JPH0452122A - 複合管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、給水、給湯、排水等に使用される金属管内周
面を合成樹脂層にて被覆した複合管の製造方法、特に合
成樹脂として塩化ビニル樹脂を使用した複合管の製造方
法に関する。

（従来の技術） 金属管の内周面を樹脂で被覆した複合管の製造方法とし
て、鋼等の金属製の帯状材料、いわゆる金属フープ材を
、ロールフォーミング装置等によって両側縁部を突き合
わせて管状に成形した後に、その突き合わせ部を溶接す
ることにより連続製管し、製管された金属管の内周面に
連続的に溶融樹脂を押出被覆する方法が知られている。

（発明が解決しようとする課題） このような複合管の製造方法では、通常、突合せ部の溶
接にアーク溶接等が採用されるために、突合せ部（溶接
ビード部）およびその周囲に高温の溶接熱が生じる。被
覆樹脂が例えば塩化ビニル樹脂の場合には、このように
高温状態の溶接ビード部の近傍に樹脂部分を被覆すれば
、その被覆樹脂部分が熱分解して、耐水性が著しく低下
するおそれがある。溶接ビード部が低温になった状態で
、樹脂被覆を行えば、このような問題は生じない。

金属管内周面に被覆される溶融樹脂は、通常、金属シー
トを突合せ溶接する部分を通って製造される金属管の内
部に挿入された金型から押し出される状態になっている
。この金型は、金属管の内部に位置する端部から溶融樹
脂が押し出されるように、片持ち状態で支持されている
。そのために、この金型の先端を、溶接ピード部が低温
になる位置まで溶接位置から遠ざけると、片支持状態の
金型自体が長くなり、金属管に対して金型が偏心した状
態になるおそれがある。このように、金型が金属管な対
して偏心した状態になると、該金型先端から押し出され
る樹脂は、金属管内周面を均一な厚さで被覆せず、偏肉
状態になる。また、金型における樹脂が通流する流路が
長くなるために、該金型内に樹脂を通流させるべく該樹
脂に加えられる背圧が上昇するという問題もある。

また、突き合わせ部のアーク溶接等に伴う高工の溶接熱
によって、溶接ビード部付近の金属表面には、脆弱な酸
化膜が生成される。この状態で金属管の内周面を塩化ビ
ニル樹脂等の合成樹脂で被覆すると、溶接ピード部の近
傍において、樹脂層は金属表面に生成された酸化膜上に
積層されるために、樹脂層とともに酸化膜が金属管表面
から剥離するおそれがある。このような複合管を排水管
等とし長期間にわたって使用した場合、あるいは長期に
わたって倉庫内に保管した場合等には、溶接ピード部近
傍における接着不良の樹脂層部分を起点として、金属層
と樹脂層との剥離が広がる。

このようにして樹脂層が金属管から剥離すると、剥離さ
れた樹脂層により管内が閉塞されて、内部を流体が通流
されなくなるおそれがある。

本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目
的は、金属シートを溶接して金属管を製造した後に、該
金属管の内周面を、その溶接位置の近傍において、塩化
ビニル樹脂が熱分解することなく該塩化ビニル樹脂によ
り被覆できる複合管の製造方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、金属管内周面に被覆された塩化ビ
ニル樹脂が、金属シートの溶接に際して生じる酸化膜に
より容易に剥離するおそれのない複合管の製造方法を提
供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の複合管の製造方法は、帯状金属材の両側縁部を
突き合わせであるいは重ね合わせて円管状に成形し、そ
の突き合わせ部あるいは重なり部を溶接して金属管を製
造した後に、その金属管の少なくとも内周面に塩化ビニ
ル樹脂を溶融状態で押し出すことにより、複合管を製造
する方法であって、突き合わせ部あるいは重なり部を溶
接して製造した金属管に塙化ビニル樹脂を被覆する際の
溶接ビード部の温度が、該塩化ビニル樹脂の分解温度未
満となるように、該溶接ピード部へ、０．１〜５．０体
積％の酸素を含有する不活性ガスを直接吹き付けること
を特徴としてなり、そのことにより上記目的が達成され
る。

（実施例） 第１図は本発明の複合管の製造方法に使用される装置の
一例を示す全体構成図である。

アンコイラ−１にセットしたフープ材ｌＯは連続的に繰
り出され、表面処理装置２によって脱脂および酸洗され
る。脱脂および酸洗されたフープ材１０は、ロールフォ
ーミング装置３によって断面Ｕ字状に成形され、引き続
き加熱装置４によって加熱され後に、円管成形機５によ
り、各側縁部同士が突き合わされた状態もしくは重なっ
た状態の断面真円状に成形される。円管成形機５を通過
した断面真円状のフープ材は、ＴＩＧ溶接ａ！７によっ
てその突き合わせ部、もしくは重なった部分が溶接され
る。これにより、金属管が連続的に製造される。

円管成形機５内には、内部樹脂被覆金型６の一部が位置
している。該内部樹脂被覆金型６は、溶接により製造さ
れた金属管の内周面に向けて、溶融した塩化ビニル樹脂
を接着剤と共に押し出す。

これにより、金属管内周面が塩化ビニル樹脂にて被覆さ
れた複合管が得られる。内部樹脂被覆金型６の下流側に
は、必要に応じて、外部樹脂被覆金璽８１、冷却装置８
２、巻取装置もしくは切断装置８３が順に配設される。

第２図は内部樹脂被覆金型６の詳細を示す断面図である
。フープ材１０は、ロールフォーミンク装置３から円管
成形機５を通過する間に、断面０字状１１から円筒状１
２へと、順次、成形されており、円筒状部分１２におけ
る突き合わせ部もしくは重なり部をＴＩＧ溶接機７によ
って溶接することにより金属管１３とされる。

内部樹脂被覆金型６は、フープ材の断面Ｕ字状部分１１
内に位置する本体部６１と、該本体部６１に片支持され
て該本体部６１からフープ材の円筒状部分１２内を、該
フープ材搬送方回に延出した円筒状の樹脂通流部６２と
を有する。該内部樹脂被覆金型６の本体部６１内には、
樹脂通流部６２に連通ずる接着剤通流路６１ａおよび樹
脂通流路６１ｂが形成されており、該接着剤通流路６１
ａおよび樹脂通流路６１ｂを介して樹脂通流部６２内に
接着剤Ａおよび塩化ビニル樹脂Ｂが、接着剤Ａを外側、
塩化ビニル樹脂Ｂを内側とした二層状態で、同時に供給
される。

該樹脂通流部６２は、先端部が他の部分よりも内径およ
び外径が大きくなった大径部６２ａになっている。該樹
脂通流部６２内には、樹脂通流部６２とは所定の間隙を
有した状態で、コア部６３が同心状態で挿通している。

該コア部６３は、その基端部が本体部６１に片支持され
ており、樹脂通流部６２の先端における大径部６２ａに
対応した拡径部６３ａを介して、樹脂通流部６２の先端
から先端の規制部６３ｂが延出している。樹脂通流部６
２の先端の大径部６２ａおよび２７部６３の先端の規制
部６３ｂは、ＴＩＧ溶接機７による溶接位置よりもフー
プ材搬送方向下流側に位置しており、従って、大径部６
２ａおよび規制部６３ｂは、該溶接機７による溶接を終
えた金属管Ｉ３内に位置している。

樹脂通流部６２から延出したコア部６３先端の規制部６
３ｂの外周面は、該金属管１３の内周面とは所定の間隙
を有した状態で、該金属管１３内に嵌合されている。そ
して、樹脂通流部６２内に同時に供給された接着剤Ａお
よび塩化ビニル樹脂Ｂが、接着剤Ａを外層、塩化ビニル
樹脂Ｂを内層とした二層状態で、樹脂通流部６２の先端
からコア部６３の先端部外周面に沿って円筒状に押し出
される。これにより、金属管１３の内周面に塩化ビニル
樹脂Ｂが接着剤Ａを介して被覆され、金属管１３の内周
面に塩化ビニル樹脂Ｂが被覆された複合管１４が製造さ
れる。

内部樹脂被覆金型６における樹脂通流部６２の外周面に
は、溶接位置よりも若干上流側の位置に、シリコン樹脂
製のパツキン７１が外嵌されている。

該パツキン７１は、フープ材の円筒状部分１２の内周面
と気密に接触している。そして、該パツキン７１には、
樹脂通流部６２の上部に沿って配設されたガス供給管７
２が貫通している。該ガス供給管７２は、パツキン７１
よりも上流側の位置において、フープ材の外方に延出す
るように屈曲されており、フープ材の外方に延出した部
分には、ガス冷却装置７４が取り付けられている。パツ
キン７１よりも下流側に位置するガス供給管７２の先端
側部分は、金属管１３の溶接ビード部に沿って金属管１
３内を下流側へ延びており、該先端側部分には、金属管
１３の溶接ビード部に向って開口する複数のノズル７３
が所定の間隔をあけて設けられている。そして、ガス供
給管７２内には不活性ガスが供給され、各ノズル７３か
ら溶接ビード部へ不活性ガスが吹き付けられる。

該不活性ガスには、０．１〜５．０体積％の酸素が含有
されている。

このような装置では、金属管１３の内周面に塩化ビニル
樹脂Ｂが被覆される位置において、金属管１３の溶接ビ
ード部温度が、塩化ビニル樹脂Ｂの分解温度（約２００
℃）よりも低くなるように、ガス供給管７２のノズル７
３から溶接ビード部へ不活性ガスが吹き付けられる。こ
れにより、溶接ビード部に被覆される塩化ビニル樹脂Ｂ
は、その熱分解が防止される。しかも、溶接ビード部が
短時間で所定温度に冷却されるために、樹脂被覆位置を
溶接位置に近づけることができる。これにより、内部樹
脂金型６において片支持される樹脂通流部６２およびコ
ア部６３を短かくすることができ、従って、樹脂通流部
６２およびコア部６３の剛性が向上し、両者を同心状態
で支持することができる。その結果、金属管１３の内周
面に被覆される塩化ビニル樹脂Ｂの偏肉が防止され、さ
らには、樹脂通流部６２内を通流する塩化ビニル樹脂Ｂ
および接着剤Ａに高背圧を加える必要がなくなる。

また、ガス供給管７２のノズル７３から吹き出される不
活性ガスにより、溶接管１３の溶接ビード部およびその
近傍が不活性ガス雰囲気に曝され、これらの部分での酸
化膜の生成が抑制される。このとき、溶接ビード付近を
１００％の不活性ガス雰囲気内に置くと、溶接ビード部
の周囲は樹脂との接着性が向上するが、溶接ピード部自
体は酸化膜が全く形成されずに金属素面となってしまう
。そのため、溶接ビード部の濡れ性が悪く、樹脂との接
着性が低下する。そこで、不活性ガスに０．１〜５．０
体積％の酸素を含有させることにより、溶接ビード部お
よびその周囲に、薄くて緻密で剥れにくい酸化膜が生成
され、酸化膜上に被覆された樹脂が、酸化膜と共に剥離
することが防止される。

このような方法で実際に複合管を製造した結果を次に説
明する。

フープ材として、厚さが１．６ｍの熱間圧延鋼板を用い
た。また、塩化ビニル樹脂を接着するための接着剤とし
ては、ＨＭ接着剤を用いた。

溶接はＴＩＧアーク溶接とし、ラインスピードを１．０
ｍ７分とした。

バラ牛ン７工は溶接位置から上流側２０ｗｎのところに
設け、樹脂被覆位置は溶接位置から下流側４００−のと
ころに設定した。

ガス供給管７２は鋼管とした。該ガス供給管７２を通じ
て金属管の溶接ビードに吹き付ける不活性ガスは、０．
２体積％の酸素を含有したヘリウムガスとした。不活性
ガスの流量は５リットル／分とした。

このような条件で複合管を製造した場合には、溶接後の
金属管１３の内周面に塩化ビニル樹脂Ｂ被覆される時点
で、金属管１３の溶接ビード部内面側表面温度が１５０
’Ｃにまで低下し、金属管１３の内周面に被覆された塩
化ビニル樹脂Ｂは、溶接ビード部においても熱分解が生
じなかった。また、製造れた複合管は、溶接により高温
となる部分に脆弱な酸化膜が生成されず、しかも、溶接
ビード部には金属素面が露出されずにち密で薄い酸化膜
が生成されていることにより、金属管１３内周面に樹脂
が全体にわたって良好な接着性で接着された。

ガス供給管７２から供給される不活性ガスの流量が過大
になると、樹脂被覆時点での溶接ビード部温度が低下し
すぎ、樹脂の接着性を低下させるおそれがある。また、
不活性ガスにおける酸素含有量を０．１体積％未満とす
ると、溶接ビード部に金属素面が認められ、樹脂の接着
不良が生じた。反対に、酸素含有量が５体積％を越える
と、酸化膜が成長しすぎて、脆弱な酸化膜となり、金属
と樹脂との接着性を阻害する結果となった。

なお、複合管を構成するフープ材としては、各種アルミ
ニウム合金、各種鋼板、各種銅合金を用いることができ
る。金属管を製造するための溶接は、各種アーク溶接、
高周波抵抗溶接等が好適である。不活性ガスとしては、
ヘリウムの他、アルゴン、窒素等が好適である。

また、本発明において、金属管１３の外周面に樹脂を被
覆する場合には、溶接機５の前方から後方の金属管１３
への樹脂被覆部までの間における金属管１３の外面の少
なくとも溶接熱の及ぶ部分に、金属管工３の外面と間隔
をおいたカバーを被せて、その中で金属管工３の溶接ビ
ード部に不活性ガスを吹き付けるようにすればよい。

（発明の効果） 本発明の複合管の製造方法は、このように、帯状金属材
を溶接して製造した金属管の溶接ビード部の温度が、該
金属管に被覆される塩化ビニル樹脂の分解温度未満とな
るように、該溶接ビード部へ不活性ガスを吹き付けて該
溶接ビード部を強制冷却しているために、溶接ビード部
に被覆された塩化ビニル樹脂が熱分解するおそれない。

また、溶接位置に樹脂被覆位置を近づけることができる
ので、金属管内面に樹脂を押出して被覆するための金型
の長さを短くすることができ、塩化ビニル樹脂の偏肉が
防止されるとともに、該樹脂を金型内に通流させるため
の背圧を低減することができる。さらに、不活性ガスに
は、０．１〜５．０体積％の酸素が含有されているため
に、溶接ビード部を含めて金属表面にち密で薄い酸化膜
が形成され、金属管内面に樹脂が周方同全体にわたって
強固に接着される。

４、　　　の　　な１日 第１図は本発明の実施に使用される複合管製造装置の一
例を示す全体構成図、第２図は内部樹脂被覆金型の詳細
を示す断面図である。

１１０．アンコイラ、６・・・内部樹脂被覆金型、７・
・・ＴＩＧ溶接機、１０・・・フープ材、６２・・・樹
脂通流部、６３・・・コア部、７１・・・パツキン、７
２・・・ガス供給管。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、帯状金属材の両側縁部を突き合わせてあるいは重ね
   合わせて円管状に成形し、その突き合わせ部あるいは重
   なり部を溶接して金属管を製造した後に、その金属管の
   少なくとも内周面に塩化ビニル樹脂を溶融状態で押し出
   すことにより、複合管を製造する方法であって、 突き合わせ部あるいは重なり部を溶接して製造した金属
   管に塩化ビニル樹脂を被覆する際の溶接ビード部の温度
   が、該塩化ビニル樹脂の分解温度未満となるように、該
   溶接ビード部へ、０．１〜５．０体積％の酸素を含有す
   る不活性ガスを直接吹き付けることを特徴とする複合管
   の製造方法。