JP2007187177A

JP2007187177A - 伸びが制限された柔軟な樹脂コイル管

Info

Publication number: JP2007187177A
Application number: JP2006003597A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujita; 藤田　　明
Original assignee: Kuraray Plastics Co Ltd
Current assignee: Kuraray Plastics Co Ltd
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2007-07-26

Abstract

【課題】排水性舗装体内に埋設する導水管として、柔軟で絡みを防止することで埋設作業性を高め、且つ、ピッチ間の伸びを制限することで、礫材がピッチ間に侵入することを防ぎ、舗装体内に浸透した雨水（浸透水）を速やかに排水する、構造的に生産性の良い柔軟な樹脂導水管として好適である、伸びが制限された柔軟な樹脂コイル管を提供する。
【解決手段】硬質樹脂ストランドが一定ピッチで螺旋状に巻回されている筒状樹脂コイルと、この筒状樹脂コイルの長さ方向に沿ってコイルの内側または外側に接するように存在する糸またはモノフィラメントからなり、該ストランドと糸またはフィラメントの接点において両者は接着または融着されていることを特徴とする樹脂コイル管。
【選択図】図１

Description

本発明は、多くの用途に用いることができ、伸びが制限された柔軟な樹脂コイル管に関するものであり、特には、排水性舗装体内に埋設する導水管として使用した場合に、柔軟で絡みを防止することで埋設時の作業性を高め、且つピッチ間の伸びを制限することで、礫材がピッチ間から管内に侵入することを防ぎ、舗装体内に浸透した雨水（浸透水）を速やかに排水する、構造的に生産性の良い、柔軟な樹脂コイル管に関するものである。

本発明の樹脂コイル管の主たる利用が見込まれる、排水性舗装道路における導水管について従来技術を述べる。
まず、導水管として、金属製コイルからなる導水管（特許文献１、２）が広まったが、その構造がコイル状であるため、輸送時や施工取り扱い時において導水管が絡む、さらには、コイルが伸びることによって礫材がピッチ間に入り込み排水能力を阻害する、さらに近年では、舗装切削時において、金属導水管が切削機ドラムに巻き付き、作業が著しく阻害されるという多くの問題を含むものであった。

これらの問題に対して、後に開発された樹脂モノフィラメントを編組した樹脂導水管（特許文献３）では、樹脂モノフィラメントのメッシュ構造によって構造的にコイル絡みが防止されており、さらに、樹脂素材であることから切削時の衝撃で破断され、切削絡みにも対応できるものとして幅広く普及するに至った。
しかしながら、編組した導水管は、製法的に押出工程と編組工程という２工程を経なければならず、導水管市場の拡大や予算削減に伴う部材コスト重視の風潮から、硬質樹脂を押出巻回し融着成形した製造コストの安い導水管（特許文献４、５）が提案されているが、構造的に柔軟性が乏しく、接地面の凸凹に追随し難いなど施工性低下による作業コストが問題とされている。

特開平６−２６０１３号公報特開平８−９３０４１号公報特開平８−１８４０１２号公報特開２００２−３６４７８５号公報特開２００５−１８８６６０号公報

本発明は、排水性舗装体内に埋設する導水管として使用した場合に、柔軟で絡みを防止することで作業性を高め、且つ、ピッチ間の伸びを制限することで、礫材がピッチ間から管内部に侵入することを防ぎ、舗装体内に浸透した雨水（浸透水）を速やかに排水することができ、さらに構造的に生産性の良い柔軟な樹脂導水管として好適である、伸びが制限された柔軟な樹脂コイル管を提供することを目的とする。

上記の目的は、硬質樹脂ストランドが一定ピッチで螺旋状に巻回されている筒状樹脂コイルと、この筒状樹脂コイルの長さ方向に沿ってコイルの内側または外側に接するように存在する糸またはモノフィラメント（以下、両者を合わせてタテ糸と称すことがある）からなり、該ストランドと該タテ糸の接点において両者は接着または融着されている樹脂コイル管により達成される。

本発明の伸びが制限された柔軟な樹脂コイル管は、あらゆる用途（例えばパチンコ遊技球の送球など）に用いることが可能であるが、特には排水性舗装体内に埋設する導水管として、柔軟で絡みを防止することで埋設作業性を高め、且つ、ピッチ間の伸びを制限することで、礫材がピッチ間に侵入することを防ぎ、舗装体内に浸透した雨水（浸透水）を速やかに排水する、構造的に生産性の良い、柔軟な樹脂導水管である。

まず、本発明を図面により説明する。
図１は、本発明の一例を示す樹脂コイル管の側面斜視図であり、図２は、図１の樹脂コイル管を曲げた状態を表す側面斜視図である。図３は代表的な成形方法を模式的に表すものであり、図３は主要設備を表す斜視図であり、図４は、設備の駆動方向と成形途上体を表す斜視図である。

図１に示すものは、基本的な構造が常態である形態であり、均一なピッチで螺旋状に巻回されている樹脂ストランド１に対し、屈曲性に富み伸び難いタテ糸２が、重なり部３で接着または融着され、一体化された状態であり、特に代表的な形態としてタテ糸が硬質樹脂コイルの長手方向に向かってほぼ０度の状態である構造を表す。

図２は、図１の樹脂コイル管を曲げた状態にあり、曲げ外周において、一体化されたタテ糸がピッチの伸びを制限する一方で、曲げ内周においては、ピッチが接する様にタテ糸弛み４を発生することで、曲げた状態の内外周差を吸収し、構造的に柔軟であることを表すものである。さらには、図示していないがタテ糸が硬質樹脂コイルの長手方向に向かって９０度未満の交合角を有しながら一体化されている場合（タテ糸が螺旋状に巻回されながらコイルと一体化されている場合）においても、構造的には同様に、外周と内周の間で適宜タテ糸弛みが発生することにより柔軟である。

図３は、主要設備である回転軌道５の上で溶融樹脂を吐出しながら旋回するダイス６とタテ糸溝７を有するマンドレル８を表す。図４は、矢印の回転方向にダイスが旋回しながらストランド用樹脂を溶融押出することで、円周状の樹脂ストランドコイルを形成し、且つ、溶融した樹脂ストランドとタテ糸溝に沿って、矢印の成形方向に牽引されたタテ糸が、溶融樹脂熱と巻回張力によって融着一体化されることを表す。特に図３−ｂは、旋回しながら溶融押出されている樹脂ストランドがタテ糸と一体化されることで牽引移動可能な状態となり、円形リングが繋がった螺旋が形成されることを示し、結果として、タテ糸により伸びが制限された柔軟な樹脂コイル管が連続成形されることを表す。さらには図示していないが、マンドレル８は円筒だけでなくあらゆる柱体で応用成形することが可能であり、マンドレルとして使用された柱体に沿った形態の、伸びが制限された柔軟な樹脂コイル管を連続成形することが可能である。

本発明に使用する樹脂ストランド１としては、あらゆる硬質樹脂または補強材を配合した硬質樹脂が可能である。例示すれば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル類、ナイロン６、ナイロン６６などのポリアミド類、エポキシ系樹脂類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン類、ポリカーボネート系樹脂類、エチレンービニルアルコール系共重合体樹脂類などが挙げられ、さらには、これらの硬質樹脂に繊維状や粒状などの補強材を配合したものが考えられるが、実用上の舗装温度である１５０〜１８０℃において熱変形しないこと、および、汎用性、成形性の良さ、経済性などを合わせて考えると、ポリエステル樹脂、補強材を配合したポリエステル樹脂、補強材を配合したポリプロピレンが好適で、なかでもリサイクルを原料視野においた汎用性の点でポリエチレンテレフタレート系樹脂がもっとも好適である。補強材として、ガラス繊維、無機繊維、融点が２７０℃以上の高融点ポリマーからなる繊維、タルク、マイカ等の無機粒子等が挙げられる。さらに、各種安定剤や着色剤等を含んでいてもよい。

また樹脂ストランドは、中心部（芯部）に溶融温度の高い樹脂を配し、周辺部（鞘部）に融点の低い樹脂を配した芯鞘構造であってもよい。このような芯鞘構造とすることにより、後述するタテ糸との一体化を容易にし、一体化強度に優れたコイル管が得られるメリットがある。

樹脂ストランドの太さとしては樹脂ストランド長さ方向に垂直な面での断面積が０．８〜９．０ｍｍ^２が樹脂コイルの形態保持性の点で好ましい。また、樹脂ストランドの断面形状としては、円形、楕円系、四角形、三角形、その他多角形のいずれでもよいが、コイル形状保持性の点からは、コイルの中心からの放射方向の長さがコイル円周方向の長さよりも長い楕円形あるいは長方形が好ましい。

本発明では、硬質樹脂ストランドが一定ピッチで螺旋状に巻回されていることによりコイルが形成されているが、ピッチ（すなわち螺旋間隔）としては、樹脂ストランドと次に旋回してくる樹脂ストランドの間に８．０〜２．０ｍｍの隙間（空間）が存在するのことが、礫材がピッチ間から侵入することを防ぎ且つ水は容易に浸入できるの点で好ましい。そして、コイル長さ１０ｃｍの間に、樹脂ストランドが８〜５０回転存在していることが、礫材がピッチ間から侵入することを防ぐ上で好ましい。また、本発明では、コイルの内径としては８．０〜５５．０ｍｍが、排水量と舗装厚さから制限される管外径の点で好ましい。

本発明において、樹脂ストランドは１本であっても、２本以上の樹脂ストランドが１本単位で順々に存在してそれらの樹脂ストランドで同一のコイルを共同で形成していてもよい。好ましくは、樹脂ストランド間のずれを生じないことから１本の樹脂ストランドがコイル全体を形成している場合である。コイルを形成する樹脂ストランドのコイル長さ方向に対する角度としては、圧縮に対する形態保持性の点で６０〜８８度の範囲が好ましく、より好ましくは８０〜８５度の範囲である。また、ストランドにより形成されるピッチは、上記したように一定であることが必要であり、ピッチが不揃いの場合には、広いピッチの箇所から礫材が侵入し、かつ狭いピッチ間からは水が浸入できないこととなる。

樹脂ストランドよりなる硬質樹脂コイルの形態は、円形リングが繋がった螺旋状に限定されるものでなく、各ピッチにおいて、およそ均一な形状であれば、四角形や三角形が繋がった螺旋状であっても好適であるが、良好な生産性を踏まえ連続成形方法を勘案すると、１条で螺旋巻回した円形リングが繋がった螺旋状の硬質樹脂コイルであることが最適である。

また、本発明の樹脂コイル管において、ストランドからなる筒状樹脂コイルの長さ方向に沿ってコイルの内側または外側に接するように、タテ糸が存在しており、該ストランドとタテ糸の接点において両者は接着または融着されている。本発明におけるタテ糸２は、柔軟性を阻害せずピッチ間の絡みを防止し礫材の侵入を防ぐものであり、材質は、屈曲性に富み伸び難い糸またはモノフィラメントであれば、あらゆる材質が考えられるが、一体化部分３におけるタテ糸によるピッチ間の一体化方法と使用する樹脂ストランド材によって好適な材質が異なる。一体化方法は、熱融着法、結束法、接着剤固定法などあらゆる固定法が考えられるが、工程の簡略化から熱融着法が好ましい。しかしながら、熱融着法は材質間に融着の可否があり、基本的に類似材質であることが望ましい。

例示すると、ポリエステル樹脂または補強材を配合したポリエステル樹脂からなる樹脂ストランドである場合には、同材質であるポリエステル糸またはポリエステルモノフィラメントがタテ糸として好適であり、さらには、樹脂ストランドを溶融吐出させ連続成形する方法においては、生産性、汎用性、接着強度からも、ポリエステルモノフィラメントをタテ糸として用い、溶融吐出させたポリエステル製のストランドが溶融状態を保っている時点でタテ糸と接触させて融着一体化するのが最適である。

タテ糸として用いられる糸としては、０．３〜３０００デシテックスのステープル繊維またはフィラメント繊維、特に１．５〜３００デシテックスのステープル繊維またはフィラメント繊維を集束・加撚した、トータル太さが３０００〜１８０００デシテックスの紡績糸またはマルチフィラメント糸が好ましい。またモノフィラメント糸を用いる場合には、モノフィラメントの太さとして、屈曲性の点で２０００〜１２０００デシテックスの範囲が好ましい。タテ糸は、上記したように、伸び難いものであることが好ましく、具体的には、１０％伸長させるのに５ｋｇ以上の力が必要な糸またはモノフィラメントが用いられる。もちろん、本発明において、タテ糸として、布をスリットして糸状としたものでもよい。

さらに本発明において、タテ糸と樹脂ストランドは接着剤により一体化されていてもよく、その場合には、樹脂ストランドからなるコイルの外側にタテ糸を接着剤で貼り付ける方法を用いてもよい。しかしながら、生産性の点および樹脂ストランドとタテ糸の一体化強度の点からは、コイルの内側にタテ糸を配し、溶融吐出したコイル形成ストランドが溶融状態を保っている段階で熱融着により両者を一体化したものが好ましい。

またタテ糸として、鞘成分に樹脂ストランドとの熱接着性に優れる熱可塑性樹脂を配し、芯成分に鞘成分よりも融点が高い樹脂を配した芯鞘形複合繊維からなるモノフィラメントまたはマルチフィラメント糸、ステープル繊維からなる紡績糸等を用いると、熱融着により一体化しても芯成分は未融着で強度を十分に保ちうることから好ましい。たとえば、鞘成分として、樹脂ストランドと同一の樹脂、たとえばポリエチレンテレフタレート樹脂を用い、芯成分として、樹脂ストランドを構成する樹脂よりも融点が１０℃以上高い樹脂、たとえば半芳香族ポリアミド系の樹脂や全芳香族ポリエステル系の樹脂を用いることが例として挙げられる。

本発明におけるタテ糸の配置形態は、硬質樹脂コイルの長手方向に向かって一本以上配置されていることで伸び防止機能を発揮し、礫材がピッチ間に侵入することを防ぎコイルの絡み防止機能を有する柔軟なコイル管を形成するものであるが、充分な継止力、タテ糸強度、３６０°にわたって均等な柔軟性と伸び防止を有させる為には、硬質樹脂コイルの長手方向に向かって０度〜４５度の角度範囲で２本以上配置されていることが実用的な好適範囲である。より好ましくは、０〜２０度の角度範囲でかつ２本〜８本配置されている場合である。なお、複数本配置されている場合には、それぞれ等間隔で配置されているのが、３６０℃にわたりピッチを一定に保ち礫材がピッチ間に侵入することを防ぐ上で好ましい。

なお、本発明において、樹脂コイル管を自然な状態でまっすぐに横たわらせた場合にタテ糸が緊張された状態（すなわち弛みのない状態）でコイルと一体化されているのが、樹脂コイル管の伸びを防止する上で好ましい。

本発明の伸びが制限された柔軟な樹脂コイル管は、あらゆる用途（例えばパチンコ遊技球の送球など）に用いることが可能であるが、特には排水性舗装体内に埋設する導水管として使用した場合には、柔軟で絡みを防止することで作業性を高め、且つ、ピッチ間の伸びを制限することで、礫材がピッチ間に侵入することを防ぎ、舗装体内に浸透した雨水（浸透水）を速やかに排水する、構造的に生産性の良い、柔軟な樹脂導水管となる。

次に実施例により本発明をさらに具体的に説明する。

実施例１
吐出口を１ヶ有する回転式ダイスによって１条螺旋のポリエチレンテレフタレート樹脂ストランドを芯径４ｍｍで回転しながら吐出し、外径２０ｍｍの円柱側部に長手方向に向かって０度の状態でタテ糸溝を均等に４本配置したマンドレルに巻回すると同時に、４本のタテ糸溝の各々に配置した４９５０デシテックス／１６５０フィラメント（単フィラメントの太さは３．０デシテックス）からなるポリエチレンテレフタレート製マルチフィラメント糸に６０ターン／ｍの実撚を付与したマルチフィラメント糸を長手方向に向かって０度の状態で牽引しながら樹脂ストランドと樹脂ストランドが溶融状態を保っている時点で融着一体化させることで、内径２０ｍｍ、外径２８ｍｍ、ピッチ８ｍｍ、タテ糸４本、タテ糸交合角０度の樹脂コイル管を得た。
この樹脂コイル管をまっすぐにして水平状態にフリーな状態で置いたところ、いずれのタテ糸は弛むことなくコイル構成ストランドと一体化されていた。なお、タテ糸の１０％伸長応力は１４ｋｇｆである（測定方法は、糸長１０ｃｍで伸長速度１００％／分、常温、インストロン伸張試験機使用）。また、樹脂ストランドのコイル長さ方向に対する角度は８１度であり、樹脂ストランドの太さは、断面積が１２．５６ｍｍの円形であった。コイル長さ１０ｃｍの間に存在する樹脂ストランドは１２．５回転（一条螺旋）であった。また、樹脂ストランド間の隙間は、ピッチが８ｍｍで空隙が４ｍｍであった。

比較例１
ポリエチレンテレフタレート樹脂を用い、吐出口１０ヶ有する回転式ダイスによって形成される内面螺旋と、吐出口５ヶを有する回転式ダイスによって形成される外面螺旋を内側ダイスと外側ダイスを逆方向に回転させ融着複合し、内側ピッチ４ｍｍ、外側ピッチ５ｍｍ、各樹脂ストランド芯径２ｍｍ、内径２０ｍｍ、外径２８ｍｍの樹脂メッシュ管を得た。

実施例１で得た樹脂コイル管および比較例１で作製した樹脂メッシュ管を長さ８０ｃｍに切断して垂れ下がり試験試料とし、試料端部３０ｃｍを水平台に固定し、５０ｃｍを水平に空中へ突き出し、管の垂れ下がり距離を測定して柔軟性の差異を確認した。
結果として、実施例１は２４ｃｍ垂れ下がったのに対し、比較例１は０ｃｍであり、明らかに実施例１の方が柔軟であることが証明された。

次に、実施例１で得た樹脂コイル管および比較例１で得た樹脂メッシュ管を長さ１５ｃｍに切断して耐押圧強度測定試料とし、外径の３０度に沿った溝を設けた厚さ１ｃｍ縦１５ｃｍ横１５ｃｍの鉄板で挟み込み、速度２０ｍｍ／分で押しつぶし、樹脂の降伏する荷重を変曲点とし、押しつぶし面積で換算することで耐押圧力とし、池田・伊藤が提案する「大型車両のタイヤ接地圧力」算式より導き出される、理論荷重４８．１ｔ／ｍ²に対し、どの程度上回っているかを確認した。

結果として、比較例１の変曲点は、２４５ｋｇｆ／１５ｃｍ、耐押圧力は２４０ｔ／ｍ²であり、実施例１の変曲点は、２３２ｋｇｆ／１５ｃｍ、耐押圧力は２１１ｔ／ｍ²であった。従って、どちらにおいても理論荷重の４倍以上の耐押圧力を有し、充分に実用に耐えるものであることが証明された。

実施例１で得られた樹脂コイル管を以下に述べる排水性舗装の排水材として使用した。
すなわち、道路端に向かって傾斜を有する基礎層上にアスファルトを塗布することにより非透水性とし、道路端には、透水性の表層を通って流れてきた雨水を集めると共に、上記実施例の樹脂コイル管が埋設されており、集められた雨水が樹脂コイル管内に侵入する構造とした。さらに樹脂コイル管は侵入した雨水がコイル管中を流れるように若干の傾斜を設け、そしてコイル管内を流れる雨水が排水枡に流れ込む構造とした。このような排水性舗装道路の排水管として、上記実施例１の樹脂コイル管を使用したところ、コイルのピッチ間から礫材がコイル内に侵入することも殆どなく、また埋設作業を行い際にもコイル管同士が絡み合うこともなく、作業性に優れたものであった。また、道路の曲がりに合わせてコイル管を曲げて使用したが、曲げることによる、礫材の侵入や曲げ難さ等という問題はまったく生じなかった。

本発明の一例を示す伸びが制限された柔軟な樹脂コイル管の側面斜視図である。図１の柔軟な樹脂コイル管を曲げた状態を表す側面斜視図である。主要設備を表す斜視図である。設備の駆動方向と成形途上体を表す斜視図である。

符号の説明

１樹脂ストランド
２タテ糸
３継止部
４タテ糸弛み
５回転軌道
６ダイス
７タテ糸溝
８マンドレル

Claims

硬質樹脂ストランドが一定ピッチで螺旋状に巻回されている筒状樹脂コイルと、この筒状樹脂コイルの長さ方向に沿ってコイルの内側または外側に接するように存在する糸またはモノフィラメントからなり、該ストランドと糸またはフィラメントの接点において両者は接着または融着されていることを特徴とする樹脂コイル管。
糸またはモノフィラメントが筒状樹脂コイルの長さ方向に連続したものである請求項１に記載の樹脂コイル管。
糸またはモノフィラメントがコイルの内側に融着されている請求項１または２に記載の樹脂コイル管。
排水性舗装体内に舗装時に埋設して、雨水の集水・導水管として使用する請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂コイル管。
回転するダイスから樹脂を溶融押出することにより樹脂ストランドからなる筒状樹脂コイルを形成し、樹脂ストランドが溶融状態の時点で、該コイル長さ方向に牽引した状態の糸またはモノフィラメントと融着一体化させる樹脂コイル管の製造方法。