JPH08332666A - ポリオレフィン系樹脂発泡パイプの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有害物が発生せず，かつ製品パイプの外周面
に傷の付かないポリオレフィン系樹脂発泡パイプの製造
方法を提供する。 【構成】 発泡パイプの成形材料として，架橋剤および
有機発泡剤を配合したポリオレフィン系樹脂組成物を用
いる。このポリオレフィン系樹脂組成物をチューブ押出
機１に供給し，このチューブ押出機１から押し出された
未架橋未発泡チューブ状樹脂６’を架橋・発泡炉５内で
下側から吹き上げる熱風で浮かせながら搬送し，この熱
風により架橋・発泡させて発泡パイプ６を得る。アゾ系
有機発泡剤は有害物を発生しない。有機発泡剤の発泡温
度は２００℃程度と高いので，未架橋未発泡チューブ状
樹脂を架橋・発泡炉に通す必要があるが，この架橋・発
泡炉内では浮遊搬送されるので，コンベア等で搬送され
る場合のように変形することはなく，均等に発泡するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，空調用その他の熱媒
体輸送配管の被覆断熱材等の用途に使用されるポリオレ
フィン系樹脂発泡パイプを連続的に製造するポリオレフ
ィン系樹脂発泡パイプの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン系樹脂発泡パイプの製造
方法には，シート押出・発泡方式およびチューブ押出・
発泡方式の２つの方式がある。前記シート押出・発泡方
式は，架橋剤および発泡剤を配合したポリオレフィン系
樹脂組成物をシート押出機でシート状に押し出し，連続
的に架橋・発泡させて発泡シートを得，これを所定幅に
スリットし，この所定幅のスリット発泡シートを縦添い
方式にてパイプフォーミングしながらその両縁部をハン
ダコテ等で熱融着する方法である。すなわち，工程とし
ては，（１）シート押出，（２）シート発泡，（３）発
泡シート引巻取り，（４）発泡シート送り出し，（５）
スリッティング，（６）スリット発泡シートの引巻取
り，（７）スリット発泡シートの送り出し，（８）パイ
プフォーミング，（９）発泡パイプ引巻取り，の順の９
工程によって発泡パイプを製造する。この場合，（１）
〜（３）工程はタンデムの工程が可能であり，（４）〜
（６）工程もテンデムの工程が可能であり，（７）〜
（９）の工程もタンデムの工程が可能である。したがっ
て，タンデム工程を単位とすれば３工程である。このシ
ート押出・発泡方式では一般に，発泡剤としてアゾ系有
機発泡剤等が使用されている。

【０００３】後者のチューブ押出・発泡方式は，発泡剤
を配合したポリオレフィン系樹脂組成物をチューブ押出
機でチューブ状に押し出し，連続的に発泡させる方法で
ある。すなわち，工程としては，（１）チューブ押出・
発泡，（２）発泡パイプ引巻取り，の順の２工程によっ
て発泡パイプを製造する。この２工程はタンデムの工程
が可能である。したがって，タンデム工程を単位とすれ
ば１工程で済む。このチューブ押出・発泡方式では，一
般にフロンガスあるいはブタン等の揮発性溶剤を発泡剤
として用いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のシート押出・発
泡方式は，上述の通り，シート押出から製品完成までの
工程数がきわめて多く，必要作業人数が多く，時間がか
かり，また，各工程における線速が遅いことからも時間
がかかり，生産性が低い。また，パイプフォーミングす
るのに必要な幅に発泡シートをスリットする際に，余分
な切れ端が生じる等により歩留りが低い。さらに，パイ
プフォーミングする過程で合わせ目を融着するため，製
品パイプの外面に熱融着跡（通称シーム面）が残り，外
観が良好でない。

【０００５】一方，チューブ押出・発泡方式は，生産
性，歩留りの点で優れ，製品の外面に熱融着跡がないと
いう長所があるが，発泡剤として用いるフロンガスはオ
ゾン層破壊の問題で有害であり，使用が規制されてい
る。また，ブタン等の揮発性溶剤は人体に有害であり，
かつ可燃性を持つという欠点がある。

【０００６】一般的にシート押出・発泡方式に用いる有
機発泡剤には有害性，可燃性の問題はないので，その種
の有機発泡剤を用いたチューブ押出・発泡方式により発
泡パイプを製造できればよいのであるが，次の理由によ
りそれができなかった。すなわち，フロンガスや揮発性
溶剤は，揮発温度が常温なので押出機内では高圧のため
に揮発作用を抑えられるが，成形材料が押出機を出て大
気圧下にさらされると直ちに揮発発泡し発泡パイプがで
きる。したがって，得られた発泡パイプをコンベア等で
搬送しても，特に支障はない。しかし，有機発泡剤の発
泡温度は２００℃程度と高いので，チューブ押出機を出
てすぐに架橋・発泡（有機発泡剤の場合は通常，発泡倍
率を高めるために架橋反応も起こさせる）はせず，この
未架橋未発泡チューブ状樹脂を架橋・発泡炉内でローラ
等により搬送すると，製品パイプの外面にローラ等の跡
がついてしまったり，均等発泡ができないという問題が
あった。このため，チューブ押出・発泡方式に化学発泡
する有機発泡剤を用いることはできなかった。なお，シ
ート押出・発泡方式の場合は，押出機を出た後，未架橋
未発泡のまま架橋・発泡炉内をコンベアで搬送しても，
パイプと異なりシート状であるからコンベア跡がつきに
くく，均一発泡するので，このような有機発泡剤を用い
ることができる。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で，生産性および歩留りが高く，かつ製品パイプの外面
に熱融着跡を発生させず，しかも，有害物を排出するこ
とのないポリオレフィン系樹脂発泡パイプの製造方法を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のポリオレフィン系樹脂発泡パイプの製造方法は，少
なくとも架橋剤および有機発泡剤を配合してなるポリオ
レフィン系樹脂組成物をチューブ押出機に供給し，この
チューブ押出機から押し出された未架橋未発泡チューブ
状樹脂を架橋・発泡炉内で下側から吹き上げる熱風で浮
かせながら搬送し，この熱風により架橋・発泡させて発
泡パイプを得ることを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成において，押出温度を発泡温度より低
い架橋温度よりさらに低く設定すると，チューブ押出機
を出た未架橋未発泡チューブ状樹脂は発泡温度以上の架
橋・発泡炉内を搬送されて架橋・発泡し，発泡パイプと
なるが，架橋・発泡炉内では未架橋未発泡チューブ状樹
脂は下から吹き上げる熱風により浮遊した状態で搬送さ
れるので，未架橋未発泡チューブ状樹脂の外面が変形す
ることはない。

【００１０】

【実施例】以下，本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明の一実施例のポリオレフィン系樹
脂発泡パイプの製造方法を採用した発泡パイプ製造装置
の概略図，図２は図１における架橋・発泡炉の内部構造
を示す断面図である。チューブ押出機１は，成形材料を
投入するホッパ２，スクリュー３ａを内蔵したシリンダ
３，所定サイズのニップル・ダイス４ａを装着したヘッ
ド４を備えている。そして，チューブ押出機１の下流
に，チューブ押出機１から出た未架橋未発泡チューブ状
樹脂６’を架橋・発泡する架橋・発泡炉５，および発泡
パイプ６を引き取る発泡パイプ引取機７を配置してい
る。図示のチューブ押出機１は単軸スクリュウ３を持つ
が，二軸スクリュウでもよく，その他チューブ押出機自
体の構造は特に限定されない。また，図示の発泡パイプ
引取機７はロール式であるが，キャタピラ式その他でも
よい。

【００１１】前記架橋・発泡炉５は，図２に示すよう
に，Ｖ形側壁を持つチューブ状樹脂搬送室１０，このチ
ューブ状樹脂搬送室１０のＶ形の下端部の開口溝１１，
その下方の圧力チャンバ１２，さらにその下方の熱風供
給ダクト１３，上部の熱風排気ダクト１４を備えてい
る。そして，所定温度の熱風が熱風供給ダクト１３から
給気ダンパ１５を経て圧力チャンバ１２に入り，開口溝
１１を通ってチューブ状樹脂搬送室１０内に入り，その
際に未架橋未発泡チューブ状樹脂６’を開口溝１１付近
に浮かせるように流れ，続いて排気ダンパ１６から熱風
排気ダクト１４に流出し，図示せぬ排気ファンを通り外
部排気口へ排出されるか，あるいはバーナー燃焼室へ戻
りそこから再び熱風供給ダクト１３へ送られ循環するよ
うにされている。

【００１２】上記の設備による製造工程としては，ま
ず，チューブ押出機１のホッパ２からシリンダ３内に成
形材料を供給し，これを高温・高圧下で加熱溶融させつ
つスクリュー３ａによりニップル・ダイス４ａから押し
出し，チューブ状樹脂６’を得る。成形材料の配合は，
ポリオレフィン系樹脂によるベース樹脂１００重量部に
対して有機発泡剤が１５〜４０重量部の配合とする。こ
の時，チューブ状樹脂６’が架橋しないように，シリン
ダ３の温度はポリオレフィン系樹脂の架橋温度より低く
設定する。ここで，成形材料が効率よく加熱溶融し押し
出されるためには，シリンダ３の設定温度を架橋しない
温度，例えば５０〜１３０℃の間にするのが適切であ
り，かつシリンダ３のホッパ直下部分からヘッド４に向
かけて徐々に前記設定温度まで上げるのが好ましい。

【００１３】チューブ押出機１によって押し出された成
形材料すなわち未架橋未発泡チューブ状樹脂６’は，架
橋・発泡炉５に入る。この架橋・発泡炉５内で未架橋未
発泡チューブ状樹脂６’は，所定の発泡倍率と発泡径と
を満足する炉内滞留時間をかけて，前述の通り下から吹
き上げる熱風で浮いた状態で搬送される。この架橋・発
泡炉５内を搬送される間に未架橋未発泡チューブ状樹脂
６’は架橋・発泡し，発泡パイプ６となり，架橋・発泡
炉５の直後にある発泡パイプ引取機７によって引き取ら
れる。前述の通り未架橋未発泡チューブ状樹脂６’（な
いし発泡パイプ６）は浮遊して搬送されるから，チュー
ブ押出機１による押出力と，発泡パイプ引取機７による
引取力のみによって搬送される。

【００１４】ここで使用する架橋・発泡炉５は，炉長が
２〜３０メートル程度が好ましく，長さ方向で１〜１０
ゾーンに区割りし，各ゾーン毎に温度および風速（差
圧）の調整ができる構造であれば，一層効果的である。
また，架橋・発泡炉５における諸条件として，温度は成
形材料の架橋温度と発泡温度を考慮して，ほぼ１９０〜
２５０℃の範囲で調整し，吹き上げる熱風の速度は炉上
部と炉下部との差圧換算で５〜６０ｍｍＡｑの範囲であ
れば，チューブ状樹脂６’および発泡パイプ６とも適切
に浮いた状態を保つことができる。ただし，温度，風速
とも未架橋未発泡チューブ状樹脂６’のサイズ，比重に
合わせて調整する。

【００１５】なお，チューブ状樹脂６’が架橋・発泡炉
５内で架橋・発泡し２０〜４０倍の発泡倍率を達成する
ためには，サイズ，配合比の違いにより３〜２０分程度
の炉内滞留時間を要する。この時間と架橋・発泡炉５の
長さを考慮して線速を決定するとよい。架橋・発泡炉５
内で所定の発泡倍率を満足する滞留時間を経た発泡パイ
プ６のチューブ状樹脂６’に対する長手方向の伸びは，
サイズ等により異なるが１．５〜３．５倍程度であるか
ら，これを自然発泡による伸び率と考えて，押出線速に
対する引取線速比率として設定すれば，伸びた分だけ引
き取るという具合で無理なく発泡パイプを引き取ること
ができる。なお，この架橋・発泡炉５は，前述の通り内
部にコンベヤ等の搬送媒体がないため，炉のサイズによ
っては，複数のチューブ押出機１および発泡パイプ引取
機７を並列配置して，パスラインを複数ライン設けるこ
とができる。

【００１６】次に，具体的配合の例を述べる。

【表１】 表１の配合は難燃性のポリオレフィン系樹脂組成物の場
合であり，ベース樹脂としてＥＶＡすなわちエチレン・
酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル成分＝３６％，ＭＩ
（メルトインデックス）＝２）を１００重量部，難燃剤
として水酸化マグネシゥム（Ｍｇ（ＯＨ）₂ ）を１００
重量部，架橋剤としてＤＣＰすなわちジクミルパーオキ
サイドを２重量部，発泡剤としてアゾジカルボンアミド
（ＡＤＣＡ）を３０重量部の割合で配合している。有機
発泡剤としては，アゾジカルボンアミド（ＡＣＤＡ），
ジニトロソベンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ），Ｐ−
Ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジッド）
（ＯＢＳＨ），バリウムアゾジカルボキシレート等があ
る。

【表２】 表２は非難燃性のポリオレフィン系樹脂組成物の場合で
あり，ベース樹脂としてＬＤＰＥすなわち低密度ポリエ
チレン（ＭＩ＝２）を１００重量部，架橋剤としてＤＣ
Ｐを１重量部，発泡剤としてアゾジカルボンアミドを１
８重量部の割合で配合している。

【００１７】上記２種の配合のポリオレフィン系樹脂組
成物を成形材料として，従来のシート押出・発泡方式，
および本発明のチューブ押出・発泡方式でそれぞれ発泡
パイプを製造したが，両者を比較すると次の通りであ
る。なお，製造した発泡パイプのサイズは内径８ｍｍ
φ，肉厚８ｍｍである。

【００１８】製造工程については，シート押出・発泡方
式では，従来例で述べたように９工程からなり，タンデ
ム工程の単位でいえば３工程を必要とするのに対して，
本発明のチューブ押出・発泡方式では，３工程からな
り，タンデム工程の単位でいえば１工程で済む。また，
必要作業人員についても，シート押出・発泡方式では２
名を必要とするのに対して，チューブ押出・発泡方式で
は１名で済む。このように，有機発泡剤を用いるシート
押出・発泡方式では工程間で仕掛かり半製品の運搬に時
間と人員を費やすことに対して，後者は材料投入から製
品完成までの作業者１人当たりの工数が前者の３分の１
で済み，格段に作業効率の面で優位である。また，製造
に要する時間については，例えば発泡パイプを１０００
メートル製造するために必要な時間で比較すると，チュ
ーブ押出・発泡方式による場合の所要時間は，シート押
出・発泡方式による場合の所要時間の約８分の５であ
る。なお，前記の比較した所要時間は，発泡パイプ引取
りまでを含めた全工程に要する時間である。また，成形
材料の歩留りについては，チューブ押出・発泡方式によ
る場合に発生するロスは，シート押出・発泡方式による
場合に発生するロスの約２３分の１である。発泡倍率に
ついては，いずれの場合も３０倍の発泡倍率が得られ
た。このように，チューブ押出・発泡方式に有機発泡剤
を用いても発泡倍率低下の問題は生じないし，また，難
燃剤を配合しても発泡倍率低下の問題は生じない。ま
た，発泡パイプの性能に関しては，難燃，非難燃のいず
れの成形材料でも差異はなく，耐熱特性を持たせるため
の問題は全てクリアできている。また，製造工程自体に
おいても，難燃，非難燃のいずれの成形材料でも，特別
な問題は何も生じない。さらに，外観上でも，シート押
出・発泡方式では熱融着跡が残るのに対して，チューブ
押出・発泡方式ではそれがなく，表面が美しいものであ
るから，商品価値についても優位である。

【００１９】なお，本発明において上述した配合のポリ
オレフィン系樹脂組成物にさらに適宜の添加物を配合す
ることは当然考えられる。また，未架橋未発泡チューブ
状樹脂を浮遊搬送するための架橋・発泡炉の内部構造
は，図示例に限定されない。要するに，吹き上げる熱風
により，未架橋未発泡チューブ状樹脂を架橋・発泡炉の
内壁に接触しない（ないしはごく軽くしか接触しない）
程度に浮かせることができればよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば，チューブ押出・発泡方
式を採用しているので，シート押出・発泡方式と比べ
て，材料投入から製品完成までの工程数，作業人員，所
要時間を大幅に削減することができ，生産性が大幅に向
上する。また，全工程について歩留りを改善することが
できる。また，製品パイプの外面に熱融着跡はなく，外
観が良好である。

【００２１】発泡剤として有機発泡剤を用いているの
で，従来のフロンやブタン等の発泡剤と異なり，有害物
が発生しない。

【００２２】有機発泡剤を用いたことに伴って未架橋未
発泡チューブ状樹脂で架橋・発泡炉内を搬送させる必要
が生じるが，架橋・発泡炉内の未架橋未発泡チューブ状
樹脂は下から吹き上げる熱風により浮遊した状態で搬送
されるので，その未架橋未発泡チューブ状樹脂の外面が
変形することはなく，均等に発泡するので，良好な外観
の発泡パイプが得られる。

【００２３】請求項２によれば，発泡パイプに難燃性を
与える課題に容易に応えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のポリオレフィン系樹脂発泡
パイプの製造方法を採用した発泡パイプ製造装置の概略
図である。

【図２】図１における架橋・発泡炉の内部構造を示す断
面図である。

【符号の説明】

１ チューブ押出機 ３ シリンダ ３ａ スクリュー ４ ヘッド ４ａ ニップル・ダイス ５ 架橋・発泡炉 ６ 発泡パイプ ６’ 未架橋未発泡チューブ状樹脂 ７ 発泡パイプ引取機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:24 Ｂ２９Ｌ 23:00 (72)発明者 渡邊 知久 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 小林 宣夫 静岡県沼津市双葉町９番１号 株式会社フ ジクラ沼津工場内 (72)発明者 水野 康彦 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも架橋剤および有機発泡剤を配
   合してなるポリオレフィン系樹脂組成物をチューブ押出
   機に供給し，このチューブ押出機から押し出された未架
   橋未発泡チューブ状樹脂を架橋・発泡炉内で下側から吹
   き上げる熱風で浮かせながら搬送し，この熱風により架
   橋・発泡させて発泡パイプを得ることを特徴とするポリ
   オレフィン系樹脂発泡パイプの製造方法。
2. 【請求項２】 前記ポリオレフィン系樹脂組成物が難燃
   剤を含有することを特徴とする請求項１記載のポリオレ
   フィン系樹脂発泡パイプの製造方法。