JP5529387B2 - 複合管およびその製造方法 - Google Patents
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Description
しかし、この複合管の場合、十分に軟質化されておらず、継手への接続時に発泡樹脂保護層の管端部分を管軸方向に裏返しに折り曲げて管本体の端部を露出させようとしたとき、引き裂き抵抗が大きく、作業性が悪い。また、表面での破泡が多いなど外観の点で問題がある。
本発明の複合管は、上記のように、発泡樹脂保護層を構成する樹脂組成物中のポリプロピレンの配合量が、30〜60重量%に限定されるが、その理由は、ポリプロピレンの配合量が30重量%未満では、耐熱性能に問題があり、60重量%を超えると、発泡樹脂保護層の柔軟性が乏しくなるためである。
また、発泡倍率は、1.5〜3.0倍に限定されるが、発泡倍率が1.5倍未満であると、断熱性能が十分ではなく、3.0倍を超えると、表面での破泡があり、外観不良を招くためである。
また、上記熱可塑性エラストマーは、ポリプロピレン以外に、ゴム成分、オイル等を含む。
ゴム成分としては、特に限定されないが、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリイソブチレン、シス1,4ポリブタジエン、ブチルゴム、スチレンブチレンゴム、水素添加スチレンブチレンゴム、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶共重合体、オレフィン結晶−エチレンブチレン−オレフィン結晶共重合体、スチレンブタジエン共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体等が挙げられ、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム、スチレン系熱可塑性エラストマーが好適に用いられる。
オイルとしては、特に限定されないが、鉱油等が挙げられる。。
溶融張力調整用の加工助剤としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。
すなわち、ポリテトラフルオロエチレンの添加割合が、熱可塑性エラストマー100重量部に対し、1重量部未満では、樹脂が押出機から押し出され、引き取られる際に張力不足で破断する恐れがあり、5重量部を超えると、熱可塑性エラストマーの特徴である柔軟性が失われる恐れがある。
目やに防止用の加工助剤として、エチレン・酢酸ビニル共重合体を用いた場合、その添加量は、特に限定されないが、熱可塑性エラストマー100重量部に対し、エチレン・酢酸ビニル共重合体を5〜15重量部とすることが好ましい。
すなわち、エチレン・酢酸ビニル共重合体の添加割合が、熱可塑性エラストマー100重量部に対し、5.0重量部未満では、目やにが多量に発生し、生産性が低下する恐れがあり、15重量部を超えると、熱可塑性エラストマーの特徴である耐熱性が失われる恐れがある。
本発明の複合管において、管本体としては、特に限定されないが、ステンレス鋼管、銅管のような金属管や、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管のような樹脂管、樹脂と金属との複合管が挙げられるが、架橋ポリエチレン管、ポリブテン管のような樹脂管が好ましい。
上記非発泡樹脂層は、発泡樹脂保護層の保護および表面平滑性を得るために設けられ、この目的を達成できれば、できるだけ厚さを薄くする方が好ましく、配管径や樹脂の種類によっても異なるが、コスト的なものを考慮すると0.2mm程度の厚さとすることが好ましい。
非発泡樹脂層を構成する樹脂としては、発泡樹脂保護層を構成する樹脂と相溶性があれば特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、熱可塑性樹脂エラストマー等が挙げられる。
すなわち、発泡樹脂保護層と非発泡樹脂層は、熱接着していることが施工性、外観の点から好ましい。
図1は、本発明の複合管の製造方法に用いる製造装置の1例をあらわしている。
第1押出機1は、架橋ポリエチレンを管状体6aにして連続的に押し出すようになっている。
第1水槽2は、第1押出機1から連続的に押し出される管状体6aを冷却して管本体となる架橋ポリエチレン管6bとするようになっている。
巻き取り機5は、上記のようにして連続的に成形される複合管7bをコイル状に巻き取るようになっている。
図3に示すように、この製造装置は、第2押出機3の下流側に第3押出機8を隣接して設け、第2押出機3から管状にして押出成形された未硬化状態の発泡性組成物層の上に非発泡樹脂層となる樹脂組成物を第3押出機8から管状にして押出成形するようにした以外は、上記製造装置と同様になっている。
すなわち、この製造装置によれば、図4に示すように、発泡樹脂保護層7aの表面が非発泡樹脂層7cによって被覆された複合管7dを得ることができる。
図1に示す第1押出機1から外径17.0mm、内径12.8mmの架橋ポリエチレン管6aの周囲に第2押出機3からポリプロピレン50重量%、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム40重量%、オイル(鉱油)10重量%からなる熱可塑性エラストマー(三菱化学社製 商品名サーモラン、180℃溶融状態での高温張力が45mN、破断時伸びが200%)100重量部に対し、発泡剤として炭酸水素ナトリウム0.5重量部、熱膨張型発泡粒子(松本油脂社製商品名マイクロスフェアーF、平均粒径25μm)6.0重量部、加工助剤としてポリテトラフルオロエチレン(三菱レーヨン社製商品名マタプレンA−3000)2.5重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体(東ソー社製商品名ウルトラセン)15.0重量部を加えてなる発泡性樹脂組成物を金型クリアランス1.0mm、押出量30.0kg/hrで押出して架橋ポリエチレン管6aの周囲に発泡樹脂保護層7aを備えた呼び径20の複合管7bを得た。
熱膨張型発泡粒子の配合量を4.0重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体の配合量を10.0重量部とし、押出量を37.5kg/hrとした以外は、実施例1と同様にして複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン30重量%、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム60重量%、オイル10重量%からなる熱可塑性エラストマー(住友化学社製 商品名住友TPE、180℃溶融状態での高温張力が50mN、破断時伸びが110%)を用いた以外は、実施例2と同様にして複合管7bを得た。
ポリテトラフルオロエチレンの配合量を1.5重量部とするとともに、押出量を55.0kg/hrとした以外は、実施例2と同様にして複合管7bを得た。
炭酸水素ナトリウムの配合量を1.0重量部、熱膨張型発泡粒子の配合量を0.4重量部、ポリテトラフルオロエチレンの配合量を1.0重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体の配合量を1.0重量部とするとともに、金型クリアランスを1.5mm、押出量を10.0kg/hrした以外は、実施例1と同様にして複合管7bを得た。
ポリテトラフルオロエチレンの配合量を1.0重量部とするとともに、押出量を34.0kg/hrとした以外は、実施例2と同様にして複合管7bを得た。
熱膨張型発泡粒子の配合量を0重量部、ポリテトラフルオロエチレンの配合量を1.5重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体の配合量を0重量部とするとともに、金型クリアランスを1.5mm、押出量を40.0kg/hrした以外は、実施例1と同様にして複合管7bを得た。
熱膨張型発泡粒子の配合量を12.0重量部、ポリテトラフルオロエチレンの配合量を1.3重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体の配合量を25.0重量部とするとともに、押出量を30.0kg/hrした以外は、実施例1と同様にして複合管7bを得た。
熱膨張型発泡粒子の配合量を2.0重量部、ポリテトラフルオロエチレンの配合量を6.0重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体の配合量を1.0重量部とするとともに、金型クリアランスを1.5mm、押出量を50.0kg/hrした以外は、実施例1と同様にして複合管7bを得た。
炭酸水素ナトリウムの配合量を1.0重量部、熱膨張型発泡粒子の配合量を0重量部、ポリテトラフルオロエチレンの配合量を1.0重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体の配合量を0重量部とするとともに、金型クリアランスを1.5mm、押出量を33.0kg/hrした以外は、実施例1と同様にして複合管7bを得た。
(測定条件)
測定温度 :180℃
試料断面積:16mm2
引張速度 :4m/min
断熱性能は、5℃に調整された室内にて、管路に45℃の温水を流し、十分に温度を安定させたのち、管路を遮断し、管路内の水温の経時的な変化を測定し、現行品(積水化学工業社製商品名エスロペックスCV)より優れている場合○、同等の場合△、劣っている場合×とした。
施工性は、実際に現場施工されることを想定し、引きずりによる破れを目視にて確認し、現行品(積水化学工業社製商品名エスロペックスCV、架橋ポリエチレン管の周囲を熱可塑性エラストマー保護層で囲繞した構造のもの)より優れている場合○、同等の場合△、劣っている場合×とした。
外観は、目視にて表面の滑らかさを確認し、現行品(積水化学工業社製商品名エスロペックスCV)より優れている場合○、同等の場合△、劣っている場合×とした。
図1に示す第1押出機1から外径17.0mm、内径12.8mmの架橋ポリエチレン管6aの周囲に第2押出機3からポリプロピレン50重量%、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム40重量%、オイル(鉱油)10重量%からなる熱可塑性エラストマー(三菱化学社製 商品名サーモラン、180℃溶融状態での高温張力が42mN、破断時伸びが120%)100重量部に対し、発泡剤として炭酸水素ナトリウム0.5重量部、熱膨張型発泡粒子(松本油脂社製商品名マイクロスフェアーF、平均粒径25μm)4.0重量部、加工助剤としてポリテトラフルオロエチレン(三菱レーヨン社製商品名マタプレンA−3000)1.5重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体(東ソー社製商品名ウルトラセン)10.0重量部を加えてなる発泡性樹脂組成物を金型クリアランス1.0mm、押出量30.0kg/hrで押出して架橋ポリエチレン管6aの周囲には発泡樹脂保護層7aを備えた複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン55重量%、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム35重量%、オイル(鉱油)10重量%からなる熱可塑性エラストマー(三菱化学社製 商品名サーモラン、180℃溶融状態での高温張力が55mN、破断時伸びが160%)を用いた以外は、実施例6と同様にして複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン55重量%、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム35重量%、オイル(鉱油)10重量%からなる熱可塑性エラストマー(三菱化学社製 商品名サーモラン、180℃溶融状態での高温張力が63mN、破断時伸びが105%)を用いた以外は、実施例6と同様にして複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン75重量%、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム15重量%、オイル(鉱油)10重量%からなる熱可塑性エラストマー(三菱化学社製 商品名サーモラン、180℃溶融状態での高温張力が74mN、破断時伸びが40%)を用いた以外は、実施例6と同様にして複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン10重量%、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム80重量%、オイル(鉱油)10重量%からなる熱可塑性エラストマー(三菱化学社製 商品名サーモラン、180℃溶融状態での高温張力が15mN、破断時伸びが190%)を用いた以外は、実施例6と同様にして複合管7bを得た。
図1に示す第1押出機1から外径17.0mm、内径12.8mmの架橋ポリエチレン管6aの周囲に第2押出機3からポリプロピレン45重量%、スチレン・ブタジエン共重合体(三菱化学社製 商品名ラバロン)45重量%、オイル(鉱油)10重量%からなる熱可塑性エラストマー(180℃溶融状態での高温張力が55mN、破断時伸びが160%)100重量部に対し、発泡剤として炭酸水素ナトリウム0.5重量部、熱膨張型発泡粒子(松本油脂社製商品名マイクロスフェアーF、平均粒径25μm)6.0重量部、加工助剤としてポリテトラフルオロエチレン(三菱レーヨン社製商品名マタプレンA−3000)2.5重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体(東ソー社製商品名ウルトラセン)15重量部を加えてなる発泡性樹脂組成物を金型クリアランス1.0mm、押出量30.0kg/hrで押出して架橋ポリエチレン管6aの周囲に発泡樹脂保護層7aを備えた呼び径20の複合管7bを得た。
熱膨張型発泡粒子の配合量を4.0重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体の配合量を10.0重量部とし、押出量を37.5kg/hrとした以外は、実施例10と同様にして複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン50重量%、スチレン・ブタジエン共重合体40重量%、オイル10重量%からなる熱可塑性エラストマー(180℃溶融状態での高温張力が48mN、破断時伸びが180%)を用いた以外は、実施例10と同様にして複合管7bを得た。
熱膨張型発泡粒子の配合量を4.0重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体の配合量を10.0重量部とし、押出量を37.5kg/hrとした以外は、実施例12と同様にして複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン52重量%、スチレン・ブタジエン共重合体38重量%、オイル10重量%からなる熱可塑性エラストマー(180℃溶融状態での高温張力が43mN、破断時伸びが210%)を用いた以外は、実施例10と同様にして複合管7bを得た。
熱膨張型発泡粒子の配合量を4.0重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体の配合量を10.0重量部とし、押出量を37.5kg/hrとした以外は、実施例14と同様にして複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン5重量%、スチレン・ブタジエン共重合体85重量%、オイル10重量%からなる熱可塑性エラストマー(180℃溶融状態での高温張力が85mN、破断時伸びが50%)を用いた以外は、実施例10と同様にして複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン7重量%、スチレン・ブタジエン共重合体83重量%、オイル10重量%からなる熱可塑性エラストマー(180℃溶融状態での高温張力が84mN、破断時伸びが55%)を用いた以外は、実施例10と同様にして複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン65重量%、スチレン・ブタジエン共重合体25重量%、オイル10重量%からなる熱可塑性エラストマー(180℃溶融状態での高温張力が10mN、破断時伸びが250%)を用いた以外は、実施例10と同様にして複合管7bを得た。
熱可塑性エラストマーとして、ポリプロピレン75重量%、スチレン・ブタジエン共重合体15重量%、オイル10重量%からなる熱可塑性エラストマー(を用いた以外は、実施例10と同様にして複合管7bを得た。
図3に示す第2押出機3から実施例4と同様の発泡性樹脂組成物を実施例4と同条件で管状に押し出したのち、得られる発泡性樹脂組成物層の上に、ポリプロピレン50重量%、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム40重量%、オイル(鉱油)10重量%からなる熱可塑性エラストマー(三菱化学社製 商品名サーモラン、180℃溶融状態での高温張力が45mN、破断時伸びが200%)を第3押出機8から、非発泡樹脂層7cとなる上記熱可塑性エラストマーを0.2mm厚さとなるように押出して架橋ポリエチレン管6aの周囲に発泡樹脂保護層7a及び0.2mmの厚さの非発泡樹脂層7cを備えた呼び径20の複合管7dを得た。
図3に示す第2押出機3から実施例6と同様の発泡性樹脂組成物を実施例6と同条件で管状に押し出したのち、得られる発泡性樹脂組成物層の上に、ポリプロピレン50重量%、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム40重量%、オイル(鉱油)10重量%からなる熱可塑性エラストマー(三菱化学社製 商品名サーモラン、180℃溶融状態での高温張力が45mN、破断時伸びが200%)を第3押出機8から、非発泡樹脂層7cとなる上記熱可塑性エラストマーを0.2mm厚さとなるように押出して架橋ポリエチレン管6aの周囲に発泡樹脂保護層7a及び0.2mmの厚さの非発泡樹脂層7cを備えた呼び径20の複合管7dを得た。
7a 発泡樹脂保護層
7b 複合管
7c 非発泡樹脂層
7d 複合管
Claims (6)
- 管本体と、管本体の周囲を囲繞する発泡樹脂保護層とを備え、
前記発泡樹脂保護層が、ポリプロピレンと、ゴム成分とを含み、
ゴム成分がエチレン−プロピレン−ジエン共重合体またはスチレンブタジエン共重合体であり、
前記ポリプロピレンの配合量が30〜60重量%である熱可塑性エラストマーを主成分とする樹脂組成物を押出発泡成形してなる複合管であって、
前記熱可塑性エラストマーが、180℃溶融状態での高温張力が40mN以上かつ破断時伸びが100%以上であるとともに、発泡樹脂保護層の発泡倍率が1.5〜3.0倍であることを特徴とする複合管。 - 樹脂組成物が、熱可塑性エラストマー100重量部に対し、ポリテトラフルオロエチレンを1〜5重量部含む請求項1に記載の複合管。
- 樹脂組成物が熱可塑性エラストマー100重量部に対し、エチレン・酢酸ビニル共重合体を5〜15重量部含む請求項2に記載の複合管。
- 発泡樹脂保護層の上に非発泡樹脂層を備えている請求項1〜請求項3のいずれかに記載の複合管。
- 管本体の周囲に管本体の周囲を囲繞する発泡樹脂保護層を形成する複合管の製造方法において、
発泡樹脂保護層を、ポリプロピレンを30〜60重量%含有し、180℃溶融状態での高温張力が40mN以上かつ破断時伸びが100%以上である熱可塑性エラストマーを主成分とする樹脂組成物に熱可塑性エラストマー100重量部に対して発泡剤を1.0〜10重量部の割合で添加した発泡性組成物を管本体の周囲を囲繞するように押出成形して1.5〜3.0倍に発泡させて得ることを特徴とする複合管の製造方法。 - 発泡剤が、少なくとも熱膨張型発泡粒子を含む請求項5に記載の複合管の製造方法。
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