JP3943377B2

JP3943377B2 - 波状表皮付きパイプの製造方法

Info

Publication number: JP3943377B2
Application number: JP2001363328A
Authority: JP
Inventors: 隆広三輪
Original assignee: Inoac Corp
Current assignee: Inoac Corp
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2021-11-28
Also published as: JP2003159749A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は配管表面等に被せて断熱保温用に使用される表皮付きパイプの製造方法で、特に配管が屈曲しているような場合に好適な表皮付きパイプの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
寒冷地の水道管やエアコンの冷媒循環用配管等の表面には、配管内の流体温度と外気温との温度差から生じる熱移動を少なくするため、管表面をポリエチレンフォーム等の発泡プラスチック製断熱材カバーが取着されている。この種の断熱材カバーには、図５に示すごとく発泡プラスッチック製パイプＳ_１の外周面を合成樹脂製フィルムからなる表皮Ｓ_２で覆った直管タイプの表皮付きパイプＳが専ら用いられてきた。詳しくは、パイプ外周面に表皮Ｓ_２を押出成形した表皮付きパイプに、その後、切欠きＫを後工程で加え、断熱材カバーとしている。配管Ｇに保温施工する場合、切欠きＫの隙間を拡開させてそこから配管Ｇを中空内Ｏに通し、次いで、切欠きＫの外側両縁を貼着して切欠きＫが再び開かないように止着し、取付現場での工事が短時間で簡単に行えるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記表皮付きパイプはストレートパイプであるために、直線状に敷設された配管Ｇの断熱材カバー用として取付ける場合は取付け工事が簡単に行えるが、配管Ｇが曲がっていたり蛇行していたりする場合はその取付けは容易でなかった。表皮付きパイプを曲げようとしても、発泡プラスチック製パイプに一体化している表皮Ｓ_２がツッパッてパイプが曲がるのを阻止した。その曲率半径は極めて大きく、無理に力をかけて少し曲げてもパイプ中空部Ｏが押し潰れ扁平化するので、配管Ｇの屈曲部分の保温断熱工事としては使えなかった。こうしたことから、配管Ｇが屈曲している箇所では、特注形状した断熱材カバーを用いるか、或いは表皮付きパイプを短く切ってつなぎ合わすなどして施工しており、その対応に苦慮していた。勿論、前記特注形状品は高額であるばかりでなく、その曲がり形状だけに限られることから品揃え等も多く必要になり管理するにも大変であった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決するもので、曲げることが容易で、例えば配管が屈曲している箇所や蛇行しているような箇所でもその曲率半径に応じて見栄え良く簡単に取付けることができる表皮付きパイプの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明の要旨は、発泡プラスチック製パイプに引張力をかけ伸長状態にして該パイプの外周面に表皮を被覆成形し、その後、パイプの引張力を解き、パイプが元の状態へと弾性復元に向かうことで、表皮がパイプに一体化しながら波状になるようにしたことを特徴とする波状表皮付きパイプの製造方法にある。
請求項２に記載の発明の要旨は、パイプ送り装置と表皮成形用金型とパイプ引取り装置とを順に配設し、前記パイプ送り装置の送り速度よりも前記パイプ引取り装置の引き取り速度を大きく設定して前記パイプ送り装置から発泡プラスチック製パイプに引張力をかけ伸長状態にして該パイプを金型へと向かわせ、そして、該金型通過時に表皮用溶融樹脂を該金型内に押出し表皮をパイプ外周面に被覆成形して、さらに続く下流側のパイプ引取り装置へと移送させ、しかる後、表皮が被覆成形された表皮被覆パイプの引張力を解き、パイプが元の状態へと弾性復元に向かうことで、表皮がパイプに一体化しながら波状になるようにしたことを特徴とする波状表皮付きパイプの製造方法にある。
【０００６】
請求項１,２の発明のごとく、発泡プラスチック製パイプに引張力をかけ伸長状態にして該パイプの外周面に表皮を被覆成形し、その後、パイプの引張力を解き、パイプが元の状態へと弾性復元に向かうことで、表皮がパイプに一体化しながら波状になるようにすると、前処理として発泡プラスチック製パイプに引張力を加えるだけで表皮に波状部のある波状表皮付きパイプが簡単にできる。
請求項２の発明のごとく、パイプ送り装置の送り速度よりも前記パイプ引取り装置の引き取り速度を大きく設定して発泡プラスチック製パイプに引張力をかけ伸長状態にして、表皮用溶融樹脂を該金型内に押出し表皮をパイプ外周面に被覆成形すると、連続的に生産されるパイプ製造設備の下手側で波状表皮付きパイプを低コストにして連続生産できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表皮付きパイプの製造方法について詳述する。
（１）実施形態１
図１は本発明の表皮付きパイプの製造方法の一形態で、図１の（イ）〜（ニ）はその説明工程図を示す。
本表皮付きパイプの製造方法は、まず発泡プラスチック製パイプ４が用意される。ここではポリエチレンフォームからなる発泡プラスチック製パイプ４で、その肉厚Ｔが８.５ｍｍほどで、内径Ｄが２０ｍｍφ程度の円筒パイプが用意される（図１のイ）。
【０００８】
次いで、前記パイプ４の両サイドを外方に引張り（図１のロの白抜き矢印）、パイプ４に引張力をかけ伸長状態にする。図１（イ）で当初のパイプ長さがＬであったものがこの引張力によって（Ｌ＋α）と伸びる。断熱材に使用される発泡プラスチックのようなパイプ４は一見弾性変形し難いように見えるが、引張力を加えると弾性変形によってその力に応じて少なからず伸びる。パイプ４を加温すると伸びる量αが増すことから適宜その量を調節できる。パイプ４が伸びる量αに応じてパイプの内径はＤからＤ_１へと小さくなり、パイプ肉厚ＴもＴ_１と小さくなる。
【０００９】
続いて、パイプ４に引張力をかけたまま、パイプの外周面４１に表皮５を被覆成形する。押出成形等によってパイプ外周面４１に所定厚みの表皮用溶融樹脂５ａを被覆する（図１のハ）。パイプ４は図１（ロ）の状態を維持してテンションが加わったままで、該パイプ上に表皮５が被覆成形される。溶融樹脂５ａはパイプ４に引張力が加わった状態下でパイプ４と一体化して固化し、パイプ外周面４１を覆うフィルム状の表皮５が被着されることになる。表皮５の材料は熱可塑性プラスチック成形材料（ここではポリエチレン）で、パイプ４と一体化させることから相溶性の材料がより好ましい。
【００１０】
その後、パイプ４の引張力を解く。引張力が解かれることによってパイプ４は元の状態へと弾性復元に向かう。それまで伸びた状態にあったパイプ４が元の状態へと収縮するために、パイプ４に一体化している表皮５に波状部５１ができる。すなわち、表皮５はパイプに一体化しながら波状になる（図１のニ,図３）。なお、パイプ外周面４１は表皮５の波状形成に追随して波形状になるが、内周面４５は波状になっておらずほぼ平滑な面が保たれるのを試験確認している。
【００１１】
ここで、パイプ４が弾性復元するといってもパイプ４に一体化した表皮５が抵抗になって完全に元に戻ることはなく、製品化される波状表皮付きパイプＰは初めのパイプ長さＬより若干長め（Ｌ＋ε）になる。またパイプ４の平均肉厚Ｔ_２は初めのパイプ肉厚Ｔより若干薄めになり、パイプ内径Ｄ_２は初めのパイプ内径Ｄより僅かながら小さくなる。こうしたことを加味して、最初のパイプ仕様が選定され、最終製品となる波状の表皮付きパイプＰが造られる。
【００１２】
（２）実施形態２
本実施形態はパイプ製造設備の下流側に波状表皮付きパイプＰの製造設備を設置して連続的に波状表皮付きパイプＰを造る方法である。
図２は波状表皮付きパイプＰの製造設備を構成する模式的な各製造装置の簡略断面図を示しており、図示しないパイプ製造設備の下流側に、パイプ送り装置１と表皮成形装置２の金型２１とパイプ引取り装置３とが順にほぼ一直線状に配設されている。そして、前記パイプ送り装置１の送り速度Ｖ_１よりも前記パイプ引取り装置３の引き取り速度Ｖ_２が大きく設定される。パイプ送り装置１の送り速度Ｖ_１を例えば１０ｍ／分とした場合、パイプ引取り装置３の引き取り速度Ｖ_２を１２ｍ／分と大きく設定する。逆にパイプ引取り装置３の引き取り速度Ｖ_２を１０ｍ／分とする場合に、パイプ送り装置１の送り速度Ｖ_１を８ｍ／分としてラインスピードをダウンさせる方法を採ることもできる。このようにパイプ送り装置１とパイプ引取り装置３の速度が違う設定（Ｖ_２＞Ｖ_１）をし、この間のポリエチレンフォーム等の発泡プラスチック製パイプ４に引張力をかけ伸長状態にして、パイプ製造設備から送り込まれた該パイプ４ａを押出成形金型２１を経由しパイプ引取り装置３へと向かわせる。
【００１３】
パイプ送り装置１の送り速度Ｖ_１よりパイプ引取り装置３の引き取り速度Ｖ_２の方が大きいことから、その間のパイプ４ｂに引張力が加わる。パイプ送り装置１を過ぎたパイプ速度Ｖは、既述のごとく発泡プラスチック製パイプ４が弾性変形可能であることからパイプ４ｂに加わった引張力によって発泡プラスチック製パイプ４は伸長してパイプ引取り速度Ｖ_２に近づく。パイプ伸長に対応して、図示のごとくパイプ送り装置１に移送されてきたパイプ肉厚がｔであった発泡プラスチック製パイプ４ａはパイプ送り装置１を過ぎるとパイプ肉厚がｔ_１（ｔ_１＜ｔ）と薄くなる。本実施形態はパイプ製造設備の下流側に位置するパイプ４ａの温度が３５℃〜５０℃程度で、パイプ４ａは常温時に比べより弾性変形し易い状態にあり、パイプ４ａに加わる引張力によってパイプ送り装置１後のパイプ４ｂがより伸長する。
【００１４】
そして、引張力をかけ伸長状態にした前記パイプ４ｂを表皮成形装置２の金型２１（ダイ）へと向かわせ、該金型通過時に表皮用溶融樹脂５ａを該金型２１内に押出し、表皮５をパイプ外周面４１に被覆成形する。金型２１はパイプ４ｂが通過する筒開口部の外周にキャビティを形成する。押出機２２でポリエチレン等の熱可塑性樹脂原料を可塑化,混練した溶融樹脂５ａは、キャビティ先端の狭い隙間からパイプ４ｂの外周面４１に高温（約１８０℃）の表皮用可塑化溶融樹脂５ａとして押し出される。パイプ４ｂはキャビティ直前に設置する加熱器２３で加熱され、加えて、パイプ外周面４１に表皮用の可塑化溶融樹脂５ａが被覆されることによって高温溶融樹脂５ａから熱を受け、引張状態下にあるパイプ４ｂはさらに伸長する。そのため、金型通過前のパイプ肉厚ｔ_１は、金型２１を通過した時点でｔ_２（ｔ_２＜ｔ_１）と一層薄くなる。この伸長状態で弾性変形したパイプ４ｃに表皮用の可塑化溶融樹脂５ａが被覆される。なお、表皮厚みは前記隙間の大きさを適宜設定することにより調節される。
【００１５】
その後、金型２１を通過した表皮用可塑化溶融樹脂５ａが被覆された前記パイプ４ｃを、金型通過後の早い時点で冷却する。冷却器６で金型通過時の該可塑化溶融樹脂５ａ付きパイプ４ｃを急冷することによって溶融樹脂５ａが冷却固化してなる表皮５とパイプ４ｃとの一体化がより強固になる。こうして出来た表皮被覆パイプ４ｄはさらに続く下流側のパイプ引取り装置３へと移送させる。
【００１６】
そして、表皮５が被覆成形された表皮被覆パイプ４ｄがパイプ引取り装置３を通過したところで、該表皮被覆パイプ４ｄの引張力を解く。パイプ４の引張力が解かれることによって、パイプ４ｄが元の状態へと弾性復元に向かい収縮する。この収縮に伴い、表皮５がパイプ４に一体化しながら波状になり、図３のような所望の波状表皮付きパイプＰが造られる。パイプ４ｄを覆って滑らかな円筒面になっていた表皮５に波状部５１が形成される。
ここで、前記波状表皮付きパイプＰはその表皮側パイプ外面４１が表皮５と一体化していることから波状になるが、パイプ内面４５に関しては波状にはならず平滑な面が得られる。理由は定かでないが、ある程度厚みのある発泡プラスチック製パイプ４を用いていることから、パイプ半径方向で変形吸収してパイプ内面４５には波状部が現れないと想定される。なお、表皮付きパイプ４ｅの平均肉厚ｔ_３はパイプ送り装置１に送り込まれる当初のパイプ肉厚ｔより若干小さくなるので、これを加味して当初のパイプ肉厚仕様等が選定される。
該波状表皮付きパイプＰは、後工程でその半径方向に切欠きＫ（図５参照）を形成して、パイプ中空部４０に配管Ｇを組み込むための断熱カバー製品等として供される。
【００１７】
このように構成した波状表皮付きパイプＰは表皮５が波状,蛇腹状になっているので、これを曲げても従来品のように表皮５がツッパって曲げるのが困難になることがなく、図４の二点鎖線のごとく容易に屈曲できる。例えば管サイズ５０Ａの配管被覆用の波状表皮付きパイプＰ（肉厚１０ｍｍ）に関していえば、従来の図５に示すストレートパイプＳでは曲率半径が高々８００ｍｍ程度であったのに対し、本発明の波状表皮付きパイプＰの試作品によれば、その曲率半径を２５０ｍｍとずっと小さくすることができる。
従って、既設配管Ｇが屈曲していたり蛇行しているような場合であっても、本波状表皮付きパイプＰを使用すれば、その屈曲や蛇行に合わせて曲げて、管表面に簡単に被せることができる。直管品である従来の表皮付きカバーＳを短く切ってつなぎ合わせたり、その屈曲部用の特注品を用いたりする必要がない。既設配管Ｇのそれぞれの曲がりに応じて臨機応変に見栄え良く簡単に取り付け対応できる。しかも、本発明の波状表皮付きパイプＰはパイプ内面４５にほぼ平滑な面が形成されるので、直管タイプと同様にパイプ内面４５が配管表面に密着し断熱効果を高めることが可能で、配管屈曲部用の発泡プラスチック製断熱カバーとして打ってつけとなる。
さらに、パイプ４に加える引張力や表皮用溶融樹脂５ａがパイプ外周面４１に被覆される際のパイプ側温度を調整することによって前記曲率半径値をより小さくでき、保温を必要とするエルボ,ベント等にも利用可能となる。
そして、既述のごとくの製法によれば簡単に波状表皮付きパイプＰを造ることができるので、低コスト生産できる。特に、実施形態２の波状表皮付きパイプの製造方法は、一つの設備を活用しながら運転条件を変えることによって、表皮に波状部のないストレートタイプ（図５の製品）と外周面側に波状部のある本発明の波状表皮付きパイプＰとを選択生産でき極めて有益となる。
【００１８】
尚、本発明においては、前記実施形態に示すものに限られず、目的，用途に応じて本発明の範囲で種々変更できる。パイプ送り装置１,表皮成形装置２,パイプ引取り装置３,発泡プラスチック製パイプ４,表皮５等の形状，大きさ，材質等は用途に合わせて本発明の範囲内で適宜選択できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の表皮付きパイプの製造方法は、パイプ表面に形成された表皮が波状で屈曲し易く、断熱保温を必要とする配管が屈曲したり蛇行したりしているような場合であっても配管に密着させながら断熱カバーとして見栄え良く且つ簡単に被覆できるので、作業性に富み優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の表皮付きパイプの製造方法で、その説明工程図を示す。
【図２】実施形態２の表皮付きパイプの製造方法の各製造装置の簡略断面図を示す。
【図３】表皮付きパイプの部分斜視図である。
【図４】表皮付きパイプの部分断面図である。
【図５】従来技術の表皮付きパイプの部分断面図である。
【符号の説明】
１パイプ送り装置
２１表皮成形用金型
３パイプ引取り装置
４（４ａ〜４ｅ）発泡プラスチック製パイプ
４１外周面
５表皮
５ａ溶融樹脂
Ｐ波状表皮付きパイプ

Claims

発泡プラスチック製パイプに引張力をかけ伸長状態にして該パイプの外周面に表皮を被覆成形し、その後、パイプの引張力を解き、パイプが元の状態へと弾性復元に向かうことで、表皮がパイプに一体化しながら波状になるようにしたことを特徴とする波状表皮付きパイプの製造方法。
パイプ送り装置と表皮成形用金型とパイプ引取り装置とを順に配設し、前記パイプ送り装置の送り速度よりも前記パイプ引取り装置の引き取り速度を大きく設定して前記パイプ送り装置から発泡プラスチック製パイプに引張力をかけ伸長状態にして該パイプを金型へと向かわせ、そして、該金型通過時に表皮用溶融樹脂を該金型内に押出し表皮をパイプ外周面に被覆成形して、さらに続く下流側のパイプ引取り装置へと移送させ、しかる後、表皮が被覆成形された表皮被覆パイプの引張力を解き、パイプが元の状態へと弾性復元に向かうことで、表皮がパイプに一体化しながら波状になるようにしたことを特徴とする波状表皮付きパイプの製造方法。