JP2002257262A - 合成樹脂管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アルコール添加ガソリン等を含めた炭化水素の
透過を十分に防止でき、しかも低コストで製造可能な合
成樹脂管及びその製造方法を提供する。 【解決手段】ポリオレフィンからなる主要層と、その外
面に炭化水素に対する耐透過性を有する熱可塑性ポリマ
ーを含有する層とを有する樹脂管において、前記熱可塑
性ポリマーを含有する層が、熱可塑性ポリマー１００重
量部に対して無機系層状化合物を０．１〜２０重量部含
み、前記無機系層状化合物による板状の薄い層が管壁面
に対して略平行に多数存在し、かつ前記無機系層状化合
物による板状の薄い層の重量平均フレーク径が５０μｍ
以下の粒径であり、かつ重量アスペクト比を３以上とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、配水配管に好適
な合成樹脂管及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、配水配管用にポリエチレン製の樹
脂管がその耐食性等の長期健全性および施工の簡便性か
ら、従来の塩ビ管及び鋳鉄管に代わって採用される傾向
にある。しかし、ポリエチレン製の樹脂管はガソリンや
トリクロロエチレン等の有機溶剤が透過し易く、これら
の物質で汚染された土壌にポリエチレン製の樹脂管が埋
設されると、配管中の上水がこれら有機溶剤で汚染され
る懸念がある。

【０００３】このような問題に対し、樹脂系透過防止層
を樹脂管本体に積層する方法が種々提案されている。例
えば、特開平７−３１４６２０号公報にはオレフィンを
ベースにしたポリエステルの保護層を接着剤の層を介し
て被覆する方法が提案されている。また、特開平８−２
６０５２６号公報には外側が炭化水素を通さない熱可塑
性ポリマーで被覆されたポリオレフィンからなる主要層
で構成された樹脂管が提案され、この炭化水素を通さな
い熱可塑性ポリマーが、エチレンとビニルアルコールと
の共重合体、ポリアミド、ポリアミドとポリオレフィン
との混合体よりなることが開示されている。

【０００４】また、特開昭６４−４３５５４号公報、特
開昭６２−７４９５７号公報、特開平１０−１６０８号
公報には、透過防止層の遮断性を向上させる方法とし
て、透過防止層に無機系層状化合物を添加する方法が開
示されており、透過防止層がエチレンとビニルアルコー
ルとの共重合体樹脂である場合の溶液混合による製造方
法、透過防止層がポリアミドである場合のモノマー段階
での混合による製造方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平７−３
１４６２０号公報のオレフィンをベースにしたポリエス
テルの保護層は、炭化水素、特にトリクロロエチレンに
対するバリア性が低いという問題がある。

【０００６】また、特開平８−２６０５２６号公報に記
載の炭化水素を通さない層はトリクロロエチレン等の溶
剤単独のバリア性に優れるが，含酸素ガソリン、例え
ば、アルコール添加ガソリンについてはバリア性が顕著
に低下するという問題がある。

【０００７】さらに、上記方法により炭化水素の透過を
防止する場合に、透過量は透過防止層の厚さに逆比例す
るため透過防止を十分に行うには透過防止層を厚くしな
ければならず、製造コストが嵩むといった問題がある。

【０００８】また、特開昭６４−４３５５４号公報、特
開昭６２−７４９５７号公報、特開平１０−１６０８号
公報に開示されている方法は、一般的な溶融混錬方法に
比べ製造コストが嵩むといった問題がある。

【０００９】本発明は以上のような問題を解決するため
になされたもので、アルコール添加ガソリン等を含めた
炭化水素の透過を十分に防止でき、しかも低コストで製
造可能な合成樹脂管及びその製造方法を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題は次の発明に
より解決される。 ［１］ポリオレフィンからなる主要層と、その外面に炭
化水素に対する耐透過性を有する熱可塑性ポリマーを含
有する層とを有する樹脂管において、前記熱可塑性ポリ
マーを含有する層が、熱可塑性ポリマー１００重量部に
対して無機系層状化合物を０．１〜２０重量部含み、前
記無機系層状化合物による板状の薄い層が管壁面に対し
て略平行に多数存在し、かつ前記無機系層状化合物によ
る板状の薄い層の重量平均フレーク径が５０μｍ以下の
粒径であり、かつ重量アスペクト比が３以上であること
を特徴とする合成樹脂管。 ［２］上記［１］において、炭化水素に対する耐透過性
を有する熱可塑性ポリマーを含有する層が、エチレン−
ビニルアルコール共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、アク
リルニトリルモノマーを５０ｍａｓｓ％以上含有する高
ニトリル樹脂のいずれかの樹脂で構成され、前記熱可塑
性ポリマーを含有する層の厚さが６０μｍ〜１０００μ
ｍの範囲であることを特徴とする合成樹脂管。 ［３］上記［１］又は［２］において、ポリオレフィン
からなる主要層が、ポリエチレンで構成されていること
を特徴とする合成樹脂管。 ［４］上記［１］乃至［３］のいずれかにおいて、樹脂
管の最外層に保護層を設けることを特徴とする合成樹脂
管。 ［５］上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の合成樹
脂管の製造方法であって、ポリオレフィンからなる主要
層の外側に炭化水素に対する耐透過性を有する熱可塑性
ポリマーを含有する層を融着形成した後、前記熱可塑性
ポリマーを含有する層の外側に保護層を融着形成するこ
とを特徴とする合成樹脂管の製造方法。 ［６］上記［１］乃至［３］のいずれかに記載の合成樹
脂管の製造方法であって、ポリオレフィンからなる主要
層の外側に形成される炭化水素に対する耐透過性を有す
る熱可塑性ポリマーを含有する層と、該熱可塑性ポリマ
ーを含有する層の外側に形成される保護層とを同時に融
着形成することを特徴とする合成樹脂管の製造方法。 ［７］上記［５］又は［６］において、熱可塑性ポリマ
ーを含有する層がスパイラルダイを用いて形成されるこ
とを特徴とする合成樹脂管の製造方法。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の一例に
ついて説明する。

【００１２】本発明に係るポリオレフィンからなる主要
層と、その外面に炭化水素に対する耐透過性を有する熱
可塑性ポリマーを含有する層とを有する樹脂管は、前記
熱可塑性ポリマーを含有する層が、熱可塑性ポリマー１
００重量部に対して無機系層状化合物を０．１〜２０重
量部含み、前記無機系層状化合物による板状の薄い層が
管壁面に対して略平行に多数存在し、かつ前記無機系層
状化合物による板状の薄い層の重量平均フレーク径が５
０μｍ以下の粒径であり、かつ重量アスペクト比が３以
上であることを特徴とする合成樹脂管である。

【００１３】炭化水素に対する耐透過性を有する熱可塑
性ポリマー中において、無機系層状化合物による板状の
薄い層が管壁面に対して略平行に多数存在する構成とす
ることにより、この無機系層状化合物による板状の薄い
層が外部から炭化水素が管内部に透過するのを有効に防
止し、炭化水素に対する耐透過性を有する熱可塑性ポリ
マーを含有する層を単独で用いるよりも炭化水素に対す
る耐透過性をより向上させることが可能となる。

【００１４】ここで、前記無機系層状化合物は、熱可塑
性ポリマー１００重量部に対して０．１〜２０重量部の
割合とするものである。前記無機系層状化合物の割合が
熱可塑性ポリマー１００重量部に対して０．１重量部未
満では炭化水素に対する耐透過性が十分ではなく、また
２０重量部を超えると溶融時の流動性、ブレンド物の成
形性および強度が低下し、成膜性も低下する。

【００１５】さらに、前記無機系層状化合物による板状
の薄い層は、その重量平均フレーク径が５０μｍ以下の
粒径であり、かつ重量アスペクト比が３以上のものであ
る。前記重量平均フレーク径が５０μより大きくなると
熱可塑性ポリマーとのブレンド性およびブレンド後の成
膜性が悪くなり、前記重量アスペクト比が３より小さい
と炭化水素に対する耐透過性が十分でなくなる。

【００１６】なお、無機系層状化合物による板状の薄い
層が管壁面に対して略平行に多数存在するとは、熱可塑
性ポリマーを含有する層中に管軸方向あるいは厚み方向
に対し、一箇所のみでなく少なくとも複数箇所にわたっ
て存在することを意味している。

【００１７】また、前記炭化水素に対する耐透過性を有
する熱可塑性ポリマーを含有する層が、エチレン−ビニ
ルアルコール共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル
ニトリルモノマーを５０ｍａｓｓ％以上含有する高ニト
リル樹脂のいずれかの樹脂で構成され、前記熱可塑性ポ
リマーを含有する層の厚さが６０μｍ〜１０００μｍの
範囲であることが好ましい。

【００１８】ここで、エチレン−ビニルアルコール共重
合体樹脂、ポリアミド樹脂、アクリルニトリルモノマー
を５０ｍａｓｓ％以上含有する高ニトリル樹脂は強い極
性を有しているため炭化水素に対する有効な透過防止機
能を有する。

【００１９】前記熱可塑性ポリマーを含有する層の厚さ
は６０μｍ〜１０００μｍの範囲とするものである。前
記熱可塑性ポリマーを含有する層の厚さが６０μｍ未満
では炭化水素に対する耐透過性が十分ではなく、また１
０００μｍを超える厚さでは性能に比して経済性を損ね
るからである。

【００２０】また、ポリオレフィンからなる主要層は、
ポリエチレンからなるものであることが好ましい。ポリ
エチレンは化学的に安定な物質であり、長期耐久性を有
するからである。

【００２１】また、前記樹脂管の最外層には保護層を設
けることが好ましい。樹脂管の最外層に保護層を設ける
ことにより、施工時等に外部から受ける物理的な衝撃に
より発生する前記熱可塑性ポリマーを含有する層の損傷
等が防止でき、損傷等による炭化水素に対する耐透過性
の悪化を防止することができる。なお、保護層の材質と
しては、主要層と同一のものを用いることが同一接着性
樹脂を適用できるので好ましい。

【００２２】以下、上述した炭化水素に対する耐透過性
を有する熱可塑性ポリマーを含有する層と、ポリオレフ
ィンからなる主要層とを有する樹脂管の製造方法の一例
について説明する。なお、以下の例においては樹脂管の
最外層に保護層を有する場合について記載するが、保護
層を有しない場合においても、保護層の工程を省くこと
で同様に製造することができる。

【００２３】第一の製造方法は、前記ポリオレフィンか
らなる主要層の外側に炭化水素に対する耐透過性を有す
る熱可塑性ポリマーを含有する層を融着形成した後に前
記熱可塑性ポリマーを含有する層の外側に保護層を融着
形成するものである。

【００２４】前記ポリオレフィンからなる主要層、炭化
水素に対する耐透過性を有する熱可塑性ポリマーを含有
する層及び保護層の積層構造は、まず、ストレートダイ
でポリオレフィンからなる主要層の押し出し成形を行
い、その後前記主要層の表面を再加熱して溶融した後、
前記ストレートダイの下流側に配置した第一のクロスヘ
ッドダイを用いて前記主要層の外面に熱可塑性ポリマー
を含有する層を上下の接着層と合わせて押し出し融着形
成する。次に、前記熱可塑性ポリマーを含有する層の上
面の接着層を再加熱して溶融した後、前記第一のクロス
ヘッドダイの下流側に配置した第二のクロスヘッドダイ
を用いて前記熱可塑性ポリマーを含有する層の外面に保
護層を融着形成することにより前記積層構造の形成を行
う。

【００２５】また第二の製造方法は、前記ポリオレフィ
ンからなる主要層の外側に形成される炭化水素に対する
耐透過性を有する熱可塑性ポリマーを含有する層と、該
熱可塑性ポリマーを含有する層の外側に形成される保護
層とを同時に融着形成するものである。

【００２６】前記ポリオレフィンからなる主要層、炭化
水素に対する耐透過性を有する熱可塑性ポリマーを含有
する層及び保護層の積層構造はマルチマニホールドタイ
プのダイによる共押出しにより接着層を含め5層を同時
に形成することにより行うことが好ましい。5層を同時
に形成することにより層間の融着を完全にすることがで
きるためである。

【００２７】また、前記熱可塑性ポリマーを含有する層
は、スパイラルダイを用いて形成することが好ましい。
熱可塑性ポリマーと無機系層状化合物とを含む前記熱可
塑性ポリマーを含有する層をスパイラルダイを用いて形
成することにより、前記無機系層状化合物は層中におい
て周方向にせん断変形され、さらにダイ先端より引き出
される時に管軸方向に延伸される。これにより、前記熱
可塑性ポリマーを含有する層の中には、無機系層状化合
物による板状の薄い層が管壁面に対して略平行に多数形
成される。これにより、炭化水素に対する耐透過性がよ
り効果的に発揮される。

【００２８】

【実施例】水道用に用いられるポリエチレン管におい
て、主要層は三井化学製の配水用高密度ポリエチレンHZ
7700M（MI 0.07g/10min(2.16kgf)）と東洋インキ製の配
水用顔料を含有したマスターバッチ樹脂の混合体で成形
し、炭化水素に対する耐透過性を有する熱可塑性ポリマ
ーを含有する層は三井化学製のポリアクリルニトリル
（バレックス＃１０００）１００重量部に無機系層状化
合物としてコープケミカル製のマイカ（ソマシフＭＥ−
１００）５重量部を２軸押出機を用い温度１８０℃で溶
融混錬してあらかじめペレットにしたものからなり、保
護層として、前記高密度ポリエチレンを共押出しにより
呼び７５の管に成形した。なお、前記主要層の高密度ポ
リエチレンと炭化水素に対する耐透過性を有する熱可塑
性ポリマーを含有する層、及び前記炭化水素に対する耐
透過性を有する熱可塑性ポリマーを含有する層と保護層
の高密度ポリエチレンとの接着にはそれぞれポリアクリ
ルニトリル/ポリエチレン用接着性樹脂を用いた。

【００２９】ここで、主要層は外径８９ｍｍで厚さ８．
7ｍｍ、炭化水素に対する耐透過性を有する熱可塑性ポ
リマーを含有する層は厚さ０．３ｍｍ、保護層は厚さ
０．２ｍｍとし、接着層の厚さをそれぞれ０．２ｍｍと
して積層した。

【００３０】実施例１として、室温において、上記によ
り成形した管の内側に純水を入れ、外側をトルエン中に
浸せきして、水中のトルエン量をガスクロマトグラフ分
析により測定し、トルエンの内側に浸透した２４時間当
たりの量をmg/lで評価する試験を行った。なお、評価は
定常状態に到達したとみされるまで実施した。

【００３１】実施例１でのトルエンの透過量は0.8mg/l
であった。

【００３２】また、実施例２として、無機系層状化合物
として実施例１で用いたコープケミカル製のマイカ（ソ
マシフＭＥ−１００）のかわりに無機系層状化合物とし
てクニミネ工業製のモンモリロナイト（クリピアＦ）を
用い、他の構成は実施例１と同様として同一の試験を行
った。

【００３３】実施例２でのトルエンの透過量は0.9mg/l
であり、実施例１と同様の透過量であった。

【００３４】また、比較例として前記無機系層状化合物
を含有せずに成形した管で行った同様の試験では、トル
エンの透過量は3.4mg/lとなり、本発明の効果が確認で
きた。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ア
ルコール添加ガソリン等を含めた炭化水素の透過を十分
に防止でき、しかも低コストで製造可能な合成樹脂管及
びその製造方法が提供される。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｃ０８Ｌ 101/00 Ｆターム(参考） 3H111 AA01 BA15 BA34 CB03 CB04 DA26 DB03 DB05 EA04 4F100 AC05B AC05H AK01B AK03A AK04A AK27B AK46B AK69B BA02 CA23B CA23H DA11 DA11A DA11B DE02B DE02H EH20 GB07 GB31 JB16B JD05 JD05B YY00B 4J002 AA011 BB221 BG101 CL001 DJ006 DJ056 FA016 FD016 GT00

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィンからなる主要層と、その外
   面に炭化水素に対する耐透過性を有する熱可塑性ポリマ
   ーを含有する層とを有する樹脂管において、 前記熱可塑性ポリマーを含有する層が、熱可塑性ポリマ
   ー１００重量部に対して無機系層状化合物を０．１〜２
   ０重量部含み、 前記無機系層状化合物による板状の薄い層が管壁面に対
   して略平行に多数存在し、かつ前記無機系層状化合物に
   よる板状の薄い層の重量平均フレーク径が５０μｍ以下
   の粒径であり、かつ重量アスペクト比が３以上であるこ
   とを特徴とする合成樹脂管。
2. 【請求項２】炭化水素に対する耐透過性を有する熱可塑
   性ポリマーを含有する層が、エチレン−ビニルアルコー
   ル共重合体樹脂、ポリアミド樹脂、アクリルニトリルモ
   ノマーを５０ｍａｓｓ％以上含有する高ニトリル樹脂の
   いずれかの樹脂で構成され、前記熱可塑性ポリマーを含
   有する層の厚さが６０μｍ〜１０００μｍの範囲である
   ことを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂管。
3. 【請求項３】ポリオレフィンからなる主要層が、ポリエ
   チレンで構成されていることを特徴とする請求項１又は
   請求項２に記載の合成樹脂管。
4. 【請求項４】樹脂管の最外層に保護層を設けることを特
   徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の合成
   樹脂管。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
   合成樹脂管の製造方法であって、 ポリオレフィンからなる主要層の外側に炭化水素に対す
   る耐透過性を有する熱可塑性ポリマーを含有する層を融
   着形成した後、前記熱可塑性ポリマーを含有する層の外
   側に保護層を融着形成することを特徴とする合成樹脂管
   の製造方法。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の
   合成樹脂管の製造方法であって、 ポリオレフィンからなる主要層の外側に形成される炭化
   水素に対する耐透過性を有する熱可塑性ポリマーを含有
   する層と、該熱可塑性ポリマーを含有する層の外側に形
   成される保護層とを同時に融着形成することを特徴とす
   る合成樹脂管の製造方法。
7. 【請求項７】熱可塑性ポリマーを含有する層がスパイラ
   ルダイを用いて形成されることを特徴とする請求項５又
   は請求項６に記載の合成樹脂管の製造方法。