JPH0473369B2 - - Google Patents

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JPH0473369B2
JPH0473369B2 JP60006024A JP602485A JPH0473369B2 JP H0473369 B2 JPH0473369 B2 JP H0473369B2 JP 60006024 A JP60006024 A JP 60006024A JP 602485 A JP602485 A JP 602485A JP H0473369 B2 JPH0473369 B2 JP H0473369B2
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layer
plastic
reinforcing
composite
tube
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Harutoman Peetaa
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Von Roll AG
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Publication of JPH0473369B2 publication Critical patent/JPH0473369B2/ja
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00—Rigid pipes
    • F16L9/12—Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
    • B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C41/04—Rotational or centrifugal casting, i.e. coating the inside of a mould by rotating the mould
    • B29C41/042—Rotational or centrifugal casting, i.e. coating the inside of a mould by rotating the mould by rotating a mould around its axis of symmetry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
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    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/08—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers
    • B29C70/088—Fibrous reinforcements only comprising combinations of different forms of fibrous reinforcements incorporated in matrix material, forming one or more layers, and with or without non-reinforced layers and with one or more layers of non-plastics material or non-specified material, e.g. supports
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    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
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    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
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  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、回転鋳型ドラムの内壁上に材料層の
形成を伴ない、充てん材および／または強化材と
同様に液状プラスチツクを注入することによつて
管壁が形成される、回転鋳型ドラム内で管材を製
造する複合管材の製造方法に関する。
［従来の技術］ 非金属材料を使用する管状加工物の製造におい
てはかなりの開発がなされてきた。種々の異なる
製造方法が公知であり、これらのすべての方法に
おいては、少なくともその一部は一種類以上のプ
ラスチツク材料で作られると考えられる。一種類
のプラスチツクから作られて、たとえば押出成形
機によつて容易に製造されるようなパイプライン
部品は別として大口径のパイプに関しては、種々
の製造方法が知られており、この場合、使用する
プラスチツクは添加物によつて強化される。炭
素、ガラス、ボロンなどの繊維材材料を用いて、
このようなパイプライン部品用のプラスチツクを
強化することが公知である。
パイプライン部品で特に大口径のものの場合、
このような部品はプラスチツクのみによるものよ
りも大きい寸法的剛性をもつことが望まれること
が多い。従つて、プラスチツクに異種の材料、た
とえば繊維を混ぜることによつてプラスチツク製
パイプライン部品の柔軟性を低下させることは周
知である（米国特許4171626）。さらに、構成材料
例えば異なつた数種の材料からなる成形品（DE
−OS2352843）が公知である。
［発明が解決しようとする問題点］ この目的のために、無機質材料をこれに付随す
る結合剤、たとえばモルタルまたはコンクリート
と共に使用してもよい。このような材料から作ら
れた成形品は所望の寸法的剛性を有し、かつ、一
般にこのような材料はプラスチツクより安価であ
るという利点があるが、モルタルまたはコンクリ
ートとプラスチツクとの間の信頼性ある結合を得
ることは不可能か不十分である。
繊維強化プラスチツクを用いて、寸法的剛性の
ある管状部品を製造する方法に関して、所望の径
をもつ回転ドラムを用い、これに繊維添加物が混
入されたプラスチツクを液状で導入することが公
知である。ドラムが回転するとドラムに入れられ
たプラスチツクによつて生じる遠心作用によつて
材料の均一な分布が得られ、その結果、均一な寸
法的剛性と強度を備えた管状材料が得られる。し
かし、プラスチツクの所要量が多いので、このよ
うな管状部品のプラスチツクは高い。
本発明の第１の目的は、管状の加工品を、寸法
的剛性を備えかつ安価に製造しうる、前述の種類
の製造方法を提供することである。
本発明の第２の目的は、この製造工程の利点が
特に有利に生かされているような複合管を提供す
ることである。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の第１の目的は、プラスチツクの層と無
機材料の層とを積層することで構成され、少なく
とも一層の無機材料層が中心層として形成され、
内壁および外壁部分としてはプラスチツク層が形
成されることによつて解決される。
すなわち、本発明の複合管材の製造方法は、 液状繊維強化プラスチツクの第１強化層を形成
し、これを硬化させ、 第１強化層に、液状プラスチツクの第１接合層
を形成し、これを硬化させ、 未だペースト状の第１接合層に、鉱物質の充て
ん材を含むかまたは含まないモルタル、もしくは
コンクリートの中央層を形成し、 中央層に、プラスチツクからなる第２接合層を
形成し、それを初期硬化させ、 液状の繊維強化プラスチツクの第２強化層を形
成し、それを硬化させ、 回転ドラム内で管材を硬化する、 各工程を含んでいる。
本発明の第２の目的は、管壁に関して、鉱物質
の充てん材を含むか、または含まないセメントモ
ルタルまたはコンクリートからなる中央層が、充
てん材と強化材を含まないポリエステル接着剤の
接合層よつて固着層と接合されていることによつ
て解決される。
本発明は、繊維強化プラスチツク製管の製造に
すでに使用されている回転鋳型ドラムが、この種
の管状加工品の製造に使用されることが特にふさ
わしいという考えに基づいている。プラスチツク
のみからなる管状加工品を製造するのには、従来
この種のドラムを用いるのが唯一の方法であり、
寸法的剛性は繊維強化材を加えることによつて得
られていた。
しかし、本発明の方法によれば、後述するよう
に寸法的に安定な管状加工品を製造することのほ
かに、安価にこれを実施することができる。
［実施例］ 本発明の複合管材の製造方法の実施例について
図面を参照して説明する。
第１図は、回転ドラムの中で製造しうる複合管
１の詳細を垂直断面で示す。その構造は従来、ド
ラム内で製造されてきた繊維強化プラスチツク製
の管状加工品とは全く異なつている。
第１図において、完成された複合管１は、一部
しか図示されていないドラム２の中にある。複合
管１はドラム２中において、層をなして形成さ
れ、第１図はその最終状態を示している。しかし
図においては、理解を容易にするために、各層の
厚さは実際の比率通りではなく、ある部分は厚
く、ある部分は薄く画いてある。
複合管１を製造するために、ドラム２はその内
壁３の周速が20ｍ／ｓ以上になるように回転させ
られる。まず、第１保護層４が内壁３に形成され
るが、そのためには液状のプラスチツクが移動可
能な投与腕、すなわち計量腕によつて、ドラム２
の開口を通してその内部に注入され製造される複
合管１の全長にわたつて均等に分布され、その結
果厚さ0.7ないし1.2mmの均等な厚さの層が得られ
る。これには、不飽和ポリエステル樹脂が繊維強
化材なしで使用される。第１保護層４は内側の層
を保護する役目を担うので、次の層が注入される
前に完全に硬化させる必要がある。第１保護層４
は硬化剤の添加によつて数分間で硬化する。
第１保護層４の硬化に続いて、ポリエステル樹
脂とある割合の繊維の混合物からなる第１強化層
５が形成される。この樹脂は回転ドラムに液状で
注入され、硬化剤を混入すると温度が約80℃かそ
れ以上にまで上昇する。液状の樹脂が注入される
間、繊維（ガラス繊維が望ましい）が混入され
る。この混入は、たとえば、樹脂が第１保護層４
に到達する直前に行なわれる。このガラス繊維は
リールに巻かれて選ばれ、注入腕又は供給腕に取
付けられている切断機に供給され、切断機はガラ
ス繊維を約4.5cmに短かく切断し、切断されたガ
ラス繊維は、直ちに流入しつつある樹脂に混入さ
れる。強化層の厚さは管状加工品の用途に応じて
決めればよいが、1.5から6.0mmの間である。繊維
の混合率も、管状加工品の使用目的によつて選べ
ばよいが、10ないし50重量パーセントである。ガ
ラス繊維の含有率をより高めても有利にはならな
い。ガラス繊維には、耐アルカリ性を持たせるた
めに、例えばシランにより表面処理が施されてい
るからである。次に第１複合層６が第１強化層５
の上に施工されるが、強化層はその時初めて初期
硬化を受ける。
第１接合層６は、ポリエステル樹脂で構成する
ことも望ましく、これに水と水酸化アルミニウム
を硬化剤と共に混合して用いる。しかし、添加
剤、特に強化材として繊維を混ぜたりしない。こ
れは大切なことで、その理由は、第１接合層６の
機能が、第１強化層５と次に来る中間層７との完
全に満足な接合を確保するからである。樹脂混合
物がこのような組成であることと、添加剤や強化
剤を含まぬことの結果として、この樹脂は第１強
化層５の上に、気泡も含まず0.5ないし2.0mmの厚
さで均等に形成されることが確実である。硬化剤
の混合は、ダイヘツドの中で、施工直前に行なわ
れるので完全に硬化する所要時間は非常に短いも
ので足りる。
第１接合層６がペースト状のうちに、すなわち
指先で凹ませられうる程度の時に、中央層７が形
成される。中央層は、鉱物質の充てん材を含むか
または含まないセメント・モルタルまたはコンク
リートで構成される。これに適当なコンクリート
は、例えば、セメントの重量割合を基準として粒
径１ないし４mmの砂を25重量％、セメントを10重
量％、水を46重量％パーセント含むものである。
しかし、特に管径が大きいときには、より大きい
粒径を用いることができ、これはモームデイング
サンドと呼ばれている。砂とセメントは供給腕の
上流で直接に配合され混合されるが、水は鋳型に
入る直前において加えられる。然し、コンクリー
トはこの段階では未だ固化しない。
このコンクリートが完全に固化される前に、第
２接合層８が中央層７の上に形成され、その組成
は第１接合層６と全く同じである。
第２接合層８がペースト状になつたら、直ちに
第２強化層９が形成される。この組成と厚さは第
１強化層とほぼ同じであるが、しかし、より厚
く、例えば3.5ないし６mmにしてもよい。この加
工品の用途やかかる応力によつて第２強化層９の
厚さは前述の範囲内で変化することができる。
場合によつては、第２保護層１０を硬化ずみの
第２強化層９の上に形成される。第２保護層１０
は多くの場合耐蝕機能をもち、例えば不飽和、ま
たはイソフタリツクポリエステル樹脂、ビニール
エステル、または他の化学的に安定な特殊樹脂等
から成る。第２保護層１０の厚さは、約0.7ない
し1.8mmの範囲内で変化させることができ、この
層の厚さは製品の用途によつてきまる。
しかし、多くの用途では、この第２保護層１０
はなくてもすむので、第１図ではこれを破線で示
した。
管状部材１の構造が前述の通りであるので、一
方では所望の寸法的安定性が得られると共に、他
方では適切な強度を耐蝕性が得られることにな
る。寸法的剛性は中央層７によつて確保される
が、この厚さは、例えば８mmから300mmあるいは
それ以上とかなり広範囲に変えられる。必要とす
る引張温度は２つの強化層５，９によつて確保さ
れるので、この厚さは生ずる応力を信頼性をもつ
て吸収するのに十分であればよい。前に既に示し
たように、必要とするプラスチツクは比較的少量
ですむ。
回転ドラム２の中で管状部材１を製造すること
は比較的簡単である。層の材料を均等に分布させ
ること、材料を計量投与することは容易に行なえ
る。肝要なのは、強度を受持つ２層の強化層５，
９と中央層７との間の信頼性のある接合を確保す
ることである。この問題は、２層の接合層６，８
が充てん材や繊維材を混入されることなしに形成
されるという、非常に簡単な方法で解決されてい
る。強化層５，９に用いられる合成樹脂と同じタ
イプの合成樹脂がこれに用いられ、この樹脂は接
着性を有し、中央層７の粗い面上に、気泡を含む
ことなく分布し、さらに、これが、糊状を保つ限
り、中央層の粗い面と緊密に繋合する。中央層７
のセメント・モルタルまたはコンクリートが凝固
する際に、この層は約30℃の熱を受け、また繋合
している樹脂の層は、約80℃あるいはそれ以上の
硬化温度に達する。その結果、この管状部材１の
強度を保つている２層の強化層５，９と、寸法的
剛性を保護する中央層７との間の完全に満足な接
合が達成されることがわかつた。この結果、非常
に径の大きい、例えば４ｍ以上もある管を比較的
限られた費用で製造することが可能となつた。
第２図と第３図は、既述の管状部材１の２つの
使用例を示している。
第２図は、前述の積層構造からなる管状部材１
に、ソケツト１２を設けたものを示す。このよう
なソケツトつき管の製造も、第１図に示す管状部
材１のために前述したと同様の方法で行なうこと
ができる。この場合には、鋳型ドラム２は、ソケ
ツト１２に対応した拡径部を備えている必要があ
り、ソケツト１２の部分は、内外壁のプラスチツ
ク層以外は、別の材料で作ることが望ましい。こ
れに適する材料としては、例えば、プラスチツ
ク・コンクリート、すなわち、結合剤として向き
材料の代りにプラスチツク、例えばポリエステル
樹脂を使つたコンクリートがある。
外壁のプラスチツク層が形成されたのち、先ず
ソケツト１２部分が製造され、そのあとで、前述
の手法で管状部材１が製造される。このようにす
れば、ソケツト１２の材料と管状部材１の合成樹
脂との間の緊密な接合が得られる。第２図では、
管状部材１の積層構造部分を２本の破線を用いた
図でしか示していない。しかし、この管状部材１
は第１図に記述された方法で製造されたものであ
る。
第３図はスラスト管を示し、これの管状部材１
は前述の手法で製造されるが、図では、２本の破
線で示すだけにとどめた。この末端部分にはプラ
スチツク・コンクリート１５、例えばポリエステ
ル・コンクリートが用いられている。この場合に
も、鋳型ドラムは一様な円筒ではなく、一端に突
出部をもつているので、管材１には段差部分１３
が形成される。管材１の他端には、金属リング１
４が固定されている。このリング１４は、管の製
造開始前に鋳型ドラムの中に置かれ、そのあとで
管材１は前述の積層手法により形成される。管材
１の層によりリング１４の部分が覆われていない
ので、つながれる次の管のリング１４のこの部分
を、段差１３の部分にはめ合わせることができ
る。このようにして、第３図による管は、正確に
金属製の管と全く同様にして敷設することができ
る。
下水管の製造に使用されるタイプの、直径Ｄ＝
1100mm、長さＬ＝４ｍの直管の１例に関して、前
述の管材の製造方法をさらに記述しよう。
すべての材料は、鋳型ドラムの中に、液状で注
入されるので、これは固化を待たずに次に進める
工程であり、この管の構成は下記の通りである。
第１保護層４ 層厚0.9mm、物質：不飽和ポリエ
ステエル樹脂 第１強化層５ 層厚2.0mm、樹脂率65重量％、ガ
ラス繊維率35重量％ 第１接合層６ 層厚1.5mm 中央層７ 層厚50mm、組成：セメントの重量割合
の基準として、粒径１〜４mmの砂25重量％、セ
メント10重量％、水46重量％ 第２接合層８ 層厚1.5mm 第２強化層９ 層厚4.0mm、樹脂率65重量％、ガ
ラス繊維率35重量％ 第２保護層１０ 層厚1.0mm、材質：不飽和ポリ
エステル樹脂 接合層６，８は次の２成分を混合したもので、
その１成分は、水40重量％、水酸化アルミニウム
55重量％、BP硬化剤５重量％、もうひとつの成
分は、UP292ポリエステル樹脂50重量％、UP130
ポリエステル樹脂50重量％である。
ドラムの周速20ｍ／ｓにおいて、材料が鋳型ド
ラムの中に注入された。100分経過後にこの管が
鋳型から取外され、最終的な形状が得られてい
た。
製造所要時間が短縮されるためには、セメント
混合機と樹脂供給ポンプの容量を増せばよい。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、回転鋳型ドラム
内において、モルタル等の中央層の外内両側にプ
ラスチツクの接合層および繊維強化プラスチツク
の強化層を形成しあるいはさらに保護層を形成す
る管材の製造方法を提供することにより、寸法的
に安定な管状加工品を安価に製造することができ
るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の製造方法によつて製造され
る複合管の一実施例の部分の縦断面図、第２図
は、一端にソケツトを備えた複合管の縦断面図、
第３図は複合管として形成されたスラスト管の縦
断面図である。 １……複合管、管状部材、２……回転鋳型ドラ
ム、３……ドラム内壁、４……第１保護層、５…
…第１強化層、６……第１接合層、７……中央
層、８……第２接合層、９……第２強化層、１０
……第２保護層、１２……ソケツト、１３……段
差部分、１４……リング、１５……プラスチツ
ク・コンクリート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳型ドラムの内壁３上に材料層の形成を伴
    い、充てん材料または強化材料と同様に液状プラ
    スチツクを注入することによつて管壁が形成され
    る、回転鋳型ドラム２内で管材を製造する複合管
    材の製造方法であつて、 液状繊維強化プラスチツクの第１強化層５を形
    成し、これを硬化させ、 前記第１強化層５に液状プラスチツクの第１接
    合層６を形成し、これを硬化させ、 未だペースト状の第１接合層６に、鉱物質の充
    てん材を含むかまたは含まないモルタル、もしく
    はコンクリートの中央層７を形成し、 前記中央層７にプラスチツクからなる第２接合
    層８を形成し、それを初期硬化させ、 液状の繊維強化プラスチツクの第２強化層９を
    形成し、それを硬化させ、 回転ドラム３内で管材を硬化する、 各工程を含む複合管材の製造方法。 ２ 前記第１強化層５の形成によりも前に、前記
    型ドラムの内壁３上に、成型可能なプラスチツク
    の第１保護層４を部分的重合または硬化させて注
    入する、特許請求の範囲第１項記載の複合管材の
    製造方法。 ３ たとえば腐食防止を目的として前記第２強化
    層９に対して、プラスチツクの第２保護層１０が
    形成される特許請求の範囲第１項または第２項記
    載の複合管材の製造方法。 ４ 繊維強化層５，９の繊維が、この層を形成す
    る前に切断され、プラスチツクと混合される特許
    請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項記
    載の複合管材の製造方法。 ５ 初期硬化された第１接合層６に対して、中央
    層７が湿つた未硬化の状態で形成される特許請求
    の範囲第１項または第２項記載の複合管材の製造
    方法。 ６ 複合管であつて、 鉱物質の充てん材を含むかまたは含まないセメ
    ントモルタル、もしくはコンクリートからなる中
    央層７と、中央層７の外面において、充てん材お
    よび強化材を含まないポリエステルの接着剤から
    なる第１接合層６によつて接合されている第１強
    化層５と、 中央層７の内面において、充てん材および強化
    材を含まないポリエステルの接着剤からなる第２
    接合層８によつて接合されている第２強化層９
    と、 を含む複合管。 ７ 第１強化層５の外側にプラスチツクの第１保
    護層４が形成されている特許請求の範囲第６項記
    載の複合管。 ８ 第２強化層９の内側にプラスチツクの第２保
    護層１０が形成されている特許請求の範囲第６項
    記載の複合管。 ９ 第２強化層９が第１強化層５よりも厚い特許
    請求の範囲第６項記載の複合管。 １０ 繊維強化の強化層５，９が10〜50重量パー
    セントのガラス繊維を含有する特許請求の範囲第
    ６項ないし第９項のいずれか１項記載の複合管。 １１ プラスチツクコンクリート１５から作られ
    たソケツト１２が１つの管端に形成されている特
    許請求の範囲第６項ないし第１０項のいずれか１
    項記載の複合管。 １２ 一方の管端においてパイプから突出した金
    属リングを有するスラストパイプとして管が形成
    され、他方の管端には、それに接続するパイプの
    リング１４を受けるための段差部分１３が形成さ
    れている特許請求の範囲第６項ないし第１１項の
    いずれか１項記載の複合管。
JP60006024A 1984-01-19 1985-01-18 複合管材の製造方法およびその方法により製造される複合管 Granted JPS60162612A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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CH243/84A CH662872A5 (de) 1984-01-19 1984-01-19 Verfahren zum herstellen eines rohrstueckes und danach hergestelltes verbundrohr.
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