JPH03226462A - プラスティックチューブ - Google Patents

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） 本発明はプラスティックチューブに係り、より詳しくは
、射出成形により胴部と頭部とを同時に一体成形した板
厚はどの超薄型で軟らかい軟質樹脂製のプラスティック
チューブに関するものである。

（従来の技術及び解決しようとする課題）ネジ頭部と胴
部とを有するプラスティックチューブを射出成形等々に
より製造する技術については、古くから数多く提案され
ている。

近年、プラスティックチューブの用途が多種多様となり
、特に薄型で、しかも軟質樹脂製のチューブの需要が増
大してきている。このようなプラスティックチューブは
、その性能として、形状性（復元性）を保持しつつ、表
面美麗であることが要求されている。

このような薄型で軟質樹脂製のチューブの製造方法を大
別すると、以下のとおりである。

αノ胴部を押出し成形し、所定の長さに切断の上、次工
程でこれに頭部を射出成形する方法。

■胴部を押出し成形し、所定の長さに切断の上、別に射
出成形しておいた頭部を溶着する方法■胴部を押出し成
形し、所定の長さに切断の上、次工程で頭部金型に滴下
された樹脂の上に押し付は接合する方法。

■ン押出したパリソンをブロー成形で完成させる方法。

これらの方法で得られるプラスティックチューブは、ブ
ロー成形法の場合を除き１頭部と胴部を何らかの方法に
より接合する必要があり、手間がかかる。

また、ブロー成形法の場合には、薄型チューブの製造に
当たって、パリソンの粘度等を適度に管理する必要があ
る上に、金型が分割式であるので必然的に縦方向に金型
のパーティングラインが必ず出てしまい、高級品には使
用できないという問題がある。

一方、商品需要の面からは、軟質樹脂製のチューブであ
って、壁厚１ｍｍ以下でより薄壁にしたフレキシブルで
手ざわりの良い、超薄壁細長チューブのニーズが増大し
てきている。

しかし乍ら、上述の射出成形法は、元来、薄壁とはいっ
ても比較的厚い壁厚のチューブの製造に適していること
から、超薄壁細長で軟質樹脂製のチューブの製造は困難
であり、事実、そのようなプラスティックチューブは存
在していない。

そのため、か）る商品ニーズに応えることができないの
が現状である。

本発明は、上記要請に応えるべく、超薄壁細長で軟らか
く、胴部表面に縦方向のパーティングラインのない軟質
樹脂製のプラスティックチューブを低コストで提供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 前記問題点に鑑みて、本発明者等は、まず、従来の射出
成形法では超薄壁細長で軟質樹脂製のプラスティックチ
ューブが製造できない原因について検討した。

その結果、従来の射出成形機の構成が、軟質樹脂を超薄
壁にした場合に発生する固有の問題、特に射出成形時に
おける超狭隘なりリアランス（樹脂充満隙間）内の溶融
樹脂の流れ、クリアランス内の空気排出、成形後の離型
、製品チューブのストレスクランクと割れ発生、等の問
題が考慮されていなかったためであることを究明するに
至った。

そこで、本発明者等は、これらの諸問題を解決し得る方
策について鋭意研究を重ねた結果、特定の製品設計に適
合する射出成形法を採るならば、軟質樹脂製で超薄壁細
長であっても、型崩れや破れ等のない軟らかいチューブ
が製造可能であることを知見し、ここに本発明をなした
ものである。

すなわち、本発明は、軟質樹脂を射出成形して頭部と胴
部を同時に一体成形したプラスティックチューブにおい
て、チューブ外径（Ｄ）とチューブ長さ（Ｌ）とが（Ｄ
／Ｌ）≦１／２の関係を満たし、チューブ胴部の壁厚（
１）が単層の場合はｔ≦１゜Ｑ＋ａｍで、多層の場合は
ｔ≦１．２ｍｍである形状を有し、かつ、成形ままでチ
ューブ内面の表面粗さ（Ｒ１）とチューブ外面の表面粗
さ（ＲＱ）がＲ０≠Ｒ６の関係を満たしていることを特
数とするプラスティックチューブを要旨とするものであ
る。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

（作用） まず、本発明は軟質樹脂製のチューブを対象とするもの
であり、ここで、軟質樹脂とは、表面硬度（ｔョア硬さ
）が６０以下で剛性率が４５００ｋｇ／ｃｍ２以下の樹
脂と定義されるものである。材質としては、例えば、低
密度ポリエチレン、リニアポリエチレンなどが挙げられ
る。メルトフローレートが１　、６〜８　、０　（ｇ／
　１０１１１ｉｎ）程度、密度は０゜９２０　（ｇ／ｃ
ｍ３）程度、耐ストレスクランキング性（１００℃・１
ｈｒアニール）が１０００程度、表面硬度（ｔョア硬さ
）が５２〜５３程度のものを目安に選択するのが望まし
い。

また、本発明は超薄壁で細長のチューブを対象とするこ
とから、射出成形すべき溶融樹脂の金型空間部（クリア
ランス）内での流れをよくする必要がある。

壁厚が超薄型であると、雄型と雌型の表面摩擦抵抗を受
け、クリアランス内での溶融樹脂の流れが悪くなり、ま
た樹脂が流れるにしかって先端が硬化し、やはり樹脂の
流れが悪くなるという固有の問題がある。このため、本
発明者等は、雄型と雌型の各表面を粗にして、これら金
型表面と溶融樹脂との間に空気層をつくることを試みた
結果。

空気層の間に溶融樹脂が流れるので、クリアランス内で
の樹脂の流れが極めて円滑になることが判明した。した
がって、製品チューブとしては、内面及び外面の各表面
が粗のチューブが得られる。

具体的には、チューブ内面の表面粗さ（Ｒ１）及び外面
の表面粗さ（Ｒ０）を少なくとも０．２μｍＲｍａｘ以
上となるようにする。なお、５μｍＲｍａｘ以上になる
と梨地模様状になってチューブ製品の表面が荒れると共
に、金型表面の凹凸部に樹脂が食い込んでしまい、雌型
性が悪くなる。

また、クリアランス内での樹脂の流れがよくなっても、
射出すべき溶融樹脂が厚さ方向に均一に充満されなけれ
ば、均一な壁厚のチューブが得ら札ない。このため、ゲ
ートを２個以上とし、これらをバランスよく配置した金
型を用いることが望ましい。

このような射出成形により、第１図に示すように、頭部
２と胴部３からなるプラスティックチューブ１であって
、チューブの胴部３の外径（Ｄ）とチューブ全体の軸方
向長さ（Ｌ）とが（Ｄ／Ｌ）≦１／２の関係を満たし、
チューブ胴部の壁厚（ｔ）が単層の場合はｔ≦１．Ｏｍ
ｍで、多層の場合はｔ≦１．２ｍｍである形状のプラス
ティックチューブが射出成形される。なお、Ｄ／Ｌ及び
ｔの各上限値は、製品チューブの商品需要に対応して規
制される値である。

また、チューブの胴部に肩部から漸次直径を増大させる
テーパを付ける形状も可能であり、この場合には成形が
より容易となる。頭部には必要に応じてネジ部、キャッ
プ嵌合部を設けるように設計することができる。また、
キャップを取り付けたチューブ胴部の開口端部には、内
容物を充填した後、ヒートシール等により底部が形成さ
れる。

この場合、チューブ先端（オープン側）の壁厚を局部的
に薄くすると、ヒートシールの際の熱伝達を良くするこ
とができる。

上記の設計により、一応、射出成形機内において頭部と
胴部が一体成形された均一な壁厚のプラスティックチュ
ーブが射出成形される。

このために用いられる射出成形機の要部の一例を第２図
に示す。図中、４は雌型、５は雄型であり、雌型４と雄
型５との間に溶融樹脂を充満すべき空間（クリアランス
）６が形成されている。チューブの頭部端面に対応する
位置で、雌型４には２個以上のゲート７が開口している
。このようにゲート７を多数個にすると、成形後に各ゲ
ート部のパリの断面積が小さいため、その除去が容易と
なる。４型４は一体型、分割型のいず九でもよいが、一
体型にするには加工精度的に困難を伴うので、分割型が
実際的である。しかし、分割型の場合には併せ目がパー
ティングラインとして外面に出るので、チューブの頭部
から肩部に移る接続部にこの併せ目が位置するように設
計すれば、チューブの商品価ｊ直を損なうことがない。

このような射出成形機により、金型内に超薄壁細長チュ
ーブが射出成形される。しかし、本発明者等の研究によ
り、以下のような固有の問題があることが判明した。

まず、金型内に得られたチューブはストレスクラックが
発生し易い状態にある。すなわち、壁厚が極めて薄く樹
脂の流速が大きいので、チューブ胴部断面で見た場合、
内外表面部と中心部における樹脂の流れ速度に大きな差
が生じ、壁が中心部から分割されるような応力状態にな
っているからである。また、射出成形終了後、チューブ
内外面が金型に粘着し、しかも収縮によって雄型に抱き
付いているので、従来の離型法として常套手段である突
出しにより無理に離型しようとすれば、壁内部の応力を
増加させることになり、ひいては型崩れを起こす。また
チューブ胴部に相当するクリアランス内を樹脂が高速で
流れ且つ高圧で成形されるため、樹脂の分子配列がチュ
ーブの壁に沿って縦方向に並び易く、このため、クラッ
クが発生し易い状態にある。

本発明は、このような状態を考慮し、ストレスタラツク
の発生及び型崩れを防止するために、雄型、雌型の表面
に、サンドブラスト等でそれぞれ異なる粗さの傷を付け
、製品５チユーブの内面及び外面の各表面に異なる表面
粗さを発生させたものである。具体的には、成形ままで
チューブ内面の表面粗さ（Ｒ１）とチューブ外面の表面
粗さ（Ｒ０）とがＲ４≠Ｒｏの関係を満たすように製品
設計する。

チューブ内外面の表面粗さの差Δ（Ｒ，−Ｒよ）又はΔ
（Ｒ１−Ｒ０）は、１μｍ以上であればよく、１〜２μ
ｍが好ましい。より粗面化されているチューブ表面の表
面粗さ（Ｒ，、又はＲ□）を２μｍ　Ｒｍａ×以上にす
るのが好ましい。勿論、Ｒ１＝Ｒｏの関係の場合には」
１記のような効果は期待できない。

チューブ内面の表面粗さ（Ｒ１）とチューブ外面の表面
粗さ（Ｒ０）がＲ１≠Ｒｏの関係を満たす製品設計であ
るので、金型内に成形されたチューブはまず表面粗さの
粗いチューブ表面に接している金型から容易に離型し、
次いで他方の金型が離型され、ストレスクラックの発生
がなく取り出すことができる６チユ一ブ内面の表面粗さ
（Ｒ工）の方が粗い場合には、まず成形を終了したチュ
ーブから雄型を抜き取れば、チューブは雌型側に残るが
、チューブには収縮応力が働いているので、雄型を抜き
取られたチューブは収縮し、雌型より容易に離れ、落下
する。一方、チューブ外面の表面粗さ（Ｒ０）の方が粗
い場合には、まず雄型を右に回転させながら抜き出し、
雌型内にチューブを残す。

次に表面粗さによって抜き易くなっているチューブを雌
型から離型する。

なお、前述のようなりラック発生の起こり易さを防止す
る対策の１つとしては、樹脂の流れを堰き止めつつ、胴
壁の成形速度を制御しながら順次成形させていくのが有
効であり、例えば、射出時に壁厚となるクリアランスに
スリーブを入れ、樹脂の流入に従ってスリーブが後退す
るような金型構造にし、頭部に樹脂が十分に回った後に
、胴部全体に一時に樹脂が射出するようにする。また、
同様の理由から、最終的な射出圧は最高圧力よりやや低
いのが好ましい。したがって、樹脂が金型に充満する直
前に、射出圧を若干弱めるような圧力制御を行う。

このような製品設計により、超薄壁細長で、しかも軟質
樹脂製のチューブであっても、内部応力に起因するスト
レスクラックの発生がない状態で均一な壁厚の製品を得
ることができるので、製造が容易であり（易成形性）、
歩留もほぼ１００％で、低コストで製品を提供できる。

しかも、単一射出成形機で全成形ができるので、要員、
品種換え対応、メンテナンス、占有スペース等、全ての
面で優れている。

また、従来の射出成形法では成形不可能な様々な形状、
構造の超薄壁細長チューブも製造可能となり、商品開発
を促進できる。

（実施例） 次に本発明の実施例を示す。

実遣１１２ 第１図に示すネジ頭部と胴部を有する形状のチューブに
おいて、軟質樹脂として低密度ポリエチレン（ミラソン
−５０、三井石油化学工業製）を用い、製品外径Ｄ＝３
０ｍｍ、製品長さＬ二１３０＋ｎｍ、ネジ頭部長さ＝９
．５ｎ＋ｍ、胴部壁厚し＝０．６ｍｍ及び０．８ｍｍの
寸法で、製品外面の粗さＲ０＝０．２μｍＲｍａｘ、内
面の粗さＲ１＝２．０　μｍＲｍａｘのプラスティック
チューブを射出成形した。

実施例２ 実施例１において、内層を青色不透明チューブとし、外
層を半透明チューブとするため、内層用樹脂として青色
不透明着色リニアポリエチレン（スミカレン−Ｌ　ＧＡ
７０１、住人化学工業製）を用い、外層用樹脂として無
着色リニアポリエチレン（スミカレン−Ｌ　ＧＡ７０１
、住人化学工業製）を用い、内層厚：０．３＋１１１１
１、外層厚＝Ｑ、６＋＋＋＋１１とし、他の条件は実施
例１と同じにしたプラスティックチューブを射出成形し
た。

この場合、射出成形法としては、−旦内層を射出成形し
、次いで雄型を抱えた内層そのものを雄型として射出成
形する方法、或いは共射出成形法（表面部と中心部の樹
脂流れの違いを利用して異なる樹脂を順次射出する方法
）などがあるが１本例では前者の射出成形法を採用した
。このように多層にすると、外観性が向上する。

失に何重 実施例１において、第３図に示すように、チューブ胴部
の上部にブリッジ８で連結したキャップを設ける製品設
計とし、他は実施例１と同しにして射出成形した。

この場合、キャップ用空間部は、雌型の上半部に設ける
ので、離型に支障はない。また、他の付属品も同様にし
て射出成形できる。

尖鳥貫＋ 実施例１において、第４図に示すように、チューブの内
外面に縦方向に溝を作り、イージーオープン型にした以
外は実施例１と同じにし、射出成形した。

この場合、溝は、雌型内面及び雄型外面に縦方向に僅か
な突起を設けた金型を用いて成形させた。

大鼻桝） 実施例１において、チューブ胴部を縦方向に２色に分色
する製品設計とし、他は実施例１と同じにして射出成形
した。

この場合、共射出成形法を採用し、胴部の上部には青色
不透明着色リニアポリエチレン（スミカレン−Ｌ　ＧＡ
７０１、住人化学工業製）樹脂を用い、下部には無着色
リニアポリエチレン（スミカレン−Ｌ　ＧＡ７０１、住
人化学工業製）樹脂を用いた。なお、３色以上に分色す
ることも可能である。

矢」１町庁 実施例１において、チューブ胴部に縦方向に透明ストラ
イブを入れ、内容物透視型のチューブを射出成形した。

この場合、ゲート数を２個とし、一方のゲートから透明
な低密度ポリエチレン（ミラソン−４０１、三井石油化
学工業製）を供給した。

なお、本発明による製品を製造する射出成形法並びに射
出成形機は、製品設計に応じて種々の態様が可能である
ことは云うまでもない。

（発明の効果） 以上詳述したように１本発明の製品設計によれば、軟質
樹脂に固有の問題を解決したので、超薄壁細長で軟らか
く、胴部縦方向にパーティングラインのない表面美麗の
軟質樹脂製プラスティックチューブが得られ１種々の商
品ニーズに対応した任意の形状のチューブの開発が可能
となり、その効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図はプラスティックチューブの縦方向断面形状の一
例を示す説明図、 第２図は射出成形機の要部（金型）の−例を示す断面説
明図、 第３図〜第４図は異なる形状のチューブを示す説明図で
ある。 ドプラスティックチューブ、２・・頭部、３・・胴部、
４・・・雌型、５・・雄型、６・・空間部（クリアラン
ス）、７　ゲート、８・・・ブリッジ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟質樹脂を射出成形して頭部と胴部を同時に一体
   成形したプラスティックチューブにおいて、チューブ外
   径（Ｄ）とチューブ長さ（Ｌ）とが（Ｄ／Ｌ）≦１／２
   の関係を満たし、チューブ胴部の壁厚（ｔ）が単層の場
   合はｔ≦１．０ｍｍで、多層の場合はｔ≦１．２ｍｍで
   ある形状を有し、かつ、成形ままでチューブ内面の表面
   粗さ（Ｒ＿１）とチューブ外面の表面粗さ（Ｒ＿０）が
   Ｒ＿１≠Ｒ＿０の関係を満たしていることを特徴とする
   プラスティックチューブ。
2. （２）前記チューブの表面粗さ（Ｒ＿１又はＲ＿０）が
   ０．２μｍＲ＿ｍａｘ以上である請求項１に記載のプラ
   スティックチューブ。
3. （３）前記チューブの外面の表面粗さ（Ｒ＿１）とと内
   面の表面粗さ（Ｒ＿０）の差が１μｍＲ＿ｍａｘ以上で
   ある請求項１又は２に記載のプラスティックチューブ。