JP6485762B1

JP6485762B1 - 金属又は合成繊維の線材補強の熱可塑性プラスチック管の製造方法

Info

Publication number: JP6485762B1
Application number: JP2018026474A
Authority: JP
Inventors: 良三太田
Original assignee: 良三太田
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2019-03-20
Anticipated expiration: 2038-01-30
Also published as: JP2019130877A

Abstract

【課題】本発明は耐震性、耐水性、耐腐食に優れた性能をもつ、金属又は合成繊維の線材で補強した熱可塑性プラスチック管の製造方法
【解決手段】一本スクリュー式プラスチック押出機（１）の押出シリンダー（６）を分割して、押出金型を支持する前部押出シリンダー（７）を回転させることにより、半溶融状態のプラスチック管（３１）を回転させながら押出し、この上表面に地上に設置した線巻ドラムより巻戻された金属又は合成繊維の線材をスパイラルに巻き込ませて補強し、その上より帯状板押出機で押出されたプラスチック帯状板を、溶融状態のまま線材の上に重ねて巻付け融着して出来た補強されたプラスチック管を、同速で回転する引取機により回転させながら冷却水槽の口金に引込み、水冷しながら、その外径を規正することにより金属又は合成繊維の線材で補強した熱可塑性プラスチック管の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は耐震性、耐水圧、耐腐食に強い熱可塑性プラスチックの製造方法

現在使用されているポリエチレン管は耐震性、耐腐食に優れた管であるが、その素材のポリエチレン樹脂の抗張力は弱く、低圧の水道用として使用する場合でも中小口径以上の管では使用に耐える管厚を著しく大きくする必要があり、経済面より、その使用は難しい。そのためこのポリエチレン管等の熱可塑性プラスチックを金属又は合成繊維の線材により補強し肉厚を減少させることが必要である。
一般に行われているようにポリエチレンパイプを押出機により水平に押出し、この押出されているパイプの周囲に線材を巻き込んだ線巻ドラムを回転させて、線材をパイプ表面に巻付ける方法は管が大きくなると数多くの大きな巻線枠を回転させるために巨大な設備を必要とし、結線枠補給の都度、運転停止を必要とし、大型の成型設備として、安定した製造は不可能である。又口径の小さい軟質ビニールホースの管肉内に紐又は糸を埋め込む方法はビニールチューブを上に向って押出し、床上に配置された数個の糸巻の円枠をその廻りに回転させて糸を巻きつけながら上に向って引上げ、巻き取っていく。この方法は口径が小さく、成型されたホースが屈曲可能な場合のみ可能な技術であって、容易に屈曲し難い口径の大きいポリエチレン管では適用できる技術ではない。

本発明は耐震性に優れ、且耐水圧、耐腐食の高い管を形成するためのポリエチレン樹脂等の軟質のプラスチック管の管肉内に金属又は合成繊維の線材をスパイラルに内蔵させて補強した中口径の輸送管を製造する方法である。

金属又は合成繊維の線材により補強した熱可塑性プラスチック管の製造方法において、一本スクリュー式プラスチック押出機１の押出シリンダー６を押出成型時、プラスチック材料の溶融開始地点で２分割して、押出機本体２に固定した後部押出シリンダー１０と、先端に押出金型１５を取付けた前部押出シリンダー７に分割し、この前部押出シリンダーを、後部押出シリンダーの先端部の軸受１１と押出機本体の架台の軸受１２により回転可能に支持し、この前部押出シリンダーを押出シリンダー用可変速減速装置１３により回転させることにより、これに取付けられた押出金型１５も同様に回転させる。

この押出金型に送り込まれてくる熔融し混練された可塑性プラスチックをこの押出金型を通して、そのマンドレル１６の上に半熔融状態のプラスチック管３１として回転しながら押出されていく、このプラスチック管の上表面に地上に設置した線巻ドラム３０より巻戻された金属又は合成繊維の線材２４を送り込むことにより、この線材はプラスチック管にスパイラルに巻付けられて補強され、その上よりプラスチック帯状板押出機３３で押出されたプラスチック管と同材質のプラスチック帯状板３２を溶融状態のまま線材の上に重ねて巻付け、コテで押圧して平滑にし、このようにして線材とプラスチック帯状板を数度くり返し重ねて融着して出来た、補強されたプラスチック管を押出金型と同じ回転数で回転しながら冷却水槽１９の口金２０に挿入していき、押出し金型と同じ回転数で回転する引取機２１により引き込み、水冷しながらその外径を規制する。

補強されたプラスチック管を冷却水槽（１９）に引き込むとき、引取機用回転架台２２を押出シリンダー用可変速減速装置１３より分岐した連結軸１４により押出金型１５と同じ同速で回転させることにより回転架台に取付けた引取機２１は押出金型と同じ速度で回転しながら、補強されたプラスチック管を引取るようにする。

本発明の実施により中口径金属線等補強プラスチック管を安定して製造することが可能になる。そして多種類の線材を埋込むことができる又、数層に重ねて補強できるため耐圧力の大きいプラスチック管を製造できる、そして地上に置かれた線巻ドラム３０に巻かれた金属の線材２４の末端は隣に置いた次の線巻ドラムの線材の先端に抵抗熔接等により予め接続しうるため長期間連続運転が可能になる。

本発明によりポリエチレン管を鉄線補強する場合、ポリエチレンの引張り強さは約２ｋｇ／ｍｍ^２に対し鉄線の引張り強さは４０ｋｇ／ｍｍ^２以上あるためポリエチレンに埋設する多数の鉄線の断面の総面積を管厚の１０％とした場合でも鉄線補強のポリエチレン管の引張り強さはポリエチレン管の約３倍となり高い内圧に耐えるようになる。従って管肉厚を１／３にすることも可能になる。又管の長手方向に多少伸びることも可能であり、又菱目に編まれた小幅の長尺金網２８又は菱形の打抜孔を設けた金属板２９を埋設することにより管の長手方向の伸びを任意に調節することも可能である、従って耐地震に対しても安全である。

その上管肉内に内臓された金属線等は腐食の可能性はなく、上水道等に使用する場合は半永久的な寿命を持ち且摩擦抵抗は少ないため、より多量の送水が可能であり、海水、農業用水の高圧、長距離送水にも適している、又耐腐食性が高いため低温の化学溶液の輸送にも耐えることができる。

管と継手との結合にはゴム等を使用せず、結合面に埋込んだニクロム線３６の通電により熱可塑性プラスチックのポリエチレン樹脂同志が融着するようにした、線材補強の熱可塑性プラスチック管継手３５を用いるため、漏水の恐れがなく保守管理は容易である。

本発明の製造法により、広範囲の用途に対し優れた性能を持つ線材補強の熱可塑性プラスチック管を安定して製造することが可能になる。

本発明の実施形態の一例として、前部押出シリンダーを回転させることにより、プラスチック管を回転して押出す方法を示す縦断面図図１の平面図本発明の実施形態の一例として、金型を回転させることにより、プラスチック管を回転して押出す方法を示す縦断面図図３の平面図本発明の実施形態の一例として、線材を送り込む方法を示す平面図図５の側面図本発明の実施形態の一例として、プラスチック帯状板を送り込む方法を示す平面図図７の側面図本発明の実施形態の一例として、線材を内部に引き込んだプラスチック帯状板を送り込む方法を示す平面図図９の側面図本発明の実施形態の一例として、使用する線材の斜視図本発明の実施形態の一例として、使用する撚線の斜視図本発明の実施形態の一例として、使用する線材を内部に引き込んだプラスチック帯状板の斜視図本発明の実施形態の一例として、使用する長尺金網を内部に引き込んだプラスチック帯状板の平面図本発明の実施形態の一例として、菱形の打抜孔を設けた金属板を内部に引き込んだプラスチック帯状板の平面図本発明の実施形態の一例として、使用する冷却水槽の縦断面図本発明の実施形態の一例として、使用する引取機の縦断面図図１７のＸ−Ｘ視図本発明の実施形態の一例として、線材補強の熱可塑性プラスチック管と線材補強の熱可塑性プラスチック管継手との接合方法を示す縦断面図図１９のＹ−Ｙ断面

この押出金型に送り込まれてくる熔融し混練された可塑性プラスチックをこの押出金型を通して、そのマンドレル１６の上に半熔融状態のプラスチック管３１として回転しながら押出されていく、このプラスチック管の上表面に地上に設置した線巻ドラム３０より巻戻された金属又は合成繊維の線材２４を送り込むことにより、この線材はプラスチック管にスパイラルに巻付けられて補強され、その上よりプラスチック帯状板押出機３３で押出されたプラスチック管と同材質のプラスチック帯状板３２を溶融状態のまま線材の上に重ねて巻付け、コテで押圧して平滑にし、このようにして線材とプラスチック帯状板を数度くり返し重ねて融着して出来た、補強されたプラスチック管を押出金型と同じ回転数で回転しながら冷却水槽１９の口金２０に挿入していき、押出金型と同じ回転数で回転する引取機２１により引き込み水冷しながらその外径を規制する。

補強されたプラスチック管を冷却水槽１９に引き込むとき、引取機用回転架台２２を押出しシリンダー用可変速減速装置１３より分岐した連結軸１４により押出金型１５と同じ速度で回転させることにより回転架台に取付けた引取機２１は押出金型と同じ速度で回転しながら、補強されたプラスチック管を引取るようにする。

請求項１に記載したように、押出金型１５を取付けた前部押出シリンダー７を後部押出シリンダー１０より切離して、回転させることにより半溶融状態のプラスチック管３１を押出金型１５を通して回転させながら押出す方法の代りに、前後に分割していない押出シリンダー６の先端部９に回転可能に取付けた押出金型１５を金型用可変速減速装置１８により回転させることにより押出金型を通過して、そのマンドレル１６の上に回転する半熔融状態のプラスチック管を押出していくようにする、然しこの場合はその接続面より熔融したプラスチックが漏洩することを完全に防ぐことが難しく中口径及び大口径の線材補強の熱可塑性プラスチック管の長期間運転は困難である。

請求項１に記載の熱可塑性プラスチック管補強のため使用する単線の線材２４の代りに図１２に示すように数本の撚線２５を使用することに、線材の柔軟性を損なうことなくプラスチック材との接触面を拡大して結合力を増加させることが出来、又継線の場合、線毎に突合せ点をずらすことにより、簡単に継線することが可能になる。

請求項１に記載の熱可塑性プラスチック管補強のため使用する単線の線材２４の代りに図１１のように単線を並列に、又は図１２のような撚線を並行に配置して帯状板押出機３３により半溶融状態のプラスチック帯状板３２の内部に引き込んだ後、この帯状板をプラスチック管の半溶融状態の表面に重ねて、巻付かせて溶着させることにより巻付けは容易になり、且融着力も強固になる。

請求項１に記載の熱可塑性プラスチック管補強のため使用する単線の線材２４の代りに、図１４に示すように菱目に編まれた小幅の長尺金網２８を、又図１５に示すように菱形の打抜孔を設けた金属板２９を帯状板押出機３３により押し出される半溶融状態のプラスチックの帯状板３２の内部に引き込んだ後、この帯状板をプラスチック管の半溶融状態の表面に重ねて巻付かせて溶着させることができる。特に大口径の熱可塑性プラスチック管補強のためには菱形の打抜孔を設けた金属板２９を埋設することにより耐内圧及び耐外圧に対しても有効である。

１・・・プラスチック押出機２・・・押出機本体
３・・・押出機駆動部４・・・プラスチック材料供給部
５・・・押出スクリュー６・・・押出シリンダー
７・・・前部押出シリンダー
８・・・前部押出シリンダーのウォームホイール
９・・・前部押出シリンダーの先端１０・・・後部押出シリンダー
１１・・・後部押出シリンダーの先端部の軸受１２・・・押出機本体の架台の軸受
１３・・・押出シリンダー用可変速減速装置
１４・・・押出シリンダー用可変速減速装置の連結軸
１５・・・押出金型１６・・・押出金型のマンドレル
１７・・・押出金型のウォームホイール１８・・・押出金型用可変速減速装置
１９・・・冷却水槽２０・・・冷却水槽の口金
２１・・・引取機２２・・・引取機の回転架台
２３・・・引取機の駆動部２４・・・線材
２５・・・撚線２６・・・線材送り込みロール
２７・・・たるみ調整装置２８・・・長尺金網
２９・・・打抜孔を設けた金属板３０・・・線巻ドラム
３１・・・半溶融状態のプラスチック管３２・・・プラスチック帯状板
３３・・・プラスチック帯状板押出機
３４・・・線材補強された熱可塑性プラスチック管
３５・・・線材補強の熱可塑性プラスチック管継手
３６・・・ニクロム線

Claims

金属又は合成繊維の線材により補強した熱可塑性プラスチック管の製造方法において、一本スクリュー式プラスチック押出機（１）の押出シリンダー（６）を押出成型時、プラスチック材料の溶融開始地点で２分割して、押出機本体（２）に固定した後部押出シリンダー（１０）と、先端に押出金型（１５）を取付けた前部押出シリンダー（７）に分割し、この前部押出シリンダーを、後部押出シリンダーの先端部の軸受（１１）と押出機本体の架台の軸受（１２）により回転可能に支持し、この前部押出シリンダーを押出シリンダー用可変速減速装置（１３）により回転させることにより、これに取付けられた押出金型（１５）も同様に回転させられ、この押出金型に送り込まれてくる熔融し混練された可塑性プラスチックをこの押出金型を通して、そのマンドレル（１６）の上に半熔融状態のプラスチック管（３１）として回転しながら押出されていく、このプラスチック管の上表面に地上に設置した線巻ドラム（３０）より巻戻された金属又は合成繊維の線材（２４）を送り込むことにより、この線材はプラスチック管にスパイラルに巻付けられて補強され、その上よりプラスチック帯状板押出機（３３）で押出されたプラスチック管と同材質のプラスチック帯状板（３２）を溶融状態のまま線材の上に重ねて巻付け、コテで押圧して平滑にし、このようにして線材とプラスチック帯状板を数度くり返し重ねて融着して出来た、補強されたプラスチック管を押出金型と同じ回転数で回転させながら冷却水槽（１９）の口金（２０）に挿入していき、押出金型と同じ回転数で回転する引取機（２１）により引き込み水冷しながらその外径を規制する、このようにして成型した金属又は合成繊維の線材補強の熱可塑性プラスチック管の製造方法。
請求項１に記載したように、補強されたプラスチック管を冷却水槽（１９）に引き込むとき、引取機用回転架台（２２）を押出シリンダー用可変速減速装置（１３）より分岐した連結軸（１４）により押出金型（１５）と同じ速度で回転させることにより回転架台に取付けた引取機（２１）は押出金型と同じ速度で回転しながら、補強されたプラスチック管を引取るようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の金属又は合成繊維の線材補強の熱可塑性プラスチック管の製造方法。
請求項１に記載したように押出金型（１５）を取付けた前部押出シリンダー（７）を後部押出シリンダー（１０）より切離して、回転させることにより半溶融状態のプラスチック管（３１）を押出金型（１５）を通して回転させながら押出す方法の代りに前後に分割していない押出しシリンダー（６）の先端部（９）に回転可能に取付けた押出金型（１５）を金型用可変速減速装置（１８）により回転させることにより押出金型を通過して、そのマンドレル（１６）の上に回転する半溶融状態のプラスチック管を押出していくようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の金属又は合成繊維の線材補強の熱可塑性プラスチック管の製造方法。
請求項１に記載の熱可塑性プラスチック管補強のため使用する単線の線材（２４）の代りに数本の撚線（２５）を使用することによりプラスチック材との接触面を拡大して結合力を増加させることを特長とする、請求項１に記載の金属又は合成繊維の線材補強の熱可塑性プラスチック管の製造方法。
請求項１に記載の熱可塑性プラスチック管補強のため使用する単線の線材（２４）の代りに並行に密接して配置された多数の単線及び撚線の線材を帯状板押出機（３３）により押し出される半熔融状態のプラスチック帯状板（３２）の内部に引き込んだ後、この帯状板をプラスチック管の半溶融状の表面に重ねて巻付かせて溶着させることを特長とする、請求項１に記載の金属又は合成繊維の線材補強の熱可塑性プラスチック管の製造方法。
請求項１に記載の熱可塑性プラスチック管補強のため使用する単線の線材（２４）の代りに菱目に編まれた小幅の長尺金網（２８）又は菱形の打抜孔を設けた金属板（２９）を帯状板押出機（３３）により押し出される半溶融状態のプラスチックの帯状板（３２）の内部に引き込んだ後、この帯状板をプラスチック管の半溶融状態の表面に重ねて巻付かせて溶着させることを特長とする、請求項１に記載の金属又は合成繊維の線材補強の熱可塑性プラスチック管の製造方法。