JPS6356425A - 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〕

従来よシポリエチレン樹脂は強度が大きく、クリープ特
性、耐環境応力亀裂性（ＥＳＯＲ）、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シ、例えば水道水用パ
イプのように長期問屋外に暴露される用途には耐候安定
剤としてカーボンブラックをλ〜３重量係程度配合した
ものが使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、ポリエチレン樹脂の給水管は水道用や冷
房機の給水用等に長期間使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
水弁等を閉基したシする問題があった。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菌処理のために多量の
塩素を使用するのく伴って、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１１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
ンブランクに加えて特定の安定剤を配合した樹脂層とす
ることＫより耐剥離性が大幅に改善できることを見出し
、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、内層なメルトインデックスが、
２ｉｙｉｏ分Ｉ下、密度がｏ、ｑＪｊｊｉ／ｃ！１１以
下で、且つ分子量分布指数が５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％及び次
の構造式 ％式％ （但し、ＭはＮａ）　Ｋｓ　ｋＬｌｌ、Ｏａ、　Ｏｕの
金属陽イオン、ｎは金属陽イオンの原子価、Ｘ及びＹは
単位格子当シの四面体数、２は水分のモル数を示す。）
で示される化合物０．０ｊ−ｊｌｌｆｉ’％を配合して
なる樹脂層で構成し、且つ、外層なメルトインデックス
が−ｇｙｉｏ分以下、密度が０．９３３Ｅ／ｃｒｄ以下
で、且つ、分子量分布指数が７５以上の線状低密度ポリ
エチレンにカーボンプランクコ〜ｊ−１ｆ％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
レント他のα−オレフィンとの共重合物であシ、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。

線状低密度ポリエチレンは、例えばエチレント他のα−
オレフィンとしてブテン、ヘキセン、オクテン、デセン
、ダーメチルペンテンー／等を参〜７７重量％程度、好
ましくはｊ−／ｊ重量係程度共重合したものであり、中
低圧法高密度ポリエチレン製造に用いられるチーグラー
型触媒又はフィリップス型触媒を用いて製造されたもの
であり、従来の高密度ポリエチレンを共重合成分により
短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０．９／〜０．ｑｓｆｌｌａ＆程度
としたものであり・従来の低密度ポリエチレンより直鎖
性があシ、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。

不発ｒｉｏポリエチレン樹脂パイプの内面及び外面の樹
脂層の原料として用いられる線状低密度ポリエチレンと
しては、メルトインデックスがコｆ！／／　０分以下、
好ましくは０．コ〜コ、ｏｇ７ｉｏ分、さらに好ましく
はＯ，９〜１０１７１０分の範囲であ）、また密度がｏ
、ｙ３ｊｌｌ／ｄ以下、好ましくはＯｌり／ｊ−０，デ
３ｓｌｌ／ａｔｌｓさらに好ましくはＯｌり１ｔ−ｏ、
タコｔ、Ｉ／ｃ！Ｉｔの範囲であυ、さらに分子量分布
指数（以下、流動比と称す）がｉｓ以上、好ましくは３
０−１０．嘔らに好ましくは３ｊ〜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以上では押出成形時忙
パイプの肉厚ムラを生じるので好ましくない。また、密
度が上記の上限以上ではパイプが剛くなり可撓性が劣）
、且つ衝撃強度低下とな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、これを防止するために温度を上昇すること
があるが、温度を上げた場合には肉厚ムラを生じるので
好ましくない。

本発明方法においてメルトインデックスト（りｙｘｓ　
Ｋｔｔａｏ　　Ｉｃ準拠しｌデｏ℃で測定した値でｓｂ
、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１０−ダイン／ｃｄ（荷重ｔｌｔ３１）と１０
”ダイン／ｄ（荷重／／７．７／ｇ）の押出ｉ−（，９
／　／　０分）であり、で算出される。また、密度はＪ
ＩＳ　ＫＡり６ｏ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シ、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Ｊａｍμ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
に対して通常ｏ、ｏ　ｏ　ｓ〜コ重量％、好ましくは０
．１〜１重量％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
ては次の構造式 ％式％ （但し、ＭはＮＩＬ、　ＫＳＭ、Ｌ　ａａ、　Ｏｕの金
属陽イオン、ｎは金属陽イオンの原子価、Ｘ及びＹは単
位格子当シの四面体数、２は水分のモル数をそれぞれ示
す。）で示される化合物が用いられる。該化合物として
は、 Ｎａ１．（（Ａｇｏ、　）Ｂ　”　（Ｓ　ｉｏｎ　）＋
１　）　Φコク＆ＯＫｎ　　（（ＡＡ’Ｏ＊）＋＊・（
ＳｉＯｍ）＋１〕・コク＆ＯＭ、９＠　（（Ａｚｏｍ）
ｕ・　（Ｓｉｎ、）□〕・コクＨ，００ａｍ　（：（Ａ
ｚｏｍ）＋ｔ−（日ｉｏｎ　）ｕ　）　”コア几０など
が挙げられる。これらの該化合物の中でＭがＮａ又はＯ
ａである化合物が好適に用いられる。

上記構造式で示される化合物の使用量は上記線状低密度
ポリエチレンに対して０．０！ｒ−ｊ重量価、好ましく
は０．　／　−／重量価の範囲である。

上記安定剤の配合量が上記範囲未満では、耐塩素水性の
効果が不十分であシ、また、上記範囲以上ではＪｌＳ　
ＫＡ７Ａ−規定の灰分において規定外となるので、好ま
しくない。

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種々の方
法が採用される。

例えば、各成分をリボンブレンダー、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−〜３重重量価好ましくは一〜３重量係配合し
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′；Ｊ）まシ多くなると硬くなシ機械的強度が
低下するので望ましくない。

上記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撞々の方法が採
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、例えば押出機によシカ−ポンブラックおよび上記の
安定剤を配合した線状低密度ポリエチレンを１７０〜２
５０℃の温度で溶融し、共押出ダイの内側よシ、また、
他の押出機よυ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１７０〜２３０℃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ｌＯ〜コｊ℃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。押出機と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いられる。

また、グイとしてはストレートヘッド式、クロさらに〜
サイジイング方法としてはサイシンクプレート法、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等が挙げられる。

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０．　／　１１以上であるのが好
適であシ、また外層の肉厚は内層の肉厚に対しＩＱ倍以
上、望ましくは一〇−ｊＯ倍以上であるのが好適である
。上記内層の肉厚が４０μ未満では、水道水中に含まれ
る塩素が内層を透過して外層部迄浸透し、従来の如く気
泡発生現象を生起するので好ましくない。また、上記内
層が６θμ以上の場合には水道水中の塩素が外層部に浸
透せず、父上記安定剤の添加効果により気泡発生現象が
発生せず、パイプの耐用年数が大幅に延長できる。

実施例／及びコ （１）　　ポリエチレン樹脂組成物（Ａｔの製造線状低
密度ポリエチレン（密度：Ｏ，ｙココ１／ｃｒｄ、メル
トインデックス（Ｍ工と略す）：０．７７９／１０分、
流動比：３７、共重合成分ニブテン−１１共重合量＝１
０重量％）９ｊ、７ｊｌｉｉ部とカーボンブラックのマ
スター　ハツチ（平均粒径３０−１１μ以下のチャンネ
ル式カーボンブラック３３．３重量％含有ポリエチレン
マスターパッチ）　６．２　ｊ　ｔｉ部トヲドライブレ
ンドしたのち、押出機を使用し、樹脂温度／１０℃で溶
融混練して押出ベレット化した。

（２）　　ポリエチレン樹脂組成物（Ｂ）の製造線状低
密度ポリエチレン（密度：Ｏ，Ｖココ１１／ｄｉ、メル
トインデックス”、０．７１／１０分、流動比＝１７、
共重合成分ニブテン−へ共重合：！ｌ：ｌＯ′Ｍ量％）
９デ護７重量部、力、−ポンプシ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、７３．ｊ　１ｌｆｆｆ％含有ポリエチレンマスター
バッチ）ｏ、ｉＨ貴部及び表／に示す安定剤Ｏ，Ｓ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／１０℃で溶融混練して押出ベレット化した。

（３）　パイプの製造 上記ポリエチレン樹脂組成物（Ａｌのベレットを６ｊ／
Ｘ、０、≠；コｊの押出機を用いて１１０℃の温度で溶
融し、外径６０％ｌ／内径ａＳλダの共押出ダイ（クロ
スヘッド式）の外側よ）、一方他の押出機＜ａｏ鬼ｙｔ
、ｌ＝ｊＩｌｍよシ上記ポリエチレン樹脂組成物（Ｂｌ
を１１０℃の温度で溶融し、上記共押出ダイの内側よシ
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０−　Ａ　ｋＥｌ／ｃｒ／ＩＧで行った後、水温
１５℃の水槽中で冷却し、固化したパイプを０．４ｒｒ
Ｌ１分の引取速度で引取シ、外径４６　％ダ、肉厚ｇ　
ｍｍ　（外層？、　ｊＩｌｍ、内４０．３　ｍｙ、　）
のポリエチレン樹脂−層パイプを得た。

（４）耐塩素水性試験 ■　試験法−／ ＪよりＫＡり６コに準拠し、２０００　ｐｐｍの塩素水
中に上記パイプ試験片をａＯ℃の水温下に浸漬し、２９
時間毎に試験片を取出し、パイプ試験片内面の／　ＯＨ
Ｘ　／　０Ｍ１Ｒ（／ｄ）内の水泡発生量（Ｏ，＋朋以
上）の個数（ケ／ｄ）で表わした。その結果を表１に示
す。

■　試験法−二 上記試験法−／において、塩素濃度を ／　００　ｐｐｍにし、試験片を７０℃の水温中に浸漬
し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１及びコ 実施例１において、−層パイプの内層の厚みなＳＯμに
したこと（比較例／Ｌあるいは一層パイブの内層に上記
安定剤を全く添加しなかったこと（比較例コ）以外は同
様にして行った。

その結果を表７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。

比較例ダ 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Ａ、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。

〔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に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。

出　願　人　　三菱化成工業株式会社 代　理　人　　弁理士　長谷用　　− （ほか７名）

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％及び次の構造式 Ｍｘ／ｎ・〔（ＡｌＯ＿２）＿Ｘ・（ＳｉＯ＿２）＿Ｙ
   ）・ＺＨ＿２Ｏ（但し、ＭはＮａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃ
   ｕの金属陽イオン、ｎは金属陽イオンの原子価、Ｘ及び
   Ｙは単位格子当りの四面体数、Ｚは水分のモル数を示す
   。）で示される化合物０．０５〜５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０．９３５ｇ／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。