JPS5948908B2 - 繊維質セメント管およびその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、繊維質セメンｌ−管およびそれの製法に関す
る。

更に詳しくは、酸性土壌に対する耐腐食性の向上その住
改善された性質を示す石綿セメント管などの繊維質セメ
ント管およびそれらの製法に関する。

石綿、グラスファイバーのような繊維質物質、セメント
および水の泥状混合物から管状体を成形し、この管状体
の内周面および外周面の少くとも一方の両側に合成樹脂
粉末を埋火させ、形成された埋入面を埋入合成樹脂粉末
と結着する合成樹脂を粉末状または溶液状の状態で被着
して被膜を形成させる樹脂被覆石綿セメント管の製法が
、特公昭３０−７８９１号公報に記載されている。

更に、特公昭４８−３６９１号公報には強化石綿セメン
ト管の製法が記載されており、即ち下側のメインロール
にかけられた下部無端フェルト上の石綿、セメントおよ
び水の泥状混合物原料から形成される石綿−セメント混
合物の薄層を上側の２個のプレスロールの間に入られた
芯金の周りに巻取って製管する工程の途中において、両
プレスロールと芯金との周りに巻取中の前記薄層との間
に補強鉄板を供給して巻き込み、更にこれを被覆する前
記混合物薄層を巻付けて製管する方法が記載されている
。

この際、補強鉄板をこれに樹脂接着剤が付着する状態で
石綿−セメント混合物薄層に巻き込んで製管し、芯金を
抜いて適宜の養生を行なうと、強化石綿セメント管の強
度が更に向上することが特公昭４９〜４０６１１号公報
に記載されている。

これらの各先行技術は、本共同出願人の一人である日本
エタニットパイプ株式会社によって発明され、現実に成
功裡に企業化されているが、これら石綿セメント管なら
びに強化石綿セメント管などの繊維質セメント管は、そ
の周囲から浸透する酸性あるいはアルカリ性物質によっ
て徐々に劣化を受けることは避は難いものであった。

他方、コンクリート管の分野においても、同様の腐食現
象が起り、その対策として、例えば管表面にフィルムに
よる防食層を形成させることが実公昭４２−２６２０号
公報で提案されているが、防食層を管表面に露出させる
ことは、わずかな外部衝撃などによって損傷を受は易く
、そのためにかかる防食層を設けた効果は期待し難いも
のがある。

また、この提案によれば、その防食層形成の手段として
、帯状フィルムをスパイラル状に巻き付けかつそれを接
着剤によって管に貼り付ける方法がとられているが、合
成樹脂フィルムおよびコンクリート管の両者に適した有
効な接着剤は少なく、また管内面に帯状フィルムを貼る
という製造上複雑な工程をとることにもなり、有効な方
法とはいえない。

特に、製造工程上からみて、このような方法を石綿セメ
ント管に応用すると、芯金に石綿、セメントおよび水の
泥状混合物原料の薄層を巻き付ける製法をとるために、
管内面にフィルム層を形成させると、芯金を抜くことが
できなくなってしまう。

また、管外面にフィルム層を形成させる場合には、その
加熱操作のために、他の管や物体と接触しないように十
分配慮しなければならない。

本発明においては、酸性あるいはアルカリ性物質による
浸食作用を確実に防止し得る繊維質セメント管を簡単な
工程によって容易に製造すべく種々研究の結果、管体の
内周面および外周面の少くとも一方の面のわずか内部に
位置する部分にポリオレフィン系樹脂フィルムから形成
された保護層を設けることにより、諸々の性質が改善さ
れることを本発明者らは見出した。

従って、本発明は繊維質セメント管およびその製法に係
り、この繊維質セメント管は繊維質物質およびセメント
の混合物の薄層を渦巻状に積層した管体の内周面および
外周面の少なくとも一方の面から約１〜３ｍｍ内部に位
置する部分に前記薄層と接着性を有するポリオレフィン
系樹脂フィルムから形成された保護層を設けた構造を有
している。

そして、このような繊維質セメント管は、繊維質物質、
セメントおよび水よりなる泥状混合物から形成される繊
維質物質−セメント混合物の薄層（一般に含水率３０％
前後の半固形状物）を芯金上に巻き込んで積層し、所定
の厚さになった時点で前記薄層上に所定の長さを有する
保護層形成用ポリオレフィン系樹脂フィルムを重ねて巻
き込み、その上に更に薄層を所定の厚さに巻き込んだ後
、前記フィルムの軟化乃至溶融条件下で養生することに
より製造される。

このような繊維質セメント管の製法の一態様を、石綿セ
メント管の場合について図面を参照しながら説明する。

第１図は、エンドレスフェルトを用いた輪転機巻取方式
による石綿セメント管の製造装置を使用して、本発明の
一態様に係る石綿セメント管の製造状態を表わしたもの
である。

また、第２図は、このような製法その他適宜の製法によ
って得られた、石綿セメント管の部分的な拡大横断面図
である。

石綿セメント管の製造に際しては、まず石綿、セメント
および水の泥状混合物、例えば重量比で１：３〜８：５
〜２０程度の割合で混合された泥状混合物の含水率を調
節して得られた薄層１を、第１図に示されるように下側
主ロール２の回転に伴って前進する下側エンドレスフェ
ルト３によって芯金４上に渦巻状に巻き付け、上側エン
ドレスフェルト５を介してプレスロール群６および６′
によってプレスしながら泥状物から形成された石綿−セ
メント混合物薄層を芯金上に巻き込んで積層し、所定の
厚さになった時点で前記薄層上に所定の厚さを有する保
護層形成用ポリオレフィン系樹脂フィルムを重ねて巻き
込むために、巻き込み以前の位置において下側エンドレ
スフェルｌ−上の薄層の上にポリオレフィン系樹脂フィ
ルム７を搭載し、混合物薄層と共に巻き込む。

第２図は、このような方法によって製造される、外周面
側に保護層を有する石綿セメント管の部分的な拡大横断
面図であり、この態様にあたっては、ポリオレフィン系
樹脂フィルム７を重合部９を形成させるような長さで巻
き込んだ後、更にその上に薄層を被覆層１１と形成する
ように所定の厚さに巻き込み、最後にフィルムの軟化乃
至溶融条件下、例えば約１００〜２００℃で約１〜１０
時間程度加圧容器中または水中などで養生し、ポリオレ
フィン系樹脂のフィルムから保護層１２を形成させる。

内周面側にポリオレフィン系樹脂フィルム保護層を設け
る場合も、それの設置位置は異なるものの、これと同様
にして行われる。

ポリオレフィン系樹脂としては、繊維質物質−セメント
混合物薄層との接着性を有するポリオレフィン系樹脂な
らばいずれの樹脂も用いることができ、例えばエチレン
−酢酸ビニル共重合体の如き、後記グラフト化に供され
るオレフィン系重合体をそのまま用いることもできるが
、特にカルボニル基含有ポリオレフィン樹脂が接着性、
繊維質セメント管の物理的強度その他各種の性質の改善
効果が顕著であるので、好んで用いられる。

そのカルボニル基含有ポリオレフィン樹脂の中でも、オ
レフィン系重合体に不飽和カルボン酸あるいはその塩、
酸無水物、エステル、アミドまたはイミド誘導体などを
グラフト共重合させたグラフト共重合体が特に好ましい
。

グラフト化されるオレフィン系重合体としては、例えば
ポリエチレン、ポリプロピレンなどの単独重合体、エチ
レン、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセンなどのオ
レフィン相互の共重合体、エチレンと少量のビニルエス
テル、不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステルな
どとの共重合体などが用いられる。

これらのオレフィン系重合体にグラフト共重合される共
単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン
酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸ナトリウム、メ
タクリル酸ナトリウム、アクリル酸無水物、メタクリル
酸無水物、無水マレイン酸、無水イタコン酸、アクリル
酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、ア
クリル酸ブチル、グリシジルアクリレートおよびこれら
に対応するメタクリル酸エステル、マレイン酸モノメチ
ルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン
酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステル、ア
クリルアミド、メタクリルアミド、マレイミドなどが、
特にその中でも無水マレイン酸が好ましい。

無水マレイン酸などが使用される場合には、エチレン、
スチレン、酢酸ビニルなどの共単量体を同時に共グラフ
ト共重合させることができる。

これらのグラフト共重合体はまた、前述のオレフィン系
重合体で一般に約２０程度度、場合によってはそれ以上
の割合で希釈して用いることができる。

そして、オレフィン系重合体で希釈されたあるいは希釈
されないグラフト共重合体のいずれの場合にあっても、
一般にポリオレフィン系樹脂中に占めるグラフト共単量
体単位の含有量が０．００１〜５．０重量％、好ましく
は０．０１〜２．０重量％になる程度の割合で用いられ
ることが多い。

保護層を形成するために用いられるこれらのポリオレフ
ィン系樹脂フィルムは、繊維質物質−セメント混合物の
薄層を渦巻状に積層した管体の内周面、外周面または内
周面と外周面の両面からいずれも約１〜３ｍｍ内部に位
置する部分に、巻き数１．０回以上、一般には重合部を
形成させる１、１回以上巻き込まれる。

一般には、フィルムとして約１０〜５００μ、好ましく
は約５０〜２００μの厚さになるように、外周面側に巻
き込まれ、外部環境に対する保護の働きをする。

これらの保護層形成用ポリオレフィン系フィルムは、養
生条件下で軟化あるいは溶融して繊維質物質−セメント
混合物の薄層と一体化するが、養生条件如何によっては
フィルムから形成される保護層と繊維質物質−セメント
混合物層との熱膨張係数が異なるので、その差に起因す
るひび割れが製品に生ずることがまれにはある。

その場合には、保護層を内周面側に設けた場合には保護
層より内側の、また外周面側に設けた場合には保護層よ
り外側の繊維質物質−セメント混合物被覆層の厚さをよ
り厚くすることにより、その問題が解決される。

本発明によって製管時に形成される保護層は、管体の内
周面および外周面に直接露出していないので養生条件下
でも劣化することなく、しかも繊維質物質−セメント混
合物層との接着結合力が大きい。

また、内周面および外周面の少くとも一方の面を形成す
る被覆層の存在によって、繊維質セメント管の使用時、
具体的には運搬時あるいは施工時に保護層が傷付くこと
がなく、それ故防食効果が低下せずにアルカリ性、中性
あるいは酸性土壌からの腐食に対して、本発明の繊維質
セメント管は十分に耐え得る。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例 １ 石綿１重量部、セメント３重量部、珪石粉２重量部およ
び水９４重量部よりなる泥状混合物をフェルト上におき
、薄層を形成させるため真空乾燥して一部の水分を除去
し、第１図に示されるような製造方式に従って管状体に
成形した。

成形された石綿セメント管は、内径１５０ｍｍ、外径１
８２ｍｍ、長さ４０００ｍｍで、その外周面から２．０
ｍｍ内側になる位置に厚さ１００μの保護層形成用エチ
レン重合体系樹脂フィルムを巻き数１．２回巻き込んで
いる。

この樹脂フィルムは、ポリエチレンに無水マレイン酸を
１重量％グラフト共重合させた変性ポリエチレン５重量
部とポリエチレン９５重量部とのブレンド体から成形さ
れたものである。

このような樹脂成分からなる保護層形成用フィルムを夏
季２４時間空気中で養生後、１８０℃で加熱オートクレ
ーブ中で８時間養生した。

得られた製品の石綿セメント管は非常に製管状態が良好
であり、その引張強度は２８５ｋｇ／ｃｍ２、剪断強度
は２５２ｋｇ／ｃｍ２の値（それぞれ５回の測定値の平
均値）を示した。

なお、前記実施例１において、保護層形成用フィルムの
巻込位置が管体外周面から２．０ｍｍ内側になるように
フィルムを巻き込んだが、それをそれぞ゛れ１． Ｏｍ
ｍ、２．３ｍｍ、２．５ｍｍおよび２．８ｍｍ内側にな
る位置にフィルムを巻き込んだ場合でも、加熱オートク
レーブで養生して得られた製品の製管状態は良好だった
。

実施列２および比較例 成形された管状体の内周面および外周面からそれぞれ１
ｍｍ内部に位置する保護層を有するような石綿セメント
管を、実施例１と同様にして製造した。

この石綿セメント管を輪切りにし、管軸方向と直角方向
の・断面にエポキシ樹脂を塗布し、各種の薬品水溶液に
１０週間浸漬し、重量変化および外観変化の観察を行な
い、保護層を有しない同様の石綿セメント管との耐腐食
性などの比較を行なった。

得られた結果は、次の表にそれぞれ実施例２および比較
例として示される。

これらの結果からみて、石綿セメント管の内周面および
外周面の少くとも一方の面のわずかに内部に位置する保
護層は、耐腐食性の向上に十分な働きをしていることが
判る。

また、保護層に隣接して設けられた被覆層は、このよう
に良好な耐腐食性を示す保護層の輸送時その他の衝撃に
よる損傷を防止させ、保護層としての働きを十分に発揮
させる役目を果している。

本発明に係る繊維質セメント管は、必要に応じてその内
周面および外周面に柑脂塗料を塗布し、都市の近代化に
即応して道路下の高い外圧に対して安全で水質汚染の心
配のない上水道に最適のパイプとして用いられるが、従
来のものより更に強度的に強いばかりではなく、その埋
設個所が酸性土壌であってもそれに対してすぐれた耐腐
食性を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、エンドレスフェルトを用いた輪転機巻付方式
による石綿セメント管の製造装置を使用して、本発明の
一態様に係る石綿セメント管の製造状態を表わしたもの
である。 第２図は、本発明の一態様に係る外周面側に保護層を有
する石綿セメント管の部分的な拡大横断面図である。 これらの図面において、符号１は石綿、セメントおよび
水の泥状混合物から形成される薄層を、４は芯金を、７
は保護層形成用ポリオレフィン系樹脂フィルムを、９は
フィルムの重合部を、１１は石綿−セメント混合物薄層
から形成された被覆層を、そして１２は保護層をそれぞ
れ指示する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繊維質物質およびセメントの混合物の薄層を渦巻状
   に積層した管体の内周面および外周面の少くとも一方の
   面から１〜３ｍｍ内部に位置する部分に前記薄層との接
   着性を有するポリオレフィン系樹脂フィルム保護層を設
   けてなる繊維質セメント管。 ２ 繊維質物質が石綿またはグラスファイバーである特
   許請求の範囲第１項記載の繊維質セメント管。 ３ ポリオレフィン系樹脂がカルボニル基含有ポリオレ
   フィン樹脂である特許請求の範囲第１項記載の繊維質セ
   メント管。 ４ ポリオレフィン系樹脂がカルボニル基含有ポリオレ
   フィン樹脂とオレフィン系重合体樹脂とのブレンド体で
   ある特許請求の範囲第１項記載の繊維質セメント管。 ５ カルボニル基含有ポリオレフィン樹脂がオレフィン
   系重合体に不飽和カルボン酸あるいはその塩、酸無水物
   、エステル、アミ゛ドまたはイミド誘導体をグラフト共
   重合させたグラフト共重合体である特許請求の範囲第３
   項または第４項記載の繊維質セメント管。 ６ 繊維質物質、セメントおよび水よりなる泥状混合物
   から形成される繊維質物質−セメント混合物の薄層を芯
   金上に巻き込んで積層し、所定の厚さになった時点で前
   記薄層上に所定の長さを有する保護層形成用ポリオレフ
   ィン系樹脂フィルムを重ねて巻き込み、その上に更に薄
   層を所定の厚さに巻き込んだ後、前記フィルムの軟化乃
   至溶融条件下で養生することを特徴とする前記薄層を渦
   巻状に積層した管体の内周面および外周面の少くとも一
   方の面から約１〜３ｍｍ内部に位置する部分にポリオレ
   フィン系樹脂フィルム保護層を設けた繊維質セメント管
   の製法。 ７ 繊維質物質が石綿またはグラスファイバーである特
   許請求の範囲第６項記載の繊維質セメント管の製法。 ８ ポリオレフィン系樹脂がカルボニル基含有ポリオレ
   フィン樹脂である特許請求の範囲第６項記載の繊維質セ
   メント管の製法。 ９ ポリオレフィン系樹脂がカルボニル基含有ポリオレ
   フィン樹脂とオレフィン系重合体樹脂とブレンド体であ
   る特許請求の範囲第６項記載の繊維質セメント管の製法
   。 １０ カルボニル基含有ポリオレフィン樹脂がオレフィ
   ン系重合体に不飽和カルボン酸あるいはその塩、酸無水
   物、エステル、アミドまたはイミド誘導体をグラフト共
   重合させたグラフト共重合体である特許請求の範囲第８
   項または第９項記載の繊維質セメント管の製法。 １１ 保護層形成用ポリオレフィン系樹脂フィルムの長
   さが巻き込まれたとき少なくとも１．０回の巻き数とな
   るのに十分な長さを有する特許請求の範囲第６項記載繊
   維質セメント管の製法。 １２ 保護層形成用ポリオレライン系崩脂フィルムをそ
   の内部に巻き込んだ積層管体の養生を加熱水中または加
   熱加圧容器中で行う特許請求の範囲第６項記載の繊維質
   セメント管の製法。