JP2005163830A - 配管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フッ素ガスやフッ化水素ガスの外部透過を防ぎ、耐久性を高めると共に周囲環境の悪化を防止し、併せて低廉なコストで製造する。
【解決手段】ポリ塩化ビニル樹脂からなる樹脂管１２の外周は、フッ素ガスおよびフッ化水素ガスに対してガスバリア性を有するバリア性樹脂からなるガスバリア層１４で被覆される。ガスバリア層１４の外周は、無機質の繊維シートに接続用樹脂を含浸させてなる補強層１６で被覆される。ガスバリア層１４は、樹脂管１２に巻き付けた繊維シート、例えばポリエステルからなる不織布に、ビスフェノール系ビニルエステル樹脂を含浸させて硬化することで構成される。補強層１６は、ガスバリア層１４に巻き付けた無機質の繊維シートとしてのカーボン繊維を用いたクロスあるいはマットに、ビスフェノール系ビニルエステル樹脂を含浸させて硬化することで構成される。
【選択図】図１

Description

この発明は、フッ化水素酸を含む液体用の配管およびその製造方法に関するものである。

ステンレス鋼、高合金鋼、チタン等からなる製品を熱間加工により製造した場合、その表面にスケールが生成する。このスケールを除去するために、フッ化水素酸に硝酸や塩酸等を混合した混酸液中に製品を浸漬する酸洗処理が実施されている。この酸洗処理に用いられる酸洗設備における混酸液の供給配管としては、フッ化水素酸に対して耐性のあるポリ塩化ビニル樹脂からなる配管(以後、ＰＶＣ配管と称す)あるいはＰＶＣ配管の外周に、ガラス繊維強化プラスチック(ＦＲＰ)を被覆した配管(以後、Ｆ−ＰＶＣ配管と称す)が用いられている。

また、Ｆ−ＰＶＣ配管の外周に、更にフッ素系樹脂であるポリフッ化ビニリデン樹脂からなる保護層を被覆することで、耐候性を強化した配管(以後、ＰＶＤＦ配管と称す)を用いることもある(例えば、特許文献１参照)。
特開平５−８７２７２号公報

ここで、ポリ塩化ビニル樹脂は、フッ化水素酸に対しての耐食性は必要充分であり、該樹脂が腐食してＰＶＣ配管から混酸液(フッ化水素酸)が漏れるおそれはない。しかるに、ポリ塩化ビニル樹脂は、管内で発生したフッ素ガスやフッ化水素ガスに対するガスバリア性は低く、該ガスが外部に漏れることで、周囲の装置を腐食したり周囲環境を悪化させる問題が指摘される。また、フッ素ガスやフッ化水素ガスは、前記ガラス繊維強化プラスチック中におけるガラス繊維を腐食させてしまい、配管の表層部に経時的に亀裂を生じて耐久性を低下させる問題もあった。

なお、前記ＰＶＤＦ配管では、保護層がフッ素ガスやフッ化水素ガスにより腐食されることはないが、その内側に存在するガラス繊維強化プラスチックのガラス繊維が腐食されることには変わりなく、充分な耐久性の向上は望めなかった。また、保護層を構成するポリフッ化ビニリデン樹脂は、ポリ塩化ビニル樹脂に比較してフッ素ガスやフッ化水素ガスに対するガスバリア性は高いものの、完全に防止し得るものではなく、しかも極めて高価であるためにコストが嵩む難点も指摘される。

すなわち本発明は、前述した従来の技術に内在している前記課題に鑑み、これを好適に解決するべく提案されたものであって、フッ素ガスやフッ化水素ガスの外部透過を防ぎ、耐久性を高めると共に周囲環境の悪化を防止し、併せて低廉なコストで製造し得る配管およびその製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本発明に係る配管は、
フッ化水素酸を含む液体用の配管であって、
ポリ塩化ビニル樹脂からなる樹脂管の外周が、ガスバリア性を有する樹脂からなるガスバリア層で被覆されると共に、該バリア層の外周が、無機質の繊維を樹脂で硬化させてなる補強層で被覆されていることを特徴とする。

前記課題を克服し、所期の目的を好適に達成するため、本願の別の発明に係る配管の製造方法は、
フッ化水素酸を含む液体用の配管の製造方法であって、
ポリ塩化ビニル樹脂からなる樹脂管の外周に、繊維シートを巻き付けると共に該シートにガスバリア性を有するバリア性樹脂を含浸させてガスバリア層を形成し、
前記バリア性樹脂の硬化後、前記ガスバリア層の外周に、無機質の繊維シートを巻き付けると共に該シートに接続用樹脂を含浸させて補強層を形成することを特徴とする。

本発明に係る配管およびその製造方法によれば、ポリ塩化ビニル樹脂からなる樹脂管をガスバリア層で被覆したことで、フッ素ガスやフッ化水素ガスの外部透過を防止し、周囲の装置が腐食されたり周囲環境が悪化するのを防ぐことができる。また、ガスバリア層を被覆する補強層がフッ素ガスやフッ化水素ガスにより腐食するのを防止できるから、耐久性を向上して使用寿命を延ばすことができる。更に、高価なポリフッ化ビニリデン樹脂を用いることなく耐久性を向上し得るので、材料費を低廉に抑えることができる。更にまた、補強層に無機質の繊維を用いたから、仮にガスバリア層にピンホール等があってフッ素ガスやフッ化水素ガスが漏れたとしても、補強層が腐食することはなく、耐久性の低下を来たすことはない。

また本発明に係る配管の製造方法では、配管を現場で簡単に製造することができる。

次に、本発明に係る配管およびその製造方法につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照しながら以下説明する。なお、実施例では、樹脂管として、管同士を接続するためのフランジを備えたフランジ管と直管とを接続した構造のものを挙げて説明するが、直管のみあるいは直管にチーズ管やＴ字管等を接続したものであってもよい。

図１および図２に示す実施例に係る配管１０は、フッ化水素酸を含む混酸液(例えばフッ化水素酸が１０％以下)が直接流通する最内側の樹脂管１２の材料として、フッ化水素酸に対する耐食性を有するポリ塩化ビニル樹脂が用いられている。そして、この樹脂管１２の外周は、フッ素ガスおよびフッ化水素ガスに対してガスバリア性を有するバリア性樹脂からなる所定厚みのガスバリア層１４で被覆されている。更に、ガスバリア層１４の外周は、無機質の繊維シートに接続用樹脂を含浸させてなる所定厚みの補強層１６で被覆してある。なお、ガスバリア層１４および補強層１６の厚みは、夫々０.３〜０.５ｍｍとするのが好ましい。

前記ガスバリア層１４は、前記樹脂管１２に巻き付けた繊維シート、例えばポリエステルからなる不織布に、バリア性樹脂としてのビスフェノール系ビニルエステル樹脂を含浸させて硬化することで構成される。また前記補強層１６は、無機質の繊維シートとしてのカーボン繊維を用いたクロスあるいはマットを、前記ガスバリア層１４に巻き付けると共に、該繊維シートに、接続用樹脂としてのビスフェノール系ビニルエステル樹脂を含浸させて硬化することで構成される。なお、クロスおよびマットは、カーボン繊維を編んだものであって、マットはクロスに比ベて肉厚に設定されている。

前記バリア性樹脂は、前記ビスフェノール系ビニルエステル樹脂に限定されるものでなく、イソフタン酸系ポリエステル樹脂等であってもよいが、耐食性に最も優れているビスフェノール系ビニルエステル樹脂が好適である。なお、ガスバリア層１４を構成する繊維シートとしては、ポリエステルの不織布に限らず、ポリプロピレンの不織布等を用いることができる。また補強層１６に用いられる接続用樹脂としては、前記ビスフェノール系ビニルエステル樹脂に限定されるものでなく、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等を用いることができるが、ビスフェノール系ビニルエステル樹脂を用いることでガスバリア性がより高まるので好適である。

〔実施例の作用〕
次に、前述した実施例に係る配管の作用につき、製造工程を示す図３を参照して製造方法との関係で説明する。

酸洗設備において、フッ化水素酸を含む混酸液の供給配管となるポリ塩化ビニル樹脂からなるフランジ管１８と直管２０とを嵌合接続した樹脂管１２においては、前記ガスバリア層１４および補強層１６で被覆するのに先立ち、両管１８,２０の接続部をポリ塩化ビニル樹脂で溶接すると共に、該溶接箇所の外周を樹脂パテの肉盛により平滑にする。また、樹脂管１２とガスバリア層１４との接着強度を高めるために、その外周面にサンドブラスト加工を施す、等の前処理を行なう。なお、サンドブラスト加工は、必要に応じて行なえばよく、省略することが可能である。

そして、樹脂管１２の外周面に接着用プライマーを塗布した後、ポリエステルの不織布を巻き付け、該不織布にガスバリア性樹脂としてのビスフェノール系ビニルエステル樹脂を塗布して含浸させる。また、１層目の不織布の上に、再びポリエステルの不織布を巻き付け、該不織布にビスフェノール系ビニルエステル樹脂を塗布して含浸する工程を行なうことで、２層の不織布からなるガスバリア層１４を形成する。

前記ガスバリア層１４の硬化後、カーボン繊維からなるカーボンクロスを該ガスバリア層１４の外周に巻き付け、該クロスに接続用樹脂としてのビスフェノール系ビニルエステル樹脂を塗布して含浸する。更に、その外周にカーボン繊維からなるカーボンマットを巻き付け、同じくビスフェノール系ビニルエステル樹脂を塗布して含浸することで、補強層１６を形成する。なお、フランジ管１８と直管２０との嵌合接続部は肉厚が約２倍であり、またフランジ管１８におけるフランジ部分の肉厚も大きいから、実施例では直管２０および直管２０とフランジ管１８との接続部分にのみ、前述したガスバリア層１４と補強層１６を施し、フランジ管１８のその他の外周にはカーボンマットからなる補強層のみを被覆する。

そして、前記補強層１６の硬化後、空気硬化剤入りのビスフェノール系ビニルエステル樹脂を仕上げ塗りすることで、配管１０の製造が完了する。

以上のように、ポリ塩化ビニル樹脂からなる樹脂管１２を、ガスバリア層１４で被覆したから、フッ素ガスやフッ化水素ガスが樹脂管１２を透過しても、前記ガスバリア層１４により外部への透過を防止することができ、周囲の装置が腐食したり周囲環境の悪化を防ぐことができる。またガスバリア層１４を更に補強層１６で被覆したので、配管１０の耐久性が向上する(従来のＰＶＤＦ配管と比較して約１.５〜２倍)。しかも、高価なポリフッ化ビニリデン樹脂を用いていないので、コストの上昇を抑制することができる。更に、実施例ではガスバリア層１４および補強層１６の何れにおいても、ガスバリア性を有するビスフェノール系ビニルエステル樹脂を用いているから、フッ素ガスやフッ化水素ガスの外部透過をより確実に防ぐことができる。

なお、前述したようにフランジ管１８におけるカーボンマットのみからなる補強層で被覆されている部位においては、樹脂管１２の厚みが大きく、フッ素ガスやフッ化水素ガスが透過しても僅かであり、該補強層に用いるビスフェノール系ビニルエステル樹脂のガスバリア性により外部透過を防ぐことが可能である。

更に、当該配管１０は、樹脂管１２およびガスバリア層１４に、対応する繊維シートを巻き付けて、該シートに樹脂を含浸するだけで簡単に製造することができる。従って、現場での製造が容易で、配管設備の補修等にも簡単に対応することができる。

なお、前記ガスバリア層および補強層は、実施例のように繊維シートを２層重ねたものに限らず、１層あるいは３層以上の任意の数とし得る。また、ガスバリア層と補強層の積層数を変えることもできる。更に、ガスバリア層および補強層を構成する繊維シートの形態は、実施例のものに限定されるものではなく、不織布、クロス、マット等の各種のものを任意に選択したり組合わせるようにしてもよい。

実施例に係る配管の要部を示す説明図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 実施例に係る配管の製造工程を示す工程図である。

符号の説明

１２ 樹脂管，１４ ガスバリア層，１６ 補強層

Claims (6)

1. フッ化水素酸を含む液体用の配管であって、
   ポリ塩化ビニル樹脂からなる樹脂管(12)の外周が、ガスバリア性を有する樹脂からなるガスバリア層(14)で被覆されると共に、該バリア層(14)の外周が、無機質の繊維を樹脂で硬化させてなる補強層(16)で被覆されている
   ことを特徴とする配管。
2. 前記ガスバリア層(14)は、前記樹脂管(12)の外周に巻き付けた繊維シートにビスフェノール系ビニルエステル樹脂を含浸して構成される請求項１記載の配管。
3. 前記補強層(16)は、前記ガスバリア層(14)の外周に巻き付けたカーボン繊維に接続用樹脂を含浸して構成される請求項１または２記載の配管。
4. フッ化水素酸を含む液体用の配管の製造方法であって、
   ポリ塩化ビニル樹脂からなる樹脂管(12)の外周に、繊維シートを巻き付けると共に該シートにガスバリア性を有するバリア性樹脂を含浸させてガスバリア層(14)を形成し、
   前記バリア性樹脂の硬化後、前記ガスバリア層(14)の外周に、無機質の繊維シートを巻き付けると共に該シートに接続用樹脂を含浸させて補強層(16)を形成する
   ことを特徴とする配管の製造方法。
5. 前記ガスバリア層(14)および補強層(16)を形成するに際して各繊維シートに含浸させるバリア性樹脂および接続用樹脂は、ビスフェノール系ビニルエステル樹脂である請求項４記載の配管の製造方法。
6. 前記補強層(16)を構成する無機質の繊維シートは、カーボン繊維シートである請求項４または５記載の配管の製造方法。
   

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