JP2003329176A - 硬質塩化ビニル系樹脂管 - Google Patents
硬質塩化ビニル系樹脂管Info
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Abstract
は湾曲量の小さい硬質塩化ビニル系樹脂管を提供する。 【解決手段】 外気温15℃の雰囲気下において、波長
0.7〜100μm、熱量4kw/m2の赤外及び遠赤外
線が2時間照射された際に、管表面最大温度が60℃以
下である硬質塩化ビニル系樹脂管、及び3500kca
l/m2・日以上の日射量が存在する環境下に20日間
静置された後の、式(1)から算出される周方向応力σ
の最大値と最小値の差△σが2.94MPa以下である
硬質塩化ビニル系樹脂管。
Description
樹脂管に関する。
などに優れており、管工機材や住宅資材等に広く使用さ
れている。しかし、硬質塩化ビニル管を太陽光が照射さ
れるような状況下で保管した場合、塩化ビニル管が湾曲
することがある。湾曲、すなわち反りの大きい塩化ビニ
ル管は、管内を流れる流体の流動性が低下したり、施工
が困難になるなどの問題があった。この様な反りを防止
する方法としては、塩化ビニル管に鉄製の線材を連着す
る方法がある(例えば、特許文献1参照)。この方法は
塩化ビニル管の両端周縁面に山形状の突起部を形成した
塩ビパイプ本体を設け、この突起部間に鉄製の線材を連
着して、塩ビパイプ本体に発生する反りを防止するもの
である。しかし、この方法では、塩化ビニル管に鉄製の
線材を一本一本連着する必要があり、非常に手間がかか
ってしまう。
〜第4頁)
み、太陽光等が照射されても湾曲し難たい又は湾曲量の
小さい硬質塩化ビニル系樹脂管を提供することを目的と
する。
成するためになされたものであり、請求項1の発明(以
下、発明1)は、外気温15℃の雰囲気下において、波
長0.7〜100μm、熱量4kw/m2の赤外及び遠赤
外線が2時間照射された際に、管表面最大温度が60℃
以下であることを特徴とする硬質塩化ビニル系樹脂管を
提供する。また、請求項2の発明(以下、発明2)は、
3500kcal/m2・日以上の日射量が存在する環境
下に20日間静置された後の、下記式(1)から算出さ
れる周方向応力σの最大値と最小値の差△σが2.94
MPa以下であることを特徴とする硬質塩化ビニル系樹
脂管を提供する。 σ=[E/(1−R2)]・t/2・(1/r1−1/r0) (1) E:引張弾性率 R:ポアソン比 t:肉厚 r0:切開前
内半径 r1:切開後内半径
塩化ビニル系樹脂管は、外気温15℃の雰囲気下におい
て、波長0.7〜100μm、熱量4kw/m2の赤外及
び遠赤外線が2時間照射された際に、管表面最大温度が
60℃以下でなくてはならない。管表面最大温度が60
℃を超える硬質塩化ビニル系樹脂管は、特に夏場、太陽
光の照射される環境下に保管した場合湾曲量が大きくな
り、管体としての性能を発揮できなくなるため、この範
囲に限定される。本発明2の硬質塩化ビニル系樹脂管
は、3500kcal/m2・日以上の日射量が存在する
環境下に20日間静置された後の、式(1)から算出さ
れる周方向応力σの最大値と最小値の差△σが2.94
MPa以下でなくてはならない。特に夏場、太陽光の照
射される環境下に保管された場合、湾曲量が大きくなる
ため、この範囲に限定される。3500kcal/m2・
日とは、夏場の日射量に相当し、実際の暴露試験で3〜
4週間で反り量は飽和するので、20日間としたもので
ある。
ニル系樹脂としては、塩化ビニル単独重合休または塩化
ビニルを主成分とする複合塩化ビニル系樹脂が挙げられ
る。これらは単独で用いられても良く、2種類以上併用
して用いても良い。
ニル系樹脂の平均重合度は600〜3000が好まし
く、更に好ましくは800〜2000である。平均重合
度が600未満であると機械的強度が不足する可能性が
あり、逆に平均重合度が3000を超えると成形が困難
になることがある。尚、上記の平均重合度とは、塩化ビ
ニル単独重合体や複合塩化ビニル系樹脂をテトラヒドロ
フラン(THF)に溶解させ、濾過により不溶成分を除去
した後、濾液中のTHFを乾燥除去して得た樹脂を試料と
し、JIS K−6721「塩化ビニル樹脂試験方法」に
準拠して測定した平均重合度を意味する。
ニルを主成分とする複合塩化ビニル系樹脂としては、塩
化ビニルモノマーと共重合可能なモノマーや重合体との
共重合体等が挙げられる。
ーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン
等のαオレフイン類;プロピオン酸ビニル等のビニルエ
ステル類;エチルビニルエーテル、ブチルビニルエ−テ
ル等のビニルエーテル類;メチル(メタ)アクリレー
ト、ブチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシ工チル
(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類;ス
チレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル類;フッ
化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニリデン等のハロ
ゲン化ビニル類;N−フェニルマレイミド、N−シクロヘ
キシルマレイミド等のN−置換マレイミド類等が挙げら
れる。これらの共重合性モノマーは、単独で用いられて
も良いし、2種類以上が併用されても良い。
としては、例えば、アルキル(メタ)アクリレートモノ
マーなどからなるアクリル系共重合体等が挙げられ、こ
れらの共重合性重合体は、単独で用いられても良いし、
2種類以上が併用されても良い。尚、ここで言う(メ
タ)アクリレートとはアクリレート又はメタクリレート
を意味する。
ノマーや重合体とを併用する場合、共重合性モノマーや
重合体の使用量は、得られる硬質塩化ビニル管の性能や
目的に応じて適宜設定されれば良く、特に限定されるも
のではない。
分とする複合塩化ビニル系樹脂の重合方法としては従来
公知の方法で良く、例えば、懸濁重合法等が挙げられ
る。
樹脂管を得る場合には、必要に応じて熱安定剤、安定化
助剤、滑剤、加工助剤、酸化防止剤、光安定剤、顔料、
充填剤等を添加してもよい。
えば、ジメチル錫メルカプト、ジブチル錫メルカプト、
ジオクチル錫メルカプト、ジブチル錫マレート、ジブチ
ル錫マレートポリマー、ジオクチル錫マレート、ジオク
チル錫マレートポリマー、ジブチル錫ラウレート、ジブ
チル錫ラウレートポリマー等の有機錫安定剤、ステアリ
ン酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、三塩基性硫酸鉛等の鉛系
安定剤、カルシウム−亜鉛系安定剤、バリウム−亜鉛系
安定剤、バリウム−カドミウム系安定剤等が挙げられ
る。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用して
もよい。
ず、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化アマニ豆
油、エポキシ化テトラヒドロフタレート、エポキシ化ポ
リブタジエン、リン酸エステル等が挙げられる。これら
は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
等が挙げられる。上記の内部滑剤は、成形加工時の溶融
樹脂の流動粘度を下げ、摩擦発熱を防止する目的で使用
される。上記の内部滑剤としては特に限定されず、例え
ば、ブチルステアレート、ラウリルアルコール、ステア
リルステアレート、エポキシ化大豆油、グリセリンモノ
ステアレート、ステアリン酸、ビスアミド等が挙げられ
る。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用して
もよい。
と金属面との滑り効果を上げる目的で使用される。上記
の外部滑剤としては特に限定されず、例えば、モンタン
酸ワックス、パラフィンワックス、ポリオレフインワッ
クス、エステルワックス等が挙げられる。これらは単独
で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
例えば、重量平均分子10万〜200万のアルキルアク
リレート/アルキルメタクリレート共重合体であるアク
リル系加工助剤が挙げられ、具体例としては、n−ブチ
ルアクリレート/メチルメタクリレート共重合体、2−
エチルヘキシルアクリレート/メチルメタクリレート/
ブチルメタクリレート共重合体等が挙げられる。これら
は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ず、例えば、フェノール系抗酸化剤等が挙げられる。こ
れらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよ
い。上記の光安定剤としては特に限定されず、例えば、
サリチル酸エステル系、べンゾフェノン系、べンゾトリ
アゾール系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤、
あるいはヒンダードアミン系の光安定剤等が挙げられ
る。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用して
もよい。
ば、アゾ系、フタロシアニン系、スレン系、染料レーキ
系等の有機顔料、酸化物系、クロム酸モリブデン系、硫
化物・セレン化物系、フェロシアン化物系、カーボンブ
ラック等の無機顔料等が挙げられる。しかし、赤外線を
吸収しにくいという観点から、有機系の黒色顔料が望ま
しい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用し
てもよい。上記の充填剤としては特に限定されず、例え
ば、炭酸カルシウム、タルク等が挙げられる。これらは
単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
樹脂に混合する方法としては、特に限定されず、例え
ば、ホットブレンドによる方法、コールドブレンドによ
る方法等が挙げられる。本発明1及び本発明2の硬質塩
化ビニル系樹脂管の成形方法は、従来公知の方法で良
く、例えば押出成形方法が好適に用いられる。
存在する環境下に20日間静置された後の、式(1)か
ら算出される周方向応力σの最大値と最小値の差△σを
2.94MPa以下にする方法は、得られる塩化ビニル
系樹脂管の機能を損なわなければ、特に限定されず、例
えば冷却水の水温を上げたりすることによる管の残留応
力を低減させたり、塩化ビニル系樹脂管の赤外線吸収率
を低減したりする方法が挙げられる。
本発明の効果を鋭明するが、本発明はこれら実施例のみ
に限定されるものではない。
合体(商品名「TS−1000R」、徳山積水工業社
製)100重量部に、有機錫系安定剤(商品名「ONZ
−142F」、三共有機社製)1部、ポリエチレンワッ
クス系滑剤(商品名「Hiwax220MP」、三井石
油化学工業社製)0.5部、ステアリン酸(商品名「S
−30」、花王社製)0.5部、炭酸カルシウム(商品
名「ホワイトン305S」、白石カルシウム社製)5
部、黒色顔料(有機系)(商品名「Black A−1
103」、大日精化社製)0.5重量部、及び酸化チタ
ン(商品名「R−3L」、堺化学社製)2重量部をスー
パーミキサー(100L、カワタ社製)にて攪拌混合し
て塩化ビニル系樹脂組成物を得た。
た塩化ビニル系樹脂組成物を直径50mmの2軸異方向
回転押出機(商品名「SLM−50」、長田製作所社
製)に供給し、外径60mm、肉厚4.5mm、長さ1
mの塩化ビニル系樹脂管を得た。
る代わりに、下記要領で作成した複合塩化ビニル系樹脂
を用いたこと以外は実施例1と同様にして塩化ビニル系
樹脂管を得た。 〔アクリル系共重合体の作製〕アクリル系モノマー成分
としてn−ブチルアクリレート(単独重合体のTg:−
54℃)95%及び多官能性モノマー成分としてトリメ
チロールプロパントリアクリレート5%を含有してなる
アクリル系混合モノマー2.36kg、乳化分散剤(商
品名「ハイテノールN−08」、第一工業製薬社製)の
10%水溶液50g及び純水1.5kgからなる乳化モ
ノマー液を予め調製した。
(内容積10リットル)内に、純水4kg、重合開始剤
として過硫酸アンモニウムの10%水溶液24gを仕込
み、重合容器内を窒素ガスで置換した後、攪拌下、重合
反応器内を75℃に昇温した。 次いで、予め調製した
上記乳化モノマー液を昇温後の重合反応器内に一定の滴
下速度で滴下した。乳化モノマー液の全量の滴下を3時
間で終了し、その後、1時間攪拌を続けた後、重合反応
を終了し、固形分の濃度が30%のアクリル系共重合体
エマルジョンを作製した。
び温度調整機を備えた重合反応器(内容積15リット
ル)内に、純水7.5kg、上記で得られたアクリル系
共重合体エマルジョン0.5kg(固形分0.15k
g)、乳化分散剤として部分鹸化ポリビニルアルコール
(商品名「クラレポバールL−8」、クラレ社製)の3
%水溶液330g、重合開始剤としてt−ブチルパーオ
キシデカネート及びα−クミルパーオキシネオデカネー
トを各々1.1gを仕込み、重合反応器内の空気を真空
ポンプで排出した後、攪拌下、塩化ビニルモノマー3.
0kgを添加した。次いで、重合反応器内を50℃に昇
温して、グラフト重合反応を開始した。重合反応器内の
圧力の低下でグラフト重合反応の終了を確認した後、未
反応の塩化ビニルモノマーを排出して、複合塩化ビニル
系樹脂を作製した。得られた複合塩化ビニル系樹脂中の
塩化ビニルのグラフト量は94%であり、アクリル系共
重合体の含有量は6%であった。又、得られた複合塩化
ビニル系樹脂の平均重合度をJIS K 6721に準
拠して測定したところ、平均重合度は1400であっ
た。
に、カーボンブラック(商品名「トーカブラック#73
50」、東海カーボン社製)を0.5重量部添加したこ
と以外は実施例1と同様にして塩化ビニル系樹脂管を得
て、評価を行った。
1,2及び比較例1で得られた塩化ビニル系樹脂管につ
いて、管表面温度及び湾曲量を以下の方法で評価し、そ
の結果を表1に示した。 (管表面温度、湾曲量)外気温15℃の雰囲気下におい
て、赤外線ランプを用い、熱量4kw/m2の赤外線を
塩化ビニル系樹脂管に3時間照射し、塩化ビニル系樹脂
管の表面温度を測定した。尚、赤外線ランプと塩化ビニ
ル系樹脂管との距離は40cmであった。 照射後、一
昼夜放置し最も湾曲している部位のパイプの両端間にピ
アノ線を張り、ピアノ線とパイプとの距離を測定する。
上記作業を5本のパイプについて行い、測定したピアノ
線とパイプとの距離のうち最大のものを湾曲量とした。
(商品名「Black A−1103」、大日精化社
製)0.5重量部の代わりに、カーボンブラック(商品
名「トーカブラック#7350」、東海カーボン社製)
0.05重量部を用いたこと以外は実施例1と同じ方法
で塩化ビニル系樹脂組成物を得た。
た塩化ビニル系樹脂樹脂組成物を直径50mmの2軸異
方向回転押出機(商品名「SLM−50」、長田製作所
社製)に供給し、外径60mm、肉厚4.5mmの成形
体を50℃の温水で冷却後、長さ4mに切断し硬質塩化
ビニル系樹脂管を得た。
3で得られた塩化ビニル系樹脂管について、湾曲量、引
張弾性率、ポアソン比、応力を以下の方法で評価し、そ
の結果を表2に示した。 ・湾曲量 硬質塩化ビニル管が動かないよう、管の両端から5cm
の場所を支持し、3500Kcal/m2・日以上の日射
量が存在する環境下に20日間静置された後、硬質塩化
ビニル管の両端にピアノ線を張り、ピアノ線と硬質塩化
ビニル管との距離を測定し、その最大値を湾曲量とし
た。 ・引張弾性率、ポアソン比 JIS K7161に準拠して測定した。
し、肉厚及び内半径(r0)を測定する。静置時、最も下
になった部分を切り取りC字型のサンプルを作成し、内
半径(r1)を測定する。即ち図1において、符号1で示
した部分を中心に左側は2まで、右側は8まで切り取
り、全円周の1/4を切り取ったサンプルを作成した。
尚、中心を通る各線は応力測定時のサンプルの切り取り
方向と位置を示している。この作業を図1の2〜8につ
いても同様にして行い、それぞれの部位での応力σを式
(1)に従って算出し、その最大値から最小値を差し引
き、応力差Δσを算出する。 σ=[E/(1−R2)]・t/2・(1/r1−1/r0) (1) E:引張弾性率 R:ポアソン比 t:肉厚 r0:切開
前内半径 r1:切開後内半径
脂組成物を直径50mmの2軸異方向回転押出機(商品
名「SLM−50」、長田製作所社製)に供給し、40
℃の温水で冷却したこと以外は実施例3と同様にして評
価を行った。 (実施例5)カーボンブラックを添加する代わりに、黒
色顔料(商品名「Black A−1103」、大日精
化社製)0.05重量部添加したこと以外は実施例3と
同様にして評価を行った。
代わりに、黒色顔料(商品名「Black A−110
3」、大日精化社製)0.05重量部添加したこと以外
は実施例4と同様にして評価を行った。 (実施例7)得られた塩化ビニル系樹脂樹脂組成物を直
径50mmの2軸異方向回転押出機(商品名「SLM−
50」、長田製作所社製)に供給し、25℃の温水で冷
却したこと以外は実施例3と同様にして評価を行った。
脂組成物を直径50mmの2軸異方向回転押出機(商品
名「SLM−50」、長田製作所社製)に供給し、25
℃の水で冷却したこと以外は実施例4と同様にして評価
を行った。黒色顔料を添加する代わりに、カーボンブラ
ック(商品名「トーカブラック#7350」、東海カー
ボン社製)を0.5重量部添加したこと以外は実施例3
と同様にして評価を行った。
光等の照射による湾曲が生じにくいか湾曲量の小さい硬
質塩化ビニル系樹脂管を得ることが出来る。
の管軸方向に直角な断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 外気温15℃の雰囲気下において、波長
0.7〜100μm、熱量4kw/m2の赤外及び遠赤外
線が2時間照射された際に、管表面最大温度が60℃以
下であることを特徴とする硬質塩化ビニル系樹脂管。 - 【請求項2】 3500kcal/m2・日以上の日射量
が存在する環境下に20日間静置された後の、下記式
(1)から算出される周方向応力σの最大値と最小値の
差△σが2.94MPa以下であることを特徴とする硬
質塩化ビニル系樹脂管。 σ=[E/(1−R2)]・t/2・(1/r1−1/r0) (1) E:引張弾性率 R:ポアソン比 t:肉厚 r0:切開前
内半径 r1:切開後内半径
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