JPS6351136A - 複合管およびその形成方法 - 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】 皮Ｕ別狂 本発明は、ポリオレフィン管の上に繊維補強層を存する
複合管並びにその製造方法に関する。

従来の（′ｒ並びに”　を“すべき問題屯ポリオレフィ
ン管は、金属管とは対象的に耐食性や耐薬品性に優れて
いるので地中に直埋敷設して使用したり、あるいは酸、
アルカリ液などの輸送用として適している反面、耐圧性
やフープストレスに劣る。このため、耐圧性や耐フープ
ストレスが問題となる場合には、ポリオレフィン管の上
に補強層を設けることがすでに提案されている。

この補強層として、鋼テープの横巻、ＦＲＰ管の外股な
どが知られているが、いずれの方法も一長一短がある。

即ち鋼テープの横をは、使用する鋼テープが部分的にせ
よ鋭利なエツジを有するものであるとポリオレフィン管
に内圧がかかった状態において横巻きされた日テープの
該エツジがポリオレフィン管に食い込んで逆にポリオレ
フィン管の耐圧性や耐フープストレス性を低下させる場
合があり、あるいは補強層自体が耐食性に劣るので地中
に直埋敷設するときは更に防食層を設ける必要がある。

ＦＲＰ管の外股方法は、上記の問題はないものの従来の
ＦＲＰ管はそれ自体耐圧性が充分でないうえに、本発明
者らの研究から判明したことであるが、外設ＦＲＰ管は
ポリオレフィン管と接着せずに、若しくはたとえ接着さ
れているにせよ接着力が弱いため外力またはヒートサイ
クルを受けて剥離した状態にあるため、補強層として良
好に機能していない問題もある。したがって、補強層と
しては、耐圧性の優れたＦＲＰ系の構成を存し且つポリ
オレフィン管と強固に接着したものが要求される。

間　へを解　するための手 本発明は、上記の要求に応え得ることを目的として、ポ
リオレフィン管部と咳管部の上に接着して設けられた繊
維補強層とからなり、咳熱維補強層は上記のポリオレフ
ィン管部の上に巻きつけられた繊維材が有機高分子によ
り固められた構造を有することを特徴とする複合管、お
よびポリオレフィン管部の表面を研磨してから強熱処理
し、しかるのちにエポキシ系、ウレタン系、シリコン系
及びシアノアクリレート系からなる群から選ばれた少な
くとも１種の接着剤を上記ポリオレフィン管部の表面に
塗布し、その上に繊維材を巻きつけ該接着剤を硬化させ
ることを特徴とする複合管の形成方法を提供しようとす
るものである。

作貝皿グ至四呆 ポリオレフィン管部上に設ける繊維補強層が、（１）従
来のＦＲＰ補強層のようにを機高分子と短繊維との混合
物からなるのではなしに、ポリオレフィン管部の上に巻
きつけられた繊維材と有機高分子とからなっているため
に補強層自体が高耐圧性並びに高耐フープストレス性を
存し、また＋２１　Ｐ４維補強層がポリオレフィン管部
上に強固に接着しているので極めて優れた補強効果を示
す。

本発明の形成方法において、ポリオレフィン管部の表面
を研磨してから強熱処理し、しかるのちに上記した特定
の接着剤を用いることによりポリオレフィン管部と強固
に接着した繊維補強層を咳管部上に形成することができ
る。

上記のポリオレフィン管部とは、ポリオレフィン管同士
の接続個所（突き合わせ接続、ポリオレフィン、ポリ塩
化ビニルなどの有機高分子製あるいは真鍮などの金属製
継手を用いた接続個所などを含む）、ポリオレフィン管
自体、ポリオレフィン管と異種管たとえば金属管やポリ
塩化ビニル管などとの接続個所などである。ポリオレフ
ィン管自体の全長またはその一部、あるいは上記接続個
所に本発明を適用して必要な補強を行うことができる。

更に、本発明は、外傷を受けたポリオレフィン管部や接
続不良個所の補修を目的として適用することもできる。

大■± 第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は本発明の他
の実施例の断面図であって、ｌはポリオレフィン管部、
２は接着剤層、３は繊維補強層である。繊維補強Ｎ３は
ポリオレフィン管部１上に巻かれた繊維材３１と該繊維
材３１を固める有機高分子３２とからなる。第１図の実
施例においてはポリオレフィン管部１はポリオレフィン
管自体からなり、一方第２図の実施例においてはポリオ
レフィン管部１はポリオレフィン継手１３および該継手
を用いて接続された２本のポリオレフィン管１２．１２
°　とからなる。

ポリオレフィン管部１を構成するポリオレフィンとして
は、エチレン、プロピレン、ブテン−１などのα−オレ
フィンの単独重合体や共重合体、たとえば高密度ポリエ
チレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、極
低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどの
ポリエチレン類、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポ
リ−４−メチルペンテン−１、エチレン−プロピレン共
重合体、エチレン−ポリブテン−１共重合体など、α−
オレフィン以外の各種共重合剤とエチレンとの各種共重
合体、たとえばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルア
クリレート共重合体などである。なお、本発明でいうポ
リオレフィンは、架橋されたものであってもよく、また
非架橋のものであってもよい、架橋ポリオレフィンとし
ては、ゲル分率が１０％以上、より好ましくはゲル分率
が５０％以上の架橋ポリオレフィンが適当である。

かかる架橋ポリオレフィンとしては従来公知のものを広
く使用出来る。より具体的には上記ポリオレフィンに存
ｔｌａ過酸化物を添加し、加熱処理して架橋させたもの
、上記ポリオレフィンに電子線を照射して架橋ポリオレ
フィンにしたもの、水架橋性ポリオレフィンを架橋させ
たものなどを例示できる。

繊維補強Ｎ３中の繊維材としては、木綿、麻、ジュート
、ポリエステル、ナイロンなどの天然または合成の有機
高分子、ガラス、セラミック、金属などの無機物の繊維
製品、たとえば繊維そのもの、糸、紐、繊維テープ、網
などが用いられる。

また、繊維補強層３中の有機高分子としては、ポリオレ
フィン、ポリエステル、ポリアミドなどの熱可塑性有機
高分子、各種の熱硬化有機高分子、天然ゴム、合成ゴム
などのゴム状有機高分子などが用いられ、あるいは接着
剤層２を燐酸する接着剤自体であってもよい。

つぎに本発明の形成方法につき説明する。まず繊維補強
層３を施そうとするポリオレフィン管部１の表面を研磨
する。たとえばＪＩＳ−Ｒ６００１に規定された３０番
〜４００番の粒度の研磨材または研磨手段を用いてポリ
オレフィン管部１の表面を均一に研磨するのが好ましい
。研磨材としては、研磨布（ＪＩＳ−Ｒ６５２１）、研
磨紙（Ｊ　ｌ５−Ｒ６２５２）　、研磨ヘルド（ＪＩＳ
−Ｒ６２５２）、研磨ジスク（ＪＩＳ−Ｒ６２５５）等
を使用できる。研磨粒度が４００番より細かいと、作業
性も悪く、均一に研磨するのが困難となって充分な効果
が期待できない場合があり、一方３０番より粗いとポリ
オレフィン管部１が損傷を受ける恐れがあり、また作業
性に劣る場合があるため注意を要する。

次に上記研磨されたポリオレフィン管部１の表面を強熱
処理する。この強熱処理には火炎処理、熱風処理等の公
知の方法を広く適用できる。火炎処理にはガスバーナー
、熱風処理にはホットジェット等の器具がそれぞれ使用
できる０強熱処理を行うに際しては、少なくとも２５０
℃以上の火炎もしくは熱風を少なくとも０．１秒以上、
接着させるべきポリオレフィンの表面が焦げない程度に
該ポリオレフィン表面に均一に当てるのが好ましい。こ
の強熱処理は、被着体の厚さ、形状等にもよるが、被着
体の熱による変形を防止するためには、なるべく高温で
、しかも短時間で行うのが作業性の面からも実用的であ
り、従って５００℃以上の熱源で０．５〜１０秒間程度
の処理がより好ましい０強熱温度が２５０℃より低い場
合や強熱処理時間が０．１秒に満たない場合には、本発
明の所期の効果が期待し難いので好ましくない。

本発明では、次に上記の前処理されたポリオレフィン管
部１の上に後記の接着剤を塗布し、その上に繊維材を巻
きつける。

接着剤としては、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤
、シリコン系接着剤及びシアノアクリレート系接着剤を
それぞれ単独で使用してもよいし２種以上混合して使用
してもよい。

エポキシ系接着剤としては、従来公知のものを広く使用
でき、たとえばビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とアミ
ン系硬化剤、ポリアミド樹脂乃至ポリサルファイド樹脂
硬化剤等とを配合したものを挙げることができる。ビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂としては、エポキシ当量が
１４０〜３００であり、常温で液状のものが好適である
。またアミン系硬化剤としては、脂肪族アミン（第１級
、第２級及び第３級）、芳香族アミン、ポリアミドアミ
ン等やこれらの変性体を例示でき、この中でも常温で液
状のものが望ましい。かかるエポキシ系接着剤には、通
常の充填剤、着色剤、反応性希釈剤等を添加することも
できる。エポキシ系接着剤は、通常、接着する直前にエ
ボキン樹脂と硬化剤とが混合して用いられ、常温で接着
した後必要に応じ５０〜６０℃の比較的低温で加熱して
もよウレタン系接着剤としては、従来公知のものを広く
使用でき、たとえばポリイソシアネートとポリオールと
を配合したものが挙げられる。ポリイソシアネートとし
ては、常温で液状のものが好ましく、またポリオールと
しては常温で液状のポリオールやポリウレタンポリオー
ルが好ましい。かかるウレタン系接着剤には、通常の充
填剤、着色剤、硬化触媒等を添加することもできる。ウ
レタン系接着剤も、エポキシ接着剤と同様、接着する直
前にポリイソシアネートトポリオールとが混合して用い
られる。

シリコン系接着剤としては、従来公知のものを広く使用
でき、たとえば室温硬化型シリコン接着剤が挙げられ、
二液型と一液型とに大別できる。

二液型は、末端がＯＨのポリシロキサン（末端反応性ポ
リシロキサン）とテトラアルコジシラン、テトラアルキ
ルチタネート等の架橋剤とが配合されたものである。−
版型は、アセトキシ基が入ったポリシロキサン（酢酸発
生型）、アルコキシ基が入ったポリシロキサン（アルコ
ール発生型）等を主成分とするものであり、硬化触媒、
充填剤等が適宜添加されていてもよい。

シアノアクリレート系接着剤としては、従来公知のもの
を広く使用出来、たとえばα−シアノアクリル酸エステ
ルを主成分とするものを挙げることができる。α−シア
ンアクリル酸エステルとしては、α−シアンアクリル酸
メチル、α−シアノアクリル酸エチル等を例示できる。

繊維補強層３の厚さは、所望の補強度により適宜に定め
ればよくたとえば１〜２０ｆ１程度であって、所望厚さ
分だけ繊維を巻き上げ、繊維間に上記の接着剤またはそ
の他の有機高分子を含浸、硬化し、必要に応じて更にそ
の上に有機高分子のスキン層を形成する。

以下、具体例により本発明を一層詳細に説明する。以下
において特に断らない限り、部、％は、それぞれ重量部
、重量％を意味するものとする。

実施例１ 密度０．９４５　ｇ／ｃｍ３、メルトインテックス０．
２ｇ／１０分の高密度ポリエチレン１００部に対してジ
クミルパーオキサイド０．１５部、ビニルトリメトキシ
シラン２．０部とを混合し、２００℃に温度調節した押
出機で約２分間グラフト変性後パイプに成形し、水架橋
して外径６０ｍ、肉厚４．５ｍｍ、架橋度７０％の架橋
ポリエチレン管を得た。

この架橋ポリエチレン管の外表面を１５０番のサンドペ
ーパーで研磨し、ガスバーナーで約２秒間火炎処理し、
ついでエポキシ接着剤を塗布してからエポキシ樹脂を含
浸した幅４０＋ｎのガラス布テープを３１部厚に巻回し
、エポキシ樹脂を硬化せしめて繊維補強複合管を得た。

実施例２ エポキシ樹脂の代わりにウレタン樹脂を用いた以外は実
施例１と同じ方法で繊維補強複合管を得た。

実施例３ エポキシ樹脂の代わりにシアノアクリレート系樹脂を用
い、直ちにガラステープ１枚を巻回した以外は実施例１
と同じ方法で繊維補強複合管を得た。

実施例４ エポキシ接着剤の代わりにシリコン系接着剤を用い、エ
ポキシ樹脂の代わりにシリコン系接着剤を用いた以外は
実施例１と同じ方法で繊維補強複合管を得た。

実施例５ エポキシ接着剤を使用しなかった以外は実施例１と同じ
方法で繊維補強複合管を得た。

比較例１ 管の外表面を研磨せず、火炎処理しなかった以外は実施
例１と同じ方法で繊維補強複合管を得た。

比較例２ 実施例１で用いた架橋ポリエチレン管の外表面を研磨せ
ずに厚さＱ、１ｍｍ、幅４０＋ｎのステンレステープを
３層巻回したのち、ビニルテープで抑え巻きして複合管
を得た。

なお、上記で用いた接着剤並びに樹脂の詳細は次の通り
である。

エポキシ接着剤：アルファ技研社製の商品名アルテコ３
５００ ウレタン接着剤：三洋化成社製の商品名ユニポン８００
０ ンアノアクリレート接着剤：東亜合成社製の商品名アロ
ンアルファ２３２ シリコン接着剤：信越化学社製の商品名ＫＥ７ＲＴＶ エポキシ樹脂：チバガイギー社製の商品名アラルダイ）
ＧＹ２６０を１００部、味の素社製の商品名工ホメート
（硬化剤）５０部とを混合したもの。

破壊水圧試験： 実施例１〜５、比較例１〜２で得られた各複合管１５０
０　ｍｍの両端にフランジを取りつけ、５ｋｇ／ｃｍ２
の内圧を加えた状態で９５℃×３０分と２０℃×３０分
のヒートサイクルを１０サイクル加えたのち、ＪＩＳ　
　Ｋ６７７４の破壊水圧試験を８０℃において毎分１ｋ
ｇ／ｃｍ”の昇圧速度で実施した結果を第１表に示す。

第１表 補強層のない比較例３を除いて、いずれも補強効果が認
められるものの、比較例は管と補強層との間の接着が不
充分なためズレが生じ、低圧で破壊したのに対して、実
施例１〜５は何の問題もなく補強効果が秋分であった。

実施例６ 実施例１で用いた架橋ポリエチレン管を咳管と同じ材料
よりなる内径６０墓１、外径６８ｍｍ、長さ１３０龍の
スリーブ型継手を用いて接続した。

この接続部における管および継手の外表面を実施例１と
同じ方法で研磨、火炎処理したのち、エポキシ接着剤を
塗布してからエポキシ樹脂を含浸した幅４０＋ｎのガラ
ス布テープを３１部厚に巻回しエポキシ樹脂を硬化せし
めて第２図に示す繊維補強複合管を得た。

上記の破壊水圧試験を実施した結果、３２ｋｇ／ｃｍ”
で破壊し、補強層と管との接着は良好であった。

実施例７ エポキシ接着剤の代わりにシリコン系接着剤を用い、エ
ポキシ樹脂の代わりにシリコン系接着剤を用いた以外は
実施例６と同じ方法で繊維補強複合管を得た。

上記の破壊水圧試験を実施した結果、３１ｋｇ／ｃｍ”
で破壊し、補強層と管との接着は良好であった。

比較例４ 管および継手の外表面を研磨せず、火炎処理しなかった
以外は実施例６と同じ方法で繊維補強複合管を得た。破
壊水圧試験を実施した結果、管と補強層とが接着してい
ないため１７ｋｇ／ｃｍ２で接続部から管端部にかけて
５液した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の断面図、第２図は本発明の他
の実施例の断面図である。 １・・・ポリオレフィン管部 １３・・ポリオレフィン継手 １２・・ポリオレフィン管 １２°　・ポリオレフィン管 ２・・・接着剤層 ３・・・繊維補強層 ３１・・ポリオレフィン管部１上に巻かれた繊維材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリオレフィン管部と該管部の上に接着して設けら
   れた繊維補強層とからなり、該繊維補強層は上記のポリ
   オレフィン管部の上に巻きつけられた繊維材が有機高分
   子により固められてた構造を有することを特徴とする複
   合管。 ２、ポリオレフィン管部がポリオレフィン管本体部であ
   る特許請求の範囲第１項に記載の複合管。 ３、ポリオレフィン管部が管接続部である特許請求の範
   囲第１項に記載の複合管。 ４、ポリオレフィン管部の表面を研磨してから強熱処理
   し、しかるのちにエポキシ系、ウレタン系、シリコン系
   及びシアノアクリレート系からなる群から選ばれた少な
   くとも１種の接着剤を上記ポリオレフィン管部の表面に
   塗布し、その上に繊維材を巻きつけ該接着剤を硬化させ
   ることを特徴とする複合管の形成方法。