JPS6022622B2 - 多重被覆金属管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多重被覆金属管に関する。

更に詳しくは、防食層および保護届を被覆届として有す
る多重被覆金属管に関する。水道用、ガス用あるいはケ
ーブル保護用などに、ポリエチレン被覆鋼管などを用い
られており、その一種として防食用のポリエチレン被覆
層と輸送取扱時の機械的外力に対する保護用のポリエチ
レン被覆層との二重被覆層を設けたものが用いられてい
る。

かかる二重被覆鋼管は、配管施工時に鋼管を溶接などに
より接続する場合、その保護層のみを剥離する必要があ
る。しかるに、ポリエチレン保護層は、ポリエチレン防
食層上に直接被覆したのでは両層が融着してしまうので
、防食層上に低分子量ボリオレフィン、ポリブテンまた
はこれらの混合物よりなる融着防止剤を塗布したり、あ
るいは炭酸カルシウム、滑石粉などの無機質粉末を敵着
防止剤として散布したりする方法が探られている。しか
しながら、これらいずれの方法にあっても、雛着防止剤
を塗布または散布する工程が必要であり、また保護層を
剥離する場合には融着防止剤をも除去する必要があり、
煩雑であるという難点がある。また、前記いずれの融着
防止剤を用いた二重被覆鋼管でも、保護層はポリエチレ
ンであるので耐寒性、耐候性にはすぐれているものの、
表面硬度が劣り、傷付き易いので、この点での改良も望
まれてし、た。

かかる見地から、本出願人らの一名は、融着防止剤を用
いる必要がない二重被覆鋼管として、防食層と保護層と
のいずれか一層をポリエチレン樹脂単独とし、他の一層
をポリエチレン２０〜４の重量％およびポリプロピレン
６０〜８の重量％の配合よりなる共重合体またはブレン
ド樹脂としたプラスチック押出被覆鋼管を提案し（特関
昭５４−１斑７２び号公報）、保護肩を共重合体などに
よる樹脂とした場合には、耐傷付性も改良された二重被
覆鋼管が得られることを見出している。しかるに、かか
る提案で用いられたポリエチレンーポリプロピレン樹脂
組成物は、ポリプロピレン単体に比較して耐傷付性に不
足し、またポリエチレン単体と比較して耐寒性およびゥ
ェルド強度の点で不十分である。

そこで「本発明者らは、これらの点をも同時に満足させ
る被覆用組成物について種々検討の結果、前記樹脂組成
物またはポリプロピレン樹脂にエチレン・Ｑーオレフイ
ンランダム共重合体をブレンドして用いることが、きわ
めて有効であることを見出した。従って、本発明は多重
被覆金属管に係り、この多重被覆金属管は、直接積層さ
れる防食層および保護層を被覆層として有する多重被覆
金属管において、防食層と保護層のいずれか一方の層を
ポリエチレン樹脂単独の層となし、他の層を｛ａーポリ
ヱチレン約０〜８の重量％、‘ｂ｝エチレン含有率約３
０〜８５モル％のエチレン・Ｑーオレフインランダム共
重合体約２〜４の重量％および‘ｃ）ポリプロピレン約
１５〜９５重量％からなる組成物で、該組成物中のエチ
レン単量体単位の含有量が約１〜９０モル％であるポリ
オレフィン組成物の層となし被覆層を有している。

防食層および保護層のいずれかに用いられるポリエチレ
ン樹脂は、エチレンの単独重合体あるいはエチレンとプ
ロピレン、１ーブテン、１ーベンテン、１−へキセン、
４ーメチルー１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン
などのＱ−オレフィンとの共重合体であってエチレンを
主体とする（例えばエチレン含有量が約※重量％以上）
重合体であり、メルトインデツクス（ＡＳＴＭ Ｄ−１
２３細）が約０．０１〜２ 夕／１０分、また密度（Ａ
ＳＴＭ、 ０一１５０５）が０．９１０〜０．９６０夕
／地の範囲内のものでることが好ましい。

本発明に係る他の被覆層を形成するポリオレフイン組成
物の【ａー成分であるポリエチレンとしては、前記ポリ
エチレン樹脂の例として挙げられたものの他に、エチレ
ンと少量の酢酸ビニルとの共重合体などを含み、極限粘
度（デカリン中、１３５℃）が約２〜ＩＷＩノタ、密度
が０．９００〜０．９７０夕／仇、また示差走査型熱量
計による融点が約９０〜１３５ｏ０の範囲内のものであ
ることが好ましい。

これらのポリエチレンは、チィグラー触媒「 フィリッ
プス触媒、酸化モリブデン触媒（スタンダード法）、ラ
ジカル重合触媒（高圧法）など任意の触媒系を用いて製
造したものが使用される。これらのポリエチレンのポリ
オレフィン組成物中に占める割合は、約０〜８の重量％
、好ましくは約５〜７の重量％、特に好ましくは約５〜
５５重量％の範囲内にある。

ポリエチレンは、この組成物のウェルド強度および衝撃
強度を改善するが、（ｂ’成分として用し、らるエチレ
ン・Ｑーオレフインランダム共重合体の割合が約１の重
量％以上の場合には、必ずしも用いなくともよい。ただ
し、表面硬度と低温強度（ウェルド強度、衝撃強度）の
バランスのとれた被覆層を得るには、約５重量％以上ブ
レンドすることが好ましい。約５５〜８の重量％の割合
のポリエチレンを用いて多重被覆金属管を成形する場合
には、保護層と防食層との融着を防ぐため、形成した防
食層を十分に冷却した後、保護層を被覆することが望ま
しい。約８の重量％をこえるポリエチレンの使用は、他
の被覆層との融着を生じ、表要硬度の改善効果が認めら
れない。なお、高圧法ポリエチレンなどの密度の低いポ
リエチレンを用いると、低温での強度の改善効果にはす
ぐれるが、表面硬度が低下し、傷付き易くなるので「ブ
レンド量を少量にとどめることが好ましい。ｔｂー成分
のエチレン・Ｑーオレフィンランダム共重合体は、エチ
レン含有率が約３０〜８５モル％、好ましくは約４０〜
８０モル％のエチレンとプロピレン、１−ブテン、１−
ペンテン、１−へキセン、１ーヘプテン、４ーメチル−
１ーベンテン、１ーオクテン、１ーデセンなどのＱーオ
レフインとのランダム共重合体であって、実質的に非晶
賞のものであることが好ましい。

これ以外の範囲のエチレン含有率のものは、低温での強
度改善効果が劣っている。また、これらのランダム共重
合体は、約２〜１脚／夕の極限粘度を有することが好ま
しし、。エチレン・Ｑーオレフインランダム共重合体は
、ポリオレフィン系組成物中約２〜４０重量％、好まし
くは約４〜３５重量％の割合で用いられる。

これ以下の使用割合では、常温および低温でのウェルド
強度、低温での衝撃強度の改善効果が少なく、一方これ
以上の割合で用いると、表面硬度が低く、耐傷付生に劣
るようになる。【ｃー成分のポリプロピレンとしては、
アイソタクチック指数（沸騰ｎーヘプタン不溶分、後記
各表では１指数と略称）が約９０以上のものが好んで用
いられる。

ポリオレフィン組成物中のブレンド量は、約１５〜９５
重量％、好ましくは約２５〜９５重量％、特に好ましく
は約３５〜９の重量％の範囲内にある。以上の‘ａ’，
‘ｂ’および‘ｃ’成分よりなるポリオレフィン組成物
において、組成物中のエチレン単量体単位の含有量は、
全単量体単位に対して約１〜９０モル％、好ましくは約
５〜８０モル％、特に好ましくは約５〜７０モル％の範
囲内になければならない。

エチレン単量体単位がこれ以下の割合では、低温でのウ
ェルド強度および衝撃強度に劣り、一方これ以上のもの
は、耐傷付性が劣り、ポリエチレン樹脂層との融着を起
す。また、この組成物は、メルトインデツクス（ＡＳＴ
ＭＤ−１２３＆）が約０．１〜１５夕／１位分の範囲内
にあるこが好ましく、この範囲外のものも被覆層として
は使用できるが、成形性の点で劣るようになる。ポリオ
レフィン組成物の調製は、前記｛ａ’，【ｂ’および‘
ｃー成分を機械的に混合する方法、あるいは‘幻，‘ｂ
｝および｛ｃー成分を一つの重合反応系内でオレフイン
類を立体規則性触媒の存在下で順次重合させる方法、更
にはこの順次重合法と機械的な混合法との組合せなど任
意の方法で行なうことができる。

各成分を機械的に混合する方法では、各成分が分散不良
を起さないように十分な注意を払う必要がある。

混合に用いられる溶融混練機としては、例えばバンバリ
ーミキサー、ニーダー、２軸押出機、１軸押出機などが
挙げられる。混合の順序としては、まず‘ａー成分と【
ｂ｝成分とを混練した後、【ｃ｝成分と混練すると、ウ
ェルド強度、耐衝撃性、耐傷付性のバランスのよい組成
物を得ることができる。順次重合させる方法において、
一つの重合反応系中でオレフイン類を重合させるという
ことは、１個または複数個の反応器中で｛ｃ’，（ｂ’
および【ａ｝成分を逐次生成させることにより重合体温
合物を製造することを意味し、通轍ｄ，‘ｂ｝および‘
ａ減分を生成させる途中で触媒の失活操作は行われない
。

重合体の生成順序は任意であるが、【ｄ，【ｂ｝および
‘ａー成分をこの順序で生成させることが重合操作上好
ましく、工業的生産に適している。この際用いられる立
体規則性触媒としては、通常結晶性ポリプロピレンの製
造に用いられる触媒をそのまま用いることができる。本
発明の被覆層として用いられるポリエチレン樹脂あるい
はポリオレフィン組成物中には、酸化防止剤、紫外線吸
収剤、滑剤、核剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料、
無機または有機の充填剤などの各種添加剤を、本発明の
目的を損わない範囲内で配合してもよい。

多重被覆金属管の形成は、鋼管、鋼管、鉛管などの金属
管上に被覆材料をチューブ状に押出して被覆する方法あ
るいは金属管上に被覆材料のフラットなシートを押出し
、これをらせん状に巻き付けて被覆する方法などによっ
て行われる。

金属管上に被覆材料をチューブ状に押出して被覆する方
法では、金属管を機械的または化学的に前処理した後、
管の外周全面にわたり加熱熔融した粘着剤または接着剤
を塗布し次いで押出機により溶融混練したポリエチレン
樹脂またはポリオレフィン組成物をクロスヘッドダィあ
るいはオフセットダィからチューブ状に押出して前記外
周全面に被覆し、冷却後あるいは冷却せずに、形成され
た防食層上に、直接これと同様の方法でポリオレフィン
組成物またはポリエチレン樹脂をチューブ状に押出して
保護層を形成させる方法、または多層ダィを用いてポリ
エチレン樹脂とポリオレフィン組成物とを同時に金属管
上に被覆する方法などが用いられる。

金属管上に被覆材料のフラットなシートを押出し、これ
をらせん状に巻き付けて被覆する方法では押出機により
溶融濠練したポリエチレン樹脂またはポリオレフィン組
成物をＴ−ダィからフラットなシートとして押出し、こ
れを予め粘着剤などを塗布してある金属管の外周全面上
にらせん状に被覆し、冷却後あるいは冷却せずに、形成
された防食層上に、直接これと同様の方法でポリオレフ
イン組成物またはポリエチレン樹脂のフラットなシート
をらせん状に巻き付けて被覆する方法、または多層Ｔー
ダィを用いてポリエチレン樹脂とポリオレフィン組成物
とのフラットなシートを同時にらせん状に巻き付けて被
覆する方法、または多層Ｔーダィを用いてポリエチレン
樹脂とポリオレフィン縦成物とのフラットなシートを同
時にらせん状に巻き付けて被覆する方法などが用いられ
る。

このようにして得られる本発明の多重被覆金属管は、従
来のポリエチレン二重被覆金属管と比較して、耐傷付性
にすぐれ、しかも鋼管などの溶接時においては、保護層
を容易に剥離させることができるので作業性にすぐれて
おり、またポリエチレン−ポリプロピレン組成物を防食
層またや保護層とした二重被覆鋼管と比較しても、更に
低温特性（ウェルド強度、衝撃強度）にすぐれ、またこ
れとウェルド強度が同等の場合には耐傷付性にすぐれて
いるといった利点を有する。

次に、実施例について本発明を説明する。

実施例 １〜５、比較例 １〜３ 原管として径が２００Ａの鋼管を用い、この表面に下層
の防食層として高密度ポリエチレン（密度０．９４５夕
／地）をクロスヘッドダィから１．１肌の厚さに押出被
覆し、次いで他のクロスヘッドダィから保護層として第
１表に示されるポリオレフィン組成物を１．５側の厚さ
に押出被覆した。

得られたポリオレフィン二重被覆鋼管の保護層を剥離し
た後、以下に記載される方法でこの保護層の性能を評価
した。引張特性：ＪＩＳＫ−７１１３の２号ダンベルを
使用し、引張速度５０肌／分で測定した。

なお、伸びはチャック間伸びであ る。

衝撃強度：−２０ｑｏにおいて、５仇吻径の円板状試験
片上に、荷重１５２６夕の先端径１／２インチの錘を落
下させ、鍵の落下距 離を変えることにより、一定枚数の 試験片の５０％が破壊するに要するエ ネルギーより衝撃強度（ｋ９・仇）を 求めた。

低温腕化温度：ＪＩＳＫ−６７６０ 実施例 ６ 実施例２の方法において、防食層としてポリオレフィン
組成物を、また保護層として高密度ポリエチレンを用い
、保護層の性能を評価して、その結果を第１表に併記し
た。

実施例 ７〜１止比較例 ４〜５ 実施例１〜５と同様の方法で、第２表に示されるポリオ
レフィン組成物を１．５肋の厚さに押出被覆し、形成さ
れた保護層をポリオレフィンニ重被覆鋼管から剥離した
後、ＡＳＴＭＤ−２２４０（タイプＤ）に記載される方
法に従って、母材（ウェルド部以外に部分を指している
）の表面硬度を測定した。

なお、参考例として、高密度ポリエチレンの表面硬度を
同表に併記した。実施例 １１〜１２、比較例 ６ 実施例１〜５と同様の方法で、第３表に示されるポリオ
レフィン組成物を１．５側の厚さに押出被覆し、形成さ
れた被覆層をポリオレフィン二重被覆鋼管から剥離した
後、前記方法に従って、その引張特性および母材の表面
硬度を測定した。

実施例 １３〜１０比較例 ７第４表に示されるポリオ
レフィン組成物およびポリエチレンからそれぞれ厚さ２
肌のプレスシートを作成し、前者を１９０℃に、また後
者を１００ｑｏ、７０ｑｏまたは５０ｑｏに加熱した後
重ね合せ、プレス圧着した雛着の有無を評価すると共に
、ポリオレフィン組成物層の表面硬度を測定した。

第１表 注１）勤織り４では、ェチレン・ブテンランダム共重合
体が用いられた注２）×印は、ぶこ切れて測定不能だっ
た第２表 第３表 第４表 注）○：港着性なし △：−部溶着あり ×：溶着あり

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 防食層および保護層を被覆層として有する多重被覆
   金属管において、直接積層される防食層と保護層のいず
   れか一方の層をポリエチレン樹脂単独の層となし、他の
   層を（ａ）ポリエチレン約０〜８０重量％、（ｂ）エチ
   レン含有率約３０〜８５モル％のエチレン・α−オレフ
   インランダム共重合体約２〜４０重量％および（ｃ）ポ
   リプロピレン約１５〜９５重量％からなる組成物で、該
   組成物中のエチレン単量体単位の含有量が約１〜９０モ
   ル％であるポリオレフイン組成物の層となした被覆層を
   有する多重被覆金属管。 ２ 防食層および／または保護層を押出コーテイング法
   で形成させた特許請求の範囲第１項記載の多重被覆金属
   管。