JP3835717B2

JP3835717B2 - 防錆発泡プラスチックチューブおよびその製造方法

Info

Publication number: JP3835717B2
Application number: JP00377998A
Authority: JP
Inventors: 健介溝渕; 洋二岡村; 一男三村; 勉光林; 利一原田
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 1998-01-12
Filing date: 1998-01-12
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2018-01-12
Also published as: JPH11198258A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防錆能を有する発泡プラスチックチューブおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばエアコンのような空調機器を構成する冷媒体輸送配管には、金属製管体の外周に発泡プラスチックチューブを被覆した断熱被覆管が用いられているが、管体が特に銅もしくは銅合金製であると、高温多湿の環境下で使用される場合には、管体表面に結露などによる変色が起こる。
さらに、金属製管体を断熱被覆する発泡プラスチックチューブを製造する際に発泡剤としてアゾジカルボンアミド等の含窒素系加熱分解型発泡剤を使用しているものにおいては、発泡剤の分解によって生じるアンモニアガスのような含窒素分解成分が発泡プラスチックチューブ内に残存していることがあり、残存した含窒素分解成分が発泡プラスチックシートを被覆した後に管体表面の変色を促進させている。
【０００３】
管体表面の上記のような原因による変色程度では、性能面で何ら問題がないにもかかわらず、この変色がユーザーには不評であり、商品としての評価を低下させる一因となっている。
【０００４】
その対策として、高温多湿のようなごく限られた環境で使用される場合には、金属製管体の表面にベンゾトリアゾールやその誘導体などのベンゾトリアゾール系防錆剤を塗布した断熱被覆管を適用することが行われている。これは、ベンゾトリアゾールやその誘導体を塗布することによって金属製管体の表面にベンゾトリアゾール第二銅の保護分子膜を形成して、断熱被覆管の変色を防止しようとするものである。
【０００５】
一方、発泡プラスチックチューブ側に施す防錆対策としては、従来より、チューブ状に成形する際に含窒素分解成分を吸収する方法、水やホウ酸水等の吸収液をチューブ内に貯留したり流すことによって前記分解成分を吸収除去する方法や、気体透過性の低いフィルムを発泡プラスチックチューブ内面に貼って前記分解成分を金属製管体から遮断する方法、あるいは５０〜１００℃の環境下に６時間以上放置し含窒素分解成分を脱気する等の種々の方法が提案されているが、現在では主に、外層を含窒素系発泡剤使用の発泡体で形成し、金属製管体と接する内層は含窒素分解成分を発生しないガス発泡による発泡体で形成する二層構造の発泡プラスチックチューブが採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のいずれの対策も以下のような欠点がある。すなわち、防錆剤と銅とで形成され、変色あるいは腐食を防ぐ保護分子膜（防錆膜）は常温で揮発性であるため、空気中にさらしておくとゆっくりと失われていってしまう。したがって、金属製管体の表面にベンゾトリアゾールやその誘導体を塗布して、防錆効果を長時間維持するためには、金属製管体を密閉状態に保って保管または使用しなければならず、作業性、実用性に劣るものであった。
また、保護分子膜は熱に弱く、配管施工時の溶接ではもちろんはんだ付けの熱でさえも容易に分解してしまい、加工箇所の周辺で防錆効果が失われてしまうという問題がある。
【０００７】
一方、発泡プラスチックチューブ側に施す防錆対策において、前記の吸収液を使用する方法では、発泡体の内部の個々の気泡内に残存する含窒素分解成分まで完全に除去することができず、また、吸収液の乾燥が不十分であるとかえって変色する原因となってしまう。
気体透過性の低いフィルムを発泡プラスチックチューブの内面に貼って含窒素分解成分を遮断する方法では、フィルムを貼付した発泡プラスチックシートをチューブ状に融着する際にフィルムを隙間なく融着貼合させることが難しく、含窒素分解成分を脱気する方法では、脱気に長時間を要する上、発泡チューブ自体が長尺でコイル状になっている場合が多いため完全脱気が難しいという問題がそれぞれあった。
さらに、主に採用されている二重構造の発泡プラスチックチューブでは、内層に含窒素系発泡剤が用いられていないため変色は抑制できるが、二重構造であるため加工コストが高くなる傾向にあった。
また、これら発泡プラスチックチューブ側での防錆対策は、発泡プラスチックチューブに残存する含窒素成分による管体の変色を防止するためのもので、高温多湿下で発生する結露による変色に対しては全く効果がない。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑み、金属製管体表面と発泡プラスチックチューブ内面との間に結露などによる水分が介在しても金属製管体の表面変色を抑制でき、保管時および配管施工後長期にわたってその防錆効果を持続できる発泡プラスチックチューブとその製造方法の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明においては、
（１）銅もしくは銅合金製管体を断熱被覆するための防錆能を有する発泡プラスチックチューブであって、該発泡プラスチックチューブは、含窒素系加熱分解型発泡剤を用いて製造された発泡体からなり、その内周面全面にベンゾトリアゾール系防錆剤の塗膜が形成され、該塗膜中にはベンゾトリアゾール系防錆剤が１２０ｍｇ／ｍ^２以上含まれていることを特徴とする防錆発泡プラスチックチューブ、
（２）含窒素系加熱分解型発泡剤を用いて製造された発泡プラスチックシートの片側表面に、ベンゾトリアゾール系防錆剤含有溶液をブラシ転写方式により塗布・乾燥して防錆剤塗膜を形成する工程と、防錆剤塗膜面を有する発泡プラスチックシートを該塗膜面を内側にしてチューブ状に成形する工程とを具備することを特徴とする防錆発泡プラスチックチューブの製造方法、
が提供される。
【００１０】
金属表面の防錆のために表面にベンゾトリアゾールもしくはその誘導体などの防錆剤を塗布することが有効であることは上述したように周知であるが、それを金属製管体に適用した場合、防錆効果を長期間維持するのが難しいという問題があった。しかしながら、本発明者らは発泡プラスチックチューブの内周面全面にベンゾトリアゾール系防錆剤の塗膜を設けることによって、長期間にわたって優れた防錆効果を発揮しつづけることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１１】
本発明の防錆発泡プラスチックチューブにおいては、そのチューブ内周面全面にベンゾトリアゾール系防錆剤の塗膜が設けられており、発泡プラスチックチューブに銅もしくは銅合金製管体を挿入すると、発泡プラスチックチューブ内周面の塗膜中に含有されている防錆剤が管体表面に転写され、管体表面の金属と防錆剤とが結合して保護分子膜が形成される。発泡プラスチックチューブと管体表面との間にできる空間は密閉状態に近いため、防錆成分の大気への損失が長期間抑制される。また、銅もしくは銅合金製管体表面の保護分子膜が多少失われても、発泡プラスチックチューブ内周面の塗膜から新たな防錆剤が供給されるため、長期間の変色防止が可能となる。さらに、銅もしくは銅合金製管体表面と発泡プラスチックチューブ内周面との間の空間に雨水の浸入や結露によって水が介在した状態では、チューブ内周面の塗膜中に貯蔵されている防錆剤が水に溶け、防錆剤水溶液の形で保護分子膜上に存在することになる。これはいわば防錆剤水溶液に管体表面が浸漬された状態であり、ほとんど無限に変色が防止できることになる。つまり、従来変色の発生原因であった水分が本発明では変色防止の作用を強化する要因となるのである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の防錆発泡プラスチックチューブは、ベンゾトリアゾール系防錆剤の塗膜をチューブの内周面全面に設けたものである。
【００１３】
発泡プラスチックチューブの素材となるプラスチックとしては、特にその種類を限定するものではないが、通常、汎用性のあるポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のポリオレフィン系樹脂を用いる。
【００１４】
発泡は、これらの樹脂に、化学架橋剤、発泡剤、必要に応じて架橋助剤、顔料、各種充填剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤を適宜混合した後、シート状に押出成形し、加熱発泡する方法が一般的である。
架橋の方法は、化学架橋剤を用いる以外に、シラン化合物を配合しシラノール縮合触媒と水の存在下で架橋するシラン架橋、または電子線照射による架橋などがある。
発泡剤としては、加熱すると分解してガスを発生するタイプの発泡剤が挙げられる。
発泡プラスチックの発泡倍率は、断熱性能に応じて発泡剤などの配合量を調整して行えばよいが、概ね３０倍程度が適当である。
【００１５】
発泡プラスチックチューブは、シート状の発泡プラスチックをテープ状にスリットして長手方向の両端を付き合わせてチューブ状に成形して作製することができる。付き合わせたシート両端を接続するときには、接着剤を用いてもよいが特開昭４７−４６４６３号公報に記載のように熱融着とすると簡便である。
【００１６】
発泡プラスチックチューブの内周全面に設けられる塗膜中に含まれるベンゾトリアゾール系防錆剤は、含窒素系加熱分解型（アゾジカルボンアミドなど）の発泡剤を用いた場合には１２０ｍｇ／ｍ^２以上とすることが望ましい。
【００１７】
ベンゾトリアゾール系防錆剤を含有する塗膜を形成させる際にはベンゾトリアゾールを溶媒に溶解させたものを発泡プラスチックに塗布して乾燥させて形成するとよい。溶媒は水、アルコールなどを用いることができるが、水溶液とすると取り扱いやすい。水溶液の場合は、トリエタノールアミン、界面活性剤、消泡剤との併用が好ましい。特に、ポリオレフィン系樹脂の発泡シートを用いる場合には水弾きが発生して均一に塗布しにくいので、ノニオン系の界面活性剤１％と界面活性剤を配合したことによる泡立ちを抑えるために１００ｐｐｍ程度の消泡剤を加えたベンゾトリアゾール水溶液とするとよい。
【００１８】
防錆剤含有溶液の塗布には、防錆剤溶液に浸漬するなどの方法もあるが、ブラシ転写方式による塗布がよい。図１はブラシ転写方式によって短冊状にスリットされたテープ状発泡プラスチックシートに防錆剤系含有溶液を塗布する方法の説明図である。
【００１９】
図１において、２０は防錆剤含有溶液３１が収容されている液パン、１９はグラビアロール等のコーターロールで、その下部は防錆剤含有溶液３１に浸されており、Ａ方向に回転することによって防錆剤含有溶液３１を汲み上げる。コーターロール１９はその表面が溝加工されたものを用いると効率よく溶液を汲み上げることができる。また、防錆剤含有溶液３１をあらかじめ７０℃程度に温めて塗布すると後の乾燥を早めることができる。
【００２０】
２２はドクターナイフで、このドクターナイフ２２とコーターロール１９との距離、またはコーターロール１９の回転数を調節することなどによって溶液の塗布量を調節する。ドクターナイフ２２で掻き落とされる溶液量を減らせばコーターロール１９で汲み上げられる溶液量を増量することができるが、コーターロール１９の回転数によっては溶液が飛び散ってしまうので適度に調整する。
【００２１】
３２はコーターロール１９と発泡プラスチックシート１０とに接触しながらＢ方向に回転する回転ブラシである。防錆剤含有溶液３１はコーターロール１９との接触部分でコーターロール１９から回転ブラシ３２に転写され、回転ブラシ３２と発泡プラスチックシート１０との接触部分で溶液が塗布される。回転ブラシ３２はブラシの毛先が１０ｍｍ程度発泡プラスチックシート表面と接触するように位置を調整すると、防錆剤含有溶液の飛散が少なくかつムラなく塗布することができる。回転ブラシ３２は発泡プラスチックシートが送られる速さ以上で回転させると防錆剤含有溶液は発泡プラスチックシートに擦り込まれるようになり好ましい。
【００２２】
ブラシの材質は適当に腰があり、発泡プラスチック表面を傷つけない例えばナイロンなどの樹脂製がよい。ブラシの毛の線径は０．１〜２ｍｍ程度がよい。
【００２３】
１０は発泡プラスチックシートで、ガイドロール１７によって回転ブラシ３２のブラシと一部重なるような位置を通過するようにガイドされ、図面の矢印方向に進行する。
【００２４】
ブラシ転写方式では塗布面に凹凸があっても、毛先が回転することによって凹凸内部まで塗り残しなく塗布することができる。したがって、発泡プラスチック表面に破泡などによる微少な凹凸やエンボス加工が施されていても、ムラなく塗布することができる。しかも、他の塗布方法に比べてムラなく塗布するための塗布量が少なくて済むという利点もある。
【００２５】
その他、溶液の塗布方法としては、図３に示すようなスプレー１５で溶液を吹き付けるスプレー方式、図４に示すように、ブラシを使用しないでグラビアロール２３により溶液を転写するグラビアロールコーター方式、図５に示すような転写ロール２４により溶液を転写するロールコーター方式などがあるが、いずれの塗布方法も塗りムラを生じたり、またはムラなく塗布するために多くの溶液を必要としたりするので好ましくない。なお、図３〜５において図１と同一部分については同一符号を付して詳細説明を省略する。
【００２６】
ベンゾトリアゾール系防錆剤の塗膜を設けるのは、シート状の発泡プラスチックシート、シート状の発泡プラスチックシートを短冊状にスリットしたテープ状の発泡プラスチックシート、またはチューブ状に成形された発泡プラスチックチューブのどの段階においてでもよいが、チューブ状に成形された後にチューブ内周面全面に防錆剤を均一に塗布することは困難であるため、シート状の時点で塗布することが望ましい。シート状の発泡プラスチックシートに防錆剤を塗布する場合においても、製造工程中のガイドロールとの接触で防錆剤がガイドロール側に転写されてしまったり、また、シート表面にエンボス加工を施す場合には加工時の加熱によって防錆剤が分解、昇華してしまうことや、防錆剤含有塗膜の形成後に一旦シートを巻き取ると背面に塗膜が転写されてしまうことより、防錆剤の塗布はチューブ状に成形する直前に行い、防錆剤含有塗膜の形成後は連続してチューブ状に成形するのが好ましい。
【００２７】
本発明の防錆発泡プラスチックチューブの製造には、図２に示すような製造ラインを用いることができる。図２において、１０は従来公知の方法で製造された発泡プラスチックシートを予め所定幅にスリットした長尺の発泡プラスチックシート、４１はベンゾトリアゾール系防錆剤含有塗膜の形成工程、４２はチューブ成形工程、１４は発泡プラスチックチューブを引き取る引取機である。
【００２８】
塗膜の形成工程４１は、溶液塗布装置３４と乾燥装置３５を備え、テープ状の発泡プラスチックシート１０は溶液塗布装置３４にて下面側全面にベンゾトリアゾール系防錆剤含有溶液が塗布され、乾燥装置３５を通りベンゾトリアゾール系防錆剤含有塗膜が形成される。溶液塗布装置３４は、図１に示すブラシ転写方式によるものである。後工程でチューブ状に成形する際に水分があると発泡プラスチックどうしの融着が阻害されるため、乾燥は十分に行うようにする。
【００２９】
塗膜が形成されたテープ状の発泡プラスチックシート１０は反転装置３６によって上下面を反転させて塗膜形成面が上側になるようにする。ここで上下面を反転させるのは、下流のチューブ成形工程４２でテープ状の発泡プラスチックシート１０の長手方向両端を突き合わせて融着する際にヒータを被加工物の上面側に設置しているためである。
テープ状の発泡プラスチックシート１０は、上下面が反転された後、予備加熱ヒータ１１で予備加熱され、チューブ成形工程４２に送られる。
【００３０】
チューブ成形工程４２はチューブ成形金型１３と融着ヒータ１２とを備えており、チューブ成形金型１３で、塗膜が形成されている面を上にして流れてくるテープ状の発泡プラスチックシート１０の長手方向両端を突き合わせた状態で保持し、テープ状の発泡プラスチックシート１０の上面側に設けられている融着ヒータ１２でその継ぎ目を融着し、内周面全面にベンゾトリアゾール系防錆剤含有の塗膜を有する発泡プラスチックチューブを製造する。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
発泡剤としてアゾジカルボンアミドおよび化学架橋剤を用いて製造した厚さ８ｍｍ、発泡倍率約３０倍のポリオレフィン系樹脂発泡シートを８０ｍｍ幅にスリットしてテープ状発泡プラスチックシートを製造した。このテープ状発泡プラスチックシートを図２に示す製造ラインにて、内周面にベンゾトリアゾール系防錆剤含有の塗膜を有する実施例１の発泡プラスチックチューブを連続して２００ｍ作製した。発泡プラスチックチューブの内径は１１ｍｍ、外径は２７ｍｍであった。ベンゾトリアゾール系防錆剤の塗布はブラシ転写方式によって行い、ブラシはナイロン製のものを用いた。
【００３２】
防錆剤含有溶液は、ベンゾトリアゾール系防錆剤１２重量％、トリエタノールアミン（相溶化促進剤）１８重量％、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート（界面活性剤；ノニオンＯＴ２１１、日本油脂製）１重量％、消泡剤（１プコＤＦ−１２４−Ｌ、三洋化成製）２５０ｐｐｍの水溶液を使用した。また、防錆剤含有溶液には、塗膜の形成状態を観察するために赤色の着色料を添加した。
【００３３】
（実施例２）
コーターロールと回転ブラシ、回転ブラシと発泡プラスチックシートとの距離を調整するなどして防錆剤含有溶液の塗布量を変えた以外は実施例１と同様にして実施例２の発泡プラスチックチューブを作製した。
【００３５】
（比較例１、２）
表１に示す塗布方法を用いた以外は実施例１と同様にして比較例１、２の発泡プラスチックチューブを作製した。
【００３６】
得られた実施例１〜２、比較例１、２の発泡プラスチックチューブについて、以下の項目で評価・測定を行った。結果を表１に示す。
（１）塗膜の量
高速液体クロマトグラフ（ＨＰＬＣ）法にてベンゾトリアゾールの定量分析を行い、塗膜中に含まれるベンゾトリアゾール系防錆剤の含有量を測定した。
（２）塗膜の状態
塗膜がチューブ内周面全面を覆っているものを○、塗膜に欠損箇所があるものを×とした。
（３）銅管表面の変色
得られた発泡プラスチックチューブのうち先口、中間、後口より３０ｃｍずつサンプリングし、水で濡らした長さ４０ｃｍの銅管（外径９．５２ｍｍ、肉厚０．８ｍｍ）をチューブ内に差し込んで断熱被覆管を作製した。この断熱被覆管を４０℃、８０ＲＨ％の恒温室に入れて７日間放置した後、銅管表面を観察した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
実施例１、２と比較例１、２との対比からわかるように、含窒素系熱分解型発泡剤を用いて発泡させた発泡プラスチックチューブであっても、防錆剤がチューブ内周面全面を完全に覆うように塗布されている場合には、１２０ｍｇ／ｍ2 という少量の塗布量で結露が起こるような環境下での銅管変色を防止できること、一方、防錆剤の塗布量を多くしてもチューブ内周面に防錆剤が塗布されていない部分があると、その部分に対応する銅管表面に変色が起こってしまうことが確認された。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の防錆発泡プラスチックチューブは、金属製管体表面と発泡プラスチックチューブ内面との間に結露などによる水分が介在しても金属製管体の表面変色を抑制でき、保管時および配管施工後長期にわたってその防錆効果を持続できる。また、本発明の製造方法によれば、内周面全面にベンゾトリアゾール系防錆剤の塗膜が形成されている防錆発泡プラスチックチューブを効率的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブラシ転写方式による塗布方法を説明する説明図である。
【図２】本発明の防錆発泡プラスチックチューブの製造ラインの一例を説明する説明図である。
【図３】スプレー方式による塗布方法を説明する説明図である。
【図４】グラビアロールコーター方式による塗布方法を説明する説明図である。
【図５】ロールコーター方式による塗布方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０発泡プラスチックシート
１１予備加熱ヒータ
１２融着ヒータ
１３チューブ成形金型
１５スプレー
１７ガイドロール
１９コーターロール
２２ドクターナイフ
２３グラビアロール
２４転写ロール
３１防錆剤含有溶液
３２回転ブラシ
３４溶液塗布装置
３５乾燥装置
３６反転装置
４１防錆剤含有塗膜形成工程

Claims

銅もしくは銅合金製管体を断熱被覆するための防錆能を有する発泡プラスチックチューブであって、該発泡プラスチックチューブは、含窒素系加熱分解型発泡剤を用いて製造された発泡体からなり、その内周面全面にベンゾトリアゾール系防錆剤の塗膜が形成され、該塗膜中にはベンゾトリアゾール系防錆剤が１２０ｍｇ／ｍ^２以上含まれていることを特徴とする防錆発泡プラスチックチューブ。
含窒素系加熱分解型発泡剤を用いて製造された発泡プラスチックシートの片側表面に、ベンゾトリアゾール系防錆剤含有溶液をブラシ転写方式により塗布・乾燥して防錆剤塗膜を形成する工程と、防錆剤塗膜面を有する発泡プラスチックシートを該塗膜面を内側にしてチューブ状に成形する工程とを具備することを特徴とする防錆発泡プラスチックチューブの製造方法。