JP2004360798A

JP2004360798A - サニタリー配管用部材

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Publication number: JP2004360798A
Application number: JP2003160381A
Authority: JP
Inventors: Sachisuke Oba; 祥右大場
Original assignee: SUNNY KOGYO KK
Current assignee: SUNNY KOGYO KK
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-24
Anticipated expiration: 2023-06-05
Also published as: JP4243699B2

Abstract

【課題】高温高圧のような過酷な条件下でも、有効な接合状態を維持し、外観にも悪影響を与えず、コスト的にも安価に、かつ容易に調製できるサニタリー配管システムに用いられる部材を提供する。
【解決手段】透明なサルホン系樹脂、好ましくはポリフェニルサルフォン、より好ましくは制菌剤を含んだポリフェニルサルフォンからなるものであって、端末接続部４，４とパイプ主体２が成形、好ましくはインサート成形により一体化されたものであって、特にサニタリー配管システムにおけるラインフィルターの外筒として最適なものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、食品、飲料、医薬品、酪農、化学、バイオテクノロジーなど多くの分野における、流体移送のためのサニタリー配管に使用される部材に関するもので、配管技術、特にサニタリー配管技術に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
サニタリー配管システムは、Ｉ．Ｄ．Ｆ．（国際酪農連盟）やＩ．Ｓ．Ｏ．（国際標準化機構）などの規格に準拠して施されるもので、必要に応じて配管を分解して、配管内の洗浄あるいは殺菌を行う必要があるため、一般にステンレスの配管材で構成され、その接続は、配管に熔接されたフェルール継手をクランプ部材でクランプして固定するというものである。
【０００３】
サニタリー配管システムにおいては、上述したように、使用により、流体管路に、特にその機能から、ラインフィルター内のスクリーンには、異物や固形物が付着し、それにより、流体管路の特性、特にラインフィルターにおける濾過性能が低下してくるうえ、品質性能上、食品衛生上からも問題になるため、異物や固形物などを除去するために、適宜配管を分解して、配管内の洗浄あるいは殺菌を行っている。
【０００４】
しかしながら、サニタリー配管システムに、従来用いられてきた材料は、一部に塩化ビニル樹脂などが使用されているが、ステンレスが主体で、それらは通常不透明で、配管内の洗浄あるいは殺菌する時期を、効率的に決定することは困難で、時には、バクテリアの繁殖など異常な事態に至っても、気がつかないおそれのあるものであった。
【０００５】
また、塩化ビニル樹脂によれば、透明なものも調製可能であるが、塩化ビニル樹脂の特性、すなわち、耐熱性に劣り、温度８０℃以上の高温液体の移送や配管内面の薬品洗浄、あるいは温湯や蒸気による洗浄には不適当であるという問題を有し、塩化ビニル樹脂によるパイプをフェルール継手に接着し、クランプ部材でクランプして固定しても、上記のような特性が求められるサニタリー配管システムの配管として適したものは得られないという問題を有している。
【０００６】
これらの問題点を解消するものとして、発明者は、先に特許文献１に示したように、一端開口部の外周縁に形成した、フェルール部の垂直面をシール面とすると共に、他端開口部を接続用のポリフェニルサルフォン、ポリサルホン及びポリエーテルサルホンから選ばれた透明サルホン系樹脂パイプの差込口とし、この差込口から前記一端開口部に向けて、内径を所定の勾配でテーパー状に縮径させた透明サルホン系樹脂からなるソケット形のフェルール継手と、この継手を用いたパイプの接続法を提案した。
さらに、発明者は、それらに用いられる接着剤として、特許文献２に示したように、常温液体のケトンを提案した。
【０００７】
上記提案における、サルホン系樹脂は、透明で耐熱性、耐蝕性や耐衝撃性に優れるため、配管内部の流動状態や汚染状態を外部より容易に発見でき、洗浄や殺菌などの時期を容易に把握することができ、効果的な洗浄・殺菌を行うことができ、また、分解や組み立てが容易で、配管の分解による洗浄や殺菌の作業が簡単であるという優れた効果を奏するものであり、上記した従来技術の問題点の一つを解消するものである。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２１３６８２号（請求項１および２）
【特許文献２】
特開２００２−１２９１３２号（請求項１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の提案にある、サニタリー配管システムにおける素材として、サルホン系樹脂を用い、それに適した接着剤を用いることにより、サニタリー配管システムにおける上記問題点は一応解消されるが、サニタリー配管システムにおいては、高温（温度８０〜１４０℃）および高圧（５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ^２）という過酷な条件に適応することが必要とされることがあり、かかる過酷な条件下での使用に適した、フェルール継手とパイプの接合状態を得るためには、接着剤の種類や使用量、接着温度や接着圧力、さらには前処理、養生などについての知識と技術を必要とし、前記樹脂からなるパイプや継手、さらには接着剤を用いれば、誰もが、そのような過酷な条件に耐える接着構造を、調製できるというものではないというのが実情である。
【００１０】
発明者は、このような状況に鑑み、高温高圧のような過酷の条件な条件下においても、有効な接合状態を維持し、外観にも悪影響を与えず、コスト的にも安価に、かつ容易に調製できるサニタリー配管システムについて検討を行った。
【００１１】
その結果、透明なサルホン系樹脂からなるパイプ、すなわち管状体を主体とするサニタリー配管用部材の端末部に、継手部分（接続部）を成形により一体化することにより得られるサニタリー配管用部材を用いることにより、上記課題が解決されることを見出し、この発明を完成させたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
すなわち、この発明の請求項１に記載の発明は、
透明なサルホン系樹脂からなるものであって、パイプ主体と端末接続部とが成形により一体化されていること
を特徴とするサニタリー配管用部材である。
【００１３】
また、この発明の請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のサニタリー配管用部材において、
前記パイプ主体が、ラインフィルターの外筒部であること
を特徴とするものである。
【００１４】
また、この発明の請求項３に記載の発明は、
請求項１又は２に記載のサニタリー配管用部材において、
前記パイプ主体と端末接続部の成形は、インサート成形であること
を特徴とするものである。
【００１５】
また、この発明の請求項４に記載の発明は、
請求項１〜３のいずれかに記載のサニタリー配管用部材において、
前記サルホン系樹脂が、ポリフェニルサルフォンであること
を特徴とするものである。
【００１６】
また、この発明の請求項５に記載の発明は、
請求項１〜４のいずれかに記載のサニタリー配管用部材において、
前記サルホン系樹脂が、制菌剤を含有するものであること
を特徴とするものである。
【００１７】
また、この発明の請求項６に記載の発明は、
請求項５に記載のサニタリー配管用部材において、
前記制菌剤が、銀イオン含有水溶解性ガラスであること
を特徴とするものである。
【００１８】
さらに、この発明の請求項７に記載の発明は、
請求項３に記載のサニタリー配管用部材において、
前記インサート成形が、射出成形用の金型内にパイプの端末部を挿入固定したのち、金型内に射出した樹脂によって、パイプの端末部外周部に、端末部断面から外側に延出する接続面が平面状に形成された接続部を、一体的に成形する方法であること
を特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかるサニタリー配管用部材、特にこの発明の有する効果が強く求められているラインフィルターを例として、この発明の実施の形態について、添付の図面を参照し具体的に説明する。
【００２０】
図１および図２は、この発明のサニタリー配管用部材を使用したラインフィルターの部分断面図で、ラインフィルター１は、円筒状のパイプ主体２と、このパイプ主体２内に収められたフィルター３からなるもので、パイプ主体２は、その両端に継手となる接続部４，４を有するもので、接続部４の外周面には、パッキン５が設けら、接続具８で連結されるものである。
【００２１】
その形状の具体例としては、パイプ主体２の口径は、１ＤＦ１．５Ｓ（内径φ３５．７ｍｍ）、フィルター３の外径は、１ＤＦ２．５Ｓ（内径φ５９．５ｍｍ）であって、流体を濾過するためパイプ主体２は、１〜２サイズ大きめにすることにより、流体の流れを滑らかにし、フィルター３の濾過を円滑にさせるものである。フィルター３は、通常、ステンレスで構成し、図１および２に示すように、パッキン５を介して連結される連結金具６にねじ込み固定され、パイプ主体２内に保持されるものである。
【００２２】
この発明におけるパイプ主体２は、たとえば、ポリサルホン、ポリフェニルサルフォン、ポリエーテルサルホンなどの耐熱性、耐薬品性に優れたサルホン系樹脂を材質として、透明に成形されているもので、この発明にとり好ましいサルホン系樹脂はポリフェニルサルフォンである。
なお、パイプ主体２は、図１に示されるように、両端末の口径が異なるものでも、図２のように異形継手７を併用することにより、直管状のものとすることも可能である。
【００２３】
これらのサルホン系樹脂を用いて、サニタリー配管用部材を成形する際に、サニタリー配管の適用箇所にもよるが、サニタリー配管用部材及びゴム系パッキンには、制菌剤を配合しておくのが好ましく、制菌剤としては、種々のものが使用され得るが、この発明にとり好ましいものは、銀イオン含有水溶解性ガラスが挙げられ、それらは既に市販されており、市販品、たとえば、近畿パイプ技研株式会社製バイオシュアなどが使用され、樹脂に対し０．２〜１質量％添加される。
【００２４】
この発明にかかるサニタリー配管用部材であるラインフィルター１は、透明なサルホン系樹脂で構成されるもので、端末接続部４，４とパイプ主体２が成形により一体化されているものであるが、一体化するための成形方法としては、通常の射出成形などが適用されるが、例えば、フィルター３などにおいては、その濾過面積を増大させることが求められることが多く、パイプ主体２の長さを増大させるというように、その長さを変動させることが多く、その変動に合せて、多種多様な射出成形金型を製作することは、実際的には困難なことである。したがって、この発明にとり好ましい成形方法は、インサート成形、しかも、以下のような手順で行われるインサート成形である。
【００２５】
この発明にとり好ましいインサート成形は、図３に示されるように、パーティングライン１０の箇所で分割されるコア１１とキャビティ１２からなる金型の、コア１１に形成された差込孔にパイプ１３の端末部を挿入し、スプルー１４、ランナー１５、ゲート１６を経由して、パイプ１３の端末部近傍の外周面に、樹脂１７を射出してパイプ１３と一体化させ、図４に示されるように、表面が平滑なパイプ２１の端末部断面から段差無く連続する平面（接続面）２２を有する接続部２３を形成することによって得られるものである。
なお、図中１８は、パイプ１３の端部外周部に形成したパイプ抜け防止用の溝であり、２４はパイプ２１の端末接続部の外周部に形成したサニタリーパッキンの抜け防止のためのパッキン用溝である。
【００２６】
かかる成形方法で得られたパイプ２０は、パイプ２０の端末部外周部に、端部断面から段差無く連続する平面を形成する、パイプ主体と一体化した接続部を有するもので、スルホン系樹脂で透明に製造された当該パイプ２０は、サニタリー配管システムに使用される部材の素材として好適なものである。
【００２７】
また、得られたパイプ２０は、パイプ２１の両端末部の外周部に、端末部断面から段差無く連続する平面からなる接続面２２を有する接続部２３が一体的に形成されたもので、接続部としては、図に示される、パッキン用溝２４を有するフェルール継手だけでなく、フランジ継手又はユニオン継手などとすることもできる。
【００２８】
成形されるパイプ２０の形状としては、適用するサニタリー配管用部材に応じて、長尺又は短尺の直管、ベンドやエルボなどの曲管、さらにはＴ字又はＹ字状の分岐管などの各種のパイプが、射出成形用金型内に、その端末部を挿入する際に、形状的に不都合が生じない限り使用することができ、それらのパイプの端末部、片端末のみでなく両端末、あるいは全ての端末部に接続部を形成することができる。
【００２９】
前記の接続部は、基本的には、フランジ継手又はユニオン継手などのパイプ継手として機能する部分で、この発明においては、サニタリーフェルール継手として機能するものが好ましく、この接続部は、通常、パイプと同質のサルホン系樹脂を用い、射出成形により、射出成形用金型内に挿入したパイプの端末部の外周部に、パイプと一体化するように成形されるものである。
【００３０】
また、この接続部は、継手としての機能を発揮させるために、パイプの端末部同志を突き合わせた際に、突き合わされた端末部同志が、齟齬無く密着するために、また、サニタリー配管システムに用いた際に、液溜りが生じ、バクテリアを繁殖させないために、パイプ主体の端末部断面が平滑で、接続部が、平滑な端末部断面から段差無く連続する平面を有することが必要である。
【００３１】
かかる接続部を射出成形で成形するに際し、パイプの端末部は、射出成形用金型内に挿入固定されるものであるが、挿入前に以下のような措置が、パイプに施される。
【００３２】
まず、パイプの端末部断面を平滑にするために切削加工を施すとともに、端末部近傍の外周部に、抜け防止用の溝を形成するもので、溝の形状としては、例えば、肉厚が２ｍｍのパイプの場合、溝の幅４ｍｍ、頂角１２０°の断面二等辺三角形の溝が形成するもので、この溝は、射出された樹脂により金型内のパイプが押し出され、抜けるのを防止するためのもので、抜けないまでも、多少でもパイプが挿入位置から移動することにより、パイプの断面と接続部の平面の間に段差ができることを防止するものである。
【００３３】
なお、パイプが挿入位置から移動し、段差が生じることを確実に防止するために、金型としては、その内部又は外部に、パイプ固定用のパイプホルダーを有するものが好ましい。
【００３４】
このパイプホルダーを金型内部に設ける場合は、金型の一部で、油圧などにより作動する、例えば３０ｍｍ幅のドーナツ状にパイプ押圧面が形成されたパイプホルダーで、成形時にパイプを抑えるようにすればよく、金型外部に設ける場合はパイプを挟みつけるクランプ部材からなるパイプホルダーを設け、樹脂の射出時、パイプを抑えて移動しないようにすればよい。
【００３５】
接続部の成形の際、サルホン系樹脂は熔融温度が高いので、パイプの端末部を射出成形用金型内に挿入する前にパイプの端末部を加熱しておくことが望ましく、その加熱温度は樹脂の種類によって異なるが、通常、温度７０〜１５０℃、好ましくは温度１００℃前後に加熱するのが望ましい。
【００３６】
接続部を構成するための射出成形条件も、当該樹脂の熔融温度、熔融粘度などに応じて設定されものであるが、通常、樹脂温度３３０〜４００℃、好ましくは３６０℃前後、金型温度１００〜１５０℃、好ましくは温度１３０℃前後、射出圧力７０〜１２０ｋｇｆ／ｃｍ^２、好ましくは１００ｋｇｆ／ｃｍ^２である。
【００３７】
以上の方法で、この発明に係るパイプを調製する具体的な方法として、以下に具体的にパイプを調製した例について説明する。
【００３８】
ポリフェニルサルフォン製のパイプ（外径６７．９ｍｍ、内径５９．５ｍｍ、肉厚４．２ｍｍ、長さ３００ｍｍ）を用意し、その端末部断面を平滑に切削するとともに、溝幅４ｍｍ、頂角１２０°の断面二等辺三角形の溝を形成し、温度１００℃に加熱した。
端末部の加熱されたパイプを図３に示され、温度１３０℃に加熱してあるキャビティに挿入したのち、パイプと同質のポリフェニルサルフォンを射出樹脂温度３６０℃、射出圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ^２でキャビティ内に射出し、パイプの端末部の外周部に接続部としてのフェルール継手を一体的に形成したパイプを作製した。
キャビティから取出したフェルール継手を端末部に有するパイプを、直ちに常温の水槽に浸漬冷却したのち、パイプを取出し、水滴を除去し乾燥させ、成形部を目視で観察したところ、成形部の表面は、いずれも透明で、汚れ、ヘアークラック、フェース部の段差、溶着ムラなどの欠陥のないものであった。
【００３９】
上記のようにして得られた、両端末部にフェルール継手を有するパイプの耐水圧性を以下のようにして試験した。
＜常温耐水圧試験＞
両端末部のフェルール継手に、フッ素樹脂製のサニタリーパッキンを装着し、一方の端末面には閉止継手を接続し、他方の継手にはねじ付きフェルール継手を繋ぎ、水を封入して空気を除去し、両継手をともにサニタリークランプを用いて締付け固定した。
ねじ付きフェルール継手側から手押しポンプ式加圧試験機に水圧を加え、各圧力において５分間維持し、その圧力での水漏れの有無を目視で観察した。
試験数５で行ったが、いずれも２０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の水圧に耐えるものであった。
【００４０】
＜高温耐水圧試験＞
上記耐水圧試験を水温９０〜９５℃の高温水槽内で行った。
水圧を加え、高温水槽に２時間浸漬したのち取出し、その圧力での水漏れの有無を目視で観察した。
試験数５で行ったが、いずれも高温条件下においても、２０ｋｇｆ／ｃｍ^２以上の水圧に耐えるものであった。
【００４１】
【発明の効果】
この発明の接続部が一体化されたパイプは、施工時に、知識や技術を必要とする接着剤を用いたパイプと継手、特にフェルール継手の接合を不要とするうえ、接続部は、従来のものとは異なり、パイプの端末部外周部に、パイプと一体化した状態にあり、その接合状態は、サニタリー配管システムで要求される高温、高圧という過酷な条件にも耐えることのできるので、サニタリー配管システムに用いられる部材の素材として格別に優れたもので、その施工での信頼性や操作性を著しく向上させることができるものである。
【００４２】
さらに、この発明のパイプは、サルホン系樹脂で透明に成形されているため、サニタリー配管システムに用いられた際、配管内部の流動状態や汚染状態、すなわち、フィルターの表面の汚れ、異物の付着、コンタミネ−ションなどを目視で容易に外部より確認することができ、洗浄や殺菌などの時期を容易に把握することができ、効果的な洗浄・殺菌を行うことができ、また、分解や組み立てが容易で、配管の分解による洗浄や殺菌の作業を簡単にするものである。
【００４３】
しかも、サルホン系樹脂は、透明な材料としてのガラスや他の合成樹脂などとは異なり、耐薬品性、耐熱性（冷熱ショックに強く割れ難い）に優れ、軽量で、ステンレスなどの金属とは異なり、錆などが発生せず、異物とともに鉄分などの錆が食品や医療品に混入する恐れなく、さらには、ＦＤＡなどの認定基準を容易にクリアーすることができ、また、ＨＡＣＣＰの目視による管理レベルのアップを可能とするサニタリー配管システムを構成することができるものである。
【００４４】
また、この発明において、上記したインサート成形を採用すれば、以下のような優れた効果も奏されるのである。
１）長尺のパイプの端末部のみを金型内に挿入して接続部を射出成形するため、パイプの形状、特にその長さに制限されることがない。
２）端末部に形成される接続部は容積が比較的に小さいので、小型の射出成形機を用いて短時間に容易に成形でき、能率的で生産性が良い。
３）フェルール継手表面を清浄に且つ平滑に成形できる。
４）接着剤を使用しないので、公害面、衛生面での問題発生が少なくなる。
５）パイプの外径や真円度の多少のバラツキに容易に対応できる。
６）フランジ、ユニオンなど多種多様な製品への対応が容易である。
７）接着加工のものと異なり養生を必要とせず、直ちに使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るサニタリー配管用部材の一例であるラインフィルターの部分断面図である。
【図２】この発明に係るサニタリー配管用部材の他の例であるラインフィルターの部分断面図である。
【図３】この発明に係るサニタリー配管用部材の製造方法の一例を示す概念図である。
【図４】図３で示す製造方法によって得られたパイプの断面図である。
【符号の説明】
１ラインフィルター
２パイプ主体
３フィルター
４接続部
５パッキン
６連結金具
７異形継手
８接続金具
１１コア
１２キャビティ
１３パイプ
１４スプルー
１５ランナー
１６ゲート
２０パイプ
２１パイプ
２２接続面
２３接続部
２４溝

Claims

透明なサルホン系樹脂からなるものであって、パイプ主体と端末接続部とが成形により一体化されていること
を特徴とするサニタリー配管用部材。
前記パイプ主体は、
ラインフィルターの外筒部であること
を特徴とする請求項１に記載のサニタリー配管用部材。
前記パイプ主体と端末接続部の成形は、
インサート成形であること
を特徴とする請求項１又は２に記載のサニタリー配管用部材。
前記サルホン系樹脂は、
ポリフェニルサルフォンであること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のサニタリー配管用部材。
前記サルホン系樹脂は、
制菌剤を含有するものであること
を特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のサニタリー配管用部材。
前記制菌剤は、
銀イオン含有水溶解性ガラスであること
を特徴とする請求項５に記載のサニタリー配管用部材。
前記インサート成形は、
射出成形用の金型内にパイプの端末部を挿入固定したのち、金型内に射出した樹脂によって、パイプの端末部外周部に、端末部断面から外側に延出する接続面が平面状に形成された端末接続部を、一体的に成形する方法であること
を特徴とする請求項３に記載のサニタリー配管用部材。