JPH0741684B2 - 複合管の製造方法 - Google Patents

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、あるいは排気等の用途に
使用され、金属管内周面が合成樹脂層にて被覆された複
合管の製造方法に関する。

（従来の技術） 近時、給湯用、温水暖房用等の配管材として、金属管内
周面を合成樹脂層にて被覆した複合管が使用されてい
る。このような複合管は、金属管を製造した後に、該金
属管の内周面に、溶融樹脂を被覆することにより製造さ
れる。該複合管は、例えば、特開昭62−198447号公報に
開示された製造装置により、製造される。該複合管の製
造装置は、まず、金属シートを円管状に成形し、その各
側縁部同士を溶接して金属管を製造した後に、該金属管
の内部から溶融樹脂を押し出して、該金属管内周面を被
覆している。

また、特開昭60−224523号公報には、金属管と該金属管
内に挿入される合成樹脂管とを、予め製造しておき、該
合成樹脂管の外周面に発泡性の接着剤を塗布した後に該
合成樹脂管を金属管内に挿入し、次いで、合成樹脂管が
挿入された金属管を縮径した後に発泡性接着剤を発泡さ
せることにより、複合管を製造する方法が開示されてい
る。

（発明が解決しようとする課題） 上述した特開昭62−198447号公報に開示された複合管の
製造方法では、金属シートから複合管が順次連続的に製
造されるため、製造効率に優れている。しかし、金属管
内周面に被覆された溶融樹脂は、固化する際に収縮しよ
うとするが、該樹脂は、金属管に接着されて拘束されて
いるために、固化した樹脂内には引っ張り応力が残留す
る。このように、内部に引っ張り応力が残留した合成樹
脂層を有する複合管を給湯管や排水管に使用すると、内
部を通流する水の温度変化等により熱応力が繰り返し加
わるため、その熱応力の繰り返しによる疲労や、応力集
中により、該合成樹脂層に亀裂が生じるおそれがある。
また、合成樹脂層と金属管との接着力の低下により、該
樹脂層が金属管から剥離するおそれもある。

また、前述した特開昭60−224523号公報に開示された複
合管の製造方法では、予め所定長さの金属管および合成
樹脂層を製造しておかなければならず、生産性が悪いと
いう欠点がある。予め製造された金属管を縮径するため
には、金属管は所望の口径よりも若干大きく製造しなけ
ればならず、従って、この金属管は規格外になるため、
製造が容易ではなく、しかも経済性を損なう。

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、金属管と合成樹脂層との接着性に優れており、長
期にわたって使用しても樹脂層が金属管から剥離したり
樹脂層に亀裂が生じるおそれのない複合管を、経済性を
損なうことなく高効率で製造し得る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、金属管内周面が合成樹脂
層にて被覆された複合管の製造方法であって、帯状の金
属シートを順次円管状に成形し、各側縁部同士を溶接し
て金属管を製造する工程と、 製造された金属管の内部から溶融樹脂を放射状に押し出
して該金属管の内周面を該樹脂にて被覆する工程と、内
周面が樹脂にて被覆された金属管を、該樹脂が略硬化し
た状態で所定の口径に縮径する工程と、を包含してな
り、そのことにより上記目的が達成される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

第１図は、本発明の複合管の製造方法の実施状態の概略
図である。本発明方法では、まず、金属シート11が巻回
されたアンコイラー10から金属シート11を順次引き出
し、該金属シート11を表面処理槽20に送給する。該表面
処理槽20は、金属シート11と該金属シートに被覆される
樹脂との接着性を向上させるために、該金属シート11表
面を脱脂処理、酸洗処理等の表面処理する。

表面処理された金属シート11は、金型あるいはロールを
用いたフォーミング装置30により、断面真円状に成形さ
れ、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の金属シートが形成される。そし
て、溶接機40により、断面真円状の金属シート12（第２
図参照）の各側縁部同士が溶接される。

該フォーミング装置30内には、樹脂被覆装置50の一部が
位置している。該樹脂被覆装置50は、第２図に示すよう
に、フォーミング装置30により断面真円状に成形される
直前の断面Ｕ字状の金属シート13内に位置する本体部51
と、該本体部51に片支持されて該本体部51から金属シー
ト搬送方向に延出する樹脂通流管52とを有する。該樹脂
通流管52には溶融樹脂が送給される。

樹脂通流管52は、本体部51と一体に構成されており、そ
の先端部内周面は、先端側になるに連れて順次拡径する
テーパー面52aとなっている。該樹脂通流管52内には、
該樹脂通流管52とは所定の間隙を有するように、マンド
レル53が同心状に挿通している。該マンドレル53は、本
体部51に一端部が片支持されており、その先端部には、
樹脂通流管52先端から延出した円筒状のコア部53aを有
している。該コア部53aは、樹脂通流管52における先端
内周部のテーパー面52aと略同様に先端になるに連れて
順次拡径したテーパー面53bを有しており、該テーパー
面が、樹脂通流管52のテーパー面52aとは所定の間隙を
あけて対向している。円筒状のコア部53aは、フォーミ
ング装置30により円管状にされた金属シート12内であっ
て、溶接機40による溶接位置よりも金属シート搬送方向
下流側に位置している。そして、該コア部53aのテーパ
ー面53bと樹脂通流管52のテーパー面52aとにより形成さ
れる円筒状の間隙からは、該樹脂通流管52とマンドレル
53との間隙内を通流する溶融樹脂が円筒状に押し出され
る。該コア部53aの外径は、フォーミング装置30により
円管状にされて溶接機40により各側縁部同士が溶接され
た金属管14の内径よりも若干小さく、両者の間隙が該金
属管14内周面に被覆される樹脂の厚さに相当する。

表面処理槽20にて表面処理された金属シート11は、樹脂
被覆装置50における本体部51配設位置を通過した後に、
フォーミング装置30により、各側縁部同士が突き合わさ
れ、あるいは重ね合わされて断面真円状に成形される。
そして、断面真円状にされた金属シート11は、各側縁部
同士が溶接機40により溶接されて接着され、金属管とさ
れる。

このようにして製造された金属管14内周面には、樹脂被
覆装置50における樹脂通流管52とマンドレル53のコア部
53aとの間隙から押し出される溶融樹脂が被覆される。

該樹脂被覆装置50による金属管内周面被覆位置よりも下
流側には、縮径装置60が配設されている。該縮径装置60
としては、例えば、金属管移動方向に順次縮径された貫
通孔61aを有する金型61が使用され、該金型61の貫通孔6
1a内を内周面が樹脂にて被覆された金属管が挿通するこ
とにより、該金属管が順次縮径される。そして、金属管
は、該縮径装置60を通過することにより所定の口径の複
合管とされる。

縮径装置60としては、このような金型61を使用する構成
に限らず、例えば第３図に示すように、ロール62を用い
て金属管を順次縮径させるようにしてもよい。

該縮径装置60の下流側には、第１図に示すように、切断
装置70が配設されており、該切断装置70により複合管が
所定の長さに切断される。

本発明方法では、金属シートとしては、各種アルミニウ
ム合金、各種鋼板、各種銅合金等が用いられる。金属シ
ートの表面処理は、樹脂との接着性を向上させるため
に、アルカリ脱脂、溶剤脱脂処理等の脱脂処理、塩酸等
による除錆処理等が行われる。金属管内周面を被覆する
樹脂としては、適当な表面処理が施された金属シートと
接着性のよい水架橋性ポリオレフィン、酸変性ポリエチ
レン等の変性ポリオレフィンが好適である。また、これ
らの変性ポリオレフィンを接着層として用いて該変性ポ
リオレフィンの内周面に耐薬品性、耐熱性に優れた樹
脂、例えば、高密度ポリエチレン（HDPE）等を積層して
もよい。金属シートの各側縁部同士の溶接には、高周波
溶接、抵抗溶接、アーク溶接、ガス溶接、電子ビーム溶
接等が採用される。

縮径装置60による縮径率は、金属管内周面に被覆された
樹脂の収縮率により決定される。金属管内周面に被覆さ
れた樹脂の収縮には、溶融状態から固化するときの状態
変化に伴う収縮と、温度低下に伴う収縮（金属管の収縮
を差し引いた分）とがあるが、通常、状態変化に伴う収
縮が大部分を占めるために、温度低下に伴う収縮は無視
してもよい。例えば、変性ポリエチレンでは、収縮率
は、通常、３％程度であるため、金属管内周面に該変性
ポリエチレンを被覆する場合には、金属管の縮径率を３
％以上にすることにより、製造される複合管の樹脂層に
は、周方向の引っ張り応力が残留せず、該樹脂層に亀裂
が生じたり、該樹脂層が金属管から剥離するおそれがな
い。金属管の縮径率は、縮径される金属管の圧縮強度に
より制限され、アルミニウム管では、通常、10％程度以
下とされる。金属管の縮径は、樹脂層の内部に引っ張り
応力がまったく残留しないようにすることが好ましい
が、樹脂層内に若干の引っ張り応力が残留していても、
該樹脂層と金属管との接着性が向上し、しかも、該樹脂
層には亀裂が生じにくくなるために、製造される複合管
の強度が著しく向上することは当然である。

金属管の縮径は、樹脂が硬化した後であればよく、例え
ば、該金属管内周面に被覆された樹脂の冷却勾配が、10
℃/secの場合には、金属管内周面に樹脂が被覆された
後、５秒程度経過してから縮径させればよい。金属管内
周面を被覆する樹脂が未硬化の状態で金属管が縮径され
ると、硬化した樹脂層内に引っ張り応力が残留するた
め、該樹脂層と金属管との接着強度の低下等を招来す
る。

金属管を縮径させることにより、該金属管の肉厚がポア
ソン比分だけ増加するが、通常、その増加分はきわめて
微少であるため、考慮する必要はない。

このような本発明方法により、厚さが1.6mm、幅が278.9
mmのアルミ合金製の金属シート（A5052、フープ材）を
用いて、管径90mmの金属管を製造し、該金属管内周面を
厚さ2.0mmのグラフト変性ポリエチレンにより被覆し
た。金属管の各側縁部は、アルゴンガスアーク溶接によ
り溶接した。このようにして製造された複合管を、内周
側の樹脂が硬化した後に、ロールを用いて、連続的に3.
0％程度縮径させて、外径を87mmとした。製造された複
合管を、90℃の熱水を15分間通流させた後に30℃の冷水
を15分間通流させることを1000サイクルにわたって繰り
返す熱水−冷水繰り返し試験に供した。試験後の複合管
は、樹脂層が金属管に強固に接着されており、樹脂層の
剥離は認められなかった。

（発明の効果） 本発明の複合管の製造方法は、このように、円管状に成
形された金属管の各側縁部同士を溶接して金属管を製造
し、該金属管内周面を溶融樹脂にて被覆して、該樹脂が
略硬化した後に、金属管を縮径させているために、製造
される複合管は、樹脂層内に残留する引っ張り応力が緩
和され、該樹脂層が金属管内周面に強固に接着される。
従って、製造される複合管は樹脂層に亀裂が生じるおそ
れがほとんどなく、また、長期にわたって樹脂層の剥離
や亀裂を生じることなく使用できる。しかも、このよう
な複合管が連続的に製造し得るために、生産性にも優れ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施状態の概略図、第２図は本発
明方法の実施に使用される装置の一例を示す断面図、第
３図は縮径装置の他の例の説明図である。 10…アンコイラー、11…金属シート、20…表面処理槽、
30…フォーミング装置、40…溶接機、50…樹脂被覆装
置、51…本体部、52…樹脂通流管、53…マンドレル、53
a…コア部、60…縮径装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属管内周面が合成樹脂層にて被覆された
   複合管の製造方法であって、 帯状の金属シートを順次円管状に成形し、各側縁部同士
   を溶接して金属管を製造する工程と、 製造された金属管の内部から溶融樹脂を放射状に押し出
   して該金属管の内周面を該樹脂にて被覆する工程と、 内周面が樹脂にて被覆された金属管を、該樹脂が略硬化
   した状態で所定の口径に縮径する工程と、 を包含する複合管の製造方法。