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JP3408579B2 - 配管用部材及びその製造方法 - Google Patents

配管用部材及びその製造方法

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JP3408579B2
JP3408579B2 JP11588893A JP11588893A JP3408579B2 JP 3408579 B2 JP3408579 B2 JP 3408579B2 JP 11588893 A JP11588893 A JP 11588893A JP 11588893 A JP11588893 A JP 11588893A JP 3408579 B2 JP3408579 B2 JP 3408579B2
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JP
Japan
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piping member
surface material
thermoplastic resin
core
flange
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井 英 男 坂
浩司郎 茂田井
智 岸
田 勝 幸 盛
邉 浩 史 田
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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  • Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種流体の輸送に用い
られる長尺の配管用部材に関する。
【0002】
【従来の技術】上下水管や、各種流体の主管管部材は直
径が数10cmのものから数mに及ぶものが産業の各分野
で広く利用されている。それらの素材は、鋼鉄、アルミ
合金などの金属が多用されてるが、軽量であるとの理由
で合成樹脂、繊維強化樹脂なども使用されている。
【0003】これらの配管用部材は、押出成形、引抜、
溶接などにより製造されているが、従来公知のものは一
般に鋼鉄製であるため、その強度に比して重量が大であ
るという問題があり、より軽量で、引張強度、曲げ強度
が高く、耐磨耗性、耐候性に富み、耐腐食性に優れ、か
つ、加工も容易な新しい配管用部材が要求されている。
【0004】
【発明が達成しようとする課題】本発明は叙上の問題点
を解決するためなされたものであり、その目的とすると
ころは、従来のものより軽く、強度があり、耐久性、耐
候性に優れ、加工も容易で、安価かつ大量に供給できる
新しい配管用部材、及び、その製造方法を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】叙上の課題は、上記の如
き長尺の配管用部材の、少なくとも流体を保持する躯体
部材を、樹脂発泡体から成る芯材と、その芯材の少なく
とも一方の表面に設けられた、容積含有率で30%以上、
80%以下の範囲で繊維を配合した熱可塑性樹脂製の表面
材とから成る積層体により構成することにより達成され
る。
【0006】而して、このような配管用部材を製造する
には、容積含有率で30%以上、80%以下の範囲で繊維を
配合した熱可塑性樹脂から成る複合材の材料シートをそ
の熱可塑性樹脂の軟化点以上に加熱して樹脂発泡体から
成る芯材と重ね、成形型により加圧、賦形して得た部材
を躯体部材とし、これに必要に応じて他の補強部材等を
結合し、所望の断面形状の配管用部材を得るものであ
る。
【0007】
【発明を実施するための最良の態様】以下、図面により
本発明の一実施例について詳細に説明する。図1は、本
発明に係る配管用部材の一実施例を示す正面図、図2は
図1に示した配管用部材の側面図、図3はその細部構造
を示す断面図、図4はその内外面に表面処理が施された
ものの細部構造を示す断面図、図5は本発明に係る他の
実施例の細部構造を示す断面図、図6は本発明に係る更
に他の配管用部材の細部構造を示す断面図、図7は本発
明に係る更に他の配管用部材の細部構造を示す断面図で
ある。
【0008】而して、図1に示された配管用部材10は、
両側縁にフランジ継手を有する一対の断面半円形の躯体
部材11、12を対向させ、フランジ継手を重ねて接合して
成る。
【0009】躯体部材11、12は、いずれも図3に示す如
く、樹脂発泡体から成る芯材13と、その芯材13の両面に
設けられた表面材14とから成る積層体の成形品であり、
表面材14は、容積含有率で30%以上、80%以下の範囲で
繊維を配合した熱可塑性樹脂から成るものである。
【0010】而して、図3に示されている実施例に於い
ては、フランジ継手同士の接合には、例えば、熱接合、
接着剤による化学的接合、ボルトナットその他のファス
ナーによる機械的接合などが利用され、必要に応じてパ
ッキン材、液状シール材などがそれぞれのフランジ継手
の間に設けられる。
【0011】而して、躯体部材11、12を製造するに当た
っては、繊維と熱可塑性樹脂とから成る表面材14をその
熱可塑性樹脂の軟化点以上に加熱し、高温度で樹脂発泡
体から成る芯材13に重ね、プレス成形等により加圧、賦
形するものである。
【0012】このとき、高温の表面材14が、樹脂発泡体
から成る芯材13の表面に接触するとその芯材13の表面が
溶融し、その溶融物が接着剤となって芯材13と表面材14
が一体的に接合される。
【0013】軟化点以上で加熱された熱可塑性樹脂は、
一般に溶融し流動し得る状態となるが、容積比40%以上
の繊維を含む複合材料では、繊維の格子の中に樹脂が自
由に流動し得ない状態で保持されており、そのため、そ
の状態で賦形のための圧力が加えられると、繊維を骨格
として全体の形状が安定な形で定まるので、高精度の成
形品が得られるものである。
【0014】また、図4に示されたものは、図1ないし
3に示した配管用部材10の内面及び外面に防食被覆層1
5、16が設けられたものであり、このような層が設けら
れることにより、その配管用部材10の耐食性、耐磨耗性
及び耐候性が更に高くなる。
【0015】図5に示した配管用部材20は、フランジ継
手には芯材13を介在させないものである。この配管用部
材20は、フランジ継手部分が高強度な表面材14のみから
成るため、それらをボルトで強く締めつけても圧縮変形
することがない。
【0016】図6に示された配管用部材30は、両側縁が
フランジ継手となり、そのフランジ継手同士が重なるよ
う断面円形に成形された躯体部材31のフランジ継手を接
合して成る。
【0017】図7に示されている配管用部材40には、断
面ロの字型に成形された躯体部材41が用いられる。これ
は、先ず、せきそうたいコの字型に成形し、その開放端
部を内側に折り曲げ加工してロの字型に成形し、その相
対する縁辺の突き合わせ部に目板材42を接合して成る。
【0018】次に、各構成要素の材料などについて説明
する。芯材13及び表面材14を構成する熱可塑性樹脂には
特別な限定はなく、例えば、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニール、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカ
ーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリレチレ
ンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリサル
フォン、ポリエーテルイミド(商標: ULTEM)、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイ
ドなどが使用できるが、強度、耐磨耗性、価格や廃棄物
となったときの再生の容易さなどの観点から、最も望ま
しい樹脂として、ポリプロピレン系樹脂が推奨される。
【0019】芯材13及び表面材14を構成する材料樹脂
は、同系統の樹脂であることが望ましい。又、芯材13の
発泡倍率は2倍以上、60倍以下、望ましくは20倍以上50
倍以下とする。発泡倍率が2倍未満の材料を使用して
も、原材料の使用量が増加し、製品が重くなるばかり
で、得られる利点に見るべきものがなく、又、これを60
倍以上とすると、製品に必要な剛性及び耐磨耗性が得ら
れない。
【0020】而して、表面材14の材料に配合する繊維と
しては、アラミド繊維(登録商標「ケプラー」など)な
どの合成樹脂繊維、天然の有機質繊維、チタン、ボロ
ン、ステンレスなどの金属繊維、ガラス、炭素、炭化ケ
イ素などの無機繊維が挙げられる。但し、必ずしもこれ
らに限定されるものではなく、充分な強度と耐磨耗性と
を有し、安価かつ大量に入手できるものであればなんで
も良い。又、これらの繊維に加えて、ワイヤメッシュな
どを用いることもある。
【0021】この繊維の配合比であるが、これが容積比
で30%未満となると、高温で樹脂の流動性が高まるため
積層体10の賦形が困難となる上、必要な剛性と耐磨耗性
が得らず、作業中破損することが多くなるが、逆に80%
を越えると、靱性が低下する上、成形加工が困難となる
ので、繊維の配合比は30%以上、80%以下、望ましくは
45%以上、60%以下とする。
【0022】又、この繊維は、一定方向、即ち、使用中
曲げ応力を受ける方向に揃うようにしておくことが推奨
される。又、この繊維配合層を、横幅方向に繊維を配向
した層と、長手方向に繊維を配向した層との複合体とし
ておくこともあり、又、繊維を平織などにして使用する
ことも推奨されるものである。
【0023】プリプレグは表面材14の材料として好適で
ある。プリプレグは特開昭61−022953号に開示された方
法により製造することができる。即ち、強化用ガラス繊
維のモノフィラメントを、カップリング剤、例えばγ−
メタクリロキシ−プロピルトリメトキシシランで処理し
て、1800本収束させたヤーンを、100 本均一張力で引っ
張りながら、幅200mm に引き揃え、それを熱溶融した熱
可塑性樹脂に接触させて熱ロールでしごきながら含浸さ
せることによって得られる。
【0024】管を保護する表面材14には、金属、樹脂等
の材料から成るシート又は不織布、織布等布上シートが
用いられる。
【0025】尚、本発明の構成は叙上の実施例に限定さ
れるものではない。例えば、実施例では断面円形及び方
形の配管用部材に就いて述べたが、本発明の特徴は配管
用部材の断面形状にあるのではなく、その材料の組合せ
と製造手法に存するものであるから、本発明は断面楕円
形、三角形などの配管用部材を広く包含するものであ
り、又、それらの製造方法も、繊維と熱可塑性樹脂とか
ら成る表面材の材料をその熱可塑性樹脂の軟化点以上に
加熱し、それを樹脂発泡体から成る芯材に接触させて溶
着させ、加圧、賦形することを要旨とするものであり、
この加熱、加圧、賦形工程の前後に於いて、必要に応じ
て所望の前加工、後加工を施すことは当然であり、例え
ば、芯材と表面材とを予め予備成形してから叙上の賦形
加工を施しても良く、更に又、一旦賦形加工したものに
追加の成形加工や管端末の継手加工などを施しても良
く、本発明はそれらすべての変更例を包摂するものであ
る。
【0026】
【発明の効果】本発明に係る配管用部材は、芯材が樹脂
発泡体であるため、従来のものより軽く、取扱が容易
で、使用する原材料も少量で済み、かつ、芯材が高い圧
縮強度を有する上、少なくともその一方の面に剛性及び
抗張力が極めて大きい繊維強化合成樹脂から成る表面材
が形成されているため、全体的に剛性及び耐衝撃性が極
めて高く、耐蝕性、耐候性に富み、安価で大量に供給で
き、リサイクル可能なものであるから、本発明を実施す
れば、産業上多大の利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る配管用部材の一実施例を示す正面
図である。
【図2】図1に示した配管用部材の側面図である。
【図3】図1に示した配管用部材の細部構造を示す断面
図である。
【図4】図1に示した配管用部材の内外面に表面処理が
施されたものの細部構造を示す断面図である。
【図5】本発明に係る配管用部材の細部構造を示す断面
図である。
【図6】本発明に係る更に他の配管用部材の細部構造を
示す断面図である。
【図7】本発明に係る更に他の配管用部材の細部構造を
示す断面図である。
【記号の説明】
10、20、30、40・・・・・・・・配管用部材 11、12、21、22、31、41・・・・躯体部材 42・・・・・・・・・・・・・・目板材 13・・・・・・・・・・・・・・芯材 14・・・・・・・・・・・・・・表面材 15、16・・・・・・・・・・・・防食被覆層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B29K 105:08 B29L 23:00 B29L 23:00 B29C 67/14 P (72)発明者 田 邉 浩 史 神奈川県横浜市栄区笠間町1190番地 三 井東圧化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−252556(JP,A) 特開 平5−84847(JP,A) 特開 平3−21435(JP,A) 実開 昭59−56483(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 B29B 11/16 B29B 15/08 - 15/14 C08J 5/04 - 5/10 C08J 5/24 B29C 70/00 - 70/88 F16L 9/00 - 9/22

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容積含有率で45%以上、80%以下の
    範囲で繊維を配合した熱可塑性樹脂から成る表面材(1
    4)の材料シートを1枚以上その熱可塑性樹脂の軟化点
    以上に加熱して樹脂発泡体から成る芯材(13)の少な
    くとも一方の表面に重ね、成形型により加圧、接合、賦
    形して得た、両側縁にフランジ継手を有する積層体を、
    流体圧力を受ける躯体部材(11、12、21、22、
    31)とし、これをフランジ接続して成ることを特徴と
    する長尺の配管用部材(10、20、30)。
  2. 【請求項2】 躯体部材(11、12、21、22、3
    1)を構成する積層体が、芯材(13)の表裏両面に表
    面材(14)を有する請求項1に記載の配管用部材(1
    0、20、30)。
  3. 【請求項3】 両側縁にフランジ継手を有する断面半円
    形の積層体からなる一対の躯体部材(11、12、2
    1、22)を対向させ、フランジ接続して成る請求項1
    又は2に記載の配管用部材(10、20)。
  4. 【請求項4】 芯材(13)及び表面材(14)を形成
    する熱可塑性樹脂が、いずれもポリプロピレン系樹脂で
    ある請求項1ないしのいずれか一に記載の配管用部材
    (10、20、30)。
  5. 【請求項5】 芯材(13)及び表面材(14)を形成
    する熱可塑性樹脂が、いずれもポリスチレン系樹脂であ
    る請求項1ないしのいずれか一に記載の配管用部材
    (10、20、30)。
  6. 【請求項6】 芯材(13)の発泡倍率が2倍以上60
    倍以下である請求項1ないしのいずれか一に記載の配
    管用部材(10、20、30)。
  7. 【請求項7】 表面材(14)に配合される繊維が、ガ
    ラス繊維である請求項1ないしのいずれか一に記載の
    配管用部材(10、20、30)。
  8. 【請求項8】 表面材(14)が、連続的に一方向に配
    列された繊維を有する複数の樹脂シートを繊維の配列方
    向を変えて積層したものである請求項1ないしのいず
    れか一に記載の配管用部材(10、20、30)。
  9. 【請求項9】 表面材(14)がプリプレグである請求
    項1ないしのいずれか一に記載の配管用部材(10、
    20、30)。
  10. 【請求項10】 管内面の表面材(14)の表面に防食
    被覆層(15)を設けた請求項1ないしのいずれか一
    に記載の配管用部材。
  11. 【請求項11】 管外面の表面材(14)の表面に防食
    被覆層(16)を設けた請求項1ないし10のいずれか
    一に記載の配管用部材。
  12. 【請求項12】 容積含有率で45%以上、80%以下
    の範囲で繊維を配合した熱可塑性樹脂から成る表面材の
    材料シートを1枚以上その熱可塑性樹脂の軟化点以上に
    加熱して樹脂発泡体から成る芯材の少なくとも一方の表
    面に重ね、成形型により加圧、接合、賦形して得た、両
    側縁にフランジ継手を有する積層体を、流体圧力を受け
    る躯体部材とし、これをフランジ接続し、必要に応じて
    防食被覆し、管継手を設けて所望の配管用部材を得るこ
    とを特徴とする長尺の配管用部材の製造方法。
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