JPS6351135A - 多層構造のポリエチレン樹脂パイプ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多層構造のポリエチレン樹脂パイプに関するも
のである。詳しくは本発明は耐剥離性に優れた給水用（
水道水用）のポリエチレン樹脂パイプに関するものであ
る。

〔従来技術〕

従来よりポリエチレン樹脂は強変が大きく。

クリープ特性、耐環境応力亀裂性（元５ＯＲ）、可撓性
等に優れているために上水道等の給水用の配管として広
く使用されている。そして、上記ポリエチレン樹脂パイ
プは耐候性、特に紫外線に対する抵抗力に劣り、例えば
水道管のように長期間に渡り屋外に暴露さｎ、る用途に
は耐候安定剤としてカーボンブラックをλ〜３重ｉ［配
合したものが使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ポリエチレン樹脂の給水管は水道用、冷房機の給水用等
に長期間便用していると給水管の内壁に水泡を生じ、は
なはだしい場合には剥離を起こして、給水弁等を閉基し
たりする問題があった。特に、塩素を多量に含んだ水と
接した場合に上記内壁剥離が起こり易く、近年都市部の
水質悪化に伴い殺苗処理のために多量の塩素を使用する
のに伴って、耐剥離性に優れた給水用のポリエチレン樹
脂パイプが要望されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は上記従来技術の問題点を解決すべく、鋭意
検討を重ねた結果、ポリエチレン樹脂パイプを多層構造
とし、内層を特定の線状低密度ポリエチレンにカーボン
ブラックと特定の安定剤を配合した′＆Ｊ脂層とするこ
とにより耐剥離性が大幅ｌこ改善できることを見出し１
本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨はポリエチレン樹脂を押出成形
してなるポリエチレン樹脂パイプであって、該パイプは
多層構造とされており、内層をメルトインデックスが２
９／１０分以下。

密度が０．９　Ｊ　ｊｌ！／ａｄ以下で、且つ分子量分
布−ボンブラツク０．００　ｊ〜λｗｉｔｓ以下及びエ
チレン−α、β不飽和カルボン酸共１合体又はその金属
中和物０．５〜−ｏＢ量Ｘ’に配合してなる樹脂層で構
成し、且つ、外層【メルトインデックスが２９／１０分
以下、密度がＯｌり３！ｙ／−以下で、且つ１分子量分
布指数が１５以上の線状低密度ポリエチレンにカーボン
ブラック−〜ｊ重ｆｉＳ以上を配合してなる樹脂層で構
成したことを特徴とする多ＰＡ構造のポリエチレン樹脂
パイプに存する。

本発明の詳細な説明するに、本発明のポリエチレン樹脂
パイプに用いられる線状低密度ポリエチレンとは、エチ
レンと他のα−オレフィンとの共重合物であり、従来の
高圧法により製造された低密度ポリエチレン樹脂とは異
なる。、縁状低密度ポリエチレンは、例えば２チレンと
、他のα−オレフィンとしてブテン、ヘキセン、オクテ
ン、テセン、≠−メチルペンテンー／等をψ〜１７重量
Ｓ程度、好ましくはｊ〜／！重量Ｎ程度共重合したもの
であり中低工法高密度ポリエチレン製造に用いられるチ
ーグラー型触て 媒又はフィリップス型触媒を用いｌ製造されたものであ
り、従来の高密度ポリエチレンを共重合成分により蝮い
枝分かれ構造とし、密度もこの短鎖枝分かれを利用して
適当に低下させＯ２り／〜０．９　ｊ、＠　／ｍ程度と
したものであり。

従来の低密度ボ１１エチレンより直鎖性があり、高密度
ポリエチレンより枝分かれが多い構造のポリエチレンで
ある。

本発明のボ１１工千レンＩ（脂パイプの内面及び外面の
樹脂の原料として用いられる線状低密度ホ１１１チレン
としては、メルトインデックスが２９／１０分以下、好
ましくは０．２−２．０５７７１０分以下、さらに好ま
しくはｏ、ｔ、ｔ〜／、０７７７１０分の範囲であり、
また密度が０．９３１ｊｉ／ｄ以下、好７Ｌ＜は０．９
　／　ｓ　〜０．９　Ｊ　ｊｌ　／ｃａｌ。

さらに好ましくはＯｏりｌ♂〜ｌり、り２６１／／ａｔ
ｉの勧化）ＪｆＴ）が／！以上、好ましくは３０−Ｊ’
Ｏさらに好ましくは３５〜７０の範囲のものが好適に用
いられる。

メルトインデックスが上記の上限より大きいと押出成形
時にパイプの肉厚ムラを生じるので好ましくない。また
、密度が上記の上１根より大きいとパイプが剛くなり可
撓性が劣り、且つ衝撃強度が低下するので好ましくない
。

さらに、流動比が上記の下限未満では押出成形時にパイ
プに肌荒れを生起し、才た、これを防止するために成形
温間を上昇すると肉厚ムラを生じる。

本発明方法においてメルトインデックスとはＪ１日Ｋｔ
７ｔＯに準拠し１９０℃で測定した値であり、流動比と
は、上記メルトインデックス測定器を用い、せん断力ｌ
♂ダイン／ｃ２１ｆ（荷重ｔｌｉ３ｉ）とｉｏ’ダイン
／ｄ（荷重／／／Ｊ／ｉ）の押出量（Ｊｉ／１０分）で
あり、で算出される。また、密度は：ｒｘＥ３　Ｋ　ｔ
７ｔＯに準拠して測定した値である、 流動比は用いられる樹脂の分子量分布の目安であり、流
動比の値が／トさければ分子量分布は狭く、流動比の値
が大きければ分子量分布は広いことを表わしている。

本発明のポリエチレン樹脂パイプの内層の樹脂層として
は、上記の線状低密度ポリエチレンにカーボンブラック
と特定の安定剤を特定量配合したもので構成されている
。

カーボンブラックとしては平均粒径Ｊ　Ｏｒｎμ以上の
ものが用いられ、その使用量は上記線状低密度ポリエチ
レンに対して０．００　ｊ−λ重ｉｋ！Ａ％好抜しくは
０．／〜７．０重量九の範囲である。

カーボンブラックの配合量が上記範囲以上では耐塩素水
性が不良となるので、好ましくない。

また、上記カーボンブラックと共に配合する安定剤とし
てはエチレン−α、７ｙ不飽和カルボン酸共重合体又は
その金属中和物が用いられ、その使用量１才上記線状低
密度ボリエ千レンに対してに、ｊ−２０重量宛、好まし
くは！〜１０重量Ｘの範囲である。上記安定剤の配合量
が上記範囲未満では、耐塩素水性の効果が不十分であり
、また、上記範囲以上では成形時パイプの上下に肉厚ム
ラが発生し規格外となるので、好ましくない。上記エチ
レン−α、β不飽和カルボン酸共重合体の原料として用
いられるエチレンと共重合すべきα、β不飽和カルボン
酸としてはアクリル酸、メタアクリル酸、エタアクリル
酸。

イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等が皐げられる。エ
チレン−α、β不飽和カルボン酸共重合体の金属中和物
に用いられる金属イオンとしてはＮａ”　−九ＬＬ＋、
Ｃｕ＋、　Ｅｅ−＋−＋−，Ｍｊｌ＋＋、Ｃａ＋＋。

Ｂａ−＋＋、　Ｃｕ什、　Ｓｎ”、　Ｆｅせ、ｃｏ＋＋
、ｚｎ＋１−、　ＡＬ−１−＋＋　。

、ｅ−＋＋などが挙げられる。

上記線状低密度ポリエチレンにカーボンブラックと上記
安定剤とを均一に混合する方法としては公知の槌々の方
法が採用される。例えば、各成分ｔリボンブレンダー、
ヘンシェルミキサーで混合後、押出機でペレット化する
方法、あるいは直接バンバリーミキサ−、コンティニュ
アスミキサー、ニーダ−等で溶融混合後、押出機でペレ
ット化する方法等が挙げられる。

本発明のポリエチレン樹脂パイプの外層の樹脂層として
は、上記線状低密度ポリエチレンに上記カーボンブラッ
クを通常−〜！重量％、好ましくはλ〜３重量Ｓ配合し
たもので構成されている。カーボンブラックの配合量が
上記範囲未満では紫外線遮断効果が不十分であり、また
。

あ才り多くなると硬くなり機緘的強度が低下すＺ、ので
望ましくない。

土肥線状低密度ポリエチレンにカーボンブラックを均一
に混合する方法としては上記した公知の種々の方法が採
用される。

本発明のポリエチレン樹脂パイプを成形する方法として
は、例えば押出機によりカーボンブラックおよび上記の
定定剤を配合した線状低密度ポリエチレンを／７０−）
３０℃の温度で溶融し、共押出ダイの内側より、また、
他の押出機よりカーボンブラックを配合した線状低密度
ポリエチレンを／７０−２！０℃の温度で溶融し、共押
出ダイの外側よりそれぞれ押出し、サイジングを行なっ
た後、水温／θ〜コ！℃の冷却水槽で冷却して固化した
パイプを引取装置で引取り所定長さに切断あるいは巻取
る方法が挙げられる。押出機おしては一般には単軸型の
メタリンゲタイブのスクリューが用られる。またグイと
してはストレートヘッド式、クロスヘッド式またはオフ
セット式が用いられ、る。さらに、サイジイング方法と
してはサイジングプレート法、アウトサイドマンドレル
法、サイジングボックス法あるいはインサイドマンドレ
ル法が挙げられる。

本発明のポリエチレン樹脂パイプはその内層の肉厚が６
０μ以上、望ましくはＣ，／　ｍ以上であるのが好適で
あり、才だ外層の肉厚は内層の肉厚に対しコＯ倍以上、
望ましくは３０−６０倍以上であるのが好適である。上
記内層の肉厚が６０μ未満では、水道水中に含まね、る
塩素が内層を透過して外層部迄浸透し、従来の如く気泡
発生現象を失起するので好ましくない。また、上記内層
が６０μ以上の場合には水道水中の塩素が外層部に浸透
せず、又上記安定剤の添加効果により気泡発生現象が発
生せず、パイプの針刃年数が大幅に延長できる。

実施例／ ｆｉｌ　　ポリエチレン樹脂組成物（Ａ）の製造線状低
密度ポリエチレン（密度：ｏ、９λ−ｙ／―、メルトイ
ンデックス（Ｍ工と略す）：　０．７　、ｆ／　／　０
分、流量比：！７、共重合成分ニブテン−ｌ、共重合量
＝１０重景重量ｙ３．ｙｓｇＨ部とカーボンブラックの
マスターバッチ（平均粒径３０ｍμ以下のチャンネル式
カーボンブラックＪｊ、ｊｇＨｘ含有ボリエ千レンマし
ターバッチ）島コｊ重量部とをトライブレンドしたのち
、押出機を使用し、樹脂温度／♂Ｏ℃で溶融混練して押
出ペレット化した。

＋２１ホ１１工チレン倒脂組成物（Ｊ３）の製造線状低
密度ポリエチレン（密度Ｈｏ、ｙａａ１１／Ｃｄ、メル
トインデックス：　ｏ、７５１７７０分、流動比：！７
、共重合成分ニブテン−１１共重合量＝ＩＯ重量％）タ
タ、≠７３１量部、カーボンブラックのマスターバッチ
（平均粒径３゜ｍμ以下のチャンネル式カーボンブラッ
ク３３．！′１を量Ｘ含有ポリエチレンマスターバッチ
）００７重量部及び表７に示す安定剤５重量部をトライ
ブレンドしたのち、押出機を使用し、樹脂温度ｉｒａ℃
で溶融混練して押出ペレット化した。

（３）　　パイプの製造 上記ポリエチレン樹脂１組放物体）のベレットを６ｊＸ
φ、Ｌ／Ｄ＝Ｊｊの押出機を用いて１１０℃の温度で溶
融し、外径６０〜φ／内径４ｔＳＸφの共押出ダイ（ク
ロスヘッド式）の外側より。

一方他の押出機（≠ｏ’Ｘφ、Ｌ／Ｄ＝ｕ弘）より上記
ポリエチレン樹脂組成物（Ｅ）を１１０℃の温度で溶融
し、上記共押出ダイの内側よりそれぞれ押出し、サイジ
ング（サイジングプレート法）を内圧ｏ、ｔ〜７７Ｇで
行った後、水温／！℃の水槽中で冷却し固化したパイプ
を０．４ｙｈ１分の引取速度で引取り、外径６０〜φ、
肉厚♂■（外層７．ｊ＋ｗ、内層０．Ｊ■）のポリエチ
レン樹脂ｘＰｉパイプを得た。

（４）　耐塩素水性試験 ■　試験法−ノ Ｊ工ＥＩ　　Ｋ　　／、７１　　に準拠し１，２　ｏ　
ｐ　Ｏｐｐｍの塩素水中に上記パイプ試験片ｔμＯ℃の
水ム下に′ｖｃ潰し、−ｑ時間毎に試験片を取出し、パ
イプ試験片内面の１０ｗｍＸ１０ＨＩ（ｌｃｌｌｌ）内
の水泡発生ｉ（Ｏ，’４−以上）の個Ｖ（ケ／Ｃｆｆｆ
）で表わしに０ その結果を衣ｌにパす。

■　試験法−一 上記試験法−ｌにおいて、塩素濃＃を １０θｐｐｍ　＋こし、試験片ｆ７０’ｃの水温中に浸
漬したこと以外はｌ１ｉＪ様にして行った。

その結果７表１に示す。

比較例１及びｌ 実施例／において、１層パイプの内扇の厚みをｊＯμに
したこと（比較例／）、あるいは１層パイプの内層ｌこ
上記安定剤と全く添加しなかつたこと（比較例λ）以外
は同様にして行った。

その結果を茨ｌに示す。

比較例３ 実施例１においてポリエチレン樹脂組成物（Ａ）のみを
使用し単層ダイで行ったこと以外は同様にして行った。

その結果を表７に示す。

比較例≠ 実施例１において上記樹脂組成物の原料として表１に示
す物性の線状低密度ポリエチレンを用い、得られた組成
物のみを使用し、単層ダイで行ったこと以外は同様にし
て行った。その結果を表７に示す。

＊１メタアクリル酸含有量ｌθ重量九のエチレン−メタ
アクリル酸共重合体をＺｎ”イオンによって部分中和し
たアイオノマー樹脂 〔発明の効果〕 本発明によるカーボンブラックと上記安定剤を特定量配
合した線状低密度ポリエチレンを用いた給水パイプは従
来の給水用ポリエチレンパイプｌこ比べて耐内壁剥離性
に優れているので、長期間の使用が可能であり、また給
水弁等を閉塞するおそれもない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレン樹脂を押出成形してなるポリエチレ
   ン樹脂パイプであつて、該パイプは多層構造とされてお
   り、内層をメルトインデックスが２ｇ／１０分以下、密
   度が０．９３５ｇ／ｃｍ＾３以下で、且つ分子量分布指
   数が１５以上の線状低密度ポリエチレンにカーボンブラ
   ック０．００５〜２重量％及びエチレン−α、β不飽和
   カルボン酸共重合体又はその金属中和物０．５〜２０重
   量％を配合してなる樹脂層で構成し、且つ、外層をメル
   トインデックスが２ｇ／１０分以下、密度が０．９３５
   ｇ／ｃｍ＾３以下で、且つ、分子量分布指数が１５以上
   の線状低密度ポリエチレンにカーボンブラック２〜５重
   量％を配合してなる樹脂層で構成したことを特徴とする
   多層構造のポリエチレン樹脂パイプ