JP2004322583A - コルゲート管の製造方法およびこの製造方法により製造されたコルゲート管 - Google Patents
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Abstract
【課題】管の径を小さくしても、管内面が平滑に仕上がり、しかも、屈曲性の良好な多層構造の管壁を製造可能にしたコルゲート管の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のコルゲート管の製造方法は、成形材料を多層に重ねて環状ノズルから押出す工程と、環状ノズルから押し出された多層構造の管状押出品（１０）を波付け型の波付け用通路に送る工程と、波付け型の波付け溝で管状押出品（１０）の周囲を吸引し、管状押出品（１０）の管壁に波付けを行う工程とを備える。管状押出品（１０）の外側層（１２）より内側のいずれかの層は、発泡層（１３）であり、かつ、この発泡層（１３）の発泡力は、波付け溝の吸引力を相殺する程度に制御される。
【選択図】 図２
【解決手段】本発明のコルゲート管の製造方法は、成形材料を多層に重ねて環状ノズルから押出す工程と、環状ノズルから押し出された多層構造の管状押出品（１０）を波付け型の波付け用通路に送る工程と、波付け型の波付け溝で管状押出品（１０）の周囲を吸引し、管状押出品（１０）の管壁に波付けを行う工程とを備える。管状押出品（１０）の外側層（１２）より内側のいずれかの層は、発泡層（１３）であり、かつ、この発泡層（１３）の発泡力は、波付け溝の吸引力を相殺する程度に制御される。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コルゲート管の製造方法およびこの製造方法により製造されたコルゲート管に関するものである。本発明によるコルゲート管は、例えば、家電製品（エアコン、洗濯機等）、自動販売機、浄水器、医療機器等のフレキシブルホースとして用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、波状に連続する管壁を備えたコルゲート管が知られている。図１０に示すように、従来のコルゲート管１は、その管壁２に波状の凸部２ａおよび凹部２ｂが形成される。凸部２ａおよび凹部２ｂは、それぞれ管壁２の周方向に環状に連なり、長さ方向に交互に並ぶ。
このようなコルゲート管１の製造方法としては、あらかじめ押出金型のノズル前方に波付用の金型を向き合わせて配置しておき、これらの金型の間に外側層３と内側層４の成形材料を重ねて管状に押し出す。次いで、金型の波状溝（波付け溝）に管状押出品の周面を押し付けるか、または真空吸引することで管壁２を波状に成形している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のコルゲート管の製造方法では、管壁２に波付けをするとき、外側層３と内側層４とが同時に波付け溝に吸着されるため、コルゲート管１の内面に皺状の凹みＨが形成されやすい。このため、このような凹みＨによって、管内にゴミ等が詰まりやすくなったり、管内を通る流体の流れが悪くなる等の不具合が生じていた。
【０００４】
これに対し、このような不具合を解消するようにしたコルゲート管の製造方法も知られている。この種の製造方法によれば、外側層および内側層の成形材料をそれぞれ異なる環状ノズルから押し出し、外側層の成形材料のみを波付け溝に真空吸引して波付けする。その後、成形材料が固まる前に外側層と内側層とを型内で融着している（特許文献１参照）。
【０００５】
このような製法により製造されたコルゲート管５は、図１１に示すように、外側層６のみに波状の管壁が形成され、内側層７には形成されない。内側層７の内面が平滑に形成されるため、管内の流体抵抗が小さくなり、流体がスムーズに流れる。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭５１−２０５４８号公報
【特許文献２】
特開平１０−９５０５１号公報
【特許文献３】
特表平１１−５０３２１７号公報
【特許文献４】
特開平８−１７０７６１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなコルゲート管の製造方法によっても、その製法上、次のような問題がある。すなわち、外側層と内側層とを押し出すための環状ノズルがそれぞれ別個に必要になるため、押出金型の先端口金部分の構成が複雑になりやすい。特に、径の細いコルゲート管を製造しようとすると、環状ノズル等の加工が難しくなり、製造コストが増大する。
【０００８】
また、環状ノズルの小型化が難しいために、図１１に示すように、外側層６に比べ内側層７の厚みが大きくなる傾向があり、コルゲート管５が肉厚で屈曲性の悪い製品になりやすい。
このような理由から、従来のコルゲート管の製造方法では、近年需要が増大している細径のフレキシブルホースを提供しにくいという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような現状に鑑みなされたもので、管の径を小さくしても、管内面が平滑に仕上がり、しかも、屈曲性の良好な多層構造の管壁を製造可能にしたコルゲート管の製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
［第１発明］
前記課題を解決するための本発明（第１発明）のコルゲート管の製造方法は、
成形材料を多層に重ねて環状ノズルから押出す工程と、
前記環状ノズルから押し出された多層構造の管状押出品を、波付け型の波付け用通路に送る工程と、
前記波付け型の波付け溝で前記管状押出品の周囲を吸引し、前記管状押出品の管壁に波付けを行う工程とを備えたコルゲート管の製造方法であって、
前記管状押出品の外側層より内側のいずれかの層が発泡層であり、かつ、この発泡層の発泡力が前記波付け溝の吸引力を相殺する程度に制御されることを特徴としている。
【００１１】
本発明（第１発明）によれば、管状押出品が波付け溝に吸引されると、管状押出品の外側層が波状に成形される。このとき、発泡層の内部に発泡ガスが発生し、発泡ガスによる発泡力（正圧）が波付け溝の吸引力（負圧）を相殺するため、発泡層が波付け溝に吸い寄せられるのが回避される。この結果、発泡層より内側の層には、波付け溝からの吸引力がほとんど作用しなくなり、コルゲート管の内面が平滑になる。
【００１２】
本発明（第１発明）において、前記発泡層は、成形材料を化学的または物理的な方法によって発泡させることにより形成することができる。化学的な方法としては、例えば、成形材料に発泡剤を適量混ぜることで発泡層とすることができ、また、物理的な方法としては、成形材料に炭酸ガス等の気体を適当な割合で混合することで発泡層とすることができる。
望ましくは化学的な方法による。均一な発泡状態が得られやすく、また、発泡剤の取り扱いが簡単で安全性を確保しやすいためである。
【００１３】
前記発泡層の発泡力を制御する方法については、成形材料に添加する発泡剤の添加量を調節することにより行うのが望ましい。具体的には、成形温度、押出速度、波付け溝の吸引圧等を考慮して、波付け溝から発泡層に作用する吸引力と、成形材料の共押し出しの際に発泡層に生じる発泡力とが釣り合うように発泡倍率を調節する。押出し機や波付け機の使用条件に合わせて適宜試験等を行い、発泡剤の最適な添加量を設定しておくとよい。
【００１４】
前記成形材料としては、フレキシブルホースを製造するために一般的に用いられる熱可塑性樹脂を使用することができ、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，ポリメタクリル酸メチル，ナイロン （ポリアミド），ポリエステル，ポリカーボネート，ポリアセタール，酢酸セルロース等が挙げられる。
なお、各層の成形材料は、全て異なる種類であってもよいし、全て同種の成形材料であってもよい。
【００１５】
本発明（第１発明）において、「発泡層の発泡力が前記波付け溝の吸引力を相殺する程度」とは、波付き溝の吸引力によりコルゲート管の内面に皺を生じさせない程度に発泡層の発泡力が高められることを意味する。波付け溝の吸引力と発泡層の発泡力とがほぼ均一に釣り合うと、コルゲート管の内面は、凹凸のない平滑面になる。発泡層の発泡力が小さすぎて波付け溝の吸引力を十分に相殺できないときには、図１０に示すように、コルゲート管の内面に皺状の凹みＨが生じる。本発明（第１発明）による発泡力の制御の範囲には、コルゲート管の内面が均一な平滑面になる場合の他、このような皺状の凹みが解消される程度に、発泡層の発泡力が制御されているものも含む。
【００１６】
なお、多層構造のコルゲート管に発泡層を採用する先行技術としては、特許文献２と特許文献４が挙げられる。これらに記載の発明は、管状押出品の外側層を吸引して波付けをするものではなく、コルゲート管の外径寸法の精度を高めるために、外側層を発泡力で外側に押し広げて波付けを行うものである。このような製法では、内側層の内面が平滑になるように発泡層の発泡力を制御すると、外径寸法の精度が悪くなり、品質の高いコルゲート管を製造することが困難になる。
これに対し、本発明（第１発明）では、波付け溝の吸引力によって外側層に波付けを行い、かつ、発泡層の発泡力によって内側層の平滑化を行う。すなわち、波付け溝の吸引力を相殺する程度に発泡層の発泡力を制御することで、外側層の精度の高い波付けと、内側層の平滑化とを同時に達成することができ、均一な内面をもつ高品質のコルゲート管を製造することが可能になる。
【００１７】
［第２発明］
本発明（第２発明）のコルゲート管の製造方法は、本発明（第１発明）のコルゲート管の製造方法において、前記波付け型の波付け用通路内に、前記成形材料が多層状態で共押し出しされることを特徴としている。
【００１８】
一般に、多層構造のコルゲート管の内面を平滑にする製造方法においては、最初に外側層の成形材料を押し出し、波付け溝で波付けを行い、その直後に内側層の成形材料を押し出し、外側層の内面に融着させる。すなわち、各層の成形材料を異なる管状ノズル（口金）で時間差をもって波付け通路内に押し出している。また、この種の製造方法では、外側層と内側層との接着を確実に行うために、管軸方向に延びるマンドレルによって内側層の内面を径外方向へ加圧成形するようにしている（特許文献１、３および４参照）。
【００１９】
本発明（第２発明）によれば、波付け通路内に多層状態の成形材料を同時に押し出すことから、単一の管状ノズルより、時間差を考慮することなく、各層の成形材料を押し出すことができる。これにより、先端口金部分の構成が簡素化され、小型化を図りやすくなる。また、成形材料の共押し出しによって各層間の接着性が良好になるため、マンドレルによるコルゲート管の加圧成形を行わなくて済む。さらに、発泡層を含む多層の成形材料を波付け通路に同時に押し出すことによって、波付け溝への外側層の吸着と、内側層の発泡力による反発とがほぼ同時のタイミングで行われ、吸引力に対する発泡力の制御が行いやすくなる。
【００２０】
［第３発明］
本発明（第３発明）のコルゲート管は、前記第１発明によるコルゲート管の製造方法により製造されることを特徴としている。
本発明（第３発明）のコルゲート管によれば、前述したように、その内面が平滑な面に形成される。これにより、流体が管内をスムーズに流れやすくなり、管内壁にゴミ等が付着しにくくなる。
また、本発明（第３発明）によるコルゲート管は、発泡層の周辺（特に発泡層の外側部分）に発泡ガスによる空洞が形成されやすい。このような空洞によって管壁の断熱性および屈曲性を向上させることもできる。
【００２１】
［第４発明］
本発明（第４発明）のコルゲート管は、前記発泡層が熱可塑性エラストマーであることを特徴としている。
一般に、フレキシブルホースの成形材料としては、耐水性、耐蝕性等に優れた低密度ポリエチレンを用いることが多い。本発明（第１発明）の製造方法によりコルゲート管を製造する場合には、各層の成形材料に低密度ポリエチレンを用いてもよいが、発泡層に低密度ポリエチレンを使用すると、管壁が硬くなり、屈曲性が不十分になりやすい。
本発明（第４発明）のコルゲート管によれば、発泡層が熱可塑性エラストマーで形成されるため、発泡層の弾性力によって屈曲性が良好になる。また、エラストマーの柔軟な性質により発泡力の制御が行いやすくなる。
【００２２】
熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等を用いることができる。
オレフィン系エラストマーとしては、例えば、プロピレンとエチレンとを共重合したもの、プロピレンとブテン−１とを共重合したもの、エチレンとブテン−１とを共重合したもの、プロピレン、エチレンおよびブテン−１を共重合したもの、プロピレン、エチレンにヘキサジエン、ノルボルネン、シクロペンタジエンやその他のオレフィンを共重合したもの等が挙げられる。
また、スチレン系エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−ブタジエンランダムコポリマー等が挙げられる。
これらの異なる種類の熱可塑性エラストマーをブレンドしたものを用いてもよい。
【００２３】
［第５発明］
本発明（第５発明）のコルゲート管は、前記管状押出品の外側層と内側層との間の中間層に前記発泡層が設けられることを特徴としている。
通常、発泡層の表面には、気泡による細かな凹凸が生じやすいため、コルゲート管の内面に発泡層が露出すると、管内面の流体抵抗等の性能が低下しやすくなり、気泡内に流体が浸透するおそれがある。
本発明（第５発明）によれば、外側層と内側層との間に発泡層が設けられるため、発泡層の表面がコルゲート管の内面に露出することがない。これにより、コルゲート管の内面をより平滑にすることができ、流体抵抗等の性能に優れたコルゲート管を製造することができる。
【００２４】
［第６発明］
本発明（第６発明）のコルゲート管は、外側層、中間層および内側層の成形材料が、それぞれ外側層：低密度ポリエチレン、中間層：オレフィン系エラストマー、および内側層：オレフィン系エラストマーであり、中間層のオレフィン系エラストマーには発泡剤が添加されることを特徴としている。
【００２５】
本発明（第６発明）のコルゲート管によれば、外側層に低密度ポリエチレンを用いるため、管表面の耐水性、耐蝕性、耐候性等が良好になる。
また、中間層および内側層にオレフィン系エラストマーを用いることで、コルゲート管の屈曲性が良好になる。
さらに、外側層、中間層および内側層がオレフィン系成形材料であることから、成形材料の相溶性が良好になり、層毎に分離しにくい丈夫なコルゲート管を製造することができる。
【００２６】
前記中間層のオレフィン系エラストマーに添加する発泡剤には、クエン酸および重炭酸ナトリウムを含むオレフィン系発泡剤を用いるのが望ましい。オレフィン系発泡剤の添加率は、例えば、大気圧下において、オレフィン系エラストマーの比重変化が重量比で４５％〜５４％程度、望ましくは４８％〜４９％程度の範囲になるように調節するとよい。なお、このオレフィン系エラストマーの比重変化による重量比の範囲は、発泡剤を使用することなく、物理的なガス発泡により中間層を発泡させる場合にも適用することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態によるコルゲート管の一例を図１に示した。
コルゲート管１０は、三層構造の管壁１１を有している。管壁１１の外周には、波状の凸部１０ａおよび凹部１０ｂが交互に並んで形成されている。凸部１０ａと凸部１０ａとが長さ方向に伸縮することで管壁１１が自在に変形する。すなわち、波状の凸部１０ａおよび凸部１０ａがコルゲート管１０の屈曲性を良好にし、扁平化強度を高める役割を果たしている。
【００２８】
図２および図３に示すように、管壁１１は、外側層１２、中間層１３および内側層１４が順に積層されている。これらの層のうち、中間層１３が発泡層になっている。
【００２９】
外側層１２と中間層１３との間には空洞Ｓが形成される。外側層１２の凹部１０ｂを構成する部分が中間層１３に接し、凸部１０ａを構成する部分が中間層１３から離れた位置にある。空洞Ｓに露出する中間層１３の壁面１３ａは、凸部１０ａに向かって僅かに膨張している。
中間層１３の内側には内側層１４が一定の層厚で長さ方向に延びている。この内側層１４は、コルゲート管１０の長さ方向に円筒状に延び、その内面はほぼ均一な平滑面になっている。
【００３０】
次に、コルゲート管１０の製造方法について説明する。
［成形材料の調製］
コルゲート管１０の成形材料は、例えば外側層１２に低密度ポリエチレン、中間層１３および内側層１４にオレフィン系エラストマーを使用することができる。中間層１３の成形材料には、押出し時に中間層１３の発泡力と、波付け溝から外側層に１２に作用する吸引力とが釣り合うように、あらかじめ適量の発泡剤を添加しておく。
【００３１】
［押出工程］
成形材料の押出工程は、従来から一般的に用いられる多層チューブ製造用の押出金型によって行うことができる。押出金型の構成例を図４に示した。
図４に示すように、押出金型２０は、移送部２１とノズル部２２を備える。移送部２１には、成形材料を送り込む導入口が設けられる。移送部２１の導入口に投入される成形材料が所定温度を保ってノズル部２２側へ送られる。ノズル部２２には、成形材料を管状に押し出す環状ノズル２３が設けられる。
【００３２】
移送部２１には、成形材料を供給するための通路ｒ１、ｒ２、ｒ３が設けられる。通路ｒ１、ｒ２、ｒ３には、それぞれ異なる導入口から成形材料が投入される。通路ｒ１、ｒ２、ｒ３は、所定の距離だけ進んだ位置で合流して単一の通路Ｒ１となり、環状ノズル２３の通路Ｒ２に連なる。
通路ｒ１、ｒ２、ｒ３の各導入口に外側層１２、中間層１３、内側層１４の各成形材料を投入すると、各成形材料が通路ｒ１、ｒ２、ｒ３を通過し、通路Ｒ１で重なり合って多層構造になる。そして、多層構造を保った状態で通路Ｒ２を通過して環状ノズル２３から押し出される。
【００３３】
［波付け工程］
波付け工程では、押出金型から押し出される管状押出品を一定の速度で搬送しながら、波付用の金型で真空成形する。例えば、図５および図６に示すようなキャタピラ式の波付け機を使用することができる。
【００３４】
図５に示すように、波付け機２５は、環状ノズル２３の延長上に一対の波付け用の金型２６Ａ、２６Ｂが向き合わさって移動可能になっている。金型２６Ａ、２６Ｂの互いに向き合う面に波付け溝（キャビティ）が形成されている。図５矢印に示すように、金型２６Ａ、２６Ｂは、所定の距離だけ移動した後、一旦分離し、逆方向に移動して環状ノズル２３側へ戻る。すなわち、管状押出品を搬送しながら波付けを行う動作を繰り返すようになっている。
【００３５】
図６に金型２６Ａ、２６Ｂの拡大図を示した。金型２６Ａ、２６Ｂには波付け溝の各溝に通気孔Ｔが設けられる。通気孔Ｔは、金型２６Ａ、２６Ｂに貫通して延びている。金型２６Ａ、２６Ｂの内側に通気孔Ｔの一端が開口し、外側に通気孔Ｔの他端が開口している。
金型２６Ａ、２６Ｂの周囲には減圧室Ｒが設けられており（図５参照）、減圧室Ｒの気圧を下げることで、通気孔Ｔを介して型内に吸引力が作用する。
金型２６Ａ、２６Ｂの間に管状押出品２８を導入して減圧室Ｒの気圧を下げると、管状押出品２８の外周面が波付け溝に吸引されて波状に成形される。管状押出品２８の搬送方向に沿って金型２６Ａ、２６Ｂを順次移動させることにより、管表面に連続的な波形状が成形される。
【００３６】
［作用］
図７に示すように、成形材料は、多層状態のまま環状ノズル２３から金型２６Ａ、２６Ｂの間の波付け用通路に同時に押し出される。このとき、金型２６Ａ、２６Ｂで管状押出品の周囲を吸引すると、外側層１２のみが波付け溝に吸着され、中間層１３および内側層１４はほとんど吸着されずに元の積層状態を保つ。
これは、次に示すような作用による。すなわち、通気孔Ｔを介して波付け溝が減圧されると、管状品の外側層１２が波付け溝に吸引され、その吸引力によって波状の溝面に密着する。このとき、中間層１３は、急激な圧力低下にともなって発泡し、発泡ガスの一部を外側層１２へ向けて放出する。そして、この発泡ガスの発泡力が波付け溝の吸引力を相殺する効果を発揮し、外側層１２から中間層１３を引き離す。
このような発泡ガスの作用により、外側層１２と中間層１３とは、波付け溝内で互いに分離し、両者の間に空洞Ｓが生じる。また、中間層１３の外面には、空洞Ｓに向けて僅かに突出する程度の膨らみが形成されることになる。そして、内側層１４の内面は、波付け溝からの吸引力がほとんど作用しないため、平滑な面になる。
【００３７】
このように本実施形態によるコルゲート管の製造方法によれば、平滑な内面を有する多層構造のコルゲート管を容易に製造することができる。
また、単一の環状ノズルから多層構造の成形材料を押し出すため、管壁の厚みを抑えやすく、コルゲート管の屈曲性を良好にすることができる。
さらに、押出金型のノズル部分（口金部分）の構成が簡素化され、しかもマンドレル等の補助部材を設ける必要がないため、細径のコルゲート管を製造する場合でも、平滑な内面をもつ多層構造のコルゲート管を精度よく製造することができる。発明者らの試作によれば、内径φ８ｍｍ〜３０ｍｍ程度のコルゲート管であっても、その内面をほぼ均一な内面に仕上げることができた。
【００３８】
次に、コルゲート管の評価試験について説明する。
外側層、中間層（発泡層）および内側層に、各種成形材料を組み合わせてコルゲート管の品質を評価した。
表１に示すように、試験例１〜６は、外側層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中間層（発泡層）に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）またはオレフィン系エラストマーを使用した。また、内側層には、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、オレフィン系エラストマーのうちいずれか一種を選択的に使用した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
中間層（発泡層）に添加する発泡剤には、クエン酸および重炭酸ナトリウム（合計で４０ｗｔ％程度）を含むポリエチレン系発泡剤を使用した。ポリエチレン系発泡剤の添加率は、中間層（発泡層）の成形材料に対し重量比で３．０ｗｔ％とした。
前述した構成の押出金型および波付け機を用いて、それぞれ同一の製造条件の下、ほぼ同一の外径および内径をもつコルゲート管を製造した。
【００４１】
コルゲート管の評価方法は、平滑性、屈曲性および融着性の各項目について行った。
平滑性の評価は、管内面がほぼ平滑であるものを「◎」、管内面がやや波状であるものを「○」、管内面に皺が発生したもの「△」とした。屈曲性の評価は、折り曲げやすさが極めて良好なもの「◎」、やや良好なものを「○」、良好なものを「△」とした。融着性の評価は、各層が手で剥がれない程度に融着しているものを「◎」、いずれかの層が手で剥がれるものを「○」、成形の段階でいずれかの層が分離するものを「△」とした。評価の結果を表１に示す。
【００４２】
表１に示すように、試験例１〜５によるサンプルは、平滑性、屈曲性または融着性のいずれかの評価で他のサンプルよりも劣るものがあるのに対し、試験例６では、全ての評価項目で優れた結果を示した。このような結果から、本発明によるコルゲート管を製造する場合の成形材料としては、外側層に低密度ポリエチレン、中間層（発泡層）にオレフィン系エラストマー、内側層にオレフィン系エラストマーのを組み合わせると、高品質のコルゲート管が得られることが判る。
【００４３】
次に、中間層（発泡層）の発泡剤添加率を変化させた場合の各種コルゲート管について品質を評価した。
表２に示すように、試験例７〜１１は、外側層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中間層（発泡層）にオレフィン系エラストマー、内側層にオレフィン系エラストマーを使用した。
【００４４】
【表２】
【００４５】
中間層（発泡層）に添加する発泡剤には、クエン酸および重炭酸ナトリウム（合計で４０ｗｔ％程度）を含むポリエチレン系発泡剤を使用した。
発泡剤添加率は、中間層（発泡層）の成形材料に対し重量比で１．０〜５．０ｗｔ％まで順に増加するように設定した。
前述した構成の押出金型および波付け機を用いて、それぞれ同一の製造条件の下、同一の外径および内径をもつコルゲート管を製造した。
【００４６】
なお、試験例７〜１１で使用したオレフィン系エラストマーの比重は０．９７であり、ポリエチレン系発泡剤のオレフィン系エラストマーへの添加時の比重変化は、２ｗｔ％添加時では重量比４３％、３ｗｔ％添加時では重量比４８．５％、４ｗｔ％添加時では重量比５４％の軽量化となるものであった。
【００４７】
コルゲート管の評価は、平滑性、屈曲性および融着性について、前述した評価方法と同様な方法で行った。
表２に示すように、発泡剤添加率が２．０ｗｔ％よりも少ないと、管内面に皺が発生しやすくなり、一方、発泡剤添加率が４．０ｗｔ％を超えると、各層の融着性が不十分になる。この結果、発泡剤の添加量２．０〜４．０ｗｔ％程度であるとき、すなわち、発泡剤添加時のオレフィン系エラストマーの比重変化が４５％〜５４％程度（試験例８〜１０）、望ましくは４８〜４９％程度（試験例９）の範囲になるとき、より品質の高いコルゲート管が得られることが判る。
【００４８】
前記実施形態では、三層構造のコルゲート管の製造方法を説明したが、その他の実施形態としては、成形材料の層数や層厚を変更することにより、多彩な構造のコルゲート管を製造することができる。
【００４９】
例えば図８に示す他の実施形態では、内側層を二層構造にしている。コルゲート管３０は、外側層１２、中間層１３および内側層３１、３２が順に積層されている。コルゲート管３０の製造方法としては、押出工程において、外側層１２、中間層１３および内側層３１、３２の成形材料をそれぞれ専用の導入口から押出金型に導入し、原料通路で各成形材料を重ねて押し出す。次いで、前述したような波付け用の金型で管状押出品に波付けを行う。
【００５０】
このような実施形態によれば、内側層３１および３２が二層構造であるため、成形材料の節約を図ることができる。例えば、内側層３２に耐水性、耐蝕性等に優れた成形材料を用い、内側層３１には再生材料を用いると、低コストで高品質のコルゲート管を製造することが可能になる。
また、内側層３１および３２を二層構造にすることで、波付け溝の吸引力が管内面に及びにくくなり、より平滑な内面をもったコルゲート管を製造することができる。
【００５１】
また、図９に示す他の実施形態は、外側層を二層構造としている。コルゲート管４０は、波形の外側層４１および４２の内側に発泡層１３および内側層１４が積層される。外側層４１は、内側層４２よりも層厚が厚い。コルゲート管４０を製造方法としては、例えば、押出工程において、外側層４１、４２、中間層１３および内側層１４の成形材料をそれぞれ専用の導入口から押出金型に導入し、原料通路で各層を積層して押し出す。次いで、前述したような波付け用の金型で管状品押出品に波付けを行う。外側層４１、４２の成形材料については、各成形材料の押出量を調節することにより、それぞれ層厚の異なる外側層４１および４２を形成することができる。
【００５２】
このような実施形態によれば、外側層４１および４２が二層構造になっているため、管壁の耐圧力および偏平化強度を向上させることができる。また、外側層４１に透明な材料を使用し、外側層４２に色付き材料等を用いることで、低コストで美観の優れたコルゲート管を製造することができる。
【００５３】
その他の実施形態としては、例えば、中間層を省略した二層構造のコルゲート管とすることもできる。この場合、内側層を発泡層とし、この内側層の発泡力が波付け溝の吸引力と釣り合うようにする。また、管壁の層数は、前記実施形態に示したものに限られることなく、五層以上の多層構造にしてもよい。
前記実施形態で説明した押出金型および波付け機の構成についても、これらの構成に限定されることなく、本発明を適用することができるものであれば、種々の型式ものを用いることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコルゲート管の製造方法によれば、次のような優れた効果を奏する。
（ａ） 屈曲性が良好で、かつ、平滑な内面をもつ多層構造のコルゲート管を簡単に製造することができる。
（ｂ） 複雑な構成の装置を用いることなく、細径のコルゲート管を低コストで製造することができる。
（ｃ） 管壁に発泡層を介在させるため、コルゲート管の断熱化および軽量化を図りやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるコルゲート管を示す部分切欠き側面図である。
【図２】本発明の実施形態によるコルゲート管を示す縦断面図である。
【図３】図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線横断面である。
【図４】本発明の実施形態による押出金型の構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態による波付け機の構成例を示す全体構成図である。
【図６】本発明の実施形態による波付け機の金型を示す部分拡大断面図である。
【図７】本発明の実施形態によるコルゲート管の成形時の作用を説明するための部分拡大断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるコルゲート管を示す縦断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態によるコルゲート管を示す縦断面図である。
【図１０】従来の実施形態によるコルゲート管を示す縦断面図である。
【図１１】従来の他の実施形態によるコルゲート管を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ コルゲート管
１０ａ 凸部
１０ｂ 凹部
１１ 管壁
１２ 外側層
１３ 中間層（発泡層）
１４ 内側層
２０ 押出金型
２３ 環状ノズル
２５ 波付け機
２６Ａ、２６Ｂ 金型
２８ 管状押出品
Ｒ 減圧室
Ｓ 空洞
Ｔ 通気孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、コルゲート管の製造方法およびこの製造方法により製造されたコルゲート管に関するものである。本発明によるコルゲート管は、例えば、家電製品（エアコン、洗濯機等）、自動販売機、浄水器、医療機器等のフレキシブルホースとして用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、波状に連続する管壁を備えたコルゲート管が知られている。図１０に示すように、従来のコルゲート管１は、その管壁２に波状の凸部２ａおよび凹部２ｂが形成される。凸部２ａおよび凹部２ｂは、それぞれ管壁２の周方向に環状に連なり、長さ方向に交互に並ぶ。
このようなコルゲート管１の製造方法としては、あらかじめ押出金型のノズル前方に波付用の金型を向き合わせて配置しておき、これらの金型の間に外側層３と内側層４の成形材料を重ねて管状に押し出す。次いで、金型の波状溝（波付け溝）に管状押出品の周面を押し付けるか、または真空吸引することで管壁２を波状に成形している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のコルゲート管の製造方法では、管壁２に波付けをするとき、外側層３と内側層４とが同時に波付け溝に吸着されるため、コルゲート管１の内面に皺状の凹みＨが形成されやすい。このため、このような凹みＨによって、管内にゴミ等が詰まりやすくなったり、管内を通る流体の流れが悪くなる等の不具合が生じていた。
【０００４】
これに対し、このような不具合を解消するようにしたコルゲート管の製造方法も知られている。この種の製造方法によれば、外側層および内側層の成形材料をそれぞれ異なる環状ノズルから押し出し、外側層の成形材料のみを波付け溝に真空吸引して波付けする。その後、成形材料が固まる前に外側層と内側層とを型内で融着している（特許文献１参照）。
【０００５】
このような製法により製造されたコルゲート管５は、図１１に示すように、外側層６のみに波状の管壁が形成され、内側層７には形成されない。内側層７の内面が平滑に形成されるため、管内の流体抵抗が小さくなり、流体がスムーズに流れる。
【０００６】
【特許文献１】
特公昭５１−２０５４８号公報
【特許文献２】
特開平１０−９５０５１号公報
【特許文献３】
特表平１１−５０３２１７号公報
【特許文献４】
特開平８−１７０７６１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなコルゲート管の製造方法によっても、その製法上、次のような問題がある。すなわち、外側層と内側層とを押し出すための環状ノズルがそれぞれ別個に必要になるため、押出金型の先端口金部分の構成が複雑になりやすい。特に、径の細いコルゲート管を製造しようとすると、環状ノズル等の加工が難しくなり、製造コストが増大する。
【０００８】
また、環状ノズルの小型化が難しいために、図１１に示すように、外側層６に比べ内側層７の厚みが大きくなる傾向があり、コルゲート管５が肉厚で屈曲性の悪い製品になりやすい。
このような理由から、従来のコルゲート管の製造方法では、近年需要が増大している細径のフレキシブルホースを提供しにくいという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような現状に鑑みなされたもので、管の径を小さくしても、管内面が平滑に仕上がり、しかも、屈曲性の良好な多層構造の管壁を製造可能にしたコルゲート管の製造方法を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
［第１発明］
前記課題を解決するための本発明（第１発明）のコルゲート管の製造方法は、
成形材料を多層に重ねて環状ノズルから押出す工程と、
前記環状ノズルから押し出された多層構造の管状押出品を、波付け型の波付け用通路に送る工程と、
前記波付け型の波付け溝で前記管状押出品の周囲を吸引し、前記管状押出品の管壁に波付けを行う工程とを備えたコルゲート管の製造方法であって、
前記管状押出品の外側層より内側のいずれかの層が発泡層であり、かつ、この発泡層の発泡力が前記波付け溝の吸引力を相殺する程度に制御されることを特徴としている。
【００１１】
本発明（第１発明）によれば、管状押出品が波付け溝に吸引されると、管状押出品の外側層が波状に成形される。このとき、発泡層の内部に発泡ガスが発生し、発泡ガスによる発泡力（正圧）が波付け溝の吸引力（負圧）を相殺するため、発泡層が波付け溝に吸い寄せられるのが回避される。この結果、発泡層より内側の層には、波付け溝からの吸引力がほとんど作用しなくなり、コルゲート管の内面が平滑になる。
【００１２】
本発明（第１発明）において、前記発泡層は、成形材料を化学的または物理的な方法によって発泡させることにより形成することができる。化学的な方法としては、例えば、成形材料に発泡剤を適量混ぜることで発泡層とすることができ、また、物理的な方法としては、成形材料に炭酸ガス等の気体を適当な割合で混合することで発泡層とすることができる。
望ましくは化学的な方法による。均一な発泡状態が得られやすく、また、発泡剤の取り扱いが簡単で安全性を確保しやすいためである。
【００１３】
前記発泡層の発泡力を制御する方法については、成形材料に添加する発泡剤の添加量を調節することにより行うのが望ましい。具体的には、成形温度、押出速度、波付け溝の吸引圧等を考慮して、波付け溝から発泡層に作用する吸引力と、成形材料の共押し出しの際に発泡層に生じる発泡力とが釣り合うように発泡倍率を調節する。押出し機や波付け機の使用条件に合わせて適宜試験等を行い、発泡剤の最適な添加量を設定しておくとよい。
【００１４】
前記成形材料としては、フレキシブルホースを製造するために一般的に用いられる熱可塑性樹脂を使用することができ、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリスチレン，ポリメタクリル酸メチル，ナイロン （ポリアミド），ポリエステル，ポリカーボネート，ポリアセタール，酢酸セルロース等が挙げられる。
なお、各層の成形材料は、全て異なる種類であってもよいし、全て同種の成形材料であってもよい。
【００１５】
本発明（第１発明）において、「発泡層の発泡力が前記波付け溝の吸引力を相殺する程度」とは、波付き溝の吸引力によりコルゲート管の内面に皺を生じさせない程度に発泡層の発泡力が高められることを意味する。波付け溝の吸引力と発泡層の発泡力とがほぼ均一に釣り合うと、コルゲート管の内面は、凹凸のない平滑面になる。発泡層の発泡力が小さすぎて波付け溝の吸引力を十分に相殺できないときには、図１０に示すように、コルゲート管の内面に皺状の凹みＨが生じる。本発明（第１発明）による発泡力の制御の範囲には、コルゲート管の内面が均一な平滑面になる場合の他、このような皺状の凹みが解消される程度に、発泡層の発泡力が制御されているものも含む。
【００１６】
なお、多層構造のコルゲート管に発泡層を採用する先行技術としては、特許文献２と特許文献４が挙げられる。これらに記載の発明は、管状押出品の外側層を吸引して波付けをするものではなく、コルゲート管の外径寸法の精度を高めるために、外側層を発泡力で外側に押し広げて波付けを行うものである。このような製法では、内側層の内面が平滑になるように発泡層の発泡力を制御すると、外径寸法の精度が悪くなり、品質の高いコルゲート管を製造することが困難になる。
これに対し、本発明（第１発明）では、波付け溝の吸引力によって外側層に波付けを行い、かつ、発泡層の発泡力によって内側層の平滑化を行う。すなわち、波付け溝の吸引力を相殺する程度に発泡層の発泡力を制御することで、外側層の精度の高い波付けと、内側層の平滑化とを同時に達成することができ、均一な内面をもつ高品質のコルゲート管を製造することが可能になる。
【００１７】
［第２発明］
本発明（第２発明）のコルゲート管の製造方法は、本発明（第１発明）のコルゲート管の製造方法において、前記波付け型の波付け用通路内に、前記成形材料が多層状態で共押し出しされることを特徴としている。
【００１８】
一般に、多層構造のコルゲート管の内面を平滑にする製造方法においては、最初に外側層の成形材料を押し出し、波付け溝で波付けを行い、その直後に内側層の成形材料を押し出し、外側層の内面に融着させる。すなわち、各層の成形材料を異なる管状ノズル（口金）で時間差をもって波付け通路内に押し出している。また、この種の製造方法では、外側層と内側層との接着を確実に行うために、管軸方向に延びるマンドレルによって内側層の内面を径外方向へ加圧成形するようにしている（特許文献１、３および４参照）。
【００１９】
本発明（第２発明）によれば、波付け通路内に多層状態の成形材料を同時に押し出すことから、単一の管状ノズルより、時間差を考慮することなく、各層の成形材料を押し出すことができる。これにより、先端口金部分の構成が簡素化され、小型化を図りやすくなる。また、成形材料の共押し出しによって各層間の接着性が良好になるため、マンドレルによるコルゲート管の加圧成形を行わなくて済む。さらに、発泡層を含む多層の成形材料を波付け通路に同時に押し出すことによって、波付け溝への外側層の吸着と、内側層の発泡力による反発とがほぼ同時のタイミングで行われ、吸引力に対する発泡力の制御が行いやすくなる。
【００２０】
［第３発明］
本発明（第３発明）のコルゲート管は、前記第１発明によるコルゲート管の製造方法により製造されることを特徴としている。
本発明（第３発明）のコルゲート管によれば、前述したように、その内面が平滑な面に形成される。これにより、流体が管内をスムーズに流れやすくなり、管内壁にゴミ等が付着しにくくなる。
また、本発明（第３発明）によるコルゲート管は、発泡層の周辺（特に発泡層の外側部分）に発泡ガスによる空洞が形成されやすい。このような空洞によって管壁の断熱性および屈曲性を向上させることもできる。
【００２１】
［第４発明］
本発明（第４発明）のコルゲート管は、前記発泡層が熱可塑性エラストマーであることを特徴としている。
一般に、フレキシブルホースの成形材料としては、耐水性、耐蝕性等に優れた低密度ポリエチレンを用いることが多い。本発明（第１発明）の製造方法によりコルゲート管を製造する場合には、各層の成形材料に低密度ポリエチレンを用いてもよいが、発泡層に低密度ポリエチレンを使用すると、管壁が硬くなり、屈曲性が不十分になりやすい。
本発明（第４発明）のコルゲート管によれば、発泡層が熱可塑性エラストマーで形成されるため、発泡層の弾性力によって屈曲性が良好になる。また、エラストマーの柔軟な性質により発泡力の制御が行いやすくなる。
【００２２】
熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等を用いることができる。
オレフィン系エラストマーとしては、例えば、プロピレンとエチレンとを共重合したもの、プロピレンとブテン−１とを共重合したもの、エチレンとブテン−１とを共重合したもの、プロピレン、エチレンおよびブテン−１を共重合したもの、プロピレン、エチレンにヘキサジエン、ノルボルネン、シクロペンタジエンやその他のオレフィンを共重合したもの等が挙げられる。
また、スチレン系エラストマーとしては、例えば、スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー、スチレン−ブタジエンランダムコポリマー等が挙げられる。
これらの異なる種類の熱可塑性エラストマーをブレンドしたものを用いてもよい。
【００２３】
［第５発明］
本発明（第５発明）のコルゲート管は、前記管状押出品の外側層と内側層との間の中間層に前記発泡層が設けられることを特徴としている。
通常、発泡層の表面には、気泡による細かな凹凸が生じやすいため、コルゲート管の内面に発泡層が露出すると、管内面の流体抵抗等の性能が低下しやすくなり、気泡内に流体が浸透するおそれがある。
本発明（第５発明）によれば、外側層と内側層との間に発泡層が設けられるため、発泡層の表面がコルゲート管の内面に露出することがない。これにより、コルゲート管の内面をより平滑にすることができ、流体抵抗等の性能に優れたコルゲート管を製造することができる。
【００２４】
［第６発明］
本発明（第６発明）のコルゲート管は、外側層、中間層および内側層の成形材料が、それぞれ外側層：低密度ポリエチレン、中間層：オレフィン系エラストマー、および内側層：オレフィン系エラストマーであり、中間層のオレフィン系エラストマーには発泡剤が添加されることを特徴としている。
【００２５】
本発明（第６発明）のコルゲート管によれば、外側層に低密度ポリエチレンを用いるため、管表面の耐水性、耐蝕性、耐候性等が良好になる。
また、中間層および内側層にオレフィン系エラストマーを用いることで、コルゲート管の屈曲性が良好になる。
さらに、外側層、中間層および内側層がオレフィン系成形材料であることから、成形材料の相溶性が良好になり、層毎に分離しにくい丈夫なコルゲート管を製造することができる。
【００２６】
前記中間層のオレフィン系エラストマーに添加する発泡剤には、クエン酸および重炭酸ナトリウムを含むオレフィン系発泡剤を用いるのが望ましい。オレフィン系発泡剤の添加率は、例えば、大気圧下において、オレフィン系エラストマーの比重変化が重量比で４５％〜５４％程度、望ましくは４８％〜４９％程度の範囲になるように調節するとよい。なお、このオレフィン系エラストマーの比重変化による重量比の範囲は、発泡剤を使用することなく、物理的なガス発泡により中間層を発泡させる場合にも適用することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態によるコルゲート管の一例を図１に示した。
コルゲート管１０は、三層構造の管壁１１を有している。管壁１１の外周には、波状の凸部１０ａおよび凹部１０ｂが交互に並んで形成されている。凸部１０ａと凸部１０ａとが長さ方向に伸縮することで管壁１１が自在に変形する。すなわち、波状の凸部１０ａおよび凸部１０ａがコルゲート管１０の屈曲性を良好にし、扁平化強度を高める役割を果たしている。
【００２８】
図２および図３に示すように、管壁１１は、外側層１２、中間層１３および内側層１４が順に積層されている。これらの層のうち、中間層１３が発泡層になっている。
【００２９】
外側層１２と中間層１３との間には空洞Ｓが形成される。外側層１２の凹部１０ｂを構成する部分が中間層１３に接し、凸部１０ａを構成する部分が中間層１３から離れた位置にある。空洞Ｓに露出する中間層１３の壁面１３ａは、凸部１０ａに向かって僅かに膨張している。
中間層１３の内側には内側層１４が一定の層厚で長さ方向に延びている。この内側層１４は、コルゲート管１０の長さ方向に円筒状に延び、その内面はほぼ均一な平滑面になっている。
【００３０】
次に、コルゲート管１０の製造方法について説明する。
［成形材料の調製］
コルゲート管１０の成形材料は、例えば外側層１２に低密度ポリエチレン、中間層１３および内側層１４にオレフィン系エラストマーを使用することができる。中間層１３の成形材料には、押出し時に中間層１３の発泡力と、波付け溝から外側層に１２に作用する吸引力とが釣り合うように、あらかじめ適量の発泡剤を添加しておく。
【００３１】
［押出工程］
成形材料の押出工程は、従来から一般的に用いられる多層チューブ製造用の押出金型によって行うことができる。押出金型の構成例を図４に示した。
図４に示すように、押出金型２０は、移送部２１とノズル部２２を備える。移送部２１には、成形材料を送り込む導入口が設けられる。移送部２１の導入口に投入される成形材料が所定温度を保ってノズル部２２側へ送られる。ノズル部２２には、成形材料を管状に押し出す環状ノズル２３が設けられる。
【００３２】
移送部２１には、成形材料を供給するための通路ｒ１、ｒ２、ｒ３が設けられる。通路ｒ１、ｒ２、ｒ３には、それぞれ異なる導入口から成形材料が投入される。通路ｒ１、ｒ２、ｒ３は、所定の距離だけ進んだ位置で合流して単一の通路Ｒ１となり、環状ノズル２３の通路Ｒ２に連なる。
通路ｒ１、ｒ２、ｒ３の各導入口に外側層１２、中間層１３、内側層１４の各成形材料を投入すると、各成形材料が通路ｒ１、ｒ２、ｒ３を通過し、通路Ｒ１で重なり合って多層構造になる。そして、多層構造を保った状態で通路Ｒ２を通過して環状ノズル２３から押し出される。
【００３３】
［波付け工程］
波付け工程では、押出金型から押し出される管状押出品を一定の速度で搬送しながら、波付用の金型で真空成形する。例えば、図５および図６に示すようなキャタピラ式の波付け機を使用することができる。
【００３４】
図５に示すように、波付け機２５は、環状ノズル２３の延長上に一対の波付け用の金型２６Ａ、２６Ｂが向き合わさって移動可能になっている。金型２６Ａ、２６Ｂの互いに向き合う面に波付け溝（キャビティ）が形成されている。図５矢印に示すように、金型２６Ａ、２６Ｂは、所定の距離だけ移動した後、一旦分離し、逆方向に移動して環状ノズル２３側へ戻る。すなわち、管状押出品を搬送しながら波付けを行う動作を繰り返すようになっている。
【００３５】
図６に金型２６Ａ、２６Ｂの拡大図を示した。金型２６Ａ、２６Ｂには波付け溝の各溝に通気孔Ｔが設けられる。通気孔Ｔは、金型２６Ａ、２６Ｂに貫通して延びている。金型２６Ａ、２６Ｂの内側に通気孔Ｔの一端が開口し、外側に通気孔Ｔの他端が開口している。
金型２６Ａ、２６Ｂの周囲には減圧室Ｒが設けられており（図５参照）、減圧室Ｒの気圧を下げることで、通気孔Ｔを介して型内に吸引力が作用する。
金型２６Ａ、２６Ｂの間に管状押出品２８を導入して減圧室Ｒの気圧を下げると、管状押出品２８の外周面が波付け溝に吸引されて波状に成形される。管状押出品２８の搬送方向に沿って金型２６Ａ、２６Ｂを順次移動させることにより、管表面に連続的な波形状が成形される。
【００３６】
［作用］
図７に示すように、成形材料は、多層状態のまま環状ノズル２３から金型２６Ａ、２６Ｂの間の波付け用通路に同時に押し出される。このとき、金型２６Ａ、２６Ｂで管状押出品の周囲を吸引すると、外側層１２のみが波付け溝に吸着され、中間層１３および内側層１４はほとんど吸着されずに元の積層状態を保つ。
これは、次に示すような作用による。すなわち、通気孔Ｔを介して波付け溝が減圧されると、管状品の外側層１２が波付け溝に吸引され、その吸引力によって波状の溝面に密着する。このとき、中間層１３は、急激な圧力低下にともなって発泡し、発泡ガスの一部を外側層１２へ向けて放出する。そして、この発泡ガスの発泡力が波付け溝の吸引力を相殺する効果を発揮し、外側層１２から中間層１３を引き離す。
このような発泡ガスの作用により、外側層１２と中間層１３とは、波付け溝内で互いに分離し、両者の間に空洞Ｓが生じる。また、中間層１３の外面には、空洞Ｓに向けて僅かに突出する程度の膨らみが形成されることになる。そして、内側層１４の内面は、波付け溝からの吸引力がほとんど作用しないため、平滑な面になる。
【００３７】
このように本実施形態によるコルゲート管の製造方法によれば、平滑な内面を有する多層構造のコルゲート管を容易に製造することができる。
また、単一の環状ノズルから多層構造の成形材料を押し出すため、管壁の厚みを抑えやすく、コルゲート管の屈曲性を良好にすることができる。
さらに、押出金型のノズル部分（口金部分）の構成が簡素化され、しかもマンドレル等の補助部材を設ける必要がないため、細径のコルゲート管を製造する場合でも、平滑な内面をもつ多層構造のコルゲート管を精度よく製造することができる。発明者らの試作によれば、内径φ８ｍｍ〜３０ｍｍ程度のコルゲート管であっても、その内面をほぼ均一な内面に仕上げることができた。
【００３８】
次に、コルゲート管の評価試験について説明する。
外側層、中間層（発泡層）および内側層に、各種成形材料を組み合わせてコルゲート管の品質を評価した。
表１に示すように、試験例１〜６は、外側層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中間層（発泡層）に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）またはオレフィン系エラストマーを使用した。また、内側層には、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、オレフィン系エラストマーのうちいずれか一種を選択的に使用した。
【００３９】
【表１】
中間層（発泡層）に添加する発泡剤には、クエン酸および重炭酸ナトリウム（合計で４０ｗｔ％程度）を含むポリエチレン系発泡剤を使用した。ポリエチレン系発泡剤の添加率は、中間層（発泡層）の成形材料に対し重量比で３．０ｗｔ％とした。
前述した構成の押出金型および波付け機を用いて、それぞれ同一の製造条件の下、ほぼ同一の外径および内径をもつコルゲート管を製造した。
【００４１】
コルゲート管の評価方法は、平滑性、屈曲性および融着性の各項目について行った。
平滑性の評価は、管内面がほぼ平滑であるものを「◎」、管内面がやや波状であるものを「○」、管内面に皺が発生したもの「△」とした。屈曲性の評価は、折り曲げやすさが極めて良好なもの「◎」、やや良好なものを「○」、良好なものを「△」とした。融着性の評価は、各層が手で剥がれない程度に融着しているものを「◎」、いずれかの層が手で剥がれるものを「○」、成形の段階でいずれかの層が分離するものを「△」とした。評価の結果を表１に示す。
【００４２】
表１に示すように、試験例１〜５によるサンプルは、平滑性、屈曲性または融着性のいずれかの評価で他のサンプルよりも劣るものがあるのに対し、試験例６では、全ての評価項目で優れた結果を示した。このような結果から、本発明によるコルゲート管を製造する場合の成形材料としては、外側層に低密度ポリエチレン、中間層（発泡層）にオレフィン系エラストマー、内側層にオレフィン系エラストマーのを組み合わせると、高品質のコルゲート管が得られることが判る。
【００４３】
次に、中間層（発泡層）の発泡剤添加率を変化させた場合の各種コルゲート管について品質を評価した。
表２に示すように、試験例７〜１１は、外側層に低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中間層（発泡層）にオレフィン系エラストマー、内側層にオレフィン系エラストマーを使用した。
【００４４】
【表２】
中間層（発泡層）に添加する発泡剤には、クエン酸および重炭酸ナトリウム（合計で４０ｗｔ％程度）を含むポリエチレン系発泡剤を使用した。
発泡剤添加率は、中間層（発泡層）の成形材料に対し重量比で１．０〜５．０ｗｔ％まで順に増加するように設定した。
前述した構成の押出金型および波付け機を用いて、それぞれ同一の製造条件の下、同一の外径および内径をもつコルゲート管を製造した。
【００４６】
なお、試験例７〜１１で使用したオレフィン系エラストマーの比重は０．９７であり、ポリエチレン系発泡剤のオレフィン系エラストマーへの添加時の比重変化は、２ｗｔ％添加時では重量比４３％、３ｗｔ％添加時では重量比４８．５％、４ｗｔ％添加時では重量比５４％の軽量化となるものであった。
【００４７】
コルゲート管の評価は、平滑性、屈曲性および融着性について、前述した評価方法と同様な方法で行った。
表２に示すように、発泡剤添加率が２．０ｗｔ％よりも少ないと、管内面に皺が発生しやすくなり、一方、発泡剤添加率が４．０ｗｔ％を超えると、各層の融着性が不十分になる。この結果、発泡剤の添加量２．０〜４．０ｗｔ％程度であるとき、すなわち、発泡剤添加時のオレフィン系エラストマーの比重変化が４５％〜５４％程度（試験例８〜１０）、望ましくは４８〜４９％程度（試験例９）の範囲になるとき、より品質の高いコルゲート管が得られることが判る。
【００４８】
前記実施形態では、三層構造のコルゲート管の製造方法を説明したが、その他の実施形態としては、成形材料の層数や層厚を変更することにより、多彩な構造のコルゲート管を製造することができる。
【００４９】
例えば図８に示す他の実施形態では、内側層を二層構造にしている。コルゲート管３０は、外側層１２、中間層１３および内側層３１、３２が順に積層されている。コルゲート管３０の製造方法としては、押出工程において、外側層１２、中間層１３および内側層３１、３２の成形材料をそれぞれ専用の導入口から押出金型に導入し、原料通路で各成形材料を重ねて押し出す。次いで、前述したような波付け用の金型で管状押出品に波付けを行う。
【００５０】
このような実施形態によれば、内側層３１および３２が二層構造であるため、成形材料の節約を図ることができる。例えば、内側層３２に耐水性、耐蝕性等に優れた成形材料を用い、内側層３１には再生材料を用いると、低コストで高品質のコルゲート管を製造することが可能になる。
また、内側層３１および３２を二層構造にすることで、波付け溝の吸引力が管内面に及びにくくなり、より平滑な内面をもったコルゲート管を製造することができる。
【００５１】
また、図９に示す他の実施形態は、外側層を二層構造としている。コルゲート管４０は、波形の外側層４１および４２の内側に発泡層１３および内側層１４が積層される。外側層４１は、内側層４２よりも層厚が厚い。コルゲート管４０を製造方法としては、例えば、押出工程において、外側層４１、４２、中間層１３および内側層１４の成形材料をそれぞれ専用の導入口から押出金型に導入し、原料通路で各層を積層して押し出す。次いで、前述したような波付け用の金型で管状品押出品に波付けを行う。外側層４１、４２の成形材料については、各成形材料の押出量を調節することにより、それぞれ層厚の異なる外側層４１および４２を形成することができる。
【００５２】
このような実施形態によれば、外側層４１および４２が二層構造になっているため、管壁の耐圧力および偏平化強度を向上させることができる。また、外側層４１に透明な材料を使用し、外側層４２に色付き材料等を用いることで、低コストで美観の優れたコルゲート管を製造することができる。
【００５３】
その他の実施形態としては、例えば、中間層を省略した二層構造のコルゲート管とすることもできる。この場合、内側層を発泡層とし、この内側層の発泡力が波付け溝の吸引力と釣り合うようにする。また、管壁の層数は、前記実施形態に示したものに限られることなく、五層以上の多層構造にしてもよい。
前記実施形態で説明した押出金型および波付け機の構成についても、これらの構成に限定されることなく、本発明を適用することができるものであれば、種々の型式ものを用いることができる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のコルゲート管の製造方法によれば、次のような優れた効果を奏する。
（ａ） 屈曲性が良好で、かつ、平滑な内面をもつ多層構造のコルゲート管を簡単に製造することができる。
（ｂ） 複雑な構成の装置を用いることなく、細径のコルゲート管を低コストで製造することができる。
（ｃ） 管壁に発泡層を介在させるため、コルゲート管の断熱化および軽量化を図りやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるコルゲート管を示す部分切欠き側面図である。
【図２】本発明の実施形態によるコルゲート管を示す縦断面図である。
【図３】図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線横断面である。
【図４】本発明の実施形態による押出金型の構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態による波付け機の構成例を示す全体構成図である。
【図６】本発明の実施形態による波付け機の金型を示す部分拡大断面図である。
【図７】本発明の実施形態によるコルゲート管の成形時の作用を説明するための部分拡大断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるコルゲート管を示す縦断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態によるコルゲート管を示す縦断面図である。
【図１０】従来の実施形態によるコルゲート管を示す縦断面図である。
【図１１】従来の他の実施形態によるコルゲート管を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０ コルゲート管
１０ａ 凸部
１０ｂ 凹部
１１ 管壁
１２ 外側層
１３ 中間層（発泡層）
１４ 内側層
２０ 押出金型
２３ 環状ノズル
２５ 波付け機
２６Ａ、２６Ｂ 金型
２８ 管状押出品
Ｒ 減圧室
Ｓ 空洞
Ｔ 通気孔
Claims (6)
- 成形材料を多層に重ねて環状ノズルから押出す工程と、
前記環状ノズルから押し出された多層構造の管状押出品を、波付け型の波付け用通路に送る工程と、
前記波付け型の波付け溝で前記管状押出品の周囲を吸引し、前記管状押出品の管壁に波付けを行う工程とを備えたコルゲート管の製造方法であって、
前記管状押出品の外側層より内側のいずれかの層が発泡層であり、かつ、この発泡層の発泡力が前記波付け溝の吸引力を相殺する程度に制御されることを特徴とするコルゲート管の製造方法。 - 前記波付け型の波付け用通路内に、前記成形材料が多層状態で共押し出しされる、請求項１記載のコルゲート管の製造方法。
- 請求項１または２記載のコルゲート管の製造方法により製造されることを特徴とするコルゲート管。
- 前記発泡層が熱可塑性エラストマーである、請求項３記載のコルゲート管。
- 前記管状押出品の外側層と内側層との間の中間層に前記発泡層が設けられる、請求項３または４記載のコルゲート管。
- 外側層、中間層および内側層の成形材料が、それぞれ外側層：低密度ポリエチレン、中間層：オレフィン系エラストマー、および内側層：オレフィン系エラストマーであり、中間層のオレフィン系エラストマーには発泡剤が添加される、請求項３、４または５記載のコルゲート管。
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