JP2018105446A - 発泡樹脂管 - Google Patents

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Abstract

【課題】高湿度環境下において、外表面における結露の発生を効果的に防止することができ、結露による汚染又はカビの発生等を防ぐことができる発泡樹脂管を提供する。【解決手段】本発明に係る発泡樹脂管は、管本体と、前記管本体の外表面側に配置された表面層とを備え、温度25℃及び湿度90%の環境下において、温度10℃のドレン水が15分流れるまで、前記表面層の外表面に結露が発生しない。【選択図】図1

Description

本発明は、結露を防止可能な発泡樹脂管に関する。
建物の内部の空気調和に用いられる空調機や家庭内で用いられるエアコン等からは、ドレン水(排水)が排出される。通常、排出されるドレン水は、建物や家屋の壁面内に配置されたドレン水用排水管によって排出される。また、一般的な温度及び湿度の環境下で用いられるエアコン等から排出されるドレン水の温度は、10〜15℃程度である。エアコン等の連続的な運転により継続的にドレン水が排出されると、ドレン水によってドレン水用排水管が冷却され、ドレン水用排水管の外表面に結露が発生することがある。結露により生じた水分がドレン水用排水管から垂れると、天井材等にシミやカビが発生する。このため、ドレン水用排水管には、結露を防止する対策が必要である。
結露を防止する方法としては、ドレン水用排水管を市販のグラスウールや保温カバー等の保温材により被覆する方法等が挙げられる。ドレン水用排水管を保温材により被覆することで、冷却されたドレン水用排水管と空気との接触を防止でき、結露の発生を防止できる。しかしながら、上述した方法では、ドレン水用排水管の配管施工だけでなく、ドレン水用排水管を保温材により被覆する新たな施工が必要である。施工時間及び施工費用等に優れた結露を防止する方法が望まれている。
下記の特許文献1には、平均発泡倍率が2〜7倍の独立気泡型の発泡塩化ビニル樹脂によって構成される排水管が開示されている。上記発泡塩化ビニル樹脂の内周面には、0.2〜0.5mmの厚さのスキン層が設けられている。上記発泡塩化ビニル樹脂の外周面には、0.2〜1.0mmの厚さのスキン層が設けられている。下記の特許文献1に記載の排水管では、保温性に優れた発泡塩化ビニル樹脂によって構成されているので、保温材により被覆しなくても、排水管の外表面における結露の発生を防止できる。
特開平7−217934号公報
特許文献1に記載の従来の排水管では、一般的な環境下においては、排水管の外表面における結露の発生を防止できる。しかし、風呂場近く等の高湿度環境下においては、排水管の外表面における結露の発生を防止できず、排水管の外表面に結露が発生することがある。
本発明の目的は、高湿度環境下において、外表面における結露の発生を効果的に防止することができ、結露による汚染又はカビの発生等を防ぐことができる発泡樹脂管を提供することである。
本発明の広い局面によれば、管本体と、前記管本体の外表面側に配置された表面層とを備え、温度25℃及び湿度90%の環境下において、温度10℃のドレン水が15分流れるまで、前記表面層の外表面に結露が発生しない、発泡樹脂管が提供される。
本発明に係る発泡樹脂管のある特定の局面では、前記表面層が、吸水性を有し、前記表面層の厚みが、0.1mm以上、1.0mm以下である。
本発明に係る発泡樹脂管のある特定の局面では、温度23℃及び湿度50%の環境下で7日間乾燥させた前記表面層を温度25℃で1日間水に浸漬させて、前記表面層を吸水させたときに、下記式(1)で表される前記表面層の吸水率が、7重量%以上である。
吸水率(重量%)=[((吸水後の表面層の重量)−(吸水前の表面層の重量))/(吸水前の表面層の重量)]×100 (1)
本発明に係る発泡樹脂管のある特定の局面では、温度23℃及び湿度50%の環境下で7日間乾燥させた前記表面層の含水量が、0.5重量%以下である。
本発明に係る発泡樹脂管のある特定の局面では、吸水と乾燥とを繰り返した際に、前記表面層の含水量が、可逆的に変化可能である。
本発明に係る発泡樹脂管のある特定の局面では、前記表面層の材料が、塩化ビニル系樹脂である。
本発明に係る発泡樹脂管のある特定の局面では、前記管本体が、発泡層を含む。
本発明に係る発泡樹脂管は、管本体と、上記管本体の外表面側に配置された表面層とを備え、温度25℃及び湿度90%の環境下において、温度10℃のドレン水が15分流れるまで、上記表面層の外表面に結露が発生しないので、高湿度環境下において、外表面における結露の発生を効果的に防止することができ、結露による汚染又はカビの発生等を防ぐことができる。
図1は、本発明に係る発泡樹脂管の一例を示す断面図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
(発泡樹脂管)
本発明に係る発泡樹脂管は、管本体と、上記管本体の外表面側に配置された表面層とを備える。本発明に係る発泡樹脂管は、管本体と、表面層との少なくとも2層を備える多層管である。上記管本体は、管状であることが好ましい。上記管本体は、発泡層を含むことが好ましい。上記表面層は、管状であることが好ましい。上記管本体と上記表面層とは、接していてもよく、接していなくてもよい。本発明に係る発泡樹脂管では、上記管本体は、複数の層を有する多層管であってもよい。上記管本体と上記表面層との間には、上記管本体及び上記表面層とは異なる他の層が配置されていてもよい。上記他の層は、管状であることが好ましい。
本発明に係る発泡樹脂管では、上記表面層が、最外層である。本発明に係る発泡樹脂管では、温度25℃及び湿度90%の環境下において、温度10℃のドレン水が15分流れるまで、上記表面層の外表面に結露が発生しない。すなわち、本発明に係る発泡樹脂管では、温度25℃及び湿度90%の環境下において、温度10℃のドレン水が流れ始めてから15分経過するまでの間、上記表面層の外表面に結露が発生しない。
本発明に係る発泡樹脂管では、上述した構成が備えられているので、高湿度環境下において、外表面における結露の発生を効果的に防止することができ、結露による汚染又はカビの発生等を防ぐことができる。例えば、風呂場等の高湿度環境下において、エアコン等のドレン水用排水管として本発明に係る発泡樹脂管を用いた場合には、市販のグラスウールや保温カバー等の保温材により被覆する必要がなく、ドレン水用排水管の配管施工だけでよく、施工時間及び施工費用等を効果的に節約することができる。
高湿度環境下において、外表面における結露の発生をより一層効果的に防止する観点からは、上記表面層は、吸水性を有することが好ましい。
本明細書において、「吸水性を有する」とは、湿潤な環境下における上記表面層の重量変化率が1重量%以上であることを意味する。
高湿度環境下において、外表面における結露の発生をより一層効果的に防止する観点からは、上記表面層の厚みは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.2mm以上であり、好ましくは1.0mm以下、より好ましくは0.5mm以下である。上記表面層の厚みが、上記下限以上であると、上記表面層の吸水量を十分に確保でき、結露を防止できる時間が十分に長くなる。上記表面層の厚みが、上記上限以下であると、市販の支持部材等を用いることができ、上記発泡樹脂管の施工性をより一層高めることができる。
高湿度環境下において、外表面における結露の発生をより一層効果的に防止する観点からは、温度23℃及び湿度50%の環境下で7日間乾燥させた上記表面層を温度25℃で1日間水に浸漬させて、上記表面層を吸水させたときに、下記式(1)で表される上記表面層の吸水率は、7重量%以上であることが好ましく、10重量%以上であることがより好ましく、20重量%以上であることが特に好ましい。
吸水率(重量%)=[((吸水後の表面層の重量)−(吸水前の表面層の重量))/(吸水前の表面層の重量)]×100 (1)
上記式(1)で表される上記表面層の吸水率の上限は特に限定されない。上記式(1)で表される上記表面層の吸水率は、好ましくは200重量%以下、より好ましくは150重量%以下である。上記式(1)で表される上記表面層の吸水率が、上記上限以下であると、吸水による体積膨張を抑制でき、配管支持部材等との接触を防止できる。結果として、上記発泡樹脂管の表面の傷付きを防止でき、上記発泡樹脂管の耐久性をより一層高めることができる。
高湿度環境下において、外表面における結露の発生をより一層効果的に防止する観点からは、温度23℃及び湿度50%の環境下で7日間乾燥させた上記表面層の含水量は、0.5重量%以下であることが好ましく、0.3重量%以下であることがより好ましく、0.1重量%以下であることが特に好ましい。
長期間に渡り、外表面における結露の発生をより一層効果的に防止する観点からは、吸水と乾燥とを繰り返した際に、上記表面層の含水量が、可逆的に変化可能であることが好ましい。長期間に渡り、外表面における結露の発生をより一層効果的に防止する観点からは、吸水と乾燥とを繰り返した際に、上記表面層は、吸水状態と乾燥状態とを可逆的に変化可能であることが好ましい。上記吸水状態では、上記表面層を吸水させることで、上記表面層の含水量が7重量%以上となる状態であることが好ましく、上記乾燥状態では、上記表面層を乾燥させることで、上記表面層の含水量が0.5重量%以下となる状態であることが好ましい。
上記表面層の材料は、吸水性を示す材料であれば特に限定されない。上記吸水性を示す材料としては、塩化ビニルモノマーに由来する構造単位と親水性モノマーに由来する構造単位とを有する塩化ビニル系共重合体等が挙げられる。高湿度環境下において、外表面における結露の発生をより一層効果的に防止する観点からは、上記表面層の材料は、塩化ビニル系樹脂であることが好ましい。
塩化ビニル系共重合体を得るために用いる親水性モノマー:
塩化ビニルモノマーと親水性モノマーとの共重合体において、上記親水性モノマーは、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。したがって、上記表面層は、親水性モノマーに由来する構造単位を1種のみ有していてもよく、2種以上有していてもよい。上記親水性モノマーを2種以上併用する場合に、2種以上の親水性モノマーが有する親水性基は同一であってもよく、異なっていてもよい。上記親水性モノマーは、上記共重合体の主鎖に置換又は結合していることが好ましい。上記親水性モノマーは、上記共重合体の側鎖に置換又は結合していてもよい。上記親水性モノマーは、上記共重合体の主鎖に置換又は結合するため、(メタ)アクリロイル基、アリル基等の塩化ビニルモノマーと共重合可能な骨格を有することが好ましい。
上記親水性モノマーとしては、例えば、(1)非イオン性モノマー、(2)アミノ基、アンモニウム基、ピリジル基、イミノ基又はベタイン構造等のカチオン性基を有するビニルモノマー(以下、「(2)カチオン性モノマー」と記載することがある)、(3)カルボキシル基、スルホ基又はリン酸基等のアニオン性基を有するビニルモノマー(以下、「(3)アニオン性モノマー」と記載することがある)、及び(4)その他のモノマーが挙げられる。上記(2)カチオン性モノマー及び上記(3)アニオン性モノマーはそれぞれ、塩の形態であってもよい。
上記(1)非イオン性モノマーの具体例としては、ビニルアルコール化合物、ヒドロキシアルキル基(例えば炭素数1〜8)を有する(メタ)アクリル酸エステル、ヒドロキシアルキル基(例えば炭素数1〜8)を有する(メタ)アクリルアミド、多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド、アルキル(例えばアルキル基の総炭素数1〜8)(メタ)アクリルアミド、ジアルキル(例えばアルキル基の総炭素数2〜8)(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N−ビニル環状アミド、アルキル基(例えば炭素数1〜8)を有する(メタ)アクリル酸エステル、片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有する(メタ)アクリル酸エステル化合物であるポリアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸エステル、片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有するアリルエーテル化合物であるポリアルキレングリコールのアリルエーテル、片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有するビニルエーテル化合物であるポリアルキレングリコールのビニルエーテル、片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有するスチリルエーテル化合物であるポリアルキレングリコールのスチリルエーテル、及び環状アミド基を有する(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
「(メタ)アクリル」は、アクリルとメタクリルとを示す。「(メタ)アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートとを示す。「(メタ)アクリロイル」は、アクリロイルとメタクリロイルとを示す。
上記ヒドロキシアルキル基(例えば炭素数1〜8)を有する(メタ)アクリル酸エステル、及び上記ヒドロキシアルキル基(例えば炭素数1〜8)を有する(メタ)アクリルアミドとしては、N−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、及びN−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
上記多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステルとしては、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、及びポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート等が挙げられる。上記多価アルコールの炭素数は好ましくは1〜8である。上記多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステルの炭素数は好ましくは1〜8である。上記多価アルコールはポリアルキレングリコールであることが好ましく、ポリエチレングリコールであることがより好ましい。反応性を確保するために、上記アルキレングリコールの平均重合度は好ましくは4以上、好ましくは140以下、より好ましくは100以下である。
上記アルキル(例えばアルキル基の総炭素数1〜8)(メタ)アクリルアミドとしては、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−n−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、及びN−イソブチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
上記ジアルキル(例えばアルキル基の総炭素数2〜8)(メタ)アクリルアミドとしては、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、及びN,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
上記N−ビニル環状アミドとしては、N−ビニルピロリドン等が挙げられる。
上記アルキル基(例えば炭素数1〜8)を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、及びn−ブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有する化合物に関しては、上記アルキルエーテル骨格におけるアルキル基の炭素数は好ましくは1〜20であり、上記アルキルエーテル骨格にアリール基が置換されていてもよく、上記アリールエーテル骨格におけるアリール基の炭素数は好ましくは6〜12であり、上記アリールエーテル骨格に炭素数1〜14のアルキル基が置換されていてもよい。上記アリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、及びナフチル基等が挙げられる。上記アリール基は、フェニル基であることが好ましい。片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有する化合物に関しては、上記ポリアルキレングリコールにおけるアルキレン基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。上記アルキレン基の炭素数は好ましくは1〜20である。上記ポリアルキレングリコールは、ポリエチレングリコールであることが好ましい。ポリエチレングリコールの水素原子が炭素数1〜18のアルキル基で置換されたポリアルキレングリコールを用いてもよい。置換されているエチレングリコール単位は、全エチレングリコール単位の50重量%以下であることが好ましい。反応性を確保するために、上記ポリアルキレングリコールの平均重合度は好ましくは4以上、好ましくは140以下、より好ましくは100以下である。上記スチリルエーテルにおけるスチリル基は、α位及びβ位の少なくとも一方が、炭素数1〜4のアルキル基又はハロゲン化アルキル基で置換されていてもよく、芳香環上に炭素数1〜20のアルキル基があってもよい。
上記環状アミド基を有する(メタ)アクリルアミドとしては、N−(メタ)アクリロイルモルホリン等が挙げられる。
上記(1)非イオン性モノマーは、ビニルアルコール、(メタ)アクリルアミド系モノマー、ヒドロキシアルキル基(例えば炭素数1〜8)を有する(メタ)アクリル酸エステル、多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル、片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有するアリルエーテル化合物であるポリアルキレングリコールのアリルエーテル、片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有するビニルエーテル化合物であるポリアルキレングリコールのビニルエーテル、片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有するスチリルエーテル化合物であるポリアルキレングリコールのスチリルエーテル、又はN−ビニル環状アミドであることが好ましく、特に、ビニルアルコール、ヒドロキシアルキル基(例えば炭素数1〜8)を有する(メタ)アクリル酸エステル、多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステル、片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有するアリルエーテル化合物であるポリアルキレングリコールのアリルエーテル、片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有するビニルエーテル化合物であるポリアルキレングリコールのビニルエーテル、片末端にアルキルエーテル骨格又は片末端にアリールエーテル骨格を有するスチリルエーテル化合物であるポリアルキレングリコールのスチリルエーテル、又はN−ビニル環状アミドであることがより好ましい。
上記表面層の吸水性をより一層良好にする観点からは、上記(1)非イオン性モノマーは、ポリアルキレングリコール基又は環状アミド基を有することが好ましく、ポリアルキレングリコール基又は環状アミド基を有する化合物を含むことが好ましい。上記ポリアルキレングリコール基の重合度は特に限定されない。
上記(2)カチオン性モノマーの具体例としては、アミノ基を有するモノマーの酸中和物、及び、アミノ基を有するモノマーを、ハロゲン化アルキル(例えばアルキル基の総炭素数1〜22)、ハロゲン化ベンジル、アルキル(例えばアルキル基の総炭素数1〜18)もしくはアリール(例えばアリール基の総炭素数6〜24)、スルホン酸又は硫酸ジアルキル(例えばアルキル基の総炭素数2〜8)等により4級化した化合物等が挙げられる。
上記アミノ基を有するモノマーとしては、ジアルキルアミノ基(例えばアルキル基の総炭素数2〜44)を有する(メタ)アクリル酸エステル、ジアルキルアミノ基(例えばアルキル基の総炭素数2〜44)を有する(メタ)アクリルアミド、ジアルキルアミノ基(例えばアルキル基の総炭素数2〜44)を有するスチレン化合物、ビニルピリジン化合物、N−ビニル複素環化合物、及びビニルエーテル化合物等が挙げられる。
上記ジアルキルアミノ基(例えばアルキル基の総炭素数2〜44)を有する(メタ)アクリル酸エステル及び上記ジアルキルアミノ基(例えばアルキル基の総炭素数2〜44)を有する(メタ)アクリルアミドとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジイソプロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジイソブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジ−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジプロピルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジイソプロピルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジイソブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、及びジ−t−ブチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
上記ジアルキルアミノ基(例えばアルキル基の総炭素数2〜44)を有するスチレン化合物としては、ジメチルアミノスチレン、及びジメチルアミノメチルスチレン等が挙げられる。
上記ビニルピリジン化合物としては、2−ビニルピリジン、及び4−ビニルピリジン等が挙げられる。
上記N−ビニル複素環化合物としては、N−ビニルイミダゾール等が挙げられる。
上記ビニルエーテル化合物としては、アミノエチルビニルエーテル、及びジメチルアミノエチルビニルエーテル等が挙げられる。
上記(2)カチオン性モノマーの他の具体例としては、ジアリル型4級アンモニウム塩、及びベタイン構造を有するビニルモノマー等が挙げられる。
上記ジアリル型4級アンモニウム塩としては、4−ジメチルジアリルアンモニウムクロライド、及びジエチルジアリルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
上記ベタイン構造を有するビニルモノマーとしては、N−(3−スルホプロピル)−N−(メタ)アクリロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン、N−(3−スルホプロピル)−N−(メタ)アクリロイルアミノプロピル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン、N−(3−カルボキシメチル)−N−(メタ)アクリロイルアミノプロピル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン、及びN−カルボキシメチル−N−(メタ)アクリロイルオキシエチル−N,N−ジメチルアンモニウムベタイン等が挙げられる。
上記(2)カチオン性モノマーが有するカチオン性基の中でも、アミノ基又はアンモニウム基が好ましい。上記(2)カチオン性モノマーは、アミノ基又はアンモニウム基を有するモノマーであることが好ましい。
上記(3)アニオン性モノマーとしては、重合性不飽和基を有するカルボン酸モノマー、重合性不飽和基を有するカルボン酸モノマーの酸無水物(1つのモノマー中に2つ以上のカルボキシル基を有する場合)、重合性不飽和基を有するスルホン酸モノマー、片末端にスルホ基(−SOH)を有するポリエチレングリコールの(メタ)アクリル酸エステル、片末端にスルホ基(−SOH)を有するポリエチレングリコールのアリルエーテル、片末端にスルホ基(−SOH)を有するポリエチレングリコールのビニルエーテル、片末端にスルホ基(−SOH)を有するポリエチレングリコールのスチリルエーテル、及び重合性不飽和基を有するリン酸モノマー等が挙げられる。
上記重合性不飽和基を有するカルボン酸モノマーとしては、(メタ)アクリル酸、マレイン酸及びイタコン酸等が挙げられる。
上記重合性不飽和基を有するスルホン酸モノマーとしては、スチレンスルホン酸、及び2−(メタ)アクリルアミド−2−アルキル(例えばアルキル基の総炭素数1〜4)プロパンスルホン酸等が挙げられる。
片末端にスルホ基(−SOH)を有するポリエチレングリコールのスチリルエーテルに関しては、上記スチリルエーテルにおけるスチリル基は、α位及びβ位の少なくとも一方が、炭素数1〜4のアルキル基又はハロゲン化アルキル基で置換されていてもよく、芳香環上に炭素数1〜20のアルキル基があってもよい。
片末端にスルホ基(−SOH)を有する化合物に関しては、上記ポリエチレングリコールの水素原子が炭素数1〜18のアルキル基で置換されたポリアルキレングリコールを用いてもよい。置換されているエチレングリコール単位は、全エチレングリコール単位の50%以下であることが好ましい。
上記重合性不飽和基を有するリン酸モノマーとしては、ビニルホスホン酸、及び(メタ)アクリロイロキシアルキル(例えばアルキル基の総炭素数1〜4)リン酸等が挙げられる。
上記(3)アニオン性モノマーにおけるアニオン性基は、塩基性物質により、任意の中和度に中和されてもよい。この場合、ポリマー中の全てのアニオン性基又はその一部のアニオン性基は、塩を生成する。ここで、塩における陽イオンとしては、アンモニウムイオン、総炭素数3〜54のトリアルキルアンモニウムイオン、総炭素数2〜4のヒドロキシアルキルアンモニウムイオン、総炭素数4〜8のジヒドロキシアルキルアンモニウムイオン、総炭素数6〜12のトリヒドロキシアルキルアンモニウムイオン、アルカリ金属イオン、及びアルカリ土類金属イオン等が挙げられる。上記総炭素数3〜54のトリアルキルアンモニウムイオンとしては、トリメチルアンモニウムイオン、及びトリエチルアンモニウムイオン等が挙げられる。
中和は、モノマーの段階で行われてもよく、ポリマー(例えば、塩化ビニル系共重合体)の段階で行われてもよい。
上記親水性モノマーに由来する構造単位が、水酸基を有するモノマーに由来する構造単位である場合には、水酸基を有するモノマーに由来する構造単位は、ビニルアルコール構造単位であることが好ましく、酢酸ビニル構造単位が加水分解により変換されたビニルアルコール構造単位を含むことがより好ましい。
ビニルアルコール構造単位を導入するために、塩化ビニルと酢酸ビニルとを共重合させ、得られた共重合体中に含まれる酢酸ビニル構造単位を加水分解することにより、ビニルアルコール構造単位に変換することが好ましい。なお、加水分解は、酢酸ビニル構造単位100重量%に対して行われていなくてもよく、ビニルアルコール構造単位に変換されていない酢酸ビニル構造単位が、本発明の効果を実質的に損なわない範囲にて存在してもよい。
上記表面層の吸水性をより一層良好する観点からは、上記親水性モノマーは、上記非イオン性モノマーであることが好ましい。長期間に渡り、上記表面層の吸水性をより一層保持する観点からは、上記親水性モノマーは、ポリアルキレングリコール基又は環状アミド基を有するモノマーであることが好ましい。上記ポリアルキレングリコール基の重合度は特に限定されない。
上記表面層の吸水性をより一層良好する観点からは、上記塩化ビニル系共重体において、上記塩化ビニルモノマーに由来する構造単位と上記親水性モノマーに由来する構造単位との合計100重量%中、上記親水性モノマーに由来する構造単位の含有量は、好ましくは35重量%以上、より好ましくは40重量%以上、さらに好ましくは50重量%以上であり、好ましくは100重量%以下、より好ましくは80重量%以下である。
重合方法:
上記塩化ビニルモノマーと上記親水性モノマーとを共重合させて共重合体(塩化ビニル系共重合体)を得る共重合方法について説明する。上記共重合の方法としては特に限定されず、例えば、懸濁重合法、乳化重合法、溶液重合法、塊状重合法、及び沈殿重合法等が挙げられる。これらの方法の中では、懸濁重合法、乳化重合法又は沈殿重合法が好ましい。
上記懸濁重合法により重合を行う際には、分散剤又は油溶性重合開始剤等を用いてもよい。上記分散剤の使用により、材料成分の水への分散安定性を高めることができ、共重合を安定的に進行させることができる。
上記分散剤としては特に限定されず、ポリ(メタ)アクリル酸塩、(メタ)アクリル酸塩/アルキルアクリレート共重合体、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリエチレングリコール、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニルの部分けん化物、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、デンプン、及び無水マレイン酸/スチレン共重合体等が挙げられる。上記分散剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記油溶性重合開始剤は特に限定されない。上記油溶性重合開始剤は、ラジカル重合開始剤であることが好ましい。上記油溶性重合開始剤としては、有機パーオキサイド化合物及びアゾ化合物が挙げられる。上記有機パーオキサイド化合物としては、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシピバレート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジオクチルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート及びα−クミルパーオキシネオデカノエート等が挙げられる。上記アゾ化合物としては、2,2−アゾビスイソブチロニトリル及び2,2−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル等が挙げられる。上記油溶性重合開始剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
共重合を行う際には、重合中に重合槽内に付着する付着物の量を少なくする目的で、スケール防止剤、pH調整剤又は酸化防止剤等を用いてもよい。さらに、必要に応じて、重合槽の内部、攪拌翼及び邪魔板等の形状、並びに重合槽の材質等を変更してもよい。
上記スケール防止剤は特に限定されず、ポリアミノベンゼン、多価フェノール、アミノフェノール、アルキル置換フェノール等から選ばれた1種又は2種以上の化合物の縮合反応によって得られる多価フェノール等が挙げられる。上記スケール防止剤は、水又は有機溶媒に希釈されていてもよい。上記スケール防止剤は1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記懸濁重合法は、例えば、以下の方法により行われる。
温度調整機及び攪拌機を備える重合器内に、純水、上記分散剤、上記油溶性重合開始剤、必要に応じて水溶性増粘剤及び重合度調節剤を含む分散溶液を入れ、真空ポンプにより重合器内から空気を排除する。次に、攪拌条件下で、原料の全てを重合器内に入れる。その後、重合器内を昇温し、所望の重合温度で、材料の重合反応を進行させ、グラフト共重合を行う。共重合反応を行う際に、重合温度は好ましくは30℃以上、好ましくは90℃以下であり、重合時間は好ましくは2時間以上、好ましくは20時間以下である。
上記懸濁重合法では、ジャケット温度を変えることにより重合器内の温度、すなわち、重合温度を制御可能である。反応終了後には、例えば未反応の塩化ビニルを主成分とするビニルモノマーを除去してスラリー状にし、さらに、脱水及び乾燥を行うことにより、目的とする塩化ビニル系共重合体を得ることができる。
塩化ビニル系共重合体の他の詳細:
上記塩化ビニル系共重合体の重合度は、好ましくは100以上、好ましくは10000以下である。上記重合度が上記下限以上であると、疲労特性等の長期性能が損なわれ難い。上記重合度が上記上限以下であると、成形時に高温下にする必要がなくなり、加工性がより一層良好になる。
上記表面層に成形する前の上記塩化ビニル系共重合体は、粒子であることが好ましい。粒子である上記塩化ビニル系共重合体の粒子径は、好ましくは0.1μm以上、好ましくは500μm以下である。上記粒子径が上記下限以上であると、乾燥時に微粉状態とならず、取扱い性がより一層高くなる。上記粒子径が上記上限以下であると、粒子を得る際の重合時の反応がより一層不安定になり難い。
上記塩化ビニル系共重合体は、本発明の効果を損なわない範囲で、他の有機材料と併用されてもよい。例えば、機械的強度の更なる向上のため、塩化ビニル系樹脂、後塩素化塩化ビニル系樹脂、又はアクリル樹脂等を、上記塩化ビニル系重合体と併用してもよい。
また、上記塩化ビニル系共重合体は、後塩素化塩化ビニル系樹脂であってもよい。
上記塩化ビニル系共重合体には、必要に応じて、上記表面層の吸水性を損なわない範囲で、各種の添加剤を用いてもよい。上記添加剤としては、安定剤、安定化助剤、滑剤、加工助剤、衝撃改質剤、耐熱向上剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、充填剤、及び顔料等が挙げられる。上記添加剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記塩化ビニル系共重合体が上記表面層に用いられる場合には、上記塩化ビニル系共重合体の成型方法は特に限定されない。上記塩化ビニル系共重合体の成型方法としては、共押出、表面塗布等が挙げられる。
塩化ビニル系共重合体の加熱成型をより一層良好に実施する観点からは、上記塩化ビニル系共重合体には、上記安定剤が用いられることが好ましい。塩化ビニル系共重合体の加熱成型をより一層良好に実施する観点からは、塩化ビニル系共重合体100重量部に対する上記安定剤の含有量は、好ましくは0.5重量部以上、より好ましくは1重量部以上、さらに好ましくは5重量部以上である。塩化ビニル系共重合体の加工性をより一層良好にする観点からは、塩化ビニル系共重合体100重量部に対する上記安定剤の含有量は、好ましくは10重量部以下である。
上記安定剤としては特に限定されず、熱安定剤及び熱安定化助剤等が挙げられる。上記熱安定剤としては特に限定されず、有機錫系安定剤、鉛系安定剤、カルシウム−亜鉛系安定剤、バリウム−亜鉛系安定剤、及びバリウム−カドミウム系安定剤等が挙げられる。上記有機錫系安定剤としては、ジブチル錫メルカプト、ジオクチル錫メルカプト、ジメチル錫メルカプト、ジブチル錫メルカプト、ジブチル錫マレート、ジブチル錫マレートポリマー、ジオクチル錫マレート、ジオクチル錫マレートポリマー、ジブチル錫ラウレート、及びジブチル錫ラウレートポリマー等が挙げられる。上記安定剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記熱安定化助剤としては特に限定されず、例えば、エポキシ化大豆油、リン酸エステル、ポリオール、ハイドロタルサイト、及びゼオライト等が挙げられる。上記熱安定化助剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記滑剤としては、内部滑剤、及び外部滑剤が挙げられる。上記内部滑剤は、成形加工時の溶融樹脂の流動粘度を下げ、摩擦発熱を防止する目的で使用される。上記内部滑剤としては特に限定されず、ブチルステアレート、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、エポキシ大豆油、グリセリンモノステアレート、ステアリン酸、及びビスアミド等が挙げられる。上記外部滑剤は、成形加工時の溶融樹脂と金属面との滑り効果を上げる目的で使用される。上記外部滑剤としては特に限定されず、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、エステルワックス、及びモンタン酸ワックス等が挙げられる。上記滑剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記加工助剤としては特に限定されず、アクリル系加工助剤等が挙げられる。上記アクリル系加工助剤としては、重量平均分子量が10万〜200万であるアルキルアクリレート−アルキルメタクリレート共重合体等が挙げられ、具体的には、n−ブチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体、及び2−エチルヘキシルアクリレート−メチルメタクリレート−ブチルメタクリレート共重合体等が挙げられる。上記加工助剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記衝撃改質剤としては特に限定されず、メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン共重合体(MBS)、塩素化ポリエチレン、及びアクリルゴム等が挙げられる。上記衝撃改質剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記耐熱向上剤としては特に限定されず、α−メチルスチレン系、及びN−フェニルマレイミド系樹脂等が挙げられる。上記耐熱向上剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記酸化防止剤としては特に限定されず、フェノール系酸化防止剤等が挙げられる。上記酸化防止剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記紫外線吸収剤としては特に限定されず、サリチル酸エステル系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、及びシアノアクリレート系紫外線吸収剤等が挙げられる。上記紫外線吸収剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記光安定剤としては特に限定されず、ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられる。上記光安定剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記充填剤としては特に限定されず、炭酸カルシウム、及びタルク等が挙げられる。上記充填剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記顔料としては特に限定されず、有機顔料及び無機顔料が挙げられる。上記有機顔料としては、アゾ系有機顔料、フタロシアニン系有機顔料、スレン系有機顔料、及び染料レーキ系有機顔料等が挙げられる。上記無機顔料としては、酸化物系無機顔料、クロム酸モリブデン系無機顔料、硫化物・セレン化物系無機顔料、及びフェロシアニン化物系無機顔料等が挙げられる。上記顔料は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
上記塩化ビニル系共重合体は、塗料(塩化ビニル系塗料)として用いることができる。上記塩化ビニル系共重合体を塗料として用いる場合には、上記塩化ビニル系塗料は、有機溶剤を含むことが好ましい。上記有機溶剤は、上記塩化ビニル系共重合体を十分に膨潤することが可能な有機溶剤であれば特に限定されない。上記有機溶剤としては、THF、MEK等が挙げられる。上記有機溶剤は、1種のみが用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。特に、スプレー機器等を用いる場合には、上記有機溶剤は、沸点が70℃以上の有機溶剤を1重量%以上含むことが好ましい。
発泡樹脂管:
上記発泡樹脂管は、管本体と、上記管本体の外表面側に配置された表面層とを備える。上記発泡樹脂管では、上記表面層が、最外層である。
図1は、本発明に係る発泡樹脂管の一例を示す断面図である。
図1に示す発泡樹脂管11は、管状の管本体1と、管本体1の外表面に積層された管状の表面層2とを備える。管状の管本体1は、管状の第1の層1aと、第1の層1aの外表面に積層された管状の発泡層(第2の層)1bと、発泡層1bの外表面に積層された管状の第3の層1cとを備える。第1の層1aは、発泡樹脂管11及び管本体1の最も内側の層である。第1の層1aの内側の表面は、発泡樹脂管11内を流れる物質(ドレン水等)に接する。表面層2は、最も外側の層である。発泡樹脂管11は、4層構造を有する多層管である。
発泡樹脂管11では、表面層2は、管本体1の外表面側に配置されている。管本体1と表面層2とは、直接接している。第3の層1cと表面層2とは、直接接している。上記管本体と上記表面層とは、直接接していなくてもよい。上記管本体と上記表面層との間には、上記管本体及び上記表面層とは異なる他の層が配置されていてもよい。上記他の層は、接着層等であってもよい。
発泡樹脂管11では、第1の層1aは、発泡層1bの内表面側に配置されている。第1の層1aと発泡層1bとは、直接接している。発泡樹脂管11では、第3の層1cは、発泡層1bの外表面側に配置されている。発泡層1bと第3の層1cとは、直接接している。上記第1の層は、上記発泡層の内表面側に配置されていなくてもよい。上記第3の層は、上記発泡層の外表面側に配置されていなくてもよい。上記発泡樹脂管は、上記発泡層のみから構成された上記管本体と上記表面層とを有する2層構造を有する多層管であってもよく、上記第1の層及び上記発泡層から構成された上記管本体と上記表面層とを有する3層構造を有する多層管であってもよい。
発泡樹脂管11では、発泡層1bは、第1の層1aと第3の層1cとの間に配置されている。第1の層1aと発泡層1bとは、直接接している。発泡層1bと第3の層1cとは、直接接している。上記第1の層及び上記第3の層は特に限定されず、熱可塑性樹脂層、繊維強化樹脂層、ガスバリア層、金属層及び接着剤層等から、目的とする機能に応じて適宜選定して組み合わせることができる。
上記熱可塑性樹脂層の材料としては、オレフィン系樹脂及び塩化ビニル樹脂等が挙げられる。上記オレフィン系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−α−オレフィン共重合体等が挙げられる。
上記繊維強化樹脂層としては、熱可塑性樹脂と強化用繊維とを組み合わせた層等が挙げられる。上記強化用繊維として、従来公知の全ての物が使用できる。上記強化用繊維は無機繊維であってもよく、有機繊維であってもよい。上記無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、シリコン・チタン・炭素繊維、ボロン繊維及び微細な金属繊維等が挙げられる。上記有機繊維としては、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維及びポリアミド繊維等が挙げられる。これらの強化用繊維は、連続繊維が長手方向に配される場合、長手方向に配された連続繊維とこの連続繊維と直交又は交差する連続繊維とが配される場合、並びに有限長さの繊維が配される場合等で用いられる。
上記発泡樹脂管では、上記表面層は、上述した表面層であることが好ましい。
上記発泡樹脂管では、上記発泡層は、気泡を有することが好ましい。発泡樹脂管の保温性をより一層高める観点、及び発泡樹脂管の強度をより一層高める観点からは、上記発泡層の発泡倍率は、好ましくは1.1倍以上、より好ましくは2倍以上であり、好ましくは10倍以下、より好ましくは5倍以下である。上記発泡層の気泡は、独立気泡であってもよく、連続気泡であってもよい。
上記発泡樹脂管では、上記第1の層及び上記第3の層は、非発泡構造であることが好ましい。上記第1の層及び上記第3の層は、完全に発泡を有さない無発泡構造であってもよく、硬度が比較的高い低発泡構造であってもよい。上記第1の層と上記発泡層との間、及び上記発泡層と上記第3の層との間には、明確な境界が形成されていてもよく、明確な境界が形成されていなくてもよい。上記第1の層と上記発泡層との間、及び上記発泡層と上記第3の層との間には、発泡倍率が明確に異なる境界が存在していてもよく、発泡倍率が明確に異なる境界が存在していなくてもよい。上記第1の層と上記発泡層との間、及び上記発泡層と上記第3の層との間では、発泡倍率が連続的に変化している連続構造を有していてもよい。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。本発明は以下の実施例のみに限定されない。
(実施例1)
(1)塩化ビニル系共重合体の作製
攪拌機及びジャケットを備えた反応容器内にノンスケール剤を塗布し、下記の表1に示す塩化ビニルを除く配合材料を一括で入れた。その後、真空ポンプで反応容器内の空気を排出し、攪拌しながら塩化ビニルを入れた。次いで、ジャケット温度を制御して、下記の表1に示す重合温度にて重合を開始し、反応容器内の圧力が所定圧力まで低下することで反応の終了を確認し、反応を停止した。その後、未反応の塩化ビニルを除去し、さらに、脱水及び乾燥を行うことで、塩化ビニル系共重合体を得た。
(2)塩化ビニル系樹脂組成物の作製
内容積500ミリリットルのガラスビーカー内に、下記の表1に示す配合材料を入れた。その後、均一に攪拌混合して、塩化ビニル系樹脂組成物を得た。
(3)発泡樹脂管の作製
得られた塩化ビニル系樹脂組成物を用いて、以下の条件で発泡樹脂管を成形(表面層を成形)し、発泡樹脂管を得た。
[条件]
環境:温度23℃、湿度50%
塗装:刷毛を用いて、下記の管材に手塗り
管材:積水化学工業社製「エスロンACドレンパイプ(口径25:品番ACD25P)」
(実施例2)
塩化ビニル系共重合体の作製の際に、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートの配合量を100.0重量部、イオン交換水の配合量を344.7重量部、重合温度を70.5℃、及び反応終了圧力を0.75MPaに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、塩化ビニル系共重合体、塩化ビニル系樹脂組成物、及び発泡樹脂管を得た。
(比較例1)
塩化ビニル系共重合体の作製の際に、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートの配合量を25.0重量部、及びイオン交換水の配合量を233.9重量部に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、塩化ビニル系共重合体、塩化ビニル系樹脂組成物、及び発泡樹脂管を得た。
(比較例2)
塩化ビニル系共重合体の作製の際に、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートの配合量を32.3重量部、及びイオン交換水の配合量を330.5重量部に変更したこと以外は、実施例2と同様にして、塩化ビニル系共重合体、塩化ビニル系樹脂組成物、及び発泡樹脂管を得た。
(評価)
(1)重合度
塩化ビニル系共重合体の重合度を、JIS K6720−2に準拠して測定した。なお、発生した不溶解物はろ別し、可溶解分のみを用いて測定した。
(2)塩化ビニル(塩化ビニルモノマーに由来する構造単位)の含有量
塩化ビニル系共重合体における塩素重量含有率(Cl%)を、JIS K7229に準拠して、電位差滴定法にて測定した。
この塩素重量含有率(C=Cl%/100)から下記式(A)により、塩化ビニル(塩化ビニルモノマーに由来する構造単位)の含有量を算出した。
塩化ビニルの含有量(重量%)=(C/56.7)×100 ・・・式(A)
(3)親水性モノマー(親水性モノマーに由来する構造単位)の含有量
親水性モノマーに由来する構造単位の含有量を、下記式(B)で算出した。
親水性モノマーに由来する構造単位の含有量(重量%)=100−塩化ビニルの含有量 ・・・式(B)
(4)表面層の厚み
得られた発泡樹脂管の表面層の厚みを、下記式(C)で算出した。
表面層の厚み(mm)=表面層成形後の発泡樹脂管の厚み(mm)−表面層成形前の発泡樹脂管の厚み(mm) ・・・式(C)
(5)乾燥後の表面層の含水量、及び、表面層の吸水率
得られた発泡樹脂管から表面層のみを削り取り、温度23℃、湿度50%の環境下で7日間乾燥させ、評価サンプルとした。温度23℃、湿度50%の環境下で7日間乾燥させた評価サンプルの含水量を評価した。
さらに、作製した評価サンプルを、25℃の水に1日間浸漬し、評価サンプルを吸水させ、下記式(D)から、表面層の吸水率を算出した。
表面層の吸水率(重量%)=(吸水後の表面層の重量(g)−吸水前の表面層の重量(g))/吸水前の表面層の重量(g)×100・・・式(D)
(6)結露防止性
得られた発泡樹脂管を、温度25℃及び湿度90%の恒温槽内に勾配1/50となるように設置した。上記発泡樹脂管に、温度10℃の冷却水を6L/minの流速で流通させた。冷却水の流通開始から5分毎に上記発泡樹脂管(表面層)の外表面上を目視及び触診することによって、上記発泡樹脂管(表面層)の外表面上に結露が発生しているか否かを確認し、結露が発生するまでの時間を計測した。結露防止性を下記の基準で判定した。
[結露防止性の判定基準]
○:目視及び触診により結露の発生が確認できない
△:目視により結露の発生が確認できないが、触診により結露の発生が確認できる
×:目視により結露の発生が確認できる
結果を表1に示す。
なお、得られた発泡樹脂管を高湿度環境下に施工しても、発泡樹脂管の外表面に結露が発生することはなく、結露による汚染又はカビの発生等は確認されなかった。
Figure 2018105446
1…管本体
1a…第1の層
1b…発泡層
1c…第3の層
2…表面層
11…発泡樹脂管

Claims (7)

  1. 管本体と、前記管本体の外表面側に配置された表面層とを備え、
    温度25℃及び湿度90%の環境下において、温度10℃のドレン水が15分流れるまで、前記表面層の外表面に結露が発生しない、発泡樹脂管。
  2. 前記表面層が、吸水性を有し、
    前記表面層の厚みが、0.1mm以上、1.0mm以下である、請求項1に記載の発泡樹脂管。
  3. 温度23℃及び湿度50%の環境下で7日間乾燥させた前記表面層を温度25℃で1日間水に浸漬させて、前記表面層を吸水させたときに、下記式(1)で表される前記表面層の吸水率が、7重量%以上である、請求項1又は2に記載の発泡樹脂管。
    吸水率(重量%)=[((吸水後の表面層の重量)−(吸水前の表面層の重量))/(吸水前の表面層の重量)]×100 (1)
  4. 温度23℃及び湿度50%の環境下で7日間乾燥させた前記表面層の含水量が、0.5重量%以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発泡樹脂管。
  5. 吸水と乾燥とを繰り返した際に、前記表面層の含水量が、可逆的に変化可能である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発泡樹脂管。
  6. 前記表面層の材料が、塩化ビニル系樹脂である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の発泡樹脂管。
  7. 前記管本体が、発泡層を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の発泡樹脂管。
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