CN102654219B - 复合管及复合管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种即使不进行片状构件的端部彼此的接合、也能够以覆盖管体的外周面的状态保持该片状构件的复合管及该复合管的制造方法。复合管(10)包括管体(12)、覆盖管体(12)的外周面的片状构件(14)、以及覆盖片状构件(14)的整个外周面的无缝的保持层(16)。由此，由于利用保持层(16)覆盖片状构件(14)的端部，因此即使不进行片状构件(14)的端部彼此的接合，也能够以覆盖管体(12)的外周面的状态保持该片状构件(14)。
Description
技术领域
本发明涉及一种设有用于覆盖管体外周面的片状构件的复合管及该复合管的制造方法。
背景技术
对于需要隔热性的供热水管、供水管等，多使用以隔热材料来覆盖管体的外周面的复合管。例如，使用有一种以下结构的复合管：其利用聚烯烃类的发泡体来覆盖聚丁烯、交联聚乙烯等挠性合成树脂管的外周面。
作为这种复合管的制造方法，在日本特开2005-214228号公报中，公开了一种一边对混合了发泡剂的树脂组合物进行加热、一边使该树脂组合物挤出并覆盖于管体的外周面并使其发泡来制造复合管的技术。另外，在日本特开昭60-40230号公报中，公开了一种将由发泡塑料构成的条片卷绕于管的外周面而使条片的端部彼此对接、并通过熔接使对接的条片的端部彼此相结合来制造复合管的技术。
在此，如日本特开昭60-40230号公报所示，在通过将带端的片状构件(条片)卷绕于管体的外周面并对片状构件的端部彼此进行熔接、来将片状构件保持在管体的外周面上的结构的复合管的情况下，由于片状构件的端部彼此的接合部的拉伸强度较小，因此可能导致片状构件在接合部分离(片状构件在片状构件的端面彼此的接合面处发生断裂)、管体向外部暴露、片状构件从管体脱落等。
发明内容
本发明考虑到该情况，其目的在于提供一种即使不进行片状构件的端部彼此的接合、也能够对覆盖管体的外周面的状态下的片状构件进行保持的复合管及该复合管的制造方法。
本发明的第1技术方案是一种复合管，其包括：管体；片状构件，使该片状构件的端部彼此相对而覆盖上述管体的外周面；以及无缝的保持层，其覆盖上述片状构件的整个外周面。
在第1技术方案中，通过利用无缝的保持层来覆盖片状构件的整个外周面，即使不进行片状构件的端部彼此的接合，也能够对覆盖管体的外周面的状态下的片状构件进行保持。
本发明的第2技术方案为，根据第1技术方案的复合管，上述片状构件由发泡树脂形成。
在第2技术方案中，通过利用发泡树脂来形成片状构件，能够在管体的周围形成由发泡树脂构成的隔热层。另外，能够谋求复合管的轻量化。
本发明的第3技术方案是一种复合管的制造方法，该复合管的制造方法包括：第1工序，以覆盖管体的外周面的方式将片状构件卷绕于上述管体并使该片状构件的端部彼此相对；以及第2工序，利用通过挤出成型而形成的无缝的保持层覆盖上述片状构件的整个外周面。
在第3技术方案中，通过进行第1工序与第2工序，能够制造片状构件的整个外周面被无缝的保持层覆盖了的复合管。另外，由于保持层通过挤出成型来形成，因此能够使保持层的外周面平滑并使外观良好，而且，能够根据需要来调整保持层的厚度(保持层的拉伸强度)。
本发明的第4技术方案为，根据第3技术方案的制造方法，上述片状构件由发泡树脂形成。
在第4技术方案中，通过利用发泡树脂来形成片状构件，能够在管体的周围形成由发泡树脂构成的隔热层。另外，能够谋求复合管的轻量化。
本发明的第5技术方案为，根据第3技术方案及第4技术方案，在从上述管体与上述片状构件之间进行抽气之后，利用上述保持层覆盖上述片状构件的整个外周面。
在第5技术方案中，通过从管体与片状构件之间进行抽气，能够减小管体与片状构件之间的间隙、或者能够使管体与片状构件紧贴。由此，在片状构件的外周面变平滑的状态下，片状构件的整个外周面被保持层覆盖，因此保持层的外周面也变平滑且能够使外观更加良好。
由于本发明采用上述结构，因此能够提供一种即使不进行片状构件的端部彼此的接合、也能够以覆盖管体的外周面的状态保持片状构件的复合管及该复合管的制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的复合管的立体图。
图2是表示本发明的实施方式的复合管的横截面图。
图3是表示本发明的实施方式的复合管的制造装置的整体图。
图4是表示本发明的实施方式的复合管的制造装置的剖视图。
图5是表示本发明的实施方式的复合管的制造方法的说明图。
图6是表示以往的复合管的横截面图。
图7是表示本发明的实施方式的复合管的立体图。
图8是表示本发明的实施方式的复合管的横截面图。
图9是表示本发明的实施方式的复合管的制造装置的变形例的整体图。
具体实施方式
参照附图来说明本发明的实施方式。首先，说明作为本发明的实施方式的复合管。
如图1的立体图及图2的(a)的横截面图所示，复合管10具有：管体12，其由聚丁烯树脂形成；带端的片状构件14，其由软质聚氨酯泡沫形成；以及无缝的保持层16，其由热塑性弹性体形成。
片状构件14使端面彼此相接触并覆盖管体12的外周面，保持层16覆盖片状构件14的整个外周面。片状构件14是将作为以20倍～100倍的发泡倍率发泡的发泡树脂的软质聚氨酯泡沫切成片(板)状而形成的。在此，发泡倍率的意思是指未发泡状态下的材料密度除以发泡后的材料密度而得到的值。
接着，说明作为本发明的实施方式的复合管的制造装置。
如图3的整体图所示，复合管的制造装置18具有第1储存辊(未图示)、第2储存辊20、挤出机22、作为模具的口模24、冷却槽26、以及拉伸装置28。在以下说明中，设从第2储存辊20朝向拉伸装置28的方向为制造方向Y。第1储存辊(未图示)、第2储存辊20、口模24、冷却槽26、拉伸装置28沿制造方向Y从上游依次配置，挤出机22配置在口模24的上方。
在第1储存辊上以卷状卷绕有通过挤出成型而形成并完成了固化的管体12，在第2储存辊20上以卷状卷绕有片状构件14。片状构件14被切割加工为带状，具有与管体12的外周长度大致相等的宽度。如图5所示，在管体12的外周面上卷绕有片状构件14。
如图3所示，通过利用拉伸装置28向制造方向Y拉伸制造过程中的复合管42，使管体12从第1储存辊被连续地拉出，片状构件14从第2储存辊20被连续地拉出。
如图3以及图5的立体图所示，在供管体12及片状构件14送入的口模24的供给口32跟前附近，在向供给口32即将送入管体12及片状构件14之前，将片状构件14卷绕于管体12的外周面。另外，图5是为了便于理解片状构件14卷绕于管体12的样子、利用保持层16(后面进行说明)覆盖所卷绕的片状构件14的整个外周面的样子而仅描绘出了管体12、片状构件14及保持层16的图。
如图4的剖视图所示，挤出机22利用螺杆34向口模24挤出熔融状态的热塑性弹性体E。在口模24上形成有作为穿过部的通孔36，该通孔36供管体12及片状构件14以片状构件14卷绕于管体12的状态穿过。
而且，在管体12及片状构件14穿过通孔36时，口模24将利用挤出机22挤出的热塑性弹性体E以熔融的状态并以圆筒状向制造方向Y挤出，形成对刚卷绕于管体12之后的片状构件14的整个外周面进行覆盖的保持层16。即，利用口模24挤出成型保持层16。保持层16形成为无缝。
另外，在口模24中，在利用保持层16覆盖片状构件14的整个外周面之前，使用抽气泵(未图示)从管体12的外周面与片状构件14的内周面之间进行抽气，吸出位于管体12的外周面与片状构件14内周面之间的空气(箭头38)。
如图3所示，在冷却槽26中存储有冷却水W，利用口模24形成的保持层16在通过冷却槽26时被冷却水W冷却。
拉伸装置28设置在被冷却槽26冷却了的保持层16的上下方，由夹持该保持层16的一对旋转带38、40构成。旋转带38、40在预定的力的作用下按压在保持层16的外周面上，使得保持层16的内周面与片状构件14的外周面相接触、片状构件14的内周面与管体12的外周面相接触。由此，通过使旋转带38、40旋转，使得保持层16、片状构件14及管体12被同时向制造方向Y拉伸，并以每分钟5m左右的速度移动。另外，由于被冷却槽20冷却的保持层16(热塑性弹性体)及片状构件14(软质聚氨酯泡沫)具有挠性，因此通过以预定的力将旋转带38、40按压在保持层16上，能够使保持层16及片状构件14发生变形、保持层16的内周面与片状构件14的外周面相接触，从而使片状构件14的内周面与管体12的外周面相接触。
以下，说明作为本发明的实施方式的复合管的制造方法。
在此，说明使用图3所示的制造装置18来制造复合管10的复合管的制造方法。首先，如图3所示，利用拉伸装置28向制造方向Y同时拉伸由保持层16、片状构件14及管体12构成的复合管42(后面进行说明)，从而管体12及片状构件14从第1储存辊及第2储存辊20被连续地拉出。
接着，在作为第1工序的片卷绕工序中，如图3及图5所示，在口模24的供给口32附近，以覆盖管体12的外周面的方式将片状构件14卷绕于管体12，使片状构件14的端部彼此相接触。
接着，在作为第2工序的层形成工序中，如图4所示，利用挤出机22的螺杆34以圆筒状向口模24的制造方向Y挤出熔融状态的热塑性弹性体E，形成对刚卷绕于管体12之后的片状构件14的整个周面进行覆盖的无缝的保持层16。在此，在利用保持层16覆盖片状构件14的整个周面之前进行抽气工序。在抽气工序中，使用抽气泵(未图示)抽出位于管体12的外周面与片状构件14的内周面之间的空气。
接着，在冷却工序中，如图3所示，利用冷却槽26冷却利用口模24形成的保持层16而形成复合管42。
接着，在固化工序中，利用拉伸装置28向制造方向Y拉出复合管42而将其临时放置于固化区域(未图示)，经过该固化区域的固化工序形成作为最终完成品的复合管10。
接着，说明本发明的实施方式中的复合管、复合管的制造装置及复合管的制造方法的作用及效果。
如图6的横截面图所示，用于比较的复合管46为如下结构：将覆盖有表面膜44的带端的片状构件14卷绕于管体12的外周面，使表面膜44及片状构件14的端部彼此相接合(对表面膜44及片状构件14的端部彼此进行加热而使其熔化来进行连接)，从而将片状构件14保持在管体12的外周面上。对于复合管46，由于表面膜44及片状构件14的端部彼此的接合部48的拉伸强度较小，因此在对复合管46进行搬运、设置等时，若对复合管46进行拉拽踩踏，则有时表面膜44及片状构件14在表面膜44及片状构件14的端部彼此的接合面处发生断裂，表面膜44及片状构件14在接合部48处破裂。这样，可能导致管体12向复合管46的外部暴露、片状构件14从管体12脱落。
例如，在设表面膜44的厚度为100μ、设片状构件14的厚度为5mm的情况下，接合部48的拉伸强度约为10N/cm，在设表面膜44的厚度为100μ、设片状构件14的厚度为10mm的情况下，接合部48的拉伸强度约为20N/cm，在设表面膜44的厚度为200μ、设片状构件14的厚度为5mm的情况下，接合部48的拉伸强度约为15N/cm，在设表面膜44的厚度为20μ、设片状构件14的厚度设为10mm的情况下，接合部48的拉伸强度约为30N/cm。如此，即使在相当大地增大表面膜44及片状构件14的厚度的情况下，接合部48的拉伸强度也仅成为用手就能够简单地撕裂的程度。
与此相对，在本发明的实施方式的复合管10中，通过利用无缝的保持层16来覆盖片状构件14的整个周面，使片状构件14的端面彼此相接触的接缝50被保持层16覆盖，因此，即使不进行片状构件14的端部彼此的接合，也能够以覆盖管体12的外周面的状态保持该片状构件14。
即，在本发明的实施方式的复合管10中，即使片状构件14的端部彼此未接合，也能够以覆盖管体12的外周面的状态保持片状构件14，因此无需担心图6所示复合管46的问题即“片状构件14在片状构件14的端部彼此的接合部48处破裂而管体12向复合管46的外部暴露、片状构件14从管体12脱落”。另外，由于保持层16无缝，因此外观良好，而且，能够提高保持层16自身的拉伸强度。
另外，由于无需进行片状构件14的端部彼此的接合，因此不需要利用烙铁等对片状构件14的端部进行加热的熔接作业，因此在复合管10的制造中能够减少烦杂的作业。
另外，能够利用覆盖片状构件14的整个外周面的保持层16来保护片状构件14。
另外，在利用作为发泡树脂的软质聚氨酯泡沫形成片状构件14的情况下，能够在管体12的周围形成由发泡树脂构成的隔热层。即，能够将复合管10用作具有隔热性的管。特别是，在片状构件14由以20倍～100倍的高发泡倍率发泡的软质聚氨酯泡沫形成的情况下，能够发挥优异的隔热性，而且，能够发挥较高的柔软性。
而且，由于片状构件14具有充分的柔软性，因此在将复合管10连接到管接头上时，如图7的立体图所示，在复合管10的长度方向的端部，能够卷起片状构件14及保持层16以使里面外翻，从而使管体12的端部外周面暴露。由此，提高复合管10向管接头的连接作业的可作业性。
另外，在片状构件14由作为发泡树脂的软质聚氨酯泡沫形成的情况下，能够谋求复合管10的轻量化。
另外，由于保持层16在口模24中通过挤出成型而形成，因此，如图8的横截面图所示，能够使保持层16的外周面平滑且外观良好，而且，能够根据需要调整保持层16的厚度。图8是描绘了如下例子的图：在管体12的外周面与片状构件14的内周面之间存在一些厚度不均的间隙的状态下，由于片状构件14卷绕在管体12上，因此片状构件14的外周面不平滑。如此，即使在片状构件14的外周面凸凹不平的情况下，也能够利用挤出成型而成的保持层16来吸收该凸凹的高低差，使保持层16的外周面变平滑。
另外，在片状构件14的整个周面被保持层16覆盖之前，从管体12的外周面与片状构件14的内周面之间进行抽气，从而能够减少管体12的外周面与片状构件14的内周面之间的间隙、或者使管体12的外周面与片状构件14的内周面紧贴。由此，在片状构件14的外周面变平滑的状态下，由于片状构件14的整个周面被保持层16覆盖，因此能够使保持层16的外周面更加平滑且外观更加良好。
另外，抽气的压力大小只要根据复合管10的使用目的适当地确定即可。例如，在出于保护管体12的目的而设置片状构件14的情况下，只要设为增大抽气的压力并提高保持层16的外周面的平滑度且使外观良好、并且用指肚容易卷起保持层16的端部而使里面外翻即可。另外，在欲提高复合管10的隔热性的情况下，只要减小用于抽气的压力、增大形成于管体12的外周面与片状构件14的内周面之间的层的厚度即可。优选的是，抽气的压力大小设为-80kPa～-50kPa。
以上，说明了本发明的实施方式。
另外，在本发明的实施方式中，虽然示出了将管体12设为聚丁烯管的例子，但是并不限定于此，也可以利用其他材料来形成管体12。例如，既可以将管体12设为不锈钢管、铜管等金属管，也可以将管体12设为聚丁烯管、交联聚乙烯管等树脂管，亦可以将管体12设为在金属管的内周面衬砌有树脂管的管。若将管体12设为聚丁烯管、交联聚乙烯管等树脂管，则易于进行切割等加工、卷取保管等，故而优选。
另外，在本发明的实施方式中，将以20倍～100倍的发泡倍率发泡的软质聚氨酯泡沫切成片(板)状而形成片状构件14，但是片状构件14只要形成为片(板)状的发泡树脂即可，也可以利用任意方法加工为片状。优选的是，片状构件14通过将软质聚氨酯泡沫切成片(板)状而形成。
另外，由于树脂组合物一般是发泡倍率越高越柔软，因此优选的是用于形成片状构件14的发泡树脂为具有较高的发泡倍率的发泡树脂，优选的是以20倍～100倍的发泡倍率发泡的发泡树脂。作为其理由，可列举若发泡倍率小于20倍则片状构件14的柔软性受到损失而重量也变重、进而导致成本升高、以及若发泡倍率大于100倍则难以进行发泡成形、外观变差。
另外，在本发明的实施方式中，示出了使带端的片状构件14的端面彼此相接触来覆盖管体12的外周面的例子，但是片状构件14只要是端部彼此相对即可。即，片状构件14的端面彼此也可以具有间隙地进行对接。在使由片状构件14形成的隔热层发挥较高的隔热性的情况下，优选的是使带端的片状构件14的端面彼此相接触。另外，也可以使片状构件14的端部彼此相接合。即，作为本发明的效果的“即使不进行片状构件14的端部彼此的接合，也能够以覆盖管体12的外周面的状态保持该片状构件14”的意思是指片状构件14的端部彼此的接合不是必须的。
关于片状构件14的厚度，出于施工方面考虑而优选设为1mm～5mm，出于成本方面考虑而优选设为3mm以下，使得在将复合管10连接在管接头上时能够卷起复合管10的长度方向端部的片状构件14。若片状构件14的厚度小于1mm，则片状构件14的端部难以勾挂于指肚，若片状构件14的厚度大于5mm，则不能得到充分的柔软性，因此片状构件14的端部难以卷起。
另外，在本发明的实施方式中，示出了利用发泡树脂形成片状构件14的例子，但是并不限定于此，也可以利用其它材料来形成片状构件14。例如，也可以利用无纺布、纸或瓦楞纸板来形成片状构件14。
另外，在本发明的实施方式中，示出了将保持层16设为热塑性弹性体E的例子，但是保持层16只要由能够将片状构件14保持于管体12的外周面的材料形成即可。由于成本低且能够循环利用，因此优选的是利用聚乙烯、聚丙烯或热塑性弹性体来形成保持层16。保持层16的厚度出于成本方面考虑而优选设为0.2mm～0.4mm，出于拉伸强度方面考虑而优选设为0.1mm以上。另外，如上所述，保持层16在口模24中通过挤出成型而形成，因此通过根据需要调整保持层16的厚度，能够调整拉伸强度。
另外，片状构件14能够防止记载于管体12的外周表面的管种类的标示符、施工用的标记等与某些东西相接触而消失。特别是，在管体12由聚烯烃类材料形成的情况下，墨水难以附着于外周表面，故而有效。
另外，本发明的实施方式所示的管体12的外周面与片状构件14的内周面既可以紧贴，也可以在其之间存在有间隙。另外，在可以不卷起保持层16及片状构件14的端部的情况下，也可以将片状构件14的内周面粘接于管体12的外周面。
另外，本发明的实施方式所示的片状构件14的外周面与保持层16的内周面既可以紧贴，也可以在其之间存有间隙。另外，也可以粘接片状构件14的外周面与保持层16的内周面。若热粘接片状构件14的外周面与保持层16的内周面，则能够谋求使保持层16的外周面变平滑，易于卷起保持层16及片状构件14的端部，故而优选。
另外，在本发明的实施方式中，示出了被挤出成型然后完成了固化的管体12卷绕于第1储存辊的例子，但是如图9的整体图所示，也可以将片状构件14卷绕于在被作为模具的口模54挤出成型之后刚被冷却槽56冷却的管体12。
另外，在本发明的实施方式中，示出了利用一个片状构件14来覆盖管体12的外周面的例子，但是也可以用多个片状构件14来覆盖管体12的外周面。例如，既可以如图2的(b)所示那样利用两个片状构件14来覆盖管体12，也可以如图2的(c)所示那样利用三个片状构件14来覆盖管体12。在该情况下，也可以使多个片状构件14的颜色、硬度、材质等各不相同。
另外，在本发明的实施方式中，示出了上下配置一对旋转带38、40来夹住复合管42(保持层16)的例子，但是也可以左右配置一对旋转带38、40、倾斜配置一对旋转带38、40来夹住复合管42(保持层16)。另外，也可以仅由一个旋转带来构成拉伸装置28，将该旋转带按压在保持层16上。另外，也可以利用三个以上的旋转带来夹住复合管42(保持层16)。
另外，在本发明的实施方式中，示出了在冷却槽26中利用水冷(冷却水W)对保持层16进行冷却的例子，但是也可以利用气冷等其它冷却方法来对保持层16进行冷却。
以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明丝毫并不限定于该实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然能够以各种方式来实施本发明。
Claims (3)
1.一种复合管的制造方法，包括：
第1工序，以覆盖管体的外周面的方式将片状构件卷绕于上述管体并使该片状构件的端部彼此相对；以及
第2工序，利用通过挤出成型而形成的无缝的保持层在上述端部彼此未接合的状态下覆盖上述片状构件的整个外周面，
在从上述管体与上述片状构件之间进行抽气之后，利用上述保持层覆盖上述片状构件的整个外周面。
2.根据权利要求1所述的复合管的制造方法，其中，
上述片状构件由发泡树脂形成。
3.一种复合管的制造方法，包括：
第1工序，以覆盖管体的外周面的方式将片状构件卷绕于上述管体并使该片状构件的端部彼此相对；以及
第2工序，利用通过挤出成型而形成的无缝的保持层覆盖上述片状构件的整个外周面，
上述保持层通过以圆筒状挤出熔融状态的聚乙烯、聚丙烯或热塑性弹性体而形成，并在从上述管体与上述片状构件之间进行抽气之后，覆盖上述片状构件的整个外周面。
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