JP2004082614A - 難燃性樹脂被覆金属管 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス管等に使用される樹脂被覆金属管であって、燃焼時にはハロゲンガス等の有害ガス等を発生することがない難燃性を有し、さらに柔軟性、易切断性、易引抜き性や耐外傷性等を有する難燃性樹脂組成物を被覆した、難燃性樹脂被覆金属管に関するものである。
【解決手段】ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、ポリオルガノシロキサン１〜２５ｗｔ％で表面処理した金属水和物を１５〜１００重量部配合した難燃性樹脂組成物、或いはポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、金属水和物１５〜１００重量部並びにポリオルガノシロキサン２〜４０重量部配合した難燃性樹脂組成物を、金属管に被覆した難燃性樹脂被覆金属管とすることによって、解決される。
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス管等に使用される樹脂被覆金属管であって、特に可撓性に優れまた燃焼時に有害ガス等を発生することがない難燃性樹脂組成物を被覆した金属管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の樹脂被覆金属管としては、ステンレス製のコルゲートパイプからなる可撓性の金属管に、塩化ビニル樹脂やポリエチレンを被覆したものが知られている。ところが、前記塩化ビニル樹脂被覆金属管では、燃焼時に塩化ビニル樹脂からダイオキシンに代表される有害ガスが発生して、環境問題を生じる。また、ポリエチレン被覆金属管の場合には、ポリエチレンが易燃焼性のために建物の内部で使用する場合には問題があるばかりでなく、前記ポリエチレンが硬いことによる可撓性等も問題になっていた。このために、前記ポリエチレンに変えて柔軟性にも優れたエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やエチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）等をベースポリマーとして用い、また難燃性を得るために水酸化マグネシウムに代表される金属水和物を多量に添加していた。しかしながら、多量の前記金属水和物の添加は、樹脂組成物の硬度や曲げ弾性率が増加し柔軟性等を阻害するため、前記金属水和物の添加量を押さえ難燃性の低下分は、他の難燃助剤の添加によって調和をとるようなことも行われている。例えば赤燐の添加であるが、この赤燐の添加は得られる樹脂組成物が着色すると言う問題が生じる。また、本発明のような樹脂被覆金属管の場合は、前記特性の他に易切断性、易引抜き性や耐外傷性等も要求される。このため、これらの特性全てを満足する被覆材料が求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
よって本発明が解決しようとする課題は、ガス管等に使用される樹脂被覆金属管であって、燃焼時にはハロゲンガス等の有害ガス等を発生することがない難燃性を有し、さらに柔軟性、易切断性、易引抜き性や耐外傷性等を有する難燃性樹脂組成物を被覆した、難燃性樹脂被覆金属管に関するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するためには、請求項１に記載されるポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、ポリオルガノシロキサン１〜２５ｗｔ％で表面処理した金属水和物を１５〜１００重量部配合した難燃性樹脂組成物を、金属管に被覆した難燃性樹脂被覆金属管とすることによって、解決される。
【０００５】
また請求項２に記載されるポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、金属水和物１５〜１００重量部並びにポリオルガノシロキサン２〜４０重量部配合した難燃性樹脂組成物を、金属管に被覆した難燃性樹脂被覆金属管とすることによって、解決される。
【０００６】
さらにまた請求項３に記載されるように、前記金属管が、可撓性を有する金属管である難燃性樹脂被覆金属管とすることによって、解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に述べる。請求項１に記載される発明は、請求項１に記載されるポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、ポリオルガノシロキサン１〜２５ｗｔ％で表面処理した金属水和物を１５〜１００重量部配合した難燃性樹脂組成物を、金属管に被覆した難燃性樹脂被覆金属管に関するものであって、このような構成とすることによって、燃焼時にハロゲンガス等の有害ガス等を発生することがない難燃性を有し、さらに柔軟性、易切断性、易引抜き性や耐外傷性等を有する難燃性樹脂組成物を被覆した金属管とすることができる。すなわち、前記難燃性樹脂組成物として、前記金属水和物の添加量を減らして機械的特性等を確保し、ポリオルガノシロキサンの添加によって低下した難燃性を補なおうとするものである。しかしながら、このポリオルガノシロキサンはポリオレフィン系樹脂に大量に添加すると、押出し加工時にこのポリオルガノシロキサンが偏在して、押出成形品に割れが生じることがある。これは、もともとポリオレフィン系樹脂とポリオルガノシロキサンの相溶性が低いために、押出時にポリオルガノシロキサンが、分離するためと思われる。よってその添加量等を十分に考慮する必要があることになる。
【０００８】
まず前記難燃性樹脂組成物のベースポリマーについて述べると、ハロゲンガス等の有害ガスを発生させないためにポリオレフィン系の樹脂を用いるもので、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のエチレン系単独重合体やエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンプロピレン共重合体（ＥＰＤＭ、ＥＰＲ）、エチレンブチルアクリレート共重合体（ＥＢＡ）、エチレンメタアクリレート共重合体（ＥＭＡ）等のエチレン系共重合体が、単独で或いは混合物として用いられる。そして好ましい混合物としては、前記エチレン系共重合体どうしの混合物９０〜９７重量部に前記ＰＰを３〜１０重量部混合した混合物とするのが良い。そして、この混合物を１００重量部として、これに難燃剤等が添加されるものである。またより好ましい混合物としては、前記ＥＶＡと前記ＥＥＡを、４０〜６０：６０〜４０重量部混合した混合物に、前記ＰＰを配合するものである。このような混合物は、本発明が目的とする柔軟性（可撓性）、易切断性、易引抜き性並びに耐外傷性が目的とするものを得ることができる。すなわち、前記ＥＶＡ量が４０重量部以上６０重量部以下の範囲にあると、この混合物は好ましいものとなる。さらに、前記ＰＰの配合量が、３重量部未満であると、１６０℃の油に１０秒間浸漬したときに、シース割れが生じ、また１０重量部を越えると、シース切断後のシース引抜き性が悪くなり、実用上好ましくない。よって、前述のベースポリマー混合物は、最も好ましいものである。
【０００９】
また、前記ベースポリマーに配合される難燃剤である金属水和物は、柔軟性（可撓性）等の機械的特性を考慮して、前記ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して極力少ない添加量でその効果が発揮できる量とするものとするため、本発明においては、１５〜１００重量部の範囲とする。これは、１５重量部未満の添加では目的とする難燃性が得られず、また１００重量部を越えて添加すると、前記機械的特性特に引張り強度や伸び等が低下し硬度が上昇して、柔軟性（可撓性）が悪くなるので好ましくない。そして前記金属水和物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム等があるが、水酸化マグネシウムが好ましく用いられる。このような水酸化マグネシウムの具体例としては、協和化学社のキスマ５Ａを挙げることができる。また、前記金属水和物は、前記ベースポリマーであるポリオレフィン系樹脂との分散性を良くするために、脂肪酸やシランカップリング剤、チタネートカップリング剤等による表面処理を施すことは好ましいことである。
【００１０】
つぎに、前記金属水和物の難燃助剤として添加されるポリオルガノシロキサンについて述べると、このようなポリオルガノシロキサンとしては、ジメチルシロキサン、ジフェニルシロキサン等からなるポリジオルガノシロキサンの高重合体として用いられる。そして、ここでの高重合度とは、粘度が５００ｃｓｔ以上のものがよく、またこのポリオルガノシロキサンには微粉末シリカを混合したものでも良い。さらに、前記の表面処理（担持、含浸を含む）の方法としては、ヘンシェルミキサー、ボールミル等による混練によって行うことができる。そして、前述したように難燃性樹脂組成物を押出成形したときにベースポリマーから分離し、押出しシーム部に割れ等を生じないような処理量とする必要がある。このため、ポリオルガノシロキサンは１〜２５ｗｔ％の範囲で表面処理（坦持、含浸）した金属水和物の形で用いるものである。このようにすることによって、ベースポリマーとのなじみ性が向上され、押出し時に分離し、シーム割れを生じないようにすることができる。すなわち、処理量が１ｗｔ％未満であると難燃性が得られず、また２５ｗｔ％を越えて添加すると、シーム部の割れの問題が生じる可能性が高くなるので、前記の表面処理量の範囲とすべきである。
【００１１】
また、前記に変えて請求項２に記載される発明のように、前記ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、金属水和物１５〜１００重量部並びにポリオルガノシロキサンを２〜４０重量部配合した難燃性樹脂組成物を、金属管に被覆した難燃性樹脂被覆金属管とすることによっても、前述のものと同様の効果を有する前記樹脂被覆金属管が得られるが、この本発明によると、さらに前記難燃性樹脂組成物を一度に製造できることになり、製造上好ましい利点が加わることになる。ただし、この遣り方の場合にはポリオルガノシロキサンの分離の問題があるので、添加量を少なめにするか、前処理として高濃度に前記ポリオルガノシロキサンを前記樹脂中に分散させながら、さらに混練（分散）させたものとすべきである。また、ポリオルガノシロキサンが２重量部未満であると難燃性が十分でなく、さらに４０重量部を越えて添加すると、押出し加工時に前記ポリオルガノシロキサンがシーム部に集中して、シーム割れの原因となるので、前記添加量の範囲内とすべきである。さらに、前記金属水和物の添加量が１５重量部未満であると十分な難燃性が得られず、また１００重量部を越えて添加すると、耐外傷性が劣化するので好ましくない。
【００１２】
さらにまた請求項３に記載されるように、前記金属管が、可撓性を有する難燃性樹脂被覆金属管とすることは好ましいことである。もちろんこれに限定されるものではないが、ガス管などに用いる場合には特に好ましい。すなわち、金属管がコルゲートパイプからなるような場合である。これはステンレステープ等を周壁の断面形状が波型となったパイプである。このパイプは優れた可撓性を有するもので、この上に前記難燃性樹脂組成物が押出等によって、通常は表面が平坦に被覆されて、難燃性樹脂被覆金属管が得られる。このようにして成形された難燃性樹脂被覆金属管は、前述のように難燃性、柔軟性（可撓性）を有すると共に、易切断性、易引抜き性等の作業性にも優れ、また耐外傷性に関してもにも何ら問題を生じないものである。
【００１３】
なお以上のような難燃性樹脂組成物には、加工性を向上させるためにステアリン酸等の加工向上剤を、前記ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．１〜１重量部添加することが好ましい。また、老化防止剤、ヒンダードアミン系の紫外線吸収剤、銅害防止剤や顔料を必要量添加してもかまわない。さらにポリ燐酸化合物、ヒドロキシ錫酸亜鉛等を難燃助剤として、前記ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して１〜１０重量部添加することができる。さらには、エルカ酸アミド等の滑剤を、前記ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、０．５〜５重量部を添加することができる。
【００１４】
このような本発明による難燃性樹脂組成物を被覆した金属管は、難燃性に関しては、燃焼時には有害ガスを発生することがなく、樹脂被覆金属管を垂直に立て、これにバーナを４５度に傾けて炎を５秒間あて、炎を離した後５秒以内に自己消火するような難燃性のものが得られ、また柔軟性に関してはショアＤ硬度が５０以下のような柔軟なものであり、また皮むき作業等に関係する易切断性に関しては、シースカッターを用いて前記樹脂被覆を１回転で切断できるものであり、易引抜き性に関しては、前記被覆を切断し、これを温度−５℃と２３℃並びに４０℃において、手で引抜きを行い容易に引抜けるようなものである。さらに耐外傷性についても、十分なものである。このように、本発明によれば柔軟性（可撓性）等に優れ、機械的特性も良好な作業性に優れた、難燃性の樹脂被覆金属管を得ることができる。
【００１５】
【実施例】
以下に実施例を示して、本発明の効果を明らかにする。表１に記載される各種難燃性樹脂組成物を、外径２０ｍｍのステンレス製コルゲート管上に、内部凸起を含め０．７５ｍｍ厚に押出し被覆して、各種難燃性樹脂組成物を被覆した金属管を作製した。ついで、以下の試験を行って効果を確認した。まず、前記押出し樹脂被覆のシーム部を光学顕微鏡で観察して、シーム部における割れの発生状況を確認した。結果を、割れの有無で表記した。つぎに、柔軟性（可撓性）については、ショアＤ硬度が５０以下のものを合格とした。また切断性は、市販のシースカッターを用いて前記樹脂被覆を１回の回転で切断できるものを合格とした。さらに引抜き性については、前記被覆に切断のための傷を付けこれを温度−５℃と２３℃並びに４０℃において、手で引抜きを行い、容易に引抜けるものを合格とした。また耐外傷性については、内径４０ｍｍで１８０°曲げ、爪でこすって傷の有無を確認して、評価した。さらに難燃性については、前記得られた樹脂被覆金属管を垂直に立て、これにバーナを４５度に傾けて炎を５秒間あて、炎を離した後５秒以内に自己消火したものを、合格とした。なお、表１における各難燃性樹脂組成物の配合組成を示す数値は、重量部である。さらに、比較のために比較例１〜８に示す各種難燃性樹脂被覆金属管を用意し、前記実施例と全く同様の試験を行なって評価した。結果は、表１に示した。
【００１６】
【表１】

【００１７】
表１から明らかな如く、実施例１〜１５に示される難燃性樹脂被覆金属管は、前記の試験項目の全てに合格する優れたものであることがわかる。すなわち、前記難燃性樹脂組成物の均一な分散性の目安となる、押出し被覆のシーム部における割れの発生は、全く見られなかった。また、前記難燃性樹脂組成物の機械的特性に関する、可撓性（柔軟性）、切断性および引抜き性は全て合格で、作業性等に関して何ら問題のないものであった。また難燃性に関しても、実施例の組成範囲のものは自己消火性を有するものであった。さらに耐外傷性についても、全ての実施例のものは合格であった。
【００１８】
これに対して比較例１〜８に示したものは、表２から明らかな如く全ての項目に合格又は好ましい結果を示すものではなく、いずれかの項目で問題があるものであった。すなわち、比較例２、３、６および８のものは、難燃性並びにシーム割れに関して不合格であった。これは難燃性に関しては、難燃剤（金属水和物）並びに難燃助剤（ポリオルガノシロキサン）ともに不足であることを示しており、シーム割れに関しては、ポリオルガノシロキサン量が多すぎて、偏析を生じているためである。その他に可撓性（柔軟性）、切断性、引抜き性や耐外傷性に関しても、比較例１、４、５および７のような難燃剤である金属水和物の量が多くなると、不合格となることがわかる。このように、本発明範囲を外れた難燃性樹脂組成物を用いた樹脂被覆管は、いずれかの項目に問題があり、好ましくないものであった。
【００１９】
【表２】

【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、ポリオルガノシロキサン１〜２５ｗｔ％で表面処理（坦持、含浸を含む）した金属水和物を１５〜１００重量部配合した難燃性樹脂組成物を、金属管に被覆した難燃性樹脂組成物被覆金属管とすることによって、ポリオルガノシロキサンを使用する場合の問題点を解決でき、ベースポリマーとのなじみ性が向上され、押出し時に分離し、シーム割れを生じないようにすることができる。また、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、金属水和物１５〜１００重量部並びにポリオルガノシロキサン２〜４０重量部配合した難燃性樹脂組成物を、金属管に被覆した難燃性樹脂組成物被覆金属管とすることによって、前記と同様にポリオルガノシロキサンをシーム割れ等の問題を生じないように利用できるので、ガス管等に使用される樹脂被覆金属管として、燃焼時にハロゲンガス等の有害ガス等を発生することがない難燃性を有し、さらに柔軟性、易切断性、易引抜き性や耐外傷性等を有する難燃性樹脂組成物被覆金属管を製造することが可能になる。
【００２１】
さらにまた、前記金属管が可撓性を有する金属管である難燃性樹脂組成物被覆金属管とすることによって、ガス管等のように柔軟性、可撓性を要求される用途にも十分対応でき、その難燃性に関しても燃焼時には有害ガスを発生することがなく、自己消化性を有する難燃性のものが得られ、また柔軟性に関してはショアＤ硬度が５０以下の柔軟性のものであり、また皮むき作業等における切断性や引抜き性に関しても、十分実用上問題がない優れたものであり、さらにまた耐外傷性に関しても、爪で引っかく程度では全く傷がつかないものである。このように、本発明によれば柔軟性（可撓性）等に優れた難燃性の樹脂組成物を被覆した金属管を得ることができることになる。

Claims (3)

1. ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、ポリオルガノシロキサン１〜２５ｗｔ％で表面処理した金属水和物を１５〜１００重量部配合した難燃性樹脂組成物を、金属管に被覆したことを特徴とする難燃性樹脂被覆金属管。
2. ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対し、金属水和物１５〜１００重量部並びにポリオルガノシロキサン２〜４０重量部配合した難燃性樹脂組成物を、金属管に被覆したことを特徴とする、難燃性樹脂被覆金属管。
3. 前記金属管が、可撓性を有する金属管であることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載の難燃性樹脂被覆金属管。