JPH0369890A - 複合管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、給水、給湯、排水、あるいは排気等の用途に
使用され、金属管内周面が合成樹脂層にて被覆された複
合管およびその製造方法に関し、さらに詳述すれば、一
端部に受け口が形成された複合管およびその製造方法に
関する。

（従来の技術〉 近時、給湯用、温水暖房用等の配管材として、金属管内
周面を合成樹脂層にて被覆した複合管が使用されている
。このような複合管は、金属管を製造した後に、該金属
管の内周面に、溶融樹脂を被覆することにより製造され
る。該複合管は、例えば、特開昭６２−１９８４４７号
公報に開示された製造装置により、製造される。該複合
管の製造装置は、まず、金属シートを円管状に成形し、
その各側縁部同士を溶接して金属管を製造した後に、該
金属管の内部から溶融樹脂を押し出して、該金属管内周
面を被覆している。

（発明が解決しようとする課題） 上述した特開昭６２−１９８４４７号公報に開示された
複合管の製造方法では、金属シートから複合管が順次連
続的に製造されるため、製造効率に優れている。しかし
、金属管内周面に被覆された溶融樹脂は、固化する際に
収縮しようとするが、該樹脂は、金属管に接着されて拘
束されているために、固化した樹脂内には、縮径しよう
とする引っ張り応力が残留する。このように、内部に引
っ張り応力が残留した合成樹脂層を有する複合管を給湯
管や排水管に使用すると、内部を通流する水の温度変化
等により熱応力が繰り返し加わるため、その熱応力の繰
り返しによる疲労や、応力集中により、該合成樹脂層に
亀裂が生じるおそれがある。また、合成樹脂層と金属管
との接着力の低下により、該樹脂層が金属管から剥離す
るおそれもある。

給水用、給湯用、排水用等の配管材では、一方の端部が
他の部分よりも拡径した状態の受け口が形成されたもの
も知られており、該受け口に複合管における他方の端部
の挿し口が挿入されて一対の管同士が接合される。この
ような形状の複合管は、通常、一定径の複合管を製造し
た後に、バルジ加工等の二次加工により管端部を拡径し
て受け口を形成する方法により製造されている。しかし
、このように、二次加工により受け口を形成すると、形
成された受け口では、金属管および合成樹脂層が拡径さ
れて引き延ばされた状態になっている。

該受け口では、合成樹脂層の弾性変形歪が、金属管より
も大きいために、該合成樹脂層には縮径しようとする力
が一層強く作用し、該合成樹脂層が金属管から一層剥離
しやすい状態にある。このため、受け口において合成樹
脂層と金属管との初期接着力が小さい場合や、経時的に
該接着力が低下する場合には、該合成樹脂層は金属管か
ら容易に剥離するおそれがある。

本発明は上記従来の問題を解決するものであり、その目
的は、受け口における金属管と合成樹脂層との接着性に
優れており、長期にわたって使用しても樹脂層が金属管
から剥離したり樹脂層に亀裂が生じるおそれのない複合
管を提供することにある。本発明の他の目的は、このよ
うな複合管を高効率で容易に製造し得る方法を提供する
ことにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の複合管は、金属管内周面が合成樹脂層にて被覆
されており、その一端部に受け口が設けられた複合管で
あって、該受け口に多数の透孔が開設された金属管と、
該受け口において金属管の各透孔から一部が突出して各
透孔に係止された合成樹脂層と、を具備してなり、その
ことにより上記目的が達成される。

本発明の複合管の製造方法は、金属管内周面が合成樹脂
層にて被覆されており、その一端部に受け口が設けられ
た複合管の製造方法であって、帯状の金属シートにおけ
る長手方向に所定間隔があけられた領域毎に多数の透孔
を開設する工程と、該帯状の金属シートを順次円管状に
成形し、各側縁部同士を溶接して金属管を製造する工程
と、製造された金属管の内部から溶融樹脂を放射状に押
し出して該金属管の内周面を該樹脂にて被覆するととも
に各透孔から該樹脂を漏出させる工程と、内周面が樹脂
にて被覆された金属管を、多数の透孔が開設された部分
が一端部となるように切断する工程と、切断された金属
管における多数の透孔が開設された部分を、内周面を被
覆する合成樹脂とともに拡径して受け口を形成する工程
と、を包含してなり、そのことにより上記目的が達成さ
れる。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

本発明の複合管は、第１図に示すように、金属管１１と
、該金属管ｌｌ内周面を被覆する合成樹脂層１２とを有
する。該複合管１０は、その一端部に受け口１０ａを有
する。該受け口１０ａは、該受け口１０ａを除く管本体
部１０ｂに対して同心状に拡径しており、従って、該受
け口１０ａにおける金属管１１および合成樹脂層１２も
、本体部１０ｂにおける金属管１１および合成樹脂層１
２に対して同心状に拡径した状態になっている。

該受け口１０ａにおける、拡径状態の金属管１１部分に
は、多数の透孔１１ａ、　　１１ａ、　　・・・が、周
方向および管軸方向に適当な間隔をあけて開設されてい
る。

各透孔１１ａからは、合或拐脂層１２を構成する合成樹
脂の一部が金属管１１の外部に突出しており、その突出
した部分が、各透孔１１ａよりも大径になって金属管１
１外周面に係止している。

このような本発明の複合管は、次のような本発明方法に
より製造される。第２図は、該複合管１０の製造方法の
実施状態の概略図である。本発明方法では、まず、金属
シート１Ｆが巻回されたアンコイラ−１１０から金属シ
ートｌＦを、順次引き出す。

アンコイラ−１１０から引き出された金属シート１Ｆは
穿孔装置２０に送給される。該穿孔装置２０は、金属シ
ート１１’の所定領域毎に、所定個数の透孔１１ａを開
設する。該穿孔装置２０は、金属シート１１°が所定量
移動される毎に動作され、該金属シー）１１°の長手方
向に所定間隔があけられた領域毎に多数の透孔１１ａが
開設される。多数の透孔１１ａが開設される金属シート
１１’の領域は、該金属シート１Ｆを用いて製造される
複合管１０の端部位置に相当するように、製造すべき複
合管１０の長さに相当する間隔があけられる。

このようにして、該穿孔装置２０により所定領域毎に多
数の透孔１１ａが開設された金属シート１Ｆは、表面処
理槽３０へ送給される。該表面処理槽３０は、金属シー
ト１Ｆと該金属シート１Ｆに被覆される樹脂との接着性
を向上させるために、該金属シー１１１表面を脱脂処理
、酸洗処理等の表面処理を行う。

表面処理された金属シート１Ｆは、金型あるいはロール
を用いたフォーミング装置４０により、断面真円状に成
形され、各側縁部同士が突き合わされた状態、もしくは
重なった状態の断面真円状に成形される。そして、溶接
機５０により、断面真円状の金属シートｌＦの各側縁部
同士が溶接され、金属管とされる。

該フォーミング装置４０内には、樹脂被覆装置６０の一
部が位置している。該樹脂被覆装置６０は、第３図に示
すように、フォーミング装置４０により断面真円状に成
形される直前の断面Ｕ字状の金属シートＬＬ’内に位置
する本体部６１と、該本体部６１に片支持されて該本体
部６１から金属シート搬送方向に延出する樹脂通流管６
２とを有する。該樹脂通流管６２には溶融樹脂が送給さ
れる。

樹脂通流管６２は、本体部６１と一体に構成されており
、その先端部内周面は、先端側になるに連れて順次拡径
するテーパー面６２ａとなっている。該樹脂通流管６２
内には、該樹脂通流管６２とは所定の間隙を有するよう
に、マンドレル６３が同心状に挿通している。該マンド
レル６３は、本体部６１に一端部が片支持されており、
その先端部には、樹脂通流管６２先端から延出した円筒
状のコア部６３ａを有している。該コア部６３ａは、樹
脂通流管６２における先端内周部のテーパー面６２ａと
略同様に先端になるに連れて順次拡径したテーパー面６
３ｂを有しており、該テーパー面６３ｂが、樹脂通流管
６２のテーパー面６２ａとは所定の間隙をあけて対向し
ている。円筒状のコア部６３ａは、フォーミング装置４
０により円管状に成形さ礼た金属シート１１°内であっ
て、溶接機５０による溶接位置よりも金属シート搬送方
向下流側に位置している。そして、該コア部６３ａのテ
ーパー面６３ｂと樹脂通流管６２のテーパー面６２ａと
により形成される円筒状の間隙からは、該樹脂通流管６
２とマンドレル６３との間隙内を通流する溶融樹脂が円
筒状に押し出される。該コア部６３ａの外径は、フォー
ミング装＠４０により円管状にされて溶接機５０により
各側縁部同士が溶接された金属管１１の内径よりも若干
小さく、両者の間隙が該金属管１１内周面に被覆される
樹脂の厚さに相当する。

表面処理ｉｆ！３０にて所定の表面処理が施された金属
ノート１１’は、樹脂被覆装置６０の本体部６１配設位
置を通過した後に、フォーミング装置４０により、各側
縁部同士が突き合わされ、あるいは重ね合わされて断面
真円状に成形される。そして、断面真円状にされた金属
シートｌｒは、各側縁部同士が溶接機５０により溶接さ
れて接着され、金属管とされる。

このようにして製造された金属管１１内周面には、樹脂
被覆装置６０における樹脂通流管６２とマンドレル６３
のコア部６３ａとの間隙から押し出される溶融樹脂が被
覆される。このとき、金属管１１の各透孔１１ａからは
溶融樹脂の一部が漏出する。

該樹脂被覆装置６０による金属管内周面被覆位置よりも
下流側には、外型７０が配設されている。該外型７０は
、溶接機５０により金属シートｌＦ各側縁部同士が溶接
されて製造された金属管１１とは同心状であって、該金
属管１１とは若干大きい貫通孔７１を有している。該外
型７０は、金属管１１における多数の透孔１１ａが開設
された領域の内周面に溶融樹脂が′１１１ｍされた場合
に、各透孔１１ａから多量の樹脂が漏出しないようにす
るとともに、各透孔１１ａから漏出する樹脂を平滑化す
る。

該外型７０の下流側には、第２図に示すように、切断装
置８０が配設されており、該切断装置８０により、内周
面が合成樹脂にて被覆された一定径の金属管１１は、多
数の透孔１１ａが開設された領域が搬送方向側の先端部
になるように、所定の長さに切断される。該切断装置８
０の下流側には、拡径装置９０が配設されており、該拡
径装置９０により、所定長さに切断された複合管１０に
おける多数の透孔１１ａが開設された搬送方向先端側の
端部が拡径される。

本発明方法では、金属シート１Ｆとしては、各種アルミ
ニウム合金、各種鋼板、各種銅合金等が用いられる。

穿孔装置２０は、プレス加工、ドリル加工等を用いて、
金属シート１１’に所定個数の透孔１１ａを所定の間隔
で開設する。各透孔１１ａの径は、製造される複合管１
０の径が３００ｍ以下の場合には、１〜２０ｍｍとされ
、その個数は製造される金属管１１の強度に対応させて
適当に設定されるが、各透孔１１ａの径および個数は、
製造される金属管１１の周方向における各透孔１１ａに
より形成される空間部の金属管周方向の合計長さが、該
金属管１１の周方向の全体長さの１／２以下であれば、
金属管１１の強度低下を防止し得る。各透孔１１ａの大
きさおび個数は、各透孔１１ａから漏出する樹脂１２が
平滑化された状態で金属管１１に対して十分に係止され
るために、各透孔１１ａが形成される空間部の金属管１
１周方向の合計長さが、金属管１１の周方向長さの１／
ｌＯ程度以上が必要である。各透孔１１ａの径が大きく
なると、各透孔１１ａを覆う樹脂層１２部分が薄肉にな
り、該樹脂層１２の強度が低下する。各透孔１１ａの径
が小さくなると、各透孔１１ａから漏出する樹脂量が少
なくなって、該樹脂による金属管１１への係止力が低下
する。各透孔１１ａの数が少なくなると、樹脂層１２の
金属管１１に対する係止力が低下し、反対に各透孔１１
ａの個数が多くなるると、金属管１１の強度が低下して
複合管拡径時に該金属管１１が破壊するおそれがある。

各透孔１１ａは、金属管１１の周方向に等間隔をあけて
開設されていることが好ましい。該周方向の透孔１１ａ
の列は一列であってもよく、また、管軸方向に複数列形
成されていてもよい。周方向に等間隔で開設された透孔
１１ａの列が管軸方向に複数列形成されている場合には
、各列における透孔１１ａ位置が管軸方向にずれている
ことが好ましい。各透孔の断面形状は、第４図に示すよ
うに、金属管１１の内外方向に径が一定であってもよい
が、第５図に示すように、金属管１１の内部側になるに
連れて順次縮径したテーパー状であってもよい。

金属シートＩＦの表面処理は、樹脂との接着性を向上さ
せるために、例えば、金属管１１が鋼管の場合には、ア
ルカリ脱脂、溶剤脱脂処理等の脱脂処理、塩酸等による
除錆処理等が行われる。

金属シートＩＦの各側縁部同士の溶接には、高周波溶接
、抵抗溶接、アーク溶接、ガス溶接、電子ビーム溶接等
が採用される。

金属管１１内周面を被覆する樹脂としては、適当な表面
処理が施された金属シートと接着性のよい水架橋性ポリ
オレフィン、酸変性ポリエチレン等の変性ポリオレフィ
ンが好適である。また、これらの変性ポリオレフィンを
接着層として用いて該変性ポリオレフィンの内周面に耐
薬品性、耐熱性に優れた樹脂、例えば、高密度ポリエチ
レン（ＨＤＰＥ）等を積層してもよい。

内周面に樹脂層１２が被覆された金属管１１が挿通する
外型７０は、該金属管１１の各透孔１１ａから多量に樹
脂が漏出しないようにその間隙が設定される。

各透孔１１ａから金属管ｌｌ外への漏出する樹脂は、各
透孔１１ａよりも大径の底面を有する円筒状になってい
ることが好ましく、その底面は、受け口１０ａを形成す
る際の金属管１１の拡径率の１．１〜１．５倍を各透孔
１１ａの径に乗じて得られる径であることが好ましい。

その高さは、０，５〜１．５ｍ程度になることが好まし
い。受け口１０ａを形成すべく金属管１１を拡径するこ
とにより各透孔１１ａの径も大きくなるために、各透孔
１１ａから漏出する樹脂は、拡径された金属管１１に係
止するように、該金属管１１の拡径時における各透孔１
１ａの径の１．１倍以上の底面を有する円筒状になるよ
うにする必要がある。金属管１１の拡径時における各透
孔Ｈａの径の１．５倍以上の底面を有する円筒状に樹脂
が漏出しても、該樹脂による金属管１１への係止力の向
上は図れない。該外型７０は、各透孔１１ａから流出す
る樹脂を冷却し得るように、内部に冷却水を通流させる
ことが好ましい。

所定長さに切断された複合管端部を拡径して受け口を製
造する拡径装置９０には、バルジ加工、パンチ加工、エ
キスパンダ加工等が採用されるが、金属管１１内周面を
被覆する樹脂層Ｉ２に削れ等の悪影響が生じず、しかも
、成形性に優れたバルジ加工が好適である。

このような本発明方法により、複合管を製造して受け口
の樹脂層の剥離状態を調べた。金属シートとしては、厚
さが１．６ｍｍ、幅が２７１．０−の冷延鋼板（ＳＰＣ
Ｃフープ材）を用い、該鋼板の５．５ｍ離れた領域に、
プレス加工による穿孔装置により、径が４．０ＩＩ１１
の第４図に示すような形状の透孔を、周方向に１０個並
設された状態で管軸方向に二列にわたって形成した。そ
の後、ロールフォーミング装置により、円管状に成形し
、突合せ部をアルゴンアーク溶接により溶接して鋼管を
製造した。そして、該鋼管の内周面に、樹脂被覆装置に
より、シラン変性ポリエチレンを厚さ２．０ｍに被覆し
、５．５ｍ毎に複合管を切断した。さらに、切断された
各複合管における多数の透孔が形成された端部領域を、
ゴムバルジ加工により拡径して受け口を形成した。該受
け口では鋼管内周面を被覆する樹脂の剥離は認められな
かった。

また、第５図に示すように、内周側になるにつれて順次
縮径したテーパー状の透孔を開設したこと以外は、同様
の条件で、受け口を有する複合管を製造したところ、や
はり、受け口において樹脂層の剥離は誌められなかった
。

（発明の効果） 本発明の複合管は、このように、拡径状態の受け口にお
いて樹脂層が金属管に係止された状態になっているため
に、該樹脂層は金属管から剥離するおそれがなく、長期
にわたって安定的に使用し得る。

また、本発明の複合管の製造方法は、このように、所定
位置に予め多数の透孔が開設された金属シートにより金
属管を製造し、該金属管内周面を溶融樹脂にて被覆して
、所定長さに切断した後に、各透孔が開設された端部領
域を拡径するようにしているために、製造される複合管
は、樹脂層内に残留する引っ張り応力が緩和され、該樹
脂層が金属管内周面に強固に接着される。従って、製造
される複合管は樹脂層に亀裂が生じるおそれがほとんど
なく、また、長期にわたって樹脂層の剥離や亀裂を生じ
ることなく使用できる。しかも、このような複合管が連
続的に製造し得るために、生産性にも優れている。

４、゛　　の、　な：Ｂ 第１図は本発明の複合管の一例の要部の一部破断側面図
、第２図は本発明方法の実施状態の一例の概略図、第３
図は本発明方法の実施に使用される装置の一例を示す断
面図、第４図および第５図はそれぞれ各透孔の一例を示
す断面図である。

ｌＯ・・・複合管、１０ａ・・・受け口、１０ｂ・・・
本体部、１１・・・金属管、１１’・・・金属シート、
ｌｌａ・・・透孔、１２・・・合成樹脂層、２０・・・
穿孔装置、３０・・・表面処理槽、４０・・・フォーミ
ング装置、５０・・・溶接機、６０・・・樹脂被覆装置
、６ト・・本体部、６２・・・樹脂通流管、６３・・・
マンドレル、６３ａ・・・コア部、 ７０・・・外型、 ８０・・・切断装置、 ９０・・・拡 径装置。

以 上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属管内周面が合成樹脂層にて被覆されており、そ
   の一端部に受け口が設けられた複合管であって、 該受け口に多数の透孔が開設された金属管と、該受け口
   において金属管の各透孔から一部が突出して各透孔に係
   止された合成樹脂層と、 を具備する複合管。 ２、金属管内周面が合成樹脂層にて被覆されており、そ
   の一端部に受け口が設けられた複合管の製造方法であっ
   て、 帯状の金属シートにおける長手方向に所定間隔があけら
   れた領域毎に多数の透孔を開設する工程と、 該帯状の金属シートを順次円管状に成形し、各側縁部同
   士を溶接して金属管を製造する工程と、製造された金属
   管の内部から溶融樹脂を放射状に押し出して該金属管の
   内周面を該樹脂にて被覆するとともに各透孔から該樹脂
   を漏出させる工程と、 内周面が樹脂にて被覆された金属管を、多数の透孔が開
   設された部分が一端部となるように切断する工程と、 切断された金属管における多数の透孔が開設された部分
   を、内周面を被覆する合成樹脂とともに拡径して受け口
   を形成する工程と、 を包含する複合管の製造方法。