JPH0134786B2 - - Google Patents
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- JPH0134786B2 JPH0134786B2 JP55132748A JP13274880A JPH0134786B2 JP H0134786 B2 JPH0134786 B2 JP H0134786B2 JP 55132748 A JP55132748 A JP 55132748A JP 13274880 A JP13274880 A JP 13274880A JP H0134786 B2 JPH0134786 B2 JP H0134786B2
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
- H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys
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- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
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- F16L9/125—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement electrically conducting
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- H05F3/02—Carrying-off electrostatic charges by means of earthing connections
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は例えばプラスチツクシート、プラスチ
ツクパイプなどのような改良された導電性フイラ
メント補強プラスチツク体及びその製造方法に係
わる。
ツクパイプなどのような改良された導電性フイラ
メント補強プラスチツク体及びその製造方法に係
わる。
[従来の技術及びその問題点]
プラスチツクパイプが各種工業部門において耐
食導管として採用されて久しい。従来のプラスチ
ツクパイプの欠点は導電率が低いため危険な静電
荷を発生させることにある。例えばロイズ・オ
ブ・ロンドン(L loyd's of London:ロンド
ンのロイド船級協会)の場合、船上で石油製品を
取扱うのに使用されるフアイバーグラスパイプは
いずれも液流によつてパイプ中に発生する静電荷
が大地へ逃げるようにするため(ASTM D257
−76に従つて試験した結果)表面抵抗が109オー
ム以下でなければならない。本発明以前に製造さ
れた従来のフアイバーグラス補強パイプは表面抵
抗が約1012オームであり、従つて上記用途には不
適当である。また、高周波電磁ビームを遮蔽する
用途についても、経済的な価格の導電性プラスチ
ツクシートなら広く利用されるであろう。
食導管として採用されて久しい。従来のプラスチ
ツクパイプの欠点は導電率が低いため危険な静電
荷を発生させることにある。例えばロイズ・オ
ブ・ロンドン(L loyd's of London:ロンド
ンのロイド船級協会)の場合、船上で石油製品を
取扱うのに使用されるフアイバーグラスパイプは
いずれも液流によつてパイプ中に発生する静電荷
が大地へ逃げるようにするため(ASTM D257
−76に従つて試験した結果)表面抵抗が109オー
ム以下でなければならない。本発明以前に製造さ
れた従来のフアイバーグラス補強パイプは表面抵
抗が約1012オームであり、従つて上記用途には不
適当である。また、高周波電磁ビームを遮蔽する
用途についても、経済的な価格の導電性プラスチ
ツクシートなら広く利用されるであろう。
本発明以前には黒鉛、炭素、銀、アルミニウ
ム、銅の粉末または粒子のような導電材をゴム及
びプラスチツク製品に組込むことにより静電荷発
生を防止したり、高周波シールドを形成した。導
電性を高めるために細断した金属繊維や導電性グ
ラスフイラメントをプラスチツク製品に組込む方
法も採用されている。“ポリマー・エンジニアリ
ング・アンド・サイエンス(Polyner
Engineering and Science)”1977年12月刊、第
17巻、第12号に掲載された論文“導電性重合組成
物”はプラスチツク物品の熱伝導及び導電性を高
めるために導電性フアイバーや導電材の球、薄
片、不規則粒子などを利用する方法を開示してい
る。この論文は繊維状導電材の方が球、薄片、不
規則粒子よりも導電性を著しく改善すると述べて
いる。しかし、最大縦横比が約35:1の短かい繊
維と粒子にしか言及していない。尚、縦横比とは
導電部材の長さと直径との比である。また、導電
性の粉末、粒子及び細断フイラメントを使用する
場合、導電率を所望レベルまで高めるには比較的
多量の材料を必要とするため、コストが高くな
る。
ム、銅の粉末または粒子のような導電材をゴム及
びプラスチツク製品に組込むことにより静電荷発
生を防止したり、高周波シールドを形成した。導
電性を高めるために細断した金属繊維や導電性グ
ラスフイラメントをプラスチツク製品に組込む方
法も採用されている。“ポリマー・エンジニアリ
ング・アンド・サイエンス(Polyner
Engineering and Science)”1977年12月刊、第
17巻、第12号に掲載された論文“導電性重合組成
物”はプラスチツク物品の熱伝導及び導電性を高
めるために導電性フアイバーや導電材の球、薄
片、不規則粒子などを利用する方法を開示してい
る。この論文は繊維状導電材の方が球、薄片、不
規則粒子よりも導電性を著しく改善すると述べて
いる。しかし、最大縦横比が約35:1の短かい繊
維と粒子にしか言及していない。尚、縦横比とは
導電部材の長さと直径との比である。また、導電
性の粉末、粒子及び細断フイラメントを使用する
場合、導電率を所望レベルまで高めるには比較的
多量の材料を必要とするため、コストが高くな
る。
かくして、導電性プラスチツクの利点は既に古
くから公知であるにも拘らず、本発明以前には経
済性に問題があつたため多くの用途でその使用が
制限されて来た。
くから公知であるにも拘らず、本発明以前には経
済性に問題があつたため多くの用途でその使用が
制限されて来た。
従来のフイラメント補強プラスチツクパイプ製
造に際しては、フアイバーグラス、ナイロンなど
のような補強材から成る数百本のフイラメントを
束ねて“エンド(end)”(繊維束)または粗紡糸
を形成し、約15本の“エンド”をまとめて“スト
ランド(strand)”を形成する。従つてこのスト
ランドは数千本のフイラメントを含むことにな
る。さらに、約10乃至約40ストランドをまとめて
テープ、ウエツブまたは帯を形成し、これに液状
樹脂を含浸させることにより個々のフイラメント
をプラスチツクでコーテイングし、樹脂含浸帯を
回転心棒に巻着する。巻着経路は心棒の回転軸線
に対して約54゜の角度を形成する単純螺旋となる
のが普通である。帯を心棒に沿つて先ず右へ、次
いで左へオーバーラツプ螺旋状に巻着して均等に
補強されたパイプ壁を形成する。フイラメントは
概ね連続的な、単一方向の繊維であり、グラスや
アスベストのような鉱物繊維、ウールのような動
物繊維、コツトンのような植物繊維、またはナイ
ロン、レーヨン、ダクロン、オルロンなどのよう
な合成繊維でよい。
造に際しては、フアイバーグラス、ナイロンなど
のような補強材から成る数百本のフイラメントを
束ねて“エンド(end)”(繊維束)または粗紡糸
を形成し、約15本の“エンド”をまとめて“スト
ランド(strand)”を形成する。従つてこのスト
ランドは数千本のフイラメントを含むことにな
る。さらに、約10乃至約40ストランドをまとめて
テープ、ウエツブまたは帯を形成し、これに液状
樹脂を含浸させることにより個々のフイラメント
をプラスチツクでコーテイングし、樹脂含浸帯を
回転心棒に巻着する。巻着経路は心棒の回転軸線
に対して約54゜の角度を形成する単純螺旋となる
のが普通である。帯を心棒に沿つて先ず右へ、次
いで左へオーバーラツプ螺旋状に巻着して均等に
補強されたパイプ壁を形成する。フイラメントは
概ね連続的な、単一方向の繊維であり、グラスや
アスベストのような鉱物繊維、ウールのような動
物繊維、コツトンのような植物繊維、またはナイ
ロン、レーヨン、ダクロン、オルロンなどのよう
な合成繊維でよい。
帯に含浸させ、フイラメントを浸潤させるのに
使用する樹脂または接着剤は巻着または積層工程
に使用される適当な熱硬化または熱可塑樹脂でよ
い。例えばエポキシ、ポリエステル、ビニルエス
テル、フラン、フエノール−ホルムアルデヒドな
どのような熱硬化樹脂を含有する接着剤、または
塩化ポリビニル、塩化ポリビニリデンなどのよう
な熱可塑樹脂を含有する接着剤を使用することが
できる。
使用する樹脂または接着剤は巻着または積層工程
に使用される適当な熱硬化または熱可塑樹脂でよ
い。例えばエポキシ、ポリエステル、ビニルエス
テル、フラン、フエノール−ホルムアルデヒドな
どのような熱硬化樹脂を含有する接着剤、または
塩化ポリビニル、塩化ポリビニリデンなどのよう
な熱可塑樹脂を含有する接着剤を使用することが
できる。
ホフ(Hof)の米国特許第3499815号及びニユ
ーマン(Newman)の米国特許第3519520号は従
来タイプのフアイバー補強プラスチツクパイプの
製造装置及び製法を開示している。この種の公知
パイプは耐食性を要求される多くの用途において
有効であるが、静電荷発生が危険状態を誘発する
ような用途では使用が制限される。
ーマン(Newman)の米国特許第3519520号は従
来タイプのフアイバー補強プラスチツクパイプの
製造装置及び製法を開示している。この種の公知
パイプは耐食性を要求される多くの用途において
有効であるが、静電荷発生が危険状態を誘発する
ような用途では使用が制限される。
シエリダン(Sheridan)の米国特許第3070132
号、ペツツエタキス(Petzetakis)の米国特許第
3555170号、ジヤクソン(Jackson)の米国特許
第3580983号、今村等の米国特許第3958066号及び
カールソン(Carlson)等の米国特許第3963856
号はプラスチツク製品に金属ワイヤー、金属また
は炭素粒子を埋込むことによつてプラスチツク製
品の熱伝導率及び導電率を高める各種方法を開示
している。既に指摘したように、この方法は経済
性に問題があり、例えば商業ベースのプラスチツ
クパイプ製造には多用されるに至つていない。
号、ペツツエタキス(Petzetakis)の米国特許第
3555170号、ジヤクソン(Jackson)の米国特許
第3580983号、今村等の米国特許第3958066号及び
カールソン(Carlson)等の米国特許第3963856
号はプラスチツク製品に金属ワイヤー、金属また
は炭素粒子を埋込むことによつてプラスチツク製
品の熱伝導率及び導電率を高める各種方法を開示
している。既に指摘したように、この方法は経済
性に問題があり、例えば商業ベースのプラスチツ
クパイプ製造には多用されるに至つていない。
[発明の目的]
本発明は、プラスチツク体全体にわたる静電荷
発生を防止して船上プラスチツクパイプに使用す
るための安全条件を満たすと共に、有効な高周波
シールドを形成するに充分な導電率を有する比較
的安価なフイラメント補強プラスチツク体及びそ
れを製造する方法を提供することを目的とする。
発生を防止して船上プラスチツクパイプに使用す
るための安全条件を満たすと共に、有効な高周波
シールドを形成するに充分な導電率を有する比較
的安価なフイラメント補強プラスチツク体及びそ
れを製造する方法を提供することを目的とする。
[発明の構成]
本発明のフイラメント補強プラスチツク体は、
プラスチツク被覆した細長いフイラメントから成
る複数の連続的な帯をそれぞれが側縁を接して各
層を形成するように配置すると共に各組の帯を層
状に順次重ね合わせて壁厚を形成し、少なくとも
いくつかの前記層の帯が他の層の帯と同じ方向に
延び、各帯に含まれる複数フイラメントの大部分
が非導電性であり且つ重ね合わされた帯に含まれ
る複数フイラメントの小部分が導電性であり、同
一方向に延びる重ね合わせた帯に隣接する層に含
まれる導電性フイラメントが互いに横に間隔を保
つようにし、プラスチツクとフイラメントとを結
合することにより形成した壁厚全体に導電性フイ
ラメントがほぼ均一に分布している流体不滲透壁
から成る。こうして、極めて導電率が高く、しか
も金属含有量の極めて低いプラスチツク体が得ら
れる。
プラスチツク被覆した細長いフイラメントから成
る複数の連続的な帯をそれぞれが側縁を接して各
層を形成するように配置すると共に各組の帯を層
状に順次重ね合わせて壁厚を形成し、少なくとも
いくつかの前記層の帯が他の層の帯と同じ方向に
延び、各帯に含まれる複数フイラメントの大部分
が非導電性であり且つ重ね合わされた帯に含まれ
る複数フイラメントの小部分が導電性であり、同
一方向に延びる重ね合わせた帯に隣接する層に含
まれる導電性フイラメントが互いに横に間隔を保
つようにし、プラスチツクとフイラメントとを結
合することにより形成した壁厚全体に導電性フイ
ラメントがほぼ均一に分布している流体不滲透壁
から成る。こうして、極めて導電率が高く、しか
も金属含有量の極めて低いプラスチツク体が得ら
れる。
好ましくは、フイラメントはフアイバーグラス
であり、導電性フイラメントはその外表面に金属
箔膜を担持させたものとする。
であり、導電性フイラメントはその外表面に金属
箔膜を担持させたものとする。
本発明の製法の好ましい実施例では、液状樹脂
でコーテイングした通常の連続フイラメントと導
電性の連続フイラメントから成る帯を導電性フイ
ラメントが壁の厚さ方向全域にわたつてほぼ均一
に分布されるように心棒へオーバーラツプ螺旋状
に巻着することにより所望の厚さの管状補強壁と
して形成することができる。
でコーテイングした通常の連続フイラメントと導
電性の連続フイラメントから成る帯を導電性フイ
ラメントが壁の厚さ方向全域にわたつてほぼ均一
に分布されるように心棒へオーバーラツプ螺旋状
に巻着することにより所望の厚さの管状補強壁と
して形成することができる。
最終製品がプラスチツクパイプなら、管状のま
まで心棒から取外せる剛状態になるまで心棒周り
で硬化させる。
まで心棒から取外せる剛状態になるまで心棒周り
で硬化させる。
最終製品が高周波電磁ビーム遮蔽物として成形
できるプラスチツクシートなら、心棒周りでの樹
脂硬化を、製品の壁が未だ可撓性を保つように途
中で停止させ、心棒周りに位置している間に心棒
の長手方向軸線と平行な線に沿つて前記管状物ま
たは積層物を切開することによりシートを得、こ
れを所望の形状を有する剛性物品として成形及び
硬化する。管状壁を上記方向とは異なる方向に切
開することも可能である。例えば帯と直交する線
に沿つて螺旋状に切開してもよい。
できるプラスチツクシートなら、心棒周りでの樹
脂硬化を、製品の壁が未だ可撓性を保つように途
中で停止させ、心棒周りに位置している間に心棒
の長手方向軸線と平行な線に沿つて前記管状物ま
たは積層物を切開することによりシートを得、こ
れを所望の形状を有する剛性物品として成形及び
硬化する。管状壁を上記方向とは異なる方向に切
開することも可能である。例えば帯と直交する線
に沿つて螺旋状に切開してもよい。
[作用]
上記構成の本発明によれば、導電性フイラメン
ト間の水平間隔が著しく縮小され、しかもフイラ
メントを含む壁の厚さ方向全域にわたつて均一に
かつ効率的に導電性フイラメントが配設されるの
で、少ない金属含有率であつても静電荷の帯電を
効果的に除去できる。
ト間の水平間隔が著しく縮小され、しかもフイラ
メントを含む壁の厚さ方向全域にわたつて均一に
かつ効率的に導電性フイラメントが配設されるの
で、少ない金属含有率であつても静電荷の帯電を
効果的に除去できる。
[実施例]
以下添付図面に従つて本発明を詳述する。
第1図は本発明のプラスチツク体を用いた実施
例で、雄端12を有する第1パイプ片10を導電
性接着剤層13を介して雌端16を有する第2パ
イプ片14に結合したパイプの一部切欠側面図で
ある。接着剤層は約9.53mm(約3/8インチ)の長
さに切断した導電性フイラメントを重量比で約7
%含む普通のエポキシ樹脂である。
例で、雄端12を有する第1パイプ片10を導電
性接着剤層13を介して雌端16を有する第2パ
イプ片14に結合したパイプの一部切欠側面図で
ある。接着剤層は約9.53mm(約3/8インチ)の長
さに切断した導電性フイラメントを重量比で約7
%含む普通のエポキシ樹脂である。
各パイプ片は(図示しない)回転心棒に連続的
なフイラメントから成る樹脂含浸帯(ウエツブま
たはテープ)18を螺旋状に巻着して形成する。
巻着経路は心棒の回転軸線に対して約54゜の角度
を形成する単純な螺旋である。こうして心棒に沿
つて先ず右へ、次いで左へ帯を巻着してオーバー
ラツプされた層を形成することにより均等に補強
されたパイプ壁を形成する。各帯は(詳細には図
示しないが)普通の連続的なフアイバーグラス粗
紡糸ストランド19を19本及び連続的な導電性フ
アイバーグラスフイラメントのストランド20を
1本含み、合計20本で幅約5.08cm(約2インチ)
の帯を形成する。各ストランドは15本の“エン
ド”(スライバー、繊維束)を含み、各“エンド”
は408本のフイラメントを含み、従つて、各スト
ランドは合計約6000本のフイラメントを含む。導
電性フアイバーグラスフイラメントの量は帯を構
成する導電性フイラメント1ストランドに対する
通常フアイバーグラスのストランド数を増やすこ
とによつて減らすことができる。例えば導電性粗
紡糸の使用量が1ストランドのままでも帯幅を
5.08cm(2インチ)から12.7cm(5インチ)に拡
げることができる。導電性フイラメントは1977年
12月刊“ポリマー・エンジニアリング・アンド・
サイエンス”に掲載されたドナルド・M・ビツグ
(Donald M.Bigg)の論文“導電性重合組成物”
に記載されているようなものでもよい。本発明に
使用できる導電性フイラメントはMBAアソシエ
ーツ(MBA Associates)からも得られる。こ
の種の製品はポンド当たり201.2m乃至1097m
(220ヤード乃至1200ヤード)のストランドから成
るのが普通である。
なフイラメントから成る樹脂含浸帯(ウエツブま
たはテープ)18を螺旋状に巻着して形成する。
巻着経路は心棒の回転軸線に対して約54゜の角度
を形成する単純な螺旋である。こうして心棒に沿
つて先ず右へ、次いで左へ帯を巻着してオーバー
ラツプされた層を形成することにより均等に補強
されたパイプ壁を形成する。各帯は(詳細には図
示しないが)普通の連続的なフアイバーグラス粗
紡糸ストランド19を19本及び連続的な導電性フ
アイバーグラスフイラメントのストランド20を
1本含み、合計20本で幅約5.08cm(約2インチ)
の帯を形成する。各ストランドは15本の“エン
ド”(スライバー、繊維束)を含み、各“エンド”
は408本のフイラメントを含み、従つて、各スト
ランドは合計約6000本のフイラメントを含む。導
電性フアイバーグラスフイラメントの量は帯を構
成する導電性フイラメント1ストランドに対する
通常フアイバーグラスのストランド数を増やすこ
とによつて減らすことができる。例えば導電性粗
紡糸の使用量が1ストランドのままでも帯幅を
5.08cm(2インチ)から12.7cm(5インチ)に拡
げることができる。導電性フイラメントは1977年
12月刊“ポリマー・エンジニアリング・アンド・
サイエンス”に掲載されたドナルド・M・ビツグ
(Donald M.Bigg)の論文“導電性重合組成物”
に記載されているようなものでもよい。本発明に
使用できる導電性フイラメントはMBAアソシエ
ーツ(MBA Associates)からも得られる。こ
の種の製品はポンド当たり201.2m乃至1097m
(220ヤード乃至1200ヤード)のストランドから成
るのが普通である。
第2図は代表的な導電性フイラメント22の横
断面図である。フイラメント22は直径が約20μ
(約0.8ミル)の通常の円筒状グラスフアイバー2
4を含む。グラスフアイバーの全長に亘つて、但
し周面の半分だけに厚さ2.5μ(0.1ミル)のアルミ
ニウムコーテイング26を施す。導電性フイラメ
ントの全周面をアルミニウムその他の適当な材料
でコーテイングしてもよいことはいうまでもな
い。
断面図である。フイラメント22は直径が約20μ
(約0.8ミル)の通常の円筒状グラスフアイバー2
4を含む。グラスフアイバーの全長に亘つて、但
し周面の半分だけに厚さ2.5μ(0.1ミル)のアルミ
ニウムコーテイング26を施す。導電性フイラメ
ントの全周面をアルミニウムその他の適当な材料
でコーテイングしてもよいことはいうまでもな
い。
本発明に使用されるフイラメントは導電性のも
のも非導電性のものも被補強物の全長にわたつて
連続的である。従つて、連続的な導電性フイラメ
ントは500:1またはそれ以上の大きい縦横比
(長さ:直径)を示すことになる。例えば長さ
609.6cm(20フイート)のパイプ片における連続
的な導電性フイラメントの縦横比は240000:1以
上である。フイラメントはグラスやアスベストの
ような鉱物繊維、ウールのような動物繊維、コツ
トンのような植物繊維のほか、ナイロン、レーヨ
ン、ダクロン、オルロンなどのような合成繊維で
もよい。
のも非導電性のものも被補強物の全長にわたつて
連続的である。従つて、連続的な導電性フイラメ
ントは500:1またはそれ以上の大きい縦横比
(長さ:直径)を示すことになる。例えば長さ
609.6cm(20フイート)のパイプ片における連続
的な導電性フイラメントの縦横比は240000:1以
上である。フイラメントはグラスやアスベストの
ような鉱物繊維、ウールのような動物繊維、コツ
トンのような植物繊維のほか、ナイロン、レーヨ
ン、ダクロン、オルロンなどのような合成繊維で
もよい。
帯に含浸させ、フイラメントをコーテイングす
るのに使用する樹脂または接着剤としては、巻着
または積層工程において使用される適当な熱硬化
または熱可塑樹脂を使用することができる。例え
ば、エポキシ、ポリエステル、メラミン−ホルム
アルデヒド、尿素ホルムアルデヒド、フエノール
−ホルムアルデヒドなどのような熱硬化樹脂を含
有する接着剤またはポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデンなどのような熱可塑樹脂を含有する接着
剤を使用できる。
るのに使用する樹脂または接着剤としては、巻着
または積層工程において使用される適当な熱硬化
または熱可塑樹脂を使用することができる。例え
ば、エポキシ、ポリエステル、メラミン−ホルム
アルデヒド、尿素ホルムアルデヒド、フエノール
−ホルムアルデヒドなどのような熱硬化樹脂を含
有する接着剤またはポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビ
ニリデンなどのような熱可塑樹脂を含有する接着
剤を使用できる。
第1図図示のようなパイプは公称直径が5.08cm
(2インチ)(平均外径6.06cm(2.384インチ)、平
均内径5.33cm(2.098インチ))となるように形成
されたものである。パイプは平均壁厚0.58mm
(0.023インチ)の普通の内張り28を含み、平均補
強壁厚は3.05mm(0.120インチ)となる。(当業者
の間でCベール補強内張りと呼ばれる)この内張
り28を先ず心棒に巻着してから普通のフアイバ
ーグラスフイラメント及び導電性グラスフイラメ
ントから成るエポキシ樹脂含浸帯を2層重ねる。
各層は2つのサーキツトを含み、各サーキツトを
形成するには心棒に沿つて各方向に帯を1回パス
させねばならない。即ち、パイプの製造に際して
は先ず心棒に厚さ0.25mm(10ミル)のCベール材
を2/3オーバーラツプでパスさせ、次いで1つの
方向に帯をパスさせ、さらに反対方向にもパスさ
せて第1サーキツトを形成し、同様に第2サーキ
ツトを形成して第1層を完成する。究極的には2
つの層を形成して最終パイプ壁厚を得る。心棒に
沿つて各方向ごとに1回のパスを含むサーキツト
を層ごとに2つ形成するには合計して心棒沿いに
帯を8回パスさせる必要がある。プラスチツクパ
イプ製造の当業者に公知の、他の方法及び材料を
採用してもよい。
(2インチ)(平均外径6.06cm(2.384インチ)、平
均内径5.33cm(2.098インチ))となるように形成
されたものである。パイプは平均壁厚0.58mm
(0.023インチ)の普通の内張り28を含み、平均補
強壁厚は3.05mm(0.120インチ)となる。(当業者
の間でCベール補強内張りと呼ばれる)この内張
り28を先ず心棒に巻着してから普通のフアイバ
ーグラスフイラメント及び導電性グラスフイラメ
ントから成るエポキシ樹脂含浸帯を2層重ねる。
各層は2つのサーキツトを含み、各サーキツトを
形成するには心棒に沿つて各方向に帯を1回パス
させねばならない。即ち、パイプの製造に際して
は先ず心棒に厚さ0.25mm(10ミル)のCベール材
を2/3オーバーラツプでパスさせ、次いで1つの
方向に帯をパスさせ、さらに反対方向にもパスさ
せて第1サーキツトを形成し、同様に第2サーキ
ツトを形成して第1層を完成する。究極的には2
つの層を形成して最終パイプ壁厚を得る。心棒に
沿つて各方向ごとに1回のパスを含むサーキツト
を層ごとに2つ形成するには合計して心棒沿いに
帯を8回パスさせる必要がある。プラスチツクパ
イプ製造の当業者に公知の、他の方法及び材料を
採用してもよい。
パイプを形成したら赤外線下で樹脂をゲル化
し、149℃(300〓)で1時間にわたり事後硬化さ
せる。
し、149℃(300〓)で1時間にわたり事後硬化さ
せる。
パイプは重量比で約2.9%の導電性グラス、即
ち約0.4%の金属を含む。ASTM D257−76に従
つて試験したパイプの直流電気抵抗はロイズ・オ
ブ・ロンドンが設定している最大抵抗値109オー
ムよりも遥かに低い8.3×101であつた。パイプ壁
を構成する帯中の導電性グラス粗紡糸ストランド
を省くことを除き、本発明と全く同様に製造され
た従来のフアイバーグラス補強プラスチツクパイ
プの抵抗値は2.68×1012であつた。
ち約0.4%の金属を含む。ASTM D257−76に従
つて試験したパイプの直流電気抵抗はロイズ・オ
ブ・ロンドンが設定している最大抵抗値109オー
ムよりも遥かに低い8.3×101であつた。パイプ壁
を構成する帯中の導電性グラス粗紡糸ストランド
を省くことを除き、本発明と全く同様に製造され
た従来のフアイバーグラス補強プラスチツクパイ
プの抵抗値は2.68×1012であつた。
また、重量比で僅かに1.3%の導電性グラス
(約0.2%の金属)を含有することを除いて上述し
たように製造した類似の導電性パイプもロイズ・
オブ・ロンドンによる設定最大値よりも遥かに低
い低抗値を示した。
(約0.2%の金属)を含有することを除いて上述し
たように製造した類似の導電性パイプもロイズ・
オブ・ロンドンによる設定最大値よりも遥かに低
い低抗値を示した。
パイプの内側に張るCベール材は導電性フイラ
メントを含んでいないから、その電気抵抗はパイ
プ外面の電気抵抗値よりも高い。Cベール内張り
28を張る前に心棒に(第3図に示すように)導
電性フイラメント23のストランドを巻着するこ
とにより、パイプ内側の導電性を高める。導電性
フイラメント23のストランド及びCベール内張
り28はいずれも心棒へ巻着する前に液状樹脂を
含浸させるから、樹脂の硬化に伴なつて両者が互
いに結合される。
メントを含んでいないから、その電気抵抗はパイ
プ外面の電気抵抗値よりも高い。Cベール内張り
28を張る前に心棒に(第3図に示すように)導
電性フイラメント23のストランドを巻着するこ
とにより、パイプ内側の導電性を高める。導電性
フイラメント23のストランド及びCベール内張
り28はいずれも心棒へ巻着する前に液状樹脂を
含浸させるから、樹脂の硬化に伴なつて両者が互
いに結合される。
本発明のプラスチツク材を利用して高周波電磁
ビーム遮蔽用のシートを製造する場合もパイプ製
造と同様の手順で行うことができる。
ビーム遮蔽用のシートを製造する場合もパイプ製
造と同様の手順で行うことができる。
本発明のシート形状を第3図に詳細に図示し
た。即ち、エポキシ樹脂から成る壁30には、
(図示しないが)通常のフアイバーグラスフイラ
メントと、アルミニウムのコーテイングを施した
フアイバーグラスフイラメント22が含まれ、フ
イラメント22は壁30の厚さ方向全体にわたつ
て分布している。図解を単純化するため導電性フ
アイバーグラス・フイラメントのストランドだけ
を図示した。また、内張り材シート28の表面に
は導電性フイラメントのストランド20が結合さ
れている。
た。即ち、エポキシ樹脂から成る壁30には、
(図示しないが)通常のフアイバーグラスフイラ
メントと、アルミニウムのコーテイングを施した
フアイバーグラスフイラメント22が含まれ、フ
イラメント22は壁30の厚さ方向全体にわたつ
て分布している。図解を単純化するため導電性フ
アイバーグラス・フイラメントのストランドだけ
を図示した。また、内張り材シート28の表面に
は導電性フイラメントのストランド20が結合さ
れている。
第4図は例えば炭化水素、石油化学薬品などの
ような可燃性流体の処理にパイプを使用する場合
のように、プラスチツクパイプの表面に許容され
る電荷量に制約がある使用条件を想定したパイプ
39を製造する本発明の他の実施例を示す。第4
図において、管状心棒40に0.25mm(10ミル)の
Cベール材42を2/3オーバーラツプ、1回パス
で螺旋状に巻着することは上述の通りであるが、
ここではCベール材に例えば重量比で約33%の粉
末状炭素を含むエポキシ樹脂のような導電性樹脂
を含浸させる。従つてCベール材はパイプ内面の
導電性内張りを形成する。
ような可燃性流体の処理にパイプを使用する場合
のように、プラスチツクパイプの表面に許容され
る電荷量に制約がある使用条件を想定したパイプ
39を製造する本発明の他の実施例を示す。第4
図において、管状心棒40に0.25mm(10ミル)の
Cベール材42を2/3オーバーラツプ、1回パス
で螺旋状に巻着することは上述の通りであるが、
ここではCベール材に例えば重量比で約33%の粉
末状炭素を含むエポキシ樹脂のような導電性樹脂
を含浸させる。従つてCベール材はパイプ内面の
導電性内張りを形成する。
次いで心棒及びCベール材に心棒軸線に対して
約54゜の角度で螺旋状に、連続的なグラスフイラ
メント帯44を往復巻着する。帯は公知の連続的
なフアイバーグラスフイラメントの粗紡系ストラ
ンド46を12本含み、帯の中心には連続的な導電
性フアイバーグラスフイラメントの粗紡系ストラ
ンド48を1本含んでいる。導電性フイラメント
は第2図図示のものと同じである。13本のストラ
ンドが幅約3.05cm(1.2インチ)の帯を形成する。
各ストランドは15本の粗紡系を含み、各粗紡系は
408本の個別グラスフイラメントを含むから、各
ストランドに含まれる連続的なグラスフイラメン
トは約6000本となる。帯は心棒の周りで前後に螺
旋状に巻着されており、巻着パターンは一層毎に
31/4サーキツトを必要とするため、導電性スト
ランドは、第13番目のサーキツトの終りでパター
ンが完了するまで、各層毎に帯幅の1/4宛前進す
る。
約54゜の角度で螺旋状に、連続的なグラスフイラ
メント帯44を往復巻着する。帯は公知の連続的
なフアイバーグラスフイラメントの粗紡系ストラ
ンド46を12本含み、帯の中心には連続的な導電
性フアイバーグラスフイラメントの粗紡系ストラ
ンド48を1本含んでいる。導電性フイラメント
は第2図図示のものと同じである。13本のストラ
ンドが幅約3.05cm(1.2インチ)の帯を形成する。
各ストランドは15本の粗紡系を含み、各粗紡系は
408本の個別グラスフイラメントを含むから、各
ストランドに含まれる連続的なグラスフイラメン
トは約6000本となる。帯は心棒の周りで前後に螺
旋状に巻着されており、巻着パターンは一層毎に
31/4サーキツトを必要とするため、導電性スト
ランドは、第13番目のサーキツトの終りでパター
ンが完了するまで、各層毎に帯幅の1/4宛前進す
る。
第4図から明らかなように、先ず左から右へ帯
を巻着して、隣接ターン50A及び50Bを有す
る第1螺旋50を形成する。ターン50A及び5
0Bの隣接縁間の間隔は帯の幅の21/4倍に等し
い。(図示しないが)同様の螺旋を右から左へ心
棒に巻着することにより、心棒に沿つて往復する
2つのパスで第1サーキツトを完成する。図示の
便宜上、以下に述べる各サーキツトの後半は第4
図に図示しなかつた。
を巻着して、隣接ターン50A及び50Bを有す
る第1螺旋50を形成する。ターン50A及び5
0Bの隣接縁間の間隔は帯の幅の21/4倍に等し
い。(図示しないが)同様の螺旋を右から左へ心
棒に巻着することにより、心棒に沿つて往復する
2つのパスで第1サーキツトを完成する。図示の
便宜上、以下に述べる各サーキツトの後半は第4
図に図示しなかつた。
第2螺旋60はその後縁が第1螺旋の前縁付近
に来るように右から左へ心棒に巻着する。第4図
には第2螺旋の第1ターン60Aだけを図示し
た。
に来るように右から左へ心棒に巻着する。第4図
には第2螺旋の第1ターン60Aだけを図示し
た。
第3螺旋64はその後縁が第2螺旋の帯の前縁
付近に、前縁が第1螺旋第2ターン50Bの後縁
と間隔を保つて帯幅の1/4に等しい幅のギヤツプ
65を残すように心棒に巻着する。第4図には第
3螺旋の第1ターン64Aだけを図示した。
付近に、前縁が第1螺旋第2ターン50Bの後縁
と間隔を保つて帯幅の1/4に等しい幅のギヤツプ
65を残すように心棒に巻着する。第4図には第
3螺旋の第1ターン64Aだけを図示した。
第4螺旋68はその後縁1/4がギヤツプ65を
埋めるように心棒に巻着する。第4螺旋68の前
縁3/4が第1螺旋ターンの後縁3/4とオーバーラツ
プする。
埋めるように心棒に巻着する。第4螺旋68の前
縁3/4が第1螺旋ターンの後縁3/4とオーバーラツ
プする。
第5、第6、第7、第8、第9、第10、第11、
第12及び第13螺旋70,72,74,76,7
8,80,82,84,86は各螺旋の後縁が先
行螺旋の前縁付近に来るようにそれぞれ上述のよ
うに且つ第4図図示のように順次巻着する。即
ち、第7螺旋の前縁1/2は第1螺旋の後縁1/2とオ
ーバーラツプし、第10螺旋の前縁1/4は第1螺旋
の後縁1/4とオーバーラツプする。第13螺旋の前
縁が第1螺旋の後縁付近に来て巻着パターン及び
約3.81mm(0.15インチ)の総壁厚を完成する。こ
うして得られた構造において、各層の帯によつて
形成される螺旋は順次側縁を接し、このような層
が重なり合つてパイプの壁を形成する。従つて、
各螺旋の帯に含まれる導電性素子は1つの層(3
1/4サーキツト)から次の層へ帯幅の1/4だけシフ
トする。こうしてパイプの壁厚全体は導電性フイ
ラメントがほぼ一様に分布されるため、導電性フ
イラメントを壁厚中で多少とも重なり合うように
する巻着方法と比較して隣接する導電性フイラメ
ント間の水平間隔が著しく縮小される。隣接する
導電性フイラメント間のこのように縮小された間
隔は導電性グラスフイラメント量を増やすさずに
達成され、表面電荷を迅速に低く、安全な値に消
散させるパイプが得られる。以上に述べた以外の
種々の巻着パターンでも導電素子の必要な分布を
達成できることはいうまでもない。
第12及び第13螺旋70,72,74,76,7
8,80,82,84,86は各螺旋の後縁が先
行螺旋の前縁付近に来るようにそれぞれ上述のよ
うに且つ第4図図示のように順次巻着する。即
ち、第7螺旋の前縁1/2は第1螺旋の後縁1/2とオ
ーバーラツプし、第10螺旋の前縁1/4は第1螺旋
の後縁1/4とオーバーラツプする。第13螺旋の前
縁が第1螺旋の後縁付近に来て巻着パターン及び
約3.81mm(0.15インチ)の総壁厚を完成する。こ
うして得られた構造において、各層の帯によつて
形成される螺旋は順次側縁を接し、このような層
が重なり合つてパイプの壁を形成する。従つて、
各螺旋の帯に含まれる導電性素子は1つの層(3
1/4サーキツト)から次の層へ帯幅の1/4だけシフ
トする。こうしてパイプの壁厚全体は導電性フイ
ラメントがほぼ一様に分布されるため、導電性フ
イラメントを壁厚中で多少とも重なり合うように
する巻着方法と比較して隣接する導電性フイラメ
ント間の水平間隔が著しく縮小される。隣接する
導電性フイラメント間のこのように縮小された間
隔は導電性グラスフイラメント量を増やすさずに
達成され、表面電荷を迅速に低く、安全な値に消
散させるパイプが得られる。以上に述べた以外の
種々の巻着パターンでも導電素子の必要な分布を
達成できることはいうまでもない。
巻着終了後、樹脂を硬化して流体不滲透壁を有
するパイプを形成し、パイプを心棒から取外す。
するパイプを形成し、パイプを心棒から取外す。
必要ならば第4図に関連して述べたように形成
した巻着材を心棒から切り取ることによつて可撓
シートを形成し、前述のように使用することも可
能である。
した巻着材を心棒から切り取ることによつて可撓
シートを形成し、前述のように使用することも可
能である。
すでに指摘したように、サーキツトの後半で形
成される螺旋は第4図に図示しなかつた。しか
し、実際のパイプではサーキツト後半の螺旋が図
示の螺旋と交差して、導電性フイラメントが互い
に交差する位置に多数の電気的接点を形成する。
また、心棒に巻着される最初の3つまたは4つの
螺旋中の導電性フイラメントは導電性内張りとの
良好な電気的接触関係を形成するから、導電性フ
イラメントは流体不滲透壁の壁厚全体及びその外
表面上にほぼ一様に分布され、従つてパイプを正
しく接地すれば、壁のどの部分に発生する電荷も
迅速に消散する。なぜなら、パイプはあたかもそ
の内側から外表面まで全体が導電材で形成されて
いるかのように作用するからである。
成される螺旋は第4図に図示しなかつた。しか
し、実際のパイプではサーキツト後半の螺旋が図
示の螺旋と交差して、導電性フイラメントが互い
に交差する位置に多数の電気的接点を形成する。
また、心棒に巻着される最初の3つまたは4つの
螺旋中の導電性フイラメントは導電性内張りとの
良好な電気的接触関係を形成するから、導電性フ
イラメントは流体不滲透壁の壁厚全体及びその外
表面上にほぼ一様に分布され、従つてパイプを正
しく接地すれば、壁のどの部分に発生する電荷も
迅速に消散する。なぜなら、パイプはあたかもそ
の内側から外表面まで全体が導電材で形成されて
いるかのように作用するからである。
即ち、例えばパイプを貫流する流体からの静電
気によりパイプ内側に大きい電荷が発生するな
ら、接地することによりパイプの外表面を放電か
ら遮断すればよい。1例として、非接地状態でパ
イプ内側に、4000ボルトの電荷を発生させること
により第4図に関連して述べたように形成したパ
イプを試験したところ、非接地状態でパイプ外表
面に3800ボルトの電圧が現われた。パイプ外側を
接地し、内側の電圧を4000ボルトのままに維持し
たところ、外表面の電圧はたちまち15ボルトに降
下したが、これは工業上許容できる値である。
気によりパイプ内側に大きい電荷が発生するな
ら、接地することによりパイプの外表面を放電か
ら遮断すればよい。1例として、非接地状態でパ
イプ内側に、4000ボルトの電荷を発生させること
により第4図に関連して述べたように形成したパ
イプを試験したところ、非接地状態でパイプ外表
面に3800ボルトの電圧が現われた。パイプ外側を
接地し、内側の電圧を4000ボルトのままに維持し
たところ、外表面の電圧はたちまち15ボルトに降
下したが、これは工業上許容できる値である。
3800ボルトでは許容できない。
以上の説明から明らかなように、本発明のプラ
スチツク体はパイプのほか、例えばパイプ取付
具、構造部材なども含む極めて広汎な導電性構造
体に応用できる。
スチツク体はパイプのほか、例えばパイプ取付
具、構造部材なども含む極めて広汎な導電性構造
体に応用できる。
[発明の効果]
以上説明した通り、本発明は、連続的な導電性
フイラメントが全構造の極く一部を形成し、しか
も導電性フイラメントを非導電性硬化樹脂でコー
テイングするにも拘らず、最終形成物が極めて低
い表面抵抗を示すというすぐれた効果を有し、静
電荷の発生が許されないような用途に好適であ
る。本発明の製品はまた、金属含有量が極めて少
ないにも拘らず高周波ビームに対するすぐれた遮
蔽効果を提供する。
フイラメントが全構造の極く一部を形成し、しか
も導電性フイラメントを非導電性硬化樹脂でコー
テイングするにも拘らず、最終形成物が極めて低
い表面抵抗を示すというすぐれた効果を有し、静
電荷の発生が許されないような用途に好適であ
る。本発明の製品はまた、金属含有量が極めて少
ないにも拘らず高周波ビームに対するすぐれた遮
蔽効果を提供する。
第1図は本発明に基づいて製造されたパイプ片
の互いに隣接する2つの端部を導電性接着層を介
して接合した状態を一部切欠いて示す部分側面図
であり、第2図は本発明のプラスチツク体に使用
される導電性グラスフイラメントの横断面図であ
り、第3図は第1図の3−3域における拡大断面
図、第4図は本発明の他の実施例を示す拡大断面
図である。 10……第1パイプ片、12……第2パイプ片
の雄端、13……接着剤層、14……第2パイプ
片、16……第2パイプ片の雌端、18……樹脂
含浸帯、20……導電性フイラメントのストラン
ド、22……導電性フイラメント、24……グラ
スフアイバー、26……アルミニウムコーテイン
グ、28……内張り材シート、39……パイプ、
40……心棒、48……導電性フイラメントのス
トランド。
の互いに隣接する2つの端部を導電性接着層を介
して接合した状態を一部切欠いて示す部分側面図
であり、第2図は本発明のプラスチツク体に使用
される導電性グラスフイラメントの横断面図であ
り、第3図は第1図の3−3域における拡大断面
図、第4図は本発明の他の実施例を示す拡大断面
図である。 10……第1パイプ片、12……第2パイプ片
の雄端、13……接着剤層、14……第2パイプ
片、16……第2パイプ片の雌端、18……樹脂
含浸帯、20……導電性フイラメントのストラン
ド、22……導電性フイラメント、24……グラ
スフアイバー、26……アルミニウムコーテイン
グ、28……内張り材シート、39……パイプ、
40……心棒、48……導電性フイラメントのス
トランド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 電気抵抗が比較的低いフイラメント補強プラ
スチツク体であつて、プラスチツク被覆した細長
いフイラメントから成る複数の連続的な帯をそれ
ぞれが側縁を接して各層を形成するように配置す
ると共に各組の帯を層状に順次重ね合わせて壁厚
を形成し、少なくともいくつかの前記層の帯が他
の層の帯と同じ方向に延び、各帯に含まれる複数
フイラメントの大部分が非導電性であり且つ重ね
合わされた帯に含まれる複数フイラメントの小部
分が導電性であり、同一方向に延びる重ね合わせ
た帯に隣接する層に含まれる導電性フイラメント
が互いに横に間隔を保つようにし、プラスチツク
とフイラメントとを結合することにより形成した
壁厚全体に導電性フイラメントがほぼ均一に分布
している流体不滲透壁から成ることを特徴とする
フイラメント補強プラスチツク体。 2 導電性フイラメントが金属で被覆したグラス
フイラメントであることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載のフイラメント補強プラスチツ
ク体。 3 それぞれの帯が少なくとも1本の導電性フイ
ラメントを含むことを特徴とする特許請求の範囲
第1項または第2項に記載のフイラメント補強プ
ラスチツク体。 4 壁の一方の面において壁に含まれる少なくと
もいくつかの導電性フイラメントと接触する導電
被覆を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1
項または第2項に記載のフイラメント補強プラス
チツク体。 5 帯が螺旋状を呈し、壁が管状を呈してパイプ
を形成することを特徴とする特許請求の範囲第1
項または第2項に記載のフイラメント補強プラス
チツク体。 6 隣接端で互いに連結された連続した細長い管
であり、該管の隣接端を導電性接着剤で結合して
導管を形成して成ることを特徴とする特許請求の
範囲第1項または第2項に記載のフイラメント補
強プラスチツク体。 7 流体不滲透壁を有するフイラメント補強プラ
スチツク体の製造方法であつて、プラスチツク被
覆した細長いフイラメントを束ねて成る帯を管状
体が形成されるように複数の連続的な螺旋の形で
少なくとも一方向に心棒に巻着し、前記帯に含ま
れる複数フイラメントの大部分が非導電性で小部
分が導電性であり、前記巻着に際して各組の螺旋
が順次側縁を接して各層を形成すると共に層を形
成する各組の螺旋が逐次積み重なつて壁厚形成
し、同一方向に巻着された螺旋の隣接して積み重
なる層がそれぞれ少なくとも1本の導電性フイラ
メントを含み、これら隣接して積み重なる層に含
まれている導電性フイラメントが互いに横に間隔
を保つようにし、次いでプラスチツクを硬化して
固形の流体不滲透壁を形成することを特徴とする
フイラメント補強プラスチツク体の製造方法。 8 心棒に帯をオーバーラツプ状に巻着する工程
を含むことを特徴とする特許請求の範囲第7項に
記載の製造方法。 9 各帯に連続的な導電性フイラメントを配置す
ることを特徴とする特許請求の範囲第7項に記載
の製造方法。 10 心棒周りの管状体を切開してシートを形成
し、しかる後に心棒から該シートを取外すことを
特徴とする特許請求の範囲第7項に記載の製造方
法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/078,039 US4330811A (en) | 1978-04-03 | 1979-09-24 | Filament-reinforced plastic article |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5651348A JPS5651348A (en) | 1981-05-08 |
JPH0134786B2 true JPH0134786B2 (ja) | 1989-07-20 |
Family
ID=22141541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13274880A Granted JPS5651348A (en) | 1979-09-24 | 1980-09-24 | Filament reinforcing plastic article |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4330811A (ja) |
EP (1) | EP0028310B1 (ja) |
JP (1) | JPS5651348A (ja) |
BE (1) | BE885375R (ja) |
DE (1) | DE3071583D1 (ja) |
IT (1) | IT1129271B (ja) |
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- 1980-09-24 DE DE8080105742T patent/DE3071583D1/de not_active Expired
- 1980-09-24 BE BE0/202217A patent/BE885375R/fr not_active IP Right Cessation
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IT1129271B (it) | 1986-06-04 |
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