JPH10323876A - 架橋ポリオレフィン管及びその製造方法 - Google Patents

架橋ポリオレフィン管及びその製造方法

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JPH10323876A
JPH10323876A JP9135100A JP13510097A JPH10323876A JP H10323876 A JPH10323876 A JP H10323876A JP 9135100 A JP9135100 A JP 9135100A JP 13510097 A JP13510097 A JP 13510097A JP H10323876 A JPH10323876 A JP H10323876A
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JP
Japan
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tube
gel fraction
layer
polyolefin
water
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JP9135100A
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English (en)
Inventor
Koichiro Iwasa
航一郎 岩佐
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱融着による接合性にすぐれ、接合強度の低
下や歪みの発生しない架橋ポリオレフィン管及びその製
造方法を提供する。 【解決手段】 架橋ポリオレフィン管の製造方法は、ポ
リオレフィン系樹脂をシラン化合物とともに溶融混練し
て管状に押出成形した後、管の内面又は外面のいずれか
一方のみを水または水蒸気に曝すことにより水架橋せし
めることにより、管の内層又は外層の一方をゲル分率が
65〜100%となるように水架橋させ、他方の層をゲ
ル分率を0〜40%とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は架橋ポリオレフィン
管及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリオレフィン製の管と継手又は管同士
の接合には、一般にメカニカル接合法、接着剤を用いる
方法、電熱による熱融着法などが行われている。特に熱
融着法によると、接合部に管本体以外の継手や接着剤等
を使用せずに接合でき、融着後に一体化された配管が得
られるという利点により、近年ではポリオレフィン管の
接合方法として急速に普及している。
【0003】近年、鋼管に代わり架橋ポリオレフィン管
が給水給湯システムや暖房システム用配管材として広く
用いられるようになり、その応用範囲を拡大するために
上記のような利点を有する熱融着法が採用できるように
望まれている。しかし、架橋ポリオレフィンは本質的に
融解時の流動性が小さく、熱融着法による接合では充分
な接合強度を得ることができない。
【0004】架橋ポリオレフィン管の熱融着による接合
を可能とする例として、架橋ポリオレフィン管の接合部
内面に非架橋ポリオレフィン層を一体化して成形し、こ
の非架橋ポリオレフィン層と被接合物であるポリオレフ
ィン管とを熱融着して接合することが提案されている
(特開平2−186193号公報)。
【0005】上記公報記載による接合方法で使用する管
は、外層である架橋ポリオレフィン層とその内側に非架
橋ポリオレフィン層が形成された2層構造であり、これ
を製造するためには2層共押出成形が必要であり、製造
コストが高くなる。また、外層と内層との接着強度の低
下は避けられず、外層と内層との線膨張係数の違いによ
り温度変化で管内部に歪みが発生するおそれもある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
を解消し、熱融着による接合性にすぐれ、接合強度の低
下や歪みの発生しない架橋ポリオレフィン管及びその製
造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の本発明
架橋ポリオレフィン管は、ゲル分率が外面から内面へ徐
々に変化する単層管であって、管外層のゲル分率が0〜
40%であり、管内層のゲル分率が65〜100%であ
ることを特徴とするものである。
【0008】請求項2に記載の架橋ポリオレフィン管
は、ゲル分率が外面から内面へ徐々に変化する単層管で
あって、管外層のゲル分率が65〜100%であり、管
内層のゲル分率が0〜40%であることを特徴とするも
のである。
【0009】また、本発明の架橋ポリオレフィン管の製
造方法は、ポリオレフィン系樹脂をシラン化合物ととも
に溶融混練して管状に押出成形した後、管の内面又は外
面のいずれか一方のみを水または水蒸気に曝すことによ
り水架橋せしめることを特徴とする。
【0010】本発明におけるポリオレフィンとは、エチ
レンの単独重合体、エチレンとα−オレフィンの共重合
体、プロピレンの単独重合体、エチレンとプロピレンの
共重合体等が挙げられる。α−オレフィンとしては、例
えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘ
キセン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1
−オクテン等が挙げられる。
【0011】架橋剤として使用されるシラン化合物は、
オレフィン系不飽和結合と加水分解可能な有機基を有す
るシラン化合物である。このようなシラン化合物として
は、例えば、ビニルトリアルコキシシランが挙げられ、
特にビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリメトキシエトキシシラン、ビニルメチ
ルジエトキシシラン、ビニルフェニルジメトキシシラン
等が好ましい。
【0012】シラン化合物のオレフィン系不飽和結合部
位はポリエチレン系樹脂中に発生した遊離ラジカル部位
と反応する。本発明で用いられるラジカル発生剤として
は、有機ペルオキシド、有機ペルエステル等があり、中
でもベンゾイルペルオキシド、ジクロルベンゾイルペル
オキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチ
ルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ペル
オキシベンゾエート)ヘキシン−3、1,4−ビス(t
ert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ラ
ウロイルペルオキシド、tert−ブチルペルアセテー
ト、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ペルオキシベンゾ
エート)ヘキサン、tert−ブチルベンゾエート、t
ert−ブチルフェニルアセテート、tert−ブチル
イソブチレート、tert−ブチルベル−sec−オク
トエート、tert−ブチルペルピバレート、クミルペ
ルピバレート、tert−ブチルペルジルアセテート等
が好ましい。その他、アゾビス−イソブチルニトリル、
ジメチルイソブチレート等のアゾ化合物も挙げられる。
【0013】前記ポリオレフィン系樹脂と上記シラン化
合物及びラジカル発生剤を溶融混練し、管状に成形した
ポリオレフィン管に水架橋処理を行う。請求項1記載の
架橋ポリオレフィン管は、成形したポリオレフィン管の
内部に水または水蒸気、あるいは水分圧の高い媒体(例
えば水とアルコールとの混合物等)を通すことにより管
内層を水架橋させるとともに、一方では管外面の水蒸気
分圧を0.03atm以下に維持することにより得られ
る。
【0014】この場合、管外面付近の気圧を0.005
atm以下に保つか、または水分圧を0.005atm
以下とした媒体を管外面に供給するのが好ましい。この
ような状態で0.5〜200時間、好ましくは1〜5時
間経過させることにより水架橋が行われる。
【0015】上記のような水架橋方法によれば、管内層
の架橋密度は一方的に高くなり、管外面付近の水分は系
外に揮散するため管外層の架橋密度は管内層に比較して
低くなる。また、管内面の温度よりも管外表面の温度を
低く維持すれば、管外層と管内層とのゲル分率の差異を
生じせしめるために更に効果的である。
【0016】上記架橋処理して得られる架橋ポリオレフ
ィン管は、架橋度の低い管外層が熱溶融して充分な流動
性をもつことにより高い融着強度を発揮させるために、
管外層のゲル分率が0〜40%であること、また、配管
後に耐熱性と強度を維持するために管内層のゲル分率は
65〜100%であることが必要である。
【0017】請求項2記載の架橋ポリオレフィン管では
上記とは逆に、成形したポリオレフィン管の外表面を水
または水蒸気、あるいは水蒸気分圧の高い媒体に曝すこ
とにより管外層を水架橋させるとともに、上記と同様の
理由で管内面の水蒸気分圧を0.03atm以下に保つ
ことにより得られる。
【0018】この場合の架橋ポリオレフィン管は、架橋
度の低い管内層が熱溶融して充分な流動性をもつことに
より高い融着強度を発揮させるために、ゲル分率が0〜
40%であること、また、配管後に耐熱性と強度を維持
するために管外層のゲル分率は65〜100%であるこ
とが必要である。
【0019】本発明の架橋ポリオレフィン管同士または
架橋ポリオレフィン管とポリオレフィン製継手との熱融
着は、電線を内包する管継手を用いるエレクトロヒュー
ジョン接合法、回転による剪断エネルギーを管端部に与
えて発生する摩擦熱により管端部を溶融して接合する回
転接合法など、現在実用されているいずれの方法を採用
することもできる。
【0020】(作用)本発明の架橋ポリオレフィン管
は、外層または内層のゲル分率が0〜40%、他方の層
のゲル分率が65〜100%となるように架橋されてい
るので、低架橋度の層は容易に熱溶融して流動性を現
し、優れた融着強度を発揮する。
【0021】また、本発明の架橋ポリオレフィン管の製
造方法によると、通常の押出成形機によりポリオレフィ
ン樹脂を単層管として成形した後、外層または内層を水
架橋させるので、簡単な設備と工程により歪みの発生し
ない架橋ポリオレフィン管が得られる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を実施
例により説明する。 (実施例1) ポリエチレン(密度0.939g/cm3 ,メルトインデックス1.0g/1 0min) 100重量部 ビニルトリメトキシシラン 3重量部 ジクミルパーオキサイド 0.12重量部 ジブチル錫ジラウレート 0.0135重量部 上記の配合物を混合し、押出機中で充分に溶融混練して
グラフト反応させた後に押出してペレットとし、このペ
レットを押出成形してポリエチレン管(16A)を得
た。
【0023】得られたポリエチレン管を密閉容器に入
れ、管内に100℃の熱水を通す一方、管外側に乾燥空
気を導入し、管外の水分圧を0.001atmにして外
部冷却機により管外表面の温度を50℃に維持した状態
を3時間継続した後、常温の空気中に取り出して内層の
架橋度が高い架橋ポリエチレン管を得た。
【0024】取り出した直後に、JIS 6769に規
定されている試験法により管外層及び内層のゲル分率を
それぞれ測定した。ゲル分率測定のための試験片は管外
層・内層のいずれも深さ方向で1mmの部分から採取し
た。
【0025】さらに、管挿入部内面が非架橋ポリエチレ
ン層となされたエレクトロヒュージョン継手(三井石油
化学社製,商品名「エルメックス」)を用いて、内層が
架橋された上記架橋ポリエチレン管とEF接合を行っ
た。この接合部を含む管の引張り破断強度を引張り試験
機(島津製作所社製,商品名「オートグラフ200
0」)により測定した。
【0026】(実施例2)管外表面の温度を50℃に維
持した状態を3.5時間継続したこと以外は実施例1と
同様にして内層の架橋度が高い架橋ポリエチレン管を得
た。これを実施例1と同様にしてゲル分率及び引張り破
断強度を測定した。
【0027】(実施例3)管外表面の温度を50℃に維
持した状態を4時間継続したこと以外は実施例1と同様
にして内層の架橋度が高い架橋ポリエチレン管を得た。
これを実施例1と同様にしてゲル分率及び引張り破断強
度を測定した。
【0028】(比較例1)管外の水分圧を0.04at
mにしたこと以外は実施例1と同様にして内層の架橋度
が高い架橋ポリエチレン管を得た。これを実施例1と同
様にしてゲル分率及び引張り破断強度を測定した。
【0029】(比較例2)管外表面の温度を50℃に維
持した状態を4.5時間継続したこと以外は実施例1と
同様にして内層の架橋度が高い架橋ポリエチレン管を得
た。これを実施例1と同様にしてゲル分率及び引張り破
断強度を測定した。
【0030】(比較例3)実施例1で成形したポリエチ
レン管を100℃の熱水中に2時間浸漬した直後に、実
施例1と同様にして架橋ポリエチレン管を得た。これを
実施例1と同様にしてゲル分率及び引張り破断強度を測
定した。
【0031】(比較例4)実施例1で成形したポリエチ
レン管を100℃の熱水中に3時間浸漬した直後に、実
施例1と同様にして架橋ポリエチレン管を得た。これを
実施例1と同様にしてゲル分率及び引張り破断強度を測
定した。
【0032】(比較例5)実施例1で成形したポリエチ
レン管を100℃の熱水中に4時間浸漬した直後に、実
施例1と同様にして架橋ポリエチレン管を得た。これを
実施例1と同様にしてゲル分率及び引張り破断強度を測
定した。以上の結果を表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】表1から明らかな通り、実施例1〜3で得
た架橋ポリエチレン管は管外層と管内層とのゲル分率が
30%以上異なり、この架橋度の違いにより実施例のも
のでは比較例のものに比べ非常に高い接合強度が得られ
た。一方、比較例のものはゲル分率が管外層と内層とで
殆ど差が無く、それ故、接合強度が非常に低い。
【0035】
【発明の効果】本発明の架橋ポリオレフィン管は、外層
または内層のゲル分率が0〜40%、他方の層のゲル分
率が65〜100%となるように架橋されているので、
低架橋度の層が容易に熱溶融し、継手とのEF接合や回
転接合において優れた融着強度を発揮する。また、接着
強度の低下や歪みが発生することがない。
【0036】また、本発明の架橋ポリオレフィン管の製
造方法によると、歪みが発生せず、EF接合や回転接合
に使用することのできる架橋ポリオレフィン管を簡単な
設備と工程により得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29L 23:00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲル分率が外面から内面へ徐々に変化す
    る単層管であって、管外層のゲル分率が0〜40%であ
    り、管内層のゲル分率が65〜100%であることを特
    徴とする架橋ポリオレフィン管。
  2. 【請求項2】 ゲル分率が外面から内面へ徐々に変化す
    る単層管であって、管外層のゲル分率が65〜100%
    であり、管内層のゲル分率が0〜40%であることを特
    徴とする架橋ポリオレフィン管。
  3. 【請求項3】 ポリオレフィン系樹脂をシラン化合物と
    ともに溶融混練して管状に押出成形した後、管の内面又
    は外面のいずれか一方のみを水または水蒸気に曝すこと
    により水架橋せしめることを特徴とする架橋ポリオレフ
    ィン管の製造方法。
  4. 【請求項4】 水架橋しない表面側の水蒸気分圧を0.
    03atm以下にすることを特徴とする請求項3記載の
    架橋ポリオレフィン管の製造方法。
JP9135100A 1997-05-26 1997-05-26 架橋ポリオレフィン管及びその製造方法 Pending JPH10323876A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007068792A1 (en) * 2005-12-14 2007-06-21 Conenor Oy Method for making a composite product, and a composite product
JP2009286109A (ja) * 2008-05-01 2009-12-10 Sekisui Chem Co Ltd ポリオレフィン系樹脂架橋体とその融着接合物

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007068792A1 (en) * 2005-12-14 2007-06-21 Conenor Oy Method for making a composite product, and a composite product
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