JPS5859020A - 架橋ポリオレフイン物品の接着法 - 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】 架橋ポリオレフィンからなるパイプは、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、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、余興製の
接続部材を用いた、所謂メカニカル・ジヨイントが採用
されて来ているが、メカニカル・ジヨイントは、コスト
高である、接着部に金咲装接続部材の大きな突起が生じ
、このだめ狭隘な場所に布設されたパイプの接続には不
向きである、あるいはパイプと余興製接続部材とは硬度
が互に全く相違するから接続部の気密性が必ずしも良好
てない場合が生じるなど種々の問題がある。架橋してい
ないポリオレフィンパイプは、端面同士を互に圧接しつ
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
可能であり、而してメカニカル・ジヨイントにミラれる
上記の欠点が解消されるが、架橋ポリオレフィンパイプ
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イＣＤて、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、本発明は、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、
更にはパイプのみならず、ロッ１−、ンートあるいはそ
の他の架橋ポリオレフィン物品を良好に接着、接続する
ことができる新規な接着法を提案するものであって、接
着又は接続される架橋ポリオレフィン物品同士の間に介
在させた有機過酸化物と硫黄加硫剤とを含有する架橋性
ポリオレフィン組成物の層を該架橋ホ＋）オレフィン物
品により圧迫しつつ加熱し、架橋させることを特徴とす
るものである。

本発明において接続の対象となし得る架橋ポリオレフィ
ン物品としてはαオレフィン、たと工ばエチレン、プロ
ピレン、ブテン−１，４−メチルペンテン−１などのホ
モポリマー、コポリマー類、ハロゲン、カルボン酸又は
その誘導体ヲ化学的に含むαオレフィンのホモポリマー
、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の架橋体たとえば架橋ポ
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−メチルベンゾン−１、架４ｍエチレン
ープロピレン共重合体、架橋エチレン−酢酸ビニル共重
合体、架橋エチレン−エチルアクリレート共重合体、架
橋塩素化ポリエチレンなどからなるものが例示できる。

架橋ポリオレフィン物品を構成するポリ芽レフインの架
橋度はゲル分率１こして９０〜１００％の高度架橋であ
ってもよく、９０％以下、たとえば１０〜９０％の低度
乃至中架橋であってもよい。それら架橋ポリオレフィン
物品は、たとえば後記する有機過酸化物の１種を含むポ
リオレフィン組成物を用いて押出成形・加熱架橋する、
水架橋性のポリオレフィン組成物を押出成形後水により
架橋する、あるいは放射線や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押出成形
後放射線や紫外線を照射して架橋させるなどの公知の方
法にて製造することができ、本発明におい−Ｃは、いず
れの架橋法番こて製造されたものでも用いることができ
る。就中、好ましいものは有機過酸化物を用いて加熱架
橋された、または水架橋法番こより架橋されたゲル分率
が少くとも２０係の架橋ポリエチレンよりなる物品、特
ニパイプである。

本発明において、有機過酸化物と硫黄加硫剤とを含有す
る架橋性ポリオレフィン組成物としてば、上記架橋ポリ
オレフィン物品の構成材料につき上記したポリオレフィ
ンと同じ概念のポリオレフィンの少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（
重晴部、以下同様）あたり０１〜２０部程度及び少なく
とも００５部の硫黄加硫剤とを配合したものが用いられ
る。該架橋性ポリオレフィン組成物に用いられるポリオ
レフィンは、架橋ポリオレフィン物品のポリオレフィン
と同一のものであってもよく、別種のものであってもよ
いが、好ましくは、次（こあげるものである。

（ＩＪ　　ＪＩＳ　Ｋ　６７６０で測定した密度（Ｐｏ
ｃｍ”）即ぢρが０９１５〜０９７０であり、かつ下記
の開法式を調定するＭ、Ｐ、（°ｃ、）を有するポリエ
チレン： ） ＭＰ（□Ｃ）′−５００×ρ−６４５ ここにＩｖｌ　Ｐ　（’Ｃ）は１神原、藤原編、［高分
子分析ハシ１−゛ブツクＪ　３．　＋　５．１項Ｐ−１
７８〜１８３（昭和４０年）朝食書店」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（℃）を
意味する。

市販品では、多くのＩＪ　ニヤー低密度ポリエチレン、
リニヤ−中密度ポリエチレンを例示シ得る。

（１１）　　次の一般式 （ここに、ａ、、ＦＬ２、Ｒ３は水素、ハロゲン、カル
ポキンル基、アルキル基、カルボキンアルキル基）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、たとえハアクリル酸、マレイン酸
、イタコン酸、ハイミック酸又はそれらの無水物を００
０１〜１０重としては、たとえばエチレン、プロピレン
、ブテン−１、ペンテンなどの一種又は二種以上が用い
られる。

特に、エチレン−マレイン酸共重合体（マレイン酸含有
量００１〜１重量％）、エチレン−アクリル酸共重合体
（アクリル酸含有量００１〜１重＠％）が好ましい。

（＋＋＋）　　α−オレフィン、たとえばエチレン、フ
ロピレン、ブテン−１＋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
ハ酢酸ビニル、エチルアクリレートとの共重合体てあっ
て、かつ、接着、接合の対象となる架橋ポリオレフィン
物品を構成する架橋ポリオレフィンの架橋前のＭＩ（Ｐ
／１０分、ＪＴＳ　Ｏ３００５ｊこより測定）の０２〜
５倍のＭＴを何するもの。特に、酢酸ビニル含有量５〜
３０重量％であって上記のＭＩを有するものが好ましい
。

なくとも一種とエチレンとの共重合体であり、かつＪＩ
Ｓ　Ｋ　６７６０で測定した密度が０９１５２／　Ｃｍ
ａ未１８であり、０３〜０１０のα−オレフィンの含有
量が０５〜５０重量係程度のもの。更にはシンクロペン
タジェン、メチルテトラヒＦロインデン、メチレンノル
ボーネン、エチリデンノルポー不ン、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ｔ　％
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。特に好ましくはエチレンープロピレンー
ンエン共重合体である。

本発明におい−Ｃ上記したポリオレフィンは二種以上併
用してもよい。

架橋性ポリオレフィン組成物の構成成分としての有機過
酸化物は、たとえばポリエチレンの架橋剤として公知の
ものたとえば、ジキュミｌレバーオギサイド、２，５−
ジメチル−２，５−シー（ｔ−ブチルパーオキシ）−ヘ
キシン−６、ｊ、３−ビス−（ｔ−プチルパーオキンイ
ンプロピル）−ベンゼン、１．１−ジーｔ−プチルパー
オキン−５，３，５−１−リメチルンクロヘキサン、ｔ
−ブチル−クミルパーオキサイド、ジーｔ−プチルパー
オギザイド、４．４’−シーｔ−ブチルパーオキンバレ
リ・ツクアシ・リドｎ−ブチルエステルなどのジアルキ
ル系パーオキサイド類、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ｔ−プチルパーオキンベンゾエート
、ジーを一ブチルーソーパーオキシフタレート、２．５
−シー（ペンゾイルパーオキン）ヘキサンナトのパーオ
キシ酸又はそのエステル類が用いられるが、就中、ジア
ルキル系パーオキシ類は一般に架橋所要時間が短かく、
而して架橋ポリオレフィン物品の接着、特番こ現場での
パイプ接続が短時間で行い得るので特番こ好ましいもの
である。

また、有機過酸化物の使用量が少いと接着、接続の強度
が弱く、一方、その使用量が多いと有機過酸化物の分解
主成物による発泡が生じ易く発泡によりやはり接着、接
続強度が低下する傾向にあるので、架橋性ポリオレフィ
ン組成物中における有機過酸化物の好ましい使用量はポ
リオレフィン１００部あたり０５〜５部である。

硫黄加硫剤としては、粉末硫黄、硫黄華、コロイドｍ黄
などの硫黄類、２−メルカプ１−ベン゛ゾチアゾール、
シベンゾチアジルジヌルフイド、亜鉛−２−メルカプト
ベンゾチアゾール、あるいりよその他のチアゾール類、
Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンア
ミド、Ｎ、Ｎ−ジエチル−２−ベンゾチアジルスルフェ
ンアミド、Ｎ−を−フ゛チルー２−ベンツ゛チアジルス
ルフェンアミドあるいはその池のスルフェンアミＦ類、
テトラチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラム
ジスルフィド、テ１−ラエチルチウラムモノスルフイド
あるいはその他のチウラム類、ンメチルチオカルバミン
酸、ペンタメチノンジチオ力ルバミン酸、シクロヘキシ
ルエチルジチオカルバミン酸あるいはその他の７チオカ
ルバミン酸のＮａ、に、Ｐｂなどの金緘馴戯−塩化ＶＬ
　黄、モルホリンンスルフイド、アルキルフェノールジ
スルフィドなどのその他の硫黄化合物類、などである。

硫黄加硫剤の使用量が少いと接着、接続の強度が弱くな
る。硫黄加硫剤の多過ぎる使用は特に問題はないが、あ
る程度量以上使用すると効果が飽和する傾向にあるので
、好ましい使用計はポリオレフィン１００部あたり０２
〜１０部である。

架橋性ポリオレフィン組成物には、四番こ、ゴム、プラ
スチックス、絶縁油、食品の酸化防止のだめ（こ用いら
れている周知の酸化防止剤をポリオレフィン１００部あ
たり少なくとも００１部、好ましくは０２〜５部共存さ
せておくと接着、接続の強度が向上する効果がある。上
記各酸化防止剤としては、たとえばフェノール系酸化防
止剤、アミン系酸化防止剤、キノン系酸化防止剤、ある
いはそれらの混合物などである。

架橋ポリオレフィン物品が架橋ポリオレフィンパイプで
ある場合を例にとって本発明の詳細な説明すると、接続
される２本のパイプの接続端面ば、両端面を接触したと
き、多少の間１揮は許容し得るとしても、できるだけ間
隙を残さぬ様に予め切りそろえられる。たソし、切り口
は必ずしもパイプ中心軸に垂直である必要はなく該軸に
列して１頃糾していてもよい。四番こパイ１両端面は間
隙なぐ互に嵌合し得る凹凸を有していてもよい。

かく端面の切りそろえられたパイプの両端面間に上記し
た架橋性ポリオレフィン組成物を力在させ、２本のパイ
プにて該介在物を圧迫する状態に保持して加熱し介在物
を架橋させる。加熱による介在物の粘度低下並びにパイ
プによる圧迫のためＩこ該介在物の厚みは、加熱による
架橋の進行の間漸次その厚みを５城し、架橋の終了時点
においては１胴以下場合によっては０１喘以下の薄層と
なるが、介在物の薄層化はパイプ接続強度上何ら間頃は
ない。

たゾしパイプブを接続ＱＭ面全全周こわたジ可及的均一
の強度で接続するために、上記介在層の厚みは少くとも
該介在層の架橋が充分をこ進行し始める段階、たとえば
介在層及びパイプ接続端面が後記する架橋温度に達した
段階においては接続端面全周にわたりはソ均一となるよ
うにすることが望ましい。このためには、架橋性ポリオ
レフィン組成物の介在物として該組成物のシーｌ−又は
板を用いるとよい。シート又は板の厚さは、接続される
べき架橋ポリオレフィンパイプの外径肉厚によって変り
、大サイズパイプはど厚肉のものを用いるが、たとえば
、外径２０咽前後、肉厚２謳前後の小サイズパイプの場
合は０５〜５鴫程度のもの、まだ、外径２００鴫、肉厚
２０胴前後の大サイズパイプの場合は２〜２０陥程度の
ものを用いるとよい。

接続工程番こおける加熱は、任意の方法でなし得るが介
在物のみならず、パイプの端面又はその近傍、特にパイ
プ端面が介在物中の何機過酸化物の分解温度、特に有機
過酸化物の１０時間半減ｒ晶度より少なくとも１０°Ｃ
高い温度に充分加熱されることが重要である。

加熱時、５〜＋５０に９／ｃｍ程度の面圧にて、介在物
層を圧迫状態に保持して架橋１こ至らしめるとよい。

上記した加熱・架橋番こより介在物中の有機過酸化物の
一部がパイプ側に移行してパイプを構成するポリオレフ
ィン分子表介在物を構成するポリオレフィン分子を結合
し、この結合により２本のパイプは予想外の強度で接続
される。

本発明の方法は２本のパイプの接続のみならず６本又は
それ以上の多数本を１ケ所てタコ足状（こ接続する場合
にも適用できる。また、バイデー損性の他の物品の接着
、接続も上記したパイプについての温度、圧迫圧力と同
様の条件にて行うことがてきる。

以下、実施例、比較例により本発明を一層詳細に説明す
る。

実施例１〜５、比較例１ 密度０．９２９　／ロ、ＭＩｔ＋９７１０分のポリエチ
レンをジクミルパーオキサイドを用いて架橋したゲル分
率８０％の架橋ポリエチレンからなる外径９１咽、肉厚
１０闘のパイプ２本を接続するために、両パイプの接続
端面をパイプ軸１こ垂力に切りそろえた。第１表に示す
各種組成の架橋性ポリオレフィン組成物からなる厚さ２
　ｍｍ、内径７１ｍｍ、外径９１喘のリングを１２０℃
、５分間のプレス成形により製造し、これを上記２本の
架橋ポリエチレンパイプの接続端面間に介在させ該両パ
イプ上番こ設置した圧迫冶具よりリング状の介在物を２
０１９／ｃｍの面圧にて圧迫した状態番こ保持して、接
続部全体を２３０℃に１０分間保持した。かくして、接
続したパイプ昏こつき後記する水圧テス１−（こて耐水
圧強度を測定し、また、後記する引張強度テヌトにてパ
イプ接続部の引張強度を測定して同表に示した。

水圧テスｊ−・・・パイプ内番こ満した水の圧力を２０
　Ｋ？　／　ｃｍ　／分の速度で漸次上昇させパイプを
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。

引張強度テスト・・　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、ＪＴＳ　Ｋ６７７４の６６項
にしたがって引張試鹸を行う。

なお、比較例１は、架橋性ポリオレフィン組成物を用い
ない点においてのみ実施例１などと相違する。

実施例６〜９、比較例２ ３ｇ 密度０９５０ｖ／ｃｍ１Ｍ丁０４畝／１ｏ分のポリエチ
レン１ｏＯｍｚＬ：ニルトリメトキシシラン２．０部、
ジクミルパーオキ７Ｆ　０．１５　部およびシダチル−
賜−シラウレ−１・０．０５　ｉｌカｌ’）なる水て架
橋しうるポリエチレン組成物を用い水架橋番こより架橋
したゲル分率７０係の架橋ポリエチレンからなる１０（
ＢＸ＋Ｏｃｍ、厚さ４胴の板状物を作製した。一方、第
１表に示す組成物、実施例６〜９を１２５°Ｃ３分間プ
レス成形して１０釧Ｘ　１０　Ｃｍｓ厚さ０６胴のシー
ト状物を作製し、前記板状物２枚の間番こ介在させ１、
　　　　２ ２２０°Ｃにて５０Ｆ−９／Ｃｍの圧力で介在物を圧迫
しつつ５分間その状態を保持し接着を行った。

見られた接着部の剥離強度をＪＴＳ　Ｋ　６８５４にし
たがって測定した（ただし、試験片巾１０陥Ｔ剥離法）
。ところ、第１表に示す値であった。

尚、比較例２は、架橋性ポリオレフィン組成物を用いて
いない点においてのみ実施例６などと相違する。

実施例１０〜１３、比較例３ 酢酸ビニル含有率１０％のｒ、　ｆ　Ｖン酢酸ビニル重
合体（密度０．９３９　／　ｃｍ　、　Ｍ　Ｉ　３９　
／　＋　０分）　１ｏ　ｏ　部あたり２２部のシクミル
バーオキンドを含むエチレン酢酸ビニル共重合体組成物
を成形架橋し、ゲル分率８０％で、１０ｃｍ１Ｘ１０Ｇ
１厚さ４脳の板状物を作製した。

ついで、第１表（実施例１０〜１３）ｌこ示す組成物を
１２０℃６分間ブレス成形して１０ｃｍｘ１０ｃｍｓ厚
さ０５酬のシー１・状物を作製し、前記板状物２枚の間
に介在させ、２２０℃にて２５　Ｋ９　／　ｃｍの圧力
で介在物を圧迫しつつ５分間その状態を保持し、接着を
行った。見られた接着部の剥離強度を実施例６などと同
じ方法て測定しだところ、第１表に示す値が得られた。

なお、比較例５は、架橋性ポリオレフィン組成物を用い
ていない点（こおいてのみ実施例１０などと相違する。

実施例１４〜１５、比較例４ 密度０．９１９／ａｍ、　ＭＩ　Ｏ，８Ｐ／　＋　０分
のポリプロピレン１００部、６−トリメＩ−キシシリル
プロピルアジドホルメ−１・３０部、ジクミルパーオキ
シド０２部およびジプチル−賜−ンラウレート０．０５
部から々る水架橋性ポリプロピレン組成物を用い、これ
を水架橋したゲル分率７２％の架橋プロピレンからなる
ＩＯｃ＋ｎＸｊＯｃｍ　％厚さ２咽の板状物を作製した
。ついて、第１表（実施例１４〜１５）（こ示す組成物
を１２５°Ｃ５分間プレス戊形して１部ｃｍＸｉＯ口、
厚さ０３喘のシー１−状物を作製し、前記板状物２枚の
間に介在させ、２３０°Ｃにて５０Ｋｇ／ｃｍの圧力で
介在物を圧迫しつつ５分間その状態に保持し、接着を行
った。えられた接着部の剥離強度を実施例６などと同じ
方法で測定したところ第１表に示す値が得られた。

なお、比較ＶＩｌｌ　４は、架橋性ポリオレフィン組成
物を用いていない点（こおいてのみ実施例１４などと相
違する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 接着される架橋ｇ　ｉＪオレフィン物品同士の間に介在
   させた有機過酸化物と硫黄加硫剤とを含有する架橋性ポ
   リオレフィン組成物の層を該架橋ポリオレフィン物品に
   より圧迫しつつ加熱し架橋させることを特徴とする架橋
   ポリオレフィン物品の接着法。