JP2006183715A - 被覆ポリオレフィン管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【構成】 被覆ポリオレフィン管１０はポリオレフィン系樹脂を用いた本管１２に被覆層１４を被覆して形成される。被覆層１４は最内層１６、第１接着層１８、中間層２０、第２接着層２２および最外層２４を含み、本管１２に対して容易に剥がすことができるように設けられている。最内層１６は防湿性に優れ、本管１２の硬度と近い硬度を有す。
【効果】 被覆ポリオレフィン管１０の接合時にスクレープ作業なしで被覆層１４だけを本管１２から容易に除去できる。また、衝撃を受けても最内層１６は本管１２から分離しにくい。さらに、最内層１６は中間層２０への水の浸入を防止し、吸水による中間層２０の耐溶剤浸透性能の劣化を防止する。
【選択図】 図１

Description

この発明は被覆ポリオレフィン管に関し、特にたとえばポリオレフィン系樹脂で形成される本管および本管の外周面を被覆する被覆層を備え、水道用管やガス用管等に使用され得る、被覆ポリオレフィン管に関する。

従来の被覆ポリオレフィン管の一例が、特許文献１〜５に開示されている。

この特許文献１の図２に示す多層樹脂管はポリオレフィン系樹脂からなる主要層、耐有機溶剤性に優れる樹脂からなる中間層、および最外層に設けられ、ポリレフィン系樹脂からなる被覆層を含む。各層間に接着層が設けられて、各層は接着されている。

特許文献２の飲料水の移送パイプは、ポリオレフィンで作られた移送パイプに炭化水素を通さない熱可塑性ポリマーの層を被覆して形成される。移送パイプと熱可塑性ポリマーの層との間にバインダが配置されて、これらは接着されている。

特許文献３の多層ポリオレフィン管は本管の外周面に被覆層を被覆して形成される。被覆層は耐溶剤浸透性能に優れる被覆内層、被覆接着層、および防湿性に優れる被覆外層を含む。被覆内層は本管に対して密着状態にあるが、接着されていない。

特許文献４の多層樹脂管はポリオレフィン系樹脂からなる主要層、耐有機溶剤性に優れる樹脂からなるバリア層、および紫外線吸収能力を有しかつある程度の強度を有する保護層を含む。主要層とバリア層とは非接着で一体化されている。

特許文献５の図２に示す多層樹脂管はポリオレフィン系樹脂からなる主要層、および酸素透過性が低い樹脂からなる第１被覆層、および比較的硬い樹脂からなる第２被覆層を含む。主要層と被覆層とは成形時に非相溶状態に一体化され、接着されていない。
特開２００４−２２３９１０号公報［Ｂ３２Ｂ ２７／３２、Ｂ３２Ｂ １／０８、Ｆ１６Ｌ ９／１２、Ｆ１６Ｌ １１／０６］ 特許第３３３９６１４号［Ｅ０３Ｂ ７／００、Ｂ３２Ｂ １／０８、Ｂ３２Ｂ ２７／３２、Ｅ０３Ｃ １／００］ 特開２００４−２７０８５２号公報［Ｆ１６Ｌ １１／１２］ 特開２００４−２２５８２０号公報［Ｆ１６Ｌ ９／１２、Ｂ２９Ｃ ４７／０６、Ｂ２９Ｃ ４７／０８、Ｂ３２Ｂ １／０８、Ｂ３２Ｂ ２７／３２］ 特開２００４−２２５８２１号公報［Ｆ１６Ｌ ９／１２、Ｂ３２Ｂ １／０８、Ｂ３２Ｂ ２７／３２］

特許文献１の従来技術では、中間層が主要層に接着剤により接着されている。また、特許文献２の従来技術では、熱可塑性ポリマーの層が移送パイプにバインダにより接着されている。このため、電気融着接合等を行う際に、新しい清浄な接合面を得るために、専用工具を用いて煩雑で手間のかかるスクレープ（切削）作業を行わねばならず、施工性が悪い。

特許文献３〜５の従来技術では、被覆内層（バリア層、第１被覆層）は本管（主要層）に対して接着されていないため、被覆層を容易に剥がすことができる。しかし、その一方、管に衝撃が加わると、被覆内層が本管から分離してしまう恐れがある。このため、管の輸送中などにその衝撃で被覆層が本管からずれる、あるいは、管の施工時の衝撃などにより被覆層が本管から分離して、管を地中に埋設した場合に分離した被覆内層と本管との間に水が浸透して水道（みずみち）が形成されることがある。

そして、被覆内層と本管との間に水道が形成されると、被覆内層は水に接触して、ナイロンやエチレンビニルアルコールなど吸水性のある樹脂を用いた被覆内層は水を吸収する。これにより被覆内層の樹脂は加水分解して、被覆内層は劣化し、その耐有機溶剤浸透性能が著しく低下してしまう。

また、特許文献２、４および５の従来技術では、被覆層（熱可塑性ポリマーの層、バリア層）は共押し出し成形にて成形されているため、被覆層と本管（移送パイプ、主要層）とは一般的に相溶化してしまう。よって、特許文献４および５で記載されているように、被覆層を本管から容易に剥離できるように非相溶状態に成形することは困難である。

それゆえに、この発明の主たる目的は、耐有機溶剤浸透性能を維持しつつ、施工性に優れる、被覆ポリオレフィン管およびその製造方法を提供することである。

請求項１の発明は、ポリオレフィン系樹脂で形成される本管および本管の外周面を被覆する被覆層を備える被覆ポリオレフィン管において、被覆層は、ポリオレフィン系樹脂で形成される最内層、耐溶剤浸透性を有する中間層、防湿性を有するかつ着色顔料の添加された最外層、最内層と中間層とを接着するための第１接着層、および中間層と最外層とを接着するための第２接着層を含み、さらに本管に対して容易に剥がすことができるように重ねられたことを特徴とする、被覆ポリオレフィン管である。

請求項１の発明では、被覆層の層はそれぞれ第１接着層または第２接着層により接着され、被覆層は強固に一体化され、しかも本管と被覆層とは容易に剥がすことができる状態にあるため、たとえば、カッターで被覆層に切り込みを入れれば、手で被覆層だけを本管から容易に剥ぎ取って除去できる。このため、被覆ポリオレフィン管の接合時に面倒なスクレープ作業をすることなく、被覆ポリオレフィン管の表面に清浄な面を簡単に得ることができる。

しかし、このように被覆層を本管から容易に剥ぎ取ることができると、衝撃による被覆層と本管との分離が懸念されるが、本管の外側にポリオレフィン系樹脂で形成される最内層を設けることにより、これらは分離しにくい。つまり、最内層を本管と同じポリオレフィン系樹脂で形成すると、本管の硬度と最内層の硬度とが近いため、被覆ポリオレフィン管に衝撃が加わっても、被覆層は本管から分離しにくい。このため、本管と被覆層とがずれたり、これらの間に水道が形成されたりしにくい。

仮に、最内層と本管との間に水道が形成されても、中間層の内側にポリオレフィン系樹脂で形成される最内層を設け、これらの層を第１接着層により接着するため、中間層は最内層により水から遮断される。よって、吸湿性を有する中間層が吸水して、その耐溶剤浸透性能が低下することはない。

請求項２の発明は、最内層および最外層がポリプロピレンで形成された、請求項１記載の被覆ポリオレフィン管である。

請求項２の発明では、ポリプロピレンの層は特に裂け易い特性を有するため、最内層および最外層をポリプロピレンで形成すれば、本管から被覆層を剥がす際の剥離性が特に優れた被覆ポリオレフィン管を得られる。

また、ポリプロピレンの層は耐水性および耐薬品性に優れるため、最内層をポリプロピレンで形成すれば、最内層と本管との間に水道が形成されても、最内層は中間層への水の浸透を遮断し、中間層の耐溶剤浸透性能を維持する。

さらに、ポリプロピレンの層は耐摩耗性に優れるため、最外層をポリプロピレンで形成すれば、最外層は傷が付きにくく、被覆層および本管を保護する。よって、被覆ポリオレフィン管を推進工法対策管として使用できる。

請求項３の発明は、請求項１または２記載の被覆ポリオレフィン管の製造方法であって、被覆層を被覆押出し成形により本管上に形成したことを特徴とする、被覆ポリオレフィン管の製造方法である。

請求項３の発明では、被覆押出し成形により被覆層を本管上に形成すれば、被覆層は本管に物理的に密着はするが、接着や融着などはされないため、被覆層を本管から容易に剥がすことができる。

この発明によれば、中間層の内側にポリオレフィン系樹脂で形成される最内層を設けることにより、被覆ポリオレフィン管の耐有機溶剤浸透性能を維持することができる。

また、被覆層を一体化し、かつ本管と被覆層とは容易に剥がすことができる状態にすることにより、施工性に優れる、
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すこの発明の一実施例である被覆ポリオレフィン管１０は、本管１２の外周面に被覆層１４を被覆して形成される。

本管１２は所定径および厚みを有し、ポリオレフィン系樹脂で形成される。ポリオレフィン系樹脂は、たとえばポリエチレン（低密度，中密度，高密度，超高密度など），ポリプロピレンまたはポリブテンであり、これらの樹脂にはその樹脂組成物も含まれる。

なお、ポリオレフィン系樹脂に着色顔料を添加して、本管１２を着色してもよい。本管１２を着色すれば、管の用途の識別がし易くなる。その一方、ポリオレフィン系樹脂に着色顔料を添加せずに本管１２を無着色にすれば、本管１２の材料コストを低減できる。

被覆層１４は、最内層１６、第１接着層１８、中間層２０，第２接着層２２および最外層２４を含み、内側からこの順に積層された５層構造を有する。

最内層１６は防湿性に優れ、本管１２の硬度と近い硬度を有する。ポリオレフィン系樹脂で形成され、たとえばポリプロピレンやポリエチレンが用いられる。その厚さは０．１ｍｍ以上である。

第１接着層１８は、最内層１６と中間層２０とを接着するためのものである。たとえば、接着性ポリオレフィンであり、製品としてはたとえば三井化学株式会社製の「アドマー（登録商標）」が用いられ得る。

中間層２０は優れた耐溶剤浸透性能を有し、本管１２のポリオレフィン系樹脂よりも耐溶剤浸透性の高い樹脂で形成される。たとえば、ナイロンなどポリアミド系樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＰＴＦＥ）などフッ素系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアクリロニトリルである。

中間層２０の厚さは０．１〜０．５ｍｍが好ましく、その中でも０．１〜０．３ｍｍが特に好ましい。この厚さが厚過ぎると、中間層２０を引き裂きにくくなり、一方、厚さが薄すぎると、中間層２０の耐溶剤浸透性能を確保することができないので、その厚さは上記の数値程度に設定するのが望ましい。

第２接着層２２は中間層２０と最外層２４とを接着するためのものである。第１接着層１８と同様に、たとえば接着性ポリオレフィンであり、製品としては三井化学株式会社製の「アドマー（登録商標）」が用いられ得る。

最外層２４は優れた防湿性を有し、たとえばポリプロピレンや軟質塩化ビニル樹脂で形成される。このポリプロピレンは防湿性を有するだけでなく比較的硬く、しかも引裂き性が良い。特に、ポリプロピレンの中でもブロックポリプロピレンの引裂き性は良い。

最外層２４の厚さは０．３ｍｍ以上であり、特に推進工法に使用する場合では０．５ｍｍ以上である。

なお、最外層２４に着色顔料（着色剤）が添加される。これを添加することにより、被覆ポリオレフィン管１０は色分けされ、その用途を容易に見分けられる。具体的には、水道用途の場合には青色に、ガス用途の場合には黄色に着色される。なお、着色顔料は光遮断性の高いものが好ましい。

また、最外層２４に充分な量の耐候剤が添加されて、優れた耐候性が付与される。耐候剤は紫外線吸収剤などであり、たとえばサリチル酸エステル系、ベンゾトリアゾール系、ヒドロキシベンゾフェノン系などが用いられ得る。

この被覆ポリオレフィン管１０は、たとえば、先に本管１２を単独で押し出して冷却固化し、その本管１２の外周面に被覆層１４を被覆押出し成形により被覆することによって製造され得る。

たとえば、本管１２を押出すための第１押出機および第１金型，サイジングおよび冷却のための第１〜第３の水槽，印字機，引取機，アニーリング装置，冷却水槽および切断機等を順に備えるような周知の押出成形製造装置（図示せず）において、第３の水槽と印字機との間に、被覆押出工程のための設備が設けられる。この設備は、たとえば被覆押出設備、被覆押出後のサイジングおよび冷却のための水槽（図示せず）であり、被覆押出設備に、図２に示す第２金型２６、第２押出機２８，第３押出機３０、第４押出機３２、第５押出機３３および第６押出機３４が組み込まれる。

第２金型２６は多層（５層）押出のためのクロスヘッドダイであり、各層の溶融材料を押出すための第２押出機２８、第３押出機３０、第４押出機３２、第５押出機３３および第６押出機３４の先端部がそれぞれ接続される。第２押出機２８、第３押出機３０、第４押出機３２、第５押出機３３および第６押出機３４はそれぞれ最内層１６、第１接着層１８、中間層２０、第２接着層２２および最外層２４の原材料を加熱溶融して第２金型２６に供給する。この第２金型２６では、各層の溶融材料が進行方向へ進むにつれて順次合流されながら積層されて、積層状態の被覆層１４となって出口から押し出される。

押し出された被覆層１４は第２金型２６内を挿通されて送られてきた本管１２の外周面に密着される。密着は、たとえば、縮径テーパ状のスリーブ等を第２金型２６の開口の先方に設けたり、第２金型２６の次に配置した冷却水槽の入口等に本管１２の外径を規定するスリーブ等を設けたり、第２金型２６の先方で本管１２と被覆層１４との間を減圧下に置いたり、あるいは、第２金型２６の先端部で樹脂流路を縮径テーパ状に形成すること等により行われ得る。

このようにして、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示す本管１２と被覆層１４とは密着されるが、被覆時に本管１２は既に冷却固化されて溶融状態にないので、本管１２と被覆層１４とが融着あるいは接着することはなく、両者が完全に一体化されるようなことはない。一方、被覆層１４の最内層１６と中間層２０とは第１接着層１８により接着され、中間層２０と最外層２４とは第２接着層２２により接着されるため、これらの層は強固に一体化されて被覆層１４が形成される。

このように、被覆層１４は本管１２の外周面に重ねられるので、最内層１６は本管１２に対して密着状態ではあるが接着されているわけではない。したがって、最内層１６は本管１２に非接着状態で、すなわち、容易に剥がすことができる状態で設けられており、この意味で、最内層１６は本管１２に対して易ピール（ｐｅｅｌ）性を有して設けられていると言える。

この被覆ポリオレフィン管１０を使用する際、本管１２を被覆層１４で被覆した状態のままで施工現場に運搬する。そして、図３（Ａ）に示すように、たとえば、カッターナイフを用いて、被覆層１４を貫通しない程度の切込みを入れ、その部分から被覆層１４を引き裂いて剥ぎ取り、接合に供する部分のみの被覆層１４を本管１２から除去する。

この実施例では、最外層２４はポリプロピレンなど引裂き性の良い材料で形成されるので、最外層２４を簡単に引き裂くことができる。特に、最外層２４の厚みの５割程度の深さの切込みを最外層２４に入れれば、被覆層１４を手で容易に引き裂くことができる。

そして、第１接着層１８および第２接着層２２により最内層１６、最外層２４および中間層２０は一体化されるため、最外層２４を引き裂くことによって被覆層１４全体を簡単に引き裂くことができる。

さらに、被覆層１４の各層は第１接着層１８および第２接着層２２により一体化されるが、本管１２と被覆層１４とは上述のように接着されていないので、被覆層１４だけを本管１２から容易に剥ぎ取って除去することができる。

このようにして、面倒なスクレープ作業をすることなく、図３（Ｂ）に示すように、被覆ポリオレフィン管１０の管端部に新しい清浄な融着面３６を得ることができる。そして、融着面３６の清掃作業を行った後、図４に示すように、この融着面３６と電気融着継手３８の受口の内面とを電気融着によって接合する。融着面３６は、直前まで被覆層１４で保護されていた無傷で清浄な面であるため、良好な接合をすることができる。その後、接合部の外側に、たとえばポリアミド層またはアルミ層等を有するスリーブ等を被覆することによって、接合部の耐溶剤浸透性を確保することが望ましい。

なお、接合される継手は電気融着継手３８に限られず、熱融着継手等であってもよい。また、管端の接合だけでなく、たとえば分岐管を接続するためのサドル等を設ける場合等にも、同様にして、分岐部を形成する部分の被覆層１４を剥ぎ取ることで対応できるし、また、定尺の被覆ポリオレフィン管１０を所定長さに切断して調整管として使用する場合等にも同様に対応できる。

この被覆ポリオレフィン管１０について、上記の通り最内層１６は本管１２に接着されてないため、最内層１６を本管１２から容易に引き剥がすことができる。しかし、最内層１６の硬度が本管１２の硬度と近いため、衝撃を受けても最内層１６は本管１２から剥がれにくい。最内層１６と本管１２との硬度差が小さいほど、最内層１６と本管１２とは分離しにくい。このため、たとえば、ポリエチレンの本管１２では、本管１２と同じポリエチレンで最内層１６を形成すれば、その最内層１６の硬度が本管１２の硬度と最も近くなるため、最内層１６は本管１２から分離しにくくなる。

これに対して、最内層１６にポリプロピレンを用いると、ポリエチレンの本管１２に対するポリプロピレンの最内層１６の硬度差はポリエチレンの最内層１６の硬度差より大きくなる。しかし、表１に示すように、ポリエチレンの硬度は、中間層２０に用いられ得るナイロン、ＰＴＦＥおよびＰＥＴの硬度と比べてポリエチレンの硬度に近い。また、ポリプロピレンの最内層１６の引裂き性が良いため、ポリプロピレンで形成された最内層１６はポリエチレンの本管１２に対してある程度分離しにくく、しかも引き裂かれ易い。そして、ポリプロピレンの本管１２に対しては当然、ポリプロピレンの最内層１６の密着性が最もよい。

このため、被覆ポリオレフィン管１０の被覆層１４の要求性能や本管１２の材料などを考慮して、最内層１６の樹脂は選択される。たとえば、本管１２をポリエチレンで形成し、最内層１６と本管１２との密着性が要求される場合には最内層１６にポリエチレンが用いられ、最内層１６に引裂き性が要求される場合には最内層１６にポリプロピレンが用いられる。

このように、本管１２の外側にポリオレフィン系樹脂で形成される最内層１６を設けることにより、被覆層１４は本管１２から分離しにくいため、被覆ポリオレフィン管１０の運搬中の振動などで被覆層１４が本管１２からずれたり、これらの間に水道が形成されたりしにくい。

仮に、最内層１６と本管１２との間に水道が形成されても、中間層２０の内側に防湿性を有する最内層１６を設け、これらの層を第１接着層１８により接着するため、中間層２０の内側への水分の透過は最内層１６により遮断される。よって、中間層２０がポリアミド系およびエチレンビニルアルコール等のような吸湿性を有するもので形成されていても、吸水による中間層２０の耐溶剤浸透性能が低下することはない。

また、この中間層２０の外側に防湿性に優れた最外層２４を設けたので、中間層２０の外側は最外層２４により水から遮断されて、中間層２０の吸水による耐溶剤浸透性の低下を防止できる。したがって、中間層２０がその耐溶剤浸透性能を充分に発揮し、本管１２内への有機溶剤等の汚染物質の浸透を防止するので、この被覆ポリオレフィン管１０は耐溶剤浸透対策管として使用することができる。

さらに、被覆ポリオレフィン管１０の最外層２４をポリプロピレンで形成すると、ポリプロピレンは防湿性を有するだけでなく比較的硬く、耐摩耗性に優れるため、最外層２４に傷が付きにくい。また、最外層２４の厚さを０．５ｍｍ以上に設定すると、推進工法による施工時に傷が最外層２４を貫通せず、耐溶剤浸透性を有したまま、本管１２に傷が付くことを防止できるため、この被覆ポリオレフィン管１０を推進工法に使用できる。

なお、上述の実施例では、着色顔料を最外層２４のみに添加したが、着色顔料をさらに最内層１６および／または中間層２０にも添加されてよい。この場合、最内層１６も着色されるので、被覆層１４を確実に除去できたことを目視にて容易に確認することができ、施工性はより向上する。

また、上述の各実施例では、被覆層１４の除去の際にカッターナイフ等で切込みを入れるようにしているが、他の実施例では、最外層２４に対して、被覆層１４を剥ぎ取るためのガイドを形成するようにしてもよい。

（Ａ）はこの発明の一実施例の被覆ポリオレフィン管を示す断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）における一部拡大図である。 被覆ポリオレフィン管の製造工程の一部を示し、本管への被覆層の被覆押出工程の一例を示す断面図である。 （Ａ）は被覆ポリオレフィン管の接合工程において被覆層を除去する様子を示す斜視図であり、（Ｂ）は被覆層が除去された管端部を示す斜視図である。 被覆ポリオレフィン管の接合工程における融着接合された接合部を示す断面図である。

符号の説明

１０ …被覆ポリオレフィン管
１２ …本管
１４ …被覆層
１６ …最内層
１８ …第１接着層
２０ …中間層
２２ …第２接着層
２４ …最外層

Claims (3)

1. ポリオレフィン系樹脂で形成される本管および前記本管の外周面を被覆する被覆層を備える被覆ポリオレフィン管において、
   前記被覆層は、
   ポリオレフィン系樹脂で形成される最内層、
   耐溶剤浸透性を有する中間層、
   防湿性を有するかつ着色顔料の添加された最外層、
   前記最内層と前記中間層とを接着するための第１接着層、および
   前記中間層と前記最外層とを接着するための第２接着層を含み、さらに
   前記本管に対して容易に剥がすことができるように重ねられたことを特徴とする、被覆ポリオレフィン管。
2. 前記最内層および前記最外層がポリプロピレンで形成された、請求項１記載の被覆ポリオレフィン管。
3. 請求項１または２記載の被覆ポリオレフィン管の製造方法であって、
   被覆層を被覆押出し成形により本管上に形成したことを特徴とする、被覆ポリオレフィン管の製造方法。

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