CN106481902B - 树脂管、树脂管的制造方法及配管构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供树脂管、树脂管的制造方法以及配管构造，该树脂管能够提高耐久性、该树脂管的制造方法能够获得耐久性提高的树脂管，该配管构造能够提高耐久性。本发明的树脂管是一种具有挠性的树脂制的管(10)，其中，在未作用有外力的初始状态下，相对于弯曲的管的中心轴线(O)位于曲率中心(C1)侧的外周面部分的曲率半径(R1)为750mm以上，在使管从初始状态向与初始状态下的管的弯曲的方向相反的方向弯曲、并且使管弯曲成相对于中心轴线位于曲率中心(C2)侧的外周面部分的曲率半径(R2)为对管预先设定的最小弯曲半径那样的弯曲状态时，初始状态下的相对于中心轴线位于曲率中心(C1)侧的内周面部分(20)的应变成为8.5％以下。

Description

树脂管、树脂管的制造方法及配管构造

技术领域

本发明涉及由聚丁烯、交联聚乙烯等形成的、具有挠性的树脂管、该树脂管的制造方法及使用了该树脂管的配管构造。

背景技术

近年来，由聚丁烯、交联聚乙烯等形成的挠性树脂管不同于没有挠性的金属管、氯乙烯管等，具有能够在将数十m(米)等级的长度呈圆环状卷绕包装的状态下进行保管、输送、而且能够在施工现场使用时切断为期望的长度并一边向期望的方向弯曲一边进行配管等的优点，因此多使用于建筑物的供水或供热水用的配管构造(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-65008号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在如上所述的挠性树脂管中，当在以较大的角度(进而较小的曲率半径)弯曲的状态下进行了配管时，在长时间使用之后，在该弯曲的部分，管的内周面易于产生裂纹，在产生了裂纹的情况下，有可能裂纹贯穿管的周壁、直至漏水产生。参照图4详细说明该裂纹产生的原理。

图4的(a)表示配管前的、未作用有外力的初始状态下的挠性树脂管(以下，简称作“管”。)100。图4的(b)用以较大的角度弯曲并进行配管的状态表示图4的(a)的管100。如图4的(b)所示，当以沿着管100的中心轴线O的截面观察时，在配管后的管100中的、弯曲的部分，相对于管100的中心轴线O位于曲率中心C侧的周壁部分施加有压缩方向的应力负荷，并且相对于中心轴线O位于与曲率中心C相反的一侧的周壁部分施加有拉伸方向的应力负荷。另一方面，一般来说，在构成管100的树脂中，为了抑制由树脂的氧化导致的劣化而添加有防氧化剂，但是该防氧化剂从管100的内周侧向输送流体中流出。另外，一般来说，在自来水中，为了消毒而含有氯，但是氯有促进由树脂的氧化导致的劣化的作用。这样，由于构成管100的树脂内的防氧化剂慢慢减少、管100总是曝露于管100内的水所含有的氯中等，随着时间的经过，管100从内周侧逐渐劣化。当管100的内周侧的劣化进行到一定程度时，在总是施加有拉伸方向的应力负荷的、相对于中心轴线O位于与曲率中心C相反的一侧的内周面部分，易于产生沿着大致圆周方向的裂纹101。

那么，像图4的(a)的例子那样，以往的管100在施工现场使用时，在从包装材料中取出的状态(配管前的、未作用有外力的初始状态)下，带有以400mm左右的曲率半径向恒定的方向弯曲那样的、所谓的打卷(日文：巻き癖)。这种打卷是在制造管100时通过树脂的挤压成形成形为管状之后、在以卷取的状态固化的期间施加于管100的。而且，像图4的例子那样，管100在向与初始状态下的管100的弯曲的方向(打卷的方向)相反的方向弯曲并进行配管的情况下，与假设向与初始状态下的管100的弯曲的方向相同的方向弯曲并进行配管的情况相比，作用于管100的应力负荷更大，因此更易于产生裂纹。

为了尽可能地抑制裂纹的产生，在施工现场，在向与管100的初始状态下的弯曲的方向相反的方向弯曲的状态下不对管100进行配管是较理想的，但是例如，在贯穿于壁或躯体之后连接于供热水器下的情况下，以向反方向弯曲的状态进行配管的频率较高。而且，限制了建筑内的配置用水器具(日文：水廻り器具)的位置、管的配置布局等的自由度，在现实中是较难的。

这样，针对以往的挠性树脂管，要求耐久性提高。

本发明是为了解决上述问题而做成的，其目的在于提供耐久性提高的树脂管、能够获得耐久性提高的树脂管的树脂管的制造方法及耐久性提高的配管构造。

用于解决问题的方案

本发明的树脂管是一种具有挠性的树脂制的管，其特征在于，在未作用有外力的初始状态下，相对于弯曲的管的中心轴线位于曲率中心C1侧的外周面部分的曲率半径R1为750mm以上，在使管从所述初始状态向与所述初始状态下的管的弯曲的方向相反的方向弯曲、并且使管弯曲成相对于所述中心轴线位于曲率中心C2侧的外周面部分的曲率半径R2为对管预先设定的最小弯曲半径那样的弯曲状态时，所述初始状态下的相对于所述中心轴线位于曲率中心C1侧的内周面部分的应变成为8.5％以下。

根据本发明的树脂管，能够提高耐久性。

本发明的树脂管优选的是，利用包装材料维持着卷绕好的状态。

据此，能够保护管以免受伤等。

在本发明的树脂管中，优选的是，所述管的长度为10m以上。

本发明的树脂管的制造方法是一种制造上述树脂管的方法，其特征在于，该树脂管的制造方法包括：通过挤压成形将热塑性树脂成形为管状体的挤压成形工序；在所述挤压成形工序之后、使所述管状体以呈直线状延伸的状态固化的固化工序；以及在所述固化工序之后、卷绕所述管状体并利用包装材料将该管状体维持为卷绕好的状态、由此获得所述树脂管的包装工序。

根据本发明的树脂管的制造方法，能够提高管的耐久性。

本发明的配管构造是一种使用上述树脂管并配置于建筑物的、供水或供热水用的配管构造。

根据本发明的配管构造，能够提高耐久性。

发明的效果

根据本发明，能够提供耐久性提高的树脂管、能够获得耐久性提高的树脂管的树脂管的制造方法及耐久性提高的配管构造。

附图说明

图1是用于说明本发明的树脂管的一实施方式的、沿着管的中心轴线的剖视图，图1的(a)以初始状态表示管，图1的(b)以弯曲状态表示管。

图2是表示树脂管的耐久性试验的结果的图表。

图3是用于说明直至获得本发明的树脂管的一实施方式的工序的图。

图4是用于说明以往的树脂管的问题的、沿着管的中心轴线的剖视图，图4的(a)以初始状态表示管，图4的(b)以使管弯曲并进行配管的状态进行表示。

附图标记说明

10、100：树脂管；20：测量对象部分(内周面部分)；40：包装材料；101：裂纹；C、C1、C2：曲率中心；D：管的外径；O：中心轴线。

具体实施方式

以下，参照图面，分别例示说明本发明的树脂管、树脂管的制造方法及配管构造的实施方式。

图1示出了本发明的一实施方式的树脂管(以下，也简称作“管”。)10。本实施方式的管10是由例如聚丁烯或交联聚乙烯(PEX)等热塑性树脂形成的、具有挠性的树脂管，适当地用于例如配置于建筑物的供水或供热水用的配管构造。管10的标称直径例如为10～25等。但是，本实施方式的管10也能够在除水以外的流体(液体、气体)用的配管构造中进行使用。

在此，“具有挠性”是指包括弹性模量为200MPa～900MPa、且即使有5％左右的材料应变也不会断裂的材料。

本实施方式的管10是在经过挤压成形工序和固化工序制造出管之后一边利用包装材料将约10m以上(例如30m或60m)的长度维持已卷绕成圆环状的状态一边被保管及输送、之后在施工现场使用时等从包装材料中取出的构件。

图1的(a)示出了本实施方式的管10处于未对管10作用有外力的初始状态时的样子。本实施方式的管10在初始状态下，在以通过管10的中心轴线O的截面观察时，相对于弯曲的管10的中心轴线O位于曲率中心C1侧的管10的外周面部分的曲率半径R1为750mm以上。在此，初始状态下的管10的上述曲率半径R1是指仅由管10所带有的打卷引起的曲率半径。这样，本实施方式的树脂管10的初始状态下的上述曲率半径R1大于上述以往的树脂管的初始状态下的曲率半径。换言之，本实施方式的树脂管10的打卷小于以往的树脂管的打卷。

由此，与以往的树脂管相比，能够减少使管从初始状态弯曲成向与初始状态下的弯曲的方向(打卷的方向)相反的方向弯曲的预定的弯曲状态时的、管的变形量(乃至应变)。因此，假设在管10以向打卷的方向相反的方向弯曲的状态进行配管的情况下，能够减少作用于管10的应力负荷，进而，能够抑制该弯曲的部分的裂纹的产生。由此，能够提高管10(及使用了管10的配管构造)的耐久性。

管10的打卷能够通过适当地调整后述的制造方法来减少。

另外，基于耐久性提高的观点考虑，管10的打卷越小越好。因此，在初始状态下，在以通过管10的中心轴线O的截面观察时，优选的是，相对于管10的中心轴线O位于曲率中心C1侧的外周面部分的曲率半径R1为900mm以上。

图1的(b)示出了本实施方式的管10处于弯曲成向与初始状态下的管10的弯曲的方向相反的方向弯曲的弯曲状态时的样子。在图1的(b)所示的弯曲状态下，相对于管10的中心轴线O位于曲率中心C2侧的管10的外周面部分的曲率半径R2成为对管10预先设定的最小弯曲半径。另外，以下，将这种弯曲状态也简称作“弯曲状态”。在本例中，对管10预先设定的最小弯曲半径是管10的外径D的10倍(即，R2＝10D)。

另外，“对管预先设定的最小弯曲半径”是指由该管的制造者或与该管相关联的协会(例如，交联聚乙烯管工业会)或标准推荐或限定的、管的配管施工时的最小弯曲半径(弯曲半径的最小值)。例如，在交联聚乙烯管工业会中，交联聚乙烯制的管的最小弯曲半径的推荐值(目标)按照管的标称直径进行设定，但是在任意标称直径中，都设定了相当于管的外径D的约10倍的最小弯曲半径(交联聚乙烯管工业会的技术资料第5章施工基准(5)弯曲配管1)。另外，关于由株式会社普利司通制造销售的聚丁烯制的管，由该公司推荐管的外径D的10倍作为最小弯曲半径。

本实施方式的管10在从图1的(a)的初始状态弯曲成图1的(b)的弯曲状态使管10时，在以通过管10的中心轴线O的截面观察时，初始状态下的相对于管10的中心轴线O位于曲率中心C1侧的预定的内周面部分20的应变成为8.5％以下。

上述应变能够利用以下式(1)来求出：

应变＝{(Y－X)/X}×100(％)···(1)

在此，式(1)中的X是指以通过管10的中心轴线O截面观察时、初始状态下的相对于管10的中心轴线O位于曲率中心C1侧的、预先任意选择的预定的内周面部分20的长度。式(1)中的Y是指在以通过管10的中心轴线O的截面观察时、在初始状态下设为测量对象的该预定的内周面部分(以下，也简称作“测量对象部分”。)20的、管10处于弯曲状态时的长度。另外，该测量对象部分20在管10处于弯曲状态时相对于管10的中心轴线O位于与曲率中心C2相反侧的位置。

式(1)中的长度X、Y既可以在测量对象部分20设置应变计并通过测量来求出，或者也可以通过局部计算来求出。作为通过局部计算求出长度X、Y的方法，例如有如下方法：在以通过管10的中心轴线O的截面观察时，对于在初始状态下相对于测量对象部分20位于曲率中心C1侧的预定的外周面部分，分别测量初始状态和弯曲状态下的长度，使用该测量结果进行计算。在该情况下，使用该测量结果和管10的外径D、周壁的厚度T、初始状态下的曲率半径R1以及弯曲状态下的曲率半径R2(在本例中为10D)等，能够计算出测量对象部分20的长度X、Y。

本实施方式的管10在从初始状态弯曲成上述弯曲状态时，上述应变成为8.5％以下，因此假设在管10以向与打卷的方向相反的方向弯曲的状态进行配管的情况下，能够减少作用于管10的应力负荷，进而，能够抑制该弯曲的部分的裂纹的产生。由此，能够提高管10(及使用了管10的配管构造)的耐久性。以下，参照图2，进一步详细说明该效果。

图2是表示使用一般的聚丁烯制的管实施的、耐久性试验的结果的图表。在该耐久性试验中，将12根管分别按照每3根维持为以利用上述式(1)求出的应变成为5.6％、6.8％、8.5％、9.7％的方式弯曲的弯曲状态，并且向各个管连续地通水，测量直至各个管断裂所花费的时间。各个管的尺寸相同，而且，管的打卷(初始状态下的、相对于管的中心轴线位于曲率中心侧的外周面部分的曲率半径)相同。各个管的应变通过调整弯曲的程度(弯曲状态下的、相对于管的中心轴线位于曲率中心侧的外周面部分的曲率半径)而被调整为各个值。在试验中，控制为各个管的应变、通过管内的水的温度、压力以及残留氯浓度(水中的氯成分的浓度)始终恒定。

根据图2的结果可知，当管的应变为5.6％、6.8％、8.5％时，与管的应变为9.7％时相比，直至管断裂所花费的时间大幅度延长。

根据该试验结果可证明，本实施方式的管10由于使管10从上述初始状态弯曲成弯曲状态时的上述应变成为8.5％以下，因此能够获得良好的耐久性。

另外，根据该试验结果可知，上述应变越低，越能够提高管的耐久性。因此，可以说优选的是，上述应变为6.8％以下，进一步优选的是，为5.6％以下。

接着，参照图3，说明用于获得本实施方式的管10的制造方法的一例。

首先，通过挤压成形将构成管10的热塑性树脂(聚丁烯、交联聚乙烯等)成形为管状体(挤压成形工序)。

之后，如图3的(a)所示，使成形后的管状体以将例如约10m以上(例如30m或60m)的长度呈直线状笔直延伸的状态固化预定时间(固化工序)。由此，能够获得没有打卷的、直线状的挠性树脂的管状体。在此，“固化”是指树脂变硬的化学反应，例如在树脂为聚丁烯时，是指结晶化，例如在树脂为交联聚乙烯时，是指交联反应。

如上所述，基于耐久性提高的观点考虑，管的打卷越小越优选，完全没有打卷是最理想的。但是，在对约10m以上的管进行保管及输送时，基于空间的制约的观点考虑，将管维持为笔直延伸的状态在现实中是困难的。

因此，在固化工序之后，如图3的(b)所示，将约10m以上(例如30m或60m)的长度的固化完成后的管状体呈圆环状进行卷绕，并利用包装材料40维持该卷绕好的状态(包装工序)。管状体以包装的状态进行保管及输送。其间，利用包装材料40保护管状体以免受伤等。另外，管状体在利用包装材料40维持呈圆环状卷绕好的状态的期间，随着时间的经过而慢慢地带有打卷。

而且，在施工现场等进行使用时，若从包装材料40中取出管状体，则能够获得本实施方式的管10。

另外，在上述固化工序中，在使利用挤压成形工序获得的管状体以呈直线状延伸的状态固化时，在管状体为聚丁烯制时通过调整结晶化的时间、温度，另外在管状体为交联聚乙烯制时通过调整交联度，从而能够在之后的包装工序中难以带有打卷。进而，能够减少在包装工序后获得的管的打卷。

另外，基于尽可能地抑制管所带有的打卷的观点考虑，在包装工序中利用包装材料40维持的管10的圆环形状优选的是，内径d1为700mm以上，外径d2为900mm以上。另外，基于获得利用包装材料40包装的管10的良好的输送性的观点考虑，在包装工序中利用包装材料40维持的管10的圆环形状优选的是，内径d1为900mm以下，外径d2为1100m以下。

另外，本实施方式的管10能够使其初始状态下的上述曲率半径R1大于包装材料40的最大半径(即包装材料40的外径d2的一半)。因此，在包装工序中管被包装材料40卷绕的期间，除了能够减小管的保管或输送所需的空间以外，由于易于搬运，因此能够使施工操作轻松化。

另外，基于尽可能地抑制管所带有的打卷的观点考虑，优选的是，在包装工序后利用包装材料40维持管10卷绕的状态的期间为3个月以内。

在对约10m以上的长度的管进行保管及输送时，事实上，基于空间的制约的观点考虑，难以在使管笔直延伸的状态下进行，因此需要在使管卷绕的状态下进行。因此，在包装工序后获得的本实施方式的管10在初始状态下以通过管10的中心轴线O的截面观察时，相对于管10的中心轴线O位于曲率中心C1侧的外周面部分的曲率半径R1事实上易于成为约1800mm以下。另外，基于同样的观点考虑，在包装工序后获得的本实施方式的管10在从初始状态弯曲成弯曲状态使管10时的上述应变事实上易于成为约3.0％以上。另外，在包装工序后获得的本实施方式的管10中，在初始状态下的上述曲率半径R1为1800mm时，使管10从初始状态弯曲成弯曲状态时的上述应变成为3.0％。

另外，在包装工序中，也可以利用其他管状构件来覆盖管10的外周侧。作为覆盖管10的其他管状构件，例如优选为保温用、缓冲用、防止划伤用的管状构件。

这样，在上述例子中，在固化工序中，使管以笔直延伸的状态固化，在固化完成后，在包装工序中，将管设为卷绕的状态，从而与像以往那样从固化工序开始将管设为卷绕的状态的情况相比，能够大幅度减少从包装材料中取出的状态下的管的打卷。由此，能够获得如上所述的、打卷较少的、耐久性提高的管100。另外，使用本实施方式的管10而配置于建筑物的供水或供热水用的配管构造也提高了耐久性。

另外，本实施方式的管10由于如上所述提高了耐久性，因此换言之，假设即使在以比以往的树脂管容许的情况大的角度弯曲并进行配管的情况下，也能够在与以往的树脂管相同的期间抑制管的裂纹、断裂等的产生。

例如，本实施方式的管10在将标称直径设为13(即，将外径设为17mm)的情况下，即使将弯曲半径减小至150mm～170mm，也能够在与以往的树脂管相同的期间抑制管的裂纹、断裂等的产生。

产业上的可利用性

本发明的树脂管能够用于例如在供水·供热水用的配管构造中使用的聚丁烯制或交联聚乙烯制等的挠性树脂管。

Claims (6)

1.一种树脂管，其是具有挠性的树脂制的管，其特征在于，

在未作用有外力的初始状态下，相对于弯曲的管的中心轴线位于曲率中心(C1)侧的外周面部分的曲率半径(R1)为750mm以上，

在使管从所述初始状态向与所述初始状态下的管的弯曲的方向相反的方向弯曲、并且使管弯曲成相对于所述中心轴线位于曲率中心(C2)侧的外周面部分的曲率半径(R2)为对管预先设定的最小弯曲半径那样的弯曲状态时，所述初始状态下的相对于所述中心轴线位于曲率中心(C1)侧的内周面部分的应变成为8.5％以下。

2.根据权利要求1所述的树脂管，其中，

所述管利用包装材料维持着卷绕好的状态。

3.根据权利要求1或2所述的树脂管，其中，

所述管的长度为10m以上。

4.一种树脂管的制造方法，其用于制造权利要求1～3中任一项所述的树脂管，其特征在于，该树脂管的制造方法包括：

通过挤压成形将热塑性树脂成形为管状体的挤压成形工序；

在所述挤压成形工序之后、使所述管状体以呈直线状延伸的状态固化的固化工序；以及

在所述固化工序之后、卷绕所述管状体并利用包装材料将该管状体维持为卷绕好的状态、由此获得所述树脂管的包装工序。

5.一种配管构造，其用于供水，其中，

该配管构造使用权利要求1～3中任一项所述的树脂管并配置于建筑物。

6.一种配管构造，其用于供热水，其中，

该配管构造使用权利要求1～3中任一项所述的树脂管并配置于建筑物。