JP2022108565A

JP2022108565A - 複合管

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Publication number: JP2022108565A
Application number: JP2021003634A
Authority: JP
Inventors: 良治菊澤; Ryoji Kikuzawa; 洋一深尾; Yoichi Fukao
Original assignee: Pla Giken Co Ltd; Onda Mfg Co Ltd
Current assignee: Pla Giken Co Ltd; Onda Mfg Co Ltd
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2022-07-26

Abstract

【課題】コルゲート管を構成する基管と被覆層との密着度合を高めることができる。【解決手段】複合管１０は、管体１１と、管体１１の外周を覆うコルゲート管１２と、を備える。コルゲート管１２は、樹脂材料で構成された基管２０と、樹脂材料で構成され、基管２０の外周面を被覆する被覆層３０とを有する。基管２０は、山部と、山部よりも外径の小さい谷部とが基管２０の軸線方向において交互に設けられた蛇腹状である。山部２１は、山部２１と隣り合う２つの谷部を接続する溝部２３を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、複合管に関する。

従来、管体と、管体の外周を覆うコルゲート管とを備える複合管がある。コルゲート管は、樹脂材料で構成された基管と、樹脂材料で構成され、基管の外周面を被覆する被覆層とを有している。

例えば特許文献１には、こうした複合管及びその製造方法が開示されている。
特許文献１に記載の複合管は、管体と、基管としての中間層との間に設けられ、管体と中間層との接着を抑制するフィルム層を有している。

特許文献１に記載の複合管の製造方法は、管体の外周にフィルム層を被せる被せ工程と、フィルム層の外周に、中間層と被覆層とを押出成形する形成工程とを有している。
押出工程では、管体の外周に被せられたフィルム層の外周に対して、第１のダイから、中間層形成用の溶融された樹脂材料が円筒状に押し出されて被覆されることで第１の樹脂材が形成される。また、第１の樹脂材の外周には、第２のダイから、被覆層形成用の溶融された樹脂材料が円筒状に押し出されて被覆されることで第２の樹脂材が形成される。管体、フィルム層、及び第１、第２の樹脂材で構成される管状押出体が形成された後、第２のダイの下流側に配置された波付け金型で波付け工程が行われる。

波付け工程では、山部と谷部とが軸線方向に沿って交互に配列された蛇腹状の被覆層及び中間層が成形される。
波付け金型よりも上流側に第２のダイを配置することが難しい場合がある。この場合、波付け金型の下流側において、基管（中間層）の外周に対して被覆層を形成する製造方法がある。

特開２０２０－１８０６２７号公報

ところで、こうした従来の複合管においては、コルゲート管を構成する基管と被覆層との密着度合の更なる向上が望まれている。

上記課題を解決するための複合管は、管体と、前記管体の外周を覆うコルゲート管と、を備え、前記コルゲート管は、樹脂材料で構成された基管と、樹脂材料で構成され、前記基管の外周面を被覆する被覆層と、を有し、前記基管は、山部と、前記山部よりも外径の小さい谷部とが前記基管の軸線方向において交互に設けられた蛇腹状であり、前記山部は、前記山部と隣り合う２つの谷部を接続する溝部を有する。

同構成によれば、基管の山部に上記溝部が設けられているため、被覆層は、基管に対し、基管の周方向において機械的に結合しやすくなる。すなわち、基管と被覆層との間には、基管の周方向に対してアンカー効果が発揮されやすくなる。したがって、コルゲート管を構成する基管と被覆層との密着度合を高めることができる。

上記複合管において、前記溝部は、前記山部において前記基管の周方向に互いに間隔をおいて複数設けられていることが好ましい。
同構成によれば、基管の山部に複数の溝部が上記態様にて設けられているため、被覆層は、基管に対して周方向において一層機械的に結合しやすくなる。したがって、基管と被覆層との密着度合が一層向上する。

上記複合管において、複数の前記溝部は、前記山部において前記周方向において等間隔にて設けられていることが好ましい。
同構成によれば、基管の山部に複数の溝部が上記態様にて設けられているため、基管と被覆層との密着度合が周方向においてばらつくことを抑制できる。

本発明によれば、コルゲート管を構成する基管と被覆層との密着度合を高めることができる。

一実施形態の複合管を示す斜視図。同実施形態の複合管を示す半断面図。図２の一部を拡大して示す拡大断面図。図２の４－４線に沿った断面図。同実施形態の複合管の製造装置を示す概略図。同実施形態のコルゲータの金型の成形面を示す平面図。コルゲータ内を通過する基管を示す半断面図。基管の外周面に被覆層が形成される様子を示す半断面図。

以下、図１～図８を参照して、一実施形態について説明する。
まず、複合管１０の構成について説明する。
図１～図４に示すように、複合管１０は、管体１１と、管体１１の外周を覆うコルゲート管１２とを備える。

管体１１は、樹脂材料により構成されている。
管体１１を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリブデン、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、並びに塩化ビニル等が挙げられる。上記樹脂材料は、１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また、管体１１を構成する樹脂材料には、他の添加剤が含有されていてもよい。

本実施形態の管体１１は、架橋ポリエチレン製である。
コルゲート管１２は、樹脂材料で構成された基管２０と、樹脂材料で構成され、基管２０の外周面を被覆する被覆層３０とを有している。

基管２０は、山部２１と、山部２１よりも外径の小さい谷部２２とが基管２０の軸線方向において交互に設けられた蛇腹状である。
山部２１は、山部２１と隣り合う２つの谷部２２を接続する溝部２３を有している。

溝部２３は、山部２１において基管２０の周方向に互いに間隔をおいて複数（本実施形態では６つ）設けられている。複数の溝部２３は、山部２１において周方向において等間隔にて設けられている。

図４に示すように、溝部２３は、断面Ｖ字状である。溝部２３の底面は、谷部２２の底面よりも径方向の外側に位置している。
基管２０を構成する樹脂材料としては、例えばポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、及びエチレンプロピレンジエンゴム、並びにこれらの混合物が挙げられる。なお、上記樹脂材料には、他の添加剤が含有されていてもよい。

基管２０は、発泡体であることが好ましい。
本実施形態の基管２０は、独立気泡の発泡ポリエチレン製である。
図３に示すように、谷部２２の隅部と被覆層３０との間には、空気層Ｓが形成されている。

被覆層３０を構成する樹脂材料としては、例えばポリブデン、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、並びに塩化ビニル等が挙げられる。上記樹脂材料は１種のみを用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。また、被覆層３０を構成する樹脂材料には、他の添加物が含有されていてもよい。

本実施形態の被覆層３０は、ポリエチレン製である。
管体１１と基管２０との間には、隙間が形成されている。例えば、管体１１の呼び径が１３Ａである場合、管体１１と基管２０との間の隙間の大きさは、１．２５ｍｍ～１．７５ｍｍであることが好ましい。本実施形態では、上記隙間の大きさが１．５ｍｍである。

次に、複合管１０の製造装置４０について説明する。
図５に示すように、製造装置４０は、同図の左側から右側へ向けて管体１１を移動させつつ管体１１の外周にコルゲート管１２を形成することで複合管１０を製造する。以下、管体１１の移動方向を移動方向Ａとする。

製造装置４０は、押出機４１、ダイ４１Ａ、繰り出し機４６、押出機４２、ダイ４２Ａ、コルゲータ４４、押出機４３、ダイ４３Ａ、冷却槽４５、及び引き取り機４７を移動方向Ａにおいて上流側から順に備えている。なお、押出機４１は、ダイ４１Ａの上方に配置されている。押出機４２は、ダイ４２Ａの上方に配置されている。また、押出機４３は、ダイ４３Ａの上方に配置されている。

繰り出し機４６は、管体１１を移動方向Ａに沿って下流側に繰り出す。
押出機４１は、ダイ４１Ａに向けて接着抑制剤を押し出す。ダイ４１Ａは、管体１１がダイ４１Ａを通過する際に、接着抑制剤を管体１１の外周面に付与する。接着抑制剤は、管体１１の外周面に基管２０が接着することを抑制するものであり、例えばシリコーンオイルである。なお、接着抑制剤を省略することもできる。

押出機４２は、ダイ４２Ａに向けて基管２０形成用の溶融状態の樹脂材料を押し出す。この樹脂材料には、樹脂材料の発泡反応を促進する発泡剤が注入または混練されている。発泡剤としては、化学発泡剤を用いてもよいし、物理発泡剤を用いてもよい。あるいは、発泡剤として、化学発泡剤及び物理発泡剤を併用してもよい。ダイ４２Ａは、管体１１がダイ４２Ａを通過する際に、上記樹脂材料を、管体１１の外周に円筒状に押し出す。これにより、管体１１の外周を覆う樹脂材２０Ａが形成される。

図６に示すように、コルゲータ４４は、左右に２つに分割して構成された金型４９を備えている。なお、同図では、一方の金型４９の成形面５０を示している。図示は省略するが、コルゲータ４４は、左右両側においてそれぞれ設けられた循環経路に沿って並設された複数の金型４９を備えている。コルゲータ４４は、管体１１の移動に同期して複数の金型４９を循環させる。

成形面５０は、断面半円弧状である。成形面５０には、基管２０の山部２１を成形する半円環状の凹部５１と、谷部２２を成形する半円環状の凸部５２とが軸線方向において交互に設けられている。

凹部５１には、溝部２３を成形する３つの突部５３が周方向において互いに間隔をおいて設けられている。突部５３は、金型４９の成形面５０において型割面以外の部分に設けられている。

凹部５１には、図示しない吸引装置により凹部５１内の空気を吸引する吸引溝５４が設けられている。
コルゲータ４４は、左右２つの金型４９を互いに接近させるとともに、成形面５０を樹脂材２０Ａに接触させる。金型４９は、成形面５０により樹脂材２０Ａを圧縮しつつ樹脂材２０Ａを成形するとともに、金型４９を循環させることで樹脂材２０Ａ及び管体１１を移動方向Ａの下流側へ移動させる。

このとき、図７に矢印にて示すように、吸引装置により吸引溝５４を通じて金型４９の凹部５１内の空気を吸引することで、金型４９の凹部５１内は負圧とされる。これにより、樹脂材２０Ａは、径方向の外側へ向かって変形するとともに、凹部５１によって成形される。そして、山部２１と谷部２２とが軸線方向において交互に設けられた蛇腹状の基管２０が成形される。

図５及び図８に示すように、押出機４３は、ダイ４３Ａに向けて被覆層３０形成用の溶融状態の樹脂材料を押し出す。ダイ４３Ａは、基管２０及び管体１１がダイ４３Ａを通過する際に、上記樹脂材料を、基管２０の外周に円筒状に押し出す。これにより、基管２０の外周を覆う樹脂材３０Ａが形成される。

このとき、図８に矢印にて示すように、ダイ４３Ａに設けられた図示しない吸引装置により、樹脂材３０Ａと基管２０との間の空気を吸引する。これにより、樹脂材３０Ａは、径方向の内側へ向かって変形するとともに、基管２０の山部２１及び谷部２２に密着する。これにより、基管２０の外周面を被覆する被覆層３０が形成される。すなわち、コルゲート管１２が形成される。

図５に示すように、コルゲート管１２及び管体１１は、冷却槽４５を通過する際に、冷却される。これにより、コルゲート管１２を構成する基管２０及び被覆層３０が硬化する。これにより、複合管１０が形成される。

なお、複合管１０は、引き取り機４７によって引き取られるとともに、図示しない巻き取り機により巻き取られる。
次に、本実施形態の作用について説明する。

基管２０の山部２１に上記溝部２３が設けられているため、被覆層３０は、基管２０に対し、基管２０の周方向において機械的に結合しやすくなる。すなわち、基管２０と被覆層３０との間には、基管２０の周方向に対してアンカー効果が発揮されやすくなる（以上、作用１）。

押出機４３から円筒状に押し出された被覆層３０形成用の樹脂材３０Ａと基管２０との間から空気を吸引する際に、基管２０の谷部２２に存在する空気が山部２１の溝部２３を通じて吸引されやすくなる（以上、作用２）。

次に、本実施形態の効果について説明する。
（１）山部２１は、山部２１と隣り合う２つの谷部２２を接続する溝部２３を有する。
こうした構成によれば、上記作用１を奏することから、基管２０と被覆層３０との密着度合が向上する。

（２）溝部２３は、山部２１において基管２０の周方向に互いに間隔をおいて複数設けられている。
こうした構成によれば、基管２０の山部２１に複数の溝部２３が上記態様にて設けられているため、被覆層３０は、基管２０に対して周方向において一層機械的に結合しやすくなる。したがって、基管２０と被覆層３０との密着度合が一層向上する。

（３）複数の溝部２３は、山部２１において周方向において等間隔にて設けられている。
こうした構成によれば、基管２０の山部２１に複数の溝部２３が上記態様にて設けられているため、基管２０と被覆層３０との密着度合が周方向においてばらつくことを抑制できる。

（４）谷部２２の隅部と被覆層３０との間には、空気層Ｓが形成されている。こうした空気層Ｓを有することにより、コルゲート管１２による断熱効果を高めることができる。
（５）上記作用２を奏することから、基管２０に対して被覆層３０を密着させることができる。

また、溝部２３の数や大きさ、径方向における溝部２３の底面の位置を変更することによって、谷部２２に存在する空気の吸引されやすさを変更することができる。
例えば、溝部２３の底面の位置が径方向の外側であるほど、樹脂材３０Ａと基管２０との間から空気を吸引する際に、基管２０の谷部２２に存在する空気が溝部２３を通じて吸引されにくくなる。このため、谷部２２の隅部と被覆層３０との間に空気層Ｓが形成されやすくなる。このように、基管２０と被覆層３０との密着度合を容易に変更することができる。

（６）溝部２３を成形する突部５３は、金型４９の成形面５０において型割面以外の部分に設けられている。
こうした構成によれば、左右一対の金型４９を互いに離して基管２０から離型させる際に、溝部２３が金型４９に干渉すること、所謂無理抜きになることを抑制できる。

（７）管体１１と基管２０との間には、隙間が形成されている。
こうした構成によれば、製造後の複合管１０において、コルゲート管１２に対する管体１１の抜き差しが容易となる。

＜変更例＞
上記実施形態は、例えば以下のように変更して実施することもできる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・谷部２２の隅部において被覆層３０を密着させることで、空気層Ｓを形成しないようにすることもできる。
・溝部２３の底面の径方向における位置を適宜変更することができる。例えば、溝部２３の底面を、径方向において谷部２２の底面と同一の位置に設定することもできるし、谷部２２の底面よりも径方向の内側に設定することもできる。

・複数の溝部２３は、周方向において不等間隔にて設けられるものであってもよい。
・溝部２３は、周方向において１つ以上あればよい。
・本発明に係る複合管１０の製造方法は、上記実施形態において例示した方法に限定されない。例えば、特許文献１に記載の複合管１０と同様な製造方法、すなわち、コルゲータ４４の上流側において、基管２０形成用の樹脂材料を押し出すとともに被覆層３０形成用の樹脂材料を押し出すものであってもよい。この場合であっても、上記実施形態の効果（１）に準じた効果を奏することができる。

１０…複合管
１１…管体
１２…コルゲート管
２０…基管
２０Ａ…樹脂材
２１…山部
２２…谷部
２３…溝部
３０…被覆層
４０…製造装置
４１…押出機
４１Ａ…ダイ
４２…押出機
４２Ａ…ダイ
４３…押出機
４３Ａ…ダイ
４４…コルゲータ
４５…冷却槽
４６…繰り出し機
４７…引き取り機
４９…金型
５０…成形面
５１…凹部
５２…凸部
５３…突部
５４…吸引溝
Ｓ…空気層

Claims

管体と、
前記管体の外周を覆うコルゲート管と、を備え、
前記コルゲート管は、樹脂材料で構成された基管と、樹脂材料で構成され、前記基管の外周面を被覆する被覆層と、を有し、
前記基管は、山部と、前記山部よりも外径の小さい谷部とが前記基管の軸線方向において交互に設けられた蛇腹状であり、
前記山部は、前記山部と隣り合う２つの谷部を接続する溝部を有する、
複合管。
前記溝部は、前記山部において前記基管の周方向に互いに間隔をおいて複数設けられている、
請求項１に記載の複合管。
複数の前記溝部は、前記山部において前記周方向において等間隔にて設けられている、
請求項２に記載の複合管。