JP2002292729A

JP2002292729A - 熱可塑性樹脂発泡体シートとその製造方法及び保温チューブの製造方法

Info

Publication number: JP2002292729A
Application number: JP2001096664A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Takeshima; 恵介竹島
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】チューブ状への湾曲を容易に行うことがで
き、保温チューブの製造に好適に使用される熱可塑性樹
脂発泡体シートを提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂からなる長尺の発泡体シー
トにおいて、１２０℃における加熱寸法変化が、長手方
向よりも、長手方向に直交する幅方向の方が大きい、熱
可塑性樹脂発泡体シート。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂発泡
体シートとその製造方法に関し、さらに、該熱可塑性樹
脂発泡体シートを用いた保温チューブの製造方法に関す
る。

【従来の技術】

【０００２】従来、熱可塑性樹脂発泡体シートは、断熱
性、軽量性等に優れており、該発泡体シートをチューブ
状としたものが、配管を被覆する保温チューブとして好
適に使用されている。特にポリオレフィン系樹脂からな
る保温チューブは、クッション性、柔軟性、取り扱い性
等にも優れており、好適に使用されている。発泡体シー
トから保温チューブを得る方法としては、発泡体シート
一面を加熱した後、加熱面が内側になるように強制的に
チューブ状に湾曲させ、突き合わせ端面同士を熱融着さ
せる方法が一般的である。

【０００３】しかしながら、発泡体シートをチューブ状
にする際に発泡体シートが十分に湾曲され難く、保温チ
ューブとした後も、保温チューブがシート状に戻ろうと
する反発力により、突き合わせ端面が口開きし易いとい
った問題があった。

【０００４】上記口開きの問題を解決する方法として、
例えば、特開平４−２６９５２４号公報には、シート幅
が段階的に異なる複数の発泡体シートを積層し、保温チ
ューブがシート状に戻ろうとする反発力を分散、低減さ
せる方法が示されており、特開昭５５−２８８３５号公
報には、発泡体シートをチューブ状とした後、加熱して
内部応力を低減させる方法が示されている。

【０００５】しかしながら、上記方法はいずれも保温チ
ューブがシート状に戻ろうとする反発力を低減させるこ
とはできるが、保温チューブを得る過程において発泡体
シートを加熱しても十分にチューブ状に湾曲されないこ
とが多いため、未だ口開きは防止できていなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、チュ
ーブ状への湾曲を容易に行うことができ、保温チューブ
の製造に好適に使用される熱可塑性樹脂発泡体シートを
提供することにある。本発明の他の目的は、上記熱可塑
性樹脂発泡体シートを、生産効率よく、連続的に容易に
得ることのできる製造方法を提供することにある。本発
明のさらに他の目的は、口開きが生じることのない保温
チューブを、生産効率よく、連続的に容易に得ることの
できる製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の熱可塑性樹脂発
泡体シート（以下、「発泡体シート」と記す）は、熱可
塑性樹脂からなる長尺の発泡体シートにおいて、１２０
℃における加熱寸法変化が、長手方向よりも、長手方向
に直交する幅方向の方が大きいことを特徴とする。

【０００８】本発明で使用される熱可塑性樹脂として
は、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹
脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエー
テル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、熱可塑性エラスト
マー等が挙げられ、これらは単独で使用しても２種以上
併用してもよい。中でも、ポリオレフィン系樹脂が、成
形性がよく、得られる発泡体シートが断熱性、クッショ
ン性、柔軟性、取り扱い性等に優れているので好まし
い。

【０００９】上記ポリオレフィン系樹脂としては、例え
ば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度
ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポ
リエチレンなどのエチレンを主成分とするエチレン−α
−オレフィン共重合体等のポリエチレン系樹脂や、ポリ
プロピレン、ブロピレンを主成分とするプロピレン−α
−オレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂の
他、ポリブテン、エチレン−プロピレン−ブテン３元共
重合体、エチレン−プロピレン−ジエン３元共重合体、
プロピレン−スチレン−エチレン−ブタジエン共重合体
等が挙げられ、これらは単独で使用しても２種以上併用
してもよい。中でも、ポリエチレン系樹脂が、成形性が
よく、得られる発泡体シートが柔軟性に優れているので
好ましい。尚、上記エチレン−α−オレフィン共重合体
を構成するα−オレフィンとしては、例えば、プロピレ
ン、１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペン
テン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン等が
挙げられ、上記プロピレン−α−オレフィン共重合体を
構成するα−オレフィンとしては、例えば、エチレン、
１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテ
ン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン等が挙
げられる。

【００１０】上記ポリエチレン系樹脂の密度は、小さく
なると樹脂の結晶性が低下し、得られる発泡体シートの
圧縮硬さなどの機械的強度が低下し、大きくなると発泡
が困難になり、発泡体シートが得られないので、０．８
４０〜０．９５０ｇ／ｃｍ³が好ましく、より好ましく
は０．８６０〜０．９２５ｇ／ｃｍ³である。

【００１１】本発明の発泡体シートは上記熱可塑性樹脂
からなり、その１２０℃における加熱寸法変化が、長手
方向よりも、長手方向に直交する幅方向の方が大きいも
のである。加熱寸法変化が、長手方向の方が幅方向より
も大きくなると、発泡体シートを加熱しても十分にチュ
ーブ状に湾曲されず、保温チューブとした際に口開きが
生じ易くなる。上記加熱寸法変化は、測定温度を１２０
℃に変更した以外はＪＩＳＫ６７６７に従い測定し
た値である。

【００１２】発泡体シートの長手方向の１２０℃におけ
る加熱寸法変化は、大きくなると、保温チューブとした
際に寸法が変動し易く、調整が困難になり、また、幅方
向の加熱寸法変化が長手方向の加熱寸法変化がよりも小
さくなり、発泡体シートを加熱しても十分にチューブ状
に湾曲されず、保温チューブとした際に口開きが生じ易
くなるので、０〜０．５％が好ましい。

【００１３】発泡体シートの幅方向の加熱寸法変化は、
小さくなると幅方向の加熱寸法変化が長手方向の加熱寸
法変化よりも小さくなり、発泡体シートを加熱しても十
分にチューブ状に湾曲されず、保温チューブとした際に
口開きが生じ易くなり、大きくなると保温チューブとし
た際に、チューブの形状が確保し難くなるので、１．０
〜２．５％が好ましい。

【００１４】発泡体シートの見掛け密度は、小さくなる
とへたり易くなり、耐久性が低下し、大きくなると断熱
性、クッション性、柔軟性、軽量性などが低下するの
で、０．０２０〜０．２００ｇ／ｃｍ³が好ましく、よ
り好ましくは０．０２０〜０．０５０ｇ／ｃｍ³であ
り、さらに好ましくは０．０２２〜０．０３３ｇ／ｃｍ
³である。上記見掛け密度は、ＪＩＳＫ６７６７に
準拠して測定した値である。

【００１５】発泡体シートのゲル分率は、小さくなると
耐熱性、耐久性などが低下し、また上記熱可塑性樹脂の
発泡が困難になり、所望の見掛け密度の発泡体シートが
得られ難くなり、大きくなると上記熱可塑性樹脂の発泡
が困難になり、所望の見掛け密度の発泡体シートが得ら
れ難くなるので、３〜７０重量％が好ましく、より好ま
しくは１５〜６０重量％である。上記ゲル分率は、以下
の方法により測定した値である。まず、発泡体シートを
厚さ方向にカットして、乾燥重量がＡ（ｇ）の試料を採
取し、該試料の気泡を潰して１２０℃のキシレン中に２
４時間浸漬させた後、２００メッシュの金網で濾過す
る。次に、金網上のキシレン不溶解分を真空乾燥させ、
その重量Ｂ（ｇ）を測定し、下記式によりゲル分率を算
出する。ゲル分率（重量％）＝（Ｂ／Ａ）×１００

【００１６】また、発泡体シートの厚さは、薄くなると
断熱性、クッション性などが低下し、厚くなると保温チ
ューブとした際に口開きが生じ易くなり、経済的にも不
利になるので、５〜１０ｍｍが好ましい。

【００１７】上記発泡体シートを得る方法としては、例
えば、上記熱可塑性樹脂に熱分解型発泡剤の他、必要に
応じて発泡助剤、架橋助剤等を添加し、溶融混練してシ
ートに押出し、シートを架橋した後、加熱発泡するとと
もに、シートを押出方向（以下、「ＭＤ」と記す）に直
交する幅方向（以下、「ＴＤ」と記す）に延伸する方法
が好ましい。該方法では、ＭＤが発泡体シートの長手方
向となり、ＴＤが長手方向に直交する幅方向となる。

【００１８】上記熱分解型発泡剤としては、例えば、ア
ゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、
ニトロソグアニジン、Ｎ，Ｎ‘−ジニトロソペンタメチ
レンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、４，
４−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、
ｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジ
ド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボン酸バ
リウム塩、ヒドラゾジカルボンアミド等が挙げられ、こ
れらは単独で使用しても２種以上併用してもよい。中で
も、アゾジカルボンアミドが、分解の安定性、取り扱い
の安全性等に優れているので好ましい。

【００１９】熱分解型発泡剤の添加量は、得られる発泡
体シートの所望の見掛け密度に応じて適宜調整してよい
が、少なくなると所望の見掛け密度が得られず、多くな
ると所望の見掛け密度が得られなかったり、発泡の際に
破泡が生じ、得られる発泡体シートの機械的強度等が低
下するので、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対し、１
〜５０重量部が好ましく、より好ましくは５〜２０重量
部である。

【００２０】上記発泡助剤は、熱分解型発泡剤の分解速
度を調整するものであり、例えば、酸化亜鉛、ステアリ
ン酸亜鉛等が挙げられ、これらは単独で使用しても２種
以上併用してもよい。発泡助剤の添加量は、適宜調整し
てよいが、少なくなると添加した効果が得られず、多く
なると発泡剤が分解し易くなりすぎ、所望の見掛け密度
が得られないので、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対
し、１〜５重量部が好ましい。

【００２１】上記架橋助剤は、特に熱可塑性樹脂として
ポリプロピレン系樹脂を使用し、さらに後述する電離性
放射線により架橋を行う場合には添加しておくのが好ま
しく、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等が挙げられ、これらは単独
で使用しても２種以上併用してもよい。

【００２２】架橋助剤の添加量は、得られるシート及び
発泡体シートの所望のゲル分率に応じて適宜調整してよ
いが、少なすぎたり多すぎたりすると所望のゲル分率が
得られず、発泡が困難になるので、上記熱可塑性樹脂１
００重量部に対し、０．５〜３０重量部が好ましく、よ
り好ましくは２〜１５重量部である。

【００２３】上記溶融混練、シート押出の方法として
は、従来公知の任意の方法が採用されてよく、例えば、
ニーダーミキサー、ロールなどで溶融混練した後に押出
機に導入し、さらに溶融混練した後に押出機先端に取り
付けられたダイから押出する方法、押出機中で溶融混練
した後、該押出機の先端に取り付けられたダイから押出
する方法等が挙げられる。

【００２４】上記シートを架橋する方法としては、従来
公知の任意の方法が採用されてよく、例えば、シートに
電離性放射線を照射する方法、熱可塑性樹脂に予め有機
過酸化物を添加しておき、シートにした後に加熱して有
機過酸化物を熱可塑性樹脂に反応させる方法等が挙げら
れる。

【００２５】上記電離性放射線としては、例えば、電子
線、Ｘ線、α線、β線、γ線等が挙げられる。電離性放
射線の照射量は、少なすぎても多すぎても所望のゲル分
率が得られず、発泡が困難になるので、１〜５０Ｍｒａ
ｄが好ましく、より好ましくは１〜２０Ｍｒａｄであ
る。

【００２６】上記有機過酸化物としては、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
キセン−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、これらは単独で使用しても２種以上併用してもよ
い。

【００２７】有機過酸化物の添加量は、少なすぎても多
すぎても所望のゲル分率が得られず、発泡が困難になる
ので、上記熱可塑性樹脂１００重量部に対し、０．１〜
１０重量部が好ましい。

【００２８】上記加熱発泡の方法としては、従来公知の
任意の方法が採用されてよく、例えば、縦形発泡炉、横
形発泡炉等にシートを導入し、熱風、赤外線ヒーター、
塩浴、メタルバス等により加熱する方法が挙げられる。
中でも、後述する延伸を行い易く、本発明の発泡体シー
トを得易いので、縦形発泡炉に導入し、熱風及び赤外線
ヒーターにより加熱する方法が好ましい。

【００２９】上記シートをＴＤに延伸する方法として
は、加熱発泡の後又は加熱発泡と略同時進行的にＴＤに
引っ張ることのできる方法であれば特には限定されず、
例えば、発泡直後のシートのＴＤ方向両端部を吸引し、
延伸する方法、発泡炉から出てきたシートのＴＤ方向両
端部を機械的に把持し、延伸する方法等が挙げられる。

【００３０】延伸は、得られる発泡体シートにおいて、
ＭＤが長手方向、ＴＤが長手方向に直交する幅方向とな
るので、ＭＤ及びＴＤの加熱寸法変化が上記範囲に収ま
るように行う。例えば、シートを縦形発泡炉に導入した
場合では、ＭＤにはシート自重による延伸力が加わるの
で、ＴＤの延伸比率が、小さくなるとＴＤの加熱寸法変
化がＭＤの加熱寸法変化よりも小さくなり、得られる発
泡体シートを保温チューブとした際に口開きが生じ易く
なり、大きくなると得られる発泡体シートの厚さが不均
一になり易いので、発泡体シートの幅が発泡前のシート
幅の２．５〜５倍になるように延伸するのが好ましい。

【００３１】上記発泡体シートから保温チューブを得る
方法としては、例えば、発泡体シートの一面を加熱した
後、加熱面が内側になるように発泡体シートの幅方向を
湾曲させてチューブ状とする方法が挙げられる。

【００３２】上記加熱温度は、低くなると発泡体シート
が十分にチューブ状に湾曲されず、得られる保温チュー
ブに口開きが生じ易くなり、高くなると発泡体シートを
構成する熱可塑性樹脂が溶融してしまうので、１００〜
１４０℃が好ましい。

【００３３】発泡体シートの幅方向を湾曲させてチュー
ブ状とする方法としては、例えば、入口断面形状が略平
面状であり、出口に近づくにつれ、徐々に環状に変化す
る金型内に、発泡体シートを長手方向に進むように通す
方法が挙げられる。

【００３４】また、保温チューブの幅方向の両端部突き
合わせ面は、熱融着してもしなくてもよい。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に実施例を掲げて本発明の態
様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみ
に限定されるものではない。

【００３６】（実施例１〜３、比較例１、２）低密度ポ
リエチレン（密度０．９２０ｇ／ｃｍ³、融点１１０
℃）１００重量部、アゾジカルボンアミド１０重量部及
び酸化亜鉛２重量部をニーダーミキサーにより溶融混練
した後押出機に導入し、押出機先端に取り付けられたダ
イより表１に示した厚さのシートに押出した。得られた
シートの一面から電子線を３Ｍｒａｄ照射して架橋した
後、シートを縦型発泡炉に導入して熱風及び赤外線ヒー
ターにより約２４０℃に加熱して発泡させるとともに、
縦型発泡炉後半部において、シートをＴＤに表１に示し
た延伸比率に延伸し、６ｍｍの発泡体シートを得た。
尚、延伸比率＝発泡体シートの幅（ｍｍ）／発泡前のシ
ート幅（ｍｍ）である。得られた発泡体シートの１２０
℃におけるＭＤ及びＴＤの加熱寸法変化、見掛け密度及
びゲル分率は表１に示した通りであった。

【００３７】次に、得られた発泡体シートの一面を、赤
外線ヒーターにより１２０℃に加熱し、加熱面が内側と
なるようにＴＤを湾曲させて、内径５０ｍｍ、外径６０
ｍｍのチューブを得た。尚、チューブへの湾曲は、入口
断面形状が平面状であり、出口に近づくにつれ、徐々に
径６０ｍｍの環状に変化する金型内に、発泡体シートを
長手方向に進むように通すことにより行った。

【００３８】得られた発泡体シート及びチューブについ
て、以下の通り評価し、結果を表１に示した。

【００３９】（発泡体シートの機械的強度）発泡体シー
トの圧縮硬さを、ＪＩＳＫ６７６７に準拠して測定
した。

【００４０】（チューブの口開き）チューブの外表面に
おいて、口開きしている距離を測定した。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】本発明の発泡体シートは、長手方向に直
交する幅方向の加熱寸法変化が大きいので、一面を加熱
することにより、幅方向への収縮が非加熱面より加熱面
の方が大きくなり、加熱面を内側として幅方向がチュー
ブ状へ湾曲され易くなる。従って、発泡体シートの長手
方向を保温チューブの長さ方向とすることにより、保温
チューブの製造に好適に使用される。また、本発明の発
泡体シートの製造方法は、発泡体シートを発泡後又は発
泡と略同時進行的に延伸することにより、上記発泡体シ
ートを生産効率よく、連続的に容易に得ることができ
る。特に、縦型発泡においては、自重により押出方向へ
延伸されるので、通常は押出方向、即ち発泡体シートの
長手方向の加熱寸法変化が大きくなるが、特定範囲で延
伸することにより、上記発泡体シートを容易に得ること
ができる。さらに、本発明の保温チューブの製造方法
は、上記発泡体シートの一面を加熱し、湾曲させて得ら
れるので、チューブ状への湾曲がされ易く、チューブと
された後もシート状へ戻ろうとする反発力が小さく、口
開きが生じることがない。また、連続的に容易に得るこ
とができ、生産効率がよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 23:00 23:00 Ｃ０８Ｌ 23:06 Ｃ０８Ｌ 23:06 Ｆターム(参考） 4F074 AA17 AA20 AC21 BA01 BA13 BB25 CA22 CA29 CC02Y CC04X CC04Y CC06X CC22X CC32Y CC42 CC48 CC49 CC62 DA22 DA32 4F209 AC03 AD05 AD16 AG08 AG20 NA13 NG02 NH06 NJ09 NK10 4F210 AA04 AA07 AB02 AB03 AE01 AE02 AE10 AG08 AG20 AK03 AR20 QC03 QD31 QG01 QG04 QW06 QW50

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂からなる長尺の発泡体シー
トにおいて、１２０℃における加熱寸法変化が、長手方
向よりも、長手方向に直交する幅方向の方が大きい、熱
可塑性樹脂発泡体シート。
【請求項２】１２０℃における加熱寸法変化が、長手
方向が０〜０．５％であり、幅方向が１．０〜２．５％
である、請求項１に記載の熱可塑性樹脂発泡体シート。
【請求項３】熱可塑性樹脂がポリエチレン系樹脂であ
る、請求項１又は２に記載の熱可塑性樹脂発泡体シー
ト。
【請求項４】熱可塑性樹脂１００重量部及び熱分解型
発泡剤１〜５０重量部を溶融混練してシートに押出し、
シートを架橋した後、加熱発泡するとともに、シートを
押出方向に直交する幅方向に２．５〜５倍に延伸するこ
とを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の
熱可塑性樹脂発泡体シートの製造方法。
【請求項５】請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱
可塑性樹脂発泡体シートの一面を１００〜１４０℃に加
熱した後、加熱面が内側になるように熱可塑性樹脂発泡
シートの幅方向を湾曲させてチューブ状とすることを特
徴とする、保温チューブの製造方法。