JP2003211550A

JP2003211550A - 強化プラスチック管及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003211550A
Application number: JP2002016265A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nishikawa; 裕司西川; Yasuhiro Iguchi; 泰宏井口
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2003-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】強化プラスチック管に、管径方向の圧縮力に
対する剛性を、低コストで、容易かつ確実に付与する。【解決手段】強化プラスチック内層３と強化プラスチ
ック外層４とを有し、強化プラスチック内層３の外周と
強化プラスチック外層４の内周との間に突起状の型材８
が配置されることで、型材８に対応した強化プラスチッ
ク外層４の部分が径方向外向きに隆起されているもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は強化プラスチック管
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、強化プラスチック管は、プラス
チック系材料としての優れた耐食性を有しており、ま
た、金属製の管に比べて軽量である分、施工性に優れて
いるので、近年ではさまざまな用途に幅広く用いられて
いる。

【０００３】しかし、このような強化プラスチック管
は、金属製の管に比べて、管径方向の圧縮力に対する剛
性（以下、外圧剛性と記す）が劣るので、水圧や土圧の
大きい場所に強化プラスチック管を布設するには問題が
あった。

【０００４】このような問題を解決するために従来で
は、強化プラスチック管に外圧剛性を付加する手段とし
て、強化プラスチック管の管厚を厚くしたりしていた。
また、ＪＩＳＡ５３５０の強化プラスチック複合管で
は、図６に示すように、強化プラスチック管１の管壁２
を、強化プラスチック内層３と強化プラスチック外層４
との間に樹脂モルタル層５を設けた三層構造とし、強化
プラスチック管１の外圧剛性の向上を図っていた。

【０００５】さらに、図７に示すように、熱可塑性樹脂
を用いた強化プラスチック管１の場合では、強化プラス
チック管１の外周に環状のリブ６を貼り付けて外圧剛性
の向上を図っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の技術において、単に強化プラスチック管の管厚を
厚くして強化プラスチック管に外圧剛性を付加する方法
では、強化プラスチック管を形成する材料が多量に必要
となるので、コストダウンの支障となっていた。

【０００７】また、図６に示すように、強化プラスチッ
ク管１の管壁２を、強化プラスチック内層３と強化プラ
スチック外層４との間に樹脂モルタル層５を設けた三層
構造とする場合には、強化プラスチック管１の重量が必
要以上に大きくなってしまうという問題があった。

【０００８】さらに、図７に示すように、強化プラスチ
ック管１が熱可塑性樹脂を用いたものである場合には、
その外周に環状のリブ６を一体に形成して外圧剛性の向
上を図ることもできるが、強化プラスチック管１が熱硬
化性樹脂により形成されている場合には、リブ６を強化
プラスチック管１の外周に一体的に形成することが困難
であった。また、強化プラスチック管１の外周に、貼り
付けなどの後加工によりリブ６を取り付けた場合には、
強化プラスチック管１に変形が生じると、リブ６が強化
プラスチック管１の外周から剥離してしまう等の問題が
あった。

【０００９】そこで本発明はこのような問題を解決し
て、強化プラスチック管に、管径方向の圧縮力に対する
剛性を、低コストで、容易かつ確実に付与することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１記載の発明は、強化プラスチック内層と強化
プラスチック外層とを有し、前記強化プラスチック内層
の外周と前記強化プラスチック外層の内周との間に突起
状の型材が配置されることで、前記型材に対応した前記
強化プラスチック外層の部分が径方向外向きに隆起され
ているものである。

【００１１】このような構成によれば、強化プラスチッ
ク内層の外周と強化プラスチック外層の内周との間に突
起状の型材が配置されることで、型材に対応した強化プ
ラスチック外層の部分が径方向外向きに隆起されること
になり、管の肉厚の増大を伴わずに、管における管径方
向の圧縮力に対する剛性を、低コストで、容易かつ確実
に向上させることができる。

【００１２】請求項２記載の発明は、熱硬化性樹脂によ
って形成され、管軸方向に沿って部分的に肉厚が増大さ
れた隆起部が、管周方向に沿って一体に形成されている
ものである。

【００１３】このような構成によれば、熱硬化性樹脂に
よって形成される強化プラスチック管において、管軸方
向に沿って部分的に肉厚が増大された隆起部が、管周方
向に沿って一体に形成されていることにより、この熱硬
化性樹脂によって形成される強化プラスチック管におけ
る管径方向の圧縮力に対する剛性を容易かつ確実に向上
させることができる。

【００１４】請求項３記載の発明は、管軸方向に沿った
適当位置に、一様な厚さの管壁が管径方向の外向きに隆
起した隆起部を有するものである。このような構成によ
れば、管軸方向に沿った適当位置に、管壁が管径方向の
外向きに隆起した隆起部を有することにより、管の肉厚
の増大を伴わずに、管における管径方向の圧縮力に対す
る剛性を、低コストで、容易かつ確実に向上させること
ができる。

【００１５】請求項４記載の発明は、円筒状の強化プラ
スチック内層を形成し、前記強化プラスチック内層の外
周に突起状の型材を配置し、前記強化プラスチック内層
及び前記型材の外周に強化プラスチック外層を形成する
ものである。

【００１６】このような構成によれば、円筒状の強化プ
ラスチック内層を形成し、前記強化プラスチック内層の
外周に突起状の型材を配置し、前記強化プラスチック内
層及び前記型材の外周に強化プラスチック外層を形成す
ることにより、型材に対応した強化プラスチック外層の
部分を径方向外向きに隆起させて形成することができ
る。これにより、管の肉厚の増大を伴わずに、管におけ
る管径方向の圧縮力に対する剛性を、低コストで、容易
かつ確実に向上させることができる。

【００１７】請求項５記載の発明は、周方向に分割可能
な構造で、内周に凹部が形成されている主型を用いて、
遠心成形法により管体を成形するものである。このよう
な構成によれば、周方向に分割可能な構造で、内周に凹
部が形成されている主型を用いて、遠心成形法により管
体を成形することにより、成形する管体の外周を、主型
の内周に形成されている凹部の形状に合わせて隆起させ
ながら成形することができる。したがって、管における
管径方向の圧縮力に対する剛性を容易かつ確実に向上さ
せることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１（ａ）〜図
３（ｂ）を用いて本発明の強化プラスチック管の実施の
形態１について説明する。

【００１９】図１（ａ）に示すように、強化プラスチッ
ク管７は、強化プラスチック内層３と、強化プラスチッ
ク外層４と、強化プラスチック内層３と強化プラスチッ
ク外層４との間に配置されている突起状の型材８とから
なる。この型材８が管軸方向に一定の間隔で配置されて
いることにより、図１（ｂ）に示すように、型材に対応
した強化プラスチック外層４の部分が径方向外向きに隆
起され、隆起部１０が形成されている。なお、型材８
は、横断面の形状が、例えば台形状に形成されており、
図３（ａ）に示すように、もともと帯状のものを管体に
巻き付けることにより環状とされている。型材８を構成
する部材としては、例えば、ゴム製のもの、発泡ポリエ
チレン製のもの、段ボール製のものなどを用いることが
できる。

【００２０】本発明の強化プラスチック管７を製造する
ためには、強化プラスチック管７の内面を形成するため
の型である芯金に、樹脂含浸繊維を巻回して複数層に積
層し、図２（ａ）に示すように、円筒状の強化プラスチ
ック内層３を形成する。この強化プラスチック内層３の
外周における、例えば、管軸方向に一定の距離をおいた
位置ごとに、帯状の型材８を環状に巻きつける。

【００２１】型材８として段ボール製のものを使用する
場合には、図３（ｂ）に示すように、管軸方向長さの異
なる片面ダンボール９、すなわちボール紙の片面に波形
の紙を貼り付けたものを、管軸方向に長いものから順
に、強化プラスチック内層３に対して下から積み重ね、
一点鎖線に示すように、各片面ダンボール９の両端側を
潰し、型材８としての横断面を台形状に形成して使用す
るのが好ましい。なお、図３（ｂ）は、各片面ダンボー
ル９の両端側を潰している様子を示しており、９ａは、
既に潰し終わった部分を示している。また、型材８を構
成する部材が帯状でないブロック状のものである場合に
は、その部材を強化プラスチック内層３の外周に沿って
連続して配置していき、全体として環状にすると良い。

【００２２】次に、図２（ｂ）に示すように、形成され
た未硬化状態の強化プラスチック内層３及び型材８の外
周に、樹脂含浸繊維を巻回して複数層に積層し、強化プ
ラスチック外層４を形成する。

【００２３】このとき、強化プラスチック内層３の外周
に型材８を配置したうえで、強化プラスチック内層３と
型材８との外周に強化プラスチック外層４を形成するこ
とにより、強化プラスチック外層４に型材８の外周の形
状に応じた隆起部１０を一体的に形成することができ
る。

【００２４】したがって、図７に示した場合では、強化
プラスチック管１に管径方向の圧縮力が作用したとき
に、後加工によって貼り付けたリブ６が強化プラスチッ
ク管１の外周から剥離するという問題が生じていたが、
本発明の実施の形態１によれば、強化プラスチック外層
４自体によって隆起部１０が一体に形成されているの
で、このような問題は生じ得ない。これにより、強化プ
ラスチック管７のにおける管径方向の圧縮力に対する剛
性を容易かつ確実に向上させることができる。

【００２５】また、強化プラスチック外層４に型材８の
外周の形状に応じた隆起部１０を一体的に形成し、かつ
強化プラスチック内層３と強化プラスチック外層４との
間に配置されている型材８に樹脂含浸繊維よりも安価な
ものを使用することにより、管を余計に厚肉に形成する
こと無く、かつ樹脂含浸繊維の使用を必要最小限に抑え
ることができ、低コストで強化プラスチック管に管径方
向の圧縮力に対する剛性を容易かつ確実に付与すること
ができる。

【００２６】その後、未硬化状態の強化プラスチック管
７が加熱炉等に通され、強化プラスチック内層３と強化
プラスチック外層４とが硬化させられることにより、強
化プラスチック管７が製造される。

【００２７】なお、樹脂に含浸させる繊維として通常一
般のガラス繊維の他、耐薬品性を持たせるために、例え
ば耐アルカリガラス製のガラス繊維等を使用してもよ
い。また、実施の形態１において、型材８が強化プラス
チック内層３の外周に環状に巻き付けられている場合を
示したが、型材８が強化プラスチック内層３の外周に沿
って連続して巻き付けられるのであれば、螺旋状であっ
てもかまわない。（実施の形態２）本発明の実施の形態２として、図４及
び図５を用いて強化プラスチック管を遠心成形により形
成する方法を説明する。

【００２８】図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、
遠心成形用の主型すなわち成形型１１は、周方向二つ割
の形状をしており、成形型１１は、その分割部１１ａに
おいて適宜の方法によって開閉自在に構成されている。
成形型１１の内周には、横断面台形状の凹部１２が、周
方向にわたって形成されている。

【００２９】成形型１１における分割部１１ａを閉じた
うえで、成形型１１を軸心回りに回転させ、その内部
に、図５（ａ）に示すように、適宜の方法で樹脂含浸繊
維を供給し、遠心成形法により強化プラスチック外層４
を形成する。このとき、図示のように強化プラスチック
外層４の肉厚が均一になるように樹脂含浸繊維を供給
し、強化プラスチック外層４の内面に、成形型１１の内
周に形成されている凹部１２の形状に合わせて凹部４ａ
が現れるように形成する。また、これにより強化プラス
チック外層４の外周に隆起部１０を成形することができ
る。

【００３０】このようにして形成された強化プラスチッ
ク外層４の内周における凹部４ａに、図５（ｂ）に示す
ように、突起状の型材８を配置する。次に、図５（ｃ）
に示すように、図５（ｂ）に示す状態の強化プラスチッ
ク外層４の内周に樹脂含浸繊維を供給し、強化プラスチ
ック内層３を遠心成形する。次に、加熱炉等に通すなど
して管体を硬化させ、強化プラスチック管７を成形す
る。その後、成形型１１における分割部１１ａを開いて
成形型１１を周方向に分割し、その内部から強化プラス
チック管７を取り出す。

【００３１】以上のようにして強化プラスチック管７を
形成することで、強化プラスチック管７の外周、すなわ
ち強化プラスチック外層４に、成形型１１の内周に形成
されている凹部１２の形状に合わせて隆起部１０を一体
に形成することができる。したがって、強化プラスチッ
ク管７における管径方向の圧縮力に対する剛性を容易か
つ確実に向上させることができる。

【００３２】また、強化プラスチック外層４に型材８の
外周の形状に応じた隆起部１０を一体的に形成し、かつ
強化プラスチック内層３と強化プラスチック外層４との
間に配置されている型材８に樹脂含浸繊維よりも安価な
ものを使用することにより、管を余計に厚肉に形成する
こと無く、かつ樹脂含浸繊維の使用を必要最小限に抑え
ることができ、低コストで強化プラスチック管に管径方
向の圧縮力に対する剛性を容易かつ確実に付与すること
ができる。

【００３３】なお、本発明の強化プラスチック管を、図
１における強化プラスチック管７において型材８及び強
化プラスチック内層３を省略したもの、すなわち、図５
（ａ）に示すような、強化プラスチック外層４の内周に
型材８をはめ合わせる前の段階の、一様な厚さの管壁が
管径方向の外側に隆起した隆起部１０を有するものと
し、型材８の使用を省略することもできる。また、図５
（ａ）の仮想線に示すような、強化プラスチック外層４
の成形時に、強化プラスチック外層４の内周の凹部４ａ
にも樹脂含浸繊維を供給し、強化プラスチック外層４の
内周面を管軸方向に沿って平滑に形成したもの、すなわ
ち、強化プラスチック外層４において管軸方向に沿って
部分的に肉厚が増大された隆起部１０を有するものを強
化プラスチック管とし、型材８の使用を省略することも
できる。例えばこの場合に、熱硬化性樹脂、例えばエポ
キシ樹脂や熱硬化性のポリエステル樹脂を使用すること
で、熱硬化性樹脂によって形成される強化プラスチック
管に、管軸方向に沿って部分的に肉厚が増大された隆起
部１０を管周方向に沿って一体に形成することができ、
管径方向の圧縮力に対する剛性を容易かつ確実に向上さ
せることができる。ただし、これらの場合は、所要の管
強度を得るために、その管壁を単なる強化プラスチック
外層４よりも厚めに形成することが必要となる。

【００３４】本発明の実施例として、図１に示すような
型材８の横断面形状である台形における各寸法を、上底
を３０ｍｍ、下底を１９０ｍｍ、高さを１６ｍｍとし、
型材どうしの管軸方向間隔（ピッチ）を４００ｍｍと
し、強化プラスチック管の内径を１０００ｍｍ、強化プ
ラスチック内層及び強化プラスチック外層の肉厚をそれ
ぞれ３ｍｍとした強化プラスチック管を製造した。そし
てこの管に管径方向の圧縮力を加え、管径が５％縮んだ
ときの圧縮力の大きさを測定した。

【００３５】その結果、内径を１０００ｍｍ、管厚を６
ｍｍとした通常の直管の強化プラスチック管では圧縮力
が４１０Ｎ／ｍ²であったの対して、本発明における強
化プラスチック管では２５３０Ｎ／ｍ²であり、外圧剛
性を従来の強化プラスチック管に比べて約６倍程度に向
上させることができた。なお、圧縮力の単位におけるｍ
²とは、管の投影面積を示している。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によると、強化プラ
スチック内層の外周と強化プラスチック外層の内周との
間に突起状の型材が配置されることで、型材に対応した
強化プラスチック外層の部分が径方向外向きに隆起され
ることになり、管の肉厚の増大を伴わずに、管における
管径方向の圧縮力に対する剛性を、低コストで、容易か
つ確実に向上させることができる。

【００３７】また、熱硬化性樹脂によって形成される強
化プラスチック管において、管軸方向に沿って部分的に
肉厚が増大された隆起部が、管周方向に沿って一体に形
成されていることにより、この熱硬化性樹脂によって形
成される強化プラスチック管における管径方向の圧縮力
に対する剛性を容易かつ確実に向上させることができ
る。

【００３８】また、管軸方向に沿った適当位置に、管壁
が管径方向の外向きに隆起した隆起部を有することによ
り、管の肉厚の増大を伴わずに、管における管径方向の
圧縮力に対する剛性を、低コストで、容易かつ確実に向
上させることができる。

【００３９】また、円筒状の強化プラスチック内層を形
成し、前記強化プラスチック内層の外周に突起状の型材
を配置し、前記強化プラスチック内層及び前記型材の外
周に強化プラスチック外層を形成することにより、型材
に対応した強化プラスチック外層の部分を径方向外向き
に隆起させて形成することができる。これにより、管の
肉厚の増大を伴わずに、管における管径方向の圧縮力に
対する剛性を、低コストで、容易かつ確実に向上させる
ことができる。

【００４０】さらに、周方向に分割可能な構造で、内周
に凹部が形成されている主型を用いて、遠心成形法によ
り管体を成形することにより、成形する管体の外周を、
主型の内周に形成されている凹部の形状に合わせて隆起
させながら成形することができる。したがって、管にお
ける管径方向の圧縮力に対する剛性を容易かつ確実に向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の強化プラスチック管の積層
構造を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の強化プラ
スチック管の側面図である。

【図２】（ａ）は、強化プラスチック内層の外周に型材
が配置されている様子を示す断面図であり、（ｂ）は、
強化プラスチック内層及び型材の外周に強化プラスチッ
ク外層が形成されている様子を示す断面図である。

【図３】（ａ）は、突起状の型材の展開斜視図であり、
（ｂ）は、型材として用いられる片面ダンボールの展開
斜視図である。

【図４】（ａ）は、本発明の強化プラスチック管の遠心
成形用の成形型の縦断面図であり、（ｂ）は、図４
（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

【図５】（ａ）は、図４の成形型の内部で強化プラスチ
ック外層が形成されている様子を示す要部の断面図、
（ｂ）は、（ａ）の強化プラスチック外層の内周に型材
が配置されている様子を示す要部の断面図、（ｃ）は、
（ｂ）に示したものの内周に強化プラスチック内層が形
成されている様子を示す要部の断面図である。

【図６】従来の技術における強化プラスチック管の三層
構造を示す断面図である。

【図７】従来の技術における強化プラスチック管の外周
にリブを形成している様子を示す断面図である。

【符号の説明】

３強化プラスチック内層４強化プラスチック外層７強化プラスチック管８型材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3H111 AA01 BA12 BA13 BA15 BA25 CA43 CA52 CA53 CB03 CB04 CB14 CB23 CC06 CC18 CC19 DA07 DB02 DB17 EA07 4F205 AG03 AG09 HA02 HA06 HA22 HB29 HK23 HK32 HL16 HL26 HT02 HT22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強化プラスチック内層と強化プラスチック
外層とを有し、前記強化プラスチック内層の外周と前記
強化プラスチック外層の内周との間に突起状の型材が配
置されることで、前記型材に対応した前記強化プラスチ
ック外層の部分が径方向外向きに隆起されていることを
特徴とする強化プラスチック管。
【請求項２】熱硬化性樹脂によって形成され、管軸方向
に沿って部分的に肉厚が増大された隆起部が、管周方向
に沿って一体に形成されていることを特徴とする強化プ
ラスチック管。
【請求項３】管軸方向に沿った適当位置に、一様な厚さ
の管壁が管径方向の外向きに隆起した隆起部を有するこ
とを特徴とする強化プラスチック管。
【請求項４】円筒状の強化プラスチック内層を形成し、
前記強化プラスチック内層の外周に突起状の型材を配置
し、前記強化プラスチック内層及び前記型材の外周に強
化プラスチック外層を形成することを特徴とする強化プ
ラスチック管の製造方法。
【請求項５】周方向に分割可能な構造で、内周に凹部が
形成されている主型を用いて、遠心成形法により管体を
成形することを特徴とする強化プラスチック管の製造方
法。