JPH0745202B2 - 異形管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は樹脂を主材とした異形管の製造方法に関する。

発明の背景及び従来技術： 流体を取扱う設備・機器などにおいては、直管部以外に
種々の異形管を必要とする。

この異形管を得るのに、従来技術では割り型を用い、該
割り型の内面または外面に成形したる後、割り型を除去
することによつて異形管を得る方法が多く採用されてい
る。しかし、この方法では単純な形状のものはできる
が、複雑な形状では困難である。たとえば、螺旋状で円
筒形や円錐形をした管状物を割り型で作ることは、割り
型自体極めて複雑となる。更にたとえ割り型ができたと
しても、成形後に型を除去することが困難で、実質的に
成形できない。

しかるに異形管自体の工業的要求度は多く、たとえば製
造設備などにおいて流体を取扱う管路では、その取扱い
操作上流体の流動条件を変更するために、管路の拡縮や
分岐を行うことが多く、そのために、これらの流路部分
にはベント管、テーパー管、レジユーサー、分岐管など
の異形管を必要としている。

そしてこれらの異形管の内、小口径のものにあつては塑
性加工によつて成形されるが、この場合には前述のよう
に割り型の面で制限があり、あまり複雑な形状にはでき
ない。

一方、口径が大きくなると板材を曲げるなどして部分的
に形成したものを接合することにより、成形する方法が
とられている。従つて、塑性加工により成形された異形
管の場合は、継ぎ目なしの一体形状になるが、接合の場
合はその内周面がどうしても粗面になつて流れの抵抗が
大となり、樹脂製の場合には内周面が平滑で、流れの抵
抗は比較的少ないが、摩耗し易いので、固形分を含まな
い流体の配管用にのみ使用されており、口径の大なる異
形管の場合には、その製作に手数を要するのみならず、
接合部分の接着や製作に伴う形状上の歪などで接続部か
らの漏液が生じる原因となる等、構造上の問題点があ
る。

そして口径が大きくなる程に、その製作費が嵩むこと、
接続作業時にその接合の不具合が生じる等の作業性が悪
く、更に外見上も接合部分が多いので見苦しいものであ
る。また、この口径の大きい異形管の場合は内周面に多
くの接合部分があるので、取扱う流体によつてはスケー
ルの付着、菌、バクテリア、或いは具類、藻類の付着及
び発生、成長によつて、汚染や管路の狭少など問題が生
じ、また管内部の洗浄を困難にしている。

更に粉粒体を取扱う流動体の管路にあつては、流動によ
つて壁面の摩耗が特に激しくなるなどの難点が生じる。

発明の目的： 本発明は成形型として加工性が容易な管状体を外殻に使
用し、その内壁に樹脂材を塗着して、かかる内側に充填
材を充填し、所望厚みに充填材の一部を埋没接着させ、
この充填材が内型の役目をはたすようにして、合理的に
異形管を製造する方法を提供することにある。

発明の構成： 即ち、本発明は、変形可能な管状体を所要の形状に変形
させておき、その内面に樹脂コート材を塗着し、コート
材層を形成する工程と、このコート材の粘着性が存在し
ているうちに管状体内に充填材を充填し、該充填材をコ
ート材に密着固着させ、コート材の硬化または乾燥後、
遊離充填材を管外に排出する工程とを、所要管肉厚に達
するまで繰返して、異形管を製造する方法である。

また本発明は、変形可能な管状体の内面に樹脂コート材
を塗着して、コート材層を形成し、このコート材の粘着
性が存在しているうちに該管状体を所要の形状に変形さ
せておき、しかる後管状体内に充填材を充填し、該充填
材をコート材層に密集固着させ、コート材の硬化または
乾燥後遊離充填材を管外に排出する工程を所要管肉厚に
達するまで繰返して、異形管を製造する方法である。

更に本発明では、前記したような手段によつて所要の異
形管を成形したる後、得られた異形管の表面を覆つてい
る元の管状体層を切り開くなどして除去する、異形管の
製造方法である。

本発明で用いられる変形可能な管状体の材質としては、
ポリアミド樹脂、酢酸ビニル樹脂、ブチルゴム、天然ゴ
ム、ネオプレンゴム、シリコンゴム、塩化ビニル樹脂等
の可撓性のある樹脂が例として挙げられるが、これらに
制限されるものではない。もちろん、可撓性樹脂に更に
柔軟性を付与するため、該樹脂の中に可塑剤、可撓性付
与剤等を添加したもの、或いは物性を高める目的で、繊
維、布、充填材等を複合したもの、その他顔料・色素等
の添加剤が含まれていてもよい。更に変形可能な管状体
を構成する組成物が、多孔質、発泡体よりなりたつてい
てもよい。もちろん変形可能な管状体がいくつかの多層
構造よりなりたつていてもよい。また、この変形可能な
管状体として、紙管のような紙テープもしくはこれに類
するものでもつてテーパー管やレジユーサーのような形
状にしたものを用いることができる。

前記した変形可能な（柔軟な）管状体は、ゴムホース状
で断面が円形、三角形、四角形或いは多角形であつても
よく、管状体自体が既に異形管状であつてもよい。即
ち、本発明にては異形管の製造方法にあるが、元の異形
管状の柔軟な管状体を用い、更にそれを変形させて新た
な異形管を製造することができる。

更に変形可能な管状体が分岐を持つたものであつてもよ
い。

次に本発明において用いるコート材としては、特に制限
されるものではなく、任意に目的とする機能に応じて選
択することができる。それ故に、目的とする機能に応じ
て適宜調合して、或いは汎用されているコート材のうち
から選択することができる。斯かる本発明で用いるコー
ト材とは、従来の塗料とか、ライニング材の概念に限定
されるものではなく、接着剤も包含するものである。例
えば市販の接着剤を用いて塗布したるのち、充填材を密
集固着することもできる。

このコート材の形態としては、二液混合型、一液型、ホ
ツトメルト型、溶液型、エマルジヨン型、水性型、サス
ペンシヨン型等任意の形態でよく、それに伴う塗布方
法、硬化または乾燥のシステムも本発明を制限するもの
ではない。

これらコート材として、エポキシ樹脂系、熱硬化型ウレ
タン樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、エポキシアク
リレート樹脂系、反応型シリコン樹脂系等の熱硬化性樹
脂が例として挙げられる。

また、天然ゴム、スチレンゴム、ブチルゴム、ブタジエ
ンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴ
ム、ふつ素ゴム等のゴム系、塩化ビニル樹脂系、塩化ビ
ニリデン樹脂系、ポリエチレン及びポリプロピレン樹脂
系、酢酸ビニル樹脂系、アクリル樹脂系、ポリアミド樹
脂系、ウレタン樹脂系、ポリエステル樹脂系等の熱可塑
性樹脂が例として挙げられる。

更に、必要に応じポリアミドイミド樹脂系、ポリイミド
樹脂系のように熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との中間の
性能を有するものも例として挙げられる。

上記したような有機系のコート材のほかに、無機系のコ
ート材としては、スミセラム（商品名住友化学工業社
製）のようなものが挙げられる。ただし、上記したこれ
ら例は、本発明に関して、よりよき理解を得るために挙
げたもので、本発明はこれら例に制限されるものではな
く、更に幅広く種々のコート材を使用することができ
る。

これらはコート材に用いられる主成分の樹脂の例として
列記したものであるが、実用面においては、数種混合し
て用いてもよい。

更にまた、これらコート材組成物中に充填材、増量材、
顔料、染料、可塑剤、粘着剤、可撓性付与剤、各種安定
剤、繊維状物、フレーク状物、マイクロビーズ、中空マ
イクロビーズ、防錆剤、防カビ剤、防腐剤、重合促進
剤、重合禁止剤等が配合されていてもよい。

本発明において、コート材を管状体に塗布するに先立
ち、管状体の内面にプライマーを必要に応じて塗布する
ことができる。

本発明において、コート材を塗布後充填する充填材とし
ては、無機質の粉粒体、たとえば、岩石の粉砕粉粒体、
アルミナ、アルミナジルコニア、酸化ペリリウム、タン
グステン・カーバイド、シリコンナイトライトの破砕粉
粒体、石英粉粒体、ダイヤモンド粉粒体、炭化硅素粉粒
体、炭化硼素粉粒体、ガラス粉粒体、ガラスフレーク
粉、陶磁器の破砕粉粒体、酸化鉄粉粒体、各種合金粉粒
体、各種金属粉粒体、また有機質の粉粒体としてたとえ
ば、プラスチツク粉粒体、ゴム粉粒体、木粉粒体、グラ
フアイト粉粒体などが例として挙げられる。本発明はこ
れら例により何ら拘束されるものではない。

また、充填材の粒度、形状についても制限されるもので
はなく、これらは異形管が作られた後に、この異形管が
実用される時に必要とする機能に応じて選択されるべき
ものである。

たとえば、本発明の製法により得られた異形管の内部を
セメントスラリーが通るような場所に用いられる場合に
は、コート材としてエポキシ樹脂組成物のように耐アル
カリ性の優れたものを用いるのが好ましく、充填材もセ
ラミツク粒のような耐摩耗性の優れたものを用いるのが
好ましい。

また、これら充填材を用いるに当たり、異なる種類、異
形状、異粒度のものを数種混合して用いることできる。

更に、数層にわたつて繰返し充填材層を形成する場合に
は、必要に応じて各層の組成をかえてもよい。たとえば
最初の層には粒度の大きい充填材を入れ、次の層或いは
それ以後の層には粒度の小さい充填材を入れることによ
り、膜厚を厚く、かつ表面の仕上りをきれいにすること
ができる。

本発明で云うコート材の粘着性が残存する状態の意味に
ついては、熱硬化性樹脂系の場合、硬化が完了した後で
は充填材（粉粒体）を付着させることができず、また、
熱可塑性樹脂の場合には溶媒に溶解させている場合、乾
燥してしまえば充填材を付着させることができず、いわ
んや充填材をコート材層内に密集固着させることはでき
ない。

そしてコート材が熱硬化性樹脂系と熱可塑性樹脂系との
混合系の場合とか、熱硬化性樹脂系の場合でも溶媒を含
んでいる場合には、粘着性が可成り長く存在するが、や
はり粘着性が消失すれば充填材の付着力もなくなる。

このようなことから、本発明を実施するに当つては、粘
着性が存在し、かつコート材層の内部に充填材がめり込
む状態のうちに、充填材を充填することが必須条件であ
る。

本発明においては、使用する充填材を管状体内に注入充
填するに際して、外形を形成する管状体に直接外部から
振動を与えたり、軽く衝撃力を加えたり、或いは充填材
を適宜量注入するごとに振動等の外力を管状体外から加
え、これを繰返しつつ充填してもよい。

また、目的異形管の管体となるコート材層を形成する柔
軟な管状体を作業途中で変形させる場合には、その変形
処理後振動を与えたり、或いは直接充填粉粒体に外力を
加えて、充填効果、換言すればコート材層に対する充填
材の密集固着効果を高める。

また更に、管体の口径が大きくて長さがあまり長くない
場合には、管状体内に充填作業に支障を来たさない程度
の直径の管もしくは筒を入れて、この管もしくは筒の外
周と外殻となる管状体内面との間に充填材を注入充填す
るようにして、過度な充填材を用いることなく能率よく
作業できる。

コート材層を所望肉厚にするに当り、複数回操作を繰返
す際にコート材層を加熱すること、或いは放置して自然
に硬化することなど形状、使用材料の特性に対応させる
ようにすればよい。

コート材層に充填粉粒体を内在させて骨格を補強するこ
とで、所望形状の異形管を形成したる後は、柔軟な管状
体をそのままにして使用してもよい。また、前記要領で
異形管を形成したる後、柔軟な管状体を切り開いて製品
を得るようにすればよい。従つて外殻となる管状体とし
ては、消耗品的に取扱えるので製作費の低減に役立て得
る。

充填材を管内に注入充填するために、管状体の一方端開
口部を栓、蓋体などによつて閉鎖して、充填材の漏出を
阻止するような手段を採用する。分岐管のように開口部
が１以上あるものでは、充填材の注入部を除いて閉鎖し
て作業する。

作用： 得ようとする異形管がテーパー管、レジユーサ、分岐管
のように、外殻を形成する管状体を作業の途中で変形さ
せることの困難な場合には、予め所望の形状に柔軟性を
有する管状体を成形したもので準備し、この管状体の内
周面に所要のコート材を、公知の技術でほぼ均等な厚み
になるよう塗布し、このコート材の粘着性が存在してい
る状態のうちに所望の充填材を管状体内に注入充填し、
外部から力を加えるか、直接充填粉粒体に外力を加える
かして、コート材層に該充填材を密集付着させる。

この状態でコート材が固化するまで静置し、しかる後管
状体内から充填した充填材を外部に排出すれば、コート
材層に密集固着した充填材以外の遊離充填材が取り除か
れる。

そこで充填材が固着したコート材層の表面に再びコート
材層を塗着し、充填材を充填して更に積極塗付したコー
ト材層に再び充填材を固着させる。この操作を複数回繰
返すことにより、充填材が骨材となつて、所望肉厚の管
体が形成されることになる。

このようにして所望肉厚の管状物が外殻の内部に沿つて
形成された後、その表面にコート材をオーバーコートし
て、これを硬化もしくは乾燥させ、しかる後外殻を構成
する管状体を外部から切開するなどして取り外すと、所
望の異形管が得られる。

次にベンド管などを得る場合、柔軟な材料で形成された
管状体（一般に直管）の内周面に所要のコート材をほぼ
均等な厚みになるよう塗布し、このコート材の粘着性が
存在してダレを起し難い状態のうちに、所要の充填材を
管状体内に注入充填し、外部から振動等の外力を加えて
コート材層内に充填材が圧入され、かつ密集固着される
ようにし、この状態で管状体を徐々に湾曲させて固定す
ることによりコート材層とその内部に充填された充填材
が外形をなす管状体内で対応し、コート材層が硬化した
後充填材を排出し、再びコート材の塗布と充填材の充填
とを繰返し、所望の肉厚に仕上げた後、内面にコート材
でオーバーコートして完了し、その後柔軟な管状体を切
開することによりベンド管を得ることができるのであ
る。

本発明では成形時の柔軟な管状体を切開除去する必要性
はかならずしもなく、該管状体をそのままにして実用に
供することができる。

更に、テーパー管、レジユーサーのように軸芯が直線上
にある異形管の場合、成形のための管状体として、予め
所望の形状となるように成形した紙管（紙テープを母型
に沿つて巻き上げて作つておく）を使用し、前記要領で
コート材層と充填材とによつて目的肉厚の管体を得るこ
ともできる。

発明の効果： 本発明によれば、芯型を用意することなく、外型となる
管状体を、そのまま或いは所望の形状に加工すれば、こ
れを基準にして、あとはコート材と骨材になる充填材と
の選択並びに加工時の組合せによつて、任意の異形管を
得ることができる。またコート材に使用する樹脂の選択
で、管が使用される個所での条件に対応させることが容
易になる。各種用途のものが簡単に製作できる、など有
用な発明であるといえる。

実施例： 実施例１ ゴムホース（内径約38mm、長さ5m）の内面に、スミエポ
キシELA−115（住友化学工業（株）社製ビスフエノール
系エポキシ樹脂）100部、スミキユアーML−２（住友化
学工業（株）社製 エポキシ樹脂用硬化剤）76部をよく
混合した組成物を塗布した後、直径20cmの円筒の周面に
螺旋状に巻きつけ、動かないように紐で固定する。次
に、該ゴムホースの一端に栓をし、他方の開口部から微
細硅砂を導入し、ゴムホース内に十分充填し、常温で５
時間放置し、砂をゴムホース内壁面に固着させる。しか
る後、ゴムホースの一方にした栓を除去し、固着にあづ
からなかつた残余の砂を除去する。再度ゴムホースの片
方に栓をしたのち、前記組成物100部にそとわりでメチ
ルイソブチルケトンの溶剤５部にて希釈して粘度を下げ
たものを、ゴムホース内に満たし、壁面部に十分組成物
を塗着し、その後ゴムホースの栓を取り外して組成物を
排出する。再びゴムホースの片方に栓をし、微細硅砂を
該ゴムホース内に十分充填し、塗着した組成物が硬化す
るまで５時間放置する。その後において、栓をはずし、
固着しなかつた残余の砂をゴムホース内から除去する。

更に再度ゴムホースの片方に栓をし、前記希釈した組成
物を流し込んでゴムホース内に十分満した後、栓を取り
外して組成物を排出し、５時間放置して硬化乾燥した。
しかる後、紐を取り外し、固定していた円筒を抜き取る
ことにより螺旋状の異形管を得ることができた。

実施例２ 実施例１で得られた異形管の表面を覆つているゴムホー
スを切除することにより、微細硅砂を骨材とした組成物
による新たな異形管を得た。

実施例３ ゴムホース（内径約25mm、長さ5m）を直径20cmの円筒の
周面に巻きつけ、動かないように紐で固定する。次に該
ゴムホースの一方に栓をし、他方の開口からウレタン系
コート剤（スミスターRB−10 住友化学工業（株）社
製）を注入し、ホースの内壁面をコートした後に、栓を
外して該コート剤を排出する。再度ホースの一端に栓を
し、他方の口より微細硅砂を導入し、ゴムホース内に十
分充填し、50℃に保つた恒温槽で30分放置し、砂をゴム
ホース内壁面に固着させた。しかる後、ゴムホースの一
方に嵌めた栓を除き、固着にあづからなかつた残余の砂
を除く。

このコート剤塗布と微細硅砂の固着の工程を更に４回繰
返した後、室温にて１日放置後、固定紐を外すことによ
り、螺旋状の異形管を得ることができた。

実施例４ 実施例３で得られたものの表面を覆つているゴムホース
を切除することにより、微細硅砂を骨材としたウレタン
系樹脂による新たな異形管を得ることができた。

実施例５ ゴム管体（内径25mm、長さ5m）をＵ字状に曲げ、かつそ
の一方の部分を30゜の角度に上げた立体Ｕ字状にゴム管
を固定した後、管体の一方に栓をし、実施例１で用いた
エポキシ系組成物を管体内に注入して塗着した後、栓を
外して該組成物を排出し、再び栓をして微細鉄粉を管内
に十分充填した。その後栓を外し、接着しなかつた残余
の鉄粉を除去した後、50℃の恒温槽内で１時間放置し、
組成物を硬化させた。

この工程を更に５回繰返した後、最後に実施例３で用い
たと同じウレタン系コート剤を管内壁面に前記と同要領
で塗布した後、１日放置硬化させることにより立体Ｕ字
管を得た。

実施例６ 実施例５で得られた立体Ｕ字管の外部を覆つているゴム
管を切除することにより新たな異形管（立体Ｕ字管）を
得た。

実施例７ 内径100mm、長さ2.5mのゴム管を角度60゜のＶ字状に曲
げて固定した後、エポキシアクリレート系樹脂組成物
（サントーライニングＲ−333 三東化工業（株）社
製）を内壁面に塗布し、片方の管口に栓をした後、チヨ
ツプストランドガラス繊維を充填し、１時間放置して樹
脂組成物を硬化させた。その後固着にあづからなかつた
残余のガラス繊維を除き、再度前記樹脂組成物を塗布
し、一端に栓をして、他方から管内にチヨツプドストラ
ンドガラス繊維を充填する操作を３回繰返した。次に前
記樹脂組成物を２回コートした。その後１日放置し硬化
させることにより所定のＶ字状管を得ることができた。

実施例８ 実施例７で得られたＶ字状管の表面を覆つているゴム管
を切除することにより新たな異形管（Ｖ字状管）を得
た。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変形可能な管状体を所要の形状に変形させ
   ておき、その内面にコート材を塗着して、コート材層を
   形成する工程と、このコート材の粘着性が存在している
   うちに管状体内に充填材を充填して、該充填材をコート
   材に密集固着させ、コート材の硬化または乾燥後、遊離
   充填材を管外に排出する工程とを、所要管肉厚に達する
   まで繰返す操作を行うことを特徴とする異形管の製造方
   法。
2. 【請求項２】管状体内面に充填材を骨材としてコート材
   を硬化させて所要管肉厚に成形した後、表面を覆つてい
   る元の管状体層を除去する特許請求の範囲第１項記載の
   異形管の製造方法。
3. 【請求項３】変形可能な管状体の内面にコート材を塗着
   してコート材層を形成し、このコート材の粘着性が存在
   しているうちに該管状体を所要形状に変形させ、しかる
   後管状体内に充填材を充填して、該充填材をコート材層
   に密集固着させ、コート材の硬化または乾燥後遊離充填
   材を管外に排出するようにし、以後コート材の塗着工程
   と、コート材層に粒体を充填密集固着させた後遊離充填
   材の排出処理する工程とを、所要の管肉厚に達するまで
   繰返す操作を行うことを特徴とする異形管の製造方法。
4. 【請求項４】管状体内面に充填材を骨材としてコート材
   を硬化させて所要管肉厚に成形した後に、表面を覆つて
   いる元の管状体層を除去する特許請求の範囲第３項記載
   の異形管の製造方法。