JPS612524A - 熱可塑性樹脂管の製造方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂管の製造方法

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JPS612524A
JPS612524A JP59124350A JP12435084A JPS612524A JP S612524 A JPS612524 A JP S612524A JP 59124350 A JP59124350 A JP 59124350A JP 12435084 A JP12435084 A JP 12435084A JP S612524 A JPS612524 A JP S612524A
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resin
auxiliary
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Masaru Takada
優 高田
Kazuhiro Shiraishi
白石　和博
Noboru Iida
飯田　襄
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Sekisui Chemical Co Ltd
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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） この発明は高度忙平滑な内表面を存し、超純水等の配管
材料として好適な樹脂管の製造方法に関する。
（従来技術） 半導体（ＬＳ　Ｉ　）産業ではＬＳＩチップの製造工程
等で多量の純水あるいけ超純水が使用されているが、Ｌ
ＳＩチップのパターン寸法が現在２ミクロンメーター（
ｐ　ｍ　）程度であり、したかってＬＳＩチップのエツ
チング、７オトレジストの現像、除去などに使用される
超純水に２μｍの１０分１（（Ｌ２ｐｍ）以上の不純物
が含まれていると、回路の断線等ＬＳＩの品質を低下さ
せ、歩留りを悪化させる原因となっていた。
不純物の中でも、特に、生菌は回路の断線や細胞中に含
まれる有機物、リンなどか製品の品質を低下させる等の
悪影響を及ぼす。超純水輸送用のパイプの内表面に凹凸
が存在すると、この部分で水の滞流が生じ、生菌はこの
滞留部で増殖が促進されることになる。
従来、かかるパイプとしては、碩質塩化ビニル樹脂製の
ものが多く使用されているが、この、（イブの内表面に
は高さが１０ｐｍ程度の凹凸が無数存在し、生菌が増殖
するので、周期的に管路を洗浄しなければならない欠点
があった。
一方、特公昭５２−１５６２８号公報には、プラスチッ
クホースの内側表面を平滑にする装置の発明として、押
出成形したプラスチックホースの内部に加熱装置を設け
、ホース外にはこの加熱装置の周りに誘導コイルを配置
して加熱装置をホース外より誘導加熱し、加熱装置から
の熱の放射によりホース内面を、熱可ＷＡ佳材料の表面
張力によって表面上の微細な凹凸を千較化できるほどの
高温度まで加熱することが記載されている。
しかし、単にホース内面を加熱しただけでは、鋭角な凹
凸は丸みを帯びたものとなるとしても、凹凸自体は消え
ないし、加熱しただけでは冷却時に凹凸が元の形状に復
元するよう変形するので、超純水配管用として望まれる
水準の平滑度とすることはできない。
ｔた、ホース内面を凹凸が千較化するほどの高温度に加
熱すると、塩化ビニル樹脂の場合にけ、樹脂が分解して
偏流が生じ、所定寸法のホースを連続して成形すること
ができなくなる恐れがあり、また、内面が高温になるた
め冷却不足を生じたり、ホースの内面とホースの厚さ方
向の中間部この温度差が大きくなって残留歪が生じ、寸
法的に不安定なものとなるなどの欠点があった。
（目　　的） この発明は、押出金型より押出すときに内表面を溶融状
態で押出し、高度に平滑な表面を有する補助マンドレル
に密接摺動させながら冷却することにより、高度に平滑
な内表面を有し、生菌の増殖を抑制できて、超純水用配
管材料さして好適に使用できる樹脂管を連続して製造す
ることを目的とする。
尚、この発明で樹脂管の高度に平滑な表面とけ、表面あ
らさの表示（ＪＩＳ　　Ｂ　　０６０１）で、α８−５
以下（三角記号でＷであられされるあうさ）を意味する
ものとし、この程度のちらさであると生菌が四部に滞溜
することを防止できる。
（構　　成） この発明において、熱可塑性樹脂管を押出成形するには
、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等押
出成形可能な樹脂を押出機を使用して金型より筒状に押
出す押出成形装置を使用する。
この発明では、まず、押出金型の押出口近くのマンドレ
ルに設けられた加熱装置により内表面を溶融状態として
樹脂管を押出す。
−＃！ｌ′に、管の押出成形において、樹脂の押出温度
は樹脂の微粒子まで完全に溶融する温度以下である。特
に塩化ビニル樹脂は熱で分解しやすいため、押出機での
混線温度は低く抑えられており、未溶融の粒子が多く存
在している。したがって、金型から所定の形状に押出し
ても未溶融粒子によってその表面には微細な凹凸が生じ
ている。この発明では、マンドレルの押出口近くに加熱
装置を設けて、内表面のみを溶融状態として押出す。こ
の加熱温度は樹脂が完全に溶融するが、その温度より余
り高くならない温度に調整される。加熱装置は押出口近
くに設けられているので、樹脂管の表面層近くのみが加
熱され、冷却が困難となることがないし、樹脂の分解も
防止できる。加熱装置は、樹脂を溶融できる温度まで加
熱できる装置であればよく、加熱流体を循環させるもの
でもよいが、狭いマンドレル内忙装着するため電気を使
用するものが好ましく、特に電熱ヒーターが温度制御が
簡単で、しかも安価であるので最適である。加熱装置は
押出口近くのマンドレル内部に押出口に沿って設けられ
、温度制御は加熱されるマンドレル表面近くの温度を検
出し、可変式変圧器の電圧を変化させることにより行う
ことができる。
この加熱装置への電力供給用の電線や温度検出用センサ
ーの信号取出線などは、押出金型のスパイグ一部を通し
て導びかれる。
マンドレルの樹脂通過面は硬質クロムメッキの鏡面仕上
げや弗素樹脂コーティング等が施こされているのがよい
。
そして、この加熱装置では押出される澗脂管の内表面が
溶融状態となるよう加熱するが、硬質塩化ビニル樹脂の
場合にけ、重合度など樹脂組成によっても幾分変化する
が、１８０℃以上に加熱する。１８０℃より低いと樹脂
が十分に溶融せず、押出後内面を高度に平滑な面に密接
して摺動させながら冷却するときの条件をど゛のように
変えても高度に平滑な内表面は得られない。
また、加熱温度は２２０’Ｃまでとするめがよい、。
これ以上の温度に加熱してもすぐ冷却しなければならず
、熱損失となると共に、樹脂が熱分解を起す恐れがある
からである。
このようにして押出された樹脂管は平滑な表面を有する
補助マンドレルに密接して＃Ｗ＃させながら内表面を冷
却する。
補助マンドレルの表面は樹脂管の内表面［１！求される
と同じ程度に平滑であるのが好ましいが、Ｌ５−８程度
のあらさてあってもよい。これは樹脂管が補助マンドレ
ルの表面を摺動じて平滑となされるので、樹脂管の内表
面のあらさけマンドレルの表面あらさの約半分のあらさ
Ｋなるからである。このような表面とするＫは、硬質ク
ロムメッキの一面仕上げ、またはテフロンコーティング
を施すとよい。
また、押出口よシ押出された樹脂管を上記補助マンドレ
ルの表面に密接させるＫは、補助マンドレルに周方向に
凹溝を設けておき、この凹溝に負圧を作用させる方法、
補助マンドレルの外径を大きくして、押出された樹脂管
を拡径し、その収縮力で密接させる方法などが採用でき
る。
このようにして押出された樹脂管を補助マンドレルに密
接して摺動させると樹脂管内表面は高度に平滑となされ
、この状態で冷却されると内表面は高度に平滑なまま固
化され定着する。しかし、一旦平滑となっても、その樹
脂の熱変形可能な温度で放置されると、凹凸が幾分もど
り、所望の平滑度が得られない。したがって、補助マン
ドレルに密接摺動させながら所定の温度まで冷却する。
樹脂管内面を補助マンドレルに密接摺動させながら冷却
するには、補助マンドレルを冷却してその表面に密接摺
動させる間接冷却としてもよいが、樹脂管内面と補助マ
ンドレル外面この間に冷却媒体を供給して直接冷却する
方法とするのが、冷却能力が大きいので好ましい。
直接冷却法において冷却媒体が樹脂管の周方向に均一に
接触するためＫけ、補助マンドレルの表面に周方向の凹
溝を複数条設け、各凹溝間をジグザグ状の凹溝で連絡し
て、この凹−に冷却媒体を供給するのがよい。冷却媒体
は樹脂管内面を冷却したあと回収される。回収は供給時
の加圧力で流出させるようＫしても、凹溝内に負圧を作
用させて吸引してもよい。加圧力で供給回収する場合樹
脂管と補助マンドレルこの密接を妨げないよう忙しなけ
ればならないが、負圧を作用させると樹脂管を補助マン
ドレルに密接させる作用もするため、樹脂管を補助マン
ドレルに密接して摺動させながら冷却できるので好まし
い。
このときの負圧の度合は真空度が高い方が冷却媒体の量
を多くできるので、冷却が良好となり好ましいが、一方
高すぎると、補助マンドレルこの間の摺動抵抗が大きく
なり、樹脂管の引取りが困難となるので、真空度は５０
０〜６００１１１１Ｈｔ＃Ｐ：Ｊ程度とするのがよい。
冷却媒体を回収するのは、冷却媒体として冷水を使用す
る場合に、冷水が樹脂管内に流出すると、樹脂管の同方
向で冷却むらが生じて成形がある。
上記のように補助マンドレルは樹脂管の内面を冷却する
ために冷却されるから、押出金型のマンドレルと連続し
て取付けるとマンドレルが冷されるととＫなる。したが
って、マンドレルと補助マンドレルこの聞は耐熱材を介
在させるか適当々間隙を設けて断熱するのがよい。
また、補助マンドレルを冷却する冷却媒体は加熱装置の
電線と同様に金型のスパイダ一部を通して導入されるが
、冷却媒体を輸送する管材としては、加熱される金型に
接触して配管で舞、しかも断熱性の大きい弗素樹脂から
なるホースが使用される。
樹脂管の補助マンドレルこの密接状態での冷却はできる
限り低い温度となるようＫするのがよいが、樹脂管の内
部の補助マンドレル忙供給できる冷却媒体の量には限度
があるため、冷却を十分行うＫは生産速度を遅くしなけ
ればならないＯ この発明では、生産速度をそれ程遅くしなくても、補助
マンドレルを通過直後に樹脂管内面に冷却水を霧状にし
て吹付けて冷却することＫより、高度に平滑な表面を形
成できる。補助マンドレル通過直後の樹脂管内面の温度
は噴霧冷却水の量によって上下するが、実験結果から判
断すると、噴霧冷却水を最大量供給しても１１０℃以下
まで冷却しないと高度に平滑な内表面の管は得られなか
った。
噴霧冷却水の量は樹脂管内表面を伝わって水滴が落下し
ない程度の量とする。これは噴霧した水が水滴とな抄、
管内面を管底に向って流下して管底に水が溜ると、樹脂
管に冷却むらを生じると共に冷却むらの跡がつくからで
ある。噴霧冷却水量は樹脂管の内周長にもよるが、呼び
径７５鱈、肉厚５．９−の塩化ビニル樹脂管の場合でけ
ｓａｙ／ｗｔｓ程度が最大である。
噴霧冷却は冷却水に圧力をかけてノズルから噴出させて
もよいが、圧縮空気と水とをノズルで混合して噴出させ
る方法が圧縮空気の噴出が加味されるので冷却効果は大
きい。
このようにして、樹脂管の内面側から冷却されるが、こ
の樹脂管は冷却水槽により外周面から冷却され、所定長
さに切断されて製品とされる。
次に、この発明の一例を図面を参照して説明する。
第１図及び第２図はこの発明の実施態様の一例を示し、
押出金型１け外型２の内部にスパイダ一部４により支持
され同心状にマンドレル３が設けられ、外型２とマンド
レル３この間に環状の樹脂通路５が形成されている。こ
の押出金型１け図示していない押出機の先端に取付けら
れ、押出機で溶融混練された樹脂が樹脂通路５を経て押
出口６から筒状の樹脂管７として押出され、図示されて
いないフォーミング金型と冷却水槽により冷却されて所
定形状の管が成形される。
８は電熱ヒーターからなる加熱装置で、押出口６近くの
マンドレル３の内部に設けられ、スパイダ一部４を通っ
て電線９により通電加熱されるようになっている。押出
口６近くの々ンドレル３０表面近くには温度検出用セン
サー１０が取付けられ、樹脂管７の内表面温度を測定し
、通電加熱電圧を制御して加熱温度を自動的に制御可能
となされている。１１けセンｖ−１０の信号取出線であ
る。
１２は補助マンドレルで、マンドレル３の先端部処断熱
材１３を介して螺合接合されている。
コｆ）補１）Ｊマンドレル１２０表面には局方向に４条
の凹溝１４．１５，１６．１７が形成され、中側の二条
の凹溝１５．１６の聞はジグザグの凹溝１８で連絡され
ている。凹溝１４．１６．１７にはその底部に通孔１９
，２０．２１があり、各通孔はマンドレル３の中央部を
通って金型１外の図示されていない真空ポンプまで配管
される弗素樹脂製のホース２２に連結され、負圧が作用
するようＫなっている。また凹溝１５の底部の通孔２３
け冷却水を供給する弗素樹脂製ホース２４に連結されて
金型１の外から冷却水が圧入されるようになっている。
また、２５Ｖｉ噴霧ノズルで、ホース２６を通して金型
１外から圧縮空気と水とが供給され、樹脂管７の内面に
水を噴震するよう忙なっている。
上述の装置では、加熱装置８によりマンドレル３の表面
を加熱することによ沙樹脂管７の内表面を溶融状態とし
て押出す。この樹脂管７け直ちに補助マンドレル１２に
沿って引取られるが、凹溝１４，１６．１７には負圧が
かけられているので、樹脂管７け補助マンドレル１２の
表面に密接して摺動する。更に凹溝１５に冷却水が供給
されると、この冷却水は凹溝１８を経て凹溝１６に流動
していき、その間に４１を脂管７の内表面に直接接触し
て冷却し、凹溝１６の通孔２０から負圧で吸取られて排
出される。
補助マンドレル１２に密接摺動することＫより、樹脂管
７の内表面は高度に平滑となされ、冷却される。補助マ
ンドレル１２を通過した樹脂管の内面には、噴霧ノズル
２５から冷却水が霧状で吹付けられ、冷却される。
第３図はこの発明の別の実施態様を示す。この例では補
助マンドレル１２′の表面近＜ｆｉ冷却水の循環通路２
７が設けられ、この通路２７の両端に冷却水の送入ホー
ス２８と排出ホース２９とが接続され、冷却水で補助マ
ンドレル１２′を冷却し、この冷却された補助マンドレ
ル１２′の表面に樹脂管７が密接して摺動しながら冷却
されるようＫなっている。
（効　　果） この発明は上述した通りの樹脂管の製造方法であって、
押出口近くのマンドレルに加熱装置を設け、この加熱装
置によりマンドレルを加熱して樹脂管の内表面を溶融状
態として押出すので、表面状態の変形が自在であり、こ
の樹脂管を平滑な表面を有する補助マンドレルに密接し
て摺動させながら冷却するので、補助マンドレルこの密
接槽＃によ＃）＃脂管内表面ば補助マンドレルの表面状
態よりも一層平滑となり、この状態で冷却されるので、
その平滑な状態が定着されて高度に平滑な内表面を有し
た樹脂管が得られる。
高度に平滑な内表面を有する樹脂管は生菌の滞溜が少な
いので超純水用配管材料として使用しても生菌の増殖を
著しく減少させることができ、管路の洗浄頻度を減少さ
せる七共に簡単に行うこ七ができるメリットがある。
（実施例） 口径９０ｆｆの二軸押出機を使用し、その先１１１ｉ１
に第１図及び第２図沈木す押出金型をセットして硬質塩
化ビニル管を成形した。
原料配合は次の通りである。
成形条件は押出樹脂温度（押出機を出て金型に入る直前
の温度）を１８４℃とし、α９ｍ／−５、９ｆｆ　）の
管を押出した。
押出直後の樹脂管の内面温度は、加熱装置８の通電電圧
を調整して１８０”Ｃ１１９０’Ｃ１２００’Ｃ１２１
０℃の４段階で押出テストを行った。
また、各温度において補助マンドレル１２の凹溝１５へ
の供給冷却水量（水温１６℃）を２００ｙ／−，４００
ｆ／ｍ、６００ｐ／−の３段階に５ｉ！化し、更に、各
段階で噴霧ノズル２５からの噴霧量（冷却水温１６℃、
圧縮空気圧力５釉／ｃｄ＞を２０ｙ／ｍ、４０ｙ／ｍ、
ｓｏｐ／ｍの３段階に変化させて、樹脂管を成形した。
各条件につｂて得られた樹脂管の内面の平滑度を評価し
た結果（下段）及び各条件における補助マンドレル通過
直後の樹脂管内面の温度（上段）は第１表の通りであっ
た。尚、第１表で○印は表面あらさがａＳ−Ｓ以下であ
るものを示し、×印は表面あらさがａＳ−８よりあらい
ものを示す。
第１表
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施患様の一例を一部省略し一部断
面で示す側面図、第２図は第１図と異なる断面における
拡大図、第３図は別の例を一部省略し、一部所面で示す
側面図である。 に押出金型、２：外型、３：マンドレル、４ニスバイダ
一部、５：樹脂通路、６：押出口、７：樹脂管、８：加
熱装置、１２：補助マンドレル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、押出金型の押出口近くのマンドレルに設けられた加
    熱装置により加熱して内表面を溶融状態として熱可塑性
    樹脂管を押出し、平滑な表面を有する補助マンドレルに
    密接して摺動させながら内表面を冷却することを特徴と
    する熱可塑性樹脂管の製造方法。 ２、補助マンドレルの表面あらさが１．５−Ｓ以下であ
    る特許請求の範囲第１項記載の熱可塑性樹脂管の製造方
    法。 ３、補助マンドレルの表面に周方向の凹溝が設けられ、
    この凹溝に負圧を作用させて樹脂管を補助マンドレルに
    密接させる特許請求の範囲第１項又は第２項記載の熱可
    塑性樹脂管の製造方法。 ４、補助マンドレルの表面に周方向に複数条の凹溝が設
    けられ、各溝間はジグザグ状の凹溝で連絡されており、
    この凹溝の一方に冷却媒体を供給し、他方から吸引して
    樹脂管内面を補助マンドレルの表面に密接して摺動させ
    ながら冷却する特許請求の範囲第１項、第２項または第
    ３項のいずれか一項記載の熱可塑性樹脂管の製造方法。 ５、補助マンドレルを通過直後の樹脂管内面に冷却水を
    霧状にして吹付けて冷却する特許請求の範囲第１項乃至
    第４項のいずれか一項記載の熱可塑性樹脂管の製造方法
    。
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