JP2001058353A - 耐熱性熱膨張型ライニング用塩化ビニル樹脂管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属管と塩化ビニル管の接着性を向上させる
ことを目的とする。 【解決手段】 塩素化塩化ビニル樹脂１００重量部に対
し、塩化ビニル樹脂を５０〜１１０重量部混合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、耐熱性熱膨張型
ライニング用塩化ビニル樹脂管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鋼管等の金属管の内面に耐腐蝕
性を付与するために、金属管の内壁に塩化ビニル樹脂層
をライニングすることが知られている。この塩化ビニル
樹脂被覆金属管は、塩化ビニル樹脂管を接着剤を介して
金属管内面に加熱膨張により接着させることにより製造
される。このとき、ライニング用の塩化ビニル樹脂管と
金属管とはその線膨張率の差が大であるため塩化ビニル
樹脂被覆金属管の製造における冷却過程で接着剤層に剥
離方向の応力がかかり塩化ビニル樹脂管と金属管が剥離
するいわゆる「浮き」という現象が生じやすい。特に軟
化温度、すなわち収縮開始温度が一般の塩化ビニル管よ
り高い耐熱性塩化ビニル樹脂管ではこの現象が顕著に現
れる。これを防ぐため、耐熱性塩化ビニル管の内部に加
圧媒体を封入して冷却過程での収縮を抑えながら冷却す
る方法が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
加圧媒体を封入する方法を用いるには、加圧媒体封入の
ための装置が必要となる。また、上記加圧媒体の封入、
冷却、加圧媒体の除去と作業工程が増加し、作業の手間
もかかる。

【０００４】そこで、この発明は、上記問題点を解決
し、金属管と塩化ビニル管の接着性を向上させることを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この耐熱性熱膨張型ライ
ニング用塩化ビニル樹脂管にかかる発明は、塩素化塩化
ビニル樹脂１００重量部に対し、塩化ビニル樹脂５０〜
１１０重量部混合した耐熱性熱膨張型ライニング用塩化
ビニル樹脂管を用いることにより、上記の課題を解決し
たのである。

【０００６】さらに、上記耐熱性熱膨張型ライニング用
塩化ビニル樹脂管として、１５０℃〜１８０℃の温度で
２分間加熱した場合の拡径率が１０５％〜１３０％であ
るものを用いることができる。

【０００７】また、接着剤層を積層した耐熱性熱膨張型
ライニング用塩化ビニル樹脂管にかかる発明は、上記の
耐熱性熱膨張型ライニング用塩化ビニル樹脂管の外表面
に、結晶性ポリエステルを主成分とし、その融点が１２
０℃〜１５０℃のホットメルト型接着剤層を設け、上記
耐熱性熱膨張型ライニング用塩化ビニル樹脂管を構成す
る混合樹脂のビカット軟化温度（１ｋｇ荷重）を、上記
ホットメルト型接着剤の結晶化温度以下であって、か
つ、１１０℃以上としたものである。

【０００８】塩化ビニル被覆金属管の製造の冷却過程に
おける「浮き」の現象は、加熱溶融したホットメルト型
接着剤が結晶化温度に冷却され固化するより先に、軟化
した塩化ビニル管が軟化温度すなわち収縮開始温度に冷
却されると、接着剤が塩化ビニル管を金属管内表面に張
り付けておくことができないため発生すると考えられ
る。これに対し、上記の要件を有する耐熱性熱膨張型ラ
イニング用塩化ビニル樹脂管やホットメルト型接着剤を
用いることにより、耐熱性熱膨張型ライニング用塩化ビ
ニル樹脂管の収縮前にホトメルト型接着剤が固化して、
耐熱性塩化ビニル被覆金属管から耐熱性熱膨張型ライニ
ング用塩化ビニル樹脂が剥離されるのを防止できる。こ
のため、製造時に加圧媒体を封入せずとも、「浮き」を
発生させずに耐熱性塩化ビニル樹脂被覆金属管を製造す
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を説明
する。

【００１０】この発明にかかる耐熱性熱膨張型ライニン
グ用塩化ビニル樹脂管（以下、「ライニング用塩化ビニ
ル管」と略する。）は、塩素化塩化ビニル樹脂と塩化ビ
ニル樹脂とを混合して成形した管である。このライニン
グ用塩化ビニル管を金属管内に挿入し、次いで、加熱拡
径させることにより、上記金属管内面にライニング用塩
化ビニル管が張り付けられた耐熱性塩化ビニル被覆金属
管（以下、「被覆金属管」と略する。）が得られる。

【００１１】上記塩素化塩化ビニル樹脂とは、塩素化率
が６０〜７２％の塩化ビニル樹脂をいい、塩化ビニル樹
脂とは、塩素化率が５２％〜５８％の塩化ビニル重合体
をいう。

【００１２】上記の塩素化塩化ビニル樹脂と塩化ビニル
樹脂の混合割合は、塩素化塩化ビニル樹脂１００重量部
に対し、塩化ビニル樹脂５０〜１１０重量部混合させる
のが好ましい。塩化ビニル樹脂の混合量が５０重量部よ
り少ないと、ライニングする際、加圧媒体の封入なしで
は塩化ビニル樹脂管と金属管とが剥離する浮き現象が発
生し、両者の接着強度も低く、ライニング金属管として
満足すべき製品が得られない。また、塩化ビニル樹脂の
混合量が１１０重量部より多いと、塩化ビニル樹脂管の
ビカット軟化温度が低下し、耐熱性が不足して製品とし
ての実用性に欠ける。

【００１３】また、上記のライニング用塩化ビニル管の
１５０℃〜１８０℃の温度で２分間加熱した場合の拡径
率は、１０５〜１３０％であることが好ましい。１０５
％より小さいと、ライニング金属管の製造時に、当該塩
化ビニル樹脂管の外面が金属管内面に達しておらず、ま
た、達したとしても金属管内面への密着不足となり、ラ
イニング金属管として満足な製品が得られない。１３０
℃より大きいと、ライニング金属管の製造時に、当該塩
化ビニル樹脂管の外面が金属管内面に密着した後も必要
以上に拡径するため、金属管内で座屈しやすくなり、両
者が一様に密着したライニング金属管が得られない。

【００１４】上記の１５０℃〜１８０の温度で２分間加
熱するとは、温度１５０℃〜１８０℃の空気やオイル等
の加熱媒体中に、ライニング用塩化ビニル管を２分間放
置することをいう。また、上記拡径率とは、上記の方法
で上記ライニング用塩化ビニル管を加熱拡径させたと
き、加熱拡径前の管外径に対する、加熱拡径後、拡張し
た管の外径の割合をいう。

【００１５】上記ライニング用塩化ビニル管に、その外
表面にライニング用塩化ビニル管と金属管とを接合する
ためのホトメルト型接着剤からなる層を設けることによ
り、接着剤層を積層したライニング用塩化ビニル管を製
造することができる。

【００１６】このとき、この接着剤層を積層したライニ
ング用塩化ビニル管に使用されるライニング用塩化ビニ
ル管を構成する混合樹脂の１ｋｇ荷重におけるビカット
軟化温度は、後述するホットメルト型接着剤の結晶化温
度以下であって、かつ、１１０℃以上が好ましい。ビカ
ット軟化温度がホットメルト型接着剤の結晶化温度より
高いと、ホットメルト型接着剤の固化の前にライニング
用塩化ビニル管の冷却による収縮が始まり、ライニング
用塩化ビニル管が上記金属管から剥がれ、「浮き」が生
じやすくなるからである。また、ビカット軟化温度が１
１０℃未満だと、上記被覆金属管を給湯用配管材として
用いる場合、耐熱性に欠け、高温使用時に軟化して実用
性に欠ける場合が生じる。

【００１７】なお、ビカット軟化温度とは、ＪＩＳ Ｋ
７２０６「熱可塑性プラスチックのビカット軟化温度
試験方法」において（試験荷重を１ｋｇ）、伝熱媒体を
室温から５０℃／時の速度で昇温したとき揚合、圧子が
試験片に深さ１ｍｍ侵入したときの温度をいう。

【００１８】上記のホットメルト型接着剤は、一般に溶
剤を用いることなく接着できるので、環境衛生上好まし
く、また、乾燥工程が省略でき、塗布がしやすい等の利
点がある。この場合のホットメルト型接着剤は、結晶性
ポリエステルを主成分とし、その融点が１２０℃〜１５
０℃、結晶化温度が８０℃以上融点以下のものである。
ホットメルト型接着剤の融点が１２０℃未満では耐熱性
に欠け、高温使用時に剥離が生じやすく実用性に欠け
る。また、融点が１５０℃を越えると耐熱性熱膨張塩化
ビニル管に接着剤を塗布する際に樹脂温度を過度に高く
設定する必要が生じ、この樹脂管の熱変形が生じたり、
接着剤の熱分解等により劣化が生じたりして不都合とな
る。

【００１９】上記の結晶性ポリエステル樹脂とは、グリ
コールとジカルボン酸の重縮合により得られる熱可塑性
の飽和共重合ポリエステルを意味し、その酸成分として
は、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、オルトフタル
酸、バラフェニレンジカルボン酸、２，６−ナフタレン
ジカルボン酸等の芳香族二塩基性酸やコハク酸、グルク
ル酸、アジピン酸、スベリン酸、β−メチルアジピン
酸、ピメリン酸、１，６−ヘキサンジカルボン酸、アゼ
ライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジ
カルボン酸、ヘキサデカンジカルボン酸、１，４−シク
ロヘキサンジカルボン酸等の脂肪族二塩基性酸が挙げら
れる。また、グリコール成分としてはエチレングリコー
ル、１，２−プロパンジオール、１，３−ブタンジオー
ル、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタジオー
ル、３−メチルペンタジオール、１，３−ヘキサンジオ
ール、１，６−ヘキサンジオール、水添ビスフェノール
Ａ、ジエチレングリコール、１，４一シクロヘキサンジ
メタノール、トリエチレングリコール、ポリエチレング
リコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレング
リコール、ポリテトラメチレングリコール等のグリコー
ルもしくはその残基形成誘導体もしくはカプロラクトン
等のα，ω−オキシ酸もしくはその残基形成誘導体より
なる飽和二官能性モノマーとを適宜選択して常法により
共重合体して得ることが可能である。

【００２０】さらに結晶性の調整等物性改良を目的とし
て、トリメリット酸、ピロメリット酸等三官能以上の酸
成分及び／又はトリメチロールプロパンペンタエリスリ
トール等三官能以上のポリオール成分等が徹量共重合さ
れたものであっても良い。また２種以上のポリエステル
のブレンドにより結晶性ポリエステル樹脂の融点及び結
晶化温度が、上記範囲となる様にブレンドしても良い
し、重合度の異なる同一樹脂のブレンドであっても良
い。

【００２１】また、上記結晶性ポリエステル樹脂には、
ポリオレフイン樹脂を加えることができる。このポリオ
レフィン樹脂は、低温特性、耐水性改良にとって好適で
ある。このポリオレフイン樹脂としては特に限定するも
のではないが低密度ポリエチレンあるいはポリエチレン
樹脂においてプロピレン、無水マレイン酸、酢酸ビニ
ル、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸等
を共重合されたものが好ましい。

【００２２】さらにまた、ポリオレフイン樹脂以外のポ
リマーとして、目的に応じて、例えば、非晶性のポリエ
ステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリウレタン樹脂等の
熱可塑性樹脂を配合しても良いし、エポキシ樹脂、フェ
ノール樹脂，メラミン樹脂等の熱硬化樹脂が配合された
ものを配合しても良い。さらに、その他の添加剤とし
て、上記金属管に対する接着性向上を目的としてシラン
カップリング剤などのカップリング剤また凝集力の向上
を目的としてタルク、クレー、シリカ等のフィラー類、
その他公知の耐候安定剤、老化防止剤、加工安定剤等を
本発明の特徴を損なわない範囲で添加することができ
る。

【００２３】上記金属管の例としては、鋼管、鋳鉄管、
ＳＵＳ管、アルミニウム管、銅管等があげられる。

【００２４】ところで、上記の融点は、示差走査熱量計
により測定することができる。具体的には、１０℃／分
の走査速度で２００℃まで昇温し、同速度で０℃まで冷
却後さらに同速度で再昇温した場合に吸熱ピークとして
観測される温度を融点とすることができる。また、上記
の結晶化温度は融点同様の操作を行い２００℃から０℃
まで冷却する場合に発熱ピークとして観測される温度を
いい、通常は融点以下の値を示す。

【００２５】次に、上記被覆金属管の製造法を示す。

【００２６】まず、本発明に使用する耐熱性熱膨脹型ラ
イニング用塩化ビニル樹脂管としては、塩素化塩化ビニ
ル樹脂と塩化ビニル樹脂を上記の所定割合で混合する。
ここには、必要に応じてポリ塩化ビニル樹脂に公知の耐
熱向上剤や、安定剤、充填剤、滑剤等を混合させること
ができる。この配合物を押出成形した後、縮径するため
に直ちに急冷して耐熱性熱膨脹型ライニング用塩化ビニ
ル樹脂管を製造する。

【００２７】次に、上記ライニング用塩化ビニル管の外
表面に上記ホットメルト型接着剤層を設ける。これは、
クロスヘッドダイによって上記のホトッメルト型接着剤
を溶融コーティングする方法や、帯状にホトッメルト型
接着剤を押出して巻き付ける溶融巻付け法、あるいはフ
ィルム状のホトッメルト型接着剤接着剤を塩化ビニル管
に巻き付けるフィルム巻付け法などによって、行うこと
ができる。

【００２８】得られたホットメルト型接着剤層を設けた
ライニング用塩化ビニル管を金属管内に挿入する。次い
で、上記ホッメルト型接着剤の融点以上の温度に上昇さ
せる。この温度上昇の方法は、金属管の外側からバーナ
ー、熱風などによって一端から他端へ、あるいは中央か
ら両端へと逐次加熱することにより行うことができる。
この様な加熱方法を取るのは、ライニング用塩化ビニル
管と金属管との間隙に存在する空気を端部に効率良く排
出させるためである。

【００２９】このとき、ライニング用塩化ビニル管が拡
径し、ホットメルト型接着剤層によって、上記の金属管
とライニング用塩化ビニル管とが接着される。

【００３０】次に、そのまま放冷する。このとき、ま
ず、ホットメルト型接着剤層が固化し、次いで、ライニ
ング用塩化ビニル管が固化（硬化）する。先にホットメ
ルト型接着剤層が固化するため、ライニング用塩化ビニ
ル管が固化（硬化）しても、収縮するのは抑止される。
これにより、「浮き」が発生するのを抑止できる。

【００３１】この発明にかかる被覆金属管は、給湯用配
管材、暖房用配管材等に使用することができる。

【００３２】

【実施例】次に、この発明を実施例を用いてより詳細に
説明する。

【００３３】〔実施例１〕 （ライニング用塩化ビニル管の製造）塩素化塩化ビニル
樹脂（以下、「ＣＰＶＣ」と略する。）（鐘淵化学工業
社製：Ｈ−８２９、重合度８００、塩素化率６９％）１
００重量部と、塩化ビニル樹脂（以下、「ＰＶＣ」と略
する。）（三菱化学社製：ＳＧ−１１００、重合度１０
００、塩素化率５３％）７９重量部を混合し、これに、
オクチル錫系化合物熱安定剤（日東化成社製）２．３重
量部とポリエチレン系滑剤（アライドケミカル社製）
４．２重量部、メチルメタクルート−ブタジエン−スチ
レン共重合体（鐘淵化学工業社製）１０重量部、塩素化
ポリエチレン（ダイソー社製）１０重量部、及び充填剤
（丸尾カルシウム社製）０．５重量部を添加、混合し
た。

【００３４】この配合組成物を押出成形法によりダイス
から円筒形に押出し、これを軟化状態のまま冷却成形金
型へ導いて縮径させるために冷却固化させる。その後、
必要な長さに切断して、ライニング用塩化ビニル管の製
造した。

【００３５】上記の製造方法におけるダイスから押し出
される樹脂の温度は約１９０℃であり、成形金型に入る
時の樹脂の温度は約１２０℃であった。

【００３６】得られたライニング用塩化ビニル管のパイ
プ外径は、５０．５ｍｍ、肉厚は３．０ｍｍ、長さは４
１５０ｍｍであった。また、１６０℃×２分オイルバス
加熱における拡径率１０．５％であり、ビカット軟化温
度は１１３℃（１ｋｇ荷重）であった。

【００３７】（ホットメルト型接着剤の積層）上記のラ
イニング用塩化ビニル管の外表面にホットメルト型接着
剤層を形成した。使用したホットメルト型接着剤は、ポ
リエステル系接着剤（融点１４５℃、結晶化温度１２０
℃）であり、これを溶融して、ライニング用塩化ビニル
管の外表面に塗布し、積層した。このときの塗布膜厚は
０．１ｍｍであった。

【００３８】（被覆金属管の製造）上記のホットメルト
型接着剤を設けたライニング用塩化ビニル管を金属管に
挿入し加熱した。このとき使用した金属管は、配管用炭
素鋼鋼管（呼び径５０Ａ、外径６０．５ｍｍ、内径５
２．９ｍｍ、長さ４０００ｍｍ）であり、金属管外面に
熱風を吹き付ける方法で加熱を行った。

【００３９】加熱方法としては、金属管の中央から両端
へ向かって順次加熱（管の温度１７０℃で５分間保持）
し、その後自然冷却する方法を採用した。得られた被覆
金属管の外観及び接着強度を表１に示す。

【００４０】〔比較例１〕 （ライニング用塩化ビニル樹脂管の製造）耐熱性塩化ビ
ニル管の配合組成をＣＰＶＣ：ＰＶＣ＝１００：１０と
した以外は実施例１と同様してライニング用塩化ビニル
樹脂管の製造した。このときのビカット軟化温度は１２
１℃となった。

【００４１】（ホットメルト型接着剤の積層、及び被覆
金属管の製造）上記ライニング用塩化ビニル樹脂管を用
いた以外は、実施例１と同様にして耐熱性塩化ビニル被
覆鋼管を製造した。得られた被覆金属管の外観及び接着
強度を表１に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】結果 その結果、実施例１の外観は極めて良好であったのに対
し、比較例１では「浮き」の現象が見られた。また、接
着強度も実施例１に比べて比較例１は著しく低い結果と
なった。

【００４４】

【発明の効果】この発明により得られるライニング用塩
化ビニル管を用いることによって製造される耐熱性塩化
ビニル樹脂被覆金属管は、容易に製造することができ、
また、「浮き」等の欠陥を発生させずに、被覆金属管と
ライニング用塩化ビニル管の接着性を向上させることが
できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ３２Ｂ 27/30 １０１ Ｂ３２Ｂ 27/30 １０１ 27/36 27/36 Ｃ０８Ｊ 5/00 ＣＥＶ Ｃ０８Ｊ 5/00 ＣＥＶ Ｃ０８Ｌ 27/06 Ｃ０８Ｌ 27/06 27/24 27/24 Ｆ１６Ｌ 9/14 Ｆ１６Ｌ 9/14 11/06 11/06 // Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＥＶ Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＥＶ Ｂ２９Ｋ 27:06 67:00 705:00 Ｂ２９Ｌ 23:00 Ｆターム(参考） 3H111 AA01 AA02 BA01 BA15 BA34 CA52 CB03 CB04 DA26 DB03 EA12 4F071 AA23 AA24 AF43Y AH19 BA01 BB06 BC05 4F100 AB01C AK15A AK41B AL05A BA01 BA02 BA03 BA07 BA10A BA10C DA11 GB90 JA02 JA04A JA04B JA11B JB16B JJ03 JL12B YY00 YY00A YY00B 4F211 AA15 AA24 AD03 AD12 AG03 AG08 AH43 SA13 SC03 SD04 SG01 SH06 SN02 SP20 SP25 4J002 BD04X BD18W

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩素化塩化ビニル樹脂１００重量部に対
   し、塩化ビニル樹脂を５０〜１１０重量部混合した耐熱
   性熱膨張型ライニング用塩化ビニル樹脂管。
2. 【請求項２】 １５０℃〜１８０℃の温度で２分間加熱
   した場合の拡径率が１０５〜１３０％である請求項１に
   記載の耐熱性熱膨張型ライニング用塩化ビニル樹脂管。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の耐熱性熱膨張型
   ライニング用塩化ビニル樹脂管の外表面に、結晶性ポリ
   エステルを主成分とし、その融点が１２０℃〜１５０℃
   のホットメルト型接着剤層を設け、 上記耐熱性熱膨張型ライニング用塩化ビニル樹脂管を構
   成する混合樹脂のビカット軟化温度（１ｋｇ荷重）が、
   上記ホットメルト型接着剤の結晶化温度以下であって、
   かつ、１１０℃以上である、接着剤層を積層した耐熱性
   熱膨張型ライニング用塩化ビニル樹脂管。
4. 【請求項４】 請求項１若しくは２に記載の耐熱性熱膨
   張型塩化ビニル樹脂管、又は請求項３に記載の接着剤層
   を積層した耐熱性熱膨張型ライニング用塩化ビニル樹脂
   管を金属管内で加熱拡径させて金属管内面に張り付けた
   耐熱性塩化ビニル被覆金属管。