JP6573190B2 - Hot water supply hose - Google Patents
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Description
本発明は、住宅設備用樹脂ホースに関し、更に詳しくは、住宅用給水配管等に用いられ、温水の輸送にも好適な給水給湯ホースに関する。 The present invention relates to a resin hose for housing equipment, and more particularly to a water supply hot water supply hose that is used for a housing water supply pipe and the like and is also suitable for transporting hot water.
住宅用の給水設備及び給湯設備には、従来、金属製ホースが用いられていたが、施工性及び錆防止等の観点から、近年、樹脂ホースが用いられている。このようなホースは複数の層からなり、内層が冷水や温水と接触するため劣化しやすい。そこで、内層の劣化を抑制するホースが提案されている(特許文献1〜3参照)。 Conventionally, metal hoses have been used for residential water supply facilities and hot water supply facilities, but resin hoses have been used in recent years from the viewpoints of workability and prevention of rust. Such a hose is composed of a plurality of layers, and is easily deteriorated because the inner layer comes into contact with cold water or hot water. Then, the hose which suppresses deterioration of an inner layer is proposed (refer patent documents 1-3).
例えば、特許文献1のホースは、内層及び外層からなる内面層チューブと、その外側の補強層とからなり、内層及び外層に夫々異なる老化防止剤が含有されている。異なる老化防止剤を用いることにより、外層の老化防止剤が内層側へ拡散するのを促進できるため、内層の劣化を効果的に防止することができる。
For example, the hose of
また、特許文献2では、2層以上からなる多層樹脂パイプにおいて、外層には、最内層に含まれる酸化劣化防止剤の1.5倍以上の量の酸化劣化防止剤が含有されている。上記配合により、外層の酸化劣化防止剤を最内層へ徐々に移行させることができる。また、酸化劣化防止剤として、ヒンダードフェノール系化合物及びヒンダードアミン系化合物が用いられている。
Further, in
さらに、特許文献3では、複数層からなる給水給湯ホースにおいて、最内層上に設けられた外側層に複数種のヒンダードフェノール系酸化劣化防止剤が含有されている。
Furthermore, in
住宅市場においては、住宅自体のさらなる長期補償が要求されており、これに伴って住宅の一部をなす給水給湯ホースの長寿命化も求められている。そのため、上述したホースの耐劣化性を改善することにより、さらに長寿命なホースを提供することが望ましい。 In the housing market, there is a demand for further long-term compensation of the housing itself, and along with this, there is a demand for extending the life of a hot water supply hot water hose that forms part of the housing. Therefore, it is desirable to provide a hose having a longer life by improving the above-described deterioration resistance of the hose.
そこで、本発明の目的は、従来よりも長寿命な給水給湯ホースを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a hot water / hot water hose having a longer life than that of the prior art.
本発明の給水給湯ホースは、架橋ポリエチレンからなる内層と、前記内層の外側に設けられた熱可塑性エラストマーからなる外層とを備えており、前記外層に、フェノール系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤が含有され、前記外層中の前記リン系酸化防止剤の含有量が2.0wt%以上である。 The water / hot water supply hose of the present invention includes an inner layer made of crosslinked polyethylene and an outer layer made of a thermoplastic elastomer provided on the outer side of the inner layer, and a phenolic antioxidant and a phosphorus antioxidant in the outer layer. And the content of the phosphorous antioxidant in the outer layer is 2.0 wt% or more.
本発明によると、フェノール系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤を用い且つリン系酸化防止剤を上記含有量とすることにより、外層の酸化防止剤が内層へ移動するのを従来よりも遅らせることができる。これにより、外層及び内層に酸化防止剤を長期に亘って存在させることができるため、従来抑制できなかった酸化劣化サイクルの進行を抑止できる。その結果、内層及び外層の劣化を抑止できるため、従来よりも長寿命なホースを得ることができる。 According to the present invention, by using a phenolic antioxidant and a phosphorus antioxidant and setting the phosphorus antioxidant to the above content, the outer layer antioxidant is delayed from moving to the inner layer. Can do. Thereby, since an antioxidant can be made to exist in an outer layer and an inner layer over a long period of time, the progress of the oxidation deterioration cycle which could not be suppressed conventionally can be suppressed. As a result, since deterioration of the inner layer and the outer layer can be suppressed, a hose having a longer life than the conventional one can be obtained.
また、外層中のフェノール系酸化防止剤は、分子量が異なる2種類の酸化防止剤からなり、2種類の酸化防止剤のうち分子量の大きい第1酸化防止剤の含有量が分子量の小さい第2酸化防止剤の含有量よりも多い。分子量の大きい第1酸化防止剤は分子量の小さい第2酸化防止剤よりも外層内を通過しにくいため、上記含有量とすることにより、外層中の第1酸化防止剤が内層へ移動するのをより遅くすることができる。これにより、外層及び内層に第1酸化防止剤を長期に亘って存在させることができるため、外層及び内層の劣化を効果的に抑止できる。 In addition, the phenolic antioxidant in the outer layer is composed of two types of antioxidants having different molecular weights, and the content of the first antioxidant having a large molecular weight among the two types of antioxidants is the second oxidation having a small molecular weight. It has multi than the content of the inhibitor. Since the first antioxidant having a large molecular weight is less likely to pass through the outer layer than the second antioxidant having a small molecular weight, the content of the first antioxidant prevents the first antioxidant in the outer layer from moving to the inner layer. Can be slower. Thereby, since a 1st antioxidant can be made to exist over a long period of time in an outer layer and an inner layer, degradation of an outer layer and an inner layer can be suppressed effectively.
さらに、外層中のリン系酸化防止剤の分子量が、第2酸化防止剤の分子量よりも大きいことにより、分子サイズが大きいことによる立体障害(移動抑制)の効果が生まれて、外層中の酸化防止剤が内層へ移動するのをさらに遅らせることができる。これにより、外層及び内層の劣化をより効果的に抑止できる。 Furthermore, the molecular weight of the phosphorus-based antioxidant in the outer layer, by greater than the molecular weight of the second antioxidant, born the effect of steric hindrance caused by the molecular size is large (movement restraining), antioxidant in the outer layer The agent can be further delayed from moving to the inner layer. Thereby, deterioration of an outer layer and an inner layer can be suppressed more effectively.
また、外層中の前記第1酸化防止剤の含有量が2.0wt%以上であり、前記第2酸化防止剤の含有量が1.0wt%以上であることが好ましい。上記含有量とすることにより、外層中の第1酸化防止剤が内層へ移動するのをさらに遅くすることができるため、外層及び内層の劣化をさらに効果的に抑止できる。 Moreover, it is preferable that content of the said 1st antioxidant in an outer layer is 2.0 wt% or more, and content of the said 2nd antioxidant is 1.0 wt% or more. By setting it as the said content, since it can further slow down that the 1st antioxidant in an outer layer moves to an inner layer, deterioration of an outer layer and an inner layer can be suppressed more effectively.
本発明によると、外層の酸化防止剤が内層へ移動するのを従来よりも遅くすることができるため、外層及び内層に酸化防止剤を長期に亘って存在させることができる。これにより、従来抑制できなかった酸化劣化サイクルの進行を抑止できるため、従来よりも長寿命な給水給湯ホースが得られる。 According to the present invention, the antioxidant of the outer layer can be moved to the inner layer more slowly than before, so that the antioxidant can be present in the outer layer and the inner layer for a long time. Thereby, since the progress of the oxidation deterioration cycle which could not be suppressed in the past can be suppressed, a hot water / hot water supply hose having a longer life than the conventional one can be obtained.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
ここでは、本発明の一実施形態である給水給湯ホースについて、図1〜図5を参照しつつ以下に説明する。 Here, the water supply hot water supply hose which is one Embodiment of this invention is demonstrated below, referring FIGS.
(給水給湯ホース)
給水給湯ホース1は、図1に示すように、内層2a及び外層2bからなる内面層チューブ2と、内面層チューブ2の外層周囲に形成された補強層3と、補強層3に被覆された外面樹脂層4とを備えている。内面層チューブ2の内層2aは架橋ポリエチレン樹脂からなり、外層2bは柔軟性を有する熱可塑性エラストマーからなる。また、外層2bには酸化防止剤が含有されている。内層2a及び外層2bの詳細については後述する。
(Water supply hot water hose)
As shown in FIG. 1, the hot water supply /
(補強層)
補強層3は、内側補強層3aと、外側補強層3bとを有している。内側補強層3aは、複数の補強糸を引き揃えたものを、内面層チューブ2の外周面に交差させ、編み込みしつつ巻き付けて形成されている。補強糸には、強度上、複数のナイロン糸を加撚したものを用いることが好ましい。また、外側補強層3bは、ステンレス鋼線を引き揃えたものを、内側補強層3aの外周面に交差させ編み込みしつつ巻き付けて形成されている。そのため、外側補強層3bは、高強度であり、耐錆性を有する。
(Reinforcing layer)
The reinforcing
(外面樹脂層)
外面樹脂層4は、給水給湯ホース1の外表面を保護する樹脂層である。外面樹脂層4の材質は、特に限定されないが、例えば、ポリプロピレンやウレタン系熱可塑性エラストマーを補強層3の外周面に被覆して形成することができる。
(Outside resin layer)
The outer
次に、内面層チューブ2を構成する内層2aと外層2bとについて詳細に説明する。
Next, the
(内面層チューブ)
<内層>
内層2aを構成する架橋ポリエチレン樹脂は、反応性を有するポリエチレン(PE)に架橋剤を添加して溶融押出することによって得られる。架橋ポリエチレン樹脂は、熱可塑性プラスチックとしての鎖状構造ポリエチレンの分子同士の所々を結合させ、立体の網目構造にした超高分子量ポリエチレンである。従って、架橋反応が終了した時点で、ポリエチレンはあたかも熱硬化性樹脂のような立体網目構造となり、耐熱老化性、耐薬品性、耐環境応力亀裂性能及びクリープ性能に優れる。
(Inner layer tube)
<Inner layer>
The cross-linked polyethylene resin constituting the
このような架橋ポリエチレン樹脂は、その優れた化学的安定性により、水質保持と食品衛生面でも良好な特性を示すため、給水給湯ホース1は飲料水用配管材としても用いることができる。また、内層2aは、水道水に含まれる次亜塩素酸ナトリウムの残留塩素に対する耐塩素性はもとより、氷点下での伸びが大きく、耐凍結性も良好である。
Such a cross-linked polyethylene resin exhibits excellent characteristics in terms of water quality retention and food sanitation due to its excellent chemical stability, and therefore, the water and hot
内層2aの厚さは、0.1〜1.0mmであることが好ましく、0.2〜0.8mmであることが更に好ましい。給水給湯ホース1を常温から95℃に至る広範囲の温度領域で長期間使用することができるためである。なお、厚さが0.1未満であると、押出加工がスムーズに行いにくくなり、また、チューブ状に成型できたとしても水道水に含まれる次亜塩素酸ソーダに対する耐塩素性が劣りやすい。また、厚さが1.0mmを越えると、成型加工性が悪くなりやすい上に、内面層チューブ2が硬くなることで給水給湯ホースとしての柔軟性が失われやすい。
The thickness of the
<外層>
内面層チューブ2の外層2bを構成する熱可塑性エラストマーには、下記表1に例示するようなエラストマー、即ち、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー(TPU)、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(TPO)、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー(TPS)、ポリエステル系熱可塑性エラストマー(TPEE)、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー(TPVC)及びポリアミド系熱可塑性エラストマー(TPAE)等を用いることが出来る。
<Outer layer>
The thermoplastic elastomer constituting the
このような熱可塑性エラストマーは、架橋エラストマーの特徴とプラスチックの加工性を併せ持っている。即ち、熱可塑性エラストマーは、熱を加えると溶け、冷やすと固まるゴム弾性体である。そして、熱可塑性エラストマーからなる成型物は、高温での形状の保持、延伸や圧縮時の弾性変形等の有用な性質を示す。 Such a thermoplastic elastomer has both the characteristics of a crosslinked elastomer and the processability of the plastic. That is, a thermoplastic elastomer is a rubber elastic body that melts when heated and hardens when cooled. A molded product made of a thermoplastic elastomer exhibits useful properties such as shape retention at high temperature, elastic deformation during stretching and compression, and the like.
なお、エラストマーの理論によれば、熱可塑性エラストマーの高分子鎖は、2種類の単位あるいはセグメントを含んでいるが、このセグメントは、ソフトセグメント(軟質部分)とハードセグメント(硬質部分)とのいずれであってもよい。ここで、ソフトセグメントは、ガラス転移温度以上ではアモルファス状態で流動性を示す。また、ハードセグメントは、使用温度範囲では、固体であり、高分子鎖の配列を固定するが(物理架橋)、高温では、物理的結合が解離し、通常の熱可塑性プラスチックと同様に応力下で流動する。 According to the theory of elastomers, the polymer chain of a thermoplastic elastomer includes two types of units or segments. This segment is either a soft segment (soft part) or a hard segment (hard part). It may be. Here, the soft segment exhibits fluidity in an amorphous state above the glass transition temperature. In addition, the hard segment is solid in the operating temperature range and fixes the arrangement of the polymer chains (physical crosslinking). However, at high temperatures, the physical bond is dissociated, and under the same stress as normal thermoplastic To flow.
次に、外層2bに含まれる酸化防止剤について説明する。
Next, the antioxidant contained in the
外層2bには、フェノール系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤が含有されている。また、フェノール系酸化防止剤は、分子量が異なる2種類の酸化防止剤からなる。外層2b中のリン系酸化防止剤の含有量は2.0wt%以上である。
The
フェノール系酸化防止剤とともにリン系酸化防止剤が2.0wt%以上含まれていることにより、外層2b内の酸化防止剤が内層2aへ移動することを従来よりも遅くすることができる。これは、フェノール系酸化防止剤とリン系酸化防止剤とが分子間で相互的な作用をして、これらの酸化防止剤が層内を移動する速度を抑制するような効果が生まれているものと考えられる。これにより、従来よりも長期に亘って酸化防止剤が外層2b及び内層2aに残存する。以下に、内層2a及び外層2bの樹脂材料の酸化劣化メカニズム(CycleI,CycleII)について、図2(a)を参照しつつ説明する。
By containing 2.0 wt% or more of the phosphorus-based antioxidant together with the phenol-based antioxidant, it is possible to make the antioxidant in the
樹脂材料の酸化劣化は、一般的に図2(a)に示すCycleI(一次酸化)とCycleII(ニ次酸化)との2つの反応が起こることで生じると考えられている。CycleIでは下記(1)式及び(2)式の反応が起こり、CycleIIでは(3)式及び(4)式の反応が起こる。
<CycleI>
<CycleII>
このように、
ラジカル「ROO・/RO・/・OH」が発生
→発生したラジカルがポリマー(上記(2)式及び(4)式の「R−H」)の「・H」と反応し、新たなラジカル「ROO・/RO・/・OH」が発生
→新たなラジカルがポリマーの「・H」と反応し、ラジカル「ROO・/RO・/・OH」が発生
→・・・
というサイクルが繰り返される。ラジカル「ROO・/RO・/・OH」が発生すると、上記(2)式及び(4)式が進行することでポリマー(R−H)が消費され、内面層チューブ2が酸化劣化する。
It is considered that the oxidative deterioration of the resin material is generally caused by two reactions of Cycle I (primary oxidation) and Cycle II (secondary oxidation) shown in FIG. In Cycle I, reactions of the following formulas (1) and (2) occur, and in Cycle II, reactions of formulas (3) and (4) occur.
<CycleI>
<Cycle II>
in this way,
The radical "ROO./RO./.OH" is generated. The generated radical reacts with ".H" of the polymer ("RH" in the above formulas (2) and (4)) to form a new radical ""ROO · / RO · / · OH" is generated → A new radical reacts with the polymer "· H" to generate the radical "ROO · / RO · / · OH".
The cycle is repeated. When the radical “ROO · / RO · / · OH” is generated, the above formulas (2) and (4) are advanced, so that the polymer (R—H) is consumed and the inner
ここにフェノール系酸化防止剤が存在すると、フェノール系酸化防止剤がラジカル「ROO・/RO・/・OH」と反応することで「第1酸化防止反応」が起こり(図2(b)参照)、(2)式の反応が抑えられる。しかし、「第1酸化防止反応」で生成した「ROOH」は不安定であるため(図2(b)の「R'OOH」参照)、すぐに「RO・」と「・OH」に分解される((3)式参照)。その後、(4)式が進行することで、ポリマー(R−H)が消費され、内面層チューブ2の酸化劣化が進行する。したがって、フェノール系酸化防止剤のみでは、ポリマー(R−H)が消費されるとともに劣化要因であるラジカルが増え続けるため、内面層チューブ2の酸化劣化を抑えることができない。
When a phenolic antioxidant is present here, the phenolic antioxidant reacts with the radical "ROO./RO./.OH" to cause a "first antioxidant reaction" (see FIG. 2 (b)). , (2) reaction is suppressed. However, since “ROOH” generated in the “first antioxidant reaction” is unstable (see “R′OOH” in FIG. 2B), it is immediately decomposed into “RO.” And “.OH”. (See equation (3)). Thereafter, as the formula (4) proceeds, the polymer (R—H) is consumed, and the oxidative degradation of the inner
しかし、リン系酸化防止剤が存在すると、「第1酸化防止反応」で生成した「ROOH」にリン系酸化防止剤が作用することで、「第2酸化防止反応」が起こり(図2(c)参照)、上記(3)式の進行が抑えられる。これにより、劣化要因であるラジカル「RO・/・OH」の発生を抑制することができる結果、(4)式の進行を抑えることができる。よって、内面層チューブ2の酸化劣化を抑止できる。
However, if a phosphorus-based antioxidant is present, the “second antioxidant reaction” occurs due to the action of the phosphorus-based antioxidant on “ROOH” produced in the “first antioxidant reaction” (FIG. 2 (c). )), The progression of the above equation (3) is suppressed. Thereby, generation | occurrence | production of radical "RO * / * OH" which is a deterioration factor can be suppressed, As a result, progress of (4) Formula can be suppressed. Therefore, the oxidative deterioration of the inner
なお、リン系酸化防止剤だけが添加された場合は、フェノール系酸化防止剤が存在しないため、(1),(2)式の進行を抑えられず、ポリマー(R−H)が消費され続ける。そのため、内面層チューブ2の酸化劣化を抑えることができない。
In addition, when only a phosphorus antioxidant is added, since there is no phenolic antioxidant, the progress of the formulas (1) and (2) cannot be suppressed, and the polymer (R—H) continues to be consumed. . Therefore, the oxidative deterioration of the inner
このように、フェノール系酸化防止剤又はリン系酸化防止剤が単独で存在する場合、劣化要因であるラジカルからポリマーを効率良く保護することができないが、2つの酸化防止剤を併用した場合、ポリマーを保護することができ、酸化劣化を抑制できる。そして、本発明者らは、リン系酸化防止剤の含有量が2.0wt%以上である場合にこのような効果が得られることを見出した。 Thus, when a phenolic antioxidant or phosphorus antioxidant is present alone, the polymer cannot be efficiently protected from radicals that are degradation factors, but when two antioxidants are used in combination, the polymer Can be protected and oxidative degradation can be suppressed. The inventors have found that such an effect can be obtained when the content of the phosphorus-based antioxidant is 2.0 wt% or more.
上記フェノール系酸化防止剤は、特に限定されないが、例えば、2.6−ジ−ターシャリー−ブチル−4−メチルフェノールを用いることができる。また、分子量が異なる2種類の酸化防止剤として、例えば、分子量が大きい酸化防止剤(第1酸化防止剤)に市販品のIRGANOX1330(BASFジャパン製、分子量:775)を用い(図3(a)参照)、分子量が小さい酸化防止剤(第2酸化防止剤)にIRGANOX1076(BASFジャパン製、分子量:531)を用いることができる(図3(b)参照)。 Although the said phenolic antioxidant is not specifically limited, For example, 2.6-di-tertiary-butyl-4-methylphenol can be used. Further, as two types of antioxidants having different molecular weights, for example, a commercially available IRGANOX 1330 (manufactured by BASF Japan, molecular weight: 775) is used as an antioxidant (first antioxidant) having a large molecular weight (FIG. 3A). IRGANOX1076 (manufactured by BASF Japan, molecular weight: 531) can be used as an antioxidant (second antioxidant) having a small molecular weight (see FIG. 3B).
分子量が異なる2種類の酸化防止剤において、分子量の大きい第1酸化防止剤の含有量は、分子量の小さい第2酸化防止剤の含有量よりも多いことが好ましい。第1酸化防止剤は、第2酸化防止剤よりも分子量が大きいため、外層2bの高分子鎖間や内層2aの網目構造を第2酸化防止剤よりも通過しにくい。そのため、上記含有量とすることにより、外層2bに含有された第2酸化防止剤が内層2aへ全て移動しても、外層2bには第1酸化防止剤が残る。残った第1酸化防止剤は徐々に内層2aへ移動するため、酸化防止剤が長期に亘って外層2b及び内層2aに存在するようになる。これにより、第1酸化防止反応が確実に起こるため(図2(b)参照)、<CycleI>の進行(図2(a)参照)を効果的に抑制できる。
In two types of antioxidants having different molecular weights, the content of the first antioxidant having a large molecular weight is preferably larger than the content of the second antioxidant having a small molecular weight. Since the first antioxidant has a higher molecular weight than the second antioxidant, it is less likely to pass between the polymer chains of the
また、第1酸化防止剤の含有量を2.0wt%以上とし、第2酸化防止剤の含有量を1.0wt%以上とすることが好ましい。これにより、外層2b中の第1酸化防止剤が内層2aへ移動することをより遅くすることができるため、<CycleI>の進行(図2(a)参照)をさらに効果的に抑制できる。
Moreover, it is preferable that the content of the first antioxidant is 2.0 wt% or more and the content of the second antioxidant is 1.0 wt% or more. Thereby, since the 1st antioxidant in the
さらに、リン系酸化防止剤は、特に限定されないが、例えばトリス(ノニルフェニル)ホスファイト等を用いることができる。さらに、リン系酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤のうち分子量の小さい第2酸化防止剤よりも分子量が大きいことが好ましい。分子サイズが大きいことによる立体障害の効果が生まれて、リン系酸化防止剤が外層2b中から内層2aへ移動するのをさらに遅らせることができるためである。このようなリン系酸化防止剤として、例えば、市販品のアデカスタブHP−10(ADEKA製)を用いることができる(図3(c)参照)。
Furthermore, the phosphorus-based antioxidant is not particularly limited, and for example, tris (nonylphenyl) phosphite can be used. Furthermore, it is preferable that a phosphorus antioxidant has a molecular weight larger than a 2nd antioxidant with a small molecular weight among phenolic antioxidants. This is because the effect of steric hindrance due to the large molecular size is born, and the movement of the phosphorus-based antioxidant from the
続いて、本発明の内面層チューブ2による効果を従来の内面層チューブと比較しつつ説明する。
Next, the effect of the inner
給水給湯ホースの寿命を加速度的に試験するため、内面層チューブの内側に下記の薬液水(次亜塩素酸水溶液)を0.3kPaの水圧で循環通水した(塩素循環試験)。そして、試験時間に対する内層の肉厚変化をマイクロスコープで測定した。この結果を図4及び表2に示す(結果1)。また、内面層チューブ(内層及び外層)中の酸化防止剤の濃度の経時変化を表3,4に示す。表3には本発明の内面層チューブの結果を示しており、表4には従来の内面層チューブの結果を示している。また、図5には、酸化防止剤の移動を時間の経過とともに模式的に図示している(結果2)。
<薬液水条件>
・薬液水温 :80℃
・残留塩素濃度:50ppm
・銅イオン濃度:0.6ppm
・pH :6.6
In order to test the life of the hot and cold water supply hose at an accelerated rate, the following chemical water (hypochlorous acid aqueous solution) was circulated through the inner surface layer tube at a water pressure of 0.3 kPa (chlorine circulation test). And the thickness change of the inner layer with respect to test time was measured with the microscope. The results are shown in FIG. 4 and Table 2 (Result 1). In addition, Tables 3 and 4 show temporal changes in the concentration of the antioxidant in the inner layer tube (inner layer and outer layer). Table 3 shows the results of the inner surface layer tube of the present invention, and Table 4 shows the results of the conventional inner surface layer tube. FIG. 5 schematically shows the movement of the antioxidant over time (Result 2).
<Chemical water conditions>
・ Chemical water temperature: 80 ℃
・ Residual chlorine concentration: 50ppm
・ Copper ion concentration: 0.6ppm
・ PH: 6.6
なお、上記試験では、本発明の内面層チューブ2として、外層にIRGANOX1330(2.5wt%),IRGANOX1076(1.5wt%)及びアデカスタブHP-10(2.0wt%)が含有されているものを用いた。また、従来の内面層チューブとして、外層にIRGANOX1330(2.5wt%),IRGANOX1076(1.5wt%)が含有されているものを用いた(特許文献2,3に相当)。
In the above test, the
(結果1)
図4及び表2から、本発明の内面層チューブ2は、17000時間経過してもバースト(破裂)せず、その後も内面層チューブ2を継続して使用できた。また、15000時間経過した時点でも内層厚みが約100μmであった。一方、従来の内面層チューブは、15000時間経過した時点でバーストした。この時の内層厚みは略0μmであった。このように、本発明の内面層チューブ2は、従来の内面層チューブより厚みの減少を抑制でき、また、優れた耐久性を有していることがわかった。
From FIG. 4 and Table 2, the inner
(結果2)
表3に示すように、本発明では、10000時間後にも酸化防止剤が内層及び外層に存在した。具体的には、IRGANOX1076(分子量が小さいフェノール系酸化防止剤)及びアデカスタブHP-10(リン系酸化防止剤)が全て消費されているが、IRGANOX1330(分子量が大きいフェノール系酸化防止剤)が内層や外層に残っていた。 As shown in Table 3, in the present invention, the antioxidant was present in the inner layer and the outer layer even after 10,000 hours. Specifically, IRGANOX 1076 (phenolic antioxidant with a low molecular weight) and ADK STAB HP-10 (phosphorus antioxidant) are all consumed, but IRGANOX 1330 (a phenolic antioxidant with a high molecular weight) It remained in the outer layer.
これに対し、従来の内面層チューブでは、表4に示すように、4000時間後には酸化防止剤が略消費され、10000時間後には全て消費されており、内層及び外層のどちらにも酸化防止剤が残っていなかった。また、試験開始後から4000時間まで、外層に存在する酸化防止剤は、本発明よりも少なかった。 On the other hand, in the conventional inner surface layer tube, as shown in Table 4, the antioxidant is substantially consumed after 4000 hours, and all is consumed after 10000 hours, and both the inner layer and the outer layer are antioxidants. Did not remain. Moreover, the antioxidant which exists in an outer layer was less than this invention until 4000 hours after the test start.
次に、図5を用いて、酸化防止剤の移動を説明する。図5(a)に示すように、本発明では、
(i)最初は、外層にだけ酸化防止剤が含まれている。
(ii)その後、外層中の酸化防止剤が内層に移動し、内層に移動した酸化防止剤が薬液水中のラジカル、活性酸素、銅イオン等に対して作用する。これにより、内面層チューブ(内層及び外層)の劣化が抑えられることで、内層は殆ど劣化していない。また、最初はIRGANOX1076及びアデカスタブHP-10が主に内層に移動し、IRGANOX1330の移動量が少ない(表3参照)。
(iii)その後も、外層中の酸化防止剤が内層に移動し、これが薬液水中のラジカル等に作用するため、内面層チューブ(内層及び外層)の劣化が抑えられることで、内層は殆ど劣化していない。
(iv)そして、外層中の酸化防止剤(主に、IRGANOX1076及びアデカスタブHP-10)が減少するのに伴って、内層へ移動する酸化防止剤が減少する。これにより、内層が酸化し劣化し始めることで、内層表面に白化層6が形成されて、内層の厚みが減少し始める。しかし、内層へは酸化防止剤が供給され続けているため、内層の劣化が抑えられている。
(v)その後、外層内からIRGANOX1076及びアデカスタブHP-10が先になくなるが、IRGANOX1330が残っており、これが内層へ徐々に移動する。この酸化防止剤により内層の劣化が抑えられるため、白化層6の形成及び内層の厚みの減少を抑制できる。
なお、白化層6は、一般的に脆質層とも呼ばれる。
Next, the movement of the antioxidant will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5 (a), in the present invention,
(i) Initially, the antioxidant is included only in the outer layer.
(ii) Thereafter, the antioxidant in the outer layer moves to the inner layer, and the antioxidant moved to the inner layer acts on radicals, active oxygen, copper ions, etc. in the chemical solution water. Thereby, the inner layer is hardly deteriorated by suppressing the deterioration of the inner surface layer tube (inner layer and outer layer). At first, IRGANOX 1076 and Adeka Stub HP-10 move mainly to the inner layer, and the movement amount of IRGANOX 1330 is small (see Table 3).
(iii) After that, since the antioxidant in the outer layer moves to the inner layer and this acts on radicals in the chemical solution water, the inner layer is almost deteriorated by suppressing the deterioration of the inner layer tube (inner layer and outer layer). Not.
(iv) Then, as the antioxidants (mainly IRGANOX 1076 and ADK STAB HP-10) in the outer layer decrease, the antioxidant that moves to the inner layer decreases. Thereby, when the inner layer starts to be oxidized and deteriorated, the whitened layer 6 is formed on the inner layer surface, and the thickness of the inner layer starts to decrease. However, since the antioxidant is continuously supplied to the inner layer, deterioration of the inner layer is suppressed.
(V) Thereafter, IRGANOX 1076 and ADK STAB HP-10 disappear from the outer layer first, but IRGANOX 1330 remains and gradually moves to the inner layer. Since the deterioration of the inner layer is suppressed by this antioxidant, the formation of the whitened layer 6 and the decrease in the thickness of the inner layer can be suppressed.
The whitening layer 6 is generally called a brittle layer.
一方、従来の内面層チューブでは、図5(b)に示すように、
(i)最初は、外層にだけ酸化防止剤が含まれている。
(ii)その後、外層中の酸化防止剤が内層に移動し、内層中の酸化防止剤が薬液水中のラジカル、活性酸素、銅イオン等に対して作用するが、内層に移動した酸化防止剤は消費されて、内層の表面側から酸化劣化が始まる。これにより、内層表面に白化層6が形成される。また、白化層6にクラック7が発生して脆くなり、内部流体に削り取られることで内層の厚みが減少し始める。
(iii)その後も外層中の酸化防止剤が内層に移動するが、移動した酸化防止剤は消費されて、内層の表面側がさらに酸化劣化する。これにより、白化層6の形成と削り取りが繰り返されることで、内層の厚みがさらに減少する。
(iv)そして、外層中の酸化防止剤が減少するのに伴って、内層へ移動する酸化防止剤が減少することで、内層の劣化が促進する。
(v)その後、外層内及び内層内に酸化防止剤がなくなると、内層の劣化がさらに促進して肉厚が減少し、内面層チューブの耐圧力が水圧に耐えられなくなった時点で内面層チューブがバーストする。
On the other hand, in the conventional inner surface layer tube, as shown in FIG.
(i) Initially, the antioxidant is included only in the outer layer.
(ii) Thereafter, the antioxidant in the outer layer moves to the inner layer, and the antioxidant in the inner layer acts on radicals, active oxygen, copper ions, etc. in the chemical solution water. When consumed, oxidative degradation starts from the surface side of the inner layer. Thereby, the whitening layer 6 is formed on the inner layer surface. Further, the whitening layer 6 is cracked and becomes brittle, and the thickness of the inner layer starts to be reduced by being scraped by the internal fluid.
(iii) Thereafter, the antioxidant in the outer layer moves to the inner layer, but the moved antioxidant is consumed, and the surface side of the inner layer is further oxidized and deteriorated. Thereby, formation of the whitening layer 6 and scraping are repeated, and the thickness of the inner layer further decreases.
(iv) And as the antioxidant in the outer layer decreases, the antioxidant that moves to the inner layer decreases, thereby promoting the deterioration of the inner layer.
(v) After that, when there is no antioxidant in the outer layer and the inner layer, deterioration of the inner layer is further promoted to reduce the wall thickness, and when the inner layer tube cannot withstand the water pressure, the inner layer tube Burst.
このように、本発明の内面層チューブ2では、酸化防止剤であるIRGANOX1076及びアデカスタブHP-10が先に消費されても、フェノール系酸化防止剤(IRGANOX1330)が内層へ供給され続けるため、従来よりも内面層チューブの劣化を抑制できる。
Thus, in the inner
ここで、内層2aに酸化防止剤が含有されている場合は、酸化防止剤が内層2aの劣化に対して作用する前に、直接接触している冷水や温水へ抽出される。そこで、内層2aに酸化防止剤を含有させないことにより、内層2a中の酸化防止剤が内層2aの劣化に対して作用する前に、直接接触している冷水や温水へ抽出されることを抑止することができる。また、異物にもなり得る他の成分(酸化防止剤)を含有させないことにより、内層2aの物性の低下及び平滑性の低下を抑止することができる。
Here, when the antioxidant is contained in the
以上に述べたように、本実施形態の給水給湯ホース1によると、外層2bにフェノール系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤を含有させるとともにリン系酸化防止剤を2.0wt%以上とすることにより、外層2bの酸化防止剤が内層2aへ移動するのを従来よりも遅らせることができる。これにより、内層2a及び外層2bに酸化防止剤を長期に亘って存在させることができるので、従来抑制できなかった酸化劣化サイクル(CycleII(二次酸化))の進行を抑止できる。その結果、内層2a及び外層2bの劣化を抑止できるため、従来よりも長寿命なホースを得ることができる。
As described above, according to the hot water supply
また、外層2b中のフェノール系酸化防止剤は、分子量が異なる2種類の酸化防止剤からなるため、外層2b中の酸化防止剤が内層へ移動することをより遅らせることができる。すなわち、分子量の小さい酸化防止剤が先に内層2aへ移動することによって消費されても、外層2bには分子量の大きい酸化防止剤が残っている。これが内層2aへ移動することにより、酸化を抑制するため、内層2a及び外層2bに酸化防止剤を長期に亘って存在させることができる。これにより、内層2a及び外層2bの劣化を効果的に抑止できる。
Moreover, since the phenolic antioxidant in the
さらに、外層2b中のリン系酸化防止剤の分子量が、第2酸化防止剤の分子量よりも大きいことにより、分子サイズが大きいことによる立体障害の効果が生まれて、リン系酸化防止剤が外層中から内層へ移動するのをより遅らせることができる。
Further, since the molecular weight of the phosphorus antioxidant in the
また、外層2bにおいて、第1酸化防止剤の含有量を2.0wt%以上とし、第2酸化防止剤の含有量を1.0wt%以上とすることにより、外層2b中の第1酸化防止剤が内層2aへ移動することをさらに遅くすることができるため、<CycleI>の進行(図2(a)参照)をさらに効果的に抑制できる。
Further, in the
[実施例]
次に、本発明の実施例を説明する。
[Example]
Next, examples of the present invention will be described.
(実施例1〜4、比較例1,2)
リン系酸化防止剤の含有量を変えたときの外層2bの劣化の有無を調べた。
(Examples 1-4, Comparative Examples 1 and 2)
The presence or absence of deterioration of the
外層2bを構成する熱可塑性エラストマーに、フェノール系酸化防止剤(IRGANOX1330,IRGANOX1076)及びリン系酸化防止剤(アデカスタブHP−10)を含有させた(表5参照)。そして、所定形状の試験片を形成し、下記の薬液水(次亜塩素酸水溶液)に試験片を浸漬した後、所定時間経過後に試験片の物性を調べた。表5には、試験結果(試験片の硬度変化、表面変化及び色変化)を示している。
<薬液水条件>
・薬液水温 :80℃
・残留塩素濃度:50ppm
・銅イオン濃度:0.6ppm
・pH :6.6
The thermoplastic elastomer constituting the
<Chemical water conditions>
・ Chemical water temperature: 80 ℃
・ Residual chlorine concentration: 50ppm
・ Copper ion concentration: 0.6ppm
・ PH: 6.6
表5から、実施例1〜4(リン系酸化防止剤が2.0wt%以上)では、硬度が殆ど変化せず、また、表面変化及び色変化も殆ど生じなかった。一方、比較例1,2(リン系酸化防止剤が1.5wt%以下)では、樹脂表面が軟化劣化し、336時間経過した時に表面から色粉が発生した。このように、リン系酸化防止剤の含有量を変えることにより、実施例1〜4では比較例1,2よりも熱可塑性エラストマーの劣化を効果的に抑えることができた。 From Table 5, in Examples 1-4 (phosphorus antioxidant is 2.0 wt% or more), the hardness hardly changed, and the surface change and the color change hardly occurred. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 (phosphorus antioxidant is 1.5 wt% or less), the resin surface was softened and deteriorated, and colored powder was generated from the surface after 336 hours had passed. Thus, by changing the content of the phosphorus-based antioxidant, the deterioration of the thermoplastic elastomer could be suppressed more effectively in Examples 1 to 4 than in Comparative Examples 1 and 2.
(参考例、実施例6〜11、比較例3,4)
分子量が異なるリン系酸化防止剤を用いたときの外層2bの劣化の有無を調べた。
( Reference Examples, Examples 6 to 11, Comparative Examples 3 and 4)
The presence or absence of deterioration of the
外層2bを構成する熱可塑性エラストマーに、フェノール系酸化防止剤(IRGANOX1330,IRGANOX1076)及びリン系酸化防止剤を混合した(表6参照)。そして、所定形状の試験片を形成し、下記の薬液水(次亜塩素酸水溶液)に試験片を浸漬した後、所定時間経過後に試験片の物性を調べた。表6には、試験結果(試験片の硬度変化、表面変化及び色変化)を示している。また、図6,7には、本例で用いたリン系酸化防止剤の構造式を示している。
<薬液水条件>
・薬液水温 :80℃
・残留塩素濃度:50ppm
・銅イオン濃度:0.6ppm
・pH :6.6
A phenolic antioxidant (IRGANOX 1330, IRGANOX1076) and a phosphorus antioxidant were mixed into the thermoplastic elastomer constituting the
< Chemical water conditions >
・ Chemical water temperature: 80 ℃
・ Residual chlorine concentration: 50ppm
・ Copper ion concentration: 0.6ppm
・ PH: 6.6
表6から、参考例および実施例6〜11(リン系酸化防止剤の分子量が500以上の大きいもの)では、硬度が殆ど変化せず、また、表面変化及び色変化も殆ど生じなかった。一方、比較例3,4(リン系酸化防止剤の分子量が300〜400付近の比較的小さいもの)では、樹脂表面が軟化劣化し、240時間経過した時に表面から色粉が発生した。このように、分子量の大きなリン系酸化防止剤を用いることにより、参考例および実施例6〜11では比較例3,4よりも熱可塑性エラストマーの劣化を効果的に抑えることができた。 From Table 6, in the reference examples and Examples 6 to 11 (the molecular weight of the phosphorus-based antioxidant having a large molecular weight of 500 or more), the hardness hardly changed, and the surface change and the color change hardly occurred. On the other hand, in Comparative Examples 3 and 4 (phosphorus antioxidants having a relatively small molecular weight around 300 to 400), the resin surface was softened and deteriorated, and colored powder was generated from the surface after 240 hours. As described above, by using the phosphorus-based antioxidant having a large molecular weight, the deterioration of the thermoplastic elastomer could be effectively suppressed in the reference examples and Examples 6 to 11 as compared with Comparative Examples 3 and 4.
(実施例12〜16、比較例5,6)
分子量が異なる2種類のフェノール系酸化防止剤の含有量を変えたときの外層2bの劣化の有無を調べた。
(Examples 12 to 16, Comparative Examples 5 and 6)
The presence or absence of deterioration of the
外層2bを構成する熱可塑性エラストマーに、フェノール系酸化防止剤(IRGANOX1330,IRGANOX1076)及びリン系酸化防止剤(アデカスタブHP−10)を含有させた(表7参照)。そして、所定形状の試験片を形成し、下記の薬液水(次亜塩素酸水溶液)に試験片を浸漬した後、所定時間経過後に試験片の物性を調べた。表7には、試験結果(試験片の硬度変化、表面変化及び色変化)を示している。
<薬液水条件>
・薬液水温 :80℃
・残留塩素濃度:50ppm
・銅イオン濃度:0.6ppm
・pH :6.6
The thermoplastic elastomer constituting the
< Chemical water conditions >
・ Chemical water temperature: 80 ℃
・ Residual chlorine concentration: 50ppm
・ Copper ion concentration: 0.6ppm
・ PH: 6.6
表7から、実施例12〜16(分子量が大きいフェノール系酸化防止剤を2.0wt%以上、分子量が小さいフェノール系酸化防止剤を1.0wt%以上とした場合)では、硬度が殆ど変化せず、また、表面変化及び色変化も殆ど生じなかった。一方、比較例5,6(分子量が大きいフェノール系酸化防止剤を2.0wt%未満、分子量が小さいフェノール系酸化防止剤を1.0wt%未満とした場合)では、樹脂表面が軟化劣化し、240時間経過した時に表面から色粉が発生した。上記結果から、本発明の含有量とすることにより、実施例12〜16では比較例5,6よりも熱可塑性エラストマーの劣化を効果的に抑えることができた。 From Table 7, in Examples 12 to 16 (when the phenolic antioxidant having a large molecular weight is 2.0 wt% or more and the phenolic antioxidant having a low molecular weight is 1.0 wt% or more), the hardness is almost changed. In addition, almost no surface change or color change occurred. On the other hand, in Comparative Examples 5 and 6 (when the phenolic antioxidant having a large molecular weight is less than 2.0 wt% and the phenolic antioxidant having a small molecular weight is less than 1.0 wt%), the resin surface is softened and deteriorated, When 240 hours passed, colored powder was generated from the surface. From the said result, by setting it as content of this invention, in Examples 12-16, deterioration of the thermoplastic elastomer was able to be suppressed more effectively than Comparative Examples 5 and 6.
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。そして、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described based on drawing, it should be thought that a specific structure is not limited to these embodiment. The scope of the present invention is indicated not by the above description but by the scope of claims, and includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
また、上述の実施形態では、内面層チューブ2の外層2b中のフェノール系酸化防止剤は分子量が異なる2種類の酸化防止剤を含んでいるが、フェノール系酸化防止剤が1種類の酸化防止剤からなるものでもよく、3種類以上の酸化防止剤からなるものでもよい。さらに、上述した実施形態及び実施例では、第1酸化防止剤(分子量が大きい酸化防止剤)の含有量が第2酸化防止剤(分子量が小さい酸化防止剤)の含有量よりも多い場合について例示したが、第1酸化防止剤の含有量は第2酸化防止剤の含有量より少なくてもよく、これらが同量でもよい。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the phenolic antioxidant in the
さらに、フェノール系酸化防止剤(第1酸化防止剤、第2酸化防止剤)及びリン系酸化防止剤は、上述した実施形態及び実施例で例示したものに限られない。 Furthermore, the phenolic antioxidants (first antioxidant and second antioxidant) and phosphorus antioxidants are not limited to those exemplified in the above-described embodiments and examples.
加えて、上述した実施形態(図5)では、内面層チューブ2の内層2aに酸化防止剤が含まれていない例を図示したが、内層に酸化防止剤が含まれてもよい。
In addition, although the example in which the antioxidant is not included in the
また、内面層チューブ(内層、外層)には、他の目的の配合剤、例えば、紫外線吸収剤等が含まれていてもよい。 In addition, the inner layer tube (inner layer, outer layer) may contain a compounding agent for other purposes, for example, an ultraviolet absorber.
本発明は、従来よりも長寿命な給水給湯ホースを得ることができるため、給湯設備用のホースや給水設備用のホースに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION Since this invention can obtain the hot water supply hot-water supply hose longer life than before, it can be utilized for the hose for hot-water supply equipment, and the hose for water supply equipment.
1 給水給湯ホース
2 内面層チューブ
2a 内層
2b 外層
3 補強層
4 外面樹脂層
6 白化層
7 クラック
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記外層に、フェノール系酸化防止剤及びリン系酸化防止剤が含有され、
前記外層中の前記フェノール系酸化防止剤は、分子量が異なる2種類の酸化防止剤からなり、
前記2種類の酸化防止剤のうち分子量の大きい第1酸化防止剤の含有量が分子量の小さい第2酸化防止剤の含有量よりも多く、
前記外層中の前記リン系酸化防止剤の分子量は、前記外層中の前記第2酸化防止剤の分子量よりも大きく、
前記外層中の前記リン系酸化防止剤の含有量が2.0wt%以上であることを特徴とする給水給湯ホース。 An inner layer made of cross-linked polyethylene, and an outer layer made of a thermoplastic elastomer provided outside the inner layer,
The outer layer contains a phenolic antioxidant and a phosphorus antioxidant,
The phenolic antioxidant in the outer layer comprises two types of antioxidants having different molecular weights,
Of the two types of antioxidants, the content of the first antioxidant having a large molecular weight is greater than the content of the second antioxidant having a small molecular weight,
The molecular weight of the phosphorus antioxidant in the outer layer is greater than the molecular weight of the second antioxidant in the outer layer,
A content of the phosphorus antioxidant in the outer layer is 2.0 wt% or more.
前記第2酸化防止剤の含有量が1.0wt%以上であることを特徴とする請求項1に記載の給水給湯ホース。 The content of the first antioxidant in the outer layer is 2.0 wt% or more,
2. The hot water and hot water supply hose according to claim 1 , wherein the content of the second antioxidant is 1.0 wt% or more.
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