(57)【要約】【課題】  本発明は、塩化ビニル系樹脂組成物が樹脂通路内で滞留や分解しにくく、発泡中間層の偏肉や発泡不足がなく、偏平割れが起こりにくい三層発泡管を製造しうる三層発泡管用金型及びそれを用いた三層発泡管の製造方法を提供する。【解決手段】略円柱状のコア、コアを取り囲み、コアの一部分との間に環状の第１の内層用樹脂通路を形成する、円筒状の内層用ランド兼中間層用コア、コア及び内層用ランド兼中間層用コアを取り囲み、コア及び内層用ランド兼中間層用コアとの間に環状の中間層用樹脂通路を形成するランド及び中間層用樹脂通路に設置された、貫通孔を有するスパイダーよりなり、上記ランドには、環状の外層用樹脂通路と中間層用樹脂通路に開口する第２の内層用樹脂通路が穿設されており、第２の内層用樹脂通路はスパイダーの貫通孔を通って第１の内層用樹脂通路の上流側に連通している三層発泡管用金型。【選択図】  図１
2008110512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円柱状のコア、コアを取り囲み、コアの一部分との間に環状の第１の内層用樹脂通路を形成する、円筒状の内層用ランド兼中間層用コア、コア及び内層用ランド兼中間層用コアを取り囲み、コア及び内層用ランド兼中間層用コアとの間に環状の中間層用樹脂通路を形成するランド及び中間層用樹脂通路に設置された、貫通孔を有するスパイダーよりなり、上記ランドには、環状の外層用樹脂通路と中間層用樹脂通路に開口する第２の内層用樹脂通路が穿設されており、第２の内層用樹脂通路はスパイダーの貫通孔を通って第１の内層用樹脂通路の上流側に連通しており、第１の内層用樹脂通路及び外層用樹脂通路の下流側は中間層用樹脂通路の略同一地点に開口しており、中間層用樹脂通路の上流側には第１の押出機が接続可能になされていると共に外層用樹脂通路と第２の内層用樹脂通路の上流側には第２の押出機が接続可能になされていることを特徴とする三層発泡管用金型。
【請求項２】
第１の内層用樹脂通路及び外層用樹脂通路は、樹脂注入方向と金型出口方向の角度が９０度であるクロスヘッドのコートハンガー型流路であることを特徴とする請求項１記載の三層発泡管用金型。
【請求項３】
請求項１又は２記載の三層発泡管用金型を用い、第１の押出機からリサイクル塩化ビニル系樹脂を主体とする発泡性塩化ビニル系樹脂組成物を供給し、第２の押出機からバージン塩化ビニル系樹脂を主体とする塩化ビニル系樹脂組成物を供給して共押出することを特徴とする三層発泡管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は三層発泡管用金型及びそれを用いた三層発泡管の製造方法、特に、塩化ビニル系樹脂三層発泡管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂樹脂管は、連結や結合が容易である上耐食性があるので、上水道、下水道、配管等のパイプラインや管路系で広く利用されている。近年では、剛性と耐衝撃破壊強度を保ちながら軽量であることが望まれており、その目的を達成するため、管壁を波形にする方法やリブを設けた管や硬質の発泡用熱可塑性樹脂を使用した管など様々な方法が提案されている。特に内層および外層が非発泡熱可塑性樹脂層で形成され、中間層が発泡熱可塑性樹脂層で形成される樹脂管が、剛性と耐衝撃破壊強度を保ちながら軽量化が図れる樹脂管として注目されている。
【０００３】
又、塩化ビニル系樹脂等で形成された樹脂製品や、製造中に発生する廃材等を回収して樹脂を再生利用する場合、リサイクルされた樹脂を用いて製造される製品形態の一つに、前記中間層が発泡熱可塑性樹脂層で形成される三層構造の樹脂管がある。更に、三層構造の樹脂管は、発泡熱可塑性樹脂層を形成する熱可塑性樹脂にリサイクル樹脂を用いるのが一般的である。
【０００４】
このような三層発泡管を製造する金型として種々の提案がなされており、例えば、図３に示したように、（ａ）押出機本体、（ｂ）外側端にマンドレル１０４を有し、押出機本体から剛体状態で延びた円筒形の中心本体部分１１３、（ｃ）中心本体部分１１３を取り囲み、中心本体部分１１３の少なくとも一部分との間に第１の環状間隙１０７を形成する、一端が押出機本体に当接・剛体支持された同心状の第１シリンダー１１５、（ｄ）第１シリンダー１１５を取り囲み、第１シリンダー１１５の少なくとも一部分との間に第２の環状間隙１０６を形成する、一端が第１シリンダー１１５の上記一端をインターロック状態で剛体支持する、同心状の第２シリンダー１１５’、（ｅ）第２シリンダー１１５’を取り囲み、第２シリンダー１１５’の少なくとも一部分との間に第３の環状間隙１０５を形成する円筒状空洞部を有する外側本体部分１１５”、（ｆ）第２シリンダー１１５’の上記一端を固定し且つ第１シリンダー１１５と第２シリンダー１１５’と外側本体部分１１５”とを上記の間隙関係で押出機本体にインターロック状態で外側本体部分１１５”に剛性支持するための手段１１６、（ｇ）第１および第３の環状間隙１０７、１０５に連通した第１の供給源から溶融材料を受ける第１通路１０９および第２の環状間隙１０６と連通した第２の供給源から溶融材料を受ける第２通路１１２、（ｈ）押出し材料を多層壁パイプに成形するためのダイ１０３をマンドレル１０４と間隙を介して外側本体部分１１５”の外側端に取付ける手段によって構成される多層壁複合構造を有するプラスチックパイプの押出し装置（例えば、特許文献１参照。）が提案されている。
【特許文献１】特公平平７−５１３０８号公報
【０００５】
しかしながら、上記押出し装置を用いて三層発泡管を成形する場合、発泡中間層流路（第２通路１１２）がコートハンガー管状流路であるので、片側から１８０度反対側に向かって樹脂が展開し、１８０度反対側で樹脂が合流する合流部が生じる構造となっている。このため、発泡中間層の偏肉や合流部における発泡不足、融着不足が発生し、図４に示したように、特に１８０度反対側でである合流部において肉厚が変化し偏平割れなどが発生しやすなるという欠点があった。又、一般的にコートハンガー管状流路の合流部付近は樹脂が滞留しやすく、塩化ビニル系樹脂組成物では分解の恐れもあった。尚、図中１２０は外層であり、１２１は内層である。又、１２２は発泡中間層である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上記欠点に鑑み、塩化ビニル系樹脂組成物が樹脂通路内で滞留や分解しにくく、発泡中間層の偏肉や発泡不足がなく、偏平割れが起こりにくい三層発泡管を製造しうる三層発泡管用金型及びそれを用いた三層発泡管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の三層発泡管用金型は、略円柱状のコア、コアを取り囲み、コアの一部分との間に環状の第１の内層用樹脂通路を形成する、円筒状の内層用ランド兼中間層用コア、コア及び内層用ランド兼中間層用コアを取り囲み、コア及び内層用ランド兼中間層用コアとの間に環状の中間層用樹脂通路を形成するランド及び中間層用樹脂通路に設置された、貫通孔を有するスパイダーよりなり、上記ランドには、環状の外層用樹脂通路と中間層用樹脂通路に開口する第２の内層用樹脂通路が穿設されており、第２の内層用樹脂通路はスパイダーの貫通孔を通って第１の内層用樹脂通路の上流側に連通しており、第１の内層用樹脂通路及び外層用樹脂通路の下流側は中間層用樹脂通路の略同一地点に開口しており、中間層用樹脂通路の上流側には第１の押出機が接続可能になされていると共に外層用樹脂通路と第２の内層用樹脂通路の上流側には第２の押出機が接続可能になされていることを特徴とする。
【０００８】
次に、図面を参照して説明する。図１は本発明の三層発泡管用金型の一例を示す断面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【０００９】
図中１は略円柱状のコアである。２は円筒状の内層用ランド兼中間層用コアであり、コア１を取り囲み、コア１の一部分との間に環状の第１の内層用樹脂通路３が形成されている。第１の内層用樹脂通路３は、樹脂注入方向と金型出口方向の角度が９０度であるクロスヘッドのコートハンガー型流路であり、第１の内層用樹脂通路３に供給された樹脂は樹脂注入口から１８０度の位置で衝突し、継ぎ管状になる。
【００１０】
図中４はランドであり、コア１及び内層用ランド兼中間層用コア２を取り囲み、コア１及び内層用ランド兼中間層用コア２との間に環状の中間層用樹脂通路５が形成されている。コア１の上流側にはトーピード１１が連結され、ランド４の上流側には金型後部４１が連結され、トーピード１１と金型後部４１により形成された中間層用樹脂通路５１は中間層用樹脂通路５と連通している。又、中間層用樹脂通路５１の上流側には第１の押出機が接続可能になされている。
【００１１】
ランド４には、環状の外層用樹脂通路６と中間層用樹脂通路５に開口する第２の内層用樹脂通路３１が穿設されている。外層用樹脂通路６は、樹脂注入方向と金型出口方向の角度が９０度であるクロスヘッドのコートハンガー型流路であり、第１の内層用樹脂通路３に供給された樹脂は樹脂注入口から１８０度の位置で衝突し、継ぎ管状になる。
【００１２】
第２の内層用樹脂通路３１は、中間層用樹脂通路５に設置されたスパイダー７に穿設されている貫通孔７１を通って第１の内層用樹脂通路３の上流側に連通している。スパイダー７はコア１を支持する部材であり、その形状は特に限定されるものではないが、樹脂の流れを阻害しないように先端部及び後端部が尖っているのが好ましく、その数も特に限定されるものではないが、一般に、内径５０ｍｍのパイプを押し出す際には４個であり、内径１００ｍｍのパイプを押し出す際には８個である。又、第２の内層用樹脂通路３１と第１の内層用樹脂通路３を連通するスパイダー７以外のスパイダーには貫通孔を穿設する必要はない。
【００１３】
外層用樹脂通路６と第２の内層用樹脂通路３１の上流側には第２の押出機８が接続可能になされている。
【００１４】
ランド４の下流側には、コア１の下流側である三層発泡管用コア部１２を取り囲むダイ９が連結され、ダイ９と三層管用コア部１２の間に三層発泡管通路１０が形成されている。第１の内層用樹脂通路３及び外層用樹脂通路６の下流側は、ランド４とダイ９の連結部付近で中間層用樹脂通路５の内側及び外側からそれぞれ略同一地点に開口している。
【００１５】
従って、第１の内層用樹脂通路３及び外層用樹脂通路６を通って押出された各樹脂はこの合流点で、中間層用樹脂通路５を通って押出された発泡層に積層され三層発泡管が得られる。
【００１６】
請求項３記載の三層発泡管の製造方法は、請求項１又は２記載の三層発泡管用金型を用い、第１の押出機からリサイクル塩化ビニル系樹脂を主体とする発泡性塩化ビニル系樹脂組成物を供給し、第２の押出機からバージン塩化ビニル系樹脂を主体とする塩化ビニル系樹脂組成物を供給して共押出することを特徴とする。
【００１７】
上記リサイクル塩化ビニル系樹脂とは、市中から回収された塩化ビニル系樹脂製品を粉砕したものの他、工場内での成形品の端材や、成形スタート時、ストップ時、あるいはトラブル時に発生するスクラップを粉砕したもの等、再生利用する樹脂のことをいう。尚、これらのリサイクル樹脂は単独で用いてもよいが、成形安定性をより改善するためにバージン（未使用）樹脂を任意の割合で併用してもよい。
【００１８】
上記発泡性塩化ビニル系樹脂組成物は、リサイクル塩化ビニル系樹脂と発泡剤を主体とする組成物であり、発泡剤としては公知の任意の発泡剤が使用でき、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等の熱分解型発泡剤、プロパン、ペンタン、ヘキサン、トリクロロフルオロメタン等の物理型発泡剤、二酸化炭素、窒素等の不活性ガス等があげられる。
【００１９】
上記バージン塩化ビニル系樹脂は、塩化ビニルモノマー単独、又は塩化ビニルを主成分とするビニルモノマーを重合させて得られる樹脂であり、塩化ビニルを主成分とするモノマーとは、５０重量％以上の塩化ビニルとこれと共重合可能なビニルモノマーとの混合物を意味し、共重合可能なモノマーとは、通常公知のビニルモノマーであって、例えば、酢酸ビニル、アルキル（メタ）アクリレート、アルキルビニルエーテル、エチレン、フッ化ビニル、マレイミドなどが挙げられ、これらの少なくとも一種が使用できる。又、本発明に用いられる塩化ビニル系樹脂は、塩化ビニル系樹脂を塩素化して製造した塩素化塩化ビニル系樹脂であっても良い。上記塩化ビニル系樹脂中のポリ塩化ビニルの重合度および塩素化度は、特に限定されない。
【００２０】
上記リサイクル及びバージン塩化ビニル系樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて、安定剤、安定化助剤、滑剤、加工助剤、衝撃改質剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、充填剤、顔料、可塑剤などの添加剤が添加されてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の三層発泡管用金型の構成は上述の通りであり、塩化ビニル系樹脂組成物が樹脂通路内で滞留や分解しにくく、発泡中間層の偏肉や発泡不足がなく、偏平割れが起こりにくい三層発泡管を製造することができる。
【００２２】
本発明の三層発泡管の製造方法の構成は上述の通りであり、上記三層発泡管用金型を用いて三層発泡管を製造するのであるから、発泡中間層の偏肉や発泡不足がなく、偏平割れが起こりにくい三層発泡管を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、本発明の実施例をあげて説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２４】
（実施例１）
使用された下水用塩化ビニル（重合度１０５０）管をカッターミルを使用して粉砕した後、φ５ｍｍのスクリーンを通過させてリサイクル塩化ビニル樹脂粉砕品を得た。
得られたリサイクル塩化ビニル樹脂粉砕品１００重量部に、鉛系熱安定剤（品川化工社製、商品名：ＳＡＫ−ＮＳ）２．０重量部、ポリエチレン系ワックス（三井化学社製、商品名：Ｈｉｗａｘ２２０ＭＰ）０．５重量部、アクリル系加工助剤（三菱レイヨン社製、商品名：メタブレンＰ−５３０Ａ）２．０重量部、エステル系ワックス（コグニスジャパン社製、商品名：ＶＰＮ９６３）０．７重量部、炭酸カルシウム（白石工業社製、商品名：白艶華ＣＣＲ）３．０重量部、顔料０．５重量部及びアゾジカルボンアミド０．５重量部をヘンシェルミキサーに供給し混合してリサイクル塩化ビニル樹脂組成物を得た。
【００２５】
内外層を形成するための塩化ビニル系樹脂組成物として、ＪＩＳ  Ｋ  ６７４１に規定する硬質塩化ビニル管用の塩化ビニル樹脂（徳山積水社製、商品名：ＴＲ１０００Ｒ、重合度１０５０）を用いた。
【００２６】
押出成形を行うにあたっては、図１に示した金型に中間層用の第１の押出機と内外層用の第２押出機、管外面成形用チューブが取り付けられた冷却水槽、引取機及び切断機を接続した製造装置を用いた。
【００２７】
塩化ビニル系樹脂組成物を第２押出機に供給し、１９０℃で混練し、押出量６０ｋｇ／ｈｒで金型に注入させ、リサイクル塩化ビニル樹脂組成物を第１押出機に供給し１９０℃で混練し、押出量９０ｋｇ／ｈｒで金型に注入した。金型の製品外径は１１４ｍｍ、内径は約１００ｍｍであった。金型から吐出された樹脂管を、管外面成形用チューブ内に挿入し冷却水槽で冷却し、引取機で引き取った後、切断機で所定の長さに切断して三層発泡管を得た。
【００２８】
図３に示した金型を用いた以外は、実施例1 と同じ原料、同じ押出機、同じ押出条件で押出成形を行い三層発泡管を得た。
【００２９】
得られた三層発泡管の発泡中間層の偏肉及び発泡倍率並びに三層発泡管の５％偏平強度を測定した。又、成形後の金型に内に樹脂の滞留及び分解物の有無を観察した。結果を表１に示した。
【００３０】
尚、物性測定方法は以下の通りであった。
（１）中間層の偏肉
金型出口の肉厚を均等にして、押出を行い、得られた三層発泡管の中間層の偏肉を評価した。三層発泡管の中間層の肉厚を測定し、その最大値と最小値の差を測定した。
【００３１】
（２）発泡倍率
得られた三層発泡管の中間層の発泡倍率を次式より求めた。測定は周方向８カ所で行い平均値で示した。
尚、発泡管の比重は、発泡体を水に沈めた際の発生浮力より算出したものである。
発泡倍率＝発泡剤を含有しない配合組成物を押出した成形体の比重／発泡体の比重
【００３２】
（３）５％偏平強度
得られた三層発泡管を２００ｍｍの長さに切断し、2 枚の平板間に挟み、管軸に直角の方向に１０ｍｍ／ｍｉｎの速さで、管の外径の９５％になるまで圧縮し、そのときの荷重から偏平強度を計算した。
【００３３】
（４）成形後の滞留、分解物の有無
８時間押出成形を行った後、金型を解体し金型流路面での滞留や分解物の有無を目視で確認した。
【００３４】
【表１】
2008110512.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の三層発泡管用金型の一例を示す断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】従来の三層発泡管用金型の一例を示す断面図である。
【図４】従来の三層発泡管用金型で製造した三層発泡管の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      コア
２      内層用ランド兼中間層用コア
３      第１の内層用樹脂通路
４      ランド
５      中間層用樹脂通路
６      外層用樹脂通路
７      スパイダー
８      第２の押出機
９      ダイ
１２０  外層
１２１  内層
１２２  発泡中間層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008110512.tif 000007