JPH06143387A - 内面螺旋リブ又は溝付き合成樹脂管の押出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】配管後に捩じれ等の変形を起こしたり、内部を
流れる温熱排水等の影響により螺旋リブが小さくなった
りせず、排水能力が半永久的に損なわれることがないこ
とは勿論のこと、曲がりもなく外観良好な商品価値の高
い内面螺旋リブ又は溝付き合成樹脂管の押出成形方法を
提供することを目的としている。 【構成】フォーミング手段で整形された管の外径と略同
じか少し大きい内径を有する硬質材からなるリング状部
材を、前記フォーミング手段の後方のフォーミング装置
内に少なくとも１つ配置し、フォーミング手段で整形さ
れた管をリング状部材に貫通させてこのリング状部材の
内壁面で引き取られる管を受けさせる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内面螺旋リブ又は溝付
き合成樹脂管の押出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の排水縦管として使用される内面
螺旋リブ付き合成樹脂管を連続的に製造する方法とし
て、特公昭４９−４２６７０号公報にみるような製造方
法が提案されている。この方法は、図１０にみるように
押出機１０１の金型（ダイス）１０２から管内面に長さ
方向に１本又は２本以上の突条又は凹溝を有する熱可塑
性樹脂管１０３を連続的に押し出す。そして、押し出さ
れてくる軟化状の管１０３を直ちに外径フォーマー１０
４とその外側に設けた冷却用ジャケット１０５とによっ
て外径を規制しつつ冷却し、その後管軸に直交して単独
で回転しうる引取ロール１０６によって管１０３の軟化
状部分に捩じれを与えつつ引き取るようにしている。

【０００３】すなわち、外径フォーマー１０４を金型１
０２の直後に設けることにより管１０３の膨張を防ぐと
ともに、外径フォーマー１０４の冷却用ジャケット１０
５により管表面を急速に冷却して管表面部分が変形しな
いようにする。そして、管１０３に捩じれを与えつつ引
き取ることで、管１０３の内面側が捩じれ、突条又は凹
溝が螺旋状に成形されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法で
は、管１０３の軟化状部分を強制的に捩じるようにして
成形するため、管外表面の歪み＞管内表面の歪み＞管中
央部の歪みと言うように管の外表面と内表面に残る歪み
に差が生じる。したがって、配管後に捩じれ等の変形が
生じやすい。また、特に、管内を温熱排水が流下したり
すると、管の温度が上がり弾性率が低下するため、管は
押出金型内の状態、つまり突条又は凹溝がない直管状態
に戻ろうとする。すなわち、螺旋リブや溝が小さくなっ
てしまい、所定の排水能力が得られなくなることがあ
る。

【０００５】そこで、本発明の発明者らは、押出金型の
固定コアー出口側表面に螺旋リブに対応する螺旋溝を設
けておき、螺旋回転させつつ内面に螺旋リブが形成され
たパリソン（垂れ流し状態で押し出された高温で溶融状
態又は軟化状態の管）を押出金型から連続的に押し出し
た後、この押し出されたパリソンを管周方向に回転自在
なフォーミング手段および冷却手段を備えたフォーミン
グ装置に通して所望外径の管に整形しつつ冷却固化さ
せ、さらに、パリソンの押出速度および自転速度に同調
した速度で前記管を引取る方法を特願平４−１０１２０
５号において先に提案している。

【０００６】この方法によれば、押し出された高温で溶
融状態又は軟化状態のパリソン部分に捩じり等の負荷を
掛けずに内面螺旋リブ付き合成樹脂管を得ることがで
き、得られた内面螺旋リブ付き合成樹脂管は、大きな歪
みが残っていないとともに、管の内外で歪みに差がない
ものとなるので、配管後に捩じれ等の変形を起こした
り、内部を流れる温熱排水等の影響により螺旋リブが小
さくなったりせず、非常に優れた効果を奏する。

【０００７】つまり、上記方法は、図１１にみるよう
に、フォーミング手段としてのフォーミングプレート部
２３１と冷却手段としての冷却水槽２３２とを備えたフ
ォーミング装置 ２０３に押出金型（図示せず）から押
し出されたパリソン２５１を導き、フォーミングプレー
ト部２３１で負荷なく所望外径に整形するとともに、冷
却水槽２３２で冷却水管２３７から冷却水を噴霧するこ
とで冷却固化して所望外径の管２５２を得るようにして
いる。また、冷却水槽２３７は、バキュームポンプ（図
示せず）に接続されたバキュームパイプ２３８から冷却
水ととともに、内部の空気が脱気されて減圧状態にされ
るようになっている。すなわち、管２５２の出口がゴム
パッキン２３９にによってシールされて減圧状態が保持
できるようになっている。そして、フォーミング装置２
０３の後部（引取機側）では、管２５２がゴムパッキン
２３９によって支持されながら引取機（図示せず）によ
って螺旋状に回転しながら引き取られる。

【０００８】しかし、上記方法では、フォーミングプレ
ート部２３１をで整形された管２５２は、未だ充分に固
化しておらず、ゴムパッキン２３９の弾性と、管２５２
の自重によって下側に撓みながら引き取られるととも
に、管２５２が自転しながら引き取られるため、最終的
に出来上がった管２５２は、一方向に撓んで曲がるので
はなく、螺旋状に曲がった管２５２となってしまう。

【０００９】すなわち、このように螺旋状に曲がった管
２５２は、一方向へ曲がったような管に比べて管として
の商品価値が極端に落ちるとともに、ライニング鋼管の
内管として使用する場合、鋼管への挿入が非常に困難で
あると言う問題がある。本発明は、このような事情に鑑
みて、配管後に捩じれ等の変形を起こしたり、内部を流
れる温熱排水等の影響により螺旋リブが小さくなったり
せず、排水能力が半永久的に損なわれることがないこと
は勿論のこと、曲がりもなく外観良好な商品価値の高い
内面螺旋リブ又は溝付き合成樹脂管の押出成形方法を提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる内面螺旋
リブ又は溝付き合成樹脂管の押出成形方法は、このよう
な目的を達成するために、内面に螺旋リブ又は溝が形成
されたパリソンを押出金型から螺旋回転させながら連続
的に押し出した後、この押し出されたパリソンを周方向
に回転自在なフォーミング手段および冷却手段を備えた
フォーミング装置に通して所望外径の管に整形しつつ冷
却固化させ、さらに、前記パリソンの押出速度および自
転速度に同調した速度で前記管を引取る内面螺旋リブ又
は溝付き合成樹脂管の押出成形方法であって、前記フォ
ーミング手段で整形された管の外径と略同じか少し大き
い内径を有する硬質材からなるリング状部材を、前記フ
ォーミング手段の後方のフォーミング装置内に少なくと
も１つ配置し、フォーミング手段で整形された管をリン
グ状部材に貫通させてこのリング状部材の内壁面で引き
取られる管を受けさせる構成とした。

【００１１】上記構成において、内面に螺旋リブ又は溝
を形成しつつ螺旋回転させながら合成樹脂管を金型から
押し出す方法としては、金型の固定コアーの出口側表面
に螺旋リブに対応する螺旋状の凹溝または螺旋溝に対応
する螺旋状の凸条を形成しておく方法や、コアーが回転
するように設けた金型をクロスヘッド方式で接続する方
法等がある。

【００１２】また、管を形成する合成樹脂としては、特
に限定されないが、たとえば、ポリ塩化ビニル、後塩素
化ポリ塩化ビニル、ポリエチレン，ナイロン等が挙げら
れ、さらに、上記のように固定コアーの出口側に螺旋状
の凹溝または凸条を設ける方法で管を押出成形する場合
には、見掛け粘度１０００ポイズ以上になる合成樹脂が
特に好ましい。

【００１３】すなわち、見掛け粘度が１０００ポイズ未
満になると、溶融樹脂が螺旋溝にスムーズに導かれず、
一旦螺旋溝に入った溶融樹脂が溝のない部分に押し出さ
れたりする。したがって、管の内面の本来平滑であるべ
き部分、すなわち、リブを形成していない部分に凹凸が
生じたり、不連続なリブが形成されたり、リブにささく
れが生じたりする恐れがある。また、押し出された後も
粘度が低いため、パリソン（半溶融状態の樹脂）がドロ
ーダウンしやすく真円の管にフォーミングしにくくなる
傾向がある。

【００１４】因に、通常、見掛け粘度が１０００ポイズ
未満の樹脂であっても炭酸カルシウム等を樹脂中にブレ
ンドするか、シランカップリング剤などによる化学架橋
等を利用すれば、見掛け粘度を１０００ポイズ以上に調
整することができる。螺旋状の凹溝は、特に限定されな
いが、コアーの出口側に向かって除々に深く（凸条は徐
々に高く）しておくことが好ましい。また、螺旋状の凹
溝または凸条のピッチは、管軸方向の押出速度および樹
脂の溶融粘度に大きく依存するため、押出機の可塑化能
力が高く押出速度の速い場合には、凹溝または凸条のピ
ッチを小さくするとよい。

【００１５】因に、螺旋リブまたは螺旋溝のピッチを１
００としたい場合、凹溝または凸条の螺旋ピッチを３５
〜６５程度に設定しておくことが好ましい。そして、押
出機の可塑化能力が高く押出速度が速くなるに従って凹
溝または凸条のピッチを３５に近づけるようにすればよ
い。また、凹溝または凸条の断面形状は、特に限定され
ないが、たとえば、略Ｖ字、略Ｕ字形、略半円形等が挙
げられ、その深さ（または高さ）は、適宜でよいが、管
内径に対して１／２０〜１／５０程度が好ましく、１／
２５〜１／３５程度が特に好ましい。

【００１６】一方、螺旋リブまたは螺旋溝の条数は、排
水能力の限界水準の設定によって異なり、１条でもよい
し複数条にしても構わないが、内径８０〜２００mmの管
の場合、８〜１５条で、しかも、円周方向に均等に配置
することが好ましい。リング状部材の材質は、特に限定
されないが、鋼板や合成樹脂板が好ましい。リング状部
材の内径は、リング内を貫通する管の外径の１００％〜
１０５％程度が好ましく、１０１％〜１０３％程度が特
に好ましい。

【００１７】また、リング状部材は、弧状の２つ以上の
分割片に分割し、この分割片を組み立てる構造にしてお
くことが好ましい。さらに、リング状部材は、フォーミ
ング手段によって整形された管が充分に冷却固化した位
置より後方（引取機側）に設けることが好ましく、管の
押出方向に連続して複数個設けるようにしても構わな
い。

【００１８】

【作用】上記構成によれば、金型から所定速度で管軸方
向へ連続的に押し出されると同時に、螺旋リブ又は螺旋
溝の螺旋形状に沿って周方向に自転しつつ押し出されて
くるパリソンは、フォーミング装置のフォーミング手段
に入り所望の外径となるように整形されるとともに、冷
却手段によって冷却されて固化して所望の内面螺旋リブ
又は溝付きの管になり、この管がパリソンの押出速度お
よび自転速度に同調して螺旋回転をしながら引取機によ
って引き取られる。

【００１９】しかも、フォーミング手段自体が回転自在
になっているので、パリソンの自転に伴ってフォーミン
グ手段も回転して無理なくスムーズにフォーミングでき
る。フォーミング手段によってフォーミングされた管
は、リング状部材によって受けられるから管が下側に撓
んで曲がることなく引取機によって引き取られるように
なる。

【００２０】

【実施例】以下に、本発明を、その実施例をあらわす図
面を参照しつつ詳しく説明する。図１は本発明にかかる
押出成形方法を実施するのに用いる押出成形装置をあら
わしている。図にみるように、この押出成形装置Ａは、
押出機１、金型２、フォーミング装置３、引取機４、カ
ッター６を備えている。

【００２１】金型２は、通常のパイプ成形用金型と略同
一の構造をしていて、図２にみるように、ブレーカプレ
ート２１、アダプター２２、後部２３、トピード２４、
ブリッジ２５、コアー２６、ランド２７から構成されて
いる。コアー２６とランド２７との間に形成される溶融
樹脂通過部２９のクリアランスは、押し出し方向に向か
ってブリッジ２５より徐々に狭くなっていて、コアー２
６の先端には、コアー平行部（コアー先端部）２６ａが
設けられている。

【００２２】コアー２６は、コアー傾斜部２６ｂからコ
アー平行部２６ａにかけて表面に断面Ｖ字形の螺旋溝２
８が１２条等間隔に形成されていて、螺旋溝２８の部分
を除くとコアー平行部２６ａは、全長にわたってほぼ等
しい径をしている。また，ランド２７とコアー平行部２
６ａとの隙間は、管軸（金型２の中心線）と平行であ
る。

【００２３】フォーミング装置３は、図３および図４に
みるように、フォーミング手段としてのフォーミングプ
レート部３１と、冷却手段としての第１冷却水槽３２お
よび第２冷却水槽３３とから構成されている。フォーミ
ングプレート部３１は、図５にみるように、複数組（図
では３組であるが、できるだけ多い方が好ましい）のフ
オーミングプレート群３４と各フォーミングプレート群
３４をパリソン５ａの周方向へ回転自在に支持するベア
リング３５とを備えている。

【００２４】各フォーミングプレート群３４は、それぞ
れ複数のドーナツ状円盤３６から構成されている。そし
て、各ドーナツ状円盤３６は、金型２側から引取機４側
に向かって除々にその内径が小さくなっている。なお、
最も金型２側のドーナツ状円盤３６は、その内径が金型
２から押し出されるパリソン５ａの外径より少し大きな
径になっていて、最も引取機４側のドーナツ状円盤３６
の内径は、製造しようとしている管５ｂの外径と略同じ
になっている。

【００２５】第１水槽３２は、図５にみるように、フォ
ーミングプレート部３１が入口部分に組み込まれ、冷却
水管３７から冷却水を霧状に噴霧することができるとと
もに、バキュームポンプ（図示せず）に接続されたバキ
ュームパイプ３８から冷却水を排出すると同時に第１冷
却水槽３２内の空気を排気して第１冷却水槽３２内を−
１００mmHg以下の減圧状態にすることができるようにな
っている。構造と槽内の圧力を−１００mmHg以下に減圧
しながら排水する構造を有していてまた、第１冷却水槽
３２は、第１冷却水槽３２内の減圧状態を維持するため
に、管５ｂの出口がゴムパッキン３９によってシールさ
れている。

【００２６】しかも、ゴムパッキン３９周縁の第１冷却
水槽３２の内壁面３２ａに、リング状部材８がビス８ａ
・・・８ａによって固定されるようになっている。この
リング状部材８は、図６にみるように２つの半ドーナツ
型の分割片８１，８１を組み合わせて形成されている。
なお、第１冷却水槽３２の運転時の通常内部圧力は、−
１００〜−３００mmHg程度が好ましく、−７００mmHg以
下にするとパリソンの回転力を阻止する可能性が高い。

【００２７】一方、第２水槽３３は、押出量のアップに
よる冷却不足を補うために設けてあって、第１水槽３２
のみで充分冷却できるのであればなくても構わない。さ
らに、引取機４は、金型２からのパリソン５ａの管軸方
向への押出速度および押出によるパリソン５ａの自転速
度に同調させて管５ｂを引き取ることができるようにな
っている。すなわち、管軸方向への管５ｂの引取速度
と、管５ｂを周方向へ所定速度で回転させる速度とを自
由に設定できるようになっている。

【００２８】したがって、押出機１から金型２へ送られ
た溶融樹脂１１を、コアー２６とランド２７との間に形
成された溶融樹脂通過部２９を通して金型２から押し出
すのであるが、コアー２６の出口側（傾斜部２６ｂから
平行部２６ａ）表面に螺旋溝２８が形成されているの
で、金型２から押し出されるパリソン５ａは、所定の押
出速度で管軸方向へ押し出されるとともに、内部に螺旋
溝２８に対応する螺旋リブを形成されつつ周方向に回転
して押し出される。すなわち、従来のようにパリソン５
ａ部分に捩じりを加えたりすることなく垂れ流し状態で
金型２から押し出されると同時に内面に螺旋リブが形成
される。

【００２９】押し出されたパリソン５ａは、フォーミン
グ部３内へ直ちに入り、フォーミングプレート部３１を
通って所望の外径に整形されるとともに、第１水槽３２
および第２水槽３３で冷却硬化される。すなわち、フォ
ーミングプレート部３１では、連続して並べられたドー
ナツ状円盤３６が金型２側から引取機側へ向かって徐々
に小径になっているので、フォーミングプレート部３１
内を通るパリソン５ａは徐々に小径に絞られて所望の外
径に整形される。

【００３０】しかも、各フォーミングプレート群３４
が、ベアリング３５によって回転自在に支持されている
ので、パリソン５ａの自転に伴ってフォーミングプレー
ト群３４もスムーズに回転する。したがって、パリソン
５ａがフォーミングプレート部３１を通る時に、パリソ
ン５ａ表面と円盤３６の内周面との間に大きな摩擦抵抗
が発生せず、パリソン５ａがフォーミングプレート部３
１で引っ掛かってパリソン５ａの外周部が詰まったりす
ることがないため、連続生産性が非常に高い。

【００３１】さらに、このようにして整形・冷却固化し
て得られた管５ｂは、引取機４によって金型２からのパ
リソン５ａの管軸方向への押出速度および押出によるバ
リソン５ａの自転速度に同調させた引取速度で引き取ら
れるようになっている。そして、引取機４によって引き
取られた管５ｂは、切断機６で所定の長さに切断される
ようになっている。

【００３２】すなわち、本実施例の方法によれば、従来
のようにパリソン５ａ部分に強制的な捩じりが加わった
りすることがないため、管５ｂの内外に歪みがなく図６
ないし図８にみるような内面に１２条の螺旋リブ５１が
形成された内面螺旋リブ付き合成樹脂管５ｂを得ること
ができる。しかも、フォーミングプレート部３１におい
て、パリソン５ａ表面に摩擦抵抗が大きく掛からないの
で、フォーミンクプレート部３１でパリソン５ａの外周
部が詰まったりすることがない。したがって、連続生産
することができる。

【００３３】しかも、フォーミングプレート部３１にお
いて整形された管５ｂは冷却水で冷却固化されたのち、
出口に設けられたリング状部材８の内周面で受けられな
がら引取機４によって引き取られるため、下側に撓んだ
りすることがなく、出来上がった管５ｂは曲がりの殆ど
ない商品価値の高いものになる。以下に、より具体的な
実施例を比較例と併せて説明する。

【００３４】（実施例１）製造する管５ｂの外径を１１
０mmとするようにドーナツ状円盤３６の最少径、すなわ
ち、最も引取機４側のドーナツ状円盤３６の内径を１１
０mmに設定するとともに、リング状部材８として内径１
１１．２mmの図６にみるような２つ割のもの、および、
ゴムパッキン３９として内径８０mm、厚み３mm、ショア
Ａ硬度５５のものを用い、押出速度１ｍ／分、回転引取
り速度２rpm 、バキューム圧−２５０mmHg、水噴霧量５
０リットル／分、水温１６℃の製造条件で肉厚２mm、リ
ブの肉厚５mmの内面螺旋リブ付き塩化ビニル管５ｂを製
造したところ、出来上がった管５ｂの曲がりの最大値
０．４mmであった。

【００３５】なお、リング状部材８は、押出成形装置Ａ
を運転開始後、成形された管５ｂの一端が引取機４まで
達し、パリソン５ａが安定して供給されるようになって
から図６に示すようにビス３９ｂによって第１冷却水槽
３２の内壁面３２ａに固定するようにした。

【００３６】（比較例１）リング状部材を取付けなかっ
た以外は、実施例１と同様に内面螺旋リブ付き塩化ビニ
ル管５ｂを押出成形したところ、出来上がった管５ｂの
曲がりの最大値が５mmであった。

【００３７】本発明にかかる内面螺旋リブ付き合成樹脂
管の製造方法は、上記の実施例に限定されない。たとえ
ば、上記の実施例では、リング状部材８は、押出成形装
置Ａを運転開始後、成形された管５ｂの一端が引取機４
まで達し、パリソン５ａが安定して供給されるようにな
ってから第１冷却水槽３２の内壁面３２ａに固定するよ
うになっているが、予め固定しておいても構わない。ま
た、予め固定しておく場合には、リング状部材８を分割
できるものにする必要はない。

【００３８】さらに、上記の実施例では、複数枚のドー
ナツ状円盤を１組にして１つのベアリングに回転自在に
支持させているが、１枚の円盤のみを１つのベアリング
に支持させるようにしても構わない。また、上記の実施
例では、コアーの傾斜部から平行部にかけて螺旋溝を形
成していたが、平行部のみに設けるようにしても構わな
い。

【００３９】

【発明の効果】本発明にかかる内面螺旋リブ又は溝付き
合成樹脂管の押出成形方法は、以上のように構成されて
いるので、配管後に捩じれ等の変形を起こしたり、内部
を流れる温熱排水等の影響により螺旋リブが小さくなっ
たりせず、排水能力が半永久的に損なわれることがない
ことは勿論のこと、曲がりもなく外観良好な商品価値の
高い内面螺旋リブ又は溝付き合成樹脂管を得ることがで
きる。

【００４０】したがって、この合成樹脂管を中層、高層
等の建築物の排水用縦管として用いれば、排水の流下速
度を効果的に減衰させ管内中心部に充分な通気を確保す
る能力が半永久的に損なわれることがない。しかも、合
成樹脂管が曲がりがなくまっすぐなため、ライニング鋼
管の内管として使用する場合も、鋼管への挿入が非常に
容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる内面螺旋リブ付き合成樹脂管の
製造方法を実施するのに用いる押出成形装置の１例をあ
らわす斜視図である。

【図２】図１の押出成形装置の押出金型部分をあらわす
断面図である。

【図３】図１の押出成形装置のフォーミング装置の正面
図である。

【図４】図１の押出成形装置のフォーミング装置の側面
図である。

【図５】図３のフォーミング装置の第１冷却水槽部分を
あらわす半断面図である。

【図６】リング状部材を取りつけた状態をあらわす説明
図である。

【図７】本発明にかかる内面螺旋リブ付き合成樹脂管の
製造方法で得た内面螺旋リブ付き合成樹脂管の１実施例
をあらわす斜視図である。

【図８】図３の内面螺旋リブ付き合成樹脂管の横断面図
である。

【図９】図３の内面螺旋リブ付き合成樹脂管の縦断面図
である。

【図１０】公知の内面螺旋リブ付き合成樹脂管の製造方
法をあらわす説明図である。

【図１１】本発明の発明者が先に提案した押出成形方法
のフォーミング装置部分をあらわす半断面図である。

【符号の説明】

２ 押出金型 ３ フォーミング装置 ８ リング状部材 ５ａ パリソン ５ｂ 管 ３１ フォーミングプレート部（フォーミング手段） ３２ 第１冷却水槽（冷却手段） ３３ 第２冷却水槽（冷却手段） ５１ 螺旋リブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内面に螺旋リブ又は溝が形成されたパリソ
   ンを押出金型から螺旋回転させながら連続的に押し出し
   た後、この押し出されたパリソンを周方向に回転自在な
   フォーミング手段および冷却手段を備えたフォーミング
   装置に通して所望外径の管に整形しつつ冷却固化させ、
   さらに、前記パリソンの押出速度および自転速度に同調
   した速度で前記管を引取る内面螺旋リブ又は溝付き合成
   樹脂管の押出成形方法であって、前記フォーミング手段
   で整形された管の外径と略同じか少し大きい内径を有す
   る硬質材からなるリング状部材を、前記フォーミング手
   段の後方のフォーミング装置内に少なくとも１つ配置
   し、フォーミング手段で整形された管をリング状部材に
   貫通させてこのリング状部材の内壁面で引き取られる管
   を受けさせることを特徴とする内面螺旋リブ又は溝付き
   合成樹脂管の押出成形方法。