JPH0587273A - 複合管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐蝕合成樹脂層の収縮や金属管内表面と接着
剤層の剥離等がなく、耐蝕性、耐久性に優れた複合管を
得る。 【構成】 鋼管２の内面に、チタン酸カリウムホイスカ
ーなどの繊維状無機充填材を添加したシラン架橋ポリエ
チレンを筒状に溶融押出しして融着し、厚さ２．５ｍｍ
の耐蝕性合成樹脂層３を形成した複合管１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複合管に関し、特に給
水、排水等の用途に適した、耐蝕性に優れた複合管に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、耐蝕用途に用いられる管として
は、金属管内に合成樹脂管が挿入され、両管がゴム系接
着剤で接着された複合管が知られている。

【０００３】しかし、金属管の線膨張係数に対し合成樹
脂管の線膨張係数が著しく大きいために、このような複
合管内を温度の高い流体が断続的に流れた場合には、金
属管と合成樹脂管はそれぞれの線膨張係数に応じて長さ
方向及び直径方向に伸縮を繰り返し、それによって合成
樹脂管に残留していた成形歪が開放されて合成樹脂管が
長さ方向に収縮し、合成樹脂管の管端が金属管の管端よ
り著しく引込んで流体が金属管に直接触れ、あるいは金
属管と接着剤層の間に流体が侵入して、その結果金属管
に錆や腐食が発生したり、穴があく事故を引き起こすこ
とがあった。

【０００４】この問題を解決するために、金属管内に接
着剤層を介して、合成樹脂１００重量部に対し炭酸カル
シウムなどの粉粒体状無機充填材２０重量部以上を添加
した合成樹脂管を設けた３層構造の複合管が、特開昭５
５−１６１６３９号公報に開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開昭５５−
１６１６３９号公報記載の複合管においては、粉粒体状
無機充填材を使用するために合成樹脂管の伸縮を抑制す
る作用が充分でなく、このために添加量を多くせねばな
らないこととなり、成形時に形状がまとまりにくい、成
形機のスクリューが磨耗し易い等の問題があるととも
に、合成樹脂管の材質が脆くなる、表面の平滑性が悪
い、吸水性が高い等の問題がある。

【０００６】また、従来の３層構造の複合管で見られる
ように、接着剤層の膨張収縮による金属管内表面と接着
剤層の間での剥離が依然として発生する。本発明は上記
のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであ
り、管端部での合成樹脂層の収縮等による金属管の露出
や金属管内表面と接着層との剥離等の欠陥がなく、耐蝕
性、耐久性に優れた複合管を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の複合管は、金属管の内面に繊維状無機充
填材を含む接着性合成樹脂層が溶融接着されて形成され
たことを要旨とするものである。

【０００８】本発明において、金属管としては鋼管、メ
ッキ鋼管、ステンレス鋼管、アルミニウム管、銅管等、
一般に金属管と呼ばれるものが使用される。金属管の内
面は、アルカリ等による脱脂処理、塩酸、硫酸、硝酸等
による錆等の酸化膜除去処理等を施した後、燐酸亜鉛、
燐酸鉄、しゅう酸、酸化チタン膜等による防錆処理、更
に、接着性を良好にするために、カップリング処理、メ
ッキ鋼管の場合クロメート処理等を施すことが好まし
い。

【０００９】本発明にいう接着性合成樹脂とは、成形加
工のための溶融温度付近において、別途接着剤を要する
ことなくそれ自身が金属面に接着するような性質を有す
る合成樹脂であって、シラングラフトポリエチレン、カ
ルボン酸変性ポリエチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニ
ルアセタール、ポリビニルアルコール、ポリアミド等の
熱可塑性樹脂や、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素
樹脂、ポリイソシアネート等の熱硬化性樹脂などがあげ
られる。

【００１０】本発明において、接着性合成樹脂に添加す
る繊維状無機充填材としては、成形に支障がない程度に
繊維長が長く（一般には０．５ｍｍ未満が好ましい）、
且つ繊維長Ｌと平均直径Ｄの比（Ｌ／Ｄ）の比の大きい
ものが好ましく、アスベスト、ガラス繊維、炭素繊維、
チタン酸カリウムホイスカー、ウォラストナイト等の１
種、もしくは２種以上の混合物が好ましい。

【００１１】また、繊維状無機充填材には、接着性合成
樹脂とのなじみを良くするために表面処理を施すことが
好ましく、表面処理剤としてはアミノシラン、エポキシ
シラン等のシランカップリング剤や、チタンカップリン
グ剤などが使用される。

【００１２】繊維状無機充填材の添加量は、接着性合成
樹脂１００重量部に対し２〜１５重量部が好ましい。２
重量部未満では合成樹脂層の伸縮を抑制する効果が少な
く、１５重量部超では合成樹脂層の成形性、表面性能等
が低下するとともに材質が脆くなり、且つコスト高とな
ってしまう。

【００１３】金属管の内面に繊維状無機充填材を含む接
着性合成樹脂層を溶融接着して形成する方法としては、
予め製管された金属管内に予め押出成形で成形された繊
維状無機充填材を含む接着性合成樹脂管を挿入し、気体
で加熱膨張させて溶融接着する方法、同様に金属管内に
合成樹脂管を挿入し、金属管を加熱しつつロールあるい
はダイス等によって「しごき」をかけて縮径し溶融接着
する方法、金属の帯板を溶接製管しながら、金属管内に
連続的に繊維状無機充填材が添加された接着性合成樹脂
を筒状に溶融押出しして融着する方法等が用いられる。

【００１４】繊維状無機充填材が添加された接着性合成
樹脂層の厚さは、複合管の長期使用によってブリスター
（局部的な膨れ）が生じないよう充分な剛性を持たせる
必要性から、接着性合成樹脂の種類、繊維状無機充填材
の種類及び添加量等にもよるが、０．５〜５ｍｍ程度が
好適である。

【００１５】なお、上の記述で明らかなように、本発明
の複合管は繊維状無機充填材が添加された接着性合成樹
脂層が金属管の内表面に直接溶融接着されているもので
あって、金属管の内表面と接着性合成樹脂層の間には接
着剤層が介在しない２層構造である。

【００１６】

【作用】本発明の複合管の内層を構成する接着性合成樹
脂層に添加されるアスベスト、ガラス繊維、炭素繊維、
チタン酸カリウムホイスカー、ウォラストナイト等の繊
維状無機充填材は、線膨張係数が合成樹脂に比べて著し
く小さく、金属管に用いられる金属材料よりも小さい。
更に、前記従来技術で用いられた粉粒体状無機充填材と
異なり、合成樹脂中にあって補強材としてその伸縮を抑
制する作用を発揮する。

【００１７】従って、このような繊維状無機充填材を合
成樹脂に添加することによって線膨張係数が小さくなる
とともに、合成樹脂層の伸縮が妨げられ、温度変化によ
る伸縮が著しく小さくなる。同様にして、合成樹脂層も
成形時の残留歪みの小さいものが得られる。

【００１８】また、金属管と合成樹脂層の間には線膨張
係数の大きい接着剤層が介在せず、線膨張係数の小さい
接着性合成樹脂層が金属管の内表面に直接溶融接着され
ているので、温度変化による金属管と合成樹脂層の間の
動きが一層妨げられる。

【００１９】本発明の複合管は、以上の作用が複合され
ることによって、温度変化が繰り返されても合成樹脂層
が金属管の管端より引込む現象が発生しない。なお、上
記のような理由から添加量も少なくてよいので、成形
性、表面性能、物性等に対する悪影響も少ない。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を、実施例により図面を参照し
て説明する。 （実施例１）図１は、本発明実施例１の複合管を示す一
部切欠正面図である。

【００２１】鋼帯板を溶接して外径１１４．３ｍｍ、肉
厚２．０ｍｍの鋼管２を製管しながら、鋼管２の内面
に、繊維状無機充填材としてアミノシラン表面処理を施
した直径０．１〜１．０μｍ、平均繊維長１３μｍのチ
タン酸カリウムホイスカーを樹脂１００重量部に対し５
重量部添加したシラン架橋ポリエチレンを溶融押出しし
て融着し、厚さ２．５ｍｍの上記合成樹脂層３の形成さ
れた複合管１を得た。

【００２２】この複合管１の５ｍについて、９０℃の熱
湯を３分間通し、その後２０℃の水道水を３分間通す操
作を１００００サイクル繰り返す加熱−冷却テストを行
った。

【００２３】テスト終了後管端部を観察した結果、両管
端部とも合成樹脂層２の収縮、その他の異常は全く認め
られなかった。 （実施例２）繊維状無機充填材として、アミノシラン処
理を施した平均直径１３μｍ、平均繊維長５００μｍの
ガラス短繊維１０重量部を添加した以外は実施例１と同
じ方法で、鋼管の内面に合成樹脂層が形成された複合管
を得た。

【００２４】この複合管の５ｍについて実施例１と同じ
加熱−冷却テストを行い、テスト終了後管端部を観察し
た結果、両管端部とも合成樹脂層の収縮、その他の異常
は全く認められなかった。 （比較例１）図２は、比較例１の複合管を示す一部切欠
正面図である。

【００２５】実施例１と同じ方法で実施例１と同じ寸法
の鋼管５を製管しながら、鋼管５の内面にシラン架橋ポ
リエチレン及び炭酸カルシウム２０重量％を含む架橋ポ
リエチレンを溶融、共押出しして、厚さ１．０ｍｍのシ
ラン架橋ポリエチレン接着剤層６、更にその内面に厚さ
１．５ｍｍの合成樹脂層７が形成された複合管４を得
た。

【００２６】このようにして得られた複合管４には、炭
酸カルシウムを含む合成樹脂層７の内面に不規則な凹凸
が認められた。この複合管４の５ｍについて実施例１と
同じ加熱−冷却テストを行った。

【００２７】テスト終了後管端部を観察した結果、両管
端部で合成樹脂層７が鋼管管端よりそれぞれ５ｍｍ収縮
しているとともに、両管端からそれぞれ約６００ｍｍに
わたって鋼管４と接着剤層６の界面に剥離が認められ
た。 （比較例２）無機充填材を添加しない以外は実施例１と
同じ方法で、鋼管の内面に合成樹脂層が形成された複合
管を得た。

【００２８】この複合管の５ｍについて実施例１と同じ
加熱−冷却テストを行い、テスト終了後管端部を観察し
た結果、両管端部で合成樹脂層が鋼管管端よりそれぞれ
２５ｍｍ収縮しているのが認められた。 （比較例３）無機充填材として平均粒径３０μｍのタル
クを２０重量％添加した以外は実施例１と同じ方法で、
鋼管の内面にタルクを含む合成樹脂層が形成された複合
管を得た。

【００２９】この複合管の５ｍについて実施例１と同じ
加熱−冷却テストを行い、テスト終了後管端部を観察し
た結果、両管端部で合成樹脂層が鋼管管端よりそれぞれ
１０ｍｍ収縮しているのが認められた。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の複合管は管端部での耐蝕性合成樹脂層の収縮や金属管
との界面剥離が発生せず、従って耐蝕性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例１の複合管を示す一部切欠正面図
である。

【図２】比較例１の複合管を示す一部切欠正面図であ
る。

【符号の説明】 １ 複合管 ２ 鋼管 ３ チタン酸カリウムホイスカーを含むシラン架橋ポ
リエチレン層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属管の内面に繊維状無機充填材を含む
   接着性合成樹脂層が溶融接着されて形成されたことを特
   徴とする複合管。