(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン管を加熱し、温度上昇に伴って引張応力が急激に減少する１００〜１３０℃まで昇温させたのち縮径加工し、ついで縮径形状を保ちながら形状回復温度以下まで冷却するインサーションパイプの製造方法において、縮径加工に先立つポリエチレン管の加熱工程を、ポリエチレン管を８０〜９８℃まで予備加熱する工程と、予備加熱後、加熱手段により少なくとも表面の温度が１００〜１３０℃となるように加熱する工程より構成することを特徴とするインサーションパイプの製造方法。
【請求項２】
ポリエチレン管を８０〜９８℃まで予備加熱する第１の加熱装置と、予備加熱後のポリエチレン管を少なくとも表面の温度が１００〜１３０℃に達するまで加熱する第２の加熱装置と、昇温したポリエチレン管を押し潰して縮径加工する装置と、縮径したポリエチレン管を形状回復温度以下まで冷却する冷却装置からなることを特徴とする請求項１記載のインサーションパイプの製造方法を実施する装置。
【請求項３】
ポリエチレン管の加熱は、押出しダイスから押出して形状記憶のため一旦冷却固化したのちのポリエチレン管に対して行われる請求項１記載のインサーションパイプの製造方法。
【請求項４】
押出しダイスから押出したポリエチレン管は、６０℃以下に冷却される請求項３記載のインサーションパイプの製造方法。
【請求項５】
ポリエチレン管の予備加熱は湯又はスチームを用いて行われる請求項１、３又は４のいづれかの請求項に記載のインサーションパイプの製造方法。
【請求項６】
押出しダイスから押出した円形断面のポリエチレン管を一旦冷却固化し、ついで温度上昇に伴って引張り応力が急激に減少する１００〜１３０℃まで再加熱したのち縮径する架橋ポリエチレン管の縮径加工方法において、縮径加工のためポリエチレン管を加熱する工程を湯又はスチームによりポリエチレン管を８０〜１００℃まで昇温させて架橋を起こさせる第１の加熱工程と、温度上昇に伴なって引張応力が急激に減少する１００〜１３０℃まで昇温させる第２の加熱工程より構成することを特徴とするインサーションパイプの製造方法。
【請求項７】
押出しダイスから押出した円形断面のポリエチレン管を一旦冷却固化し、ついで温度上昇に伴って引張り応力が急激に減少する１００〜１３０℃まで再加熱したのち縮径する架橋ポリエチレン管の縮径加工方法において、押出しダイスから押出した円形断面のポリエチレン管の冷却温度を６０℃以下とする請求項６記載のインサーションパイプの製造方法。
【請求項８】
縮径加工に先立って行われるポリエチレン管の加熱には、熱風型乾燥機が使用され、加熱時にはポリエチレン管に熱風が直接当たらないようにフードが被せられる請求項１、３又は７のいづれかの請求項に記載のインサーションパイプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、既設管を改修のため管内にポリエチレン管を挿入するインサーション工法において使用されるインサーションパイプの製造方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
インサーション工法は、プラスチック管を加熱して軟化させた状態で、ローラ等により押し潰して縮径し、形状回復温度以下の温度で既設管内に挿入したのち形状回復温度以上に加熱して形状復元させる方法で、特開平７−７７２９１号には、架橋ポリエチレン管を温度上昇に伴って引張応力が急激に減少する疑似融点近傍で縮径加工したのち、昇温に伴って樹脂材料が形状回復する形状回復温度未満まで冷却する方法が開示されている。
【０００３】
また特開平４−２９８３４号には、押出しダイスから円形断面のプラスチック管を押出して、これを形状記憶のため一旦冷却固化し、ついで再加熱して軟化させた状態で縮径加工することによりインサーションパイプを１ラインで製造する方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
インサーションパイプは上述するように、縮径加工に先立ってプラスチック管を加熱して軟化させており、加熱は通常、高温のエアやスチームを用いてプラスチック管を外部から加熱し、温度上昇に伴って引張応力が急激に低下する疑似融点近傍まで昇温させているが、昇温が高過ぎたり、或いはまた常温のプラスチック管を疑似融点近傍まで一気に昇温させようとすると、管外層部が溶融し易くなる不具合を生ずる。
【０００５】
本発明の第１の目的は、上記の不具合を生ずることのないインサーションパイプの製造方法及び装置を提供しようとするものである。
インサーションパイプはまた、縮径した形状での形状記憶性がなく、縮径後、円形断面への復元性のよいものが望まれる。この点、架橋ポリエチレン管は、復元性がよく、保形性にも優れているうえクリープ変形が少ない利点があるが、押出しダイスから押出したパイプを一旦冷却固化したのち再加熱して縮径加工することによりインサーションパイプを１ラインで製造する方法には採用されていない。この理由は、架橋を樹脂が疑似融点付近に達して軟化する温度まで加熱した状態で行うと、加工前の形状記憶が失われ、円形断面に復元できなくなる不具合を生ずることにある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、押出しダイスから押出したパイプを一旦冷却固化したのち再加熱して縮径加工する方法において、縮径後、形状回復温度以上に加熱したときの復元性のよいインサーションパイプを得るための製造方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
第１の目的を達成するため本発明者らは、ポリエチレン管（ここでポリエチレン管とは、架橋度６５％以上のポリエチレン管を含むものとする、以下のポリエチレン管についても同様である）を外層部を溶融しないで軟化させることのできる温度を求めて種々実験を行った結果、例えば中密度ポリエチレン管では１００〜１２５℃、架橋ポリエチレン管では１００〜１３０℃の範囲が適当で、これ以上の温度では外層部の溶融が見られた。
【０００８】
第１の発明は、ポリエチレン管を二段階に分けて昇温させるものである。すなわちポリエチレン管外層部が溶融することのない温度まで肉厚方向にむらなく昇温させる予備加熱段階と、予備加熱後１００〜１３０℃（以下、この温度を擬似融点近傍という）まで昇温させる段階とからなるものである。
【０００９】
すなわち第１の発明は、ポリエチレン管を加熱し、温度上昇に伴って引張応力が急激に減少する疑似融点近傍まで昇温させたのち縮径加工し、ついで縮径形状を保ちながら形状回復温度以下まで冷却するインサーションパイプの製造方法において、縮径加工に先立つポリエチレン管の加熱工程を、ポリエチレン管を８０〜９８℃まで予備加熱する工程と、予備加熱後、加熱手段により少なくとも表面の温度が１００〜１３０℃となるように加熱する工程より構成することを特徴とし、本方法を実施するための装置は、ポリエチレン管を８０〜９８℃まで予備加熱する第１の加熱装置と、予備加熱後のポリエチレン管を少なくとも表面の温度が１００〜１３０℃に達するまで加熱する第２の加熱装置と、昇温したポリエチレン管を押し潰して縮径加工する装置と、縮径したポリエチレン管を形状回復温度以下まで冷却する冷却装置からなることを特徴とする。
【００１０】
ポリエチレン管を８０〜９８℃まで予備加熱する方法としては、湯に浸漬するか又はスチームにて昇温させるのが望ましい。肉厚方向にむらなく容易に昇温させることができ、また湯に浸漬させる場合、１００℃を越えて加熱されることがなくなるからである。また、架橋剤を含むポリエチレン管では、この工程によって架橋を起こさせることができる。
【００１１】
本方法及び装置は、常温まで冷却されたポリエチレン管を使用してもよいし、押出しダイスから押出して形状記憶のため一旦冷却固化したライン上のポリエチレン管に適用してもよい。この場合、冷却温度は後述する理由により６０℃以下が望ましい。冷却温度が６０℃を越える場合、縮径加工したポリエチレン管を加熱して円形断面に復元させるときの復元性が悪くなる。
【００１２】
第２の目的を達成するため本発明者らが行った実験によると、樹脂の架橋は８０〜１００℃が適当であることが判明した。
【００１３】
したがって第２の目的を達成するための第３の発明は、押出しダイスから押出した円形断面のポリエチレンパイプを一旦冷却固化し、ついで温度上昇に伴って引張り応力が急激に減少する疑似融点近傍まで再加熱したのち縮径する架橋ポリエチレン管の縮径加工方法において、縮径加工のためポリエチレン管を加熱する工程を湯又はスチームによりポリエチレン管を８０〜１００℃まで昇温させて架橋を起こさせる第１の加熱工程と、温度上昇に伴って引張応力が急激に減少する疑似融点近傍まで昇温させる第２工程より構成することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、上記温度範囲で架橋した後のポリエチレン管は、その後更に疑似融点近傍まで昇温させてから縮径加工しても縮径形状が記憶されることはなく、円形断面への復元性がよいうえ、ポリエチレン管を二段階で加熱することによって上述するように、管外層部の溶融を防ぐこともできる。
本発明者らはまた、押出しダイスから押出したポリエチレン管の冷却温度は６０℃を越えると復元性が悪くなり、復元性を向上させるには６０℃以下に冷却することが必要であることを見出した。
【００１５】
したがって第４の発明は、押出しダイスから押出した円形断面のポリエチレンパイプを一旦冷却固化し、ついで温度上昇に伴って引張り応力が急激に減少する疑似融点近傍まで再加熱したのち縮径する架橋ポリエチレン管の縮径加工方法において、押出しダイスから押出した円形断面のポリエチレン管の冷却温度を６０℃以下とすることを特徴とする。
【００１６】
上記各発明において、縮径加工に先立って疑似融点近傍に達するまで行われるポリエチレン管の加熱は、例えば熱風型乾燥機を用いて行われる。この場合、ポリエチレン管に直接熱風が当たることがないように、ポリエチレン管にはフードを被せてポリエチレン管が極力均一に加熱されるようにするのが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、インサーションパイプの製造装置を示すもので、押出しダイス１と、押出ダイス１から押出した円形断面のポリエチレン管２を形状記憶させるため一旦冷却する冷却装置３と、熱湯を満たし、冷却装置３により冷却されたポリエチレン管２を予備加熱する第１の加熱装置４と、図示省略したヒータとファンよりなり、加熱装置４で予備加熱されたポリエチレン管２を加熱する第２の加熱装置としての熱風型乾燥機５と、ローラ等からなり、昇温したポリエチレン管２を縮径加工する縮径装置６と、縮径後のポリエチレン管２を冷却し、縮径状態で形状安定させる冷却装置７と、縮径されたポリエチレン管２を巻取る巻取り装置８とからなり、熱風によるポリエチレン管２の加熱時には熱風がポリエチレン管に直接当たって局部加熱されることなく均一に加熱されるようにポリエチレン管にはフードが被せられる。
【００１８】
実施例図１に示す装置を用い、押出しダイス１から押出した架橋剤を含むポリエチレン管２を冷却装置３にて６０℃以下に冷却し、ついで第１の加熱装置４（湯温９８℃）に３分間通して８０〜９８℃に昇温させ、架橋させたのち、熱風型乾燥機５に送り、１００〜１３０℃に加熱した。その後縮径装置６で円形断面のポリエチレン２を図２に示すように押し潰して縮径させたのち、冷却装置７で常温にまで冷却し、形状を保持させ縮径状態で巻取り装置８に巻取った。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成され、次のような効果を奏する。
請求項１及び２記載の製造方法及び装置によれば、予備加熱により中間温度まで一旦加熱されたのち、疑似融点近傍まで加熱され、昇温が二段階で行われるため、二段階目の加熱では加熱量が少なく、一気に疑似融点近傍まで加熱するのと比べ、ポリエチレン管外層部が溶融しにくい。
【００２０】
請求項３記載の製造方法によれば、インサーションパイプを１ラインで製造することができ、生産性が向上する。
請求項４記載の製造方法によれば、パイプ形状で完全に形状記憶を行うことが可能となり、縮径加工したポリエチレン管を円形断面に復元させるときの復元性がよくなる。
【００２１】
請求項５記載の製造方法によれば、肉厚方向にむらなく容易に昇温させることができる。
請求項６記載の製造方法によれば、架橋を８０〜１００℃で行うことにより加工前の形状記憶が失われることなく、復元性のよいインサーションパイプを製造することができる共に、二段階加熱することにより加熱時の管外層部の溶融を防ぐことができる。
【００２２】
請求項７記載の製造方法によれば、インサーションパイプを１ラインで製造することができるうえ、縮径加工したポリエチレン管を円形断面に復元させるときの復元性がよくなる。
【００２３】
請求項８記載の製造方法のように、ポリエチレン管の加熱に熱風型乾燥機を用いる場合、ポリエチレン管にフードを被せて熱風を吹き付けるようにすれば、ポリエチレン管を比較的均一に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる製造装置の概略図。
【図２】縮径加工されたパイプの断面図。
【符号の説明】
１・・押出しダイス
２・・プラスチック管
３、７・・冷却装置
４・・第１の加熱装置
５・・熱風型乾燥機
６・・縮径装置
８・・巻取装置
【図１】
0003908328.tif 000002
【図２】
0003908328.tif 000003