JP2009298088A - 管継ぎ手の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸水膨張性不織布を使用した管継手をインサート成形により製造する際に、中子に捲回した吸水膨張性不織布がバリになって管継手外周面に露出するという成形不良の発生を防止する。
【解決手段】 吸水膨張性不織布を管継ぎ手本体部の内周面に備え、管継手本体部の外周に管継手軸方向に延在するリブを有する合成樹脂製管継ぎ手の製造方法において、射出成形型の中子に吸水膨張性不織布を捲回設置する第１工程、中子と、分割可能なキャビティ型によって、管継ぎ手本体部を形成する本体形成部と、リブを形成するリブ形成部とからなるキャビティを形成する第２工程、キャビティに樹脂を射出する第３工程により管継手を製造するとともに、キャビティ金型の分割面に隣接するようにリブ形成部を設けておく。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば地中に埋設される光ケーブル等の保護管や橋梁等に使用されるケーブル保護シース管同士を接続するのに使用される管継ぎ手、特に吸水膨張性を有する不織布素材を一体化した管継ぎ手を製造する方法に関する。

このような吸水膨張性の素材を管継ぎ手の内周面に配置・一体化した管継手について、特許文献１に開示されたようなものが知られている。特許文献１には、接続する管の外表面の螺旋状の凹凸に螺合し、継ぎ手内周面が吸水膨張性不織布で外周面側が合成樹脂であるような積層構造に成形一体化された管継ぎ手が開示されている。このような管継ぎ手は、接続する管の端部に管継ぎ手をねじ込むだけで、管との接続が完了すると共に、内面に設けられた吸水膨張性不織布の作用により、接続部に水が来た際には、吸水膨張性不織布が膨張して接続部の隙間を封止して接続部の止水性を発揮するものである。

また、特許文献２には、特許文献１に記載されたような管継ぎ手の製造方法に関して、吸水膨張性不織布を中子となる固定型に巻きつけた後に不織布の予備成形を行い、しかる後に固定型ごと射出成形型に設置して樹脂の射出を行うインサート成形を行って管継ぎ手を製造する方法が開示されている。
実公平７−５２４６７号公報 特開２００６−２６８９９号公報

しかしながら、上記管継ぎ手の製造方法においては、以下のような不具合を生ずる事があった。即ち、特許文献１に記載されたような管継手を射出成形によりインサート成形しようとすると、成形型の中子に吸水膨張性不織布を巻きつけた状態で、キャビティ型の型締めを行うことになるが、型締めの際に、キャビティ型の端部で吸水膨張性不織布の表面を引っ掛けて、キャビティ型に吸水膨張性不織布が挟み込まれてバリ状になるという、インサート成形上の不具合が発生するおそれがあった。かかる問題については、特許文献２にも記載がある。

吸水膨張性不織布が挟み込まれてバリ状になると、その後樹脂を射出して管継手本体を成形しても、バリ状の部分が管継手外面に露出するという成形不良を生ずるおそれがある。そのような成形不良が生ずると、止水性の信頼性が低下するおそれがあるほか、吸水膨張性不織布が管継手表面に露出した部分で、管継手本体の強度が不足するおそれもある。従って、吸水膨張性不織布の管継手表面への露出を防止できる技術が求められていた。

管継手に吸水膨張性不織布を使用する際には、十分な止水性を確保するためには、吸水膨張性不織布の厚さを十分に確保する必要があり、時には、圧縮されない状態での吸水膨張性不織布の厚さが成形型のキャビティの厚さを超える場合もあるため、上記問題は、吸水膨張性不織布付き管継手を製造する上で、その改善が強く望まれていた。

特許文献２には、そのような問題を解決する方法として、吸水膨張性不織布を中子とともに予備成形して、その後インサート成形に供する技術が開示されているが、この方法においても、厚みの仕様によっては、キャビティ型の型締め時にはバリが発生するおそれがある。また、特許文献２に記載の製造方法は、バリが発生してしまった際の解決手段を提供するものではなく、しかも、射出成形工程とは別の工程によって、吸水膨張性不織布を中子と一体に予備成形するという煩雑な工程を必要とする技術である。

したがって、本発明は、吸水膨張性不織布を使用した管継手をインサート成形により製造する際に、中子に捲回した吸水膨張性不織布がバリになって管継手外周面に露出するという成形不良の発生を防止することを目的とする。

発明者は、鋭意検討の結果、キャビティ型の分割面（パーティング面）に隣接して、管継手本体外周から立設されるリブを形成するリブ形成部を設けるようにすると、上記課題を解決できることを知見し、本発明を完成させた。

本発明は、吸水膨張性不織布を管継ぎ手本体部の内周面に備え、管継手本体部の外周に管継手軸方向に延在するリブを有する合成樹脂製管継ぎ手の製造方法であって、射出成形型の中子に吸水膨張性不織布を捲回設置する第１工程、中子と、分割可能なキャビティ型によって、管継ぎ手本体部を形成する本体形成部と、リブを形成するリブ形成部とからなるキャビティを形成する第２工程、キャビティに樹脂を射出する第３工程を備えるとともに、キャビティ金型の分割面に隣接するようにリブ形成部が設けられていることを特徴とする管継ぎ手の製造方法である。

本発明において、更に、樹脂を射出する第３工程において、それぞれのキャビティ型のリブ形成部とリブ形成部の中央に設けられたゲートから、同時に樹脂を射出するようにしても良い（請求項２）。

本発明によれば、キャビティ金型の分割面に隣接してリブ形成部が設けられているので、中子に捲回設置した吸水膨張性不織布がキャビティ形成工程でキャビティ金型分割面に挟まれて、バリ状になってしまうことが予防される。従って、吸水膨張性不織布がバリ状となって管継手外表面に露出するような成形不良が発生することを予防できる。

さらに、本発明の好ましい様態として、樹脂を射出する第３工程において、それぞれのキャビティ型のリブ形成部とリブ形成部の中央に設けられたゲートから、同時に樹脂を射出する場合には（請求項２）、より確実に、吸水膨張性不織布の管継手外面への露出を予防できる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を説明する。図１には本発明の製造方法により製造される管継ぎ手１を示す。略円筒状に形成される管継ぎ手１は、管継ぎ手本体部１１とその外周部に立設されたリブ１２とからなり、リブ１２、１２は、管継ぎ手の全長にわたって軸方向に延在するように、管継ぎ手本体部１１の外周面から放射状に立ち上がるように設けられている。図１には、２本のリブ１２，１２が管継ぎ手本体部１１の外周に配置されている例を示したが、リブ１２は３本、あるいはそれ以上設けても良い。

管継ぎ手本体部１１は、その内周側が吸水膨張性不織布層（以下単に「不織布層」ともいう）１４で、その外周側が樹脂層１３である積層構造となっており、不織布層の内周面は接続すべき管の外周面と螺合可能なように螺旋状の凹凸形状に形成され、樹脂層１３は概ね不織布層１４に沿うように略均一な厚さで螺旋状の凹凸形状に形成されている。そしてリブ１２、１２は樹脂層１３と一体に形成されている。

不織布層１４に使用される吸水膨張性不織布とは、不織布素材に吸水膨張性樹脂を担持させた不織布である。吸水膨張性樹脂の担持の形態は、粉末状、繊維状、含浸、コーティングなどの形態とすることができる。吸水膨張性樹脂とは、水分を吸収して膨張する性質を有する樹脂であり、ポリアクリル酸ナトリウム塩を主成分とした樹脂やアルケン（アルキレン）オキサイド変性物を主成分として含む樹脂を例示することができる。特に後者は、海水などのイオン濃度が比較的高い水分に対しても吸水膨張性を発揮するので、塩分の多い使用環境においては後者を使用することが好ましい。
市販されている吸水膨張性樹脂としては、例えば、ランシール（登録商標 東洋紡績株式会社製品）などの繊維状製品が例示できる。アルケン（アルキレン）オキサイド変性物系の吸水膨張性樹脂としては、アクアコーク（登録商標 住友精化株式会社製品）が例示できる。

不織布層の基材となる繊維はとくに限定されるものではないが、特に合成樹脂繊維であることが好ましく、ポリエステル繊維やナイロン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、アクリル繊維、ポリプロピレン繊維などの合成樹脂繊維が使用できる。基材繊維は、ポリプロピレン繊維やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維のような親水性に乏しい繊維でもよいが、アクリル繊維、ナイロン繊維のような親水性の繊維であることが望ましい。

樹脂層１３及びリブ１２、１２は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂によって、射出成形により一体に形成される。射出成形の際の樹脂の粘度が低すぎると吸水膨張性不織布の隙間に射出した溶融樹脂が侵入してしまい、吸水膨張性不織布の働きが阻害されるので、熱可塑性樹脂を使用するのであれば、ＭＦＲ３（ｇ／１０ｍｉｎ）〜３０ｇ／１０ｍｉｎ）、より好ましくはＭＦＲ５（ｇ／１０ｍｉｎ）〜１５ｇ／１０ｍｉｎ）程度の樹脂を使用するのが好ましい。使用する合成樹脂材料は、例示した樹脂や熱可塑性エラストマーといった熱可塑性樹脂に限定されるものではなく、射出成形可能な樹脂であれば、ゴムや熱硬化性樹脂であっても良い。

図２には、管継ぎ手１を使用した管の接続構造を示す。外周面に螺旋状の凹凸を有する管５，５を、管継ぎ手本体部１１の不織布層１４の内周面に沿うように螺合させながら、管継ぎ手１あるいは管５，５を回転させて互いに挿入することにより、管５，５が接続される。接続部に水が浸入しようとしても、不織布層１４の吸水膨張性樹脂が膨潤して接続部の隙間をふさいで、止水する。なお、図２において、リブ１２はその表記を省略している。

以下、本発明の管継ぎ手製造方法を説明する。本発明の管継ぎ手製造方法は、射出成形型の中子に吸水膨張性不織布を捲回設置する第１の工程と、射出成形型を型閉じして、樹脂を射出するキャビティを形成する第２の工程と、キャビティに溶融した樹脂を射出する第３の工程を備えるものである。

図３は吸水膨張性不織布を捲回設置する第１の工程を示す図である。樹脂を射出するキャビティを構成する金型は、下型２１、管継ぎ手本体部１１の内周面形状に対応した形状を有する中子（芯型ともいう）２２、管継ぎ手本体部１１の外周面形状およびリブ１２、１２に対応した形状を有するスライド型２３，２３、上型２４により構成される。図３には型開きした状態を示す。図４に示すように、スライド型２３、２３は、管継ぎ手本体部１１の外周面形状を形成するように２分割して設けられると共に、キャビティに樹脂を注入するピンゲート４、４はスライド型２３、２３に設けられている。なお、図３などにおける金型構造は模式図として示しており、特に図４においては、中子やスライド型の螺旋状凹凸部分はその正確な断面ではなく、螺旋状でない形状の断面として簡略化して描いている。また、キャビティ型２３、２３が型締め時に互いに当接する分割面（パーティング面）２３１、２３１の管継手本体側には、リブ１２を形成するためのリブ形成面２３２、２３２が設けられている。

第１の工程においては、所定の寸法・形状にカットされた吸水膨張性不織布を中子２２の周囲に捲回し、不織布層１４とする。短冊状にカットされた吸水膨張性不織布の端部を、あらかじめ縫合あるいは接着して円筒状に加工しておき、不織布の伸縮性を利用ながら中子２２にかぶせるように設置することが好ましい。

不織布の端部は必ずしも接着・縫合する必要はなく、単に巻き重ねるだけでも良い。また、本実施の形態では、中子２２が下型２１に対して脱着可能である形態を示した。中子２２を脱着可能として、多数の中子を用意すれば、中子への不織布の捲回をあらかじめ行っておくことができるので、射出成形工程の成形サイクルを高め、生産性を高めることができる。一方、中子２２は下型２１と一体に設けられたものであっても良い。

中子２２に吸水膨張性不織布を捲回した後に、中子２２の凹凸形状に沿うように、吸水膨張性不織布をなじませて不織布層１４を中子２２に密着させることが好ましい。なじませる作業は手によって行っても良いし、型やローラやへらなどにより行っても良い。好ましくは、吸水膨張不織布を加熱しながらなじませるよう加熱プレスしたり、あらかじめ加熱しておいた吸水膨張性不織布を中子に撒きつけてなじませたりすれば、中子への密着性が良くなると共に、不織布表面の密度が高くなって、キャビティ型の型締め時に不織布が挟まれるバリが発生しにくくなる。

図４、図５によって、樹脂を射出するキャビティを形成する第２の工程を説明する。図４は図３の金型構造のＸ−Ｘ断面図であるが、図３において型開き時に側方に開いていたスライド型２３、２３は、型閉じの動作において、図４に矢印で示すように、中子２２の側にスライドして管継ぎ手本体部１１の外周面およびリブ１２に対応する形状を形成する。また、上型２４が、その下端面（２４２）が中子２２及びスライド型２３の上端面と当接するように下降して、キャビティ３を形成し、型閉じを完了する。

図５にその断面を示すように、完成したキャビティ３は、管継ぎ手本体部１１を形成する本体形成部３１と、リブ１２、１２を形成するリブ形成部３２、３２とからなる。吸水膨張性不織布を捲回した中子２２は、本体形成部３１の内周側に位置し、中子２２の周囲に、不織布層１４が、更にその周囲に射出された樹脂が充填されるべき本体形成部３１が位置するようになる。また、リブ形成部３２は、スライド型２３，２３によって形成され、リブ形成部の厚さｔは、好ましくは吸水膨張性不織布の厚さよりも厚くなるように設けられ、スライド型２３、２３の型締めの際に、吸水膨張性不織布が型の端面に引張られることがあっても、型に挟み込まれて圧縮されずに不織布が柔軟な状態を保つように、リブ形成部３２の厚さｔが設定されている。

キャビティに射出する樹脂を供給するピンゲート４、４は、リブ形成部３２、３２の中間に、すなわち、管継手の周方向において、隣り合うリブ形成部３２、３２と管継手中心軸を結ぶ線が互いになす角度（本実施形態では１８０度）を２等分するような線上に位置するようにスライド型２３、２３に設けられている。本実施形態に示すように、それぞれのスライド型において、リブ形成部の中間となるようにそれぞれゲートを設けることが好ましい。

図６には、キャビティに溶融した樹脂を射出する第３の工程を示す。ピンゲート４、４から溶融した樹脂が同時に射出され、射出された樹脂は、図６に矢印で示したように、本体形成部３１およびリブ形成部３２を満たし、冷却固化して樹脂層１３およびリブ１２となり、内面に吸水膨張性不織布が一体化された管継ぎ手１が完成される。樹脂射出の際、それぞれのゲートから本体形成部３１に射出された樹脂は、当該部分を満たすと共に、（図の上下に向かって）分流して流れ、リブ形成部３２にほぼ同時に流れ込む。従って、リブ形成部３２の両側に存在するゲートから供給される樹脂が、吸水膨張性不織布１４をリブ１２の内部に包み込むようにしながら、リブ形成部３２を満たす。

本発明においては、スライド型２３，２３の分割面２３１に隣接してリブ形成部３２が設けられているので、スライド型によって吸水膨張性不織布がバリ状に圧縮されて管継手外面に露出してしまうことが防止できる。すなわち、本発明の成形方法によれば、スライド型２３、２３の端部に吸水膨張性不織布が引っかけられることがあろうとも、分割面に隣接して設けられたリブ形成部３２の存在により、吸水膨張性不織布がバリ状に固く圧縮されてしまうことが防止できる。従って、リブ形成部３２内に存在する吸水膨張性不織布は比較的やわらかい状態を維持しており、本体形成部３１から流れ込んでくる溶融樹脂によって、比較的たやすく包み込まれ、管継手外表面に露出しなくなる。

よって、本発明によれば、スライド型の分割面付近において、管継手の外面に吸水膨張性不織布が露出することを未然に防止できる。

また、上述したように、ゲート４，４をそれぞれのスライド型２３，２３に、互いに隣り合うリブ形成部３２，３２の略中央となる位置に設けるとともに、それぞれのゲートに対して樹脂を同時に射出するようにすれば、リブ形成部３２には、それぞれのゲート４，４からの溶融樹脂がほぼ同時に流れ込むようになるので、吸水膨張性不織布がリブ１２の一方側に偏ってしまうことが防止でき、吸水膨張性不織布が表面に露出してしまうことをより確実に防止できる。

樹脂の射出が完了し、冷却固化（ゴムや熱硬化性樹脂の場合は、加硫・架橋）した後に、図７に示すように型開きして、管継ぎ手１を取り出す。中子２２と管継ぎ手１の取り外しは互いに相対回転させることによって行い、図示したように中子２２を下型２１から取り外した状態で行うこともできる。
以上の工程により、管継ぎ手１を製造することができる。

図８、図９には本発明の他の実施形態を示し、図８は、他の管継手の例を示す外観図で、図９は管継手の製造工程において、型締めしてキャビティを形成した状態を示す図である。以下の説明においては、既に説明した実施形態と同じである部分についてはその詳細な説明を省略し、相違する点を中心に説明する。図８に示した管継手１’においては、リブ１２が略等間隔で３本設けられている点を除けば、他は図１に示した管継手１と同様である。

本実施形態における金型構造を説明すると、スライド型２３、２３は、管継手の中心軸周りに略均等に３分割されて構成されている。また、それぞれのスライド型２３、２３には、分割面２３１の略中央に位置するピンゲート４，４が設けられている。また、本実施形態においても、スライド型分割面２３１に隣接するようにリブ形成部３２、３２が設けられている。

本実施形態においても、スライド型を２分割した第１の実施形態と同じく、管継ぎ手外周に吸水膨張性不織布が露出してしまうことを防止することができる。さらに４分割以上であっても、本発明が適用できることはいうまでもない。

分割面２３１とリブ形成部３２との関係は、リブ形成部３２の厚み方向の略中央に分割面２３１が位置するようにすることが好ましいが、これに限定されるものではなく、図９に示したように、リブ形成部３２の片側に偏った位置に分割面２３１が位置するようにしても良く、吸水膨張性不織布の露出が防止できる範囲内で、適宜調整すればよい。

また、上記実施形態においては、管継手１の全長にわたってリブ１２、１２が設けられている例を示したが、本発明の実施はこれら形態に限定されるものではなく、管継手内面に吸水膨張性不織布が設けられた領域において、これらリブ１２、１２が設けられていれば良い。

また、上記実施形態では、ゲートをそれぞれのスライド型のリブ形成部３２，３２の略中央に設けて、各ゲートから同時に樹脂を射出する実施形態について説明したが、かならずしもそのようにする必要はなく、吸水膨張性不織布の露出が防止できる範囲内であれば、ゲートを中央部以外の位置に設けても良いし、ゲートを有しないスライド型を設けるようにしても良い。

また、上記実施形態においては、管継手１の両側が螺旋管５を接続するように形成された実施形態について説明したが、本発明は、そのような形態に限定されるものではない。螺旋管５ではなく、平滑な円筒状のパイプを接続する管継手であってもよいし、両側に管を接続するのではなく、管継手部材の一方側にのみ管を接続するような管継手部材であってもよい。要するに、管と管継手が接続される部位に吸水膨張性不織布を一体にインサート成形する構造であれば、本発明は広く応用できる。

本発明によれば、吸水膨張性不織布をインサート成形して管継手を製造する方法において、吸水膨張性不織布が管継手外面に露出することを未然に防止することができ、止水性能の信頼性や強度の高い管継ぎ手が歩留まり良く製造できる。

本発明の製造方法により製造される管継ぎ手の部分断面図 管継ぎ手による管の接続構造を示す図 本発明の管継ぎ手製造方法の不織布捲回設置工程を示す図 本発明の管継ぎ手製造方法のキャビティ形成工程を示す図 本発明の管継ぎ手製造方法のキャビティ形成工程を示す図 本発明の管継ぎ手製造方法の樹脂射出工程を示す図 本発明の管継ぎ手製造方法の成形品取り出し工程を示す図 本発明の他の管継手の実施形態を示す図 本発明の第２実施形態の金型構造を示す図

符号の説明

１ 管継ぎ手
１１ 管継ぎ手本体部
１２ リブ
１３ 樹脂層
１４ 不織布層
２ 金型
２１ 下型
２２ 中子
２３ スライド型
２４ 上型
３ キャビティ
３１ 本体形成部
３２ リブ形成部
４ ゲート
５ 管

Claims (2)

1. 吸水膨張性不織布を管継ぎ手本体部の内周面に備え、管継手本体部の外周に管継手軸方向に延在するリブを有する合成樹脂製管継ぎ手の製造方法であって、
   射出成形型の中子に吸水膨張性不織布を捲回設置する第１工程、
   中子と、分割可能なキャビティ型によって、管継ぎ手本体部を形成する本体形成部と、リブを形成するリブ形成部とからなるキャビティを形成する第２工程、
   キャビティに樹脂を射出する第３工程を備えるとともに、
   キャビティ金型の分割面に隣接するようにリブ形成部が設けられていることを特徴とする管継ぎ手の製造方法。
2. 樹脂を射出する第３工程において、それぞれのキャビティ型のリブ形成部とリブ形成部の中央に設けられたゲートから、同時に樹脂を射出することを特徴とする請求項１に記載の管継ぎ手の製造方法。

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