JP2015048396A - Polyethylene powder, lining, and lining construction method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば腐食環境において使用される配管などにライニングを形成するためのポリエチレン粉体、このポリエチレン粉体から成形されるライニング、及びライニングの施工方法に関する。 The present invention relates to a polyethylene powder for forming a lining, for example, in a pipe used in a corrosive environment, a lining molded from the polyethylene powder, and a lining construction method.
例えば、原子力発電プラントなどにおいては、冷却用の媒体として海水が用いられている。この海水が流通する配水管には、長期間の使用を前提として金属配管が用いられるが、コストの観点から炭素鋼が使用されることが多い。炭素鋼は、海水によって配管の腐食が発生するおそれがあり、このような腐食を防止するために、配管内面全体をライニングで覆うなどしている。 For example, in a nuclear power plant or the like, seawater is used as a cooling medium. Metal pipes are used for the distribution pipes through which the seawater circulates on the premise of long-term use, but carbon steel is often used from the viewpoint of cost. Carbon steel may cause corrosion of piping due to seawater, and in order to prevent such corrosion, the entire inner surface of the piping is covered with a lining.
上述のライニングは、例えば、ゴムやポリオレフィンなどによって構成される。特に、ポリオレフィンの中でもポリエチレンは水分透過率が小さく、また化学的に安定した高分子材料であるため、炭素鋼等よりなる配管内面の腐食防止に有効であることが知られている。 The above-described lining is made of, for example, rubber or polyolefin. In particular, among polyolefins, polyethylene is known to be effective in preventing corrosion of the inner surface of a pipe made of carbon steel or the like because it is a polymer material that has a low moisture permeability and is chemically stable.
また、ポリエチレンの中でも特に直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ：Ｌｉｎｅａｒ Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）は、分岐鎖の少ない分子構造を有し、分子が比較的密にパッキングされている。このため、分子間の隙間が小さく、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ：Ｌｏｗ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）と比較して水分透過率がさらに小さいなどの特性を有する。したがって、近年、ライニングには、この直鎖低密度ポリエチレンが適用されることが多くなっている。 Among polyethylenes, in particular, linear low density polyethylene (LLDPE) has a molecular structure with few branched chains, and molecules are packed relatively densely. For this reason, the gap between molecules is small, and the moisture permeability is further smaller than that of low density polyethylene (LDPE). Therefore, in recent years, this linear low density polyethylene is often applied to the lining.
ここで、特許文献１には、引張強さ等の機械的物性に優れたポリエチレンが開示されている。このポリエチレンはメタロセン触媒を用いて合成され、従来のチーグラー触媒を用いて合成されたものと比較すると、ポリエチレンの分子量分布が狭い範囲に収まり、シャープな分布となるため、結果として機械的物性を向上することが可能となっている。
また、特許文献２には、伸びが２３０％、引張強さが１２．５ＭＰａとされた直鎖低密度ポリエチレンが開示されている。また、特許文献２には、直鎖低密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを所定の割合で混合したポリエチレンも開示されている。
Here, Patent Document 1 discloses polyethylene having excellent mechanical properties such as tensile strength. This polyethylene is synthesized using a metallocene catalyst, and compared with the one synthesized using a conventional Ziegler catalyst, the molecular weight distribution of polyethylene falls within a narrow range, resulting in a sharp distribution, resulting in improved mechanical properties. It is possible to do.
Patent Document 2 discloses a linear low density polyethylene having an elongation of 230% and a tensile strength of 12.5 MPa. Patent Document 2 also discloses a polyethylene obtained by mixing linear low density polyethylene and low density polyethylene at a predetermined ratio.
ところで、配管などの内面に形成されたライニングでは、長期間使用すると、き裂が発生することがあるため、このき裂に対する耐性（耐き裂性）を向上させ、き裂の発生を抑制することが求められている。特許文献１には、上述のようなポリエチレンをライニングとして用いて機械的特性を向上させ、ライニングの性能を改善しているが、耐き裂性についての言及はなかった。 By the way, a lining formed on the inner surface of a pipe or the like may crack when used for a long period of time. Therefore, resistance to the crack (crack resistance) is improved and crack generation is suppressed. It is demanded. In Patent Document 1, although the above-described polyethylene is used as a lining to improve the mechanical characteristics and improve the performance of the lining, there is no mention of crack resistance.
また、特許文献２には、伸びが２３０％、引張強さが１２．５ＭＰａとされた直鎖低密度ポリエチレンが開示されているが、このように引張強さ及び伸びが低い場合、耐き裂性は低い。また、特許文献２には、直鎖低密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとを所定の割合で混合したポリエチレンが開示されているが、このように複数の種類のポリエチレンを使用すると、製造コストが増加してしまう。なお、特許文献１と同様に、特許文献２にも、耐き裂性についての言及はなかった。 Patent Document 2 discloses a linear low density polyethylene having an elongation of 230% and a tensile strength of 12.5 MPa. When the tensile strength and the elongation are low as described above, The nature is low. Further, Patent Document 2 discloses polyethylene in which linear low density polyethylene and low density polyethylene are mixed at a predetermined ratio. However, when a plurality of types of polyethylene are used in this way, the manufacturing cost increases. End up. As in Patent Document 1, Patent Document 2 also did not mention crack resistance.
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、水分遮断性、化学的安定性を有するとともに、耐き裂性が良好なライニングを施工可能なポリエチレン粉体、ライニング、及びライニングの施工方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has polyethylene moisture, lining, and lining construction capable of constructing a lining having moisture barrier properties, chemical stability, and good crack resistance. It aims to provide a method.
本発明者らは、上述した課題を解決すべく検討した結果、ライニングを構成するポリエチレンの抗張積が大きいほど、ライニングの耐き裂性が向上し、き裂の発生を抑制できることを見出した。
ここで、抗張積とは、測定対象の粉体を加熱環境下で圧縮成型してシートを形成し、そのシートから試験片を作製して引張試験を行い、引張強さと破断時の伸びを測定した際の引張強さ（ＭＰａ）と伸び（％）の積である。試験片の形状は、ＪＩＳ Ｋ ７１６２に記載の試験片５Ａ形とした。
そして、さらに本発明者らは、実機調査結果から、一般的に高分子材料の引張破断エネルギーの指標とされている抗張積がライニングの経時劣化に伴って低下することと、ライニング施工時にライニング層に気泡、特に直径０．５ｍｍ以上の気泡が残留することが重なると、ライニングにき裂が発生し易くなることを明らかにした。そこで、経時におけるき裂の発生を抑制する手段として、ライニングを成形する際に用いる粉体の初期の抗張積を高めるだけでなく、粉体の安息角を所定以下にするとともに、中位粒度を所定の範囲に設定することにより、粉体の流動性を向上させて前述の気泡数の減少と最大気泡径の低減を両立し、耐き裂性を向上できることを見出した。
本発明は、上記の知見に基づき完成させたものであって、その要旨は以下の通りである。
As a result of studying to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the greater the tensile product of polyethylene constituting the lining, the better the crack resistance of the lining and the suppression of the occurrence of cracks. .
Here, the tensile product is formed by compressing and molding a powder to be measured in a heated environment to form a sheet, preparing a test piece from the sheet, performing a tensile test, and determining the tensile strength and elongation at break. It is the product of tensile strength (MPa) and elongation (%) when measured. The shape of the test piece was the test piece 5A type described in JIS K 7162.
Further, the present inventors further confirmed that the tensile product, which is generally used as an index of the tensile rupture energy of the polymer material, decreases as the lining deteriorates with the aging of the lining. It has been clarified that cracks are likely to occur in the lining when bubbles, particularly bubbles with a diameter of 0.5 mm or more remain in the layer. Therefore, as a means to suppress the occurrence of cracks over time, not only the initial tensile product of the powder used when molding the lining is increased, but also the angle of repose of the powder is reduced to a predetermined value and the medium grain size. It was found that by setting to a predetermined range, the fluidity of the powder can be improved to achieve both the reduction in the number of bubbles and the reduction in the maximum bubble diameter, and the crack resistance can be improved.
The present invention has been completed based on the above findings, and the gist thereof is as follows.
すなわち、本発明のポリエチレン粉体は、抗張積が７５００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有し、安息角が４０°以下、かつ中位粒度が１７０μｍ以上２７０μｍ以下であることを特徴としている。 That is, the polyethylene powder of the present invention contains linear low density polyethylene having a tensile product of 7500 MPa ·% or more and 30000 MPa ·%, an angle of repose of 40 ° or less, and a median particle size of 170 μm or more and 270 μm or less. It is characterized by that.
本発明のポリエチレン粉体によれば、安息角が４０°以下、中位粒度が１７０μｍ以上２７０μｍ以下とされているので、例えばライニングを成形する際の粉体の流動性が高く、空気が粉体の融液中に含有されにくい。したがって、施工中のライニング中に気泡が形成されにくいため、応力集中の起点となる気泡数を減少させるとともに、最大気泡径も小さくすることができ、耐き裂性を向上させることができる。
さらに、ポリエチレン粉体は、抗張積が７５００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有する構成とされているので、抗張積の初期値が十分に大きいことから、経時劣化によって抗張積が低下しても、抗張積の絶対値は従来のポリエチレンより高い値を保持できるため、相対的に、ライニングのき裂の発生及び進展が起こりにくく、前述の気泡への応力集中が起こりにくくなることと併せて、耐き裂性を向上させることができる。
According to the polyethylene powder of the present invention, since the angle of repose is 40 ° or less and the median particle size is 170 μm or more and 270 μm or less, for example, the powder has high fluidity when molding a lining, and air is a powder. It is hard to be contained in the melt. Therefore, since it is difficult for bubbles to be formed during the lining under construction, the number of bubbles as a starting point of stress concentration can be reduced, the maximum bubble diameter can be reduced, and crack resistance can be improved.
Furthermore, since the polyethylene powder is configured to contain a linear low density polyethylene having a tensile product of 7500 MPa ·% or more and 30000 MPa ·% or less, the initial value of the tensile product is sufficiently large, so that the deterioration with time Even if the tensile product is lowered by the above, the absolute value of the tensile product can be kept higher than that of the conventional polyethylene. Together with the fact that concentration is less likely to occur, the crack resistance can be improved.
さらに、本発明のポリエチレン粉体では、溶融粘度が、温度２３０℃、シェアレート１２ｓｅｃ−１において、１５００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
この場合、粉体が溶融した際に、融液中に含まれる気泡が、外方に抜けやすいため、ライニングに含まれる気泡数を減少させるとともに、最大気泡径も小さくすることができ、耐き裂性をさらに向上させることが可能である。
Furthermore, in the polyethylene powder of the present invention, the melt viscosity is preferably 1500 Pa · s or less at a temperature of 230 ° C. and a shear rate of 12 sec −1 .
In this case, when the powder is melted, the bubbles contained in the melt easily escape outward, so that the number of bubbles contained in the lining can be reduced and the maximum bubble diameter can be reduced. It is possible to further improve the tearability.
また、前記直鎖低密度ポリエチレンは、メタロセン触媒によって合成されていることが好ましい。
このように直鎖低密度ポリエチレンがメタロセン触媒によって合成されていることで、他の触媒を用いて合成される場合と比較して、分子量分布がより狭い範囲となる。すなわち、分子の大きさがより揃うことになる。
したがって、引張強さや破断時の伸びを向上でき、この結果、引張強さと破断時の伸びとの積である抗張積の数値を増大させ、き裂の発生をさらに抑制できる。
Moreover, it is preferable that the said linear low density polyethylene is synthesize | combined with the metallocene catalyst.
Thus, since the linear low density polyethylene is synthesized by the metallocene catalyst, the molecular weight distribution is in a narrower range as compared with the case where it is synthesized using another catalyst. That is, the molecular sizes are more uniform.
Therefore, the tensile strength and the elongation at break can be improved. As a result, the value of the tensile product, which is the product of the tensile strength and the elongation at break, can be increased, and the generation of cracks can be further suppressed.
また、本発明のポリエチレン粉体は、高分子酸化防止剤をさらに含有することが好ましい。
このような添加剤によって、直鎖低密度ポリエチレンの酸化劣化を防止することが可能となり、酸化劣化による抗張積の低下を遅らせ、耐き裂性が高い初期の状態をより長期間保持することができる。
Moreover, it is preferable that the polyethylene powder of the present invention further contains a polymer antioxidant.
With such additives, it is possible to prevent oxidative degradation of linear low density polyethylene, delay the decrease in tensile product due to oxidative degradation, and maintain the initial state with high crack resistance for a longer period of time. Can do.
本発明のライニングは、上述のポリエチレン粉体から成形されることを特徴としている。
本発明のライニングによれば、上述のポリエチレン粉体から成形される構成とされているので、耐き裂性が良好となり、長期間使用した場合であってもき裂の発生を抑制することができる。
The lining of the present invention is characterized by being molded from the above-mentioned polyethylene powder.
According to the lining of the present invention, since it is configured to be molded from the above-mentioned polyethylene powder, the crack resistance is good, and the occurrence of cracks can be suppressed even when used for a long time. it can.
本発明のライニング施工方法は、被ライニング材にライニングを施工するライニングの施工方法であって、粉体を供給する直前の温度が２５０℃以上３３０℃以下とされた被ライニング材に対して、抗張積が７５００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有し、安息角が４０°以下、かつ中位粒度が１７０μｍ以上２７０μｍ以下であるポリエチレン粉体を供給することを特徴としている。 The lining construction method of the present invention is a lining construction method for constructing a lining on a material to be lined, and is resistant to a material to be lined whose temperature immediately before supplying powder is 250 ° C. or higher and 330 ° C. or lower. A linear low density polyethylene having a tension of 7500 MPa ·% or more and 30000 MPa ·% or less is contained, and a polyethylene powder having an angle of repose of 40 ° or less and a median particle size of 170 μm or more and 270 μm or less is provided. .
本発明のライニング施工方法によれば、粉体を供給する直前の温度が２５０℃以上３３０℃以下とされた被ライニング材に、抗張積が７５００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有し、安息角が４０°以下、中位粒度が１７０μｍ以上２７０μｍ以下であるポリエチレン粉体を供給する構成とされているので、耐き裂性を向上させることができる。さらに、上述の温度範囲とされた被ライニング材にライニングを形成することによって、被ライニング材に形成されるライニングの接着を促進し、被ライニング材の表面に良好なライニングを形成することが可能である。 According to the lining construction method of the present invention, a linear low density having a tensile product of 7500 MPa ·% or more and 30000 MPa ·% or less on a lining material whose temperature immediately before supplying powder is 250 ° C. or more and 330 ° C. or less. Since it is configured to supply polyethylene powder containing polyethylene, having an angle of repose of 40 ° or less and a median particle size of 170 μm or more and 270 μm or less, the crack resistance can be improved. Furthermore, by forming a lining on the material to be lined in the above temperature range, it is possible to promote adhesion of the lining formed on the material to be lined and to form a good lining on the surface of the material to be lined. is there.
また、前述のライニングの施工方法では、ライニング施工時の冷却過程において、冷却が徐冷によって行われていることが好ましい。
この場合、ライニング施工時の冷却過程において、溶融状態のライニング中に含まれる気泡が外方に抜けることができる時間を十分に確保できるため、ライニング中に含まれる気泡数を減少させるとともに、最大気泡径を小さくすることができ、ライニングの耐き裂性を向上させることができる。
In the lining construction method described above, it is preferable that cooling is performed by slow cooling in the cooling process during lining construction.
In this case, in the cooling process at the time of lining construction, it is possible to secure sufficient time for the bubbles contained in the molten lining to escape outward, so that the number of bubbles contained in the lining is reduced and the maximum bubbles The diameter can be reduced, and the crack resistance of the lining can be improved.
本発明によれば、水分遮断性、化学的安定性を有するとともに、耐き裂性、特に経時後の耐き裂性が良好なライニングを施工可能なポリエチレン粉体、ライニング、及びライニングの施工方法を提供することができる。 According to the present invention, a polyethylene powder, a lining, and a lining construction method capable of constructing a lining having moisture barrier properties, chemical stability, and good crack resistance, in particular, crack resistance after aging. Can be provided.
以下に、本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。
本発明の一実施形態におけるライニング配管１０は、図１に示すように、配管１１（被ライニング材）と、この配管１１の内面に形成されたライニング１２とを備えている。
配管１１は、例えば炭素鋼で構成された円筒状の鋼管である。この配管１１は、内部に流通する媒体によって内部が腐食することがあるため、内面にこの腐食を防止するためのライニング１２が形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIG. 1, the lining pipe 10 according to an embodiment of the present invention includes a pipe 11 (a material to be lined) and a lining 12 formed on the inner surface of the pipe 11.
The pipe 11 is a cylindrical steel pipe made of carbon steel, for example. Since the inside of the pipe 11 may corrode due to a medium flowing inside, a lining 12 for preventing this corrosion is formed on the inner surface.
ライニング１２は、ライニング用の粉体を用いた粉体成形だけでなく、予め筒状に成形したライニング１２を配管１１の内面に挿入することによって、配管１１に施工しても良い。ここで、本実施形態では、ライニング用の粉体として、ポリエチレン粉体を用いている。
なお、ライニング１２は、配管１１の内面に形成されるものに限定されるものではなく、配管の外面及び他の形状の構造部材に適用することも可能である。
The lining 12 may be applied to the pipe 11 by inserting not only the powder molding using the powder for lining but also the lining 12 molded in advance into a cylindrical shape into the inner surface of the pipe 11. Here, in this embodiment, polyethylene powder is used as the lining powder.
In addition, the lining 12 is not limited to what is formed in the inner surface of the piping 11, It is also possible to apply to the outer surface of piping, and the structural member of another shape.
高分子材料を長期間使用すると、環境条件によって劣化速度に差はあるものの、劣化が進行する。この劣化によって、ライニングにき裂が発生すると、き裂を通って内部の流体（水、海水など）が配管母材である炭素鋼に接し、母材の腐食原因となることから、ライニングには耐き裂性、特に経時後も高い耐き裂性が求められる。
本発明者らは、実プラントで長期間使用されたポリエチレンライニング材を調査し、経時劣化によりき裂が発生したポリエチレンライニングでは、抗張積が低下しているだけでなく、ライニング中に残存した気泡が存在することを見出した。
When a polymer material is used for a long period of time, the deterioration proceeds although there is a difference in deterioration rate depending on environmental conditions. When a crack occurs in the lining due to this deterioration, the fluid inside (water, seawater, etc.) passes through the crack and comes into contact with the carbon steel that is the pipe base material, causing corrosion of the base material. Crack resistance, particularly high crack resistance even after aging is required.
The present inventors investigated a polyethylene lining material that has been used for a long time in an actual plant, and in a polyethylene lining in which cracks occurred due to deterioration over time, not only the tensile product decreased but also remained in the lining. We found that bubbles were present.
具体的には、ライニングのき裂が発生する場合、ライニング中に残留した気泡に応力集中し、き裂の起点となっていることを確認した。また、これをさらに解析した結果、気泡径が大きいほど、応力集中が生じ易いことが判明した。すなわち、ライニング中に残留する気泡数が少ないほど、また最大気泡径が小さいほど、き裂発生確率が下がることが明らかとなった。そして、このライニング中に残存する気泡数を少なくするとともに、最大気泡径を小さくするためには、ライニングを成形する際に用いるポリエチレン粉体の安息角を所定以下にするとともに、中位粒度を所定の範囲に設定することが有効であることを見出した。
また、本発明者らは、引張強さと破断時の伸びの積である抗張積の初期値が所定以上である場合、劣化によって抗張積が低下しても、劣化後もなお、き裂し難い領域に抗張積を保持できるため、上記気泡発生数抑制・大径気泡発生抑制と併せて、耐き裂性を向上できることも見出した。
なお、ライニングの成形時においては、ライニングと配管との熱収縮率の差に起因する残留応力が発生し、前述の気泡に残留応力が集中し易く、気泡がき裂発生の起点になり易いと考えられる。
Specifically, when a lining crack occurred, it was confirmed that stress was concentrated on the bubbles remaining during the lining, and this was the origin of the crack. Further, as a result of further analysis, it was found that stress concentration tends to occur as the bubble diameter increases. That is, it has been clarified that the probability of crack generation decreases as the number of bubbles remaining in the lining decreases and the maximum bubble diameter decreases. In order to reduce the number of bubbles remaining in the lining and reduce the maximum bubble diameter, the angle of repose of the polyethylene powder used for molding the lining is set to a predetermined value or less and the intermediate particle size is set to a predetermined value. It was found that setting to the range of is effective.
In addition, when the initial value of the tensile product, which is the product of tensile strength and elongation at break, is greater than or equal to a predetermined value, the inventors of the present invention are able to reduce the tensile product due to deterioration and still crack after deterioration. It has also been found that since the tensile product can be maintained in a difficult region, crack resistance can be improved in combination with the suppression of the number of generated bubbles and the suppression of the generation of large-sized bubbles.
When molding the lining, residual stress is generated due to the difference in thermal shrinkage between the lining and the piping, and the residual stress tends to concentrate on the above-mentioned bubbles, and the bubbles are likely to be the starting point of cracking. It is done.
本実施形態であるポリエチレン粉体、及びライニング１２は、上述のような知見に基づいてなされたものである。すなわち、本実施形態のポリエチレン粉体は、抗張積が７５００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下の直鎖低密度ポリエチレン（以下、ＬＬＤＰＥと称することがある。）を含有し、安息角が４０°以下、かつ中位粒度が１７０μｍ以上２７０μｍ以下である。そして、本実施形態のライニング１２は、このポリエチレン粉体を用いて成形されている。
以下に、本実施形態であるポリエチレン粉体を上述のように規定している理由について説明する。
The polyethylene powder and the lining 12 according to the present embodiment are made based on the above knowledge. That is, the polyethylene powder of the present embodiment contains linear low density polyethylene (hereinafter sometimes referred to as LLDPE) having a tensile product of 7500 MPa ·% to 30000 MPa ·%, and an angle of repose of 40 ° or less. And the medium particle size is 170 μm or more and 270 μm or less. And the lining 12 of this embodiment is shape | molded using this polyethylene powder.
The reason why the polyethylene powder according to this embodiment is defined as described above will be described below.
（ＬＬＤＰＥ）
ＬＬＤＰＥは、重合触媒によってエチレンとα−オレフィンとを共重合させた高分子化合物である。なお、本実施形態において、ＬＬＤＰＥの密度は、０．９３０ｇ／ｃｍ３以上０．９４５ｇ／ｃｍ３とされている。
ＬＬＤＰＥの密度が０．９３０ｇ／ｃｍ３未満の場合、水分遮蔽性が不十分となるおそれがあり、密度が０．９４５ｇ／ｃｍ３超の場合、溶融温度が高くなりライニング施工時の温度が上昇し、含有される低分子量成分の分解・ガス化などにより気泡が発生しやすくなるおそれがある。よって、ＬＬＤＰＥの密度が上述の範囲に規定されている。
(LLDPE)
LLDPE is a polymer compound obtained by copolymerizing ethylene and α-olefin using a polymerization catalyst. In the present embodiment, the density of the LLDPE is a 0.930 g / cm 3 or more 0.945 g / cm 3.
If the density of the LLDPE is less than 0.930 g / cm 3, there is a possibility that the water barrier property is insufficient, when the density is 0.945 g / cm 3 greater than the temperature at the time of lining, the higher the melting temperature rise In addition, there is a possibility that bubbles are likely to be generated due to decomposition and gasification of contained low molecular weight components. Therefore, the density of LLDPE is defined in the above range.
ここで、ＬＬＤＰＥは、重合触媒の一種であるメタロセン触媒を用いて合成されたもの（以下、メタロセンＬＬＤＰＥと称する。）であることが好ましい。メタロセン触媒とは、ジルコノセンとメチルアルミノキサンとを組み合わせたものであり、エチレンに対して高い重合活性を示す。
すなわち、メタロセンＬＬＤＰＥにおいては、分子量の分布が狭い範囲に収まることとなる。したがって、例えばチーグラー触媒等の他の触媒を用いてＬＬＤＰＥが合成されている場合と比較して、熱分解・ガス化し易い低分子量のＬＬＤＰＥが少ないため、ライニング１２の成形時において、ＬＬＤＰＥの熱分解に起因する気泡の発生数を少なくすることができる。
Here, LLDPE is preferably synthesized using a metallocene catalyst which is a kind of polymerization catalyst (hereinafter referred to as metallocene LLDPE). The metallocene catalyst is a combination of zirconocene and methylaluminoxane, and exhibits high polymerization activity with respect to ethylene.
That is, in metallocene LLDPE, the molecular weight distribution falls within a narrow range. Therefore, compared to the case where LLDPE is synthesized using another catalyst such as a Ziegler catalyst, the LLDPE having a low molecular weight that is easily pyrolyzed and gasified is less, so the LLDPE is thermally decomposed when the lining 12 is molded. It is possible to reduce the number of bubbles generated due to.
メタロセンＬＬＤＰＥはエチレン−α−オレフィン共重合体であり、モノサイト触媒の存在下でエチレンと炭素原子数が３〜３０、好ましくは３〜８のα−オレフィンとを共重合して得られるポリマーである。
コモノマーとしての３〜３０の炭素原子を有するα−オレフィンの例としてはプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン、１−ドコセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−アイコセン〔ｓｉｃ〕、１−ドコセン〔ｓｉｃ〕、１−テトラコセン〔ｓｉｃ〕、１−ヘキサコセン〔ｓｉｃ〕、１−オクタコセン〔ｓｉｃ〕及び１−トリアコンタセンを挙げることができる。これらのα−オレフィンは単独でも良いし、２種類以上を併用しても良い。
また、メタロセンＬＬＤＰＥは、市販品を使用することができる。
Metallocene LLDPE is an ethylene-α-olefin copolymer, which is a polymer obtained by copolymerizing ethylene and an α-olefin having 3 to 30 carbon atoms, preferably 3 to 8 carbon atoms, in the presence of a monosite catalyst. is there.
Examples of α-olefins having 3 to 30 carbon atoms as comonomer include propylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3- Methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-docosene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-icosene [sic], 1-docosene [sic], 1-tetracosene [sic] 1-hexacosene [sic], 1-octacosene [sic] and 1-triacontacene. These α-olefins may be used alone or in combination of two or more.
Moreover, a commercial item can be used for metallocene LLDPE.
（抗張積：７５００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下）
抗張積は、測定対象となる粉体から作製した引張試験片を用いて測定した引張強さ（ＭＰａ）と破断時の伸び（％）の積で表されるものである。引張速度を５０ｍｍ／分とした時に測定される抗張積が所定の範囲にある場合、き裂の発生及びき裂の進展が生じ難くなり、耐き裂性を向上させることが可能である。
初期の抗張積が７５００ＭＰａ・％未満では、特に経時により抗張積が低下した場合など、き裂の発生及びき裂の進展を抑制することができず、耐き裂性が低下してしまう。また、抗張積が３００００ＭＰａ・％超では、環境応力割れやライニング１２の施工が難しくなる。
このような理由から引張速度を５０ｍｍ／分とした時の抗張積の範囲は、７５００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下の範囲に設定されている。なお、抗張積の好ましい範囲は、１００００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下である。
(Tensile product: 7500 MPa ·% or more and 30000 MPa ·% or less)
The tensile product is represented by a product of tensile strength (MPa) measured using a tensile test piece prepared from a powder to be measured and elongation at break (%). When the tensile product measured when the tensile speed is 50 mm / min is within a predetermined range, the generation of cracks and the progress of cracks are difficult to occur, and the crack resistance can be improved.
If the initial tensile product is less than 7500 MPa ·%, particularly when the tensile product decreases with time, crack generation and crack propagation cannot be suppressed, and the crack resistance is reduced. . Further, if the tensile product exceeds 30000 MPa ·%, environmental stress cracking and the construction of the lining 12 become difficult.
For these reasons, the tensile product range when the tensile speed is 50 mm / min is set to a range of 7500 MPa ·% to 30000 MPa ·%. A preferable range of the tensile product is 10000 MPa ·% or more and 30000 MPa ·% or less.
（安息角：４０°以下）
安息角は粉体の流動性の指標となるものである。安息角が４０°以下では、粉体の嵩密度が大きくなり、粉体堆積物中に噛み込んだ空気が少なくなる。よって、本実施形態のポリエチレン粉体を用いて施工したライニング１２中に残留する気泡数を減少させるとともに、最大気泡径も小さくすることができる。
安息角が４０°を超える場合、粉体の嵩密度が小さくなり、ライニング１２の成形時にライニング１２に残留する気泡数が増加するとともに、最大気泡径も大きくなってしまう。
このような理由から安息角の範囲は、４０°以下に設定されている。なお、安息角の好ましい範囲は、３５°以下である。
(Angle of repose: 40 ° or less)
The angle of repose is an index of the fluidity of the powder. When the angle of repose is 40 ° or less, the bulk density of the powder increases, and the amount of air entrained in the powder deposit decreases. Therefore, the number of bubbles remaining in the lining 12 constructed using the polyethylene powder of the present embodiment can be reduced, and the maximum bubble diameter can be reduced.
When the angle of repose exceeds 40 °, the bulk density of the powder becomes small, the number of bubbles remaining in the lining 12 during molding of the lining 12 increases, and the maximum bubble diameter also increases.
For this reason, the repose angle range is set to 40 ° or less. In addition, the preferable range of a repose angle is 35 degrees or less.
（中位粒度：１７０μｍ以上２７０μｍ以下）
前述の安息角は、粒径の分布も影響するため、本実施形態では、中位粒度を１７０μｍ以上２７０μｍ以下の範囲に設定している。すなわち、中位粒度は、安息角に影響を与える因子である。粉体の中位粒度は、粉砕と分級を適宜実施することにより制御することが可能である。
中位粒度が、１７０μｍ未満の場合、平均粒径が小さくなりすぎると比表面積（単位質量あたりの表面積）が大きくなりすぎてポリエチレン微粒子が凝集しやすくなる懸念がある。中位粒度が、２７０μｍ超の場合、ポリエチレン粒子間の間隙が大きくなるなどの懸念がある。
また、ポリエチレン粉体には、３５５μｍを超えるポリエチレン粒子が存在しないことが好ましい。
(Medium particle size: 170 μm or more and 270 μm or less)
Since the angle of repose described above also affects the distribution of particle sizes, in this embodiment, the median particle size is set in the range of 170 μm or more and 270 μm or less. That is, the median particle size is a factor that affects the angle of repose. The medium particle size of the powder can be controlled by appropriately performing pulverization and classification.
When the median particle size is less than 170 μm, if the average particle size is too small, there is a concern that the specific surface area (surface area per unit mass) becomes too large and the polyethylene fine particles tend to aggregate. When the median particle size exceeds 270 μm, there is a concern that the gap between the polyethylene particles becomes large.
Moreover, it is preferable that the polyethylene powder does not have polyethylene particles exceeding 355 μm.
また、本実施形態において、粉体の嵩密度は、０．３６ｇ／ｃｍ３以上であることが好ましい。粉体の嵩密度は、０．４０ｇ／ｃｍ３以上であることがさらに好ましい。
粉体の嵩密度が０．３６ｇ／ｃｍ３以上の場合、ライニング１２を成形した際に、ライニング１２中に含まれる気泡数を減少させるとともに、最大気泡径も小さくすることができる。
In the present embodiment, the bulk density of the powder is preferably 0.36 g / cm 3 or more. More preferably, the bulk density of the powder is 0.40 g / cm 3 or more.
When the bulk density of the powder is 0.36 g / cm 3 or more, when the lining 12 is formed, the number of bubbles contained in the lining 12 can be reduced and the maximum bubble diameter can be reduced.
さらに、本実施形態において、ポリエチレン粉体の溶融粘度が、温度２３０℃、シェアレート１２ｓｅｃ−１において、１５００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。
溶融粘度が高いと、ライニング１２の成形時において、気泡がライニング１２中から抜けにくくなるため、溶融粘度は上述の範囲に設定されている。また、ライニング１２の施工時には、溶融した粉体の融液には、シェアがほとんど負荷されないため、低シェアにおける溶融粘度が、ライニング１２中に残留する気泡数、及び最大気泡径と相関があり、上述の範囲に設定することにより、気泡数を減少させるとともに最大気泡径も小さくすることができる。
なお、粉体の溶融粘度のより好ましい範囲は、温度２３０℃、シェアレート１２ｓｅｃ−１において、１３００Ｐａ・ｓ以下である。
Furthermore, in this embodiment, it is preferable that the melt viscosity of the polyethylene powder is 1500 Pa · s or less at a temperature of 230 ° C. and a shear rate of 12 sec −1 .
When the melt viscosity is high, bubbles are less likely to escape from the lining 12 when the lining 12 is molded, so the melt viscosity is set in the above range. Further, when the lining 12 is constructed, the melt of the melted powder is hardly loaded with a share, so the melt viscosity at a low share has a correlation with the number of bubbles remaining in the lining 12 and the maximum bubble diameter, By setting the above range, the number of bubbles can be reduced and the maximum bubble diameter can be reduced.
A more preferable range of the melt viscosity of the powder is 1300 Pa · s or less at a temperature of 230 ° C. and a shear rate of 12 sec −1 .
さらに、上述の粉体は、ＬＬＤＰＥに加え、高分子酸化防止剤を含んでいても良い。
ここで、高分子酸化防止剤（酸化防止機能を有する添加剤）としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、セミヒンダードフェノール系化合物、レスヒンダードフェノール系化合物および一般にＨＡＬＳと略称されるヒンダードアミン系化合物が挙げられる。また、高分子酸化防止剤の酸化防止機能の向上のため、イオウ系酸化防止剤、リン系酸化防止剤を用いても良い。さらに、フェノール系化合物とリン系化合物の両方の特徴が組み合わさったフェノール系化合物を用いることもできる。
なお、上記の高分子酸化防止剤に限定されるものではない。また、上記の高分子酸化防止剤は単独でも良いし、２種以上を併用しても良い。
Furthermore, the above-mentioned powder may contain a polymeric antioxidant in addition to LLDPE.
Here, examples of the polymer antioxidant (additive having an antioxidant function) include, for example, hindered phenol compounds, semi-hindered phenol compounds, resindered phenol compounds, and hindered amine compounds generally abbreviated as HALS. Compounds. In order to improve the antioxidant function of the polymer antioxidant, a sulfur-based antioxidant or a phosphorus-based antioxidant may be used. Furthermore, a phenolic compound in which features of both a phenolic compound and a phosphorus compound are combined can also be used.
In addition, it is not limited to said polymeric antioxidant. Moreover, said polymeric antioxidant may be individual and may use 2 or more types together.
高分子酸化防止剤の配合量はＬＬＤＰＥ（又はメタロセンＬＬＤＰＥ）１００重量部に対して、０．００５重量部以上１．０重量部以下であることが好ましい。
高分子酸化防止剤の配合量が０．００５重量部未満の場合は、配合量が少なすぎるため酸化防止の効果が十分に得られないおそれがある。また、１．０重量部を超える場合は、ＬＬＤＰＥとの相溶性の上限となる場合が多く、添加した高分子酸化防止剤が短時間でポリエチレン表面に析出するなどの現象が発現し、１．０重量部以上添加する効果が期待できない。このような理由により、高分子酸化防止剤の好ましい配合量は、上記の範囲とされている。
It is preferable that the compounding quantity of a polymeric antioxidant is 0.005 weight part or more and 1.0 weight part or less with respect to 100 weight part of LLDPE (or metallocene LLDPE).
When the blending amount of the polymeric antioxidant is less than 0.005 parts by weight, the blending amount is too small, so that the antioxidant effect may not be sufficiently obtained. Moreover, when it exceeds 1.0 weight part, it becomes the upper limit of compatibility with LLDPE in many cases, and the phenomenon that the added polymeric antioxidant precipitates on the polyethylene surface in a short time appears. The effect of adding 0 part by weight or more cannot be expected. For these reasons, the preferred blending amount of the polymeric antioxidant is within the above range.
配管１１へのライニング１２の施工方法として、上述の粉体を用いて配管１１に施工する粉体成形法を用いることが好ましい。
ここで、配管１１を加熱炉で加熱した後、加熱炉から取り出して放冷しながら施工する場合は、施工する直前の配管１１の温度は、２５０℃以上３３０℃以下であることが好ましい。
As a method for constructing the lining 12 on the pipe 11, it is preferable to use a powder molding method for constructing the pipe 11 using the above-mentioned powder.
Here, when the pipe 11 is heated in the heating furnace and then taken out from the heating furnace and allowed to cool, the temperature of the pipe 11 immediately before the construction is preferably 250 ° C. or higher and 330 ° C. or lower.
温度が３３０℃より高い場合、メタロセンＬＬＤＰＥを使用しても、メタロセンＬＬＤＰＥの熱分解・ガス化を避けられず、ライニング１２と配管１１（母材）界面に気泡が発生するおそれがある。また、温度が２５０℃より低い場合、ＬＬＤＰＥ粉体の溶融不足で粉体の一部が、粉体状態のままでライニング１２に残留したり、粉体が含む気泡が脱泡されずにライニング１２中に残ったりして、均一なライニング１２を配管１１の全面に形成できないおそれがある。 When the temperature is higher than 330 ° C., even if metallocene LLDPE is used, thermal decomposition and gasification of the metallocene LLDPE cannot be avoided, and bubbles may be generated at the interface between the lining 12 and the pipe 11 (base material). When the temperature is lower than 250 ° C., a part of the powder remains in the lining 12 in a powder state due to insufficient melting of the LLDPE powder, or bubbles contained in the powder are not defoamed and the lining 12 is not defoamed. The uniform lining 12 may not be formed on the entire surface of the pipe 11.
また、粉体成形法でライニング１２中の気泡が抜け出る時間を十分に確保するために、成形時の冷却方法は、徐冷とし、例えば１６０℃以上２５０℃以下の温度領域の保持時間を長くして、冷却に伴うポリエチレンの溶融粘度の上昇を抑制することが好ましい。施工開始温度から５０℃までの具体的な平均冷却速度としては、例えば、１℃／分以上１０℃／分以下の範囲である。
冷却速度が１℃／分より遅いと、生産効率が低下してしまう。また、冷却速度が１０℃／分より速いと、前述の気泡が抜け出る時間が不足したり、ライニング１２（ＬＬＤＰＥ）と配管１１（炭素鋼）との熱収縮の差に起因してライニング１２の剥離が生じやすくなる等のおそれがある。このような理由から、冷却速度の範囲は上記の範囲とされている。
Further, in order to ensure a sufficient time for the bubbles in the lining 12 to escape by the powder molding method, the cooling method during molding is slow cooling, for example, the holding time in the temperature range of 160 ° C. to 250 ° C. is increased. Thus, it is preferable to suppress an increase in the melt viscosity of polyethylene accompanying cooling. The specific average cooling rate from the construction start temperature to 50 ° C. is, for example, in the range of 1 ° C./min to 10 ° C./min.
When the cooling rate is slower than 1 ° C./min, the production efficiency is lowered. If the cooling rate is faster than 10 ° C./min, the time for the bubbles to escape is insufficient, or the lining 12 is peeled off due to the difference in thermal shrinkage between the lining 12 (LLDPE) and the pipe 11 (carbon steel). May occur. For this reason, the range of the cooling rate is the above range.
以上のような構成とされた本実施形態であるポリエチレン粉体によれば、安息角が４０°以下、中位粒度が１７０μｍ以上２７０μｍ以下とされているので、ライニング１２を成形する際のポリエチレン粉体の流動性が高く、空気がライニング１２に含有されにくい。したがって、ライニング１２中に気泡が形成されにくいため、残留応力が集中してき裂の起点となる気泡の数を減少させるとともに、特に応力集中が生じ易い最大気泡の径も小さくすることができ、耐き裂性を向上させることができる。 According to the polyethylene powder of the present embodiment configured as described above, the angle of repose is 40 ° or less and the median particle size is 170 μm or more and 270 μm or less. The fluidity of the body is high, and air is hardly contained in the lining 12. Accordingly, since bubbles are not easily formed in the lining 12, the number of bubbles that become the starting point of cracks due to concentration of residual stress can be reduced, and the diameter of the maximum bubble that is particularly prone to stress concentration can be reduced. The tearability can be improved.
さらに、ポリエチレン粉体は、抗張積が７５００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有する構成とされているので、抗張積が十分に大きく、耐き裂性を向上させることができる。 Furthermore, since the polyethylene powder is configured to contain a linear low density polyethylene having a tensile product of 7500 MPa ·% or more and 30000 MPa ·% or less, the tensile product is sufficiently large and the crack resistance is improved. be able to.
また、ライニング１２の成形に用いられる粉体の溶融粘度が、温度２３０℃、シェアレート１２ｓｅｃ−１において、１５００Ｐａ・ｓ以下とされているので、施工過程でポリエチレン粉体が溶融した際に、溶融物に含まれる気泡が、外方に抜けやすい。したがって、ライニング１２に含まれる気泡数を減少させるとともに、最大気泡径も小さくすることができ、耐き裂性をさらに向上させることが可能である。 In addition, since the melt viscosity of the powder used for forming the lining 12 is 1500 Pa · s or less at a temperature of 230 ° C. and a shear rate of 12 sec −1 , it is melted when the polyethylene powder is melted during the construction process. Air bubbles contained in objects are likely to escape outward. Therefore, the number of bubbles contained in the lining 12 can be reduced, the maximum bubble diameter can be reduced, and the crack resistance can be further improved.
また、直鎖低密度ポリエチレンは、メタロセン触媒によって合成されていることが好ましく、直鎖低密度ポリエチレンがメタロセン触媒によって合成されていることで、他の触媒を用いて合成される場合と比較して、分子の大きさがより揃うことになる。よって、引張強さや破断時の伸びを向上でき、この結果、引張強さと破断時の伸びとの積である抗張積の数値を増大させ、き裂の発生をさらに抑制できる The linear low density polyethylene is preferably synthesized with a metallocene catalyst, and the linear low density polyethylene is synthesized with a metallocene catalyst, so that it is synthesized with another catalyst. , The molecular size will be more uniform. Therefore, the tensile strength and elongation at break can be improved. As a result, the value of the tensile product, which is the product of the tensile strength and elongation at break, can be increased, and the occurrence of cracks can be further suppressed.
また、ポリエチレン粉体は、好ましくは高分子酸化防止剤をさらに含有しており、この場合、ライニング１２中にも高分子酸化防止剤が含有されることになる。このような添加剤によって、直鎖低密度ポリエチレンの酸化を防止することが可能となり、酸化劣化に対する耐久性の向上を図ることができる。 The polyethylene powder preferably further contains a polymer antioxidant, and in this case, the polymer antioxidant is also contained in the lining 12. Such an additive makes it possible to prevent the oxidation of the linear low-density polyethylene and improve the durability against oxidative degradation.
また、本実施形態に係るライニング１２は、上述のポリエチレン粉体から成形される構成とされているので、耐き裂性が良好となり、長期間使用した場合であってもき裂の発生を抑制することができる。 In addition, since the lining 12 according to the present embodiment is formed from the above-described polyethylene powder, the crack resistance is good, and the occurrence of cracks is suppressed even when used for a long time. can do.
また、本実施形態に係るライニング１２の施工方法は、２５０℃以上３３０℃以下とされた配管１１に対して、安息角が４０°以下、中位粒度が１７０μｍ以上２７０μｍ以下、かつ抗張積が７５００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有する粉体を供給する構成とされているので、耐き裂性を向上させることができる。 Moreover, the construction method of the lining 12 according to this embodiment is such that the angle of repose is 40 ° or less, the median particle size is 170 μm or more and 270 μm or less, and the tensile product is not more than 250 ° C. to 330 ° C. Since it is set as the structure which supplies the powder containing the linear low density polyethylene of 7500 Mpa *% or more and 30000 Mpa *% or less, crack resistance can be improved.
また、上述の温度範囲でライニング１２を施工することによって、ライニング１２と配管１１の界面に気泡が発生することを抑制し、炭素鋼母材との密着性が良好なライニング１２を成形することができる。
さらに、ライニング１２の施工時の冷却速度を徐冷にすることによって、ライニング１２の施工時の冷却過程において、粉体の融液中に含まれる気泡が外方に抜ける時間を十分に確保できるため、ライニング１２中に含まれる気泡数を減少させるとともに、最大気泡径を小さくすることができ、ライニング１２の耐き裂性を向上させることができる。
Further, by applying the lining 12 in the above temperature range, it is possible to suppress the generation of bubbles at the interface between the lining 12 and the pipe 11 and to form the lining 12 having good adhesion to the carbon steel base material. it can.
Furthermore, by gradually cooling the cooling rate at the time of construction of the lining 12, it is possible to sufficiently ensure the time for bubbles contained in the melt of the powder to escape outward in the cooling process at the time of construction of the lining 12. The number of bubbles contained in the lining 12 can be reduced, the maximum bubble diameter can be reduced, and the crack resistance of the lining 12 can be improved.
以上、本発明の一実施形態であるポリエチレン粉体、ライニング、及びライニングの施工方法について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、この発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
なお、本実施形態において、直鎖低密度ポリエチレンは、架橋されている構成とされても良い。
As described above, the polyethylene powder, the lining, and the lining construction method according to the embodiment of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to this, and is appropriately within a range not departing from the technical idea of the present invention. It is possible to change.
In this embodiment, the linear low density polyethylene may be configured to be crosslinked.
以下に、本発明の効果を確認すべく行った確認実験について説明する。
表１に記載したポリエチレン粉体を用いて、安息角、中位粒度、溶融粘度、嵩密度を測定した。また、これらのポリエチレン粉体を用いて形成したシートから引張試験用試験体を作製し、耐き裂性の目安となる抗張積（引張強さ×破断時の伸び）を測定した。さらに、これらのポリエチレン粉体を用いてライニングを成形し、ライニング中に含まれる気泡を観察した。
各測定方法、及び観察方法について以下に説明する。
Below, the confirmation experiment performed in order to confirm the effect of this invention is demonstrated.
Using the polyethylene powder described in Table 1, the angle of repose, the median particle size, the melt viscosity, and the bulk density were measured. In addition, a test specimen for a tensile test was prepared from a sheet formed using these polyethylene powders, and a tensile product (tensile strength × elongation at break) serving as a standard of crack resistance was measured. Furthermore, a lining was formed using these polyethylene powders, and bubbles contained in the lining were observed.
Each measurement method and observation method will be described below.
（抗張積の測定方法）
表１に記載の粉体を用いて、１６５℃の温度で圧縮成形して、実施例１、２、比較例１、２の厚さ２ｍｍのシートを形成した。これらのシートからＪＩＳ Ｋ ７１６２に記載の試験片５Ａ形を作製して、引張試験を行い、各々の試験片の引張強さ（ＭＰａ）と、破断時の伸び（％）とを測定し、これらの積である抗張積（ＭＰａ・％）を算出した。なお、引張試験は、ＪＩＳ Ｋ ７１６１の規定に準拠して行い、引張速度を５０（ｍｍ／分）とした。
(Measurement method of tensile product)
Using the powder described in Table 1, compression molding was performed at a temperature of 165 ° C. to form sheets of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 having a thickness of 2 mm. A test piece 5A type described in JIS K 7162 is produced from these sheets, a tensile test is performed, and the tensile strength (MPa) and elongation (%) at break of each test piece are measured. The tensile product (MPa ·%), which is the product of The tensile test was performed in accordance with JIS K 7161, and the tensile speed was 50 (mm / min).
（安息角の測定方法）
図２に示すように、振動篩２１を振動させ、ロート２２を通して円形テーブル２３上に、実施例１、２、比較例１、２の粉体を落下させ、三角錐状の粉体の山２４を形成する。この粉体の山を光源２５で照らし、そのシルエットを光源の反対側に設置したＣＣＤカメラ２６で撮影する。そして、画像解析により安息角を計測した。
(Measurement method of repose angle)
As shown in FIG. 2, the vibrating sieve 21 is vibrated, the powders of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are dropped onto a circular table 23 through a funnel 22, and a triangular pyramid shaped powder pile 24 is obtained. Form. The pile of powder is illuminated with a light source 25 and the silhouette is photographed with a CCD camera 26 installed on the opposite side of the light source. And the angle of repose was measured by image analysis.
（中位粒度の測定方法）
実施例１、２、比較例１、２の粉体１００ｇを量り取り、ＪＩＳ標準篩を使用してふるい分けする。篩毎に篩上に残留している粉体の質量を量り、その積算質量が全体の５０％になる粒子径、すなわち中位粒度を次式により算出した。
中位粒度（μｍ）＝（５０−Ａ／Ｃ−Ａ）×（Ｄ−Ｂ）＋Ｂ
Ａ：篩の目が粗い方から積算した篩上の質量が全体の５０％未満であり、且つ５０％に最も近い篩上までの積算質量（ｇ）
Ｂ：Ａの積算値の篩目開き（μｍ）
Ｃ：篩の目が粗い方から積算した篩上の質量が全体の５０％以上であり、且つ５０％に最も近い篩上までの積算質量（ｇ）
Ｄ：Ｃの積算値の篩目開き（μｍ）
(Medium particle size measurement method)
100 g of the powders of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 are weighed and sieved using a JIS standard sieve. The mass of the powder remaining on the sieve was measured for each sieve, and the particle diameter at which the accumulated mass was 50% of the total, that is, the median particle diameter was calculated by the following equation.
Medium particle size (μm) = (50−A / C−A) × (D−B) + B
A: Accumulated mass (g) up to the sieve surface closest to 50%, with the mass on the sieve integrated from the coarser screen being less than 50%
B: sieve opening of integrated value of A (μm)
C: The mass on the sieve, which is accumulated from the coarser sieve mesh, is 50% or more of the total, and the accumulated mass up to the sieve sieve closest to 50% (g)
D: sieve opening of integrated value of C (μm)
（溶融粘度の測定方法）
ＪＩＳ Ｋ ７１９９に準拠し、キャピラリーレオメータを用いて溶融粘度を測定した。測定温度はＪＩＳ Ｋ ７１９９において、ＰＥの測定温度１５０〜２５０℃の範囲である２３０℃とした。この２３０℃はライニング成形時の冷却過程の温度である。
なお、ＰＥ（ポリエチレン）の粉体の溶融から冷却固化の工程では、溶融状態のＰＥにシェアはほとんど作用しないと考えられるため、低シェア領域の粘度として、シェアレート１２ｓｅｃ−１における溶融粘度を測定した。
（嵩密度の測定方法）
ＪＩＳ Ｋ ７３６５に準拠して、実施例１、２、比較例１、２の粉体の嵩密度を測定した。
(Measuring method of melt viscosity)
The melt viscosity was measured using a capillary rheometer in accordance with JIS K 7199. The measurement temperature was set to 230 ° C., which is a range of 150 to 250 ° C. measurement temperature of PE in JIS K 7199. This 230 ° C. is the temperature of the cooling process during lining molding.
In the process of melting PE (polyethylene) powder to cooling and solidifying, it is considered that there is almost no shear on the melted PE, so the melt viscosity at a shear rate of 12 sec −1 is measured as the viscosity in the low shear region. did.
(Measurement method of bulk density)
Based on JIS K 7365, the bulk density of the powders of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 was measured.
（ライニングの残留気泡観察方法）
実施例１、２、比較例１、２の粉体を用いて炭素鋼からなる配管にライニングを成形した後、このライニングを剥離し、島津製作所製Ｘ線ＣＴ装置（ＳＭＸ−９０ＣＴＸ）を用いてライニングに内在する気泡を観察し、気泡数、最大気泡径を測定した。
なお、ライニングの成形方法は、粉体成形法を用いて行った。より具体的には、ライニングの施工開始温度は２８０℃とし、冷却は、施工開始温度から５０℃までの平均冷却速度が２．５℃／分の条件で徐冷した。
(Remaining bubble observation method for lining)
After forming a lining on a pipe made of carbon steel using the powders of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, this lining was peeled off, and an X-ray CT apparatus (SMX-90CTX) manufactured by Shimadzu Corporation was used. The bubbles existing in the lining were observed, and the number of bubbles and the maximum bubble diameter were measured.
The lining was formed using a powder forming method. More specifically, the construction starting temperature of the lining was 280 ° C., and the cooling was gradually performed under the condition that the average cooling rate from the construction starting temperature to 50 ° C. was 2.5 ° C./min.
以上の評価の結果を、表２及び図３〜６に示す。なお図３は、実施例１のライニングの残留気泡観察結果を示す図である。図４は、実施例２のライニングの残留気泡観察結果を示す図である。図５は、比較例１のライニングの残留気泡観察結果を示す図である。図６は、比較例２のライニングの残留気泡観察結果を示す図である。また、図３〜６において、「欠陥体積」とは「気泡の体積」を意味している。 The results of the above evaluation are shown in Table 2 and FIGS. FIG. 3 is a diagram showing the observation results of residual bubbles in the lining of Example 1. FIG. 4 is a view showing the observation results of residual bubbles in the lining of Example 2. FIG. 5 is a diagram showing the observation results of residual bubbles in the lining of Comparative Example 1. FIG. 6 is a diagram showing the observation results of residual bubbles in the lining of Comparative Example 2. 3 to 6, “defect volume” means “bubble volume”.
実施例１及び実施例２では、引張破断エネルギーの目安である抗張積が高く、さらに、気泡数が少なく、最大気泡径が小さいため、残留応力の集中が起こりにくくなり、耐き裂性が向上すると考えられる。
なお、実施例のライニングの残留気泡観察結果である図３、４と、比較例のライニングの残留気泡観察結果である図５、６とを比較すると、明らかに、図３、４の方が図５、６よりも気泡数が少なく、また、最大気泡径が小さいことが分かる。
In Example 1 and Example 2, since the tensile product, which is a measure of the tensile breaking energy, is high, the number of bubbles is small, and the maximum bubble diameter is small, the concentration of residual stress is difficult to occur, and the crack resistance is high. It is thought to improve.
3 and 4 which are the observation results of residual bubbles in the lining of the example and FIGS. 5 and 6 which are the observation results of residual bubbles in the lining of the comparative example are clearly shown in FIGS. It can be seen that the number of bubbles is smaller than 5, 6 and the maximum bubble diameter is small.
一方、比較例１は、安息角、溶融粘度が本発明の範囲から外れ、かつチーグラー触媒で合成したＬＬＤＰＥの粉体を用いているため、実施例１、２と比較して、ライニングに残留した気泡数が多く、また最大気泡径が大きいため、残留応力の集中が起こりやすく、実施例１、２と比較して、き裂が発生しやすいと考えられる。
また、比較例２は、高圧法ＬＤＰＥの粉体を用いているため、抗張積の値が本発明の範囲外となった。さらに、安息角、及び中位粒度が本発明の範囲外であるため、気泡数が多くなり、最大気泡径も大きくなり、実施例１、２と比較して、き裂が発生しやすいと考えられる。
On the other hand, since the angle of repose and melt viscosity deviated from the scope of the present invention and Comparative Example 1 used LLDPE powder synthesized with a Ziegler catalyst, it remained in the lining compared to Examples 1 and 2. Since the number of bubbles is large and the maximum bubble diameter is large, concentration of residual stress is likely to occur, and it is considered that cracks are likely to occur compared to Examples 1 and 2.
Moreover, since the comparative example 2 uses the powder of the high pressure method LDPE, the value of the tensile product was out of the range of the present invention. Furthermore, since the angle of repose and the median particle size are outside the scope of the present invention, the number of bubbles increases and the maximum bubble size also increases, and it is considered that cracks are likely to occur compared to Examples 1 and 2. It is done.
１１ 配管（被ライニング材）
１２ ライニング
11 Piping (lined material)
12 Lining
Claims (7)
粉体を供給する直前の温度が２５０℃以上３３０℃以下とされた被ライニング材に対して、
抗張積が７５００ＭＰａ・％以上３００００ＭＰａ・％以下の直鎖低密度ポリエチレンを含有し、安息角が４０°以下、かつ中位粒度が１７０μｍ以上２７０μｍ以下であるポリエチレン粉体を供給することを特徴とするライニングの施工方法。 A lining construction method for lining a lining material,
For the lining material whose temperature immediately before supplying the powder is 250 ° C. or higher and 330 ° C. or lower,
A polyethylene powder having a linear low density polyethylene having a tensile product of 7500 MPa ·% or more and 30000 MPa ·% or less, an angle of repose of 40 ° or less, and a median particle size of 170 μm or more and 270 μm or less is provided. Lining construction method.
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