外缆索用透明保护管的制作方法

专利名称：外缆索用透明保护管的制作方法
技术领域：
本发明涉及桥梁等处所使用的外缆索(注日文为外ケ-ブル)用保护管，特别是在其中容纳有预应力混凝土用张拉材料(下面，有时简称为张拉材料)、并填充填充材料而成的外缆索用透明保护管。
背景技术：
在桥梁等处使用外缆索，一般要用到容纳有张拉材料的保护管。对于该外缆索用保护管，要在所容纳的张拉材料的周围紧密地填充填充材料以防止张拉材料受到腐蚀。
如上所述，要在外缆索用保护管内紧密地填充填充材料，因此，作为该保护管，以能够通过目视观察到填充材料的填充状况为宜，而且必须耐受填充材料的填充压力。
日本特开2000-320071号公报公开了一种张拉材料保护用合成树脂管，属于内包张拉材料且内部填充填充材料的透明的合成树脂管，由聚氯乙烯树脂形成软质部与硬质部，而且软质部由含有20～40份增塑剂的聚氯乙烯树脂构成。根据该文献，所说合成树脂管，是以硬质部作为芯材，内部所含有的软质合成树脂带状体在管的长度方向上呈螺旋状卷绕而成型的。此外，还记载着这样的技术内容，即，张拉材料由PC钢线或PC钢绞线构成，将其作为外缆索式后张拉用张拉材料加以使用。
但是，该合成树脂管，其软质部中所含有的大量的增塑剂会转移，随着时间的推移，其软质度降低。并且，由于使用的是紫外线照射下容易老化的聚氯乙烯树脂，因此，耐久性难以提高，而且还存在着产生二恶英的可能性。
日本特开平9-144210号公报公开了一种张拉材料用保护管，属于将用于预应力混凝土的PC钢线·PC钢绞线·PC条钢等张拉材料插入其中，对该张拉材料进行被覆保护的管，其内外表面均呈螺旋凹凸状形成，整体以聚烯烃系树脂原材料形成。该文献还记载了使用高密度聚乙烯树脂的技术内容。
但是，该内外表面呈螺旋状的管(内外表面均呈螺旋凹凸状形成的张拉材料用保护管)，填充填充材料时的径向耐压性差，而且透明性低。因此，无法通过目视精确地确认内部填充材料的填充状况。
日本特开平6-55636号公报，记载了一种以离子型树脂为主体的树脂形成物所构成的交联管，其离子型树脂是，相对于乙烯与(甲基)丙烯酸的共聚物的分子间经钾离子交联的离子型树脂100份，含有0～50份重量的乙烯与(甲基)丙烯酸的共聚物的分子间以钠离子或/及锌离子交联的离子型树脂而成的。该交联管，是以挤出机成型成管状后再照射电子射线而获得，不会因利希登彼格放电而产生放电痕迹。该文献中还记载了这样的技术内容，即，在交联管的内面形成乙烯-丙烯酸乙酯-一氧化碳共聚物构成的粘合剂层或粘附材料层。
但是，由于以电子射线进行照射而使得交联变得不可逆，因此，离子型树脂无法回收利用。而且，耐压性也难以提高。
为此，本发明的目的是，提供一种透明性高而能够从外部目视观察内部填充材料的填充状况而且耐压性高的外缆索保护管。
本发明的另一个目的是，提供一种具有优异的耐寒性、柔软性以及耐久性的、在容纳张拉材料的同时填充填充材料而得到外缆索的保护管。
发明的公开本发明人经过认真研究，发现以离子型树脂构成前述外缆索用保护管并进行增强可解决前述问题，并且完成了本发明。
即，本发明的外缆索用透明保护管(下面，有时简称为保护管)，属于一种用来在其内容纳张拉材料并填充填充材料的透明的合成树脂管，由以离子型树脂构成的保护管、以及、用来增强该保护管的螺旋状或网状的增强材料构成。
作为该保护管，也可以将所说增强材料埋设在保护管内。此外，保护管可以是螺旋状波纹管或平滑管等。
此外，外缆索用透明保护管，可以由含有30重量％以上的乙烯(ethylene)-不饱和羧酸共聚物的部分或全部羧基被金属离子或铵离子中和的离子型(ionomer)树脂的树脂或树脂组合物形成。
此外，本发明属于一种用于外缆索用透明保护管的树脂或树脂组合物，包括含有30重量％以上的乙烯-不饱和羧酸共聚物的部分或全部羧基被金属离子或铵离子中和的离子型树脂的树脂或树脂组合物。
附图的简要说明

图1是对外缆索用透明保护管及其制造方法之一例加以展示的局剖概略图。
图2是对外缆索用透明保护管的另一个例子加以展示的概略图。
图3是对外缆索用透明保护管的又一个例子加以展示的概略局部剖视图。
图4是对外缆索用透明保护管的其它例子加以展示的概略局部剖视图。
图5是对外缆索用透明保护管的例子加以展示的概略局部剖视图。
图6是对外缆索用透明保护管的又一个例子加以展示的概略局部剖视图。
图7是对波纹状的外缆索用透明保护管的制造方法加以展示的概略图。
编号说明1...缆索保护管1a...带状离子型树脂1b...内层树脂层1c...外层树脂层2...增强材料3a...外壁树脂层3b...内壁树脂层4...第2增强材料
11...波纹成型器11a...波纹成型器的铸模12...增强材料供给机13...制管模具发明的最佳实施形式下面，按照需要结合附图对本发明进行详细的说明。
将构成本发明所提供的外缆索用透明保护管的离子型树脂定义为，乙烯-不饱和羧酸共聚物的羧基被金属离子或铵离子等阳离子部分中和的离子交联性树脂。
这种离子型树脂的性质，因分子量、基本共聚合物的羧基浓度、金属离子种类、中和度等的不同而不同，但一般来说，具有透明性高、颇具成型加工性、回弹性、柔软性、抗冲击性以及耐寒性并且强韧等特点。
在前述离子型树脂中，作为构成基本聚合物的乙烯-不饱和羧酸共聚物，使用的是这样的树脂，即，乙烯成分与不饱和羧酸成分的比例为前者/后者＝80/20～99/1(摩尔％)，但以85/15～98/2(摩尔％)为宜，最好是90/10～98/2(摩尔％)。此外，除乙烯成分和不饱和羧酸成分之外其它不饱和单体的比例可以为0～20摩尔％，而以0～15摩尔％为宜。
再有，只要总和满足上述条件，还可以使用不同种类的两种以上不饱和羧酸成分。此外，本发明中，作为基本聚合物，也可以使用不饱和羧酸成分的种类不同的两种以上乙烯-不饱和羧酸共聚物的混合物。
作为不饱和羧酸成分，例如可列举出，丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸(エタクリル酸)、富马酸、马来酸、马来酸单烷基酯(注日文为マレイン酸モノアルキルエステル)(马来酸甲基酯(注日文为マレイン酸モノメチルエステル)、马来酸一乙酯(注日文为マレイン酸モノエチルエステル)等)、以及无水马来酸等。这些不饱和羧酸成分可以单独或两种以上组合使用。特别是以丙烯酸或甲基丙烯酸为好。
作为其它不饱和单体成分，例如可列举出，(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸n-丁酯等丙烯酸酯类和甲基丙烯酸酯类、乙酸乙烯等乙烯基酯类、苯乙烯等苯乙烯系单体、丁二烯、氯乙烯、全氟乙烯等含卤素单体或硅烷化合物等等。
作为乙烯-不饱和羧酸共聚物离子型树脂中的金属离子种类，可列举出，锂、钠、钾等碱金属、镁、钙、钡等碱土族金属、锌、铜、锰、钴、铝等过渡金属等等。
这些金属离子种类，可单独或两种以上组合使用。最好的金属离子种类为锂、钠、镁、锌等。从耐受填充剂固化所产生的热量及内部压力的角度来说，以镁离子中和的离子型树脂最好。因此，最好是，金属离子种类中至少含有镁离子。
对于以上述金属离子进行中和的中和度，并无特别限定，但平均中和度以20％以上为宜，而最好达到30～95％的程度。
关于前述离子型树脂的熔流速率(MFR)，在温度为190℃、载荷为2160g的条件下，应为0.01～50g/10分，而以0.05～15g/10分为宜，最好是0.1～5g/10分。
作为本发明所涉及的透明保护管用材料，只要离子型树脂的透明性、抗冲击性、耐寒性、强韧性等从其用途来说非常重要的性能不会降低，也可以在离子型树脂中加入除其之外的合成树脂等进行熔融混练。这类合成树脂，可列举出，高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯共聚物等聚烯烃类、尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12等聚酰胺类、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)(注日文为ポリブチレンテレフタレ-ト)等聚酯类、一般用聚苯乙烯(GPPS)、耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)、ABS树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)等聚苯乙烯系树脂、以及、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、各种热塑性弹性体等等。
可以将这些合成树脂单独或两种以上与离子型树脂进行熔融混练而使用。这种混合物中离子型树脂的重量比应在30重量％以上，而最好是在50重量％以上。
在离子型树脂中，根据需要也可以添加通常使用的添加剂，例如稳定剂(热稳定剂、螯合剂、抗氧化剂以及紫外线吸收剂等)、阻燃剂、防静电剂、着色剂、光滑剂等。
前述增强材料(或增强线)，可以由金属线、硬质树脂、纤维(无机纤维、有机纤维)等构成。作为硬质树脂，可以列举出，聚酯系树脂等硬质热塑性树脂等。纤维之中的有机纤维，例如可列举出，丙烯酸纤维、尼龙纤维、聚酯纤维等。而无机纤维，例如可列举出，玻璃纤维、二氧化硅纤维、氧化铝纤维、陶瓷纤维、金属纤维(钢纤维、不锈钢纤维等)、碳纤维等等。这些纤维可以单独或两种以上组合使用。最适合的纤维是，玻璃纤维等无机纤维，以及丙烯酸纤维、尼龙纤维、聚酯纤维等有机纤维。作为增强材料(增强线)，通常可以将聚酯纤维等纤维捻绞成软线的形态(例如，为1000～50000旦尼尔、最好为2000～25000旦尼尔的软线等形态)而加以利用。
如图1所示，本发明的外缆索保护管由，以离子型树脂构成的内外平滑中空透明管(内外表面平滑的中空管)1，以及，埋设在该透明管的管壁中的、一体化的螺旋状或网状的增强材料(或增强线)2构成。这种保护管，不仅透明性高，而且依赖于增强线2而具有高的耐压性。因此，在将张拉材料容放于中空透明管1内后填充填充剂时，也能够从外部切实观察到填充材料的填充状况，而且能够圆满地填充填充材料。
前述保护管的壁厚d，例如为15～35mm，但以20～30mm为宜，最好是22～28mm的程度。再有，平均内径D1，例如为30～150mm，但以55～125mm为宜，最好是75～105mm的程度。此外，在保护管为螺旋状的场合，波峰处内表面的管内径D1与波谷处内表面的管内径D2之比(D1/D2)，例如也可以为1.1～1.5的程度。
前述保护管这样制成，即，如图1所示，用挤出机将离子型树脂呈带状挤出，将增强材料或增强线2夹在相邻的带材1a、1a的侧缘(重叠部)之间，边使相邻的带材1a、1a的侧缘重叠边呈螺旋状卷绕在管体成型轴上。采用这样的方法，能够以廉价的制造设备连续成型出保护管，而且能够成型出不定长的管，以较高的效率得到长尺寸管。
另外，带材的宽度(螺旋状树脂管本体的间距p)通常为10～200mm，但以20～100mm为宜，最好是30～80mm。此外，增强材料或增强线的间距，例如为3～50mm，但以5～30mm为宜，最好是5～20mm。
这种结构的保护管也可以这样形成，即，在以挤出机将离子型树脂呈带状挤出的同时对已将增强线埋设的带材进行调整而卷绕之。另外，将增强线埋设或内包起来的带材，也可以通过将增强线夹在多个带状熔融体之间而形成，而在增强材料为硬质树脂的场合，还可以在将增强树脂呈线状挤出的同时将离子型树脂从模具中挤出在呈线状挤出的树脂的周围而进行调整。再有，也可以将金属线等增强材料卷绕在透明管上，根据需要进行接合而进行调整。
另外，保护管不一定是单层结构，既可以是由多层构成的层叠结构，也可以在这种层叠结构中使增强材料介于各树脂层之间。
例如，可以如图2所示，由，以前述离子型树脂形成的平滑的内层树脂层1b，以既定的间距卷绕在该内层树脂层1b的外表面上的增强材料(或增强线)2，以及，以离子型树脂形成的、融着层叠在前述内层树脂层1b及增强材料2上的平滑的外层树脂层1c，构成保护管。
此外，也可以做成在保护管的内壁及外壁之中的至少一方的壁面上形成树脂层。图3是对本发明的保护管的又一个例子加以展示的概略局部剖视图，图4是对本发明的保护管的另一个例子加以展示的概略局部剖视图。
图3所示的保护管，与图1所示保护管同样，由以离子型树脂构成的内外平滑中空透明管(内外表面平滑的中空管)1，以及，埋设在该透明管的管壁中的、螺旋状或网状增强材料(或增强线)2构成，所说透明管1的内壁上，形成有以离子型树脂构成的内壁树脂层3。另外，所说透明管1以透明性高的离子型树脂构成，内壁树脂层3以具有透明性且具有高的耐热性及刚性的离子型树脂构成。
图4所示的例子中，在由以离子型树脂构成的内外平滑中空透明管(内外表面平滑的中空管)1，以及，埋设在该透明管的管壁中的、螺旋状或网状增强材料(或增强线)2所构成的保护管的内壁及外壁上，分别层叠有以离子型树脂构成的外壁树脂层3a及内壁树脂层3b。所说透明管1以透明性高的离子型树脂构成，外壁及内壁树脂层3a、3b以具有透明性且具有高的耐热性及刚性的离子型树脂构成。
另外，增强材料并非一定要埋设在保护管内，只要能够对保护管进行增强即可，也可以通过埋设等方式使之与所说内壁树脂层及/或外壁树脂层一体化。
图5是对本发明的其它保护管的例子加以展示的概略局部剖视图。
该例由，以离子型树脂构成的内外平滑中空透明管(内外表面平滑的中空管)1，形成或层叠在该透明管的内壁与外壁之中的至少一方的壁面上的树脂层(本例中为外壁树脂层3a)，以及，呈螺旋状或网状埋设在该树脂层3a内的增强材料(或增强线)2构成。所说透明管1以透明性高的离子型树脂构成，树脂层(外壁树脂层3a)以具有透明性且具有高的耐热性及刚性的离子型树脂构成。此外，增强材料2由彼此相邻的多个细条增强材料构成。
也可以以多个增强材料对保护管进行增强。图6是对本发明的又一种保护管的例子加以展示的概略局部剖视图。该例由，以离子型树脂构成的内外平滑中空透明管(内外表面平滑的中空管)1，以及，在该透明管内各自相邻地呈螺旋状埋设的第1增强材料2以及第2增强材料4等构成。所说第1增强材料2，可以由金属线、玻璃纤维等无机纤维或有机纤维等有机增强材料构成，第2增强材料4可以由刚性大的树脂(例如具有高的耐热性及刚性的离子型树脂等)构成。
在前述例子中，构成内壁及外壁树脂层和第2增强材料的内壁及外壁树脂层和第2增强材料，并不限于离子型树脂，也可以由聚烯烃树脂(例如高密度聚乙烯、低密度线状聚乙烯等聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂等)、聚酯系树脂、聚酰胺系树脂等形成。再有，也可以用替代由增强线等构成的第1增强材料而以第2增强材料(例如刚性高的离子型树脂、聚烯烃系树脂等)进行增强。
保护管，并不限于上述内外平滑管，也可以是波纹管。波纹管，例如可以这样进行制造，即，如图7所示，在经波纹成型器11连续吹塑而成型的带波纹的管状内层树脂层1b的外表面上，卷绕由增强材料供给机12供给的增强材料2，再借助于制管模具13使外层树脂层1c被覆或层叠在内层树脂层1b的外表面上。
所说波纹成型器11具有，呈环形循环的、彼此相向而形成成型区域的两个循环路径，以及，构成能够将从挤出机挤出的树脂坯料成型为螺旋波纹形状的铸模11a的多对成型部件。
在这种波纹成型器中，各自能够在所说各循环路径中进行循环的、可形成多对成型部件的各个成型部件，在成型区域的始端部位汇合从而在成型区域形成由多个铸模11a构成的成型部，在成型区域的终端部位分离后在各循环路径中进行循环。因此，挤出机所挤出的树脂坯料，能够在成型区域边前进边连续地成型为波纹状。
所说增强材料供给机12，具有能够将增强材料或增强线以适度的张力张紧的同时将其抽出供给的供给单元，而且能够以内层树脂层1b为中心旋转。因此，随着增强材料供给机12的旋转，能够呈螺旋状卷绕在边前进边成型为波纹状的树脂坯料的外周上。并且，所说制管模具13具有波纹形成部，卷绕有增强材料2的内层树脂层1b能够从该波纹成型部中通过，使得在内层树脂层1b及增强材料2的外表面上形成外层树脂层1c。
在具有上述层叠结构的保护管中，外层树脂层1c与内层树脂层1b二者只要被保持成不会使增强材料发生位置偏移的程度即可，虽说可以是彼此不相粘着或热融着的不同的材质，但最好是由相同材质或相同系列的树脂形成。例如，可以是，外层树脂层及内层树脂层之一方的层由离子型树脂形成，另一方的层由透明性树脂〔乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、乙烯-乙酸乙烯共聚物等聚烯烃系树脂、聚丙烯系树脂、聚酯系树脂等〕形成，但最好是，双方的层由相同或不同种类的离子型树脂形成。
另外，所说缆索保护管，虽说内外表面之某一方的表面或两个表面可以是平滑的或者呈曲线状(或弯曲状)，但通常最好是如图1所示，内表面及外表面平滑的内外表面平滑管。
所说增强材料或增强线，只要能够对所说保护管进行增强即可，既可以在保护管的长度方向上以既定的间距呈螺旋状形成，也可以以既定的间距相交叉。此外，在上述例子中，所说增强材料2是埋设在保护管1或树脂层3a内的，但增强材料或增强线，既可以埋设在保护管内，也可以呈螺旋状形成于保护管和树脂层的内表面或外表面上而与保护管成为一体。
例如，可将增强材料螺旋状卷绕或添加在保护管的外表面上，通过粘着或融着等方式与保护管成为一体。此外，保护管内的增强材料或增强线，并不限于单一的增强材料或增强线，也可以如前所述，是彼此相邻或并行的多个增强材料或增强线以既定的间距形成于保护管上而成的增强材料或增强线(双间距、三间距增强材料等等)。而且，增强材料并不限于前述丝状或线状，也可以是筛网状或网格状增强材料。作为本发明，由于具有高透明性，因而能够从保护管的外部以很高的精度确认填充材料的填充状况，而且由于具有高的耐压性，因而能够圆满地进行填充材料的填充作业。因此，本发明的保护管，可用来保护各种缆索而将缆索用于桥梁等处。而且，作为本发明，不需要使离子型树脂交联，因此，便于对离子型树脂进行回收利用。特别是作为离子型树脂，受热时其金属离子成分与羧基的结合力将降低，因此，可通过加热使保护管与填充材料之间的粘合力降低从而提高可剥离性，提高保护管的可再利用性。
实施例下面，结合实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1将乙烯-甲基丙烯酸共聚基本离子型树脂(三井デユポンポリケミカル公司制造，“ハイミランAM7311”，金属离子种类Mg，在190℃温度，2160g载荷下，MFR＝0.7g/10分)用挤出机呈带状挤出，将带材呈螺旋状卷绕在管体成型轴上，使聚酯纤维软线(8000旦尼尔)的增强线介于所卷绕的带材的侧缘部与与该侧缘部相邻的被挤出的带材的侧缘部之间，呈螺旋状卷绕在所说管体成型轴上，从而得到壁厚为2.4mm的、所说软线埋设在树脂层内的缆索保护管(内径75mm，外径85mm)。保护管本体的间距以及增强纤维的间距为15mm。对所得到的缆索保护管进行耐压试验，测得其破坏压强为1.4MPa。
对比例未使用前述聚酯纤维软线而得到保护管(内径75mm，外径85mm)，对所得到的保护管进行耐压试验，测得其破坏压强为0.8MPa。
产业上利用的可能性本发明的外缆索用透明保护管，保护管由离子型树脂构成并进行了增强，因此，具有高的透明性而能够从外部目视观察内部的填充材料的填充状况，而且由于具有高的耐压性，因此，还能够提高填充材料的填充性和填充作业的效率。此外，还具有优异的耐寒性、柔软性以及耐久性。
权利要求
1.一种外缆索用透明保护管，是用来容纳预应力混凝土用张拉材料并在内部填充填充材料的透明的合成树脂管，其特征是，由以离子型树脂构成的保护管、以及、用来增强该保护管的螺旋状或网状增强材料构成。
2.如权利要求1所说的外缆索用透明保护管，其特征是，增强材料埋设在保护管内。
3.如权利要求1所说的外缆索用透明保护管，其特征是，保护管是螺旋状波纹管或平滑管。
4.如权利要求1～3之一的权利要求所说的外缆索用透明保护管，其特征是，用于外缆索用透明保护管的树脂或树脂组合物，含有30重量％以上的乙烯-不饱和羧酸共聚物的部分或全部羧基被金属离子或铵离子中和的离子型树脂。
5.一种用于外缆索用透明保护管的树脂或树脂组合物，其特征是，含有30重量％以上的乙烯-不饱和羧酸共聚物的部分或全部羧基被金属离子或铵离子中和的离子型树脂。
全文摘要
提供一种缆索保护管，具有高的透明性因而能够从外部目视观察内部的灰浆的填充状态，而且具有高的耐压性。用来容纳缆索且内部填充灰浆的缆索保护管，由，透明性等性质优异的离子型树脂所构成的、内外表面平滑的保护管(1)，以及，用来增强该保护管的、呈螺旋状或网状的增强材料(2)构成。增强材料(2)，也可以埋设在所说保护管(1)内。所说保护管(1)并不限于平滑管，还可以是螺旋状波纹管。
文档编号E04C5/10GK1483100SQ02803394
公开日2004年3月17日 申请日期2002年7月30日 优先权日2001年10月29日
发明者角谷务, 南敏和, 白滨昭二, 稻挂哲哉, 铃木诚之, 之, 二, 哉 申请人:安德森技术株式会社, 神钢钢線工业株式会社, 老虎聚合物株式会社