JPH06117583A - Composite pipe - Google Patents

Composite pipe

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JPH06117583A
JPH06117583A JP4261613A JP26161392A JPH06117583A JP H06117583 A JPH06117583 A JP H06117583A JP 4261613 A JP4261613 A JP 4261613A JP 26161392 A JP26161392 A JP 26161392A JP H06117583 A JPH06117583 A JP H06117583A
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JP
Japan
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polyolefin
silane
metal
composite pipe
hot water
Prior art date
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Pending
Application number
JP4261613A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Takematsu
敏行 竹松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a composite pipe composed of an inner layer made of silane graft denaturated polyolefin and an outer layer made of metal which is excellent in adhesivity and which does not crack or break even though hot water flows through the pipe for a long time. CONSTITUTION:Silane graft denaturated amorphous polyolefin obtained by mixing vinyltrimetoxi-silane and di-t-butyl oxide into amorphous polyolefin such as cyclic polyolefin, and by heating and melting thus obtained mixture, is extruded into a metal pipe so as to cover the inner surface of the metal pipe therewith, thereby it is possible to provide a composite pipe composed of an inner layer made of silane graft denaturated polyolefin and an outer layer made of metal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、金属を外層とし、ポ
リオレフィンを内層とする複合管の改良に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a composite pipe having a metal outer layer and a polyolefin inner layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】給湯用、温水暖房用、排水用等の配管材
料として、金属管の内面に樹脂層を形成した複合管が使
用されるようになってきている。樹脂層が、金属管の耐
腐食性、耐圧性等の向上に寄与しているからであり、樹
脂層としては、化学的に安定でかつ安価であるポリオレ
フィンが特に好適に用いられている。しかし、ポリオレ
フィンは分子中に極性基を有しないため、金属と接着し
難いという問題がある。
2. Description of the Related Art Composite pipes having a resin layer formed on the inner surface of a metal pipe have come to be used as pipe materials for hot water supply, hot water heating, drainage and the like. This is because the resin layer contributes to the improvement of the corrosion resistance and pressure resistance of the metal tube, and as the resin layer, chemically stable and inexpensive polyolefin is particularly preferably used. However, since polyolefin does not have a polar group in the molecule, there is a problem that it is difficult to adhere to a metal.

【0003】そこで、ポリオレフィンの金属との接着性
を良くするため、特開昭52−78983号公報には、
シランカップリング剤によりシラングラフト変性したポ
リオレフィンを用いることにより金属との接着性を向上
させた複合体が提案されている。
Therefore, in order to improve the adhesion of the polyolefin to the metal, Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-78983 discloses that
A composite having improved adhesion to a metal by using a silane-grafted modified polyolefin with a silane coupling agent has been proposed.

【0004】上記シラングラフト変性ポリオレフィン
は、分子内にアルコキシシラン基(Si−OR基、但し
Rはアルキル基)を有しており、アルコキシシラン基は
水分や酸によって加水分解反応を起こしシラノール基
(Si−OH基)に変化するようになる。そして、シラ
ノール基は極性基であるため、金属との接着性及び接着
耐久性が向上するものである。
The above-mentioned silane-grafted modified polyolefin has an alkoxysilane group (Si-OR group, where R is an alkyl group) in the molecule, and the alkoxysilane group undergoes a hydrolysis reaction with water or acid to produce a silanol group ( Si-OH group). Since the silanol group is a polar group, the adhesiveness to metal and the adhesive durability are improved.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記特開昭5
2−78983号公報に具体的に開示されているシラン
グラフト変性ポリオレフィンは、結晶化度の高い高密度
ポリエチレンをグラフト変性したものである。
However, the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
The silane-grafted modified polyolefin specifically disclosed in JP-A-2-78983 is a graft-modified high density polyethylene having high crystallinity.

【0006】このような結晶化度の高いポリエチレンを
シラングラフト変性したポリオレフィンを金属内面に被
覆した複合管にあっては、長期間にわたって使用する
と、管内を流れる熱水、温水により内層のシラングラフ
ト変性ポリオレフィンが加熱され、その非結晶部分が徐
々に結晶化するようになる。
[0006] In such a composite pipe having a metal inner surface coated with a polyolefin obtained by silane-grafting modification of polyethylene having a high degree of crystallinity, when used for a long period of time, silane-grafting modification of the inner layer is caused by hot water or hot water flowing in the tube. The polyolefin is heated and its amorphous part gradually crystallizes.

【0007】ところで、熱水、温水は複合管内を通常間
欠的に流れるものであるので、内層の温度が低下したと
き内層のシラングラフト変性ポリエチレンポリエチレン
が収縮すると、結晶部分と非結晶部分との界面に収縮応
力が集中して脆性破壊が起こり、亀裂や割れが発生する
ようになる。
By the way, since hot water and hot water usually flow intermittently in the composite pipe, when the inner layer silane-grafted modified polyethylene polyethylene contracts when the temperature of the inner layer decreases, the interface between the crystalline portion and the non-crystalline portion. The shrinkage stress concentrates on the and brittle fracture occurs, causing cracks and cracks to occur.

【0008】こうした亀裂や割れが発生すると、この亀
裂や割れから水分が侵入して金属面に達し、金属の腐食
を進行して穴あき、漏水といった問題が生ずる。また、
脆性破壊による割れによって樹脂層が金属面から脱落し
て熱水、温水に混入するという問題があった。
When such cracks or cracks occur, water penetrates through these cracks or cracks to reach the metal surface, and the corrosion of the metal proceeds to cause problems such as perforation and water leakage. Also,
There is a problem in that the resin layer falls off from the metal surface due to cracking due to brittle fracture and mixes into hot water and hot water.

【0009】この発明は、上記の点に鑑みてなされたも
のであって、金属との接着性及び接着耐久性が優れてい
ながら、長時間の熱水を流しても亀裂や割れの発生する
ことのない複合管を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and has excellent adhesiveness to metal and adhesive durability, but cracks and cracks are generated even when hot water is run for a long time. The purpose is to provide a composite tube without.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の複合管は、シ
ラングラフト変性非晶性ポリオレフィンもしくはシラン
グラフト変性低結晶性ポリオレフィンを内層とし、金属
を外層としてなることを特徴としている。
The composite pipe of the present invention is characterized in that the silane-grafted modified amorphous polyolefin or the silane-grafted modified low-crystalline polyolefin serves as an inner layer and the metal serves as an outer layer.

【0011】外層とされる金属としては、たとえば、鉄
鋼、アルミニウム、銅があげられ、ポリオレフィンとの
積層面は、脱脂、酸洗等を行い、オレフィンとの接着に
適した表面状態とするのが好ましい。
Examples of the metal used as the outer layer include steel, aluminum and copper, and the surface laminated with the polyolefin is subjected to degreasing, pickling, etc. to obtain a surface state suitable for adhesion with the olefin. preferable.

【0012】この発明において、シラングラフト変性非
晶性ポリオレフィンとは、非晶性ポリオレフィンに、シ
ランカップリング剤と有機過酸化物とを混合して加熱反
応することにより、シラングラフト変性されたポリオレ
フィンをいう。そして、非晶性ポリオレフィンとは、結
晶化度が実質的に0であるポリオレフィンを意味し、こ
のような非晶性ポリオレフィンとしては、たとえば、分
子中に環状構造の分子鎖を持つポリオレフィンがあげら
れる。なお、この発明における結晶化度はX線回折法等
により測定される。
In the present invention, the silane-grafted modified amorphous polyolefin is a silane-grafted modified polyolefin obtained by mixing an amorphous polyolefin with a silane coupling agent and an organic peroxide and reacting them by heating. Say. The amorphous polyolefin means a polyolefin having a crystallinity of substantially 0. Examples of such an amorphous polyolefin include a polyolefin having a molecular chain of a cyclic structure in its molecule. . The crystallinity in this invention is measured by an X-ray diffraction method or the like.

【0013】また、シラングラフト変性低結晶性ポリオ
レフィンとは、低結晶化度のポリオレフィンに、シラン
カップリング剤と有機過酸化物とを混合して加熱反応す
ることにより、シラングラフト変性されたポリオレフィ
ンをいう。なお、シラングラフト変性低結晶性ポリオレ
フィンの結晶化度は40%以下であることが好ましい。
40%を超えると、複合管として使用中、熱水によって
ポリエチレンの結晶化さらに進み、脆性破壊による亀
裂、割れが生じ易くなるからである。
The silane-grafted modified low crystalline polyolefin is a silane-grafted modified polyolefin obtained by mixing a silane coupling agent and an organic peroxide with a polyolefin having a low degree of crystallinity and heating the mixture. Say. The crystallinity of the silane-grafted modified low crystalline polyolefin is preferably 40% or less.
When it exceeds 40%, polyethylene is further crystallized by hot water during use as a composite pipe, and cracks and cracks due to brittle fracture are likely to occur.

【0014】低結晶化度のポリオレフィンとしては、た
とえば、ポリエチレンとポリプロピレンとの溶融混合
物、ポリエチレンとポリブテンとの溶融混合物、密度や
分子量分布等の物性の異なるポリエチレンやポリプロピ
レンなどの同一樹脂同士の溶融混合物、非晶性ポリオレ
フィンとその他のポリオレフィンとの溶融混合物等があ
げられる。
Examples of the low crystallinity polyolefin include a melt mixture of polyethylene and polypropylene, a melt mixture of polyethylene and polybutene, and a melt mixture of the same resins such as polyethylene and polypropylene having different physical properties such as density and molecular weight distribution. , A melt mixture of an amorphous polyolefin and another polyolefin, and the like.

【0015】シランカップリング剤としては、ビニルト
リメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニル
トリアセトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルト
リメトキシシラン等があげられる。
Examples of the silane coupling agent include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane and the like.

【0016】また、有機過酸化物としては、ジメチルパ
ーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミ
ルパーオキサイド、ジプロビオニルパーオキサイド、ベ
ンゾイルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサ
イド、クメンヒドロパーオキサイド等があげられる。
Examples of the organic peroxide include dimethyl peroxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, dipropionyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide. Etc.

【0017】この発明の複合管の製造方法としては、た
とえば、金属の長尺帯状シートを螺旋状に巻き付け側縁
部同士を結合しつつ、管状に成形しながら、その内面に
押出金型から、シラングラフト変性非晶性ポリオレフィ
ンもしくはシラングラフト変性低結晶性ポリオレフィン
を内層として押出被覆することにより、連続的に成形す
る方法があげられる。
As the method for producing the composite pipe of the present invention, for example, a long strip-shaped sheet of metal is spirally wound and the side edges thereof are joined together to form a tubular shape, and the inner surface thereof is extruded from an extrusion die. An example of the method is a continuous molding method by extrusion coating an inner layer of a silane-grafted modified amorphous polyolefin or a silane-grafted modified low-crystalline polyolefin.

【0018】[0018]

【作用】内層がシラングラフト変性非晶性ポリオレフィ
ンもしくはシラングラフト変性低結晶性ポリオレフィン
からなり、これらのポリオレフィンには極性基が導入さ
れているので金属との接着性が優れるとともに、熱水や
温水に接して高温となっても上記のポリオレフィンの結
晶化はほとんど進行せず、脆性破壊に至らず、亀裂や割
れの発生が抑制される。
[Function] The inner layer is made of a silane-grafted modified amorphous polyolefin or a silane-grafted modified low-crystalline polyolefin, and polar groups are introduced into these polyolefins, so that they have excellent adhesiveness with metals and are resistant to hot water and warm water. Even when the temperature is high, the crystallization of the above-mentioned polyolefin hardly progresses, brittle fracture does not occur, and the generation of cracks and cracks is suppressed.

【0019】[0019]

【実施例】この発明の複合管の実施例について説明す
る。
Embodiments of the composite pipe of the present invention will be described.

【0020】(実施例1)非晶性ポリエチレン(メルト
インデックス2g/10分:190℃、密度1.000
g/cm3 、結晶化度0%)に、ビニルトリメトキシシ
ランとジ−t−ブチルパーオキサイドを混合して加熱溶
融し、シラングラフト変性非晶性ポリエチレン(メルト
インデックス0.7g/10分:190℃、密度1.0
00g/cm3 、結晶化度0%)を得た。
Example 1 Amorphous polyethylene (melt index 2 g / 10 minutes: 190 ° C., density 1.000)
Vinyl trimethoxysilane and di-t-butyl peroxide were mixed in g / cm 3 and crystallinity 0%, and the mixture was heated and melted, and silane graft-modified amorphous polyethylene (melt index 0.7 g / 10 min: 190 ° C, density 1.0
00 g / cm 3 , crystallinity 0%) was obtained.

【0021】次に、厚さ1.5mm、幅271mmの冷
延鋼板フープ材を連続的にほどいていき、リン酸ソーダ
系脱脂剤で脱脂したのち、硝酸溶液に浸漬しエッチング
を行った。この冷延鋼板を加熱乾燥し、ロールフォーミ
ング装置で、エッチング処理面を内側にして円管状に成
形しつつ側縁の突き合わせ部を溶接し、金属管を連続的
に製造した。
Next, a cold rolled steel sheet hoop material having a thickness of 1.5 mm and a width of 271 mm was continuously unwound, degreased with a sodium phosphate-based degreasing agent, and then immersed in a nitric acid solution for etching. This cold-rolled steel sheet was heated and dried, and a roll forming device was used to form a circular pipe with the etched surface inside, while welding the abutting portions of the side edges to continuously produce a metal tube.

【0022】押出機の先端に付設した金型から、上記の
シラングラフト変性非晶性ポリエチレンを内層として押
出し、上記金属管を成形中の冷延鋼板フープ材の内面に
被覆して複合管(内径80mm、内層1.0mm)を製
造した。
The silane-grafted amorphous polyethylene described above is extruded as an inner layer from a die attached to the end of the extruder, and the metal pipe is coated on the inner surface of the cold-rolled steel plate hoop material being formed to form a composite pipe (inner diameter). 80 mm, inner layer 1.0 mm) was produced.

【0023】得られた複合管を長手方向に2cm幅に切
断し、T型剥離法により接着強度を測定したところ、4
2.3kgfであった。また、内層のシラングラフト変
性非晶性ポリエチレンの結晶化度は0%(X線回折法)
であった。
The resulting composite pipe was cut into a width of 2 cm in the longitudinal direction, and the adhesive strength was measured by the T-type peeling method.
It was 2.3 kgf. The crystallinity of the silane graft-modified amorphous polyethylene of the inner layer is 0% (X-ray diffraction method)
Met.

【0024】次に、複合管(長さ1m)に95℃の熱水
を2万時間通水し、内層の亀裂や割れの有無を目視によ
り観察したが異常はなかった。通水後の複合管の接着強
度を上記と同様にして測定したところ、38.5kgf
であった。また、内層のポリエチレンの結晶化度は3%
であった。
Next, hot water of 95 ° C. was passed through the composite pipe (length 1 m) for 20,000 hours, and the presence or absence of cracks or cracks in the inner layer was visually observed, but no abnormality was found. When the adhesive strength of the composite pipe after passing water was measured in the same manner as above, it was 38.5 kgf.
Met. The crystallinity of polyethylene in the inner layer is 3%
Met.

【0025】(実施例2)ポリエチレン(メルトインデ
ックス30g/10分:190℃、密度0.954g/
cm3 、結晶化度70%)と、ポリプロピレン(メルト
インデックス10g/10分:230℃、密度0.91
4g/cm3 、結晶化度80%) とを重量比7:3で溶
融混合し、メルトインデックス12g/10分:230
℃、密度0.900g/cm3 、結晶化度27%の混合
物を得た。この混合物にビニルトリメトキシシランとジ
−t−ブチルパーオキサイドを添加して加熱溶融し、シ
ラングラフト変性低結晶性ポリオレフィン(メルトイン
デックス5g/10分:230℃)を得た。
Example 2 Polyethylene (melt index 30 g / 10 min: 190 ° C., density 0.954 g /
cm 3 , crystallinity 70%, and polypropylene (melt index 10 g / 10 min: 230 ° C., density 0.91)
4 g / cm 3 and crystallinity 80%) were melt mixed at a weight ratio of 7: 3 and a melt index of 12 g / 10 min: 230.
° C., a density 0.900 g / cm 3, to obtain a crystallinity of 27% of the mixture. Vinyltrimethoxysilane and di-t-butylperoxide were added to this mixture and heated and melted to obtain a silane graft-modified low crystalline polyolefin (melt index 5 g / 10 min: 230 ° C.).

【0026】このシラングラフト変性低結晶性ポリオレ
フィンを、実施例1のシラングラフト変性非晶性ポリエ
チレンの代わりに使用したこと以外は、実施例1と同様
にして複合管を製造した。
A composite pipe was produced in the same manner as in Example 1 except that this silane-grafted modified low crystalline polyolefin was used in place of the silane-grafted modified amorphous polyethylene of Example 1.

【0027】得られた複合管の接着強度と結晶化度は、
実施例1と同様に測定したところ、それぞれ、34.4
kgf、26%であった。
The adhesive strength and crystallinity of the obtained composite pipe are
When measured in the same manner as in Example 1, it was 34.4.
The kgf was 26%.

【0028】実施例1と同様に、熱水の通水試験も行な
ったところ、複合管の内層の亀裂や割れの発生は見られ
ず、接着強度と結晶化度は、それぞれ、31.8kg
f、27%であった。
When a hot water flow test was conducted in the same manner as in Example 1, no cracks or cracks were found in the inner layer of the composite pipe, and the adhesive strength and crystallinity were each 31.8 kg.
f was 27%.

【0029】(比較例)高密度ポリエチレン(メルトイ
ンデックス2.5g/10分:190℃、密度0.95
4g/cm3 、結晶化度75%) に、ビニルトリメトキ
シシランとジ−t−ブチルパーオキサイドを混合して加
熱溶融し、シラングラフト変性高密度ポリエチレン(メ
ルトインデックス1.5g/10分:190℃、結晶化
度70%)を得た。このシラングラフト変性高密度ポリ
エチレンを、実施例1のシラングラフト変性非晶性ポリ
エチレンの代わりに、使用したこと以外は、実施例1と
同様にして複合管を製造した。
Comparative Example High density polyethylene (melt index 2.5 g / 10 min: 190 ° C., density 0.95
4 g / cm 3 and a crystallinity of 75%), vinyltrimethoxysilane and di-t-butyl peroxide were mixed and heated to melt, and silane-grafted modified high-density polyethylene (melt index 1.5 g / 10 min: 190). C., crystallinity 70%) was obtained. A composite pipe was produced in the same manner as in Example 1 except that this silane-grafted modified high-density polyethylene was used instead of the silane-grafted modified amorphous polyethylene of Example 1.

【0030】得られた複合管の接着強度と結晶化度は、
実施例1と同様に測定したところ、それぞれ、37.3
kgf、70%であった。
The adhesive strength and crystallinity of the obtained composite pipe are
When measured in the same manner as in Example 1, it was 37.3, respectively.
It was kgf and 70%.

【0031】実施例1と同様に、熱水の通水試験も行な
ったところ、複合管の内層面には所々に長さ1〜5cm
程度の亀裂が見られた。また、接着強度と結晶化度は、
それぞれ、31.3kgf、85%であった。
A hot water flow test was conducted in the same manner as in Example 1, and it was found that the inner layer surface of the composite pipe had a length of 1 to 5 cm.
Some cracks were seen. The adhesive strength and crystallinity are
They were 31.3 kgf and 85%, respectively.

【0032】[0032]

【発明の効果】この発明の複合管は、以上述べたとお
り、熱水を長期間通水しても、内層のシラングラフト変
性ポリオレフィンの結晶化度はほどんど進行せず、耐脆
性に優れるために亀裂や割れの発生がなく、長期の熱水
や温水の使用に耐える。したがって、給湯用、温水暖房
用、排水用等の配管材料として好適に使用され得る。
As described above, the composite pipe of the present invention has an excellent brittleness resistance even if hot water is passed for a long period of time, the crystallinity of the silane-grafted modified polyolefin of the inner layer hardly progresses. Has no cracks or cracks and can withstand long-term use of hot water or hot water. Therefore, it can be suitably used as a piping material for hot water supply, hot water heating, drainage, and the like.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シラングラフト変性非晶性ポリオレフィ
ンもしくはシラングラフト変性低結晶性ポリオレフィン
を内層とし、金属を外層としてなる複合管。
1. A composite tube comprising a silane-grafted modified amorphous polyolefin or a silane-grafted modified low-crystalline polyolefin as an inner layer and a metal as an outer layer.
JP4261613A 1992-09-30 1992-09-30 Composite pipe Pending JPH06117583A (en)

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