JPH04119282A

JPH04119282A - Ｆｒｐ管及びその製造方法

Info

Publication number: JPH04119282A
Application number: JP2174887A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nakano; 隆中野; Koji Akiyama; 浩司秋山; Toshiro Ishihara; 石原　利郎
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1990-05-25
Filing date: 1990-07-02
Publication date: 1992-04-20

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、石油ガス用などの用途に供することができる
繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰと言う）管及びそ
の製造方法に関する。

［従来の技術］ＦＲＰ管は耐食性を有すると共に軽量であり、且つ強度
が大きいため、その特性が利用され各種の用途に用いら
れている。特に、樹脂を含浸させたロービングの巻き付
けによって製品を形成させる方法、所謂フィラメントワ
インディング法（ＦＷ法）によって製造されたＦＲＰ管
は強度が大きく、高強度が要求される用途に使用される
。

しかし、ＦＷ法によって形成されたＦＲＰ管は、ロービ
ングが緻密に巻き付けられて形成されたものであるので
、その樹脂含有量が少ない（通常３０重量％程度）。従
って、ロービングとロービングの間隔が非常に小さく、
ロービング間に存在する樹脂が少なくなっている。この
ため、ＦＷ法によって製作されたＦＲＰ管は、長期間の
使用後にはシール性の低下を来すことが懸念される。

即ち、もし、ＦＲＰ管の一部にクラックが発生した場合
、ロービングは連続しており且つロービング間には応力
が作用した際のクツション材としての機能を果たすべき
樹脂が少ないため、クラックはロービングと樹脂の界面
及びロービング間の樹脂を伝播して順次法がってしまう
、このようなりラックが生じても、ＦＲＰ管の内外面は
樹脂が多い層で覆われているので、直ちにシール性が低
下するものではないが、長期間経過後には、上記の樹脂
が多い内外面にもクラックが進行する。

このような問題を解消するためのＦＲＰ管として、クラ
ックの進行を阻止する層を設けたものがある。この類の
ＦＲＰ管は、第６図に示すような多層構造になっている
。このＦＲＰ管は、ロービングを用いたＦＲＰである強
化層３０の内側に、短繊維を用いたＦＲＰである耐食層
３１が形成されている。３２は強化層３０の外側に設け
られ樹脂のみよりなる保護層である。上記強化層３０は
通常のＦＲＰの層であり管の強度を確保するために設け
るものであるが、耐食層３１は主として耐食性を確保す
るために設けられている。この耐食層３１は短繊維で強
化されており且つ樹脂の含有量が多いため、この層にク
ラックが発生することは少なく、通常の使用条件におい
ては、結果としてシール性が向上するようになっている
。

［発明が解決しようとする課題］上記のような構成によるＦＲＰ管では、内側の耐食層も
長期間に亙って使用すると、その樹脂が劣化等によって
伸びが低下しクラックが発生し、漏れが生じるようにな
る。又、ＦＲＰ管を特に高圧で使用した場合には、大き
な応力が作用するので、早期にクラックの発生が起こり
シール性が低下する。従って、上記従来のＦＲＰ管は高
圧または長期にわたる用途に使用する場合に問題が起き
る。

又、上記のＦＲＰ管においては、管の強度は主として強
化層で保証することが前提であるので、劣化を考え強化
層を厚くすると、管厚の増肉度合が大きくなってしまう
、一方、耐食層もＦＲＰの層であるので、ある程度の厚
さにしなければ目的とする機能を果たすことはできない
、従って上記ＦＲＰ管は管厚が厚く、製造コストが高い
と言う問題もある。

本発明は上記の問題点を解決し、特にシール性を維持し
、且つ管厚の増肉度合いが小さいＦＲＰ管及びその製造
方法を提供することを目的とする、［課題を解決するための手段及び作用］上記の目的を達
成するために、本発明のＦＲＰ管は、ＦＲＰ層の内側に
熱可塑性樹脂よりなるライナー層を有している。

本発明のＦＲＰ管において、ライナー層は伸びが大きい
熱可塑性樹脂で形成されているので、外力が作用しても
クラックが生ずることはない６又、ＦＲＰ層にクラック
が発生した場合においても、クラックはライナー層によ
ってその進行を阻止されるので、内面に達することはな
い、従って、ライナー層を設けることによって確実なシ
ル性が得られる。

そして、ライナー層はＦＲＰ層の内面に設けられており
、管内流体が直接ＦＲＰ層に接しないので、ＦＲＰ層に
クラックが発生しても、管内流体は直接ＦＲＰ層に侵入
せず、樹脂の劣化は防げる。

又、本発明のＦＲＰ管の製造方法の一実施例は次の工程
を順次実施してなる。

Ａ　マンドレルに熱可塑性樹脂からなるチューブを被せ
、またはチューブを被した後加熱し収縮させマンドレル
に固定し、或いはフィルム乃至テープを巻回し熱可塑性
樹脂層を成形する工程、Ｂ　熱可塑性樹脂層の上に接着
性熱可塑性樹脂よりなるチューブを被せ、またはフィル
ム或いはテープを巻回し、加熱し収縮させマンドレルに
固定してライナー層を形成させる工程、Ｃ該ライナー層の上に熱硬化性樹脂を含浸させたロービ
ングを巻回してＦＲＰ層を形成する工程、Ｄ　加熱して、該ＦＲＰ層の熱硬化性樹脂を硬化すると
共にライナー層との接着を行なう工程Ｅ　該ＦＲＰ管を
前記マンドレルから外す工程、ライナー層はＦＲＰ層に密着させなければならないが、
熱可塑性樹脂は接着力に乏しいので、通常の方法で、熱
硬化性樹脂と熱可塑性樹脂を接着させることは困難であ
る。そこで、本発明の製造方法においては、ＦＲＰ層と
ライナー層の間に接着性熱可塑性樹脂を配置し、接着性
熱可塑性樹脂を介してＦＲＰ層とライナー層を接着させ
る。

ＦＲＰ層と接着性熱可塑性樹脂を接着させるためには加
熱する必要があるが、ＦＲＰ層を形成した後に、樹脂を
硬化させるための加熱を行うので、この際に接着性熱可
塑性樹脂の接着も同時に行われる。この結果、ＦＲＰ層
とライナー層が接着するため、液体流量が変化して起こ
るウォーターハンマー現象がおきても、ライナー層が剥
離することはない。

又、ロービングを巻き付けてＦＲＰ層を形成する際、ラ
イナー層とマンドレルは圧接し一体になっていなければ
ならない。若し、ライナー層とマンドレルの間に隙間が
あると、ライナー層がマンドレルと共に回転しなくなっ
て正常なロービングの巻き付けができなくなったり、ラ
イナー層に皺ができＦＲＰ管の内面が平滑にならなくな
る。

このため、本発明の製造方法においては、ライナー層を
形成する熱可塑性樹脂を加熱収縮させてライナー層を形
成し、ライナー層をマンドレルに圧接させている。そし
て、ライナー層が要求される機能はシール性の維持であ
り、この機能を有する範囲においては、その層厚を０．
３膳−程度以上と薄くし、むしろ、管厚の増肉を抑えた
方がよい、この層厚は薄い程望ましいが、加熱収縮時の
収縮の偏り、切断をさけるにはある程度の厚さが必要で
ある。この作業性を考えると０．３−程度の厚みが好ま
しいことが経験的に確かめられている。又、０，３１程
度でシール性は十分であることも確かめられている。更
に本発明の製造方法におけるライナー層は、好ましくは
熱収縮チューブを収縮させることによって形成すると良
く、その層厚を薄くでき且つ適宜の厚さにすることがで
きる。

なお、本発明で言う熱可塑性樹脂とは、通常の熱可塑性
樹脂及びこれを改質、変性したものの総称であり、接着
性熱可塑性樹脂とは、官能基が導入さたり、エツチング
され接着性が付与された改質熱可塑性樹脂を指す。

又、離型用フィルムとしては、マンドレルとＦＲＰ管の
脱離を容易にするものであり、熱可塑性樹脂を加熱して
軟化させても付着しない材料よりなるものであって１例
えば、フッソ樹脂コーティングテープ、シリコンテープ
等を使用する。

または通常の離型剤を塗布し、フィルムの代用としても
良い。

［実施例］本発明のＦＲＰ管の製造方法について説明する。

第１図は本発明に係るＦＲＰ管の一実施例を示す一部断
面図である。熱硬化性樹脂とガラスロビングによって形
成されたＦＲＰ層４の内側にライナー層３が設けられて
いる。ライナー層３は２種の樹脂から成形されており、
管内側は熱可塑性樹脂層１．ＦＲＰ層４側は接着性熱可
塑性樹脂層２になっている。このため、熱可塑性樹脂層
１とＦＲＰ層４は接着性熱可塑性樹脂層２を介して接着
している。

第２図は上記ＦＲＰ管の製造方法を示す一実施例である
。最初に好ましくはマンドレルに離型フィルムまたは離
型剤２１を貼着塗布する。続いてライナー層３の成形を
行なう。ＦＲＰ管の最内層にくる熱可塑性樹脂層１を第
２図ｆａ）、ｆｂｌ、ｆｃｌに示す一つの方法により成
形する。第２図（ａｌはマンドレル２０にチューブ５を
被す。第３図１ｂ＋はマンドレル２０にチューブ５を被
した後、加熱収縮させマンドレル２０に固定し、熱可塑
性樹脂層１を成形するものである。また第２図（Ｃ）は
フィルム或いはテープ６をマンドレル２０に巻回する。

この後フィルム或いはテープ６を加熱収縮させマンドレ
ル２０に固定しても良い０次に第３図に示す様に接着性
熱可塑性樹脂層２を成形する。第３図ｆａ）の様にチュ
ーブ５を被せる方法、第３図１ｂ＋の様にフィルム或い
はテープ６を巻回する方法のいづれかの方法で成形し、
加熱収縮させマンドレル２０に固定し、ライナー層３を
成形する。また第４図に示すように内側に熱可塑性樹脂
、外側に接着性熱可塑性樹脂をもつチューブ７をマンド
レル２０に被せ、加熱収縮させマンドレル２０に固定し
て、−気にライナー層３を成形する方法もある。

その後、第５図に示すようにフィラメントワインディン
グ（ＦＷ）法により熱硬化性樹脂を含浸したロービング
８を巻回し、熱硬化性樹脂を硬化し、熱可塑性樹脂と熱
硬化性樹脂との接着力を確保するため、加熱硬化する。

その後、マンドレル２０からＦＲＰ管を脱型する。

なお、上記ＦＲＰ層１の外面には、実質的に樹脂のみよ
りなる保護層が設けられているが、これを省略しである
。

なお、マンドレルからＦＲＰ管を脱型する際、摩擦力の
為に相当の力が必要である。このため、マンドレルとラ
イナー層の間に離型フィルム或いは離型剤２１を予め貼
着しておくと良い。

（実施例１）ＦＲＰ層にガラス強化繊維とエポキシ樹脂から成る８、
５龍厚の管内面に０．３龍のナイロン樹脂製ライナー層
を１００μｍの接着性ポリオレフィン樹脂（ＡＤＯＭＥ
Ｒ＞を介して接着したＦＲＰ管を作成した。

破壊強度圧；１０６１０６Ｏ／ａ＋ｔウイーブ（内部液体の漏れ）圧；ウィーブせず（実施例
２）０．３關のポリプロピレン（ＰＰＪ製樹脂フィルムに′
６０μｍ厚の接着性ポリオレフィン樹脂（ＡＤＯＭＥＲ
）を介して接着したＦＲＰ管を作成した。

破壊強度圧；ｌ１２０ｋｇｆ／ａ＋１ウィーブ圧：ウィーブせず（比較例１）実施例１に於いてライナー層を持たないＦ　Ｒ，Ｐ管を
作成した。

破壊強度圧；破壊せずウィーブ圧；４５０ｋｇｆ／ｃｏ！（比較例２）実施例１に於いてライナー層に０．５ｍｍの熱硬化性ラ
イナー層を持ったＦＲＰ管を作成した。

破壊強度圧：破壊せずウィーブ圧：５５０ｋｇｆ／ｃｏ！［発明の効果］本発明のＦＲＰ管は、その内側に熱可塑性樹脂のライナ
ー層が設けられているので、ＦＲＰ層にクラックが発生
しても、クラックが内面に達することはなく、高圧条件
下にあっても確実なシール性を維持できる。又、ライナ
ー層の存在によって、ＦＲＰ層が直接管内流体に接しな
くなるので、その樹脂の劣化が起こらず、長期に互って
確実なシール性を維持できる。

また本発明のＦＲＰ管の製造方法においては、熱可塑性
樹脂と接着性熱可塑性樹脂の２種の樹脂を用いてライナ
ー層を形成しているので、ライナー層とＦＲＰ層が接着
性熱可塑性樹脂を介して強力に接着し、ライナーが剥離
せずシール性が維持できるＦＲＰ管が製造できる。

さらに、ライナー層は０．３ｗ＋ｍと薄くでき、耐蝕Ｆ
ＲＰ層を持つ必要がなく管厚の増肉を最小限にとどめる
ことができ、重量軽減、経済効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＦＲＰ管の一実施例を示ず一部断
面図、第２図はライナー層のうち、熱可塑性樹脂樹脂層
の成形方法を示す図、第３図はライナー層のうちの接着
性熱可塑性樹脂樹の成形方法を示す図、第４図はライナ
ー層を一気に成形する方法を示す図、第５図はＦＲＰ層
の成形方法を示す図、第６図はクラックの進行を阻止す
る層を設けた従来のＦＲＰ管を示す図である。１・・・熱可塑性樹脂層、２・・接着性熱可塑性樹脂、
３・・・ライナー層、４・・・ＦＲＰ層、５・・・熱可
塑性チューブ、６・・・熱可塑性樹脂製フィルムまたは
テープ、７・・・一体成形チューブ、８・・・ロービン
グ、２０・・・マンドレル、２１・・・離型フィルム又
は離型剤。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＦＲＰ管において、ＦＲＰ層の内側にポリオレフ
ィン又はポリアミド系熱可塑性樹脂よりなるライナー層
を有することを特徴とするＦＲＰ管。
（２）ＦＲＰ管において、外層にＦＲＰ層、内層に熱可
塑性樹脂よりなるライナー層を有し、該外層と内層との
間に接着性熱可塑性樹脂層を持ち、ＦＲＰ層と樹脂ライ
ナー層を接着している事を特徴とするＦＲＰ管。
（３）熱可塑性樹脂がポリオレフィン又はポリアミド系
樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲（２）に記
載のＦＲＰ管。
（４）ライナー層の厚みが０．３ｍｍ以上であることを
特徴とする特許請求の範囲（２）に記載のＦＲＰ管。
（５）次の各工程Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを順次実施してな
る特許請求の範囲（２）に記載のＦＲＰ管の製造方法。Ａ　マンドレルに熱可塑性樹脂からなるチューブを被せ
、またはチューブを被した後加熱し収縮させマンドレル
に固定し、或いはフィルム乃至テープを巻回し熱可塑性
樹脂層を成形する工程、Ｂ　熱可塑性樹脂層の上に接着
性熱可塑性樹脂よりなるチューブを被せ、またはフィル
ム或いはテープを巻回し、加熱し収縮させマンドレルに
固定してライナー層を形成させる工程、Ｃ　該ライナー層の上に熱硬化性樹脂を含浸させたロー
ビングを巻回してＦＲＰ層を形成する工程、Ｄ　加熱して、該ＦＲＰ層の熱硬化性樹脂を硬化すると
共にライナー層との接着を行なう工程、Ｅ　該ＦＲＰ管
を前記マンドレルから外す工程。
（６）特許請求の範囲（５）に記載のＦＲＰ管の製造方
法において、工程Ａ、工程Ｂが、Ａ　マンドレルに内側
が熱可塑性樹脂で外側が接着性熱可塑性樹脂よりなるチ
ューブを被せる工程、Ｂ　該チューブを加熱し収縮させマンドレルに固定して
ライナー層を形成させる工程であることを特徴とするＦＲＰ管の成形方法。
（７）あらかじめ、マンドレル上に離型用フィルム或い
はテープを貼着しまたは離型剤を塗布し、マンドレルと
ＦＲＰ管の脱離を容易にすることを特徴とする特許請求
の範囲（５）又は特許請求の範囲（６）に記載のＦＲＰ
管の製造方法。