【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]
本考案は、屋外分野で使用されるFRP複合管
に関し、更に詳細には、強化プラスチツク層の外
側に熱可塑性樹脂を積層してなる耐候性FRP複
合管に関するものである。
従来、実公昭56−52019号公報に開示されてい
るような３層構造のFRP複合管はあるが、この
FRP複合管は強化プラスチツク層の内外側に
ABS樹脂を積層したものであり、なるほど圧縮
強度は大きいが、このABS樹脂は耐候性が悪い
ため被覆材として使用した場合は、経時につれて
耐候性が著しく低下し、表面が硬くなつて脆くな
り、表面がヒビわれし、外気や水分等が強化プラ
スチツク層に浸透して不飽和ポリエステル樹脂が
この水分によつて加水分解されて劣化し、又表面
がチヨーキング現象によつて白化し、表面光沢も
急速に低下する等の欠点があり、屋外に使用する
と、短期間で取り替えなければならないため実用
配管材としては現実に使用できなかつた。
又、ポリエチレンを被覆材としたFRP複合管
も知られているが、収縮率が大きいため、被覆材
が収縮して管の両端部から強化プラスチツク層が
露出し、ここから毛細管現象によつてガラス繊維
中に水分が浸透し、強化プラスチツク層を加水分
解させて劣化させる原因を誘発する。
更に、ウレタン樹脂を被覆材としたFRP複合
管も白化しやすく、耐候性も悪いため屋外用には
使用できない等種々の欠点を有し、屋外用の
FRP複合管として実際に使用できるものはない。
本考案は、かかる実情に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、耐候性を良くして
屋外用配管に使用できるように改質した耐候性
FRP複合管を提供することにある。
即ち、この目的を達成するために、本考案の耐
候性FRP複合管は、強化プラスチツク層の外側
に、エチレン−プロピレンゴムにスチレンアクリ
ロニトリルをグラフト共重合させたAES樹脂に
よる被覆層が成形された構造にしている。
以下、本考案の実施例を図面に示して説明す
る。第１図は、本考案実施例のFRP複合管Ａの
断面図を示したものであり、このFRP複合管Ａ
は、内芯１に塩化ビニル樹脂を使用し、その外側
に強化プラスチツク層２を設け、該強化プラスチ
ツク層２の外側にエチレン−プロピレンゴムにス
チレンアクリロニトリルをグラフト共重合させた
AES樹脂からなる被覆層３を連続引抜成形にて
一体に複合化したものである。
ここで、内芯１用の塩化ビニル樹脂は、一般の
塩化ビニル樹脂や耐熱用として改質した塩化ビニ
ル樹脂であり、内芯１用としては、この他、
ABS樹脂やAES樹脂等の熱可塑性樹脂も使用で
きる。強化プラスチツク層２は、管軸方向に沿つ
てガラスロービング２ａを添着し、その上からガ
ラス繊維２ｂを円周方向に巻回して不飽和ポリエ
ステル樹脂を含浸し、内芯１と一体に硬化させ、
内芯１の曲げ強度、衝激強度等を向上させる作用
をもたせており、特に塩化ビニル樹脂を内芯１に
使用する場合、テレフタル酸系若しくはイソ系の
不飽和ポリエステル樹脂を使用して塩化ビニル樹
脂との接着強度を増し、界面剥離を防止して、曲
げ強度や圧縮強度を上げるようにしている。
尚、第１表は、塩化ビニル樹脂と不飽和ポリエ
ステル樹脂との成分の相違による接着強度のちが
いを示し、又、第２表は、外径41mm、強化プラス
チツク層２の厚み2.25mm、塩化ビニル樹脂による
内芯１の厚み1.5mmのFRP複合管の曲げ強度を示
したものであり、塩化ビニル樹脂と接着性を良く
したテレクタル酸系及びイソ系の不飽和ポリエス
テル樹脂を使用した場合は、塩化ビニル樹脂と接
着性の悪いオルソ系の場合より著しく曲げ強度が
大きくなることが解明できた。
The present invention relates to an FRP composite pipe used in outdoor fields, and more particularly to a weather-resistant FRP composite pipe formed by laminating a thermoplastic resin on the outside of a reinforced plastic layer. Conventionally, there is an FRP composite pipe with a three-layer structure as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 56-52019, but this
FRP composite pipes have reinforced plastic layers on the inside and outside.
It is made by laminating ABS resin, and it has a high compressive strength, but since this ABS resin has poor weather resistance, if it is used as a covering material, the weather resistance will decrease significantly over time, and the surface will become hard and brittle. The surface cracks, outside air and moisture penetrate into the reinforced plastic layer, and the unsaturated polyester resin is hydrolyzed and deteriorated by this moisture. Also, the surface becomes white due to the yoking phenomenon, and the surface gloss rapidly decreases. However, when used outdoors, it had to be replaced in a short period of time, so it could not be used as a practical piping material. Additionally, FRP composite pipes with polyethylene as a covering material are known, but due to their high shrinkage rate, the covering material shrinks and a reinforced plastic layer is exposed from both ends of the pipe, from which glass is formed by capillary action. Moisture penetrates into the fibers, causing hydrolysis and deterioration of the reinforced plastic layer. Furthermore, FRP composite pipes coated with urethane resin also have various drawbacks, such as being susceptible to whitening and poor weather resistance, making them unsuitable for outdoor use.
There is nothing that can actually be used as an FRP composite pipe. The present invention was devised in view of these circumstances, and its purpose is to improve weather resistance so that it can be used for outdoor piping.
Our goal is to provide FRP composite pipes. That is, in order to achieve this objective, the weather-resistant FRP composite pipe of the present invention has a structure in which a coating layer made of AES resin, which is a graft copolymerization of styrene acrylonitrile to ethylene-propylene rubber, is molded on the outside of the reinforced plastic layer. I have to. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a cross-sectional view of the FRP composite pipe A according to the embodiment of the present invention.
uses vinyl chloride resin for the inner core 1, provides a reinforced plastic layer 2 on the outside, and graft copolymerizes styrene acrylonitrile to ethylene-propylene rubber on the outside of the reinforced plastic layer 2.
The coating layer 3 made of AES resin is integrally composited by continuous pultrusion molding. Here, the vinyl chloride resin for the inner core 1 is a general vinyl chloride resin or a vinyl chloride resin modified for heat resistance.
Thermoplastic resins such as ABS resin and AES resin can also be used. The reinforced plastic layer 2 is made by attaching a glass roving 2a along the tube axis direction, winding a glass fiber 2b thereon in the circumferential direction, impregnating it with an unsaturated polyester resin, and curing it integrally with the inner core 1.
It has the effect of improving the bending strength, impact strength, etc. of the inner core 1. In particular, when vinyl chloride resin is used for the inner core 1, terephthalic acid-based or iso-based unsaturated polyester resin is used to improve the vinyl chloride resin. It increases the adhesive strength with the resin, prevents interfacial peeling, and increases the bending strength and compressive strength. Table 1 shows the difference in adhesive strength between vinyl chloride resin and unsaturated polyester resin due to the different components, and Table 2 shows the difference in adhesive strength between vinyl chloride resin and unsaturated polyester resin. This shows the bending strength of an FRP composite pipe with a thickness of 1.5 mm for the inner core 1 made of resin. It was found that the bending strength was significantly higher than that of the ortho-based resin, which has poor adhesion to vinyl resin.
【表】【table】
【表】
次に、被覆層３を形成するAES樹脂であるが、
本考案では、エチレン・プロピレン共重合体又は
エチレン・プロピレン非共役ジエン共重合体のゴ
ムであり、非共役ジエンとしてエチリデンノルボ
ルテン、ジシクロベンタジエン等を使用したゴム
の存在下に芳香族ビニル化合物、ビニルシアン化
合物、不飽和カルボン酸エステルの内、少くとも
一種の化合物を主成分とする単量体をグラフト重
合させた樹脂か、若しくは上記単量体の共重合体
をグラフト重合体にブレンドさせた樹脂を使用
し、上記したゴムの量を10〜50重量％、ビニルシ
アン化合物の量を10〜40重量％にし、グラフト率
を20〜80％にしたものである。
第２図〜第５図は、本考案に係るAES樹脂と
従来のABS樹脂との耐候性試験結果を示したも
のであり、AES樹脂は、衝撃強度、引張強度及
び光沢（外観）の保持率がABS樹脂に比較して
著しく高い値を示しており、全ての面でABS樹
脂より優れているものである。
尚、第２図は、耐候性（−30℃におけるノツチ
なしアイゾツト衝撃強度）の試験結果を示し、試
験条件は以下の通りである。
測定温度：−30℃
試片：3.2mm×12.7mm×63.5mm
サンシヤインウエザメーターのテスト条件
（ブラツクパネル63℃、槽温40℃、湿度
60％、降雨18／120分サイクル）
第３図は耐候性（ノツチ付アイゾツト衝撃強
度）の試験結果を示している。（測定温度：23℃、
試片：6.4mm×12.7mm×63.5mm）
第４図は耐候性（引張強度）の試験結果を示し
ている。（測定温度：23℃、試片：ASTM1号ダ
ンベル）
第５図は耐候性（光沢度）の試験結果を示して
いる。
以下、本考案の一実施例について説明したが、
本考案では、第６図に示すように強化プラスチツ
ク層を内芯１１とし、これに上記したAES樹脂
から成る被覆材１２を覆せたFRP複合管Ｂも包
含しており、屋外に於ける外観、物性の低下を
AES樹脂にて防止し、尚かつ内芯と強化プラス
チツク層との結合力と、強化プラスチツク層と被
覆層との結合力と、を強めて、FRP複合管の曲
げ強度及び衝撃強度を強くしたものである。
このように、本考案のFRP複合管は、被覆層
をAES樹脂にして耐候性を良くし、屋外に於い
ても長期間外観、物性的に低下せずに使用できる
ため、金属管に替えて利用される分野が多くなる
と共に、軽量で耐薬品性も優れているため、プラ
ント工場や温泉等のような腐蝕性のガスや薬液と
接触する場所に好適に利用できる。[Table] Next, regarding the AES resin that forms the coating layer 3,
In the present invention, aromatic vinyl is produced in the presence of a rubber made of ethylene-propylene copolymer or ethylene-propylene non-conjugated diene copolymer, and uses ethylidene norboltene, dicyclobentadiene, etc. as the non-conjugated diene. A resin obtained by graft polymerization of a monomer whose main component is at least one compound among compounds, vinyl cyanide compounds, and unsaturated carboxylic acid esters, or a copolymer of the above monomers is blended into a graft polymer. Using the above-mentioned resin, the amount of the above-mentioned rubber is 10 to 50% by weight, the amount of vinyl cyanide compound is 10 to 40% by weight, and the graft ratio is 20 to 80%. Figures 2 to 5 show the results of weather resistance tests of the AES resin according to the present invention and conventional ABS resin. It shows a significantly higher value than ABS resin, and is superior to ABS resin in all aspects. Incidentally, FIG. 2 shows the test results for weather resistance (unnotched Izot impact strength at -30°C), and the test conditions are as follows. Measurement temperature: -30℃ Test piece: 3.2mm x 12.7mm x 63.5mm Sunshine weather meter test conditions (black panel 63℃, bath temperature 40℃, humidity 60%, rainfall 18/120 minute cycle) 3rd The figure shows the test results for weather resistance (notched Izot impact strength). (Measurement temperature: 23℃,
Sample: 6.4mm x 12.7mm x 63.5mm) Figure 4 shows the weather resistance (tensile strength) test results. (Measurement temperature: 23°C, specimen: ASTM No. 1 dumbbell) Figure 5 shows the results of the weather resistance (gloss) test. An embodiment of the present invention has been described below.
In the present invention, as shown in FIG. 6, the reinforced plastic layer is used as the inner core 11, and the FRP composite pipe B is covered with the above-mentioned covering material 12 made of AES resin. Decrease in physical properties
The bending strength and impact strength of the FRP composite pipe are increased by preventing this with AES resin and strengthening the bonding force between the inner core and the reinforced plastic layer, and the bonding force between the reinforced plastic layer and the coating layer. It is. In this way, the FRP composite pipe of the present invention has a coating layer made of AES resin and has good weather resistance, and can be used outdoors for a long time without deteriorating in appearance or physical properties, so it can be used as an alternative to metal pipes. In addition to increasing the number of fields in which it is used, it is lightweight and has excellent chemical resistance, so it can be suitably used in places where it comes into contact with corrosive gases and chemicals, such as plants and hot springs.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は本考案実施例の耐候性FRP複合管の
切欠斜視図、第２図〜第５図はAES樹脂とABS
樹脂との耐候性試験の結果を示す特性図表、第６
図は本考案の他の実施例を示したFRP複合管の
切欠斜視図である。
１：内芯、２：強化プラスチツク層、３：被覆
層、Ａ，Ｂ：FRP複合管。
Figure 1 is a cutaway perspective view of a weather-resistant FRP composite pipe according to an embodiment of the present invention, and Figures 2 to 5 are AES resin and ABS resin.
Characteristic chart showing the results of weather resistance test with resin, No. 6
The figure is a cutaway perspective view of an FRP composite pipe showing another embodiment of the present invention. 1: Inner core, 2: Reinforced plastic layer, 3: Covering layer, A, B: FRP composite tube.