(57)【要約】【課題】比較的薄い被覆であっても充分な断熱効果を発揮することができ、かつ、低コストで製造可能な配管用断熱材を提供する。【解決手段】樹脂発泡層、反射材層及び熱吸収層を有する配管用断熱材であって、前記樹脂発泡層は、ポリプロピレンを１０〜６０重量％含有する熱可塑性エラストマー樹脂組成物を発泡倍率１．５〜３．０倍で発泡した発泡体からなる配管用断熱材。【選択図】    図１
2009047285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂発泡層、反射材層及び熱吸収層を有する配管用断熱材であって、
前記樹脂発泡層は、ポリプロピレンを１０〜６０重量％含有する熱可塑性エラストマー樹脂組成物を発泡倍率１．５〜３．０倍で発泡した発泡体からなる
ことを特徴とする配管用断熱材。
【請求項２】
樹脂発泡層は、リブ形状を有することを特徴とする請求項１記載の配管用断熱材。
【請求項３】
反射材層は、赤外線の反射率が９０％以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の配管用断熱材。
【請求項４】
熱吸収層は、黒体顔料を含有することを特徴とする請求項１、２又は３記載の配管用断熱材。
【請求項５】
配管本体の表面が請求項１、２、３又は４記載の配管用断熱材で被覆されていることを特徴とする断熱配管。
【請求項６】
配管本体の表面が請求項１、２、３又は４記載の配管用断熱材で被覆されている断熱配管であって、
前記配管用断熱材は少なくとも２以上のリブ形状を有する樹脂発泡層が管状同心円状に配置されており、各樹脂発泡層のリブ形状により形成される空気層が管の周方向にずれた位置に形成されている
ことを特徴とする断熱配管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的薄い被覆であっても充分な断熱効果を発揮することができ、かつ、低コストで製造可能な配管用断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
給湯器から配管を通じて温水を供給システムにおいては、配管の断熱性を向上させることにより移送中に熱が損失することを最小限に抑えることが重要である。同様に、空調システムにおいても、熱源から空調実施場所までの温度変化をできるだけ小さくすることで空調効率を高めることができる。更に、太陽熱、地熱利用空調システム、或いは、太陽熱、地熱利用融雪システム等の分野においても、太陽熱や地熱の採取場所、或いは、太陽熱や地熱を蓄熱した蓄熱槽等の熱源から、空調・融雪実施場所までの温度変化をできるだけ小さくして、熱の損失を抑えることができる断熱管がますます重要となってきている。
【０００３】
このような断熱性を向上させた配管としては、一般的には配管の周りに発泡したポリエチレン、ポリスチレン樹脂からなる配管用断熱材を被覆したものが用いられている。また、特許文献１には、内外二重構造の空間部が真空に保持され、かつ、光輝処理されたステンレス鋼薄板からなる多重層のマイラー材を用いた多重層真空断熱法により断熱された断熱二重管が記載されている。
【０００４】
しかしながら、ポリエチレン、ポリスチレン樹脂からなる配管用断熱材を被覆する方法では、充分な断熱性を発揮させるためには被覆厚を厚くするほかないところ、配管施工時の工程、コスト等の問題から配管貫通部を現状以上に大きくすることは難しいという問題があった。一方、特許文献１に記載された方法では、断熱性能は高いものの、内部を真空状態にするため手間がかかるうえ、複数のマイラー材を設けるためへ、非常に高コストとなるという問題があった。
【特許文献１】特開平０６−２４１３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記現状に鑑み、比較的薄い被覆であっても充分な断熱効果を発揮することができ、かつ、低コストで製造可能な配管用断熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、少なくとも、樹脂発泡層、反射材層及び熱吸収層がこの順に積層された構造を有する配管用断熱材であって、前記樹脂発泡層は、ポリプロピレンを１０〜６０重量％含有する熱可塑性エラストマー樹脂組成物を発泡倍率１．５〜３．０倍で発泡した発泡体からなる配管用断熱材である。
以下に本発明を詳述する。
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討の結果、ポリプロピレンを含有する熱可塑性エラストマー樹脂組成物を特定の発泡倍率となるように発泡した発泡体からなる樹脂発泡層に、更に、反射材層、熱吸収層を積層した配管用断熱材は、極めて高い断熱性能を発揮できることを見出し、本発明を完成するに至った。これは断熱効果を発揮する機序の異なる層を併用することにより、それらの断熱効果が相乗的に発揮されるためであると考えられる。
【０００８】
本発明の配管用断熱材は、樹脂発泡層、反射材層、熱吸収層を有する。
上記樹脂発泡層は、本発明の配管用断熱材の本体部分を構成するものであり、樹脂部分及び空気層の低熱伝導性により断熱効果を発揮するものである。
上記樹脂発泡層は、ポリプロピレンを含有する熱可塑性エラストマー樹脂組成物からなる。
【０００９】
上記ポリプロピレンは、特に熱伝導性が低く断熱性に優れる樹脂であることに加えて、耐熱性にも優れる。熱可塑性エラストマー樹脂組成物中のポリプロピレンの含有量の下限は１０重量％、上限は６０重量％である。１０重量％未満であると、得られる配管用断熱材の耐熱性能が劣り、６０重量％を超えると樹脂発泡層全体の柔軟性が劣る。好ましい下限は２０重量％、好ましい上限は５０重量％である。
【００１０】
上記熱可塑性エラストマー樹脂組成物は、ポリプロピレン以外の熱可塑性エラストマーを含有してもよい。このような熱可塑性エラストマーとしては特に限定されず、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエステル等が挙げられる。
【００１１】
上記熱可塑性エラストマー樹脂組成物は、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリイソブチレン、シス１，４ポリブタジエン、ブチルゴム、スチレンブチレンゴム、水素添加スチレンブチレンゴム、スチレン−エチレンブチレン−オレフィン結晶共重合体、オレフィン結晶−エチレンブチレン−オレフィン結晶共重合体等のゴム成分を含有してもよい。
上記熱可塑性エラストマー樹脂組成物は、は、鉱油等のオイルを含有してもよい。
【００１２】
上記熱可塑性エラストマー樹脂組成物は、発泡させる目的で発泡剤を含有することが好ましい。
上記発泡剤としては特に限定されず、例えば、アゾジカルボンアミド、ヒドラゾジカルボンアミド、アゾジカルボン酸バリウム塩、ニトロソグアニジン、ｐ，ｐ, −オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、Ｎ，Ｎ, −ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、４，４−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、アゾビスイソブチロニトリル、炭酸水素ナトリウム等の熱分解型；樹脂からなるシェル中にエタン等の低分子量炭化水素、クロロフルオロカーボン、テトラアルキルシラン等の揮発性膨張剤を封入した構造を有する熱膨張型発泡粒子等が挙げられる。これらの発泡剤は単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。
上記発泡剤の熱可塑性エラストマー１００重量部に対する添加量の好ましい下限は１重量部、好ましい上限は１０重量部である。１重量部未満であると、充分な発泡倍率が得られないことがあり、１０重量部を超えると、発泡倍率が高くなりすぎてしまい外観不良が生じたり、表面の強度不足により破れが生じやすくなったりする。
【００１３】
上記熱可塑性エラストマー樹脂組成物は、更に必要に応じて溶融張力調整、目やに防止のための加工助剤を添加することが好ましい。
上記溶融張力調整のための加工助剤としては特に限定されないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。
上記加工助剤としてポリテトラフルオロエチレンを用いる場合、熱可塑性エラストマー１００重量部に対する添加量の好ましい下限は１重量部、好ましい上限は５重量部である。１重量部未満であると、樹脂が押出機から押し出され引き取られる際に張力不足で破断する恐れがあり、５重量部を超えると、熱可塑性エラストマーの特徴である柔軟性が失われる恐れがある。
【００１４】
上記目やに防止のための加工助剤としては特に限定されないが、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体が挙げられる。
上記加工助剤として、エチレン・酢酸ビニル共重合体を用いる場合、熱可塑性エラストマー１００重量部に対する添加量の好ましい下限は５重量部、好ましい上限は１５重量部である。５重量部未満であると、目やにが多量に発生し生産性が低下する恐れがあり、１５重量部を超えると、熱可塑性エラストマーの特徴である耐熱性が失われる恐れがある。
【００１５】
上記熱可塑性エラストマー樹脂組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で、顔料、無機充填材等の従来公知の添加剤を含有してもよい。
【００１６】
上記樹脂発泡層は、上記熱可塑性エラストマー樹脂組成物を発泡した発泡体からなる。
上記樹脂発泡層の発泡倍率の下限は１．５倍、上限は３．０倍である。１．５倍未満であると、断熱性能が不充分であり、３．０倍を超えると、表面で破泡が発生して外観不良が生じる。好ましい下限は２．０倍、好ましい上限は２．５倍である。
上記樹脂発泡層に含まれる気泡の径（発泡径）は、より小さい方が熱伝導率が低下することから好ましく、１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
本発明の配管用断熱材において上記樹脂発泡層は一層のみであってもよく、複数層であってもよい。
上記樹脂発泡層は、リブ形状を有していてもよい。リブ形状を有することにより配管本体を被覆したときにリブ部分に空気層を形成させることができ、より高い断熱性を発揮することができる。上記リブ形状は、配管本体との間に所定の空気層を確保できる形状であれば特に限定されないが、例えば、三角、四角、丸形等の断面形状が等間隔に並ぶ形状が挙げられる。
また、本発明が配管用断熱材が２以上のリブ形状を有する樹脂発泡層を有する場合には、配管本体を被覆したときに、各樹脂発泡層のリブ形状により形成される空気層が管の周方向にずれた位置に形成されるように各樹脂発泡層のリブ形状の大きさやピッチを調整することが好ましい。
更に、上記リブ形状は、リブ形状により形成される空気層の断面積が、配管本体の外周面と本発明の配管用断熱材の外周面との間の断面積の５５％〜７５％となる程度であることが好ましい。
【００１８】
上記樹脂発泡層の厚さ（複数層の場合には、全体としての厚さ）としては特に限定されないが、好ましい下限は０．５ｍｍ、好ましい上限は２００ｍｍである。０．５ｍｍ未満であると、充分な断熱性能を発揮できないことがあり、２００ｍｍを超えると、得られる配管用断熱材全体の厚さが厚くなりすぎて施工性に劣ることがある。
【００１９】
上記反射材層は、管内を流れる温水等から放射される熱線を反射することにより、放射される熱を小さくして、高い断熱効果を発揮する役割を有する。
上記反射材層は、赤外線の反射率が９０％以上であることが好ましい。９０％未満であると、充分な断熱効果を発揮できないことがある。
なお、本明細書における赤外線の反射率は、ＪＩＳ  Ａ  １４２３に準拠する方法により測定することができる。
【００２０】
上記反射材層を構成する反射材としては特に限定されず、ＳＵＳ鋼板（箔）、鉄板（箔）、アルミニウム板（箔）等の金属板（箔）や樹脂板（フィルム）が挙げられる。なかでも、アルミニウム板（箔）が好適である。
【００２１】
上記反射材層は、上記樹脂発泡層及び/又は配管本体に巻きつける形で配置することが考えられる。例えば、上記反射材である金属板（箔）等が帯状になっており、この帯状の反射材を樹脂発泡層及び/又は配管本体の外周にらせん状に巻回することが挙げられる。
本発明の配管用断熱材において上記反射材層は一層のみであってもよく、複数層であってもよい。
【００２２】
上記反射材層の厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は１μｍ、好ましい上限は１ｍｍである。１μｍ未満であると、強度が不足して容易に破損してしまうことがあり、１ｍを超えると、得られる配管用断熱材の重さが重くなりすぎて施工性に劣ることがある。
【００２３】
上記熱吸収層は、管内を流れる温水等から放射される輻射熱を吸収して保温することにより、高い断熱効果を発揮する役割を有する。
上記熱吸収層を構成する部材としては特に限定されないが、例えば、黒体顔料を含有する塗料等が好適である。
上記黒体顔料としては特に限定されず、例えば、シリコン系黒体顔料、セラミックス系顔料等が挙げられる。
【００２４】
上記熱吸収層は、例えば、上記樹脂発泡層、配管本体、熱吸収層に黒体顔料を含有する塗料等を塗布する形で配置することが考えられる。
本発明の配管用断熱材において上記熱吸収層は一層のみであってもよく、複数層であってもよい。
【００２５】
上記熱吸収層の厚さとしては特に限定されないが、好ましい下限は５μｍ、好ましい上限は５０μｍである。５μｍ未満であると、充分な断熱効果が得られないことがあり、５０μｍを超えても、それ以上の断熱効果は望めない。
【００２６】
本発明の配管用断熱材は、上記樹脂発泡層、反射材層及び熱吸収層という断熱効果を発揮する機序の異なる三層を併用することにより、比較的薄い被覆であっても極めて高い断熱効果を発揮することができる。また、内部を真空状態にする等の手間がかかる工程を行うことなく低コストで製造することが可能である。
本発明の配管用断熱材全体の厚さとしては特に限定されないが、施工性等を考慮すると好ましい上限は２０ｃｍ以下である。
【００２７】
本発明の配管用断熱材の製造方法としては特に限定されないが、例えば、配管本体として例えば架橋ポリエチレン管を押出成形した後に、その周囲に発泡樹脂層を押出成形し、その後、黒体塗料を塗布したアルミニウムテープを発泡樹脂層の周囲に巻回し、更に、必要に応じて樹脂発泡層、黒体塗料塗布、アルミニウムテープ巻回を繰り返す方法等が挙げられる。
【００２８】
配管本体の表面が本発明の配管用断熱材で被覆されている断熱配管もまた、本発明の１つである。
本発明の断熱配管における配管用断熱材の被覆構成は、樹脂発泡層、配管本体、熱吸収層を含有するものであれば特に限定されない。なかでも、配管用断熱材が少なくとも２以上のリブ形状を有する樹脂発泡層が管状同心円状に配置されたものであって、各樹脂発泡層のリブ形状により形成される空気層が管の周方向にずれた位置に形成されている場合には特に高い断熱効果を発揮できることから好適である。これは、空気層がずれた位置に形成されることにより、配管用断熱材の厚み方向の伝熱経路が長くなるためであると考えられる。
【００２９】
図１に、本発明の断熱配管の好ましい一態様の模式図を示した。
図１において断熱配管１は、配管本体２の外周を配管用断熱材３で被覆した構造を有する。
ここで配管用断熱材３は、配管本体２側から熱吸収層５１、リブ形状を有する樹脂発泡層４１、リブ形状を有する樹脂発泡層４２、熱吸収層５２及び反射材層６が管状同心円状に配置されている。更に、リブ形状のピッチ等の相違により、リブ形状を有する樹脂発泡層４１によって形成される空気層４１１と、リブ形状を有する樹脂発泡層４２によって形成される空気層４２１とは管の周方向にずれた位置に形成されている。
【００３０】
本発明の断熱配管において、配管本体の材質としては特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、ポリブテン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
上記配管本体は、金属等で補強されているものであってもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、比較的薄い被覆であっても充分な断熱効果を発揮することができ、かつ、低コストで製造可能な配管用断熱材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例にのみ限定されるものではない。
【００３３】
（実施例１）
図１に示すようなリブ形状を有する断熱層を得るため、ポリエチレン５０重量％、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体ゴム４０重量％、オイル（鉱油）１０重量％からなる熱可塑性エラストマー（三菱化学社製  商品名サーモラン）１００重量部に対し、発泡剤として炭酸水素ナトリウム０．５重量部、熱膨張型発泡粒子（松本油脂社製商品名マイクロスフェアーＦ、平均粒径２５μｍ）６．０重量部、加工助剤としてポリテトラフルオロエチレン（三菱レーヨン社製商品名マタプレンＡ−３０００）２．５重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体（東ソー社製商品名ウルトラセン）１５．０重量部を金型クリアランス１．０ｍｍ、押出量３０．０ｋｇ／ｈｒで押出成形した後、反転させて内面にスプレーで黒体塗装を行った。発泡倍率は２．５倍であった。
その後、内径１２．８ｍｍ、外径１７ｍｍの架橋ポリエチレン管に黒体被覆を施した発泡体を被覆し、その外面をアルミニウムテープ（スリオンテック社製、厚さ５０μm、反射率９０％）で巻回して断熱管を作製した。
【００３４】
（比較例１）
黒体塗料を塗装しなかった以外は実施例１と同様の方法により、図２に示した構成の断熱配管を作製した。
【００３５】
（比較例２）
アルミニウムテープからなる最外層を設けなかった以外は実施例１と同様の方法により、図３に示した構成の断熱配管を作製した。
【００３６】
（比較例３）
黒体塗料を塗装せず、アルミニウムテープからなる最外層を設けなかった以外は実施例１と同様の方法により、図４に示した構成の断熱配管を作製した。
【００３７】
（比較例４）
黒体塗料を塗装せず、アルミニウムテープからなる最外層を設けない構成で、さらに脚部リブを設けないような形状（図５参照）に加工した金型から前記熱可塑性エラストマーを発泡体を押し出し、図５に示した構成の断熱配管を作製した。
【００３８】
（比較例５）
実施例１において「三菱化学社製商品名サーモラン；発泡あり」を用いていたのを「三菱化学社製商品名サーモラン；発泡なし」を用いた以外は実施例１と同様の方法により、図６に示した構成の断熱配管を作製した。
【００３９】
（評価）
図７に示した温水を供給システムの配管部分に実施例１及び比較例１〜５の断熱配管を設置し、室温を５℃に調整した恒温室内にて管路に４５℃の温水を流し、充分に温度を安定させた後に管路を遮断し、管路内水温の変化を調べた。
結果を表１及び図８に示した。
【００４０】
【表１】
2009047285.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、比較的薄い被覆であっても充分な断熱効果を発揮することができ、かつ、低コストで製造可能な配管用断熱材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の断熱配管の好ましい一態様、及び、実施例１で製造した断熱配管の構成を示す模式図である。
【図２】比較例１で製造した断熱配管の構成を示す模式図である。
【図３】比較例２で製造した断熱配管の構成を示す模式図である。
【図４】比較例３で製造した断熱配管の構成を示す模式図である。
【図５】比較例４で製造した断熱配管の構成を示す模式図である。
【図６】比較例５で製造した断熱配管の構成を示す模式図である。
【図７】実施例、比較例の評価を行うための供給システムを示す模式図である。
【図８】実施例、比較例の評価結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１  断熱配管
２  配管本体
３  配管用断熱材
４１、４２  リブ形状を有する樹脂発泡層
４１１、４２１  空気層
５１、５２  熱吸収層
６  反射材層
７１、７２  リブ形状を有する樹脂層
７１１、７２１  空気層
【図１】
2009047285.tif 000004
【図２】
2009047285.tif 000005
【図３】
2009047285.tif 000006
【図４】
2009047285.tif 000007
【図５】
2009047285.tif 000008
【図６】
2009047285.tif 000009
【図７】
2009047285.tif 000010
【図８】
2009047285.tif 000011