Chimney pipe and a method of manufacturing the same

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】

本発明は煙突パイプ、円筒形状またはパイプ形状の樹脂成形品の製造方法に関するものであり、具体的には煙道パイプであり、さらにその製造方法および樹脂材料ＰＥＴの使用する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

約１０年間、出願人は樹脂製煙突の開発と販売に携わってきており、ＰＶＤＦ
材料を使用してきた。 この強靭で耐熱性を有する材料は、限界排気温度１６０℃
に達するだけでなく、凝縮液にも耐性を有し、防火等級Ｖ０に分類されている。
結果的に、このような樹脂煙突は、従来のステンレススチール煙突パイプに替わるものとして広く定着してきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

しかし、このような既存の樹脂パイプの欠点は、高価な材料と製造方法の困難性により、ステンレススチールパイプに比べて、製造コストが高いことである。
したがって、ＰＶＤＦパイプは、一定限度長さ以内のものだけが市場競争力を有している。

【０００４】 代替の樹脂材料を見出すためのいくつかの試みが成されてきた。 たとえば、Ｐ
Ｐまたはその他の熱可塑性樹脂は出発材料として使用されてきた。 しかし、特に、煙突の分野の需要を意図したものについては、このような製品は十分な耐熱性およびそれ以上の必要条件も立証できなかった。

【０００５】 特開昭６２−２９０７５０号公報では、ガスパイプが、結晶状態（crystallin
e state ）にあるＰＥＴ樹脂材料の成形品として製造されている。 また、ＣＨ−
Ａ−６８６から、破砕したＰＥＴボトルのＰＥＴ片を原料として製造された樹脂の成形品が知られている。 さらに、ＵＳ−４，５２６，８３１から、結晶状態のＰＥＴを基にした樹脂材料が、車体部品、ホイールリム、および車の構造に関係するその他の部品の製造用に知られている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本発明は、普及タイプＰＶＤＦ煙突パイプとは異なり、容易に製造可能な煙突パイプを提供する目的で開発したものであり、低価格の原材料を使用し、機械的および物理的特性に関しては、最低限ＰＶＤＦ煙突パイプと同一特性を実現したものである。 さらに、その製造方法は、このタイプの煙突以外に同等品の製造装置用としても提供できるものであり、これ以外の用途が、本目的により提供される材料に対して見出されるに違いない。

【０００７】 本発明を実施するために、本発明は、請求項１の構成を有する方法、請求項１
０の構成および請求項１６、１８、１９による使用を有する装置を提供する。 本発明による製造に使用した結晶質ＰＥＴは、優れた機械的特性を示し、特に煙突内の一般的周辺条件に十分に対応できるものである。 さらに、飲料用ボトルからの、原材料としてのＰＥＴは、現在まで、再利用する適切な方法が提供されていなかったために、大量に入手できる。

【０００８】 本発明の要点は、煙突パイプが結晶質ＰＥＴ材料（ポリエチレンテレフタレート、略してＰＥＴＰ）から構成されていることである。 一方、初期製品と呼ばれる樹脂ボトルは、非結晶質の透明なＰＥＴＰから構成されており、好ましくは、
ＰＥＴを結晶状態に変えて、本発明による高度な機械的安定性、強靭性、耐熱性を得る。 本発明によれば、具体的には、これは製造品を除々に冷却することで得られる（これに反して、大量生産ＰＥＴボトルは、射出成形と射出成形部品としてブロー成形で製造され、引き伸ばし後に空気を供給して、冷却され低温成形で形成される。したがって非結晶質、透明で軟質な材料が得られる）。

【０００９】 特に、（ＰＥＴ）材料が完全に、または部分的に結晶状態を示さない場合でも、本発明の意味では（ＰＥＴ）材料も" 結晶質" と考えられる。 このような部分的な結晶状態も、非結晶状態とは異なり好ましい強度特性を得られる限り、本発明では" 結晶質" と見なす。

【００１０】 また本発明の要点は、ダクト、排水パイプまたは最新の凝縮値ボイラ用の煙突パイプなどの熱負荷を必要としない用途に対しては（これら加熱設備の１００℃
以下の排気ガス温度により、最大４０〜５０℃の熱負荷が発生する）、粉粒体を作ることなく直接再生方法で冷却して透明ＰＥＴを製造できることである。 非結晶質ＰＥＴは比較的速い製造速度、１０−２０ｍ／分で製造できる。 追加的な加熱維持も必要なく、したがって、これらの簡単で、細いパイプ類の製造コストは６０％以上低下する。

【００１１】 さらに、本発明は、現在まで経済的な方法または再生ＰＥＴ材料の再利用を妨げてきた主要な問題の１つを解決する。 ＰＥＴは吸湿性があり、空気から約０．
５％の水分を吸収する。 この水分が処理方法の主要な問題であり、現在まで合成繊維材料（Ｈｏｅｃｈｉｓｔ社の" Ｔｒｅｖｉｒａ" ）および前述の飲料ボトル用に限り原材料としてＰＥＴが工業的に使用された理由である。 したがって、分離して乾燥できず、微量の水分量を含む可能性のあるＰＥＴの処理方法は、熱加水分解と呼ばれる化学反応を起こし、ＰＥＴ材料のポリマー連鎖を完全に破壊して、ポリマー物質を、使用不能な、液状の、低粘性率のモノマー物質に変質させる。 したがって、現在までの、たとえば粉粒体として、ＰＥＴを処理する方法は、時間を浪費しかつ費用のかかる前乾燥後に、使用するまで、乾燥状態に維持し保管することによってのみ可能であった。 特に、簡単で、費用を要さずかつ汎用性の高い処理方法に対しては、現在までこの材料は機械的に強靭で耐久性のある成形材料にはほとんど利用されてこなかった。

【００１２】 すべての樹脂材料は本発明の意味では成形材料とみなすことができ、最も好ましくは押出し、射出成形および吹き出し成形などの、適切な樹脂成形方法で製造できる。

【００１３】 さらに、本発明では、使用する結晶質ＰＥＴ材料の特有で有効な機械的効果を発揮できるようにパイプ状に製造することのできない、組合せおよびロッド要素の製造が可能である。

【００１４】 本発明の他の独立請求項は、樹脂パイプとしての使用、特にＰＥＴ材料を使用して製造した煙突パイプとしての使用を請求しており、これに関しては、この材料が結晶状態で存在することに固執しない。 本発明によれば、破砕したＰＥＴボトルを使用し、それを混練することにより、残留水分を蒸気として発散させて、
製造することを請求している。

【００１５】 本発明の構成では、ダクト、排水パイプ、または最大４０〜５０℃の熱負荷が発生する１００℃以下の排気ガス温度を有する最新の凝縮値ボイラ用の煙突パイプなどの高い熱負荷を必要としない用途に対して、粉粒体にせずに直接再生処理方法で冷却して製造された非結晶質ＰＥＴを使用することも可能である。 たとえば、本発明で使用した非結晶質ＰＥＴは、粉粒体の製造などの、ダクト、排水パイプ、または最大４０〜５０℃の熱負荷が発生する１００℃以下の排気ガス温度を有する最新の凝縮値ボイラ用の煙突パイプなどの高い熱負荷を必要としない用途に対して、比較的高い製造速度で使用できる。 たとえば、本発明で使用した非結晶質ＰＥＴは、パイプ製造に場合の１０〜２０ｍ／分のような、比較的高い製造速度で使用できる。 さらに、たとえば、徐々に冷却することを避けることにより、結晶状態が得られ、製造工程がかなり簡単化され、簡単なパイプでは、約６
０％の効率向上ができる。

【００１６】 さらに、たとえば溢流管、雨樋その他の、建築、水または電気分野の用途、およびダクトに対しては、他の独立請求項は前述の方法で製造した結晶質ＰＥＴの使用を請求している。 一方、本発明の用途の一般的分野において製造される材料については、風用フレームや風除け用部品（硬質ＰＶＣに対して、結晶質ＰＥＴ
は特に廉価である）、および屋根タイルまたは同様のカバーがある。

【００１７】 別の用途分野としては、車の構造材や自動車工学がある。 特に、強靭で耐久性のあるＰＥＴ材料は、泥よけやドアなどの車体部品の他に、機械的応力にかかる、現在までは主として鋼板やアルミニウムで製造されてきた、ホイールリムおよび同様の部品に適する。

【００１８】 本発明の範囲内の別の用途分野としては、スポーツとレクレーション用品がある。 たとえば、結晶状態の強靭で耐久性のあるＰＥＴ材料は、ローラーブレードや同様のスポーツ用品に適する。

【００１９】 本発明のさらに好ましい発展は、従属請求項で述べる。 特に好ましくは、結晶質ＰＥＴに適当な充填材を追加することである。 ガラス繊維（グラスファイバ）
またはその他の繊維の場合は、安定性が増加し、これらの充填材は機械的剛性の向上と製造するパイプ、バーおよび部品類の強度を上げるのに使用される。

【００２０】 さらに、これらまたはその他の充填材は、結晶化促進剤として役立ち、特に結晶状態のＰＥＴの製造に有効であり、本発明による好ましいものである。

【００２１】 一方、本発明によれば、回転と軸方向振動を合成した混合スクリューを有する混練装置を使用し、原理的にはすべての混合装置は本発明の実現を可能にし、同等な混合効果（均質化）を確実に行い、水蒸気を発散させることが望ましい。 特に立証された機械的特性の手段、および低価格で入手でき現在までほとんど再利用されていなかったＰＥＴ材料を使用することにより、環境的に問題のある材料を適切な、技術的に効果的な有効な手法で使用する方法が、本発明で提示された。

【００２２】 非結晶質ＰＥＴでも本発明に従えば、この材料の構造が、たとえば熱効果により除々により強靭な結晶質ＰＥＴの方向に変化し、煙突パイプとして使用できる。

【００２３】 本発明の主要な別の発展は、発泡により、本発明により製造され使用される結晶質ＰＥＴを製造する方法である。 たとえば、発泡剤によって、比較的小さい比重ではあるが、機械的安定性は極端に低下しない製品を形成するものである。 さらに、発泡剤は有効な効果を示す。 つまり、ガス状の発泡剤が成形品を冷却するために、材料の結晶状態の生成の促進を遅らせる。 処理方法の一例として、一体発泡射出と呼ばれるものがある。

【００２４】 さらに好ましい発展は、最終金型で成形する前に、ＰＥＴ材料にスリップ剤を添加することである。 本発明の範囲でスリップ剤を添加すると、特に射出成形で処理するのに適する。

【００２５】 ＰＥＴは一般に長連鎖のポリマーであるために、材料の流動性が原因で、射出成形の場合に特に細部で詳細な分解が得られないことがある。 パラフィン、ステアリン酸、ワックスまたは同様の添加物を液体混合物に加えることにより、個々のポリマー（ポリマー連鎖）間の摩擦、およびポリマーと成形ノズル間の摩擦は、このように得られた浸漬効果によって比較的減少し、特に射出成形加工または同様な加工に対しては、加工性が明らかに改良される。

【００２６】 本発明によれば、０．１〜３．０重量％、さらに好ましくは０．２〜０．５重量％のモンタン酸ナトリウムなどのスリップ剤を加えることが望ましい。 さらに、本発明の特性と詳細は、次に説明する好ましい実施形態、および図面を理解することにより明確になる。

【００２７】

【発明の実施の形態】

図１、２に示す装置は、本発明にしたがってＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート、ＰＥＴＰともいう）から煙突パイプモジュールを製造するのに適している。 この種の煙突パイプは、通常、１ないし５ｍの長さで、外径はテーパがついておらず７５ないし２５０ｍｍまたはそれよりも大きい。 通常、この種のパイプは一体物の接続スリーブ部を取り付けられる。

【００２８】 このようなＰＥＴ排気管すなわち煙突パイプモジュールは、本発明にしたがって、ＰＥＴベース材料、例えばＰＥＴボトルを粉砕したものから製造されるが、
そのような材料は、市場において、粉砕、洗浄済のものが、きわめて低価格で、
リサイクルされ大量にある材料として、入手できる。 この材料は、縁の長さが２
ないし６ｍｍのフレーク状の商品として入手できる。 この材料は、本発明にしたがって処理される前に、すなわち、本発明にしたがって実際にパイプを製造する前に、もとの大きさの約２ないし１０％になるように粉状にされる。 そして、この粉状の材料は、図１の受容器、すなわち、図示した装置の材料ファンネル１０
に供給される。 受け取られた材料は、投入フラップ１２および下降差動投入計１
４を通過して、計量され、適切な投入量が放出スクリュー１６で送られ、金属分別ユニット（金属分別器）１８（電気的に作用する）を通過して、この図示した装置の要部であるＢｕｓｓ Ｋｏ混練ユニット２２に供給される。

【００２９】 さらに、乾燥した粉状の添加の材料を、追加の差動投入計で計量して、粉状のＰＥＴ材料とともに、ファンネル２０を経て領域３４に投入することにより、除去すべきＰＥＴ混合物中の水分が、徐々に減少する。 また、これは、熱による加水分解を防止するのにも役立つ。 例えば、領域３４での２０％の雲母、領域３６
の３８での２０％の雲母である。

【００３０】 金属分別器１８は、金属残留物があれば供給材料から除去し、一方、適切に調整される投入計が、設定された処理パラメータにしたがって、各状況で適切な量の粉状のＰＥＴおよび添加材料が装置に供給されるよう計量する。

【００３１】 混合要素の中央として、混練ユニット２２では、スクリュー２４が、駆動チェーン２８を介して駆動モータ２６により、矢印３０の回転方向に駆動されて、軸方向に（図１では、水平方向に）振動し、その回転動作中、振動スクリュー２４
は、軸方向に振動動作する。

【００３２】 振動スクリュー２４のまわりの混練ユニット２２の内部混合領域では、歯または案内部材がスクリューの周囲にあり、領域の内部に延びている（図示しない）
。 スクリューの作用により、適切に指定されたスロットを通して、スクリューに触れることなく、所望の混練効果が得られる。 約１ｍの長さのスクリューにそって、実施形態に示すように、内部は、種々の混練または混合領域に区分することが可能である。 ここで、供給領域３４は、供給ファンネル２０の直下に形成され、冷却水が循環する（図示しない）らせん状の溝を左側面に有するチョークリング３２で区分される。 混合領域３６は、チョークリングの左側面につながり、混合領域３６には、適切な添加材料を、添加供給の集合として、第１充填機構３８
を通して供給できる。 続く均質化領域４０には、追加の充填機構４２が設けられるとともに、Ｂｕｓｓ Ｋｏ混練ユニット２２の放出領域４４がつながっている。

【００３３】 ファンネル２０を通って供給され、ＰＥＴ供給材料は、領域３４、３６、４０
および４４を通過し、次の成形処理のために、放出スクリュー４６で放出される。 輪郭を図示したベースユニット４８が、図示した実施形態では水平に設置されている混練ユニット２２を支持する。

【００３４】 混練ユニット２２は、電子制御され、好ましくは付属の駆動ユニットと磁気カップリングで接続されたポンプ（図示しない）に連結されて、高温の油により約２８０ないし３００℃に熱される。 特に、この方法では、スクリュー２４も内部で油により熱される。

【００３５】 粉状のＰＥＴフレークの処理での重要な点は、残留水分（あらかじめ乾燥させたＰＥＴフレークでさえ、約０．５ないし１重量％の残留水分を含んでいる）を、Ｂｕｓｓ Ｋｏ混練ユニットの混合および混練処理中に、制御して連続的に逃がすことができることである。 正確にいえば、供給材料は、スクリュー２４の回転および振動動作のために供給領域３４で熱され、最初に含んでいた水分が蒸発するようにチョークリング３２に押しつけられる。 熱い集合体（ｍａｓｓ）の流れの方向に逆らって供給ファンネル２０を通って、あるいは、熱い集合体の流れにそって第１充填機構において、いずれも真空ポンプなしに、一部が逃げることはあり得る。 粘性材料の通路において、放出スクリューに向けて領域３４、３６
、４０および４４を通過する際、追加の充填機構４２は第２の逃がしとして作用する。 集合体の温度が２７０℃を超えると、残留していた水分および添加材料から加えられた水分を逃がすことができる。 全体として加圧されず、弛緩して粘性のある熱い集合体は、放出スクリュー４６に送られ、そこで、共通の真空ポンプによる第３の逃がしで、残留水分が除去される。 特に、徐々の水分回収の変動、
添加材料（結晶状態のペレット）の添加、および、ほとんど解放した状態でのＢ
ｕｓｓ混練ユニットでの均質化が新規である。 この方法によれば、残留水分が樹脂集合体と反応して熱的加水分解を起こし、ポリマー連鎖を破壊して材料を使えなくしてしまうことを、効果的に避けられる。

【００３６】 さらに、添加材料を第１充填機構を通して供給できるが、この添加材料は、最終製造物の機械的強度を増し、色を付け、結晶化の促進剤として作用する。 添加材料としては、ガラス繊維、雲母、白亜、硫酸バリウム、ガラスペレット、アラミドまたは炭素繊維のような他の人工的な繊維、顔料、通常の防炎剤を用いることができる。 特に第１充填機構３８を通って実際の混合領域３８に供給された後、これらは、チョークリング３２を通って供給された混合物と混合され、続く均質化領域４０で均質化される。 第２充填機構４２は、この位置に配置され、残留ガス、特にわずかでも残留している水蒸気を、すでに混練ユニット２２中にある粘性材料から、逃がすことができ、離れていても、第２充填機構４２は、逃がしの開口のように作用する。 装置のこの位置で、粘性ＰＥＴ材料の温度は、通常２
７０℃を超える。

【００３７】 粘性集合体は、放出スクリュー４６により、図１の下方に送られる。 スクリュー４６は、図示した上の駆動モータ５０により水平方向に駆動され、確実な搬送動作で、下流の成形ダイに供給できる。

【００３８】 より正確には、ふるい交換機（例えば、Ｇｎｅｕｓｓふるい交換機）が、放出スクリュー４６の下流に配置され、それにより、残留しているおそれのある不純物を集合体からフィルターで取り除ける。 このようなふるい交換機は、特に、添加材料を混ぜない、または、粉状の添加材料のみを混ぜる方法に有効で、この段階で、木、紙、砂粒、テフロン等の熱可塑性樹脂、ＥＴＦＥおよびＰＦＡのような最終材料の均質化を妨げる物質を、集合体からフィルターで取り除ける。

【００３９】 続く成形プロセスの正確な制御と投入のために、分離溶融ポンプ５４が下流に連結されている。 これに取り付けられているのは成形ダイ５６で、図１に示すように、この場合は、供給された集合体から所望の直径にパイプを形成する。 本発明においては、成形ダイは、パイプの目標とする出来上がりの直径（目標直径）
にほぼ調整されている。 続く内側からの空気圧によるパイプの成形においては、
特に、成形される集合体は全くあるいは最小限にしか変形されないことが必要である。 というのは、試験して判明したことであるが、ＰＥＴは、機械的な変形において非常に強い記憶効果を発揮し、これにより、最終製造物の非常に大きい安定性と剛性が、例えば煙突パイプとして用いて繰り返し熱された後でも、達成され得るからである。

【００４０】 さらに、本発明の処理において、成形されたパイプが単にゆっくり冷却されて次の目標とする最終形状での処理に移行する点が重要である。 本発明によれば、
装置による前記混練処理は、ＰＥＴ材料を結晶状態にすることが可能で、それは、本発明による有利な効果であり、添加材料として適切な結晶状態のペレットを添加することによりその効果を増大できる。 装置から放出される材料が、急激に冷却しすぎることにより望ましくない非晶質の構造状態に戻ることを防ぐため、
次に図２で詳述するように、パイプが成形処理中徐々に冷却されていることを確認するために、測定がなされる。

【００４１】 図２に示すように、ダイ５６で練られたＰＥＴの集合体の押し出しを制御することによって、溶融ポンプ５４は、所望する最終的なパイプ径と既にほぼ同一の径を示す成形品を製造できる。 各パイプ先端は、次に、コルゲータ６０のトウプラグ５８（すなわち、互いに平行なチェーン６２によって実現されたパイプ製造装置）によって保持される。 図２は、このコルゲータ６０の分解図であり、例えば、ドロスバック(Drossbach) ，レイン・アム・レック(Rain am Lech)社によって製造される。 パイプ先端は、それぞれ、矢印６４の方向に案内される。 同時に、一対の矢印６６で示すように、コルゲータ６０内では高圧が作り出され、この圧力が未だ柔軟なパイプ壁を外部（いわゆる支持空気）に向かって径方向に押す。 トウプラグのラメラは、ビトン(Viton) エラストマーに抵抗できる温度であり、支持空気が圧縮機によって生成されることを確実にする。 したがって、パイプ壁はコルゲータに対して押され、コルゲータから移送される。 トウプラグは別個に加熱され、好ましくは約１３０℃である。

【００４２】 通常の樹脂パイプの製造においては、例えば、既知の方法で押し出されたＰＰ
パイプが、直ぐに外側から冷水で冷却されるのに対して、本工程では、押し出された材料（パイプ）から放出された熱が、連続的にダイ５６に供給される。 これにより、コルゲータ６０を通過する間の温度下降が減少する。 一般には、押し出されたＰＥＴ煙突パイプは約２８０℃の材料温度でコルゲータ６０に入り、出口側で、なお、約１８０℃である。 ここで、生産速度は通常の約１ｍ／ｍｉｎである。 さらに、前記工程によれば、支持空気に加えて、コルゲータに設けられた微細なスロットを介して外側から真空にされる。 これにより、型成形品は良好で、
かつ生産速度は高速であることが確実となる。

【００４３】 本発明によるパイプの遅い冷却をさらにサポートするために、断熱され、径が調節可能で折り畳み可能なトンネルユニット６８が、コルゲータ６０の下流に配置されている。 これにより、パイプの冷却をさらに遅らせ、通常は、冷却装置の一種となる３メートルの長さを有するトンネルユニット６８内で、コルゲータ６
０の出口側では約１８０℃のパイプが、トンネル６８の先端では約１００〜８０
℃となる。 パイプは、次に、空気中でさらに７５〜７０℃に冷却される。 図２のトンネルユニット６８の先端に（前面図で）示す、キャタピラ引き出しの形状である引き出しユニット７０によって、トンネルユニット６８から冷却されたパイプの抽出が制御される。 しかし、本発明のさらに有利な改良形によると、搬送、
押し出し、型成形および冷却ユニット、つまりユニット４６，５６，６０，６８
が垂直な降下方向に配置され、この種の引き出し機構を省いてもよい。 このように、引き出し機構を省いた場合、供給および混練ユニットをも維持するほぼ１５
〜２０メートルの高さが必要である。 この配置のために、一定で簡易な設備からのパイプ抽出が、重力による特に簡易な方法で確実となる。 また、さらなる構造上の改変はできる限り受け入れられる。

【００４４】 さらに、パイプの移送を改良するために、パイプ成形型に連続的な溝、すなわちノッチを形成できる。 この溝は、例えば、チェーン６２のシングルジョーが共にコルゲータ６０に突き出す部分に配置される。 これにより、垂直な配置は不要となる。

【００４５】 所望の高い処理温度を維持するために、例えば、適切に導入されたサーマルオイル加熱システムによって、好ましくは、少なくとも加工材料からの放熱が十分な熱を供給するまで、コルゲータ６０は外側から加熱される。 したがって、加工材料自体の熱を十分に高い温度に維持し、低い温度勾配で意図した遅い冷却を確実にするので、特に下流のトンネルユニット６８で、通常、追加的な加熱は不要である。

【００４６】 通常の煙突パイプ製品の直径は、６３，７５，９０，１１０，１２５，１４０
，１８０，２００，２５０および３１５ｍｍであり、次に、最終的な製品の長さに切断される。 通常の長さは１５０，２５０，５００，１０００，２０００および５０００mmである。 さらに好ましくは、接続スリーブ（ソケット）は、パイプ成形処理の間に、既に形成されている（このようなスリーブ領域におけるメモリ影響の増大する危険のために、適切な強め繊維を添加することは、特に有利である）。

【００４７】 意図した使用によれば、処理されたＰＥＴに、約５〜約６０重量％の添加物を混合するのが有利でことが示されている。 一般に、通常の無機添加物は、白亜、
雲母、タルカム、硫酸バリウム等である。 さらに、ガラス、炭素、アラミドのような繊維、天然繊維、グラファイト、硫化モリブデン、テフロン、ＰＶＤＦ（フレーム保護および紫外線耐性を向上する）等、および、ガラスペレット、中空のガラスペレット、または一般にフレーム保護剤が、添加物に適している。 特に、
二酸化チタン、酸化鉄等の染色材料が、結晶の形状をサポートする。

【００４８】 意図した使用に極めて適したＰＥＴ煙突パイプ、例えば濡れた煙突である最終的な製品が、本発明にしたがって製造された材料の液晶構造による特別な材料特性により特徴づけられる。 以下の表に、ＰＥＴ煙突パイプ（この実施形態では、
１５％のガラス繊維を含む）と、従来のＰＶＤＦ樹脂煙突パイプとの比較を示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】 本発明にしたがって使用された材料は、意図した目的に特に適した、優れた機械特性を示すことが明らかとなった。 図４に、本発明にしたがって製造された液晶ＰＥＴ材料の優れた特性を説明する、ビカーＢ５０測定中に得られたグラフ比較を示す。 グラフ（１）は、アモルファスＰＥＴであって、低い結果を示している。 グラフ（２）は、本発明にしたがって製造された液晶ＰＥＴである。 結晶化促進用の核生成剤と、１０重量％のガラス繊維とを含むＰＥＴは、グラフ（３）
に示されている。 ３０重量％のガラス繊維を含む同一の材料ＰＥＴが、グラフ（
４）に示されている。

【００５１】 これらのグラフと比較して、ＰＶＤＦを有する測定が、グラフ（５）に示されている。

【００５２】 図示の例では追加的に圧縮空気（支持空気）によって支持された、特に薄い壁の煙突パイプが、本発明による液晶ＰＥＴ材料で製造されるが、例えば中実バーやセクションなどの要素もこの材料で製造される。

【００５３】 所望の装置は、約１／ｍｉｎのパイプ押し出し供給速度で、１時間当たり約６
０Ｋｇの処理能力（直径が７５ｍｍで、長さが５ｍのパイプが約１２個に相当）
がある。 当業者であれば、別の適切なパラメータまたは生産能力を想到するであろう。

【００５４】 具体的には、添加物のないＰＥＴ材料を用いることは、本発明の範囲内である。 この場合でも、本発明にしたがい、同様に単に冷却して、材料の所望の液晶状態が得られる。

【００５５】 スループット（さらに大きい混練ユニット）を向上することにより所望されるのと同程度に、さらに長いコルゲータ、およびさらに長い保持トンネル（６８）
によって、生産能力が向上する。

【００５６】 図３において、製造方法について説明する。 ステップＳ１において、ＰＥＴ材料が粉砕されて必要に応じて粉状にされ金属やその他の不純物が取り除かれる。
これにより、ステップＳ２では、Ｂｕｓｓ Ｋｏ混練ユニットにおいて混練されて、残留した水分をガスの形態で流出させて、全材料を均質化する。 ステップＳ
３において、充填材が正確に計量されて前記混練および混合処理の間に適切な方法で添加され、前記添加物からの水分は、ほぼ開放状態で均質化することにより、取り除かれて、熱加水分解が防止される。 ステップＳ４では、前記混合物が放出され、真空ポンプでガス抜きをして、直ちに押出し工程に供給され、特にその間、材料が粉粒化されないようにする。 ステップＳ５において、前記パイプが、
所望のとおり成形され、ステップＳ６において前記パイプが徐々に冷却されて前記材料の結晶構造が形成される。

【００５７】 最後に所望の長さに切断されて所望のパイプが得られ、これが次の加工工程に送られる。

【００５８】 前記実施形態ではパイプ、特に結晶ＰＥＰ材料からなる煙突パイプについて説明したが、本発明は、前記パイプ以外にバー材または製品の一部分の製造についてはもちろんのこと、後続の工程で処理される結晶質ＰＥＰ粉粒体の製造にも本発明を用いることができる。 この目的のために、押出しダイとして、対応する粉粒化ユニットが設けられ、これが前記混練ユニットから放出されるＰＥＰ材料を粉粒化する。 さらに、前記ＰＥＰ粉粒化物は、加工を可能にし、かつ水分によって破壊されないように、包装の前に、予備乾燥させる必要がある。 そのような粉粒化の工程では、材料の温度を、粉粒押出し機に供給される時の材料の温度を可能な限り高くして、エネルギーを節約するのが好ましい。 たとえば、粒体混合機（Ｈｅｎｓｃｈｅｌ）において粉粒体の予備加熱を１４０℃で行うことができ、
その場合、材料温度はＰＥ，ＰＰなどの通常の樹脂材料よりもほぼ１００℃ほど高くなる。

【００５９】 好ましくは、熱交換器を用いて、前記製造された高温の材料の冷却を行うとともに、低温の新しい材料を加熱する。 適切な熱交換器を用いることにより、たとえば、内側の温かい粉粒体が滑り落ちて、外側で粉粒体フレークが予備加熱され、これによって、処理能力が増大するとともに、エネルギー消費量を減少させる。 しかも、ＰＥＴフレークと呼ばれる粉状の材料が徐々に溶融する。 高温で粉粒化し、さらに冷却水の中に短時間浸すことにより、約５ｍｍの外径をもつ粉粒体が急激に冷却される。 残った水は傾斜した振動膜をとおって除去される。 粉粒体の内部にたまった熱が粉粒体の表面を乾燥させる。 前記振動スクリーン上を搬送される間、および、粉粒体が最終乾燥ユニットまたは熱交換機に搬送される間に、個々の粉粒体の構造がアモルファス（非晶質）から結晶質に変化する。 好ましくは、わずかの色素顔料または雲母を加えるのがよく、これにより約２００℃前後となる粉粒体が相互に付着するのを防止することができる。

【００６０】 本発明の方法によって製造された粉粒体は、Ｔ形成形品、曲がり管、フランジなどの樹脂成形品を押出し成形するのにとくに有用である。

【００６１】 その優れた機械的特性および製造工程に関連した特性に加えて、結晶質ＰＥＴ
材料からなる煙突パイプを製造することのもうひとつの大きな利点は、経済効率がよいことである。 飲料ボトルから粗く粉砕されたＰＥＴ材料は、現在まで適切な後処理方法が見つからなかったために、大量に、かつ、低コストで入手可能である。 加えて、通常の射出成形および押出し成形、並びに通常のプラスチック材料と比較して、ＰＥＴ材料を扱うことは、前述したように、水分に関連した問題があるために、はるかに難しい。 そのために、今日に至るまでＰＥＴ材料は、特に、煙突用パイプとして用いるためには、取り扱われなかった。

【００６２】 大まかな計算によれば、本発明による煙突パイプは、通常の樹脂からなる煙突パイプに比べて、コストが６０パーセントも低下する。 本発明の煙突パイプは、
ステンレス製の煙突パイプと比べても、コストが低い。 ステンレス製の煙突パイプは、肉厚を薄くすることでコストを下げられるにすぎない。 したがって、ここでも、ＰＥＴ材料を使うことの経済的および技術的な利点が十分評価される。

【００６３】 一般の樹脂と異なり、ＰＥＴは優れた粘着特性を示すので、これが新たな費用低減の可能性をもたらす。

【００６４】 好ましい実施形態によれば、スリップ剤が、添加物としてＰＥＴ材料に加えられる。 前記スリップ剤の使用は、その濡れ効果によって長連鎖のＰＥＴポリマーの特性が改善されることにより、ポリマーの鎖の間の摩擦が低減される一方、ポロマーと成形ノズルとの間の摩擦も減少するので、たとえば射出成形において有利となる。

【００６５】 前記スリップ剤として、パラフィン、ステアリンまたはワックスが好ましく用いられる。 さらに、トリメチロールプロパンまたはペンタエリトライトの脂肪酸エステル、モンタン酸エステル、および石鹸を含むモンタン酸エステルも好ましく用いることができる。 これらスリップ剤は、ガラス繊維強化製品（ＦＲＰ）に特に適している。 例えば、モンタン酸トリグリセリドは、特に移行抵抗があり、
とりわけモンタン酸ナトリウムは適切なスリップ剤であるという事実に加えて、
核を作る効果も示す（結晶化を促す核生成剤として利用される）。 前記スリップ剤は前記液体ＰＥＴ材料に０．１〜３重量％、特に好ましくは、０．２〜０．５
重量％添加される。

【００６６】 図５から図１０は、本発明のＰＥＴ材料を用いて作られるパイプの変形例を示す。 図５の実施形態は、プレーンスリーブ（plain sleeve）７２と、イマーションピース（immersion piece ）７４とを連続させて形成している。 例えば呼び径ｗ＝１１０mmで、パイプのそれぞれの皺付きセグメント（ｌ＝１０６mmの長さを持つ）が、スリーブとそれに続くイマーションピースとを有する。 このパイプの製造に用いられるコルゲータは、３６個のセグメントからなる。 つまり、長さ１
． ９０ｍから１０cmのイマーションピースを差し引いた長さ＝１８０cmのバー材２本からなる。 ２ｍ以下の長さが輸送のためには好ましい。 ２ｍ以下の長さの部品は郵送またはＵＰＳによって極めて安価に輸送できる。

【００６７】 したがって、前記パイプは１０cmまたは２０cmの間隔で切断され、切断された端部にスリーブまたはイマーションピースを交互に取り付けることができる。 このことは、煙パイプの一部分または屋根の下の立パイプに検査窓を挿入する際に重要である。

【００６８】 前記内径ｗは、皺付きの柔軟なパイプが互いに十分連結されるような大きさに選ばれる。 エポキシ樹脂、ポリウレタン、シアンアクリレートまたはポリクロロクレン等の接着剤を用いることにより、硬いまたは柔らかい接着された接合部が得られる。 煙突の場合には、大きな圧力がかかるので、硬い接合が必要である。
大気圧（真空）ガスボイラーには硬くないプラグタイプの結合が用いられる。

【００６９】 図５は、選択的に分離することもできるスリーブセグメントのバー形状の構造を示している（図７はその一部分または１個のセグメントを図示している）。 図６および図８はその好ましい実施形態を示す。 図６に示す実施形態は、一端部にのみスリーブセグメントを有しており、この一端部から長く伸びた部分が連続的に形成されている。 これに対し、図８は、イマーションピース７４に隣接して皺付き部分７８が配置されたものを示している。

【００７０】 図９は、Ｔ形成形品を示しており、これはブロー型成形によって形成するのが好ましく、それによって安価になる。 凝縮液または濃縮液でもその内面の曲面を通って容易に流出できる。 図１０は、好ましいエルボー部分を示す。

【００７１】

【発明の効果】

本発明によれば、パイプが結晶質ＰＥＴ材料の利点を最も有効に利用した方法によって、極めて低コストで、かつ、種々に適応できる融通性を持ち、さらに与えられた寸法に対しても十分な適応性をもって製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る煙突パイプの製造装置、つまり、混合、放出および押出しの各ユニットの概略を示す構成図である。

【図２】 図１の装置の下流側に配置されて、煙突パイプの型成形および冷却を行うユニットを示す概略構成図である。

【図３】 本発明の製造方法の要部を示す流れ図である。

【図４】 ＰＥＴ材料のビカー硬度を示す特性図である。

【図５】 本発明によるパイプの一例を示す縦断面図である。

【図６】 本発明によるパイプの他の例を示す縦断面図である。

【図７】 本発明によるパイプのさらに他の例を示す縦断面図である。

【図８】 本発明によるパイプのさらに他の例を示す縦断面図である。

【図９】 本発明によるパイプのさらに他の例を示す縦断面図である。

【図１０】 本発明によるパイプのさらに他の例を示す縦断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. ⁷識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｃ 49/00 Ｂ２９Ｃ 49/00 ４Ｆ３０１ Ｆ１６Ｌ 9/12 Ｆ１６Ｌ 9/12 // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 23:00 Ｂ２９Ｌ 23:00 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＪＰ，ＵＳ Ｆターム(参考） 3H111 AA01 BA15 BA25 BA26 BA28 BA31 BA34 CB02 DA26 DB11 DB27 EA04 EA12 3K070 BA05 BA18 BA31 4F201 AA16 AA24 AA30 AA50 AB05 AB11 AB12 AB16 AB18 AB25 AD04 AG08 AH43 AH47 BA01 BC01 BC12 BC17 BC25 BC37 BD05 BD06 BK02 BK13 BK26 4F207 AA16 AA24 AA30 AA50 AB05 AB11 AB12 AB16 AB18 AB25 AD04 AG08 AH43 AH47 KA01 KA17 KK74 KK76 KL94 KM16 4F208 AA16 AA24 AA30 AA50 AB05 AB11 AB12 AB16 AB18 AB25 AD04 AG08 AH43 AH47 LB01 LD04 LD12 LD13 LG04 LG16 LG23 LG31 LG35 LH08 LH10 4F301 AA25 AB02 AB03 AD02 BC13 BF16 BF31