JP3647857B1 - 管継手の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
不織布層と合成樹脂層とをそれぞれ均一の厚さに形成できるような、合成樹脂複合成形品の製造方法の提供。
【解決手段】
不織布１３からなる不織布層１１ａと、該不織布層１１ａに積層される合成樹脂からなる合成樹脂層１１ｂとを有するとともに、その厚み方向に凹凸を有する合成樹脂複合成形品１１，４０の製造方法であって、シート状の不織布１３を、上記成形品中の不織布層１１ａの凹凸形状に対応する凹凸形状に成形する不織布成形工程と、該不織布成形工程で成形された不織布上に、上記成形品中の合成樹脂層の凹凸形状に対応する形状の合成樹脂を成形する合成樹脂成形工程とを有する合成樹脂複合成形品の製造方法。
【選択図】 図１１

Description

この発明は、例えば、地中に埋設される電力ケーブルや通信ケーブル等を保護する管体同士を接続するための管継手に関し、より詳しくは、合成樹脂と不織布とを積層一体化した管継手の製造方法に関する。

なお、この明細書において、「合成樹脂」の語は、合成ゴムや天然ゴムを含む意味で使用する。

上記管継手は、地中に埋設される関係上、管体と管継手との間に確実な防水性・止水性が要求される。このような防水性・止水性を容易に満足させるべく、下記特許文献１の発明「水密封止シート付き管継手」が提案されている。

この管継手は、その両端部の短管部の内周面に、水密封止用繊維シートが形成されたものであって、上記水密封止用繊維シートの一部と、上記短管部を成形する短管形成材料の一部とが溶融一体化されたものである。上記水密封止用繊維シートは、不織布からなるもので、その繊維の表面及び繊維間に吸水膨張性の樹脂素材の粉末を保持している。

このような管継手では、その両端部の短管部に、螺旋波のついた管体を回転しながら差し込んで接続するだけで、接続作業が完了する。すなわち、別途に防水性・止水性を得るために粘着テープを巻き付けたりせずとも、水密封止用繊維シートの樹脂素材が地中の水分を吸収することで、管体と管継手との間を一杯に充満し、水密封止状態が発現して、この状態が維持されるので、容易に水密性が得られる。

ところで、この管継手の製造は、次のように行われる。長方形シート状の水密封止用繊維シートを巻いて円筒状にして、成形金型の芯金の周囲に仮付けする。次いで、上記短管部を成形するための円筒状空洞を形成する半割り金型を用いてその空洞内に成形用樹脂を射出し、短管部の成形と同時に短管部の内周面において繊維と融着接合させる。すなわち、図２２に示したように、芯金１０１に対して水密封止用繊維シート１０２を巻いた上から半割り金型１０３を、仮想線で示したように押し付けて、形成されたキャビティ内に成形用樹脂を射出する。

しかし、成形用樹脂の射出は、高い圧力で一気に行われるため、また、管継手の短管部は螺旋波のついた凹凸形状であるため、水密封止用繊維シート１０２も成形用樹脂も、その全体にわたって均一な厚みにはなり難い。つまり、半割り金型１０３を芯金１０１側に移動してキャビティを形成する（閉型）時に、半割り金型１０３の突出した部分１０３ａが水密封止用繊維シート１０２に当たった時から、水密封止用繊維シート１０２にはテンションがかかる。そして閉型によりキャビティが形成されたときには、水密封止用繊維シート１０２における特に芯金１０１の突出した部分１０３ａに対応する部位でその厚みが薄くなりやすい。この状態で成形用樹脂の射出が行われるので、水密封止用繊維シート１０２の薄い部分ができやすく、場合によっては成形用樹脂が水密封止用繊維シート１０２を通って内側に出てしまうこともある。もし一部分の水密封止用繊維シート１０２が薄くなっていれば、その部分の膨張性は低くなって、所望の水密性を得ることができない場合がある。

そのうえ、上記半割り金型１０３は、半割り、つまり２つ割であるので、図２３に示したように、閉型のときに、半割り金型１０３のうちの一番初めに水密封止用繊維シート１０２と接触する位置と閉型時の位置との間の距離Ｌが長い。このため、半割り金型１０３のパーティングライン位置に水密封止用繊維シート１０２が圧縮されて樹脂成形におけるバリのような形態になる部分ができる。このような部分ができると、この部分では逆に樹脂部分が薄くなってしまうようなことになり、ケーブル等の保護の点で問題が出る。

上述のような不都合を回避するためには、射出圧力や温度、ゲートの位置などに工夫をするが、それでも各層の厚みにムラが生じやすく、不良品が発生する割合が低くはなかった。

なお、不織布を包む樹脂部分を射出成形によらずにブロー成形のようにパリソン（円筒状高分子溶融体）を形成して行う方法も提案されている（特許文献２参照）が、この方法でも、不織布を上述のように芯金に巻き付けただけの状態で樹脂部分の成形を行うものである。

実公平７−５２４６７号公報 特開２００３−２５１６８６号公報

そこでこの発明は、不織布層と合成樹脂層とをそれぞれ均一の厚さに形成できるような、合成樹脂複合成形品の製造方法の提供を主たる課題とする。

そのための手段は、不織布からなる不織布層と、該不織布層に積層される合成樹脂からなる合成樹脂層とを、厚み方向に有する凹凸条が、長さ方向に連続して形成された管継手の製造方法であって、シート状の不織布を、上記凹凸条に対応し、且つ長さ方向にわたって略均一な厚みを有する凹凸形状に、固定型と可動型とにより加熱圧縮成形する不織布成形工程と、該不織布成形工程で成形された不織布上に、上記凹凸条に対応し、且つ長さ方向にわたって略均一な厚みを有し、
該合成樹脂成形工程が、不織布成形工程で成形した不織布を上記固定型と一体のまま移行して行われる管継手の製造方法であることを特徴とする。

すなわち、成形品の不織布層の凹凸形状に対応する凹凸形状に成形された不織布上に、成形品の合成樹脂層の凹凸形状に対応する形状の合成樹脂層が形成されるので、不織布層と合成樹脂層は、ムラなく、それぞれ均一な厚みに形成される。

しかも、上記不織布成形工程は、固定型と可動型とにより加熱圧縮して行うので、成形が容易に、そして確実に行える。

さらに、上記合成樹脂成形工程は、不織布成形工程で成形した不織布を、前記固定型と一体のまま移行して行うので、成形した不織布を固定型から外して別の型に改めて装着し直す必要がなく、作業が容易に行え、生産効率を上げることができる。

なお、この発明で「固定型」とは、対になる型との対比においての表現であって、移動しないものに限定するという意味ではない。

上記合成樹脂成形工程は、パリソンを形成してから行うこともできるが、射出成形で行うとよい。成形動作が簡素であって、成形が短時間で行える。そのうえ、不織布は合成樹脂の成形に先立って成形されているので、合成樹脂を射出しても不織布を無理に押したりすることはなく、合成樹脂は円滑に流れ、形成されるべき合成樹脂層の形状に対応する形状に形成されているキャビティ全体に行き渡って、所望の形状に成形できる。また、成形により不織布の組織はある程度固まるので、不織布は破れにくくなっており、射出成形しても合成樹脂が不織布を通して内側に出てしまうことを抑えることができる。

上記固定型を、断面略円形又は略半円形に形成するとともに、該固定型の外周側に位置する前記第１可動型を、上記固定型が断面略円形の場合には３個以上に、上記固定型が断面略半円形の場合には２個以上に、その周方向で長さ方向全体にわたって分割すると、不織布層の凹凸に対応した凹凸形状に成形する時に、半割り金型を用いた場合に比して歪を小さくすることができ、不織布のパーティングライン位置にできるバリ状の部分を小さくすることができて、厚みの均一性を得られる。

上記凹凸条は、螺旋を描くものであるとよい。

上述のように、この発明によれば、不織布層と合成樹脂層とを厚み方向に有する凹凸条が、長さ方向に連続して形成された管継手は、まず不織布を、上記凹凸条に対応する形状に成形した後、不織布上に、上記凹凸条に対応する形状の合成樹脂を成形し、一体化するので、不織布層と合成樹脂層は、それぞれ所望通りに均一な厚みに形成される。このため、不織布層又は合成樹脂層が部分的に厚くなったり薄くなったりして、所望の機能を発揮しなくなるような不都合を回避することができる。

また、不織布を成形した後、合成樹脂層を形成するので、それぞれを確実に所望の形状に形成できる。このため、不良品が発生する割合を大幅に低減できる。

この発明を実施するための一形態を、以下図面を用いて説明する。
図１は、管継手１１の斜視図であり、この管継手１１は、連続した螺旋凹凸条１２を有する筒状に形成されている。そして、内周面の全体には、図２にも示したように、不織布１３が一体化されている。すなわち、不織布層１１ａと、該不織布層１１ａに積層一体化される合成樹脂層１１ｂとからなる二層構造である。

上記不織布は、伸縮可能な柔軟性を有し、水分を吸収することで膨張する吸水性高分子を含有する。吸水性高分子としては、粒状又は粉状のものや、繊維状のもの（例えばカネボウ合繊株式会社製「ベルオアシス」登録商標や東洋紡績株式会社製「ランシール」登録商標）、液状のもの（例えば、サンアッド株式会社製「エクオス」登録商標）が使用され、粒状又は粉状のものは不織布を構成する繊維に付着されたり、不織布を構成する繊維間に保持されたりする。また、繊維状のものは、不織布を構成する繊維に適宜のバインダとともに混合される。液状のものは、管継手１１成形後に、塗布や浸漬により不織布１３に対して含浸させる。

このような管継手１１は、同じく連続した螺旋凹凸条１４ａを有する管体１４を接続するために用いられる（図３参照）。すなわち、管継手１１の両端部に、それぞれ管体１４を螺合して差し込んで接続すると、あとは、不織布１３中の吸水性高分子が水分を吸収すれば、不織布１３部分が管継手１１と管体１５との間で膨れ上がり、両者間での防水性・止水性が得られる。

上記管体１５は、電線やケーブルなどを挿通させた状態で地中に埋設され、電線やケーブルを保護するものであるから、上述のように接続した後、単に地中に埋設するだけで、図３に示したように不織布１３部分が自動的に膨張して、上述のように防水性・止水性が得られるというものである。

つぎに、上述のような管継手１１の製造方法について説明する。
管継手１１の製造は、不織布成形工程と、合成樹脂成形工程とを有する。

まず、不織布成形工程では、シート状の不織布１３を、上記管継手１１の不織布層１１ａの凹凸形状に対応する凹凸形状に成形する。なお、この不織布１３は、上述のように粒状又は粉状の吸水性高分子や繊維状の吸水性高分子を含有したもの、又はあとで含浸させるべく不織布繊維のみのものである。

図４、図５が、その不織布成形工程で使用する芯型２１と第１可動型２２を示している。

芯型２１は、不織布層１１ａの内側面の凹凸に対応する凹凸（凹部２３及び凸部２４）を有した略円柱状であり、上記凹凸を有する本体部２５の下側に、本体部２５よりも小径の段部２６を形成している。

上記第１可動型２２は、不織布層１１ａの外側面の凹凸に対応する凹凸（凹部２７及び凸部２８）を有しており、半割りではなく、図５に示したように、芯型２１を囲む周方向において、４等分に分割して構成している。

なお、芯型２１と第１可動型２２の凹凸は螺旋状に連続するものであるが、図５においては便宜上、芯型２１を円形の断面で示し、第１可動型２２をそれに対応させて示した。

不織布１３は、芯型２１に適宜の方法で被着されるが、この例では、不織布１３は、その端部１３ａ同士が適宜幅重ね合わされて筒状に形成され、芯型２１に被せられる。不織布１３端部１３ａの重合部分は、ニードルパンチや縫い付け、さらには接着剤やステープル等を用いた適宜の方法で固定する。この固定は、仮止め程度でよい。

また、不織布１３は、図４に示したように、その長さＬ１を、芯型２１の本体部２５の長さＬ２よりも長く設定しておく。これは、成形により不織布１３が芯型２１と第１可動型２２の凹凸に追従して変形した時に長さが縮むからであって、凹凸の深さに応じてその縮み量を考慮し、適宜設定する。

そして、図６に示したように、加熱圧縮して成形する。不織布１３の素材や吸水性高分子の素材、その有無等の条件にもよるが、不織布がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる場合には、例えば８０度から２００度くらいの温度で、５〜３０秒程度、加熱圧縮すればよい。

なお、芯型２１を取り囲む第１可動型２２は、上述のように４分割した構成であるので、不織布１３に余分な歪を与えずに、所望通りの形状に成形が行える。

すなわち、不織布１３を芯型２１に被着したとき、不織布１３の内側面は芯型２１の凸部２４に当接した状態であるが、図７に示したように、第１可動型２２の凸部２８が芯型２１の凹部２３に食い込もうとする際に、第１可動型２２の凸部２８が不織布１３に最初に当たる位置から、最終的に到達する位置までの距離Ｌ３は、半割りにした場合に比して短い。このため、第１可動型２２を閉じた閉型時には（図８参照）、第１可動型２２のパーティングライン部位において、不織布１３の一部が圧縮されてバリ状の塊ができることを抑制できる。この効果は、第１可動型２２の分割数を多くすればするほど高められるので、第１可動型２２の分割数は多いほうがよい。

開型して不織布成形工程を終了すると、図９に示したように、不織布１３は芯型２１に対して一体化した状態となる。
この一体化状態のまま、次の合成樹脂成形工程に移行する。

合成樹脂成形工程では、上記管継手１１の合成樹脂層１１ｂの凹凸形状に対応する形状の合成樹脂を成形する。

図１０が合成樹脂成形工程で使用する、上記芯型２１と、第２可動型２９及び上型３０を示している。
芯型２１については、先に説明しているので、その説明を省略する。

第２可動型２９は、不織布成形工程で成形した不織布１３の外側面に、上型３０と協働して合成樹脂層を形成するためのもので、形成すべき合成樹脂層１１ｂの外側面の螺旋凹凸条に対応する凹凸（凹部３１及び凸部３２）を有している。

この凹凸を有し、上記芯型２１の本体部２５に対応する部位の下側には、芯型２１の段部２６に対して接離すべく相対移動する補助開閉部２９ａを備えている。

また、この第２可動型２９は、上記第１可動型２２のように４分割して構成するのがよいが、２分割して構成するもよい。

上型３０は、芯型２１の頂部を受けるもので、芯型２１の径よりも大径の受け面部３０ａを設け、その外周部に、第２可動型２９の上端部２９ｂと噛合する噛合部３０ｂを形成している。

合成樹脂成形に当たっては、不織布１３付きの芯型２１を上型３０の受け面部３０ａに当接させるとともに、第２可動型２１を閉じる。すると図１１に示したように、形成されるべき合成樹脂層１１ｂと同形のキャビティ３３が形成される。

この状態で、第２可動型２９部分から合成樹脂を射出して、射出成形を行う。成形後は、図１２に示したように、補助開閉部２９ａを開いてから、芯型２１を回転して、芯型２１のみを分離し、この後で第２可動型２９を開けば、成形された管継手１１を取り出せる。上記芯型２１の離脱は、第２可動型２９のパーティングライン部位にできるバリの存在により回り止めがなされるので、円滑に行える。特に、上述のように、第２可動型２９を４分割して構成すると、バリは周囲の４箇所にできるため、良好に回り止めがなされる。

このようにして成形された管継手１１は、まず不織布１３を成形してから合成樹脂を成形するので、それぞれからなる層、すなわち不織布層１１ａと合成樹脂層１１ｂは、所望の形状・厚さに形成できる。このため、図１３に示したように、内周側の不織布層１１ａも外周側の合成樹脂層１１ｂも、その長さ方向にわたって、それぞれ略均一の厚みになる。また各層１１ａ，１１ｂの凹凸でもその厚みは略均一である。

したがって、不織布層１１ａ又は合成樹脂層１１ｂが部分的に厚くなったり薄くなったりすることはなく、各層１１ａ，１１ｂが所望の機能を発揮できる。つまり、不織布層１１ａは吸水性高分子を含有するので、水分を吸収して膨張する作用が全体にわたって確実に得られる。また、合成樹脂層１１ｂはその特性、すなわち高強度性や、高耐候性等により、管体１４の接続状態を確実に保つとともに、内部のケーブル等を保護する。

また、不織布１３を成形した後、合成樹脂層１１ｂを形成するので、それぞれを確実に所望の形状に形成できる。このため、製造に際して不良品が発生する割合を大幅に低減でき、生産性が向上する。

なお、不織布１３は、所定の目的のために多層構造のものを使用した場合でも、その各層の厚みにムラができることを極力抑制できる。すなわち、不織布１３に吸水性高分子を予め含有させた場合であって、合成樹脂成形工程での合成樹脂の熱で吸水性高分子が影響を受けないようにするため、不織布１３を図１４に示したように、２層構造に形成し、合成樹脂とは反対側の内側層１３ｂに吸水性高分子を含有させて、合成樹脂側に位置する外側層１３ｃに吸水性高分子を含有させないようにすることが考えられるが、このような場合でも、不織布１３と合成樹脂をそれぞれ別々に成形することで不織布１３の各層１３ｂ，１３ｃの厚みを均一に成形できる。このため、２層構造にした所期の目的を確実に達成できる。

また、合成樹脂の成形は、射出成形で行うので、管継手１１の外周面に、図１５（ａ）に示す如く、長さ方向全体にわたって、又はその一部に、外周側に突出する突条１１ｃを形成しても、パリソンを用いて成形する場合に比してきれいに形成できる。この突条１１ｃは、芯型２１を外す時に積極的に回り止めが行えるようにするとともに、使用に際して簡単に回転できるようにするためのものであって、形成する以上、縁が真っ直ぐとなるようにきれいに形成されるのが好ましい。パリソンを用いて成形する場合には、パリソンが円筒形であってこれを型で圧縮するので、突条１１ｃ部分に対応するキャビティ内に積極的に合成樹脂を侵入させることが困難であるが、射出成形であれば、必要量の合成樹脂を確実に射出して形成できる。図１５（ｂ）が芯型２１と第２可動型２９を示す断面図で、突条１１ｃに対応する部位に、キャビティ３４が形成されている。

なお、上述の例では、管継手１１が接続する管体１４を、螺旋凹凸条１２を有したもので説明したが、螺旋ではなく蛇腹状やそれに類した形態の凹凸条を有するコルゲート管であるもよい。その場合には、管継手１１の凹凸条もその管体の凹凸条に対応する形状に形成する。

また管継手１１は、上述例のような同種の管体を接続する継手ではなく、異種の管体を接続する異種管継手であるも、また円筒状ではない管継手であるもよい。

図１６、図１７、図１８は、異種管継手（管継手１１）と、それを製造する型を示す。なお、以下の説明においては、先に説明した構成と同一又は同様の部位については、同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。

すなわち、この管継手１１は、上述の管継手１１と同様に螺旋凹凸条を有する第１接続部３５と、凹凸を有しない筒状の第２接続部３６とからなる。そして上記第１接続部３５の内周面に、吸水性高分子を含有する不織布層１１ａを有している。

この管継手１１の製造においても、芯型２１は、不織布成形工程と合成樹脂成形工程で共用する。

芯型２１と第１可動型２２は、図１７に示したように、先の例の場合と同様に形成されている。周方向に４分割した構成も同様である。

第２可動型２９も、基本的に先の例の場合と同様に形成されているが、上記芯型２１に対応する部位である下部３７の上側（上部３８）に、凹凸のない形状の管体（図示せず）を接続する上記第２接続部を形成するため、上型３０との間でその第２接続部３６に対応する形状のキャビティ３９ができるようにしている。

上型３０の受け面部３０ａの径は、不織布１３を被せた芯型２１の径に対応する大きさに設定している。つまり、不織布１３の上端を受け面部３０ａで押えている。
不織布成形工程と合成樹脂成形工程は、上述と同様に行われる。
なお、第２接続部の内周面にも不織布層を形成するもよい。

図１９、図２０、図２１は、半割り形の直線継手（管継手１１）と、それを製造する型を示す。ここでも、先に説明した構成と同一又は同様の部位については、同一の符号を付して、その詳しい説明を省略する。

すなわち、この管継手１１は、上述の管継手１１と同様に螺旋凹凸条１４ａを有する上記管体１４を接続するものであるが、断面が略半円弧状をなす２つの管継手担体４０，４０からなるものである。つまり、管継手担体４０は半円弧状の両端縁にフランジ部４０ａ，４０ａを有した形状であって、管体の接続に際しては突き合せた管体の上から管継手担体４０を、そのフランジ４０ａ同士を重合するように被せ、蝶ナット４１で固定して連結するというものであり、内周面全体に、吸水性高分子を含有する不織布層１１ａが形成される。

この管継手１１の製造においても、芯型２１は、不織布成形工程と合成樹脂成形工程で共用する。

芯型２１は図２０に示したように、断面半円形の略蒲鉾形をなす本体部２５を有し、その表面には、所定の螺旋をなす凹凸（凹部２３及び凸部２４）が形成されている。また、第１可動型２２は、断面略半円弧状で、内周面に所定の螺旋をなす凹凸（凹部２７及び凸部２８）が形成されている。

なお、第１可動型２２は、一体ものであるもよいが、複数に分割した構成であるもよい。この場合には少なくとも２つに分割した構成であれば、前述したように、成形される不織布１３にかかる歪を抑制することができて、不織布１３を均一に、しかも所望の形状に成形するのに資する。

第２可動型２９は、図２１に示したように、芯型２１の本体部２５に被さる中空箱状で、内周面に、所定の螺旋をなす凹凸（凹部３１及び凸部３２）が形成されている。
不織布成形工程と合成樹脂成形工程は、上述と同様に行われる。

なお、この発明の構成と、上記一形態の構成との対応において、
この発明の凹凸条は、上記一形態の螺旋凹凸条１２に対応し、
以下同様に、
固定型は、芯型２１に対応し、
固定型の凹凸は、凹部２３及び凸部２４に対応し、
第１可動型の凹凸は、凹部２７及び凸部２８に対応し、
第２可動型の凹凸は、凹部３１及び凸部３２に対応するも、
この発明は、上記一形態の構成のみに限定されるものではなく、他にも様々な形態を採用し得る。

例えば、不織布層を、長さ方向の端部のみに形成するもよい。

管継手の斜視図。 管継手の片側断面図。 管継手の使用状態の断面図。 芯型と第１可動型を示す縦断面図。 芯型と第１可動型を示す横断面図。 不織布成形工程の縦断面図。 作用状態の横断面図。 不織布成形工程の横断面図。 成形後の不織布を示す片側断面図。 芯型と第２可動型を示す縦断面図。 合成樹脂成形工程の縦断面図。 脱型動作を説明する縦断面図。 管継手の部分拡大断面図。 他の例に係る管継手の部分拡大断面図。 他の例に係る管継手とその第２可動型の説明図。 他の例に係る管継手の片側断面図。 不織布成形工程の説明図。 合成樹脂成形工程の説明図。 他の例に係る管継手の斜視図。 不織布成形工程の説明図。 合成樹脂成形工程の説明図。 従来技術を説明する縦断面図。 従来技術を説明する横断面図。

符号の説明

１１…管継手
１１ａ…不織布層
１１ｂ…合成樹脂層
１２…螺旋凹凸条
１３…不織布
２１…芯型
２２…第１可動型
２３…凹部
２４…凸部
２７…凹部
２８…凸部
２９…第２可動型
３１…凹部
３２…凸部
４０…管継手担体

Claims (4)

1. 不織布からなる不織布層と、該不織布層に積層される合成樹脂からなる合成樹脂層とを、厚み方向に有する凹凸条が、長さ方向に連続して形成された管継手の製造方法であって、
   シート状の不織布を、上記凹凸条に対応し、且つ長さ方向にわたって略均一な厚みを有する凹凸形状に、固定型と可動型とにより加熱圧縮成形する不織布成形工程と、
   該不織布成形工程で成形された不織布上に、上記凹凸条に対応し、且つ長さ方向にわたって略均一な厚みを有する合成樹脂を成形する合成樹脂成形工程とを有し、
   該合成樹脂成形工程が、不織布成形工程で成形した不織布を上記固定型と一体のまま移行して行われる
   管継手の製造方法。
2. 前記合成樹脂成形工程が、射出成形で行われる
   請求項１に記載の管継手の製造方法。
3. 前記固定型が、断面略円形又は略半円形であるとともに、
   前記不織布成形工程で用いる前記可動型を、上記固定型が断面略円形の場合には３個以上に、上記固定型が断面略半円形の場合には２個以上に、その周方向で長さ方向全体にわたって分割した
   請求項１又は２に記載の管継手の製造方法。
4. 前記凹凸条が、螺旋を描くものである
   請求項１、２又は３に記載の管継手の製造方法。
   

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