JP2007285347A5

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Publication number: JP2007285347A5
Application number: JP2006110886A
Authority: JP
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2009-03-12

Description

複合管の製造方法および複合管の成形装置

この発明は、排水管などの使用される複合管の製造方法および複合管の成形装置に関するものである。

従来より、周方向に特性の異なる異方性を有する複合管としては、例えば、特許文献１に示されるように、内周面がほぼ平滑な軟質材料製の内層と、内層の外周面に横断面Ｓ字状の帯状体がその端縁同士を連結して螺旋状に巻回された硬質材料製の外層とから構成され、外層の、帯状体によって形成された凹凸部に、該凹凸部に嵌合可能な突起部を有する屈曲規制片を嵌合させた可撓管が提案されている。
特許第３１３２８００号公報

しかしながら、前述した可撓管においては、屈曲規制片を取り付けることにより、屈曲規制片を取り付けた部分の強度を高めて、管の周方向に異方性を持たせることから、特殊な継手が必要になる他、接続作業などの施工に際しては、これまでの管の施工とは異なる工夫が必要になり、作業性が低下するとともに、コストがかさむものとなる。また、異方性を持たせるためには、２次加工が必要であり、成形コストも大きくなるという欠点があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、周方向に異方性を有し、通常の管と同様に取り扱うことのできる複合管を実現するための製造方法およびその成形装置を提供するものである。

本発明の複合管の製造方法は、周方向に特性の異なる２種類以上の熱可塑性樹脂からなる複数個の円弧部によって管状に形成された複合管の製造方法であって、それぞれの円弧部に対応する熱可塑性樹脂をそれぞれ押し出すとともに、押し出された各樹脂を対応する円弧部に位置するように合流させた後、合流させた樹脂を管状に押し出し、冷却して引き取ることを特徴とするものである。

本発明によれば、特性の異なる樹脂の融着性が良好で、周方向に特性の異なる樹脂による円弧部が形成されて周方向に異方性を有する複合管を製造することができる。

本発明の複合管の成形装置は、周方向に特性の異なる２種類以上の熱可塑性樹脂からなる複数個の円弧部によって管状に形成された複合管の成形装置であって、それぞれの円弧部に対応する熱可塑性樹脂をそれぞれ押し出す押出機と、各押出機から押し出された樹脂を対応する円弧部に位置するように合流させる合流ブロックと、合流ブロックで合流させた樹脂を管状に押し出す金型と、金型から管状に押し出された樹脂を冷却する冷却水槽と、冷却された複合管を引き取る引取機とから構成されることを特徴とするものである。

本発明によれば、特性の異なる樹脂の融着性が良好で、周方向に特性の異なる樹脂による円弧部が形成されて周方向に異方性を有する複合管を成形することができる。

ここで、異方性としては、弾性率、線膨張率、比熱、熱伝導率などを挙げることができる。

また、複合管の使用目的に応じて、樹脂の種類、グレード、数、比率を選定すればよい。

本発明によれば、周方向に異方性を有するものの、通常の管と同様に取り扱うことができる複合管を製造できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明の製造方法で製造された複合管１の一実施形態が示されている。

この複合管１は、ほぼ１８０度離れた対向する位置に一定角度範囲にわたって形成された熱可塑性樹脂Ａからなる円弧部２と、対向する円弧部２の間に位置して形成され、熱可塑性樹脂Ａとは異なる熱可塑性樹脂Ｂからなる円弧部３によって管状に形成されたものである。

このような複合管１によれば、外観上は均一な断面円形状を保ったまま周方向に樹脂の相違による異方性を付与することができる。しかも、施工に際しては、これまでの通常の管に使用した継手などを使用することができるとともに、取り扱いも通常の管と同一であり、余分なコストアップは発生することがない。

具体的には、図１に示した複合管１は、熱可塑性樹脂Ａが引張弾性率が８００ＭＰａのポリエチレンであり、熱可塑性樹脂が引張弾性率が３００ＭＰａのポリエチレンであって、熱可塑性樹脂Ａと熱可塑性樹脂Ｂとの体積比率を２：８に設定して、外径２７ｍｍ、肉厚２．４ｍｍに成形したものである。

このように構成された複合管１について、上下方向と、それに直交する方向にそれぞれ曲率半径５００ｍｍの強制的な曲げ半径を与えて構造解析を行なった。この曲げ半径に要した力は、上下方向が１３３Ｎであり、横方向が１２４Ｎであった。この結果、複合管１は、横方向には曲がりやすく、上下方向には横方向に比較して曲がりにくい性状を有している。

このような複合管１を成形するための成形装置１０を図３に示す。この成形装置１０は、樹脂Ａの押出機１１と、樹脂Ｂの押出機１２と、押出機１１から押し出された樹脂Ａおよび押出機１２から押し出された樹脂Ｂとの合流ブロック１３と、合流ブロック１３にて合流された樹脂を押し出す金型１４と、金型１４から押し出された樹脂を冷却する冷却水槽１５と、冷却された複合管１を引き取る引取機１６と、から構成されている。

ここで、押出機１１，１２、金型１４、冷却水槽１５および引取機１６は、通常の管の成形に使用されるものと同様であり、その説明を省略し、合流ブロック１３についてのみ説明する。

合流ブロック１３は、図４および図５に示すように、押出機１１を接続する合流ブロック本体１３１と、合流ブロック本体１３１および押出機１２を接続する接続ブロック１３２と、合流ブロック本体１３１および金型１４を接続する接続ブロック１３３とから構成されている。そして、合流ブロック本体１３１は、図６および図７に示すように、左右のブロック本体１３１Ａ，１３１Ｂを接合して形成され、その接合面である中心軸線を含む垂直面に関して左右対称に形成されている。また、各ブロック本体１３１Ａ，１３１Ｂは、その接合面近傍に位置して垂直方向に延びる隔壁１３１１が前後にわたって形成されており、隔壁１３１１の外面側（接合面から離隔する側の面）に縦断面略半円状の樹脂流路１３１ｘが接続ブロック１３２の流路１３２ａに連通されている。さらに、隔壁１３１１の内面側（接合面に接近する側の面）には、堰１３１ｓを有するとともに、中心から離れるにしたがって徐々に幅広となる樹脂流路１３１ｙが前述した樹脂流路１３１ｘの内径に相当する高さにわたって形成されている。このため、各ブロック本体１３１Ａ，１３１Ｂを接合して合流ブロック本体１３１を形成するとき、左右の隔壁１３１１の内方に２本の樹脂流路１３１ｙからなる縦長の樹脂流路が形成される。これらの樹脂流路１３１ｘ，１３１ｙは、接続ブロック１３３の流路１３３ａに連通されている。

したがって、押出機１１，１２を駆動し、押出機１１から樹脂Ａを押し出せば、樹脂Ａは、合流ブロック本体１３１の樹脂流路１３１ｙに流入し、堰１３１ｓによって流速が調整されて、その先端開口から接続ブロック１３３の樹脂流路１３３ａに押し出される。一方、押出機１２から押し出された樹脂Ｂは、接続ブロック１３２の樹脂流路１３２ａを経て合流ブロック１３１の樹脂流路１３１ｘ，１３１ｘに分流され、それらの先端開口から接続ブロック１３３の樹脂流路１３３ａに押し出される。

この結果、樹脂Ａおよび樹脂Ｂは、図８に示すように、接続ブロック１３３の樹脂流路１３３ａ内で合流される。この際、樹脂流路１３１ｙが中心から離れるにしたがって幅広に形成されていることにより、接続ブロック１３３の樹脂流路１３３ａの内周縁に向かうにしたがって樹脂Ａの量が多くなっている。

このような成形装置１０によって複合管１を成形することにより、金型１４に流入する前の高い圧力で合流ブロック１３にて合流させるため、樹脂の融着性が良好となる。また、複合管１の構成を変更するときは、合流ブロック１３を変更することで対応することができる。

以上のように本発明によれば、周方向に異方性を有するとともに、通常の管と同様に取り扱うことができる複合管を得ることができることから、使用目的に対応した性質を有する管を提供することができる。

本発明の製造方法によって製造された複合管の一実施形態を示す斜視図である。図１の複合管の正面図である。図１の複合管を成形する成形装置の概略図である。成形装置を構成する合流ブロックを示す斜視図である。図４の合流ブロックの分解斜視図である。図４の合流ブロックの合流ブロック本体を示す斜視図である。図６の合流ブロック本体の中心線を含む水平面で切断した横断面図である。成形装置の合流ブロックにおける樹脂Ａと樹脂Ｂとの合流状態を示す説明図である。

１複合管
２樹脂Ａによる円弧部
３樹脂Ｂによる円弧部
１３合流ブロック
１３１合流ブロック本体

Claims

周方向に特性の異なる２種類以上の熱可塑性樹脂からなる複数個の円弧部によって管状に形成された複合管の製造方法であって、それぞれの円弧部に対応する熱可塑性樹脂をそれぞれ押し出すとともに、押し出された各樹脂を対応する円弧部に位置するように合流させた後、合流させた樹脂を管状に押し出し、冷却して引き取ることを特徴とする複合管の製造方法。
周方向に特性の異なる２種類以上の熱可塑性樹脂からなる複数個の円弧部によって管状に形成された複合管の成形装置であって、それぞれの円弧部に対応する熱可塑性樹脂をそれぞれ押し出す押出機と、各押出機から押し出された樹脂を対応する円弧部に位置するように合流させる合流ブロックと、合流ブロックで合流させた樹脂を管状に押し出す金型と、金型から管状に押し出された樹脂を冷却する冷却水槽と、冷却された複合管を引き取る引取機とから構成されることを特徴とする複合管の成形装置。