JP2003103665A

JP2003103665A - 樹脂被覆フレキシブル管

Info

Publication number: JP2003103665A
Application number: JP2001297901A
Authority: JP
Inventors: Minoru Fujiyoshi; 稔藤吉; Koichi Tanabe; 光一田辺
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のＰＶＣと少なくとも同等の性能、例え
ば柔軟性、耐磨耗性、皮剥ぎ性などを有する熱可塑性樹
脂組成物の層で被覆されたフレキシブル管を提供する。【解決手段】金属管の外周面に、エチレン成分とα，
β−不飽和カルボン酸成分との共重合体のアイオノマー
５〜４０質量％、エチレン・プロピレンゴム３０〜７０
質量％、およびポリプロピレン１０〜５０質量％からな
るベース樹脂１００質量部に対し、金属水和物を５０〜
１２０質量部含有する熱可塑性樹脂被覆層が形成されて
いる樹脂被覆フレキシブル管。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属管の外周面に
熱可塑性樹脂組成物からなる被覆層が形成されたフレキ
シブル管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フレキシブル管は一般に戸建て住宅及び
集合住宅のガスメータ以降の低圧ガス配管部及び水道メ
ータ以降の給水・給湯配管部に多く用いられ、薄肉の金
属管を波付け加工した原管の外周面に、保護及び美観向
上を目的に薄肉の樹脂層が被覆されている。この樹脂層
の多くは柔軟性、難燃性、耐熱性、耐磨耗性、成形性、
皮剥ぎ性に優れ、かつ安価であることにより、ポリ塩化
ビニル（ＰＶＣ）が汎用されている。しかし、ＰＶＣは
ハロゲン系の塩素が含まれているため、焼却時に腐食性
のある塩化水素ガスが発生したり有害なダイオキシンが
発生したりすることが懸念されている。また、埋立てた
場合にＰＶＣに安定剤として使用された鉛系の化合物が
滲出し、環境汚染問題を引起す可能性があることが指摘
されている。

【０００３】そのため、ＰＶＣの代替となり得る被覆用
熱可塑性樹脂組成物の開発が進められている。これには
比較的安価なポリエチレン（ＰＥ）、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体（ＥＶＡ）、またはエチレン−エチルアク
リル酸エステル共重合体（ＥＥＡ）等のベース樹脂に、
難燃剤として金属水和物を配合した樹脂が考えられる。
しかし、ＰＥは柔軟性に劣り、また端末加工などにおい
て保護外被層を小刃などで切り傷を入れ、管体上から保
護外被層を手で引き剥がそうとした場合、外被材（Ｐ
Ｅ）が伸び、引き剥がし難いなど皮剥ぎ性に劣るもので
あった。また、ＥＶＡやＥＥＡは耐熱性、耐磨耗性に劣
るものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
金属管の被覆に使用していたＰＶＣと少なくとも同等の
性能、例えば柔軟性、耐磨耗性、皮剥ぎ性などを有する
熱可塑性樹脂組成物の層で被覆されたフレキシブル管を
提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の各性能
上の要求を同時に満足する樹脂を開発するため鋭意研究
を行った結果、特定のアイオノマー、エチレン・プロピ
レンゴム及びポリプロピレンゴムに金属水和物を所定の
比率で混合した特定の樹脂組成物がその目的に適合する
ことを見出し、この知見に基づき本発明をなすに至っ
た。すなわち本発明は、（１）金属管の外周面に、エチ
レン成分とα，β−不飽和カルボン酸成分との共重合体
のアイオノマー５〜４０質量％、エチレン・プロピレン
ゴム３０〜７０質量％、およびポリプロピレン１０〜５
０質量％からなるベース樹脂１００質量部に対し、金属
水和物を５０〜１２０質量部含有する熱可塑性樹脂被覆
層が形成されていることを特徴とする樹脂被覆フレキシ
ブル管、及び（２）金属水和物が、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、水和珪酸アルミニウム、水和
珪酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、オルト珪
酸アルミニウム及びハイドロタルサイトからなる群から
選ばれた少なくとも１種の金属水和物であることを特徴
とする（１）項記載の樹脂被覆フレキシブル管を提供す
るものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明のフレキシブル管の
一実施態様の拡大断面図である。樹脂被覆フレキシブル
管１は金属管２及び熱可塑性樹脂被覆層３からなり、金
属管２の外周全面に熱可塑性樹脂被覆層３が被覆されて
いる。金属管２としては、例えば薄肉ステンレス鋼（Ｓ
ＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ）製の可と
う管が用いられる。管は容易に曲げ加工を行い易いよう
に波付け加工されていることが好ましい。管径は用途や
使用場所等によって異なるが、例えば、直径５〜５０ｍ
ｍとすることができる。

【０００７】アイオノマー本発明のフレキシブル管に被覆される熱可塑性樹脂組成
物中のベース樹脂中、５〜４０質量％を占めるアイオノ
マーとは、エチレン成分とα，β−不飽和カルボン酸成
分とを有してなる共重合体を金属イオン（例えばＺｎイ
オン、Ｃａイオン）で橋かけ結合したものである。エチ
レン成分の共重合成分としてのα，β−不飽和カルボン
酸としては、例えばメタクリル酸およびジカルボン酸の
モノエステル（例えば、フマル酸モノメチルエステル、
フマル酸モノエチルエステル、マレイン酸モノメチルエ
ステル）が挙げられる。

【０００８】また、α，β−不飽和カルボン酸を交叉結
合（中和）するのに用いる１〜３価の原子価を有する金
属イオンとしては、元素周期律表におけるＩ、II、II
I、IV−ＡおよびVIII族の１〜３価の原子価を有する金
属イオンであって、例えば、Ｋ ⁺、Ｎａ⁺、Ａｇ⁺、Ｃ
ｓ⁺、Ｌｉ⁺、Ｃｕ⁺、Ｈｇ⁺、Ｂｅ⁺、Ｍｇ⁺⁺、Ｓｒ⁺⁺、
Ｃａ ⁺⁺、Ｂａ⁺⁺、Ｃｕ⁺⁺、Ｃｄ⁺⁺、Ｈｇ⁺⁺、Ｐｂ⁺⁺、Ｓ
ｎ⁺⁺、Ｃｏ⁺⁺、Ｎｉ⁺⁺、Ａｌ ⁺⁺、Ｚｎ⁺⁺、Ｓｃ⁺⁺⁺、Ａ
ｌ⁺⁺⁺、Ｆｅ⁺⁺⁺、Ｙ⁺⁺⁺が挙げられる。また、金属イオ
ンによる中和度は、５％以上が好ましく、特に１０〜６
０％が好ましい。ここで云う中和度とは、共重合体に含
まれるカルボン酸金属塩（モル数）のカルボン酸基とカ
ルボン酸金属塩の和（モル数）に対するモル比と定義さ
れ、次のように表示される。Ｍは金属イオンを示す。中和度(モル％)＝〔(ＣＯＯＭ）／{(ＣＯＯＭ)＋(ＣＯ
ＯＨ)}〕×１００本発明においてアイオノマーは、市販品として入手で
き、使用できる。アイオノマーのベース樹脂中の含有率
は通常５〜４０質量％、好ましくは１２〜１７質量％の
範囲内である。アイオノマーの含有率が少な過ぎると得
られる組成物の耐磨耗性や皮剥ぎ性に支障をきたし、多
過ぎると組成物の成形加工性に支障をきたすようにな
る。

【０００９】エチレン・プロピレンゴムベース樹脂中に使用されるエチレン・プロピレンゴムは
金属水和物の高充填化を助け、得られる樹脂組成物の耐
候性、柔軟性を向上させる。このゴムはエチレンとプロ
ピレンのゴム状共重合体であり、エチレン成分含量が通
常４０〜７５質量％程度である。その含有率が少な過ぎ
ると、金属水和物のベース樹脂中への混練作業性が低下
し、また得られる組成物の耐候性、柔軟性の改善の効果
が不十分となる。また含有率が多すぎると得られる組成
物は軟らかくなり過ぎて、耐磨耗性や皮剥ぎ性が低下す
る。従って、含有率は３０〜７０質量％、より好ましく
は４０〜５０質量％の範囲内である。

【００１０】エチレン・プロピレンゴムの重量平均分子
量は１００，０００〜４００，０００が好ましい。エチ
レン、プロピレン以外の第三成分として不飽和基を有す
る繰返し単位を重合体にもたせた三元系のエチレンプロ
ピレン・ターポリマー（ＥＰＤＭ）を用いることもでき
る。この場合、第三成分のジエン類としては、エチリレ
ン、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン等を用いるこ
とができる。

【００１１】ポリプロピレンポリプロピレンは、得られる樹脂組成物に、機械的強度
と耐熱性の向上の目的で配合するもので、ベース樹脂中
の含有率が少なすぎると、得られる組成物の耐磨耗性、
耐高温油性が不十分となる。また、多すぎると多量に配
合すると得られる組成物は柔軟性が劣り皮剥ぎ性が不十
分となる。従って、ベース樹脂中の含有率は１０〜５０
質量％、より好ましくは、２０〜４０質量％の範囲内で
配合するとよい。ポリプロピレンの重量平均分子量は２
００，０００〜３００，０００が好ましい。

【００１２】金属水和物本発明のフレキシブル管に被覆される樹脂組成物では、
上記で規定した含有率からなるベース樹脂１００質量部
に対して、金属水和物を５０〜１２０質量部、好ましく
は７０〜９０質量部配合させる。この金属水和物として
は、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ム、水和珪酸アルミニウム、水和珪酸マグネシウム、塩
基性炭酸マグネシウム、オルト珪酸アルミニウム、ハイ
ドロタルサイトなどの水酸基あるいは、結晶水を有する
金属化合物が挙げられ、これは１種単独でも２種以上組
合せて用いてもよい。また、これらの金属水和物はシラ
ンカップリング剤で表面処理されたものも使用できる。
これらの金属水和物の配合量は、少なすぎると難燃性が
不十分であり、多すぎるとベース樹脂中への均一分散性
（混練性）や押出性が不十分となる。

【００１３】本発明のフレキシブル管に被覆される樹脂
組成物には、ベース樹脂１００質量部に対して、７０質
量部の範囲内で、ポリエチレンのほかエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体等
のエチレン系共重合体やこれらの再生材を単独または２
種以上混合した形態で配合してもよい。また、一般的に
使用されている各種の添加剤、例えば、酸化防止剤、金
属不活性剤、難燃（助）剤、充填剤、滑剤、酸無水物及
びその変性物などを本発明の目的を損なわない範囲で適
宜配合することができる。

【００１４】本発明のフレキシブル管は、管の外周面
に、上記成分からなる熱可塑性樹脂組成物が０．２〜
１．５ｍｍ、好ましくは０．４〜０．９ｍｍの厚さで被
覆されている。被覆方法としては、押し出し被覆が適用
できる。

【００１５】

【実施例】次に本発明を、実施例を挙げて更に詳細に説
明する。表１に本発明の実施例を、表２に本発明に対す
る比較例の組成物の各成分の配合割合を示す。なお、数
量はいずれも質量部で示した。なお、この実施例、比較
例で使用した各原料は以下の通りである。

【００１６】（原料）・ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合
体）：エクソン化学（株）製商品名ビスタロン７５
００・ポリプロピレン：チッソ（株）製商品名チッソポ
リプロＸＦ−７７００・エチレンアイオノマー：三井デュポンポリケミカル
（株）製商品名ハイミラン１７０６・水酸化アルミニウム：昭和電工（株）製商品名ハ
イジライトＨ４２・水酸化マグネシウム：協和化学工業（株）製商品名
キスマ５Ａ・老化防止剤：大内新興（株）製商品名ノクラック
３００・加工助剤：花王（株）製商品名脂肪酸アマイドＳ・顔料：東洋インキ（株）製商品名ＰＥＸ３２３５
ベージュ

【００１７】表１および表２に示した組成の混和物を調
製するため、各成分をバンバリーミキサーに装入し、混
練して、各々の成分組成の混和物を調製した。（社）日
本ガス協会発行のステンレス鋼フレキシブル管標準仕様
書に記載の口径１０Ａの金属管に、各種樹脂被覆材料を
押し出し機により厚さ０．７５ｍｍで押し出し成形によ
り被覆し、以下の試験を行った。試験方法および判定基
準を下記に示す。

【００１８】（試験方法）（ａ）混練性；３Ｌニーダーで混練し、分散性、排出性
の、よいものを○、若干支障があるものを△、悪いもの
を×とした。（ｂ）押し出し性；押し出し機で連続して、均一の厚さ
に押し出せるものを○、均一に押し出せないものを×と
した。（ｃ）ノンハロゲン試験；加熱燃焼−イオンクロマト法
によりＨＣｌ、ＮＯ_２、ＳＯ_２、ＨＢｒガスが検知され
ないものを○、検知されるものを×とした。（ｄ）可とう性試験；仕様書における同試験を原管で実
施すべき規定に対し被覆をかぶせたままの状態で試験を
行い、ＰＶＣ品測定値に対して＋５０％以下のものを
○、＋５０％以上のものを×とした。

【００１９】（ｅ）難燃性；炎口内径１０ｍｍ、炎長４
０ｍｍのブンゼンバーナーの還元炎の上端から、約１０
ｍｍ離れた位置にフレキシブル管を水平に保持したと
き、５秒以上で着火するものを○、５秒以内で着火する
ものを×とした。（ｆ）耐高温油性；仕様書における耐溶液性試験中の耐
高温食用油性試験を実施したとき、被覆の溶融、亀裂、
割れが１０秒以上で認められるものを○、１０秒以内で
認められるものを×とした。

【００２０】（ｇ）耐磨耗性；ＪＩＳＫ７２０４に
準拠し、磨耗輪ＣＳ−１７、試験加重１０００ｇｆ
（９．８Ｎ）で１０００回磨耗して、その磨耗量が１０
０ｍｇ以下を○、１００ｍｇ以上を×とした。この評価
のみ厚さ１ｍｍ、幅１６０ｍｍ、長さ１６０ｍｍにプレ
ス成形したシートを用いて測定を行った。（ｈ）皮剥ぎ性；皮剥きカッター（ＬＯＢＳＴＥＲ製）
を用い、−５℃及び＋４０℃の環境下で８山の剥離テス
トを行ったとき、切り取り及び被覆のねじれがなく破断
面も良好なものを○、実用上問題のあるものを×とし
た。

【００２１】以上の試験の評価を表１および表２に示
す。また、ＰＶＣなどの従来例についても同様の試験を
行った。その試験の評価を表３に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】表１〜３の結果から明らかなように、従来
例のＰＶＣは、ほとんどの試験において良好な結果であ
るが、ハロゲンを含有するため環境面に問題がある。そ
の他の従来例であるＰＥ、ＥＶＡ及びＥＥＡは、ハロゲ
ンを含有せず環境面に優れるが、耐熱性や柔軟性に劣
り、要求性能を満足するフレキシブル管が得られなかっ
た。また、比較例１〜７では、いずれかの成分が本発明
の組成比に合致しない場合には問題があり、要求性能を
満足するフレキシブル管が得られなかった。すなわち、
ＥＰＤＭの配合量が少なすぎる場合（比較例１）は可と
う性に劣り、混練性に問題があり、多すぎる場合（比較
例４）は押し出し性や耐熱性（耐高温油性）、耐磨耗性
及び皮剥ぎ性に劣った。ポリプロピレンの配合量が多す
ぎる場合（比較例２）は可とう性及び皮剥ぎ性に劣っ
た。アイオノマーが配合されていない場合（比較例３）
は耐磨耗性や皮剥ぎ性に劣った。金属水和物が多すぎる
場合（比較例５及び６）は混練性及び押出性に劣った。
また、金属水和物が少なすぎる場合（比較例７）は目的
の難燃性のものが得られなかった。これに対し、本発明
の実施例１〜７では、上記のすべての試験評価項目にお
いて良好であり、目的の要求性能を有するフレキシブル
管が得られた。

【００２６】

【発明の効果】本発明のフレキシブル管は、ノンハロゲ
ン性の樹脂被覆層を有してなり、しかも、従来のＰＶＣ
で被覆したフレキシブル管に匹敵し得る諸特性を全て具
備する。より詳しく言えば、樹脂被覆層形成のための特
性である混練性、押し出し性に優れるので生産性が高
く、そして、得られる樹脂被覆管は柔軟性、耐磨耗性、
耐熱性、耐候性が良好であり、施工時に適宜に、管体上
から樹脂被覆層を容易に引き剥がしできる皮剥ぎ性を具
備している。さらに、延焼防止、有害ガス発生防止など
環境保全の観点からの要求をも満たすものであり、その
実用的価値は極めて大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】樹脂被覆フレキシブル管の拡大断面図である。

【符号の説明】

１樹脂被覆フレキシブル管２金属管３熱可塑性樹脂被覆層

フロントページの続きＦターム(参考） 4F100 AA07B AA08B AA17B AA18B AA19B AB01A AB04 AC10B AK05B AK07 AK70B AK75B BA02 DA11 GB07 JK13 JK16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属管の外周面に、エチレン成分とα，
β−不飽和カルボン酸成分との共重合体のアイオノマー
５〜４０質量％、エチレン・プロピレンゴム３０〜７０
質量％、およびポリプロピレン１０〜５０質量％からな
るベース樹脂１００質量部に対し、金属水和物を５０〜
１２０質量部含有する熱可塑性樹脂被覆層が形成されて
いることを特徴とする樹脂被覆フレキシブル管。
【請求項２】金属水和物が、水酸化アルミニウム、水
酸化マグネシウム、水和珪酸アルミニウム、水和珪酸マ
グネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、オルト珪酸アル
ミニウム及びハイドロタルサイトからなる群から選ばれ
た少なくとも１種の金属水和物であることを特徴とする
請求項１記載の樹脂被覆フレキシブル管。