(57)【要約】【課題】押出機１により外面に接着剤層を有する管状樹脂を共押出し、押出されてくるこの管状樹脂を、フォーミングチューブ３を入口に有する冷却水槽２にそのフォーミングチューブ３を経て通過させ、冷却水槽２から出てくる外面接着剤層付き管状樹脂を金属帯５で包囲し、その金属帯の巾両縁の突合せ箇所を溶接する場合、外面接着剤層と金属外層ととの接着を強固に行って管性能を向上させる。【解決手段】凹凸外面のフォーミングチューブを使用しており、フォーミングチューブの放熱面積が広くなり蓄熱を抑制でき、この蓄熱抑制に伴う接着剤層の粘着力の増大を軽減でき、外面接着剤層付き管状樹脂の通過を円滑に行わせることができ、その結果、接着剤層の外径のバラツキを外面平滑フォーミングチューブ使用の場合に較べて小さくでき、接着増と金属層との複合界面に隙間が生じるのをよく防止でき、満足な接着を行い得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機により外面に接着剤層を有する管状樹脂を共押出し、押出されてくるこの管状樹脂を、凹凸外面のフォーミングチューブを入口に有する冷却水槽にそのフォーミングチューブを経て通過させ、冷却水槽から出てくる外面接着剤層付き管状樹脂を金属帯で包囲し、その金属帯の巾両縁の突合せ箇所を溶接することを特徴とする複合管の製造方法。
【請求項２】
フォーミングチューブの凹凸外面が周方向に所定のピッチで凹凸化された面であり、そのピッチが２ｍｍ〜２０ｍｍ、ピッチに対する凹部の巾の比が０．２〜０．８、凸部と凹部との肉厚比が０．３〜０．７とされていることを特徴とする請求項１記載の複合管の製造方法。
【請求項３】
冷却水槽の入口に取付けられるフォーミングチューブであり、外面に凹凸を有することを特徴とする複合管製造用フォーミングチューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管状金属層の内面に合成樹脂層を設けた複合管の製造方法及びその製造方法において使用するフォーミングチューブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
管状金属層の内面に合成樹脂層を設けた複合管、特に管状アルミ層の内面にポリエチレン層を設けた複合管は、給水、給湯、排水、空調等の液体輸送管として多用されている。
この複合管の製造方法として、ポリエチレンを管状に押出し、押出されてくる管状樹脂を金属帯で包囲しその金属帯の巾両縁の突合せ箇所を溶接する方法が公知である。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開平５−１１１９７１号公報
【０００３】
この場合、押出されてくる管状樹脂を冷却水槽に通して冷却固化し、冷却水槽から出てくる冷却固化樹脂層を金属帯で包囲しその金属帯の巾両縁の突合せ箇所を溶接することもある。
【０００４】
この複合管においては、一定巾の金属帯がその巾両縁の突合せにより管状とされる。従って、管状金属層の内径が固定であり、合成樹脂層の外径が金属層内径よりも大きくなると前記突合せ箇所に隙間が生じ、合成樹脂層外径が金属層内径よりも小さくなると複合界面の接着強度が減少される。
この場合、（金属層内径）＝（合成樹脂層外径）の条件を満たしても、その間の接触圧が０であるから、金属層内面と樹脂層外面との強固な接着は期待できない。
この複合管の管性能は、複合界面の接着強度と金属帯の突合せ箇所の溶接強度に依存する。
そこで、本発明者においては、管状樹脂層の押出しと同時にその外面に接着剤層を押出して金属層と樹脂層との界面を接着剤で接着することを試みた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、その結果は満足し得るものではなく、接着剤使用による管性能の向上は得られなかった。
その理由としては、押出機から出てくる外面に接着剤層を有する管状樹脂層が冷却水槽入口のフォーミングチューブを通過する際、接着剤層及び樹脂層がフォーミングチューブ内面との接触により冷却されるが、フォーミングチューブ外面からの熱放出よりも内面からフォーミングチューブへの熱流入が勝ってフォーミングチューブが蓄熱され、接着剤層の粘着力が増し、フォーミングチューブ内での外面接着剤層付き管状樹脂の円滑な通過が妨げられ、その接着剤層外径のバラツキがかえって増加して接着層外面が凹凸化されるためであると推定される。
現に、ほぼ１ｍｍの間隔ごとに測定した外径の標準偏差が数μｍのオーダで大きくなっており、接着剤層の極めて薄い厚みからすれば大きな凹凸となり、前記推定の妥当性を確認できた。
【０００６】
本発明の目的は、上記の鋭意検討結果に基づき、複合管における金属外層と樹脂内層との界面を接着剤で良好に接着して管性能を充分に向上できる複合管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る複合管の製造方法は、押出機により外面に接着剤層を有する管状樹脂を共押出し、押出されてくるこの管状樹脂を、凹凸外面のフォーミングチューブを入口に有する冷却水槽にそのフォーミングチューブを経て通過させ、冷却水槽から出てくる外面接着剤層付き管状樹脂を金属帯で包囲し、その金属帯の巾両縁の突合せ箇所を溶接することを特徴とする。
請求項２に係る複合管の製造方法は、請求項１の複合管の製造方法において、フォーミングチューブの凹凸外面が周方向に所定のピッチで凹凸化された面であり、そのピッチが２ｍｍ〜２０ｍｍ、ピッチに対する凹部の巾の比が０．２〜０．８、凸部と凹部との肉厚比が０．３〜０．７とされていることを特徴とする。
請求項３に係る複合管製造用フォーミングチューブは、冷却水槽の入口に取付けられるフォーミングチューブであり、外面に凹凸を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
フォーミングチューブの外面を凹凸面としているから、フォーミングチューブの放熱面積が広くなり、外面接着剤層付き管状樹脂がフォーミングチューブ内を通過するときのフォーミングチューブの蓄熱を抑制でき、この蓄熱抑制に伴う接着剤層の粘着力の増大を軽減でき、その通過を円滑に行わせることができ、その結果、接着剤層の外径のバラツキを外面平滑フォーミングチューブ使用の場合に較べて小さくでき、接着剤層外面をそれだけ平滑にできるから、接着増と金属層との複合界面に隙間が生じるのをよく防止でき、満足な接着を行い得る。従って、接着剤使用により管性能を良好に向上できる。
また、フォーミングチューブ内に外面接着剤層付き管状樹脂を円滑に通過させることができるから、製造速度を上げることができ、生産の高速化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明において使用する複合管の製造装置の一例を示している。
図２の（イ）は図１における冷却水槽入口のフォーミングチューブを示す側面図、図２の（ロ）は同じく縦断面図、図２の（ハ）は図２の（ロ）におけるのハ−ハ断面図である。
図１において、１は押出機を示し、管状樹脂押出用シリンダー１１と接着剤押出用シリンダー１２とをヘッド１３において連結し、管状樹脂押出用シリンダー１１から押出されてくる管状樹脂の外周面に接着剤押出用シリンダー１２から押出されてくる接着剤を膜状に被覆し、この共押出の外面接着剤層管状樹脂をヘッド１３の先端から吐出させていくものである。２は共押出された外面接着剤層管状樹脂を通過させて冷却固化していく冷却水槽であり、凹凸外面のフォーミングチューブ３を冷却水槽１の入口側（上流側）隔壁に取付けてある。
【００１０】
図２はこのフォーミングチューブ３の一例を示し、アルミ合金製であり、チューブ外面を外周方向に所定のピッチで凹凸化し、各凸条３１及び凹条（溝部）３２に小穴３３を設けてある。この小穴３３はフォーミングチューブの厚みとほぼ同一寸法とされ、１〜２ｍｍφである。
【００１１】
図１において、４は冷却水槽を出てくる冷却された外面接着剤層管状樹脂に金属帯５をＵ字状に添えしそのＵ字状帯の巾両端縁を突合せ、その突合せ箇所をＴＩＧ溶接機等の溶接機で溶接する製管装置である。
【００１２】
本発明により複合管を製造するには、図１に示す複合管製造装置を使用し、押出機１により外面に接着剤層を有する管状樹脂を共押出し、この外面接着剤層管状樹脂をフォーミングチューブ３を経て冷却水槽２に通過させていく。この接着剤層の厚みは１０μｍ前後である。
冷却水槽２に入った外面接着剤層管状樹脂を冷却水で冷却固化し、冷却水槽２から出てくる冷却固化された外面接着剤層管状樹脂に製管装置４で金属帯５を管状に添わせその金属帯の巾両端縁を突き合わせて溶接すると共に管状金属帯内面を接着剤層に接着して複合管とし、この複合管を定尺切断していく。
【００１３】
本発明に係る複合管の製造方法においては、フォーミングチューブ３の外面を凹凸面として放熱面積を広くしてあるから、外面接着剤層管状樹脂をフォーミングチューブにフォーミングチューブの蓄熱をよく抑制しつつ接着剤の粘着性アップをよく防止して円滑に通過させ得、接着剤層外面の凹凸化を有効に防止して高度の平滑性を保証できる。
フォーミングチューブ外面を平坦とした従来製法では、長さ方向にほぼ１０ｍの間隔で計測した外径のバラツキの標準偏差が０．０１５８であるのに対し、図２において、例えば凹凸のピッチを５．４０、凹部３２の厚みを２．７０ｍｍ、凹部３２の厚みと凸部３１の厚みの比を０．５にすると、同上標準偏差を０．０１０９にでき、また、凹凸のピッチを１０．８０、凹部３２の厚みを７．１３ｍｍ、凹部３２の厚みと凸部３１の厚みの比を０．５にすると、同上標準偏差を０．０１２６にでき、本発明に係る複合管の製造方法によれば、従来法に較べ外面接着剤層管状樹脂の外面の凹凸を３〜５μｍ小さくできる。
【００１４】
この凹凸の減少値は、接着剤層の厚み１０μｍ前後に対し有意な寸法であり、接着剤層上に管状に突き合わされた金属帯の内面と接着剤層との間に隙間が生じるのをよく排除でき、その界面の接着の緊密性を高めて管性能を効果的にアップできる。
本発明により製造される複合管は、給水、給湯、空調に使用され、その口径は１０Ａ〜２０Ａである。
この口径に対するフォーミングチューブの凹凸の寸法は、ピッチ：２ｍｍ〜２０ｍｍ、ピッチに対する凹部の巾の比：０．２〜０．８、凸部と凹部との肉厚比：０．３〜０．７とすることが適切である。
【実施例１】
【００１５】
製造した複合管は、口径２０Ａの外面アルミ層・内面ポリエチレン層の複合管である。
フォーミングチューブには、図２において凹凸のピッチが５．４０ｍｍ、凹部の巾が２．７０ｍｍ、凸部と凹部との肉厚比が０．５のものを使用した。
図１に示した製造装置により複合管を製造し、アルミ帯を包囲・溶接するまえの冷却水槽から出てくる外面接着剤層管状ポリエチレンの外径をほぼ１０ｍごとの間隔で計測したところ図３の通りであり、標準偏差δを求めたところ０．０１０９であった。
製造した複合管について、８５℃及び２５℃の冷熱水を繰返し通水して５０００サイクルでも異常のないものを合格とする管性能試験を行ったところ、９５％の合格率であった。
【実施例２】
【００１６】
製造した複合管は、口径２０Ａの外面アルミ層・内面ポリエチレン層の複合管である。
フォーミングチューブには、図２において凹凸のピッチが１０．８０ｍｍ、凹部の巾が７．１３ｍｍ、凸部と凹部との肉厚比が０．５のものを使用した。
図１に示した製造装置により複合管を製造し、アルミ帯を包囲・溶接するまえの冷却水槽から出てくる外面接着剤層管状ポリエチレンの外径をほぼ１０ｍごとの間隔で計測したところ図４の通りであり、標準偏差δを求めたところ０．０１２６であった。
製造した複合管について、８５℃及び２５℃の冷熱水を繰返し通水して５０００サイクルでも異常のないものを合格とする管性能試験を行ったところ、９４％の合格率であった。
【００１７】
〔比較例〕
実施例１または２に対し、フォーミングチューブとして平坦外面のものを使用した以外
、実施例１または２に同じとした。
アルミ帯を包囲・溶接するまえの冷却水槽から出てくる外面接着剤層管状ポリエチレンの外径をほぼ１０ｍごとの間隔で計測したところ図５の通りであり、標準偏差δを求めたところ０．０１５８であった。
製造した複合管について、８５℃及び２５℃の冷熱水を繰返し通水して５０００サイクルでも異常のないものを合格とする管性能試験を行ったところ、７８％の合格率であった。
【００１８】
実施例と比較例との合格率の比較から、本発明によれば、複合管の管性能を有意に向上できることを確認できる。
各実施例及び比較例における、冷却水槽から出てくる外面接着剤層管状ポリエチレンの平均外径について、実施例１（平均外径２３．０８μｍ）、実施例２（平均外径２３．０９μｍ）の平均外径の方が比較例（平均外径２３．２０μｍ）の平均外径よりも小さい理由は、実施例の方が比較例よりもフォーミングチューブによる冷却効率が高くそれだけ冷却固化の位置がライン進行方向に対し上流側に移動して押出から冷却固化までの時間が短くされ、ポリエチレンの押出シリンダー内での圧縮履歴の粘弾性に基づく解放程度が少なくなり、それだけ小さな外径で冷却固化された結果と推定でき、かかる点からも、本発明に係る複合管の製造方法による管性能の向上がフォーミングチューブの蓄熱抑制、従ってフォーミングチューブの放熱効率のアップによることが裏付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明において使用する複合管の製造装置の一例を示す図面である。
【図２】本発明において使用するフォーミングチューブの一例を示す図面である。
【図３】実施例１における冷却水槽出口での外面接着剤層管状ポリエチレンの外径のバラツキを示す図面である。
【図４】実施例２における冷却水槽出口での外面接着剤層管状ポリエチレンの外径のバラツキを示す図面である。
【図５】比較例における冷却水槽出口での外面接着剤層管状ポリエチレンの外径のバラツキを示す図面である。
【符号の説明】
【００２０】
１        押出機
２        冷却水槽
３        フォーミングチューブ
４        製管装置
５        金属帯
【図１】
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【図２】
2006231575.tif 000004
【図３】
2006231575.tif 000005
【図４】
2006231575.tif 000006
【図５】
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