JPH07178814A - ライニング管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 合成樹脂管に軸方向への応力が残留しにく
く、管体と合成樹脂管との間に空気が残ることなく均一
に管体と合成樹脂管とを密着させた状態で両管を接着さ
せることのできるライニング管の製造方法を提供する。 【構成】 内面をライニングすべき管体１内に熱膨張性
合成樹脂管２を挿入してその全体を直立させた状態で加
熱することにより、合成樹脂管２を膨張させてその外面
と管体１の内面とを密着させる。この加熱に際して管の
下部から上部へと順次加熱していってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート管や金属
管等の管体の内面を合成樹脂でライニングした、いわゆ
るライニング管の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、水道用鋼管として、亜鉛めっき鋼
管に加えて、合成樹脂ライニング管、具体的には内面を
塩化ビニル樹脂で被覆した金属管が多用されるようにな
ってきている。このような合成樹脂ライニング管を製造
する方法としては、従来、内面を被覆すべき鋼管等の管
体に適当な表面処理を施した後、その内部に、外面に接
着剤を塗布した合成樹脂管を挿入し、その状態で合成樹
脂管を加熱膨張させることによって、管体と合成樹脂管
とを接着する方法が主として採用されている。

【０００３】合成樹脂管の加熱膨張方法としては、合成
樹脂管をその軟化点以上に加熱し、その内側の圧力を上
昇させて内面から加圧して膨張させる方法のほか、図５
に管端方向から見た正面図（Ａ）およびその平面図
（Ｂ）を示すように、管体１内に熱膨張性合成樹脂管２
を挿入してその全体を支持台Ｂ上に水平に置いた状態で
加熱炉内Ｈに挿入して膨張開始温度以上にまで加熱する
方法や、また、その加熱の仕方を一端側から他端側へ、
あるいは図６に平面図で例示するように、コンベアＣ上
で水平に支持して水平方向に移動させ、平面上でＶ形の
加熱ゾーンを持つ加熱炉Ｂ′ちをけを通過させることに
より、中央から両端側へと順次合成樹脂管２の加熱部位
を移動させ、管体１と合成樹脂管２との間の空気を効率
的に排出しながら合成樹脂管を膨張させ、管体との間に
空気を残存させないように両管を相互に接着させる方法
（特開昭５４−１５０４８２号、特開平４−２７２８２
７号、特開平４−２７６４２７号）等がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来の製造方法における合成樹脂管の加熱膨張方法の
うち、前者の加圧方式を採用したものでは、加圧装置が
必要であるとともに、合成樹脂管の内部圧力を上昇させ
るためにはその樹脂管の両端部を加圧用アタッチメント
を用いて閉塞して空気等の加圧媒体を供給する必要があ
ることから、合成樹脂管はその両端部において径方向へ
の膨張が阻害されるばかりでなく、軸方向に拘束された
状態で膨張するため、合成樹脂管には管軸方向への収縮
応力が残留してしまうという欠点がある。

【０００５】一方、熱膨張性の合成樹脂管を膨張開始温
度以上に加熱することによって膨張させる方式では、前
記した各提案において一端から他端、もしくは中央から
両端へと順次加熱位置を変化させていくことで管体と合
成樹脂管との間の空気の残存を防ごうとしているもの
の、実際には加熱むらや合成樹脂管の膨張の不均一性
（膨張むら）に起因して確実に一端から他端ないし中央
から両端へと理想的に順次膨張させていくことはできな
い。また、管を横置きにして加熱するため、図７に合成
樹脂管２の膨張過程を模式的断面図で示すように、合成
樹脂管２はその加熱状態において底部となる外周の一部
分が常に金属管等の管体１と接触することになる結果、
熱伝導の関係によってその接触部分のみが他部に比して
温度上昇が速く、逆に最上方部分では温度上昇が最も遅
くなって径方向への温度むらが発生し、温度上昇が遅い
最上方部分の近傍に空気が残る傾向があった。

【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、合成樹脂管に軸方向への応力が残留することな
く、また、管体と合成樹脂管との間に空気が残ることな
く均一に管体と合成樹脂管とを密着させた状態で両管を
接着させることのできるライニング管の製造方法の提供
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の第１の製造方法は、実施例図面である図１
に示すように、内面をライニングすべき管体１内に熱膨
張性合成樹脂管２を挿入してその全体を直立させた状態
で加熱することにより、合成樹脂管２を膨張させてその
外面と管体１の内面とを密着させることによって特徴づ
けられる。

【０００８】また、本発明の第２の製造方法は、上記し
た第１の製造方法と同様に管体１内に熱膨張性合成樹脂
管２を挿入して全体を直立させた状態で加熱するが、そ
の加熱の仕方に特徴があり、実施例図面である図２に示
すように、管体１の下部から上部に向けて順次加熱して
いくことにより、合成樹脂管２を下端側から上端側へと
順次膨張させてその外面と管体１の内面とを密着させる
ことによって特徴付けられる。

【０００９】更に、本発明の第３の製造方法は、その実
施例図面である図３に示すように、内面をライニングす
べき管体１内に熱膨張性合成樹脂管２を挿入してその全
体を水平に寝かせた状態で、管体１をその周方向に一定
速度で回転させつつ加熱することにより、合成樹脂管２
を膨張させてその外面と管体１の内面とを密着させるこ
とによって特徴づけられる。

【００１０】以上の各製造方法においては、熱膨張性合
成樹脂管２の外周面にあらかじめホットメルト接着剤を
塗布しておくことが望ましく、その接着剤としては、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エ
ステル共重合体等のポリオレフィン系樹脂およびこれら
の変性樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、スチ
レン−ブタジエン−スチレン共重合体等のブロック共重
合体エラストマー系の接着剤等を挙げることができる。
なお、こられの樹脂に粘着付与樹脂、可塑剤、充填剤、
安定剤等の各種添加剤を必要に応じて添加してもよい。

【００１１】また、本発明で用いる熱膨張性合成樹脂管
２は、ポリ塩化ビニル樹脂やポリエチレン樹脂等を管状
に押出成形後、縮径して冷却することにより得られる。
この熱膨張性合成樹脂管２の外周面に上述のホットメル
ト接着剤を塗布する方法としては、クロスヘッドダイに
よる溶融コーティング、あるいはホットメルト接着剤を
あらかじめフィルム化して合成樹脂管２に巻き付ける等
の方法を採用することができる。

【００１２】本発明により内面をライニングすることの
できる管体１は、コンクリート管および金属管等である
が、金属管としては、水道配管用炭素鋼管、アルミニウ
ム管あるいは銅管等を挙げることができる。

【００１３】また、第３の製造方法において、管体１を
周方向に回転させる方法としては、管体１の両端部近傍
をそれぞれ適当なローラ台上で回動自在に支承するとと
もに、管体１の一端部を治具で把持してモータにより回
転を与える方法等を採用することができる。その回転速
度はあまり遅いと遠心力が弱く管体１と合成樹脂管２と
の密着性が向上せず、逆に速すぎるとモータに負荷が掛
かり過ぎる等の不具合が生じる。具体的な回転速度とし
ては、管体１の外径寸法等に応じて相違はあるが、０．
１〜１００回転／秒がよい。

【００１４】

【作用】第１の製造方法において、管体１内に熱膨張性
合成樹脂管２を挿入した状態でその全体を直立させる
と、図４に合成樹脂管２の膨張過程を模式的断面図で示
すように、加熱時に管体１とその内部の合成樹脂管２と
を接触させない状態とすることが可能となる。これによ
り、従来の横置き状態で加熱する方法に比して管体１か
らの熱伝導に起因する合成樹脂管２の加熱むらは解消さ
れ、加熱時における合成樹脂管２の温度分布は周方向に
均一化される結果、合成樹脂管２は径方向に均一に膨張
して管体１の内面に一様に密着する。

【００１５】また、第２の製造方法では、直立状態で下
部から上部へと加熱していくため、合成樹脂管２の管軸
方向の収縮残留応力が低減する。すなわち、合成樹脂管
２の下部をはじめに加熱すると、その加熱部分である下
部が加熱当初におてい径方向に膨張することになるが、
その際、軸方向に収縮する力が作用する。この状態では
合成樹脂管２の上部は未だ膨張せずに管体１と密着して
いないため、その未膨張部分の自重により、下部の加熱
部分における合成樹脂管２の軸方向への収縮が助長さ
れ、収縮応力が残留してしまうことが抑制される。

【００１６】一方、第３の製造方法では、管体１内に熱
膨張性合成樹脂管２を挿入してその全体を横置きにした
状態で管体１を周方向に回転させると、合成樹脂管２は
その内部である程度連れ回りしつつ、管体１と合成樹脂
管２との接触部位が刻々と変化することになり、従来の
横置きの静置状態で加熱する方式に比して管体１からの
熱伝導に起因する合成樹脂管２の加熱むらは解消されて
周方向への加熱温度分布が均一化されるとともに、合成
樹脂管２の遠心力によって径方向に均一に膨張する。ま
た、この遠心力によって合成樹脂管２は管体１の内面に
対して圧着し、合成樹脂管２の内部を加圧する場合と同
等の外力による押圧密着効果を、合成樹脂管２を拘束し
ない状態で得ることができる。

【００１７】

【実施例】次に、上記した本発明に係る第１ないし第３
の製造方法を用いて、実際にライニング管を製造した例
について、比較例とともに述べる。

【００１８】図１は第１の製造方法を用いた実施例（以
下、実施例１と称する）の要部工程の説明図である。こ
の実施例１では、内面をライニングすべき管体１内に、
ホットメルト接着剤で外周面を被覆した熱膨張性合成樹
脂管２を挿入した状態で、加熱炉３内に直立して配置し
て、後述する加熱条件のもとに全体を加熱した。加熱炉
３内には管体１を直立させるための直立治具４を設ける
とともに、管体１内で合成樹脂管２を位置決めして直立
させるための樹脂管直立治具５を設けた。

【００１９】図２は第２の製造方法を用いた実施例（以
下、実施例２と称する）の要部工程の説明図である。こ
の実施例２では、実施例１と同様に、ホットメルト接着
剤で外周面を被覆した熱膨張性合成樹脂管２を管体１内
に挿入して直立させた状態で、その管体１の上下両端部
近傍を、上下に所定距離を隔てて同期的に並走するコン
ベア６ａ，６ｂに固定具７ａ，７ｂを介して固定し、水
平の摺動面８に沿って移動させた。そして、その移動経
路中に、上部がコンベア６ａ，６ｂの進行方向に向かっ
て傾斜した加熱領域を持つ加熱炉９を配置し、直立状態
の管体１およびその内部の合成樹脂管２をその下部から
上部へと向かって順次加熱部位が移動するように、後述
する加熱条件のもとに加熱した。

【００２０】図３は第３の製造方法を用いた実施例（以
下、実施例３と称する）の要部工程の説明図で、（Ａ）
は平面図で（Ｂ）はそのＢ−Ｂ拡大断面図である。この
実施例３では、以上の各例と同様に、ホットメルト接着
剤で外周面を被覆した熱膨張性合成樹脂管２を管体１内
に挿入した状態で、その管体１の両端部近傍を、それぞ
れが互いに平行な２本の回転自在のローラを有するロー
ラ台１０ａおよび１０ｂによって水平状態で回動自在に
支承し、その全体を加熱炉１１内に配置した。そして、
管体１の一端部をチャッキング治具１２を介して炉外に
置かれたモータ１３の回転軸に装着し、管体１をその周
方向に一定速度で回転させながら、後述する加熱条件の
もとに加熱した。

【００２１】一方、比較例として、前記した図５て示し
た加熱方法を用いた例（以下、比較例１と称する）と、
同じく図６で示した加熱方法を用いた例（以下、比較例
２と称する）を採用した。

【００２２】表１に本発明の実施例１〜３と比較例１，
２および後述する比較例３により得られたライニング管
の内面状況を評価した結果を示す。この表１には、評価
結果とともに各例において用いた管体１の長さおよび加
熱条件を併記している。

【００２３】また、ライニング管の評価は、打診法によ
り接着後の管体１と合成樹脂管２との間の気泡ないしは
接着欠損の有無を調査することによって行った。この表
１に示す各例において、内面をライニングすべき管体１
としては外径６０．５ｍｍ、肉厚３．８ｍｍの水道用炭
素鋼管を用い、熱膨張性合成樹脂管２としては外径５１
ｍｍ、肉厚１．５ｍｍの塩化ビニル樹脂管を用いた。こ
の塩化ビニル管外周面には、あらかじめホットメルト接
着剤（積水化学工業株式会社製のＳＢＳ系ホットメルト
接着剤：商品名エスダイン９１８５）をクロスヘッドダ
イにより溶融コーティングしておいた。また、その塩化
ビニル管の長さは、水道用炭素鋼管５．５ｍに対しては
５．８ｍ、２ｍに対しては２．１ｍとした。

【００２４】また、実施例３では管体１の回転速度を１
回転／秒（実施例３−１）と５０回転／秒（実施例３−
２）の２種類とした。そして、比較例３として、実施例
３と同じ管体１内に同じ合成樹脂管２を挿入して同様に
管体１を回転させつつ加熱するが、その回転速度を０．
０５回転／秒と極端に遅くした例をも採用した。

【００２５】

【表１】

【００２６】なお、表１において、炉内時間で＊を付し
てあるものは加熱炉に対して管が移動するものである
が、管の各部が炉内に２０分間滞留するように管の送り
速度を調整した。また、回転数は１秒間当たりの回転数
を表す。

【００２７】この表に示すように、各比較例では管中央
部において大なり小なり樹脂管が内面側に膨出する、い
わゆるふくれ現象が見られたのに対し、実施例１〜３で
はそのいずれにもこのようなふくれ現象を見いだすこと
ができなかった。なお、各比較例においてふくれ現象は
主として管の中央部分に現れていた。また、横置き状態
で回転を与える場合でも、その回転数が極端に遅い場合
には所期の目的を達成できないことが判明した。

【００２８】また、以上の各例によって得たライニング
管のうち、鋼管長５．５ｍのものを抽出し、ライニング
成形後に管を炉温度８０°Ｃで１０００時間静置した
後、その外観を評価した結果を表２に示す。

【００２９】

【表２】

【００３０】この表２に示すように、実施例２で得たラ
イニング管では全く変化が見られないのにたいし、比較
例１および２で得たライニング管には内面に凸状に突出
した箇所が見られた。また、実施例１で得たライニング
管にはこのような凸状の突出は見られなかったものの、
管端部において剥離が見られた。このことから、直立状
態で加熱する場合にも、下部から上部へと順次加熱して
いくことにより管軸方向への収縮応力が残留しにくく、
より好ましいことが判明した。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内面をライニングすべき管体内に熱膨張性合成樹脂管を
挿入してその全体を直立させた状態で加熱し、あるいは
管体内に熱膨張性合成樹脂管を挿入して水平に寝かせた
状態で、管体を周方向に回転させつつ加熱するから、合
成樹脂管は従来の方法のように管体に対してその一部に
おいてのみ接触した状態で加熱されることがなく、熱伝
導の不均一さに起因する加熱温度むらが生じず、合成樹
脂管の温度分布がより均一となる結果、径方向に均一に
膨張して管体内面に一様に密着し、合成樹脂管と管体と
の間に空気が残留したり接着欠損が生じることがない。

【００３２】また、直立状態で加熱するに当たり、管の
下部から上部へと順次加熱していくことにより、合成樹
脂管の上部の未膨張部分の自重が管の収縮を助長し、軸
方向への収縮応力が残留することを抑制することがで
き、長期の使用に際しても管端剥離等が生じることな
く、より長寿命のライニング管を得ることができる。

【００３３】更に、水平に寝かせた状態で周方向に回転
させながら加熱した場合には、合成樹脂管はその遠心力
により管体に対して押しつけられ、より強固に接着す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の製造方法を用いた実施例の要部
工程の説明図

【図２】本発明の第２の製造方法を用いた実施例の要部
工程の説明図

【図３】本発明の第３の製造方法を用いた実施例の要部
工程の説明図

【図４】本発明の第１および第２の製造方法の作用説明
図

【図５】従来のライニング管の製造方法の要部工程の説
明図

【図６】従来の他のライニング管の製造方法の要部工程
の説明図

【図７】図５および図６に示した従来の製造方法におけ
る加熱途上における合成樹脂管の状態説明図

【符号の説明】

１ 内面ライニングすべき管体 ２ 合成樹脂管 ３，９，１１ 加熱炉 ４ 直立治具 ５ 樹脂管直立治具 ６ａ，６ｂ コンベア ７ａ，７ｂ 固定具 ８ 摺動面 １０ａ，１０ｂ ローラ台 １２ チャッキング治具 １３ モータ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート管や金属管等の管体の内面
   を合成樹脂でライニングしてなるライニング管の製造方
   法であって、内面をライニングすべき管体内に熱膨張性
   合成樹脂管を挿入してその全体を直立させた状態で加熱
   することにより、合成樹脂管を膨張させてその外面と上
   記管体の内面とを密着させることを特徴とするライニン
   グ管の製造方法。
2. 【請求項２】 内面をライニングすべき管体内に熱膨張
   性合成樹脂管を挿入してその全体を直立させた状態で、
   その下部から上部に向けて順次加熱していくことによ
   り、合成樹脂管を下端側から上端側へと順次膨張させて
   その外面と上記管体の内面とを密着させることを特徴と
   する請求項１に記載のライニング管の製造方法。
3. 【請求項３】 コンクリート管や金属管等の管体の内面
   を合成樹脂でライニングしてなるライニング管の製造方
   法であって、内面をライニングすべき管体内に熱膨張性
   合成樹脂管を挿入してその全体を水平に寝かせた状態
   で、管体をその周方向に一定速度で回転させつつ加熱す
   ることにより、合成樹脂管を膨張させてその外面と上記
   管体の内面とを密着させることを特徴とするライニング
   管の製造方法。