JP2005075990A

JP2005075990A - ポリオレフィン系樹脂組成物

Info

Publication number: JP2005075990A
Application number: JP2003310689A
Authority: JP
Inventors: Keiko Ai; 啓子阿井; Takashi Masuda; 高士桝田; Tatsuro Okano; 達郎岡野
Original assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Priority date: 2003-09-02
Filing date: 2003-09-02
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】長期間にわたって塩素含有水に直接接触した場合であっても優れた耐久性を示す成形体を形成可能なポリオレフィン系樹脂組成物を実現する。
【解決手段】ポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂と、平均粒子径が１００ｎｍ以下であり、かつ、吸着ガスとして窒素ガスを使用するＢＥＴ吸着法により測定された比表面積が１０〜１３０ｍ^２／ｇのカーボンブラックとを含んでいる。ここで用いられるポリオレフィン系樹脂は、例えば、ポリエチレン系樹脂である。また、この組成物において、カーボンブラックの含有量は、通常、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部である。
【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂組成物、特に、ポリオレフィン系樹脂組成物に関する。

一般家庭用の水道管、配水管、排水管およびこれらの配管継手等の送水管には、一般にポリオレフィン系樹脂等の樹脂製のものが用いられている。これに対し、土中に埋設される配水管並びにタンカーや客船等の船舶および発電所や工場プラント等の工業用施設等に配置される送水管およびその配管継手は、耐久性が求められるため、鉄製のものを用いるのが一般的である。しかしながら、水道水等の塩素含有水は、そこに含まれている塩素のため、鉄製の送水管等を錆びさせやすい。このため、鉄製の送水管等の内周面には、通常、防錆のため、ポリオレフィン系樹脂等による塗膜が付与されている。

ところで、上述の送水管を形成するためのポリオレフィン系樹脂は、耐候性を向上させるため、安定剤としてカーボンブラックを含有したものが用いられていた。ところが、カーボンブラックは、ポリオレフィン系樹脂の塩素水劣化に対して触媒作用を有することが判明し、これが原因で送水管の内面に水泡が発生したり、送水管の内面が薄皮状に剥離したりする現象が生じる（非特許文献１および２参照）。

このため、最近のポリオレフィン系樹脂製送水管は、カーボンブラックを含まないポリオレフィン系樹脂からなる内側層と、カーボンブラックを含む、耐候性に優れたポリオレフィン系樹脂からなる外側層とを備えた二層構造のものが一般化している。また、鉄製送水管の内周面の塗膜を形成するためのポリオレフィン系樹脂は、カーボンブラックを含まないものが用いられるに至っている。

しかしながら、カーボンブラックを含まないポリオレフィン系樹脂は、やはり、水中に含まれる塩素の影響を受けて劣化しやすく、水を汚染する可能性がある。具体的には、ポリオレフィン系樹脂は、水中の塩素の影響により、表面に点状の突起または小径膨れ（以下、単に「膨れ」という）が発生する場合があり、この膨れは、一部が剥離し、その剥離片が水中に混入するおそれがある。このため、送水管に用いられるポリオレフィン系樹脂は、塩素含有水に対する耐久性の向上が求められている。

ＪＩＳＫ６７６２（１９９３）合成樹脂、ＶＯＬ３８、Ｎｏ．６（１９９２）、１４〜２３頁および３０頁

本発明の目的は、長期間にわたって塩素含有水に直接接触した場合であっても優れた耐久性を示す成形体を形成可能なポリオレフィン系樹脂組成物を実現することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ポリオレフィン系樹脂の塩素含有水劣化に対して触媒作用を示すとされていたカーボンブラックが、意外なことに、特定の平均粒子径および特定の比表面積を有する場合、上記触媒作用を示さず、逆に、塩素含有水に対するポリオレフィン系樹脂の耐久性を高めることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂と、平均粒子径が１００ｎｍ以下であり、かつ、吸着ガスとして窒素ガスを使用するＢＥＴ吸着法により測定された比表面積が１０〜１３０ｍ^２／ｇのカーボンブラックとを含んでいる。

ここで用いられるポリオレフィン系樹脂は、例えば、ポリエチレン系樹脂である。また、この組成物において、カーボンブラックの含有量は、通常、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部である。

本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂と、特定の平均粒子径および特定の比表面積を有するカーボンブラックとを含んでいるため、長期間にわたって塩素含有水に直接接触した場合であっても優れた耐久性を示す成形体を形成可能である。

本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂と、特定の物性を有するカーボンブラックとを含んでいる。

本発明において用いられるポリオレフィン系樹脂は、各種のものであって特に限定されるものではないが、例えば、低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂およびエチレンと炭素数が３〜１０のα−オレフィン等とを共重合させて得られる線状低密度ポリエチレン樹脂等のポリエチレン系樹脂、未変性ポリプロピレン樹脂および変性ポリプロピレン樹脂等のポリプロピレン系樹脂並びにエチレン／酢酸ビニル共重合体樹脂等が挙げられる。これらの各種ポリオレフィン系樹脂は、それぞれ単独で用いられてもよいし、２種以上のものが併用されてもよい。

なお、ポリオレフィン系樹脂として特に好ましいものは、成形、粉砕等の加工性に優れ、しかも安価であるという点において、ポリエチレン系樹脂、とりわけ低密度ポリエチレン樹脂および高密度ポリエチレン樹脂である。

一方、本発明において用いられるカーボンブラックは、平均粒子径および比表面積が特定の範囲のものである。具体的には、平均粒子径が１００ｎｍ以下、好ましくは１５〜９０ｎｍであり、かつ、比表面積が１０〜１３０ｍ^２／ｇ、好ましくは１５〜１２０ｍ^２／ｇのものである。カーボンブラックの平均粒子径が１００ｎｍより大きい場合、または、カーボンブラックの比表面積が１３０ｍ^２／ｇを超える場合は、塩素含有水に対して優れた耐久性を有するポリオレフィン系樹脂組成物を得るのが困難になる。また、カーボンブラックの比表面積が１０ｍ^２／ｇ未満の場合は、塩素含有水に対して優れた耐久性を有するポリオレフィン系樹脂組成物を得ることができるものの、当該組成物から得られる成形体の表面平滑性が悪化する。

なお、本発明において、カーボンブラックの平均粒子径とは、電子顕微鏡により１，０００個のカーボンブラック粒子の粒子径を測定した場合の平均値をいう。また、本発明において、カーボンブラックの比表面積とは、吸着ガスとして窒素ガスを使用するＢＥＴ吸着法によって測定した値をいう。

本発明のポリオレフィン系樹脂組成物において、カーボンブラックの配合量は、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部に設定するのが好ましく、０．０３〜８重量部に設定するのがより好ましい。この配合量が０．０１重量部未満の場合、塩素含有水に対して優れた耐久性を有するポリオレフィン系樹脂組成物が得られにくくなる可能性がある。また、この配合量が１０重量部を超える場合、カーボンブラックがポリオレフィン系樹脂中へ分散しにくくなり、ポリオレフィン系樹脂組成物から得られる成形体の表面平滑性が悪化するおそれがある。

本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、例えば、次のようにして製造することができる。先ず、上記ポリオレフィン系樹脂と、上記カーボンブラックとを混練押出機、加熱ロール、バンバリーミキサーまたはニーダー等の各種混練機を用いて溶融混練した後、所望の形状、例えばペレット状に成形する。そして、得られたペレットを機械粉砕法、液体窒素を用いる冷凍粉砕法等の手段により粉砕し、必要に応じて篩等を用いて分級すると、粉体状の目的とする組成物が得られる。このようにして得られる本発明の組成物は、上述の必須成分の他に、各種の着色剤、核剤、帯電防止剤、耐候安定剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。これらの添加剤は、通常、必須成分の溶融混練時に配合されるのが好ましいが、上記ペレットを粉砕した後に配合されてもよい。

本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、成形材料として用いられた場合、或いは、塗料用の樹脂成分として用いられた場合、長期間にわたって塩素含有水に直接接触した場合であっても優れた耐久性を示す、各種形状の成形物や塗膜などの成形体を形成することができる。より具体的には、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物を公知の成形方法、例えば、押出成形法、射出成形法等により管状等に成形すると、長期間にわたって塩素含有水に直接接触しても、膨れの発生し難い優れた耐久性を有する水道管、配水管、排水管およびこれらの配管継手等の送水管を形成することができる。また、粉体状の本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、公知の粉体塗装方法、例えば、流動浸漬法、静電塗装法、散布法、コーティング法等により、金属製（特に、鉄製）の水道管、配水管、排水管およびこれらの配管継手等の送水管、特に当該送水管の内周面に対して塗装すると、長期間にわたって塩素含有水に直接接触しても、膨れの発生し難い優れた耐久性を有する塗膜を形成することができる。

以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１〜６および比較例１〜２
ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して表１に示す割合でカーボンブラックを配合し、ヘンシェルミキサーで予備混合した。そして、押出機を使用し、得られた混合物を１５０℃で溶融混練してペレットを得た。

なお、表１中に示したポリオレフィン系樹脂およびカーボンブラックは次の通りである。
ポリオレフィン系樹脂
ＬＬＤＰＥ：低密度ポリエチレン樹脂（ダウケミカル株式会社の商品名“Ｌ２０３５”）
ＨＤＰＥ：高密度ポリエチレン樹脂（日本ポリケム株式会社の商品名“Ｈ５５６０”）
カーボンブラック
Ａ：旭カーボン株式会社の商品名“旭＃５０Ｈ”（平均粒子径８５ｎｍ、比表面積２０ｍ^２／ｇ）
Ｂ：旭カーボン株式会社の商品名“旭＃７０Ｌ”（平均粒子径２５ｎｍ、比表面積８５ｍ^２／ｇ）
Ｃ：旭カーボン株式会社の商品名“旭＃８０”（平均粒子径２０ｎｍ、比表面積１１５ｍ^２／ｇ）
Ｄ：旭カーボン株式会社の商品名“旭＃１５”（平均粒子径１２２ｎｍ、比表面積１２ｍ^２／ｇ）
Ｅ：東海カーボン株式会社の商品名“シースト９ＳＡＦ”（平均粒子径１９ｎｍ、比表面積１４２ｍ^２／ｇ）

評価
圧縮成形機を用い、各実施例および比較例で得られたポリオレフィン系樹脂組成物をそれぞれ１５０℃で厚さ２ｍｍのシートに成形した。そして、得られたシートを一辺が５ｃｍの正方形に打ち抜いて試験片を得、この試験片について、塩素含有水の影響による膨れ発生までの時間を評価した。具体的には、耐塩素含有水性試験（ＪＩＳＫ６７６２）に準じ、得られた試験片を容器内に貯留された塩素水（塩素濃度２，０００±１００ｐｐｍ、温度６０℃、ｐＨ６．５±０．５）に浸漬し、２４時間毎に表面の膨れの発生を目視で観察した。なお、容器内の塩素水は、２４時間毎に、上記の塩素濃度、温度およびｐＨに設定された新たな塩素水に交換した。結果を表２に示す。

表２によると、実施例１〜６のポリオレフィン系樹脂組成物からなる試験片は、塩素含有水に直接接触しても耐久性に優れていることがわかる。したがって、本発明のポリオレフィン系樹脂組成物は、長期間にわたって塩素含有水に直接接触した場合であっても優れた耐久性を有する成形体を形成可能なことがわかる。

Claims

ポリオレフィン系樹脂と、
平均粒子径が１００ｎｍ以下であり、かつ、吸着ガスとして窒素ガスを使用するＢＥＴ吸着法により測定された比表面積が１０〜１３０ｍ^２／ｇのカーボンブラックと、
を含むポリオレフィン系樹脂組成物。
前記ポリオレフィン系樹脂がポリエチレン系樹脂である、請求項１に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。
前記カーボンブラックの含有量が、前記ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０１〜１０重量部である、請求項１または２に記載のポリオレフィン系樹脂組成物。