JP2020121444A - High-density polyethylene tube and joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原子力設備用等の用途に用いられる高密度ポリエチレン管及び継手に関する。 The present invention relates to a high density polyethylene pipe and a joint used for applications such as nuclear power facilities.
原子力関連施設に敷設される原子力設備用配管は、放射性物質を含む流体の輸送や、高放射線量下での流体の輸送を、長期間にわたって安全に実施できる性能が求められる。従来、原子力設備用配管としては、鋼管が使用されてきた。しかし、空間的制約や時間的制約が想定される原子力関連施設では、施工のために必要とされる工数や機材の多さから、鋼管が最適とはいえなくなっている。このような状況下、移動や加工が容易であり、管同士や継手の接合も容易な樹脂製配管への代替が進められている。 The piping for nuclear facilities laid in nuclear facilities is required to have a performance capable of safely carrying a fluid containing a radioactive substance or a fluid under a high radiation dose for a long period of time. Conventionally, steel pipes have been used as pipes for nuclear facilities. However, in nuclear-related facilities where space and time constraints are assumed, steel pipes are not optimal because of the number of man-hours and equipment required for construction. Under such circumstances, substitution of resin pipes, which are easy to move and process and easy to join pipes and joints, is being promoted.
樹脂製配管としては、水道用の長距離配管としても利用されている高密度ポリエチレン管の使用が検討されている。しかし、高密度ポリエチレン管は、鋼管と比較して耐放射線性が劣っており、高放射線量下において、脆性破壊を生じ易くなる欠点がある。高密度ポリエチレン管が劣化して樹脂に微小な欠陥を生じると、配管内の流体からの圧力や、配管外からの土圧等が加わったとき、その欠陥部に応力が集中し、割れや破裂を生じる。 As the resin pipe, use of a high-density polyethylene pipe that is also used as a long-distance pipe for water supply is being considered. However, the high-density polyethylene pipe is inferior in radiation resistance to the steel pipe, and has a defect that brittle fracture is likely to occur under a high radiation dose. When the high-density polyethylene pipe deteriorates and causes minute defects in the resin, when pressure from fluid inside the pipe or earth pressure from outside the pipe is applied, stress concentrates on the defective portion, causing cracking or rupture. Cause
また、高放射線量下においては、配管内を流される水が放射線分解する。水が放射線分解すると、主として水素と過酸化水素が発生するが、酸素も発生する。高密度ポリエチレン管は、配管内の気相部に滞留している酸素ガスや、配管内の流体中に溶存している酸素ガスに晒され得る。配管内の流体中に塩素等が存在している場合には、次亜塩素酸、過塩素酸等をはじめ、高活性を示す化学物質が生成されることもある。 Further, under a high radiation dose, water flowing in the pipe is decomposed by radiation. Radiation decomposition of water mainly produces hydrogen and hydrogen peroxide, but also oxygen. The high-density polyethylene pipe can be exposed to oxygen gas staying in the gas phase portion inside the pipe or oxygen gas dissolved in the fluid inside the pipe. When chlorine or the like is present in the fluid in the pipe, a highly active chemical substance such as hypochlorous acid or perchloric acid may be produced.
高密度ポリエチレンの劣化は、主にラジカルが関与する自動酸化によって進行するが、放射線の作用だけでなく、紫外線や酸素によっても促進される。紫外線や大気中に存在する酸素は、主として配管の外側から高密度ポリエチレンを劣化させる。一方、水の放射線分解によって配管内に発生した酸素は、主として配管の内側から高密度ポリエチレンを劣化させる。また、配管内に存在する化学物質は、樹脂に微小な欠陥をもたらすケミカルクラックの発生因子となる。 Degradation of high-density polyethylene is promoted mainly by autoxidation involving radicals, but is accelerated not only by the action of radiation but also by ultraviolet rays and oxygen. Ultraviolet rays and oxygen present in the atmosphere degrade the high density polyethylene mainly from the outside of the pipe. On the other hand, oxygen generated in the pipe due to radiolysis of water mainly deteriorates the high density polyethylene from the inside of the pipe. Further, the chemical substance existing in the pipe becomes a factor for generating a chemical crack that causes minute defects in the resin.
高密度ポリエチレン管で輸送する流体が、放射性物質を含む場合や、放射化する可能性がある場合には、漏洩事象を発生させないことが重要である。そのため、放射線、酸素、紫外線等の外的因子や、過酸化水素、次亜塩素酸、過塩素酸等の化学物質による劣化を防止する対策が必要になっている。 It is important not to cause a leak event if the fluid transported in the high density polyethylene tubing contains radioactive material or is likely to be activated. Therefore, it is necessary to take measures to prevent deterioration due to external factors such as radiation, oxygen and ultraviolet rays, and chemical substances such as hydrogen peroxide, hypochlorous acid and perchloric acid.
例えば、特許文献1には、高密度ポリエチレンに、ヒドロ芳香族型劣化防止剤又はプロピルフルオランテンを1〜7質量部となるように添加する技術が記載されている。 For example, Patent Document 1 describes a technique in which a hydroaromatic deterioration inhibitor or propylfluoranthene is added to high-density polyethylene in an amount of 1 to 7 parts by mass.
特許文献2には、高密度ポリエチレン配管と、その外表面に熱融着可能な継手や、これらを備える流体輸送装置が記載されている。高密度ポリエチレン配管は、破壊の起点となり易い結晶構造を繋ぐタイ分子の間が、架橋構造で強化されている。また、高密度ポリエチレン配管の外表面には、熱融着可能な非架橋のポリエチレン層が形成されている。 Patent Document 2 describes a high-density polyethylene pipe, a joint that can be heat-sealed to the outer surface thereof, and a fluid transportation device including these. In the high-density polyethylene pipe, the tie molecules that connect the crystal structures that are likely to be the starting points of breakage are reinforced with a cross-linking structure. A non-crosslinkable polyethylene layer that can be heat-sealed is formed on the outer surface of the high-density polyethylene pipe.
特許文献1のように、高密度ポリエチレンに劣化防止剤を添加したり、特許文献2のように、タイ分子の間を架橋構造で強化したりすると、高密度ポリエチレン管の耐放射線性を向上させることができる。また、高密度ポリエチレン管を二重管構造にすると、紫外線や大気中の酸素が内側に到達し難くなるため、高放射線量下の屋外等であっても、ある程度長い期間にわたって配管の健全性を保つことができる。 When a deterioration inhibitor is added to high-density polyethylene as in Patent Document 1 or when tie molecules are reinforced with a cross-linking structure as in Patent Document 2, the radiation resistance of the high-density polyethylene pipe is improved. be able to. Also, if the high-density polyethylene pipe has a double-pipe structure, it will be difficult for ultraviolet rays and oxygen in the atmosphere to reach the inside, so even if the outdoors is under a high radiation dose, the integrity of the pipe will be maintained for a long period of time. Can be kept.
しかし、40年以上の耐久寿命があり、短期間での取り替えを必要としない鋼管と比較すると、これらの高密度ポリエチレン管も、十分な耐久性があるとはいえない。高密度ポリエチレンは、配管に必要とされる耐圧強度や硬度を示す一方、延性に乏しく、高放射線量下で使用を続けた場合に、容易に脆性破壊する、という本質的な欠点を有している。樹脂を劣化させるラジカル反応は、放射線によって容易に開始されるが、酸素、紫外線等の外的因子によって促進されるため、これらを防止する高度な対策が求められている。 However, these high-density polyethylene pipes cannot be said to have sufficient durability as compared with steel pipes that have a durable life of 40 years or more and do not require replacement in a short period of time. While high-density polyethylene exhibits the pressure resistance and hardness required for piping, it has poor ductility and has the essential drawback of easily brittle fracture when used under high radiation dose. There is. Although the radical reaction that deteriorates the resin is easily initiated by radiation, it is promoted by external factors such as oxygen and ultraviolet rays, and therefore advanced measures are required to prevent these.
また、高放射線量下において、放射線が原因で配管内に酸素や化学物質が生成する場合や、配管内に高濃度の酸素や薬品等を含む流体が流される場合、配管の内側から酸化劣化やケミカルクラックが起こるため、配管内に存在する酸素や化学物質への対策も不可欠となっている。また、高密度ポリエチレン製の管継手についても、放射線、酸素、紫外線等の外的因子や化学物質に晒される場合があり、同様に対策が求められている。 Also, under a high radiation dose, when oxygen or a chemical substance is generated in the pipe due to radiation, or when a fluid containing a high concentration of oxygen or chemicals is flowed in the pipe, oxidation deterioration from the inside of the pipe or Since chemical cracks occur, it is essential to take measures against oxygen and chemical substances existing in the pipe. Also, pipe joints made of high-density polyethylene may be exposed to external factors such as radiation, oxygen, and ultraviolet rays, and chemical substances, and similar measures are required.
そこで、本発明は、放射線、酸素、紫外線等の外的因子による劣化や化学物質によるケミカルクラックが抑制される高密度ポリエチレン管及び継手を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a high-density polyethylene pipe and a joint in which deterioration due to external factors such as radiation, oxygen, and ultraviolet rays and chemical cracks due to chemical substances are suppressed.
前記課題を解決するために本発明に係る高密度ポリエチレン管は、密度が0.940g/cm3以上0.980g/cm3以下の高密度ポリエチレンを主成分とする導管と、前記導管の内表面を覆い、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂を含む内側のガスバリアフィルムと、前記導管の外表面を覆い、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂を含む外側のガスバリアフィルムと、前記外側のガスバリアフィルムの外表面を覆い、融点が150℃以上の樹脂からなる融着防止フィルムと、前記融着防止フィルムの外表面を覆い、密度が0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下の低密度ポリエチレンを主成分とする外層と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, a high-density polyethylene pipe according to the present invention comprises a conduit having a density of 0.940 g/cm 3 or more and 0.980 g/cm 3 or less as a main component, and an inner surface of the conduit. The inner gas barrier film containing ethylene/vinyl alcohol copolymer resin and the outer surface of the conduit, the outer gas barrier film containing ethylene/vinyl alcohol copolymer resin, and the outer surface of the outer gas barrier film. A fusion prevention film made of a resin having a melting point of 150° C. or higher and a low density polyethylene having a density of 0.910 g/cm 3 or more and 0.930 g/cm 3 or less, which covers the outer surface of the fusion prevention film. And an outer layer as a component.
また、本発明に係る継手は、前記の高密度ポリエチレン管と同様の層構成を備える。 Further, the joint according to the present invention has the same layer structure as that of the high-density polyethylene pipe described above.
本発明によると、放射線、酸素、紫外線等の外的因子による劣化や化学物質によるケミカルクラックが抑制される高密度ポリエチレン管及び継手を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a high-density polyethylene pipe and joint in which deterioration due to external factors such as radiation, oxygen, and ultraviolet rays and chemical cracks due to chemical substances are suppressed.
以下、本発明の一実施形態に係る高密度ポリエチレン管及び継手について、図を参照しながら説明する。なお、以下の各図において主機能が共通する構成については同一の符号を付し、重複した説明を省略する。 Hereinafter, a high-density polyethylene pipe and a joint according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each of the following drawings, the same reference numerals are given to configurations having the same main function, and duplicate description will be omitted.
図1は、本発明に係る高密度ポリエチレン管の一例を模式的に示す断面図である。また、図2は、本発明に係る高密度ポリエチレン管の一例を模式的に示す斜視図である。図2では、高密度ポリエチレン管の層構成を示すために、管体の内側を露出させている。 FIG. 1 is a sectional view schematically showing an example of the high-density polyethylene pipe according to the present invention. Further, FIG. 2 is a perspective view schematically showing an example of the high-density polyethylene pipe according to the present invention. In FIG. 2, the inside of the tube is exposed to show the layer structure of the high-density polyethylene tube.
図1及び図2に示すように、本実施形態に係る高密度ポリエチレン管10は、流体の通路を形成する筒状の導管1と、導管1の内表面を覆う内側のガスバリアフィルム2aと、導管1の外表面を覆う外側のガスバリアフィルム2bと、外側のガスバリアフィルム2bの外表面を覆う外側の融着防止フィルム3bと、外側の融着防止フィルム3bの外表面を覆う外層4bと、を備えている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a high-density polyethylene pipe 10 according to the present embodiment includes a tubular conduit 1 that forms a fluid passage, an inner gas barrier film 2a that covers the inner surface of the conduit 1, and a conduit. 1. An outer gas barrier film 2b covering the outer surface of No. 1, an outer fusion preventing film 3b covering the outer surface of the outer gas barrier film 2b, and an outer layer 4b covering the outer surface of the outer fusion preventing film 3b. ing.
また、高密度ポリエチレン管10は、導管1の内側に、内側のガスバリアフィルム2aの内表面を覆う内層4aを備えている。また、高密度ポリエチレン管10は、導管1と内側のガスバリアフィルム2aとの間に、内側の融着防止フィルム3aを備えている。なお、本明細書において、「ある層が別の層の内表面又は外表面を覆う」という場合、それらの層同士が互いに隣接して一方の表面を覆ってもよいし、それらの層同士が他の層を挟んだ状態で一方の表面を覆ってもよい。 Further, the high-density polyethylene pipe 10 is provided with an inner layer 4a which covers the inner surface of the inner gas barrier film 2a inside the conduit 1. Further, the high-density polyethylene pipe 10 is provided with an inner fusion preventing film 3a between the conduit 1 and the inner gas barrier film 2a. In the present specification, when "a layer covers an inner surface or an outer surface of another layer", those layers may be adjacent to each other and may cover one surface, or the layers may be adjacent to each other. One surface may be covered while sandwiching the other layer.
高密度ポリエチレン管10は、主に機器や設備間で流体の輸送を行う流体輸送用の配管として用いられる。高密度ポリエチレン管10は、優れた耐放射線性を備え、放射線、大気中の酸素、紫外線等の外的因子や、放射線等が原因で配管内の流体中に生じる酸素や、放射線等が原因で配管内の流体中に生じる過酸化水素、次亜塩素酸、過塩素酸等の化学物質や、配管内を流される薬品等の化学物質による導管1の劣化が抑制される。そのため、高密度ポリエチレン管10は、高濃度の放射性物質を含む流体の輸送や、高放射線量下での流体の輸送、特に高濃度の酸素や化学物質を含む流体の輸送に、好適に用いられる。 The high-density polyethylene pipe 10 is mainly used as a fluid transportation pipe for transporting fluid between devices and equipment. The high-density polyethylene pipe 10 has excellent radiation resistance and is caused by external factors such as radiation, oxygen in the atmosphere and ultraviolet rays, and oxygen caused in the fluid in the pipe due to radiation and radiation. Deterioration of the conduit 1 due to chemical substances such as hydrogen peroxide, hypochlorous acid, and perchloric acid generated in the fluid in the pipe, and chemical substances such as chemicals flowing in the pipe is suppressed. Therefore, the high-density polyethylene pipe 10 is suitably used for transporting a fluid containing a high concentration of radioactive substances, transporting a fluid under a high radiation dose, and particularly transporting a fluid containing high concentrations of oxygen and chemical substances. ..
高密度ポリエチレン管10は、高放射線量下で使用を続けた場合に容易に脆性破壊する、という高密度ポリエチレンが持つ本質的な欠点を抜本的に改善するために、流体が流される導管1の内外両面を、ガスバリアフィルム2(2a,2b)で覆った被覆管である。内外両側のガスバリアフィルム2と外側の層(導管1,外層4b)との間には、樹脂成形時にガスバリアフィルム2が破損しないように、融着防止フィルム3(3a,3b)を挟んだ層構成としている。 The high-density polyethylene pipe 10 is a conduit for the fluid 1 in order to drastically improve the essential drawback of the high-density polyethylene, which is brittle fracture easily when used under a high radiation dose. It is a coating tube in which both the inner and outer surfaces are covered with the gas barrier film 2 (2a, 2b). Between the gas barrier film 2 on both the inner and outer sides and the outer layer (conduit 1, outer layer 4b), a layer structure sandwiching a fusion preventing film 3 (3a, 3b) so that the gas barrier film 2 is not damaged during resin molding. I am trying.
導管1は、密度が0.940g/cm3以上0.980g/cm3以下の高密度ポリエチレン(High Density Polyethylene:HDPE)を主成分として形成される。高密度ポリエチレンは、高い引張強さや耐衝撃性を有する一方、脆性が低いため、本発明の高密度ポリエチレンを主成分とする導管1によると、配管に必要な耐圧強度や硬度が得られる。 The conduit 1 is formed mainly of high density polyethylene (HDPE) having a density of 0.940 g/cm 3 or more and 0.980 g/cm 3 or less. Since high-density polyethylene has high tensile strength and impact resistance, it is low in brittleness. Therefore, the conduit 1 containing high-density polyethylene as a main component of the present invention provides pressure resistance and hardness required for piping.
高密度ポリエチレンは、密度等の物性が損なわれない限り、単量体として、エチレンの他、1−ブテン、1−ヘキセン等を含むことができる。高密度ポリエチレンの密度は、好ましくは0.940g/cm3以上0.970g/cm3以下、より好ましくは0.945g/cm3以上0.965g/cm3以下である。 The high-density polyethylene can contain 1-butene, 1-hexene, and the like as a monomer in addition to ethylene, as long as the physical properties such as density are not impaired. The density of high-density polyethylene is preferably 0.940 g / cm 3 or more 0.970 g / cm 3 or less, more preferably 0.945 g / cm 3 or more 0.965 g / cm 3 or less.
高密度ポリエチレンは、チーグラー触媒、メタロセン触媒、フィリップス触媒等のいずれの触媒で重合したものでもよい。また、高密度ポリエチレンは、その他の樹脂とブレンドされた混合材や、ポリエチレン製品を原料として再利用した再生材であってもよい。高密度ポリエチレンは、質量基準で50%未満の範囲であれば、ポリプロピレン等の他の樹脂を含んでいてもよい。 The high-density polyethylene may be polymerized with any catalyst such as Ziegler catalyst, metallocene catalyst, Phillips catalyst and the like. Further, the high-density polyethylene may be a mixed material blended with another resin or a recycled material in which a polyethylene product is reused as a raw material. The high-density polyethylene may contain other resin such as polypropylene as long as it is less than 50% by mass.
高密度ポリエチレンとしては、例えば、反応圧力が5kgf/cm2以上200kgf/cm2以下、反応温度が60℃以上100℃以下の条件で重合させた樹脂を用いることができる。また、ISO1133に準拠して求められる溶解指数(Melt flow rate:MFR)が、試験温度190℃、試験荷重5.0kgf(49.03N)において、0.1g/10分以上3.0g/10分以下の樹脂、より好ましくは0.2g/10分以上0.5g/10分以下の樹脂を用いることができる。但し、導管1を構成する高密度ポリエチレンは、このような物性を示す樹脂に制限されるものではない。 The high-density polyethylene, for example, the reaction pressure 5 kgf / cm 2 or more 200 kgf / cm 2 or less, the reaction temperature may be a resin obtained by polymerizing the following conditions 100 ° C. 60 ° C. or higher. Further, the melt index (Melt flow rate: MFR) determined in accordance with ISO1133 is 0.1 g/10 min or more and 3.0 g/10 min at a test temperature of 190° C. and a test load of 5.0 kgf (49.03 N). The following resins, more preferably 0.2 g/10 minutes or more and 0.5 g/10 minutes or less can be used. However, the high-density polyethylene forming the conduit 1 is not limited to the resin having such physical properties.
導管1は、高密度ポリエチレンを主成分とする基材に対し、酸化防止剤、耐熱安定剤、滑剤等の一般的な添加剤が添加されていてもよいし、一般的な添加剤が添加されていなくてもよい。また、図1及び図2において、導管1の形状は円筒状とされているが、導管1の楕円度や断面の形状、長手方向の形状、内外径や肉厚等の寸法は、特に制限されるものではない。 The conduit 1 may be added with a general additive such as an antioxidant, a heat stabilizer, a lubricant, etc. to a base material mainly composed of high density polyethylene, or a general additive may be added thereto. You don't have to. 1 and 2, the conduit 1 has a cylindrical shape, but the conduit 1 has an ellipticity, a cross-sectional shape, a longitudinal shape, and inner and outer diameters and wall thicknesses, which are not particularly limited. Not something.
導管1は、高密度ポリエチレンを主成分とする基材に対し、原油を精製した際に生じるナフテンを含有するオイル、及び、原油を精製した際に生じるアロマティックスを含有するオイルのうち、少なくとも一方が配合されていることが好ましい。これらのオイルが配合されていると、後記するように、ポリエチレンの分子のすべり性が向上し、クレイズ破壊による高密度ポリエチレンの劣化が抑制される。 At least one of the oil containing naphthene produced when refining crude oil and the oil containing aromatics produced when refining crude oil is used for the conduit 1 with respect to the base material mainly composed of high-density polyethylene. It is preferable that one of them is blended. When these oils are blended, as will be described later, the slipperiness of the polyethylene molecule is improved, and the deterioration of the high-density polyethylene due to craze destruction is suppressed.
ナフテンを含有するオイルとしては、ナフテン系原油を原料とし、これを精製して得られるオイルを配合することができる。例えば、ナフテン系原油を減圧蒸留し、溶剤抽出によって芳香族成分を含むオイルを取り除いたものを用いることができる。また、溶剤抽出の他に、吸着処理、白土処理、脱酸処理等を施して精製したオイルを用いてもよい。なお、ナフテンとは、一般式:CnH2nで表される環状炭化水素を意味する。 As an oil containing naphthene, an oil obtained by refining naphthenic crude oil as a raw material can be blended. For example, a product obtained by distilling naphthene-based crude oil under reduced pressure and removing oil containing an aromatic component by solvent extraction can be used. In addition to the solvent extraction, an oil refined by adsorption treatment, clay treatment, deoxidation treatment, etc. may be used. Note that the naphthenic general formula: means a cyclic hydrocarbon represented by C n H 2n.
アロマティックスを含有するオイルとしては、パラフィン系原油やナフテン系原油を原料とし、これらを精製して得られるオイルを配合することができる。例えば、パラフィン系原油やナフテン系原油の精製過程で生じる、高比重、高粘度の残油等を用いることができる。なお、アロマティックスとは、一般式:CnH2n−6で表される芳香族炭化水素、すなわち、共役二重結合を有する不飽和で環状の炭化水素を意味する。 As the oil containing aromatics, oil obtained by refining paraffinic crude oil or naphthenic crude oil as a raw material can be blended. For example, a residual oil having a high specific gravity and a high viscosity generated in the refining process of paraffinic crude oil or naphthenic crude oil can be used. Note that the aromatics, the general formula: C n H 2n-6 represented by aromatic hydrocarbons, i.e., means a cyclic hydrocarbon unsaturated having conjugated double bonds.
ナフテンを含有するオイルとしては、ナフテン系原油を精製した際に生じるオイルのうちn−d−M法による環分析の%CNが10%以上100%以下のオイルが好ましく、10%以上80%以下のオイルがより好ましく、10%以上60%以下のオイルが更に好ましい。%CNが10%以上60%以下であると、高密度ポリエチレンの劣化を抑制する高い効果が得られる。 The oil containing naphthene is preferably an oil having a% CN of 10% or more and 100% or less in a ring analysis by the ndM method, which is produced when a naphthene crude oil is refined, and 10% or more and 80% or less. Oil is more preferable, and oil of 10% or more and 60% or less is further preferable. When %CN is 10% or more and 60% or less, a high effect of suppressing deterioration of high-density polyethylene can be obtained.
アロマティックスを含有するオイルとしては、パラフィン系原油やナフテン系原油を精製した際に生じるオイルのうちn−d−M法による環分析の%CAが5%以上100%以下のオイルが好ましく、5%以上80%以下のオイルがより好ましく、15%以上60%以下のオイルが更に好ましい。%CAが5%以上80%以下であると、高密度ポリエチレンの劣化を抑制する高い効果が得られる。 The oil containing aromatics is preferably an oil having a% CA of 5% or more and 100% or less in a ring analysis by the ndM method, among the oils produced when refining a paraffinic crude oil or a naphthene crude oil, Oils of 5% to 80% are more preferable, and oils of 15% to 60% are further preferable. When %CA is 5% or more and 80% or less, a high effect of suppressing deterioration of high-density polyethylene can be obtained.
また、ナフテンを含有するオイルや、アロマティックスを含有するオイルとしては、例えば、原油を精製した際に生じるオイルのうちn−d−M法による環分析の%CNが20%以上60%以下、且つ、n−d−M法による環分析の%CAが5%以上40%以下のオイルを添加剤として用いてもよい。 Examples of oils containing naphthenes and oils containing aromatics include, for example, among the oils produced when refining crude oil,% CN in ring analysis by the ndM method is 20% or more and 60% or less. Further, an oil having a% CA of 5% or more and 40% or less in the ring analysis by the ndM method may be used as an additive.
n−d−M法は、ASTM D 3238−85に準拠した油(オイル)の構造基分析の一方法(環分析法)であり、ベースオイルの組成分析に一般的に利用されている。n−d−M法によれば、20℃におけるオイルの密度d20、20℃におけるオイルの屈折率nD20、及び、オイルの平均分子量のデータに基づいて、全炭素量に対するパラフィン炭素の質量割合(%CP)、全炭素量に対するナフテン炭素の質量割合(%CN)、全炭素量に対する芳香族炭素の質量割合(%CA)、一分子当たりのナフテン環の平均環数(RN)、及び、一分子当たりの芳香族環の平均環数(RA)が求められる。 The n-d-M method is one method (ring analysis method) of structural group analysis of oil (oil) based on ASTM D 3238-85, and is generally used for composition analysis of base oil. According to the ndM method, based on the data of the oil density d20 at 20° C., the oil refractive index nD20 at 20° C., and the average molecular weight of the oil, the mass ratio of paraffin carbon to the total carbon amount (% CP), mass ratio of naphthene carbon to total carbon amount (%CN), mass ratio of aromatic carbon to total carbon amount (%CA), average number of naphthene rings per molecule (RN), and one molecule The average number of aromatic rings (RA) per unit is determined.
ガスバリアフィルム2は、少なくともエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂(ethylene-vinylalcohol copolymer:EVOH)を含む樹脂フィルムによって形成することが好ましい。ガスバリアフィルム2によると、酸素等のガスや化学物質の導管1側への拡散・浸透が抑制されるため、導管1の酸化劣化やケミカルクラックが抑制される。 The gas barrier film 2 is preferably formed of a resin film containing at least ethylene-vinylalcohol copolymer (EVOH). According to the gas barrier film 2, diffusion and permeation of a gas such as oxygen or a chemical substance into the conduit 1 side is suppressed, so that oxidative deterioration and chemical cracking of the conduit 1 are suppressed.
一般に、高密度ポリエチレンの酸素透過係数は、0.4×10−10cm3(STP)・cm/(cm2・s・cmHg)程度であり、低密度ポリエチレンの酸素透過係数は、6.9×10−10cm3(STP)・cm/(cm2・s・cmHg)程度である。これに対し、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂は、酸素透過係数が、0.0001×10−10cm3(STP)・cm/(cm2・s・cmHg)程度と小さく、酸素の透過を高密度ポリエチレンに対して1/4000、低密度ポリエチレンに対して1/67000に抑制することができる。 Generally, the oxygen permeability coefficient of high-density polyethylene is about 0.4×10 −10 cm 3 (STP)·cm/(cm 2 ·s·cmHg), and the oxygen permeability coefficient of low-density polyethylene is 6.9. It is about 10 −10 cm 3 (STP)·cm/(cm 2 ·s·cmHg). On the other hand, the ethylene/vinyl alcohol copolymer resin has a small oxygen permeability coefficient of about 0.0001×10 −10 cm 3 (STP)·cm/(cm 2 ·s·cmHg) and a high oxygen permeability. It can be suppressed to 1/4000 for low density polyethylene and 1/67,000 for low density polyethylene.
ガスバリアフィルム2は、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂からなる単層で構成されてもよいし、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂からなる層を含む複数層で構成されてもよい。なお、図において、ガスバリアフィルム2としては、内側のガスバリアフィルム2aと、外側のガスバリアフィルム2bと、が備えられているが、これらは、同じ層構成とされてもよいし、互いに異なる層構成とされてもよい。 The gas barrier film 2 may be composed of a single layer composed of an ethylene/vinyl alcohol copolymer resin, or may be composed of a plurality of layers including a layer composed of an ethylene/vinyl alcohol copolymer resin. In the figure, the gas barrier film 2 includes an inner gas barrier film 2a and an outer gas barrier film 2b, but these may have the same layer structure or different layer structures. May be done.
エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂の平均重合度、エチレンの含有率、及び、けん化度は、特に制限されるものではない。例えば、平均重合度は、500以上3000以下とすることができる。エチレンの含有率は、例えば、20%以上80%以下とすることができる。エチレンの含有量は、柔軟性や耐水性を向上させる観点からは、25%以上とすることが好ましい。けん化度は、例えば、85%以上99%以下とすることができる。けん化度は、ガスバリア性を確保する観点からは、90%以上とすることが好ましく、95%以上とすることがより好ましい。 The average degree of polymerization, ethylene content, and degree of saponification of the ethylene/vinyl alcohol copolymer resin are not particularly limited. For example, the average degree of polymerization can be 500 or more and 3000 or less. The ethylene content can be, for example, 20% or more and 80% or less. The content of ethylene is preferably 25% or more from the viewpoint of improving flexibility and water resistance. The degree of saponification can be, for example, 85% or more and 99% or less. The degree of saponification is preferably 90% or more, and more preferably 95% or more, from the viewpoint of ensuring gas barrier properties.
エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂の厚さは、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、更に好ましくは5μm以上である。また、好ましくは60μm以下、より好ましくは50μm以下、更に好ましくは30μm以下である。エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂の厚さが0.5μm以上で厚いほど、優れたガスバリア性が得られ、導管1の酸化劣化やケミカルクラックが抑制される。また、ピンホールを生じ難くなるため、ガスバリア性が健全に保たれる。一方、厚さが60μm以下で薄いほど、柔軟性が備わるため、高密度ポリエチレン管10を施工、移動等する際に、ガスバリアフィルム2が破損し難くなる。また、厚さが5μm以上50μm以下であると、樹脂自体の中性子遮蔽能によって、有効な耐放射線性が得られる。 The thickness of the ethylene/vinyl alcohol copolymer resin is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, still more preferably 5 μm or more. Further, it is preferably 60 μm or less, more preferably 50 μm or less, still more preferably 30 μm or less. The thicker the ethylene/vinyl alcohol copolymer resin is 0.5 μm or more, the more excellent the gas barrier property is obtained, and the oxidative deterioration of the conduit 1 and the chemical crack are suppressed. In addition, since the pinholes are less likely to occur, the gas barrier property is kept sound. On the other hand, the thinner the thickness is 60 μm or less, the more flexible it is. Therefore, the gas barrier film 2 is less likely to be damaged when the high-density polyethylene pipe 10 is constructed or moved. When the thickness is 5 μm or more and 50 μm or less, effective radiation resistance can be obtained due to the neutron shielding ability of the resin itself.
エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂は、他の樹脂とブレンドされた混合材であってもよい。ブレンドする他の樹脂としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル等が挙げられる。また、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂は、エポキシ化合物等で変性された樹脂であってもよいし、エチレンや酢酸ビニル以外の他の単量体を含む共重合体であってもよい。 The ethylene/vinyl alcohol copolymer resin may be a mixed material blended with another resin. Examples of other resins to be blended include ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-propylene copolymer, polyolefin, modified polyolefin, polyamide and polyester. The ethylene/vinyl alcohol copolymer resin may be a resin modified with an epoxy compound or the like, or may be a copolymer containing a monomer other than ethylene and vinyl acetate.
ガスバリアフィルム2は、図1及び図2に示すように、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂からなる中間層21と、中間層21の両面に積層された表面層22と、を備える多層フィルムであることが好ましい。なお、図において、表面層22としては、中間層21の内側に配置された内側層21aと、外側に配置された外側層21bと、が備えられているが、これらは、同じ層構成とされてもよいし、互いに異なる層構成とされてもよく、内外両側に積層される層の数や種類は、特に制限されるものではない。 As shown in FIGS. 1 and 2, the gas barrier film 2 is a multilayer film including an intermediate layer 21 made of an ethylene/vinyl alcohol copolymer resin and surface layers 22 laminated on both surfaces of the intermediate layer 21. Is preferred. In the drawing, the surface layer 22 includes an inner layer 21a arranged inside the intermediate layer 21 and an outer layer 21b arranged outside, but these layers have the same layer structure. Alternatively, the layers may have different layer configurations, and the number and types of layers laminated on both the inner and outer sides are not particularly limited.
表面層22は、低密度ポリエチレン(Low Density Polyethylene:LDPE)、及び、直鎖状低密度ポリエチレン(Linear Low Density Polyethylene:LLDPE)のうち、少なくとも一方を主成分とすることが好ましい。これらのポリエチレンによると、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂との共押出が可能である。また、ポリエチレンによると、樹脂自体によって高い中性子遮蔽能が得られるため、導管1の放射線劣化をより抑制することができる。 The surface layer 22 preferably contains at least one of low density polyethylene (LDPE) and linear low density polyethylene (LLDPE) as a main component. These polyethylenes can be coextruded with an ethylene/vinyl alcohol copolymer resin. Further, with polyethylene, a high neutron shielding ability is obtained by the resin itself, so that the radiation deterioration of the conduit 1 can be further suppressed.
特に、表面層22を低密度ポリエチレンで形成すると、柔軟性、耐衝撃性、耐寒性、耐湿性等が高い多層フィルムを高精度で成形することができる。また、高密度ポリエチレン管10に加わる外圧、衝撃等を緩和して、導管1の損傷や、ガスバリアフィルム2の剥離、脱落等を防ぐことができる。なお、低密度ポリエチレンとは、密度が0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下のポリエチレンを意味する。低密度ポリエチレンは、単量体として、エチレンの他、1−ブテン、1−ヘキセン等を含むことができる。 In particular, when the surface layer 22 is formed of low density polyethylene, a multilayer film having high flexibility, impact resistance, cold resistance, moisture resistance and the like can be formed with high precision. Further, it is possible to alleviate external pressure, impact, etc. applied to the high-density polyethylene pipe 10 to prevent damage to the conduit 1 and peeling or dropping of the gas barrier film 2. The low-density polyethylene means polyethylene having a density of 0.910 g/cm 3 or more and 0.930 g/cm 3 or less. The low-density polyethylene can contain 1-butene, 1-hexene, and the like as a monomer in addition to ethylene.
また、表面層22を直鎖状低密度ポリエチレンで形成すると、低密度ポリエチレンよりも高い引張破壊強さ、密着性、耐寒性等が得られる。なお、直鎖状低密度ポリエチレンとは、密度が0.910g/cm3以上0.925g/cm3以下であり、分枝を有する単量体の含有率が数%であるポリエチレンを意味する。直鎖状低密度ポリエチレンは、単量体として、エチレンの他、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン等を含むことができる。直鎖状低密度ポリエチレンは、チーグラー触媒、フィリップス触媒等のいずれの触媒で重合したものでもよい。 Further, when the surface layer 22 is formed of linear low-density polyethylene, higher tensile fracture strength, adhesion, cold resistance and the like can be obtained than low-density polyethylene. Note that the linear low density polyethylene, the density is not more than 0.910 g / cm 3 or more 0.925 g / cm 3, the content ratio of the monomer having a branch means a polyethylene having few percent. The linear low-density polyethylene can include 1-butene, 1-hexene, 1-octene, and the like as a monomer in addition to ethylene. The linear low-density polyethylene may be polymerized with any catalyst such as Ziegler catalyst and Phillips catalyst.
表面層22を形成する低密度ポリエチレンや直鎖状低密度ポリエチレンは、ISO1133に準拠して求められる溶解指数(MFR)が、0.5g/10分以上であることが好ましい。また、50g/10分以下であることが好ましく、20g/10分以下であることがより好ましく、10g/10分以下であることが更に好ましく、5g/10分以下であることが更に好ましく、3g/10分以下であることが特に好ましい。樹脂の分子量とMFRとは相関性があることが知られている。このようなMFRを示す樹脂は、低分子量の成分が少ない樹脂層を形成できる。 The low-density polyethylene or linear low-density polyethylene that forms the surface layer 22 preferably has a solubility index (MFR) determined according to ISO 1133 of 0.5 g/10 minutes or more. Further, it is preferably 50 g/10 minutes or less, more preferably 20 g/10 minutes or less, further preferably 10 g/10 minutes or less, further preferably 5 g/10 minutes or less, 3 g /10 minutes or less is particularly preferable. It is known that the molecular weight of the resin and the MFR have a correlation. A resin layer having such an MFR can form a resin layer containing a small amount of low molecular weight components.
表面層22は、低密度ポリエチレンからなる層や直鎖状低密度ポリエチレンからなる層の他に、その他の樹脂が積層された層構成であってもよい。例えば、多層フィルムを強靭化する観点や、中間層21を形成するための基材として用いる観点等から、ナイロン6等のポリアミド(polyamide:PA)や、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル(polyester:PEs)を含む層構成としてもよい。 The surface layer 22 may have a layer structure in which other resin is laminated in addition to the layer made of low density polyethylene or the layer made of linear low density polyethylene. For example, from the viewpoint of strengthening the multilayer film and using it as a base material for forming the intermediate layer 21, polyamide (polyamide: PA) such as nylon 6 or polyester (polyester: PEs) such as polyethylene terephthalate is used. The layer structure may be included.
多層フィルムの具体例としては、LDPE/EVOH/LDPE、LLDPE/EVOH/LLDPE等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、低密度ポリエチレンや、直鎖状低密度ポリエチレンは、耐放射線性を向上させる観点からは、樹脂の密度等に影響する低分子量の成分を含まないものが好ましい。中間層21と表面層22との間には、必要に応じて、接着層等の他の層が設けられてもよい。 Specific examples of the multilayer film include LDPE/EVOH/LDPE, LLDPE/EVOH/LLDPE, and the like, but are not limited thereto. From the viewpoint of improving radiation resistance, it is preferable that the low-density polyethylene and the linear low-density polyethylene do not contain a low-molecular weight component that affects the resin density and the like. If necessary, another layer such as an adhesive layer may be provided between the intermediate layer 21 and the surface layer 22.
多層フィルムの厚さは、好ましくは20μm以上200μm以下である。厚さが20μm以上で厚いほど、耐久性が高くなるため、高密度ポリエチレン管10を施工、移動等する際や、屋外等の外力が加わり易い過酷環境に敷設した場合に、ガスバリア性を健全に保つことができる。また、厚さが200μm以下で薄いほど、可撓性が失われ難いため、ハンドリング性や巻回性が良好になり、取り扱い時のフィルムの破損が低減する。 The thickness of the multilayer film is preferably 20 μm or more and 200 μm or less. Since the thicker the thickness is 20 μm or more, the higher the durability becomes. Therefore, when the high-density polyethylene pipe 10 is constructed or moved, or when it is laid in a harsh environment such as an outdoor environment where external force is easily applied, the gas barrier property becomes sound. Can be kept. Further, as the thickness is 200 μm or less, the flexibility is less likely to be lost, so that the handling property and the winding property are improved, and the damage of the film during handling is reduced.
ガスバリアフィルム2は、管状に巻き付けたときの総厚さが、好ましくは20μm以上、より好ましくは50μm以上である。また、好ましくは500μm以下、より好ましくは400μm以下、更に好ましくは300μm以下である。総厚さが20μm以上で厚いほど、高いガスバリア性が得られるため、導管1の酸化劣化やケミカルクラックを確実に抑制することができる。一方、総厚さが500μm以下で薄いほど、材料コストや巻回の手間が低減する。また、総厚さが50μm以上400μm以下であると、有効な耐放射線性が得られる。 The total thickness of the gas barrier film 2 when wound in a tubular shape is preferably 20 μm or more, more preferably 50 μm or more. Further, it is preferably 500 μm or less, more preferably 400 μm or less, and further preferably 300 μm or less. The thicker the total thickness is 20 μm or more, the higher the gas barrier property is, so that the oxidative deterioration of the conduit 1 and the chemical crack can be surely suppressed. On the other hand, the thinner the total thickness is 500 μm or less, the less the material cost and the winding labor. Further, when the total thickness is 50 μm or more and 400 μm or less, effective radiation resistance can be obtained.
ガスバリアフィルム2は、導管1に対して融着によって面接合させないことが好ましい。導管1とガスバリアフィルム2とを融着によって面接合させると、配管の長さ方向や径方向に力が加わったとき、伸び率が異なる導管1とガスバリアフィルム2とに反対向きの応力を生じるため、応力破壊や引き裂き等の発生確率が高くなる。なお、ガスバリアフィルム2は、導管1と同様に、ナフテンを含有するオイルやアロマティックスを含有するオイルを配合されていてもよい。 The gas barrier film 2 is preferably not surface-bonded to the conduit 1 by fusion bonding. When the conduit 1 and the gas barrier film 2 are surface-bonded by fusion bonding, when a force is applied in the length direction or the radial direction of the pipe, the conduit 1 and the gas barrier film 2 having different elongations generate opposite stresses. , The probability of occurrence of stress fracture or tearing increases. The gas barrier film 2 may be blended with an oil containing naphthene or an oil containing aromatics, as in the conduit 1.
ここで、高密度ポリエチレン管に添加するオイルや、ガスバリアフィルムの作用効果について具体的に説明する。 Here, the effects of the oil added to the high-density polyethylene pipe and the gas barrier film will be specifically described.
ポリエチレン管は、鋼管に比べて軽量であり、移動や加工が容易であることから、水道用の長距離配管等として広く用いられている。しかし、ポリエチレン管は、鋼管とは異なり、主として炭素と水素で構成される有機高分子で形成されている。ポリエチレンは、放射線、紫外線、熱等の外的因子によって劣化が進行し、弾性、耐応力環境き裂性、耐衝撃性等が低下するため、配管に内圧、外圧、衝撃等が加わったり、配管に傷を生じたり、配管が化学物質に暴露されたりした場合に脆性破壊を生じ易い。 The polyethylene pipe is widely used as a long-distance pipe for water supply because it is lighter in weight than steel pipe and is easy to move and process. However, unlike a steel pipe, a polyethylene pipe is formed of an organic polymer mainly composed of carbon and hydrogen. Polyethylene deteriorates due to external factors such as radiation, ultraviolet rays, and heat, and its elasticity, stress environment resistance to cracking, impact resistance, etc. decrease, so that internal pressure, external pressure, impact, etc. may be applied to the pipe, Brittle fracture is likely to occur when the pipe is scratched or the pipe is exposed to chemical substances.
有機高分子は、放射線、紫外線、熱等で分子が励起され、分子中の結合が切断して分解することが知られている。例えば、ポリエチレンに放射線等が作用すると、水素ラジカル(H・)や炭化水素ラジカル(R・)が生成する。ラジカルは、反応性が高く、ラジカル同士が結合(再結合)したり、ラジカルが元素を引き抜いて別のラジカルを生成(引き抜き反応)させたり、ラジカルが二重結合に付加(付加反応)したり、ラジカル同士が結合すると同時に分子鎖が切断(不均化反応)されたりする。 It is known that organic polymers are excited by radiation, ultraviolet rays, heat, etc., and the bonds in the molecules are broken and decomposed. For example, when radiation or the like acts on polyethylene, hydrogen radicals (H.) and hydrocarbon radicals (R.) are generated. Radicals have high reactivity, and radicals bond with each other (recombine), radicals withdraw an element to generate another radical (extraction reaction), and radicals add to double bonds (addition reaction). At the same time that radicals are bound to each other, the molecular chain is broken (disproportionation reaction).
ラジカルによる再結合や付加反応は、架橋と呼ばれる分子量の増大をもたらし、不均化反応は、崩壊と呼ばれる分子量の減少をもたらす。ポリエチレン管において、分子鎖の架橋や崩壊が進行すると、衝撃や屈曲に対する抵抗性が低くなり、管体が脆くなる等の物性の変化を生じる。そして、管体の脆化が進むと、内圧、外圧、衝撃、荷重等が加わった場合に、き裂、割れ等の応力破壊やクリープ破壊を生じ易くなり、管壁にき裂や脆性割れを生じたり、管体が破裂したりする等の不具合を生じる。 The recombination and addition reaction due to radicals bring about an increase in molecular weight called crosslinking, and the disproportionation reaction brings about a decrease in molecular weight called decay. In a polyethylene pipe, when the cross-linking or the collapse of the molecular chain proceeds, the resistance to impact and bending becomes low, and the physical properties change such that the pipe becomes brittle. When the tube becomes brittle, stress fractures such as cracks and cracks and creep fractures easily occur when internal pressure, external pressure, impact, load, etc. are applied, and cracks and brittle cracks occur on the pipe wall. It causes problems such as occurrence of a pipe or burst of the pipe.
配水用ポリエチレン管等の配管材料としては、多段重合や改良触媒を用いて高性能化した高密度ポリエチレンも使用されている。この種の高密度ポリエチレンでは、高分子量の領域を増加させて、結晶構造同士を繋ぐタイ分子を増やすことで、長期静水圧強度と耐環境応力き裂性を向上させている。 As a pipe material such as a polyethylene pipe for water distribution, high-density polyethylene that has been improved in performance by using multistage polymerization or an improved catalyst is also used. In this type of high-density polyethylene, the high molecular weight region is increased and the number of tie molecules that connect the crystal structures to each other is increased to improve the long-term hydrostatic strength and environmental stress crack resistance.
一般に、結晶領域は、過酷環境下であっても影響を受け難いが、非晶領域は、過酷環境下でタイ分子が切断されると増加することが知られている。タイ分子の切断が進むと、外力が加わったとき、樹脂の内部で応力集中が起こり易くなり、長期静水圧強度や、耐環境応力き裂性や、耐衝撃性が低下すると考えられている。 It is generally known that the crystalline region is not easily affected even under a harsh environment, but the amorphous region is known to increase when the tie molecule is cleaved under the harsh environment. It is considered that when the cutting of the tie molecule progresses, stress concentration easily occurs inside the resin when an external force is applied, and long-term hydrostatic strength, environmental stress crack resistance, and impact resistance decrease.
特に、酸素が存在する大気中では、ラジカルにより酸化の伝播反応(連鎖反応)が進行することが知られている。また、配管内に酸素が存在する場合、大気に接する配管の外側だけでなく配管の内側でも、酸化の伝搬反応が進行する。はじめに、反応式(1)のように、炭化水素ラジカル(R・)と酸素(O2)とが反応して、過酸化ラジカル(ROO・)が生成する。 In particular, it is known that in an atmosphere where oxygen is present, radicals cause a propagation reaction (chain reaction) of oxidation. When oxygen exists in the pipe, the oxidation propagation reaction proceeds not only outside the pipe in contact with the atmosphere but also inside the pipe. First, as shown in reaction formula (1), by reacting hydrocarbon radical (R ·) and oxygen (O 2) is, peroxide radical (ROO ·) is generated.
過酸化ラジカル(ROO・)は、反応性に富み、反応式(2)のように、他の分子(RH)から水素(H)を引き抜いて、過酸化物(ROOH)と新たな炭化水素ラジカル(R・)を生じる。 The peroxide radical (ROO.) is highly reactive, and as shown in the reaction formula (2), hydrogen (H) is extracted from another molecule (RH) to give a peroxide (ROOH) and a new hydrocarbon radical. (R.) is generated.
そして、新たに生成した炭化水素ラジカル(R・)は、反応式(1)にしたがって、別の過酸化ラジカル(ROO・)を生成し、過酸化ラジカル(ROO・)は、反応式(2)にしたがって、別の過酸化物(ROOH)を生成する。過酸化物(ROOH)も、不安定であるため、反応式(3)〜(5)のように、新たなオキシラジカル(RO・)、過酸化ラジカル(ROO・)等を生成する。 Then, the newly-generated hydrocarbon radical (R.) produces another peroxide radical (ROO.) according to the reaction formula (1), and the peroxide radical (ROO.) becomes the reaction formula (2). According to the procedure, another peroxide (ROOH) is produced. Since the peroxide (ROOH) is also unstable, new oxy radicals (RO.), peroxide radicals (ROO.), etc. are generated as in the reaction formulas (3) to (5).
酸素が存在する大気中や酸素が存在する配管内では、このような酸化の伝播反応によって、最初に発生した炭化水素ラジカル(R・)が新たなラジカルを多数増殖させて、分子鎖の架橋や崩壊を進行させる。そのため、樹脂の劣化が加速的に進み、応力破壊やクリープ破壊を生じ易くなる。 In the atmosphere where oxygen is present or in a pipe where oxygen is present, a hydrocarbon radical (R.) initially generated causes a large number of new radicals to proliferate due to such an oxidation propagation reaction, resulting in cross-linking of molecular chains and Proceed with the collapse. Therefore, the deterioration of the resin is accelerated, and stress fracture or creep fracture is likely to occur.
また、酸素が存在する大気中や酸素が存在する配管内では、放射線や紫外線によって、オゾンが生成されることがある。オゾンは、二重結合を持つポリエチレンに対する反応性が高く、ポリエチレンとの反応によってオゾナイドを生成する。オゾナイドは不安定であるため、O−O結合が切断して、アルデヒド、ケトン、エステル、ラクトン、過酸化物等が生成される。このような反応で起こる分子の分解は、樹脂に微小なクラック(オゾンクラック)を形成することが知られている。 Further, in the atmosphere where oxygen is present or in the pipe where oxygen is present, ozone may be generated by radiation or ultraviolet rays. Ozone has a high reactivity with polyethylene having a double bond and produces ozonide by the reaction with polyethylene. Since ozonide is unstable, the O—O bond is cleaved to generate aldehyde, ketone, ester, lactone, peroxide and the like. It is known that the decomposition of molecules caused by such a reaction forms minute cracks (ozone cracks) in the resin.
特に、ポリエチレン管に1MPa程度以上の流体圧力、土圧等がかかる場合、分子鎖が伸長した状態となり易いため、オゾンの浸透率が高まると共に、特定の部位に応力が集中し易くなる。このような場合、オゾンクラックの発生の可能性や、オゾンクラックを起点とする破壊の可能性が高まる。 In particular, when the polyethylene pipe is subjected to a fluid pressure or soil pressure of about 1 MPa or more, the molecular chains are likely to be in an elongated state, so that the permeability of ozone is increased and the stress is easily concentrated on a specific portion. In such a case, the possibility of occurrence of ozone cracks and the possibility of destruction originating from ozone cracks increase.
また、汚染水、排水等の水が流される配管内では、水の放射線分解によって、過酸化水素や酸素が生成されることがある。過酸化水素は、配管内に塩化物イオン等が存在している場合に、次亜塩素酸、過塩素酸等を生じる。これらの化学物質は、樹脂のマトリックスに拡散・浸透し、樹脂に流体圧力等が加わったとき、応力と相乗的に作用してケミカルクラックを生じる。配管の内表面にケミカルクラックが発生すると、配管の内側から割れや破裂を生じる可能性が高くなる。 Further, hydrogen peroxide and oxygen may be generated by the radiolysis of water in a pipe through which water such as contaminated water and drainage flows. Hydrogen peroxide produces hypochlorous acid, perchloric acid and the like when chloride ions and the like are present in the pipe. These chemical substances diffuse and penetrate into the matrix of the resin, and when a fluid pressure or the like is applied to the resin, they act synergistically with the stress to generate a chemical crack. When a chemical crack occurs on the inner surface of the pipe, there is a high possibility that a crack or rupture will occur from the inside of the pipe.
また、ポリエチレン管は、高温の流体の輸送に用いられることもある。分子の分解をもたらす様々な素反応は、分子運動、すなわち、分子の振動や衝突確率とも関係している。分子運動は、高温になるほど激しくなるため、ポリエチレンが高温に晒されると、分子鎖の架橋や崩壊が加速し、樹脂の劣化が著しく進行する。 Polyethylene tubing may also be used to transport hot fluids. The various elementary reactions that lead to the decomposition of molecules are also associated with molecular motion, ie, vibration and collision probability of molecules. Since molecular motion becomes more intense as the temperature rises, when polyethylene is exposed to high temperatures, the crosslinking and disintegration of molecular chains accelerate, and the deterioration of the resin significantly progresses.
特に、酸化反応を伴う系では、温度が、酸化層の厚さや、酸素の拡散速度や、酸化分解の反応速度に影響を及ぼすため、分子の酸化分解が益々加速される。一般に、温度が10℃上昇すると反応速度は2倍になる。そのため、ポリエチレン管を高温の流体の輸送に用いる場合等に、ポリエチレンが高温に晒されると、酸化劣化が加速して分子鎖の架橋や崩壊が進み、樹脂の劣化が著しくなる。 Particularly, in a system involving an oxidation reaction, the temperature affects the thickness of the oxide layer, the diffusion rate of oxygen, and the reaction rate of oxidative decomposition, so that the oxidative decomposition of molecules is further accelerated. Generally, the reaction rate doubles as the temperature increases by 10°C. Therefore, when the polyethylene pipe is used for transporting a high-temperature fluid, when the polyethylene is exposed to high temperature, oxidative deterioration is accelerated and molecular chain cross-linking or disintegration proceeds, resulting in significant deterioration of the resin.
このような放射線、紫外線、熱等によるポリエチレンの劣化は、弾性率、引張強さ、伸び等の種々の特性を低下させて、耐応力環境き裂性、耐衝撃性等を悪化させる。放射線環境、紫外線環境、高温環境等の過酷環境下でポリエチレン製の配管や継手の使用が続けられると、内圧、外圧、衝撃等が加わったり、化学物質に晒されたりした場合に、応力破壊やクリープ破壊が起こり、き裂、割れ、管体の破裂等の不具合が生じて、流体の漏洩等の問題を生じる。 Such deterioration of polyethylene due to radiation, ultraviolet rays, heat, etc. deteriorates various properties such as elastic modulus, tensile strength, elongation, etc., and deteriorates stress environmental crack resistance, impact resistance, etc. Continued use of polyethylene pipes and fittings in harsh environments such as radiation environment, ultraviolet environment, and high temperature environment may cause stress destruction or stress damage when exposed to internal pressure, external pressure, shock, etc., or chemical substances. Creep failure occurs, causing problems such as cracks, cracks, and rupture of the pipe body, which causes problems such as fluid leakage.
これに対し、導管1の内外両面をガスバリアフィルム2で覆うと、酸素ガスの透過が妨げられ、酸化の伝搬反応が抑止されるため、高放射線量下であっても、導管1の酸化劣化が抑制される。ガスバリアフィルム2は、過酸化水素、次亜塩素酸、過塩素酸等の化学物質や、化学物質が生成するガスの透過も妨げるため、導管1の内側からの劣化も抑制することができる。また、導管1にナフテンを含有するオイルやアロマティックスを含有するオイルを配合すると、放射線や紫外線の作用で発生したラジカルを、オイルの成分によって捕捉することができる。 On the other hand, when the inner and outer surfaces of the conduit 1 are covered with the gas barrier film 2, the permeation of oxygen gas is hindered and the oxidation propagation reaction is suppressed. Suppressed. Since the gas barrier film 2 also impedes the permeation of chemical substances such as hydrogen peroxide, hypochlorous acid, perchloric acid, etc., and the gas generated by the chemical substances, deterioration from the inside of the conduit 1 can be suppressed. Further, when an oil containing naphthene or an oil containing aromatics is mixed in the conduit 1, radicals generated by the action of radiation or ultraviolet rays can be captured by the oil component.
一般に、ポリエチレンは、放射線、紫外線、熱等の様々な外的因子によって、き裂、割れ等を生じるが、外的因子の種類によらず、いずれの破壊モードであっても、伸びが低下し、破面に白化が現れる特徴がある。破面には、白化やクラックが発生しており、ボイドとフィブリルが存在している。白化は、ボイドの形成による光のミー散乱によって起こる現象である。白化は、ボイドとフィブリルで構成された損傷形態であるクレイズ破壊が生じたことを示している。 Generally, polyethylene causes cracks, cracks, etc. due to various external factors such as radiation, ultraviolet rays, heat, etc., but the elongation decreases regardless of the type of the external factors, regardless of the fracture mode. , There is a feature that whitening appears on the fracture surface. The fracture surface has whitening and cracks, and has voids and fibrils. Whitening is a phenomenon caused by Mie scattering of light due to the formation of voids. Bleaching indicates the occurrence of craze destruction, a damage pattern composed of voids and fibrils.
一般に、ポリエチレンの引張による破断は、次の(A)〜(D)の順に進行することが知られている。
(A)引張降伏直後に発生するひずみの局所化領域の伝播
(B)クレイズ破壊領域の伝播
(C)クレイズ破壊の集中部で分子鎖切断やクラックが発生
(D)ポリマ破断
It is generally known that breakage of polyethylene due to tension proceeds in the order of (A) to (D) below.
(A) Propagation of a localized region of strain generated immediately after tensile yielding (B) Propagation of a craze fracture region (C) Molecular chain breakage or crack occurs at a concentrated portion of craze breakage (D) Polymer fracture
また、結晶レベルでは、引張により次のような変化を生じることが知られている。
(a)分子レベルの結晶の破壊(分子鎖剥離)
(b)結晶のブロック状破壊(分子鎖剥離)
(c)結晶内での分子のすべり回転(変化小)
In addition, it is known that tensile causes the following changes at the crystal level.
(A) Destruction of crystals at the molecular level (molecular chain exfoliation)
(B) Block-like destruction of crystals (molecular chain exfoliation)
(C) Slip rotation of molecule in crystal (small change)
これらのうち、(a)及び(b)では、結晶領域が破壊され、非晶領域が増加する。また、分子鎖が結晶領域から剥離し、ボイドやフィブリルが形成されて、クレイズ破壊が起こる。しかし、(c)では、結晶領域のダメージは少なく、非晶領域は殆ど増加しない。 Of these, in (a) and (b), the crystalline region is destroyed and the amorphous region increases. In addition, the molecular chains are separated from the crystalline region, voids and fibrils are formed, and Craze destruction occurs. However, in (c), the damage to the crystalline region is small, and the amorphous region hardly increases.
このような機構で増加する非晶領域は、応力割れをはじめとする破壊の起点となる。そのため、ボイドやフィブリルの形成やクレイズ破壊の発生をできるだけ阻止し、配管の内部からの流体圧力や、配管の外部からの土圧等が加わったとき、脆性破壊やクリープ破壊を生じないようにすることが望ましい。 The amorphous region increased by such a mechanism becomes a starting point of fracture including stress cracking. Therefore, formation of voids and fibrils and the occurrence of craze fracture are prevented as much as possible, and brittle fracture and creep fracture do not occur when fluid pressure from inside the pipe or earth pressure from the outside of the pipe is applied. Is desirable.
これに対し、導管1にナフテンを含有するオイルやアロマティックスを含有するオイルを配合すると、ポリエチレンの結晶内に存在する分子のすべり性を大きく向上させることができる。結晶レベルの変化を結晶内での分子のすべり回転に転換することにより、ボイドやフィブリルの形成や、クレイズ破壊を低減し、非晶領域を拡大し難くすることができるため、高密度ポリエチレンの劣化による脆性破壊やクリープ破壊を低減することができる。 On the other hand, when the conduit 1 is blended with an oil containing naphthene or an oil containing aromatics, it is possible to greatly improve the slipperiness of the molecules present in the crystal of polyethylene. By converting the change in crystal level into the slip rotation of the molecule in the crystal, it is possible to reduce the formation of voids and fibrils and craze fracture, and it is difficult to expand the amorphous region. It is possible to reduce brittle fracture and creep fracture due to.
また、ナフテンを含有するオイルは、ポリエチレンとSP値が近く、相溶性が良好である。導管1にナフテンを含有するオイルを添加すると、オイルを結晶内の分子の細部にまで浸透させて、結晶内での分子のすべり性を大きく向上させることができる。そのため、分子レベルの結晶の破壊や、結晶のブロック状破壊を抑制しつつ、結晶内での分子のすべり回転を起こし易くすることができる。 Further, the oil containing naphthene has an SP value close to that of polyethylene and has good compatibility. When oil containing naphthene is added to the conduit 1, the oil can be penetrated into the details of the molecule in the crystal, and the slip property of the molecule in the crystal can be greatly improved. Therefore, it is possible to facilitate the slip rotation of the molecules in the crystal while suppressing the breakage of the crystal at the molecular level and the block-like break of the crystal.
また、ナフテンを含有するオイルは、低温においても常温に近い流動性を示す。一般に、高分子材料は低温脆化を起こし易く、高密度ポリエチレンは低温における耐衝撃性が低い欠点を持つので、結晶内やタイ分子の周辺において分子のすべり回転を生じ易くすることが重要である。導管1にナフテンを含有するオイルを添加すると、結晶内やタイ分子の周辺に浸透したオイルが、低温においても高い流動性を保ち、結晶内での分子のすべり回転を起こし易くするため、低温脆化に対する耐性や、低温における耐衝撃性を向上させることができる。 Further, oil containing naphthene exhibits fluidity close to room temperature even at low temperatures. In general, polymer materials are prone to low temperature embrittlement, and high-density polyethylene has the drawback of low impact resistance at low temperatures. Therefore, it is important to facilitate slip rotation of molecules within crystals and around tie molecules. .. When oil containing naphthene is added to the conduit 1, the oil that has permeated into the crystal and around the tie molecule maintains high fluidity even at low temperature and easily causes the molecule to slip and rotate. Resistance to heat and impact resistance at low temperatures can be improved.
一方、アロマティックスを含有するオイルは、粘度指数が高く、広い温度範囲において高密度ポリエチレンから染み出し難い特徴を有している。そのため、導管1にアロマティックスを含有するオイルを添加すると、オイルの添加による効果が長時間にわたって持続する。 On the other hand, oils containing aromatics have a high viscosity index and are difficult to exude from high-density polyethylene in a wide temperature range. Therefore, when the oil containing aromatics is added to the conduit 1, the effect of the addition of oil lasts for a long time.
また、アロマティックスを含有するオイルは、引火点が高い特徴を有している。そのため、添加剤としてアロマティックスを含有するオイルを用いると、高密度ポリエチレン管10を安全に製造することができる。 In addition, oils containing aromatics are characterized by having a high flash point. Therefore, by using an oil containing aromatics as an additive, the high-density polyethylene pipe 10 can be manufactured safely.
また、アロマティックスを含有するオイルは、硫黄分等の不純物を含んでいたり、酸価が高かったりすることが多い。硫黄分や、アルデヒド、カルボン酸等は、ラジカル反応に関与し易いため、オイル自体が犠牲的に劣化することで、導管1の劣化を抑制する効果が得られる。 In addition, oils containing aromatics often contain impurities such as sulfur and have a high acid value. Since the sulfur content, aldehyde, carboxylic acid, etc. easily participate in the radical reaction, the effect of suppressing the deterioration of the conduit 1 can be obtained by sacrificing the oil itself.
また、ナフテンを含有するオイルや、アロマティックスを含有するオイルは、ポリエチレンを軟化させる作用を示す。一般に、ポリエチレンは、放射線環境下で使用を続けた場合、硬くなり容易に脆化する。しかし、導管1にナフテンを含有するオイルやアロマティックスを含有するオイルを配合すると、高密度ポリエチレン自体が軟化するため、放射線による脆化を生じ難くすることができる。 Oils containing naphthene and oils containing aromatics have the effect of softening polyethylene. Generally, polyethylene becomes hard and easily embrittles when it is continuously used in a radiation environment. However, when the conduit 1 is blended with an oil containing naphthene or an oil containing aromatics, the high-density polyethylene itself is softened, so that embrittlement due to radiation can be less likely to occur.
ナフテンを含有するオイルやアロマティックスを含有するオイルの添加量は、高密度ポリエチレン100質量部に対して、0.1質量部以上7質量部以下とすることが好ましく、1質量部以上7質量部以下とすることがより好ましい。添加量が7質量部を超えると、オイルが染み出すため、適切な配合が困難になる。一方、添加量が0.1質量部未満であると、添加による十分な効果を得ることができない。これに対し、前記の添加量の範囲で添加量が多いほど、樹脂の劣化を抑制する効果や、ポリエチレンの分子のすべり性を向上させる効果が高くなる。 The addition amount of the oil containing naphthene or the oil containing aromatics is preferably 0.1 part by mass or more and 7 parts by mass or less, and preferably 1 part by mass or more and 7 parts by mass, relative to 100 parts by mass of high-density polyethylene. It is more preferable that the amount is not more than part. If the amount added exceeds 7 parts by mass, the oil will seep out, making it difficult to properly mix the components. On the other hand, if the addition amount is less than 0.1 part by mass, a sufficient effect due to the addition cannot be obtained. On the other hand, the larger the amount added within the above range, the higher the effect of suppressing the deterioration of the resin and the effect of improving the slipperiness of the polyethylene molecule.
樹脂に含まれるオイルの含有量は、例えば、赤外分光分析によって測定することができる。また、樹脂中における結晶領域及び非晶領域の増減は、例えば、示差走査熱量計(Differential scanning calorimetry:DSC)を用いて調べることができる。一般的な高密度ポリエチレンでは、樹脂の劣化により結晶融解発熱量が大きく減少する。しかし、添加剤として、ナフテンを含有するオイルやアロマティックスを含有するオイルを配合すると、結晶融解発熱量が殆ど減少しなくなる。 The content of oil contained in the resin can be measured, for example, by infrared spectroscopy. Further, the increase or decrease of the crystalline region and the amorphous region in the resin can be examined by using, for example, a differential scanning calorimetry (DSC). In general high-density polyethylene, the heat of crystal fusion is greatly reduced due to deterioration of the resin. However, when an oil containing naphthene or an oil containing aromatics is added as an additive, the heat of crystal melting hardly decreases.
融着防止フィルム3は、融点が150℃以上の樹脂からなる樹脂フィルムによって形成される。融着防止フィルム3によると、ガスバリアフィルム2を覆うように樹脂を加熱成形するとき、ガスバリアフィルム2への溶融樹脂の融着や、ガスバリアフィルム2への溶融樹脂からの伝熱を遮断することができる。ガスバリアフィルム2に他の層が融着していると、外力等が加わった場合に、ガスバリアフィルム2に大きな張力がかかる。また、ガスバリアフィルム2に溶融樹脂の熱が伝熱すると、ガスバリアフィルム2自体が溶融してしまう。しかし、融着防止フィルム3で融着や伝熱を遮断すると、ピンホールやクラックを生じなくなるため、ガスバリア性を健全に保つことができる。 The fusion preventing film 3 is formed of a resin film made of a resin having a melting point of 150° C. or higher. According to the anti-fusing film 3, when the resin is thermoformed so as to cover the gas barrier film 2, fusion of the molten resin to the gas barrier film 2 and heat transfer from the molten resin to the gas barrier film 2 can be blocked. it can. If another layer is fused to the gas barrier film 2, a large tension is applied to the gas barrier film 2 when an external force or the like is applied. Further, when the heat of the molten resin is transferred to the gas barrier film 2, the gas barrier film 2 itself is melted. However, if the fusion preventing film 3 blocks fusion and heat transfer, pinholes and cracks will not occur, so that the gas barrier property can be kept sound.
融着防止フィルム3は、一種の樹脂フィルムで構成されてもよいし、複数種の樹脂フィルムで構成されてもよい。なお、図において、融着防止フィルム3としては、内側の融着防止フィルム3aと、外側の融着防止フィルム3bと、が備えられているが、これらは、同じ層構成とされてもよいし、互いに異なる層構成とされてもよい。 The anti-fusing film 3 may be composed of one kind of resin film or plural kinds of resin films. In the figure, the fusion preventing film 3 includes an inner fusion preventing film 3a and an outer fusion preventing film 3b, but these may have the same layer structure. The layers may be different from each other.
融着防止フィルム3は、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルム、ポリイミドフィルム、又は、ポリアミドイミドフィルムで形成されることが好ましい。延伸ポリエチレンテレフタレートやポリアミドイミドは、融点が150℃以上である。また、ポリイミドは、150℃よりも高温(約500℃)で熱分解するまで溶融しない。そのため、これらの樹脂によると、導管1等を樹脂成形するときの加熱温度において、融着防止フィルム3自体が溶融するのを避けることができる。ガスバリアフィルム2の他の層への融着や溶融が防止されるため、ガスバリア性を健全に保つことができる。 The fusion prevention film 3 is preferably formed of a polyethylene terephthalate stretched film, a polyimide film, or a polyamideimide film. Stretched polyethylene terephthalate and polyamide imide have a melting point of 150° C. or higher. Also, the polyimide does not melt until it is thermally decomposed at a temperature higher than 150°C (about 500°C). Therefore, according to these resins, it is possible to prevent the fusion preventing film 3 itself from melting at the heating temperature when the conduit 1 or the like is resin-molded. Since fusion and melting of the gas barrier film 2 to other layers are prevented, the gas barrier property can be kept sound.
また、延伸ポリエチレンテレフタレートや、ポリイミドや、ポリアミドイミドは、芳香環を有しており、耐放射線性が高く、高放射線量下であっても物性が変化し難い。そのため、このような融着防止フィルム3を用いることにより、高密度ポリエチレン管10の製造後に、導管1やガスバリアフィルム2を、放射線、衝撃、外圧等から保護することができる。 In addition, stretched polyethylene terephthalate, polyimide, and polyamideimide have an aromatic ring, have high radiation resistance, and are unlikely to change physical properties even under a high radiation dose. Therefore, by using such a fusion prevention film 3, the conduit 1 and the gas barrier film 2 can be protected from radiation, impact, external pressure, etc. after the high density polyethylene pipe 10 is manufactured.
融着防止フィルム3は、管状に巻き付けたときの総厚さが、好ましくは10μm以上、より好ましくは20μm以上、更に好ましくは50μm以上である。また、好ましくは300μm以下、より好ましくは200μm以下、更に好ましくは150μm以下である。総厚さが10μm以上で厚いほど、融着や伝熱を抑制して、ガスバリアフィルム2のガスバリア性を健全に保つことができる。一方、総厚さが300μm以下で薄いほど、材料コストや巻回の手間が低減する。また、総厚さが20μm以上200μm以下であると、樹脂自体の中性子遮蔽能によって、有効な耐放射線性が得られる。 The fusion preventing film 3 has a total thickness of preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, still more preferably 50 μm or more when wound in a tubular shape. Further, it is preferably 300 μm or less, more preferably 200 μm or less, still more preferably 150 μm or less. The thicker the total thickness is 10 μm or more, the more the fusion and heat transfer can be suppressed, and the gas barrier property of the gas barrier film 2 can be kept sound. On the other hand, the thinner the total thickness is 300 μm or less, the less the material cost and the labor of winding. When the total thickness is 20 μm or more and 200 μm or less, effective radiation resistance can be obtained due to the neutron shielding ability of the resin itself.
内層4aは、密度が0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下の低密度ポリエチレン(LDPE)を主成分として形成することが好ましい。低密度ポリエチレンは、柔軟性、耐衝撃性、耐湿性、耐水性、耐薬品性等が高いため、低密度ポリエチレンを主成分とする内層4aによると、高密度ポリエチレン管10の内側を、衝撃や外圧、傷の発生、配管内の流体や化学物質等から保護することができる。特に、高放射線量下では、流体中に発生した過酸化水素が次亜塩素酸や過塩素酸を生成し、これらの化学物質がケミカルクラックを生じて割れや漏洩を引き起こす可能性がある。しかし、内層4aを設けると、過酸化水素、次亜塩素酸、過塩素酸等の化学物質が導管1側に浸透するのを抑制することができる。 The inner layer 4a is preferably formed mainly of low density polyethylene (LDPE) having a density of 0.910 g/cm 3 or more and 0.930 g/cm 3 or less. Since low density polyethylene has high flexibility, impact resistance, moisture resistance, water resistance, chemical resistance, etc., according to the inner layer 4a containing low density polyethylene as a main component, the inside of the high density polyethylene pipe 10 can be protected against impact or shock. It is possible to protect from external pressure, generation of scratches, fluids and chemical substances in piping. In particular, under a high radiation dose, hydrogen peroxide generated in the fluid may generate hypochlorous acid or perchloric acid, and these chemical substances may cause chemical cracks, causing cracking or leakage. However, the provision of the inner layer 4a can prevent chemical substances such as hydrogen peroxide, hypochlorous acid, and perchloric acid from penetrating into the conduit 1 side.
外層4bは、密度が0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下の低密度ポリエチレン(LDPE)を主成分として形成することが好ましい。低密度ポリエチレンは、柔軟性、耐衝撃性、耐湿性、耐水性、耐薬品性等が高いため、低密度ポリエチレンを主成分とする外層4bによると、高密度ポリエチレン管10の外側を、衝撃や外圧、傷の発生、配管外の化学物質、水蒸気、雨水、結露水等から保護することができる。 The outer layer 4b is preferably formed mainly of low density polyethylene (LDPE) having a density of 0.910 g/cm 3 or more and 0.930 g/cm 3 or less. Since the low density polyethylene has high flexibility, impact resistance, moisture resistance, water resistance, chemical resistance and the like, according to the outer layer 4b containing low density polyethylene as a main component, the outside of the high density polyethylene pipe 10 can be exposed to impact and It is possible to protect from external pressure, generation of scratches, chemical substances outside the piping, steam, rainwater, dew condensation water, and the like.
一般的な二層管は、導管と被覆層とが融着しており、樹脂マトリックスが連続した構造を有している。そのため、被覆層の樹脂が劣化したとき、被覆層に生じた脆性破壊の衝撃や動的歪みが導管に向けて伝搬し易く、導管が応力割れ等を連鎖的に起こし易いという欠点がある。特に、被覆層が高密度ポリエチレンや中密度ポリエチレンである場合、柔軟性が高い低密度ポリエチレンと比較して、導管に向けて伝搬する衝撃や動的歪みは大きくなる。 A general two-layer pipe has a structure in which a conduit and a coating layer are fused and a resin matrix is continuous. Therefore, when the resin of the coating layer is deteriorated, the impact of brittle fracture and dynamic strain generated in the coating layer are easily propagated toward the conduit, and the conduit is liable to cause stress cracks and the like in a chain. In particular, when the covering layer is high-density polyethylene or medium-density polyethylene, the impact and dynamic strain propagating toward the conduit are larger than those of low-density polyethylene having high flexibility.
これに対し、高密度ポリエチレン管10では、導管1と内層4aとの間や、導管1と外層4bとの間に、ガスバリアフィルム2や融着防止フィルム3が介在している。ガスバリアフィルム2や融着防止フィルム3は、融着のように層同士が面接合で一体化した構造ではなく、フィルムの巻回によって層を形成する。これらのガスバリアフィルム2や融着防止フィルム3は、衝撃や動的歪みの伝搬や、割れの進展を阻止する障壁として機能するため、導管1を内外両側から保護することができる。 On the other hand, in the high-density polyethylene pipe 10, the gas barrier film 2 and the anti-fusing film 3 are interposed between the conduit 1 and the inner layer 4a and between the conduit 1 and the outer layer 4b. The gas barrier film 2 and the fusion prevention film 3 do not have a structure in which the layers are integrated by surface bonding like fusion, but the layers are formed by winding the film. Since the gas barrier film 2 and the fusion preventing film 3 function as a barrier that prevents the propagation of impact and dynamic strain and the development of cracks, the conduit 1 can be protected from both inside and outside.
外層4bは、高密度ポリエチレン管10が屋外等の紫外線環境に晒される場合、添加剤としてカーボンブラックを含有することが好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック等を用いることができる。カーボンブラックが配合されていると、紫外線が吸収されるため、外層4b自体や導管1の劣化を抑制することができる。 The outer layer 4b preferably contains carbon black as an additive when the high-density polyethylene pipe 10 is exposed to an ultraviolet environment such as outdoors. As the carbon black, for example, furnace black, channel black, acetylene black, thermal black or the like can be used. When carbon black is blended, ultraviolet rays are absorbed, so that deterioration of the outer layer 4b itself and the conduit 1 can be suppressed.
カーボンブラックは、外層4bあたりの含有量が、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは1.5質量%以上である。また、好ましくは4.0質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下、更に好ましくは2.5質量%以下である。含有量が1.0質量%以上で多いほど、紫外線を吸収する高い効果が得られるため、高密度ポリエチレン管10の耐候性を十分に向上させることができる。また、含有量が4.0質量%以下で少ないほど、カーボンブラックが樹脂中に凝集塊を生じ難くなるため、凝集塊が破壊の起点になるのを避けることができる。 The content of carbon black in the outer layer 4b is preferably 1.0% by mass or more, and more preferably 1.5% by mass or more. Further, it is preferably 4.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less, and further preferably 2.5% by mass or less. The higher the content is 1.0% by mass or more, the higher the effect of absorbing ultraviolet rays can be obtained, and therefore the weather resistance of the high-density polyethylene pipe 10 can be sufficiently improved. Further, the smaller the content is 4.0% by mass or less, the more difficult it is for carbon black to form agglomerates in the resin, and thus it is possible to prevent the agglomerates from becoming the starting point of fracture.
内層4aや外層4bの厚さは、好ましくは0.4mm以上、より好ましくは0.5mm以上、更に好ましくは0.8mm以上、更に好ましくは1.0mm以上である。また、好ましくは4mm以下、より好ましくは3mm以下、更に好ましくは2mm以下である。厚さが0.4mm以上で厚いほど、高い保護性能が得られる。一方、厚さが4mm以下で薄いほど、所定の外径に対して十分な内径が確保されるし、材料コストが低減する。また、厚さが0.5mm以上3mm以下であると、樹脂自体の中性子遮蔽能によって、有効な耐放射線性が得られる。 The thickness of the inner layer 4a and the outer layer 4b is preferably 0.4 mm or more, more preferably 0.5 mm or more, still more preferably 0.8 mm or more, still more preferably 1.0 mm or more. Further, it is preferably 4 mm or less, more preferably 3 mm or less, and further preferably 2 mm or less. The thicker the thickness is 0.4 mm or more, the higher the protection performance is. On the other hand, the thinner the thickness is 4 mm or less, the sufficient inner diameter is secured for the predetermined outer diameter, and the material cost is reduced. Further, when the thickness is 0.5 mm or more and 3 mm or less, effective radiation resistance can be obtained due to the neutron shielding ability of the resin itself.
次に、本実施形態に係る高密度ポリエチレン管の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the high-density polyethylene pipe according to this embodiment will be described.
高密度ポリエチレン管10(図1、図2参照)は、筒状の内層4aを樹脂成形する工程と、成形された内層4aの外表面に内側のガスバリアフィルム2aを巻回する工程と、内側のガスバリアフィルム2aが巻回された管体の外表面に内側の融着防止フィルム3aを巻回する工程と、内側の融着防止フィルム3aが巻回された管体の外表面に導管1を樹脂成形する工程と、成形された導管1の外表面に外側のガスバリアフィルム2bを巻回する工程と、外側のガスバリアフィルム2bが巻回された管体の外表面に外側の融着防止フィルム3bを巻回する工程と、外側の融着防止フィルム3bが巻回された管体の外表面に筒状の外層4bを樹脂成形する工程と、を含む製造方法によって製造することができる。 The high-density polyethylene pipe 10 (see FIGS. 1 and 2) includes a step of resin-molding the cylindrical inner layer 4a, a step of winding the inner gas barrier film 2a on the outer surface of the molded inner layer 4a, and The step of winding the inner fusion preventing film 3a on the outer surface of the tubular body on which the gas barrier film 2a is wound, and the resin conduit tube 1 on the outer surface of the tubular body on which the inner fusion preventing film 3a is wound. The step of molding, the step of winding the outer gas barrier film 2b on the outer surface of the molded conduit 1, and the outer fusion preventing film 3b on the outer surface of the tubular body on which the outer gas barrier film 2b is wound. It can be manufactured by a manufacturing method including a winding step and a step of resin-molding the tubular outer layer 4b on the outer surface of the tubular body on which the outer fusion preventing film 3b is wound.
高密度ポリエチレン管10の内層4aは、ペレット等として用意される樹脂を加熱し、必要に応じて添加剤を加えて混練し、溶融した樹脂組成物を押出成形、射出成形等で筒状に樹脂成形して得ることができる。また、導管1や外層4bは、ペレット等として用意される樹脂を加熱し、必要に応じてオイル、カーボンブラック等の添加剤を加えて混練し、溶融した樹脂組成物を内側の層が形成された管体の外周に被覆成形して得ることができる。 The inner layer 4a of the high-density polyethylene pipe 10 is formed by heating a resin prepared as pellets or the like, adding an additive if necessary, and kneading the molten resin composition into a tubular resin by extrusion molding, injection molding, or the like. It can be obtained by molding. In the conduit 1 and the outer layer 4b, a resin prepared as pellets or the like is heated, and if necessary, additives such as oil and carbon black are added and kneaded to form a molten resin composition as an inner layer. It can be obtained by coating the outer periphery of the tubular body.
導管1や外層4bを被覆成形する方法としては、例えば、管体を回転させながらTダイ等で被覆成形する方法や、管体を回転させると共に引き取りながら適宜の形状のダイで被覆成形する方法や、管体を引き取りながら丸ダイ等で外周に押出成形する方法等を用いることができる。 Examples of the method for coating and molding the conduit 1 and the outer layer 4b include, for example, a method of coating and molding with a T-die or the like while rotating the tube, and a method of coating and molding with a die having an appropriate shape while rotating and taking the tube. Alternatively, a method of extruding the outer periphery with a round die or the like while taking the tubular body can be used.
原料として用いる樹脂組成物の製造時や、高密度ポリエチレン管の製造時において、添加剤は、ドライブレンドしてもよいし、ペレット等の樹脂組成物に予め配合しておいてもよい。但し、カーボンブラック等の固体の添加剤は、混練が不十分であると凝集して破壊の起点となり得る。そのため、添加剤は、予めマスターバッチとしてから混合することが好ましく、特に、オイルと混合した状態でマスターバッチとしてから混合することが好ましい。 The additives may be dry-blended at the time of manufacturing the resin composition used as the raw material or at the time of manufacturing the high-density polyethylene pipe, or may be preliminarily blended with the resin composition such as pellets. However, solid additives such as carbon black may agglomerate and become a starting point of breakage if the kneading is insufficient. Therefore, it is preferable to mix the additives in advance as a master batch, and it is particularly preferable to mix the additives as a master batch in a state of being mixed with oil.
例えば、原料として用いる樹脂組成物の製造時、添加剤をドライブレンドする場合には、添加剤を配合して作製したマスターバッチペレットと、樹脂からなる樹脂ペレットとを、ペレット製造装置のホッパーに投入し、これらを溶融混練する。そして、混練された溶融樹脂組成物を、多数の孔(例えば、直径3mm程度)が開けられているステンレス円盤に通して水中に押し出し、円盤面に平行に設置されているナイフで所定長さ(例えば、長さ3mm程度)に切断することによって、添加剤が配合された樹脂組成物ペレットを得ることができる。 For example, in the case of dry blending the additives during the production of the resin composition used as the raw material, the master batch pellets prepared by blending the additives and the resin pellets made of the resin are put into the hopper of the pellet production apparatus. Then, these are melt-kneaded. Then, the kneaded molten resin composition is extruded into water through a stainless disk having a large number of holes (for example, a diameter of about 3 mm), and a predetermined length ( For example, a resin composition pellet containing an additive can be obtained by cutting into a length of about 3 mm).
或いは、原料として用いる樹脂組成物の製造時、添加剤として配合するオイルは、溶融した樹脂組成物に単独で直接的に混合してもよい。例えば、マスターバッチペレットや樹脂ペレットを、ペレット製造装置のホッパーに投入すると共に、マイクロチューブポンプ等を用いてオイルを一定の滴下速度で滴下し、これらを溶融混練する。そして、混練された溶融樹脂組成物を水中に押し出し、所定長さに切断することによって、添加剤が配合された樹脂組成物ペレットを得ることもできる。 Alternatively, the oil blended as an additive during the production of the resin composition used as the raw material may be directly mixed alone with the molten resin composition. For example, master batch pellets or resin pellets are put into a hopper of a pellet manufacturing apparatus, oil is dropped at a constant dropping rate using a microtube pump or the like, and these are melt-kneaded. Then, the kneaded molten resin composition is extruded into water and cut into a predetermined length to obtain resin composition pellets containing an additive.
また、内層4aの形成時には、添加剤が配合された樹脂組成物ペレットのみを材料として用いてもよいし、添加剤を配合して作製したマスターバッチペレットと樹脂ペレットを材料として用いてもよい。例えば、これらのペレットを押出機(パイプ製造装置)のホッパーに供給し、押出機中で加熱溶融し、所定のダイスから円筒状に押し出し、引取機で引き取りながら必要に応じてサイジングを行い、冷却水槽等に通して冷却することによって、筒状の内層4aを形成することができる。 Further, when forming the inner layer 4a, only the resin composition pellets containing the additive may be used as the material, or the master batch pellets and the resin pellets prepared by adding the additive may be used as the material. For example, these pellets are supplied to the hopper of an extruder (pipe manufacturing device), heated and melted in the extruder, extruded into a cylindrical shape from a predetermined die, and then taken up by a taker, sized as necessary, and cooled. The cylindrical inner layer 4a can be formed by cooling through a water tank or the like.
また、導管1の形成時や、外層4bの形成時には、添加剤が配合された樹脂組成物ペレットのみを材料として用いてもよいし、添加剤を配合して作製したマスターバッチペレットと樹脂ペレットを材料として用いてもよい。例えば、これらのペレットを押出機に供給し、押出機中で加熱溶融し、所定のダイスから内側の層が形成されている管体の外表面に押し出し、必要に応じてサイジングを行い、冷却することによって、導管1や筒状の外層4bを形成することができる。導管1の形成時や、外層4bの形成時には、内側の層の溶融やフィルムの融着を防止するため、管体の内表面側を冷却しながら樹脂成形することが好ましい。 Further, at the time of forming the conduit 1 or at the time of forming the outer layer 4b, only the resin composition pellets containing the additive may be used as a material, or the master batch pellets and the resin pellets prepared by mixing the additive may be used. You may use it as a material. For example, these pellets are supplied to an extruder, heated and melted in the extruder, extruded from a predetermined die to the outer surface of the tube body on which the inner layer is formed, sized if necessary, and cooled. Thus, the conduit 1 and the tubular outer layer 4b can be formed. When forming the conduit 1 or forming the outer layer 4b, it is preferable to perform resin molding while cooling the inner surface side of the tubular body in order to prevent melting of the inner layer and fusion of the film.
混練機としては、バンバリーミキサ等の回分式混練機、二軸混練機、ロータ型二軸混練機、ブスコニーダ等の各種の混練機を用いることができる。また、押出機としては、例えば、単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機等を用いることができる。ダイスは、ストレートヘッドダイス、クロスヘッドダイス、オフセットダイス等のいずれのタイプであってもよい。また、サイジングは、サイジングプレート法、アウトサイドマンドレル法、サイジングボックス法、インサイドマンドレル法等のいずれの方法で行ってもよい。 As the kneader, various kneaders such as a batch type kneader such as a Banbury mixer, a twin-screw kneader, a rotor-type twin-screw kneader, and a Busconida can be used. Further, as the extruder, for example, a single screw extruder, a twin screw extruder or the like can be used. The die may be any type such as a straight head die, a cross head die, and an offset die. The sizing may be performed by any of a sizing plate method, an outside mandrel method, a sizing box method, an inside mandrel method and the like.
ポリエチレンの混練温度は、120℃以上250℃以下とすることが好ましい。バンバリーミキサを用いる場合、例えば、180℃で10分間の混練等で、十分に溶融した樹脂組成物を得ることができる。なお、ポリエチレンの樹脂組成物は、ポリエチレン100質量部に対して0.1〜5質量部の範囲であれば、酸化チタンが配合されていてもよい。 The kneading temperature of polyethylene is preferably 120° C. or higher and 250° C. or lower. When using a Banbury mixer, a sufficiently molten resin composition can be obtained by, for example, kneading at 180° C. for 10 minutes. The polyethylene resin composition may contain titanium oxide in the range of 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyethylene.
ガスバリアフィルム2や融着防止フィルム3は、塗布成形等の適宜の方法で得ることができる。また、ガスバリアフィルム2として用いる多層フィルムは、共押出法、ラミネート法等の適宜の方法で得ることができる。多層フィルムは、無延伸フィルム、一軸延伸フィルム、及び、二軸延伸フィルムのいずれによって形成されてもよい。多層フィルムは、高強度や優れたガスバリア性を得る観点からは、二軸延伸フィルムで形成することが好ましい。 The gas barrier film 2 and the fusion preventing film 3 can be obtained by an appropriate method such as coating molding. The multilayer film used as the gas barrier film 2 can be obtained by an appropriate method such as a coextrusion method or a laminating method. The multilayer film may be formed by any of a non-stretched film, a uniaxially stretched film and a biaxially stretched film. The multilayer film is preferably formed of a biaxially stretched film from the viewpoint of obtaining high strength and excellent gas barrier properties.
ガスバリアフィルム2は、内側の層が形成された管体の外表面を覆うように、巻き付け機や手巻きで巻回することができる。内層4aや導管1は、ガスバリアフィルム2の巻回前に、水冷や空冷によって、少なくとも熱融着を生じない温度まで冷却しておくことが好ましい。ガスバリアフィルム2の巻き方は、一重巻き、多重巻き、及び、螺旋巻きのうち、いずれの巻き方としてもよい。但し、ガスバリア性を確実に発揮させる観点からは、任意の重なり幅を設けた巻き方が好ましい。例えば、フィルム幅の1/2以上となる重なり幅を設けた多重巻き又は螺旋巻きが好ましい。 The gas barrier film 2 can be wound by a winding machine or manual winding so as to cover the outer surface of the tubular body on which the inner layer is formed. Before winding the gas barrier film 2, the inner layer 4a and the conduit 1 are preferably cooled by water cooling or air cooling to at least a temperature at which heat fusion does not occur. The gas barrier film 2 may be wound in any of single winding, multiple winding, and spiral winding. However, from the viewpoint of reliably exerting the gas barrier property, it is preferable to wind with an arbitrary overlapping width. For example, multiple winding or spiral winding provided with an overlapping width that is ½ or more of the film width is preferable.
融着防止フィルム3は、内側の層が形成された管体に巻回されているガスバリアフィルム2の外表面を覆うように、巻き付け機や手巻きで巻回することができる。融着防止フィルム3の巻き方は、一重巻き、多重巻き、及び、螺旋巻きのうち、いずれの巻き方としてもよい。但し、外側の層を樹脂成形するときに、ガスバリアフィルム2に溶融樹脂が融着したり、溶融樹脂の熱でガスバリアフィルム2が溶融したりするのを避ける観点からは、任意の重なり幅を設けた巻き方が好ましい。例えば、フィルム幅の1/2以上となる重なり幅を設けた多重巻き又は螺旋巻きが好ましい。 The anti-fusing film 3 can be wound by a winding machine or manual winding so as to cover the outer surface of the gas barrier film 2 wound around the tubular body on which the inner layer is formed. The anti-fusing film 3 may be wound in any of single winding, multiple winding and spiral winding. However, from the viewpoint of avoiding fusion of the molten resin to the gas barrier film 2 or melting of the gas barrier film 2 by the heat of the molten resin when the outer layer is resin-molded, an arbitrary overlapping width is provided. It is preferable to wind it up. For example, multiple winding or spiral winding provided with an overlapping width that is ½ or more of the film width is preferable.
次に、本実施形態に係る高密度ポリエチレン管の層構成を変えた別の形態について説明する。 Next, another mode in which the layer structure of the high-density polyethylene pipe according to this embodiment is changed will be described.
図3は、本発明に係る高密度ポリエチレン管の一例を模式的に示す断面図である。
図3に示すように、本実施形態に係る高密度ポリエチレン管10Aは、図1に示す高密度ポリエチレン管10と同様に、流体の通路を形成する筒状の導管1と、導管1の内表面を覆う内側のガスバリアフィルム2aと、導管1の外表面を覆う外側のガスバリアフィルム2bと、外側のガスバリアフィルム2bの外表面を覆う外側の融着防止フィルム3bと、外側の融着防止フィルム3bの外表面を覆う外層4bと、を備えている。
FIG. 3 is a sectional view schematically showing an example of the high-density polyethylene pipe according to the present invention.
As shown in FIG. 3, the high-density polyethylene pipe 10A according to the present embodiment, like the high-density polyethylene pipe 10 shown in FIG. 1, has a tubular conduit 1 forming a fluid passage and an inner surface of the conduit 1. Of the inner gas barrier film 2a that covers the outer surface of the conduit 1, the outer gas barrier film 2b that covers the outer surface of the conduit 1, the outer fusion preventing film 3b that covers the outer surface of the outer gas barrier film 2b, and the outer fusion preventing film 3b. And an outer layer 4b that covers the outer surface.
また、高密度ポリエチレン管10Aは、導管1の内側に、内側のガスバリアフィルム2aの内表面を覆う内層4aを備えている。図3に示す高密度ポリエチレン管10Aが、図1に示す高密度ポリエチレン管10と異なる点は、導管1と内側のガスバリアフィルム2aとの間ではなく、内側のガスバリアフィルム2aと内層4aとの間に、内側の融着防止フィルム3aを備えている点である。 Further, the high-density polyethylene pipe 10A is provided with an inner layer 4a, which covers the inner surface of the inner gas barrier film 2a, inside the conduit 1. The high-density polyethylene pipe 10A shown in FIG. 3 differs from the high-density polyethylene pipe 10 shown in FIG. 1 in that it is not between the conduit 1 and the inner gas barrier film 2a but between the inner gas barrier film 2a and the inner layer 4a. In addition, the inner side is provided with the fusion preventing film 3a.
高密度ポリエチレン管10A(図3参照)は、筒状の導管1を樹脂成形する工程と、成形された導管1の外表面に外側のガスバリアフィルム2bを巻回する工程と、外側のガスバリアフィルム2bが巻回された管体の外表面に外側の融着防止フィルム3bを巻回する工程と、外側の融着防止フィルム3bが巻回された管体の外表面に筒状の外層4bを樹脂成形する工程と、内側のガスバリアフィルム2a及び内側の融着防止フィルム3aを巻回して導管1の内側に配置する工程と、内側のガスバリアフィルム2a及び内側の融着防止フィルム3aが巻回されて配置された管体の内表面に筒状の内層4aを樹脂成形する工程と、を含む製造方法によって製造することができる。 The high-density polyethylene pipe 10A (see FIG. 3) includes a step of resin-molding the tubular conduit 1, a step of winding the outer gas barrier film 2b on the outer surface of the molded conduit 1, and an outer gas barrier film 2b. A step of winding the outer fusion preventing film 3b on the outer surface of the tubular body around which is wound, and a tubular outer layer 4b on the outer surface of the tubular body around which the outer fusion preventing film 3b is wound. The step of molding, the step of winding the inner gas barrier film 2a and the inner anti-fusing film 3a and arranging it inside the conduit 1, and the step of winding the inner gas barrier film 2a and the inner anti-fusing film 3a It can be manufactured by a manufacturing method including a step of resin-molding the cylindrical inner layer 4a on the inner surface of the arranged tubular body.
高密度ポリエチレン管10Aの導管1は、ペレット等として用意される樹脂を加熱し、必要に応じてオイル等の添加剤を加えて混練し、溶融した樹脂組成物を押出成形、射出成形等で筒状に樹脂成形して得ることができる。また、外層4bは、ペレット等として用意される樹脂を加熱し、必要に応じてカーボンブラック等の添加剤を加えて混練し、溶融した樹脂組成物を内側の層が形成された管体の外周に被覆成形して得ることができる。また、内層4aは、ペレット等として用意される樹脂を加熱し、必要に応じて添加剤を加えて混練し、溶融した樹脂組成物を外側の層が形成された管体の内周に被覆成形して得ることができる。 The conduit 1 of the high-density polyethylene pipe 10A is formed by heating a resin prepared as pellets, kneading it with an additive such as oil if necessary, and kneading the molten resin composition by extrusion molding, injection molding or the like. It can be obtained by resin-molding into a shape. The outer layer 4b is formed by heating a resin prepared as pellets, kneading it with an additive such as carbon black as necessary, and kneading the molten resin composition to the outer periphery of the tubular body on which the inner layer is formed. Can be obtained by coating and molding. The inner layer 4a is formed by heating a resin prepared as a pellet or the like, adding an additive as necessary and kneading the resin composition, and coating the molten resin composition on the inner circumference of the tubular body on which the outer layer is formed. You can get it.
内層4aを被覆成形する方法としては、例えば、管体を回転させながら管体の内側に挿入可能な適宜の形状のダイで管体の内表面に被覆成形する方法や、管体の内側にパリソン状の樹脂組成物を挿入し、その樹脂組成物を管体の内側からのガスブロー等で管体の内表面に融着させてから冷却する方法等を用いることができる。 Examples of the method of coating and molding the inner layer 4a include a method of coating and molding the inner surface of the tubular body with a die having an appropriate shape that can be inserted into the tubular body while rotating the tubular body, and a parison inside the tubular body. It is possible to use a method in which a resin composition in the shape of a tube is inserted, and the resin composition is fused to the inner surface of the tubular body by gas blow from the inside of the tubular body and then cooled.
高密度ポリエチレン管10Aの内側のガスバリアフィルム2aや内側の融着防止フィルム3aは、外側の層が形成された管体の内表面を覆うように、巻き付け機や手巻きで巻回することができる。例えば、導管1の内側に挿入可能な巻き付け機を用いて巻回しながら導管1の内側に配置する方法や、導管1の内側に挿入可能な筒状又は柱状の基材の外周に、ガスバリアフィルム2aや融着防止フィルム3aを予め巻回し、その基材を導管1の内側に挿入し、巻回された状態のフィルムを導管1の内面に付着させて基材のみを引き抜く方法等を用いることができる。基材としては、外表面にポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂、ワックス等の離型剤を塗布した基材や、離型シートを巻回した基材等を用いることが好ましい。 The gas barrier film 2a on the inner side of the high-density polyethylene pipe 10A and the fusion preventing film 3a on the inner side can be wound by a winding machine or manual winding so as to cover the inner surface of the pipe body on which the outer layer is formed. .. For example, the gas barrier film 2a may be placed on the inside of the conduit 1 while being wound by using a winding machine that can be inserted inside the conduit 1, or on the outer periphery of a tubular or columnar substrate that can be inserted inside the conduit 1. It is possible to use a method in which the anti-fusing film 3a is wound in advance, the base material is inserted inside the conduit 1, the wound film is attached to the inner surface of the conduit 1 and only the base material is pulled out. it can. As the base material, it is preferable to use a base material whose outer surface is coated with a fluororesin such as polytetrafluoroethylene or a release agent such as wax, or a base material around which a release sheet is wound.
以上の層構成を変えた高密度ポリエチレン管10A(図3参照)によると、前記の高密度ポリエチレン管10(図1参照)と比較して、導管1を単独で樹脂成形することができるため、導管1の樹脂成形の条件・設計の自由度が制約され難くなる。なお、高密度ポリエチレン管10Aの製造において、導管1の内外両側の層を形成する順序は、特に制限されるものではない。また、高密度ポリエチレン管10Aの機能、各層の主な構成、製造に用いるその他の操作・装置等は、前記の高密度ポリエチレン管10と同様にすることができる。 According to the high-density polyethylene pipe 10A (see FIG. 3) in which the above layer structure is changed, the conduit 1 can be resin-molded by itself as compared with the high-density polyethylene pipe 10 (see FIG. 1). The conditions for resin molding of the conduit 1 and the degree of freedom in design are less likely to be restricted. In the production of the high-density polyethylene pipe 10A, the order of forming the layers on the inner and outer sides of the conduit 1 is not particularly limited. Further, the function of the high-density polyethylene pipe 10A, the main configuration of each layer, and other operations and devices used for manufacturing can be the same as those of the high-density polyethylene pipe 10 described above.
次に、本実施形態に係る高密度ポリエチレン製の継手について説明する。 Next, the joint made of high-density polyethylene according to this embodiment will be described.
本実施形態に係る継手は、前記の高密度ポリエチレン管10,10Aと同様の層構成を有する。具体的には、本実施形態に係る継手は、流体の通路を形成する筒状の導管部(導管1)と、導管部(導管1)の内表面を覆う内側のガスバリアフィルム2aと、導管部(導管1)の外表面を覆う外側のガスバリアフィルム2bと、外側のガスバリアフィルム2bの外表面を覆う外側の融着防止フィルム3bと、外側の融着防止フィルム3bの外表面を覆う外層4bと、を備える。 The joint according to this embodiment has the same layer structure as that of the high-density polyethylene pipes 10 and 10A. Specifically, the joint according to the present embodiment includes a tubular conduit portion (conduit 1) forming a fluid passage, an inner gas barrier film 2a covering an inner surface of the conduit portion (conduit 1), and a conduit portion. An outer gas barrier film 2b covering the outer surface of (conduit 1), an outer fusion preventing film 3b covering the outer surface of the outer gas barrier film 2b, and an outer layer 4b covering the outer surface of the outer fusion preventing film 3b. , Is provided.
また、本実施形態に係る継手は、前記の高密度ポリエチレン管10,10Aと同様に、導管部(導管1)の内側に、内側のガスバリアフィルム2aの内表面を覆う内層4aを備えることができる。また、前記の高密度ポリエチレン管10,10Aと同様に、導管部(導管1)と内側のガスバリアフィルム2aとの間、又は、内側のガスバリアフィルム2aと内層4aとの間に、内側の融着防止フィルム3aを備えることができる。 Further, the joint according to the present embodiment can include an inner layer 4a that covers the inner surface of the inner gas barrier film 2a inside the conduit portion (conduit 1), similar to the high density polyethylene pipes 10 and 10A. .. In addition, like the high-density polyethylene pipes 10 and 10A described above, the inner fusion bonding is performed between the conduit portion (conduit 1) and the inner gas barrier film 2a or between the inner gas barrier film 2a and the inner layer 4a. The prevention film 3a can be provided.
本実施形態に係る継手は、寸法、形状、接続法等が、特に制限されるものではない。接続法としては、メカニカル式、エレクトロフュージョン式、ねじ込み式等のいずれであってもよい。本実施形態に係る継手は、管が連結される胴部が前記の高密度ポリエチレン管10,10Aと同様に、高密度ポリエチレン製の導管部(導管1)、ガスバリアフィルム2、融着防止フィルム3を有する限り、フランジ、ナット、サドル、シール材等を付属していてもよい。 The size, shape, connection method, etc. of the joint according to the present embodiment are not particularly limited. The connection method may be any of mechanical type, electrofusion type, screw type and the like. In the joint according to the present embodiment, like the high-density polyethylene pipes 10 and 10A described above, the body part to which the pipes are connected is made of a high-density polyethylene pipe part (conduit 1), a gas barrier film 2, and an anti-fusion film 3. As long as it has a flange, a nut, a saddle, a sealant, etc.
本実施形態に係る継手は、例えば、前記の高密度ポリエチレン管10,10Aと同様に、押出成形、射出成形等で胴部となる筒状の内層4a又は導管部(導管1)を樹脂成形し、内外両面に巻回されたガスバリアフィルム2や融着防止フィルム3を配置し、各融着防止フィルム3の表面に外層4bや内層4aを樹脂成形し、管継手に必要な二次加工を施すことによって製造することができる。 In the joint according to the present embodiment, for example, as in the case of the high-density polyethylene pipes 10 and 10A described above, the tubular inner layer 4a or the conduit portion (conduit 1) to be the body portion is resin-molded by extrusion molding, injection molding or the like. , Arranging the gas barrier film 2 and the anti-fusing film 3 wound on both inner and outer surfaces, resin-molding the outer layer 4b and the inner layer 4a on the surface of each anti-fusing film 3, and subjecting the pipe joint to the necessary secondary processing. Can be manufactured.
以上の本実施形態に係る高密度ポリエチレン管及び継手によると、導管の内外両側がガスバリアフィルムで覆われるため、大気中の酸素や、配管内の酸素による導管の酸化劣化を抑制することができる。そのため、高密度ポリエチレン管や継手が、高線量の放射線、大気中の酸素、配管内の気相部に存在する酸素、配管内の流体中に溶存している酸素、夏場の屋外のような強い紫外線、酸性雨等に長時間晒される場合や、高濃度ないし高線量の放射性物質を含む流体、高温の流体等に長時間接触する場合等であっても、酸化の伝播反応が抑えられ、放射線、紫外線、酸素、熱等の外的因子による導管の劣化が大幅に抑制される。また、配管内を流れる流体が放射線分解等によって高活性の化学物質を生成したり、配管内に薬品等の化学物質が流されたりすることがあっても、これらの化学物質が導管側に拡散・浸透し難くなり、ケミカルクラックが抑制される。 According to the high-density polyethylene pipe and the joint according to the present embodiment described above, the inner and outer sides of the conduit are covered with the gas barrier film, so that it is possible to suppress oxidative deterioration of the conduit due to oxygen in the atmosphere and oxygen in the pipe. Therefore, high-density polyethylene pipes and joints have high doses of radiation, oxygen in the atmosphere, oxygen in the gas phase inside the pipes, oxygen dissolved in the fluid inside the pipes, and strong such as outdoors in summer. Even if it is exposed to ultraviolet rays, acid rain, etc. for a long time, or if it is in contact with a fluid containing a high concentration or a high dose of radioactive material or a high temperature fluid for a long time, the propagation reaction of oxidation is suppressed and Deterioration of the conduit due to external factors such as ultraviolet rays, oxygen, and heat is significantly suppressed. Also, even if the fluid flowing in the pipe may generate highly active chemical substances due to radiolysis, etc., or chemical substances such as chemicals may flow into the pipe, these chemical substances diffuse to the conduit side.・Difficult to penetrate and chemical cracks are suppressed.
また、本実施形態に係る高密度ポリエチレン管及び継手によると、外側のガスバリアフィルムが外層で覆われるため、外部から土圧、衝撃、荷重等が加わった場合にガスバリアフィルムが損傷するのが防止されるし、ガスバリアフィルム自体や導管が放射線や紫外線で劣化するのも抑制される。また、内側のガスバリアフィルムが内層で覆われるため、配管内を流れる異物が衝突する場合や、配管の内側から流体圧力が加わる場合等に、ガスバリアフィルムの損傷が防止されるし、配管の内側からの化学物質の拡散・浸透がより抑制される。更に、ガスバリアフィルムの外側が融着防止フィルムで覆われるため、ガスバリアフィルムの健全性を保ちつつ、加熱溶融させた樹脂で外層を樹脂成形することができる。配管の最表面に保護テープを巻回するような場合とは異なり、樹脂成形された外層は、隙間・孔を生じ難く、剥離し難いため、外的因子に対する耐性が向上する。 Further, according to the high-density polyethylene pipe and the joint according to the present embodiment, since the outer gas barrier film is covered with the outer layer, damage to the gas barrier film is prevented when earth pressure, impact, load, etc. are applied from the outside. However, deterioration of the gas barrier film itself and the conduit due to radiation and ultraviolet rays is also suppressed. Further, since the gas barrier film on the inner side is covered with the inner layer, damage to the gas barrier film is prevented when foreign matter flowing in the pipe collides, or when fluid pressure is applied from the inner side of the pipe, and from the inner side of the pipe. Diffusion and permeation of the chemical substances are further suppressed. Further, since the outer side of the gas barrier film is covered with the fusion preventing film, the outer layer can be resin-molded with the heat-melted resin while maintaining the soundness of the gas barrier film. Unlike the case where the protective tape is wound on the outermost surface of the pipe, the resin-molded outer layer is less likely to have gaps/holes and is less likely to be peeled off, so that resistance to external factors is improved.
よって、高密度ポリエチレン管及び継手に、流体圧力、土圧、その他、衝撃、荷重等が加わった場合にも、環境応力き裂やクリープ破壊が生じ難くなり、き裂、脆性割れ等が発生したり、配管等が破裂したりするのが防止される。すなわち、ポリエチレンが持つ脆性破壊割れを起こし易いという本質的な欠点を、抜本的に改善することができる。目に見えない微小な欠陥が存在しても、そこに応力が集中して脆性破壊や応力き裂を起こし難く、十分な伸び、弾性が得られるため、耐応力環境き裂性や耐衝撃性を向上させることができる。 Therefore, even when fluid pressure, earth pressure, impact, load, etc. are applied to the high-density polyethylene pipe and joint, environmental stress cracking and creep fracture are less likely to occur, and cracks, brittle cracks, etc. occur. It is also possible to prevent the piping and the like from bursting. That is, it is possible to drastically improve the essential drawback of polyethylene, which is prone to brittle fracture cracking. Even if there are invisible microscopic defects, stress concentrates there and brittle fracture or stress cracks do not easily occur, and sufficient elongation and elasticity can be obtained, so stress environment crack resistance and impact resistance Can be improved.
特に、通常環境だけでなく、高線量の放射線環境、夏場の屋外等の紫外線環境、夏場等の高温環境、高濃度の酸素や酸性雨に晒される環境等、種々の過酷環境下においても、樹脂の劣化による脆性破壊やクリープ破壊が低減する高密度ポリエチレン管や継手が得られる。また、長期静水圧強度、弾性、耐環境応力き裂性、耐衝撃性等が長期間にわたって低下し難く、脆性破壊割れや破裂に至り難い高密度ポリエチレン管や継手が得られる。 Especially, not only in normal environment, but also in various harsh environments such as high-dose radiation environment, ultraviolet environment such as outdoors in summer, high temperature environment such as summer, environment exposed to high concentration of oxygen and acid rain, etc. High-density polyethylene pipes and joints in which brittle fracture and creep fracture due to deterioration of are reduced can be obtained. Further, a high-density polyethylene pipe or joint is obtained in which long-term hydrostatic strength, elasticity, environmental stress crack resistance, impact resistance, etc. are unlikely to decrease for a long period of time and brittle fracture cracking or rupture is unlikely to occur.
なお、本実施形態に係る高密度ポリエチレン管及び継手は、用途が特に制限されるものではない。高密度ポリエチレン管及び継手は、適宜の環境で用いることができる。また、高密度ポリエチレン管及び継手は、水、海水等の適宜の流体の輸送に用いることができる。特に、高密度ポリエチレン管や継手は、原子力関連施設における水、海水、汚染水、建屋内滞留水等の輸送に好適である。 The use of the high-density polyethylene pipe and the joint according to this embodiment is not particularly limited. High density polyethylene tubing and fittings can be used in any suitable environment. Further, the high-density polyethylene pipe and the joint can be used for transporting an appropriate fluid such as water or seawater. In particular, high-density polyethylene pipes and joints are suitable for transporting water, seawater, contaminated water, accumulated water in buildings, etc. in nuclear facilities.
例えば、原子力関連施設においては、数十〜数百本の原子力設備用配管が張り巡らされ、複数の汚染水滞留エリアと接続されている。これらの配管の全長は、一般に、約10km〜20km程度ある。高密度ポリエチレン管や継手は、このような汚染水を処理したり、建屋内からの排水を処理したりする原子力設備用配管の用途に好適に用いることができる。 For example, in nuclear facilities, dozens to hundreds of pipes for nuclear facilities are stretched around and connected to a plurality of contaminated water retention areas. The total length of these pipes is generally about 10 to 20 km. The high-density polyethylene pipes and joints can be suitably used for the application of nuclear facility piping for treating such contaminated water and treating the drainage from the building.
高密度ポリエチレン管や継手によると、放射性物質を含む流体の輸送や、高放射線量下ないし屋外での流体の輸送を、長期間にわたって健全且つ確実に行うことができる。高濃度の放射性物質を含む流体を取り扱う場合においても、長期にわたる使用が可能であり、取替えや点検の頻度が縮減されるため、敷設・装着のための工数や機材数、施工者や点検者の被曝の危険性等を大幅に低減することができる。 According to the high-density polyethylene pipe and the joint, the fluid containing the radioactive substance and the fluid under a high radiation dose or outdoors can be transported soundly and reliably for a long period of time. Even when handling a fluid containing a high concentration of radioactive material, it can be used for a long period of time and the frequency of replacement and inspection is reduced. The risk of radiation exposure can be greatly reduced.
以上、本発明に係る高密度ポリエチレン管及び継手の実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限定されるものではなく、技術的範囲を逸脱しない限り、様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えたり、実施形態の構成に他の構成を加えたりすることが可能である。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、構成の削除、構成の置換をすることも可能である。 Although the embodiments of the high-density polyethylene pipe and the joint according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are included without departing from the technical scope. .. For example, the above embodiments are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, it is possible to replace part of the configuration of the embodiment with another configuration or add another configuration to the configuration of the embodiment. Further, it is possible to add another configuration, delete a configuration, or replace a configuration with respect to a part of the configuration of the embodiment.
例えば、前記の高密度ポリエチレン管及び継手は、内側に内層4aを備えているが、内側のガスバリアフィルム2aや融着防止フィルム3aの種類や厚さ、配管内を流される流体の種類、流体に含まれる異物の濃度等によっては、内層4aを設けなくてもよい。内層4aを設けない場合、ガスバリアフィルム2aの内側の融着防止フィルム3aも設けなくてもよい。 For example, the above-mentioned high-density polyethylene pipe and joint are provided with the inner layer 4a on the inner side, but the type and thickness of the gas barrier film 2a and the fusion preventing film 3a on the inner side, the type of fluid flowing in the pipe, the fluid The inner layer 4a may not be provided depending on the concentration of foreign matter contained therein. When the inner layer 4a is not provided, the fusion preventing film 3a inside the gas barrier film 2a may not be provided.
内層4aを設けない場合、導管1の内側に挿入可能な筒状又は柱状の基材の外周に、ガスバリアフィルム2aを予め巻回し、その基材を導管1の内側に挿入し、巻回された状態のフィルムを導管1の内面に付着させて基材のみを引き抜く方法によって、高密度ポリエチレン管を製造することができる。 When the inner layer 4a is not provided, the gas barrier film 2a is preliminarily wound around the outer periphery of the tubular or columnar base material that can be inserted inside the conduit 1, and the base material is inserted inside the conduit 1 and wound. A high-density polyethylene pipe can be manufactured by a method in which a film in a state is attached to the inner surface of the conduit 1 and only the base material is pulled out.
また、前記の高密度ポリエチレン管及び継手は、導管1と、ガスバリアフィルム2と、融着防止フィルム3と、内層4aと、外層4bと、を備えているが、導管1と外側のガスバリアフィルム2bとの間や、外側のガスバリアフィルム2bと外側の融着防止フィルム3bとの間等に、衝撃を緩衝する緩衝層等を設けることもできる。緩衝層は、例えば、密度が0.940g/cm3未満のポリエチレンを主成分とする樹脂や、その他のフィルム、テープ等で設けることができる。 Further, the high-density polyethylene pipe and the joint include the conduit 1, the gas barrier film 2, the anti-fusion film 3, the inner layer 4a, and the outer layer 4b, but the conduit 1 and the outer gas barrier film 2b. It is also possible to provide a buffer layer or the like for buffering impact between the outer gas barrier film 2b and the outer fusion preventing film 3b. The buffer layer can be provided by, for example, a resin containing polyethylene as a main component and having a density of less than 0.940 g/cm 3 , or another film or tape.
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the technical scope of the present invention is not limited thereto.
ナフテンを含有するオイル及びアロマティックスを含有するオイルの添加量や、ガスバリアフィルムの層構成を変えて高密度ポリエチレン管の試験片を作製し、放射線照射処理後の引張破断伸びを評価した。 High-density polyethylene pipe test pieces were prepared by changing the amount of naphthene-containing oil and aromatics-containing oil added and the layer structure of the gas barrier film, and the tensile elongation at break after irradiation was evaluated.
導管としては、チーグラー触媒を使用して製造された高密度ポリエチレンを用いた。高密度ポリエチレンの基材に、添加剤として、ナフテンを含有するオイル、又は、アロマティックスを含有するオイルを配合し、バンバリーミキサを用いて180℃で10分間混練し、高密度ポリエチレン管用のペレットを造粒した。そして、このペレットを射出成形機に投入し、円筒状の導管を成形した。 The conduit used was a high density polyethylene produced using a Ziegler catalyst. An oil containing naphthene or an oil containing aromatics is added to a high-density polyethylene base material as an additive, and the mixture is kneaded for 10 minutes at 180° C. using a Banbury mixer to obtain pellets for high-density polyethylene pipes. Was granulated. Then, the pellets were put into an injection molding machine to mold a cylindrical conduit.
続いて、成形した導管の外周のみ、又は、外周と内周の両方に、巻き付け機を用いてガスバリアフィルムを巻回し、外側のガスバリアフィルムの外周に、融着防止フィルムを巻回した。そして、融着防止フィルムの外周に、カーボンを配合した密度が0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下の低密度ポリエチレンを押出成形して外層を形成し、高密度ポリエチレン管を得た。 Subsequently, the gas barrier film was wound around the outer circumference of the molded conduit alone or both around the outer circumference and the inner circumference, and the fusion preventing film was wound around the outer circumference of the outer gas barrier film. Then, on the outer periphery of the anti-fusing film, a low density polyethylene having a carbon content of 0.910 g/cm 3 or more and 0.930 g/cm 3 or less is extruded to form an outer layer to obtain a high density polyethylene pipe. It was
作製した高密度ポリエチレン管から、日本工業規格(Japanese Industrial Standards)JIS K 7162に記載されている1B形のダンベル形状の試験片を作製した。そして、作製した試験片に対し、60Co線源から放出されるγ線を1kGy/hの線量率で照射した。吸収線量は、1200kGyとした。 From the produced high-density polyethylene pipe, a 1B type dumbbell-shaped test piece described in Japanese Industrial Standards JIS K 7162 was produced. Then, the produced test piece was irradiated with γ-rays emitted from a 60 Co radiation source at a dose rate of 1 kGy/h. The absorbed dose was 1200 kGy.
<引張試験>
引張試験は、日本水道協会規格「水道配水用ポリエチレン管 JWWA K 144」に準拠して行った。試験機は、最大の引張力を指示する装置を備え、ダンベル形状の試験片を締めるつかみ具を備えるJIS B 7721に記載の装置を使用した。試験片の厚さと平行部の幅を測定し、伸び測定用の標線を平行部分の中心部に付けた後に、試験速度25mm/min、室温で引張試験を行った。標線間距離は50mmとした。引張試験を行って試験片の破断時の標線間距離を測定し、下記数式(1)によって、破断時の伸びを算出した。なお、数式(1)において、EBは破断時の伸び(%)、L0は標線間距離(mm)、L1は破断時の標線間距離(mm)をそれぞれ示している。
<Tensile test>
The tensile test was conducted in accordance with the Japan Water Works Association standard “Polyethylene pipe for water supply and distribution JWWA K 144”. The tester was equipped with a device for indicating the maximum tensile force, and the device described in JIS B 7721 was used, which was equipped with a grip for tightening a dumbbell-shaped test piece. The thickness of the test piece and the width of the parallel portion were measured, and a reference line for measuring elongation was attached to the center of the parallel portion, and then a tensile test was performed at a test speed of 25 mm/min and room temperature. The distance between marked lines was 50 mm. A tensile test was performed to measure the distance between the marked lines at break of the test piece, and the elongation at break was calculated by the following mathematical formula (1). In the mathematical expression (1), EB indicates elongation at break (%), L0 indicates distance between marked lines (mm), and L1 indicates distance between marked lines at break (mm).
以下、ナフテンを含有するオイルの添加量を変えて作製した試験片について、放射線照射処理後の引張破断伸びの測定結果を示す。 Hereinafter, the measurement results of the tensile elongation at break after the irradiation treatment of the test pieces produced by changing the addition amount of the oil containing naphthene will be shown.
なお、導管としては、密度が0.95g/cm3の高密度ポリエチレンを用いた。添加剤としては、原油を精製した際に生じるオイルのうち、n−d−M法による環分析の%CNが所定値であり、%CAが30%であるオイルを用いた。オイルの配合量は、高密度ポリエチレン100質量部に対して、5質量部とした。ガスバリアフィルムとしては、LLDPE/EVOH/LLDPEの多層フィルムであり、EVOHの厚さが24μm、LLDPEのMFRが3g/10分のフィルムを、巻き付けたときの総厚さが300μmとなるように用いた。融着防止フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルムを、巻き付けたときの総厚さが100μmとなるように用いた。外層としては、3質量%のカーボンを配合した厚さが2mmの低密度ポリエチレンの層を形成した。 The conduit used was high-density polyethylene having a density of 0.95 g/cm 3 . As the additive, among the oils produced when the crude oil was refined, the oils in which %CN of the ring analysis by the ndM method was a predetermined value and %CA was 30% were used. The blending amount of oil was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of high-density polyethylene. As the gas barrier film, a LLDPE/EVOH/LLDPE multilayer film having a thickness of EVOH of 24 μm and a MFR of LLDPE of 3 g/10 min was used so that the total thickness when wound was 300 μm. .. As the anti-fusion film, a polyethylene terephthalate stretched film was used so that the total thickness when wound was 100 μm. As the outer layer, a low-density polyethylene layer having a thickness of 2 mm and containing 3% by mass of carbon was formed.
図4A及び4Bは、添加剤として用いたオイルの%CNと破断時の伸びとの関係を示す図である。
図4A及び4Bにおいて、横軸は、添加剤として用いたオイルの%CN(%)、縦軸は、引張による破断時の伸び(%)を示す。図4Aは、導管の外周のみにガスバリアフィルムを巻回した結果、図4Bは、導管の外周と内周の両方に同種のガスバリアフィルムを巻回した結果である。
4A and 4B are diagrams showing the relationship between the% CN of oil used as an additive and the elongation at break.
In FIGS. 4A and 4B, the horizontal axis represents% CN (%) of oil used as an additive, and the vertical axis represents elongation (%) at break due to tension. 4A shows the result of winding the gas barrier film only on the outer circumference of the conduit, and FIG. 4B shows the result of winding the same kind of gas barrier film on both the outer circumference and the inner circumference of the conduit.
図4Aに示すように、添加剤としてナフテンを含有するオイルを添加した場合、%CNが20%以上60%以下で、引張破断伸びが顕著に大きくなり、放射線劣化が良好に抑制される結果が得られた。図4Bに示すように、内側のガスバリアフィルムがある場合、引張破断伸びは図4Aよりも若干上昇し、%CNが10%以上60%以下で引張破断伸びが大きくなっている。 As shown in FIG. 4A, when an oil containing naphthene was added as an additive, the tensile fracture elongation was remarkably increased when %CN was 20% or more and 60% or less, and radiation deterioration was satisfactorily suppressed. Was obtained. As shown in FIG. 4B, when there is an inner gas barrier film, the tensile elongation at break is slightly higher than that in FIG. 4A, and the tensile elongation at break is large when %CN is 10% or more and 60% or less.
次に、アロマティックスを含有するオイルの添加量を変えて作製した試験片について、放射線照射処理後の引張破断伸びの測定結果を示す。 Next, the measurement results of the tensile elongation at break after the irradiation treatment are shown for the test pieces produced by changing the addition amount of the oil containing aromatics.
なお、導管としては、密度が0.95g/cm3の高密度ポリエチレンを用いた。添加剤としては、原油を精製した際に生じるオイルのうち、n−d−M法による環分析の%CAが所定値であり、%CNが40%であるオイルを用いた。オイルの配合量は、高密度ポリエチレン100質量部に対して、5質量部とした。ガスバリアフィルムとしては、LLDPE/EVOH/LLDPEの多層フィルムであり、EVOHの厚さが24μm、LLDPEのMFRが3g/10分のフィルムを、巻き付けたときの総厚さが300μmとなるように用いた。融着防止フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルムを、巻き付けたときの総厚さが100μmとなるように用いた。外層としては、3質量%のカーボンを配合した厚さが2mmの低密度ポリエチレンの層を形成した。 The conduit used was high-density polyethylene having a density of 0.95 g/cm 3 . As an additive, among the oils produced when the crude oil was refined, the oil in which %CA of the ring analysis by the ndM method was a predetermined value and %CN was 40% was used. The blending amount of oil was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of high-density polyethylene. As the gas barrier film, a LLDPE/EVOH/LLDPE multilayer film having a thickness of EVOH of 24 μm and a MFR of LLDPE of 3 g/10 min was used so that the total thickness when wound was 300 μm. .. As the anti-fusion film, a polyethylene terephthalate stretched film was used so that the total thickness when wound was 100 μm. As the outer layer, a low-density polyethylene layer having a thickness of 2 mm and containing 3% by mass of carbon was formed.
図5A及び5Bは、添加剤として用いたオイルの%CAと破断時の伸びとの関係を示す図である。
図5A及び5Bにおいて、横軸は、添加剤として用いたアロマティックスを含有するオイルの%CA(%)、縦軸は、引張による破断時の伸び(%)を示す。図5Aは、導管の外周のみにガスバリアフィルムを巻回した結果、図5Bは、導管の外周と内周の両方に同種のガスバリアフィルムを巻回した結果である。
5A and 5B are diagrams showing the relationship between the% CA of oil used as an additive and the elongation at break.
5A and 5B, the horizontal axis represents% CA (%) of the oil containing aromatics used as an additive, and the vertical axis represents the elongation (%) at break due to tension. 5A shows the result of winding the gas barrier film only on the outer circumference of the conduit, and FIG. 5B shows the result of winding the same kind of gas barrier film on both the outer circumference and the inner circumference of the conduit.
図5Aに示すように、添加剤としてアロマティックスを含有するオイルを添加した場合、%CAが5%以上60%以下、特に5%以上40%以下で、引張破断伸びが顕著に大きくなり、放射線劣化が良好に抑制される結果が得られた。図5Bに示すように、内側のガスバリアフィルムがある場合、引張破断伸びは図5Aよりも若干上昇し、%CNが5%以上80%以下、特に15%以上60%以下で引張破断伸びが大きくなっている。 As shown in FIG. 5A, when an oil containing aromatics is added as an additive, the% CA is 5% or more and 60% or less, and particularly 5% or more and 40% or less, the tensile elongation at break becomes significantly large, The result was that the radiation deterioration was well suppressed. As shown in FIG. 5B, when the inner gas barrier film is present, the tensile elongation at break is slightly higher than that of FIG. Has become.
次に、ガスバリアフィルムのLLDPEのMFRを変えて作製した試験片について、放射線照射処理後の引張破断伸びの測定結果を示す。 Next, the measurement results of the tensile elongation at break after the irradiation treatment are shown for the test pieces produced by changing the MFR of LLDPE of the gas barrier film.
なお、導管としては、密度が0.95g/cm3の高密度ポリエチレンを用いた。添加剤としては、原油を精製した際に生じるオイルのうち、n−d−M法による環分析の%CNが40%であり、%CAが30%であるオイルを用いた。オイルの配合量は、高密度ポリエチレン100質量部に対して、5質量部とした。ガスバリアフィルムとしては、LLDPE/EVOH/LLDPEの多層フィルムであり、EVOHの厚さが24μmのフィルムを、巻き付けたときの総厚さが300μmとなるように用いた。融着防止フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルムを、巻き付けたときの総厚さが100μmとなるように用いた。外層としては、3質量%のカーボンを配合した厚さが2mmの低密度ポリエチレンの層を形成した。 The conduit used was high-density polyethylene having a density of 0.95 g/cm 3 . As an additive, among the oils produced when the crude oil was refined, the oil having %CN of 40% and %CA of 30% in the ring analysis by the ndM method was used. The blending amount of oil was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of high-density polyethylene. The gas barrier film was a multilayer film of LLDPE/EVOH/LLDPE, and a film having a thickness of EVOH of 24 μm was used so that the total thickness when wound was 300 μm. As the anti-fusion film, a polyethylene terephthalate stretched film was used so that the total thickness when wound was 100 μm. As the outer layer, a low-density polyethylene layer having a thickness of 2 mm and containing 3% by mass of carbon was formed.
図6A及び6Bは、ガスバリアフィルムに用いた直鎖状低密度ポリエチレンのMFRと破断時の伸びとの関係を示す図である。
図6A及び6Bにおいて、横軸は、ガスバリアフィルムの表面層として用いた直鎖状低密度ポリエチレンのMFR(g/10分)、縦軸は、引張による破断時の伸び(%)を示す。図6Aは、導管の外周のみにガスバリアフィルムを巻回した結果、図6Bは、導管の外周と内周の両方に同種のガスバリアフィルムを巻回した結果である。
6A and 6B are diagrams showing the relationship between the MFR of linear low-density polyethylene used for the gas barrier film and the elongation at break.
In FIGS. 6A and 6B, the horizontal axis represents the MFR (g/10 minutes) of the linear low-density polyethylene used as the surface layer of the gas barrier film, and the vertical axis represents the elongation (%) at break due to tension. 6A shows the result of winding the gas barrier film only on the outer circumference of the conduit, and FIG. 6B shows the result of winding the same kind of gas barrier film on both the outer circumference and the inner circumference of the conduit.
図6Aに示すように、ガスバリアフィルムの表面層として用いた直鎖状低密度ポリエチレンのMFRが、0.8g/10分以上10g/10分以下で、引張破断伸びが400%を超えており、放射線劣化が良好に抑制される結果が得られた。図6Bに示すように、内側のガスバリアフィルムがある場合、引張破断伸びは図6Aよりも若干上昇し、MFRが3g/10分以下で引張破断伸びが大きくなっている。 As shown in FIG. 6A, the linear low-density polyethylene used as the surface layer of the gas barrier film has an MFR of 0.8 g/10 minutes or more and 10 g/10 minutes or less, and a tensile elongation at break of more than 400%. The result was that the radiation deterioration was well suppressed. As shown in FIG. 6B, when there is an inner gas barrier film, the tensile elongation at break is slightly higher than that of FIG. 6A, and the tensile elongation at break becomes large at MFR of 3 g/10 minutes or less.
次に、ガスバリアフィルムの総厚さを変えて作製した試験片について、放射線照射処理後の引張破断伸びの測定結果を示す。 Next, the measurement results of the tensile elongation at break after the irradiation treatment are shown for the test pieces produced by changing the total thickness of the gas barrier film.
なお、導管としては、密度が0.95g/cm3の高密度ポリエチレンを用いた。添加剤としては、原油を精製した際に生じるオイルのうち、n−d−M法による環分析の%CNが40%であり、%CAが30%であるオイルを用いた。オイルの配合量は、高密度ポリエチレン100質量部に対して、5質量部とした。ガスバリアフィルムとしては、LLDPE/EVOH/LLDPEの多層フィルムであり、EVOHの厚さが24μm、LLDPEのMFRが3g/10分のフィルムを用いた。融着防止フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルムを、巻き付けたときの総厚さが100μmとなるように用いた。外層としては、3質量%のカーボンを配合した厚さが2mmの低密度ポリエチレンの層を形成した。 The conduit used was high-density polyethylene having a density of 0.95 g/cm 3 . As an additive, among the oils produced when refining crude oil, an oil having a% CN of 40% and a% CA of 30% in a ring analysis by the ndM method was used. The blending amount of oil was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of high-density polyethylene. As the gas barrier film, a LLDPE/EVOH/LLDPE multilayer film having a thickness of EVOH of 24 μm and an MFR of LLDPE of 3 g/10 min was used. As the anti-fusion film, a polyethylene terephthalate stretched film was used so that the total thickness when wound was 100 μm. As the outer layer, a low-density polyethylene layer having a thickness of 2 mm and containing 3% by mass of carbon was formed.
図7A及び7Bは、ガスバリアフィルムの総厚さと破断時の伸びとの関係を示す図である。
図7A及び7Bにおいて、横軸は、ガスバリアフィルムを導管の外周に巻き付けたときの総厚さ(μm)、縦軸は、引張による破断時の伸び(%)を示す。図7Aは、導管の外周のみにガスバリアフィルムを巻回した結果、図7Bは、導管の外周と内周の両方に同種のガスバリアフィルムを巻回した結果である。
7A and 7B are diagrams showing the relationship between the total thickness of the gas barrier film and the elongation at break.
In FIGS. 7A and 7B, the horizontal axis represents the total thickness (μm) when the gas barrier film is wrapped around the outer periphery of the conduit, and the vertical axis represents the elongation (%) at break due to tension. FIG. 7A shows the result of winding the gas barrier film only on the outer circumference of the conduit, and FIG. 7B shows the result of winding the same kind of gas barrier film on both the outer circumference and the inner circumference of the conduit.
図7Aに示すように、ガスバリアフィルムの総厚さが、50μm以上400μm以下で、引張破断伸びが顕著に大きくなり、放射線劣化が良好に抑制される結果が得られた。図7Bに示すように、内側のガスバリアフィルムがある場合、引張破断伸びは図7Aよりも若干上昇している。 As shown in FIG. 7A, when the total thickness of the gas barrier film was 50 μm or more and 400 μm or less, the tensile elongation at break was remarkably increased, and the result that radiation deterioration was favorably suppressed was obtained. As shown in FIG. 7B, the tensile elongation at break is slightly higher than that of FIG. 7A when the inner gas barrier film is present.
次に、ガスバリアフィルムのEVOHの厚さを変えて作製した試験片について、放射線照射処理後の引張破断伸びの測定結果を示す。 Next, the measurement results of the tensile elongation at break after the irradiation treatment are shown for the test pieces produced by changing the EVOH thickness of the gas barrier film.
なお、導管としては、密度が0.95g/cm3の高密度ポリエチレンを用いた。添加剤としては、原油を精製した際に生じるオイルのうち、n−d−M法による環分析の%CNが40%であり、%CAが30%であるオイルを用いた。オイルの配合量は、高密度ポリエチレン100質量部に対して、5質量部とした。ガスバリアフィルムとしては、LLDPE/EVOH/LLDPEの多層フィルムであり、LLDPEのMFRが3g/10分のフィルムを、巻き付けたときの総厚さが300μmとなるように用いた。融着防止フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルムを、巻き付けたときの総厚さが100μmとなるように用いた。外層としては、3質量%のカーボンを配合した厚さが2mmの低密度ポリエチレンの層を形成した。 The conduit used was high-density polyethylene having a density of 0.95 g/cm 3 . As an additive, among the oils produced when the crude oil was refined, the oil having %CN of 40% and %CA of 30% in the ring analysis by the ndM method was used. The blending amount of oil was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of high-density polyethylene. The gas barrier film was a multi-layer film of LLDPE/EVOH/LLDPE, and a film having an MFR of LLDPE of 3 g/10 min was used so that the total thickness when wound was 300 μm. As the anti-fusion film, a polyethylene terephthalate stretched film was used so that the total thickness when wound was 100 μm. As the outer layer, a low-density polyethylene layer having a thickness of 2 mm and containing 3% by mass of carbon was formed.
図8A及び8Bは、ガスバリアフィルムに用いたエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂の厚さと破断時の伸びとの関係を示す図である。
図8A及び8Bにおいて、横軸は、ガスバリアフィルムの中間層として用いたエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂の厚さ(μm)、縦軸は、引張による破断時の伸び(%)を示す。図8Aは、導管の外周のみにガスバリアフィルムを巻回した結果、図8Bは、導管の外周と内周の両方に同種のガスバリアフィルムを巻回した結果である。
8A and 8B are diagrams showing the relationship between the thickness of the ethylene/vinyl alcohol copolymer resin used for the gas barrier film and the elongation at break.
In FIGS. 8A and 8B, the horizontal axis represents the thickness (μm) of the ethylene/vinyl alcohol copolymer resin used as the intermediate layer of the gas barrier film, and the vertical axis represents the elongation (%) at break due to tension. 8A shows the result of winding the gas barrier film only on the outer circumference of the conduit, and FIG. 8B shows the result of winding the same kind of gas barrier film on both the outer circumference and the inner circumference of the conduit.
図8Aに示すように、ガスバリアフィルムの中間層として用いたエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂の厚さが、6μm以上50μm以下で、引張破断伸びが顕著に大きくなり、放射線劣化が良好に抑制される結果が得られた。図8Bに示すように、内側のガスバリアフィルムがある場合、引張破断伸びは図8Aよりも若干上昇している。 As shown in FIG. 8A, when the thickness of the ethylene/vinyl alcohol copolymer resin used as the intermediate layer of the gas barrier film is 6 μm or more and 50 μm or less, the tensile elongation at break becomes significantly large and the radiation deterioration is well suppressed. Results were obtained. As shown in FIG. 8B, the tensile elongation at break is slightly higher than that in FIG. 8A when the inner gas barrier film is present.
次に、融着防止フィルムの厚さを変えて作製した試験片について、放射線照射処理後の引張破断伸びの測定結果を示す。 Next, the measurement results of the tensile elongation at break after the irradiation treatment with respect to the test pieces produced by changing the thickness of the fusion preventing film will be shown.
なお、導管としては、密度が0.95g/cm3の高密度ポリエチレンを用いた。添加剤としては、原油を精製した際に生じるオイルのうち、n−d−M法による環分析の%CNが40%であり、%CAが30%であるオイルを用いた。オイルの配合量は、高密度ポリエチレン100質量部に対して、5質量部とした。ガスバリアフィルムとしては、LLDPE/EVOH/LLDPEの多層フィルムであり、EVOHの厚さが24μm、LLDPEのMFRが3g/10分のフィルムを、巻き付けたときの総厚さが300μmとなるように用いた。融着防止フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルムを用いた。外層としては、3質量%のカーボンを配合した厚さが2mmの低密度ポリエチレンの層を形成した。 The conduit used was high-density polyethylene having a density of 0.95 g/cm 3 . As an additive, among the oils produced when the crude oil was refined, the oil having %CN of 40% and %CA of 30% in the ring analysis by the ndM method was used. The blending amount of oil was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of high-density polyethylene. As the gas barrier film, a LLDPE/EVOH/LLDPE multilayer film having a thickness of EVOH of 24 μm and a MFR of LLDPE of 3 g/10 min was used so that the total thickness when wound was 300 μm. .. A polyethylene terephthalate stretched film was used as the fusion preventing film. As the outer layer, a low-density polyethylene layer having a thickness of 2 mm and containing 3% by mass of carbon was formed.
図9A及び9Bは、融着防止フィルムの厚さと破断時の伸びとの関係を示す図である。
図9A及び9Bにおいて、横軸は、融着防止フィルムの厚さ(μm)、縦軸は、引張による破断時の伸び(%)を示す。図9Aは、導管の外周のみにガスバリアフィルムを巻回した結果、図9Bは、導管の外周と内周の両方に同種のガスバリアフィルムを巻回した結果である。
9A and 9B are diagrams showing the relationship between the thickness of the anti-fusing film and the elongation at break.
In FIGS. 9A and 9B, the horizontal axis represents the thickness (μm) of the anti-fusing film, and the vertical axis represents the elongation (%) at break due to tension. 9A shows the result of winding the gas barrier film only around the outer circumference of the conduit, and FIG. 9B shows the result of winding the same kind of gas barrier film around both the outer circumference and the inner circumference of the conduit.
図9Aに示すように、融着防止フィルムの厚さが、20μm以上200μm以下で、引張破断伸びが顕著に大きくなり、放射線劣化が良好に抑制される結果が得られた。図9Bに示すように、内側のガスバリアフィルムがある場合、引張破断伸びは図9Aよりも若干上昇している。 As shown in FIG. 9A, when the thickness of the anti-fusing film was 20 μm or more and 200 μm or less, the tensile elongation at break was remarkably increased, and the result that radiation deterioration was favorably suppressed was obtained. As shown in FIG. 9B, when there is an inner gas barrier film, the tensile elongation at break is slightly higher than that in FIG. 9A.
次に、外層の厚さを変えて作製した試験片について、放射線照射処理後の引張破断伸びの測定結果を示す。 Next, the measurement results of the tensile elongation at break after the irradiation treatment are shown for the test pieces produced by changing the thickness of the outer layer.
なお、導管としては、密度が0.95g/cm3の高密度ポリエチレンを用いた。添加剤としては、原油を精製した際に生じるオイルのうち、n−d−M法による環分析の%CNが40%であり、%CAが30%であるオイルを用いた。オイルの配合量は、高密度ポリエチレン100質量部に対して、5質量部とした。ガスバリアフィルムとしては、LLDPE/EVOH/LLDPEの多層フィルムであり、EVOHの厚さが24μm、LLDPEのMFRが3g/10分のフィルムを、巻き付けたときの総厚さが300μmとなるように用いた。融着防止フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルムを、巻き付けたときの総厚さが100μmとなるように用いた。外層としては、3質量%のカーボンを配合した低密度ポリエチレンの層を形成した。 The conduit used was high-density polyethylene having a density of 0.95 g/cm 3 . As an additive, among the oils produced when the crude oil was refined, the oil having %CN of 40% and %CA of 30% in the ring analysis by the ndM method was used. The blending amount of oil was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of high-density polyethylene. As the gas barrier film, a LLDPE/EVOH/LLDPE multilayer film having a thickness of EVOH of 24 μm and a MFR of LLDPE of 3 g/10 min was used so that the total thickness when wound was 300 μm. .. As the anti-fusion film, a polyethylene terephthalate stretched film was used so that the total thickness when wound was 100 μm. As the outer layer, a low-density polyethylene layer containing 3% by mass of carbon was formed.
図10A及び10Bは、外層の厚さと破断時の伸びとの関係を示す図である。
図10A及び10Bにおいて、横軸は、外層の厚さ(mm)、縦軸は、引張による破断時の伸び(%)を示す。図10Aは、導管の外周のみにガスバリアフィルムを巻回した結果、図10Bは、導管の外周と内周の両方に同種のガスバリアフィルムを巻回した結果である。
10A and 10B are diagrams showing the relationship between the thickness of the outer layer and the elongation at break.
In FIGS. 10A and 10B, the horizontal axis represents the thickness (mm) of the outer layer, and the vertical axis represents the elongation (%) at break due to tension. 10A shows the result of winding the gas barrier film only on the outer circumference of the conduit, and FIG. 10B shows the result of winding the same kind of gas barrier film on both the outer circumference and the inner circumference of the conduit.
図10Aに示すように、外層の厚さが、0.5mm以上3mm以下で、引張破断伸びが顕著に大きくなり、放射線劣化が良好に抑制される結果が得られた。図10Bに示すように、内側のガスバリアフィルムがある場合、引張破断伸びは図10Aよりも若干上昇している。 As shown in FIG. 10A, when the thickness of the outer layer was 0.5 mm or more and 3 mm or less, the tensile elongation at break became significantly large, and the result was that radiation deterioration was favorably suppressed. As shown in FIG. 10B, the tensile elongation at break is slightly higher than that in FIG. 10A when the inner gas barrier film is present.
次に、ガスバリアフィルムの層構成を変えて作製した試験片について、放射線照射処理後の引張破断伸びの測定結果、及び、ケミカルクラックの確認結果を示す。 Next, with respect to the test pieces produced by changing the layer structure of the gas barrier film, the measurement results of tensile break elongation after irradiation treatment and the confirmation results of chemical cracks are shown.
なお、導管としては、密度が0.95g/cm3の高密度ポリエチレンを用いた。添加剤としては、原油を精製した際に生じるオイルのうち、n−d−M法による環分析の%CNが32%であり、%CAが10%であるオイルを用いた。オイルの配合量は、高密度ポリエチレン100質量部に対して、5質量部とした。ガスバリアフィルムとしては、EVOHの厚さが6μmの多層フィルムを、巻き付けたときの総厚さが300μmとなるように用いた。融着防止フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルムを、巻き付けたときの総厚さが100μmとなるように用いた。外層としては、3質量%のカーボンを配合した厚さが2mmの低密度ポリエチレンの層を形成した。 The conduit used was high-density polyethylene having a density of 0.95 g/cm 3 . As an additive, among the oils produced when the crude oil was refined, the oil whose% CN in the ring analysis by the ndM method was 32% and whose% CA was 10% was used. The blending amount of oil was 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of high-density polyethylene. As the gas barrier film, a multi-layer film having a thickness of EVOH of 6 μm was used so that the total thickness when wound was 300 μm. As the anti-fusion film, a polyethylene terephthalate stretched film was used so that the total thickness when wound was 100 μm. As the outer layer, a low-density polyethylene layer having a thickness of 2 mm and containing 3% by mass of carbon was formed.
表1に示すように、ガスバリアフィルムの表面層として直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)を用いると、低密度ポリエチレン(LDPE)の場合と比較して、放射線劣化が抑制された。ガスバリアフィルムがいずれの種類であっても、高い耐放射線性が得られ、ケミカルクラックの発生は認められなかった。 As shown in Table 1, when linear low density polyethylene (LLDPE) was used as the surface layer of the gas barrier film, radiation deterioration was suppressed as compared with the case of low density polyethylene (LDPE). No matter what kind of gas barrier film was used, high radiation resistance was obtained and no chemical crack was observed.
1 導管,導管部
2 ガスバリアフィルム
3 融着防止フィルム
4a 内層
4b 外層
10 高密度ポリエチレン管
21 中間層
22 表面層
1 conduit, conduit part 2 gas barrier film 3 fusion prevention film 4a inner layer 4b outer layer 10 high-density polyethylene pipe 21 intermediate layer 22 surface layer
Claims (15)
前記導管の内表面を覆い、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂を含む内側のガスバリアフィルムと、
前記導管の外表面を覆い、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂を含む外側のガスバリアフィルムと、
前記外側のガスバリアフィルムの外表面を覆い、融点が150℃以上の樹脂からなる融着防止フィルムと、
前記融着防止フィルムの外表面を覆い、密度が0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下の低密度ポリエチレンを主成分とする外層と、
を備える高密度ポリエチレン管。 A conduit having a density of 0.940 g/cm 3 or more and 0.980 g/cm 3 or less and a high density polyethylene as a main component;
An inner gas barrier film that covers the inner surface of the conduit and contains an ethylene/vinyl alcohol copolymer resin,
An outer gas barrier film covering the outer surface of the conduit and containing an ethylene/vinyl alcohol copolymer resin,
A fusion preventing film which covers the outer surface of the outer gas barrier film and is made of a resin having a melting point of 150° C. or higher;
An outer layer that covers the outer surface of the anti-fusing film and has a low density polyethylene as a main component, the density of which is 0.910 g/cm 3 or more and 0.930 g/cm 3 or less;
High-density polyethylene pipe with.
前記内側のガスバリアフィルムの内表面を覆い、密度が0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下の低密度ポリエチレンを主成分とする内層を備える高密度ポリエチレン管。 The high-density polyethylene pipe according to claim 1,
A high-density polyethylene pipe, which covers the inner surface of the gas barrier film on the inner side and includes an inner layer mainly composed of low-density polyethylene having a density of 0.910 g/cm 3 or more and 0.930 g/cm 3 or less.
前記導管と前記内側のガスバリアフィルムとの間に、融点が150℃以上の樹脂からなる内側の融着防止フィルムを備える高密度ポリエチレン管。 The high density polyethylene pipe according to claim 2, wherein
A high-density polyethylene pipe comprising an inner fusion preventing film made of a resin having a melting point of 150° C. or higher between the conduit and the inner gas barrier film.
前記内側のガスバリアフィルムと前記内層との間に、融点が150℃以上の樹脂からなる内側の融着防止フィルムを備える高密度ポリエチレン管。 The high density polyethylene pipe according to claim 2, wherein
A high-density polyethylene pipe provided with an inner fusion-preventing film made of a resin having a melting point of 150° C. or higher between the inner gas barrier film and the inner layer.
前記導管が、原油を精製した際に生じるナフテンを含有するオイル、及び、原油を精製した際に生じるアロマティックスを含有するオイルのうちの少なくとも一方を含む高密度ポリエチレン管。 The high-density polyethylene pipe according to claim 1,
A high-density polyethylene pipe, wherein the conduit contains at least one of an oil containing naphthene produced when refining crude oil and an oil containing aromatics produced when refining crude oil.
前記導管が、原油を精製した際に生じるオイルのうちn−d−M法による環分析の%CNが10%以上60%以下のナフテンを含有するオイル、及び、原油を精製した際に生じるオイルのうちn−d−M法による環分析の%CAが5%以上80%以下のアロマティックスを含有するオイルのうちの少なくとも一方を含む高密度ポリエチレン管。 The high-density polyethylene pipe according to claim 1,
The oil in which the conduit contains naphthene having a% CN of 10% or more and 60% or less in a ring analysis by the n-d-M method among oils produced when the crude oil is refined, and an oil produced when the crude oil is refined A high-density polyethylene tube containing at least one of the oils containing aromatics having a% CA of 5% or more and 80% or less in the ring analysis by the n-d-M method.
前記内側のガスバリアフィルム及び前記外側のガスバリアフィルムは、前記エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂の厚さが1μm以上50μm以下である高密度ポリエチレン管。 The high-density polyethylene pipe according to claim 1,
The inner gas barrier film and the outer gas barrier film are high-density polyethylene pipes in which the thickness of the ethylene/vinyl alcohol copolymer resin is 1 μm or more and 50 μm or less.
前記内側のガスバリアフィルム及び前記外側のガスバリアフィルムは、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂からなる中間層と、前記中間層の両面に積層された表面層と、を有する多層フィルムであり、
前記表面層は、低密度ポリエチレン、及び、直鎖状低密度ポリエチレンのうちの少なくとも一方を主成分とする高密度ポリエチレン管。 The high-density polyethylene pipe according to claim 1,
The inner gas barrier film and the outer gas barrier film are multilayer films having an intermediate layer made of an ethylene/vinyl alcohol copolymer resin and surface layers laminated on both surfaces of the intermediate layer,
The surface layer is a high-density polyethylene pipe containing at least one of low-density polyethylene and linear low-density polyethylene as a main component.
前記多層フィルムは、外周に巻き付けたときの総厚さが50μm以上400μm以下である高密度ポリエチレン管。 The high-density polyethylene pipe according to claim 8,
The multilayer film is a high-density polyethylene pipe having a total thickness of 50 μm or more and 400 μm or less when wrapped around the outer circumference.
前記融着防止フィルムは、ポリエチレンテレフタレート延伸フィルム、ポリイミドフィルム、又は、ポリアミドイミドフィルムである高密度ポリエチレン管。 The high-density polyethylene pipe according to claim 1,
The fusion prevention film is a polyethylene terephthalate stretched film, a polyimide film, or a polyamide-imide film, which is a high-density polyethylene pipe.
前記融着防止フィルムは、外周に巻き付けたときの総厚さが20μm以上200μm以下である高密度ポリエチレン管。 The high-density polyethylene pipe according to claim 1,
The fusion prevention film is a high-density polyethylene pipe having a total thickness of 20 μm or more and 200 μm or less when wrapped around the outer periphery.
前記外層が、カーボンブラックを含有する高密度ポリエチレン管。 The high-density polyethylene pipe according to claim 1,
A high-density polyethylene pipe in which the outer layer contains carbon black.
前記カーボンブラックは、前記外層あたりの含有量が1.0質量%以上3.0質量%以下である高密度ポリエチレン管。 The high density polyethylene pipe according to claim 12,
The carbon black is a high-density polyethylene pipe in which the content of the outer layer is 1.0% by mass or more and 3.0% by mass or less.
原子力関連施設における流体の輸送に用いられる原子力設備用配管である高密度ポリエチレン管。 The high-density polyethylene pipe according to any one of claims 1 to 13,
High-density polyethylene pipe, which is a pipe for nuclear equipment used to transport fluids in nuclear facilities.
前記導管部の内表面を覆い、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂を含む内側のガスバリアフィルムと、
前記導管部の外表面を覆い、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂を含む外側のガスバリアフィルムと、
前記外側のガスバリアフィルムの外表面を覆い、融点が150℃以上の樹脂からなる融着防止フィルムと、
前記融着防止フィルムの外表面を覆い、密度が0.910g/cm3以上0.930g/cm3以下の低密度ポリエチレンを主成分とする外層と、
を備える継手。 A tubular conduit part having a density of 0.940 g/cm 3 or more and 0.980 g/cm 3 or less and a high density polyethylene as a main component;
An inner gas barrier film that covers the inner surface of the conduit portion and contains an ethylene/vinyl alcohol copolymer resin,
An outer gas barrier film that covers the outer surface of the conduit portion and contains an ethylene/vinyl alcohol copolymer resin,
A fusion preventing film which covers the outer surface of the outer gas barrier film and is made of a resin having a melting point of 150° C. or higher;
An outer layer that covers the outer surface of the anti-fusing film and has a low density polyethylene as a main component, the density of which is 0.910 g/cm 3 or more and 0.930 g/cm 3 or less;
A joint equipped with.
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