JP2868278B2 - 複合管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は複合管の製造方法に関し、更に詳しくは、例
えば排水管、空調用の冷温水管等に使用される金属管の
内面に樹脂層を設けた複合管の製造方法に関する。

＜従来の技術＞ 近年、建物用の排水管や空調用冷温水管材として、従
来の鋼管等の金属管から、金属管の内面を樹脂で被覆し
た、いわゆる金属−樹脂複合管が多く使用されるように
なっている。これは、近年における管内に流される水質
の悪化（例えば溶存塩素、溶存酸素、PH酸性化等）が原
因で、金属管では腐食がひどく耐久性に問題があるため
である。すなわち、このような水質に対しては、金属管
の内面に科学的に安定な樹脂層を設けた金属−樹脂複合
管が信頼性に高く、多く用いられる理由となっている。

このような用途に実際に用いられる複合管は、内面に
PVC層をライニングしたもの、PE層をコーティングした
もの、あるいはPPS層をコーティングしたもの等であ
る。

ところで、これらの複合管の製造方法は、従来、いず
れも多段式で工程数が多いという問題があった。例えば
PVC層をライニングした複合管では、まずPVC管を別工程
で製管した後、その表面に接着剤を塗布して金属管内に
挿入し、PVC管を膨張させるか、あるいは金属管を収縮
させて金属管とPVC管を相互に接着させる方法が用いら
れている。また、PE層をコーティングした複合管にいた
っては、金属管を樹脂溶融温度にまで一旦加熱した後、
その内面にPE粉体樹脂を塗布し、その後管全体を冷却し
て製造するといった方法が用いられている。

このような工程数の多さを解消する技術として、近
年、多段式ではなく、帯状金属板をロールによりその長
手方向に沿って屈曲させて連続的に製管するとともに、
同時にその内面に樹脂で被覆するという製造方法が提案
されている（特開昭62−198447号）。この方法による
と、工程数が少なく、ランニングコストも低く抑えられ
るという利点もある。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかし、上記したロールによる連続的製管と同時にそ
の内面に樹脂を被覆する製造方法では、設備ラインの増
大化、管サイズごとの設備が必要である点等、製造設備
投資が大きいという欠点がある。この事実は特に管サイ
ズを大口径化する場合に顕著である。

この問題点を解消する糸口として、特開昭50−73963
号に開示されている技術がある。この特開昭50−73963
号の技術は、金属素線を螺旋状に製管し、かつ、その
間、素線供給側の装置を回転させることによって得られ
た管側を回転させないようにし、その螺旋管の内面に樹
脂を被覆する可撓性の管の製造方法である。この製造方
法によれば、設備も小さくてすみ、管サイズ別の対応も
容易であるが、排水管や空調用管材のように剛性を必要
とする複合管の製造に供することはできない。すなわ
ち、この製法により得られる管は金属素線を単に外周に
巻回して補強材とした可撓性管とはなるものの、耐圧管
材としての剛性を有する複合管として位置づけすること
はできない。

本発明は以上のような点に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、建物用の排水管、空調用管材等に用いる剛性
のある複合管を、小さな設備で、かつ、管サイズ別の設
備を必要とすることなく効率的に製造する方法を提供す
ることにある。

＜課題を解決するための手段＞ 上記の目的を達成するため、本発明は、金属帯板を、
環状に配列したロールの内側に順次押し込むことによっ
て、その金属帯板の側縁部が少なくとも相互に突き合わ
されるよう屈曲させて螺旋状に成形しつつ前方に送り出
し、その合わせ部を連続的に溶接して螺旋管を製管する
とともに、その螺旋管の内側に、樹脂をシート状に押し
出すための金型を挿入して、溶接点よりも下流側の螺旋
管の内周面に、上記金属帯板と略同等の幅で連続的に溶
融樹脂をシート状に押し出して接着被覆することによっ
て特徴付けられる。

＜作用＞ 金属帯板を螺旋状に屈曲させて、その合わせ部を連続
的に溶接することにより、剛性のある管が得られる。こ
のような螺旋管の製造に際しては、管は回転しつつ軸方
向に移動するが、その溶接後の管内に金型から金属管と
略同等の幅で溶融樹脂をシート状に押し出すことによ
り、樹脂は金属帯板と同じ螺旋方向に管の内面に押し出
されてそこに接着し、金属管内面が樹脂で被覆された複
合管が得られる。

＜実施例＞ 本発明実施例を、以下、図面に基づいて説明する。

第１図は本発明が適用された複合管の製造装置の一例
を示す全体構成図である。

金属帯板11は表面処理装置１に連続的に供給され、樹
脂層を被着させるための適切な表面状態に処理される。

表面処理された金属帯板11は、次いで駆動ロール装置
２によって製管装置３に供給され、ここで強制的に屈曲
されて螺旋状に成形され、溶接機４で連続的に溶接され
て管となる。

製管装置３は、第２図に溶接ポイントにおける断面図
を示すように、複数本の強制ロール31‥‥31を、成形す
べき螺旋管の周方向に、各ロール軸が螺旋管の長手方向
に略沿うよう配置したもので、この強制ロール31‥‥31
の内側に駆動ロール装置２で金属帯板11を押し込むこと
によって、金属帯板11の外側を規制しながら、その両側
縁部が相互に突き合わされた状態となるように強制的に
管状に成形していく機構を有している。なお、製管装置
３のロール本数は、第２図においては６本を等配してい
るが、管サイズによって適当に選定することが好まし
く、この本数を可変としておき、かつ、ロールの位置を
同心状に移動可能な機構にしておけば一つの装置で多数
種の管径の製管に対応できる。

管状成形された金属帯板12は、第２図に示すように突
き合わせ部において溶接機４に連結されたトーチ41によ
り溶接され、管13となる。トーチ41は製管装置３の強制
ロール31の間から挿入され、その先端が金属帯板12の突
き合わせ部の直上にくるように位置決め配置される。

そして、このように成形、溶接された管13の内部に、
溶融樹脂を押し出すための金型51が挿入され、その内周
面が樹脂層で被覆される。

すなわち、製管装置３の手前側に押出機５が配設さ
れ、これに接続された金型51が管13の内部に挿入されて
いる。そして、その金型51先端の樹脂吐出口は溶接ポイ
ントよりも下流側に位置し、溶接された後の管13内に樹
脂をシート状に押し出す。

なお、管13の内面に樹脂を接着被覆させるために、必
要に応じて加熱装置６を金型51先端の位置よりも上流側
に配置しても良い。

そして、内面が樹脂で被覆された管13は、管を安定し
て移送するための駆動装置７によって製管装置３から排
出され、切断機８によって所定長さに切断される。

第３図は金型51の基本的構造を示す断面図で、以下、
この図を参照しつつその構造を説明する。

金型本体511には樹脂通流路512が形成されており、こ
の樹脂通流路512に押出機５から溶融樹脂が送り込まれ
る。この樹脂通流路512に送り込まれた溶融樹脂は、溶
接トーチ41による溶接ポイントよりも下流側（前方）に
おいて、金型本体51の先端に形成された吐出口513から
シート状に押し出され、金属管13の内周面を被覆する。
この樹脂の押し出し幅は、金属帯板11の幅とほぼ同等と
する。

ここで、製管装置３により金属帯板11を螺旋状に成形
して溶接する金属管13の製造時に、得られた管13は回転
しつつ前方に送りだされることになるが、この状態の管
13内にシート状の樹脂を押し出すことにより、樹脂は管
13の内面に金属帯板11と同じ螺旋方向に押し出され、金
属帯板11にほぼ沿って接着する。

第４図、第５図および第６図は金型51から押し出され
る樹脂シートの断面形状の例を示す図である。

第４図の例は、管13を構成する金属帯板11に、これと
同じ幅の平板状の樹脂シート100を接着被覆したもの
で、隣合う樹脂シート100の側縁部相互の接合は突き合
わせによる融着接合である。

第５図に示すものは、樹脂シート100同士の接合をよ
り強固なものにした例で、その両側縁部に段部101を設
けている。

また、樹脂シート100は金属帯板11とその側縁を合致
させる必要はなく、樹脂シート100の側縁が金属帯板11
の両側縁管の中間位置にあるよう押し出してもよい。

更に、樹脂シート100の表面形状については、第４図
および第５図に示したように平面状であってもいいが、
管の用途によっては第６図に示すように、突条102を形
成しても良い。これにより、製管後にはこの突条102は
管内において螺旋状となり、この管をスパイラルリブ管
とすることができるわけであるが、このような管の用途
としては、建物用の竪排水管で、少量排水時に流体がリ
ブに沿って遠心流下することになり、流下音が抑えられ
るとともに、管中心部に空気芯ができるため、通常設置
す必要のある通気管が不要となるといった効果がある。

なお、本発明に用いられる金属帯板11の材質として
は、Fe,Al,Cuやその合金、あるいはSUS（ステンレス合
金）等に特に限定されないが、製管したときに薄肉金属
管となって軽量となるものが好ましい。また、管内面に
樹脂が接着被覆される関係上、適切な表面状態としてお
くことが望ましい。

内面に接着被覆させる樹脂は、建物用排水管や空調用
の冷温水管の使用条件に耐え、かつ、上記の金属との接
着性に富むものであれば良く、例えば酸変成ポリエチレ
ン、シラン変成ポリエチレン等が適している。

更に、金属帯板の接合方法としては、帯板のエッジ同
士を突き合わせ溶接するほか、帯板のエッジ部分同士を
はぜ合わせ接合してから溶接する等の方法を採用するこ
とができる。また、溶接方法は、使用する金属に適した
溶接法が採用されるべきで、例えばFe系の金属であれば
高周波溶接、直流TIG溶接、電子ビーム溶接等が適して
おり、Al系の金属であれば交流TIG溶接、ハイパルスTIG
溶接等が適している。

なお、本発明は以上の実施例に限定されないことは勿
論であって、特に製造装置は必要に応じて種々の変形が
可能であることは言うまでもない。

例えば、金属帯板11を細幅の複数枚として供給すれ
ば、螺旋管の螺旋角度を変えることができる。

＜発明の効果＞ 以上説明したように、本発明によれば、金属帯板を螺
旋状に屈曲させてその両縁の合わせ部を溶接によって接
合することにより、金属螺旋管を作り、この管の内面に
樹脂押し出し金型を挿入して、溶接点の下流側に溶融樹
脂を金属帯板とほぼ同じ幅でシート状に押し出して管内
周面に連続的に樹脂を接着被覆するので、樹脂は管を構
成する金属帯板と同じ螺旋方向にほぼ金属帯板に沿って
接着され、管の内面を均一な樹脂層で被覆した剛性のあ
る複合管が得られる。

また、多段の工程を必要としない点、および特に管径
にその管径に合せた設備ラインが不要な点等と併せて、
小型で比較的簡単な設備のもとに、容易に高性能の複合
管が得られ、建物用排水管、空調用の冷温水管等の耐久
性に優れた管材を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された複合管の製造装置の全体構
成図、 第２図は第１図の溶接ポイントにおける断面図、 第３図はその金型51の基本的構造を示す断面図、 第４図、第５図および第６図はそれぞれ金型51から押し
出される樹脂シートの断面形状の例を示す図である。 １……表面処理装置 ２……駆動ロール装置 ３……製管装置 31……強制ロール ４……溶接機 41……トーチ ５……押出機 51……金型 511……金型本体 512……樹脂通流路 513……吐出口 ６……加熱装置 ７……駆動装置 ８……切断機 11……金属帯板 13……管 100……樹脂シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｌ 23:00 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21C 37/12 B21C 37/06 B29C 69/00 B29C 47/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属帯板を、環状に配列したロールの内側
   に順次押し込むことによって、その金属帯板の側縁部が
   少なくとも相互に突き合わされるよう屈曲させて螺旋状
   に成形しつつ前方に送り出し、その合わせ部を連続的に
   溶接して螺旋管を製管するとともに、その螺旋管の内側
   に、樹脂をシート状に押し出すための金型を挿入して、
   溶接点よりも下流側の螺旋管の内周面に、上記金属帯板
   と略同等の幅で溶融樹脂を連続的にシート状に押し出し
   て接着被覆する、複合管の製造方法。