JP3065711B2 - 熱収縮性物品、その製造法および複合シート - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な構造を有する熱収
縮性物品、その製造法および該熱収縮性物品の製造等に
用いることのできる複合シートに関する。

【０００２】

【従来の技術】電力ケーブル、通信ケーブル等の接続
部、ガス、石油等を輸送するパイプライン用の鋼管接続
部には防湿、防水、ガスリーク防止等を目的とする被覆
が施される。この被覆法として、ケーブル接続部上に熱
収縮性物品を配置し、これを加熱して収縮させる方法が
多用されている。

【０００３】上記被覆法に用いる熱収縮性物品として
は、ゴム、プラスチックを主成分とするシート、チュー
ブに熱収縮性を付与したものがある。ところで、近年、
かような被覆法に対する信頼性向上の要求が強く、例え
ば、ケーブル接続部の被覆については遮水性（防水性乃
至防湿性）の改善が期待されている。このため熱収縮性
層の間に金属箔を介在せしめた構造の熱収縮性物品が提
案された（特開昭５９−６２１４２号公報、実公昭６３
−１２９９６号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この熱
収縮性物品は金属箔の存在により熱収縮性層の熱収縮が
抑制されたり、均一な熱収縮が得られなかったりするこ
とがある。そして、不均一収縮を起こすと、収縮度合い
の大きな部分と小さな部分との境界部において金属箔に
過大な応力が作用して破断を生ずるという懸念がある。
また、大径部とそれに連続する小径部を有する異径物品
の被覆に用いた場合には、大径部と小径部との境界付近
で熱収縮性層が異径形状に沿うように（段差部を形成す
るように）熱収縮した際に金属箔が追随できず、破断を
生じ実質的に遮水性を喪失してしまうこともある。

【０００５】従って、本発明は金属層を有するにもかか
わらず、熱収縮性層の熱収縮の抑制や不均一収縮を生じ
難く、また、異径物品にも適用可能な熱収縮性物品、そ
の製造法および該物品の製造等に用いることのできる複
合シートを提供する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は従来技術の有
する上記問題を解決するため鋭意研究の結果、金属層と
して加熱により波状に変形する機能を有するものを用
い、これを熱収縮性層に介在させることにより、所期の
目的が達成されることを見い出し、本発明を完成するに
至った。

【０００７】即ち、本発明に係る熱収縮性物品は、金属
層と、該金属層の両面に設けられた熱収縮性層から成
り、それら両層は形状記憶機能によりともに加熱によっ
て波状に変形するものであることを特徴とする。

【０００８】図１および図２は本発明に係る熱収縮性物
品の実例であり、加熱により波状に変形する金属層１の
両面に熱収縮性層２および３が設けられて成るシート状
物あるいはチューブ状物を示している。これら熱収縮性
物品はその表面に接着剤層を設け、被覆対象物との密着
性を向上させることができる。

【０００９】なお、図２に示すチューブ状熱収縮性物品
では、金属層がその円周方向の両端部において所定幅で
重なり合うようにされている。この重なり幅は、熱収縮
性物品を被覆対象物上で熱収縮させた際に、金属層の円
周方向両端の重なり状態が維持されるように設定する。
熱収縮させた際に重なりがないと、この部分から水の浸
透現象を生じ易くなる。また、金属層を複数回巻付ける
（例えば、円周方向に複数回すし巻きする）ことによっ
ても同様な効果が得られる。

【００１０】そして、この熱収縮性物品における熱収縮
性層の熱収縮温度と金属層の波状変形温度はほぼ同温度
に設定されている。従って、加熱により所定温度に達す
ると、熱収縮性層の熱収縮と金属層の波状変形が生ず
る。金属層はこの波状変形のため柔軟性となり、熱収縮
性層の熱収縮力に対する抵抗力が減少するので、該層の
均一収縮を保証できる。また、金属層の波状変形は熱収
縮性層の熱収縮への追随性の向上をもたらす効果もあ
る。例えば、大径部とそれに連続する小径部を有する異
径物品の被覆に用いて熱収縮させた場合、大径部と小径
部との境界付近では段差部のため、熱収縮性層の熱収縮
に追随して金属層がかなり大きく引っ張られるが、本発
明の熱収縮性物品では金属層がその波状高さを減少乃至
喪失してこれに対応し得るので、破断等の不都合を生ず
る可能性は低くなる。勿論、遮水性は金属層の存在によ
り優れたものとなる。

【００１１】本発明に係る熱収縮性物品の形状は図示し
たものに限られず、加熱により波状に変形する金属層の
両面に熱収縮性層が設けられた構造であれば、Ｙ字筒
体、大径筒状部の片端または両端に複数の小径分岐筒状
部を有する分岐管等いずれであってもよい。

【００１２】次に、かような熱収縮性物品の製造法の一
例について述べる。この熱収縮性物品は加熱により波状
に変形する金属層の両面に熱収縮性シートを重ね合せた
上、この積層体を波状に型付けし、次いで積層体の波形
形状を消失乃至減少せしめて金属層を波状に変形させる
ことなく熱収縮性シートと一体化する方法により製造で
きる。

【００１３】この製造法に用いる加熱により波状に変形
する金属層は、例えば、アルミニウム箔、鉄箔、銅箔、
鉛箔、チタン箔等の金属箔（その厚さは、約５〜３００
μｍであるのが好ましい）の少なくとも片面に熱可塑性
プラスチック層を直接あるいは接着剤を介して間接的に
積層し、この積層体を表面波状の型材に押しつけること
により波状に型付けし（以下、波付けという）、次いで
波付け温度よりも低い温度で加圧することにより波形形
状を消失乃至減少せしめる（平坦状にする）方法により
得られる複合シートであることができる。この際の波付
け高さ（波の頂部から底部までの垂直距離）は約０．３
〜１ｍｍとするのが好ましいことが判明している。な
お、この複合シートの波状変形温度は熱可塑性プラスチ
ックの軟化点または融点によって決定される。

【００１４】かようにして得られる複合シートは、金属
層と少なくともその片面に設けられたプラスチック層か
ら成るもので、波付け加工温度以上に加熱されるとプラ
スチック層が形状記憶機能を発揮し、薄手の金属層はそ
れに追随するので全体が波状に変形する。なお、プラス
チック層はポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、変成ポリオレフ
ィン等の熱可塑性樹脂から形成でき、その厚さは、通
常、約３０〜３００μｍである。また、この熱可塑性プ
ラスチックは形状記憶機能を高度なものにするため、波
付け加工後に架橋しておくのが好ましいものである。

【００１５】本発明に係る製造法においては、先ず、か
ようにして得られる加熱により波状に変形する金属層の
両面に熱収縮性シートが重ね合わされる。熱収縮性シー
トは、従来のものと同じでよく、例えば、熱収縮性付与
加工可能な熱可塑性プラスチック、ゴムあるいはこれら
の混合物に所望により添加剤（老化防止剤、着色剤、難
燃剤、充填剤等）を適量配合してシート成形した後延伸
率が約３０〜５００％になるように熱延伸し、この延伸
状態を保持して冷却する方法により得られるものを使用
できる。なお、熱可塑性プラスチックあるいはゴムは、
通常、熱延伸前に架橋される。

【００１６】加熱により変形する金属層と熱収縮性シー
トの重ね合わせの態様は目的とする熱収縮性物品の形状
に応じて決定する。例えば、（ａ）シート状の熱収縮性
物品を得る場合には、加熱により波状に変形する金属層
の両面に各々所望枚数の熱収縮性シートを重ね合わせれ
ばよく、（ｂ）チューブ状の熱収縮性物品を得る場合に
は、金属、フッ素樹脂等から成る耐熱性芯体上に熱収縮
性シート、加熱により波状に変形する金属層および熱収
縮性シートをこの順序で各々所定回数巻き付けるか、あ
るいは波状に変形する金属層の少なくとも片面に熱収縮
性シートを重ね合わせた後これを芯体上に所定回数巻き
付ければよい。

【００１７】このようにして加熱により波状に変形する
金属層と熱収縮性シートを重ね合わせた後、金属層を波
状に変形させることなく両者を一体化する。この一体化
はホットメルト型接着剤による方法、あるいは熱収縮性
シートを軟化乃至溶融させ、この軟化乃至溶融により接
着する方法、等により行うことができる。一体化を前者
の方法で行う場合には、両者の重ね合わせに際し、両者
間にホットメルト型接着剤を配置する。

【００１８】本発明に係る製造法においては両者の一体
化を加圧条件下で行い、金属層の波状変形を抑制するこ
とが好ましい。この加圧によれば、両者の一体化が促進
されたり、両者の密着度が向上されたり、熱収縮性シー
トの熱収縮能の減少を防止し得る効果がある。

【００１９】ただし、この加圧は必ずしも必須ではな
い。例えば、両者の重ね合わせを上記（ｂ）の態様とし
た場合には、加圧の省略が可能である。（ｂ）のように
重ね合わされた両者を加熱により一体化すると、温度上
昇により金属層には波状への変形機能が生ずるが、該金
属層はその外周の熱収縮性シートの存在により押圧状態
とされているので、外部からの加圧力がなくても波状変
形が抑制されるのである。また、熱収縮性シートがその
熱収縮温度以上に加熱されても、芯体により該シートの
熱収縮は抑制されるので、該シートにおける熱収縮性の
大幅な減少乃至喪失という不都合を招くこともない。

【００２０】かようにして得られる熱収縮性物品は加熱
により、例えば、図３に示すように熱収縮性層２、３が
熱収縮すると共に金属層１が波状に変形する。変形後の
波高さは金属層を得る際の波付け高さよりは低くなる
が、その度合いは種々の条件により変わり得る。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され、金属層
と熱収縮性層の両層が形状記憶機能によりともに加熱に
よって波状に変形するので、遮水性を維持したまま、追
随性および均一収縮性を改善できる。また、熱収縮性物
品を簡単に製造できる利点もある。（以上）

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。

【００２３】実施例１ 厚さ１００μｍの銅箔の両面に厚さ１００μｍのポリエ
チレンシートを各々重ね合わせ、これを小間隙を有する
ようにセットされたゴムロールと金属ロール（表面温度
１５０℃）の前記小間隙を通して積層し、次いで室温に
冷却する。

【００２４】この積層体を波型表面を有する賦型ロール
を用いて、室温にて波付け高さが約０．５ｍｍになるよ
うに波付け加工し、次いで、ポリエチレン層に電子線を
照射して架橋（ゲル分率５０％）した後、表面温度６０
〜８０℃の一対の金属ロール間を通し平坦状として複合
シートを得る。この複合シートは加熱すると温度約１５
０℃で波状変形（変形後の波高さは約０．５ｍｍであ
り、波付け加工時とほぼ同じ）することを確認した。

【００２５】次に、円筒状の耐熱性芯体に長尺の熱収縮
性シートを該シートの長さ方向が芯体の円周方向となる
ようにして５回すし巻きし、この上に上記複合シートを
１回すし巻きし（シートの両端での重なり幅が１０ｃｍ
となるように巻く）、更に、同じ熱収縮性シートを５回
すし巻きし、巻き終わり端を耐熱性粘着テープで固定す
る。なお、耐熱性芯体としては外径１０５ｍｍのステン
レスパイプの外周をシリコーン樹脂の塗布により離型処
理したものを、熱収縮性シートとしては長尺ポリエチレ
ンシートを電子線照射により架橋（ゲル分率４０％）
し、これを温度５０℃で延伸率が３００％になるように
長尺方向に１軸延伸して得た熱収縮率７５％のものを用
いた。

【００２６】そして、温度１６０℃で約３０分間加熱す
ることにより、熱収縮性シート相互および熱収縮性シー
トと複合シートを融着一体化せしめ、室温まで冷却した
後芯体および粘着テープを除去し、内径約１００ｍｍ、
肉厚１．３ｍｍの熱収縮性チューブを得た。なお、この
チューブの内周面には厚さ０．６ｍｍのブチルゴム系接
着剤層を設けた。

【００２７】この熱収縮性チューブを直径７５ｍｍの遮
水構造の通信ケーブルの接続部上に配置してバーナーで
加熱して熱収縮させて被覆層を形成した。そして、この
被覆部を９０℃、１ｋｇ／ｃｍ² の加圧水中に浸漬した
が、３０日経過後においても被覆層内への水の浸透は認
められず、被覆層の遮水性能は充分なことが判った。

【００２８】また、被覆層を切断し、複合シートの状態
を目視観察したところ全周にわたり波状に変形（波高さ
０．２〜０．３ｍｍ）していることが確認された。

【００２９】更に、この熱収縮性チューブを直径９５ｍ
ｍの円筒状大径部とそれに連続する直径５０ｍｍの円筒
状小径部を有する物品上に配置してバーナーで加熱して
熱収縮させ大径部および小径部を被覆した。そして、大
径部と小径部の境界部において外側の熱収縮性層を除去
し、複合シートの状態を観察したところ、破断は認めら
れなかった。

【００３０】実施例２ 複合シートとして、厚さ５０μｍの鉄箔の両面に厚さ１
００μｍのポリエチレン層（架橋によりゲル分率５０％
とされている）を設け、更に一方のポリエチレン層上に
厚さ５０μｍのエチレン−エチルアクリレート共重合体
（エチルアクリレート含量６０重量％）系ホットメルト
接着剤層を設けたものを用いること、および耐熱性芯体
への複合シートの巻付けに際し、接着剤層が外側になる
ようにすること以外は実施例１と同様に作業して、内径
約１００ｍｍ、肉厚１．２５ｍｍの熱収縮性チューブを
得た。この熱収縮性チューブについて、実施例１と同様
な試験を行い、同等の結果を得た。

【００３１】実施例３ 厚さ２０μｍのステンレス箔の両面に変成ポリエチレン
から成る厚さ５０μｍのホットメルト接着剤フィルム
（三井石油化学工業社製、商品名アドマーＶＥ−３０
０）を重ね合わせ、小間隙を有するようにセットされた
ゴムロールと金属ロール（表面温度１５０℃）の間に通
して積層し、次いで室温まで冷却する。

【００３２】次に、賦型ロールにより波付け高さが約１
ｍｍになるように室温にて波付け加工し、次いでこれを
電子線照射により変成ポリエチレンを架橋（ゲル分率３
５％）し、その後表面温度６０〜８０℃の一対の金属ロ
ール間を通して平坦状とし、複合シートを得る。この複
合シートは加熱すると温度約１３０℃で波状変形（変形
後の波の高さは約１ｍｍであり、波付け加工時とほぼ同
じ）することが確認された。

【００３３】一方、これとは別に厚さ５００μｍの長尺
ポリエチレンシートを電子線照射によりゲル分率が６０
％になるように架橋し、温度２５℃で長尺方向に延伸率
が１６０％になるように１軸延伸した後冷却し、厚さ３
３０μｍ、熱収縮率３０％の熱収縮性シートを得る。

【００３４】そして、上記複合シートの両面に長さ１ｍ
に切断した熱収縮性シートを２枚ずつ重ね合わせ、プレ
ス機により温度１５０℃、圧力２ｋｇ／ｃｍ² の条件で
１５分間加熱加圧し、加圧状態を維持したまま室温まで
冷却し、肉厚０．８ｍｍ、熱収縮率３０％の熱収縮性シ
ートを得た。このプレス作業に際しては、プレス機とこ
れらシートの重ね合わせ体の間には離型シートとしてフ
ッ素樹脂シートを介在させた。そして、この熱収縮性シ
ートの片面にはエチレン−酢酸ビニル共重合体系ホット
メルト接着剤層を設けた。

【００３５】この熱収縮性シートを外径２５０ｍｍの鋼
管の溶接部上に接着剤層を内側にしてすし巻きし（巻き
内径約３００ｍｍ）、巻き終わり端を耐熱性粘着テープ
で固定し、バーナーで加熱し熱収縮により密着させた。

【００３６】この被覆層を切断し、複合シートの状態を
観察したところ、このような大口径でも一部分のみで大
きくシワになることなく円周方向に均一に波状になって
いるのが観察された。

【００３７】比較例 複合シートに代え、厚さ１００μｍの銅箔を使用するこ
と以外は実施例１と同様に作業し、肉厚１．１ｍｍ、熱
収縮率７５％の熱収縮性チューブを得た。

【００３８】この熱収縮性チューブについて、実施例１
と同じ試験を行ったところ、３０日経過後に水の浸透が
認められた。また、異径物品への被覆試験では境界部に
おいて銅箔が破断しているのが観察された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実例を示す正面図である。

【図２】本発明の実例を示す正面図である。

【図３】本発明に係る熱収縮性物品を熱収縮させた後の
状態を模式的に示す説明図である。

【符号の説明】

１ 金属層 ２ 熱収縮性層 ３ 熱収縮性層

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−177384（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−226617（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−29659（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−22425（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−74125（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−79337（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−184573（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属層と、該金属層の両面に設けられた
   熱収縮性層から成り、それら両層は形状記憶機能により
   ともに加熱によって波状に変形するものである熱収縮性
   物品。
2. 【請求項２】 金属層が、金属層その少なくとも片面に
   設けられた熱可塑性プラスチック層から成る複合シート
   である請求項１記載の熱収縮性物品。
3. 【請求項３】 加熱により波状に変形する金属層の両
   面に熱収縮性シートを重ね合せた上、この積層体を波状
   に型付けし、次いで積層体の波形形状を消失乃至減少せ
   しめて金属層を波状に変形させることなく熱収縮性シー
   トと一体化することを特徴とする熱収縮性物品の製造
   法。
4. 【請求項４】 平坦な金属層と平坦なプラスチック層
   から成り、それら両層は形状記憶機能によりともに加熱
   によって波状に変形するものである複合シート。