JPH079539A - 合成樹脂管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定温度に加熱することによって所定の径に
まで膨張し、例えば金属管の内面をライニングするため
の合成樹脂管に用いる場合には、簡単な設備と操作によ
って、安定して金属管の内面に密着させることができ、
応力の残留等も少なく、高性能の複合管とすることので
きる、合成樹脂管の製造方法を提供する。 【構成】 熱可塑性樹脂を押出金型から円筒状に押し出
した後、フォーミング部に導く前に、樹脂をその内面か
ら所定の径にまで拡径すると同時に所定の温度にまで冷
却した後、徐々に縮径してフォーミング部に導くことに
より、上記温度での形状記憶機能を有する合成樹脂管を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は合成樹脂管の製造方法に
関し、更に詳しくは、例えば金属管の内面をライニング
するための合成樹脂管等の用途に適した加熱自己膨径性
を有する合成樹脂管の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属管の耐食性や耐薬品性を向上させる
べく、金属管内面を合成樹脂によって被覆した複合管に
おいては、従来、その製造方法として次に３つの方法が
主として用いられている。

【０００３】その一つは、合成樹脂管を押出成形等によ
って製造した後、その外周面に接着剤を塗布した状態で
金属管内に挿入し、所定温度下で管内面から加圧するこ
とによって合成樹脂管を膨径させ、その外面を金属管内
面に密着させて相互に接着する方法である。

【０００４】他の一つの方法は、上記の方法と同様にし
て合成樹脂管をその外周面に接着剤を塗布した状態で金
属管内に挿入し、金属管を外部から縮径することによっ
てその内面を合成樹脂管の外面に密着させた後、外部か
らの加熱によって接着剤を活性化させて両管を接着する
方法である。

【０００５】更にもう一つの方法は、外層の金属管と内
層の樹脂層（非発泡樹脂層）との間に、中間層として発
泡樹脂層を有する構造の複合管の製造方法で、非発泡樹
脂層となる合成樹脂管の外面または金属管内面に発泡性
樹脂原液を塗布した状態で、合成樹脂管を金属管内に挿
入した後、金属管外部からの加熱によって原液を発泡さ
せ、その発泡樹脂によって金属管と合成樹脂管とを相互
に接着させる方法（実公昭５５−３５１４７号公報）で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来の各製造方法のうち、合成樹脂管の内面から加圧
することによって金属管内面に密着させる方法では、加
圧膨径させるに際して管の両端を気密にする必要があっ
て生産性の点で難点があるばかりでなく、金属管と合成
樹脂管との間の脱気操作が困難でこれら両管の間に空気
が残りやすいという問題や、合成樹脂管に応力が残留
し、複合管として実使用時における管性能の点において
も問題がある。

【０００７】また、金属管を縮径することによって合成
樹脂管の外面に密着させる方法は、金属管をロール縮径
等によって縮径したときに生じるソリを、矯正ローラ等
を用いて真直化を行う必要があるとともに、アニール工
程を必要とし、製造設備が大型化してその費用が高価な
ものとなるという問題がある。

【０００８】更に、中間層の発泡樹脂層によって金属管
と内層の合成樹脂管とを接着させる方法では、発泡性樹
脂原液の流動性によってその塗布層が不均一となりやす
く、発泡樹脂層の偏肉が生じやすいという問題があると
ともに、原液の加熱による発泡時に金属管と非発泡樹脂
管との間に空気が残存したり、管軸方向に発泡樹脂層が
偏在する恐れがあって、このような問題を解決するた
め、原液の加熱発泡時に管全体を周方向に回転させた
り、あるいは管の中央部分から両端に向けて順次局所的
に加熱していくことで空気や発泡樹脂の余分なものを管
端側に追いやっていく等の複雑な対策を採る必要があっ
て設備が大がかりなものとなるとともに、このような加
熱時の操作によって品質が左右する等の問題もある。

【０００９】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、金属管の内面をライニングする際に、簡単な設
備と操作により、安定して金属管の内面に密着させるこ
とができるとともに、応力の残留等も少なく、得られる
複合管も高性能なものとすることのできる合成樹脂管の
製造方法の提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の合成樹脂管の製造方法は、熱可塑性樹脂を
押出金型から円筒状に押し出した後、フォーミング部に
導いて賦形することによって合成樹脂管を製造する方法
において、押出金型から押し出された樹脂を、その内面
から所定の径まで拡径すると同時に所定の温度まで冷却
した後、徐々に縮径してフォーミング部に導くことによ
って特徴づけられる。

【００１１】ここで、本発明の合成樹脂管は、１種の合
成樹脂からなる単層の管のほか、２種以上の合成樹脂を
層状に有してなる複層の樹脂管のいずれにも適用でき
る。

【００１２】

【作用】押出金型から出た樹脂を高温状態で所定の径に
まで拡径すると同時に、その歪みを与えた部分の温度を
所定の温度に制御した後に賦形すると、得られた合成樹
脂管は、上記の温度下で形状記憶機能を持ち、後でその
温度にまで加熱することによって自己膨径する。

【００１３】後加熱時における膨張率は、形状記憶機能
を付与する際の拡径率に依存するから、金属管へのライ
ニング時に要求される温度と金属管の内径寸法等のライ
ニング成形条件に応じた温度で所望の膨張率が得られる
ように、拡径寸法および拡径時の温度をコントロールし
ておくことで、金属管との間に隙間が生じることや、ラ
イニング後に応力が残留することがなく、所期の目的を
達成できる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明を適用した合成樹脂管の製造装
置の要部構成図である。樹脂押出金型１は公知のもの
で、押出機から供給された溶融状態の樹脂を適当な樹脂
流路を介してランド部１１に導いた後、その樹脂を吐出
口１２から円筒状に押し出すようになっている。

【００１５】樹脂押出金型１の吐出口１２に隣接して、
これと同心状に複数の拡径用金型２ａ・・２ｆが配置され
ている。各拡径用金型２ａ・・２ｆは、樹脂押出金型１か
ら持ち出された支持棒４によってそれぞれの中央部分で
支持されているとともに、この各拡大径用金型２ａ・・２
ｆの外径寸法は、最大の外径寸法を持つ金型２ｃに至る
までは徐々に大きくなり、また、その後は徐々に小さく
なっている。そして、最終段の金型２ｆの次段には、樹
脂管を最終的に賦形するためのフォーミングチューブ３
ａおよび冷却槽３ｂ等からなるフォーミング部３が配設
されている。なお、フォーミング部３の後段には、賦形
された樹脂管を所定の速度で引き取る引取装置（図示せ
ず）が配設されている。

【００１６】支持棒４は中空のパイプ状のもので、その
内部には樹脂押出金型１を介してエアーないしは水等の
冷媒が供給される。そして、この冷媒は、最大径を持つ
拡径用金型２ｃの直前およびフォーミング部３の内部に
設けられたノズル５および６から樹脂管の内面に向けて
噴出され、樹脂管を冷却するようになっている。

【００１７】このような装置によれば、樹脂押出金型１
から筒状に押し出された高温の樹脂は、拡径用金型２
ａ，２ｂによって順次拡径され、金型２ｃの部分で最大
径となると同時にノズル５からの冷媒で冷却された後、
後段の拡径用金型２ｄ・・２ｆによって緩やかに小径とな
ってフォーミングチューブ３ａに導かれるとともに、ノ
ズル６からの冷媒と、冷却槽３ｂによって内外から冷却
され、フォーミングチューブ３ａの寸法に応じた径の樹
脂管となる。

【００１８】以上のようにして得られた樹脂管は、拡径
用金型２ｃの外径寸法と、その部分における温度に応じ
た形状記憶機能を持つに至る。すなわち、フォーミング
部３で冷却硬化後の樹脂管を、拡径用金型２ｃによる拡
径時における温度近傍にまで加熱すると、その拡径寸法
に応じた寸法にまで膨径する。

【００１９】金属管の内面をライニングして複合管を製
造するに当たり、そのライニング用の合成樹脂管を、以
上のような本発明実施例工程によって製造する際、拡径
用金型２ｃによる拡径時の温度が、ライニング時におけ
る加熱温度とほぼ一致するようにノズル５からの冷媒に
よる冷却制御するとともに、その温度に加熱したときの
膨径後の樹脂管の外径寸法が、金属管の内面に密着する
程度となるよう、拡径用金型２ｃの外径寸法を決定す
る。ライニング時の温度は、複合管の用途との関連にお
いて、使用する接着剤の極性値によって決定される。つ
まり、複合管の内部を流れる流体温度において接着強度
が低下しない接着剤を用いて、その接着剤が溶融する温
度にまで加熱することにより金属管と樹脂管とを接着す
るが、その加熱温度において所望の径にまで膨張するよ
うな形状記憶機能を持たせる。

【００２０】このような条件下で製造された合成樹脂管
を用いて複合管を製造する場合、合成樹脂管の外周面に
接着剤を塗布した状態で金属管内に挿入し、その状態で
合成樹脂管ないしは接着剤が上記した温度となるように
加熱する。これにより、合成樹脂管は膨径して金属管の
内面に密着すると同時に、接着剤が溶融して接着活性さ
れ、樹脂管と金属管とが相互に強固に接着して一体化さ
れる。このとき、合成樹脂管はその形状記憶機能によっ
て自己膨張するから、その全周、全長にわたって均一に
膨張し、局所的な膨張不足ないしは膨張過多が生じな
い。また、樹脂管の内面からの加圧により強制的に膨径
させる場合のように管端部を封止する必要がないことか
ら、樹脂管と金属管との間に空気が残る恐れがないとと
もに、応力が残留することもない。

【００２１】次に、以上のような本発明実施例工程を用
いて、実際に合成樹脂管を製造するとともに、その合成
樹脂管を用いて金属管内面をライニングして複合管を製
造したときの評価結果について述べる。

【００２２】呼び径５０Ａの硬質塩化ビニル管を製造す
るに当たり、拡径用金型２ｃの外径寸法を５８ｍｍにし
て、その金型による拡径時の温度を１４０°Ｃにしたも
のと、同じ硬質塩化ビニル管を製造する際に拡径用金型
２ｃの外径寸法を６０ｍｍにしてその拡径時における温
度を同じく１４０°Ｃに制御した。また、フォーミング
部３でのフォーミング温度は、いずれも７０°Ｃとし
た。

【００２３】以上のようにして製造した２種の合成樹脂
管をオーブンによって加熱したときの外径寸法の膨張率
は〔表１〕に示す通りとなった。

【００２４】

【表１】

【００２５】この表から明らかなように、製造時におけ
る拡径部分の温度近傍にまで加熱することにより、合成
樹脂管の寸法は、拡径寸法に応じて膨張する。すなわ
ち、以上のような本発明実施例工程を用いて製造された
合成樹脂管の形状記憶寸法および温度は、製造工程にお
ける拡径寸法および拡径時の温度に依存し、これらを適
宜に選択することにより、複合管のライニング条件に応
じた最適な形状記憶機能を持つ合成樹脂管を得ることが
できる。

【００２６】また、このようにして得られた合成樹脂管
の形状記憶機能を利用して、前記した手順によって実際
に複合管を製造し、その複合管と、合成樹脂管の内面か
らの加圧によって膨径させることによって金属管の内面
に密着させる従来の製法によって得た複合管とを、冷熱
水通水評価試験を３０００サイクルにわたって行った
後、管端部における合成樹脂管の収縮量を測定した結果
を〔表２〕に示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】この〔表２〕から明らかなように、本発明
実施例によって製造した合成樹脂管を用いた場合には、
樹脂管の収縮量は従来の製法によるものに比して約１／
５に減少し、本発明実施例工程で得られた合成樹脂管に
は残留応力が少なくことが確認された。

【００２９】なお、以上の説明においては、合成樹脂管
として単層のものを用いた場合について述べたが、非発
泡樹脂層の外側に発泡樹脂層を有するものなどの複層の
合成樹脂についても全く同様にして製造することがで
き、また、単層の樹脂管と同様な作用効果を奏すること
ができる。複層の合成樹脂管、例えば樹脂２層管を製造
する場合には、２層樹脂押出金型を用いて２種の樹脂を
層状に同時に押し出し、その押し出された樹脂を先の例
と同様にして拡径するとともに所望の制御温度にまで冷
却した後、次第に径を小さくしつつフォーミング部に導
けばよい。このような手法によって外層に発泡樹脂層、
内層に非発泡樹脂層を持つ樹脂２層管を製造し、これを
金属管内に挿入して加熱膨径させて接着剤を介して一体
化すると、中間層として発泡樹脂層を持った排水流体音
の伝達しにくい静粛な排水管を得ることができる。

【００３０】また、本発明を適用し得る樹脂の材料とし
ては、前記した例のように硬質塩化ビニルに限られるこ
となく、熱可塑性の樹脂であればどのような樹脂に対し
ても適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
熱可塑性樹脂を押出金型から円筒状に押し出した後、フ
ォーミング部に導いて賦形する前に、その内面から所定
の径まで拡径すると同時に所定の温度まで冷却した後、
徐々に縮径してフォーミング部に導くから、得られた合
成樹脂管は、拡径時の温度にまで加熱することによって
拡径寸法に応じた率で膨径する機能を持つ。従って、こ
のような合成樹脂管を金属管の内面をライニングするた
めに用いる場合、ライニング時の温度と必要な膨張率を
得るように拡径寸法並びに拡径時の温度をコントロール
しておくことによって、合成樹脂管の外周面に接着剤を
塗布して金属管内に挿入した状態で、外部から加熱する
という簡単な操作によって、樹脂管と金属管とを間隙な
く強固に一体化させることができるとともに、樹脂管に
残留応力が生じず、複合管としての実使用時における管
性能が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した合成樹脂管の製造装置の要部
構成図

【符号の説明】 １ 樹脂押出金型 １１ ランド部 １２ 吐出口 ２ａ・・２ｆ 拡径用金型 ３ フォーミング部 ４ 支持棒 ５，６ 冷媒ノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂を押出金型から円筒状に押
   し出した後、フォーミング部に導いて賦形することによ
   って合成樹脂管を製造する方法において、上記押出金型
   から押し出された樹脂を、その内面から所定の径まで拡
   径すると同時に所定の温度まで冷却した後、徐々に縮径
   して上記フォーミング部に導くことを特徴とする合成樹
   脂管の製造方法。