(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動状態の熱可塑性樹脂材料をダイスのリング状吐出口を介して管状に吐出させるに際し、リング状吐出口を、周方向に等間隔で、等長の２以上の部分について、周方向に所定角度４５〜９０度で交互に偏角して断続的に閉じることにより、
周方向に２以上の細長いスリットを等間隔で等長に形成し、かつそれらのスリットを、軸方向に等間隔に、周方向に所定角度で交互に偏角して、形成した多孔管を得ることを特徴とする多孔管の製造方法。
【請求項２】
リング状吐出口の２以上の部分を周方向に９０度で交互に偏角して断続的に閉じるに際して、
ダイスに付設したアウトリップによりリング状吐出口全体を開閉し、かつ閉塞時には、アウトリップにその周方向に等間隔に設けた４つのツメを、対向するツメを同時にして交互に開放する請求項１に記載の多孔管の製造方法。
【請求項３】
熱可塑性樹脂が、６０００kg・f/cm2以上の初期弾性率を有する請求項１又は２に記載の多孔管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多孔管の製造方法に関し、更に詳しくは、土木・道路施工工事用のフレキシブル排水管（管状体排水材）などとして好適に用いられる多孔管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、フレキシブルな排水管として、金属等のコイル・スパイラル形状の有孔管・網状管・コルゲート有孔管などの管状体があり、現在でも、一般的な排水管として利用されている。
しかし、管状体がコイル形状の場合は、構造上、管軸に対して平行方向に働く剪断力への応力が低く、また円周方向に働くねじり方向の応力も低い。これらの応力を高めた管状体を得るためには、金属等のかなり剛性（初期弾性率）の高い材料を使用する必要がある。そのような理由から、金属等の材料を使用したコイル状の管状体は高強度ではあるが重量があるため、長尺の排水管として使用することが難しく、施工時の労力が大きくなる。また排水管としても高価であり、施工の工数も増えるため、トータルとしての施工期間・費用は高くなる。
【０００３】
また、従来のスパイラル有孔管については、管形状、特にプロファイル断面形状または使用材料で、フレキシブル性を持たせているため、金属等のコイル同様に管軸に対して平行方向に働く剪断力への応力が低く、また円周上に働くねじり方向の応力も低い。また、使用材料に高い剛性を持たせ、管状体の構造として円周上に細長く孔を切って、フレキシブル性を向上させようとすると、軸方向への応力もしくは円周上に働くねじり方向の応力が大きくなり、管自体がらせん状にちぎられやすくなる。
網状管については、溶着接点を持つ場合は、使用材料でフレキシブル性を持たせているため、管自体の強度を上げることが難しくなる。溶着接点を持たない場合には、パイプの構造上、パイプ断面を圧縮する方向の強度を上げることが難しくなり、また管軸方向の伸縮が大きいので、埋設施工中に位置決めすることが難しくなる等の問題が発生する。
【０００４】
更に、コルゲート有孔管については、顧客が要求する管状体を得るために、管円周上にかかる扁平強度を上げ、さらに施工性を上げるためのフレキシブル性を調整・変更するためには、設備金型を用意する時間及び費用が大変大きいことなどに欠点があり、とくに短納期での供給体制を作ることが難しいところに問題があった。
【０００５】
排水管についてのこれらの問題点を考慮すると、管状体自体を射出成型の方法により製造することが考えられるが、金型の構造が複雑になるため、金型製作期間が長く、高価なものとなる。また、目標強度の変更に伴い製品形状を変更する場合は、金型を変更もしくは新規作成する必要があり、同様の製作期間・設備費用が必要となる。さらに、射出成型品の欠点として長尺の成型品を得ることが難しく、成形後の組立や後加工によるジョイント作業等に大変手間がかかり、製品の納入期間・コストが大きくなる。長尺製品の供給が困難になると、施工現場でのジョイント工数もかかり、施工時間の増加も大きな欠点になる。
【０００６】
以上要するに、土木・ 道路施工工事を行う際に、排水管として必要な、管円周上にかかる扁平強度と、さらに施工性を上げるためのフレキシブル性とを持つ、従来にない新規な構造の多孔管を短納期に大量長尺ものとして顧客の各要求に対応可能に供給する必要があるわけである。
【０００７】
すなわち、技術的なポイントは、上記のような排水管（以下、管状体排水材と称すこともある）として好適な多孔管を、いかなる構成で、いかに短納期で必要な長さを所望数量提供するかという点である。また、異なる寸法の管状体排水材を短時間で提供するために必要な製造設備をいかに準備するかということもポイントの一つとして検討する点である。
【０００８】
そして、従来の技術に記載の通り、従来商品はフレキシブルな構造をとるために非常に剛性の高い材料を使用したり、また強度的に問題が発生したり、製造上短納期に対応が困難であったりと施工性に影響を与える欠点を抱えていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、流動状態の熱可塑性樹脂材料をダイスのリング状吐出口を介して管状に吐出させるに際し、リング状吐出口を、周方向に等間隔で、等長の２以上の部分について、周方向に所定角度４５〜９０度で交互に偏角して断続的に閉じることにより、
周方向に２以上の細長いスリットを等間隔で等長に形成し、かつそれらのスリットを、軸方向に等間隔に、周方向に所定角度で交互に偏角して、形成した多孔管を得ることを特徴とする多孔管の製造方法を提供する。
【００１０】
すなわち、本発明は、流動状態の熱可塑性樹脂材料をダイスのノズルを介して管状に吐出させる、つまり押し出すに際し、ノズルの一部を断続的に閉じることによって特定のスリットを有する多孔管を得ようとするもので、それによって高い圧縮強度とフレキシブル性を兼ね備えた多孔管を自動的に、かつ簡便に提供できるようにするものである。
【００１１】
ここで、本発明に係る多孔管の製造方法が製造対象としている多孔管は、管状で、その周方向に２以上の細長いスリットを等間隔で等長に形成し、かつそれらのスリットを、軸方向に等間隔に、周方向に所定角度で交互に偏角して、形成した多孔管である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（１）本発明に係る多孔管の製造方法は、基本的に管状体の押出成形法を利用するものであり、特に流動状態の熱可塑性樹脂材料をダイスのノズルを介して管状に吐出させる、つまり押し出すに際し、ノズルの一部を断続的に閉じることによって特定のスリットを有する多孔管を得ようとするものである。
【００１３】
さて、管状体の材料として使用する熱可塑性樹脂としては、用途、寸法仕様などによって適宜選択され、限定されるものではないが、たとえば、ナイロン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。
【００１４】
管状体のスリットは、具体的には、管状体の周方向に２以上の細長いスリットとして等間隔に形成され、かつそれらのスリットを軸方向に等間隔に45〜90度ずつ交互に偏角して形成される。
【００１５】
このように特定のスリットを有する多孔管は、独立円筒と、それらを接続する接続部とで構成されると言え、管状体（パイプ）の軸の全方向にフレキシブルであり、この管状体のフレキシブル性（曲げ応力）は、全体の材料の強度（弾性率）、独立円筒（以下、独立リング又は円筒状部と称することもある）をつなぎ合わせる、接続部の長さ（スリットの幅）及び断面形状（断面モーメント）、独立円筒の断面形状（断面モーメント）などにより調整が可能である。
また管の軸方向に対して垂直な応力は独立円筒により強度を維持させるため、この独立円筒の断面形状（断面モーメント）により所望の強度を得ることができる。
【００１６】
本発明に係る多孔管の製造方法についての詳細を以下に説明する。
まず製造設備として、開閉可能な吐出口を持つ構造の円筒ダイスから独立リングを成形する。かつそのダイス外周側（アウトリップ）に４箇所の軸方向ストランドとして吐出する切込みを設け、独立リングの接続部の成形を行う。軸対称の２本のストランドを断続的に吐出させ、その９０度方向のストランドをタイミングをずらすように断続的に吐出させることで当該管状体排水材の製造が可能になる。
【００１７】
更に、円筒ダイスの開閉時間により軸方向の独立リングの巾を、材料吐出量とダイスリップの開くストロークにより独立リングの肉厚をそれぞれ調整することが可能になる。また、ダイス外周側（アウトリップ）にある切り込みの形状を変えることで接続部の断面形状を変更することが可能になる。この構造により、目標とする性能に合った製品に調整することが可能になる。以上の工程で当該管状体排水材の製造が可能になった。
本発明に係る多孔管の製造方法に利用される冷却方法も、従来この分野で使用されている方法を採用でき、引き取り機についても、従来使用されている方法のいずれでもよく、限定されない。
【００１８】
本発明と他の装置を組み合わせ、当該管状体の成形後に被覆ラインをもうけることで積層体としてもよい。また、この逆に成形終了した別の管状体に当該管状体を被覆してもよい。また当該管状体を、ダイスからすでに複数層積層した管状体として吐出しても良く軸方向に部分的に異種材料を吐出させることもできる。
【００１９】
本発明の管状体の材料について説明する。使用材料は、単一もしくは複合もしくは積層のいずれでも限定はされず、かつ独立リングとリング接続部の材料は同質・異質のいずれでもよく、限定されない。ただし、独立円筒部の材料については、管の軸方向の垂直応力を高く維持させるため、初期曲げ弾性率が6000kg・f/cm2以上、好ましくは10000kg・f/cm2以上である単一もしくは積層物であることが望ましい。また、初期曲げ弾性率が6000kg・f/cm2以下である材料を単一もしく積層で使用した場合は、本発明の形状でない場合にもフレキシブル性が得られる。（ただし、この材料を使用した場合には、管の軸方向の垂直応力を高く維持させることができない。）
本発明に係る多孔管の製造方法を利用し、材料として高剛性のプラスチックを使用することで、フレキシブルで高強度でかつ軽量な長尺の管状体を供給することができる。
【００２０】
下記の実施例の通り、本発明に係る多孔管の製造方法により当該管状体を製造し、供給することができた。この管状体の特徴は、管軸方向のフレキシブル性を接続部の材料・断面形状と独立円筒の材料・断面形状とから計算することが可能であり、屈曲部のある場所への使用する場合は施工性が向上するよう、材料および切削深さ・幅・ピッチ等の製造条件を変更しフレキシブルな管状体排水材を供給することができる。この管状体排水材は軸の全方向にフレキシブル性を持つため、どの方向に屈曲部のある場合でも施工性が向上する。また、円周上にかかる圧縮強度を材料・独立円筒の断面形状（断面モーメント）から計算することが可能であり、施工条件に必要な軸方向の圧縮強度を持つように、使用原料および管状体肉厚等の製造条件を変更し必要な強度を持つ管状体排水材を供給することができる。必要強度を計算することにより、その利用材料での、必要最低重量の管状体排水材を使用することが可能になった。連続的な製造方法で有利な点は、長尺の管状体を得ることができるため、さらに施工性の向上が可能になり、低コストでの施工が可能になる。使用する用途によっては、使用材料を熱可塑性樹脂にすることで、設備投資・製造コストが安価な押出成形により、短時間で連続した管状体製造が可能になる。
【００２１】
上記の点から、本発明を利用して製造された管状体排水材を使用することにより、管状体埋設施工時の応力である軸方向の垂直応力・軸方向に平行な剪断応力に強くかつ施工性を向上させる軽量化が可能であり、かつ施工方向にフレキシブルな特徴から施工性を向上させることができる。
また、管状体円周方向にかかる応力による、管状体軸方向への伸びが抑えられるため、舗装体用排水管として使用した場合にも、合材の転圧時の応力により管軸方向にパイプが延びてしまい、合材に及ぼす悪影響も解消が可能となる。
なお、本発明に係る多孔管の用途は、その多孔管を多数積層した積層物が、例えば送気・液用フレキシブル配管材料としても利用されるので、上述の土木・道路施工工事用の排水管のみに限定されるものではない。
【００２２】
また、本発明の形状の管状体に弾性率の低い材料を積層させることにより、排水管用途に限定されず、排水ホース・排気ホース等に応用が可能となる。さらに細かい網目状のものを積層させることで土工木・道路施工工事用の排水管に使用する場合に細粒材の侵入を防ぐことも可能となる。
【００２３】
（２）以下、図に実施の形態として示す排水管に基いて本発明を詳述する。なおこれによって本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明に係る多孔管の製造方法によって得られる多孔管としての排水管を示す斜視図である。
図１において、排水管１は、円筒状の多孔管で、その周方向に2以上の細長いスリット２・３を等間隔（180°間隔）に備え、かつそれらのスリット２・３を軸方向に等間隔に90度ずつ交互に偏角してスリット４・５、６・７、……として配している。
【００２４】
この排水管１の構造を別の表現で説明すれば、同じ長さの短い円筒状管部８・９…と、これらの円筒状管部を軸方向に等しい短い間隔で90度ずつ交互に偏角して接続する接続部１０・１１…とからなる多孔管であると言える。
【００２５】
排水管１は、以上のごとく、短い円筒状管部８・９…と、90度ずつ交互に偏角したスリット２・３、４・５、…とを備えているので、短い円筒状管部８・９…によりもたらされる圧縮強度と、スリットによりもたらされるフレキシブル性とを兼ね備えることができ、それによって、土中に埋設する排水管として好適に用いることができる。
【００２６】
次に、この排水管１の製造方法を説明する。
図２は図１の排水管（多孔管）の製造方法を示す製造ラインの概略説明図、図３は図２の製造ラインの特定の円筒ダイス部分を示す概略横断面説明図、図４は図２の製造ラインの前記円筒ダイス部分（要部）の異なる状態を示す概略横断面拡大説明図、図５は更に異なる状態を示す図４相当図である。
【００２７】
本実施例で使用した材料は熱可塑性樹脂のナイロン樹脂である。
本発明の製造ライン（製造装置）２０は、図２に記載の通り、押出機２１を使用し樹脂を溶融させ押出を行い、特殊円筒ダイス２２に投入する。この特殊円筒ダイス２２は、図３に示すごとく、開閉可能な吐出口（ノズル）３８を持ち、かつそのダイス外周側（アウトリップ）３３に４ヶ所の軸方向ストランドとして吐出する切り込み３５を設け、独立リングの接続部の成形を行う。軸対称の２本のストランドを断続的に吐出させ、その９０度方向のストランドをタイミングをずらすように断続的に吐出させることで当該管状体排水材２３、つまり１(図１参照)の形状に吐出させる。管状体の肉厚については、押出機２１の吐出量と特殊円筒ダイス２２の吐出部の隙間により調整される。特殊円筒ダイス２２の開閉構造によって、溶融状態のまま円筒形の樹脂が断続的に吐出供給される。特殊円筒ダイス２２のアウトリップ２３に設けられた、ストランド吐出口からさらに断続的に接続部が吐出されることで、非連続な接続部が成形される。この管状体排水材２３は特殊円筒ダイス２２吐出直後から冷却水槽２４で冷却され固化した状態で、引取機２５により引き取られる。冷却水槽で固化される際のサイジングにより、パイプ内径および外径が調整される。引取機２５の後に、切断機２６、そして巻取機２７と続き、長尺巻物として製造品を得ることができた。
【００２８】
特殊円筒ダイス２２の構造についての詳細は、図３、４に記載の通り、投入口３１から溶融樹脂が投入される。投入された溶融樹脂は、円筒に展開されスパイダ３２を通り、ダイ吐出口方向に流れる。ダイ吐出口には樹脂流路外側にアウトリップ３３があり、このアウトリップ３３は開閉駆動伝達部３４によりスライド開閉が可能になっている。開閉駆動伝達部３４は油圧作動を伝達しリップ開閉を行う。またさらにアウトリップ３３には均等に４ヶ所の接続部樹脂流路３５が切ってあり、接続部樹脂流路３５も開閉可能な４つの流路開閉ツメ３６を備えており、対向するツメ３６を同時にして各開閉作動シリンダー３７で開閉が可能な構造になっている。
【００２９】
上記のダイス構造から、アウトリップ３３により流路を閉めた時に合わせて、軸方向に対称な２ヶ所の流路ツメを交互に閉める（又は交互に開ける）ことで、当該管状体排水材を製造供給することが可能になった。
【００３０】
本発明の製造方法を利用することで、円筒ダイスの開閉時間により、軸方向の独立リング巾を、また材料吐出量とダイスリップの開くストロークにより独立リングの肉厚をそれぞれ調整することが可能になる。また、ダイス外周側（アウトリップ）にある切り込みの形状を変えることで接続部の断面形状を変更することが可能になる。
本実施例の通り、管状体の円周方向に圧縮される強度に優れ、フレキシブルな管状体排水材を製造することが可能になった。
【００３１】
（３）以下、図６に示す本発明の実施例について説明する。なお、図７は比較例を示す、コイル状排水管の側面を含む正面図である。
【００３２】
【実施例】
本発明の実施例について説明する。本実施例で使用した材料は熱可塑性樹脂のナイロン樹脂である。図６において、押出成形により当該管状体排水材、つまり排水管４１を作成した。
また比較例については、実施例と同じ熱可塑性樹脂のナイロンを材料とした中空パイプから切削加工を施し、コイル状排水管４２を作成した（図７参照）。
本実施例の通り、管状体の円周方向に圧縮される強度に優れ、フレキシブル性を持つ設計可能な管状体排水材を供給することができた。
【００３３】
【表１】
0004278266.tif 000002
【００３４】
【表２】
0004278266.tif 000003
【００３５】
【表３】
0004278266.tif 000004
【００３６】
評価方法：
１．管状体扁平方向圧力応力（1mm変形時）
試験条件：サンプル長さ…100mm
圧力速度………10mm/min
雰囲気…………24℃
２．管状体軸伸縮方向圧力応力（L/100変形時）
試験条件：サンプル長さ…100mm（L）
圧力速度………10mm/min
雰囲気…………24℃
３．管状体軸たわみ方向圧縮応力（L/20変形時）
試験条件：JIS K7203を参考に以下の条件で測定を行った。
支持台及び加圧くさびの半径…5mm
支点間距離……100mm（L）
サンプル長さ…150mm
圧力速度………10mm/min
雰囲気…………24℃
４．管状体軸剪断方向応力
試験条件：感覚試験として手で軸方向に剪断力を加えて
変形の度合いを記録した。
サンプル長さ…150mm
雰囲気…………24℃
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、ノズルの一部を特定の偏角度で断続的に開閉することにより、高い圧縮強度とフレキシブル性とを兼ね備えた多孔管を連続的に、かつ簡便に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多孔管の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１の多孔管の製造方法を示す製造ラインの概略説明図である。
【図３】図２の製造ラインの特殊円筒ダイスを側方から示す概略断面説明図である。
【図４】図３の異なる状態を示す要部拡大断面説明図である。
【図５】更に異なる状態を示す図４相当図である。
【図６】本発明に係る多孔管の実施例を示す説明斜視図である。
【図７】比較例を示す、コイル状排水管の側面を含む正面図である。
【符号の説明】
１     排水管（多孔管）
２・３    スリット
４・５    スリット
６・７    スリット
８、９円筒状部
１０、１１    接続部
２１    押出機
２２    特殊円筒ダイス
３３    アウトリップ
３６    流路開閉ツメ
３７    開閉作動シリンダー
【図１】
0004278266.tif 000005
【図２】
0004278266.tif 000006
【図３】
0004278266.tif 000007
【図４】
0004278266.tif 000008
【図５】
0004278266.tif 000009
【図６】
0004278266.tif 000010
【図７】
0004278266.tif 000011