JP5642124B2 - 配管部材用プロピレン系樹脂組成物並びにそれを用いて成形した配管部材および多層配管部材 - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Description
(a)プロピレン樹脂単独重合体の配合割合は65〜90質量部である。これは耐衝撃性を向上させる点から65質量部以上であることが必要であり、熱膨張特性を向上させる点から90質量部以下であることが必要である。
(b)タルクの配合割合は10〜25質量部である。これは線膨張係数を低減させることができ、これにより配管部材(特にパイプ)が熱膨張に伴う配管部材の長手方向への伸びを抑えることで配管部材に大きな歪み応力が生じることを防止するという点から10質量部以上であることが必要であり、耐薬品性と耐衝撃性を向上させ、また融着強度を低下させずに配管部材の良好な施工ができるという点から25質量部以下であることが必要である。
(C)ゴム成分の配合割合は1〜10質量部である。これは耐衝撃性を向上させる点から1質量部以上必要であり、長期間のクリープ特性を向上させる点から10質量部以下であることが必要である。
パイプ内圧=(2×パイプ肉厚×引張荷重)/(パイプ外径−パイプ肉厚)・・(1)
例えばパイプの厚さが3.0mm、外径32mmのパイプであれば、(1)式よりパイプ内圧0.7MPaが求められる。
(1)本発明の配管部材用プロピレン系樹脂組成物を用いることにより、線膨張係数を低くさせ、長期間のクリープ特性が良く、融着性の良い配管部材を得ることができる。
(2)線膨張係数が5×10−5/℃〜8×10−5/℃であるため、高温流体が流れる際の熱膨張による配管部材(特にパイプ)の伸びで蛇行現象が起こることを抑制し、配管に伸縮曲管や伸縮管などを設ける必要がない。
(3)線膨張係数が低いため、高温流体が流れる際に配管部材にかかる応力歪みを少なくし、歪みによるパイプの劣化や流体の漏れを防止するとともにパイプの長期寿命を維持することができる。
(4)紫外線吸収剤、光安定剤を配合することにより耐候性を向上させ、配管部材を屋外で使用しても紫外線劣化を抑えることができる。
(5)タルク表面処理剤、重金属不活性化剤を紫外線吸収剤、光安定剤と組み合わせて配合することにより、耐候性をさらに向上させ、配管部材を屋外に使用しても紫外線劣化を抑えてパイプの長期寿命を維持することができる。
(6)95℃の雰囲気下で3.5MPaの引張荷重をかけたクリープ特性において、破壊に至るまでの時間が1000時間以上であることにより、内圧がかかった状態で高温の流体を流したまま長期間にわたって使用することができる。
(7)本発明のプロピレン系樹脂組成物からなる層を具備することにより、線膨張係数を低減できると同時に、他の層の樹脂組成物による耐薬品性や低溶出性を備えた多層配管部材を得ることができる。
JIS K7197に準拠して、プロピレン系樹脂製パイプから厚み5.0mm、幅5.0mm、長さ10.0mmの線膨張測定用試験片を切り出し、23〜100℃の範囲で線膨張係数測定試験を行い測定した。
(2)引張試験
JIS K7113に準拠して、プロピレン系樹脂製パイプから1号形試験片に相当する厚み3.1mm、幅10.0mm、長さ175.0mmの引張試験片を切り出し、23±1℃の雰囲気中で引張試験を行い、引張強度及び引張弾性率を測定した。
(3)ノッチ付きアイゾット衝撃試験
JIS K7110に準拠して、プロピレン系樹脂製パイプから試験片タイプ4に相当する厚み3.1mm、幅12.5mm、長さ63.0mm、ノッチ深さ2.5mmのノッチ付きアイゾット衝撃試験片を切り出し、23±1℃の雰囲気中でアイゾット衝撃強度を測定した。
(4)クリープ試験
DIN8087に準拠して、プロピレン系樹脂製パイプ1000mmに対し、95±1℃内圧0.7MPa(パイプ厚さ3.0mm、外径32mm、引張荷重で3.5MPaに相当するパイプ内圧を(1)式のNadayの式から算出)をかけ、破壊に至るまでの時間を測定した。
パイプ内圧=(2×パイプ肉厚×引張荷重)/(パイプ外径−パイプ肉厚)・・(1)
(5)融着試験
プロピレン系樹脂製パイプ500mm同士をバット融着機を用いて突合せ接合を行ない、突合せ部分が中心になるように試験片を作成し、引張試験を行った。融着試験の合格判定は、この引張試験の結果と(2)の引張試験における2%歪み時の引張強度とを比較し、2%歪み時の引張強度以上であれば融着強度は合格とし(表1では○で記す)、2%歪み時の引張強度未満であれば融着強度は不合格(表1では×で記す)とした。なお、上記の合格判定は、DVS2205によるPPパイプ施工時の許容歪み率は2%以下という規定に基づいて決定した。
(6)耐候性試験
上記引張試験片を用い、キセノンアーク光源の野外暴露試験装置(ウェザーメーター)により、照射時間600時間(照射エネルギー135,000kJ/m2、野外暴露6ヶ月相当)で強制劣化試験を行った。その後引張伸び率を測定し、照射0時間の引張伸び率(500%)からの変化を保持率として計算した。この保持率が高いほど、耐候性に優れることとなる。
(7)高温流体による実流試験
図1に示すような試験装置を用いて、外径63mm、肉厚6mm、長さ4000mmのプロピレン系樹脂製パイプ1を4500mmのH形鋼2上に乗せ、両端を固定部材3で固定し、パイプ端からパイプ長さの3分の1の位置を固定冶具4で固定し、パイプを満水にした後、金型温度調節機5(MCJ、松井製作所製)を用いて90℃熱水をパイプ内に通水し、そのまま1時間経過した後、パイプの状態を目視確認した。
(8)溶出試験
パイプ1000mmの一方の端にプロピレン樹脂製キャップを融着し、それを禁油処理する。その後、パイプ内に超純水を入れて残った空間をチッソガスで満たし、パイプのもう一方の端をサランシートで封止した後、80℃の恒温水槽に入れて24時間保持する。その後、パイプを取り出して、パイプ内に入れていた超純水のMgイオン濃度を原子吸光分析装置にて測定した。
ホモ型プロピレン樹脂(Mw/Mn=12、MFR0.5)75質量部、タルク(平均粒径4.6μm、P−4、日本タルク(株)製)20質量部、水添SBR(H1062、旭化成ケミカルズ製)5質量部を配合し、実施例1と同様にパイプを成形し、各種評価試験を実施した。結果を表1に示す。
ホモ型プロピレン樹脂(Mw/Mn=5、MFR0.5)90質量部、タルク(平均粒径4.6μm、P−4、日本タルク(株)製)5質量部、水添SBR(H1062、旭化成ケミカルズ製)5質量部を配合し、実施例1と同様にパイプを成形し、各種評価試験を実施した。結果を表1に示す。
ホモ型プロピレン樹脂(Mw/Mn=5、MFR0.5)80質量部、タルク(平均粒径4.6μm、P−4、日本タルク(株)製)20質量部配合し、実施例1と同様にパイプを成形し、各種評価試験を実施した。結果を表1に示す。
ホモ型プロピレン樹脂(Mw/Mn=5、MFR0.5)65質量部、タルク(平均粒径4.6μm、P−4、日本タルク(株)製)30質量部、水添SBR(H1062、旭化成ケミカルズ製)5質量部を配合し、実施例1と同様にパイプを成形し、各種評価試験を実施した。結果を表1に示す。
ホモ型プロピレン樹脂(Mw/Mn=5、MFR0.5)65質量部、タルク(平均粒径4.6μm、P−4、日本タルク(株)製)20質量部、水添SBR(H1062、旭化成ケミカルズ製)15質量部を配合し、実施例1と同様にパイプを成形し、各種評価試験を実施した。結果を表1に示す。
ホモ型プロピレン樹脂(Mw/Mn=5、MFR0.5)75質量部、平均粒径80μmのマイカ20質量部、水添SBR(H1062、旭化成ケミカルズ製)5質量部を配合し、実施例1と同様にパイプを成形し、各種評価試験を実施した。結果を表1に示す。
ホモ型プロピレン樹脂(Mw/Mn=5、MFR0.5)75質量部、平均粒径3μmの炭酸カルシウム20質量部、水添SBR(H1062、旭化成ケミカルズ製)5質量部を配合し、実施例1と同様にパイプを成形し、各種評価試験を実施した。結果を表1に示す。
ブロック型プロピレン樹脂(MFR0.5、B701WB、三井化学(株)(製))75質量部、タルク(平均粒径4.6μm、P−4、日本タルク(株)製)20質量部、水添SBR(H1062、旭化成ケミカルズ製)5質量部を配合し、実施例1と同様にパイプを成形し、各種評価試験を実施した。結果を表1に示す。
ランダム型プロピレン樹脂(MFR0.5、B221WA、三井化学(株)製)75質量部、タルク(平均粒径4.6μm、P−4、日本タルク(株)製)20質量部、水添SBR(H1062、旭化成ケミカルズ製)5質量部を配合し、実施例1と同様にパイプを成形し、各種評価試験を実施した。結果を表1に示す。
2 H形鋼
3 固定部材
4 固定冶具
5 金型温度調節機
本願発明に関連する発明の実施形態を、以下に列挙する。
[実施形態1]
(a)プロピレン樹脂単独重合体65〜90質量部と(b)平均粒径1〜10μmのタルク10〜25質量部と(c)エチレン・プロピレン系ゴム、エチレン・ブテン系ゴム、スチレン・ブタジエン系ゴム、スチレン・イソプレン系ゴムから選ばれる少なくとも1種のゴム成分1〜10質量部を必須成分とし、これら(a)〜(c)を溶融混練した後のMFRが0.01〜2.00g/10分であることを特徴とする配管部材用プロピレン系樹脂組成物。
[実施形態2]
紫外線吸収剤、光安定剤から選ばれる少なくとも1種をさらに配合してなることを特徴とする実施形態1記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物。
[実施形態3]
線膨張係数が5×10−5/℃〜8×10−5/℃であることを特徴とする実施形態1または実施形態2に記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物。
[実施形態4]
(a)プロピレン樹脂単独重合体において、分子量分布(Mw/Mn)が3〜12であることを特徴とする実施形態1乃至実施形態3のいずれか一項に記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物。
[実施形態5]
95℃の雰囲気下で3.5MPaの引張荷重をかけたクリープ特性において、破壊に至るまでの時間が1000時間以上であることを特徴とする実施形態1乃至実施形態4のいずれか一項に記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物。
[実施形態6]
タルク表面処理剤、重金属不活性化剤から選ばれる少なくとも1種をさらに配合してなることを特徴とする実施形態1乃至実施形態5のいずれか一項に記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物。
[実施形態7]
実施形態1乃至実施形態6のいずれか一項に記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物を用いて成形した配管部材。
[実施形態8]
実施形態1乃至実施形態6のいずれか一項に記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物からなる層を具備することを特徴とした多層配管部材。
Claims (5)
- (a)プロピレン樹脂単独重合体65〜90質量部と(b)平均粒径1〜10μmのタルク10〜25質量部と(c)エチレン・プロピレン系ゴム及びエチレン・ブテン系ゴムから選ばれる少なくとも1種のゴム成分1〜10質量部を必須成分とし、ここで、(a)プロピレン樹脂単独重合体において、分子量分布(Mw/Mn)が3〜12であり、これら(a)〜(c)を溶融混練した後のMFRが0.01〜2.00g/10分であり、また、線膨張係数が5×10−5/℃〜8×10−5/℃であり、さらに95℃の雰囲気下で3.5MPaの引張荷重をかけたクリープ特性において、破壊に至るまでの時間が1000時間以上であることを特徴とする配管部材用プロピレン系樹脂組成物。
- 紫外線吸収剤、光安定剤から選ばれる少なくとも1種をさらに配合してなることを特徴とする請求項1記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物。
- タルク表面処理剤、重金属不活性化剤から選ばれる少なくとも1種をさらに配合してなることを特徴とする請求項1または2に記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物。
- 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物を用いて成形した配管部材。
- 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の配管部材用プロピレン系樹脂組成物からなる層を具備することを特徴とした多層配管部材。
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