JP5452287B2 - 灌水用チューブの製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、灌水の際に使用する灌水用チューブを製造する方法および装置に関する。

野菜、果物、花等の植物を栽培する際には、作業の省力化を図るために、チューブに一定間隔で孔が形成された灌水用チューブを用いて灌水することがある。
灌水用チューブを製造する方法としては、例えば、押出成形により作製したチューブを押し潰してテープ状とし、一定間隔で針を片面側から突き刺して穿孔する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このように針を用いて穿孔すると、一方の面から他方の面まで孔が貫通してしまう。そこで、特許文献２，３では、畳まれてテープ状にされたチューブの内部にレーザ光遮蔽用中子を配置してチューブ内部を拡げ、チューブの中子が位置する部位の片面側からレーザ光を照射して、チューブを穿孔することが提案されている。

特願２００７−１１０９４４号公報 特開２００７−７５８５８号公報 特開２００７−２４５４１５号公報

しかしながら、特許文献２，３に記載のチューブへの穿孔方法では、押出成形により得たチューブの内部に中子を通さなければならない上に、中子の位置がずれないようにするためのジグをチューブに取り付けなければならないため、必ずしも簡便ではなかった。
本発明は、畳まれてテープ状にされたチューブの一方の面から他方の面への貫通を簡便に防止できる灌水用チューブの製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

［１］畳まれてテープ状にされたチューブを搬送しながら、該チューブの少なくとも片面をチューブ内部が拡がるように吸引し、チューブにレーザ光を所定の間隔で照射して穿孔することを特徴とする灌水用チューブの製造方法。
［２］レーザ光照射の前後で前記チューブを吸引することを特徴とする［１］に記載の灌水用チューブの製造方法。
［３］ 穿孔したチューブの幅方向の両端部をヒートシールすることを特徴とする請求項［１］または［２］に記載の灌水用チューブの製造方法。
［４］畳まれてテープ状にされたチューブを搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されているチューブの少なくとも片面側に配置された吸引機と、該吸引機によって内部を拡げたチューブにレーザ光を照射するレーザ光発生器とを具備することを特徴とする灌水用チューブの製造装置。
［５］レーザ光発生器に対して搬送方向の上流側および下流側に吸引機が配置されていることを特徴とする［４］に記載の灌水用チューブの製造装置。
［６］吸引機が、チューブを挟んで互いに対向するように配置された一対の吸引ノズルを備えることを特徴とする［４］または［５］に記載の灌水用チューブの製造装置。
［７］前記チューブの幅方向の両端部をヒートシールするヒートシール手段を具備することを特徴とする［４］〜［６］のいずれかに記載の灌水用チューブの製造装置。

本発明の灌水用チューブの製造方法および製造装置によれば、扁平にしてテープ状にされたチューブの一方の面から他方の面への貫通や、レーザ光照射で溶融した樹脂による一方の面と他方の面の接合を簡単に防止できる。

本発明の灌水用チューブの製造方法で得られる灌水チューブの一実施形態例を示す斜視図である。 本発明の灌水用チューブの製造装置の一実施形態例を示す模式図である。 本発明の灌水用チューブの製造方法で得られる灌水チューブの他の実施形態例を示す斜視図である。

（灌水用チューブ）
本発明の灌水用チューブの製造方法により得られる灌水用チューブの一実施形態例について説明する。
図１に、本実施形態例の灌水用チューブを示す。本実施形態例の灌水用チューブ１０は、幅方向の両端部が長手方向に沿ってヒートシールされて耳部１１を有し、表面１０ａに千鳥状に灌水孔１２，１２・・・が形成されたものである。

灌水用チューブ１０の幅は４０〜７０ｍｍであることが好ましい。灌水用チューブ１０の幅が４０ｍｍ以上であれば、充分な量の水を供給でき、７０ｍｍ以下であれば、灌水用チューブ１０の配設が容易になる。
灌水用チューブ１０の厚さは１００〜３００μｍであることが好ましい。灌水用チューブ１０の厚さが１００μｍであれば、灌水用チューブ１０に供給する水の圧力を高くしても充分に耐えることができ、３００μｍ以下であれば、充分な屈曲性を確保できる。

耳部１１は、地面に当接して灌水用チューブ１０を支持するため、灌水用チューブ１０に送水した際に灌水用チューブ１０が激しく動いても上下の反転を防止できるようにする。したがって、灌水孔１２を安定して上に向け続けることができる。
耳部１１の幅は４〜１０ｍｍであることが好ましい。耳部１１の幅は４ｍｍ以上であれば、灌水用チューブ１０の上下反転をより防止できる。しかし、１０ｍｍを超えると、灌水用チューブ１０において水が通らない部分が多くなる。

灌水孔１２，１２の、灌水用チューブ１０の長手方向における間隔は、５０〜３００ｍｍであることが好ましい。灌水孔１２，１２の間隔が５０ｍｍ以上であれば、適度な間隔で灌水させることができ、３００ｍｍ以下であれば、均一に灌水させることができる。
灌水孔１２の孔径は、０．２〜１．０ｍｍであることが好ましい。灌水孔１２の孔径が０．２ｍｍ以上であれば、充分に灌水させることができ、１．０ｍｍ以下であれば、均一に灌水させることができる。

灌水用チューブ１０は、熱可塑性樹脂材料により構成されている。
熱可塑性樹脂材料としては、例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどを用いることができる。
また、熱可塑性樹脂材料には、必要に応じて、顔料、染料、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、フィラー等が含まれてもよい。

灌水用チューブ１０は、以下のように使用される。
すなわち、まず、畑の所定の位置に灌水用チューブ１０を配置し、灌水用チューブ１０の長手方向の一方の端部に送水管を接続し、灌水用チューブ１０に送水を開始する。これにより、灌水孔１２から水を噴出させて、畑に灌水させる。

（灌水用チューブの製造装置）
本発明の灌水用チューブの製造装置の一実施形態例について説明する。
図２に、本実施形態例の灌水用チューブの製造装置を示す。製造装置１は、チューブＴ１を作製する押出機２０と、チューブＴ_１を引き取ると共に畳んでテープ状のチューブＴ_２（以下、「テープ状チューブＴ_２」という。）にするピンチロール３０，３０と、テープ状チューブＴ_２の両面側に配置された第１吸引機４０および第２吸引機５０と、第１吸引機４０および第２吸引機５０の間のテープ状チューブＴ_２の片面にレーザ光を照射して穿孔するレーザ光発生器６０と、穿孔したテープ状チューブＴ_２の幅方向の両端部をヒートシールするヒートシール手段７０と、ヒートシールしたチューブを巻き取る巻取りロール８０とを具備する。

製造装置１を構成する押出機２０には、環状のダイ２１が取り付けられている。そのため、環状のダイ２１から溶融させた熱可塑性樹脂材料を吐出させることにより、チューブＴ_１を得ることができる。
第１吸引機４０は、真空ポンプ（図示せず）に接続され、テープ状チューブＴ_２を挟んで互いに対向するように配置された一対の吸引ノズル４１，４１を備えたものである。また、第２吸引機５０は、真空ポンプ（図示せず）に接続され、テープ状チューブＴ_２を挟んで互いに対向するように配置された一対の吸引ノズル５１，５１を備えたものである。このような第１吸引機４０および第２吸引機５０を用いることにより、テープ状チューブＴ_２の内部を充分に拡げることができる。
第１吸引機４０と第２吸引機５０とは間隔を有して配置され、また、第１吸引機４０は、レーザ光発生器６０に対して搬送方向の上流側に配置され、第２吸引機５０はレーザ光発生器６０に対して下流側に配置されている。
レーザ光発生器６０によるレーザとしては、例えば、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、半導体レーザなどが挙げられるが、汎用的である上に、容易に穿孔できることから、炭酸ガスレーザが好ましい。
本実施形態例では、レーザ光発生器６０はテープ状チューブＴ_２の幅方向に沿って往復動できるようになっている。これにより、テープ状チューブＴ_２の幅方向の任意の位置にレーザ光を照射できるようになっている。
ヒートシール手段７０は、金属製のロール７１と、加熱可能なヒートシールバー７２とを備える。ここで、ヒートシールバー７２は、ロール７１の周面に沿った円弧状で、テープ状チューブＴ_２の幅方向の両端部をロール７２に押圧できるように配置されている。
巻取りロール８０は、回転駆動して、得られた灌水用チューブ１０を巻き取るようになっている。巻取りロール８０により灌水用チューブ１０を巻き取ることにより、テープ状チューブＴ_２を搬送できるようになる。したがって、本実施形態例では、巻取りロール８０は搬送手段となる。

（灌水用チューブの製造方法）
上記製造装置１を用いた灌水用チューブの製造方法の一実施形態例について説明する。
本実施形態例の製造方法では、テープ状チューブＴ_２を連続的に作製するチューブ作製工程と、テープ状チューブＴ_２の片面側を穿孔する穿孔工程と、テープ状チューブＴ_２の幅方向の両端部を連続的にヒートシールするヒートシール工程と、ヒートシールしたテープ状チューブＴ_２を巻き取る巻取り工程とを有する。

［チューブ作製工程］
チューブ作製工程では、熱可塑性樹脂材料を押出機２０により押出形成することによって、チューブＴ_１を作製し、そのチューブＴ_１を畳んでチューブ状テープＴ_２を得る。具体的には、熱可塑性樹脂材料を溶融し、環状のダイ２１から吐出させることにより、チューブＴ_１を作製し、そのチューブＴ_１をピンチロール３０，３０により挟むことにより畳んでテープ状チューブＴ_２を得る。
押出成形温度は１５０〜２００℃であることが好ましい。押出成形温度が１５０℃以上であれば、容易にチューブＴ_１を成形でき、２００℃以下であれば、熱可塑性樹脂材料の劣化を防止できる。
環状のダイ２１の直径は３０〜５０ｍｍであることが好ましい。環状のダイ２１の直径が３０ｍｍ以上であれば、充分に送水できる灌水用チューブ１０を得ることができ、５０ｍｍ以下であれば、使用に適した灌水用チューブ１０を得ることができる。
ダイ２１から吐出させて得たチューブＴ_１は、必要に応じて、水冷または空冷により冷却してもよい。

［穿孔工程］
穿孔工程では、テープ状チューブＴ_２の片面側に、所定の間隔で、レーザ光をレーザ光発生器６０より照射して穿孔する。その際、レーザ光発生器６０は、テープ状チューブＴ_２の幅方向に往復動させて、千鳥状に穿孔する。このように穿孔することで、灌水用チューブ１０を得る。
レーザ光の強度は１２〜２０Ｗ／ｃｍ^２であることが好ましい。レーザ光の強度が１２Ｗ／ｃｍ^２以上であれば、容易に穿孔でき、２０Ｗ／ｃｍ^２以下であれば、容易に所定の孔径にすることができる。
本実施形態例では、第１吸引機４０および第２吸引機５０によりテープ状チューブＴ_２を吸引してチューブ内部を拡げ、その状態でテープ状チューブＴ_２にレーザを照射して穿孔する。
テープ状チューブＴ_２の吸引においては、チューブ内部の間隔が３〜５ｍｍになるようにすることが好ましい。チューブ内部の間隔が３ｍｍ以上であれば、テープ状チューブＴ_２の一方の面から他方の面への貫通を充分に防止できる。しかし、チューブ内部の間隔が５ｍｍを超えるように吸引するのは困難になることがある。

［ヒートシール工程］
ヒートシール工程では、穿孔工程で得たテープ状チューブＴ_２の幅方向の両端部をヒートシールして耳部１１を形成する。
ヒートシール方法としては、テープ状チューブＴ_２の幅方向の両端部を、ロール７１と、加熱したヒートシールバー７２とで挟む方法が適用される。ヒートシール温度は、使用する熱可塑性樹脂材料に応じて適宜選択されるが、例えば、２５０〜３００℃にされる。
ヒートシール後、必要に応じて、テープ状チューブＴ_２を冷却する。

［巻取り工程］
巻取り工程では、ヒートシール工程にてヒートシールした灌水用チューブ１０を、巻取りロール８０によって巻き取って、ロール状にする。

（作用効果）
上記実施形態例では、第１吸引機４０および第２吸引機５０により、テープ状チューブＴ_２の内部を拡げた状態でレーザ光を照射して穿孔するため、テープ状チューブＴ_２の一方の面から他方の面への貫通を防止できる。しかも吸引を適用しているため、中子をチューブ内部に配置する必要がないから、テープ状チューブＴ_２の内部を簡便に拡げることができる。
さらに、本実施形態例では、レーザ光照射の前後で第１吸引機４０および第２吸引機５０によりテープ状チューブＴ_２を吸引しているため、充分にテープ状チューブＴ_２の内部を拡げることができ、テープ状チューブＴ_２の一方の面から他方の面への貫通や、レーザ光照射で溶融した樹脂による一方の面と他方の面の接合を簡単に防止できる。

なお、本発明は、上記実施形態例に限定されない。例えば、上記実施形態例では、レーザ光照射の前後にて第１吸引機４０および第２吸引機５０を配置して、テープ状チューブＴ_２を吸引したが、レーザ光照射の前のみに吸引機（第１吸引機４０）を配置してもよいし、レーザ光照射の後のみに吸引機（第２吸引機５０）を配置してもよい。ただし、その場合でも、テープ状チューブＴ_２内部を拡げるために、吸引機は、テープ状チューブＴ_２を挟んで互いに対向するように配置された一対の吸引ノズル５１，５１を備えることが好ましい。
また、製造装置１において、加熱したヒートシールバー７２の代わりに、加熱したヒートシールロールを用いてもよい。
また、本発明の灌水用チューブの製造方法においては、テープ状チューブＴ_２の幅方向の両端部をヒートシールしなくてもよい。すなわち、灌水用チューブ１０においては、耳部１１が形成されていなくてもよい。
また、テープ状チューブは、長尺の２枚のフィルムを重ね、幅方向の両端部を長手方向に沿ってヒートシールすることにより作製してもよい。この場合には、必ず耳部が形成されることになる。
また、図３に示すように、灌水用チューブにおける灌水孔１２は、並列に形成されていてもよい。

本発明により得られた灌水用チューブは、野菜、果物、花等の栽培における灌水、道路等への散水などに好適に使用できる。

１ 製造装置
１０ 灌水用チューブ
１１ 耳部
１２ 灌水孔
２０ 押出機
２１ 環状のダイ
３０ ピンチロール
４０ 第１吸引機
４１ 吸引ノズル
５０ 第２吸引機
５１ 吸引ノズル
６０ レーザ光発生器
７０ ヒートシール手段
８０ 巻取りロール
Ｔ_１ チューブ
Ｔ_２ テープ状チューブ

Claims (7)

1. 畳まれてテープ状にされたチューブを搬送しながら、該チューブの少なくとも片面をチューブ内部が拡がるように吸引し、チューブにレーザ光を所定の間隔で照射して穿孔することを特徴とする灌水用チューブの製造方法。
2. レーザ光照射の前後で前記チューブを吸引することを特徴とする請求項１に記載の灌水用チューブの製造方法。
3. 穿孔したチューブの幅方向の両端部をヒートシールすることを特徴とする請求項１または２に記載の灌水用チューブの製造方法。
4. 畳まれてテープ状にされたチューブを搬送する搬送手段と、該搬送手段により搬送されているチューブの少なくとも片面側に配置された吸引機と、該吸引機によって内部を拡げたチューブにレーザ光を照射するレーザ光発生器とを具備することを特徴とする灌水用チューブの製造装置。
5. レーザ光発生器に対して搬送方向の上流側および下流側に吸引機が配置されていることを特徴とする請求項４に記載の灌水用チューブの製造装置。
6. 吸引機が、チューブを挟んで互いに対向するように配置された一対の吸引ノズルを備えることを特徴とする請求項４または５に記載の灌水用チューブの製造装置。
7. 前記チューブの幅方向の両端部をヒートシールするヒートシール手段を具備することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の灌水用チューブの製造装置。

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