JP2014213599A

JP2014213599A - 管状体製造方法及び管状体

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Publication number: JP2014213599A
Application number: JP2013095779A
Authority: JP
Inventors: 健三郎林; Kenzaburo Hayashi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-11-17
Also published as: KR101515966B1; KR20140129989A

Abstract

【課題】原材料の入手が容易であり、耐薬液性、耐熱性、耐火性及び耐久性に優れ、使用後の再利用も可能な管状体を提供する。【解決手段】管状体製造装置５０は、原料である抄紙３が巻回されたロール１を回転可能に保持する架台２と、架台２から送り出される抄紙３を巻き付ける芯金７（鋼製パイプ）と、芯金７を保持する架台９と、芯金７に巻き付けられる抄紙３によって形成される管状紙体５の周りに塗布する改質剤及び合成樹脂を貯留するタンク４と、芯金７に巻き付けられた抄紙３から落下する改質剤を収容する回収容器８と、回収容器８内の改質剤をタンク４に還流させるためのポンプ１０及び送液管１１と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、化学工場、石油精製コンビナートあるいは製鉄所などの各種工場設備の配管用資材として使用可能な管状体に関する。

化学工場、石油精製コンビナートあるいは製鉄所などの配管施設においては、強酸性薬液や強アルカリ性薬液などの薬液が、日夜を問わず、搬送用パイプを経由して搬送されている。これらの配管施設で使用されているパイプは、その殆どが石油資源を原料とする塩化ビニルなどの合成樹脂製のパイプである（例えば、特許文献１参照）。

一方、過去においては、強酸性薬液や強アルカリ性薬液などの薬液に対する耐久性に優れたパイプとして、アスベストを使用して製造したものが使用されていたが、人体などへの毒性が発見されて以来、使用不可能となっている。

特開平９−１２４８６７号公報

現在、使用不可能となったアスベストを使用したパイプに比べ、塩化ビニルなどの合成樹脂製のパイプは耐薬液性や安全性などの点において優れた特性を有しているが、その原材料である石油資源については、石油産出国である諸外国の状況により、供給量や価格が大きく左右されるので、供給面での安定性に欠けるという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、原材料の入手が容易であり、耐薬液性、耐熱性、耐火性及び耐久性に優れ、使用後の再利用も可能な管状体を提供することにある。

本発明の管状体製造方法は、メタルシリコン、苛性ソーダ、硼砂及び水の混合物を加熱して前記メタルシリコンを溶解する工程を経て形成された改質剤及び合成樹脂を紙材に含浸させる含浸工程と、改質剤及び合成樹脂を含浸させた紙材を筒状の芯金に巻き付ける巻回工程と、前記芯金に巻き付けられた含浸後の紙材を乾燥させる乾燥工程と、を備えたことを特徴とする。

ここで、前記巻回工程と前記乾燥工程の間に、前記芯金に巻き付けられた含浸後の紙材から余剰の前記改質剤及び前記合成樹脂を除去する除液工程を設けることが望ましい。

この場合、前記除液工程が、前記芯金に巻き付けられた含浸後の紙材の少なくとも一部に圧力を加える加圧工程を含むようにすることができる。

また、前記乾燥工程が、前記芯金を昇温させる加熱工程を含むことが望ましい。

次に、発明の管状体は、メタルシリコン、苛性ソーダ、硼砂及び水の混合物を加熱して前記メタルシリコンを溶解する工程を経て形成された改質剤及び合成樹脂を含浸させた管状の紙材を備えたことを特徴とする。

なお、前記改質剤は、特願２０１１−２２４１９５の明細書に記載された改質剤製造装置で製造された、微細化された無機高分子の親水コロイド及び微細化された水分子を含む改質剤を好適に使用することができる。

本発明により、原材料の入手が容易であり、耐薬液性、耐熱性、耐火性及び耐久性に優れ、使用後の再利用も可能な管状体を提供することができる。

本発明の実施形態である管状体の製造装置を示す正面図である。図１に示す製造装置の一部省略平面図である。改質剤が含浸されたから余剰の改質剤を除去する装置を示す一部省略平面図である。本発明の実施形態である管状体を示す斜視図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。図１，図２に示すように、管状体製造装置５０は、原料である抄紙３が巻回されたロール１を、支軸２１を介して回転可能に保持する架台２と、架台２から送り出される抄紙３を巻き付ける芯金７（鋼製パイプ）と、芯金７を保持する架台９と、芯金７に巻き付けられる抄紙３に塗布する改質剤及び合成樹脂を貯留するタンク４と、芯金７に巻き付けられた抄紙３から落下する改質剤を収容する回収容器８と、回収容器８内の改質剤をタンク４に還流させるためのポンプ１０及び送液管１１と、を備えている。支軸２１、芯金７はそれぞれモータ１３，１４及びギヤ１２ａ，１２ｂ，１５ａ，１５ｂを介して回転駆動されているので、抄紙３に常に適切な張力を付与した状態でロール１から芯金７へ巻き付けることができる。

抄紙３の材質は限定しないので、再生紙や再々生紙を使用することができ、新紙であっても良い。抄紙３に塗布する改質剤は、メタルシリコン、苛性ソーダ、硼砂及び水の混合物を加熱して前記メタルシリコンを溶解する工程を経て形成されたものを使用することが望ましいが、特に、特願２０１１−２２４１９５の明細書及び図面に記載された改質剤製造装置で製造された、微細化された無機高分子の親水コロイド及び微細化された水分子を含む改質剤を好適に使用することができる。

即ち、前記改質剤製造装置としては、メタルシリコンを収容した原料容器を収容可能な密閉性を有する反応槽と、反応槽内に注水する給水経路と、反応槽に苛性ソーダ及び硼砂を入れる投入経路と、反応槽内の収容物を昇温させる加熱手段と、反応槽内に形成される液体を原料容器内のメタルシリコンに向かって吹き付ける噴射手段と、を備えたものが望ましい。

前記改質剤製造装置を構成する反応槽内において、メタルシリコン、水、苛性ソーダ及び硼砂の混合物を加熱（例えば、６０℃〜９９℃に加熱）するとともに、反応槽内に形成される液体をメタルシリコンに向かって吹き付けて、メタルシリコンを溶解させる。所定時間経過したら、反応槽内の液体の比重及びｐＨを計測し、比重１．３５程度、ｐＨ１２〜１３となっていれば、反応完了と判断することができる。この後、加熱手段の機能を停止して、室温レベルまで放冷し、反応槽内に形成された液体を取り出せば、この液体を前記改質剤として使用することができる。

図１に示す管状体製造装置５０において、芯金７（直径４０φ）の外周全体にセロファン６を巻き付けた後、タンク４から芯金７に向かって改質剤及び合成樹脂を流下させることによってセロファン６の外周面に改質剤及び合成樹脂を塗布する。なお、セロファン６の外周面に塗布された合成樹脂が硬化することにより、後述する管状体１００の内周面が形成されるので、必要とする耐薬品性、耐熱性、耐火性あるいは耐久性などに応じて前記合成樹脂の種類が決定される。

この後、モータ１３，１４を稼働させることにより、芯金７及び支軸２１を回転させ、架台２側のロール１から送給される抄紙３を、芯金７の外周のセロファン６の周りに巻きつけ、抄紙３によって形成される管状紙体５の周りに改質剤及び合成樹脂を塗布する工程を継続する。そして、芯金７の外周に巻き付けられた抄紙３で形成された管状紙体５の肉厚が、約６ｍｍ程度となった時点で、抄紙３の送給及び改質剤などの塗布を停止し、抄紙３をカットすると、ロール１から切り離された管状紙体３０が完成する。

この後、図３に示すように、架台２の近傍に並設された架台２２に保持された芯金１９に巻回されている鋼線２０（外径３．２ｍｍ）を、芯金７の外周に形成された管状紙体３０の外周に螺旋状に巻き付け、管状紙体３０に圧力を加えることによって、管状紙体３０に含浸されている余剰な改質剤などを搾り取るようにして除去する。芯金７と同様、芯金１９はモータ１７及びギヤ１８ａ，１８ｂを介して回転駆動されているため、鋼線２０に常に適切な張力を付与した状態で、管状紙体３０の外周に螺旋状に巻き付けることができる。

余剰な改質剤などの除去が完了したら、図３に示すように、５０℃〜６０℃程度の温水１６（または水蒸気）を芯金７の内部に送り込んで芯金７を昇温させることによって管状紙体３０を乾燥、固化させる。乾燥、固化が終了した後、芯金７を抜き取ると、図４に示すような管状体１００が完成する。

図４に示す管状体１００について、その一方の開口端部１００ａに圧力計（図示せず）を取り付け、他方の開口端部１００ｂから約２Ｌの塩酸（濃度９８％）を管状体１００内に充填し、加圧ポンプ（図示せず）で圧力を加え、管状体１００内に約３ｋｇ／ｃｍ²の内圧が生じた状態で静置し、１５日経過した時点、及び２０日経過した時点で、それぞれ圧力計の指針を確認したところ、いずれの時点においても加圧時と変化なしであることが判明した。そこで、さらに内圧を約６ｋｇ／ｃｍ²まで高めた状態で６か月間静置し、圧力計の指針を確認したところ、加圧時と変化なしであることが判明した。

また、前述した２０日経過後、６か月経過後における管状体１００を解体して、内周面などを精査したところ、損傷や塩酸の浸透などは検出することができず、優れた耐酸性を有することが判った。

本実施形態の管状体１００は、耐薬液性、耐熱性及び耐久性に優れ、軽量で取扱い・施工が容易である。また、管状体１００は、新紙は勿論、再生紙を原料として製造することができるので、原材料の入手が容易であり、原価も安い。さらに、石油由来の原料を僅かしか使用しないので、石油供給状況に翻弄され難い。

また、１５００℃程度までの不燃性を有しているので、火災発生時などにおいても燃え難く、耐火性も優れている。さらに、使用後の管状体１００は、粉砕した後、前述した改質剤を加えて焼成すると、珪素系のカーボンが生成するので、再利用も可能である。

なお、前述した実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明の管状体製造方法及び管状体は前述した実施形態に限定されない。

本発明の管状体は、化学工場、石油精製コンビナートあるいは製鉄所などの各種工場設備の配管用資材として広く利用することができる。

１ロール
２，９，２２架台
３抄紙
４タンク
５，３０管状紙体
６セロファン
７，１９芯金
８回収容器
１０ポンプ
１１送液管
１２ａ，１２ｂ，１５ａ，１５ｂ，１８ａ，１８ｂギヤ
１３，１４，１７モータ
１６温水
２０鋼線
５０管状体製造装置
１００管状体
１００ａ，１００ｂ開口端部

Claims

メタルシリコン、苛性ソーダ、硼砂及び水の混合物を加熱して前記メタルシリコンを溶解する工程を経て形成された改質剤及び合成樹脂を紙材に含浸させる含浸工程と、改質剤及び合成樹脂を含浸させた紙材を筒状の芯金に巻き付ける巻回工程と、前記芯金に巻き付けられた含浸後の紙材を乾燥させる乾燥工程と、を備えたことを特徴とする管状体製造方法。
前記巻回工程と前記乾燥工程の間に、前記芯金に巻き付けられた含浸後の紙材から余剰の前記改質剤及び前記合成樹脂を除去する除液工程を設けた請求項１記載の管状体製造方法。
前記除液工程が、前記芯金に巻き付けられた含浸後の紙材の少なくとも一部に圧力を加える加圧工程を含む請求項２記載の管状体製造方法。
前記乾燥工程が、前記芯金を昇温させる加熱工程を含む請求項１〜３の何れかに記載の管状体製造方法。
メタルシリコン、苛性ソーダ、硼砂及び水の混合物を加熱して前記メタルシリコンを溶解する工程を経て形成された改質剤及び合成樹脂を含浸させて乾燥させた管状の紙材を備えたことを特徴とする管状体。