特許 6386597 樹脂配管の巻き取り構造体、巻き取り構造体の製造方法、および、樹脂配管の敷設方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6386597

(24)【登録日】2018年8月17日

(45)【発行日】2018年9月5日

(54)【発明の名称】樹脂配管の巻き取り構造体、巻き取り構造体の製造方法、および、樹脂配管の敷設方法

(51)【国際特許分類】

   F16L 9/12 20060101AFI20180827BHJP

   B65H 75/02 20060101ALI20180827BHJP

   B65H 75/10 20060101ALI20180827BHJP

   B65H 75/14 20060101ALI20180827BHJP

【ＦＩ】

   F16L9/12

   B65H75/02 Z

   B65H75/10

   B65H75/14

【請求項の数】8

【全頁数】39

(21)【出願番号】特願2017-7248(P2017-7248)

(22)【出願日】2017年1月19日

(65)【公開番号】特開2017-129273(P2017-129273A)

(43)【公開日】2017年7月27日

【審査請求日】2017年1月19日

【審判番号】不服2017-11991(P2017-11991/J1)

【審判請求日】2017年8月9日

(31)【優先権主張番号】特願2016-7857(P2016-7857)

(32)【優先日】2016年1月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】新樹グローバル・アイピー特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】劉 継紅

(72)【発明者】

【氏名】今村 均

(72)【発明者】

【氏名】下野 武司

【合議体】

【審判長】 尾崎 淳史

【審判官】 藤本 義仁

【審判官】 森次 顕

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０１３９９４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−１７８８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２９９９５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

F16L 9/00 - 11/26

B65H 75/00 - 75/50

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されており、
外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下であって
厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である
樹脂配管の巻き取り構造体であって、
前記降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および前記樹脂配管の外径に対する前記巻き取り構造体の外周および内周の関係が、
３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、
巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）
を満たしている、
樹脂配管の巻き取り構造体。

【請求項2】

前記降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および前記樹脂配管の外径に対する前記巻き取り構造体の外周および内周の関係が、
３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、
巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．７９×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）
を満たしている、
請求項１に記載の樹脂配管の巻き取り構造体。

【請求項3】

前記降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および前記樹脂配管の外径に対する前記巻き取り構造体の外周および内周の関係が、
３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、
巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧１．０２５×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）
を満たしている、
請求項１に記載の樹脂配管の巻き取り構造体。

【請求項4】

前記樹脂配管は、フッ素樹脂を含んで構成されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂配管の巻き取り構造体。

【請求項5】

前記樹脂配管は、６０質量％以上がＰＦＡで構成されている、
請求項４に記載の樹脂配管の巻き取り構造体。

【請求項6】

降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されており、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下で、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である樹脂配管を、押出成形しながら巻き取ることで巻き取り構造体を製造する方法であって、
前記降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および前記樹脂配管の外径に対する前記巻き取り構造体の外周および内周の関係が、
３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、
巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）
を満たすように前記樹脂配管を巻き取る、
巻き取り構造体の製造方法。

【請求項7】

請求項１から５のいずれか１項に記載の巻き取り構造体または請求項６に記載の製造方法によって得られる巻き取り構造体を、
前記樹脂配管を敷設する現地において解く、
樹脂配管の敷設方法。

【請求項8】

請求項１から５のいずれか１項に記載の巻き取り構造体または請求項６に記載の製造方法によって得られる巻き取り構造体を複数用意し、
前記樹脂配管を敷設する現地において複数の前記巻き取り構造体を解き、
前記巻き取り構造体を解くことで得られる複数の樹脂配管を互いに接続することで、継ぎ目の間隔を６ｍ以上とする、
樹脂配管の敷設方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、樹脂配管の巻き取り構造体に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、内部に液体を流すための樹脂で構成された配管が用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１（特開昭６３−２７４５２９号公報）に記載の例では、内部に化学薬品を流すためのフッ素樹脂配管の接続方法が提案されている。また、特許文献２(特開２００９−１５４５０５号公報)には、耐薬液性に優れたフッ素樹脂を内層に使用した多層配管が提案されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

このような樹脂配管は、従来では、外径が５０ｍｍ以上の樹脂配管としては長さがせいぜい３ｍ程度しかなく、この３ｍの長さの直管を、トラックに複数本積載して敷設現地まで輸送している。そして、現地では、各３ｍの長さの配管同士を溶接により接続するか、フランジ継手等の継手を用いて接続することにより、所望の長さの配管を組み上げている。

【0005】

ところが、樹脂配管の中に流す流体の漏洩を抑制するためには、樹脂配管同士の接続箇所が少ないことが好ましい。すなわち、１本の樹脂配管で（接続箇所無しで）液体をできるだけ長距離輸送させることが好ましい。

【0006】

しかし、樹脂配管をトラック等に積載させて敷設現地まで輸送する場合には、１本当たりの直管の樹脂配管の長さは、トラック等の積載可能空間の大きさの制約を受けることになる。

【0007】

そこで、例えば、樹脂配管をリール等に巻き取られた状態にして、もしくは、リール無しに樹脂配管を巻き取った状態にして、トラック等の積載空間に積載させることが考えられる。

【0008】

ところが、樹脂配管の外径が５０．０ｍｍ以上の大口径であり、樹脂配管の厚みが２．０ｍｍ以上である場合には、巻き取られた状態では樹脂配管に永久変形（巻き癖）が生じてしまい、敷設現地において元の直管に戻すことが困難になることがある。

【0009】

本発明の課題は、上述した点に鑑みてなされたものであり、永久変形を抑制させつつ巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能な樹脂配管の巻き取り構造体、巻き取り構造体の製造方法、および、樹脂配管の敷設方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

第１観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体は、樹脂配管が、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されている。この樹脂配管は、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下である。また、この樹脂配管は、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である。この樹脂配管の巻き取り構造体は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしている。

【0011】

なお、弾性率は、ヤング率と称する場合がある。

【0012】

なお、樹脂配管は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０２以上０．０４２以下の材料で構成されていてもよい。この樹脂配管の外径は、５０．８ｍｍ以上１２７．０ｍｍ以下であってもよい。この樹脂配管の厚みは、２．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であってもよい。また、樹脂配管の巻き取り構造体は、３０００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）の関係をさらに満たしているものであってもよい。

【0013】

なお、樹脂配管の巻き取り構造体においては、巻き取られている樹脂配管において座屈（折れ曲がり）等が生じていないことが好ましいが、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えることができればよく、座屈を生じさせないことは必須条件ではない。

【0014】

この樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えつつ、巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。

【0015】

第２観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体は、第１観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体であって、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．７９×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしている。

【0016】

また、樹脂配管の巻き取り構造体は、３０００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）の関係をさらに満たしているものであってもよい。

【0017】

なお、樹脂配管の巻き取り構造体においては、巻き取られている樹脂配管において座屈（折れ曲がり）等が生じていないことが好ましいが、相当塑性ひずみを０．５％以下に抑えることができればよく、座屈を生じさせないことは必須条件ではない。

【0018】

この樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを０．５％以下に抑えつつ、巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。

【0019】

第３観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体は、第１観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体であって、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧１．０２５×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしている。

【0020】

また、樹脂配管の巻き取り構造体は、３０００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）の関係をさらに満たしているものであってもよい。

【0021】

なお、樹脂配管の巻き取り構造体においては、巻き取られている樹脂配管において座屈（折れ曲がり）等が生じていないことが好ましいが、相当塑性ひずみを実質的に０．０％以下に抑えることができればよく、座屈を生じさせないことは必須条件ではない。

【0022】

この樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを実質的に０．０％以下に抑えつつ、巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。

【0023】

第４観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体は、第１観点から第３観点のいずれかに係る樹脂配管の巻き取り構造体であって、樹脂配管は、フッ素樹脂を含んで構成されている。

【0024】

このフッ素樹脂としては、例えば、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体）からなる群より選択ＥＣＴＦＥ（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体）、ＴＨＶ（テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフロライドの３種類のモノマーからなる熱可塑性のフッ素樹脂）からなる群より選択される１種または２種以上を用いることができる。

【0025】

この樹脂配管の巻き取り構造体では、樹脂配管がフッ素樹脂を含んで構成されているため、耐薬品性に優れる。

【0026】

第５観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体は、第４観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体であって、樹脂配管は、６０質量％以上がＰＦＡで構成されている。

【0027】

第６観点に係る巻き取り構造体の製造方法は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されており、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下で、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である樹脂配管を押出成形しながら巻き取ることで巻き取り構造体を製造する方法である。降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たすように樹脂配管を巻き取る。

【0028】

この巻き取り構造体の製造方法では、樹脂配管を押出成形しながら巻き取ることで巻き取り構造体を製造する。ここで、特に限定されないが、例えば、樹脂配管が押し出される出口から巻き取りが行われる箇所までの距離は１０ｍ以下とすることができる。

【0029】

このように、この巻き取り構造体の製造方法では、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えつつ、巻き取られた状態で車両に積載させて運搬することが可能な巻き取り構造体を製造するのに必要なスペースを、押し出しと巻き取りを同時に行うことで狭小化させることができる。

【0030】

第７観点に係る樹脂配管の敷設方法は、第１観点から第５観点のいずれかの巻き取り構造体または第６観点の製造方法によって得られる巻き取り構造体を、樹脂配管を敷設する現地において解く。

【0031】

この樹脂配管の敷設方法では、巻き取り構造体を敷設地まで運んで敷設地で解くことができるため、巻き取り構造体の製造地と樹脂配管の敷設地とが離れて存在している場合であっても、樹脂配管を敷設することが可能になる。

【0032】

第８観点に係る樹脂配管の敷設方法は、第１観点から第５観点のいずれかの巻き取り構造体または第６観点の製造方法によって得られる巻き取り構造体を複数用意し、樹脂配管を敷設する現地において複数の巻き取り構造体を解き、巻き取り構造体を解くことで得られる複数の樹脂配管を互いに接続することで、継ぎ目の間隔を６ｍ以上の樹脂配管を敷設する。

【0033】

この樹脂配管の敷設方法では、継ぎ目の間隔を長くすることができるため、継ぎ目の数を少なく抑え、継ぎ目からの漏れを抑制させることが可能になる。

【0034】

付記に係る樹脂配管は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されており、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下で、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下で、長手方向の長さが６ｍ以上である。

【0035】

この樹脂配管は、特定の性質および形状を有しているため、巻き付けられた状態として車両に積載させて運搬した場合であっても相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えることが可能になる。また、複数の樹脂配管同士を接続して用いる場合であっても、継ぎ目の間隔を十分に長くすることができるため、継ぎ目の数を少なく抑え、継ぎ目からの漏れを抑制させることが可能になる。

【発明の効果】

【0036】

第１観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えつつ、巻き付けられた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。

【0037】

第２観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを０．５％以下に抑えつつ、巻き付けられた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。

【0038】

第３観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体では、相当塑性ひずみを実質的に０．０％以下に抑えつつ、巻き付けられた状態で車両に積載させて運搬することが可能になる。

【0039】

第４、５観点に係る樹脂配管の巻き取り構造体では、耐薬品性に優れる。

【0040】

第６観点に係る巻き取り構造体の製造方法では、製造に必要なスペースを狭小化させることができる。

【0041】

第７観点に係る樹脂配管の敷設方法では、巻き取り構造体の製造地と樹脂配管の敷設地とが離れて存在している場合であっても、樹脂配管を敷設することが可能になる。

【0042】

第８観点に係る樹脂配管の敷設方法では、継ぎ目の数を少なく抑え、継ぎ目からの漏れを抑制させることが可能になる。

【0043】

付記に係る樹脂配管では、複数の樹脂配管同士を接続して用いる場合であっても、継ぎ目の数を少なく抑え、継ぎ目からの漏れを抑制させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0044】

【図1】本発明の一実施形態に係る樹脂配管の巻き取り構造体について、リールに巻き付けられた状態の例を示す概略外観斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る樹脂配管の巻き取り構造体について、リールから分離された状態の例を示す概略外観斜視図である。

【図3】樹脂配管が巻き取られる様子の一例を示す軸方向視概略図である。

【図4】樹脂配管の巻き取り構造体が車両に積載されている様子の一例を示す概略外観斜視図である。

【図5】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図6】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図7】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図8】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図9】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図10】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図11】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図12】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図13】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図14】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図15】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１１４．３ｍｍ、厚みが５．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図16】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１１４．３ｍｍ、厚みが５．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図17】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍ、厚みが５．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図18】降伏ひずみが２．０５％、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍ、厚みが５．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図19】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図20】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図21】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図22】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図23】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図24】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図25】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図26】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図27】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図28】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図29】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１１４．３ｍｍ、厚みが５．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図30】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１１４．３ｍｍ、厚みが５．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図31】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍ、厚みが５．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図32】降伏ひずみが３．０８％、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍ、厚みが５．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図33】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図34】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、厚みが２．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図35】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図36】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、厚みが３．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図37】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図38】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が７６．２ｍｍ、厚みが３．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図39】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図40】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が８８．９ｍｍ、厚みが４．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図41】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と相当塑性ひずみの関係を示すグラフである。

【図42】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が１０１．６ｍｍ、厚みが４．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図43】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が１１４．３ｍｍ、厚みが５．１ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図44】降伏ひずみが４．１０％、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍ、厚みが５．６ｍｍである場合のリール径と巻き取りモーメントの関係を示すグラフである。

【図45】降伏ひずみ毎の、「樹脂配管の外径／樹脂配管の厚み」に対する座屈が生じない最小リール径の関係を示すグラフである。

【図46】降伏ひずみが２．０５％の場合における、相当塑性ひずみ（％）別の樹脂配管の外径とリール径との関係を示すグラフである。

【図47】降伏ひずみが３．０８％の場合における、相当塑性ひずみ（％）別の樹脂配管の外径とリール径との関係を示すグラフである。

【図48】降伏ひずみが４．１０％の場合における、相当塑性ひずみ（％）別の樹脂配管の外径とリール径との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0045】

以下、一実施形態を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0046】

（１）樹脂配管の巻き取り構造体の全体構成
樹脂配管の巻き取り構造体は、樹脂配管が、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されている。この樹脂配管は、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下である。また、この樹脂配管は、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である。この樹脂配管の巻き取り構造体は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしている。この樹脂配管の巻き取り構造体によれば、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えつつ、巻き取られた状態でトラック等に積載して輸送することが可能になる。

【0047】

樹脂配管の巻き取り構造体は、樹脂配管がコイル状に巻き取られたものであり、内側にリールを有していても有していなくてもよい。また、巻き取り構造体がリールを有している場合には、そのリールが軸方向の両端において径方向に広がった鍔を有していてもよいし、このような鍔を有していなくてもよい。また、樹脂配管の巻き取り構造体は、径方向に一重となるように巻き取られていてもよいし、径方向に二重以上に重なるようにして巻き取られていてもよい。

【0048】

なお、樹脂配管の巻き取り構造体は、相当塑性ひずみを０．５％以下に抑えることができる観点から、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．７９×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしていることが好ましい。

【0049】

さらに、樹脂配管の巻き取り構造体は、相当塑性ひずみを実質的に０．０％以下に抑えることができる観点から、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧１．０２５×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たしていることがより好ましい。

【0050】

樹脂配管の巻き取り構造体は、積載に必要なスペースをより小さくすることができることから、３０００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）の関係をさらに満たしているものであることが好ましい。

【0051】

（２）樹脂配管の材料
巻き取り構造体を構成する樹脂配管の材料（樹脂材料）は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成されている。

【0052】

樹脂材料の降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比は、０．０１０以上０．０５０以下（すなわち、降伏ひずみが１．０％以上５．０％以下）であり、好ましくは０．０１７以上０．０４２以下（すなわち、降伏ひずみが１．７％以上４．２％以下）であり、より好ましくは０．０２以上０．０４２以下（すなわち、降伏ひずみが２．０％以上４．２％以下）である。

【0053】

ここで、樹脂材料の弾性率（ヤング率）は、特に限定されないが、例えば、３００ＭＰａ以上８００ＭＰａ以下が好ましく、３５０ＭＰａ以上６５０ＭＰａ以下がより好ましく、３９０ＭＰａがさらに好ましい。ここでの弾性率（ヤング率）は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９９に準じて引張試験して得られる値とし、具体的には、ＰＦＡについては、３５０℃に設定された熱プレスにて圧縮成形された、２ｍｍ厚の圧縮シートからＡＳＴＭ Ｄ６３８−９９に記載のダンベル タイプＶにて試験片を打ち抜き、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９９に準じて引張試験を行い、Ａ２．４に記載の方法で「ヤング率」を測定して得られる値である。なお、他の樹脂の測定においては、当該樹脂に適した温度（当業者に明らかな温度）で熱プレスされて測定され、一般に熱プレスされる代表的な温度は溶融させる時間によって１０〜２０℃程度の差はあるが、ＰＦＡやＦＥＰでは３５０℃、ＰＣＴＦＥは２６５℃、ＥＴＦＥやＥＣＴＦＥは３００℃、ＰＶＤＦは２００℃の温度が溶融温度として適当である。加熱時間は金型サイズにより異なるが直径１２０ｍｍで厚さ２ｍｍサイズの円盤であれば３０〜４０分が適当である。

【0054】

また、樹脂材料の降伏応力は、特に限定されないが、例えば、７．０ＭＰａ以上１７．０ＭＰａ以下が好ましく、８．０ＭＰａ以上１６．０ＭＰａ以下がより好ましい。ここでの降伏応力は、ＡＳＴＭ Ｄ６３８−９９に準じて引張試験して得られる値（Ａ２．６に記載の方法で得られる値）である。

【0055】

また、樹脂材料のポアソン比は、特に限定されないが、例えば、０．３９以上０．４９以下であることが好ましい。ここでのポアソン比は、ＪＩＳ Ｋ７１８１に準じて、測定温度２３℃にて縦横歪ゲージの付いたインストロン１１２５型装置を使用し、ロードセル１０ｔｏｎ、フルスケール２００ｋｇ、クロスヘッド速度２ｍｍ／ｍｉｎにて圧縮成形試験片のポアソン比を測定して得られる値とする。

【0056】

樹脂材料は、樹脂であり、熱可塑性樹脂であることが好ましく、押出成形によって樹脂配管を製造可能なものであることが好ましく、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下であれば特に限定されない。降伏応力／弾性率の比を０．０１０以上０．０５０以下とすることが可能な樹脂として、例えば、フッ素樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ポリアセタール、ウレタン、硬質塩化ビニール、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエチレン、エンジニアリングプラスチック類およびこれらの混合物を用いることができる。これらの樹脂には、例えば、さらに顔料が添加されていてもよい。

【0057】

また、なかでも、強酸や有機溶剤等のような薬品に対する耐薬品性に優れ、内部に薬品を流す用途で利用しやすいという観点から、フッ素樹脂が好ましい。このようなフッ素樹脂としては、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体）、ＴＨＶ（テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフロライドの３種類のモノマーからなる熱可塑性のフッ素樹脂）からなる群より選択される１種または２種以上を用いることができる。例えば、ＰＦＡとＰＴＦＥの混合物の場合には、ＰＴＦＥの混合比が５０ｗｔ％以下であることが好ましい。また、例えば、ＦＥＰとＰＴＦＥの混合物の場合には、ＰＴＦＥの混合比は５０ｗｔ％以下であることが好ましい。なお、フッ素樹脂としては、ガスバリアー性に優れたものを用いることがより好ましい。フッ素樹脂のなかでも、ＰＦＡを含有するものが好ましく、ＰＦＡの含有率が６０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましい。なお、ＰＰＳとしては、例えば、ヤング率が３３００ＭＰａ、ポアソン比が０．４０、降伏応力が９７ＭＰａのものがある。

【0058】

このような樹脂材料は、上述の樹脂材料の条件を満たすものを適宜商業的に入手してもよいし、原料を用いて製造することで得るようにしてもよい。

【0059】

商業的に入手可能な樹脂としては、特に限定されないが、例えば、以下のものが挙げられる。

【0060】

ＰＦＡ：ダイキン工業社製 ネオフロンＰＦＡ ＡＰ−２３０（ＭＦＲ（メルトフローレート）＝２ｇ／１０ｍｉｎ、成形方法は押出成形、ヤング率（＝弾性率、以下同様）が３９０ＭＰａ、ポアソン比が０．４５、降伏応力が８．０ＭＰａ）
ＰＦＡ：ダイキン工業社製 ネオフロンＰＦＡ ＡＰ−２１０（ＭＦＲ＝１２ｇ／１０ｍｉｎ、成形方法が押出成形、ヤング率が３９０ＭＰａ、ポアソン比が０．４７、降伏応力が８．９ＭＰａ）
ＦＥＰ：ダイキン工業社製 ネオフロンＦＥＰ ＮＰ−３０（成形方法が押出成形、ヤング率が３４０ＭＰａ、ポアソン比が０．４８、降伏応力が１２ＭＰａ）
ＰＶＤＦ：ダイキン工業社製 ネオフロンＰＶＤＦ ＶＰ−８３５（成形方法が押出成形、ヤング率が１０００ＭＰａ、ポアソン比が０．３４、降伏応力が５０ＭＰａ）
ＰＣＴＦＥ：ダイキン工業社製 ネオフロンＰＣＴＦＥ Ｍ−３００ＰＬ（成形方法が押出成形、ヤング率が１４００ＭＰａ、ポアソン比が０．４２、降伏応力が４１ＭＰａ）
ＥＴＦＥ：ダイキン工業社製 ネオフロンＦＴＦＥ ＥＰ−５４１（成形方法が押出成形、ヤング率が７７０ＭＰａ、ポアソン比が０．４２、降伏応力が２５ＭＰａ）
ＥＣＴＦＥ：Ｓｏｌｖａｙ Ｓｏｌｅｘｉｓ社製 商品名Ｈａｌａｒ（ヤング率が１６００ＭＰａ、ポアソン比が０．４２、降伏応力が２８ＭＰａ）

【0061】

（３）樹脂配管の形状および寸法
巻き取り構造体を構成する樹脂配管の外径は、５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下であり、好ましくは５０．８ｍｍ以上１２７．０ｍｍ以下である。

【0062】

また、巻き取り構造体を構成する樹脂配管の厚みは、２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下であり、好ましくは２．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下である。なお、樹脂配管の厚みは、特に限定されないが、例えば、樹脂配管の外径の３０％以下とすることができ、より好ましくは樹脂配管の外径の１５％以下とすることができ、さらに好ましくは樹脂配管の外径の８％以下とすることができる。これにより、巻き取りに必要なモーメントが大きくなりすぎることを避けることが可能になる。また、樹脂配管の厚みは、特に限定されないが、樹脂配管の外径の１．５％以上とすることができ、より好ましくは樹脂配管の外径の２．０％以上とすることができ、さらに好ましくは樹脂配管の外径の３．０％以上とすることができる。樹脂配管の厚みの下限としては、例えば、輸送される流体のポンプの最大圧力に対して安全率としての３倍を乗じて得られる圧力よりも、高い破壊圧力を保証できる厚みとすることができ、特に限定されないが、輸送される流体のポンプの最大圧力は０．７ＭＰａとすることができる。

【0063】

巻き取られる対象である樹脂配管（巻き取られる前の樹脂配管）の軸方向（長手方向）の長さは、特に限定されないが、例えば、４ｍ以上２００ｍ以下とすることができ、１０ｍ以上１５０ｍ以下であることが好ましく、２０ｍ以上１００ｍ以下であることがさらに好ましい。

【0064】

（４）樹脂配管の用途
樹脂配管の用途としては、特に限定されず、例えば、塗装用塗料配管チューブ、食品搬送シート、飲料及び液体状食品輸送チューブ、液晶製造装置用または半導体製造装置用の薬液輸送用チューブ等が挙げられ、なかでも、塗装用塗料配管チューブ、飲料及び液体状食品輸送チューブ、薬液輸送用チューブ、製薬工場、製鉄工場の酸洗ライン、金属プラントのスラリー輸送配管、火力発電所のスラリー輸送配管であることが好ましい。なお、温泉水や熱水などの高温配管や、海洋水などの微生物の付着が懸念される配管等に用いられてもよい。海洋水を輸送する用途で用いられる場合において、樹脂配管の材料としてフッ素樹脂を用いる場合には、フジツボ等の海洋生物の付着を抑制することが可能になる。また、加圧された流体の輸送に用いられてもよい。

【0065】

（５）樹脂配管の巻き取りおよび巻き取り構造体の製造方法
樹脂配管の巻き取り構造体の作成作業は、特に限定されないが、押出成形によって得られた円筒形状の樹脂配管を軸方向に送り出しながら、リール等によって巻き取るようにしてもよい。ここで、リール等によって樹脂配管が巻き取られる際には、樹脂配管の降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比および樹脂配管の外径に対する巻き取り構造体の外周および内周の関係が、３５００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）、且つ、巻き取り構造体の内周の最小幅（ｍｍ）≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）を満たすように巻き取りが行われる。

【0066】

例えば、図１の概略外観斜視図に示すように、樹脂配管の巻き取り構造体１は、リール２０の外周に樹脂配管１０が巻き付けられて構成されていてもよい。また、図２の概略外観斜視図に示すように、樹脂配管の巻き取り構造体１は、図１に示すようなリール２０と一体化した状態ではなく、樹脂配管１０が巻き取られて構成されていてもよい。トラック等の車両に積載される場合には、樹脂配管の巻き取り構造体１は、図１に示すようにリール２０と一体化させたままで積載させてもよいし、図２に示すようにリール２０とは分離された状態で積載されてもよい。

【0067】

なお、樹脂配管の巻き取りの際には、図３の軸方向視概略図に示すように、樹脂配管１０は、リール２０と巻き取り治具３０とに挟まれた状態で巻き取り作業が行われてもよい。ここで、巻き取り治具３０は、樹脂配管１０をリール２０側に押さえ付ける役割を果たすことができる。なお、特に限定されないが、樹脂配管１０の巻き取り作業は、巻き取り治具３０をリール２０の軸心に対して公転させることで行われてもよいし、リール２０と巻き取り治具３０の位置は移動させずにそれぞれの軸心に対して自転させることで行われてもよい。ここで、巻き取り治具３０のうち樹脂配管１０と接触して樹脂配管１０を押さえ付ける部分は、樹脂配管１０に局所的な湾曲箇所を生じさせず相当塑性ひずみを小さく抑えるために、曲率がリール２０の外周の曲率と同等以下であることが好ましい（巻き取り治具３０が円筒形状である場合には、巻き取り治具３０の曲率半径がリール２０の曲率半径と同等以上であることが好ましい。）。

【0068】

なお、樹脂配管の巻き取り構造体としては、樹脂配管が径方向において一重に巻き取られたものに限られず、巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）が３５００．０ｍｍ以下であれば、径方向に二重に巻き取られたものや、径方向に三重以上に巻き取られたものであってもよい。

【0069】

なお、特に限定されないが、樹脂配管を押出成形しながら巻き取っていく場合には、押出成形される樹脂配管の押出機の出口とリールの軸心との距離は１０ｍ以下とすることができ、８ｍ以下とすることが好ましく、６ｍ以下とすることがより好ましい。このように距離を短くすることにより、押出成形と巻き取りを行うために必要なスペースを狭小化させることが可能になる。

【0070】

また、押し出される樹脂配管の長さは、用途に応じた長さとすることができるため、特に限定されないが、例えば、６ｍ以上とすることが好ましく、１０ｍ以上とすることがより好ましく、２０ｍ以上とすることがさらに好ましい。樹脂配管の長さの上限は、特に限定されない。例えば、外径５０ｍｍで厚み２ｍｍの樹脂配管を、リール径２５００ｍｍのリールに最大巻き取り径３５００ｍｍまで巻いた場合、リールの軸方向の長さが５００ｍｍの場合には、樹脂配管の全長は４４０ｍとなり、リールを含めた総重量はＰＦＡの場合には（比重２．１４とすると）約３００ｋｇとなる。また、外径１３０ｍｍで厚み１５ｍｍの樹脂配管を、リール径３０００ｍｍのリールに最大巻き取り径３５００ｍｍまで巻いた場合、リールの軸方向の長さが５００ｍｍの場合には、樹脂配管の全長は７９ｍとなり、リールを含めた総重量はＰＦＡの場合には（比重２．１４とすると）約９５０ｋｇとなる。したがって、樹脂配管の長さは、外径５０ｍｍの樹脂配管では５００ｍにすることも理論的には可能であるが、樹脂配管の外径と総重量を考慮した場合には、樹脂配管の長さの上限を５００ｍとすることが好ましく、上限を２００ｍとすることが取扱い性から更に好ましい。取扱いが容易なサイズと重量を考慮した巻き取り構造体を構成し、トラックに積載して搬送し、敷設する現地で用途に応じた長さに切断して使用することができる。

【0071】

（６）樹脂配管の巻き取り構造体の運搬
樹脂配管の巻き取り構造体の運搬は、図４に示すように、車両５０の積載箇所に樹脂配管の巻き取り構造体１を積層させた状態で行われる。

【0072】

樹脂配管の巻き取り構造体１の積載時の姿勢は、特に限定されず、樹脂配管の巻き取り構造体１の軸方向が車両の進行方向を向いた姿勢であってもよいし、樹脂配管の巻き取り構造体１の軸方向が車両の上下方向を向いた姿勢であってもよいし、樹脂配管の巻き取り構造体１の軸方向が車両の進行方向及び上下方向に垂直な方向を向いた姿勢であってもよい。

【0073】

また、車両５０に積載可能である場合には、樹脂配管の巻き取り構造体の積載個数は、特に限定されず、２つ以上を積載させてもよい。

【0074】

（７）現地での敷設
現地まで運搬された樹脂配管の巻き取り構造体は、現地において解かれ、目的に応じた姿勢で敷設される。

【0075】

樹脂配管の長さが十分であれば、接続箇所無しで敷設することもできる。

【0076】

また、現地での樹脂配管同士の接続が必要である場合には、複数の樹脂配管を用意し、互いに端部同士を溶接（例えば、突き合わせ溶着）したり、フランジを用いて接続したり、継手を用いて接続することができる。なお、樹脂配管の材質としてフッ素樹脂が用いられている場合には、フッ素樹脂の特性であるクリープ現象により応力緩和が生じることから、漏洩を抑制させる観点で、機械式のねじ込みを伴う接続を行うよりも、溶接により接続を行う方が好ましい。

【0077】

なお、現地に敷設された樹脂配管は、用途に応じて内部を洗浄して用いるが、樹脂配管同士の接続箇所が存在する場合には、接続箇所からコンタミネーションが生じうるために、特に十分に洗浄を行うことが望ましい。

【0078】

複数の樹脂配管同士を敷設する現地において接続する場合には、例えば、接続箇所（継ぎ目）の間隔が６ｍ以上であることが好ましく、１０ｍ以上であることがより好ましく、２０ｍ以上であることが更に好ましい。このように継ぎ目の間隔を長くすることにより、内部を流れる流体が漏れ出しうる箇所を少なく抑えることができる。また、樹脂配管同士を接続する際に接続箇所に生じるコンタミネーションの量を低減させることが可能になるため、洗浄コストを抑制させることも可能になる。

【0079】

なお、このような樹脂配管の敷設は、新たに現地に敷設する場合に限られず、既に敷設されている配管を置き換えにより更新する場合も含まれる。例えば、更新される樹脂配管よりも内径が小さいものが用いられていた場合には、更新により大口径化させることで、より大量の流体を輸送することが可能になる。更新としては、特に限定されないが、例えば、金属配管やポリ塩化ビニル配管等から、フッ素樹脂を含む樹脂配管への更新が挙げられる。

【0080】

（８）シミュレーション
樹脂配管の巻き取り構造体は、その外周の最大幅（外周の最大径）が小さくなるように巻き取ることで、径方向の大きさを小さくすることができ、トラック等の車両に積載しやすくなる。

【0081】

ところが、樹脂配管の巻き取り構造体の外周の最大幅を小さくしようとすると、樹脂配管の曲率が大きくなるため、樹脂配管にひずみが生じてしまう。そして、巻き取られた状態である樹脂配管の巻き取り構造体を現地に運送し、現地で巻き取りをほどいたとしても、樹脂配管に永久変形（永久ひずみ、相当塑性ひずみ）が大きく残ってしまい、巻き癖を治しにくい等の問題が生じてしまう。

【0082】

そこで、発明者らは、樹脂配管の巻き取り構造体の巻き取り径をできるだけ小さくしていった場合において樹脂配管に永久変形が生じにくい条件（相当塑性ひずみが１％以下に抑えられる条件、０．５％以下に抑えられる条件、０．０％以下に抑えられる条件）を、以下に述べるシミュレーションを行うことで確認した。

【0083】

シミュレーションでは、樹脂配管の材料の性質である降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比（すなわち、樹脂材料の降伏ひずみ）と、樹脂配管の外径と、樹脂配管の厚み（（樹脂配管の外径―樹脂配管の内径）／２）と、をそれぞれ変化させた場合の、樹脂配管に永久変形が生じにくい（相当塑性ひずみが１％以下に抑えられる、好ましくは０．５％以下に抑えられる、より好ましくは０．０％以下に抑えられる）樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（樹脂配管がリールに巻き取られる場合にはリールの外径に相当）を求めるために、各リール径毎の相当塑性ひずみを算出した。具体的には、それぞれの樹脂材料の降伏ひずみと樹脂配管の外径と樹脂配管の厚みとの条件毎に、リールの外径毎の相当塑性ひずみ（％）の値を求めた。

【0084】

なお、相当塑性ひずみは、直接的に測定される物理量ではなく、塑性仕事に関して存在を仮定して計算されるものである。相当塑性ひずみは、塑性変形量（永久変形）の指標として使用されている。ここで、塑性仕事増分は、相当応力（例えば、Ｍｉｓｅｓ応力）と相当塑性ひずみ増分を掛け合わせることにより得られると仮定される。塑性変形での相当塑性ひずみ増分を積分すると、相当塑性ひずみを計算することができる。

【0085】

相当応力

は、以下の通りである（ミーゼスの降伏条件式の場合）。なお、添え字ｘ、ｙ、ｚは座標系方向を示している。

【数1】

【0086】

以下のように、塑性変形に必要な塑性仕事増分

は、相当応力

と相当塑性ひずみ増分

の積である。

【数2】

【0087】

相当塑性ひずみ増分

は、以下の通りである。

【数3】

【0088】

以上より、相当塑性ひずみ増分

を積分して得られる以下の

が相当塑性ひずみである。

【数4】

【0089】

シミュレーションでは、以上の考え方にしたがって相当塑性ひずみの算出を行った。

【0090】

なお、樹脂配管の巻き取り作業は、円筒形状の巻き取り治具を用いて行われることとし、巻き取り治具の外径はリールの外径と同じものを用いることとした。

【0091】

また、上記シミュレーションでは、相当塑性ひずみだけでなく、それぞれの樹脂材料の降伏ひずみと樹脂配管の外径と樹脂配管の厚みとの条件毎に、巻き取りに要するモーメントの算出も行った。巻き取りモーメントとしては、リールの中心軸から巻き取り治具の中心軸までの距離ｄと、巻き取り治具をリールに対して公転させて樹脂配管を巻き取っていく際の力Ｆと、の積（ｄＦ）として得られる値を用いた。

【0092】

なお、樹脂配管の材料としては、フッ素樹脂であるＰＦＡをモデルとして用いた。モデルとして用いたＰＦＡの物性は、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比（降伏ひずみ）が、０．０２０５（２．０５％）のものと、０．０３０８（３．０８％）のものと、０．０４１０（４．１０％）のものと、があった。なお、降伏ひずみが、０．０２０５（２．０５％）のものは、弾性率が３９０ＭＰａ、ポアソン比が０．４６、降伏応力が８．０ＭＰａとした。降伏ひずみが、０．０３０８（３．０８％）のものは、弾性率が３９０ＭＰａ、ポアソン比が０．４６、降伏応力が１２．０ＭＰａとした。降伏ひずみが、０．０４１０（４．１０％）のものは、弾性率が３９０ＭＰａ、ポアソン比が０．４６、降伏応力が１６．０ＭＰａとした。

【0093】

なお、シミュレーションでは、リールや巻き取り治具の剛性が、樹脂配管の剛性と比べると極めて高いことから、リールや巻き取り治具は剛体と満たして計算を行った。また、シミュレーション精度を高めるために、十分細かいメッシュで解析モデルを作成し、解析結果に及ぼすメッシュサイズの影響がないことを確認した。さらに、樹脂配管のリールへの巻き取りの際には、リールの軸方向の変位は拘束させて計算を行った。また、樹脂配管とリールとの接触面の摩擦、および、樹脂配管と巻き取り治具の接触面の摩擦については、考慮しないものとした。

【0094】

ここで、シミュレーション結果を示す前に、以下の補助的なシミュレーション結果（樹脂配管の材料を降伏ひずみ２．０５％のものとし、巻き取りリール径を３０００ｍｍとした場合について、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、６３．５ｍｍ、７６．２ｍｍ、８８．９ｍｍのそれぞれの場合について、樹脂配管の厚みを変化させた場合のシミュレーション結果）を以下の表１〜表４に示す。

【0095】

【表1】

【0096】

【表2】

【0097】

【表3】

【0098】

【表4】

【0099】

以上の補助的なシミュレーション結果によれば、表１〜表４の相当塑性ひずみ（％）の値が示すように、驚くべきことに、樹脂チューブの厚みは、相当塑性ひずみの値に実質的に影響を及ぼさないことが明らかになった。すなわち、いずれの樹脂配管においても、樹脂配管の巻き取り構造体において永久変形が生じないようにするためには（相当塑性ひずみの値を小さく抑えるためには）、樹脂配管の厚みは考慮する必要が無いことが明らかとなった。

【0100】

以上の補助的なシミュレーション結果に基づいて、シミュレーションでは、各樹脂配管の外径の値に対する樹脂配管の厚みの値について、代表的な１つの厚みを定めたシミュレーションを行った。

【0101】

各シミュレーション結果を、図５〜図４４に示す。また、対応する数値データの表を表５〜表２５に示す。

【0102】

【表5】

【0103】

【表6】

【0104】

【表7】

【0105】

【表8】

【0106】

【表9】

【0107】

【表10】

【0108】

【表11】

【0109】

【表12】

【0110】

【表13】

【0111】

【表14】

【0112】

【表15】

【0113】

【表16】

【0114】

【表17】

【0115】

【表18】

【0116】

【表19】

【0117】

【表20】

【0118】

【表21】

【0119】

【表22】

【0120】

【表23】

【0121】

【表24】

【0122】

【表25】

【0123】

なお、表５〜２５において、斜線で示す箇所は、座屈（巻き取り構造体の径方向内側に位置している樹脂配管の部分のたわみ）が生じるシミュレーション結果であったことを示している。樹脂配管の巻き取り構造体は、相当塑性ひずみが所定％以下に抑制されているだけでなく、さらに、座屈も生じていないことがより好ましい。この座屈が生じない条件を、上記シミュレーション結果のうち座屈が生じない最小のリール径の情報に基づいて以下の表２６を作成し、降伏ひずみ毎に、「樹脂配管の外径／樹脂配管の厚み」に対する座屈が生じないリール径を求めた。降伏ひずみ毎の、「樹脂配管の外径／樹脂配管の厚み」に対する座屈が生じない最小リール径の関係を示すグラフを、図４５に示す。ここで、「樹脂配管の外径／樹脂配管の厚み」をｘとし、座屈が生じない最小リール径をｙとした場合のｘとｙの降伏ひずみ毎の近似関係式を求めたところ、降伏ひずみ２．０５％ではｙ＞１６５．９０ｘ^２−６３４８．６ｘ＋６１５８６となり、降伏ひずみ３．０８％ではｙ＞１６２．２７ｘ^２−６１１５．５ｘ＋５８４６９となり、降伏ひずみ４．１０％ではｙ＞１６８．４１ｘ^２−６４３０．３ｘ＋６２４０７となった。これらの関係式は、いずれも類似しており、降伏ひずみに依存しない近似関係式を求めると、ｙ＞１６５．５３ｘ^２−６２９８．１３ｘ＋６０９６０となった。したがって、降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比が０．０１０以上０．０５０以下の材料で構成され、外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下であり、厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である樹脂配管において、当該関係を満たす場合には、座屈は生じないことなる。

【0124】

【表26】

【0125】

さらに、降伏ひずみが２．０５％の場合について、相当塑性ひずみ（％）が、１．０％となる場合と、０．５％となる場合と、０．０％となる場合のそれぞれの樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）を上記シミュレーション結果の線形内挿法および線形外挿法により求めた結果を、以下の表２７及び図４６に示す。

【0126】

【表27】

【0127】

表２７において、「――――――」で示す箇所については、当該条件を満たし且つリールの外径が３５００．０ｍｍ以下の樹脂配管の巻き取り構造体が得られないことを示している（表２７、２８においても同様）。例えば、降伏ひずみが２．０５％であり、樹脂配管の外径が１２７．０ｍｍである場合において、相当塑性ひずみ１．０％以下にしようとすると、樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）を３５００．０ｍｍ以下にすることができないことを示している。

【0128】

また、降伏ひずみが３．０８％の場合について、相当塑性ひずみ（％）が、１．０％となる場合と、０．５％となる場合と、０．０％となる場合のそれぞれの樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）を上記シミュレーション結果の線形内挿法および線形外挿法により求めた結果を、以下の表２８及び図４７に示す。

【0129】

【表28】

【0130】

表２８において、樹脂配管の外径が６３．５ｍｍ、７６．２ｍｍ、８８．９ｍｍ、１０１．６ｍｍ、１１４．３ｍｍ、１２７．０ｍｍの場合には、相当塑性ひずみ（％）を１．０％以下まで低下させる前に樹脂配管の座屈が生じてしまうことから、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えるだけでなく、さらに、樹脂配管の座屈をも生じさせない場合の樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）のシミュレーション結果を示しており、その際の相当塑性ひずみ（％）はそれぞれ０．９８％、０．７８％、０．６８％、０．５８％、０．５２％、０．４７％であった。

【0131】

また、降伏ひずみが４．１０％の場合について、相当塑性ひずみ（％）が、１．０％となる場合と、０．５％となる場合と、０．０％となる場合のそれぞれの樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）を上記シミュレーション結果の線形内挿法および線形外挿法により求めた結果を、以下の表２９及び図４８に示す。

【0132】

【表29】

【0133】

表２９において、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍ、６３．５ｍｍ、７６．２ｍｍ、８８．９ｍｍ、１０１．６ｍｍ、１１４．３ｍｍ、１２７．０ｍｍの場合には、相当塑性ひずみ（％）を１．０％以下まで低下させる前に樹脂配管の座屈が生じてしまい、相当塑性ひずみ（％）を０．５％以下まで低下させる前に樹脂配管の座屈が生じてしまうことから、相当塑性ひずみを１．０％以下に抑えたり０．５％以下に抑えるだけでなく、さらに、樹脂配管の座屈をも生じさせない場合の樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）（ｍｍ）のシミュレーション結果を示しており、その際の相当塑性ひずみ（％）はそれぞれ０．３８％、０．２２％、０．１２％、０．０７％、０．０２％、０．０％、０．０％であった。

【0134】

上述のようにして得られたシミュレーション結果に基づいて、樹脂材料の降伏ひずみ（降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比、％ではない）が０．０１０以上０．０５０以下であり、樹脂配管の外径が５０．０ｍｍ以上１３０．０ｍｍ以下であり、樹脂配管の厚みが２．０ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下である範囲を前提とした場合において、樹脂配管の外径（ｍｍ）と樹脂材料の降伏ひずみ（降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比、％ではない）に応じた相当塑性ひずみ（％）を少なくとも１．０％以下とすることができる樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リール外径の最小値）について、以下の関係式（１）を導出することができた。なお、上述のように、樹脂配管の厚みは、驚くことに相当塑性ひずみに対して実質的に影響を与えないことが明らかとなったため、当該関係式では樹脂配管の厚みはパラメータとして用いていない。

【0135】

巻き取り構造体の内周の最小幅≧０．６２×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）・・・関係式（１）
例えば、樹脂材料の降伏ひずみ（降伏応力／弾性率）が０．０２０５（％表記では、２．０５％）であり、樹脂配管の外径が５０．８ｍｍである場合において、相当塑性ひずみ（％）を１．０％以下にしようとすると、巻き取り構造体の内周の最小幅（リールの外径）を０．６２×５０．８÷０．０２０５＝１５３６．４（ｍｍ）以上であればよいことになる。

【0136】

また、樹脂配管の巻き取り構造体の外周の最大幅は、トラック等の車両に積載可能な範囲でなければならないことから、３５００．０ｍｍ以下としている。ここで、例えば、巻き取り構造体の径方向において樹脂配管が重なるように二重以上に巻き取っている場合には、径方向の外側に位置している樹脂配管の径方向外側部分が巻き取り構造体の外周の最大幅を決定することとなる。

【0137】

また、同様にして、樹脂配管の外径（ｍｍ）と樹脂材料の降伏ひずみ（降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比、％ではない）に応じた相当塑性ひずみ（％）を少なくとも０．５％以下とすることができる樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リール外径の最小値）について、以下の関係式（２）を導出することができた。

【0138】

巻き取り構造体の内周の最小幅≧０．７９×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）・・・関係式（２）
さらに、同様にして、樹脂配管の外径（ｍｍ）と樹脂材料の降伏ひずみ（降伏応力（ＭＰａ）／弾性率（ＭＰａ）の比、％ではない）に応じた相当塑性ひずみ（％）を実質的に０．０％以下とすることができる樹脂配管の巻き取り構造体の内周の最小幅（リール外径の最小値）について、以下の関係式（３）を導出することができた。

【0139】

巻き取り構造体の内周の最小幅≧１．０２５×樹脂配管の外径÷（降伏応力／弾性率）・・・関係式（３）
なお、よりコンパクト化させて車両に積載させることが可能になる観点から、３０００．０ｍｍ≧巻き取り構造体の外周の最大幅（ｍｍ）の関係をさらに満たすことが好ましい。

【0140】

（９）特徴
従来は、３ｍ程度の直管を複数本車両に積載し、現地まで運搬し、現地でフランジ、継手または溶接により直管同士を接続して目的の長さの配管を敷設していた。しかし、樹脂配管同士の接続箇所が多いため現地での作業性が悪く、また、接続箇所からの輸送流体の漏洩の問題が生じやすい。

【0141】

これに対して、本実施形態の樹脂配管の巻き取り構造体では、従来よりも長い樹脂配管を車両に積載して運搬することが可能になっており、しかも、現地で巻き取りを解いた場合にも永久ひずみ（永久変形、相当塑性ひずみ）を小さく抑えることが可能になっており、さらに、従来よりも接続箇所を減らせることができるため、輸送流体の漏洩の問題が生じることを抑制させることができている。

【符号の説明】

【0142】

１ 巻き取り構造体
１０ 樹脂配管
２０ リール

【先行技術文献】

【特許文献】

【0143】

【特許文献1】特開昭６３−２７４５２９号公報

【特許文献2】特開２００９−１５４５０５号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】