JPH04363237A - 管継手およびその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は管継手、特に繊維強化合
成樹脂製継手本体の内面にリング状ゴムパッキングが設
けられた管継手およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、下水用もしくは農業用水用の埋
設管には、繊維強化合成樹脂（ＦＲＰ）層とレジンモル
タル層とでなる複合管（以下、「ＦＲＰＭ管」という）
が用いられることが多いが、その場合の管の接続手段と
して、ＦＲＰ（ＦＲＰＭを含む、以下同じ）でなる継手
本体の内面にゴムパッキングを設けた管継手が使用され
る。

【０００３】この種の管継手においては、ＦＲＰ製継手
本体へのゴムパッキングの結合強度を高めることが高内
圧流体に対するシール上極めて重要である。

【０００４】そこで、継手本体（又は継手に接続される
管）とパッキングとの結合性を高めるべく、従来から種
々の技術が提案されている。

【０００５】そのような技術としては、例えば、継手本
体及びゴムパッキングの互いに対応する表面の形状を工
夫し、それらの部分を嵌合、接着するようにしたもの（
特開昭５２−１０７６２１号公報）、筒状ゴムの内面に
任意の繊維でなるマットを結合してパッキングを形成し
、該パッキング接着時に内側のマットと管とを接着剤で
接着するようにしたもの（実公昭４９−２６７４７号公
報）、ガラス繊維に樹脂を含浸してなるバンドをゴムの
表面に直接形成して硬化させたもの（特開昭５３−４９
３２５号公報）等がある。

【０００６】尚、ゴムとポリエステル、エポキシ等の樹
脂とを一体成形する方法として、液状樹脂にイソシアネ
ートを５０〜１００ＰＨＲ程度配合することで両者を強
固に接着させる技術は従来から知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭５２−１０７６２１号公報に記載のものは、ゴムパ
ッキング等の表面形状が工夫されているとはいえ、それ
自体に接着力はなく、そのため管が斜めに挿入されたり
するとゴムパッキングが外れてしまうことがある。接着
剤によって接着した場合は確かに効果はあるが、接着剤
の硬化が確実でなかったり、接着剤の不足部があったり
すると、接着作業中にゴムパッキングが外れてしまうこ
とがある。また、接着剤を塗布してから硬化する前に素
早くゴムパッキングを接着しなければならないため、作
業に熟練を必要とする。

【０００８】また、実公昭４９−２６７４７号公報に記
載のものでは、繊維でなるマットと接着剤とが不可欠で
あると共に、接着作業を行う分だけ工程数が増えるため
（この点は上記特開昭５２−１０７６２１号公報の場合
も同様である）、それだけコストが高くつくことになる
。

【０００９】これに対して、特開昭５３−４９３２５号
公報に記載のものは、継手本体とゴムパッキングとの間
にマットや接着剤を必要とせず、両者を一体成形する構
成であるため、上記の二者に比べると工程数も少なく、
コスト的にも安く付く利点がある。しかし、ゴムの表面
に液状樹脂を直接供給して成形硬化させても、両者は接
着し合わないという難点がある。

【００１０】尚、従来から知られている液状樹脂にイソ
シアネートを配合してゴムと一体成形する方法は、イソ
シアネートを多量に配合するため、コストが高くつくと
共に、多量のイソシアネートによって樹脂の物性が変化
し、ほとんどの場合、その引っ張り強度、硬さ、弾性率
などが低下してしまう欠点がある。そのため、この方法
は実際にはあまり利用されていない。

【００１１】本発明は、このような実情に対処するもの
で、ＦＲＰ製継手本体内面にリング状ゴムパッキングが
設けられた管継手として、継手本体内面へのゴムパッキ
ング装着作業の容易化が図れると共に、低コストで製造
することができ、しかも継手本体内面にゴムパッキング
が強固に一体成形された管継手およびその製造方法を提
供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明は、次のように構成したことを特徴とする。

【００１３】即ち、請求項１記載の管継手は、ＦＲＰ製
継手本体の内面にリング状ゴムパッキングが設けられた
管継手において、上記継手本体内面とゴムパッキングと
をイソシアネートを介して接着させたものである。

【００１４】また、請求項２記載の管継手の製造方法は
、拡縮径可能となされた筒状金型の所定の外周面にリン
グ状ゴムパッキングを配置するとともに、この筒状金型
を拡径させ、リング状ゴムパッキングに張りを持たせた
状態で、該リング状ゴムパッキングを筒状金型に装着し
、このリング状ゴムパッキングの外周面にイソシアネー
ト化合物を塗布した後、このリング状ゴムパッキングお
よび筒状金型の外周面に熱硬化性樹脂液と補強繊維とか
らなる未硬化の成形材料層を形成し、この成形材料層を
硬化させた後、筒状金型を縮径させ脱型するものである
。

【００１５】さらに、請求項３記載の管継手の製造方法
は、上記製造方法において、リング状ゴムパッキングに
、該リング状ゴムパッキングと筒状金型との装着面に形
成される間隙を閉塞するようになされた突起部を設け、
リング状ゴムパッキングと筒状金型との外周部から装着
面への熱硬化性樹脂液および補強繊維の侵入を防止する
ものである。

【００１６】ゴムパッキングを構成するゴムとしては、
天然ゴムのみならず、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢ
Ｒ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）
、クロロプレンゴム（ＣＲ）その他の合成ゴムでもよく
、特に制約されない。

【００１７】また、イソシアネートは、揮発性溶剤によ
り５０重量％以上希釈されたもので且つ希釈状態でイソ
シアネート基（−ＮＣＯ）の含有量が５％以上のものが
好ましい。これは、イソシアネート（固形分）が５０重
量％以上であると、ゴム上に塗布する際にどうしても厚
塗りになってしまい、コスト的に高くつくので好ましく
なく、またイソシアネート基の含有量が５％以下である
と、イソシアネート基が不足するためにゴムパッキング
とＦＲＰとの間に十分な接着強度が得られないからであ
る。

【００１８】尚、ここでいう揮発性溶剤の例としては、
酢酸エチル、メチレンクロライド、キシレン、酢酸ブチ
ル等が挙げられる。

【００１９】このイソシアネートの塗布方法としては、
絵筆、ハケ、スプレー等によって塗布することができる
。

【００２０】更に、上記熱硬化性樹脂としては、例えば
、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アリル樹脂
、アクリル樹脂等の架橋型樹脂が挙げられる。この熱硬
化性樹脂には、必要に応じてパーオキサイド等の硬化剤
及びナフテン酸コバルト等の促進剤が配合される。

【００２１】また、補強繊維としては、例えばガラスロ
ービングを用いるが、これにガラスチョップないしマッ
ト、砂、炭酸カルシウム等を併用することもできる。

【００２２】

【作用】上記の構成によれば、ＦＲＰ製継手本体とその
内面に設けられたリング状ゴムパッキングとがイソシア
ネートを介して接着されていることにより、その継手本
体及びパッキングの界面付近においては、継手本体側の
合成樹脂に存在する水酸基とイソシアネートとが反応し
て互いに強固に結合されることとなる。

【００２３】一方、上記界面付近を除いた他の合成樹脂
部分つまりＦＲＰ部分では、イソシアネートの影響なし
に硬化剤によって硬化するため、引っ張り強度の低下等
の物性変化を生じることがない。

【００２４】さらに、請求項３記載の管継手の製造方法
によると、突起部によって、リング状ゴムパッキングと
筒状金型との外周部から装着面への熱硬化性樹脂液およ
び補強繊維の侵入を防止するので、リング状ゴムパッキ
ングに不要な熱硬化性樹脂液および補強繊維が付着しな
い管継手が製造されることとなる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 （第１実施例）この実施例は、図１に示すような埋設管
用の管継手に関するものである。

【００２６】先ず、この管継手について説明すると、同
図に示すように該管継手１は、ＦＲＰ製継手本体２と、
その両端部の内面２ａ，２ａに設けられたリング状ゴム
パッキング３，３とを有する。

【００２７】各リング状ゴムパッキング３は、この実施
例ではＳＢＲ製であって、図２に拡大して示すように、
一端部にリブ３ａが設けられていると共に、その他端部
には挿入管（図示せず）との間をシールするリップ部３
ｂが形成されている。

【００２８】そして、本発明の特徴部分として、上記継
手本体２の両端部内面２ａ，２ａとゴムパッキング３，
３の外面３ｃ，３ｃとがイソシアネート４，４を介して
接着されている。

【００２９】この管継手１は、次のような方法で製造し
たものである。

【００３０】先ず、図３に示すように、円筒状の金型（
外径が９００ｍｍのもの）１０にリング状ゴムパッキン
グ（図１参照）３，３を適当に張りを持たせた状態で装
着する。

【００３１】上記金型１０は、図４に示すように、全体
が第１〜第４の複数の成形部１１〜１４に分割されたも
のであって、そのうちの一対の対向する第１及び第２成
形部１１，１２は第３成形部１３にヒンジ１５を介して
それぞれ連結されている。そして、金型１０内に備えら
れた十字状のシリンダ１６によって第１及び第２成形部
１１，１２と第４成形部１４とが径方向に移動可能とさ
れていることにより、全体として縮径及び拡径自在とさ
れている。従って、この金型１０を縮径させた状態で、
その外面にゴムパッキング３，３を装着し、その後に拡
径させることで、上記のように張りを持たせた状態で各
パッキング３，３を装着することができる。

【００３２】次に、その状態で、ゴムパッキング３，３
における外面３ｃ，３ｃ、つまり被樹脂成形部にイソシ
アネート（デスモジュールＲ、バイエル社製：固形分２
０重量％メチレンクロライド溶液、イソシアネート基の
含有量７．０±０．２％）をハケで薄く塗布する。この
ように塗布すると、塗布面から溶剤が速やかに揮発して
イソシアネートの薄い皮膜（ベタツキがある）が形成さ
れた。

【００３３】次に、金型１０の外周部に不飽和ポリエス
テル樹脂とガラスロービング及びチョップを供給して管
状体を成形した。この場合において、不飽和ポリエステ
ル樹脂には、硬化剤としてメチルエチルケトンパーオキ
サイド１ｐＨＲと、促進剤としてナフテン酸コバルト溶
液０．１ｐＨＲとを加えた。また、ガラスロービングは
２４００番手のものを使用した。

【００３４】その後、上記管状体をヒータで１０分加熱
して硬化させた後、金型１０を縮径させて脱型した。こ
れにより図１の管継手１が得られた。尚、この管継手１
における平行部２ｂの厚みは平行部で９ｍｍであった。

【００３５】こうして得られた管継手１においては、Ｆ
ＲＰ製継手本体２とその両端部内面２ａ，２ａに装着さ
れたリング状ゴムパッキング３，３とがイソシアーネト
４，４を介して接着されているから、その継手本体２及
びパッキング３，３の界面付近においては、継手本体２
側の合成樹脂に存在する水酸基とイソシアンート４，４
とが反応して互いに強固に結合されたものとなる。

【００３６】一方、上記界面付近を除いた他の合成樹脂
部分つまりＦＲＰ部分では、イソシアネート４，４の影
響なしに硬化剤によって硬化するため、引っ張り強度の
低下等の物性変化は生じないことになる。

【００３７】この管継手１について、ゴムパッキング３
とＦＲＰ部分（継手本体２の両端部）との間の接着強度
を調べる剥離テストを行った。このテストは、図５に示
すように、ＦＲＰ製継手本体２の内面２ａからゴムパッ
キング３を出来るだけ９０°の角度方向Ａに引っ張るこ
とにより行ったが、結果はゴムパッキング３が耐えられ
ず、ちぎれてしまった。これにより、ＦＲＰ製継手本体
２の内面２ａにゴムパッキング３が強固に接着されてい
ることが確認された。

【００３８】尚、この場合のゴム引っ張り強度は２００
ｋｇ／ｃｍ２　、剥離強度は２０．０ｋｇ／ｃｍ２　で
あった。 （第２実施例）この実施例では、第１実施例のものとは
異なって、図６に示すような外面に凹凸を有するリング
状ゴムパッキング３３と、イソシアネート（日本ポリウ
レタン製：コロネートＥＨを６０重量％酢酸エチルで希
釈したもので、イソシアネート基の含有量は８．５％、
その固形分は４０重量％。）とを用いた。それ以外の点
は第１実施例の場合と同様である。

【００３９】本実施例のものについて、上述の剥離テス
トを行ったところ、第１実施例と同じくゴムパッキング
のちぎれが生じた。従って、本実施例のものによっても
、ＦＲＰ製継手本体内面にゴムパッキング３３が強固に
接着されることが確認された。

【００４０】尚、この場合のゴム引っ張り強度は２００
ｋｇ／ｃｍ２　、剥離強度は２５．０ｋｇ／ｃｍ２　で
あった。 （第１比較例）リング状ゴムパッキングの外面にイソシ
アネートを塗布せず、それ以外は第１実施例の場合と同
様にして管継手を製造した。

【００４１】この管継手について、上述の剥離テストを
行ってＦＲＰ製継手本体からゴムパッキングを手で引っ
張ったところ、ゴムパッキングが外れてしまった（剥離
強度が０ｋｇ／ｃｍ２　）。従って、この比較例のもの
においては、ＦＲＰ製継手本体とゴムパッキングとが接
着されていないことが判明した。 （第２比較例）コロネートＥＨ（イソシアネート）を酢
酸エチルで２０重量％希釈（従ってイソシアネート分は
８０重量％）したこと以外は、第２実施例の場合と同様
にして管継手を製造した。ただし、第２実施例ではイソ
シアネートについて６０ｇ／ｍ２　程度の塗りで済んだ
のに対し、この比較例では、その２倍強の１５０ｇ／ｍ
２　程度でないと均一に塗れなかった。

【００４２】尚、この比較例の管継手について、上述の
剥離テストを行ったところ、ゴムパッキングがちぎれて
しまった。

【００４３】この場合のゴム引っ張り強度は２００ｋｇ
／ｃｍ２　、剥離強度は２６．０ｋｇ／ｃｍ２　であっ
た。 （第３比較例）第１実施例で使用したイソシアネート（
デスモジュールＲ）を更にメチレンクロライドで希釈し
て、全体として固形分（イソシアネート分）が１０重量
％、イソシアネート基の含有量が３．５％となるように
溶液を調整し、その溶液を用いたこと以外は第１実施例
の場合と同様にして管継手を製造した。

【００４４】この管継手の剥離テストの結果は、ＦＲＰ
製継手本体側にゴムパッキングが僅かに残る程度であっ
た。この場合において、ゴム引っ張り強度は２００ｋｇ
／ｃｍ２　、剥離強度は３〜１０ｋｇ／ｃｍ２　であっ
た。 （第３実施例）本実施例を図７ないし図１１に示す。す
なわち、この管継手１は、上記第１実施例の管継手１の
ＦＲＰ製継手本体２の内面２ａ中央部に、ストッパーゴ
ム５を設けるとともに、リング状ゴムパッキング３およ
びストッパーゴム５に突起部３ｄ，５ｃを設けて製造し
たものである。ここではその相違点についてのみ説明し
、その他の説明は省略する。なお、上記第１実施例と同
一構成要素には同符号を付す。

【００４５】ストッパーゴム５は、リング状ゴムパッキ
ング３と同材質のもので構成されている。このストッパ
ーゴム５は、継手本体２内に挿入されるパイプ６の挿入
量を規制するためのストッパー部５ａと、一方（本実施
例では右側）から挿入されるパイプ６を安定させるため
の台座部５ｂとで構成されている。そして、図７および
図８に示すように、このストッパーゴム５を金型１０に
装着した状態で、ストッパーゴム５と金型１０との装着
面に形成される間隙を外周部から閉塞するように、台座
部５ｂの両端周縁に突起部５ｃが設けられている。

【００４６】また、リング状ゴムパッキング３も、金型
１０に装着した状態で、リング状ゴムパッキング３と金
型１０との装着面へ形成される間隙を外周部から閉塞す
るように突起部３ｄが設けられている。

【００４７】そして、ＦＲＰ製継手本体２の成形材料で
ある不飽和ポリエステル樹脂とガラスロービング及びチ
ョップを、金型１０の外周部に供給した際、このリング
状ゴムパッキング３およびストッパーゴム５に設けられ
た突起部３ｄ，５ｃは、これら成形材料が装着面に侵入
してくるのを防止することととなる。その結果、図９お
よび図１０に示すように、製造された管継手１は、リン
グ状ゴムパッキング３およびストッパーゴム５に不要な
成形材料が付着していないものが製造されることとなり
、脱型後の後加工で不要成形材料の除去作業をする必要
がなくなる。

【００４８】なお、本実施例では断面つめ刃状となされ
た突起部３ｄ，５ｃが設けられているが、この突起部５
ｃの形状としては、装着面への間隙を閉塞することがで
きるものであれば特に限定されるものではない。すなわ
ち、図１１に示すように、断面半円状のもの（ａ）や、
断面山型のもの（ｂ）や、断面テーパー形状のもの（ｃ
）など各種形状のものであってもよい。ただし、図１０
に示すように、本実施例に示す断面つめ刃形状となされ
た突起部３ｄ，５ｃの場合、ＦＲＰ製継手本体２の成形
後に、該突起部３ｄ，５ｃが、該ＦＲＰ製継手本体２中
に埋設された状態で成形されることとなり、外観が綺麗
に仕上がることとなる。

【００４９】また、この突起部３ｄ，５ｃの材質は、リ
ング状ゴムパッキング３およびストッパーゴム５の本体
と同一であってもよいが、これら本体よりも硬度が低い
方が作業性、侵入防止能力が高いので好ましい。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＦＲＰ製
継手本体の内面にリング状ゴムパッキングが設けられた
管継手において、継手本体とゴムパッキングの界面部分
がイソシアネートを介して強固に結合されることになる
。また、通常の接着剤を用いた場合の接着作業に比べる
とイソシアネートの塗布作業は熟練者でなくても簡単に
行うことができ、しかもマット等の介在物を用いないた
め、それだけ製造コストも安くつくことになる。これに
より、継手本体内面へのゴムパッキング装着作業が簡単
に行え、しかも継手本体内面にゴムパッキングが強固に
一体成形された安価な管継手を実現することができる。

【００５１】また、上記継手本体における界面部分を除
いた他の合成樹脂部分つまりＦＲＰ部分では、イソシア
ネートの影響を受けないから、引っ張り強度の低下等の
物性変化を生じることもない。従って、製造時において
、そのような物性変化を考慮しなくて済むことになる。

【００５２】さらに、請求項３記載の製造方法によると
、環状パッキングに不要な熱硬化性樹脂液および補強繊
維が付着しない管継手が製造できるので、脱型後の後加
工で不要成形材料の除去作業をする必要がなくなり、製
造工数の削減および製造コストの低下を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る管継手を示す軸方向
縦断面図である。

【図２】その管継手におけるリング状ゴムパッキングの
一部を拡大して示す部分拡大縦断面図である。

【図３】上記管継手の製造工程を示すもので、金型にリ
ング状ゴムパッキングを装着した状態を示す工程図であ
る。

【図４】この金型の構造を示す縦断面図である。

【図５】ゴムパッキングの剥離テストを説明するために
使用したもので、試験片たるＦＲＰ製継手本体からゴム
パッキングを剥離させている状態を示す説明図である。

【図６】本発明の第２実施例で用いたリング状ゴムパッ
キングの部分縦断面図である。

【図７】本発明の第３実施例に係る管継手の製造工程を
示すもので、金型にゴムパッキングおよびストッパーゴ
ムを装着した状態を示す工程図である。

【図８】ゴムパッキングおよびストッパーゴムの一部を
拡大して示す部分拡大縦断面図である。

【図９】本発明の第３実施例に係る管継手を示す縦断面
図である。

【図１０】図９におけるゴムパッキングおよびストッパ
ーゴムの一部を拡大して示す部分拡大縦断面図である。

【図１１】突起部の他の実施例を示す部分縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１　　管継手 １０　　金型 ２　　ＦＲＰ製継手本体 ２ａ　　継手本体内面 ３，３３　　リング状ゴムパッキング ３ｄ　　突起部 ４　　イソシアネート ５　　ストッパーゴム（リング状ゴムパッキング）５ｃ
　　突起部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　繊維強化合成樹脂製継手本体の内面に
   リング状ゴムパッキングが設けられた管継手であって、
   上記本体とパッキングとがイソシアネートを介して接着
   されていることを特徴とする管継手。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の管継手の製造方法であ
   って、拡縮径可能となされた筒状金型の所定の外周面に
   リング状ゴムパッキングを配置するとともに、この筒状
   金型を拡径させ、リング状ゴムパッキングに張りを持た
   せた状態で、該リング状ゴムパッキングを筒状金型に装
   着し、このリング状ゴムパッキングの外周面にイソシア
   ネート化合物を塗布した後、このリング状ゴムパッキン
   グおよび筒状金型の外周面に熱硬化性樹脂液と補強繊維
   とからなる未硬化の成形材料層を形成し、この成形材料
   層を硬化させた後、筒状金型を縮径させ脱型することを
   特徴とする管継手の製造方法。
3. 【請求項３】　　請求項２記載の製造方法において、リ
   ング状ゴムパッキングに、該リング状ゴムパッキングと
   筒状金型との装着面に形成される間隙を閉塞するように
   なされた突起部を設け、リング状ゴムパッキングと筒状
   金型との外周部から装着面への熱硬化性樹脂液および補
   強繊維の侵入を防止することを特徴とする管継手の製造
   方法。