JP2002240173A - 合成樹脂管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機溶剤類の透過を防止することができると
共に、その加工や配管施工が容易な合成樹脂管を提供す
ること。 【解決手段】 高密度ポリエチレンからなる主要層と、
有機溶剤類の透過を防止するためのバリア層を有する合
成樹脂管であって、前記バリア層が、エチレン含有量２
０〜４０モル％で、かつ鹸化度９５％以上のエチレン−
ビニルアルコール共重合体７５〜９９mass％と、エチレ
ン−（メタ）アクリル酸共重合体２５〜１mass％からな
り、エチレン−ビニルアルコール共重合体のマトリック
ス中にエチレン−（メタ）アクリル酸共重合体の粒子が
分散している樹脂組成物よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機溶剤類の透過
が防止される合成樹脂管であって、特に、水道の配水用
に用いるのが好適な合成樹脂管に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ポリエチレン管がその耐食性等の
長期健全性及び施工の簡便性から、塩ビ管及び鋳鉄管に
代わって水道配管に採用される傾向にある。しかし、ポ
リエチレンは、ベンゼン、トルエン、ガソリン、トリク
ロロエチレン等の有機溶剤類が浸透し易い樹脂であるた
め、有機溶剤類で汚染された土壌にポリエチレン管を埋
設すると、有機溶剤類による水道水の汚染が懸念され
る。

【０００３】この問題に対処し、ポリエチレン管に有機
溶剤類の透過を防止するためのバリア層を設ける方法が
種々提案されている。例えば、バリア層の材質として、
ポリエステルを用いる方法（特開平７−３１４６２０号
公報）、エチレンとビニルアルコールとの共重合体（以
下、ＥＶＯＨと略記することがある）、ポリアミド、ポ
リアミドとポリオレフィンとの混合体等を用いる方法
（特開平８−２６０５２６号公報）、ポリビニルアルコ
ール、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル等を
用いる方法等が提案されている。さらに、合成樹脂以外
のものとしては、アルミニウム層を設ける提案（特開平
７−２９９８８１号公報）もされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリエステル
は、炭化水素、特にトリクロロエチレン等の有機溶剤類
に対するバリア性が低いと言う問題がある。

【０００５】又、アルミニウム層を合成樹脂管の外側に
設けた場合に、配管施工時に曲げ加工等をすると、ピン
ホールが発生して透過が起こりやすくなると言う欠点が
ある。又、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデ
ン、ポリアクリロニトリル等の樹脂は成形加工性が良く
ないため、合成樹脂管の外側へ設けた場合の施工性が悪
く、現状では、殆ど実用化されていない。

【０００６】そして、ＥＶＯＨはポリビニルアルコール
やポリ塩化ビニリデン等に比べて成形加工性が優れてい
るが、ＥＶＯＨを合成樹脂管の最外層に設けた場合に
は、次のような種々の問題点がある。弾性率が高いＥＶ
ＯＨ（ポリエチレンが10×10³kgf/cm² 以下であるのに
対しＥＶＯＨは27×10³ kgf/cm² 程度）が最外層に存在
するため、この樹脂管を埋設する際に、管を曲げる作業
をすると、ヒズミが生じてクラック等が発生しやすい。
又、配管施工時には、樹脂管や金属製バルブ等との接合
部にトランジション継手が用いられることがあるが、こ
のような施工方法による際には、パイプの内径が拡大さ
せられるので、接合部にクラックが発生し、バリア性が
低下すると言う問題がある。又、開削された溝に埋設す
る際の施工方法が、地上でバット接続（突き合わせ接
合）して逐次溝の中へ落として行く方法による場合に
は、クラックの発生が非常に起こりやすい。

【０００７】上記のような、ＥＶＯＨの弾性率が高いこ
とに起因するトラブルに対処して、特開平２−１５８３
４０号公報には、ＥＶＯＨに対して、特定の高エチレン
含有量で、かつ低鹸化度のＥＶＯＨを配合することによ
り、曲げ応力が低下し、曲げ部分での白濁の発生やガス
バリア性の低下が起こらない多層パイプが得られること
が記載されている。

【０００８】しかし、バリア層の曲げ弾性率が高いこと
に起因する配管施工時の問題が充分に解決されたとは言
えない。

【０００９】本発明は、上記の問題を解決し、有機溶剤
類の透過を防止することができると共に、その加工や配
管施工が容易な合成樹脂管を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明に係る合成樹脂管は、高密
度ポリエチレンからなる主要層と、有機溶剤類の透過を
防止するためのバリア層を有する合成樹脂管であって、
前記バリア層が、エチレン含有量２０〜４０モル％で、
かつ鹸化度９５％以上のエチレン−ビニルアルコール共
重合体７５〜９９mass％と、エチレン−（メタ）アクリ
ル酸共重合体２５〜１mass％からなり、エチレン−ビニ
ルアルコール共重合体のマトリックス中にエチレン−
（メタ）アクリル酸共重合体の粒子が分散している樹脂
組成物よりなることを特徴としている。

【００１１】請求項２に記載の発明に係る合成樹脂管
は、請求項１に記載の発明において、高密度ポリエチレ
ンからなる主要層の外側に有機溶剤類の透過を防止する
ためのバリア層が形成され、このバリア層の外側に保護
層が形成されていることを特徴としている。

【００１２】本発明は、ＥＶＯＨが有機溶剤類に対する
遮断性を有し、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体
がエラストマーとしてゴム的特性を有することに着目
し、基本的には、この２種類の樹脂を適切な割合で配合
することによりなされたものである。

【００１３】本発明において、ＥＶＯＨのＭＦＲ（Ｍ
ａ）とエチレン−（メタ）アクリル酸共重合体のＭＦＲ
（Ｍｂ）の比が下記の範囲であることが好ましい。

【００１４】（Ｍａ）／（Ｍｂ）＝０．１〜５．０ ＭＦＲの比が上記の範囲であると、ＥＶＯＨのマトリッ
クス中に分散しているエチレン−（メタ）アクリル酸共
重合体の粒子が、成形された合成樹脂管の軸方向に垂直
な面で切断したときの断面において、平均径が１μｍ以
下の微細粒になって存在しており、ＥＶＯＨのマトリッ
クス中にエチレン−（メタ）アクリル酸共重合体の粒子
が均一に分散している樹脂組成物になる。有機溶剤類の
バリア層が上記のような樹脂組成物であれば、そのマト
リックスであるＥＶＯＨが有機溶剤類に対する遮断性を
有し、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体の粒子が
微細粒になって存在していることにより、ヒズミ等が吸
収され、クラックの発生が防止される。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明におけるＥＶＯＨは、エチ
レン−ビニルエステル共重合体をケン化することにより
製造され、そのエチレン含有量は２０〜４０モル％、好
ましくは２５〜３５モル％である。又、ビニルエステル
の鹸化度は９５％以上、好ましくは９８％以上である。
エチレン含有量が２０モル％未満では、高湿度下におけ
るガスバリア性が低下し、溶融成形性も悪くなる。又、
４０モル％を超えると、充分なガスバリア性が得られな
い。一方、鹸化度が９５％未満では、高湿度下でのガス
バリア性が低下すると共に、熱安定性が低下し、成形物
にゲル状物が発生しやすくなる。

【００１６】本発明におけるエチレン−（メタ）アクリ
ル酸共重合体は、エチレンを主成分とし、アクリル酸又
はメタクリル酸を共重合させたものである。なお、共重
合体中のカルポシル基がナトリウムや亜鉛などの金属塩
の形態になっている、いわゆるアイオノマーは本発明に
おけるエチレン−（メタ）アクリル酸共重合体には含ま
れない。

【００１７】エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体中
の（メタ）アクリル酸含有量は、１〜３０mass％、好ま
しくは２〜２５mass％、より好ましくは３〜２０mass％
である。（メタ）アクリル酸含有量が１mass％未満であ
る場合には、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体粒
子のＥＶＯＨのマトリックス中への分散が不良となり、
熱成形性が低下する。又、３０mass％を超えると、熱安
定性が不良になる。

【００１８】樹脂組成物におけるエチレン−（メタ）ア
クリル酸共重合体の含有量は１〜２５mass％、好ましく
は５〜２０mass％である。エチレン−（メタ）アクリル
酸共重合体の配合比が１mass％より少ない場合には、曲
げ加工時や、管の接合時にクラックが生じる問題が発生
する。又、２５mass％より多い場合には、ＥＶＯＨマト
リックス中で粒子として存在しなくなって、一部に連続
相が形成され、バリア性が著しく低下する。 （実施例）本発明の構成による合成樹脂管を製造し、そ
の性能試験を行った。 ａ．配水用合成樹脂管の製造 下記の材料を使用し、共押し出しにより呼び径７５の配
水用の合成樹脂管を製造した。その合成樹脂管は、外径
８９ｍｍ、厚さ８．７ｍｍ、バリア層０．３ｍｍ、保護
層０．２ｍｍ、接着層０．２ｍｍに積層されていた。 主要層（Ａ）の材料 高密度ポリエチレン（三井化学製，配水用高密度ポリエ
チレン，ＨＺ7700Ｍ，ＭＩ＝0.07g/10min(2.16kgf)）と
配水用顔料を含有するマスターバッチ樹脂（東洋インキ
製）の混合体を使用した。 バリア層（Ｂ）の材料 下記２種類の材料を配合した。

【００１９】エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂
（日本合成化学工業製，ソアノールＤＣ3203，エチレン
含有量３２モル％）１００質量部と、エチレン−メタク
リル酸共重合体（三井デュポンケミカル製，ニュクレル
0903Ｈメタクリル酸９mass％）１０質量部 保護層（Ｃ）の材料 マスターバッチ樹脂（東洋インキ製）に上記高密度ポリ
エチレンを加えたものを使用した。 接着層（Ｄ）の材料 主要層（Ａ）／バリア層（Ｂ）の接着、及びバリア層
（Ｂ）／保護層（Ｃ）の接着には、接着性樹脂（三井化
学製，ＮＥ060）と、配水用顔料を含有するマスターバ
ッチ樹脂（東洋インキ製，コバルトブルー含有）の混合
体を用いた ｂ．性能試験 上記により製造した合成樹脂管を切断して５０ｃｍの短
管を製作し、この短管について、室温で衝撃を加えた。
この際、質量２．５ｋｇ、先端の直径５０ｍｍの重錘を
高さ２ｍの位置から上記短管の上に落下させた。そし
て、落下場所を変えて１０回行った。

【００２０】次いで、衝撃が加えられた上記短管を用意
し、短管の中に純水を入れ、密封した後、この短管を室
温のトルエン中に浸漬した。２０００時間浸漬後に中の
水を交換し、１６８時間浸漬を行った後トルエン中から
短管を取り出し、外部に付着しているトルエンを充分に
除去した後、短管内の水を取り出した。そして、短管内
の水に含まれているトルエンの量をガスクロマトグラフ
により測定し、短管内へのトルエンの透過量を求めたと
ころ、０．９ｍｇ／ｌ（２４時間当たりの換算値）であ
った。さらに、中の水を交換し、１６８時間浸漬後にも
短管を取り出し、水に含まれているトルエンの量を測定
したが、その量は前回の測定値と殆ど同じであり、トル
エンの透過速度は定常状態に達していた。

【００２１】なお、上記の試験で得られたトルエンの透
過量０．９ｍｇ／ｌの値は、落下試験を行わなかった場
合の値とほぼ同等であった。 （比較例）有機溶剤類のバリア層の材料に、エチレン−
メタクリル酸共重合体樹脂を配合しなかったこと以外
は、実施例の場合と同じ方法により合成樹脂管を製造し
た。この合成樹脂管について実施例と同じ方法で衝撃を
加え、次いで、性能試験を行ったところ、トルエンの透
過速度は１．３ｍｇ／ｌであり、実施例の結果と比べて
非常に高い値であった。このトルエン透過速度増大の原
因は、この比較例で製造した合成樹脂管のバリア層に
は、エチレン−メタクリル酸共重合体樹脂が配合されて
おらず、その衝撃特性が実施例の管に比べて低いためで
あることは明らかである。

【００２２】

【発明の効果】本発明の合成樹脂管は、優れた有機溶剤
類透過防止機能を有するバリア層が設けられているの
で、有機溶剤類で汚染された土壌に埋設することが可能
な水道の配水用として使用することができる。又、有機
溶剤類透過防止機能を有するバリア層に、エチレン−
（メタ）アクリル酸共重合体樹脂が配合されており、配
管施工時におけるクラックの発生などが防止される。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｆ１６Ｌ 9/12 Ｆ１６Ｌ 9/12 Ｆターム(参考） 3H111 AA01 BA15 BA34 CB03 DA08 DA14 DB03 DB17 EA04 4F100 AK01C AK04A AK05 AK69B AK70B AL05B BA02 BA03 BA10A BA10C DA11 JD05B JK14 4J002 BB082 BE031 FA082 GF00 GL00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高密度ポリエチレンからなる主要層と、
   有機溶剤類の透過を防止するためのバリア層を有する合
   成樹脂管であって、前記バリア層が、エチレン含有量２
   ０〜４０モル％で、かつ鹸化度９５％以上のエチレン−
   ビニルアルコール共重合体７５〜９９mass％と、エチレ
   ン−（メタ）アクリル酸共重合体２５〜１mass％からな
   り、エチレン−ビニルアルコール共重合体のマトリック
   ス中にエチレン−（メタ）アクリル酸共重合体の粒子が
   分散している樹脂組成物よりなることを特徴とする合成
   樹脂管。
2. 【請求項２】 高密度ポリエチレンからなる主要層の外
   側に有機溶剤類の透過を防止するためのバリア層が形成
   され、このバリア層の外側に保護層が形成されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂管。