JPH05169574A

JPH05169574A - 複合管およびその製造方法

Info

Publication number: JPH05169574A
Application number: JP3337007A
Authority: JP
Inventors: Teruo Nishidome; 照男西留; Takamasa Maruyama; 高正圓山
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1993-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】管の全長にわたって発泡樹脂層およびソリッ
ド樹脂層の偏心や偏肉、あるいは金属管との間に隙間の
ない複合管と、その製造方法を提供する。【構成】金属管内に、内層側からソリッド樹脂層、発
泡樹脂層、およびこれらを金属管内周面に接着する接着
剤層からなる３層管が一体的に接着された複合管とし、
また、この複合管の製法では、ソリッド樹脂管の外周面
に既発泡硬化した発泡樹脂層が形成された樹脂２層管を
先に作り、その外周面に一様に接着剤層を形成した後に
これを金属管内に挿入して、上記樹脂２層管に加熱膨径
性を持たせておいて後で加熱膨径させるか、あるいは、
金属管を縮径させることによって、両者を密着性よく相
互に接着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属管の内面が樹脂層
で被覆された、いわゆる金属と樹脂との複合管と、その
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属管の内面を樹脂層で被覆した複合管
において、内層のソリッド樹脂層（非発泡樹脂層）と外
層の金属管の間に、中間層として発泡樹脂層を介在させ
たものがある。このような発泡樹脂層を中間層として有
する複合管は、例えば排水管として用いた場合に、発泡
樹脂層の吸音効果により排水音が低減されるという利点
がある。

【０００３】以上のような発泡樹脂層を中間層とした複
合管は、従来、この発泡樹脂層を接着機能を利用して金
属管とソリッド樹脂層とを相互に接着するものであり、
その製造方法は、例えば特開昭５５−８２８８３号に見
られるように、基本的には、金属管の内面またはソリッ
ド樹脂管の外面にウレタン等の発泡樹脂の原液を塗布し
た状態で、ソリッド樹脂管を金属管内に挿入し、金属管
の外部から加熱することによって原液を発泡硬化させ、
この発泡樹脂層で金属管とソリッド樹脂管とを接着させ
ている。

【０００４】この製造方法において、発泡樹脂の原液が
流動性を有しているため、金属管内面またはソリッド樹
脂管外面に塗布した後に管底面側に流下し、原液の塗布
層が不均一になってしまうが、このことを防止するた
め、従来、発泡樹脂の原液を塗布して金属管内にソリッ
ド樹脂管を挿入した状態で、両管をともに周方向に回転
させつつ加熱して原液を発泡硬化させる対策が採られて
いる（特開昭５７−１５７７１８号）。

【０００５】また、加熱による原液の発泡硬化時に、金
属管とソリッド樹脂管との間に空気が残存したり、管の
軸方向に発泡樹脂層が偏在してしまうことを防止するた
め、管の中央部分から管の両端に向けて順次局所的に熱
水シャワーを浴びせていったり、管の一端側から他端側
に向けて順次局所的に熱水シャワーを浴びせていくこと
によって、空気や発泡樹脂を管端側に追いやって発泡樹
脂層を均一化する等の対策が採られている（前記特開昭
５７−１５７７１８号、または特公平２−６１３８３
号）。

【０００６】更に、ソリッド樹脂管が金属管の中心に確
実に位置させた状態で中間層を発泡させるために、ソリ
ッド樹脂管の外面または金属管の内面に、管の軸方向に
伸びる突条を形成または接着する等の対策も採られてい
る（特公昭−４９８８５号、または特公昭５９−５３８
５６号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、中間層であ
る発泡樹脂層の接着機能を利用して、金属管とソリッド
樹脂管を一体化させた構造の従来の複合管では、前記し
た各種の対策を採用してもなお、管の長さが通常は数ｍ
にも及ぶこともあって、管の全長にわたって各層が同心
上で、しかも均一な厚さを持つようにすることが極めて
困難で、樹脂層の偏りや偏肉が生じたり、あるいは発泡
層と内外両管との間に隙間が生じる等の問題がある。す
なわち、金属管とソリッド樹脂管との間に突条を設けた
場合でも、ソリッド樹脂管には発泡樹脂の発泡時におけ
る熱が作用すると同時に、発泡によるガス圧が作用する
ため、このソリッド樹脂管が内側に押圧されて変形する
こともある。

【０００８】このことは、例えば２本の複合管を継手に
より接続した場合に、管路内に段差が生じる原因となっ
て、特に排水管として使用した場合にはこの段差に排水
中の糸くずや毛髪、あるいは他の固形物等が付着すると
いう問題に繋がる。また、発泡樹脂層と内外いずれかの
管との間に生じた隙間は、管端部分を介して発泡樹脂層
内に水等が侵入して金属管を腐食させたり、金属管と樹
脂層とを剥離させる原因ともなる。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、管の全長にわたって発泡樹脂層およびソリッド樹
脂層の偏肉や隙間がなく、かつ、金属管に対して正しく
同心上に位置した複合管と、その製造方法の提供を目的
としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の複合管は、金属管内に非金属３層管が挿入
された状態で一体化されてなり、この３層管は、管の内
層側から第１層目がソリッド樹脂層で、第２層目が発泡
樹脂層であって、第３層目が上記発泡樹脂層の外面と金
属管内面とを一体接着するための接着層であることによ
って特徴付けられる。

【００１１】また、本発明の複合管の製造方法は、ソリ
ッド樹脂管の外周面に一様に発泡樹脂層が形成されてな
る加熱膨径性を有する樹脂２層管の外周面に、一様な接
着剤層を形成して３層管とした後、この３層管を金属管
内に挿入した状態で、金属管の外方から加熱して上記樹
脂２層管を膨径させることにより、当該樹脂２層管の外
周面を接着剤層を介して金属管内周面と接着させること
によって特徴付けられる。

【００１２】更に、上記した本発明の製造方法におい
て、ソリッド樹脂管と発泡樹脂層からなる樹脂２層管に
加熱膨径性を持たせず、その外周面に一様な接着剤層を
形成して３層管としてこれを金属管内に挿入した後、金
属管を外方から縮径させるとともに加熱することによ
り、樹脂２層管の外周面を上記接着剤層を介して金属管
内周面と接着させてもよい。

【００１３】

【作用】発泡樹脂層を中間層として有する従来の複合管
における上記した諸問題の原因は、発泡樹脂層を接着剤
として兼用させている点であり、また、そのことを達成
するために、金属管内にソリッド樹脂管を挿入した状態
で、その間の発泡樹脂原液を加熱することによって発泡
硬化させて両管を一体化している点である。

【００１４】そこで、本発明のように、発泡樹脂層と金
属間の間に別途接着剤層を設けて両者を一体的に接着し
て、発泡樹脂層を接着剤として兼用させなければ、上記
した諸問題を一挙に解決することができる。

【００１５】つまり、接着剤層を別途設けることで、ソ
リッド樹脂管を金属管内に挿入した状態で発泡樹脂原液
を発泡硬化させる必要がなくなり、ソリッド樹脂管の外
周に既に発泡硬化した発泡樹脂層が形成された樹脂２層
管を金属管内に挿入して、これらを接着剤層で一体化す
ることが可能となり、発泡樹脂原液の流下による周方向
への発泡樹脂層の偏肉、発泡時における膨張や挿入時に
おける原液の移動等に伴う軸方向への発泡樹脂層の偏在
および隙間の発生、発泡時における熱および発泡ガス圧
の作用によるソリッド樹脂管の変形等を防止でき、所期
の目的を達成できる。

【００１６】このような本発明の複合管を製造する際、
ソリッド樹脂管の外周に発泡樹脂層が形成された加熱膨
径性を持つ樹脂２層管を用い、接着剤層を形成して金属
管内に挿入後、樹脂２層管を加熱膨径させることによ
り、これを金属管に対して堅固に、しかも両管の同心性
を高くして接着させることができる。

【００１７】あるいは、加熱膨径性を持たない樹脂２層
管を用い、同様に接着剤層を形成して金属管内に挿入
後、金属管を縮径させることによっても、金属管と樹脂
２層管を高い同心性のもとに接着剤層により堅固に接着
させることができる。

【００１８】

【実施例】図１は本発明になる複合管の一例を示す横断
面図である。最外周の金属管１の内側に、接着剤層２を
介して発泡樹脂層３が形成されており、更にその内側に
はソリッド樹脂層４が形成されており、これら各層は金
属管１の中心軸に対して同軸上に、かつ、偏肉なく相互
に堅固に一体化されている。

【００１９】金属管１としてはＳＴＫ４１、ＳＰＨＣ等
の鋼管、あるいはアルミニウム系の管を使用することが
できる。また、発泡樹脂層３としては、発泡塩化ビニル
樹脂、発泡ポリエチレン樹脂、あるいは発泡ポリスチレ
ン樹脂等が好適に使用できる。更に、ソリッド樹脂層４
としては、硬質塩化ビニル樹脂や架橋ポリエチレン樹脂
等を使用することができる。更にまた、接着剤層２に用
いる接着剤としては、各種樹脂接着剤のほか、ゴム系等
の接着剤を使用することができるが、加熱により溶融し
て接着するホットメルトタイプの接着剤を使用するのが
好ましい。

【００２０】このような複合管は、以下に述べる製造方
法によって得ることができる。まず、後述するような２
層押出金型を用いて、内層にソリッド樹脂層、外層に発
泡樹脂層を持つ樹脂２層管を製造する。このとき、２層
押出金型から押し出された直後の未硬化状態の樹脂２層
管を一旦膨径させるとともに、引き取り機により押し出
し速度よりも速い速度で引き取りつつ、水槽内でフォー
ミングすることにより、硬化後の樹脂２層管に加熱膨径
性を付与することができる。

【００２１】図２は以上のような樹脂２層管の製造工程
の要部を示す断面図である。２層押出金型１０は、２つ
の樹脂流入口１１と１２を持ち、それぞれがメイン押出
機およびサブ押出機（いずれも図示せず）に接続され
る。各樹脂流入口１１および１２は、それぞれ樹脂流路
１３および１４に連通しており、この各樹脂流路１３お
よび１４は円筒状の樹脂吐出口１５の手前で合流し、一
方の樹脂流入口１１からの樹脂が内側に、他方の樹脂流
入口１２からの樹脂が外側になるような円筒状の樹脂２
層管を吐出し得るようになっている。なお、この図にお
いては、説明を簡単にするため、２層押出金型１０につ
いては樹脂の流通に関する部分のみを図示し、他の詳細
構造は省略している。

【００２２】このような２層押出金型１０に対し、メイ
ン押出機から樹脂流入口１１を介してソリッド樹脂を、
サブ押出機から樹脂流入口１２を介して発泡性樹脂をそ
れぞれ溶融状態で押し出す。発泡性樹脂は樹脂吐出口１
５から吐出された時点で発泡し、これにより、樹脂吐出
口１５から内層にソリッド樹脂層を、外層に発泡樹脂層
を持つ樹脂２層管Ｄが押し出されることになる。

【００２３】２層押出金型１０の樹脂吐出口１５に隣接
してこれと同軸上には、この樹脂吐出口１５の直径より
も所定寸法だけ大径の膨径用金型２０が固着されている
とともに、その先端には同じく同軸上に冷却用水槽３０
が配設されている。そして、その水槽３０の更に下流側
には引き取り機（図示せず）が配設されており、水槽３
０によって冷却されてフォーミングされた樹脂２層管
を、２層押出金型１０の押し出し速度よりも所定速度だ
け速い速度で引き取るように構成されている。

【００２４】以上の構成により、樹脂吐出口１５から押
し出された樹脂２層管Ｄは、膨径用金型２０によって一
旦膨径した後、押し出し速度と引き取り速度の差により
縮径した状態で水槽３０内に導かれ、この水槽３０内で
の寸法にフォーミングされることになる。

【００２５】このようにして得られた樹脂２層管Ｄは、
後で加熱することによって膨径する性質を持つ。さて、
水槽３０内から出た樹脂２層管Ｄの外周面に、次いで樹
脂接着剤層を必要な厚さで均一に被せ、樹脂３層管とす
る。この樹脂接着剤層による被覆方法は、例えば水槽３
０の直後に、樹脂２層管Ｄの外周を取り囲むような円形
の吐出口を持つクロスヘッドダイを配置し、このクロス
ヘッドダイから、樹脂２層管Ｄの温度がある程度以上高
いうちにその表面に対して樹脂接着剤層を被覆する方法
等を採用することができる。

【００２６】次に、以上のような樹脂３層管を、金属管
１内に挿入する。このとき、樹脂３層管の外径寸法は、
金属管１内に容易に挿入し得る程度に金属管１の内径寸
法よりも所定寸法だけ小径としておく。

【００２７】そして、樹脂３層管を挿入した金属管１
を、例えば加熱炉内等に挿入することによって加熱す
る。これにより、樹脂２層管Ｄはその加熱膨径性に基づ
いて膨径し、その表面に形成されている樹脂接着剤層を
介して金属管１の内面に接着され、図１に示した複合管
が得られる。

【００２８】この製造方法の例において特に注目すべき
点は、既に発泡硬化された発泡樹脂層３と、その内側に
ソリッド樹脂層４を持つ樹脂２層管Ｄを、その表面に接
着剤層２を形成した後に金属管１内に挿入して、その状
態で樹脂２層管Ｄを加熱膨径する点であり、これによ
り、発泡樹脂層３およびソリッド樹脂層４はそれぞれ偏
肉なく、しかも金属管１内に正確に同軸上に位置した状
態で一体化されることになる。

【００２９】次に、図１に示した複合管の他の製造方法
の例を述べる。この第２の製造方法の例では、樹脂２層
管Ｄに上記した製造方法のように加熱膨径性を持たせ
ず、金属管１側を縮径させる点に特徴がある。

【００３０】すなわち、図２に示したような２層押出金
型１０を用いて樹脂２層管Ｄを製造する際、特に膨径用
金型２０を使用せず、水槽３０を通過させてフォーミン
グする。

【００３１】その後、この樹脂２層管Ｄの外周面に上記
例と同様に樹脂接着剤層を形成して、その樹脂３層管よ
りも大径の金属管１内に挿入する。そして、金属管１を
公知のサイジングロール装置を通すことにより、また
は、管の回りを複数に分割された筒形のハンマーで囲
み、この各ハンマーを回転させつつ通過する管の外周を
叩くことにより管を縮径する、シェージングマシン等と
称される装置に導いて、金属管１を縮径させて両者を密
着させ、全体を加熱して接着剤層２を溶融させることに
よって、樹脂２層管Ｄを接着剤層２によって金属管１内
に接着させる。

【００３２】この製造方法によっても、前記した例と同
様な理由により、発泡樹脂層３およびソリッド樹脂層４
はそれぞれ偏肉なく、しかも金属管１内に正確に同軸上
に位置した状態で一体化されることになる。

【００３３】なお、以上の各製造方法において、樹脂２
層管Ｄの加熱膨径時、あるいは金属管１の縮径後の加熱
時に、樹脂２層管Ｄの内面を圧縮空気等によって加圧す
ることにり、金属管１と樹脂２層管Ｄとの密着性および
接着性が向上する。

【００３４】以下、以上の２つの製造方法を用いて、実
際に図１に示すような複合管を製造した例を述べる。第
１の例では、金属管１として、外径寸法４２．７ｍｍ〜
２６７．４ｍｍ、内径寸法３８．７ｍｍ〜２５９．８ｍ
ｍ、長さ５．５ｍの鋼管を用い、樹脂３層管として、外
径寸法が上記金属管１の内径寸法の９５％〜９９％、内
径寸法がこの外径寸法よりも６〜８ｍｍだけ小径、長さ
が金属管１の１１１％〜１０３％のもので、ソリッド樹
脂層４に硬質塩化ビニル樹脂、発泡樹脂層３に硬質発泡
塩化ビニル樹脂、および接着剤層２に樹脂系ホットメル
ト接着剤を用いたものを使用した。この樹脂３層管は、
樹脂接着剤層２を形成する前の樹脂２層管Ｄの製造時に
加熱膨径性を持たせたものとした。

【００３５】金属管１の中へこのような樹脂３層管を挿
入した状態で、外部加熱により両者を１３０°Ｃ〜１４
０°Ｃに加熱し、同時に樹脂３層管の内面を加圧し、そ
の後徐冷して複合管を得た。

【００３６】その結果、得られた複合管には、そのいず
れにおいても樹脂３層管は金属管１内面に密着し、両者
は相互に堅固に一体化されるとともに、任意位置におい
て切断しても発泡樹脂層３およびソリッド樹脂層４の偏
肉や変形、発泡樹脂層３における隙間、および金属管１
に対する偏心は見られなかった。

【００３７】第２の例では、金属管１として外径寸法４
５．０ｍｍ〜２７９．０ｍｍ、内径寸法４１．０ｍｍ〜
２７１．４ｍｍ、長さ５．３ｍの鋼管を用い、樹脂３層
管として、外径寸法が金属管１の内径寸法の９６％〜９
９％、内径寸法がこの外径寸法より６〜８ｍｍだけ小
径、長さが５．５ｍのもので、ソリッド樹脂層４として
硬質塩化ビニル樹脂、発泡樹脂層３に硬質発泡塩化ビニ
ル樹脂、および接着剤層２に樹脂系ホットメルト接着剤
を用いたものを使用した。

【００３８】金属管１内にこのような樹脂３層管を挿入
した状態で、金属管１の外部から前記したサイジングロ
ール装置によるロール縮径法、あるいはシェージングマ
シンによる縮径法により、金属管１の外径寸法を５％縮
径して樹脂３層管と密着させた。

【００３９】その後、外部加熱により両者を１３０°Ｃ
〜１４０°Ｃに加熱するとともに、樹脂３層管の内面を
加圧した後、徐冷して複合管を得た。その結果、得られ
た複合管には、前記例と同様に樹脂３層管と金属管１と
堅固に一体化され、全長にわたって発泡樹脂層３および
ソリッド樹脂層４の偏肉および変形、発泡樹脂層３での
隙間、および金属管１に対する偏心を見いだすことがで
きなかった。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複合管お
よびその製造方法によれば、発泡樹脂層の外周面に形成
した接着剤層により、この発泡樹脂層およびソリッド樹
脂層からなる樹脂２層管を金属管の内面に接着させてい
るので、従来のように発泡樹脂層の接着機能を利用する
必要がなく、従って既に発泡硬化した状態の発泡樹脂層
とソリッド樹脂層からなる樹脂２層管を金属管内に挿入
して両者を相互に接着させることが可能となり、その結
果、従来のように発泡樹脂原液の流下による偏肉や偏
心、発泡樹脂層での隙間の発生、あるいは発泡時におけ
るソリッド樹脂層の変形等の不具合が一挙に解決され、
管の全長にわたって各層が同心上で均一な厚さを持った
複合管が得られる。

【００４１】その結果、任意の位置で切断した２本の複
合管を継ぎ手等によって接続した場合に、その接続部分
に段差が生じることなく、これを排水管として使用した
場合に、糸くずや毛髪等が付着することなく、また、発
泡樹脂層と金属管との間に水等が侵入して金属管を腐食
させる等の不具合が生じず、この種の複合管が本来的に
有する吸音効果と併せて、良質の排水管となり得る。

【００４２】更に、本発明の製造方法では、発泡樹脂原
液をソリッド樹脂管の外面もしくは金属管の内面に塗布
する従来の製造方法に比して、原液の流下や発泡時の挙
動に起因する各種の対策を採る必要がないから、製造工
程が簡略化されるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の複合管の構造を示す横断面図

【図２】本発明実施例の製造方法の要部工程を示す２
層押出金型１０近傍の断面図

【符号の説明】

１・・・・金属管２・・・・接着剤層３・・・・発泡樹脂層４・・・・ソリッド樹脂層１０・・・・２層押出金型１１，１２・・・・樹脂流入口１３，１４・・・・樹脂流路１５・・・・樹脂吐出口２０・・・・膨径用金型３０・・・・水槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ３２Ｂ 15/08 Ｋ 7148−4Ｆ // Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｌ 9:00 4Ｆ 23:00 4Ｆ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属管内に非金属３層管が挿入された状
態で一体化されてなり、この３層管は、管の内層側から
第１層目がソリッド樹脂層で、第２層目が発泡樹脂層で
あって、第３層目が上記発泡樹脂層の外面と金属管内面
とを一体接着するための接着層である複合管。
【請求項２】ソリッド樹脂管の外周面に一様に発泡樹
脂層が形成されてなる加熱膨径性を有する樹脂２層管の
外周面に、一様な接着剤層を形成して３層管とした後、
この３層管を金属管内に挿入した状態で、金属管の外方
から加熱して上記樹脂２層管を膨径させることにより、
当該樹脂２層管の外周面を上記接着剤層を介して上記金
属管内周面と接着させる、複合管の製造方法。
【請求項３】ソリッド樹脂管の外周面に一様に発泡樹
脂層が形成されてなる樹脂２層管の外周面に、一様な接
着剤層を形成して３層管とした後、この３層管を金属管
内に挿入した状態で、金属管を外方から縮径させるとと
もに加熱することにより、上記樹脂２層管の外周面を上
記接着剤層を介して上記金属管内周面と接着させる、複
合管の製造方法。