JPH10225984A - 樹脂管状体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外観が良好で、特に、周方向の引張弾性率が
高く、しかも熱可塑性樹脂の融点より数１０℃低く、ガ
ラス転移温度以上の温度条件に長時間保持したときの弾
性率の低下がきわめて小さい樹脂管状体を製造する。 【解決手段】 結晶性熱可塑性樹脂からなる中空加工物
１を、ダイ２とフォーマー３との間からクランプ５で引
っ張って延伸成形する樹脂管状体７の製造方法におい
て、加熱した該中空加工物１に該結晶性熱可塑性樹脂の
加工温度における降伏歪み量よりも大きく破断歪み量よ
りも小さな歪みを引張方向および周方向の両方向に与え
てネッキングを起こして延伸し、その後、外表面を冷却
手段８で冷却し、肉厚を初期肉厚の２５％より小さくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は樹脂管状体の製造方
法に関する。詳しくは、本発明は延伸可能な結晶性熱可
塑性樹脂の中空筒状体（加工物）を拡径させるように延
伸させて樹脂管状体を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公平４−５５３７９号公報には、樹脂
管状体の製造方法として、延伸可能な結晶性熱可塑性樹
脂からなる中空加工物をダイの入口側から供給し、該中
空加工物の内部に配設した錐状フォーマーを通してダイ
の出口側へ送られた中空加工物に、該中空加工物の引張
破壊を生じさせるには不十分であるが、固相で延伸変形
させるには十分な引張応力を加え、該中空加工物を延伸
変形させ、ダイの出口側からこれを回収する工程を含む
樹脂管状体の製造方法が記載されている。ここで使用さ
れる錐状フォーマーは、最大横断面積が該中空加工物の
中空部の初期横断面積より大きく、かつ横断面が下流方
向に増大するように配置されている。

【０００３】図１（ａ）は上記特公平４−５５３７９号
公報の第４図に記載の樹脂管状体の製造方法を示すもの
であり、延伸可能な結晶性熱可塑性樹脂からなる中空加
工物１１がオーブン（図示略）により加熱され、ダイ１
２の内周面と錐状のフォーマー１３間を通って装置外に
引き出されている。この中空加工物（筒状体）１１の先
端は引張部材（図示略）にチャックされており、該引張
部材が図の右方に移動することにより該中空加工物１１
に周方向（拡径方向）及び引張方向（長手方向ないし軸
方向）の延伸処理が施され、樹脂管状体１７が製造され
る。

【０００４】この方法によれば、軸方向および周方向に
二軸延伸され、引張弾性率などの物性が向上した樹脂管
状体を製造することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の樹脂管状体
の製造方法によって製造された樹脂管状体は、これを構
成する熱可塑性樹脂の融点より数１０℃低い温度以下〜
ガラス転移温度以上の温度条件に長時間保つと物性が低
下し、かつ寸法が変化するという不具合がある。延伸工
程の条件によっては、寸法が２０％以上も変化し、かつ
延伸加工前の中空加工物と同等にまで低下することがあ
り、実用上好ましくない。

【０００６】これは、延伸加工時の変形歪み量が降伏歪
み量よりはるかに大きくても延伸効果が実用上十分でな
い領域が存在することを意味する。即ち、中空加工物は
実際、引張方向と周方向の二軸にわたり延伸されるの
で、特公平４−５５３７９号公報に記載されているよう
に引張方向の延伸比のみを制御しても、周方向の延伸が
不十分となるため、このような問題が生起するものと考
えられる。

【０００７】また、上記従来法では、軸方向の延伸比が
高くなると得られる管状体の表層に軸方向に細かいすじ
が発生したり、ささくれが発生する。

【０００８】また、得られる管状体を埋設管として使用
する場合、特に、延伸による周方向の弾性率の向上が望
まれるが、従来法では、このような効果を確実に得るた
めの製造条件が明確に示されていない。

【０００９】本発明は、延伸工程の条件を規定すること
によって、上記従来技術の問題点を解決する樹脂管状体
の製造方法を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂管状体の製
造方法は、延伸可能な結晶性熱可塑性樹脂からなる中空
加工物をダイの入口側から供給し、該中空加工物の内部
に配設した錐状フォーマーを通してダイの出口側へ送ら
れた中空加工物に、該中空加工物に引張破壊を生じさせ
るには不十分であるが、固相で延伸変形させるには十分
な引張応力を加えることにより、該中空加工物を延伸変
形して得られる樹脂管状体をダイの出口側から回収する
工程を含む、樹脂管状体の製造方法であって、前記フォ
ーマーの最大横断面積が該中空加工物の中空部の初期横
断面積より大きく、該フォーマーは横断面が下流方向に
増大するように配置されている樹脂管状体の製造方法に
おいて、常温よりも高い温度に加熱した該中空加工物
に、該結晶性熱可塑性樹脂の加工温度における降伏歪み
量よりも大きく破断歪み量よりも小さな歪みを前記引張
方向および周方向の両方向に与えてネッキングを起こさ
せて該中空加工物を延伸し、その後、外表面を冷却手段
により冷却し、得られる樹脂管状体の肉厚を該中空加工
物の初期肉厚の２５％より小さくすることを特徴とす
る。

【００１１】即ち、本発明者らは、上記従来法の不具合
を抑止できる延伸条件を鋭意検討した結果、中空加工物
を常温よりも高い温度に加熱し、これを構成する結晶性
熱可塑性樹脂の加工温度での降伏歪み量、好ましくは降
伏歪み量の２倍よりも大きく破断歪み量よりも小さな歪
みを引張方向だけでなく周方向にも与えて延伸すること
で、ネッキングを起こさせて延伸し、その後、外表面を
冷却手段により冷却し、得られる樹脂管状体の肉厚を、
中空加工物の初期肉厚の２５％、好ましくは２０％より
小さくすれば、物性、寸法を安定させることができるこ
とを見出し、本発明に到達した。

【００１２】本発明では、特に、冷却手段による冷却で
軸方向の過剰延伸を抑制でき、外観を損なうことなく、
良好な樹脂管状体を製造できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。

【００１４】本発明において、被延伸加工物となる「中
空加工物」とは、横断面が一定の中空の成形物で、両端
部の開放した単体あるいは同時的に成形される片端部の
み開放した連続体が挙げられる。この中空加工物の横断
面形状は、対称軸を有する形状が望ましく、例えば円
形、楕円形、正方形、長方形もしくは三角形が挙げられ
る。

【００１５】中空加工物を構成する結晶性熱可塑性樹脂
は、結晶構造を含む樹脂であり、このような樹脂の好ま
しいものとしては未置換またはハロゲン置換ビニルポリ
マー、未置換もしくはヒドロキシ置換ポリエステル、ポ
リアミド、ポリエーテルケトン、ポリアセタール等が挙
げられる。より好ましくは、エチレンもしくはプロピレ
ンの線状ホモポリマーもしくは少なくとも１種類のコモ
ノマーとの線状コポリマー、ポリフッ化ビニリデン、ホ
モポリオキシメチレンおよびコポリオキシメチレンが挙
げられる。

【００１６】これらの熱可塑性樹脂は、ガラス、カーボ
ンなどの繊維状フィラー、タルク、マイカなどの板状フ
ィラー、あるいは炭酸カルシウム、硫酸バリウム、カー
ボンなどの粒状フィラーが配合されていてもよい。

【００１７】本発明に係る中空加工物は、熱可塑性樹脂
を溶融し次いで冷却することで成形できる。実際には射
出成形、押出成形を利用するのが最も実用的であるが、
切削加工により製造してもよい。

【００１８】以下に図面を参照して本発明をより詳細に
説明する。

【００１９】図１（ａ）は本発明の樹脂管状体の製造方
法において採用するのに好適な延伸成形装置の断面図で
ある。

【００２０】中空加工物（筒状体）１はオーブン４内に
おいて加熱され、ダイ２の成形孔（リップ）の内周と錐
状フォーマー３の外周との間を通って装置外に引き出さ
れ、管状体７とされる。なお、この管状体７の下流側の
端部はクランプ５に把持されており、このクランプ５が
引張装置（図示略）によって定速にて図の右方へ移動さ
れる。前記フォーマー３はシャフト６によって支持され
る。

【００２１】また、ダイ２の出口部には管状体７を冷却
するための冷却水槽８が設けられている。この冷却水槽
８は、対向する１対の側面に、管状体７通過用の孔８
Ａ，８Ｂが設けられ、この孔８Ａ，８Ｂの周縁部にシー
ル部材９が設けられ、図示しない冷却水導入口及び排出
口から冷却水が循環される水槽であり、管状体７は、こ
の水槽８内を通過することで水冷される。

【００２２】なお、冷却水槽８は、フォーマー３上の中
空加工物１の一部を冷却できるような位置に設けるのが
好ましい。

【００２３】また、冷却水槽８を循環させる冷却水の水
温は５〜１５℃であることが好ましい。

【００２４】この成形装置を用いて延伸を開始するに
は、中空加工物１をフォーマー３上に被せる作業が必要
である。この場合、例えば、中空加工物の端部の内面を
切削してこの作業を容易にすることができる。あるいは
中空加工物を加熱し融点以下で軟化させることでもこの
作業が容易になる。中空加工物１をフォーマー３上に被
せた後、この端部をダイ２のリップを通して突出させ、
これをクランプ５に固定して、延伸の準備が完了する。

【００２５】クランプ５としては、機械式、油圧式、空
気圧式等の中空加工物把持機構を用いることができる。
このクランプ５がワイヤ、チェーン、ラックピニオン等
に媒介されモーターウインチ等の引張装置によって移動
される。なお、キャタピラ式（「CATERPILLA」は登録商
標）のパイプ等引取機を用いて連続的に引張力を中空加
工物に加えることでも延伸を実施できる。

【００２６】中空加工物をその引張方向（長手方向ない
し軸方向）及び周方向（拡径方向）の双方に延伸するこ
とを特徴とする本発明を実施するには、最大横断面積が
該中空加工物の中空部の初期横断面積より大きなフォー
マーを用い、かつこのフォーマーを横断面が下流方向に
増大するように配置し、中空加工物を構成する結晶性熱
可塑性樹脂の加工温度での降伏歪み量よりも大きい歪み
を与えられる応力、すなわち降伏応力以上の応力を中空
加工物に作用させなければならない。実際には、ダイと
フォーマー間に形成される間隙の横断面積と加工温度、
および予備実験から得られる降伏応力の温度依存性から
所要の引張力が決定される。ただし、与える引張張力の
上限は中空加工物の破壊張力より小さくなければならな
い。

【００２７】本発明では、中空加工物に、これを構成す
る結晶性熱可塑性樹脂の加工温度での降伏歪み量の好ま
しくは２倍よりも大きい歪みを引張方向および周方向の
両方向に与えてネッキングを起こさせて延伸し、得られ
る樹脂管状体の肉厚を中空加工物の初期肉厚の２５％、
好ましくは２０％より小さく、特に好ましくは５〜２０
％とする。このためには、加工温度、延伸速度およびダ
イとフォーマーの間隙の適当な組み合わせを予備実験で
決定する必要がある。加工温度は、中空加工物を構成す
る結晶性熱可塑性樹脂の融点より１０℃〜５０℃低い温
度、望ましくは融点より１０℃〜２０℃低い温度が適当
である。

【００２８】中空加工物が円筒形状の場合の軸方向（引
張方向）、および周方向の「変形歪み量」は以下の式で
計算される。すなわち、 ε_A ＝Ｌｐ／Ｌｉ−１ ε_H ＝（ＯＤｐ／ＯＤｉ＋ＩＤｐ／ＩＤｉ）／２ ただし、ε_A は軸方向の変形歪み量、Ｌｐは延伸体のマ
ーク間距離、Ｌｉは中空加工物の延伸前マーク間距離、
ε_H は周方向の変形歪み量、ＯＤｐは延伸体の外径、Ｏ
Ｄｉは中空加工物の延伸前外径、ＩＤｐは延伸体の内
径、ＩＤｉは中空加工物の延伸前内径である。

【００２９】本発明により製造された樹脂管状体は流体
輸送管、管状構造体、柱部材、あるいは輪切りにしてベ
ルト状部材として用いることができる。さらには、得ら
れた樹脂管状体をスリッティング、ローリングを経て板
材、シート部材、あるいはその優れたバリア性を利用し
た機能性膜としても使用することができる。

【００３０】

【実施例】以下、具体的な実施例及び比較例を以て本発
明をより詳細に説明する。

【００３１】実施例１ 結晶性を有するエチレンコポリマー（日本ポリケム社の
市販品「ノバテックＨＤ ＨＦ４１０」；密度：０．９
５５ｇ／ｃｍ³ 、ＭＦＲ：０．０６ｇ／１０分、融点：
１３５℃）を押出機を用いて円筒形状に溶融押出し、真
空式外径サイジング装置で外径６０ｍｍ、内径３０ｍ
ｍ、長さ１．７ｍの円筒型中空加工物１を製造した（中
空部初期断面積：７０７ｍｍ² ）。この中空加工物の一
端を長さ１５０ｍｍにわたって内径５０ｍｍに、さらに
半頂角約１５°で内径３０ｍｍまで連続的に減少するよ
うに機械加工をおこなった。

【００３２】加工した端部の内側に、半頂角１５°、最
大外径７０ｍｍの円錐を接続した治具を挿入して、該端
部から約５ｃｍ程度を１２０℃に加熱し、中空加工物の
加工をしていない他端面に力を加えて推進することによ
って、内径６５ｍｍ、長さ約１００ｍｍのノーズ（テー
パ状部分）を形成させた。

【００３３】このノーズから円錐治具を取りはずした
後、１２０℃に保持できる電熱機構を設けた半頂角１５
°、最大外径６２ｍｍ（最大横断面積：３０１９ｍ
ｍ² ）の円錐状フォーマー３を挿入して、下流側端部に
テーパーの無いダイ２（内径６５ｍｍ）が設置されたオ
ーブン４中に入れ、前記ノーズを機械式クランプ５によ
り把持し、このクランプ５をウインチに連結した。

【００３４】この状態で、１２０℃の熱平衡に達するま
で約３時間放置した後、延伸速度１０ｍｍ／分で中空加
工物１の未加工部がフォーマー３の下流側端部に達する
まで延伸して停止させた。更に、この状態でフォーマー
３を上流側へ約２ｍｍ程度押し込み、再び１０ｍｍ程度
延伸させて停止させた。フォーマー３の下流側端部３ａ
がダイ２端部から５ｍｍの位置（ダイ−フォーマー間
隙：２．８ｍｍ）になるまで、このフォーマー押し込み
作業を繰り返した。その後、ウインチの引張張力をモニ
ターしながら延伸速度１０ｍｍ／分で延伸を再開し、約
８００ｍｍ延伸して停止させた。ノーズをクランプから
はずし、管状体７を長さ６００ｍｍ、幅約４００ｍｍ、
深さ約４００ｍｍの冷却水槽８のシール部材９を施した
孔８Ａ，８Ｂに通した。再度中空加工物１をクランプ
し、水槽８に約６℃の冷水を循環させ、冷水がフォーマ
ー３上の中空加工物（延伸体）の一部を冷やせる位置に
固定した。再び、ウインチの引張張力をモニターしなが
ら延伸速度１０ｍｍ／分で延伸を再開し、張力が安定し
たのを確認後、延伸速度を１００ｍｍ／分に上昇させて
延伸した。張力は増加後漸次減少しながら安定し、それ
に伴いネッキングが現れ、中空加工物が不透明から次第
に半透明に変化するのが観察された。この条件で中空加
工物１のすべてが延伸されて、外径６３．５ｍｍ、内径
５７．５ｍｍ、肉厚３．０ｍｍの半透明の延伸エチレン
コポリマー管（管状体７）を得た。

【００３５】この管の変形歪み量は、予め中空加工物に
マークした定間隔線から、軸方向４．５と算出された。
また円周方向の平均変形歪み量は０．５と算出された。
この実験に先立って実施した同材料の溶融プレスシート
の引張試験により１２０℃の降伏歪みは０．１であり、
したがって変形歪み量は降伏歪み量の２倍より大きいこ
とを確認した。また、得られた管の肉厚は中空加工物の
初期肉厚の２０％であり、２５％より小さいことを確認
した。

【００３６】この管から、軸方向（引張方向）および円
周方向に幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍの短冊を打ち抜
き、２３℃にて２４時間状態調節後、引張速度１０ｍｍ
／分の引張試験により引張弾性率を測定した。その結
果、軸方向の弾性率は４．３ＧＰａ、円周方向の弾性率
は２．８ＧＰａであった。比較のためこの材料を溶融プ
レス法で成形した２ｍｍ厚のシートの弾性率を同様の方
法で測定したところ１．０ＧＰａであり、得られた延伸
管は軸方向と円周方向のいずれの方向にも強化された二
軸延伸体であることが確認された。

【００３７】同様の方法で取得した軸方向の試験片を８
０℃のオーブン中に１時間放置した。その後２３℃にて
２４時間状態調節後の弾性率を測定した。その結果、軸
方向弾性率の低下率は１６％と小さかった。

【００３８】実施例２ 結晶性を有するプロピレンホモポリマー（日本ポリケム
社の市販品「ノバテックＰＰ ＥＡ９」；密度：０．９
０ｇ／ｃｍ³ 、ＭＦＲ：０．８ｇ／１０分、融点：１６
３℃）を押出機を用いて円筒形状に溶融押出し、真空式
外径サイジング装置で外径６０ｍｍ、内径３０ｍｍ、長
さ１．７ｍの円筒型中空加工物１を製造した（中空部初
期断面積：７０７ｍｍ² ）。この中空加工物の一端を長
さ１５０ｍｍにわたって内径５０ｍｍに、さらに半頂角
約１５°で内径３０ｍｍまで連続的に減少するように機
械加工をおこなった。

【００３９】加工した端部の内側に、半頂角１５°、最
大外径７０ｍｍの円錐を接続した治具を挿入して、端部
から約５ｃｍ程度を１５５℃に加熱し、中空加工物の加
工をしていない端面に力を加えて推進することによっ
て、内径６５ｍｍ、長さ約１００ｍｍのノーズを形成さ
せた。

【００４０】このノーズから円錐治具を取りはずした
後、１５０℃に保持できる電熱機構を設けた半頂角１５
°、最大外径６２ｍｍ（最大横断面積：３０１９ｍ
ｍ² ）の円錐状フォーマー３を挿入して、下流側端部に
テーパーの無いダイ２（内径６５ｍｍ）が設置されたオ
ーブン４中に入れ、ノーズを機械式クランプ５により把
持し、このクランプ５をウインチに連結した。

【００４１】この状態で、１５０℃の熱平衡に達するま
で約３時間放置した後、延伸速度１０ｍｍ／分で中空加
工物１の未加工部がフォーマー３の下流側端部に達する
まで延伸して停止させた。更に、この状態でフォーマー
３を上流側へ約２ｍｍ程度押し込み、再び１０ｍｍ程度
延伸させて停止させた。フォーマー下流側端部３ａがダ
イ端部から５ｍｍの位置（ダイ−フォーマー間隙：２．
８ｍｍ）になるまで、このフォーマー押し込み作業を繰
り返し、更に実施例１と同様の手順で冷却水槽８に通し
た。その後、ウインチの引張張力をモニターしながら延
伸速度１０ｍｍ／分で延伸を再開し、張力が安定したの
を確認後、延伸速度５０ｍｍ／分に上昇させて延伸し
た。張力は増加後漸次減少しながら安定し、それに伴い
ネッキングが現れ、ネッキングポイントを通過した中空
加工物が次第に不透明から透明へ変化するのが観察され
た。この条件で中空加工物の実質上すべてが延伸されて
外径６１．２ｍｍ、内径５６．０ｍｍ、肉厚２．６ｍｍ
のほぼ透明な延伸プロピレンホモポリマー管を得た。

【００４２】この管の変形歪み量は予め中空加工物１に
マークした定間隔線から、軸方向４．２と算出された。
また円周方向の平均変形歪み量は０．４と算出された。
この実験に先立って実施した同材料の溶融プレスシート
の引張試験により１５０℃の降伏歪みは０．１であり、
したがって変形歪み量は降伏歪み量の２倍より大きいこ
とを確認した。また、得られた管の肉厚は中空加工物の
初期肉厚の１７％であり、２５％より小さいことを確認
した。

【００４３】この管について、実施例１と同様にして引
張弾性率を測定したところ、軸方向の弾性率は４．８Ｇ
Ｐａ、円周方向の弾性率は３．４ＧＰａであった。この
材料を溶融プレス法で成形した２ｍｍ厚のシートの弾性
率を同様の方法で測定したところ１．２ＧＰａであり、
得られた管は軸方向と円周方向のいずれの方向にも強化
された二軸延伸体であることが確認された。

【００４４】また、実施例１と同様にして加熱による軸
方向弾性率の低下率を求めたところ、１０％と小さかっ
た。

【００４５】実施例３ 実施例１で用いたと同様のエチレンコポリマーを押出機
を用いて円筒形状に溶融押出し、真空式外径サイジング
装置で外径６０ｍｍ、内径２５ｍｍ、長さ１．７ｍの円
筒型中空加工物１を製造した（中空部初期断面積：４９
１ｍｍ² ）。この中空加工物の一端を長さ１５０ｍｍに
わたって内径５０ｍｍに、さらに半頂角約１５°で内径
２５ｍｍまで連続的に減少するように機械加工をおこな
った。

【００４６】加工した端部の内側に、半頂角１５°、最
大外径８５ｍｍの円錐を接続した治具を挿入して、該端
部から約５ｃｍ程度を１２０℃に加熱し、中空加工物の
加工をしていない他端面に力を加えて推進することによ
って、内径８１ｍｍ、長さ約１００ｍｍのノーズを形成
させた。

【００４７】このノーズから円錐治具を取りはずした
後、１２０℃に保持できる電熱機構を設けた半頂角２５
°、最大外径８０ｍｍ（最大横断面積：５０２７ｍ
ｍ² ）の円錐状フォーマー３を挿入して、下流側端部に
テーパーの無いダイ２（内径６５ｍｍ）が設置されたオ
ーブン４中に入れ、前記ノーズを機械式クランプ５によ
り把持し、このクランプ５をウインチに連結した。

【００４８】この状態で、１２０℃の熱平衡に達するま
で約３時間放置した後、延伸速度１０ｍｍ／分で中空加
工物１の未加工部がフォーマー３の下流側端部に達する
まで延伸して停止させた。更に、この状態でフォーマー
３を上流側へ約２ｍｍ程度押し込み、再び１０ｍｍ程度
延伸させて停止させた。フォーマー３の下流側端部３ａ
がダイ２端部から３８ｍｍの位置（ダイ−フォーマー間
隙：２．８ｍｍ）になるまで、このフォーマー押し込み
作業を繰り返し、更に実施例１と同様の手順で冷却水槽
８に通した。その後、ウインチの引張張力をモニターし
ながら延伸速度１０ｍｍ／分で延伸を再開し、張力が安
定したのを確認後、延伸速度５０ｍｍ／分に上昇させて
延伸した。張力は増加後漸次減少しながら安定し、それ
に伴いネッキングが現れ、ネッキングポイントを通過し
た中空加工物が次第に不透明から透明へ変化するのが観
察された。この条件で中空加工物１の実質上すべてが延
伸されて外径７９．７ｍｍ、内径７５．５ｍｍ、肉厚
２．１ｍｍの延伸エチレンコポリマー管を得た。

【００４９】この管の変形歪み量は予め中空加工物１に
マークした定間隔線から、軸方向２．１と算出された。
また円周方向の平均変形歪み量は１．２と算出された。
この実験に先立って実施した同材料の溶融プレスシート
の引張試験により１２０℃の降伏歪みは０．１であり、
したがって変形歪み量は降伏歪み量の２倍より大きいこ
とを確認した。また、得られた管の肉厚は中空加工物の
初期肉厚の１２％であり、２５％より小さいことを確認
した。

【００５０】この管について、実施例１と同様にして引
張弾性率を測定したところ、軸方向の弾性率は３．５Ｇ
Ｐａ、円周方向の弾性率は３．２ＧＰａであった。この
材料を溶融プレス法で成形した２ｍｍ厚のシートの弾性
率を同様の方法で測定したところ１．０ＧＰａであり、
得られた管は軸方向と円周方向のいずれの方向にも強化
された二軸延伸体であることが確認された。特に、円周
方向の弾性率は従来技術に比較して約２０％の向上効果
が確認された。

【００５１】また、実施例１と同様にして、加熱による
軸方向弾性率の低下率を求めたところ１４％と小さかっ
た。

【００５２】比較例１ 実施例１で用いたと同様のエチレンコポリマー製円筒型
中空加工物１を、実施例１と同様の手順で加工し、１２
５℃に保持できる電熱機構を設けた半頂角１５°、最大
外径６２ｍｍ（最大横断面積：３０１９ｍｍ² ）の円錐
状フォーマー３を挿入して、下流側端部にテーパーの無
いダイ２（内径６５ｍｍ）が設置されたオーブン４中に
入れ、ノーズを機械式クランプ５により把持し、このク
ランプ５をウインチに連結した。

【００５３】この状態で、１２５℃の熱平衡に達するま
で約３時間放置した後、延伸速度１０ｍｍ／分で中空加
工物１の未加工部がフォーマー３の下流側端部に達する
まで延伸して停止させた。更に、この状態でフォーマー
を上流側へ約２ｍｍ程度押し込み、再び１０ｍｍ程度延
伸させて停止させた。フォーマー下流側端部３ａがダイ
端部から１５ｍｍの位置（ダイ−フォーマー間隙：５．
５ｍｍ）になるまで、このフォーマー押し込み作業を繰
り返した。その後、ウインチの引張張力をモニターしな
がら延伸速度５ｍｍ／分で延伸した。この条件ではネッ
キング現象が現れず、管の色も不透明なままであった。
この条件で中空加工物１の実質上すべてが延伸されて、
外径５８．２ｍｍ、内径４８．０ｍｍ、肉厚５．１ｍｍ
の不透明白色の延伸エチレンコポリマー管を得た。

【００５４】この管の変形歪み量は、予め中空加工物に
マークした定間隔線から、軸方向１．１と算出された。
また円周方向の平均変形歪み量は０．３と算出された。
この実験に先立って実施した同材料の溶融プレスシート
の１２５℃における降伏歪みは０．１であり、したがっ
て変形歪み量は降伏歪み量の２倍より大きいことを確認
した。また、得られた管の肉厚は中空加工物の初期肉厚
の３４％であり、２５％より大きいことを確認した。

【００５５】この管について、実施例１と同様にして引
張弾性率を測定ところ、軸方向の弾性率は１．３ＧＰ
ａ、円周方向の弾性率は１．１ＧＰａであった。この材
料を溶融プレス法で成形した２ｍｍ厚のシートの弾性率
は１．０ＧＰａであり、得られた管は軸方向と円周方向
のいずれの方向にもわずかに強化された二軸延伸体であ
ることが確認された。

【００５６】また、実施例１と同様にして加熱による軸
方向の弾性率の低下を調べたところ、弾性率は１．１Ｇ
Ｐａとなり、延伸の効果はほとんど失われていた。

【００５７】比較例２ 実施例１で用いたと同様のエチレンコポリマーの円筒型
中空加工物を同様に機械加工して同様のノーズを形成
し、クランプに連結した。

【００５８】この状態で、１２０℃の熱平衡に達するま
で約３時間放置した後、延伸速度１０ｍｍ／分で中空加
工物１の未加工部がフォーマー３の下流側端部に達する
まで延伸して停止させた。更に、この状態でフォーマー
３を上流側へ約２ｍｍ程度押し込み、再び１０ｍｍ程度
延伸させて停止させた。フォーマー３の下流側端部３ａ
がダイ２端部から５ｍｍの位置（ダイ−フォーマー間
隙：２．８ｍｍ）になるまで、このフォーマー押し込み
作業を繰り返した。その後、ウインチの引張張力をモニ
ターしながら延伸速度１０ｍｍ／分で延伸を再開し、張
力が安定したのを確認後、延伸速度を５０ｍｍ／分に上
昇させて延伸した。張力は増加後漸次減少しながら安定
し、それに伴いネッキングが現れ、中空加工物が不透明
から次第に半透明に変化するのが観察された。この条件
で中空加工物１のすべてが延伸されて、外径５８．３ｍ
ｍ、内径５３．３ｍｍ、肉厚２．５ｍｍの半透明の延伸
エチレンコポリマー管（管状体７）を得た。

【００５９】この管の変形歪み量は、予め中空加工物に
マークした定間隔線から、軸方向６．２と算出された。
また円周方向の平均変形歪み量は０．４と算出された。
この実験に先立って実施した同材料の溶融プレスシート
の引張試験により１２０℃の降伏歪みは０．１であり、
したがって変形歪み量は降伏歪み量の２倍より大きいこ
とを確認した。また、得られた管の肉厚は中空加工物の
初期肉厚の１７％であり、２５％より小さいことを確認
した。

【００６０】この管について実施例１と同様にして引張
弾性率を測定したところ、軸方向の弾性率は４．０ＧＰ
ａ、円周方向の弾性率は２．５ＧＰａであった。この材
料を溶融プレス法で成形した２ｍｍ厚のシートの弾性率
は１．０ＧＰａであり、得られた延伸管は軸方向と円周
方向のいずれの方向にも強化された二軸延伸体であるこ
とが確認された。

【００６１】また、実施例１と同様にして加熱による軸
方向の弾性率を調べたところ、軸方向低下率は１５％で
あった。

【００６２】上記実施例１〜３及び比較例１，２の引張
弾性率及び加熱による弾性率の低下の測定結果及び得ら
れた管の外観の観察結果を、中空加工物の初期肉厚に対
する得られた管の肉厚の割合及び冷却手段の有無と共
に、表１に示した。

【００６３】

【表１】

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の樹脂管状
体の製造方法によれば、延伸により引張弾性率、とりわ
け周方向の引張弾性率が著しく高く、また、樹脂管状体
を構成する熱可塑性樹脂の融点より数１０℃低く、ガラ
ス転移温度以上の温度条件に長時間保持したときの弾性
率の低下がきわめて小さい、物性及び寸法の安定性に優
れた樹脂管状体を製造することができる。

【００６５】特に、本発明では、延伸により引張弾性
率、とりわけ周方向の引張弾性率が高められる一方で、
冷却手段による冷却で、軸方向の過剰延伸を抑制でき、
外観を損なうことなく、良好な樹脂管状体を製造でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】延伸成形装置の模式的な断面図であり、（ａ）
図は本発明方法で採用された装置を示し、（ｂ）図は従
来例で採用された装置を示す。

【符号の説明】

１，１１ 中空加工物 ２，１２ ダイ ３，１３ フォーマー ４ オーブン ５ クランプ ６ シャフト ７，１７ 管状体 ８ 冷却水槽 ９ シール部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 延伸可能な結晶性熱可塑性樹脂からなる
   中空加工物をダイの入口側から供給し、該中空加工物の
   内部に配設した錐状フォーマーを通してダイの出口側へ
   送られた中空加工物に、該中空加工物に引張破壊を生じ
   させるには不十分であるが、固相で延伸変形させるには
   十分な引張応力を加えることにより、該中空加工物を延
   伸変形して得られる樹脂管状体をダイの出口側から回収
   する工程を含む、樹脂管状体の製造方法であって、 前記フォーマーの最大横断面積が該中空加工物の中空部
   の初期横断面積より大きく、該フォーマーは横断面が下
   流方向に増大するように配置されている樹脂管状体の製
   造方法において、 常温よりも高い温度に加熱した該中空加工物に、該結晶
   性熱可塑性樹脂の加工温度における降伏歪み量よりも大
   きく破断歪み量よりも小さな歪みを前記引張方向および
   周方向の両方向に与えてネッキングを起こさせて該中空
   加工物を延伸し、その後、外表面を冷却手段により冷却
   し、得られる樹脂管状体の肉厚を該中空加工物の初期肉
   厚の２５％より小さくすることを特徴とする樹脂管状体
   の製造方法。