KR970010469B1 - 열-수축 튜브형 발포체 - Google Patents

Abstract

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Description

열-수축 튜브형 발포체

제1도는 본 발명에 따른 열-수축 튜브형 발포체를 연속적으로 제조하기 위한 장치의 예를 제시한다.

본 발명은 각조 파이프, 호스 등에 대한 단열재, 완충재료로서 유용한 열-수축 튜브형 발포체 및 이러한 튜브형 발포체의 제조 방법에 관한 것이다.

튜브형 EPDM 발포체를 사용하는 각종 파이프, 호스 등의 피복 또는 쟈켓팅은 이제까지 단열 및 보호를 목적으로 널리 실용화 되었었지만, 열-수축력을 갖는 튜브형 발포체는 없었다. 통상적으로, 파이프, 호스 등의 외면에 및/또는 튜브형 발포체의 내면에 윤활제를 도포한 후, 파이프, 호스 등을 튜브형 발포체에 밀어넣음을 특징으로 하는 방법; 압력을 가하여 튜브형 발포체를 팽창시킨 후 파이프, 호스 등을 팽창된 튜브형 발포체에 밀어넣음을 특징으로 하는 방법; 또는 튜브형 발포체를 세로로 절단하여 개봉하고, 파이프, 호스 등을 튜브형 발포체에 삽입하고 발포체 둘레를 테이프로 감아 고정시킴을 특징으로 하는 방법에 의해 튜브형 발포체를 사용하여 파이프, 호스 등을 피복시켰었다.

한편 JP-A-58-51121은 α-올레핀이 4이상의 탄소 원자를 갖는 α-올레핀인 에틸렌-α-올레핀 공중합체 또는 에틸렌-α-올레핀-폴리엔 공중합체로부터 제조된 열-수축 시이트를 제안하고 있다.

튜브형 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체 발포체에 파이프, 호스 등을 삽입하는 통상적인 방법은 파이프, 호스 등에 윤활제 도입, 발포체의 가압 및 팽창 조직 및 삽입 조작의 저효율 및 가압으로 인한 튜브형 발포체의 파열과 같은 각종 문제를 안고 있다. 따라서, 피복시 안정성 및 고효율의 방법이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은 파이프, 호스 등을 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체 기재의 튜브형 발포체로 피복시키는 개선 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 장점은 하기 기술에서 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 100중량부의 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체, 1∼20중량부의 발포체, 50∼200℃의 비캣(Vicat) 연화점을 갖는 5∼100중량부의 열가소성 수지 및 10중량부 이하의 교차결합제를 함유하는 열-수축 발포체용 조성물, 100중량부의 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체, 1∼20중량부의 발포체 및 50∼200℃의 비캣 연화점을 갖는 5∼100중량부의 열가소성 수지를 함유하는 조성물을 튜브형으로 성형하고, 튜브를 교차-결합 및 발포 시키고, 튜브의 내부에 가압하여 튜브를 팽창시킴으로써 제조된 열-수축 튜브형 발포체, 조성물을 튜브형으로 성형시키고, 튜브를 교차결합 및 발포시키고, 튜브의 내부에 가압하여 튜브를 팽창시킴을 특징으로 하는 튜브형의 제조 방법 및 열-수축 튜브형 발포체를 사용하는 파이프 또는 호스의 쟈켓팅 방법이 제공된다.

제1도는 본 발명에 따른 열-수축 튜브형 발포체를 연속적으로 제조하기 위한 장치의 예를 제시한다. 이 도면에서, 숫자의 의미는 하기와 같다 :

1…압출기

2…연속 교차결합 가열기(열풍 오픈, 고주파 가열기, 용융염 매질 유동화 베드 매질)

3…스퀴즈롤 A

4…항온 가열기(오븐 또는 적외선 가열기)

5…극간 게이지

6…냉각욕

7…스퀴즈롤 B

8…권취기

9…압축공기

우선, 열-수축 튜브형 발포체 및 그의 조성물을 기술한다. 상술한 대로, 튜브형 EPDM 발포체는 이미 파이프, 호스 등의 열팽창 및 보호를 위해 사용되어 왔지만, 이 발포체는 열수축력을 갖지 않기 때문에 파이프, 호스 등을 발포체로 피복하는데 어려움이 있었다. 본 발명의 열-수축 튜브형 발포체는 피복 조작을 유리하게 한다는 잇점을 갖는다.

본 발명에서 사용되는 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체중 에틸렌/α-올레핀의 중량비는 절대적이지는 않지만, 바람직하게는 85/15∼40/60이다. α-올레핀의 종류도 절대적이지는 않지만, 프로필렌 및 부텐-1이 바람직하다. 비공역 디엔의 종류 역시 절대적이지는 않지만, 일반적으로 사용되는 것은 노르보르넨, 고리형 디엔 및 지방족 디엔이고, 이중 바람직한 것은 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 디시클로펜타디엔 및 1,4-헥사디엔이다.

조성물의 한 성분인 열가소성 수지는 발포체에 열수축력을 부여하기 위해 사용한다. 열가소성 수지의 종류에 특별한 제한은 없다. 그러나 열가소성 수지는 50∼200℃, 바람직하게는 75∼100℃의 연화점을 갖는 것으로부터 선택된다. 열가소성 수지의 특정에는 폴리에틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체와 같은 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메타크릴레이트 공중합체, 각종의 다른 에틸렌 공중합체, 폴리 프로필렌, 프로필렌 공중합체 및 스티렌-부타디엔 블록 공중합체이다. 이 수지중에서, 특히 바람직한 것은 폴리에틸렌 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체와 같은 에틸렌 공중합체이다.

이러한 열가소성 수지는 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체 100중량부당 바람직하게는 5∼100중량부, 더 바람직하게는 30∼50중량부의 양으로 배합시킨다. 그 양이 5중량부 미만이면, 생성 발포체의 열수축력이 너무 낮다. 그 양이 100중량부를 초과하면, 조성물의 가공력 감소와 같은 문제가 발생한다.

본 발명에서 사용되는 발포제의 종류 역시 절대적이지 않다. 바람직한 발포제에는 디니트로소펜타메틸렌테트라아민, 아조디카르본아미드 및 p,p'-옥시비스(벤젠술포닐 히드라지드)가 포함된다. 우레아 화합물과 같은 발포 보조제를 필요한 경우에 사용할 수 있다. 발포제는 에틸렌-α-올레핀-빛 공중합체 100중량부당 1∼20중량부, 바람직하게는 2∼8중량부의 양으로 배합한다.

본 발명의 조성물은 상기 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체, 열가소성 수지 및 발포제외에 충전물, 교차결합제, 교차결합 촉진제, 활성제, 연화제등에서 선택된 하나 이상의 성분을 함유할 수 있다. 여기에서 사용하기에 적당한 충전물은 카아본 블랙, 탄산칼슘, 활석, 미분 규산 및 점토와 같이 일반적으로 고무에 배합된 형태이다. 교차결합제로는, 황 및/또는 황 화합물을 예를 들면 교차결합 촉진제와 조합하거나 조합하지 않고 사용한다. 조세 교차결합제의 양은 절대적이지 않다. 그 양은 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체 100중량부당 일반적으로 10중량부 이하, 바람직하게는 5중량부 이하이다. 적당한 교차결합 촉진제에는 징크 디메틸 디티오카르바메이트 및 징크 디에틸 디티오카르바메이트와 같은 염 또는 치환 디티오카르밤산; 디펜타메틸티우람 테트라술피드 및 테트라메틸티우람 디술피드와 같은 티우람 화합물; 메르캅 로벤조티아졸 및 디벤조티아질 디술피드와 같은 티아졸 화합물; 및 티오우레아 화합물, 구아니딘 화합물, 크산토겐산염, 알데히드아미드 암모니아 화합물이 포함된다.

본 발명 조성물의 교차결합을 위해, 황 및 황 화합물이외에 퀴노이드 화합물 및 유기 퍼옥시드도 교차결합제로 사용할 수 있다. 이러한 퀴노이드 화합물 또는 유기퍼옥시드에는 p-벤조퀴논 디옥심, p,p'-디벤조퀴논 디옥심, 디쿠밀 퍼옥시드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산 및 1,1-디-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸시클로헥산이 포함된다.

활성제의 특정예에는 산화아연, 지방산의 아연염, 탄산아연 및 스테아르산이 포함된다. 적당한 연화제는 고무에 대해 일반적으로 사용되는 각종 프로세스유(process oils), 윤활유, 파라핀등이다. 상기 성분이외에도, 필요한 경우에 항산화제, 가고 보조재 및 다른 첨가물을 조성물에 혼합할 수 있다.

다음으로, 튜브형 발포체를 제조하기 위한 본 발명의 제조방법을 기술하겠다.

에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체를 포함하는 성분을 밴버리(Banbury)믹서 또는 반죽기와 같은 내부 믹서, 또는 롤 밀을 사용하여 통상적인 방법으로 반죽할 수 있다.

이 경우에 반죽 온도는 일반적으로 50∼210℃이다. 그러나, 발포제, 교차결합체, 교차결합 촉진제 등을 바람직하게는 100℃ 이하의 온도에서 반죽하여 분해 및 스코칭(scorching)을 방지한다.

성분을 반죽하여 수득된 조성물을 압출기를 통해 튜브로 성형시키고, 튜브를 연속 교차결합 가열기에 도입하여 교차결합 및 발포시킴으로써, 비팽창 튜브형 발포체를 제조한다.

교차결합 및 발포를 위한 연속 교차결합 가열기의 특정예는 온풍 오븐, 고주파 가열기, 용융 염 매질, 유동화 베드 매질 및 다른 가열 장치이다.

튜브를 열가소성 수지 성분의 이상의 온도로 유지하면서 내부를 압축 공기를 사용하여 가압함으로써 수득된 튜브를 방사상으로 팽창시키고, 즉시 냉각한다.

항온 가열기의 특정예는 각종 오븐, 적외선 가열기등이다.

또한, 상기 조작을 계속 수행함으로써 열-수축 튜브형 발포체를 제조하는 제조방법에 대해 기술하겠다.

즉, 연속 교차결합 가열기에서 교차결합 및 발포된 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체 기재의 뜨거운 튜브형 발포체를 스퀴즈 롤로 니핑하여 튜브의 내부 구멍을 차단하고, 튜브의 차단점과 말단 사이의 부분을 튜브의 말단으로부터 그안에 압축 공기를 도입함으로써 방사상으로 팽창시킨다.

이 조작 동안에 튜브의 팽창 부분을 냉각욕에 도입하여, 그 부분의 형태 및 크기를 고정시킨다.

그런 후, 처리된 튜브를 가압장치가 설비된 튜브 권취기에 감는다. 이 방법으로, 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체 기재의 열-수축 튜브형 발포체를 계속해서 효과적으로 제조할 수 있다.

제1도를 참고로, 상기 제조방법을 상세히 설명하겠다. 압축기(1)을 통해 성형된 튜브를 연속 교차결합 가열기(2)에 도입하여 튜브를 교차결합 및 발포시킨다. 연속 교차결합욕(2)에서 생성된 뜨거운 튜브형 발포체를 스퀴즈롤 A(3)으로 니핑시켜 튜브의 내부 구멍을 차단한다. 그런 후, 튜브의 차단점과 말단 사이의 부분을 항온 가열기(4)에 도입하고 튜브의 내부에 가압하여 일정한 정도로 팽창시키지만, 연속 교차결합의 조건 및 환경조건이 일정하게 유지될 수 있다면, 이 항온 가열기(4)를 생략할 수 있다. 튜브의 차단점과 말단 사이의 부분은 압축 공기(9)를 이 부분에 권취기(8)을 통하여 도입하여 내부를 가압함으로써, 방사상으로 팽창시킨다. 팽창된 튜브의 외경을 극간 게이지(5)를 사용하여 측정한다. 한정 조건하에서 방사상으로 팽창된 튜브형 발포체를 냉각욕(6)에 도입하여 형태 및 크기를 고정시킨다. 냉각욕(6)으로부터의 튜브형 발포체를 권취기(8)에 감는다. 권취의 전환 동안에 압축 공기의 도입을 중지시킬 때 튜브의 니핑을 위해 스퀴즈 롤(7)을 사용한다.

발포후, 열 수축력을 하는 단계를 연속적으로 수행하므로, 본 발명의 제조방법은 조작 효율 및 열 효율이 높고, 튜브의 길이에 따라 뻗치는 정도가 낮아 튜브의 세로 치수가 거의 변하지 않는다는 장점이 있다. 즉, 본 발명의 제조방법에 따르면, 튜브의 세로치수는 가공 동안에 거의 변하지 않는다.

각종 파이프 및 호스를 피복시킬 경우, 본 발명의 열-수축 튜브형 발포체는 열가소성 수지 성분의 연화점 이상의 온도에서 가열함으로써 본 발명의 열-수축 튜브형 발포체를 방사상으로 수축시켜 단열, 보호 및 다른 목적으로 견고한 쟈켓을 제조할 수 있다.

본 발명은 하기 실시예를 참고로 더 상세히 설명되는데, 이것은 설명이 목적이지 본 발명의 범주를 한정하는 것으로 이해해서는 안된다.

[실시예 1, 2 및 3 및 대조예 1]

표 1에 제시된 조성물의 혼합물을 1.7-l밴버리 믹서에서 반죽한 후, 10-인치를 밀에서 반죽하여 조성물을 수득한다. 각 반죽 조성물을 45-㎜ 압출기 및, 외경 10-㎜ 및 내경 5-㎜의 환상 다이를 통하여 튜브형으로 성형시킨다. 각 압축 조성물을 연속 교차결합 가열기에 도입시켜 조성물을 교차결합시키고, 200℃에서 발포시킨다.

수득된 발포체의 비중을 표 2에 제시한다.

주, (1) ESPRENE 505 : EPDM(에틸렌-프로필렌-비공역 디엔 공중합체 고무, Sumitomo Chemical Co., Ltd. 제품)

(2) SEAST SO : 카아본 블랙(Tokai Carbon Co., Ltd. 제품)

(3) SUMIKATHENE G808 : 저밀도 폴리에틸렌(비캣 연화점 : 79℃, Sumitomo Chemical Co., Ltd. 제품)

(3') SUMIKATHENE F221-1 : 저밀도 폴리에틸렌(비캣 연화점 : 97℃, Sumitomo Chemical Co., Ltd. 제품)

(4) EVATATE H2011 : 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(비캣 연화점 : 82℃, Sumitomo Chemical Co., Ltd. 제품)

(5) CELMIC A :

발포제 : 디니트로소펜타메틸렌테트라아민

화학식 : CHNO

제조원 : Sankyo Kasei Co., Ltd.

(6) CELTON NP : 우레아 및 그 유도체

제조원 : Sankyo Kasei Co., Ltd.

수득된 각 튜브형 발포체의 한쪽 말단을 봉하고, 100℃로 가열 및 유지하고, 다른 쪽 말단으로 압축 공기를 도입함으로 내부에 가압하여 원래 직경의 1.5배로 팽창시키고, 냉수에 담가 바로 냉각시켜서 튜브형 발포체의 크기를 고정시킨다.

표 2는 또한 압력 제거후의 각 팽창 튜브흥 발포체의 내경 및 각 발포체의 팽창 정도, 즉 비팽창 발포체에 대한 발포체의 내경비를 나타낸다. 대조예 1의 발포체는 낮은 팽창 정도, 즉 열가소성 수지를 함유하지 않은 이 발포체의 내경은 실질적으로 원래 발포체의 내경과 동일하다는 것을 나타내준다.

이에 반하여, 실시예 1, 2 및 3의 발포체는 높은 팽창 정도를 나타내며, 압력 제거후, 그것은 팽창 직후와 거의 동일한 크기를 유지한다.

수득된 튜브형 발포체를 100℃의 온풍으로 가열한 후, 각 발포체의 내경을 측정하고, 각 발포체의 내경 수축율(%)을 결정한다. 이 측정 결과도 표 2에 제시한다. 실시예 1, 2 및 3의 튜브형 발포체는 우수한 열 수축력을 가져서, 가열에 의해 원래 크기와 거의 동일한 크기로 수축된다.

Claims (10)

100중량부의 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체, 1∼20중량부의 발포제 및 50∼200℃의 비캣(Vicat) 연화점을 갖는 5∼100중량부의 열가소성 수지를 함유하는 조성물을 튜브형으로 성형시키고, 튜브를 교차결합 및 발포시키고, 튜브의 내부에 가압하여 튜브를 팽창시킴으로써 제조된 열-수축 튜브형 발포체.

제1항에 있어서, 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체중 α-올레핀이 프로필렌 또는 부텐-1인 열-수축 튜브형 발포체.

제1항에 있어서, 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체중 에틸린/α-올레핀의 중량비가 85/15∼40/60인 열-수축 튜브형 발포체.

제1항에 있어서, 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체중 비공역 디엔이 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 디시클로펜타디엔 또는 1,4-헥사디엔인 열-수축 튜브형 발포체.

제1항에 있어서, 열가소성 수지가 폴리에틸렌 또는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체인 열-수축 튜브형 발포체.

제1항에 있어서, 열가소성 수지의 비캣 연화점이 75℃∼100℃인 열-수축 튜브형 발포체.

제1항에 있어서, 발포제가 디니트로소펜타메틸렌테트라아민, 아조디카르본아미드 또는 p,p'-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드)인 열-수축 튜브형 발포체.

100중량부의 에틸렌-α-올레핀-비공역 디엔 공중합체, 1∼20중량부의 발포제, 50∼200℃의 비캣 연화점을 갖는 5∼100중량부의 열가소성 수지 및 10중량부 이하의 교차결합제를 함유함을 특징으로 하는 열-수축 발포체용 조성물.

제8항에 따른 조성물을 튜브형으로 성형시키고, 튜브를 교차결합 및 발포시키고, 튜브 내부에 가압하여 튜브를 팽창시킴을 특징으로 하는 열-수축 튜브형 발포체의 제조방법.

파이프 또는 호스를 제1항에 따른 열-수축 튜브형 발포체로 쟈켓팅시키는 방법.

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