JPS6179087A - 流体移送用樹脂管 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水道水及び熱水の移送に適した樹脂管に関す
るものであり、熱硬化性樹脂、特にフェノール樹脂より
なる樹脂管の内面を保護し、フェノール等の溶出のない
流体移送用樹脂管に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

熱硬化性樹脂、特にフェノール樹脂を用い、先端部に平
滑部を有するスフＩＪ　ｓ−一を使用し平滑部に於て押
出後自己形状を保持できる程度にまで賦形するかまたは
押出機のシリンダー内径にほゞ等しい内径を有する円筒
部とスクリム−先端の底部外径にはｇ等しい外径を有す
る円柱部より形成されるダイス入口部を有するダイスを
スクリエー先端部に近接して装着しそのダイス内に於て
押出後自己形状を保持できる程度にまで賦形する熱硬化
性樹脂管の製造方法および装置については、先に特願昭
５８−５１５２６および特願昭５９−１６６５２０１ｆ に提供した。

へ 斯くして製造される樹脂管は、各種の用途、具体的には
電線被覆配管、建築物自給排水管、工業用配管等に巾広
い用途が見出されているが、特にモ汀 水道用給水管として使用する場合は、脂肪管からへ の物質の溶出、例えばフェノール樹力旨管の場合には微
量のフェノールの溶出を十分に防止する為には熱水等に
より内面をくり返し洗滌することが望ましいとされてい
γこ。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明者らは、例えばフェノール樹脂管よりフェノール
の溶出のない樹脂管の提供について種々検討を重ねた結
果、樹脂管の内面を熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂に
より塗装することにより上記した目的が達成されること
を見出して本発明に到達した。

即ち本発明は、先端部に平滑部を有するスクリューを使
用し、平滑部に於て押出後自己形状を保持できる程度に
まで賦形するか、または押出後のシリンダー内径にはｇ
等しい内径を有する円筒部とスフＩＪ　ｓ−一先端の底
部外径にほゞ等しい外径を有する円柱部より形成される
ダイス入口部を有するダイスをスクリュー先端部に近接
して装着し、そのダイス内に於て押出後自己形状を保持
できる程度にまで賦形して得られる熱硬化性樹脂管の内
面を熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂により塗装してな
る流体移送用樹脂管である。

不発Ｔ３ＡＫよる熱硬化性樹脂管の内面を熱可塑性樹脂
または熱硬化性樹脂により塗装するには、樹脂は溶液、
エマルジョン、溶融または粉体の状態で使用される。而
して樹脂が溶液、エマルジョン、溶融状態等の樹脂液の
状態である場合には、樹脂管をそのま〜樹脂液に浸漬さ
せて内面を塗装した後に必要に応じて加熱し溶剤または
水を除去して内面に塗膜を形成させるか、又は管入口で
樹脂液を噴霧させ空気の流体力学を利用して管壁に沿っ
てライニングすることによって塗膜を形成させてもよい
。この場合も必要に応じて加熱等の処理を行なうことが
できる。

さらに樹脂が粉末の場合には、樹脂管をあらかじめライ
ニングする樹脂の溶融温度以上に保ち、管入口で空気噴
射させライニングさせる方法も使用することができる。

本発明に使用できる熱可塑性樹脂としては、例えばポリ
塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート
、ポリメクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル
、フッ素樹脂等が使用できる。

さらに熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、尿
素樹脂、メラミン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール
樹脂、ポリウレタン樹脂等が使用できる。

熱硬化性樹脂管の内面を保護する膜厚には特に制限はな
いが、通常１０〜３００ミクロン程度、より好ましくは
３０〜２００ミクロンの範囲が良い。

本発明の特徴とするフェノールの溶出を防止する為の目
的からは！１００ミクロン以上の厚みは通常必要なく、
また１０ミクロン以下の厚みではフェノール溶出防止の
効果は十分ではない。

また使用する熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂には、必要
に応じて充填材として例えばチタン白、カーボンブラン
ク、黒鉛、黄鉛、亜鉛黄、コバルト青、酸化クロム、酸
化鉄、アルミニウム粉、亜鉛末、鉛粉、アルミナ、沈降
性炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、石ｆＦ、ガ
ラス繊維、シリカ粉等が使用できる。

本発明に使用しうる熱硬化性樹脂管を製造する為の連続
押出成形法としては、次の方法が好適である。

その第１の成形法の特徴は押出機の先端部の構造にあり
、特に先端に平滑部を有するスクリューを使用して賦形
する点にある。使用される押出機としては、単軸スクリ
ュー押出機のみならず、二軸スクリューあるいは多軸ス
フＩＪ　ｓ−一押出機であっても先端部が最終的に単軸
に集約される押出機の何れも使用できる。使用できるこ
れらの押出機の内部構造として、押出機の供給部から先
端の計量部に至る間に脱気孔や特殊な混線構造を設ける
ことは何ら差し支えない。

スクリューの代表的なものとしては、第２図に示す様に
先端部に平滑部４を有するスクリー−（以下特殊スクリ
ューと略称する）であり、このスフＩ］　ｚ−は、例え
ば供給部１、圧縮部２、計量部３よりなる。平滑部４は
第２図の様に供給部の終了したところから、また第３図
の様に圧縮部の終了したところからあるいは第４図の様
に計量部の途中から始まる様な型式でも良い。

また平滑部４のスフＩＪ　ｚ−径またはその部位のシリ
ンダーの内径は、フライトを有する部位のスクリュー部
分 個に、所望する成形品の外径および内径に合わせて拡大
または縮小して調整することができる。

特殊スクリューのＬ　／　Ｄは、通常７〜４０、好まし
くは１０〜６５、更に好ましくは１５〜２５、圧縮比は
１．０〜５０、好ましくは１．２〜４，０、更に好まし
くは１５〜３，０、スクリュー先端部の平滑部の長さは
１Ｄ〜１５Ｄ１好ましくは２Ｄ〜１０Ｄ１更に好ましく
は２Ｄ〜７Ｄの範囲から適宜選択することができる。而
してスクリュ一部分の平滑部の長さが１Ｄ未満の場合は
、押出後得られる成形品に変形が生じ連続的に良好な成
形品を得ることが困難である。また平滑部の長さが１５
Ｄ以上となる場合は、成形圧力が大きくなり、押出機の
機械強度の点からも実用的でなし・。

スフＩＪ　ｚ−の圧縮比と平滑部の長さは、平滑部のス
フＩＪ　ｘ−とバレルとの間隙、換言すれば成形品の肉
厚、押出速度及び使用する材料の特性等の組合せによっ
て種々の制限を受ける。而してスフ１７　ｚ−の圧縮比
と平滑部の長さは、それらが大きい程、あるいは小さい
程、背圧付与機能が大きくあるいは小さい。

背圧が大きすぎるとフライトを有する部分で過度の混練
が起り、その結果として材料の過度の発熱と硬化が起る
ので好ましくない。一方、背圧が小さすぎると材料の圧
縮充填及び混線が不充分となるので同様に好ましくない
。適度な背圧が材料の圧縮充填と適度な混練のために必
要である。

即ち、安定した押出と良好な製品を得るためには適度の
スクリューの圧縮比と平滑部の長さが要　−求される。

そして平滑部のスクリューとバレルの間隙が大きい程、
あるいは小さい程、押出速度が小さい程あるいは大きい
程、使用する材料の粘度が小さい程あるいは大きい程、
また使用する材料の硬化速度が小さい程あるいは大きい
程、スフＩＪ　ｚ−の圧縮比と平滑部の長さは大きくあ
るいは小さくする必要がある。

押出機各部の温度設定は、使用する材料の特性やスクリ
ー−の圧縮比、スクリュー平滑部とバレルの間隙、平滑
部の長さ、押出速度等の組合せにより当然変るが、スフ
ＩＪ　ｓ、−の圧縮部、計量部及び平滑部に対応するシ
リンダ一部位の温度設定は通常５０〜２００℃、好まし
くは６０〜１５０°Ｃの範囲である。而して、設定温度
が５０℃以下の場合は、樹脂の硬化反応が充分に進行し
ないため良好な成形品は得難℃・傾向があり、一方２０
０°Ｃまでの温度で通常用いられる熱硬化性樹脂は充分
に熱硬化するのでそれ以上にする必要はない。

以下、図に上って説明する。

第１図は好ましい押出装置の１９ｊ＋を示すものであり
、スクリュ一部分の透視図を含む。図に於て、ホッパー
５より供給された熱硬化性樹脂材料は、シリンダー６内
でヒーター７により加熱溶融されスクリュー８のフライ
ト先端部よりラセン状で平滑部４へ移行し、シリンダー
との摩擦抵抗により、スクリューフライトによって生ず
る間隙部分が狭められついには圧融着される。次いで融
着樹脂はスフＩＪ　ｚ−平滑部を移動する間に、押出後
自己形状を保持できる程度にまで賦形され、シリンダー
先端より連続したパイプ状成形品９どなって押出される
。

通常、熱硬化性樹脂の押出成形法に於てはシリンダー内
で加熱溶融された樹脂は、アダプターを経て金型内へ導
入され最終形状に賦形されるが、この過程に於て樹脂の
流れはアダプターで絞られ、スパイダーで固定されたマ
ンドレルの回りへ再展張されるなど樹脂の流路が複雑に
変化するために、樹脂の滞留が起りやすく局部・的に硬
化反応が進行したり、僅かな圧力や温度の変化で硬化反
応が急激に起るなどの問題を引き起す。また、複雑な流
路による抵抗に打ち勝ち滞留を防止しつつ樹脂を押出す
ためには、強大な押出圧力を要し特殊な押出装置を必要
とする。而してかかる成形法による場合の押出速度は高
々５０Ｃｍ／ｒｒｗｎ程度であり、且つ真円度及び肉厚
分布の良いものを得ることに困難である。

たし、樹脂の流路はシリンダーとスクリューとの間隙の
みであるため、樹脂の滞留は全くなく局部的な硬化反応
や圧力、温度の変化による急激な硬化反応を引き起すこ
とがない。また一般的成形法における金型内のマンドレ
ルに相当するスクリュー平滑部は回転しているため、硬
化した樹脂と金属部分との摩擦抵抗が比較的小さく押出
圧力も通常のスフＩＪ　ｓ−一押出機で得られる圧力で
充分である。この様な方法による場合は、１３　Ｑ　Ｃ
ｍ／？ＦＬＪ／７Ｌのような押出速度が容易に得られる
。

またその第２の成形法の特徴は、押出機のシリンダー内
径にほゞ等しい内径を有する円筒部とスフＩＪ　ｚ−先
端の底部外径にほゞ等しい外径を有する円柱部より形成
されるダイスをスクリュー先端に近接して装着し、その
ダイス内部に於て押出後自己形状を保持できる程度にま
で賦形する熱硬化性樹脂の押出成形方法である。

この方法の特徴は、押出機の先端に装着するダイスの構
造とその装着方法にあり、使用される押出装置は前述の
ものと同様なものが使用できる。

スクリー−は、通常合成樹脂の押出成形に使用されるス
クリューが使用され先端までフライトのあるフルフライ
ト型でも、スクリュー先端に平滑部を有するトーピード
型スクリニーでも良く、その先端の形状は、円柱状でも
円錐状でも良い。′スクリュー先・端とダイスの円柱部
との距離は、出来るだけ近接することが望ましいが、通
常０．０５〜２朋の範囲から適宜選択することができる
。

この方法に使用されるダイスは、シリンダー内径にほゞ
等しい内径を有する円筒部、スクリュー先端の底部外径
にほゞ等しい外径を有する円柱部、及び円柱部を固定す
るスパイダーより成る。ダイスに導入される樹脂は、溶
融状態のままスパイダ一部を通過した後、出口までの間
に賦形硬化される。ダイス入口からスパイダーまでの長
さは成形品に鳥肉が起らない様にダイス円柱部を充分固
定し得るのに必要な長さがあれば良くできるだけ短いこ
とが望ましい。また、スパイダー以降のダイスの長さは
、通常１Ｄ〜１０Ｄ、好ましくは２Ｄ〜７Ｄ、更に好ま
しくは２Ｄ〜５Ｄの範囲から適宜選択することができる
（ここでＤはシリンダーの口径を示す）。而してスパイ
ダー以降の長さが１Ｄ以下であると硬化が不充分であっ
たり、樹脂の融着が充分に行なわれず、良好な成形品が
得られない。又、１０Ｄ以上になると、背圧が大きくな
りすぎて押出が困難になる。

この方法を実施するにあたって、押出装置各部の温度設
定は、前記とはｇ同様であり、ダイスの温度設定は通常
５０〜２００°Ｃ１好ましくは６０〜１５０℃の範囲で
ある。この方法によれば、押出機のスフＩＪ　ｚ−先端
部以降、樹脂の流路の変化はほとんどないため樹脂の滞
留は全くなく局部的な硬化反応や圧力、温度の変化によ
る急激な硬化反応を引き起すことがない。

上記した第２の成形法の変形として、初詣の流入口の断
面が押出機のシリンダーとスクリュー先端部によって形
成される円周状断面に等しく七の後の樹脂流路をなめら
かに変化させて出口の断面を所望の形状、例えば角状等
の異形形状にまで導くようにしたダイスをスクリュー先
端に近接して装着し、そのダイス内に於て、押出後自己
形状を保持できる程度にまで賦形することもできる。

〔作用〕

本発明の特徴は、前記した方法により賦形して得られる
熱硬化性樹脂管の内面を熱可塑性樹脂または熱硬化性樹
脂により塗装することにより、例えばフェノール等の溶
出のない液体移送用樹脂管が成形できる点にある。

〔実施例〕

以下、フェノールパイプの製造例、及び実施例により本
発明を説明する。

フェノールパイプの製造例１ ０径４ｏｗｎ、Ｌ／Ｄ＝２４の押出機により、スフＩＪ
　ｘ−底部の径が５４朋の計量部に続く先端部に径が３
４朋、長さが１２０順（３Ｄ）の平滑部を有する圧縮比
が２．０のスフ１１　ｓ−一を用い、成形材料としてフ
ェノール樹脂（日本合成化工株式会社製、商品名二ツカ
ライト９５０−Ｊ）を使用し、シリンダ一温度は６０℃
から１３５℃の範囲内で温度勾配をもたせ、スフＩＪ　
ｘ−回転数２５　ｒｐｍの条件で押出した外径４０朋、
肉厚３朋のパイプを製造した。

実施例１ エポキシ樹脂としてエピコート１００７（ン！ル化学製
、エポキシ当量１８００〜２０００）１００部ヲブタノ
ール：キシレン＝１：１．ＩＩ：りなる混合溶剤１００
部に溶解させ、硬化剤としてフェノール系樹脂ヒタノー
ル４０１０（日立化成製、溶剤ブタノール：キシレン、
不揮発５０％）６０部を加えてワニスＡを調製し１こ。

長さ５部ｃｍのパイプＡをワニスＡに浸漬させ、パイプ
Ａを回転させ内面に均一に付着させたのち１８０℃の乾
燥炉で１０分間保持させて、内面塗装しパイプ１をえた
。パイプ１の平均厚みは重量法により算出したところ約
５０ミクロンであった。

実施例２ 合成脂肪酸変性アルキッド樹脂（日立化成製、フタルキ
ッド８０５−７０　）　４７．０部、ブチル化アミン樹
脂（日立化成製、メラン２０　）　２８．２部、カーボ
ンブラック５．０部、レベリング剤０．２　部、ブタノ
ール４．６部、キシレン１７．３部よりなる塗料エナメ
ルを使用し、１８０℃に加熱させた長さ３０ｃｍのパイ
プＡの中央部より上記塗料エナメルヲ噴霧させ、管壁に
沿ってライニングさせ１８０℃の状態で１０分間保持し
て内面塗装したパイプ２をえた。パイプ２の平均厚みは
重量法により算出したところ約１００ミクロンであった
。

実施例６ 塩化ビニル樹脂ベニスト（日本ゼオン株制、ゼオン１２
〕を使用し、１８０℃に加熱させた長さ５（Ｉｃｍのパ
イプ人の中央ｔ！（Ｓより上記ペーストを噴霧させ、管
壁に沿ってライニングさせパイプ３をえた。

パイプ３の平均厚みは重量法により算出したところ約１
００ミクロンであった。

フェノールパイプの製造例２ ０径４０間、Ｌ／Ｄ＝２４の押出様により供給部３Ｄ、
圧縮部１６Ｄ、底部の径が３４ｍｒｎ、長さ５Ｄの計、
置部を有する圧縮比２．０のスクリューを用い、成形材
料としてフェノール樹脂（日本合成化工株式会社製、商
品名二ツカライト９５Ｇ−Ｊ）を使用し、樹脂の流入口
の断面が外径４０羽、内径５４朋、出口側の樹脂流路の
断面が外径４６羽、内径４０羽、出口側と同一の断面を
有する流路の長さが１２０間、全長ｉａｏｍｍのダイス
をスクリュー先端より０．５馴の位置に装着して第１表
に示した成形材料を使用して、パイプを成形し各種試験
を行った。

押出機の条件は、ホッパー下より２Ｄは水冷、３〜ＩＯ
Ｄは７０℃、１１〜１６Ｄは８５℃、１７〜２０Ｄは９
５℃、２１〜２４Ｄは１０５℃およびダイス部を３０℃
に設定し、スクリュー回転数３Ｏｒｐｍで押出した外径
４ｔ５ｍｍ、肉厚３間のパイプＢを使用した。

実施例４ 長さ５部ｃｍのパイプＢを使用し、実施例１に示すワニ
スＡ、及び同一方法によりパイプＢを内面塗装し平均厚
み約５０ミクロンのパイプ４をえた。

実施例１〜実施例４にてえられたパイプ１〜バイブ４及
び内面を塗装していないパイプ人、パイプＢを使用し、
フェノールの溶出テストを行つ１こ。

水質テスト： 各パイプの底部をポリエチレンフィルムで封止し、これ
にパイプの上部までイオン交換水を入れ１日間放置させ
た。その後水中のフェノールを臭素化法によりもとめた
。

結果を第１表に示す。

第１表より本発明による内面を保護した流体移送用樹脂
管の効果が確認できる。

第１表

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体移送用樹脂管の内側を構成する熱
硬化性樹脂管の製造に好適な装置の例を示すものであり
、第２図乃至第５図は本発明に用いられる先端に平滑部
を有するスクリューの１例を示したものである。 １０１．供給部　２１１．圧縮部　６．１．計量部　４
１１．平滑部　５１０．ホッパー６０６．シリンダー　
７１１．ヒーター８１１．スクリー−９，，，成形品 持許田願人三井東圧化学株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 手　　続　　補　　正　　書 １、事件の表示 昭和５９年特許頴第１９８４９５号 ２、発明の名称 流体移送用樹脂管 ３補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都千代田区σが関三丁目２番５号４、補
正命令の日付 昭和６０年１月２９日（発送） ５補正の対象 明（慣書の図面の簡単な説明の欄を正確に記載した書面 ６補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 先端部に平滑部を有するスクリューを使用し平滑部に於
   て押出後自己形状を保持できる程度にまで賦形するかま
   たは押出機のシリンダー内径にほゞ等しい内径を有する
   円筒部とスクリュー先端の底部外径にほゞ等しい外径を
   有する円柱部より形成されるダイス入口部を有するダイ
   スをスクリュー先端部に近接して装着しそのダイス内に
   於て押出後自己形状を保持できる程度にまで賦形して得
   られる熱硬化性樹脂管の内面を熱可塑性樹脂または熱硬
   化性樹脂により塗装してなる流体移送用樹脂管。