TWI409162B - 可捲繞以形成螺旋狀管件之複合強化條帶及用於該條帶之方法 - Google Patents

Description

本發明係關於改善強化肋條狀結構，且特別是關於由複合材料所製成的強化螺旋狀捲繞管件、管子或導管。

提供的本發明之一些背景之下述說明，乃是為了促進對本發明更進一步了解。然而，要知道的是，此說明並非承認或允許所提到的資料在本申請的優先權日時已公告、已知或一般常識之部分。

已知可藉由在室溫或者是在塑膠變得更加柔軟的升高溫度下螺旋狀地捲繞一塑膠條帶而製成塑膠管件，此塑膠條帶具有一連串在此條帶的縱向上延伸之隔開筆直肋條。此種形式的螺旋狀捲繞管件在管路工業中早為已知，而且，早已揭示於申請人以塑膠條帶的形式、管子的形式以及由這類條帶製成管件或管子所運用的機器之形式提出的相關專利案中。

對於執行高性能應用情形的管件來說，為了獲得所需要的強化程度，因此，塑膠條帶的壁厚度必須相當大，而且，肋條的厚度也是如此。另一方面，最終完成的管件或管子可以藉由強化構件予以強化。

在其中強化管子或管件被埋入一溝渠或者遭受很大的地面負載之情形中，管件或管子的強度具有相當大的重要性。

申請人所提出之澳洲專利案第AU607431號揭示一種 利用設置於肋條之間的強化構件而製造強化塑膠管件之方法，而可顯著地增加最終完成管子或管件之抗撓曲性。此強化構件包含有一個具有U型剖面輪廓的金屬構件，此強化構件的自由端被設計成能夠接合在一對相鄰肋條的相反凸緣結構底下，藉此將金屬條帶鎖在肋條之間的適當位置上，且因而強化肋條與最終完成的管件。

申請人所提出的澳洲專利第AU661047號揭示一種對上述澳洲專利第AU607431的案件之改善。此改善是藉由提供一個具有倒U或V字型剖面的中央本體部之強化構件，其具有比肋條的高度更大的徑向高度，藉此可大幅增加複合管件的有效外部直徑。如此，可提供一個更加堅硬的管件。

申請人所提出之澳洲專利第AU2003227090揭示另一個對於上述澳洲專利第AU661047號之改善。此改善為藉由設置一個高度對厚度比至少是三比一且被定向成實質上垂直於條帶底部的強化構件。此條帶的內表面在強化條帶底下形成一個連續表面。設置上述的強化條帶能夠比先前技術的強化方式提供一種更加有效的方法，以便強化管件而對抗徑向的壓擠負載，同時內表面提供一個很平滑的內部管件表面，且將強化條帶與管件內的流體分隔開來。

在申請人的澳洲專利第AU2003227090號被商品化之前，係在一個多階段操作中形成螺旋狀捲繞的複合管件。塑膠本體經擠壓且然後被螺旋狀地捲繞而形成一個管件。細長的鋼強化構件分別以滾輪滾壓方式形成一個能提供所 需要硬度的輪廓(例如：上述倒U或V字型的輪廓)。以滾輪所形成的鋼輪廓則被滾壓成具有接近螺旋狀捲繞塑膠本體半徑之半徑。最後，將具有如此輪廓及半徑的強化構件被捲繞於塑膠管件的外側上，以形成具有所需硬度的複合管件。

當使用上述澳洲專利第AU607431及AU661047號案所揭示的強化構件時，將鋼強化構件滾壓到接近塑膠管件半徑的步驟，牽涉到使鋼強化構件受到一個超過其彈性限度的應力。如此需要在滾壓過程期間施加相當大的力量。相較之下，將擠壓出來的塑膠輪廓捲繞成螺旋管件，由於塑膠材質特性之緣故，故一般只需要較小的力量。使用申請人的澳洲專利第AU2003227090號的複合輪廓，則可以將一個預成形的鋼與塑膠複合條帶直接從具有複合輪廓的捲筒捲繞在一管件上。

本發明之一目的是要超脫上述專利案第AU607431、AU661047及AU2003227090等案，而對於可捲繞成強化螺旋狀捲繞塑膠管子或管件的條帶，以及從這些條帶所捲繞而成的管件提供許多改善之處。

根據本發明第一態樣，設有一種可捲繞以形成運送流體用的螺旋狀管件之複合條帶，該複合條帶包含有：一細長塑膠條帶，其具有一基底部，該基底部具有一個界定內表面的下側邊及一個界定外表面的上側邊；至少一個從該基底部的外表面直立之縱向延伸的肋條 部，該肋條部具有一個遠離基底部的末端；一細長內側強化構件，係設置於該基底部內或其附近；一細長外側強化構件，係設置於平行該內側強化構件之肋條部之末端內；以及一細長中間塑膠腹板部，係延伸於內側與外側強化構件之間，該腹板部連同內側與外側強化構件一起形成一個複合肋條部，其中，當被捲繞成螺旋狀管件時，該複合肋條部可強化該管件，以對抗徑向壓擠負載。

較佳地，該外側強化構件是由一個具有比塑膠條帶的楊氏模數(Young’s Modulus)更高之楊氏模數的材質所構成，而且，其中，該內側強化構件是由一個具有比塑膠條帶的楊氏模數更高之楊氏模數的材質所構成。

較佳地，內側與外側強化構件是完全被封裝起來。

較佳地，該等強化構件是成股或非成股的細線。

較佳地，該等強化構件是金屬線。

較佳地，複合條帶包括複數個從該基底部的外表面直立之縱向延伸的複合肋條部。

較佳地，該複合條帶包含有在其相反邊緣上的連接結構，當條帶被捲繞於一螺旋路徑內且該條帶的相鄰邊緣部位互相重疊時，該等連接結構係用於相互鎖定。

較佳地，對於每個複合肋條部來說，從條帶的內表面向上測量到複合肋條部的末端之距離，不大於從條帶的內表面向上測量到連接結構的頂點之距離。

較佳地，該條帶具有第一與第二細長外側強化構件，係設置於該肋條部的末端內，且分別以側向方式定位成偏移於一平面的第一與第二側邊，而該平面將垂直於該基底之肋條部一分為二。

根據本發明第二態樣，設有一種可捲繞以形成運送流體用的螺旋狀管件之複合條帶，該複合條帶包含有：一細長塑膠條帶，其具有一基底部，該基底部具有一個界定內表面的下側邊及一個界定外表面的上側邊；至少一個從該基底部的外表面直立之縱向延伸的肋條部，該肋條部具有一個遠離基底部的末端；一細長內側強化構件，係設置於該基底部內或其附近；第一與第二細長外側強化構件，係設置於平行該內側強化構件之肋條部之末端內，而且分別以側向方式定位成偏移於一平面的第一與第二側邊，而該平面將垂直於該基底的肋條部一分為二；以及一細長中間塑膠腹板部，係延伸於內側與外側強化構件之間，該腹板部連同內側與外側強化構件一起形成一個複合肋條部，其中，當被捲繞成螺旋狀管件時，該複合肋條部可強化該管件，以對抗徑向壓擠負載。

較佳地，該外側強化構件是由一個具有比塑膠條帶的楊氏模數更高之楊氏模數的材質所構成，而且，其中，該內側強化構件是由一個具有比塑膠條帶的楊氏模數更高之楊氏模數的材質所構成。

較佳地，內側與外側強化構件是完全被封裝起來。

較佳地，該等強化構件是成股或非成股的細線。

較佳地，該等強化構件是金屬線。

較佳地，複合條帶包括複數個從該基底部的外表面直立之縱向延伸的複合肋條部。

較佳地，該複合條帶包括在其相反邊緣上的連接結構，當條帶被捲繞於一螺旋路徑內且該條帶的相鄰邊緣部位互相重疊時，該等連接結構係用於相互鎖定。

較佳地，對於每個複合肋條部來說，從條帶的內表面向上測量到複合肋條部的末端之距離，不大於從條帶的內表面向上測量到連接結構的頂點的距離。

根據本發明第三態樣，設有一種含有螺旋狀捲繞複合條帶的管件，該複合條帶包含有：一細長塑膠條帶，其具有一基底部，該基底部具有一個界定內表面的下側邊及一個界定外表面的上側邊；至少一個從該基底部的外表面直立之縱向延伸的肋條部，該肋條部具有一個遠離基底部的末端；一細長內側強化構件，係設置於該基底部內或其附近；一細長外側強化構件，係設置於肋條部之末端內且平行該內側強化構件；以及一細長中間塑膠腹板部，係延伸於內側與外側強化構件之間，該腹板部連同內側與外側強化構件一起形成一個複合肋條部，其中，該複合肋條部可強化該管件，以對抗徑向壓擠 負載。

如申請專利範圍第18項之管件，其中，該複合條帶具有第一與第二細長外側強化構件，係設置於該肋條部的末端內，且分別被定位成相對於一個將垂直於該基底的肋條部一分為二之平面的第一與第二側邊側向偏移。

根據本發明第四態樣，設有一種用以製造管件之方法，該方法包含有以下步驟：a)擠壓一細長塑膠條帶，該條帶具有一基底部，該基底部具有一個界定內表面的下側邊及一個界定外表面的上側邊，且該條帶具有至少一個從該基底部的外表面直立之縱向延伸的肋條部；b)將一下方強化構件導入該條帶的基底部內一個鄰近於至少一肋條部的位置中，以形成一個近乎組裝好的複合條帶；c)將該近乎組裝好的複合條帶捲繞於條帶的捲筒內或者是一螺旋狀捲繞管件內；d)將一上方強化構件導入該至少一肋條部的頂部內，以形成一個組裝好的複合條帶；其中，導入該下方強化構件的步驟是發生在擠壓步驟期間或之後但在捲繞步驟之前，而且，其中，導入該上方強化構件的步驟是發生於捲繞步驟期間或之後。

較佳地，該擠壓及導入步驟b)是在一個十字形頭擠壓模中一起發生。

較佳地，該捲繞步驟c)包含有將近乎組裝好的複合條 帶捲繞於一管件內。

較佳地，該導入步驟d)包含有使外部強化構件繃緊，致使管件產生預應力。

較佳地，該方法另外包含有將上方強化構件密封於至少一肋條的頂部內之步驟。

根據本發明第五態樣，設有一種用以製造管件之方法，該方法包含有以下步驟：a)擠壓一細長塑膠條帶，該條帶具有一基底部，該基底部具有一個界定內表面的下側邊及一個界定外表面的上側邊，且該條帶具有至少一個從該基底部的外表面直立之縱向延伸的肋條部，該肋條部具有一個遠離該基底部的末端；b)將一下方強化構件導入該條帶的基底部內一個鄰近於至少一肋條部的位置中，以形成一個近乎組裝好的複合條帶；c)繞著一條橫貫於該基底的軸線，而彎曲該複合條帶；d)將一上方強化構件導入該至少一肋條部的末端內，以形成一個組裝好的複合條帶；其中，導入該下方強化構件的步驟是發生在擠壓步驟期間或之後但是在彎曲步驟之前，而且，其中，導入該上方強化構件的步驟是發生於彎曲步驟期間或之後。

根據本發明第六態樣，設有一種用以製造管件之方法，該方法包含有以下步驟：a)擠壓一細長塑膠條帶，該條帶具有一基底部，該基底部具有一個界定內表面的下側邊及一個界定外表面的上側 邊，且該條帶具有至少一個從該基底部的外表面直立之縱向延伸的肋條部，該肋條部具有一個遠離該基底部的末端；b)將一第一強化構件導入任一個該條帶的基底部內一個鄰近於至少一肋條部的位置中或者導入任一個至少一肋條部的末端內，以形成一個近乎組裝好的複合條帶；c)繞著一條橫貫於該基底的軸線，而彎曲該複合條帶；d)將一第二強化構件導入另一個該條帶的基底部內一個鄰近於至少一肋條部的位置中或者導入至另一個至少一肋條部的末端內，以形成一個組裝好的複合條帶；其中，導入該第一強化構件的步驟是發生在擠壓步驟期間或之後，而且，其中，導入該第二強化構件的步驟是發生於彎曲步驟期間或之後。

將參考附圖詳細地說明本發明的一些特定具體實施例。然而，要知道的是，這些具體實施例僅為說明之用，並非用以侷限本發明之範圍。

請參考圖1a，其顯示出一個可捲繞以形成螺旋狀管件的細長複合條帶10。此複合條帶10包含有一個細長塑膠條帶11及一對藉由中間塑膠腹板部23而隔開的平行隔開強化構件30與40。本發明具體實施例所使用的塑膠可以是聚氯乙烯(PVC)。然而，也可以使用包含有聚乙烯等的其他適當塑膠材質。

塑膠條帶11具有一基底部12，其具有一個實質上平坦的內表面14。複數個縱向延伸的複合肋條部20係從該基底 部12向上突出，每個複合肋條部20具有一個遠離基底部的末端26。在此具體實施例中，每個複合肋條部20包含有：一個設置在基底部12內的內側強化構件30；一個外側強化構件40，係設置於該肋條部的末端且平行於內側強化構件30；以及一中間塑膠腹板部23，係延伸於該內側與外側強化構件30與40之間。

中間塑膠腹板部23將內側與外側強化構件30與40隔開。這一點在彎曲時非常重要，因為它能產生出比其他方式所能提供的效果更加堅硬。例如，當此輪廓被捲繞成一螺旋狀管件時，相較於具有在徑向方向上並未隔開的類似強化構件之管件來說，內側與外側強化構件30與40的隔開可大幅增加管件對抗徑向壓擠負載。

圖1a與圖1b所示的強化構件30與40，具有大致上圓形的剖面。這些強化構件例如可以是實心的金屬線或者成股的金屬線。

本發明的另一具體實施例係顯示於圖2中。藉由此具體實施例，強化構件30與40具有實質上為矩形的剖面形狀。圖2的強化構件30與40可以是鋼或鋁的條帶。所產生的複合肋條部20具有類似於「I樑」的外觀與功能，這些複合肋條部可以提供比申請人早先申請的澳洲專利申請案第AU2003227090號更加顯著的功效與優點。

圖1a、圖1b及圖2中所顯示的複合肋條部20，是比上述早期申請案的複合肋條更有效率。而且，相等硬度則可提供相較於其他方式可能需要之如圖2中雙箭頭RH所示的 整個肋條高度明顯較小之肋條高度。如此一來，具有很多的優點。例如：在管件可能被捲繞在一主要管件內之管件修復的應用情形中，相較於上述先前申請案的習知複合條帶來說，使用圖1a、圖1b及圖2所示的複合條帶，能夠使新捲繞上去的管件之合成內部直徑比較大。

圖1a與圖1b中的外側強化構件是直接在側向方向上位於其對應內側強化構件之上方。在本發明的另一具體實施例中(例如：如圖9所示)，內側及/或外側強化構件可以包含有多重構件，而且，例如，外側多重強化構件的中心可以在側向方向上直接位在其對應內側強化構件的上方。在側向方向上將中心定在內側強化構件上之目的，是要提供一個平衡的負荷，且減少複合肋條部在徑向壓擠負載下側向方向崩塌的可能性。

在一些應用情形中，將圖2所示的肋條高度RH配合圖2中雙箭頭JH所標示的邊緣結合高度是很有利的。

藉由圖1a所示的輪廓，內側與外側強化構件30與40則可完全被塑膠所封裝，這一點在強化構件30與40由遭受到腐蝕的材質所製成之情形來說(例如鋼)來說是特別有利的。

參考圖1b，其顯示一個類似於圖1a中所示的複合條帶10。在圖1a與圖1b的條帶10之間的差異是在公邊緣構件16與母邊緣構件18的區域。在圖1a的邊緣之細部結構可以在相鄰兩圈捲繞條帶之間提供機械方式相互鎖定。相較之下，圖1b中所示之輪廓之邊緣，在相鄰兩圈條帶之間可 提供焊接或熔接用的接點。

圖1a所示的輪廓邊緣之熔接，可以藉由溶劑結合而達成，如同在結合PVC管中所常用般。包含有焊接與膠黏等其他結合方式係適用於PVC、聚乙烯及其他材質。

可以使用各種不同的材質於內側與外側強化構件上。可用於內側或外側強化構件上的材質之範例包括：鋼、不鏽鋼、鋁、其他金屬、天然纖維、kevlar特殊纖維、合成纖維、及高強度塑膠等。例如，如圖7f所示，可以將高強度聚合物直接焊接於肋條頂端。

在一些應用情形中，將強化構件實施預塗佈是很有利的。例如，金屬線可以塗上PVC以助於黏接到複合條帶的肋條。在一些應用情形中，金屬線可以被塗佈，以防止例如電流的腐蝕。塗有聚乙烯的耐隆芯線，可以被焊接而不會損壞內部纖維，在一些應用情形中也可以適用於作為強化構件。

在一些應用情形中，有利地，可以將強化構件的表面形成鋸齒，以助於在構件與周圍塑膠條帶之間的機械互鎖。

強化構件可以被扭曲、編成辮子、集結成股，或以其他方式預先處理過，以提供有利延長或其他特性。

強化構件可以被事先加熱，以便改善在構件與周圍條帶間之黏接強度。將鋼材預先加熱可減少被擠壓出來的塑膠之急速冷卻，且減少材質在該點的脆性。

在一些應用情形中，外側強化構件可與內側強化構件有所不同。例如，在一些負載情形中，對於外側強化構件 來說，僅需要具有較強的張力(或者具有較高的張力楊氏模數)，而對於內側強化構件來說，僅需要具有較強的壓縮力(或者具有較高的壓縮力楊氏模數)。天然纖維在張力上很強，但是在壓縮上較差，因此，它可適用作為外部強化構件，但是並不適用於內部強化構件。而且，在一些應用情形中，外側強化構件會更加容易受到腐蝕而變差，而在這樣的情形下，此構件可以是例如鋁等抗腐蝕性材質。

在許多地面下的應用情形中，強化構件可以在形成螺旋狀捲繞管件的每圈複合條帶的張力與壓縮之間輪流交替。

在圖1a與圖1b所示的本發明具體實施例中，設有一組七個縱向延伸的複合肋條部20，這些肋條部跨越該條帶的寬度而互相分開。在本發明其他具體實施例中，也可以設有較多或較少的複合肋條部20。

參考圖4，顯示一個由螺旋狀捲繞圖1b、圖2與圖3所示的複合材料所製成的螺旋狀纏繞複合管件70。比較圖1b與圖4，顯然地，強化構件30與40相對於基底部12的平坦側邊之定向，在捲繞條帶以形成管件70之後，仍舊實質上並無變化。中間的塑膠腹板部23在捲繞條帶10的期間，可以對複合肋條部20與30提供支撐。在捲繞條帶10以形成螺旋管件的期間，強化構件30與40是繞著一個實質上橫貫於條帶10的軸線而彎曲。

圖1a、1b與2所示的條帶輪廓，能夠使此輪廓的質量保持最小，同時可維持在廣泛應用情形中所需要的性能標 準，以確保最小化材質成本。

圖7a顯示類似於圖1a所示的具體實施例之本發明另一具體實施例。藉由本發明的此具體實施例，複合肋條部20具有較不複雜的形狀，其具有簡單的平行壁，而且，內側與外側強化構件具有較小的直徑。應該要理解的是，也可以使用其他的變形，而且，可根據需要達成的特定設計參數而定，腹板部23可以具有不同的形狀與厚度。可以藉由十字形頭擠壓製程而製作出如圖7a所示的輪廓或複合條帶。

現在參考圖7b、7c與7d，這些放大圖是顯示複合肋條部20的一些變化例。例如，在圖7b中，一個朝上打開的開口是形成在延伸自肋條部的末端26之突起29a、29b之間。突起29a與29b能夠撓曲開來，以便允許將一個金屬線外側強化構件40安裝到圖7b所示的位置中。然後，可以透過焊接過程、溶劑熔接過程或膠黏過程等而形成珠(bead)28，以關閉在突起29a、29b之間的口部。

在圖7d中，此開放的口部是以側向方式打開的，而且，此開放的口部可以藉由膠黏、熔接或焊接等方式密封起來。

圖7e顯示複合肋條部20的另一變化例，其中內側強化構件30是被安裝在擠壓基底部12之後。

在圖7g與圖7h中，顯示另外的變化例，其中，內側強化構件30係被安裝在塑膠條帶11的擠壓之後。而且，強化構件30是從塑膠條帶11的底側或內側而安裝的。

圖7f顯示複合肋條部20的另一變化例，其中外側強化 構件40是高強度的聚合物，係被焊接、膠黏或共同擠壓到複合肋條部20的末端26上。

可以改變塑膠基底部12、強化構件30與40，及中間塑膠腹板部23的尺寸與形狀，以配合欲捲繞的管件之直徑。例如，圖7a所示的此種複合條帶，具有由直徑1.25mm的金屬線所製成的強化構件30與40。在一些應用情形中，在直徑0.8mm以下的金屬線可能較恰當；或者對於在大直徑管件中所使用的複合條帶來說，可以使用更厚的金屬線(最好具有幾毫米的直徑)。可以製造出不同等級的金屬線。可以改變肋條高度，且一般是介於5mm到40mm的高度之間。然而，在一些應用情形中，較小或較大的肋條高度可能較為適合。

現在參考圖9，顯示本發明的另一具體實施例。在此具體實施例中，第一與第二細長外側強化構件42與44係以側向方式定位成分別偏移於一平面p-p的第一與第二側邊，而該平面將垂直於基底部12的複合肋條部20一分為二。藉此配置方式，可以使複合肋條部20變得穩定。當複合條帶10被捲繞於一管件內或者繞著一條側向方向且位於基底部12底下的軸線而彎曲時，當複合肋條部20側向方向彎曲到一邊，則在相反側邊上的強化構件中之張力，將會傾向使複合肋條部20拉直。

現在參考圖10a、10b、10c與10d，這些放大圖是分別顯示複合肋條部20的其他不同變化例。藉由這些變化例，可以將一強化條帶100包含在複合腹板部23內。此強化條 帶100是屬於申請人早先的上述參考專利申請案第AU2003227090號中所揭示的種類。在一些應用情形中，較佳地，可捲繞一個具有如上述先前專利申請案第AU2003227090號中所揭示的強化條帶100之螺旋管件。而且，接著將內側與外側強化構件30與40添加上去，這些強化構件係如上述圖10a、10b、10c與10d中所揭示之任何一種。

從上述說明可以清楚發現，可藉由許多種不同的方式形成複合肋條部20，以產生一個具有複合肋條部的複合條帶，其中內側強化構件係被設置在基底部內或其附近，而外側強化構件是被設置肋條部的末端內，且使得一個中間塑膠腹板部延伸於內側與外側強化構件之間。選擇性地，可以將一個具有條帶100形式的強化構件，包含在複合腹板部23的塑膠腹板部內或其附近。

用以將強化構件安裝或結合到塑膠條帶11之結合方法，包括但非侷限於：十字形頭擠壓、使用電阻加熱的焊接、使用雷射的焊接、溶劑熔接、膠黏及/或機械裝配(例如夾住)等。塑膠條帶可以由PVC、聚乙烯(包含有高密度聚乙烯)而擠壓成形。在使用PVC的情形下，在許多應用情形中，溶劑熔接比焊接更合用。

添加強化構件30與40到塑膠基底部12中，可以有助於改善管件的壓力等級(pressure rating)。上述的複合條帶可進一步合併其他的元素，以改善捲繞管件的壓力等級。例如，可設置纖維組織(玻璃纖維)、塑膠或鋼等層壓結構， 以改善管件的壓力等級。可使用具有超過條帶的塑膠材質之楊氏模數與強度之任何材質，此層壓結構可以藉由任何適當的方式被合併到輪廓(基底部12)內。例如，此層壓結構可以被焊接到基底部12的底部，或者可以藉由十字形頭而被擠壓到基底部12的基底內，以提供一個如圖5與圖6所顯示的條帶10。

可以提供改善的互鎖邊緣部位，以增強管件的壓力等級。被建構成用於高壓應用情形的輪廓之範例是顯示於圖5與圖6中。藉由塑膠條帶11所製成的一公邊緣構件16及一母邊緣構件18，可提供機械閉鎖。當複合條帶10被製造成用以消除需要添加上述密封珠之情形時，此輪廓可藉由十字形頭擠壓而包圍強化構件30與40。一層壓結構50可合併到條帶11的基底部內。此層壓結構50具有比PVC塑膠條帶11更高的楊氏模數與強度。當被捲繞於一螺旋狀管件內時，此輪廓可以提供一個高壓力的管件，以適用於運送承受壓力的流體。雖然相鄰兩圈並未直接黏接在一起，但是，塑膠的厚度及相鄰公邊緣構件16與母邊緣構件18所形成的機械閉鎖設計，能確保此管件適用於承受相當大的內部壓力。

本發明的其他具體實施例可以設有黏接到基底部12的底部或者植入於基底部12的底部內之層壓結構。

可以使用具有方向性的材質以作為此層壓結構，或者將此種材質設置在此層壓結構內。例如，可以使用被定向過的塑膠薄膜條帶，這些薄膜條帶在縱向方向上較強韌， 而在橫向方向上較為脆弱。這類條帶可以改善捲繞管件的緊箍強度(hoop strength)。

也可以使用塑膠薄膜條帶，其在橫向方向上較強韌，而在縱向方向上較為脆弱。

在一些應用情形中，最好能夠從相互垂直方向上強韌的兩個塑膠薄膜條帶形成一層壓結構，藉此產生在所有的方向上均具有高強度的複合物。

具有方向性的適當材質之範例，包括高伸展性聚烯烴(polyolefin)薄片。這類薄片具有相當高比例的分子被定向在相同方向上，如此可提供很高的楊氏模數與降伏強度。

申請人之澳洲專利第AU2003227090號「可捲繞以形成螺旋狀管件的複合條帶及其製造方法」揭示出其他複合條帶及複合管件特點，以及製造管件的方法。這些特點與方法可與本發明一起使用，且此專利第AU2003227090號在此整個併入說明書中作為參考。

一般來說，可以將不同百分比率的高e模數之短纖維分配在整個輪廓中，以便提供改善的性能。合併這類纖維可以改善複合條帶的拉伸強度，且可以改善從這類條帶所捲繞成的管件之壓力等級。

上述所揭示的各種複合條帶可以藉由許多不同的方式製造而成。特別地，添加強化構件的時機，可以在擠壓過程(十字形頭擠壓)期間、在擠壓過程之後但是在將複合條帶捲繞於捲筒上之前、在捲繞過程期間、或在管件捲繞過程期間、或在管件捲繞過程之後。

根據應用情形而定，管件捲繞過程可以在地底下一個欲修復的管件內執行，在一工程地點上執行，或者是在一個管件製造工廠內執行。

從圖7a到圖7f可以清楚看出，可以在不同的位置單獨地添加內側與外側強化構件，或者在製造過程中直到並包含後安裝步驟時一起添加。例如，內側強化構件可以在擠壓階段透過十字形頭擠壓過程而添加，而外側強化構件可以在將複合條帶10捲繞於管件70內的步驟期間或之後而添加。

參考圖8a與圖8b，其概略地顯示一製程，其中，具有金屬線形式的外側強化構件40，在管件捲繞期間被添加到複合條帶10內。設有一對金屬線捲筒50，以便將金屬線40供應到複合肋條部20頂端上所形成的溝槽或狹縫27內。

在一些具體實施例中，在捲繞階段添加金屬線是很有利的。例如，藉由一些修復計畫，在工作場所上添加金屬線可能會非常困難。

在一些應用情形中，當條帶已經彎曲時，將金屬線添加於捲筒上可能會比單純地透過十字形頭擠壓而添加來得好，且因此會在條帶內產生較小的應力，而這些應力最後可能會限制其用途(因此，增加貨運成本)，或者，如此意味著需要增加捲筒的內徑之尺寸，藉此以減小捲筒的體積。

選擇性地，可以設置一繃緊器(tensioner)60，致使金屬線40會受到預先的張力。如此能產生一種預先繃緊的管件70，其中，外部強化構件(金屬線)40是處於繃緊狀態，而 內部強化構件則處於壓縮狀態。

有利地，突起29a與29b被塑形成具有一導入處(lead-in)，如圖8b所示。此導入處連同突起29a與29b的撓性可允許金屬線被繃緊時卡入適當位置。一旦被牢牢固持於溝槽27內，根據本具實施例，則可添加一密封珠(最好是鋼金屬線)，以便密封此強化構件。

在上述及圖8a所示的管件捲繞過程之後或甚至期間，增加外側強化構件可提供許多明顯的優點。在捲繞管件時沒有一種或兩種強化構件在適當的位置，將會大幅地減少作用力，如此可有助於捲繞過程。而且，藉由圖8a及上述所示的製程，因為管件已經被形成之緣故，所以可達成一種非常高的複合條帶強化管件硬度，且因此不需要設計用於具捲繞性的完整複合條帶。

在捲繞之前並未添加任何一種或兩種強化構件，由於可以從較小的直徑開始著手捲繞，所以可允許增加每個捲筒所捲繞的條帶之長度。

在一些應用情形中，在製造複合條帶10之後，直接捲繞管件而並未具有捲繞複合條帶的中間步驟會相當有利。藉由上述本發明的具體實施例，特別是運用金屬線的具體實施例，不管是成股或非成股的金屬線，均具有較好的成本效益，以便執行一個連續的管件製造過程。這是由於非常長的金屬線能夠在商業上很輕易地獲得，而且，如此長的管件可以連續的製造方式製造出來，而不需要運用勞力將金屬線(強化構件)接合起來。此連續製程可提供相當顯著 的額外優點，包括相較於運用條帶形式的強化構件而捲繞管件之製程(例如：申請人先前的專利案第AU2003227090所揭示之製程)來說，可以減少存貨。

雖然已經藉由一些較佳具體實施例而說明本發明，以助於對本發明有更加清楚的了解，但是要知道的是，在不違背本發明的原理之前提下，仍可以產生出不同的修改。因此，要知道的是，這些所有的修改均包含有在本發明的範圍之內。

10‧‧‧複合條帶

11‧‧‧塑膠條帶

12‧‧‧基底部

14‧‧‧內表面

15‧‧‧外表面

16‧‧‧公邊緣構件

18‧‧‧母邊緣構件

20‧‧‧複合肋條部

23‧‧‧中間塑膠腹板部

26‧‧‧末端

27‧‧‧溝槽

28‧‧‧珠

29a‧‧‧突起

29b‧‧‧突起

30‧‧‧內側強化構件

40‧‧‧外側強化構件

42‧‧‧第一細長外側強化構件

44‧‧‧第二細長外側強化構件

50‧‧‧層壓結構

60‧‧‧繃緊器

70‧‧‧管件

100‧‧‧強化條帶

圖1a顯示依據本發明具體實施例的複合條帶之剖面圖。

圖1b是類似於圖1a的圖形，但顯示另一種邊緣配置方式，用以結合相鄰兩圈的條帶。

圖2是顯示本發明的另一具體實施例。

圖3a與圖3b分別是圖1a與圖1b的輪廓之等角圖。

圖4是從圖1b的輪廓所捲繞成的管件之等角圖。

圖5是依據本發明另一具體實施例的複合條帶之剖面圖，該條帶具有一個強化此部位的基底。

圖6是類似於圖5的圖形，但顯示相鄰的輪廓互鎖。

圖7a顯示依據本發明另一具體實施例的複合條帶之剖面圖。在圖7a內所包含有的是此複合條帶的複合肋條部之放大圖。

圖7b是類似於圖7a的放大圖，但顯示另一複合肋條部20。

圖7c、7d、7e、7f、7g與7h顯示其他複合肋條部。

圖8a是顯示依據本發明另一態樣被捲繞於管件中的複合條帶之等角圖。

圖8b是依據本發明另一具體實施例的複合條帶之剖面圖，該複合條帶是與圖7a所示相同的條帶。

圖9是顯示依據本發明另一具體實施例的兩圈複合條帶之剖面圖。

圖10a、10b、10c與10d是類似於圖7a的放大圖，但顯示其他複合肋條部20。

10‧‧‧複合條帶

11‧‧‧塑膠條帶

12‧‧‧基底部

14‧‧‧內表面

15‧‧‧外表面

16‧‧‧公邊緣構件

18‧‧‧母邊緣構件

20‧‧‧複合肋條部

23‧‧‧中間塑膠腹板部

26‧‧‧末端

30‧‧‧內側強化構件

40‧‧‧外側強化構件

Claims (26)

1. 一種可捲繞以形成運送流體用的螺旋狀管件之複合條帶，該複合條帶包含有：一細長塑膠條帶，其具有一基底部，該基底部具有一界定一內表面的下側邊及一界定一外表面的上側邊；至少一個從該基底部的該外表面直立之縱向延伸的肋條部，該肋條部具有一遠離該基底部的末端；一細長內側強化構件，其係設置於該基底部內或其附近；一細長外側強化構件，其係設置於平行該內側強化構件之該肋條部之該末端內；以及一細長中間塑膠腹板部，其係延伸於該等內側與外側強化構件之間，該腹板部與該等內側與外側強化構件一起形成一複合肋條部，其中，當捲繞成一螺旋狀管件時，該複合肋條部可強化該管件，以對抗徑向壓擠負載。
2. 如申請專利範圍第1項所述之條帶，其中，該外側強化構件是由一具有較該塑膠條帶的楊氏模數更高之一楊氏模數的材質所構成，而且，其中，該內側強化構件是由一具有較該塑膠條帶的楊氏模數更高之一楊氏模數的材質所構成。
3. 如申請專利範圍第1項所述之條帶，其中，該等內側與外側強化構件是完全被封裝起來。
4. 如申請專利範圍第1項所述之條帶，其中，該等強化構件是成股或非成股的細線。
5. 如申請專利範圍第4項所述之條帶，其中，該等強化構件是金屬線。
6. 如申請專利範圍第1項所述之條帶，其中，該複合條帶包括複數個從該基底部的該外表面直立之縱向延伸的複合肋條部。
7. 如申請專利範圍第1項所述之條帶，其中，該複合條帶包括在其相反邊緣上的連接結構，當捲繞該條帶於一螺旋路徑中且該條帶的相鄰邊緣部位互相重疊時，該等連接結構係用於相互鎖定。
8. 如申請專利範圍第7項所述之條帶，其中，對於每個複合肋條部來說，從該條帶的該內表面向上測量到該複合肋條部的一末端的一距離不大於從該條帶的該內表面向上測量到該等連接結構的一頂點的一距離。
9. 如申請專利範圍第1項所述之條帶，係具有第一與第二細長外側強化構件，該等強化構件係設置於該肋條部的該末端中，而該末端以側向方式定位成分別偏移於一平面之第一與第二側邊，而該平面將垂直於該基底的肋條部一分為二。
10. 一種可捲繞以形成運送流體用的螺旋狀管件之複合條帶，該複合條帶包含有：一細長塑膠條帶，其具有一基底部，該基底部具有一界定一內表面的下側邊及一界定一外表面的上側邊；至少一個從該基底部的該外表面直立之縱向延伸的肋條部，該肋條部具有一遠離該基底部的末端；一細長內側強化構件，係設置於該基底部內或其附近；第一與第二細長外側強化構件，其係設置於平行該內側強化構件之該肋條部之該末端內，而且以側向方式定位成分別偏移於一平面的第一與第二側邊，而該平面將垂直於該基底的該肋條部一分為二；以及一細長中間塑膠腹板部，其係延伸於該等內側與外側強化構件之間，該腹板部與該等內側與外側強化構件一起形成一複合肋條部，其中，當被捲繞成一螺旋狀管件時，該複合肋條部可強化該管件，以對抗徑向壓擠負載。
11. 如申請專利範圍第10項所述之條帶，其中，該外側強化構件是由一具有比該塑膠條帶的楊氏模數更高之一楊氏模數的材質所構成，而且，其中，該內側強化構件是由一具有比該塑膠條帶的楊氏模數更高之一楊氏模數的材質所構成。
12. 如申請專利範圍第10項所述之條帶，其中，該等內側與外側強化構件是完全被封裝起來。
13. 如申請專利範圍第10項所述之條帶，其中，該等強化構件是成股或非成股的細線。
14. 如申請專利範圍第13項所述之條帶，其中，該等強化構件是金屬線。
15. 如申請專利範圍第10項所述之條帶，其中，該複合條帶包括複數個從該基底部的該外表面直立之縱向延伸的複合肋條部。
16. 如申請專利範圍第10項所述之條帶，其中，該複合條帶包括在其相反邊緣上的連接結構，當捲繞該條帶於一螺旋路徑內且該條帶的相鄰邊緣部位互相重疊時，該等連接結構係用於相互鎖定。
17. 如申請專利範圍第16項所述之條帶，其中，對於每個複合肋條部來說，從該條帶的該內表面向上測量到該複合肋條部的一末端的距離不大於從該條帶的該內表面向上測量到該等連接結構的一頂點之距離。
18. 一種包含有一以螺旋方式捲繞之複合條帶的管件，該複合條帶包含有：一細長塑膠條帶，其具有一基底部，該基底部具有一界定一內表面的下側邊及一界定一外表面的上側邊；至少一個從該基底部的該外表面直立之縱向延伸的肋條部，該肋條部具有一遠離該基底部的末端；一細長內側強化構件，其係設置於該基底部內或其附近；一細長外側強化構件，其係設置於平行該內側強化構件之該肋條部之該末端內；以及一細長中間塑膠腹板部，其係延伸於該等內側與外側強化構件之間，該腹板部與該等內側與外側強化構件一起形成一複合肋條部，其中，該複合肋條部可強化該管件，以對抗徑向壓擠負載。
19. 如申請專利範圍第18項所述之管件，其中，該複合條帶具有第一與第二細長外側強化構件，該等構件係設置於該肋條部的該末端內，而該末端係以側向方式定位成分別偏移於一平面的第一與第二側邊，而該平面係將垂直於該基底的該肋條部一分為二。
20. 一種製造一管件之方法，該方法包含有以下步驟：a)擠壓一細長塑膠條帶，該條帶具有一基底部，該基底部具有一界定一內表面的下側邊及一界定一外表面的上側邊，以及從該基底部的該外表面直立之至少一縱向延伸的肋條部；b)將一下方強化構件導入該條帶的該基底部內之一鄰近於該至少一肋條部的位置中，以形成一個近乎組裝好的複合條帶；c)將該近乎組裝好的複合條帶捲繞成條帶的一捲筒或一以螺旋方式捲繞之管件；d)將一上方強化構件導入該至少一肋條部的一頂部內，以形成一個組裝好的複合條帶；其中，導入一下方強化構件的步驟是發生在該擠壓步驟期間或之後但是在該捲繞步驟之前，而且，藉此，導入該上方強化構件的步驟是發生於該捲繞步驟期間或之後。
21. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中，該擠壓及該導入步驟b)是在一個十字形頭擠壓模中一起發生。
22. 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中，該捲繞步驟c)包含有將該近乎組裝好的複合條帶捲繞成一管件。
23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，其中，該導入步驟d)包含使該外部強化構件繃緊，致使管件產生預應力。
24. 如申請專利範圍第20項所述之方法，更包含有將該上方強化構件密封於該至少一肋條的該頂部內之步驟。
25. 一種用以一製造管件之方法，該方法包含有以下步驟：a)擠壓一細長塑膠條帶，該條帶具有一基底部，該基底部具有一界定一內表面的下側邊及一界定一外表面的上側邊，以及從該基底部的該外表面直立之至少一縱向延伸的肋條部，該肋條部具有一遠離該基底部的末端；b)將一下方強化構件導入該條帶的該基底部中之一鄰近於該至少一肋條部的位置中，以形成一個近乎組裝好的複合條帶；c)繞著一橫貫於該基底的軸線，而彎曲該複合條帶；d)將一上方強化構件導入該至少一肋條部的該末端內，以形成一組裝好的複合條帶；其中，導入一下方強化構件的該步驟是發生在該擠壓步驟期間或之後，但在該彎曲步驟前，而且，藉以，導入該上方強化構件的該步驟是發生於該彎曲步驟期間或之後。
26. 一種用以製造一管件之方法，該方法包含有以下步驟：a)擠壓一細長塑膠條帶，該條帶具有一基底部，該基底部具有一界定一內表面的下側邊及一界定一外表面的上側邊，以及從該基底部的該外表面直立之至少一縱向延伸的肋條部，該肋條部具有一遠離該基底部的末端；b)將一第一強化構件導入至任一個該條帶的該基底部內之一鄰近於該至少一肋條部的位置中或任一個該至少一肋條部的該末端內，以形成一近乎組裝好的複合條帶；c)繞著一橫貫於該基底的軸線，而彎曲該複合條帶；d)將一第二強化構件導入另一個該條帶的該基底部內之一鄰近於該至少一肋條部的位置中或另一個該至少一肋條部的該末端內，以形成一組裝好的複合條帶；藉此，導入一第一強化構件的該步驟發生在該擠壓步驟期間或之後，而且，藉以，導入該第二強化構件的該步驟發生於該彎曲步驟期間或之後。