WO2011105215A1 - 流体輸送用可撓管および流体輸送用可撓管の製造方法 - Google Patents

Abstract

　インターロック管３の外周側には、樹脂層５が設けられる。樹脂層５の外周には、遮蔽層７が設けられる。遮蔽層７は、インターロック管３内を流れる流体からの腐食性ガスを遮蔽する。遮蔽層７は、複層テープによって形成される。遮蔽層７の外周には、耐内圧補強層９、軸力補強層１１が設けられる。軸力補強層１１の外周には、保護層１３が設けられる。複層テープ１７は、金属層１９、樹脂被覆部２１等により構成される。金属層１９は、樹脂被覆部２１に挟み込まれる。金属層１９は断面において波形状を有する。波形状の波頂部２３は、複層テープ１７の長手方向に対して、所定の角度で形成される。

Description

流体輸送用可撓管および流体輸送用可撓管の製造方法

　本発明は、海底油ガス田等から産出した油やガスを輸送するための流体輸送用可撓管および流体輸送用可撓管の製造方法に関するものである。

　従来、海底油ガス田から産出する高圧の油やガスは、流体輸送用可撓管によって浮遊式石油生産設備まで輸送される。可撓管には、耐内圧特性や液密性、防水性等が要求されている。

　このような流体輸送用可撓管としては、例えば、最内層に、可撓性に優れ、耐外圧および敷設時の耐側圧補強に優れるステンレス製のインターロック管を用い、その外周部に、耐油ガス性に優れ、液密性に優れるプラスチック内管が設けられ、さらにその外周に耐内圧補強としての金属製内圧補強層および軸方向補強としての金属製軸力補強層が設けられ、最外層に防水層としてのプラスチックシースが設けられる（特許文献１）。

特開平７－１５６２８５号公報

　しかし、通常、海底から汲み上げる油ガス成分には、腐食性ガスである硫化水素や二酸化炭素或いは超臨界二酸化炭素等が含まれる場合がある。特許文献１のような可撓性流体輸送管では、このような腐食性ガスによってプラスチック層が劣化する恐れがある。また、プラスチック層を透過した腐食性ガスによって、金属補強層に腐食が生じるおそれがある。

　本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、可撓性に優れ、内部を流れる流体に含まれる腐食性ガスにより、金属補強層に劣化や腐食を生じることがなく、長期的な繰り返し曲げ疲労によってその効果が低下することがない流体輸送用可撓管および流体輸送用可撓管の製造方法を提供することを目的とする。

　前述した目的を達成するため、第１の発明は、可撓性を有する管体と、前記管体の外周側に設けられた遮蔽層と、前記遮蔽層の外周側に設けられた補強層と、前記補強層の外周側に設けられた保護層と、を少なくとも具備し、前記遮蔽層と前記管体との間、および／または、前記遮蔽層と前記補強層との間には、さらに樹脂層が形成され、前記遮蔽層は、樹脂で金属層を挟み込んだ複層テープにより形成され、前記金属層は、前記複層テープの断面において、少なくとも一部が波形状であることを特徴とする流体輸送用可撓管である。

　前記補強層と前記保護層との間に、さらに遮水層が形成され、前記遮水層は、樹脂で金属層を挟み込んだ複層テープにより形成されてもよい。

　前記複層テープの平面において、前記金属層の波形状における波頂部が、前記複層テープの長手方向に対して、所定の角度で形成されてもよい。

　前記金属層の波形状は、前記複層テープの平面において、異なる２方向に向けて形成され、波形状の山部または谷部が格子状に形成されてもよい。ここで、本発明において、山部又は谷部が格子状位置に形成されるとは、異なる２方向に山部又は谷部が周期的に繰り返して形成され、その結果山部又は谷部の中心が周期構造のそれぞれの格子点位置にくるように配置することをいう。この場合、金属層の厚みが一定ではなく、厚み変化に伴う凹凸の配列も当然に「格子状配置」に含み、いわゆるエンボス形状をも「格子状配置」に含むものである。

　前記複層テープの長手方向と前記金属層の波形状における波頂部とのなす角度は、前記流体輸送用可撓管の周方向に対する前記複層テープの巻きつけ角度と略一致し、前記複層テープが巻きつけられた状態で、前記波頂部の延伸方向が前記流体輸送用可撓管の周方向と略一致することが望ましい。

　前記複層テープの樹脂部は、前記樹脂層と相溶性を有し、前記樹脂層よりも低融点の樹脂製であってもよい。または、前記複層テープの少なくとも表面は、ゴム材料で構成され、前記ゴム材料が前記樹脂層と密着してもよい。

　前記複層テープは、幅方向の端部同士が互いにラップしないように前記流体輸送用可撓管に対して螺旋状に巻きつけられ、内層側の前記複層テープ同士の隙間を覆うように、前記複層テープを２層以上巻きつけてもよく、前記複層テープは、前記複層テープの幅方向端部が互いにラップするように前記流体輸送用可撓管に対して、螺旋状に巻きつけられてもよい。

　また、前記複層テープの長手方向が前記流体輸送用可撓管の軸方向と略一致し、前記複層テープの幅方向が前記流体輸送用可撓管の周方向となるように巻きつけられ、前記複層テープのラップ部が、前記流体輸送用可撓管の軸方向に延伸するように形成されてもよい。

　第１の発明によれば、管体と樹脂層との間に遮蔽層が設けられ、遮蔽層が金属層を樹脂で挟み込んだ複層テープで構成される。このため、内管側からの腐食性ガスが金属層によって確実に遮蔽される。また、金属層が樹脂に挟み込まれているため、遮蔽層構築時に金属層が破れたり折れ曲がったりすることがない。このため、確実に遮蔽層を構築することができる。さらに、金属層によって、内部の管体を傷つけることがなく、金属層の磨耗や疲労による強度低下や、管体の強度低下を防止することができる。

　また、補強層と保護層との間に遮水層が設けられ、遮水層が金属フィルムを樹脂フィルムで挟み込んだ積層フィルムで構成されれば、保護層に吸水された海水が、遮水層の金属フィルムによって確実に遮水される。このため、内部の補強層が腐食することがない。また、遮蔽層と同様に、遮水層構築時に金属フィルムが破れたり折れ曲がったりすることがなく、確実に遮蔽層を構築することができる。また、内部の補強層を傷つけることもない。

　また、金属層が複層テープの断面において波形状を有するため、複層テープが巻きつけられた状態において、複層テープ（金属層）が波形状方向に変形可能である。このため、複層テープが巻きつけられた状態で、複層テープが、流体輸送用可撓管の可撓性に対し、変形の妨げとなることを抑制することができる。

　また、金属層の波形状が、複層テープの平面において、異なる２方向に向けて形成され、波形状の山部または谷部が格子状に形成されれば、複層テープが、流体輸送用可撓管の可撓性に対し、いずれの方向の変形にも追従することができる。

　また、金属層の波形状の波頂部が複層テープの長手方向に対して所定角度で形成されれば、複層テープ（金属層）の変形方向が、複層テープの幅方向のみではなく、所定角度方向に向けることができる。このため、複層テープの長手方向と金属層の波形状における波頂部とのなす角度と、流体輸送用可撓管の周方向に対する複層テープの巻きつけ角度とを略一致させることで、複層テープが巻きつけられた状態における波頂部の延伸方向を、流体輸送用可撓管の周方向と略一致させることができる。その結果、波形状の進行方向を管軸方向とすることが可能となる。このため、流体輸送用可撓管の曲げ時の変形方向（流体輸送用可撓管の軸方向）に対して複層テープ（金属層）が大きな変形能を有し、高い可撓性を確保することができる。また、変形時の管軸方向の応力を波形状により緩和できるので、複層テープの疲労寿命も向上する。

　また、遮蔽層を構築する樹脂が、樹脂層と相溶性を有し、樹脂層よりも融点の低い材質が用いられれば、樹脂層を押出し被覆する際に、樹脂層と当該樹脂部とが熱融着により一体化され、曲げ、ねじりの機械履歴に対してもズレの心配がない。

　また、複層テープの少なくとも表面が、ゴム材料で構成され、ゴム材料と樹脂層とを密着させることで、複層テープと樹脂層との間の接着が不要となる。したがって、長期間にわたる当該可撓管の使用時に、接着剤が劣化して、複層テープと樹脂層との間に隙間が形成されることを防止することができる。

　なお、金属層はステンレス、アルミニウム、クラッド鋼など表面耐食性に優れる材質を用いることで、高い長期耐久性を得ることができる。

　また、複層テープを互いの幅方向端部がラップしないように螺旋状に複数層巻きつけて、上下層のそれぞれの複層テープの隙間が互いに埋め合うように巻きつければ、確実に腐食性ガスを遮蔽することができる。このとき、複層テープの巻きの方向は、同一方向に螺旋状に巻き付けても良いし、反対方向に螺旋状に巻きつけても良い。このようにすれば、螺旋状に巻きつけたテープの隙間をほぼ埋め合わせることができる。

　また、複層テープを互いの幅方向端部がラップするように螺旋状に巻きつければ、ラップ部を形成することで確実に腐食性ガスを遮蔽することができる。

　また、複層テープの長手方向が流体輸送用可撓管の軸方向と略一致し、複層テープの幅方向が流体輸送用可撓管の周方向となるように巻きつけて、周方向に巻きつけた巻き付け部の先端を相互にラップさせることで、確実に腐食性ガスを遮蔽することができる。

　第２の発明は、可撓性を有する管体を管軸方向に送り、前記管体の外周側に遮蔽層を形成し、前記遮蔽層の外周側に補強層を形成し、前記補強層の外周側に保護層を押出被覆し、前記遮蔽層と管体との間、および／または、前記遮蔽層と前記補強層との間には、さらに樹脂層が押出被覆される流体輸送用可撓管の製造方法であって、前記遮蔽層は、樹脂で金属層を挟み込んだ複層テープにより形成され、前記金属層は、前記複層テープの断面において、少なくとも一部が波形状であり、前記複層テープの平面において、前記金属層の波形状における波頂部が、前記複層テープの長手方向に対して、所定の角度で形成されており、前記複層テープの長手方向と前記金属層の波形状における波頂部とのなす角度を、前記流体輸送用可撓管の周方向に対する前記複層テープの巻きつけ角度と略一致させて、前記波頂部の延伸方向が前記流体輸送用可撓管の周方向と略一致するように前記複層テープを巻きつけることで前記遮蔽層を形成することを特徴とする流体輸送用可撓管の製造方法である。前記金属層の波形状は、前記複層テープの平面において、異なる２方向に向けて形成され、波形状の山部または谷部が格子状に形成されてもよい。

　第２の発明によれば、管体の外周側に金属層を樹脂で挟み込んだ複層テープによる遮蔽層が設けられ、また、金属層が複層テープの断面において波形状を有するため、複層テープが巻きつけられた状態において、複層テープ（金属層）が波形状方向に伸縮変形可能である。

　さらに、金属層の波形状の波頂部が複層テープの長手方向に対して所定角度で形成され、複層テープの長手方向と金属層の波形状における波頂部とのなす角度と、流体輸送用可撓管の周方向に対する複層テープの巻きつけ角度とが略一致するため、複層テープが巻きつけられた状態における波頂部の延伸方向が、流体輸送用可撓管の周方向と略一致し、流体輸送用可撓管の曲げ時の変形方向（流体輸送用可撓管の軸方向）に対して複層テープ（金属層）が追従可能な高い可撓性を確保することができる。

　本発明によれば、可撓性に優れ、内部を流れる流体に含まれる腐食性ガスにより、プラスチック層や金属補強層に劣化や腐食を生じることがない流体輸送用可撓管および流体輸送用可撓管の製造方法を提供することができる。特に、本発明の流体輸送用可撓管は、管体の内部に遮蔽層が設けられ、遮蔽層内部の金属層が断面において波形状を有するため金属層の応力集中を緩和し、高い可撓性と疲労特性の向上による長期信頼性とを両立することができる。

可撓管１を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図。 複層テープ１７の構成を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図であり、（ａ）のＡ方向矢視図。 複層テープ１７の波頂部の配置を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ－Ｃ線断面図、（ｄ）は（ａ）のＤ－Ｄ線断面図。 複層テープ１７の巻き付け方法を示す図で（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）のＥ部拡大図。 複層テープ１７を螺旋状に巻きつけた巻き付け状態を示す図。 複層テープ１７ａの構成を示す図。 複層テープ１７を縦巻きした巻き付け状態を示す図。 複層テープ１７を縦巻きした巻き付け状態を示す図。 複層テープ１７ｂを示す樹脂被覆層の透視図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図。 複層テープ１７の変形状態を示す図。 遮蔽層７の効果を示す図。 複層テープの他の実施形態を示す図。 可撓管１ａ、１ｂを示す断面図。 可撓管１ｃを示す断面図。

　以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、可撓管１を示す図であり、図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は断面図である。可撓管１は、主に管体であるインターロック管３、樹脂層５、遮蔽層７、耐内圧補強層９、軸力補強層１１、保護層１３、座床層１５ａ、１５ｂ等から構成される。

　インターロック管３は、可撓管１の最内層に位置し、外圧に対する座屈強度に優れ、耐食性も良好なステンレス製である。インターロック管３はテープを断面Ｓ字形状に成形させてＳ字部分で互いに噛み合わせて連結されて構成され、可撓性を有する。なお、インターロック管３に代えて、同様の可撓性を有し、座屈強度に優れる管体であれば、他の態様の管体を使用することも可能である。

　インターロック管３の外周側には、樹脂層５が設けられる。樹脂層５は、インターロック管３内を流れる流体を遮蔽する。樹脂層５としては、例えばナイロンまたは９０℃以上の高温にも耐え、耐油性にも優れるポリビニルデンフロライド（ＰＶＤＦ）等が使用できる。なお、インターロック管３の外周側とは、断面におけるインターロック管３の外側であることを意味し、インターロック管３と樹脂層５との間に他の層構造を有することをも含むものである。以下の説明においては、各層の位置関係において、単に「外周」と称するが、同様に、各層間に他の層構造を有するものを含むことは言うまでもない。

　例えば、インターロック管３と樹脂層５の間には、必要に応じて座床層１５ａが設けられる。座床層１５ａは、インターロック管３の外周の凹凸形状を略平らにならすための層であり、インターロック管３の可撓性に追従して変形可能である。すなわち、座床層１５ａは、例えば不織布のようにある程度の厚みを有し、インターロック管３の外周の凹凸のクッションとしての役割を有する。

　なお、座床層については、必要に応じて設けられるものであり、以下の説明においては座床層を有する場合について説明するが、必ずしも必要なものではないので省くことができる。したがって、以下の図（図１（ａ）以外の図）においては、座床層の図示を省略する。

　樹脂層５の外周には、遮蔽層７が設けられる。遮蔽層７は、インターロック管３内を流れる流体からの腐食性ガスや超臨界状態の物質を遮蔽する。遮蔽層７は、後述する複層テープによって形成される。なお、遮蔽層７の構成については、詳細を後述する。

　遮蔽層７の外周には、耐内圧補強層９が設けられる。耐内圧補強層９は、主にインターロック管３内を流れる流体の内圧に対する補強層である。耐内圧補強層９は、例えば断面Ｃ形状または断面Ｚ形状等の金属製のテープが互いに向かい合うように、かつ、互いに軸方向に重なり合うように短ピッチで巻きつけられて形成される。なお、耐内圧補強層９は、上述のように金属テープが所定ピッチで巻きつけられた構成であり、インターロック管３の曲げ変形やねじり変形に追従可能である。

　耐内圧補強層９の外周には、軸力補強層１１が設けられる。軸力補強層１１は、主にインターロック管３が可撓管１の軸方向へ変形する（伸びる）ことを抑えるための補強層である。軸力補強層１１は、金属製の補強条をロングピッチで２層交互巻きして形成される。軸力補強層１１は、インターロック３の可撓性に追従して変形可能である。

　なお、必要に応じて、耐内圧補強層９と軸力補強層１１の間にポリエチレン製の樹脂テープである座床層１５ｂを設けてもよい。また、互いに逆方向に螺旋状に巻きつけられる２層の補強条の間に、ポリエチレン製の樹脂テープである座床層１５ｃを設けてもよい。座床層に用いる樹脂テープは、強度と耐食性が同等であれば、ポリエチレン以外の樹脂材料を用いても良い。座床層１５ｂ、１５ｃは、補強部材同士が可撓管１の変形に追従する際に擦れて、摩耗することを防止するものである。この場合でも、座床層の有無を問わず、耐内圧補強層９の外周側に軸力補強層１１が設けられると称する。なお、以後、特に説明がない場合には、耐内圧補強層９と軸力補強層１１を総称して補強層と称する。

　軸力補強層１１の外周には、必要に応じて座床層１５ｄが設けられる。座床層１５ｄは、軸力補強層１１の外周の凹凸形状を略平らにならすための層であり、インターロック管３の可撓性に追従して変形可能である。なお、座床層１５ｄは座床層１５ａと同様の構成であるため、説明を省略する。

　座床層１５ｄの外周には、保護層１３が設けられる。保護層１３は、例えば海水が補強層へ浸入することを防止するための層である。保護層１３は、例えばナイロン製、ポリエチレン製、ポリアリレート樹脂やポリアミド系合成樹脂製の非架橋樹脂が使用できる。以上のように、可撓管１を構成する各層は、それぞれ可撓管１の曲げ変形やねじり変形に追従し、可撓性を有する。

　なお、可撓管１は、以下のように製造される。あらかじめ製造されたインターロック管３が軸方向に送られて、必要に応じてインターロック管３に座床テープが巻きつけられ、座床層１５ａが形成される。座床層１５ａが形成されたインターロック管３は、押出機に送られ、押出機によって、外周部に樹脂が押し出され、樹脂層５が形成される。さらに複層テープ供給機から、あらかじめ製造された複層テープが供給される。なお、複層テープは、螺旋巻きされるか、または、複層テープの長手方向がインターロック管３の軸方向と略同方向になるように供給され、フォーミング機内でフォーミングされ、縦巻きされる。以上により遮蔽層７が形成される。複層テープの供給機からの送り速度は、インターロック管３の押出速度に、螺旋巻きも軸方向に縦巻きの場合も、管が静止していると考えた場合の巻き付け速度を重畳した速度で送り出す必要がある。

　さらに、遮蔽層７の外周側に、補強テープ巻き機により補強層が形成され、さらに最外周部に押出機によって保護層１３が形成され、所定長さに巻き取られる。以上により、可撓管１が製造される。

　次に、遮蔽層７を構成する複層テープ１７について説明する。図２は複層テープ１７を示す図であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ方向矢視図であり、複層テープ１７の断面図である。複層テープ１７は、金属層１９、樹脂被覆部２１により構成される。金属層１９は、樹脂被覆部２１に挟み込まれる。

　金属層１９は、フィルム上に薄く加工が容易であるものであり、耐食性に優れるものであれば良い。たとえば、ステンレス、アルミニウム、外面に耐食性の良い材質でクラッドしたクラッド鋼等が使用できる。なお、金属層１９は例えば０.０５ｍｍ程度の厚さであり、複層テープ１７全体としては、例えば０．２～０．３ｍｍ程度であればよい。

　樹脂被覆部２１は、樹脂製の部材であり、遮蔽層７の構築時に、金属層１９の折れ曲がりや破れ、しわなどの発生を防止できる。樹脂被覆部２１の材質については後述する。

　図２（ｂ）に示すように、金属層１９は断面において波形状を有する。このような金属層１９は、波形の金属フィルムに樹脂を押し出し被覆してもよい、または対応する金型に設置して樹脂を射出により一体化させてもよい。または、それぞれ別々に形成された、対応する波形形状を有する樹脂部材と金属フィルムとを接着や圧着など公知の技術で一体化したものでもよい。また、あらかじめ表面が波形に形成された樹脂部材に、金属層を蒸着等により形成することもできる。

　ここで、金属層１９は、山部と谷部とを有する波形状を有するが、山部（または谷部）の頂部を波頂部２３と称する。すなわち、図２（ｂ）に示す断面例では、山部側（上方）の波頂部２３が５か所存在することとなる。

　図３（ａ）は、複層テープ１７の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ－Ｂ線断面図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＣ－Ｃ線断面図、図３（ｄ）は図３（ａ）のＤ－Ｄ線断面図を示す図である。図中の点線は、波頂部２３の位置を表す。波頂部２３は、複層テープ１７の長手方向に対して、所定の角度で連続して形成される。すなわち、図３（ａ）の例では、波頂部２３は、複層テープ１７の長手方向に対して角度Ｋだけ斜めに形成される。

　したがって、断面位置によって波形状が異なり、例えば、図３（ｂ）の左端の波頂部２３は、図３（ｃ）、図３（ｄ）に行くにつれて、図中右方向にずれながら連続して形成される。

　次に、複層テープ１７の巻き付け方法について説明する。図４（ａ）は、複層テープ１７を樹脂層５の外周に螺旋巻きする方法を示す図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＥ部拡大図である。複層テープ１７は、例えば、図４（ａ）に示すように、螺旋状（図中矢印Ｆ方向）に巻きつけられる。たとえば、樹脂層５を押出被覆しつつ、その後工程において複層テープ１７が供給されて巻きつけられる。

　図５は、樹脂層５の外周に複層テープ１７が巻きつけられた状態を示す軸方向の断面図である。図５（ａ）に示すように、複層テープ１７は、複層テープ１７の幅方向端部が互いに重なり合わないように（ラップしないように）わずかな隙間をあけて樹脂層５の外周に巻きつけられ、さらにその外周に、下層（内層）の複層テープ１７の隙間を覆うように、巻きつけ位置をずらして上層（外層）に複層テープ１７を同様の方法で巻きつけてもよい。複層テープの巻き付けは、下層（内層）のテープと上層（外層）のテープを互いに反対方向に巻き付けるほうが、巻き付け時のインターロック管にかかる張力がバランスするので、巻き付けやすいので好ましい。

　また、図５（ｂ）に示すように、複層テープ１７が、複層テープ１７の幅方向端部が互いに重なり合うようにラップさせて巻きつけてもよい。図５のいずれの方法で巻きつけても、遮蔽層において複層テープ１７を隙間なく巻きつけることができる。なお、複層テープ１７と樹脂層との一体化は、接着、融着など公知のいずれの手段を用いることができる。

　なお、樹脂被覆部２１の材質としては特に問わないが、ゴム材料（例えば、エチレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴムなど）とすることもできる。このようにすることで、樹脂層５と樹脂被覆部２１（複層テープ１７）との摩擦係数が大きくなる。このため、樹脂層５と複層テープ１７とが密着してずれることがない。

　なお、樹脂被覆部２１全体をゴム材料とすると、金属層１９との接着性が劣る恐れがある。このため、図６に示すように、樹脂被覆部２１を複層としてもよい。すなわち、図６に示す複層テープ１７ａは、樹脂被覆部２１が、金属層１９との接着性に優れる樹脂層が内層に設けられ、その外層のみにゴム材料によって、ゴム部２１ａが形成されてもよい。

　図４（ｂ）に示すように、可撓管の正面図（または平面図）において、複層テープ１７が樹脂層５の外周に螺旋状に巻きつけられた状態において、可撓管の軸方向Ｈと可撓管の周方向Ｇとは垂直になる。また、可撓管の周方向Ｇに対して、複層テープ１７の巻きつけ方向Ｉとのなす角度をＪとする。また、前述の通り、複層テープ１７の長手方向Ｉと波頂部２３とのなす角度はＫとする。ここで、複層テープ１７の巻きつけ方向Ｉは、複層テープ１７の長手方向と一致する。

　したがって、複層テープ１７の巻きつけ方向Ｉと可撓管の周方向Ｇとのなす角度Ｊと、複層テープ１７の長手方向Ｉと波頂部２３とのなす角度はＫとを略一致させることにより、波頂部２３の形成される方向（延伸方向）は、可撓管の周方向Ｇと略一致する。すなわち、複層テープ１７の巻きつけ角度（Ｊ）を予め設定し、平面図において、これに対応した角度（Ｋ）で傾斜した波頂部を有する複層テープ１７を用いることで、波頂部２３の延伸方向を流体輸送用可撓管の周方向と略一致させることができる。ここで、巻き付け方向Ｉと可撓管の周方向Ｇとのなす角度（Ｊ）と、複層テープ１７の長手方向Ｉと波頂部２３とのなす角度（Ｋ）とが、多少のずれを生ずる場合について考察する。例えば、インターロック管の外径をＤとすると、テープが完全に周方向に平行でない場合の巻き付け１回転あたり軸方向のズレは、Ｄ・π・ｔａｎ（Ｊ－Ｋ）と表される。ここで、例えば、インターロック管の外径Ｄを、１５０Φとすると、Ｊ－Ｋが５°の場合には、ｔａｎ５°＝０．０８７で、テープの巻き方向に約４１ｍｍずれることになり、半回転あたりのズレは、約２０ｍｍになる。従って、好ましくは、角度のズレは、５°以下が好ましい。また、ズレ角を２．５°とするズレ量が上記の約半分になるので、更に好ましい。

　図７は、複層テープ１７を樹脂層５が形成されたインターロック管３に縦巻きで巻きつける際のフォーミング工程を示す他の実施形態を示す図である。複層テープ１７は、図７（ａ）に示すように、縦巻きされてもよい。この場合、複層テープ１７は、複層テープ１７の長手方向がインターロック管３の軸方向に略同一の方向になるようにインターロック管３へ送られる。この際、複層テープ１７の両側は、インターロック管３（樹脂層５）全体を包むようにＵ字状に曲げられる。

　さらに、複層テープ１７によってインターロック管３（樹脂層５）が包みこまれる。すなわち、複層テープ１７の両側端部同士を樹脂層５の外周部でラップさせ、複層テープ１７で樹脂層５を包みこむ。すなわち、ラップ部２５がインターロック管３の軸方向に沿って形成される。以上のようにして、複層テープ１７が樹脂層５に縦巻きで巻きつけられ、遮蔽層７が形成されてもよい。

　図８は、図４に対応する図であり、図８（ａ）は複層テープ１７が樹脂層５の外周に縦巻きされた状態を示す図であり、図８（ｂ）は図４（ｂ）に対応する拡大図である。図８（ａ）に示すように、ラップ部２５は、可撓管の軸方向（図中矢印Ｌ方向）に延伸するように形成される。

　この際、図８（ｂ）に示すように、可撓管の軸方向Ｈと可撓管の周方向Ｇとは垂直になる。また、複層テープ１７の長手方向Ｉと可撓管の軸方向Ｈとは一致する。したがって、可撓管の周方向Ｇと可撓管の軸方向Ｈとのなす角度をＪとすると、Ｊは略９０度となる。また、前述の通り、複層テープ１７の長手方向Ｉと波頂部２３とのなす角度Ｋも同様に９０°である。

　したがって、縦巻きの場合であっても、複層テープ１７の巻きつけ方向Ｉに対する可撓管の周方向Ｇの角度Ｊ（９０°）と、複層テープ１７の長手方向Ｉと波頂部２３とのなす角度はＫ（９０°）とを略一致させることで、波頂部２３の延伸方向を流体輸送用可撓管の周方向と略一致させることができる。

　図９は他の複層テープ１７ｂを示す図であり、図９（ａ）は複層テープ１７ｂの斜視図（樹脂被覆部２１透視図）、図９（ｂ）は金属層１９の平面概念図である。本発明では、図９に示すような複層テープ１７ｂを用いてもよい。複層テープ１７ｂは、複層テープ１７と略同様の構成であるが、金属層１９の形態が異なる。

　前述の通り、複層テープ１７では、波頂部２３が、連続して形成される。すなわち、図３に示すように、複層テープ１７は一方向に波形状が形成され、波頂部２３に沿った方向での断面では、波形状とはならない。これに対し、複層テープ１７ｂは、異なる２方向（図９（ｂ）のＳ方向およびＴ方向）に対して波形状が形成される。したがって、山部２７と谷部２９（波頂部）が格子状に形成される。なお、図９（ｂ）のＲ－Ｒ線断面図は、複層テープ１７（図２（ｂ））と同様となる。

　このような複層テープ１７ｂとしては、図９に示すようなエンボス加工が施された金属フィルムに樹脂を押し出し被覆してもよい、または対応する金型に設置して樹脂を射出により一体化させてもよい。または、それぞれ別々に形成された、対応する凹凸形状を有する樹脂部材と金属フィルムとを接着や圧着など公知の技術で一体化したものでもよい。また、あらかじめ表面がエンボス形状に形成された樹脂部材に、金属層を蒸着により形成することもできる。

　このような複層テープ１７ｂが、樹脂層５の外周に、図４または図７に示したいずれかの方法で巻きつけられて、遮蔽層７が形成される。なお、複層テープ１７ｂについても、前述したような波頂部の並列方向（例えば図９（ｂ）のＳ方向またはＴ方向）と複層テープ１７ｂの巻き付け角度とを合わせてもよい。また、複層テープ１７ｂは、いずれの方向に対しても変形が可能である。このため、巻き付け角度と波頂部の並列方向（図９（ｂ）のＳ方向またはＴ方向）とを完全に一致させなくても、十分な可撓性を得ることができる。

　次に、可撓管１の変形時における複層テープ１７の機能について説明する。図１０は、可撓管１を変形させた状態を示す図である。図１０（ａ）に示すように、可撓管１を曲げ変形させると（図中矢印Ｍ方向）、可撓管１の曲げ外周側（図中Ｎ部）では引張変形となる。

　図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＮ部における、複層テープ１７の状態を示す模式図である。なお、図１０（ｂ）は、例えば、複層テープ１７が螺旋巻きされた状態を示す図である。可撓管１が曲げ変形し、局部的に引張変形が生じると、当該部位に巻きつけられる複層テープ１７も幅方向に引張変形が生じて、可撓管１の曲げに追従しようとする（図中矢印Ｑ方向）。この際、樹脂被覆部２１は、樹脂の弾性変形能によって容易に追従変形可能である。

　一方、金属層１９は、波形状であるため波の伸縮によって、容易に変形に追従可能である。特に、波頂部２３が可撓管１の周方向に延伸するように形成されるため、波形状による伸縮変形方向は、可撓管１の軸方向に対応する。このため、可撓管１の曲げ変形に対して、複層テープ１７（遮蔽層７）は容易に追従して変形することができる。すなわち、金属層１９を有する複層テープ１７の巻きつけが、可撓管１の可撓性（変形）の妨げにならない。

　次に、遮蔽層７の機能について説明する。図１１は、可撓管１の断面を示す図であり、図１１（ａ）は軸方向の断面図、図１１（ｂ）は、遮蔽層７を構成する複層テープ１７の拡大図である。図１１（ａ）に示すように、インターロック管３内には、油やガス等の流体が流れている。前述の通り、油やガス等には、腐食性ガスである硫化水素や二酸化炭素或いは超臨界状態の二酸化炭素が含まれている場合がある。

　インターロック管３は、液密性・気密性を有しないため、通常インターロック管３の外周部に設けられる樹脂層５が、流体と接する。また、インターロック管３内からの腐食性ガスの周方向への流れ（図中矢印Ｏ方向）は、樹脂層５を透過する恐れがある。

　しかし、本願発明にかかる可撓管１は、樹脂層の外周面に遮蔽層７が設けられる。したがって、図１１（ｂ）に示すように、遮蔽層７は、内部の金属層１９が流体に含まれる腐食性ガスも確実に遮蔽する（図中矢印Ｐ方向）。したがって、補強層（耐内圧補強層９、軸力補強層１１）が腐食性ガスによって劣化することがない。

　以上説明したように、第１の実施形態にかかる可撓管１によれば、樹脂層５の外周に遮蔽層７が設けられるため、内部を流れる流体によって補強層が劣化することがない流体輸送用可撓管を得ることができる。また、遮蔽層７が金属層１９を樹脂被覆部２１で挟み込んだ複層テープ１７で構成されるため、インターロック管３側からの腐食性ガスの管体周方向の流れが、金属層１９によって確実に遮蔽され、補強層が劣化することがない。

　また、金属層１９が樹脂被覆部２１に挟み込まれているため、遮蔽層７の構築時に金属層１９が破れたり折れ曲がったりすることがなく、確実に遮蔽層７を構築することができる。さらに、金属層１９が直接インターロック管３に接触しないため、製造時にインターロック管３を傷つけることがない。

　また、金属層１９が複層テープ１７の断面において波形状を有するため、複層テープ１７が巻きつけられた状態において、複層テープ１７（金属層１９）が波形状方向に容易に伸縮変形可能である。特に、金属層１９の波形状の波頂部２３が複層テープ１７の長手方向に対して所定角度で形成され、複層テープ１７の長手方向と金属層１９の波形状における波頂部２３とのなす角度と、可撓管１の周方向に対する複層テープ１７の巻きつけ角度とを略一致させることで、複層テープ１７が巻きつけられた状態における波頂部２３の延伸方向を、可撓管１の周方向と略一致させることができる。したがって、可撓管１の曲げ時の変形方向に対して複層テープ１７（金属層１９）が容易に追従し、高い可撓性を確保することができる。また、金属層１９をエンボス形状とすることで、異なるいずれの２つの方向にも波形状が形成される。このため、いずれの方向に対しても変形に追従することができ、複層テープの製造性にも優れる。
　また、金属層１９を波形状とすることで、可撓管を曲げた際、金属層１９が容易に変形に追従可能で、局所的な応力集中を緩和できる。このため、金属層１９に局所的な過剰な応力が付与されることがない。したがって、長期的な繰り返し曲げ疲労特性を向上させることができ、長期信頼性に優れる可撓管を得ることができる。

　次に、他の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態において、図１～図１１に示す可撓管１と同一の機能を果たす構成要素には、図１～図１１と同一番号を付し、重複した説明を避ける。

　図１２は、複層テープの断面における金属層１９の形状についての、他の実施形態を示す図である。複層テープの断面における金属層１９の形状は、前述した例に限られず、例えば、図１２（ａ）に示す複層テープ３０のように、波形状は、金属層１９の一部のみに形成されてもよい。この場合でも、波頂部２３が、複層テープ３０の長手方向に対して所定角度で形成されることで、複層テープ１７と同様の効果を奏する。

　また、例えば、図１２（ｂ）に示す複層テープ４０のように、波形状は、矩形波であってもよい。また、図１２（ｃ）に示す複層テープ５０のように、波形状は、三角波であってもよい。この場合でも、波頂部２３が、複層テープの長手方向に対して所定角度で形成されることで、複層テープ１７と同様の効果を奏することができる。なお、波形状は、これらの実施形態に限られず、伸縮可能な形態であれば良い。また、このような各種波形状は、一方向に形成（複層テープ１７と同様）されてもよく、二方向に形成（複層テープ１７ｂと同様）されてもよい。

　また、図１３（ａ）に示すように、樹脂層５を遮蔽層７の外周側に形成してもよい。この場合でも、遮蔽層７によって、硫化水素等が遮蔽されるため、硫化水素等が、補強層へ浸入することを防止することができる。

　また、同様に、図１３（ｂ）に示すように、樹脂層５ａ、５ｂを遮蔽層７の両側（内周および外周）に形成してもよい。この場合でも、遮蔽層７によって、硫化水素等が遮蔽されるため、硫化水素等が、補強層へ浸入することを防止することができる。すなわち、樹脂層は遮蔽層７の内周側または外周側の少なくとも一方に形成されれば良い。

　なお、樹脂層が遮蔽層７の外周側に形成される場合において、遮蔽層７をより安定して機能させるためには、遮蔽層７を構成する複層テープの樹脂被覆部の樹脂として、樹脂層５（５ｂ）を形成する樹脂の融点よりも融点が低く、樹脂層５を形成する樹脂と相溶性を有するものを使用することができる。

　樹脂被覆部２１と樹脂層５（５ｂ）とが相溶性を有し、樹脂被覆部２１の融点が低ければ、樹脂層５の樹脂を遮蔽層７の外周側に押し出した際に、樹脂層５（５ｂ）と樹脂被覆部２１とが互いに一体化しやすい。このため、樹脂層５（５ｂ）が形成された際、遮蔽層７と樹脂層５（５ｂ）との間でずれや捩れが起こることがなく、可撓管１の曲げ変形の際に、遮蔽層７の一部が破損することがない。

　このような関係を有する材質としては、樹脂被覆部２１を例えばナイロン１２とし、樹脂層５（５ｂ）をナイロン１１とすればよい。なお、前述の通り、樹脂被覆部２１（またはその表面）をゴム材料で構成してもよい。

　また、図１４に示すように、補強層（座床層１５ｄ）と保護層１３との間に遮水層３１を形成してもよい。遮水層３１は、遮蔽層７と同様の構成である。すなわち、複層フィルム１７、１７ａ、１７ｂが補強層（座床層１５ｄ）の外周部に図４または図７に示すのと同様の方法で巻きつけられて構成される。また、遮水層３１の外周部に保護層１３が押出し被覆される。

　この場合、遮水層３１を構成する複層フィルムの樹脂被覆部の融点が、保護層１３を形成する樹脂の融点よりも低く、樹脂被覆部を構成する樹脂と、保護層１３を形成する樹脂とが相溶性を有してもよい。樹脂被覆部と保護層１３とが相溶性を有し、樹脂被覆部の融点が保護層１３の融点よりも低ければ、保護層１３の樹脂を押し出した際に、保護層１３と複層テープとが互いに一体化しやすい。このため、保護層１３が形成された際、遮水層３１と保護層１３との間でずれ等が起こることがない。

　このような関係を有する材質としては、樹脂被覆部を例えばナイロン１２とし、保護層１３をナイロン１１とすればよい。或いは樹脂被覆部を低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、保護層１３を高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）とすればよい。

　また、樹脂被覆部（の表面）をゴム部材（例えば、エチレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴムなど）で構成することもできる。このようにすることで、保護層１３と樹脂被覆部との摩擦係数が大きくなる。このため、保護層１３と複層フィルム１７、１７ａ、１７ｂとが密着してずれることがない。

　このように構成された可撓管１ｃは通常海中に沈めて、または浮かべて使用される。したがって、保護層１３は常に海水と接触する。保護層１３は樹脂製であるため、ある程度の防水性は有しているが、樹脂自体がわずかながらの吸水性を有する。このため、保護層１３内にも、海水成分がわずかながら浸透する。特に、海底においては高い水圧が付与され、長時間の使用に際しては、保護層１３内への海水成分の浸透の恐れが大きい。

　海水成分は、通常金属の腐食を進行させる。したがって、保護層１３内周部に金属製の補強層が位置すると、補強層が腐食により劣化し、可撓管自体の破損の恐れがある。しかし、本願発明にかかる可撓管１ｃは、保護層１３の内周面に遮水層３１が設けられる。したがって、遮水層３１内部の補強層へ、海水成分が到達することを防止することができる。すなわち、遮水層３１によって、補強層が海水成分によって劣化することがない。

　以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

　１、１ａ、１ｂ、１ｃ………可撓管
　３………インターロック管
　５………樹脂層
　７………遮蔽層
　９………耐内圧補強層
　１１………軸力補強層
　１３………保護層
　１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ………座床層
　１７、１７ａ、１７ｂ、３０、４０、５０………複層テープ
　１９………金属層
　２１………樹脂被覆部
　２１ａ………ゴム部
　２３………波頂部
　２５………ラップ部
　２７………山部
　２９………谷部
　３１………遮水層
 

Claims (12)

1. 　可撓性を有する管体と、
   　前記管体の外周側に設けられた遮蔽層と、
   　前記遮蔽層の外周側に設けられた補強層と、
   　前記補強層の外周側に設けられた保護層と、
   　を少なくとも具備し、
   　前記遮蔽層と前記管体との間、および／または、前記遮蔽層と前記補強層との間には、さらに樹脂層が形成され、
   　前記遮蔽層は、樹脂で金属層を挟み込んだ複層テープにより形成され、
   　前記金属層は、前記複層テープの断面において、少なくとも一部が波形状であることを特徴とする流体輸送用可撓管。
2. 　前記補強層と前記保護層との間に、さらに遮水層が形成され、
   　前記遮水層は、断面において少なくとも一部が波形状である金属層を樹脂で挟み込んだ複層テープにより形成されることを特徴とする請求項１記載の流体輸送用可撓管。
3. 　前記複層テープの平面において、前記金属層の波形状における波頂部が、前記複層テープの長手方向に対して、所定の角度で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流体輸送用可撓管。
4. 　前記金属層の波形状は、前記複層テープの平面において、異なる２方向に向けて形成され、波形状の山部または谷部が格子状に形成されることを特徴とする請求項１記載の流体輸送用可撓管。
5. 　前記複層テープの長手方向と前記金属層の波形状における波頂部の形成方向とのなす角度は、前記流体輸送用可撓管の周方向に対する前記複層テープの巻きつけ角度と略一致し、前記複層テープが巻きつけられた状態で、前記波頂部の形成方向が前記流体輸送用可撓管の周方向と略一致することを特徴とする請求項３記載の流体輸送用可撓管。
6. 　前記複層テープの樹脂部は、前記樹脂層と相溶性を有し、前記樹脂層よりも低融点の樹脂製であることを特徴とする請求項１記載の流体輸送用可撓管。
7. 　前記複層テープの少なくとも表面は、ゴム材料で構成され、前記ゴム材料が前記樹脂層と密着することを特徴とする請求項１記載の流体輸送用可撓管。
8. 　前記複層テープは、幅方向の端部同士が互いにラップしないように前記流体輸送用可撓管に対して螺旋状に巻きつけられ、内層側の前記複層テープ同士の隙間を覆うように、前記複層テープを２層以上巻きつけることを特徴とする請求項１記載の流体輸送用可撓管。
9. 　前記複層テープは、前記複層テープの幅方向端部が互いにラップするように前記流体輸送用可撓管に対して、螺旋状に巻きつけられることを特徴とする請求項１記載の流体輸送用可撓管。
10. 　前記複層テープの長手方向が前記流体輸送用可撓管の軸方向と略一致し、前記複層テープの幅方向が前記流体輸送用可撓管の周方向となるように巻きつけられ、前記複層テープのラップ部が、前記流体輸送用可撓管の軸方向に延伸することを特徴とする請求項１記載の流体輸送用可撓管。
11. 　可撓性を有する管体を管軸方向に送り、前記管体の外周側に遮蔽層を形成し、前記遮蔽層の外周側に補強層を形成し、前記補強層の外周側に保護層を押出被覆し、前記遮蔽層と管体との間、および／または、前記遮蔽層と前記補強層との間には、さらに樹脂層が押出被覆される流体輸送用可撓管の製造方法であって、
    　前記遮蔽層は、樹脂で金属層を挟み込んだ複層テープにより形成され、前記金属層は、前記複層テープの断面において、少なくとも一部が波形状であり、
    　前記複層テープの平面において、前記金属層の波形状における波頂部の形成方向が、前記複層テープの長手方向に対して、所定の角度で形成されており、
    　前記複層テープの長手方向と前記金属層の波形状における波頂部の形成方向とのなす角度を、前記流体輸送用可撓管の周方向に対する前記複層テープの巻きつけ角度と略一致させて、前記波頂部の延伸方向が前記流体輸送用可撓管の周方向と略一致するように前記複層テープを巻きつけることで前記遮蔽層を形成することを特徴とする流体輸送用可撓管の製造方法。
12. 　前記金属層の波形状は、前記複層テープの平面において、異なる２方向に向けて形成され、波形状の山部または谷部が格子状に形成されることを特徴とする請求項１１記載の流体輸送用可撓管の製造方法。
     

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