JP2000117814A - 超高分子量ポリエチレンパイプ、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱により容易に外径が膨張することができ
る超高分子量ポリエチレンパイプ及び、このような超高
分子量ポリエチレンパイプを効率よく製造することがで
きる製造方法を提供する。 【解決手段】粘度高分子量が１００万以上の超高分子量
ポリエチレンからなり、１４０℃のエアオーブン中にお
いて１時間加熱後、２３℃の温度で２４時間経過後の、
式 外径膨張率（％）＝（加熱後の外径−加熱前の外径）／
（加熱前の外径）×１００ で定義される外径膨張率が１０％以上である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超高分子量ポリエチ
レンパイプ、及びその製造方法に関し、より詳細には、
耐磨耗性、非粘着性、自己湿潤性、耐薬品性に優れ、各
種のロール、パイプ、鋼管等の内面被覆用パイプとして
好適に使用することができる超高分子量ポリエチレンパ
イプ、及び、このような 超高分子量ポリエチレンパイ
プを効率よく製造することができる製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、超高分子量ポリエチレンパイプは
耐磨耗性、非粘着性、自己湿潤性、耐薬品性に優れてい
るので、例えば、鉱石、石炭、穀物等の粉粒体の輸送管
や岩石を含む泥水や生コンクリート等を輸送するスラリ
ー管、或いは液体食品の輸送管等の内面被覆層として好
適に使用されている。

【０００３】このような超高分子量ポリエチレンパイプ
の製造は、従来は圧縮成形による方法や超高分子量ポリ
エチレンの丸棒を機械切削する方法等により行われてい
る。しかしながら、このような手段によっては薄肉で不
定長のものが得られず、又、コストがかかり、経済的に
製造することが困難であった。

【０００４】例えば、特開平４−３１２８４１号公報に
記載されているように、超高分子量ポリエチレンをスク
リュウ軸を備えた押出機により溶融混練し、スクリュウ
軸の回転に伴って回転するインナーダイが設けられたダ
イから押し出して円筒状の粗成形体とし、粗成形体をイ
ンナーダイに連結されたテーパーコアにより拡径し、更
にテーパーコアに連設された円筒状部で冷却固化させな
がら押出速度の３倍以下の引取速度で引き取ることによ
り超高分子量ポリエチレンパイプを製造する方法が知ら
れている。

【０００５】又、本発明者等も超高分子量ポリエチレン
パイプを製造する方法として、常温、常圧で気体状態の
非反応性ガスを超高分子量ポリエチレンに高圧下で溶解
させて比較的容易に成形できる状態とし、この比較的容
易に成形できる状態の超高分子量ポリエチレンを押出機
により溶融混練し、次いで押出機の先端に設けた金型か
ら樹脂の降温時の結晶化ピーク温度以下まで冷却してパ
イプ状に押し出すことにより超高分子量ポリエチレンパ
イプを製造する方法について発明し、特願平１０−１１
５３２５号として出願した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の２方法によって製造された超高分子量ポリエチレ
ンパイプにおいては、加熱により外径が大して膨張する
ことがないので、このような超高分子量ポリエチレンパ
イプを鉱石等の粉粒体の輸送管等の内面被覆材として使
用する場合には、超高分子量ポリエチレンパイプを加熱
し加圧空気により膨張させて輸送管等の内面に密接さ
せ、更に冷却による超高分子量ポリエチレンパイプの収
縮を防止するために輸送管等の内面に予め接着性樹脂層
を塗布しておくことが必要であった。

【０００７】従って、従来の超高分子量ポリエチレンパ
イプを輸送管等の内面被覆材として使用する場合には、
加圧空気による膨張工程及び接着性樹脂層塗布工程が必
要となり、大規模設備が必要であってコスト高となる欠
点があった。又、膨張工程において、内部空気を密封す
る必要があるために、製造が間欠的となり、生産速度が
低下し、生産性の向上を図ることができない欠点があっ
た。

【０００８】本発明は、従来の超高分子量ポリエチレン
パイプにおける、このような問題点に着目してなされた
ものであり、その目的とするところは、上記の問題を解
決し、加熱により容易に外径が膨張することができる超
高分子量ポリエチレンパイプ及び、このような超高分子
量ポリエチレンパイプを効率よく製造することができる
製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明に係る超高分子量ポリエチレ
ンパイプは、粘度平均分子量が１００万以上の超高分子
量ポリエチレンからなり、１４０℃のエアオーブン中に
おいて１時間加熱後、２３℃の温度で２４時間経過後
の、式 外径膨張率（％）＝（加熱後の外径−加熱前の外径）／
（加熱前の外径）×１００ で定義される外径膨張率が１０％以上であることを特徴
とするものである。

【００１０】又、請求項２記載の本発明に係る超高分子
量ポリエチレンパイプの製造方法は、常温、常圧で気体
状態の非反応性ガスを超高分子量ポリエチレンに高圧下
で溶解させて比較的容易に成形できる状態とし、この比
較的容易に成形できる状態の超高分子量ポリエチレンを
押出機により溶融混練し、次いで押出機の先端に設けた
金型からパイプ状に押し出す超高分子量ポリエチレンパ
イプの製造方法であって、金型には樹脂流路の上流側か
ら樹脂流路の下流側にかけて樹脂流路の断面積及び外径
が次第に縮小される流路縮小部が設けられ、流路縮小部
の入口の流路断面積Ｓ１と出口の流路断面積Ｓ２の比
（Ｓ１／Ｓ２）が２以上であり、且つ、入口の流路外径
Ｄ１と出口の流路外径Ｄ２との比（Ｄ１／Ｄ２）が１．
２以上であり、この流路縮小部の出口では融点以下とな
るように超高分子量ポリエチレンを冷却した後、更に超
高分子量ポリエチレンを降温時の結晶化ピーク温度以下
まで冷却して金型出口から押出成形することを特徴とす
るものである。

【００１１】又、請求項３の本発明に係る超高分子量ポ
リエチレンパイプの製造方法は、請求項２記載の超高分
子量ポリエチレンパイプの製造方法において、非反応性
ガスが二酸化炭素であることを特徴とするものである。

【００１２】請求項１記載の本発明において、粘度平均
分子量が１００万以上の超高分子量ポリエチレンからな
るものであり、粘度平均分子量が１００万未満のポリエ
チレンは耐磨耗性、非粘着性、自己湿潤性、耐薬品性に
優れていない。

【００１３】又、１４０℃のエアオーブン中において１
時間加熱後、２３℃の温度で２４時間経過後の、式 外径膨張率（％）＝（加熱後の外径−加熱前の外径）／
（加熱前の外径）×１００ で定義される外径膨張率が１０％以上であり、特に、本
発明の超高分子量ポリエチレンパイプを輸送管等の内面
被覆材として使用する場合には、輸送管等に対する被覆
応力を大きくするためには、外径膨張率は２０〜１００
％のものが一層好ましい。外径膨張率が１００％を越え
ると被覆時に長手方向の収縮が過大となり被覆効率が低
下する恐れが生じる。又、外径膨張率が１０％未満の場
合には、輸送管等に対する被覆応力が小さくなり、輸送
管等に対する密着性が低下するため好ましくない。

【００１４】又、本発明の超高分子量ポリエチレンパイ
プの外径、厚みの寸法については、特に限定されない
が、好ましくは外径１０ｍｍ以上、厚みは０．２ｍｍ以
上であり、高生産性が得られ経済的に製造できる範囲と
して更に好ましくは、外径１５〜２００ｍｍ、厚み０．
３〜８ｍｍ程度である。又、通常の外径／厚みの比とし
ては、１０〜３００程度であり、剛性の良好なものとし
ては１５〜２００程度である。

【００１５】請求項２記載の本発明において、常温、常
圧で気体状態の非反応性ガスとしては、常温、常圧で気
体である有機ないしは無機物質であって、超高分子量ポ
リエチレンを劣化させる恐れのないものであればよいも
のであって、特に限定されないが、例えば、二酸化炭
素、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、酸素等の無機
ガスやフロンガス、低分子量の炭化水素等の有機ガスが
使用できる。環境に与える影響が少なく、ガスの回収を
必要としない点で無機ガスが好ましい。超高分子量ポリ
エチレンに対する溶解度が高く、超高分子量ポリエチレ
ンの溶融粘度の低下が大きいという観点から、二酸化炭
素を使用するのが好ましい。尚、このような非反応性ガ
スは１種類のものを単独で使用してもよく、２種類のも
のを併用するようにしてもよい。

【００１６】非反応性ガスを超高分子量ポリエチレンに
高圧下で溶解させる手段としては、非反応性ガスを溶融
状態の超高分子量ポリエチレンに溶解させる方法によっ
てもよく、固体状態の超高分子量ポリエチレンに溶解さ
せる方法によってもよく、両者の方法を併用してもよ
い。

【００１７】非反応性ガスを溶融状態の超高分子量ポリ
エチレンに溶解させる方法としては、例えば、ベントタ
イプスクリュウを備えた押出機を使用し、シリンダーの
途中からベント部分に非反応性ガスを混入する方法や、
タンデム押出機を使用し、第１押出機内又は第２押出機
への樹脂流入部付近において非反応性ガスを圧入させ、
第２押出機において充分に溶解混練する方法等が採用で
きる。

【００１８】又、非反応性ガスを固体状態の超高分子量
ポリエチレンに溶解させる方法としては、例えば、予め
高圧容器等でペレット又はパウダー状態の超高分子量ポ
リエチレンに非反応性ガスを溶解させる方法や押出機の
固体輸送部において非反応性ガスを超高分子量ポリエチ
レン中に溶解させる方法が採用できる。

【００１９】前者の方法を採用する場合には、非反応性
ガスを溶解させた超高分子量ポリエチレンの押出機への
供給は、超高分子量ポリエチレンに溶解した非反応性ガ
スが拡散によって大気中に抜けるのを防止するためにで
きるだけ速やかに行うのことが好ましい。

【００２０】後者の方法を採用する場合には、非反応性
ガスが押出機外へ揮散しないように押出機のスクリュウ
軸の駆動軸及びホッパーに耐圧シール構造を組み入れる
ことが好ましい。

【００２１】非反応性ガスの供給は、ガスボンベから直
接行ってもよく、プランジャーポンプ等を使用して加圧
供給するようにしてもよい。

【００２２】超高分子量ポリエチレンに対する非反応性
ガスの溶解量は、溶解によって超高分子量ポリエチレン
の溶融粘度が成形に適したものとなればよいものであっ
て、特に限定されるものではなく、超高分子量ポリエチ
レンの分子量、非反応性ガスの種類によって適宜選択で
きる。

【００２３】超高分子量ポリエチレンを金型の流路縮小
部の出口では融点以下となるように冷却するものである
が、この場合、非反応性ガスを超高分子量ポリエチレン
中に溶解することにより超高分子量ポリエチレンが可塑
化されているので、超高分子量ポリエチレンが流路縮小
部を通過する際の発生圧力が低減し、流路縮小部におい
て超高分子量ポリエチレンを融点以下まで冷却すること
が可能となる。この際、非反応性ガスを超高分子量ポリ
エチレン中に溶解していない場合には、融点付近におい
て圧力が急激に上昇することになり、押出機の耐圧不足
やトルクオーバーとなり易く、押出が困難となる。

【００２４】金型の流路縮小部の入口の流路断面積Ｓ１
と出口の流路断面積Ｓ２の比（Ｓ１／Ｓ２）が２未満の
場合、或いは、入口の流路外径Ｄ１と出口の流路外径Ｄ
２との比（Ｄ１／Ｄ２）が１．２未満の場合には、得ら
れる超高分子量ポリエチレンの外径膨張率が小さく、輸
送管等への被覆応力が小さくなり好ましくない。この場
合、Ｓ１／Ｓ２の好ましい範囲は３〜６０程度であり、
６０を越えると圧力が過大となり、押出が困難となる恐
れが生じる。又、Ｄ１／Ｄ２の好ましい範囲は１．２〜
３．０程度であり、３．０を越えると圧力が過大とな
り、押出が困難となる恐れが生じ、長手方向の収縮率が
大きく、被覆効率が低下する恐れが生じる。

【００２５】超高分子量ポリエチレンを流路縮小部の中
途部を通過させる際の超高分子量ポリエチレンの温度の
好ましい範囲は、（降温時の結晶化ピーク温度−２０
℃）〜（融点＋２０℃）であり、更に好ましくは（降温
時の結晶化ピーク温度）〜（融点＋１０℃）である。超
高分子量ポリエチレンを流路縮小部の出口を通過させる
際の温度は融点以下とする。出口を通過させる際の温度
が融点を越える場合には、超高分子量ポリエチレンパイ
プの外径膨張率が小さく、輸送管等への被覆応力が小さ
くなり好ましくない。

【００２６】超高分子量ポリエチレンを（降温時の結晶
化ピーク温度−２０℃）未満の温度で流路縮小部の中途
部を通過させると超高分子量ポリエチレンの圧力が過大
となり押出困難となる恐れが生じる。又、（融点＋２０
℃）を越える温度で流路縮小部の中途部を通過させると
冷却が不充分となり融点以下の温度で流路縮小部の出口
を通過させることが困難となる。

【００２７】ここで、得られる超高分子量ポリエチレン
パイプの外径膨張率は流路縮小部を通過する超高分子量
ポリエチレンが融点以下となる位置及び流路縮小部の出
口の超高分子量ポリエチレンの温度により調整すること
が可能であり、例えば、超高分子量ポリエチレンが融点
以下となる位置が流路縮小部の入口に接近する程、又、
流路縮小部の出口側での超高分子量ポリエチレンの温度
が低い程、得られる超高分子量ポリエチレンパイプの外
径膨張率は大きくなる。

【００２８】又、超高分子量ポリエチレンを金型の出口
から押し出す際の温度が降温時の結晶化ピーク温度を越
える温度では超高分子量ポリエチレン中に溶解している
非反応性ガスにより発泡して発泡体となり、得られる超
高分子量ポリエチレンパイプの外径膨張率は小さくなり
好ましくない。

【００２９】尚、「降温時の結晶化ピーク温度」とは、
溶融状態の超高分子量ポリエチレンが降温して結晶化す
る際の結晶化ピーク温度を意味し、より詳細には、この
ような降温の際に超高分子量ポリエチレンが発熱する熱
量が最大となる温度を意味する。このような温度は大気
圧下で示差走査型熱量計（ＤＳＣ）により測定される。
又、「結晶化ピーク温度」はＪＩＳ Ｋ ７１２１の
９．２にその求め方等詳細が記載されている。

【００３０】非反応性ガスとして、二酸化炭素を使用す
る場合には、超高分子量ポリエチレンに対する二酸化炭
素の溶解量は、１〜３０重量％の範囲が好ましく、３〜
２０重量％の範囲がより好ましい。１重量％未満の場合
には、超高分子量ポリエチレンの粘度が充分に低下しな
いため押出が困難となる恐れが生じる。又、３０重量％
を越える場合には、大規模設備を使用して溶解時の圧力
を極端に高くする必要のある場合があり、生産効率上有
利ではない。

【００３１】二酸化炭素の溶解量を叙上のように１〜３
０重量％の範囲とするためには、二酸化炭素の圧力を
０．５〜５０ＭＰａとすることが好ましく、１．５〜３
５ＭＰａとすることがより好ましい。

【００３２】〔作用〕請求項１記載の本発明に係る超高
分子量ポリエチレンパイプにおいては、粘度平均分子量
が１００万以上の超高分子量ポリエチレンからなり、１
４０℃のエアオーブン中において１時間加熱後、２３℃
の温度で２４時間経過後の、式 外径膨張率（％）＝（加熱後の外径−加熱前の外径）／
（加熱前の外径）×１００ で定義される外径膨張率が１０％以上であるので、加熱
により容易に外径が膨張し、輸送管等への被覆応力が大
きく、輸送管等の内面に密着する。

【００３３】又、請求項２記載の本発明に係る超高分子
量ポリエチレンパイプの製造方法においては、金型には
樹脂流路の上流側から樹脂流路の下流側にかけて樹脂流
路の断面積及び外径が次第に縮小される流路縮小部が設
けられ、流路縮小部の入口の流路断面積Ｓ１と出口の流
路断面積Ｓ２の比（Ｓ１／Ｓ２）が２以上であり、且
つ、入口の流路外径Ｄ１と出口の流路外径Ｄ２との比
（Ｄ１／Ｄ２）が１．２以上であり、この流路縮小部の
出口では融点以下となるように超高分子量ポリエチレン
を冷却するものであるから、得られる超高分子量ポリエ
チレンパイプの外径膨張率が１０％以上となり、輸送管
等への被覆応力が大きく、輸送管等の内面に密着するも
のとなる。

【００３４】更に、超高分子量ポリエチレンを降温時の
結晶化ピーク温度以下まで冷却して金型出口から押出成
形するものであるから、超高分子量ポリエチレン中に溶
解している非反応性ガスによる発泡を抑制することがで
き内部に欠陥となる気泡を含まないパイプを製造するこ
とができる。

【００３５】又、請求項３の本発明に係る超高分子量ポ
リエチレンパイプの製造方法においては、非反応性ガス
が二酸化炭素であるので、超高分子量ポリエチレンに対
する溶解度が高く、可塑化効果が大きいため、超高分子
量ポリエチレンを容易に成形することができる状態とす
ることができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は本発明に係る超高分子
量ポリエチレンパイプの製造方法に使用する押出機等を
示す説明図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線における断面
図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図であ
る。図１において、１は単軸押出機、１１は単軸押出機
１のシリンダー、１２はシリンダー１１内に設けられて
いるスクリュウ軸、１３はシリンダー１１の基部に設け
られた耐圧ホッパー、１４はシリンダー１１の基部付近
の固体輸送部１１１に設けられた第１のガス供給口、１
５はシリンダー１１の中途部の溶融物輸送部１１２に設
けられた第１のガス供給口である。

【００３７】２はシリンダー１１の先端に設けられたパ
イプ成形用の金型であり、金型２には樹脂流路の上流側
から樹脂流路の下流側にかけて樹脂流路の断面積及び外
径が次第に縮小される流路縮小部２１が設けられ、流路
縮小部２１の入口２２の流路断面積Ｓ１と出口２３の流
路断面積Ｓ２の比（Ｓ１／Ｓ２）が２以上であり、且
つ、入口２２の流路外径Ｄ１と出口２３の流路外径Ｄ２
との比（Ｄ１／Ｄ２）が１．２以上である。２４はイン
ナーダイであり、インナーダイ２４はスクリュウ軸１２
の先端に一体的に接続されている。

【００３８】３は第１のガスボンベであり、第１のガス
ボンベ３から配管３１により第１のガス供給口１４に非
反応性ガスとして二酸化炭素が供給されるようになって
いる。３２は配管３１に設けられた加圧ポンプである。

【００３９】４は第２のガスボンベであり、第２のガス
ボンベ４から配管４１により第２のガス供給口１５に非
反応性ガスとして二酸化炭素が供給されるようになって
いる。４２は配管４１に設けられた加圧ポンプである。

【００４０】押出機１のホッパー１３から粘度平均分子
量が１００万以上の超高分子量ポリエチレンをシリンダ
ー１１内に供給すると、超高分子量ポリエチレンは図示
しない加熱装置により加熱溶融されながら、固体輸送部
１１１において第１のガス供給口から供給される高圧状
態の二酸化炭素に曝され、超高分子量ポリエチレンに二
酸化炭素が溶解し、超高分子量ポリエチレンの粘度が低
下する。

【００４１】更にスクリュウ軸１２の回転によりシリン
ダー１１中を進行する超高分子量ポリエチレンは図示し
ない加熱装置により完全に溶融し、溶融物輸送部１１２
において、第２のガス供給口１５から供給される高圧状
態の二酸化炭素に曝され、超高分子量ポリエチレンに二
酸化炭素が更に溶解し、超高分子量ポリエチレンの粘度
が更に低下し、超高分子量ポリエチレンは容易に成形で
きる状態となる。

【００４２】このように容易に成形できる状態となった
超高分子量ポリエチレンをスクリュウ軸１２の回転によ
り充分に溶融混練し、金型２に導入し、流路縮小部２１
を通過させながら融点以下まで冷却し、降温時の結晶化
ピーク温度以下の温度で金型２から押し出して超高分子
量ポリエチレンパイプを製造する。

【００４３】叙上の製造方法によれば、超高分子量ポリ
エチレンを、流路縮小部２１の入口２２の流路断面積Ｓ
１と出口２３の流路断面積Ｓ２の比（Ｓ１／Ｓ２）が２
以上であり、且つ、入口２２の流路外径Ｄ１と出口２３
の流路外径Ｄ２との比（Ｄ１／Ｄ２）が１．２以上であ
る流路縮小部２１を通過させながら融点以下に冷却し、
降温時の結晶化ピーク温度以下の温度で金型２から押し
出すことにより外径膨張率が１０％以上の超高分子量ポ
リエチレンパイプを製造することができる。

【００４４】二酸化炭素は自然に放散するため、人為的
に除去する装置等は必要としない。又、二酸化炭素は有
機物質と比較して環境に与える悪影響は著しく低く、大
気中に放散させても特別の害は生じない。

【００４５】このような外径膨張率が１０％以上の超高
分子量ポリエチレンパイプは、輸送管の内部に挿入した
後、電熱ヒーター等により加熱して膨張させることによ
り輸送管の内面を被覆することができる。

【００４６】次に本発明の実施例を説明する。 〔実施例１〕超高分子量ポリエチレン（三井石油化学工
業株式会社製商品名「ハイゼックス・ミリオン２４０
Ｍ」粘度平均分子量２３０万、融点１３６℃、降温時の
結晶化ピーク温度１１８℃）を図１に示す押出機１（ス
クリュウ軸１２の径４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０）のホッパ
ー１３からシリンダー１１内に供給した。非反応ガスと
して、二酸化炭素を使用し、二酸化炭素を第１及び第２
のガス供給口１４、１５から１５ＭＰａの圧力で圧入し
た。

【００４７】この圧力で超高分子量ポリエチレンに対す
る二酸化炭素の溶解量は、約１０重量％であった。尚、
この時、スクリュウ軸１２の駆動軸の高圧軸シール機構
と耐圧ホッパー構造及び溶融状態の超高分子量ポリエチ
レンにより押出機１内の二酸化炭素を高圧状態に保持し
た。

【００４８】次いで、押出機１に供給された超高分子量
ポリエチレンは押出量２ｋｇ／ｈ、スクリュウ軸１２の
回転数１０ｒｐｍ、シリンダー１１の設定温度２００℃
の条件で充分に溶融し混練された。

【００４９】次いで、金型２（流路縮小部２１の入口２
２の外径Ｄ１＝４０ｍｍ、内径３３ｍｍ、出口２３の外
径Ｄ２＝２６ｍｍ、内径２４ｍｍ、Ｓ１／Ｓ２＝５．
１、Ｄ１／Ｄ２＝１．５）の温度を１２０℃に保持する
ことにより、流路縮小部２１を通過する超高分子量ポリ
エチレンの温度が入口２２で１４０℃、出口２３で１２
０℃とし、更に金型２の先端温度を１０５℃に保持する
ことにより、金型２の先端から押し出される超高分子量
ポリエチレンの温度を１０５℃としてパイプ状に押し出
し、超高分子量ポリエチレンパイプを製造した。このよ
うにして得られた超高分子量ポリエチレンパイプの外径
膨張率は２０％であった。

【００５０】〔比較例１〕二酸化炭素を溶解させないこ
と以外は実施例１同様の条件で製造しようとしたが、超
高分子量ポリエチレンの圧力が押出機１の耐圧１００Ｍ
Ｐａを越えてしまい、製造不能となった。

【００５１】〔比較例２〕金型２の流路縮小部２１の温
度を１４０℃に保持することにより、流路縮小部２１を
通過する超高分子量ポリエチレンの温度が入口２２で１
６５℃、出口２３で１４０℃とすること以外は実施例１
と同様の条件で押し出し、超高分子量ポリエチレンパイ
プを製造した。得られた超高分子量ポリエチレンパイプ
の外径膨張率は３％に過ぎなかった。

【００５２】〔比較例３〕金型２の先端温度を１２５℃
に保持することにより、金型２の先端を通過する超高分
子量ポリエチレンの温度を１２５℃とすること以外は実
施例１と同様の条件で押し出し、超高分子量ポリエチレ
ンパイプを製造した。得られた超高分子量ポリエチレン
パイプは充分に発泡した状態となり、外観が悪く所望の
超高分子量ポリエチレンパイプは得られなかった。

【００５３】〔比較例４〕二酸化炭素を溶解させない
で、金型２の流路縮小部２１の温度を１４０℃に保持す
ることにより、流路縮小部２１を通過する超高分子量ポ
リエチレンの温度が入口２２で１６５℃、出口２３で１
４０℃とし、更に金型２の先端温度を１４０℃に保持す
ることにより、金型２の先端を通過する超高分子量ポリ
エチレンの温度を１４０℃とすること以外は実施例１と
同様の条件で押し出し、超高分子量ポリエチレンパイプ
を製造した。得られた超高分子量ポリエチレンパイプの
外径膨張率は５％に過ぎなかった。

【００５４】〔実施例２〕金型２の流路縮小部２１の入
口２２の外径Ｄ１＝４０ｍｍ、内径３３ｍｍ、出口２３
の外径Ｄ２＝２０ｍｍ、内径１８ｍｍ、Ｓ１／Ｓ２＝
６．７、Ｄ１／Ｄ２＝２．０とすること以外は実施例１
と同様の条件で押し出し、超高分子量ポリエチレンパイ
プを製造した。得られた超高分子量ポリエチレンパイプ
の外径膨張率は３８％であった。

【００５５】〔比較例５〕金型２の流路縮小部２１の入
口２２の外径Ｄ１＝４０ｍｍ、内径３３ｍｍ、出口２３
の外径Ｄ２＝２６ｍｍ、内径１９ｍｍ、Ｓ１／Ｓ２＝
１．６、Ｄ１／Ｄ２＝１．５とすること以外は実施例１
と同様の条件で押し出し、超高分子量ポリエチレンパイ
プを製造した。得られた超高分子量ポリエチレンパイプ
の外径膨張率は４％に過ぎなかった。

【００５６】〔比較例６〕金型２の流路縮小部２１の入
口２２の外径Ｄ１＝４０ｍｍ、内径３３ｍｍ、出口２３
の外径Ｄ２＝３６ｍｍ、内径３４ｍｍ、Ｓ１／Ｓ２＝
３．７、Ｄ１／Ｄ２＝１．１とすること以外は実施例１
と同様の条件で押し出し、超高分子量ポリエチレンパイ
プを製造した。得られた超高分子量ポリエチレンパイプ
の外径膨張率は２％に過ぎなかった。

【００５７】以上、本発明の実施の形態を図により説明
したが、本発明の具体的な構成は図示の実施の形態に限
定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲の
設計変更は本発明に含まれる。

【００５８】図に示す本発明の実施の形態のように、２
個のガス供給口１４、１５を併用する代わりに、いずれ
か一方のガス供給口のみを使用するようにしてもよい。

【００５９】

【発明の効果】請求項１記載の本発明に係る超高分子量
ポリエチレンパイプにおいては、加熱により容易に外径
が膨張し、輸送管等への被覆応力が大きく、輸送管等の
内面に密着するものであるから、従来のように、加圧空
気による膨張工程及び接着性樹脂層塗布工程が不要とな
り、大規模設備が不要であってコストの低減化を図るこ
とができる。

【００６０】又、請求項２記載の本発明に係る超高分子
量ポリエチレンパイプの製造方法においては、得られる
超高分子量ポリエチレンパイプの外径膨張率が１０％以
上となり、輸送管等への被覆応力が大きく、輸送管等の
内面に密着するものとなるため、従来のように、膨張工
程において内部空気を密封する必要がなく、生産性の向
上を図ることができる。

【００６１】更に、超高分子量ポリエチレン中に溶解し
ている非反応性ガスによる発泡を抑制することができ内
部に欠陥となる気泡を含まないパイプを製造することが
できるので、超高分子量ポリエチレンパイプを効率よく
製造することができる。

【００６２】又、請求項３の本発明に係る超高分子量ポ
リエチレンパイプの製造方法においては、超高分子量ポ
リエチレンを容易に成形することができる状態とするこ
とができるので、超高分子量ポリエチレンパイプを一層
効率よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超高分子量ポリエチレンパイプの
製造方法に使用する押出機等を示す説明図。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図。

【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面図。

【符号の説明】

１ 押出機 １１ シリンダー １２ スクリュウ軸 １３ ホッパー １４ 第１のガス供給口 １５ 第２のガス供給口 ２ 金型 ２１ 流路縮小部 ２２ 入口 ２３ 出口 ２４ インナーダイ ２５ 切り込み部 ３ 第１のガスボンベ ３１ 配管 ３２ 加圧ポンプ ４ 第２のガスボンベ ４１ 配管 ４２ 加圧ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F207 AA06 AG08 AH01 AH43 AM30 KA01 KA17 KK45 KK48 KL62 KL83 KL91 4F213 AA06 AG08 AH01 AH43 AM30 WA06 WA84 WE02 WE07 WF01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘度平均分子量が１００万以上の超高分子
   量ポリエチレンからなり、１４０℃のエアオーブン中に
   おいて１時間加熱後、２３℃の温度で２４時間経過後
   の、式 外径膨張率（％）＝（加熱後の外径−加熱前の外径）／
   （加熱前の外径）×１００ で定義される外径膨張率が１０％以上であることを特徴
   とする超高分子量ポリエチレンパイプ。
2. 【請求項２】常温、常圧で気体状態の非反応性ガスを超
   高分子量ポリエチレンに高圧下で溶解させて比較的容易
   に成形できる状態とし、この比較的容易に成形できる状
   態の超高分子量ポリエチレンを押出機により溶融混練
   し、次いで押出機の先端に設けた金型からパイプ状に押
   し出す超高分子量ポリエチレンパイプの製造方法であっ
   て、金型には樹脂流路の上流側から樹脂流路の下流側に
   かけて樹脂流路の断面積及び外径が次第に縮小される流
   路縮小部が設けられ、流路縮小部の入口の流路断面積Ｓ
   １と出口の流路断面積Ｓ２の比（Ｓ１／Ｓ２）が２以上
   であり、且つ、入口の流路外径Ｄ１と出口の流路外径Ｄ
   ２との比（Ｄ１／Ｄ２）が１．２以上であり、この流路
   縮小部の出口では融点以下となるように超高分子量ポリ
   エチレンを冷却した後、更に超高分子量ポリエチレンを
   降温時の結晶化ピーク温度以下まで冷却して金型出口か
   ら押出成形することを特徴とする超高分子量ポリエチレ
   ンパイプの製造方法。
3. 【請求項３】非反応性ガスが二酸化炭素であることを特
   徴とする請求項２記載の超高分子量ポリエチレンパイプ
   の製造方法。