(57)【要約】【課題】繊維強化樹脂製の管と別の管やフランジ付き短管との接続に際し、ゴム輪のような特殊部品や接続部の補強を必要とせず、施工性に優れた繊維強化樹脂製の管及びその接続構造を提供する提供する。【解決手段】繊維強化樹脂層を含む積層管１を、外側から内側に向かって、熱可塑性樹脂である硬質ポリ塩化ビニル樹脂（以下、ＰＶＣ）製の内周面にプライマー処理を施した外管２と、ビニルエステル樹脂を主成分とする硬化性樹脂３が外表面に塗布されたガラス繊維強化ビニルエステル樹脂製の内管４とから構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層を含む積層管において、硬化性樹脂が外表面に塗布された繊維強化樹脂製の内管が熱可塑性樹脂製の外管に挿入接着して形成されることを特徴とする積層管。
【請求項２】
前記外管内径と前記内管外径の寸法差が０．３〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の積層管。
【請求項３】
前記硬化性樹脂の粘度が０．２〜２Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の積層管。
【請求項４】
前記外管の材質が非晶性樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の積層管。
【請求項５】
前記内管の材質がガラス繊維補強ポリビニルエステル樹脂であり、前記外管の材質が硬質塩化ビニル樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の積層管。
【請求項６】
前記硬化性樹脂がポリビニルエステル樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項５に記載の積層管。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の前記積層管の端部の差口部が、内周面が前記熱可塑性樹脂で形成され、外周面が前記繊維強化樹脂で形成された管継手の受口に挿入接続されていることを特徴とする積層管の接続構造。
【請求項８】
前記積層管の差口部の端面が前記内管の樹脂成分と同じ樹脂で被覆されていることを特徴とする請求項７に記載の積層管の接続構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学工場、上下水道、農業・水産などの配管ラインに好適に使用される繊維強化樹脂製の管を内管とした積層管及びその接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維強化樹脂製の管に別の管やフランジ付き短管などを接続する場合、一般的には、図６に示すように、管１０１の管端部１０２とフランジ付き短管１０３の短管部１０４を突き合わせるように配置し、突合せ部１０５の両側の管端部１０２と短管部１０４の外周にハンドレイアップにて繊維強化樹脂層１０６を形成し管１０１とフランジ付き短管１０３を接続している。
【０００３】
しかしながら、このような突合せ部１０５に繊維強化樹脂層１０６を形成する接続構造では施工に多大な時間を要するうえに、接続箇所の強度は管部１０７やフランジ部１０８より劣る場合が多く、この方法で繊維強化樹脂製の配管部材の配管が行われた場合には、管路にかかる応力によって接続箇所が破損するおそれがあった。
【０００４】
上記従来の繊維強化樹脂製の管の接続構造の問題点を解決した接続構造が特許文献１に開示されている。これは、図７に示すように、繊維強化樹脂製の管２０１の管端部２０２とフランジ付き短管２０３の短管部２０４とを突合せ、突合せ部２０５の両側の管端部２０２と短管部２０４にゴム輪２０６が被覆して設けられ、かつゴム輪２０６の外側に繊維強化樹脂層２０７が設けられたものである。その効果は、管路にかかる応力に耐えて接続部が破損することが少なく、漏水等を起こす恐れが少ないものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０５７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来のゴム輪２０６を用いた繊維強化樹脂製の管の接続構造は、一箇所の継ぎ目を接続するのに、ゴム輪２０６と繊維強化樹脂製の管２０１およびフランジ付き短管２０３とを接着する工程と、ゴム輪２０６の外周面に補強のために繊維強化樹脂層２０７を設ける工程の二種類の工程が必要となる。そのため、施工にゴム輪２０６という特殊な部品が必要になったり、施工に必要な工具や副資材の種類や量がかさむだけでなく、施工に多大な時間がかかるという問題があった。
【０００７】
また、維強化樹脂製の管２０１およびフランジ付き短管２０３をゴム輪２０６に挿入しやすくするために、管２０１の管端部２０２およびフランジ付き短管２０３の短管部２０４の肉厚を薄く研削する必要がある。また、管２０１およびフランジ付き短管２０３とゴム輪２０６との接着力を高めるために、ゴム輪２０６の内周面を次亜塩素酸や硫酸などで表面処理する必要がある。そのため、前処理に手間や時間がかかるという問題があった。
【０００８】
また、接続部の強度を高めるために、ゴム輪２０６の外周面に樹脂を含浸させたガラスロービングやガラスマット、ガラスロービングクロスをハンドレイアップ法などで交互に積層させて繊維強化樹脂層２０７を設ける必要があるため、接続部の補強に手間や時間がかかるとともに施工者に熟練を要し、施工者によって強度にばらつきが生じるという問題があった。
【０００９】
また、繊維強化樹脂製の管２０１およびフランジ付き短管２０３とゴム輪２０６との接着部は異材質を機械的に接着しているに過ぎず、同材質を接着剤で溶融させ一体化させる場合と比較すると一般的に接着強度が劣るため、温度や圧力のかかる使用条件では信頼性に欠け不向きであるという問題があった。さらに、接着剤の塗布量やゴム輪２０６内周面の表面処理の程度によって接着強度が大きく変化するため、適切に接着するためには施工者に熟練を要するという問題があった。
【００１０】
本発明は、以上のような問題点に鑑みなされたものであり、繊維強化樹脂製の管と別の管やフランジ付き短管との接続に際し、ゴム輪のような特殊部品や接続部の補強を必要とせず、施工性に優れた繊維強化樹脂製の管及びその接続構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の積層管及びその接続構造について説明すると、樹脂層を含む積層管において、硬化性樹脂が外表面に塗布された繊維強化樹脂製の内管が熱可塑性樹脂製の外管に挿入接着して形成されることを第１の特徴とする。
【００１２】
前記外管内径と前記内管外径の寸法差が０．３〜１．０ｍｍであることを第２の特徴とする。
【００１３】
前記硬化性樹脂の粘度が０．２〜２Ｐａ・ｓであることを第３の特徴とする。
【００１４】
前記外管の材質が非晶性樹脂であることを第４の特徴とする。
【００１５】
前記内管の材質がガラス繊維補強ポリビニルエステル樹脂であり、前記外管の材質が硬質塩化ビニル樹脂であることを第５の特徴とする。
【００１６】
前記硬化性樹脂がポリビニルエステル樹脂を主成分とすることを第６の特徴とする。
【００１７】
前記積層管の端部の差口部が、内周面が前記熱可塑性樹脂で形成され、外周面が前記繊維強化樹脂で形成された管継手の受口に挿入接続されていることを第７の特徴とする。
【００１８】
前記積層管の挿口部の端面が前記内管の樹脂成分と同じ樹脂で被覆されていることを第８の特徴とする。
【００１９】
本発明において、硬化性樹脂とは、内管と外管との隙間を埋めるとともに内管と外管とを接着固定するものである。硬化性樹脂は外管に内管を挿入する時には液状で内管の外表面に塗布され、挿入後に硬化して外管と内管とを接着固定できるものであれば樹脂の材質は特に限定されない。例えば、エポキシ系接着剤やアクリル系接着剤などの接着剤のように単体で内管と外管とを接着固定するものでもよく、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂のようにプライマーを組み合わせることによって内管と外管とを接着固定するものでもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は以上のような構成をしており、以下の優れた効果が得られる。
（１）   繊維強化樹脂製の積層管において、外層に熱可塑性樹脂の外管を有するので、継手を用いて接着や融着で簡単に接続することができ、そのため、極めて施工性が良く、施工者の熟練を必要としないことから、安定した接続強度が維持できる。
（２）   接着剤による溶融や加熱融着により配管部材を一体化して接続することができるので、接続部の強度を繊維強化樹脂製配管部材の管部などと同等程度の強度にすることができる。
（３）   接続部を繊維強化樹脂によって補強する必要がないので、工数を減らすことができ、工期や工事費用を削減することができる。
（４）   特に接着剤によって配管部材を接続するときは、特殊な部品や副資材、機器を準備する必要が無い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の積層管を示す縦断面図である。
【図２】本発明の積層管の外管と内管を示す縦断面図である。
【図３】本発明の積層管と補強継手を示す縦断面図である。
【図４】本発明の接続構造を示す縦断面図である。
【図５】本発明の接続構造を示す別の縦断面図である。
【図６】従来の繊維強化樹脂製の管の接続構造を示す縦断面図である。
【図７】従来の繊維強化樹脂製の管の接続構造を示す別の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照にして説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【実施例】
【００２３】
図１において、積層管１は外側から内側に向かって、硬質ポリ塩化ビニル樹脂（以下、ＰＶＣ）製の内周面にプライマー処理を施した外管２、ビニルエステル樹脂を主成分とする硬化性樹脂３、ガラス繊維強化ビニルエステル樹脂製の内管４から構成されている。
【００２４】
本実施例では、内管４の材質としてガラス繊維強化ビニルエステル樹脂を挙げているが、配管材料として要求される強度を満たす繊維強化樹脂であれば特に限定されるものではなく、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂と、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維等の無機系繊維；延伸ポリオレフィン繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維等の有機系繊維の長繊維若しくは短繊維とが複合化されたもの等が挙げられる。また、内管４の内周面や外周面に耐腐食処理、耐候性処理、防汚処理、プライマー処理などの表面処理を施しても良い。
【００２５】
本実施例では、外管２の材質としてＰＶＣを用いているが、熱可塑性樹脂であれば特に限定されるものではなく、ＰＶＣ、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニルサルフォン樹脂等の非晶性樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂等の結晶性樹脂が挙げられる。特に、接着剤により接続部を溶融して一体化することができる非晶性樹脂が好ましく、その中でも、安価で汎用性に優れたＰＶＣがより好ましい。また、外管２の内周面や外周面に耐腐食処理、耐候性処理、防汚処理、プライマー処理などの表面処理を施しても良い。
【００２６】
本実施例では、硬化性樹脂３はビニルエステル樹脂を基材とし、充填材や硬化剤、促進剤と混ぜ合わせたものを用いている。基材となる樹脂は不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂でも良く、特に限定されないが、繊維強化樹脂製の内管４の主成分となる熱硬化性樹脂と同じ熱硬化性樹脂を用いると、硬化性樹脂３と内管４とがなじみやすくなるため好ましい。特に、内周面にプライマー処理を施したＰＶＣ製の外管２とビニルエステル樹脂を基材とした硬化性樹脂３と、ガラス繊維強化ビニルエステル樹脂製の内管４の組み合わせは耐薬品性や汎用性に優れるだけでなく、外管２と内管４の密着性に優れるため好適である。
【００２７】
次に、前記積層管１の製造方法について図１乃至２を参照して説明する。まず、外径１０６．５ｍｍ、肉厚４ｍｍのガラス繊維強化ビニルエステル樹脂製の内管４の端面と、内径１０７ｍｍ、肉厚３．５ｍｍのＰＶＣ製の外管２の端部外周面に、プライマーや硬化性樹脂３で汚れないようにマスキング処理（図示せず）を施す。次に、外管２の内周面にプライマー処理を施し、ビニルエステル樹脂を主成分とする液状の硬化性樹脂３を均一に塗布する。その後、内管４の外周面にもビニルエステル樹脂を主成分とする液状の硬化性樹脂３を均一に塗布しながら、内管４を外管２に挿入する。このとき、内管４の挿入速度を一定に保ち、内管４と外管２の少なくとも一方を回転させながら挿入するか、内管４と外管２の両方を互いに逆の方向に回転させながら挿入すると、塗布された硬化性樹脂３が内管４の外表面にムラなく均一に塗布することができ、硬化性樹脂３の内部での空隙の発生を防ぎ均一な肉厚の層で形成することができる。また、内管４の長さを外管２の長さよりも少し長くしておくと、内管４を外管２に挿入するときの把持部を確保することができるため作業性がよくなる。そして、内管４と外管２の端面の長さをそろえ、マスキングを外し、硬化性樹脂３を十分に乾燥させる。
【００２８】
本発明において、内管４の外径と外管２の内径との寸法差は０．３〜１．０ｍｍであることが望ましい。これは、内管４の表面に硬化性樹脂３を介して、外管２に内管４を滑らかに挿入するには０．３ｍｍ以上が良く、硬化性樹脂３が外管２と内管４との間で偏らずに均一な分布となり、かつ、硬化性樹脂３の内部に空隙を作らないようにするためには１ｍｍ以下が良い。
【００２９】
本発明において、硬化性樹脂３の粘度は０．２〜２Ｐａ・ｓであることが望ましい。これは、未硬化の硬化性樹脂３が下方に垂れるのを防ぎ、外管２と内管４との間の挿入時に滑材の役割を果すと同時に硬化性樹脂３の分布をある一定の肉厚で均一にするためには０．２Ｐａ・ｓ以上が良く、未硬化の硬化性樹脂３を塗布するときに硬化性樹脂３を薄く均一に塗布するためには２Ｐａ・ｓ以下が良い。
【００３０】
次に、前記積層管１の接続方法について図３乃至図５を参照して説明する。補強継手５は、外径１３０ｍｍのＰＶＣ製のソケット形状の継手６の外側にガラス繊維強化ビニルエステル樹脂からなる繊維強化樹脂層７を加圧一体成形したソケット形状の継手である。受口部８は継手６の両端部に設けられており、受口部８の端部内径は１１４．７ｍｍであり、奥部に向かって傾き０．０１７８°のテーパーで縮径するように設けられている。
【００３１】
まず、積層管１を必要な長さに切断し、切断した積層管１の差口部９の端部をやすりや面取り器などを用いて内外面全周にわたりバリやカエリのないように面取りを行うと共に、差口部９の端面に内管４の樹脂製分と同じ樹脂１０を塗布し、外管２と内管４の境目を被覆する。外管２と内管４の境目を被覆することによって、流体が外管２と内管４の界面に浸入するのを防ぎ、外管２と内管４が剥離するのを防ぐことができるので、積層管１の強度を維持することができる。
【００３２】
次に、補強継手５の一方の受口部８内面および積層管１の差口部９外面を拭き上げ、補強継手５の受口部８内面および積層管１の差口部９外面に適量の接着剤を均一に塗布し、積層管１の差口部９を補強継手５の受口部８に差し込み、所定時間差し込み状態を保持するとともに接続部からはみだした接着剤を直ちに拭き取る。そして、他方の受口部８にも同様の方法で別の積層管１を挿入接続する。接着後は、十分な乾燥および洗浄により接着剤中の有機溶剤の蒸気を除去する。
【００３３】
本実施例では、ＰＶＣ製の継手６の外側に繊維強化樹脂層７を設けた補強継手５を用いているが、継手６の材質は、受口部８内周が積層管１の外管２と同じ材質であれば特に問題はない。また、温度や圧力があまりかからないような緩やかな使用条件では、繊維強化樹脂層７は必ずしも必要でなく、例えば、ＰＶＣ製の継手だけでも良いが、積層管１と同等程度の強度を持たせるために、継手６の外周面に繊維強化樹脂層７を設けることが望ましい。
【００３４】
また、本実施例では、積層管１を挿入する配管部材としてソケット形状の補強継手５を挙げているが、積層管１に接続されるような受口部を持っていれば特に限定されることはなく、受口部などを有するパイプ、エルボ形状やチーズ形状などの継手、バルブなどのいずれでも良い。
【００３５】
また、本実施例では、積層管１と補強継手５の接続構造として、接着剤により接続部を溶融して一体化する接続構造を挙げているが、接着剤成分の流体中への溶出を避けたい使用条件や外管２と継手６の材質が接着剤による接続が不向きな結晶性樹脂である場合は熱融着による接続構造でも良い。
【００３６】
また、本実施例では、外管２にＰＶＣ製の管を用いているため、配管施工後に積層管１の外周面にリブ（図示せず）やサポート（図示せず）などを接着や溶接により取付けることができる。また、外管２に種々の規格に準じた管を使用すると既製の配管保持具、配管支持具が使用できるため効果的である。
【００３７】
以上のように、繊維強化樹脂製の内管４の外側に熱可塑性樹脂製の外管２を積層させることによって、繊維強化樹脂製の管を配管するときに、接続部を接着剤による溶融や加熱融着により一体化して接続することができるので、接続部の強度を管部と同等程度の強度にすることができるだけでなく、接続部を繊維強化樹脂によって補強する必要がないので、工数を減らすことができ、工期や工事費用を削減することができる。特に、接着剤を用いて施工する場合は施工が極めて簡単なだけでなく機材の必要もないため施工性が飛躍的に向上する。
【符号の説明】
【００３８】
１  積層管
２  外管
３  硬化性樹脂
４  内管
５  補強継手
６  継手
７  繊維強化樹脂層
８  受口部
９  差口部
１０  樹脂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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