JP2001301031A - 合成樹脂ライニング管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合成樹脂管を拡径して金属管に接着させる
際、特に管端部において空気が残存することのなくかつ
合成樹脂管と金属管との接着が十分である合成樹脂ライ
ニング管の製造方法を提供する。 【解決手段】 表面に接着剤が塗布された加熱膨張性合
成樹脂管が該合成樹脂管より短い金属管に挿入され、合
成樹脂管の両管端部が金属管の両管端部からそれぞれ突
出するように配置されて加熱炉に入れられ、管中央部か
ら管端部へ又は管の一端部から他端部へと順次金属管が
加熱され、加熱された金属管により合成樹脂管が膨張し
拡径されて金属管内面に密着されて接着される合成樹脂
ライニング管の製造方法であって、最後に加熱密着され
る側の金属管から突出して配置されている合成樹脂管の
管端部近傍に冷却用液体が散布され合成樹脂管の表面温
度が合成樹脂の軟化温度以下に冷却されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属管に挿入した
合成樹脂管を加熱して拡径させ、金属管の内面に接着す
ることにより合成樹脂ライニング管を製造する方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】鋼管等の金属管の内面に、塩化ビニル系
樹脂などの合成樹脂の層を形成した合成樹脂ライニング
管を製造する方法の一つとして、金属管に加熱膨張性合
成樹脂管を接着剤を介して挿入し、これを加熱炉で加熱
して合成樹脂管を拡径させて金属管内面に接着させる方
法がある。

【０００３】この方法においては、合成樹脂管をその全
長に渡って同時に加熱して合成樹脂管を加熱拡径させる
と、金属管の内面と合成樹脂管の外面との間の空気が完
全に排除されずに残ってしまい、その部分が金属管内面
に密着されず接着されないという問題が生じやすい。

【０００４】そこで、金属管に挿入された合成樹脂管を
管中央部から管端部へ又は管の一端部から他端部へと順
次加熱して拡径させることにより、金属管と合成樹脂管
との間に空気が残らないようにする等加熱の方法が工夫
されている。例えば、特開平６−３２８５６５号公報に
おいては、金属管よりも長い加熱膨張性合成樹脂管を金
属管に挿入し、該合成樹脂管の管端部を金属管の管端部
から突出して配置し、これを加熱雰囲気炉に入れ、管中
央部から管端部又は管端部から他の管端部へと、金属管
の外部から高温空気を順次噴射して加熱し、合成樹脂管
を拡径させて金属管内面に密着させて接着する合成樹脂
ライニング管の製造方法が提案されている。

【０００５】この方法は、高温空気を金属管表面に噴射
して金属管を加熱し、加熱された金属管からの伝導、輻
射、及び／又は金属管と合成樹脂管との間の空気の対流
によって、金属管内部に挿入された合成樹脂管を加熱し
て合成樹脂管を拡径し、これを管中央部から管端部に向
かって順次行うことで、金属管と合成樹脂管との隙間の
空気を管端方向に押出ながら合成樹脂管を金属管に接着
し、空気が合成樹脂管と金属管との隙間に残らないよう
にライニング管を製造するのであるが、管端部において
は、金属管の管端部から突出している合成樹脂管の端部
に、金属管に噴射された高温空気が流れて吹き当たり、
金属管から突出している合成樹脂管の管端部が、直接高
温空気で加熱されてしまうことが生じる。

【０００６】この場合、金属管内部にある合成樹脂管部
分よりも、管端部から突出している合成樹脂管部分の方
が早く加熱されるので、突出している合成樹脂管が早く
金属管に接着してしまい、金属管内部にある合成樹脂管
部分が後から拡径して金属管に接着したときに、空気が
残ってしまうという問題が生じる。具体的には、管端部
から１０ｍｍ〜２００ｍｍ程度の箇所に気泡残りが多く
見られる。

【０００７】これを防止するために、合成樹脂管の突出
している部分に、加熱炉内に供給される高温空気よりも
低温の空気を吹き当てて該部分を低温雰囲気とすること
で、気泡残りをなくすることは可能であるが、低温の空
気が金属管まで吹き当たって金属管の温度が下がり、合
成樹脂管の温度勾配の範囲が広くなって管端部分の膨張
不足が起こり合成樹脂管と金属管との接着力不足が生
じ、管端部における接着不足が発生する恐れがある。ま
た、接着力を保証するためには、低温雰囲気を気泡の残
らないギリギリの温度とすれば良いが、加熱炉内の温度
と低温雰囲気である部分の温度との間の熱勾配が生じて
いる部位の長さが広いため、その温度コントロールは可
能ではあるが困難な作業となる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
問題を解決し、合成樹脂管を拡径して金属管に接着させ
る際、特に管端部において空気が残存することのなくか
つ合成樹脂管と金属管との接着が十分である合成樹脂ラ
イニング管の製造方法を提供する目的でなされたもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の請求項１記載の合成樹脂ライニング管の製造
方法（発明１）は、表面に接着剤が塗布された加熱膨張
性合成樹脂管が該合成樹脂管より短い金属管に挿入さ
れ、合成樹脂管の両管端部が金属管の両管端部からそれ
ぞれ突出するように配置されて加熱炉に入れられ、管中
央部から管端部へ又は管の一端部から他端部へと順次金
属管が加熱され、加熱された金属管により合成樹脂管が
膨張し拡径されて金属管内面に密着されて接着される合
成樹脂ライニング管の製造方法であって、最後に加熱密
着される側の金属管から突出して配置されている合成樹
脂管の管端部近傍が冷却用液体で合成樹脂の軟化温度以
下に冷却されることを特徴とする合成樹脂ライニング管
の製造方法である。

【００１０】請求項２記載の合成樹脂ライニング管の製
造方法（発明２）は、発明１の合成樹脂ライニング管の
製造方法において、冷却用液体が水であり、かつ最後に
加熱密着される側の金属管の端部に金属管の端面を覆い
かつ合成樹脂管の外周面の周方向に沿って水が金属管に
触れないように遮蔽する冷却用液体の遮蔽板が設けられ
ていることを特徴とする合成樹脂ライニング管の製造方
法である。

【００１１】（作用）本発明では、金属管から突出して
配置された合成樹脂管の管端部の冷却を液体の気化熱で
冷却するので冷却効率が良く、かつ液体である故に金属
管側への漏れ出し防止を制御し易くなる。従って、この
部分の金属管側からの加熱が押さえられ、金属管に覆わ
れた部分の合成樹脂管よりも先に金属管に接着すること
がなく、従って管端部において合成樹脂管と金属管との
間に空気残りがなくなり、接着が完全になる。

【００１２】また、発明２においては、冷却流体が水で
あり、管端部近傍に供給される水が金属管に接触しない
ための遮蔽板が設けられているので、合成樹脂管の加熱
機内にある被加熱部分と水で冷却されている被冷却部分
との間の熱勾配が生じる管軸方向の長さ範囲が狭くな
り、合成樹脂管の管端部温度を軟化温度以下にコントロ
ールする温度制御が容易になるので、管端部における空
気残りがより少なくなりかつ、より確実な接着が確保し
易くなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】

【００１４】本発明の合成樹脂ライニング管の製造方法
を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発
明の合成樹脂ライニング管の製造装置の実施の一例を示
す配置説明図である。本例は、いわゆるＶ型加熱炉で管
の中央から両端に向かって加熱接着する装置で説明して
いるが、本発明は、この方式の製造方法に限らないこと
はいうまでもない。

【００１５】本発明に適用される合成樹脂管１は、加熱
膨張性であって加熱により拡径するものであり、金属管
２よりもやや長いものとされる。この合成樹脂管１の外
面に接着剤を塗布し、金属管２の中に挿入する。なお、
金属管２の内面にも接着剤を塗布しておくのが一般的で
ある。

【００１６】合成樹脂管１としては熱可塑性合成樹であ
れば特に限定されず、例えば、塩化ビニル樹脂、塩素化
塩化ビニル樹脂、ポリブテン、ポリエチレンなどのオレ
フィン系樹脂やナイロンなどの管であって加熱膨張性加
工が施されたものであれば良い。また金属管２としては
一般にライニング管に用いられる金属管であれば特に限
定されず、例えば、鋼管、水道用メッキ鋼管、白ガス管
等が適用できる。更に、接着剤としては、通常、溶剤系
接着剤が用いられるが、ホットメルト型接着剤、反応硬
化型接着剤が用いられても良い。

【００１７】合成樹脂管１は、加熱によって径方向に膨
張すると共に長さ方向に収縮する。この長さ方向の収縮
は、金属管２の内径寸法や肉厚あるいは加熱温度の変動
によって変化するが、この変化のばらつきを考慮して、
合成樹脂管１の長さは金属管２の長さより長めのものが
準備される。従って、合成樹脂管１の両端部は、金属管
２の両端部から、それぞれ突出した状態となっている。

【００１８】加熱機３は高温空気の噴出口を設けられた
空気通路がＶ字型に配置されたＶ字型加熱機３であり、
加熱炉の中央部にＶ字形状の鋭角先端部が配置されて、
金属管２の中央部分から両端部に向かって徐々に加熱さ
れるよう配置されている。合成樹脂管１を内部に挿入さ
れた金属管２は、Ｖ字形状の鋭角先端部からＶ字形状の
広がった方向に向かって順次管移送装置（図示せず）の
上を回転しながら進行するようになっている。

【００１９】Ｖ字型加熱機３の高温空気による加熱構造
を図２に示す。Ｖ字型加熱機３の端部構造は、図３
（ａ）に示されるように、高温空気の送気管４部分と排
気管５部分と備えており、送気管４から噴出された高温
空気は管を加熱し、排気管５から排気される。例えば、
非限定的な一例として、図２（ｂ）に示すＶ字型加熱機
３の端部構造の説明図で説明すると、Ｖ字型加熱機３は
矩形断面の四角管の内部を、軸方向に沿って仕切り板で
区画され、形成された空間を空気通路とされた構造であ
り、通常、これを金属管１の上下に一対として使用され
る。但し、金属管１の外径が小さい場合等では、上方又
は下方のいずれかにのみ設置されても良く、この場合に
は、区画された隣り合う空気通路を交互に送気管４、及
び排気管５として使用される場合もある。図２（ａ）及
び図２（ｂ）の場合では、高温空気は上方に設定された
送気管４から噴出し、金属管１を加熱した後、下方に設
置された排気管５から排気されるようになっている。

【００２０】Ｖ字型加熱機３では、例えば、合成樹脂管
１が塩化ビニル管の場合には、約１４０℃から１６０℃
程度の高温空気で加熱される。これにより金属管２が加
熱され、加熱された金属管２によって合成樹脂管１が加
熱され、膨張し拡径して金属管２に接着する。

【００２１】合成樹脂管１が金属管２に挿入された全体
（以下、管という）を管移送装置に乗せ、その管軸方向
と直角方向に一定速度でＶ字型加熱機３に送り込まれ、
管は管移送装置の上で回転しながら移送される。管がＶ
字型加熱機３のＶ字形状の鋭角先端に到達したら、金属
管２の中央部が加熱開始される。引き続いて、加熱され
た金属管２により、伝導、輻射、対流などで金属管２の
内部に挿入された合成樹脂管１が加熱されて拡径し、金
属管２に接着される。管が回転しながら進行するにつ
れ、合成樹脂管１の膨張していく部分（以下、膨張前線
という）は管中央部分から徐々に連続して管端部に向か
って進行し、合成樹脂管１と金属管２との隙間にある空
気を、管端部に向かって押し出しつつ合成樹脂管１と金
属管２とが接着されていく。なお、図１中のＶ字型加熱
機３の中央に記した鎖線は、膨張前線の先端の中央位置
を示す。

【００２２】図３に、合成樹脂管の冷却用水を散布する
ためのノズルの配置位置を示す。Ｖ字型加熱機３の両側
の先端近傍には、その外側の合成樹脂管１が突出してい
る部分に水の吐出口（ノズル）７が設けられ合成樹脂管
１の表面に供給されてこれを冷却するようにされてい
る。

【００２３】ノズル６は、通常、両管端部とも、Ｖ字型
加熱機３の高温空気が外に漏れだして突出している合成
樹脂管１に吹き当たる部分より下流側、具体的には、膨
張前線が管端部から約５０ｃｍ程度となる部分から下流
側に設けられ、膨張前線が管端に達する部分までの範囲
を冷却できるように配置される。但し、合成樹脂ライニ
ング管の呼び径や合成樹脂の種類、接着剤の種類等によ
り、高温空気量を変更した場合には、１０ｃｍ程度に減
じられる場合や７０ｃｍ程度に拡大される場合もあり、
その時に応じて適宜変更されれば良い。

【００２４】ノズルの数は冷却を要する範囲の長さとノ
ズルの水噴霧パターンによって適宜選択して決められれ
ば良い。また、冷却ノズルの水散布パターンは通常のも
ので良く、特に霧状に噴霧される方式のものは、少量の
水で効率よく合成樹脂管の表面を冷却できるので好都合
である。

【００２５】冷却に用いられる水の温度、流量は、合成
樹脂の表面温度がガラス転移点近傍となるようにされ
る。即ち、水の温度は、吐出量、比熱、金属管の移動速
度、Ｖ字型加熱機により加熱された金属管からの伝熱に
よる上昇温度など、適宜その時の条件に合わせて決定し
て設定されれば良い。なお、合成樹脂管１の冷却には、
水の代わりにオイル、アルコールなどを用いることも可
能であるが、実用上の取り扱い性、合成樹脂への影響
等、温度コントロールのやり易さから水を用いることが
最も好ましい。

【００２６】水の供給方法は、通常の方法で行われれば
良く、水を直接合成樹脂管に吐出して接触させる方法で
行われるのが普通である。例えば、所定の温度の水をポ
ンプで加圧し、ノズルから合成樹脂管１に霧状に噴霧す
ると、水が蒸発する際の気化熱で合成樹脂管１の表面が
冷却されてガラス転移温度以下となり変形することが押
さえられ、しかも管の表面は水が蒸発してしまうので、
乾いた状態となり以降の接着に何ら影響を与えない。勿
論、水の代わりに空気を用いた場合でも同様の効果が得
られるが、空気は熱容量が小さく蒸発による冷却効果が
ないので温度コントロールがやや難しくなる可能性があ
り、かつ金属管側に流れやすい欠点があるが、以下に説
明する遮蔽板が用いられるような場合では、実用不可能
ということではない。

【００２７】水は、時としてＶ字型加熱機３側に流れる
ことがある。この場合には、金属管２の端部近傍の温度
コントロールが困難となり、合成樹脂管１の金属管２に
被覆された部分の温度が低下して接着力が低下する恐れ
が生じることがある。これを防止するために、金属管２
の管端部に、金属管２の端面を覆いかつ合成樹脂管１の
外周面の周方向に沿って水の遮蔽板７を設けて水が金属
管２に触れないようにされても良い。

【００２８】図４に遮蔽板の一例の側面説明図を示す。
水遮蔽板７は、合成樹脂管１が挿通可能な貫通穴を設け
られた板状体を貫通孔の中心を通る直線で２分割された
割り形（以降、割り遮蔽板という。）であって、貫通穴
の大きさは金属管２の内径より小さくかつ合成樹脂管１
の外径より僅かに大きくされる。割り遮蔽板７の取付
は、合成樹脂管１を２分割された割り遮蔽板７のそれぞ
れで挟み込むようにして行われる。また貫通穴の中心と
合成樹脂管１の中心とは略位置するように配置され、金
属管２が回転しながらＶ字型加熱機３内を移動するにつ
れて共に移動する合成樹脂管１が割り遮蔽板７に触れな
いようにされる。従って、割り遮蔽板７は、例えばＶ字
型加熱機３の側部に金属管２の進行方向に沿って設けら
れたガイドレール（図示せず）等に取り付けられて、金
属管２の移動速度と同調して移動し、かつ貫通穴の中心
位置が移動中も合成樹脂管１の中心軸からずれないよう
にされる。

【００２９】割り遮蔽板７によって水は金属管２に触れ
ないため、金属管２が冷えすぎないので合成樹脂管１の
熱勾配が発生する長さ範囲が狭くなり、従って温度コン
トロールが確実にできて管端部における合成樹脂管１と
金属管２との接着が確実となる。

【００３０】なお、管がＶ字型加熱機３に到達するまで
に、管全体を、合成樹脂管１のガラス転移温度の近傍付
近、例えば、合成樹脂管１が塩化ビニル管の場合では、
約８５℃程度に均一に予備加熱しておいても良い。この
場合には、Ｖ字型加熱機３の上流側の長さを長くして、
この部分で予備加熱を行うようにする。予備加熱を行う
ことで、特に冬季における外気温の差に起因する管の温
度差によって発生する、Ｖ字型加熱機３内における合成
樹脂管１と金属管２との接着不良発生の危険性を減じる
ことができる。

【００３１】（実施例１）長さ５．５ｍ、呼び径５０Ａ
（厚み３ｍｍ、内径５０．５ｍｍ）の合成樹脂ライニン
グ管に適合する加熱膨張性硬質塩化ビニル樹脂管の外面
と金属管の内面に、ゴム系接着剤を０．０８ｍ厚さで塗
布し、３時間風乾させた後該加熱膨張製硬質塩化ビニル
管を鋼管に挿入した。加熱膨張製硬質ビニル管は、鋼管
両端部からそれぞれ１００ｍｍずつ突出した状態とし
た。

【００３２】Ｖ字型加熱機として一辺の長さ１０ｍ、Ｖ
字角度３０度のＶ字型加熱機を管移送装置の上下両側に
設置し、Ｖ字型加熱機の側壁に沿って金属管の進行方法
に沿って設けられたガイドレールに鉄板製の割り遮蔽板
を取り付け、鋼管の管端から突出している加熱膨張製硬
質塩化ビニル樹脂管をまたがるようにして金属管の移動
速度と同調させて移動させた。

【００３３】割り遮蔽板が設けられた位置の金属管から
突出した加熱膨張製硬質塩化ビニル樹脂管側に水噴霧用
ノズルを取り付け、加熱膨張製硬質塩化ビニル樹脂管に
水を噴霧し、加熱膨張製硬質塩化ビニル樹脂管の表面温
度が管が変形しない温度（ガラス転移温度）以下とな
り、かつ膨張前線が管端に到達する直前には加熱膨張製
硬質塩化ビニル樹脂管の表面に噴霧された水が蒸発して
管の表面に残存しないようにした。

【００３４】鋼管をＶ字型加熱機に送り込み、炉内速度
２００ｍｍ／分、高温空気温度１５０℃として、塩化ビ
ニル樹脂ライニング管を得た。全加熱時間は、およそ５
分間であった。

【００３５】（実施例２）炉内速度を５００ｍｍ／分、
高温空気温度を３００度とした以外は実施例１と同様に
して塩化ビニル樹脂ライニング鋼管を得た。全加熱時間
は、およそ２分であった。

【００３６】実施例１及び実施例２のいずれにおいて
も、管端部における塩化ビニル管と鋼管との間に空気残
りはなく、加熱不足による接着不良も発生しなかった。

【００３７】

【発明の効果】金属管に覆われた部分の合成樹脂管は、
金属管の発熱によって加熱され、膨張して拡径し金属管
に接着するが、金属管の管端部から突出している合成樹
脂管の管端部は水によって冷却されるため、突出してい
る合成樹脂管が先に膨張することがない。従って、管端
部においても、合成樹脂管と金属管との隙間に空気が残
ることはない。また、金属管から突出して配置された合
成樹脂管の管端部を冷却する水が、金属管の管端面に設
けられた遮蔽板によって金属管に接触しないため合成樹
脂管の温度公害が発生する軸方向の長さ範囲が狭くな
り、従って温度コントロールがし易く、管端部の金属管
と合成樹脂管との接着不足がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の合成樹脂ライニング管の製造装置の一
例の説明図。

【図２】（ａ）Ｖ字加熱機の端部構造の断面説明図。 （ｂ）Ｖ字型加熱機の端部構造の正面説明図。

【図３】割り遮蔽板の一例の正面説明図。

【図４】割り遮蔽板の配置位置の一例の説明図。

【符号の説明】

１ 加熱膨張性合成樹脂管 ２ 金属管 ３ Ｖ字型加熱機 ４ 送気管 ５ 排気管 ６ 水噴霧ノズル ７ 割り遮蔽板

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 23:00 23:00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に接着剤が塗布された加熱膨張性合
   成樹脂管が該合成樹脂管より短い金属管に挿入され、合
   成樹脂管の両管端部が金属管の両管端部からそれぞれ突
   出するように配置されて加熱炉に入れられ、管中央部か
   ら管端部へ又は管の一端部から他端部へと順次金属管が
   加熱され、加熱された金属管により合成樹脂管が膨張し
   拡径されて金属管内面に密着されて接着される合成樹脂
   ライニング管の製造方法であって、最後に加熱密着され
   る側の金属管から突出して配置されている合成樹脂管の
   管端部近傍が冷却用液体で合成樹脂の軟化温度以下に冷
   却されることを特徴とする合成樹脂ライニング管の製造
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の合成樹脂ライニング管の
   製造方法において、冷却用液体が水であり、かつ最後に
   加熱密着される側の金属管の端部に金属管の端面を覆い
   かつ合成樹脂管の外周面の周方向に沿って水が金属管に
   触れないように遮蔽する冷却用液体の遮蔽板が設けられ
   ていることを特徴とする合成樹脂ライニング管の製造方
   法。