CN107250640B - 纤维强化复合管和冷热水配管系统 - Google Patents

纤维强化复合管和冷热水配管系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107250640B
CN107250640B CN201680010751.9A CN201680010751A CN107250640B CN 107250640 B CN107250640 B CN 107250640B CN 201680010751 A CN201680010751 A CN 201680010751A CN 107250640 B CN107250640 B CN 107250640B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
reinforced composite
composite pipe
fiber
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680010751.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107250640A (zh
Inventor
三二敏文
寺地信治
星野雄亮
梅山伸太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2015101914A external-priority patent/JP6510885B2/ja
Priority claimed from JP2015101655A external-priority patent/JP6484106B2/ja
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority claimed from PCT/JP2016/054738 external-priority patent/WO2016133167A1/ja
Publication of CN107250640A publication Critical patent/CN107250640A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107250640B publication Critical patent/CN107250640B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • F16L11/081Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire
    • F16L11/083Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall comprising one or more layers of a helically wound cord or wire three or more layers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/12Rigid pipes of plastics with or without reinforcement
    • F16L9/121Rigid pipes of plastics with or without reinforcement with three layers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00Layered products having a non-planar shape
    • B32B1/08Tubular products
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/085Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising polyolefins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/20Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using fillers, pigments, thixotroping agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/306Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising vinyl acetate or vinyl alcohol (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04Interconnection of layers
    • B32B7/12Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L15/00Screw-threaded joints; Forms of screw-threads for such joints
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L47/00Connecting arrangements or other fittings specially adapted to be made of plastics or to be used with pipes made of plastics
    • F16L47/02Welded joints; Adhesive joints
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/14Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups
    • F16L9/147Compound tubes, i.e. made of materials not wholly covered by any one of the preceding groups comprising only layers of metal and plastics with or without reinforcement
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2262/00Composition or structural features of fibres which form a fibrous or filamentary layer or are present as additives
    • B32B2262/10Inorganic fibres
    • B32B2262/101Glass fibres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304Insulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2597/00Tubular articles, e.g. hoses, pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L2011/047Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with a diffusion barrier layer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L9/00Rigid pipes
    • F16L9/12Rigid pipes of plastics with or without reinforcement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明中,作为具有高强度和高尺寸稳定性且施工性也优异的多层管材而提供纤维强化复合管,并且提供尺寸稳定性优异且施工性得以提高的冷热水配管系统。本发明的纤维强化复合管包括包含聚烯烃系树脂的管状的第一层、包含聚烯烃系树脂和玻璃纤维以及相容剂的管状的第二层、和包含聚烯烃系树脂的管状的第三层,在上述第一层的外侧配置有上述第二层,在上述第二层的外侧配置有上述第三层,上述第二层的厚度相对于上述第一层、上述第二层以及上述第三层的总厚度之比为0.3以上且0.8以下,上述第二层100重量%中,上述聚烯烃系树脂的含量为45重量%以上且84重量%以下,上述玻璃纤维的含量为15重量%以上且45重量%以下,上述相容剂的含量为0.5重量%以上且10重量%以下。

Description

纤维强化复合管和冷热水配管系统
技术领域
本发明涉及纤维强化复合管和冷热水配管系统。
背景技术
聚烯烃系树脂比较廉价,且成形性、耐热性、耐溶剂性、机械特性和外观等优异。因此,聚烯烃系树脂被加工成各种成形体,在多种领域中使用。例如,包含上述聚烯烃系树脂的组合物通过挤出成形而被制成挤出成形体,并用作台板材料(deck material)等。此外,聚烯烃系树脂的耐震特性也优异,因此,近年来,作为气体管和配水管等的用途正在增加。
作为使用了聚烯烃系树脂的成形体的一例,日本特开2006-327154号公报(专利文献1)公开了一种聚烯烃系树脂管。
此外,为了提高强度,成形体中有时使用玻璃纤维。作为使用了玻璃纤维的成形体的一例,日本特开2007-216555号公报(专利文献2)公开了一种具有筒形状的纤维强化合成树脂管道。该管道具有多个纤维强化树脂层,该多个纤维强化树脂层沿着筒形状的圆周方向层叠。上述纤维强化树脂层具有使用玻璃纤维和合成树脂形成的玻璃纤维强化树脂层和使用有机无纺布和合成树脂形成的有机无纺布层。
国际公开第02/28971号(专利文献3)公开了一种成形体,其使用了包含玻璃纤维或无机质填充材料的聚亚苯基系复合树脂组合物。上述聚亚苯基系复合树脂组合物包含:聚苯醚20~98重量%;选自聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯和聚乙烯(包含HDPE、LDPE、LLDPE、VLDPE)中的至少1种树脂1~40重量%;以及玻璃纤维或无机质填充材料1~40重量%。
此外,例如日本特开2010-243129号公报(专利文献4)中记载的那样,以往的配管系统基本上通过同种管连接来构成整个系统。例如,还存在因现有制品的调测(line-up)和成本等的限制而不得不进行异种管连接的情况,但是异种管连接在难以施工的方面等缺点明显,另一方面,同种管连接在容易施工且还兼具机械特性的方面等优点明显,因此积极地采用同种管连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-327154号公报
专利文献2:日本特开2007-216555号公报
专利文献3:国际公开第02/28971号
专利文献4:日本特开2010-243129号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1~专利文献3记载那样的现有成形体有时难以提高强度和尺寸稳定性这两者。此外,制成多层管材的情况下,仅使用专利文献1~专利文献3记载那样的现有成形体时,有时难以提高强度和尺寸稳定性这两者。
本发明的目的在于,作为具有高强度和高尺寸稳定性且施工性也优异的多层管材而提供纤维强化复合管。
此外,关于专利文献4记载那样的同种管连接,必须着眼于对配管系统的用途有利的特性来选择配管的原材料。配管通常兼具对配管系统的用途有利的特性和不利的特性这两者。例如,在强度方面具有良好特性的配管存在在施工性方面差的倾向,在耐蚀性方面具有良好特性的配管存在在处理容易性方面差的倾向。因此,通过同种管连接而构成的配管系统在继承对该配管系统的用途有利的特性的同时,避免不了直接继承不利的特性。尤其是,在温度幅度超过20℃那样的冷热水配管系统的情况下,其要适应的温度条件过于严苛,因此要求特性严格,极难选择配管。
因而,本发明的目的还在于,提供尺寸稳定性优异且施工性得以提高的冷热水配管系统。
用于解决课题的方法
本发明包括下述纤维强化复合管。
(1)本发明的纤维强化复合管包括包含聚烯烃系树脂的管状的第一层、包含聚烯烃系树脂和玻璃纤维以及相容剂的管状的第二层、和包含聚烯烃系树脂的管状的第三层,在上述第一层的外侧配置有上述第二层,在上述第二层的外侧配置有上述第三层,上述第二层的厚度相对于上述第一层、上述第二层以及上述第三层的总厚度之比为0.3以上且0.8以下,上述第二层100重量%中,上述聚烯烃系树脂的含量为45重量%以上且84重量%以下、上述玻璃纤维的含量为15重量%以上且45重量%以下、上述相容剂的含量为0.5重量%以上且10重量%以下。
由此,本发明所述的纤维强化复合管具有高强度和高尺寸稳定性,施工性也优异。应予说明,整体的壁厚是指纤维强化复合管的总厚度。
(2)上述(1)的纤维强化复合管包括气体阻挡层,且可以在上述第三层的外侧配置上述气体阻挡层。
由此,对于纤维强化复合管的外周表面所接触的气体的阻挡性提高。
(3)上述(2)的纤维强化复合管包括粘接层,且在上述第三层的外侧配置有上述粘接层,在上述粘接层的外侧可以配置上述气体阻挡层。
由此,对于纤维强化复合管的外周表面所接触的气体的阻挡性提高,并且,第三层与气体阻挡层之间的密合性提高。
进而,本发明包含下述冷热水配管系统。
(4)
(4-1)
本发明的冷热水配管系统是用于运输温度幅度为20℃以上的冷热水的配管系统。本发明的冷热水配管系统包括:包含聚烯烃树脂和玻璃纤维的纤维强化复合管、包含聚烯烃树脂和金属的金属强化复合管、以及连接纤维强化复合管与金属强化复合管的连接部件。此外,纤维强化复合管的热线膨胀系数为10×10-5/℃以下。进而,相对于纤维强化复合管与金属强化复合管的总容量,纤维强化复合管所占的容量为70%以上。
像这样,本发明的冷热水配管系统通过以热线膨胀系数为6×10-5/℃以下的低线膨胀性的纤维强化复合管占据70%以上的容量的方式构成,从而对于要运输的冷热水的温度变化的尺寸稳定性优异。此外,由于在纤维强化复合管体所具备的轻量性、切断容易性等加工性的基础上,还具备基于金属强化复合管的弯曲加工性以及在狭窄配管空间内的配设容易性和连接容易性等加工性,因此配管系统整体具有提高了的施工性。进而,除了接头之外,管路全部由树脂基质的挠性管构成,因此耐震性也优异。
(4-2)
在上述(4-1)的冷热水配管系统中,纤维强化复合管从轴心朝向外周的方向至少依次包含管状的第一层、第二层和第三层。此时,第一层和第三层包含聚烯烃系树脂作为主要成分,第二层包含聚烯烃系树脂和玻璃纤维。进而,第二层的层厚相对于纤维强化复合管的壁厚整体之比为0.3以上。
像这样,通过以纤维强化树脂层的厚度相对于纤维强化复合管的壁厚整体之比达到0.3以上的方式构成,从而能够更优选地获得尺寸稳定性。
(4-3)
上述(4-1)或(4-2)的冷热水配管系统中,玻璃纤维的平均纤维直径可以为5μm以上且20μm以下。
由此,能够更优选地获得强度、尺寸稳定性和高温下的伸长率。
(4-4)
本发明的冷热水配管系统是用于运输温度幅度为20℃以上的冷热水的配管系统。本发明的冷热水配管系统包括:上述(1)~(3)中任一项的纤维强化复合管、包含聚烯烃树脂和金属的金属强化复合管、以及连接纤维强化复合管与金属强化复合管的连接部件。此外,纤维强化复合管的热线膨胀系数为10×10-5/℃以下。进而,相对于纤维强化复合管与金属强化复合管的总容量,纤维强化复合管所占的容量为70%以上。
像这样,就本发明的冷热水配管系统而言,通过以热线膨胀系数为10×10-5/℃以下的低线膨胀性的纤维强化复合管占据70%以上的容量的方式构成,从而对于要运输的冷热水的温度变化的尺寸稳定性优异。并且,由于纤维强化复合管由上述(1)~(3)中任一项的纤维强化复合管构成,因此具有高强度和更高的尺寸稳定性,施工性也优异。此外,由于在纤维强化复合管体所具备的轻量性、切断容易性等加工性的基础上,还具备基于金属强化复合管的弯曲加工性以及在狭窄配管空间内的配设容易性和连接容易性等加工性,因此配管系统整体具有提高了的施工性。进而,除了接头之外,管路全部由树脂基质的挠性管构成,因此耐震性也优异。
(5)上述(4)的冷热水配管系统中,纤维强化复合管的内径的直径可以为19mm以上,且金属强化复合管的内径的直径可以为75mm以下。
此外,上述(4)的冷热水配管系统中,纤维强化复合管的内径的直径可以为50mm以上,且金属强化复合管的内径的直径可以为50mm以下。
进而,以内径的直径50mm为界限,口径大于该50mm的配管部分可以由纤维强化复合管构成,口径小于该50mm的配管部分可以由金属强化复合管构成。由此,可更优选地获得基于金属强化复合管的弯曲容易性以及在狭窄配管空间内的配设容易性和连接容易性等加工性。
(6)
上述(4)或(5)的冷热水配管系统中,连接部件可以包含用于与纤维强化复合管连接的电子熔化用接合部、以及用于与金属强化复合管连接的螺纹连结部。
由此,在金属强化复合管侧具备连接容易性,即使为狭窄的配管空间也可确保该特性,并且,在纤维强化复合管侧能够实现可靠性高的连接。
发明的效果
通过本发明,作为具有高强度和高尺寸稳定性且施工性也优异的多层管材,而提供纤维强化复合管。
此外,通过本发明,还提供尺寸稳定性优异且施工性得以提高的冷热水配管系统。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的一个实施方式所述的纤维强化复合管的截面图。
图2示意性地示出本发明的冷热水配管系统的一例。
图3是示出图2中的纤维强化复合管与金属强化复合管的连接的示意性分解图。
图4是示意性地示出图2中的纤维强化复合管的截面图。
图5是示意性地示出图2中的金属强化复合管的截面图。
具体实施方式
以下,参照附图来说明本发明的实施方式。下述说明中,对同一要素赋予相同的符号,它们的名称和功能也相同。因此,关于它们的详细说明不作重复记载。
[1.纤维强化复合管]
[1-1.层构成]
图1是示意性地示出本发明的一个实施方式所述的纤维强化复合管的截面图。图1示出的纤维强化复合管200(多层成形体)包含:管状的第一层210(内层/成形体)、配置在第一层210外侧的管状的第二层220(中间层/成形体)、以及配置在第二层220外侧的管状的第三层230(外层/成形体)。通过在第一层210的外侧的表面层叠第二层220,且在第二层220的外侧的表面层叠第三层230,从而自轴心侧朝向外周侧依次层叠有第一层210、第二层220和第三层230。第二层220可以与第一层210的外侧的表面接触地层叠,第三层230可以与第二层220的外侧的表面接触地层叠。
第一层210包含聚烯烃系树脂。第一层210实质上不含有后述第二层220那样的玻璃纤维。第二层220包含聚烯烃系树脂和玻璃纤维。换言之,第二层220是包含聚烯烃系树脂和玻璃纤维的聚烯烃系树脂组合物的成形体。通过使第二层220为纤维强化树脂,从而能够对纤维强化复合管200赋予低线膨胀性能,得到良好的尺寸稳定性。第二层220可以进一步包含相容剂。第三层230包含聚烯烃系树脂。第三层230也与第一层210同样地实质上不含玻璃纤维。通过使第一层210、第二层220和第三层230包含聚烯烃系树脂,从而纤维强化复合管200整体具有挠性,例如在后述的冷热水配管系统中使用时,该系统能够得到良好的耐震性。
纤维强化复合管200可以在第一层210、第二层220和第三层230的外侧进一步包含管状的粘接层240和气体阻挡层250,也可以不包含。进一步包含粘接层240和气体阻挡层250时,可以在第三层230的外侧的表面层叠粘接层240,并在粘接层240的外侧的表面层叠气体阻挡层250。粘接层240可以与第三层230的外侧的表面接触地层叠,气体阻挡层250可以与粘接层240的外侧的表面接触地层叠。
应予说明,气体阻挡层250可以介由粘接层而层叠于第一层210的内侧。此时,纤维强化复合管200以第三层230作为最外层,相对于第一层210的内侧表面依次层叠有粘接层、气体阻挡层250、粘接层、最内层。该最内层被制成保护气体阻挡层不受冷热水影响的、包含聚烯烃系树脂的层。
气体阻挡层250包含气体阻挡性树脂。气体阻挡层250是为了提高对于纤维强化复合管200的外周表面所接触的气体的阻挡性而设置的。
粘接层240包含粘接性树脂。粘接层240是为了提高第三层230与气体阻挡层250之间的密合性而设置的。粘接层240优选为管状,具体而言,优选为与第三层230的外周面整体接触的管状,但不限定于该方式,例如,可以在第三层230的外周面沿着轴向和/或圆周方向部分地配设。
第一层210是纤维强化复合管200的最内侧的层,其接触在纤维强化复合管200内运输的物体(流体)。用于后述冷热水配管系统时,第一层210所接触的流体是冷热水。本实施方式中,气体阻挡层250是纤维强化复合管200的最外侧的层,其暴露于外部环境。纤维强化复合管200不具有粘接层240和气体阻挡层250时,第三层230是多层成形体的最外侧的层。
本实施方式中,对于纤维强化复合管200而言,第一层210、第二层220、第三层230以直接接触的方式进行层叠,但不限定于该方式。第一层210与第二层220、和/或、第二层220与第三层230例如也可以介由粘接层等来间接地层叠。
纤维强化复合管200如上所述地由树脂和玻璃纤维构成,不像金属强化复合管300那样地包含金属层。纤维强化复合管200由于质量轻且容易切断,因此施工性优异。
[1-2.厚度]
纤维强化复合管200中,第二层220的厚度相对于第一层210、第二层220以及第三层230的总厚度之比(R2)例如可以为0.3以上且0.8以下。上述比值(R2)优选为0.4以上、更优选为0.45以上、进一步优选为0.5以上、特别优选为0.55以上,可以优选为0.75以下。如果上述比值(R2)为上述下限以上,则尺寸稳定性变得更良好。如果上述比值(R2)为上述上限以下,则融合性和施工性变得更高,耐冲击性和耐震性变得更高。
纤维强化复合管200中,第一层210的厚度相对于第一层210、第二层220以及第三层230的总厚度之比(R1)优选为0.1以上、更优选为0.12以上,优选为0.4以下、更优选为0.35以下、进一步优选为0.3以下、特别优选为0.25以下、最优选为0.23以下。如果上述比值(R1)为上述下限以上,则融合性和施工性变得更高,耐冲击性和耐震性变得更高。如果上述比值(R1)为上述上限以下,则尺寸稳定性变得更良好。
纤维强化复合管200中,第三层230的厚度相对于第一层210、第二层220以及第三层230的总厚度之比(R3)优选为0.1以上、更优选为0.12以上,优选为0.4以下、更优选为0.35以下、进一步优选为0.3以下、特别优选为0.25以下、最优选为0.23以下。如果上述比值(R3)为上述下限以上,则融合性和施工性变得更高,耐冲击性和耐震性变得更高。进而,纤维强化复合管200不具有粘接层240和气体阻挡层250时,第三层230成为最外层,因此进行后述的电子熔化接合时,接合可靠性变得更高。如果上述比值(R3)为上述上限以下,则尺寸稳定性变得更良好。
第一层210、第二层220以及第三层230的总厚度优选为1.5mm以上、更优选为3.5mm以上,优选为60mm以下、更优选为35mm以下。如果该厚度为上述下限以上,则刚性、耐压性、耐冲击性变得更高。如果该厚度为上述上限以下,则轻量性、二次加工性、成形性变得更高。
纤维强化复合管200如本实施方式那样地包含除了第一层、第二层和第三层之外的粘接层240和气体阻挡层250之类的其它层时,可以按照该其它层的总厚度相对于纤维强化复合管200整体的壁厚之比例如为0.002以上且0.2以下、优选为0.003以上且0.1以下的方式来构成。如果其它层的总厚度为上述下限以上,则能够有效地对纤维强化复合管200赋予由该其它层带来的特性。如果其它层的总厚度为上述上限以下,则能够更有效地对纤维强化复合管200赋予由第二层220带来的低线膨胀性能。应予说明,粘接层240与气体阻挡层250的总壁厚可以为0.125mm以上且0.4mm以下。
粘接层240的厚度优选为50μm以上、更优选为75μm以上,优选为200μm以下、更优选为150μm以下。如果粘接层240的厚度为上述下限以上,则更容易控制厚度,粘接性进一步提高。如果粘接层240的厚度为上述上限以下,则材料的用量减少,材料成本低廉且质量变轻。
气体阻挡层250的厚度优选为75μm以上、更优选为100μm以上,优选为200μm以下、更优选为150μm以下。如果气体阻挡层250的厚度为上述下限以上,则能够容易地控制气体阻挡层250的厚度,气体阻挡性变得更高。如果气体阻挡层250的厚度为上述上限以下,则材料的用量减少,材料成本低廉且质量变轻。
应予说明,纤维强化复合管200包含气体阻挡层250时,为了进行后述的电子熔化接合,可以去除纤维强化复合管200的末端部分的气体阻挡层250和粘接层240,使第三层230露出后再进行电子熔化接合。
[1-3.组成]
在第二层220的100重量%中,上述聚烯烃系树脂的含量可以为45重量%以上且84重量%以下、上述玻璃纤维的含量可以为15重量%以上且45重量%以下,进一步包含上述相容剂时,上述相容剂的含量可以为0.5重量%以上且10重量%以下。在上述第二层220的100重量%中,上述聚烯烃系树脂的含量优选为50重量%以上、更优选为57重量%以上,优选为79重量%以下、更优选为73重量%以下。尤其是,在上述第二层220的100重量%中,如果上述聚烯烃系树脂的含量为79重量%以下,则尺寸稳定性变得更高。在上述第二层220的100重量%中,上述玻璃纤维的含量优选为20重量%以上、更优选为25重量%以上,优选为40重量%以下、更优选为35重量%以下。尤其是,在上述第二层220的100重量%中,如果上述玻璃纤维的含量为40重量%以下,则蠕变性能变得更高。在上述第二层220的100重量%中,上述相容剂的含量优选为1重量%以上、更优选为2重量%以上,优选为8重量%以下。尤其是,在上述第二层220的100重量%中,如果上述相容剂的含量为10重量%以下,则蠕变性能变得更良好。此外,在上述第二层220的100重量%中,如果上述相容剂的含量为10重量%以下,则存在尺寸稳定性变得更高的倾向。在上述第二层220的100重量%中,上述聚烯烃系树脂的含量可以为50重量%以上且79重量%以下、上述玻璃纤维的含量可以为20重量%以上且40重量%以下、上述相容剂的含量可以为1重量%以上且10重量%以下。此外,用于形成上述第二层220的聚烯烃系树脂组合物100重量%中的上述聚烯烃系树脂、上述玻璃纤维和上述相容剂的各含量的优选下限和上限与上述第二层220中的上述聚烯烃系树脂、上述玻璃纤维和上述相容剂的各含量的优选下限和上限相同。
第二层220中,如果聚烯烃系树脂的含量为上述下限以上,则蠕变性能和耐震性变得更良好。如果聚烯烃系树脂的含量为上述上限以下,则尺寸稳定性变得更良好。如果玻璃纤维的含量为上述下限以上,则尺寸稳定性变得更良好。如果玻璃纤维的含量为上述上限以下,则蠕变性能变得更良好。进而,如果相容剂的含量为上述下限以上,则各成分的相容性变高,耐压性变得更高。如果相容剂的含量为上述上限以下,则蠕变性能变得更良好。
在第一层210中,聚烯烃系树脂的含量优选为90重量%以上、更优选为95重量%以上,优选为100重量%(总量)以下。在第三层230中,聚烯烃系树脂的含量优选为90重量%以上、更优选为95重量%以上,优选为100重量%(总量)以下。
[1-4.成分]
[1-4-1.聚烯烃系树脂]
第一层210、第二层220和第三层230中使用的聚烯烃系树脂没有特别限定,可以使用公知的聚烯烃系树脂。聚烯烃系树脂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。作为第一层210、第二层220和第三层230中分别使用的聚烯烃系树脂,可以为相同的树脂,也可以为不同的树脂。如果考虑到层间的粘接性,则优选彼此邻接的层中使用相同的树脂。
作为聚烯烃系树脂,可列举出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-α-烯烃共聚物等。从更有效地提高纤维强化复合管200的强度、尺寸稳定性和高温下的伸长率的观点、和/或、更有效地提高基于挠性的耐震性的观点出发,优选为聚乙烯或聚丙烯,更优选为聚乙烯。
作为聚乙烯(PE),可列举出LDPE、LLDPE和HDPE等。作为聚丙烯(PP),可列举出均聚PP、嵌段PP和无规PP等。作为聚丁烯,可列举出聚丁烯-1等。
乙烯-α-烯烃共聚物特别优选为相对于乙烯以数摩尔%左右的比例使丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯或1-辛烯等α-烯烃共聚而得到的共聚物。
此外,从使热间内压蠕变性能变得良好的观点出发,聚烯烃系树脂进一步优选适合于PE100,对于所述PE100来说,以按照ISO/TR9080求出的长期水压强度为基础,管在恒定应力值为10.0MPa以上的条件下在20℃在50年中不破损。
[1-4-2.玻璃纤维]
第二层220中包含的玻璃纤维的纤维长度可以是将以成形加工前的长度计优选为0.05mm以上、更优选为0.1mm以上、进一步优选为0.3mm以上且优选为10mm以下、更优选为9mm以下、进一步优选为6mm以下的玻璃纤维进行成型加工而得到的长度。作为成形体的第二层220中包含的玻璃纤维的纤维长度可以维持成形加工前的纤维长度,也可以低于成形加工前的纤维长度的100%。短于成形加工前的长度时,可以缩短至0.06%以上且10%以下的长度。短于成形加工前的纤维长度时,第二层220中包含的玻璃纤维的纤维长度例如可以为0.002mm以上且0.3mm以下。如果上述玻璃纤维的纤维长度为上述下限以上和上述上限以下,则多层管材的强度、尺寸稳定性和高温下的伸长率会有效地提高。用于形成第二层220的聚烯烃系树脂组合物优选包含具有上述优选纤维长度的玻璃纤维。第二层220优选通过将包含具有上述优选纤维长度的玻璃纤维的聚烯烃系树脂组合物进行成形而得到。
上述纤维长度是指第二层220中包含的多种玻璃纤维的长度平均值。具体而言,可以是从第二层220所包含的玻璃纤维之中随机选出的100根玻璃纤维的纤维长度的平均值。
第二层220中包含的玻璃纤维的纤维直径优选为1μm以上、更优选为5μm以上,优选为30μm以下、更优选为20μm以下、进一步优选为15μm以下。如果上述玻璃纤维的纤维直径为上述下限以上和上述上限以下,则多层管材的强度、尺寸稳定性和高温下的伸长率会有效地提高。用于形成第二层220的聚烯烃系树脂组合物优选包含具有上述优选纤维直径的玻璃纤维。第二层220优选通过将包含具有上述优选纤维直径的玻璃纤维的聚烯烃系树脂组合物进行成形而得到。
上述纤维直径是第二层220中包含的多种玻璃纤维各自的最大直径的平均值。具体而言,可以是从第二层220所包含的玻璃纤维之中随机选出的100根玻璃纤维各自的最大直径的平均值。
玻璃纤维可以进行了表面处理。作为表面处理剂,有甲基丙烯酰基硅烷、丙烯酰基硅烷、氨基硅烷、咪唑硅烷、乙烯基硅烷和环氧硅烷等。优选为氨基硅烷。从本发明的效果会更优异的方面出发,上述玻璃纤维优选利用氨基硅烷进行了表面处理。
[1-4-3.相容剂]
作为第二层220中可以使用的相容剂,可列举出例如马来酸改性聚烯烃、硅烷改性聚烯烃和氯化聚烯烃等。应予说明,这些相容剂与上述聚烯烃系树脂的项目中叙述的聚烯烃系树脂在本发明的构成上被予以区别。相容剂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
从更有效地提高纤维强化复合管200的强度、尺寸稳定性和高温下的伸长率的观点出发,相容剂优选为马来酸改性聚烯烃或硅烷改性聚烯烃。
[1-4-4.粘接性树脂]
作为构成粘接层240的粘接性树脂,可列举出例如橡胶系热熔粘接剂和改性聚烯烃(尤其是改性聚乙烯、改性聚丙烯)。作为改性聚烯烃,可列举出例如酸改性聚烯烃和硅烷改性聚烯烃等。作为改性聚烯烃的改性方式,可列举出基于接枝和共聚的改性。酸改性聚烯烃是聚烯烃系树脂被不饱和羧酸改性而得到的。作为不饱和羧酸,可列举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、纳迪克酸、富马酸、衣康酸、巴豆酸、柠康酸、山梨酸、中康酸、当归酸、邻苯二甲酸等。此外,作为其衍生物,可列举出酸酐、酯、酰胺、酰亚胺、金属盐等,可列举出例如马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、纳迪克酸酐、邻苯二甲酸酐、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、马来酸单乙酯、丙烯酰胺、马来酸单酰胺、马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠等。这些之中,优选为不饱和二羧酸及其衍生物,可特别优选地列举出马来酸酐和邻苯二甲酸酐。改性聚烯烃可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
[1-4-5.气体阻挡性树脂]
作为构成气体阻挡层250的气体阻挡性树脂,可列举出例如聚乙烯醇(PVA)、乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯树脂(PVDC)和聚丙烯腈(PAN)等树脂。
[1-4-6.其它成分]
第一层210、第二层220、第三层230、粘接层240、气体阻挡层250可以分别包含除了聚烯烃系树脂之外的热塑性树脂。其中,包含除了聚烯烃系树脂之外的热塑性树脂时,聚烯烃系树脂组合物中的除了聚烯烃系树脂之外的热塑性树脂的含量优选少于聚烯烃系树脂组合物中的聚烯烃系树脂的含量(换言之,在树脂成分整体之中为低于50%的量)。
从进一步提高纤维强化复合管200在高温下的耐久性、或者抑制耐久性因铜等金属而降低的观点出发,第一层210、第二层220、第三层230优选分别包含抗氧化剂。抗氧化剂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为抗氧化剂,可列举出受阻酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、胺系抗氧化剂和内酯系抗氧化剂等。
作为受阻酚系抗氧化剂,可列举出季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、硫代二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷醇酯、N,N’-己烷-1,6-二基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰胺]、苯丙酸、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基-C7-C9侧链烷基酯、3,3’,3”,5,5’,5”-六叔丁基-a,a’,a”-(均三甲基苯-2,4,6-三基)三对甲酚、4,6-双(十二烷基硫代甲基)邻甲酚、4,6-双(辛基硫代甲基)邻甲酚、亚乙基双(氧亚乙基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基间甲苯基)丙酸酯]、六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、1,3,5-三[(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲苯基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、2,6-二叔丁基-4-[4,6-双(辛基硫基)-1,3,5-三嗪-2-基氨基]苯酚、以及[{3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基}甲基]磷酸二乙酯等。
作为磷系抗氧化剂,可列举出亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、三[2-[[2,4,8,10-四叔丁基二苯并[d,f][1,3,2]二氧杂环庚三烯-6-基]氧基]乙基]胺、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双[2,4-双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙酯亚磷酸、以及4,4’-(1,1-联苯基)亚基二膦酸-四(2,4-二叔丁基苯基)酯等。
作为内酯系抗氧化剂,可列举出3-羟基-5,7-二叔丁基呋喃-2-酮与邻二甲苯的反应产物等。
从进一步提高纤维强化复合管200在高温下的耐久性、或者抑制耐久性因铜等金属而降低的观点出发,在第一层210、第二层220、第三层230包含抗氧化剂的情况下,抗氧化剂优选为酚系抗氧化剂、更优选为受阻酚系抗氧化剂。酚系抗氧化剂和受阻酚系抗氧化剂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
从进一步提高纤维强化复合管200在高温下的耐久性、或者抑制耐久性因铜等金属而降低的观点出发,抗氧化剂优选为3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酯或2,4,6-三(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苄基)均三甲基苯,上述聚烯烃系树脂组合物优选包含3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酯或2,4,6-三(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苄基)均三甲基苯。
第一层210、第二层220、第三层230的100重量%中,抗氧化剂、酚系抗氧化剂和受阻酚系抗氧化剂的含量分别优选为0.01重量%以上、更优选为0.1重量%以上,优选为5重量%以下、更优选为1重量%以下、进一步优选为0.5重量%以下。如果抗氧化剂、酚系抗氧化剂和受阻酚系抗氧化剂的含量为上述下限以上,则纤维强化复合管200在高温下的耐久性变得更高,含量超过上述上限时,纤维强化复合管200在高温下的耐久性不变,因此,如果为上述上限以下,则可抑制使用过量的抗氧化剂。
第一层210、第二层220、第三层230可根据需要包含交联剂、铜防锈剂、润滑剂、光稳定剂和颜料等添加剂。
作为交联剂,可列举出有机过氧化物等。聚烯烃系树脂组合物中,作为有机过氧化物,可列举出过氧化二异丙苯、过氧化氢二异丙苯和2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔等。交联剂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
有机过氧化物的用量没有特别限定。使用有机过氧化物时,相对于聚烯烃系树脂100重量份,有机过氧化物的含量优选为0.01重量份以上,优选为2重量份以下、更优选为1重量份以下。
作为润滑剂,没有特别限定,可列举出例如氟系润滑剂、石蜡系润滑剂和硬脂酸系润滑剂等。润滑剂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
润滑剂的用量没有特别限定。相对于聚烯烃系树脂100重量份,润滑剂的含量优选为0.01重量份以上,优选为3重量份以下。
作为光稳定剂,没有特别限定,可列举出例如水杨酸酯系、二苯甲酮系、苯并三唑系和氰基丙烯酸酯系等的紫外线吸收剂、以及受阻胺系的光稳定剂等。光稳定剂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为颜料,没有特别限定,可列举出例如偶氮系、酞菁系、士林系和染料色淀系等的有机颜料;以及氧化物系、铬酸钼系、硫化物-硒化物系和亚铁氰化物系等的无机颜料等。颜料可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
[1-5.热线膨胀系数]
纤维强化复合管200的热线膨胀系数为11×10-5/℃以下、更优选为10×10-5/℃以下、进一步优选为6×10-5/℃以下、进一步优选为5.5×10-5/℃以下、进一步优选为5×10-5/℃以下、特别优选为4.5×10-5/℃以下、最优选为4×10-5/℃以下。纤维强化复合管200的热线膨胀系数优选较低。如果纤维强化复合管200的热线膨胀系数低,则不易产生热伸缩。因此,在需要支承部件的部位处抑制热应力的发生,纤维强化复合管200的应用部位扩大。此外,如果纤维强化复合管200的热线膨胀系数低,则应用于后述的冷热水配管系统时,相对于在纤维强化复合管200中流通的具有20℃以上的温度幅度的冷热水不易产生热伸缩。
热线膨胀系数如下那样地测定。将纤维强化复合管200以轴向的长度达到1m的方式切断,得到评价样品。将所得评价样品在60℃(Thot)保管2小时,测定刚保管后的60℃的轴向的长度(Lhot)。接着,将相同的评价样品在5℃(Tcool)保管2小时,测定刚保管后的5℃的轴向的长度(Lcool)。将所得数值导入下述式1中,算出热线膨胀系数。
[数学式1]
Figure BDA0001381558320000161
[1-6.热间内压蠕变性能]
关于纤维强化复合管200在80℃的热间内压蠕变性能,在圆周应力为5.0MPa的条件下为1000小时以上、更优选在圆周应力为5.1MPa的条件下为1000小时以上、进一步优选在圆周应力为5.2MPa的条件下为1000小时以上、特别优选在圆周应力为5.5MPa的条件下为1000小时以上。热间内压蠕变性能中的时间是破损时间。优选纤维强化复合管200在高温下的蠕变性能较高。如果纤维强化复合管200在高温下的蠕变性能高,则作为流通高温流体的配管来说,其应用范围扩大。此外,通过兼具线膨胀性能与蠕变性能,由此作为冷热水管来说变得更有用。破损形态优选为略微脆性、进一步优选为延性裂纹。
上述80℃下的热间内压蠕变性能使用热间内压蠕变试验机在80℃进行试验。作为热间内压蠕变试验机,可列举出近藤科学株式会社制造的试验机。使用下述方法:将切成50cm长的纤维强化复合管200投入至调整为80℃的恒温水槽内,使用专用的密封夹具,并施加水压,由此设定为期望的圆周应力。
[1-7.成形]
纤维强化复合管200可通过制备分别用于制造第一层210、第二层220、第三层230、粘接层240和气体阻挡层250的树脂组合物,并通过共挤出来进行成形。作为成形机,没有特别限定,可列举出单螺杆挤出机、双螺杆异向平行挤出机、双螺杆异向锥形挤出机和双螺杆同向挤出机等。用于成形的模具、树脂温度等没有特别限定。
[2.冷热水配管系统]
[2-1.冷热水配管系统的构成]
图2示意性地示出本发明的冷热水配管系统的一例。图2所示的冷热水管配管系统100可用于空调机的冷热水配管。冷热水配管系统100包含纤维强化复合管200a和金属强化复合管300a。
相对于纤维强化复合管200a的容量与金属强化复合管300a的容量的总容量,纤维强化复合管200a占据70%以上的容积。由于纤维强化复合管200a的尺寸稳定性优异,因此,通过以纤维强化复合管200a的容量占据该总容量的大部分的方式来构成冷热水配管系统100,由此相对于要运输的冷热水的温度变化而言的尺寸稳定性优异。
纤维强化复合管200a因质量轻和容易切断等而施工性优异。在此基础上,金属强化复合管300a因弯曲加工性优异、即使配管空间狭窄也容易配设和连接等而施工性优异。对于冷热水管配管系统100来说,通过这些优异的施工性的协同效应而使整体的施工性显著提高。进而,纤维强化复合管200a和金属强化复合管300a均为树脂基质的挠性管,因此,冷热水管配管系统100整体的耐震性也优异。
在冷热水配管系统100内运输的冷热水的温度幅度为20℃以上。该温度幅度范围内的上限因纤维强化复合管200a和金属强化复合管300a的构成树脂的耐热温度等而异,因此没有特别限定,例如可以为105℃、优选为95℃、进一步优选为75℃、更进一步优选为55℃。冷热水的具体温度也因纤维强化复合管200a和金属强化复合管300a的构成树脂的耐热温度等而异,因此没有特别限定,例如,如果为聚乙烯系树脂,则可以为-5℃以上且60℃以下,例如,如果为聚丙烯系树脂,则可以为-5℃以上且90℃以下或者-5℃以上且100℃以下。
冷热水配管系统100包括热水锅炉410、冷冻机(本实施方式中为吸收式冷冻机)420、风机盘管机组430和膨胀槽440,用于运输在风机盘管机组430中出入的冷热水的管路整体由纤维强化复合管200a和金属强化复合管300a构成。图2中,标记有示出向风机盘管机组430流动的冷热水方向的箭头的管路表示去路,标记有示出从风机盘管机组430流出的冷热水方向的箭头的管路表示回路。
冷热水配管系统100中,金属强化复合管300a优选构成与包括冷热水的去路和回路的折返部分的机器(在本实施方式中为内置盘管的风机盘管机组430)连接的管。如冷热水配管系统100所示那样,风机盘管机组430在去路和回路处均连接有金属强化复合管300a。包括冷热水的去路和回路的折返部分的风机盘管机组430被配置于狭窄的配管空间(例如天花板上等),因此,利用金属强化复合管300a进行连接从弯曲加工性等施工性的观点出发是优选的。风机盘管机组430上连接的金属强化复合管300a与通至热水锅炉410或冷冻机420的纤维强化复合管200a相连结。
作为纤维强化复合管200a与风机盘管机组430上所连接的金属强化复合管300a之间的连接方式,如图2所示那样,风机盘管机组430上所连接的金属强化复合管300a可以与利用T形接头而从纤维强化复合管200a中分支出来的纤维强化复合管200a进行连结。
本实施方式的冷热水配管系统100是双管式冷热水系统,对于金属强化复合管300a和其上所连结的纤维强化复合管200a来说,同一管路可以用于运输冷水,也可以用于运输热水。纤维强化复合管200a介由三通阀而分支地连通于热水锅炉410所连接的热水管510以及冷冻机420所连接的冷水管520。
冷热水配管系统100还包括冷却塔450,其介由冷水管550而与冷冻机420连接。
热水管510、冷水管520和冷水管550由于所要运输的热水或冷水的温度差小,因此没必要一定由纤维强化复合管200a构成。然而,根据情况的不同,考虑到有时可能在热水管510内流通预料之外的高温水、以及管的温度在空调停机时和启动时大幅地变化(例如在外界气温高的情况下,空调停机时冷水管520、550被外界气温加热,空调启动时冷水管520、550被冷却。在外界气温低的情况下,空调停机时热水管510被外界气温冷却,空调起动时热水管510被加热)等在通常的树脂管(不具有纤维强化树脂层的树脂管)的情况下可预测的管伸缩,则优选由纤维强化复合管200a构成。
[2-2.冷热水配管系统的构成的变形方式]
本实施方式中示出了空调机的冷热水配管系统的一例,但是本发明可以是例如基于热源选自冷冻机、热泵和锅炉等与空调机选自空气调节器、风机盘管机组、诱导器等的任意组合的冷热水配管系统。其中,本发明在选择风机盘管机组作为空调机时特别有用,所述风机盘管机组被用于存在多个细小分支的部分。
进而,本发明的冷热水配管系统也可应用于气体热水器和热水锅炉等热水器的热水供水配管系统、公寓住宅和别墅住宅等的热水供水配管系统、向加湿器供水的加湿供水配管系统、冰蓄热式热交换机的配管系统等。
本实施方式中例示出了双管式的冷水管系统,但本发明可以为四管式的冷水管系统。冷水的管路与温水的管路独立存在而不共用,但管的温度在空调停机时和启动时大幅变化,因此,与本实施方式的冷热水配管系统100同样地使用纤维强化复合管200a。
本实施方式中例示出将金属强化复合管300a用于使从纤维强化复合管200a分支出的分支管路与风机盘管机组430连通的部位的方式,但本发明还可应用于在配管空间狭窄的空间(例如天花板上、墙壁里等)内利用金属强化复合管300修理一部分的配管的方式。
作为纤维强化复合管200a与风机盘管机组430所连接的金属强化复合管300a的连接方式,除了本实施方式中示出的方式之外,金属强化复合管300a也可以连结于介由T型接头而从纤维强化复合管200a分支出的肘形管。或者,金属强化复合管300a还可以直接连结于该T形接头。
应予说明,如后所述,冷热水配管系统100中包括的纤维强化复合管200a和金属强化复合管300a均包含保温材料。然而,本发明不限定于该方式,纤维强化复合管200a和金属强化复合管300a中的任一者或两者也可以被不含保温材料的纤维强化复合管200(上述)、金属强化复合管300(后述)置换。
[2-3.纤维强化复合管和金属强化复合管的连接部]
图3示出本发明的冷热水配管系统中的纤维强化复合管与金属强化复合管的连接部的示意性分解图。如图3所示那样,纤维强化复合管200a与金属强化复合管300a可介由电子熔化式连接器290和铆接式连接器390进行连接。应予说明,如图3所示那样,要与各连接器进行连接的纤维强化复合管200a的末端部分和金属强化复合管300a的末端部分分别不存在保温材料(后述图4中的保温材料280、后述图5中的保温材料380)。
纤维强化复合管200a的末端部分接合于电子熔化式连接器290。电子熔化式连接器290具有电子熔化用接合部和螺纹连结部。电子熔化用接合部通过在外插至纤维强化复合管200a的末端部分的状态下进行电子熔化接合,由此接合纤维强化复合管200。螺纹连结部通过旋入连结有金属强化复合管300a的铆接式连接器390的螺纹连结部(后述)而进行连结。
金属强化复合管300a的末端部分接合于铆接式连接器390。铆接式连接器390具有铆接用接合部和螺纹连结部。铆接用接合部通过在嵌合有金属强化复合管300a的末端部分的状态下被铆接,由此接合金属强化复合管300。
纤维强化复合管200a与金属强化复合管300a介由电子熔化式连接器290和铆接式连接器390而连结后,在欠缺保温材料的部分覆盖保温材料,由此使连结部分也能够保温。
应予说明,本实施方式中例示出了纤维强化复合管200a和金属强化复合管300a除了与接合有关的末端部分之外从连结时最初起均被保温材料覆盖的方式,但不限定于该方式。例如,纤维强化复合管200a和金属强化复合管300a可以在两者均完全不具有保温材料的状态下进行连结,并在连结结束后用保温材料覆盖纤维强化复合管200a整体、金属强化复合管300a整体和连结部。或者,可以在纤维强化复合管200a和金属强化复合管300a中的任一者(例如为纤维强化复合管200a)完全不具有保温材料的状态下进行连结,并在连结结束后用保温材料覆盖该任一者(例如为纤维强化复合管200a)的整体和连结部。
[2-4.纤维强化复合管和金属强化复合管的连接部的变形方式]
本实施方式中,例示出纤维强化复合管200a侧的电子熔化式连接器290的螺纹连结部为阴模、金属强化复合管300a侧的铆接式连接器390的螺纹连结部为阳模的方式,但各个螺纹连结部的阴阳模具可以相反。
本实施方式中,例示出电子熔化式连接器290为串联型的方式,但也可以为分支型。电子熔化式连接器290为分支型时,可以使2根纤维强化复合管200a与1根金属强化复合管300a连结。此时,可以利用分支型电子熔化式连接器290从纤维强化复合管200a进行分支,并且,使金属强化复合管300a直接连结于分支型电子熔化式连接器290。
本发明中,纤维强化复合管200a与金属强化复合管300a的连结除了上述方式之外,还可以为基于凸缘的连结和介由钢管的连结。
[2-5.纤维强化复合管]
图4是示意性地示出图2中的纤维强化复合管200a的截面图。
图4示出的纤维强化复合管200a(多层成形体)中,在上述纤维强化复合管200的基础上进一步包含保温材料280。冷热水配管系统100中,如纤维强化复合管200a那样地,第三层230的外周面侧优选被保温材料280覆盖。如上述纤维强化复合管200那样地,在第一层210、第二层220和第三层230的外侧还包含粘接层240和气体阻挡层250的情况下,保温材料280被设置于气体阻挡层250的外周面。保温材料280可以与气体阻挡层250的外周面接触地设置。
保温材料280由比表面积大的结构体构成。从通过阻断在纤维强化复合管200a内运输的冷热水与纤维强化复合管200a的外部环境之间的热移动而保持在纤维强化复合管200a内运输的冷热水的温度的观点、以及防止因该热移动而产生的结露(结露可成为显著降低保温性的主要原因)的观点出发,保温材料280优选设置于纤维强化复合管200a。
保温材料280的厚度没有特别限定,可以为成为保温对象的纤维强化复合管200的外径的2%以上且400%以下、优选为5%以上且350%以下。该厚度为上述下限以上时,从保持冷热水温度和防止结露的观点出发是优选的,该厚度为上述上限以下从施工的观点出发是优选的。
[2-6.金属强化复合管]
[2-6-1.层构成]
图5是示意性地示出图2中的金属强化复合管300a的截面图。
图5示出的金属强化复合管300a包含金属强化复合管300和保温材料380。
金属强化复合管300包含:管状的第一层310(内层/成形体)、配置于第一层310的外侧的管状的第二层330(中间层/金属)、以及配置于第二层330的外侧的管状的第三层350(外层/成形体)。在第一层310与第二层330之间介在有第一粘接层320,在第二层330与第三层350之间介在有第二粘接层340,但第一粘接层320和第二粘接层340并非必须。第一粘接层320和第二粘接层340是为了分别提高第一层310与第二层330之间的密合性和第二层330与第三层350之间的密合性而设置的。因此,金属强化复合管300a自轴心侧朝向外周侧依次层叠有第一层310、第一粘接层320、第二层330、第二粘接层340、第三层350。
第一层310包含聚烯烃系树脂。第二层330由金属构成。第三层350包含聚烯烃系树脂。第一层310和第三层350不含构成纤维强化复合管200a的纤维强化复合管200中那样的玻璃纤维。金属强化复合管300通过包含由金属构成的第二层330作为中间层,从而弯曲加工性优异。弯曲加工性是指容易弯曲且弯曲后的形状不易恢复原状的性质。
第一层310是金属强化复合管300a的最内侧的层,其接触在金属强化复合管300a内运输的冷热水。冷热水配管系统100中,如金属强化复合管300a那样,金属强化复合管300的外周面优选被保温材料380覆盖。保温材料380由比表面积大的结构体构成。从通过阻断在金属强化复合管300a内运输的冷热水与金属强化复合管300a的外部环境之间的热移动而保持在金属强化复合管300a内运输的冷热水的温度的观点、以及防止因该热移动而产生的结露(可成为显著降低保温性的主要原因)的观点出发,保温材料380设置于金属强化复合管300。
此外,构成金属强化复合管300a的金属强化复合管300中,在第一层310、第一粘接层320、第二层330、第二粘接层340、第三层350的基础上,还可以层叠有其它层,例如在最外层层叠有耐候层,在最内侧层层叠有耐化学试剂层等。
[2-6-2.厚度]
金属强化复合管300a中,第二层330的厚度相对于金属强化复合管300整体的壁厚之比(r2)例如可以为0.05以上且0.35以下。上述比值(r2)优选为0.1以上、优选为0.2以下。如果上述比值(r2)为上述下限以上,则强度(增强性)变得更良好。如果上述比值(r2)为上述上限以下,则弯曲加工性变得更良好。
金属强化复合管300a中,第一层310的厚度相对于金属强化复合管300整体的壁厚之比(r1)优选为0.35以上、更优选为0.45以上,优选为0.65以下、更优选为0.6以下。如果上述比值(r1)为上述下限以上,则耐热性、耐化学试剂性、耐腐蚀性、弯曲加工性变得更高。如果上述比值(r1)为上述上限以下,则刚性、强度变得更良好。
金属强化复合管300a中,第三层350的厚度相对于金属强化复合管300整体的壁厚之比(r3)优选为0.1以上、更优选为0.15以上,优选为0.3以下、更优选为0.25以下。如果上述比值(r3)为上述下限以上,则耐热性、耐化学试剂性、耐腐蚀性、弯曲加工性变得更高。如果上述比值(r3)为上述上限以下,则刚性、强度变得更良好。
构成金属强化复合管300a的金属强化复合管300的厚度优选为1mm以上、更优选为1.25mm以上,优选为6mm以下、更优选为3.5mm以下。如果该厚度为上述下限以上,则刚性、强度、耐压性变得更高。如果该厚度为上述上限以下,则弯曲加工性、轻量性变得更高。
金属强化复合管300中,第一粘接层320和第二粘接层340各自的厚度优选为50μm以上、更优选为75μm以上,优选为200μm以下、更优选为155μm以下。如果第一粘接层320和第二粘接层340各自的厚度为上述下限以上,则更容易控制厚度,粘接性变得更高。如果第一粘接层320和第二粘接层340各自的厚度为上述上限以下,则弯曲加工性变得更良好,进而,材料的用量降低,材料成本低廉且质量变轻。
保温材料380的厚度没有特别限定,可以为成为保温对象的金属强化复合管300的外径的2%以上且400%以下、优选为5%以上且350%以下。该厚度为上述下限以上时,从保持冷热水温度和防止结露的观点出发是优选的,该厚度为上述上限以下时,从施工的观点出发是优选的。
[2-6-3.组成]
第一层310中,聚烯烃系树脂的含量优选为90重量%以上、更优选为95重量%以上,优选为100重量%(总量)以下。第三层350中,聚烯烃系树脂的含量优选为90重量%以上、更优选为95重量%以上,优选为100重量%(总量)以下。
[2-6-4.成分]
[2-6-4-1.聚烯烃系树脂]
第一层310和第三层350中使用的聚烯烃系树脂没有特别限定,可以使用公知的聚烯烃系树脂。聚烯烃系树脂可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。作为第一层310和第三层350中分别使用的聚烯烃系树脂,可以为相同的树脂,也可以为不同的树脂。例如,从耐热性、耐久性等观点出发,第一层310可以选择更优异的树脂。关于第三层350,只要是对源自外部的冲击和摩擦、以及在接头的接合部长期负载的应力等具备最低限的耐性的树脂,就没有特别限定。例如,可根据成本等获取容易性来进行选择。
进而,作为第一层310和第三层350中分别使用的聚烯烃系树脂,可以是与构成纤维强化复合管200a的上述纤维强化复合管200的第一层210、第二层220和/或第三层230中所使用的聚烯烃系树脂相同的树脂,也可以是与其不同的树脂。
作为聚烯烃系树脂,可列举出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和乙烯-α-烯烃共聚物等。从耐热性、耐久性的观点出发,优选为聚乙烯或聚丙烯,更优选为聚乙烯。进而,聚烯烃系树脂可以为交联聚烯烃系树脂(尤其是交联聚乙烯PEX)。作为交联聚烯烃系树脂,可列举出过氧化物交联聚烯烃系树脂(尤其是过氧化物交联聚乙烯PEX-A)、硅烷交联聚烯烃系树脂(尤其是硅烷交联聚乙烯PEX-B)、电子束照射交联聚烯烃系树脂(电子束交联聚乙烯PEX-C)。从耐热性、耐久性、弯曲特性的观点出发,特别优选为交联聚乙烯(PEX)、耐热性聚乙烯(PE-RT)。
作为聚乙烯(PE),可列举出LDPE、LLDPE和HDPE等。作为聚丙烯(PP),可列举出均聚PP、嵌段PP和无规PP等。作为聚丁烯,可列举出聚丁烯-1等。
乙烯-α-烯烃共聚物特别优选为相对于乙烯以数摩尔%左右的比例使丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯或1-辛烯等α-烯烃共聚而得的共聚物。
此外,聚烯烃系树脂可以选择具有长期蠕变性的树脂。由此能够防止由破损导致的漏水事故。例如,耐热性聚乙烯(PE-RT)即使在90℃的高温下长期使用也不易产生拐点,耐久性优异。或者,具有长期蠕变性的聚烯烃系树脂可适合于PE100,对于所述PE100来说,以按照ISO/TR9080求出的长期水压强度为基础,管在恒定应力值为10.0MPa以上的条件下在20℃在50年中不破损。
[2-6-4-2.金属]
作为构成金属层的金属,可以无特别限定地选择强度和伸展性(extensibility)优异的金属,可列举出例如铝、铜、铅等。优选使用铝。
[2-6-4-3.粘接性树脂]
第一粘接层320和第二粘接层340可列举出例如橡胶系热熔粘接剂和改性聚烯烃(尤其是改性聚乙烯、改性聚丙烯)、离聚物。粘接性树脂可以单独使用下述例示的1种,也可以组合使用2种以上。
作为改性聚烯烃,可列举出例如酸改性聚烯烃和硅烷改性聚烯烃等。作为改性聚烯烃的改性方式,可列举出基于接枝和共聚的改性。酸改性聚烯烃是聚烯烃系树脂被不饱和羧酸或其衍生物改性而得到的。作为不饱和羧酸,可列举出例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、纳迪克酸、富马酸、衣康酸、巴豆酸、柠康酸、山梨酸、中康酸、当归酸、邻苯二甲酸等。此外,作为其衍生物,可列举出酸酐、酯、酰胺、酰亚胺、金属盐等,可列举出例如马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐、纳迪克酸酐、邻苯二甲酸酐、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、马来酸单乙酯、丙烯酰胺、马来酸单酰胺、马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠等。这些之中,优选为不饱和二羧酸及其衍生物,可特别优选地列举出马来酸酐和邻苯二甲酸酐。
离聚物是聚烯烃的共聚物(作为共聚单体,可列举出不饱和羧酸、不饱和羧酸酯)在分子链间通过金属离子进行交联而被中和后的树脂。共聚物可以单独使用,或者以多种的组合来使用。作为金属离子,可列举出锌、锰、钴等过渡金属离子;锂、钠、钾等碱金属离子;以及钙等碱土金属离子。这些金属离子可以单独使用,或者以多种的组合来使用。
[2-6-4-4.具体例]
作为更具体的层构成,例如金属强化复合管300由第一层310-第二层330-第三层350构成时,可列举出硅烷改性PE(交联PE)-铝-硅烷改性PE(交联PE)。此时,通过以容易与硅烷改性PE密合的方式对铝的表面进行表面处理,由此能够通过锚固效果而使两者密合。此外,金属强化复合管300由第一层310-第一粘接层320-第二层330-第二粘接层340-第三层350构成时,可列举出PE-RT(耐热性PE)-马来酸改性PE(粘接层)-铝-马来酸改性PE(粘接层)-高密度PE、硅烷改性PE(交联PE)-马来酸改性PE(粘接层)-铝-马来酸改性PE(粘接层)-硅烷改性PE(交联PE)。
[2-6-4-5.保温材料]
构成保温材料380的比表面积大的结构体可列举出多孔材料(例如树脂发泡体等)、纤维质材料(例如无纺布、织布、单纤维体、网状体等)。
从绝热性、柔软性、尺寸稳定性、安装容易性等观点出发,发泡树脂可以是作为第一层310和第三层350中使用的树脂而如上所述的聚烯烃系树脂的发泡体。从更有效地获得绝热性、柔软性、尺寸稳定性、安装容易性等观点出发,优选是作为第一层310和第三层350中使用的树脂而如上所述的聚烯烃系树脂的交联体(交联聚烯烃系树脂)。
纤维质材料可以为玻璃纤维、碳纤维等无机纤维,也可以为天然纤维、树脂纤维等有机纤维。
[2-6-4-6.其它成分]
第一层310、第三层350、第一粘接层320和第二粘接层340可以分别在保持期望特性的范围内包含除了聚烯烃系树脂之外的热塑性树脂。其中,包含除了聚烯烃系树脂之外的热塑性树脂时,聚烯烃系树脂组合物中的除了聚烯烃系树脂之外的热塑性树脂的含量优选少于聚烯烃系树脂组合物中的聚烯烃系树脂的含量(换言之,在树脂成分整体之中为低于50%的量)。作为具体的其它成分,可列举出与在构成纤维强化复合管200a的上述纤维强化复合管200中作为其它成分而列举出的除了聚烯烃系树脂之外的热塑性树脂、抗氧化剂、交联剂、润滑剂、光稳定剂、颜料相同的成分。
[2-6-5.热间内压蠕变性能]
金属强化复合管300的蠕变强度可以为纤维强化复合管200的1.5倍以上且3倍以下。
[2-6-6.口径]
从节约配管空间等观点出发,金属强化复合管300的内径的直径例如可以为75mm以下、优选为50m以下。如果考虑到弯曲加工性(弯曲容易性)、在狭窄配管内的配设容易性和连接容易性等加工性,则金属强化复合管300的外径的直径例如可以为35mm以下、优选为34mm以下、更优选为28mm以下。该口径范围内的下限值没有特别限定,从确保流量的观点出发,例如可以为10mm。
实施例
以下,示出实施例来具体说明本发明,但本发明不限定于下述实施例。
(实施例1)
将作为聚烯烃系树脂的聚乙烯(聚乙烯树脂、PE100、密度:0.95g/cm3)50重量份、玻璃纤维(纤维长度为3mm、纤维直径为13μm、氨基硅烷表面处理)40重量份、以及作为相容剂的硅烷改性聚乙烯(密度:0.95g/cm3)10重量份进行混合,得到用于形成第二层的聚烯烃系树脂组合物。此外,为了形成第一层和第三层,准备了作为聚烯烃系树脂的聚乙烯(PE100、密度:0.95g/cm3)。
通过将用于形成第一层的聚乙烯、用于形成第二层的聚烯烃系树脂组合物和用于形成第三层的聚乙烯进行挤出成形,从而得到3层结构的纤维强化复合管。
具体而言,第一层、第二层和第三层分别使用不同的单式挤出机(singleextruders)来形成。第一层、第三层使用40mm的单式挤出机,第二层使用75mm的单式挤出机。挤出温度设为200℃。作为模具而使用了专用三层模具。得到外径为60mm、整体厚度为5.5mm的50A三层管。
(实施例2~13、17~20和比较例1~9)
除了如下述表1~3所示那样地设定第一层、第二层和第三层的厚度和组成之外,与实施例1同样操作,从而得到纤维强化复合管。
(实施例14~16、21)
如下述表2、3所示那样地设定第一层、第二层和第三层的厚度和组成来形成三层管,在第三层的外侧使用马来酸酐改性聚乙烯(密度:0.93g/cm3)形成粘接层,并且,在粘接层的外侧使用乙烯乙烯醇(密度:1.19g/cm3)形成气体阻挡层,除此之外,与实施例1同样操作,从而得到纤维强化复合管。
具体而言,使用2个单式挤出机在三层管中的第三层的外侧形成粘接层和气体阻挡层。挤出温度设为200℃。
(评价)
(1)尺寸稳定性(热线膨胀系数)
通过上述方法来测定所得纤维强化复合管的热线膨胀系数。按照下述基准来判定尺寸稳定性。
[尺寸稳定性的判定基准]
○:热线膨胀系数为4×10-5/℃以下
△:热线膨胀系数超过4×10-5/℃且为5×10-5/℃以下
△△:热线膨胀系数超过5×10-5/℃且低于5.5×10-5/℃
×:热线膨胀系数为5.5×10-5/℃以上
(2)热间内压蠕变性能(1000小时)
对于所得纤维强化复合管在80℃的热间内压蠕变性能来说,使用热间内压蠕变试验机在80℃进行试验。评价破损时间为1000小时的圆周应力。破损时间为1000小时的圆周应力在5.0MPa以上时,80℃的热间内压蠕变性能在圆周应力为5.0MPa的条件下为1000小时以上。按照下述基准来判定热间内压蠕变性能。
[热间内压蠕变性能(圆周应力)的判定基准]
○:圆周应力为5.5MPa以上
△:圆周应力为5.24MPa以上且低于5.5MPa
△△:圆周应力为5MPa以上且低于5.24MPa
×:圆周应力低于5MPa或无法测定
[热间内压蠕变性能(破损形态)的判定基准]
○:延性裂纹
△:略微脆性裂纹
×:脆性裂纹
(3)施工性
通过将第三层刮研0.3mm,从而评价了施工性。按照下述基准来判定施工性。
[施工性的判定基准]
○:能够充分地刮研,能够进行EF接合
×:无法刮研,露出第二层
(4)透氧性
按照DIN4726,评价了透氧性。按照下述基准来判定透氧性。
[透氧性的判定基准]
○:在40℃低于0.32mg/m2.day
△:在40℃为0.32mg/m2.day以上
×:因挤出不良而导致纤维强化复合管存在不期望的透气孔
将详情和结果示于下述表1~表5。
[表1]
Figure BDA0001381558320000301
[表2]
Figure BDA0001381558320000311
[表3]
Figure BDA0001381558320000321
[表4]
Figure BDA0001381558320000331
[表5]
本发明的优选实施方式如上所示,但本发明不限定于上述实施方式,可在不超出本发明主旨的范围内进行各种变形。
符号说明
100...冷热水配管系统
200...纤维强化复合管(多层成形体)
210...第一层(内层/成形体)
220...第二层(中间层/成形体)
230...第三层(外层/成形体)
240...粘接层
250...气体阻挡层
200a...纤维强化复合管
290...连接部件
300a...金属强化复合管

Claims (12)

1.一种纤维强化复合管,其包括包含聚烯烃系树脂的管状的第一层、包含聚烯烃系树脂和玻璃纤维以及相容剂的管状的第二层、和包含聚烯烃系树脂的管状的第三层,
在所述第一层的外侧配置有所述第二层,在所述第二层的外侧配置有所述第三层,
所述第二层的厚度相对于所述第一层、所述第二层以及所述第三层的总厚度之比为0.3以上且0.8以下,
所述第二层100重量%中,所述聚烯烃系树脂的含量为45重量%以上且84重量%以下,所述玻璃纤维的含量为15重量%以上且45重量%以下,所述相容剂的含量为0.5重量%以上且10重量%以下,
在所述第三层的外侧配置有粘接层,在所述粘接层的外侧配置有气体阻挡层。
2.根据权利要求1所述的纤维强化复合管,其中,所述气体阻挡层是所述纤维强化复合管的最外层。
3.根据权利要求1所述的纤维强化复合管,其中,所述粘接层与所述气体阻挡层的总壁厚为0.125mm以上且0.4mm以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的纤维强化复合管,其中,所述第二层100重量%中,所述聚烯烃系树脂的含量为50重量%以上且79重量%以下。
5.根据权利要求4所述的纤维强化复合管,其中,所述气体阻挡层的厚度为0.075mm以上且0.200mm以下。
6.根据权利要求4所述的纤维强化复合管,其中,构成气体阻挡层的树脂为聚乙烯醇、乙烯乙烯醇共聚物、聚偏二氯乙烯树脂或聚丙烯腈。
7.根据权利要求4所述的纤维强化复合管,其中,80℃下的热间内压蠕变性能在圆周应力5.0MPa下为1000小时以上。
8.根据权利要求4所述的纤维强化复合管,所述纤维强化复合管用于冷热水配管系统。
9.根据权利要求4所述的纤维强化复合管,其中,所述相容剂的含量为2重量%以上且8重量%以下。
10.一种冷热水配管系统,其包括:
权利要求1~9中任一项所述的纤维强化复合管、
包含聚烯烃树脂和金属的金属强化复合管、以及
连接所述纤维强化复合管与所述金属强化复合管的连接部件,
所述纤维强化复合管的热线膨胀系数为10×10-5/℃以下,且
相对于所述纤维强化复合管与所述金属强化复合管的总容量,所述纤维强化复合管所占的容量为70%以上,且
所述冷热水配管系统用于运输温度幅度为20℃以上的冷热水。
11.根据权利要求10所述的冷热水配管系统,其中,所述纤维强化复合管的内径的直径为19mm以上,且所述金属强化复合管的内径的直径为75mm以下。
12.根据权利要求10或11所述的冷热水配管系统,其中,所述连接部件包含:用于与所述纤维强化复合管连接的电子熔化用接合部、和用于与所述金属强化复合管连接的螺纹连结部。
CN201680010751.9A 2015-02-20 2016-02-18 纤维强化复合管和冷热水配管系统 Active CN107250640B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015032018 2015-02-20
JP2015-032018 2015-02-20
JP2015101914A JP6510885B2 (ja) 2015-02-20 2015-05-19 多層管材
JP2015-101655 2015-05-19
JP2015-101914 2015-05-19
JP2015101655A JP6484106B2 (ja) 2015-05-19 2015-05-19 冷温水管路配管システム
PCT/JP2016/054738 WO2016133167A1 (ja) 2015-02-20 2016-02-18 繊維強化複合管および冷温水配管システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107250640A CN107250640A (zh) 2017-10-13
CN107250640B true CN107250640B (zh) 2020-01-03

Family

ID=57850197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680010751.9A Active CN107250640B (zh) 2015-02-20 2016-02-18 纤维强化复合管和冷热水配管系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10544886B2 (zh)
KR (1) KR101993147B1 (zh)
CN (1) CN107250640B (zh)
AU (1) AU2016220736B2 (zh)
SG (1) SG11201706694TA (zh)
TW (1) TWI688472B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109140062A (zh) * 2017-06-15 2019-01-04 山东品源管业有限公司 一种外黑内白型钢丝网增强塑料复合管材
KR102202381B1 (ko) * 2017-12-12 2021-01-12 (주)엘지하우시스 섬유강화 복합재 제조 장치 및 제조 방법
EP3613578B1 (de) 2018-08-21 2021-04-07 TI Automotive (Fuldabrück) GmbH Mehrschichtige kraftfahrzeug-temperier-rohrleitung
KR102033684B1 (ko) * 2019-02-20 2019-11-29 (주)호명메탈 수질개선이 가능한 스틸배관용 금속물 및 이 금속물을 이용한 스틸배관 제조방법
US10995884B1 (en) 2019-03-26 2021-05-04 Titeflex Corporation Multilayer composite pipe and pipe assemblies including reflective insulation
US11466798B2 (en) 2019-03-26 2022-10-11 Titeflex Corporation Multilayer composite pipe and pipe assemblies including reflective insulation
US11846370B2 (en) 2019-03-26 2023-12-19 Titeflex Corporation Multilayer composite pipe and pipe assemblies including reflective insulation
US11480271B2 (en) 2019-03-26 2022-10-25 Titeflex Corporation Multilayer composite pipe and pipe assemblies including reflective insulation
US11466799B2 (en) 2019-03-26 2022-10-11 Titeflex Corporation Multilayer composite pipe and pipe assemblies including reflective insulation
KR102590223B1 (ko) * 2022-11-04 2023-10-17 주식회사 삼창파이프 수밀성 보강 파이프관
KR102590220B1 (ko) * 2022-11-04 2023-10-17 주식회사 삼창파이프 강성 강화 파이프관

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1322616A (zh) * 2000-04-13 2001-11-21 格哈特·罗森堡 由塑料挤压,注塑等成型的液态等介质用的管件等成型件
CN1991223A (zh) * 2005-12-28 2007-07-04 曾建祥 一种纤维增强热塑性复合材料管道
CN104100782A (zh) * 2013-04-09 2014-10-15 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种玻璃纤维增强聚丙烯双层挤出管材及其制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6132743A (ja) * 1984-07-26 1986-02-15 昭和電工株式会社 多層構造管
JPH07253187A (ja) * 1994-03-15 1995-10-03 Sekisui Chem Co Ltd 管継手
JPH10272738A (ja) * 1997-03-31 1998-10-13 Kuraray Co Ltd パイプ
KR100381972B1 (ko) 2000-10-02 2003-05-01 한국지이플라스틱스 유한회사 반도체 칩 트레이용 폴리페닐렌옥사이드 또는폴리페닐렌에테르계 복합 수지 조성물
JP2006327154A (ja) 2005-05-30 2006-12-07 Nippon Chutetsukan Kk ポリオレフィン樹脂管
JP2007216555A (ja) 2006-02-17 2007-08-30 Fukushima Nitto Shinko Kk 繊維強化合成樹脂パイプ
US20110016747A1 (en) * 2009-01-22 2011-01-27 Armand Bitton Adaptable orthopedic insoles
JP2010243129A (ja) 2009-04-09 2010-10-28 Asahi Kasei Homes Co 放射冷暖房システム
WO2011016747A1 (en) 2009-06-19 2011-02-10 Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvenostyu «Alterplast» Multilayer plastic pipe for water supply and heating systems
EP2602103A1 (en) * 2011-12-06 2013-06-12 Wavin B.V. Multi-layered pipe

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1322616A (zh) * 2000-04-13 2001-11-21 格哈特·罗森堡 由塑料挤压,注塑等成型的液态等介质用的管件等成型件
CN1991223A (zh) * 2005-12-28 2007-07-04 曾建祥 一种纤维增强热塑性复合材料管道
CN104100782A (zh) * 2013-04-09 2014-10-15 合肥杰事杰新材料股份有限公司 一种玻璃纤维增强聚丙烯双层挤出管材及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
AU2016220736B2 (en) 2019-08-22
KR20170105579A (ko) 2017-09-19
US20180038522A1 (en) 2018-02-08
TW201637832A (zh) 2016-11-01
TWI688472B (zh) 2020-03-21
KR101993147B1 (ko) 2019-09-30
SG11201706694TA (en) 2017-09-28
US10544886B2 (en) 2020-01-28
AU2016220736A1 (en) 2017-08-31
CN107250640A (zh) 2017-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107250640B (zh) 纤维强化复合管和冷热水配管系统
TWI772264B (zh) 多層管材及其製造方法
JP6595787B2 (ja) 多層配管
US20110155359A1 (en) Hollow structures and associated method for conveying refrigerant fluids
JP2009234259A (ja) 少なくとも一つの安定化層を有する多層構造物
CA2784113A1 (en) Multilayer structures comprising a barrier layer and their use to convey fluids
US20090162591A1 (en) Multilayer coolant pipes
JP6484106B2 (ja) 冷温水管路配管システム
JP6574546B2 (ja) 多層管
JP6523045B2 (ja) ポリオレフィン系樹脂多層配管およびポリオレフィン系樹脂多層配管の製造方法
WO2016133167A1 (ja) 繊維強化複合管および冷温水配管システム
JP7074421B2 (ja) ポリオレフィン系樹脂多層管
JP2016196122A (ja) 多層配管
JP6510885B2 (ja) 多層管材
JP6502639B2 (ja) 配管システム
JP6397280B2 (ja) 多層管
CN211875323U (zh) 一种用于水暖的新型5层阻氧管
JP2022157416A (ja) 多層管
JP6709309B2 (ja) 多層管
KR101003574B1 (ko) 내구성이 우수한 플렉시블 내압 호스 및 그 제조방법
JP2000044909A (ja) 接着性樹脂組成物
US20230228349A1 (en) Composition of a multi-layer tube with a polyamide outer layer and process for making
JP2015098545A (ja) ポリオレフィン系樹脂組成物及び成形体
JP2015101508A (ja) 収束ガラス繊維、ポリエチレン系樹脂組成物及び成形体
CZ2008170A3 (cs) Vícevrstvá plastová trubka

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant