JPH0572434U - 繊維強化プラスチック管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量化を図ることができると共に、曲げ強
度、圧縮強度を向上することができ、さらに、従来一般
のＦＲＰ管と同じように引抜き成形により成形できて、
安価に成形できるようにする。 【構成】 強化材として、肉厚方向に繊維密度が異なる
複数層からなり、かつ少なくとも内、外層２，３が繊維
密度の高いシームレス筒状織物であり、中間層４が繊維
密度の低い筒状布である多層筒状布を用いる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、埋設管として使用可能な高強度、高剛性の繊維強化プラスチック管 に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

通常、埋設管には土管、鉄管が用いられているが、これらは非常に重く、運送 、埋設、撤去等の作業性が悪いため最近は、強度、軽量性に優れた繊維強化プラ スチック管（以下ＦＲＰ管という）が使用されるようになった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら従来のＦＲＰ管にあっては、上記したように、曲げ強度、圧縮強 度等の一般的な強度が高く、かつ軽量であるという優れた性質を有しているが、 剛性が低いという欠点があった。このため、このＦＲＰ管を埋設管に用いた場合 、これが土圧等によってたわみが生じてしまうという問題があった。 これに対して特公昭４８−３７１３９号公報に示されているように、内外層が ＦＲＰ、中間層がレジンコンクリートにて構成した強化プラスチック管も提案さ れているが、この構成の管はＦＲＰよりなる内外層の間にレジンコンクリートを 介在させるため、これを製造するのに特殊な方法及び装置を必要とする問題があ り、またレジンコンクリートを用いることにより、重量がＦＲＰだけのものより 大きくなってしまうという問題もあった。 さらにこの従来のＦＲＰ管の場合、内外層のＦＲＰの強化繊維は螺旋状に巻き 付け積層するため、その繊維配向が軸心に対して角度を有しており、耐圧縮性に 対して理想的な繊維配向とはならず、強度的に有利とはいえない。

【０００４】 本考案案は上記のことにかんがみなされたもので、上記中間層にレジンコンク リートを用いた従来のＦＲＰ管と比較して軽量化を図ることができると共に、繊 維配向を実質的に軸方向と直角にできて、圧縮剛性を向上することができると共 に、引抜成形により成形できて、特別の成形方法によることなく、安価に成形す ることができるようにしたＦＲＰ管を提供することを特徴とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は係るＦＲＰ管は、強化材として、肉厚方 向に繊維密度が異なる複数層からなり、かつ少なくとも内、外層が繊維密度の高 いシームレス筒状織物であり、中間層が繊維密度の低い筒状布である多層筒状布 を用いた構成となっている。

【０００６】

【作 用】

上記構成のＦＲＰ管は、強化材にプラスチックが含浸されて引抜成形されるが 、このとき、内、外層の繊維密度が高く、中間層の繊維密度は低く、上記内、外 層にて曲げ荷重、圧縮荷重を受け、中間層にて剛性が付与される。

【０００７】

【実 施 例】

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。 図中１はＦＲＰ管であり、このＦＲＰ管の強化繊維には、内、外層にシームレ ス筒状織物が、また中間層に筒状布が用いられていると共に、図２に示すように 、内、外層２，３は繊維密度が高く、中間層４は繊維密度が低くなっている。そ して各層２，３，４とも同一のプラスチックがマトリックスとして含浸して一体 成形されている。 上記シームレス織物は各層一体に織られたものを用いてもよく、あるいは各層 を順次引抜き成形しながら積層してもよい。 上記シームレス織物は筒織のものを用いることにより、軸心に対する繊維配向 が実質的に直角方向となり、耐圧縮性に対して理想的な繊維配向をとる。 図３は外層３の拡大断面を模式的に示すもので、シームレス織物の繊維間にプ ラスチックス５が含浸されている。

【０００８】 図４は上記ＦＲＰ管の引抜成形の様子を示すもので、ヒータ６を有する引抜成 形機７内に、これの一方から強化繊維となるシームレス織物８を挿入し、この引 抜成形機７に設けられたプラスチック注入口９より注入された熱硬化性のプラス チックが含浸されながら図示しない金型で引抜き成形され、ついでヒータ６にて 硬化される。 なおこの成形時において、引抜成形機７に導入する前に、シームレス織物８に プラスチックを含浸させてもよい。 また上記プラスチックとしては熱硬化性のものが一般に用いられるが、熱可塑 性のものを用いてもよく、この場合ＦＲＴＰと呼ばれる。このＦＲＴＰの成形法 は一般の熱可塑性プラスチックの成形法と本質的に同じである。 また上記強度繊維の材質としては一般にガラス繊維が用いられるが、そのほか にカーボン等の無機繊維やアラミドなどの有機繊維が用いられる。

【０００９】 上記強化繊維として用いられる各層において、繊維密度の高い内、外層は、図 ３に示す構成のほかに、例えば図５に示すように太いロービングよりなる縦糸１ ０と横糸１１とを細いヤーン１２にて接結した構成になっており、縦、横の糸の 間隔によりこの層の繊維密度が調整される。 また繊維密度の低い中間層は、例えば図６に示すようになっていて、バルキー 糸からなる縦糸１３に、バルキー糸からなる横糸１４を波状にからめていく構成 となっている。

【００１０】 上記のように内、外層の強化材にシームレス筒状織物を用いたことにより引抜 き成形しやすく、成形されたパイプもクラックが生じにくい。 また中間層の布のバリエーションとして、（ａ）縦糸と横糸からなる織物、（ ｂ）編物、（ｃ）不織布等があるが、上記（ａ）の場合、中間層も曲げ荷重、圧 縮強度にある程度寄与し、（ｂ）の場合、かさ高性を有し、厚さをかせぎやすく 、（ｃ）の場合、かさ高性を有し、樹脂が含浸しやすく、一般に織物、編物より 低コストである等の利点がある。 また中間層の筒状構成のバリエーションとしては、（ｄ）あらかじめシームレ ス筒状にする、（ｅ）シート状布の両縁を合わせて筒状にしたもの、（ｆ）テー プ状布を螺旋状に巻いて筒状にしたもの等があり、上記（ｄ）の場合は継目がな く、そこからクラックが生じない。（ｅ）の場合は、不織布の場合に筒状にしや すく、曲げは荷重作用時にクラックが生じにくく、さらに（ｆ）の場合は圧縮荷 重時にクラックが生じにくい。 さらに使用原糸のバリエーションとしては、（ｇ）ロービング、ヤーン、（ｈ ）バルキー糸、（ｉ）内外層をロービングまたはヤーン、あるいはその組合せ等 があり、上記（ｇ）の場合は、強度の高いパイプが得られやすく、（ｈ）の場合 は、厚さをかせぎやすく、樹脂含浸性、浸透性がよい。（ｉ）の場合は、中間層 にバルキー糸を用いることにより、より曲げ荷重、圧縮荷重に強く、剛性の高い パイプが得られやすい。 そしてさらに多層の構成のバリエーションとしては、（ｊ）内、中、外層が互 いに接結された多層一体織成織物、（ｋ）、内、中、外層を各々、順次径の大き なものを用意し、それを引き込み多層とする等があり、上記（ｊ）の場合は、織 成時に糸で各層が接結されており、層間強度が高く、より強度の高いパイプが得 られるが、特殊な多重織りが可能な織機が必要である。（ｋ）の場合は、一般的 な織機で織成が可能だが、引き込むために長さが限られる。 上記多層のバリエーションとして、（ｍ）環状織機を用い、内層側をコアとし て外層側をその上に織成していくもの、（ｎ）内層または及び外層を中間層と一 体に織られたもの、があるが、上記（ｍ）の場合は、長尺のものが容易に得られ 、特に引抜成形のような連続成形に適し、各層の層間の隙間が小さくなり、クラ ックの発生が少ない。また（ｎ）の場合は、繊維密度の大きく変化する層間が一 体に織成されており、剪断によるクラックが生じにくい。

【００１１】 次に本考案の実施例のＦＲＰ管と、レジンコンクリートを中間層に用いたＦＲ Ｐ管とをそれぞれ外径１２０ｍｍ、肉厚１０ｍｍのものを作り、その性能を比較 した結果を表１に示す。 なお、本考案の実施例のＦＲＰ管はガラス繊維を用いたシームレス織物とエポ キシ樹脂を用いて引抜き成形し、またレジンコンクリートを中間層としたものは 、その内、外層にガラス繊維と不飽和ポリエステルを使用した。

【００１２】

【表１】

【００１３】 上記表１に示すように、中間層をレジンコンクリートにて構成した従来のＦＲ Ｐに比較して本考案の実施例に係るＦＲＰ管では比重が小さく軽量となり、また 曲げ強度及び圧縮強度も約２倍と大きかった。 また本考案に係るＦＲＰ管では強度繊維にシームレス織物を用いたことにより 、これの軸心に対する横糸の配向が実質的に９０度となることにより、この横糸 による耐圧縮荷重は最大となって、この横糸が縦糸に対して傾斜しているものと 比較して圧縮強度が向上される。

【００１４】

【考案の効果】

本考案によれば、繊維密度が高い内、外層２，３にて曲げ荷重、圧縮荷重が支 持され、繊維密度が低い中間層３にて剛性が付与されることにより、中間層にレ ジンコンクリートを用いた従来のＦＲＰに比較して軽量化を図ることができると 共に、曲げ強度、圧縮強度を向上することができ、さらに、従来一般のＦＲＰ管 と同じように引抜き成形により成形できて、特別の成形方法によることなく、安 価に成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】繊維強化プラスチック管を示す斜視図である。

【図２】繊維強化プラスチック管の拡大断面図である。

【図３】繊維強化プラスチック管の外層部の拡大断面図
である。

【図４】ＦＲＰ管の引抜成形の様子を示す説明図であ
る。

【図５】強化繊維の繊維密度の高い部分の概略的な構成
説明図である。

【図６】強化繊維の繊維密度の低い部分の概略的な構成
説明図である。

【符号の説明】

１…繊維強化プラスチック管、２，３…内，外層、４…
中間層、５…プラスチック、６…ヒータ、７…引抜成形
機、８…シームレス織物、９…プラスチック注入口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:08 Ｂ２９Ｌ 23:22 4Ｆ (72)考案者 菊池 雅男 東京都目黒区青葉台３−10−９ 小松化成 株式会社内 (72)考案者 谷口 泉 京都府長岡京市井ノ内南内畑34−305 (72)考案者 柄崎 和孝 大阪府豊中市柴原町２丁目12−１

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 強化材として、肉厚方向に繊維密度が異
   なる複数層からなり、かつ少なくとも内、外層２，３が
   繊維密度の高いシームレス筒状織物であり、中間層４が
   繊維密度の低い筒状布である多層筒状布を用いたことを
   特徴とする繊維強化プラスチック管。