(57)【要約】【課題】  管内面の樹脂垂れや断面の偏平変形を生ずることなく均一な強度を備えたポリエチレン管を製造する大口径厚肉ポリエチレン管の製造方法を提供する。【解決手段】  成形固化されたポリエチレン管Ｐ1 の外側表面を予め加熱溶融し、該加熱溶融した外側表面に押出機３の吐出口金１０から溶融ポリエチレンを環状に溶融押出して被覆し、融着一体化することにより厚肉のポリエチレン管Ｐを成形する。ポリエチレン管Ｐ1 の溶融面と吐出した溶融ポリエチレンとが密着する前の空間に真空を負荷すると一層好適である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形固化されたポリエチレン管の表面を予め加熱溶融し、該加熱溶融した表面に押出機の吐出口から環状に吐出した溶融ポリエチレンを被覆し、前記ポリエチレン管と環状の溶融ポリエチレン層とを融着一体化して厚肉のポリエチレン管にする大口径厚肉ポリエチレン管の製造方法。
【請求項２】
前記ポリエチレン管の溶融面と前記吐出口から吐出した溶融ポリエチレンとが密着する前の空間部に真空を負荷する請求項１に記載の大口径厚肉ポリエチレン管の製造方法。
【請求項３】
前記融着一体化した厚肉ポリエチレン管の口径ｄが７００ｍｍ以上で、該口径ｄと肉厚ｔとの比ｄ／ｔが３３以下である請求項１又は２に記載の大口径厚肉ポリエチレン管の製造方法。
【請求項４】
融着一体化する前の前記ポリエチレン管及び前記吐出口から吐出した溶融ポリエチレンのそれぞれの肉厚ｔを、それぞれの口径ｄに対する比ｄ／ｔで３３よりも大に設定する請求項１，２又は３に記載の大口径厚肉ポリエチレン管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は大口径厚肉ポリエチレン管の製造方法に関し、さらに詳しくは、管内の樹脂垂れや偏平変形を生ずることなく均一な強度を有するポリエチレン管を製造する大口径厚肉ポリエチレン管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン管の用途は、近年では口径７００ｍｍ以上の大口径管を使用する分野にまで展開している。このような大口径管の用途のうち、排水管などの無圧管に適用する場合は、肉厚が薄くても強度上に特に問題は発生しない。しかし、深層水取水管などのように、高い内外圧が負荷する管の場合には、その高い圧力に十分に耐える強度を保障するような肉厚を備えていなければならない。例えば、口径２０００ｍｍの深層水取水管に必要される肉厚は、取水管に発生する負圧力を考慮すると１１５ｍｍである。
【０００３】
しかし、肉厚が大きくなると、吐出口から溶融押出したポリエチレン管が冷却固化するまで時間がかかるため、管内に樹脂垂れが生じたり、自重により管が偏平に変形したりする。このような変形障害を発生しないようにポリエチレン管を押出成形するためには、管の口径（外径）ｄと肉厚ｔとの比ｄ／ｔが３３以下であっては無理であり、３３を超えるように薄肉の肉厚ｔに設定しなければならないとされている。
【０００４】
このように樹脂垂れや断面変形が生じないように厚肉のポリエチレン管を成形する手段として、スパイラル製管方式と呼ばれるものがある。この方式は、溶融ポリエチレンを細幅の帯状シートとして溶融吐出し、この帯状シートをマンドレルの表面にスパイラルに巻き付けて管状体を形成した後、さらにその管状体の外側に同じくスパイラルに巻き重ね、外側の帯状シートの溶融ポリエチレンが冷却する際の収縮力により内層に圧着させるというものである。
【０００５】
しかし、このスパイラル製管方式で得られた厚肉ポリエチレン管は、内層と外層との樹脂融着界面に多数のボイドが発生するため接合力が不安定になり、かつ軸方向の引張強度や曲げ強度が不均一になるという欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来の問題を解消し、管内面の樹脂垂れや断面形状の偏平変形を起こすことなく均一な強度を備えたポリエチレン管を製造する大口径厚肉ポリエチレン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】
上記目的を達成する本発明の大口径厚肉ポリエチレン管の製造方法は、成形固化されたポリエチレン管の表面を予め加熱溶融し、該加熱溶融した表面に押出機の吐出口から環状に吐出した溶融ポリエチレンを被覆し、前記ポリエチレン管と環状の溶融ポリエチレン層とを融着一体化して厚肉のポリエチレン管にすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大口径厚肉ポリエチレン管を複数のポリエチレン層から積層された構成にしたため、各ポリエチレン層を薄肉化することができ、その薄肉化により、ポリエチレン層が冷却固化する際の樹脂垂れや、断面形状の偏平化を招くことが防止できる。さらに複数のポリエチレン層を一体化するとき、内側のポリエチレン管の表面を加熱溶融させ、その溶融面に溶融ポリエチレンを被覆するため、両者の樹脂界面が融合して強固に融着一体化することができる。そのため軸方向の強度や曲げ強度が均一化し、信頼性の高い大口径厚肉ポリエチレン管を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の大口径厚肉ポリエチレン管の製造方法を実施する装置を示す。
【００１０】
図１において、前工程で薄肉に成形された大口径のポリエチレン管Ｐ1 が、クレーン（図示せず）により図１の左端のパイプ引取機１に搬送される。そのポリエチレン管Ｐ1 の先端を、既にパイプ引取機１に引き取られつつあるポリエチレン管Ｐ1 の後端に差込み治具を用いて連結する。１本当たりのポリエチレン管Ｐ1 の長さとしては、５〜２０ｍ程度のものが使用される。
【００１１】
次いで、このように連続化されたポリエチレン管Ｐ1 は加熱機２に送られ、この加熱機２において加熱処理され、外表面を溶融状態にされる。加熱機２に設ける加熱手段としては、ポリエチレン管の外表面を溶融するものであれば特に限定されない。例えば、ガスバーナ、電熱ヒータなどを使用することができる。
【００１２】
外表面が溶融状態にされたポリエチレン管Ｐ1 は、次いで被覆部４に搬送される。この被覆部４には押出機３が連結され、この押出機３から溶融ポリエチレンが連続供給されるようになっている。この被覆部４において、表面が溶融されたポリエチレン管Ｐ1 は、詳細を図２を以って後述するように、外周面に薄肉の溶融ポリエチレン層を被覆される。
【００１３】
溶融ポリエチレン層が被覆されて多層化されたポリエチレン管Ｐ2 は、次いで冷却槽５に搬送され、ここで表層の溶融ポリエチレンを冷却固化される。冷却槽５の冷却手段は特に限定されないが、例えば水シャワー等が使用される。
【００１４】
次いで、冷却固化された多層化ポリエチレン管Ｐ2 は切断機６に搬送され、ここで上記工程開始時にバット溶着された箇所を再び分離され、５〜２０ｍ程度の長さの大口径厚肉ポリエチレン管Ｐになる。その切断分離された大口径厚肉ポリエチレン管Ｐは、多数のコロ７ａが並べられた受台７に搬出される。
【００１５】
受台７の大口径厚肉ポリエチレン管Ｐは、目的の設計値の肉厚に達したものあれば、ここで工程が完了し、クレーン（図示せず）などにより搬出される。しかし、さらに大きな厚肉に設定したポリエチレン管Ｐの場合には、再度最初のパイプ引取機１へ循環させるように搬送し、以後３層目のポリエチレン層の被覆処理をする。このように循環繰返す回数は、肉厚の設計値に応じて設定すればよい。
【００１６】
上述した押出機３の吐出部に連結される被覆部４の詳細を図２に示す。
【００１７】
被覆部４の中心部にポリエチレン管Ｐ1 が通過する断面円形の貫通路８が設けられ、その貫通路８を囲むように樹脂供給路９が内設されている。この樹脂供給路９には押出機３の吐出部が連結され、溶融ポリエチレンが流入するようになっている。樹脂供給路９は吐出口１０に連通し、その吐出口１０は貫通路８の出口側の周囲を囲むように環状に形成されている。
【００１８】
前工程の加熱機２で外表面が溶融状態にされたポリエチレン管Ｐ1 が被覆部４の貫通路８を通過すると、その外周に吐出口１０から吐出する薄肉環状の溶融ポリエチレンが被覆する。ポリエチレン管Ｐ1 の溶融面と溶融ポリエチレンとは、互いに融合することにより強固に融着一体化する。また、均一に融着するため接合力も均一になり、軸方向の引張り強度や曲げ強度も全体に均一になる。
【００１９】
このような融着一体化の効果は、ポリエチレン管及び吐出口から吐出する環状の溶融ポリエチレン層のそれぞれの肉厚ｔを、ポリエチレン管の口径ｄおよび環状の溶融ポリエチレン層の外径ｄに対するそれぞれの比ｄ／ｔで３３よりも大になるように設定することにより一層向上することができる。また、樹脂の垂れや断面形状の偏平化を確実に防止することができる。
【００２０】
図２に示す被覆部４では、真空ポンプ１１に連結された連通管１２が吐出口１０側まで延長して開口１２ａを有してい。このように真空源に連通する開口１２ａを吐出口１０側に設けたことにより、ポリエチレン管Ｐ1 の溶融面と吐出口１０から吐出した環状の溶融ポリエチレン層とで囲まれた空間が真空状態になり、この真空による吸引力により溶融ポリエチレン層の垂れを抑制し、ポリエチレン管Ｐ1 の溶融面に対する密着を一層促進することができる。
【００２１】
上述のように本発明によれば、大口径厚肉ポリエチレン管を複数のポリエチレン層から積層された構成にしたため、各ポリエチレン層を薄肉化することができ、その薄肉化により、ポリエチレン層が冷却固化する際の樹脂垂れや、断面形状の偏平化を招くことが防止できる。さらに複数のポリエチレン層を一体化するとき、内側のポリエチレン管の表面を加熱溶融させ、その溶融面に溶融ポリエチレンを被覆するため、両者の樹脂界面が融合して強固に融着一体化することができる。そのため軸方向の強度や曲げ強度が均一化し、信頼性の高い大口径厚肉ポリエチレン管を得ることができる。
【００２２】
上述した本発明により製造されるポリエチレン管は、口径ｄ（外径）が７００ｍｍ以上、より好ましくは１０００ｍｍ以上であり、かつ該口径ｄと肉厚ｔとの比ｄ／ｔが３３以下である大口径厚肉のポリエチレン管に好ましく適用することができる。また、口径ｄの上限としては特に限定するものではなく、３０００〜４０００ｍｍの大口径であっても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の大口径厚肉ポリエチレン管の製造方法を実施する装置を示す説明図である。
【図２】図１の装置における被覆部を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    パイプ引取機
２    加熱機
３    押出機
４    被覆部
５    冷却槽
８    貫通路
９    樹脂供給路
１０    吐出口
１１    真空ポンプ
１２    連通管
１２ａ  開口
Ｐ1   ポリエチレン管
Ｐ2   溶融ポリエチレンが被覆されたポリエチレン管
Ｐ    大口径厚肉ポリエチレン管
【図１】
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【図２】
2005153412.tif 000004