JP2007139043A - コルゲート二重管 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、可撓性があり、かつ圧縮扁平強度の高いコルゲート二重管を提供することにある。
【解決手段】平滑内面を有する円管状の内層管２とコルゲート形状の外層管３とからなるコルゲート二重管１であって、上記外層管３はポリプロピレンからなり、上記内層管２はポリプロピレンとポリエチレンと可撓性付与剤とからなるコルゲート二重管１を提供する。
該可撓性付与剤としてはスチレン系エラストマーおよび／またはオレフィン系エラストマーが使用される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば電力通信ケーブルの保護管として使用されるコルゲート二重管に関するものである。

〔発明の背景〕
この種の保護管としては、例えば障害物を回避する場合などには曲線配管が要求され、また、ケーブルを内側に挿通するために内面が平滑であることが要求される。このために従来から平滑内面を有する内層管と、コルゲート形状の外層管とからなるコルゲート二重管が提供されている。
この種の保護管としては、上記したように曲線配管に適合する可撓性が必要とされるが、更に該保護管は埋設された場合に土圧によって圧縮扁平されないよう、ある程度の剛性を必要とする。また更に、施工容易性を確保するために該保護管を配管する際の蛇行を低減させるとともに、埋設時、土圧によって管路が大きく撓んで変形しないよう、直進性（直線性）が要求される。更に、量産時には成形安定性を向上させて高水準の歩留まりを維持すべく、管肉厚などの外観上の均一化が必要とされる。

〔従来の技術〕
従来は内層管、外層管共にポリプロピレンを材料としたコルゲート二重管（特許文献１参照）、内層管、外層管共にポリエチレンを材料としたコルゲート二重管（特許文献２参照）、内層管にポリオレフィンエラストマーを材料とし、外層管に高密度ポリエチレンを材料としたコルゲート二重管（特許文献３参照）が提供されている。

特開昭６１−２１５８８３号公報 特開２００３−２２７５８４号公報 特開２００２−２５７２６９号公報

内層管、外層管共にポリプロピレンを材料としたものは、所望の剛性や直進性が得られるものの可撓性が不足し、また内層管、外層管共にポリエチレンを材料としたものや内層管にポリオレフィンエラストマー、外層管に高密度ポリエチレンを材料としたものは所望の可撓性が得られるものの剛性や直進性が不足すると云う問題点がある。
例えば、内層管、外層管共にポリプロピレンを材料とした従来のコルゲート二重管では曲線配管をする場合、１０ｍＲのような大きな彎曲には対応出来ていたが、５ｍＲあるいは３ｍＲのような小さな曲率半径の曲がり部分に対しては、曲がり管もしくは継手を使用しなくては対応出来ないと云う課題がある。

本発明は上記従来の課題を解決するための手段として、平滑内面を有する円管状の内層管２とコルゲート形状の外層管３とからなるコルゲート二重管１であって、上記外層管３はポリプロピレンからなり、上記内層管２はポリプロピレンとポリエチレンと可撓性付与剤とからなるコルゲート二重管１を提供するものである。
上記ポリプロピレン１００質量部に対して上記ポリエチレンは１００〜２５０質量部添加されていることが望ましい。
また上記可撓性付与剤はポリプロピレンとポリエチレンとの混合物１００質量部に対して５〜２０質量部添加されていることが望ましい。更に上記可撓性付与剤はスチレン系エラストマーおよび／またはオレフィン系エラストマーであることが望ましい。

〔作用〕
外層管３はポリプロピレンを材料とするから剛性が高く圧縮扁平強度に優れているが、コルゲート形状が付与されているので、可撓性は良好である。内層管２はポリプロピレンとポリエチレンとの混合物に可撓性付与剤が添加された材料からなるので、該可撓性付与剤によってポリプロピレンの可撓性が改良され、充分な可撓性を有し、またポリエチレンが添加されているため成形性が向上する。更に外層管３と内層管２共にポリプロピレンを含有しているため相互融着性が良好である。

〔効果〕
本発明では良好な可撓性を有し、５ｍＲあるいは３ｍＲのような小さな曲率半径の曲線配管の場合でも、曲がり管や継手を使用することなく対応することが出来、かつ剛性、圧縮扁平強度および直進性が高く、外層管と内層管との相互融着性も良好であるコルゲート二重管が提供される。

以下に本発明を詳細に説明する。
図１に示すのはコルゲート二重管１であって、平滑内面を有する円管状の内層管２と、コルゲート形状を有する外層管３とからなり、該内層管２と該外層管３とは融着部４で融着されている。上記コルゲート二重管１において、通常呼び径は５０〜１３０ｍｍ、外層管３の肉厚は呼び径５０ｍｍの場合は０．５〜１．５ｍｍ、呼び径１３０ｍｍの場合１．５〜２．５ｍｍ、内層管２の肉厚は呼び径に関係なく０．３〜１．３ｍｍに設定されるが、呼び径３００ｍｍのものにも適用可能である。上記コルゲート二重管１は例えば二重押出しブロー成形によって製造される。

上記外層管３は剛性と直進性を確保するために硬度の高いポリプロピレンを材料としているが、コルゲート形状が付されているために、可撓性は確保されている。

上記内層管２はポリプロピレンとポリエチレンとの混合物に可撓性付与剤を添加したポリマーブレンドあるいはポリマーアロイを材料として、コルゲート二重管１の可撓性を阻害しないよう配慮されている。更に外層管３と内層管２とにはポリプロピレンが含まれているので相互融着性も良好である。

上記可撓性付与剤としては、例えばスチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン−ブチレンブロック共重合体（ＳＥＢ）、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン−エチレン−プロピレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン−エチレン−ブチレン結晶オレフィンブロック共重合体（ＳＥＢＣ）等のようなスチレン系エラストマー、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）のようなエチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−αオレフィン共重合体、結晶性オレフィン−エチレン−ブチレン−結晶性オレフィンブロック共重合体（ＣＥＢＣ）等のオレフィン系エラストマーが好適に使用されるが、その他アクリルゴム（ＡＲ），ブチルゴム、ケイ素ゴム、ウレタンゴム（ＵＲ）、フッ化物系ゴム、多硫化物系ゴム、グラフトゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリブタジエン、イソプレンゴム（ＩＲ）、ポリイソプレン、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ポリイソブチレンゴム（ＩＢＲ）、ポリブテンゴム、チオコールゴム、多硫化ゴム、ポリエーテルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ノルボルネンターポリマー、ヒドロキシ又はカルボキシ−末端変性ポリブタジエン、部分水添スチレン−ブタジエンブロック共重合体、クロルスルホン化ゴム、イソブテン−イソプレンゴム（ＩＩＲ）、アクリレート−ブタジエンゴム（ＡＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ピリジン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム（ＳＩＲ）、スチレン−エチレン共重合体、ポリ（α−メチルスチレン）−ポリブタジエン−ポリ（αメチルスチレン）（α−ＭｅＳＢα−ＭｅＳ）、ポリ（αメチルスチレン）−ポリイソプレン−ポリ（α−メチルスチレン）、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰ），ブタジエン−スチレン共重合体（ＥＰ）、エチレン−プロピレン−エチリデン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−ブテン−１共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−エチルデンノルボルネン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジシクロペンタジエン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−１，４ヘキサジエン共重合体ゴム、エチレン−ブテン−１−エチリデンノルボルネン共重合体ゴム、エチレン−ブテン−１−ジシクロペンタジエン共重合体ゴム、エチレン−ブテン−１−１，４ヘキサジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−クロロプレンゴム（ＮＣＲ）、スチレン−クロロプレンゴム（ＳＣＲ）等の合成ゴム、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アミド系エラストマー等が使用されてもよい。

上記スチレン系エラストマー、ＥＰＲ、およびオレフィン系エラストマーはポリプロピレンと相溶性を有し、ポリプロピレンの可撓性を効果的に改良する。更に上記スチレン系エラストマーとしては、ＳＥＢＳ、ＳＥＢ、ＳＥＰＳ、ＳＥＢＣ等の水素添加されたエラストマーが望ましい。上記水素添加されたエラストマーは耐久性を有する。

上記ポリプロピレンに対するポリエチレンの添加により、内層管２の肉厚のバラツキが低減され、成形安定性が向上する。ポリエチレンの中では、硬度の高い剛性に富む高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を選択することが望ましい。ポリエチレンの配合比率は、通常ポリプロピレン１００質量部に対してＰＥ１００〜２５０質量部が添加される。

上記ポリプロピレンと上記ポリエチレンの混合物と可撓性付与剤との配合比率は、通常ポリプロピレンとポリエチレンの混合物１００質量部に対して可撓性付与剤５〜２０質量部が添加され、ポリマーブレンドまたはポリマーアロイとされる。

上記ポリマーブレンドまたはポリマーアロイにおいては、上記可撓性付与剤としてスチレン系エラストマーあるいはオレフィン系エラストマーを選択した場合、該スチレン系エラストマーやオレフィン系エラストマーは相溶化剤として作用し、該ポリオレフィンは連続相、該ポリエチレンは分散相とする海島構造が形成される。

上記外層管３の材料および内層管２の材料には、顔料、染料、老化防止剤、難燃剤等が添加されてもよい。難燃剤としては、リン酸エステル、リン酸塩、ポリリン酸塩等のリン酸系難燃剤の使用が望ましいが、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロモフタル酸等の臭素系難燃剤も使用可能である。

以下に本発明を更に具体的に説明するために実施例を記載する。
図１に示すコルゲート二重管１において、呼び径１００ｍｍ、外径１２８．０±２．０ｍｍ、内径１０１．０±２．０ｍｍ、外層管３の肉厚１．３±０．５ｍｍ、内層管２の肉厚０．８±０．５ｍｍのものを使用した。

外層管３の材料はポリプロピレン、内層管２の材料は表１に示すポリマーアロイを材料とした。可撓性、圧縮扁平強度の試験結果を表１に示す。

〔試験方法と評価〕
可撓性：国土交通省基準の導通棒試験に準拠 ○：クリア ×：クリアせず
圧縮扁平強度：ＪＩＳ Ｃ ３６５３基準の圧縮（扁平）試験に準拠
○：クリア ×：クリアせず 成形安定性：管軸方向にし所定間隔をおいた３０箇所の各々について周方向に等間隔で ４箇所、計１２０箇所にて肉厚変化を各々測定する。各箇所における肉厚 差（最大肉厚−最小肉厚）を算出し、肉厚差（最大肉厚−最小肉厚）の平 均値を導出する。この平均値が０．４ｍｍ未満の場合には成形安定性が良 好と判定する。
○：肉厚差（最大肉厚−最小肉厚）の平均値が０．４ｍｍ未満
×：肉厚差（最大肉厚−最小肉厚）の平均値が０．４ｍｍ以上
内外層の融着性：コルゲート二重管１を直径方向に扁平させ、対向する内層管２の壁面 を当接させた後、コルゲート二重管１を管軸方向に切断して内層管２と外 層管３とが剥離していないか断面を目視する。
○：剥離していない ×：剥離している

表１に示すように、本発明の試料Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈはいずれも可撓性、圧縮扁平強度、成形安定性、内外層の融着性において満足な結果が得られるが、ポリプロピレン１００質量部に対してポリエチレンを１００質量部以下の量（５０質量部）で添加した比較試料Ａは成形安定性が劣り、またポリエチレンを２５０質量部以上（３００質量部）で添加した比較試料Ｂは内外層の融着性が劣る。更にＰＰ＋ＨＤＰＥ１００質量部に対してＣＥＢＣが５質量部以下の量（２質量部）で添加した比較試料Ｃは可撓性に欠け、ＣＥＢＣを２０質量部以上の量（３０質量部）で添加した比較試料Ｄは成形安定性および直進性に劣る。

外層管３の材料はポリプロピレン、内層管２の材料は表２に示すポリマーアロイを材料とした。可撓性、圧縮扁平強度の試験結果を表２に示す。

表２に示すように、本発明の試料Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌはいずれも可撓性、圧縮扁平強度、成形安定性、内外層の融着性において満足な結果が得られた。

上記実施例以外ＣＥＢＣ、ＳＥＢＳに代えて可撓性付与剤としてエチレン−αオレフィン共重合体ＥＰＭ、ＥＰＤＭを使用しても、同様な結果が得られる。

本発明のコルゲート二重管は、量産に適するとともに、可撓性に優れ、曲率半径の小さい曲線配管も曲がり管や継手を使用することなく対応出来、かつ圧縮扁平強度が大きく直進性も高いので、例えば電力通信ケーブル保護管として有用であるから、産業上利用可能である。

コルゲート二重管の部分切欠き側面図

符号の説明

１ コルゲート二重管
２ 内層管
３ 外層管
４ 融着部

Claims (4)

1. 平滑内面を有する円管状の内層管とコルゲート形状の外層管とからなるコルゲート二重管であって、上記外層管はポリプロピレンからなり、上記内層管はポリプロピレンとポリエチレンと可撓性付与剤とからなることを特徴とするコルゲート二重管。
2. 上記ポリプロピレン１００質量部に対して上記ポリエチレンは１００〜２５０質量部添加されている請求項１に記載のコルゲート二重管。
3. 上記可撓性付与剤はポリプロピレンとポリエチレンとの混合物１００質量部に対して５〜２０質量部添加される請求項１または請求項２に記載のコルゲート二重管。
4. 上記可撓性付与剤はスチレン系エラストマーおよび／またはオレフィン系エラストマーである請求項１〜３のいずれか１項に記載のコルゲート二重管。

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