、α，α´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、シクロヘキサンパーオキサイド、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，２−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）オクタン、ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ベレレート、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカテート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシアリルカーボネート、ｔ−ブチルパーアセテート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸、ジアゾアミノベンゼン、Ｎ，Ｎ´−ジクロロアゾジカーボンアミド、トリクロロペンタジエン、トリクロロメタンスルフォクロリド、メチルエチルケトンパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられ、ジクミルパーオキサイド、α，α´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンが好ましく、ジクミルパーオキサイド、α，α´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、メチルエチルケトンパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンがより好ましい。
【００３９】
また、熱架橋剤の添加量としては、特に限定されないが、たとえば、熱可塑性樹脂としてポリエチレン樹脂を使用した場合、ポリエチレン樹脂１００重量部に対して、架橋剤が０．５重量部以上３．０重量部以下となるようにすることが好ましく、特に１．０重量部以上２．０重量部以下となるようにすることがより好ましい。
【００４０】
すなわち、架橋剤の添加量が少なすぎると、最終的に得られる熱架橋のゲル分率が十分高くならず架橋の効果を得ることができない。
また、架橋剤の添加量が多すぎると、架橋の進行が速くなりすぎるばかりか、系中に未反応の架橋剤が残留してしまう可能性が高くなってしまう。
【００４１】
さらに、本発明において、金型内の強制架橋樹脂流路出口での架橋樹脂の架橋度は１５％以上であることが望ましく、６５％以上であることがより好ましい。
すなわち、架橋樹脂の架橋度が１５％よりも少ないと、クリープ性能を補償できなくなってしまう。
なお、架橋度は、ＪＩＳ Ｋ６７６９に準拠して以下の式（５）で示されるゲル分率（％）で表すことができる。
【００４２】
ゲル分率（％）＝（（溶剤抽出前の試料重量−溶剤抽出後の試料重量）／溶剤抽出前の試料重量）×１００ ・・・・（５）
なお、上記式（５）において、溶剤抽出後の試料重量とは、選択した架橋状態の熱可塑性樹脂を溶解可能な溶剤を用いて試料中に残った未架橋状態の樹脂分を溶解させて、残った不溶分のみの重量である。
また、本発明においては、賦形樹脂流路において、強制架橋樹脂流路で強制架橋させた管状架橋樹脂組成物中の熱可塑性樹脂の架橋をさらに進行させるようにしてもよい。
【００４３】
また、本発明の架橋樹脂管の製造方法に用いる製造金型としては、従来架橋樹脂管の製造金型として使用されているスパイダー、スパイラル、コートハンガーなどの流路形状を備えた金型を使用することができるが、請求項２の製造金型や請求項５の製造方法のように、金型内の樹脂流路に展開された架橋性原料樹脂組成物が管状に賦形されるように合流する部分（以下、「樹脂合流点」という。）での金型内の樹脂接触面には、架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を金型外部に排出させるための樹脂排出口が設けられていることが好ましい。
【００４４】
このとき、樹脂排出口の形状としては、架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を金型外部に排出可能となっていれば特に限定されないが、架橋性原料樹脂組成物の樹脂合流点での金型内の樹脂接触面に溝または排出穴などを設けるとともに、この溝または排出穴から金型外部まで通じさせた樹脂排出用の樹脂流路を金型内に設けるようにした形状などが挙げられる。
【００４５】
また、樹脂排出口から排出させる架橋性原料樹脂組成物量の制御は、樹脂排出用の樹脂流路の径や長さ、原料樹脂の押出し圧力および強制架橋樹脂流路以降の樹脂流路における樹脂圧力、樹脂粘度などにより左右されるが、たとえば、排出流路の径を任意に制御できるようにすることで排出量の制御は可能であるようにすることが好ましい。
【００４６】
このように制御された排出樹脂の量は、金型内に供給された架橋性原料樹脂組成物量に対して０．１重量％以上２重量％以下であることが望ましい。
すなわち、排出樹脂の量が、０．１重量％以下であると、樹脂の排出量が少なすぎるため、樹脂の再合流部分での融着強度を十分に確保することができない。
また、排出樹脂の量が、２重量％以上である場合、これ以上排出樹脂の量を増量しても効果は変化しないため経済的でない。
【００４７】
また、加熱するに際して、管状樹脂組成物の架橋が進行して増粘することにより、金型内で圧力上昇が生じたり架橋された架橋樹脂管の表面悪化が生じたりするのを防ぐために、請求項３の製造金型や請求項６の製造方法のように、架橋性管状樹脂組成物と金型の樹脂接触面との間に架橋剤が非含有の熱可塑性樹脂組成物を層状に介在させるようにすることが好ましい。この熱可塑性樹脂組成物を介在させる方法としては、公知の技術である多層押出し方式などが挙げられる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明の架橋樹脂管を連続的に製造するのに用いる製造装置の概略図である。
図２は、図１に示した製造装置１における架橋樹脂管の製造金型(以下、「金型」とのみ記す。) ２の構造を説明するための断面図である。
【００４９】
図１に示すように、この製造装置１は、金型２と、架橋樹脂用押出機３とを備えている。
また、金型２は、図２に示したように、金型本体２１とマンドレル２２とにより形成されているとともに、樹脂展開用樹脂流路ａを備えた樹脂展開ゾーンＡと、強制架橋樹脂流路ｂを備えた強制架橋ゾーンＢと、賦形樹脂流路ｃを備えた賦形ゾーンＣとを有している。
【００５０】
金型本体２１は、図２に示したように、架橋樹脂供給口２１１を備えているとともに、架橋性原料樹脂組成物が押出される方向に向かって、樹脂展開樹脂流路形成筒部２１２、第一架橋筒部２１３、第二架橋筒部２１４、賦形筒部２１５が形成されている。
架橋樹脂供給口２１１は、架橋樹脂用押出機３から押し出される溶融状態の熱可塑性樹脂と熱架橋剤とを混練した架橋性原料樹脂組成物を供給する入口となっており、架橋樹脂供給口２１１から供給された架橋性原料樹脂組成物は、金型本体２１と、マンドレル２２との間に形成される樹脂流路内に展開されるようになっている。
【００５１】
樹脂展開樹脂流路形成筒部２１２は、金型本体２１における架橋樹脂供給口２１１側の端部から中央部に向かって設けられており、架橋筒部２１３に向かって徐々に縮径しながら第一架橋筒部２１３に連結されている。
また、第一架橋筒部２１３は、樹脂展開樹脂流路形成筒部２１２と連結している部分から金型本体２１の中央部に向かって設けられており、第二架橋筒部２１４近傍で徐々に縮径しながら第二架橋筒部２１４に連結されている。
第二架橋筒部は、第一架橋筒部２１３と賦形筒部２１５との間に設けられている。
【００５２】
また、賦形筒部２１５は、第二架橋筒部２１４を通過してきた管状樹脂組成物を架橋させた架橋樹脂管状体が最終製品となる架橋樹脂管と略同じ寸法に賦形されるように、賦形筒部出口の大きさが、最終製品となる架橋樹脂管の外径と略同じ寸法に合わせた大きさに縮径している。
【００５３】
一方、マンドレル２２は、架橋性原料樹脂組成物が押出される方向に向かって、樹脂展開樹脂流路形成軸部２２２、第一架橋軸部２２３、第二架橋軸部２２４、賦形軸部２２５となっている。
【００５４】
樹脂展開樹脂流路形成軸部２２２は、一端側の一部で金型本体２１に支持されており架橋樹脂供給口２１１から供給された溶融状態の架橋性原料樹脂組成物を金型内の樹脂流路に展開するための展開溝２２１が設けられているとともに、樹脂展開樹脂流路形成筒部２１２との間で、架橋性原料樹脂組成物を断面管状の架橋性管状樹脂組成物を形成させる樹脂展開用樹脂流路ａを備えた樹脂展開ゾーンＡを形成するようになっている。
【００５５】
第一架橋軸部２２３は、金型本体２１の第一架橋筒部２１３との間に小径厚肉の管状の第一架橋樹脂流路ｂ１を備えた第一架橋ゾーンＢ１を形成するようになっており、第二架橋軸部２２４は、金型本体２１の第二架橋筒部２１４との間に第一架橋ゾーンＢ１よりも小径薄肉の管状の第二架橋樹脂流路ｂ２を備えた第二架橋ゾーンＢ２を形成するようになっている。
また、賦形軸部２２５は、金型本体２１の賦形筒部２１５との間に、その出口部分が最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体の断面形状と同じ断面形状をした賦形樹脂流路ｃを備えた賦形ゾーンＣを形成するようになっている。
【００５６】
ここで、金型２内の強制架橋樹脂流路ｂは、図２に示した第一架橋樹脂流路ｂ１から第二架橋樹脂流路ｂ２にかけて、樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるようにテーパー状に縮径して形成されている。
【００５７】
また、金型２内の賦形樹脂流路ｃの入口から出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるようにテーパー状に縮径して形成されている。
【００５８】
なお、第一架橋樹脂流路ｂ１から第二架橋樹脂流路ｂ２にかけての樹脂流路のクリアランス減少率は、図２における（ｔ1−ｔ2）／ｔ1により表すことができ、断面積減少率は、図２における（（Ｄ1 2−ｄ1 2）−（Ｄ2 2−ｄ2 2））／（Ｄ2 2−ｄ2 2）により表すことができる。また、断面積比は、（Ｄ1 2−ｄ1 2）／（Ｄ2 2−ｄ2 2）により表すことができる。
【００５９】
また、賦形樹脂流路ｃの入口から出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率は、図２における（ｔ2−ｔ3）／ｔ2により表すことができ、断面積減少率は、図２における（（Ｄ2 2−ｄ2 2）−（Ｄ3 2−ｄ3 2））／（Ｄ3 2−ｄ3 2）により表すことができる。また、断面積比は、（Ｄ2 2−ｄ2 2）／（Ｄ3 2−ｄ3 2）により表すことができる。
【００６０】
以上のような構成をしている金型１は、強制架橋樹脂流路ｂの入口から出口にかけておよび賦形樹脂流路ｃの入口から出口にかけてマンドレル２２の径を段階的に減少させるようにしているため、マンドレル２２の賦形樹脂流路ｃ側に生じる撓みを最小限に抑えることで安定的に架橋樹脂管を製造することができる。
【００６１】
しかも、金型２内の樹脂流路は、架橋の進行によりゴム状になった架橋性樹脂組成物の金型内での引っ張り若しくは圧縮の変形を考慮して、強制架橋樹脂流路ｂの入口から出口にかけて、および賦形樹脂流路ｃの入口から出口にかけての樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるように縮径して形成されている。
【００６２】
したがって、マンドレル２１の撓みを防止するために、強制架橋樹脂流路ｂおよび賦形樹脂流路ｃの入口から出口にかけての樹脂流路を段階的に減少させた場合であっても、この樹脂流路を通過する架橋性樹脂が折り畳まれることなく、架橋樹脂が金型内に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となってしまったりすることがなくなる。
さらに、金型２の賦形樹脂流路ｃ出口から出てきた最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体は、賦形樹脂流路ｃ出口から出てきた後に生じる樹脂の形状回復を小さくすることができるため、引き取り機を用いた引き落とし成形なども可能となる。
【００６３】
なお、本発明にかかる架橋樹脂管の製造方法および製造装置は、上記実施の形態に限定されるものではない。
上記実施の形態では、強制架橋樹脂流路ｂが第一架橋樹脂流路ｂ１と第二架橋樹脂流路ｂ２の２段階で樹脂流路が縮径するようになっていたが、３段階以上で縮径させるようにしても構わない。また、強制架橋樹脂流路ｂの入口から出口にかけて徐々に樹脂流路を縮径させるようにしても構わない。もちろん、賦形樹脂流路ｃについても同様のことがいえる。
【００６４】
また、上記実施の形態では、押出機３から架橋樹脂供給口２１１を介して金型２内に供給された架橋性原料樹脂組成物が、樹脂展開ゾーンＡに設けられている展開溝２２１を通じて、樹脂展開用樹脂流路ａに展開されるようになっていたが、これに代えて、樹脂展開ゾーンＡが、図３に示したような樹脂展開用樹脂流路ａ１を備えた金型２０を用いるようにしても良い。
【００６５】
金型２０は、強制架橋ゾーンＢおよび賦形ゾーンＣを備えている点では、金型２と同様の構成をしているが、樹脂展開樹脂流路ａ１を形成する金型本体２１０に非架橋樹脂供給口４０が設けられており、マンドレル２２０に非架橋樹脂供給口５０、および凹部溝２２６が設けられている点で金型２と異なる。
【００６６】
凹部溝２２６は、押出機３から供給された架橋性原料樹脂組成物を、図３の矢印に示したように、樹脂展開ゾーンＡを形成する金型本体２１０とマンドレル２２０との間に形成される樹脂展開用樹脂流路ａ１に展開させた後、断面管状となるように合流させる樹脂合流点Ｓを備えているとともに、この樹脂合流点Ｓで架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を除去し金型２０の外部へ排出させる樹脂排出口６が設けられている。
【００６７】
非架橋樹脂供給口４０は、架橋剤を含有していない熱可塑性樹脂からなる非架橋樹脂を、断面管状となるように合流した後の管状架橋性原料樹脂組成物の外層を覆うように供給するようになっている。
非架橋樹脂供給口５０は、架橋剤を含有していない熱可塑性樹脂からなる非架橋樹脂を、マンドレル２１０の内部に設けられている非架橋樹脂供給路５１を介して、断面管状となるように合流した後の管状架橋性原料樹脂組成物の内層を覆うように供給するようになっている。
【００６８】
以上のような構成をしている金型２０は、樹脂展開樹脂流路ａ１で、以下のような工程を経て展開され、強制架橋樹脂流路ｂへと送られるようになっている。
▲１▼ 架橋樹脂押出機３から押出されてきた架橋性原料樹脂組成物が、架橋樹脂供給口２１１から供給された後、図３の矢印で示したように、樹脂展開ゾーンＡを形成する樹脂展開用樹脂流路ａ１に展開していき、樹脂合流点Ｓで断面管状となるように合流したときに、この樹脂合流点Ｓで架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を樹脂排出口６から排出させて管状架橋樹脂組成物を形成させる。このとき排出される架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分の量は、架橋樹脂供給口２１１から供給された架橋性原料樹脂組成物量の０．１重量％以上２重量％以下を目安とする。
【００６９】
▲２▼ 内層被覆用押出機から押出されてきた熱可塑性樹脂が、非架橋樹脂供給口５０から供給された後、金型内部の非架橋樹脂供給路５１を通って、マンドレル２２０の縮径する手前位置部分から▲１▼工程で得た管状架橋樹脂組成物の内層部分を層状に覆うように展開されるとともに、外層被覆用押出機から押出されてきた熱可塑性樹脂が、非架橋樹脂供給口４０から供給された後、金型本体２１０の縮径する手前位置部分から▲１▼工程で得た管状架橋樹脂組成物の外層部分を層状に覆うように展開されることで、３層構造をした管状樹脂組成物を形成させる。
▲３▼ ▲２▼工程で得た３層構造の管状樹脂組成物を、任意の径の管状体となるように縮径させるようにして、強制架橋樹脂流路ｂに送られる。
【００７０】
以上のようにして、強制架橋樹脂流路ｂに、架橋性原料樹脂組成物を供給するようにすると、断面管状となるように合流した合流部分同士の融着を確実に行うことができるとともに、断面管状の架橋性原料樹脂組成物の内層および外層が架橋剤非含有の熱可塑性樹脂で覆われているため、強制架橋樹脂流路ｂで強制架橋工程を行う際に樹脂の押出し圧力が上昇してしまうこともない。
【００７１】
【実施例】
以下に、本発明の実施例をより詳しく説明する。
【００７２】
（実施例１）
各部の寸法が以下のようになっている図２に示すような金型２と、図１に示した架橋樹脂用押出機３とを用意した。
〔金型本体寸法〕
・第一架橋筒部２１３の内径：φＤ1＝７８．４mm
・第二架橋筒部２１４の内径：φＤ2＝３５．４mm
・賦形筒部２１５の内径：φＤ2＝１１．３mm
〔マンドレル寸法〕
・第一架橋軸部２２３の外径：φｄ1＝５５．１mm
・第二架橋軸部２２４の外径：φｄ2＝２４．９mm
・賦形軸部２２５の外径：φｄ2＝７．９mm
【００７３】
〔クリアランス減少率／断面積減少率〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：０．１４
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：０．０８
〔断面積比〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：４．９
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：９．８
〔押出機〕
・日本製鋼所社製ＴＥＸ３０α、Ｌ／Ｄ＝５１、口径３２mm
【００７４】
そして、熱可塑性樹脂としての直鎖状低密度ポリエチレン（密度０．９４５、メルトフローレート（ＭＦＲ）５．５融点１２７℃）を押出機に投入するとともに、Ｌ／Ｄ＝３５の位置から熱架橋剤としての２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３（日本油脂社製パーヘキシン２５Ｂ、１９３℃半減期時間６０秒）を押出機に直鎖状低密度ポリエチレン１００重量部に対して１．５重量部の割合で添加し、押出機内で１７０℃の樹脂温度で直鎖状低密度ポリエチレンと２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３とを混合混練して架橋性原料樹脂組成物を得た。
【００７５】
得られた架橋性原料樹脂組成物を、架橋樹脂用押出機３と金型２との間に設置された計量ポンプを介して、図２に示した強制架橋樹脂流路ｂの樹脂接触面の温度が２５０℃に温度調整されているとともに、賦形樹脂流路ｃの樹脂接触面が２００℃に温度調整されている金型２へ供給し、外径１１．３ｍｍ、内径７．９ｍｍの架橋樹脂管を成形速度（ラインスピード）１５．０ｍ／ｍｉｎで連続的に得た。
【００７６】
なお、押出機としては、スクリュー軸が上流側から下流側に向かって第一フルフライト形状部−第一逆フルフライト形状部−第二フルフライト形状部−第二逆フルフライト形状部を順に備えた押出機を用い、高圧部 (第一逆フルフライト形状部)と、高圧部 (第二逆フルフライト形状部)との間に挟まれた低圧部 (第二フルフライト形状部)から２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３を供給するようにした。
【００７７】
（実施例２）
金型の樹脂展開用樹脂流路ａを形成する形状が、図３に示したような金型２０を用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を行った。
なお、金型２０は、コートハンガータイプのものを使用し、マニホールド流路末端となる凹部溝２２６の樹脂合流点Ｓに、金型２０の外に架橋性原料樹脂組成物を排出させる樹脂排出口６としてφ５ｍｍの穴を金型外部より設置した。
また、金型外部へ排出させる架橋性原料樹脂組成物の量は、金型内に供給された架橋性原料樹脂組成物の１．０％となるように調整した。
【００７８】
（比較例１）
金型寸法を以下のようにした以外は、実施例１と同様にして架橋樹脂管を連続的に得た。
〔金型本体寸法〕
・第一架橋筒部２１３の内径：φＤ1＝６２．０mm
・第二架橋筒部２１４の内径：φＤ2＝５８．０mm
・賦形筒部２１５の内径：φＤ2＝２７．０mm
〔マンドレル寸法〕
・第一架橋軸部２２３の外径：φｄ1＝５０．０mm
・第二架橋軸部２２４の外径：φｄ2＝４８．０mm
・賦形軸部２２５の外径：φｄ2＝２３．０mm
【００７９】
〔クリアランス減少率／断面積減少率〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：０．６２
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：０．１４
〔断面積比〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：１．３
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：５．３
【００８０】
（比較例２）
金型寸法を以下のようにした以外は、実施例１と同様にして架橋樹脂管を連続的に得た。
〔金型本体寸法〕
・第一架橋筒部２１３の内径：φＤ1＝７３．２mm
・第二架橋筒部２１４の内径：φＤ2＝６０．０mm
・賦形筒部２１５の内径：φＤ2＝９．０mm
〔マンドレル寸法〕
・第一架橋軸部２２３の外径：φｄ1＝６８．６mm
・第二架橋軸部２２４の外径：φｄ2＝５６．０mm
・賦形軸部２２５の外径：φｄ2＝７．０mm
【００８１】
〔クリアランス減少率／断面積減少率〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：０．３２
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：０．０４
〔断面積比〕
・第一架橋樹脂流路出口〜第二架橋樹脂流路入口：１．４
・賦形樹脂流路入口〜賦形樹脂流路出口：１４．５
【００８２】
上記実施例１、実施例２、比較例１、および比較例２での架橋度、熱間内圧クリープ試験、得られた架橋樹脂管の外観観察を行い、その結果を表１に示した。
架橋度は、ＪＩＳ Ｋ６７６９に基づき以下の式（５）で示されるゲル分率（％）で表した。
【００８３】
ゲル分率（％）＝（（溶剤抽出前の試料重量−溶剤抽出後の試料重量）／溶剤抽出前の試料重量）×１００ ・・・・（５）
なお、上記式（５）において、溶剤抽出後の試料重量とは、選択した架橋状態の熱可塑性樹脂を溶解可能な溶剤を用いて試料中に残った未架橋状態の樹脂分を溶解させて、残った不溶分のみの重量である。
【００８４】
また、得られた架橋樹脂管の熱間内圧クリープ試験は、ＪＩＳ Ｋ６７６９に規定される方法にて測定を行い、割れその他の欠点の有無を目視にて観察した。
欠点が認められない場合を○、割れその他の欠点が認められた場合を×とした。
得られた架橋樹脂管の外観観察は、目視にてシワ、スジなどの有無を観察した。
【００８５】
【表１】
表１より、実施例１または実施例２のように、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６以下、かつ、断面積比が１．０以上１３．０以下であると、優れたクリープ性能を有しているとともに、外観も問題ない架橋樹脂管を得ることができることが分かる。
【００８７】
一方、比較例１のように、樹脂流路のクリアランス減少率／断面積減少率が０．６より大きい部分があると、断面積比が１．０以上１３．０以下であっても、クリープ性能が悪くなるとともに、外観もシワが見られることが分かる。
また、比較例２のように、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６以下であっても、樹脂流路の断面積比が１３．０以上の部分があると、樹脂のメモリー効果が大きくなりすぎてしまい、成形不能となってしまったことがわかる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明の請求項１にかかる架橋樹脂管の製造金型は、以上のように構成されているので、径が小さい架橋樹脂管を製造するときであっても、金型におけるマンドレル部分が撓んだりすることなく、また、架橋樹脂が金型内に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となったりすることを防止し、さらに、賦形樹脂流路出口から出てきた、最終的に製造する架橋樹脂管と略同一寸法の架橋樹脂管状体の形状回復を小さくすることができ、得られる架橋樹脂管のクリープ性能および外観の向上を図ることができる。
【００８９】
また、本発明の請求項２にかかる架橋樹脂管の製造金型は、上記効果に加えて金型内の樹脂流路に架橋性樹脂組成物を展開させて樹脂合流点で断面管状となるように合流させたとき、この樹脂合流点で架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を除去するようにしたので、樹脂組成の均一化を図ることができ、優れたクリープ性能と外観とを備えた架橋樹脂管を製造することができる。
【００９０】
また、本発明の請求項３にかかる架橋樹脂管の製造金型は、上記効果に加えて樹脂の架橋を行う際の金型内での圧力上昇を抑えることができる。
【００９１】
また、本発明の請求項４にかかる架橋樹脂管の製造方法は、径が小さい架橋樹脂管を製造するときであっても、金型におけるマンドレル部分が撓んだりすることなく、また、架橋樹脂が金型内に滞留したり、偏流が発生して押出し不能となったりすることを防止し、さらに、賦形樹脂流路から出てきた、最終的に製造する架橋樹脂管と略同一寸法の架橋樹脂管状体の形状回復を小さくすることができ、得られる架橋樹脂管のクリープ性能および外観の向上を図ることができる。
【００９２】
また、本発明の請求項５にかかる架橋樹脂管の製造方法は、上記効果に加えて樹脂組成の均一化を図ることができ、優れたクリープ性能と外観とを備えた架橋樹脂管を製造することができる。
また、本発明の請求項６にかかる架橋樹脂管の製造方法は、上記効果に加えて樹脂の架橋を行う際の金型内での圧力上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる架橋樹脂管の製造装置の一実施形態を示した概略図である。
【図２】図１の製造装置における金型を示した断面図である。
【図３】図２に示した金型と樹脂展開ゾーン部分の形状が異なる金型の樹脂展開ゾーン部分を示した拡大断面図である。
【符号の説明】
１ 製造装置
２ 金型
２１ 金型本体
２２ マンドレル
３ （架橋樹脂用）押出機
６ 樹脂排出口
Ａ 樹脂展開ゾーン
Ｂ 強制架橋ゾーン
Ｂ１ 第一架橋ゾーン
Ｂ２ 第二架橋ゾーン
Ｃ 賦形ゾーン
ａ 樹脂展開用樹脂流路
ｂ 強制架橋樹脂流路
ｂ１ 第一強制架橋樹脂流路
ｂ２ 第二強制架橋樹脂流路
ｃ 賦形樹脂流路
Claims (6)
- 押出機から押し出された熱可塑性樹脂と架橋剤とを含む架橋性原料樹脂組成物から架橋性管状樹脂組成物を形成させる断面管状の樹脂展開用樹脂流路と、加熱手段により樹脂接触面が加熱され、内部を通過する前記架橋性管状樹脂組成物中の熱可塑性樹脂を強制的に架橋させるようになっている強制架橋樹脂流路と、前記強制架橋樹脂流路を通過させて前記架橋性管状樹脂組成物中の熱可塑性樹脂を強制的に架橋させた管状架橋樹脂組成物を、最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体に賦形する賦形樹脂流路とを有している架橋樹脂管の製造金型において、前記強制架橋樹脂流路が、この強制架橋樹脂流路の入口から出口にかけての少なくとも一部で、強制架橋樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、強制架橋樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるようテーパー状に縮径して形成されているとともに、前記賦形樹脂流路が、この賦形樹脂流路の入口から出口にかけての少なくとも一部で、賦形樹脂流路のクリアランス減少率と断面積減少率との比が、０．０１≦クリアランス減少率／断面積減少率≦０．６、かつ、賦形樹脂流路の縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるようにテーパー状に縮径して形成されていることを特徴とする架橋樹脂管の製造金型。
- 樹脂展開用樹脂流路が、この樹脂展開用樹脂流路内に架橋性原料樹脂組成物を展開させたとき、この展開させた架橋性原料樹脂組成物が合流して架橋性管状樹脂組成物が形成される樹脂合流点に臨む位置に、前記架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を除去し金型外部へ排出させる樹脂排出口を備えている請求項１に記載の架橋樹脂管の製造金型。
- 強制架橋樹脂流路の樹脂接触面と架橋性管状樹脂組成物との間に、架橋材非含有の熱可塑性樹脂組成物を層状に介在させるように供給する樹脂供給口が、少なくとも前記架橋性管状樹脂組成物の内層側または外層側の何れかに臨む強制架橋樹脂流路よりも前方位置に設けられている請求項１または請求項２に記載の架橋樹脂管の製造金型。
- 押出機から押し出された熱可塑性樹脂と架橋剤とを含む架橋性原料樹脂組成物を、金型内の断面管状の樹脂展開用樹脂流路に展開させて断面管状の架橋性管状樹脂組成物を形成した後、前記架橋性管状樹脂組成物を少なくとも含む管状樹脂組成物中の熱可塑性樹脂を、強制架橋樹脂流路を通過させることで強制的に架橋させて管状架橋樹脂組成物を得る強制架橋工程と、
前記管状架橋樹脂組成物を、賦形樹脂流路を通過させて最終的に製造する架橋樹脂管と略同じ寸法の架橋樹脂管状体に賦形する賦形工程とを含む架橋樹脂管の製造方法において、
前記強制架橋工程で、前記管状樹脂組成物が、０．０１≦管状樹脂組成物の肉厚減少率／管状樹脂組成物の断面積減少率≦０．６となるように、かつ、管状樹脂組成物が、縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるように縮径させるとともに、
前記賦形工程で、前記管状架橋樹脂組成物が、０．０１≦管状架橋樹脂組成物の肉厚減少率／管状架橋樹脂組成物の断面積減少率≦０．６となるように、かつ、管状架橋樹脂組成物が、縮径前と縮径後との断面積比が、１．０以上１３．０以下となるように縮径させるようにしたことを特徴とする架橋樹脂管の製造方法。 - 架橋性管状樹脂組成物を形成するとき、金型内の断面管状の樹脂展開用樹脂流路に架橋性原料樹脂組成物を展開させて樹脂合流点で断面管状になるように合流させた後、前記樹脂合流点で架橋性原料樹脂組成物の合流部およびその近傍部分を除去し金型外部へ排出させる工程を備えている請求項４に記載の架橋樹脂管の製造方法。
- 強制架橋工程を行う前に、架橋性管状樹脂組成物の少なくとも内層側または外層側の何れかと、強制架橋樹脂流路の樹脂接触面との間に、架橋剤非含有の樹脂組成物を層状に介在させる工程を備えている請求項４または請求項５に記載の架橋樹脂管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001111600A JP4555501B2 (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | 架橋樹脂管の製造金型および製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001111600A JP4555501B2 (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | 架橋樹脂管の製造金型および製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002307528A JP2002307528A (ja) | 2002-10-23 |
| JP4555501B2 true JP4555501B2 (ja) | 2010-10-06 |
Family
ID=18963172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001111600A Expired - Fee Related JP4555501B2 (ja) | 2001-04-10 | 2001-04-10 | 架橋樹脂管の製造金型および製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4555501B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103009519A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-04-03 | 中国商用飞机有限责任公司 | 多级式成型芯模 |
| KR102489547B1 (ko) * | 2016-05-16 | 2023-01-16 | 엘에스전선 주식회사 | 고분자 수지의 장기 압출성 평가 장치용 멀티 스테이지 다이 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4910256A (ja) * | 1972-05-26 | 1974-01-29 | ||
| JPS517069A (ja) * | 1974-06-26 | 1976-01-21 | Showa Electric Wire & Cable Co | |
| JPH02116532A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-05-01 | Sekisui Chem Co Ltd | 管状体押出成形用金型 |
| JPH07314518A (ja) * | 1994-05-25 | 1995-12-05 | Sekisui Chem Co Ltd | 押出成形品の製造方法 |
| JP2000117814A (ja) * | 1998-10-13 | 2000-04-25 | Sekisui Chem Co Ltd | 超高分子量ポリエチレンパイプ、及びその製造方法 |
| JP2000167937A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-06-20 | Sekisui Chem Co Ltd | 複層パイプの製造方法 |
-
2001
- 2001-04-10 JP JP2001111600A patent/JP4555501B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4910256A (ja) * | 1972-05-26 | 1974-01-29 | ||
| JPS517069A (ja) * | 1974-06-26 | 1976-01-21 | Showa Electric Wire & Cable Co | |
| JPH02116532A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-05-01 | Sekisui Chem Co Ltd | 管状体押出成形用金型 |
| JPH07314518A (ja) * | 1994-05-25 | 1995-12-05 | Sekisui Chem Co Ltd | 押出成形品の製造方法 |
| JP2000117814A (ja) * | 1998-10-13 | 2000-04-25 | Sekisui Chem Co Ltd | 超高分子量ポリエチレンパイプ、及びその製造方法 |
| JP2000167937A (ja) * | 1998-12-01 | 2000-06-20 | Sekisui Chem Co Ltd | 複層パイプの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002307528A (ja) | 2002-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Stevens et al. | Extruder principles and operation | |
| US4120926A (en) | Process for reducing the shrinkage of extruded profiled elements of thermoplastic synthetic resins | |
| EP0912316B1 (en) | A method and an apparatus for manufacturing an extruded plastic product | |
| US3402427A (en) | Apparatus for extruding plastics | |
| JP4555501B2 (ja) | 架橋樹脂管の製造金型および製造方法 | |
| JP2001287258A (ja) | 押出成形品の製造装置および押出成形品の連続製造方法 | |
| JP2009034915A (ja) | 導電性ゴムロールを製造するための押出し機 | |
| JP3900082B2 (ja) | 発泡ゴムスポンジローラの製造方法及びそれに用いられる発泡押出成形装置 | |
| JP2001129869A (ja) | 樹脂配向品の連続製造方法 | |
| JP2002254491A (ja) | 架橋樹脂管の製造方法および製造金型 | |
| JP2002321286A (ja) | 架橋樹脂管の製造方法 | |
| KR102260461B1 (ko) | 전선 피복 압출 방법 | |
| JP2002326270A (ja) | 架橋樹脂管の製造方法および製造装置 | |
| JP2002113766A (ja) | ポリエチレン管の製造方法およびこの製造方法に用いる金型 | |
| JP2002292720A (ja) | 架橋樹脂管の製造方法および製造金型 | |
| Stevens et al. | Practical extrusion processes and their requirements | |
| JP2009045745A (ja) | ポリエステルの溶融押出機 | |
| IE960898A1 (en) | A method of and apparatus for blow-moulding | |
| JP4498578B2 (ja) | ポリエチレン管の製造方法 | |
| JP2000296545A (ja) | 配向管状体の連続製造方法 | |
| JP2002052607A (ja) | 配向品の連続製造方法および配向品の連続製造金型 | |
| JPH05293873A (ja) | 内面螺旋リブ付き合成樹脂管の押出成形方法 | |
| JPH0467494B2 (ja) | ||
| JPH0615194B2 (ja) | 合成樹脂複合管の製造方法及び装置 | |
| JP2002096386A (ja) | ポリエチレン管の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080118 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100618 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100623 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100716 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130723 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130723 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |