JPS595197B2 - 耐蝕パイプの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐蝕性、耐熱性、耐圧性、耐火性に 。

秀れた複合パイプの製造方法に関するものである。具体
的に言えば、本発明は、内表面に耐熱、耐蝕性に秀れた
熱可塑性樹脂層を有する繊維強化プラスチック（以下Ｆ
ＲＰと称す）がライニングされた金属パイプの製造方法
に関するものである。従来、鋼管の如き金属パイプは、
各種用途に使５ 用されてきたが、耐蝕性が常に問題と
なつていた。金属パイプの耐蝕性を高める為にパイプ内
面に耐蝕性のある樹脂や、塗料でライニング処理を施し
たパイプや、塩ビパイプ、ポリエチレンパイプを挿入ラ
イニングした金属パイプが製品としてある１０が、これ
らはピンホールの存在、剥離の発生等の欠陥あるいは耐
久性の問題、あるいは耐熱性の限界等で、一必らずしも
十分な耐蝕パイプとして評価されてはいない。一方、Ｆ
ＲＰは、一般には、ガラス繊維などの１５強化繊維基材
に硬化するポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の硬化す
る液状樹脂を含浸・硬化させたものと理解されている。

ＦＲＰは、軽量の上、耐蝕性に秀れ、また機械的強度に
も秀れている為、航空機部品、機械部品２０や、その他
の分野に広〈用いられ、パイプも秀れたＦＲＰ特性を生
かす応用例として、特に耐蝕分野で実用化されている。

しかしながら、ＦＲＰパイプは有機材料の樹脂を用いて
いる為万一火災が発生した場合には、着■５ 火し、流
体の流出など二次災害を起こす可能性は否定できず、ま
た、ＦＲＰは衝撃に弱く、ＦＲＰパイプ配管後に発見さ
れる流体漏れ事故は配管工事の際の乱暴な取扱いによる
キ裂発生が原因となつている例もある。

１０本発明は、金属パイプの強度、ＦＲＰパイプの耐蝕
性を組合せ、発展させた新規な複合パイプを提供する製
造方法に関するものである。

ＦＲＰパイプに使用される硬化樹脂は、ポリエステル樹
脂エポキシ樹脂であつて、一般には耐熱、１５耐蝕樹脂
と言われている。

しかしながら耐熱性の点から見ると成形作業のしに〈い
特殊な樹脂系を除けば、ポリエステル樹脂で１００℃、
エポキシ樹脂で１５０℃が使用限界であつて、この温度
附近では、曲げ強度弾性率も低下する。また耐蝕性の点
から見ると、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂とも万能
ではなく、ＦＲＰパイプ用樹脂は、使用流体に見合つた
配合が要求され、汎用性が少ない。例えば硫酸などの無
機酸に耐えるエポキシ樹脂でも、有機溶剤には犯され、
塩素系化合物に対する耐蝕性は、ポリエステル樹脂の方
がエポキシ樹脂に勝る。更に耐蝕性は、温度条件が高く
なると低下するのも一般的な事実である。また、耐熱、
耐蝕パイプと称しても、ＦＲＰパイプは高湿、高温下で
使用すると、例えば蒸気排出管などに使用すると、内層
の樹脂が、その配合組成によつて、若干の時間差はある
ものの、次第になくなつて、繊維基材が露出してくる。
この原因は、定かではないが、高湿高温における樹脂の
加水分解と推定され、ポリエステル樹脂を用いたパイプ
は、この高湿高温劣化が早い。ＦＲＰパイプの内面は、
耐蝕層として、樹脂含有率が８０〜９０（Ｆｆ）ＶＣ．
なるように調整した０，１〜０．１５ｗｒ１ｎの樹脂層
が設けられている例が多く、この層はパイプの耐蝕機能
は強化繊維基材が有しているのではなく、樹脂が有して
いる為に設けられているのであつて、通常はサーフエイ
スマツトと称する不織布が樹脂層保持材として用いられ
ている。しかし、この耐蝕樹脂層が設けても耐熱、耐蝕
性は、前述の如く、汎用性は少な〈、高湿高温劣化に対
しても時間をかせぐだけのものである。本発明は、ＦＲ
Ｐパイプの耐熱・耐蝕性を更に高め、汎用性のあるパイ
プの開発研究からなされたものであつて、具体的にはフ
ツ素樹脂、ポリフエニレンサルフアイド樹脂に代表され
る耐熱・耐蝕性に秀れた熱可塑性樹脂を強化繊維基材に
結合せしめた層を内表面に有するＦＲＰライニング金属
パイプの製造方法に関するものである。フツ素樹脂（ポ
リ四フツ化エチレン、ポリ三フッ化塩化エチレンＦＥＰ
など）及ポリフエレンサルフアイド樹脂は熱可塑性樹脂
であるが、融点が高く、常時２００Ｃで使用しても実用
的性能に変化がなく耐蝕性も他に類を見ない樹脂である
。

これらの樹脂は通常の熱可塑性樹脂に比べると加工性が
悪いが、適当な加工条件を選定すればピンホールのない
皮膜を形成することが知られている。本発明は、フツ素
樹脂及ポリフエニレンサルフアイド樹脂の耐熱．耐蝕性
をＦＲＰと金属パイプに組合せたもので、以下図によつ
て詳細に説明する。先ず強化繊維基材１の片面にフツ素
樹脂あるいはポリフエニレンサルフアイド樹脂（以下、
単に樹脂と称す）２の粉末を塗布し、焼結し樹脂皮膜３
を形成する。繊維基材１は、ガラス繊維、アスベスト繊
維、炭素繊維、ケプラ繊維等、無機繊維、有機繊維でつ
くられたテープ、クロスなどの織布あるいは、不織布で
あつて、目のつまつた基材が望ましい。樹脂２の粉末は
、特に粒度は限定せず、乾燥状態あるいは、液状スラリ
ーにして塗付する。塗付された樹脂２は、焼結によつて
繊維基材１の片面に樹脂皮膜３を形成するが、一部の樹
脂２は繊維基材１の内部に浸透し、樹脂皮膜３のアンカ
ー４となつて、繊維基材１に結合され、樹脂処理基材５
が形成される。樹脂皮膜３の厚みは、繰返し、樹脂２の
塗布焼結で、任意に変えうるが、通常は、２回の重ね塗
りでピンホールレスの０．１〜０．２ｒｍの皮膜が得ら
れ、耐蝕性は十分である。次に樹脂処理基材５を樹脂皮
膜３が芯型６ＶＣ．接するように捲回する。

捲回する場合、樹脂処理基材５をテープ状になし、つき
合せゲートル巻きするのが、作業上便利である。捲回数
は、１回で十分である。すなわち、パイプとなしたあと
、最内層のみが樹脂皮膜３ＶＣなつているのが望ましい
。樹脂処理基材５を捲回したあと、樹脂処理基材５の外
面に強化繊維基材７を重ね捲回してもよい。このように
芯型６に樹脂処理基材５及強化繊維基材７を巻付けたも
の８を金属パイプ９ＶＣ挿入する。次に、金属パイプ９
の両端を治具１０，１０Ｉで密閉するが，治具１０，１
σには少なくとも１ケの孔１１，１１１をあけておく。
一端の孔（図では１１）を真空系に接続し、他端の孔（
図では１１５）を熱硬化する樹脂１２の入つたタンク１
３ＶＣ接続し、金属パイプ内部を真空にすると共に熱硬
化する樹脂１２をタンクから金属パイプに注入する。熱
硬化する樹脂１２は、事前に十分な脱泡処理をしておく
のが望ましく、タンク１３に圧力を加え金属パイプ９へ
の熱硬化する樹脂の樹脂注入速度を早めることも可能で
ある。かくして、強化繊維基材に熱硬化する樹脂を含浸
せしめると同時に金属パイプ内空隙１４に注入する。こ
の樹脂注入後、硬化させ、芯型を抜くと、最内層に耐熱
・耐蝕性に秀れた熱可塑性樹脂層をもつＦＲＰがライニ
ングされたパイプが得られる。強化繊維基材７の重ね巻
回する層数は、基材の重み、芯型の外径、金属パィブの
内径によつて異なるが、巻きつけたもの８の易挿入性、
金属パイプ内空隙１４で硬化する樹脂がクラツクを生じ
ない条件から、金属パイプ９の内径と巻付けたもの８の
外径との径差が０．３ｒＶＬ以上、１．２ｒｗＬ以下に
なるように決めることが望ましい。

径差が１．２ｒｗｔ以上の場合、硬化する樹脂に充てん
剤（図示しない）を入れて、硬化収縮が小さくして、ク
ラツクを防止することは可能であるが、強化樹脂基材へ
の含浸が悪くなる可能性が大きい．熱硬化する樹脂の樹
脂注入の際に真空吸引するのは、強化繊維基材に十分な
樹脂含浸を行なわせる目的であつて、真空度は、７６０
ｒｍＨｔ以下望ましくは４００ＶｎＨｔ以下であれば十
分であり、加圧操作は行なうならば０．５ＫＶｄ以上が
望ましい。この方法によるパイプは内層が繊維基材に結
合された耐熱・耐蝕に秀れた樹脂層であつて、使用流体
の如何を問わず使用しうる汎用性があり、ＦＲＰ層とは
、機械的に結合された状態になつている上に、ＦＲＰ層
が金属パイプと接着されたパイプとなつている。従つて
耐蝕性の劣る一般ガス管を金属パイプとずれば、耐圧性
は金属パイプによつて保たれ、耐蝕性はＦＲＰ層で保証
されたことになる。このパイプを試用した結果、実施例
にも説明するように、高湿高温下の使用条件でも、全く
問題がないことが判明した。

〔実施例１〕 厚み０．１８ｒｗＬ、巾５０ＷＬのガラス繊維平織りテ
ープの片面に、ライトンＲ（フイリツプス社商品名ーポ
リフエニレンサノレフアイド樹脂）のスラリーをスプレ
ーし、３７０℃で５０分間焼付ける処理を２回行ない、
樹脂処理基材を製作した。

このテープのライトンＲ面をφ５１．０×１０００ｒＷ
Ｌｔの芯型に合せて、一層つき合せ捲回した。次いで厚
み０．１８ｍ巾５０ｒＷＬのガラス繊維平織りテープを
３層つき合せ捲回した。捲付外径はφ５２．６となつた
。これを５０ＡＳＧＰＶＣ挿入し、両端を密閉した。真
空吸引（２５０ｒｆｒｍＨｆ）を続けながら脱泡したエ
ポキシ樹脂（エピコート８１５／ＭＮＡ配合）をパイプ
内に注入した。エポキシ樹脂が真空吸引孔に届いてから
１０分間０．５Ｋｆ／Ｃｄの圧力を樹脂タンクに加え、
パイプ内に附着している気泡を押し流した。通常の方法
によつて、エポキシ樹脂を硬化したあと、脱芯し、内層
にライトンＲ層をもつＦＲＰライニング金属パイプを得
た。このパイプを３００ｍの長さに切断し、蒸気排出ピ
ツト中の蒸気排出管に接続し，１ケ月試用したあと、内
面を観察したが特に異常は認められなかつた。同時に比
較の為，通常のＦＲＰライニング金属パイプを併行して
試作試用したところ，内層の樹脂がなくなり、基材が露
出していた。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図、第４図、第５図は、本発明の
耐蝕パイプを製造する場合の説明図であり、１は強化繊
維基材、２，３，４は、耐熱耐蝕性に秀れた熱可塑性樹
脂、５は樹脂処理基材、６は芯型、７は強化繊維基材、
８は巻きつけたもの、９は金属パイプ、１０，１０′は
治具、１１，１１５は孔、１２は熱硬化性樹脂、１３は
タンク、１４は金属パイプ内空隙である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 耐熱耐蝕性に秀れた熱可塑性樹脂を織布、不織布等
   の強化繊維基材の片面に塗布、焼結、結合せしめ、ピン
   ホールのない皮膜を形成したあと、熱可塑性樹脂皮膜面
   が芯型面に接するように該強化繊維基材を芯型に捲回し
   、更に必要なら上記熱可塑性樹脂を焼結結合していない
   、強化繊維基材を重ね捲回し、所望の肉厚となして後、
   金属パイプに挿入し、該金属パイプの両端を密閉し、一
   端から真空引きしながら、他端から熱硬化する樹脂を加
   圧しながらあるいは加圧せずに該金属パイプ内に注入し
   、強化繊維基材の上記熱可塑性樹脂の焼結結合していな
   い部分に含浸せしめると同時に金属パイプ内の空間に注
   入し、樹脂が硬化してから芯を抜きとることを特徴とす
   る耐蝕パイプの製造方法。