JP2007276314A

JP2007276314A - 複合管およびその製造方法

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Publication number: JP2007276314A
Application number: JP2006106878A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yamazaki; 宏行山崎; Kojiro Inamori; 康次郎稲森; Toshiyuki Ando; 俊之安藤
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】高い発泡倍率を得るため、発泡体の管の長手方向に垂直な断面形状、発泡体の数、ダイの孔の数、発泡体の材料を提案することにより、発泡倍率の高い発泡体が被覆されて、高い断熱性と優れた施工性を兼ね備える複合管を提供する。
【解決手段】管１１の外表面に発泡体１２を被覆した複合管であって、前記発泡体は複数で層を形成しており、かつ、前記複合管の長手方向に垂直な断面において、外表面側の同心円上の発泡体の厚さが、それより中心側の発泡体の厚さ以上であり、かつ、外表面側の同心円上の発泡体の数が、それより中心側同心円上の発泡体の数以下であることを特徴とする複合管。
【選択図】図１

Description

本発明は複合管およびその製造方法に関し、詳しくは、熱交換器の冷熱媒用配管や給水・給湯管として用いられる、高い断熱性と優れた施工性を兼ね備えた複合管およびその製造方法に関する。

従来、熱交換器の冷熱媒用配管や給水・給湯用配管として金属管や樹脂管の周囲に樹脂発泡体を被覆した複合管が使用されている。このような複合管の断熱性能を高める方法として、樹脂発泡体の発泡倍率を上げることが知られている。発泡倍率を上げることで断熱性が高まるのは、多くの樹脂が熱伝導率の低い空気で置き換えられるためと考えられている。

樹脂発泡体の発泡倍率を高める方法として架橋発泡法がある。架橋発泡法とは、発泡前に樹脂を架橋させる発泡方法であり、樹脂の張力が高いので破泡が少なく、発泡倍率が上がりやすいという特徴がある。しかし、架橋発泡体を管に被覆するには、シート状の架橋発泡体を管の外周に合わせて短冊状に切断し、短冊状シートの端部同士を熱融着してパイプ状に成形しなければならないので手間がかかる、という問題があった。
一方、押出発泡法では、クロスヘッドダイから樹脂発泡体を押し出すと同時に管への被覆が完了するので、架橋発泡法に比べて手間がかからないという特徴がある。しかし、基本的に樹脂を架橋していないので樹脂の張力が弱く、発泡倍率を架橋発泡法ほど上げにくいという問題があった。

押出発泡法で発泡倍率を上げるための工夫の１つにダイの出口の形状がある。例えば、円環（ドーナツ状）断面の出口からチューブ状の発泡体を押出すよりも、円形断面の出口から棒状発泡体を押し出した方が発泡倍率は上がりやすいことが知られている。これは、同じ断面積なら円形の方が円環よりも表面積が小さいので、大気中へガスが拡散しにくいためと考えられる。そこで、円環出口のダイから樹脂を押出してチューブ状の発泡体を形成するのではなく、複数の棒状発泡体同士を接着または融着することで、高い発泡倍率のチューブ状発泡体を得る試みがなされてきた。例えば、押出発泡法で円形出口の多孔ダイから樹脂を棒状（細紐状）に押出し、発泡により互いに融着させることでチューブ状の発泡体に成形しつつ管に被覆するという方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６０−８５９２０号公報

しかし、多孔ダイにおける孔の配置方法の組み合わせは無数にあり、高い発泡倍率を得るにはどれだけの孔をどのように配置すればよいのか未解決の点が多く、これを調査するには試行錯誤を繰り返さなければならないという多大な労力を必要とするものである。特に、二層以上の同心円上に配置された孔から発泡体が押出され、前記発泡体が完全に溶融一体化しないチューブ状発泡体の場合は、発泡体の管の長手方向に垂直な断面が略扇状形に変形していく際に生じる特別な課題があった。
ここで、「略扇状形」とは、図５に示す大小２つの同心円の上の長円弧部１と短円弧部２および前記同心円の中心から外周方向へ放射状に伸びる２本の直線部３、３とで形成される形状である。

この課題について次に説明する。
簡単な例として、管１１に発泡体１３、・・・と発泡体１４、・・・を二層に被覆した複合管を図８に示す。図９は図８のような複合管を作るための多孔ダイ３４の一例である。図９の多孔ダイから押し出された発泡材料（例えば、棒状の樹脂組成物）は、押し出し直後から発泡し、気泡が成長するにつれて複数の発泡体は互いに押し合うため、管の長手方向に垂直な断面が略扇状形になるよう変形し、最終的に図８ように配置される。
この発泡体の断面が円から略扇状形に変形するときの変形の度合いを見る指標として、略扇状形の縦横比を下記式（Ａ）のように定義する。

各パラメータを、図７を参照しながら説明すると、ａは略扇状形の長円弧部１の長さと短円弧部２の長さの和の１／２の長さであり、ｂは略扇状形の直線部３の長さ（略扇状形の厚さ）である。すなわち略扇状形の縦横比（ａ／ｂ）とは、図７に示す略扇状形の直線部３の長さｂと中間円弧部の長さａの比であり、縦横比が１に近いほど発泡体の変形は少なくてすみ、１から離れるにつれて発泡体は大きく変形することを示している。

これを一般的に表すと、ある発泡体層が、発泡体の数ｎ、発泡体層の内径をＤ、厚さＴの円環でできたものである場合、断面が略扇状形に変形した発泡体の断面縦横比は下記式（Ｂ）のように表すこともできる。

次に、縦横比の具体的な計算例を示す。管の外径を１０ｍｍ、発泡体は二層からなり第一層の発泡体の数を８、厚みを６ｍｍ、第二層の発泡体の数を８、厚みを４ｍｍとすると、第一層の扇形と第二層の扇形の縦横比はそれぞれ１．０５、２．５５となる。この例から得られる２層の発泡体層を持つ複合管の断面は、図１０に示すようになる。

この場合、第一層の縦横比は１に近いのに対し、第二層の縦横比は１から大きく乖離している。つまり、第二層の発泡体は第一層の発泡体に比べて大きく変形して略扇状形にならなければならないが、大きく変形すると発泡体の潰れによる発泡倍率の低下が発生し、断熱性の劣化が懸念される。
本発明の目的は前述した問題点を解決し、高い発泡倍率を得るため、複合管の長手方向に垂直な断面における発泡体の形状、発泡体の数、ダイの孔の数、発泡体の材料を提案することにより、発泡倍率の高い発泡体が被覆されて、高い断熱性と優れた施工性を兼ね備える複合管およびその製造方法を提供するものである。

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、発泡材料から発泡体への変形が小さく、特に上記の縦横比（ａ／ｂ）が０．５〜２．５を満たす略扇状形では発泡倍率が高まりやすくなり、複合管の断熱性を高めることができることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は
（１）管の外表面に発泡体を被覆した複合管であって、前記発泡体は複数で層を形成しており、かつ、前記複合管の長手方向に垂直な断面において、外表面側の同心円上の発泡体の厚さが、それより中心側の発泡体の厚さ以上であり、かつ、外表面側の同心円上の発泡体の数が、それより中心側同心円上の発泡体の数以下であることを特徴とする複合管、
（２）管の外表面に発泡体を被覆した複合管であって、前記発泡体は複数で層を形成しており、かつ、前記複合管の長手方向に垂直な断面において、外表面側の同心円上の発泡体の厚さが、それより中心側同心円上の発泡体の厚さ以下であり、かつ、外表面側の同心円上の発泡体の数が、それより中心側同心円上の発泡体の数以上であることを特徴とする複合管、
（３）前記（１）または（２）記載の複合管において、前記発泡体の長手方向に垂直な断面における発泡体の４０％以上の形状が、大小２つの同心円の上の長短の円弧部と、前記同心円の中心から外周方向へ放射状に伸びる２本の直線部とで形成される略扇状形であり、下記式（１）の条件を満たすものであることを特徴とする複合管、

（４）前記（１）または（２）記載の複合管において、前記発泡体の長手方向に垂直な断面における発泡体の形状が、大小２つの同心円の上の長短の円弧部と、前記同心円の中心から外周方向へ放射状に伸びる２本の直線部とで形成される略扇状形であり、下記式（１）の条件を満たすものであることを特徴とする複合管、

（５）前記（１）または（２）記載の複合管において、
各層を形成する発泡体の数が下記式（２）の条件を満たすことを特徴とする複合管、

（式中、Ｎ及びｉは発泡体層の数を表し、Ｎは２以上の整数を表し、ｉは２以上Ｎ以下の整数を表す。Ｄ_i-1は中心から数えて第（ｉ−１）番目の層上の発泡体の表面同士を結ぶ最遠距離を表す。Ｔ_iは第ｉ番目の層の発泡体の厚さを表す。ｎ_iは第ｉ番目の層の発泡体の数を表す。）
（６）前記（１）〜（５）のいずれか１項記載の複合管において、前記発泡体が棒状発泡体であり、２つ以上の同心円上の棒状発泡体が層を形成していることを特徴とする複合管、
（７）前記発泡体の発泡倍率が５〜４０倍であることを特徴とする（１）〜（６）のいずれか１項に記載の複合管、
（８）前記発泡体がポリオレフィン系樹脂からなることを特徴とする（１）〜（７）のいずれか１項に記載の複合管、
（９）前記発泡体がポリプロピレンからなることを特徴とする（１）〜（８）のいずれか１項に記載の複合管、
（１０）前記発泡体における発泡剤が炭酸ガスであることを特徴とする（１）〜（９）のいずれか１項に記載の複合管、
（１１）発泡性樹脂組成物を２つ以上の同心円状に配置された２以上の孔を有する多孔ダイから押し出して、押出発泡法により管の外表面に樹脂発泡体を被覆する（１）〜（１０）のいずれか１項に記載の複合管を製造する方法であって、前記多孔ダイの孔の数が下記式（２）の条件を満たす発泡体の数と等しいことを特徴とする複合管の製造方法、

（式中、Ｎ及びｉは発泡体層の数を表し、Ｎは２以上の整数を表し、ｉは２以上Ｎ以下の整数を表す。Ｄ_i-1は中心から数えて第（ｉ−１）番目の層上の発泡体の表面同士を結ぶ最遠距離を表す。Ｔ_iは第ｉ番目の層の発泡体の厚さを表す。ｎ_iは第ｉ番目の層の発泡体の数を表す。）
（１２）前記発泡体は、２つ以上の同心円上に配置された２以上の孔を有する多孔ダイから押し出された発泡体が層を形成することを特徴とする前記（１１）記載の複合管の製造方法、
（１３）前記多孔ダイの外表面側の同心円上の孔の径が、中心側同心円上の孔の径よりも大きいことを特徴とする（１１）または（１２）項記載の複合管の製造方法、および、
（１４）前記多孔ダイの外表面側の同心円上の孔の径が、中心側同心円上の孔の径よりも小さいことを特徴とする（１１）または（１２）項記載の複合管の製造方法、
を提供するものである。

本発明の複合管は、層を形成した略扇状形で、発泡倍率の高い発泡体が管に被覆されており、高い断熱性と優れた施工性を兼ね備える。
また、本発明の複合管は、発泡体としてポリオレフィン系樹脂を用いることで、成形が容易であり、ポリプロピレンを用いることで、耐熱性が高いという利点を有する。
さらに、本発明の複合管は、押出発泡法における発泡剤として炭酸ガスを用いることで、発泡剤が環境に与える負荷が少ない。
本発明の複合管の製造方法は、管に被覆した発泡体の偏肉が抑えられ、均一で、成形が容易である。

本発明は、複合管の被覆層を形成する発泡体の管の長手方向に垂直な断面形状（以後、単に断面形状という）が、円形であっても良いが、図５に示す長円弧部１、短円弧部２および２本の直線部３、３とで形成される略扇状形であるものが好ましい。
このような略扇状形の断面形状とするには、外表面側の同心円上の発泡体の厚さを、それより中心側の発泡体の厚さ以上にし、かつ、外表面側の同心円上の発泡体の数を、それより中心側同心円上の発泡体の数以下にすることで達成できる。
また、外表面側の同心円上の発泡体の厚さを、それより中心側同心円上の発泡体の厚さ以下にし、かつ、外表面側の同心円上の発泡体の数を、それより中心側同心円上の発泡体の数以上にすることでも達成できる。
さらに、その略扇状形の断面が、上記式（Ａ）の縦横比（ａ／ｂ）０．５〜２．５の範囲、即ち下記式（１）の条件を満たすものがさらに好ましい。

発泡体の断面形状が、このような略扇状形になると、発泡倍率が高まりやすくなり、複合管の断熱性を高めることができる。詳細な理由は定かではないが、おそらく縦横比が１から離れると、発泡体の断面が円形から略扇状形になるときに大きく変形しなければならず、そのため発泡体が大きく潰れてしまい発泡倍率が低くなってしまうのに対し、縦横比が上記範囲内であれば円形断面が略扇状形に変形する際の発泡体の潰れは小さく高い発泡倍率が得られるためだと考えられる。

先にも述べたように、発泡体層の内径Ｄ、厚さＴの円環で、発泡体の数ｎで等分してできた略扇状形の発泡体で発泡体層が形成されている場合、式（Ａ）の縦横比は下記式（Ｂ）のように表すこともできる。

この場合も、縦横比は０．５〜２．５の範囲であることが好ましいので、これを組み合わせて変形することで下記式（Ｃ）が導き出される。

前記式（Ｃ）を用いれば、ＤとＴを一定にしたときに高い発泡倍率を得るのに適切な発泡体の数ｎの範囲を求めることができる。
以上、発泡体が二層からなる場合について説明したが、式（Ｃ）の概念は発泡体が三層以上の層を形成する場合にも成り立つ。
すなわち、

（式中、Ｎ及びｉは発泡体層の数を表し、Ｎは２以上の整数を表し、ｉは２以上Ｎ以下の整数を表す。Ｄ_i-1は中心から数えて第（ｉ−１）番目の層上の発泡体の表面同士を結ぶ最遠距離を表す。Ｔ_iは第ｉ番目の層の発泡体の厚さを表す。ｎ_iは第ｉ番目の層の発泡体の数を表す。）

高い発泡倍率を得るためには全ての発泡体の断面形状が式（１）を満たしていることが好ましいが、一部の発泡体が式（１）を満たさなくても高い発泡倍率が得られることもある。５倍以上の発泡倍率を得るためには、少なくとも全発泡体の断面積のうち式（１）を満たす発泡体の割合が４０％以上であることが好ましい。この割合が４０％に満たない場合には、発泡体全体としての発泡倍率が望ましい断熱効果を奏するのに必要な５倍以上とならない。

次に本発明の好ましい実施態様について、添付の図面に基づいて詳細に説明をする。なお、各図の説明において同一の要素には同一の符号を付す。
図１は、本発明の複合管の好ましい一実施態様を示す断面図である。本発明の複合管は、管１１の外表面が棒状の発泡体１２によって被覆されている。該発泡体１２は同心円状に配置され互いに融着または接着して、管１１に近い側から第１層（図１中、発泡体１３、・・・で形成）、第２層（図１中、発泡体１４、・・・で形成）、・・・、第ｉ層（図１中、発泡体１６・・・で形成）、・・・、第Ｎ層（図１中、発泡体１８・・・で形成）の多重の被覆層を形成している。ここで、Ｎは１以上の整数を表し、ｉは１以上Ｎ以下の整数を表す。なお、図１中、図示されていないが、１５及び１７の部分にも発泡体１２が同様に同心円状に配置され多重の被覆層を形成している。各発泡体１２の直径は互いに等しいことが好ましいが、必要に応じて異なっていてもよい。発泡体１２の直径を異ならせる方法としては、多孔ダイの孔径に変化をつけること等が考えられるがこれに限られるものではない。
なお、この発泡体１２は、好ましくは棒状である。また、長手方向に直線状でも良いし、スパイラル状でも良い。これらは前記発泡体１２の長手方向に垂直な断面において、本発明の形状を有していれば良い。

本発明の複合管の内管である管１１としては、銅や鉄等の金属管や樹脂製の管を用いることができる。樹脂製の管の場合は、管を形成する材料としてポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレンやこれらを架橋したもの等が使用されるが、これらに限られるものではない。

本発明の複合管の発泡体を構成する材料としては、目的に応じて任意のものが使用できるが、押出安定性、発泡倍率の上げやすさを考慮するとポリオレフィン系樹脂が好ましい。
ポリオレフィン系樹脂とは、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエン三元共重合体、スチレンブタジエンゴム、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンビニルアルコール樹脂、エチレンエチルアクリレート樹脂、エチレンアクリル酸樹脂等が挙げられるがこれらに限られるものではない。更に上記各樹脂のシラン変性、カルボン酸変性等の変性体なども用いることができ、またこれらの樹脂は単独、又は２種以上の混合物として使用することができる。

上述した樹脂のうち、高い耐熱性の観点からポリプロピレンがより好ましい。ポリプロピレンを使用する場合、押出加工性と発泡性を考慮すると、樹脂のメルトフローレート（ＭＦＲ）（２３０℃；２．１６ｋｇｆ）は、０．０５〜１０．０ｇ／１０ｍｉｎが好ましく、ＭＦＲは０．５〜３．０ｇ／１０ｍｉｎがより好ましい。
発泡体には、必要に応じて気泡核剤、熱安定剤、加工助剤、滑剤、衝撃改質剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、顔料等が適宜添加されてもよい。

本明細書において、発泡倍率とは発泡体の集合体として構成されるチューブ状の発泡体全体の平均値を表す。発泡体の発泡倍率φは、未発泡の組成物の密度をρ（ｇ／ｃｍ^３）、発泡体の密度をρ_ｆ（ｇ／ｃｍ^３）とした時に次の（３）式で定義される。

発泡体の発泡倍率は５倍以上４０倍以下の範囲にあることが好ましい。発泡体の発泡倍率が５倍未満では複合管の断熱性が十分ではなく、４０倍を超えると対流伝熱が大きくなり、やはり断熱性が低くなるからである。発泡倍率が高すぎると各発泡体が互いに潰しあうため、発泡体内部に空気が入り込む箇所が少なくなってしまい、断熱性が劣ってしまう。断熱性を考慮すると、発泡体の発泡倍率は５倍以上２０倍以下の範囲内にあることが好ましく、１０倍以上１５倍以下であるのが特に好ましい。

発泡体の断面形状は発泡倍率によって変形の度合いが異なる。発泡倍率が低い場合は図１に示したように断面はほぼ円形となり、発泡体１３・・・、１４・・・同士は隣接部分が部分的に融着するのみで棒状の発泡体間の空隙が残る。一方、発泡倍率が高い場合は図２に示したように棒状の発泡体の断面は略扇状形となり、発泡体間の空隙がほとんどなくなる。
なお、本発明では発泡体同士には界面が存在し、先行技術（例えば特開昭６０−８５９２０号公報）のように完全に溶融一体化してチューブ状の発泡体を形成するわけではない。

本発明の複合管は、例えば、管１１の外表面に樹脂発泡体を押出し発泡法により被覆して製造される。押出発泡法とは、押出機に樹脂とともに発泡剤を供給し、ダイから樹脂を押出すと同時に発泡させる方法であり、この方法によれば樹脂を発泡させると同時に管への被覆を完了し、複合管をつくることができる。

前記発泡剤としては、ガス発泡剤、蒸発型発泡剤、化学発泡剤等を用いることができる。ガス発泡剤としては窒素ガスや炭酸ガス等を用いることができ、蒸発型発泡剤としてはブタン、ペンタン、メタノール、水等を用いることができ、化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、Ｎ，Ｎ−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等を用いることができるが、これらに限られるものではない。上記発泡剤の中では、環境への影響を考慮すると、ガス発泡剤が好ましく、窒素ガス又は炭酸ガスが撚り好ましく、炭酸ガスが特に好ましい。

本発明で使用するダイは、複数の孔をもつ多孔ダイである。孔は任意の位置にあけることができるが、発泡体を規則正しく配列させるためには、図９に示すように１以上の直径の異なる同心円上に、２以上の孔を配置させることが望ましい。この場合、同心円上の孔の配置については、同心円上の孔全体を回転させる形で位置を適宜ずらしてもよい。
これにより、多孔ダイから発泡体が押し出され、互いに融着または接着して層を形成することとなる。
前記ダイの孔の断面形状は、断面積に対する表面積の比が小さいものが好ましく、この比が最も小さい円形が特に好ましいが、必要に応じて多角形や楕円形としてもよい。
発泡体の均一性の観点から言えば、前記ダイの各孔の断面積は互いに等しいことが好ましいが、必要に応じて異なっていてもよい。例えば、図５のようなシステムで複合管を製造する場合、クロスヘッド３３内の流路は一度分割した流れを再び合流させた形になることが一般的である。このとき、流れが合流した部分の樹脂流量は他の部分よりも多くなる傾向にある。もし、円周方向に流量分布をもつ流れが多孔ダイに入ると、孔ごとに吐出量が異なり、結果として発泡体の太さや発泡倍率が不均一になる懸念が生じる。そのような場合は、流量が多い部分の孔径を他の部分の孔径よりも若干小さくして対処してもよい。

各層の発泡体の厚さについては、発泡体の均一性の観点から言えば互いに等しいことが好ましいが異なっていてもよい。例えば、図３のように最内層の発泡体１３の厚さをそれより外側の層の発泡体１４より薄くすると同時に数を増やせば、管と発泡体との接触面積が大きくなるので管との密着性の高い発泡体を得ることができる。逆に図４のように最外層の発泡体１４の厚さを薄くすると同時に数を増やせば、表面の凹凸が小さくなることで表面平滑性の高い発泡体が得られる。
そして、このことにより、発泡体は縦横比が適切なものとなり、発泡倍率の高いものが得られる。

前述のように発泡体の断面積が異なっていたり、各層で発泡体の厚さが異なっている場合は、各層や孔に専用の流路を設け、異なる押出機から押し出した樹脂をそれぞれに供給してもよい。

発泡体がダイを出た直後に、複合管をサイジングダイに通すことで表面の凹凸を平滑化することができる。サイジングダイとしては、目標とする複合管の外径と等しくなるように調節された内径をもつ筒状の金属等を用いることができるが、これに限られるものではない。

次に、本発明の複合管の製造方法の一例を図５及び図６を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図５は管被覆装置の側面図であり、管被覆装置はホッパー３１、ガス注入弁３２、クロスヘッド３３及びダイ３４を備えた押出機３０と成形機（サイジングダイ）３６とを含んでなる。図６は図７のダイ３４及び成形機３６の拡大断面図である。
ホッパー３１には樹脂組成物を供給し、ガス注入弁３２にはガス発泡剤を供給することができる。クロスヘッド３３には管１１が上から挿通され、クロスヘッド３３の下部に設けられたダイ３４より樹脂組成物を押し出し、管１１に樹脂組成物を被覆することができる。クロスヘッド３３を通り抜けた樹脂組成物が被覆された管１１は下流に設けられた成形機３６によって成形される。

具体的に本発明の複合管の製造方法について説明する。
まず、樹脂と発泡剤や他の添加剤とからなる樹脂組成物を押出機３０のホッパー３１に供給する。押出機３０は単軸押出機、二軸押出機のいずれを用いることもできるし、両者を組み合わせてタンデム押出システムとしてもよい。発泡性を考慮すればタンデム押出システムを用いることが好ましい。ガス発泡剤を使用する場合は、押出機３０の側面に設けられたガス注入弁３２からガスを注入してもよい。

ホッパー３１に供給され、押出機３０内を前進した樹脂組成物は、クロスヘッド３３を通って図６の拡大断面図に示したニップル４１とダイ３４との間に挟まれる流路に搬送され、さらにダイの多孔部４３から押し出されて発泡すると同時に、クロスヘッド３３に供給された管１１を被覆しながら外部へと搬送される。ダイ３４から押し出された管１１および樹脂発泡体は成形機３６を通ることで表面が平滑に成形された複合管を得ることができる。

さらに、表面が平滑に成形された複合管には、表面を保護する目的でシースを被覆してもよい。シースの材料としては、前述したポリオレフィン系樹脂等を使用することができるが、これらに限られるものではない。シース材料は発泡していてもしていなくても良い。
上述したように、以上の製造方法は、本発明を実施するための一例であり、本発明を実現できる方法であれば特に上記方法に限定されるものではない。

以下に、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
図５に示した製造設備で、押出機としてタンデム押出システムを用いた。タンデム押出システムの１段目押出機としてφ４０ｍｍ単軸押出機、２段目押出機としてφ６５ｍｍ単軸押出機を用いた。ダイには２つの同心円状に直径φ１．５ｍｍの孔が配置され、中心側の同心円に１４個の孔が、外表面側の同心円に孔が２０個配置された多孔ダイを使用した。

次に、ポリプロピレン（ＳＤ６３２、商品名、サンアロマー社製；ＭＦＲ＝３．０ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃、２．１６ｋｇｆ））１００質量部に対して、タルク（タルクＭＧ、商品名、日本タルク社製）１質量部を加えて樹脂発泡体成形材料を調製し、併せて１段目押出機のシリンダー温度を１７０℃〜２２０℃に、２段目押出機の設定温度を１７５℃〜２２０℃に、ダイ温度を１７０℃に設定した。

調製した樹脂発泡体成形材料を上記１段目押出機に供給し、さらに発泡剤として炭酸ガスを１段目押出機の側面に設けられたガス供給弁から押出量に対して３．２質量％の割合で供給した。次に、ガスが溶解した樹脂発泡体成形材料を多孔ダイより押し出すと同時に直径１５．９ｍｍの銅管に被覆することで複合管を得た。銅管を被覆した複合管を多孔ダイ出口に設置された内径３５．９ｍｍのサイジングダイに供給し、複合管の表面を平滑に成形した。表面が平滑になった複合管を、図には示されない第２の押出機に供給し、ポリエチレン樹脂からなる厚さ１ｍｍの未発泡シースを被覆した。最後に、シースを被覆した複合管を２０ｍの長さに切断してからコイル状に巻き取った。このようにして、発泡体肉厚１０ｍｍの複合管を作製した。
こうして得た複合管は、発泡倍率１７．８倍（シース除く）であった。

（実施例２）
多孔ダイの中心側の同心円には１６個の孔が、外表面側の同心円には２２個の孔が配置されたものに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。
（実施例３）
多孔ダイの中心側の同心円には１６個の孔が、外表面側の同心円には１６個の孔が配置されたものに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。
（実施例４）
多孔ダイの中心側の同心円には２０個の孔が、外表面側の同心円には１４個の孔が配置されたものに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。

（実施例５）
多孔ダイの中心側の同心円には１８個の孔が、外表面側の同心円には１２個の孔が配置されたものに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。
（実施例６）
多孔ダイの中心側の同心円には５個の孔が、外表面側の同心円には２０個の孔が配置されたものに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。
（実施例７）
多孔ダイの中心側の同心円には３０個の孔が、外表面側の同心円には２０個の孔が配置されたものに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。

（実施例８）
多孔ダイの中心側の同心円には１４個の孔が、外表面側の同心円には７個の孔が配置されたものに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。
（実施例９）
多孔ダイの中心側の同心円には１４個の孔が、外表面側の同心円には４０個の孔が配置されたものに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。

（実施例１０）
多孔ダイの中心側の同心円には２０個の孔が、外表面側の同心円には１０個の孔が配置されたものに変更し、外表面側の同心円上の孔径を直径φ１．７ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。
（実施例１１）
多孔ダイの中心側の同心円には１０個の孔が、外表面側の同心円には３２個の孔が配置されたものに変更し、中心側の同心円上の孔径を直径φ１．７ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。

（比較例１）
多孔ダイの中心側の同心円には５個の孔が、外表面側の同心円には７個の孔が配置されたものに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。
（比較例２）
多孔ダイの中心側の同心円には３０個の孔が、外表面側の同心円には４０個の孔が配置されたものに変更した以外は、実施例１と同様にして複合管を作製した。

実施例１〜１１および比較例１〜２で得られた複合管の発泡倍率を、ＪＩＳＫ７１１２に従って水中置換法で測定した。これら実施例および比較例の数値と得られた結果を表１、表２に示す。

表１、表２の結果から明らかなように、比較例１は第一層、第二層とも縦横比が２．５を超えており、比較例２は第一層、第二層とも縦横比が０．５を下回っていることから、双方とも発泡倍率５倍を下回った。
これに対し、実施例１〜１１はいずれも発泡倍率が６．６〜１７．８倍と高いものが得られた。特に、実施例１〜７については、縦横比が０．５〜２．５の範囲に入っている発泡体の断面積の割合が４０％を超えており、発泡倍率１０．６〜１７．８倍と高いものが得られた。

図１は本発明の複合管の好ましい一実施態様を示す断面図である。図２は押し出し後の発泡倍率の高い発泡体の断面形状を示す図である。図３は外層の発泡体の厚さが内層より厚く、かつ数が少ない複合管の断面説明図である。図４は外層の発泡体の厚さが内層より薄く、かつ数が多い複合管の断面説明図である。図５は管被覆装置の側面図である。図６は図７の一部拡大断面図である。図７は略扇状形の縦横比を説明する図である。図８は多数個の発泡体を有する複合管を説明するための断面説明図である。図９は図８のような発泡体を押し出すための多孔ダイの一例である。図１０は複合管の態様を示す断面説明図である。

符号の説明

１１管
１２発泡体
１３第一層の発泡体
１４第二層の発泡体
１６第ｉ層の発泡体
１８第Ｎ層の発泡体
３０押出機
３１ホッパー
３２ガス供給口
３３クロスヘッド
３４多孔ダイ
３６サイジングダイ
４１ニップル
４３孔部

Claims

管の外表面に発泡体を被覆した複合管であって、前記発泡体は複数で層を形成しており、かつ、前記複合管の長手方向に垂直な断面において、外表面側の同心円上の発泡体の厚さが、それより中心側の発泡体の厚さ以上であり、かつ、外表面側の同心円上の発泡体の数が、それより中心側同心円上の発泡体の数以下であることを特徴とする複合管。
管の外表面に発泡体を被覆した複合管であって、前記発泡体は複数で層を形成しており、かつ、前記複合管の長手方向に垂直な断面において、外表面側の同心円上の発泡体の厚さが、それより中心側同心円上の発泡体の厚さ以下であり、かつ、外表面側の同心円上の発泡体の数が、それより中心側同心円上の発泡体の数以上であることを特徴とする複合管。
請求項１または２記載の複合管において、
前記発泡体の長手方向に垂直な断面における発泡体の４０％以上の形状が、大小２つの同心円の上の長短の円弧部と、前記同心円の中心から外周方向へ放射状に伸びる２本の直線部とで形成される略扇状形であり、下記式（１）の条件を満たすものであることを特徴とする複合管。
請求項１または２記載の複合管において、
前記発泡体の長手方向に垂直な断面における発泡体の形状が、大小２つの同心円の上の長短の円弧部と、前記同心円の中心から外周方向へ放射状に伸びる２本の直線部とで形成される略扇状形であり、下記式（１）の条件を満たすものであることを特徴とする複合管。
請求項１または２記載の複合管において、
各層を形成する発泡体の数が下記式（２）の条件を満たすことを特徴とする複合管。

（式中、Ｎ及びｉは発泡体層の数を表し、Ｎは２以上の整数を表し、ｉは２以上Ｎ以下の整数を表す。Ｄ_i-1は中心から数えて第（ｉ−１）番目の層上の発泡体の表面同士を結ぶ最遠距離を表す。Ｔ_iは第ｉ番目の層の発泡体の厚さを表す。ｎ_iは第ｉ番目の層の発泡体の数を表す。）
請求項１〜５のいずれか１項記載の複合管において、
前記発泡体が棒状発泡体であり、２つ以上の同心円上の棒状発泡体が層を形成していることを特徴とする複合管。
前記発泡体の発泡倍率が５〜４０倍であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の複合管。
前記発泡体がポリオレフィン系樹脂からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の複合管。
前記発泡体がポリプロピレンからなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の複合管。
前記発泡体における発泡剤が炭酸ガスであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の複合管。
発泡性樹脂組成物を２つ以上の同心円状に配置された２以上の孔を有する多孔ダイから押し出して、押出発泡法により管の外表面に樹脂発泡体を被覆する請求項１〜１０のいずれか１項に記載の複合管を製造する方法であって、前記多孔ダイの孔の数が下記式（２）の条件を満たす発泡体の数と等しいことを特徴とする複合管の製造方法。

（式中、Ｎ及びｉは発泡体層の数を表し、Ｎは２以上の整数を表し、ｉは２以上Ｎ以下の整数を表す。Ｄ_i-1は中心から数えて第（ｉ−１）番目の層上の発泡体の表面同士を結ぶ最遠距離を表す。Ｔ_iは第ｉ番目の層の発泡体の厚さを表す。ｎ_iは第ｉ番目の層の発泡体の数を表す。）
前記発泡体は、２つ以上の同心円上に配置された２以上の孔を有する多孔ダイから押し出された発泡体が互いに融着または接着して層を形成することを特徴とする請求項１１記載の複合管の製造方法。
前記多孔ダイの外表面側の同心円上の孔の径が、中心側同心円上の孔の径よりも大きいことを特徴とする請求項１１または１２記載の複合管の製造方法。
前記多孔ダイの外表面側の同心円上の孔の径が、中心側同心円上の孔の径よりも小さいことを特徴とする請求項１１または１２記載の複合管の製造方法。