JPH03158219A - 複合管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、補強繊維により補強された複合管の製造方法
に関する。

（従来の技術） 従来から樹脂製管は、金属製管と比較して軽量であって
錆びない等の優れた特性を有しており、広く用いられて
いる。しかし、この樹脂製管は、金属製管に比較して耐
圧性および耐衝撃性において劣っている。そこで、これ
らの樹脂製管に耐圧性および耐衝撃性をもたせた熱収縮
の小さな複合管の各種の製造方法が提案されている。

例えば、特公昭６２−７７３号公報には熱可塑性樹脂管
の外周に熱硬化性樹脂を含浸した補強礒維層を設け、熱
硬化性樹脂を加熱等により硬化させる複合管の製造方法
が提案されている。また、特開昭５１−１６３６５号公
報には管状に形成した補強繊維材の内外面に熱可塑性樹
脂を押出被覆する複合管の製造方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上記前者の製造方法では、熱可塑性樹脂から成
形された芯材の内層樹脂管の外周に強化層を融着するた
めには、内層樹脂管の表面が融着する温度になるまで管
を加熱し、熱硬化性樹脂を硬化させる必要があり、硬化
に長い時間がかかり生産性が悪く、熱可塑性樹脂の内層
樹脂管と熱硬化性樹脂との接着性に劣り、得られた複合
管は内層樹脂管と強化層との界面が剥離しやすいという
問題点があった。

また、上記後者の製造方法では、補強繊維材に熱可塑性
樹脂が充分に含浸させることができないので、補強繊維
と熱可塑性樹脂との密着が悪く、補強の効果が充分に発
揮されず強度が劣ると共に、管端部より補強繊維間に水
が浸入しやすいという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決しようとするものであり、
その目的とするところは、補強繊維間に樹脂が充分に含
浸し、強化層と熱可塑性樹脂の層との接着性に優れ、止
水性に優れ、且つ生産性に優れた複合管の製造方法を徒
供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明による複合管の製造方法は、補強繊維に熱可塑性
樹脂が含浸されてなるシート状繊維複合体により連続的
に成形される管状体の内面及び外面に、管状に押し出さ
れた熱可塑性樹脂を溶融状態で積層することを特徴とし
ている。

本発明において用いるシート状繊維複合体は、直径１〜
５０μｍ程度のフィラメントより構成される補強繊維の
ロービング状またはストランド状のものに、フィラメン
ト間に熱可塑性樹脂が含浸等により保持されて、補強繊
維を一方向に多数本引き揃えてシート状にしたもの、あ
るいは、補強繊維のクロス、マット等のフィラメント間
に熱可塑性樹脂が含浸等により保持されてなるものであ
る。このシート状繊維複合体の厚みは０．１〜５１１Ｉ
１１の範囲が好適に用いられる。０．１ｍｍ未満では補
強効果が乏しく、強度に欠け、りＩ１１をこえると管状
に成形が困難である。シート状繊維複合体の幅は成形す
る管状体の略周長とする。又、シート状繊維複合体中の
補強繊維と熱可塑性樹脂の比率としては、補強繊維の量
が５〜７０容量％の範囲で適宜の量に選ばれる。補強繊
維の量が５容遣％未満では繊維による補強効果が得られ
難（，７０容鼠％を超えると内外層との融着が不充分に
なりやすく、充分に融着した強度の大きい複合管が得ら
れない。

用いる補強繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、金属
繊維、セラッミク繊維、アラミド繊維もしくはビニロン
等の合成又は天然の有機繊維等の熱可塑性樹脂の成形温
度において熱的に安定な繊維が例示される。

補強繊維に含浸する熱可塑性樹脂、及び管状に成形され
たシート状繊維複合体の内外面に押出される熱可塑性樹
脂は、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、塩素化ポリ塩化ビ
ニル樹脂、酢酸ビニル−塩化ビニル共重合体、ポリエチ
レン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リアミド樹脂、ポリカーボフート樹脂、ポリフッ化ビニ
リデン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリス
ルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等が挙げ
られ、時に制限なく用いられる。これら熱可塑性樹脂は
単独あるいは複数の混合物として用いてもよい。また、
熱安定剤、可塑剤、滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、
顔料、無機充填材、強化繊維等の添加剤、充填材、加工
助剤、改質剤等を樹脂管の使用目的に応じて加えてもよ
い。

本発明におけるシート状繊維複合体を構成する熱可塑性
樹脂と、強化層の内面及び外面に押出される内層及び外
層の熱可塑性樹脂との樹脂構成としては、同一の熱可塑
性樹脂であることは特に必要とされず、互いに融着可能
な熱可塑性樹脂の、徂合せが自由に採用される。例えば
、繊維複合体の熱可塑性樹脂として酢酸ビニル−塩化ビ
ニル共重合体、内層の熱可塑性樹脂として塩素化塩化ビ
ニル樹脂、外層の熱可塑性樹脂としてポリ塩化ビニル樹
脂の組合せが挙げられる。繊維複合体の熱可塑性樹脂の
熱変形温度あるいは融点が内層及び外層の熱可塑性樹脂
のそれよりも低い熱可塑性樹脂の組合せを採用すること
が融着性の点から好ましい。

繊維間に熱可塑性樹脂を付着させた繊維複合体を製造す
る方法には、下記の方法が用いられるが、これに制限さ
れるものではない。

（１）フィラメントからなるロービング状又はストラン
ド状の補強繊維をｉ）粉体状熱可塑性樹脂の流動床中を
通過させ、フィラメント間に熱可塑性樹脂を含浸する、
ｉｉ）粉体状熱可塑性樹脂を分散した液体の槽中を通過
させたのち乾燥する、そして、加熱・加圧して一体化す
る。（２）補強繊維に熱可塑性樹脂のフィルムを積層し
、加熱・加圧して一体化する。（３）補強繊維を溶融し
た熱可塑性樹脂の槽中を通過して繊維間に熱可塑性樹脂
を付着させ一体化する。（４）補強繊維を溶剤に溶解し
た熱可塑性樹脂をいれた槽中を通過して繊維間に熱可塑
性樹脂を含浸させた後溶剤を除去して繊維間に熱可塑性
樹脂を付着させ一体化する。

次に、本発明を図面に従って説明する。

第１図は複合管の製造工程を示す説明図である。

この図において、この製造工程は押出ｌ５１１１と、こ
の押出機１１の先端に取り付けられて、内層の熱可塑性
樹脂の流路を構成する内金型１３と、内コア１２と内金
型１３の外側位置に配置され、内金型１３との間に、第
２図に示すようにシート状繊維複合体５を管状体７に賦
形するための隙間を構成する外金型１４と、外金型１４
の先方に設けられ押出機１５の先端に取り付けられた外
層形成用の被覆金型１６と、冷却装置１７と、引取機１
８より構成される。

つぎに、製造方法を説明する。

内金型１３の後方より連続的に供給されるシート状繊維
複合体５は、第２図に示すように内金型１３と外金型１
４により構成される隙間に導入され、管状体７に連続的
に成形されながら接金型間の隙間を通過する。内外の金
型１３．１４は電気ヒーター等の加熱手段により内層の
熱可塑性樹脂の溶解温度以上に加熱されており、これに
よりシート状繊維複合体５は加熱され軟化し、容易に管
状体７に成形される。必要に応じてあらかじめ熱風・遠
赤外線ヒーター等でシートを加熱してもよい。

次に、外金型１４の先端部で、内層の熱可塑性樹脂が、
内金型１３と内コア１２により構成される樹脂流路を通
って管状に押し出され、管状体７の内面に溶融状態で積
層される。内外の金型１３１４からの熱および溶融積層
樹脂の熱により少なくとも管状体７の樹脂積層面が溶融
し、かつ、樹脂の押出圧力により、管状体７と熱可塑性
樹脂の内層６が融着される。

続いて、熱可塑性樹脂の内層６が融着された管状体７は
、被覆金型１６に導入され、押出機１５により溶融可塑
化した熱可塑性樹脂が溶融状態で積層され、管状体７の
外面に熱可塑性樹脂の外層８が融着される。

続いて、冷却装置１７に導入され、冷却サイジングが施
される。上記工程を引取機１８により引き取りながら連
続的に行うことにより、所望の複合管１が連続的に得ら
れる。

なお、上記において、予めフィラメントに熱可塑性樹脂
が含浸したシート状繊維複合体を用いる例について示し
たが、シート状繊維複合体を形成する工程を管状体７の
成形工程前に設はフィラメント補強繊維から連続的にシ
ート状繊維複合体５の製造と管状体７の成形とを行って
もよい。また、上記においては、内外の金型を加熱して
シート状繊維複合体から管状体を成形する例について説
明したが、シート状繊維複合体を加熱して管状体を成形
するようにしてもよい、また、上記においては、３層構
造の複合管の例について説明しているが、３層構造に限
られるものではなく、４Ｎ構造としてもよい。

（作用） 上記のごとく、本発明による複合管の製造方法は、あら
かじめ熱可塑性樹脂が含浸されシート状に形成された繊
維複合体を管状に成形して強化層として用いると共に、
この強化層の内外に溶融状態で熱可塑性樹脂を押出して
、それぞれ内層及び外層を積層するので、複合管は微密
になると共に、強化層と内外層の樹脂層とが融着接合さ
れる。また、樹脂の硬化工程が不要である。

（実施例） への１ 第５図に示すように、直径２３μｍのフィラメントより
構成されるロービング状ガラス繊維（４４００ｔａｘ）
２の１０本を、酢酸ビニル−塩化ビニール共１合樹脂を
主成分とする粒子径＝約２５０μｍの粉体状熱可塑性樹
脂組成１＋１３が、エアー３１により流動化されている
流動床３０中を通過させて、ガラス繊維２のフィラメン
ト間に粉体状熱可塑性樹脂３を付着させた後、約１８０
″Ｃに加熱された一対のロール３２により加熱・加圧し
、熱可塑性樹脂３を溶融させ、ガラス繊維２と一体化せ
しめ、厚み＝０．６ｎｕ＋の繊維複合体４を得た。

この繊維複合体４の樹脂とガラス繊維との容積割合は、
樹脂ニガラス繊維−７５Ｆ　２５であった。

上記繊維複合体４を切断し、幅−１０７ｍｍ、厚み−０
，６ｍｍの連続ガラス繊維が長手方向に配置されたシー
ト状繊維複合体５を得た。

−０口１１針１へ饗遣 上記シート状繊維複合体５を用いて、第１図に示す装置
により複合管を製造した。

シート状繊維複合体５を、第２図に示すように、内金型
１３（温度−約２１０’Ｃ）と、外金型１４（温度−約
２２０°Ｃ）とで構成される隙間（約１１）に導入し、
速度−約２ｍ／分で引き取りながら、外径＝約３４ｍｍ
の管状体７に成形した。

次に、該管状体７の内面に、外金型１４の先端部で、管
状に押し出された塩素化ポリ塩化ビニル樹脂を溶融状態
で積層し、厚み一１１Ｉ１ｍの塩素化ポリ塩化ビニル樹
脂の内層６を融着した。

続いて、管状体７を、外層用の被覆金型１６（温度−約
２００°Ｃ）に導入し、管状体７の外面にポリ塩化ビニ
ル樹脂を溶融状態で押出被覆し、厚み一１ｍｍのポリ塩
化ビニル樹脂の外Ｎ８を融着した。

続いて、冷却装置１７により、冷却サイジングを施した
。以上の工程を引取機１８により引き取りながら連続的
に実施し、複合管１を連続的に製造した。

得られた複合管１は第４図に示すように、連続ガラス繊
維が管の長手方向に配置された酢酸ビニル−塩化ビニル
共重合樹脂の管状体７に成形された強化層の内側に塩素
化ポリ塩化ビニル樹脂の内層６が融着され、外側にポリ
塩化ビニル樹脂の外層８が融着された複合管であった。

この複合管の線膨張係数は約３　、　５　ｍｍ／　’Ｃ
で、１１強されていない塩素化ポリ塩化ビニル樹脂の線
膨張係数的７．Ｑｍ＋ｅ／’（の約半分であり５、熱伸
縮が小さく、温水配管用途に好適に用いることができる
。

また、得られた複合管を８０゛Ｃの水槽中に３００時間
浸漬したが、管端部からの水の侵入は認められなかった
。

また、得られた複合管を１ｍに切断し、管内部に温水＜
９０’Ｃ）と冷水（２５°Ｃ）を１５分間隔で交互に通
水する冷熱繰り返し試験を行った。５０００サイクル経
過後の状態を観察したが異常は認められなかった。比較
として、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂管の外周にガラス繊
維強化不飽和ポリエステル樹脂（熱硬化性樹脂）の補強
層を設けた複合管に対して同様の試験を行ったところ、
５０００サイクル経過後樹脂管と補強層との剥離が観察
された。

（発明の効果） 本発明の複合管の製造方法によれば、従来の方法と異な
り、フィラメント間に熱可塑性樹脂が保持されてなるシ
ート状繊維複合体から管状体を成形し、この管状体を強
化層とし、この強化層の内面及び外面に押出された熱可
塑性樹脂を溶融状態でａ層しているので、補強繊維間に
樹脂が充分に含浸し、強化層と内外層の樹脂層とが融着
接合されるため、複合管は緻密になり、接着性に優れ、
止水性に優れる共に、樹脂の硬化工程が不要で生産性に
優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合管の製造方法の工程の一例を示す
説明図、第２図は管状体を成形する工程を示す説明図、
第３図は第２図における■−■線断面図、第４図は第２
図におけるＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は複合管の製造
に用いる繊維複合体を製造する工程を示す説明図である
。 １；複合管　　　　　５：シ一ト状繊維複合体６；内層
　　　７；管状体　　８；外層１１．１″′５；押出機
　１３：内金型１６；被覆金型　　　１７；冷却装置 １８：引取機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）補強繊維に熱可塑性樹脂が含浸されてなるシート
   状繊維複合体より連続的に成形される管状体の内面及び
   外面に、管状に押出された熱可塑性樹脂を溶融状態で積
   層することを特徴とする複合管の製造方法。