(57)【要約】【課題】耐薬品性に優れ、発泡倍率が高く、ヤケの発生が無い発泡樹脂層を形成できる発泡性組成物、およびこれを用いた発泡管継手の提供。【解決手段】塩化ビニル樹脂と発泡剤と安定剤とを含み、発泡剤が含窒素熱分解型有機発泡剤を含み、安定剤が錫系安定剤を含む発泡性組成物。この発泡性組成物を発泡・成形した発泡樹脂層を有する発泡管継手。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩化ビニル樹脂と発泡剤と安定剤とを含み、
前記発泡剤が含窒素熱分解型有機発泡剤を含み、
前記安定剤が錫系安定剤を含むことを特徴とする発泡性組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の発泡性組成物を発泡・成形した発泡樹脂層を有することを特徴とする発泡管継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発泡性組成物、およびこれを用いた発泡管継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調設備のドレン水を排水する配管周りの結露等を防止するために、鋼管や合成樹脂管からなる配管および管継手の周りをグラスウール等の保温材で被覆している。
しかし、上記従来の方法では、配管の作業とは別に、保温材を巻いたり被せたりする作業が必要であるため作業効率が悪く、狭い作業スペースでは作業を行えない場合もある。
そこで、断熱層となる発泡樹脂層を有する樹脂製の配管や管継手が提案されている。断熱層を設けることにより、配管施工後に保温材で被覆しなくても結露の防止が可能となる。
【０００３】
管継手は形状が複雑であるため、通常、射出成形法により製造される。特許文献１、２には、塩化ビニル樹脂やＡＢＳ樹脂等を加熱した溶融物と、アゾジカルボアミド（ＡＤＣＡ）や重曹等の発泡剤との混合物を金型内に射出し、発泡させ、冷却させて成形することによって、内部に発泡樹脂層を有する発泡管継手を製造する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許３６９９５７９号公報
【特許文献２】特開平７−２１７９３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、発泡管継手の用途も広がり、例えば耐薬品性と断熱性に優れる発泡管継手が求められる。断熱性を高めるためには、発泡性能に優れた発泡剤を用いて発泡樹脂層の発泡倍率を高くすることが好ましい。
本発明者等の知見によれば、塩化ビニル樹脂は耐薬品性に優れ、アゾジカルボアミドは発泡性能に優れるが、塩化ビニル樹脂とアゾジカルボアミドとを混合して加熱、発泡させるとヤケ（変色した異物）と呼ばれる製品不良が生じやすい。
本発明は、耐薬品性に優れ、発泡倍率が高く、ヤケの発生が抑制された発泡樹脂層を形成できる発泡性組成物、およびこれを用いた発泡管継手の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、ヤケが生じる原因と防止策について鋭意検討を重ねた結果、特定の安定剤を添加することによって、塩化ビニル樹脂と熱分解型有機発泡剤との組み合わせにおけるヤケの発生を抑制できることを見出した。
【０００７】
本発明は以下の態様を有する。
［１］塩化ビニル樹脂と発泡剤と安定剤とを含み、前記発泡剤が含窒素熱分解型有機発泡剤を含み、前記安定剤が錫系安定剤を含む、ことを特徴とする発泡性組成物。
［２］  前記［１］の発泡性組成物を発泡・成形した発泡樹脂層を有する発泡管継手。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の発泡性組成物は、耐薬品性に優れ、発泡倍率が高く、ヤケの発生が抑制された発泡樹脂層を形成できる。
本発明の発泡性組成物を発泡・成形することにより、耐薬品性に優れ、発泡倍率が高く、ヤケの発生が抑制された発泡樹脂層を有する、発泡管継手が得られる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜発泡性組成物＞
本発明の発泡性組成物は塩化ビニル樹脂と発泡剤と安定剤とを含む。
塩化ビニル樹脂は、管継手の材料として公知の硬質塩化ビニル樹脂を用いることができる。硬質塩化ビニル樹脂とは、可塑剤を実質的に含まない塩化ビニル樹脂である。
【００１０】
発泡剤としては、加熱によって窒素ガス（Ｎ２）を発生させる含窒素熱分解型有機発泡剤が好ましく、分子内に窒素原子を３つ以上有する含窒素熱分解型有機発泡剤がより好ましい。例えば、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−ジニトロソテレフタルアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミンなどのニトロソ化合物、アゾジカルボンアミド、アゾビスホルムアミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾシクロヘキシルニトリル、アゾジアミノベンゼン、バリウム・アゾジカルボキシレートなどのアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルフォニルヒドラジド、ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルホニルヒドラジドなどのスルホニルヒドラジド化合物、カルシウムアジド、４，４’−ジフェニルジスルホニルアジド、ｐ−トルエンスルホニルアジドなどのアジド化合物などが挙げられる。特に、低コストであるとともに、取扱いやすいことから、アゾジカルボンアミドが好適である。このような含窒素熱分解型有機発泡剤は窒素ガスを発生させるため、好ましくは分子内に窒素原子を少なくとも２つ以上有し、より好ましくは、窒素原子を３つ以上有しており、加熱による熱分解後に加熱分解物として窒素ガスとアンモニアや１級〜３級アミン、アミド化合物などのアミン系物質が発生する。
【００１１】
発泡剤は、本発明の効果を損なわない範囲で含窒素熱分解型有機発泡剤以外の他の発泡剤が含まれてもよい。他の発泡剤として、例えば炭酸水素ナトリウム（重曹）、炭酸ナトリウムなどの無機発泡剤が挙げられる。他の発泡剤として重曹や炭酸ナトリウムを用いた場合、得られた発泡樹脂層には重曹又は炭酸ナトリウム由来のナトリウムが含まれる。
発泡剤の合計量に対して、含窒素熱分解型有機発泡剤が５０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上がより好ましく、１００質量％が特に好ましい。
発泡剤の合計の使用量は、塩化ビニル樹脂の１００質量部に対して、０．１〜１０質量部が好ましく、０．２〜１０質量部がより好ましく、０．５〜２質量部がさらに好ましい。発泡剤の使用量が上記範囲の下限値以上であると充分な発泡倍率が得られやすい。上限値以下であるとヤケの抑制効果に優れる。
【００１２】
安定剤は錫系安定剤を含む。錫系安定剤を用いることよりヤケの発生を抑えることができる。
ヤケの原因については、発泡剤である含窒素熱分解型有機発泡剤を加熱分解して窒素ガスを発生させたときに、窒素ガスのほかに加熱分解物であるアミン系物質が発生し、このアミン系物質が塩化ビニル樹脂の分解を促進するためと考えられる。本発明者は検討の結果、安定剤として鉛や亜鉛を含む安定剤を用いると、発泡剤の分解が促進されて、アミン系物質の発生が促進され、アミン系物質による塩化ビニル樹脂の分解が通常よりも促進される結果、ヤケが起こりやすい一方、安定剤として錫系安定剤を用いた場合には発泡剤の分解が促進されず、塩化ビニル樹脂の分解によるヤケの発生が抑えられることを見出した。
錫系安定剤は塩化ビニル樹脂の安定剤として公知の有機錫化合物を用いることができる。有機錫化合物としては、有機錫マレイン酸エステル塩、有機錫マレイン酸塩、有機錫脂肪酸塩、有機錫オキサイド、有機錫クロライドなどの４価の錫原子と、少なくとも一つ以上の有機基が結合しているものが挙げられ、有機基としてはメチル基、ブチル基、オクチル基等が挙げられる。錫系安定剤は１種でもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１３】
本発明の効果を損なわない範囲で、錫系安定剤以外の他の安定剤を用いてもよい。他の安定剤は、塩化ビニル樹脂の安定剤として公知の化合物を用いることができる。
安定剤の合計量に対して、錫系安定剤が９５質量％以上であることが好ましく、１００質量％が特に好ましい。
他の安定剤の中でも鉛系安定剤は、錫系安定剤と併用したときに発泡樹脂層に変色を生じやすい。安定剤の合計量に対して鉛系安定剤は１質量％以下であることが好ましく、ゼロが最も好ましい。
安定剤の合計の使用量は、塩化ビニル樹脂の１００質量部に対して、０．１〜１０質量部が好ましく、０．５〜５質量部がより好ましい。安定剤の使用量が上記範囲の下限値以上であるとヤケの抑制効果に優れ、上限値以下であると充分な発泡倍率が得られやすい。
【００１４】
本発明の発泡性組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、塩化ビニル樹脂、発泡剤および安定剤以外の他の成分を含んでもよい。他の成分として、例えば炭酸カルシウム等の公知の添加剤が挙げられる。
【００１５】
本発明の発泡性組成物は、塩化ビニル樹脂、発泡剤、安定剤、および任意の他の成分を含む。発泡性組成物は、全成分が予め混合された混合物でもよく、全成分の一部または全部を成形機内で混合する形態でもよい。全成分を予め混合した混合物は粉状でもよく、ペレット状でもよい。
【００１６】
＜発泡管継手＞
本発明の発泡管継手は、本発明の発泡性組成物を発泡・成形した発泡樹脂層を有する管継手である。
管継手の形状は特に限定されない。例えばチーズ（ティー）、エルボ、レジューサ、バルブソケット、ニップル等が挙げられる。
管継手の全体が発泡樹脂層であってもよく、該発泡樹脂層の他に非発泡樹脂層を有していてもよい。非発泡樹脂層とは、発泡剤を含まない非発泡性樹脂組成物の硬化物からなる層であり、発泡剤残渣を含まない。非発泡樹脂層を構成する樹脂は、塩化ビニル樹脂でもよく、塩化ビニル樹脂以外の樹脂でもよい。
【００１７】
発泡樹脂層の発泡倍率は、１．２倍以上が好ましく、１．５倍以上がより好ましく、２．０倍以上が最も好ましい。発泡倍率の上限は強度の点から１０倍以下が好ましく、２．５倍以下がより好ましい。なお、発泡倍率（単位：倍）は、下式（Ｉ）で求められる値であり、発泡させなかった時の樹脂の比重を求めるため、発泡剤を添加しないこと以外は発泡樹脂層と同じ原料を用いて成形した時の樹脂の比重を予め測定しておく。発泡させなかった時の樹脂の比重は、発泡成形した後の発泡管継手の発泡樹脂層を溶融したものからも測定できる。
発泡倍率＝発泡させなかった時の樹脂の比重／発泡樹脂層の比重
【００１８】
発泡管継手は射出成形により製造される。
例えば、本発明の発泡性組成物を射出成形機に供給し、加熱して塩化ビニル樹脂を溶融し、金型内に射出し、冷却硬化して所望の形状に成形する。発泡性組成物中の発泡剤は、加熱によって分解されガスを発生し、溶融した塩化ビニル樹脂中に独立気泡が形成される。こうして全体が発泡樹脂層である発泡管継手が得られる。
本発明の発泡管継手において、発泡樹脂層は塩化ビニル樹脂中に独立気泡を有し、塩化ビニル樹脂中には、安定剤由来の錫が含まれ、独立気泡中には、発泡剤由来の窒素ガスが含まれる。
または、例えば特許３６９９５７９号公報に記載されているように、非発泡性樹脂組成物を加熱溶融して金型内に射出した後、本発明の発泡性組成物を加熱溶融して同じ金型内に射出することによって、非発泡樹脂層の内部に設けられた発泡樹脂層を有する発泡管継手が得られる。
【００１９】
射出成形機において、加熱溶融された発泡性組成物の、金型内に射出される直前の温度（成形温度）は１７０〜１９０℃が好ましい。成形温度が上記範囲であると塩化ビニル樹脂の熱分解を抑えつつ充分に溶融させて、発泡性組成物の良好な流動性が得られる。
また、例えば発泡剤としてアゾジカルボアミドを用いる場合、アゾジカルボアミドの分解温度（１９５〜２１０℃）より成形温度が低いため、射出前の発泡が抑えられ高い発泡倍率が得られやすい。
【００２０】
本発明の発泡管継手は、発泡性能に優れる含窒素熱分解型有機発泡剤を用いて、塩化ビニル樹脂を発泡硬化させたものであり、耐薬品性および断熱性に優れる。また、含窒素熱分解型有機発泡剤と塩化ビニル樹脂とを組み合わせて発泡成形したときの課題であるヤケの発生も防止され、高品質の発泡管継手が得られる。
【実施例】
【００２１】
以下に実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
表１に示す各成分は以下の通りである。
塩化ビニル樹脂：徳山積水工業社製、（製品名）ＴＳ−６４０Ｍ、（重合度）６４０。
発泡剤１：大塚化学社製、（製品名）ＡＺ−ＨＭ、（化合物名）アゾジカルボンアミド。
発泡剤２：三協化成社製、（製品名）セルマイクＡ、（化合物名）Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン。
発泡剤３：永和化成工業社製、（製品名）セルボンＳＣ−８５５、（化合物名）炭酸水素ナトリウム。
錫系安定剤：勝田化工社製、（製品名）ＫＭ−１９Ｄ−２。
鉛系安定剤：堺化学社製、（製品名）ＴＬ−７０００。
ＣａＺｎ系安定剤：堺化学社製、（製品名）ＬＨＲ−５０３。
【００２２】
（実施例１〜４、比較例１〜４）
表１に示す配合で、塩化ビニル樹脂、発泡剤、安定剤を混合した発泡性組成物を、射出成形して、全体が発泡樹脂層からなる発泡管継手を製造した。発泡管継手の形状はチーズ（ティー）とした。成形温度は１７０℃、金型温度は４０℃、成形時間は１２０秒とした。
得られた発泡管継手の発泡倍率を表１に示す。なお、発泡させなかった時の樹脂の比重は１．４であった。
得られた発泡管継手は白色であり、外観を目視で観察してヤケ（変色した異物）の有無を判定した。結果を表１に示す。
下記の方法で発泡管継手中のナトリウム、鉛、亜鉛、錫の各元素の濃度（質量％）を測定した（表にはそれぞれＮａ含有量、Ｐｂ含有量、Ｚｎ含有量、Ｓｎ含有量と記す。）。結果を表１に示す。
【００２３】
＜発泡樹脂中のナトリウム、鉛、亜鉛、錫の測定方法＞
発泡樹脂層中におけるナトリウム、鉛、亜鉛、錫の各元素をＩＣＰ発光分光分析により測定した。
発泡樹脂層の中央部から約０．０５ｇの試料を採取し、試料の質量を精秤した。次に、試料を密閉系にて硝酸６ｍＬを用いて溶解し、さらに過酸化水素を１ｍＬ添加してし、純水に溶解して５０ｍＬメスフラスコに移し入れ、純水を用いて５０ｍＬに定容して試料溶液を作成した。得られた試料溶液を用いて後述の条件でＩＣＰ測定を行い、予め各元素を含む標準溶液の測定で作成しておいた検量線を用いて、試料溶液中のナトリウム、錫、鉛、亜鉛の含有量を定量した。そして、下式より、発泡樹脂層中の各元素の濃度（質量％）を算出した。
［発泡樹脂中の各元素の濃度（質量％）＝（試料溶液の各元素の濃度（ｇ／ｍＬ）×５０（ｍＬ）／精秤した試料の質量（ｇ））×１００］
【００２４】
＜ＩＣＰ測定条件＞
測定装置：ＳＩＩナノテクノロジーＳＰＳ５１００、
測定元素（ナトリウム）：波長５８９．５９２ｎｍ、
測定元素（鉛）：波長２２０．３５３ｎｍ
測定元素（亜鉛）：波長２０６．１９１ｎｍ、
測定元素（錫）：波長２８３．９９８ｎｍ
高周波出力：１．２ｋｗ、
キャリアガス流量：０．９Ｌ／分、
プラズマ流量：１５Ｌ／分、
補助流量：１．５Ｌ／分。
【００２５】
【表１】
2018172583.tif 000002
【００２６】
表１の結果に示されるように、発泡剤として含窒素熱分解型有機発泡剤を用い、安定剤として錫系安定剤を用いた実施例１〜４では、発泡倍率が高く、ヤケの発生が無い発泡管継手が得られた。
安定剤として鉛系安定剤またはＣａＺｎ系安定剤を用いた比較例１、２の発泡管継手は、発泡倍率が高いが、ヤケの発生が認められた。
発泡剤として重曹を用いた比較例３または４は、ヤケの発生は無いが、発泡剤が含窒素熱分解型有機発泡剤である実施例２または比較例１とそれぞれ比べて発泡倍率が劣る。比較例３、４で得られた発泡管継手中には重曹由来のナトリウムが含まれていた。