JPH06507754A

JPH06507754A - 熱回復可能な物品を製造する方法およびその物品を膨張、収縮させるための装置

Info

Publication number: JPH06507754A
Application number: JP4510914A
Authority: JP
Inventors: マクガフィガン、トーマス・エイチ
Original assignee: メトカル・インコーポレーテッド
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: DE69231225T2; CA2105976C; EP0581861B1; EP0581861A4; US5406055A; JP3318329B2; US5231267A; CA2105976A1; DE69231225D1; WO1992020198A1; EP0581861A1

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】熱回′可能な物品を製造する　法およびその物品を　張　収縮させるための装置１１旦メ芳この発明は、熱回復可能なスリーブ、コネクタ等の物品に関し、特に、自動温度調節され且つ自己加熱する熱回復可能な物品、または、自己加熱しない熱回復可能な物品を膨張、収縮させる技術に関する。また、この発明は、前記熱回復可能な物品を膨張、収縮させるために有用な、自動温度調節され且つ自己加熱する装置に関する。

免腓亘１遣一般的に、熱回復可能な物品すなわち熱収縮可能な物品は、橋かけ重合体によって構成されている。このような物品は、その結晶温度以上の熱に晒されて膨張し、その膨張形状のまま冷却されて、熱回復可能な物品となる。

また、前記物品が予め膨張された形状に冷却されている場合、該物品は、熱に対してサイズ的に不安定な状態にされた後にその結晶温度以上の熱に晒されると、熱に対してサイズ的に安定な状態、すなわち、非膨張形状に回復する。当業者によって容易に理解されるように、重合体であろうとなかろうと、その材料および結晶温度に関する物理的特徴に基づく特定の目的に合うよう選択される広範囲の結晶移行温度を示すこの種の物品は、多く存在する。

熱回復可能な物品の膨張に関する先行技術は、自動温度調節されず自己加熱もしない熱回復可能な物品の膨張のみに関するものである。前記物品が平坦なシート状、チューブ状またはその他の形状であるが否かに関わらず、前記物品は、最初に加熱され、次に膨張され、しかる後に、該物品が弛緩された形状に回復するのに十分な程度に加熱されるまでその膨張形状を維持するよう、引っ張られた状態で冷却される。

先行技術によると、典型的には、熱回復可能な物品が、膨張の前に軟化されるよう、加熱されたグリセリンの槽に入れられる。小さい片または短いチューブの場合、膨張処理は、オペ−レータが手で前記物品をグリセリン槽に出し入れすることによって、手作業で行われる。前記熱回復可能な物品が所定温度になると、前記物品を膨張治具に入れ、または、マンドレルをチューブに押込み、前記膨張機構をセットしたまま、該物品を結晶温度より低い温度に冷却することによって、膨張処理が行われる。

この膨張処理は、前記物品をグリセリン槽に入れた状態で開始してもよいし、前記物品をグリセリン槽から取り出した直後に開始してもよい。前記物品をグリセリン槽から取り出した直後に膨張処理が行われる場合、グリセリン槽から取り出す際にグリセリンの雫が該物品に残留して、該物品が不均等に冷却するので、膨張が不均等になる。さらに、前記物品は、再加熱による所望の回復方向とは反対の方向以外の方向にも膨張することがある。

すなわち、マンドレルが挿入されるチューブの長さが大きくなり、熱回復が開始する際、その長さに予測できない減少が生じることになる。

また、前記熱回復可能な物品における熱回復可能な材料が不均等に加熱されることによって、他の問題が発生する。こうして、熱回復可能な材料が均等な厚みまたは均等な質量分布を有する熱回復可能な物品にあっては、均等な回復を保証するためには、前記熱回復可能な材料を均等に加熱することが必要であった。熱回復可能な材料の厚みまたは質量がその熱回復可能な物品の部分ごとに異なる場合、低質量領域を加熱し過ぎることなく、高質量領域の十分な回復を達成するためには、異なる厚みまたは質量の各々の領域を、適切な熱分布で十分に加熱することが必要である。

米国特許第３，２５３，６１８号（Ｃｏｏｋ）には、ニット（編まれた）ファイバによって補強された弾性記憶材料からなる熱収縮可能なチューブに、その直径が収縮によって小さくなる際、望ましくない長さ変化を生じる、ということか記載されている。電気ケーブル用のスプライスの場合、軸方向に伸張するためのスペースが限られているので、収縮時における長さ増加は最小にしなければならない、とＣｏｏｋは指摘している。このように軸方向の伸張を最小にするために、Ｃｏ０ｋは、内方面もしくは外方面に補強体を有する、または、内部補強体として構成されたチューブを提供している。前記補強体は、各層の捩れを相殺するため、一方が左方向ステイフナであり他方が右方向ステイフナである２つのニット層からなるものである。

この補強チューブは、加熱され、膨張され、冷却されることによって、弾性記憶材料となる。半径方向に最大で、軸方向に最小のサイズ変化が生じるよう、ニット軸とチューブの軸との角度は、１５度〜１９度でなければならない。加熱処理は、前記補強チューブを、２９５°Ｆ（１４６℃）のグリセリンのような加熱液を有するタンクに通過させることによって行われる。また、膨張処理は、前記チューブの内部に、例えば５ｐｓｉ（３４，５ＫＰａ）の圧力差をつくり出すことによって行われる。

前記ニット補強体は、チューブの膨張時または熱収縮時に、該チューブが１０％以上軸方向に収縮するのを防止する。

米国特許第３．５９７，３７２号は、熱回復可能な熱可塑性物を製造するいくつかの方法を開示している。そのうちの１つの方法によると、製造中において相当量の内部圧力が付与され、その加圧状態の分子を保持するため、前記物の焼入れが行われる。橋かけポリエチレンの場合、エラストマとして作用するよう結晶融解温度より高温に加熱されて、エラストマ状態のまま変形され、温度を下げられることによって、橋かけ重合体をその変形状態に維持する結晶を発生する。他の方法は、熱回復可能なエラストマ物品を所望の熱回復可能な形状に変形するため、加熱および外圧の付与を行い、変形された物品を焼入れし、しかる後、外圧を除去するものである。前記エラストマ物品は、熱可塑性または非弾性の樹脂材料のような常時固体で熱流動性の材料が組込まれる、加硫されていないエラストマとすることができる。また、代案として、前記エラストマ物品は、塩化ポリビニールのような軟化熱可塑性物であってもよい。エラストマ物品が形成されると、該エラストマ物品は、加硫され、架橋結合される。

加熱は、前記熱可塑性または非弾性の樹脂材料がその強度のほとんどを失う温度で行われる。前記エラストマ物品は、熱収縮可能なチューブ、または、熱膨張可能なチューブとすることができる。熱収縮可能なチューブを製造するため、チューブは、加熱されたグリセリン槽内で加熱され、加熱されたマンドレルを用いて膨張され、しかる後、マンドレルと共に水中で冷却される。ケーブルハーネスに使用されるＴ字状の３フインガ・スプライスを製造する際、前記エラストマ物品は、５０℃のグリセリン中に浸され、フィンガ・オリフィスが機械的に所望のサイズに膨張された後、水中で冷却される。

米国特許第４．０３５，５３４号（Ｎｙｂｅｒｇ）には、内方または外方のエラストマチューブに接着された熱回復可能なチューブが加熱され、マンドレルで膨張され、冷却された後、前記マンドレルが除去される、複合チューブの製造方法が開示されている。また、代案として、前記熱回復可能なチューブが加熱され、加熱されたマンドレルによって膨張され、しかる後、該熱回復可能なチューブの冷却前または後において、エラストマチューブの内方面が前記熱回復可能なチューブに接着される。前記エラストマチューブは、カーボンブラックまたは金属粒子のような導電粒子を含む内方層とすることができる。

λ吋葛１１この発明は、交番磁界に晒されたときに発熱する損失性の加熱粒子の自動温度調節特性を利用することによって、熱回復可能な物品を利用する方法を提供するものである。前記方法により、過剰加熱条件および／または過剰温度条件が回避可能になる。

この発明の方法によると、プラスチック物品は、熱安定形状から、該物品が熱回復温度まで加熱された場合に前記熱安定形状に戻ることが可能な、熱不安定形状に変形される。交番磁界に晒されたとき発熱する損失性の加熱粒子が、供給される。この粒子は、少なくとも前記熱回復温度に等しいキュリー移行温度を有するものであり、好ましくは、フェライトである。前記物品は、前記粒子がそのキュリー移行温度まで加熱されるよう前記粒子を交番磁界に晒すことによって、前記変形工程において、少なくとも前記熱回復温度まで加熱される。そして、前記物品が前記熱安定形状に戻るのを阻止しながら、前記物品は、前記熱不安定形状のまま、前記熱回復温度より低い温度に冷却される。

好ましい実施例によると、前記物品は、前記熱不安定形状に膨張されるチューブである。このチューブは、マンドレルまたは加圧空気によって膨張されることができる。前記チューブが前記加圧空気によって所定リミット以上に膨張するのを阻止するため、前記変形工程において、前記チューブの周囲に編みメツシュを設けてもよい。

例えば、前記変形工程は、前記チューブ内でエラストマチューブを膨張する工程からなるものとすることができる。この場合、前記エラストマチューブは、該エラストマチューブが最大径に膨張するのを制限する、膨張可能な編みメソシュ手段を含んでもよい。前記編みメツシュ手段は、前記エラストマチューブを包囲する、または、前記エラストマチューブに埋設される編みメツシュチューブからなるものとすることができる。前記編みメツシュにより、前記チューブは、特に、該チューブが前記編みメツシュチューブに対して移動するときにおいて、該チューブの中心軸に平行な方向に実質的な伸張を生じることなく、膨張可能になる。

前記チューブの加熱は、様々な方法で行うことができる。例えば、前記損失性の加熱粒子は、前記チューブ内、または、前記変形工程で使用される器具内に設けることができる。いずれの場合も、前記粒子は、前記チューブ内に設けられ、または、前記チューブを包囲する誘導コイルによって加熱可能である。同様に、前記粒子が器具内に設けられる場合、該器具は、前記チューブ内に設けられ、または、前記チューブを包囲するよう設けることができる。このような器具としては、マンドレル、キャタピラ、膨張可能なチューブまたはその他の機械的な手段か含まれる。また、前記マンドレル、キャタピラおよび／または膨張可能なチューブは、前記損失性の加熱粒子の代りに、前記プラスチックチューブを加熱するための強磁性合金を含んでいてもよい。

の簡単な脱Ｂ図１ａは、この発明に従って、プラスチック物品を比較的小さな熱安定形状からより大きな熱不安定形状に変形するためのキャタピラ構造の断面図、図１ｂは、この発明に従って、プラスチック物品を比較的大きな形状からより小さな形状に変形するためのキャタピラ構造の断面図、図２ａは、この発明に従ってプラスチックチューブを膨張させるマンドレルの部分断面図、図２ｂは、図２ａのマンドレルの変更例を示す図、図２０は、図２ａのマンドレルの他の変更例を示す図、図３は、この発明に従ってプラスチックチューブを膨張させる浮揚マンドレルを示す図、図４ａ〜図４ｄは、この発明の方法を実施するための膨張可能なチューブを示す図、図５ａおよび図５ｂは、図４ａおよび図４ｂに示した膨張可能なチューブの断面図、図５０および図５ｄは、図４ａおよび図、４　ｂに示した膨張可能なチューブの変更例の断面図、図６は、この発明の方法を実施するための膨張可能な編みメツシュ構造を示す図、図７は、図６に示したメツシュ構造の変更例を示す図。

ＬＬ！ｘ）　の詳　な！■ この発明は、熱回復可能なプラスチック物品を製造する方法を提供するものである。この発明の方法は、自動温度調節され、自己加熱する熱回復可能な物品、または、自己加熱しない熱回復可能な物品に適用可能である。前記自動温度調節され、自己加熱する熱回復可能な物品には、分散した損失性の粒子を含むものである。

この明細書で参照する米国特許第４，９１４，２６７号は、各種の熱回復可能な物品に関してキュリー移行温度に限定された加熱を行う利点について開示している。また、ここで参照する国際特許出願第Ｗ０９０１０３０９０号は、損失性の加熱粒子を含んだ熱回復可能な素子を開示している。強磁性粒子またはフェリ磁性粒子のような損失性の加熱粒子は、交番磁界に晒されると熱を発生し、前記物品の材料の熱回復温度以上であって好ましくは前記材料の分解温度未満であるキュリー移行温度を有する。前記国際特許出願筒Ｗ０９０１０３０９０に開示された熱回復可能な素子は、前記損失性の粒子により、自己加熱し、自動温度調節される。すなわち、前記損失性の粒子は、交番磁界を発生する誘導コイルによって加熱可能である。従って、前記熱回復可能な物品に対して熱が自動温度調節されながら加えられので、前記物品の加熱過剰領域および加熱不足領域が生じないよう、前記熱回復可能な物品を効率的に加熱することが可能になる。この発明は、熱回復可能な物品を製造するために、上記の自動温度調節現象を利用するものである。

この発明の方法は、外部熱を加える必要なしに実行可能である。特に、この発明の方法は、熱回復可能な物品、または、該熱回復可能な物品を製造するために使用される器具に含まれる、損失性の加熱粒子の独自の加熱特性を利用するものである。前記損失性の加熱粒子は、強磁性粒子とすることができるが、好ましくは、非導電性のフェリ磁性粒子、より好ましくは、フェライト粒子である。前記“ 損失性の加熱粒子“という用語は、交番磁界に晒された場合、この発明の目的を達成するため十分な熱を発生することができる特性を有するあらゆる粒子を意味するものである。従って、このような特性を有しこの発明に有用なあらゆる粒子が、この定義範囲に属する。

この発明は、プラスチック物品を、熱安定形状から、該物品が熱回復温度まで加熱された場合に前記熱安定形状に戻ることが可能な熱不安定形状に変形する工程と、少なくとも前記熱回復温度に等しいキュリー移行温度を有し、交番磁界に晒されたとき熱を発生する損失性の加熱粒子を供給する工程と、前記粒子か前記キュリー移行温度まで加熱されるよう前記粒子を交番磁界に晒すことによって、前記変形工程において少なくとも前記熱回復温度まで前記物品を加熱する工程と、前記物品が前記熱安定形状に戻るのを阻止しながら、前記熱不安定形状の物品を前記熱回復温度より低い温度に冷却する工程とによって熱回復可能なプラスチック物品を製造する方法を提供するものである。

好ましい実施例において、前記物品はチューブである。

しかし、前記物品は、円筒形状以外の形状を有するシート、ワイヤもしくはロッド、または、一定した形状を持たない物品であってもよい。例えば、前記一定した形状を持たない物品は、一連の小径のチューブがより大径のチューブに連結された乳房形状であってもよい。

図は、熱回復可能なチューブを製造するための各種構成を示している。

図１ａは、熱回復可能なチューブを製造するためのキャタピラ構造を示すものである。特に、熱安定形状１ａを有する熱回復可能なチューブ１は、熱不安定形状１ｂに変形される。熱不安定形状１ｂは、チューブ１が熱回復温度まで加熱されることによって前記熱安定形状１ａに回復する。少なくとも前記熱回復温度に等しいキュリー移行温度を有し、交番磁界に晒されたとき熱を発生する損失性の加熱粒子２が設けられる。前記粒子２が前記キュリー移行温度まで加熱されるよう前記粒子２を交番磁界に晒すことによって、前記変形工程において、少なくとも前記熱回復温度まで、前記チューブ１が加熱される。前記粒子２は、（図１ａの下方部分に示すように）前記チューブ１の壁の中に分散していてよく、および／または、（図１ｂの上方部分に示すように）前記変形工程で使用される器具４の中に分散していてもよい。前記粒子２は誘導コイル３によって加熱され、前記チューブ１が熱不安定形状１ｂに膨張できるよう、前記チューブ１を少なくとも前記熱回復温度まで加熱して軟化させるために十分な熱が、加熱された粒子２を介して、チューブ１に伝えられる。

図１ａに示した器具は、チューブ１の外方面に沿って回転可能なキャタピラ手段４である。該キャタピラ手段４は、エラストマ材料製であって、内方管状部および外方管状部を備える無端の管状ベルトからなる。前記内方管状部は、その半径方向外方面の両端部において、前記外方管状部の半径方向内方面の両端部に接合されている。

前記ベルトは、前記内方管状部および外方管状部の両端部の周囲に延びる無端路の周りで回転可能である。

図１ａに示すように、前記ベルトは、該ベルトの半径方向に膨張した端部における、前記内方管状部と外方管状部との間に、ガイド手段５を有していてもよい。

チューブ１の中心軸に平行な方向に前記ガイド手段５が動くのを阻止するストッパ手段６が、前記ベルトの半径方向に膨張した端部に設けられていてもよい。このようにして、チューブ１を図１ａに示す矢印Ａ方向に動かすことによって、または、前記キャタピラ４を矢印六方向とは反対の方向に動かすことによって、前記チューブ１を熱不安定形状１ｂに変形することができる。

前記チューブ１は、様々な方法で、熱不安定形状１ｂに変形することができる。

例えば、適当な形状のマンドレル（図示せず）を、チューブ１に挿入してもよい。また、代案として、チューブ１の内部を、加圧空気または加圧液等によって加圧してもよい。このように内部を加圧することによってチューブ１が変形される際、該チューブ１が所定の直径以上に膨張するのを阻止するため、キャタピラ４の周囲に適当な手段を設けてもよいし、または、膨張可能な編みメツシュ（図示せず）をキャタピラ４内に組込んでもよい。すなわち、キャタピラ４の膨張を所定の最大径に制限するため、編みメツシュチューブをキャタピラ４のベルト内に設けてもよい。前記編みメツシュは、金属フィラメントまたはプラスチックフィラメントの織り込みパータンによって構成されることができる。前記ベルトの内方管状部が矢印Ｂ方向に回転し、外方管状部が矢印Ｃ方向に回転するのに伴い、前記ベルトのエラストマ材料は、前記チューブ１の外周を弾性的に押圧する。

前記チューブ１は、適当な冷却手段７によって、熱不安定形状１ｂに冷却される。例えば、ストッパ手段６は、複数の流体通路を内蔵し、該流体通路の出口が膨張されたチューブ１の外周に面するものとするものであってよい。好ましい冷却媒体は、チューブ１の外面に吹きかけられる空気である。前記チューブ１がその内部を加圧されることによって膨張される場合、前記ストッパ手段６は、前記冷却工程において前記チューブ１が°さらに膨張するのを阻止する機能をも付加的に果たす。前記チューブ１がマンドレルまたは圧力によって膨張される場合、該チューブ１か前記冷却工程において熱安定形状に戻るのが阻止される。

また、前記キャタピラ４は、前もって膨張したチューブを回復させる（熱可塑製チューブのような記憶能力のないチューブを収縮させる）ため、および／または、チューブの内面上に接着剤を溶かすためにも、使用可能である。例えば、キャタピラ４は、熱不安定形状１ｂにある時の熱回復可能なチューブ上を摺動可能であり、該チューブは、その回復温度まで加熱され、熱安定形状１ａに収縮されることができる。加熱は、キャタピラ４によって支持された加熱手段を交番磁界に晒すことによって、行うことができる。このように、自己温度調節、自己加熱式のキャタピラ４は、−緒にスプライスされた電気ワイヤ上の熱回復可能なチューブを加熱および冷却するため、および／または、チューブの内面上に接着剤を溶かすために使用可能である。

前記加熱手段は、キャタピラ４のエラストマ材料中、または、前記キャタピラ４の内方管状部と外方管状部との間の潤滑剤中に設けられる損失性の加熱粒子２によって構成することかできる。前記潤滑剤は、いずれかの適当な液体または固体からなる潤滑組成物であってよい。

例えば、米国特許第４．８６８．９６７号は、キャタピラ４に適当に使用可能な潤滑剤を開示している。代案として、前記加熱手段は、キャタピラ４のエラストマ材料製の内方管状部と外方管状部との間に支持された強磁性合金ワイヤからなる、無端で膨張可能な編みメツシュチューブによって構成してもよい。

図１ｂに示すように、キャタピラ４ａは、該キャタピラ４ａの一端に押圧する部材６ａのような適当な部材によって、その内方部がＢ′力方向進み、その外方部がＣ′方向に進むよう、チューブ１に沿って移動することができる。キャタピラ４ａの内方部と外方部との間のガイド手段５ａは、前記部材６ａと共働して、キャタピラ４ａをチューブ１に沿って矢印Ａ′力方向動ず。

図２ａ〜図２Ｃは、チューブ１を膨張させる構成の変更例を示す。図２ａにおいて、マンドレル８ａは、加熱２は、加熱領域Ｉの断面全体にわたって設けられていてもよいし、前記加熱領域■の外周近くの領域にのみ設けられていてもよい。

加熱領域Ｉと同じ直径を有する冷却領域■は、冷却中においてチューブ１を熱不安定形状１ｂに維持するために設けられている。マンドレル８ａにおける冷却領域■より先は、小径部分となっている。図２ｂに示す誘導コイル９を内蔵したマンドレル８ｂは、チューブ１を熱不安定形状に膨張させるために使用される。図２ｂに示すように、粒子２は、マンドレル８ｂの加熱領域■全体に分散して設けられていてもよい。また、図２０に示すように、粒子２は、マンドレル８Ｃではなくチューブ１中に設けられていてもよい。いずれの場合にあっても、チューブ１はマンドレル８に対して相対的に移動される。また、（図７に示すように）膨張可能にな編みメツシュがマンドレル８とチューブ１と間に設けられてもよく、（図６に示すように）このような編みメツシュが、マンドレル８による膨張工程中、チューブ１の外方面に使用されてもよい。このような編みメツシュは、チューブ１の長手方向の伸張を制限し、マンドレル８に加えられる力に対抗する力をチューブ１に加える手段となる。マンドレル８は、テフロン（登録商標）のような適当な非導電性材料からなるものとすることができる。

図３は、熱安定形状１ａから熱不安定形状１ｂにチューブ１を膨張させる浮揚マンドレル８ｄを示す図である。

冷却領域■は、チューブ１がその回復温度より低い温度に冷却されている間、前記チューブ１を熱不安定形状１ｂに維持するためのものである。前記マンドレル８ｄは、加熱膨張領域■に、損失性の加熱粒子２（図示せず）を有していてもよい。また、代案として、前記マンドレル８ｄは、チューブ１を加熱するための領域Ｉに、強磁性合金２ａの層を有していてもよく、または、損失性の加熱粒子が、チューブ１中に分散していてもよい。損失性の加熱粒子２の代りに、前記強磁性合金２ａが、マンドレル８　ａ　−、８ｂに使用されていてもよ（、前記合金２ａの上方または下方に、銅などの金属層が１つまたは２つ以上設けられていてもよい。マンドレル８ｄは、矢印り方向に加えられる空気圧によって、チューブ１に沿って移動可能である。マンドレル８ｄに対するコイル手段の位置は、誘導コイルをモニタする電気インピーダンスによって調節可能である。膨張時における望ましくないチューブ１の軸方向の伸張を防止するため、（図７に示すように）膨張可能にな編みメツシュがマンドレル８とチューブ１と間に設けられてもよく、または、（図６に示すように）このような編みメツシュが、チューブ１の外周に設けられてもよい。

図４ａおよび図４ｂは、チューブ１内に設けられた膨張可能なチューブ１０によって前記チューブ１を膨張させるための構成を示す図である。この場合、前記変形工程中において、チューブ１とチューブ１０とは、軸方向に互いに相対的に移動されない。（図４ａに示す）熱安定形状１ａから（図４ｂに示す）熱不安定形状１ｂにチューブ１０を変形させるため、前記膨張可能なチューブ１０が加圧されるか、または、チューブ１０にマンドレルが挿入される。チューブ１０が所定の直径以上になるまで加圧されるのを阻止するため、（図７に示すように）チューブ１とチューブ１０との間に膨張可能な編みメツシュが設けられてもよいし、（図６に示すように）チューブ１の周囲に膨張可能な編みメツシュが設けられてもよい。しかしながら、このような膨張可能な編みメツシュは、チューブ１を膨張させるためには必要ではない。

例えば、チューブ１は、適当な形状の型によって膨張させてもよい。また、チューブ１は、（図４ａおよび図４ｂの上方部分において示すように）該チューブ１中に分散した粒子２によって加熱してもよいし、または、Ｃ図４ａおよび図４ｂの下方部分において示すように）膨張可能なチューブ１０内で加熱してもよい。

図４Ｃおよび図４ｄは、膨張可能なチューブ１０がチューブエする構成を示す断面図である。この場合、チューブ１は、流体圧またはマンドレルのような適当な手段によって膨張させられる。チューブ１は、（図４０および図４ｄの上方部分において示すように）膨張可能なチューブ１０中に分散した粒子２によって加熱してもよいし、または、（図４Ｃおよび図４ｄの下方部分において示すように）チューブ１中に分散した粒子２によって加熱してもよい。

膨張可能なチューブ１０がチューブ１の中心軸に平行な軸方向に伸張するのを阻止するため、前記チューブ１０は、ナイロン、グラスファイバ、金属またはその他の高強度の材料からなる、軸方向に延び円周方向に相互離隔したファイバ１１を含んでいてもよい。図５ａは、図４ａおよび図４ｂに示す前記チューブ１０がファイバ１１を含むものであると仮定した場合における、図４ａの５ａ−５ａ線に沿う断面図であり、図５ｂは、図４ａの５　ｂ−５ｂ線に沿う断面図である。

膨張可能なチューブ１０の半径方向の膨張を制限するため、該チューブ１０を包囲する適当な形状の型を使用してもよい。代案として、チューブ１を、適当な形状の型の中に入れ、前記膨張可能なチューブ１０を使用することなく、流体圧力によって膨張させるようにしてもよい。しかし、図５Ｃおよび図５ｄに示すように、膨張可能なチューブ１０ａは、該チューブ１０ａのエラストマ材料中に編みメツシュチューブ１２を含んでいてもよい。

図５０は膨張前の膨張可能なチューブ１０ａを示し、図５ｄは、前記編みメツシュチューブ１２がその最大径まで半径方向に膨張した完全膨張状態にあるチューブ１０ａを示すものである。

図６および図７は、前記変形工程において膨張可能な編みメツシュチューブ１２が使用される構成を詳細に示すものである。特に、前記変形工程においてチューブ１の内部が加圧され、または、マンドレル８によって膨張される際、前記チューブ１が最大径に膨張するのを制限するため、図６に示すように、前記チューブ１の外周に編みメツシュチューブ１２を設けることができる。図７は、先端部１３を有するマンドレル８を使用してチューブ１を膨張させることができるように、編みメツシュチューブ１２がチューブ１内に設けられた状態を示している。この場合、圧力Ｆ工がマンドレル８に加えられ、クランプ手段１４が反対方向の圧力Ｆ２を編みメツシュチューブ１２に加える。このようにして、チューブ１が加熱されて弱い状態にある間に、該チューブ１は、最小の長手方向の伸張を伴うだけで、半径方向に膨張可能になる。編みメツシュチューブ１２のメツシュサイズは、所望の膨張程度に応じて選択される。また、長手方向の長さ変化を最小にするため、膨張工程の中間点における編み角は、９０度でなければならない。マンドレル８を使用する代りに、編みメツシュチューブ１２の内部に設けられる袋状組織、または、その構成要素の一部として編みメツシュチューブ１２を含む袋状組織をガスまたは液体によって充填し、これによって、チューブ１を熱不安定形状１ｂに膨張させるようにしてもよい。

前記損失性の加熱粒子２、または、（編みメツシュチューブ１２のワイヤ、もしくは、マンドレル８のコーティングに使用される）強磁性合金に使用される材料は、変形すべきプラスチック物品の回復温度に応じて選択される。例えば、前記物品が約１２５℃の膨張温度を有するポリオレフィンからなるものである場合、にッケル３４％で、約３２０℃のキュリー移行温度を有する）鉄−ニッケル合金３４が、ポリオレフィンを損傷する自己調節温度を提供する。しかし、約３２０ ℃の回復温度を有するテフロン（登録商標）を熱収縮させるためには、合金４２が有効である。キャタピラ４、マンドレル８および膨張可能なチューブ１０は、前記変形工程で使用される温度で安定可能な、すなわち、劣化しない材料からなるものでなければならない。マンドレル８はこのような温度で形状変化してはならず、また、キャタピラ４および膨張可能なチューブ１０は、弾性を有し、前記温度における半径方向の伸張に耐えるものでなければならない。こうして、キュリー移行温度は、少なくとも、前記プラスチック物品を膨張させるのに適当であるが前記物品を損傷する温度より低い膨張温度に等しくなければならない。前記膨張温度より４０℃高いキュリー移行温度は、前記プラスチック物品を適当な加熱を可能にする。

ＦＩＧ、１ｂＦＩＧ、２ａＦＩＧ、　２ｂＦＩＧ、　２ｃＦＩＧ、　３ＦＩＧ、　６ＦＩＧ、　７日Ｇ、　４ｂ補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成５年１０月２５日

Claims

【特許請求の範囲】

１．プラスチック物品を、熱安定形状から、該物品が熱回復温度まで加熱された場合には前記熱安定形状に戻る熱不安定形状に変形する変形工程と、交番磁界に晒されたとき熱を発生する強磁性合金または損失性の加熱粒子を設ける工程であって、前記合金および粒子が、少なくとも前記熱回復温度に等しいキュリー移行温度を有するものである前記工程と、前記合金または粒子がそのキュリー移行温度まで加熱されるよう前記合金または粒子を交番磁界に晒すことによって、前記変形工程において、熱回復温度より高い温度になるよう前記物品を加熱する加熱工程と、前記物品が前記熱安定形状に戻るのを阻止しながら、前記熱不安定形状にある物品を前記熱回復温度より低い温度に冷却する冷却工程とからなる、熱回復可能なプラスチック物品を製造する方法。
２．前記物品がチューブである請求の範囲第１項に記載の方法。
３．前記損失性の加熱粒子がフェリ磁性粒子である請求の範囲第１項に記載の方法。
４．前記損失性の加熱粒子が強磁性粒子である請求の範囲第１項に記載の方法。
５．前記粒子が０．０１〜５０ミクロンのサイズを有するフェライト粒子である請求の範囲第１項に記載の方法。
６．前記変形工程が、前記チューブの中心軸に平行な方向に前記チューブが実質的に伸張することなしに、前記チューブを前記熱不安定形状に半径方向に膨張させる工程からなるものである請求の範囲第２項に記載の方法。
７．前記変形工程が、前記チューブ内に膨張可能なマンドレルを配置し、該マンドレルを前記チューブに対して移動することによつて、前記チューブを前記熱不安定形状に変形する工程からなるものである請求の範囲第２項に記載の方法。
８．前記変形工程が、膨張可能な編みメッシュを、前記チューブと同軸となるよう該チューブの外または内に設け、前記チューブを前記熱不安定形状に膨張させる工程からなるものである請求の範囲第２項に記載の方法。
９．前記膨張させる工程が、前記チューブの内部を加圧することによって行われる請求の範囲第８項に記載の方法。
１０．前記加圧が、前記チューブの内部を加圧空気供給源に流体連通させることによって行われる請求の範囲第９項に記載の方法。
１１．前記粒子が、前記チューブのプラスチック中に分散されるものである請求の範囲第２項に記載の方法。
１２．前記チューブがエラストマ材料製の無端ベルトを備えるキャタピラ手段の内で変形されるようになっており、前記ベルトが内方管状部と外方管状部とからなり、前記内方管状部の半径方向外方面の両端が、前記外方管状部の半径方向内方面の両端に接合されており、前記ベルトが、前記内方管状部および外方管状部の両端の周囲に延びる無端路の周りで回転可能になっている請求の範囲第２項に記載の方法。
１３．前記粒子が、前記ベルトのエラストマ材料中、または、前記内方管状部と外方管状部との間のスペースに分散されるものである請求の範囲第１２項に記載の方法。
１４．前記ベルトが膨張可能な編みメッシュを内蔵しており、前記変形工程において前記チューブが半径方向に膨張するのを制限するため、前記編みメッシュが、前記変形工程において、最大径まで放射方向に膨張させられる請求の範囲第１２項に記載の方法。
１５．前記ベルトが、前記内方管状部と外方管状部との間に潤滑剤を含む請求の範囲第１２項に記載の方法。
１６．前記粒子が、前記チューブのプラスチック中に分散されるものである請求の範囲第１２項に記載の方法。
１７．前記ベルトが、該ベルトの膨張端部において、前記内方管状部と外方管状部との間に位置するガイド手段を備え、前記ベルトの膨張端部に隣接した箇所には、前記ガイド手段が前記チューブの中心軸に平行な方向に移動するのを阻止するストッパ手段が設けられており、前記ガイド手段およびストッパ手段が、前記変形工程において、共働して、前記チューブに沿って前記キャタピラ手段を移動させる請求の範囲第１２項に記載の方法。
１８．前記変形工程が、前記チューブにおける前記ベルト内に位置する部分の内部を加圧する工程を含む請求の範囲第１７項に記載の方法。
１９．前記加圧が、前記チューブの内部を加圧空気供給源に流体連通させることによって行われる請求の範囲第１８項に記載の方法。
２０．前記冷却工程が、前記熱不安定形状にある前記チューブの一部に空気を吹きかけることによって行われる請求の範囲第２項に記載の方法。
２１．前記マンドレルが、前記変形工程において前記チューブを前記熱不安定形状に変形する前記マンドレルの膨張部に、誘導コイルを備えるものであり、前記誘導コイルが、前記加熱工程において、前記粒子または合金が加熱されるようにする請求の範囲第７項に記載の方法。
２２．前記粒子が、前記チューブのプラスチック中に分散されるものである請求の範囲第１項に記載の方法。
２３．前記変形工程が前記チューブ内の膨張可能なエラストマチューブを加圧することによって行われ、前記膨張可能なチューブが、前記チューブが前記変形工程において該チューブの中心軸に平行な方向に伸張するのを阻止するファイバ手段を内蔵するものである請求の範囲第２項に記載の方法。
２４．前記変形工程が前記チューブを膨張させる工程からなり、前記チューブが、前記膨張可能なチューブが最大径まで膨張するのを制限するため、前記チューブを包囲する膨張可能な編みメッシュ手段を含むものである請求の範囲第２項に記載の方法。
２５．前記変形工程が前記チューブ内の膨張可能なエラストマチューブを加圧することによって行われ、前記変形工程において前記チューブが半径方向に膨張するのを制限するための編みメッシュチューブ手段が設けられる請求の範囲第２項に記載の方法。
２６．前記編みメッシュ手段が、前記強磁性合金製の編みメッシュチューブからなる請求の範囲第２５項に記載の方法。
２７．前記編みメッシュ手段が、前記膨張可能なチューブに埋設される編みメッシュチューブからなる請求の範囲第２５項に記載の方法。
２８．エラストマ材料製の無端の管状ベルトであって、内方管状部と外方管状部とからなり、前記内方管状部の半径方向外方面の両端が、前記外方管状部の半径方向内方面の両端に接合されており、前記内方管状部および外方管状部の両端の周囲に延びる無端路の周りで回転可能になっている前記ベルトと、強磁性合金または損失性の加熱粒子からなり、前記強磁性合金または損失性の加熱粒子を交番磁界に晒すことによって、前記ベルトを自動調節温度まで加熱する加熱手段とを具備したキャタピラ加熱装置。
２９．前記加熱手段が、キュリー移行温度を有し前記ベルトによって支持された損失性の加熱粒子からなる請求の範囲第２８項に記載のキャタピラ加熱装置。
３０．前記損失性の加熱粒子が、前記エラストマ材料の全体にわたって分布している請求の範囲第２９項に記載のキヤタピラ加熱装置。
３１．前記損失性の加熱粒子が、前記管状部の内方面と外方面との間のスペースを充填する潤滑剤の全体にわたって分布している請求の範囲第２９項に記載のキャタピラ加熱装置。
３２．前記加熱手段が、前記強磁性合金製のワイヤによって構成された無端の膨張可能な編みメッシュチューブからなり、前記編みメッシュチューブが、前記ベルトによって、前記無端路の周りで移動可能に支持されている請求の範囲第２８項に記載のキャタピラ加熱装置。
３３．前記ベルトによって前記無端路の周りで移動可能に支持された熱可塑性ワイヤによって構成された無端の膨張可能な編みメッシュチューブを更に備えた請求の範囲第２８項に記載のキャタピラ加熱装置。
３４．プラスチック物品を、熱安定形状から、該物品が熱回復温度まで加熱された場合に前記熱安定形状に戻るすることが可能な熱不安定形状に変形する変形手段と、キュリー移行温度を有する強磁性合金または損失性の加熱粒子からなる加熱手段であって、前記強磁性合金または損失性の加熱粒子を交番磁界に晒すことによって、少なくとも前記熱回復温度に等しい自動調節温度まで前記物品を加熱する加熱手段とを具備した、熱回復可能なプラスチック物品を製造する装置。
３５．前記加熱手段が損失性の加熱粒子からなり、該損失性の加熱粒子のキュリー移行温度が少なくとも前記熱回復温度に等しく、前記損失性の加熱粒子が前記変形手段によって支持されている請求の範囲第３４項に記載の装置。
３６．前記加熱手段が、前記強磁性合金製のワイヤによって構成された膨張可能な編みメッシュチューブからなる請求の範囲第３４項に記載の装置。
３７．前記変形手段がマンドレルからなり、該マンドレルが膨張すべきチューブに挿入される先端部を有し、前記マンドレルが、前記チューブの熱不安定形状に対応した形状を有する膨張部を備えている請求の範囲第３４項に記載の装置。
３８．前記合金または損失性の加熱粒子がそのキュリー移行温度まで加熱されるよう、前記合金または損失性の加熱粒子を交番磁界に晒すための誘導コイル手段を更に備えた請求の範囲第３７項に記載の装置。
３９．前記誘導コイル手段が前記マンドレルの内部に設けられており、前記誘導コイル手段が、前記マンドレルの膨張部内に誘導コイルを備えている請求の範囲第３８項に記載の装置。
４０．前記マンドレルが冷却領域を有し、該冷却領域は、前記合金または損失性の加熱粒子を含まず、前記チューブの熱不安定形状に対応した形状を有し、前記膨張部が前記先端部と冷却領域との間に位置するものである請求の範囲第３７項に記載の装置。
４１．前記マンドレルが浮揚マンドレルからなる請求の範囲第３７項に記載の装置。
４２．前記変形手段がマンドレルからなり、前記加熱手段が前記マンドレル上に設けられた前記強磁性合金の層からなる請求の範囲第３４項に記載の装置。
４３．前記変形手段がマンドレルからなる請求の範囲第３５項に記載の装置。
４４．前記変形手段がマンドレルからなる請求の範囲第３６項に記載の装置。
４５．前記変形手段が、エラストマ材料製の膨張可能なチューブからなる請求の範囲第３４項に記載の装置。
４６．前記膨張可能なチューブが、該チューブの軸方向の伸張を制限する手段からなる請求の範囲第４５項に記載の装置。
４７．前記軸方向の伸張を制限する手段が、前記膨張可能なチューブの円周方向に相互離隔して軸方向に延びた複数の高強度ファイバからなる請求の範囲第４６項に記載の装置。
４８．前記膨張可能なチューブが、該チューブの半径方向の膨張を制限する手段を含むものである請求の範囲第４５項に記載の装置。
４９．前記半径方向の膨張を制限する手段が、編みメッシュチューブからなる請求の範囲第４８項に記載の装置。
５０．前記編みメッシュチューブが、プラスチックフィラメントによって構成されており、前記膨張可能なチューブによって支持されている請求の範囲第４９項に記載の装置。
５１．前記変形手段が、エラストマ材料製の膨張可能なチューブからなる請求の範囲第３５項に記載の装置。
５２．前記変形手段が、エラストマ材料製の膨張可能なチューブからなる請求の範囲第３６項に記載の装置。
５３．前記変形手段がエラストマ材料製の無端の管状ベルトからなり、前記ベルトが内方管状部と外方管状部とからなり、前記内方管状部の半径方向外方面の両端が、前記外方管状部の半径方向内方面の両端に接合されており、前記ベルトが前記内方管状部および外方管状部の両端の周囲に延びる無端整の周りで回転可能になっており、前記ベルトが内方管状部と外方管状部との間にガイド手段を有し、さらに、前記ベルトがチューブを包囲しているときにおいて、前記チューブに沿って前記ベルトを移動するため、前記ガイド手段と共働するストッパ手段を備えた請求の範囲第３４項に記載の装置。
５４．前記損失性の加熱粒子が、前記エラストマ材料の全体にわたって分散している請求の範囲第５３項に記載の装置。
５５．前記損失性の加熱粒子が、前記内方管状部と外方管状部との間のスペースを充填する潤滑剤の全体にわたって分散している請求の範囲第５３項に記載の装置。
５６．前記ベルトによって前記無端路の周りで移動可能に支持された熱可塑性ワイヤによって構成された無端の膨張可能な編みメッシュチューブを更に備えた請求の範囲第５３項に記載の装置。
５７．前記変形手段がエラストマ材料製の無端の管状ベルトからなり、前記ベルトが内方管状部と外方管状部とからなり、前記内方管状部の半径方向外方面の両端が、前記外方管状部の半径方向内方面の両端に接合されており、前記ベルトが前記内方管状部および外方管状部の両端の周囲に延びる無端路の周りで回転可能になっており、前記ベルトが内方管状部と外方管状部との間にガイド手段を有し、さらに、前記ベルトがチューブを包囲しているときにおいて、前記チューブに沿って前記ベルトを移動するため、前記ガイド手段と共働するストッパ手段を備えた請求の範囲第３６項に記載の装置。
５８．前記編みメッシュチューブが、前記ベルトによって支持されている請求の範囲第５７項に記載の装置。