JPH06143451A - 複合管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続プロセスにより容易に複合管を製造する
ことができ、しかも得られる複合管は、熱湯等を断続的
に流しても合成樹脂層の収縮が生じにくく、耐久性に優
れた複合管を高い生産性のもとに製造し得る方法を提供
する。 【構成】 帯状金属板１０を、その両側縁部が突き合わ
され、または重ね合わされるように円筒状に成形し、そ
の両側縁部を接合して連続的に金属管１３を製管しつ
つ、この金属管の内部に樹脂押出金型７を挿入して、金
属管内部に溶融樹脂を押し出すことにより、金属管内面
を樹脂１５で被覆する方法において、帯状金属板１０の
樹脂被覆側の面に無機または有機繊維からなるロービン
グ、シート状物、不織布または網状物、もしくはこれら
に樹脂を含浸させたもの１４を配置した状態で円筒状に
成形し、上記金型７から押し出される溶融樹脂により全
体を一体化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給水、排水等の流体を
移送するために用いられる管のうち、耐蝕性、耐薬品性
を向上させる目的で、金属管の少なくとも内面を樹脂で
被覆した複合管の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属管の耐蝕性や耐薬品性を改善するた
め、金属管の内面に耐蝕層となる合成樹脂層を設けた複
合管が知られている。このような複合管としては、従
来、金属管の内面に合成樹脂管を接着剤層を介して接着
した構造のもの、あるいは接着剤を使用することなく合
成樹脂管を直接金属管に融着させた構造のもの等が実用
化されている。

【０００３】このような複合管では、通常の金属管の内
面に防錆処理を施したり塗装を施したものに比べると、
内面の合成樹脂層が相当に厚いため、耐久性に優れたも
のとなる。

【０００４】しかし、以上のような構造の複合管では、
その製造方法は金属管と合成樹脂管を個別に製造して、
後で接着ないしは融着させる必要がある関係上、一般に
はバッチプロセスとならざるを得ず、生産性はあまり良
いとは言えない。

【０００５】これに対して、例えば特開平３−２２７２
１８号等に開示されているように、連続プロセスで複合
管を製造する技術がある。この連続製造プロセスは、帯
状金属板の両側縁部を互いに突き合わせ、あるいは重ね
合わせて円筒状に成形し、その突き合わせ部ないしは重
ね合わせ部を相互に溶接することによって金属管を製造
しながら、その金属管の少なくとも内周面に熱可塑性合
成樹脂を溶融状態で押し出すことにより、金属管の内周
面を合成樹脂で被覆する方法である。このような連続製
造プロセスによると、得られる複合管は上記した構造の
複合管と同様に耐久性に優れるとともに、生産性も極め
て良好なものとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な複合管においては、いずれも、金属管と合成樹脂層と
の線膨張率の差が大きいために、複合管内に熱湯等の流
体が断続的に流れた場合に、金属管と合成樹脂層とがそ
れぞれの材質に応じた熱膨張、収縮を繰り返すことにな
り、特に管端部において合成樹脂層が長さ方向および径
方向に収縮してしまうという問題がある。

【０００７】このような問題を解決することを目的とし
て、従来、合成樹脂管内に樹脂１００重量部に対して無
機充填材２０重量部以上を添加した複合管が提案されて
いる（特開昭５５−１６１６３９号）。

【０００８】しかし、この提案に基づく複合管は、例え
ば炭酸カルシウム等の比較的径の小さい充填材を添加す
るものであって、少量の添加では合成樹脂の収縮を抑制
する効果は比較的少ない。また、大きな収縮抑制効果を
得るために充填材を多量に添加すると、合成樹脂の押出
成形性が極端に悪くなるため、前記した連続製造プロセ
スには適用できないという欠点がある。

【０００９】本発明の目的は、連続プロセスにより複合
管を製造することができ、しかも得られる複合管は、熱
湯等を断続的に流しても合成樹脂層の各方向への収縮が
生じにくく、もって耐久性に優れた複合管を高い生産性
のもとに製造することのできる方法を提供することにあ
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、本発明の複合管の製造方法は、帯状金属板を、その
両側縁部を互いに突き合わせ、または重ね合わせるよう
に円筒状に成形するとともに、その両側縁部を相互に接
合することにより連続的に金属管を製管しながら、この
金属管の内部に成形途上の開口部分から樹脂押出金型を
挿入して、接合後の金属管内面に向けて溶融樹脂を押し
出すことにより、金属管内面を樹脂で被覆する複合管の
製造方法において、上記帯状金属板を、その樹脂被覆側
の面に無機または有機繊維からなるロービング、シート
状物、不織布、または網状物、もしくはこれらに樹脂を
含浸させたものを配置した状態で円筒状に成形し、両側
縁部の接合後に上記金型から押し出される溶融樹脂によ
り全体を一体化させることによって特徴づけられる。

【００１１】ここで、本発明において、帯状金属板とし
ては、鋼、ステンレス、アルミニウム、銅、メッキ鋼板
等が使用される。金属板の表面はアルカリ等による脱脂
処理、塩酸、硫酸、硝酸等による酸処理を施すことが望
ましく、、また鋼では防錆処理としてリン酸亜鉛、リン
酸鉄、しゅう酸等による処理等の適当な公知の表面処理
を施してもよい。更に、通常のプライマー（シランカッ
プリング剤、チタンカップリング剤等）を塗布すると、
より一層耐久性向上効果が得られる。

【００１２】また、本発明において、無機あるいは有機
繊維のロービング、シート状物、不織布、網状物等また
はこれらに合成樹脂を含浸させたものとしては、アスペ
クト比の大きいもの、すなわち長繊維のもの、例えばガ
ラス長繊維およびそのロービング、カーボン繊維、ボロ
ン繊維等、あるいはこれらを編んだものもしくは不織布
状のもの、更にはそれらに例えば変性ポリエチレンのよ
うな熱可塑性合成樹脂を含浸させたシート状物等が使用
できる。

【００１３】本発明において樹脂押出金型から押し出す
合成樹脂としては、溶融押出被覆が可能であればよく、
公知の熱可塑性合成樹脂が使用可能である。特に金属と
の接着性の高い合成樹脂が好ましく、例えばシラングラ
フトポリエチレン、カルボン酸変性ポリエチレン、ポリ
酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコ
ール、ポリアミド等が好適である。

【００１４】また、本発明において、押出被覆する合成
樹脂内に、水蒸気透過抑制効果の向上、凝集強度の向上
等を目的として、ガラス短繊維、タルク、マイカ、ウォ
ラストナイト、チタン酸カリウムウィスカ等の公知の無
機充填材を別途添加してもよい。

【００１５】

【作用】金属管の内面の合成樹脂層内に、アスペクト比
の高い充填材が含有されることになるため、収縮の抑制
効果は非常に高いものとなる。また、押出被覆時におけ
る合成樹脂中にはこの繊維状の充填材は存在しないた
め、押出成形性に影響を与えることがなく、従来の連続
製造プロセスと同様に効率的な製造が可能である。

【００１６】

【実施例】図１は本発明を適用した複合管の連続製造工
程の一例を示す模式図である。アンコイラー１にセット
された帯状金属板１０は、順次引き出されて表面処理槽
２に供給される。この表面処理槽２は、帯状金属板１０
とその内面を被覆する合成樹脂との接着性を向上させる
ための処理槽であって、ここで帯状金属板１０の表面に
脱脂処理、除錆処理、防錆処理が施される。また、この
表面処理工程において、帯状金属板１０が後続の成形工
程によって金属管となったときの内面となる側の表面、
すなわち帯状金属板１０の上面に、有機チタネート等の
プライマーの塗布並びに焼結工程を含ませることができ
る。

【００１７】表面処理槽２を経た帯状金属板１０の上面
には、シート状物供給装置３から供給される、無機不織
布あるいはこれに合成樹脂を含浸させたもの等からなる
シート状物１４が積層される。

【００１８】この積層状態の帯状金属板１０およびシー
ト状物１４は、後続の金属フォーミング装置４に導か
れ、積層状態のままで断面略Ｕ字形に成形される。すな
わち、金属フォーミング装置４は、凸曲面および凹曲面
を持つ一対のフォーミングロールを対向させたものを、
積層体の流れる方向に複数段破裂したもので、積層体の
上流側から下流側へと向かって各段のロールの曲率半径
が順次小さくなるよう配置されており、帯状金属板１０
とシート状物１４とは積層状態で平板状から順次断面略
Ｕ字形へと成形されていく。

【００１９】金属フォーミング装置４を経た断面略Ｕ字
形の金属板１１とその内面側のシート状物１４とからな
る積層体は、次いで円管成形装置５に導かれ、両側縁部
どうしが突き合わせれた状態、もしくは重ね合わされた
状態の断面真円状に成形され、金属筒１２の内面がシー
ト状物１４で覆われた状態となる。

【００２０】円管成形装置５の下流側には接合機６が配
置されており、この接合機６によって金属筒１２はその
両側縁部が相互に接合され、金属管１３となる。この接
合機６としては、溶接機あるいははぜ折り機が用いられ
る。

【００２１】内面がシート状物１４が覆われた金属管１
３の内部には、金属フォーミング装置４と円管成形装置
５の間の断面略Ｕ字形に成形された積層体の開口部分か
ら樹脂押出金型７が同心状に挿入されている。この樹脂
押出金型７は、その近傍を図２に断面図で示すように、
溶融樹脂を供給する押出機（図示せず）に連通する樹脂
流路７１と、その先端の樹脂吐出口７２、および更にそ
の先端側のサイジングコア７３等を有し、樹脂吐出口７
２は接合機６による接合ポイントの下流側にまで至り、
接合後の金属管１３の内面に溶融状態の合成樹脂を押し
出す。

【００２２】この合成樹脂の押し出しにより、金属管１
３の内面は、シート状物１４を包含した合成樹脂層１５
によって被覆されることになり、図３に断面図で示すよ
うな構造を持つ複合管１６が得られることになる。ここ
で、シート状物１４として樹脂含浸シートを用いる場合
には、樹脂吐出口７２の上流側に加熱装置７０を配置し
て金属管１３を外側から加熱することが望ましく、この
加熱によって、押し出された樹脂と樹脂含浸シート中の
樹脂との合体と金属管１３への接着が容易化され、サイ
ジングコア７３によってこれらが金属管１３の内面に堅
固に圧着されることになる。

【００２３】このようにして得られた複合管１６は、次
いで水槽８１によって冷却され、切断機８２によって必
要長さに切断される。次に、以上の本発明実施例によ
り、実際に複合管を製造した例を比較例とともに述べ
る。

【００２４】（実施例）帯状金属板１０として、板幅３
５９ｍｍ、厚さ２．８ｍｍの熱間圧延鋼板を用い、その
表面処理として、アルカリによる脱脂処理、硝酸による
酸化膜除去処理を施してから乾燥させ、更に有機チタネ
ートからなるプライマーを塗布・焼結した後、管の内面
側となる面に次のようなシート状物１４を重ねて配置し
た。

【００２５】すなわち、シート状物１４としては、線状
低密度ポリエチレン１００重量部に対して、有機過酸化
物（日本油脂製 パーチブルＤ）０．０４重量部、およ
び、不飽和シランカップリング剤（チッソ製 ＶＴＳ−
Ｍ）１重量部を１８０°Ｃで混練・変性したものを、ガ
ラスロービング（日本電気ガラス製 ♯４４００）に含
浸させて（ガラス含有率４０重量％）シート状とした、
いわゆる合成樹脂含浸シート１４を用いた。

【００２６】このシート１４を重ねた帯状金属板１０
を、金属フォーミング装置４および円管成形装置５によ
って順次円筒状に成形し、両側縁部を相互に溶接して金
属管１３とした。

【００２７】この金属管１３を、加熱装置７０によって
外側から２００°Ｃに加熱し、加熱位置直後の内側に位
置する樹脂吐出口７２から、上述した合成樹脂含浸シー
ト１４に用いた合成樹脂と同じ合成樹脂を押し出し、押
し出した合成樹脂と含浸樹脂の双方が一体化されて金属
管１３の内面に接着するように熱圧着した。このとき合
成樹脂層１５の肉厚は全体で１．７ｍｍとなるように金
型寸法を設定した。その後、水槽８１を通して切断機８
２によって切断し、所望長さの複合管１６を得た。

【００２８】この複合管１６について、ＪＩＳ Ｋ６８
５４「接着剤の剥離接着強さ試験方法」に準じて（ただ
し、幅１０ｍｍの「Ｔ型剥離試験片」で実施）、剥離接
着強さを測定した結果、２０ｋｇｆ／１０ｍｍであり、
剥離状況は合成樹脂層の凝集破壊であった。

【００２９】この複合管１６の長さ５ｍのものについ
て、その内部に９０°Ｃの熱湯を３分間通し、その後２
０°Ｃの水道水に３分間通すというサイクルを１３００
０サイクル繰り返す、加熱−冷却テストを行ったが、管
端部での合成樹脂層１５の剥離や収縮は全く発生しなか
った。

【００３０】（比較例）上記した実施例と同様のプロセ
スで、合成樹脂含浸シート１４を用いず、それに代え
て、合成樹脂中に炭酸カルシウムを、樹脂１００重量部
に対して２０重量部添加したものを樹脂吐出口７２から
金属管１３の内面に押し出し、複合管を得た。

【００３１】この比較例の複合管に対し、実施例と同様
の剥離試験を行った結果、接着強さは１０ｋｇｆ／１０
ｍｍであった。また、この複合管について実施例と同様
の加熱−冷却テストを行ったところ、管端に合成樹脂の
剥離５０ｍｍ、収縮２５ｍｍが発生し、更に金属管と合
成樹脂との剥離部分には３ｍｍの隙間が生じていた。

【００３２】更に、炭酸カルシウムの添加量を、を合成
樹脂１００重量部に対して１００重量部として押し出そ
うと試みたが、成形性が悪く良好な複合管を得ることが
できなかった。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
帯状金属板を円筒状に成形して連続的に接合製管しなが
ら、その内面に合成樹脂を押し出して被覆することによ
り、連続的に複合管を製造する方法において、管の内面
側となる帯状金属板の面に無機ないしは有機繊維からな
るロービング、シート状物、不織布、または網状物、も
しくはこれらに樹脂を含浸させたものを配置した状態
で、この金属板を円筒状に成形し、両側縁部の接合後に
押し出される溶融樹脂により全体を一体化させるので、
得られた複合管の合成樹脂層の内部には、アスペクト比
の高い充填材が含まれることになり、成形収縮の抑制効
果が極めて大きく、接着強度が高く、かつ、長期にわた
って使用しても管端部での合成樹脂層の収縮や剥離等の
生じにくい耐久性に富んだ複合管が得られる。しかも、
製造に際しては押出樹脂内にはこのようなアスペクト比
の高い充填材が含まれていないから、押出成形性が損な
われることなく、容易に高効率の連続製管が可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した複合管の連続製造工程の一例
を示す模式図

【図２】その樹脂押出金型７の近傍の拡大断面図

【図３】図１の工程によって得られる複合管１６の構造
を示す断面図

【符号の説明】

１ アンコイラー ２ 表面処理槽 ３ シート状物供給装置 ４ 金属フォーミング装置 ５ 円管成形装置 ６ 接合機 ７ 樹脂押出金型 ７１ 樹脂流路 ７２ 樹脂吐出口 ７３ サイジングコア ８１ 水槽 ８２ 切断機 １０ 帯状金属板 １１ 断面略Ｕ字形の金属板 １２ 金属筒 １３ 金属管 １４ シート状物 １５ 合成樹脂槽 １６ 複合管

───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｂ２９Ｋ 105:06 Ｂ２９Ｌ 23:22 4Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状金属板を、その両側縁部を互いに突
   き合わせ、または重ね合わせるように円筒状に成形する
   とともに、その両側縁部を相互に接合することにより連
   続的に金属管を製管しながら、この金属管の内部に成形
   途上の開口部分から樹脂押出金型を挿入して、接合後の
   金属管内面に向けて溶融樹脂を押し出すことにより、金
   属管内面を樹脂で被覆する複合管の製造方法において、
   上記帯状金属板を、その樹脂被覆側の面に無機または有
   機繊維からなるロービング、シート状物、不織布、また
   は網状物、もしくはこれらに樹脂を含浸させたものを配
   置した状態で円筒状に成形し、両側縁部の接合後に上記
   金型から押し出される溶融樹脂により全体を一体化させ
   ることを特徴とする複合管の製造方法。