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JP5702547B2 - Chlorine resistance evaluation method and evaluation apparatus for polymer materials - Google Patents
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JP5702547B2 - Chlorine resistance evaluation method and evaluation apparatus for polymer materials - Google Patents

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Description

本発明は、ゴム材料等の高分子材料の耐塩素性評価方法とその評価装置に関する。   The present invention relates to a method for evaluating chlorine resistance of a polymer material such as a rubber material and an evaluation apparatus therefor.

従来より、高分子材料の一つであるゴム材料は、給水機器のOリングやパッキン、ガスケットなどのシール部材として多く利用されている。ゴム材料を給水機器関連のシール部材として用いたときには、水道水中に含まれる遊離残留塩素による酸化力によってこのゴム材料が劣化しやすくなっている。ゴム材料が劣化すると、ゴム材料の強度が弱くなりこのゴム材料に通常含有されている強度向上用のカーボンブラックを含む微小ゴム片が離脱して水道水中に混入する、いわゆる、黒粉現象(墨汁現象)が生じることがある。特に、ゴム材料が、弁棒のOリングやバタフライ弁のシートラバー等の摩擦を繰り返す動的シール部材を成している場合、耐久性が必要になるためより高い耐塩素性能が要求されている。このため、この種の動的シール部材を含んだゴム材料等の高分子材料は、静的シール部材に比べて、耐塩素性試験によって評価されることが多い。   Conventionally, a rubber material, which is one of polymer materials, has been widely used as a sealing member for O-rings, packings, gaskets and the like of water supply equipment. When a rubber material is used as a seal member for water supply equipment, the rubber material is likely to deteriorate due to the oxidizing power of free residual chlorine contained in tap water. When the rubber material deteriorates, the strength of the rubber material becomes weaker, and the so-called black powder phenomenon (inkbrush) that the fine rubber pieces containing carbon black for improving the strength normally contained in the rubber material are separated and mixed into the tap water. Phenomenon). In particular, when the rubber material forms a dynamic seal member that repeats friction such as an O-ring of a valve stem and a seat rubber of a butterfly valve, durability is required, and thus higher chlorine resistance is required. . For this reason, a polymer material such as a rubber material including this type of dynamic seal member is often evaluated by a chlorine resistance test as compared with a static seal member.

耐塩素性試験としては、先ず、ゴム材料を所定の形状の試験片に加工し、この試験片の劣化を加速させるために、一般的に次亜塩素酸ナトリウム水溶液に試験片を浸漬させる。そして、この浸漬の前後に各試験片の引張強度試験、引張伸び試験、モジュラス(所定伸び引張応力)試験を実施する場合がある。これらの試験は破壊試験であるため、予め必要数の試験片を準備して全ての試験片を浸漬させる必要がある。また、試験中においては、試験片の硬度、重量変化率(給水率の変化)、比重変化率、外観変化を測定する場合があり、更に、外観変化として、試験片の表面を適宜の力により綿棒で擦り取ってこの綿棒に付着した黒色析出物の量により外観変化を判断する、いわゆる綿棒試験や、或は、電子顕微鏡により表面を観察によって試験することがある。このうち、綿棒試験は、比較的試験の結果を判断しやすいことや試験中の変化を連続的に確認しやすいことから工業会や学会などでは一般的な試験方法として用いられることが多くなっている。   As a chlorine resistance test, first, a rubber material is processed into a test piece having a predetermined shape, and in order to accelerate the deterioration of the test piece, the test piece is generally immersed in an aqueous sodium hypochlorite solution. In some cases, a tensile strength test, a tensile elongation test, and a modulus (predetermined elongation tensile stress) test are performed on each test piece before and after the immersion. Since these tests are destructive tests, it is necessary to prepare a necessary number of test pieces in advance and immerse all the test pieces. During testing, the hardness, weight change rate (change in water supply rate), specific gravity change rate, and appearance change of the test piece may be measured. Further, as the appearance change, the surface of the test piece may be measured with an appropriate force. There are cases where the surface change is determined by observing the surface with a so-called cotton swab test, or by observing the surface with an electron microscope. Of these, the swab test is often used as a general test method in industrial associations and academic societies because it is relatively easy to judge the results of the test and to easily check changes during the test. Yes.

一方、耐塩素性試験として、試験片を浸漬させた水溶液の色の変化を目視により測定することもある。例えば、上述した黒粉現象は、この目視の測定試験により色の濃さが数段階に分けられた判断基準と比較されて評価される。図6においては、試験片をJIS K 6251に準拠されるダンベル形状に設け、これを2種類の濃度の次亜塩素酸ナトリウム水溶液に浸漬させたときに水溶液の色が変化した状態を表している。   On the other hand, as a chlorine resistance test, the color change of the aqueous solution in which the test piece is immersed may be measured visually. For example, the black powder phenomenon described above is evaluated by comparison with a judgment standard in which the color intensity is divided into several stages by this visual measurement test. FIG. 6 shows a state in which the color of the aqueous solution changes when the test piece is provided in a dumbbell shape conforming to JIS K 6251 and immersed in an aqueous solution of sodium hypochlorite having two concentrations. .

この種の耐塩素性試験として、例えば、特許文献1に記載された高分子材料評価方法が提案されている。この高分子材料評価方法は、高分子材料を遊離塩素を含む試験液に接触させ、高分子材料の表面のクラックの経時的変化によって高分子材料の耐塩素水性を評価するものである。
特許文献2においては、耐塩素性ゴム組成物が開示されており、この中でゴム組成物の耐塩素性の評価試験として、ゴム試験片のカーボン含有物離脱評価試験と、浸漬液の目視による汚濁評価試験が記載されている。
As this type of chlorine resistance test, for example, a polymer material evaluation method described in Patent Document 1 has been proposed. In this polymer material evaluation method, a polymer material is brought into contact with a test solution containing free chlorine, and the chlorine-resistant water resistance of the polymer material is evaluated by a change with time of cracks on the surface of the polymer material.
Patent Document 2 discloses a chlorine-resistant rubber composition. Among these, as a chlorine resistance evaluation test of a rubber composition, a carbon-containing material release evaluation test of a rubber test piece and a visual inspection of an immersion liquid are disclosed. A pollution assessment test is described.

特開2005−351768号公報JP-A-2005-351768 特許第4082978号公報Japanese Patent No. 4082978

しかしながら、上述した耐塩素性試験や特許文献1、2における試験においては、試験片の引張強度試験、引張伸び試験、モジュラス試験を実施するときに、試験前後の測定用として複数の試験片が必要になるため試験回数が制限され、試験回数を増やすために大量の試験片が必要になっている。しかも、この試験方法は、試験結果の誤差も大きくなりやすいため、一度の試験ごとにより多くの試験片が必要になる。
更に、試験片をその都度試験装置から取り出して各種試験を実施したり、試験片の浸漬による塩素水濃度の低下を防ぐために水溶液の濃度を保つ必要もあって手間がかかっていた。
However, in the above-mentioned chlorine resistance test and the tests in Patent Documents 1 and 2, when performing a tensile strength test, a tensile elongation test, and a modulus test of the test piece, a plurality of test pieces are required for measurement before and after the test. Therefore, the number of tests is limited, and a large number of test pieces are required to increase the number of tests. In addition, since this test method tends to increase the error of the test result, more test pieces are required for each test.
Furthermore, it took time and effort to take out the test piece from the test apparatus each time and to carry out various tests, and to maintain the concentration of the aqueous solution in order to prevent a decrease in the chlorine water concentration due to immersion of the test piece.

また、試験中において試験片の硬度を測定する場合にも、その試験の特性上、誤差が大きくなりやすい。更に、通常、試験片の形状は規定されており、例えば、JIS規格における試験方法では試験片がダンベル形状に規定されているため、この形状以外の実際に使用されているOリングなどを測定することは事実上困難になっている。重量変化率や比重変化を測定する場合には、その試験の特性上、微少の差を測定することしかできず、長時間の浸漬により試験片が脱落したり欠損した場合には、その測定結果に大きな測定誤差が発生するおそれがある。綿棒試験で測定したり、外観変化を観察する際には、その判定手段が目視による段階評価であるため測定者ごとのバラツキが大きくなって誤差が生じるともに、観察に時間がかかっていた。   Also, when measuring the hardness of a test piece during a test, the error tends to increase due to the characteristics of the test. Furthermore, the shape of the test piece is usually defined. For example, since the test piece is prescribed in a dumbbell shape in the test method in JIS standard, an O-ring actually used other than this shape is measured. This has become practically difficult. When measuring the rate of change in weight and the change in specific gravity, due to the characteristics of the test, only a slight difference can be measured, and if the test piece falls off or is lost due to prolonged immersion, the measurement results May cause a large measurement error. When measuring with a cotton swab test or observing changes in appearance, the determination means is a stepwise evaluation by visual inspection, so that the variation among the measurers increases and an error occurs, and the observation takes time.

しかも、一般的に利用される綿棒試験の試験結果と、引張強度、引張伸び、モジュラス試験などの定量評価が可能な試験結果との間には相関性が認められず、実際には、これらの試験結果より耐塩素性を正確に評価しているとは言い難い。例えば、綿棒試験における黒色析出物の付着量が少ない場合でも引張強度等の強度が弱くなったり、或は、強度が強い場合でも黒色析出物の付着量が多くなることがある。その理由としては、カーボンブラックを含有したゴム材料は、粒径の大きいカーボンブラックを含有させるとカーボンが析出し難くはなるが強度が弱くなり、一方、粒径の小さいカーボンブラックを含有させると黒粉が発生し易くはなるが強度が強くなるという、相反する特性を有しているからである。   Moreover, there is no correlation between the test results of the commonly used swab test and the test results that can be quantitatively evaluated such as tensile strength, tensile elongation, and modulus test. It is hard to say that the chlorine resistance is accurately evaluated from the test results. For example, even when the amount of black deposits attached in a cotton swab test is small, the strength such as tensile strength may be weak, or even when the strength is high, the amount of black deposits attached may be large. The reason for this is that a rubber material containing carbon black, when containing carbon black with a large particle size, makes it difficult for the carbon to precipitate, but its strength is weakened. This is because the powder has the contradictory characteristics that the powder is easily generated but the strength is increased.

試験片を浸漬させた水溶液の色の変化を測定する試験では、この測定を目視により判定しているためにその測定結果が曖昧であり、その結果を定量的に判断することが難しくなっている。例えば、図6において、異なる試験片を浸漬させた水溶液A、Bの時間経過に伴う色の微妙な濃淡差を定量的に判断することはできない。しかも、この試験方法では、カーボンブラックを含有しないゴム材料を試験することが難しい。
これらのことより、高分子材料の耐塩素性を直接測定する試験方法は信頼性が低く、何れの試験の場合でも試験片の耐塩素性を正確に判断することが難しくなっている。このため、特に、動的シール部材等のより厳しい条件下で使用されるシール材料をこれらの試験で評価することは好ましいことではない。
In the test to measure the color change of the aqueous solution in which the test piece is immersed, the measurement result is ambiguous because it is judged visually, and it is difficult to judge the result quantitatively. . For example, in FIG. 6, it is not possible to quantitatively judge a subtle shade difference in color with the passage of time of the aqueous solutions A and B in which different test pieces are immersed. Moreover, with this test method, it is difficult to test a rubber material that does not contain carbon black.
From these facts, the test method for directly measuring the chlorine resistance of the polymer material has low reliability, and it is difficult to accurately determine the chlorine resistance of the test piece in any test. For this reason, it is not preferable to evaluate a sealing material used under more severe conditions such as a dynamic sealing member in these tests.

本発明は、上記した実情に鑑み、鋭意検討の結果開発に至ったものであり、その目的とするところは、高分子材料を直接測定することなく定量的かつ連続的に試験を実施して高分子材料の耐塩素性を正確に評価できる高分子材料の耐塩素性評価方法とその評価装置を提供することにある。   The present invention has been developed as a result of intensive studies in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to perform quantitative and continuous tests without directly measuring polymer materials. An object of the present invention is to provide a method for evaluating the chlorine resistance of a polymer material and an apparatus for evaluating the same, which can accurately evaluate the chlorine resistance of a molecular material.

上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、高分子材料を所定の収納部に収納した状態で所定濃度の塩素系水溶液を供給する水溶液供給工程と、この水溶液内に高分子材料を所定時間浸漬する浸漬工程と、所定時間後にこの水溶液の遊離残留塩素濃度を測定する測定工程と、測定後に前記水溶液を交換するために当該水溶液を排出する排出工程とを所定回数繰り返し、この繰り返しにおける前記測定工程中の測定時ごとに前記水溶液の遊離残留塩素濃度を連続的に測定し、その測定結果により前記高分子材料の耐塩素性を評価するようにした高分子材料の耐塩素性評価方法である。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes an aqueous solution supplying step of supplying a chlorine-based aqueous solution having a predetermined concentration in a state where the polymer material is stored in a predetermined storage portion, and the polymer material is contained in the aqueous solution. In this repetition, an immersion step for immersing for a predetermined time, a measurement step for measuring the free residual chlorine concentration of the aqueous solution after a predetermined time, and a discharge step for discharging the aqueous solution in order to replace the aqueous solution after the measurement are repeated. A method for evaluating the chlorine resistance of a polymer material, wherein the concentration of free residual chlorine in the aqueous solution is continuously measured for each measurement in the measurement step, and the chlorine resistance of the polymer material is evaluated based on the measurement result. It is.

請求項2に係る発明は、水溶液の遊離残留塩素濃度をジエチル−p−フェニレンジアミン法により測定した高分子材料の耐塩素性評価方法である。   The invention according to claim 2 is a chlorine resistance evaluation method for a polymer material in which the free residual chlorine concentration of an aqueous solution is measured by a diethyl-p-phenylenediamine method.

請求項3に係る発明は、高分子材料を個別に収納し、各高分子材料を水溶液に浸漬させて一度に複数の高分子材料の耐塩素性を評価するようにした高分子材料の耐塩素性評価方法である。   The invention according to claim 3 is that the polymer materials are individually stored, and each polymer material is immersed in an aqueous solution to evaluate the chlorine resistance of a plurality of polymer materials at once. This is a sex evaluation method.

請求項4に係る発明は、高分子材料の浸漬時間と水溶液の遊離残留塩素濃度の測定値との関係を回帰分析し、この回帰分析結果より耐塩素性を評価するようにした高分子材料の耐塩素性評価方法である。   In the invention according to claim 4, the relationship between the immersion time of the polymer material and the measured value of the free residual chlorine concentration of the aqueous solution is subjected to regression analysis, and the chlorine resistance is evaluated based on the regression analysis result. This is a chlorine resistance evaluation method.

請求項5に係る発明は、高分子材料を収納し、かつ、この高分子材料を浸漬させる塩素系水溶液を交換可能に収納する所定容量の収納部と、高分子材料を浸漬した水溶液の遊離残留塩素濃度を連続的に測定する検出部と、この検出部による測定結果から高分子材料の耐塩素性を評価する制御部とを有する高分子材料の耐塩素性評価装置である。   The invention according to claim 5 is a storage unit having a predetermined capacity for storing the polymer material and storing the chlorinated aqueous solution in which the polymer material is immersed in an exchangeable manner, and the free residue of the aqueous solution in which the polymer material is immersed. This is a chlorine resistance evaluation apparatus for a polymer material having a detection unit that continuously measures the chlorine concentration and a control unit that evaluates the chlorine resistance of the polymer material from the measurement result of the detection unit.

請求項1に係る発明によると、高分子材料を所定容量の収納部に収納した状態で塩素系水溶液に浸漬させ、この水溶液の交換時ごとに遊離残留塩素濃度を連続的に測定することにより高分子材料の耐塩素性を評価しているので、高分子材料の耐塩素性を直接測定することなく水溶液を定量的かつ連続的に試験して、高分子材料の耐塩素性を正確に評価できる。このため、測定用の高分子材料を余分に必要とすることがなく、少ない手順で簡単に遊離残留塩素濃度を測定することができる。更には、製品などに装着されているOリング等の製品形状の高分子材料をそのまま試験片にできるため手順を簡略化でき、かつ、実際の使用状態に近い条件下で評価することができる。   According to the first aspect of the present invention, the polymer material is immersed in a chlorine-based aqueous solution in a state where the polymer material is stored in a storage unit having a predetermined capacity, and the concentration of free residual chlorine is continuously measured every time the aqueous solution is replaced. Since the chlorine resistance of molecular materials is evaluated, it is possible to accurately evaluate the chlorine resistance of polymer materials by quantitatively and continuously testing aqueous solutions without directly measuring the chlorine resistance of polymer materials. . For this reason, it is possible to easily measure the free residual chlorine concentration with a small number of procedures without requiring an extra polymer material for measurement. Furthermore, since a polymer material in the form of a product such as an O-ring attached to the product can be used as it is as a test piece, the procedure can be simplified and the evaluation can be performed under conditions close to actual use conditions.

請求項2に係る発明によると、一般的に利用されている水溶液の測定方法を利用して遊離残留塩素濃度測定でき、高分子材料の劣化状態を定量的に測定して人為的な誤差を最小限に抑えつつ、試験回数を制限することなく評価可能である。   According to the second aspect of the present invention, free residual chlorine concentration can be measured by using a commonly used method for measuring an aqueous solution, and an artificial error can be minimized by quantitatively measuring the deterioration state of the polymer material. Evaluation can be performed without limiting the number of tests.

請求項3に係る発明によると、材質や形状の異なる高分子材料の耐塩素性を同時に評価でき、設備を簡略化しながら短時間で一度に多種類の高分子材料を評価できる。   According to the third aspect of the invention, the chlorine resistance of polymer materials having different materials and shapes can be simultaneously evaluated, and many types of polymer materials can be evaluated at once in a short time while simplifying the equipment.

請求項4に係る発明によると、測定値を回帰分析によりグラフ化することで浸漬時間と残留塩素濃度と関係を導き出すことができ、高分子材料ごとの耐塩素性の評価が容易となる。更には、測定時以降の浸漬時間と残留塩素濃度との関係をグラフ化できるため、高分子材料の寿命予測が可能となる。   According to the invention which concerns on Claim 4, the relationship between immersion time and residual chlorine concentration can be derived by graphing a measured value by regression analysis, and evaluation of chlorine resistance for every polymer material becomes easy. Furthermore, since the relationship between the immersion time after measurement and the residual chlorine concentration can be graphed, the lifetime of the polymer material can be predicted.

請求項5に係る発明によると、収納部と検出部と制御部とにより塩素性水溶液を測定して高分子材料の耐塩素性を評価できるため、高分子材料を直接測定することなく定量的かつ連続的に試験を実施して高分子材料の耐塩素性を正確に評価できる。しかも、設備全体を簡略化して小型化でき、試験時においては、測定用の高分子材料を余分に必要とすることなく、少ない手順で簡単に遊離残留塩素濃度を測定することができる装置である。   According to the invention according to claim 5, since the chlorine resistance of the polymer material can be evaluated by measuring the chlorinated aqueous solution by the storage unit, the detection unit, and the control unit, the quantitative measurement can be performed without directly measuring the polymer material. Continuous tests can be performed to accurately evaluate the chlorine resistance of the polymeric material. In addition, the entire facility can be simplified and downsized, and at the time of testing, it is a device that can easily measure the free residual chlorine concentration with few procedures without requiring extra polymer materials for measurement. .

本発明における高分子材料の耐塩素性評価方法の実施形態のフローチャートである。It is a flowchart of embodiment of the chlorine resistance evaluation method of the polymeric material in this invention. 耐塩素性評価装置の模式図である。It is a schematic diagram of a chlorine resistance evaluation apparatus. 耐塩素性評価装置の一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the chlorine resistance evaluation apparatus. 残留塩素濃度の測定結果を示したグラフである。It is the graph which showed the measurement result of residual chlorine concentration. 綿棒試験の結果を示した写真である。It is the photograph which showed the result of the cotton swab test. 耐塩素試験における水溶液の色の変化を示した写真である。It is the photograph which showed the change of the color of the aqueous solution in a chlorine resistance test.

以下に、本発明における高分子材料の耐塩素性評価方法とその評価装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1においては、本発明の高分子材料の耐塩素性評価方法のフローチャートを示しており、図2は、耐塩素性評価装置の模式図を示している。便宜上、先ず、耐塩素性評価装置を説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments of a method for evaluating chlorine resistance of a polymer material and an apparatus for evaluating the same according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, the flowchart of the chlorine resistance evaluation method of the polymeric material of this invention is shown, and FIG. 2 has shown the schematic diagram of the chlorine resistance evaluation apparatus. For convenience, a chlorine resistance evaluation apparatus will be described first.

図2において、評価装置本体(以下、装置本体という)1は、少なくとも収納部2と、検出部3と、制御部4とを有し、本実施形態では、更に、これらに加えて入力部5、入力装置6、表示部7、表示装置8を備えている。収納部2は、適宜の形状に形成された収納容器10を複数有し、この収納容器10は、所定濃度の塩素系水溶液(以下、水溶液という)11が蓄積された後述する図3の水溶液タンク12から並列に繋がっている。   In FIG. 2, an evaluation apparatus main body (hereinafter referred to as “apparatus main body”) 1 has at least a storage unit 2, a detection unit 3, and a control unit 4, and in this embodiment, in addition to these, an input unit 5. , An input device 6, a display unit 7, and a display device 8. The storage unit 2 has a plurality of storage containers 10 formed in an appropriate shape, and the storage container 10 is an aqueous solution tank of FIG. 3 to be described later in which a chlorine-based aqueous solution (hereinafter referred to as an aqueous solution) 11 having a predetermined concentration is accumulated. 12 connected in parallel.

収納容器10は、その内部に高分子材料13を個別に収納可能であり、かつ、水溶液タンク12から水溶液11が送られたときにこの水溶液11を収納して高分子材料13を浸漬させるようになっている。この収納容器10内に収納される水溶液11は、必要に応じて交換可能になっており、この水溶液11としてはフリーラジカルを有する液体であればよく、好ましくは塩素水である次亜塩素酸ナトリウム水溶液が用いられる。水溶液11の濃度は、一般的に規定されている水道水の塩素濃度である0.1〜1ppm以上である1〜500ppmの条件に設定され、その濃度は一定に保たれている。
一方、高分子材料13は、基本となる分子(モノマー)が共有結合でつながった鎖状の分子を有する高分子の材料である。高分子材料13としては、任意の種類のものを用いることも可能であるが、本例の高分子材料は、カーボン成分を含有した給水機器用のOリング等のゴム材料から成っている。
The storage container 10 can individually store the polymer material 13 therein, and stores the aqueous solution 11 when the aqueous solution 11 is sent from the aqueous solution tank 12 so that the polymer material 13 is immersed therein. It has become. The aqueous solution 11 stored in the storage container 10 can be exchanged as necessary. The aqueous solution 11 may be a liquid having free radicals, and is preferably sodium hypochlorite which is chlorine water. An aqueous solution is used. The density | concentration of the aqueous solution 11 is set to the conditions of 1-500 ppm which is 0.1-1 ppm or more which is the chlorine concentration of the tap water generally prescribed | regulated, The density | concentration is kept constant.
On the other hand, the polymer material 13 is a polymer material having chain molecules in which basic molecules (monomers) are connected by covalent bonds. Although any kind of polymer material 13 can be used, the polymer material of this example is made of a rubber material such as an O-ring for water supply equipment containing a carbon component.

検出部3は、収納容器10内の水溶液11の状態を測定可能に収納容器10に繋がっており、図示しない濃度センサを有している。濃度センサは、高分子材料13を浸漬した後の水溶液11の遊離残留塩素濃度をその交換前に測定可能になっている。また、この検出部3は、濃度センサ以外にも、図示しないpHセンサ、温度センサ、流量センサ、液量センサ、圧力センサと、タイマーを有しており、図示しないCPU(中央処理装置)によりタイマーによって所定時間ごとに水溶液11のpH、温度、流量、液量、圧力を測定する検出機能を有している。このうち、濃度センサ、pHセンサ、温度センサ、液量センサ、圧力センサ、タイマーは、水溶液11の状態を管理する上で必要であり、流量センサは、連続的に水溶液11を流しながら試験を実施する場合に必要となり、実施に応じて任意である。   The detection unit 3 is connected to the storage container 10 so that the state of the aqueous solution 11 in the storage container 10 can be measured, and has a concentration sensor (not shown). The concentration sensor can measure the free residual chlorine concentration of the aqueous solution 11 after the polymer material 13 is immersed before the replacement. In addition to the concentration sensor, the detection unit 3 includes a pH sensor, a temperature sensor, a flow rate sensor, a liquid amount sensor, a pressure sensor, and a timer (not shown), and a timer (not shown) uses a timer (central processing unit). Has a detection function for measuring the pH, temperature, flow rate, liquid volume, and pressure of the aqueous solution 11 every predetermined time. Among these, the concentration sensor, pH sensor, temperature sensor, liquid amount sensor, pressure sensor, and timer are necessary for managing the state of the aqueous solution 11, and the flow rate sensor performs the test while continuously flowing the aqueous solution 11. It is necessary to do this and is optional depending on the implementation.

制御部4は、検出部3に繋がっており、この検出部3の各センサやタイマーを制御可能で、入力部5、表示部7とともに図示しないパソコン(パーソナルコンピュータ)本体を成す図示しないCPU、メモリ、ハードディスク等の構成部品により設けられる。この制御部4は、CPUにより検出部3で測定された各種の測定結果のデータ(測定データ)と実際の使用環境から収集したデータ(収集データ)とを蓄積する蓄積機能と、各種測定データより高分子材料13の耐塩素性を評価するための演算機能とを有している。   The control unit 4 is connected to the detection unit 3, can control each sensor and timer of the detection unit 3, and includes a CPU (not shown) and a memory that form a personal computer (personal computer) main body (not shown) together with the input unit 5 and the display unit 7. Provided by a component such as a hard disk. The control unit 4 includes an accumulation function for accumulating data of various measurement results (measurement data) measured by the detection unit 3 by the CPU and data (collection data) collected from an actual usage environment, and various measurement data. It has a calculation function for evaluating the chlorine resistance of the polymer material 13.

制御部4に蓄積される測定データとしては、濃度センサによる濃度データ、pHセンサによるpH条件のデータ、温度センサによる温度条件のデータ、流量センサによる流量条件のデータ、液量センサによる液量データ、タイマーによる浸漬時間のデータ、圧力センサによる圧力条件のデータなどがある。一方、演算機能によってなされる演算としては、高分子材料13の浸漬時間と水溶液11の遊離残留塩素濃度の測定データとの関係を回帰分析したり、この回帰分析の結果をグラフ化する演算や、回帰分析の結果より耐久性を算出する演算や、測定データと収集データとを比較して寿命を求める演算がある。これにより、制御部4は、検出部3による各種の測定データから高分子材料13の耐塩素性を評価することが可能になっている。ここで、寿命とは、高分子材料に黒粉現象や墨汁現象が発生するまでの期間を指す。   The measurement data accumulated in the control unit 4 includes concentration data by the concentration sensor, pH condition data by the pH sensor, temperature condition data by the temperature sensor, flow rate data by the flow sensor, liquid amount data by the liquid amount sensor, There are immersion time data by a timer, pressure condition data by a pressure sensor, and the like. On the other hand, as the calculation performed by the calculation function, a regression analysis of the relationship between the immersion time of the polymer material 13 and the measurement data of the free residual chlorine concentration of the aqueous solution 11, a calculation for graphing the result of the regression analysis, There are calculations for calculating durability from the results of regression analysis, and calculations for comparing the measured data with the collected data to obtain the lifetime. Thereby, the control unit 4 can evaluate the chlorine resistance of the polymer material 13 from various measurement data obtained by the detection unit 3. Here, the term “lifetime” refers to a period until the black powder phenomenon or the ink phenomenon occurs in the polymer material.

入力部5は、制御部4と繋がっており、この入力部5に接続されたキーボード等の入力装置6から各種の情報が入力されて制御部4に蓄積される。この情報としては、濃度、pH、温度、流量、浸漬時間、圧力などの収集データや、遊離残留塩素濃度の測定データから回帰分析するための演算用や耐久性を評価するときの演算用・寿命予測に際する比較演算用の係数や数式などがある。
表示部7も入力部5と同様に制御部4と繋がっており、表示部7に接続された表示装置であるディスプレイ8に、データを入力する画面や演算結果、グラフなどが表示される。
The input unit 5 is connected to the control unit 4, and various information is input from the input device 6 such as a keyboard connected to the input unit 5 and accumulated in the control unit 4. This information includes collected data such as concentration, pH, temperature, flow rate, soaking time, pressure, etc., calculation for regression analysis from measurement data of free residual chlorine concentration, and calculation / lifetime when evaluating durability There are comparison arithmetic coefficients and mathematical formulas for prediction.
Similarly to the input unit 5, the display unit 7 is connected to the control unit 4, and a screen for inputting data, calculation results, a graph, and the like are displayed on the display 8 that is a display device connected to the display unit 7.

図3においては、図2の評価装置を実際の使用に際してより具体化した一例を示したものである。装置本体1は、前述した各部に加えて、薬液調整部15と水溶液タンク12とを備えている。薬液調整部15と水溶液タンク12は、装置本体1に対して水溶液流路17により接続され、かつ、制御回路18により電気的に接続されている。   FIG. 3 shows an example in which the evaluation apparatus of FIG. 2 is more concretely used in actual use. The apparatus main body 1 includes a chemical solution adjusting unit 15 and an aqueous solution tank 12 in addition to the above-described units. The chemical liquid adjusting unit 15 and the aqueous solution tank 12 are connected to the apparatus main body 1 by an aqueous solution flow path 17 and electrically connected by a control circuit 18.

薬液調整部15は、NaOCl(次亜塩素酸ナトリウム)水溶液を収納する薬液タンク20に加えて、例えば、HO(水)を収納する薬液タンク21、HCl(希塩酸)を収納する薬液タンク22、NaOH(水酸化ナトリウム)水溶液を収納する薬液タンク23と、検知部24とを有し、各薬液タンク20、21、22、23内には、各薬液が高濃度の状態で保存されている。HOは濃度調整のために加えられ、HCl水溶液、NaOH水溶液は、pH調整のために加えられる。市販されているNaOCl水溶液は、例えば、50000ppm程度の高濃度状態であるため、必要に応じて、このように溶液成分の調整が実施される。 The chemical liquid adjusting unit 15 includes, for example, a chemical liquid tank 21 for storing H 2 O (water) and a chemical liquid tank 22 for storing HCl (dilute hydrochloric acid) in addition to a chemical liquid tank 20 that stores an aqueous NaOCl (sodium hypochlorite) solution. , A chemical tank 23 for storing an aqueous solution of NaOH (sodium hydroxide), and a detection unit 24, and each chemical liquid is stored in a high concentration state in each chemical tank 20, 21, 22, 23. . H 2 O is added to adjust the concentration, and an aqueous HCl solution and an aqueous NaOH solution are added to adjust the pH. Since the commercially available NaOCl aqueous solution is in a high concentration state of, for example, about 50000 ppm, the adjustment of the solution components is performed in this way as necessary.

薬液タンク20、21、22、23は、水溶液流路17によって水溶液タンク12に合流した状態で接続されている。検知部24は、この合流部位に設けられ、各薬液タンク20、21、22、23と検知部24とは水溶液流路17と制御回路18とにより接続されている。各薬液タンク20、21、22、23には、薬液を検知部24に送り出すためのポンプ25、26、27、28がそれぞれ設けられている。   The chemical liquid tanks 20, 21, 22, and 23 are connected to the aqueous solution tank 12 through the aqueous solution flow path 17. The detection unit 24 is provided at this junction, and the chemical liquid tanks 20, 21, 22, 23 and the detection unit 24 are connected by the aqueous solution flow path 17 and the control circuit 18. Each chemical solution tank 20, 21, 22, 23 is provided with pumps 25, 26, 27, 28 for sending the chemical solution to the detection unit 24.

検知部24は、検出部と同様に、図示しない濃度センサと、pHセンサ、温度センサ、流量センサ、液量センサ、圧力センサ、タイマーとを有し、タイマーによって所定時間ごとに水溶液11の各測定データを測定可能になっている。これにより、薬液調整部15は、薬液タンク20、21、22、23から水溶液タンク12に薬液を管理しながら供給する。このとき、検知部24は、制御部4により制御される。各センサの要否は、検出部3と同様である。
水溶液タンク12には、薬液タンク20、21、22、23からの薬液が混合された水溶液11が所定の管理状態で蓄積される。水溶液タンク12には、図示しないマントルヒーターが設けられ、このマントルヒーターにより水溶液11を所定温度に保温している。
Similarly to the detection unit, the detection unit 24 includes a concentration sensor (not shown), a pH sensor, a temperature sensor, a flow rate sensor, a liquid amount sensor, a pressure sensor, and a timer, and each measurement of the aqueous solution 11 is performed every predetermined time by the timer. Data can be measured. Thereby, the chemical solution adjusting unit 15 supplies the chemical solution from the chemical solution tanks 20, 21, 22, 23 to the aqueous solution tank 12 while managing it. At this time, the detection unit 24 is controlled by the control unit 4. The necessity of each sensor is the same as that of the detection unit 3.
In the aqueous solution tank 12, the aqueous solution 11 mixed with the chemical solutions from the chemical solution tanks 20, 21, 22, and 23 is accumulated in a predetermined management state. The aqueous solution tank 12 is provided with a mantle heater (not shown), and the aqueous solution 11 is kept at a predetermined temperature by the mantle heater.

水溶液タンク12は、ポンプ29と弁30とを介して水溶液流路17により収納部2に接続されている。本例における収納部2は、3つの収納容器10を有し、更に、図示しない保温ヒーターにより水溶液11を保温可能になっている。収納部2には、制御回路18により検出部3が接続され、この検出部3により、収納容器10内の水溶液11の濃度などの測定データが検出される。検出部3は、前述したように制御部4に接続されてこの制御部4により制御される。検出部3の2次側には排出流路31が設けられ、この排出流路31を介して測定後の水溶液11が外部に排出される。   The aqueous solution tank 12 is connected to the storage unit 2 by an aqueous solution channel 17 through a pump 29 and a valve 30. The storage unit 2 in this example includes three storage containers 10 and can further maintain the temperature of the aqueous solution 11 by a heat insulating heater (not shown). The storage unit 2 is connected to the detection unit 3 by the control circuit 18, and the detection unit 3 detects measurement data such as the concentration of the aqueous solution 11 in the storage container 10. As described above, the detection unit 3 is connected to the control unit 4 and controlled by the control unit 4. A discharge channel 31 is provided on the secondary side of the detection unit 3, and the measured aqueous solution 11 is discharged to the outside through the discharge channel 31.

上述した試験装置は、あくまでも一例であって、収納部2、検出部3、制御部4を備え、収納部2が、所定の容積になっており、高分子材料13を所定量の水溶液11で浸漬させながら収納可能であるとともに水溶液11を交換可能であり、検出部3が、水溶液11の交換ごとにその遊離残留塩素濃度を連続的に測定可能であり、制御部4が、この測定結果から高分子材料13の耐塩素性を評価可能であれば、その態様は実施に応じて任意である。   The test apparatus described above is merely an example, and includes a storage unit 2, a detection unit 3, and a control unit 4. The storage unit 2 has a predetermined volume, and the polymer material 13 is replaced with a predetermined amount of the aqueous solution 11. The solution 11 can be stored while being immersed, and the aqueous solution 11 can be exchanged. The detection unit 3 can continuously measure the free residual chlorine concentration every time the aqueous solution 11 is exchanged. As long as the chlorine resistance of the polymer material 13 can be evaluated, the mode is arbitrary depending on the implementation.

高分子材料13はゴム材料以外であってもよく、基本分子が共有結合でつながっている高分子の構造を有する材料であれば、例えば、熱可塑性エラストマー材料や樹脂材料などであってもよい。また、高分子材料13を浸漬させる液体を塩素系の水溶液13以外としてもよく、例えば、過酸化水素、オゾン、過酸類、過酸塩類、次亜ハロゲン酸類、次亜ハロゲン酸塩類等のようなフリーラジカルを有する酸化剤を適宜使用することもできる。この際にも、塩素系水溶液13により耐塩素性を評価する場合と同様に、溶液中のイオン濃度や酸濃度などを測定することにより、ゴム材料などの高分子材料の耐酸化性を評価できる。   The polymer material 13 may be other than a rubber material, and may be, for example, a thermoplastic elastomer material or a resin material as long as the material has a polymer structure in which basic molecules are connected by covalent bonds. Further, the liquid in which the polymer material 13 is immersed may be other than the chlorine-based aqueous solution 13, such as hydrogen peroxide, ozone, peracids, persalts, hypohalous acids, hypohalites, etc. An oxidizing agent having free radicals can also be used as appropriate. In this case as well, the oxidation resistance of a polymer material such as a rubber material can be evaluated by measuring the ion concentration or acid concentration in the solution, as in the case of evaluating the chlorine resistance with the chlorinated aqueous solution 13. .

次に、上述した評価装置による高分子材料の耐塩素性評価方法を述べる。図1には、本発明の高分子材料の耐塩素性評価方法の実施形態のフローチャートを示している。この実施形態では、水溶液供給工程S1、高分子材料の浸漬工程S2、浸漬時間確認工程S3、遊離残留塩素濃度の測定工程S4、水溶液の排出工程S5、測定回数確認工程S6、耐塩素性の評価工程S7を有している。   Next, a method for evaluating the chlorine resistance of a polymer material using the above-described evaluation apparatus will be described. FIG. 1 shows a flowchart of an embodiment of the method for evaluating chlorine resistance of a polymer material of the present invention. In this embodiment, the aqueous solution supply step S1, the polymer material immersion step S2, the immersion time confirmation step S3, the free residual chlorine concentration measurement step S4, the aqueous solution discharge step S5, the measurement frequency confirmation step S6, and the chlorine resistance evaluation Step S7 is included.

図3において、収納部2の各収納容器10内には、予め各種の形状のゴム材料からなる高分子材料13が別々に収納されている。
水溶液供給工程S1において、装置本体1を動作させると、薬液タンク20、21、22、23に収納されているNaOCl水溶液、HO、HCl水溶液、NaOH水溶液がポンプ25、26、27、28により水溶液流路17を介して水溶液タンク12に送られる。このとき、各薬液は、制御部4の濃度センサによりその濃度が管理されながら所定量供給される。薬液のうち、NaOCl水溶液は、高分子材料13の耐塩素性を評価するために必須となるが、残りの水溶液の供給量は任意に設定できる。
In FIG. 3, polymer materials 13 made of rubber materials of various shapes are separately stored in each storage container 10 of the storage unit 2.
When the apparatus main body 1 is operated in the aqueous solution supply step S1, the NaOCl aqueous solution, H 2 O, HCl aqueous solution, and NaOH aqueous solution stored in the chemical tanks 20, 21, 22, and 23 are pumped by the pumps 25, 26, 27, and 28. The solution is sent to the aqueous solution tank 12 through the aqueous solution channel 17. At this time, each chemical solution is supplied in a predetermined amount while its concentration is controlled by the concentration sensor of the control unit 4. Among the chemical solutions, the NaOCl aqueous solution is essential for evaluating the chlorine resistance of the polymer material 13, but the supply amount of the remaining aqueous solution can be arbitrarily set.

水溶液タンク12内の水溶液11と薬液タンク20、21、22、23内の薬液は、濃度、pH、温度などが各種センサによって測定されてこれらの数値が制御部4により管理される。これにより、水溶液タンク12内の水溶液11の濃度等が所定の値に制御される。   Concentration, pH, temperature, and the like of the aqueous solution 11 in the aqueous solution tank 12 and the chemical solutions in the chemical solution tanks 20, 21, 22, and 23 are measured by various sensors, and these numerical values are managed by the control unit 4. As a result, the concentration of the aqueous solution 11 in the aqueous solution tank 12 is controlled to a predetermined value.

続いて、高分子材料の浸漬工程S2において、水溶液タンク12内の水溶液11が水溶液流路17を介して高分子材料13に対して供給され、これにより、各収納容器10内の高分子材料13が浸漬される。   Subsequently, in the polymer material dipping step S <b> 2, the aqueous solution 11 in the aqueous solution tank 12 is supplied to the polymer material 13 through the aqueous solution flow path 17, thereby the polymer material 13 in each storage container 10. Is immersed.

高分子材料13の浸漬時には、この高分子材料13が収納容器10内の水溶液11の量に対して所定の表面積になるように、「高分子材料の表面積(cm):水溶液の量(mL)」を適切な値に設定する必要がある。本実施形態においては、JIS K 62513号ダンベル片×3本分(116cm)を水溶液500mLに浸漬させ、232cm/Lからなる表面積/水溶液の量の比としているが、この比以外にも、例えば、68cm/Lの表面積/水溶液の量の比とすることもでき、この比は、特定の値に限定されることなく所定の範囲内であればよい。この場合、表面積を収集データと比較可能な面積に設ければ、その形状には拘ることはないため、ダンベル形状以外の任意の形状とすることも可能となる。 When the polymer material 13 is immersed, the “polymer material surface area (cm 2 ): amount of aqueous solution (mL) so that the polymer material 13 has a predetermined surface area relative to the amount of the aqueous solution 11 in the storage container 10. ) "Must be set to an appropriate value. In this embodiment, JIS K 62513 dumbbell pieces × 3 pieces (116 cm 2 ) are immersed in 500 mL of an aqueous solution to obtain a surface area / amount of aqueous solution ratio of 232 cm 2 / L. For example, the ratio of surface area / amount of aqueous solution of 68 cm 2 / L may be used, and this ratio is not limited to a specific value and may be within a predetermined range. In this case, if the surface area is provided in an area that can be compared with the collected data, the shape is not limited, and thus any shape other than the dumbbell shape can be used.

そのため、水溶液11の量に対する表面積を特定すれば高分子材料13は任意の形状であればよく、製品等に使用されているOリングやパッキン、ガスケット等のシール部材や既存の試験片はもとより、断片部分等の特定の形状でない高分子材料を用いることもできる。更に、高分子材料13の表面積と水溶液11の量の比により条件を統一できるので、例えば、これらの比が同じ板状の試験片とOリングの耐塩素性を比較することが可能になる。この比は、高分子材料13の種類ごとに適宜の値に設定される。   Therefore, if the surface area with respect to the amount of the aqueous solution 11 is specified, the polymer material 13 may have any shape, not only a seal member such as an O-ring, packing, or gasket used in a product or an existing test piece, A polymer material having no specific shape such as a fragment portion can also be used. Furthermore, since the conditions can be unified by the ratio of the surface area of the polymer material 13 and the amount of the aqueous solution 11, for example, it becomes possible to compare the chlorine resistance of a plate-shaped test piece and an O-ring having the same ratio. This ratio is set to an appropriate value for each type of polymer material 13.

浸漬時間確認工程S3において、収納容器10の水溶液11は、浸漬時間が確認されながら設定した浸漬時間に達するまで浸漬される。このときの浸漬時間としては、例えば、24時間が好ましい。入力部5には入力装置6より予め水溶液11の供給・排出サイクルが入力され、水溶液11は、所定時間が経過するまで収納容器内10に蓄積されている。   In the immersion time confirmation step S3, the aqueous solution 11 of the storage container 10 is immersed until the set immersion time is reached while the immersion time is confirmed. As immersion time at this time, 24 hours is preferable, for example. A supply / discharge cycle of the aqueous solution 11 is input in advance to the input unit 5 from the input device 6, and the aqueous solution 11 is accumulated in the storage container 10 until a predetermined time elapses.

浸漬時間が所定時間に達すると、遊離残留塩素濃度の測定工程S4において、検出部3の各種センサにより各高分子材料13を浸漬した水溶液11の遊離残留塩素濃度等が検出部3により別々に測定される。この際、高分子材料13の状況等は、収集データとして入力装置6より入力部5に事前に入力されている。このようにして、各収納容器10に収納された高分子材料13ごとに耐塩素性等が確認され、一度に複数の高分子材料13の測定が実施される。
測定が終了すると、水溶液の排出工程S5において、収納容器10から水溶液11が排出される。
When the immersion time reaches a predetermined time, the free residual chlorine concentration and the like of the aqueous solution 11 in which each polymer material 13 is immersed by the various sensors of the detection unit 3 are separately measured by the detection unit 3 in the measurement step S4 of the free residual chlorine concentration. Is done. At this time, the status of the polymer material 13 and the like are input in advance to the input unit 5 from the input device 6 as collected data. In this manner, the chlorine resistance and the like are confirmed for each polymer material 13 stored in each storage container 10, and a plurality of polymer materials 13 are measured at a time.
When the measurement is completed, the aqueous solution 11 is discharged from the storage container 10 in the aqueous solution discharge step S5.

上記の測定は、測定回数確認工程S6においてカウントされ、この測定回数が予め設定した測定回数に対して未到達の場合、再度、水溶液の供給工程S1〜水溶液の排出工程S5までの工程が繰り返しおこなわれることで水溶液の濃度等が連続的に測定され、所定の測定回数に到達するとその測定を終了する。
続いて、耐塩素性の評価工程S7において、連続して測定した測定結果より耐塩素性が評価される。
The above-mentioned measurement is counted in the measurement number confirmation step S6, and when this measurement number has not reached the preset measurement number, the steps from the aqueous solution supply step S1 to the aqueous solution discharge step S5 are repeated again. As a result, the concentration of the aqueous solution and the like are continuously measured, and when the predetermined number of measurements is reached, the measurement is terminated.
Subsequently, in the chlorine resistance evaluation step S7, the chlorine resistance is evaluated from the measurement results continuously measured.

上記のように、本発明の評価方法は、高分子材料13を所定容量の収納部2(収納容器19)に収納した状態で所定濃度の水溶液11に浸漬させ、所定時間ごとにこの水溶液11を交換し、その交換時の水溶液11ごとに遊離残留塩素濃度を連続的に測定し、この測定結果より高分子材料13の耐塩素性を評価する。この測定結果より、例えば、所定の浸漬時間において異なる高分子材料13の遊離残留塩素濃度を比較したり、浸漬時間の経過に対する残留塩素濃度の低下割合を高分子材料13ごとに比較したりすることで、高分子材料13の耐塩素性を評価できる。例えば、所定の浸漬時間に対して遊離残留塩素濃度が高い場合には高分子材料13が塩素を吸着したり分解しなかったと判断し、この高分子材料13の耐塩素性は高いと評価できる。   As described above, in the evaluation method of the present invention, the polymer material 13 is immersed in the aqueous solution 11 having a predetermined concentration in a state in which the polymer material 13 is stored in the storage unit 2 (storage container 19) having a predetermined capacity. The free residual chlorine concentration is continuously measured for each aqueous solution 11 at the time of replacement, and the chlorine resistance of the polymer material 13 is evaluated from the measurement result. From this measurement result, for example, the free residual chlorine concentration of different polymer materials 13 in a predetermined immersion time is compared, or the decrease rate of the residual chlorine concentration with respect to the passage of immersion time is compared for each polymer material 13. Thus, the chlorine resistance of the polymer material 13 can be evaluated. For example, when the concentration of free residual chlorine is high for a predetermined immersion time, it is determined that the polymer material 13 has not adsorbed or decomposed chlorine, and it can be evaluated that the chlorine resistance of the polymer material 13 is high.

このとき、水溶液11の遊離残留塩素濃度は、ジエチル−p−フェニレンジアミン法(DPD法)により測定される。DPD法は、水溶液11にジエチル−p−フェニレンジアミンの試薬を混合させ、その色の濃淡より遊離残留塩素濃度を算出する検査の方法であり、既製の比色式又はデジタル式などの図示しない測定器を用いて遊離残留塩素濃度を容易にかつ正確に測定できる。   At this time, the free residual chlorine concentration of the aqueous solution 11 is measured by the diethyl-p-phenylenediamine method (DPD method). The DPD method is an inspection method in which a reagent of diethyl-p-phenylenediamine is mixed in the aqueous solution 11, and the free residual chlorine concentration is calculated from the color density, and measurement such as a ready-made colorimetric or digital method is not shown. The free residual chlorine concentration can be measured easily and accurately using a vessel.

検出部3と検知部24で収集した測定データは制御部4に送られ、高分子材料13の浸漬時間に対する水溶液11の遊離残留塩素濃度が一定期間収集される。収集された測定データは、パソコンのCPUによって、例えば対数演算により回帰分析され、図4に示すようにグラフ化される。このように高分子材料13ごとに浸漬時間と残留塩素濃度との関係をグラフ化することで耐塩素性が定量化される。   The measurement data collected by the detection unit 3 and the detection unit 24 is sent to the control unit 4, and the free residual chlorine concentration of the aqueous solution 11 with respect to the immersion time of the polymer material 13 is collected for a certain period. The collected measurement data is subjected to regression analysis by, for example, logarithmic calculation by the CPU of the personal computer, and is graphed as shown in FIG. Thus, chlorine resistance is quantified by graphing the relationship between the immersion time and the residual chlorine concentration for each polymer material 13.

この場合には、グラフの回帰曲線・測定データと収集データとを比較演算し、高分子材料13の寿命を予測することも可能である。その際、実際の現場で使用されている水道配管などから得られる実測寿命を入力装置6から入力しておき、これを寿命計算の補正値として使用するのがよい。作業者は、評価結果や、前記の測定データや収集データ、及び評価時における各種の状況を、ディスプレイ8を視認することで確認できる。   In this case, it is also possible to predict the lifetime of the polymer material 13 by comparing the regression curve / measurement data of the graph and the collected data. At that time, it is preferable to input the measured life obtained from the water pipe or the like used in the actual site from the input device 6 and use this as a correction value for the life calculation. The operator can confirm the evaluation result, the measurement data and the collected data, and various situations at the time of evaluation by visually checking the display 8.

上述したように、本発明の高分子材料の耐塩素性評価方法は、高分子材料13を浸漬させた溶媒である水溶液11を測定しているため、高分子材料13の試験片を直接測定することがなく、大量の高分子材料の試験片を必要としたり、試験片による誤差やバラツキが生じることがない。更には、試験回数が制限されることがないため、手間がかからない。この評価方法によると、所定時間ごとに交換した水溶液11を用いて耐塩素性を評価しているので、定量的かつ連続的に試験を実施でき、しかも、遊離残留塩素濃度を数値として測定することで信頼性も高く、このため、高分子材料13の耐塩素性を正確に評価できる。   As described above, the method for evaluating chlorine resistance of a polymer material according to the present invention measures the aqueous solution 11 that is a solvent in which the polymer material 13 is immersed, and therefore directly measures the test piece of the polymer material 13. There is no need for a large amount of polymer material test piece, and no error or variation due to the test piece. Furthermore, since the number of tests is not limited, it does not take time. According to this evaluation method, the chlorine resistance is evaluated using the aqueous solution 11 exchanged every predetermined time, so that the test can be carried out quantitatively and continuously, and the free residual chlorine concentration can be measured as a numerical value. Therefore, the chlorine resistance of the polymer material 13 can be accurately evaluated.

しかも、本発明の評価方法は、綿棒試験とも高い相関性を有し、ゴム材料に対してカーボンブラックの配合割合を変えたときの耐塩素性の優位性を、遊離残留塩素濃度の数値の違いから定量的に確認できる。例えば、フィラー(補強剤)を5phr(重量部)、10phr、15phrでベースであるゴム材料に配合する場合、綿棒試験では、その配合量による性能差が把握し難く、最適な添加量を特定することが難しくなるが、本発明の評価方法によると、綿棒試験と同様の耐塩素性の結果が得られつつ、フィラー配合量の最適値を迅速に確認することもできる。   Moreover, the evaluation method of the present invention has a high correlation with the cotton swab test, and the superiority of chlorine resistance when the blending ratio of carbon black to the rubber material is changed. Can be confirmed quantitatively. For example, when a filler (reinforcing agent) is blended with the base rubber material at 5 phr (parts by weight), 10 phr, and 15 phr, it is difficult to grasp the performance difference depending on the blending amount in the swab test, and the optimum addition amount is specified. However, according to the evaluation method of the present invention, it is possible to quickly confirm the optimum value of the filler blending amount while obtaining the same chlorine resistance result as the cotton swab test.

高価なフィラーをゴム材料に配合する際に、僅かな添加量の違いによりゴム材料の特性が大きく変化したり小さく変化したりする場合があり、この特性の変化が僅かな場合でも、老化防止剤やその他の添加剤との相互作用によりゴム材料として大幅に性能が向上することがある。本発明の評価方法によると、上記のことから、綿棒試験と比較してこの僅かな優位性も把握しやすくなるため、高分子材料の耐塩素性を評価する方法としてより正確性が向上すると共に、試験を実施するときの速さも向上する。   When blending expensive fillers into rubber materials, the properties of the rubber material may change greatly or slightly due to slight differences in the amount added, and even if this change in properties is slight, the anti-aging agent As a rubber material, the performance may be greatly improved due to the interaction with other additives. According to the evaluation method of the present invention, from the above, it becomes easier to grasp this slight advantage compared with the cotton swab test, so that the accuracy is improved as a method for evaluating the chlorine resistance of the polymer material. The speed when conducting the test is also improved.

次に、本発明の高分子材料の耐塩素性評価方法と綿棒試験とにより、カーボンブラックの配合割合の異なるゴム製シール材料をそれぞれ評価し、その結果を比較した。図4、5において、比較品1は、比較的粒径の小さいカーボンブラックが配合されたゴム製シール材料であり、比較品2は、比較的粒径の大きいカーボンブラックであり、供試品1〜3は、比較品1、2よりも耐塩素性が高いカーボン材料が配合されたゴム製シール材料からなっている。この比較品1、2と供試品1〜3に対して前述した評価方法と綿棒試験を実施した。綿棒試験としては、同じ材質の綿棒を用い、この綿棒を45°の角度で比較品1、2と供試品1〜3とに当て、100Nの力でそれぞれに対して3回、同じ距離を擦るようにした。   Next, rubber sealing materials having different carbon black blending ratios were evaluated by the chlorine resistance evaluation method for the polymer material of the present invention and a cotton swab test, and the results were compared. 4 and 5, comparative product 1 is a rubber sealing material containing carbon black having a relatively small particle size, and comparative product 2 is carbon black having a relatively large particle size. -3 are made of a rubber sealing material in which a carbon material having higher chlorine resistance than the comparative products 1 and 2 is blended. The evaluation method and the swab test described above were performed on the comparative products 1 and 2 and the test samples 1 to 3. For the swab test, a swab of the same material was used, and this swab was applied to the comparison products 1 and 2 and the test samples 1 to 3 at an angle of 45 °, and the same distance was applied three times for each with a force of 100 N. I rubbed it.

図4においては、本発明の評価方法により、浸漬時間に対する遊離残留塩素濃度の測定値をプロットし、各プロット点より対数回帰分析し、その対数回帰曲線を記したグラフを表している。このグラフに示すように、供試品1〜3における遊離残留塩素濃度は、比較品1、2よりも高く、耐塩素性が高いことを対数回帰曲線により容易に確認することができる。このように、評価方法を対数回帰曲線で表した場合、高分子材料の耐塩素性を容易に比較することが可能となる。   In FIG. 4, the measured value of the free residual chlorine concentration with respect to the immersion time is plotted by the evaluation method of the present invention, and logarithmic regression analysis is performed from each plotted point, and the logarithmic regression curve is shown. As shown in this graph, the free residual chlorine concentration in the test samples 1 to 3 is higher than that of the comparative products 1 and 2, and it can be easily confirmed by the logarithmic regression curve that the chlorine resistance is high. Thus, when the evaluation method is represented by a logarithmic regression curve, the chlorine resistance of the polymer materials can be easily compared.

一方、図5においては、綿棒試験の結果を示している。図より、供試品1〜3を擦った綿棒には、比較品1、2を擦った綿棒よりもカーボンの付着量が少なく、これにより、供試品1〜3は、比較品1、2に比較して耐塩素性が高いことが示されている。
これらのことより、本発明の評価方法と綿棒試験との結果には高い相関性があることが確認された。更に、本発明の評価方法と綿棒試験との試験結果を比較すると、図4では各高分子材料の耐塩素性が対数回帰曲線により定量的かつ連続的に示されているのに対して、図5では、各高分子材料のカーボンの付着具合を目視によって確認しなければならなくなっている。このため、綿棒試験は、同じ試験時間における供試品同士や比較品同士の比較がし難く、同一の供試品や比較品の試験時間に対するカーボンの付着の増加の度合いも確認し難いと言える。この結果より、本発明の評価方法は、綿棒試験に対して優位性があることが確認された。
On the other hand, in FIG. 5, the result of the cotton swab test is shown. From the figure, the cotton swabs rubbed with the specimens 1 to 3 have less carbon adhesion than the swabs rubbed with the comparative articles 1 and 2, so that the specimens 1 to 3 are the comparative specimens 1 and 2. It is shown that the chlorine resistance is higher than
From these things, it was confirmed that there is a high correlation between the results of the evaluation method of the present invention and the swab test. Furthermore, comparing the test results of the evaluation method of the present invention and the swab test, FIG. 4 shows that the chlorine resistance of each polymer material is quantitatively and continuously shown by a logarithmic regression curve. In No. 5, it is necessary to visually check the carbon adhesion of each polymer material. For this reason, in the swab test, it is difficult to compare specimens and comparative products at the same test time, and it is difficult to confirm the degree of increase in carbon adhesion with respect to the test time of the same specimen or comparative product. . From this result, it was confirmed that the evaluation method of the present invention is superior to the swab test.

1 装置本体
2 収納部
3 検出部
4 制御部
10 収納容器
11 塩素系水溶液
13 高分子材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Apparatus main body 2 Storage part 3 Detection part 4 Control part 10 Storage container 11 Chlorine-based aqueous solution 13 Polymer material

Claims (5)

高分子材料を所定の収納部に収納した状態で所定濃度の塩素系水溶液を供給する水溶液供給工程と、この水溶液内に高分子材料を所定時間浸漬する浸漬工程と、所定時間後にこの水溶液の遊離残留塩素濃度を測定する測定工程と、測定後に前記水溶液を交換するために当該水溶液を排出する排出工程とを所定回数繰り返し、この繰り返しにおける前記測定工程中の測定時ごとに前記水溶液の遊離残留塩素濃度を連続的に測定し、その測定結果により前記高分子材料の耐塩素性を評価するようにしたことを特徴とする高分子材料の耐塩素性評価方法。 An aqueous solution supplying step of supplying a chlorine-based aqueous solution having a predetermined concentration in a state where the polymer material is stored in a predetermined storage portion, an immersing step of immersing the polymer material in the aqueous solution for a predetermined time, and releasing the aqueous solution after the predetermined time A measurement step for measuring the residual chlorine concentration and a discharge step for discharging the aqueous solution in order to exchange the aqueous solution after measurement are repeated a predetermined number of times, and free residual chlorine in the aqueous solution is measured at each measurement in the measurement step in this repetition. A method for evaluating the chlorine resistance of a polymer material, wherein the concentration is continuously measured, and the chlorine resistance of the polymer material is evaluated based on the measurement result. 前記水溶液の遊離残留塩素濃度をジエチル−p−フェニレンジアミン法により測定した請求項1に記載の高分子材料の耐塩素性評価方法。   The method for evaluating chlorine resistance of a polymer material according to claim 1, wherein the concentration of free residual chlorine in the aqueous solution is measured by a diethyl-p-phenylenediamine method. 前記高分子材料を個別に収納し、各高分子材料を前記水溶液に浸漬させて一度に複数の高分子材料の耐塩素性を評価するようにした請求項1又は2に記載の高分子材料の耐塩素性評価方法。   The polymer material according to claim 1 or 2, wherein the polymer materials are individually stored, and each polymer material is immersed in the aqueous solution to evaluate the chlorine resistance of a plurality of polymer materials at a time. Chlorine resistance evaluation method. 前記高分子材料の浸漬時間と前記水溶液の遊離残留塩素濃度の測定値との関係を回帰分析し、この回帰分析結果より耐塩素性を評価するようにした請求項1乃至3の何れか1項に記載の高分子材料の耐塩素性評価方法。   The regression analysis of the relationship between the immersion time of the said polymer material and the measured value of the free residual chlorine concentration of the said aqueous solution, Chlorine resistance is evaluated from this regression analysis result. The chlorine resistance evaluation method for the polymer material described in 1. 高分子材料を収納し、かつ、この高分子材料を浸漬させる塩素系水溶液を交換可能に収納する所定容量の収納部と、前記高分子材料を浸漬した水溶液の遊離残留塩素濃度を連続的に測定する検出部と、この検出部による測定結果から前記高分子材料の耐塩素性を評価する制御部とを有することを特徴とする高分子材料の耐塩素性評価装置。   Continuously measures the free residual chlorine concentration of the aqueous solution in which the polymer material is stored and the chlorine-based aqueous solution in which the polymer material is immersed is exchangeably stored, and the aqueous solution in which the polymer material is immersed And a control unit for evaluating the chlorine resistance of the polymer material from the measurement result of the detection unit.
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