JP3699579B2 - 断熱層付き管継手およびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱層付き管継手およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、鋼管や合成樹脂管からなる配管周りをグラスウール等の保温材で被覆することによって配管周りの結露等を防止するようにしている。
しかし、上記従来の配管構造では、配管後さらに保温材を配管周りに巻いたり被せたりして被覆すると言う作業を別途行わなければならないため、作業効率が悪いとともに、狭い作業スペースでは、作業を行えない場合もある。
【0003】
そこで、特開平7−217934号公報において、内部に予め発泡樹脂層を備えた管や管継手が本発明の出願人から提案されている。
すなわち、この管や管継手の場合、内部に発泡樹脂層を備え、発泡樹脂層の内周面および外周面に沿ってスキン層が設けられていて、発泡樹脂層によって断熱効果をもたせている。したがって、配管施工後、保温材を巻いたり被せたりする作業を行わなくても済むようになる。
【0004】
しかしながら、この管や管継手の場合、スキン層が発泡樹脂層の内周面および外周面を加熱して形成するか、発泡性樹脂を押出機で押し出す際にその内周面および外周面を強制的に冷却して発泡を抑えることによって形成されるため、スキン層の厚みを厚くすることができず、スキン層の強度の点で問題がある。
【0005】
そこで、本発明の発明者は、特開平4−339616号公報に記載のサンドイッチ成形を用いれば、1度の射出によって表面層が非発泡性樹脂からなり、内側に発泡樹脂からなる断熱層を備えた表面強度に優れた管あるいは管継手が得られるのではないかと考えた。
しかしながら、管継手の場合、受口や差口に大きな負荷がかかるため、受口や差口の内部に断熱層を備えていると、強度的に問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような事情に鑑みて、内部に断熱効果の優れた断熱層を有し、強度的にも優れた断熱層付き管継手およびこの断熱層付き管継手を容易に製造することができる断熱層付き管継手の製造方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明にかかる断熱層付き管継手(以下、「請求項1の継手」)と記す)は、屈曲する流路を有する本体部に連続して設けられた他の配管材が接続される接続部が中実とされると共に、この流路の内側コーナー部およびその近傍に当たる本体部壁が中実に形成され、前記本体部の内部に発泡樹脂からなる断熱層を備え、この断熱層を囲繞する前記本体部の内外壁と前記接続部とが射出成形により一体成形され、前記本体部の内外壁間の厚みが前記接続部の内外壁間の厚みの2倍以上とされている構成とした。
【0008】
本発明において、接続部とは、受口および差口のいずれでも構わない。
継手の形状は、特に限定されず、たとえば、チーズ,エルボ,レジューサ,バルブソケット,ニップル等が挙げられる。また、異径のものでも構わない。
【0009】
本発明において使用できる樹脂は、特に限定されないが、たとえば、ポリ塩化ビニル,ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)樹脂,AES(アクリロニトリル−EPDM(エチレン−プロピレンゴム)−スチレン)樹脂,ポリエチレン,ポリプロピレン,アクリル樹脂等が挙げられる。
【0010】
また、エルボやチーズ等のように屈曲する流路を有する管継手の場合、流路の内側コーナー部およびその近傍に当たる本体部壁を中実の樹脂材料で成形し、本体部の残部壁の内部に断熱層を設けておくことが好ましい。
【0011】
他方、請求項2の発明にかかる断熱層付き管継手の製造方法(以下、「請求項2の製造方法」と記す)は、前記屈曲部の内側コーナー部の対角位置に設けられたゲートから非発泡性溶融樹脂および発泡性溶融樹脂を金型内に射出して成形される請求項1に記載の断熱層付き管継手の製造方法であって、接続部用キャビティおよび本体部用キャビティを有する金型内に非発泡性溶融樹脂を射出したのち、断熱層となる発泡性溶融樹脂を金型内に注入し、発泡性溶融樹脂の注入圧および/または発泡圧によって非発泡溶融樹脂の内側に入り込ませ、非発泡性溶融樹脂を金型内の接続部用キャビティに密に充填すると同時に本体部用キャビティを形成する金型内面に沿わせた状態で金型内で両溶融樹脂を冷却硬化させて本体部の範囲内に発泡樹脂からなる断熱層を備えた成形体を得る工程を備え、前記本体部用キャビティの厚みが前記接続部用キャビティの厚みの2倍以上である構成とした。
【0012】
請求項2の製造方法において、前記管継手が屈曲部を備えた流路を有し、この屈曲部の内側コーナー部の対角位置に設けられたゲートから非発泡性溶融樹脂および発泡性溶融樹脂を金型内に射出するとすることが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ詳しく説明する。
図1および図2は本発明にかかる断熱層付き管継手の1つの実施の形態をあらわしている。
【0014】
図1に示すように、この断熱層付き管継手としてのエルボAは、本体部1aの内壁面11と外壁面12との厚みが、両端の接続部としての受口2a,2aの内壁面21と外壁面22との厚みの2倍以上になっている。
また、受口2aは、図1に示すように、非発泡性樹脂で形成され中実になっている。
【0015】
一方、本体部1aは、図1および図2に示すように、内側コーナー部(ウエルド部)16およびその近傍を除く部分の本体部1aの内部に断熱層13が設けられている。また、本体部1aの断熱層13を囲繞する内壁14aおよび外壁15aは、受口2aと同じ樹脂で一体成形されている。
断熱層13は、発泡樹脂で形成されている。
【0016】
つぎに、このエルボAの製造方法を、図3〜図7を参照しつつ詳しく説明する。
先ず、図3に示すように、射出ユニット5aの投入口51からバレル52内に発泡性樹脂原料を投入し、バレル52で溶融混練し発泡性溶融樹脂4としてバレル52先端の計量部で計量するとともに、押出ユニット6の投入口61から非発泡性樹脂原料を押出ユニット6のバレル62内に投入し、非発泡性溶融樹脂7を得る。
【0017】
つぎに、図4に示すように、押出ユニット6の吐出口63を射出ユニット5aの射出口53に突き合わせ、押出ユニット6の吐出口63に設けられたシャットオフ弁64および射出ユニット5aの射出口53に設けられたシャットオフ弁54を開放し、押出ユニット6の非発泡性溶融樹脂7を射出口53から射出ユニット5aのバレル52の計量部内に充填する。すなわち、バレル52の射出口53側に非発泡性溶融樹脂7を、投入口51側に発泡性溶融樹脂4を充填する。
【0018】
そして、押出ユニット6を取り除いたのち、図5に示すように、この屈曲部の内側コーナー部の対角位置にゲート81を備え、本体部用キャビティ82の厚みが接続部用キャビティ83の厚みの2倍以上である金型8aに射出ユニット5aをセットし、バレル52内の非発泡性溶融樹脂7および発泡性溶融樹脂4を金型8a内に射出する。
【0019】
すなわち、バレル52には、射出口53側に非発泡性溶融樹脂7が充填されているので、まず、図6に示すように、非発泡性溶融樹脂7が金型8a内に射出され、途中まで充填されたのち、図7に示すように、発泡性溶融樹脂4が金型8a内に射出され、非発泡性溶融樹脂7の内側に入り込む。
そして、非発泡性溶融樹脂7が、発泡性溶融樹脂4の注入圧力によって接続部用キャビティ83側に押されたのち、発泡性溶融樹脂4の発泡圧によって金型8a内の接続部用キャビティ83に密に充填されると同時に本体部用キャビティ82を形成する金型8a内面に沿う。なお、発泡性溶融樹脂4は、注入圧によって抑制されているため、注入時に若干しか発泡しない。
【0020】
この状態で金型8a内で両溶融樹脂4,7を冷却硬化させ、成形体A´を金型8aから取り出し、ランナー部17を除去して図1に示すエルボAを得るようになっている。
【0021】
このエルボAは、以上のように、本体部1aの内外壁14a,15aおよび受口2a,2aが非発泡性溶融樹脂7によって一体成形されているので、本体部1aの内外壁14a,15aに十分な強度がある。また、本体部1aの範囲内の内部に発泡樹脂からなる断熱層13を備えているため、十分な断熱効果も備えている。
【0022】
さらに、ウォーターハンマー現象が起きると、エルボAは、その屈曲角が平常時より大きくなり、流体が止まると元に戻る。また、配管固定後に環境温度変化があると、屈曲角が大きくなったり、小さくなったりする。そして、この屈曲角の変化による曲げ応力は、コーナー部内側部分16に大きくかかるが、このエルボAは、コーナー部内側部分16およびその近傍が中実になっていて断熱層13が設けられていないため、コーナー部内側部分16の強度がコーナー部内側部分16の内側に断熱層を設けた場合に比べ向上する。
【0023】
また、このエルボAの製造方法によれば、1回の射出によって断熱層13が同時に成形でき、生産性に優れている。しかも、本体部用キャビティ82の厚みが受口用キャビティ83の厚みの2倍以上あるため、確実に中実な受口2aを成形することができる。
【0024】
図8は本発明にかかる断熱層付き管継手の他の実施の形態をあらわしている。
図8に示すように、この断熱層付き管継手としてのバルブソケットCは、ねじ差口2cおよび受口2dが中実になっていて、本体部1cの全周にわたって内部に発泡樹脂からなる断熱層19を備えている。また、本体部1cの断熱層19を囲繞する内壁14cおよび外壁15cは、差口2cおよび受口2dと一体成形されている。
【0025】
また、本体部1cの内外壁面間の厚みは、差口2cおよび受口2dの内外壁面間の2倍以上になっている。
【0026】
このバルブソケットCは、図9に示すように、金型8cに、まず、射出機5cの第1シリンダ57中の非発泡性溶融樹脂7をまず射出口58から金型8c内に射出したのち、第2シリンダ59中の発泡性溶融樹脂4を射出口58から金型8c内に射出し、発泡性溶融樹脂4の注入圧によって非発泡性溶融樹脂7を金型8cの受口用キャビティ(図示せず)に充満させるとともに、本体部用キャビティ(図示せず)の金型8cの壁面に密着させることよって得られるようになっている。
【0027】
本発明にかかる断熱層付き管継手およびその製造方法は、上記の実施の形態に限定されない。
【0028】
【実施例】
以下に、本発明の実施例をより詳しく説明する。
【0029】
(実施例1)
非発泡性樹脂としてポリ塩化ビニル、発泡性樹脂としてポリ塩化ビニルに発泡剤としてアゾジカルボアミド(大塚化学社製AZ−HM)を混合したものを用い、図3〜図7に示す製造方法で、受口が非発泡性樹脂のみからなり中実で、受口の内外壁面間の厚みが3mm、本体部の内外壁間の厚みが8mm、発泡倍率2.0倍の発泡ポリ塩化ビニル断熱層を有する図1に示すようなφ30のDV継手タイプのエルボを成形した。
【0030】
(実施例2)
非発泡性樹脂としてABS樹脂(デンカ社製CL−301Q)を用いた以外は、実施例1と同様にしてφ30のDV継手タイプのエルボを成形した。
【0031】
(比較例1)
受口の内外壁面間の厚みを4.5mmとした以外は、実施例1と同様にしてφ30のDV継手タイプのエルボを成形したところ、受口の内部にも断熱層が形成されていた。
【0032】
(実施例3)
非発泡性樹脂としてポリ塩化ビニル、発泡性樹脂としてポリ塩化ビニルに発泡剤としてアゾジカルボアミド(大塚化学社製AZ−HM)を混合したものを用い、図9に示す製造方法で、ねじ差口および受口が非発泡性樹脂のみからなり中実で、差口および受口の内外壁面間の厚みが2.5mm、本体部の内外壁間の厚みが5mm、発泡倍率が1.8倍の発泡ポリ塩化ビニル断熱層を有する図8に示すようなφ20のバルブソケットを成形した。
【0033】
(比較例2)
受口の内外壁面間の厚みを3mmとした以外は、実施例3と同様にしてφ20のバルブソケットを成形した。
【0034】
上記実施例1,実施例3および比較例1,比較例2で得られたエルボ、バルブソケットのそれぞれについて受口を軸方向にダンベル(亜鈴)形状に切取って得た試験片をそれぞれ万能試験機を用いて引張試験を行い、破断時までの最大荷重を測定し、その引張強度を求め、その結果を表1に示した。
なお、引張強度は、得られた最大荷重を試験片の中間部(細い部分)の断面積で割って求めた。
【0035】
【表1】
【0036】
上記表1から、実施例1,3に示すエルボ、バルブソケットは、比較例1、2のエルボ、バルブソケットに比べいずれも強度的に優れていることがわかる。
【0037】
(実施例4)
非発泡性溶融樹脂と発泡性溶融樹脂との体積比(発泡前)を表2に示すように変化させて、それぞれ金型温度40℃、成形温度170〜210℃(両樹脂共)、冷却時間120秒で、本体部の内外壁間の厚みが9mm、受口部の内外壁間の厚みが3mmのDV継手形状のφ50のエルボを図3〜図7に示す製造方法によって成形し、得られたエルボの受口部の状態を調べ、その結果を表2に示した。
【0038】
【表2】
【0039】
【発明の効果】
本発明の請求項1にかかる断熱層付き管継手は、以上のように構成されているので、本体部の内部に断熱効果の優れた断熱層を有し、断熱性に優れていることは勿論のこと、強度的にも優れ、接続部の強度がより安定したものとなる。
【0040】
また、エルボやチーズ等の屈曲した流路を有する管継手において、特に負荷がかかりやすい屈曲部の内側コーナー部の強度が上がり、耐久性が向上する。
【0041】
一方、本発明の請求項2にかかる断熱層付き管継手の製造方法は、上記本発明にかかる断熱層付き管継手を容易に、より確実に製造することができると共に、接続部を非発泡性樹脂のみの中実なものにより確実に成形することができる。
【0042】
また、請求項1の断熱層付き管継手をより確実に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる断熱層付き管継手の1つの実施の形態であるエルボの断面図である。
【図2】 図1の断熱層付き管継手のX−X線断面図である。
【図3】 図1の断熱層付き管継手の製造方法の製造工程を説明する説明図である。
【図4】 図1の断熱層付き管継手の製造方法の図3の次の工程を説明する説明図である。
【図5】 図1の断熱層付き管継手の製造方法の図4の次の工程を説明する説明図である。
【図6】 図1の断熱層付き管継手の製造方法の図5の次の工程を説明する説明図である。
【図7】 図1の断熱層付き管継手の製造方法の図6の次の工程を説明する説明図である。
【図8】 本発明にかかる断熱層付き管継手の他の実施の形態であるバルブソケットの断面図である。
【図9】 図8の断熱層付き管継手の製造方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
A エルボ(断熱層付き管継手)
A´ 成形体
C バルブソケット(断熱層付き管継手)
1a,1c 本体部
2a,2d 受口(接続部)
2c ねじ差口(接続部)
4 発泡性溶融樹脂
7 非発泡性溶融樹脂
11 内壁面(本体部)
12 外壁面(本体部)
13,19 断熱層
14 内壁(本体部)
15 外壁(本体部)
16 内側コーナー部
21 内壁面(受口)
22 外壁面(受口)
8a,8c 金型
82 本体部用キャビティ
83 受口用キャビティ(接続部用キャビティ)
Claims (2)
- 屈曲する流路を有する本体部に連続して設けられた他の配管材が接続される接続部が中実とされると共に、この流路の内側コーナー部およびその近傍に当たる本体部壁が中実に形成され、前記本体部の内部に発泡樹脂からなる断熱層を備え、この断熱層を囲繞する前記本体部の内外壁と前記接続部とが射出成形により一体成形され、前記本体部の内外壁間の厚みが前記接続部の内外壁間の厚みの2倍以上である断熱層付き管継手。
- 前記屈曲部の内側コーナー部の対角位置に設けられたゲートから非発泡性溶融樹脂および発泡性溶融樹脂を金型内に射出して成形される請求項1に記載の断熱層付き管継手の製造方法であって、接続部用キャビティおよび本体部用キャビティを有する金型内に非発泡性溶融樹脂を射出したのち、断熱層となる発泡性溶融樹脂を金型内に注入し、発泡性溶融樹脂の注入圧および/または発泡圧によって非発泡溶融樹脂の内側に入り込ませ、非発泡性溶融樹脂を金型内の接続部用キャビティに密に充填すると同時に本体部用キャビティを形成する金型内面に沿わせた状態で金型内で両溶融樹脂を冷却硬化させて本体部の範囲内に発泡樹脂からなる断熱層を備えた成形体を得る工程を備え、前記本体部用キャビティの厚みが前記接続部用キャビティの厚みの2倍以上である断熱層付き管継手の製造方法。
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JP2024051563A (ja) | 断熱継手及び配管構造 |
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