JPH026954B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ポリフエニレンサルフアイド（以下
PPSと略記する）製パイプを芯材とし、その外層
として円周方向に繊維強化熱硬化性樹脂（以下、
FRPと略記する）にて被覆した耐食性、耐薬品
性、耐熱性、強度、剛性等に優れる複合樹脂パイ
プに関するものである。 従来、PPSはポリ四フツ化エチレン（テフロ
ン）樹脂に匹敵する優れた耐食性、耐薬品性およ
び優れた耐熱性を生かして、射出成形法による各
種自動車部品、電子電気機器部品への応用、粉末
PPSを用い金属へのコーテイングなどの分野に使
用されている。このPPSを化学プラントなどの配
管用として、押出成形法によりパイプを製作した
場合、強度、剛性が低く、パイプ内を通過する流
体の圧力に耐えられず、破壊するという欠点を有
している。これを防止するために、PPSをガラス
繊維、カーボン繊維などで強化することが考えら
れるが、ガラス繊維、カーボン繊維などを含むコ
ンパウンドを用いて押出成形によりパイプを成形
する工程で、繊維がパイプの軸方向に配向するの
で、パイプの円周方向には、ほとんど強化効果が
無く、内圧に耐えることができない欠点がある。
一方、FRPパイプは、ガラス繊維、カーボン繊
維、その他のロービングに樹脂を含浸させなが
ら、マンドレルに巻きつけたり、ダイスで引抜い
たりして管状に成形することにより製造される。
しかしながら、FRPに使用される樹脂は、不飽
和ポリエステル、エポキシ樹脂などに代表される
熱硬化性樹脂が主なものであり、これらで成形さ
れる管は鋼管よりは耐食性に優れるものの、PPS
樹脂の耐食性、耐溶剤性、耐熱性には全く及ばな
い。更に、管成形時にマンドレルを使用するた
め、マンドレルの脱着工程などが必要となるなど
の工程上効率が悪い。 本発明者は、PPSが他の熱可塑性樹脂に比べ
て、特に耐薬品性、耐溶剤性、耐熱性、長期寸法
安定性に優れており、瞬間的には260℃、長期間
では220〜240℃の高温で使用に耐え、その上この
様な高温雰囲気中でも、ほとんどあらゆる薬品、
溶剤に侵されないという特長を持つており、この
ような特性を持つたプラスチツクス材料がPPS以
外にほとんど見られない点に着目し、上記欠点を
改良するために鋭意研究の結果、夫々の単体素材
の特長を生かし、欠点を克服したユニークな樹脂
複合パイプを完成するに至つた。 即ち、本発明はPPS製パイプを芯材とし、その
表面に繊維強化熱硬化性樹脂で被覆してなる耐食
性、耐薬品性、耐熱性、強度、剛性等に優れる複
合樹脂パイプを提供するものである。 本発明の複合樹脂パイプは、通常フイラメント
ワインデイング装置により押出成形されたPPSパ
イプの外表面にFRPワインデイング層を被覆す
ることによつて一体構造となり、耐食性、耐薬品
性、耐熱性、強度、剛性にすぐれたものとなる。 本発明の特長は、耐薬品性、耐熱性に極めて優
れたPPSパイプを芯材にすることにより、補強層
であるFRP層の耐薬品性、特に耐溶剤性の低さ
を補つた点にある。更に、FRPパイプと比較し
て製造に際してマンドレルを使用しなくとも、
PPSパイプがその役目を兼ねるという付加的な効
果がある。 本発明の複合樹脂パイプの製造は、例えば押出
成形で得られたPPSパイプを芯材にして熱硬化性
樹脂で含浸された補強材、例えば５〜20ミクロン
径のガラス繊維を数百本集束したガラスロービン
グなどをフイラメントワインデイング装置で、好
ましくは芯材の円周方向に所望のワインデイング
角度で巻きつけた後、加熱あるいは光、紫外線、
遠赤外線等の照射によつて硬化せしめることによ
つて得られる。 本発明に使用するPPSは一般式

【式】で示される構成単位を90モル％ 以上含むものが好ましく、その量が90モル％未満
のものは物性が劣る。このポリマーの重合法とし
ては、ｐ−ジクロルベンゼンを硫黄と炭酸ソーダ
の存在下で重合させる方法、極性溶媒中で硫化ナ
トリウムあるいは水硫化ナトリウムと水酸化ナト
リウム又は硫化水素と水酸化ナトリウムの存在下
で重合させる方法、ｐ−クロルチオフエノールの
自己縮合などがあげられるが、Ｎ−メチルピロリ
ドン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒
やスルホラン等のスルホン系溶媒中で硫化ナトリ
ウムとｐ−ジクロルベンゼンを反応させる方法が
適当である。この際に重合度を調節するためにカ
ルボン酸やスルホン酸のアルカリ金属塩を添加し
たり、水酸化アルカリを添加することは好ましい
方法である。共重合成分として10モル％未満であ
ればメタ結合（

【式】）、エーテル結 合（

【式】）、スルホン結 合（

【式】）、ビフエニ ル結合（

【式】）、置換フ エニルスルフイド結合（

【式】ここ でＲはアルキル、ニトロ、フエニル、アルコキシ
基を示す）、３官能フエニルスルフイド結合
（

【式】）などを含有していてもポリ マーの結晶性に大きく影響しない範囲でかまわな
いが好ましくは共重合成分は５モル％以下がよ
い。特に３官能性以上のフエニル、ビフエニル、
ナフチルスルフイド結合などを共重合に選ぶ場合
は３モル％以下、さらに好ましくは１モル％以下
がよい。 かかるPPSは一般的な製造法、例えば(1)ハロゲ
ン置換芳香族化合物と硫化アルカリとの反応（米
国特許第2513188号明細書、特公昭44−27671号お
よび特公昭45−3368号参照）(2)チオフエノール類
のアルカリ触媒又は銅塩等の共存下における縮合
反応（米国特許第3274165号、英国特許第1160660
号参照）(3)芳香族化合物を塩化硫黄とのルイス酸
触媒共存下に於ける縮合反応（特公昭46−27255
号、ベルギー特許第29437号参照）等により合成
されるものであり、目的に応じ任意に選択し得
る。 更にPPSの50重量％以下の割合で、テフロン樹
脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリサルホ
ン、ポリアリルサルホン、ポリエーテルサルホ
ン、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹
脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、PET、
PBT等の各種樹脂を添加できる。又、PPS中に
ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、チタン酸カリ
ウム、アスベスト、炭化ケイ素、セラミツク繊
維、窒化ケイ素などの繊維状強化剤；硫酸バリウ
ム、硫酸カルシウム、カオリン、クレー、パイロ
フイライト、ベントナイト、セリサイト、ゼオラ
イト、マイカ、雲母、ネフエリンシナイト、タル
ク、アタルパルジヤイト、ウオラストナイト、プ
ロセスドミネラルフアイバー（PMF）、フエライ
ト、硅酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグ
ネシウム、ドロマイト、三酸化アンモン、酸化亜
鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化鉄、二
硫化モリブデン、黒鉛、石コウ、ガラスビーズ、
ガラスバルーン、石英粉などの無機充填材を組成
物中0.1〜70重量％まで含有せしめることができ
る。これらの強化剤又は充填材を加える場合、公
知シランカツプリング剤やチタネートカツプリン
グ剤を用いることができる。 次にFRPに使用する熱硬化性樹脂としては、
不飽和ポリエステル樹脂、不飽和モノカルボン酸
変性ビニルエステル樹脂、エポキシ樹脂等が有用
である。又、補強材としてはガラス繊維、カーボ
ン繊維、ケプラ繊維、ナイロン、ポリエステル、
レーヨン、金属等のロービングが有用であり、そ
れらの織物も使用できるが、特にガラスロービン
グが好ましい。 本発明のパイプを構成するFRP層は、一定の
交叉角を有するフイラメントワインデイング層の
他にパイプ軸方向に配列したFRPの引抜き層が
存在しても良い。又、FRPの外層に、耐薬品性、
滑性を高めるために、種々の熱可塑性樹脂、例え
ば、PPS樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、
PBT、ポリブデン樹脂、ポリスチレン系（例え
ばAS、ABSなど）、ポリアミド系、ポリ塩化ビ
ニル系、フツ素樹脂（例えばポリフツ化ビニル、
ポリ三フツ化エチレン）、ポリウレタンなどをは
じめとする各種熱可塑性樹脂を押出機、フローコ
ーター等で溶融して被覆するか、溶剤に溶かして
被覆するか、粉体にして被覆することができる。 次に、本発明の複合パイプを実施例にもとづい
て説明する。 実施例 線状高分子量PPS（ASTMD 1238に従つて、
315.5℃、5000ｇ荷重で、メルトフローを測定し、
50ｇ／10分の粘度を有するPPS）を内径25mm、外
径28mmのパイプに毎分１〜２ｍの速度で、押出機
バレル温度290℃にて押出成形して内径25mm、外
径28mmのパイプを連続的に得、サイジングしなが
ら水冷の後、その外表面を100番のサンドペーパ
ーで粗面に仕上げた。この押出パイプを芯材１と
し、次に、ガラスロービングに硬化剤としてメチ
ルエチルケトンパーオキサイドを1.0重量部、促
進剤として６％ナフテン酸コバルト0.1重量部を
配合したポリライト NS−260（大日本インキ化
学工業(株)製不飽和ポリエステル樹脂）を含浸させ
たものを、芯材１の外周面にパイプの軸方向に対
し±52゜のらせん角で巻きつけ、遠赤外線加熱に
より80〜120℃に昇温させた気流中を２〜10分間
通過させることにより、FRP層を完全に硬化さ
せた。出来上つた複合パイプは第１図に示す如く
の断面形状を有し、外径32mmで、FRP中のガラ
ス体積含有率は50％であつた。このパイプは内庄
破壊テストに於て、同一の内径、外径のPPS押出
パイプと比較して、約４倍の強度を有していた。
又、複合パイプに80℃の熱濃硫酸を1.5気圧で20
時間通したが、何ら変化が認められなかつた。
又、そのパイプを切断して観察したが、PPS層の
異常は認められなかつた。 比較例 エポキシ樹脂（シエル化学社製、エピコート
828）100重量部、硬化剤として液状の酸無水物
（大日本インキ化学社製、エピクロンＰ−570）85
重量部、および硬化促進剤としてジメチルベンジ
ルアミン１重量部を混合し、ガラスロービングを
含浸させたものを、外径25mmのマンドレルに、ら
せん角±52゜で巻きつけた後、150℃／30分オーブ
ンで硬化させ、外径φ28内径φ25のエポキシ−GF
フイラメントワインデイングパイプを得た。 更に、上記パイプを芯材として実施例と同じ方
法で、ポリエステル−GFを外層とする二重パイ
プを得た。 このパイプに80℃の熱濃硫酸を、1.5気圧で通
した所、約５時間後に負荷圧が無くなり、パイプ
の外面より硫酸が漏れるのが確認された。パイプ
を切断し、内面観察の結果、エポキシパイプ層が
白化、膨潤し、劣化しているのが観察された。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で得られた複合パイプの部分剥
離斜視図であり、１はPPS芯材、２はFRPフイ
ラメントワインデイング層である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリフエニレンサルフアイド製パイプを芯材
   とし、その表面に、繊維強化熱硬化性樹脂で被覆
   してなる耐食性、耐薬品性、耐熱性、強度、剛性
   等に優れる複合樹脂パイプ。