JP2002243092A

JP2002243092A - 筒状発泡体

Info

Publication number: JP2002243092A
Application number: JP2001041953A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Sato; 哲也佐藤
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】曲管部であっても挿嵌施工性に優れると共
に、施工後の曲管部や配管支持部での圧縮残留歪み性
（へたり性）に優れるため、冷媒配管などの断熱材とし
て好適な筒状発泡体を提供する。【解決手段】プロピレン系熱可塑性エラストマー、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体及びスチレン系熱可塑性エ
ラストマーより形成される筒状発泡体を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、曲管部への挿嵌施
工性に優れると共に、施工後の圧縮残留歪み（へたり
性）が小さく配管用チューブとして好適な筒状発泡体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、冷凍・冷蔵用などの配管の断
熱工事は配管工事と同時に行われることが多い。そし
て、上記配管の断熱工事に用いられる配管用チューブ
は、直管の外周面に容易に挿嵌することができるのは勿
論のこと、剛性を有する曲管の外周面に容易に挿嵌する
ことができるといった挿嵌施工性、配管の形状に併せて
切断することができる加工性、更には、配管への被嵌後
における寸法安定性、例えば、配管支持部における該配
管の荷重による圧縮クリープ性が小さいことや霜取り運
転時の１００〜１２０℃といった高温下における加熱寸
法変化率が小さいこと等が要求される。

【０００３】このような断熱チューブとしては、例え
ば、低密度ポリエチレン製架橋発泡体からなるものが提
案されている。しかしながら、上記低密度ポリエチレン
製架橋発泡体からなる断熱チューブは曲管部への挿嵌施
工はできるが、１人での挿嵌施工は困難であり、さらに
挿嵌施工後の配管指支持や曲管部にへたりが生じること
があった。このようなへたりによって、断熱チューブの
厚みが薄くなるため、断熱性が低下するという問題点が
あった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、曲管部であ
っても挿嵌施工性に優れると共に、施工後の曲管部や配
管支持部での圧縮残留歪み性（へたり性）に優れるた
め、冷媒配管などの断熱材として好適な筒状発泡体を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の筒状発泡体は、
プロピレン系熱可塑性エラストマー、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体及びスチレン系熱可塑性エラストマーより
形成されることを特徴とする。

【０００６】以下、本発明について説明する。本発明の
筒状発泡体の樹脂成分としては、プロピレン系熱可塑性
エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びスチ
レン系熱可塑性エラストマーよりなる３成分系混合物が
用いられる。

【０００７】上記プロピレン系熱可塑性エラストマーと
しては、クロス分別法により温度上昇溶離分別を行った
際に、下記〜の特性を有するものを使用することが
好ましい。０〜１０℃での樹脂溶出量が全プロピレン系熱可塑性
エラストマーの３０〜７０重量％である。１０℃を超えて６０℃以下での樹脂溶出量が全プロピ
レン系熱可塑性エラストマーの０〜３０重量％である。６０℃を超えて１３０℃以下での樹脂溶出量が全プロ
ピレン系熱可塑性エラストマーの１５〜６５重量％であ
る。重量平均分子量が８万〜５０万である。

【０００８】即ち、０〜１０℃での樹脂溶出量は多く
なると、得られる筒状発泡体の耐熱性が不足し、寸法安
定性が低下することがあり、又、少なくなると得られる
筒状発泡体の柔軟性が不足し、配管への挿嵌施工性が低
下することがあるので、全プロピレン系熱可塑性エラス
トマーの３０〜７０重量％であることが好ましく、３５
〜６０重量％がより好ましい。

【０００９】１０℃を超え６０℃以下での樹脂溶出量
は多くなると、１０℃以下での樹脂溶出量や後述の６０
℃を超え１３０℃以下での樹脂溶出量が不足し、得られ
る筒状発泡体の柔軟性と耐熱性を同時に両立させること
が困難となることがあるので、０〜３０重量％が好まし
く、０〜２０重量％がより好ましい。

【００１０】６０℃を超え１３０℃以下での樹脂溶出
量は多くなると、得られる架橋発泡体の柔軟性が低下
し、筒状発泡体の配管への挿嵌施工性が低下することが
あり、少なくなると得られる筒状発泡体の耐熱性が低下
し、寸法安定性が低下することがあるので、１５〜６５
重量％が好ましく、２０〜５５重量％がより好ましい。

【００１１】重量平均分子量は大きくなると、発泡体
の生産性、即ち、押出成形性が低下することがあり、
又、小さくなると、得られる筒状発泡体の伸びや耐熱性
が低下し、配管への挿嵌施工性やへたり性が低下するこ
とがあるので、８万〜５０万が好ましい。

【００１２】上記クロス分別法は以下の方法により行わ
れる。即ち、上記プロピレン系熱可塑性エラストマーを
先ず１４０℃又は該プロピレン系熱可塑性エラストマー
が完全に溶解する温度のｏ−ジクロロベンゼンに溶解
し、この溶液を一定速度で冷却し、予め用意しておいた
不活性担体表面に、薄いポリマー層を結晶性の高い順及
び分子量の大きい順に生成させる。次に、温度を連続又
は段階状に昇温し、順次溶出した成分の濃度を検出し、
編成分布（結晶性分布）を測定する。これを温度上昇溶
離分別（TREF＝Temperature Rising Elution Fractiona
tion）という。

【００１３】この温度上昇溶離分別と共に、上記順次溶
出した成分について、高温型ＧＰＣにより分子量及び分
子量分布を測定する。本発明では、温度上昇溶離分別部
分と高温ＧＰＣ（SEC ＝Size Exclusion Chromatograp
h）部分とをシステムとして備えているクロス分別クロ
マトグラフ装置（例えば、三菱油化社製、商品名「ＣＦ
Ｃ−Ｔ１５０Ａ型」）を使用し、上記データを測定す
る。

【００１４】上記プロピレン系熱可塑性エラストマーと
しては、架橋発泡体を得ることができれば、特に限定さ
れず、例えば、プロピレン系樹脂とエチレン−プロピレ
ンゴムとの多段重合によって得られるリアクタータイプ
のプロピレン系熱可塑性エラストマーが用いられる。

【００１５】上記エチレン−酢酸ビニル共重合体（以
下、「ＥＶＡ」という）は下記〜の特性を有するも
のを使用することが好ましい。酢酸ビニル含有量は１０〜４０重量％が好ましく、よ
り好ましくは８〜３０重量％である。酢酸ビニル含有量
が、１０重量％未満又は４０重量％を超えると所定の見
掛け密度の発泡体が得られ難くなる。

【００１６】ＪＩＳＫ６７３０の試験方法に準拠
して測定されるＥＶＡのメルトフローレート（以下、
「ＭＦＲ」と記す）が、０．５〜１５ｇ／１０分であ
る。ＪＩＳＫ６７６０の試験方法に準拠して測定され
る密度が、０．９３〜０．９８ｇ／ｃｍ³である。ＪＩＳＫ７１０６の試験方法に準じて測定される
ＥＶＡの曲げ剛性率が、１〜６０ＭＰａである。

【００１７】上記スチレン系熱可塑性エラストマーとし
ては、下記〜の特性を有するものを使用することが
好ましい。ＡＳＴＭＤ２２４０の試験方法に準拠して測定され
る表面硬度（ショアーＡ）が７０以下である。ＪＩＳＫ７２１０の試験方法に準拠して測定され
るＭＦＲが０．５〜１０ｇ／１０分である。ＪＩＳＫ６３０１の試験方法（１００％伸長）に
準拠して測定される永久伸びが５０％以下である。ＪＩＳＫ６３０１の試験方法（７０℃、２２時
間）に準拠して測定される圧縮永久伸びが１５％以下で
ある。一般式Ｓ−Ｅ−Ｓ、Ｓ−Ｂ−Ｓ、Ｓ−Ｉ−Ｓ又はＳ−
Ｅ−Ｂ−Ｓで（式中、Ｓはスチレン、Ｅはエチレン、Ｂ
はブタジエン、Ｉはイソプレンをそれぞれ示す）で表さ
れるスチレン系共重合体を含有するものが好ましく、よ
り好ましくはＳ−Ｅ−Ｂ−Ｓを含有するものである。

【００１８】また、上記スチレン系熱可塑性エラストマ
ーとしては、ランダムポリプロピレン３０重量％、スチ
レン系共重合体３０重量％及びオイル成分４０重量％か
らなるものが好ましく、より好ましくはホモポリプロピ
レン３０重量％、スチレン系共重合体３０重量％及びオ
イル成分４０重量％からなるものである。スチレン系熱
可塑性エラストマーにおいて、ランダムポリプロピレン
又はホモポリプロピレンが多くなると柔軟性が損なわ
れ、少なくなると分散性が低下する。

【００１９】上記３成分系混合物において、各成分の配
合割合は、プロピレン系熱可塑性エラストマー１０〜５
５重量％、ＥＶＡ４０〜８０重量％及びスチレン系熱可
塑性エラストマー５〜３０重量％が好ましく、より好ま
しくはプロピレン系熱可塑性エラストマー２０〜５０重
量％、ＥＶＡ５０〜７０重量％及びスチレン系熱可塑性
エラストマー１０〜２０重量％である。

【００２０】上記３成分系混合物において、プロピレン
系熱可塑性エラストマーの割合が、上記範囲を超えて多
くなると圧縮永久歪みが大きくなり、配管用チューブと
して使用したときにへたり易くなるため結露の原因とな
り、上記範囲を超えて少なくなると配管用チューブの加
熱寸法変化率が大きくなるため、実用性が損なわれる。

【００２１】上記３成分混合物において、ＥＶＡの割合
が、上記範囲を超えて多くなると配管用チューブの加熱
寸法変化率が大きくなり、上記範囲を超えて少なくなる
と配管用チューブの挿嵌施工性が低下する。

【００２２】上記３成分系混合物において、スチレン系
熱可塑性エラストマーの割合が、上記範囲を超えて多く
なると発泡体の押出生産性が大幅に低下すると共に高発
泡倍率の発泡体が得られ難くなり、上記範囲を超えて少
なくなると圧縮永久歪みが大きくなる。

【００２３】上記３成分系混合物に代えて、スチレン系
熱可塑性エラストマー及びＥＶＡの２成分系混合物を使
用すると、発泡体の加熱寸法変化率が大きくなるので好
ましくない。

【００２４】本発明で用いられる発泡体は、例えば、上
記３成分系混合物からなる樹脂成分に、熱分解型発泡
剤、架橋助剤等の他、必要に応じて、発泡助剤、酸化防
止剤、滑剤等を添加した発泡性樹脂組成物を押出機に供
給して溶融混練し、発泡性樹脂シートを押出成形した
後、この発泡性樹脂シートに電子線、Ｘ線、α線、β
線、γ線等の電離性放射線を照射して架橋処理を施した
上で加熱、発泡させることにより、架橋発泡体の板状物
として得ることができる。

【００２５】また、例えば、上記３成分系混合物からな
る樹脂成分に、熱分解型発泡剤、過酸化物の他、必要に
応じて、発泡助剤、酸化防止剤、滑剤等を添加した発泡
性樹脂組成物を押出機に供給して溶融混練し、発泡性樹
脂シートを押出成形した後、この発泡性樹脂シートを加
熱して架橋と同時に発泡させることにより、架橋発泡体
の板状物として得ることができる。

【００２６】上記発泡性樹脂組成物には、さらに必要に
応じて、難燃剤、帯電防止剤、抗酸化剤、老化防止剤、
紫外線吸収剤、充填剤、着色剤等が添加されてもよい。

【００２７】上記発泡性樹脂組成物は、例えば、バンバ
リーミキサー、ニーダーミキサー、、押出機等を用い
て、各成分を熱分解型発泡剤の分解温度未満の温度で溶
融、混練することにより得られる。

【００２８】上記熱分解型発泡剤としては、発泡体の製
造に従来から用いられているものであれば、特に限定さ
れず、例えば、アゾジカルボンアミド、オキシベンゼン
スルホニルアミド、アゾビスイソブチロニトリル、Ｎ，
Ｎ' −ジニトロソペンタメチレンテトラミン等が挙げら
れる。

【００２９】上記熱分解型発泡剤の添加量は、得られる
発泡体の見掛け密度に応じて適宜調整されるが、多くな
ると破泡することがあり、少なくなると発泡しないこと
があるので、上記樹脂成分１００重量部に対して、０．
５〜４０重量部が好ましく、１０〜３０重量部がより好
ましい。

【００３０】上記架橋助剤としては、一般に使用されて
いる多官能性モノマー又は単官能性モノマーが用いら
れ、例えば、ジビニルベンゼン、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレート、１，９−ノナンジオールジメタ
クリレート、１，１０−デカンジオールジメタクリレー
ト、トリメリット酸トリアリルエステル、トリアリルイ
ソシアヌレート、エチルビニルベンゼン、ネオペンチル
グリコールジメタクリレート、１，２，４−ベンゼント
リカルボン酸トリアリルエステル、１，６−ヘキサンジ
オールジメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ス
テアリルメタクリレート等が挙げられ、これらは単独で
用いられても併用されてもよい。

【００３１】上記架橋助剤の添加量は、少なくなると架
橋密度が不十分となり均質な架橋発泡体が得られないこ
とがあり、多くなると架橋密度が大きくなり、得られる
架橋発泡体の柔軟性が低下することがあるので、上記樹
脂成分１００重量部に対して、０．５〜１０重量部が好
ましく、０．８〜６重量部がより好ましい。

【００３２】上記過酸化物としては、発泡体の架橋に用
いられるものであれば、特に限定されず、例えば、イソ
ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、２，
５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘ
キサン−３、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソ
プロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルクミルパーオキサイ
ド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオ
キシベンゾエート、シクロヘキサンパーオキサイド、
１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサ
ン、１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）３，３，５
−トリメチルシクロヘキサン、２，２−ビス（ｔ−ブチ
ルパーオキシ）オクタン、ｎ−ブチル−４，４−ビス
（ｔ−ブチルパーオキシ）ベルレート、ベンゾイルパー
オキサイド、クミルパーオキシネオデカネート、２，５
−ジメチル−２，５−ジ（ベンゾイルオパーオキシ）ヘ
キサン、ｔ−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネー
ト、ｔ−ブチルパーオキシアリルカーボネート、ｔ−ブ
チルパーオキシアセテート、２，２−ビス（ｔ−ブチル
パーオキシ）ブタン、ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフ
タレート、ｔ−ブチルパーオキシマレイン酸等が挙げら
れる。

【００３３】上記過酸化物の添加量は、少なくなると樹
脂成分の架橋密度が不足し発泡に必要な剪断粘度が得ら
れず、多くなると樹脂成分の架橋密度が高くなりすぎて
発泡しないことがあるので、上記樹脂成分１００重量部
に対して０．１〜１０重量部が好ましい。

【００３４】上記発泡性樹脂組成物からなる発泡性樹脂
シートに電離性放射線を照射することにより、３成分系
混合物にラジカル架橋が起こり、発泡に必要な架橋構造
が形成される。

【００３５】上記電離性放射線による架橋の度合いは、
得られる架橋発泡体のゲル分率を目安として調節され、
該ゲル分率が大きくなると、架橋発泡体の成形性が低下
することがあり、又、小さくなると、架橋発泡体の曲げ
強度が低下することがあるので、好ましくは１０〜５０
重量％、より好ましくは２０〜４０重量％となるように
調節される。電離性放射線の照射量としては、通常１〜
２０Ｍｒａｄが好ましい。

【００３６】尚、本発明において、ゲル分率とは以下の
方法によって測定された値をいう。先ず、架橋発泡体を
所定量秤取し、１２０℃のキシレン２５ｍｌに２４時間
浸漬した後、２００メッシュのステンレス製金網で濾過
して金網上の不溶解分を真空乾燥する。次に、該真空乾
燥された不溶解分の重量を秤量し、下記に示す式にてゲ
ル分率を算出する。ゲル分率（％）＝（不溶解分の重量／秤取した発泡体の
重量）×１００

【００３７】次いで、この発泡性樹脂シートを熱分解型
発泡剤の分解温度以上に加熱して発泡させることによ
り、架橋発泡体の板状物を得ることができる。

【００３８】上記架橋発泡体の見掛け密度は、０．０２
〜０．０６５ｇ／ｃｍ³が好ましく、より好ましくは
０．０２５〜０．０４ｇ／ｃｍ³である。見掛け密度
が、０．０２ｇ／ｃｍ³未満では得られる筒状発泡体の
機械的強度が低下し、０．０６５ｇ／ｃｍ³を超えると
得られる筒状発泡体が硬くなり、配管への施工性（特に
挿通施工性）が低下することがある。上記見掛け密度
は、ＪＩＳＫ６７６７に準拠して測定された値をい
う。

【００３９】上記架橋発泡体のシートを所定の幅にスリ
ット加工した後、一般に知られているチュービング成形
機を用いて、スリット加工したシートを加熱しながら筒
状に成形し、幅方向の両端部を突き合わせて熱融着する
ことにより、筒状発泡体を得る。尚、筒状発泡体の所望
の厚みに応じて、架橋発泡体の板状物を複数枚積層して
もよい。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。（実施例１〜５、比較例１）表４に示した所定量のプロ
ピレン系熱可塑性エラストマー、ＥＶＡ、スチレン系熱
可塑性エラストマー、アゾジカルボンアミド、１，１０
−デカンジオールジメタクリレート及び有効量の２，６
−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノールからなる発泡
性樹脂組成物を押出機に供給し１８０〜１９０℃で溶融
混練した後、発泡性樹脂シートを押出成形した。次い
で、この発泡性樹脂シートの両面に１．０Ｍｒａｄの電
子線を照射して架橋処理を施した後、約２７０℃に保持
した熱風式発泡炉に供給して加熱発泡させ、４．５ｍｍ
厚、発泡倍率約３２倍の架橋発泡体の板状物を得た。

【００４１】尚、プロピレン系熱可塑性エラストマーと
しては、表１に示した性状を有する多段重合によって得
られるエチレン−プロピレンランダム共重合体（リアク
ターＴＰＯ）を使用した。ＥＶＡとしては、表２に示し
た性状を有するものを使用した。また、スチレン系熱可
塑性エラストマーとしては、表３に示した性状を有する
ものを使用した。表中、ＭＦＲはＪＩＳＫ７２１０
に基づき温度１９０℃、荷重２１．１７Ｎの条件で測定
された値である。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】

【００４５】上記架橋発泡体の板状物を７枚用意し、ま
ず３枚を熱ラミネートによって積層して１５ｍｍ厚の３
層積層体とした後、１６８ｍｍ幅にスリット加工した。
このスリット加工物を成形用金型に供給して円筒（チュ
ーブ）状に成形すると共に、対向する端面同士を３５０
℃のシール刃へ通すことによって熱融着一体化させて、
１３．５ｍｍ厚、２６．５ｍｍ内径の３層チューブ（筒
状発泡体）を得た。次に、残りの４枚の板状物を熱ラミ
ネートによって積層して１５ｍｍ厚の４層積層体とした
後、２８５ｍｍ幅にスリット加工した。このスリット加
工物の一面を熱風及びヒーターにより約２００〜４５０
℃に加熱し、加熱面を３層チューブの外周へ巻装した
後、端面同士を３５０℃のシール刃へ通すことによって
熱融着一体化させて、７層積層体からなる筒状発泡体を
得た。得られた筒状発泡体の内径は２６．５ｍｍ、厚さ
は３２ｍｍであった。

【００４６】上記各実施例及び比較例で得られた架橋発
泡体の板状物について、下記（１）〜（３）の性能評価
を行い、その結果を表４に示した。

【００４７】（１）発泡倍率ＪＩＳＫ６７６７に準拠して測定した見掛け密度よ
り算出した。

【００４８】（２）加熱寸法変化率ＪＩＳＫ６７６７の測定方法に準拠して、８０℃の
熱風乾燥機中で７日間放置した後の加熱寸法変化率
（％）を測定した。

【００４９】（３）ヤング率ＪＩＳＫ６７６７（Ａ法）に準拠して引張強さの試
験を行ない、得られた引張強さ／歪み曲線の初期立ち上
がり域の直線部分の勾配値から求めた。尚、試験片はダ
ンベル状１号形を使用した。

【００５０】また、上記各実施例及び比較例で得られた
筒状発泡体について、下記（４）及び（５）の性能評価
を行い、その結果を表４に示した。

【００５１】（４）挿嵌施工性ベンダーで９０度に屈曲させた銅管（曲率半径＝５０
Ｒ、外径＝２５．４ｍｍ）を平面Ｌ字状に固定し、銅管
の一端部から長さ１ｍの筒状発泡体を両手で引き入れる
方法で銅管の屈曲部に筒状発泡体を被嵌させ、その際の
作業性を以下の基準により判断した。 ○・・筒状発泡体を容易に銅管の屈曲部に被嵌すること
ができた。 △・・筒状発泡体を銅管の屈曲部に被嵌することはでき
たものの力を要した。 ×・・筒状発泡体を銅管に挿嵌することができなかっ
た。

【００５２】（５）圧縮永久歪筒状発泡体を１００ｍｍ長さに切断し、その径方向に２
ｋｇの荷重を７日間加え、除重後の筒状発泡体の厚み変
化率（％）を測定した。

【００５３】

【表４】

【００５４】

【発明の効果】本発明の筒状発泡体は、上述した構成で
あり、柔軟性を有すると共に曲管部であっても挿嵌施工
性が優れる。さらに、圧縮永久歪み性が優れているの
で、曲管部や配管支持部等の高荷重がかかる部位におい
ても、「へたり」（圧縮永久歪）が生じ難くなり結露を
減少させると共に、耐熱性の向上によって加熱寸法変化
も少なくなり、寸法収縮による断熱性の低下が防止され
る。従って、ショーケース、冷凍機等の冷凍配管用保温
材として好適に使用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロピレン系熱可塑性エラストマー、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体及びスチレン系熱可塑性エ
ラストマーより形成されることを特徴とする筒状発泡
体。
【請求項２】プロピレン系熱可塑性エラストマーは、
クロス分別法により温度上昇溶離分別を行った際に、０
〜１０℃での樹脂溶出量が全プロピレン系熱可塑性エラ
ストマーの３０〜７０重量％であり、１０℃を超えて６
０℃以下での樹脂溶出量が全プロピレン系熱可塑性エラ
ストマーの０〜３０重量％であり、６０℃を超えて１３
０℃以下での樹脂溶出量が全プロピレン系熱可塑性エラ
ストマーの１５〜６５重量％であり、かつ、重量平均分
子量が８万〜５０万であることを特徴とする請求項１記
載の筒状発泡体。
【請求項３】エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビ
ニル含有量が１０〜４０重量％であることを特徴とする
請求項１又は２記載の筒状発泡体。