TWI510729B - 耐壓塑膠軟管及其製造方法 - Google Patents

Description

耐壓塑膠軟管及其製造方法

本發明係關於一種耐壓塑膠軟管及其製造方法，特別是一種可簡化製程並具有較佳結構穩固性之耐壓塑膠軟管及製造該耐壓塑膠軟管之方法。

一般用來作為高壓氣體或液體輸送之管體，皆須具備有較佳的耐高壓性及耐彎折性，因而衍生具內外管配置之耐壓軟管，以廣泛為壓力推送氣體或液體時所用。

如第1及2圖所示，習知耐壓軟管9多採用熱塑性材料成型，並包含一內管91、一外管92及一紗線層93，該紗線層93環設於該內管91與外管92之間，且由尼龍纖維編織而成。該紗線層93與內管91、外管92之間更分別塗覆有一第一黏膠層94及一第二黏膠層94’，以由該第一黏膠層94及第二黏膠層94’相互固著該內管91、外管92及紗線層93。然而，習知耐壓軟管9利用塗膠黏合，以固著該紗線層93於該內管91及外管92之間的成形方式，係可能存在有下列缺點：

一、製程工序繁瑣。由於塗膠黏合方式多是直接仰賴人工或機械手段，以將塗膠塗佈於欲黏合物之表面，因而在該紗線層93與內管91、外管92之間塗覆該第一塗膠層94及第二塗膠層94’時，勢必會衍生製程工序之繁瑣而導致該耐壓軟管9整體製程之延容。

二、提高製作成本及時間。由於一般塗膠具有一定程度之黏著性，以致在作業程序中，往往多需仰賴塗膠的反覆塗佈，方可確保該內管91、外管92及紗線層93相互間的固著穩定性，不僅在反覆的塗佈過程中浪費工者的作業時間，更因此相對提高塗膠成本之負擔。

三、環境保護欠佳。由於一般塗膠多係為化學合成品，往往容易在塗膠受熱熔融後散發難聞氣味，甚至夾帶有部分有害物質而為工者及環境帶來傷害，以致利用塗膠方式黏合的作業過程，勢必存在有環境污染之隱憂。

除此之外，在傳統製造該耐壓軟管9的過程，透過微溫加熱方式，極有可能造成該第一塗膠層94及第二塗膠層94’的軟化不完全，而無法發揮塗膠應有之黏著性，以致影響該紗線層93的固著程度。如此一來，當以該耐壓軟管9輸送高壓氣體或液體時，勢必會因氣體或液體的推送壓力而導致該內管91、外管92及紗線層93相互間的崩離，甚至鬆脫，不僅降低該耐壓軟管9的使用壽命，更可能為高壓氣體或液體的輸送作業帶來不便。

有鑑於此，確實有必要發展一種可簡化製程並具有較佳結構穩固性之耐壓軟管，以廣泛為輸送高壓氣體或液體之用，並解決如上所述之各種問題。

本發明主要目的乃改良上述缺點，以提供一種可簡化製程並具有較佳結構穩固性之耐壓塑膠軟管。

本發明次一目的係提供一種耐壓塑膠軟管之製造方法，其係能夠省去反覆塗膠之作業繁瑣，相對降低製作所需耗費之時間及成本，以提升製作效率及製程品質者。

本發明又一目的係提供一種耐壓塑膠軟管之製造方法，其係能夠避免塗膠受熱散發難聞氣味，以降低對工者及環境之傷害，相對提升環保效益者。

為達到前述發明目的，本發明之耐壓塑膠軟管，係包含：一內管，外周壁具有一第一融接部；一外管，環設於該內管之外，該外管之內周壁具有一第二融接部，該外管之第二融接部係相對於該內管之第一融接部；及一補強層，環設於該內管與外管之間，該補強層係區分有一第一嵌入部及一第二嵌入部，該第一嵌入部環繞於該內管之外，並供該內管之第一融接部嵌入，且該第二嵌入部則環繞於該外管之內，並供該外管之第二融接部嵌入。

其中，該補強層之第一嵌入部及第二嵌入部各具有數孔隙，該孔隙之面積係大於0.1平方公釐。或者，該補強層之第一嵌入部及第二嵌入部各為具有凹凸的一粗糙面。

其中，該內管及外管皆是由聚氯乙烯、聚乙烯或聚酯硬化成形的一管體。且，該補強層是由紗線或金屬線交錯形成的一編織層。

為達到前述發明目的，本發明更提供一種製造耐壓塑膠軟管之方法，係包含：一塑管步驟，以一塑性材料押出成形一內管，並於冷卻後之內管外環覆交錯編織之補強材；一嵌層步驟，將環覆有補強材之內管予以加熱，直至該內管外周壁呈熔融後，使其嵌入交錯編織之補強材孔隙 中，而於該內管外周壁固形一補強層；及一完塑步驟，將固形有該補強層之內管通入一塑性熔融液，以由該塑性熔融液包覆於該內管外，並嵌入該補強層的交錯編織孔隙中，而於押出冷卻後硬化成形。

此外，於該完塑步驟中，該塑性熔融液係注滿於一腔體內，並由一真空幫浦對注滿有塑性熔融液的該腔體進行抽真空，以持續維持該腔體內的真空環境。

為達到前述發明目的，本發明還可再提供一種製造耐壓塑膠軟管之方法，係包含：先以一塑性材料成形一內管及一外管，並於該內管外披覆一補強材，以由該補強材交錯編織成具有孔隙的一補強層；及將該外管套入於該補強層之外，予以加熱，直至該內管之外周壁及外管之內周壁皆呈微熔狀態，並使其嵌入該補強層之交錯孔隙內，而於冷卻後硬化成形。

其中，該塑性材料是為聚氯乙烯、聚乙烯或聚酯；該補強材是為紗線或金屬線；該塑性熔融液是為熔融狀態之聚氯乙烯、聚乙烯或聚酯。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第3圖所示，其係為本發明一較佳實施例，該耐壓塑膠軟管包含一內管1、一外管2及一補強層3，該補強層3係環設於該內管1與外管2之間。

該內管1可以是由泛用可塑塑膠或可塑橡膠製成，特別是由如聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚酯(PU)或丁晴橡膠等塑性材料硬化成形〔泛指押出或射出成形〕的一管體。並且，該內管1之外周壁具有一第一融接部11，該第一融接部11係能夠於受熱後呈微熔狀態，以供該補強層3嵌入為佳。特別地，該第一融接部11之微熔狀態是指成形該內管1之塑性材料經加熱且固化後，可嵌入該補強層3之狀態，係屬該領域中具有通常知識者可理解，無需限制及多作贅述。

該外管2亦可以是由相同於該內管1之泛用可塑塑膠或可塑橡膠，特別係如PVC、PE、PU、丁晴橡膠…等塑性材料硬化成形〔泛指押出或射出成形〕的一管體，以便提升該外管2與內管1的匹配程度。並且，該外管2環設於該內管1之外，該外管2之內周壁具有一第二融接部21，該外管2之第二融接部21相對於該內管1之第一融接部11。相同地，該外管2之第二融接部21亦能夠於受熱後呈微熔狀態，以嵌入該補強層3供為佳，於此不再重複贅述該微熔狀態之定義。

該補強層3可以是由如紗線、金屬線等補強材料交錯形成的一編織層。並且，該補強層3環設於該內管1與外管2之間，並供該內管1之第一融接部11及外管2之第二融接部21嵌入。特別地，該補強層3係區分有一第一嵌入部31及一第二嵌入部32，該第一嵌入部31環繞於該內管1之外，並牢接於該內管1之第一融接部11，且該第二嵌入部32則環繞於該外管2之內，並牢接於該外管2之第二融接部21，以使該補強層3能夠被包覆於該內管1及外管2的部分管壁之內。

於本實施例中，該補強層3之第一嵌入部31及第二嵌入部32皆可以為補強材料交錯編織之下所構成的數孔隙〔圖面未標示〕，使得該內管1之第一融接部11及外管2之第二融接部21經加熱呈微熔狀態後，可順勢流動於該補強層3的數孔隙內，並於冷卻硬化後予以嵌合，以提升該補強層3嵌合於該內管1及外管2間的牢固性。其中，該數孔隙之面積係大於0.1平方公釐，以提供較佳之流動及嵌入空間。

其中，該第一嵌入部31及第二嵌入部32係以能供受熱微熔後的第一融接部11及第二融接部21嵌入，而形成該內管1、外管2及補強層3固接之狀態為佳。因此，該第一嵌入部31及第二嵌入部32除了可以是編織後構成之數孔隙，亦可以是具有凹凸之粗糙表面，乃為該領域中具有通常知識者可在本案技術概念下予以變化。

如此一來，本發明耐壓塑膠軟管藉由該補強層3嵌入該內管1及外管2的部分管壁之內，係能確保該補強層3於該內管1及外管2間的牢固性，以由該補強層3提升該耐壓塑膠軟管的結構穩固性，達到可耐高壓並具有相當撓曲性之功效。再者，除了因上述理由提升該耐壓塑膠軟管之結構穩固性之外，本發明耐壓塑膠軟管更不需再以傳統黏膠層相互接合，便能牢固該補強層3於該內管1及外管2之間，而達到簡化該耐壓塑膠軟管製作流程之功效。

為了配合本發明耐壓塑膠軟管的成形，並能更詳細說明該耐壓塑膠軟管的整體構造，本發明更提供了一種製造該耐壓塑膠軟管之方法，該製造耐壓塑膠軟管之方法係以熱熔方式，軟化該內管之第一熔接部及外管之第二熔接 部，使得該受熱微熔後之第一熔接部及第二熔接部分別嵌入該補強層之第一嵌入部及第二嵌入部，並於冷卻後硬化成形。

請參閱第4圖所示，其係於上述概念之下，提供一種較佳製造耐壓塑膠軟管之方法，以連續產出如上所述之耐壓塑膠軟管，該製造耐壓塑膠軟管之方法包含一塑管步驟S1、一嵌層步驟S2及一完塑步驟S3。

該塑管步驟S1係以一塑性材料押出成形一內管，並於冷卻後之內管外環覆交錯編織之補強材。其中，該塑性材料可以是PVC、PE或PU；該補強材可以是紗線或金屬線。舉例而言，本發明係藉由一押出機將填加在其中的塑性材料押出，以成形為第5A圖所示之內管1，並予以冷卻硬化；待該內管1冷卻固形後，再以一編織機將補強材交錯編織，形成如第5B圖所示之具數孔隙的編織體〔以下稱之〝補強層3〞〕，並使其環覆於該內管1外壁。

特別地，於該塑管步驟S1中利用該押出機押出成形該內管1，以及在該內管1外利用該編織機交錯編織該補強材等技術手段，乃該領域中具有通常知識者可理解，且為通用的公知常識，不加以限制亦容不贅述。

請再參閱第5C圖所示，該嵌層步驟S2係將環覆有補強材之內管予以加熱，直至該內管外周壁呈熔融後，使其嵌入交錯編織之補強材孔隙中，而於該內管外周壁固形一補強層。詳言之，當該內管1承受高溫加熱後，因塑性材料本身的熱塑性而容易於該內管1外周壁產生熱熔現象，進而迫使該內管1外周壁成微熔狀態；此時，該內管1外周壁熔融 後的塑性材料便可流動並嵌入於該交錯編織之補強材孔隙中，即如第5C圖所示，該內管1外周壁呈微熔狀態之塑性材料係嵌入該補強層3，以迫使該補強層3可固形於該內管1外周壁。其中，在該嵌層步驟S2的加熱過程中，係依據成形該內管1的不同塑性材料而有所不同，例如：PVC的塑形溫度約為150℃；PE的塑形溫度約為180℃；PU的塑形溫度約為200℃；丁晴橡膠的塑型溫度約為300℃。惟以上僅提供參考，實際仍以整體作業環境而定，容不再另舉例說明之。

請續參閱第5D圖所示，該完塑步驟S3係將固形有該補強層之內管通入一塑性熔融液，以由該塑性熔融液包覆於該內管外，並嵌入該補強層的交錯編織孔隙中，而於押出冷卻後硬化成形。其中，該塑性熔融液可以是與成形該內管1相同之泛用可塑塑膠或可塑橡膠，特別係如PVC、PE、PU或丁晴橡膠…等塑性材料。舉例而言，本發明係選擇於一腔體內注滿已呈熔融狀態之塑性材料〔稱之〝塑性熔融液L〞〕，以使固形有該補強層3之內管1通入並包裹於該塑性熔融液L之中；此時，該塑性熔融液L便會順勢嵌入該補強層3的數孔隙，以在與該內管1外周壁呈微熔狀態之塑性材料交錯融合後，遂予以押出冷卻並硬化成形，以在該補強層3之外包覆有如第5E圖所示之外管2，藉此獲得如前所述之耐壓塑膠軟管。

除此之外，於該完塑步驟S3中還可選擇對注滿有塑性熔融液L之腔體進行抽真空，以由一真空幫浦持續維持該腔體內的真空環境。如此，不僅可避免在塑形過程因空氣氣 泡影響塑形後的耐壓塑膠軟管品質，更可在抽真空的過程中，提供該內管1、外管2及補強層3相互間的熔合力，迫使該補強層3能牢固嵌設於該內管1及外管2的部分管壁之內，達到提升結構穩固性之功效。

除上述之外，在相同技術概念下，工者以非連續式製造該耐壓塑膠軟管時，該製造耐壓塑膠軟管之方法亦可以選擇係先以一塑性材料成形一內管及一外管，並於該內管外披覆一補強材，以由該補強材交錯編織成具有孔隙的一補強層；接著，套入該外管於該補強層之外，予以加熱，直至該內管之外周壁及外管之內周壁皆呈微熔狀態，而使其嵌入該補強層之交錯孔隙內，並於冷卻後硬化成形。藉此，同樣利用熔融之塑性材料嵌入該補強層3的數孔隙，以迫使該內管1外周壁與外管2內周壁相互間的交錯融合，而在冷卻固化後成形具有較佳結構穩固性之耐壓塑膠軟管。

綜上所述，用以製造本發明耐壓塑膠軟管之方法不論是在連續或非連續式的作業流程之中，皆可透過熔融狀態之塑性材料嵌入該補強層3的數孔隙，以迫使該內管1外周壁與外管2內周壁相互間的交錯融合，並經冷卻固化後，成形為本發明具有較佳結構穩固性之耐壓塑膠軟管。藉此，不僅可省去傳統製造耐壓塑膠軟管時，因反覆塗膠所衍生的作業繁瑣及成本負擔；甚至，更可以縮短製程時間，以提升該耐壓塑膠軟管的製作效率，並維持該耐壓塑膠軟管於連續製程的較佳品質。此外，省去傳統塗膠更可減少因塗膠受熱所散發之難聞氣味，以降低對工者及環境之傷害，達到相對提升環境保護效益之功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

〔本發明〕

1‧‧‧內管

11‧‧‧第一融接部

2‧‧‧外管

21‧‧‧第二融接部

3‧‧‧補強層

31‧‧‧第一嵌入部

32‧‧‧第二嵌入部

S1‧‧‧塑管步驟

S2‧‧‧嵌層步驟

S3‧‧‧完塑步驟

L‧‧‧塑性熔融液

〔習知〕

9‧‧‧耐壓軟管

91‧‧‧內管

92‧‧‧外管

93‧‧‧紗線層

94‧‧‧第一黏膠層

94’‧‧‧第二黏膠層

第1圖：習知耐壓塑膠軟管之立體示意圖。

第2圖：習知耐壓塑膠軟管之剖面示意圖。

第3圖：本發明耐壓塑膠軟管之立體示意圖。

第4圖：本發明耐壓塑膠軟管製造方法之流程圖。

第5A~5E圖：本發明耐壓塑膠軟管製造方法之圖解示意圖。

1‧‧‧內管

11‧‧‧第一融接部

2‧‧‧外管

21‧‧‧第二融接部

3‧‧‧補強層

31‧‧‧第一嵌入部

32‧‧‧第二嵌入部

Claims (7)

1. 一種製造耐壓塑膠軟管之方法，係包含：一塑管步驟，以一塑性材料成形一內管，並於冷卻後之內管外環覆交錯編織之補強材；一嵌層步驟，將環覆有補強材之內管予以加熱，直至該內管外周壁呈微熔狀態，使其嵌入交錯編織之補強材孔隙中，而於該內管外周壁固形一補強層；及一完塑步驟，將固形有該補強層之內管通入一塑性熔融液，以由該塑性熔融液包覆於該內管外，並嵌入該補強層的交錯編織孔隙中，而於冷卻後硬化成形；其中，該微熔狀態是指成形該內管之該塑性材料經加熱且固化後，可嵌入該補強層之狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造耐壓塑膠軟管之方法，其中，該塑性熔融液是為熔融狀態之聚氯乙烯、聚乙烯或聚酯。
3. 一種耐壓塑膠軟管，包括：一內管，該內管之一外周壁具有一第一融接部；一外管，環設於該內管之外，該外管之一內周壁具有一第二融接部，且該外管之該第二融接部相對於該內管之該第一融接部；以及一補強層，該補強層係環設於該內管與外管之間，其中，該第一融接部於受熱後呈微熔狀態以供該補強層嵌入，且該外管之該第二融接部亦能於受熱後呈該微熔狀態以嵌入該補強層，其中，該微熔狀態是指成形該內管之該塑性材料經加熱且固化後，可嵌入該補強層之狀態。
4. 如申請專利範圍第3項所述之耐壓塑膠軟管，該補強層係區分有一第一嵌入部及一第二嵌入部，該第一嵌入部環繞於該內管之外，並牢接於該內管之該第一融接部，且該第二嵌入部則環繞於該外管之內，並牢接於該外管之該第二融接部，以使該補強層能夠被包覆於該內管及該外管的部分管壁之內。
5. 如申請專利範圍第4項所述之耐壓塑膠軟管，該補強層之該第一嵌入部及該第二嵌入部皆包括複數孔隙，使得該內管之該第一融接部及該外管之該第二融接部經加熱呈微熔狀態後，得順勢流動於該複數孔隙內，並於冷卻硬化後予以嵌合。
6. 如申請專利範圍第5項所述之耐壓塑膠軟管，該複數孔隙之面積係大於0.1平方公釐。
7. 如申請專利範圍第4項所述之耐壓塑膠軟管，該第一嵌入部及該第二嵌入部皆具有凹凸之粗糙表面。