复合管及复合管的制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种设有用于覆盖管体外周面的片状构件的复合管及该复合管的制造方法。 背景技术 对于需要隔热性的供热水管、 供水管等， 多使用以隔热材料来覆盖管体的外周面 的复合管。例如， 使用有一种以下结构的复合管 ： 其利用聚烯烃类的发泡体来覆盖聚丁烯、 交联聚乙烯等挠性合成树脂管的外周面。
作为这种复合管的制造方法， 在日本特开 2005-214228 号公报中， 公开了一种一 边对混合了发泡剂的树脂组合物进行加热、 一边使该树脂组合物挤出并覆盖于管体的外周 面并使其发泡来制造复合管的技术。另外， 在日本特开昭 60-40230 号公报中， 公开了一种 将由发泡塑料构成的条片卷绕于管的外周面而使条片的端部彼此对接、 并通过熔接使对接 的条片的端部彼此相结合来制造复合管的技术。
在此， 如日本特开昭 60-40230 号公报所示， 在通过将带端的片状构件 ( 条片 ) 卷 绕于管体的外周面并对片状构件的端部彼此进行熔接、 来将片状构件保持在管体的外周面 上的结构的复合管的情况下， 由于片状构件的端部彼此的接合部的拉伸强度较小， 因此可 能导致片状构件在接合部分离 ( 片状构件在片状构件的端面彼此的接合面处发生断裂 )、 管体向外部暴露、 片状构件从管体脱落等。
发明内容 本发明考虑到该情况， 其目的在于提供一种即使不进行片状构件的端部彼此的接 合、 也能够对覆盖管体的外周面的状态下的片状构件进行保持的复合管及该复合管的制造 方法。
本发明的第 1 技术方案是一种复合管， 其包括 ： 管体 ； 片状构件， 使该片状构件的 端部彼此相对而覆盖上述管体的外周面 ； 以及无缝的保持层， 其覆盖上述片状构件的整个 外周面。
在第 1 技术方案中， 通过利用无缝的保持层来覆盖片状构件的整个外周面， 即使 不进行片状构件的端部彼此的接合， 也能够对覆盖管体的外周面的状态下的片状构件进行 保持。
本发明的第 2 技术方案为， 根据第 1 技术方案的复合管， 上述片状构件由发泡树脂 形成。
在第 2 技术方案中， 通过利用发泡树脂来形成片状构件， 能够在管体的周围形成 由发泡树脂构成的隔热层。另外， 能够谋求复合管的轻量化。
本发明的第 3 技术方案是一种复合管的制造方法， 该复合管的制造方法包括 ： 第1 工序， 以覆盖管体的外周面的方式将片状构件卷绕于上述管体并使该片状构件的端部彼此 相对 ； 以及第 2 工序， 利用通过挤出成型而形成的无缝的保持层覆盖上述片状构件的整个
外周面。 在第 3 技术方案中， 通过进行第 1 工序与第 2 工序， 能够制造片状构件的整个外周 面被无缝的保持层覆盖了的复合管。 另外， 由于保持层通过挤出成型来形成， 因此能够使保 持层的外周面平滑并使外观良好， 而且， 能够根据需要来调整保持层的厚度 ( 保持层的拉 伸强度 )。
本发明的第 4 技术方案为， 根据第 3 技术方案的制造方法， 上述片状构件由发泡树 脂形成。
在第 4 技术方案中， 通过利用发泡树脂来形成片状构件， 能够在管体的周围形成 由发泡树脂构成的隔热层。另外， 能够谋求复合管的轻量化。
本发明的第 5 技术方案为， 根据第 3 技术方案及第 4 技术方案， 在从上述管体与上 述片状构件之间进行抽气之后， 利用上述保持层覆盖上述片状构件的整个外周面。
在第 5 技术方案中， 通过从管体与片状构件之间进行抽气， 能够减小管体与片状 构件之间的间隙、 或者能够使管体与片状构件紧贴。 由此， 在片状构件的外周面变平滑的状 态下， 片状构件的整个外周面被保持层覆盖， 因此保持层的外周面也变平滑且能够使外观 更加良好。
由于本发明采用上述结构， 因此能够提供一种即使不进行片状构件的端部彼此的 接合、 也能够以覆盖管体的外周面的状态保持片状构件的复合管及该复合管的制造方法。
附图说明
图 1 是表示本发明的实施方式的复合管的立体图。 图 2 是表示本发明的实施方式的复合管的横截面图。 图 3 是表示本发明的实施方式的复合管的制造装置的整体图。 图 4 是表示本发明的实施方式的复合管的制造装置的剖视图。 图 5 是表示本发明的实施方式的复合管的制造方法的说明图。 图 6 是表示以往的复合管的横截面图。 图 7 是表示本发明的实施方式的复合管的立体图。 图 8 是表示本发明的实施方式的复合管的横截面图。 图 9 是表示本发明的实施方式的复合管的制造装置的变形例的整体图。具体实施方式
参照附图来说明本发明的实施方式。 首先， 说明作为本发明的实施方式的复合管。
如图 1 的立体图及图 2 的 (a) 的横截面图所示， 复合管 10 具有 ： 管体 12， 其由聚 丁烯树脂形成 ； 带端的片状构件 14， 其由软质聚氨酯泡沫形成 ； 以及无缝的保持层 16， 其由 热塑性弹性体形成。
片状构件 14 使端面彼此相接触并覆盖管体 12 的外周面， 保持层 16 覆盖片状构件 14 的整个外周面。片状构件 14 是将作为以 20 倍～ 100 倍的发泡倍率发泡的发泡树脂的软 质聚氨酯泡沫切成片 ( 板 ) 状而形成的。在此， 发泡倍率的意思是指未发泡状态下的材料 密度除以发泡后的材料密度而得到的值。
接着， 说明作为本发明的实施方式的复合管的制造装置。如图 3 的整体图所示， 复合管的制造装置 18 具有第 1 储存辊 ( 未图示 )、 第2储 存辊 20、 挤出机 22、 作为模具的口模 24、 冷却槽 26、 以及拉伸装置 28。在以下说明中， 设从 第 2 储存辊 20 朝向拉伸装置 28 的方向为制造方向 Y。第 1 储存辊 ( 未图示 )、 第 2 储存辊 20、 口模 24、 冷却槽 26、 拉伸装置 28 沿制造方向 Y 从上游依次配置， 挤出机 22 配置在口模 24 的上方。
在第 1 储存辊上以卷状卷绕有通过挤出成型而形成并完成了固化的管体 12， 在第 2 储存辊 20 上以卷状卷绕有片状构件 14。片状构件 14 被切割加工为带状， 具有与管体 12 的外周长度大致相等的宽度。如图 5 所示， 在管体 12 的外周面上卷绕有片状构件 14。
如图 3 所示， 通过利用拉伸装置 28 向制造方向 Y 拉伸制造过程中的复合管 42， 使 管体 12 从第 1 储存辊被连续地拉出， 片状构件 14 从第 2 储存辊 20 被连续地拉出。
如图 3 以及图 5 的立体图所示， 在供管体 12 及片状构件 14 送入的口模 24 的供给 口 32 跟前附近， 在向供给口 32 即将送入管体 12 及片状构件 14 之前， 将片状构件 14 卷绕 于管体 12 的外周面。另外， 图 5 是为了便于理解片状构件 14 卷绕于管体 12 的样子、 利用 保持层 16( 后面进行说明 ) 覆盖所卷绕的片状构件 14 的整个外周面的样子而仅描绘出了 管体 12、 片状构件 14 及保持层 16 的图。 如图 4 的剖视图所示， 挤出机 22 利用螺杆 34 向口模 24 挤出熔融状态的热塑性弹 性体 E。在口模 24 上形成有作为穿过部的通孔 36， 该通孔 36 供管体 12 及片状构件 14 以 片状构件 14 卷绕于管体 12 的状态穿过。
而且， 在管体 12 及片状构件 14 穿过通孔 36 时， 口模 24 将利用挤出机 22 挤出的 热塑性弹性体 E 以熔融的状态并以圆筒状向制造方向 Y 挤出， 形成对刚卷绕于管体 12 之后 的片状构件 14 的整个外周面进行覆盖的保持层 16。即， 利用口模 24 挤出成型保持层 16。 保持层 16 形成为无缝。
另外， 在口模 24 中， 在利用保持层 16 覆盖片状构件 14 的整个外周面之前， 使用抽 气泵 ( 未图示 ) 从管体 12 的外周面与片状构件 14 的内周面之间进行抽气， 吸出位于管体 12 的外周面与片状构件 14 内周面之间的空气 ( 箭头 38)。
如图 3 所示， 在冷却槽 26 中存储有冷却水 W， 利用口模 24 形成的保持层 16 在通过 冷却槽 26 时被冷却水 W 冷却。
拉伸装置 28 设置在被冷却槽 26 冷却了的保持层 16 的上下方， 由夹持该保持层 16 的一对旋转带 38、 40 构成。旋转带 38、 40 在预定的力的作用下按压在保持层 16 的外周面 上， 使得保持层 16 的内周面与片状构件 14 的外周面相接触、 片状构件 14 的内周面与管体 12 的外周面相接触。由此， 通过使旋转带 38、 40 旋转， 使得保持层 16、 片状构件 14 及管体 12 被同时向制造方向 Y 拉伸， 并以每分钟 5m 左右的速度移动。另外， 由于被冷却槽 20 冷却 的保持层 16( 热塑性弹性体 ) 及片状构件 14( 软质聚氨酯泡沫 ) 具有挠性， 因此通过以预 定的力将旋转带 38、 40 按压在保持层 16 上， 能够使保持层 16 及片状构件 14 发生变形、 保 持层 16 的内周面与片状构件 14 的外周面相接触， 从而使片状构件 14 的内周面与管体 12 的外周面相接触。
以下， 说明作为本发明的实施方式的复合管的制造方法。
在此， 说明使用图 3 所示的制造装置 18 来制造复合管 10 的复合管的制造方法。 首 先， 如图 3 所示， 利用拉伸装置 28 向制造方向 Y 同时拉伸由保持层 16、 片状构件 14 及管体
12 构成的复合管 42( 后面进行说明 )， 从而管体 12 及片状构件 14 从第 1 储存辊及第 2 储 存辊 20 被连续地拉出。
接着， 在作为第 1 工序的片卷绕工序中， 如图 3 及图 5 所示， 在口模 24 的供给口 32 附近， 以覆盖管体 12 的外周面的方式将片状构件 14 卷绕于管体 12， 使片状构件 14 的端部 彼此相接触。
接着， 在作为第 2 工序的层形成工序中， 如图 4 所示， 利用挤出机 22 的螺杆 34 以 圆筒状向口模 24 的制造方向 Y 挤出熔融状态的热塑性弹性体 E， 形成对刚卷绕于管体 12 之 后的片状构件 14 的整个周面进行覆盖的无缝的保持层 16。在此， 在利用保持层 16 覆盖片 状构件 14 的整个周面之前进行抽气工序。在抽气工序中， 使用抽气泵 ( 未图示 ) 抽出位于 管体 12 的外周面与片状构件 14 的内周面之间的空气。
接着， 在冷却工序中， 如图 3 所示， 利用冷却槽 26 冷却利用口模 24 形成的保持层 16 而形成复合管 42。
接着， 在固化工序中， 利用拉伸装置 28 向制造方向 Y 拉出复合管 42 而将其临时放 置于固化区域 ( 未图示 )， 经过该固化区域的固化工序形成作为最终完成品的复合管 10。
接着， 说明本发明的实施方式中的复合管、 复合管的制造装置及复合管的制造方 法的作用及效果。
如图 6 的横截面图所示， 用于比较的复合管 46 为如下结构 ： 将覆盖有表面膜 44 的 带端的片状构件 14 卷绕于管体 12 的外周面， 使表面膜 44 及片状构件 14 的端部彼此相接 合 ( 对表面膜 44 及片状构件 14 的端部彼此进行加热而使其熔化来进行连接 )， 从而将片状 构件 14 保持在管体 12 的外周面上。对于复合管 46， 由于表面膜 44 及片状构件 14 的端部 彼此的接合部 48 的拉伸强度较小， 因此在对复合管 46 进行搬运、 设置等时， 若对复合管 46 进行拉拽踩踏， 则有时表面膜 44 及片状构件 14 在表面膜 44 及片状构件 14 的端部彼此的 接合面处发生断裂， 表面膜 44 及片状构件 14 在接合部 48 处破裂。这样， 可能导致管体 12 向复合管 46 的外部暴露、 片状构件 14 从管体 12 脱落。
例如， 在设表面膜 44 的厚度为 100μ、 设片状构件 14 的厚度为 5mm 的情况下， 接 合部 48 的拉伸强度约为 10N/cm， 在设表面膜 44 的厚度为 100μ、 设片状构件 14 的厚度为 10mm 的情况下， 接合部 48 的拉伸强度约为 20N/cm， 在设表面膜 44 的厚度为 200μ、 设片状 构件 14 的厚度为 5mm 的情况下， 接合部 48 的拉伸强度约为 15N/cm， 在设表面膜 44 的厚度 为 20μ、 设片状构件 14 的厚度设为 10mm 的情况下， 接合部 48 的拉伸强度约为 30N/cm。如 此， 即使在相当大地增大表面膜 44 及片状构件 14 的厚度的情况下， 接合部 48 的拉伸强度 也仅成为用手就能够简单地撕裂的程度。
与此相对， 在本发明的实施方式的复合管 10 中， 通过利用无缝的保持层 16 来覆盖 片状构件 14 的整个周面， 使片状构件 14 的端面彼此相接触的接缝 50 被保持层 16 覆盖， 因 此， 即使不进行片状构件 14 的端部彼此的接合， 也能够以覆盖管体 12 的外周面的状态保持 该片状构件 14。
即， 在本发明的实施方式的复合管 10 中， 即使片状构件 14 的端部彼此未接合， 也 能够以覆盖管体 12 的外周面的状态保持片状构件 14， 因此无需担心图 6 所示复合管 46 的 问题即 “片状构件 14 在片状构件 14 的端部彼此的接合部 48 处破裂而管体 12 向复合管 46 的外部暴露、 片状构件 14 从管体 12 脱落” 。 另外， 由于保持层 16 无缝， 因此外观良好， 而且，能够提高保持层 16 自身的拉伸强度。
另外， 由于无需进行片状构件 14 的端部彼此的接合， 因此不需要利用烙铁等对片 状构件 14 的端部进行加热的熔接作业， 因此在复合管 10 的制造中能够减少烦杂的作业。
另外， 能够利用覆盖片状构件 14 的整个外周面的保持层 16 来保护片状构件 14。
另外， 在利用作为发泡树脂的软质聚氨酯泡沫形成片状构件 14 的情况下， 能够在 管体 12 的周围形成由发泡树脂构成的隔热层。即， 能够将复合管 10 用作具有隔热性的管。 特别是， 在片状构件 14 由以 20 倍～ 100 倍的高发泡倍率发泡的软质聚氨酯泡沫形成的情 况下， 能够发挥优异的隔热性， 而且， 能够发挥较高的柔软性。
而且， 由于片状构件 14 具有充分的柔软性， 因此在将复合管 10 连接到管接头上 时， 如图 7 的立体图所示， 在复合管 10 的长度方向的端部， 能够卷起片状构件 14 及保持层 16 以使里面外翻， 从而使管体 12 的端部外周面暴露。 由此， 提高复合管 10 向管接头的连接 作业的可作业性。
另外， 在片状构件 14 由作为发泡树脂的软质聚氨酯泡沫形成的情况下， 能够谋求 复合管 10 的轻量化。
另外， 由于保持层 16 在口模 24 中通过挤出成型而形成， 因此， 如图 8 的横截面图 所示， 能够使保持层 16 的外周面平滑且外观良好， 而且， 能够根据需要调整保持层 16 的厚 度。图 8 是描绘了如下例子的图 ： 在管体 12 的外周面与片状构件 14 的内周面之间存在一 些厚度不均的间隙的状态下， 由于片状构件 14 卷绕在管体 12 上， 因此片状构件 14 的外周 面不平滑。如此， 即使在片状构件 14 的外周面凸凹不平的情况下， 也能够利用挤出成型而 成的保持层 16 来吸收该凸凹的高低差， 使保持层 16 的外周面变平滑。 另外， 在片状构件 14 的整个周面被保持层 16 覆盖之前， 从管体 12 的外周面与片 状构件 14 的内周面之间进行抽气， 从而能够减少管体 12 的外周面与片状构件 14 的内周面 之间的间隙、 或者使管体 12 的外周面与片状构件 14 的内周面紧贴。由此， 在片状构件 14 的外周面变平滑的状态下， 由于片状构件 14 的整个周面被保持层 16 覆盖， 因此能够使保持 层 16 的外周面更加平滑且外观更加良好。
另外， 抽气的压力大小只要根据复合管 10 的使用目的适当地确定即可。例如， 在 出于保护管体 12 的目的而设置片状构件 14 的情况下， 只要设为增大抽气的压力并提高保 持层 16 的外周面的平滑度且使外观良好、 并且用指肚容易卷起保持层 16 的端部而使里面 外翻即可。另外， 在欲提高复合管 10 的隔热性的情况下， 只要减小用于抽气的压力、 增大形 成于管体 12 的外周面与片状构件 14 的内周面之间的层的厚度即可。优选的是， 抽气的压 力大小设为 -80kPa ～ -50kPa。
以上， 说明了本发明的实施方式。
另外， 在本发明的实施方式中， 虽然示出了将管体 12 设为聚丁烯管的例子， 但是 并不限定于此， 也可以利用其他材料来形成管体 12。 例如， 既可以将管体 12 设为不锈钢管、 铜管等金属管， 也可以将管体 12 设为聚丁烯管、 交联聚乙烯管等树脂管， 亦可以将管体 12 设为在金属管的内周面衬砌有树脂管的管。若将管体 12 设为聚丁烯管、 交联聚乙烯管等树 脂管， 则易于进行切割等加工、 卷取保管等， 故而优选。
另外， 在本发明的实施方式中， 将以 20 倍～ 100 倍的发泡倍率发泡的软质聚氨酯 泡沫切成片 ( 板 ) 状而形成片状构件 14， 但是片状构件 14 只要形成为片 ( 板 ) 状的发泡树
脂即可， 也可以利用任意方法加工为片状。优选的是， 片状构件 14 通过将软质聚氨酯泡沫 切成片 ( 板 ) 状而形成。
另外， 由于树脂组合物一般是发泡倍率越高越柔软， 因此优选的是用于形成片状 构件 14 的发泡树脂为具有较高的发泡倍率的发泡树脂， 优选的是以 20 倍～ 100 倍的发泡 倍率发泡的发泡树脂。作为其理由， 可列举若发泡倍率小于 20 倍则片状构件 14 的柔软性 受到损失而重量也变重、 进而导致成本升高、 以及若发泡倍率大于 100 倍则难以进行发泡 成形、 外观变差。
另外， 在本发明的实施方式中， 示出了使带端的片状构件 14 的端面彼此相接触来 覆盖管体 12 的外周面的例子， 但是片状构件 14 只要是端部彼此相对即可。 即， 片状构件 14 的端面彼此也可以具有间隙地进行对接。在使由片状构件 14 形成的隔热层发挥较高的隔 热性的情况下， 优选的是使带端的片状构件 14 的端面彼此相接触。另外， 也可以使片状构 件 14 的端部彼此相接合。即， 作为本发明的效果的 “即使不进行片状构件 14 的端部彼此的 接合， 也能够以覆盖管体 12 的外周面的状态保持该片状构件 14” 的意思是指片状构件 14 的端部彼此的接合不是必须的。
关于片状构件 14 的厚度， 出于施工方面考虑而优选设为 1mm ～ 5mm， 出于成本方面 考虑而优选设为 3mm 以下， 使得在将复合管 10 连接在管接头上时能够卷起复合管 10 的长 度方向端部的片状构件 14。若片状构件 14 的厚度小于 1mm， 则片状构件 14 的端部难以勾 挂于指肚， 若片状构件 14 的厚度大于 5mm， 则不能得到充分的柔软性， 因此片状构件 14 的端 部难以卷起。 另外， 在本发明的实施方式中， 示出了利用发泡树脂形成片状构件 14 的例子， 但 是并不限定于此， 也可以利用其它材料来形成片状构件 14。例如， 也可以利用无纺布、 纸或 瓦楞纸板来形成片状构件 14。
另外， 在本发明的实施方式中， 示出了将保持层 16 设为热塑性弹性体 E 的例子， 但 是保持层 16 只要由能够将片状构件 14 保持于管体 12 的外周面的材料形成即可。由于成 本低且能够循环利用， 因此优选的是利用聚乙烯、 聚丙烯或热塑性弹性体来形成保持层 16。 保持层 16 的厚度出于成本方面考虑而优选设为 0.2mm ～ 0.4mm， 出于拉伸强度方面考虑而 优选设为 0.1mm 以上。另外， 如上所述， 保持层 16 在口模 24 中通过挤出成型而形成， 因此 通过根据需要调整保持层 16 的厚度， 能够调整拉伸强度。
另外， 片状构件 14 能够防止记载于管体 12 的外周表面的管种类的标示符、 施工用 的标记等与某些东西相接触而消失。特别是， 在管体 12 由聚烯烃类材料形成的情况下， 墨 水难以附着于外周表面， 故而有效。
另外， 本发明的实施方式所示的管体 12 的外周面与片状构件 14 的内周面既可以 紧贴， 也可以在其之间存在有间隙。另外， 在可以不卷起保持层 16 及片状构件 14 的端部的 情况下， 也可以将片状构件 14 的内周面粘接于管体 12 的外周面。
另外， 本发明的实施方式所示的片状构件 14 的外周面与保持层 16 的内周面既可 以紧贴， 也可以在其之间存有间隙。另外， 也可以粘接片状构件 14 的外周面与保持层 16 的 内周面。若热粘接片状构件 14 的外周面与保持层 16 的内周面， 则能够谋求使保持层 16 的 外周面变平滑， 易于卷起保持层 16 及片状构件 14 的端部， 故而优选。
另外， 在本发明的实施方式中， 示出了被挤出成型然后完成了固化的管体 12 卷绕
于第 1 储存辊的例子， 但是如图 9 的整体图所示， 也可以将片状构件 14 卷绕于在被作为模 具的口模 54 挤出成型之后刚被冷却槽 56 冷却的管体 12。
另外， 在本发明的实施方式中， 示出了利用一个片状构件 14 来覆盖管体 12 的外周 面的例子， 但是也可以用多个片状构件 14 来覆盖管体 12 的外周面。例如， 既可以如图 2 的 (b) 所示那样利用两个片状构件 14 来覆盖管体 12， 也可以如图 2 的 (c) 所示那样利用三个 片状构件 14 来覆盖管体 12。在该情况下， 也可以使多个片状构件 14 的颜色、 硬度、 材质等 各不相同。
另外， 在本发明的实施方式中， 示出了上下配置一对旋转带 38、 40 来夹住复合管 42( 保持层 16) 的例子， 但是也可以左右配置一对旋转带 38、 40、 倾斜配置一对旋转带 38、 40 来夹住复合管 42( 保持层 16)。另外， 也可以仅由一个旋转带来构成拉伸装置 28， 将该旋转 带按压在保持层 16 上。 另外， 也可以利用三个以上的旋转带来夹住复合管 42( 保持层 16)。
另外， 在本发明的实施方式中， 示出了在冷却槽 26 中利用水冷 ( 冷却水 W) 对保持 层 16 进行冷却的例子， 但是也可以利用气冷等其它冷却方法来对保持层 16 进行冷却。
以上， 说明了本发明的实施方式， 但是本发明丝毫并不限定于该实施方式， 在不脱 离本发明的主旨的范围内， 当然能够以各种方式来实施本发明。