JP2003207087A - 複層管の接合構造および接合方法 - Google Patents

複層管の接合構造および接合方法

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pipe
layer
adhesive
joint
pipe joint
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Masafumi Nakatani
政史 中谷
Nobuhiro Aoyanagi
伸拓 青柳
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Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】外周面がＦＲＰ層で強化された硬質塩化ビニル
樹脂管からなる複層管と管継手とを作業効率良く強固に
接合することができる接合構造および接合方法を提供す
る。 【解決手段】外周面がＦＲＰ層で強化された硬質塩化ビ
ニル樹脂管からなる複層管と管継手との接合構造であっ
て、硬質塩化ビニル樹脂管が管継手に充填型接着剤を介
して嵌合接着されると共に、ＦＲＰ層と管継手との間で
充填型接着剤により接着されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複層管の接合構
造および接合方法に関し、より詳細には、外周面がＦＲ
Ｐ層で強化された硬質塩化ビニル樹脂管からなる複層管
と管継手とを作業効率良く強固に接合することができる
接合構造および接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】耐薬品性に優れる塩化ビニル樹脂管は従
来より薬品の輸送管として使用されており、耐圧性、耐
熱性の要求される曹達プラント等の工業用配管として
は、特公平２−２４６５５号公報にあるように、外周面
がＦＲＰ層で強化された硬質塩化ビニル樹脂管からなる
複層管が使用されている。この複層管は、耐圧性、耐熱
性に優れ、熱膨張による管の伸縮が少なく、さらには、
鋼管と比べて軽量なため運搬や施工時の取り扱いが容易
であるという長所を有している。しかしながら、この複
層管は外周面が熱硬化性樹脂を含浸したガラス繊維を巻
き付けて成形されるＦＲＰ層であるため、外径寸法のば
らつきが大きく、管継手の受口に嵌合して接着剤で接合
する接着接合ができない。
【０００３】そこで、従来、上記複層管を、ＦＲＰ層を
有する硬質塩化ビニル樹脂管継手を使用して接続するに
は、まず、複層管端部のＦＲＰ層を管継手受口への差し
込み長さ分だけ剥離して硬質塩化ビニル樹脂管を露出さ
せ、この露出した硬質塩化ビニル樹脂管を管継手に接着
剤で接着接合する。次いで、管継手の端面と硬質塩化ビ
ニル樹脂管外周面とを全周にわたって溶接し、その後、
接合部周辺のＦＲＰ層上に熱硬化性樹脂を含浸したガラ
ス繊維を巻き付けてＦＲＰ層で補強する、という複雑な
工程をへて接合されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、硬質塩化ビニル樹脂の溶接やＦＲＰ補強の作業
は、熟練を要する作業で作業者が少なく、このため作業
者の手配がつかず、配管作業工程が遅れると共にコスト
アップになるという問題があった。また、不慣れな作業
者が行うと、接合不良による漏れ等のトラブルの原因と
なるという問題がある。さらには、配管現場での作業に
おいては、配管現場に、ＦＲＰ層を剥離する加熱器やベ
ルトサンダー、硬質塩化ビニル樹脂管と管継手とを溶接
する溶接機、ＦＲＰ補強層を形成するための取り扱い難
い材料等、専用の機器や材料を用意しなければならず、
大抵は、狭く、足場の悪い場所での作業であるので、大
変な作業となっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、上述の外周
面がＦＲＰ層で強化された硬質塩化ビニル樹脂管からな
る複層管の接合作業における問題点を解消し、簡単な作
業で効率よく、強固な接合ができる接合構造および接合
方法を提供するものである。請求項１記載の複層管の接
合構造は、外周面がＦＲＰ層で強化された硬質塩化ビニ
ル樹脂管からなる複層管と管継手との接合構造であっ
て、硬質塩化ビニル樹脂管が管継手に充填型接着剤を介
して嵌合接着されると共に、ＦＲＰ層と管継手との間で
充填型接着剤により接着されていることを特徴とする。
また、請求項２記載の複層管の接合構造は、管継手が硬
質塩化ビニル樹脂管の嵌合する奥部受口部とＦＲＰ層の
嵌合する外部受口部との２段受口となされ、複層管のＦ
ＲＰ層が外部受口部に嵌合接着されているものである。
【０００６】また、請求項３記載の複層管の接合構造
は、管継手がジシクロペンタジエン系樹脂製のものであ
り、請求項４記載の複層管の接合構造は、充填型接着剤
がアクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、不飽和ポリエ
ステル樹脂、ビニルエステル樹脂からなる群より選ばれ
る少なくとも一種の接着剤である。また、請求項５記載
の複層管の接合構造は、複層管と管継手との接着面が充
填型接着剤に対して物理的なアンカー効果を有する粗面
状態であるものである。
【０００７】また、請求項６記載の複層管の接合方法
は、外周面がＦＲＰ層で強化された硬質塩化ビニル樹脂
管からなる複層管と管継手との接合方法であって、複層
管端部のＦＲＰ層を管継手受口深さに相当する長さだけ
剥離し、露出した硬質塩化ビニル樹脂管の外周面と管継
手内面の少なくとも一方に充填型接着剤を塗布して露出
した硬質塩化ビニル樹脂管を管継手受口に嵌合接着する
と共に、ＦＲＰ層と管継手とを充填型接着剤で接着する
ことを特徴とする。また、請求項７記載の複層管の接合
方法は、管継手が硬質塩化ビニル樹脂管の嵌合する奥部
受口部とＦＲＰ層の嵌合する外部受口部との２段受口と
なされ、複層管のＦＲＰ層を外部受口部に嵌合接着する
ものである。
【０００８】また、請求項８記載の複層管の接合方法
は、管継手がジシクロペンタジエン系樹脂製であり、請
求項９記載の複層管の接合方法は、充填型接着剤がアク
リル系接着剤、エポキシ系接着剤、不飽和ポリエステル
樹脂、ビニルエステル樹脂からなる群より選ばれる少な
くとも一種の接着剤を使用する。また、請求項１０記載
の複層管の接合方法は、複層管と管継手との接着面を充
填型接着剤に対して物理的なアンカー効果を有する粗面
状態に加工するものである。
【０００９】この発明における複層管は、硬質塩化ビニ
ル樹脂管の外周面をＦＲＰ層で強化してなる管であり、
押出成形により製造された硬質塩化ビニル樹脂管の外周
面に熱硬化性樹脂を含浸させたガラス繊維束を螺旋状に
巻回して製造される。硬質塩化ビニル樹脂管の口径、肉
厚、ＦＲＰ層の厚さ等は、用途に対応して適宜選択で
き、呼び径２００ｍｍを越える口径の管であってもよ
い。
【００１０】また、本発明における管継手とは、複層管
を接合して管路を形成する機能を有するものであればど
のようなものでも良く、一般的な形状、材質の管継手を
用いることができる。形状の一例を挙げると、ソケッ
ト、径違いソケット、チーズ、径違いチーズ、９０°エ
ルボ、４５°エルボ、フランジなどが挙げられる。材質
としては金属材料、無機材料、プラスチックなどが挙げ
られる。この中でも、プラスチックが他材料より軽量で
耐蝕性に優れ、複層管と接合したときに最も信頼性のあ
る管路を形成することができるので好ましい。プラスチ
ックの一例を挙げると、例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ塩化ビニル, ポリスチレン、アクリロニ
トリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジ
エン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−アクリル
−スチレン共重合体（ＡＡＳ樹脂）、アクリロニトリル
−( エチレン−プロピレン−ジエン共重合体) −スチレ
ン共重合体（ＡＥＳ樹脂）、ポリメタクリル酸メチル、
ポリアセタ−ル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレ
フタレート、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル、ポ
リフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリアミド、熱可塑性ポリ
イミド等の熱可塑性樹脂；フェノール樹脂、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、ビニルエステ
ル、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂、ポリウレタン、フェノ
ール樹脂、熱硬化性ポリイミド等の熱硬化性樹脂；さら
にはジシクロペンタジエン系樹脂が挙げられる。これら
のプラスチックは単独で用いられてもよいし、２種類以
上を複合化させたものであってもよい。
【００１１】また、本発明における充填型接着剤とは、
化学反応や状態変化などの何らかの反応によつて接着剤
自体が体積を有して硬化し、管と管継手を接着すると同
時に管路の水密性や気密性を達成することができる接着
剤、シーリング材、樹脂であればよい。このような充填
型接着剤としては、化学反応型接着剤やホットメルト型
接着剤が好ましい。
【００１２】化学反応型接着剤としては特に限定される
ものではなく、一液型や二液混合型などあらゆるタイプ
のものを用いることができる。一例を挙げると、ポリエ
ステル系接着剤、湿気硬化ウレタン系接着剤、アクリル
系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン／エポキシ系接
着剤、ナイロン／エポキシ系接着剤、フェノール系接着
剤、シリコン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、
ポリウレタンエラストマー系接着剤があげられる。シー
リング材としては、ポリサルファイド系シーリング材、
シリコン系シーリング材、アクリルウレタン系シーリン
グ材、ポリイソブチレン系シーリング材、ポリウレタン
系シーリング材、クロロプレンゴム系シーリング材、ブ
チルゴム系シーリング材、硬質ポリ塩化ビニル系シーリ
ング材、アクリル系シーリング材などを一例として挙げ
ることができる。また、不飽和ポリエステル樹脂、ビニ
ルエステル樹脂、エポキシ樹脂などの硬化型の樹脂も本
発明の充填型接着剤として挙げることができる。
【００１３】ホットメルト型接着剤としてはポリオレフ
ィン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、ポリアミド
樹脂、熱可塑性エラストマー等を主成分とする一般的な
ホットメルト型接着剤の他に反応性ホットメルト接着剤
を用いることもできる。これらの接着剤は管を使用する
用途で必要とされる強度、耐熱性、耐薬品性などの性能
に合わせて適宜選定すれば良い。また、これらの接着剤
は１種類のみで用いても良いし、２種類以上を併用して
用いても良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。図１はこの発明の複層管の接合構造の
一例を示す断面図である。図１で１は複層管、２は管継
手、３は充填型接着剤層である。複層管１は硬質塩化ビ
ニル樹脂管１１の外周面にＦＲＰ層１２が形成され、そ
の接合端部におけるＦＲＰ層１２は剥離除去されて硬質
塩化ビニル樹脂管１１の端部が露出されている。一方、
管継手２は硬質塩化ビニル樹脂管１１の嵌合する奥部受
口部２１とＦＲＰ層１２の嵌合する外部受口部２２との
２段受口となされた受口を有し、奥部受口部２１にＦＲ
Ｐ層１２の除去された硬質塩化ビニル樹脂管１１が充填
型接着剤層３を介して嵌合接着されている。また、外部
受口部２２には複層管１のＦＲＰ層１２が充填型接着剤
層３を介して嵌合接着されている。
【００１５】複層管１の接合端部におけるＦＲＰ層１２
を剥離するには、複層管１の端面から奥部受口部２１の
受口長さに相当する長さの位置において、複層管１の円
周方向に鋸等でＦＲＰ層１２を切断し、切断後、ＦＲＰ
層１２の外表面をガスバーナー等で均一に加熱してＦＲ
Ｐ層１２と硬質塩化ビニル樹脂管１１との接合強度を減
少させ、ＦＲＰ層１２を引き剥がせばよい。硬質塩化ビ
ニル樹脂管１１の露出した表面に、鋸傷や焦げがある場
合には、ベルトサンダー等の研磨器具を用いて除去する
と同時に、管表面をアンカー効果を有する粗面状態とし
た後、イソプロピルアルコールなどの洗浄液で洗浄して
ゴミや油脂を取り除いておくのがよい。また、管継手２
の接着面も、１００番程度のサンディングペーパーで粗
面加工し、イソプロピルアルコールなどの洗浄液で洗浄
するのがよい。
【００１６】また、ＦＲＰ層１２の切断端面は複合管の
軸芯と垂直な面に加工し、管継手２の中間の段部２３に
充填型接着剤層３により接着され、さらに、露出した硬
質塩化ビニル樹脂管１１の端面も奥部受口部２１の段部
に充填型接着剤層３により接着されるのが好ましい。
【００１７】硬質塩化ビニル樹脂管１１が露出した複層
管１と管継手２との接合に当たっては、複層管１および
管継手２の接合面の少なくとも一方に、充填型接着剤を
塗布して、両者を嵌合すればよい。両者の間に間隙があ
る場合には、嵌め合わせた後に隙間に充填型接着剤を圧
入充填してもよい。複層管１または管継手２の接合面に
充填型接着剤を塗布するには、ヘラやハケ等を使用して
接合面全面に、嵌合間隙を充填するのに十分な厚さに塗
布し、直ちに両者を嵌合する。充填型接着剤は、複層管
１の外面と管継手２の内面の両方に塗布すると両者の間
隙を充填型接着剤で隙間なく充填接着できるので好まし
い。
【００１８】図１に示す接合構造とすることにより、複
層管１の硬質塩化ビニル樹脂管１１およびＦＲＰ層１２
が管継手２と充填型接着剤層３により隙間なく接着さ
れ、接着強度に優れた管路を形成でき、従来の接合方法
のように接着接合後に、溶接やＦＲＰ補強を行うことな
く同等以上の接合強度を有する管路を形成できるので、
接合作業時間の短縮が可能となるだけではなく、熟練を
要する作業が必要ないので、熟練者でなくとも接合作業
が可能である。
【００１９】尚、図１に示す接続構造において、複層管
１の硬質塩化ビニル樹脂管１１と管継手２の奥部受口部
２１との嵌合長さは通常の硬質塩化ビニル樹脂管同志を
接着接合する場合の管継手の受口深さと同等であればよ
いが、ＦＲＰ層１２と管継手２の外部受口部２２との嵌
合接着長さは、特に限定されるものではなく、管路に必
要とされる接合部強度に応じて設計される。複層管１の
口径にもよるが、３ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上で
ある。
【００２０】また、図２はこの発明の複層管の接合構造
の他の例を示す断面図で、この例では、管継手２ａが１
段の受口部２１ａであり、この受口部２１ａに複層管１
の露出させた硬質塩化ビニル樹脂管１１が充填型接着剤
層３を介して嵌合接着され、管継手２ａの端面２３ａが
複層管１のＦＲＰ層１２端面と突き合わされて充填型接
着剤層３を介して接着接合されている。また、図３はこ
の発明の複層管の接合構造の更に他の例を示す断面図
で、この例では、露出した硬質塩化ビニル樹脂管１１が
充填型接着剤層３を介して管継手２ｂの内面に嵌合接着
され、管継手２ｂの端面２３ｂが複層管１のＦＲＰ層１
２端面と突き合わされて充填型接着剤層３を介して接着
接合されている接合構造であってもよい。このように管
継手の端面とＦＲＰ層の端面とが充填型接着剤で接着接
合されることにより、補強層であるＦＲＰ層が接合部で
管継手と接着接合され、補強層としての強度を維持して
連結され、耐内水圧、耐外的応力強度の維持された複層
管の接合が可能となる。
【００２１】上記各例において、管継手はジシクロペン
タジエン系樹脂で作られたものであるのが好ましい。ジ
シクロペンタジエン系樹脂は耐薬品性に優れると共に、
特に高温環境下における強度、弾性率などの力学物性に
優れているため、耐圧性、耐熱性が要求される工業用配
管等に、耐圧性、耐熱性に優れるＦＲＰ層補強の複層管
を使用する場合には、管路全体を耐圧性、耐熱性に優れ
たものとすることができるからである。また、ジシクロ
ペンタジエン系樹脂は配合液が非常に低粘度であり、大
型の管継手であっても低圧成形で短時間に寸法精度良く
製造できるという利点もある。また、ジシクロペンタジ
エン系樹脂は透明性に優れたものとすることができるの
で、接着面の接着状態を確認しながら接着することがで
き、常に信頼性の高い接合を行うこともできる。
【００２２】ジシクロペンタジエン系樹脂としては、特
に限定されるものではなく、ジシクロペンタジエンモノ
マー単独、または、ジシクロペンタジエンモノマーと該
ジシクロペンタジエンモノマーと開環共重合可能な他の
１種もしくは２種以上のモノマーをメタセシス重合錯体
によつて開環メタセシス重合して得られる樹脂等が使用
できる。
【００２３】上記ジシクロペンタジエンモノマーと開環
共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、ノルボル
ネン系モノマーが挙げられ、このようなノルボルネン系
モノマーとしては、例えば、２−ノルボルネン、ノルボ
ルナジエンなどの二環体、ジシクロペンタジエンやジヒ
ドロジシクロペンタジエンなどの三環体、テトラシクロ
ドデセン、エチリデンテトラシクロドデセン、フェニル
テトラシクロドデセンなどの四環体、トリシクロペンタ
ジエンなどの五環体、テトラシクロペンタジエンなどの
七環体、及びこれらのアルキル置換体（例えば、メチル
置換体、エチル置換体、プロピル置換体、ブチル置換体
など）、アルキリデン置換体（例えば、エチリデン置換
体）、アリール置換体（例えば、フェニル置換体、トリ
ル置換体) はもちろんのこと、エポキシ基、メタクリル
基、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、シアノ基、ハ
ロゲン基、エーテル基、エステル結合含有基等の極性基
を有する誘導体が挙げられる。これらノルボルネン系モ
ノマーは、単独で使用しても良いし、２種以上を併用し
て用いても良い。
【００２４】また、上記ジシクロペンタジエンモノマー
は、該ジシクロペンタジエンモノマーと開環共重合可能
な他のモノマーと共重合されたものであってもよい。上
記ジシクロペンタジエンモノマーと開環共重合可能な他
のモノマーとしては、例えば、シクロブテン、シクロペ
ンテン、シクロペンタジエン, シクロオクテン、シクロ
ドデセンなどの単環シクロオレフィンあるいはインデ
ン、クマロン、クマロンインデン系コモノマーのような
メタセシス重合活性を有する環状モノマーなどが挙げら
れる。これらのジシクロペンタジエン系モノマーと開環
共重合可能な他のモノマーは、単独で使用しても良い
し、２種以上を併用して用いても良い。また、ジシクロ
ペンタジエンモノマーを開環メタセシス重合させるため
の触媒としては、タングステン、モリブデン、タンタ
ル、ルテニウム、レニウム、オスミウム、チタンなどの
金属ハロゲン化物、オキシハロゲン化物、酸化物、有機
アンモニウム塩などが挙げられる。これらのメタセシス
重合錯体は、単独で使用しても良いし、２種以上を併用
して使用しても良い。
【００２５】ジシクロペンタジエンモノマーの開環メタ
セシス重合をプロセスとして空気中で行う必要がある場
合には、上記メタセシス重合錯体の中でも空気中での経
時安定性に優れる触媒を選択することが好ましく、具体
的には、下記一般式（ａ）のルテニウムカルベン触媒や
一般式（ｂ）のルテニウムビニリデン触媒が好適に用い
られる。これらのルテニウムカルベン触媒やルテニウム
ビニリデン触媒は、単独で使用しても良いし、２種以上
を併用して使用しても良い。
【００２６】
【化１】
【００２７】〔上記一般式（ａ）及び一般式（ｂ）中、
Ｒ１及びＲ２は、お互いに独立に、水素、Ｃ２〜Ｃ２０
−アルケニル、Ｃ１〜Ｃ２０−アルキル、アリール、Ｃ
１〜Ｃ２０−カルボキシレート、Ｃ１〜Ｃ２０−アルコ
キシ、Ｃ２〜Ｃ２０−アルケニルオキシ、アリールオキ
シ、Ｃ２〜Ｃ２０−アルコキシカルボニル、Ｃ１〜Ｃ２
０アルキルシリル、アリールシリル、Ｃ１〜Ｃ２０アル
キルチオ、チオアルキル、チオアリール（これらは、Ｃ
１〜Ｃ５−アルキル、ハロゲン、Ｃ１〜Ｃ５−アルコキ
シによって、又は必要に応じてＣ１〜Ｃ５−アルキル、
ハロゲン、Ｃ１〜Ｃ５−アルコキシによって置換された
フェニルによって必要に応じて置換されていても良
い）、フェロセン誘導体を意味し、Ｘ１及びＸ２は、お
互いに独立に、任意の所望のアニオン性配位子を意味
し、Ｌ１及びＬ２は、お互いに独立に、任意の所望の中
性電子供与体を意味し、そして、Ｘ１、Ｘ２、Ｌ１及び
Ｌ２の二個又は三個は、更にまた、一緒に多座キレート
化配位子を形成しても良い。〕
【００２８】より好ましい触媒の構造は一般式（ａ）及
び一般式（ｂ）において、式中、Ｒ１及びＲ２は、お互
いに独立に、水素、メチル、エチル、ｔ−ブチル、フェ
ニル、フェロセニル、又はメチル、エチル、フェニルも
しくはフェロセニルによって必要に応じて置換されたビ
ニルであり、Ｘ１及びＸ２は、お互いに独立に、Ｃｌ、
Ｂｒであり、Ｌ１及びＬ２は、お互いに独立に、トリメ
チルホスフィン、トリエチルホスフィン、トリイソプロ
ピルホスフィン、トリフェニルホスフィン又はトリシク
ロヘキシルホスフィンである触媒である。
【００２９】ジシクロペンタジエンモノマーの開環メタ
セシス重合時における上記メタセシス重合錯体の使用量
は、メタセシス重合錯体の活性によって異なるので、一
義的には言えないが、全モノマーに対して１／５〜１／
５０万モル当量であることが好ましい。全モノマーに対
するメタセシス重合錯体の使用量が１／５当量より多い
と得られる樹脂の分子量が十分に上がらず、１／５０万
当量より少ないと重合速度が低くなる。
【００３０】また、前記ジシクロペンタジエン系樹脂
は、必要に応じて、充填材、補強材、酸化防止剤（老化
防止剤）、発泡剤、消泡剤、揺変性付与剤、帯電防止
剤、分子量調整剤、高分子改質剤、難燃剤、軟化剤、可
塑剤、界面活性剤、エラストマー類等の種々の添加剤の
１種もしくは２種以上が添加されていてもよい。また、
染料、顔料、着色剤等による着色がなされたものであっ
てもよい。
【００３１】ジシクロペンタジエン系樹脂は樹脂単体で
用いた場合であっても十分な強度、剛性、耐熱性等を有
するが、特に高強度、高剛性、高耐熱性等が必要とされ
る用途では、無機充填材や補強繊維と複合化させること
でさらに物性を高めることができる。無機充填材や補強
繊維によって複合化させたジシクロペンタジエン系樹脂
は高剛性になるために、特に剛性が要求される場合には
強度設計面で有効になるばかりでなく、線膨張率が低下
するのでジシクロペンタジエン系樹脂成形体の寸法安定
性の面においても好ましい。
【００３２】充填材としては、炭酸カルシウム、水酸化
アルミニウム、炭酸マグネシウム、炭酸水素ナトリウ
ム、クレー、タルク、マイカ、シリカ、カオリン、フラ
イアッシュ、モンモリロナイト、ガラスバルーン、シリ
カバルーン、熱膨張性塩化ビニリデン粒子等が挙げられ
る。この中でも、特に、炭酸カルシウム、フライアッシ
ュ、水酸化アルミニウムが、コスト、成形体の物性が良
好であることから好ましい。また、水酸化アルミニウム
を充填したジシクロペンタジエン系樹脂は難燃になる。
また、ガラスバルーン、シリカバルーンを充填したジシ
クロペンタジエン系樹脂は断熱性が良くなる。これらの
充填材は、単独で使用しても良いし、２種以上を併用し
て使用しても良い。また、必要に応じてカップリング
剤、表面処理剤等によって表面処理を行って用いること
もできる。
【００３３】補強材としては、例えば、ガラス繊維、カ
ーボン繊維、アラミド繊維等の繊維が挙げられる。これ
らの繊維の形態は特に限定されず、短繊維であっても長
繊維であっても良いし、クロス状、マット状、不織布状
等に加工したものであってもよい。これらの繊維は、単
独で使用しても良いし、２種以上を併用して使用しても
良い。また、必要に応じてカップリング剤、表面処理剤
等によって表面処理を行って用いることもできる。
【００３４】エラストマー類としては、天然ゴム、ポリ
イソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共
重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、クロ
ロプレン、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共
重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重
合体、エチレンープロピレン共重合体、エチレン−プロ
ピレン−ジエン三元共重合体、エチレン−酢酸ビニル共
重合体及びこれらの水素化物が挙げられる。これらのエ
ラストマー類は、単独で使用しても良いし、２種以上を
併用して使用しても良い。
【００３５】また、本発明において、充填型接着剤とし
ては、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、不飽和ポ
リエステル樹脂、ビニルエステル樹脂からなる群より選
ばれる少なくとも一種の接着剤であることが好ましい。
これらの接着剤は、硬質塩化ビニル樹脂管およびＦＲＰ
層との接着強度ならびにジシクロペンタジエン系樹脂製
管継手との接着強度に優れ、また、接着剤単体での硬化
時の強度に優れているので管継手と複層管とを強固に接
合することができる。また、これらの接着剤は配合によ
り硬化時間を調整することができるので、接着剤のポッ
トライフを確保しつつ短時間で硬化させることが可能で
あり、作業性の面からも好ましい。
【００３６】また、本発明において、複層管と管継手と
の接着面が充填型接着剤に対して物理的なアンカー効果
を有する粗面状態であるのが好ましい。充填型接着剤が
接着表面に設けられた粗面に食い込んで固化することに
よって、より強固に接着接合させることができる。粗面
とは、アンカー効果によって物理的な接着力が発現可能
な程度の粗さの面であればよく、このような粗面とする
には、例えば、接着表面へのエンボス加工、サンディン
グ処理、ニードル加工、サンドブラスト処理等によって
凹凸を付与する方法が挙げられる。粗面の設ける位置
は、接着表面の全体であっても一部分であってもよい。
管継手がジシクロペンタジエン系樹脂製のものである場
合には粗面にすることが特に効果的であり好ましい。
【００３７】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。尚、以下の実
施例で「部」とあるのは「重量部」を示す。
【００３８】（実施例１）下記に示す複層管、管継手、
接着剤を使用して、下記のようにして管継手と複層管と
を接合し、接合部の強度を下記水圧試験および落錘衝撃
試験を行った結果、以下の通りであった。
【００３９】＜複層管＞ＦＲＰ強化耐熱性硬質塩化ビニ
ル樹脂管ＨＴＦＷ（商品名：積水化学工業株式会社製）
で、呼び径７５ｍｍ、長さ５００ｍｍを使用した。この
複層管の寸法は、耐熱性硬質塩化ビニル樹脂管の外径が
８９ｍｍ、ＦＲＰ層の外径が９８ｍｍで、耐熱性硬質塩
化ビニル樹脂管の端部５５ｍｍのＦＲＰ層が剥離されて
いる。また、耐熱性硬質塩化ビニル樹脂管の外表面およ
び端面は粗面加工されている。このＦＲＰ層を剥離する
加工は、まず、手鋸で複層管端部のＦＲＰ層を端面から
５５ｍｍの位置で円周方向に切断したあと、プロパンバ
ーナーでＦＲＰ表面を均一に加熱し、ＦＲＰ層を耐熱性
硬質塩化ビニル樹脂管表面より剥離除去する。管表面に
は鋸傷や焦げが見られたためベルトサンダーで切削除去
した後、イソプロピルアルコールで洗浄し、接合用の複
層管とした。
【００４０】＜管継手＞図４は実施例１で使用した管継
手の断面図で、２段受口形状のジシクロペンタジエン製
の９０度エルボをである。この管継手は、ジシクロペン
タジエン１００重量部と、エチリデンノルボルネン１０
重量部の混合物を用い、トルエン２００部に下記（１）
式の（３，３−ジメチルブチニリデン）ビス（トリシク
ロヘキシルホスフィン）ルテニウムジクロリド１０部を
溶解させた溶液を、（３，３−ジメチルブチニリデン）
ビス（トリシクロヘキシルホスフィン）ルテニウムジク
ロリドの前記混合物に対するモル比が１／１００００に
なるように、２５℃で混合攪拌して樹脂組成物とした。
成形金型に上記樹脂組成物を流し込み、４０℃で６０分
加熱処理した後１２０℃で６０分加熱処理して樹脂を硬
化させた。金型から脱型して図４に示す寸法形状のジシ
クロペンタジエン樹脂製の管継手（エルボ）を得ること
ができた。樹脂を注入してから製品を取り出すまでの成
形に要した時間は約１４０分であった。この管継手は接
着表面を１００番のサンディングペーパーで処理して粗
面状態にし、イソプロピルアルコールで洗浄したものを
使用した。
【００４１】
【化２】
【００４２】〔上記式中、Ｃｙはシクロヘキシル基を意
味し、ｔＢｕはターシャリーブチル基を意味する。〕
【００４３】＜接着剤＞２液エポキシ系接着剤 ＤＰ−
４２０（住友スリーエム株式会社製）を使用した。
【００４４】＜管継手と複層管の接合＞まず、接着剤を
管継手内面と複層管の外周面に刷毛で塗布し、接着剤が
硬化しないうちに素早く複層管を管継手に挿入した。図
５は管継手と複層管との接合部の断面図を示す。管継手
は着色しないジシクロペンタジエン製の透明なものであ
ったので、接合状況を監視しながら、接合部に気泡が入
らないように注意しながら奥まで正確に挿入することが
できた。管継手の受口の２カ所とも管を接合した。管の
加工、管継手内面の粗面加工、管継手の受口２カ所への
複層管の接合作業に要した時間は約１５分であった。そ
の後、室温で１２時間養生して試験用のサンプルとし
た。
【００４５】＜水圧試験＞得られた接合サンプルの両管
端に水圧試験治具をセットして、９０℃で水圧試験を行
った。３個のサンプルはすべて複層管のＦＲＰ層が破壊
して、管継手および接合部分には異常は見られなかっ
た。３個のサンプルの管破壊水圧は１１．２、１０．
５、９．７ＭＰａであった。
【００４６】＜落錘衝撃試験＞外部応力に対する試験と
して、接合部への落錘衝撃試験を行った。この試験は重
さ９ｋｇの円柱形状の錘を１ｍの高さから接合部に落下
させ、接合部の変化を黙視で観察した。試験温度は０℃
で、試験個数は３個とした。３個のサンプルすべてで異
常は見られず、管、管継手の破壊や接着部分の剥離等は
観察されなかった。
【００４７】（実施例２）接着剤として２液アクリル系
接着剤デブコンＭＡ−３１０（アイ・ティー・ダブリュ
ー・インダストリー株式会社製）を使用した以外は実施
例１と同様にして実施した。水圧試験および落錘衝撃試
験の結果は表１の通りであった。
【００４８】（実施例３）接着剤として下記組成のビニ
ルエステル樹脂を使用した以外は実施例１と同様にして
実施した。水圧試験および落錘衝撃試験の結果は表１の
通りであった。 ＜ビニルエステル樹脂接着剤の組成＞ ビニルエステル樹脂 品番６６５０（三井武田ケミカル株式会社製）１００部 硬化剤：５５％メチルエチルケトンパーオキサイド １部 ６％ナフテン酸コバルト ０．５部
【００４９】（実施例４）接着剤として下記組成の不飽
和ポリエステル樹脂を使用した以外は実施例１と同様に
して実施した。水圧試験および落錘衝撃試験の結果は表
１の通りであった。 ＜不飽和ポリエステル樹脂接着剤の組成＞ 不飽和ポリエステル樹脂 品番８８００（日本ユピカ株式会社製) １００部 硬化剤：５５％メチルエチルケトンパーオキサイド １部 ６％ナフテン酸コバルト ０．５部
【００５０】（実施例５）接着剤として１液シリコン系
接着剤スーパーＸ（セメダイン株式会社製）を使用した
以外は実施例１と同様にして実施した。水圧試験では３
個のサンプルはすべて複層管のＦＲＰ層が破壊して、管
継手および接合部分には異常は見られなかった。また、
落錘衝撃試験では、２個のサンプルについては異常は見
られず、管、管継手の破壊や接着部分の剥離等は観察さ
れなかったが、１個のサンプルで接着部分の一部に０．
５ｃｍ×１ｃｍ程度の剥離が認められた。
【００５１】（実施例６）接着剤としてウレタン系接着
剤ハイボン４６０３（日立化成ポリマー株式会社製）を
使用した以外は実施例１と同様にして実施した。水圧試
験では３個のサンプルはすべて複層管のＦＲＰ層が破壊
して、管継手および接合部分には異常は見られなかっ
た。また、落錘衝撃試験では、１個のサンプルについて
は異常は見られず、管、管継手の破壊や接着部分の剥離
等は観察されなかったが、２個のサンプルで接着部分の
一部に１ｃｍ×１ｃｍ程度の剥離が認められた。
【００５２】（実施例７）管継手形状と、管継手と複層
管との接合状態を下記の通り変更した以外は実施例１と
同様にして実施した。水圧試験では３個のサンプルはす
べて複層管のＦＲＰ層が破壊して、管継手および接合部
分には異常は見られなかった。また、落錘衝撃試験で
は、３個のサンプル全てで接着部分の一部に長さ２ｃｍ
程度の剥離が認められた以外には目立った損傷は見られ
なかった。 ＜管継手＞図６は実施例７で使用した管継手（エルボ）
の断面図で、実施例１と同様にして作成した管継手の先
端側受口部を切断して図６に示す形状とした以外は実施
例１と同様とした。 ＜管継手と複層管との接合＞接着剤を管継手内面と複層
管の外周面に刷毛で塗布し、接着剤が硬化しないうちに
素早く複層管を管継手に挿入した。図７は管継手と複層
管との接合部の断面図を示す。複層管のＦＲＰ層の端面
と管継手の端面との間隙にもＦＲＰ層の厚さに相当する
厚さの接着剤を充填して両者を接着した。
【００５３】次に比較例を示す。 （比較例１）下記に示す複層管、管継手、接着剤を使用
して、下記のようにして管継手と複層管とを接合し、接
合部の強度を下記水圧試験および落錘衝撃試験を行った
結果、以下の通りであった。
【００５４】＜複層管＞ＦＲＰ強化耐熱性硬質塩化ビニ
ル樹脂管ＨＴＦＷ（商品名：積水化学工業株式会社製）
で、呼び径７５ｍｍ、長さ５００ｍｍを使用した。この
複層管の寸法は、耐熱性硬質塩化ビニル樹脂管の外径が
８９ｍｍ、ＦＲＰ層の外径が９８ｍｍで、耐熱性硬質塩
化ビニル樹脂管の端部７０ｍｍのＦＲＰ層が剥離されて
いる。また、耐熱性硬質塩化ビニル樹脂管の外表面およ
び端面は粗面加工されている。このＦＲＰ層を剥離する
加工および粗面加工は、手鋸で複層管端部のＦＲＰ層を
端面から７０ｍｍの位置で円周方向に切断する以外は実
施例１と同様とした。
【００５５】＜管継手＞ＦＲＰ強化耐熱性硬質塩化ビニ
ル樹脂管継手ＨＴＦＷ（積水化学工業株式会社製) で、
呼び径７５ｍｍの９０度エルボを使用した。 ＜接着剤＞硬質塩化ビニル樹脂用溶剤型接着剤エスロン
＃１００（積水化学工業株式会社製）を使用した。
【００５６】＜管継手と複層管の接合＞まず、接着剤を
管継手内面と複層管の露出した硬質塩化ビニル樹脂管の
外周面に刷毛で塗布し、接着剤が硬化しないうちに素早
く複層管を管継手に挿入した。接着剤が固まって複層管
と管継手が固定されるまで３０分間養生したのち、露出
した硬質塩化ビニル樹脂管の外周面にはみでた接着剤を
カッターナイフで削り取った。次に、耐熱性硬質塩化ビ
ニル樹脂製の溶接棒（積水化学工業株式会社製）を使用
して、接合部に露出している硬質塩化ビニル樹脂管の外
面と管継手の受口端面との間を全周にわたって溶接し
た。管継手の２カ所の受口に挿入接着した複層管との溶
接作業は約３０分を要した。
【００５７】次に、管継手と複層管外面のＦＲＰ層を１
００番のサンドペーパーでサンディングした後、溶接部
の両側各々４０ｍｍの範囲をハンドレイアップにより、
ＦＲＰ補強した。図８はこのようにして得られた複層管
と管継手との接合部の断面図である。図８で、２４は管
継手２ａの外周を補強しているＦＲＰ層、４は溶接部、
５はＦＲＰ補強層である。このＦＲＰ補強には管継手の
２カ所の接合部で約１５分を要した。複層管の加工から
接着、溶接、ＦＲＰ補強まで接合作業に要した時間は接
合部１カ所あたり約９０分であった。その後、室温で１
２時間養生して試験用のサンプルとした。
【００５８】＜水圧試験＞実施例１と同様にして３個の
サンプルにつき水圧試験を行った。３個のサンプルはす
べて複層管のＦＲＰ層が破壊して、管継手および接合部
分には異常は見られなかった。３個のサンプルの管破壊
水圧は１２．０、１０．１、９．９ＭＰａであった。
【００５９】＜落錘衝撃試験＞実施例１と同様にして３
個のサンプルにつき落錘衝撃試験を行った。３個のサン
プルすべてで異常は見られず、管、管継手の破壊や接着
部分の剥離等は観察されなかった。
【００６０】（比較例２）接着剤として比較例１で使用
した溶剤型接着剤を使用した以外は実施例１と同様にし
て実施した。しかし、接着剤の粘度が低いため、クリア
ランスの大きい管継手の受口先端部分では、接着剤が流
れ出てしまって接合部全面にわたって接着剤で均一に接
着することはできなかった。３個のサンプルにつき水圧
試験および落錘衝撃試験を行った結果、以下の通りであ
った。
【００６１】＜水圧試験＞実施例１と同様にして３個の
サンプルにつき水圧試験を行った。３個のサンプルはす
べて接合部で離脱し、十分な水圧に耐えることができな
かった。３個のサンプルの耐水圧は２．５、２．１、
２．１ＭＰａであった。
【００６２】＜落錘衝撃試験＞実施例１と同様にして３
個のサンプルにつき落錘衝撃試験を行った。３個のサン
プルすべてで接着部分が略全面にわたって剥離した。
【００６３】（比較例３）複層管と管継手との接合に当
たって、管継手端面と複層管のＦＲＰ層端面とが接着剤
で接着されないようにして、実施例７と同様にして実施
した。３個のサンプルにつき水圧試験および落錘衝撃試
験を行った結果、以下の通りであった。 ＜水圧試験＞実施例１と同様にして３個のサンプルにつ
き水圧試験を行った。３個のサンプルはすべて接合部の
硬質塩化ビニル樹脂管が露出している部分が破壊し、十
分な内水圧に耐えることができなかった。３個のサンプ
ルの耐水圧は５．３、５．１、５．１ＭＰａであった。
【００６４】＜落錘衝撃試験＞実施例１と同様にして３
個のサンプルにつき落錘衝撃試験を行った。３個のサン
プルすべてで管継手と硬質塩化ビニル樹脂管との接着部
分に０．５ｃｍ×１ｃｍ程度の剥離が見られたが、それ
以外には目立った損傷は見られなかった。
【００６５】
【表１】
【００６６】上記実施例と比較例を対比すると、本発明
の複層管の接合構造および接合方法によれば、管継手と
外周面がＦＲＰ層で強化された硬質塩化ビニル樹脂管か
らなる複層管とを作業効率よく、しかも強固に接合する
ことができる。
【００６７】
【発明の効果】本発明の複層管の接合構造および接合方
法によれば、管継手と外周面がＦＲＰ層で強化された硬
質塩化ビニル樹脂管からなる複層管とを強固に接合する
ことができ、信頼性のある管路を形成することができ
る。また, 従来の接合方法のように接着後の溶接やＦＲ
Ｐ補強を行わなくてもよいため、接合時間が大幅に短く
なり工期の短縮、低コストでの接合が可能となる。ま
た、接着剤だけで接合できる簡単な接合方法であり熟練
した技術が必要ないので、作業者によらず信頼性のある
接合を行うことができる。
【００６８】
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の複層管の接合構造の一例を示す断
面図である。
【図２】 この発明の複層管の接合構造の他の例を示す
断面図である。
【図３】 この発明の複層管の接合構造の更に他の例を
示す断面図である。
【図４】 実施例１で使用した管継手の断面図である。
【図５】 実施例１の管継手と複層管との接合部の断面
図である。
【図６】 実施例７で使用した管継手の断面図である。
【図７】 実施例７の管継手と複層管との接合部の断面
図をある。
【図８】 比較例１の複層管と管継手との接合部の断面
図である。
【符号の説明】 １ 複層管 １１ 硬質塩化ビニル樹脂管 １２ ＦＲＰ層 ２、２ａ、２ｂ 管継手 ２１、２１ａ 奥部受口部 ２２ 外部受口部 ２３ａ、２３ｂ 管継手の端面 ３ 充填型接着剤層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H019 FA06 FA14 3H111 AA02 BA15 BA25 CA53 CB03 CB14 CB27 CC13 CC19 DA07 DA11 DB10 EA04 4J040 DE001 DF001 EC001 ED111 MA10 MA11 MB06

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外周面がＦＲＰ層で強化された硬質塩化
    ビニル樹脂管からなる複層管と管継手との接合構造であ
    って、硬質塩化ビニル樹脂管が管継手に充填型接着剤を
    介して嵌合接着されると共に、ＦＲＰ層と管継手との間
    で充填型接着剤により接着されていることを特徴とする
    複層管の接合構造。
  2. 【請求項２】 管継手が硬質塩化ビニル樹脂管の嵌合す
    る奥部受口部とＦＲＰ層の嵌合する外部受口部との２段
    受口となされ、複層管のＦＲＰ層が外部受口部に嵌合接
    着されている請求項１記載の複層管の接合構造。
  3. 【請求項３】 管継手がジシクロペンタジエン系樹脂製
    である請求項１または２記載の複層管の接合構造。
  4. 【請求項４】 充填型接着剤がアクリル系接着剤、エポ
    キシ系接着剤、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステ
    ル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の接着剤
    である請求項１〜３のいずれか１項記載の複層管の接合
    構造。
  5. 【請求項５】 複層管と管継手との接着面が充填型接着
    剤に対して物理的なアンカー効果を有する粗面状態であ
    る請求項１〜４のいずれか１項記載の複層管の接合構
    造。
  6. 【請求項６】 外周面がＦＲＰ層で強化された硬質塩化
    ビニル樹脂管からなる複層管と管継手との接合方法であ
    って、複層管端部のＦＲＰ層を管継手受口深さに相当す
    る長さだけ剥離し、露出した硬質塩化ビニル樹脂管の外
    周面と管継手内面の少なくとも一方に充填型接着剤を塗
    布して露出した硬質塩化ビニル樹脂管を管継手受口に嵌
    合接着すると共に、ＦＲＰ層と管継手とを充填型接着剤
    で接着することを特徴とする複層管の接合方法。
  7. 【請求項７】 管継手が硬質塩化ビニル樹脂管の嵌合す
    る奥部受口部とＦＲＰ層の嵌合する外部受口部との２段
    受口となされ、複層管のＦＲＰ層を外部受口部に嵌合接
    着する請求項６記載の複層管の接合方法。
  8. 【請求項８】 管継手がジシクロペンタジエン系樹脂製
    である請求項６または７記載の複層管の接合方法。
  9. 【請求項９】 充填型接着剤がアクリル系接着剤、エポ
    キシ系接着剤、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステ
    ル樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の接着剤
    である請求項６〜８のいずれか１項記載の複層管の接合
    方法。
  10. 【請求項１０】 複層管と管継手との接着面を充填型接
    着剤に対して物理的なアンカー効果を有する粗面状態に
    加工する請求項６〜９のいずれか１項記載の複層管の接
    合方法。
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