JPH10225985A - 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と円錐状フォーマー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の製造方法にお
いて、円錐状拡径部の半頂角が１６〜３０°のフォーマ
ー３を用い、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、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円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
される円錐状フォーマーは、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２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１２の
内周面と円錐状のフォーマー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）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
に配設した円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、該フォーマーは、円錐状拡径部分の半頂角が
１６〜３０°であり、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、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、円錐状拡径
部の半頂角が１６〜３０°、好ましくは２０〜３０°の
フォーマーを用い、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、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、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】本発明において、フォーマーの円錐状拡径
部の半頂角が１６°未満では、このようなフォーマーを
用いて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％より小さく延伸する場合の軸方向の変形歪
み量と周方向の変形歪み量のバランスが悪くなり好まし
くない。この半頂角が３０°を超えると、中空加工物内
にフォーマーを通過させる際、大きな張力が必要とな
り、延伸体が破断して延伸不可能となる。

【００１３】なお、本発明において、フォーマーの円錐
状拡径部の半頂角とは、フォーマーの中心軸方向に沿う
縦断面を示す図３における角θ、即ち、中心軸Ｌ₁ と側
周面Ｌ₂ との交叉角を指す。

【００１４】

【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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】以下に図面を参照して本発明をより詳細に
説明する。

【００２０】図１（ａ）、（ｂ）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。

【００２１】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）の内周と円
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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】延伸成形された管状体７を冷却する場合に
は、図１（ｂ）に示す如く、冷却水槽８をダイ２の出口
部に配置して管状体７を水冷する。この冷却水槽８は、
対向する一対の側面に、管状体７通過用の孔８Ａ、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。

【００２５】なお、この場合、冷却水槽８は、フォーマ
ー３上の中空加工物の一部を冷却できるような位置に設
けるのが好ましい。

【００２６】このような冷却水槽８を設けて管状体を冷
却することにより、周方向の過剰延伸を防止して、外
観、物性を向上させることができる。

【００２７】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。

【００２８】本発明では、円錐状拡径部の半頂角が１６
〜３０°、好ましくは２０〜３０°のフォーマーを用
い、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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】

【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。

【００３２】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２００ｍｍにわたって内径５５ｍｍ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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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３ｍｍ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５６．８ｍ
ｍ、内径５３．４ｍｍ、肉厚１．７ｍｍの半透明で光沢
のある延伸エチレンコポリマー管（管状体７）を得た。

【００３６】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４．３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１１％であり、２５％より小さいことを確認
した。

【００３７】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４．１ＧＰａ、円周方向の弾性率
は２．７ＧＰａ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。

【００３８】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１２％と小さかった。

【００３９】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。

【００４０】加工した端部の内側に、半頂角２５°、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。

【００４１】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２５
°、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。

【００４２】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３ｍｍ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５７．５ｍｍ、内径５３．７ｍｍ、肉厚１．９
ｍｍのほぼ透明な延伸プロピレンホモポリマー管を得
た。

【００４３】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４．６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１３％であり、２５％より小さいことを確認
した。

【００４４】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４．９Ｇ
Ｐａ、円周方向の弾性率は３．１ＧＰａ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。

【００４５】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、９％と小さかっ
た。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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：５０２４ｍ
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。

【００４９】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２２ｍｍ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、長さ６００ｍｍ、幅約４００ｍｍ、深さ約４０
０ｍｍの冷却水槽８のシール部材９を取り付けた孔８
Ａ、８Ｂに通し、再度中空加工物をクランプし、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
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の実質上すべてが延伸されて、外径８０．１ｍ
ｍ、内径７５．５ｍｍ、肉厚２．３ｍｍの半透明で光沢
のある延伸エチレンコポリマー管を得た。

【００５０】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１３％であり、２５％より小さいことを確認
した。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】実施例４ 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の一端を長さ１５０ｍｍにわたって内径５
０ｍｍ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。

【００５４】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。

【００５５】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：５０２４ｍ
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。

【００５６】この状態で、１２０℃で熱平衡に達するま
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２２ｍｍ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８００ｍ
ｍ延伸して停止させた。次いで、実施例３と同様にして
冷却水槽８に通した後、再び延伸を再開し、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半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７９．５ｍｍ、内径７５．５ｍｍ、肉厚
２．０ｍｍの半透明の延伸エチレンコポリマー管を得
た。

【００５７】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２．０と算出された。
また円周方向の平均変形歪み量は０．９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１２０℃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１３％であり、２５％より小さいことを確認した。

【００５８】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３．４Ｇ
Ｐａ、円周方向の弾性率は２．９ＧＰａ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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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３０ｍｍ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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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
０℃に保持できる電熱機構を設けた半頂角約４０°、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。

【００６６】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
物の延伸を行ったが、未加工部がフォーマーに乗り上げ
る時、引張力が１．５トンを超え、延伸された場合の一
部が破断し、管状延伸体を得ることはできなかった。

【００６７】上記実施例１〜４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効果を、用いたフォーマーの半頂角
及び中空加工物の初期肉厚に対する得られた管の肉厚の
割合と共に、表１に示した（ただし、比較例２は延伸不
可）。

【００６８】実施例５ 実施例１において、半頂角約２０°、最大外径８０ｍｍ
（最大横断面積：５０２４ｍｍ² ）のフォーマーを用
い、フォーマーの下流側端部をダイ端部から４ｍｍの位
置（ダイ−フォーマー間隙：２．８ｍｍ）としたこと以
外は同様にして延伸（延伸中のネッキング有）を行い、
評価結果を表１に示した。

【００６９】実施例６ 実施例１において、半頂角約３０°、最大外径８０ｍｍ
（最大横断面積：５０２４ｍｍ² ）のフォーマーを用
い、フォーマーの下流側端部をダイ端部から２ｍｍの位
置（ダイ−フォーマー間隙：２．８ｍｍ）としたこと以
外は同様にして延伸（延伸中のネッキング有）を行い、
評価結果を表１に示した。

【００７０】比較例３ 実施例１において、半頂角約１５°、最大外径６２ｍｍ
（最大横断面積：３０１９ｍｍ² ）のフォーマーを用
い、フォーマーの下流側端部をダイ端部から１２ｍｍの
位置（ダイ−フォーマー間隙：４．８ｍｍ）としたこと
以外は同様にして延伸（延伸中のネッキング有）を行
い、評価結果を表１に示した。

【００７１】

【表１】

【００７２】

【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、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、外観が
良好な樹脂管状体を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に好適な延伸成形装置を示す模式
的な断面図である。

【図２】従来例で採用された延伸成形装置を示す模式的
な断面図である。

【図３】フォーマーの縦断面図である。

【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
   内部に配設した円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、 該フォーマーは、円錐状拡径部分の半頂角が１６〜３０
   °であり、 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、 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。