JP2001021090A - 補強複合管及びその接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱可塑性合成樹脂管の耐圧性や耐熱性等の機
械的強度が高く、軽量であり、且つ、配管工事の施工性
の良好な補強複合管及び補強複合管のＦＲＰ層を剥離す
る手数等を軽減し、強固な接合強度を有する補強複合管
の接合方法を提供する。 【解決手段】 熱可塑性合成樹脂管の外周に繊維強化樹
脂層を設けてなる補強複合管であって、熱可塑性合成樹
脂管と繊維強化樹脂層の間に、両者間の接着力を低下さ
せる離型層を設けてなることを特徴とする補強複合管。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は補強複合管及びその
接合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】硬質塩化ビニル樹脂管等の熱可塑性合成
樹脂管の耐圧性や耐熱性等の機械的強度を高め、熱膨張
による管の伸縮を抑制するために、熱可塑性合成樹脂管
の外周に繊維強化樹脂層（Fiber Reinfoced Plastics
層、以下、ＦＲＰ層と略称する）を設けた補強複合管
は、例えば、特開平５−２７２６９０号公報に記載され
ているように、各種分野、特に、酸・アルカリ類や、高
温液体の移送を伴う各種プラント設備等において耐食金
属管等に伍して使用されてきた。

【０００３】従来、上記ＦＲＰ層を設けた補強複合管の
接合は、公知のＴＳ接合法（Tapersized Solvent weddi
ng method）による接合法が用いられることが多かっ
た。

【０００４】しかしながら、図２に示されるように、従
来の補強複合管１０は、熱可塑性合成樹脂管２０とその
外周に設けられたＦＲＰ層３０とが、プライマー層４０
を介して強固に結合され、これによって、前記する耐圧
性や耐熱性等の機械的強度を高め、熱膨張による管の伸
縮を抑制してきたのであるが、反面、ＴＳ接合法を用い
る配管工事に際しては、管端部付近のＦＲＰ層３０を、
熱可塑性合成樹脂管２０に無用の損傷を与えることな
く、且つ、接合を円滑に実施する程度に剥離することは
仲々面倒であって、ＦＲＰ層３０の加熱剥離に、多大の
労力と時間を要するものであった。

【０００５】接合施工法としては、例えば、ガスバーナ
ーを用いてＦＲＰ層３０を焼却除去して熱可塑性合成樹
脂管２０を露出させ、管接合後、熱可塑性合成樹脂管２
０の露出部分に新たなＦＲＰ層３１を形成させて熱可塑
性合成樹脂管２０を補強するという加熱剥離工法等が知
られているが、上記方法における剥離寸法は口径が大き
くなる程、長く広くなり、時には加熱によって熱可塑性
合成樹脂管２０表面が焦げたり変形したりしてＴＳ接合
後の接合強度を低下させるという問題点を有するもので
あった。

【０００６】一方、上記補強複合管の新たな用途の一つ
として、農村集落排水事業等の排水管敷設工事への展開
がある。上記排水管敷設延長距離は長く、従って、接合
箇所が多く、且つ、集落内を貫流し、或いは周辺の河川
の橋梁添架を必ずといっていいほど伴うものであり、既
存の橋梁の中には老朽化したものもあり、これ等の橋梁
に対しても添架がなされるのである。これらの橋梁添架
において、使用配管に対する要求品質としては、事業の
対象からして耐圧性や耐熱性等の機械的強度の強化は若
干後退しても、軽量化、配管工事の施工性の改善が優先
して厳しく求められることになる。

【０００７】上記用途に対しては、鋳鉄管等の金属管
類、コンクリート系管類に比して上記補強複合管は、軽
量である特性を十分発揮し得るものであるが、配管工事
の施工性において、より効率的な施工方法ないしはこれ
に伴う補強複合管の改善が求められるものである。前記
する補強複合管の製造方法において、然らば、熱可塑性
合成樹脂管とその外周に設けられたＦＲＰ層との間のプ
ライマー層を排除することも考えられるが、このような
条件下では、可塑性合成樹脂管とＦＲＰ層との接着品質
が安定せず、時には、上記接着力が低下し、ＦＲＰ層の
剥離が容易であるものも得られるが、得られる補強複合
管の可塑性合成樹脂管とＦＲＰ層との接着力のバラツキ
が大きく、ＦＲＰ層の剥離が容易でないものも多く、こ
れらの補強複合管は、本発明において取り上げる品質レ
ベルから遠く外れたものでしかない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実に
鑑みなされたものであって、その目的とするところは、
熱可塑性合成樹脂管の耐圧性や耐熱性等の機械的強度が
高く、軽量であり、且つ、配管工事の施工性の良好な補
強複合管及び補強複合管のＦＲＰ層を剥離する手数等を
軽減し、強固な接合強度を有する補強複合管の接合方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の補
強複合管は、熱可塑性合成樹脂管の外周に繊維強化樹脂
層を設けてなる補強複合管であって、熱可塑性合成樹脂
管と繊維強化樹脂層の間に、両者間の接着力を低下させ
る離型層を設けてなることを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明の補強複合管の接合方
法は、請求項１記載の補強複合管の接合方法であって、
管端部の繊維強化樹脂層を所定長さ剥離する工程、繊維
強化樹脂層が剥離された熱可塑性合成樹脂管部分及びこ
れに連なる繊維強化樹脂層にテーパー仕上げを施し差し
口を形成する工程及び他の補強複合管の受け口（継手）
に接着剤を介して上記テーパー仕上げを施された差し口
を繊維強化樹脂層が挿入されるように接合し、接着する
工程からなることを特徴とする。

【００１１】本発明の補強複合管に用いられる熱可塑性
合成樹脂管としては、給排水管として使用し得る、酸・
アルカリ等に対する耐薬品性、耐食性等の長期の耐久性
に優れた熱可塑性合成樹脂管であって、接着剤を用いる
冷間接合方法が可能であれば、特に限定されるものでは
ないが、例えば、硬質塩化ビニル樹脂管、高密度ポリエ
チレン管等が挙げられる。

【００１２】上記ＦＲＰ層に用いられる強化用繊維とし
ては、特に限定されるものではないが、例えば、ガラス
繊維、炭素繊維、ボロン繊維等が挙げられ、これらの強
化用繊維は単独で用いられてもよいが、２種以上を組み
合わせて併用されてもよい。又、上記強化用繊維は、ガ
ラスロービング等の繊維状のまま用いられてもよいが、
織布、不織布、もしくは熱や接着剤を用いて絡み合った
繊維の交点のみを結着したマット類等の形態で用いられ
てもよい。

【００１３】上記強化用繊維による強化の形態は、熱可
塑性合成樹脂管の耐熱性、耐圧性等の機械的強度を強化
する所期目的を果たし得るものであれば特に限定される
ものではないが、例えば、通常、ＦＲＰ層の形成に用い
られるハンドレイアップ法、スプレイアップ法、フィラ
メントワインディング法等が挙げられる。

【００１４】上記ＦＲＰ層に用いられる合成樹脂として
は、特に限定されるものではないが、例えば、不飽和ポ
リエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹
脂、ビニルエステル系樹脂等が挙げられる。

【００１５】上記離型層は、熱可塑性合成樹脂管とＦＲ
Ｐ層の間にあって、ＦＲＰ層のＴＳ接合に必要な所定長
さの熱可塑性合成樹脂管を露出させるに際し、ＦＲＰ層
の剥離除去を容易にするためのものである。上記ＦＲＰ
層の剥離除去の容易さとは、ＴＳ接合に必要な所定長さ
のＦＲＰ層に環状の切り込みを入れ、環状のＦＲＰ層を
シート状に切り出すために、例えば、環状切り込み片の
円周方向に対してこれを斜めに切断する展開用の切り口
を入れ、その切り口の一端を引っ張った時、へら等の簡
単な治具を用いて容易に剥離し得る程度以下の接着力を
示すことをいう。上記環状の切り込みは、作業を容易に
するため、必要に応じてＴＳ接合に必要な所定長さを複
数に分割し、分割された複数の環状切り込み片を剥離除
去するようになされてもよい。

【００１６】上記離型層としては、離型紙や離型剤が用
いられる。離型剤は、熱可塑性合成樹脂管の表面性質に
応じて適宜選択使用されるものであるが、例えば、硬質
塩化ビニル樹脂管に対して、流動パラフィン、天然パラ
フィン、マイクロクリスタラインワックス、合成パラフ
ィン、ポリエチレンワックス等の炭化水素系ワックス
類；塩素化ナフタリンや三フッ化塩化エチレン低重合
物、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ベヘ
ニン酸、アラキジン酸、12−オキシステアリン酸等の高
級脂肪酸又はオキシ脂肪酸類；ステアリルアミド、パル
ミチルアミド、オレイルアミド、リノレンアミド、カプ
リルアミド、カプリンアミド、ラウリルアミド、ミリス
チルアミド、メチレンビスステアリルアミド、エチレン
ビスステアリルアミド等の脂肪酸アミド類；グリセリル
トリ（ステアレート）、グリセリルトリ（12−ヒドロキ
システアレート）、セチルパルミテート、ステアリルス
テアレート、ミリシルパルミテート、ミリシルセロテー
ト、モンタン酸のエチレングリコールエステルワックス
等の脂肪酸エステル類；ステアリン酸鉛、ステアリン酸
マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸
類；ステアリルアルコール、セチルアルコールとステア
リルアルコールの等量混合物、パルミチルアルコールを
主体とするステアリルアルコール、ミリスチルアルコー
ル等の混合物、エチレングリコール、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル等の脂肪族アルコール類；上記脂肪酸と多価アルコー
ルの部分エステル類；これらの複合物類；高分子量物質
として、ポリエチレン系樹脂等が挙げられる。

【００１７】上記離型層の形成手段は、特に限定される
ものではないが、例えば、熱可塑性合成樹脂管の外周
に、液状もしくは固体状の離型剤を液状もしくは溶融状
態で塗工して形成される方法、熱可塑性合成樹脂管と共
押出法によって押出成形され、押出成形されつつある離
型層上にＦＲＰ層が同一工程内で一体に積層される方法
等が挙げられる。

【００１８】請求項２記載の発明の補強複合管の接合方
法において、管端部の繊維強化樹脂層を剥離する所定長
さとは、ＴＳ接合に必要な長さであって、受け口に挿入
される長さではない。受け口に挿入される長さは、上記
剥離長さに、次工程のテーパー仕上げされたＦＲＰ層端
部付近を含めた長さである。

【００１９】上記ＦＲＰ層端部付近を含めた熱可塑性合
成樹脂管のテーパー仕上げの手段は、特に限定されるも
のではないが、例えば、通常、熱可塑性合成樹脂管のテ
ーパー仕上げに用いられるヤスリやベルトサンダーを用
いる方法が挙げられる。

【００２０】本発明の接着工程で用いられる接着剤は、
用いられる熱可塑性合成樹脂管及びＦＲＰ層を所定接着
強度で接着し得るものであれば特に限定されるものでは
ないが、例えば、硬質塩化ビニル系樹脂管の外周に、シ
ラン系カップリング剤処理されたガラス繊維と不飽和ポ
リエステル系樹脂バインダーを用いてフィラメントワイ
ンディング法によるＦＲＰ層が設けられた補強複合管で
は、塩化ビニル系樹脂を、アセトン、酢酸エチル、シク
ロヘキサノン、テトラヒドロフラン等の溶剤に溶解した
硬質塩化ビニル系樹脂管用の接着剤が挙げられる。

【００２１】（作用）請求項１記載の発明の補強複合管
は、上述するように、耐圧性や耐熱性等の機械的強度が
高く、軽量であり、且つ、補強複合管の熱可塑性合成樹
脂管とＦＲＰ層間の接着力を離型層が低下させるもので
あるので、ＴＳ接合に必要な所定長さのＦＲＰ層を熱可
塑性合成樹脂管表面から剥離除去する工程に、特殊なＦ
ＲＰ層剥離用バーナー等の工具を必要とせず、又、熱可
塑性合成樹脂管表面に無用の焦げや変形が生じ、ＴＳ接
合本来の接合強度を失うおそれもなく、環状に切り込み
を入れたＦＲＰ層の展開用の切り口の一端をを引っ張る
だけか、使ってもへら等の簡単な治具だけで極めて容易
にＴＳ接合に必要な所定長さのＦＲＰ層を剥離除去する
ことができる。

【００２２】請求項２記載の発明の補強複合管の接合方
法は、上述するように、ＦＲＰ層を所定長さ剥離する工
程、露出された熱可塑性合成樹脂管部分及びこれに連な
るＦＲＰ層にテーパー仕上げを施し差し口を形成する工
程及び他の補強複合管の受け口に接着剤を介して上記差
し口をＦＲＰ層の一部が上記受け口内に挿入されるよう
に接合し、接着する工程からなるものであるので、ＴＳ
接合工数としては、熱可塑性合成樹脂管単管のＴＳ接合
工数と殆ど変わらず、しかも、ＴＳ接合部は、熱可塑性
合成樹脂管の管軸方向にＦＲＰ層が実質的に切れ目無く
熱可塑性合成樹脂管表面を被覆して補強しているので、
ＴＳ接合部に改めて新たなＦＲＰ層を被覆して補強する
必要はない。このように、本発明の補強複合管の接合方
法は、材料費、施工費共に極めて安価で済み、しかも、
補強複合管の有する耐熱性、耐圧性等の機械的強度を損
なうこと無く接合し得るものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図１に示された本発明の補
強複合管の一実施例及び該補強複合管を補強複合管継手
（ソケット）に本発明の接合方法によってＴＳ接合され
た一実施例を参照しながら更に詳細に説明する。

【００２４】図１に示されるように、本発明の補強複合
管１は、熱可塑性合成樹脂管２外周に離型層４を介して
ＦＲＰ層３が被覆されてなるものである。上記補強複合
管１は、ＴＳ接合に際して、差し口を作製するために、
先ず、管端部のＦＲＰ層３が所定長さ剥離される。管接
合の際の管端部のＦＲＰ層３の剥離長さは、管（外）径
が大きくなるに従って長くなるが、管径より若干短い長
さで管径毎に設定されている。

【００２５】上記設定値に従って、補強複合管１の管端
より剥離必要長さをＦＲＰ層３上に、記入した後、記入
した環状の切込み線に沿って手引鋸等を使用してＦＲＰ
層３に切り込みを入れ、次いで、ＦＲＰ層３の環状切り
込み片の円周方向に対してこれを斜めに切断する展開用
の切り口を入れ、その切り口の一端を引っ張ってＦＲＰ
層３の環状切り込み片を剥離除去する。上記補強複合管
１が、ＦＲＰ強化硬質塩化ビニル管（積水化学工業社
製、商品名「ＶＰＦＷ」）であり、例えば、呼び径１０
０（外径１１４±０．４ｍｍ）の場合には、ＦＲＰ層３
の剥離長さは１０５ｍｍである。

【００２６】管端部のＦＲＰ層３が環状に剥離除去され
た補強複合管１は、加熱剥離工法を用いる従来法と異な
り、ＦＲＰ層３の剥離面の熱可塑性合成樹脂管２表面
は、焦げやＦＲＰ層３の残渣は存在しないので、改めて
熱可塑性合成樹脂管２表面の仕上げや加熱による変形の
修正工程は不要となる。次いで、差し口を形成する工程
において、ヤスリやベルトサンダーを用いてＦＲＰ層３
の剥離された熱可塑性合成樹脂管２露出部とこれに連な
るＦＲＰ層３にテーパー仕上げが施される。上記テーパ
ー仕上げは、熱可塑性合成樹脂管２露出部に連なるＦＲ
Ｐ層３にもテーパー仕上げが施される点を除けば、従来
の熱可塑性合成樹脂管２のテーパー仕上げと変わるとこ
ろはない。

【００２７】テーパー仕上げが施され差し口が形成され
た補強複合管１は、接着工程において、先ず、差し口及
び接合される管継手１１の受け口を各々清浄化した後、
耐熱硬質塩化ビニル管用接着剤（積水化学工業社製、商
品名「エスロン接着剤＃１１０」）を用いて接合され
る。上記接合の手段は、テーパー仕上げされた差し口の
ＦＲＰ層３部分が受け口内に挿入されることを除けば、
図１に示されるように、従来の熱可塑性合成樹脂管２の
ＴＳ接合と変わるところはない。

【００２８】

【発明の効果】請求項１記載の発明の補強複合管は、上
述のように構成されているので、従来用いられている鋳
鉄管に比べて、約１／５の重量と軽量であり、優れた耐
熱性、耐圧性等の機械的強度を有し、且つ、ＴＳ接合に
必要な所定長さのＦＲＰ層を熱可塑性合成樹脂管表面か
ら剥離除去する工程に、特殊なＦＲＰ層剥離用バーナー
等の工具を必要とせず、又、熱可塑性合成樹脂管表面に
無用の焦げや変形が生じ、ＴＳ接合本来の接合強度を失
うおそれもなく、環状に切り込みを入れたＦＲＰ層の展
開用の切り口の一端をを引っ張るだけか、使ってもへら
等の簡単な治具だけで極めて容易にＴＳ接合に必要な所
定長さのＦＲＰ層を剥離除去することができる。

【００２９】請求項２記載の発明の補強複合管の接合方
法は、上述するように構成されているので、ＴＳ接合工
数としては、熱可塑性合成樹脂管単管のＴＳ接合工数と
殆ど変わらず、しかも、ＴＳ接合部は、熱可塑性合成樹
脂管の管軸方向にＦＲＰ層が実質的に切れ目無く熱可塑
性合成樹脂管表面を被覆しているので、ＴＳ接合部に改
めて新たなＦＲＰ層を被覆して補強する必要はなく、材
料費、施工費共に極めて安価で済み、しかも、補強複合
管の有する耐熱性、耐圧性等の機械的強度を損なうこと
無く接合し得るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の補強複合管の実施例の一例とその接合
の状態を示す一部切欠断面図である。

【図２】従来の補強複合管の一例とその接合の状態を示
す一部切欠断面図である。

【符号の説明】

１、１０ 補強複合管 １１ 管継手（受け口） ２、２０ 熱可塑性樹脂管 ３、３０ ＦＲＰ層 ４ 離型層 ４０ プライマー層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性合成樹脂管の外周に繊維強化樹
   脂層を設けてなる補強複合管であって、 熱可塑性合成樹脂管と繊維強化樹脂層の間に、両者間の
   接着力を低下させる離型層を設けてなることを特徴とす
   る補強複合管。
2. 【請求項２】 請求項１記載の補強複合管の接合方法で
   あって、管端部の繊維強化樹脂層を所定長さ剥離する工
   程、繊維強化樹脂層が剥離された熱可塑性合成樹脂管部
   分及びこれに連なる繊維強化樹脂層にテーパー仕上げを
   施し差し口を形成する工程及び他の補強複合管の受け口
   （継手）に接着剤を介して上記テーパー仕上げを施され
   た差し口を繊維強化樹脂層が挿入されるように接合し、
   接着する工程からなることを特徴とする補強複合管の接
   合方法。