(57)【要約】【課題】プラスチック複合管に高圧水が作用する場合において、接続部が拘束部として作用したとしてもレジンモルタル層にクラックが発生するのを可及的に防止する。【解決手段】レジンモルタル層２と、このレジンモルタル層２の外面及び内面をそれぞれ補強する外面ＦＲＰ層３及び内面ＦＲＰ層４とからなるプラスチック複合管１であって、前記レジンモルタル層２にガラス繊維のチョップドストランドが添加されている。これにより、プラスチック複合管におけるレジンモルタル層の許容たわみを向上させ、クラックの発生を防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レジンモルタル層と、このレジンモルタル層の外面及び内面をそれぞれ補強する外面ＦＲＰ層及び内面ＦＲＰ層とからなるプラスチック複合管であって、前記レジンモルタル層にガラス繊維のチョップドストランドが添加されることを特徴とするプラスチック複合管。
【請求項２】
請求項１に記載のプラスチック複合管において、前記ガラス繊維のチョップドストランドの長さが９ｍｍ以上であって、ガラス繊維のチョップドストランドの添加量がレジンモルタル層の５重量％以上、または、ガラス繊維のチョップドストランドの長さが１３ｍｍ以上であって、ガラス繊維のチョップドストランドの添加量がレジンモルタル層の３重量％以上、または、ガラス繊維のチョップドストランドの長さが２５ｍｍ以上であって、ガラス繊維のチョップドストランドの添加量がレジンモルタル層の２重量％以上であることを特徴とするプラスチック複合管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラスチック複合管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガラス繊維、不飽和ポリエステル樹脂及び硅砂からなるプラスチック複合管が市販され、上下水道管や農業用水管、電線保護管等に使用されている。このプラスチック複合管は、円筒状のレジンモルタル層と、このレジンモルタル層の外面及び内面をそれぞれ補強する外面ＦＲＰ層及び内面ＦＲＰ層とからなる積層構成を有している。
【０００３】
ここで、レジンモルタル層を構成するレジンモルタルは、不飽和ポリエステル樹脂に、硅砂及び炭酸カルシウムを添加して形成される。また、外面ＦＲＰ層及び内面ＦＲＰ層を構成するＦＲＰは、それぞれ周方向及び軸方向に配されたガラス繊維に不飽和ポリエステル樹脂を含浸させてなるガラス繊維強化プラスチックである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２７１４８８号公報  第３図
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述したプラスチック複合管に高圧水が作用するとき、プラスチック複合管の挿し口を受け口に接合して互いに接続する場合は、水圧によって管体が膨張すると、挿し口や受け口の継手部も追従して膨張する。一方、プラスチック複合管を鋼製継輪を介して接続する場合や、水圧試験時における鋼製フランジを介して接続する場合は、それらの接続部が拘束部として作用し、管体の膨張に追従して膨張することができない。これにより、プラスチック複合管に、接続部と管体との間の変位差に基づいて曲げ応力が発生する。この場合、プラスチック複合管を構成する外面ＦＲＰ層及び内面ＦＲＰ層は、軸方向に強化層（ガラス繊維）が存在するものの、レジンモルタル層においては、軸方向に明確な補強層は存在しない。このため、圧力や管径によってはレジンモルタル層にクラックが発生するおそれがある。レジンモルタル層にクラックが発生すると、それを起点にクラックが進行し、プラスチック複合管の破壊につながるものとなる。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、プラスチック複合管に高圧水が作用する場合において、接続部が拘束部として作用したとしてもレジンモルタル層にクラックが発生するのを可及的に防止することのできるプラスチック複合管を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、レジンモルタル層と、このレジンモルタル層の外面及び内面をそれぞれ補強する外面ＦＲＰ層及び内面ＦＲＰ層とからなるプラスチック複合管であって、前記レジンモルタル層にガラス繊維のチョップドストランドが添加されることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、プラスチック複合管に高圧水が作用する場合において、プラスチック複合管の接続部が拘束部として作用したとしても、レジンモルタル層に添加されたガラス繊維のチョップドストランドが補強層として機能し、プラスチック複合管に作用する曲げ応力に抗することができる。また、レジンモルタル層の伸び率を向上させて外面ＦＲＰ層及び内面ＦＲＰ層の伸び率との差を縮小することができる。これにより、レジンモルタル層にクラックが発生することを可及的に防止することができる。
【０００９】
なお、ガラス繊維のチョップドストランドは、その目的からできるだけ軸方向と平行に配向することが望ましい。また、成形性との兼ね合いから、不飽和ポリエステル樹脂への含浸に適した収束剤が用いられていることが望ましい。
【００１０】
本発明において、前記ガラス繊維のチョップドストランドの長さが９ｍｍ以上であって、ガラス繊維のチョップドストランドの添加量がレジンモルタル層の５重量％以上、または、ガラス繊維のチョップドストランドの長さが１３ｍｍ以上であって、ガラス繊維のチョップドストランドの添加量がレジンモルタル層の３重量％以上、または、ガラス繊維のチョップドストランドの長さが２５ｍｍ以上であって、ガラス繊維のチョップドストランドの添加量がレジンモルタル層の２重量％以上であることが好ましい。すなわち、レジンモルタル層の許容たわみを向上させるためには、ガラス繊維長が９ｍｍ以上、かつ、ガラス繊維の添加量が５重量％以上、または、ガラス繊維長が１３ｍｍ以上、かつ、ガラス繊維の添加量が３重量％以上、または、ガラス繊維長が２５ｍｍ以上、かつ、ガラス繊維の添加量が２重量％以上である必要がある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プラスチック複合管に高圧水が作用する場合において、接続部が拘束部として作用したとしてもレジンモルタル層にクラックが発生するのを可及的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のプラスチック複合管の一実施形態を一部破断して示す斜視図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】比較例及び実施例の試験片の試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のプラスチック複合管１の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
この実施形態のプラスチック複合管１も、前述したように、円筒状のレジンモルタル層２と、このレジンモルタル層２の外面及び内面をそれぞれ補強する外面ＦＲＰ層３及び内面ＦＲＰ層４とからなる積層構成を有している（図１、図２参照）。
【００１５】
ただし、レジンモルタル層２を構成するレジンモルタルは、不飽和ポリエステル樹脂に、硅砂及び炭酸カルシウムともにガラス繊維のチョップドストランドを添加して形成されている。
【００１６】
また、外面ＦＲＰ層３及び内面ＦＲＰ層４を構成するＦＲＰは、それぞれ周方向及び軸方向に配されたガラス繊維３ａ，４ａに不飽和ポリエステル樹脂３ｂ，４ｂを含浸させてなるガラス繊維強化プラスチックである。
【００１７】
次に、このようなプラスチック複合管１を構成するレジンモルタル層２について、試験片を作成し、ＪＩＳ  Ｋ  ７０１７「繊維強化プラスチック−曲げ特性の求め方」に準拠して３点曲げ試験を実施し、たわみを求めた。
【００１８】
ここで、ガラス繊維のチョップドストランドとしては、日本電気硝子社製のＡＣＳ９ＰＨ−９０１Ｘ（カット長９ｍｍ、繊維径１８μｍ）、ＡＣＳ１３ＰＨ−９０１Ｘ（カット長１３ｍｍ、繊維径１８μｍ）、ＡＣＳ１９ＰＨ−９０１Ｘ（カット長１９ｍｍ、繊維径１８μｍ）、ＡＣＳ２５ＰＨ−９０１Ｘ（カット長２５ｍｍ、繊維径１８μｍ）をそれぞれ用いた。
【００１９】
実施例の試験片は、プラスチック複合管を構成するレジンモルタル層の配合と同配合の硅砂、炭酸カルシウム、不飽和ポリエステル樹脂に設定長さのガラス繊維をそれぞれレジンモルタル層の重量に対する割合を変えて添加して混練し、所定サイズの型枠に充填して硬化させ、脱型して作成した。
【００２０】
具体的には、実施例１として、ＡＣＳ９ＰＨ−９０１Ｘを用い、レジンモルタル層の重量に対して２重量％、３重量％、５重量％に変えてそれぞれ６本ずつ試験片（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×長さ１７０ｍｍ）を作成した（実施例１−１〜１−３）。
【００２１】
実施例２として、ＡＣＳ１３ＰＨ−９０１Ｘを用い、レジンモルタル層の重量に対して２重量％、３重量％、５重量％に変えてそれぞれ６本ずつ試験片（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×長さ１７０ｍｍ）を作成した（実施例２−１〜２−３）。
【００２２】
実施例３として、ＡＣＳ１９ＰＨ−９０１Ｘを用い、レジンモルタル層の重量に対して２重量％、３重量％、５重量％に変えてそれぞれ６本ずつ試験片（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×長さ１７０ｍｍ）を作成した（実施例３−１〜３−３）。
【００２３】
実施例４として、ＡＣＳ２５ＰＨ−９０１Ｘを用い、レジンモルタル層の重量に対して２重量％、３重量％、５重量％に変えてそれぞれ６本ずつ試験片（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×長さ１７０ｍｍ）を作成した（実施例４−１〜４−３）。
【００２４】
比較例は、プラスチック複合管を構成するレジンモルタル層の配合と同配合の硅砂、炭酸カルシウム、不飽和ポリエステル樹脂を混練し、所定サイズの型枠に充填して硬化させ、脱型して作成した３本の試験片（縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×長さ１７０ｍｍ）である。      
【００２５】
これらの実施例及び比較例の各試験片についての３点曲げ試験の結果を下記の表１及び図３に示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
（考察）
試験片の厚み３０ｍｍは、直径２０００ｍｍのプラスチック複合管の厚みにほぼ相当する。また、直径２０００ｍｍのプラスチック複合管の負荷試験時における最大たわみは、フランジ端部より約３００ｍｍ離れた位置において、４．６ｍｍである。
【００２８】
なお、ＪＩＳ  Ｋ  ７０１７より、たわみは、支点間距離の２乗に比例することから、試験時の支点間距離９０ｍｍを実際のプラスチック複合管のたわみに換算するためには、試験片のたわみを（３００／９０）＾２≒１１．１倍すればよい。例えば、比較例の許容たわみ（最大値）は、０．３９８ｍｍであるから、プラスチック複合管に換算すると、０．３９８ｍｍ×１１．１≒４．４２ｍｍとなり、これは、実際のプラスチック複合管１のたわみ４．６ｍｍより小さくなっている。
【００２９】
一方、これまでの経験則により、負荷試験時の物性特性に対しては、少なくとも１．１倍程度の安全率を確保する必要があることが把握されており、実施例のたわみ（最小値）からプラスチック複合管のたわみに換算し、この換算値が、比較例の換算値４．４２ｍｍに安全率１．１を乗じた値４．８６２ｍｍよりも大きなものを選択すると、実施例１−３，２−２，２−３，３−２，３−３，４−１〜４−３となる。
【００３０】
なお、曲げ試験時における最大荷重点における外観を観察した場合、比較例においては大きなクラックが発生したのに対し、何れの実施例においても外観上目立ったクラックの発生は認められなかった。
【００３１】
これらのことから明らかなように、実施例１−３，２−２，２−３，３−２，３−３，４−１〜４−３は、レジンモルタル層の厚みを大きくすることなく、すなわち、重量を大きくすることなくレジンモルタル層の許容たわみを向上させてクラックの発生を防止することができる。したがって、例えば、農業用水の長距離送水に対応して圧力を上昇させた高圧水を供給する場合において、プラスチック複合管１を鋼製継輪等を介して接続する場合においても、レジンモルタル層２にクラックが発生することを可及的に防止することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  プラスチック複合管
２  レジンモルタル層
３  外面ＦＲＰ層
４  内面ＦＲＰ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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