JP2020056476A - 複合管及び複合管の接合方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 内管のずれが生じにくく、配管同士の接続時に、断熱層を容易に除去することが可能な複合管等を提供する。【解決手段】 内管３の外周側には、離型層５が形成される。離型層５は、樹脂シート５ａにより形成される。離型層５は、樹脂シート５ａが、内管３の外周に螺旋状に巻き付けられて形成される。樹脂シート５ａは、内管３の外周と密着する。離型層５の外周には、断熱層７が設けられる。また、断熱層７の外周には、樹脂製の外管９が設けられる。すなわち、断熱層７は、外管９と離型層５の間に形成される。断熱層７は、ウレタン発泡体である。離型層５が形成された内管３と外管９との隙間にウレタン発泡体を注入して硬化させることで、断熱層７を形成することができる。この際、ウレタン発泡体は、外管９と離型層７と接着するため、離型層５と断熱層７と外管９とを一体化することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、水道や工業用水などの配管として用いられ、断熱層を有する複合管等に関するものである。

特に寒冷地において、例えば水道や工業用水などの配管には、内部の水の凍結を防止するために断熱層が設けられる。このような断熱層としては、配管敷設後に配管の外周に発泡樹脂等を配置する方法があった。

また、あらかじめ工場等において製造され、内部に断熱層が一体化された複合管が提案されている（例えば特許文献１、２）。

特開２０００−２８３３４６号公報 特開昭５８−０５７５９３号公報

特許文献１の配管では、内管の外周に延伸ポリエチレンシートからなる補強層を形成し、その外周に押出成形によって発泡ポリエチレンの断熱層が形成される。しかし、押し出しで成形された発泡ポリエチレン自体は接着力を有さないため、補強層や外管と断熱層とが接着しない。このため、特に配管が短い場合には、外管と断熱層と補強層とが互いにずれてしまう恐れがある。

また、延伸ポリエチレンシートは硬質であり、伸びがほとんどないため、延伸ポリエチレンシートを内管の外周に巻き付けても、例えば伸びの大きなゴムやフィルム等で巻き付ける場合と比較して、内管を巻き締めることが困難である。このため、内管と断熱層とが滑りやすく、内管が、断熱層や外管に対してずれてしまう恐れがある。

また、通常、このような配管は接続して使用される。配管同士を接続する際には、断熱層等を内管から除去し、内管を露出させる必要がある。前述の通り、配管端部において、押し出し発泡ポリエチレンからなる断熱層は内管及び補強層から容易に取り外すことができるが、内管を露出するためには、延伸ポリエチレンシートからなる補強層も除去しなければならない。

しかし、延伸ポリエチレンシートは引張強度も高く、伸びも少ないため、補強層を手で除去することは困難である。このため、刃物等で延伸ポリエチレンシートを切断する必要があるが、延伸ポリエチレンシートを除去する際に、内管の表面を傷つけてしまうと、内管の耐圧性能等を低下させる要因ともなる。

一方、特許文献２の配管では、内管と外管との間に液状のウレタン樹脂を注入し、内部でウレタン樹脂を発泡・硬化させることで断熱層が形成される。この際、ウレタン樹脂の接着力によって内管と外管とを一体化することができる。このため、内管と外管とのずれが生じにくく取り扱い時に内管の抜けもない。

しかしながら、前述したように発泡ウレタンは内管と接着しているため、配管接続時に内管から発泡ウレタンを除去するのは容易ではない。特に、電気融着接手を用いる場合には、内管の外周面から断熱層等を完全に除去する必要があるが、内管の表面から、一体化した発泡ウレタンを完全に除去することは困難であり、刃物等を用いれば、内管の表面を傷つけてしまう恐れもある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、内管のずれが生じにくく、配管同士の接続時に、断熱層を容易に除去することが可能な複合管等を提供することを目的とする。

前述した目的を達するために第１の発明は、樹脂製の内管と、前記内管の外周に形成され、前記内管と密着する離型層と、前記離型層の外周に設けられる断熱層と、前記断熱層の外周に設けられる樹脂製の外管と、を具備し、前記断熱層がウレタン発泡体であり、前記外管と前記離型層と接着することを特徴とする複合管である。

前記離型層は、前記内管の外周に樹脂シートが巻き付けられて形成されることが望ましい。

前記樹脂シートの引張強度が前記ウレタン発泡体の引張強度よりも小さいことが望ましい。

前記樹脂シートの引張強度が５０ＭＰａ以下であることが望ましい。

前記樹脂シートの伸びが１００％以上であることが望ましい。

前記離型層と前記ウレタン発泡体との接着強度が、前記ウレタン発泡体の引張強度よりも大きいことが望ましい。

前記内管の一部が、前記離型層の外面に露出しており、前記断熱層の一部が、前記内管の一部と接着してもよい。

第１の発明によれば、断熱層をウレタン発泡体で構成することで、断熱層を離型層及び外管に対して接着して一体化することができる。また、離型層が内管と密着して形成されるため、内管がずれることがない。また、断熱層と内管との間に離型層が形成されるため、断熱層を内管から容易に除去することができる。

特に、樹脂シートを内管に巻き付けることで離型層が形成されれば、離型層の形成が容易であり、離型層を容易に内管に密着させることができる。

また、樹脂シートの引張強度をウレタン発泡体の引張強度よりも小さくすることで、ウレタン発泡体を内管から引き剥がす際に、樹脂シートを容易に破断することができる。このため、断熱層等の除去が容易である。

特に、樹脂シートの引張強度が５０ＭＰａ以下であれば、樹脂シートを容易に破断させて、断熱層を除去することができる。

また、樹脂シートの伸びが１００％以上であれば、ウレタン発泡体を内管から引き剥がす際に、樹脂シートが伸びるため、ウレタン発泡体と内管との間に容易に隙間を形成することができ、除去作業が容易である。

また、離型層とウレタン発泡体との接着強度を、ウレタン発泡体の引張強度よりも大きくすることで、ウレタン発泡体を内管から引き剥がす際に、ウレタン発泡体が離型層から剥がれることがなく、ウレタン発泡体と離型層を同時に除去することができる。

また、内管の一部を離型層の外面に露出させることで、断熱層の一部と内管の一部とを接着することができるため、内管のずれをより確実に抑制することができる。

第２の発明は、第１の発明にかかる複合管の接合方法であって、一対の前記複合管のそれぞれの端部において、前記断熱層を、前記離型層とともに前記内管から剥離する工程と、前記複合管の端部の前記内管を電気融着接手に挿入して接合する工程と、を具備することを特徴とする複合管の接合方法である。

第２の発明によれば、内管の外周から断熱層を確実に除去することができるため、電気融着接手を用いて信頼性の高い接合を行うことができる。

本発明によれば、内管のずれが生じにくく、配管同士の接続時に、断熱層を容易に除去することが可能な複合管等を提供することができる。

複合管１を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、複合管１の端部の内管３を露出させる工程を示す図。 複合管１同士を電気融着接手１３によって接合した状態を示す図。 （ａ）〜（ｃ）は、樹脂シート５ａの巻き付け方を示す図。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は、複合管１を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は断面図である。複合管１は、主に、内管３、離型層５、断熱層７、外管９等から構成される。

内管３は、樹脂製の管体であり、例えばポリエチレン製の管体である。内管３の外周側には、離型層５が形成される。なお、内管３の外周側とは、内管３の外側であることを意味し、内管３と離型層５との間に他の層構造を有することをも含むものである。以下の説明においては、各層の位置関係において、単に「外周」と称するが、同様に、各層間に他の層構造を有するものを含むことは言うまでもない。

離型層５は、樹脂シート５ａにより形成される。離型層５は、樹脂シート５ａが、内管３の外周に螺旋状に巻き付けられて形成される。樹脂シート５ａは、内管３の外周と密着する。

ここで、樹脂シート５ａは、伸びが１００％以上であることが望ましい。樹脂シート５ａに十分な伸びがあれば、樹脂シート５ａに所定の張力をかけて内管３の外周に巻き付けた際に、樹脂シート５ａを伸ばした状態で内管３の外周に密着させることができる。このようにすることで、樹脂シート５ａによって内管３が巻き締められて、内管３と樹脂シート５ａとのずれを抑制することができる。なお、樹脂シート５ａは、例えばストレッチフィルムやゴムシートなどを適用可能である。

離型層５の外周には、断熱層７が設けられる。また、断熱層７の外周には、樹脂製の外管９が設けられる。すなわち、断熱層７は、外管９と離型層５の間に形成される。

断熱層７は、ウレタン発泡体である。離型層５が形成された内管３と外管９との隙間に液状ウレタン樹脂を注入して発泡・硬化させることで、断熱層７を形成することができる。この際、ウレタン発泡体は、外管９と離型層５と接着するため、離型層５と断熱層７と外管９とを一体化することができる。前述したように、内管３は、樹脂シート５ａによって巻き締められているため、内管３が離型層５に対してずれることがない。このため、内管３は、断熱層７及び外管９に対してもずれることがない。

なお、外管９は、例えば難燃性ポリエチレンが用いられる。外管９には、必要に応じて、耐候性のため、カーボンブラックを配合してもよい。

次に、複合管１の接合方法について説明する。図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。まず、図２（ａ）に示すように、複合管１の長手方向の端部から所定の位置に、周方向の全周に切れ込み１１ｂを形成する。また、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、複合管１の長手方向の端部において、周方向の所定の位置に長手方向に沿って切れ込み１１ａを形成する。切れ込み１１ａは、複合管１の端部から切れ込み１１ｂまでの範囲において、複合管１の長手方向に対して形成される。

なお、長手方向に形成される切れ込み１１ａは、例えば、複合管１の周方向に２カ所以上形成される。また、切れ込み１１ａ、１１ｂは、内管３まで到達しない深さに形成される。

次に、図２（ｃ）に示すように、外管９および断熱層７を内管３から除去する。前述したように、離型層５を構成する樹脂シート５ａは、十分な伸びを有するため、断熱層７を内管３から引き離すと、離型層５が伸びて、離型層５と内管３との間に容易に隙間を形成することができる。なお、この際、切れ込み１１ａ、１１ｂの先端部に残っていた断熱層７の一部は容易に破断することができる。

なお、樹脂シート５ａの引張強度は、ウレタン発泡体の引張強度よりも小さいことが望ましい。特に、樹脂シート５ａの引張強度は５０ＭＰａ以下であることが望ましい。このようにすることで、断熱層７を外方に引き剥がした際に、断熱層７がちぎれるよりも先に、離型層５を容易に破断することができ、断熱層７の除去が容易である。

また、離型層５とウレタン発泡体との接着強度が、ウレタン発泡体の引張強度よりも大きいことが望ましい。このようにすることで、断熱層７を外方に引き剥がした際に、断熱層７がちぎれるよりも先に、離型層５と断熱層７とが剥離することを抑制することができる。このため、断熱層７と離型層５とを一度に除去することができる。

以上のように、一対の複合管１のそれぞれの端部において、断熱層７を、離型層５とともに内管３から剥離した後、図３に示すように、複合管１の端部の露出した内管３を電気融着接手１３に挿入する。電気融着接手１３の両端から内管３を挿入して通電することで、内部の内管３が加熱されて互いに融着し、複合管１同士を接合することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、内管３の外周に、伸びのある樹脂シート５ａを用いて張力をかけて伸ばして巻き付けることで、内管３が巻き締まり、離型層５に対して内管３がずれることがない。また、ウレタン発泡体の接着力によって離型層５と外管９とが一体化されるため、複合管１の全体が一体化されて各層がずれることがない。

特に、樹脂シート５ａの伸びが１００％以上であれば、断熱層７及び離型層５を内管３から引き剥がすのが容易である。

また、樹脂シート５ａの引張強度がウレタン発泡体の引張強度よりも小さいため、ウレタン発泡体がちぎれる前に樹脂シート５ａを破断させることができる。特に、樹脂シート５ａの引張強度が５０ＭＰａ以下であれば、容易に樹脂シート５ａを手で破断させて、離型層５と断熱層７とを内管３から引き剥がすことができる。

また、ウレタン発泡体と離型層５との接着強度が、ウレタン発泡体の引張強度よりも大きいため、断熱層７を除去する際に、ウレタン発泡体と離型層５とが剥離することがなく、離型層５と断熱層７とを同時に内管３から引き剥がすことができる。

なお、樹脂シート５ａは、図４（ａ）に示すように、隙間なく内管３の外周に巻き付けることで、内管３が露出することがない。例えば、樹脂シート５ａを螺旋状にラップ巻きすることで、確実に内管３の外面の全体を樹脂シート５ａで覆い、内管３とウレタン発泡体とが接着することを抑制することができる。

なお、図４（ｂ）に示すように、樹脂シート５ａを多少の隙間を開けて螺旋巻きしてもよい。この場合には、内管３の一部が、離型層５の外面に露出する。このため、断熱層７の一部が、離型層５から露出する内管３の一部と接着する。このようにすることで、断熱層７等に対して内管３がずれることをより確実に抑制することができる。

なお、この場合には、断熱層７を除去する際に、内管３の外面の一部には、ウレタン発泡体の一部が残る場合がある。しかし、その面積はわずかであり、内管３の全面から断熱層７を除去する場合と比較すれば、作業は容易である。

なお、隙間をあけて樹脂シート５ａの巻き付ける方法は、図４（ｂ）には限られず、図４（ｃ）のように、螺旋巻きでなくてもよい。また、樹脂シート５ａは縦添え巻きでもよい。また、樹脂シート５ａの一部に穴をあけて、内管３の一部を露出させてもよい。

また、離型層５は、樹脂シート５ａではなく、紙や布などの他の部材を巻き付けて形成してもよい。また、離型層５を、コーティングやディッピングなどで形成してもよい。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………複合管
３………内管
５………離型層
７………断熱層
９………外管
１１………切れ込み
１３………電気融着接手

Claims (8)

1. 樹脂製の内管と、
   前記内管の外周に形成され、前記内管と密着する離型層と、
   前記離型層の外周に設けられる断熱層と、
   前記断熱層の外周に設けられる樹脂製の外管と、
   を具備し、
   前記断熱層がウレタン発泡体であり、前記外管と前記離型層と接着することを特徴とする複合管。
2. 前記離型層は、前記内管の外周に樹脂シートが巻き付けられて形成されることを特徴とする請求項１記載の複合管。
3. 前記樹脂シートの引張強度が前記ウレタン発泡体の引張強度よりも小さいことを特徴とする請求項２記載の複合管。
4. 前記樹脂シートの引張強度が５０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の複合管。
5. 前記樹脂シートの伸びが１００％以上であることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の複合管。
6. 前記離型層と前記ウレタン発泡体との接着強度が、前記ウレタン発泡体の引張強度よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の複合管。
7. 前記内管の一部が、前記離型層の外面に露出しており、前記断熱層の一部が、前記内管の一部と接着することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の複合管。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の複合管の接合方法であって、
   一対の前記複合管のそれぞれの端部において、前記断熱層を、前記離型層とともに前記内管から剥離する工程と、
   前記複合管の端部の前記内管を電気融着接手に挿入して接合する工程と、
   を具備することを特徴とする複合管の接合方法。

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