JP2018105405A - 複合管 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂材料で構成される管状の管体12と、管状とされて管体12の外周を覆い、径方向外側へ凸となる環状の山部22と、径方向外側が凹となる環状の谷部24とが、管体12の軸方向Sに交互に形成されて蛇腹状とされ、管体12の外周にガイドされつつ軸方向Sに短縮可能な、樹脂材料で構成される被覆層と、管体12と被覆層との間に配置され、谷部24と管体12との間に挟持され、密度が12kg/m3以上22kg/m3以下であり、ヒステリシスロスが42%以上である多孔質ウレタン層14と、を有する複合管。
【選択図】図3
Description
しかし、多孔質ウレタン層が管体に密着していると、この露出させる作業が難しく、被覆層をずらすときに多孔質ウレタン層が追従せず、管体の外表面に置き去りになり、管体が十分に露出できないことがある。
しかし、多孔質ウレタン層の外周上に塗布された前記溶融物に対し、多孔質ウレタン層から径方向外側に向かって押し返されるように力が加わるため、二対の金型の内面内に溶融物が収まり切らず、本来溶融物が進入しないはずの二対の金型の接触部にまで溶融物が押し出されることがある。その結果、固化された被覆層の外側にバリが生じることがある。被覆層が外側にバリを有すると、管体端部を露出させる為にずらそうとする動作の障害となり、被覆層自体を短縮させることが難しくなる。また、外側に発生したバリを除去する工程を設けることも考えられるが、この除去工程により複合管の製造が煩雑となる。
なお、本明細書において、「主成分」とは、特に断りがない限り、混合物中における質量基準の含有量が最も多い成分をいう。
本発明に係る複合管は、管状の管体と、管状とされて管体の外周を覆う被覆層と、管体と被覆層との間に配置される多孔質ウレタン層と、を有する。
管体は、樹脂材料で構成される。
被覆層は、樹脂材料で構成される。また、その形状は、径方向外側へ凸となる環状の山部と、径方向外側が凹となる環状の谷部とが、管体の軸方向に交互に形成されて蛇腹状とされ、管体の外周にガイドされつつ軸方向に短縮可能とされる。
多孔質ウレタン層は、前記谷部と管体との間に挟持されるよう配置される。
そして、多孔質ウレタン層は、密度が12kg/m3以上22kg/m3以下であり、ヒステリシスロスが42%以上である。
複合管では、内部の管体の端部に継手などを接続するときに、被覆層の端部を短縮させてずらし、管体端部を露出させることが求められる。しかし、被覆層をずらすときに多孔質ウレタン層が追従せず、管体の外表面に置き去りになって、管体が十分に露出できないことがある。
これに対し本発明では、多孔質ウレタン層の密度が22kg/m3以下である。
これにより、多孔質ウレタン層が適度な柔軟性を有し、被覆層の端部を短縮変形させて管体の端部を露出させる際に、多孔質ウレタン層が被覆層の動作に対して良好に追従し、管体の外表面へ置き去りとなることが抑制される。その結果、管体の端部の露出を容易に行うことができる。
複合管を作製する際、例えば、管体の外周上に多孔質ウレタン層を構成するシートを巻き付けた状態で、さらに被覆層形成用の樹脂組成物の溶融物を塗布し、この溶融物の外周面に対して、半円弧状の内面を有しかつこの内面が蛇腹の形状を有する二対の金型を二方向から接近させて接触させ、固化させることで蛇腹状に形成する方法が考えられる。しかし、塗布された溶融物には多孔質ウレタン層から径方向外側に向かって押し返されるように力が加わるため、二対の金型の接触部に溶融物が押し出されて、被覆層の外側にバリが生じることがある。
これに対し本発明では、多孔質ウレタン層のヒステリシスロスが42%以上である。
これにより、多孔質ウレタン層のヘタリ性が適度な範囲に調整され、被覆層形成用の樹脂組成物の溶融物が多孔質ウレタン層から径方向外側に向かって押し返されて、二対の金型の接触部に押し出されることが抑制され、被覆層の径方向外側におけるバリが抑制される。そのため、管体端部を露出させる為に被覆層を短縮させてずらそうとする動作に対し、バリが障害となることが抑制され、被覆層の短縮の動作が容易に行える。また、被覆層の径方向外側に発生したバリを除去する工程が省略され、複合管の製造が煩雑となることが抑制される。
管体12は、管状とされ、樹脂材料で構成される樹脂管である。
樹脂材料における樹脂には、例えばポリブテン、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン、塩化ビニル等が用いられ、樹脂は1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。中でも、ポリブテンが好適に用いられ、ポリブテンを主成分として含むことが好ましく、例えば管体を構成する樹脂材料中において85質量%以上含む態様とすることができる。
また、管体を構成する樹脂材料には、他の添加剤を含有してもよい。
被覆層20は、管状とされ、管体12及び多孔質ウレタン層14の外周を覆っている。多孔質ウレタン層14は、管体12と被覆層20の間に配置されている。
被覆層は、樹脂材料で構成される。被覆層を構成する樹脂材料における樹脂には、ポリブテン、ポリエチレン、ポリプロピレン、及び架橋ポリエチレン等のポリオレフィン、塩化ビニル等が用いられ、樹脂は1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。中でも、低密度ポリエチレンが好適に用いられ、低密度ポリエチレンを主成分として含むことが好ましく、例えば被覆層を構成する樹脂材料中において80質量%以上含むことがより好ましく、90質量%以上含むことがさらに好ましい。
また、使用する樹脂のMFR(Melt Flaw Rate)は、0.4以上であることが好ましい。MFRを0.4以上にすることにより、多孔質ウレタン層14の多孔質構造に被覆層20の樹脂が入り込みやすくなり、後述する多孔質ウレタン層14と被覆層20の谷部24との接着度を高めることができる。
なお、被覆層を構成する樹脂材料には、他の添加剤を含有してもよい。
多孔質ウレタン層14は、ポリウレタンを主成分として含む層である。例えば、多孔質ウレタン層の構成成分中において80質量%以上含むことが好ましく、90質量%以上含むことがより好ましい。なお、多孔質ウレタン層には、他の添加剤を含有してもよい。
多孔質ウレタン層における孔の存在比率(例えば発泡体の場合であれば発泡率)は、25個/25mm以上45個/25mm以下であることが好ましい。なお、上記孔の存在比率は、JIS−K6400−1(2012年)の付属書1に記載の方法により測定することができる。
圧縮挟持部14Aでは、圧縮により、多孔質ウレタン層14は、自然状態の厚みより薄くなっている。多孔質ウレタン層14の隣り合う圧縮挟持部14A同士の間には、凸部14Bが形成されている。凸部14Bは、圧縮挟持部14Aよりも大径とされ、山空間23内へ突出されている。なお、山空間23内において、凸部14Bの頂部(最も径方向外側部分)と外側壁22Aとは離間していることが好ましい。多孔質ウレタン層14が内側壁24Aと管体12とで圧縮されている場合、圧縮挟持部14Aと凸部14Bとが軸方向Sに交互に連続して形成され、多孔質ウレタン層14の外周面が波状となっている。
なお、多孔質ウレタン層14の自然状態での厚さは、内側壁24Aと管体12とで圧縮された圧縮挟持部14Aの形成のし易さの観点から、1.5mm以上4.0mm以下の範囲が好ましく、2.0mm以上3.0mm以下がより好ましい。なお、多孔質ウレタン層14の自然状態での厚さは、複合管10から多孔質ウレタン層14を取り出して、任意の箇所10箇所を測定して得られた値の平均値とする。
また、多孔質ウレタン層14は内側壁24Aと管体12とで圧縮されていることが好ましく、圧縮挟持部14Aが被覆層20に密着され、凸部14Bが隣り合う谷部24の側壁24Bの間に係合し、被覆層20と共により短縮し易くなる。これにより、図8に示すように、管体12の端部を露出させることができる。
次に、本実施形態の複合管10の製造方法について説明する。
(ウレタンフォームシート(A1))
原料としてのポリイソシアネート及びポリオールを、触媒、発泡剤、整泡剤と共に混合し反応させることで、下記表1及び表2に記載のヒステリシスロス、及び密度を有するウレタンフォームシート(A1)を作製した。ウレタンフォームシート(A1)の厚さ(自然状態での平均厚さ)は2.5mmであった。
ウレタンフォームシート(A1)から、配合を変更することで、下記表1及び表2に記載のヒステリシスロス、及び密度を有するウレタンフォームシート(B1)を作製した。ウレタンフォームシート(B1)の厚さ(自然状態での平均厚さ)は2.5mmであった。
ウレタンフォームシート(A1)から、配合を変更することで、下記表1及び表2に記載のヒステリシスロス、及び密度を有するウレタンフォームシート(B2)を作製した。ウレタンフォームシート(B2)の厚さ(自然状態での平均厚さ)は2.5mmであった。
ウレタンフォームシート(A1)から、配合を変更することで、下記表1及び表2に記載のヒステリシスロス、及び密度を有するウレタンフォームシート(B3)を作製した。ウレタンフォームシート(B3)の厚さ(自然状態での平均厚さ)は2.0mmであった。
ウレタンフォームシート(A1)から、配合を変更することで、下記表1及び表2に記載のヒステリシスロス、及び密度を有するウレタンフォームシート(B4)を作製した。ウレタンフォームシート(B4)の厚さ(自然状態での平均厚さ)は2.5mmであった。
ウレタンフォームシート(A1)から、配合を変更することで、下記表1及び表2に記載のヒステリシスロス、及び密度を有するウレタンフォームシート(B5)を作製した。ウレタンフォームシート(B5)の厚さ(自然状態での平均厚さ)は3.0mmであった。
(複合管(A1)の作製)
図4に示す構成の製造装置を準備した。コイル状に巻き取られたポリブテン管を管体12として装着し、ウレタンフォームシート(A1)をシート状部材14Sとして装着した。引取装置39を作動させて、コイル状のポリブテン管及びロール状のウレタンフォームシート(A1)を連続的に引き出し、ポリブテン管の外周面にウレタンフォームシート(A1)を全周にわたって巻きつけた。なお、ウレタンフォームシート(A1)は、ダイ34の手前で弛みをもった状態とし、ダイ34へ挿入した。
次いで、冷却槽38で冷却して、複合管(A1)を得た。
被覆層の厚みは、最も薄い部分で0.2mm、最も厚い部分で0.5mmであった。
山部22と谷部24の外表面での半径差ΔRは、88.9%であった。
被覆層の径(最外部の外径)は、23.5mmであった。
被覆層の谷部24の内面とポリブテン管(管体)の外面との距離、つまり管体の外周と被覆層の内側壁24Aの径方向内側面との差(クリアランス)は、1.5mmであった。
ウレタンフォームシート(1)層(多孔質ウレタン層)は管体の外表面と全面的に接触していた。
ウレタンフォームシート(A1)をウレタンフォームシート(B1)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1に係る複合管(B1)を得た。
ウレタンフォームシート(A1)をウレタンフォームシート(B2)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、参考例1に係る複合管(B2)を得た。
ウレタンフォームシート(A1)をウレタンフォームシート(B3)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、参考例2に係る複合管(B3)を得た。
ウレタンフォームシート(A1)をウレタンフォームシート(B4)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例2に係る複合管(B4)を得た。
ウレタンフォームシート(A1)をウレタンフォームシート(B5)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例3に係る複合管(B5)を得た。
ただし、厚さ(自然状態での平均厚さ)が2.5mmであるウレタンフォームシートを用いた際には、クリアランス(被覆層の谷部24の内面とポリブテン管(管体)の外面との距離)を1.5mmとした。また、厚さ(自然状態での平均厚さ)が3.0mmであるウレタンフォームシートを用いた際には、クリアランスを2.0mmとし、厚さ(自然状態での平均厚さ)が2.0mmであるウレタンフォームシートを用いた際には、クリアランスを1.0mmとした。
−バリの発生−
複合管の作製の際、被覆層形成用の樹脂材が二対の波付け金型同士が接触する接触部の間に進入して、被覆層の径方向外側にバリが生じたか否かを、目視で確認した。結果を下記表3に示す。
有り:バリが確認された。
なし:バリが一切確認されなかった。
なお、ヒステリシスロスの値が異なる他のウレタンフォームシートを用いて、上記同様に試験を実施したところ、ヒステリシスロスの値42%を境にして下側である場合にはバリが発生し、一方42%以上である場合にはバリが発生しないことが確認された。
ポリブテン管(管体)の端部を露出させるため、被覆層の端部を30mm引張って短縮変形させた。その際、ウレタンフォームシート層(多孔質ウレタン層)が被覆層の動作に対して追従せずポリブテン管(管体)の外表面に置き去りとなったか、被覆層の動作に追従してポリブテン管(管体)の端部の露出が容易に行えたか、を目視で確認した。結果を下記表4に示す。
なお、複合管の作製の際に被覆層の径方向外側にバリが生じた複合管(B4)及び複合管(B5)については、バリを除去した後に評価を実施した。
A(○):なし
B(△):有り、ただし被覆層を強く握って短縮させた際には置き去り未発生
C(×):有り、被覆層を強く握って短縮させても置き去り発生
なお、密度の値が異なる他のウレタンフォームシートを用いて、上記同様に試験を実施したところ、密度の値22kg/m3を境にして上側である場合には置き去りが発生し、一方22kg/m3以下である場合には置き去りが抑制されることが確認された。
Claims (6)
- 樹脂材料で構成される管状の管体と、
管状とされて前記管体の外周を覆い、径方向外側へ凸となる環状の山部と、径方向外側が凹となる環状の谷部とが、前記管体の軸方向に交互に形成されて蛇腹状とされ、前記管体の外周にガイドされつつ前記軸方向に短縮可能な、樹脂材料で構成される被覆層と、
前記管体と前記被覆層との間に配置され、前記谷部と前記管体との間に挟持され、密度が12kg/m3以上22kg/m3以下であり、ヒステリシスロスが42%以上である多孔質ウレタン層と、
を有する複合管。 - 前記多孔質ウレタン層が、前記谷部と前記管体との間に圧縮されつつ挟持されている請求項1に記載の複合管。
- 前記多孔質ウレタン層の、自然状態での厚さが2mm以上4mm以下である請求項1又は請求項2に記載の複合管。
- 前記多孔質ウレタン層がシート状であり、前記管体の外表面と全面的に接触する請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の複合管。
- 自然状態での前記多孔質ウレタン層の前記軸方向の長さは、前記被覆層の前記軸方向の長さの90%以上100%以下である請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の複合管。
- 前記山部の前記軸方向の長さは、前記谷部の前記軸方向の長さよりも長い請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の複合管。
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