JPH0374899B2

JPH0374899B2 -

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Publication number: JPH0374899B2
Application number: JP60066990A
Authority: JP
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1985-03-30
Publication date: 1991-11-28
Also published as: JPS61225030A

Description

【発明の詳細な説明】

イ産業上の利用分野本発明は管状体の引延し方法及びその装置に関
し、例えば医用等のチユーブを製造するのに好適
な方法及び装置に関するものである。ロ従来技術従来、チユーブの径を選択的に変化させること
により、種々の用途に適したチユーブに仕上げる
ことがある。例えば、第９図に示すように、胸部
下行大動脈や胸腹部大動脈等の大動脈１に生じた
動脈瘤を除去する手術において、患部２の両側位
置に一時的に体外バイパスチユーブ３を接続し、
このバイパスチユーブを通して手術中に血液を一
時的に流すことがある。こうしたバイパスチユー
ブは接続が容易であることから、安定した捕助手
段として有用である。バイパスチユーブ３には多量の血液が安定して
流れることが必要であるが、このためには、血管
に接続される部分３ａは適切な細さとし、中間部
分は圧力損失を小さくするため、比較的大径な部
分３ｂとする必要がある。このようなバイパスチユーブ３は例えば、第１
０図に示すような押出し加工機１２（米国特許第
2940126号明細書参照）によつて製造することが
可能である。この加工機においては、円筒形ヒー
ター１３中に溶融熱可塑性材料１４を供給し、ス
クリユー体１６で送りながら、先端の押出しダイ
ス２２の円筒状通路３０からチユーブ状に押出す
と同時にその内部へオスフイス２８から流体２９
を吐出せしめ、冷媒管１５からの冷媒１８で冷却
して固化したチユーブ３を得る。この際、チユー
ブ引取り域８において、ガイド１９中をローラ２
０で走行せしめられるベルト２１の走行速度を遅
くすると、流体２９の圧力でチユーブ３の径が図
示の如くに拡張され、大径部３ｂが形成される。従つて、この公知の方法及び装置を適用した場
合、チユーブ押出し加工の途中で引延し又は引出
し速度を変更しなければならないので、チユーブ
引延し速度の変化と流体２８の導入量とのタイミ
ング又はバランスをうまくとる必要がある。この
ためにチユーブ製作上の自由度に乏しくなり、
種々の径及びサイズのチユーブを作るのが容易で
はない。ハ発明の目的本発明の目的は、大きな自由度で容易に実施可
能であり、かつ残留歪も少なくして原形と相似形
（内、外径の比が略ある範囲で一定である形）に
引延し可能な方法及びその装置を供給することに
ある。ニ発明の構成及びその作用効果即ち、本発明の方法は、管状体（例えば熱可塑
性樹脂のチユーブ）をその中心軸の周りに回転さ
せた状態で、前記管状体の所定位置を所定時間均
一加熱しながら前記管状体をその長さ方向へ僅か
に引張り、この直後に前記管状体をその長さ方向
へ急激に引延ばすと同時に冷却する管状体の引延
し方法である。また、この方法を効果的実施するために、本発
明は、管状体（例えば熱可塑性樹脂のチユーブ）
の所定位置を加熱するヒーター（例えば後述の放
物面反射型ヒーター）と、このヒーターに冷却媒
体を供給する供給手段（例えば後述の冷却水管）
と、前記管状体の両端を保持しながら前記管状体
をその中心軸の周りに回転させる回転手段（例え
ば後述のチヤツクを有するモーター）と、前記管
状体の両端を保持しながら前記管状体をその長さ
方向へ引張る引張り手段（例えば後述のチヤツク
付き可動板）とを有する管状体の引延し装置も提
供するものである。ホ実施例以下、本発明の実施例を第１図〜第８図につい
て詳細に説明する。まず、本実施例で使用するチユーブ引延し装置
の構成を説明する。この装置は、既述したチユーブ押出し加工機と
は異なり、予め成形されたチユーブを加熱後の冷
却下で引延ばすことによつて、元のチユーブと相
似形（内、外径の比がある範囲で略一定である
形）の断面からなる径小の引延し部分を有するチ
ユーブを製造するものであつて、引落し装置とも
称せられる（本明細書では、そうした引延しを
「引落し」と記すことがある）。この装置は、第１図に示すように、サンプルチ
ユーブを垂直に固定するための上部チヤツク４０
と下部チヤツク４１とを有し、このうち上部チヤ
ツク４０はガイド４２に沿つて上下動可能な可動
板４３に固定されたモーター４４により回転せし
められ、また下部チヤツク４１は上下動可能な可
動板４５に固定されたモーター４６により回転せ
しめられる。上記ガイド４２は左右に一対（図面
では一方のみ示した。）設けられるが、これはガ
イド棒であつてもよいし、或いは支柱４７，４８
に設けられたガイド溝であつてもよい。上部ガイド４０は、支柱４７及び４８に固定さ
れた一対の放物面反射型赤外線ヒーター４９，５
０の上端付近まで下降可能であり、一点鎖線の如
くに下部チヤツク４１との間でチユーブ５３を垂
直に保持する。なお、可動板４３は上部チヤツク
４０を任意の位置に固定するものであり、蝶ねじ
５７等の固定具を有する高さ調整スライダーとし
て機能する。一方、下部チヤツク４１を設けた可
動板４５は、一端側に引落し用のリニアモーター
５１を一体に有し、このリニアモーター部が別の
支柱５２に取付け板５４，５５を介して固定した
ガイド棒５６に沿つて上下に案内されることによ
り、支柱４７−４８間にて上下動するように構成
されている。上記ヒーター４９，５０は、第２図に示すよう
に、放物鏡面５８，５９を夫々有していて、内側
の赤外線ランプ６０，６１からの熱線６２，６３
を平行赤外線としてサンプルチユーブ５３に照射
できるものである。また、このヒーターは、第３
図の如くにヒーター１個につき、放物鏡面を複数
個有していてもよいし、或いは管状ヒーターとし
てその中心部側へ赤外線が集中する管状放射型と
してもよい。また、ヒーター４９，５０には、第１図に示す
ように冷却媒体、例えば冷却水６４を通すための
冷却水管６５が導かれている。この冷却水管によ
るヒーターの冷却は、チユーブ５３の加熱直後の
引落し時に行うものである。次に、上記の装置を使用したチユーブ引延し加
工方法を説明する。まず第４Ａ図のように、ヒーター４９−５０間
にて上下のチヤツク４０と４１とによつてサンプ
ルチユーブ（例えばポリ塩化ビニルチユーブやポ
リウレタンチユーブ）５３をセツトし、各ヒータ
ーをオンし、各チヤツクを同方向へ回転させる。
このとき、初期状態では、サンプルチユーブ５３
は第５Ａ図の如くにほぼ均一な径及び肉厚を有し
ているものとする。そして、ヒーターオンによ
り、第２図に示した如き平行赤外線６２，６３の
作用でチユーブ５３の所定箇所が温度分布均一に
加熱されるが、これはチユーブ５３の回転により
更に充分となる。これによつて、チユーブ５３の所定箇所が選択
的に加熱溶融せしめられ、第４Ａ図に一点鎖線で
誇張して示すように部分的に熱変形又は溶融によ
る垂れ下がり現象が生じてくる。そしてついに
は、チユーブが引落し可能な状態となるが、この
時点に達するまでに僅かずつ引張つてゆき、上記
垂れ下がりを吸収する。そして、引落し可能にな
つたときに第４Ｂ図のようにチヤツク４１を急激
に垂直に下降させ（即ち、それまでゆつくりと作
動していた上述のモーター５１の回転数を急激に
上げて可動板４５を急激に下降させ）、チユーブ
を急激に引張つて延伸させる。この結果、チユー
ブ５３には、原形の大径部５３ｂがそのまま相似
的に（即ち、内径／外径の比がほぼ一定に）引延
されてなる径小部５３ａが形成される。この際に重要なことは、チユーブ５３の引張り
時にはヒーター４９，５０をオフさせ、同時に冷
却水６４を通して各ヒーターの冷却を行うことで
ある。即ち、第６図に示す如きプログラムに沿つ
て、加熱を行いながら少しだけ引張り、所定時間
経過した時点T₁（上述した第４Ａ図一点鎖線の如
き状況が生じている時点）でチユーブを急激に引
張り、これと同時に冷却を行う。この冷却によつ
て、チユーブ５３の外面は冷却固化するが、チユ
ーブ５３の内面側は未固化状態となるから、引張
り（引落し）中に、外面により真円形状が保持さ
れながら内面側が所望の内径にまで引延されるこ
とになる。従つて、引落しが容易となり、かつ外
径及び肉厚が元のチユーブと相似形である径小部
が切れることなしに形成されるのである。しか
も、通常は引延しによつて残留歪みが生じ、これ
が径小部の切断加工時に折れ曲がる原因となる
が、本実施例による方法では上記した理由から残
留歪みが生じることがない。このようにして最初の引落しを行つた後、第４
Ｃ図のようにチユーブ全体を上昇させて改めてセ
ツトした後、再び上記の操作を繰返す。この結
果、第４Ｄ図のように径小部５３ａが複数箇所
（この例では２箇所）に形成されたチユーブが得
られる。但し、図面では、簡略化及び理解容易の
ために２箇所で引落しを行つた状態を示したが、
短いチユーブのみならず、長いチユーブで３箇所
以上で引落しを行うことも勿論可能である。そして、例えば第４Ｄ図に一点鎖線で示す位置
にて切断加工すれば、個々のバイパスチユーブ５
３を得ることができる。得られたチユーブ５３
は、第５Ｂ図に示すように元の径大部５３ｂと、
これと相似形の内薄な径小部５３ａとからなり、
引落し前後の各部の内径／外径の比、ID₁／OD₁
とID₂／OD₂とは互いにほぼ一定となつている。なお、上述の引落し方法及びその装置に適用可
能な操作条件は下記の通りである。加熱温度：室温〜300℃（例えば150〜160℃）加熱時間：300秒以内（例えば150〜250秒）引落し速度：100mm／sec以内（例えば５〜30
mm／sec）引落し長さ：200mm以下（例えば約600mm以下）引落し比率：１：１〜１：20（例えば１：２）引落し最大荷重：例えば50Kg重以上に説明したように、本発明に基づく引落し
方法及びその装置によれば、既述した如き従来技
術に比べて、サンプルチユーブの回転下でのヒー
ター加熱及び引延しによるものであるから、予め
成形されたチユーブを決められた手順に沿つてコ
ントロール良く操作して引落すことができ、目的
とするチユーブを大きな自由度で得ることができ
る。しかも、チユーブを原形と相似形に引落すこと
ができるが、これは上述した如き均一加熱（放物
鏡面のヒーター使用、チユーブの回転）と、引落
し可能時点までの僅かな引張り及び引落し可能時
点での急激な引張り及び同時冷却とが大きく寄与
した結果実現されるのである。また、引張り操作
を第６図の如くにコントロールすることにより、
チユーブの切れや残留歪みの発生もない。次に、本発明を具体的な実験例に基づいて更に
詳細に説明する。原料チユーブとして、ポリ塩化ビニルチユーブ
（商品名：タイゴンチユーブＳ−50−HL外径／
内径は12.7mm／9.5mm）を使用し、引落し装置と
して第１図に示したものを用いた。引落し条件は
第７図に３種類（）示したが、夫々の加熱
時の初期引張り速度はv₁，v₂，v₃、引落し速度は
v′₁，v′₂，v′₃とした。各条件を下記表（更に他の
条件も追加して示した。）にまとめて示した
（但し、各条件とも、加熱温度は150〜160℃とし
た）。

【表】これら各条件での結果から、相似形の引落しを
行うには、加熱時間を充分とること（短すぎると
残留歪により相似形が得難く、長すぎるとチユー
ブ切れが生じ易い。）、初期引張り速度及び引落し
速度を適切に設定すること（遅すぎると歪みが生
じ易く、早すぎるとチユーブ切れが生じ易い。）、
引落し距離を適切にすること（短いと歪みが生じ
易く、長いとチユーブ切れが生じやすい。）が重
要であることが分かつた。また、加熱温度も重要
であり、低すぎると歪みが生じ易く、高すぎると
チユーブ切れが生じ易い。ここで、引落しに際しての望ましい条件は次の
通りであることが確認された。加熱時間：150〜250秒ｖ：更に好ましくは0.10〜0.15mm／sec v′：１／20mm／sec 加熱温度：100℃〜200℃ 引落し距離：５mm〜500mm 引落しにより、チユーブを相似形に径小化でき
る（即ち、内径／外径＝略一定）ことが分かつた
が、そのときのデータを第８図にプロツトした。
ここで、各実験は次の如くであつた。直交配列実験：実験計画法に基づき、第１図に
示す装置で、実験例で用いたチユーブにより表１
に示す。２水準を用いたL₁₆直交配列実験を行い、
引落し加工後の最径小部寸法への操作条件の影響
を調べた。実験因子としては、操作条件中でも、
特に最径小部への寄与が大きい加熱温度、加熱時
間、引落し速度（v′）及び引落し距離について行
つた。初期引張りに関しては、本来、垂れ下がり
を防止する目的としているので一定とし、因子に
は含めなかつた。

【表】上記表に示すような各水準を用いて、実験の割
付けを行つた。実験後、各成形物の最小径部の内
径及び外径を測定した。求めた内外径を第８図に
プロツトした。この図より、本発明による成形に
於いては、前記の如く内径と外径の比がおおむね
一定となることが明らかになつた。再現実験：寸法の再現性を確認すべく、下記表
の条件にて、７回繰返し成形を行い、再現実験を
行つた。

【表】第８図に結果をプロツトしたが、良好な再現性
が得られていることは明らかにわかる。以上、本発明を例示したが、上述の例は本発明
の技術的思想に基づいて更に変形が可能である。例えば、上述の引落し装置の構成部分は、変更
してよく、ヒーターの種類、構造及び冷媒の導入
方式、チユーブの保持機構及びその引張り手段等
は様々に変更できる。冷媒はヒーター内を例えば
蛇行状に導びいてよい。しかし、外部から冷風等
を当てることも考えられるが、チユーブ形状に悪
影響を及ぼさないようにすべきである。なお、本
発明は上述のバイパスチユーブの製造に好適であ
るが、他の引落しチユーブにも適用してよい。ヘ発明の作用効果本発明は、上述した如く、加熱及び引延しによ
るものであるから、予め成形された管状体を決め
られた手順に沿つてコントロール良く操作して引
落すことができ、目的とする管状体を大きな自由
度で得ることができる。しかも、管状体の回転下
での加熱の均一性と、引落し可能時点までの僅か
な引張り及び引落し可能時点での急激な引張り及
び同時冷却とにより、管状体を相似形状に引落す
ことができ、かつ引落し部分の切れや残留歪みが
発生することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の実施例を示すもので
あつて、第１図は引落し（引延し）装置の概略斜
視図、第２図はヒーター部分の断面図、第３図は
他のヒーターの概略図、第４Ａ図、第４Ｂ図、第
４Ｃ図、第４Ｄ図は引落しプロセスでの各段階で
の概略図、第５Ａ図は引落し前のチユーブの断面
図、第５Ｂ図は引落し後のチユーブの断面図、第
６図は引落しの概略プスグラム図、第７図は引落
しの具体的なプログラム図、第８図は相似形を保
持した引落しのデータを示すグラフである。第９
図、第１０図は従来例を示すものであつて、第９
図はバイアスチユーブの使用状態を示す概略図、
第１０図はバイアスチユーブ製造装置の断面図で
ある。なお、図面に示した符号に於いて、１……大動
脈、３，５３……バイパスチユーブ、３ａ，５３
ａ……径小部、３ｂ，５３ｂ……径大部、４０，
４１……チヤツク、４２，５６……ガイド、４
３，４５……可動板、４４，４６，５１……モー
ター、４９，５０……ヒーター、５８，５９……
放物鏡面、６０，６１……赤外線ランプ、６２，
６３……赤外線、６４……冷却水、６５……冷却
水管、ID₁，ID₂……内径、OD₁，OD₂……外径で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】１管状体をその中心軸の周りに回転させた状態
で、前記管状体の所定位置を所定時間均一加熱し
ながら前記管状体をその長さ方向へ僅かに引張
り、この直後に前記管状体をその長さ方向へ急激
に引延ばすと同時に冷却する管状体の引延し方
法。２管状体の所定位置を加熱するヒーターと、こ
のヒーターに冷却媒体を供給する供給手段と、前
記管状体の両端を保持しながら前記管状体をその
中心軸の周りに回転させる回転手段と、前記管状
体の両端を保持しながら前記管状体をその長さ方
向へ引張る引張り手段とを有する管状体の引延し
装置。