JPH0439032A - 金属・樹脂複合管の製造方法 - 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、排水等の流体を移送するために用いら
れるパイプのうち、耐食性、耐薬品性を向上する目的で
、金属管の少なくとも内面に樹脂をライニングさせた複
合管の製造方法に関する。

〈従来の技術〉 金属・樹脂複合管を連続的に製造する方法として、従来
、例えば特開昭６２−１９８４４７号に示されているよ
うな、帯状金属材（金属フープ材）を円管状に成形し、
突き合わせた部分を連続的に溶接した後に、その管の内
面に樹脂を押し出して被覆する方法が知られている。

この製造方法では、帯状金属材の両側縁部を相互に突き
合わせて円管状に成形しつつ、その突き合わせ部をアー
ク溶接等の溶接手段により接合して金属管を製造する。

そして、その金属管の内側に、成形途上の管の開口部か
ら樹脂押し出し型を挿入し、その先端部から溶接点より
も下流側の部位において溶融樹脂を押し出し、管の内面
を樹脂で被覆する。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、以上のような複合管の製造方法においては、
溶接によるビード部近傍において金属管と樹脂層の接着
力が低くなる現象が見られる。これは、溶接熱による高
温のために金属表面に生成される酸化膜がこの部分で厚
くなり、金属表面に対する樹脂の接着力が小さくなるた
めである。

このビード部近傍における金属管と樹脂との接着力の低
下は、この複合管を給排水管として長期に使用した場合
や、長期保管時において、ビード部を起点として金属管
と樹脂層との剥離現象が生じ、最終的には管閉塞を招来
して、内部流体が流れなくなる原因となる。

本発明は上記に鑑みてなされてもので、ビード部の樹脂
の接着力を向上させることにより、管の周方向への樹脂
層の接着力のばらつきを抑え、もって耐久性の高い金属
・樹脂複合管の提供を目的としている。

〈課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、本発明の金属・複合管の製造
方法は、帯状金属材を管状に成形した後の、溶接工程か
ら樹脂の被覆工程までの、樹脂の被覆する側の面の、溶
接工程で生じた金属管の溶接ビード部の全部または溶接
点近傍を含む一部を、水蒸気０．０１〜１．０体積％を
含有する不活性ガス雰囲気にさらすことによって特徴付
けられる。

〈作用〉 前記したように、金属管と樹脂層の接着力を阻害する要
因は、溶接の熱によって大気雰囲気中の金属表面に生じ
る高温酸化膜である。この高温酸化膜は金属素材との接
着性に乏しく、前記した剥離現象は、この高温酸化膜と
金属素材との間での剥離現象に起因している。

本発明は、溶接直後のビード部を基本的に不活性ガス雰
囲気中にさらすことにより、高温酸化膜の生成を防止し
ようとするものである。

しかし、この雰囲気を全くの不活性ガスとしてしまうと
、ビード部において一度溶融している金属表面は非酸化
表面が現れることになる。

そして、一般的に、樹脂の接着メカニズムとして、樹脂
の極性基と金属の酸化物との化学結合が知られており、
かつ、金属の非酸化表面は、濡れ性が悪く樹脂との接着
力は殆どない。

本発明では、不活性ガスに若干！（０，０１〜１．０体
積％）の水蒸気を混合することにより、金属表面に金属
素材との接着性が良く、しかも樹脂との接着性に冨んだ
薄い酸化膜を生じさせ、樹脂層の金属管に対する接着力
を管の周方向に均一化することに成功した。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明方法の実施態様である連続処理工程の一
例を示す模式図である。

アンコイラ−１０にセットされた帯状の金属シート１１
は、順次引き出されて表面処理槽２ｏに供給される。こ
の表面処理槽２ｏは、金属シート１１とこれに被覆され
る樹脂１６との接着性を向上させるために、金属シート
１１０表面処理を行うためのものである。

表面処理された金属シート１１は、次いでフォーミング
装置３０に導かれ、ここで断面路Ｕ字型に湾曲される。

このフォーミング装置３ｏで成形された断面路Ｕ字型の
金属シート１２は、加熱装置４０により加熱された後に
、円管成形機５ｏにより、順次断面真円状に近づくよう
に成形され、各側縁部が相互に突き合わされた状態、も
しくは重ね合わされた状態の断面真円状の金属シート１
３が得られる。

そして、この断面真円状の金属シート１３は、溶接機６
０により、その側縁部どうしが相互に溶接され、金属管
１４となる。

上記した円管成形機５０内には、樹脂被覆装置７０の一
部が挿入されている。この樹脂被覆装置７０は、第２図
にその詳細を縦断面図で示すように、断面真円状に成形
される直前の断面略Ｕ字状の金属シート１２内に位置す
る本体部７１と、この本体部７１に片持ち支持されて金
属シートの搬送方向に延出する樹脂通流管７２を有して
いる。

樹脂通流管７２の内側には同心状にマンドレル７３が設
けられているとともに、この樹脂通流管７２の先端部に
は、先端側になるにつれて順次拡径するテーパ部が形成
されており、マンドレル７３の先端コア７４の外周面と
は所定の間隙を開けて対向している。そして、この間隙
から樹脂１６が円筒状に押し出され、溶接後の金属管１
４の内面を被覆して複合管１５が得られる。

以上の構成において、本発明実施例では、溶接ポイント
の直前の上流側に、断面真円状の金属シート１３の内側
を封止するようにパツキン８１が配設されている。そし
て、そのパツキン８１を上流側から下流側へと貫通する
雰囲気ガス通流管８０が設けられている。この雰囲気ガ
ス通流管８０は、その先端から所定の若干量の水蒸気を
含有する不活性ガスを吐出し、溶接ポイントの近傍より
も下流側の溶融樹脂押し出し部に至るまでの金属管１４
の内側をこの雰囲気ガスで満たすように構成されている
。

なお、樹脂被覆装置７０の下流側には、必要に応じて、
第１図に示すように、順に金属管外面被覆装置９１、冷
却装置９２、および巻取り装置もしくは切断装置９３が
配設される。

以上の構成の本発明実施例により、金属シートとして冷
間圧延鋼板（ｓｐｃｃ）シートを用い、樹脂としてシラ
ン変性ポリエチレンを用いて、管の内周面を覆う複合管
を製造した。

ここで、金属管の溶接は、ヘリウムガスをシールドに用
いたＴＩＧアーク溶接により行った。

また、雰囲気ガス通流管８０から供給する不活性ガスに
添加する水蒸気量は、０，５ｖｏｌ。％とした。

このような条件による結果、溶接部近傍の金属管内面の
金属素材の表面には、薄い酸化皮膜が生成され、従来の
ようにビード部に高温酸化膜は生成されず、管の内周面
に樹脂が均一に接着した。

すなわち、得られた複合管の剥離テストを行ったところ
、樹脂の凝集剥離が観察され、従来のような酸化膜と金
属素材管での剥離現象は見られなかった。

なお、本発明は金属管の内周を樹脂被覆する場合に限ら
ず、外周を樹脂被覆する場合にも同様に適用することが
できる。第３図に金属管の外周面を樹脂被覆する場合の
実施例の要部を縦断面図（ａ）およびそのＡ−Ａ断面図
で示す。

この例では、金属管１４の外面の溶接ポイントの近傍下
流側、外面樹脂被覆装置７６の上流側に、溶接ビード部
１４ａの近傍を覆い、かつ、溶接機６０側に向かって開
口するシールドカバー８２を設け、そのシールドカバー
８２内に雰囲気ガス流通管８０を介して水蒸気を若干量
加えた不活性ガスを注入し、開口部からオーバーフロー
させている。この実施例によっても、金属管１４のビー
ド部に薄い酸化膜が生成され、樹脂１６は管の外周にほ
ぼ均一に接着する。

ここで、水蒸気を加えた不活性ガス雰囲気にさらす範囲
は、少なくとも、ビードの表面温度が低下して高温酸化
膜が生じない範囲とすることが必要である。

また、不活性ガスに混入する水蒸気量としては、体積比
で０．０１〜１．Ｏ体積％程度が適当で、この範囲より
過少であれば溶接ビード表面に酸化膜が生成されず、樹
脂との接着性（濡れ性）が悪く、また、過大であれば厚
い酸化膜が生成され、樹脂および酸化皮膜ごと金属素材
から剥離してしまうことが確かめられた。

本発明方法では、金属シートとしては各種アルミニウム
合金、各種鋼板、各種銅合金等を用いることができる。

また、樹脂としては、金属との接着性に優れる変性ポリ
オレフィン系、例えば酸変性ポリエチレン、シラン変性
ポリエチレン等が適している。更に、金属シートの各側
縁部同士の溶接には、各種アーク溶接、高周波抵抗溶接
が好適である。そして、ビード部をさらす雰囲気ガスに
用いる不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、窒素
等を用いることができる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、金属シートを円
管状に成形し、その両側縁部を溶接して金属管を製造し
、その溶接後の管の表面に連続的に溶融樹脂を押し出し
て被覆するに当たり、溶接工程の後、樹脂の押し出し工
程の前の溶接部近傍を、０．０１〜１体積％を含有する
不活性ガス雰囲気中にさらすことにより、溶接部に、樹
脂との接着性が良好で、しかも、金属素材との剥離が生
じにくい薄い酸化膜を生成するので、従来のようにビー
ド部の樹脂の接着力が他部に比して低くなるようなこと
がなく、ビード部を起点とした金属管と樹脂層との剥離
、ひいては管閉塞になる恐れがなくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施態様である連続処理工程の一
例を示す模式図、 第２図はその樹脂被覆装置７０の詳細構成を示す縦断面
図、 第３図は本発明を管の外周面を樹脂被覆する工程に適用
した場合の要部装置構成の例を示す図である。 ０・・・・アンコイラ− ド・・・金属シート ２・・・・断面路Ｕ字型の金属シート ３・・・・断面真円状の金属シート ４・・・・金属管 ５・・・・複合管 ６・・・・樹脂 ０・・・・表面処理槽 ０・・・・フォーミング装置 ０・・・・加熱装置 Ｏ・・・・円管成形機 ０・・・・溶接機 ０・・・・樹脂被覆装置 ７１・・・・本体部 ７２・・・・樹脂通流管 ７３−０１．マンドレル ７４・・・・先端コア ６・・・・外面樹脂被覆装置 ０・・・・雰囲気ガス通流管 １・・・・パツキン ２・・・・シールドカバー ド・・・金属管外面被覆装置 ２・・・・冷却装置 ３・・・・切断装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯状金属材を円管状に成形しつつ連続的に溶接すること
   によって製管すると同時に、得られた管の少なくとも内
   面に樹脂を押し出し被覆する複合管の製造方法において
   、上記溶接工程から樹脂の被覆工程までの、樹脂を被覆
   する側の面の、上記溶接工程で生じた溶接ビード部の全
   部または溶接点近傍を含む一部を、水蒸気０．０１〜１
   ．０体積％を含有する不活性ガス雰囲気にさらすことを
   特徴とする、金属・樹脂複合管の製造方法。