JPS61286122A - プラスチツク管およびその製造方法 - Google Patents

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】 本発明は、内層と中間層と外層とから構成されていて、
該中間層が前記内層および外層とは異なる構造を有して
いる、複数の層からなる壁を備えたプラスチック管に関
する。

この形式のプラスチック管は種々の形態のものが知られ
ている。

既知のプラスチック管の１つの形態では、その内層と外
層とは繊維で補強された熱硬化性プラスチックからなる
が、一方中間層は比較的厚くて粉末の充填剤を高い比率
で含有している熱硬化性プラスチックからなっている。

既知のプラスチック管の別の形態では、これらの層はす
べて熱可塑性プラスチック材料からなり且つ中間層が内
層の周りに巻き付けられた可撓性の管から構成されてい
る。これらのすべての層は溶接によって結合されており
、このことは不可欠である。何故ならば、もしそうでな
（てプラスチック管壁の種々の層が結合されていないよ
うな場合には外部荷重を受けた状態での管の剛性が不十
分となるからである。外部荷重が低い場合、例えば管が
地下に配設されたときに生ずるような外部荷重を受ける
場合でも、その多層管壁の眉間剥離が起こり、それがた
め望ましくない変形、管継手での漏洩及び管の破′壊を
招（ことになりつる。

上述したような既知の管の形態ではいずれも中間層とべ
外層との間の取付けがそのプラスチック管に比較的重い
外部荷重を加えられたときに中間層と内、外層の隔離を
防止するためＫは依然として不十分であり、このことは
既に述べたような層間剥離及沙有害な種々の現象とを招
くことになるという欠点がある。

その上、これらの層を一緒にして溶接することによって
既知のプラスチック管を製造することは非常に長く且つ
困難な製造工程であるが、また一方溶接をするので、複
合壁の種々の構成要紫に用いる材料の選択も容易に溶接
可能なプラスチック類に限定されることになる。

本発明はこれらの欠点を克服し、且つ管の壁の複数の層
を溶接する必要がないプラスチック管であると共に、最
少量のプラスチック材料を使用しながらそれにも拘らず
十分な剛性を備えているプラスチック管を提供すること
を目的とする。

この目的は、上述した形式のプラスチック管であって、
該プラスチック管の壁の内層そして／または外層が繊維
で補強された熱硬化性プラスチック材料からなり、且つ
該壁の中間層が少なくとも前記内層の周りに巻き付けら
れた熱可塑性プラスチック材料製の可撓管な含むと共に
該可撓管の壁が横向きに置かれた断面輪郭を備えている
プラスチック管によって達成される。

これらの層の組み合わせによって、プラスチック管の特
定された所要の剛性をうるために使用されるべぎ材料の
量を最少量に減少させることができる。このことは、特
に本発明による比較的大ぎな直径の管が同一直径を有し
且つ同一の剛性を備えている既知の形式の管よりも、比
較的安価であることを意味している。

内層そして／または外層の熱硬化性プラスチック材料は
、好ましくは可撓管の横向きく置かれた断面輪郭をはさ
んで延びているので、中間層に対しての一方の層または
両方の層の取り付けは特に良好であり、それ故により高
い荷重の下でも層間剥離が実際上全く起こらないかまた
は非常に僅かな程度しか起こらないことになる。

可撓管の壁は横向き方向において波形にされると有利で
ある。この種類の管は可撓性があり且つそれ故に内層の
周りに容易に巻き付けることができる。

非常に有利な実施態様においては、この可撓管は実質的
に円形の横断面を有しているのでプラスチック管の壁の
良好な剛性が達成される一方で可撓管の円形の形状はプ
ラスチック管の壁に均等な剛性を持たせながら材料を最
大限に節約させることになる。

熱硬化性プラスチック材料としては、例えば不飽和ポリ
エステル樹脂、エポキシ樹脂またはポリウレタン樹脂が
あり、補強繊維には例えばガラスを成分とするものがあ
る。

プラスチック管のすべての層の間で最適な取り付けを達
成し且つ剛性を増大させるためには、可撓管と内層そし
て／ｌたは外層との間に結果として生ずる全ての空間に
充填剤を含む熱硬化性プラスチック材料を充填すること
ができる。

その充填剤の含有量は重量比率で５Ｏｔｓと９５μｍと
の間、特に７０％と９０％の間であると有利であり、そ
の充填剤の粒径は可撓管の横向きに置かれた断面輪郭で
の２個の互いに連続して隣合う輪郭の間の距離よりも小
さい。

本発明はまた、複数の層からなる壁を備えたプラスチッ
ク管の製造方法であって、管の壁の内層を形成するため
の第１の層が取りはずし可能なコア上に適用され次いで
該層の周りに中間層が適用され、該中間層は少なくとも
可撓管が前記内層のまわりに巻き付けられ且つ肢管の壁
が横向きに置かれた断面輪郭を備えるようにして構成さ
れていて、さらに前記中間層の上には外層が適用される
ようにした製造方法であり、内層そして／または外層が
少なくとも中間層と接する側に変形性のある面を備え、
且つこれらの層が適用された後ではその面の変形性が除
去されるプラスチック管の製造方法である。

これら内層および外層は好ましくは繊維で補強された熱
硬化性プラスチック材料からなり、これら層の面の変形
性は熱硬化性プラスチック材料を架橋することによって
除去される。

可撓管と内層そして／ｌたは外層との間のいがなる空間
にも本発明による方法においては充填剤を含む熱硬化性
プラスチック材料からなる組成物を充填することができ
、該組成物はそれがペーストとして適用されるような稠
度な備えているのが好ましい。

本発明を実施態様の一つについて添付図面により詳細に
説明する。

第１図および第２図に示されている本発明によるプラス
チック管の構造の形態では、内層２と中間層３と外層４
とから構成された壁１が設げられている。中間層３は少
なくとも内層２の周りに巻き付けられた可撓管５からな
る。可撓管５の壁６は横向きの方向において波形である
がしかしまた異なる形式の横向ぎに置かれた断面輪郭を
持つこともできる。可撓管５は円形の横断面を有してい
る。波形の壁を備えた可撓管はまたリップル状管として
も知られている。

可撓管５のための適切な材料は知られている塩化ビニル
重合体例えばポリ塩化ビニルおよび同様に知られている
ポリアルケン例えばポリエチレンおよびポリプロピレン
のような熱可塑性プラスチック材料である。

プラスチック管の壁１の内層２と外層４とは繊維で補強
された熱硬化性プラスチック材料からなる。熱硬化性プ
ラスチック材料はまた第６図に示されているように、可
撓管５の壁６の波形の間にも存在しておりそれによって
可撓管に対しての内層２および外層４のそれぞれの非常
に良好な取り付けが達成される。この取り付けは、使用
されるプラスチック材料の形式に応じて機械的そして／
または物理化学的になしつる。

熱硬化性材料の選択は、そのプラスチック管が利用され
る用途に応じてなされる。下水道管に対しては不飽和ポ
リエステル樹脂で作られた管が使用できるが、一方電導
性の腐蝕性がある（化学的）液体用の管に対してはエポ
キシ樹脂で作られた管が使用される。もしプラスチック
管の壁１の内層２が耐摩耗性でなければならない場合に
は、この目的のために通常はポリウレタン樹脂が選択さ
れる。

補強繊維は糸、マット、繊維またはそれらの組み合わせ
の形状にすることができる。その繊維は通常はガラスを
成分とするが、しかしまた他め材料のものであってもよ
い。

繊維で補強されたプラスチック材料からなる層の厚さと
プラスチック管の直径との間の比率は１：１００と１：
５００との間である。壁全体の厚さとプラスチック管の
直径との間の比率は１：１０と１：５０との間である。

プラスチック管の壁１の可撓管５と内層２および／また
は外層４との間の空間７には第４図に示されているよう
に、充填剤を含有せる熱硬化性プラスチック材料８を充
填することができる。上述した熱硬化性プラスチック材
料はこの目的のために適している。充填剤としては下記
のものを使用することができる。すなわち炭酸カルシウ
ム、砂のような珪素充填剤、石英砂と石英粉末、フライ
アッシュ、珪酸アルミニウム等である。しかしながら砂
が安価であって好ましい。

充填剤の含有量は重量比率で５０％ないし９５チ、特定
的には７０％ないし９０％に達するようにすると有利で
ある。熱硬化性プラスチック材料と充填剤とからなる組
成物における充填剤の含有比率は、管の全体の剛性を増
大させることに寄与する。充填剤の粒径は各粒子が可撓
管の壁の波形の中に受は入れられることができるように
選定され、結局５μｍと１５００μｍとの間好ましくは
５０μｍと３００μｍとの間になる０粒子の形状は熱硬
化性プラスチック材料への最適な接着が確保されるよう
なものとされるべきである。それ故に小さい球形体を使
用することができ、且つこれらは中央体、中空体または
微孔性体であってよい。

上述のプラスチック管は下記の方法で製造される。

最初に熱硬化性樹脂を含浸させた繊維の層が取りはずし
可能なコアに例えば巻き付けることによって適用される
。

この層はプラスチック管の壁１の内層２を形成する。次
に可撓管の壁６が横向き方向において波形である可撓管
５をまだ樹脂が湿った状態にあるこの層の上に巻き付け
る。それと同時に波形の壁６がまだ樹脂が湿った状態に
ある第１の層の中に押し込まれるので、熱硬化性樹脂が
横向きに置かれた波形輪郭の間に入り込む。次いで熱硬
化性樹脂を含浸させた繊維からなる第２の層が可撓管５
の周りに例えば巻き付けることによって適用される。こ
の層はプラスチック管の壁１の外層４を形成する。この
製造工程期間中にもまた熱硬化性樹脂が可撓管５の壁６
の波形の間に入り込む。

最後に熱硬化性樹脂は架橋することに工って硬化せしめ
られ、この時点で得られたプラスチック管をコアから取
り外す。

可撓管５と内層２および外層４との間の空間７が充填さ
れる場合にはコアに第１の層を適用した後で熱硬化性樹
脂と充填剤とからなる堅−ストが適用され、それに続い
て可撓管５が適用される。従って、該可撓管５は軟らか
いペーストの中に押し込まれる。次いでペーストはまた
可撓管の上にも適され、その後で熱硬化性樹脂を含浸さ
せた繊維の第２の層が適用される。最後にこのように組
み合わされたもの全体を架橋することによって硬化させ
る。

空間７を充填することによってプラスチック管を管の壁
１の異なった層２，３．４が最適な態様で一緒に合わせ
て取り付ゆられた状態で得ることができる。更に管の外
側面は空間７が充填されなかった場合エリも一層滑らか
である。

ある場合には熱硬化性樹脂と充填剤とのば一ストが可撓
管５の一方の側のみ、例えば可撓管５と外層４との間に
のみ適用されることもできる。

井戸用管として使用するように計画された本発明による
プラスチック管の特殊な形の構造においては内層２と外
層４とが液体を通過させるための開口部を備えている。

それ放水は地中に置かれた管の外側から外層４の開口部
、空間７、可撓管５の壁６０波形の間の空間および内層
２の開口部を経由して管の内部に入いることができる。

次いでその水はポンプで汲み出すことができる。

これらの開口部は内層２と外層４とに少量の熱硬化性プ
ラスチック材料を含有した繊維で補強された熱硬化性プ
ラスチック材料を使用することによって、これら内層２
と外層４とに形成することができその結果補強繊維の間
には複数の細孔が形成されることになる。

内層２と外層４とはまた繊維で補強された熱硬化性プラ
スチック材料からなる複数の細長片を互いに隣り合う細
長片の間に或る自由な空間を残しながら交互に斜めにし
て重ね合わせて配列するようにして、構成することがで
きるのでこれらの層に第５図で図解的に示されているよ
うな開口部９を形成することかできる。第５図にはまた
水が辿るべき通路が矢印１０によって示されている。

本発明によるプラスチック管の部分を連結する目的のた
めに第６図に示されているように、プラスチック管１１
が端部部分１２を備えている。この端部部分１２はプラ
スチック管部分１１と一体になっていて、その壁１３は
繊維で補強された熱硬化性プラスチック材料から全体を
構成されている。

最後に本発明によるプラスチック管の三つの実施例が得
られた剛性値と共に以下に示される。

実施例　■ 不飽和ポリエステル樹脂を含浸した糸の第１の層が２５
０鵡の外径を有するコア上にＱ、７５ｍの厚さで巻き付
けられる。この層は重量比率でガラスの７０μｍとポリ
エステルの５０％とからなっている。

この層の上に１３．７１１１１の外径を有する波形のｐ
ｖｃ　（ポリ塩化ビニル）管が巻き付けられ次いで更に
不飽和ポリエステル樹脂を含浸した糸の第２の層であっ
て前記第１の層と同じ厚さと同じ組成の第２の層が適用
される。このように組み合わされたもの全体が２段階で
硬化される。

すなわち４０℃の温度で１時間、続いて６０℃の温度で
２時間の硬化処理をしてからコアを取り外す。

この管の「５ＴＩＳ　Ｊ剛性は下記の式による計算によ
って決定される。

但しＳ’ｌ’ｌＳ＝剛性ＣＮ／ｍ２　）Ｆ　＝管の中央
に直角に加えられた力ＣＮＩＬ　＝管の長さ〔鵡〕 ｙ　＝力Ｆを加えた状態で生ずる変形〔絽〕上述した方
法で作られた管では得られる８ＴＩＳの値は５５．００
０　Ｎ／ｒｎ２である。

この方法で作られた管の原材料の価格を１００とすれば
、同一の剛性と同一の直径とを持つ中実壁を備えたｐｖ
ｃ管の原材料の費用は１７５になる。

実施例　■ 不飽和ポリエステル樹脂で含浸された糸の第１の層が６
００ｆｉの外径を有するコア上にｊｍの厚さの層に巻き
付けられる。この層は重量比率でガラスの７０μｍと樹
脂の３０チとからなっている。

この層の上に不飽和ポリエステル樹脂と砂とを重量比率
で１：４にして構成されているイーストが適用される。

波形のｐｖｃ管（直径１３．７ｎ）がこのペーストに巻
き付けられる。同じ組成のペーストが再び適用されそれ
に続いて前述の第１０層と同じ厚さと同じ組成の第２の
層が巻き付けられる。

このように組み合わされたもの全体が実施例■と同様な
方法で硬化され、その後でコアの取り外しがなされる。

この方法で作られた管は９０００　Ｎ／ｍ２のＳ’ＭＳ
値を持つことがわかった。

実施例Ｉと同様に本発明による管の原材料の費用を１０
０とすれば同じ直径と同じ剛性を持つｐｖｃ管のその価
格は１９５である。

実施例　■ 実施例■に記載されたような管について最大変形とそれ
に関係する変形力とが測定された。

繊維で補強された熱硬化性樹脂の層と波形の管との間に
層間剥離を引き起こすのに必要な力は結局メートル当り
２８ＫＮになり、且つそれに対応する変形は５８％にな
った。

同一寸法ではあるがポリエチレンで作られた管について
は３８％の変形を引き起こす力はメートル当り１３．５
ＫＮになり、そ（７）　５ＴＩＳ値は１６、０００　Ｎ
／ＦＦ１２であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプラスチック管の壁の一部分の縦
断面図、第２図は第１図の■−■線に沿ってのプラスチ
ック管の壁の横断面図、第３図は第２図の細部■に対応
するプラスチック管の壁の一部分の拡大断面図、第４図
は本発明に上るプラスチック管の構造の他の形態での壁
の縦断面図、第５図は本発明によるプラスチック管の構
造の他の形態での一部分を部分的に横断面図で且つ部分
的に正面図で示し六回、第６図は本発明によるプラスチ
ック管の端部部分の縦断面図である。 １・・・プラスチック管の壁、２・・・内層、３・・・
中間層、４・・・外層、５・・・可撓管、６・・・可撓
管の壁、７・・・空間、８・・・充填剤含有熱硬化性プ
ラスチック、９・・・開口部、１１・・・プラスチック
管１１２・・・プラスチック管の端部部分、１３・・・
端部部分の壁。 特許出願人　　ヴアヴインーベスローテム・ヴエンノッ
トシャツプ 外２名 ｓ”Ｔフ邑・コ ｌシロ＝、−２ ｌシコ７．・！ Ｅ、・５ １−ロア：５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内層と中間層と外層とから構成されていて該中間層
   が前記内層および外層とは異なる構造を有している、複
   数の層からなる壁を備えたプラスチック管において、プ
   ラスチック管の壁（１）の内層（２）そして／または外
   層（４）が繊維で補強された熱硬化性プラスチック材料
   からなり、且つ中間層（３）が少なくとも熱可塑性プラ
   スチック材料からなる可撓管（５）を含み、該可撓管が
   前記内層の周りに巻き付けられていて且つ該可撓管の壁
   （６）が横向きに置かれた断面輪郭を備えていることを
   特徴とするプラスチック管。 ２）前記内層（２）そして／または外層（４）の熱硬化
   性プラスチック材料が可撓管（５）の壁（６）の横向き
   に置かれた断面輪郭をはさんで延びていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項に記載のプラスチック管。 ３）前記可撓管（５）の壁（６）が横向き方向において
   波形になつていることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項または第２項に記載のプラスチック管。 ４）前記可撓管（５）が実質的に円形の横断面を有して
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第
   ３項のいずれか１項に記載のプラスチック管。 ５）前記熱硬化性プラスチック材料が不飽和ポリエステ
   ル樹脂であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のいずれか１項に記載のプラスチック管。 ６）前記熱硬化性プラスチック材料がエポキシ樹脂であ
   ることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第４
   項のいずれか１項に記載のプラスチック管。 ７）前記熱硬化性プラスチック材料がポリウレタン樹脂
   であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし
   第４項のいずれか１項に記載のプラスチック管。 ８）前記補強繊維がガラスからなることを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１項に記
   載のプラスチック管。 ９）前記繊維で補強された熱硬化性プラスチック材料か
   らなる層（２、４）の厚さとプラスチック管の直径との
   間の比率が１：１００と１：５００との間であることを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第８項のいず
   れか１項に記載のプラスチック管。 １０）前記プラスチック管の壁（１）の全体の厚さとプ
   ラスチック管の直径との比率が１：１０と１：５０との
   間であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ない
   し第９項のいずれか４項に記載のプラスチック管。 １１）前記可撓管（５）と内層（２）そして／または外
   層（４）との間に生ずる何等かの空間（７）に充填剤を
   含有せる熱硬化性プラスチック材料（８）が充填されて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし第
   １０項のいずれか１項に記載のプラスチック管。 １２）前記充填剤の含有量が重量比率で５０％と９５％
   との間、特に７０％と９０％との間であることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１１項に記載のプラスチック管
   。 １３）前記充填剤の粒径が可撓管の横向きに置かれた断
   面輪郭の２個の互いに連続して隣合う輪郭の間の距離よ
   りも小さいことを特徴とする、特許請求の範囲第１１項
   または第１２項に記載のプラスチック管。 １４）前記充填剤の粒径が５μｍと１５００μｍとの間
   、特に５０μｍと３００μｍとの間であることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１３項に記載のプラスチック管
   。 １５）前記充填剤が砂からなることを特徴とする、特許
   請求の範囲第１１項ないし第１４項のいずれか１項に記
   載のプラスチック管。 １６）前記内層（２）と外層（４）とが液体を通過させ
   るための開口部を備えていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項ないし第１０項のいずれか１項に記載の
   プラスチック管。 １７）前記内層（２）そして／または外層（４）が少量
   の熱硬化性プラスチック材料を含有し、且つ補強繊維の
   間には液体を通過させるための細孔が存在していること
   を特徴とする、特許請求の範囲第１６項に記載のプラス
   チック管。 １８）前記内層（２）そして／または外層（４）が互い
   に間隔を置いて斜めに配列された複数の細長片からなる
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１６項に記載のプ
   ラスチック管。 １９）プラスチック管部分が、該プラスチック管部分と
   一体をなす端部部分であつて該端部部分の壁が繊維で補
   強された熱硬化性プラスチック材料で全体的に構成され
   ている端部部分を備えた、少なくとも１つの端部を備え
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし
   第１８項のいずれか１項に記載のプラスチック管の一部
   を含むプラスチック管部分。 ２０）プラスチック管の壁の内層を形成する第１の層が
   取りはずし可能なコアの上に適用され、該第１の層の周
   りに中間層が適用され、該中間層の上に外層が適用され
   るようにした、複数の層からなる壁を備えたプラスチッ
   ク管を製造する方法において、中間層が少なくとも可撓
   性の管からなり該可撓管の壁は横向きに置かれた断面輪
   郭を備えていて該可撓管が内層に巻き付けられて適用さ
   れ、且つ内層（２）そして／または外層（４）が少なく
   とも前記中間層（３）に接して変形性のある面を備えて
   おり前記複数の層の適用後に該面の変形性が除去される
   ことを特徴とする、プラスチック管の製造方法。 ２１）前記内層（２）そして／または外層（４）が繊維
   で補強された熱硬化性プラスチック材料からなり、且つ
   前記内、外層の面の変形性が該熱硬化性プラスチック材
   料を架橋することによつて除去されることを特徴とする
   、特許請求の範囲第２０項に記載の方法。 ２２）可撓管（５）の壁（６）が横向きの方向において
   波形になつている可撓管が適用されることを特徴とする
   、特許請求の範囲第２０項または第２１項に記載の方法
   。 ２３）前記可撓管（５）と前記内層（２）そして／また
   は外層（４）の間に残される全ての空間（７）に充填剤
   を含む熱硬化性プラスチック材料からなる組成物が充填
   されることを特徴とする、特許請求の範囲第２０項ない
   し第２２項のいずれか１項に記載の方法。 ２４）前記組成物がペーストとして適用されるような稠
   度を有していることを特徴とする、特許請求の範囲第２
   ５項に記載の方法。 ２５）前記内層（２）そして／または外層（４）には繊
   維で補強された熱硬化性プラスチック材料が使用され、
   該材料には少量の熱硬化性プラスチックが含有されてい
   るので前記補強繊維の間に液体を通過させることができ
   る細孔が形成されることを特徴とする、特許請求の範囲
   第２１項に記載の方法。 ２６）前記内層（２）そして／または外層（４）が繊維
   で補強された熱硬化性プラスチック材料からなる複数の
   細長片によつて形成されていて、該細長片が互いに隣り
   合う細長片の間に或る自由な空間を残しながら互いに斜
   めに重ね合わせて適用されることを特徴とする、特許請
   求の範囲第２１項に記載の方法。