复合管及复合管的制造方法与流程

1.本公开涉及复合管及复合管的制造方法。


背景技术：

2.在日本特开2017
‑
13498号公报中公开了一种波纹复合管的制造方法，该制造方法包括：片材构件配置工序，在形成为管状的管状体的外表面配置片材构件；包覆工序，利用熔融的包覆用材料包覆配置于管状体的片材构件的外表面而形成包覆体；以及波纹形成工序，在包覆体形成在管状体的轴向上连续的波纹形状。


技术实现要素：

3.发明要解决的问题
4.在上述的现有例中，在片材构件配置部，片材构件以非粘接的方式配置于主体管的外表面，主体管被片材构件包覆。片材构件配置部具有供片材构件与主体管一起插入的管状的引导构件。片材构件在绕轴线包围主体管的同时与主体管一起被导入到引导构件的内部。因此，片材构件以非粘接的方式配置于主体管的外表面，在主体管的外侧形成有片材层。
5.但是，在上述的现有例中，由于包覆层(包覆体)与中间层(片材构件)未粘接，而且中间层在管体(主体管)的周向上不相连，因此根据中间层的材质，存在当复合管扭转时中间层在包覆体中卷起的隐患。因而，在连接于管接头等时使复合管的包覆层和中间层在轴向上收缩而使管体的端部露出时，中间层在包覆层的内侧打卷而变得不能伸缩，存在发生仅包覆层收缩而管体不充分地露出这样的不良情况的隐患。
6.本公开的目的在于，在使复合管的管体的端部露出时，能够使包覆层和中间层在轴向上顺畅地收缩。
7.用于解决问题的方案
8.本公开的复合管具有：管体；包覆层，其由树脂材料构成，覆盖所述管体的外周，且能够在所述管体的轴向上伸缩；中间层，其由树脂材料构成，配置在所述管体和所述包覆层之间，且能够随着所述包覆层的伸缩而伸缩；以及粘接抑制层，其设于所述管体和所述中间层之间，抑制所述管体与所述中间层的粘接。
9.在该复合管中，在管体和中间层之间设有粘接抑制层。粘接抑制层可以与中间层紧密接触，但不与管体粘接。因而抑制了管体与中间层的粘接。因此，在将管体连接于管接头的情况等使管体的端部露出时，能够使包覆层和中间层在轴向上顺畅地收缩。在粘接抑制层与中间层粘接的情况下，粘接抑制层也与包覆层和中间层一起收缩。
10.发明的效果
11.采用本公开的复合管，在使复合管中的管体的端部露出时，能够使包覆层和中间层在轴向上顺畅地收缩。
附图说明
12.图1是表示本实施方式的复合管的半剖视图。
13.图2是图1的放大半剖视图。
14.图3是表示使波纹管和中间层缩短变形而使管体的端部露出的状态的半剖视图。
15.图4是表示本实施方式的复合管的制造工序的一例的局部剖视图。
16.图5是表示自复合管的多孔质树脂层和管体之间去除膜层的工序的半剖视图。
17.图6是表示本实施方式的复合管的制造工序的另一例的局部剖视图。
18.图7是表示通过将复合管在轴向上送出而自多孔质树脂层和管体之间去除膜层的工序的半剖视图。
具体实施方式
19.以下基于附图说明用于实施本发明的方式。在各附图中使用相同的附图标记表示的构成要素意味着是相同的构成要素。另外，在以下说明的实施方式中，有时省略重复的说明和附图标记。另外，本公开完全不被以下的实施方式限定，在本公开的目的的范围内能够适当地施加变更来实施。
20.在本说明书中，“工序”这样的用词不仅包含独立的工序，即使在不能与其他的工序明确区分的情况下，只要能达到其目的，该工序就也包含在本术语中。在本说明书中，当在组合物中存在多个与各成分相当的物质的情况下，只要没有特别的说明，组合物中的各成分的量就意味着存在于组合物中的多个物质的合计量。在本说明书中，只要没有特别的说明，“主要成分”就是指混合物中的质量基准的含量最多的成分。
21.在图1和图2中，本实施方式的复合管10具有管体12、包覆层20、作为中间层的一例的多孔质树脂层14、以及作为粘接抑制层的一例的膜层16。
22.管体12是由树脂材料构成的树脂管。作为树脂材料的树脂，例如能够列举出聚丁烯、聚乙烯、交联聚乙烯及聚丙烯等聚烯烃、以及聚氯乙烯等，树脂既可以仅使用一种，也可以同时使用两种以上。其中，适合使用聚丁烯，优选的是，作为主要成分含有聚丁烯，更优选的是，例如在构成管体的树脂材料中含有85质量％以上的聚丁烯。此外，构成管体的树脂材料也可以含有其他的添加剂。
23.作为管体12的直径(外径)，并没有特别的限定，但例如可以设在10mm以上且100mm以下的范围内，优选为12mm以上且35mm以下的范围。此外，管体12的厚度并没有特别的限定，但例如能够列举出1.0mm以上且5.0mm以下，优选为1.4mm以上且3.2mm以下。
24.包覆层20由树脂材料构成，覆盖管体12和多孔质树脂层14的外周，能够在管体12的轴向上伸缩。具体地讲，包覆层20是向径向外侧凸出的环状的峰部22和径向外侧凹入的环状的谷部24在管体12的轴向s上交替地形成的。峰部22配置在比谷部24靠径向r的外侧的部位。换言之，包覆层20例如是波纹管。包覆层20在受到管体12的轴向s的压缩力时，在被管体12的外周引导的同时能够在轴向s上缩短。
25.为了使包覆层20缩短，优选的是，包覆层20的厚度在最薄的部分为0.1mm以上，且在最厚的部分为0.4mm以下。外侧壁22a的厚度h1小于内侧壁24a的厚度h2。在将包覆层20的折皱状的最靠径向外侧的部分设为外侧壁22a并将最靠径向内侧的部分设为内侧壁24a时，为了确保后述的缩短变形时的外侧壁22a的变形容易性，厚度h1优选为厚度h2的0.9倍以
下。
26.作为包覆层20的直径(最外部的外径)，虽没有特别的限定，但例如可以设在13mm以上且130mm以下的范围内。
27.作为构成包覆层20的树脂材料的树脂，能够列举出聚丁烯、聚乙烯、聚丙烯及交联聚乙烯等聚烯烃、以及聚氯乙烯等，树脂既可以仅使用一种，也可以同时使用两种以上。其中，适合使用低密度聚乙烯，优选的是含有低密度聚乙烯作为主要成分，更优选的是，例如在构成包覆层的树脂材料中含有80质量％以上，进一步优选的是含有90质量％以上。
28.此外，所使用的树脂的mfr(melt flow rate)优选为0.25以上，更优选为0.3以上，进一步优选为0.35以上且1.2以下。通过将mfr设为0.25以上，使包覆层20的树脂易于进入到多孔质树脂层14的多孔质构造，从而能够提高多孔质树脂层14和包覆层20的粘接度。此外，通过将mfr设为1.2以下，从而不易产生毛边。在mfr大于1.2的情况下，熔融树脂容易流入到用于形成包覆层20的模具的分型面，从而容易产生毛边。另外，构成包覆层20的树脂材料也可以含有其他的添加剂。
29.在图1和图2中，多孔质树脂层14由树脂材料构成，其配置在管体12和包覆层20之间，且能够随着包覆层20的伸缩而伸缩。多孔质树脂层14粘接于包覆层20的内周面。具体地讲，多孔质树脂层14沿着峰部22的内侧壁22b以及谷部24的内侧壁24a和侧壁24b粘接。换言之，多孔质树脂层14粘接于包覆层20的内周面。多孔质树脂层14和包覆层20是使用后述的制造方法挤压成形的。在例如同时进行多孔质树脂层14和包覆层20的成形时，包覆层20的树脂易于进入到多孔质树脂层14的多孔质构造。因此，能够将多孔质树脂层14粘接于包覆层20的内周面。
30.作为构成多孔质树脂层14的树脂材料的树脂，例如能够列举出聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯及三元乙丙橡胶以及上述的树脂的混合物，但其中优选为聚氨酯。多孔质树脂层14优选为含有聚氨酯作为主要成分的层(即多孔质聚氨酯层)。优选的是，例如在多孔质树脂层14的构成成分中含有聚氨酯80质量％以上，更优选含有聚氨酯90质量％以上。另外，在多孔质树脂层也可以含有其他的添加剂。
31.能够利用jis k6400
‑
1(2012年)的附录1所记载的方法来测量多孔质树脂层14中的孔的存在比例(例如若是发泡体的情况则是发泡率)，优选为25个/25mm以上，更优选为45个/25mm以下。此外，多孔质树脂层14优选为发泡体。
32.多孔质树脂层14的密度优选为12kg/m3以上且22kg/m3以下。通过多孔质树脂层14的密度为22kg/m3以下，使多孔质树脂层14具有适度的柔软性，在使包覆层20的轴向s的端部缩短变形而使管体12的轴向s的端部露出时，多孔质树脂层14良好地追随包覆层20的动作，抑制了被遗留在管体12的外表面。其结果为，能够容易地进行管体12的轴向s的端部的露出。
33.另一方面，多孔质树脂层14通过密度为12kg/m3以上而具有适度的强度，抑制了在复合管10的制造时等加工时多孔质树脂层14发生破裂和破损。从抑制遗留在管体12的外表面和抑制加工时的破裂、破损的观点出发，多孔质树脂层14的密度更优选在14kg/m3以上且20kg/m3以下的范围内，进一步优选为16kg/m3以上且18kg/m3以下。
34.在此，能够利用jis
‑
k7222(2005年)所规定的方法来测量多孔质树脂层14的密度。另外，测量环境是温度为23℃且相对湿度为45％的环境。
35.作为将多孔质树脂层14的密度控制在上述的范围内的方法，并没有特别的限定，但例如能够列举出调整多孔质树脂层14中的孔的存在比例(例如若是发泡体的情况则是发泡率)的方法、调整树脂的分子结构(也就是调整作为树脂的原料的单体的分子结构、上述的单体的交联结构)的方法等。
36.膜层16是设于管体12和多孔质树脂层14之间而抑制管体12与多孔质树脂层14的粘接的构件。膜层16例如使用聚烯烃类树脂而构成。作为聚烯烃类树脂的例子，能够列举出聚乙烯、聚丙烯。在图2中，膜层16的厚度t1小于多孔质树脂层14的厚度t2。多孔质树脂层14的厚度t2是最薄的位置，具体地讲是谷部24的内侧壁24a的位置的平均值。
37.膜层16的材料并不限于聚烯烃类树脂，也可以由熔点比多孔质树脂层14的熔点高的材料构成。熔点比多孔质树脂层14的熔点高的材料例如是聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯等树脂。此外，粘接抑制层并不限于膜层16，也可以使用作为熔点比多孔质树脂层14的熔点高的材料的金属、玻璃等而构成。也就是说，粘接抑制层也可以是金属管、玻璃管。在粘接抑制层使用金属这样的导热系数比较高的材料的情况下，为了抑制成形时的热量从粘接抑制层传导到管体12，也可以使用用于冷却粘接抑制层的冷却机构。
38.在使用熔点比多孔质树脂层14的熔点高的材料作为粘接抑制层的情况下，由于粘接抑制层不易粘接于多孔质树脂层14和管体12，因此在成形包覆层20和多孔质树脂层14之后能够使粘接抑制层从多孔质树脂层14和管体12之间脱离。因而，复合管10并不限于由管体12、多孔质树脂层14、膜层16(粘接抑制层)及包覆层20构成的四层构造，也可以是由管体12、多孔质树脂层14及包覆层20构成的三层构造。
39.此外，粘接抑制层也可以是液体、粉末、气体。作为液体的例子，可考虑矿物油、硅油、含氟油等润滑油、脱模剂、甚至是水。作为粉末的例子，可考虑二硫化钼、石墨、ptfe等固体润滑剂、滑石、氧化铝、二氧化硅等无机类防粘连剂、聚合物微珠等有机类防粘连剂。作为气体的例子，例如可考虑压缩空气。
40.作为使液体附着于管体12的外周面的手段，例如可考虑喷涂、滴下、浸入、利用刷毛进行的涂敷、通过使筒通过进行的涂敷。作为使粉末附着于管体12的外周面的手段，可考虑吹送使粉末分散于溶剂、油而成的物质、或者涂敷使粉末分散于油并使其油脂化而成的物质、或者使用静电。此外，也可考虑用水、油预先润湿管体12的外周面而使粉末附着的做法。在粘接抑制层是空气(气体)的情况下，通过在成形多孔质树脂层14和包覆层20时向多孔质树脂层14和管体12之间吹入例如压缩空气，从而能够在两者之间形成空气层。
41.(作用)
42.本实施方式如上所述地构成，以下对其作用进行说明。在图3中，在本实施方式的复合管10中，在管体12和多孔质树脂层14之间设有膜层16。膜层16虽然可以与多孔质树脂层14紧密接触，但不与管体12粘接。因而抑制管体12与多孔质树脂层14的粘接。特别是在膜层16使用聚烯烃类树脂而构成的情况下，膜层16易于与多孔质树脂层14紧密接触，但不易粘接于管体12。因而抑制了管体12与多孔质树脂层14的粘接。因此，在将管体12连接于管接头的情况等使管体12的端部露出时，能够使包覆层20和多孔质树脂层14在轴向s上顺畅地收缩。在膜层16粘接于多孔质树脂层14的内表面的情况下，膜层16也与包覆层20和多孔质树脂层14一起收缩。
43.此外，由于膜层16的厚度小于多孔质树脂层14的厚度，因此在使包覆层20和多孔
质树脂层14在轴向s上收缩时，膜层16不易妨碍收缩。
44.这样，采用本实施方式的复合管10，在使管体12的端部露出时，能够使包覆层20和多孔质树脂层14在轴向s上顺畅地收缩。
45.[复合管的制造方法m1]
[0046]
在图4中，复合管的制造方法m1具有覆盖工序s1和形成工序s2。覆盖工序s1是在管体12的外周覆盖膜层16的工序。膜层16例如使用聚烯烃类树脂而构成。形成工序s2是在膜层16的外侧挤压成形多孔质树脂层14和位于多孔质树脂层14的外侧的包覆层20的工序。
[0047]
复合管10的制造例如可以使用图4所示的制造装置30。制造装置30具有夹具31、挤压机32、模头34、波纹形成模具36、冷却槽38以及牵引装置39。就复合管10的制造工序而言，图4的右侧成为上游侧，在管体12从右侧朝向左侧移动的同时进行制造。以下将该移动方向设为制造方向y。模头34、波纹形成模具36、冷却槽38、牵引装置39在制造方向y上依次配置。挤压机32配置在模头34的上方。此外，挤压机33配置在模头35的上方。夹具31配置在挤压机32和模头34的上游侧。
[0048]
覆盖工序s1使用夹具31来进行。夹具31具有沿着管体12的轴向s的圆筒状的主体31a、形成在主体31a的制造方向y的上游侧的入口31b、以及形成在主体31a的制造方向y的下游侧的出口31c。主体31a的内周从上游侧朝向下游侧逐渐缩径。
[0049]
在夹具31的上游，管体12和构成膜层16的树脂片16s分别卷成卷状(未图示)。卷状的管体12和树脂片16s通过被牵引装置39在制造方向y上牵拉而被连续地抽出。在模头34的近前，使用夹具31将膜层16卷绕在连续地抽出来的管体12的外周面。具体地讲，树脂片16s和管体12各自同步地进入到夹具31的入口31b。树脂片16s在通过夹具31期间卷成筒状而覆盖在管体12的周围。另外，在覆盖工序s1中，也可以将预先形成为筒状的膜层16覆盖在管体12上。
[0050]
接下来对形成工序s2进行说明。从模头34向卷绕于管体12的外周的树脂片16s的外周呈圆筒状挤出熔融的树脂材料(多孔质树脂层14形成用的树脂组合物的熔融物)来进行包覆，从而形成树脂材料14a。
[0051]
此外，从模头35向树脂材料14a的外周呈圆筒状挤出熔融的树脂材料(包覆层20形成用的树脂组合物的熔融物)来进行包覆，从而形成树脂材料20a。通过将这里使用的树脂设为mfr0.25以上的低密度聚乙烯(ldpe)，使树脂材料易于进入到多孔质树脂片的孔(气泡)，膜层16和树脂材料14a的粘接性提高。
[0052]
在形成了由管体12、膜层16及树脂材料14a、20a构成的管状挤压体21之后，利用配置在模头35的下游侧的波纹形成模具36进行波纹形成工序(形成为折皱状的工序)。波纹形成模具36例如是一对模具，任一个模具均具有半圆弧状的内表面。在波纹形成模具36的内周，在与包覆层20的峰部22对应的部分形成有环状的模腔36a，在与谷部24对应的部分形成有环状的内侧突起36b，从而具有折皱的形状。在各模腔36a形成有一端与模腔36a连通且贯通波纹形成模具36的抽吸孔36c。经由抽吸孔36c从波纹形成模具36的外侧对模腔36a内进行抽气。
[0053]
在模头35的制造方向y的下游侧，波纹形成模具36从左右两个方向靠近树脂材料20a而使一对模具的内表面与树脂材料20a接触。然后，波纹形成模具36在利用内侧突起36b对树脂材料20a进行压缩的同时覆盖管状挤压体21的外周，来成形树脂材料20a，从而使管
状挤压体21与管体12和膜层16一起向制造方向y移动。
[0054]
此时，利用波纹形成模具36的模腔36a形成的模腔内部被省略图示的抽吸装置经由抽吸孔36c抽吸而成为负压。由此，树脂材料20a朝向径向r的外侧变形并利用模腔36a成形，由树脂材料20a成形峰部22和谷部24沿着轴向s交替地排列的折皱状的包覆层20。当在模腔36a中树脂材料20a向径向r的外侧变形时，成为多孔质树脂层14的树脂材料14a向峰部22的内侧进入得较深，粘接于峰部22的内周。此外，由于膜层16使用聚烯烃类树脂而构成，因此膜层16易于与多孔质树脂层14紧密接触。此时，膜层16也可以粘接于多孔质树脂层14。
[0055]
在利用波纹形成模具36进行了波纹形成之后，包覆层20和多孔质树脂层14在冷却槽38中被冷却。这样来制造复合管10。
[0056]
在该复合管的制造方法中，在覆盖工序s1中，在管体12的外周覆盖膜层16。在之后的形成工序s2中，在膜层16的外侧挤压成形多孔质树脂层14和包覆层20。由此，能够制造能够使包覆层20和多孔质树脂层14在轴向s上顺畅地收缩的复合管10。
[0057]
特别是由于膜层16使用聚烯烃类树脂而构成，因此膜层16易于与多孔质树脂层14紧密接触，但不易粘接于管体12。因而抑制了管体12与多孔质树脂层14的粘接。
[0058]
[复合管的制造方法m2]
[0059]
在图5中，本实施方式的复合管的制造方法m2除了具有上述的复合管的制造方法m1之外还具有去除工序s3。在该复合管的制造方法m2中，膜层16由熔点比多孔质树脂层14的熔点高的材料构成。该材料如上所述。
[0060]
去除工序s3是在形成工序s2(图4)之后自多孔质树脂层14和管体12之间去除膜层16的工序。
[0061]
膜层16由于由熔点比多孔质树脂层14的熔点高的材料构成，因此不易因多孔质树脂层14和包覆层20的挤压成形时的热量而熔融，不易粘接于多孔质树脂层14和管体12。因而能够抑制多孔质树脂层14与管体12的粘接。此外，在之后的去除工序s3中，通过自多孔质树脂层14和管体12之间在轴向s上去除膜层16，从而得到管体12、多孔质树脂层14及包覆层20的三层构造的复合管10。通过去除膜层16，从而在管体12和多孔质树脂层14之间形成些许的间隙40。因而，在使管体12的端部露出时，能够使包覆层20和多孔质树脂层14在轴向s上顺畅地收缩。
[0062]
在复合管10上不残留膜层16，但在多孔质树脂层14的内周面的表面性状与管体12的外周面的表面性状不同的情况下，由于在制造时的多孔质树脂层14成形时在多孔质树脂层14和管体12之间夹着某个构件，因此能够推断管体12的内周面的表面性状未转印于多孔质树脂层14的内周面。
[0063]
一般来讲，由于膜层16、玻璃管等的光滑度大于作为树脂管的管体12的外周面的光滑度，因此例如在多孔质树脂层14的内周面的光滑度大于管体12的外周面的光滑度的情况下，能够推断表面的光滑度比较高的构件(粘接抑制层)夹在多孔质树脂层14和管体12之间。例如在膜层16(粘接抑制层)的表面非常光滑且膜层16(粘接抑制层)和多孔质树脂层14几乎没有附着的情况下，多孔质树脂层14的内周面变得光滑。
[0064]
在膜层16的表面不光滑的情况下，认为膜层16的表面性状转印于多孔质树脂层14的内周面，例如加入纵条纹。
[0065]
此外，认为通过在去除工序s3中相对于管体12拖拽膜层16，从而在管体12的外周
面残留拖拽的痕迹。
[0066]
进而，在膜层16(粘接抑制层)较厚的情况下，在去除膜层16之后在多孔质树脂层14和管体12之间形成有间隙。
[0067]
根据这样的各种痕迹，能够推断制造复合管10时的膜层16(粘接抑制层)的存在。
[0068]
[复合管的制造方法m3]
[0069]
在图6和图7中，本实施方式的复合管的制造方法m3通过将在上述的复合管的制造方法m1中在管体12的外周形成有多孔质树脂层14和包覆层20的复合管10在轴向s上(向制造方向y)送出，从而自多孔质树脂层14和管体12之间去除膜层16。
[0070]
膜层16具有一定的长度并且固定于制造装置30。膜层16由熔点比多孔质树脂层14的熔点高的材料构成这一点与上述的复合管的制造方法m2是相同的。具体地讲，膜层16的上游侧的端部借助夹具26固定于制造装置30。膜层16的下游侧的端部设定在比牵引装置39靠下游侧的位置。换言之，膜层16在制造方向y上具有从夹具26的位置到牵引装置39的下游侧的长度。另外，膜层16的长度能够适当地变更。
[0071]
在该复合管10的制造方法中，将具有一定长度的膜层16覆盖在管体12上(覆盖工序s1)，在该膜层16的外侧与复合管的制造方法m1同样地挤压成形多孔质树脂层14和包覆层20(形成工序s2)。膜层16由于由熔点比多孔质树脂层14的熔点高的材料构成，因此不易因多孔质树脂层14和包覆层20挤压成形时的热量而熔融，从而不易粘接于多孔质树脂层14和管体12。因而能够抑制多孔质树脂层14与管体12的粘接。
[0072]
由于膜层16固定于制造装置，因此通过在多孔质树脂层14和包覆层20的挤压成形之后将复合管10在轴向s上送出，从而如图7所示膜层16自多孔质树脂层14和管体12之间脱离(去除工序s3)。通过膜层16脱离，从而在管体12和多孔质树脂层14之间形成些许的间隙40。由此得到管体12、多孔质树脂层14及包覆层20的三层构造的复合管10。在该复合管10中，在使管体12的端部露出时也能够使包覆层20和多孔质树脂层14在轴向s上顺畅地收缩。
[0073]
[其他实施方式]
[0074]
以上说明了本发明的实施方式的一例，但本发明的实施方式并不限定于上述方式，除了上述方式之外，当然也能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。
[0075]
作为包覆层20的一例，列举出波纹管，但也可以使用没有波纹管那样的凹凸的在使管体12的端部露出时能够变形的弹性体等具有柔软性的原材料来构成包覆层20。
[0076]
作为粘接抑制层的膜层16的厚度t1小于作为中间层的多孔质树脂层14的厚度t2，也就是t1<t2，但厚度的大小关系并不限于此。只要在使包覆层20和多孔质树脂层14在轴向s上收缩时膜层16不会妨碍收缩，则既可以是t1＝t2，也可以是t1>t2。
[0077]
虽然作为中间层的多孔质树脂层14粘接于包覆层20的内周面，但只要是在使包覆层20在轴向s上收缩时多孔质树脂层14也追随包覆层20地收缩的结构，则多孔质树脂层14也可以不粘接于包覆层20的内周面。
[0078]
参照2019年4月23日提出申请的日本特许出愿2019
‑
82288的全部公开内容。
[0079]
本说明书所记载的所有文献、发明专利申请以及技术标准通过参照编入本说明书中，所谓通过参照编入各个文献、发明专利申请和技术标准即等同于具体且分别地记述了它们。