JPH04163148A - 複数の樹脂モルタル層からなる強化プラスチック複合管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内層、外層を繊維強化プラスチック層で形成し
その中間を樹脂モルタル層で形成する強化プラスチック
複合管に係る。

［従来の技術］ 繊維強化プラスチックの強度、耐食性、軽量性などの特
性に着目し、剛性を強化するために中間、層として樹脂
モルタル層を挾在させる複合管は地下埋設用の下水道管
として広く使用されている。

両材料の特性を活用することによって地下に埋設したと
きの腐食条件に耐え土砂の重量による外圧にも耐え得る
し、地震や重車両の通過に伴う振動、衝撃、不均等な押
圧なと予期せぬ外力に対して信顆性の高い耐力を具えて
いる。

このような複合管は内層および外層を形成する繊維強化
プラスチック層と、中間層である樹脂モルタル層とが一
体的に緊密に重なり合って負荷される外圧に一体となっ
て対抗する構成が必要であり、この製造方法としていく
つかの提案が発表されてきた。

その−例としてたとえば特公昭４８−３７１３９号公報
・第４図（イ）（ロ）においてはマンドレル１ａ上へボ
ール紙などの帯状体３ａを螺旋状に巻き回して芯筒４ａ
を形成し、その上へ熱硬化性プラスチック液を含浸した
繊維（あるいは織布または不織布）の帯状体６ａを巻き
回して内層７ａを形成し、引き続き砂などの基材に熱硬
化性プラスチックを混練した材料を所望の厚さＴに搾出
した帯状体９ａを螺旋状に巻き回して樹脂モルタル層１
０ａを形成する。この帯状体の成形については種々の方
法が適用できるが、この引例では内部に回転スクリュー
５０を軸支した円筒５１の一端上部から前記の混線材料
を供給し、他端へ向けてスクリューで強制的に送給しつ
つ他端の矩形に絞った開口部から圧密成形された帯状体
を押し出す搾出器８ａを採っている。この帯状体９ａは
そのまま送り出されて内層７ａの上に緊密に巻き重ねら
れ、さらにこの上から再び熱硬化性プラスチック液を含
浸した繊維の帯状体６ｂを巻き回して外層１３ａを形成
する。ここまでが複合管の成形工程であって、マンドレ
ルとその外面に形成した３重の累積層はそのまま進み硬
化オーブン１２ａ内で外周から均等に加熱されると、内
層、外層およびその中間層にそれぞれ配合されている熱
硬化性樹脂が硬化し王者一体となった強固な複合管を形
成する。

なお該技術分野においては前述のように相当数の提案が
公開されていて、別の例として特公昭５９−１１７７号
公報・第５図（イ）（ロ）のように樹脂モルタル層を搾
出するのに供給機５３から自然落下した混線材料が両側
の仕切板５４．５４と回転ローラ５５との間で形成する
矩形状の開口部から自重と回転ローラの摩擦によって帯
状に絞り出す構成を採るものもある。

［発明が解決しようとする課題］ 最近のように樹脂モルタル層を介在する強化プラスチッ
ク管の用途が広がり、かつ管の内径も増大する要請が高
まることは都市機能の向上から自然の成行きと言える。

管径を大きくすれば管へ負荷する土圧や突発的な振動な
ども当然増幅するからこれに耐えるには管の肉厚を増加
して対処しなければならない。この場合、たとえば管厚
が１２１１における各層の構成を内層（繊維強化プラス
チック層）　１．５ｍｍ、中間層（樹脂モルタル層）９
ｍｍ１外層（内層と同じ）１．５ｍｍとするのが強度と
剛性のバランス上最良の組合せであるならば、管厚を３
倍に増加する必要のあるときにも前記の比率をそのまま
流用して内層４．５ｍｍ１中間層２７　ＨＬ外層４．５
ｍｍ、合計３６ｍｍとするのが最もバランスのとれた構
成であるとみなされている。

しかしながら実際には管厚がある上限を越えるとこの目
算は成り立たなくなることが経験的に知られている。た
とえば中間層の厚さが２５１を越すと管の単位面積当り
の強度、剛性は著しく低下することが認められる。

その主な原因は樹脂モルタル層の形成過程にあると考え
られる。すなわちモルタルの定義とおり樹脂モルタルは
砂粒に液状樹脂を配合して混練したものであり、樹脂量
にもよるが一般にペースト状を呈し押し出しにしろ絞り
出しにしろ狭い開口部から搾出されれば帯状に成形はさ
れるが、単独ではこの形を保つことが難しく、第４図（
ロ）における不織布などの帯状体５２をモルタル層の底
に添わせて移動中の形崩れを防ぐ程度である。第５図に
おけるテープ５６も同様である。

このような性状のモルタルは開口部を変えれば成形され
た帯状体の厚さを変えることができるが、搾出の手段が
同じである以上成形体か厚くなればその圧密炭は次第に
小さくならざるを得ない。

成形過程における樹脂モルタル層の層厚の限度とは別に
、加熱硬化による課題も生じる。

すなわち層厚が大きくなると外周からの全面加熱時間が
増大することは当然の帰結であり、連続的な製管工程に
おける全ての工程はここで平衡を崩し異常な低生産性に
苦しむこととなる。

本発明は以上に述べた課題を解決するために管の肉厚が
増大しても単位当りの強度が劣化しない厚肉用の強化プ
ラスチック複合管およびその製造方法の提供を目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る強化プラスチック複合管は、内層と外層と
を繊維強化プラスチック層で形成し、少なくとも二層の
樹脂モルタル層と両層間に繊維強化プラスチック層を挾
在したことによって前記の課題を解決した。

またより具体的には前記の樹脂モルタル層の層厚がいず
れも２５ｍｍを越えない実施態様が最も望ましいことも
示した。

またこのような複数のモルタル層からなる強化プラスチ
ック管の製造方法としては、マンドレル上へ帯状体を螺
旋状に巻き回して芯筒を形成し、該芯筒上へ熱硬化性プ
ラスチック液を含浸した繊維からなるプラスチック強化
帯状体を螺旋状に巻き回して内層を形成し、該内層上へ
砂などと熱硬化性プラスチックを混練した材料を所定の
厚さに搾出した帯状体を螺旋状に巻き回して第一の樹脂
モルタル層を形成し、該第一の樹脂モルタル層上へ再び
プラスチック強化帯状体を螺旋状に巻き回して中間強化
層を形成し、前記３層の重合体を外周から均等に加熱硬
化し、該中間強化層上に第一の樹脂モルタル層とほぼ同
様に帯状体を螺旋状に巻き回して第二の樹脂モルタル層
を形成し、以下必要とあれば中間強化層と樹脂モルタル
層とを交互に螺旋状に巻き重ねてはその都度加熱硬化を
繰返し、所望の管厚に達した最外層へプラスチック強化
帯状体を螺旋状に巻き回して全体を緊密に被覆する工程
によって課題を解決した。

さらに搾出される樹脂モルタル帯状体の厚さがいずれも
それぞれ２５ｍｍを越えないことを最も望ましい実施態
様として示した。

［作用・実施例コ 第１図は本発明のうち製造方法の実施例を示す正面図で
ある。

マンドレル１は一端を支持枠２によって水平に支持され
ていて、この上へボール紙などの帯状体３が芯材として
斜めに巻きつけて芯筒４を連続的に形成する。なおこの
図では無端ベルト５ｔ−回動して帯状体３とベルトの摩
擦によって帯状体はマンドレル上に螺旋状に巻き付けら
れ滑りながら図の右方へ移動して連続的に芯筒４を形成
して行く望ましい実施例を示している。

ガラス繊維を熱硬化性プラスチック液に含浸したプラス
チック強化帯状体６Ａをこの芯筒４の上に螺旋状に巻き
回して内層７を形成する。

砂粒などへ熱硬化性プラスチックを配合混練した材料を
搾出器８Ａから帯状体９Ａに成形して第一の樹脂モルタ
ル層１０Ａを形成し、さらにこの上から同様にプラスチ
ック強化帯状体６Ｂを螺旋状に巻き付けて第一の中間強
化層１１を形成する。

引続きこの累積層は一体的に右方へ移って第一の硬化オ
ーブン１２Ａの内部へ進入する。硬化オーブンはトンネ
ル炉式に管状物を全周から均等に加熱するもので図の右
端から退出するまでにたとえば内層に至るまで１３０°
Ｃ程度に加熱し硬化させる。この場合樹脂モルタル層１
０Ａの層厚はあらかじめ経験的に知られた限界値以下に
設定してしておくことが要件で現在公知の強化プラスチ
ック複合管の樹脂モルタル層では２５關を限度とするの
が最も望ましい。

第一の硬化オーブン１２Ａから退出した管状体に引き続
き第二の搾出器８Ｂから第二の帯状体９Ｂが螺旋状に表
面に巻き回され第二の樹脂モルタル層１０Ｂを形成する
。さらに第三のプラスチック強化帯状体６Ｃを螺旋状に
巻き回して再び第二の硬化オーブン１２Ｂ内へと誘導さ
れる。この段階で管厚か所望の寸法に達しているときは
、この第三のプラスチック強化帯状体６Ｃによって形成
された表層はそのまま外層１３となるし、また管厚が不
足のときはこの表層は第二の中間層となってさらに同じ
手順を繰返すこととなる。

このようにして成形硬化した長管は適宜所定の長さに切
断して完成品となるか、必要あるときは完全冷却後に最
内部の芯筒４を引き抜いて内層７を内面に露出させる。

第２図は完成品の一部断面図であって比較的緻密な複数
の樹脂モルタル層を複合して肉厚にほぼ比例する曲げ応
力に対する強度を保持する作用が発現する。

［発明の効果］ 本発明は中間に複数の樹脂モルタル層を形成し、その各
々が個別には緻密さの限界内の層厚に制限され、別々に
適当な時間の外熱を受けて加熱硬化して各々単独の樹脂
モルタル層の持つ強度の総和にほぼ等しい強度を得るこ
とができる。

各々の制限された層厚に基づく適当な加熱時間だけを外
周から加えられるから流れ作業では複数の熱硬化が同時
別個に進行する。従来のように限度を越えた厚肉の樹脂
モルタル層を硬化するためには長時間の加熱やそれに伴
う内外層の温度むら、外層付近の過熱劣化などの弊害が
誘発していたから、作業能率の向上とともに品質面での
顕著な改善も認められる。

従来技術と対比して、本発明の効果を第３図（イ）（ロ
）に例示する。

第３図（イ）は外圧試験結果て、同図（ロ）に示すよう
にゴム板Ｇで上下を挟んだ管へ線荷重Ｐを加えたときの
荷重と撓みの関係を示している。

二本の曲線は、共に内径２０００＋ｎｍ、管厚４０■ｌ
の強化プラスチック複合管の試験結果であるが、鎖線で
示す本発明によって製作した管は、実線で示す従来技術
によって製作した管に比べ、強度および剛性が著しく高
いことがわかる。

本発明により製作した管は、樹脂モルタル２層で形成し
、両層間に繊維強化プラスチ・ツク層を挾在させている
が、それ以外は従来技術の管と同一条件で製作したもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る方法の実施例を示す正面図、第２
図は同しく製品の実施例を示す垂直断面図の一部、第３
図（イ）（口）は実施例の外圧試験結果を示す線図とそ
の試験方法、第４図（イ）（口）は従来技術を示す正面
図と側面図、第５図（イ）（口）は別の従来例を示す正
面図と側面図。 １・・・・・・マンドレル ３・・・・・・帯状体（芯材） ４・・・・・・芯筒 ［ｉＡ，　６Ｂ・・・・・・プラスチック強化帯状体７
・・・・・・内層 ８Ａ，　８Ｂ・・・・・・搾出器 ９Ａ，　９Ｂ・・・帯状体（樹脂モルタル）１０Ａ　、
　ＩＯＢ・・・・・・樹脂モルタル層１１・・・・・・
中間強化層 Ｊ２Ａ，１２Ｂ・・・・・・硬化オーブン１３・・・・
・・外層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内層と外層とを繊維強化プラスチック層で形成し
   、少なくとも二層の樹脂モルタル層と両層間に繊維強化
   プラスチック層を挾在したことを特徴とする複数の樹脂
   モルタル層からなる強化プラスチック複合管。
2. （２）請求項１において樹脂モルタル層の層厚がいずれ
   も２５ｍｍを越えないことを特徴とする複数の樹脂モル
   タル層からなる強化プラスチック複合管。
3. （３）マンドレル上へ帯状体を螺旋状に巻き回して芯筒
   を形成し、該芯筒上へ熱硬化性プラスチック液を含浸し
   た繊維からなるプラスチック強化帯状体を螺旋状に巻き
   回して内層を形成し、該内層上へ砂などと熱硬化性プラ
   スチックを混練した材料を所定の厚さに搾出した帯状体
   を螺旋状に巻き回して第一の樹脂モルタル層を形成し、
   該第一の樹脂モルタル層上へ再びプラスチック強化帯状
   体を螺旋状に巻き回して中間強化層を形成し、前記３層
   の重合体を外周から均等に加熱硬化し、該中間強化層上
   に第一の樹脂モルタル層とほぼ同様に帯状体を螺旋状に
   巻き回して第二の樹脂モルタル層を形成し、以下必要と
   あれば中間強化層と樹脂モルタル層とを交互に螺旋状に
   巻き重ねてはその都度加熱硬化を繰返し、所望の管厚に
   達した最外層へプラスチック強化帯状体を螺旋状に巻き
   回して全体を緊密に被覆することを特徴とする複数の樹
   脂モルタル層からなる強化プラスチック複合管の製造方
   法。
4. （４）請求項３において搾出される樹脂モルタル帯状体
   の厚さがいずれもそれぞれ２５ｍｍを越えないことを特
   徴とする複数の樹脂モルタル層からなる強化プラスチッ
   ク複合管の製造方法。