JPS5859017A - 架橋ポリオレフイン物品の接続法 - Google Patents

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】 この発明は一般に架橋ポリ第１ノフイン物品の接続に用
いられるが、特に、架橋ポリオレフィンパイプの接続に
用いられたとき、優れた効果が期待できる。

架橋ポリオレフィンからなるバイブは、架橋していない
ポリオレフィンからなるバイブに比べて、耐熱性、機械
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、水道管および給湯管などの構成材料として
有望視されている。架橋ポリオレフィンバイブの接続に
は、従来、金属製の接続部材を用いた、いわゆるメカニ
カル・ジヨイントが採用されてきているが、メカニカル
・ジヨイントは、コスト高である、接続部に金属製接続
部材の大きな突起が生じ、このため狭い場所に設けられ
たバイブの接続には不向きである、またはバイブと金属
製接続部材とは硬度が互いに全く相違するため接続部の
気密性が必ずしも良好ではない場合が生じるなどの種々
の問題がある。架橋していないポリオレフィンバイブは
、端面同士を互いに圧接しつつ加熱して融着させること
により容易に接続することが可能であるため、メカニカ
ル・シミインドに見られる上記の欠点が解消されるが、
架橋ポリオレフィンバイブの場合は上記圧接・加熱法に
よっても、架橋ポリオレフィンは実質的に融解しないの
で、架橋していないポリオレフィンパイプの場合のよう
に良好に接続することはできない。

上記に鑑み、この発明は、メカニカル・ジヨイントによ
らずして、架橋ポリオレフィンパイプを良好に接続し得
る新制な接続法を提案するものであり、ゲル分率が６０
％以上の架橋ポリオレフィン物品の接続すべき面を、処
理し、この接続面の架橋ポリオレフィンに開裂を生じさ
せてゲル分率にして６０％未満にした後、熱融着するこ
とを特徴とするものである。

この発明において接続の対象となし得るパイプなどの物
品としては、 （１）たとえばエチレン、プロピレン、ブテン−１，４
−メチルペンテン−１などのαオレフィンのホモポリマ
ーおよびコポリマー類、（２）ハロゲン、カルボン酸又
はそのＭ導体を化学的に含有するαオレフィンのホモポ
リマーおよびコポリマー類、あるいは （３）たとえば架橋ポリエチレン、架橋ポリプロピレン
、架橋ポリブテン−１、架橋ポリ−４−メチルペンテン
−１、架（ｉ１チレンーブロビレン共重合体、架橋エチ
レン−酢酸ビニル共重合体、架橋エチレンーエヂルアク
リレート共重合体および架橋塩素化ボリエヂレンなとの
カルボン酸またはその誘導体とαオレフィンとのコポリ
マー類の架橋体、 などからなるものが例示できる。パイプを構成するポリ
オレフィンの架橋度はゲル分率にして９０〜１００％の
高度架橋であってもよく、９０％以下、たとえば６０〜
９０％の中度架橋であってもよい。これらの架橋ポリオ
レフィン物品は、（１）たどえば後述する有機過酸化物
の一種を含むポリオレフィン組成物を用いて成形・加熱
架橋する、（２）水架橋性のポリオレフィン組成物を成
形後、水により架橋する、あるいは（３）放射線または
紫外線に対して感能性を有する感能性物質を含むポリオ
レフィン組成物を成形後放射線または紫外線を照射して
架橋させるなどの様々な公知の方法により製造すること
ができ、この発明においては、いずれの架橋法により製
造されたものでも用いることができる。接続されるべき
物品がパイプである場合には、架橋前のポリオレフィン
組成物が押出成形されてから、上記〈１）〜（３）のい
ずれかの架橋方法が適用ぎれる。

この発明においては、ゲル分率が６０％以上、好ましく
け７０％以上の架橋ポリオレフィンが用いられる。その
理由は、このようなゲル分率の値を持たなければ、架橋
ポリオレフィンからなるたとえばパイプの特徴である耐
内圧・耐久性・耐環境応力亀裂性・耐摩耗性、その他の
性質を得ることができないからである。

この発明がパイプの接続に適用されるとき、接続される
２本のパイプの接続端面は、両端面を接触したときに、
多少の間隙は許容し得るとしても、できるだけ間隙を残
さぬように予め切り揃えられる。ただし、切口は、必ず
しもパイプの中心軸に垂直である必要はなく、前記中心
軸に対して傾斜していてもよい。さらに、パイプの両端
面は間隙なく互いに嵌合し得るような凹凸を有していて
もよい。

このように端面が切り揃えられたパイプの接続すべき端
面は、たとえば加熱処理されて、架橋ボリア１１ノフイ
ンに開団ｉを生じさせ、ゲル分率にして６０％未満、好
ましくは５５％未満にされる。このようなｈ′ル分串が
得られたかどうか、すなわち５− 所望のように開裂したかどうかは、パイプの端の一部を
切取って、ｒＪ　Ｉｓ　　Ｃ３００５Ｊの方法でゲル分
率を測定して、確認することができる。

この測定されたゲル分率に応じて、適当な条件を定めれ
ばよい。

開裂を生じさせるより具体的な方法としては、加熱金属
板を押し当てる方法がある。たとえば、４５０℃に加熱
された金属板を５分間押し当てることにより、顕著な効
果が認められた。一般に、３５０〜６００℃の金属板で
処理すれば、２時間〜数十秒の処理で効果が現われる。

加熱金属板の他に、熱風送風機、アーク処理、プラズマ
処理、炎処理、なども有利に用いることができる。

開裂を生じさせる場合、そのゲル分率は１０〜４０％で
あることがさらに好ましい。なぜなら、開裂が生じすぎ
ると、接続部分における前述の耐環境応力亀裂性などの
特性が劣り、パイプとして用いられたときに問題が生じ
るからである。また、開裂が不完全である場合には、熱
融着による接続が困難になるからである。

６− なお、接続の容易さの観点からは、開裂が充分に進んで
いるほうが望ましい。このような場合に、開裂による接
続部分の特性劣化が懸念されるが、以下に述べるような
方法を用いれば、その問題は有利に解消される。すなわ
ち、接続される架橋ポリオしＩフィンの接続面同士の閂
に有機過酸化物を有する架橋性ポリオしノフィン組成物
の層を介在させ、この介在物を２本のパイプにＪこり圧
迫しつつ加熱し、架橋さゼる方法である。この場合、介
在物中に含まれる有ｖＩＪ、過酸化物の置を比較的多く
しておけば、接続時にこの有機過酸化物のマイグレーシ
ョン（ｆｉ＋＋（］ｒａｔｉＯｎ　）が生じ、開裂され
た部分でのゲル分率の回復が生じ、過度の開裂に起因す
る問題は有利に解消されることになる。

上述の介在物を構成する架橋性ポリオレフィン組成物と
しては、パイプ構成材料につき上述したポリオレフィン
と同じ概念のポリオレフィンの少なくとも一種をベース
とし、これに有機過酸化物をポリオレフィン１００部（
重聞部、以下同様）あたり０．１〜２０部程度配合した
ものが用いられる。パイプを構成するポリオレフィンと
前記架橋性ポリオレフィン相成物に用いられるポリオレ
フィンと（よ、同一のものであってもよく、別種の−５
のであってもよい。パイプが架橋ポリ１チレンから構成
されている場合には、前記架橋性ポリオレフィン組成物
として、ポリエチレンおよびエチレン−酢酸ビニル共重
合体をベースとするものが好ま」）＜、特に、酢酸ビニ
ル含有１５〜３０１ｉ聞％、より好まし・くは１０〜２
０重拳％の１チレン−′ｆＩｆ酸ビニルビニル共重合体
スとするものが！＆　３５１である。

上）ホの有機過酸化物としては、公知の様々なポリオレ
フィンの架橋剤が用いられる。たとえばポリエチレンの
架橋剤としては、たとえば、（１）ジクミルパーオキサ
イド、２．５−ジメチル−２，５−ジー（ｔ−ブチルパ
ーオキシ）−ヘキシン−３，１，３−ビス−（ｔ−ブチ
ルパーオキシイソプロピル）−ベンゼン、１．１−ジー
［−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロ
ヘキサン、ｔ−ブチル−クミルパーオキサイド、ジ−ｔ
−ブチルパーオキサイド、４．４’−ジーｔ−プチルパ
ーオキシバレリックアシッド１１−ブチルエステルなど
のジアルキル系バーオキサイド類、 （２）２．５−ジメチルヘキシン−２，５−ジ−ヒドロ
パーオキサイドなどのヒドロパーオキサイド類、あるい
は （３）ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−ｔ−ブ
チル−ジ−バーオキシフタレ−１・、２゜５−ジー（ベ
ンゾイルパーオキシ）ヘキサンなどのパーオキシ酸また
はそのエステル類、が用いられるが、このうちジアルキ
ル系パーオキシ類は一般に架橋に要する時間が短いため
、現場でのパイプ接続が短時間で行なうことができ、特
に好ましいものである。

接続工程における加熱は、任意の方法でなし得るが、好
ましくは、５〜１５０　ｋｏ／ａｍ’　４ゲ度の面圧で
、２本のパイプを相互に圧迫状態に保持しつつ、界面間
に相互拡散を生じさせ、相互拡散相を生じさせるに至ら
しめるように行なわれる。これ−９＝ にょう−て２本のパイプが予想外の強度で接続される。

この発明の方法【よ２本のパイプの接続のみならず３本
またはそれ以上の多数本を１１！！所でタコ足状に接続
する場合にも適用できる。さらに、パイプの接続に限ら
ず、シート状、板状、さらに、他の形状の物品にも適用
できる。

以下、実施例および比較例によりこの発明を一屓詳細番
こシ１明ザる。

実施例１ 密１＊ｏ、９２ｏ　／ＣＦ＋”　、ＭＩ＝　１．１ａ　
／’１０分のポリエチレン１００部をジクミルパーオキ
１ノイド２．０部を用いて架橋したゲル分率８２％の架
橋ボ１（エチレンからなる、外径９１１１１ｍ１肉厚１
０ＩＩＩｎのパイプ２本を接続するために、両パイプの
接続端面をパイプ軸に垂直に切り揃えた。ついで、６０
０℃に加熱した表面テフロンコー１−された金属板をパ
イプ端面に５分間押付けた。これ（二よ−）で、端面の
ゲル分率は３５％家された。つぎに両パイプ−Ｌに設置
した圧迫冶具にＪ：り両パイプを相−１０＝ 互に２０ｋｏ／ｃ１１２の面圧にて圧迫した状態に保持
し、接続部全体を２３０℃に１０分間保持した。

このようにして、接続されたパイプにつき、後述する水
圧テストで耐水圧強度を測定したところ、水圧３５　ｋ
ｑ／　ａｎ２になるまで接続部での破壊が生じなかった
。なお、実施例１で用いた架橋ポリエチレンパイプ内向
の耐水圧強度は５３　ｋＱ／　（Ｊｌ’である。また、
接続部の引張り強度を測定したところ、１　、７ｋＬ／
＋１１１１１２テアツタ。

水圧テスト・・・・・・パイプ内に満たした水の圧力を
２０　ｋｇ／　Ｃｍ２７分の速度で漸次上押させ、パイ
プを破裂させる。パイプが破裂したときの水圧をもって
、パイプの耐水圧強度とする。

接続部の引張り強度テスト・・・・・・接続したパイプ
から接続部を含むように試料を切り取りＪＩＳＫ　　６
７７４の６．６項にしたがって引張り強度測定を行なう
。

比較例１ 実施例１で用いたパイプと同一の２本のパイプを、端面
処理しないことを除いて実施例１と同様の方法で接続【
）たところ、得られたパイプ接続部の耐水圧強嗅は４ｋ
ｇ／ｃｍ２であった。また、この接続部の引張り強度を
測定したところ、０．３ｋ。

／＋ｎ１であった１゜ 実施例２ 密度０．９５００　／ｃｍ”　、ＭＩ＝０．４５（１／
１０分のポリエチレン１００部、ビニルトリメトキシク
ラン２．０部、ジクミルパーオキザイド０゜２部、ジブ
チル−錫−ジラウレート０．０５部からなる水で架橋し
得るポリエチレン組成物を用い水架橋により架橋したゲ
ル分率７２％の架橋ポリエチレンからなる、外径９１　
＋＋＋＋ｎ、肉厚１０１＋１ｍのパイプ２本を接続する
ために、両パイプの接続端面をパイプ軸に垂直に切り揃
えた。ついで、４００℃の熱風送風機でパイプ端面を１
０分間加熱した。

この端面のゲル分率は２２％とされた。つぎに、実施例
１の方法と同一の方法により、圧迫・加熱した。このよ
うにして、接続されたパイプについて、耐水圧強度を測
定したところ、４６　ｋｇ／　ｃｌであった。また、接
続部の引張り強度を測定したところ、１　、９　ｋｇ／
＋ｎ１であった。

実施例３ 実施例２で用いたポリエチレンパイプと同一のポリエチ
レンパイプ２本を準備した。ついで、バイブ端面を５分
間、アーク処理した。この端面のゲル分率は１２％とさ
れた。この２本の架橋ポリエチレンパイプを、実施例１
の方法と同一の方法により、圧迫・加熱した。このよう
にして、接続されたパイプについて、耐水圧強度を測定
したところ、５２ｋｇ／Ｃｌｌ１２であった。この値か
ら明らかなように、実施例３で得られるパイプ接続部は
、架橋ポリエチレンパイプ自身の前記耐水圧強度にほぼ
匹敵する耐水圧強度を有することが理解されるであろう
。また、接続部の引張り強度を測定したところ、２　、
１　ｋ（１部ｍｍ’であった。

比較例２ 実施例２で用いたポリエチレンパイプの端面を、３００
℃に加熱した表面テフロンコートされた金属板で５分間
押付けた。この端面のゲル分率は６５％にされた。その
後は実施例２と同様に加熱・１３− 接続した。その結果得られたパイプの耐水圧強度は、４
　ｋｇ、／　ａｌであった。また、接続部の引張り強度
を謂だしＩこところ、０．３ｋｏ／ｍ１１２であった。

持り′Ｆ出願人　大日日本電線株式会社代理人　　　弁
理士　深　見　久　部 （ばか２名） １４−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ゲル分率が６０％以上の架橋ポリオレフィン物品の接続
   すべき面を、処理し、この接続面の架橋ポリオレフィン
   に開裂を生じさせてゲル分率にして６０％未満［した後
   、熱融着する、架橋ポリオレフィン物品の接続法。