JPH069861B2 - プラスチック延伸パイプの熱固定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチツク延伸パイプに耐熱性を付与するた
めの熱固定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、プラスチツク延伸パイプの熱固定手段としては、
次のような手段が知られている。

ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、耐衝
撃性ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリ
ル共重合体等の熱可塑性樹脂の場合について、その中の
一例としてポリエチレンテレフタレートによつて延伸パ
イプを成形し、２１０℃に加熱したマンドレル中を通過
させて熱固定する方法（特開昭５７−３６６２６号公
報）。

プラスチツク延伸パイプの熱固定に際し、走行するパ
イプの外周を規制する加熱マンドレルの内側とパイプ外
側との間を減圧することにより収縮を防止して効率よく
熱固定する方法で、その一例として、ポリエチレンテレ
フタレートの延伸パイプの熱固定に際し、２１０℃に加
熱したマンドレルの内側とパイプ外側間の真空度を３０
０Toorに保つて、このマンドレル中を８秒で通過させる
方法（特開昭５７−３６６２７号公報）。

ポリエステルの場合について、ガラス転位温度より２
０℃高く、融点よりも２０℃低い温度の範囲、例えば１
７０℃で約１０秒間行う方法（特開昭５７−３７５４０
号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、やのような一般的な手段では、熱固定時に
生ずる収縮や歪みのため、不良品が発生しやすい。

この点、の手段では負圧によりパイプの収縮をできる
だけ押さえている点で注目に値するが、収縮が完全に押
さえられるものではなく（その旨、前記公報にも記載さ
れている）、不良品の発生する可能性は未だ残存してい
る。

そして、とりわけポリエチレンテレフタレート製のプラ
スチツク延伸パイプを熱固定処理する場合、樹脂の性質
上、９０℃以上の高温にさらされると収縮がひどく、熱
固定がしにくい。

ところで、熱固定をする際に多少の収縮が生ずるのは前
記の公報に記載されているようにやむを得ないもので
ある。そこで、この収縮を無理に押さえようとせず、逆
にこの収縮を前提として、収縮する分だけプラスチツク
延伸パイプを膨張させておき、言わば『収縮のための遊
び』を設けてやると、加熱、冷却による熱固定時の収縮
がこの『遊び』に吸収され歪みを少なくできる。

本発明の目的は、このような従来の問題点を解決するた
めになされたもので、収縮のための『遊び』をプラスチ
ツク延伸パイプに与えて、効率のよい熱固定を行うこと
のできる装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、パリソンやプリフオーム（有底パリソン）を
延伸することにより成形されたプラスチツク延伸パイプ
１を大径となるように膨らませて加熱した後、このプラ
スチツク延伸パイプ１を元の径以下、すなわち、膨らま
せる前の径と同一径もしくはそれより小さい径に収縮さ
せて冷却することにより熱固定をする装置である。

この熱固定装置は、プラスチツク延伸パイプ１内に挿入
される冷却軸２と、この冷却軸２をプラスチツク延伸パ
イプ１と共に内挿させる加熱筒３とを備えている。そし
て、冷却軸２には圧縮空気を冷却軸２周面から吐出させ
る空気路５を設けておくと共に、冷却液を巡らせる冷却
液路６を設けておく。また、加熱筒３は、両端部の内径
がプラスチツク延伸パイプ１の外径と同一で、中間部分
の内径がプラスチツク延伸パイプ１の外径より大径に形
成してある。

また、この熱固定装置の他の例は、空気路５から圧縮空
気を送り込むのではなく、加熱筒３にその中間部分の内
周面とプラスチツク延伸パイプ１との間から空気を吸引
する空気吸引路２０を設け、プラスチツク延伸パイプ１
の外側を負圧化することによりこのプラスチツク延伸パ
イプ１を膨張させるものである。その際、第１の装置に
おける空気路５はプラスチツク延伸パイプ１の内側に空
気を導入してその膨張を助けるために残しておく。

〔作用〕

プラスチツク延伸パイプ１内に圧縮空気を導入し、或は
加熱筒３の中間部分とプラスチツク延伸パイプ１の外面
との間を負圧化することによりプラスチツク延伸パイプ
１を膨張させ、この状態で熱処理を施す。その後、その
圧縮空気を排気し、或は負圧化を解除するとプラスチツ
ク延伸パイプ１は元の径若しくは元の径より小さい径に
収縮するので、これに伴い冷却処理を施す。ここにおい
て、プラスチツク延伸パイプ１の収縮と熱固定処理によ
るプラスチツク延伸パイプ１の収縮とがほぼ平行して行
われることとなる。

そして、熱固定による収縮は、一度膨張したことによ
り、言わば『収縮のための遊び』を有するプラスチツク
延伸パイプ１に生じるため、熱固定に際に行う冷却によ
る収縮がこの『遊び』の範囲に吸収され、プラスチツク
延伸パイプ１は必要以上に収縮してしまうことはなく、
また、熱固定時に生じる熱応力もプラスチツク延伸パイ
プ１の圧縮空気による膨張、収縮作用中に吸収されてし
まう。

そして、この発明は、ポリエチレンテレフタレートをは
じめとする熱可塑性樹脂、とりわけ結晶性のある高分子
樹脂として、例えばポリプロピレン等の樹脂等で成形し
たプラスチツク延伸パイプ１の熱固定処理に利用でき
る。

〔実施例〕

以下、本発明のプラスチツク延伸パイプの熱固定装置に
係る実施例を第１図ないし第図に基づいて説明する。

第１図ないし第３図に示される熱固定装置はプラスチツ
ク延伸パイプ１内に挿入される冷却軸２と、この冷却軸
２をプラスチツク延伸パイプ１と共に内挿させる加熱筒
３とを備えている。

冷却軸２は基台４上に立設された円柱形のもので、プラ
スチツク延伸パイプ１の内径以下の一の径を有し、その
内部に圧縮空気を冷却軸２周面から吐出させる空気路５
が設けられている。この空気路５は基台４の一側にその
入口５ａを有し、そこから冷却軸２の軸線上に至り、そ
こから上方へと立ち上がつて冷却軸２の軸線に沿つて冷
却軸２の上部まで至り、さらに直角に折曲されて冷却軸
２周面の出口５ｂに至るものである。

また、この冷却軸２には冷却液を巡らせる冷却液路６が
設けられている。この冷却液路６も空気路５と同様に基
台４の一側にその入口６ａを有している（第３図）。そ
して、この入口６ａから冷却軸２の中心に向い、その後
中心軸に沿つて上方へと立ち上がり、上部でＵターンし
た後に再び基台４へと下降した後再び立ち上がり、冷却
軸２の上部で再びＵターンした後下降し、冷却軸２の中
心軸を四方を取り囲んだ後に基台４の一側に設けた出口
６ｂに至つている。なお、これら空気路５や冷却液路６
を穿設した後に残つた不要な開口部はプラグＰで閉じら
れている。

さらに、冷却軸２の上下両端外周には、シールリング７
がそれぞれ巻回されている。

また、加熱筒３は、一対の環状ブロツク１０をシールリ
ング７に対向して筒本体１１の両端に設けたもので、環
状ブロツク１０はそれぞれ冷却液路１２を有しており、
この冷却液路１２を形成するために、ブロツク１０Ａと
ブロツク１０Ｂとに区分されている。そして、この冷却
液路１２は環状ブロツク１０の一側に設けた入り口１２
ａから他側に設けた出口（図示せず）に至るようになつ
ている。そして、環状ブロツク１０の内径はプラスチツ
ク延伸パイプ１の外径と同一で、冷却軸２との間でプラ
スチツク延伸パイプ１の両端部を挟持できるようになつ
ている。

さらに、筒本体１１は周囲にヒータ１３が取り付けら
れ、これにより加熱されるようになつている。そして、
加熱された筒本体１１から環状ブロツク１０へと熱が伝
わらないように筒本体１１と環状ブロツク１０との接続
部分には断熱材１４が介挿されている。また、筒本体１
１の内径はプラスチツク延伸パイプ１の外径より大きく
形成されている。

この実施例のプラスチツク延伸パイプ１、冷却軸２、加
熱筒３の径等をはじめとする具体的条件を示すと、次の
如くである。

プラスチツク延伸パイプ； このプラスチツク延伸パイプ１は、パリソン又はプリフ
オームからの延伸倍率が、面積倍率で５〜１０倍に２軸
延伸したものである。

外径：２５．０mmφ 内径：５２．４mmφ 冷却軸； 外径：５２．２mmφ 温度（冷却温度）：常温 加熱筒； 環状ブロツクの内径：５３．０mmφ 筒本体の内径：５４．４mmφ 温度（加熱温度）：２００℃ 空気路から送入される空気圧： ４kg／cm^２ この条件から、プラスチツク延伸パイプ１の膨張率は５
３．０mmφの外径が５４．４mmφの外径となるのである
から、５４．４／５３．０＝１．０２６倍即ち２．６％
増であることが理解できる。

次に、この実施例の装置で、外径５３．０mmφ、内径５
２．４mmに２軸延伸されたポリエチレンテレフタレート
製のプラスチツク延伸パイプ１を熱固定する場合につい
て述べる。

このプラスチツク延伸パイプ１を冷却軸２に嵌合して加
熱筒３内に挿入する。この状態で空気路５からプラスチ
ツク延伸パイプ１内に圧縮空気を吹き込む。これにより
プラスチツク延伸パイプ１は膨張して、加熱筒３におい
て予めヒータ１３で２００℃に加熱されている筒本体１
１の内面に密着して加熱される。この状態を１０秒間保
持した後、プラスチツク延伸パイプ１内の圧縮空気を抜
く。するとプラスチツク延伸パイプ１は収縮して冷却液
で冷却されている冷却軸２の外壁に密着して冷却され、
熱固定が完了する。この冷却の際、プラスチツク延伸パ
イプ１は冷却軸２により内側から保持されているので、
冷却軸２の外径以下に収縮することはない。

その後、加熱筒３からプラスチツク延伸パイプ１の嵌合
した冷却軸２を外し、このプラスチツク延伸パイプ１内
に圧縮空気を再び送り込んで膨らませ、冷却軸２から取
り外す。

これにより、高温に耐えるポリエチレンテレフタレート
製のプラスチツク延伸パイプ１を得ることができた。

この以上の実施例と同一の条件で、パリソンからプラス
チツク延伸パイプ１を得て熱固定した場合、プリフオー
ムからプラスチツク延伸パイプ１を得て熱固定した場合
のそれぞれにつき、熱固定時間を変えて複数の熱固定品
を得、１２０℃に加熱したグリセリン中に３０分間浸漬
して耐熱試験を行つたところ、本発明による熱固定手段
によれば、熱固定時における収縮を必要最小限に押さえ
て歪みの少ないものとすることができ、耐熱試験におい
ても収縮の殆どない（第１表おける収縮率は測定誤差に
含まれるものと解される）耐熱性の極めて良好な熱固定
品が得られることが判明した。結果は第１表に示す。

次に、本発明のプラスチツク延伸パイプの熱固定装置に
係る他の実施例を第５図及び第６図に基づいて説明す
る。なお、先の実施例と同様の部分は、同一の符号を付
してその説明を省略する。

この実施例の装置は、プラスチツク延伸パイプ１の外側
を負圧にして膨張させるもので、加熱筒３の筒本体１１
に空気吸引路２０を設けたものである。また、シールリ
ング７は冷却軸２から取り除かれ、各環状ブロツク１０
の内壁に設けられている。

この実施例の装置で熱固定をする場合について述べる。

まず、プラスチツク延伸パイプ１を冷却軸２に嵌合して
加熱筒３内に挿入する。この状態で空気吸引路２０から
空気を吸引し、筒本体１１とプラスチツク延伸パイプ１
の外面との間を負圧化する。これにより、プラスチツク
延伸パイプ１は膨張して、予めヒータ１３で１２０℃に
加熱されている加熱筒３の筒本体１１の内面に密着して
加熱される。その際、プラスチツク延伸パイプ１の内側
に空気路５から空気が導入される。この加熱状態を１０
秒間保持した後、空気吸引路２０から筒本体１１とプラ
スチツク延伸パイプ１との間に空気を送り込む。すると
プラスチツク延伸パイプ１は収縮して、その内側の空気
が空気路５から抜けつつ、冷却液で冷却されている冷却
軸２の外壁に密着して冷却され、熱固定が完了する。こ
の冷却の際、プラスチツク延伸パイプ１は冷却軸２によ
り内側から保持されているので、冷却軸２の外径以下に
収縮することがないのは先の実施例と同様である。従つ
て、その耐熱試験の結果も第１表と同一であつた。

また、その後のプラスチツク延伸パイプ１の抜き取り操
作は実施例１と同様である。

なお、プラスチツク延伸パイプ１の抜き取りは、空気路
５から空気を送り込んでプラスチツク延伸パイプ１をや
や膨らませて抜く手段に限らず、プラスチツク延伸パイ
プの端部にあらかじめフランジ部分を形成しておき、こ
のフランジ部分を引つ掛けて冷却軸２から機械的に抜き
去るようにしても良い。

なお、以上はポリエチレンテレフタレート製のプラスチ
ツク延伸パイプ１を熱固定する場合について述べたが、
他の樹脂によるプラスチツク延伸パイプ１の熱固定も同
様である。但し、樹脂の種類等により加熱筒３の加熱温
度、加熱筒３によるプラスチツク延伸パイプ１の加熱時
間は適宜変更される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のプラスチツク延伸パイプ
の熱固定装置によれば、プラスチツク延伸パイプを一度
膨張させた状態で加熱し、その後、プラスチツク延伸パ
イプを元の径以下、即ち元の径と同一若しくはそれより
小さい径に収縮させて冷却することにより、熱固定によ
る収縮がプラスチツク延伸パイプの元の径に戻る収縮作
用に吸収されて、収縮による変形や歪の発生の無い、極
めて品質のよい耐熱性プラスチツク延伸パイプを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラスチツク延伸パイプの熱固定
装置の縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３
図は第１図のＢ−Ｂ断面図、第４図（Ａ）〜（Ｇ）は第
１図に示されるプラスチツク延伸パイプの熱固定装置に
よる熱固定処理の工程を示す工程図、第５図は他の実施
例に係るプラスチツク延伸パイプの熱固定装置の縦断面
図、第６図（Ａ）〜（Ｇ）は他の実施例の熱固定装置に
よる熱固定処理の工程を示す工程図である。 １……プラスチツク延伸パイプ、２……冷却軸、３……
加熱筒、５……空気路、６……冷却液路、２０……空気
吸引路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木下 晴美 東京都江東区大島３丁目２番６号 株式会 社吉野工業所内 (56)参考文献 特開 昭60−36130（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチック延伸パイプ１内に挿入される
   冷却軸２と、この冷却軸２をプラスチツク延伸パイプ１
   と共に内挿させる加熱筒３とを備え、前記冷却軸２は、
   圧縮空気を冷却軸２周面から吐出させる空気路５を有し
   ていると共に、冷却液を巡らせる冷却液路６を有し、前
   記加熱筒３は、両端部の内径がプラスチック延伸パイプ
   １外径と同一で、中間部分の内径がプラスチック延伸パ
   イプの外径より大径に形成されていることを特徴とする
   プラスチック延伸パイプの熱固定装置。
2. 【請求項２】プラスチック延伸パイプ１内に挿入される
   冷却軸２と、この冷却軸２をプラスチック延伸パイプ１
   と共に内挿させる加熱筒３とを備え、前記冷却軸２は、
   プラスチック延伸パイプ１内に空気を導入する空気路５
   を有すると共に、冷却液を巡らせる冷却液路６を有して
   おり、前記加熱筒３は、両端部の内径がプラスチック延
   伸パイプ１外径と同一で、中間部分の内径がプラスチッ
   ク延伸パイプ１の外径より大径に形成されていると共
   に、中間部分の内周面とプラスチック延伸パイプ１との
   間から空気を吸引する空気吸引路２０を有することを特
   徴とするプラスチック延伸パイプの熱固定装置。