JPH09242940A - 高耐圧複合管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強度的にも優れ、且つ樹脂と補強材との密着
性が良好な高耐圧複合管を提供する。 【解決手段】 合成樹脂管体１０の肉厚部１２内に、ス
パイラル状に成形された帯状金属板１４が配設された高
耐圧複合管であって、該帯状金属板１４の横断面におけ
る長軸が合成樹脂管体１０の中心軸に対して略直交する
ように、帯状金属板１０の長手方向に沿う側端面の一方
側が合成樹脂管体１０の曲率に合わせて曲折され、且つ
帯状金属板１４に穿設された複数個の透孔１６、１６・
・を介し、帯状金属板１４の両面側の合成樹脂がブリッ
ジ状態にあることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高耐圧複合管及びそ
の製造方法に関し、更に詳細には合成樹脂管体の肉厚部
内に帯状金属板が配設された高耐圧複合管及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】下水道等の土中に埋設される管体には、
水圧等の内圧や土圧等の外圧が加えられることから高耐
圧を有する管が用いられている。従来、この種の管体と
しては、陶管、ヒューム管等が一般的に用いられていた
が、これら管体を曲げ強度が低く、地盤沈降等の地殻変
動の際に、ヒビ割れ等が発生して地下水の流入を招き易
い等の不都合があった。このため、近年は、合成樹脂製
の管体が用いられつつある。この合成樹脂管体でとして
は、高耐圧性を付与すべく、波付き管（コルゲート
管）、或いは図６に示す如く、合成樹脂管体１００の肉
厚部内に金属管１０２を補強材として内蔵した管体が使
用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図６に示す管体は強度
的に優れているが、管体に外的衝撃が加わったり、管体
を曲折したりすると、外的衝撃が加わった箇所や曲折箇
所において、金属管１０２と樹脂との剥離が生じ易い。
このため、樹脂と金属管１０２との密着性を良好にすべ
く、金属管に公知のプライマーを塗布することがなされ
るが、両者間の密着性は万全ではない。また、金属管１
０２の外側面及び内側面の両面に樹脂層を設けなければ
ならず、製造が厄介である。特に、外径が３００ｍｍ以
上、就中１０００ｍｍ以上の大型管になると、金属管１
０２を成形することも困難となり、しかも土圧等の外圧
も大きくなるために更に一層の管強度も要求される。そ
こで、本発明の課題は、強度的にも優れ、且つ樹脂と補
強材との密着性が良好な高耐圧複合管及びその製造方法
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決すべく検討を重ねた結果、複数個の透孔を穿設した
帯状金属板の長手方向に沿う側端面の一方側を、製造す
る合成樹脂管体の曲率に合わせてスパイラル状に曲折し
たスパイラル体を、合成樹脂管体の肉厚部内に配設する
ことによって、強度的にも優れ且つ樹脂と補強材との密
着性が良好な高耐圧複合管を容易に得られることを見出
し、本発明に到達した。すなわち、本発明は、合成樹脂
管体の肉厚部内に帯状金属板が配設された高耐圧複合管
であって、該帯状金属板の横断面における長軸が合成樹
脂管体の中心軸に対して略直交するように、帯状金属板
の長手方向に沿う側端面の一方側が合成樹脂管体の曲率
に合わせて曲折され、且つ前記合成樹脂管体の縦断面に
おいて、前記帯状金属板の横断面が前記中心軸に沿って
間隔をおいて現れると共に、前記帯状金属板に穿設され
た複数個の透孔を介し、帯状金属板の両面側の合成樹脂
がブリッジ状態にあることを特徴とする高耐圧複合管に
ある。

【０００５】また、本発明は、合成樹脂管体の肉厚部内
に帯状金属板が配設された高耐圧複合管を製造する際
に、該帯状金属板に複数個の透孔を穿設すると共に、前
記帯状金属板の長手方向に沿う側端面の一方側を、製造
する合成樹脂管体の曲率に合わせて曲折した後、前記帯
状金属板を樹脂押出成形機に送り込み、帯状金属板の両
面側に溶融樹脂を送り込むことによって、帯状金属板に
穿設された複数個の透孔を介して帯状金属板の両面側に
沿って合成樹脂がブリッジ状態にあるブロック体を形成
し、次いで、帯状金属板の横断面における長軸が合成樹
脂管体の中心軸に対して略直交するように、隣接する前
記ブロック体の少なくとも一部を相互に融着させて管体
を成形することを特徴とする高耐圧複合管の製造方法で
もある。

【０００６】かかる本発明において、帯状金属板を合成
樹脂管体の中心軸に沿ってスパイラル状に連続的に配設
することによって、高耐圧複合管を容易に製造できる。
この帯状金属板の表面にプライマーを塗布することによ
って、帯状金属板と樹脂との密着性を更に一層向上でき
る。また、帯状金属板をアルミニウム製又は銅製とする
ことにより、帯状金属板の曲げ加工を容易とすることが
できる。更に、合成樹脂管体をポリエチレン樹脂製又は
ポリプロピレン樹脂製とすることが好ましい。尚、本発
明は、合成樹脂管体の外径が３００ｍｍ以上となる大口
径の高耐圧複合管に好適に適用できる。

【０００７】本発明によれば、帯状金属板の横断面にお
ける長軸が合成樹脂管体の中心軸に対して略直交するよ
うに、帯状金属板が合成樹脂管体の肉厚部内に配設され
るため、合成樹脂管体に加えられる内圧や外圧等の圧力
に対し、帯状金属板の最も剛性の高い部分で対応するこ
とができる。更に、帯状金属板に穿設された複数個の透
孔を介し、帯状金属板の両面側の合成樹脂をブリッジ状
態とすることができることに因る、帯状金属板と樹脂と
の密着性を向上できることと相俟って、合成樹脂管体の
強度を向上できる。また、合成樹脂管体の補強材とし
て、帯状金属板が合成樹脂管体の中心軸に沿って間隔を
おいて配設されているため、外径が３００ｍｍ以上、特
に１０００ｍｍ以上（就中１５００ｍｍ以上）の大型合
成樹脂管体も容易に製造できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明を図面によって更に詳細に
説明する。図１は、本発明の一例を説明するための部分
縦断面図であって、ポリエチレン樹脂又はポリプロピレ
ン樹脂から成る合成樹脂管体１０の肉厚部１２に配設さ
れたアルミニウム製又は銅製の帯状金属板１４には、複
数個の透孔１６、１６・・が穿設されている。このた
め、帯状金属板１４の両面側の合成樹脂は、透孔１６、
１６・・を介してブリッジ状態にあり、帯状金属板１４
と合成樹脂との密着性が向上されている。かかる帯状金
属板１４は、図２に示す様に、帯状金属板１４の長手方
向に沿う側端面の一方側が合成樹脂管体１０の曲率に合
わせて曲折され、且つ図１に示す様に、帯状金属板１４
の横断面の長軸が合成樹脂管体１０の中心軸に対して略
直交するように、合成樹脂管体１０の中心軸に沿って配
設されている。尚、この金属帯状体１４は、合成樹脂管
体１０の中心軸に対してスパイラル状に連続して配設さ
れており、中心軸に沿って切断した合成樹脂管体１０の
縦断面には、図１に示す様に、帯状金属板１４の横断面
が合成樹脂管体１０の中心軸に沿って間隔をおいて現れ
る。

【０００９】ところで、合成樹脂管体１０の肉厚部１２
に最も力が加えられる方向は、合成樹脂管体１０の中心
軸に対して直交方向である。この点、図１に示す高耐圧
複合管においては、補強材としての帯状金属板１４が、
最も剛性が高い方向、つまり帯状金属板１４の横断面の
長軸が合成樹脂管体１０の中心軸に対して略直交するよ
うに、肉厚部１２内に配設される。このため、合成樹脂
管体１０の肉厚部１２に加えられる内圧や外圧等の力に
対して充分に耐えることができ、高耐圧複合管の強度を
向上できる。また、合成樹脂管体１０の表面は実質的に
平滑面であり、且つ帯状金属板１４が合成樹脂管体１０
の中心軸に沿って間隔をおいて配設されているため、図
６に示す補強材として金属管を使用した複合管に比較し
て、ジョイントや分岐等のために肉厚部１２に容易に穴
を開けることができる。

【００１０】かかる図１に示す高耐圧複合管では、合成
樹脂管体１０の肉厚部１２を８〜１０ｍｍ程度とし、帯
状金属板１２の厚さを１ｍｍ程度することが好ましい。
また、帯状金属板１４に穿設する透孔１６の口径は６ｍ
ｍ程度とし、隣接する透孔１６との間隔を１０ｍｍ程度
とすることによって、帯状金属板１４の全表面に対する
透孔面積の割合を１５〜５０％、特に２０〜４０％とす
ることによって、合成樹脂と帯状金属板１４との密着強
度を帯状金属板１４の強度を実質的に保持しつつ向上で
きるため好ましい。ここで、透孔面積の割合を１５％未
満とすると、合成樹脂と帯状金属板１４との密着強度の
向上程度が低下する傾向にあり、他方、透孔面積の割合
を５０％よりも大とすると、帯状金属板１４の強度が低
下する傾向がある。この様に、帯状金属板１４に複数個
の透孔１４を穿設した場合であっても、帯状金属板１４
の表面にプライマーを塗布することによって、合成樹脂
と帯状金属板１４との接着強度を更に一層向上できる。
尚、帯状金属板１４の配設間隔は、合成樹脂管体１０の
大きさや圧力程度によって変更されるが、通常、３０〜
１００ｍｍ程度である。

【００１１】図１に示す高耐圧複合管の製造は、図３に
示す様に、先ず、金属帯状体を卷回したフープ材から金
属帯状体を引き出し、その中途の段階でプレス機によっ
て透孔１６、１６・・を穿設する（穴あけ工程）。かか
る穴あけ工程と同一工程又は別工程において、帯状金属
１４板の長手方向に沿う側端面の一方側を、製造する合
成樹脂管体１０の曲率に合わせて曲折する（曲げ工
程）。この様に、穴あけ工程と曲げ工程とを通過した帯
状金属板１４を、樹脂成形機に送り込み、帯状金属板１
４の両面側に溶融樹脂を送り込むことによって、帯状金
属板１４に穿設された複数個の透孔１６、１６・・を介
して帯状金属板１４の両面側に沿って合成樹脂がブリッ
ジ状態にあるブロック体を形成する（樹脂押出成形工
程）。

【００１２】この樹脂成形機の原理図を図４に示す。図
４において、樹脂成形機２０を構成する本体２２の中央
部には、穴あけ工程と曲げ工程とを通過し矢印Ａ方向か
ら送られてくる帯状金属板１４を送り込む進入通路２４
が設けられている。かかる進入通路２４は、横断面形状
が矩形の通路２６に接続されるように、通路２６が形成
された外型２８が本体２２に隣接して配設される。この
通路２６には、溶融樹脂が注入される樹脂路３０が連結
されており、通路２６に帯状金属板１４が送り込まれた
とき、帯状金属板１４の側端と通路２６の内壁面との間
には間隙３２が形成される。また、外型２８には、冷却
水通路３２が形成されており、樹脂路３０から通路２６
に注入された溶融樹脂を所定温度まで冷却する。ここ
で、帯状金属１４は、曲げ工程において、帯状金属１４
板の側端面の一方側が製造する合成樹脂管体１０の曲率
に合わせて曲折されているため、帯状金属板１４の曲率
に合わせて進入通路２４及び通路２６が曲折されている
ことが好ましい。但し、外径が３００ｍｍ以上、特に１
０００ｍｍ以上（就中１５００ｍｍ以上）の大径の高耐
圧複合管では、帯状金属板１４の曲率が小さく、樹脂成
形機２０の型内の通路２４、２６を実質的に直線状とし
てもよい。

【００１３】この様な、図４に示す樹脂成形機２０の進
入通路２４に、穴あけ工程と曲げ工程とを通過した帯状
金属板１４を矢印Ａ方向から送り込み、引き続き、帯状
金属板１４を横断面形状が矩形の通路２６の略中心部を
通過させつつ、樹脂路３０から溶融樹脂を通路２６に注
入する。通路２６に注入された溶融樹脂は、帯状金属板
１４の両面から帯状金属板１４を包み込むように流れつ
つ、帯状金属板１４の両面側の合成樹脂は透孔１６中の
樹脂によって相互に連結されてブリッジ状態となる。ま
た、通路２６に注入された溶融樹脂は、冷却水通路３２
に導通された冷却水によって冷却されて固化され、通路
２６の出口から横断面形状が矩形状のブロック体が矢印
Ｂ方向に押し出される。このブロック体の表層を形成す
る合成樹脂層は、接着性能を有する程度にブロック体を
冷却・固化するように、冷却水通路３２に導通された冷
却水量や冷却温度を調整する。

【００１４】かかる樹脂押出成形工程で得られたブロッ
ク体は、その表面を形成する合成樹脂層が接着性能を有
するため、隣接するブロック体を相互に融着して管体を
成形できる（管体成形工程）。この管体成形工程を図５
に示す。樹脂成形機２０から連続して押し出されたブロ
ック体４０は、その拡大横断面図に示す様に、横断面形
状が矩形で且つ略中心部に複数個の透孔１６が穿設され
た帯状金属板１４がインサートされており、帯状金属板
１４の両側の合成樹脂が透孔１６を介して連結されてい
る。かかるブロック体４０の連続体は、回転するドラム
４２に、帯状金属板１４の横断面における長軸がドラム
４２の中心軸（製造する合成樹脂管体１０の中心軸と一
致）に対して略直交するように、スパイラル状に巻き付
ける。この際に、ブロック体４０の側面を矢印Ｆの方向
から押し付けて隣接するブロック体４０を相互に融着
し、合成樹脂管体１０を成形する。この様にして得られ
た合成樹脂管体１０は、矢印Ｄ方向に引き抜きつつ所定
長さで切断し、所定長の高耐圧複合管を得ることができ
る。尚、図１に示す破線４４は、合成樹脂管体１０を成
形する際に、ブロック体４０の相互を融着した融着面で
ある。

【００１５】以上、述べてきた図１〜図５においては、
帯状金属体１４をスパイラル状に曲折して連続工程で高
耐圧複合管を製造する例を説明したが、回分工程で高耐
圧複合管を製造する場合には、フランジ状に曲折された
帯状金属板を使用できる。この場合には、環状に成形し
たブロック体４０を合成樹脂表面に接着性能が発生する
程度に加熱しつつ積層し、互いに隣接するブロック体４
０の合成樹脂表面を融着することによって合成樹脂管体
１０を形成できる。また、帯状金属板は、その横断面形
状が長方形のものを使用しているが、帯状金属板の長手
方向に沿う側端面の一方側を合成樹脂管体の曲率に合わ
せて曲折する際に、曲折が困難とならない限り任意の形
状、例えばＴ字状、Ｉ字状、Ｈ字状のものを使用しても
よい。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、外径が３００ｍｍ以
上、特に１０００ｍｍ以上（就中１５００ｍｍ以上）の
大型合成樹脂管体においても、合成樹脂管体の強度を向
上でき、且つその製造も容易であるため、大型合成樹脂
管体を実用に供することができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高耐圧複合管の一例を示す部分縦
断面図である。

【図２】図１において用いられた帯状金属板の部分正面
図である。

【図３】本発明に係る高耐圧複合管の製造方法の一例を
説明する工程図である。

【図４】図３に示す樹脂押出工程に用いられる樹脂成形
機の原理図である。

【図５】図３に示す管成形工程に用いられる成形機の原
理図である。

【図６】従来の高耐圧複合管を説明するための部分縦断
面図である。

【符号の説明】 １０ 合成樹脂管 １２ 肉厚部 １４ 帯状金属板 １６ 透孔 ２０ 樹脂成形機 ２２ 樹脂成形機本体 ２４ 進入通路 ２６ 通路 ２８ 外型 ３０ 樹脂路 ３２ 冷却水通路 ４０ ブロック体 ４２ ドラム

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂管体の肉厚部内に帯状金属板が
   配設された高耐圧複合管であって、 該帯状金属板の横断面における長軸が合成樹脂管体の中
   心軸に対して略直交するように、帯状金属板の長手方向
   に沿う側端面の一方側が合成樹脂管体の曲率に合わせて
   曲折され、 且つ前記合成樹脂管体の縦断面において、前記帯状金属
   板の横断面が前記中心軸に沿って間隔をおいて現れると
   共に、 前記帯状金属板に穿設された複数個の透孔を介し、帯状
   金属板の両面側の合成樹脂がブリッジ状態にあることを
   特徴とする高耐圧複合管。
2. 【請求項２】 帯状金属板が、合成樹脂管体の中心軸に
   沿ってスパイラル状に連続的に配設されている請求項１
   記載の高耐圧複合管。
3. 【請求項３】 帯状金属板の表面にプライマーが塗布さ
   れている請求項１又は請求項２記載の高耐圧複合管。
4. 【請求項４】 帯状金属板がアルミニウム製又は銅製で
   ある請求項１〜３のいずれか一項記載の高耐圧複合管。
5. 【請求項５】 合成樹脂管体が、ポリエチレン樹脂製又
   はポリプロピレン樹脂製の管体である請求項１〜４のい
   ずれか一項記載の高耐圧複合管。
6. 【請求項６】 合成樹脂管体の外径が３００ｍｍ以上で
   ある請求項１〜５のいずれか一項記載の高耐圧複合管。
7. 【請求項７】 合成樹脂管体の肉厚部内に帯状金属板が
   配設された高耐圧複合管を製造する際に、 該帯状金属板に複数個の透孔を穿設すると共に、前記帯
   状金属板の長手方向に沿う側端面の一方側を、製造する
   合成樹脂管体の曲率に合わせて曲折した後、 前記帯状金属板を樹脂押出成形機に送り込み、帯状金属
   板の両面側に溶融樹脂を送り込むことによって、帯状金
   属板に穿設された複数個の透孔を介して帯状金属板の両
   面側に沿って合成樹脂がブリッジ状態にあるブロック体
   を形成し、 次いで、帯状金属板の横断面における長軸が合成樹脂管
   体の中心軸に対して略直交するように、隣接する前記ブ
   ロック体の少なくとも一部を相互に部着させて管体を成
   形することを特徴とする高耐圧複合管の製造方法。
8. 【請求項８】 帯状金属板を合成樹脂管体の中心軸に沿
   ってスパイラル状に連続的に配設すべく、ブロック体を
   スパイラル状に連続的に巻き付けつつ、隣接するブロッ
   ク体の少なくとも一部を相互に融着させて管体を成形す
   る請求項７記載の高耐圧複合管の製造方法。