JP7458233B2

JP7458233B2 - 複合管

Info

Publication number: JP7458233B2
Application number: JP2020071895A
Authority: JP
Inventors: 卓明間▲崎▼
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2020-04-13
Filing date: 2020-04-13
Publication date: 2024-03-29
Anticipated expiration: 2040-04-13
Also published as: JP2021167657A

Description

本発明は、複合管に関する。

本管部と、コルゲート管と、本管部とコルゲート管との間の緩衝層とを有する複合管において、緩衝層に不織布を用いることが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１７－９０７２号公報

こうした複合管では、管体（本管部）の端部に継手などを接続するときに、コルゲート管をずらして（めくって）管体の端部を露出させることが求められる。また、管体の端部を継手などに接続した後、コルゲート管を元に戻して再び管体を被覆することが求められる。

しかし、管体を露出させた後に再びコルゲート管を元に戻すとき、中間層（緩衝層）には、元に戻ろうとして軸方向に移動する外周側のコルゲート管と、内周側の管体とから、それぞれ逆方向の摩擦力が与えられる。そのため、コルゲート管の移動に対し中間層が追従せず、外周側及び内周側からそれぞれ加えられる逆方向の摩擦力によって、中間層に巻き込まれが発生して、一部がダマ状に丸め込まれる現象が生じることがある。この巻き込まれが発生すると、中間層が元の位置まで戻らないことがある。

また、ウレタン製の中間層の外側にポリエチレンを用いてコルゲート管を成形する際に、ポリエチレンをウレタンに含浸させ、コルゲート管の内周と中間層の外周とを接着することがある。しかしながら、管体のサイズが２０Ｊ、２５Ｊといった大口径である場合には、コルゲート管と中間層との接着力よりも、管体の表面積の増加による中間層と管体との間の摩擦力の増加が寄与が大きくなり、１度目のコルゲート管のずらし動作の際に、コルゲート管のみがずれ、中間層が管体上に置き去りになる現象が発生する。中間層が置き去りになると管体の端部が露出しないので、更に中間層をずらす工程が必要となる。

これらの対策のため、中間層に難燃グレードのウレタンを用い、該ウレタンの管体側に滑りの良い織布を貼り付けることが考えられるが、難燃グレードのウレタンが高価であることが問題となる。

本発明は、コルゲート管と、管体とコルゲート管との間の中間層とを有する複合管において、コストの増加を抑制しつつ、コルゲート管をずらして管体の端部を露出させたりコルゲート管を戻したりする際における中間層の巻き込まれや置き去りを抑制することを目的とする。

第１の態様に係る複合管は、管体と、管状とされて前記管体の外周を覆い、径方向外側へ凸となる環状の山部と、径方向外側が凹となる環状の谷部とが、前記管体の軸方向に交互に形成されて蛇腹状とされ、前記管体の外周にガイドされつつ前記軸方向に伸縮可能な、樹脂材料で構成されるコルゲート管と、前記管体と前記コルゲート管との間に配置され、樹脂繊維で構成される不織布からなり、前記コルゲート管と少なくとも一部で一体に結合されている中間層と、を有する。

この複合管では、管体とコルゲート管との間に配置される中間層が、樹脂繊維で構成される不織布からなり、該中間層の少なくとも一部がコルゲート管と一体に結合されている。したがって、コルゲート管をずらして管体の端部を露出させたりコルゲート管を戻したりする際に中間層がコルゲート管に追従する。したがって、中間層の巻き込まれや置き去りが抑制される。また、樹脂繊維で構成される不織布は、難燃グレードのウレタンと比較して安価なため、コストの増加が抑制される。

第２の態様は、第１の態様に係る複合管において、前記不織布の前記樹脂繊維が芯体と該芯体を被覆する被覆層からなり、前記芯体の前記被覆層同士が溶融結合されると共に、前記被覆層と前記コルゲート管の前記谷部とが溶融結合されている。

この複合管では、芯体の被覆層同士が溶融結合されると共に、被覆層とコルゲート管の谷部とが溶融結合されている。被覆層とコルゲート管の谷部との結合に際し、接着剤等の結合手段を用いる必要がないので、より低コストとなる。

第３の態様は、第２の態様に係る複合管において、前記コルゲート管と前記被覆層は、熱可塑性樹脂からなり、前記被覆層の融点が前記芯体の融点より低い。

この複合管では、中間層における芯体の被覆層とコルゲート管とが熱可塑性樹脂からなっているので、コルゲート管を成形する際の熱により被覆層とコルゲート管の谷部とが溶融結合される。被覆層の融点は芯体の融点より低いので、芯体の融点より低い温度で被覆層とコルゲート管の谷部とを溶融結合することにより、芯体の溶融を抑制できる。また、中間層は不織布であるので、コルゲート管の成形時の熱が中間層の径方向内側に伝わり難く、管体と、中間層のうち管体に対向する部位の被覆層は溶融しない。したがって、コルゲート管の成形時における中間層と管体との癒着が抑制される。

本発明によれば、コルゲート管と、管体とコルゲート管との間の中間層とを有する複合管において、コストの増加を抑制しつつ、コルゲート管をずらして管体の端部を露出させたりコルゲート管を戻したりする際における中間層の巻き込まれや置き去りを抑制することができる。

本実施形態に係る複合管を示す半断面図である。本実施形態に係る複合管を示す斜視図である。本実施形態に係る複合管の一部拡大断面図である。図３のＡ部を示す拡大断面図である。図３のＢ部を示す拡大断面図である。複合管の管体の端部が露出した状態を示す半断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。
なお、以下に説明する実施形態において重複する説明及び符号については、省略する場合がある。
また、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、各成分に該当する物質が組成物中に複数存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する複数の物質の合計量を意味する。
本明細書において、「主成分」とは、特に断りがない限り、混合物中における質量基準の含有量が最も多い成分をいう。

＜複合管＞
図１から図３において、本実施形態に係る複合管１０は、管体１２と、コルゲート管２０と、中間層１４とを有している。

（管体）
管体１２は、管状とされ、樹脂材料で構成される樹脂管である。樹脂材料における樹脂としては、例えば、ポリブテン、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン、並びに塩化ビニル等が挙げられ、樹脂は１種のみを用いても２種以上を併用してもよい。中でも、ポリブテンが好適に用いられ、ポリブテンを主成分として含むことが好ましく、例えば管体を構成する樹脂材料中において８５質量％以上含むことがより好ましい。また、管体を構成する樹脂材料には、他の添加剤を含有してもよい。

管体１２の径（外径）としては、特に限定されるものではないが、例えば１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲とすることができ、１２ｍｍ以上３５ｍｍ以下の範囲が好ましい。

また、管体１２の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が挙げられ、１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下が好ましい。

大径の管体１２とは、例えば呼び２０Ｊ（内径２５ｍｍ、外径２７ｍｍ）や、呼び２５Ｊ（内径２５ｍｍ、外径３２ｍｍ）の管体である。

（コルゲート管）
コルゲート管２０は、管状とされて管体１２の外周を覆い、径方向外側へ凸となる環状の山部２２と、径方向外側が凹となる環状の谷部２４とが、管体１２の軸方向に交互に形成されて蛇腹状とされ、管体１２の外周にガイドされつつ軸方向に伸縮可能な被覆管である。コルゲート管２０は、管体１２の外周に配置された中間層１４の外側に成形される。

コルゲート管２０は、樹脂材料（例えば熱可塑性樹脂）で構成される。コルゲート管２０を構成する樹脂材料における樹脂としては、ポリブテン、ポリエチレン、ポリプロピレン、及び架橋ポリエチレン等のポリオレフィン、並びに塩化ビニル等が挙げられ、樹脂は１種のみを用いても２種以上を併用してもよい。中でも、低密度ポリエチレンが好適に用いられ、低密度ポリエチレンを主成分として含むことが好ましく、例えばコルゲート管２０を構成する樹脂材料中において８０質量％以上含むことがより好ましく、９０質量％以上含むことがさらに好ましい。なお、コルゲート管２０を構成する樹脂材料には、他の添加剤を含有してもよい。

コルゲート管２０の山部２２は、谷部２４よりも径方向Ｒの外側に配置されている。山部２２は、軸方向Ｓに延びる外側壁２２Ａと、外側壁２２Ａの両端から径方向Ｒに沿って延びる側壁２２Ｂを有している。外側壁２２Ａと側壁２２Ｂの間には、外屈曲部２２Ｃが形成されている。谷部２４は、軸方向Ｓに延びる内側壁２４Ａと、内側壁２４Ａの両端から径方向Ｒに延びる側壁２４Ｂを有している。内側壁２４Ａと側壁２４Ｂの間には、内屈曲部２４Ｃが形成されている。

コルゲート管２０の山部２２の径方向内側には、径方向内側に凹の山空間２３が形成されている。なお、山空間２３には、後述する中間層１４の凸部１４Ｂが挿入されていることが好ましい。

また、コルゲート管２０の厚さは、コルゲート管２０を短縮させるために、最も薄い部分で０．１ｍｍ以上、最も厚い部分で０．４ｍｍ以下であることが好ましい。図３において、外側壁２２Ａの厚さＨ１は、内側壁２４Ａの厚さＨ２よりも薄くなっている。厚さＨ１は、後述する短縮変形時の外側壁２２Ａの変形しやすさを確保するため、厚さＨ２の０．９倍以下であることが好ましい。

山部２２と谷部２４の外表面での半径差ΔＲは、コルゲート管２０の厚さの平均の８００％以下であることが好ましい。半径差ΔＲが大きければ、山部２２の軸方向Ｓに沿った部分が変形しなくても、短縮のときに谷部２４が径方向外側へ膨出したり、隣り合う山部２２同士が近づかないで歪んだ変形状態となったりしにくい。半径差ΔＲが、コルゲート管２０の厚さの平均の８００％以下となる場合に、上記の変形状態となることを抑制するために、山部２２の軸方向Ｓの長さを谷部２４の軸方向の長さよりも長くすることが、効果的である。なお、６００％以下である場合に、より効果的である。

コルゲート管２０の径（最外部の外径）としては、特に限定されるものではないが、例えば１３ｍｍ以上１３０ｍｍ以下の範囲とすることができる。

（中間層）
中間層１４は、管体１２とコルゲート管２０との間に配置され、樹脂繊維で構成される不織布からなり、コルゲート管２０と少なくとも一部で一体に結合されている。具体的には、図４に示されるように、織布の樹脂繊維は、芯体２６と該芯体２６を被覆する被覆層２８からなり、被覆層２８の融点が芯体２６の融点より低く、芯体２６の被覆層２８同士が溶融結合されると共に、被覆層２８とコルゲート管２０の谷部２４とが溶融結合されている。被覆層２８は、コルゲート管２０と同様に熱可塑性樹脂からなっている。一例として、芯体２６はポリプロピレン、被覆層２８はポリエチレンで構成されている。一般的に、ポリプロピレン樹脂の融点は１６５℃以上とされ、ポリエチレン樹脂の融点は１１５℃～１３５℃とされている。

一方、中間層１４は不織布であるため、コルゲート管２０の成形時の熱は中間層１４の径方向内側に伝わり難く、管体１２と、中間層１４のうち管体１２に対向する部位の被覆層２８は溶融しない。したがって、図５に示されるように、中間層１４における芯体２６の被覆層２８と管体１２とは溶融結合（癒着）していない。これにより、コルゲート管２０をずらす際に、中間層１４が置きざりにされず、コルゲート管２０に追従するようになっている。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図３において、本実施形態に係る複合管１０では、管体１２とコルゲート管２０との間に配置される中間層１４が、樹脂繊維で構成される不織布からなり、該中間層１４の少なくとも一部がコルゲート管２０と結合されている。したがって、コルゲート管２０をずらして管体１２の端部を露出させたりコルゲート管２０を戻したりする際に中間層１４がコルゲート管２０に追従する。したがって、中間層１４の巻き込まれや置き去りが抑制される。また、樹脂繊維で構成される不織布は、難燃グレードのウレタンと比較して安価なため、コストの増加が抑制される。

また、芯体２６の被覆層２８同士が溶融結合されると共に、被覆層２８とコルゲート管２０の谷部２４とが溶融結合されている。被覆層２８とコルゲート管２０の谷部２４との結合に際し、接着剤等の結合手段を用いる必要がないので、より低コストとなる。

更に、中間層１４における芯体２６の被覆層２８とコルゲート管２０とが熱可塑性樹脂からなっているので、コルゲート管２０を成形する際の熱により被覆層２８とコルゲート管２０の谷部２４とが溶融結合される。被覆層２８の融点は芯体２６の融点より低いので、芯体２６の融点より低い温度で被覆層２８とコルゲート管２０の谷部２４とを溶融結合することにより、芯体２６の溶融を抑制できる。また、中間層１４は不織布であるので、コルゲート管２０の成形時の熱が中間層１４の径方向内側に伝わり難く、管体１２と、中間層１４のうち管体１２に対向する部位の被覆層２８は溶融しない。したがって、コルゲート管２０の成形時における中間層１４と管体１２との癒着が抑制される。

このように、本実施形態によれば、コルゲート管２０と、管体１２とコルゲート管２０との間の中間層１４とを有する複合管１０において、コストの増加を抑制しつつ、コルゲート管２０をずらして管体１２の端部を露出させたりコルゲート管２０を戻したりする際における中間層１４の巻き込まれや置き去りを抑制することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態の一例について説明したが、本発明の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

不織布の樹脂繊維は、芯体２６と該芯体２６を被覆する被覆層２８からなり、芯体２６の被覆層２８同士が溶融結合されると共に、被覆層２８とコルゲート管２０の谷部２４とが溶融結合されているものとしたが、中間層１４における不織布の構造やコルゲート管２０と中間層１４との結合状態はこれに限られるものではない。また、コルゲート管２０と被覆層２８が熱可塑性樹脂からなり、被覆層２８の融点が芯体２６の融点より低いものとしたが、このような構成には限られない。中間層１４の少なくとも一部とコルゲート管２０とが結合されていればよい。

１０…複合管、１２…管体、１４…中間層、２０…コルゲート管、２２…山部、２４…谷部、２６…芯体、２８…被覆層

Claims

管体と、
管状とされて前記管体の外周を覆い、径方向外側へ凸となる環状の山部と、径方向外側が凹となる環状の谷部とが、前記管体の軸方向に交互に形成されて蛇腹状とされ、前記管体の外周にガイドされつつ前記軸方向に伸縮可能な、樹脂材料で構成されるコルゲート管と、
前記管体と前記コルゲート管との間に配置され、樹脂繊維で構成される不織布からなる中間層と、
を有し、
前記不織布の前記樹脂繊維は、芯体と該芯体を被覆する被覆層からなり、前記芯体の前記被覆層同士が溶融結合されると共に、前記被覆層と前記コルゲート管の前記谷部とが溶融結合され、
前記コルゲート管の前記山部の径方向内側に、径方向内側に凹の山空間が形成され、
前記山空間には、前記中間層の凸部が挿入されている複合管。
前記コルゲート管と前記被覆層は、熱可塑性樹脂からなり、
前記被覆層の融点が前記芯体の融点より低い請求項１に記載の複合管。