JP2001187430A

JP2001187430A - 多層配向品およびその連続製造方法

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Publication number: JP2001187430A
Application number: JP2000000445A
Authority: JP
Inventors: Takehisa Sugaya; 武久菅谷; Naoki Ueda; 直樹植田; Kotaro Tsuboi; 康太郎坪井; Junichi Yokoyama; 順一横山; Akihiro Ogawa; 彰弘小川
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-01-05
Filing date: 2000-01-05
Publication date: 2001-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】高強度で、しかも、熱融着等によって継手等と
接合した場合の接合強度に優れるとともに、表面形状に
優れた多層配向品および、配向制御しつつ厚肉品であっ
ても長期間連続的に成形可能であるとともに、強度的に
優れた多層配向品の製造方法を提供する。【解決手段】押出機から供給される原料樹脂と熱架橋剤
とからなる混練物をダイ内で架橋させたのち、管状に賦
形しつつこの賦形物の表面に未架橋樹脂によって未架橋
樹脂層を形成し、その後、ダイ内で管の周方向と軸方向
に同時に配向させて、この配向体を配向状態を維持でき
る温度まで冷却することによって、内側に架橋樹脂から
なる管状をした架橋配向樹脂層を有し、この架橋配向樹
脂層の周囲に未架橋樹脂層が形成された多層配向管を得
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配向品および
その連続製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高強度化を狙いとして、本出願人は、樹
脂の一部を架橋し、２軸に配向されている配向ポリオレ
フィン管を既に提案（特願平１０−２９０９２４号）し
ている。また、成形中に樹脂を延伸させるようにしてた
熱可塑性樹脂成形品の製造方法が、特公平４−５５３７
９号公報、特表平５−５０１９９３号公報、特公平２−
５８０９３号公報などで既に開示され、また、この成形
中に樹脂を延伸させる新規な方法も、本出願人が既に提
案（特願平１１−１１２４２９号）している。

【０００３】しかしながら、特願平１０−２９０９２４
号の配向ポリオレフィン管、特公平４−５５３７９号公
報、特表平５−５０１９９３号公報、特公平２−５８０
９３号公報に開示された製造方法には、それぞれ以下に
述べるような問題があった。

【０００４】〔特願平１０−２９０９２４号の配向ポリ
オレフィン管〕特願平１０−２９０９２４号の配向ポリ
オレフィン管は、強度的に従来のポリオレフィン管に比
べ優れ、耐震性に優れた効果を発揮するのであるが、架
橋構造をしているため、物性向上を図る目的で架橋度を
高くした場合、エレクトロフュージョン方式等を用いて
継手との熱融着接合を行おうとしても十分な接合強度が
確保できないと言う問題がある。

【０００５】〔特公平４−５５３７９号公報の製造方
法〕特公平４−５５３７９号公報の製造方法では、ダイ
の下流側から原料管を引き抜くことによって延伸を行う
ようになっており、ダイマンドレル部で原料管を拡径す
ることで付与した周方向への配向が軸方向への引抜き力
により緩和されるため、軸方向への優先配向となり、配
向制御の任意性に劣る。

【０００６】〔特表平５−５０１９９３号公報の製造方
法〕成形品の配向状態は、周方向のみへの配向付与であ
り、配向制御の任意性が不可能な上、パッチ式の生産形
態であり生産性が低い。

【０００７】〔特公平２−５８０９３号公報の製造方
法〕押出圧力により拡径部へ押し込む方式であり、引抜
き力が不要であるため、配向制御の任意性が高く、しか
も制御の容易性や生産性に優れたものである。

【０００８】しかしながら、特に結晶性熱可塑性樹脂で
は、この温度領域での弾性率変化が急激である。したが
って、均一な延伸を達成しようとすれば、樹脂温度分布
を均一化させる必要があるが、厚肉品や高速成形では温
度の均一化を達成できない。すなわち、厚肉品の成形や
高速成形時の成形性に問題がある。また、この温度領域
では弾性率も高いレベルにあるために、必要な押出圧力
が高く、高粘度な樹脂や高倍率な延伸を押出機で連続的
に達成するのも不可能である。

【０００９】〔特願平１１−１１２４２９号の製造方
法〕一方、特願平１１−１１２４２９号の製造方法は、
弾性率変化が急激でない融点以上の温度領域において、
ダイ内の樹脂を延伸しかつ冷却して配向を凍結すること
で、従来の配向品の製造方法に比べ、強度的にも優れ、
かつ、厚肉品であっても連続的に製造することができる
ようになっている。しかしながら、この製造方法の場
合、配向させる樹脂が架橋構造をもっているため、物性
向上を図る目的で架橋度を高くした場合、増粘による壁
面剪断応力の増加によって、メルトフラクチャー等の表
面性不良が発生すると言う恐れがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて、高強度で、しかも、熱融着等によって継
手等と接合した場合の接合強度に優れるとともに、表面
形状に優れた多層配向品および、配向制御しつつ厚肉品
であっても長期間連続的に成形可能であるとともに、強
度的に優れた多層配向品の製造方法を提供することを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の請求項１に記載の発明にかかる多層
配向品（以下、「請求項１の多層配向品」と記す）は、
少なくとも１部が架橋された架橋樹脂からなるととも
に、この架橋樹脂が少なくとも１軸方向に配向されてい
る架橋配向樹脂層と、未架橋樹脂からなり前記架橋配向
樹脂層の少なくとも一方の面を覆うように積層された未
架橋樹脂層とを備えている構成とした。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明にかかる多
層配向品（以下、「請求項２の多層配向品」と記す）
は、請求項１の多層配向品において、未架橋樹脂層を形
成する未架橋樹脂が、少なくとも架橋配向樹脂層の架橋
樹脂と同じ方向に配向されている構成とした。

【００１３】本発明の請求項３に記載の発明にかかる多
層配向品の製造方法（以下、「請求項３の製造方法」と
記す）は、押出機内で架橋樹脂用原料樹脂と、少なくと
も熱架橋剤とを混練し、この混練物を押出機からダイへ
供給し、ダイ内に設けられた分配ゾーンで押出機から供
給された混練物を所望形状に分配する分配工程と、この
分配工程で得られた分配体をダイ内に設けられた熱架橋
ゾーンで加熱し分配体中の架橋樹脂用原料樹脂を熱架橋
させる架橋工程と、架橋工程で得られた架橋樹脂分配体
をダイ内に設けられた延伸ゾーンにおいて、樹脂肉厚方
向の平均温度を樹脂の軟化点以上に保ちながら少なくと
も１軸以上の配向方向に配向させて延伸し架橋樹脂配向
体とする延伸工程と、延伸ゾーンで延伸された架橋樹脂
配向体を配向状態を維持できる温度まで冷却する冷却工
程とを経て架橋配向樹脂層が形成されるとともに、前記
分配工程以降のいずれかのタイミングで分配体、架橋樹
脂分配体および架橋樹脂配向体のいずれかの厚み方向の
少なくとも一方の面に未架橋樹脂層を形成する工程を備
えている構成とした。

【００１４】本発明の請求項４に記載の発明にかかる多
層配向品の製造方法（以下、「請求項４の製造方法」と
記す）は、請求項３の製造方法において、少なくとも延
伸工程において、ダイの樹脂接触面と樹脂との間に潤滑
剤を介在させるようにした。

【００１５】本発明の請求項５に記載の発明にかかる多
層配向品の製造方法（以下、「請求項５の製造方法」と
記す）は、請求項３または請求項４の製造方法におい
て、架橋樹脂用原料樹脂として結晶性熱可塑性樹脂を用
いるようにした。

【００１６】本発明の請求項６に記載の発明にかかる多
層配向品の製造方法（以下、「請求項６の製造方法」と
記す）は、請求項５の製造方法において、結晶性熱可塑
性樹脂としてポリオレフィンを用いるようにした。

【００１７】本発明の請求項７に記載の発明にかかる多
層配向品の製造方法（以下、「請求項６の製造方法」と
記す）は、請求項６の製造方法において、ポリオレフィ
ンとしてポリエチレンを用いるようにした。

【００１８】本発明において、樹脂肉厚方向の平均温度
とは、肉厚方向の両壁面と肉厚中心の温度の平均を意味
する。但し、最高温度と最低温度との差が１００℃以内
であることが最終廃坑品の品質の均一性の面で好まし
い。軟化点以上とは、非晶性熱可塑性樹脂の場合、ガラ
ス転移温度以上を意味し、結晶性熱可塑性樹脂の場合、
結晶化ピーク温度以上、好ましくは融解ピーク温度以上
を意味する。配向緩和温度以下とは、非晶性熱可塑性樹
脂の場合、ガラス転移温度以下を意味し、結晶性熱可塑
性樹脂の場合、補外結晶化終了温度以下を意味する。な
お、ここで言う結晶化に関する温度は、ＪＩＳＫ７
１２１において定義されている温度である。

【００１９】本発明において、原料樹脂としては、特に
限定されないが、たとえば、ポリオレフィン樹脂、ポリ
スチレン、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレー
ト、ポリカーボネート、ポリエステルが挙げられ、これ
らが単独であるいは混合して用いられ、これらのうち、
請求項５の製造方法のように、結晶性熱可塑性樹脂が好
ましく、請求項６の製造方法のように、ポリオレフィン
がより好ましい。また、このようなポリオレフィンとし
ては、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレ
ン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリ
エチレン、ランダムポリプロピレン、ホモポリプロピレ
ン、ブロックポリプロピレン等のポリプロピレン等が挙
げられ、これらのうちで、請求項７の製造方法のよう
に、ポリエチレンが好ましく、高密度ポリエチレンがよ
り好ましい。

【００２０】本発明に用いる熱架橋剤としては、特に限
定されないが、有機過酸化物の使用が可能であり、使用
する原料重の成形温度や相溶性の観点から適宜選択する
ことができる。

【００２１】具体的には、このような熱架橋剤として
は、ジクミルパーオキサイド、α，α´−ビス（ｔ−ブ
チルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、シクロ
ヘキサンパーオキサイド、１，１−ジ（ｔ−ブチルパー
オキシ）シクロヘキサン、１，１−ジ（ｔ−ブチルパー
オキシ）３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、２，
２−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）オクタン、ｎ−ブチル
−４，４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ベレレート、ジ
−ｔ−ブチルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイ
ド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオ
キシ）ヘキサン、クミルパーオキシネオデカテート、ｔ
−ブチルパーオキシベンゾエート、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ−ブ
チルパーオキシイソプロピルカーボネート、ｔ−ブチル
パーオキシアリルカーボネート、ｔ−ブチルパーアセテ
ート、２，２−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ブタン、
ジ−ｔ−ブチルパーオキシイソフタレート、ｔ−ブチル
パーオキシマレイン酸、ジアゾアミノベンゼン、Ｎ，Ｎ
´−ジクロロアゾジカーボンアミド、トリクロロペンタ
ジエン、トリクロロメタンスルフォクロリド、メチルエ
チルケトンパーオキサイド等が挙げられ、ジクミルパー
オキサイド、α，α´−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ−
ｍ−イソプロピル）ベンゼン、ｔ−ブチルクミルパーオ
キサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパー
オキシベンゾエート、メチルエチルケトンパーオキサイ
ドが好ましく、ジクミルパーオキサイド、α，α´−ビ
ス（ｔ−ブチルパーオキシ−ｍ−イソプロピル）ベンゼ
ンメチルエチルケトンパーオキサイドがより好ましい。

【００２２】本発明において、架橋樹脂の架橋度は、５
％以上７０％以下に限定されるが、その理由は、架橋度
が５％未満の場合、融点以上での延伸で分子鎖のすり抜
けが起こり、７０％を越えると、樹脂の伸度が低下する
ため、高倍率延伸ができなくなる恐れがある。なお、本
発明で架橋度は、以下の式で示されるゲル分率（％）で
表すことができる。

【００２３】ゲル分率（％）＝溶剤抽出後の試料重量×
１００／溶剤抽出前の試料重量

【００２４】上記式において、溶剤抽出後の試料重量と
は、選択した未架橋状態の原料樹脂を溶解可能な溶剤を
用いて試料中に残った未架橋状態の樹脂分を溶解させ
て、残った不溶分のみの重量である。ダイ内へ原料樹脂
を供給する方法としては、連続的に熱を原料樹脂へ付与
できる圧力ポンプを用いて圧送する方法が挙げられる。

【００２５】このような圧力ポンプとしては、押出機を
用いる方法が最も効率的に好ましい。押出機としては、
単軸押出機、２軸押出機、多軸押出機等が可能である
が、請求項３の製造方法のように押出機中で原料樹脂と
熱架橋剤とを混練する場合には、これらの中でも原料樹
脂を溶融させ、熱架橋剤との混合能力に優れる２軸同方
向回転押出機が好ましい。

【００２６】また、押出機のスクリューを、押出機内の
圧力が、架橋剤供給部で極小となり、架橋剤供給部前後
で極大となる形状に形成するとともに、架橋剤供給部か
ら液状の架橋剤を押出機内に供給し、つまり、押出機内
に高圧部，低圧部，高圧部を順次形成するとともに、低
圧部に液状の熱架橋剤を供給し、原料樹脂と押出機内で
混練するようにすることが好ましい。

【００２７】すなわち、架橋剤が供給される低圧部の上
流側および下流側に高圧部が設けられているので上流側
および下流側への架橋剤の流出が防止されるとともに低
圧部の圧力も０にならないように保持される。したがっ
て、スクリューへの架橋剤の付着滞留の発生を防止でき
る。

【００２８】上記のように、押出機内の圧力勾配を制御
する方法としては、特に限定されないが、たとえば、２
軸同方向回転押出機の場合、昇圧させるためには、セル
フワイピング形状の断面を持つディスクが断続的に連結
されたニーディングディスクや樹脂を上流側へ輸送する
逆フルフライト形状を使用し、圧力を降下させるには通
常のフルフライト形状を使用しこれらを上記圧力勾配に
なるように配置すれば良い。１例を示すとスクリュー軸
方向の一部に下流側から上流側に向けてフルフライト−
逆フルフライト−フルフライト−逆フルフライトの順に
配置し、低圧部となる３番目のフルフライトの部分に架
橋剤を供給する構造が挙げられる。

【００２９】低圧部へ架橋剤を供給する装置としては、
低圧部の圧力に抗して送液できれば、特に限定されず、
たとえば、プランジャーポンプやダイヤフラムポンプが
挙げられる。

【００３０】ダイの形状は、パイプ、シートはもとより
Ｈ型や雨樋等の異型成形品を成形可能な形状のものも選
択することができる。また、本発明の製造方法におい
て、延伸は、成形品がシートならば、幅を拡大し厚みを
減少させることによって、成形品がパイプならば、内径
を拡大し、厚みを減少させることでどちらか１つ以上の
作用により１軸以上の延伸が達成できる。

【００３１】これらの作用の大小により延伸倍率は、任
意に制御可能であり、延伸効果の発現する面積減少率で
５倍以上５０倍以下の範囲で選択される。

【００３２】本発明において、ダイへ供給される溶融樹
脂の圧力をさらに上げるために、押出機とダイとの間に
昇圧押し込み装置を設けるようにしても構わない。上記
昇圧押し込み装置としては、ダイヘ樹脂を圧入押し込み
できる装置であれば良いものであって、特に限定されな
いが、例えば、ギヤポンプやスクリュー軸を内蔵した押
出装置等が使用できるが、小型であってダイヘ樹脂を圧
入押し込みできるとともに、定量供給可能なギヤポンプ
が最も望ましい。ギヤポンプとしては、歯車の歯が平行
なスパーギヤや角度を持ったヘリカルギヤを備えたもの
が使用できるが、外観等の点からヘリカルギヤを備えた
ものが好ましい。

【００３３】本発明において、未架橋樹脂層は、架橋を
行う樹脂と同一のものであっても良いし、異なっても良
いが、同一であることが望ましい。未架橋樹脂が架橋を
行う樹脂と異なる場合、樹脂については特に限定される
ものではなく、耐薬品性を有する樹脂、断熱性を有する
発泡樹脂、分子鎖配向による機械強度の改良効果の大き
い樹脂等を用いても良い。

【００３４】未架橋樹脂層の肉厚は、未架橋樹脂が架橋
を行う樹脂と同一のものである場合、できるだけ薄い方
が好ましく、０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲が好適で
ある。すなわち、未架橋樹脂層の肉厚が０．１ｍｍ未満
の場合、架橋樹脂層（被覆層）の肉厚精度が悪くなると
ともに、他の樹脂と熱融着させる場合、未架橋樹脂層
（積層層）が薄すぎて、分子鎖のインタラクションが不
十分となる恐れがある。一方、１ｍｍより厚くなると、
強度が弱い未架橋樹脂層が厚すぎて、得られた多層配向
品（積層体）全体の強度向上効果が不十分となる恐れが
ある。他方、未架橋樹脂が架橋を行う樹脂と異なる場
合、その肉厚は、その未架橋樹脂の機能によって適宜決
定され、特に限定されるものではない。

【００３５】また、未架橋樹脂と架橋樹脂との熱融着性
に問題がある場合は、両樹脂への接着性に優れた接着樹
脂を適宜選択し、両樹脂の間に介在させるようにすれば
良い。未架橋樹脂層を形成する位置は、分配工程以降で
あれば、特に限定されず、一旦冷却工程を経て架橋配向
樹脂層となる予備成形体を成形後、この予備成形体の少
なくとも厚み方向の１面に未架橋樹脂層を形成するよう
にしても構わないが、熱架橋工程に入る前に未架橋樹脂
層を形成することが好ましい。

【００３６】ダイの樹脂接触面と架橋樹脂との間には、
請求項４の製造方法のように潤滑剤を介在させることが
好ましいが、潤滑剤を介在させる方法としては、特に限
定されないが、（１）原料樹脂中へ低分子量の潤滑剤を
予め混合しておく供給方法、（２）ダイの樹脂接触面に
潤滑剤を供給する供給方法が挙げられるが、（２）の供
給方法が潤滑効果の安定性や成形品の長期性能の観点か
らより好ましい。

【００３７】また、上記（２）の供給方法を具体的に説
明すると、たとえは、ダイの樹脂接触面となる部分を少
なくとも多孔質材料で形成し、潤滑剤に圧力をかけて多
孔質材料の背面側から樹脂接触面の表面に向かって滲み
出させる方法、マニホールドで潤滑剤を展開し、成形品
形状に供給する方法等が挙げられる。潤滑剤を供給する
装置としては、ダイ内の圧力に抗して潤滑剤を供給でき
れば、特に限定されないが、たとえば、プランジャーポ
ンプやダイヤフラムポンプなどが挙げられる。

【００３８】潤滑剤の供給位置は、少なくとも延伸ゾー
ン部分で潤滑性を発揮することができれば、その位置は
特に限定されないが、ダイ内で未架橋樹脂層を形成する
場合、未架橋樹脂層形成後の位置で行われる。上記
（１）の混合方法に用いられる潤滑剤としては、特に限
定されないが、たとえば、ワックス、金属石鹸、フッ素
系樹脂エラストマー、オリゴマー等が挙げられる。

【００３９】一方、上記（２）の供給方法に用いられる
潤滑剤としては、特に限定されないが、たとえば、エチ
レンオリゴマー、シリコーンオイル、ステアリン酸、ポ
リエチレングリコール、流動パラフィン、低融点ポリマ
ー等が挙げられ、潤滑膜形成の安定性や潤滑剤の耐熱性
を考慮すると、ポリエチレングリコールがより好まし
い。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ詳しく説明する。図１は、本発明の多
層配向品を連続的に製造するのに用いる製造装置をあら
わしている。

【００４１】図１に示すように、この製造装置Ａは、押
出機８と、ダイ１と、押出機８とダイ１とを接続する樹
脂流路９とを備えている。図１に示すように、押出機８
は、原料樹脂投入用のホッパー８１と、架橋剤投入口８
２とを備えている。

【００４２】樹脂流路９は、途中に昇圧押し込み装置と
してのギヤポンプ（計量ポンプ）９１を有し、押出機８
とギヤポンプ９１との間に圧力検出センサー９２ａが設
けられ、ギヤボンプ９１とダイ１との間に圧力検出セン
サー９２ｂが設けられている。また、ギヤポンプ９１に
は、ギヤポンプ９１を駆動させる駆動モータ９３と、駆
動モータ９３の制御盤９４と、駆動モータ９３の回転数
を設定する回転数設定機９５とが接続されている。

【００４３】ダイ１は、図２に示すように、ダイ本体
（シリンダ）２と、マンドレル３とから形成されてい
て、分配ゾーン１１と、未架橋樹脂供給ゾーン１２と、
熱架橋ゾーン１３と、延伸ゾーン１４と、冷却ゾーン１
５とを備えている。ダイ本体２は、樹脂流路９を介して
押出機８から送られてくる溶融状態の架橋配向樹脂層用
原料樹脂を供給する第１樹脂供給口２１ａと、未架橋樹
脂層用原料樹脂を供給する第２樹脂供給口２１ｂと、潤
滑剤供給口２２とを備え、第１樹脂供給口２１ａ側の端
部から中央部に向かって小径筒部２３が設けられ、ダイ
本体２の出口側から中央部に向かって大径筒部２４が設
けられているとともに、小径筒部２３と大径筒部２４と
の間に小径筒部２３から大径筒部２４に向かって徐々に
拡径する拡径筒部２５が設けられている。

【００４４】マンドレル３は、ダイ本体２の小径筒部２
３の端部から小径筒部２３の略中央部にかけて、小径筒
部２３に水密に嵌合し、ダイ本体２とマンドレル３とを
一体化した状態にする嵌合部３１と、小径筒部２３の残
部との間に小径厚肉の管状をした未架橋樹脂供給ゾーン
１２および熱架橋ゾーン１３を形成する小径軸部３２
と、ダイ本体２の大径筒部２４との間にほぼ成形しよう
とする管の断面形状と同じ断面形状をした冷却ゾーン１
５を形成する大径軸部３３と、小径軸部３２から大径軸
部３３に向かって徐々に拡径し、拡径筒部２５との間に
延伸ゾーン１４を形成する拡径軸部３４とを備えてい
る。

【００４５】嵌合部３１は、第１樹脂供給口２１ａに臨
む部分から小径軸部３２との境界に到る部分の外周面
に、第１樹脂供給口２１ａから供給される樹脂を管状に
分配して、未架橋樹脂供給ゾーン１２へ導く螺旋溝３１
ａが穿設されている。また、マンドレル３は、嵌合部３
１から小径軸部３２に向かって潤滑剤供給路３５が穿設
されていて、この潤滑剤供給路３５が小径軸部３２の外
周面および拡径軸部３４の外周面にかけて螺旋状に設け
られた潤滑剤供給溝３６に連通している。

【００４６】すなわち、加圧ポンプ等で潤滑剤が潤滑剤
供給溝３６を介して樹脂接触面である小径軸部３２およ
び拡径軸部３５の外周面に供給されるようになってい
る。

【００４７】つぎに、この製造装置Ａを用いた本発明の
多層配向品の製造方法の１つの実施の形態をその工程順
に説明する。

【００４８】（１）高密度ポリエチレンを架橋配向樹脂
層用原料樹脂としてホッパー８１から、熱架橋剤を架橋
剤投入口８２からそれぞれ押出機８に投入し、押出機８
内で混合混練し、得られた混合物を溶融状態にして押出
機８とダイ１との間に設けられた樹脂流路９を介してダ
イ１の第１樹脂供給口２１ａに連続的に供給する。な
お、供給に際して樹脂流路９において、ギヤポンプ９１
の上流側の圧力を圧力検出センサー９２ａによって検出
し、その結果によってが押出機８の耐圧力以下の一定圧
力になるように回転数設定機９５が駆動モータ９３の回
転数を制御するようになっている。

【００４９】また、架橋配向樹脂層用原料樹脂の押出機
８への供給と同時に、潤滑剤供給口２２および潤滑剤供
給路３５を介して樹脂接触面であるダイ本体２内周面お
よびマンドレル３外周面に原料樹脂の流動開始温度以上
（流動開始温度＋５０℃）以下の温度、１０／秒以上２
００／秒以下の剪断速度での溶融粘度が３００ｐｏｉｓ
ｅ以上３０００ｐｏｉｓｅ以下の範囲にある熱可塑性樹
脂からなる潤滑剤を滲み出させる。

【００５０】（２）第１樹脂供給口２１ａに供給された
混練物を分配ゾーン１１の螺旋溝３１ａによって管状に
分配したのち、この分配ゾーン１１から未架橋樹脂供給
ゾーン１２に送られてきた分配体の周囲に未架橋樹脂層
用原料樹脂を溶融状態にして第２樹脂供給口２１ｂから
供給し、未架橋樹脂層を分配体の周囲に形成する。（３）この未架橋樹脂層が周囲に形成された分配体を熱
架橋ゾーン１３に送り、分配体中の架橋配向樹脂層用原
料樹脂を熱架橋剤によって５％以上７０％以下の架橋度
となるように熱架橋させ分配体を架橋樹脂分配体とす
る。

【００５１】（４）未架橋樹脂層が周囲に形成された架
橋樹脂分配体を延伸ゾーン１４に送り拡径軸部３４のテ
ーパによって拡径するとともに、厚みを減少させて１軸
以上の延伸を達成する。（５）延伸ゾーン１４での延伸によって大径軸部３３と
大径筒部２４との隙間形状に賦形され、架橋樹脂配向体
の周囲に配向未架橋樹脂層が形成された管状賦形物を冷
却ゾーン１５で、配向緩和温度以下、すなわち、樹脂の
結晶化開始温度以下まで形状を保持したままで冷却し、
配向樹脂を冷却固化させるとともに、配向樹脂の表面に
潤滑剤も層状に固化させる。

【００５２】（６）層状に固化した潤滑剤層７を剥離し
て図３に示すように周方向および軸方向の２軸方向に延
伸され管状をした架橋配向樹脂層Ｐ１の外面に未架橋樹
脂層Ｐ２を有する多層配向品としての多層配向管Ｐを連
続的に得る。

【００５３】このようにして得られた上記多層配向管Ｐ
は、２軸方向に配向された架橋配向樹脂層Ｐ１を備えて
いるので、高強度で、耐震性に優れている。また、架橋
配向樹脂層Ｐ１の表面を覆うように未架橋樹脂層Ｐ２が
形成されているので、物性向上を図る目的で架橋配向樹
脂層Ｐ１の架橋度を高くした場合でも、エレクトロフュ
ージョン方式等を用いて継手との熱融着接合を行った場
合にも十分な接合強度が確保できるとともに、架橋配向
樹脂層Ｐ１の表面側に低粘度な未架橋樹脂が存在するた
め、押出の際にメルトフラクチャーの発生が少なく表面
の外観形状に優れた多層配向品を得ることができる。

【００５４】しかも、一般に狭い分子量分布の樹脂を押
出成形すると、背圧上昇や、それに伴うメルトフラクチ
ャーの発生が問題なるが、延伸時に架橋樹脂および延伸
樹脂とダイ１の樹脂接触面との間に潤滑剤を常に介在さ
せるようにしたので、ダイ内の樹脂とダイ１の樹脂接触
面との間の摩擦抵抗が低くなり、押出圧力の上昇がな
く、メルトフラクチャーの発生をより確実に防止でき、
より外観形状に優れた配向品を得ることができる。

【００５５】さらに、５％以上７０％以下の架橋度とな
るように熱架橋させるようにしたので、分子鎖のすり抜
けが起こらず、架橋配向樹脂層Ｐ１の配向性に優れてい
る。

【００５６】また、得られた管状の多層配向品を継手と
接続する場合、表面に潤滑剤が残っていると、接着性が
著しく低下するため、製品とするには、この潤滑剤を完
全に除去する必要があり、常温で固化しない液状の潤滑
剤を用いた場合、押し出された配向品の表面に付着した
潤滑剤を布等によって拭ったり、水洗したりする必要が
あり除去作業が面倒である。しかし、上記のように冷却
工程で潤滑剤を成形品表面で層状に固化させたのち、こ
の潤滑剤層を剥離するようにしたので、生産性がよりよ
くなるとともに、潤滑剤として、熱可塑性樹脂を用いる
ようにしたので、潤滑剤を回収して再利用が可能で、製
造コストを低減できる。

【００５７】さらに、ギヤポンプ９１の上流側の圧力を
圧力検出センサー９２によって検出し、その結果によっ
てが押出機８の耐圧力以下の一定圧力になるように回転
数設定機９５が駆動モータ９３の回転数を制御するよう
になっているので、押出機８に於ける樹脂の混練量が一
定に維持され、剪断発熱による樹脂原料温度を一定に維
持することができる。すなわち、押出機８内での樹脂架
橋状態を一定に維持できる。

【００５８】また、上記の製造方法では、未架橋樹脂層
Ｐ２を形成する未架橋樹脂も架橋配向樹脂層Ｐ１を形成
する架橋樹脂と同時にかつ同方向に配向延伸されるの
で、より強度的にも優れるとともに、架橋配向樹脂層Ｐ
１と未架橋樹脂層Ｐ２との間の接合性に優れ、層間剥離
の問題もない。

【００５９】なお、本発明にかかる多層配向品およびそ
の連続製造方法は、上記の実施の形態に限定されない。
たとえば、上記の実施の形態では、管状をした架橋配向
樹脂層の外面にのみ未架橋樹脂層が設けられていたが、
内外面ともに設けるようにしても構わないし、内面側の
みでも構わない。また、上記の実施の形態では、多層配
向品が管であったが、板状のものでも構わない。

【００６０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を比較例と対比させ
つつ詳しく説明する。

【００６１】（実施例１）各部の寸法が以下のようにな
っている図２に示すようなダイ、以下に示す押出機を有
する図１に示すような製造装置Ａを用意した。

【００６２】〔ダイ寸法〕・小径軸部３２の外径：１１．８ｍｍ・小径筒部２３の内径：３４．１ｍｍ・大径軸部３３の外径：５８．８ｍｍ・大径筒部２４の内径：６３．０ｍｍ〔押出機〕・日本製鋼所社製ＴＥＸ３０α、Ｌ／D ＝５１、口径３
２ｍｍ

【００６３】そして、架橋配向樹脂層用原料樹脂として
の高密度ポリエチレン（旭化成社製サンテックＨＤグ
レードＱＢ７８０、ＭＦＲ０．０３、融点１３２℃）を
押出機８のホッパ８１から押出機８内に投入するととも
に、押出機８のＬ／Ｄ＝３５の位置に設けられた架橋剤
投入口８２から熱架橋剤としての２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３（日
本油脂社製パーヘキシン２５Ｂ、１９３℃半減期時間６
０秒）を高密度ポリエチレン１００重量部に対し、０．
３５重量部の割合で投入し、１７０℃の樹脂温度で高密
度ポリエチレンと２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−
ブチルペルオキシ）ヘキシン−３とを混合混練したの
ち、得られた混練物をダイと押出機との間に設置された
ギヤポンプ９１を介して、熱架橋ゾーン１３が１４０
℃、延伸ゾーン１４が１４０℃、冷却ゾーン１５が８０
℃に設定されたダイ１内にダイ本体２の第１樹脂供給口
２１ａから連続的に供給するとともに、第２樹脂供給口
２１ｂから架橋剤を含まない未架橋樹脂層用原料樹脂と
しての高密度ポリエチレン（旭化成社製サンテックＨＤ
グレードＱＢ７８０、ＭＦＲ０．０３、融点１３２℃）
をダイ内に連続的に供給し、２軸方向に配向した肉厚
４．１ｍｍの架橋配向樹脂層の表面に肉厚０．１ｍｍの
未架橋樹脂層を有する外径６３．０ｍｍ、内径５８．８
ｍｍ、の配向ポリエチレン管を引取機にて樹脂の金型か
らの自然流出速度と同一の０．２５ｍ／ｍｉｎで引取機
にて引取り連続的に得た。

【００６４】また、押出延伸にあたっては、潤滑剤とし
てのポリエチレングリコール（平均分子量２０００、粘
度１０．８ｃＳｔ（a ｔ１００℃））をプランジャーポ
ンプでダイ内に供給し、冷却ゾーン１５の直前で樹脂の
内外面に行き渡るようにしておいた。押出機としては、
スクリュー軸が上流側から下流側に向かって第１フルフ
ライト形状部−第１逆フルフライト形状部−第２フルフ
ライト形状部−第２逆フルフライト形状部を順に備えた
押出機を用い、高圧部（第１逆フルフライト形状部）
と、高圧部（第２逆フルフライト形状部）との間に挟ま
れた低圧部（第２フルフライト形状部）から２，５−
２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン−３を供
給するようにした。

【００６５】（実施例２）架橋配向樹脂層の肉厚を３．
７、未架橋樹脂層の肉厚を０．５ｍｍとした以外は、実
施例１と同様にして配向ポリエチレン管を得た。

【００６６】（実施例３）架橋配向樹脂層の肉厚を３．
２、未架橋樹脂層の肉厚を１．０ｍｍとした以外は、実
施例１と同様にして配向ポリエチレン管を得た。

【００６７】（比較例１）未架橋樹脂層用原料樹脂を供
給しなかった以外は、実施例１と同様にして、肉厚４．
２ｍｍの架橋配向樹脂層のみからなる配向ポリエチレン
管を得た。

【００６８】上記実施例１〜３および比較例１において
製造された配向ポリエチレン管の周方向および軸方向の
強度、平均ゲル分率、引張破断点伸度、管表面粗さの測
定結果を、表１に示す。

【００６９】なお、周方向強度および軸方向強度は、得
られた配向ポリエチレン管の軸方向、および円周方向か
らＪＩＳＫ６７７４の方法に準拠してダンベル型の試
験片を打ち抜き、その後このダンベル型の試験片を用い
てＪＩＳＫ７１１３に準拠して常温下で引張試験を
行うことによって求めた。

【００７０】平均ゲル分率は、架橋配向樹脂層の肉厚方
向に異なる３点で、それぞれ軸方向に３点ずつ計９点で
試料を取り、各試料をＪＩＳＫ６７６９に準拠して
１２０℃沸騰キシレンを使用して不溶分抽出を行うこと
により各試料のゲル分率を求め、その平均を求めること
によって得た。管表面粗さは、管表面をＪＩＳＢ０
６０１に準拠して表面の中心線平均粗さ（Ｒａ）を測定
した。

【００７１】

【表１】

【００７２】上記表１から、本発明の製造方法を用いれ
ば、表面形状に優れ周方向強度、軸方向強度に優れた２
軸配向の多層配向品を連続的に生産性よく製造できるこ
とが良く判る。

【００７３】

【発明の効果】本発明にかかる多層配向品は、以上のよ
うに構成されているので、表面形状に優れ、高強度で、
しかも、熱融着等によって継手等と接合した場合の接合
強度に優れたものとなる。また、請求項２のようにすれ
ば、より高強度で耐久性にも優れたものとなる。

【００７４】一方、本発明にかかる多層配向品の連続製
造方法は、以上のように構成されているので、架橋配向
樹脂層の架橋度を高くした場合においても本発明の多層
配向品を任意に配向制御しつつ連続して製造することが
できる。また、請求項４のようにすれば、より表面形状
に優れた多層配向品を連続して製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる配向品の製造方法に用いる製造
装置の１例を模式的にあらわす説明図である。

【図２】図１の製造装置のダイの断面図である。

【図３】図１の製造装置で得られる多層配向品の断面図
である。

【符号の説明】

Ａ製造装置１ダイ１１分配ゾーン１２未架橋樹脂供給ゾーン１３熱架橋ゾーン１４延伸ゾーン１５冷却ゾーン２ダイ本体２１ａ第１樹脂供給口２１ｂ第２樹脂供給口２２潤滑剤供給口３マンドレル３５潤滑剤供給路７潤滑剤層８押出機Ｐ多層配向品Ｐ１架橋配向樹脂層Ｐ２未架橋樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ２９Ｃ 47/94 Ｂ２９Ｃ 47/94 55/30 55/30 // Ｂ２９Ｋ 23:00 Ｂ２９Ｋ 23:00 105:24 105:24 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 23:00 23:00 (72)発明者横山順一京都市南区上鳥羽上調子町２−２積水化学工業株式会社内 (72)発明者小川彰弘京都市南区上鳥羽上調子町２−２積水化学工業株式会社内Ｆターム(参考） 4F100 AH02H AK01A AK01B AK03A AK04A AK05 BA02 BA23 CA02A DA11 EH17 EJ05A EJ05B EJ37A EJ37B GB07 GB90 JA11A JB16A JB16B JK01 JK06 JL00 4F207 AA04 AB03 AG03 AG08 AH11 AR06 KA01 KA17 KB26 KE06 KF01 KF02 KK42 KK48 KL58 KL83 KL88 KL91 KM21 4F210 AA03 AA04 AA05 AB03 AB19 AG03 AG08 QA09 QC01 QC05 QG04 QG15 QG18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１部が架橋された架橋樹脂から
なるとともに、この架橋樹脂が少なくとも１軸方向に配
向されている架橋配向樹脂層と、未架橋樹脂からなり前
記架橋配向樹脂層の少なくとも一方の面を覆うように積
層された未架橋樹脂層とを備えている多層配向品。
【請求項２】未架橋樹脂層を形成する未架橋樹脂が、少
なくとも架橋配向樹脂層の架橋樹脂と同じ方向に配向さ
れている請求項１に記載の多層配向品。
【請求項３】押出機内で架橋樹脂用原料樹脂と、少なく
とも熱架橋剤とを混練し、この混練物を押出機からダイ
へ供給し、ダイ内に設けられた分配ゾーンで押出機から
供給された混練物を所望形状に分配する分配工程と、こ
の分配工程で得られた分配体をダイ内に設けられた熱架
橋ゾーンで加熱し分配体中の架橋樹脂用原料樹脂を熱架
橋させる架橋工程と、架橋工程で得られた架橋樹脂分配
体をダイ内に設けられた延伸ゾーンにおいて、樹脂肉厚
方向の平均温度を樹脂の軟化点以上に保ちながら少なく
とも１軸以上の配向方向に配向させて延伸し架橋樹脂配
向体とする延伸工程と、延伸ゾーンで延伸された架橋樹
脂配向体を配向状態を維持できる温度まで冷却する冷却
工程とを経て架橋配向樹脂層が形成されるとともに、前
記分配工程以降のいずれかのタイミングで分配体、架橋
樹脂分配体および架橋樹脂配向体のいずれかの厚み方向
の少なくとも一方の面に未架橋樹脂層を形成する工程を
備えている多層配向品の連続製造方法。
【請求項４】少なくとも延伸工程において、ダイの樹脂
接触面と樹脂との間に潤滑剤を介在させる請求項３に記
載の多層配向品の連続製造方法。
【請求項５】架橋樹脂用原料樹脂が結晶性熱可塑性樹脂
である請求項３または請求項４に記載の多層配向品の連
続製造方法。
【請求項６】結晶性熱可塑性樹脂がポリオレフィンであ
る請求項５に記載の多層配向品の連続製造方法。
【請求項７】ポリオレフィンがポリエチレンである請求
項６に記載の多層配向品の連続製造方法。