JPS5833918A - 地中線用ケ−ブル防護管 - Google Patents

地中線用ケ−ブル防護管

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JPS5833918A
JPS5833918A JP56129876A JP12987681A JPS5833918A JP S5833918 A JPS5833918 A JP S5833918A JP 56129876 A JP56129876 A JP 56129876A JP 12987681 A JP12987681 A JP 12987681A JP S5833918 A JPS5833918 A JP S5833918A
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光夫 佐野
紘彦 冨田
正国 正三
斉藤 貞三
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂を主体とする樹脂
組成物を成形加工してなる地中線用電カケープル防護管
に関するものである。
ポリ塩化ビニル樹脂(以下PvCと略す)の如き合成樹
脂の成形品を電カケープル防護管として利用すること自
体は既に公知であり、衝撃強化剤で強化された塩化ビニ
ル管(以下ハイインパクト管と記す)が既に一部に於い
て、耐熱性をそれ程必要とされない電力容量の小さなケ
ーブルの防護管に用いられている。この用途に対しては
、ハイインパクト管の有する性質、即ち、軽量で作業性
がよく、耐衝撃性を有する等の利点が活用されたもので
ある。
しかしながら、その材料は物性上の制約を有している。
即ち、PvCの個有の性質である耐熱性(管体の耐加熱
圧縮性)に制約があシ、電力容量が小さく発熱量の小さ
いケーブルの防護管としてのみ利用されるにすぎないの
である。
電力容量の大きいケーブルの防護管として用いる場合、
その発熱の為に軟化してしまい、土圧又、トラックなど
の活荷重に耐えなくなり、実質上、防護管としての機能
をはたさなくなってしまうのである。この為、大きな電
力容量を必要とする管路の防護管としては鋼管、ヒユー
ム管等が用いられているのが実情である。
鋼管、ヒユーム管には、それぞれ利点が64)有用であ
るが一方数多くの欠点も有している。鋼管では重量が太
き((GPI 30で約1511i!/I)、配管・接
続・切断等の現場作業が著しく困難であシ、取扱いに多
くの人手を要する。ヒユーム管では重量が太きく(HP
180で約25 vm )、現場作業が困難なうえ、管
接続部の胴締めのため堀削巾を広くとる必要があわ、又
ツルハシ等の衝撃に極めて弱いためケーブルの外傷事故
を防ぎきれない等の欠点がある。
本発明は、この様な従来のハイインパクト管、鋼管、ヒ
ユーム管等の有する欠点を一挙に解決すべく鋭意検討し
た結果、完成したものであシ、地中線用ケーブル防護管
として、耐衝撃性、耐熱性に優れ、かつ軽量(鋼管の約
V3、ヒユーム管のV5の重量)で布設作業性に優れた
合成樹脂管である。
本発明にかかる塩素化ポリ塩化ビニル樹脂組成物とは、
塩素化ポリ塩化ビニル(以下cpvcと略す)とpvc
及び耐候性を有する衝撃強化剤を成分としたもので、こ
れらの樹脂と、その他配合剤をうまく組み合せることに
よって初めて実用性能を有する地中線用ケーブル防護管
を得ることが出来るのである。
一般にcpvcは耐熱性には極めて優れているが、耐衝
撃性、加工性が著しく悪い。衝撃強化剤で衝撃特性を強
化しよ夕とすると大量の強化剤の添加を必要とし、その
耐熱性を著しくそこなうだけでなく、加工性も益々悪く
なるのが一般的である。一方pvcは、耐燃性を有し、
適度の衝撃性をもっているが、耐熱性に劣シ、衝撃強化
剤を加えると衝撃強度は強化されるが、耐熱性はさらに
低下し耐燃性も低下する。ところがcpvcに適量のP
vCを混合することによって、加工性が改良されるだけ
でなく、衝撃強化剤も有効に利用出来、耐衝撃性も改良
されることを見出した。かつPVCよシもはるかに耐熱
性と耐燃性が改善される効果がある。
cpvcにPVCを混合した場合、cpvcとPVCは
比較的均一な相を形成し易く、PVCのゲル化によって
、ゲル化し難い硬いCPVCが容易にゲル化することを
助けられ、その結果、よシ均一な混合相を形成し、加工
性が大巾に改善されるだけでなく、衝撃強化剤が容易に
均一に基質相に分散する結果、比較的少量の配合量でも
耐衝撃性が改善されることがわかった。衝撃強化剤の量
が少なくてすむことは、成形体の引張強度や耐熱性の低
下を少なくできる効果も有するのである。
この様にして得られた成形体は、すぐれた耐衝撃性、耐
熱性、並びに耐燃性を合せもち、従来のハイインパクト
管ア得られなかった性能を有するもので、耐衝撃性と耐
熱性を特に必要とする管路用地中線ケーブル用防護管と
しての利用を可能にしたのである。
以下に本発明で使用されるPVC,CPVC及び衝撃強
化剤、さらにその他配合剤を含む樹脂組成物によって成
形加工される地中線用ケーブル防護管について詳細に説
明する。
本発明に使用するPVCは、懸濁重合法又は、乳化重合
法等の公知の方法で作られるもので平均重合度がioθ
〜1500の範囲のものである。これよシ平均重合度が
低いものは耐衝撃性が不充分であシ、又これよりも平均
重合度が高いものは溶融粘度が高く、加工性が悪くなシ
物性も低くなる。
本発明に使用するCPVCは、例えばPvCを単独、又
は塩素化炭化水素−溶媒と共に、水に懸濁し、塩素を付
加した公知方法で作られるもので、塩素含有量が63〜
70%の範囲のものがよい。
これよシも塩素含有量が低いものは耐熱性が不充分であ
シ、又これよシも塩素含有量が多いものは溶融粘度が高
く加工性が悪くなる。
本発明に使用する衝撃強化剤は、アクリル酸エステルを
主体とする共重合ゴムにメチルメタクリレート、スチレ
ン、アクリロニトリル等の単量体をグラフト重合した多
成分系樹脂である。この多成分系樹脂の製造方法につい
ては、既に公知であり、例えば特公昭51−5674、
特公昭51−28117、特開昭50−88168、特
開昭50−88169、特開昭50−98951  等
に記載されている方法で製造できる。製造法について更
に詳しく例を用いて説明する。
共重合ゴムの主体となるアクリル酸エステルには、アル
キル基の炭素数が2〜8であるアクリル酸アルキルエス
テル又はアクリル酸アルキルエステルを少なくとも80
重量%以上使用し、これに共重合可能なモノビニリデン
化合物及び多官能性架橋剤を反応させて、まずゴム状共
重合体の水性分散液を作る。次に、このゴム状共重合体
20〜80重量部の水性分散液にグラフト用単量体とし
て、アルキル基の炭素数が1〜4のメタクリル酸アルキ
ルエステル、ビニル芳香族化合物、不飽和ニトリル及び
これらの単量体と共重合可能なモノビニリデン基を含む
単量体の全部又は2mゴ種類からなる混合物20〜80
重量部をグラフト重合して多成分系樹脂を得る。
このタイプの樹層は耐候性に特にすぐれた性能を有して
いるだけではなく、アクリル系の樹脂に特有の分子同志
の滑シ易さのために、この種の衝撃強化剤を配合したP
VC系樹脂組、放物の加工性をも改良できるという特徴
を有している。
本発明でいう塩素化ポリ塩化ビニル樹脂組成物中のCP
VCに対するPVCと衝撃強化剤との割合は、PVC5
0〜IO重量部(更に正確に言えば50重量部未満〜1
0重量部以上)、好ましくは40〜20重量部をCPV
C50〜90重量部(更に正確に言えば50重量部を越
える90重量部以下)、好ましくは60〜80重量部混
合した樹脂組成物10−0重量部に対して、衝撃強化剤
は5〜20重量部の範囲である。衝撃強化剤の配合量が
5重量部未満であれば耐衝撃性はほとんど改善されず、
又、20重量部をこえるとCPVCを混合したことによ
る耐熱性や耐燃性の改善効果が損なわれてしまう。
本発明でいう樹脂組成物には、必要に応じて公知の種々
の熱及び光に対する安定剤、滑剤、充填剤、顔料等の全
部又は、一部を添加しても良い。
ソシて、ロールミル、リボンブンター、ヘンシェルミキ
サー、パンパリミキサー等の公知の混合装置を用いて混
合され、更に押出機等の公知の混線加工機を用いて所望
の成形物に成形できる。
本発明でいう地中線用ケーブル防護管とは、前記の樹脂
組成物を押出成形加工した管状成形体及びそれらを二次
成形加工して得られる曲げ管、スリーブ加工品、接続管
等を全て含めた総称を意味し、単なる一次成形加工品と
しての防護管体のみを指すものではない。
次に本発明の地中線用ケーブル防護管に要求される主要
な実用上の性能としては、耐衝撃性、耐熱性、耐候性及
び耐燃性である。それらの要求性能とその試験法につい
て以下に詳しく説明する。
まず、耐衝撃性について社、実際の防護管布設作業や既
に埋設されている管やその周辺部の再掘削作業に於て、
作業員が誤ってツルハシで全力をこめて管を打撃したと
き、管は亀裂及び通線に支障をきたす変形を生じず、ツ
ルハシ先端が管内面に露出しない程度であることが必要
とされている。
更に、仁の性能は上記の作業が行なわれている場合、管
体の温度は0℃付近から埋設通電下では約80℃まで(
耐熱ケーブルの場合)の温度範囲に及ぶことから、試験
温度一ついても著しく厳しい条件が要求される。
以上のような耐衝撃性能の試験法としては、上記の実用
ツルハシでの打撃試験の他に、それを機械化して定量化
を容易にした打撃試験機が使用される。この打撃試験機
とはJIS C3801(がいし試験法)の7.14項
の打撃耐荷重試験法に準じた試験機で図−1に示すよう
な回転自在の長さ1mのアーム(1)の先端に、16.
16に9の荷重(2)(先端(8)はツルハシ形状)を
取りつけ95°の角度から自然落下させ、アーム軸中心
と垂直に固定具(5)によシ固定した供試管(4)(約
30−長に切断した管体)を0〜80℃の温度範囲で打
撃する。この試験に於て要求されるレベルは、上記試験
温度条件での実用ツルハシによる打撃試験の場合と同様
に、管は亀裂及び通線に支障をきたす変形を生じず、試
験機先端(3)が管内面に露出しないことである。
耐熱性については、地中線用ケーブル防護管として実際
に埋設通電したとき管体にかかる土庄と、その時の管体
の温度によって決まる管の扁平量の許容限界を考慮した
管の加熱圧縮試験及び埋設通電試験による耐加熱圧縮性
によって評価される。
通常の埋設状態である地下!、2mの埋設管上部に作用
する荷重は、土圧として0.64ψ偽2 (埋戻土圧十
埋設地上を20トン車が通過する場合の活荷重に相当す
る土圧)でちり、この荷重が作用したときの管の扁平量
は通線に支障のないよう管内径の2.5チ以下であるこ
とが必要である。さらに、埋設通電試験の結果によれば
通電時の管体温度が80℃近辺になることから加熱圧縮
試験は次の方法で行なわれる。
即ち、供試管から長さ50削の管状試験片を切シ取シ8
0℃の雰囲気中で1時間状態調節した後、これ°を試験
機(オートグラフ)の平板間にはさみ、試験機が80℃
になって、5分後に管軸に直角の方向にlOw#/mi
nの速さで圧縮し20.’lの荷重が作用した時の管の
扁平量を測定する。
又、埋設通電試験方法としては、まず供試管を図23及
び図2bのように配管通線し埋設する。
三条三段に配管された上段管の上端に作用する土圧が0
.64 lf/lx  になるように荷重を調節状態で
ケーブル芯線温度常時100℃になるように通電し、1
ケ月以上の通電試験を行なう。試験後、供試管(1)を
堀シ出し管台(3)の間の中央部および管台(3)との
接触部の夫々について、上下左右2方向の外径を測定す
る。
耐加熱圧縮性としては、いずれの試験に於ても、管の変
形量が管内径の2.5%以下であることが要求される。
耐候性については、管が地中線用ケーブル防護管として
埋設されるまでに現場に放置されている間の耐候性をい
い、要求性能としては、促進暴露した試験片についてシ
ャルピー衝撃試験を行なったとき、その衝撃値が14.
5KF−〜t2以上である。
耐候性試験方法は、供試管から切シ出した試験片をJI
S  A1415 (プラスチック建築材料の促進暴露
試験方法)に規定するWS型促進暴露試験装置にセット
し、ブラックパネル温度63±8℃、スプレー18分/
120分の条件で100時間暴露する。暴露後JIS 
 K7111 (硬質プラスチックのシャルピー衝撃試
験方法゛)によシ試験を行なう。
耐燃性については、ケーブルの短絡事故などに対しても
充分に耐える必要がありJIS  C8480(硬質ビ
ニル電線管)に規定されている耐燃性と同等の性能が要
求される。
次に、以上に述べたような地中線用ケーブル防護管の要
求性能に関する本発明の特徴について説明する。
即ち本発明の防護管の特徴は、先ず従来のノ・イインパ
クト管に比べて加熱圧縮変形量の温度依存性が著しく小
さいことである。電カケープル防護管に要求される管体
温度80℃近辺での両者の差は特に著るしい(耐熱性)
。さらに、ノ・イインパクト管よシもすぐれた耐衝−性
や耐燃性を有し、かつ優れた耐候性をも合せもつことが
第二の特徴である。
このように、ケーブル防護管としての主要な性能ヲ高い
レベルでバランスさせている点は本発明の最大の利点で
あり、類例がない。
以下、本発明について更に実施例を用いて具体的に説明
する。
実施例1 (5)衝撃強化剤(アクリル系多成分系樹脂)の製造 
    − ゴム状重合体水性分散液の製造二30℃の温度に保ち、
第1表の成分をかきまぜながらアクリル酸ブチル98重
量部とメタクリル酸アリル2重量部とキュメンハイドロ
パーオキサイド(以下CUPと称する)0.2重量部の
混合液を4時間に亘シ添加して重合を進めた。
声I表 水                250重量部オレ
イン酸ナトリウム       3 〃ホルムアルデヒ
ド縮合ナフタリン スルホン酸ナトリウム   0.2I/ホルムアルデヒ
ドスルホキシル酸 ナトリウム(以下、ロンガリット)0.4./エチレン
ジアミン四酢酸二ナトリウム (以下、EDTA ・2Na)’    0.01  
n硫酸第1鉄・7水塩      0.005重量部単
量体の添加が終了してから、1時間その温度に保って重
合を完結すると重合率は96%であった。
グラフト重合体の製造:ゴム状重合体の水性分散液と第
2表の成分を仕込み60’Cに保った。
但し、水の量は水性分散液からの水と後述する酢酸と苛
性カリの添加に要する量を合計して250重量部になる
ように仕込み、かきまぜながら1%酢酸水溶液を40重
量部加えて15分間保った後、2%の苛性カリ水溶液を
20重量部加えて分散液を安定化した。
第2表 ゴム状重合体分散液 (重合体固形分として)60重量部 水                        
   250  IノS F S          
    O,2θEDTA ・2Na        
  O,01。
硫酸第1鉄・7水塩      0.005  N−続
いて、60℃でかきまぜながらメタクリル酸メチル40
重量部とCHPo、2重量部よりなる混合物を4時間に
亘り添加して、その後に1時間保って重合を完結した。
得られたグラフト共重合体分散液は塩酸を加えて塩析凝
固した後、加温して粒状化し、脱水洗浄乾燥して粉末状
樹脂を得た。
(B)  ケーブル防護管の成形 (5)で製造したグラフト重合体(多成分系樹脂)を耐
候性衝撃強化剤として使用し、次の配合処方の各成分を
3004ヘンシエルミキサーを用いて、常法によシブレ
ンドし、55φ/110φ斜軸型異方向二軸押出機を使
用して内径130φλ、肉厚8.5〜9.8′/nの管
状成形体を押出成形した。配合及び成形条件は夫々次の
ようであった。
ピ)配合条件 ポリ塩化ビニル樹脂 (カネビニル、平均重合度:1000)  20重量部
塩素化ポリ塩化ビニル樹脂 (耐熱カネビニル、塩素含有量67%)80Il衝撃強
化剤(アクリル系−多成分系樹脂)13重量部加工性改
良剤(カネエースPA)     1//錫系安定剤 
          2 〃ワックス系滑剤     
    2.5〃顔  料             
  0.2  N(ロ)成形条件 シリンダ一温度−C1C2C3C4AD170 180
 185 185 170ダイス温度□□□)D1D2
D3D4 175 185 185 185 スクリュウ温度(匂  90 押出結果は、次のようであった。
スクリュウ回転数      85rpm樹脂温度 −
195℃ 吐出量      15011ip/Hr押出成形され
た管状成形体について、地中線用ケーブル防護管として
要求される主要性能である引張強度、耐衝撃性(ツルノ
・シ衝撃強度)、耐熱性(耐加熱圧縮性)、耐候性及び
耐燃性について調べた。それらの結果を表−1にまとめ
て示す。表=1には、参考例として、市販の2種類のポ
リ塩化ビニル管(1,25−一般管、及びハイインパク
ト管)及びノ1イインパクト管用の公知の配合を参考に
して実施例1と同様の方法で成形した、同一寸法(13
0φ)のパイプの物性値を参考例3とし、更にCPVC
と衝撃強化剤だけで実施例1と同様に成形した130φ
パイプの物性値を参考例4として、合せて示した。
参考例3及び参考例4の配合条件は夫々次のようであっ
た。
参考例3の配合 重量部 PVC(カネヒニル平均重合度: 1800)    
100衝撃強化剤(アクリル系−多成分系樹脂)   
 7鉛系安定剤           1.0ステアリ
ン酸鉛           1.5金属せつけん系滑
剤         1.5顔  料        
          0.2参考例4の配合 cpvc (耐熱カネ昨坂、塩素含有量67チ)   
 +o。
衝撃強化剤(アクリル系−多成分系樹脂)    80
加工性改良剤(カネエース PA)      2.0
錫系安定剤           2.0ステアリン酸
鉛           2.5金属せつけん系滑剤 
        1.5顔  料          
        0.2表−1の結果よシ明らかなよう
に、本発明の防護管は、参考例として示した、市販の塩
化ビニル管(−膜管、及びハイインパクト管)や参考例
3,4に示した試作のハイインパクト管に比べて耐衝撃
性、耐熱性及び耐候性でいずれも優れた性能を有してい
ることがわかる。又、参考例4の衝撃性強化CPVC管
では、耐衝撃性を改善するために時に大量の衝撃強化剤
を必要とし、その結果、加工性や耐熱性ががなシ犠性に
されているが、その割には耐衝撃性もあまシ改善されて
いない。
次に、実施例1と参考例3の、2種類の管について80
℃近辺に於は逮加熱圧縮変形量の温度依存性について調
べた。その結果、本発明の防護管(実施例ト)は、従来
のハイインパクト管に比べて、加熱圧縮変形量が単に小
さいだけでなく、その温度による変化率が著しく小さい
ことが判った。このことは、埋設通電時の電流量の変動
による管体の温度変化や、管周辺部の温度、温度上昇に
も影響を受けにくいことを意味している。
以上の点から、本発明品は、地中線用ケーブル防護管と
して参考例に示したいずれの管よりもはるかにすぐれた
性能を有していることがわか、る。
実施例2 次に示すような、配合処方で、実施例1の場合と同様の
方法で管状成形体を押出成形した。配合及び成形条件は
夫々次のようであった。
(イ)配合条件             重量部Pv
C(カネビニル、平均重合度:1000)     8
0cpvc(耐熱カネビニル、塩素含有量67%)  
 70衝撃強化剤(アクリル系−多成分系樹脂)   
 12加工性改良剤(カネエース PA)    1錫
系安定剤           2.0ワツクス系滑剤
           2.2顔  料       
           0.2(ロ)成形条件 シリンダ一温度(℃)  C1C2C8C4AD170
 180 175 175 170ダイス温度(℃)D
、D2D8D4 175 185 185 185 スクリユウ温庫eC)   90 押出結果は、次のようであった。
スクリュウ回転数    85rpm 樹脂温度       198℃ 押出量     163w′Hr 、  押出成形された管状成形体について、実施例1の
場合と同様の物性試験を行い、その結果を表−1にまと
めて示した。
管の性能としては、耐熱性の点で実施例1の場合よりも
少し劣るが、参考例のレベル以上の強度を有し、実施例
1と同様すぐれた性能を示した。
表−1 ※1 肉厚は、管端において直交する2方向4ケ所を測
定し平均値をとる。
※2 供試管から試験片を切出し、JIS K6741
又は6742 (プラスチックの引張試験法)に準じて
、10m/minの速さで引張シ2′0℃における引張
強度を次式によって算出し平均値を求める。
f = ft+6.65 (t−20)ここで、f :
 20℃における引張強度(Q/m2)ft:t”c 
          (//)試験温度 (5−<t&
85℃) 実施例3 実施例1と参考例3の管について、地中線用ケーブル防
護管としての埋設通電試験を行なった。
埋設試験は前記した方法に準拠して行った。この試験で
は、上記の2種類の管について同一の条件下で試験がで
きるよう、図2aに示した埋設断面図の下段の2列に夫
々の供試管を配置し、所定の通電(ケーブル芯線温度常
時100℃となるように電流量を調整)を行ない、上段
管の上端に作用する土圧が0..64 K9/12にな
る条件下で1チ月通電試験を行った。試験後、供試管を
掘出し管台間中央部、および管台との接触部の夫々につ
いて、上下左右2方向の外径を測定し、管の変形量を調
べた。その結果、参考例3の従来のハイインパクト管タ
イプのものでは、8.25%(2,5%)を大巾に越す
変形を示したのに比べて、実施例Iの本発明では2.5
チをはるかに下足る変形量であシ、極めて優れた実用性
の高い耐熱性を有している仁とが証明された。
【図面の簡単な説明】
図1は打撃試験機の概略図、図2aは埋設通電試験の埋
設断面図、図2bは配管側面図である。 (1)・・・アーム、   (2)・・・荷重、(3)
・・・ツルハシ形状の先端部、 (4)・・・供試管、   (5)・・・固定具、(6
)・・・ケーブル、(7)・・・管台、(8)・・・川
砂、    (9)・・・凍土、aト・・熱伝対(芯線
温度記録用) aυ・・・土圧計。 特許出願人 東京電力株式会社外1名 代理人弁理士浅野真−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、塩素化ポリ塩化ビニル樹脂に、ポリ塩化ビニル樹脂
    と耐候性衝撃強化剤とを適量配合してなる樹脂組成物を
    使用した耐熱性、耐衝撃性及び耐候性に優れていること
    を特徴とする地中線用ケーブル防護管。 2、塩素含有量が63〜70チの塩素化ポリ塩化ビニル
    樹脂50〜90重量部と重合度800〜1500のポリ
    塩化ビニル樹脂50〜10重量部とを混合した樹脂組成
    物100重量部に対し、アクリル系ゴムを主成分とする
    耐候性を有する衝撃強化剤を5〜20重量部配合してな
    る特許請求の範囲第1項記載の地中線用ケーブル防護管
JP56129876A 1981-08-18 1981-08-18 地中線用ケ−ブル防護管 Granted JPS5833918A (ja)

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