JP4757002B2 - 流体輸送用管体の連結構造に用いる抄造成形体 - Google Patents

Description

本発明は、流体の輸送用管体の連結構造、特に溶湯の輸送用管体の連結に好適な流体輸送用管体の連結構造に関する。

鋳物を製造するときに湯道管等として使用される管状の鋳物製造用部品に関し、出願人は、下記特許文献１に記載の技術を提案している。特許文献１に記載の技術は、有機繊維、無機繊維及びバインダーを含有する紙管用原紙を管状に成形したものであり、従来から使用されている耐火材に比べて軽量で取り扱いやすく、鋳物の鋳込み後の廃棄処理等にも優れている。

特開２００４−１７４６０５号公報

ところで、紙管用原紙を管状に成形した前記鋳物製造用部品を連結しようとすると、紙管用原紙が螺旋状に巻回されているため、端部にほぐれやすい部分ができる。このような鋳物製造用部品どうしを嵌合によって連結させて鋳型を構成し、溶湯を注入口から注入すると、連結部分において露呈した端部が溶湯の注入流れにさらされてしまい、該端部がほぐれて流され、鋳造品の品質に影響を及ぼすおそれがあった。

本発明の目的は、流体の輸送に悪影響を及ぼすおそれのない流体輸送用管体の連結構造及びそれに用いる抄造体を提供することにある。

本発明は、抄造シートが螺旋状に巻回されて管状に成形された巻回層を有する第１の管体と、一体的に成形された第２の管体とがそれらの端部どうしの嵌合によって連結された管体の連結構造であって、第１の管体が第２の管体の端部の外周面を覆うように嵌合されている流体輸送用管体の連結構造を提供することにより、前記目的を達成したものである。

また、本発明は、前記本発明の流体輸送用管体の連結構造における前記第２の管体を構成する抄造体であって、その外周面に嵌合によって摩滅する凸部と、前記第１の管体が嵌合されたときにその端面に当接する係止部とが設けられている抄造成形体を提供するものである。

本発明の流体輸送用管体の連結構造及びこれに用いる抄造成形体によれば、輸送物である流体の輸送に悪影響を及ぼすおそれなく管体どうしを連結することができる。ここで流体とは気体、液体だけを指すのではなく、混相状態、例えば気体と固体（粉体、粒状体等）、液体と固体、液体と気体（気泡を含んだ液体等）が混ざった状態をも指す。また、固体のみの輸送も空気等の気体が当該管体に存在している限りは気体と固体の混相状態である。

以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき説明する。
図１は、本発明の流体輸送用管体の連結構造及びそれに用いる抄造成形体を、鋳物製造における溶湯の輸送管体（湯道管）の連結に適用した一実施形態を示したものである。

図１に示したように、本実施形態の連結構造１０は、抄造シートが螺旋状に巻回されて管状に成形された巻回層を有する湯道管（第１の管体）１１、１１と、一体的に成形された中継管（第２の管体）１２とがそれらの端部どうしの嵌合によって連結されており、湯道管１１、１１が第２の中継管１２の端部の外周面を覆うように嵌合されている。

湯道管１１は、撥水性紙管層１１１を最外層に有しているとともに、撥水性紙管層１１１の内側に耐熱性紙管用原紙が巻回された二つの紙管層（巻回層）１１２Ａ、１１２Ｂからなる耐熱性紙管層１１２を有している。

撥水性紙管層１１１は、有機繊維を主体として撥水性を有する普通紙又は無機繊維を主体とした機能紙で構成されている。ここで、有機繊維又は無機繊維を主体としてとは、含有している全固形分質量に対して有機繊維又は無機繊維を５０％以上含んでいることをいう。

撥水性紙管層１１１には、有機繊維又は無機繊維以外に、後述する撥水性を発現させるためのコーティング剤、原紙自体に撥水性を与えるサイズ剤の他、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の化学繊維、粉体のバインダー等を１種、又は２種以上を含んでいる。

撥水性紙管層１１１を構成する好ましい前記有機繊維としては、パルプ繊維、合成繊維(例えば、ナイロン、ポリエステル繊維等)、再生繊維（例えば、レーヨン、繊維等）等が挙げられる。有機繊維は、単独で又は二種以上を選択して用いることができる。

撥水性紙管層１１１を構成する好ましい前記無機繊維としては、カーボン繊維、ガラス繊維、ロックウール等の鉱物繊維、金糸、銀糸、銅糸、スチール繊維等の金属繊維、スラッグファイバー等の鉱滓繊維等が挙げられる。無機繊維は単独で又は二種以上を選択して用いることができる。

撥水性紙管層１１１は撥水性を有している。この撥水性は、前記撥水剤（コーティング剤、サイズ剤等）に基づいて発現されている。該撥水性は、該鋳物用部品の強度低下防止を考慮すると、吸水率(吸水質量／鋳物用部品の吸水前質量)は５０％以下が好ましく、 １０％がより好ましい。ここで、撥水性紙管層１１１の有する吸水率は、例えば、ＪＩＳ Ｐ ８１４０で示される、「紙及び板紙の吸水度試験方法（コッブ法）」により測定される。ただし、上記の吸水率は試験片と水との接触時間が６０秒時の値である。

撥水性紙管層１１１の厚みは、０．０１〜２．０ｍｍが適当であるが巻き管を成形するときの成形性、強度を考慮すると、０．０３〜１．５ｍｍが好ましく、０．０５〜１．０ｍｍがより好ましい。また、ガラス繊維、カーボン繊維等を薄く平らに広げ、バインダーで固めた機能紙では内層からカーボン繊維等の剛直な繊維が孔（繊維間の隙間）を通じて直接人体肌へ痛感等の刺激を与える場合がある。この刺激を防止する為に機能紙の表面から裏面まで貫通する孔がない、もしくは孔がある場合でも孔が直線的に空いていないこと、もしくは繊維が外に出ないよう最大孔径が７μｍ以下であることが好ましい。カーボン繊維の平均直径が７μｍであるからである。また、有機繊維を主体とした普通紙も上述と同様に刺激を防止する為に普通紙の表面から裏面まで貫通する孔がない、もしくは孔がある場合でも孔が直線的に空いていないこと、もしくは繊維が外に出ないよう最大孔径が７μｍ以下であることが好ましい。特に和紙等の繊維間の隙間が多い普通紙に対しては上述のようにすることがより好ましい。
ここで、普通紙とはＪＩＳで規定している紙及び板紙の定義に準じて以下の様に定義する。普通紙とは"有機繊維、植物繊維、その他の繊維をこう着させて製造した紙、又は木材パルプ、古紙等を原料として製造した紙"である。
一方、機能紙とは、ガラス繊維、合成高分子物質、無機材料等を配合等して製造された紙であり、普通紙が有していない性質（耐熱性、高剛性等）を有する紙のことである。
なお、耐水性は上述の撥水剤を抄紙原料に添加すれば普通紙でも発現することができる為、撥水性を有する紙は機能紙だけに制限されるものではない。

撥水性紙管層１１１の具体的な例としては、木材パルプ、化学パルプ、砕木パルプ、わらパルプ、古紙等を配合したダンボール原紙、黄板紙、白板紙等の板紙、レーヨン等化学繊維を原料とした化学繊維紙、および一般的な上質紙、印刷用紙、クラフト紙等が考えられるが原紙の価格、入手のし易さを考慮すると、クラフト紙が挙げられる。ここで、クラフト紙とは、ＪＩＳ Ｐ ３４０１クラフト紙、及びＪＩＳ Ｐ ３４１２クラフト伸張紙を含むクラフトパルプを原料とした紙をいう。なお、最外層は価格、入手先の容易さから普通紙を用いていることが好ましいが、撥水性を有する紙なら何でも良い。例えば水中に分散されたガラスウールやカーボン繊維等を抄紙、脱水されたものにバインダーを直接吹きかけて製造したような機能紙でもよい。

耐熱性紙管層１１２の厚みは、湯道管としての強度並びに溶融金属が流れる際の動圧に耐えることを考慮すると０．３ｍｍ以上、特に、０．５ｍｍ以上が好ましい。

耐熱性紙管層１１２を構成する紙管層１１２Ａ、１１２Ｂは、無機粉体、無機繊維、有機繊維、熱硬化性樹脂、抄紙用バインダー及び撥水剤を含有している。

耐熱性紙管層１１２を構成する紙管層１１２Ａ、１１２Ｂは、前記無機粉体、前記無機繊維、前記有機繊維、前記熱硬化性樹脂、前記抄紙用バインダー及び前記撥水剤の総質量に対し、各成分の配合比（質量比率）は、無機粉体／無機繊維／有機繊維／熱硬化性樹脂（固形分）／抄紙用バインダー（固形分）／撥水剤＝０〜７０％／１〜６０％／１〜４０％／１〜４０％／１〜１０％／０〜５％（質量比率）の範囲が好ましく、４０〜７０％／1〜１０％／１〜２５％／１〜２５％／１〜１０％／０〜５％（質量比率）がより好ましく、５０〜７０％／１〜８％／１〜２０％／１０〜２５％／３〜７％／０〜１％（質量比率）がさらに好ましい。また、上記各成分の含有質量比率は合計で１００％である。無機粉体の配合が斯かる範囲であると、鋳込み時での形状保持性、成形品の表面性が良好となり、また成形後の離型性も好適となる。無機繊維の配合比が斯かる範囲であると、抄紙性、鋳込み時の形状保持性が良好である。有機繊維の配合比が斯かる範囲であると抄紙性が良好で、鋳込み時の燃焼ガス発生量を少なくすることができる為、吹き戻し（溶融した鉄の逆流）を抑えることができる。熱硬化性樹脂の配合比が斯かる範囲であると、鋳型の成形性、鋳込み後の形状保持性、表面平滑性が良好である。抄紙用バインダーが斯かる範囲であると原料中の粉体成分を繊維に付着させ、かつ繊維同士も適度に絡みつき抄紙に最適なフロックを形成することができ、歩留まりも良好である。撥水剤の配合比が斯かる範囲であると、抄紙して作られた原紙から鋳物製造用部品を製造する際に使用する接着剤が原紙にしみ込むのを防ぐことができ、適量の接着剤の使用量で済む。又、鋳物製造用部品を鋳物砂に埋めた時の鋳物砂中の水分が鋳物製造用部品に浸透することを防ぐことができる。なお、耐熱性紙管層の使用環境が乾燥状態であったり、又、前記熱硬化性樹脂の種類やその使用量によっては熱硬化性樹脂が撥水性を発現する場合があり、そのような時には撥水剤を添加しなくても良い。

前記無機粉体としては、黒曜石、ムライト、及び板状黒鉛土状黒鉛等の黒鉛等が挙げられる。無機粉体は、これらを単独で又は二種以上を選択して用いることができる。鋳物の炭素量が４．２％以下の場合には浸炭現象（炭素が鋳物に吸収され、脆くなる現象）が発生する。この場合には、鋳物炭化物からの浸炭現象を防止するためにシリカ分を含む無機粉体を使用する必要がある。該無機粉体として黒曜石、ムライト等を用いることが好ましい。また、鋳物の炭素量が４．２％以上の場合には無機粉体を含まなくても良い。

前記無機繊維は、主として前記耐熱性紙管層の骨格をなし、例えば、鋳造時の溶融金属の熱によっても燃焼せずにその形状を維持する。前記無機繊維としては、炭素繊維、ロックウール等の人造鉱物繊維、セラミック繊維、天然鉱物繊維が挙げられ、それらを単独で又は二種以上を選択して用いることができる。これらの中でも、前記熱硬化性樹脂の炭化に伴う収縮を効果的に抑える点から高温でも高強度を有するピッチ系やポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系の炭素繊維を用いることが好ましく、特にＰＡＮ系の炭素繊維が好ましい。

前記無機繊維は、前記耐熱性紙管用紙を抄紙して成形する場合の成形のしやすさ、成形品の厚みの均一等の品質の観点から平均繊維長が０．１〜１０ｍｍ、特に０．５〜８ｍｍであるものが好ましい。平均繊維長が０．１ｍｍ超の場合は抄紙網の目に繊維が通り抜ける確率が低くなるので、白水に繊維が混ざり歩留まりが低くなることを抑えることができる。また、得られた成形品の強度も高くなる。一方、平均繊維長が１０ｍｍ未満であると、成形品全体が嵩高とならず成形品表面が凸凹になり難く、鋳込み時に溶融金属の良好な流動性が保たれる。

前記有機繊維には、パルプ繊維、合成繊維、再生繊維（例えば、レーヨン繊維）等が挙げられる。有機繊維は、単独で又は二種以上を選択して用いることができる。成形性、乾燥後の強度、コストの点から、パルプ繊維が好ましい。

前記パルプ繊維としては、木材パルプ、コットンパルプ、リンターパルプ、竹やわらその他の非木材パルプが挙げられる。パルプ繊維は、これらのバージンパルプ若しくは古紙パルプを単独で又は二種以上を選択して用いることができる。パルプ繊維は、入手の容易性、環境保護、製造費用の低減等の点から、特に古紙パルプが好ましい。

前記有機繊維は、表面平滑性、耐衝撃性を考慮すると、平均繊維長が０．１〜２０ｍｍ、特に０．５〜１０ｍｍであるものが好ましい。

前記熱硬化性樹脂は、耐熱性紙管層１１２の常温強度及び熱間強度を維持させると共に、耐熱性紙管層の表面性を良好とし、鋳物の表面粗度を向上させる上で必要な成分である。前記熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、特に、燃焼ガスの発生が少なく、燃焼抑制効果があり、熱分解（炭化）後における残炭率が２５％以上と高く、鋳造に用いた場合に炭化皮膜を形成して良好な鋳肌を得ることができる点からフェノール樹脂を用いることが好ましい。ここで、残炭率とは、熱硬化性樹脂のサンプルを窒素雰囲気下において常温から１２００℃まで昇温速度５０℃／ｍｉｎで加熱した後に測定した質量を加熱前の質量で割った値をいう。加熱中に熱硬化性樹脂から燃焼ガスが放出される為、加熱後の質量は加熱前より軽くなる。フェノール樹脂には、硬化剤を必要とするノボラックフェノール樹脂、硬化剤の必要ないレゾールタイプ等のフェノール樹脂が用いられる。白水中の溶出遊離フェノールを極力抑制させるには、低遊離フェノール樹脂を用いることが好ましい。例えば、塩基性触媒や酸性触媒で合成されたレゾールフェノール樹脂の高分子量タイプのものが好ましい。ノボラックフェノール樹脂を用いる場合には、硬化剤を要する。該硬化剤は水に溶け易いため、原紙の脱水後にその表面に塗工されるのが好ましい。前記硬化剤には、ヘキサメチレンテトラミン等を用いることが好ましい。前記熱硬化性樹脂は、単独で又は二種以上を選択して用いることができる。

前記燃焼ガスには、一酸化炭素、二酸化炭素の他、メタン、エチレン等の炭化水素等が含まれる。

前記抄紙用バインダーとしては、でんぷん、ゼラチン、グアーガム、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）等の天然高分子、カイメン（ポリアミドアミンエピクロルヒドリン樹脂）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＡＭ（ポリアクリルアミド）、ＰＥＯ（ポリエチレンオキサイド）等の水溶性合成高分子およびスチレン・ブタジエン系、アクリルニトリル・ブタジエン系、アクリル系、酢酸ビニル系等のラテックス、コロイダルシリカ、アルミナ系等の無機バインダー等が挙げられる。これらの中でも粉体の固定化性能に優れたカイメン、ＣＭＣ、アクリル系ラテックス等を用いることが好ましい。抄紙用バインダーの添加量は固形分換算で、前記有機繊維質量の０．０１〜５％、特に０．０２〜１％が好ましい。これらの抄紙用バインダーは、一種又は二種以上を選択して用いることができる。

前記の撥水性を発現させるサイズ剤としては、ロジン等の天然系、ＡＫＤ（アルキルケテンダイマー）、ＡＳＡ（アルケニル無水コハク酸）等の合成系、及びワックス等が挙げられる。これらの中でも少量で中性領域において優れた撥水性を持ち、ロジン等に比べ耐酸性、耐アルカリ性に優れているＡＫＤが好ましい。

耐熱性紙管層１１２を構成する紙管層１１２Ａ、１１２Ｂには、前記各成分以外に、凝集剤、着色剤等の他の成分を適宜の割合で添加することもできる。

湯道管１１の総厚みは、それが使用される場所に応じて適宜設定することができるが、湯道管としての強度の確保、通気性の確保、製造費抑制等を考慮すると０．５〜６．０ｍｍが好ましく、１．０〜３．０ｍｍがより好ましい。

湯道管１１は、強度確保の面で、鋳造に用いられる前の状態での圧縮強度は２０Ｎ以上が好ましく、４０Ｎ以上がより好ましい。ここで、湯道管１１の圧縮強度は、管状の成形品を長さ６０ｍｍに切断し、切断面を横にした状態でテンシロン万能試験機（株式会社エーアンドディ製ＲＴＡ５００）等の圧縮強度測定器にて圧縮速度１０ｍｍ／分で押し下げることにより測定される管側面の圧縮強度をいう。

湯道管１１は、溶湯と接触した時に、水蒸気発生を極力抑える点から、鋳造に用いられる前の状態の含水率（質量含水率）は２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましい。水蒸気の発生は溶湯の流入口からの吹き戻し（逆流）の原因となるからである。

中継管１２は、後述するよう湿式抄造法によって一体的に成形されており、その外周面部に嵌合によって摩滅する突条部（凸部）１２１、１２２と、湯道管１１が嵌合されたときにその端面に当接する係止部１２３とが設けられている。突条部１２１（第１の凸部）は、湯道管１１への挿入方向に沿って伸びており、外周面部に所定間隔おきに設けられている。突条部１２２（第２の凸部）は、突条部１２１間を結ぶように中継管１２の外周面部に設けられている。突条１２１、１２２の数、配置間隔等は中継管１２の形態（長さ、内径、材質等）に応じて設定される。

中継管１２の嵌合代長さＬ１２、内径φ１２、厚みＴ１２は、その用途に応じて適宜設定される。本実施形態のように湯道管の連結に使用される場合には、嵌合代長さＬ１２は長いほど安定した連結構造を得ることができるが、経済的な効果を考慮して５〜４０ｍｍとするのが好ましい。又、内径φ１２は１５〜１５０ｍｍ、厚みＴ１２は０．２〜５．０ｍｍとすることが好ましい。

突条部１２１は、中継管１２の全長に亘って設けられている。このように突条部１２１を中継管１２の全長に亘って設けることで、中継管１２をどの位置で切断しても、切断された中継管１２には必ず突条部１２１が存在することになる。突条部１２１は、中継管１２に湯道管１１が嵌合によって連結されるときに摩滅してその間の接触力が強くなり、強固な嵌合状態を得るように機能するとともに、長手方向における抄造成形体の強度を補う機能も有する。突条部１２１の高さＨ１２１、幅Ｗ１２１は、中継管１２の大きさ、質量等に応じて適宜設定されるが、高さＨ１２１は０．３〜３ｍｍ、幅Ｗ１２１は０．２ｍｍ以上とすることが好ましい。なお、より強固な嵌合状態を得るには、突条部１２１は、等間隔に設けられるのが好ましい。また、嵌合によって突条部１２１をつぶす湯道管１１の内径は、該突条部を有する中継管１２の突条部の頂点を結ぶ線によって得られる中継管１２の外径よりもわずかに小さく設定する。

突条部１２２の高さＨ１２２は、突条部１２１の高さＨ１２１よりも低く設定される。突条部１２２は、両端部から所定間隔をおいて設けられるが、基本長さ単位、例えば、１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍおきに設けることが好ましい。このようにして突条部１２２を基本長さ単位おきに設けることで、中継管１２の補強に加え、中継管１２を所定長さに切断するときや、嵌合長（嵌合部分の長さ）を確認するときの指標に利用できる。

係止部１２３の高さＨ１２３は、湯道官１１に挿入するときにその先端部に当接して挿入を規制できる高さであればよい。

中継管１２は、強度確保の面で、鋳造に用いられる前の状態での圧縮強度は２０Ｎ以上が好ましく、４０Ｎ以上がより好ましい。ここで、中継管１２の圧縮強度は、湯道管と同様にして測定される管側面の圧縮強度をいう。

中継管１２は、上述した耐熱性紙管層１１２を構成する紙管層１１２Ａ、１１２Ｂと同じ材料で構成することができる。斯かる材料であれば、中継管１２は紙管層１１２Ａ、１１２Ｂと同じ材質であってもよいし、異なる材質であってもよいが、材料の調製の手間等を考慮すると同じ材質とすることが好ましい。

次に、前記連結構造１０に用いられる湯道管１１の製造方法について説明する。
先ず、撥水性紙管層１１１及び耐熱性紙管層１１２の原紙となる普通紙及び耐熱性紙管用原紙をそれぞれ作製する。
これらの原紙は、前記撥水性紙管層及び前記耐熱性紙管層を構成する各成分を分散媒に分散させた原料スラリーをそれぞれ調製し、これら原料スラリーから湿式抄紙法によって抄紙し、脱水、乾燥させて作製する。

前記分散媒としては、水、白水の他、エタノール、メタノール等の溶剤等が挙げられる。そして、これらの中でも抄紙、脱水成形の安定性、品質の安定性、費用低減、取り扱い易さ等の点から水が好ましい。

前記原料スラリーには、凝集剤、防腐剤等の添加剤を添加することができる。

上述のようにして調製した原料スラリーを用い、各紙管層用の原紙を抄紙する。
これらの原紙の抄紙方法には、例えば、連続抄紙式である円網抄紙機、長網抄紙機、短網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機等を用いた抄紙方法、バッチ方式の抄紙方法である手漉法等の抄紙方法を採用することができる。

次に、脱水された前記各原紙を乾燥工程で乾燥する。乾燥工程での乾燥には従来から紙の乾燥に用いられている通常の手法が用いられる。なお、繊維間の水素結合を強固にして各原紙の機械的強度を向上させる為に、含水率が３０％以下となるまで、好ましくは１０％以下となるまで該各原紙を乾燥させることが好ましい。

次に、得られた各原紙を所定幅に裁断し巻管加工を施す。巻管加工は従来から用いられている手法が用いられる。先ず、耐熱性紙管用原紙を巻管加工用のシャフトの外周に沿って螺旋状に重ね巻きして筒状に成形し、その外側にさらに耐熱性紙管原紙を螺旋状に重ね巻きして耐熱性紙管層とする。そして、その外側に最外層の撥水性紙管層となる前記普通紙を重ね巻きする。隣接する層を構成する原紙の巻き方は、同じ方向に重ね巻きしても良いし、異なる方向に重ね巻きしても良い。同じ方向とする場合には、先に重ね巻きした原紙の継ぎ目となる部分を覆うように重ね巻きすることが好ましい。各原紙の幅、重ね幅、紙管の内径等は、鋳物の質量（管内を通過する溶融金属の量）、造型強度（砂型を作る際の圧力に耐える強度）に応じて設定する。なお、層間は接着剤の塗布により接着する。

全ての層の重ね巻きが完了した後、所定温度で加熱乾燥し、所定の寸法に切断加工して湯道管の製造を完了する。

次に、前記連結構造１０に用いられる中継管１２の製造方法について説明する。
中継管１２は、例えば、以下に説明するように、抄造型を用いた湿式抄造法により湿潤状態の繊維積層体を抄造した後、これを脱水・乾燥させ成形することにより製造される。なお、突条部１２１、１２２及び係止部１２３は、抄造時にも形成できるが、ここでは、乾燥時に形成する方法を示す。

中継管１２の成形中間体の抄造には、中継管１２の外形に略対応したキャビティを有し、該キャビティの形成面が所定の目開き及び線径の抄造ネットで被覆されるとともに該キャビティの形成面で開孔し且つ外部に通じる流体の流通路を内部に有する抄造型が用いられる。該抄造型は、二以上の割型を組み合わせることによって前記キャビティが形成されるものを用いることが好ましい。

そして、前記抄造型の前記キャビティ内に前記耐熱性紙管層用と同じ材料を用いた原料スラリーを供給し、前記流通路を通して原料スラリーを吸引し、前記抄造ネット上に該原料スラリー中の固形分を堆積させる。

所定の繊維積層体（突条部は形成されていない）が前記抄造ネット上に堆積された後、前記抄造ネットに堆積された繊維積層体を脱水する。

繊維積層体の脱水は、前記流通路を通して繊維積層体の水分を吸引して除去することが好ましい。前記繊維積層体が所定の含水率まで脱水されたら、抄造型内から繊維積層体を取出し、それを乾燥成形工程に移す。なお、脱水には、後述の乾燥工程において用いられると同様の中子を前記繊維積層体内に挿入し、該中子を膨張させて該繊維積層体を内側から押圧しながら行うこともできる。

脱水を終えたときの繊維積層体の含水率（質量％）は、乾燥成形工程への移行時の繊維成形体の損傷防止、乾燥効率向上等の点から、３０〜８０％が好ましく、４０〜７０％がより好ましい。なお、脱水を終えたときも、まだ突条部は形成されていない。

次に、乾燥型及び中子を用いて前記繊維積層体を以下のように乾燥成形する。
乾燥型には、前記中継管１２の外形に略一致したキャビティを有するとともに、形成される所望の突条部の形状に応じたスリット及び凹部が設けられている。前記乾燥型には、前記抄造型と同様に、二以上の割型を組み合わせることによって前記キャビティが形成されるものを用いることが好ましい。前記中子にはシリコーンゴム等の耐熱性を有する弾性体からなるものを用いることが好ましい。

乾燥工程では、先ず、乾燥型内に脱水成形された前記繊維積層体を配した後、前記加熱手段によって乾燥型を所定温度に加熱し、前記中子を前記キャビティ内に挿入し、中子内に流体を供給して中子を膨張させて繊維積層体を乾燥型の内面（前記各割型のキャビティの形成面）に押圧して繊維積層体を内側から加圧しながら乾燥する。このように、繊維積層体をその内部から中子によって押圧することで、繊維積層体の表面の一部が前記のスリット及び凹部に入り込んで、該スリット及び凹部に対応した突条部が中継管１２の表面に形成される。また、得られる中継管１２の内表面も平滑にすることができる。

乾燥型の温度は、繊維積層体の焦げ付き防止、乾燥効率の点から１００〜２５０℃が好ましく、１２０〜２２０℃がより好ましい。なお、乾燥型内に繊維積層体が配されるよりも前に、乾燥型は加熱されて所定温度に保持されるのが好ましい。

中子内に流体を供給する際の該流体の圧力は、乾燥に供する繊維積層体に応じて適宜設定することができるが、０．０１〜５ＭＰａ、特に０．１〜３ＭＰａが好ましい。前記中子を膨張させるために用いる流体としては、例えば空気、熱風（加熱された加圧空気）、蒸気、過熱蒸気等の気体、油（加熱油）、その他の液が挙げられる。特に、加圧空気、熱風、過熱蒸気を用いることが、操作性等の点から好ましい。

繊維積層体が所定の含水率にまで乾燥されたら、前記流通路を通した吸引を停止し、中子内の流体を排出して中子を収縮させ、前記乾燥型内から中子を取り出す。

そして、前記乾燥型を開いて中継管を取り出してその製造を終了する。中継管には、必要に応じ、トリミング処理、印刷処理、コーティング処理、内外面仕上げ加工等の各種処理を施すことができる。ここで、コーティング処理とは、例えば熱間強度（当該管が溶湯に接触した時の機械的強度）を向上させるためのコロイダルシリカ等によるコーティング処理をいう。

このようにして得られた中継管１２は、その外周面部に突条部１２１を有しているため、中継管１２と湯道管１１とを嵌合させて連結するときに、突条部１２１をつぶして嵌合させることによって、強固な連結状態を得ることができる。また、中継管１２は、突条部１２２を有しているため、その強度が補強されるほか、突条部１２２は抄造成形体１を所望の長さに切断する場合の指標に利用でき、嵌合長（嵌合部分の長さ）確認するための指標にもなる。また、係止部１２３を有しているので、確実に嵌合されていることを確認できる。

以上説明したように、本実施形態の流体輸送用管体の連結構造１０によれば、ほぐれやすい湯道管１１の端部が嵌合部分において溶湯にさらされることがないため、端部が流されて鋳造品の品質に影響を及ぼすおそれがない。また、中継管１２の外周部に突条１２１、１２２を有しているため、切断加工や鋳型を組み立てるときにも取り扱いやすい。

加えて、中継管１２は、従来と同様に軽量で簡便な装置で容易に切断加工等ができるため、この点においても取り扱い性にも優れている。

図４〜図１１は、本発明の流体輸送用管体の連結構造に用いられる中継管（抄造体）の他の実施形態を示したものである。これらの実施形態において、前記実施形態の中継管１２と共通する部分については同一符号を付している。なお、各実施形態の背面図は正面図と左右対称であるので省略している。

本発明の抄造体は、図４及び図５並びに図８及び図９に示す実施形態の中継管１２’のように、Ｌ字型に屈曲した形態に成形し、それらの端部に、巻回層を有する管体を嵌合によって連結させる形態とすることもできる。
また、図６及び図７並びに図１０及び図１１に示す実施形態の中継管１２’のように、二股に分岐した形態に成形し、各端部に、巻回層を有する管体を嵌合によって連結させる形態とすることもできる。

本発明は上述した実施形態に制限されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更することができる。

前記実施形態では、耐熱性紙管層１１２を二つの紙管層で、撥水性紙管層を一つの紙管層で構成したが、耐熱性紙管層を一つ又は三つ以上の紙管層で構成することもできるし、撥水性紙管層を二つ以上の紙管層で構成することもできる。溶融金属の鋳込み時の動圧に耐えること、巻き部分からの溶融金属の漏れを防止できること、当該管状鋳物製造用部品が砂に埋められる際の圧力に耐えること等の観点で各紙管層ともに多層にすることが好ましい。ただし、これらの層構成は、鋳込み時の溶融金属の動圧、当該管状鋳物製造用部品が砂に埋められる際の圧力、当該管状鋳物製造用部品の製造コスト、燃焼ガスの発生量等を考慮して必要に応じて適宜に設定することができ、各紙管層が多層で構成されることに限定されるものではなく、各紙管層が１層でもよい。

本発明は、前述のような、鋳型に用いられる湯道管同士の連結に好適であるが、鋳型を構成するそれ以外の管体の連結にも適用することができる。

本発明は、鋳型を構成する管体の連結に適用することができる。

本発明の流体輸送用管体の連結構造の一実施形態を模式的に示す半断面図である。 本発明の流体輸送用管体の連結構造の一実施形態に用いられる巻回層を有する管体を模式的に示す斜視図である。 本発明の流体輸送用管体の連結構造の一実施形態に用いられる中継管を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は要部の拡大図である。 本発明の流体輸送用管体の連結構造の他の実施形態における中継管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は底面図である。 図４に示す中継管のＡ−Ａ断面図である。 本発明の流体輸送用管体の連結構造の他の実施形態における中継管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は底面図である。 図６に示す中継管のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の流体輸送用管体の連結構造の他の実施形態における中継管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は底面図である。 図８に示す中継管のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の流体輸送用管体の連結構造の他の実施形態における中継管を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は右側面図、（ｅ）は底面図である。 図１０に示す中継管のＤ−Ｄ断面図である。

符号の説明

１０ 流体輸送用管体の連結構造
１１ 湯道管（第１の管体）
１２ 中継管（第２の管体）

Claims (2)

1. 溶湯の輸送用管体の連結に用いられる流体輸送用管体の連結構造で、抄造シートが螺旋状に巻回されて管状に成形された巻回層を有する第１の管体と、湿式抄造法により一体的に成形された抄造成形体である第２の管体とがそれらの端部どうしの嵌合によって連結され且つ第１の管体が第２の管体の端部の外周面を覆うように嵌合されている、流体輸送用管体の連結構造における第２の管体を構成する抄造成形体であって、
   その外周面に嵌合によって摩滅する凸部と、前記第１の管体が嵌合されたときにその端面に当接する係止部とが、それぞれ、該外周面に対して一体的に設けられている抄造成形体。
2. 前記凸部として、前記第１の管体への挿入方向に沿って伸びている第１の凸部と、該挿入方向と交差する方向に伸びている閉じた環状の第２の凸部とを有しており、該第２の凸部は、前記第２の管体の長さ方向に所定間隔をおいて複数設けられている請求項１に記載の抄造成形体。

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