JP4081335B2 - Coated pipe manufacturing method and coated pipe manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプ表面に発泡体層が形成され、さらに、発泡体層の外周に表皮層が形成された被覆パイプの製造方法および被覆パイプの製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、パイプ、例えば、合成樹脂製パイプ、銅管、鋼管などに防露、断熱、遮音などの性能を付与する目的で、パイプの外周を発泡合成樹脂組成物で成形された発泡体層で被覆した被覆パイプが使用されている。
【0003】
しかし、発泡体層は、摩擦強度および引っ掻き強度が弱いため、発泡体層が外部に露出していると、施工時または配管後に摩擦や引っ掻きなどにより損傷し易いという問題がある。
【0004】
そこで、発泡体層の表面を保護する目的で、発泡体層の外周面に、さらに非発泡の合成樹脂で成形される表皮層が形成されたものが提案されている。
【0005】
例えば、特開昭61−293825号公報には、パイプ表面に発泡体層を形成し、さらに発泡体層の外周に表皮層を形成した断熱パイプを押出機を用いて製造する方法が開示されている。この製造方法は、押出機のダイスに長ランドダイスが使用されており、押出機のヘッドに発泡体層形成用組成物と表皮層形成用樹脂とを供給して発泡体層と表皮層をパイプの外周に同時に押出成形し、発泡合成樹脂組成物を長ランドダイス内で発泡させるとともに冷却することが開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開昭61−293825号公報に開示されている製造方法では、長ランドダイス内で発泡させて、この長ランドダイス内で冷却を行うようにしているため、発泡体層の発泡はパイプの外面と長ランドダイスの内面とにより規制され、発泡が規制されたまま長ランドダイス内で冷却されて形が固定されてしまう。
【0007】
したがって、熱分解型の化学発泡剤を使用した場合には、熱分解が完全に行われないうちに冷却されてしまうので、樹脂中に溶解した発泡剤のガス圧が低くなり発泡倍率が2倍程度のものしか得られなかった。また、物理発泡剤を使用した場合でも、発泡体層の樹脂組成物が長ランドダイスおよびパイプにより厚み方向への発泡が規制された状態で発泡し、かつ、長ランドダイスから出てきたときには、冷却固定された表皮層で発泡体層が被覆されてしまっているので、高発泡倍率のものが得られなかった。
【0008】
さらに、従来の断熱パイプは、発泡体層と表皮層をパイプの外周に同時に押出成形することにより形成されているため、発泡体層がパイプの外周面全体に密着した状態となり、複数の断熱パイプを接続する場合、断熱パイプの端部において発泡層を剥離する作業を要するが、発泡層がパイプの外周面に密着しすぎて剥離作業が行い難いなどの問題もある。
【0009】
本発明は、発泡体層と表皮層とを有する被覆パイプの製造方法における問題点を解決するものであって、パイプの外周に、均一に高発泡した発泡体層を形成しながら、パイプからの発泡層の剥離作業も簡単に行える被覆パイプを提供するとともに、パイプの外周に、均一に高発泡した発泡体層を形成でき、さらにその外周に表皮層が被覆された被覆パイプを効率良く製造する方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本明細書に記載の発明は、パイプ表面に発泡体層が形成され、さらに、発泡体層の外周に表皮層が形成された被覆パイプであって、発泡体層は筒状に形成され、長手方向に延びる切れ目を有し、該表皮層は、長手方向に延びる切れ目のない連続性を有することを特徴とするものである。
【0011】
本発明に使用されるパイプとしては、例えば、遮音、防露、断熱性を有するパイプであって、例えば、鋼管、銅管等の金属パイプ、あるいはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブデン−1等のポリオレフィンパイプ、架橋ポリエチレン等の架橋ポリオレフィンパイプ等の合成樹脂パイプが挙げられる。
【0012】
また、パイプの外周に被覆される発泡体層は、発泡剤により低圧帯域において発泡可能な熱可塑性樹脂を含む発泡樹脂組成物からなり、熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ABS樹脂、アクリル樹脂などの押出可能な熱可塑性樹脂が挙げられ、これらは単独で用いても良く、二種以上を併用しても良い。
【0013】
発泡体層の発泡倍率としては、5倍以上であることが好ましい。5倍より小さい場合には、熱伝導率が低下しやすく、5倍以上であると断熱・防露性能が格段に向上するためである。また、遮音性能についても、発泡倍率が5倍以上であると吸音効果が高くなる。
発泡体層の気泡径としては、小さいほど熱伝導率は低くなり、断熱・防露性能が向上するが、発泡倍率が高くなると必然的に気泡径も大きくなるので、好ましくは50μm〜4mmが好ましい。4mmよりも大きくなると、気泡内で熱の対流が発生し熱伝導率が高くなるので、断熱・防露性能が低下する。
また、ASTM D2856で定義される連続気泡率が高いと熱伝導率が高くなり、断熱・防露性能が低下するので、断熱・防露用途で使用する場合には0〜30%が好ましい。
一方、遮音用途で使用する場合には、連続気泡率が高いと吸音効果が優れるので30%以上が好ましい。これは、連続気泡率が高い方が音が発泡体層に入射した時に発泡体層内で複雑な経路を通過して熱エネルギーに変換されやすいためである。また、表皮層が被覆されていることにより、発泡体層に入射した音が複雑な経路を通過した後、表皮層で反射され、再び複雑な経路を通過するので、さらに効果的に音が熱エネルギーに変換されて吸音される。
【0014】
発泡体層の外周に被覆される表皮層としては、押出成形可能な樹脂であって、耐擦傷性を有する熱可塑性樹脂が好ましい。また、各種添加剤を配合することにより、希望の性能を付与することができる。例えば、熱可塑性樹脂に炭酸カルシウム、硫酸バリウム等を添加することにより表皮層の比重が増し、効果的に遮音性能を付与することができる。
【0015】
本明細書に記載の発明によれば、発泡体層は筒状に形成されており、パイプを筒内部に挿入するための長手方向に延びる切れ目が形成され、さらに、切れ目を有する発泡体層の外周には連続した表皮層が形成されているので、均一に高発泡した発泡体層が得られながら、被覆パイプ同士の接続作業など、被覆パイプの軸方向端部において発泡体層をパイプから取り除かなくてはならない場合には、切れ目部分から発泡体層を容易に剥離することができるので、被覆パイプの接続作業も容易になる。ここで言う相溶とは、上記塩素化塩化ビニル系樹脂に混合する化合物が重合体の場合、2つを混練した成形体の損失弾性率が室温以上の温度域で一つのピークとして現れることを意味し、混合する化合物が重合体以外の場合は、2つの混練溶融体から著しく化合物が分離しないことを意味する。
【0016】
また、本明細書に記載の発明は、上記被覆パイプの発明において、発泡体層の長手方向に延びる切れ目が、断続的に融着されていることを特徴とするものである。
断続的な融着とは、切れ目に沿って融着されている箇所と未融着の箇所とがあることをいう。
【0017】
本明細書に記載の発明によれば、発泡体層の切れ目が断続的に融着されていることを特徴とするので、融着部分においては表皮層の形成時における切れ目の開きを防止できながら、切れ目の未融着の部分において発泡体層のパイプからの剥離を容易に行うことができる。
【0018】
請求項1に記載の発明は、パイプ表面に発泡体層が形成され、さらに、発泡体層の外周に表皮層が形成された被覆パイプの製造方法であって、発泡体層となる発泡チューブを連続的に供給しながら発泡チューブにチューブ長手方向に連続させて切れ目を入れるスリット形成工程と、切れ目の入った発泡チューブを拡径しながら、切れ目から発泡チューブ内にパイプを挿入するパイプ挿入工程と、パイプが挿入された発泡チューブを縮径する発泡チューブ縮径工程と、パイプが挿入されて縮径された発泡チューブの外周に表皮層を形成する表皮層形成工程とにより被覆パイプを製造することを特徴とするものである。
【0019】
発泡チューブを供給する手段としては、予め製造された発泡体層となる発泡チューブをリール等に巻き取っておいてスリット形成工程に供給するようにしてもよいし、発泡チューブの製造工程を設けて、製造後の発泡チューブを直接スリット形成工程に供給されるようにしてもよい。
【0020】
請求項1に記載の発明によれば、被覆パイプを製造する一連の工程をインラインで行うことができ、また、従来技術のように外径規制金型での冷却が律速となって生産速度を上げることができないといった問題がなく、効率良く被覆パイプを製造することができる。
【0021】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の被覆パイプの製造方法において、スリット形成工程は、発泡チューブを連続的に供給するための、発泡チューブを押出し成形する発泡チューブ製造工程を有していることを特徴とするものである。
【0022】
請求項2に記載の発明によれば、パイプの表面を被覆する発泡体層をパイプの外面に直接成形するのではなく、発泡体層となる発泡チューブのみを製造した後、発泡チューブに切れ目を形成して発泡チューブ内にパイプを挿入することにより、均一に高発泡した発泡体層が得られる。
【0023】
熱可塑性樹脂を発泡させる発泡剤としては、熱可塑性樹脂を劣化させないものならば特に限定されず、たとえばアゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド等の熱分解型発泡剤や、常圧下で気体もしくは易揮発性液体である物理発泡剤が挙げられる。
【0024】
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の被覆パイプの製造方法において、発泡チューブ製造工程は、物理発泡剤が混入された溶融樹脂を発泡チューブ成形用押出機から減圧させた状態で発泡金型に送り、この発泡金型から大気圧に解放させて発泡チューブを製造するようにしていることを特徴とする。
【0025】
物理発泡剤としては、気体では窒素、炭酸ガス、空気などがあり、易揮発性液体ではプロパン、ブタン、ペンタン等の低沸点脂肪族炭化水素、アルコール類、ケトン類、エステル類等の低沸点有機化合物、モノクロロジフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素等が挙げられ、これらは単独でも2種類以上併用して用いても良い。
請求項5に記載の発明によれば、化学発泡剤よりも発泡圧力の高い物理発泡剤を樹脂に溶融させた後、大気中に解放させて発泡チューブを成形するので、所定の発泡倍率が得られながら発泡を均一に行える。
【0026】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の被覆パイプの製造方法において、物理発泡剤が炭酸ガスであることを特徴とするものである。
物理発泡剤として易揮発性液体を使用する場合は、オゾン層破壊の可能性があったり、可燃性であるため設備として防爆仕様が必須となるものが多いが、物理発泡剤として炭酸ガスを用いることにより、オゾン層の破壊の可能性がなく、環境に対する負荷を小さくでき、かつ、不燃性であるため設備として防爆仕様が必要でなく、設備が簡単となる。さらに、樹脂に対する溶解性も高いので均一に高発泡した発泡体層がを得ることができる。
【0027】
請求項5に記載の発明は、請求項2から請求項4の何れかに記載の被覆パイプの製造方法において、発泡チューブ製造工程で押出発泡成形される発泡チューブの発泡倍率が5倍以上であることを特徴とするものである。
【0028】
なお、発泡倍率は、次の式(1)で定義される。
(発泡倍率)=(発泡前の樹脂組成物の比重)/(発泡体の比重)・・・(1)
また、発泡体層の好ましい発泡倍率を5倍以上としたのは、5倍までは熱伝導率低下の傾きが大きく、5倍以上の領域において防露、断熱性能が格段に向上するからである。
なお、発泡体層または表皮層を形成する樹脂組成物中には、必要に応じて安定剤、抗酸化剤、加工助剤、滑剤、発泡助剤、充填剤、顔料、難燃剤等を添加することができる。
【0029】
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5の何れかに記載の被覆パイプの製造方法において、スリット形成工程は、回転可能な円形状カッターを発泡チューブの進行方向と同方向に回転駆動させることにより行われることを特徴とするものである。
請求項6に記載の発明によれば、スリット形成工程において、カッターが回転可能な円形状であり、かつ発泡チューブの進行方向と同方向に回転駆動するため、発泡チューブが十分に固化していない状態においてもカッターにより抵抗を受けて発泡チューブの厚みが減肉するスリット不良が生じることがなく、発泡チューブに良好なスリットを連続的に形成させることができる。
また、円形状カッターの周速は発泡チューブの線速以上に制御することが好ましい。円形状カッターの一部が発泡チューブの抵抗を受けやすくなるからである。
【0030】
請求項7に記載の発明は、請求項1から請求項6の何れかに記載の被覆パイプの製造方法において、パイプ挿入工程は、発泡チューブの送り方向上流側が先細り状となったテーパーを有する拡径コアに、切れ目の入った発泡チューブを導入して、発泡チューブを搬送しながら拡径させるとともに、搬送される発泡チューブ内に広げられた切れ目からパイプを挿入することを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明によれば、拡径コアにより発泡チューブの切れ目を簡単に広げることができ、発泡チューブへのパイプの挿入を簡単に行うことができる。
【0031】
請求項8に記載の発明は、請求項1から請求項7の何れかに記載の被覆パイプの製造方法において、パイプ挿入工程は、拡径される発泡チューブを冷却する冷却工程を有していることを特徴とするものである。
【0032】
発泡チューブを連続的に送り出しながら、該発泡チューブにパイプを挿入していく場合、発泡チューブの送り出し量が多くなると発泡チューブの内外面の温度が上昇して発泡チューブに伸びが発生する場合がある。発泡チューブが伸びると、表皮層形成後に発泡チューブの収縮が発生し、被覆パイプの製造後にパイプの管端部が大きく露出する場合や、途中で被覆パイプを切断した場合においても切断部でパイプが大きく露出してしまう場合がある。
【0033】
請求項8に記載の発明によれば、発泡チューブの送り出し量が多くなっても、パイプ挿入工程における冷却工程で発泡チューブを冷却できるので、温度上昇を抑制して発泡チューブの伸びを防止でき、被覆パイプの管端部からのパイプの露出を防止できる。
【0034】
請求項9に記載の発明は、請求項1から請求項8の何れかに記載の被覆パイプの製造方法において、発泡チューブ縮径工程は、発泡チューブの送り方向下流側が先細り状となった筒状体内部に、パイプが挿入された発泡チューブを送り込んで、発泡チューブの切れ目部分を接合させて発泡チューブを縮径することを特徴とするものである。
請求項11に記載の発明によれば、筒状体により拡径された発泡チューブを簡単に縮径させることができる。
【0035】
請求項10に記載の発明は、請求項1から請求項8の何れかに記載の被覆パイプの製造方法において、発泡チューブ縮径工程は、軸方向中央部が凹んだテーパー状の外周面を有する回転可能な1対のローラーを用い、2つのローラーの間に拡径された発泡チューブを導入して、ローラー対により発泡チューブの切れ目の対向面を付き合わせる方向に押圧して発泡チューブを縮径することを特徴とするものである
【0036】
請求項10に記載の発明によれば、軸方向中央が凹んだテーパー状の外周面を有する回転可能な1対のローラーを用いることにより、拡径された発泡チューブを簡単に縮径させることができる。さらに、発泡チューブにテンションをかけることなく、発泡チューブの縮径を行うことができるので、被覆パイプを切断したときに発泡チューブが収縮してしまうのを防止することができ、製品寸法の安定化を図ることができる。
【0037】
請求項11に記載の発明は、請求項1から請求項10の何れかに記載の被覆パイプの製造方法において、発泡チューブ縮径工程より後で表皮層形成工程より前に、縮径された発泡チューブの切れ目の対向面同士を融着させる切れ目融着工程を有することを特徴とするものである。
発泡チューブの切れ目の対向面同士を融着させる方法としては、切れ目部分を長さ方向に連続して融着させる方法や、切れ目に沿って断続的に融着する方法がある。
【0038】
請求項11に記載の発明によれば、表皮層を形成する前に切れ目を融着するので、表皮層形成時に切れ目部分が開くのを確実に防止することができ、品質の低下を防止できる。
【0039】
請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の被覆パイプの製造方法において、切れ目融着工程は、熱風により溶融させて切れ目の対向面同士を融着させることを特徴とするものである。
請求項12に記載の発明によれば、発泡チューブの切れ目部分の表層を、簡単な方法で直接熱源に接触させ、発泡チューブが型崩れすることなく、切れ目部分の融着を行うことができる。
【0040】
請求項13に記載の発明は、請求項1から請求項12の何れかに記載に被覆パイプの製造方法において、表皮層形成工程は、パイプが挿入されて縮径された発泡チューブを表皮層形成用金型に送り込むとともに、表皮層成形用押出機から溶融された表皮層形成用樹脂を表皮層形成用金型に押出して発泡チューブの外周に表皮層を形成することを特徴とするものである。
【0041】
表皮層の厚みは、薄すぎると摩擦や引っ掻きなどにより発泡体層の表面を保護しきれないので、100μm以上とすることが好ましく、さらに好ましくは、200μm以上である。
また、表皮層には発泡体表面の凹凸が転写される可能性が高いので、外観を向上させるために樹脂中に隠蔽性のある顔料を添加したり、あるいは、シボ付け、エンボス加工等を施すのが好ましい。
請求項13に記載の発明によれば、パイプが挿入されて縮径された発泡チューブの外周に、表皮層を簡単に形成することができる。
【0042】
請求項14に記載の発明は、パイプ表面に発泡体層が形成され、さらに、発泡体層の外周に表皮層が形成された被覆パイプの製造装置であって、発泡体層となる発泡チューブを連続的に供給しながら発泡チューブにチューブ長手方向に連続させて切れ目を入れるスリット形成工程部と、切れ目の入った発泡チューブを拡径しながら、切れ目から発泡チューブ内にパイプを挿入するパイプ挿入工程部と、パイプが挿入された発泡チューブを縮径する発泡チューブ縮径工程部と、パイプが挿入されて縮径された発泡チューブの外周に表皮層を形成する表皮層形成工程部とを備えていることを特徴とするものである。
【0043】
請求項14に記載の被覆パイプの製造装置によれば、パイプの表面を被覆する発泡体層をパイプの外面に直接成形するのではなく、発泡体層となる製造後の発泡チューブに切れ目を形成して発泡チューブ内にパイプを挿入することにより、パイプを発泡チューブで被覆し、発泡チューブの外周に表皮層が形成された被覆パイプを製造することができるので、均一に高発泡した発泡体層を有する被覆パイプが得られる。
【0044】
請求項15に記載の被覆パイプの製造装置によれば、請求項14に記載の被覆パイプの製造装置において、スリット形成工程部は、回転可能な円形状カッターと、該円形状カッターの冷却設備を備えていることを特徴とするものである。
【0045】
請求項15に記載の発明によれば、回転可能な円形状のカッターを用いることにより、発泡チューブの進行方向と同方向に回転駆動可能となり、発泡チューブとの抵抗を抑えることが可能となる。また、円形状カッターの冷却を行うので、発泡チューブに押出し成形による残存熱があったり、カッター刃に摩擦熱が生じることによる切れ目形成時の切れ目部分の温度上昇を抑制でき、切れ目部分の温度上昇による切れ目形成不良を防止することができる。
【0046】
請求項16に記載の発明は、請求項14又は15に記載の被覆パイプの製造装置において、パイプ挿入工程部は、発泡チューブの送り方向上流側が先細り状となったテーパーを有し、切れ目の入った発泡チューブを拡径させる拡径コアを備え、拡径コアは、外面に発泡チューブに非接触な凹部を備えるとともに、拡径により広げられた発泡チューブの切れ目から発泡チューブ内にパイプを挿入させるための案内通路を備えていることを特徴とするものである。
【0047】
拡径コアに設ける凹部は、拡径コアの表面に円周方向に延びる環状の凹溝を複数形成したり、拡径コアの表面に螺旋溝を形成したり、発泡チューブの送り方向に延びる凹溝を複数形成したりして得られる。
【0048】
請求項16に記載の発明によれば、発泡チューブの内面を拡径コアのテーパー外周面に沿わせながら発泡チューブを拡径しておいて、拡径コアの案内通路からパイプを発泡チューブ内に簡単に挿入させることができる。しかも、拡径コアに設ける凹部により、拡径コアの外周面に発泡チューブの内面を接触させたときの拡径コアと発泡チューブ内面との接触面積を少なくして摩擦を低減できるので、発泡チューブの拡径コアによる拡径を円滑に行えながら、摩擦による発泡チューブの温度上昇も低減できる。
【0049】
請求項17に記載の発明は、請求項14から請求項16に記載の被覆パイプの製造装置において、パイプ挿入工程部が、拡径される発泡チューブを冷却する冷却機構を備えていることを特徴とするものである。
請求項17に記載の発明によれば、発泡チューブの送り出し量が多くなっても、発泡チューブをパイプ挿入工程部における冷却機構で冷却できるので、発泡チューブの温度上昇を抑制して発泡チューブの伸びを防止でき、製造後の被覆パイプの管端部からのパイプの露出を防止できる。
【0050】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の被覆パイプの製造方法により被覆パイプを製造するための製造装置の第1の実施形態を概略的に示したものであり、この被覆パイプ製造装置により、図5に示す被覆パイプ1を製造することができる。被覆パイプ1は、図5に示すように、パイプ11の表面に遮音層もしくは断熱層となる発泡体層12が形成され、さらに、発泡体層12の表面に表皮層13が形成されている。
【0051】
第1の実施形態の被覆パイプ製造装置は、図2に示す発泡体層12となる発泡チューブ2に、図3に示すようにチューブ長手方向に連続させて切れ目21を入れるスリット形成工程部(スリット形成工程)と、切れ目21の入った発泡チューブ2を拡径しながら、切れ目21から発泡チューブ2内にパイプ11を挿入するパイプ挿入工程部(パイプ挿入工程)と、パイプ11が挿入された発泡チューブ2を縮径して図4に示す状態にする発泡チューブ縮径工程部(発泡チューブ縮径工程)と、パイプ11が挿入されて縮径された発泡チューブ2の外周に表皮層13を形成して図5に示す状態にする表皮層形成工程部(表皮層形成工程)の各製造工程を経て被覆パイプ1を製造するようになっている。スリット形成工程部は、発泡チューブ2を連続的に供給するための発泡チューブ製造工程も有している。
【0052】
第1の実施形態の被覆パイプ製造装置は、図1に示すように、発泡チューブ製造工程は、発泡チューブ2を単独で押出し成形する発泡チューブ製造工程部31aにより構成されている。
なお、パイプ挿入工程と、発泡チューブ縮径工程との間に、図1の仮想線で示す加熱部81を設けて、パイプが挿入された発泡チューブ2の切れ目21の対向面同士を断続的、または、連続的に融着する切れ目融着工程を有するようにしてもよい。
【0053】
この場合、加熱部は、熱風を発泡チューブ2に吹き付ける熱風ノズル81により構成するのが好ましい。具体的構成および作用効果については、後記する第2実施形態に示す加熱部と同じ構成であるので、第2実施形態において説明する。
【0054】
第1実施形態に係る被覆パイプ製造装置について具体的に説明する。第1実施形態にかかる被覆パイプ製造装置は、図1に示すように、発泡体層12となる発泡チューブ2を単独で押出し成形する発泡チューブ製造工程部31aと、可とう性のパイプ11を繰出すパイプ繰出工程部32aと、スリット形成工程とパイプ挿入工程と発泡チューブ縮径工程とを行う発泡体層形成工程部33と、表皮層形成工程を行う表皮層形成工程部34とを有している。
【0055】
発泡チューブ製造工程部31aは、発泡体層12を形成するための発泡性熱可塑性樹脂組成物が溶融混練される発泡チューブ成形用押出機41と、発泡チューブ成形用押出機41から押出された溶融樹脂が注入され、発泡チューブ2を成形するための発泡金型42と、発泡金型42から出てきた発泡チューブ2を受け取る第1引取機43とを備えている。
【0056】
発泡チューブ成形用押出機41は、熱可塑性樹脂組成物が供給される原料ホッパー41aと発泡剤供給部41bとを備えており、原料ホッパー41aから発泡体層12を形成するための樹脂組成物を供給する一方、ボンベ44内の物理発泡剤を発泡剤供給部41bから発泡チューブ成形用押出機41内に供給するようにしている。
【0057】
ボンベ44と発泡剤供給部41bの間の供給路には、冷却装置45および定量ポンプ46を設けており、本実施の形態では、物理発泡剤として炭酸ガスを用いていることから、供給効率を高めるために定量ポンプ46の手前に冷却装置45を設け、冷却装置45において炭酸ガスを液化させて定量ポンプ46に供給するようにしている。
【0058】
また、定量ポンプ46では、発泡チューブ成形用押出機41内への発泡剤の供給量を、発泡チューブ成形用押出機41の樹脂押出量に対して目的とする発泡倍率が得られるように制御している。
【0059】
発泡倍率は、溶融樹脂に溶解させる発泡剤量によって制御でき、物理発泡剤として炭酸ガスを用いた場合、5倍以上の発泡倍率を得るためには溶融樹脂中に1wt%以上の炭酸ガスを溶解させる必要がある。
【0060】
ただし、目的とする倍率に対して過剰に炭酸ガスを供給すると、発泡金型42の出口で破泡が起こってガス抜けが促進され、その結果、倍率が上がらなくなるので破泡が起こらないように発泡剤供給量を制御する必要がある。
【0061】
そして、発泡チューブ成形用押出機41では、原料ホッパー41aから供給された樹脂組成物を加熱溶融しながら、発泡剤供給部41bから発泡剤を溶融樹脂中に溶解させて、発泡チューブ成形用押出機41に接続される発泡金型42に溶融樹脂を押出すようにしている。
【0062】
また、発泡チューブ成形用押出機41では、発泡剤供給部41bから発泡剤を安定して発泡チューブ成形用押出機41内に供給できるように、発泡チューブ成形用押出機41内に設けるスクリューの溝深さを、発泡剤供給部41bが形成された位置と対向する部分において深くなるように形成して、発泡剤を供給する際に溶融樹脂の圧力を一旦低下させるようにしている。なお、溶融樹脂中に発泡剤を効率良く溶解させるために、スクリューにダルメージ等のミキシングエレメントを設けるのが好ましい。
【0063】
発泡金型42は、図示していないが、チューブ形状に成形するため、内コアと外型から構成されており、内コアはブリッジにより保持され、外型はバンドヒーター、あるいはオイルなどの媒体により温度調整可能となっている。
【0064】
第1引取機43は、回転駆動される一対の第1搬送ベルト43aにより構成されており、第1搬送ベルト43aで発泡チューブ2を挟持して、第1搬送ベルト43aの回転駆動により発泡チューブ2を発泡体層形成工程部33へと送り出すようになっている。
【0065】
従って、発泡金型42においては、発泡チューブ成形用押出機41から減圧された状態で供給された樹脂組成物が発泡最適温度に温度調整されて、発泡金型42からチューブ状態の樹脂組成物が大気圧中に解放されることにより、樹脂組成物が発泡して、図2に示すような均一な高発泡の発泡チューブ2が製造される。
【0066】
発泡最適温度は、溶融樹脂中への発泡剤溶解量によって樹脂の可塑化効果に差があるため、樹脂が結晶の場合には融点の±10℃、樹脂が非晶性の場合にはガラス転移温度の±10℃の範囲に設定することが好ましい。また、発泡金型42には偏肉調整機構を設けることが好ましい。
【0067】
パイプ11を繰出すパイプ繰出工程部32aは、図1に示すように、予め別の押出機で製造されて巻き取られたパイプ11が取り付けられる繰出機51と、繰出機51からパイプ11を繰出して発泡体層形成工程部33へ送り出すための第2引取機52と、繰出機51と第2引取機52の間に設けられる巻癖矯正装置53とを備えている。
本実施の形態に用いるパイプ11は、可とう性を有する合成樹脂製のパイプで形成されており、長尺のものである。
【0068】
繰出機51は、ベアリングに固定された回転ドラムからなり、第2引取機52は、回転駆動される一対の第2搬送ベルト52aにより構成されており、第2搬送ベルト52aでパイプ11を挟持して、第2搬送ベルト52aの回転駆動によりパイプ11を発泡体層形成工程部33へ送り出すようになっている。
【0069】
また、巻癖矯正装置53は、パイプ11についている巻き癖を矯正するものであって、図1に示すように、互い違いに配設される3つの矯正用ローラ53aを備えており、これら矯正用ローラ53aにより、パイプ11の巻き癖を矯正するようにしている。矯正用ローラ53aは、ローラ面の長手方向中央がテーパー状で凹んだ形状をしている。
【0070】
なお、パイプが可とう性でない場合には、所定の長さに切断された直線パイプを引取機を用いて連続的に、発泡体層形成工程部33へ送り出すようにしてもよいし、後記する図16に示す第4実施形態のように、パイプ成形用押出機54を有するパイプ製造工程部32bの押出ラインで製造されたパイプ11を引取機52により連続的に発泡体層形成工程部33へ送り出すようにしてもよい。
【0071】
さらに、第1実施形態では、パイプ11の繰出工程は、前記した発泡チューブ製造工程、後記するスリット形成工程および発泡チューブを拡径する工程と並行させて行うようになっている。
【0072】
さらに、発泡体層形成工程部33は、スリット形成工程(スリット形成工程部)において、発泡チューブ2にチューブ長手方向に連続させて切れ目21を入れる切れ目形成装置61を備え、パイプ挿入工程(パイプ挿入工程部)において、発泡チューブ2を搬送しながら拡径させるとともに、搬送される発泡チューブ2内に拡径コア62aにより広げられた切れ目21からパイプ11を挿入するパイプ挿入装置62を備え、発泡チューブ縮径工程(発泡チューブ縮径工程部)において、パイプ11が挿入された発泡チューブ2を縮径する発泡チューブ縮径装置63を備えている。
【0073】
切れ目形成装置61は、図1に示すように、支持板64に固定されており、発泡チューブ2に押出方向(チューブの長手方向)に連続的に切れ目21を入れる直線状で長尺な長尺カッター刃61aと、長尺カッター刃61aの先端と対面するようにして設けられる第1保持ローラ61bと、長尺カッター刃61a及び第1保持ローラ61bが取り付けられ支持板64に固定される支持体61cとを備えている。
【0074】
また、長尺カッター刃61aは、図6に示すように、発泡チューブ2に対して径方向に進退可能に支持体61cに取り付けられており、長尺カッター刃61aをコ字状のホルダー61dに揺動用固定板61eを介して固定し、このホルダー61dを、支持体61cに対して位置調整用ハンドル61fの操作により進退できるように支持体61cに支持させている。長尺カッター刃61aを支持体61cに進退可能に支持させることにより、発泡チューブ2の厚みに応じて、切り込み深さを調整できる。
【0075】
さらに、長尺カッター刃61aは、発泡チューブ2への切り込み角度を変更できるように、揺動用固定板61eに固定され、この揺動用固定板61eをホルダー61dに支持軸(図示せず)により揺動可能に支持させるとともに、支持軸に角度調整ダイヤル61gを取り付けて、角度調整ダイヤル61gを回転させることにより、揺動用固定板61eを揺動させて長尺カッター刃61aの角度調整を行うようにしている。
【0076】
調整角度は、発泡チューブ2の表面に対して30度から45度の切込み角度まで調整できるようになっている。切込み角度を調整可能としたのは、発泡チューブ2の表面温度により適正な切込み角度が変化するためである。
【0077】
そして、切れ目形成装置61は、切れ目21を形成するにあたり、切れ目21の形成時に発泡チューブ2と長尺カッター刃61aを冷却する冷却機構を備えており、スリット形成工程中に、発泡チューブ2および長尺カッター刃61aの冷却を行う冷却工程を有するようにしている。なお、冷却は、発泡チューブ2または長尺カッター刃61aのどちらか一方でもよいし、同時に冷却するようにしてもよい。
【0078】
発泡チューブ2および長尺カッター刃61aを冷却する手段としては、長尺カッター刃61aが支持される支持体61cに冷却用ノズル61hも取り付けて、冷却用ノズル61hの吐出口を発泡チューブ2の表面に対向させ、冷却用ノズル61hから吐出される冷却エアを発泡チューブ2の切れ目21の形成箇所に吹き付けて発泡チューブ2および長尺カッター刃61aの冷却を行うようにしている。
【0079】
冷却用ノズル61hは、支持体61cに取り付ける位置調整用ハンドル61fと支持体61cとホルダー61dとを貫通させて、長尺カッター刃61aと並ぶように設けられており、吐出側先端部を屈曲させている。そして、冷却用ノズル61hの吐出口から、長尺カッター刃61aの角度調整に応じて、長尺カッター刃61aの先端に直接冷却エアを吹き付けたり、長尺カッター刃61aの先端よりやや上流側に冷却エアを吹き付けたりする。
【0080】
第1実施形態では、発泡チューブ2および/又は長尺カッター刃61aを強制的に冷却しているので、発泡チューブ2の製造工程における発泡チューブ2押出し量が増加して発泡チューブ2の内外面温度が上昇したり、発泡チューブ2の送り量が多くて長尺カッター刃61aの摩擦熱が上昇しても、切れ目21を形成する際に発泡チューブ2の切れ目形成位置および/又は長尺カッター刃61aを冷却できるので、切れ目21の成形不良が生じるのを防止することができる。
【0081】
また、第1保持ローラ61bは、図示していないが、ローラ面の長手方向中央がテーパー状で凹んだ形状をしており、支持体61cに回転可能に支持されている。そして、第1保持ローラ61bの凹部に、搬送される発泡チューブ2を常に位置させることにより発泡チューブ2が所定の位置に保持される。第1保持ローラ61bにより発泡チューブ2を保持しているので、長尺カッター刃61aにより発泡チューブ2の所定の位置に直線状に切れ目21を入れることができる。
【0082】
なお、第1引取機43と切れ目形成装置61の間には、第1引取機43から送り出された発泡チューブ2を切れ目形成装置61に案内するためのガイドローラ47が複数設けられている。
【0083】
なお、切れ目21を入れるにあたっては、前記した直線状の長尺カッター刃に限定されず、例えば、ベアリングに固定された円板状カッター刃を発泡チューブの側面にあてて、円板状カッター刃の回転により切れ目を入れるようにしてもよい。
【0084】
円板状カッター刃による切れ目形成装置61の実施形態について、図7に基づいて説明する。図7に示す円板状カッター刃61iによる切れ目形成装置61は、図6に示す切れ目形成装置61と同じ部材について同符号で示す。
【0085】
円板状カッター刃61iによる切れ目形成装置61は、図1に示す製造装置において、長尺カッター刃61aを円板状カッター刃61iに換えたものであり、図1に示す切れ目形成装置61と同様に支持板64に固定されており、発泡チューブ2に押出方向(チューブの長手方向)に連続的に切れ目21を入れる円板状カッター刃61iと、円板状カッター刃61iの円周先端と対面するようにして設けられる第1保持ローラ61bと、円板状カッター刃61i及び第1保持ローラ61bが取り付けられ支持板64に固定される支持体61cとを備えている。
【0086】
また、円板状カッター刃61iは、図7に示すように、発泡チューブ2に対して径方向に進退可能に支持体61cに取り付けられており、円板状カッター刃61iをコ字状のホルダー61dに回転軸61jを介して固定し、このホルダー61dを、支持体61cに対して位置調整用ハンドル61fの操作により進退できるように支持体61cに支持させている。
【0087】
なお、円板状カッター刃61iを回転させる回転軸61jは、図示していないが、一端部をモータに接続しており、このモータの駆動により回転軸61jを回転駆動させて円板状カッター刃61iを回転させるようにしている。さらに、円板状カッター刃61iは、発泡チューブ2の送出し方向と同じ方向に回転させるようにしている。
そして、円板状カッター刃61iを支持体61cに進退可能に支持させることにより、発泡チューブ2の厚みに応じて、切り込み深さを調整できる。
【0088】
さらに、図7に示す切れ目形成装置61は、切れ目21の形成にあたり、切れ目21を形成時に円板状カッター刃61iを冷却する冷却機構を備えており、スリット形成工程において、円板状カッター刃61iの冷却を行う冷却工程を有するようにしている。
【0089】
円板状カッター刃61iを冷却する手段としては、円板状カッター刃61iが支持される支持体61cに冷却用ノズル61hも取り付けて、冷却用ノズル61hから吐出される冷却エアを発泡チューブ2の切れ目21の形成予定箇所付近に吹き付けて円板状カッター刃61iの冷却を行うようにしている。
【0090】
冷却用ノズル61hは、支持体61cに取り付けられる位置調整用ハンドル61fと支持体61cとホルダー61dとを貫通させて円板状カッター刃61iを横断するように設けられており、冷却用ノズル61hの吐出口から円板状カッター刃61iの先端に直接冷却エアが吹き付けられる。
【0091】
図7に示す切れ目形成装置61によっても、円板状カッター刃61iを強制的に冷却しているので、発泡チューブ2の製造工程における発泡チューブ2押出し量が増加して発泡チューブ2の内外面温度が上昇したり、発泡チューブ2の送り量が多くて円板状カッター刃61iの摩擦熱が上昇しても、切れ目21を形成する際に円板状カッター刃61iを冷却できるので、切れ目21の成形不良が生じるのを防止することができる。
【0092】
そして、図1に示す第1実施形態のパイプ挿入装置62は、発泡チューブ2を搬送しながら拡径させる拡径コア62aと、発泡チューブ2を保持する第2保持ローラ62bとを備えている。
【0093】
拡径コア62aは、図1および図6、図7に示すように、チューブ搬送方向上流側が先細り状となり、下流側端部が開口された筒状をしており、チューブ搬送方向下流側を屈曲させ、この屈曲部62cにおける外側の屈曲面にパイプ11を拡径コア62a内に挿入するための挿入孔62dを形成している。なお、この挿入孔62dは、パイプ11を発泡チューブ2の内部に挿入するための案内通路となる。
【0094】
パイプ挿入装置62では、発泡チューブ2は、拡径コア62aの搬送方向上流側に形成されるテーパー面に沿いながら拡径されていき、しかも、発泡チューブ2は、切れ目21が屈曲部の外側曲げ面に位置するように拡径コア62aに導入されるようになっている。
【0095】
従って、拡径コア62aの屈曲部62cにおいて発泡チューブ2が屈曲すると切れ目21がさらに広がり、発泡チューブ2がさらに拡径する。屈曲させた拡径コア62aを用いることにより、発泡チューブ2の切れ目21を拡径コア62aの屈曲部62cにより簡単に広げてパイプ11を挿入し易くできるようになっている。
【0096】
第2保持ローラ62bは、ローラ面の軸長手方向中央がテーパー状に凹んだ形状をしており、支持板64に回転可能に支持されている。そして、第2保持ローラ62bの凹部に、搬送される発泡チューブ2を常に位置させることにより、発泡チューブ2が拡径コア62aから逸脱しないように第2保持ローラ62bと拡径コア62aとにより発泡チューブ2が保持される。
【0097】
本実施の形態では、拡径コア62aに屈曲部62cを形成して、発泡チューブ2の切れ目21が外側の曲げ面に位置するように発泡チューブ2を屈曲させることにより、繰出機51から繰出されるパイプ11を直線的に搬送しながら、このパイプ11の搬送路に、発泡チューブ2の搬送路を屈曲部形成位置で合流させ、屈曲部62cにおいて広げられた切れ目21から、拡径コア62aの挿入孔62dにパイプ11を挿入して、パイプ11に発泡チューブ2を簡単に嵌合できるようになっている。
【0098】
このとき、拡径コア62aの外面と発泡チューブ2の内面との摩擦を低減するために、拡径コア62aの外面にフッ素樹脂コーティング等の摩擦抵抗を小さくする加工処理を施すことが好ましい。
【0099】
さらに、拡径コア62aにおける発泡チューブ2の挿入側(屈曲部62cより上流側)の外周面には、図6および図7に示すように、複数の冷却エア吐出孔62eを形成するとともに、拡径コア62a内部に冷却エアを供給するための冷却エア供給管62fを拡径コア62aに接続している。冷却エア供給管62fから拡径コア62a内部に供給された冷却エアは、冷却エア吐出孔62eから吐出されて、拡径コア62aに挿入された発泡チューブ2を内面側から冷却するようになっている。
【0100】
なお、図6および図7に示す拡径コア62aには、拡径コア62aの外面と発泡チューブ2の内面との摩擦抵抗を低減するために、拡径コア62aの表面にフッ素樹脂コーティング加工等の表面処理を施したが、図8から図11に示すように、拡径コア62aの外面に円周方向に延びる複数の環状溝(凹部)62gを形成したり、拡径コア62aの外面に螺旋溝や拡径コア62aの長さ方向に延びる複数の縦溝を形成したり、発泡チューブ2の拡径コア62aへの接触面積を低減するための凹部を形成して、摩擦抵抗を低減するようにしてもよい。
【0101】
拡径コア62aの外面に円周方向に延びる複数の環状溝62gを形成する場合について、図8から図11に基づいて説明する。なお図9は、図8に示す拡径コア62aのX−X線断面図である。
図8に示す拡径コア62aは、発泡チューブ2を屈曲させ、パイプ11を直線状態のまま、発泡チューブ2内に挿入するようにしたものであり、チューブ搬送方向上流側に先細り状となるテーパー62hを形成し、チューブ搬送方向下流側を屈曲させている。
【0102】
そして、この屈曲部62cよりもチューブ搬送方向上流側でテーパー62hよりも下流側の拡径コア62aの外周面に円周方向に延びる環状溝(凹部)62gを複数形成している。
さらに、屈曲部62cにおける外側の屈曲面にパイプ11を拡径コア62a内に挿入するための挿入孔62dを形成している。なお、この挿入孔62dは、パイプ11を発泡チューブ2の内部に挿入するための案内通路となり、下流側端部が開口されている。
【0103】
そして、拡径コア62aにおける環状溝62gに、図8および図9に示すように、複数の冷却エア吐出孔62eを形成するとともに、拡径コア62a内部に冷却エアを供給するための冷却エア供給通路62iを形成している。冷却エア供給通路62iから拡径コア62a内部に供給された冷却エアは、冷却エア吐出孔62eから吐出されて、拡径コア62aに挿入された発泡チューブ2を内面側から冷却するようになっている。
【0104】
また、図8に示す拡径コア62aでは、発泡チューブ2を屈曲させながら、パイプ11を直線状のままで発泡チューブ2に挿入するようにしたが、図10に示す拡径コア62aのように、拡径コア62aの形状を直線状にするようにしてもよい。
図10に示す拡径コア62aは、チューブ搬送方向上流側に先細り状となるテーパー62hを形成し、テーパー62hよりも下流側の拡径コア62aの外周面に円周方向に延びる環状溝(凹部)62gを複数形成して、拡径コア62aの長さ方向中間部に、パイプ11を拡径コア62a内に挿入するための挿入孔62dを開口させ、この挿入孔62dを拡径コア62aの下流側端部に開口させている。
【0105】
図10に示す拡径コア62aの挿入孔62dは、パイプ11を挿入孔62d内部において湾曲させるように案内通路の形状を湾曲させるとともに、挿入孔62dへパイプ11を挿入したときにパイプ11が挿入孔62dの開口端部に接触しないように、パイプ11挿入側の開口面積を広く形成している。
図10に示す拡径コア62aによれば、発泡チューブ2を直線状に搬送しながら、パイプ11を湾曲させて発泡チューブ2内に挿入することができる。
【0106】
また、図11に示すように、拡径コア62aを屈曲させる形状とするが、図8に示す拡径コア62aよりも屈曲角度を緩やかにし、発泡チューブ2とパイプ11とを湾曲させながら、発泡チューブ2内にパイプ11を挿入していくようにしてもよい。
【0107】
図11に示す拡径コア62aも、チューブ搬送方向上流側に先細り状となるテーパー62hを形成し、テーパー62hよりも下流側の拡径コア62aの外周面に円周方向に延びる環状溝(凹部)62gを複数形成して、拡径コア62aの長さ方向中間部に、パイプ11を拡径コア62a内に挿入するための挿入孔62dを開口させ、この挿入孔62dを拡径コア62aの下流側端部に開口させている。
【0108】
さらに、図11に示す拡径コア62aの挿入孔62dも、パイプ11を挿入孔62d内部において湾曲させるように案内通路の形状を湾曲させるとともに、挿入孔62dへパイプ11を挿入したときにパイプ11が挿入孔62dの開口端部に接触しないように、パイプ11挿入側の開口面積を広く形成している。
【0109】
次に、図1に示す第1実施形態における発泡チューブ縮径工程の発泡チューブ縮径装置63について説明する。パイプ11が挿入された発泡チューブ2を縮径する発泡チューブ縮径装置63は、発泡チューブ2の送り方向下流側が先細り状となった円錐状のテーパー筒状体63aにより構成されており、この筒状体63a内に、パイプ11とともに発泡チューブ2を送り込んで、発泡チューブ2を筒状体63a内に通過させることより、拡径コア62aで広げられた発泡チューブ2の切れ目21部分を閉じて発泡チューブ2を縮径させることができるようになっている。
【0110】
このとき、発泡チューブ2の外面と筒状体63aの内面との摩擦を低減するために、筒状体63aの内面にフッ素樹脂コーティング等の摩擦抵抗を小さくする加工処理を施すことが好ましい。
【0111】
さらに、表皮層形成工程部34は、表皮層13を形成するための非発泡性熱可塑性樹脂組成物が溶融混練される表皮層成形用押出機71と、発泡チューブ2が導入され、かつ、表皮層成形用押出機71から押出された溶融樹脂が供給されて発泡チューブ2の外周に表皮層13を成形する表皮層成形用金型72と、表皮層成形用金型72から出てきた被覆パイプ1を受け取る第3引取機73とを備えている。
【0112】
表皮層成形用押出機71は、熱可塑性樹脂組成物が供給される原料ホッパー71aを備えており、表皮層成形用押出機71は、表皮層成形用金型72に接続されている。
【0113】
表皮層成形用金型72は、図示していないが、発泡チューブ2を通過させる通路と、表皮層成形用押出機71から溶融樹脂を供給するための樹脂供給路とが形成されたクロスヘッドダイである。また、出口部には、偏肉調整機構を設けることが好ましい。さらに、表皮層成形用金型72内部には、樹脂供給路を流れる溶融樹脂の熱が発泡チューブ2に伝わりにくくするために、通路の内面に断熱性を有する樹脂製筒などの部材を挿入しておくことが好ましい。
【0114】
表皮層成形用金型72の通路内に、パイプ11とともに発泡チューブ2が導入されると樹脂供給路から表皮層形成用の溶融樹脂が発泡チューブ2の外面に供給されて、発泡チューブ2の外周面が表皮層13で被覆される。
【0115】
以上説明した第1実施形態における被覆パイプ製造装置によれば、まず、発泡チューブ製造工程部31aにおいて、発泡剤である炭酸ガスが溶解した溶融樹脂組成物は、発泡チューブ成形用押出機41から押出された後、発泡チューブ成形用押出機41に接続された発泡金型42に送られる。発泡金型42が発泡最適温度に温度調整されながら、発泡金型42からチューブ状となった発泡樹脂組成物が大気圧に解放されて、図2に示すような、発泡状態が均一な発泡チューブ2が製造される。発泡金型42から出てきた発泡チューブ2は、第1引取機43により発泡体層形成工程部33へと送られる。
【0116】
パイプ繰出工程部32aにおいては、パイプ11は、第2引取機52により繰出機51から繰り出されて、巻癖矯正装置53で巻き癖が矯正されながら、発泡体層形成工程部33へ送り出される。
【0117】
第1引取機43により発泡体層形成工程部33へと送られた発泡チューブ2は、切れ目形成装置61のカッター刃61aにより押出方向(チューブの長手方向)に連続的に切れ目21が入れられ、図3に示す状態となる。
【0118】
そして、発泡チューブ2はパイプ挿入装置62における拡径コア62aの搬送方向上流側に形成されるテーパー面に案内されて、発泡チューブ2が拡径コア62aに圧入されて拡径していき、拡径コア62aの屈曲部62cにおいて、発泡チューブ2の切れ目21がさらに広げられて、切れ目21から、発泡チューブ2の内方に位置する拡径コア62aの挿入孔62dにパイプ11が挿入される。
【0119】
このように、発泡チューブ製造工程、スリット形成工程、発泡チューブ拡径工程を経た発泡チューブ2とパイプ繰出し工程により引き出されたパイプ11が合流されて、発泡チューブ2内にパイプ11が挿入されるのであって、まず、パイプ11は、第2引取機52により送り出されて、切欠部から拡径コア62aの内部に挿入される。
【0120】
そして、パイプ11が拡径コア62a内を通過して、パイプ11が発泡チューブー2内に挿入されると、発泡チューブ縮径装置63により、拡径された発泡チューブ2が縮径される。このとき、テーパー筒状体63a内に、パイプ11とともに発泡チューブ2を送り込んで、発泡チューブ2を筒状体63a内に通過させることより、拡径コア62aで広げられた発泡チューブ2の切れ目21部分が簡単に閉じられて発泡チューブ2が縮径され、図4の状態になる。
【0121】
次に、パイプ11が内部に挿入された状態で縮径された発泡チューブ2を表皮層成形用押出機71に接続された表皮層成形用金型72に導入するのであって、表皮層成形用金型72の通路にパイプ11が挿入された発泡チューブ2を連続的に通過させながら、表皮層成形用押出機71から表皮層形成用の溶融樹脂を供給する。これにより、表皮層成形用金型72においてパイプ11の外周を被覆した発泡チューブ2の外周面がさらに表皮層13で被覆され、図5に示す被覆パイプ1が得られる。
【0122】
表皮層成形用金型72から出てきた被覆パイプ1は第3引取機73により引き取られて図示しない巻取機に巻き取られる。
なお、パイプが可とう性の場合には、被覆パイプを巻取機にて巻取るが、パイプが可とう性でない場合には、カッターを用いて被覆パイプを一定の長さに切断する。
【0123】
以上第1実施形態では、パイプ11の表面を被覆する発泡体層12をパイプ11の外面に直接成形するのではなく、発泡体層12となる発泡チューブ2のみを製造した後、発泡チューブ2内にパイプ11を挿入してパイプ11を発泡チューブ2で被覆するようにしたから、均一に高発泡した発泡体層12が得られる。さらに、被覆パイプ1を製造する一連の工程をインラインで行い、連続的に被覆パイプを製造でき、また、従来技術のように外径規制金型での冷却が律速となって生産速度が上げられないという問題も解消できるので、被覆パイプ1を効率良く、安価に製造することができる。
【0124】
第1実施形態では、発泡チューブ縮径工程において発泡チューブ縮径装置63としてテーパー筒状体63aを用いたが、パイプ11が挿入された発泡チューブ2を縮径する発泡チューブ縮径工程は、前記した第1実施形態のテーパー状の筒状体63aに限らず、拡径された発泡チューブ2の切れ目21を突合せ方向に押圧する1対の押圧体で構成し、押圧体で発泡チューブ2を挟持することにより発泡チューブ2を縮径させるようにしてもよい。
【0125】
例えば、パイプ11が挿入された発泡チューブ2を縮径する発泡チューブ縮径装置63の他の実施形態としては、図12の第2実施形態に示すように、軸方向中央部が凹んだテーパー状の外周面を有する回転可能な1対のローラー63bを用いたものがある。
【0126】
図12に示す被覆パイプを製造するための第2実施形態の被覆パイプ製造装置は、第1実施形態の製造装置において、発泡チューブ縮径工程となる発泡チューブ縮径装置63の具体的構成を変更するとともに、発泡チューブ拡径工程と発泡チューブ縮径工程の間に発泡チューブ2の切れ目21を融着するための切れ目融着工程を設けたものであって、その他の構成は、第1実施形態の製造装置と同じであるので、同じ符号については同一のものとして説明を省略する。
【0127】
第2実施形態の発泡チューブ縮径装置63は、図12および図13に示すように、軸方向中央部が凹んだテーパー状の外周面を有する回転可能な1対の凹状ローラー63bから構成されている。
【0128】
第2実施形態における発泡チューブ縮径装置63では、2つの凹状ローラー63bの間に拡径された発泡チューブ2を導入して、各凹状ローラー63bにより発泡チューブ2の切れ目21を付き合わせる方向に押圧して、拡径コア62aで広げられた発泡チューブ2の切れ目21の部分を閉じて、発泡チューブ2を縮径させるようになっている。
【0129】
さらに、凹状ローラー63bの上流側には、図12および図13に示すように、発泡チューブ2の切れ目21を融着する切れ目融着装置8が設けられており、切れ目融着装置8は、熱風供給装置(図示せず)と加熱部となる熱風ノズル81から構成されている。切れ目融着装置8は、パイプ11が挿入された発泡チューブ2の切れ目21の表層樹脂を、熱風ノズル81から吐出される熱風により溶融させ、発泡チューブ縮径装置63の2つの凹状ローラー63bで縮径させるときに切れ目21を融着して融着部分の断面を図14に示す状態とすることができる。
【0130】
熱風供給装置は、図示していないがファンとヒーターから構成されており、熱風ノズル81に供給する熱風の温度を制御可能で、熱風ノズル81に供給する熱風の温度を発泡体層12の樹脂の融点以上に制御することにより、切れ目21の表皮樹脂を溶融させることができる。
【0131】
発泡チューブ2の切れ目21を融着する目的は、表皮層形成工程部34で切れ目21が開くのを防止するためであり、一定間隔で融着させるか、連続的に融着させるかは目的に応じて選択することができる。熱風供給装置のファンのオン、オフを制御することにより、切れ目21の表層樹脂を断続的、あるいは、連続的に溶融させることができる。
【0132】
なお、切れ目融着装置8による切れ目面融着工程は、前記した熱風を吹き付ける切れ目面融着に限らず、ヒーターと金属板からなる熱板に直接切れ目21を接触させて、切れ目21の表層樹脂を溶融させるようにしてもよい。
【0133】
以上、第2実施形態では、発泡チューブ縮径装置63が、軸方向中央が凹んだテーパー状の外周面を有する回転可能な1対のローラー63bを用いているので、拡径された発泡チューブ2を簡単に縮径させ、かつ、溶融した切れ目21を簡単に融着させることができる。しかも、凹状ローラー63bによる発泡チューブ2の縮径動作は、発泡チューブ2にテンションをかけることなく行うことができるので、被覆パイプを切断したときに発泡チューブ2のみが収縮してしまうのを防止することができ、製品寸法の安定化を図ることができる。
【0134】
また、第2実施形態では、発泡チューブ縮径工程より後で表皮層形成工程より前に、縮径された発泡チューブ2の切れ目21の対向面同士を融着させる切れ目融着工程を有する構成としているので、表皮層13を形成する前に切れ目21を融着することができ、表皮層13の形成時に切れ目21部分が開いてしまうのを確実に防止することができ、品質の低下を防止できる。
【0135】
しかも、切れ目融着工程は、発泡チューブ2の切れ目21の部分の表層樹脂を、熱風ノズル81から吹き付けられる熱風により溶融させて切れ目21の対向面同士を融着させるようにしているので、簡単な方法で直接熱源に接触して発泡チューブ2が型崩れしてしまうようなことなく、切れ目21部分の融着を行うことができる。
【0136】
また、第1実施形態では、発泡チューブ供給工程は、発泡チューブ製造工程部31aにより構成し、発泡チューブ縮径工程は、発泡チューブ縮径装置63としてテーパー筒状体63aを用いたが、図15に示す第3実施形態のように、発泡チューブ2を予め別工程で作成してリール47に巻き取っておき、リール47から発泡チューブ2を繰出して第1引取機43にて発泡体層形成工程部33へ送り出す発泡チューブ繰出工程部31bを設けるようにするとともに、前記した第2実施形態と同様に、熱風ノズル81による切れ目融着工程と、2つの凹状ローラー63bからなる発泡チューブ縮径装置63による発泡チューブ縮径工程とを設けるようにしてもよい。
【0137】
さらに、第1実施形態では、パイプ11に発泡チューブ2を嵌め合わすために、パイプ繰出工程部32aを設けて、繰出機51から予め製造されたパイプ11を繰出して、パイプ挿入工程に至るようにしていたが、図16に示す第4実施形態のように、パイプ11を形成するための熱可塑性樹脂組成物が溶融混練されるパイプ成形用押出機54と、パイプ成形用押出機54から押出された溶融樹脂が注入され、パイプ11を成形するための金型55と、金型55から出てきたパイプ11を受け取る第2引取機52とを備えたパイプ製造工程部32bを設けるとともに、前記した第2実施形態と同様に、熱風ノズル81による切れ目融着工程と、2つの凹状ローラー63bからなる発泡チューブ縮径装置63による発泡チューブ縮径工程とを設けるようにしてもよい。
【0138】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本実施例は、例示であって、本発明を限定するものではない。
(実施例1)
実施例1は、前記した第2実施形態(図12)における製造装置を用いた。低密度ポリエチレン(日本ポリケム社製;品番「LF440HB」)100重量部とタルク(住化カラー社製;品番「SS−11−20」)3重量部との混合物を発泡チューブ成形用押出機41の原料ホッパー41aに供給し、発泡チューブ成形用押出機41で加熱溶融した。一方、発泡チューブ成形用押出機41の発泡剤供給部41bにボンベ44から発泡剤として炭酸ガスを供給した。
【0139】
このとき、ボンベ44から出た炭酸ガスを冷却装置45で冷却した後、定量ポンプ46を用いて、発泡チューブ成形用押出機41の樹脂押出量10kg/hに対して、0.2kg/hとなるように制御して供給し、発泡チューブ成形用押出機41において120℃で混練した。発泡金型42の温度を108℃に設定し、内径3mm、外径6mmの出口から大気圧に解放させて内径18mm、外径24mm、発泡倍率約6倍の均一な発泡チューブ2を得た。
【0140】
ついで、第1引取機43にて発泡チューブ2を引取り、ガイドローラ47を介して切れ目形成装置61へ送り、発泡チューブ2に長尺カッター刃61aにより押出し方向に連続的に切れ目21を入れた。続いて、拡径コア62aに発泡チューブ2を誘導し、開口部を拡径コア62aに導入して屈曲部62cにおいて発泡チューブ2の切れ目21を広げた。
【0141】
一方、パイプ11として外径17mmの架橋ポリエチレンパイプを3m/分の速度で繰出機51から第2引取機52によって繰出し、拡径コア62aの内部に挿入して、発泡チューブ2が被覆されたパイプ11を得た。続いて、軸方向中央部がテーパー状に凹んだ形状の一対の回転可能な凹状ローラー63bにより拡径された発泡チューブ2の切れ目を突き合わせ方向に押圧することにより、拡径コア62aで広げられた切れ目21を閉じ、パイプ11を表皮層成形用押出機71に接続された表皮層成形用金型72の流路に連続的に挿入した。なお、実施例1では、切れ目の融着は行わなかった。
【0142】
一方、低密度ポリエチレン(日本ポリケム社製;品番「LF440HB」)100重量部と顔料マスターバッチ(東洋インキ社製;品番「TET3MA1070RG」)5重量部との混合物を原料ホッパー71aから表皮層成形用押出機71に供給し、170℃で溶融混練した。続いて表皮層成形用押出機71から表皮層成形用金型72の樹脂供給路に表皮層形成用樹脂を導出し、発泡チューブ2が被覆されたパイプ11のさらに外周に表皮層13が200μmの厚みで被覆された被覆パイプ1が第3引取機73により引き取られ、巻取機により巻き取られた。
【0143】
(実施例2)
発泡チューブ2が被覆されたパイプ11を発泡チューブ縮径装置63に導入する前に、切れ目融着工程を設け、熱風供給装置のヒーター温度を200℃に設定して熱風ノズル81を通して切れ目21の表層樹脂を連続的に溶融された後、発泡チューブ縮径装置63に導入して切れ目21を連続的に融着させた以外は実施例1と同様にして被覆パイプを製造した。
実施例2では、切れ目21を連続的に融着させたので、表皮層13の形成時に切れ目21が離れてしまうのを確実に防止できた。
【0144】
(実施例3)
熱風供給装置のファンを10秒おきにオン、オフして切れ目21を断続的に溶融させた後、発泡チューブ縮径装置63に導入して切れ目21を断続的に融着させた以外は実施例2と同様にして被覆パイプを製造した。
実施例3では、切れ目21を断続的に融着させたが、表皮層13の形成時に切れ目21が離れてしまうのを確実に防止できた。
【0145】
(実施例4)
実施例4は、前記した第3実施形態(図15)における製造装置を用いた。発泡チューブ2を予めリール等に巻き取っておき、図15に示すように、これらを巻き出し、引取機にて発泡チューブ2を発泡体層形成工程部33へと送り出した以外は実施例1と同様にして被覆パイプを製造した。
予め発泡チューブ2を製造してリール等に巻き取った発泡チューブ2を用いたので、切れ目21の形成時における発熱を発泡チューブ2をインラインで製造するものに比べて少なくすることができ、切れ目形成時のラインスピードを上げることができた。
【0146】
(実施例5)
実施例5は、前記した第4実施形態(図16)における製造装置を用いた。予め成形されたパイプを繰出さずに、図16に示すように、並列に配置された押出しラインで外径17mmのポリエチレンパイプを製造し、第2引取機52により連続的に発泡体層形成工程部33へ送り出した以外は実施例1と同様にして被覆パイプを製造した。
パイプ11と発泡チューブ2をインラインで行えるので、製造コストを低廉化が図れた。
【0147】
(比較例1)
実施例1で用いた発泡押出機にクロスヘッドダイを接続し、さらに前記クロスヘッドダイに長さ170mmの長ランドダイス(パイプ外径の10倍)を接続した、また、前記クロスヘッドダイに表皮層樹脂押出用の押出機を接続し、さらに前記長ランドダイスの入口部に潤滑剤が供給できるようにタンクとポンプと導管を接続した。
実施例1で用いた発泡押出機のホッパーに低密度ポリエチレン100重量部に体指定P-P'-オキシビス-(ベンゼンスルホニルヒドラジド)が1.5重量部となるようにあらかじめ計量プリブレンドした樹脂組成物を供給し、押出を開始した。このときガス供給口は盲栓をして使用しなかった。
同時に、表皮層樹脂押出用の押出ホッパーに高密度ポリエチレン100重量部に対してカーボンブラックが2,0重量部となるようにあらかじめ計量プリブレンドした樹脂組成物を供給し、押出を開始した。また、このとき実施例1で用いたパイプ繰出機を用いて外径17mmの架橋高密度ポリエチレンパイプをクロスヘッドダイに供給した。さらに長ランドダイスを用いて長ランドダイス内で発泡冷却を行い、長ランドダイス出口でパイプ外周に発泡体層と表皮層とを同時に成型した。このとき、長ランドダイス入口部に潤滑剤のポリオキシメチレンーポリオキシプロピレン共重合体を供給しておいた。
【0148】
上記のようにして得られた被覆パイプの発泡体層の厚みは3mmで、表皮層の厚みは0.2mmであった。その結果、発泡倍率が約2倍の被覆パイプしか得られなかった。
【0149】
さらに、図6および図7に示す拡径コア62aを用いた場合と、図8に示す拡径コア62aを用いた場合の発泡チューブ2の収縮状態を比較してみた。図6および図7に示す拡径コア62aを用いた場合は、切れ目形成直前の発泡チューブのチューブ長さ(1000mm)に対して被覆パイプ形成後の被覆パイプを切断したときの切断端部における収縮寸法が15mmであったのに対し、図8に示す拡径コア62aを用いた場合は、切れ目形成直前の発泡チューブのチューブ長さ(1000mm)に対して被覆パイプ形成後の被覆パイプを切断したときの切断端部における収縮寸法が1mmであった。
【0150】
以上の結果から、図8に示すように、拡径コア62aに発泡チューブ2内面との接触面積を小さくするための凹部62gを形成することにより発泡チューブ2の摩擦熱による伸びを軽減させられ、被覆パイプ形成後の発泡チューブ2の収縮を抑えることができた。
【0151】
【発明の効果】
以上のように、本発明の被覆パイプによれば、発泡体層が筒状に形成されており、筒状発泡体層には、パイプを筒内部に挿入するための長手方向に延びる切れ目が形成され、切れ目を有する発泡体層の外周に連続した表皮層を形成しているので、均一に高発泡した発泡体層が得られながら、被覆パイプ同士の接続作業など、被覆パイプの軸方向端部において発泡体層をパイプから取り除かなくてはならない場合には、切れ目部分から発泡体層を容易に剥離することができるので、被覆パイプの接続作業も容易になる。
【0152】
さらに、本発明の製造方法および製造装置によれば、パイプの外周に、均一に高発泡した発泡体層を被覆させることができ、さらに、その外周に表皮層が被覆された被覆パイプを効率良く、安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態にかかる被覆パイプを製造するための製造装置の全体構成図を示す。
【図2】本発明の被覆パイプの製造方法における、発泡チューブ製造工程で製造された発泡チューブの断面図である。
【図3】本発明の被覆パイプの製造方法における、スリット形成工程で切れ目が形成された状態の発泡チューブの断面図である。
【図4】本発明の被覆パイプの製造方法における、パイプ挿入工程においてパイプが発泡チューブ内に挿入された後に縮径工程を経てパイプの外周に発泡体層が形成された状態のパイプ断面図である。
【図5】本発明の被覆パイプの製造方法で製造された被覆パイプの断面図である。
【図6】被覆パイプを製造するための製造装置における切れ目形成装置およびパイプ挿入装置の拡径コアを示す斜視図である。
【図7】被覆パイプを製造するための製造装置における切れ目形成装置の他の実施形態およびパイプ挿入装置の拡径コアを示す斜視図である。
【図8】被覆パイプを製造するための製造装置におけるパイプ挿入装置の拡径コアの他の実施形態を示す斜視図である。
【図9】図8におけるX−X線断面図である。
【図10】被覆パイプを製造するための製造装置におけるパイプ挿入装置の拡径コアの他の実施形態(直線状の拡径コア)を示す斜視図である。
【図11】被覆パイプを製造するための製造装置におけるパイプ挿入装置の拡径コアの他の実施形態(屈曲タイプの拡径コアで発泡チューブとパイプとを湾曲さらながら嵌め合わす)を示す斜視図である。
【図12】本発明の第2実施形態にかかる被覆パイプを製造するための製造装置の全体構成図を示す。
【図13】第2実施形態にかかる製造装置に用いる発泡チューブ縮径装置の凹状ローラーの断面図および熱風ノズルの概略図を示す。
【図14】本発明の被覆パイプの製造方法における、パイプ挿入工程においてパイプが発泡チューブ内に挿入された後に縮径工程を経てパイプの外周に発泡体層が形成された状態で、切れ目が融着された状態のパイプ断面図である。
【図15】本発明の第3実施形態にかかる被覆パイプを製造するための製造装置の全体構成図を示す。
【図16】本発明の第4実施形態にかかる被覆パイプを製造するための製造装置の全体構成図を示す。
【符号の説明】
1 被覆パイプ
11 パイプ
12 発泡体層
13 表皮層
2 発泡チューブ
21 切れ目
31a 発泡チューブ製造工程部
41 発泡チューブ成形用押出機
42 発泡金型
61a,61i カッター刃
62a 拡径コア
63a 筒状体
71 表皮層成形用押出機
72 表皮層成形用金型[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a coated pipe in which a foam layer is formed on a pipe surface, and a skin layer is formed on the outer periphery of the foam layer Manufacturing method and coated pipe manufacturing apparatus About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, pipes, for example, synthetic resin pipes, copper pipes, steel pipes, etc., in order to give performance such as dew prevention, heat insulation, sound insulation, etc. Coated pipes are used.
[0003]
However, since the foam layer is weak in friction strength and scratch strength, there is a problem that if the foam layer is exposed to the outside, it is easily damaged by friction or scratch during construction or after piping.
[0004]
Therefore, for the purpose of protecting the surface of the foam layer, there has been proposed one in which a skin layer formed of a non-foamed synthetic resin is formed on the outer peripheral surface of the foam layer.
[0005]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-293825 discloses a method of manufacturing a heat insulating pipe in which a foam layer is formed on a pipe surface and a skin layer is formed on the outer periphery of the foam layer using an extruder. Yes. In this production method, a long land die is used for the die of the extruder, and the foam layer and the skin layer are piped by supplying the foam layer forming composition and the skin layer forming resin to the head of the extruder. It is disclosed that the foamed synthetic resin composition is foamed in a long land die and cooled at the same time on the outer periphery of the foamed synthetic resin composition.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the manufacturing method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-293825, foaming is performed in a long land die and cooling is performed in the long land die. Therefore, the shape is fixed by being cooled in the long land die while foaming is restricted.
[0007]
Therefore, when a thermal decomposition type chemical foaming agent is used, it is cooled before the thermal decomposition is completely performed, so the gas pressure of the foaming agent dissolved in the resin is lowered and the expansion ratio is doubled. Only a moderate amount was obtained. Further, even when a physical foaming agent is used, when the foam layer resin composition foams in a state where foaming in the thickness direction is restricted by the long land die and the pipe, and comes out of the long land die, Since the foam layer was covered with the cooled and fixed skin layer, a high foaming ratio could not be obtained.
[0008]
Furthermore, since the conventional heat insulating pipe is formed by simultaneously extruding the foam layer and the skin layer on the outer periphery of the pipe, the foam layer is in close contact with the entire outer peripheral surface of the pipe, and a plurality of heat insulating pipes However, there is also a problem that the foaming layer is too close to the outer peripheral surface of the pipe so that the peeling work is difficult to perform.
[0009]
The present invention solves the problems in the method of manufacturing a coated pipe having a foam layer and a skin layer, and is formed from a pipe while forming a uniformly highly foamed foam layer on the outer periphery of the pipe. Providing a coated pipe that can be easily peeled off the foamed layer, and can efficiently form a coated pipe in which a foam layer that is uniformly highly foamed can be formed on the outer periphery of the pipe, and further, the outer skin layer is coated on the outer periphery. It aims to provide a method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above objective, As described herein The present invention is a coated pipe in which a foam layer is formed on a pipe surface, and a skin layer is formed on the outer periphery of the foam layer. The foam layer is formed in a cylindrical shape and has a cut extending in the longitudinal direction. The skin layer has a continuous continuity extending in the longitudinal direction.
[0011]
The pipe used in the present invention is, for example, a pipe having sound insulation, dew prevention, and heat insulation, for example, a metal pipe such as a steel pipe or a copper pipe, or a polyolefin pipe such as polyethylene, polypropylene, or polybden-1, Synthetic resin pipes such as cross-linked polyolefin pipes such as cross-linked polyethylene.
[0012]
Further, the foam layer coated on the outer periphery of the pipe is made of a foamed resin composition containing a thermoplastic resin that can be foamed in a low pressure zone by a foaming agent. Examples of the thermoplastic resin include polyethylene, polypropylene, polystyrene, chloride, and the like. Extrudable thermoplastic resins such as vinyl, vinylidene chloride, ethylene-vinyl acetate copolymer, chlorinated polyethylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, polyethylene terephthalate, ABS resin, acrylic resin These may be used alone or in combination of two or more.
[0013]
The expansion ratio of the foam layer is preferably 5 times or more. If it is less than 5 times, the thermal conductivity tends to decrease, and if it is 5 times or more, the heat insulation / dew-proof performance is remarkably improved. In addition, as for the sound insulation performance, the sound absorbing effect is enhanced when the expansion ratio is 5 times or more.
As the bubble diameter of the foam layer, the smaller the thermal conductivity is, the better the heat insulation / dew-proof performance is. However, the higher the expansion ratio, the larger the bubble diameter inevitably, so 50 μm to 4 mm is preferable. . When it is larger than 4 mm, heat convection is generated in the bubbles and the thermal conductivity is increased, so that the heat insulation / dew prevention performance is lowered.
Further, when the open cell ratio defined by ASTM D2856 is high, the thermal conductivity is increased, and the heat insulation / dew prevention performance is lowered.
On the other hand, when used for sound insulation applications, if the open cell ratio is high, the sound absorbing effect is excellent, so 30% or more is preferable. This is because when the open cell ratio is higher, when sound enters the foam layer, it is likely to pass through a complicated path in the foam layer and be converted into thermal energy. In addition, since the skin layer is covered, the sound incident on the foam layer passes through a complicated path, is reflected by the skin layer, and then passes again through the complex path. It is converted to energy and absorbed.
[0014]
The skin layer coated on the outer periphery of the foam layer is preferably an extrudable resin and a thermoplastic resin having scratch resistance. Moreover, desired performance can be imparted by blending various additives. For example, by adding calcium carbonate, barium sulfate or the like to a thermoplastic resin, the specific gravity of the skin layer is increased, and sound insulation performance can be effectively imparted.
[0015]
In this specification According to the described invention, the foam layer is formed in a cylindrical shape, a cut extending in the longitudinal direction for inserting the pipe into the cylinder is formed, and further, the foam layer having the cut has a continuous outer periphery. As a result, the foam layer must be removed from the pipe at the axial end of the coated pipe, such as connecting the coated pipes, while obtaining a foam layer that is uniformly highly foamed. In this case, since the foam layer can be easily peeled from the cut portion, the connecting operation of the coated pipe is also facilitated. The term "compatible" here means that when the compound mixed with the chlorinated vinyl chloride resin is a polymer, the loss elastic modulus of the molded product obtained by kneading the two appears as a single peak in a temperature range of room temperature or higher. This means that when the compound to be mixed is other than a polymer, the compound is not significantly separated from the two kneaded melts.
[0016]
Also, In this specification The described invention the above In the invention of the coated pipe, the cut extending in the longitudinal direction of the foam layer is intermittently fused.
The intermittent fusion means that there are a portion fused along the cut and a portion not fused.
[0017]
In this specification According to the described invention, since the cuts in the foam layer are intermittently fused, it is possible to prevent the opening of the cut at the time of formation of the skin layer at the fused part, while the cuts are not cut. The foam layer can be easily peeled off from the pipe at the fused portion.
[0018]
[0019]
As a means for supplying the foamed tube, the foamed tube to be a foam layer manufactured in advance may be wound on a reel or the like and supplied to the slit forming process, or a foamed tube manufacturing process may be provided. The foamed tube after manufacture may be directly supplied to the slit forming step.
[0020]
[0021]
[0022]
[0023]
The foaming agent for foaming the thermoplastic resin is not particularly limited as long as it does not degrade the thermoplastic resin. Or the physical foaming agent which is an easily volatile liquid is mentioned.
[0024]
Claim 3 The invention described in
[0025]
Examples of physical foaming agents include nitrogen, carbon dioxide, and air for gases, and low boiling point organic hydrocarbons such as propane, butane, and pentane for low-volatile liquids, alcohols, ketones, and esters for easily volatile liquids. Examples thereof include halogenated hydrocarbons such as compounds, monochlorodifluoromethane, dichlorodifluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, etc., and these may be used alone or in combination of two or more.
According to the fifth aspect of the present invention, the physical foaming agent having a foaming pressure higher than that of the chemical foaming agent is melted in the resin and then released into the atmosphere to form the foamed tube. Foaming can be performed uniformly.
[0026]
Claim 4 The invention described in claim 3 In the method for producing a coated pipe according to the
When using an easily volatile liquid as a physical foaming agent, there is a possibility of ozone layer destruction or flammability, so there are many things that require explosion-proof specifications as equipment, but use carbon dioxide as a physical foaming agent. Thus, there is no possibility of destruction of the ozone layer, the load on the environment can be reduced, and since it is nonflammable, no explosion-proof specification is required as equipment, and the equipment is simplified. Furthermore, since the solubility with respect to resin is also high, the foam layer uniformly highly foamed can be obtained.
[0027]
Claim 5 The invention described in
[0028]
The expansion ratio is defined by the following formula (1).
(Foaming ratio) = (Specific gravity of resin composition before foaming) / (Specific gravity of foam) (1)
Moreover, the reason why the preferable foaming ratio of the foam layer is set to 5 times or more is that the slope of decrease in thermal conductivity is large up to 5 times, and the dew prevention and heat insulation performance are remarkably improved in the region of 5 times or more. .
In addition, stabilizers, antioxidants, processing aids, lubricants, foaming aids, fillers, pigments, flame retardants and the like are added to the resin composition forming the foam layer or skin layer as necessary. be able to.
[0029]
Moreover, it is preferable to control the circumferential speed of a circular cutter more than the linear speed of a foaming tube. This is because a part of the circular cutter is susceptible to the resistance of the foam tube.
[0030]
Claim 7 The invention described in
Claim 7 According to the invention described in (1), it is possible to easily widen the cut line of the foamed tube by the expanded core, and it is possible to easily insert the pipe into the foamed tube.
[0031]
[0032]
When a pipe is inserted into the foam tube while continuously feeding the foam tube, if the amount of the foam tube is increased, the temperature of the inner and outer surfaces of the foam tube may increase and the foam tube may be stretched. . When the foamed tube stretches, shrinkage of the foamed tube occurs after the formation of the skin layer, and even when the pipe end is exposed greatly after the production of the coated pipe, or when the coated pipe is cut halfway, It may be exposed greatly.
[0033]
[0034]
Claim 9 The invention described in
According to invention of
[0035]
[0036]
[0037]
As a method of fusing the opposing surfaces of the cut of the foamed tube, there are a method of fusing the cut portion continuously in the length direction and a method of fusing intermittently along the cut.
[0038]
[0039]
[0040]
[0041]
If the thickness of the skin layer is too thin, the surface of the foam layer cannot be protected due to friction or scratching. Therefore, the thickness is preferably 100 μm or more, and more preferably 200 μm or more.
In addition, since the surface of the foam layer is highly likely to be transferred to the skin layer, a concealable pigment is added to the resin to improve the appearance, or embossing or embossing is applied. Is preferred.
[0042]
Claim 14 The invention described in 1 is an apparatus for manufacturing a coated pipe in which a foam layer is formed on a pipe surface, and a skin layer is formed on the outer periphery of the foam layer. A slit forming process part that continuously cuts the foam tube in the longitudinal direction of the tube while supplying it, and a pipe insertion process part that inserts the pipe into the foam tube from the cut while expanding the diameter of the foamed tube, A foam tube diameter reducing step for reducing the diameter of the foam tube into which the pipe is inserted, and a skin layer forming step for forming a skin layer on the outer periphery of the foam tube having the diameter reduced by being inserted with the pipe. It is a feature.
[0043]
Claim 14 According to the coated pipe manufacturing apparatus described in the above, the foam layer that covers the surface of the pipe is not directly molded on the outer surface of the pipe, but a foam is formed by forming a cut in the foamed tube that will be the foam layer. By inserting the pipe into the tube, the pipe is covered with the foamed tube, and a coated pipe with a skin layer formed on the outer periphery of the foamed tube can be manufactured, so the coating having a foam layer that is uniformly highly foamed A pipe is obtained.
[0044]
Claim 15 According to the coated pipe manufacturing apparatus described in
[0045]
Claim 15 According to the invention described in (1), by using a rotatable circular cutter, it is possible to rotationally drive in the same direction as the advancing direction of the foamed tube, and resistance to the foamed tube can be suppressed. In addition, since the circular cutter is cooled, the foam tube has residual heat due to extrusion molding, and frictional heat is generated on the cutter blade, so that the temperature rise of the cut portion during the formation of the cut can be suppressed, and the temperature rise of the cut portion It is possible to prevent the formation of cuts due to the above.
[0046]
Claim 16 The invention described in claim 14 Or 15 In the coated pipe manufacturing apparatus according to
[0047]
The concave portion provided in the expanded core is formed by forming a plurality of annular grooves extending in the circumferential direction on the surface of the expanded core, forming a spiral groove on the surface of the expanded core, or extending in the feed direction of the foam tube. It is obtained by forming a plurality of grooves.
[0048]
Claim 16 According to the invention described in the above, the diameter of the expanded tube is expanded while keeping the inner surface of the expanded tube along the tapered outer peripheral surface of the expanded core, and the pipe is easily inserted into the expanded tube from the guide passage of the expanded core. Can be made. In addition, the recessed portion provided in the expanded core can reduce friction by reducing the contact area between the expanded core and the foam tube inner surface when the inner surface of the expanded tube is brought into contact with the outer peripheral surface of the expanded core. While the diameter of the expanded core can be smoothly expanded, the temperature rise of the foamed tube due to friction can be reduced.
[0049]
Claim 17 The invention described in claim 14 To claim 16 In the coated pipe manufacturing apparatus described in 1), the pipe insertion process unit includes a cooling mechanism that cools the expanded foam tube.
Claim 17 The foam tube can be cooled by the cooling mechanism in the pipe insertion process section even when the amount of the foam tube delivered is increased. Therefore, it is possible to prevent the expansion of the foam tube by suppressing the temperature rise of the foam tube. Further, it is possible to prevent the pipe from being exposed from the pipe end portion of the coated pipe after manufacture.
[0050]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 schematically shows a first embodiment of a manufacturing apparatus for manufacturing a coated pipe by the method for manufacturing a coated pipe according to the present invention, and the coated pipe manufacturing apparatus shown in FIG. The
[0051]
The coated pipe manufacturing apparatus according to the first embodiment is a slit forming step (slit) for making a
[0052]
As shown in FIG. 1, in the coated pipe manufacturing apparatus according to the first embodiment, the foamed tube manufacturing process includes a foamed tube
In addition, between the pipe insertion process and the foam tube diameter reduction process, the
[0053]
In this case, it is preferable that the heating unit is configured by a
[0054]
The coated pipe manufacturing apparatus according to the first embodiment will be specifically described. As shown in FIG. 1, the coated pipe manufacturing apparatus according to the first embodiment repeats a foamed tube
[0055]
The foam tube
[0056]
The
[0057]
A cooling
[0058]
The
[0059]
The foaming ratio can be controlled by the amount of foaming agent dissolved in the molten resin. When carbon dioxide is used as the physical foaming agent, 1 wt% or more of carbon dioxide gas is dissolved in the molten resin in order to obtain a foaming ratio of 5 times or more. It is necessary to let
[0060]
However, if carbon dioxide gas is supplied excessively with respect to the target magnification, bubble breakage occurs at the outlet of the foaming
[0061]
In the foaming
[0062]
Further, in the foam
[0063]
Although not shown, the foaming
[0064]
The first take-up
[0065]
Therefore, in the foaming
[0066]
The optimum temperature for foaming varies depending on the amount of foaming agent dissolved in the molten resin, so the plasticizing effect of the resin varies, so if the resin is crystalline, the melting point is ± 10 ° C. If the resin is amorphous, the glass transition It is preferable to set the temperature within a range of ± 10 ° C. Moreover, it is preferable to provide the thickness adjustment mechanism in the foaming die 42.
[0067]
As shown in FIG. 1, the pipe
The
[0068]
The feeding
[0069]
Further, the
[0070]
If the pipe is not flexible, a straight pipe cut to a predetermined length may be continuously sent to the foam layer forming
[0071]
Furthermore, in 1st Embodiment, the drawing | feeding-out process of the
[0072]
Further, the foam layer forming
[0073]
As shown in FIG. 1, the
[0074]
Further, as shown in FIG. 6, the
[0075]
Further, the
[0076]
The adjustment angle can be adjusted from 30 degrees to 45 degrees with respect to the surface of the
[0077]
The
[0078]
As a means for cooling the foamed
[0079]
The cooling
[0080]
In the first embodiment, since the
[0081]
Further, although not shown, the first holding roller 61b has a tapered shape in which the center in the longitudinal direction of the roller surface is tapered and is rotatably supported by the
[0082]
A plurality of
[0083]
In addition, in making the
[0084]
An embodiment of the
[0085]
The
[0086]
Further, as shown in FIG. 7, the disc-shaped
[0087]
Although the
And the cutting depth can be adjusted according to the thickness of the foamed
[0088]
Furthermore, the
[0089]
As a means for cooling the disk-shaped
[0090]
The cooling
[0091]
7 also forcibly cools the disk-shaped
[0092]
The
[0093]
As shown in FIGS. 1, 6, and 7, the diameter-expanding
[0094]
In the
[0095]
Therefore, when the foamed
[0096]
The
[0097]
In the present embodiment, the
[0098]
At this time, in order to reduce the friction between the outer surface of the
[0099]
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, a plurality of cooling air discharge holes 62e are formed on the outer peripheral surface of the expanded
[0100]
In addition, in the diameter-expanded
[0101]
A case where a plurality of
The diameter-expanded
[0102]
A plurality of annular grooves (concave portions) 62g extending in the circumferential direction are formed on the outer peripheral surface of the diameter-
Further, an
[0103]
Then, as shown in FIGS. 8 and 9, a plurality of cooling air discharge holes 62e are formed in the
[0104]
Further, in the
The diameter-expanded
[0105]
The
10, the
[0106]
Further, as shown in FIG. 11, the diameter-expanding
[0107]
The diameter-expanded
[0108]
Further, the
[0109]
Next, the foamed tube
[0110]
At this time, in order to reduce the friction between the outer surface of the foamed
[0111]
Furthermore, the skin layer forming
[0112]
The skin
[0113]
Although not shown, the skin layer molding die 72 is a crosshead die in which a passage through which the foamed
[0114]
When the
[0115]
According to the coated pipe manufacturing apparatus in the first embodiment described above, first, in the foamed tube
[0116]
In the pipe
[0117]
The foamed
[0118]
The foamed
[0119]
In this way, the foamed
[0120]
When the
[0121]
Next, the foamed
[0122]
The
When the pipe is flexible, the coated pipe is wound up by a winder. When the pipe is not flexible, the coated pipe is cut into a certain length using a cutter.
[0123]
As described above, in the first embodiment, the
[0124]
In the first embodiment, the tapered
[0125]
For example, as another embodiment of the foam tube
[0126]
The coated pipe manufacturing apparatus of the second embodiment for manufacturing the coated pipe shown in FIG. 12 is a modification of the specific configuration of the foamed tube
[0127]
As shown in FIGS. 12 and 13, the foam tube
[0128]
In the foam tube
[0129]
Furthermore, as shown in FIG. 12 and FIG. 13, a
[0130]
Although not shown, the hot air supply device includes a fan and a heater. The hot air supply device can control the temperature of the hot air supplied to the
[0131]
The purpose of fusing the
[0132]
The cut surface fusion process by the
[0133]
As described above, in the second embodiment, since the foam tube
[0134]
Moreover, in 2nd Embodiment, as a structure which has the cut | fusion fusion process which fuse | melts the opposing surfaces of the cut |
[0135]
Moreover, since the surface fusion resin in the portion of the
[0136]
In the first embodiment, the foam tube supply process is configured by the foam tube
[0137]
Further, in the first embodiment, in order to fit the foamed
[0138]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present examples are illustrative and do not limit the present invention.
Example 1
In Example 1, the manufacturing apparatus in the second embodiment (FIG. 12) described above was used. A mixture of 100 parts by weight of low-density polyethylene (manufactured by Nippon Polychem; product number “LF440HB”) and 3 parts by weight of talc (manufactured by Sumika Color; product number “SS-11-20”) The
[0139]
At this time, after the carbon dioxide gas discharged from the
[0140]
Next, the
[0141]
On the other hand, a cross-linked polyethylene pipe having an outer diameter of 17 mm as the
[0142]
On the other hand, a mixture of 100 parts by weight of low-density polyethylene (manufactured by Nippon Polychem; product number “LF440HB”) and 5 parts by weight of pigment masterbatch (manufactured by Toyo Ink; product number “TET3MA1070RG”) is extruded from the
[0143]
(Example 2)
Before introducing the
In Example 2, since the
[0144]
(Example 3)
Example: The fan of the hot air supply device was turned on and off every 10 seconds to melt the
In Example 3, the
[0145]
Example 4
In Example 4, the manufacturing apparatus in the third embodiment (FIG. 15) described above was used. The foamed
Since the foamed
[0146]
(Example 5)
In Example 5, the manufacturing apparatus in the above-described fourth embodiment (FIG. 16) was used. As shown in FIG. 16, a polyethylene pipe having an outer diameter of 17 mm is manufactured by an extrusion line arranged in parallel, and the foam layer forming step is continuously performed by the second take-up
Since the
[0147]
(Comparative Example 1)
A crosshead die was connected to the foaming extruder used in Example 1, and a long land die having a length of 170 mm (10 times the outer diameter of the pipe) was further connected to the crosshead die. An extruder for layer resin extrusion was connected, and a tank, a pump, and a conduit were connected so that a lubricant could be supplied to the inlet of the long land die.
Resin composition pre-weighed and pre-blended to 100 parts by weight of low density polyethylene and 1.5 parts by weight of P-P'-oxybis- (benzenesulfonylhydrazide) in low density polyethylene in the hopper of the foaming extruder used in Example 1 The product was fed and extrusion started. At this time, the gas supply port was not used with a blind plug.
At the same time, a resin composition pre-weighed so that carbon black was 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of high density polyethylene was supplied to an extrusion hopper for extruding the skin layer resin, and extrusion was started. At this time, a cross-linked high-density polyethylene pipe having an outer diameter of 17 mm was supplied to the crosshead die using the pipe feeder used in Example 1. Further, foam cooling was performed in the long land die using a long land die, and a foam layer and a skin layer were simultaneously formed on the outer periphery of the pipe at the outlet of the long land die. At this time, a lubricant polyoxymethylene-polyoxypropylene copolymer was supplied to the long land die inlet.
[0148]
The thickness of the foam layer of the coated pipe obtained as described above was 3 mm, and the thickness of the skin layer was 0.2 mm. As a result, only a coated pipe having an expansion ratio of about 2 was obtained.
[0149]
Furthermore, the contraction state of the foamed
[0150]
From the above results, as shown in FIG. 8, the expansion due to frictional heat of the foamed
[0151]
【The invention's effect】
As described above, according to the coated pipe of the present invention, the foam layer is formed in a cylindrical shape, and a cut extending in the longitudinal direction for inserting the pipe into the cylinder is formed in the cylindrical foam layer. Since a continuous skin layer is formed on the outer periphery of the foam layer having a cut line, an end portion in the axial direction of the coated pipe, such as a connecting operation between the coated pipes, can be obtained while obtaining a uniformly highly foamed foam layer. In the case where the foam layer must be removed from the pipe, the foam layer can be easily peeled off from the cut portion, so that the connecting operation of the coated pipe is also facilitated.
[0152]
Furthermore, according to the manufacturing method and the manufacturing apparatus of the present invention, the outer periphery of the pipe can be uniformly coated with a foam layer that is highly foamed, and the outer periphery of the coated pipe is efficiently coated. Can be manufactured inexpensively.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing a coated pipe according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a foamed tube manufactured in a foamed tube manufacturing process in the method for manufacturing a coated pipe of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a foamed tube in which a cut is formed in the slit forming step in the method for manufacturing a coated pipe of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a pipe in a state where a foam layer is formed on the outer periphery of the pipe through a diameter reduction step after the pipe is inserted into the foam tube in the pipe insertion step in the method for manufacturing a coated pipe of the present invention. is there.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a coated pipe manufactured by the method for manufacturing a coated pipe of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view showing a cut forming device and a diameter expanding core of a pipe inserting device in a manufacturing apparatus for manufacturing a coated pipe.
FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of a cut forming device in a manufacturing apparatus for manufacturing a coated pipe and a diameter-expanding core of the pipe insertion device.
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of a diameter-expanding core of a pipe insertion device in a production apparatus for producing a coated pipe.
9 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
FIG. 10 is a perspective view showing another embodiment (a linear diameter-expanding core) of a diameter-expanding core of a pipe insertion device in a manufacturing apparatus for manufacturing a coated pipe.
FIG. 11 is a perspective view showing another embodiment of a diameter-expanding core of a pipe insertion device in a manufacturing apparatus for manufacturing a coated pipe (a foamed tube and a pipe are fitted together while being bent with a bent-type diameter-expanding core); It is.
FIG. 12 is an overall configuration diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing a coated pipe according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 shows a cross-sectional view of a concave roller and a schematic diagram of a hot air nozzle of a foam tube diameter reducing device used in a manufacturing apparatus according to a second embodiment.
FIG. 14 shows a method of manufacturing a coated pipe according to the present invention, in which a cut is melted in a state where a foam layer is formed on the outer periphery of the pipe after a diameter reduction step after the pipe is inserted into the foam tube in the pipe insertion step. It is pipe sectional drawing of the state with which it was worn.
FIG. 15 is an overall configuration diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing a coated pipe according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is an overall configuration diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing a coated pipe according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Coated pipe
11 Pipe
12 Foam layer
13 Skin layer
2 Foam tube
21 Break
31a Foamed tube manufacturing process department
41 Extruder for forming foamed tubes
42 Foam mold
61a, 61i cutter blade
62a Expanded core
63a Tubular body
71 Extruder for skin layer molding
72 Mold for skin layer molding
Claims (17)
発泡体層となる発泡チューブを連続的に供給しながら長手方向に連続させて切れ目を入れるスリット形成工程と、
切れ目の入った発泡チューブを拡径しながら、切れ目から発泡チューブ内にパイプを挿入するパイプ挿入工程と、
パイプが挿入された発泡チューブを縮径する発泡チューブ縮径工程と、
パイプが挿入されて縮径された発泡チューブの外周に表皮層を形成する表皮層形成工程とからなることを特徴とする被覆パイプの製造方法。A method for producing a coated pipe in which a foam layer is formed on a pipe surface, and a skin layer is formed on the outer periphery of the foam layer
A slit forming step that continuously cuts the foam tube that becomes the foam layer while continuously feeding in the longitudinal direction,
A pipe insertion step of inserting the pipe into the foam tube from the cut while expanding the diameter of the foam tube having the cut;
A foam tube diameter reducing step for reducing the diameter of the foam tube into which the pipe is inserted;
A method for producing a coated pipe, comprising: a skin layer forming step of forming a skin layer on an outer periphery of a foamed tube having a reduced diameter by inserting a pipe.
発泡体層となる発泡チューブを連続的に供給しながら発泡チューブにチューブ長手方向に連続させて切れ目を入れるスリット形成工程部と、
切れ目の入った発泡チューブを拡径しながら、切れ目から発泡チューブ内にパイプを挿入するパイプ挿入工程部と、
パイプが挿入された発泡チューブを縮径する発泡チューブ縮径工程部と、
パイプが挿入されて縮径された発泡チューブの外周に表皮層を形成する表皮層形成工程部とを備えていることを特徴とする被覆パイプの製造装置。An apparatus for manufacturing a coated pipe in which a foam layer is formed on a pipe surface, and a skin layer is formed on the outer periphery of the foam layer
A slit forming process unit that continuously feeds the foam tube to be the foam layer while continuously cutting the foam tube in the longitudinal direction of the tube,
A pipe insertion process part for inserting a pipe into the foamed tube from the cut while expanding the diameter of the foamed tube with the cut;
A foam tube diameter reducing step for reducing the diameter of the foam tube into which the pipe is inserted;
An apparatus for producing a coated pipe, comprising: a skin layer forming step for forming a skin layer on an outer periphery of a foamed tube into which a pipe is inserted and reduced in diameter.
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