JPS63319125A - 架橋型熱収縮管の連続製造装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は各種配管やケーブルの接続部、その他各種の
管や棒の防食あるいは保温などのための被覆に使用され
る熱収縮管の製造装置に関し、特に架橋型樹脂を使用し
た熱収縮管を連続的に製造する装置に関するもので市る
。

従来の技術 従来から、石油、ガス、水道おるいは化学プラント等に
使用されるライニング鋼管の接続部や、電カケープル市
るいは通信ケーブルの保護鋼管の接続部などの防食や保
温には、加熱に、よって収縮してその接続部などを密着
状態で被覆子ることができる熱収縮管を用いることか行
なわれている。

このような熱収縮管には従来から種々の合成樹脂か用い
られているか、最近では架橋ポリエチレンなどの架橋型
合成樹脂を使用することか多くなっている。

ところで架橋型熱収縮管を製造する方法としては、特公
昭４．７−１９３５６号公報記載の方法７１１）知られ
ている。この方法は、管壁に多数の回通小孔を形成した
アルミニウム管等の金属管上に未架橋の樹脂コンパウン
ドを押出被覆した後、その被覆された管を架橋至、膨張
室および冷却至に連続的に通過させ、架橋至において架
橋した後、前記膨張至において管の内外圧を制御して金
属管上の樹脂チューブを膨張させて、その膨張状態のま
ま冷却至で冷却させ、巻取る方法である。

発明が解決すべき問題点 前）ポの従来方法では、金属管をコアとして用いてその
金属管上に樹脂を押出被覆するものであるから、最終的
に金属管を扱き取る必要があり、そのため作業性か低く
ならざるを得す、また金属管を用いるために高コストと
なる問題があり、さらには金属管を内挿したまま巻取る
ことか実際上は困難で必ることか多く、したがってこの
方法は非現実的であって実際に熱収縮管の連続的な製造
に適用することは困難であった。

また一般に架橋型熱収縮管の製造において、管に熱収縮
性を与えるためには、架橋が終了した後に、架橋温度よ
り低く軟化温度より高い温度域で拡径（膨張）させ、そ
の後軟化温度より充分に低い温度までそのままの径で冷
却させる必要があるが、前述のような従来の方法を実施
した場合、栗橋至で加熱されて高温となった樹脂か膨張
至でも未だ架橋温度近くの温度を保持して、膨張中も樹
脂の架橋か進行してしまうことかあり、そのため充分な
熱収縮性を与えることができない場合かあった。さらに
前述の従来の方法を実施する場合、膨張至からの熱影響
によって冷却至の冷却効率が低くならざるを得ず、その
ため冷却至の長さを充分に長くしなければならないから
、装置全体の全長も長くなって設備コストも大きくなら
ざるを得ない問題もおった。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、上
述の如く金属管をコアとして用いた場合のような諸問題
を招くことなく、実際に架橋型熱収縮管を低コスト、高
作業性で連続的に製造することかでき、しかも熱的安定
性が良好で確実に充分な熱収縮性を有する熱収縮管を安
定して製造することができ、なおかつ装置金体の長さを
小さくして設備コストを低順にした装置を提供すること
を目的とするものである。

問題忌を解決するための手段 この発明の架橋型熱収縮管の連続製造装置は、架橋型熱
収縮管の素材となる未架橋の樹脂を断面円形の中空管状
に押出すためのマンドレルおよびダイスからなる押出ヘ
ッドと、その押出ヘッドから押出された樹脂管の内面側
に圧力流体を吹込む圧力流体吹込み手段と、前記押出ヘ
ッドから押出された樹脂管を架橋する架橋筒と、その架
橋筒において架橋された樹脂管を前記圧力流体の圧力に
よって拡径させる拡径ダイスと、その拡径ダイスから出
た樹脂管を冷却する冷却筒とを有し、かつ拡径ダイスの
入口付近に樹脂管をその架橋温度よりも低く軟化点温度
よりも高い温度範囲に保持するための温度制御手段が設
けられていることを特徴とするもので必る。

作　　　用 架橋型熱収縮管の素材となる未架橋の樹脂は、押出ヘッ
ドのダイスとマンドレルとの間から架橋筒内へ断面円形
の中空管状に連続的に押出されて、その架橋筒内で連続
的に加熱架橋され、続いてその架＠された樹脂管は架橋
筒から拡径ダイス内に連続的に導かれ、その拡径ダイス
の先端（拡大端部）から冷却筒内へ連続的に導かれる。

ここで、押出された樹脂管の内面側には圧力流体か吹込
まれるから、架橋筒体内で架橋された樹脂管は拡径ダイ
ス内において流体圧力により拡径され、続いてその拡径
された状態で冷却筒内において連続的に冷却されて、熱
収縮管が得られる。

そして特にこの発明の装置では、拡径ダイスの入口付近
に、樹脂管の温度を架橋温度よりも低くかつ軟化温度よ
りも高い温度範囲に保持するための温度制御手段が設け
られているため、架橋筒から出て拡径ダイス内に導かれ
た管は直ちに架橋温度より低い温度となり、したかって
拡径中や拡径後に架橋が進行して熱収縮性が低下してし
まうことを確実に防止できる。

また前述のように拡径ダイスの入口付近に温度制御手段
を設けておくことによって、冷却筒が架橋筒の高温の影
響を受けることがなくなるため、冷却筒における冷却効
率が向上し、そのめ冷却筒の長さを短かくすることか可
能となる。

またこの種の連続製造装置では押出ヘッドから押出され
た樹脂管の外面と架橋筒、拡径ダイス、冷却筒の内面と
の間の摩１察を緩和してそれらの間での焼付きを防止す
るとともに樹脂管の連続引出を容易にするため、摩擦緩
和剤（潤滑剤）としてオイルを用いることか多いが、オ
イルは一般に低温となれば粘度か下がって摩擦緩和効果
が小さくなる。そのため冷却筒が長（プればオイルの低
粘度域か長くなって摩擦抵抗か大きくなり、樹脂管の連
続引出（〕か困傭となることかあるか、この発明の装置
では上述のように冷却筒の長さを短くすることかできる
ため、オイルの低粘度域が短かくなり、樹脂管の引出し
か困難となるおそれも少なくなる。

実施例 第１図にこの発明の連続製造装置の一例を示す。

第１図において、軸線か垂直となるように配設された全
体として円筒状をなす押出用ダイス１と、その押出用ダ
イス１の内側に同心状に配設されたマンドレル２とによ
って押出ヘット３が構成されており、押出用ダイス１と
マンドレル２との間の下端には連続環状の押出口３Ａか
形成されている。

その押出口３Ａは樹脂通路４を介して図示しない押出機
本体に連絡され、その押出機本体からの押出圧力によっ
て未架橋の樹脂１５が中空管状に成形された状態で押出
されるようになっている。またマンドレル２には、前記
押出口３Ａから押出された樹脂からなる樹脂管５の内面
側に外部から圧力流体を供給するための圧力流体供給路
６が軸方向に沿って貫通形成されている。さらに押出用
ダイス１の下部には、外部から摩擦緩和剤を樹脂管５の
外面に供給するための摩擦緩和剤供給口９か形成されて
いる。

前記押出口３△の押出方向前方、すなわち図における下
方には、押出口３△の外径すなわち押出用ダイス１の内
径と実質的に相等しい内径を有する架橋筒７が配設され
ており、この架橋筒７には７１０熱架橋のための温度を
確保するためのヒータ８が設（プられでいる。そしてこ
の架橋筒７の上端と押出用ダイス１の下端とは、相互間
の熱伝導を遮断するための第１の断熱部２１、例えばセ
ラミック等の低熱伝導材を介して連結されている。

前記架橋筒７の下方には、下方へ向って径が滑らかに拡
大する内面１０Ａを有する拡径ダイス１０か配設されて
おり、その拡径ダイス１０の上端と架橋筒７の下端とは
、相互間の熱伝導を遮断するための第２の断熱部２２、
例えばセラミック等の低熱伝導材を介して連結されてい
る。そしてまた拡径ダイス１０の上部、すなわち入口付
近には、樹脂管５の温度を架橋温度よりも低くかつ軟化
点温度よりも高い温度範囲に制御するための温度制御手
段２４、例えば冷却水ジャケットが設けられている。

ざらに前記拡径ダイス１０の下方、すなわち拡大端部の
下方には、その拡径ダイス１０の拡大端の内径と相等し
い内径を有する冷却筒１１が配設されている。なおこの
冷却筒１１は水冷もしくは苧冷構造とされている。そし
て冷却筒１１の上端と拡径ダイス１０の下端（拡大端部
）とは、相互間の熱伝導を遮断するための第３の断熱部
２３、例えばセラミック等の低熱伝導率材を介して連結
されている。

さらに冷却筒１１の下方には、冷却筒１１から下方へ導
かれる樹脂管５の断面形状を偏平に変形させるための口
金１２がｄＱけられており、その口金１２の下側には、
口金１２により偏平に変形された樹脂管５をさらに両側
から圧接しつつ下方への引取駆動を与えるための一対の
ローラ１３Ａ１１３Ｂからなる引取機１３が配設されて
いる。なおその引取機１３の下方もしくは側方には図示
しない巻取ローラが設けられている。

以上の装置を用いて架橋型熱収縮管、例えば架橋ポリエ
チレンからなる熱収縮管を製造する方法について次に説
明する。

図示しない押出機で混練されて押出された未架橋の樹脂
１５は、樹脂通路４を経て押出用ダイス１とマンドレル
２との間の押出口３Ａから架橋筒７内へ連続的に中空管
状に押出される。その押出された樹脂管５の内面側には
、圧力流体供給路６から好ましくは不活性カスなどから
なる圧ツク流体が吠込まれる。また押出された樹脂管５
の外面と架橋筒７の内面との間には、摩擦緩和剤供給口
９を介して摩擦緩和剤か供給される。この摩擦緩和剤と
しては、基本的には液体、固体（微粒子粉末）、気侭の
い覆゛れを用いても良く、液体としてはシリコンオイル
やその他の潤滑油などを、また固体としては窒化ホウ素
（ＢＮ）粉末や二硫化モリブデン（ＭＯ３２）粉末など
を、さらに気体としては不活性ガスなどを用いることが
できる。

前述のようにして架橋筒７内に押出された未架橋の樹脂
からなる樹脂管５は、自重や引取機１３の引取り駆動力
さらには図示しない巻取機の巻取力等によって架橋筒７
内を下降し、その間加熱架橋か施される。この時、前記
圧力流体のｊＯ圧力によって樹脂管５は架橋筒７の内面
に圧接されようとするか、摩擦緩和剤によって架橋筒７
内面と押出された樹脂管５の外面との間の摩擦抵抗が緩
和され、その間で焼付きが発生することなく、押出６ｎ
Ｔこ＠脂管は円滑に下降する。

−’１１− 架橋された樹脂管５は続いて拡径ダイス１０を通過する
が、この通過時には可塑性を呈する温度、すなわち軟化
点以上の温度に制御されているため、前述の圧力流体に
よる加圧力によって拡径ダイス１０の内面１０Ａに沿っ
て展伸されて、拡径される。続いてその拡径された樹脂
管５は冷却筒体１１内で至温近くまで冷却され、熱収縮
管となる。

続いてその樹脂管５は口金１２を通過し、口金１２の内
周面形状の変化に従って円形の状態から長円形に変形さ
れ、最終的に偏平な形状に変形される。その後、偏平と
なった樹脂管５は引取機１３によって引取力を与えられ
、さらに図示しない巻取機によって巻取られる。なおこ
こで樹脂管５か上述のように偏平に変形され、さらに引
取機１３により圧接されることによって樹脂管５の内部
空間かガスシールされるから、前述のような圧力流体に
よる加圧力が拡径のために有効に作用することになる。

次に第１図に示すこの発明の実施例の装置を用いた場合
について、樹脂の押出方向の各位置での　１２一 温度分布を第２図に示す。また比較のため、各１断熱部
２１．２２．２３および拡径ダイス１０の温度制御手段
２１４を設けなかった比較例の場合（但しそれらの点以
外は第１図に示す実施例の構成と同じとする）について
、樹脂の押出方向の各位置での温度分布を第３図に示す
。

第３図から明らかなように、各断熱部２１．２２．２３
および拡径ダイス１０の温度制御手段２４を設けていな
い比較例の場合は、樹脂は押出ヘラｌ−’３から押出さ
れる以前の段階から架橋筒７からの熱影響（こより徐々
に温度上昇し、続いて押出ヘラ１〜３から押出されて架
橋筒７に入ってからち緩やかに温度上昇して架橋温度域
に遅し、その後冷却筒１′１からの影響により拡径ダイ
ス１０および冷ムロ筒口１を通じて緩やかに温度降下す
ることになる。このため寅際に架橋か行なわれるのは、
架橋筒７の入口から出口までの間ではなく、架橋筒７の
人口からある程度下降した位置Ｐ１から拡径ダイス１０
の人Ｉ］から必る程度下降した位置Ｐ２まての間（これ
を有効’ｌ　Ｉｔ部と記す）となるのが通常で必る。そ
して有効架橋部の下端位置Ｐ２か著しく低くなれば、拡
径ダイス１０において拡径されつつある間、必るいは拡
径終了後にも架橋が進行し、そのため充分な熱収縮性か
得られなくなるおそれが市る。また冷却筒１１において
は架橋筒７からの熱影響を受けるためその冷却効率が低
く、したかって樹脂温度を充分に低い温度まで冷却する
ためには冷却筒１１を充分に長くする必要が市る。また
このように冷却筒１１が長Ｃプれば、摩擦緩和剤として
オイル（潤滑油）を用いた場合にその低粘度域か長くな
ることを意味するから、樹脂管の引出しに対する摩擦抵
抗か大きくなる問題も生じる。ざらに前）ボのように樹
脂か押出ヘッド３の出口から出る前の段階で架橋筒７か
らの熱影響によって温度上昇するため、押出ヘッド３内
において樹脂のスコーチ（焼付き）が生じ易い問題も生
じる。

これに対しこの発明の実施例の装置においては、押出ヘ
ッド３、架橋筒７、拡径ダイス１０、および冷却筒１１
のそれぞれの間の熱伝導か断熱部２］、２２．２３によ
って遮断されているため、それぞれの間での熱影響を充
分に排除することがで８、かつ拡径ダイス１０の入口付
近の温度制御手段２４によって拡径ダイス１０の温度を
適切に制御することかできる。そのため第２図に示して
いるように、樹脂は押出ヘット３を出るまではほとんど
温度上昇せす、架橋筒７に入ってから急激に温度上昇し
て架橋温度域に達し、ざらに架橋筒７から出て拡径ダイ
ス］Ｏに入れば直ちに温度降下して架橋温度より低くか
つ軟化温度よりも高い温度に制御され、続いて冷却筒７
に入れば急激に温度下降して所要の低温となる。したか
って第３図に示した比較例の場合のように拡径される間
ある、　　いは拡径後に架橋か進行することは充分に回
避することかでさ、そのため充分な熱収縮性を確保する
ことかてさる。また冷却筒１１の冷却効率も良好となる
ため冷却筒１１を短縮して全体の装置の艮ざをパフかく
することかできる。またこのように冷却筒１１を短縮で
きるところから、摩擦緩和剤としてオイル（潤滑油）を
用いた場合でも低温の低粘度域か短かくなるため、摩擦
抵抗を小さくして樹脂からなる管の引出しを円滑かつ容
易に行なうことができる。さらに、押出ヘット３におい
て架橋筒７からの熱影響により温度上昇することが防止
されるため、架橋前にスコーチか生じることを有効に防
止できる。

ここで、この発明の装置を用いて架橋ポリエチレンから
なる熱収縮管を製造する場合の最適な温度分布は次の通
りである。すなわち押出ヘッド３ての樹脂温度は１２５
°Ｃ程度であり、架橋筒７では２５０°Ｃ程度に加熱し
て架橋される。そして拡径ダイス１０ｋｍおいては１１
５°Ｃ（軟化点）以上、１５０°Ｃ程度以下の温度に冷
却して拡径させ、ざらに冷却筒１１で６０’Ｃ以下に冷
却する。

また第１図の実施例では摩擦緩和剤供給口９を第１の断
熱部２１の上方に形成しているか、第１の断熱部２１の
下側に摩擦緩和剤供給口９を形成しておいても良い。

さらに第１図の実施例では冷却筒１１から出た樹脂管５
を偏平に変形させるために、その樹脂管５の全周を取囲
む口金１２を設けているか、必ずしも樹脂管５の全周を
取囲む構成とする必要はない。

発明の効果 この発明の装置は、従来の金属管上に押出被覆する装置
と異なり、コアとして金属管を用いる必要がないととも
に最終的に金属管を抜き取る必要もないため、作業性も
良好でかつコストも低順で必り、したかって実際に量産
的規模で長尺の架橋型熱収縮管を連続製造するに最適で
あり、また特にこの発明の装置によれば、樹脂管の拡径
中や拡径後に架橋が進行してしまうことを防止できるた
め、充分な熱収縮性を有する熱収縮管を確実かつ安定し
て製造することができるとともに、冷却筒の短縮化を図
って全体の装置の長さを短かくし、これにより装置設置
コス１〜、設備コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の一例を示す縦断正面図、第２
図は第１図に示すこの発明の一例の装置を用いて架橋型
熱収縮管を製造する場合の樹脂の温度分布を模式的に示
す線図、第３図は比較例の装置を用いて架橋型熱収縮管
を製造する場合の樹脂の温度分布を模式的に示す線図で
ある。 １・・・押出用ダイス、　２・・・マンドレル、　３・
・・押出ヘッド、　３Ａ・・・押出口、　　５・・・押
出された樹脂管、　６・・・圧力流体供給路、　７・・
・架橋筒、−１０・・・拡径ダイス、　２４・・・温度
制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 架橋型熱収縮管の素材となる未架橋の樹脂を断面円形の
   中空管状に押出すためのマンドレルおよびダイスからな
   る押出ヘッドと、その押出ヘッドから押出された樹脂管
   の内面側に圧力流体を吹込む圧力流体吹込み手段と、前
   記押出ヘッドから押出された樹脂管を架橋する架橋筒と
   、その架橋筒において架橋された樹脂管を前記圧力流体
   の圧力によって拡径させる拡径ダイスと、その拡径ダイ
   スから出た樹脂管を冷却する冷却筒とを有し、かつ拡径
   ダイスの入口付近に樹脂管をその架橋温度よりも低く軟
   化点温度よりも高い温度範囲に保持するための温度制御
   手段が設けられていることを特徴とする架橋型熱収縮管
   の連続製造装置。