JP6170417B2 - ポリエチレン系樹脂組成物及び成形体 - Google Patents

Description

本発明は、収束剤により収束された収束ガラス繊維に関する。また、本発明は、ポリエチレン樹脂と、上記収束ガラス繊維とを含むポリエチレン系樹脂組成物に関する。また、本発明は、上記ポリエチレン系樹脂組成物を用いた成形体に関する。

ポリオレフィン樹脂は、比較的安価であり、かつ成形性、耐熱性、耐溶剤性、機械的特性及び外観等に優れている。このため、ポリオレフィン樹脂は、各種の成形体に加工されており、多くの分野で使用されている。例えば、上記ポリオレフィン樹脂を含む組成物は、押出成形により押出成形体とされ、デッキ材等として用いられている。また、ポリオレフィン樹脂は、耐震特性にも優れていることから、近年、ガス管及び配水管等としての使用が増大している。

ポリオレフィン樹脂を用いた成形体の一例として、下記の特許文献１には、ポリオレフィン樹脂管が開示されている。また、強度を高めるために、成形体において、ガラス繊維が用いられることがある。特許文献１では、ガラス繊維も用いられている。具体的には、特許文献１には、中間層として、ガラス繊維、無機充填剤及び不飽和カルボン酸変性ポリオレフィンを含むポリプロピレン系樹脂層を備え、少なくとも３層の構造を有するポリオレフィン樹脂管が開示されている。

下記の特許文献２には、ガラス繊維又は無機質充填材を含むポリフェニレン系複合樹脂組成物を用いた成形体が開示されている。上記ポリフェニレン系複合樹脂組成物は、ポリフェニレンエーテル２０〜９８重量％と、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート及びポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＶＬＤＰＥを含む）からなる群から選ばれた少なくとも１種の樹脂１〜４０重量％と、ガラス繊維又は無機質充填材１〜４０重量％とを含む。

特開昭和６１−３２７４３号公報 ＷＯ０２／２８９７１Ａ１

特許文献１では、ポリプロピレン系樹脂が用いられている。このようなポリプロピレン系樹脂を用いた層では、クリープ性能が低いことがある。また、ポリプロピレン系樹脂を用いた層の、該層に積層される内層又は外層に対する密着性が低いことがある。また、特許文献２に記載の成形体でも、クリープ性能が低くなることがある。

本発明の目的は、クリープ性能にかなり優れた成形体を得ることができる収束ガラス繊維及びポリエチレン系樹脂組成物を提供することである。また、本発明は、上記ポリエチレン系樹脂組成物を成形することにより得られ、クリープ性能にかなり優れている成形体を提供することである。

本発明の広い局面によれば、ガラス繊維がポリエチレン収束剤により収束されている、収束ガラス繊維が提供される。

本発明の広い局面によれば、ポリエチレン樹脂と、収束ガラス繊維とを含み、前記収束ガラス繊維が、ガラス繊維がポリエチレン収束剤により収束されている収束ガラス繊維である、ポリエチレン系樹脂組成物が提供される。

本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物のある特定の局面では、ポリエチレン系樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の合計１００重量％中、前記ポリエチレン樹脂と前記ポリエチレン収束剤との合計の含有量が５０重量％以上である。

本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物のある特定の局面では、前記ポリエチレン樹脂と前記ポリエチレン収束剤との合計１００重量部に対して、前記収束ガラス繊維中の前記ガラス繊維の含有量が６重量部以上、５３３重量部以下である。

本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物のある特定の局面では、前記ポリエチレン系樹脂組成物は、相溶化剤をさらに含む。

本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物のある特定の局面では、前記ポリエチレン樹脂と前記ポリエチレン収束剤との合計１００重量部に対して、前記相溶化剤の含有量が０．７重量部以上、７５重量部以下である。

本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物のある特定の局面では、前記ポリエチレン系樹脂組成物は、管材である成形体を得るために用いられる。

本発明の広い局面によれば、上述したポリエチレン系樹脂組成物を成形することにより得られる成形体が提供される。

本発明に係る収束ガラス繊維では、ガラス繊維がポリエチレン収束剤により収束されているので、本発明に係る収束ガラス繊維を用いて成形体を作製することにより、得られる成形体のクリープ性能をかなり高めることができる。

本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物は、ポリエチレン樹脂と、収束ガラス繊維とを含み、更に上記収束ガラス繊維が、ガラス繊維がポリエチレン収束剤により収束されている収束ガラス繊維であるので、本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物の使用により、クリープ性能にかなり優れた成形体を得ることができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る成形体を用いた多層管材を模式的に示す断面図である。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明に係る収束ガラス繊維は、ガラス繊維がポリエチレン収束剤により収束されている収束ガラス繊維である。

本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物は、ポリエチレン樹脂と、収束ガラス繊維とを含む。本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物では、上記収束ガラス繊維が、ガラス繊維がポリエチレン収束剤により収束されている収束ガラス繊維である。従って、本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物は、上記ポリエチレン樹脂と、上記ガラス繊維と、上記ポリエチレン収束剤とを含む。上記ポリエチレン収束剤は、ガラス繊維を収束する作用を有する。

本発明では、上記の構成が採用されているので、クリープ性能にかなり優れた成形体を得ることができる。上記ガラス繊維を収束させるための収束剤として、ポリエチレン収束剤を用いることで、ポリプロピレン収束剤等の他の収束剤を用いる場合と比べて、成形体のクリープ性能がかなり高くなる。これは、収束ガラス繊維とポリエチレン樹脂との界面密着性が高くなるためであると考えられる。

また、本発明では、上記の組成が採用されているので、特に、延性破壊から脆性破壊への変化点であるニーポイントの発生を抑制することができる。例えば、圧力のかかる樹脂管においてクリープ性能は、最重要視される性能であり、使用期間においてニーポイントが発生しないことが必要である。

また、ポリエチレン系樹脂組成物を成形することにより得られる成形体としては、管材が挙げられる。また、この管材は、多層管材の少なくとも１層として用いられることがある。本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物の成形体を多層管材の少なくとも１層として用いることで、層間密着性を効果的に高めることができ、多層管材全体でのクリープ性能を効果的に高めることができる。

以下、本発明に係るポリエチレン系樹脂組成物に含まれている各成分を説明する。

（ポリエチレン樹脂）
ポリオレフィン樹脂として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−α−オレフィン共重合体等が存在する。本発明では、ポリエチレン樹脂を用いる。ポリエチレンの使用により、成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びが効果的に高くなる。上記ポリエチレン樹脂は特に限定されない。上記ポリエチレン樹脂として従来公知のポリエチレン樹脂を用いることができる。上記ポリエチレン樹脂は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記ポリエチレン（ＰＥ）樹脂としては、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ及びＨＤＰＥ等が挙げられる。

（収束ガラス繊維）
上記収束ガラス繊維は、ガラス繊維がポリエチレン収束剤により収束されている収束ガラス繊維である。

上記ガラス繊維は、ポリエチレン系樹脂組成物中で、ポリエチレン収束剤により収束されている。

上記ガラス繊維の繊維長は好ましくは０．０５ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以下、より好ましくは９ｍｍ以下である。上記ガラス繊維の繊維長が上記下限以上及び上記上限以下であると、成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びが効果的に高くなる。

上記繊維長は、複数のガラス繊維の長さの平均を意味する。

上記ガラス繊維の繊維径は好ましくは１μｍ以上、好ましくは３０μｍ以下である。上記ガラス繊維の繊維径が上記下限以上及び上記上限以下であると、成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びが効果的に高くなる。成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びをより一層効果的に高める観点からは、上記ガラス繊維の繊維径は好ましくは５μｍ以上、好ましくは１５μｍ以下である。

上記繊維径は、１つのガラス繊維の最大径を求め、複数のガラス繊維の最大径を平均することにより求められる。

上記ガラス繊維は表面処理されていてもよい。表面処理剤としては、メタクリルシラン、アクリルシラン、アミノシラン、イミダゾールシラン、ビニルシラン及びエポキシシラン等がある。好ましくはアミノシランである。

上記ポリエチレン収束剤は、ポリエチレンであり、上記ガラス繊維を収束させることができれば特に限定されない。上記ポリエチレンには、変性ポリエチレンが含まれる。上記ポリエチレン収束剤の具体例としては、マレイン酸変性ポリエチレン及びシラン変性ポリエチレン等が挙げられる。上記ポリエチレン収束剤は、マレイン酸変性ポリエチレン又はシラン変性ポリエチレンであることが好ましい。

上記ガラス繊維を良好に収束させる観点からは、上記ポリエチレン収束剤の密度は、好ましくは０．８５ｇ／ｃｍ^３以上、好ましくは１．１ｇ／ｃｍ^３以下である。

上記ガラス繊維を良好に収束させる観点からは、上記ポリエチレン収束剤のＭＦＲ（メルトマスフローレイト）は好ましくは０．０１ｇ／１０分以上、好ましくは１６ｇ／１０分以下である。上記ＭＦＲは、ＪＩＳ Ｋ７２１０に基づいて、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇｆの条件で測定された値である。

上記ガラス繊維を上記ポリエチレン収束剤により収束させる方法は、どのような方法でもかまわない。

上記ポリエチレン樹脂と上記ポリエチレン収束剤との合計１００重量部に対して、上記収束ガラス繊維中の上記ガラス繊維の含有量は好ましくは６重量部以上、より好ましくは１２重量部以上、更に好ましくは１９重量部以上、好ましくは５３３重量部以下、より好ましくは１７１重量部以下、更に好ましくは１３８重量部以下である。上記ガラス繊維の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びが効果的に高くなる。

（相溶化剤）
上記相溶化剤としては、例えば、マレイン酸変性ポリオレフィン、シラン変性ポリオレフィン、及び塩素化ポリオレフィン等が挙げられる。なお、これらの相溶化剤は、上記ポリエチレン樹脂及び上記ポリエチレン収束剤に含まれない。上記相溶化剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びをより一層効果的に高める観点からは、上記相溶化剤は、マレイン酸変性ポリオレフィン又はシラン変性ポリオレフィンであることが好ましい。

上記ポリエチレン樹脂と上記ポリエチレン収束剤との合計１００重量部に対して、上記相溶化剤の含有量は好ましくは０．７重量部以上、より好ましくは１重量部以上、更に好ましくは２重量部以上、好ましくは７５重量部以下、より好ましくは５６重量部以下である。上記相溶化剤の含有量が上記下限以上及び上記上限以下であると、成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びが効果的に高くなる。

（他の成分）
上記ポリエチレン系樹脂組成物は、上記ポリエチレン樹脂及び上記ポリエチレン収束剤以外の熱可塑性樹脂を含んでいてもよい。但し、上記ポリエチレン樹脂及び上記ポリエチレン収束剤以外の熱可塑性樹脂を用いる場合には、上記ポリエチレン系樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の合計１００重量％中、上記ポリエチレン樹脂と上記ポリエチレン収束剤との合計の含有量は、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは６０重量％以上、より一層好ましくは６７重量％以上、更に好ましくは７５重量％以上、更に一層好ましくは８０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上、最も好ましくは９５重量％以上である。上記ポリエチレン系樹脂組成物に含まれる上記ポリエチレン樹脂及び上記ポリエチレン収束剤以外の熱可塑性樹脂の含有量は、上記ポリエチレン系樹脂組成物に含まれる上記ポリエチレン樹脂と上記ポリエチレン収束剤との合計の含有量よりも少ないことが好ましい。

上記ポリエチレン系樹脂組成物における上記ガラス繊維と上記相溶化剤とを除く成分１００重量％中、上記ポリエチレン樹脂と上記ポリエチレン収束剤との合計の含有量は、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは６０重量％以上、より一層好ましくは６７重量％以上、更に好ましくは７５重量％以上、更に一層好ましくは８０重量％以上、特に好ましくは９０重量％以上、最も好ましくは９５重量％以上である。上記ポリエチレン系樹脂組成物における上記ガラス繊維と上記相溶化剤とを除く成分１００重量％中、上記ポリエチレン樹脂と上記ポリエチレン収束剤との合計の含有量は、１００重量％以下であってもよく（全量を含む）、９９．９９重量％以下であってもよく、９９．９重量％以下であってもよい。

成形体の高温下での耐久性をより一層高めたり、銅などの金属による耐久性の低下を抑えたりする観点からは、上記ポリエチレン系樹脂組成物は、酸化防止剤を含むことが好ましい。上記酸化防止剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤及びラクトン系酸化防止剤等が挙げられる。

上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、ペンタエリスリトールテトラキス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、チオジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、Ｎ，Ｎ’−ヘキサン−１，６−ジイルビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオンアミド］、ベンゼンプロパン酸、３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシ、Ｃ７−Ｃ９側鎖アルキルエステル、３，３’，３’’，５，５’，５’’−ヘキサ−ｔｅｒｔ−ブチル−ａ，ａ’，ａ’’−（メシチレン−２，４，６−トリイル）トリ−ｐ−クレゾール、４，６−ビス（ドデシルチオメチル）−ｏ−クレゾール、４，６−ビス（オクチルチオメチル）−ｏ―クレゾール、エチレンビス（オキシエチレン）ビス［３−（５−ｔｅｒｔ―ブチル−４−ヒドロキシ−ｍ−トリル）プロピオネート］、ヘキサメチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−１，３，５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、１，３，５−トリス［（４−ｔｅｒｔ−ブチル−３−ヒドロキシ−２，６−キシリル）メチル］−１，３，５−トリアジン−２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）−トリオン、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−［４，６−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ］フェノール、及びジエチル［｛３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドロキシフェニル｝メチル］ホスフォネート等が挙げられる。

上記リン系酸化防止剤としては、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フォスファイト、トリス［２−［［２，４，８，１０−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルジベンゾ［ｄ，ｆ］［１，３，２］ジオキサフォスフェフィン−６−イル］オキシ］エチル］アミン、ビス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジフォスファイト、ビス［２，４−ビス（１，１−ジメチルエチル）−６−メチルフェニル］エチルエステル亜リン酸、及びテトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）（１，１−ビフェニル）−４，４’−ジイルビスホスフォナイト等が挙げられる。

上記ラクトン系酸化防止剤としては、３−ヒドロキシ−５，７−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−フラン−２−オンとｏ−キシレンとの反応生成物等が挙げられる。

成形体の高温下での耐久性をさらに一層高めたり、銅などの金属による耐久性の低下を抑えたりする観点からは、上記ポリエチレン系樹脂組成物が上記酸化防止剤を含む場合に、上記酸化防止剤は、フェノール系酸化防止剤であることが好ましく、ヒンダードフェノール系酸化防止剤であることがより好ましい。上記フェノール系酸化防止剤及び上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

成形体の高温下での耐久性をさらに一層高めたり、銅などの金属による耐久性の低下を抑えたりする観点からは、上記酸化防止剤は、３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸ステアリル又は２，４，６−トリス（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４’−ヒドロキシベンシル）メシチレンであることが好ましく、上記ポリエチレン系樹脂組成物は、３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオン酸ステアリル又は２，４，６−トリス（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４’−ヒドロキシベンシル）メシチレンを含むことが好ましい。

上記ポリエチレン系樹脂組成物１００重量％中、上記酸化防止剤、上記フェノール系酸化防止剤、及び上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤の含有量はそれぞれ、好ましくは０．０１重量％以上、より好ましくは０．１重量％以上、好ましくは５重量％以下、より好ましくは１重量％以下、更に好ましくは０．５重量％以下である。上記酸化防止剤、上記フェノール系酸化防止剤、及び上記ヒンダードフェノール系酸化防止剤の含有量が、上記下限以上であると、成形体の高温下での耐久性がより一層高くなり、上記上限を超える含有量では、成形体の高温下での耐久性は変わらないため、過剰な酸化防止剤の使用が抑えられる。

上記ポリエチレン系樹脂組成物は、必要に応じて、架橋剤、銅害防止剤、滑剤、光安定剤及び顔料等の添加剤を含んでいてもよい。

上記架橋剤としては、有機過酸化物等が挙げられる。上記ポリエチレン系樹脂組成物は、上記有機過酸化物としては、ジクミルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、及び２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン等が挙げられる。上記架橋剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記有機過酸化物の使用量は特に限定されない。上記有機過酸化物を用いる場合に、上記ポリエチレン樹脂と上記ポリエチレン収束剤との合計１００重量部に対して、上記有機酸化物の含有量は、好ましくは０．０１重量部以上、好ましくは２重量部以下、より好ましくは１重量部以下である。

上記滑剤としては特に限定されず、例えば、フッ素系滑剤、パラフィンワックス系滑剤及びステアリン酸系滑剤等が挙げられる。上記滑剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記滑剤の使用量は特に限定されない。上記ポリエチレン樹脂と上記ポリエチレン収束剤との合計１００重量部に対して、上記滑剤の含有量は好ましくは０．０１重量部以上、好ましくは３重量部以下である。

上記光安定剤としては特に限定されず、例えば、サリチル酸エステル系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系及びシアノアクリレート系等の紫外線吸収剤、並びにヒンダードアミン系の光安定剤等が挙げられる。上記光安定剤は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

上記顔料としては特に限定されず、例えば、アゾ系、フタロシアニン系、スレン系及び染料レーキ系等の有機顔料、並びに酸化物系、クロム酸モリブデン系、硫化物−セレン化物系及びフェロシアン化物系等の無機顔料等が挙げられる。上記顔料は、１種のみが用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

（ポリエチレン系樹脂組成物の他の詳細、並びに成形体）
上記ポリエチレン系樹脂組成物は、各種の成形体を得るために好適に用いられる。上記ポリエチレン系樹脂組成物を成形することにより、成形体を得ることができる。上記成形体は、高温下での酸化劣化が生じ難く、高温下での耐久性に優れている。また、上記成形体は、銅などの金属に対する耐久性にも優れている。従って、上記成形体は、特に、管材及びタンク等に、非常に有用である。上記成形体は、ポリエチレン樹脂により形成された他の成形体に積層されて用いられることが好ましい。この場合には、成形体同士の界面密着性をより一層高めることができる。上記成形体は管材であり、該管材は、ポリエチレン樹脂により形成された管材に積層されて用いられることが好ましい。

上記成形体の線膨張係数は好ましくは１１×１０^−５／℃以下、より好ましくは１０×１０^−５／℃以下、更に好ましくは６×１０^−５／℃以下である。上記成形体の線膨張係数は低い方が好ましい。上記成形体の線膨張係数が低いと、熱伸縮が生じにくい。このため、支持部材を必要とする箇所において、熱応力の発生が抑制され、上記成形体の適用箇所が広がる。

上記線膨張係数は熱機械分析（ＴＭＡ）装置を用いて、昇温速度５℃／ｍｉｎ、測定範囲−２０℃から１２０℃の条件で測定される。ＴＭＡ装置としては、Ｓｅｉｋｏ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＩｎｃ．社製「ＴＭＡ／ＳＳ１２０Ｃ」等が挙げられる。

上記成形体の８０℃での熱間内圧クリープ性能に関しては、８０℃での熱間内圧クリープ試験において、脆性破壊を抑制してニーポイントが発生しない、又はニーポイントの発生がより長期側にシフトすることが好ましく、脆性破壊を抑制してニーポイントが発生しないことがより好ましい。上記ニーポイントは、延性破壊から脆性破壊への変化点である。上記成形体の高温でのクリープ性能は高い方が好ましい。上記成形体の高温でのクリープ性能が高いと、高温流体を流す配管として適用範囲が広がる。また、線膨張性能とクリープ性能を両立することで冷温水管としての適用が可能となる。

上記８０℃での熱間内圧クリープ試験は、熱間内圧クリープ試験機を用いて、８０℃で試験される。熱間内圧クリープ試験機としては、コンドー科学社製の試験機が挙げられる。

成形時に用いる成形機としては特に限定されず、例えば、単軸押出機、二軸異方向パラレル押出機、二軸異方向コニカル押出機、及び二軸同方向押出機等が挙げられる。

上記成形機を用いて成形するとき、賦形する金型、樹脂温度等は、特に限定されない。

高温下での耐久性が特に用いられる用途であるので、上記ポリエチレン系樹脂組成物は、管材を得るために用いられることが好ましく、ポリエチレン系樹脂管を得るために用いられることが好ましい。上記成形体は、ポリエチレン系樹脂管であることが好ましい。

上記ポリエチレン系樹脂組成物は、多層管材を得るためにも好ましく用いられる。上記多層管材は、管状の複数の層を備え、該複数の層が積層されていることが好ましい。上記多層管材は、上記複数の層を２層有してもよく、３層以上有していてもよい。

上記多層管材において、上記ポリエチレン系樹脂組成物により形成された成形体（層）の厚みＴ１の、管の全層の合計の厚みＴ２に対する比（Ｔ１／Ｔ２）は好ましくは０．２以上、より好ましくは０．３以上、好ましくは０．９９以下、より好ましくは０．９以下である。上記比（Ｔ１／Ｔ２）が上記下限以上及び上記上限以下であると、成形体の強度、寸法安定性及び高温での伸びがより一層効果的に高くなる。

上記多層管材は３層以上有することが好ましい。

図１に、本発明の一実施形態に係る成形体を用いた多層管材を模式的に断面図で示す。

図１に示す多層管材１１は、管状の第１の層１と、第１の層１の外側の表面に積層された管状の第２の層２と、第２の層２の外側の表面に積層された管状の第３の層３とを備える。第１の層１は、最も内側の層である。第１の層１の内側の表面は、多層管材１１内を流れる物質（液など）に接する。第３の層３は最も外側の層である。第３の層３は外部環境に晒される。第１の層１、第２の層２及び第３の層３の内の少なくとも１つの層が、上述したポリエチレン系樹脂組成物を用いた成形体である。従って、上記多層管材は、ポリエチレン系樹脂管である。

多層管材１１では、第１，第２，第３の層１，２，３が直接接するように積層されている。第１，第２，第３の層１，２，３などの複数の層は、直接接するように積層されていてもよく、接着剤層などを介して間接的に積層されていてもよい。

多層管材における上記ポリエチレン系樹脂組成物を用いた成形体以外の層は特に限定されず、熱可塑性樹脂層、繊維強化樹脂層、ガスバリア層、金属層及び接着剤層などから、目的とする機能に応じて適宜選定して組み合わせることができる。

上記熱可塑性樹脂層の材料としては、ポリオレフィン系樹脂及び塩化ビニル樹脂等が挙げられる。上記ポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びエチレン−α−オレフィン共重合体等が挙げられる。

上記繊維強化樹脂層としては、熱可塑性樹脂と強化用繊維とを組み合わせた層等が挙げられる。上記強化用繊維として、従来公知の全ての物が使用できる。上記強化用繊維としては、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、シリコン・チタン・炭素繊維、ボロン繊維及び微細な金属繊維等の無機繊維や、アラミド繊維、ビニロン繊維、ポリエステル繊維及びポリアミド繊維等の有機繊維が挙げられる。これら強化用繊維は、連続繊維が長手方向に配される場合、長手方向に配された連続繊維とこの連続繊維と直交又は交差する連続繊維とが配される場合、並びに有限長さの繊維が配される場合等で用いられる。

上記の繊維に、熱可塑性樹脂を保持させる方法として、公知の方法が全て採用可能である。また、繊維量は好ましくは５重量％以上、好ましくは６０重量％以下である。繊維量が上記下限以上であると、補強効果が充分に得られる。上記繊維量が上記上限以下であると、融着が容易である。

上記ガスバリア層の材料としては、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレンビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）、及びポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）等が挙げられる。

上記金属層の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、銅及び銅合金等が挙げられる。

上記接着剤層の材料としては、ゴム系ホットメルト接着剤、変性ポリエチレン及び変性ポリプロピレン等が挙げられる。

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。本発明は以下の実施例のみに限定されない。

（実施例１）
（１）収束ガラス繊維の作製
ガラス繊維（繊維径１３μｍ）に、アミノシラン０．５重量％及びポリエチレン収束剤（マレイン酸変性ポリエチレン、密度：０．９６ｇ／ｃｍ^３）３重量％の水溶液を塗布してストランドを作製したのち、繊維長３ｍｍとなるようにカットすることでガラス繊維の含有量が９９重量％である収束ガラス繊維を得た。

（２）ポリエチン系樹脂組成物の調製
ポリエチレン樹脂であるポリエチレン（密度：０．９５ｇ／ｃｍ^３）１００重量部と、得られた収束ガラス繊維４６重量部と、相溶化剤である変性ポリエチレン（密度：０．９５ｇ／ｃｍ^３）８重量部とを混合して、ポリエチレン系樹脂組成物を得た。

（３）成形体の作製
得られたポリエチレン系樹脂組成物を用いて、プレス成形することにより、成形体を得た。

（実施例２）
ポリエチレン収束剤をマレイン酸変性ポリエチレンからシラン変性ポリエチレンに変更したこと以外は実施例１と同様にして、ポリエチレン系樹脂組成物及び成形体を得た。

（比較例１）
収束ガラス繊維を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして、ポリエチレン系樹脂組成物及び成形体を得た。

（比較例２）
収束ガラス繊維を、収束していないガラス繊維（繊維長３ｍｍ、繊維径１３μｍ、アミノシラン表面処理）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ポリエチレン系樹脂組成物及び成形体を得た。

（比較例３）
ポリエチレン収束剤（マレイン酸変性ポリエチレン）を、ポリプロピレン収束剤（マレイン酸変性ポリプロピレン）に変更したこと以外は実施例１と同様にして、ポリエチレン系樹脂組成物及び成形体を得た。

（評価）
（１）線膨張係数
得られた成形体の線膨張係数を、熱機械分析（ＴＭＡ）装置を用いて、昇温速度５℃／ｍｉｎ、測定範囲−２０℃から１２０℃の条件で測定した。

（２）熱間内圧クリープ試験
得られた成形体の８０℃での熱間内圧クリープ試験は、熱間内圧クリープ試験機を用いて、８０℃で試験した。具体的には、８０℃の湯槽の中で成形体に通水して一定圧力をかけた。そして破壊するまでの時間、及び破壊形式を確認することにより、熱間内圧クリープ性能を評価した。破断箇所がスリット状で塑性変形を伴わない場合を「脆性」、破断箇所が塑性変形を伴い大変形を起こしている場合を「延性」と判定した。下記の表１において、破壊時間と併記している応力は「円周応力」を示す。

組成と結果とを下記の表１に示す。

１…第１の層
２…第２の層
３…第３の層
１１…多層管材

Claims (6)

1. ポリエチレン樹脂と、収束ガラス繊維とを含み、
   前記収束ガラス繊維が、ガラス繊維がポリエチレン収束剤により収束されている収束ガラス繊維であり、
   ポリエチレン系樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂の合計１００重量％中、前記ポリエチレン樹脂と前記ポリエチレン収束剤との合計の含有量が５０重量％以上である、ポリエチレン系樹脂組成物。
2. 前記ポリエチレン樹脂と前記ポリエチレン収束剤との合計１００重量部に対して、前記収束ガラス繊維中の前記ガラス繊維の含有量が６重量部以上、５３３重量部以下である、請求項１に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
3. 相溶化剤をさらに含む、請求項１又は２に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
4. 前記ポリエチレン樹脂と前記ポリエチレン収束剤との合計１００重量部に対して、前記相溶化剤の含有量が０．７重量部以上、７５重量部以下である、請求項３に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
5. 管材である成形体を得るために用いられる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリエチレン系樹脂組成物。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリエチレン系樹脂組成物を成形することにより得られる成形体。

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