JP6523023B2 - Heat insulation piping system - Google Patents
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Description
本発明は、断熱配管システムに関する。より具体的には、本発明は、断熱効果が良好に維持される断熱配管システムに関する。 The present invention relates to an insulation piping system. More specifically, the present invention relates to an adiabatic piping system in which the heat insulation effect is well maintained.
従来、冷暖房ファンコイルの冷温水用配管材には金属配管、特に配管用炭素鋼鋼管(SGP)が主に用いられている。しかし、金属配管を用いた配管システムは、素材の特性に起因する易錆性ならびに耐震性(ひずみ耐性)の問題、および、重量物であることに起因する配管施工性ならびに建造物強度確保の問題がある。 BACKGROUND ART Conventionally, metal piping, particularly carbon steel pipe for piping (SGP) for piping, is mainly used as a piping material for hot and cold water of an air conditioning and heating fan coil. However, piping systems using metal piping have the problems of easy rusting and earthquake resistance (strain resistance) due to the characteristics of the material, and problems of piping workability and securing of building strength due to being heavy. There is.
一方、樹脂配管は、金属配管が有する問題のうち、易錆性、耐震性、配管施工性、建造物強度確保の問題を解決することができる。このため、金属配管を樹脂配管で代替する試みが行われている。たとえば、特開2002−256024号公報(特許文献1)には、剛性、クリープ特性、耐衝撃強度、耐圧強度、耐熱性、耐摩耗性、可撓性、結晶化速度などの特性を備えるとともに、さらに成形性、特に小口径の管の高速成形性と、耐圧性とのバランスに優れたポリブテン系樹脂からなる、冷温水用の管材が開示されている。 On the other hand, resin piping can solve the problems of easy rustability, earthquake resistance, piping workability, and building strength securing among the problems that metal piping has. Therefore, attempts have been made to replace metal piping with resin piping. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-256024 (Patent Document 1) has characteristics such as rigidity, creep characteristics, impact resistance strength, pressure resistance strength, heat resistance, abrasion resistance, flexibility, and crystallization speed. Furthermore, a pipe material for cold and hot water, which is made of a polybutene resin excellent in the balance between moldability, particularly high-speed formability of a small diameter pipe, and pressure resistance is disclosed.
上記のポリブテン系樹脂の冷温水用管材は、耐熱性の特性を備えるが、その耐熱性は樹脂そのものの特性である。したがって、配管システムとしては若干の耐熱性向上効果があるに過ぎず、例えば結露の発生を防止できる程度の高度の断熱性は達成されない。 The cold and hot water pipe of the above polybutene resin has heat resistant properties, which is the property of the resin itself. Therefore, the piping system has only a slight heat resistance improvement effect, and for example, a high degree of heat insulation which can prevent the occurrence of condensation can not be achieved.
本発明者らは、配管システムの断熱性を大幅に向上させるため、樹脂製の冷温水用配管の表面を繊維状断熱材で被覆する手段を採用した。断熱材はその特性を発揮させるために比表面積が大きく、空気を多く含む。したがって、断熱材は配管表面にも多くの空気を接触させて断熱特性を発揮させる。しかしながら、配管に冷水が流された場合、配管表面に接触する空気の温度によっては、当該空気が結露する。結露により断熱材が濡れると、その断熱効果は低下する。特に空気透過性がある繊維状断熱材では、結露を繰り返す環境が生じるため、断熱材の濡れによる断熱性の低下は深刻である。 The present inventors adopted means for covering the surface of resin made piping for hot and cold water with a fibrous heat insulating material in order to significantly improve the heat insulation of the piping system. The heat insulating material has a large specific surface area to exhibit its characteristics, and contains a large amount of air. Therefore, the heat insulating material brings much air into contact with the surface of the pipe to exhibit the heat insulating property. However, when cold water flows in the piping, the air condenses depending on the temperature of the air in contact with the piping surface. When the heat insulating material gets wet due to condensation, the heat insulating effect decreases. In particular, in the case of a fibrous heat insulating material having air permeability, an environment in which condensation occurs repeatedly occurs, so that the heat insulating property is seriously deteriorated by the heat insulating material getting wet.
したがって、本発明の目的は、高度の断熱効果が良好に維持される断熱配管システムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an adiabatic piping system in which a high degree of thermal insulation effect is well maintained.
上記の目的を達成するため、本発明は以下の発明を含む。 In order to achieve the above object, the present invention includes the following inventions.
(1)
本発明の断熱配管システムは、樹脂配管と断熱繊維層と被覆層とを含む。断熱繊維層は樹脂配管の外周表面を被覆する。さらに、断熱繊維層は樹脂配管側の表面にスキン層を含む。被覆層は、断熱繊維層の外周表面を被覆する。
(1)
The heat insulation piping system of the present invention includes resin piping, a heat insulation fiber layer, and a covering layer. The heat insulating fiber layer covers the outer peripheral surface of the resin pipe. Furthermore, the heat insulation fiber layer includes a skin layer on the surface on the resin piping side. The covering layer covers the outer peripheral surface of the heat insulating fiber layer.
このように、樹脂配管が断熱繊維層で被覆されているため、高度の断熱効果が得られる。さらに、断熱繊維層が樹脂配管側の表面にスキン層を含むことより、樹脂配管の外周表面に接触する空気が低減され、結露発生を抑制することができる。さらに、被覆層が断熱繊維層の外周表面を被覆することにより、断熱繊維層の外周面側からの濡れを防止するとともに、湿気を含んだ空気の透過を抑制する。
したがって、上記の構成によって、高度の断熱性が良好に維持される。
Thus, since the resin piping is covered with the heat insulation fiber layer, a high degree of heat insulation effect can be obtained. Furthermore, since the heat insulation fiber layer includes the skin layer on the surface on the resin pipe side, the air contacting the outer peripheral surface of the resin pipe is reduced, and the occurrence of dew condensation can be suppressed. Furthermore, the covering layer covers the outer peripheral surface of the heat insulating fiber layer, thereby preventing wetting from the outer peripheral surface side of the heat insulating fiber layer and suppressing permeation of moisture-containing air.
Therefore, the above-described configuration well maintains a high degree of thermal insulation.
なお、樹脂配管は、少なくとも冷水を流すための配管として用いられる。
スキン層は、断熱繊維層の内周表面を構成する層であり、具体的には、相対的に繊維密度を大きくすること、およびバインダ樹脂を含有させることの少なくともいずれかによって具現化することができる。
In addition, resin piping is used as piping for flowing cold water at least.
The skin layer is a layer that constitutes the inner peripheral surface of the heat insulating fiber layer, and specifically, can be embodied by relatively increasing the fiber density and / or including the binder resin. it can.
(2)
断熱繊維層の平均密度は、20kg/m3以上100kg/m3以下であってよい。
この構成によって、良好な断熱効果を得ることができる。
(2)
The average density of the heat insulating fiber layer may be 20 kg / m 3 or more and 100 kg / m 3 or less.
By this configuration, a good heat insulating effect can be obtained.
(3)
断熱繊維層は、平均密度より高い密度を有する複数の管状薄層を略同心円状に含むものであってよい。
(3)
The heat insulating fiber layer may include a plurality of thin tubular layers having a density higher than the average density substantially concentrically.
この構成によって、断熱繊維層の内部において、繊維密度の高い層が径方向に何層も存在するため、空気を径方向に透過させにくい。したがって、結露の進行をさらに良好に抑制することができる。 According to this configuration, in the interior of the heat insulating fiber layer, there are many layers with high fiber density in the radial direction, so it is difficult for air to permeate in the radial direction. Therefore, the progress of condensation can be further favorably suppressed.
(4)
樹脂配管は、軸心から外周への方向に、第1層と、第2層と、第3層とを含む多層管であってよい。この場合、第1層は熱可塑性樹脂、第2層は繊維を含む熱可塑性樹脂、第3層は熱可塑性樹脂である。
(4)
The resin pipe may be a multilayer pipe including a first layer, a second layer, and a third layer in the direction from the axial center to the outer periphery. In this case, the first layer is a thermoplastic resin, the second layer is a thermoplastic resin containing fibers, and the third layer is a thermoplastic resin.
この構成は、樹脂配管が冷温水を流す配管である場合に特に有用である。
樹脂配管は本来的に金属配管に比べて線膨張係数が大きいため、配管内に冷温水が流れることによる熱伸縮が大きいところ、第2層が繊維を含む樹脂であることで樹脂配管の熱伸縮が抑制され、寸法安定性に優れる。したがって、配管内に冷温水が流れた場合でも、断熱繊維層の繋ぎ目における隙間またはひずみを好ましく防止することができる。このため、幅広い温度範囲で安定した断熱効果を得ることができる。
This configuration is particularly useful when the resin pipe is a pipe through which cold and hot water flows.
Since resin piping inherently has a large linear expansion coefficient compared to metal piping, heat expansion and contraction due to the flow of cold and hot water in the piping is large, and the second layer is a resin containing fibers. Is suppressed and the dimensional stability is excellent. Therefore, even when cold / hot water flows in the piping, it is possible to preferably prevent the gap or distortion at the joint of the heat insulating fiber layer. For this reason, the stable thermal insulation effect can be acquired in a wide temperature range.
(5)
断熱繊維層を構成する繊維の繊維径より、第2層に含まれる繊維の繊維径の方が大きいことが好ましい。
(5)
The fiber diameter of the fibers contained in the second layer is preferably larger than the fiber diameter of the fibers constituting the heat insulating fiber layer.
この構成によって、より細い繊維が用いられる断熱繊維層では細い繊維同士が絡み合って空気相を形成しやすいため好ましい断熱性を具備することに対し、より太い繊維が用いられる樹脂配管の第2層では好ましい強度および剛性を具備する。 With this configuration, in the heat insulating fiber layer in which thinner fibers are used, the thin fibers are easily intertwined to form an air phase, while the preferable heat insulating property is provided, whereas in the second layer of resin piping in which thicker fibers are used Have favorable strength and rigidity.
(6)
断熱繊維層を構成する繊維の繊維径は5μm以上10μm以下であり、第2層に含まれる繊維の繊維径は12μm以上50μm以下であることが好ましい。
(6)
It is preferable that the fiber diameter of the fiber which comprises a heat insulation fiber layer is 5 micrometers or more and 10 micrometers or less, and the fiber diameter of the fiber contained in a 2nd layer is 12 micrometers or more and 50 micrometers or less.
この構成によって、断熱繊維層ではより好ましい断熱性を具備することに対し、樹脂配管の第2層ではより好ましい強度および剛性を具備する。 With this configuration, the heat insulating fiber layer has more preferable heat insulating property, whereas the second layer of resin piping has more preferable strength and rigidity.
(7)
断熱繊維層を構成する繊維の繊維長より、第2層に含まれる前記繊維の繊維長の方が大きいことが好ましい。
(7)
It is preferable that the fiber length of the said fiber contained in a 2nd layer is larger than the fiber length of the fiber which comprises a heat insulation fiber layer.
この構成により、より長い繊維が用いられる断熱繊維層では長い繊維が絡みあった形状が崩れにくく、好ましく維持された断熱性を具備することができることに対し、より短い繊維が用いられる樹脂配管の第2層では成形性が良好であるとともに短い繊維の配向のコントロールがしやすい。 With this configuration, in the heat insulating fiber layer in which longer fibers are used, the shape in which the long fibers are entangled is less likely to be broken, and a preferable maintained heat insulating property can be provided. The two layers provide good formability and easy control of the orientation of the short fibers.
(8)
断熱繊維層を構成する繊維の繊維長は5mm超であり、第2層に含まれる繊維の繊維長は5mm以下であることが好ましい。
(8)
It is preferable that the fiber length of the fiber which comprises a heat insulation fiber layer is more than 5 mm, and the fiber length of the fiber contained in a 2nd layer is 5 mm or less.
この構成により、断熱繊維層では長い繊維が絡みあった形状がより崩れにくく、より好ましく維持された断熱性を具備することができることに対し、樹脂配管の第2層では成形性がより良好であるとともに短い繊維の配向のコントロールがより容易である。 With this configuration, in the heat insulating fiber layer, the shape in which long fibers are entangled is less likely to be broken, and the heat insulating property maintained more preferably can be provided, while the second layer of resin piping has better formability. In addition, control of the orientation of short fibers is easier.
なお、断熱繊維層を構成する繊維の繊維長の範囲に含まれる上限値は特に限定されないが、例えば15mmであってよい。また、第2層に含まれる繊維の繊維長の範囲に含まれる下限値も特に限定されないが、第2層に含まれる繊維の繊維長は、強度および剛性の観点から例えば0.10mm以上であることが好ましい。 In addition, although the upper limit included in the range of the fiber length of the fiber which comprises a heat insulation fiber layer is not specifically limited, For example, 15 mm may be sufficient. Also, the lower limit value included in the range of the fiber length of the fibers contained in the second layer is not particularly limited, but the fiber length of the fibers contained in the second layer is, for example, 0.10 mm or more from the viewpoint of strength and rigidity. Is preferred.
(9)
第1層の相対厚みを1とした場合、第2層の相対厚みは2以上6以下であり、第3層の相対厚みは0.5以上2以下であることが好ましい。
(9)
When the relative thickness of the first layer is 1, it is preferable that the relative thickness of the second layer is 2 or more and 6 or less, and the relative thickness of the third layer is 0.5 or more and 2 or less.
この構成により、樹脂配管の熱伸縮を好ましく抑制し、優れた寸法安定性を具備することができる。したがって、幅広い温度範囲でより安定した断熱効果を得ることができる。 With this configuration, thermal expansion and contraction of the resin piping can be preferably suppressed, and excellent dimensional stability can be provided. Therefore, a more stable thermal insulation effect can be obtained in a wide temperature range.
(10)
第2層における繊維の含有量は、第2層を製造するための樹脂組成物全体を100重量%とした場合に、10重量%以上60重量%以下であることが好ましい。
(10)
The content of fibers in the second layer is preferably 10% by weight or more and 60% by weight or less, where the total weight of the resin composition for producing the second layer is 100% by weight.
この構成により、寸法安定性を好ましく具備しつつ、良好な成形性を具備することができる。 By this configuration, it is possible to provide good formability while preferably providing dimensional stability.
(11)
第1層と第2層との界面および第2層と第3層との界面の少なくともいずかの十点平均粗さRzは、30μm以上であることが好ましい。
(11)
The ten-point average roughness Rz of at least one of the interface between the first layer and the second layer and the interface between the second layer and the third layer is preferably 30 μm or more.
この構成により、層界面が十分荒れているため、樹脂配管が変形を受けた場合であっても、界面剥離を起こしにくい。本明細書において、樹脂配管が受け得る変形には、外力の負荷による変形、温度変化、湿度変化および経年劣化などの環境変化による変形が含まれる。
十点平均粗さRzの範囲に含まれる上限値は特に限定されないが、製造容易性などの観点からたとえば300μmである。なお、十点平均粗さRzは、JIS B 0601に準拠した測定値である。
With this configuration, the layer interface is sufficiently rough, so interface peeling is unlikely to occur even when the resin pipe is deformed. In the present specification, the deformation that the resin piping can receive includes deformation due to the load of external force, temperature change, humidity change, and deformation due to environmental change such as aged deterioration.
The upper limit value included in the range of the ten-point average roughness Rz is not particularly limited, but is, for example, 300 μm from the viewpoint of manufacturability and the like. The ten-point average roughness Rz is a measured value in accordance with JIS B 0601.
(12)
上記(1)から(3)の断熱配管システムにおいて、樹脂配管はポリオレフィン系樹脂製であり、被覆層もポリオレフィン系樹脂製であってよい。
(12)
In the heat insulation piping system of the above (1) to (3), the resin piping may be made of a polyolefin resin, and the covering layer may also be made of a polyolefin resin.
この構成により、樹脂配管が良好な可撓性を有し耐震性に優れるとともに、樹脂配管と被覆層との機械的特性が揃うため、樹脂配管が熱伸縮した場合に被覆層も同様に熱伸縮することで、断熱繊維層の外周面側からの濡れ防止効果および湿気を含んだ空気の透過抑制効果を安定的に維持することができる。 With this configuration, the resin pipe has good flexibility and is excellent in earthquake resistance, and the mechanical properties of the resin pipe and the cover layer are uniform, so the heat expansion and contraction of the cover layer is similarly performed when the resin pipe is thermally expanded and contracted. By doing this, the effect of preventing wetting from the outer peripheral surface side of the heat insulating fiber layer and the effect of suppressing permeation of air containing moisture can be stably maintained.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の要素には同一の符号を付しており、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same elements are denoted by the same reference numerals, and the names and functions thereof are also the same. Therefore, detailed description about them will not be repeated.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の断熱配管システムの一部切り欠き断面図である。図2は、図1の断熱配管システムの模式的断面図およびその一部拡大図である。
図1および図2に示す断熱配管システム100は、樹脂配管200と、断熱繊維層400と、被覆層510とを含む。断熱配管システム100は、図1に示すように、さらに化粧シート520および拘束部材530を含むことができる(これらの要素は図2においては省略)。
First Embodiment
FIG. 1 is a partially cutaway cross-sectional view of the heat insulation piping system of the first embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the heat insulation piping system of FIG. 1 and a partially enlarged view thereof.
The heat
[樹脂配管200]
樹脂配管200は、冷温水管、上下水道管などに用いられる配管である。樹脂配管200は、主としてポリオレフィン系樹脂で構成される。これによって、配管自体が可撓性を有し、良好な耐震性が得られる。
[Resin piping 200]
The
ポリオレフィン系樹脂としては特に限定されない。たとえば、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。成形体の強度、または高温での伸び等を効果的に高める観点からは、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリブテンから選択されることが好ましく、ポリエチレンであることがより好ましい。 It does not specifically limit as polyolefin resin. For example, polyethylene, polypropylene, polybutene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-α-olefin copolymer and the like can be mentioned. From the viewpoint of effectively enhancing the strength of the molded body, elongation at high temperature, and the like, polyethylene, polypropylene and polybutene are preferably selected, and polyethylene is more preferable.
さらに、ポリエチレン(PE)としては、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)及び高密度ポリエチレン(HDPE)等が挙げられる。ポリプロピレン(PP)としては、ホモPP、ブロックPP及びランダムPP等が挙げられる。ポリブテンとしては、ポリブテン−1等が挙げられる。エチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレンに対して、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン又は1−オクテン等のα−オレフィンを数モル%程度の割合で共重合させた共重合体であることが好ましい。
これらのポリオレフィン樹脂は、1種が単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
Furthermore, as polyethylene (PE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), high density polyethylene (HDPE) and the like can be mentioned. Examples of polypropylene (PP) include homoPP, block PP and random PP. As polybutene, polybutene-1 etc. are mentioned. The ethylene-α-olefin copolymer is composed of several mol% of α-olefin such as propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene or 1-octene with respect to ethylene. It is preferable that it is a copolymer copolymerized in the ratio of
One of these polyolefin resins may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
また、樹脂配管200は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。樹脂配管200を構成する樹脂(多層構造である場合は、一部の層を構成する樹脂)は、繊維強化樹脂であってもよい(後述)し、発泡樹脂であってもよい。
The
樹脂配管200は、図示されない継手によって接続されている。継手も、ポリオレフィン系樹脂を主成分とすることが好ましい。これによって、配管の連結部分も可撓性を有するため、たとえば、地震などによって、互いに連結される樹脂配管200それぞれの軸方向が互いにずれる力が加わったとしても、継手が撓んで双方の樹脂配管200のずれに追随することができる。したがって、断熱配管システム100全体として耐震性を得ることができる。
なお、後述するように、図示された樹脂配管200の外周面は何重にも被覆されるが、樹脂配管200を連結している継手の外周面も区別されることなく同様に被覆される。
The
As will be described later, although the outer peripheral surface of the illustrated
[断熱繊維層400]
断熱繊維層400は、樹脂配管200の外周面全体を被覆する。図1においては、1本の樹脂配管200に対して2個の断熱繊維層400が軸方向に継ぎ合わせられている。断熱繊維層400は、繊維が立体的に絡み合うことで空気を多く含み比表面積が大きくなるように構成されているものであれば特に限定されない。たとえば、無機繊維は、延焼防止の観点から断熱繊維層400として好ましく採用される。無機繊維の具体例としては、ガラス繊維、セラミックス繊維、人造鉱物繊維などが挙げられる。繊維は、空気を多く含ませる点から不織状態であることが好ましい。
[Adiabatic fiber layer 400]
The heat insulating
断熱繊維層400の平均密度は、たとえば20kg/m3以上100g/m3以下、好ましくは45kg/m3以上90kg/m3以下である。これによって、良好な断熱効果を得ることができる。断熱繊維層400の厚さは、樹脂配管200外周半径の2%以上400%以下、好ましくは5%以上350%以下、さらに好ましくは15%以上135%以下であってよい。これによって、良好な断熱効果を得ることができる。
The average density of the heat insulating
断熱繊維層400を構成する繊維の繊維径は特に限定されないが、たとえば5μm以上10μm以下である。上記下限値以上の適度な太さであることにより、繊維同士が立体的に絡まった形状を維持しやすく、上記上限値以下の適度な細さであることにより、空気相を効率よく形成しやすいため、好ましい断熱性を具備することができる。なお、繊維径は、断熱繊維層400を構成する繊維の断面の最大径の平均である。
Although the fiber diameter of the fiber which comprises the heat
断熱繊維層400を構成する繊維の繊維長は特に限定されないが、たとえば5mm超、好ましくは7mm以上、さらに好ましくは9mm以上である。これによって、繊維が絡みあった形状が崩れにくく、好ましく維持された断熱性を具備することができる。断熱繊維層を構成する繊維長の範囲に含まれる上限値は特に限定されないが、例えば20mm、好ましくは15mmであってよい。なお、繊維長は、断熱繊維層400を構成する繊維の長さの平均である。
Although the fiber length of the fiber which comprises the heat
断熱繊維層400は、樹脂配管200の外周表面に接触するスキン層410と、その他の部分を占める断熱層420とを含む。スキン層410は、断熱層420が直接的に樹脂配管200の外周表面に接触する場合と比べて、当該外周表面に接触する空気を減少させるように構成されていればよい。つまり、スキン層410は、断熱層420よりも比表面積が小さくなるように構成される。これによって、樹脂配管200の外周表面に接触する空気が低減され、結露発生を抑制することができる。
The heat insulating
スキン層410は、たとえば、断熱層420よりも繊維密度を大きくすること、バインダ樹脂を含有させること、または断熱層420よりも繊維密度を大きくし且つバインダ樹脂を含有させることによって具現化することができる。
The
スキン層410の繊維密度が断熱層420の繊維密度よりも大きい場合、断熱繊維層400の平均密度より大きいことが好ましい。この場合、たとえば、断熱繊維層400の平均密度の1.1倍以上3倍以下であってよく、または、22kg/m3以上300kg/m3以下、好ましくは26kg3以上300kg/m3以下、さらに好ましくは50kg/m3以上300kg/m3以下であってもよい。さらに好ましくは、スキン層410は、空気が透過しない程度に比表面積が小さく構成される。これによって、スキン層410の表面はより平滑となって樹脂配管200の外表面に沿い易く、樹脂配管200の外周表面に接触する空気が極力排除され、結露発生をより好ましく抑制することができる。
When the fiber density of the
スキン層410にバインダ樹脂を含有させる場合、バインダ樹脂が繊維の表面をコーティングすることにより、繊維と繊維との間にバインダ樹脂が介在する。したがって、繊維と繊維との間隔が狭まることで比表面積が小さくなる。あるいは、バインダ樹脂は、スキン層410の表面が平滑となるように繊維が圧縮され比表面積が小さくなった状態を固定することで、スキン層410の表面の平滑性を安定的に維持する。バインダ樹脂としては特に限定されず、たとえば、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
When the binder resin is contained in the
スキン層410の厚みは、たとえば0.3mm以上7mmであってよい。0.3mm以上であることは、樹脂配管200の外周表面を十分に被覆できる点で好ましく7mm以下であることは、断熱繊維層400全体としての断熱性能を良好に保つ点で好ましい。樹脂配管200の外表面付近の空気量自体を減少させ、空気に含まれる水分量を減少させることで結露の進行を効果的に抑制する観点から、スキン層410の厚みは、より好ましくは0.5mm以上6mm以下、さらに好ましくは1mm以上5mm以下である。
The thickness of the
[被覆層510]
被覆層510は、断熱繊維層400の表面全体を覆っている。これによって、断熱繊維層400の外周面側からの濡れを防止するとともに、湿気を含んだ空気の透過を抑制する。図1に示すように、被覆層510は、軸方向に継ぎ合わされた断熱繊維層400の継ぎ目Sも遮蔽する。これによって、継ぎ目Sからの湿気を含んだ空気の流入も抑制する。
[Covering Layer 510]
The
被覆層510の素材は、非透水性の材質のものであればよい。具体的には、非発泡樹脂つまりソリッド樹脂であることが好ましい。断熱繊維層400の表面がこのような非透水性の被覆層510で被覆されることで、断熱繊維層400を防水し、濡れによる断熱性の低下を防止することができる。
The material of the
さらに、樹脂配管200がポリオレフィン系樹脂製である場合、被覆層510の素材もポリオレフィン系樹脂であることがより好ましい。これによって、樹脂配管200と被覆層510との機械的特性が揃うため、樹脂配管200が熱伸縮した場合に被覆層510も同様に熱伸縮することで、断熱繊維層400の外周面側からの濡れ防止効果および湿気を含んだ空気の透過抑制効果を安定的に維持することができる。
Furthermore, when the
被覆層510を構成してよいポリオレフィン系樹脂としては、樹脂配管200を構成する樹脂として上記に例示したものを特に限定することなく用いることができる。樹脂配管200を構成するポリオレフィン系樹脂と、被覆層510を構成するポリオレフィン系樹脂とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
As polyolefin resin which may comprise the
[化粧シート520、拘束部材530]
化粧シート520は、被覆シート510の表面全体を被覆する。これによって、外観良好性を得ることができる。化粧シート520は、金属膜を有することが好ましい。化粧シート520は、金属膜が基材の一方の面に積層された態様のものであってよい。この場合、基材が被覆シート510側となるように被覆されてもよいし、金属膜が被覆シート510側となるように被覆されてもよい。また、化粧シート520は、金属膜が基材の両方の面に積層されたサンドイッチ態様のものであってもよい。
化粧シート520は、より具体的には、アルミ箔とガラスクロスとを貼り合わせたアルミガラスクロス(ALGC)、アルミ箔とクラフト紙とを貼り合わせたアルミクラフト(ALK)、およびアルミ箔と割布とを貼り合わせたアルミ割布(ALW)が挙げられる。
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The
More specifically, the
化粧シート520の表面は、拘束部材530で被覆される。これによって、樹脂配管200に積層された断熱繊維層400、被覆層510および化粧シート520を安定的に拘束することができる。拘束部材530は化粧シート520の剥離も防止することができる。拘束部材530は、樹脂製であってもよいし、金属製であってもよいが、防火性の観点からは金属製であることが好ましい。拘束部材530は、断熱繊維層400および化粧シート520を拘束するとともに化粧シート表面を保護できる形状のものであれば特に限定されないが、本実施形態では、網目状シートが用いられる。
The surface of the
[施工]
断熱配管システム100は、以下のように施工されてよい。
樹脂配管200は、継手で適宜接続し、適当な位置で固定基礎に固定する。樹脂配管200の外周面には、断熱繊維層400を被覆する。断熱繊維層400は、所定の長さに切断された環状に成形されかつ軸方向に切れ込みが入った断熱繊維成形物を用い、樹脂配管200に外装することができる。
[Construction]
The heat
The
断熱繊維層400を樹脂配管200に外装した後、断熱繊維層400の表面を一体的に被覆層510で被覆する。被覆層510は、たとえば、樹脂シートの長尺体を巻回したロールから当該シートを供出しながら、被覆すべき当該表面に巻装することができる。特に断熱繊維層400の継ぎ目Sを完全に遮蔽するように樹脂シートを巻装する。
被覆層510を設けた後は、被覆層510の表面全体に化粧シート520を重ねて巻装し、その後、拘束部材530を巻装する。
After the heat insulating
After the
[他の実施形態]
以下、断熱繊維層の態様が異なる第2実施形態、樹脂配管の態様が異なる第3実施形態について説明する。これら他の実施形態においては、基本的に第1実施形態と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
[Other embodiments]
Hereinafter, the second embodiment in which the aspect of the heat insulating fiber layer is different, and the third embodiment in which the aspect of the resin piping is different will be described. In these other embodiments, fundamentally differences from the first embodiment will be described, and description of the same points will be omitted.
[第2実施形態]
図3は、第2実施形態の断熱配管システムの模式的断面図およびその一部拡大図であり、第1実施形態の図2に対応する。図3に示す断熱配管システム100aは、樹脂配管200と、断熱繊維層400aと、被覆層510とを含む。なお、図示省略されているが、第1実施形態と同様に、さらに化粧シート520および拘束部材530を含むことができる、
Second Embodiment
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view and a partially enlarged view of the heat insulating piping system of the second embodiment, and corresponds to FIG. 2 of the first embodiment. The heat
[断熱繊維層400a]
断熱繊維層400aは、樹脂配管200側に位置するスキン層410と、複数の薄層430と、その間を埋める断熱層420とを含む。薄層430は、スキン層410と略同心円状に形成されている。薄層430は、スキン層410と同様に、断熱層420よりも比表面積が小さくなるように構成されている。これによって、断熱繊維層400aの内部において、比表面積の小さい層(薄層430)が径方向に何層も存在するため、空気を径方向に透過させにくい。したがって、樹脂配管200の外表面における結露の進行をさらに良好に抑制することができる。
[
The heat
薄層430は、断熱層420よりも繊維密度を大きくすること、バインダ樹脂を含有させること、または断熱層420よりも繊維密度を大きくし且つバインダ樹脂を含有させることによって具現化される。
The
薄層430の繊維密度が断熱層420の繊維密度より大きい場合、断熱繊維層400aの平均密度より大きいことが好ましい。この場合、たとえば、断熱繊維層400aの平均密度の1.1倍以上3倍以下であってよく、または、22kg/m3以上300kg/m3以下、好ましくは26kg3以上300kg/m3以下、さらに好ましくは50kg/m3以上300kg/m3以下であってもよい。さらに好ましくは、薄層430は、空気が透過しない程度に比表面積が小さく構成される。これによって、空気を径方向により一層透過させにくい。したがって、樹脂配管200の外表面における結露の進行をより一層良好に抑制することができる。
When the fiber density of the
薄層430にバインダ樹脂を含有させる場合、バインダ樹脂が繊維の表面をコーティングすることにより、繊維と繊維との間にバインダ樹脂が介在する。したがって、繊維と繊維との間隔が狭まることで比表面積が小さくなる。あるいは、バインダ樹脂は、繊維が圧縮され比表面積が小さくなった状態を固定することで、薄層430における相対的に高い繊維密度を安定的に維持する。バインダ樹脂としては特に限定されず、たとえば、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。
When the
薄層430の厚みは、たとえば0.3mm以上7mmであってよい。0.3mm以上であることは、断熱繊維層400aの中を十分に仕切ることができる点で好ましく、7mm以下であることは、断熱繊維層400a全体としての断熱性能を良好に保つ点で好ましい。空気を径方向に透過させにくくする観点から、薄層430の厚みは、より好ましくは0.5mm以上6mm以下、さらに好ましくは1mm以上5mm以下である。
The thickness of the
[断熱繊維層の製造]
断熱繊維層400,400aは、たとえば以下のように製造することができる。まず、ガラスウールを熱プレスしてシート状に成形する(ステップ1)。そして、ガラスウールシートを何重にも同心円状に重ねる(好ましくは長尺のガラスウールシートを何重にも巻回する)ことにより、厚肉の筒状部材にする(ステップ2)。さらに、互いに重なったガラスウールシート同士を固定する(ステップ3)。ステップ3の固定では、熱により焼き固めてよいし、バインダ樹脂を用いて接着してもよい。バインダ樹脂を用いる場合は、耐吸水性のものであることが好ましい。
[Production of heat insulation fiber layer]
The heat insulation fiber layers 400 and 400a can be manufactured, for example, as follows. First, glass wool is hot-pressed to form a sheet (step 1). Then, a glass wool sheet is concentrically stacked in layers (preferably, a long glass wool sheet is wound in layers) to form a thick tubular member (step 2). Further, the glass wool sheets overlapping each other are fixed (step 3). In the fixing of step 3, heat may be used for baking or bonding may be performed using a binder resin. When using binder resin, it is preferable that it is a water-resistant thing.
ステップ2における筒状部材の最も内側の表面となる部分に対する熱プレス時の加熱温度を上げるおよび/または加熱時間を長くすることによって、スキン層410を形成することができる。これらスキン層の厚さをより厚くするには、加熱温度をより高く、および/または加熱時間をより長くすることで調整すればよい。
The
薄層430は、ステップ1の熱プレスの加熱温度を上げるおよび/または加熱時間を長くすることによって作成してもよいし;ステップ3でバインダ樹脂の量を増やすことによって作成してもよいし;ステップ1の熱プレス条件が異なる2種のガラスウールシート(つまり一方のガラスウールシートのほうが密度が高い)を重ね合わせ、重ね合わせた状態でステップ2の巻回を行うことによって作成してもよいし;ガラスウールシートと、別の材質(ガラスへの接着等の固定が可能な材質)の高密度シートとを重ね合わせ、重ね合わせた状態でステップ2の巻回を行うことによって作成してもよいし;これらの方法を任意に組み合わせて作成してもよい。
The
[第3実施形態]
図4は、第3実施形態の断熱配管システムにおける樹脂配管の模式的断面図である。第3実施形態の断熱配管システムを構成する樹脂配管以外の要素としては、上記の第1実施形態および第2実施形態における要素が特に限定されることなく組み合わせられうる。
Third Embodiment
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of resin piping in the heat insulation piping system of the third embodiment. As elements other than resin piping which constitutes the heat insulation piping system of a 3rd embodiment, an element in the above-mentioned 1st embodiment and a 2nd embodiment may be combined, without being limited in particular.
[樹脂配管200b]
本実施形態は、図4に示す樹脂配管200bが、冷水と温水との両方を流す配管である場合に特に有用である。樹脂配管200bは、軸心Oから外周への方向に、第1層210b、第2層220bおよび第3層230bがこの順番で積層されている。それぞれの層の間には、接着剤層などを介在してもよいし、介在していなくてもよい。また、樹脂配管200bにおいては、さらに1または2以上の他の層が積層されていてもよい。
[
The present embodiment is particularly useful when the
[第1層210b、第3層230b]
第1層210bおよび第3層230bは、後述の第2層220bのように繊維を含まない。内層である210bは、樹脂配管200bの内部を流れる流体に第2層220bに含まれる繊維が混入しないよう、第2層220bの内周面をコートする。また、第3層230bは、樹脂配管200bの外周面に第2層220bに含まれる繊維が露出しないよう、表面粗雑化を防止する。これによって、樹脂配管200bの外周面が平滑となるため、断熱繊維層400のスキン層410(第1実施形態の図2および第2実施形態の図3参照)と樹脂配管200bの外周面との接触が良好となり、樹脂配管200bの外周表面に接触する空気が低減され、結露発生を抑制することができる。
[
The
第1層210bおよび第3層230bの厚みは、0.5mm以上であってよい。これによって、良好な表面平滑性および耐衝撃性能を得ることができる。第1層および第3層の厚みの範囲内の上限値は特に限定されないが、寸法安定性との両立を考慮するとたとえば10mmである。
The thickness of the
第1層210bおよび第3層230bは、いずれも熱可塑性樹脂で構成される。これによって、第2層220bの両面で機械的特性が揃うとともに、樹脂配管200bの製造効率も良い。第1層210bおよび第3層230bを構成する熱可塑性樹脂は、いずれもポリオレフィン系樹脂であってよい。ポリオレフィン系樹脂としては、第1実施形態の樹脂配管200を構成する樹脂として上記に例示したものを特に限定することなく用いることができる。第1層210bを構成する熱可塑性樹脂と第3層230bを構成する熱可塑性樹脂とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Each of the
[第2層220b]
第2層220bは、マトリックス樹脂である熱可塑性樹脂に繊維を含む繊維強化樹脂で構成される。樹脂製の配管は本来的に金属配管に比べて線膨張係数が大きいため、配管内に冷温水が流れることによる熱伸縮が大きいが、第2層220bが繊維を含む樹脂であることで樹脂配管200bの熱伸縮が抑制され、優れた寸法安定性が得られる。したがって、樹脂配管200b内に冷温水が流れた場合でも、断熱繊維層400の継ぎ目S(図1参照)における隙間またはひずみを好ましく防止することができる。このため、幅広い温度範囲で安定した断熱効果を得ることができる。
[The
The
(第2層220bの材料−マトリックス樹脂)
第2層220bにおけるマトリックス樹脂は、熱可塑性樹脂であり、好ましくはポリオレフィン系樹脂である。ポリオレフィン系樹脂としては、第1層210bおよび第3層230bを構成する樹脂と同様の樹脂が用いられてよい。さらに好ましくは、第2層220bのマトリックス樹脂は、第1層210bおよび第3層230bを構成する樹脂と同一である。これによって、隣接する層が互いになじみやすく、界面剥離を効果的に抑制することができる。
(Material of
The matrix resin in the
(第2層220bの材料−繊維)
第2層220bに含まれる繊維の材質としては、ガラス繊維、炭素繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維などの無機繊維;金属繊維;およびアラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリアミド、ビニロン、ポリアセタール、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール、高強度ポリプロピレンなどの有機繊維が挙げられる。炭素繊維としては、PAN (ポリアクリロニトリル) 系炭素繊維、シリコン−チタン−炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などが挙げられる。また、有機繊維としては、ケナフ、麻などの天然繊維も挙げられる。本発明においては、低線膨張性(低熱伸縮性)の観点から、繊維はガラス繊維であることが好ましい。上記の繊維は、単独で、または複数種を組み合わせて用いることができる。
また、このような繊維に、マトリックス樹脂を保持させる方法としては、公知の方法が全て採用可能である。
(Material of
As materials of fibers contained in the
Further, as a method of holding the matrix resin in such fibers, all known methods can be adopted.
第2層220bに含まれる繊維は表面処理されていてもかまわない。たとえば繊維がガラス繊維である場合、表面処理剤としては、メタクリルシラン、アクリルシラン、アミノシラン、イミダゾールシラン、ビニルシラン及びエポキシシラン等が挙げられる。この中でも、アミノシランが好ましい。
The fibers contained in the
これら繊維が配される態様としては、連続繊維が長手方向に配される態様、長手方向に配された連続繊維と、当該連続繊維と交差する連続繊維とが配される態様、および有限長さの繊維が配される態様が挙げられる。 As an embodiment in which these fibers are arranged, an embodiment in which continuous fibers are arranged in the longitudinal direction, an embodiment in which the continuous fibers arranged in the longitudinal direction and continuous fibers intersecting with the continuous fibers are arranged, and a finite length The aspect by which the fiber of these is distribute | arranged is mentioned.
第2層220bに含まれる繊維の繊維長は、断熱繊維層400,400a(第1実施形態の図2および第2実施形態の図3参照)を構成する繊維の繊維長より短い。これによって、成形性が良好であるとともに繊維の配向のコントロールがしやすい。好ましくは、第2層220bに含まれる繊維の繊維長は5mm以下である。繊維の繊維長をこの範囲内とすることにより、成形体の強度、剛性、寸法安定性及び高温での伸びが効果的に高くなる。成形体の強度、剛性、寸法安定性及び高温での伸びをより一層効果的に高める観点からは、繊維の繊維長は好ましくは3mm以下、好ましくは1mm以下である。上記繊維長範囲に含まれる下限値は特に限定されないが、強度および剛性の観点から例えば0.05mm、好ましくは0.1mmであってよい。なお、繊維長は、第2層220bに含まれる繊維の長さの平均である。
The fiber length of the fibers contained in the
第2層220bに含まれる繊維の繊維径は、断熱繊維層400,400a(第1実施形態の図2および第2実施形態の図3参照)を構成する繊維の繊維径より大きい。これによって、好ましい強度および剛性を具備することができる。好ましくは、第2層220bに含まれる繊維の繊維径は5μm以上50μm以下、より好ましくは12μm以上50μm以下であってよい。繊維の繊維径をこの範囲内とすることにより、成形体の強度、剛性、寸法安定性及び高温での伸びが効果的に高くなる。成形体の強度、剛性、寸法安定性及び高温での伸びをより一層効果的に高める観点からは、繊維の繊維径は好ましくは10μm以上20μm以下、より好ましくは12μm以上14μm以下であってもよい。なお、繊維径は、第2層220bに含まれる繊維の断面の最大径の平均である。
The fiber diameter of the fibers contained in the
第2層220bに含まれる繊維の量は、第2層220bを製造するための樹脂組成物全体を100重量%として、10重量%以上60重量%未満である。繊維の量を上記下限値以上とすることにより、樹脂配管200bの良好な寸法安定性を得ることができる。繊維の量を上記上限値以下とすることにより、良好な成形性を得ることができ、さらに、第2層220bの破壊モードを延性的破壊へ遷移させ易くすることができる。したがって、第2層220bの脆性的破壊を生じにくくさせることができる。
The amount of fibers contained in the
(第2層の材料−ポリオレフィン収束剤)
さらに、繊維は、ポリオレフィン収束剤により収束されたものであってもよい。ポリオレフィン収束剤は、ガラス繊維を収束させることができれば特に限定されないが、具体的にはポリオレフィンである。当該ポリオレフィンは、マトリックス樹脂と同様のものであってもよい。つまり、マトリックス樹脂がポリエチレンであれば、収束剤もポリエチレンであってよい。さらに、収束剤としての当該ポリオレフィンには、変性ポリオレフィンが含まれる。ポリオレフィン収束剤の具体例としては、マレイン酸変性ポリオレフィン、およびシラン変性ポリオレフィン等が挙げられる。第2層220bに低線膨張係数を具備させる観点からは、ポリオレフィン収束剤はシラン変性ポリオレフィンであることが好ましく、さらに、繊維がガラス繊維であることが好ましい。
(Material of second layer-polyolefin binder)
Furthermore, the fibers may be converged with a polyolefin binder. The polyolefin sizing agent is not particularly limited as long as glass fibers can be converged, but is specifically a polyolefin. The polyolefin may be similar to the matrix resin. That is, if the matrix resin is polyethylene, the focusing agent may also be polyethylene. Furthermore, the said polyolefin as a convergence agent contains modified polyolefin. Specific examples of the polyolefin binder include maleic acid-modified polyolefin and silane-modified polyolefin. From the viewpoint of providing the
繊維を良好に収束させる観点からは、ポリオレフィン収束剤の密度は、好ましくは0.85g/cm3以上、好ましくは1.1g/cm3以下である。
繊維を良好に収束させる観点からは、ポリオレフィン収束剤のMFR(メルトマスフローレイト)は好ましくは0.01g/10分以上、好ましくは16g/10分以下である。上記MFRは、JIS K7210に基づいて、温度190℃、荷重2.16kgfの条件で測定された値である。
From the viewpoint of causing the fibers to converge well, the density of the polyolefin binder is preferably 0.85 g / cm 3 or more, and preferably 1.1 g / cm 3 or less.
From the viewpoint of causing the fibers to converge well, the MFR (melt mass flow rate) of the polyolefin sizing agent is preferably 0.01 g / 10 min or more, preferably 16 g / 10 min or less. The MFR is a value measured under the conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kgf based on JIS K7210.
繊維をポリオレフィン収束剤により収束させる方法としては、どのような方法でもよい。マトリックス樹脂とポリオレフィン収束剤との合計100重量部に対する繊維の量は、好ましくは6重量部以上、より好ましくは12重量部以上、更に好ましくは19重量部以上、好ましくは533重量部以下、より好ましくは171重量部以下、更に好ましくは138重量部以下である。繊維の量を上記の範囲とすることによって、成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びが効果的に高くなる。 Any method may be used to cause the fibers to converge with the polyolefin binder. The amount of fibers is preferably 6 parts by weight or more, more preferably 12 parts by weight or more, still more preferably 19 parts by weight or more, preferably 533 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the matrix resin and the polyolefin binder. Is 171 parts by weight or less, more preferably 138 parts by weight or less. By setting the amount of fibers in the above range, the strength, dimensional stability and elongation at high temperature of the molded article are effectively increased.
(第2層の材料−相溶化剤)
さらに、第2層220bには相溶化剤が含まれてよい。相溶化剤としては、たとえば、変性ポリオレフィンおよび塩素化ポリオレフィンなどが挙げられる。変性ポリオレフィンとしては、たとえば、マレイン酸変性ポリオレフィンおよびシラン変性ポリオレフィンなどが挙げられる。相溶化剤は、1種を単独で用いても良いし、2種以上を併用してもよい。第2層220bに低線膨張係数を具備させる観点からは、相溶化剤はシラン変性ポリオレフィンであることが好ましく、さらに、繊維がガラス繊維であることが好ましい。
(Material of second layer-compatibilizer)
Furthermore, the
なお、相溶化剤としての変性ポリオレフィンは、上述の収束剤としての変性ポリオレフィンとは区別される。第2層220bに含まれる相溶化剤の量は、第2層220bを製造するための樹脂組成物全体を100重量%として、0.5重量%以上20重量%以下、好ましくは1重量%以上10重量%以下である。相溶化剤の含有量をこのような範囲とすることによって、成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びが効果的に高くなる。成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びをより一層効果的に高める観点からは、第2層220bに含まれる相溶化剤の量は、好ましくは2重量%以上10重量%以下、さらに好ましくは2重量%以上9重量%以下である。
In addition, the modified polyolefin as a compatibilizer is distinguished from the above-mentioned modified polyolefin as a convergence agent. The amount of the compatibilizer contained in the
[層厚比率]
樹脂配管200bの各層の比率は、第1層210bの相対厚みを1とした場合、第2層220bの厚みは2以上6以下、好ましくは3以上5以下、第3層230bの相対厚みは0.5以上2以下であることが好ましい。各層の厚みをこのような比率とすることによって、第1層210bおよび第3層230bによる良好な表面平滑性を得るとともに、第2層220bによる良好な寸法安定性を得ることができる。
[Layer thickness ratio]
When the relative thickness of the
[製造]
樹脂配管200bは、第1層210bおよび第3層230bをそれぞれ製造するための樹脂組成物と、第2層220bを製造するための樹脂組成物とを調製し、成形機を用いて成形する。成形機としては特に限定されず、単軸押出機、二軸異方向パラレル押出機、二軸異方向コニカル押出機、及び二軸同方向押出機等が挙げられる。さらに、成形機を用いて成形する場合、賦形する金型および樹脂温度等も、特に限定されない。
[Manufacturing]
The
[第3実施形態の変形例]
以下、樹脂配管の各層の境界の態様が異なる変形例について説明する。これら変形例においては、基本的に第3実施形態と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
Modified Example of Third Embodiment
Hereinafter, modifications in which the aspect of the boundary of each layer of resin piping is different will be described. In these modifications, basically the points different from the third embodiment will be described, and the description of the same points will be omitted.
[第1変形例]
図5は、第3実施形態の断熱配管システムにおける樹脂配管の第1変形例の模式的断面図であり、第3実施形態の図4に対応する。図6は、図5の一部拡大図である。
First Modification
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a first modification of resin piping in the heat insulating piping system of the third embodiment, and corresponds to FIG. 4 of the third embodiment. FIG. 6 is a partially enlarged view of FIG.
図5に示す樹脂配管200cは、軸心Oから外周への方向に、第1層210c、第2層220cおよび第3層230cがこの順番で、かつ互いに接触するように積層されている。本変形例では、樹脂配管200cが三層から構成されるものを挙げているが、本発明は、樹脂配管200cがさらに1または2以上の他の層を有することを除外するものではない。
In the
(界面粗さ)
樹脂配管200cにおいては、第2層220cと第3層230cとの間の界面225cが荒らされている。具体的には、界面225cの十点平均粗さRz(JIS B 0601に準拠)は、30μm以上、好ましくは50μm以上である。さらに、界面225cの界面最大高さRy(JIS B 0601に準拠)が50μm以上、好ましくは100μm以上である。これにより、樹脂配管200cが、外力の負荷による変形、および温度変化、湿度変化ならびに経年劣化などの環境変化による変形の少なくともいずれかを受けた場合であっても、第2層220cと第3層230cとの間で界面剥離を起こしにくい。
(Interface roughness)
In the
界面225cの十点平均粗さRzの上限は、たとえば300μm、好ましくは200μmである。また、界面225cの界面最大高さRyの上限は、たとえば500μm、好ましくは300μmである。これにより、製造容易性なども担保しやすい。
なお、図6に、十点平均粗さRzおよび界面最大高さRyの基準となる面を平均面225Vとして示す。
The upper limit of the ten-point average roughness Rz of the
In FIG. 6, a surface serving as a reference of the ten-point average roughness Rz and the interface maximum height Ry is shown as an
(線膨張性能)
樹脂配管200cは、第2層220cの線膨張係数が第1層210cおよび第3層230cの線膨張係数より小さくなるように構成されている。具体的には、第2層220cの線膨張係数は、第1層210cおよび第3層230cの線膨張係数の0.8倍以下、または0.3倍以下であってよい。より具体的には、第1層210cおよび第3層230cの線膨張係数がたとえば12×10−5以上14×10−5以下であれば、第2層220cの線膨張係数は10×10−5前後(9.6×10−5以上11.2×10−5以下)であってよい。
(Linear expansion performance)
The
樹脂配管200cの線膨張係数は、次の方法で求めることができる。管成形体を任意の長さに切断し、任意の温度(Thot)に設定した恒温槽にて2時間以上(たとえば24時間)養生する。養生後、管成形体の長さを測定する(Lhot)。その後、同じ管成形体を、Thotより低い任意の温度(Tcool)に設定した恒温槽にて2時間以上(たとえば24時間)養生し、管成形体の長さを測定する(Lcool)。得られた値を下記の式1に代入し、線膨張係数を決定する。
The linear expansion coefficient of the
樹脂配管200cは、界面225cが十分荒れているため、第2層220cの線膨張係数は、第1層210cおよび第3層230cの0.8倍以下であっても、線膨張係数の小さい第2層220cに、線膨張係数のより大きい第1層210cおよび第3層230cが好ましく追随するため、難剥離性を良好に得ることができる。線膨張係数の範囲に含まれる下限値は特に限定されないが、難剥離性を良好に得る観点からたとえば0.01倍である。
In the
(熱間内圧クリープ性能)
樹脂配管200cは、80℃での熱間内圧クリープ試験において、脆性破壊を抑制してニーポイント(延性破壊から脆性破壊への変化点)が発生しない、またはニーポイントの発生がより長期側にシフトすることが好ましく、脆性破壊を抑制してニーポイントが発生しないことがより好ましい。
(Hot internal pressure creep performance)
樹脂配管200cは高温でのクリープ性能が高く、高温流体を流す配管として適用範囲が広い。80℃での熱間内圧クリープ試験は、熱間内圧クリープ試験機を用いて、80℃で試験される。熱間内圧クリープ試験機としては、コンドー科学社製の試験機が挙げられる。
具体的には、上記多樹脂配管200cの80℃での熱間内圧クリープ性能に関しては、円周応力5.0MPaで1000時間以上、より好ましくは5.1MPaで1000時間以上、更に好ましくは5.2MPaで1000時間以上である。上記熱間内圧クリープ性能における時間は、破壊時間である。上記多層管材の高温でのクリープ性能は高い方が好ましい。上記多層管材の高温でのクリープ性能が高いと、高温流体を流す配管として適用範囲が広がる。このように、樹脂配管200cは長期耐久性を有するものである。
The
Specifically, with regard to the hot internal pressure creep performance at 80 ° C. of the
樹脂配管200cは、上述の線膨張性能と熱間内圧クリープ性能とを両立するため、冷水および温水を流す配管として特に有用となる。
The
(層厚比率)
樹脂配管200cの各層の比率は、第3実施形態と同様、第1層210cの相対厚みT1c(図6参照)を1とした場合、第2層220cの相対厚みT2cは2以上6以下、好ましくは3以上5以下、第3層230cの相対厚みT3cは0.5以上2以下であることが好ましい。各層の厚みをこのような比率とすることによって、第1層210cおよび第3層230cによる良好な表面平滑性を得るとともに、第2層220cによる良好な寸法安定性を得ることができる。なお、第2層220cの相対厚みT2cの基準となる外周側の面、および第3層230cの相対厚みT3cの基準となる軸心O側の面は、平均面225Vである。
(Layer thickness ratio)
When the relative thickness T1c (see FIG. 6) of the
樹脂配管200cは、第1層210cおよび第3層230cをそれぞれ製造するための樹脂組成物と、第2層220cを製造するための樹脂組成物とを調製し、成形機を用いて成形する。成形機としては特に限定されず、単軸押出機、二軸異方向パラレル押出機、二軸異方向コニカル押出機、及び二軸同方向押出機等が挙げられる。さらに、成形機を用いて成形する場合、賦形する金型および樹脂温度等も、特に限定されない。
The
第2層220cを構成する樹脂組成物層の押出し速度と、第3層230cを構成する樹脂組成物層の押出し速度とは異なるようにすることが好ましい。これによって、界面225cを好ましく荒らすことができる。この場合、第2層220cを構成する樹脂組成物層の押出し速度より、第3層230cを構成する樹脂組成物層の押出し速度を遅くすることが、樹脂配管200cに歪みなどが生じにくく、より量産に親和性がある点でより好ましい。
The extrusion speed of the resin composition layer constituting the
[第2変形例]
図7は、第3実施形態の断熱配管システムにおける樹脂配管の第2変形例の模式的断面図である。
図7に示す樹脂配管200dは、軸心Oから外周の方向に順番に、第1層210d、第2層220d、および第3層230cが互いに接触するように積層されている。樹脂配管200dは第2層220dと第3層230cとの界面225cだけでなく、第1層210dと第2層220dとの界面215dも界面225cと同様に荒らされている。界面215dの具体的な界面粗さは、界面225cと同様である。
Second Modified Example
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a second modification of resin piping in the heat insulation piping system of the third embodiment.
In the
樹脂配管200dの製造においては、第1層210dを構成する樹脂組成物層の押出し速度と第2層220dを構成する樹脂組成物層の押出し速度とを異ならせ、且つ、第2層220dを構成する樹脂組成物層の押出し速度と第3層230cを構成する樹脂組成物層の押出し速度とを異ならせることが好ましい。これによって、界面215dと界面225cとを好ましく荒らすことができる。この場合、第1層210dを構成する樹脂組成物層の押出し速度より、第2層220dを構成する樹脂組成物層の押出し速度を遅く、且つ、第2層220dを構成する樹脂組成物層の押出し速度より第3層230cを構成する樹脂組成物層の押出し速度を遅くすることが、樹脂配管200dに歪みなどが生じにくく、より量産に親和性がある点でより好ましい。
In the production of the
なお、本発明には、上記の第1変形例および第2変形例の他に、第1層と第2層との界面、および第2層と第3層との界面のうち、第1層と第2層との界面が荒らされている態様も含まれる。 In the present invention, in addition to the first and second modifications described above, the first layer of the interface between the first layer and the second layer and the interface between the second layer and the third layer The embodiment in which the interface between the second layer and the second layer is roughened is also included.
[実施例1]
図2に示す断熱配管システム100と図4に示す樹脂配管200bとを組み合わせた断熱配管システムを作成した。つまり、樹脂配管200bが断熱繊維層400および被覆層510で被覆された断熱配管システムを作成した。
Example 1
The heat insulation piping system which combined the heat
樹脂配管200bは、第1層210bおよび第3層230bを製造するためにポリエチレン(密度0.948g/cm3、MFR0.05g/10min)を、第2層220bを製造するためにポリエチレン(密度0.948g/cm3、MFR0.05g/10min)をマトリックス樹脂としてガラス繊維(繊維長3mm、繊維径13μm)20重量%と相溶化剤(シラン変性ポリエチレン)3重量%とを含ませた樹脂組成物を用い、共押出によって成形した。3つの層はそれぞれ別々のシングル押出機を使用して押出した。第1,3の層には40mm、第2の層には75mmのシングル押出機を使用した。押出温度は200℃とし、金型は専用三層金型を使用した。得られた樹脂配管200bの内径は51mm、外径は63mmであった。
The
樹脂配管の線膨張係数を次のようにして求めた。樹脂配管を1000mmの長さに切断し、60℃(Thot)に設定した恒温槽にて24時間養生した。養生後、多層配管の長さ(Lhot)を測定した。その後、同じ多層配管を、5℃(Tcool)に設定した恒温槽にて24時間養生し、多層配管の長さ(Lcool)を測定した。得られた値を下記の式1に代入し、線膨張係数を決定した。その結果、樹脂配管200bの線膨張係数は、5×10-5/℃であった。
The linear expansion coefficient of the resin pipe was determined as follows. The resin piping was cut into a length of 1000 mm and aged for 24 hours in a thermostatic bath set at 60 ° C. (Thot). After curing, the length of the multilayer piping (Lhot) was measured. Thereafter, the same multilayer pipe was aged for 24 hours in a thermostatic bath set at 5 ° C. (Tcool), and the length (Lcool) of the multilayer pipe was measured. The obtained value was substituted into the following equation 1 to determine the linear expansion coefficient. As a result, the linear expansion coefficient of the
23℃(常温)環境で、樹脂配管200bの外表面を断熱繊維層400であるガラスウールを被覆した。ガラスウールの、平均密度は45kg/m3、スキン層410は66kg/m3(ガラスウールの最内周から5mmの厚み範囲内の平均密度)であった。ガラスウールの表面を、被覆層510である低密度ポリエチレンフィルムで巻回被覆(厚み60μm)した。
The outer surface of the
(試験1)
上記のようにして作成された断熱配管システムを用い、樹脂配管200bの内部に冷水(5℃)および温水(50℃)を10分間隔で交互に100サイクル流した。この間、ガラスウールにずれが生じなかったことを確認した。
(Test 1)
Cold water (5 ° C.) and warm water (50 ° C.) were alternately flowed 100 cycles at intervals of 10 minutes into the interior of the
(試験2)
上記のようにして作成された断熱配管システムを用い、樹脂配管200bの内部に冷水(5℃)を流しながら、外気温30℃、湿度80%の環境下に3日間晒した。冷水を流す前の重量と、冷水を流して上記環境下に3日間晒した後の重量を測定した。双方の重量差が1g以内であれば、重量に実質的な変化なし、つまり、良好な断熱性有りと判断することができる。本実施例ではわずか0.2gの増量であり、良好な断熱性が確認された。
(Test 2)
It exposed to the environment of 30 degreeC of external temperature, and the environment of 80% of humidity for 3 days, flowing cold water (5 degreeC) inside the
[比較例1]
スキン層410を有しないことを除いて実施例1と同様に断熱配管システムを作成した。実施例1の試験2を行ったところ、樹脂配管200b表面への結露が確認された。
Comparative Example 1
An adiabatic piping system was created in the same manner as in Example 1 except that the
本発明の好ましい実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれらのみに限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。 Although the preferred embodiments of the present invention are as described above, the present invention is not limited to them alone, and various other embodiments can be made without departing from the spirit of the present invention.
[実施形態における各部と請求項の各構成要素との対応関係]
本明細書における断熱配管システム100,100aが請求項の「断熱配管システム」に相当し、樹脂配管200,200b,200c,200dが「樹脂配管」に相当し、第1層210b,210c,210dが「第1層」に相当し、第2層220b,220c,220dが「第2層」に相当し、第3層230b,230cが「第3層」に相当し、断熱繊維層400,400aが「断熱繊維層」に相当し、スキン層410が「スキン層」に相当し、薄層430が「環状薄層」に相当し、被覆層510が「被覆層」に相当する。
[Correspondence between each part in the embodiment and each component of the claims]
The heat
100,100a 断熱配管システム
200,200b,200c,200d 樹脂配管
210b,210c,210d 第1層
220b,220c,220d 第2層
230b,230c 第3層
400,400a 断熱繊維層
410 スキン層
430 薄層(環状薄層)
510 被覆層
100, 100a heat
510 Coating layer
Claims (6)
前記断熱繊維層が、前記樹脂配管の側の表面にスキン層を含むガラス繊維で構成され、
前記樹脂配管が、軸心から外周への方向に、第1層と、第2層と、第3層とを含む多層管であり、
前記第1層が熱可塑性樹脂、前記第2層がガラス繊維を含む熱可塑性樹脂、前記第3層が熱可塑性樹脂であり、かつ、前記第2層における前記繊維の含有量が、前記第2層を製造するための樹脂組成物全体を100重量%とした場合に、10重量%以上60重量%以下であり、
前記断熱繊維層を構成する繊維の繊維径より、前記第2層に含まれる前記繊維の繊維径の方が大きく、かつ、前記断熱繊維層を構成するガラス繊維の繊維長より、前記第2層に含まれる前記ガラス繊維の繊維長の方が小さい、
断熱配管システム。 A resin pipe, a heat insulating fiber layer covering the outer peripheral surface of the resin pipe, and a cover layer covering the outer peripheral surface of the heat insulating fiber layer,
The heat insulation fiber layer is made of glass fiber including a skin layer on the surface on the side of the resin pipe ,
The resin pipe is a multilayer pipe including a first layer, a second layer, and a third layer in the direction from the axial center to the outer periphery,
The first layer is a thermoplastic resin, the second layer is a thermoplastic resin containing glass fibers, the third layer is a thermoplastic resin, and the content of the fibers in the second layer is the second 10% by weight or more and 60% by weight or less, where the total weight of the resin composition for producing the layer is 100% by weight,
The fiber diameter of the fibers contained in the second layer is larger than the fiber diameter of the fibers constituting the heat insulating fiber layer, and the fiber length of the glass fibers constituting the heat insulating fiber layer is the second layer The fiber length of the glass fiber contained in is smaller,
Thermal insulation piping system.
前記第2層に含まれる前記繊維の繊維径が12μm以上50μm以下である、請求項1から3のいずれか1項に記載の断熱配管システム。 The fiber diameter of the fibers constituting the heat insulation fiber layer is 5 μm or more and 10 μm or less,
The heat insulation piping system according to any one of claims 1 to 3, wherein a fiber diameter of the fibers contained in the second layer is 12 μm or more and 50 μm or less.
If set to 1 the relative thickness of the first layer, the relative thickness of the second layer is from 2 to 6, the relative thickness of the third layer is 0.5 to 2, claims 1 to 5 The heat insulation piping system according to any one of the above.
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