JP2013227460A - Crosslinked polyethylene resin article, and polyethylene resin and polyethylene resin composition thereof, used for the same - Google Patents

Crosslinked polyethylene resin article, and polyethylene resin and polyethylene resin composition thereof, used for the same Download PDF

Info

Publication number
JP2013227460A
JP2013227460A JP2012101893A JP2012101893A JP2013227460A JP 2013227460 A JP2013227460 A JP 2013227460A JP 2012101893 A JP2012101893 A JP 2012101893A JP 2012101893 A JP2012101893 A JP 2012101893A JP 2013227460 A JP2013227460 A JP 2013227460A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
polyethylene resin
less
relaxation time
crosslinked
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012101893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidefumi Ozawa
英史 小澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
Priority to JP2012101893A priority Critical patent/JP2013227460A/en
Publication of JP2013227460A publication Critical patent/JP2013227460A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crosslinked polyethylene-based resin article crosslinked by radiation, without essentially requiring the use of an additive resin, and capable of achieving an excellent creep resistance when it is formed as a tubular material, and to provide a polyethylene resin and its resin composition used for manufacturing the same.SOLUTION: A crosslinked polyethylene resin article crosslinked by radiation is characterized in that when a relaxation time spectrum function is obtained under a specific condition, the curve of the spectrum function has a minimum value, the minimum value is present between 50 to 100 seconds of the relaxation time, and its value (H(λ)Pa) is ≤10,000.

Description

本発明は、ポリエチレン樹脂架橋体およびこれに用いられるポリエチレン樹脂並びに樹脂組成物に関する。   The present invention relates to a crosslinked polyethylene resin, a polyethylene resin used in the polyethylene resin, and a resin composition.

近年、耐腐食性、施工性に優れたプラスチック配管材が、給水・給湯用の配管として用いられており、特に耐圧性・高温度域での耐クリープ性に優れている架橋ポリエチレン管を用いることが主流となっている。このような架橋ポリエチレン管の架橋方法には、過酸化物架橋法(この架橋法による架橋ポリエチレン管:PEXa)、シラン架橋法(この架橋法による架橋ポリエチレン管:PEXb)があり、特に無架橋のポリエチレン管を製造する場合と同様の設備で生産を行うことができるという点で有利なシラン架橋法による架橋ポリエチレン管(PEXb)が多く用いられてきた。   In recent years, plastic piping materials with excellent corrosion resistance and workability have been used as pipes for water supply and hot water supply, especially using cross-linked polyethylene pipes with excellent pressure resistance and creep resistance at high temperatures. Has become the mainstream. The crosslinking method of such a crosslinked polyethylene pipe includes a peroxide crosslinking method (crosslinked polyethylene pipe by this crosslinking method: PEXa) and a silane crosslinking method (crosslinked polyethylene pipe by this crosslinking method: PEXb). A cross-linked polyethylene pipe (PEXb) obtained by a silane cross-linking method, which is advantageous in that it can be produced using the same equipment as that for producing a polyethylene pipe, has been used.

上記PEXa、PEXbは何れも架橋を起こさせるために添加剤を用いるので、化学架橋法と呼ばれている。PEXaは反応開始剤として有機過酸化物が、PEXbでは通常、反応開始剤としての有機過酸化物とカップリング剤としてのシラン化合物が添加される。PEXaでは押出時に架橋反応を伴うことから、生産性が低いという問題点があった。また、両者に共通して、化合物を配合するために、微量ながら反応後の残渣物質が架橋ポリエチレン管内の滞留水に溶出し、これがにおいを発するなど、衛生性に問題点があった。さらに、PEXbにおいては、シラン変性された樹脂材料の水分管理の上から、材料の保存寿命が短いという問題点もあった。   Both the above PEXa and PEXb are called chemical crosslinking methods because they use additives to cause crosslinking. In PEXa, an organic peroxide is added as a reaction initiator, and in PEXb, an organic peroxide as a reaction initiator and a silane compound as a coupling agent are usually added. PEXa has a problem of low productivity because it involves a crosslinking reaction during extrusion. In addition, since both compounds are blended in common with both of them, there is a problem in hygiene such that the residual substance after the reaction elutes in the accumulated water in the cross-linked polyethylene pipe even though the amount is small, and this causes odor. Further, PEXb has a problem that the shelf life of the material is short in terms of moisture management of the silane-modified resin material.

一方、架橋ポリエチレン管を製造する架橋方法には、放射線架橋があり、これによる架橋ポリエチレン管はPEXcと呼ばれている。この架橋方法であれば、有機過酸化物やシラン化合物といった添加剤を用いることがなく架橋が可能であるため、滞留水に含有される化学物質やにおいが少ない衛生性に優れた架橋ポリエチレン管を得ることができる。   On the other hand, a crosslinking method for producing a crosslinked polyethylene tube includes radiation crosslinking, and the crosslinked polyethylene tube formed thereby is called PEXc. With this cross-linking method, cross-linking is possible without using additives such as organic peroxides and silane compounds. Can be obtained.

特開2011−246520号公報JP 2011-246520 A

ところで、一般的に給水給湯管用として使用される架橋ポリエチレン管においては、耐圧性および耐クリープ性の観点から、高密度ポリエチレン(0.938g/cm以上)を高いゲル分率まで架橋したポリエチレンが用いられる。しかしながら、放射線架橋においては、高密度ポリエチレンを原料に用いたとき高いゲル分率を得にくいという問題があった。また、長期寿命を長くするために処方する酸化防止剤が架橋を阻害するため、より架橋しにくくなるという問題点もあった。そのため、耐圧性・耐クリープ性を十分満足するゲル分率を得るために高い線量を照射しなければならず、低線量で高ゲル分率の電子線架橋ポリエチレン管を得ることが難しかった。 By the way, in the cross-linked polyethylene pipe generally used for water supply and hot water supply pipes, from the viewpoint of pressure resistance and creep resistance, polyethylene obtained by cross-linking high density polyethylene (0.938 g / cm 3 or more) to a high gel fraction is used. Used. However, the radiation crosslinking has a problem that it is difficult to obtain a high gel fraction when high-density polyethylene is used as a raw material. Moreover, since the antioxidant prescribed | regulated in order to lengthen a long lifetime inhibits bridge | crosslinking, there also existed a problem that it became difficult to bridge | crosslink. Therefore, in order to obtain a gel fraction that sufficiently satisfies pressure resistance and creep resistance, a high dose has to be irradiated, and it has been difficult to obtain an electron beam cross-linked polyethylene tube with a low dose and a high gel fraction.

上記のような問題に対して、本発明者は、先に、ポリエチレン樹脂と組み合わせてエチレン酢酸ビニル共重合体をブレンドすることで高温域における耐クリープ特性に優れる放射線架橋ポリエチレン管を提供した。その後も本発明者はさらに特性を向上させ、上述した技術要求に応じるため、放射線架橋ポリエチレン管に適用する樹脂材料について研究を進め、特に上記特許文献1のような樹脂のブレンドを必須とはせず、ポリエチレン樹脂単独でも高い性能を達成することができる技術の構築を課題とした。   In order to solve the above problems, the present inventor previously provided a radiation-crosslinked polyethylene tube excellent in creep resistance in a high temperature range by blending an ethylene vinyl acetate copolymer in combination with a polyethylene resin. Thereafter, in order to further improve the characteristics and meet the technical requirements described above, the present inventor has advanced research on resin materials applied to radiation-crosslinked polyethylene pipes, and in particular, does not necessarily require a resin blend as described in Patent Document 1 above. In addition, the construction of a technology capable of achieving high performance with a polyethylene resin alone was an issue.

上記の点に鑑み、本発明は、放射線により架橋されたポリエチレン系樹脂の架橋体であって、添加樹脂の使用を必須とせずに、管材としたときに優れた耐クリープ性を達成しうるポリエチレン樹脂架橋体、ならびにその製造に用いられるポリエチレン樹脂およびその樹脂組成物の提供を目的とする。   In view of the above points, the present invention is a polyethylene-based cross-linked polyethylene resin that can achieve excellent creep resistance when used as a tube material without requiring the use of an additive resin. An object of the present invention is to provide a crosslinked resin, a polyethylene resin used in the production thereof, and a resin composition thereof.

本発明者は上記の課題に鑑み、樹脂架橋体からなる配管の性能とこれを構成する放射線架橋樹脂の物性について多岐の項目にわたって分析しデータの集積を進めた。その結果、管材の耐クリープ性と特定の測定方法で取得した架橋樹脂の物性に相関性があることを発見した。また、上記放射線架橋樹脂(樹脂架橋体)の物性は、特定の分子量分布等をもつポリエチレン樹脂により達成されることを見出した。本発明は、これらの新たな知見により完成されたものである。
すなわち本発明は以下の手段を有する。
In view of the above problems, the present inventor has analyzed the performance of piping made of a crosslinked resin and the physical properties of the radiation-crosslinked resin constituting the resin, and proceeded with the accumulation of data. As a result, it was discovered that there is a correlation between the creep resistance of the pipe material and the physical properties of the crosslinked resin obtained by a specific measurement method. Moreover, it discovered that the physical property of the said radiation crosslinking resin (resin crosslinked body) was achieved by the polyethylene resin which has specific molecular weight distribution etc. The present invention has been completed based on these new findings.
That is, the present invention has the following means.

〔1〕放射線により架橋されたポリエチレン樹脂の架橋体であって、
下記の条件において緩和時間スペクトル関数を求めたとき、スペクトル関数の曲線が最小値を有し、該最小値は緩和時間50秒〜100秒の間に存在し、その値(H(λ)Pa)が10,000以下であることを特徴とするポリエチレン樹脂架橋体。
「条件:シート状樹脂架橋体について、動的粘弾性測定試験機にて、パラレルプレートを用い、歪率1.0%、空気中190℃条件下で、角振動数を0.01〜100(1/s)までステップ的に変化させながら動的粘弾性スペクトル(ωを横軸にした貯蔵弾性率G’(ω)および動的損失G”(ω))を測定し、これを換算して求めた緩和時間−緩和時間スペクトル関数」
〔2〕給水給湯用の管材である〔1〕に記載のポリエチレン樹脂架橋体。
〔3〕緩和時間1秒〜10秒の間に、緩和時間スペクトル(H(λ)Pa)の極大点があり、該極大点の緩和時間スペクトル(H(λ)Pa)が10,000超である〔1〕または〔2〕に記載のポリエチレン樹脂架橋体。
〔4〕前記ポリエチレン樹脂が、エチレンの単独重合体、エチレンと5mol%以下のα−オレフィン単量体との共重合体、およびエチレンと官能基に炭素、酸素および水素原子だけを持つ1mol%以下の非オレフィン単量体との共重合体から選ばれる〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のポリエチレン樹脂架橋体。
〔5〕質量ゲル分率が60%以上である〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載のポリエチレン樹脂架橋体。
〔6〕ポリエチレン樹脂を含有する樹脂組成物を押出成形および架橋することにより製造した樹脂架橋体であって、
前記樹脂は、その密度が0.938〜0.953g/cm、MFRが0.01〜3.0g/10分、Mnが30,000以上、Mw/Mnが15.0以下で、かつLog10(Mw)4以下の範囲における累積含有率が3.0質量%以上9.0質量%以下であることを特徴とする〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂架橋体。
〔7〕密度が0.938〜0.953g/cm、MFRが0.01〜3.0g/10分、Mnが30,000以上、Mw/Mnが15.0以下で、かつLog10(Mw)4以下の範囲における累積含有率が3.0質量%以上9.0質量%以下であることを特徴とするポリエチレン樹脂。
〔8〕樹脂成分が、エチレンの単独重合体、エチレンと5mol%以下のα−オレフィン単量体との共重合体、およびエチレンと官能基に炭素、酸素および水素原子だけを持つ1mol%以下の非オレフィン単量体との共重合体から選ばれる〔7〕に記載のポリエチレン樹脂。
〔9〕〔7〕または〔8〕に記載の樹脂と、0.5〜2.0質量%の酸化防止剤とを配合してなる樹脂組成物。
〔10〕前記酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、またはそれらの組合せを含む〔9〕に記載の樹脂組成物。
〔11〕前記酸化防止剤のうち少なくとも1種類が、その分子構造内にエステル構造もしくはカルボニル構造を有する酸化防止剤である〔9〕または〔10〕に記載の樹脂組成物。
[1] A cross-linked polyethylene resin cross-linked by radiation,
When the relaxation time spectrum function is obtained under the following conditions, the curve of the spectrum function has a minimum value, and the minimum value exists between the relaxation time of 50 seconds and 100 seconds, and its value (H (λ) Pa) Is a polyethylene resin cross-linked product, characterized in that it is 10,000 or less.
“Conditions: For a sheet-like resin cross-linked body, a dynamic viscoelasticity measuring tester using a parallel plate, with a distortion of 1.0% and an angular frequency of 0.01 to 100 (under 190 ° C. in air) Measure the dynamic viscoelastic spectrum (storage elastic modulus G ′ (ω) and dynamic loss G ″ (ω) with ω as the horizontal axis) while changing it stepwise until 1 / s), and convert this Obtained relaxation time-relaxation time spectral function "
[2] The polyethylene resin cross-linked product according to [1], which is a pipe material for supplying hot water and hot water.
[3] There is a maximum point of the relaxation time spectrum (H (λ) Pa) in the relaxation time of 1 second to 10 seconds, and the relaxation time spectrum (H (λ) Pa) of the maximum point is over 10,000. The polyethylene resin crosslinked product according to [1] or [2].
[4] The polyethylene resin is a homopolymer of ethylene, a copolymer of ethylene and an α-olefin monomer of 5 mol% or less, and 1 mol% or less having only carbon, oxygen and hydrogen atoms in the ethylene and functional groups. The polyethylene resin crosslinked product according to any one of [1] to [3], which is selected from a copolymer with a non-olefin monomer.
[5] The crosslinked polyethylene resin according to any one of [1] to [4], wherein the mass gel fraction is 60% or more.
[6] A resin crosslinked product produced by extrusion molding and crosslinking a resin composition containing a polyethylene resin,
The resin has a density of 0.938 to 0.953 g / cm 3 , MFR of 0.01 to 3.0 g / 10 minutes, Mn of 30,000 or more, Mw / Mn of 15.0 or less, and Log. 10 (Mw) The cumulative content in the range of 4 or less is 3.0% by mass or more and 9.0% by mass or less, and the polyethylene resin cross-linking according to any one of [1] to [5] body.
[7] Density is 0.938 to 0.953 g / cm 3 , MFR is 0.01 to 3.0 g / 10 min, Mn is 30,000 or more, Mw / Mn is 15.0 or less, and Log 10 ( Mw) A polyethylene resin having a cumulative content in a range of 4 or less of 3.0% by mass or more and 9.0% by mass or less.
[8] The resin component is a homopolymer of ethylene, a copolymer of ethylene and an α-olefin monomer of 5 mol% or less, and 1 mol% or less of ethylene and a functional group having only carbon, oxygen and hydrogen atoms. The polyethylene resin according to [7], which is selected from a copolymer with a non-olefin monomer.
[9] A resin composition comprising the resin according to [7] or [8] and 0.5 to 2.0% by mass of an antioxidant.
[10] The resin composition according to [9], wherein the antioxidant includes a phenolic antioxidant, an amine antioxidant, or a combination thereof.
[11] The resin composition according to [9] or [10], wherein at least one of the antioxidants is an antioxidant having an ester structure or a carbonyl structure in its molecular structure.

本発明の樹脂架橋体は、放射線により架橋されたポリエチレン系樹脂の架橋体であって、添加樹脂の使用を必須とせずに、管材としたときに優れた耐クリープ性を達成することができる。また、本発明のポリエチレン樹脂およびその樹脂組成物は、上記の優れた物性を有する樹脂架橋体の原料として有用である。   The crosslinked resin of the present invention is a crosslinked polyethylene resin crosslinked by radiation, and can achieve excellent creep resistance when used as a pipe material without requiring the use of an additive resin. The polyethylene resin and the resin composition of the present invention are useful as a raw material for the crosslinked resin having the above excellent physical properties.

実施例および比較例で使用された原料樹脂の分子量分布(頻度)を示すグラフである。It is a graph which shows the molecular weight distribution (frequency) of the raw material resin used by the Example and the comparative example. 実施例および比較例で使用された原料樹脂の分子量分布(累積)を示すグラフである。It is a graph which shows the molecular weight distribution (cumulative) of the raw material resin used by the Example and the comparative example. 実施例および比較例で作製された樹脂架橋体の緩和時間−緩和時間スペクトル関数を示すグラフである。It is a graph which shows the relaxation time-relaxation time spectrum function of the resin crosslinked body produced by the Example and the comparative example. 耐熱クリープ特性試験における試験状態を模式的に示す断面図(JIS−K−6787付属書2図1)である。It is sectional drawing (JIS-K-6787 appendix 2 FIG. 1) which shows typically the test state in a heat-resistant creep characteristic test.

本発明の樹脂架橋体は、給水給湯用の配管に好適に適用することができ、緩和時間スペクトル関数で定義される特定の物性を有する。以下、本発明についてその好ましい実施形態を中心に説明するが、まず前記樹脂架橋体の原料となる樹脂およびその組成物について説明し、その後に樹脂架橋体の物性等について説明する。   The crosslinked resin body of the present invention can be suitably applied to piping for hot water supply and hot water supply, and has specific physical properties defined by a relaxation time spectrum function. Hereinafter, the present invention will be described focusing on preferred embodiments thereof. First, a resin that is a raw material of the crosslinked resin and the composition thereof will be described, and then the physical properties of the crosslinked resin will be described.

<ポリエチレン>
本発明の樹脂架橋体の原料はポリエチレン樹脂である。ここでポリエチレンとは、JISK6922−1に定義されるものであることが好ましい。具体的には、エチレンの単独重合体、エチレンと5mol%以下のα−オレフィン単量体との共重合体、およびエチレンと官能基に炭素、酸素および水素原子だけを持つ1mol%以下の非オレフィン単量体との共重合体から選ばれるものであることが好ましい。
<Polyethylene>
The raw material for the crosslinked resin of the present invention is a polyethylene resin. Here, the polyethylene is preferably one defined in JIS K6922-1. Specifically, a homopolymer of ethylene, a copolymer of ethylene and an α-olefin monomer of 5 mol% or less, and a non-olefin of 1 mol% or less having only carbon, oxygen and hydrogen atoms in the functional group of ethylene and ethylene. It is preferably one selected from a copolymer with a monomer.

・密度、MFR
本発明に用いられるポリエチレン樹脂は、その密度が0.938〜0.953g/cmであることが好ましい。これは、管の耐圧性と可とう性の両方の観点からである。この値が小さすぎると、材料の引張降伏強度が低くなり、管の耐圧性が不足する。一方この値が大きすぎると、材料の弾性率が高くなり、管の可とう性が不足する。
・ Density, MFR
The polyethylene resin used in the present invention preferably has a density of 0.938 to 0.953 g / cm 3 . This is from the viewpoint of both pressure resistance and flexibility of the tube. If this value is too small, the tensile yield strength of the material will be low and the pressure resistance of the tube will be insufficient. On the other hand, if this value is too large, the elastic modulus of the material will be high and the flexibility of the tube will be insufficient.

また、MFRを0.01〜3.0g/10分に限定することが好ましく、0.01〜1.0がより好ましく、0.01〜0.5が特に好ましい。これは、管の成形性と、放射線照射による架橋性の両方の観点からである。この値が小さすぎると、PEの分子量は大きくなる傾向にあるため放射線架橋には有利であるが、押出機への負荷が増し、成形性が不安定になる。また、この値が大きいと、成形時の樹脂の流動性が上がるため、押出機への負荷が減少し、成形の安定性は向上するが、放射線架橋が効率的に進行しないので、低照射線量で適切なゲル分率の架橋PE管を得ることが困難になる。また、この値が極端に高すぎると、放射線照射後に適切なゲル分率を得られないばかりか、成形時にドローダウンなどが起こり、パイプの寸法安定性に支障を来すことがある。   Moreover, it is preferable to limit MFR to 0.01-3.0 g / 10min, 0.01-1.0 are more preferable, and 0.01-0.5 are especially preferable. This is from the viewpoint of both the moldability of the tube and the crosslinkability by irradiation. If this value is too small, the molecular weight of PE tends to increase, which is advantageous for radiation crosslinking, but the load on the extruder increases and the moldability becomes unstable. In addition, if this value is large, the flowability of the resin during molding increases, so the load on the extruder is reduced and the molding stability is improved. Therefore, it becomes difficult to obtain a crosslinked PE tube having an appropriate gel fraction. On the other hand, if this value is too high, an appropriate gel fraction cannot be obtained after irradiation, and drawdown may occur during molding, which may hinder the dimensional stability of the pipe.

本発明において好ましく適用されるポリエチレン樹脂の数平均分子量Mnは30,000以上であることが好ましい。ここで、一般的に樹脂の物性を表すときに用いる重量平均分子量Mwではなく、数平均分子量Mnの値で規定を行っているのは、MwよりもMnのほうが、低分子量成分の大小に敏感な値だからである。Mnが30,000以上という値は、放射線架橋において好適なポリエチレンの分子量分布を考えたとき、分子量の大きな分子が占める割合が多く、分子量の小さな分子が占める割合が小さいものであることを示している。従って、この値が小さすぎると、最終到達ゲル分率が小さくなり、高温下での耐クリープ特性が損なわれる。また、Mnの上限値は特に定めないが、高すぎると、樹脂の流動性が悪くなり、押出機への負荷が増し、成形性が不安定になったり、生産性が落ちたりするため、実際にパイプを製造するに当っては、Mnが極端に高すぎないことが望ましい。この観点から、Mnは100,000以下であることが実際的であり、50,000以下であることが実際的である。   The number average molecular weight Mn of the polyethylene resin preferably applied in the present invention is preferably 30,000 or more. Here, not the weight average molecular weight Mw generally used for expressing the physical properties of the resin, but the number average molecular weight Mn is specified, Mn is more sensitive to the size of low molecular weight components than Mw. Because it is a good value. A value of Mn of 30,000 or more indicates that when considering the molecular weight distribution of polyethylene suitable for radiation crosslinking, a large proportion of molecules with a large molecular weight occupies a large proportion and a small proportion of molecules with a small molecular weight occupies. Yes. Therefore, if this value is too small, the final reached gel fraction becomes small and the creep resistance at high temperatures is impaired. In addition, the upper limit of Mn is not particularly defined, but if it is too high, the fluidity of the resin will deteriorate, the load on the extruder will increase, the moldability will become unstable, and the productivity will decrease. In manufacturing a pipe, it is desirable that Mn is not extremely high. From this point of view, Mn is practically 100,000 or less, and practically 50,000 or less.

また、同GPCで測定した重量平均分子量を数平均分子量で除した値(多分散度=PDI)は、15.0以下あることが好ましい。これより大きいと、放射線照射架橋時に十分なゲル分率が得られず、高温下での耐クリープ特性が損なわれる。PDIの下限値は特に無いが、この値が余り低すぎると、成形温度が変化したときのポリエチレン樹脂の粘度変化が大きくなりすぎ、成形性や寸法安定性が不安定になるため、現実的には3.0以上が望ましい。   Further, the value (polydispersity = PDI) obtained by dividing the weight average molecular weight measured by the GPC by the number average molecular weight is preferably 15.0 or less. If it is larger than this, a sufficient gel fraction cannot be obtained at the time of radiation irradiation crosslinking, and the creep resistance at high temperatures is impaired. There is no lower limit of PDI, but if this value is too low, the change in viscosity of the polyethylene resin when the molding temperature changes becomes too large, and the moldability and dimensional stability become unstable. Is preferably 3.0 or more.

さらに、ポリエチレン樹脂についてGPCで得られた分子量分布曲線におけるLog10Mw=4以下の分子量を持つ成分の累積含有率が3.0質量%以上9.0質量%以下であることが好ましく、4.0質量%以上8.5質量%以下であることがより好ましい。これは、ベース樹脂に含まれる低分子量成分の含有量を示している。この値が前記上限値よりも大きいと、放射線照射架橋をしても到達ゲル分率が低くなってしまうため、十分なゲル分率が得られず、高温下での耐クリープ特性が損なわれる。一方、前記下限値より小さいと、成形時のポリエチレンの流動性が落ちるため、成形性・生産性が極端に低下する。 Further, the cumulative content of components having a molecular weight of Log 10 Mw = 4 or less in the molecular weight distribution curve obtained by GPC for the polyethylene resin is preferably 3.0% by mass or more and 9.0% by mass or less. More preferably, it is 0 mass% or more and 8.5 mass% or less. This indicates the content of low molecular weight components contained in the base resin. If this value is larger than the above upper limit value, the reached gel fraction will be low even after radiation irradiation crosslinking, so that a sufficient gel fraction cannot be obtained and the creep resistance at high temperatures will be impaired. On the other hand, if it is smaller than the lower limit value, the flowability of polyethylene during molding is lowered, so that moldability and productivity are extremely lowered.

これらの数値限定は、分子量分布の形状を数値的に表現したものである。ベース樹脂として選定されるポリエチレンはその製造法を特に限定するものではないが、シングルサイト触媒系を使用して一段もしくは多段重合プロセスで製造されるか、不均一チーグラー触媒系を使用して一段もしくは多段重合プロセスで製造されたポリエチレン、またはフィリップス触媒を使用して製造されたポリエチレンであることが望ましい。すなわち、分子量分布がPDI≦15.0の範囲に入っており、かつ、瘤や歪な膨らみのない、一山の形状をしていることが望ましい。   These numerical limits are numerical representations of the shape of the molecular weight distribution. The polyethylene selected as the base resin is not particularly limited in its production method, but is produced in a single-stage or multi-stage polymerization process using a single site catalyst system, or in a single stage using a heterogeneous Ziegler catalyst system. Desirably, it is a polyethylene produced by a multi-stage polymerization process or a polyethylene produced using a Philips catalyst. That is, it is desirable that the molecular weight distribution is in a range of PDI ≦ 15.0, and that it has a mountain shape without a bump or a distorted bulge.

・製造方法
上述した範囲に樹脂密度、MFR、分子量分布をもつポリエチレン(ポリオレフィン)樹脂としては、例えば、チーグラーナッタ触媒等のマルチサイト触媒により得ることができる。とくに分子量分布(Mn、PDI、LogMw=4までの含有率)について言うと、その調整は下記のようにして行うことができる。
-Manufacturing method As polyethylene (polyolefin) resin which has resin density, MFR, and molecular weight distribution in the range mentioned above, it can obtain by multi-site catalysts, such as a Ziegler-Natta catalyst, for example. In particular, regarding the molecular weight distribution (contents up to Mn, PDI, Log Mw = 4), the adjustment can be performed as follows.

ポリエチレンは、不均一チーグラー触媒およびフィリップス触媒を使用して重合されたものが好ましい。一般的に、ポリエチレンの製造において用いられる触媒として、不均一チーグラー触媒、均一チーグラー触媒(いわゆるシングルサイト触媒)、フィリップス触媒、スタンダード触媒などが挙げられる。前記特定のポリエチレンを得るという観点から、不均一チーグラー触媒もしくはフィリップス触媒によって重合したポリエチレンが好ましい。不均一チーグラー触媒とは、塩化マグネシウムや水酸化塩化マグネシウムに担持した四塩化チタンに、助触媒としてトリエチルアルミニウムを加えた触媒である。これを使用した重合では、スラリー重合もしくは気相重合が主流である。また、いずれにおいても一段重合もしくは多段重合プロセスを選ぶことで、さまざまに分子量分布を制御することが可能である。フィリップス触媒とは、シリカに酢酸クロムなどのクロム化合物を担持し、空気中で焼成した触媒である。これを使用した重合では、溶液重合プロセスにより重合することが一般的である。   The polyethylene is preferably polymerized using a heterogeneous Ziegler catalyst and a Philips catalyst. In general, examples of the catalyst used in the production of polyethylene include a heterogeneous Ziegler catalyst, a homogeneous Ziegler catalyst (so-called single site catalyst), a Philips catalyst, and a standard catalyst. From the viewpoint of obtaining the specific polyethylene, polyethylene polymerized by a heterogeneous Ziegler catalyst or a Philips catalyst is preferable. A heterogeneous Ziegler catalyst is a catalyst obtained by adding triethylaluminum as a co-catalyst to titanium tetrachloride supported on magnesium chloride or magnesium hydroxide chloride. In the polymerization using this, slurry polymerization or gas phase polymerization is the mainstream. In any case, the molecular weight distribution can be controlled variously by selecting a single-stage polymerization or a multi-stage polymerization process. The Phillips catalyst is a catalyst in which a chromium compound such as chromium acetate is supported on silica and calcined in air. In polymerization using this, polymerization is generally performed by a solution polymerization process.

上述の2種類の触媒では、種類の異なる重合活性点が多数分布しているため、例えば均一チーグラー触媒と比較すると、分子量分布が広めのポリエチレンが得られるという特徴がある。この点において、本発明で規定するMw/Mnの範囲を満たすのに適する。また、これらの触媒は、他の2種類の触媒と比べて、触媒のデザインや重合条件の変更によって高分子量化が比較的容易であり、この点において、本発明で規定するLogM≦4およびMn≧30,000、すなわち、低分子量成分を少なくして高分子量成分を多くするのに適する。   Since the two types of catalysts described above have many different types of polymerization active sites distributed, for example, compared with a uniform Ziegler catalyst, polyethylene having a broad molecular weight distribution can be obtained. This point is suitable for satisfying the range of Mw / Mn defined in the present invention. Also, these catalysts are relatively easy to increase in molecular weight by changing the design of the catalyst and the polymerization conditions as compared with the other two types of catalysts. In this respect, LogM ≦ 4 and Mn ≧ 30,000, that is, suitable for increasing the high molecular weight component by decreasing the low molecular weight component.

本発明において規定されるポリエチレンを得られるのであれば、上述の2種類の触媒のうち、また採り得る製造プロセスのうち、いずれを用いて重合しても良い。こういった製造方法によって得られる特定の物性をもつポリエチレンとしては、例えば「ニポロンハード8600A」(商品名) 東ソー株式会社製 などが挙げられる。   If the polyethylene prescribed | regulated in this invention is obtained, you may superpose | polymerize using any of the above-mentioned two types of catalysts and the manufacturing process which can be taken. Examples of the polyethylene having specific physical properties obtained by such a production method include “NIPOLON HARD 8600A” (trade name) manufactured by Tosoh Corporation.

・樹脂の配合
本発明においては、ベース樹脂が、実質的にポリエチレン成分のみからなることが好ましい。具体的には、ベース樹脂のポリエチレン成分を100質量部としたとき、それ以外の樹脂の含有量が5質量部以下であることが好ましく、この比率は3質量部以下であることがより好ましく、1質量部以下であることが特に好ましい。たとえば、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)などとブレンドして用いることも挙げられるが、本発明においては、ベース樹脂がエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)を含まないことが好ましく、その他の樹脂も含めポリエチレン以外の樹脂とブレンドされていないことが好ましい。なぜならば、EVA樹脂をはじめとする、分子内にエステル結合構造を持つ樹脂とのブレンドにより、放射線架橋を補助する効果が期待できるが、一方で、酢酸臭やアクリル臭の原因になったり、味に影響を与えるなどのことがありうるためである。こういった観点から、本特許におけるベース樹脂は、ポリエチレン成分のみからなることが最も好ましい。なお、上記樹脂成分の評価の仕方に特に制限はないが、低分子量成分を除外して対比する場合には、LogMw=4までの分子量をもつ成分を除外して上記樹脂成分の組成を評価してもよい。
-Blending of resin In the present invention, it is preferable that the base resin consists essentially of a polyethylene component. Specifically, when the polyethylene component of the base resin is 100 parts by mass, the content of other resins is preferably 5 parts by mass or less, and this ratio is more preferably 3 parts by mass or less. The amount is particularly preferably 1 part by mass or less. For example, it may be blended with ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) or the like, but in the present invention, it is preferable that the base resin does not contain ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA). It is preferable that it is not blended with resin other than polyethylene including this resin. This is because blending with EVA resin and other resins having an ester bond structure in the molecule can be expected to assist in radiation crosslinking, but on the other hand, it can cause acetic acid odor and acrylic odor. This is because it may affect the From this point of view, the base resin in this patent is most preferably composed of only a polyethylene component. The method for evaluating the resin component is not particularly limited. However, when the low molecular weight component is excluded and compared, the component having a molecular weight up to Log Mw = 4 is excluded and the composition of the resin component is evaluated. May be.

<酸化防止剤> <Antioxidant>

本発明にける樹脂組成物には、ベース樹脂のほかに、酸化防止剤を配合することができる。特に日本の水道水には殺菌を目的として微量の次亜塩素酸が含まれており、これがパイプの酸化劣化を促進するため、長期寿命の観点からは、酸化防止剤の配合は必須である。   In addition to the base resin, an antioxidant may be added to the resin composition in the present invention. In particular, Japanese tap water contains a small amount of hypochlorous acid for the purpose of sterilization, and this promotes oxidative deterioration of the pipe. Therefore, from the viewpoint of long life, the addition of an antioxidant is essential.

一方で、酸化防止剤は放射線架橋時に架橋を阻害する。放射線による架橋プロセスはラジカル反応であるが、酸化防止剤はこのラジカルを不活性化してしまうため、架橋反応と競合するのである。また、この競合により、架橋時に酸化防止剤が消費されてしまう。従って、長期的に使用されうる給水給湯管を得るという観点から、先述したような放射線架橋に好適なポリエチレンを選定するのみならず、架橋反応を阻害しにくく、かつ、放射線で消費されにくい酸化防止剤を選定することも重要である。   On the other hand, antioxidants inhibit crosslinking during radiation crosslinking. Although the crosslinking process by radiation is a radical reaction, the antioxidant inactivates this radical and thus competes with the crosslinking reaction. This competition also consumes antioxidants during crosslinking. Therefore, from the viewpoint of obtaining a hot water supply pipe that can be used for a long time, not only the polyethylene suitable for the radiation crosslinking as described above is selected, but also the antioxidant that is difficult to inhibit the crosslinking reaction and is not easily consumed by radiation. It is also important to select the agent.

本発明者らは、特にフェノール系酸化防止剤およびアミン系酸化防止剤において、放射線架橋の阻害が少なく、放射線による酸化防止剤の消費が少ないことを見出した。その中でも、分子内にエステル基もしくはカルボニル基を有するフェノール系およびアミン系の酸化防止剤において、上記の効果が大きいことを見出した。エステル基もしくはカルボニル基が、分子内のラジカルと共鳴構造を形成することにより安定化し、酸化防止剤がラジカルをトラップするのを一時的に抑制する効果を持つという機構が考えられる。   The present inventors have found that, particularly in phenolic antioxidants and amine-based antioxidants, there is little inhibition of radiation crosslinking, and the consumption of antioxidants by radiation is low. Among them, the present inventors have found that the above effects are great in phenol-based and amine-based antioxidants having an ester group or a carbonyl group in the molecule. It is conceivable that the ester group or carbonyl group is stabilized by forming a resonance structure with the radical in the molecule, and has an effect of temporarily suppressing the antioxidant from trapping the radical.

本系に適用する場合には、放射線照射架橋処理に好適なこれらエステル基もしくはカルボニル基を含む酸化防止剤をベースに、給水給湯用途を視野に入れた酸化防止剤(耐水抽出性や耐塩素水性により優れる酸化防止剤)をブレンドして用いてもよい。   When applied to this system, based on antioxidants containing ester groups or carbonyl groups suitable for radiation irradiation crosslinking treatment, antioxidants (water extraction resistance and chlorine water resistance) with a view to water supply and hot water use May be blended with a more excellent antioxidant.

系内に配合する酸化防止剤の量は、0.5〜2.0質量%が好ましく、0.7〜1.5質量%がより好ましい。これより少なければ、放射線照射により消費されたあとに残存する酸化防止剤量が少なすぎ、長期寿命が短くなる。また、これより多ければ、放射線架橋時の架橋阻害が大きくなりすぎ、高温下における耐クリープ特性を得るのに十分なゲル分率を達成するために必要な放射線量が高くなるため、生産性が著しく低下するうえ、高線量照射による樹脂の劣化も起きるため、やはり長期寿命に悪影響を及ぼす。   0.5-2.0 mass% is preferable and, as for the quantity of the antioxidant mix | blended in a system, 0.7-1.5 mass% is more preferable. If it is less than this, the amount of antioxidant remaining after consumption by radiation irradiation is too small, and the long-term life is shortened. Further, if it is more than this, the inhibition of crosslinking at the time of radiation crosslinking becomes too large, and the radiation dose necessary for achieving a gel fraction sufficient to obtain creep resistance at high temperatures becomes high, so the productivity is high. In addition to being significantly reduced, the resin is also deteriorated by high-dose irradiation, which also adversely affects the long-term life.

本発明の好ましい実施形態によれば、上記のとおり酸化防止剤を配合することで、放射線照射での架橋処理によって酸化防止剤が部分的に消費されたあとも長期性能(耐酸化劣化性、耐塩素水性)を維持する程度に酸化防止剤が残存し、好適なゲル分率の給水給湯用架橋ポリエチレン管提供することができる。なお、放射線は電子線を好適に使用できるが、必要によりγ線などの活性放射線を利用してもよい。以下、電子線照射にかかる実施形態について詳細に説明する。   According to a preferred embodiment of the present invention, by blending an antioxidant as described above, long-term performance (oxidation degradation resistance, resistance to resistance) after the antioxidant is partially consumed by the crosslinking treatment by radiation irradiation. The antioxidant remains to the extent that the chlorine aqueous solution is maintained, and a cross-linked polyethylene pipe for hot and cold water supply with a suitable gel fraction can be provided. In addition, although an electron beam can be used suitably for a radiation, you may utilize actinic radiation, such as a gamma ray, as needed. Hereinafter, embodiments according to electron beam irradiation will be described in detail.

<照射機>
電子線を照射する装置は、必要な加速電圧と照射線量が得られるものであればどのようなタイプのものでも良い。加速電圧は500keV以上、また、厚さ1mmのポリエチレン管の場合で2MeV以上であることが好ましく、生産性の面からは5〜10MeVのものを使用するのが最も好ましい。
<Irradiator>
The device for irradiating the electron beam may be of any type as long as the necessary acceleration voltage and irradiation dose can be obtained. The acceleration voltage is preferably 500 keV or more, and preferably 2 MeV or more in the case of a polyethylene tube having a thickness of 1 mm. From the viewpoint of productivity, it is most preferable to use 5 to 10 MeV.

<照射方法>
放射線の照射方法は、ポリエチレン管をドラムに巻き、そのまま束状で照射する方法(束照射法)や、ポリエチレン管を回転式ドラムに掛け、機械的に引き回し、何重かに並列にして流しながら照射する方法(ライン照射法)によるものがある。いずれの照射方法でも架橋ポリエチレン管の製造は可能である。
<照射線量>
線量の最適値はベース樹脂であるポリエチレンの種類や、添加している添加剤の種類によって異なるが、本特許に記載の材料を使用した場合、60〜270kGyの範囲で所望の物性を満たす給水給湯用電子線架橋ポリエチレン管が得られる。照射線量が低すぎるとゲル分率が目標値に達せず、多すぎると添加した酸化防止剤の過剰な消費や、樹脂の劣化を招き、長期寿命が低下する。
<Irradiation method>
The irradiation method is to wrap a polyethylene tube around a drum and irradiate it as a bundle (bundle irradiation method), or to hang a polyethylene tube on a rotary drum, mechanically route it, There is a method by irradiation (line irradiation method). Either irradiation method can produce a crosslinked polyethylene tube.
<Irradiation dose>
The optimum value of the dose varies depending on the type of polyethylene as the base resin and the type of additive added, but when using the materials described in this patent, hot water and hot water supply satisfying the desired physical properties in the range of 60 to 270 kGy. An electron beam cross-linked polyethylene tube is obtained. If the irradiation dose is too low, the gel fraction does not reach the target value. If the irradiation dose is too high, excessive consumption of the added antioxidant and deterioration of the resin are caused, and the long-term life is reduced.

<樹脂架橋体>
・ゲル分率
ゲル分率は架橋度を表す指標となる。本発明の樹脂架橋体は、「高温下の耐クリープ特性」を十分に満足させるために、好ましくは質量ゲル分率が60%以上であり、65%以上であることがより好ましい。ゲル分率の上限は特に制限はないが、90%以下であることが実際的である。ゲル分率が低すぎると高温下での耐クリープ特性が損なわれる。ゲル分率の測定は、後記実施例に記載の方法で行うことができる。
<Resin crosslinked body>
-Gel fraction The gel fraction is an index representing the degree of crosslinking. The crosslinked resin of the present invention preferably has a mass gel fraction of 60% or more, and more preferably 65% or more, in order to sufficiently satisfy “creep resistance at high temperatures”. The upper limit of the gel fraction is not particularly limited, but is practically 90% or less. If the gel fraction is too low, the creep resistance at high temperatures is impaired. The gel fraction can be measured by the method described in Examples below.

<緩和時間スペクトル>
本発明の樹脂架橋体は、下記の条件において求めた緩和時間スペクトル関数H(λ)/Paの最小値が、緩和時間50秒〜100秒の間に存在し、その値が10,000Pa以下であることが特徴である。
<Relaxation time spectrum>
In the resin crosslinked product of the present invention, the minimum value of the relaxation time spectrum function H (λ) / Pa obtained under the following conditions exists between the relaxation times of 50 seconds to 100 seconds, and the value is 10,000 Pa or less. It is a feature.

「条件:13Aの架橋後パイプから25Φシート状に打抜いたサンプルについて、動的粘弾性測定試験機にて、パラレルプレートを用い、歪率1.0%、空気中190℃条件下で、角振動数を0.01〜100(1/s)までステップ的に変化させながら動的粘弾性スペクトル(ωを横軸にした貯蔵弾性率G’(ω)および動的損失G”(ω))を測定し、これを換算して求めた緩和時間−緩和時間スペクトル関数」 “Condition: A sample punched out from a 13A cross-linked pipe into a 25Φ sheet shape was subjected to a dynamic viscoelasticity measuring tester using a parallel plate, with a distortion rate of 1.0% and an angle of 190 ° C. in air. Dynamic viscoelastic spectrum (storage elastic modulus G ′ (ω) and dynamic loss G ″ (ω) with ω as a horizontal axis) while changing the frequency stepwise from 0.01 to 100 (1 / s) Was measured and converted to obtain relaxation time-relaxation time spectrum function "

ちなみに、動的粘弾性スペクトルから緩和時間−緩和時間スペクトル関数への換算は、以下の式に従って行う。
貯蔵弾性率G’(ω)および動的損失G”(ω)の比は、損失正接tanδ(ω)と定義されるが、ここでオイラーの定理e±iθ=cosθ±isiniθを使用すると、複素弾性率G*(iω)は下式で表される。

Figure 2013227460
また、複素弾性率は緩和弾性率のフーリエ変換によって、下のような関係式に表される。
Figure 2013227460
一方、緩和弾性率G(t)と緩和時間−緩和時間スペクトル関数(H(τ))の間には、下式のような関係がある。ここでtは時間、τは緩和時間を表す。
Figure 2013227460
上述の2つの関係式から、貯蔵弾性率G’(ω)および動的損失G”(ω)とH(τ)の関係が導き出されるため、G’(ω)およびG”(ω)の測定結果からH(τ)に換算することで緩和スペクトル関数を求める。
ちなみに、G’(ω)およびG”(ω)とH(τ)との関係は、下式によって与えられる。
Figure 2013227460
以上の操作によって得られた緩和時間−緩和時間スペクトル関数において、本発明による架橋ポリエチレン管は、緩和時間スペクトル関数H(λ)(Pa)の最小値が、緩和時間50秒〜100秒の間に存在し、その値が10,000Pa以下であり、8,000Pa以下であることがより好ましい。この下限値は特に制限されないが、1,000Pa以上であることが実際的である。なお、上記の数式においてλは、Ln(τ)である。
また、本発明においては、上記と同様の観点より、その樹脂架橋体について、緩和時間1秒〜50秒(好ましくは1秒〜10秒)の間における緩和時間スペクトル(H(λ)Pa)が、10,000超であることが好ましい。さらに、緩和時間1秒〜50秒(好ましくは1秒〜10秒)の間に、緩和時間スペクトル(H(λ)Pa)の極大点があり、該極大点の緩和時間スペクトル(H(λ)Pa)が10,000超であることが好ましい。 Incidentally, conversion from a dynamic viscoelastic spectrum to a relaxation time-relaxation time spectrum function is performed according to the following equation.
The ratio of the storage elastic modulus G ′ (ω) and the dynamic loss G ″ (ω) is defined as the loss tangent tan δ (ω). Here, using Euler's theorem e ± iθ = cos θ ± isiniθ, the complex The elastic modulus G * (iω) is expressed by the following equation.
Figure 2013227460
The complex elastic modulus is expressed by the following relational expression by Fourier transform of the relaxation elastic modulus.
Figure 2013227460
On the other hand, there is a relationship between the relaxation modulus G (t) and the relaxation time-relaxation time spectrum function (H (τ)) as shown in the following equation. Here, t represents time and τ represents relaxation time.
Figure 2013227460
Since the relationship between the storage elastic modulus G ′ (ω) and the dynamic loss G ″ (ω) and H (τ) is derived from the above two relational expressions, the measurement of G ′ (ω) and G ″ (ω) A relaxation spectrum function is obtained by converting the result into H (τ).
Incidentally, the relationship between G ′ (ω) and G ″ (ω) and H (τ) is given by the following equation.
Figure 2013227460
In the relaxation time-relaxation time spectrum function obtained by the above operation, the crosslinked polyethylene tube according to the present invention has a minimum value of the relaxation time spectrum function H (λ) (Pa) between the relaxation time of 50 seconds and 100 seconds. It exists and the value is 10,000 Pa or less, and it is more preferable that it is 8,000 Pa or less. Although this lower limit is not particularly limited, it is practical that it is 1,000 Pa or more. In the above formula, λ is Ln (τ).
Moreover, in this invention, the relaxation time spectrum (H ((lambda)) Pa) between relaxation time 1 second-50 seconds (preferably 1 second-10 second) is about the resin crosslinked body from the viewpoint similar to the above. Preferably it is greater than 10,000. Further, there is a maximum point of the relaxation time spectrum (H (λ) Pa) between the relaxation time of 1 second and 50 seconds (preferably 1 second to 10 seconds), and the relaxation time spectrum (H (λ)) of the maximum point. It is preferred that Pa) is greater than 10,000.

本発明において上記のように樹脂架橋体の緩和時間−緩和スペクトル関数の関係を規定したことにより優れた効果を奏する理由は、未解明の部分を含むが、下記のように推定される。
電子線架橋は、電離放射線によって系内に瞬間的にラジカルを発生させ、その作用によって架橋反応を進行させる手法である。本発明の樹脂架橋体に見られる、上述のような緩和時間スペクトル関数の特徴的な挙動は、ポリエチレン材料の中でも大きな絡み合い密度および分子量を有している成分が架橋体を優位に形成することを示しており、緩和時間50〜100秒の領域が丁度この箇所に該当すると考えられる。このことは、非晶性ポリマー(この測定においてPEは融点より高い温度下〔190℃〕に置かれるため、非晶性ポリマーと見なせる)の緩和時間スペクトル関数における緩和時間と、高分子鎖の絡み合い密度および分子量との間に相関関係があること、また、電子線架橋法以外の手法による架橋では、この緩和時間領域では最小値が見られないことの双方から推察されることである。
In the present invention, the reason why the excellent effect is obtained by defining the relationship between the relaxation time-relaxation spectrum function of the crosslinked resin as described above includes an unclear part, but is estimated as follows.
Electron beam crosslinking is a technique in which radicals are instantaneously generated in the system by ionizing radiation, and the crosslinking reaction proceeds by the action thereof. The characteristic behavior of the relaxation time spectral function as described above, which is seen in the crosslinked resin of the present invention, is that a component having a large entanglement density and molecular weight among polyethylene materials forms a crosslinked body predominantly. It can be considered that the region with a relaxation time of 50 to 100 seconds corresponds to this location. This means that the relaxation time in the relaxation time spectral function of the amorphous polymer (PE is considered to be an amorphous polymer because PE is placed at a temperature higher than the melting point [190 ° C.] in this measurement) and the entanglement of the polymer chain. It is presumed from the fact that there is a correlation between the density and the molecular weight, and that the minimum value is not observed in this relaxation time region in the case of crosslinking by a method other than the electron beam crosslinking method.

架橋後サンプルの測定で、この箇所に緩和時間スペクトル関数の最小値が存在することは、この領域のPEが電子線により架橋することで、より長い緩和時間領域(=見かけ上の分子量がより大きな領域)へと移行したことを意味している。従って、この緩和時間領域における緩和時間スペクトル関数の最小値が小さなサンプルほど、より長い緩和時間領域へ移行した成分−すなわち重量ゲル分率測定においてキシレンに不溶の成分が多いことを意味し、その結果として架橋度が高くなったことを示していると考えられる。   In the measurement of the post-crosslinking sample, the minimum value of the relaxation time spectrum function is present at this point. This is because the PE in this region is cross-linked by an electron beam, so that a longer relaxation time region (= apparent molecular weight is larger). It means that it has moved to (region). Therefore, a sample having a smaller minimum value of the relaxation time spectrum function in this relaxation time region means that there are more components that have shifted to a longer relaxation time region--that is, insoluble components in xylene in the weight gel fraction measurement. It is thought that this indicates that the degree of crosslinking has increased.

本発明の好ましい実施形態によれば、最低限の照射線量で必要な物性(高温下における耐クリープ特性および長期特性)が得られるため、電子線の照射にかかるコストが低減でき、生産性も向上する。また、照射時の酸化防止剤消費も最低限に抑えられるため、系内に存在する酸化防止剤および添加物の分解残渣も最低限に抑えることができ、より衛生性に優れた給水給湯用の配管を得ることが可能となる。その上、前述のとおり緩和時間−緩和スペクトル関数を特定の領域に限定したため、その樹脂架橋体で構成された配管は、長期クリープ特性に優れるという産業利用上の利点を有する。   According to a preferred embodiment of the present invention, necessary physical properties (creep resistance and long-term characteristics at high temperatures) can be obtained with a minimum irradiation dose, so that the cost for electron beam irradiation can be reduced and productivity can be improved. To do. In addition, since the consumption of antioxidants during irradiation can be minimized, the decomposition residue of antioxidants and additives present in the system can be minimized, and it can be used for hot water and hot water with better hygiene. Piping can be obtained. In addition, since the relaxation time-relaxation spectrum function is limited to a specific region as described above, the piping formed of the crosslinked resin has an advantage in industrial use that it has excellent long-term creep characteristics.

本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明がこれにより限定して解釈されるものではない。   The present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention should not be construed as being limited thereby.

(実施例・比較例)
(1)材料
下表1に記載のポリエチレンをベース樹脂とした。また、ベース樹脂には、酸化防止剤としてテトラキス[メチレン−3−(3‘,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン0.53重量%添加し、樹脂組成物とした。
(Examples and comparative examples)
(1) Material Polyethylene listed in Table 1 below was used as a base resin. Further, tetrakis [methylene-3- (3 ′, 5′-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane 0.53% by weight as an antioxidant is added to the base resin, did.

(2)ポリエチレン管の製造
スクリュー径80mm、L/D=25の単軸押出機とその吐出口に結合したダイおよびニップルを設備とし、樹脂組成物を管状の溶融物として押出し、樹脂温度200℃で押出された管状樹脂組成物溶融物を成形冷却し、外径17.2mm、厚さ2.1mmのポリエチレン管を得た。
(2) Production of polyethylene pipe A single-screw extruder with a screw diameter of 80 mm and L / D = 25, a die and a nipple connected to the discharge port, and a resin composition are extruded as a tubular melt, and a resin temperature of 200 ° C. The molten tubular resin composition extruded in step 1 was molded and cooled to obtain a polyethylene tube having an outer diameter of 17.2 mm and a thickness of 2.1 mm.

(3)電子線照射
電子線照射機(繰返し加速方式による電子線照射機)にて、加速電圧10MeV、電流値10mA、1回の照射量15kGy×10パス(合計照射量150kGy)、温度常温(各照射パス後に常温に戻るまで空冷)、雰囲気空気の条件にて電子線の照射を行った。
(3) Electron Beam Irradiation With an electron beam irradiator (electron beam irradiator using a repetitive acceleration method), an acceleration voltage of 10 MeV, a current value of 10 mA, a single irradiation dose of 15 kGy × 10 passes (total irradiation dose of 150 kGy), and a temperature at room temperature ( After each irradiation pass, air cooling was performed until the temperature returned to room temperature), and irradiation with an electron beam was performed under conditions of atmospheric air.

Figure 2013227460
Figure 2013227460

(4)評価
[密度]
密度は、JIS K 7112のD法により測定した。
(4) Evaluation [density]
The density was measured by D method of JIS K 7112.

[MFR]
MFRは、JIS K 7210の試験温度190℃・荷重21.18Nに準じた方法で測定した。
[MFR]
MFR was measured by a method according to JIS K 7210 test temperature 190 ° C. and load 21.18N.

[分子量・多分散度(PDI)の測定]
重量平均分子量、数平均分子量、多分散度(Mw/Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフ法により下記の条件で測定した。
(測定条件)
装 置:Water製 GPC/V2000
カラム:Shodex AT−G+AT−806MS×2本
溶 媒:o−ジクロロベンゼン
温 度:カラムおよびインジェクター 145℃
濃 度:約1.0g/L
流 速:1.0mL/min
分子量計算:標準PSを用いたユニバーサルキャリブレーション
[Measurement of molecular weight and polydispersity (PDI)]
The weight average molecular weight, number average molecular weight, and polydispersity (Mw / Mn) were measured under the following conditions by gel permeation chromatography.
(Measurement condition)
Equipment: GPC / V2000 manufactured by Water
Column: Shodex AT-G + AT-806MS × 2 Solvent: o-dichlorobenzene Temperature: Column and injector 145 ° C.
Concentration: about 1.0 g / L
Flow rate: 1.0 mL / min
Molecular weight calculation: Universal calibration using standard PS

[ゲル分率の測定]
ゲル分率の測定に用いる試料は、架橋ポリエチレン管から0.1〜0.2mmの厚みにスライス又は削り取ったものとした。試料の質量を0.750±0.050gとした。ふた付きのクリーンで乾燥したかごの質量を1mgの感量で測定した(質量m)。次いでかごの中に試料を入れ、試料入りのかごの質量を1mgの感量で測定した(質量m)。試料が入ったかごをフラスコ内に入れ、確実に浸漬し続けることのできる十分な量のキシレンを入れた。勢いよく溶剤を8時間±5分沸騰させた。沸騰した溶剤から試料の残留物とかごを取り出し、140℃±2℃で少なくとも85kPaの負圧下の真空炉によって3時間乾燥させた。冷却後にかご及び残留物を1mgの感量で測定した(質量m)。ゲル分率Gは以下の下記数式Aにより算定した。
=(m−m)/(m−m)×100 数式A
[Measurement of gel fraction]
The sample used for measuring the gel fraction was sliced or scraped from a crosslinked polyethylene tube to a thickness of 0.1 to 0.2 mm. The mass of the sample was 0.750 ± 0.050 g. The mass of a clean and dried basket with a lid was measured with a sensitivity of 1 mg (mass m 1 ). Next, the sample was put in the cage, and the mass of the cage with the sample was measured with a sensitivity of 1 mg (mass m 2 ). The basket with the sample was placed in the flask, and a sufficient amount of xylene was added to ensure that it was kept immersed. The solvent was vigorously boiled for 8 hours ± 5 minutes. The sample residue and basket were removed from the boiling solvent and dried in a vacuum oven at 140 ° C. ± 2 ° C. under a negative pressure of at least 85 kPa for 3 hours. After cooling, the cage and the residue were measured with a sensitivity of 1 mg (mass m 3 ). Gel fraction G 1 is calculated by the following the following formula A.
G 1 = (m 3 −m 1 ) / (m 2 −m 1 ) × 100 Formula A

[緩和時間−緩和時間スペクトル関数の測定]
13Aの架橋後パイプから25Φシート状に打抜いたサンプルについて、動的粘弾性測定試験機にて、パラレルプレートを用い、歪率1.0%、空気中190℃条件下で、角振動数を0.01〜100(1/s)までステップ的に変化させながら動的粘弾性スペクトル(ωを変数とする貯蔵弾性率G’(ω)および動的損失G”(ω))を測定し、これを換算して緩和時間−緩和時間スペクトル関数を求めた。計算式は先述の通りである。ここから、緩和時間50〜100秒における緩和時間スペクトル関数の最小値を読み取った。
[Measurement of relaxation time-relaxation time spectral function]
For a sample punched out into a 25Φ sheet from a 13A cross-linked pipe, the angular frequency was measured using a parallel plate with a dynamic viscoelasticity measurement tester under a distortion rate of 1.0% and in air at 190 ° C. Measure the dynamic viscoelasticity spectrum (storage elastic modulus G ′ (ω) and dynamic loss G ″ (ω) with ω as a variable) while changing stepwise from 0.01 to 100 (1 / s), The relaxation time-relaxation time spectrum function was calculated by converting this, and the calculation formula is as described above, from which the minimum value of the relaxation time spectrum function at the relaxation time of 50 to 100 seconds was read.

[熱間内圧クリープ試験(クリープ性)]
上述のように作製した各実施例及び比較例の試料について、JIS K 6787 付属書2に則り熱間内圧クリープ試験を行い、170時間および8760時間をクリアするかどうかについて評価を行なった。上記試験の概略を下記に示す。
試験片の両端部を密栓し(図4参照)、内部に一定の内圧を加えるための加圧装置、試験片の温度を一定に保つための水槽又はオーブンを使用した。試験片はすべて製造後15時間以上経過した管から採取した。試験片の両端は管軸に直角になるように切断し、試験片の有効長さは、最小250mmとした。試験片の数は少なくとも3個とした。試験片は試験温度(95℃(170時間法)もしくは110℃(8760時間法))に対し0〜5℃高い温度に設定した水で管内を満たし、前記試験温度の水槽ないしオーブンに入れ、15分間静置した。その後、加圧装置に連結して附属書2表1により求められる規定圧力になるよう加圧した。この状態でそれぞれの試験片を規定時間放置した。表中、破壊があった場合を「Fair」、破壊が無かった場合を「Good」とした。この試験によって確認される架橋ポリエチレン管の性能としては、JIS−K6769に記載の表1におけるPN15種の管の使用温度および最高使用圧力による分類によって明確にされており、この条件下における50年の使用を保証している。
[Hot internal pressure creep test (creep property)]
About the sample of each Example and comparative example produced as mentioned above, the hot internal pressure creep test was done according to JISK6787 appendix 2, and it was evaluated whether 170 hours and 8760 hours were cleared. The outline of the test is shown below.
Both ends of the test piece were sealed (see FIG. 4), and a pressurizing device for applying a constant internal pressure inside, a water bath or an oven for keeping the temperature of the test piece constant were used. All test specimens were collected from tubes that had passed 15 hours or more after production. Both ends of the test piece were cut so as to be perpendicular to the tube axis, and the effective length of the test piece was a minimum of 250 mm. The number of test pieces was at least three. The test piece was filled with water set at a temperature 0 to 5 ° C. higher than the test temperature (95 ° C. (170 hours method) or 110 ° C. (8760 hours method)), placed in a water bath or oven at the test temperature, 15 Let stand for a minute. Then, it connected with the pressurization apparatus and pressurized so that it might become the regulation pressure calculated | required by Annex 2 Table 1. FIG. In this state, each test piece was left for a specified time. In the table, “Fair” was given when there was a failure, and “Good” was given when there was no failure. The performance of the cross-linked polyethylene pipe confirmed by this test is clarified by the classification according to the service temperature and the maximum service pressure of the PN15 pipe in Table 1 described in JIS-K6769. Guaranteed use.

参考として、代表的な実施例および比較例の分子量分布(図1,2)および緩和時間スペクトル(図3)を示す。なお、図3中の未架橋樹脂は、実施例1の架橋前の樹脂を上記と同様の条件で測定した値である(測定温度は190℃である。)。   For reference, molecular weight distributions (FIGS. 1 and 2) and relaxation time spectra (FIG. 3) of representative examples and comparative examples are shown. In addition, the uncrosslinked resin in FIG. 3 is a value obtained by measuring the resin before crosslinking in Example 1 under the same conditions as described above (measurement temperature is 190 ° C.).

以上より、本発明で規定される緩和時間−緩和時間スペクトル関数を満たす放射線架橋ポリエチレン管は、高い熱間内圧クリープ性を達成することが分かる。また、本発明で規定される樹脂密度、MFR、分子量分布を満足するポリエチレン樹脂は、EVAなどの配合にたよらずに、上記の優れた性能を示す放射線架橋ポリエチレンの製造を実現することができる。   From the above, it can be seen that the radiation-crosslinked polyethylene pipe satisfying the relaxation time-relaxation time spectrum function defined in the present invention achieves high hot internal pressure creep properties. Moreover, the polyethylene resin satisfying the resin density, MFR, and molecular weight distribution defined in the present invention can realize the production of radiation-crosslinked polyethylene exhibiting the above excellent performance without depending on the blending of EVA or the like.

Claims (11)

放射線により架橋されたポリエチレン樹脂の架橋体であって、
下記の条件において緩和時間スペクトル関数を求めたとき、スペクトル関数の曲線が最小値を有し、該最小値は緩和時間50秒〜100秒の間に存在し、その値(H(λ)Pa)が10,000以下であることを特徴とするポリエチレン樹脂架橋体。
「条件:シート状樹脂架橋体について、動的粘弾性測定試験機にて、パラレルプレートを用い、歪率1.0%、空気中190℃条件下で、角振動数を0.01〜100(1/s)までステップ的に変化させながら動的粘弾性スペクトル(ωを横軸にした貯蔵弾性率G’(ω)および動的損失G”(ω))を測定し、これを換算して求めた緩和時間−緩和時間スペクトル関数」
A crosslinked polyethylene resin crosslinked by radiation,
When the relaxation time spectrum function is obtained under the following conditions, the curve of the spectrum function has a minimum value, and the minimum value exists between the relaxation time of 50 seconds and 100 seconds, and its value (H (λ) Pa) Is a polyethylene resin cross-linked product, characterized in that it is 10,000 or less.
“Conditions: For a sheet-like resin cross-linked body, a dynamic viscoelasticity measuring tester using a parallel plate, with a distortion of 1.0% and an angular frequency of 0.01 to 100 (under 190 ° C. in air) Measure the dynamic viscoelastic spectrum (storage elastic modulus G ′ (ω) and dynamic loss G ″ (ω) with ω as the horizontal axis) while changing it stepwise until 1 / s), and convert this Obtained relaxation time-relaxation time spectral function "
給水給湯用の管材である請求項1に記載のポリエチレン樹脂架橋体。   The cross-linked polyethylene resin according to claim 1, which is a pipe for water supply and hot water supply. 緩和時間1秒〜10秒の間に、緩和時間スペクトル(H(λ)Pa)の極大点があり、該極大点の緩和時間スペクトル(H(λ)Pa)が10,000超である請求項1または2に記載のポリエチレン樹脂架橋体。   A relaxation time spectrum (H (λ) Pa) has a maximum point within a relaxation time of 1 second to 10 seconds, and the relaxation time spectrum (H (λ) Pa) of the maximum point is more than 10,000. 3. A crosslinked polyethylene resin according to 1 or 2. 前記ポリエチレン樹脂が、エチレンの単独重合体、エチレンと5mol%以下のα−オレフィン単量体との共重合体、およびエチレンと官能基に炭素、酸素および水素原子だけを持つ1mol%以下の非オレフィン単量体との共重合体から選ばれる請求項1〜3のいずれかに記載のポリエチレン樹脂架橋体。   The polyethylene resin is a homopolymer of ethylene, a copolymer of ethylene and 5 mol% or less α-olefin monomer, and 1 mol% or less of non-olefin having only carbon, oxygen and hydrogen atoms in the functional group of ethylene and ethylene. The polyethylene resin crosslinked body according to any one of claims 1 to 3, which is selected from a copolymer with a monomer. 質量ゲル分率が60%以上である請求項1〜4のいずれかに記載のポリエチレン樹脂架橋体。   The cross-linked polyethylene resin according to any one of claims 1 to 4, wherein the mass gel fraction is 60% or more. ポリエチレン樹脂を含有する樹脂組成物を押出成形および架橋することにより製造した樹脂架橋体であって、
前記樹脂は、その密度が0.938〜0.953g/cm、MFRが0.01〜3.0g/10分、Mnが30,000以上、Mw/Mnが15.0以下で、かつLog10(Mw)4以下の範囲における累積含有率が3.0質量%以上9.0質量%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂架橋体。
A resin crosslinked product produced by extrusion molding and crosslinking a resin composition containing a polyethylene resin,
The resin has a density of 0.938 to 0.953 g / cm 3 , MFR of 0.01 to 3.0 g / 10 minutes, Mn of 30,000 or more, Mw / Mn of 15.0 or less, and Log. The cumulative content in the range of 10 (Mw) 4 or less is 3.0 mass% or more and 9.0 mass% or less, The polyethylene resin crosslinked body according to any one of claims 1 to 5.
密度が0.938〜0.953g/cm、MFRが0.01〜3.0g/10分g/10分、Mnが30,000以上、Mw/Mnが15.0以下で、かつLog10(Mw)4以下の範囲における累積含有率が3.0質量%以上9.0質量%以下であることを特徴とするポリエチレン樹脂。 Density is 0.938 to 0.953 g / cm 3 , MFR is 0.01 to 3.0 g / 10 min g / 10 min, Mn is 30,000 or more, Mw / Mn is 15.0 or less, and Log 10 (Mw) A polyethylene resin having a cumulative content in a range of 4 or less of 3.0 mass% or more and 9.0 mass% or less. 樹脂成分が、エチレンの単独重合体、エチレンと5mol%以下のα−オレフィン単量体との共重合体、およびエチレンと官能基に炭素、酸素および水素原子だけを持つ1mol%以下の非オレフィン単量体との共重合体から選ばれる請求項7に記載のポリエチレン樹脂。   The resin component is a homopolymer of ethylene, a copolymer of ethylene and an α-olefin monomer of 5 mol% or less, and 1 mol% or less of a non-olefin monomer having only ethylene, carbon, oxygen and hydrogen atoms in the functional group. The polyethylene resin according to claim 7, which is selected from a copolymer with a monomer. 請求項7または8に記載の樹脂と、0.5〜2.0質量%の酸化防止剤とを配合してなる樹脂組成物。   The resin composition formed by mix | blending the resin of Claim 7 or 8 and 0.5-2.0 mass% antioxidant. 前記酸化防止剤が、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、またはそれらの組合せを含む請求項9に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 9, wherein the antioxidant includes a phenol-based antioxidant, an amine-based antioxidant, or a combination thereof. 前記酸化防止剤のうち少なくとも1種類が、その分子構造内にエステル構造もしくはカルボニル構造を有する酸化防止剤である請求項9または10に記載の樹脂組成物。   The resin composition according to claim 9 or 10, wherein at least one of the antioxidants is an antioxidant having an ester structure or a carbonyl structure in its molecular structure.
JP2012101893A 2012-04-26 2012-04-26 Crosslinked polyethylene resin article, and polyethylene resin and polyethylene resin composition thereof, used for the same Pending JP2013227460A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012101893A JP2013227460A (en) 2012-04-26 2012-04-26 Crosslinked polyethylene resin article, and polyethylene resin and polyethylene resin composition thereof, used for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012101893A JP2013227460A (en) 2012-04-26 2012-04-26 Crosslinked polyethylene resin article, and polyethylene resin and polyethylene resin composition thereof, used for the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2013227460A true JP2013227460A (en) 2013-11-07

Family

ID=49675441

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012101893A Pending JP2013227460A (en) 2012-04-26 2012-04-26 Crosslinked polyethylene resin article, and polyethylene resin and polyethylene resin composition thereof, used for the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2013227460A (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06345979A (en) * 1993-06-04 1994-12-20 Sumitomo Electric Ind Ltd Flame-retardant resin composition
JP2002361645A (en) * 2001-06-13 2002-12-18 Sekisui Chem Co Ltd Crosslinked polyethylene pipe and method for manufacturing crosslinked polyethylene pipe
JP2003147104A (en) * 2001-11-13 2003-05-21 Furukawa Electric Co Ltd:The Cross-linked polyethylene tube

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06345979A (en) * 1993-06-04 1994-12-20 Sumitomo Electric Ind Ltd Flame-retardant resin composition
JP2002361645A (en) * 2001-06-13 2002-12-18 Sekisui Chem Co Ltd Crosslinked polyethylene pipe and method for manufacturing crosslinked polyethylene pipe
JP2003147104A (en) * 2001-11-13 2003-05-21 Furukawa Electric Co Ltd:The Cross-linked polyethylene tube

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6374956B2 (en) Composition containing low density ethylene-based polymer having high melt strength and film formed therefrom
JP6302473B2 (en) Ethylene polymer and process for producing the same
CN104854187B (en) It is used to prepare the method for high density polyethylene blends
KR101769633B1 (en) Ldpe for use as a blend component in shrinkage film applications
EP3212710B2 (en) Polymer composition for cable applications with advantageous electrical properties
JP6895900B2 (en) A method for producing a crosslinked cable insulator using a high melt strength ethylene polymer produced in a tubular reactor and optionally modified with a branching agent.
EP2894195B1 (en) Polyethylene composition for pipe applications with improved sagging properties
KR20150063094A (en) Ethylene-based polymers and processes to make the same
BRPI0613159A2 (en) improved processability polyethylene composition
BR112014012268B1 (en) POLYMER BASED ON ETHYLENE, COMPOSITION AND ARTICLE
TW201718668A (en) Long-chain branched polypropylene composition with increased melt strength stability
KR20160031456A (en) Low density ethylene-based compositions with improved melt strength, output, and mechanical properties
JPH0446983B2 (en)
KR20140129264A (en) Process for the preparation of polypropylene with low ash content
JP6660881B2 (en) Novel crosslinked polymer composition, power cable insulation and power cable
RU2009104345A (en) COMPOSITION OF POLYMER ETHYLENE
AU2015373394B2 (en) Multimodal polyethylene
CN105829436A (en) Crosslinked polyethylene resin composition
JP2009120846A (en) Crosslinked polyethylene pipe
EP3994208A1 (en) Pipe made of peroxide-crosslinked polyethylene of high uv stability
BR112016013554B1 (en) POLYMERIC COMPOSITION, RETICULATED POLYMERIC COMPOSITION, ITS USES, INSULATION FOR POWER CORDS, POWER CORD AND METHOD TO OBTAIN LOW ELECTRICAL CONDUCTIVITY OF A RETICULATED POLYMER COMPOSITION
JP4066114B2 (en) Method for producing cross-linked polyethylene pipe
KR20190126400A (en) Ethylene-based polymer with improved optical function
JP2013227460A (en) Crosslinked polyethylene resin article, and polyethylene resin and polyethylene resin composition thereof, used for the same
JP4191234B2 (en) Cross-linked polyethylene pipe

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150929

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151020

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20160308