JPH05309718A - 内面螺旋リブ付き合成樹脂管の押出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】配管後に捩じれ等の変形を起こしたり、内部を
流れる温熱排水等の影響により螺旋リブが小さくなった
りせず、排水能力が半永久的に損なわれることがない内
面螺旋リブ付き合成樹脂管の押出成形方法を提供する。 【構成】管軸に平行な凹溝がコアーの金型出口側表面に
螺旋リブの本数と同数だけ設けらた押出金型からコアー
の少なくとも凹溝を形成した部分を管軸を中心に一定速
度で回転させつつ合成樹脂管を連続的に押し出すととも
に、押し出された管を管の管軸方向への押出速度および
管の周方向の自転速度に同調させて回転引取機で引き取
る構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内面螺旋リブ付き合成
樹脂管の押出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】建築物の排水縦管として使用される内面
螺旋リブ付き合成樹脂管を連続的に製造する方法とし
て、特公昭４９−４２６７０号公報にみるような製造方
法が提案されている。この方法は、図１０にみるように
押出機１０１の金型（ダイス）１０２から管内面に長さ
方向に１本又は２本以上の突条或いは凹溝を有する熱可
塑性樹脂管１０３を連続的に押し出す。そして、押し出
されてくる軟化状の管１０３を直ちに外径フォーマー１
０４とその外側に設けた冷却用ジャケット１０５とによ
って外径を規制しつつ冷却し、その後管軸に直交して単
独で回転しうる引取ロール１０６によって管１０３の軟
化状部分に捩じれを与えつつ引き取るようにしている。

【０００３】すなわち、外径フォーマー１０４を金型１
０２の直後に設けることにより管１０３の膨張を防ぐと
ともに、外径フォーマー１０４の冷却用ジャケット１０
５により管表面を急速に冷却して管表面部分が変形しな
いようにする。そして、管１０３に捩じれを与えつつ引
き取ることで、管１０３の内面側が捩じれ、突条又は凹
溝が螺旋状に成形されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法で
は、管１０３の軟化状部分を強制的に捩じるようにして
成形するため、管外表面の歪み＞管内表面の歪み＞管中
央部の歪みと言うように管の外表面と内表面に残る歪み
に差が生じる。したがって、配管後に捩じれ等の変形が
生じやすい。また、特に、管内を温熱排水が流下したり
すると、管の温度が上がり弾性率が低下するため、管は
押出金型内の状態、つまり突条又は凹溝がない直管状態
に戻ろうとする。

【０００５】すなわち、螺旋リブや溝が小さくなってし
まい、所定の排水能力が得られなくなることがある。本
発明は、このような事情に鑑みて、配管後に捩じれ等の
変形を起こしたり、内部を流れる温熱排水等の影響によ
り螺旋リブが小さくなったりせず、排水能力が半永久的
に損なわれることがない内面螺旋リブ付き合成樹脂管の
押出成形方法を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる内面螺旋
リブ付き合成樹脂管の押出成形方法は、このような目的
を達成するために、管軸に平行な凹溝がコアーの金型出
口側表面に螺旋リブの本数と同数だけ設けらた押出金型
からコアーの少なくとも凹溝を形成した部分を管軸を中
心に一定速度で回転させつつ合成樹脂管を連続的に押し
出すとともに、押し出された管を管の管軸方向への押出
速度および管の周方向の自転速度に同調させて回転引取
機で引き取る構成とした。

【０００７】上記構成において、まず、管状溶融樹脂
（以下、「パリソン」）が、コアーの回転部分の回転に
よってコアーの回転方向と同じ方向に自転しつつ金型か
ら押し出されてくるが、通常、金型から押し出されたパ
リソンは、軟化状態を保っているため、回転引取機で引
き取る前に、冷却槽付きのフォーミングチューブを通し
て所定の径の内面螺旋リブ付き合成樹脂管に整形し冷却
固化させておくようになっているため、回転引取機に引
き取られる時には、管の外径がパリソンの外径と異なっ
たものとなっている。従って、押し出された管を管の管
軸方向への押出速度および管の周方向の自転速度に同調
させて回転引取機で引き取るとは、パリソンの押出速度
を管軸方向にＸcm／分、回転速度Ｙrpm とすると、回転
引取機の引取速度を管軸方向に（Ｘ＋α）cm／分、回転
速度Ｙrpm に設定することである。

【０００８】ここで、αは、溶融樹脂の弾性率によって
決定される関数であって、小さいほうが管の使用時の変
形が少なくてよいが、硬質塩化ビニルの場合、α＝Ｘ×
（1/200 〜1/10）程度である。なお、製作しようとする
管の外径肉厚がパリソンより随分小さい時には、α＝Ｘ
×１／５程度に設定することもある。なお、フォーミン
グチューブは、合成樹脂管の外周面の螺旋状の動きに極
力抵抗が掛からない構造にすることが好ましい。

【０００９】さらに、管を形成する合成樹脂としては、
特に限定されないが、たとえば、ポリ塩化ビニル、後塩
素化ポリ塩化ビニル、ポリエチレン，ナイロン等が挙げ
られ、見掛け粘度１０００ポイズ以上になる合成樹脂が
特に好ましい。すなわち、見掛け粘度が１０００ポイズ
未満になると、溶融樹脂が凹溝にスムーズに導かれず、
一旦凹溝に入った溶融樹脂が溝のない部分に押し出され
たりする。したがって、管の内面の本来平滑であるべき
部分、すなわち、リブを形成していない部分に凹凸が生
じたり、不連続なリブが形成されたり、リブにささくれ
が生じたりする恐れがある。また、押し出された後も粘
度が低いため、パリソン（半溶融状態の樹脂）がドロー
ダウンしやすく真円の管にフォーミングしにくくなる傾
向がある。

【００１０】因に、通常、見掛け粘度が１０００ポイズ
未満の樹脂であっても炭酸カルシウム等を樹脂中にブレ
ンドするか、シランカップリング剤などによる化学架橋
等を利用すれば、見掛け粘度を１０００ポイズ以上に調
整することができる。凹溝は、特に限定されないが、コ
アーの出口側に向かって傾斜角度３０〜６０度で徐々に
深くし、その後一定の深さとなるようにしておくことが
好ましい。

【００１１】また、凹溝の断面形状は、溝の開口部が底
よりも広がっていれば、特に限定されないが、たとえ
ば、略Ｖ字、略Ｕ字形、略半円形等が挙げられ、その深
さは、適宜でよいが、管内径に対して１／２０〜１／５
０程度が好ましく、１／２５〜１／３５程度が特に好ま
しい。凹溝の数は、製造する管の使用用途によって異な
り特に限定されないが、例えば、ビル用排水縦管として
使用する内径８０〜２００mmの内面螺旋リブ付き管を製
造する場合には、８〜１５条程度で、円周に均等に配置
することが好ましい。

【００１２】

【作用】上記構成によれば、合成樹脂管は、金型から所
定速度で管軸方向へ連続的に押し出されるのであるが、
同時に、コアーの凹溝形成部の回転に伴って内部に螺旋
リブが形成され自転しつつ押出金型から押し出されてく
る。そして、押出速度と自転速度に同期させて引取機で
押し出されてきた管を周方向に回転させつつ引き取るこ
とで、押し出された管の軟化状態のパリソン部分で捩じ
り等の負荷が掛からない。

【００１３】したがって、大きな歪みが残らないととも
に、管の内外で歪みに差がない内面螺旋リブ付きの合成
樹脂管を連続的に成形することができる。

【００１４】

【実施例】以下に、本発明を、その実施例をあらわす図
面を参照しつつ詳しく説明する。図１にみるように、こ
の実施例の押出成形方法では、通常の合成樹脂管の連続
押出成形方法と同様に、押出機１から金型２へ溶融樹脂
を連続的に送り込み、金型２出口から連続的に軟化状態
のパリソン５１を押し出したのち、直ちに冷却槽付きフ
ォーミングチューブ３内に通して外径を整え冷却固化し
て所望形状の管５にしたのち、引取機４で管５を連続的
に引き取るようになっている。また、引取機４で引き取
られた管５は、切断機６で所定の長さに切断されて排出
機７に送られるようになっている。

【００１５】金型２は、図２および図３にみるように、
固定ランド２１、固定コアー２２、回転コアー（先端コ
アー）２３、回転シャフト２４、アダプターリング２５
を備えている。固定コアー２２は、図４ないし図６にみ
るように、本体２２ａを挟んでフランジ２２ｂとオイル
レスベアリング２２ｃとが設けられていて、本体２２ａ
の中心軸に沿って回転シャフト２４の挿通孔２２ｄが設
けられている。また、本体２２ａの表面には、段落ち部
２２ｅが形成されている。

【００１６】回転コアー２３は、図７および図８にみる
ように、本体２３ａと本体２３ａの固定コアー２３側端
面に設けられたオイルレスベアリグ２３ｂとから構成さ
れている。本体２３ａは、その周面に複数本（図では８
本）の凹溝２３ｃが形成されていて、中心軸に沿って回
転シャフト２４の挿通孔２３ｄが設けられている。

【００１７】凹溝２２ａは、溶融樹脂の入口側から徐々
に深くなり、一定の深さまでくるとその状態で平行に金
型２の出口まで設けられている。そして、固定コアー２
２と回転コアー２３とは、挿通孔２２ｄ，２３ｄに回転
シャフト２４を挿通させ、回転シャフト２４にナット２
７を締め込むことで、回り止め２６との間で強固に挟ま
れて、対面する２つのオイルレスベアリング２２ｃ，２
３ｃが摺動自在に圧接されている。なお、回転シャフト
２４は、固定コアー２２の挿通孔２２ｄ内で、図２にみ
るように、オイルレスベアリング２２ｆ，２２ｆ，２２
ｆによって回転自在に支持されているとともに、回転コ
アー２３のキー溝２３ｅにキー（図示せず）を打ち込む
ことで、回転コアー２３と一体に回転するようになって
いる。

【００１８】従って、図１および図２にみるように、チ
ェーン８１を介してモータ８と連結された回転シャフト
２４が回転すると、回転シャフト２４の回転に伴って回
転コアー２３のみがスムーズに回転する。しかも、固定
コアー２２と回転コアー２３とがオイルレスベアリング
２２ｃ，２３ｃを介して圧接されているので、溶融樹脂
が隙間などに入り込まない。

【００１９】固定ランド２１は、図２にみるように、固
定コアー２２および回転コアー２３を外側から囲繞し、
固定コアー２２の段落ち部２２ｅおよび回転コアー２３
の外周面との間に押出機１から押し出されてくる溶融樹
脂の流路（樹脂通過部）２８を形成するとともに、フラ
ンジ２２ｂにボルト止めされて固定コアー２２と一体化
されている。

【００２０】アダプターリング２５は、固定ランド２１
の側部に設けられていて、押出機１から押し出されてく
る溶融樹脂を金型２内へ注入する注入口となっている。
引取機４は、管５を管５の管軸方向へ任意な引取速度で
引き取ることができるようになっているとともに、同時
に管５を周方向へ任意な速度で回転させることができる
ようになっている。

【００２１】なお、各オイルベアリング２２ｃ，２２
ｆ，２３ｃの材質は、金属，合金，セラミック等が挙げ
られ、管成形温度（通常１６０〜３００℃）、回転速
度、耐磨耗性等を考慮して自由に選択することができ
る。上記のようになっており、押出機１から金型２へ送
られた溶融樹脂は、図２にみるように、固定コアー２２
の本体２２ａ表面に設けられた段落ち部２２ｅと固定ラ
ンド２１との間に形成された第１樹脂通過部２９ａを通
り、次に回転コアー２３と固定ランド２１との間に形成
される第２樹脂通過部２９ｂを通ってパリソン５１とな
って金型２外へ押し出されるのであるが、回転コアー２
３が一定方向に回転しつつ押し出されるので、回転コア
ー２３に設けられた凹溝２３ｃに対応する螺旋リブが内
部に形成されつつ周方向に自転しながら押し出される。
すなわち、従来のように管５の軟化状態であるパリソン
５１部分に捩じりを加えたりすることなく垂れ流し状態
で金型２から押し出されると同時に内面に螺旋リブが形
成される。

【００２２】そして、パリソン５１は、金型２から冷却
槽付きフォーミングチューブ３へ入り整形されつつ冷却
固化して所望の径の内面螺旋リブ付き合成樹脂管５を形
成しつつ引取機４によって引き取られるのであるが、引
取機４は、金型２から押出速度と略同じ速度で管軸方向
へ引き取るとともに、管５の自転速度にあわせて管５に
周方向への回転を与えるようになっている。したがっ
て、引取機４による引取りによって管５の軟化状部分へ
負荷が全くかからない。

【００２３】すなわち、この方法によれば、従来のよう
に管５の軟化状部分に強制的な捩じが加わったりするこ
とがなく、図９にみるように、管５の内外に歪みがなく
内面に複数条の螺旋リブ５２が形成された内面螺旋リブ
付き合成樹脂管５を得ることができる。因に、円周の３
０度毎に幅５mm、深さ３mmの断面Ｖ字形の凹溝 を１２
本設けた長さ７５mmの回転コアー２２と固定ランド２１
とのクリアランス２mmとした上記成形装置を用いて、内
径１００mmのＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）製内面螺旋リブ
付き管５を押出量３０kg／ｈで、回転コアー２３の回転
数を0.1 〜2.0 rpm の間で変化させて成形したとたろ１
〜１０ｍの範囲で螺旋リブピッチの自在なものが成形で
きた。しかも、管の内面に形成されたリブは、高さが
２．６〜２．９mmでその断面形状は、凹溝の断面形状と
略同一形状であった。

【００２４】また、押出量１２kg／ｈで溶融樹脂１１を
押し出すとともに、回転コアー２３の回転数0.5 rpm
(1.7rpm ) をした場合、パリソンは、管軸方法１７cm／
分（２０cm／分）、回転速度0.13rpm (0.16 rpm ) とな
り、この時得られた内面螺旋リブ付き管の螺旋リブピッ
チは、１３５cm（１２８cm）となった。なお、本発明の
方法では、第２樹脂通過部２９ｂに溶融樹脂が入る前
に、管軸（押出）方向へ溶融樹脂の速度が一定に調整し
ておくことが必要である。

【００２５】即ち、上記のように速度が調整できていな
いと、第２樹脂通過部２９ｂで溶融樹脂が管の周方向で
速度の速い遅いが生じ、成形された内面螺旋リブ付き管
５は、ある方向に曲がったもの又は螺旋状（コイル状）
に曲がったものとなり商品価値が落ちる。そこで、この
実施例の金型２では、段落ち部２２ｅに島状部２２ｇを
設け、押出機１から金型２内へ送られた溶融樹脂１１を
図４および図５に矢印で示すように島状部２２ｇを迂回
させることで直ちに管軸方向へ一定速度で押し出せるよ
うにしている。

【００２６】本発明にかかる内面螺旋リブ付き合成樹脂
管の押出成形方法は、上記の実施例に限定されない。た
とえば、上記の実施例では、回転シャフト２４に回り止
め２６を嵌め込み、ナット２７との間に固定コアー２２
および回転コアー２３とを挟み込むようにしているが、
回り止め２６の代わりにストッパとなる膨出部を回転シ
ャフト２４に直接設けるようにしても構わない。

【００２７】

【発明の効果】本発明にかかる内面螺旋リブ付き合成樹
脂管の押出成形方法は、以上のように構成されているの
で、押し出された管の軟化状部分で捩じり等の負荷を掛
けずに内面螺旋リブ付き合成樹脂管を得ることができ
る。したがって、得られた内面螺旋リブ付き合成樹脂管
は、大きな歪みが残っていないとともに、管の内外で歪
みに差がないものとなり、配管後に捩じれ等の変形を起
こしたり、内部を流れる温熱排水等の影響により螺旋リ
ブが小さくなったりしない。

【００２８】すなわち、この合成樹脂管を中層、高層等
の建築物の排水用縦管として用いれば、排水の流下速度
を効果的に減衰させ管内中心部に充分な通気を確保する
能力が半永久的に損なわれることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる内面螺旋リブ付き合成樹脂管の
押出成形方法を実施するのに用いる合成樹脂管製造装置
の１例をあらわす斜視図である。

【図２】図１の製造装置の金型をあらわす断面図であ
る。

【図３】図２の金型のＡ方向矢視図である。

【図４】図２の金型の固定コアーの正面図である。

【図５】図４の固定コアーのＢ方向矢視図である。

【図６】図４の固定コアーのす方向矢視図である。

【図７】図２の金型の回転コアーの正面図である。

【図８】図７の回転コアーのＤ方向矢視図である。

【図９】本発明にかかる内面螺旋リブ付き合成樹脂管の
押出成形方法によって得られる内面螺旋リブ付き合成樹
脂管の１例をあらわす断面図である。

【図１０】公知の内面螺旋リブ付き合成樹脂管の製造方
法をあらわす説明図である。

【符号の説明】

２ 金型 ４ 引取機 ５ 合成樹脂管 ２２ 固定 コアー ２３ 回転コアー ２３ｃ 凹溝 ５２ 螺旋リブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内面螺旋リブ付き合成樹脂管の押出成形方
   法において、管軸に平行な凹溝がコアーの金型出口側表
   面に螺旋リブの本数と同数だけ設けらた押出金型からコ
   アーの少なくとも凹溝を形成した部分を管軸を中心に一
   定速度で回転させつつ合成樹脂管を連続的に押し出すと
   ともに、押し出された管を管の管軸方向への押出速度お
   よび管の周方向の自転速度に同調させて回転引取機で引
   き取ることを特徴とする内面螺旋リブ付き合成樹脂管の
   押出成形方法。