(57)【要約】【課題】優れた可撓性、耐熱性、及び難燃性を有し、且つ、燃焼した際に塩素ガスや塩化水素ガスが発生することのない流体輸送管を提供すること。【解決手段】流体輸送管１０は、ポリエチレン系樹脂からなる内層１１と、ポリオレフィン系樹脂に、難燃剤として金属水和物と赤燐とを含有させた樹脂組成物からなる外層１２とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン系樹脂からなる内層と、
ポリオレフィン系樹脂に、難燃剤として金属水和物と赤燐とを含有させた樹脂組成物からなる外層とを有する流体輸送管。
【請求項２】
前記樹脂組成物は、熱可塑性エラストマー及び／又はエチレン系共重合体からなるベース樹脂１００質量部に対し、金属水和物５０〜２００質量部と赤燐０〜１５質量部とを含有する樹脂組成物であることを特徴とする請求項１に記載の流体輸送管。
【請求項３】
前記ベース樹脂組成は、前記熱可塑性エラストマー２０〜７０質量％及びエチレン系共重合体８０〜３０質量％であることを特徴とする請求項２に記載の流体輸送管。
【請求項４】
前記熱可塑性エラストマーは、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、及びポリアミドエラストマーから選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の流体輸送管。
【請求項５】
前記金属水和物の含有量は５０〜１００質量部であり、前記赤燐の含有量は、２〜１５質量部であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の流体輸送管。
【請求項６】
前記外層の肉厚は、２〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の流体輸送管。
【請求項７】
前記内層と前記外層との間に、補強部材を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の流体輸送管。
【請求項８】
前記補強部材は、前記内層表面に螺旋巻きされた帯状ステンレス鋼であることを特徴とする請求項７に記載の流体輸送管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水、液体燃料等の液体やガス等を輸送する流体輸送管に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体やガスを輸送する輸送管としては、従来、鋼管、鋳鉄管の他、プラスチック管も使用されている。プラスチック管については、近年、規制緩和によって、０．１ＭＰａを超えるような高圧域での使用が可能となったことから、プラスチック管に鋼製の補強帯などで補強したものが提案、実用化されている。
【０００３】
プラスチック管は、鋳鉄管や鋼管に比べて可撓性に優れ、且つ、軽量であるので、製造の容易性、管自身の輸送性、及び布設の際のハンドリングの容易性などの点で優位である。また、地震の際に、金属管に比べてプラスチック管は亀裂が発生し難いという利点もある。
【０００４】
プラスチック管としては、ポリエチレン系樹脂を用いたものが公知である（例えば、下記特許文献１）。ポリエチレン系樹脂は、塩化ビニル系樹脂に比べて可撓性に優れているので、輸送や付設の際に便利であり、また、地震等の際に破裂し難い点で塩化ビニル系樹脂に対しても優位である。また、ポリエチレン系樹脂は、塩化ビニル系樹脂に比べ耐熱性にも優れている。
【０００５】
また、ポリエチレン系樹脂を用いた流体管として、管表面に補強材として帯状のステンレス鋼を巻き付けたものが知られている。さらに、内層がポリエチレン層であり、中間層がステンレス鋼帯等の補強層であり、外層がポリエチレン層である複合層からなる管などが知られている。
【特許文献１】特開２００５−２０７４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
工場やオフィス等の屋内において流体を輸送する場合、輸送管としてプラスチック管を用いると、万一の火災の際にプラスチック管を火が伝わる延焼現象が発生するおそれがある。特に、ポリエチレン系樹脂は、それ自体が難燃性を有さないので、上記延焼現象は深刻な問題である。このような延焼現象は、金属管を用いる場合には生じない。
【０００７】
そこで、屋内で使用する流体輸送管として、難燃性の塩化ビニル系樹脂を用いたプラスチック管を使用することが考えられる。これによれば、延焼防止効果が期待でき、また、適宜、補強用にステンレス鋼帯を巻き付けることにより、耐圧性を確保することも可能である。
【０００８】
しかしながら、塩化ビニル系樹脂は、上述したように可撓性及び耐熱性に劣る上、燃焼した際には塩素ガスや塩化水素ガスが発生するという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、優れた可撓性、耐熱性、及び難燃性を有し、且つ、燃焼した際に塩素ガスや塩化水素ガスが発生することのない流体輸送管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための本発明の第１の態様は、ポリエチレン系樹脂からなる内層と、ポリオレフィン系樹脂に、難燃剤として金属水和物と赤燐とを含有させた樹脂組成物からなる外層とを有する流体輸送管である。
【００１１】
本発明の第２の態様は、前記第１の態様に係る流体輸送管において、前記樹脂組成物は、熱可塑性エラストマー及び／又はエチレン系共重合体からなるベース樹脂１００質量部に対し、金属水和物５０〜２００質量部と赤燐０〜１５質量部とを含有する樹脂組成物であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３の態様は、前記第２の態様に係る流体輸送において、前記ベース樹脂組成は、前記熱可塑性エラストマー２０〜７０質量％及びエチレン系共重合体８０〜３０質量％であることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４の態様は、前記第１又は第３の態様に係る流体輸送管において、前記熱可塑性エラストマーは、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、及びポリアミドエラストマーから選択される少なくとも一種であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第５の態様は、前記第１から第４のいずれかの態様に係る流体輸送管において、前記金属水和物の含有量は５０〜１００質量部であり、前記赤燐の含有量は、２〜１５質量部であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第６の態様は、前記第１から第５のいずれかの態様に係る流体輸送管において、前記外層の肉厚は、２〜１０ｍｍであることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第７の態様は、前記第１から第６のいずれかの態様に係る流体輸送管において、前記内層と前記外層との間に、補強部材を設けたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の第８の態様は、前記第７の態様に係る流体輸送管において、前記補強部材は、前記内層表面に螺旋巻きされた帯状ステンレス鋼であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ポリエチレン系樹脂からなる内層によって、可撓性及び耐熱性を維持しつつ、ポリオレフィン系樹脂に、難燃剤である金属水和物と赤燐とを含有させた樹脂組成物からなる外層によって、優れた難燃性を実現することができる。しかも、ポリエチレン系樹脂からなる内層及びポリオレフィン系樹脂からなる外層は、燃焼しても、塩化ビニル系樹脂のように塩素ガスや塩化水素ガスが発生することがない。したがって、工場やオフィス等の屋内における流体の輸送管としても好適に使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の流体輸送管の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る流体輸送管１０を示す断面図である。流体輸送管１０は、ポリエチレン系樹脂からなる内層１１と、ポリオレフィン系樹脂に、難燃剤として金属水和物と赤燐とを含有させた樹脂組成物からなる外層１２とを有する。
【００２０】
まず、内層１１について説明する。内層１１を構成するポリエチレン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)、直鎖状低密度ポリエチレン(ＬＬＤＰＥ)、及び超高分子量ポリエチレン(ＵＨＭＷ−ＰＥ)等が挙げられる。
このようなポリエチレン系樹脂は、塩化ビニル系樹脂に比べて可撓性及び耐熱性に優れるとともに、燃焼しても塩化ビニル系樹脂のように塩素ガスや塩化水素ガスが発生することがない。
【００２１】
次に、外層１２について説明する。
外層１２は、上述のように、ポリオレフィン系樹脂に、難燃剤として金属水和物と赤燐とを含有させた樹脂組成物からなる。この樹脂組成物としては、熱可塑性エラストマー及び／又はエチレン系共重合体からなるベース樹脂１００質量部に対し、金属水和物５０〜２００質量部と赤燐０〜１５質量部とを配合した樹脂組成物であることが好ましい。
【００２２】
（１）熱可塑性エラストマー
前記ベース樹脂において、熱可塑性エラストマーは、内層との密着強度を向上させることができ、一方、エチレン系共重合体は、難燃性を発揮するために含有される金属水和物の含有量を低下させて、力学的強度の著しい低下を避けることができ、さらに耐加水分解性も向上させるこができる。
【００２３】
前記熱可塑性エラストマーとしては、ハードセグメント及びソフトセグメントを有するものであれば特に限定なく使用できるが、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、及びポリアミドエラストマーが好ましく、これらのうちいずれか１種を単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。
【００２４】
樹脂組成物のベース樹脂成分は、熱可塑性エラストマーのみから構成されてもよいが、内層との接着性と難燃性の観点から、樹脂成分中、熱可塑性エラストマーが好ましくは２０〜７０質量％、さらに好ましくは３０〜６０質量％含まれるのがよい。
【００２５】
（２）エチレン系共重合体
前記エチレン系共重合体としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、及びエチレン−メタクリレート共重合体などが挙げられる。これらは、１種単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。難燃性向上の観点からは、エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。
【００２６】
樹脂組成物のベース樹脂成分は、エチレン系共重合体のみから構成されてもよいが、内層との接着性と難燃性の観点から、樹脂成分中、エチレン系共重合体が好ましくは８０〜３０質量％、さらに好ましくは７０〜４０質量％含まれるのがよい。
【００２７】
（３）金属水和物
前記金属水和物としては、特に制限はないが、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水和珪酸アルミニウム、ハイドロタルサイトなどの水酸基あるいは結晶水を有する金属化合物が挙げられる。れらは、１種単独で用いても２種以上を混合して用いてもよい。これら金属水和物の中でも、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムが好ましい。また、これら金属水和物は、未処理でも表面処理されていてもよい。
金属水和物の含有量は、外層１２のベース樹脂１００質量部に対し、５０〜２００質量部であることが好ましく、５０〜１００質量部であることがより好ましい。含有量が多すぎると、力学的強度や接着性の低下を招いたり、耐加水分解性が低下したり、外観が悪くなることがあり、少なすぎると難燃性を十分に確保できないからである。
【００２８】
（４）赤燐
前記赤燐は、金属水和物と併用することにより、金属水和物の含有量を大幅に抑えることができ、金属水和物のみを大量に含有する場合よりも諸特性を向上させることができる。
赤燐の含有量は、外層１２のベース樹脂１００質量部に対して、０〜１５質量部であることが好ましく、２〜１５質量部であることがより好ましい。赤燐の含有量が少なすぎると難燃性が劣り、１５質量部を超えると、引張強度が低下するとともに、燃焼の際に発煙が多くなってしまうからである。
【００２９】
外層１２の肉厚は、特に制限はされるものではない。使用環境によって異なるが、２〜３ｍｍ程度でも十分に難燃性を確保することができる。難燃性を高めるためには、３ｍｍ超であってもよい。好ましくは、２〜１０ｍｍである。
【００３０】
流体輸送管１０の製造方法としては、従来公知の方法を採用することができ、例えば、押出機を用いて、内層１１と外層１２とを同時に押し出す押出成形法を採用することができる。
【００３１】
また、内層１１と外層１２との間に、補強部材を設けてもよい。補強部材としては、例えば、図２に示すように、内層１１表面の一部又は全面に螺旋状に巻かれた帯状ステンレス鋼１３が挙げられる。
このような補強部材を設けることにより、耐圧性を向上させることができる。
【００３２】
次に、本発明の実施例を示す。
（実施例）
ポリエチレンの管（内径９５ｍｍ、外径１０５ｍｍ）の外周に、帯状ステンレス鋼からなる内圧補強部材（厚さ０．１ｍｍ、幅５０ｍｍ）を重巻き部分が１０ｍｍとなるよう螺旋状に巻きつけた。さらに、補強部材が巻き付けられたポリエチレン管の外周に、押出成型法により、以下に示す材料からなる外層を形成し、実施例１の流体輸送管を得た。
エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）      ８０ｐｈｒ
高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）                  １０ｐｈｒ
酸変性ポリエチレン                              １０ｐｈｒ
水酸化マグネシウム                              ９０ｐｈｒ
赤燐                                              ５ｐｈｒ
老化防止剤・滑剤                                  １ｐｈｒ
（ｐｈｒ：ベース樹脂１００に対する配合量（部））
【００３３】
（比較例）
比較例として、ポリエチレンの管（内径９５ｍｍ、外径１１３ｍｍ）を準備した。
【００３４】
（難燃性試験）
実施例及び比較例の流体輸送管を垂直に立て、ガスバーナーで１０分間炙った後、バーナーを止めて残炎時間を比較したところ、実施例の流体輸送管の残炎時間が１分以内であったのに対し、比較例の流体輸送管では２分３０秒程度かかった。
このように、本発明の流体輸送管は、延焼度合いが明らかに低く、優れた難燃性を実現できることが確認できた。また、塩素ガスや塩化水素ガスの発生もなく、工場やオフィス等の屋内における流体の輸送管としても好適に使用できることが明らかとなった。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る流体輸送管を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る流体輸送管の他の例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３６】
１１：内層
１２：外層
１３：帯状ステンレス鋼（補強部材）
【図１】
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【図２】
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