JPH05449A - プラスチツク二軸延伸管の製造方法 - Google Patents

プラスチツク二軸延伸管の製造方法

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JPH05449A
JPH05449A JP3014384A JP1438491A JPH05449A JP H05449 A JPH05449 A JP H05449A JP 3014384 A JP3014384 A JP 3014384A JP 1438491 A JP1438491 A JP 1438491A JP H05449 A JPH05449 A JP H05449A
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plastic
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wave
molecules
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アドニス、ツアダレス
Costas Anastassakis
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱可塑性プラスチックから二軸延伸管を作る
場合にプラスチック分子の配向を制御しかつ狭い公差内
に維持できるようにする。 【構成】 延伸を行った後の管のプラスチック分子の配
向を調べるため、レーザー波を用いるラマンスペクトロ
メータを使用し、このレーザー波の周波数及びエネルギ
ーは、それぞれ使用したプラスチック及び管の壁厚に合
わされている。その場合管からラマンスペクトル線に相
当する波が放射され、この波を解析評価して管の製造プ
ロセスを評価する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高粘土流出チューブを
押出す工具ヘッドを備えかつ出力に関して制御可能又は
調整可能であるプラスチック押出し機、円筒形装入部と
円すい形拡大部と円筒形引出し部とを備えた延伸マンド
レル、及び速度制御可能な引出し装置を有する装置を使
用し、ここにおいて延伸マンドレルの装入部が、管と延
伸マンドレルの間に液圧滑剤を挿入する装置を有し、か
つ装入部の範囲に、管を延伸温度に温度調節する回りを
囲んだ熱処理浴が配置されており、かつ引出し部の範囲
に冷却浴が配置されている、熱可塑性プラスチック、特
にポリ塩化ビニルから二軸延伸管を製造する方法に関す
る。管という表現はホースも含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】本発明の前提となる公知の方法において
（ドイツ連邦共和国特許出願公開第２３５７２１０号明
細書）、装置の搬入状態において、管の軸線方向及び周
方向におけるプラスチック分子の所定の配向度が実現で
き、例えば２０％の範囲の軸線方向配向及び３０％以上
の周方向配向で実現できる。このように規定された延伸
は、力学的特性のかなりの改善を引起こし、かつ所定の
力学的特性の場合にはかなりの材料の節約を生じる。詳
細に述べれば、公知の処置には次のことがあてはまる。
すなわち初めに述べたような装置で作られるプラスチッ
ク管における所定の配向又は延伸は、常に延伸すべき管
の壁における所定の温度分布を必要とする。その場合公
知の処置の枠内では、延伸すべき管の壁における均一な
温度分布が考慮されており、このことは容易に可能であ
る。例えば延長された装入部の範囲において内側及び外
側から温度調節が行われる。内側温度調節は、延伸マン
ドレルの装入部に適当な温度の熱交換媒体を通すことに
よって行われる。外側温度調節は、プラスチック管全体
を適当な浴に通すことによって行われ、その場合浴の容
器は、異なった温度に設定した複数の室に分割してもよ
い。熱可塑化したプラスチックの準液体範囲においてす
でに液圧滑剤を挿入すれば、滑剤推進流が生じる。装入
シリンダと管内壁の間のこの滑剤推進流は、付加的に熱
伝達を促進する。同時に延伸する管のすべての体積要素
は同じ速度で（内部物質交換なしに）動くようになり、
このことは、延伸すべき管内における所定の温度分布及
びその維持を援助する。このようにして準備され所定の
できるだけ均一な温度分布を有する管は、実質的に管内
壁と拡大マンドレルの間のすべり摩擦なしに延伸又はプ
ラスチック分子の配向を受ける。なぜなら運動は常に滑
剤上で行われ、この滑剤は滑剤推進くさびとして生じる
からである。驚くべきことに拡大及びその際の冷却をあ
まりに突然に行わないように考慮すれば、管はこの滑剤
推進くさびを連行する。滑剤推進くさびは、縦断面にお
いていわば傾斜面及び液圧クッションを形成する。滑剤
推進くさびは、円筒形装入部と円すい形拡大部の間の移
行範囲においていわばはく離を防止する。滑剤推進流自
体は、延伸マンドレルの円筒形引出し部まで継続する。
「滑剤推進流の形成」という特徴は、挿入された滑剤量
についても述べている。挿入位置において液圧滑剤は多
かれ少なかれ圧力を加えずに存在するようにする。この
ことは、特に準液体範囲における挿入の場合にあてはま
る。従って液圧滑剤はいっしょに推進されるが、管と延
伸マンドレルの間には押込まれない。このことは、供給
通路内の摩擦損失に打勝つために圧力を加えて相応した
供給通路内に滑剤を挿入することを除外するわけではな
い。公知の処置の枠内において液圧滑剤の作用は、流体
力学的なものであって、流体静力学的なものではない。
すでに述べたように、プラスチック管の熱処理は、内側
から外側へ、しかも延長した装入部の範囲において行う
と有利である。装入部の長さは、この熱処理が十分所定
の均一な温度分布に達するようにしてある。円すい形拡
大部の範囲において、この時管は実質的に静止した空気
にさらされる。しかしここでは液状冷却媒体によって冷
却してもよい。いずれにせよ管は引出し部の範囲におい
て積極的に冷却され、それにより滑剤推進くさびの圧力
はかなり低下させられる。この冷却は、管の大幅な収縮
を引起こす。収縮は、いわばグランドとして働き、かつ
延伸された管がかなりの量の滑剤を連行することを防止
する。その結果次のような利点が得られる。すなわち熱
可塑性プラスチックから成る管は、極めてはっきりと規
定されかつ正確に規定された極めて大きな延伸度で二軸
延伸することができ、その場合分子は前記の二軸配向を
受ける。同時に延伸により拡大された管の内径の極めて
正確な校正が達成される。しかし公知の処置の枠内にお
いて配向度は、そのままでは動作に応じて調節できな
い。所定の値の管理されない支障ある偏差も生じること
がある。
【０００３】
【発明の目的】本発明の課題は、少なくとも軸線方向
の、また有利には周方向の配向度も、動作に応じて選択
可能かつ狭い公差内に維持可能であるように、前記の方
法を改善することにある。
【０００４】
【発明の構成】この課題を解決するために本発明は次の
ことを示している。すなわち冷却浴の後の範囲にラマン
スペクトロメータが配置されており、このラマンスペク
トロメータはレーザー波を用いて動作し、レーザー波の
周波数が使用したプラスチックに合わされかつレーザー
波のエネルギーが製造した管の壁厚に合わされており、
プラスチックにより散乱され又は反射された入射波の他
に、ラマンスペクトル線に相当する少なくとも１つの波
が管から放射されるようになっており、かつ管において
散乱され又は反射されかつ／又は放射された波の特性に
より、プラスチック分子の軸線方向配向の程度が検出さ
れる。本発明の有利な構成によれば、単色レーザー波を
送出するラマンスペクトロメータが使われる。
【０００５】本発明の技術説明のため、もう一度次のこ
とを強調しておく。すなわち本発明によれば、冷却浴の
後の範囲にレーザー光を使用したラマンスペクトロメー
タを配置し、資料を変形することなくラマン散乱スペク
トルの適当なスペクトル範囲が得られるように、そのつ
どのプラスチックにレーザー光の周波数を合わせる。こ
のスペクトルは、種々の散乱幾何学的構造Ｘ（ＡＢ）及
びＹ（ＡＢ）について測定される。その際Ｘ、Ｙは入射
レーザービームと散乱レーザー光の方向を表わし、一方
Ａ、Ｂはそれぞれの偏光を表わしている。強度及び／又
は偏光が評価できる。移行分極率のテンソルは、６つま
での独立した成分を有することができるので、配向効果
に関する詳細な情報は、基本的にラマンスペクトルから
引出すことができる。付加的に処理条件による形態学的
変化が検出できる。偏光解消率、及び分子の軸線方向配
向に対して感応する相対ラマン強度は、計算機に供給さ
れ、かつここでプラスチック分子の軸線方向配向に関す
るプログラミング可能な目標値と比較される。プラスチ
ック押出し機の出力及び／又は引出し装置の速度は、目
標値と実際値の間の差に従って調整される。
【０００６】本発明は次のような知識に基づいている。
すなわちプラスチック、特にポリ塩化ビニルから押出し
た管を製造する場合、適当な周波数のレーザー波を利用
すれば、ラマン線はポリマーチェーンの軸線方向配向又
は周方向配向のため測定値として利用できる。周波数
は、レーザー波ができるだけわずかしかけい光を励起せ
ずかつプラスチック管内に十分深く侵入するように選択
されるので、いわば全体的な測定が行われ、その場合表
面組織によって測定結果が変造されることはない。ラマ
ン効果は周知である。単色光を媒体に当てた場合、散乱
した光の大部分は、入射レーザービームと同じ周波数
（中心レイリー線）を有するが、ずっとわずかな部分
は、レイリーピークからずれたスペクトル成分を有す
る。ラマン活性線とレイリー中心線の間の周波数差は、
ラマン効果線のシフトと称する。このシフトは、入射光
波の周波数には依存せず、かつ散乱を行う分子の構造と
そのつどの状態だけによって、古典的な表現によれば分
子の分極率によって決まる。それ故にラマン効果スペク
トル線は、散乱を行う分子の特徴を表わし、かつ３次元
対称性を探ることができる。前記のように適当な周波数
のレーザービームによってかつラマンスペクトル線又は
その偏光によって、相応した分子の配向に関する明確な
表現を行うことができる。従って本発明によれば、ポリ
塩化ビニルから管を製造する場合に、少なくとも軸線方
向の配向度を、また有利には周方向の配向度も動作に応
じて選択し、かつ狭い公差で維持することが可能とな
る。
【０００７】対称的な延伸又は曲げの場合、チェーン配
向及び構造変化はおそらくさらに容易に起こることがあ
るであろう。バンドの相対強度と分割は、二軸延伸プラ
スチック管における構造情報を検出するために利用でき
る。特に散乱平面に対して引張り軸線の種々の配向に関
するこれらの値が検査され、すなわち入射レーザーの偏
光は軸線方向及び／又は周方向に向けられる。疑わしい
背景けい光を抑圧するために、その励起を防止し、しか
も可視範囲の適当なレーザー周波数を選択することによ
り又はあまり手間のかからないフーリエ交換ラマン技術
を利用することにより防止することは極めて有意義であ
る。この技術は、連続波を有する赤外線レーザーをビー
ム源として使用し、かつラマンスペクトルの記録のため
にフーリエ変換干渉計を使用する。最終的な構造及び実
験条件は、主としてポリ塩化ビニル管の色に依存する。
【０００８】個々に述べれば、本発明の権利範囲内には
方法を実施する多くの可能性がある。１つの構成は次の
ような特徴を有する。すなわちラマンスペクトル線に相
当する放射波の強度を、プラスチック分子の軸線方向配
向に対する実際値として測定し、かつ計算機に供給し、
かつ計算機内でプラスチック分子の軸線方向配向に対す
る所定の目標値と比較し、かつプラスチック押出し機の
出力及び／又は引出し装置の速度を、目標値と実際値の
間の差に従つて調整する。別の構成は次のような特徴を
有する。すなわち偏光レーザー波を使用し、かつ入射波
の偏光に対する散乱又は反射及び／又は放射波の偏光の
変化を、プラスチック分子の軸線方向配向の程度として
検出する。これに関連して有利な構成は次のような特徴
を有する。すなわち散乱又は反射及び／又は放射波の偏
光を、プラスチック分子の軸線方向配向に対する実際値
として測定し、かつ計算機に供給し、かつ計算機内でプ
ラスチック分子の軸線方向配向に対する所定の目標値と
比較し、かつプラスチック押出し機の出力及び／又は引
出し装置の速度を、目標値と実際値の間の差に従って調
整する。偏光レーザー波を使用した測定法はエリプソメ
ータ測定法とも称する。前記の処置は、周方向配向の制
御又は調整のためにも使用でき、しかも同様にプラスチ
ック分子の周方向配向を測定し、かつ計算機に供給し、
かつ計算機内でプラスチック分子の周方向配向に対する
所定の目標値と比較し、かつ冷却浴の温度及び／又は熱
処理浴及び／又は延伸マンドレルの温度を、目標値と実
際値の間の差に従って調整することによって使用でき
る。
【０００９】軸線方向配向の調節又は調整を行う本発明
による方法の別の構成は次のような特徴を有する。すな
わちその他にプラスチツク分子の軸線方向配向の調節又
は調整のため、冷却浴の温度及び／又は熱処理浴及び／
又は延伸マンドレルの温度を、目標値と実際値の間の差
に従って調整する。その点において周方向配向に関して
次のように処置することができる。すなわちその他にプ
ラスチック分子の周方向配向の調節又は調整のため、プ
ラスチック押出し機の出力及び／又は引出し装置の速度
を、目標値と実際値の間の差に従って調整する。すべて
の場合に赤外線範囲のレーザー波を使用することは望ま
しい。拡散レーザー波を使用し、管の周方向及び／又は
管の半径方向における放射ラマン効果スペクトル線の強
度を測定し、かつこれら強度を、この方向の分子配向に
対する程度として評価することは、本発明の権利範囲に
含まれる。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を以下図面によって詳細に説
明する。
【００１１】図１に示した装置は、延伸可能なプラスチ
ックから成る管１を二軸延伸するために使われ、その場
合管１は、高粘度状態の準液体として押出しマンドレル
３を備えた押出しヘッド２から押出され、熱処理され、
かつ円筒形装入部４と円すい形拡大部５と円筒形引出し
部６とから成る延伸マンドレル４、５、６を介して引出
され、かつ外側から冷却され、かつその場合安定な管に
なるまで硬化する。押出しヘッド２の前には図示してい
ないプラスチックスクリュープレスが接続されている。
装入部４は押出しマンドレル３に接続されている（従っ
て公知の構成よりも押出しヘッド２に向かって後方へか
なり延長されている）。管１と延伸マンドレル４、５、
６の間に液圧滑剤を挿入する装置７が設けられている。
延長した装入部４の範囲に、延伸マンドレル４、５、６
の装入部４の、従って延伸すべき管１の回りを囲んだ熱
処理浴８が、管１の温度を延伸温度に調節するために配
置されているが、一方延伸マンドレル４、５、６の引出
し部６の範囲には冷却浴９が配置されている。液圧滑剤
を挿入する装置は、押出しヘッド２に滑剤供給孔１０を
備えた溝７から成り、その場合この溝７は、引出し方向
に円すい形に装入部４の表面へと移行している。熱処理
浴は、複数の熱処理室１１を備えた熱処理容器８内に収
容されており、その場合熱処理室１１は、これら室１１
に適当に加熱した熱処理液を加えることにより、種々の
熱処理温度に設定できる。その点において温度は制御可
能又は調整可能である。同様に冷却浴は、円筒形引出し
部６の範囲において冷却容器９内に収容されており、こ
の冷却容器は同様に複数の室１２を有することができ
る。円すい形拡大部５は弱いテーパを有するように構成
されている。その最大直径は周方向における延伸度を決
める。ここでは両方の部分４、５の間の折曲がりはカー
ブに置換えてもよい。引出し装置１３は熱処理浴８の後
で動作する。その速度は実質的に押出し速度に等しい。
この引出し装置１３と後続の引出し装置１４の間の速度
差は、軸線方向における延伸度を決定する。その結果、
管１は、押出しヘッド２まで後方へ延長された装入部４
の範囲において延伸温度に温度調節され、７で示す場所
における準液体範囲で管１と装入部４の間に滑剤推進流
を形成する液圧滑剤が挿入されるので、管１は滑剤推進
流上で案内されるようになる。図１にブロック図として
調整技術又は制御技術上の装置１５が示してある。これ
ら装置によれば、押出し機の押出し速度、引出し装置１
３、１４、従って延伸度、熱処理浴８中の液体の温度及
び冷却浴９中の冷却液の温度を制御又は調整することが
できる。制御又は調整はラマンスペクトロメータ１６に
従って行われる。これについては図２を参照されたい。
【００１２】図２には、ラマンスペクトロメータに付属
のレーザー１７及び偏光子１８が示してある。ビーム方
向において偏光子１８の後には１／４波長板１９が続い
ている。偏光はプラスチック管１の略示した表面に当た
る。その時ラマンスペクトル線が生じる。このラマンス
ペクトル線は、解析装置として動作する別の偏光子２０
を介して光電検出器２１に当たる。動作は、偏光レーザ
ー波を使用せずにラマンスペクトル線に相当する放射波
の強度を測定する場合と同じである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法のために構成された装置の縦
断面図である。
【図２】図１による装置において使用するラマンスペク
トロメータの概要を示す図である。
【符号の説明】
１ 管 ２ 押出しヘッド ３ 押出しマンドレル ４ 装入部 ５ 拡大部 ６ 引出し部 ７ 挿入装置 ８ 熱処理浴 ９ 冷却浴 １０ 滑剤供給孔 １１ 熱処理室 １２ 冷却室 １３ 引出し装置 １４ 引出し装置 １５ 制御装置 １６ ラマンスペクトロメータ １７ レーザー １８ 偏光子 １９ １／４波板 ２０ 偏光子 ２１ 光電検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｌ 23:00 4Ｆ (72)発明者 コスタス、アナスタサキス ギリシヤ国、183 46、モシヤトン、ピロ イス、ハンドリ、ストリート、テサロニキ ス、アンド、１

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高粘土流出チューブを押出す延伸マンド
    レルの工具ヘッドを備えかつ出力に関して制御可能又は
    調整可能であるプラスチック押出し機、円筒形装入部と
    円すい形拡大部と円筒形引出し部とを備えた延伸マンド
    レル、及び速度制御可能な引出し装置を有する装置を使
    用し、ここにおいて装入部の範囲に、管を延伸温度に温
    度調節する回りを囲んだ熱処理浴が配置されており、か
    つ引出し部の範囲に冷却浴が配置されている、熱可塑性
    プラスチック、特にポリ塩化ビニルから二軸延伸管を製
    造する方法において、冷却浴の後の範囲にラマンスペク
    トロメータが配置されており、このラマンスペクトロメ
    ータはレーザー波を用いて動作し、レーザー波の周波数
    が使用したプラスチックに合わされかつレーザー波のエ
    ネルギーが製造した管の壁厚に合わされており、プラス
    チックにより散乱され又は反射された入射波の他に、ラ
    マンスペクトル線に相当する少なくとも１つの波が管か
    ら放射されるようになっており、かつ管において散乱さ
    れ又は反射されかつ／又は放射された波の特性により、
    プラスチック分子の軸線方向配向の程度が検出されるこ
    とを特徴とする、プラスチック二軸延伸管の製造方法。
  2. 【請求項２】 単色光波を送出するラマンスペクトロメ
    ータを使用する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 ラマンスペクトル線に相当する放射波の
    強度を、プラスチック分子の軸線方向配向に対する実際
    値として測定し、かつ計算機に供給し、かつ計算機内で
    プラスチック分子の軸線方向配向に対する所定の目標値
    と比較し、かつプラスチック押出し機の出力及び／又は
    引出し装置の速度を、目標値と実際値の間の差に従って
    調整する、請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 偏光レーザー波を使用し、かつ入射波の
    偏光に対する散乱又は反射及び／又は放射波の偏光の変
    化を、プラスチック分子の軸線方向配向の程度として検
    出する、請求項１又は２記載の方法。
  5. 【請求項５】 散乱又は反射及び／又は放射波の偏光
    を、プラスチック分子の軸線方向配向に対する実際値と
    して測定し、かつ計算機に供給し、かつ計算機内でプラ
    スチック分子の軸線方向配向に対する所定の目標値と比
    較し、かつプラスチック押出し機の出力及び／又は引出
    し装置の速度を、目標値と実際値の間の差に従って調整
    する、請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 プラスチック分子の周方向配向を測定
    し、かつ計算機に供給し、かつ計算機内でプラスチック
    分子の周方向配向に対する所定の目標値と比較し、かつ
    冷却浴の温度及び／又は熱処理浴及び／又は延伸マンド
    レルの温度を、目標値と実際値の間の差に従って調整す
    る、請求項１〜５の１つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 プラスチック分子の軸線方向配向の調節
    又は調整のため、冷却浴の温度及び／又は熱処理浴及び
    ／又は延伸マンドレルの温度を、目標値と実際値の間の
    差に従って調整する、請求項１〜５の１つに記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 プラスチック分子の周方向配向の調節又
    は調整のため、プラスチック押出し機の出力及び／又は
    引出し装置の速度を、目標値と実際値の間の差に従って
    調整する、請求項１〜５の１つに記載の方法。
  9. 【請求項９】 赤外線範囲のレーザー波を使用する、請
    求項１〜８の１つに記載の方法。
  10. 【請求項１０】 拡散レーザー波を使用し、管の周方向
    及び／又は管の半径方向における放射ラマン効果スペク
    トル線の強度を測定し、かつこれら強度を、この方向の
    分子配向に対する程度として評価する、請求項１〜８の
    １つに記載の方法。
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