特許 7493763 収縮チューブ及び収縮チューブの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-24

(45)【発行日】2024-06-03

(54)【発明の名称】収縮チューブ及び収縮チューブの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 61/02 20060101AFI20240527BHJP

   B29C 55/28 20060101ALI20240527BHJP

   B29K 27/12 20060101ALN20240527BHJP

   B29K 27/18 20060101ALN20240527BHJP

   B29L 23/00 20060101ALN20240527BHJP

【ＦＩ】

B29C61/02

B29C55/28

B29K27:12

B29K27:18

B29L23:00

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020121476

(22)【出願日】2020-07-15

(65)【公開番号】P2022024308

(43)【公開日】2022-02-09

【審査請求日】2023-05-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000211156

【氏名又は名称】中興化成工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100199565

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100162570

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 早苗

(72)【発明者】

【氏名】長内 弘一

(72)【発明者】

【氏名】海老原 智

【審査官】隅川 佳星

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－１３１９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１３２８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５１０２３２５（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００５２１９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１０３７０６０９（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４８／００ － ４８／９６

５５／００ － ６１／１０

６３／４２

Ｂ２９Ｋ ２７／１２

２７／１８

Ｂ２９Ｌ ２３／００

Ｈ０１Ｂ １７／５８

Ｆ１６Ｌ １１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

２６０℃の温度で１０分間加熱したときの長手方向の変動公差が伸びる方向に０％から＋５％以下である、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂製の収縮チューブ。

【請求項2】

２６０℃の温度で１０分間加熱したときの長手方向の変動公差が伸びる方向に０％から＋１％以下である、請求項１記載の収縮チューブ。

【請求項3】

溶融したテトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂をチューブ形状に押し出して押出成形体を得ることと、
前記押出成形体を冷却してチューブ前駆体を得ることと、
前記チューブ前駆体の管内に圧力を掛けながら前記チューブ前駆体を加熱して拡径することとを含む、請求項１又は２に記載の収縮チューブの製造方法。

【請求項4】

前記押出成形体の冷却は前記押出成形体を巻き取ることで行われ、前記押出成形体の巻取り速度により前記チューブ前駆体のチューブ径が制御される、請求項３に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、収縮チューブ及び収縮チューブの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

収縮チューブは、様々な分野において汎用されている。例えば、電子機器においては、電線、端子部分およびリード線等の部品の仮固定や仮保護のために、それら部品に熱収縮チューブが被せられ、加熱により該チューブが収縮され部品に密着する。また、収縮チューブは、電線やリード線等を配線する際の色識別のためにも適用され得る。最終的には該チューブは不要となる為、剥離・除去される。

【0003】

一般的な収縮チューブは、収縮前後で製品長が伸びる又は縮む挙動を示す。即ち、収縮後のチューブ被覆物の長さと被覆対象の部材の長さとの間でずれが生じうる。例えば、収縮チューブで電線を被覆する場合、収縮チューブが長手方向に大幅に縮むと電線の意図しない部分が露出し得る。その為、収縮チューブを用いるにあたって、被覆対象の部材の長さに対して余裕のある長さに収縮チューブを切断し、収縮加工後に余った端部を切り落として仕上げるといった対策が講じられている。

【0004】

収縮前後の長手方向への変動公差が大きい収縮チューブでは、上記のような手順を要するため、次に挙げるリスクが生じる。例えば、長さ1000Lの収縮チューブを用いて長さ500Lの製品を２本被覆する事は難しく、実際的には出来ない。その為、1000L品を2本購入する必要が出るなどコスト面で負担が生じる。また、端部の切り落としによる加工工数の負担が増える。さらには、切り落とし作業時に被覆対象に傷が入って製品として不適となるリスクがある。

【0005】

特許文献１（特開２００７－１７９８８９号公報）には、熱収縮チューブの剥離・除去工程において刃物を用いずに該チューブを剥離・除去できる熱収縮チューブが開示されている。具体的には、フッ素樹脂からなる熱収縮チューブとその外表面に沿って剥離自在に固着されている筋状体とを含む複合チューブが記載されている。しかし、当該チューブは、熱収縮する際に長手方向に－２０％から＋２０％程度の広い範囲の伸張・収縮を示し、コストや加工工数の面で負担が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００７－１７９８８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

収縮時の長さ方向の変動が少ない収縮チューブ、及び該収縮チューブの製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態によれば、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂製の収縮チューブが提供される。該収縮チューブを２６０℃の温度で１０分間加熱したときの長手方向の変動公差は、伸びる方向に０％から＋５％以下である。

【0009】

また、上記収縮チューブの製造方法が提供される。当該製造方法は、溶融した樹脂をチューブ形状に押し出して押出成形体を得ることと、押出成形体を冷却してチューブ前駆体を得ることと、チューブ前駆体を拡径することとを含む。チューブ前駆体の拡径は、チューブ前駆体の管内に圧力を掛けながらチューブ前駆体を加熱することで行われる。

【発明の効果】

【0010】

実施形態に係る収縮チューブは、収縮時に長手方向の寸法変動をほとんど示さない。そのため、当該収縮チューブを適用する際、製造コスト等の負担や製品不良等のリスクを低減できる。実施形態に係る収縮チューブの製造方法によれば、収縮時に長手方向の寸法変動をほとんど示さない収縮チューブが得られる。即ち、当該製造方法は、適用時に製造コスト等の負担や製品不良等のリスクを低減できる収縮チューブを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る収縮チューブを概略的に表す斜視図。

【図2】収縮後のチューブを概略的に表す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

実施形態に係る収縮チューブは、２６０℃の温度で１０分間加熱したとき、０％から＋５％以下の長手方向の変動公差を示す樹脂製の収縮チューブである。即ち、当該収縮チューブは、熱収縮の際、径方向には収縮するものの、長手方向には縮まず、長手方向への伸張もほとんど又は全くない熱収縮チューブである。２６０℃の温度で１０分間加熱して収縮させたときの長手方向の変動公差が０％から＋１％以下であることが好ましい。

【0013】

収縮チューブは、２６０℃の温度で１０分間加熱したときに、例えば、収縮前の内径が収縮後の内径に対し120％以上250％以下になる収縮率で、径方向に収縮し得る。

【0014】

図面を参照しながら例を説明する。図１は、実施形態に係る収縮チューブを概略的に表す斜視図である。図２は、図１に示したチューブを収縮した後の状態を概略的に表す斜視図である。なお、図面では収縮チューブを概略的に表しており、実際の厚み（肉厚）や径等といった寸法や形状等は、図示する例に限られない。

【0015】

図１に示す収縮チューブ１は、例えば、図示するように円形の断面形状を有する管の形状を有し得る。収縮チューブ１の断面形状は図示する形状に限られず、例えば、略円形や楕円形等、他の形状であり得る。収縮チューブ１についてのチューブ径、例えば、断面の直径や長手方向Ｌへの長さは特に限定されず、用途に応じて適宜設定できる。

【0016】

収縮チューブ１を収縮、例えば、２６０℃の温度で１０分間加熱して収縮させると、径方向に収縮した状態のチューブ２が得られる。なお、ここでいう径方向とは、長手方向Ｌと交差する面内にて収縮チューブ１（又はチューブ２）の内部を中心とした放射方向に沿う方向をいう。収縮前の収縮チューブ１の長手方向Ｌへの長さＬ１に対する、２６０℃で１０分間加熱した場合の収縮後のチューブ２の長手方向Ｌへの長さＬ２の寸法変動は、０％以上＋５％以下の範囲内に収まる（０％≦［（Ｌ２－Ｌ１）／Ｌ１］×１００％≦＋５％）。ここで、収縮チューブが収縮する際に長手方向へ伸びる場合の寸法変動を正の値とし、長手方向に縮む場合の寸法変動を負の値とする。２６０℃で１０分間加熱した場合の収縮後のチューブ２の内径Ｄ２に対する収縮前の収縮チューブ１の内径Ｄ１の比は、１２０％以上２５０％以下であり得る（１２０％≦［Ｄ１／Ｄ２］×１００％≦２５０％）。

【0017】

収縮チューブは、例えば、フッ素樹脂製のチューブである。チューブを構成する樹脂は、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂（FEP）であることが望ましい。望ましい収縮チューブは、FEPから成る単一素材チューブである。単一素材の樹脂チューブはチューブ全体が同一の樹脂材料で形成されているため、全体に亘って収縮率を均等にしやすい。

【0018】

実施形態に係る収縮チューブは、下記方法により製造できる。

【0019】

収縮チューブの製造方法は、溶融した樹脂をチューブ形状に押し出して押出成形体を得ることと、押出成形体を冷却してチューブ前駆体を得ることと、チューブ前駆体の管内に圧力を掛けながらチューブ前駆体を加熱して拡径することとを含む。即ち、溶融押出成形により素材チューブを成形し、得られた素材チューブに対し、例えば、ブロー成形などの拡径処理を行うことで、収縮チューブを得ることができる。

【0020】

押出成形体を得るには、溶融した樹脂を、例えば、スクリュー押出機により押し出し、チューブ形状に成形する。押出成形体の寸法出しには、サイジングダイス等の金型を用いない。押出機より押し出される押出成形体を巻き取る際、例えば、押出機の吐出口と押出成形体を巻き取る巻取り機との間の距離を十分に離すことで、空冷により、巻き取りながら押出成形体を冷却できる。押出成形体の巻取り速度を調整することにより、得られるチューブ前駆体のチューブ径を制御できる。このような空冷引き法により得られるチューブ前駆体を素材チューブとして用いて拡径処理を行うことで、長さ方向の挙動が少ない収縮チューブを得ることができる。

【0021】

チューブ径の寸法出しにサイジングダイス等の金型を用いると、金型と樹脂とが擦れる事により樹脂成形体内で長さ方向に応力が発生する。この応力が開放されない状態で冷却される為に、得られるチューブ成形品には長さ方向の残留応力が残る。当該チューブ成形品を用いて得られる収縮チューブでは、この残留応力が熱収縮した際の寸法挙動に影響を及ぼす。そのため、収縮時の長手方向への変動公差が大きくなる。

【0022】

また、水冷により押出しチューブを冷却する場合は、チューブを水槽にくぐらせる際も、シリコンパッキン等のシール部材を経由する時にチューブとシール部材が擦れることにより長さ方向にチューブに応力が生じ、それが最終的に得られる収縮チューブにて残留応力として収縮時の長手方向の変動公差を大きくする要因となる。

【0023】

これらのことから、チューブ径の調整に金型を用いず、冷却の手段として空冷を用いる。それにより、長手方向への残留応力が低減された素材チューブを成形できる。このような長手方向の残留応力がない素材チューブを用いることで、収縮時の長手方向の変動公差が極めて少ない収縮チューブが得られる。

【0024】

金型を用いずに押出成形体の巻取り速度により寸法出しを行い空冷により冷却を行う上記手法で得られるチューブ前駆体を、下記のとおりチューブ前駆体の管内圧力を高くしながら加熱することで拡径させることにより収縮チューブを得る。

【0025】

熱伝導性を有し、例えば、円筒形状を有する直管を準備する。直管の材質は熱伝導性を示すものであれば特に限定されないが、例えば、金属製のものを用いる。直管の寸法については、内径は、所望の収縮チューブ外径に対応させる。直管の長手方向の寸法は特に限定されないが、操作性の観点からは長過ぎない直管の方が好ましい。また、長過ぎない直管の方が全体を均一に加熱しやすい。

【0026】

直管にチューブ前駆体を挿入し、チューブの内圧をチューブ外圧より高くする。例えば、チューブ前駆体の片側端部を封止し、もう片側の封止されていない端部にエアー供給ノズルを挿入し内圧を掛ける。内圧は、例えば、1MPa以上6MPa以下に設定する。例えば、ライスター（登録商標）等の熱風溶接機で直管に熱を加えながら、チューブ前駆体の長手方向に沿って直管を移動させることで、チューブ前駆体を長手方向に沿って順次加熱して膨張させる。このように加熱膨張した後、内圧を維持したままチューブ全体を冷まし、収縮チューブを得る。必要に応じて、収縮チューブを長さ方向の所望の長さに裁断する。

【0027】

上記製造方法により得られる収縮チューブは、２６０℃及び１０分間の条件で熱収縮したときの長手方向の変動公差が０％から＋５％以下に抑えられている。即ち、熱収縮時の長さ方向へのチューブ長の変動幅が、伸びる方向に５％以下に留まる。また、当該収縮チューブは、縮む方向には熱収縮時に長さ方向へのチューブ長が変動しない。

【0028】

収縮チューブの収縮時の変動公差および熱収縮の程度は、次のようにして測定することができる。測定対象の収縮チューブの試料を準備し、その寸法を測定する。試料チューブの長手方向の長さは、例えば、金属製直尺を用いて測定する。試料チューブの内径は、例えば、ピンゲージを用いて測定できる。試料チューブを加熱炉に入れ、２６０℃及び１０分間の条件で熱処理を行う。熱処理後、試料チューブの寸法を再度測定する。

【0029】

熱処理前の試料チューブの長さをＬ１、熱処理後の試料チューブの長さをＬ２とし、下記式１に基づいて長手方向の変動公差を求める：
長手方向の変動公差 ＝ [（Ｌ２－Ｌ１）／Ｌ１］×１００％ …（式１）。

【0030】

熱処理前の試料チューブの内径をＤ１、熱処理後の試料チューブの内径をＤ２とし、下記式２に基づいて径方向の変動率を求める：
径方向の変動率 ＝ （Ｄ１／Ｄ２）×１００％ …（式２）。

【0031】

（実施例）
実施形態に係る収縮チューブの具体的な製造例を説明する。

【0032】

チューブの材料樹脂としてのＦＥＰを押出機に投入した。溶融温度は３５０℃、押出し速度は１．５ｍ／分にそれぞれ設定した。押出機から押し出されたチューブ形状の押出成形体をそのまま巻取り機で巻き取るとともに空冷により徐冷し、チューブ前駆体を得た。

【0033】

得られたチューブ前駆体に対し、拡径処理を次のとおり行った。チューブ前駆体を金属製の直管に挿入した。チューブ前駆体の片方のチューブ端部を封止し、他方の端部にてチューブ内にエアー供給機のノズルを差込み、内圧が5.2MPaとなるようにエアー供給量を調整した。なお、チューブ外圧は、大気圧（１気圧＝１０１．３２５ｋＰａ）とした。内圧を維持したまま、ライスター(登録商標)で直管を加熱しながらチューブ前駆体の長手方向に沿って直管をスライドさせて、チューブを径方向に膨張させた。その後、内圧を維持したままチューブを冷まし、収縮チューブを得た。

【0034】

得られた収縮チューブを用いて、先に説明した方法により長手方向の変動公差を測定した。当該収縮チューブでは、２６０℃の温度で１０分間加熱したときの変動公差が1％だった。

【0035】

（比較例）
ＦＥＰを押出機に投入した。溶融温度は３５０℃、押出し速度は１．５ｍ／分にそれぞれ設定した。押出機から押し出されたチューブ形状の押出成形体を、内径寸法1.88ｍｍのサイジングダイスに通すことでチューブ径を実施例１のチューブ前駆体と同様のチューブ径に調整した後、サイジングダイスの内径寸法と略同一の内径寸法を有するシリコンパッキン製のシール部材を経由して水槽に導入させることで押出成形体を冷却し、チューブ前駆体を得た。得られたチューブ前駆体に対し実施例１と同様の手順で拡径処理を行うことにより、収縮チューブを得た。

【0036】

得られた収縮チューブを用いて、先に説明した方法により長手方向の変動公差を測定した。当該収縮チューブでは、２６０℃の温度で１０分間加熱したときの変動公差が10％だった。

【0037】

以上説明した１以上の実施形態および実施例に係る収縮チューブは、２６０℃の温度で１０分間加熱したとき、０％から＋５％以下の長手方向の変動公差を示す樹脂製のチューブである。当該収縮チューブは、長手方向の寸法変動が極端に少ない。そのため、大幅なチューブ長さの変動に起因する不具合が生じるリスクを解消できる。

【0038】

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ ２６０℃の温度で１０分間加熱したときの長手方向の変動公差が０％から＋５％以下である、樹脂製の収縮チューブ。
［２］ ２６０℃の温度で１０分間加熱したときの長手方向の変動公差が０％から＋１％以下である、［１］記載の収縮チューブ。
［３］ 前記樹脂は、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂である、［１］又は［２］に記載の収縮チューブ。
［４］ 溶融した樹脂をチューブ形状に押し出して押出成形体を得ることと、
前記押出成形体を冷却してチューブ前駆体を得ることと、
前記チューブ前駆体の管内に圧力を掛けながら前記チューブ前駆体を加熱して拡径することとを含む、［１］乃至［３］の何れか１つに記載の収縮チューブの製造方法。
［５］ 前記押出成形体の冷却は前記押出成形体を巻き取ることで行われ、前記押出成形体の巻取り速度により前記チューブ前駆体のチューブ径が制御される、［４］に記載の製造方法。

【符号の説明】

【0039】

１…収縮チューブ、２…チューブ。

【図1】

【図2】