JPS58116127A - 架橋ポリオレフインパイプの接続方法 - Google Patents

架橋ポリオレフインパイプの接続方法

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JPS58116127A
JPS58116127A JP56211628A JP21162881A JPS58116127A JP S58116127 A JPS58116127 A JP S58116127A JP 56211628 A JP56211628 A JP 56211628A JP 21162881 A JP21162881 A JP 21162881A JP S58116127 A JPS58116127 A JP S58116127A
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polyolefin
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crosslinked polyolefin
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、架橋ポリエチレンパイプなどの架橋ポリオレ
フィンパイプの新規な接続方法に関する。
架橋ポリオレフィンパイプは、架橋していないポリオレ
フィンからなるパイプと比較して、耐熱性、機械強度、
耐圧強度、とりわけ耐環境応力亀裂性に優れていること
から、ガス管、水道管、あるいは給湯管として有望視さ
れている。
架橋ポリオレフィンパイプの接続には、従来、金輌製の
接続部材を用いた、所謂、メカニカルジ３イ／トが採用
されて来ていたが、メカニカル・ジヨイントはコスト高
などの問題があることから、有機過酸化物を配合したポ
リオレフィン組成物を接着剤として用い、これを接続す
べきパイプ間に存在せしめ、加熱架橋してパイプ同士を
接続する方法が提案されている。ところでこの方法では
接着剤の架橋に長時間を要する重大な欠点がある。
ところで、本発明者らはポリオレフィンを特定の方法で
接着剤として使用するならば、該ポリオレフィン接着剤
を有機過酸化物で架橋させなくても架橋ポリオレフィン
パイプを極めて強固に接続し得るとの従来の常識を打破
る予想外の事実を見出し本発明を完成するに至った。
而して本発明は、短時間で架橋ポリオレフィンパイプを
強固に接続し得る特許請求の範囲に記載の新規な接続法
を提案するものである。
本発明においては接着剤の架橋工程が不要であるので接
続が短時間で行い得、しかも、後記実施例に示す通り、
多くの場合、その接続箇所は篤くべきことに、パイプ本
体より大きい耐内圧強度を有する。
第１図〜第３図は、本発明の詳細な説明図（断面図）で
あって、１は、架橋ポリオレフィンパイプ部材、３はポ
リオレフィン接着剤、４は高温度に保持された金属加熱
体を示す。まず始めにパイプ１の端部表面にポリオレフ
ィン接着剤３を塗布する（第１図）。次いで内径がパイ
プｌの外径と同じが又はそれよりゃ−大きい内径を有す
るリング状突起４１と、リング状突有する円柱状突起４
２を有する金属加熱体４を利用して、第２図に示すよう
にパイプ１の先端を突起４１内に、パイプ部材２を突起
４２にそれぞれ挿着して加熱する。最后にパイプ１並び
にパイプ部材２とを金輌加熱体から分離して、パイプ１
上のポリオレフィン接着剤３が溶融状態にある間に素早
くパイプ１をパイプ部材２に第３図に示すように挿入す
る。かくしてパイプ１とパイプ部材２との接続が完了す
る。
なお、接着剤３はパイプ部材２の内面にも又は該内面の
みに塗布してもよい。
パイプ１は接続されるべきパイプであり、パイプ部材２
はノケット、エルボ、チーズなどの継手であってよく、
その場合、パイプ部材２の他端を第１図〜第３図に示す
方法と同じ方法にて別のパイプ１′を接続し、かくして
パイプ部材２を介してパイプ１とパイプ１′の接続が行
われることとなる。また、パイプ部材２はパイプ１と接
続されるべきパイプであってもよい。そ金属加熱体との
リング状突起４１の内径がパイプ１の外径と同じか又は
極く僅か大である場合、加熱のためにパイプ１を該突起
４１内に挿入することにより、接着剤３の大部分はパイ
プ１の後方におしやられ、パイプ１の先端表面には極〈
薄層の接着しか残存しないが、本発明においてはミクロ
ンオーダーの薄層接着剤によっても驚くべき接着力が得
られる。パイプ部材２１！ へのパイプ１の挿入長が大であるせ接続強度が大となる
のは当然であるが、本発明においては少なくともパイプ
ｌの外径に対応する長さ分は挿入することが望ましい。
パイプ部材２の内径は、可及的パイプ１の外径に近い方
が好ましく、特に上記した程度の少量の接着剤が表面に
存在する状態においてパイプ１をパイプ部材２に挿入す
る場合、押込みカを必要とする程度の内径であると一層
好ましい。
パイプ１、パイプ部材２、並びに接着剤３を構成するベ
ースポリオレフィンは、いずれ４　化学種としては同じ
概念のものであって、αオレフィ７、たとえばエチレン
、プロピレン、ブチ７−１．４−メチルペンテン−１な
ト、のポモポリマー類、コポリマー類、ハロゲン、カル
ポン酸又はその誘導体を化学的に含むαオレフィンのホ
モポリマー類、コポリマー類、あるいはカルボン酸又は
その誘導体とαオレフィンとのコポリマー類、たとえば
、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポ
リ−４−メチルペンテン−１、エチレン−プロピレン共
重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、
エチレーノー酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルア
クリレート共重合体、塩素化ポリエチレンなどが例示で
きる。特に好ましいものは次にあげるものである。
（１）　　ＪＩＳ　Ｋ　６７６０で測定した密度（９／
ｃｒｎ３）即ちρが０９１５〜０．９７０であり、かつ
下記の関係式を満足するＭ、Ｐ、　（’Ｃ）を有するリ
ニヤ−ポリエチレン： Ｍ　Ｐ　（℃）　＝　５００　ｘρ−３４５ここにＭＰ
（’Ｃ）は神原、藤原編「高分子分析ハンドブックＪ　
３．１５．１項、Ｐ１７８〜１８３（昭和４０年）朝倉
書店」に示された方法で測定した示差熱分析法による融
解の最高温度（’Ｃ）を意味する。
市販品では多くのリニヤ−低密度ポリエチレン、リニヤ
−中密度ポリエチレンを例示し得る。
（ＩＩ）　　次の一般式 ％式％ （ここに、Ｒ，、Ｒ１、Ｒ，は水素、ハロゲン、カルボ
キンル基、アルキル基、カルボキ７アルキル基）で示さ
れるラジカル重合性を有するエチレン性不飽和カルボン
酸又はその無水物、たとえばアクリル酸、マレイン酸、
イタコン酸、ハイミフク酸又はそれらの無水物を０．０
０１〜１０重量％程度コポリマー成分、グラフト成分な
どとして含むαオレフィンの重合体。該αオレフィンと
しては、たとえばエチレン、プロピレン、ブテン−１，
４−ペンテン−１などの一種又は二種以上が用いられる
。
％Ｋ、エチレン−マレイン酸共重合体（マレイン酸含有
量０．０１〜１重量ｑ６）、エチレン−アクリル酸共重
合体（アクリル酸含有量０．０１〜１重駿％）が好まし
い。
（ｉｉｉ）　　α−オレフィン、たとえばエチレン、プ
ロピレン、ブテン−１あるいは４−メチルペンテン−１
などの一種又は二種以上とカルボン酸又はその誘導体、
たとえば酢酸ビニル、エチルアクリレートとの共重合体
。特に、酢酸ビニル含有＃５〜３０重量％を有するもの
が好ましい。
（ＩＶ）　　Ｃ３〜Ｃ１ｏのα−オレフィン、たとえば
プロピレン、ブテン−１、あるいは４−メチルベ／テン
−１、の少なくとも一種とエチレンとの共重合体であり
、かつＪＩＳ　　Ｋ　　６７６０で測定した密１度が０
．９１５Ｐ／α未満であり、Ｃ３〜Ｃ１（Ｐα−オレフ
ィンの含有量が０．５〜５０重量％程度のもの。更には
ジシクロペンタンエン、メチルテトラヒドロインデン、
メチレンノルボーネン、エチリデンノルボーネン、１，
４ヘキサジエンなどの非共役ジエン及び／又は前記した
エチレン性不飽和カルボン酸又はその無水物を００１〜
１０重量％程度コポリマー成分、グラフト成分などとし
て含むものも用いられる。特ニ好マしくはエチレン−プ
ロピレン−ジエン共重合体である。
本発明において上記したポリオレフィンは二種以上併用
してもよい。また、パイプ１、パイプ部材２、及び接着
剤３に用いられるポリオレフィンは同じ種類であっても
よく、また、互いに別種のものであってもよい。
本発明において接続の対象となし得るパイプ１及びパイ
プ部材２は、上記ポリオレフィンを有機過酸化物架橋に
より、水架橋により、又は電子線の照射により、あるい
は更に他の方法で架橋したゲル分率５〜５０チの低度架
橋のもの、ゲル分率５０％以上、たとえば８０〜９５チ
の高度架橋のいずれであってもよい。また、後記するパ
イプ接続時においては５〜５０％程度の低度架橋状態に
おさえておき、接続作業終了后追架橋を行ってゲル分率
５０チ以上の高度架橋とすることは好ましい。
また、パイプ１及びパイプ部材２の双方、または少なく
ともパイプ１が水架橋より架橋したポリオレフィンから
なる場合、特に良好な接続が達成される。
本発明で用いるポリオレフィン接着剤は常温又はパイプ
接続作業時の高温度以下の高温度でパイプ１の外面及び
／又はパイプ部材２の内面に塗布される。通常のポリオ
レフィンを加熱溶融して、その溶融物を塗布してもよく
、あるいはポリオレフィンを親溶媒に溶解した溶液を用
いてもよい。親溶媒の例をあげるとベンゼン、トルエン
、キンレフ、ジュレン、メンチレン、デカリン、テトラ
リン、デカン、ドデカン、トリデカン、テトラデカン、
ノナン、常温で液状のオレフィンオリゴマーなどの炭化
水素類、アニリン、キノリン、Ｎ−メチルピロリドン、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどの含
窒素炭化水素類、テトラヒドロフラン、犠酸、マロン酸
エステル、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン
、ジフェニルエーテル、２−エチルヘキサノール々どの
含酸素炭化水素類、あるいはジメチルホルホキンド、ヘ
キサメチルホファーアミド、０−ジクロルベンゼンなど
のその他の有機化合物類である。
ポリオレフィンを有機溶媒溶液として用いると塗布作業
が常温又は１００℃以下の低温度で行えるので作業が容
°易となり、しかも均一塗布が可能となる。なお、パイ
プｌをパイプ部材２に挿入する直前においては、接着剤
３中の有機溶媒の残存量は少ない方が好ましいが、多少
の残存は許容できるし、実際上ポリオレフィンが溶融状
態を維持する高温度に加熱されることにより、大部分の
有機溶媒は気散するので有機溶媒の使用は全く実害はな
い。しかし、有機溶媒の使用量はポリオレフィン１００
部（重量部）あたりｌＯ〜２０００部程度が適当である
。
本発明においては、接着剤としてのポリオレフィンの有
機過酸化物による架橋の効果を期待するものではないこ
と、以上の説明から理解されるところであるが、このこ
とは本発明で用いるポリオレフで／接着剤に少量の、た
とえばポリオレフィン１００部！Ａす２部程度以下の有
機過酸化物であればこれを配合することまで排除するも
のではない。更に、本発明で用いるポリオレフィン接着
剤は水架橋性であることはむしろ好ましいことである。
水架橋性のポリオレフィン接着剤を用いてパイプ接続を
行ったあと、接着剤たるポリオレフィンが水によし架橋
してもパイプ接続強度は低下せず、むしろ高温度でのパ
イプ接続強度が向上する。その後、接着剤の水架橋は、
パイプを稼動させつつ大気中の水分やパイプ内を流れる
水などで進行させると、水架橋１稈を別途設ける必要が
なくて有利である。本発明で用いるポリオレフィン接着
剤は、ビニルトリメトキク７ラン、有機過酸化物などの
フラン変性剤とｔ−ブチル−錫−ンラウレートなどの７
ラノ一ル縮合触媒の使用など公知の方法で水架橋性とし
てよい。
パイプ１とパイプ部材２とが架橋ポリエチレンからなる
ものであるとき、接着剤として特に好ましいポリオレフ
ィンは前記したりニヤーポリエチレンである。
以下、実施例により本発明を一層詳細に説明する。
実施例１〜２４ 第１表に示す材質（表中の部、チはいずれも重量部、重
量％）からなる内径２１鶴、外径２７ｗｍの架橋ポリオ
レフィンパイプの先端部外面と第１表に示す材質からな
る内径２７簡、外径３４ｍ、長さ７．５　ｃｍの架橋ポ
リオレフィンソケット継手の受口内面の油分及び水分を
乾布で拭きとった後、同表に示すポリオレフィン接着剤
を架橋ポリオレフィンパイプの先端部外面的４Ｃ１ｌの
長さにわたって約１ｍの厚さに塗布し、次いで、電熱に
より２２０℃に保持した第２図に示す構造の鉄製加熱体
の円柱状突起（外径２７ＩＩＩ＋１突起長５　ｏｘ　）
に上記ソケット継手の受口部を、一方り／グ状突起（内
径２７−１突起長５　ｃＩＩ）内へ上記接着剤を塗布し
たパイプ先端をそれぞれ挿入して約２０秒間保持した。
このあとソケット継手とパイプとを鉄製加熱体からはな
し、パイプ先端鉤３０１をソケット継手に挿入した。
上記と同様にしてソケヮト継手の他端に上記と同じパイ
プを接続した。
ソケット継手部を中央にして両端に３００１のパイプを
有する耐水圧試験試料を作成してパイプ内圧を１分間に
２０　Ｋｔｉ　／　ｃｔｎの速度で昇圧させ注１　パイ
プ本体で破壊 ３ 注２　　ポリエチレン（ρｏ、９２ＳＩ／ｃｍ　　Ｍ１
１２０Ｐ／１０分）線状、低密度ポリエチレン（ｐ　Ｏ
，９２２ｆ／ｃｍ３ＭＩ　２．５エチレン−酢酸ビニル
共重合体（酢酸ビニル含有量　９チ注３　　エチレン−
酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含有量２５％エチレン
−アクリル酸共重合体（アクリル酸含有量２０％エチレ
ン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ヨウ素価３１注４
　　マレイン酸をグラフトした変性ポリエチレン（マレ
イン酸ポリエチレン（ｐ　Ｏ，９２９／ｃｍ　　平均分
子量１５００　ｍｐフｆン−１−工ｆ−レフ共ｉ１ｉ合
体（ｐ　Ｏ，８９９７ｃｍ３Ｍ　［４ポリブタジエン（
平均分子量２０００　）注５　　マレイン酸をグラフト
した変性ポリエチレン（マレイン酸エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体（酢酸ビニル含有量１９％注６　　ブテン−
１−エチレン共重合体（ρ０．８９９／ｃｙｎ３ＭＩ　
４工チレンープロビレンーンエン共重合体（ヨウ素価１
２注７　接続后に架橋 １５部 ２７１０分　ｍｐ１２４℃）　　　５部Ｍ１１５（１７
１０分）　　　８５部　からナル混合物ＭＩ　　４０（
１／１０分）　　３０部ＭＩ３００グ／１０分）　　　
１０部 エチレン／プロピレン比　５７／４３　　平均分子量　
１６５００）６０部　からなる混合物 含有量０．２％　ｐ　Ｏ，９３９／ｃｒｉ’　Ｍ　Ｉ　
４９／　１０分）１０部 ８９℃）　　　　　　　　　　５０部 ｖ／１０分　　　　　　　　２０部 ２０部　からなる混合物 含有量０．２％　　ｐ　Ｏ，９３９／ｃｍ３ＭＩ　４　
Ｇ’／　ｌ　０分）５０部 Ｍ１１５（１／１０分　ρ０．９４　ｙ　／ｃｍ３）５
０部 Ｐ／１０分）　　　　　　　　５０部 ムーニー粘度４０（ＭＬ　　　、１００℃）１＋４ ５０部　からなる混合物
【図面の簡単な説明】
第１図〜第３図は、本発明の方法の餅明図であって、ｌ
は架橋ポリオレフィンパイプ、２は架橋ホリオレフィン
パイプ部材、３はポリオレフイノ接着剤、４は金属加熱
体である。 特許出願人 大日日本電線株式会社 代表者代表取締役　青山幸雄 １１７

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ＋ｌ＋　　架橋ポリオレフィンパイプの接続端部外する
    架橋ポリオレフィンパイプ部材の接続端部内面に本質的
    に有機過酸化物架橋性でないポリオレフィン接着剤を塗
    布し、次いで少なくとも上記架橋ポリオレフィンパイプ
    の接続端部外面及び架橋ポリオレフィンパイプ部材の接
    続端部内面とを高温度に保持した金属加熱体に接触させ
    て加熱し、上記ポリオレフィン接着剤が溶融状態にある
    間に架橋ポリオレフィンパイプを架橋ポリオレフィン部
    材に挿入することを特徴とする架橋ポリオレフィンパイ
    プの接続法。 （２）　　ポリオレフィン接着剤がポリオレフィンの有
    機溶媒溶液である特許請求の範囲第ｆｉ＋項の接続方法
    。 ｆ３１　　架橋ポリオレフィンパイプが水架橋ポリエチ
    レンパイプであり、架橋ポリオレフィンパイプ部材が架
    橋ポリエチレンパイプ部材でありポリオレフィン接着剤
    がポリエチレンの有機溶媒溶液である特許請求の範囲第
    ｆｉ＋項又は第（２）項の接続方法。 （４）　　ポリオレフィン接着剤がリニヤ−ポリエチレ
    ンの有機溶媒溶液である特許請求の範囲第（３１項の接
    続方法。 （５）　　ポリオレフィン接着剤が水架橋性である特許
    請求の範囲第ｆｉ＋項〜第（４）項の接続方法。
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