JPS59138418A - ブロ−成形プラスチツクパイプの製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブロー成形プラスチックパイプの連続成形方法
およびその装置に関するものであり、更に詳しくは、一
旦実質的に未延伸状のパイプを成形し、次いで延伸適温
に調節されたパイプを外径を規制する金型内で連続的に
延伸ブロー成形する成形方法およびその装置に関する。

従来、プラスチックパイプを押出し装置、環状ダイス、
減圧冷却装置および引取装置から構成されてなるパイプ
の連続成形装置は公知である。しかしながら押出し成形
によって成形された未延伸パイプは物性的に劣るほか、
加熱等により変形したり、結晶化による白化を生じる等
の欠点を有している。

また、押出し成形された未延伸パイプを外径を規制した
金型中で延伸ブロー成形するブロー成形パイプの製造法
も、たとえば特開昭５７−３１５３８号公報により既に
公知である。しかしながら、かかる公知の方法および装
置は均一な肉厚の未延伸非晶状パイプを成形することが
困難なこと、延伸ブロー成形時に金型との摩擦が大きく
引取り困難なこと等の欠点を有し薄肉なブロー成形ノく
イブを成形することは困難であり、品質的および生産的
にも大きな欠点を有していた。

本発明者等は従来技術の欠点を解決すると共に、延伸配
向によりすぐれた物性および透明性を有する肉薄パイプ
を高生産性で製造する方法および装置につき鋭意研究の
結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は溶融状の
プラスチックを押出し装置のダイスからパイプ状に押出
しながら、該パイプの外径を減圧気相部と連設した冷却
槽内に設けたサイザーによって規制すると共に冷却し、
次いで得られたパイプを延伸適温に調節した後、該パイ
プの移行軌跡を挾んで両側に、それぞれ半裁成形分割金
型片を駆動チェーンに多数隣設させて構成したキャタピ
ラ型金型内でブロー成形すると共に連続的に引取ること
を％徴とするブロー成形プラスチックパイプの製造方法
。および溶融押出し装置、環状ダイス、押出し成形され
たパイプの外径を規制するサイザーを具備する減圧冷却
装置、得られたパイプを延伸適温に調節するための温度
調節装置および／または加熱装置、およびパイプをブロ
ー成形および引取るだめの半裁成形分割金プラスチック
パイプの製造装置である。

本発明によるときは水冷型減圧サイザーにより外径およ
び肉厚の均一な、かつ透明性のすぐれた実質的に未延伸
状のパイプが成形され、それに伴ってブロー成形性が良
好で肉薄かつ、透明性のすぐれた二軸延伸パイプが効率
よく得られること、未延伸パイプ成形に外径を規制する
金型が不要でオ秒、キャタピラ型分割金型によってスム
ースにブロー成形および引取りを行うことができ表面擦
過傷生成等の欠点も々く高生産性でブロー成形プラスチ
ックパイプを連続的に成形することができる０ 本発明において用いられるプラスチックとしては、ポリ
プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、耐衝撃性
ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリル系
共重合体、ポリアミド、ポリアリーレンエーテル、ポリ
アセタール、ボリアリレート、ポリアリーレンスルフイ
ツト等の熱可塑性樹脂が例示され、これらの単独または
２種以上のブレンド等で用いられる。しかし、延伸成形
後、活性光線や高エネルギー線等により硬化することの
できる樹脂に適用することもできる。

しかしながら、特に好ましいプラスチックはポリエステ
ルであり、具体的にはポリエチレンテレ５− フタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロ
ヘキサジメチレンテレフタレート、ポリオキシエトキシ
ベンゾエート、ポリエステルポリエーテルブロック共重
合体、ポリエステルポリラクトンブロック共重合体等の
他、上記ポリエステルの構成単位を主体としたコポリエ
ステル、たとえばイソフタル酸、ジエチレングリコール
、ネオペンチルグリコール、ジフェニルエーテル４．４
’−ジカルボン酸、２．２−ビス（４−ヒドロキシフェ
ニル）フロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシエトキ
シフェニル）プロパン等の共重合成分を共重合したアル
キレンテレフタレート単位が８０モル多以上、好ましく
は９０モルチ以上のコポリエステルが例示される。ポリ
エステルの固有粘度（フェノール／テトラクロロエタン
＝６／４重量比混合溶媒中３０℃で測定）は少くとも０
５以上、特に好ましくは０．６以上である。まだ２種以
上のプラスチックのブレンドあるいは積層パイプであっ
てもよい。プラスチックには必要に応じて着色剤、着色
剤用分散剤、熱酸化劣化防止剤、紫外線６− 吸収剤、滑剤、結晶化の促進剤まだは抑制剤、耐衝撃性
改良剤、溶融粘度調節剤、帯電防止剤等の各種添加剤を
適宜の割合で配合することができる。

特にポリエステルとガスバリヤ−性のすぐれたポリマー
たとえばメタキシリレン基含有ポリアミドとのブレンド
や積層等は好ましい組合せである。

多層構造パイプにおいては上記添加剤は最内層を構成す
る樹脂以外の層に配合するのが好ましい。

以下、図面を用いて更に詳細に本発明を説明する。第１
図は本発明によるブロー成形プラスチックパイプの製造
装置の１例を示した説明図であり、ダイスより押出され
たプラスチックを実質的に鉛直方向に押出し成形および
ブロー成形する装置の１例を示している。かかる竪型装
置は溶融押出しされたプラスチックに対し重力の影響が
周方向に均一に作用するだめおよび冷却のだめの水圧調
整がパイプ局方向全体に亘って均一に行えるため、外径
の一定した、かつ肉厚の均一なパイプが得られる利点を
有しており、この効果は溶融粘度の小さいほど顕著であ
る。すなわち、成形温度条件での溶融粘度が通常５００
００ボイズ以下、特に２５０００ポイズ以下のプラスチ
ックに適用して効果的である。なお、溶融粘度はＪＩＳ
Ｋ６７１９に準じ高化式フローテスタ（島津製作所製）
による測定で求められる。一方、比較的粘度が大きく、
かつ溶融温度の低いプラスチックでは一連の装置を横型
に配設して成形することもできる。

第１図において、押出し装置１のホッパー１ａに投入さ
れたプラスチックは溶融状態で環状ダイス２から押出し
装置に対し実質的に垂直な鉛直方向に押出される。なお
、第１図においては押出し装置１は水平方向に設置され
ているが、竪型の押出し装置であってもよい。第１図に
おけるダイス２としては屈曲案内型であって、その導孔
がはソ９０°屈曲したものが用いられ、該導孔の鉛直部
側には、その中心位置に芯軸を配設してダイス２の出口
部においてパイプ状のプラスチックが押出されるように
構成されている。なお竪型押出し装置の場合その延長上
の鉛直方向にダイスが設けられる。押出されたパイプ状
物は７オーマー３によりガイドされ、減圧冷却装置５内
に設けられたサイザー４に導かれてパイプの外径が規制
されると共に冷却される。減圧冷却装置５は減圧気相部
７と冷却槽６が連設されており、減圧により水圧をコン
トロールして所望のパイプ９を得ることができる。パイ
プ９の外径はフォーマ−３の下面内径とサイザーの内径
によって決定される。８は減圧ポンプ、たとえば減圧用
ナツシュポンプである。減圧気相部の減圧度は通常１０
０＋ｎ＋ｎＨｇ以上の減圧とすることが好ましい。また
下部のパイプ取出口からの液もれを防止するためには浸
漬槽における冷却液深さよね大きな減圧度にすることが
特に好ましい。減圧度の上限はサイザーの材質にもよる
が通常１１０００ｆｉＨ以下が好ましい。しかし、材質
として滑り性のよいテフロン加工品等を用いるときはこ
れ以上の減圧度にすることも可能である。フォーマ−３
とサイザー４との間にはスリット、通常好ましくはコン
マ数調以下、を設けるか用囲に多数の小孔を設は減圧気
相部の減圧により所望するパイプ外径が精変よく規制さ
れるように工夫され９− ている。しかし、フォーマ−は必ずしも必要でなく、ま
だサイザーと一体化された構造としてもよい。その場合
サイザーの上部にスリット、または小孔を設は減圧がか
かるようにするのが好ましい。

押出し成形されたパイプ９は延伸ブロー成形のため急冷
して結晶化を防止し、かつ透明性の良好なパイプに成形
する必要があり、フォーマ−３には冷却水を循環させる
のが好ましく、まだサイザーは冷却液に完全に浸漬する
のが好ましい。サイザーではパイプの外径を規制するた
めに外周面を減圧しており、この減圧をかけるために気
相部を設ける必要があるが、サイザーを完全に冷却液に
浸漬するために、この気相部はサイザーの上面より上に
設けるのが好ましい。また、フォーマ−８とサイザー４
との間のスリットは気相部内に設ける必要があり、フォ
ーマ−とサイザーを一体化した装置の場合、あるいはフ
ォーマ−を省略した装置においては、サイザー上部に設
けたスリットは気相部内に位置するように工夫される。

減圧度にバラツキが発生するとパイプの成形が不安定と
なｌＯ− リ、パイプの肉厚斑を生じる原因となる。このバラツキ
を吸収するためには気相部の容積がまた大きな要因とな
る。気相部の容積が冷却槽の容積の０．１倍以上、特に
０．２倍以上であることが好ましい。減圧冷却装置とし
て充分な気相部の容積がとれないときは配管により連結
して別タンクを設けてもよい。なお、ここで気相部の容
積は減圧ポンプに至る配管の内容積を加味した全容積を
意味する。

第２図はサイザーの１例を示す拡大斜視図であり、円形
パイプ成形用のサイザーを示している。

第２図における筒体表面には小径の孔が穿孔されており
、冷却槽の減圧を通してパイプの外径を規制し、かつ冷
却するようになされている。また小孔の代りに線条等の
孔が配設されていてもよい。

以上は円形断面パイプの成形方法および装置について述
べだが、多角形断面パイプ、楕円形断面パイプ等任意の
形状のパイプを成形することができる。

また冷却槽中の冷却液体に帯電防止剤、耐光剤。

抗菌剤、染料、撥水剤、撥油剤、汚水防止剤等の処理剤
を添加することにより、冷却と同時に耐久件のある表面
加工を施すことも可能である。

斯くして成形されたパイプ９は温度調節器１０により延
伸適温に加熱温調した後、延伸ブロー成形して一軸また
は二軸延伸パイプが成形される。

第１図において、１０は温度調節装置であり、１１はブ
ロー成形装置である。パイプ９は温度調節装置ＩＯによ
り外部から加熱されるが、場合によってはパイプ内部に
設けた内部ヒーターのみによって加熱してもよく、更に
外部および内部両方から加熱してもよい。通常、ポリエ
ステルパイプではポリエステルのガラス転移温度付近（
８０〜１５０”Ｃ程度）に加熱し、１１のブロー形装置
で一軸またけ二軸方向に延伸され引取られる。パイプ軸
方向の延伸は主として走行するパイプの送り込み速度と
引取り速度の差により、パイプの周方向（円形断面パイ
プでは円周方向）延伸は加圧流体による加圧によって行
われる。なお、１２け加圧流体の導入口である。

本発明においては、延伸に適した状態に温調しテ導入さ
れるパイプの移行軌跡を挾んでその両側に、それぞれ半
裁成形分割金型片を積極駆動チェーンに多数隣接させて
構成したキャタピラ型金型を対設して設けると共に、該
キャタピラ型金型の一部にこれらの金型片が互いに合致
して成形外型を構成しながら移動する直線部を形成し、
該成形直線部の終端近くに気封装置を配設し、該気封装
置は延伸ブロー成形物に内接すると共に導入パイプの中
空部を介して導入される圧力流体を保持するように構成
されている。

以下、図面を用いてブロー成形装置の１例を説明する。

第１図における１１はブロー成形装置の一部破断側面略
図であり、通常ブロー成形装置は箱体１Ｂ内に一体的に
納めて構成され、必要に応じて該箱体１８の底面に滑車
等を設けてダイスと分離したり、あるいは交換を便利と
することができる。すなわち、第１図においてはブロー
成形装置１１が床１７上を移動できるように構成したも
のを示し、定位置に保持されると共に床１７に設１８− けた透孔を介してブロー成形プラスチックパイプ１８が
移行する。

ブロー成形装置１１はスプロケットホイール１６によっ
て駆動されるチェーン１４上に隣接するように、円筒形
筒型が半裁された分割金型片１５で構成されたキャタピ
ラ型金型全スプロケットホイール１６を駆動する変速器
付モーターを具備している。

第３図は第１図におけるブロー成形装置１１のキャタピ
ラ型金型の拡大図であり、ブロー形説明図である。第３
図において、ブロー成形に適する温度にパイプ９を調整
するため温度調節装置１ｏに代って設けられた外部加熱
装置１９を示しており該加熱装置は互いに合致寸前の全
型片位置に設ける。また、加熱は外部加熱に代えて内部
加熱によって行うこともできる。特に内部加熱方式は延
伸点位置を固定するのに有効であり、更に外部加熱と内
部加熱を併用するのが特に好ましい。

通常、軸方向の延伸倍率は下記式に示す関係を有してい
る。

１４− Ｕ８：　　走行パイプ送り込み速度（、、／−”　）Ｔ
Ｊ２：ｌ　　　引取り速度　（ｒｎ／騙）α　：　延伸
点位置の移動速度　（、、／＝）（走行パイプ上流側に
移動しているならマイナス、下流側に移動しているなら
プラスになる） このため走行方向（軸方向）の延伸点位置を固定しない
と軸方向延伸倍率が一定しない。

第４図はポリエチレンテレフタレート禾延伸パイプの延
伸温度と延伸必要内圧との関係を示した線図である。

第１図に示すようにパイプはある温度を越えたときに急
激に延伸が進むため軸方向に対し、急激な温度上昇をさ
せることにより、延伸点の固定が可能となる。第３図に
おいて、２０は内部加熱装置、２１はヒーター支持具、
２２はヒーターリード線である。また、２３はブロー成
形における圧力保持のための猟期装置であり、吊索２４
によって固定するか、外部からのマグネットによって固
定される。２５はブロー成形のための圧力流体噴出口で
ある。第３図において、猟期装置２３は分割金型片の離
脱部に設けた場合全示しているが、このような場合には
ブロー成形プラスチックパイプが離脱部以後の金型から
出た部分での膨張をさけるため、その部分に冷却装置２
６を配設するのが好ましい。また猟期装置２３は合致金
型片１５ａ、１５ａの直線部分の下部に設けてもよく、
そのような場合にはその下部に更に段階的に圧力を低下
するよ化前のパイプ部に及ぶのを防止するための猟期装
置（図示せず）をブロー成形開示前の同化パイプ内の適
当個所に内接させることが必要である。

第５図はブロー成形ポリエチレンテレフタレートパイプ
の周方向延伸倍率と延伸応力（内圧）の関係を示した線
図である。第５図に示すように３倍までの延伸倍率では
延伸応力は極大値を持つのみで極小値を持っていない。

このことは周方向の加熱温度を均一にし、均一な延伸を
行うことによってのみ延伸斑をなくすることが可能であ
ることを示している。本発明により走行するパイプ内に
ヒーターを設けるときはパイプを内部から放射状に加熱
することにより、周方向の温度均一化が可能となり、均
一かつ優れた物性を有する延伸パイプを連続的に得るこ
とができる。

なお、キャタピラ型金型を加熱することによりブロー成
形と同時にブロー成形されたパイプを熱固定することも
できる。また、熱固定が必袂なときはキャタピラ型金型
でブロー成形した後、引続き内圧を保持した状態下金型
中で連続的に、または別工程で熱固定することもできる
し、更に所望する長さに切断後熱固定してもよい。

延伸倍率は用途によっても異なるが、通常軸方向に１．
５倍以上、好ましくは１．８〜４倍、周方向に２倍以上
、好ましくは２．５〜６倍程度である。

加熱装置は電気的なエネルギーによる赤外ヒーター、抵
抗ヒーター及び電磁誘導に加え、場合によっては熱媒の
循環等によるヒーターであってもよい〇 １７− かくして得られたブロー成形プラスチックパイプは物質
輸送用パイプ、導線、光ファイバー等の収納用パイプ等
として用いたり、あるいは切断してプラスチック缶を製
造するのに好適である。

以下、実施例により本発明を説明する。

実施例 フェノール／テトラクロロエタン（６／４重量比）中３
０℃で求めた固有粘度０．７のポリエチレンテレフタレ
ートチップを第１図に示した装置を用い、押出機のホッ
パーに投入し、押出し装置のシリンダー外周に配置され
た加熱手段によって溶融し、２７５℃で溶融粘度約５５
００ボイズのポリエチレンテレフタレートをパイプ状に
押出し、外径４０■、肉厚２．４ｔｍｓ密度１，３３８
　、透明非晶質の未延伸パイプを成形した。

なお、冷却槽の容積は約２５ｆｉ、冷却槽の深さａｏｏ
ｍ、気相部の容積は約５ｆｉ、気相部と冷却槽の容積比
は約０．２、減圧度は４５０．Ｈｒとした。

次いで、未延伸パイプは第３図に示す外部加熱装置およ
び内部加熱装置により１２０℃に加熱され、１８− キャタピラ型金型内で加圧気体により軸方向延伸倍率３
倍、円周方向延伸倍率３倍にブロー成形すると共に連続
的に引取られ外径１２０　ｍ　、肉厚０．２７園の均一
性のすぐれた二軸延伸ポリエチレンテレフタレートパイ
プを得た。得ら扛たパイプは切断して内圧を保持した状
態上加熱金型内で熱固定した後、一定長に更に切断し、
上下に金属蓋を巻締めしてプラスチック缶を製造した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるブロー成形プラスチックパイプの
製造装置の１例を示す説明図でめり、第２図は第１図に
おけるサイザー４の拡大斜視図、第３図は第１図におけ
るブロー成形装置１１のキャタピラ型金型の拡大図であ
り、ブロー成形説明図である。 また、第４図はポリエチレンテレフタレート未延伸パイ
プの延伸温匿と延伸必費内圧の関係を示した線図であり
、第５図はブロー成形ポリエチレンテレフタレートパイ
プの周方向延伸倍率と延伸応力（内圧）の関係を示した
線図である。 １　：　押出し装置　　　　　２　：　ダ　イ　ス３　
：　フォーマ−４＝　サイザー ５　：減圧冷却装置　　　６　：　冷　却　槽７　：　
減圧気相部　　　　８　：　減圧ポンプ９　：　パ　イ
　プ　　　　１０：　　温度調節装置１１　：　ブロー
成形装置　　１２　：　加圧流体の導入口１３：箱　　
体　　　１４：チェーン １５　：　分割金型片　　　　１６　：　スプロケット
ホイール１７　：　　　　床　　　　　　　　　１８　
：　ブロー成形プラスチックパイプ１９；　　外部加熱
装置　　　２０　：　内部加熱装置２１：　　ヒーター
支持具　　２２　：　ヒーターリード線２３：猟期装置
　　　２４：吊　　索 ２５　：　圧力流体噴出口　　２６：　冷却装置特許出
願人　東洋紡績株式会社 ＄１！！１ １山　　　　　　　　　１２ ノ ／“ ６ ０ Ｉｇ訊 １ （ローｒ−■　■　　Ｉ３ｇ ／’？ ５ ６ 第３図 第４（！！ 第５図 （２）同第１８頁下がら３行目の「Ｈ９」を「Ｈ２Ｃ」
手続補正書（自発） Ｌ　事件の表示 昭和５８年特許願第１２１４８号 ＆　発明の名称 ブロー成形プラスチックパイプの製造方法および装置 ＆　補正をする者 事件との関係　　特許出願人 大阪市北区堂島浜二丁目２番８号 表　補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 五　補正の内容 （１）　　明細書第９頁第９行および第１４行の（３）
１司第ｑ　ｉ　第１４１７．７Ｉ’−１０００Ｊ　Ｘ　
’３ｏｏｏ、ｗ　　ｉ　ＪＪ正Ｊる３゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、溶融状のプラスチックを押出し装置のダイスからパ
   イプ状に押出しながら、該パイプの外径を、減圧気相部
   と連設した冷却槽内に設けたサイザーによって規制する
   と共に冷却し、次いで得られたパイプを延伸適温に調節
   した後、該パイプの移行軌跡を挾んで両側に、それぞれ
   半裁成形分割金型片を駆動チェーンに多数隣設させて構
   成したキャタピラ型金型内でブロー成形すると共に連続
   的に引取ることを特徴とするブロー成形プラスチックパ
   イプの製造方法。 ２、　プラスチックがエチレンテレフタレート繰返し単
   位を主体としたポリエステルである特許請求の範囲第１
   項記載のブロー成形プラスチックパイプの製造方法。 ３、　溶融プラスチックの押出し装置、環状ダイス、押
   出し成形されたパイプの外径を規制するサイザーを具備
   する減圧冷却装置、得られたパイプを延伸適温に調節す
   るだめの温度調節装置および／または加熱装置、および
   パイプをブロー成形および引取るだめの半裁成形分割金
   型片を駆動チェーンに多数隣設させて構成したキャタピ
   ラ型金型からなることを特徴とするブロー成形プラスチ
   ックパイプの製造装置。 ４、環状ダイス以降の各装置が実質的に鉛直方向に配設
   してなる特許請求の範囲第３項記載のブロー成形プラス
   チックパイプの製造装置。