(57)【要約】      （修正有）【課題】洗浄する管路内をスムーズに走行することができ、管内壁面に堆積した付着物に対して一定方向のせん断力だけでなく、多方向からのせん断力を加えることにより、優れた管洗浄能力を有し、かつ、管内壁面を偏りなく均一に洗浄することのできる管洗浄用ピグを提供する。【解決手段】芯材１０および前記芯材の外周面に螺旋状に巻回されたワイヤー３を含む管洗浄用ピグ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材および前記芯材の外周面に螺旋状に巻回されたワイヤーを含む管洗浄用ピグ。
【請求項２】
前記芯材は芯部と前記芯部を覆う被覆部とを含む、請求項１に記載の管洗浄用ピグ。
【請求項３】
前記芯材は弾性体から構成される、請求項１または２に記載の管洗浄用ピグ。
【請求項４】
前記弾性体は３０〜８０のＪＩＳ−Ａ硬度を有する、請求項３に記載の管洗浄用ピグ。
【請求項５】
前記被覆部はアスカーＣ硬度３０〜７０の発泡弾性体から構成される、請求項２〜４のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
【請求項６】
前記ワイヤーは芯材外径の２０〜６０％のピッチで螺旋状に巻回されている、請求項１〜５のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
【請求項７】
前記ワイヤーは鉄製またはステンレス製である、請求項１〜６のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
【請求項８】
芯材の長軸直交断面の断面積とワイヤーの断面積の比率は、３９００：０．７〜３１５：１０である、請求項１〜７のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
【請求項９】
ワイヤーの断面積は０．７〜１０ｍｍ２である、請求項１〜８のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
【請求項１０】
芯材の外周面に螺旋状に巻回されたワイヤーの断面形状が四角形状である請求項１〜９のいずれかに記載の管状洗浄ピグ。
【請求項１１】
芯材は円筒状であり、芯材の長軸直交断面における芯部と芯材との断面積比（芯部：芯材）が１：１．４〜１：３０である、請求項２〜１０のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
【請求項１２】
ピグの一方の端部が凸形であり、他方の端部が凹形である、請求項１〜１１のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
【請求項１３】
前記凸形端部に厚さが０．５〜５ｍｍであり、かつ３０〜９０のＪＩＳ−Ａ硬度を有する弾性カバー部材を有する、請求項１２に記載の管洗浄用ピグ。
【請求項１４】
前記凹形端部に厚さが０．５〜５ｍｍであり、かつ３０〜９０のＪＩＳ−Ａ硬度を有する弾性カバー部材を有する、請求項１２または１３に記載の管洗浄用ピグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の物質の移送配管等の管路を洗浄するために用いるピグに関する。さらに詳しくは、本発明は、洗浄する管路を始点から終点までスムーズに走行することができ、管路内の壁面に堆積した付着物を効果的に除去し得る管洗浄用ピグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種管路内を洗浄するために、管路内に挿入し、水圧等の圧送力により管路内を走行する管洗浄用ピグが用いられており、洗浄する管路の曲部や管内径の変化等に対応し管路内をスムーズに走行することができ、水圧などの圧送力によりピグが破損することのないよう設計された様々な構造を有する管洗浄用ピグが提案されている。例えば、特許文献１および２には、特定の発泡密度を有する軟質発泡体で形成されたピグ本体の外周面に、ピグの損傷を防止するための発泡樹脂の破泡ペーストやシリコーンゴム等によるコーティング部を有する管洗浄用ピグが記載されている。特許文献３には、ゴム弾性体により構成されるピグ本体の内部にコイルスプリング材を配置し、ピグの内部に外界より遮断された空間部を有するピグが記載されている。また、特許文献４には、管内壁の水分残留を防止することを目的として、保水剤を分散配合したスポンジ状軟質多孔発泡体から構成されるピグが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４２１０１２号公報
【特許文献２】特開２０１４−０６４９７４号公報
【特許文献３】特開平０８−１７０７８７号公報
【特許文献４】特開平０８−１５５４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献に記載される管洗浄用ピグは、いずれもその構造上、推進方向に対して後方から受けた水圧等の圧送力を、推進方向へピグを押し進める力としてしか利用することができない。このため、これらの管洗浄用ピグは、管内壁面の付着物を推進方向前方に向かってせん断することにより除去することしかできず、管内壁面に堆積した付着物に対する洗浄能力は必ずしも十分満足いくものではなかった。また、使用回数が増し、ピグ本体またはその外周面が摩耗等で損傷することにより、ピグの外周面に部分的な凹み部が生じ、管内壁面とピグ外周面との間に部分的な空隙部が生じることがある。管内壁面とピグ外周面との間に生じるこの空隙部は、管内壁面に対するピグの洗浄能力を大きく低下させるものとなり、管内壁面を偏りなく均一に洗浄することが困難になるという問題があった。
【０００５】
本発明は、洗浄する管路内をスムーズに走行することができ、管内壁面に堆積した付着物に対して一定方向のせん断力だけでなく、多方向からのせん断力を加えることにより、優れた管洗浄能力を有し、かつ、管内壁面を偏りなく均一に洗浄することのできる管洗浄用ピグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、鋭意検討を行った結果、ピグの基本構造を、芯材および芯材の外周面に螺旋状に巻回されたワイヤーを含む構造とすることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は、以下の態様［１］および好適な態様［２］〜［１４］を提供するものである。
［１］芯材および前記芯材の外周面に螺旋状に巻回されたワイヤーを含む管洗浄用ピグ。
［２］前記芯材は芯部と前記芯部を覆う被覆部とを含む、前記［１］に記載の管洗浄用ピグ。
［３］前記芯材は弾性体から構成される、前記［１］または［２］に記載の管洗浄用ピグ。
［４］前記弾性体は３０〜８０のＪＩＳ−Ａ硬度を有する、前記［３］に記載の管洗浄用ピグ。
［５］前記被覆部はアスカーＣ硬度３０〜７０の発泡弾性体から構成される、前記［２］〜［４］のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
［６］前記ワイヤーは芯材外径の２０〜６０％のピッチで螺旋状に巻回されている、前記［１］〜［５］のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
［７］前記ワイヤーは鉄製またはステンレス製である、前記［１］〜［６］のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
［８］芯材の長軸直交断面の断面積とワイヤーの断面積の比率は、３９００：０．７〜３１５：１０である、前記［１］〜［７］のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
［９］ワイヤーの断面積は０．７〜１０ｍｍ２である、前記［１］〜［８］のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
［１０］芯材の外周面に螺旋状に巻回されたワイヤーの断面形状が四角形状である前記［１］〜［９］のいずれかに記載の管状洗浄ピグ。
［１１］芯材は円筒状であり、芯材の長軸直交断面における芯部と芯材との断面積比（芯部：芯材）が１：１．４〜１：３０である、前記［２］〜［１０］のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
［１２］ピグの一方の端部が凸形であり、他方の端部が凹形である、前記［１］〜［１１］のいずれかに記載の管洗浄用ピグ。
［１３］前記凸形端部に厚さが０．５〜５ｍｍであり、かつ３０〜９０のＪＩＳ−Ａ硬度を有する弾性カバー部材を有する、前記［１２］に記載の管洗浄用ピグ。
［１４］前記凹形端部に厚さが０．５〜５ｍｍであり、かつ３０〜９０のＪＩＳ−Ａ硬度を有する弾性カバー部材を有する、前記［１２］または［１３］に記載の管洗浄用ピグ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の管洗浄用ピグは、その外周面に巻回されたワイヤーを有することにより、推進方向に対してピグ後方から水圧等の圧送力を受けると、その長軸方向に推進されるとともに、周方向に回転しながら管路内を走行する。このため、本発明の管洗浄用ピグは、後方から受けた水圧を前方へ進む推進力とピグ自身の回転力として利用して、複雑な配管路内をスムーズに進むことができ、ピグの推進方向にはたらくせん断力のみならず、回転することによる管内壁面に対して多方向にはたらくせん断力が管内壁面に堆積した付着物にかかるため、高い洗浄能力を確保することができる。また、ピグの外周面に巻回されたワイヤーが、常に、洗浄する管内壁面に接触して走行するため、管内壁面とピグとの間に空隙部が生じ難く、管内壁面を偏りなく均一に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の管洗浄用ピグの一実施態様を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施態様である管洗浄用ピグを長軸方向に沿って切断した場合の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１０】
本発明の管洗浄用ピグ（以下、「本発明のピグ」と称する場合がある）は、芯材を含む。本発明のピグを構成する芯材は、洗浄する管路の曲部や凹凸等に対応でき、管路内を洗浄中、管内壁面に対する適度な接触を保持することができる物質により構成され、圧縮性および復元性を有する物質、例えば弾性体により構成される。本発明において、芯材を構成し得る弾性体としては、例えば、合成ゴムおよび天然ゴム等のゴム状弾性体、ならびに熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
【００１１】
本発明において、芯材を構成する弾性体は、３０〜８０のＪＩＳ−Ａ硬度を有することが好ましい。ＪＩＳ−Ａ硬度が前記範囲内にある場合には、ピグが洗浄する管路の曲部等にも柔軟に対応することができるため、管路の始点から終点までをスムーズに走行することができ、また、管内壁面に堆積した付着物に接触した際に適度な圧縮性と復元性を発揮することにより、付着物によってピグが大きく縮んだり変形したりすることなく、付着物を効果的に削り取ることができる。芯材を構成する弾性体のＪＩＳ−Ａ硬度が低過ぎたり高過ぎたりする場合には、芯材の外周面に巻回されたワイヤーがピグ後方からの圧送力を受けることにより生じるピグの回転が妨げられ易くなり、高い付着物除去効果を得ることができないことがある。本発明の芯材を構成する弾性体のＪＩＳ−Ａ硬度は、３５〜７０であることがより好ましく、４０〜６０であることが特に好ましい。
なお、ＪＩＳ−Ａ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３の規定に準じ、厚さ６ｍｍ以上の目的のゴム部にタイプＡのデュロメータの針を押し当てることによって測定される。
【００１２】
本発明において、圧縮性および復元性の観点から、芯材を構成する弾性体としては、合成ゴム組成物を用いることが好ましい。前記合成ゴム組成物に含まれるゴム成分としては、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム、およびウレタンゴム等が挙げられる。これらは１種を単独で用いてもよく、また、２種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、圧縮性および復元性に優れ、洗浄する管路の形状等に柔軟に対応しながら、管内壁面に堆積した付着物を効果的に除去することができるため、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴムが好ましく、耐摩性能、保管中の劣化防止の観点からスチレンブタジエンゴムが特に好ましい。
【００１３】
芯材を構成し得る合成ゴム組成物は、原料となるゴム成分に加硫剤を添加し、加硫することにより得ることができる。加硫剤としては、例えば、イオウ、有機過酸化物等を用いることができる。加硫剤の含有量は、ゴム成分および加硫剤の種類等によって適宜選択し得るものであるが、ゴム成分１００質量部に対して、例えば０．５〜３質量部であってよく、０．８〜２質量部であることが好ましい。また、必要に応じて、加硫促進剤、老化防止剤、補強剤、充填剤、軟化剤等の添加剤を入れて、所望する硬度、弾性率等の物性や動的特性、疲労特性等を得られるよう調製することができる。
【００１４】
芯材を構成し得る合成ゴム組成物は、当該分野の当業者に既知の方法により調製することができ、例えば、上記合成ゴムポリマーをニーダーにて素練りした後、ステアリン酸や酸化亜鉛などの加硫促進助剤、カーボンブラックなどの補強剤、プロセル油などの軟化剤を加えて混練し、これをシート出しして冷却した後にスルフェンアミドなどの加硫促進剤、イオウなどの加硫剤、必要に応じて酸化カルシウムなどの吸水剤を加えて混練した組成物を円筒形状に押出して、例えば１８０℃で１０分間オーブンに入れて加硫させることにより調製することができる。
【００１５】
本発明の芯材は、例えば、上述したような弾性体から構成される１層のみからなるものであってもよく、２層以上の複数層からなるものであってもよい。ピグの耐久性、洗浄性能、管路内の走行性等の観点からは、本発明の芯材は、芯部と前記芯部を覆う被覆部とを含むことが好ましい。
【００１６】
本発明のピグが、芯部と被覆部とを含む場合、芯部は前記芯材を構成し得る弾性体として例示した物質であることが好ましい。芯部を前記弾性体で構成することにより、ピグに水圧等の圧送力をかけた場合に、芯材がこれを受け止めるため、高い圧送力であってもピグ全体が大きく変形することなく、管路内走行中もピグの推進方向の長さを一定に保持することができる。
【００１７】
本発明において、ピグの芯材を構成する被覆部は、管路内走行中に管内壁面から付着物を削り取ると同時に、削り取られた付着物をピグ後方へと流し去るために、芯部を構成する弾性体と比較してより高い圧縮性および復元性を有している物質であることが好ましい。かかる特性を有する物質として、本発明において、被覆部は発泡弾性体から構成されることが好ましい。発泡弾性体としては、例えば、前記芯材（または芯部）を構成し得る弾性体として例示した合成ゴム組成物の発泡体を挙げることができ、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ブチルゴム等をゴム成分として含む合成ゴム組成物の発泡体であることが好ましい。また、ポリウレタンを発泡成形することによって得られるウレタンフォーム等の発泡樹脂を用いることもできる。これらは１種を単独で用いてもよく、また、２種以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、耐摩耗性の観点から、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴムをゴム成分として含む合成ゴム組成物の発泡体がより好ましく、スチレンブタジエンゴムをゴム成分として含む合成ゴム組成物の発泡体が特に好ましい。なお、芯部を構成する弾性体と被覆部を構成する発泡弾性体の原料となる弾性体成分は同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００１８】
本発明において、被覆部を構成する発泡弾性体は、３０〜７０のアスカーＣ硬度を有することが好ましい。前記範囲の硬度を有する場合、ピグが洗浄する管路の曲部等にも柔軟に対応することができるため、管路の始点から終点までをスムーズに走行することができ、また、管内壁面に堆積した付着物に接触した際に適度な圧縮性と復元性を発揮することにより、付着物を効果的に削り取ることができる。また、被覆部を構成する発泡弾性体のアスカーＣ硬度が高過ぎる場合には、管路内を走行中のピグの回転が妨げられ易くなる傾向にある。本発明の被覆部を構成する発泡弾性体のアスカーＣ硬度は、３５〜６５であることがより好ましく、４０〜６０であることが特に好ましい。
なお、アスカーＣ硬度は、厚さ６ｍｍ以上の目的のゴム部にアスカーＣタイプの硬度計の針を押し当てることによって測定される。
【００１９】
前記発泡弾性体は、発泡弾性体の原料となる弾性体成分に発泡剤を添加して、発泡させることにより得ることができる。本発明において、発泡剤としては、発泡弾性体の原料となる弾性体成分に添加し、気泡形成し得るものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アゾジカルボンアミド、Ｎ、Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４、４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）等を用いることができる。例えば、弾性体成分がスチレンブタジエンゴムである場合、発泡剤はＮ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンであることが好ましい。発泡弾性体における発泡剤の含有量は、弾性体成分の種類、発泡剤の種類、所望する発泡倍率等により適宜選択し得るものであるが、例えば、発泡弾性体の弾性体成分１００質量部に対して、例えば１．０〜１５質量部であってよく、１．５〜１０質量部であってもよく、２〜５質量部であることが好ましい。
【００２０】
被覆部を構成する発泡弾性体の発泡倍率は、１．２〜３倍であることが好ましく、１．５〜２．５倍であることがより好ましい。発泡倍率は、発泡剤の含有量を調整することにより制御することができる。
【００２１】
被覆部を構成し得る発泡弾性体は、当該分野の当業者に既知の方法により調製することができ、例えば、上記合成ゴムポリマーをニーダーにて素練りした後、ステアリン酸や酸化亜鉛などの加硫促進助剤、カーボンブラックなどの補強剤、プロセス油などの軟化剤を加えて混練し、これをシート出しして冷却した後にスルフェンアミドなどの加硫促進剤、イオウなどの加硫剤、Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンなどの発泡剤、必要に応じて酸化カルシウムなどの吸水剤を加えて混練した組成物をチューブ形状に押出して、例えば１８０℃で１０分間オーブンに入れて発泡・加硫させることにより調製することができる。
【００２２】
本発明のピグは芯材の外周部に螺旋状に巻回されたワイヤーを含む。本発明の管洗浄用ピグは、芯材の外周面に巻回されたワイヤーを有することにより、推進方向に対してピグ後方から水圧等の圧送力を受けると、これを推進力としてピグの長軸方向に推進するとともに、管内壁面と螺旋形状のワイヤーの間に流れる水が螺旋形状のワイヤーに推進方向の逆方向に当たる時にワイヤーが回転する力が生じることにより、ピグ自身が周方向に回転しながら管路内を走行することができる。これにより、本発明のピグは、推進方向と回転方向の２軸の動きにより付着物を押出すように削り取ることができるため、高い洗浄能力を有する。また、ピグの外周面に巻回されたワイヤーが、常に、洗浄する管内壁面に接触して走行するため、管内壁面とピグとの間に空隙部が生じ難く、管内壁面を偏りなく均一に洗浄することができる。
【００２３】
前記ワイヤーは、管内壁面に堆積した付着物を削り取ることができ、管内壁面や付着物との接触に対して破損しない十分な強度を有し、かつ、芯材の外表面に螺旋状に巻回させることのできる物質であれば特に限定されるものではなく、例えば、金属製、樹脂製等のワイヤーであってよい。中でも、ワイヤーの耐久性の観点から、本発明のピグを構成するワイヤーは、鉄製またはステンレス製であることが好ましい。
【００２４】
ワイヤーの断面積は、ピグの大きさ、用途（洗浄対象）、芯材の構成等により適宜調整すればよいが、芯材の長軸方向に直交する断面の断面積に対する比率として、３９００：０．７〜３１５：１０（芯材断面積：ワイヤー断面積）であることが好ましい。ピグが芯材とワイヤーにより、前記断面積比の範囲で構成される場合、ワイヤーが劣化や破損しにくくなるためワイヤーの寿命が向上し、また、付着物に対する高い洗浄能力を確保することができる。さらに、管路内をスムーズに走行することができるという観点からも、芯材とワイヤーの断面積比は前記範囲内であることが好ましい。本発明のピグにおいては、芯材の長軸直交断面の断面積に対するワイヤーの断面積の比率は、３１５：０．７〜３９００：２０であることがより好ましく、３１５：０．８〜３９００：１５であることがさらに好ましい。
また、ワイヤーの断面積は、０．７〜１０ｍｍ２であることが好ましく、１〜８ｍｍ２であることがより好ましく、２〜７ｍｍ２であることがさらに好ましい。
【００２５】
ワイヤーの断面形状は、特に限定されるものではなく、丸形、角形、三角形、多角形、楕円形等であってよい。ワイヤーの断面形状が角形状であると、洗浄力と回転力をより向上させることができる。入手の容易性やコスト面の観点から丸形を用いることもできる。
【００２６】
本発明のピグは、ワイヤーを備えることによる前記利点を十分に発揮できるよう、管路内での方向性を有していることが好ましく、推進方向に対して長軸を有する形状であることが好ましい。このような形状としては、例えば、円筒状、砲弾状などが挙げられるが、本発明のピグは円筒状または円筒状に基づく形状であることが好ましい。ここで、「円筒状に基づく形状」とは、円筒の一端または両端に加工を施した形状を意味し、例えば、本明細書において後述する円筒の一端または両端を凹形または凸形に加工した形状等が含まれる。
【００２７】
本発明の好適な一態様において、本発明のピグは、弾性体から構成される芯部と前記芯部を被覆する発泡弾性体から構成される被覆部とから構成される芯材と、前記芯材の外周部に螺旋状に巻回されたワイヤーとから構成される。
【００２８】
芯部と被覆部から構成される芯材は、例えば、ピグが円筒状または円筒状に基づく形状である場合には、弾性体を所望の大きさの円筒状に成形して芯部を作製し、前記芯部の外径より小さな内径となるよう管形状に成形した発泡弾性体を前記芯部に覆い被せて、芯部を構成する弾性体を被覆部となる発泡弾性体の管形状の内空部に組み込むことにより作製することができる。この場合、被覆部となる発泡弾性体の、芯部を組み込む前の内径は、芯部となる弾性体の外径に対して７０〜９８％であることが好ましく、８０〜９６％であることがより好ましく、８５〜９４％であることがさらに好ましい。管形状に成形された発泡弾性体の内径が、芯部の外径に対して前記範囲内であると、芯部と被覆部が密着し、芯部と被覆部とからなる芯材が破壊されにくくなるため好ましい。より強固な芯材とするために、芯部と被覆部を接着剤により接着することが好ましい。
【００２９】
本発明のピグの芯材は、ピグに高い圧送力がかかった際にもピグが大きく変形することなく、管路走行中に推進方向の長さを一定に保持することができるよう芯部を有し、管路内走行中に管内壁面から付着物を削り取ると同時に、削り取られた付着物をピグ後方へと流し去ることができるよう被覆部を有することが好ましい。優れた走行性、耐久性および洗浄性等をバランスよく備えるために、本発明のピグにおいては、芯材の長軸方向に直交する断面における芯部の断面積と芯材の長軸方向に直交する断面（芯部と被覆部を合わせた断面）の断面積との比率（芯部断面積：芯材断面積）が、１：１．２〜１：３０であることが好ましく、１：１．５〜１:２１であることがより好ましい。芯部と芯材の断面積比が１：１．４より大きいとピグが管の曲がり部分に追随して管の途中で詰まって動かなくなるのを防止することができ、１：３０より小さいと水流で被覆部分が潰れて管内の壁と隙間ができ難くなるため、安定した洗浄効果が得られる。また、本発明のピグにおいては、上記範囲内の断面積比を満たしたうえで被覆部の断面積が大きくなるほど、管路内の走行性やピグの耐久性および洗浄性能を向上させ得る。
【００３０】
本発明のピグにおいて、ワイヤーは芯材に螺旋状に巻回されている。本発明において、ワイヤーは、芯材外径の２０〜６０％のピッチで螺旋状に巻回されていることが好ましい。ワイヤーが芯材外径に対して前記範囲内のピッチで螺旋状に巻回されていることにより、管路内を走行するピグの推進力と回転力とのバランスがよくなり、また、管内曲部においてもワイヤーを螺旋状態に維持することができ、管路内をスムーズに走行することができる。本発明のピグにおいて、ワイヤーは、芯材外径の３０〜５０％のピッチで螺旋状に巻回されていることがより好ましい。なお、ここでいう「芯材外径」とは、ワイヤーを巻回した後の芯材の外径を意味する。
【００３１】
本発明のピグにおいて、芯材に巻回されるワイヤーの螺旋内径は、ワイヤーを巻回する前の芯材の外径に対して９０〜１００％であることが好ましく、９２〜９９％であることがより好ましく、９４〜９８％であることがさらに好ましい。ワイヤーの螺旋内径が芯材の外径に対して前記範囲内であると、芯材とワイヤーが密着し、管路内を走行中にワイヤーから芯材が脱離しにくくなるため好ましい。より強固に芯材とワイヤーを密着させるためには、芯材とワイヤーを接着剤により接着することが好ましい。
【００３２】
本発明のピグは、ワイヤーを、芯材に螺旋状になるように巻き付けて製造することもできるが、コイルスプリング状に成形したワイヤー内部に芯材を嵌め込み製造することが好ましい。この場合、コイルスプリング状のワイヤーの螺旋内径は、芯材の外径よりも小さいことが好ましく、例えば、前段落に記載した範囲内であることが好ましい。
コイルスプリング状への成形加工は、ワイヤーを目的の径の円筒物に目的のピッチで巻きつけることにより得ることができる。コイルスプリング形状に成形したワイヤーに芯材を嵌め込むことにより本発明のピグを製造する場合、金属物と樹脂またはゴムをひとまとめにプレスすることにより製造する場合と比較して、容易に、かつ、安価に本発明のピグを製造することができる。
【００３３】
ワイヤーは、ピグの推進方向に対して右巻きに巻回されていてもよく、左巻きに巻回されていてもよい。ワイヤーの巻回方向を変えることにより、ピグが配管内を通るときの回転方向を変えることが出来る。また、ワイヤーの巻回始点および巻回終点は、削り取った付着物を推進方向前方から後方へと流し去ることができるよう、切りっぱなしの状態であることが好ましい。
【００３４】
好適な一態様において、本発明のピグの一方の端部は凸形である。また、別の好適な一態様において、本発明のピグの一方の端部は凹形である。本発明においては、ピグの一方の端部のみが凸形または凹形であってもよく、ピグの両端部が凸形または凹形であってもよいが、ピグの一方の端部が凸形であり、他方の端部が凹形であることがより好ましい。特に好適な一態様において、本発明のピグは、推進方向前方の端部が凸形であり、後方の端部が凹形である。ピグの端部を凸形にすることで、管路曲部においても走行がスムーズになり、また凹形にすることで、平面状である場合と比較して水圧をより大きな推進力として利用することができる。
【００３５】
ピグの端部が凸形または凹形である場合、凸形端部および凹形端部の一方または両方に弾性カバー部材を設けることが好ましい。本発明において、前記弾性カバー部材を構成し得る物質としては、例えば、合成ゴム、熱可塑性エラストマー等が挙げられ、芯材および被覆材との接着の観点からは、芯材と同じ材料であることが好ましい。本発明において、凸形端部に設ける弾性カバー部材と凹形端部に設ける弾性部材は、同じであっても異なっていてもよい。
【００３６】
前記弾性カバー部材の厚さは、好ましくは０．５〜５ｍｍであり、１〜３ｍｍであることがより好ましい。また、前記弾性カバー部材は３０〜９０のＪＩＳ−Ａ硬度を有することが好ましく、５０〜８０のＪＩＳ−Ａ硬度を有することがさらに好ましい。凸形端部に前記範囲の厚さおよびＪＩＳ−Ａ硬度を有する弾性カバー部材を有する場合、管路内壁とピグの間に水を送り、螺旋形状のワイヤーに水が当たることにより効率的に回転方向の推進力を得ることができるため好ましい。また、凹形端部に前記範囲の厚さおよびＪＩＳ−Ａ硬度を有する弾性カバー部材を有する場合、水流を進行方向の推進力に効率的に転換することができるため好ましい。
【００３７】
弾性カバー部材は、例えば、凹または凸型の円形形状の型になる金型に対して所定量の未加硫ゴムを挟んでプレスする、または射出成形機にて上記形状のキャビティの金型内に未加硫ゴムを注入して所定の圧力をかける、などの方法でゴムを加硫して目的の形状のカバー部材を得ることができる。このようにして得られたカバー部材は、たとえばＣＲゴム系の接着剤で芯材と一体化させることができる。
【００３８】
本発明のピグの外径は、洗浄する管路の内径に対して、例えば、９４〜１００％であってよく、９７〜９９％であってもよい。ピグの外径を洗浄する管路の内径に対して前記範囲内とすることにより、安定して管路の壁の付着物を取り除くことが出来る。ピグの外径が配管内の壁より大き過ぎると、配管内にピグを入れることが困難となる。また、ピグの外径が配管の内径より小さ過ぎると、ピグの外径が管路内壁と十分に接触することができないため、管内の付着物を除去することが困難となる。
【００３９】
本発明のピグは、例えば、化学、薬品、石油、水、セメント等の各種製品の移送配管等の残液の払い出し、配管壁の付着物の清掃等に用いることができる。
【００４０】
本発明のピグは、配管内に投入・載置されたピグの発射部であるランチャーで押出して使用する。水圧は、配管の径、長さ、付着物の種類等に応じて適宜設定すればよく、例えば、０．３〜２０ＭＰａの範囲であってよい。水圧が高いほどピグの移動速度が速くなり、壁とピグの溝間を流れる水流速度が速くなることによりピグの自転速度も速くなる。
【００４１】
図１は、本発明のピグの好適な一実施態様を示す模式図である。図１に示すように、ピグの芯材１０の外周面に螺旋状にワイヤー３が巻回されている。図２は、図１のピグを長軸方向に沿って切断した断面図である。ピグの芯材１０は、弾性体から構成される芯部１と前記芯部を被覆する発泡弾性体から構成される被覆部２とから構成される。被覆部２の外周面にはワイヤー３が巻回されている。また、ピグの一方の端部は凸形であり、他方の端部は凹形であり、前記凸形端部および凹形端部それぞれに弾性カバー部材４および４’が設けられている。
【実施例】
【００４２】
以下に実施例および比較例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明する。実施例および比較例中の「部」は、特記しない限り「質量部」である。
【００４３】
実施例１
（１）芯部の調製
表１に示す組成に従い、芯材として、成形後にアスカーＡで計測した硬度５０を目標値とするゴム弾性体を以下のように調製した。練り機としてニーダーを用いて、ＳＢＲおよびＢＲを１分間素練りした後、酸化亜鉛、ステアリン酸、カーボンおよびオイル（アロマックス＃３）を添加して６分間混練し、オープンロールにてシート成形して冷却、一晩放置した。次いで、成形シートを３０秒素練りした後、老化防止剤、イオウ、加硫促進剤および酸化カルシウムを添加して３分間混練し、オープンロールにてバッチオフして幅８０ｍｍ、厚み１０ｍｍのゴム組成物のリボンを得た。得られたゴムリボンを円形口金のゴム押出機で円柱形状に押出し、連続加硫成形により加硫して外径４０ｍｍの円柱ゴム加硫物を得た。これを長さ１４０ｍｍにカットし、１２０℃で５時間追加加硫処理を行い、ゴム弾性体１（Ａ層：芯部）を得た。アスカーＡの硬度計にて、ＪＩＳ  Ｋ６２５３の規定に準拠して測定したＪＩＳ−Ａ硬度は５０であった。
【００４４】
【表１】
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【００４５】
（２）被覆部の調製
表２に示す組成に従い、被覆材として、成形後にアスカーＣ硬度４０を目標とするゴム発泡弾性体を以下のように調製した。練り機としてニーダーを用いて、ＳＢＲおよびＢＲを１分間素練りした後、酸化亜鉛、ステアリン酸、カーボンおよびオイル（アロマックス＃３）を添加して６分間混練し、オープンロールにてシート成形して冷却、一晩放置した。次いで、成形シートを３０秒素練りした後、発泡剤、老化防止剤、イオウ、加硫促進剤および酸化カルシウムを添加して３分間混練し、オープンロールにてバッチオフして幅８０ｍｍ、厚み１０ｍｍのゴム組成物のリボンを得た。得られたゴムリボンを円形のマンドレルダイス、サイジングダイスをヘッドに取り付けたゴム押出機でチューブ形状に押出し、連続発泡加硫成形した（発泡倍率２．５倍）。所定寸法にカットし、１２０℃で５時間追加加硫処理を行い、内径３７ｍｍ、外径５４ｍｍ、長さ１４０ｍｍのゴム発泡弾性体１（Ｂ層：被覆部）を得た。アスカーＣ硬度計にて、日本ゴム協会の規格ＳＲＩＳ０１０１の規定に準拠して測定したアスカーＣ硬度は４５であった。
【００４６】
【表２】
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【００４７】
（３）管洗浄用ピグの作製  上記で得られた芯部（Ａ層）に被覆部（Ｂ層）を被せた後、被覆部（Ｂ層）の外径を研磨して外径５０ｍｍの、Ａ層およびＢ層の複合体を得た。次いで、断面形状が円形（丸形）であり、断面面積が７ｍｍ２のステンレスワイヤーを外径５０ｍｍ（螺旋内径：約４７ｍｍ）、ピッチ１５ｍｍのコイルスプリング形状に連続的に曲げ加工を行い、前記Ａ層およびＢ層の複合体に被せることにより、管洗浄用ピグ１を得た。管洗浄用ピグ１における、芯材の長軸直交断面の断面積とワイヤーの断面積の比率は、１９６２．５：７であった。また、芯材の長軸直交断面における芯部と芯材の断面積比は、１６：２５であった。
【００４８】
比較例１
実施例１の芯部の調製と同様の手順により、外径５４ｍｍの円柱ゴム加硫物を得た後、長さ１４０ｍｍにカットし、１２０℃で５時間追加加硫処理を行い、ゴム弾性体２を得た。得られたゴム弾性体２を外径５０ｍｍに研磨することにより、芯材のみからなる管洗浄用ピグ２を得た。
【００４９】
比較例２
実施例１と同様の方法によりＡ層およびＢ層の複合体を作製し、ステンレスワイヤーを備えず、芯部および被覆部のみからなる管洗浄用ピグ３を得た。
【００５０】
実施例２
表１に記載のゴム配合の組成を、ＨＡＦカーボンシースト＃３（東海カーボン（株）製）を３５部、アロマックス＃３（富士興産（株）製）を５０部に変更した以外は実施例１の芯部の調製と同様の手順により、ＪＩＳ−Ａ硬度２０のゴム弾性体３（外径４０ｍｍ、長さ１４０ｍｍ）を得た。得られたゴム弾性体３を芯部（Ａ層）として、実施例１の被覆部の調製と同様の手順で調製したゴム発泡弾性体１を被覆部（Ｂ層）として用い、実施例１の管洗浄用ピグの作製と同様にしてＡ層およびＢ層の複合体にコイルスプリング状のステンレスワイヤーを被せて、管洗浄用ピグ４を得た。
【００５１】
実施例３
表１に記載のゴム配合の組成を、ＨＡＦカーボンシースト＃３（東海カーボン（株）製）を１２５部、アロマックス＃３（富士興産（株）製）を１０部に変更した以外は実施例１の芯部の調製と同様の手順により、ＪＩＳ−Ａ硬度８５のゴム弾性体４（外径４０ｍｍ、長さ１４０ｍｍ）を得た。得られたゴム弾性体４を芯部（Ａ層）として、実施例１の被覆部の調製と同様の手順で調製したゴム発泡弾性体１を被覆部（Ｂ層）として用い、実施例１の管洗浄用ピグの作製と同様にしてＡ層およびＢ層の複合体にコイルスプリング状のステンレスワイヤーを被せて、管洗浄用ピグ５を得た。
【００５２】
実施例４
表２に記載のゴム配合の組成を、発泡剤  セルマイクＡＮＰ（三協化成株式会社製）を１２部に変更した以外は実施例１の被覆部の調製と同様の手順により、アスカーＣ硬度２０のゴム発泡弾性体２（内径３７ｍｍ、外径５４ｍｍ、長さ１４０ｍｍ）を得た。実施例１の芯部の調製と同様の手順で調製したゴム弾性体１を芯部（Ａ層）として、上記で得られたゴム発泡弾性体２を被覆部（Ｂ層）として用い、実施例１の管洗浄用ピグの作製と同様にしてＡ層およびＢ層の複合体にコイルスプリング状のステンレスワイヤーを被せて、管洗浄用ピグ６を得た。
【００５３】
実施例５
ゴム配合の組成を表２の発泡剤  セルマイクＡＮＰ（三協化成株式会社製）を１部に変更した以外は実施例１の被覆部の調製と同様の手順により、アスカーＣ硬度８５のゴム発泡弾性体３（内径３７ｍｍ、外径５４ｍｍ、長さ１４０ｍｍ）を得た。実施例１の芯部の調製と同様の手順で調製したゴム弾性体１を芯部（Ａ層）として、上記で得られたゴム発泡弾性体３を被覆部（Ｂ層）として用い、実施例１の管洗浄用ピグの作製と同様にしてＡ層およびＢ層の複合体にコイルスプリング状のステンレスワイヤーを被せて、管洗浄用ピグ７を得た。
【００５４】
実施例１〜５ならびに比較例１および２により得られた管洗浄用ピグについて、管路曲部の走行性、管路内における回転性および付着物の除去性能を以下の試験法に従って評価した。
【００５５】
内径５０ｍｍの透明なポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）製ホース２０ｍを、５ｍ毎に３箇所、直角に曲げて固定し試験用の配管路を作製した。セメント１ｋｇ、砂５ｋｇおよび水１ｋｇを混ぜて造ったコンクリートに、ホースの一方の口から３０ｃｍ奥までを１０秒間漬けた後、２０℃で１日間乾燥させ、付着物とした。付着物を形成した口とは反対の口へ、実施例１〜５ならびに比較例１および２により得られたピグを挿入し、水量５０Ｌ／分により流し、評価を行った。なお、評価基準は以下の通りとした。
【００５６】
１）管路曲部の走行性
○：３箇所の曲部をスムーズに通過できた。
△：１箇所以上の曲部で若干の引っ掛かりがあった。
×：１箇所以上の曲部で完全に走行不能となった。
２）管路内における回転性
○：入口から出口まで回転して走行した。
△：走行中に時々回転が止まった。
×：ホース通過中に回転が完全に止まった。
３）付着物の除去性
○：コンクリートを完全に、または大部分のコンクリートを削り出すことができ、ホース内部が見えた。
△：コンクリートの一部を削り出すことができ、部分的にホース内部が見えた。
×：コンクリートを削り取ることができず、ホース内部が全く見えなかった。
−：ピグがホース内で走行不能となり、付着物の除去性を確認できなかった。
【００５７】
【表３】
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【００５８】
表３に示す通り、芯材の外周面に螺旋状に巻回されたワイヤーを備える本発明の管洗浄用ピグ（実施例１〜５）では、管路内を回転しながら走行することができ、外周面にワイヤーを備えていない芯材のみからなる管洗浄用ピグ（比較例１および２）と比較して、管路内の付着物除去性能に優れていた。また、芯材を構成する部材の硬度を調整することにより、配管内の曲部の走行性や回転性を向上させ得ることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の管洗浄用ピグによれば、洗浄する管路内をスムーズに走行することができ、管内壁面に堆積した付着物に対して一定方向のせん断力だけでなく、多方向からのせん断力を加えることにより、優れた管洗浄能力を有し、かつ、管内壁面を偏りなく均一に洗浄することができるため、種々の物質の移送配管等の洗浄に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  ：芯部
２  ：被覆部
３  ：ワイヤー
４  ：凸形端部弾性カバー部材
４’：凹形端部弾性カバー部材
１０：芯材
【図１】
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【図２】
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