JPH03213788A

JPH03213788A - 熱可塑性プラスチック製の大口径の管

Info

Publication number: JPH03213788A
Application number: JP2247667A
Authority: JP
Inventors: Costas Anastassakis; コスタス、アナスタサキス; John Charaktinos; ジョン、カラクティノス
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-09-22
Filing date: 1990-09-19
Publication date: 1991-09-19
Also published as: CA2025725A1; DE3931613C1; US5060698A; IT9021467A1; GR900100675A; GR1000476B; IT9021467A0; IT1244602B

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、らせん状に案内された巻回を有する押出し成
形されたプラスチック中空断面部材から構成されており
、これら巻回がらせん状に延びた接触継目に沿って溶接
されている、熱可塑性プラスチック製の大口径の管に関
する。

接触継目とは、溶接技術上は突合わせ溶接継目のことで
ある。前記構成の大口径の管には種々のプラスチックが
使用できる。はとんどの場合プラスチックは、ＰＥ、Ｐ
Ｐ等のようなポリオレフィンのグループに属するもので
ある。

前記構成の大口径の管は、主として地下に埋設した管と
して使用され、しかも下水のため及び排水放出のために
使用される。地下埋設管としてこれらの管は地圧から準
流体静力学的な負荷にさらされ、これら負荷は、十分大
きなリング強度によって吸収しなければならない。地盤
沈下地域では付加的に大きな曲げ負荷が生じることがあ
り、これら曲げ負荷は弾性変形によって吸収しなければ
ならず、かつその他に安定性の不足により破損の危険が
ある場合には、管全体の高い安定性が望まれる。

従来の技術本発明の前提となる公知の管は（ドイツ連邦共和国特許
筒２３０８４１７号明細書）、正方形又は長方形外側横
断面と丸い内側横断面を有するプラスチ、り中空断面部
材から構成されている。細部において配置は次のよ５に
なっている。すなわち突合わせ溶接継目として溶接され
たプラスチック中空断面部材の側壁は、露出した中空断
面壁よりもほぼ５０％だけ薄く、かつ露出した中空断面
壁は、地下に埋設した管に負荷が作用する場合、変形応
力が突合わせ溶接継目の強度を越えないように構成され
ている。これら公知の管はそれ自体は優れたものである
。これら管は、十分に弾性変形可能であり、かつ安定性
の不足による破損の危険なしに負荷を吸収する。しかし
ながらこのことを確実にするためには、中空断面壁は相
応して厚く設定しなければならない。その結果、所定の
口径及び所定の負荷パラメータの場合に公知の管の重量
は比較的太き（なってしまう。

発明の目的それに対して本発明の課題は、同じ口径及び同じ負荷パ
ラメータの場合に重量が減少する点で優れている、別の
表現をすれば、同じ重量の場合に著しく大きな負荷に耐
えることができ、かつ／又は大きな口径を可能にする、
初めに述べた基本構造の大口径の管を提供することにあ
る。

発明の構成本発明によればこの課題は、次のような特徴の組合わせ
によって解決される。すなわちａ）プラスチック中空断
面部材が、四角形の総合横断面と四角形のセル横断面を
有する多セル断面部材であり、ｂ）プラスチックが、全重量に対して５〜３０重量％の
、例えばほぼ１０重量％の量の埋込まれた繊維から成る
統合した強化部材を有し、Ｃ）繊維の少なくとも一部が
巻回の方向に整列しており、その場合ａｍの整列によって、異方性の弾性係数、及び
それにより高いリング強度及び安定性が設定されている
。

熱可塑性プラスチックから成る多セル断面部材によって
構成された管口体は公知である（ベルギー国特許第６６
９６１３号明細書）。公知の管においてプラスチック中
空断面部材は、厳密には四角形の総合横断面を持たず、
一体に形成された溶接７ランジ及びプラスチック中空断
面部材をらせん状に巻く際にこれらフランジを収容する
ため適当な凹所な有する。曲げ負荷を受けた場合にも十
分なリング強度と安定性は、総合横断面の壁及びセル形
成壁の厚さを増加することによってしか達成できない。

フランジの範囲には特異性が生じる。それに対して本発
明は次のような知識を前提としている。すなわち繊維に
よるプラスチック中空断面部材の統合した強化は、管の
リング強度と安定性をかなり高め、その場合統合した強
化部材の繊維を十分に巻回の方向に整列すれば、管の曲
げ特性に不利に作用することはない。前記の範囲内で繊
維の割合を選択すれば、曲げ特注は不利な作用を受けな
い。整列の程度及び統合した繊維全体における整列繊維
の割合も、プラスチック中空断面部材の押出しの際に調
整できる。押出し工具の相応した構成を必要とするもの
であるが、四角形壁及びセル形成壁の厚さを薄く選定す
る程、巻回方向に整列した繊維の割合及び整列の程度は
多くなる。

押出しの際に熱可塑化したプラスチックの粘度を選定し
て、粘度が高すぎるために整列作用が妨げられることが
ないようにしなければならないことは明らかである。所
定の口径及び減少した重量で管が最適な曲げ強度と安定
性を有するという意味での最適化は、実験的に容易に行
うことができる。

達成可能な値が使用したプラスチック及びその調整にも
依存することは明らかである。プラスチックに付加的に
微粒子鉱物充填剤を混入することは、本発明の権利範囲
に属する。本発明により重量増加なしに行われる品質の
改善は、本発明による大口径の管に内圧を吸収すべき際
の高い強度も与える。それ故に本発明による管は、圧力
伝達媒体の導管に使用することもできる。

詳細に述べれば、本発明の枠内には変形及び改善の多（
の可能性がある。製造技術に関して優れておりかつかな
りの重量減少を可能にする本発明の有利な構成は、次の
ような特徴を有する。すなわちプラスチック中空断面部
材の横断面の四角形が、このプラスチック中空断面部材
の四角形の幅の１〜５倍に相当する長さを有し、かつ四
角形壁とセル形成壁の厚さによって、巻回の方向に整列
した繊維の割合が設定されている。本発明の枠内におい
て繊維の長さは原則的に任意である。繊維が、最大で四
角形壁又はセル形成壁の厚さの半分に相当する長さを有
する、本発明の構成は優れているとわかった。ここでは
特に効果的に整列が設定できかつ制御できる。一般に繊
維の全量に対して少なくとも１０重量％の割合の繊維が
巻回の方向に整列している。繊維は、ガラス、炭素、高
強度プラスチック、例えばアラミド、金属、特に鋼の物
質のうち１つから成ることができるが、これら物質のう
ちそれぞれ１つから成る繊維の混合物を使用してもよい
。このような混入した繊維によるプラスチックの強化自
体は周知である。同様な大口径の管の耐圧性を改善する
ため、これら管にフィラメント強化部材を巻付けること
は公知である（英国特許筒１１７８６８５号明細書）。

この処置は、前記の負荷の場合におけるリング強度と安
定性の改善には役立たない。本発明によれば、前記構成
の大口径の管において組合わせと整列によって前記の特
別な効果が達成される。付加的な強化を実現し、しかも
次のようにして実現することは本発明の権利範囲に属す
る。すなわちプラスチック中空断面部材が、突合わせ溶
接継目の範囲にらせん状の強化部材を形成しており、こ
の強化部材の強度と安定性が、突合わせ溶接継目におい
て溶接されたプラスチック中空断面部材横断面の四角形
壁の厚さによって決められている。

実施例本発明の実施例を以下図面によって詳細に説明する６図示した大口径の管１は熱可塑性プラスチックから成る
。直径が図示したものよりずっと大きくともよいことは
明らかである。管１は、らせん状に案内された巻回を有
する押出し形成されたプラスチック中空断面部材２から
構成されている。これら巻回は、らせん状に延びた接触
継目に沿って、しかも突合わせ溶接継目３によって溶接
されている。

第１図と第２図を比較考察すれば明らかなように、プラ
スチック中空断面部材２は、四角形総合横断面と四角形
セル横断面を有する多セル断面部材として構成されてい
る。本実施例では４つのセル４が示しである。プラスチ
ック中空断面部材２を形成するプラスチックは、埋込ま
れた繊維５かも成る統合した強化部材を有し、しかも大
口径の管の全重量に対して５〜３０重量％の、なるべく
ほぼ１０重量係の量で有する。第２図にはこのような繊
維がカットした状態で示しである。第３図及び第４図か
ら明らかなように、繊維５は巻回の方向に整列している
。配置は、繊維５の整列により異方性の弾性係数及びそ
れにより高いリング強度と安定性が設定されるようにな
っている。それによりその他の点では同じパラメータの
場合に前記のように重量を減少することができる。第２
図から明らかなように、本実施例においてプラスチック
中空断面部材２の横断面の四角形は、プラスチック中空
断面部材２の横断面の四角形の幅のほぼ４倍に相当する
がそれよりずっと太き（ともよい長さを有する。四角形
壁６とセル形成壁７の厚さによって、巻回の方向に整列
した繊維５０割合が調節されている。そのため適当な工
具内における押出し成形の際の整列作用が利用され、か
つ相応してプラスチックの粘度が調節される。壁６又は
７が薄い程、整列をはっきりさせる。繊維５の長さは、
最大で四角形壁６又はセル形成壁７の厚さの半分に相当
するようにしてもよい。一般に少なくとも１０重量係の
割合の繊維５が、巻回の方向に整列するようにする。繊
維５は、ガラス、炭素、高強度プラスチック、金属、特
に鋼から成ることができるが、これらの物質のそれぞれ
１つから成る繊維５の混合物を使用してもよい。第２図
に示すようなプラスチック中空断面部材２を使用する場
合、接触継目の範囲において管１は、セル形成壁７に対
していわば２倍の厚さの壁を有する。

このようにしてらせん状の強化部材が形成されており、
この強化部材の強度と安定性は、接触継目において溶接
された四角形壁６の厚さによって決まる。しかしこれら
外側四角形壁６の厚さを半分に減少してもよい。

第２図における拡大した部分Ｃにより明らかなように、
本実施例においてかつ本発明の有利な構成によれば、プ
ラスチック中空断面部材２は閉じた被覆８を有し、この
被覆は、プラスチック中空断面部材２に物質的に（すな
わち溶接により）結合したプラスチックから成る。被覆
８は、例えばポリエチレン又はポリプロピレンから成っ
ていてもよく、かつ発泡させてもよい。被覆８は同時押
出しの途中で取付けると有利である。この被覆は、例え
ば化学的及び力学的な負荷から繊維５を保護するために
役立つ。全体として管１も相応した保護を受ける。管１
の寿命又は耐久力はこのようにして著しく改善できる。

比較的安価な、例えば再利用した材料からプラスチック
中空断面部材を構成することもでき、かつ管１の特性を
その他に被覆８を介して調節することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による大口径の管を一部縦断面で示す
側面図、第２図は、第１図の部分Ａを第１図に対して著
しく拡大して示す図、第３図は、第２図に示したものを
矢印Ｂの方向に見てさらに拡大して示す平面図、第４図
は、第２図の一部をｃ−ｃｍに沿って第３図と同じ縮尺
で示す断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】（１）らせん状に案内された巻回を有する押出し成形さ
れたプラスチック中空断面部材から構成されており、こ
れら巻回がらせん状に延びた接触継目に沿って溶接され
ている、熱可塑性プラスチック製の大口径の管において
、ａ）プラスチック中空断面部材（２）が、四角形の総合
横断面と四角形のセル（４）横断面を有する多セル断面
部材であり、ｂ）プラスチックが、全重量に対して５〜３０重量％の
、例えばほぼ１０重量％の量の埋込まれた繊維（５）か
ら成る統合した強化部材を有し、ｃ）繊維（５）の少なくとも一部が巻回の方向に整列し
ており、その場合繊維（５）の整列によって、異方性の弾性係数
、及びそれにより高いリング強度及び安定性が設定され
ていることを特徴とする、熱可塑性プラスチック製の大
口径の管。（２）プラスチック中空断面部材（２）の横
断面の四角形が、このプラスチック中空断面部材（２）
の四角形の幅の１〜５倍に相当する長さを有し、かつ四
角形壁（６）とセル形成壁（７）の厚さによって、巻回
の方向に整列した繊維（５）の割合が設定されている、
請求項１記載の大口径の管。（３）繊維（５）が、最大で四角形壁（６）又はセル形
成壁（７）の厚さの半分に相当する長さを有する、請求
項１又は２記載の大口径の管。（４）少なくとも１０重量％の割合の繊維（５）が巻回
の方向に整列している、請求項１〜３の１つに記載の大
口径の管。（５）繊維（５）が、ガラス、炭素、高強度プラスチッ
ク、金属、特に鋼の物質のうち１つから成り、又はこれ
ら物質のうちそれぞれ１つから成る繊維（５）の混合物
が使用されている、請求項１〜４の１つに記載の大口径
の管。（６）プラスチック中空断面部材（２）が、突合わせ溶
接継目（３）の範囲にらせん状の強化部材を形成してお
り、この強化部材の強度と安定性が、突合わせ溶接継目
（３）において溶接されたプラスチック中空断面部材横
断面の四角形壁（６）の厚さによって決められている、
請求項１〜５の１つに記載の大口径の管。（７）プラスチック中空断面部材（２）が、このプラス
チック中空断面部材（２）と物質的に結合したプラスチ
ックから成る包囲した被覆（８）を有する、請求項１〜
６の１つに記載の大口径の管。（８）被覆（８）が同時押出しによりプラスチック中空
断面部材（２）に取付けられている、請求項７記載の大
口径の管。