JP2007283733A - 塩化ビニル系樹脂発泡管、その製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、連続気泡が少なく、均質な気泡を有する塩化ビニル系樹脂発泡層と実質的に非発泡構造の塩化ビニル系樹脂が積層されており、継手等との接合の際に両層の間に水が入り込まない、断熱効果、結露防止効果等に優れた塩化ビニル系樹脂発泡管を提供する。
【解決手段】 内面スキン層と外面スキン層の間に発泡層が形成されてなる、押出成形された塩化ビニル系樹脂発泡管であって、内面スキン層は厚さ０．０５〜０．６ｍｍで実質的に非発泡構造であり、外面スキン層は厚さ０．２〜１．５ｍｍで実質的に非発泡構造であり、又、発泡層の気泡は押出方向に平行な方向に実質的に連通しておらず、押出方向に垂直方向断面の平均セル径が３０〜１５０μｍであり、発泡層の発泡倍率は２〜５倍であることを特徴とする塩化ビニル系樹脂発泡管。
【選択図】 図１

Description

本発明は、塩化ビニル系樹脂発泡管、その製造装置及び製造方法に関する。

従来、建物配管、埋設管等の結露防止、凍結防止、消音等をはかるためには熱可塑性樹脂発泡体からなる断熱カバー材を建物配管、埋設管等に被着することが行われていたが、この熱可塑性樹脂発泡体からなる断熱カバー材を建物配管、埋設管等に被着するには、現場施工の際に建物管体、埋設管等の外側に被着する工程が必要であり作業性が悪かった。

この欠点を改良するため、塩化ビニル系樹脂からなるパイプ本体の外周面に、塩化ビニル系樹脂発泡体からなる被覆層が設けられた複合パイプであって、該被覆層が、発泡された内層部とその外周に形成された実質的に非発泡の表層部とからなり、且つ内層部と表層部とが一体的に形成されてなることを特徴とする複合パイプが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平０９−２２２１８５号公報

しかしながら、上記複合パイプは、内層のパイプ本体を成形した後に、その外側に塩化ビニル系樹脂発泡体を被覆しているため、パイプ本体と塩化ビニル系樹脂発泡体の界面強度が小さく、剥離してしまうという問題があった。又、パイプ本体と塩化ビニル系樹脂発泡体の二層押出となるため、必然的にパイプ本体と塩化ビニル系樹脂発泡体界面に水道（みずみち）が発生し継手との接合の際にパイプ本体と塩化ビニル系樹脂発泡体の界面に水が入り込み、断熱効果や結露防止効果が低下してしまうという問題があった。

塩化ビニル系樹脂発泡体は、塩化ビニル系樹脂の特徴である優れた機械的強度、耐候性、耐薬品性と、他のプラスチック材料と比較しても安価であり且つ軽量であることから建築部材、管工機材、住宅資材等への応用が期待されており、又、近年環境問題という観点から、使用された塩化ビニル系樹脂製品や、製造中に発生する廃材等をリサイクル樹脂として回収し、製品として再生利用を行っている。

前記塩化ビニル系樹脂発泡体は化学発泡剤や物理的発泡剤を用いて製造されている。一般に、化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、スルフォニルヒドラジド等の熱分解型有機発泡剤や、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等の熱分解型無機発泡剤が広く用いられている。

しかし、熱分解型有機発泡剤は、塩化ビニル系樹脂中に含まれる安定剤等の配合剤中に含まれる金属成分の種類によって発泡剤の分解挙動が異なってしまい、得られる発泡体が不均一なものとなってしまう問題がある。例えば、鉛系の安定剤が存在すると、発泡剤の分解が促進され発泡倍率が大きくなる傾向にあるのに対し、錫系の安定剤が存在すると、逆に発泡剤の分解が遅くなり発泡倍率が小さくなる傾向にある。

更に、リサイクルの塩化ビニル系樹脂を用いた場合には、樹脂中に鉛安定剤と錫安定剤が混在していると、発泡時の倍率や肉厚の変動が大きくなり均一な押出成形が困難となる。又、リサイクル樹脂中には不純物が多く含まれている可能性があり、これらも均一成形を阻害する要因となりうる。しかも、リサイクル樹脂は、ゲル化特性や溶融粘度挙動が一定ではなく、ゲル化が不十分な場合は、発泡が不均一となってしまう問題がある。

一方、熱分解型無機発泡剤は熱分解型有機発泡剤に比べて分解量が少ないために発泡剤の添加量を多くする必要があり、その結果、コストが高くなる、発泡剤の分解速度が緩やかで、連続気泡になりやすい等の欠点があった。

又、化学発泡剤を使用すると、発泡体中に残存する発泡剤の分解残留物のために、成形機の汚れ及びプレートアウトとして一般的に知られている金型への付着物による成形不良が発生し長期間製品を製造することができないという問題があった。

これに対し、物理的発泡法であるガス発泡法は、成形機で樹脂を溶融したところに、ブタン、ペンタン、ジクロロジフロロメタン等の低沸点有機化合物を供給し、混練した後、低圧域に放出することにより発泡成形する方法である。この方法に用いられる低沸点有機化合物は、樹脂に対して親和性があるため溶解性に優れ、又、保持性にも優れていることから、高倍率発泡体を得ることができるという特徴を持っている。しかしながら、これらの発泡剤は、コストが高いことに加え、可燃性や毒性等の危険性を有しており、大気汚染の問題を生じる可能性を持っている。又、ジクロロジフロロメタン等のフロン系ガスはオゾン層破壊の環境問題から全廃の方向へ進んでいる。

本発明の目的は、上記欠点に鑑み、連続気泡が少なく、均質な気泡を有する塩化ビニル系樹脂発泡層と実質的に非発泡構造の塩化ビニル系樹脂が積層されており、継手等との接合の際に両層の間に水が入り込まない、断熱効果、結露防止効果等に優れた塩化ビニル系樹脂発泡管を提供することにある。

又、本発明の異なる目的は、上記塩化ビニル系樹脂発泡管を環境問題に対応したクリーンでコストがかからない炭酸ガス、窒素等の不活性ガスを発泡剤として用いて、成形時に金型のロングラン性を損なうことなく製造しうる製造装置及び製造方法を提供することにある。

請求項１記載の塩化ビニル系樹脂発泡管は、内面スキン層と外面スキン層の間に発泡層が形成されてなる、押出成形された塩化ビニル系樹脂発泡管であって、内面スキン層は厚さ０．０５〜０．６ｍｍで実質的に非発泡構造であり、外面スキン層は厚さ０．２〜１．５ｍｍで実質的に非発泡構造であり、又、発泡層の気泡は押出方向に平行な方向に実質的に連通しておらず、押出方向に垂直方向断面の平均セル径が３０〜１５０μｍであり、発泡層の発泡倍率は２〜５倍であることを特徴とする。

本発明で用いられる塩化ビニル系樹脂は、塩化ビニルモノマー単独、又は塩化ビニルを主成分とするビニルモノマーを重合させて得られる樹脂及びその塩素化物である。塩化ビニルを主成分とするモノマーとは、５０重量％以上の塩化ビニルとこれと共重合可能なビニルモノマーとの混合物を意味し、共重合可能なモノマーとは、通常公知のビニルモノマーであって、例えば、酢酸ビニル、アルキル（メタ）アクリレート、アルキルビニルエーテル、エチレン、フッ化ビニル、マレイミドなどが挙げられ、これらの少なくとも一種が使用できる。上記塩化ビニル系樹脂中のポリ塩化ビニルの重合度及び塩素化度は特に限定されない。

上記塩化ビニル系樹脂としてリサイクル塩化ビニル系樹脂を用いてもよい。リサイクル塩化ビニル系樹脂とは、バージンの塩化ビニル系樹脂の成形品であって、一度使用された後市中から回収された成形品を粉砕したものの他、工場内での成形品の端材や、成形スタート時、ストップ時又はトラブル時等に発生するスクラップを粉砕したもの等の再生利用する塩化ビニル系樹脂のことをいう。

リサイクル塩化ビニル系樹脂は単独で用いられてもよいが、成形安定性をより改善するために、バージンの塩化ビニル系樹脂５０〜０重量％とリサイクル塩化ビニル系樹脂５０〜１００重量％が併用されるのが好ましい。

上記塩化ビニル系樹脂には、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、安定剤、安定化助剤、滑剤、加工助剤、衝撃改質剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、充填剤、顔料、可塑剤などの添加剤が添加されてもよい。

図１は本発明の塩化ビニル系樹脂発泡管の一例を示す断面図である。図中１は内面スキン層であり、２は外面スキン層であり、内面スキン層１と外面スキン層２の間に発泡層３が形成されている。

内面スキン層１は厚さ０．０５〜０．６ｍｍで実質的に非発泡構造であり、外面スキン層２は厚さ０．２〜１．５ｍｍで実質的に非発泡構造である。内面スキン層１及び外面スキン層２における実質的に非発泡構造とは、完全な無発泡状態のものから、硬度が高く吸水が起こり難くなる、いわゆる低発泡倍率のものを指す。又、内面スキン層１及び外面スキン層２と発泡層３の間には、確実な境界が形成されていなくてもよく、発泡層３から内面スキン層１及び外面スキン層２にかけて発泡倍率が順次変化するような連続構造であってもよい

内面スキン層１の厚さは、０．０５ｍｍ未満であると、管内面の平滑性が悪くなり、０．６ｍｍよりも大きいと、管の肉厚内で内面スキン層厚みの占める部分が大きくなり、発泡倍率の低下や管の肉厚が大きくなるため重量の増加などの問題が生じるので０．０５〜０．６ｍｍである。

外面スキン層２の厚さは、０．２ｍｍ未満であると、管自体の強度と表皮層の表面強度が小さくなり、１．５ｍｍよりも大きいと、管の肉厚内で外面スキン層厚みの占める部分が大きくなり、発泡倍率の低下や管の肉厚が大きくなるため重量の増加などの問題が生じるので、０．２〜１．５ｍｍである。。

発泡層３の気泡は、押出方向に平行な方向に連通している場合、継手とパイプ管に水が浸透し、水漏れの問題などが生じるので押出方向に平行な方向に実質的に連通しておらず、押出方向に垂直方向断面の平均セル径が３０〜１５０μｍであり、発泡層の発泡倍率は２倍未満であると断熱性能や結露防止性能が低下し、５倍より大きくなると管自体の強度が低下してしまうなどの問題が生じるので２〜５倍である。

本発明の塩化ビニル系樹脂発泡管の構成は上述の通りであり、断熱性、結露防止性等が優れており、断熱用途又は結露防止排水用途に好適に使用される。

請求項１記載の塩化ビニル系樹脂発泡管は押出成形されるが、押出成形する製造装置としては従来公知の任意の押出機が使用可能である。しかし、上記塩化ビニル系樹脂発泡管は発泡剤として不活性ガスを用いて発泡されるのが好ましいので請求項４記載の製造装置が好ましい。

即ち、請求項４記載の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造装置は、不活性ガス供給装置が接続されている押出機と押出機先端に接続された押出金型よりなり、押出金型の先端部に、押出された溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の外径を規制すると共に急冷するための外面冷却ランドと、外面冷却ランドの溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の押出方向下流端の位置に、押出された溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の内径を規制すると共に急冷するための内面冷却部が設置されていることを特徴とする。

次に、本発明の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造装置を図面を参照して説明する。図２は本発明の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造装置の一例を示す断面図であり、図３は図２の製造装置の金型及び冷却水槽部分の拡大断面図であり、図４は図２の製造装置の金型部分の拡大断面図である。

図中４は押出機であり、シリンダー４１と、シリンダー４１内に設置された、塩化ビニル系樹脂と不活性ガスを溶融混練するためのスクリュー４２からなる。シリンダー４１の後端部付近に塩化ビニル系樹脂を供給するための原料ホッパー４３が設置され、中途部に不活性ガス供給装置４４が接続されている。

不活性ガス供給装置４４は、不活性ガスボンベ４４１と、定量ポンプ４４２と、定量ポンプ４４２からの不活性ガスの圧力を調整するための減圧弁４４３と、シリンダー４１に設置された不活性ガス注入口４４４とこれらを接続する配管４４５から構成されており、不活性ガスボンベ４４１内の不活性ガスが定量ポンプ４４２のポンプ動作と減圧弁４４３により圧力調整され、押出機４に設けられたガス注入口４４４に配管４４５を通して、押出機１に定量供給されるようになされている。

尚、押出機４に供給する不活性ガスの供給量は、定量ポンプ４４２により一定量供給するのが好ましいが、押出量や発泡倍率に応じて適宜調節される。不活性ガスの供給については、押出機４中に塩化ビニル系樹脂の未充満部分などの圧力開放部を設け、そこへ供給するようにしてもよいし、樹脂圧力より高いガス圧力で強制的に供給するようにしてもよい。

又、押出機４内での不活性ガスのシールをシリンダ内で形成する方法としては、上流側の粉体シールについては、粉体樹脂を充満できるシール構造であれば問題ないが、確実に塩化ビニル系樹脂を充満でき、ガスがホッパーへ噴き戻らない押出方向に対して逆フライト構造が好ましい。下流側の溶融樹脂シールについては、通常のスクリュによる樹脂の溶融により容易に形成できる。

押出機４（シリンダー４１）の先端に押出金型５が接続され、その前方に冷却装置６及び引取機７が順次設置されている。押出金型５は、外径ランド５１内にコア５２がブリッジ３３により一体的に固定されて樹脂通路５３が形成されている。

外径ランド５１の下流側には、押出された溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の外径を規制すると共に急冷するための外面冷却ランド８が断熱材１０を介して設置されている。外面冷却ランド８は内部が中空になされており、冷媒が循環されるようになされている。

コア５２の下流側であって、外面冷却ランド８の溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の押出方向下流端の位置に、押出された溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の内径を規制すると共に急冷するための内面冷却部９が断熱材１１を介して設置されている。内面冷却部９は内部が中空になされており、冷媒が循環されるようになされている。尚、９１は、コア５２内を通って内面冷却部９に連通しており、内面冷却部９に冷媒を供給するための貫通孔である。

内面冷却部９は、コア５２よりも小さい外径の縮径部９２と溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の内径を規制する拡径部９３よりなり、拡径部９３の外表面が押出された溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の内径を規制する面である。縮径部９２がコア５２の先端に断熱材１１を介して接続されており、外面冷却ランド部８と縮径部９２のクリアランスが外径ランド５１とコア５２のクリアランスの２倍以上になされている。即ち、外面冷却ランド部８と縮径部９２のクリアランスをｔ、外径ランド５１とコア５２のクリアランスをＴとすると、ｔ／Ｔ≧２である。

外面冷却ランド部８と縮径部９２のクリアランスが外径ランド５１とコア５２のクリアランスの２倍未満のクリアランス寸法である場合、非常に大きな発泡力が溶融塩化ビニル系樹脂に発生するため、外面冷却ランド８と内面冷却部９３の間に溶融塩化ビニル系樹脂が詰まって流動しなくなるような問題や引取機の力により無理な力で引き取ったための塩化ビニル系樹脂発泡管の外観の悪化問題が発生することがある。

外面冷却ランド８及び内面冷却部９の材質は、熱伝導がよく、溶融塩化ビニル系樹脂の熱で変形しないようなものであれば、特に限定されないが、通常は、軽量であるアルミニウム系の材質や、錆に強いステンレス等が使用される。又、上記冷媒としては、従来公知の任意の冷媒が使用可能であり、例えば、水、オイル、空気等が挙げられ、冷媒の温度は１５０℃以下が塩化ビニル系樹脂発泡管の表面を平滑に形成することができるので好ましい。

上記断熱材１０、１１は、外面冷却ランド部８と外径ランド５１及び内面冷却部９３とコア５２を熱的に分割し、相互の温度条件に直接的な影響を与えることがないようにするために設けられる。断熱材１０、１１の材質は、金型の一部を形成するので、高温強度が要求され、窒化アルミニウム、ジルコニア加工品など高強度で、断熱性、耐圧性の断熱材であることが好ましく、特に、ジルコニア加工品が好適で、使用肉厚は目的にもよるが、一般に１０〜２０ｍｍが好ましい。理由は、熱伝導率（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）が炭素鋼版４７、アルミニウム１７５、鋼鉄３２０であるのに対し、ジルコニア加工品は２．５２で、硬度が１３００ｋｇ／ｍｍ² であり、強度的に金属と同等で、熱伝導率が鋼鉄の約１／１８であるからである。

図中６は、押出された塩化ビニル系樹脂発泡管を冷却するための冷却装置であり、押出金型５側内側に押出された塩化ビニル系樹脂発泡管の形を整えるためのフォーミグ６１が設置されている。又、冷却装置６の下流側に押出された塩化ビニル系樹脂発泡管を引取るための引取り装置７が設置されている。

請求項１〜３のいずれか１項記載の塩化ビニル系樹脂発泡管は上記塩化ビニル系樹脂発泡管の製造装置を使用することで好適に製造することができる。即ち請求項６記載の請求項１〜３のいずれか１項記載の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造方法は、請求項４又は５記載の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造装置に、塩化ビニル系樹脂組成物１００重量部及び不活性ガス０．１〜３重量部を供給して押出成形することを特徴とする。

上記塩化ビニル系樹脂組成物は、前述の塩化ビニル系樹脂又は塩化ビニル系樹脂と添加物との組成物である。

又、不活性ガスとしては、例えば、二酸化炭素、窒素、アルゴン、ヘリウム等が挙げられ、これらは単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。発泡剤として不活性ガスを用いると、塩化ビニル系樹脂中に含まれる安定剤等の添加剤、特に添加剤中の金属成分の影響をほとんど受けずに、一定の発泡倍率で発泡し、肉厚の安定した均一な塩化ビニル系樹脂発泡管が得られる。また、不活性ガスが塩化ビニル系樹脂に溶解すると、塩化ビニル系樹脂に対して可塑化効果を示すためゲル化し易くなり、押出挙動が安定する。

不活性ガスの添加量は、所望の発泡倍率を得る為に適宜調節されるが、添加量が少なすぎると、軽量化やコストダウンの効果、断熱性等の効果を十分に発揮できず、逆に添加量が多過ぎると、破泡や連通化、不均一発泡といった成形上の不具合や、力学物性の低下等を招き好ましくない。従って、添加量としては塩化ビニル系樹脂組成物１００重量部に対して０．１〜３重量部であり、好ましくは０．３〜１重量部である。

図２〜４に示した製造装置において、原料ホッパー４３からシリンダー４１に塩化ビニル系樹脂組成物を供給し、不活性ガス供給装置４４から不活性ガスをシリンダー４１の中途部に供給しながら、スクリュウー４２を回転して塩化ビニル系樹脂組成物を溶融押出する。

溶融され不活性ガスが混練された塩化ビニル系樹脂組成物は、樹脂通路５３を通って押出金型５から溶融塩化ビニル系樹脂管として押出される。この際に、溶融塩化ビニル系樹脂管は内面冷却部９の縮径部９２の周囲で発泡し、溶融塩化ビニル系樹脂発泡管となり、内面冷却部９により溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の内径が規制されると共に急冷されて内面スキン層１が形成される。

又、溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の外面は、外面冷却ランド８により外径が規制されると共に急冷されて外面スキン層３が形成される。こうして得られた塩化ビニル系樹脂発泡管は、フォーミグ６１により更に外形が整形されると共に冷却装置６により冷却され、引取り装置７により引取られて塩化ビニル系樹脂発泡管が製造される。

鉛系安定剤や錫系安定剤といった異なった種類の安定剤が含まれるリサイクル塩化ビニル系樹脂を用いて塩化ビニル系樹脂発泡管を製造する場合でも、二酸化炭素や窒素等の不活性ガスにより物理的に樹脂を発泡させるので、リサイクル塩化ビニル系樹脂中に含まれる不純物や安定剤種類等の作用を受けて発泡挙動が変化することもなく、均一な発泡成形が可能となる。又、二酸化炭素や窒素等の不活性ガスが塩化ビニル系樹脂に溶解すると、塩化ビニル系樹脂に対して可塑化効果を示すためゲル化し易くなり、均一押出が容易になる。

本発明の塩化ビニル系樹脂発泡管の構成は上述の通りであり、連続気泡が少なく、均質な気泡を有する塩化ビニル系樹脂発泡層と実質的に非発泡構造の塩化ビニル系樹脂が積層されており、継手等との接合の際に両層の間に水が入り込まず、断熱効果、結露防止効果等が優れている。

本発明の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造装置及び製造方法の構成は上述の通りであり、上記塩化ビニル系樹脂発泡管を環境問題に対応したクリーンでコストがかからない炭酸ガス、窒素等の不活性ガスを発泡剤として用いて、成形時に金型のロングラン性を損なうことなく製造することができる。

次に、本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

塩化ビニル系樹脂
（１）塩化ビニル系樹脂Ａ；バージンの塩化ビニル樹脂（徳山積水工業社製：商品名「ＴＳ１０００Ｒ」重合度１０５０）
（２）塩化ビニル系樹脂Ｂ；鉛系安定剤が混入された下水用塩化ビニル管のリサイクル塩化ビニル樹脂粉砕品（重合度約１０００）。上記下水用塩化ビニル管を粉砕機で粉砕し、φ５ｍｍのスクリーンを通過させたもの。
（３）塩化ビニル系樹脂Ｃ；錫系安定剤が混入された水道用塩化ビニル管のリサイクル塩化ビニル樹脂粉砕品（重合度約１０００）。上記水道用塩化ビニル管を粉砕機で粉砕し、φ５ｍｍのスクリーンを通過させたもの。

（実施例１）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部、鉛系熱安定剤（品川化工社製、商品名「ＳＡＫ−ＮＳ」）２．０重量部、ポリエチレン系ワックス（三井化学社製、商品名「Ｈｉｗａｘ２２０ＭＰ」）０．５重量部、アクリル系加工助剤（三菱レイヨン社製、商品名「メタブレンＰ−５３０Ａ」）２．０重量部、エステル系ワックス（コグニスジャパン社製、商品名「ＶＰＮ９６３」）０．７重量部、炭酸カルシウム（白石工業社製、商品名「白艶華ＣＣＲ」）３．０重量部及び顔料０．５重量部をヘンシェルミキサーに供給し混合して塩化ビニル系樹脂組成物を得た。

得られた塩化ビニル系樹脂組成物を図２〜４に示した製造装置に供給して押出成形して塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。尚、押出機はプラスチック工学研究所社製、商品名「ＢＴ−５０」であり、不活性ガスとしては炭酸ガスを塩化ビニル系樹脂組成物１００重量部に対し０．５重量部供給した。押出条件は押出量２０ｋｇ／ｈ、回転数２０ｒｐｍであった。

（実施例２）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部に代えて、塩化ビニル系樹脂Ａ５０重量部と塩化ビニル系樹脂Ｂ５０重量部を使用した以外は実施例１で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂組成物を得、塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（実施例３）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部に代えて、塩化ビニル系樹脂Ａ５０重量部と塩化ビニル系樹脂Ｃ５０重量部を使用した以外は実施例１で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂組成物を得、塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（実施例４）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部に代えて、塩化ビニル系樹脂Ａ４０重量部、塩化ビニル系樹脂Ｂ３０重量部及び塩化ビニル系樹脂Ｃ３０重量部を使用した以外は実施例１で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂組成物を得、塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（比較例１）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部、鉛系熱安定剤（品川化工社製、商品名「ＳＡＫ−ＮＳ」）２．０重量部、ポリエチレン系ワックス（三井化学社製、商品名「Ｈｉｗａｘ２２０ＭＰ」）０．５重量部、アクリル系加工助剤（三菱レイヨン社製、商品名「メタブレンＰ−５３０Ａ」）２．０重量部、エステル系ワックス（コグニスジャパン社製、商品名「ＶＰＮ９６３」）０．７重量部、炭酸カルシウム（白石工業社製、商品名「白艶華ＣＣＲ」）３．０重量部、顔料０．５重量部及びアゾジカルボンアミド０．５重量部をヘンシェルミキサーに供給し混合して塩化ビニル系樹脂組成物を得た。得られた塩化ビニル系樹脂組成物を使用し、炭酸ガスを供給しなかった以外は実施例１で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（比較例２）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部に代えて、塩化ビニル系樹脂Ａ５０重量部と塩化ビニル系樹脂Ｂ５０重量部を使用した以外は比較例１で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂組成物を得、塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（比較例３）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部に代えて、塩化ビニル系樹脂Ａ５０重量部と塩化ビニル系樹脂Ｃ５０重量部を使用した以外は比較例１で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂組成物を得、塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（比較例４）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部に代えて、塩化ビニル系樹脂Ａ４０重量部、塩化ビニル系樹脂Ｂ３０重量部及び塩化ビニル系樹脂Ｃ３０重量部を使用した以外は比較例１で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂組成物を得、塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（比較例５）
図５に示した押出金型を使用して、共押出して塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。図中５１’は外径ランドであり、５２’はコアである。５５は外径ランド５１’とコア５２’に設置された内層ランド兼外層コアであり、外径ランド５１’と内層ランド兼外層コア５５の間に発泡外層２’用の樹脂通路が形成され、内層ランド兼外層コアコア５２’とコア５２’の間に発泡内層１’用の樹脂通路が形成されている。８’は金型の出口に断熱材１０’を介して設置された外面冷却ランドであり、６’は冷却装置、６１’はフォーミングである。

バージンの塩化ビニル樹脂（徳山積水工業社製：商品名「ＴＳ１０００Ｒ」重合度１０５０）１００重量部、鉛系熱安定剤（品川化工社製、商品名「ＳＡＫ−ＮＳ」）２．０重量部、ポリエチレン系ワックス（三井化学社製、商品名「Ｈｉｗａｘ２２０ＭＰ」）０．５重量部、エステル系ワックス（コグニスジャパン社製、商品名「ＶＰＮ９６３」）０．７重量部、炭酸カルシウム（白石工業社製、商品名「白艶華ＣＣＲ」）３．０重量部及び顔料０．５重量部をヘンシェルミキサーに供給し混合して内層用塩化ビニル系樹脂組成物を得た。

実施例１で得られた塩化ビニル系樹脂組成物を外層用塩化ビニル系樹脂組成物とし、上記内層用塩化ビニル系樹脂組成物と共に、上記金型が設置された共押出機に供給して押出成形して塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。尚、押出機はプラスチック工学研究所社製、商品名「ＢＴ−５０」であり、不活性ガスとしては炭酸ガスを外層用塩化ビニル系樹脂組成物１００重量部に対し０．５重量部供給した。押出条件は押出量２０ｋｇ／ｈ、回転数２０ｒｐｍであった。

（比較例６）
実施例２で得られた塩化ビニル系樹脂組成物を外層用塩化ビニル系樹脂組成物として使用した以外は比較例５で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（比較例７）
実施例３で得られた塩化ビニル系樹脂組成物を外層用塩化ビニル系樹脂組成物として使用した以外は比較例５で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（比較例８）
実施例４で得られた塩化ビニル系樹脂組成物を外層用塩化ビニル系樹脂組成物として使用した以外は比較例５で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（比較例９）
図６に示したパイプ用ブリッジ押出金型を使用した以外は、実施例１で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂組成物を得、塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。
図中５１”は外径ランドであり、５２”はコアである。外径ランド５１”とコア５２”はブリッジ５３”により固定されている。又、外径ランド５１”とコア５２”の間に樹脂通路が形成されている。６”は冷却装置、６１”はフォーミングである。

（比較例１０）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部に代えて、塩化ビニル系樹脂Ａ５０重量部と塩化ビニル系樹脂Ｂ５０重量部を使用した以外は比較例９で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂組成物を得、塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（比較例１１）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部に代えて、塩化ビニル系樹脂Ａ５０重量部と塩化ビニル系樹脂Ｃ５０重量部を使用した以外は比較例９で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂組成物を得、塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

（比較例１２）
塩化ビニル系樹脂Ａ１００重量部に代えて、塩化ビニル系樹脂Ａ４０重量部、塩化ビニル系樹脂Ｂ３０重量部及び塩化ビニル系樹脂Ｃ３０重量部を使用した以外は比較例９で行ったと同様にして塩化ビニル系樹脂組成物を得、塩化ビニル系樹脂発泡管を得た。

物性測定
得られた塩化ビニル系樹脂発泡管のスキン層の有無、外観及びプレートアウトの状態を観察し、表面硬度、肉厚変動、平均気泡径及び径のばらつき並びに押出方向の連泡の有無を測定し、結果を表１及び２に示した。尚、各物性の測定方法及び評価方法は下記の通りである。

（１）スキン層の有無
得られた塩化ビニル系樹脂発泡管の断面を光学顕微鏡で観察して、外面と内面のスキン層の厚さを測定し、下記判定基準によりスキン層の有無を評価した。
（イ）外面スキン層は、外面スキン層の厚さが０．２ｍｍ以上のものを有、０．２ｍｍ未満のものを無とした。
（ロ）内面スキン層は、内面スキン層の厚さが０．０５ｍｍ以上のものを有、０．０５ｍｍ未満のものを無とした。

（２）表面硬度
得られた塩化ビニル系樹脂発泡管外面のシェア硬度をＪＩＳ Ｋ ６３０１に準拠して測定し、下記判定基準により表面硬度を評価した。（５段階評価、５が最良）
５：９０以上
４：９０未満、８０以上
３：８０未満、７０以上
２：７０未満、６０以上
１：６０未満

（３）外観
得られた塩化ビニル系樹脂発泡管の外観である、つやおよび凹凸の状態を官能検査し、下記判定基準により外観を評価した。（５段階評価、５が最良）
５：つや優良、凹凸なし
４：つや良好、凹凸若干あり
３：つや可、凹凸あり
２：つやなし、凹凸あり
１：つやなし、凹凸著しくあり

（４）肉厚変動
得られた塩化ビニル系樹脂発泡管の肉厚変動を評価した。押出成形品を１分ごとに１０回切断し、断面の４力所の肉厚（単位ｍｍ）を測定して、４０のデータをとり、それらの標準偏差を算出した。

（５）発泡倍率
次式より得られた塩化ビニル系樹脂発泡管の発泡倍率を求めた。尚、発泡管の比重は、発泡体を水に沈めた際の発生浮力より算出したものである。
発泡倍率＝発泡剤を含有しない配合組成物を押出した成形体の比重／発泡体の比重

（６）平均気泡径及び径のばらつき
得られた塩化ビニル系樹脂発泡管の断面を、２次電子反射式電子顕微鏡により撮影した断面写真を画像解析により白色部分（樹脂部分）と黒色部分（気泡部分）に二値化を行った。その黒色部分の面積を疑似円表面積とし、そこから気泡径を算出し平均値と気泡径の標準偏差を算出した。算出した気泡径の標準偏差を径のばらつきとした。

（７）押出方向の連泡の有無
得られた塩化ビニル系樹脂発泡管の連泡の有無を以下の方法で確認した。管端を赤インク水で浸した状態で、もう一方の管端よりバキュームポンプにより管の肉厚部分のみを減圧する。減圧した状態で、１０分間保持したあと、赤インク水で浸した管端から２５ｍの部分で切断し断面に赤インク水の吸収の有無を確認した。

（８）プレートアウト
５時間押出成形を行った後、押出金型を解体し金型流路面のプレートアウト付着の有無を確認した。

本発明の塩化ビニル系樹脂発泡管の一例を示す断面図である。 本発明の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造装置の一例を示す断面図である。 図２の製造装置の金型及び冷却水槽部分の拡大断面図である。 図２の製造装置の金型部分の拡大断面図である。 比較例５で使用した押出金型部分の拡大断面図である。 比較例９で使用した押出金型部分の拡大断面図である。

符号の説明

１ 内面スキン層
２ 外面スキン層
３ 発泡層
４ 押出機
４４ 不活性ガス供給装置
５ 押出金型
５１ 外径ランド
５２ コア
８ 外面冷却ランド
９ 内面冷却部
１０ 断熱材

Claims (7)

1. 内面スキン層と外面スキン層の間に発泡層が形成されてなる、押出成形された塩化ビニル系樹脂発泡管であって、内面スキン層は厚さ０．０５〜０．６ｍｍで実質的に非発泡構造であり、外面スキン層は厚さ０．２〜１．５ｍｍで実質的に非発泡構造であり、又、発泡層の気泡は押出方向に平行な方向に実質的に連通しておらず、押出方向に垂直方向断面の平均セル径が３０〜１５０μｍであり、発泡層の発泡倍率は２〜５倍であることを特徴とする塩化ビニル系樹脂発泡管。
2. 塩化ビニル系樹脂が、バージンの塩化ビニル系樹脂５０〜０重量％とリサイクル塩化ビニル系樹脂５０〜１００重量％よりなることを特徴とする請求項１記載の塩化ビニル系樹脂発泡管。
3. 断熱用途又は結露防止排水用途であることを特徴とする請求項１又は２記載の塩化ビニル系樹脂発泡管。
4. 不活性ガス供給装置が接続されている押出機と押出機先端に接続された押出金型よりなり、押出金型の先端部に、押出された溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の外径を規制すると共に急冷するための外面冷却ランドと、外面冷却ランドの溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の押出方向下流端の位置に、押出された溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の内径を規制すると共に急冷するための内面冷却部が設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造装置。
5. 押出金型が外径ランドとコアよりなり、外径ランド先端に断熱材を介して外径ランドと同内径の外面冷却ランドが接続され、内面冷却部はコアよりも小さい外径の縮径部と溶融塩化ビニル系樹脂発泡管の内径を規制する拡径部よりなり、縮径部がコア先端に断熱材を介して接続されており、外面冷却ランド部と縮径部のクリアランスが外径ランドとコアのクリアランスの２倍以上であることを特徴とする請求項４記載の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造装置。
6. 請求項４又は５記載の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造装置に、塩化ビニル系樹脂組成物１００重量部及び不活性ガス０．１〜３重量部を供給して押出成形することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造方法。
7. 不活性ガスが、窒素又は二酸化炭素であることを特徴とする請求項６記載の塩化ビニル系樹脂発泡管の製造方法

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