JP2010032168A - 送風又は排気用のダクト - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で、かつ、耐久性に優れたダクトを提供すること。
【解決手段】可撓性シートからなるフード部１０１と、該フード部１０１の内面１０１ａを支持するように配置され、該フード部１０１の形状を保持するための芯材１０２と、を少なくとも備える伸縮性のダクト１である。そして、前記芯材１０２は、長繊維部と、該長繊維部に含浸された状態で熱硬化処理された熱硬化性樹脂部と、該熱硬化樹脂部の外周を被覆する熱可塑性樹脂部と、からなる繊維強化複合樹脂線状物によって構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダクト（風管又は通気管）に関する。より詳しくは、送風機又は集塵機などに接続されるダクトとその製造技術に関する。

ダクト（風管又は通気管）は、目的の場所に空気を送り込んだり、所定の場所から汚れた空気を排出したりするために用いられ、一般には、空気の通り道を形成する伸縮可能なフード部と、このフード部の形態を保持するための芯材と、から構成されている。芯材は、一般に、リング状又はスパイラル状（あるいは、コイル状）をなして、フード部の内面に装着されている。

ダクトのサイズは、目的に応じて様々であるが、大型のダクトも普及している。例えば、トンネル施工現場などの工事現場では、当該工事現場の空気を清浄化する目的で、口径１,５００ｍｍにも及ぶような大型の排気ダクト（「集塵ダクト」とも称される。）が一般に使用され始めている。

この種の大型のダクトにおいては、例えば、換気効率の向上やダクト構造の強化などが技術開発のテーマとなっている。特許文献１には、大型のダクトを使用して、施工中のトンネル内を効率的に換気する技術が開示されている。また、特許文献２には、可撓性をなすシートから構成されたフード部が、吸引圧力によって閉塞してしまわないように構造的に補強された吸引ダクト装置が開示されている。

ここで、ダクトの前記芯材には、硬鋼線が広く一般に使用されている。例えば、硬鋼線Ｂ種のリング状芯材を１０ｃｍ間隔に配置した口径１,５００ｍｍの集塵ダクト１００ｍを想定した場合、前記リング状芯材は、φ８ｍｍ・５１０本、φ１０ｍｍ・５１０本の合計１,０２０本が使用される。このリング状芯材１本の重量は、φ８mmが１．８７ｋｇ、φ１０ｍｍが２．９ｋｇであるので、リング状芯材の総重量だけでも２，４３３ｋｇにも達する。他に、布材他の材料の重量と、吊り下げ用のH 鋼の重量を合わせれば、当該集塵ダクト１００ｍあたりの総重量は８，７００ｋｇにも及ぶ。このように、大型の（大口径の）ダクトの総重量は大きく、また、該総重量に占める芯材の重量比率は高い。
特開２００２−２２１０００号公報。 特開２００４−１１６７９３号公報。

集塵用ダクトに代表されるような大口径ダクト、とりわけ、口径１,５００ｍｍ以上の大口径ダクトとなると、芯材に硬鋼線を使用して重量が増えた場合、該芯材の自重の影響によって該芯材が鉛直方向に撓んでしまうため、ダクト口径が楕円となってしまう現象が発生し、吸引性能が低下するといった問題があった。また、ダクトの総重量が嵩むと、現場でのダクトの運搬及び設置に係わる作業が重労働となり、生産・運搬・設置等の場面でダクトを伸縮させたり、吊るしたりするときの動力エネルギーも大きくなるという問題もあった。さらには、従来のように芯材が硬鋼線で形成されていると、腐食による材料劣化や錆による布材の汚れも発生するという問題もあった。

そこで、本発明は、上記した新しい諸問題を解決するために、軽量で、かつ、耐久性に優れたダクト用芯材を用いたダクトを提供することを主な目的とする。

本発明は、可撓性シートからなるフード部と、該フード部の内面を支持して配置され、該フード部の形状を保持する芯材と、を少なくとも備える伸縮性のダクトであって、前記芯材が、長繊維部と、該長繊維に含浸された状態で熱硬化処理された熱硬化性樹脂部と、該熱硬化樹脂部の外周を被覆する熱可塑性樹脂部と、からなる繊維強化複合樹脂線状物によって構成されたダクトを提供する。本ダクトは、従来一般の硬鋼線から芯材と比較して、芯材重量を大幅に軽減できるなどの利点を有している。
ここで、前記繊維強化複合樹脂線状物の形状は、特に限定されないが、例えば、スパイラル状又はリング状に成形されたものを使用すれば、ダクトに伸縮機能を与えることができる。
本発明に係るダクトの用途については、狭く限定されないが、より大型の場合の方がその軽量化効果等が顕著となることから、例えば、工事現場において吸排気のために用いるのが好適である。

本発明に係るダクトは、所定構造の繊維強化複合樹脂線状物を芯材として使用したことにより、従来一般に普及している硬鋼線芯材と比較して、要求される剛性を確保しつつ、ダクトの軽量化とコストダウンを大幅に達成することができ、かつ、芯材部分の腐食による劣化の問題などを一気に解決できる。また、本発明に係るダクトは、軽量であるので、ダクトの製造、運搬、設置等に係わる作業労力を軽減できる。さらに、硬鋼線芯材は、例えば、４ｍの高さから落下させると塑性変形してしまい、落下後の使用ができなくなるが、本発明に係る芯材を使用したダクトは、一時的な弾性変形を伴うのみで、落下後の使用にも全く支障がない。

以下、本発明に係るダクトの好適な実施形態について説明する。なお、添付図面は、本発明に係わるダクトの実施形態の一例を示すものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。

まず、図１は、本発明に係るダクトの一実施形態例を示す図である。符号１で示すダクトは、可撓性のシートで形成されて伸縮可能なフード部１０１と、該フード部１０１の内面１０１ａを支持して、該フード部１０１の形状を保持する芯材１０２と、を少なくとも備える伸縮性の風管（通風管）である。

芯材１０２は、フード部１０１の内面１０１ａに対して、例えば、接着テープ２によって、等間隔（例えば、１０ｃｍ間隔）に固定されている。芯材１０２は、リング状あるいはスパイラル状（コイル状）のものが好適に使用される。なお、図１には、スパイラル状（コイル状）の芯材１０２ａが例示されている。

このダクト１は、該ダクト１の開口部３に符号４で示す空気吸引装置（あるいは、集塵装置）が取り付けられて、塵や埃が発生する工事現場などの場所から汚れた空気を外部に排出するのに用いられたり、あるいは、開口部３に送風装置が取り付けられ、前記工事現場などの場所に向けて清浄な空気を送り込むために用いられたりする。

ここで、図２、図３は、ダクト１の代表的な実施形態例を二つ示す図である。図２は、スパイラル状（コイル状）の芯材１０２ａが採用されたダクト１の実施形態例を示す図であり、図３は、リング状をなす芯材１０２ｂが採用されたダクト１の実施形態例を示す図である。

まず、図２に示す実施形態例では、スパイラル状に成形された長尺の芯材１０２ａが、一定の間隔Ｄで巻回されて、フード部１０１の内面１０１ａに対して固定されており、フード部１０１の円筒形状を保持する役割を果たしている。一方の図３に示されている別な実施形態例では、リング状に成形された芯材１０２ｂが、一定の間隔Ｄでフード部１０１の内面１０１ａに対して固定された状態で配設されて、フード部１０１の円筒形状を保持する役割を果たしている。

ここで、本発明に係るダクト１の代表的な用途の一例について説明する。図４は、本発明に係るダクトの一用途例を示す図であり、より詳しくは、本ダクトが施工中のトンネルの坑道内において使用された場合の様子を示す正面図である。

この図４に示されたダクト１は、トンネル坑道５内に延伸状態で設置されている。具体的には、トンネルの上方壁面６には吊具（アンカー）７によって、不等辺アングル鋼からなるガイドレール８が固定されており、該ガイドレール８には、固定車輪９,９・・・が所定間隔で取り付けられている。

これらの固定車輪９,９・・・には、走行レール１０が係合し、該走行レール１０はガイドレール８に沿って移動可能な構成となっている。走行レール１０はリップ溝型鋼からなる上部レール１０ａと下部レール１０ｂとが溶接一体化された構成を備え、該下部レール１０ｂには複数の移動車輪１１,１１・・・によってダクト１が吊下されている。

上述したように、ダクト１は、可撓性を有する伸縮自在な素材によって形成されているが、その前端部に存在する吸引口１２と後端部側に位置する固定管１３は、鋼板、アルミ板などの硬質な材料にて形成されている。吸引口１２は、走行レール１０の前端部に対してステー１４ａ,１４ｂを介して連結されている。

また、走行レール１０の後端部にも同様にステー１４ｃを設けておき、ステー１４ｂ,１４ｃの間には、ダクト１の固定管１３に取付けたキャプスタン式電動ウインチ１５を介してワイヤロープ１６を張設してある。従って、電動ウインチ１５を駆動してワイヤロープ１６を牽引することによって、電動ウインチ１５の設置位置、即ち、集塵台車（集塵装置を搭載する車両）１７を基準に走行レール１０を往復移動させることができるようになっている。なお、図４中の符号１８は定張力ばねであり、この定張力ばねは、図４に示すようにステー１４ｃ側に設けても良いし、ステー１４ｂ側に設けても良い。

ダクト１は、その固定管１３が、緩衝継手１９とプッシュロッド２０を介して、集塵台車１７に連結されることによって、該集塵台車１７に支持されている。従って、ダクト１を前進させるときには、集塵台車１７とともに前進させ、また、ダクト１を吸引作業時に延伸させ、発破退避時に後退させる場合には、電動ウインチ１５を駆動させて行う。

なお、図５には、電動ウインチ１５によってワイヤロープ１６が巻取られることにより走行レール１０が後退し、この結果、移動車輪１１,１１・・・間の間隔が狭まり、これによってダクト１１が収縮した状態が示されている。

図４、図５に示されたダクト１の上記用途例は、一例にすぎない。本発明に係るダクト１は、トンネル坑道内で使用されるだけでなく、例えば、解体工事現場やアスベスト処理現場において使用されたりする場合もある。従って、ダクト１の設置形態や用途は、特に限定されない。

次に、図６〜図９に基づいて、本発明に係るダクト１の好適な製造方法例について説明する。なお、以下は、口径１,５００ｍｍ、長さ５ｍの大型のダクトを想定した製造工程の一例である。

まず、フード部１０１を構成する可撓性のシート（例えば、ターポリンシ−ト）Ｓを裏返し状態にしておいて、芯材１０２を取り付ける位置を該シートＳに線書きする作業を行う。なお、「タ−ポリンシ−ト」とは、高強度ポリエステル織物に塩化ビニールやオレフィン系のフィルムを熱融着したシートである。

続いて、前記シートＳを裏返し状態から通常の状態に戻した後に、上方側に開口するように、縮んだ状態とされた（フード部１０１用の）シートＳをクレーンＣ（のフック）にワイヤー等を介して固定する（図６参照）。

また、図７に示すような枠体構造をなす台座２１を準備し、該台座２１の各縦枠部２１１,２１１・・・の上方側位置に突設された鉤状のフック部２１２に対して芯材１０２（例えば、１０２ａ）となるべき線状物Ｘを設置する。

なお、この台座２１を構成する下方リング部２１３にはキャスター車２１４,２１４・・・が設けられているので、該台座２１に周方向Ｕ（図５参照）への外力を加えると、小さな外力であっても台座２１を簡単に回転させることができるように工夫されている。

次に、図６に示すように、芯材１０２（１０２ａ）となる線状物Ｘが設置された状態の台座２１を、縮んだ状態とされたシートＳの内部空間に設置する。そして、図８に示すように、該台座２１を回転させながら線状物Ｘを上方へ引き出し、クレーンＣで所定位置まで引き上げられたシートＳの上方開口部側に位置するシート内側面から線状物Ｘを接着テープ２で順次固定していき、スパイラル状の芯材１０２ａによってその内面が支持されたダクト１（図２も参照）を形成していく。

なお、接着テープ２をシートＳの内側に貼付する場合には、可撓性を有するシートＳに力が加わって接着し難くなるので、別の作業者がシートＳの外側から湾曲形状をなす押さえ付け板（図示せず。）をシートＳの外面へ押し当てておいた状態で、前記接着作業を行うようにするとよい。

図３に示すようなリング状の芯材１０２ｂによってフード部１０１の内面１０１ａが支持された構成を備えるダクト１を製造する場合には、例えば、台座２１のフック部２１２（図７参照）に複数本のリング状をなす線状物Ｘを積み上げるように設置しておいて、該線状物Ｘを一つ一つ台座２１から取り出しながらシートＳの所定位置（線書きされた位置）に接着テープ２で順次固定していくようにすればよい。

このような製造工程によって得られたダクト１、即ち、芯材１０２（１０２ａ又は１０２ｂ）によってフード部１０１の内面１０１ａが支持されたダクト１は、ねじれたり、傾いたりすると、ダクト１の断面積が小さくなったり、断面形状が変形したりして、通風効率が悪くなるおそれがある。

そこで、クレーンＣで吊り上げていたダクト１を降ろして、横方向に伸ばした状態にした後に、ダクト１のフード部１０１の内側に取り付けられた芯材１０２（１０２ａ又は１０２ｂ）に対して、所定長のアルミ製捩れ防止ユニットＧを所定間隔で、結束バンド等によって取り付けるようにする。なお、図９には、捩れ防止ユニットＧ（仮想線で示す。）が取り付けられた状態のダクト１の様子が模式的に示されている。なお、捩れ防止ユニット棒Ｇが取り付けられた状態であってもフード部１１は伸縮可能な構成となっている。

次に、図１０は、本発明に係るダクト１を構成する芯材１０２（１０２ａ,１０２ｂ）に使用する繊維強化複合樹脂線状物（以下では、「線状物」と略称する。）の内部構成を示すための断面図である。

この図１０に示された線状物Ｘは、ダクト１の円筒形状を保持するための芯材１０２（１０２ａ,１０２ｂ）として利用するために鋭意工夫された線材である。この線状物Ｘは、該線状物Ｘに剛性を付与する長繊維Ｘ１と、該長繊維Ｘ１に含浸される未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２と、該未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２の外周を被覆するように設けられた熱可塑性樹脂Ｘ３と、から構成される線状物中間体を、熱硬化処理することによって得られる。

より詳細には、ダクト１用の芯材用製品として提供される線状物Ｘは、例えば、長繊維Ｘ１を前記未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２に含浸させる含浸工程と、この含浸状態の長繊維Ｘ１の外周を溶融状態の熱可塑性樹脂Ｘ３によって被覆した後に、冷却固化を施すことによって線状物中間体を得る工程と、該線状物中間体の内部の未硬化熱硬化性樹脂Ｘ２に対して熱硬化処理を施すための加熱工程と、を少なくとも実施することによって得ることができる。なお、より好適には、未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２に増粘剤と浸透増粘剤とを含有させる工程を前記含浸工程の前に行っておいてもよい（後述）。

本発明では、この線状物Ｘをダクト１の円筒形状を保持する芯材１０２（１０２ａ,１０２ｂ）として利用するために、前記線状物中間体を所定口径の円筒金型に巻き付けた状態で前記加熱工程を実施することによって、スパイラル状をなした芯材１０２ａ（特に、図２参照）、あるいはリング状をなした芯材１０２ｂ（特に、図３参照）を得る。

より好適には、前記線状物中間体を数日間養生することで未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２を増粘せしめた後に、該線状物中間体を円筒金型に巻付けた状態で加熱工程を実施することが望ましい。このような手法によって加熱工程を採用すると、未硬化状の線状物中間体が巻付け張力によって扁平化してしまうことを効果的に防止することができる。

また、未硬化状態の線状物中間体は、その外周が熱可塑性樹脂Ｘ３によって被覆されている構成であるため、該線状物中間体を連続的に円筒金型に巻付けても、隣接している線状物中間体同士が接着してしまうことがなく、さらには、円筒金型との離型性もよいという特性を有する。

仮に、熱可塑性樹脂Ｘ３による外周被覆がない構成の場合は、加熱硬化が完了するまでの過程で、隣接する線状物中間体の未硬化熱硬化性樹脂Ｘ２が互いに接着した状態で硬化してしまうため、例えば、コイルの如きに伸縮可能なスパイラル状線状物を得ることは困難となる。

ここで、線状物Ｘを構成する長繊維Ｘ１（図１０再参照）の種類については、特に限定されず、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維等の合成樹脂繊維、ガラス繊維等の無機繊維、金属繊維等を用いることができるが、好適には、無機繊維であることが望ましく、より好適には、ガラス長繊維であることが望ましい。

また、長繊維Ｘ１の太さについても特に限定されず、使用目的や加工容易性等を考慮して、適宜選択することができる。また、長繊維Ｘ１の本数についても特に限定されず、使用目的や所望の物性を考慮して、自由に選択することができる。

次に、未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２は、加熱により硬化する性質の合成樹脂であればよく、その種類は特に限定されないが、好適には、硬化後の性能安定性に優れた不飽和ポリエステル樹脂、不飽和アルキド樹脂、エポキシ樹脂等が望ましく、より好適には、架橋性物質を含有することが望ましく、更に好適には、不飽和ポリエステル樹脂、不飽和アルキド樹脂、またはエポキシアクリレートの少なくともいずれかと、架橋性モノマー等の架橋性物質と、ジアシルパーオキサイド等の重合開始剤と、を含有することが望ましい。このような配合を採用することで、加熱工程時の熱等によっても重合反応を進行させることができ、また、より架橋を進行させることができる。

ここで、上記加熱工程の段階では、熱硬化性樹脂Ｘ２が未硬化状態であるために、線状物Ｘの端面（例えば、切断面）から前記熱硬化性樹脂Ｘ２が滲み出してしまう、いわゆる「液ダレ現象」が起こり得る。この液ダレ現象が起こると、べたついて加工作業の弊害になったり、熱硬化が不充分となって物性の経時的安定性に悪影響を及ぼしたりする。

そこで、この線状物Ｘを製造する場合は、未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２に増粘剤及び浸透増粘剤を含有させることによって、未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２の増粘性を増加させてから、上記含浸工程に移行するようにするのが望ましい。なお、「増粘剤」とは、未硬化状熱硬化性樹脂の粘度を増加させる機能を発揮する添加剤であり、「浸透増粘剤」とは、熱硬化性樹脂への増粘剤の浸透効果を高める機能を発揮する添加剤である。

「増粘剤」の種類については、特に限定されないが、好適には、アクリル酸エステル系化合物、メタクリル酸エステル系化合物、ビニル化合物の少なくともいずれかを単量体単位とする樹脂を含むことが望ましい。

増粘剤に用いる前記アクリル酸エステル系化合物とは、アクリル酸エステル構造を有する化合物とその誘導体をいい、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、sec−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート等が挙げられる。

増粘剤に用いる上記メタクリル酸エステル化合物とは、メタクリル酸エステル構造を有する化合物とその誘導体をいい、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等が挙げられる。

増粘剤に用いる上記ビニル化合物とは、重合可能なビニル構造を有する化合物をいい、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン及びこれらの芳香環にアルキル基やハロゲン原子等の種々の官能基で置換された化合物が挙げられる。

また、増粘剤は、メタクリル酸エステル系化合物、アクリル酸エステル系化合物、ビニル系化合物の１種類あるいは複数種類の重合単位からなる重合体であってもよく、構造の異なる複数種類の樹脂を混合した樹脂であってもよい。更に、（１）アクリル酸エステル系化合物またはメタクリル酸エステル系化合物またはジエン系化合物の少なくともいずれかからなる重合体と、（２）アクリル酸エステル系化合物またはメタクリル酸エステル系化合物とラジカル重合性不飽和カルボン酸とからなる重合体と、に、（３）金属イオンを添加することでイオン架橋させた複合樹脂であってもよい。

そして、増粘剤は、粉末樹脂を用いることができる。増粘剤として用いる粉末樹脂の粒径等については特に限定されないが、好適には、０．５μｍ〜２．０μｍであることが望ましい。

本発明に係る線状物Ｘを製造する過程において、線状物中間体に加熱工程が施される際には、未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２は高粘度であるとともに、ゲル化しないことが望ましい。未硬化状硬化性樹脂Ｘ２がゲル化してしまうことで、時間が経過するにつれて物性が変化し易くなるからである。

次に、「浸透増粘剤」の種類については、特に限定されないが、好適には、メタクリル酸ベンジルを用いることが望ましい。未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２は、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂が用いられる。この熱硬化性樹脂への増粘剤の浸透効果を高めるために、浸透増粘剤を配合する。特に、メタクリル酸ベンジルは、不飽和ポリエステル等の熱硬化性樹脂への浸透効果が高い点で好適である。

浸透増粘剤を添加することで、増粘剤を未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２によく浸透させるとともに、均一に混合させることができる。即ち、増粘剤の分散不良による過剰な増粘を抑制することができ、所望の増粘速度とすることができ液ダレ現象を防止することができる。このように、増粘剤だけでなく浸透増粘剤も用いることで、液ダレ現象を防止できるだけでなく、その増粘効果により、断面形状の保持性能が向上し、加工時の変形が抑制された、実用に適した線状物Ｘを得ることができる。

増粘剤と浸透増粘剤の配合量については特に限定されないが、好適には、以下の配合量とすることが望ましい。未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２と浸透増粘剤５〜５０重量部との合計量１００重量部に対して、増粘剤を０．５〜５０重量部含有させることが望ましい。これにより、未硬化状熱硬化性樹脂１２の液ダレ量の抑制効果や増粘効果をより向上させることができる。

なお、浸透増粘剤の添加量が多すぎると樹脂の増粘速度が早くなり過ぎることや、例えば、長繊維Ｘ１内等に含有されるバインダー成分が浸透増粘剤の影響により含浸樹脂中に溶出し、増粘性を過剰に促進させてしまう場合がある。この場合には、浸透増粘剤の添加量をより少なくしたり、増粘剤の添加量を少なくしたりすることで、増粘速度を調節することもできる。

次に、線状物Ｘの外周部を構成する熱可塑性樹脂Ｘ３は、耐候性や耐薬品性などの特性を該線状物Ｘに付与するという役割も果たしている。この熱可塑性樹脂Ｘ３の種類についても、特に限定されないが、柔軟性に優れた物質であることが望ましく、好適には、ポリオレフィン系樹脂等を用いることができる。

また、未硬化状熱硬化性樹脂Ｘ２に架橋性物質を含有させた場合には、該架橋性物質によって侵食され難い性質の熱可塑性樹脂を採用するのが望ましく、更に好適には、磨耗し難い性質の熱可塑性樹脂を用いることにより、耐久性をさらに向上させるようにしてもよい。なお、本発明においては、長繊維Ｘ１、未硬化状熱可塑性樹脂Ｘ２、熱可塑性樹脂Ｘ３の組合せについても、特に限定されない。

以上説明したような材料構成及び構造の線状物Ｘによって形成された芯材１０２（１０２ａ,１０２ｂ）で支持されたダクト１は、従来一般に使用されていきた硬鋼線芯材と比較して、ダクト総重量の軽量化やコストダウンを大幅に達成することができる。特に、軽量化により、ダクト１の落下あるいは脱落事故を有効に防ぐことができる。

特に、スパイラル状の芯材１０２ａ（図２再参照）をダクト１に採用する場合は、リング状の芯材１０２ｂ（図３再参照）と比較して、芯材総重量が嵩んでしまうので、ダクト１の生産性もやや低下してしまうが、硬鋼線に代わって軽量のスパイラル状の芯材１０２ａを採用すれば、ダクト１の総重量の軽量化をより大幅に達成でき、ひいては、ダクト１の生産性の向上にもより貢献する。

また、樹脂製の線状物Ｘによって形成された芯材１０２（１０２ａ,１０２ｂ）が採用されたダクト１は、芯材部分の腐食による材料劣化の問題が起こらず、また、芯材が接する布材（シートＳ）が該芯材の錆によって汚れてしまうという問題も解決でき、ひいては、ダクト１の耐用年数をより長くすることができる。

また、ダクト１は、軽量化が図られているため、ダクト製造や現場設置の際に、このダクト１を支持するときに使用される鋼材、あるいは、これらのダクト１を伸縮させるときに使用される動力機器などを小型化したり、動力エネルギーを低減したりすることができるという利点もある。

ダクト１の芯材１０２には所定レベルの剛性が要求されるが、図１０に示す構成を備える線状物Ｘは、軽量でありながら、硬鋼線と同等以上の引張強力を有するものも提供可能であり、また、硬鋼線と同程度の高い剛性を長期間安定して維持することができる。

例えば、剛性が同じ硬鋼線と線状物Ｘを比較した場合、比重が硬鋼線よりも小さい線状物Ｘを芯材として用いたことで、高い集塵効果を得ることができる。より具体的には、比重の大きい硬鋼線を芯材に用いた場合は、該芯材の自重によって、設置されたダクト２に撓みが発生してダクト断面が円形から楕円形に変形してしまう。

この変形によって風の流れが曲がったり、乱れが生じたりして、集塵効果が低減してしまうという問題が起こる。しかし、比重の小さい本発明に係る線状物Ｘを芯材に用いると、ダクト断面形状の変形が起こり難いので、このような問題が発生しない。

特に、連続的に繋がっている長尺物であるスパイラル状の線状物Ｘを、芯材１０２として採用した場合は、長手方向に連続的にダクト１を支持して補強することができ、また、該ダクト１の形状を確実に保持できる。即ち、該ダクト１の円筒形状の断面形状（円形）を連続的に維持し易くなる。

このような効果により、通風効果、あるいは、集塵効果の低減をより確実に防止することができ、さらには、伸縮時のダクト１の屈曲又は座屈等の不具合も解消することができる。なお、「伸縮」とは、コイル様に、縮めたり、伸ばしたりすることを意味している。

本発明の効果を検証するために、実施例１〜４のダクト、比較例１，２のダクトを作製し、その評価を行った。

＜実施例１＞
４４,０００ｄｔｅｘ／本のガラス繊維４０本に、増粘剤としてポリメタクリル酸メチル樹脂粉末（日本ゼオン（株）製、商品名「ゼフィアックＦ３２０」、粒子径１μｍ）と、浸透増粘剤としてメタクリル酸ベンジルと、を含む不飽和ポリエステル樹脂（日本ユピカ（株）製、商品名「ユピカ９００１」）を含浸させた後、ポリエチレン系熱可塑性樹脂（日本ユニカー社製、商品名「ＮＵＣＧ５３５０」）で被覆し、線状物中間体を得た。なお、線状物中間体の外径は１５ｍｍであった。

この実施例１では、上記線状物中間体を増粘せしめた後、外径１,５００ｍｍの円筒金型に連続的に巻付けて、９８℃で２４時間乾熱加熱硬化した。得られた繊維強化複合樹脂線状物を１,５００ｍｍの内径となる位置で切断した。そして、両端からそれぞれ長さ５０ｍｍの領域の被覆熱可塑性樹脂を剥き、エポキシ系接着剤を充填させておいたアルミパイプ（内径１５ｍｍ、全長１００ｍｍ、Ｒ７５０ｍｍ）を用いて繋ぎ、リング状の芯材とした。そして、１ユニット５ｍとして、１００ｍｍピッチにてリング状芯材（図４再参照）をターポリンシートの内側に配置し、外径１,５００ｍｍのダクト５ｍを作製し、さらに、この５ｍ長ダクトをファスナーで接合し、全長１００ｍの集塵用ダクトを得た。

このダクトの総重量は、２，０７１ｋｇであった。また、ダクトの伸縮試験を実施したところ、良好な伸縮性を示し、ダクト断面は連続的に円形を保っていた。さらに、負圧試験を実施したところ、１．７ｋＰａの条件でもフード形状に変形は起こらず、問題がないレベルであった。未硬化状熱硬化性樹脂に増粘剤等を添加して増粘性を高めておいた結果、円筒金型へ巻付けるときの張力によって線状物が扁平化する等の変形が発生しておらず、好適であった。

＜実施例２＞
実施例１と同様の手法で線状物中間体を得て、これを増粘せしめた後、外径１,５００ｍｍの金型に連続的に４４周巻付けて、９８℃で２４時間乾熱加熱硬化した。得られたスパイラル状の線状物を芯材として２巻使用し、この芯材を１２０ｍｍピッチでターポリンシートの内側に配置し、外径１,５００ｍｍのダクト５ｍを作製し、この５ｍ長のダクトをファスナーで接合して、全長１００ｍの集塵用ダクトを得た。

このダクトの総重量は、１，８７３ｋｇであった。また、このダクトに関して、伸縮試験を実施したところ、良好な伸縮性を示し、ダクト断面も連続的に円形を保っていた。また、負圧試験を実施したところ、２．０ｋＰａの条件でもダクト形状に変形が起こらず、問題がないレベルであった。さらに、未硬化状熱硬化性樹脂に増粘剤等を添加して増粘性を高めておいた結果、円筒金型へ巻付けるときの張力によって線状物が扁平化する等の変形が発生しておらず、好適であった。

＜実施例３＞
実施例１と同様の手法で線状物中間体を得た後、外径１,６５０ｍｍの円筒金型に連続的に２２周巻付け、９８℃で２４時間乾熱加熱硬化した。得られたスパイラル状の線状物を芯材として２巻使用し、この芯材を１２０ｍｍピッチでターポリンシートの内側に配置して長さ５ｍのダクトを作製し、この５ｍ長のダクトをファスナーで接合して、全長１００ｍの集塵用ダクトを得た。

このダクト総重量は、１，９９７Ｋｇであった。また、伸縮試験を実施したところ、良好な伸縮性を示し、ダクト断面も連続的に円形を保っていた。また、負圧試験を実施したところ、２．０ｋＰａの条件でもダクト形状に変形はなく、問題ないレベルであった。さらに、未硬化状熱硬化性樹脂に増粘剤等を添加して増粘性を高めておいた結果、円筒金型へ巻付けるときの張力によって線状物が扁平化する等の変形が発生しておらず、好適であった。

〈実施例４〉
４４,０００ｄｔｅｘ／本のガラス繊維４０本に、増粘剤と浸透増粘剤を含まない不飽和ポリエステル樹脂（日本ユピカ（株）製、商品名「ユピカ９００１」）を含浸させた後、ポリエチレン系熱可塑性樹脂（日本ユニカー社製、商品名「ＮＵＣＧ５３５０」）で被覆し、線状物中間体を得た。なお、線状物中間体の外径は１５ｍｍであった。

この実施例４では、上記線状物中間体を、外径１,５００ｍｍの円筒金型に連続的に巻付けて、９８℃で２４時間乾熱加熱硬化した。得られた繊維強化複合樹脂線状物を１,５００ｍｍの内径となる位置で切断した。そして、両端からそれぞれ長さ５０ｍｍの領域の被覆熱可塑性樹脂を剥き、エポキシ系接着剤を充填させておいたアルミパイプ（内径１５ｍｍ、全長１００ｍｍ、Ｒ７５０ｍｍ）を用いて繋ぎ、リング状の芯材とした。この場合、円筒金型への巻付け張力によって線状物中間体が扁平化されている傾向が見られたが、実施可能なレベルであった。

＜比較例１＞
直径８ｍｍの硬鋼線Ｂ種を直径１５００ｍｍのリング状としたものを芯材に用い、１００ｍｍピッチでターポリンシートの内側に配置し、長さ５ｍのダクトを作製し、この５ｍ長のダクトをファスナーにて接合して、長さ５０ｍの集塵用ダクトを得た。次に、直径１０ｍｍの硬鋼線Ｂ種を直径１,５００ｍｍのリング形状としたものを芯材に用い、該芯材を１００ｍｍピッチでターポリンシートの内側に配置し、５０ｍの集塵用ダクトを得た。この２種類の５０ｍ長のダクトを繋いで、全長１００ｍのダクトを得た。

このダクトの総重量は、３，３３３ｋｇであった。なお、伸縮試験を実施したところ、良好な伸縮性を示したが、ダクト断面は、その芯材の自重により撓んで楕円状となっていた。

＜比較例２＞
直径８ｍｍの硬鋼線Ｂ種を直径１,６５０ｍｍのリング状としたものを芯材として、１００ｍｍピッチでターポリンシートの内側に配置して長さ５ｍのダクトを作製し、この５ｍ長のダクトをファスナーにて接合し、長さ５０ｍの集塵ダクトを得た。次に、直径１０ｍｍの硬鋼線Ｂ種を直径１，６５０ｍｍのリング状とした芯材を用い、この芯材を１００ｍｍピッチでタ−ポリンシ−トの内側に配置し、長さ５ｍのダクトを作製し、このダクトをファスナーにて接合し、長さ５０ｍの集塵ダクトを得た。この２種類の５０ｍ長のダクトを繋ぎ、全長１００ｍの集塵用ダクトを得た。

このダクトの総重量は、３，５４７ｋｇであった。また、伸縮試験を実施したところ、良好な伸縮性を示したが、ダクト断面は、その芯材の自重により撓んで楕円状となっていた。

以上から、ダクト用の芯材として、本発明に係る繊維強化複合樹脂線状物（図１０再参照）を用いることで、ダクトの大幅な軽量化を達成できる。また、該線状物の比重は、従来一般に芯材として利用されてきた硬鋼線に比べて小さいので、芯材の自重によるダクト形状の撓み変形の発生の心配がないため、大口径、例えば、上記実施例によって
検証されている口径１,５００ｍｍ以上のダクトを安心して提供することができる。

以上より、本発明に係る繊維強化複合樹脂線状物は、樹脂製であるので、所望の形状、例えば、スパイラル状又はリング状に成型し易いという利点もある。また、同線状物を大口径のダクトの芯材として採用すれば、ダクト総重量の軽減やコストダウンンに大きく寄与するとともに、ダクトの生産性向上、運搬又は設置の際の労働生産性の向上、ダクトを扱う周辺機器の小型化、動力エネルギーの低減などにも寄与する

また、芯材の軽量化によって、芯材の自重によるダクトの変形が起こり難くなるので、大口径のダクトであっても、ダクト内に円滑な吸引空気の流れをつくり、所望の集塵効果を発揮させることができる。

本発明に係るダクトは、繊維強化複合樹脂線状物を芯材として使用したことにより、従来一般に普及している硬鋼線芯材と比較して、ダクトの軽量化が大幅に達成できているため、トンネル掘削現場などの工事現場などに設置される大型のダクト（例えば、集塵ダクト）などに好適に利用することができる。

本発明に係るダクト（１）の一実施形態例を示す図である。 同ダクト（１）の代表的な実施形態例を示す図であって、スパイラル状（コイル状）の芯材（１０２ａ）が採用されたダクト１の実施形態例を示す図である。 同ダクト（１）の代表的な実施形態例を示す図であって、リング状をなす芯材（１０２ｂ）が採用されたダクト１の実施形態例を示す図である。 同ダクト（１）の一用途例を示す図であって、本ダクト（１）が施工中のトンネルの坑道内において使用された場合の様子を示す正面図である。 走行レール（１０）が後退した結果、移動車輪（１１,１１・・・）間の間隔が狭まってダクト１１が収縮した状態を示す図である。 ダクト製造時の一工程段階を示す図であり、芯材用の線状物（Ｘ）がシート（Ｓ）内の台座（２１）にセットされた状態を示す図（一部透視図）である。 ダクト製造時に使用する台座（２１）の一実施形態例を示す外観斜視図である。 ダクト製造時の一工程段階を示す図であり、芯材がシート（Ｓ）内に取り付け始められた初期段階の状態を示す図（一部透視図）である。 捩れ防止ユニット棒（Ｇ）が取り付けられた状態のダクト（１）の状態を説明するための図である。 本発明に係るダクト（１）の芯材を構成する繊維強化複合樹脂線状物（Ｘ）の内部構成を示す断面図である。

符号の説明

１ ダクト
２ 接着テープ
４ 空気吸引装置
１０１ フード部
１０１ａ フード部の内面
１０２（１０２ａ,１０２ｂ） 芯材
Ｘ 繊維強化複合樹脂線状物（略、線状物）
Ｘ１ 長繊維（長繊維部）
Ｘ２ 熱硬化性樹脂（熱硬化性樹脂部）
Ｘ３ 熱可塑性樹脂（熱可塑性樹脂部）

Claims (3)

1. 可撓性シートからなるフード部と、該フード部の内面を支持して配置され、該フード部の形状を保持する芯材と、を少なくとも備える伸縮性のダクトであって、
   前記芯材が、長繊維部と、該長繊維部に含浸された状態で熱硬化処理された熱硬化性樹脂部と、該熱硬化樹脂部の外周を被覆する熱可塑性樹脂部と、からなる繊維強化複合樹脂線状物によって構成されたことを特徴とするダクト。
2. 前記繊維強化複合樹脂線状物は、スパイラル状又はリング状に成形されたことを特徴とする請求項１記載のダクト。
3. 工事現場における吸排気のために用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載のダクト。

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