(57)【要約】【課題】中間層における発泡性樹脂を内外方向に十分に発泡させることができ、均一で、発泡倍率も高い中間発泡層を得ることができる三層発泡パイプの製造方法及び装置を提供する。【解決手段】熱可塑性の非発泡性樹脂からなる内層１２と外層１３との間に、熱可塑性の発泡性樹脂からなる中間層１４を挟んだ三層状態のパイプ１５を押出機１７の口金１６から押出成形した後、５〜１２秒の範囲内で押出成形直後の直径（口金の直径Ｄ１）に対して１．２〜１．３５倍の直径（サイジングダイ２３の直径Ｄ２）に拡径させ、次いで、パイプ１５の内周面及び外周面の直径を、サイジングダイ２３のディスク２１及び水槽２２によって製品三層発泡パイプの基準寸法に規制しながら冷却する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡性樹脂からなる中間層の内外両面に非発泡性樹脂からなる内層と外層とを有する三層発泡パイプの製造方法において、前記非発泡性樹脂の間に前記発泡性樹脂を挟んだ三層状態で押出成形したパイプを、５〜１２秒の範囲内で押出成形直後の直径に対して１．２〜１．３５倍の直径に拡径させた後、三層状態のパイプの内周面及び外周面の直径を、製品三層発泡パイプの基準寸法に規制しながら冷却することを特徴とする三層発泡パイプの製造方法。
【請求項２】
発泡性樹脂からなる中間層の内外両面に非発泡性樹脂からなる内層と外層とを有する三層状態のパイプを押出成形するための押出機と、該押出機から押し出された三層状態のパイプの内周面及び外周面の直径を製品三層発泡パイプの基準寸法に規制しながら冷却するためのサイジングダイとを備えた三層発泡パイプの製造装置であって、前記押出機の口金の直径に対して前記サイジングダイの直径を１．２〜１．３５倍に設定するとともに、押出機の口金とサイジングダイとの間隔を、前記口金から押し出された三層状態のパイプがサイジングダイに進入するまでの時間が５〜１２秒の範囲になるように設定したことを特徴とする三層発泡パイプの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三層発泡パイプの製造方法及び装置に関し、詳しくは、発泡性樹脂からなる中間層の内外両面に非発泡性樹脂からなる内層と外層とを有する三層発泡パイプを製造する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マンションやビルディングの排水管として、発泡性樹脂を用いたパイプを使用する例が近年増加しており、特に、発泡性樹脂を発泡させた発泡体からなる中間層の内外両面を非発泡性樹脂からなる内層及び外層で被覆した状態の塩化ビニル系の三層発泡パイプが多く用いられるようになってきている。
【０００３】
このような三層発泡パイプ、例えば塩化ビニル系の三層発泡パイプは、発泡剤を含有するポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）を押し出して中間層を形成するための中間層用押出機と、発泡剤を含有しないＰＶＣを押し出して内層及び外層を形成するための内外層用押出機とを組み合わせた押出機と、サイジングダイ、引取機、切断機等とを備えた製造装置によって製造されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図３は、従来の三層発泡パイプ製造装置における押出機とサイジングダイとを示す要部の断面図、図４は、従来の製造装置で製造した三層発泡パイプの一例を示す要部の断面図である。図３において、押出機５１は、非発泡性樹脂からなる内層５２と外層５３との間に発泡性樹脂からなる中間層５４を挟んだ三層状態のパイプ５５を押出成形するための口金５６を有しており、サイジングダイ５７は、前記押出機５１から押し出された前記パイプ５５の外径を製品三層発泡パイプの基準寸法に規制しながら冷却するための水槽５８を有している。前記口金５６から押し出された三層状態のパイプ５５は、該口金５６から押し出された直後にサイジングダイ５７に進入し、外径寸法を規制されながら冷却水５９によって冷却された後、図示しない引取機に引き取られて所定寸法に切断されることにより、製品三層発泡パイプとなる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２４０１２４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法では、口金５６の直径Ｄａとサイジングダイ５７の直径Ｄｂとが同径となっており、口金５６とサイジングダイ５７との間隔Ｌｃが５０ｍｍ程度となっているため、口金５６から押し出された三層状態のパイプ５５は、押し出された直後に、例えば数秒程度でサイジングダイ５７に進入し、冷却水によって外周側から急冷される状態となる。このとき、三層状態のパイプ５５における中間層５５の発泡性樹脂が発泡して内側及び外側に膨らもうとするが、引取機の引っ張りにより引き伸ばされながら急冷されるため、中間層５４の外側に膨らもうとする力が、サイジングダイ５７によって規制されるとともに、この部分が水槽５８と接触して急冷されることになるので、図４に示すように、中間層５４における外層５３側の発泡性樹脂の発泡が内層５２側に比べて不十分となり、中間層５４の発泡状態が内外方向で不均一になるとともに、中間層全体としての平均発泡倍率が低下してしまうことになる。
【０００７】
そこで本発明は、中間層における発泡性樹脂を内外方向に十分に発泡させることができ、均一で、発泡倍率も高い中間発泡層を得ることができる三層発泡パイプの製造方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の三層発泡パイプの製造方法は、発泡性樹脂からなる中間層の内外両面に非発泡性樹脂からなる内層と外層とを有する三層発泡パイプの製造方法において、前記非発泡性樹脂の間に前記発泡性樹脂を挟んだ三層状態で押出成形したパイプを、５〜１２秒の範囲内で押出成形直後の直径に対して１．２〜１．３５倍の直径に拡径させた後、三層状態のパイプの内周面及び外周面の直径を、製品三層発泡パイプの基準寸法に規制しながら冷却することを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の三層発泡パイプの製造装置は、発泡性樹脂からなる中間層の内外両面に非発泡性樹脂からなる内層と外層とを有する三層状態のパイプを押出成形するための押出機と、該押出機から押し出された三層状態のパイプの内周面及び外周面の直径を製品三層発泡パイプの基準寸法に規制しながら冷却するためのサイジングダイとを備えた三層発泡パイプの製造装置であって、前記押出機の口金の直径に対して前記サイジングダイの直径を１．２〜１．３５倍に設定するとともに、押出機の口金とサイジングダイとの間隔を、前記口金から押し出された三層状態のパイプがサイジングダイに進入するまでの時間が５〜１２秒の範囲になるように設定したことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明を適用した三層発泡パイプ製造装置の一形態例を示す要部の断面図、図２は、この三層発泡パイプ製造装置で製造した三層発泡パイプの一例を示す要部の断面図である。
【００１１】
三層発泡パイプ製造装置１１は、熱可塑性の非発泡性樹脂からなる内層１２と外層１３との間に、熱可塑性の発泡性樹脂からなる中間層１４を挟んだ三層状態のパイプ１５を押出成形するための口金１６を設けた押出機１７と、該押出機１７から押し出された三層状態のパイプ１５の内周面の直径を製品三層発泡パイプ１８の基準寸法に規制するためのディスク２１及び前記パイプ１５の外周面の直径を製品三層発泡パイプ１８の基準寸法に規制しながら冷却するための水槽２２を有するサイジングダイ２３と、製品三層発泡パイプ１８を引き取る引取機及び所定長さに切断するための切断機等とを備えている。なお、サイジングダイ２３の後方に設けられる引取機や切断機は、従来と同様のものをそのまま用いることができるので、その詳細な説明及び図示は省略する。
【００１２】
前記押出機１７と前記サイジングダイ２３との関係は、押出機１７の口金１６の直径Ｄ１に対してサイジングダイ２３の直径Ｄ２を１．２〜１．３５倍に設定するとともに、口金１６とサイジングダイ２３との間隔Ｌを、口金１６から押し出された三層状態のパイプ１５がサイジングダイ２３に進入するまでの時間が５〜１２秒の範囲になるように設定している。例えば、口金１６の直径Ｄ１が１００ｍｍの場合は、サイジングダイ２３の直径Ｄ２を１２０〜１３５ｍｍの範囲に設定し、口金１６からのパイプ１５の押出速度が毎秒２０ｍｍの場合は、口金１６とサイジングダイ２３との間隔Ｌを１００〜２４０ｍｍの範囲に設定すればよい。
【００１３】
この直径Ｄ１と直径Ｄ２との比率（Ｄ２／Ｄ１）及び間隔Ｌは、相互に関連するものであって、製造する三層発泡パイプ１８の口径、厚み、材質によって異なり、比率（Ｄ２／Ｄ１）が１．２倍未満のときや、間隔Ｌが狭くて押出後に５秒未満でサイジングダイ２３に進入するときには、中間層１４の発泡が不十分となり、均一な発泡状態を得られなくなる。また、前記比率（Ｄ２／Ｄ１）が１．３５倍を超えるとパイプ１５の変形量が大きくなりすぎて所定の寸法精度が得られなくなり、間隔Ｌが広くて押出後にサイジングダイ２３に進入するまでに１２秒を超える場合も、サイジングダイ２３に進入する前の未固化のパイプ１５が変形して所定の寸法精度が得られなくなる。
【００１４】
ここで、外径基準寸法が１１４ｍｍである呼び径１００の三層発泡パイプを製造するときには、サイジングダイ２３の直径Ｄ２が１１４ｍｍであるから、逆算すると前記口金１６の直径Ｄ１は、８４．４〜９５．０ｍｍの範囲となる。したがって、呼び径１００の三層発泡パイプを製造するときの口金１６には、直径Ｄ１が８９ｍｍである呼び径７５のパイプを押出成形するための口金をそのまま用いることができる。そして、呼び径７５のパイプの押出速度が、例えば毎分１４００ｍｍのときには、口金１６とサイジングダイ２３との間隔Ｌを２００ｍｍ程度に設定することにより、押出後にサイジングダイ２３に進入するまでの時間を約９秒に設定することができる。同様にして、呼び径１２５の三層発泡パイプを製造するときには、呼び径１００に使用する口金を用いることにより、専用の口金を別途製造せずに実施することができる。
【００１５】
また、前記ディスク２１を、前記押出機１７のコア１９の中心に突設したねじ棒２４に位置調整可能かつ着脱交換可能に設けておくことにより、サイジングダイ２３の直径に対応した直径のディスクを、サイジングダイ２３に対応した位置に容易に設置することができる。なお、内周面側の規制は、ディスク２１に限らず、冷却手段を備えたコア等を使用することも可能である。
【００１６】
このように形成した三層発泡パイプ製造装置１１を用いることにより、非発泡性樹脂からなる内層１２と外層１３との間に発泡性樹脂からなる中間層１４を挟んだ三層状態で口金１６から押し出したパイプ１５を、５〜１２秒の範囲内で押出成形直後の直径Ｄ１に対して１．２〜１．３５倍の直径Ｄ２に拡径させた後、該パイプ１５の内周面の直径を前記ディスク２１により、パイプ１５の外周面の直径を前記水槽２２により、それぞれ製品三層発泡パイプ１８の基準寸法に規制しながら冷却することができる。
【００１７】
このようにして三層発泡パイプ１８を製造することにより、口金１６から押し出されたパイプ１５における中間層１４の発泡性樹脂をパイプ内外方向にある程度自由に発泡させることができる。これにより、図２に示すように、中間層１４の全体を十分かつ均一に発泡させることができ、中間層全体としての発泡倍率も向上させることができる。
【００１８】
本発明で内層１２及び外層１３に使用する非発泡性樹脂、中間層１４に使用する発泡性樹脂の主体となる熱可塑性樹脂には、例えば塩化ビニル系の三層発泡パイプの場合は、塩化ビニルの単独重合体、塩化ビニルとこれ以外の重合性単量体との共重合体、塩化ビニル系樹脂以外の重合体に塩化ビニル単量体をグラフト重合させた共重合体、塩素化塩化ビニル樹脂等の塩化ビニル系樹脂を使用することができる。他に、低密度、中密度、高密度の各ポリエチレン、ポリプロピレンエチレンとこれ以外の重合性単量体との共重合体等のオレフィン系樹脂、これらの樹脂の混合物等を使用することができる。
【００１９】
発泡性樹脂に使用される発泡剤には、有機系発泡剤及び無機系発泡剤のいずれか一方又は双方を使用することができる。有機系発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、アゾビスホルムアミド、アゾジカルボン酸バリウム、ベンゼンスルホニルヒドラジド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレン等を挙げることができ、無機系発泡剤としては、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、炭酸アンモニウム等を挙げることができる。さらに、各樹脂には、必要に応じて、熱安定剤、加工助剤、滑剤、衝撃改質剤、充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、顔料等を適宜添加することができる。
【００２０】
また、中間層１４に硬質塩化ビニル系樹脂を使用する際には、リサイクル塩化ビニル系樹脂を最大５０％程度まで混合することが好ましく、これによって三層発泡パイプの製造コストの低減と、廃棄物の有効利用とが図れる。なお、５０％を超えてリサイクル塩化ビニル系樹脂を混合すると、生産性が安定せず、品質が不均一となるため好ましくない。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間層における発泡性樹脂を内外方向に十分に発泡させることができ、均一で、発泡倍率も高い中間発泡層を有する三層発泡パイプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した三層発泡パイプ製造装置の一形態例を示す要部の断面図である。
【図２】図１に示した三層発泡パイプ製造装置で製造した三層発泡パイプの一例を示す要部の断面図である。
【図３】従来の三層発泡パイプ製造装置における要部の断面図である。
【図４】従来の製造装置で製造した三層発泡パイプの一例を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
１１…三層発泡パイプ製造装置、１２…内層、１３…外層、１４…中間層、１５…パイプ、１６…口金、１７…押出機、１８…三層発泡パイプ、１９…コア、２１…ディスク、２２…水槽、２３…サイジングダイ、２４…ねじ棒、Ｄ１…口金１６の直径、Ｄ２…サイジングダイ２３の直径、Ｌ…口金１６とサイジングダイ２３との間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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