WO2017126597A1 - 樹脂配管の巻き取り構造体、巻き取り構造体の製造方法、樹脂配管の敷設方法、および、樹脂配管 - Google Patents

樹脂配管の巻き取り構造体、巻き取り構造体の製造方法、樹脂配管の敷設方法、および、樹脂配管 Download PDF

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WO2017126597A1
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resin
resin pipe
winding structure
outer diameter
mpa
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PCT/JP2017/001716
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継紅 劉
今村　均
武司 下野
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ダイキン工業株式会社
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    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/04—Kinds or types
    • B65H75/08—Kinds or types of circular or polygonal cross-section
    • B65H75/10—Kinds or types of circular or polygonal cross-section without flanges, e.g. cop tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • B65H2701/33—Hollow or hose-like material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics

Definitions

  • the present invention relates to a winding structure for resin piping.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 63-274529
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2009-154505 proposes a multilayer pipe using a fluororesin excellent in chemical resistance as an inner layer.
  • resin pipes with an outer diameter of 50 mm or more have a length of only about 3 m, and multiple straight pipes with a length of 3 m are loaded on trucks and transported to the site. is doing.
  • pipes having a desired length are assembled by connecting pipes each having a length of 3 m by welding or using a joint such as a flange joint.
  • the number of connection points between the resin pipes is small. That is, it is preferable to transport the liquid as long as possible with a single resin pipe (without connecting points).
  • the resin piping is wound around a reel or the like, or the resin piping is wound around without a reel and loaded in a loading space such as a truck.
  • the resin pipe undergoes permanent deformation (curl) in the wound state. It may become difficult to return to the original straight pipe at the site of installation.
  • An object of the present invention has been made in view of the above-described points, and is a winding structure for a resin pipe that can be loaded and transported in a vehicle while being wound while suppressing permanent deformation. It is in providing the manufacturing method of a picking structure, the laying method of resin piping, and resin piping.
  • the resin pipe is made of a material having a yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) ratio of 0.010 to 0.050.
  • This resin pipe has an outer diameter of 50.0 mm or more and 130.0 mm or less.
  • this resin piping is 2.0 mm or more and 15.0 mm or less in thickness.
  • the winding structure of the resin pipe has a ratio of yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) and the relationship between the outer periphery and the inner periphery of the winding structure with respect to the outer diameter of the resin pipe.
  • the elastic modulus is sometimes referred to as Young's modulus.
  • the resin pipe may be made of a material having a yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) ratio of 0.02 to 0.042.
  • the outer diameter of the resin pipe may be 50.8 mm or more and 127.0 mm or less.
  • the thickness of the resin pipe may be 2.0 mm or greater and 10.0 mm or less.
  • the winding structure of the resin pipe may further satisfy the relationship of 3000.0 mm ⁇ maximum width (mm) of the outer periphery of the winding structure.
  • buckling bending or the like does not occur in the wound resin piping, but it is sufficient if the equivalent plastic strain can be suppressed to 1.0% or less. It is not an essential condition not to cause buckling.
  • This resin pipe winding structure can be carried on a vehicle while being wound in a wound state while suppressing the equivalent plastic strain to 1.0% or less.
  • a winding structure for a resin pipe according to a second aspect is a winding structure for a resin pipe according to the first aspect, and is based on the yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) ratio and the outer diameter of the resin pipe.
  • the relationship between the outer periphery and inner periphery of the winding structure is 3500.0 mm ⁇ maximum outer periphery width (mm) of the winding structure, and minimum inner peripheral width (mm) ⁇ 0.79 ⁇
  • the outer diameter of the resin pipe / (yield stress / elastic modulus) is satisfied.
  • the winding structure of the resin pipe may further satisfy the relationship of 3000.0 mm ⁇ maximum width (mm) of the outer periphery of the winding structure.
  • buckling bending or the like does not occur in the wound resin piping, but it is sufficient if the equivalent plastic strain can be suppressed to 0.5% or less. It is not an essential condition not to cause buckling.
  • This resin pipe winding structure can be transported by being loaded on a vehicle while being wound up while suppressing the equivalent plastic strain to 0.5% or less.
  • a winding structure for a resin pipe according to a third aspect is a winding structure for a resin pipe according to the first aspect, with respect to the yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) ratio and the outer diameter of the resin pipe.
  • the relationship between the outer periphery and the inner periphery of the winding structure is 3500.0 mm ⁇ maximum outer peripheral width (mm) of the winding structure, and minimum inner peripheral width (mm) ⁇ 1.025 ⁇
  • the outer diameter of the resin pipe / (yield stress / elastic modulus) is satisfied.
  • the winding structure of the resin pipe may further satisfy the relationship of 3000.0 mm ⁇ maximum width (mm) of the outer periphery of the winding structure.
  • buckling bending or the like does not occur in the wound resin pipe, but the equivalent plastic strain is substantially suppressed to 0.0% or less. However, it is not essential to prevent buckling.
  • This resin pipe winding structure can be loaded and transported in a rolled-up state while substantially suppressing the equivalent plastic strain to 0.0% or less.
  • a winding structure for a resin pipe according to a fourth aspect is a winding structure for a resin pipe according to any one of the first to third aspects, and the resin pipe includes a fluororesin. .
  • fluororesin examples include PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), ETFE (tetrafluoroethylene / ethylene copolymer), PVDF.
  • PFA tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • FEP tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer
  • ETFE tetrafluoroethylene / ethylene copolymer
  • PVDF tetrafluoroethylene / ethylene copolymer
  • thermoplastic fluororesin consisting of three types of monomers such as hexafluoropropylene and vinylidene fluoride.
  • This resin pipe winding structure is excellent in chemical resistance because the resin pipe is composed of fluororesin.
  • the winding structure for resin piping according to the fifth aspect is a winding structure for resin piping according to the fourth aspect, and the resin piping is composed of 60 mass% or more of PFA.
  • the winding structure manufacturing method is made of a material having a yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) ratio of 0.010 or more and 0.050 or less, and an outer diameter of 50.0 mm.
  • MPa yield stress
  • MPa elastic modulus
  • the relationship between the yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) ratio and the outer circumference and inner circumference of the winding structure relative to the outer diameter of the resin pipe is 3500.0 mm ⁇ maximum width (mm) of the outer circumference of the winding structure, Further, the resin pipe is wound up so as to satisfy the minimum width (mm) of the inner periphery of the winding structure ⁇ 0.62 ⁇ the outer diameter of the resin pipe ⁇ (yield stress / elastic modulus).
  • a winding structure is manufactured by winding a resin pipe while extrusion.
  • the distance from the outlet through which the resin pipe is pushed out to the place where the winding is performed can be 10 m or less.
  • a winding structure that can be loaded and transported in a vehicle while being wound is manufactured while suppressing the equivalent plastic strain to 1.0% or less.
  • the space required to do this can be reduced by performing extrusion and winding at the same time.
  • the resin pipe laying method according to the seventh aspect is the site where the resin pipe is laid on the winding structure obtained by the winding structure according to any of the first to fifth aspects or the manufacturing method of the sixth aspect. solve.
  • the winding structure can be transported to the laying site and unraveled at the laying site, so the manufacturing site of the winding structure and the laying site of the resin piping exist separately. Even if it exists, it becomes possible to lay resin piping.
  • the method for laying resin piping according to the eighth aspect is to prepare a plurality of winding structures obtained by the winding structure according to any of the first to fifth aspects or the manufacturing method according to the sixth aspect, and to lay the resin piping
  • the plurality of winding structures are unwound at the site, and a plurality of resin pipes obtained by unwinding the winding structure are connected to each other, thereby laying resin pipes having a seam interval of 6 m or more.
  • the interval between the seams can be increased, so that the number of seams can be reduced and leakage from the seams can be suppressed.
  • the resin pipe according to the ninth aspect is made of a material having a yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) ratio of 0.010 or more and 0.050 or less, and an outer diameter of 50.0 mm or more and 130.0 mm or less.
  • the thickness is 2.0 mm or more and 15.0 mm or less, and the length in the longitudinal direction is 6 m or more.
  • this resin pipe has specific properties and shapes, even when it is loaded on a vehicle and transported in a wound state, the equivalent plastic strain can be suppressed to 1.0% or less. . Further, even when a plurality of resin pipes are connected and used, the interval between the seams can be made sufficiently long, so that the number of seams can be reduced and leakage from the seams can be suppressed. .
  • the winding structure for resin piping according to the first aspect, it is possible to load and transport the resin piping while being wound on the vehicle while suppressing the equivalent plastic strain to 1.0% or less.
  • the winding structure for resin piping according to the third aspect, it is possible to load and transport the plastic piping while being wound on the vehicle while substantially suppressing the equivalent plastic strain to 0.0% or less.
  • the resin pipe winding structure according to the fourth and fifth aspects is excellent in chemical resistance.
  • the space required for manufacturing can be reduced.
  • the resin pipe can be laid even when the manufacturing site of the winding structure and the resin pipe laying site are separated from each other.
  • the number of seams can be reduced and leakage from the seams can be suppressed.
  • the resin pipe winding structure is made of a resin pipe having a yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) ratio of 0.010 to 0.050. It consists of This resin pipe has an outer diameter of 50.0 mm or more and 130.0 mm or less. Moreover, this resin piping is 2.0 mm or more and 15.0 mm or less in thickness.
  • the winding structure of the resin pipe has a ratio of yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) and the relationship between the outer periphery and the inner periphery of the winding structure with respect to the outer diameter of the resin pipe.
  • the resin pipe winding structure is formed by winding the resin pipe in a coil shape, and may or may not have a reel inside.
  • the reel may have a flange extending in the radial direction at both ends in the axial direction, or the reel may not have such a flange. Also good.
  • the winding structure of the resin pipe may be wound so as to be single in the radial direction, or may be wound so as to be doubled or overlapped in the radial direction.
  • the winding structure of the resin pipe is 3500.0 mm ⁇ maximum width (mm) of the outer periphery of the winding structure, and the winding structure from the viewpoint of suppressing the equivalent plastic strain to 0.5% or less. It is preferable that the minimum width (mm) of the inner circumference of the body ⁇ 0.79 ⁇ the outer diameter of the resin pipe ⁇ (yield stress / elastic modulus).
  • the winding structure of the resin pipe is 3500.0 mm ⁇ maximum width of the outer periphery of the winding structure (mm), from the viewpoint that the equivalent plastic strain can be substantially suppressed to 0.0% or less, and It is more preferable that the minimum width (mm) of the inner periphery of the winding structure satisfies 1.0 ⁇ 1.025 ⁇ the outer diameter of the resin pipe ⁇ (yield stress / elastic modulus).
  • the winding structure of the resin pipe can further reduce the space required for loading, it should further satisfy the relationship of 3000.0 mm ⁇ maximum width (mm) of the outer periphery of the winding structure. Is preferred.
  • the resin piping material (resin material) constituting the winding structure is composed of a material having a yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) ratio of 0.010 to 0.050. Has been.
  • the ratio of yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) of the resin material is 0.010 or more and 0.050 or less (that is, the yield strain is 1.0% or more and 5.0% or less), preferably 0. 017 or more and 0.042 or less (that is, yield strain is 1.7% or more and 4.2% or less), more preferably 0.02 or more and 0.042 or less (that is, yield strain is 2.0% or more and 4. or less). 2% or less).
  • the elastic modulus (Young's modulus) of the resin material is not particularly limited, but is preferably 300 MPa or more and 800 MPa or less, more preferably 350 MPa or more and 650 MPa or less, and further preferably 390 MPa.
  • the elastic modulus (Young's modulus) here is a value obtained by a tensile test according to ASTM D638-99. Specifically, PFA was compression molded by a hot press set at 350 ° C. A test piece is punched out from a 2 mm-thick compressed sheet with dumbbell type V described in ASTM D638-99, a tensile test is performed according to ASTM D638-99, and “Young's modulus” is measured by the method described in A2.4.
  • the measurement is performed by hot pressing at a temperature suitable for the resin (a temperature apparent to those skilled in the art).
  • a temperature suitable for the resin a temperature apparent to those skilled in the art.
  • the typical temperature for hot pressing is 10 to 20 ° C. depending on the melting time.
  • a melting temperature of 350 ° C. for PFA or FEP, 265 ° C. for PCTFE, 300 ° C. for ETFE or ECTFE, and 200 ° C. for PVDF are suitable as melting temperatures.
  • the heating time varies depending on the mold size, 30 to 40 minutes is appropriate for a disk having a diameter of 120 mm and a thickness of 2 mm.
  • the yield stress of the resin material is not particularly limited, but is preferably 7.0 MPa or more and 17.0 MPa or less, and more preferably 8.0 MPa or more and 16.0 MPa or less.
  • the yield stress here is a value obtained by a tensile test according to ASTM D638-99 (value obtained by the method described in A2.6).
  • the Poisson's ratio of the resin material is not particularly limited, but is preferably 0.39 or more and 0.49 or less, for example.
  • the Poisson's ratio here is in accordance with JIS K7181, using an Instron 1125 type instrument with a longitudinal and lateral strain gauge at a measurement temperature of 23 ° C., compressed at a load cell of 10 ton, a full scale of 200 kg, and a crosshead speed of 2 mm / min. The value obtained by measuring the Poisson's ratio of the molded specimen.
  • the resin material is a resin, preferably a thermoplastic resin, preferably capable of producing a resin pipe by extrusion molding, and the ratio of yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) is 0.010. If it is above 0.050, it will not specifically limit.
  • resins that can have a yield stress / elastic modulus ratio of 0.010 or more and 0.050 or less include fluororesin, PPS (polyphenylene sulfide), PEEK (polyether ether ketone), polyacetal, urethane, and hard chloride. Vinyl, polypropylene, polycarbonate, nylon, polyethylene, engineering plastics, and mixtures thereof can be used. For example, a pigment may be further added to these resins.
  • fluororesins are preferred from the viewpoint of excellent chemical resistance against chemicals such as strong acids and organic solvents, and being easy to use in applications where chemicals flow inside.
  • fluororesin examples include PFA (tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer), FEP (tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer), ETFE (tetrafluoroethylene / ethylene copolymer), PVDF.
  • the mixing ratio of PTFE is preferably 50 wt% or less.
  • the mixing ratio of PTFE is preferably 50 wt% or less.
  • fluororesin it is more preferable to use the thing excellent in gas barrier property.
  • fluororesins those containing PFA are preferable, and the content of PFA is preferably 60% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.
  • PPS include Young's modulus of 3300 MPa, Poisson's ratio of 0.40, and yield stress of 97 MPa.
  • Such a resin material may be commercially obtained as appropriate that satisfies the above-mentioned conditions of the resin material, or may be obtained by manufacturing using raw materials.
  • FEP NEOFRON FEP NP-30 manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • PVDF NEOFRON PVDF VP-835 manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • PCTFE NEOFLON PCTFE M-300PL manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • ETFE NEOFRON FTFE EP-541 manufactured by Daikin Industries, Ltd.
  • ECTFE Product name Halar manufactured by Solvay Solexis (Young's modulus is 1600 MPa, Poisson's ratio is 0.42, yield stress is 28 MPa)
  • the outer diameter of the resin piping which comprises a winding structure is 50.0 mm or more and 130.0 mm or less, Preferably they are 50.8 mm or more and 127.0 mm or less.
  • the thickness of the resin piping constituting the winding structure is 2.0 mm or more and 15.0 mm or less, preferably 2.0 mm or more and 10.0 mm or less.
  • the thickness of the resin pipe is not particularly limited, but can be, for example, 30% or less of the outer diameter of the resin pipe, more preferably 15% or less of the outer diameter of the resin pipe, and further preferably Can be 8% or less of the outer diameter of the resin pipe. Thereby, it becomes possible to avoid that the moment required for winding becomes too large.
  • the thickness of the resin pipe is not particularly limited, but can be 1.5% or more of the outer diameter of the resin pipe, more preferably 2.0% or more of the outer diameter of the resin pipe, More preferably, it can be 3.0% or more of the outer diameter of the resin pipe.
  • the thickness of the resin pipe for example, it can be set to a thickness that can assure a higher burst pressure than the pressure obtained by multiplying the maximum pressure of the pump of the fluid to be transported by 3 times the safety factor.
  • the maximum pressure of the pump of the fluid to be transported can be 0.7 MPa.
  • the length in the axial direction (longitudinal direction) of the resin pipe (resin pipe before being wound) to be wound is not particularly limited, it can be, for example, 4 m or more and 200 m or less, and can be 10 m or more and 150 m or less. It is preferable that it is 20 m or more and 100 m or less.
  • resin piping is not particularly limited.
  • Tubes for transportation, etc. among others, paint pipe tubes for painting, beverage and liquid food transport tubes, chemical solution transport tubes, pickling lines for pharmaceutical factories, steel mills, slurry transport piping for metal plants, thermal power plants It is preferable that this is a slurry transport pipe.
  • a fluororesin is used as the material of the resin pipe, it is possible to suppress adhesion of marine organisms such as barnacles. It may also be used to transport pressurized fluid.
  • the operation for creating the winding structure of the resin piping is not particularly limited, but while feeding the cylindrical resin piping obtained by extrusion molding in the axial direction Further, it may be wound up by a reel or the like.
  • the ratio of the yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) of the resin pipe and the outer periphery and inner periphery of the winding structure with respect to the outer diameter of the resin pipe 3500.0 mm ⁇ maximum width (mm) of the outer periphery of the winding structure and minimum width (mm) of the inner periphery of the winding structure ⁇ 0.62 ⁇ outer diameter of the resin pipe / (yield stress / elasticity) Winding is performed to satisfy (rate).
  • the resin pipe winding structure 1 may be configured by winding the resin pipe 10 around the outer periphery of the reel 20.
  • the winding structure 1 of the resin pipe is not integrated with the reel 20 as shown in FIG. It may be.
  • the resin pipe winding structure 1 When loaded on a vehicle such as a truck, the resin pipe winding structure 1 may be loaded while being integrated with the reel 20 as shown in FIG. 1, or as shown in FIG. 20 may be loaded in a separated state.
  • the resin pipe 10 When winding the resin pipe, as shown in the schematic view in the axial direction of FIG. 3, the resin pipe 10 is wound up in a state of being sandwiched between the reel 20 and the winding jig 30. It may be broken.
  • the winding jig 30 can play a role of pressing the resin pipe 10 against the reel 20 side.
  • the winding operation of the resin pipe 10 may be performed by revolving the winding jig 30 with respect to the axis of the reel 20, or the reel 20 and the winding jig 30 may be wound. The position may be determined by rotating with respect to each axis without moving.
  • the portion of the winding jig 30 that presses the resin pipe 10 in contact with the resin pipe 10 has a curvature in order to suppress the corresponding plastic strain to a small extent without causing a local curved portion in the resin pipe 10. It is preferable that the curvature is equal to or less than the curvature of the outer periphery of the reel 20 (when the winding jig 30 has a cylindrical shape, the curvature radius of the winding jig 30 is equal to or more than the curvature radius of the reel 20). preferable.).
  • the winding structure of the resin pipe is not limited to one in which the resin pipe is wound in the radial direction, and if the maximum width (mm) of the outer periphery of the winding structure is 3500.0 mm or less, It may be wound twice in the radial direction or wound more than triple in the radial direction.
  • the distance between the outlet of the extruder of the resin pipe to be extruded and the axis of the reel can be 10 m or less,
  • the length is preferably 8 m or less, and more preferably 6 m or less.
  • the length of the extruded resin pipe can be set to a length according to the application, it is not particularly limited. For example, it is preferably 6 m or more, more preferably 10 m or more, and 20 m or more. More preferably.
  • the upper limit of the length of the resin pipe is not particularly limited. For example, when a resin pipe with an outer diameter of 50 mm and a thickness of 2 mm is wound on a reel with a reel diameter of 2500 mm up to a maximum winding diameter of 3500 mm, if the length of the reel in the axial direction is 500 mm, the total length of the resin pipe is 440 m.
  • the total weight including the reel is about 300 kg in the case of PFA (specific gravity 2.14).
  • the total length of the resin pipe is 79 m when the axial length of the reel is 500 mm.
  • the total weight including the reel is about 950 kg in the case of PFA (specific gravity 2.14). Therefore, it is theoretically possible to set the length of the resin pipe to 500 m for a resin pipe having an outer diameter of 50 mm.
  • the length of the resin pipe is set.
  • the upper limit is preferably 500 m, and more preferably 200 m from the viewpoint of handling. It is possible to construct a take-up structure considering the size and weight that is easy to handle, load it on a truck, transport it, cut it to a length according to the application, and use it.
  • Transporting the resin piping winding structure is performed in a state where the resin piping winding structure 1 is stacked at the loading position of the vehicle 50 as shown in FIG. Done.
  • the posture of the resin pipe winding structure 1 during loading is not particularly limited, and the resin pipe winding structure 1 may have a posture in which the axial direction of the resin pipe winding structure 1 faces the traveling direction of the vehicle.
  • the winding structure 1 may have a posture in which the axial direction of the winding structure 1 faces the vertical direction of the vehicle, or the axial direction of the winding structure 1 of the resin pipe faces a direction perpendicular to the traveling direction and the vertical direction of the vehicle. It may be a posture.
  • the number of resin pipe winding structures is not particularly limited, and two or more may be loaded.
  • resin piping laid on site is used by cleaning the inside depending on the application, but if there is a connection point between resin pipes, contamination can occur from the connection point, so it is particularly sufficient. It is desirable to perform cleaning.
  • connection points is preferably 6 m or more, more preferably 10 m or more, and further preferably 20 m or more. preferable.
  • the distance between connection points is preferably 6 m or more, more preferably 10 m or more, and further preferably 20 m or more. preferable.
  • the installation of such resin piping is not limited to the case of newly laying the site, and includes the case where the existing piping is replaced and replaced.
  • the existing piping is replaced and replaced.
  • a pipe having a smaller inner diameter than that of the resin pipe to be updated is used, a larger amount of fluid can be transported by increasing the diameter by updating.
  • it does not specifically limit as an update For example, the update to the resin piping containing a fluororesin from metal piping, a polyvinyl chloride piping, etc. is mentioned.
  • the winding structure of the resin piping can be reduced in size in the radial direction by winding so that the maximum width of the outer periphery (maximum diameter of the outer periphery) is reduced. It becomes easy to load on.
  • the inventors have found that when the winding diameter of the winding structure of the resin pipe is made as small as possible, the resin pipe is less likely to be permanently deformed (the condition that the equivalent plastic strain is suppressed to 1% or less, 0 The conditions that can be suppressed to .5% or less and the conditions that can be suppressed to 0.0% or less) were confirmed by performing the simulation described below.
  • the yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa) ratio (that is, the yield strain of the resin material), which is a property of the resin pipe material, the outer diameter of the resin pipe, and the thickness of the resin pipe ((resin pipe The outer diameter of the resin—the inner diameter of the resin pipe) / 2), and the resin pipe are less likely to be permanently deformed (equivalent plastic strain can be suppressed to 1% or less, preferably 0.5% or less.
  • the equivalent plastic strain for each reel diameter was calculated. Specifically, the value of the equivalent plastic strain (%) for each outer diameter of the reel was determined for each condition of the yield strain of each resin material, the outer diameter of the resin pipe, and the thickness of the resin pipe.
  • the equivalent plastic strain is not a physical quantity that is directly measured, but is calculated on the assumption of the existence of plastic work.
  • the equivalent plastic strain is used as an index of the amount of plastic deformation (permanent deformation).
  • the plastic work increment is obtained by multiplying the equivalent stress (for example, Mises stress) and the equivalent plastic strain increment.
  • the winding operation of the resin pipe is performed using a cylindrical winding jig, and the outer diameter of the winding jig is the same as the outer diameter of the reel.
  • the winding moment includes a distance d from the center axis of the reel to the center axis of the winding jig, and a force F when the winding jig is revolved with respect to the reel to wind up the resin pipe.
  • the value obtained as the product (dF) was used.
  • yield stress MPa
  • MPa elastic modulus ratio
  • yield strain 0.0205 (2.05%)
  • 0.0308 0.0308%
  • 0.0410 4.10%
  • yield strain 0.0205 (2.05%)
  • the elastic modulus was 390 MPa
  • the Poisson's ratio was 0.46
  • the yield stress was 8.0 MPa.
  • the yield strain was 0.0308 (3.08%)
  • the elastic modulus was 390 MPa
  • the Poisson's ratio was 0.46
  • the yield stress was 12.0 MPa.
  • the yield strain was 0.0410 (4.10%)
  • the elastic modulus was 390 MPa
  • the Poisson's ratio 0.46
  • the yield stress was 16.0 MPa.
  • the following auxiliary simulation results in the case where the material of the resin pipe has a yield strain of 2.05% and the take-up reel diameter is 3000 mm, the outer diameter of the resin pipe is Tables 1 to 4 below show simulation results when the thickness of the resin pipe is changed for each of 50.8 mm, 63.5 mm, 76.2 mm, and 88.9 mm.
  • the thickness of the resin tube is substantially equal to the equivalent plastic strain value. It became clear that it had no effect. That is, in any resin piping, in order to prevent permanent deformation in the winding structure of the resin piping (in order to keep the value of equivalent plastic strain small), it is necessary to consider the thickness of the resin piping. It became clear that there was no.
  • hatched portions indicate simulation results in which buckling (deflection of a portion of the resin pipe located on the radially inner side of the winding structure) occurs. It is more preferable that the winding structure of the resin pipe not only has the equivalent plastic strain suppressed to a predetermined percentage or less, but also does not buckle. Based on the information on the minimum reel diameter that does not cause buckling in the simulation results, the following Table 26 is created under the conditions that cause no buckling. For each yield strain, “outer diameter of resin piping / resin piping” The reel diameter at which no buckling occurs with respect to the "thickness of the sheet" was determined. FIG.
  • the corresponding plastic strain (%) is 1.0%, 0.5%, and 0.0%, respectively.
  • the minimum width (reel outer diameter) (mm) of the inner periphery of the pipe winding structure is obtained by the linear interpolation method and the linear extrapolation method of the simulation results shown in Table 27 and FIG. 46 below. .
  • the equivalent plastic strain (%) is 1.0% or less. Since the plastic piping will buckle before it is lowered to a minimum, not only the equivalent plastic strain is kept to 1.0% or less, but also the winding of the resin piping when it does not cause the plastic piping to buckle.
  • the simulation result of the minimum width (reel outer diameter) (mm) of the inner circumference of the structure is shown, and the equivalent plastic strain (%) at that time is 0.98%, 0.78%, and 0.68%, respectively. 0.58%, 0.52%, and 0.47%.
  • the respective resins when the equivalent plastic strain (%) is 1.0%, 0.5%, and 0.0%.
  • the minimum width (reel outer diameter) (mm) of the inner circumference of the pipe winding structure is obtained by the linear interpolation method and the linear extrapolation method of the simulation results shown in Table 29 and FIG. 48 below. .
  • the yield strain (ratio of yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa), not%) of the resin material is 0.010 or more and 0.050 or less
  • the outer diameter of the resin pipe is 50.0 mm or more and 130.0 mm or less and the thickness of the resin pipe is in the range of 2.0 mm or more and 15.0 mm or less
  • the outer diameter (mm) of the resin pipe and the resin Winding structure of resin piping capable of at least 1.0% or less of equivalent plastic strain (%) according to the yield strain of the material (ratio of yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa), not%)
  • the following relational expression (1) could be derived for the minimum width of the inner circumference of the body (minimum value of the reel outer diameter).
  • the thickness of the resin pipe surprisingly does not substantially affect the equivalent plastic strain. Therefore, the thickness of the resin pipe is not used as a parameter in the relational expression. .
  • the yield strain (yield stress / elastic modulus) of the resin material is 0.0205 (2.05% in% notation) and the outer diameter of the resin pipe is 50.8 mm
  • the maximum width of the outer periphery of the resin pipe winding structure must be within a range that can be loaded on a vehicle such as a truck, and therefore is set to 3500.0 mm or less.
  • the resin pipes are wound more than twice so that the resin pipes overlap in the radial direction of the winding structure, the radially outer part of the resin pipes located on the outer side in the radial direction is wound up.
  • the maximum width of the outer periphery of the structure will be determined.
  • the equivalent plastic strain (%) corresponding to the outer diameter (mm) of the resin pipe and the yield strain of the resin material (ratio of yield stress (MPa) / elastic modulus (MPa), not%) is substantially reduced.
  • the following relational expression (3) could be derived for the minimum width of the inner periphery of the resin pipe winding structure that can be 0.0% or less (the minimum value of the reel outer diameter).
  • the winding structure of the resin pipe of the present embodiment it is possible to load and transport a resin pipe longer than the conventional one on the vehicle, and when the winding is unwound on site.
  • the permanent strain permanent deformation, equivalent plastic strain
  • the number of connection points can be reduced as compared with the conventional case, so that the problem of leakage of the transport fluid is suppressed. Is able to.

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Abstract

永久変形を抑制させつつ巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能な樹脂配管の巻き取り構造体、巻き取り構造体の製造方法、樹脂配管の敷設方法、および、樹脂配管を提供する。降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されており、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下であって、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である樹脂配管の巻き取り構造体であって、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）の関係を満たしている。

Description

樹脂配管の巻き取り構造体、巻き取り構造体の製造方法、樹脂配管の敷設方法、および、樹脂配管
　本発明は、樹脂配管の巻き取り構造体に関する。
　従来より、内部に液体を流すための樹脂で構成された配管が用いられている。
　例えば、特許文献１（特開昭６３－２７４５２９号公報）に記載の例では、内部に化学薬品を流すためのフッ素樹脂配管の接続方法が提案されている。また、特許文献２(特開２００９－１５４５０５号公報)には、耐薬液性に優れたフッ素樹脂を内層に使用した多層配管が提案されている。
　このような樹脂配管は、従来では、外径が５０ｍｍ以上の樹脂配管としては長さがせいぜい３ｍ程度しかなく、この３ｍの長さの直管を、トラックに複数本積載して敷設現地まで輸送している。そして、現地では、各３ｍの長さの配管同士を溶接により接続するか、フランジ継手等の継手を用いて接続することにより、所望の長さの配管を組み上げている。
　ところが、樹脂配管の中に流す流体の漏洩を抑制するためには、樹脂配管同士の接続箇所が少ないことが好ましい。すなわち、１本の樹脂配管で（接続箇所無しで）液体をできるだけ長距離輸送させることが好ましい。
　しかし、樹脂配管をトラック等に積載させて敷設現地まで輸送する場合には、１本当たりの直管の樹脂配管の長さは、トラック等の積載可能空間の大きさの制約を受けることになる。
　そこで、例えば、樹脂配管をリール等に巻き取られた状態にして、もしくは、リール無しに樹脂配管を巻き取った状態にして、トラック等の積載空間に積載させることが考えられる。
　ところが、樹脂配管の外径が５０．０ｍｍ以上の大口径であり、樹脂配管の厚みが２．０ｍｍ以上である場合には、巻き取られた状態では樹脂配管に永久変形（巻き癖）が生じてしまい、敷設現地において元の直管に戻すことが困難になることがある。
　本発明の課題は、上述した点に鑑みてなされたものであり、永久変形を抑制させつつ巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能な樹脂配管の巻き取り構造体、巻き取り構造体の製造方法、樹脂配管の敷設方法、および、樹脂配管を提供することにある。
　第１観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体は、樹脂配管が、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されている。この樹脂配管は、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下である。また、この樹脂配管は、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である。この樹脂配管の巻き取り構造体は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしている。
　なお、弾性率は、ヤング率と称する場合がある。
　なお、樹脂配管は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０２以上０．０４２以下の材料で構成されていてもよい。この樹脂配管の外径は、５０．８ｍｍ以上１２７．０ｍｍ以下であってもよい。この樹脂配管の厚みは、２．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であってもよい。また、樹脂配管の巻き取り構造体は、３０００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）の関係をさらに満たしているものであってもよい。
　なお、樹脂配管の巻き取り構造体においては、巻き取られている樹脂配管において座屈（折れ曲がり）等が生じていないことが好ましいが、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えることができればよく、座屈を生じさせないことは必須条件ではない。
　この樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えつつ、巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。
　第２観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体は、第１観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体であって、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．７９×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしている。
　また、樹脂配管の巻き取り構造体は、３０００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）の関係をさらに満たしているものであってもよい。
　なお、樹脂配管の巻き取り構造体においては、巻き取られている樹脂配管において座屈（折れ曲がり）等が生じていないことが好ましいが、相当塑性ひずみを０．５％以下に抑えることができればよく、座屈を生じさせないことは必須条件ではない。
　この樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを０．５％以下に抑えつつ、巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。
　第３観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体は、第１観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体であって、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧１．０２５×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしている。
　また、樹脂配管の巻き取り構造体は、３０００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）の関係をさらに満たしているものであってもよい。
　なお、樹脂配管の巻き取り構造体においては、巻き取られている樹脂配管において座屈（折れ曲がり）等が生じていないことが好ましいが、相当塑性ひずみを実質的に０．０％以下に抑えることができればよく、座屈を生じさせないことは必須条件ではない。
　この樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを実質的に０．０％以下に抑えつつ、巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。
　第４観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体は、第１観点から第３観点のいずれかに係る樹脂配管の巻き取り構造体であって、樹脂配管は、フッ素樹脂を含んで構成されている。
　このフッ素樹脂としては、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体）からなる群より選択ＥＣＴＦＥ（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体）、ＴＨＶ（テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフロライドの３種類のモノマーからなる熱可塑性のフッ素樹脂）からなる群より選択される１種または２種以上を用いることができる。
　この樹脂配管の巻き取り構造体では、樹脂配管がフッ素樹脂を含んで構成されているため、耐薬品性に優れる。
　第５観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体は、第４観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体であって、樹脂配管は、６０質量％以上がＰＦＡで構成されている。
　第６観点に係る巻き取り構造体の製造方法は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されており、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下で、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である樹脂配管を押出成形しながら巻き取ることで巻き取り構造体を製造する方法である。降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たすように樹脂配管を巻き取る。
　この巻き取り構造体の製造方法では、樹脂配管を押出成形しながら巻き取ることで巻き取り構造体を製造する。ここで、特に限定されないが、例えば、樹脂配管が押し出される出口から巻き取りが行われる箇所までの距離は１０ｍ以下とすることができる。
　このように、この巻き取り構造体の製造方法では、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えつつ、巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能な巻き取り構造体を製造するのに必要なスペースを、押し出しと巻き取りを同時に行うことで狭小化させることができる。
　第７観点に係る樹脂配管の敷設方法は、第１観点から第５観点のいずれかの巻き取り構造体または第６観点の製造方法によって得られる巻き取り構造体を、樹脂配管を敷設する現地において解く。
　この樹脂配管の敷設方法では、巻き取り構造体を敷設地まで運んで敷設地で解くことができるため、巻き取り構造体の製造地と樹脂配管の敷設地とが離れて存在している場合であっても、樹脂配管を敷設することが可能になる。
　第８観点に係る樹脂配管の敷設方法は、第１観点から第５観点のいずれかの巻き取り構造体または第６観点の製造方法によって得られる巻き取り構造体を複数用意し、樹脂配管を敷設する現地において複数の巻き取り構造体を解き、巻き取り構造体を解くことで得られる複数の樹脂配管を互いに接続することで、継ぎ目の間隔を６ｍ以上の樹脂配管を敷設する。
　この樹脂配管の敷設方法では、継ぎ目の間隔を長くすることができるため、継ぎ目の数を少なく抑え、継ぎ目からの漏れを抑制させることが可能になる。
　第９観点に係る樹脂配管は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されており、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下で、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下で、長手方向の長さが６ｍ以上である。
　この樹脂配管は、特定の性質および形状を有しているため、巻き付けられた状態として車両に積載させて運搬した場合であっても相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えることが可能になる。また、複数の樹脂配管同士を接続して用いる場合であっても、継ぎ目の間隔を十分に長くすることができるため、継ぎ目の数を少なく抑え、継ぎ目からの漏れを抑制させることが可能になる。
　第１観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えつつ、巻き付けられた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。
　第２観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを０．５％以下に抑えつつ、巻き付けられた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。
　第３観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを実質的に０．０％以下に抑えつつ、巻き付けられた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。
　第４、５観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体では、耐薬品性に優れる。
　第６観点に係る巻き取り構造体の製造方法では、製造に必要なスペースを狭小化させることができる。
　第７観点に係る樹脂配管の敷設方法では、巻き取り構造体の製造地と樹脂配管の敷設地とが離れて存在している場合であっても、樹脂配管を敷設することが可能になる。
　第８観点に係る樹脂配管の敷設方法では、継ぎ目の数を少なく抑え、継ぎ目からの漏れを抑制させることが可能になる。
　第９観点に係る樹脂配管では、複数の樹脂配管同士を接続して用いる場合であっても、継ぎ目の数を少なく抑え、継ぎ目からの漏れを抑制させることが可能になる。
本発明の一実施形態に係る樹脂配管の巻き取り構造体について、リールに巻き付けられた状態の例を示す概略外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る樹脂配管の巻き取り構造体について、リールから分離された状態の例を示す概略外観斜視図である。 樹脂配管が巻き取られる様子の一例を示す軸方向視概略図である。 樹脂配管の巻き取り構造体が車両に積載されている様子の一例を示す概略外観斜視図である。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１１４．３ｍｍ、厚みが５．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１１４．３ｍｍ、厚みが５．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍ、厚みが５．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍ、厚みが５．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１１４．３ｍｍ、厚みが５．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１１４．３ｍｍ、厚みが５．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍ、厚みが５．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍ、厚みが５．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が１１４．３ｍｍ、厚みが５．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍ、厚みが５．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。 降伏ひずみ毎の、「樹脂配管の外径／樹脂配管の厚み」に対する座屈が生じない最小リール径の関係を示すグラフである。 降伏ひずみが２．０５％の場合における、相当塑性ひずみ（％）別の樹脂配管の外径とリール径との関係を示すグラフである。 降伏ひずみが３．０８％の場合における、相当塑性ひずみ（％）別の樹脂配管の外径とリール径との関係を示すグラフである。 降伏ひずみが４．１０％の場合における、相当塑性ひずみ（％）別の樹脂配管の外径とリール径との関係を示すグラフである。
　以下、一実施形態を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　（１）樹脂配管の巻き取り構造体の全体構成
　樹脂配管の巻き取り構造体は、樹脂配管が、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されている。この樹脂配管は、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下である。また、この樹脂配管は、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である。この樹脂配管の巻き取り構造体は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしている。この樹脂配管の巻き取り構造体によれば、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えつつ、巻き取られた状態でトラック等に積載して輸送することが可能になる。
　樹脂配管の巻き取り構造体は、樹脂配管がコイル状に巻き取られたものであり、内側にリールを有していても有していなくてもよい。また、巻き取り構造体がリールを有している場合には、そのリールが軸方向の両端において径方向に広がった鍔を有していてもよいし、このような鍔を有していなくてもよい。また、樹脂配管の巻き取り構造体は、径方向に一重となるように巻き取られていてもよいし、径方向に二重以上に重なるようにして巻き取られていてもよい。
　なお、樹脂配管の巻き取り構造体は、相当塑性ひずみを０．５％以下に抑えることができる観点から、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．７９×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしていることが好ましい。
　さらに、樹脂配管の巻き取り構造体は、相当塑性ひずみを実質的に０．０％以下に抑えることができる観点から、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧１．０２５×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしていることがより好ましい。
　樹脂配管の巻き取り構造体は、積載に必要なスペースをより小さくすることができることから、３０００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）の関係をさらに満たしているものであることが好ましい。
　（２）樹脂配管の材料
　巻き取り構造体を構成する樹脂配管の材料（樹脂材料）は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されている。
　樹脂材料の降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比は、０．０１０以上０．０５０以下（すなわち、降伏ひずみが１．０％以上５．０％以下）であり、好ましくは０．０１７以上０．０４２以下（すなわち、降伏ひずみが１．７％以上４．２％以下）であり、より好ましくは０．０２以上０．０４２以下（すなわち、降伏ひずみが２．０％以上４．２％以下）である。
　ここで、樹脂材料の弾性率（ヤング率）は、特に限定されないが、例えば、３００ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下が好ましく、３５０ＭＰａ以上６５０ＭＰａ以下がより好ましく、３９０ＭＰａがさらに好ましい。ここでの弾性率（ヤング率）は、ＡＳＴＭ　Ｄ６３８－９９に準じて引張試験して得られる値とし、具体的には、ＰＦＡについては、３５０℃に設定された熱プレスにて圧縮成形された、２ｍｍ厚の圧縮シートからＡＳＴＭ　Ｄ６３８－９９に記載のダンベル　タイプＶにて試験片を打ち抜き、ＡＳＴＭ　Ｄ６３８－９９に準じて引張試験を行い、Ａ２．４に記載の方法で「ヤング率」を測定して得られる値である。なお、他の樹脂の測定においては、当該樹脂に適した温度（当業者に明らかな温度）で熱プレスされて測定され、一般に熱プレスされる代表的な温度は溶融させる時間によって１０～２０℃程度の差はあるが、ＰＦＡやＦＥＰでは３５０℃、ＰＣＴＦＥは２６５℃、ＥＴＦＥやＥＣＴＦＥは３００℃、ＰＶＤＦは２００℃の温度が溶融温度として適当である。加熱時間は金型サイズにより異なるが直径１２０ｍｍで厚さ２ｍｍサイズの円盤であれば３０～４０分が適当である。
　また、樹脂材料の降伏応力は、特に限定されないが、例えば、７．０ＭＰａ以上１７．０ＭＰａ以下が好ましく、８．０ＭＰａ以上１６．０ＭＰａ以下がより好ましい。ここでの降伏応力は、ＡＳＴＭ　Ｄ６３８－９９に準じて引張試験して得られる値（Ａ２．６に記載の方法で得られる値）である。
　また、樹脂材料のポアソン比は、特に限定されないが、例えば、０．３９以上０．４９以下であることが好ましい。ここでのポアソン比は、ＪＩＳ　Ｋ７１８１に準じて、測定温度２３℃にて縦横歪ゲージの付いたインストロン１１２５型装置を使用し、ロードセル１０ｔｏｎ、フルスケール２００ｋｇ、クロスヘッド速度２ｍｍ／ｍｉｎにて圧縮成形試験片のポアソン比を測定して得られる値とする。
　樹脂材料は、樹脂であり、熱可塑性樹脂であることが好ましく、押出成形によって樹脂配管を製造可能なものであることが好ましく、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下であれば特に限定されない。降伏応力／弾性率の比を０．０１０以上０．０５０以下とすることが可能な樹脂として、例えば、フッ素樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリアセタール、ウレタン、硬質塩化ビニール、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエチレン、エンジニアリングプラスチック類およびこれらの混合物を用いることができる。これらの樹脂には、例えば、さらに顔料が添加されていてもよい。
　また、なかでも、強酸や有機溶剤等のような薬品に対する耐薬品性に優れ、内部に薬品を流す用途で利用しやすいという観点から、フッ素樹脂が好ましい。このようなフッ素樹脂としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体）、ＴＨＶ（テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフロライドの３種類のモノマーからなる熱可塑性のフッ素樹脂）からなる群より選択される１種または２種以上を用いることができる。例えば、ＰＦＡとＰＴＦＥの混合物の場合には、ＰＴＦＥの混合比が５０ｗｔ％以下であることが好ましい。また、例えば、ＦＥＰとＰＴＦＥの混合物の場合には、ＰＴＦＥの混合比は５０ｗｔ％以下であることが好ましい。なお、フッ素樹脂としては、ガスバリアー性に優れたものを用いることがより好ましい。フッ素樹脂のなかでも、ＰＦＡを含有するものが好ましく、ＰＦＡの含有率が６０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましい。なお、ＰＰＳとしては、例えば、ヤング率が３３００ＭＰａ、ポアソン比が０．４０、降伏応力が９７ＭＰａのものがある。
　このような樹脂材料は、上述の樹脂材料の条件を満たすものを適宜商業的に入手してもよいし、原料を用いて製造することで得るようにしてもよい。
　商業的に入手可能な樹脂としては、特に限定されないが、例えば、以下のものが挙げられる。
　ＰＦＡ：ダイキン工業社製　ネオフロンＰＦＡ　ＡＰ－２３０（ＭＦＲ（メルトフローレート）＝２ｇ／１０ｍｉｎ、成形方法は押出成形、ヤング率（＝弾性率、以下同様）が３９０ＭＰａ、ポアソン比が０．４５、降伏応力が８．０ＭＰａ）
　ＰＦＡ：ダイキン工業社製　ネオフロンＰＦＡ　ＡＰ－２１０（ＭＦＲ＝１２ｇ／１０ｍｉｎ、成形方法が押出成形、ヤング率が３９０ＭＰａ、ポアソン比が０．４７、降伏応力が８．９ＭＰａ）
　ＦＥＰ：ダイキン工業社製　ネオフロンＦＥＰ　ＮＰ－３０（成形方法が押出成形、ヤング率が３４０ＭＰａ、ポアソン比が０．４８、降伏応力が１２ＭＰａ）
　ＰＶＤＦ：ダイキン工業社製　ネオフロンＰＶＤＦ　ＶＰ－８３５（成形方法が押出成形、ヤング率が１０００ＭＰａ、ポアソン比が０．３４、降伏応力が５０ＭＰａ）
　ＰＣＴＦＥ：ダイキン工業社製　ネオフロンＰＣＴＦＥ　Ｍ－３００ＰＬ（成形方法が押出成形、ヤング率が１４００ＭＰａ、ポアソン比が０．４２、降伏応力が４１ＭＰａ）
　ＥＴＦＥ：ダイキン工業社製　ネオフロンＦＴＦＥ　ＥＰ－５４１（成形方法が押出成形、ヤング率が７７０ＭＰａ、ポアソン比が０．４２、降伏応力が２５ＭＰａ）
　ＥＣＴＦＥ：Ｓｏｌｖａｙ Ｓｏｌｅｘｉｓ社製　商品名Ｈａｌａｒ（ヤング率が１６００ＭＰａ、ポアソン比が０．４２、降伏応力が２８ＭＰａ）
　（３）樹脂配管の形状および寸法
　巻き取り構造体を構成する樹脂配管の外径は、５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下であり、好ましくは５０．８ｍｍ以上１２７．０ｍｍ以下である。
　また、巻き取り構造体を構成する樹脂配管の厚みは、２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下であり、好ましくは２．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下である。なお、樹脂配管の厚みは、特に限定されないが、例えば、樹脂配管の外径の３０％以下とすることができ、より好ましくは樹脂配管の外径の１５％以下とすることができ、さらに好ましくは樹脂配管の外径の８％以下とすることができる。これにより、巻き取りに必要なモーメントが大きくなりすぎることを避けることが可能になる。また、樹脂配管の厚みは、特に限定されないが、樹脂配管の外径の１．５％以上とすることができ、より好ましくは樹脂配管の外径の２．０％以上とすることができ、さらに好ましくは樹脂配管の外径の３．０％以上とすることができる。樹脂配管の厚みの下限としては、例えば、輸送される流体のポンプの最大圧力に対して安全率としての３倍を乗じて得られる圧力よりも、高い破壊圧力を保証できる厚みとすることができ、特に限定されないが、輸送される流体のポンプの最大圧力は０．７ＭＰａとすることができる。
　巻き取られる対象である樹脂配管（巻き取られる前の樹脂配管）の軸方向（長手方向）の長さは、特に限定されないが、例えば、４ｍ以上２００ｍ以下とすることができ、１０ｍ以上１５０ｍ以下であることが好ましく、２０ｍ以上１００ｍ以下であることがさらに好ましい。
　（４）樹脂配管の用途
　樹脂配管の用途としては、特に限定されず、例えば、塗装用塗料配管チューブ、食品搬送シート、飲料及び液体状食品輸送チューブ、液晶製造装置用または半導体製造装置用の薬液輸送用チューブ等が挙げられ、なかでも、塗装用塗料配管チューブ、飲料及び液体状食品輸送チューブ、薬液輸送用チューブ、製薬工場、製鉄工場の酸洗ライン、金属プラントのスラリー輸送配管、火力発電所のスラリー輸送配管であることが好ましい。なお、温泉水や熱水などの高温配管や、海洋水などの微生物の付着が懸念される配管等に用いられてもよい。海洋水を輸送する用途で用いられる場合において、樹脂配管の材料としてフッ素樹脂を用いる場合には、フジツボ等の海洋生物の付着を抑制することが可能になる。また、加圧された流体の輸送に用いられてもよい。
　（５）樹脂配管の巻き取りおよび巻き取り構造体の製造方法
　樹脂配管の巻き取り構造体の作成作業は、特に限定されないが、押出成形によって得られた円筒形状の樹脂配管を軸方向に送り出しながら、リール等によって巻き取るようにしてもよい。ここで、リール等によって樹脂配管が巻き取られる際には、樹脂配管の降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たすように巻き取りが行われる。
　例えば、図１の概略外観斜視図に示すように、樹脂配管の巻き取り構造体１は、リール２０の外周に樹脂配管１０が巻き付けられて構成されていてもよい。また、図２の概略外観斜視図に示すように、樹脂配管の巻き取り構造体１は、図１に示すようなリール２０と一体化した状態ではなく、樹脂配管１０が巻き取られて構成されていてもよい。トラック等の車両に積載される場合には、樹脂配管の巻き取り構造体１は、図１に示すようにリール２０と一体化させたままで積載させてもよいし、図２に示すようにリール２０とは分離された状態で積載されてもよい。
　なお、樹脂配管の巻き取りの際には、図３の軸方向視概略図に示すように、樹脂配管１０は、リール２０と巻き取り治具３０とに挟まれた状態で巻き取り作業が行われてもよい。ここで、巻き取り治具３０は、樹脂配管１０をリール２０側に押さえ付ける役割を果たすことができる。なお、特に限定されないが、樹脂配管１０の巻き取り作業は、巻き取り治具３０をリール２０の軸心に対して公転させることで行われてもよいし、リール２０と巻き取り治具３０の位置は移動させずにそれぞれの軸心に対して自転させることで行われてもよい。ここで、巻き取り治具３０のうち樹脂配管１０と接触して樹脂配管１０を押さえ付ける部分は、樹脂配管１０に局所的な湾曲箇所を生じさせず相当塑性ひずみを小さく抑えるために、曲率がリール２０の外周の曲率と同等以下であることが好ましい（巻き取り治具３０が円筒形状である場合には、巻き取り治具３０の曲率半径がリール２０の曲率半径と同等以上であることが好ましい。）。
　なお、樹脂配管の巻き取り構造体としては、樹脂配管が径方向において一重に巻き取られたものに限られず、巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）が３５００．０ｍｍ以下であれば、径方向に二重に巻き取られたものや、径方向に三重以上に巻き取られたものであってもよい。
　なお、特に限定されないが、樹脂配管を押出成形しながら巻き取っていく場合には、押出成形される樹脂配管の押出機の出口とリールの軸心との距離は１０ｍ以下とすることができ、８ｍ以下とすることが好ましく、６ｍ以下とすることがより好ましい。このように距離を短くすることにより、押出成形と巻き取りを行うために必要なスペースを狭小化させることが可能になる。
　また、押し出される樹脂配管の長さは、用途に応じた長さとすることができるため、特に限定されないが、例えば、６ｍ以上とすることが好ましく、１０ｍ以上とすることがより好ましく、２０ｍ以上とすることがさらに好ましい。樹脂配管の長さの上限は、特に限定されない。例えば、外径５０ｍｍで厚み２ｍｍの樹脂配管を、リール径２５００ｍｍのリールに最大巻き取り径３５００ｍｍまで巻いた場合、リールの軸方向の長さが５００ｍｍの場合には、樹脂配管の全長は４４０ｍとなり、リールを含めた総重量はＰＦＡの場合には（比重２．１４とすると）約３００ｋｇとなる。また、外径１３０ｍｍで厚み１５ｍｍの樹脂配管を、リール径３０００ｍｍのリールに最大巻き取り径３５００ｍｍまで巻いた場合、リールの軸方向の長さが５００ｍｍの場合には、樹脂配管の全長は７９ｍとなり、リールを含めた総重量はＰＦＡの場合には（比重２．１４とすると）約９５０ｋｇとなる。したがって、樹脂配管の長さは、外径５０ｍｍの樹脂配管では５００ｍにすることも理論的には可能であるが、樹脂配管の外径と総重量を考慮した場合には、樹脂配管の長さの上限を５００ｍとすることが好ましく、上限を２００ｍとすることが取扱い性から更に好ましい。取扱いが容易なサイズと重量を考慮した巻き取り構造体を構成し、トラックに積載して搬送し、敷設する現地で用途に応じた長さに切断して使用することができる。
　（６）樹脂配管の巻き取り構造体の運搬
　樹脂配管の巻き取り構造体の運搬は、図４に示すように、車両５０の積載箇所に樹脂配管の巻き取り構造体１を積層させた状態で行われる。
　樹脂配管の巻き取り構造体１の積載時の姿勢は、特に限定されず、樹脂配管の巻き取り構造体１の軸方向が車両の進行方向を向いた姿勢であってもよいし、樹脂配管の巻き取り構造体１の軸方向が車両の上下方向を向いた姿勢であってもよいし、樹脂配管の巻き取り構造体１の軸方向が車両の進行方向及び上下方向に垂直な方向を向いた姿勢であってもよい。
　また、車両５０に積載可能である場合には、樹脂配管の巻き取り構造体の積載個数は、特に限定されず、２つ以上を積載させてもよい。
　（７）現地での敷設
　現地まで運搬された樹脂配管の巻き取り構造体は、現地において解かれ、目的に応じた姿勢で敷設される。
　樹脂配管の長さが十分であれば、接続箇所無しで敷設することもできる。
　また、現地での樹脂配管同士の接続が必要である場合には、複数の樹脂配管を用意し、互いに端部同士を溶接（例えば、突き合わせ溶着）したり、フランジを用いて接続したり、継手を用いて接続することができる。なお、樹脂配管の材質としてフッ素樹脂が用いられている場合には、フッ素樹脂の特性であるクリープ現象により応力緩和が生じることから、漏洩を抑制させる観点で、機械式のねじ込みを伴う接続を行うよりも、溶接により接続を行う方が好ましい。
　なお、現地に敷設された樹脂配管は、用途に応じて内部を洗浄して用いるが、樹脂配管同士の接続箇所が存在する場合には、接続箇所からコンタミネーションが生じうるために、特に十分に洗浄を行うことが望ましい。
　複数の樹脂配管同士を敷設する現地において接続する場合には、例えば、接続箇所（継ぎ目）の間隔が６ｍ以上であることが好ましく、１０ｍ以上であることがより好ましく、２０ｍ以上であることが更に好ましい。このように継ぎ目の間隔を長くすることにより、内部を流れる流体が漏れ出しうる箇所を少なく抑えることができる。また、樹脂配管同士を接続する際に接続箇所に生じるコンタミネーションの量を低減させることが可能になるため、洗浄コストを抑制させることも可能になる。
　なお、このような樹脂配管の敷設は、新たに現地に敷設する場合に限られず、既に敷設されている配管を置き換えにより更新する場合も含まれる。例えば、更新される樹脂配管よりも内径が小さいものが用いられていた場合には、更新により大口径化させることで、より大量の流体を輸送することが可能になる。更新としては、特に限定されないが、例えば、金属配管やポリ塩化ビニル配管等から、フッ素樹脂を含む樹脂配管への更新が挙げられる。
　（８）シミュレーション
　樹脂配管の巻き取り構造体は、その外周の最大幅（外周の最大径）が小さくなるように巻き取ることで、径方向の大きさを小さくすることができ、トラック等の車両に積載しやすくなる。
　ところが、樹脂配管の巻き取り構造体の外周の最大幅を小さくしようとすると、樹脂配管の曲率が大きくなるため、樹脂配管にひずみが生じてしまう。そして、巻き取られた状態である樹脂配管の巻き取り構造体を現地に運送し、現地で巻き取りをほどいたとしても、樹脂配管に永久変形（永久ひずみ、相当塑性ひずみ）が大きく残ってしまい、巻き癖を治しにくい等の問題が生じてしまう。
　そこで、発明者らは、樹脂配管の巻き取り構造体の巻き取り径をできるだけ小さくしていった場合において樹脂配管に永久変形が生じにくい条件（相当塑性ひずみが１％以下に抑えられる条件、０．５％以下に抑えられる条件、０．０％以下に抑えられる条件）を、以下に述べるシミュレーションを行うことで確認した。
　シミュレーションでは、樹脂配管の材料の性質である降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比（すなわち、樹脂材料の降伏ひずみ）と、樹脂配管の外径と、樹脂配管の厚み（（樹脂配管の外径―樹脂配管の内径）／２）と、をそれぞれ変化させた場合の、樹脂配管に永久変形が生じにくい（相当塑性ひずみが１％以下に抑えられる、好ましくは０．５％以下に抑えられる、より好ましくは０．０％以下に抑えられる）樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（樹脂配管がリールに巻き取られる場合にはリールの外径に相当）を求めるために、各リール径毎の相当塑性ひずみを算出した。具体的には、それぞれの樹脂材料の降伏ひずみと樹脂配管の外径と樹脂配管の厚みとの条件毎に、リールの外径毎の相当塑性ひずみ（％）の値を求めた。
　なお、相当塑性ひずみは、直接的に測定される物理量ではなく、塑性仕事に関して存在を仮定して計算されるものである。相当塑性ひずみは、塑性変形量（永久変形）の指標として使用されている。ここで、塑性仕事増分は、相当応力（例えば、Ｍｉｓｅｓ応力）と相当塑性ひずみ増分を掛け合わせることにより得られると仮定される。塑性変形での相当塑性ひずみ増分を積分すると、相当塑性ひずみを計算することができる。
　相当応力
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
は、以下の通りである（ミーゼスの降伏条件式の場合）。なお、添え字ｘ、ｙ、ｚは座標系方向を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　以下のように、塑性変形に必要な塑性仕事増分
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
は、相当応力
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
と相当塑性ひずみ増分
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
の積である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　相当塑性ひずみ増分
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
は、以下の通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　以上より、相当塑性ひずみ増分
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
を積分して得られる以下の
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
が相当塑性ひずみである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　シミュレーションでは、以上の考え方にしたがって相当塑性ひずみの算出を行った。
　なお、樹脂配管の巻き取り作業は、円筒形状の巻き取り治具を用いて行われることとし、巻き取り治具の外径はリールの外径と同じものを用いることとした。
　また、上記シミュレーションでは、相当塑性ひずみだけでなく、それぞれの樹脂材料の降伏ひずみと樹脂配管の外径と樹脂配管の厚みとの条件毎に、巻き取りに要するモーメントの算出も行った。巻き取りモーメントとしては、リールの中心軸から巻き取り治具の中心軸までの距離ｄと、巻き取り治具をリールに対して公転させて樹脂配管を巻き取っていく際の力Ｆと、の積（ｄＦ）として得られる値を用いた。
　なお、樹脂配管の材料としては、フッ素樹脂であるＰＦＡをモデルとして用いた。モデルとして用いたＰＦＡの物性は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比（降伏ひずみ）が、０．０２０５（２．０５％）のものと、０．０３０８（３．０８％）のものと、０．０４１０（４．１０％）のものと、があった。なお、降伏ひずみが、０．０２０５（２．０５％）のものは、弾性率が３９０ＭＰａ、ポアソン比が０．４６、降伏応力が８．０ＭＰａとした。降伏ひずみが、０．０３０８（３．０８％）のものは、弾性率が３９０ＭＰａ、ポアソン比が０．４６、降伏応力が１２．０ＭＰａとした。降伏ひずみが、０．０４１０（４．１０％）のものは、弾性率が３９０ＭＰａ、ポアソン比が０．４６、降伏応力が１６．０ＭＰａとした。
　なお、シミュレーションでは、リールや巻き取り治具の剛性が、樹脂配管の剛性と比べると極めて高いことから、リールや巻き取り治具は剛体と満たして計算を行った。また、シミュレーション精度を高めるために、十分細かいメッシュで解析モデルを作成し、解析結果に及ぼすメッシュサイズの影響がないことを確認した。さらに、樹脂配管のリールへの巻き取りの際には、リールの軸方向の変位は拘束させて計算を行った。また、樹脂配管とリールとの接触面の摩擦、および、樹脂配管と巻き取り治具の接触面の摩擦については、考慮しないものとした。
　ここで、シミュレーション結果を示す前に、以下の補助的なシミュレーション結果（樹脂配管の材料を降伏ひずみ２．０５％のものとし、巻き取りリール径を３０００ｍｍとした場合について、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、６３．５ｍｍ、７６．２ｍｍ、８８．９ｍｍのそれぞれの場合について、樹脂配管の厚みを変化させた場合のシミュレーション結果）を以下の表１～表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　以上の補助的なシミュレーション結果によれば、表１～表４の相当塑性ひずみ（％）の値が示すように、驚くべきことに、樹脂チューブの厚みは、相当塑性ひずみの値に実質的に影響を及ぼさないことが明らかになった。すなわち、いずれの樹脂配管においても、樹脂配管の巻き取り構造体において永久変形が生じないようにするためには（相当塑性ひずみの値を小さく抑えるためには）、樹脂配管の厚みは考慮する必要が無いことが明らかとなった。
　以上の補助的なシミュレーション結果に基づいて、シミュレーションでは、各樹脂配管の外径の値に対する樹脂配管の厚みの値について、代表的な１つの厚みを定めたシミュレーションを行った。
　各シミュレーション結果を、図５～図４４に示す。また、対応する数値データの表を表５～表２５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
 　　　
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Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
 　　　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
　なお、表５～２５において、斜線で示す箇所は、座屈（巻き取り構造体の径方向内側に位置している樹脂配管の部分のたわみ）が生じるシミュレーション結果であったことを示している。樹脂配管の巻き取り構造体は、相当塑性ひずみが所定％以下に抑制されているだけでなく、さらに、座屈も生じていないことがより好ましい。この座屈が生じない条件を、上記シミュレーション結果のうち座屈が生じない最小のリール径の情報に基づいて以下の表２６を作成し、降伏ひずみ毎に、「樹脂配管の外径／樹脂配管の厚み」に対する座屈が生じないリール径を求めた。降伏ひずみ毎の、「樹脂配管の外径／樹脂配管の厚み」に対する座屈が生じない最小リール径の関係を示すグラフを、図４５に示す。ここで、「樹脂配管の外径／樹脂配管の厚み」をｘとし、座屈が生じない最小リール径をｙとした場合のｘとｙの降伏ひずみ毎の近似関係式を求めたところ、降伏ひずみ２．０５％ではｙ＞１６５．９０ｘ2－６３４８．６ｘ＋６１５８６となり、降伏ひずみ３．０８％ではｙ＞１６２．２７ｘ2－６１１５．５ｘ＋５８４６９となり、降伏ひずみ４．１０％ではｙ＞１６８．４１ｘ2－６４３０．３ｘ＋６２４０７となった。これらの関係式は、いずれも類似しており、降伏ひずみに依存しない近似関係式を求めると、ｙ＞１６５．５３ｘ2－６２９８．１３ｘ＋６０９６０となった。したがって、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成され、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下であり、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である樹脂配管において、当該関係を満たす場合には、座屈は生じないことなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
　さらに、降伏ひずみが２．０５％の場合について、相当塑性ひずみ（％）が、１．０％となる場合と、０．５％となる場合と、０．０％となる場合のそれぞれの樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）を上記シミュレーション結果の線形内挿法および線形外挿法により求めた結果を、以下の表２７及び図４６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
　表２７において、「――――――」で示す箇所については、当該条件を満たし且つリールの外径が３５００．０ｍｍ以下の樹脂配管の巻き取り構造体が得られないことを示している（表２７、２８においても同様）。例えば、降伏ひずみが２．０５％であり、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍである場合において、相当塑性ひずみ１．０％以下にしようとすると、樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）を３５００．０ｍｍ以下にすることができないことを示している。
　また、降伏ひずみが３．０８％の場合について、相当塑性ひずみ（％）が、１．０％となる場合と、０．５％となる場合と、０．０％となる場合のそれぞれの樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）を上記シミュレーション結果の線形内挿法および線形外挿法により求めた結果を、以下の表２８及び図４７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
　表２８において、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、７６．２ｍｍ、８８．９ｍｍ、１０１．６ｍｍ、１１４．３ｍｍ、１２７．０ｍｍの場合には、相当塑性ひずみ（％）を１．０％以下まで低下させる前に樹脂配管の座屈が生じてしまうことから、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えるだけでなく、さらに、樹脂配管の座屈をも生じさせない場合の樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）のシミュレーション結果を示しており、その際の相当塑性ひずみ（％）はそれぞれ０．９８％、０．７８％、０．６８％、０．５８％、０．５２％、０．４７％であった。
　また、降伏ひずみが４．１０％の場合について、相当塑性ひずみ（％）が、１．０％となる場合と、０．５％となる場合と、０．０％となる場合のそれぞれの樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）を上記シミュレーション結果の線形内挿法および線形外挿法により求めた結果を、以下の表２９及び図４８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
　表２９において、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、６３．５ｍｍ、７６．２ｍｍ、８８．９ｍｍ、１０１．６ｍｍ、１１４．３ｍｍ、１２７．０ｍｍの場合には、相当塑性ひずみ（％）を１．０％以下まで低下させる前に樹脂配管の座屈が生じてしまい、相当塑性ひずみ（％）を０．５％以下まで低下させる前に樹脂配管の座屈が生じてしまうことから、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えたり０．５％以下に抑えるだけでなく、さらに、樹脂配管の座屈をも生じさせない場合の樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）のシミュレーション結果を示しており、その際の相当塑性ひずみ（％）はそれぞれ０．３８％、０．２２％、０．１２％、０．０７％、０．０２％、０．０％、０．０％であった。
　上述のようにして得られたシミュレーション結果に基づいて、樹脂材料の降伏ひずみ（降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比、％ではない）が０．０１０以上０．０５０以下であり、樹脂配管の外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下であり、樹脂配管の厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である範囲を前提とした場合において、樹脂配管の外径（ｍｍ）と樹脂材料の降伏ひずみ（降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比、％ではない）に応じた相当塑性ひずみ（％）を少なくとも１．０％以下とすることができる樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リール外径の最小値）について、以下の関係式（１）を導出することができた。なお、上述のように、樹脂配管の厚みは、驚くことに相当塑性ひずみに対して実質的に影響を与えないことが明らかとなったため、当該関係式では樹脂配管の厚みはパラメータとして用いていない。
　巻き取り構造体の内周の最小幅≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）・・・関係式（１）
　例えば、樹脂材料の降伏ひずみ（降伏応力／弾性率）が０．０２０５（％表記では、２．０５％）であり、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍである場合において、相当塑性ひずみ（％）を１．０％以下にしようとすると、巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）を０．６２×５０．８÷０．０２０５＝１５３６．４（ｍｍ）以上であればよいことになる。
　また、樹脂配管の巻き取り構造体の外周の最大幅は、トラック等の車両に積載可能な範囲でなければならないことから、３５００．０ｍｍ以下としている。ここで、例えば、巻き取り構造体の径方向において樹脂配管が重なるように二重以上に巻き取っている場合には、径方向の外側に位置している樹脂配管の径方向外側部分が巻き取り構造体の外周の最大幅を決定することとなる。
　また、同様にして、樹脂配管の外径（ｍｍ）と樹脂材料の降伏ひずみ（降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比、％ではない）に応じた相当塑性ひずみ（％）を少なくとも０．５％以下とすることができる樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リール外径の最小値）について、以下の関係式（２）を導出することができた。
　巻き取り構造体の内周の最小幅≧０．７９×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）・・・関係式（２）
　さらに、同様にして、樹脂配管の外径（ｍｍ）と樹脂材料の降伏ひずみ（降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比、％ではない）に応じた相当塑性ひずみ（％）を実質的に０．０％以下とすることができる樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リール外径の最小値）について、以下の関係式（３）を導出することができた。
　巻き取り構造体の内周の最小幅≧１．０２５×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）・・・関係式（３）
　なお、よりコンパクト化させて車両に積載させることが可能になる観点から、３０００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）の関係をさらに満たすことが好ましい。
　（９）特徴
　従来は、３ｍ程度の直管を複数本車両に積載し、現地まで運搬し、現地でフランジ、継手または溶接により直管同士を接続して目的の長さの配管を敷設していた。しかし、樹脂配管同士の接続箇所が多いため現地での作業性が悪く、また、接続箇所からの輸送流体の漏洩の問題が生じやすい。
　これに対して、本実施形態の樹脂配管の巻き取り構造体では、従来よりも長い樹脂配管を車両に積載して運搬することが可能になっており、しかも、現地で巻き取りを解いた場合にも永久ひずみ（永久変形、相当塑性ひずみ）を小さく抑えることが可能になっており、さらに、従来よりも接続箇所を減らせることができるため、輸送流体の漏洩の問題が生じることを抑制させることができている。
　　１　　巻き取り構造体
　１０　　樹脂配管
　２０　　リール
特開昭６３－２７４５２９号公報 特開２００９－１５４５０５号公報

Claims (9)

  1. 　降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されており、
    　外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下であって
    　厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である
    樹脂配管の巻き取り構造体であって、
    　前記降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および前記樹脂配管の外径に対する前記巻き取り構造体の外周および内周の関係が、
    　　３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、
    　　巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）
    を満たしている、
    樹脂配管の巻き取り構造体。
  2. 　前記降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および前記樹脂配管の外径に対する前記巻き取り構造体の外周および内周の関係が、
    　　３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、
    　　巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．７９×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）
    を満たしている、
    請求項１に記載の樹脂配管の巻き取り構造体。
  3. 　前記降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および前記樹脂配管の外径に対する前記巻き取り構造体の外周および内周の関係が、
    　　３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、
    　　巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧１．０２５×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）
    を満たしている、
    請求項１に記載の樹脂配管の巻き取り構造体。
  4. 　前記樹脂配管は、フッ素樹脂を含んで構成されている、
    請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂配管の巻き取り構造体。
  5. 　前記樹脂配管は、６０質量％以上がＰＦＡで構成されている、
    請求項４に記載の樹脂配管の巻き取り構造体。
  6. 　降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されており、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下で、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である樹脂配管を、押出成形しながら巻き取ることで巻き取り構造体を製造する方法であって、
    　前記降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および前記樹脂配管の外径に対する前記巻き取り構造体の外周および内周の関係が、
    　　３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、
    　　巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）
    を満たすように前記樹脂配管を巻き取る、
    巻き取り構造体の製造方法。
  7. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の巻き取り構造体または請求項６に記載の製造方法によって得られる巻き取り構造体を、
    　前記樹脂配管を敷設する現地において解く、
    樹脂配管の敷設方法。
  8. 　請求項１から５のいずれか１項に記載の巻き取り構造体または請求項６に記載の製造方法によって得られる巻き取り構造体を複数用意し、
    　前記樹脂配管を敷設する現地において複数の前記巻き取り構造体を解き、
    　前記巻き取り構造体を解くことで得られる複数の樹脂配管を互いに接続することで、継ぎ目の間隔を６ｍ以上とする、
    樹脂配管の敷設方法。
  9. 　降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されており、
    　外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下で、
    　厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下で、
    　長手方向の長さが６ｍ以上である、
    樹脂配管。
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