JP2023130588A - multilayer pipe - Google Patents

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JP2023130588A JP2022034954A JP2022034954A JP2023130588A JP 2023130588 A JP2023130588 A JP 2023130588A JP 2022034954 A JP2022034954 A JP 2022034954A JP 2022034954 A JP2022034954 A JP 2022034954A JP 2023130588 A JP2023130588 A JP 2023130588A
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誉幸 小波
Yoshiyuki Konami
一 中野
Hajime Nakano
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

To provide a multilayer pipe that suppresses mold corrosion during molding processing and has high fire resistance.SOLUTION: A multilayer pipe 10 comprises an inner layer 1, an intermediate layer 2 disposed outside the inner layer 1, and an outer layer 3 disposed outside the intermediate layer 2. The intermediate layer 2 includes a vinyl chloride-based resin, thermally expandable graphite and zeolite. A content of the thermally expandable graphite is 5.0-20.0 pts.mass based on 100 pts.mass of polyvinyl chloride, and a content of the zeolite is 0.6-5.0 pts.mass based on 100 pts.mass of the polyvinyl chloride.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、多層管に関する。 The present invention relates to multilayer pipes.

建築物において、建築技術の高度化に伴い用いられる配管材には多様な性質が求められ、多層となっている多層管が用いられている。配管材としての多層管は、例えば、防火区画に使用するために、高い耐火性能が要求される。 In buildings, as construction technology becomes more sophisticated, piping materials used in buildings are required to have diverse properties, and multilayer pipes are used. Multilayer pipes as piping materials are required to have high fire resistance performance, for example, in order to be used in fireproof compartments.

配管材に要求される耐火性能の具体的な機能としては、火の熱により配管材が膨張して配管自体を閉塞させ、配管材を通じた火の燃え移りを防止する機能が求められている。このような配管材としては、熱膨張性黒鉛を含有する配管材が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 A specific fire-resistance function required of piping materials is the ability to prevent fire from spreading through the piping materials by expanding the piping materials due to the heat of the fire and closing the piping itself. As such a piping material, a piping material containing thermally expandable graphite has been proposed (for example, see Patent Document 1).

また、配管材は、軽量で施工性が良い塩化ビニル管を用いることが近年主流になりつつある。さらに市場状況から、大きな口径が必要とされる立管の需要が高まっていることから、大口径の品揃えが必要となってきている。
塩化ビニル管は、燃焼して残渣となり管を閉塞することで耐火性を発現するが、一般的に口径が大きくなると火の熱が加わった際に、燃焼した塩化ビニル残渣で閉塞する面積が増えるため、残渣が閉塞する前に自重で落下して閉塞することができない場合があり、耐火性発現が難しくなる。
Furthermore, in recent years, the use of vinyl chloride pipes, which are lightweight and have good workability, has become mainstream as piping materials. Furthermore, due to market conditions, there is an increasing demand for standpipes that require large diameters, making it necessary to have a large-diameter product lineup.
PVC pipes develop fire resistance by burning and turning into residue that blocks the pipe, but generally speaking, as the diameter increases, the area that is blocked by the burnt PVC residue increases when the heat of a fire is applied. Therefore, the residue may fall under its own weight and cannot be blocked before it becomes blocked, making it difficult to develop fire resistance.

耐火性向上のため、熱膨張性黒鉛の添加部数を増加させることが必要であるが、熱膨張性黒鉛には硫酸が含まれているため、成形加工時に熱膨張性黒鉛からの硫酸の染み出しにより押出金型が腐食し、金型の更新頻度が多くなる問題がある。金型の更新頻度の増加は、製造コスト増加につながってしまう。さらに金型が腐食することで、金型に異物が付着し、その付着物が剥離することで、成形した配管材内に混入し不良となるため、腐食抑制可能な配管材の開発が求められていた。
そこで、硫酸による金型腐食を防止するためにハイドロタルサイトを含有させた塩素含有樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献2参照)。しかし、ハイドロタルサイトを含有させた場合、成形した配管材の硬度が低くなるため、燃焼した際の塩化ビニル残渣の強度不足により管の閉塞が不十分となる問題があった。
In order to improve fire resistance, it is necessary to increase the amount of heat-expandable graphite added, but since heat-expandable graphite contains sulfuric acid, sulfuric acid may seep out from the heat-expandable graphite during molding. This causes the extrusion mold to corrode, causing the problem that the mold needs to be updated more frequently. An increase in the frequency of mold updates leads to an increase in manufacturing costs. Furthermore, as the mold corrodes, foreign matter adheres to the mold, and when the foreign matter peels off, it gets mixed into the molded piping material and becomes defective, so there is a need to develop piping materials that can suppress corrosion. was.
Therefore, a chlorine-containing resin composition containing hydrotalcite has been proposed in order to prevent mold corrosion caused by sulfuric acid (see, for example, Patent Document 2). However, when hydrotalcite is included, the hardness of the molded piping material decreases, resulting in insufficient strength of the vinyl chloride residue upon combustion, resulting in insufficient clogging of the pipe.

特開2009-74689号公報Japanese Patent Application Publication No. 2009-74689 特開2020-26445号公報JP2020-26445A

上記のような事情に鑑み、本発明は、成形加工時に金型の腐食を抑制し、高い耐火性能を有する多層管を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a multilayer pipe that suppresses mold corrosion during molding and has high fire resistance.

本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、中間層に所定量の熱膨張性黒鉛及びゼオライトを配合することで、成形加工時に金型の腐食を抑制し、高い耐火性能を有する多層管とすることが可能であることを見出した。本発明者らは、かかる知見に基づきさらに研究を重ね、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research to achieve the above object, the present inventors found that by blending a predetermined amount of thermally expandable graphite and zeolite into the intermediate layer, corrosion of the mold during molding can be suppressed, resulting in high fire resistance. It has been found that it is possible to make a multilayer tube with Based on this knowledge, the present inventors conducted further research and completed the present invention.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の要旨は、以下のとおりである。
[1]内層と、前記内層の外側に配置された中間層と、前記中間層の外側に配置された外層とを備え、前記中間層は、ポリ塩化ビニル系樹脂、熱膨張性黒鉛及びゼオライトを含み、前記熱膨張性黒鉛の含有量は、前記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、5.0質量部~20.0質量部であり、前記ゼオライトの含有量は、前記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、0.6質量部~5.0質量部である、多層管。
[2]前記ゼオライトが有する空洞壁表面にアンモニアを含んでおり、アンモニア昇温脱離測定(NH-TPD測定)による、500℃に熱した際の酸量が1.0mmol/g~3.0mmol/gである、[1]に記載の多層管。
[3]前記ゼオライトのBET法により測定した比表面積が250m/g以上700m/g以下である、[1]又は[2]に記載の多層管。
The present invention has been made to solve the above problems, and the gist of the present invention is as follows.
[1] An inner layer, an intermediate layer disposed outside the inner layer, and an outer layer disposed outside the intermediate layer, the intermediate layer comprising a polyvinyl chloride resin, thermally expandable graphite, and zeolite. The content of the thermally expandable graphite is 5.0 parts by mass to 20.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyvinyl chloride, and the content of the zeolite is 100 parts by mass of the polyvinyl chloride. 0.6 parts by mass to 5.0 parts by mass.
[2] The zeolite contains ammonia on its cavity wall surface, and the amount of acid when heated to 500°C is 1.0 mmol/g to 3.0 mmol/g according to ammonia temperature-programmed desorption measurement (NH 3 -TPD measurement). The multilayer tube according to [1], which has a concentration of 0 mmol/g.
[3] The multilayer pipe according to [1] or [2], wherein the zeolite has a specific surface area of 250 m 2 /g or more and 700 m 2 /g or less as measured by the BET method.

本発明によれば、成形加工時に金型の腐食を抑制し、高い耐火性能を有する多層管を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress corrosion of a mold during molding and provide a multilayer pipe having high fire resistance.

本発明の実施形態に係る多層管の模式的断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a multilayer pipe according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る多層管の製造装置の一例を示す平面図である。1 is a plan view showing an example of a multilayer pipe manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る多層管の製造装置の一例を示す正面図である。1 is a front view showing an example of a multilayer pipe manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る多層管の製造装置に使用する金型と多層管外面成形用チューブの一例を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an example of a mold and a tube for forming the outer surface of a multilayer pipe used in the multilayer pipe manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention.

[多層管]
本発明の実施形態に係る多層管10は、図1に示すように、内層1、中間層2及び外層3を備える。内層1は多層管10の最内層を構成し、外層3は多層管10の最外層を構成する。図1に示す多層管10は、内層1、中間層2及び外層3がこの順に多層管の内側から積層された多層構造を有する。なお、多層管10の構成は三層に限られず、例えば、中間層2が複数層であってもよい。
[Multilayer pipe]
A multilayer pipe 10 according to an embodiment of the present invention includes an inner layer 1, an intermediate layer 2, and an outer layer 3, as shown in FIG. Inner layer 1 constitutes the innermost layer of multilayer tube 10, and outer layer 3 constitutes the outermost layer of multilayer tube 10. The multilayer pipe 10 shown in FIG. 1 has a multilayer structure in which an inner layer 1, an intermediate layer 2, and an outer layer 3 are laminated in this order from the inside of the multilayer pipe. Note that the structure of the multilayer tube 10 is not limited to three layers, and for example, the intermediate layer 2 may have multiple layers.

多層管10の全体厚さは、3.5mm~9.0mmであることが好ましく、3.7mm~8.8mmであることがより好ましく、4.0mm~8.5mmであることがさらに好ましい。多層管10の全体厚さが上記範囲内であることで、一般的なVP呼び径40~呼び径150相当厚さがあり、一般的な継手との接合にも対応可能となる。 The overall thickness of the multilayer tube 10 is preferably 3.5 mm to 9.0 mm, more preferably 3.7 mm to 8.8 mm, and even more preferably 4.0 mm to 8.5 mm. Since the overall thickness of the multilayer pipe 10 is within the above range, it has a thickness equivalent to a general VP nominal diameter of 40 to 150, and can be joined with a general joint.

内層1の厚さは、0.5mm~3.0mmであることが好ましく、0.7mm~2.7mmであることがより好ましく、0.9mm~2.5mmであることがさらに好ましい。
中間層2の厚さは、0.5mm~4.0mmであることが好ましく、0.7mm~3.5mmであることがより好ましく、0.9mm~3.2mmであることがさらに好ましい。
外層3の厚さは、0.5mm~3.0mmであることが好ましく、0.7mm~2.7mmであることがより好ましく、0.9mm~2.5mmであることがさらに好ましい。
The thickness of the inner layer 1 is preferably 0.5 mm to 3.0 mm, more preferably 0.7 mm to 2.7 mm, and even more preferably 0.9 mm to 2.5 mm.
The thickness of the intermediate layer 2 is preferably 0.5 mm to 4.0 mm, more preferably 0.7 mm to 3.5 mm, and even more preferably 0.9 mm to 3.2 mm.
The thickness of the outer layer 3 is preferably 0.5 mm to 3.0 mm, more preferably 0.7 mm to 2.7 mm, and even more preferably 0.9 mm to 2.5 mm.

多層管10を構成する内層1、中間層2及び外層3は、ポリ塩化ビニル系樹脂を含む。中でも、中間層2は、ポリ塩化ビニル系樹脂、熱膨張性黒鉛及びゼオライトを含む。中間層2に、ポリ塩化ビニル系樹脂、熱膨張性黒鉛及びゼオライトを含むことで、高い耐火性能を有する多層管10とすることができる。中間層2に、所定量の熱膨張性黒鉛を含むことで、熱膨張性黒鉛がクラック起点となりひびが入ったりするなどにより引張強度が低下することを抑制することができ、熱膨張性黒鉛の偏平性の増加により機械的強度が低下することを抑制することができる。また、中間層2に、熱膨張性材料が吸着しているゼオライトを含むことで、燃焼残渣の強度を上げ、かつ、ゼオライトの空洞を構成する空洞壁に吸着している熱膨張性材料であるアンモニア等が熱により気化することにより残渣を膨らますことで耐火性を向上させることができる。 The inner layer 1, intermediate layer 2, and outer layer 3 that constitute the multilayer pipe 10 contain polyvinyl chloride resin. Among them, the intermediate layer 2 contains polyvinyl chloride resin, thermally expandable graphite, and zeolite. By including polyvinyl chloride resin, thermally expandable graphite, and zeolite in the intermediate layer 2, the multilayer pipe 10 can have high fire resistance. By including a predetermined amount of thermally expandable graphite in the intermediate layer 2, it is possible to suppress a decrease in tensile strength due to thermally expandable graphite becoming a starting point for cracks, etc. It is possible to suppress a decrease in mechanical strength due to an increase in flatness. In addition, by including zeolite to which a thermally expandable material is adsorbed in the intermediate layer 2, the strength of the combustion residue is increased, and the thermally expandable material is adsorbed to the cavity walls constituting the cavities of the zeolite. Fire resistance can be improved by expanding the residue by vaporizing ammonia or the like with heat.

(ポリ塩化ビニル系樹脂)
内層1、中間層2及び外層3を構成する材料としては、ポリ塩化ビニル系樹脂が好適に用いられる。
ポリ塩化ビニル系樹脂としては、例えば、(1)ポリ塩化ビニル単独重合体;(2)塩化ビニルモノマーと、該塩化ビニルモノマーと共重合可能な不飽和結合を有するモノマーとの共重合体;(3)塩化ビニル以外の(共)重合体に塩化ビニルをグラフト共重合したグラフト共重合体等が挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、2種以上が併用されてもよい。また、必要に応じて上記ポリ塩化ビニル系樹脂を塩素化してもよい。
(Polyvinyl chloride resin)
As the material constituting the inner layer 1, intermediate layer 2, and outer layer 3, polyvinyl chloride resin is suitably used.
Examples of the polyvinyl chloride resin include (1) a polyvinyl chloride homopolymer; (2) a copolymer of a vinyl chloride monomer and a monomer having an unsaturated bond copolymerizable with the vinyl chloride monomer; 3) Examples include graft copolymers obtained by graft copolymerizing vinyl chloride onto (co)polymers other than vinyl chloride, and these may be used alone or in combination of two or more. Further, the polyvinyl chloride resin may be chlorinated if necessary.

上記(2)塩化ビニルモノマーと共重合可能な不飽和結合を有するモノマーとしては、特に限定されず、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン等のα-オレフィン類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;ブチルビニルエーテル、セチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチルアクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類;スチレン、α-メチルスチレン等の芳香族ビニル類;N-フェニルマレイミド、N-シクロヘキシルマレイミド等のN-置換マレイミド類などが挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The above (2) monomers having an unsaturated bond copolymerizable with the vinyl chloride monomer are not particularly limited, and include, for example, α-olefins such as ethylene, propylene, butylene; vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate. Vinyl ethers such as butyl vinyl ether and cetyl vinyl ether; (meth)acrylic acid esters such as methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate and butyl acrylate; Aromatic vinyls such as styrene and α-methylstyrene; N Examples include N-substituted maleimides such as -phenylmaleimide and N-cyclohexylmaleimide, which may be used alone or in combination of two or more.

上記(3)塩化ビニルをグラフト共重合する共重合体としては、塩化ビニルをグラフト共重合するものであれば、特に限定されず、例えば、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル-一酸化炭素共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-ブチルアクリレート-一酸化炭素共重合体、エチレン-メチルメタクリレート共重合体、エチレン-プロピレン共重合体、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、ポリウレタン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレンなどが挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The above (3) copolymer for graft copolymerizing vinyl chloride is not particularly limited as long as it graft copolymerizes vinyl chloride, for example, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl acetate- Carbon oxide copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-butyl acrylate-carbon monoxide copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, ethylene-propylene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, polyurethane, Examples include chlorinated polyethylene and chlorinated polypropylene, and these may be used alone or in combination of two or more.

上記ポリ塩化ビニル系樹脂の平均重合度は、特に限定されるものではないが、小さくなると成形体の物性低下が起こり、大きくなると溶融粘度が高くなって成形が困難になるので、400~1,600が好ましく、500~1,500がより好ましく、600~1,400がさらに好ましい。
なお、上記平均重合度とは、塩化ビニル系樹脂をテトラヒドロフラン(THF)に溶解させ、濾過により不溶成分を除去した後、濾液中のTHFを乾燥除去して得た樹脂を試料とし、JIS K 6720-2:1999「プラスチック-塩化ビニルホモポリマー及びコポリマー(PVC)-第2部:試験片の作り方及び諸性質の求め方」に準拠して測定した平均重合度を意味する。
The average degree of polymerization of the above-mentioned polyvinyl chloride resin is not particularly limited, but if it becomes small, the physical properties of the molded product will deteriorate, and if it becomes large, the melt viscosity will increase and molding will become difficult, so it is 400 to 1, 600 is preferable, 500 to 1,500 is more preferable, and even more preferably 600 to 1,400.
The above average degree of polymerization refers to the resin obtained by dissolving vinyl chloride resin in tetrahydrofuran (THF), removing insoluble components by filtration, and then drying and removing THF in the filtrate. -2: 1999 "Plastics - Vinyl chloride homopolymers and copolymers (PVC) - Part 2: How to make test pieces and how to determine various properties" means the average degree of polymerization measured in accordance with "Plastics - Vinyl chloride homopolymers and copolymers (PVC) - Part 2: How to make test pieces and how to determine various properties".

上記ポリ塩化ビニル系樹脂の重合方法は、特に限定されず、従来公知の任意の重合方法を採用することができ、例えば、塊状重合方法、溶液重合方法、乳化重合方法、懸濁重合方法等が挙げられる。 The method of polymerizing the above-mentioned polyvinyl chloride resin is not particularly limited, and any conventionally known polymerization method can be adopted, such as bulk polymerization method, solution polymerization method, emulsion polymerization method, suspension polymerization method, etc. Can be mentioned.

上記ポリ塩化ビニル系樹脂の塩素化方法は、特に限定されず、従来公知の塩素化方法を採用することができ、例えば、熱塩素化方法、光塩素化方法等が挙げられる。 The method for chlorinating the polyvinyl chloride resin is not particularly limited, and conventionally known chlorination methods can be employed, such as thermal chlorination methods, photo chlorination methods, and the like.

上記ポリ塩化ビニル系樹脂はいずれも、樹脂組成物としての耐火性能を阻害しない範囲で、架橋、変性して用いてもよい。この場合、予め架橋、変性した樹脂を用いてもよく、添加剤等を配合する際に、同時に架橋、変性してもよいし、あるいは樹脂に上記成分を配合した後に架橋、変性してもよい。上記樹脂の架橋方法についても、特に限定はなく、ポリ塩化ビニル系樹脂の通常の架橋方法、例えば、各種架橋剤、過酸化物を使用する架橋、電子線照射による架橋、水架橋性材料を使用した方法等が挙げられる。 Any of the above-mentioned polyvinyl chloride resins may be used after being crosslinked or modified as long as the fire resistance performance as a resin composition is not impaired. In this case, a resin that has been crosslinked or modified in advance may be used, or it may be crosslinked or modified at the same time as additives are added, or the resin may be crosslinked or modified after the above components are blended with the resin. . There are no particular limitations on the crosslinking method for the above resin, and conventional crosslinking methods for polyvinyl chloride resins are used, such as crosslinking using various crosslinking agents and peroxides, crosslinking by electron beam irradiation, and water crosslinkable materials. For example, methods such as

(熱膨張性黒鉛)
中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中に含まれる熱膨張性黒鉛は、鱗片状及び球状等の熱膨張性黒鉛である。熱膨張性黒鉛は、加熱時に膨張するものであり、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉末を、無機酸と、強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたものであり、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物の一種である。無機酸としては、濃硫酸、硝酸、セレン酸等が挙げられる。また、強酸化剤としては、濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等が挙げられる。
また、上記のように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛は、更にアンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等の中和剤で中和してもよい。脂肪族低級アミンとしては、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン等が挙げられる。上記アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、例えば、カリウム、ナトリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム等の水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、有機酸塩等が挙げられる。これらは単独で使用されてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(thermal expandable graphite)
The thermally expandable graphite contained in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is thermally expandable graphite in the form of scales, spheres, and the like. Thermally expandable graphite expands when heated, and is produced by treating powder such as natural scale graphite, pyrolytic graphite, or quiche graphite with an inorganic acid and a strong oxidizing agent to generate a graphite intercalation compound. It is a type of crystalline compound that maintains a carbon layered structure. Examples of inorganic acids include concentrated sulfuric acid, nitric acid, and selenic acid. Examples of strong oxidizing agents include concentrated nitric acid, perchloric acid, perchlorates, permanganates, dichromates, and hydrogen peroxide.
Further, the thermally expandable graphite obtained by the acid treatment as described above may be further neutralized with a neutralizing agent such as ammonia, aliphatic lower amine, an alkali metal compound, or an alkaline earth metal compound. Examples of the aliphatic lower amine include monomethylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, propylamine, and butylamine. Examples of the alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds include hydroxides, oxides, carbonates, sulfates, and organic acid salts of potassium, sodium, calcium, barium, magnesium, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明で使用する熱膨張性黒鉛の膨張開始温度は、火災発生時以外に膨張することを防止する観点から、150℃以上が好ましく、155℃以上がより好ましく、160℃以上がさらに好ましい。また、火災発生時には、熱膨張性黒鉛の体積増加率を高くし、耐火性を効果的に発揮する観点から、250℃以下が好ましく、240℃以下がより好ましく、230℃以下がさらに好ましい。 The expansion start temperature of the thermally expandable graphite used in the present invention is preferably 150°C or higher, more preferably 155°C or higher, and even more preferably 160°C or higher, from the viewpoint of preventing expansion other than when a fire occurs. Furthermore, in the event of a fire, the temperature is preferably 250°C or lower, more preferably 240°C or lower, and even more preferably 230°C or lower, from the viewpoint of increasing the volume increase rate of thermally expandable graphite and effectively exhibiting fire resistance.

中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中の熱膨張性黒鉛の含有量は、ポリ塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、5質量部~20質量部である。中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中の熱膨張性黒鉛の含有量がポリ塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、5質量部未満であると、中間層2の熱膨張性が不十分となり、十分な耐火性が得られない。また、中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中の熱膨張性黒鉛の含有量がポリ塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、20質量部超であると、熱膨張性黒鉛がクラック起点となりひびが入ったりするなどにより引張強度が低下する。中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中の熱膨張性黒鉛の含有量は、ポリ塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、5.5質量部以上であることが好ましく、6.0質量部以上であることがより好ましく、6.5質量部以上であることがさらに好ましい。熱膨張性黒鉛の含有量が上記下限値以上であることで、中間層2の熱膨張性が十分となる。また、中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中の熱膨張性黒鉛の含有量は、ポリ塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、18質量部以下であることが好ましく、16質量部以下であることがより好ましく、15質量部以下であることがさらに好ましい。熱膨張性黒鉛の含有量が上記上限値以下であることで、多層管10の引張強度が十分となる。 The content of thermally expandable graphite in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is 5 parts by mass to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyvinyl chloride resin. If the content of thermally expandable graphite in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl chloride resin, the thermal expandability of the intermediate layer 2 will decrease. It becomes insufficient and sufficient fire resistance cannot be obtained. Furthermore, if the content of thermally expandable graphite in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is more than 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl chloride resin, the thermally expandable graphite may crack. Tensile strength decreases due to cracks forming at the starting point. The content of thermally expandable graphite in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is preferably 5.5 parts by mass or more, and 6.0 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyvinyl chloride resin. It is more preferably at least 6.5 parts by mass, and even more preferably at least 6.5 parts by mass. When the content of thermally expandable graphite is at least the above lower limit, the intermediate layer 2 has sufficient thermal expandability. Further, the content of thermally expandable graphite in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is preferably 18 parts by mass or less, and 16 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyvinyl chloride resin. It is more preferably at most 15 parts by mass, and even more preferably at most 15 parts by mass. The tensile strength of the multilayer pipe 10 becomes sufficient because the content of thermally expandable graphite is below the above upper limit.

(ゼオライト)
中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中に含まれるゼオライトの骨格構造は、特に限定はない。本発明で使用するゼオライトの骨格構造としては、具体的に、A型、フェリエライト、MXM-22、ZSM-5、モルデナイト、L型、Y型、X型、ベータ型等が挙げられ、上記群より選択される1種類以上である。
また、上記ゼオライトの多孔質構造の空洞を構成する空洞壁表面には予め気体、液体等の熱膨張性材料を吸着していてもよい。吸着している熱膨張性材料の種類は、1種類以上であれば、何種類でもよい。ゼオライトの空洞を構成する空洞壁表面に気体又は液体の熱膨張性材料が吸着している場合、ゼオライトに吸着している熱膨張性材料が、塩化ビニル系樹脂内で熱により気化することで、膨張倍率を上げることが可能となる。
(zeolite)
The skeleton structure of the zeolite contained in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is not particularly limited. Specific examples of the skeleton structure of the zeolite used in the present invention include A type, ferrierite, MXM-22, ZSM-5, mordenite, L type, Y type, X type, beta type, etc. One or more types selected from the following.
Further, a thermally expandable material such as gas or liquid may be adsorbed in advance on the surface of the cavity wall constituting the cavity of the porous structure of the zeolite. The adsorbed thermally expandable material may be of any number of types as long as it is one or more. When a gaseous or liquid thermally expandable material is adsorbed on the surface of the cavity wall constituting the zeolite cavity, the thermally expandable material adsorbed on the zeolite is vaporized by heat within the vinyl chloride resin. It becomes possible to increase the expansion magnification.

中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中に含まれるゼオライト含有量は、ポリ塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、0.6質量部~5.0質量部である。中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中に含まれるゼオライト含有量がポリ塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、0.6質量部未満であると、多層管の膨張性、及び膨張後の残渣強度が不十分となり、十分な耐火性が得られない。また、中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中のゼオライトの含有量がポリ塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、5.0質量部超であると、無機物の添加量が多くなり機械的強度の低下に繋がる。中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中に含まれるゼオライト含有量がポリ塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、0.7質量部以上であることが好ましく、0.8質量部以上であることがより好ましく、1.0質量部以上であることがさらに好ましい。ゼオライトの含有量が上記下限値以上であることで、多層管の膨張性、及び膨張後の残渣強度が十分になる。また、中間層2を構成する塩化ビニル系樹脂組成物中に含まれるゼオライト含有量がポリ塩化ビニル系樹脂100質量部に対して、4.5質量部以下であることが好ましく、4.0質量部以下であることがより好ましく、3.5質量部以下であることがさらに好ましい。ゼオライトの含有量が上記上限値以下であることで、無機物の添加量を抑制することになり機械的強度の低下を抑制することができる。 The zeolite content contained in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is 0.6 parts by mass to 5.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyvinyl chloride resin. If the zeolite content contained in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is less than 0.6 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyvinyl chloride resin, the expandability and expansion of the multilayer pipe will deteriorate. The strength of the remaining residue becomes insufficient and sufficient fire resistance cannot be obtained. Furthermore, if the content of zeolite in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is more than 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl chloride resin, the amount of inorganic substances added will increase. This leads to a decrease in mechanical strength. It is preferable that the zeolite content contained in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is 0.7 parts by mass or more, and 0.8 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the polyvinyl chloride resin. It is more preferable that it is, and it is even more preferable that it is 1.0 parts by mass or more. When the content of zeolite is at least the above lower limit, the expandability of the multilayer pipe and the strength of the residue after expansion become sufficient. Further, it is preferable that the zeolite content contained in the vinyl chloride resin composition constituting the intermediate layer 2 is 4.5 parts by mass or less, and 4.0 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the polyvinyl chloride resin. It is more preferably at most 3.5 parts by mass, and even more preferably at most 3.5 parts by mass. When the content of zeolite is below the above upper limit value, the amount of inorganic substances added can be suppressed, and a decrease in mechanical strength can be suppressed.

ゼオライトが有する空洞壁表面に含むアンモニアは、アンモニア昇温脱離測定(NH-TPD測定)による、500℃に熱した際の酸量が1.0mmol/g以上であることが好ましく、1.2mmol/g以上であることがより好ましく、1.5mmol/g以上であることがさらに好ましい。500℃に熱した際の酸量が上記下限値以上であることで、十分に金属腐食抑制効果が発現する。また、アンモニア昇温脱離測定(NH-TPD測定)による、500℃に熱した際の酸量が3.0mmol/g以下であることが好ましく、2.8mmol/g以下であることがより好ましく、2.6mmol/g以上であることがさらに好ましい。500℃に熱した際の酸量が上記上限値以下であることで、発生したアンモニアにより塩化ビニル樹脂が劣化するのを抑制し、機械的強度の低下を防ぐことができる。
酸量の求め方は、実施例の記載において詳述するが、概略は以下の通りである。酸量の求め方としては、まず、塩化ビニル系の製品である多層管の一部を切り出てサンプルを作製し、サンプルを有機溶媒で溶解させてサンプル中に含まれているゼオライトを分離法で取り出す。そして、得られたゼオライトを希ガス下で前処理した後、混合ガスを用いてアンモニアを吸着させる。次いで、所定時間後に混合ガスに変えて希ガスを所定温度、所定時間流通させてアンモニアを除去し、熱伝導度検出器(TCD検出器)を用いて残存アンモニア量を吸着したアンモニア量として求めることができる。
The ammonia contained on the surface of the cavity wall of the zeolite preferably has an acid amount of 1.0 mmol/g or more when heated to 500° C. as measured by ammonia temperature-programmed desorption measurement (NH 3 -TPD measurement). It is more preferably 2 mmol/g or more, and even more preferably 1.5 mmol/g or more. When the amount of acid when heated to 500° C. is at least the above lower limit, a sufficient metal corrosion inhibiting effect is exhibited. Furthermore, the amount of acid when heated to 500°C by ammonia temperature-programmed desorption measurement (NH 3 -TPD measurement) is preferably 3.0 mmol/g or less, more preferably 2.8 mmol/g or less. It is preferably 2.6 mmol/g or more, and more preferably 2.6 mmol/g or more. When the amount of acid when heated to 500°C is below the above upper limit, it is possible to suppress deterioration of the vinyl chloride resin due to generated ammonia and prevent a decrease in mechanical strength.
The method for determining the amount of acid will be explained in detail in the description of Examples, but the outline is as follows. To determine the amount of acid, first, a sample is prepared by cutting out a part of a multilayer tube made of vinyl chloride, and the sample is dissolved in an organic solvent to separate the zeolite contained in the sample. Take it out. After the obtained zeolite is pretreated under a rare gas, ammonia is adsorbed using a mixed gas. Next, after a predetermined period of time, change to a mixed gas and circulate the rare gas at a predetermined temperature for a predetermined period of time to remove ammonia, and use a thermal conductivity detector (TCD detector) to determine the amount of residual ammonia as the amount of ammonia adsorbed. Can be done.

ゼオライトのBET法により測定した比表面積は、200m/g以上であることが好ましく、250m/g以上であることがより好ましく、300m/g以上であることがさらに好ましい。ゼオライトのBET法により測定した比表面積が上記下限値以上であると、低温側で発生するアンモニア量が増加し腐食抑制効果が発現しやすい。また、ゼオライトのBET法により測定した比表面積は、700m/g以下であることが好ましく、680m/g以下であることがより好ましく、650m/g以下であることがさらに好ましい。ゼオライトのBET法により測定した比表面積が上記上限値以下であると、成形中に発生するアンモニア量が過剰になることを抑制し、樹脂母材自体の強度劣化を防ぐことができる。 The specific surface area of zeolite measured by the BET method is preferably 200 m 2 /g or more, more preferably 250 m 2 /g or more, and even more preferably 300 m 2 /g or more. When the specific surface area of zeolite measured by the BET method is equal to or larger than the above lower limit, the amount of ammonia generated on the low temperature side increases, and the corrosion inhibiting effect is likely to be exhibited. Further, the specific surface area of the zeolite measured by the BET method is preferably 700 m 2 /g or less, more preferably 680 m 2 /g or less, and even more preferably 650 m 2 /g or less. When the specific surface area of the zeolite measured by the BET method is less than or equal to the above upper limit, it is possible to suppress the amount of ammonia generated during molding from becoming excessive, and to prevent deterioration in the strength of the resin base material itself.

(添加剤)
本発明の多層管10の内層1、中間層2及び外層3を構成する材料には、その物性を損なわない範囲内で、無機充填材、滑剤、加工助剤、衝撃改質剤、耐熱向上剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、顔料、可塑剤、熱可塑性エラストマー等の添加剤が添加されていてもよい。
(Additive)
The materials constituting the inner layer 1, intermediate layer 2, and outer layer 3 of the multilayer pipe 10 of the present invention include inorganic fillers, lubricants, processing aids, impact modifiers, and heat resistance improvers within the range that does not impair their physical properties. , antioxidants, light stabilizers, ultraviolet absorbers, pigments, plasticizers, thermoplastic elastomers, and other additives may be added.

無機充填剤としては、公知のものを広く使用することが可能であり、特に限定はない。具体的には、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチモン、フェライト類、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーンナイト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素バルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム「MOS」、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミニウムボレート、硫化モリブ溝デン、炭化ケイ素、ステンレス繊維、ホウ酸亜鉛、各種磁性粉、スラグ繊維、フライアッュ、及び脱水汚泥等からなる群より選択される一種以上を挙げることができる。 As the inorganic filler, a wide variety of known inorganic fillers can be used, and there are no particular limitations. Specifically, silica, diatomaceous earth, alumina, zinc oxide, titanium oxide, calcium oxide, magnesium oxide, iron oxide, tin oxide, antimony oxide, ferrites, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, basic carbonate. Magnesium, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, barium carbonate, dawnite, hydrotalcite, calcium sulfate, barium sulfate, gypsum fiber, calcium silicate, talc, clay, mica, montmorillonite, bentonite, activated clay, sepiolite, imogolite , sericite, glass fiber, glass beads, silica balloons, aluminum nitride, boron nitride, silicon nitride, carbon black, graphite, carbon fiber, carbon balloons, charcoal powder, various metal powders, potassium titanate, magnesium sulfate "MOS" , lead zirconate titanate, aluminum borate, molybdenum sulfide, silicon carbide, stainless fiber, zinc borate, various magnetic powders, slag fibers, fly ash, dehydrated sludge, etc. I can do it.

滑剤としても、公知のものを広く使用することが可能であり、特に限定はない。滑剤としては、内部滑剤、外部滑剤が挙げられる。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、例えば、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、及びビスアミドからなる群より選択される一種以上を使用することができる。また、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。外部滑剤としては特に限定されず、例えば、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、モンタン酸ワックスからなる群より選択される一種以上を使用することができる。 As the lubricant, a wide variety of known lubricants can be used, and there is no particular limitation. Examples of lubricants include internal lubricants and external lubricants. The internal lubricant is used for the purpose of lowering the flow viscosity of the molten resin during molding and preventing frictional heat generation. The internal lubricant is not particularly limited, and for example, one or more selected from the group consisting of butyl stearate, lauryl alcohol, stearyl alcohol, epoxy soybean oil, glycerin monostearate, stearic acid, and bisamide can be used. can. Further, the external lubricant is used for the purpose of increasing the sliding effect between the molten resin and the metal surface during molding. The external lubricant is not particularly limited, and for example, one or more types selected from the group consisting of paraffin wax, polyolefin wax, ester wax, and montan acid wax can be used.

加工助剤としても、公知のものを広く使用することが可能であり、特に限定はない。例えば、重量平均分子量10万~200万の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のアクリル系加工助剤などを挙げることができる。上記アクリル系加工助剤としては特に限定されず、例えば、n-ブチルアクリレート-メチルメタクリレート共重合体、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。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 A wide range of known processing aids can be used, and there are no particular limitations. Examples include acrylic processing aids such as alkyl acrylate-alkyl methacrylate copolymers having a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000. The acrylic processing aid is not particularly limited, and examples thereof include n-butyl acrylate-methyl methacrylate copolymer, 2-ethylhexyl acrylate-methyl methacrylate-butyl methacrylate copolymer, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

衝撃改質剤としても、公知のものを広く使用することが可能であり、特に限定はない。例えば、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からなる群より選択される一種以上を使用することができる。 As the impact modifier, a wide variety of known impact modifiers can be used, and there is no particular limitation. For example, one or more selected from the group consisting of methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer (MBS), chlorinated polyethylene, acrylic rubber, etc. can be used.

耐熱向上剤としても、公知のものを広く使用することが可能であり、特に限定はない。例えば、α-メチルスチレン系、N-フェニルマレイミド系樹脂等を使用することができる。 As the heat resistance improver, a wide variety of known ones can be used, and there is no particular limitation. For example, α-methylstyrene resin, N-phenylmaleimide resin, etc. can be used.

酸化防止剤としては特に限定されず、公知のものを広く使用することが可能である。例えば、フェノール系抗酸化剤等が挙げられる。 The antioxidant is not particularly limited, and a wide variety of known antioxidants can be used. Examples include phenolic antioxidants.

光安定剤としては特に限定されず、公知のものを広く使用することが可能である。例えば、ヒンダードアミン系等の光安定剤等が挙げられる。 The light stabilizer is not particularly limited, and a wide variety of known ones can be used. Examples include hindered amine-based light stabilizers.

紫外線吸収剤としては特に限定されず、公知のものを広く使用することが可能である。例えば、サリチル酸エステル系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。 The ultraviolet absorber is not particularly limited, and a wide variety of known ones can be used. Examples include salicylic acid ester-based, benzophenone-based, benzotriazole-based, and cyanoacrylate-based ultraviolet absorbers. These may be used alone or in combination of two or more.

顔料としては特に限定されず、公知のものを広く使用することが可能である。例えば、アゾ系、フタロシアニン系、スレン系、染料レーキ系等の有機顔料;酸化物系、クロム酸モリブ溝デン系、硫化物・セレン化物系、フェロシアニン化物系などの無機顔料等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。 The pigment is not particularly limited, and a wide variety of known pigments can be used. Examples include organic pigments such as azo-based, phthalocyanine-based, threne-based, and dye lake-based pigments; and inorganic pigments such as oxide-based, molybdenum chromate-based, sulfide/selenide-based, and ferrocyanide-based pigments. These may be used alone or in combination of two or more.

また、上記ポリ塩化ビニル系樹脂には可塑剤が添加されていてもよい。可塑剤としては特に限定されず、公知のものを広く使用することが可能である。例えば、ジブチルフタレート、ジー2―エチルヘキシルフタレート、及びジー2―エチルヘキシルアジペートからなる群より選択される一種以上を使用することができる。 Furthermore, a plasticizer may be added to the polyvinyl chloride resin. The plasticizer is not particularly limited, and a wide variety of known plasticizers can be used. For example, one or more selected from the group consisting of dibutyl phthalate, di-2-ethylhexyl phthalate, and di-2-ethylhexyl adipate can be used.

熱可塑性エラストマーとしては特に限定されず、公知のものを広く使用することが可能である。例えば、アクリルニトリル-ブタジエン共重合体(NBR)、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン-酢酸ビニル-一酸化炭素共重合体(EVACO)、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体や塩化ビニル-塩化ビニリデン共重合体等の塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、及びポリアミド系熱可塑性エラストマーからなる群より選択される一種以上を使用することができる。 The thermoplastic elastomer is not particularly limited, and a wide variety of known thermoplastic elastomers can be used. For example, acrylonitrile-butadiene copolymer (NBR), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-vinyl acetate-carbon monoxide copolymer (EVACO), vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, and vinyl chloride. - Selected from the group consisting of vinyl chloride thermoplastic elastomer such as vinylidene chloride copolymer, styrene thermoplastic elastomer, olefin thermoplastic elastomer, urethane thermoplastic elastomer, polyester thermoplastic elastomer, and polyamide thermoplastic elastomer One or more types can be used.

上述した熱膨張性黒鉛、ゼオライト及び添加剤をポリ塩化ビニル系樹脂に混合する方法としては、公知の方法を広く採用することが可能である。具体的には、ホットブレンドによる方法、コールドブレンドによる方法等が挙げられる。 As a method for mixing the above-mentioned thermally expandable graphite, zeolite, and additives into the polyvinyl chloride resin, a wide variety of known methods can be employed. Specifically, hot blending methods, cold blending methods, etc. may be mentioned.

<多層管の使用用途>
以上にしてなる本発明の多層管10は、高い熱膨張性を有しつつも、多層管の熱変形を抑制するので、建築物の排水管、ダクト及び電線管等の配管として好適に使用可能である。また、本発明の多層管10は、配管本体の構成材料として好適に使用可能であるだけでなく、配管の継手の構成材料としても、好適に使用可能である。
<Applications for multilayer pipes>
The multilayer pipe 10 of the present invention as described above has high thermal expansivity and suppresses thermal deformation of the multilayer pipe, so it can be suitably used as plumbing such as drainage pipes, ducts, and electrical conduits in buildings. It is. Moreover, the multilayer pipe 10 of the present invention can be suitably used not only as a constituent material of a piping body but also as a constituent material of a joint of a pipe.

<多層管の製造方法>
図2は、本発明の一実施形態に係る多層管10を製造するために用いられる製造装置20を模式的に示す平面図である。図3、本発明の一実施形態に係る多層管10を製造するために用いられる製造装置20の模式的に示す正面図である。
多層管10を製造するための製造装置20は、図2,3に示すように、内外層押出機11と、中間層押出機12と、金型13と、冷却水槽15と、引取機16と、切断機17とを備える。内外層押出機11及び中間層押出機12には、金型13が接続されている。金型13には、冷却水槽15が接続されている。冷却水槽15には、引取機16が接続されている。引取機16には、切断機17が接続されている。
<Manufacturing method of multilayer pipe>
FIG. 2 is a plan view schematically showing a manufacturing apparatus 20 used for manufacturing the multilayer pipe 10 according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a front view schematically showing a manufacturing apparatus 20 used for manufacturing the multilayer pipe 10 according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIGS. 2 and 3, the manufacturing apparatus 20 for manufacturing the multilayer pipe 10 includes an inner and outer layer extruder 11, an intermediate layer extruder 12, a mold 13, a cooling water tank 15, and a take-off machine 16. , and a cutting machine 17. A mold 13 is connected to the inner and outer layer extruder 11 and the intermediate layer extruder 12. A cooling water tank 15 is connected to the mold 13. A take-up machine 16 is connected to the cooling water tank 15 . A cutting machine 17 is connected to the taking machine 16.

本発明の多層管の製造方法は、まず、内層の材料及び外層の材料を、ホッパーを利用して内外層押出機11へ投入し、内外層押出機11内で内層の材料及び外層の材料を溶融混練し、金型13に押し出す。また、中間層の材料を、ホッパーを利用して中間層押出機12へ投入し、中間層押出機12内で中間層の材料を溶融混練し、金型13に押し出す。 In the method for manufacturing a multilayer pipe of the present invention, first, the material for the inner layer and the material for the outer layer are charged into the inner and outer layer extruder 11 using a hopper. The mixture is melted and kneaded and extruded into a mold 13. Further, the material for the intermediate layer is charged into the intermediate layer extruder 12 using a hopper, the material for the intermediate layer is melted and kneaded in the intermediate layer extruder 12, and extruded into the mold 13.

次いで、金型13において、内層の材料及び外層の材料を溶融混練したもの、及び、中間層の材料を溶融混練したものを加熱し、3層構造を有する未硬化の多層管を成型する。
金型13での加熱温度は、内層の材料及び外層の材料の流動性を向上させる観点から、160℃以上200℃以下であることが好ましく、170℃以上195℃以下であることがより好ましく、180℃以上190℃以下であることがさらに好ましい。
金型13での加熱時間は、内層の材料及び外層の材料が金型13に存在する時間であり、内層の材料及び外層の材料の流動性を向上させる観点から、3分以上10分以下であることが好ましく、4分以上9分以下であることがより好ましく、5分以上8分以下であることがさらに好ましい。
Next, in the mold 13, the inner layer material, the outer layer material, and the intermediate layer material are heated to form an uncured multilayer tube having a three-layer structure.
The heating temperature in the mold 13 is preferably 160° C. or more and 200° C. or less, more preferably 170° C. or more and 195° C. or less, from the viewpoint of improving the fluidity of the inner layer material and the outer layer material. More preferably, the temperature is 180°C or more and 190°C or less.
The heating time in the mold 13 is the time during which the inner layer material and the outer layer material exist in the mold 13, and from the viewpoint of improving the fluidity of the inner layer material and the outer layer material, the heating time is 3 minutes or more and 10 minutes or less. It is preferably 4 minutes or more and 9 minutes or less, and even more preferably 5 minutes or more and 8 minutes or less.

次いで、金型13の出口から、3層構造を有する未硬化の多層管が押し出され、冷却水槽15へ送られる。
冷却水槽15には、未硬化の多層管を所定寸法に成形するための管外面成形用チューブ14が取り付けられており、未硬化の多層管の外面を、管外面成形用チューブ14と接触した状態で冷却する。図4は、製造装置における金型13及び管外面成形用チューブ14を拡大して示す断面図である。図4に示すように、内外層押出機11により溶融混練された内層の材料21及び外層の材料23と、中間層押出機12により溶融混練された中間層の材料22とを、中間層の断面形状の外周縁の形状が真円となるように設計された金型13に注入し、未硬化の多層管10´を成形する。未硬化の多層管10´は、未硬化の内層31及び未硬化の外層33と、中間層の材料22により形成される未硬化の中間層32とを備える。中間層の材料22は、未硬化の多層管10´を金型13より吐出されると発泡し、未硬化の中間層32が形成される。未硬化の多層管10´を管外面成形用チューブ14内に挿入し、未硬化の多層管10´は所定寸法に型成形されながら冷却水槽15内で冷却される。
冷却水槽15での冷却温度は、未硬化の多層管10´を十分に硬化させる観点から、14℃以上26℃以下であることが好ましく、16℃以上24℃以下であることがより好ましく、18℃以上22℃以下であることがさらに好ましい。
冷却水槽15での冷却時間は、未硬化の多層管10´が冷却水槽15に存在する時間であり、内層の材料及び外層の材料を十分に硬化させる観点から、4分以上16分以下であることが好ましく、6分以上14分以下であることがより好ましく、8分以上12分以下であることがさらに好ましい。
Next, an uncured multilayer tube having a three-layer structure is extruded from the outlet of the mold 13 and sent to the cooling water tank 15.
A tube outer surface forming tube 14 for forming the uncured multilayer tube into a predetermined size is attached to the cooling water tank 15, and the outer surface of the uncured multilayer tube is in contact with the tube outer surface forming tube 14. Cool it down. FIG. 4 is an enlarged sectional view showing the mold 13 and tube outer surface forming tube 14 in the manufacturing apparatus. As shown in FIG. 4, the inner layer material 21 and outer layer material 23 melt-kneaded by the inner and outer layer extruder 11 and the middle layer material 22 melt-kneaded by the middle layer extruder 12 are combined into a cross section of the middle layer. The mixture is injected into a mold 13 designed so that the outer periphery thereof is a perfect circle to form an uncured multilayer pipe 10'. The unhardened multilayer tube 10' includes an unhardened inner layer 31, an unhardened outer layer 33, and an unhardened intermediate layer 32 formed of the intermediate layer material 22. The intermediate layer material 22 is foamed when the uncured multilayer tube 10' is discharged from the mold 13, and an uncured intermediate layer 32 is formed. The unhardened multilayer pipe 10' is inserted into the tube outer surface forming tube 14, and the unhardened multilayer pipe 10' is cooled in the cooling water tank 15 while being molded into a predetermined size.
The cooling temperature in the cooling water tank 15 is preferably 14° C. or higher and 26° C. or lower, more preferably 16° C. or higher and 24° C. or lower, from the viewpoint of sufficiently hardening the uncured multilayer pipe 10′. It is more preferable that the temperature is not less than 0.degree. C. and not more than 22.degree.
The cooling time in the cooling water tank 15 is the time during which the uncured multilayer pipe 10' exists in the cooling water tank 15, and from the viewpoint of sufficiently curing the inner layer material and the outer layer material, it is 4 minutes or more and 16 minutes or less. The time is preferably 6 minutes or more and 14 minutes or less, and even more preferably 8 minutes or more and 12 minutes or less.

次いで、引取機16を用いて、冷却水槽15で冷却された多層管10を引き取り、また、切断機17を用いて、引取機16から送られてきた多層管10を所定の長さに切断する。このようにして、所定の長さを有する多層管10を得る。 Next, the multilayer pipe 10 cooled in the cooling water tank 15 is taken over using the take-off machine 16, and the multi-layer pipe 10 sent from the take-off machine 16 is cut into a predetermined length using the cutting machine 17. . In this way, a multilayer tube 10 having a predetermined length is obtained.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples at all, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention.

以下、実施例に基づき、本発明の実施形態をより具体的に説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail based on Examples, but the present invention is not limited thereto.

(実施例及び比較例)
下記表1に示した配合に基づき、20Lヘンシェルミキサー(株式会社カワタ製)で樹脂組成物を作製した。その後、作製した樹脂組成物の一部を190℃の8インチミキシングロール(安田精機製作所製)でロール混錬し、更に200℃のプレス機(東邦マシナリー株式会社製)でプレス成形して厚さ3mmの各実施例及び比較例の試験片を作製した。
(Example and comparative example)
A resin composition was prepared using a 20 L Henschel mixer (manufactured by Kawata Co., Ltd.) based on the formulation shown in Table 1 below. After that, a part of the prepared resin composition was roll-kneaded with an 8-inch mixing roll (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho) at 190°C, and then press-molded with a press machine (manufactured by Toho Machinery Co., Ltd.) at 200°C to obtain a thickness. 3 mm test pieces for each example and comparative example were prepared.

<使用原料>
実施例及び比較例で用いた材料は以下のとおりである。
〈ポリ塩化ビニル系樹脂(PVC)〉
・徳山積水工業株式会社「TS-1000R」(平均重合度:1,000)
〈熱膨張性黒鉛〉
・鈴裕化学株式会社「GREP-EG」
〈ゼオライト〉
・東ソー株式会社「HSZ」
<Raw materials used>
The materials used in the examples and comparative examples are as follows.
<Polyvinyl chloride resin (PVC)>
・Tokuyama Sekisui Kogyo Co., Ltd. "TS-1000R" (average degree of polymerization: 1,000)
<Thermally expandable graphite>
・Suzuhiro Chemical Co., Ltd. “GREP-EG”
<Zeolite>
・Tosoh Corporation “HSZ”

(残渣強度試験)
ロールプレスにより板状にした試験片を長さ30±1mm、幅30±1mm、厚さ3±0.1mmに直方体状に切り出す。そのサンプルの端に1mm程度の穴を空け針金を通し金属架台にぶら下げ500℃に昇温した電気炉に3分間入れ燃焼残渣を作成し取出した。それぞれ5回繰り返し、残渣強度が低いと架台から落下する。
<判定基準>
A:落下回数0回
B:落下回数1~2回
C:落下回数3~5回
(Residue strength test)
A test piece made into a plate by roll pressing is cut into a rectangular parallelepiped having a length of 30±1 mm, a width of 30±1 mm, and a thickness of 3±0.1 mm. A hole of about 1 mm was made in the end of the sample, a wire was passed through it, and the sample was suspended from a metal stand and placed in an electric furnace heated to 500° C. for 3 minutes to create a combustion residue, which was then taken out. Each test was repeated 5 times, and if the strength of the residue was low, it would fall from the mount.
<Judgment criteria>
A: Number of falls: 0 times B: Number of falls: 1 to 2 times C: Number of falls: 3 to 5 times

(膨張倍率評価試験)
ロールプレスにより板状にした試験片を直方体状に切り出し、厚さ、縦、横の三箇所をノギスで測定した。その後各実施例及び比較例の試験片を500℃の昇温した電気炉に3分間入れて、膨張させた。その後電気炉から取り出した常温で放冷した。放冷した膨張後試験片の厚さ、縦、横をノギスで測定し次の式によって膨張倍率Rを算出した。膨張倍率Rが10以上であれば、実用上十分な熱膨張率を有すると判断した。
熱膨張率R=(a×b×c)/(a×b×c
:膨張前の試験片厚さ(mm)
:膨張前の試験片縦長さ(mm)
:膨張前の試験片横長さ(mm)
:膨張後の試験片厚さ(mm)
:膨張後の試験片縦厚さ(mm)
:膨張後の試験片横長さ(mm)
<判定基準>
A:膨張倍率Rが7.5以上
B:膨張倍率Rが7.5未満
(Expansion magnification evaluation test)
A test piece made into a plate shape by roll pressing was cut into a rectangular parallelepiped shape, and the thickness, length, and width were measured at three points using a caliper. Thereafter, the test pieces of each example and comparative example were placed in an electric furnace heated to 500° C. for 3 minutes to expand. Thereafter, it was taken out of the electric furnace and allowed to cool at room temperature. The thickness, length, and width of the expanded test piece that had been left to cool was measured using calipers, and the expansion ratio R was calculated using the following formula. If the expansion ratio R was 10 or more, it was determined that the material had a practically sufficient coefficient of thermal expansion.
Thermal expansion coefficient R=(a 1 ×b 1 ×c 1 )/(a 0 ×b 0 ×c 0 )
a0 : Thickness of test piece before expansion (mm)
b 0 : Vertical length of test piece before expansion (mm)
c 0 : Lateral length of test piece before expansion (mm)
a1 : Thickness of test piece after expansion (mm)
b 1 : Vertical thickness of test piece after expansion (mm)
c 1 : Lateral length of test piece after expansion (mm)
<Judgment criteria>
A: Expansion magnification R is 7.5 or more B: Expansion magnification R is less than 7.5

(引張強度評価試験)
JIS K 7161-1:2014「プラスチック-引張特性の求め方-第1部」に則り、試験体から各実施例及び比較例の試験片を作成し、5mm/分で引張降伏強さを測定した。この時の測定雰囲気は23℃とした。なお、試験片が破断するまでの最大荷重をP(N)、試験片の断面積をS(mm)として引張降伏強さF(MPa)は、以下の式で算出した。
引張降伏強さ:F=P/S
<判定基準>
A:引張降伏強さFが45(MPa)以上
B:引張降伏強さFが40(MPa)以上45(MPa)未満
C:引張降伏強さFが35(MPa)以上40(MPa)未満
D:引張降伏強さFが35(MPa)未満
(Tensile strength evaluation test)
In accordance with JIS K 7161-1:2014 "Plastics - How to determine tensile properties - Part 1", test pieces for each example and comparative example were prepared from the test specimens, and the tensile yield strength was measured at 5 mm/min. . The measurement atmosphere at this time was 23°C. Note that the tensile yield strength F (MPa) was calculated using the following formula, where the maximum load until the test piece breaks is P (N), and the cross-sectional area of the test piece is S (mm 2 ).
Tensile yield strength: F=P/S
<Judgment criteria>
A: Tensile yield strength F is 45 (MPa) or more B: Tensile yield strength F is 40 (MPa) or more and less than 45 (MPa) C: Tensile yield strength F is 35 (MPa) or more and less than 40 (MPa) D : Tensile yield strength F is less than 35 (MPa)

(金属腐食試験)
20Lヘンシェルミキサー(株式会社カワタ製)で作製した樹脂組成物0.5gを5cm×5cm×厚さ1mmの鉄板2枚で挟み、190℃のプレス機(東邦マシナリー株式会社製)で10分間プレスし、1分間冷却プレスし、表面の樹脂組成物を取り除き、鉄板の変色の有無を確認した。
<判定基準>
A:変色なし
B:変色あり
(Metal corrosion test)
0.5 g of the resin composition prepared using a 20 L Henschel mixer (manufactured by Kawata Co., Ltd.) was sandwiched between two iron plates measuring 5 cm x 5 cm x 1 mm thick, and pressed for 10 minutes with a press machine (manufactured by Toho Machinery Co., Ltd.) at 190°C. The iron plate was cool-pressed for 1 minute to remove the resin composition on the surface, and the iron plate was checked for discoloration.
<Judgment criteria>
A: No discoloration B: Discoloration

(アンモニア昇温脱離測定(NH-TPD測定))
得られた試験片1gを切りだした。切り出した試験片をテトラヒドロフラン(THF)に溶解させ、遠心分離した後、上澄み液を除去した。不溶物を乾燥後、試験片とした。ゼオライトとその他無機成分が混ざっている場合は既知の分離法(沈殿、濾過等)で分離させ、ゼオライトのみ抽出した抽出試験片とした。
抽出試験片0.1gを500℃のヘリウム流通下に1時間静置してこれを前処理とした。1時間の前処理後の試料について、室温で、5体積%のアンモニア及び95体積%のヘリウムを含む混合ガスを流通させて、抽出試験片にアンモニアを飽和吸着させた。混合ガスを1時間流通した後、混合ガスに代え、ヘリウムガスを流通しながら試料を100℃まで昇温した。昇温後、100℃、0.5時間、ヘリウムガスを流通させることで雰囲気中に残存するアンモニアを除去した。
残存アンモニアの除去後、流速30mL/分のヘリウム流通下、昇温速度10℃/分で500℃まで昇温し、TCD検出器(マイクロトラックベル社製)を使用して、当該昇温過程で測定されたアンモニア量をもって、試料に吸着されたアンモニア量とした。試料の単位質量あたりの吸着アンモニア量を固体酸量(mmol/g)とした。
(Ammonia temperature-programmed desorption measurement (NH 3 -TPD measurement))
1 g of the obtained test piece was cut out. The cut test piece was dissolved in tetrahydrofuran (THF), centrifuged, and the supernatant liquid was removed. After drying the insoluble matter, a test piece was prepared. If zeolite and other inorganic components were mixed, they were separated by known separation methods (precipitation, filtration, etc.), and an extraction test piece was obtained in which only zeolite was extracted.
0.1 g of the extraction test piece was left standing under helium flow at 500° C. for 1 hour, and this was used as pretreatment. After 1 hour of pretreatment, a mixed gas containing 5% by volume of ammonia and 95% by volume of helium was passed through the sample at room temperature to saturately adsorb ammonia onto the extraction test piece. After flowing the mixed gas for 1 hour, the sample was heated to 100° C. while flowing helium gas instead of the mixed gas. After the temperature was raised, ammonia remaining in the atmosphere was removed by flowing helium gas at 100° C. for 0.5 hours.
After removing residual ammonia, the temperature was raised to 500 °C at a temperature increase rate of 10 °C/min under a helium flow rate of 30 mL/min, and the temperature was measured using a TCD detector (manufactured by Micro Track Bell) during the heating process. The measured amount of ammonia was taken as the amount of ammonia adsorbed on the sample. The amount of adsorbed ammonia per unit mass of the sample was defined as the amount of solid acid (mmol/g).

(比表面積測定)
得られた試験片1gを切りだした。切り出した試験片をテトラヒドロフラン(THF)に溶解させ、遠心分離した後、上澄み液を除去した。不溶物を乾燥後、試験片とした。ゼオライトとその他無機成分が混ざっている場合は既知の分離法(沈殿、濾過等)で分離させ、ゼオライトのみ抽出した抽出試験片とした。
抽出試験片0.1gを200℃で加熱しながら真空廃棄し、脱ガス後の試験片重量を測定する。その後液体窒素の温度下で相対圧0.05から0.995までの圧力範囲において固体表面に吸着した窒素ガス量を測定し、得られた吸着等温線から比表面積を算出した。
(Specific surface area measurement)
1 g of the obtained test piece was cut out. The cut test piece was dissolved in tetrahydrofuran (THF), centrifuged, and the supernatant liquid was removed. After drying the insoluble matter, a test piece was prepared. If zeolite and other inorganic components were mixed, they were separated by known separation methods (precipitation, filtration, etc.), and an extraction test piece was obtained in which only zeolite was extracted.
0.1 g of the extracted test piece is discarded under vacuum while being heated at 200°C, and the weight of the test piece after degassing is measured. Thereafter, the amount of nitrogen gas adsorbed on the solid surface was measured at the temperature of liquid nitrogen in a relative pressure range of 0.05 to 0.995, and the specific surface area was calculated from the obtained adsorption isotherm.

1…内層
2…中間層
3…外層
10…多層管
10´…未硬化の耐火管
11…内外層押出機
12…中間層押出機
13…金型
14…管外面成形用チューブ
15…冷却水槽
16…引取機
17…切断機
20…製造装置
21…内層の材料
23…外層の材料
22…中間層の材料
31…未硬化の内層
32…未硬化の中間層
33…未硬化の外層
1... Inner layer 2... Intermediate layer 3... Outer layer 10... Multilayer pipe 10'... Uncured fireproof pipe 11... Inner and outer layer extruder 12... Intermediate layer extruder 13... Mold 14... Tube for forming the tube outer surface 15... Cooling water tank 16 ...Take-up machine 17...Cutting machine 20...Manufacturing device 21...Inner layer material 23...Outer layer material 22...Intermediate layer material 31...Uncured inner layer 32...Uncured intermediate layer 33...Uncured outer layer

Claims (3)

内層と、
前記内層の外側に配置された中間層と、
前記中間層の外側に配置された外層とを備え、
前記中間層は、ポリ塩化ビニル系樹脂、熱膨張性黒鉛及びゼオライトを含み、
前記熱膨張性黒鉛の含有量は、前記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、5.0質量部~20.0質量部であり、
前記ゼオライトの含有量は、前記ポリ塩化ビニル100質量部に対して、0.6質量部~5.0質量部である、多層管。
inner layer and
an intermediate layer disposed outside the inner layer;
an outer layer disposed outside the intermediate layer,
The intermediate layer includes a polyvinyl chloride resin, thermally expandable graphite, and zeolite,
The content of the thermally expandable graphite is 5.0 parts by mass to 20.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyvinyl chloride,
In the multilayer pipe, the content of the zeolite is 0.6 parts by mass to 5.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyvinyl chloride.
前記ゼオライトが有する空洞壁表面にアンモニアを含んでおり、
アンモニア昇温脱離測定(NH-TPD測定)による、500℃に熱した際の酸量が1.0mmol/g~3.0mmol/gである、請求項1に記載の多層管。
The zeolite contains ammonia on the cavity wall surface,
The multilayer tube according to claim 1, having an acid amount of 1.0 mmol/g to 3.0 mmol/g when heated to 500° C. as measured by ammonia temperature-programmed desorption measurement (NH 3 -TPD measurement).
前記ゼオライトのBET法により測定した比表面積が250m/g以上700m/g以下である、請求項1又は2に記載の多層管。

The multilayer pipe according to claim 1 or 2, wherein the zeolite has a specific surface area of 250 m 2 /g or more and 700 m 2 /g or less as measured by the BET method.

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