JP3385864B2 - 塩素含有水に対し耐性のある水道パイプ用着色樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents
塩素含有水に対し耐性のある水道パイプ用着色樹脂組成物及びその成形品Info
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-
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Description
接触する水道パイプに使用される水道パイプ用の着色樹
脂組成物及び水道パイプに関する。さらに詳しくは塩素
含有水に直接接触しても成形品の表面に点状突起または
膨れを発生しないような水道パイプを提供し得る塩素含
有水に対し耐性のある水道パイプ用着色樹脂組成物及び
水道パイプに関する。
オレフィン樹脂を着色成形するためには、酸化亜鉛,酸
化チタン,弁柄,群青,コバルトブルー等の無機顔料、
アゾ系,キナクリドン系,アンスラキノン系,ペリレン
系,イソインドリノン系,フタロシアニン系,ジオキサ
ジン系,インダスレン系,ペリノン系,キノフタロン系
等の有機顔料、アゾ系,アンスラキノン系,ペリレン
系,ペリノン系,チオインジゴ系等の染料が用いられ
る。ポリオレフィン樹脂に上記のような染顔料を配合し
た成形品が塩素含有水に直接接触するような用途、例え
ば上水道用のパイプ等に使用されると、成形品表面に点
状突起または小径膨れ(以下膨れという)が発生し、膨
れの剥離により成形品の一部が上水中に混入するという
問題が生じていた。
供されるという性質上、膨れの発生にはJIS K67
62に規定されるような厳しい性能が求められている。
そこで、塩素含有水に直接接触するパイプの内面には顔
料を含有しない層を、パイプの外面には顔料を含有する
層を設けた二層管が提案されている。しかしながら、こ
のような二層管は、単層管に比べ、製造が難しく、また
特殊な成形機を必要とする等という問題を有している。
また、管と管とをつなぐ継ぎ手部分は、構造上二層構造
とすることが困難である。このため、単層でも耐塩素含
有水性に優れた水道パイプを提供できる着色樹脂組成物
が望まれている。
の欠点を改良し、塩素含有水に対する耐性に優れた水道
用パイプを提供できる水道パイプ用着色樹脂組成物を提
供するにある。
ン樹脂100重量部、顔料0.01〜10重量部、溶融
粘度が1000〜20000ポイズである、炭素原子数
10〜16のαオレフィンと不飽和二重結合を有する二
塩基酸ないしはその無水物との共重合体樹脂0.005
〜10重量部を含有することを特徴とする塩素含有水に
対し耐性のある水道パイプ用着色樹脂組成物(以下耐塩
素含有水性水道パイプ用着色樹脂組成物ともいう)、及
び水道用パイプを提供する。本発明は、ポリオレフィン
樹脂100重量部、顔料0.1〜100重量部、溶融粘
度が1000〜20000ポイズである、炭素原子数1
0〜16のαオレフィンと不飽和二重結合を有する二塩
基酸ないしはその無水物との共重合体樹脂を0.05〜
100重量部含有する塩素含有水に対し耐性のある水道
パイプ用着色樹脂組成物、具体的には着色剤を提供す
る。本発明は、上記水道パイプ用着色樹脂組成物を用い
て得られた水道用パイプ、好ましくは上水道用パイプを
提供する。
レフィン樹脂としては、例えばポリエチレン,ポリプロ
ピレン,ポリブテン等が例示される。中でも、ポリエチ
レン、ポリブテンが好ましい。ポリエチレンとしては、
高密度(H)、低密度(L)、直鎖低密度(LL)と種
々のものが挙げられるが、水道パイプの内、大口径のも
のには高密度(H)ポリエチレンが、小口径のものには
直鎖低密度(LL)ポリエチレンが通常使用される。
酸化亜鉛,酸化チタン,弁柄,群青,コバルトブルー等
の無機顔料、アゾ系,キナクリドン系,アンスラキノン
系,ペリレン系,イソインドリノン系,フタロシアニン
系,ジオキサジン系,インダスレン系,ペリノン系,キ
ノフタロン系等の有機顔料等が例示される。水道パイプ
の場合、緑色に着色されているガスパイプやその他のパ
イプと識別し、水をイメージする青系に通常着色され
る。このため、群青,コバルトブルー、フタロシアニン
系,インダスレン系の青系顔料を用いられ、中でもフタ
ロシアニン系,インダスレン系の青系顔料が好ましく用
いられる。
系ブルーは下記式(1)で表されるもので、1分子中の
塩素数が平均0〜8個有するものである。また、式
(1)中のMは水素原子もしくはCu,Zn,Ni,F
eであるが、一般的にはCuが色相的,価格的に適して
いる。 式(1)
を示す。X1〜X4は塩素原子を示し、X1+X2+X3
+X4は0〜8を示す。) 上記式中Mは、着色力の点からCuが好ましく、また耐
熱性及び色相の点からはX1+X2+X3+X4は2〜4
が好ましい。
ブルーは下記式(2)で表される。 式(2)
できるが、非水溶性のものを選択しなければならない。
本発明の耐塩素含有水性水道パイプ用樹脂組成物には、
αオレフィンと不飽和二重結合を有する二塩基酸ないし
はその無水物との共重合体樹脂(以下、共重合体樹脂と
いう。)が使用される。この共重合体樹脂は、顔料との
親和性に富み、該共重合体樹脂で顔料の表面を良く濡ら
す。このため、該共重合体樹脂が顔料の表面を良く被覆
し、塩素水を直接成形品に接触せしめても、該成形品中
の顔料には直接塩素水が接触しないようにし、膨れの発
生や剥離を抑制・防止できるようになったものと考えら
れる。共重合体樹脂としては、重量平均分子量が500
0〜50000の範囲にあるものが好ましく、さらに好
ましくは、10000〜30000の範囲の共重合体樹
脂である。分子量が上記範囲の上限を超えると、後述す
る顔料を高濃度に含有するいわゆるマスターバッチと称
されるペレット状の着色剤を作成する際の加工性に問題
が生じ、また分子量が上記範囲の下限未満では成形品の
物性に悪影響を及ぼす場合がある。共重合体樹脂の酸価
は、50〜800が好ましく、さらに好ましくは100
〜500の範囲のものである。酸価が上記範囲の下限未
満では顔料との親和性が小さく、顔料を被覆し難いので
膨れの発生を抑えることが困難となる。また酸価が上記
範囲の上限を超えると吸湿しやすく、また金属に対する
密着性も強いことから、押出加工性に悪影響を及ぼし易
い。また、共重合体樹脂の溶融粘度は、1000〜20
000ポイズ、さらに好ましくは2000〜9000ポ
イズの範囲である。溶融粘度は、フローテスターを用い
て160℃で測った値である。溶融粘度が上記範囲の下
限未満では顔料分散が困難となり、上記範囲の上限を超
えるとと顔料への表面被覆が困難となる傾向にあるので
1000〜20000ポイズの範囲にあることが好まし
い。
234号公報に開示されている方法により得ることがで
きる。
次の通りである。1−デセン,1−ドデセン,1−テト
ラデセン,1−ヘキサデセン等ならびにその混合物が挙
げられる。成形品の膨れ発生や膨れ剥離を抑制・防止す
るという観点からは、炭素数10〜16のα−オレフィ
ンが好ましく、中でも炭素数12〜14のα−オレフィ
ンが好ましい。
該α−オレフィンを用いて得られた共重合体樹脂の溶融
粘度は小さくなり、溶融粘度から見ると顔料に対する濡
れ性が大きくなり、共重合体樹脂による顔料の被覆性は
向上する。しかしながら、α−オレフィンの炭素数が大
きくなると、該α−オレフィンを用いて得られた共重合
体樹脂の酸価は小さくなり、該共重合体樹脂と顔料との
親和性が小さくなり、顔料に対する濡れ性は小さくな
る。その結果、該共重合体樹脂による顔料の被覆が不十
分となり、成形品の膨れ発生や膨れ剥離を抑制・防止す
る効果が小さくなる傾向にある。一方、α−オレフィン
の炭素数が小さくなると、該α−オレフィンを用いて得
られた共重合体樹脂の酸価は大きくなり、該共重合体樹
脂と顔料との親和性が大きくなり、顔料に対する濡れ性
が大きくなる。これにより、該共重合体樹脂の顔料被覆
による成形品の膨れ発生や膨れ剥離の抑制・防止は期待
できる。しかしながら、α−オレフィンの炭素数が小さ
くなると、共重合体樹脂の溶融粘度は大きくなるので、
溶融粘度から見ると顔料に対する濡れ性は小さくなり、
該共重合体樹脂による顔料被覆性は悪くなる。従って、
得られる共重合体樹脂の顔料に対する濡れ性、つまり共
重合体樹脂による顔料の被覆を、共重合体樹脂の酸価と
溶融粘度の両者から勘案すると、炭素数10〜16のα
−オレフィンを用いた共重合体樹脂が使用される。特に
炭素数12〜14のα−オレフィンを用いることが好ま
しい。
その無水物としては、マレイン酸,フマル酸,イタコン
酸,クロトン酸,シトラコン酸,無水マレイン酸,無水
イタコン酸,無水シトラコン酸等が挙げられ、1種もし
くは2種以上が用いられる。中でも無水マレイン酸が工
業的に有利である。
塩基酸ないしはその無水物との共重合体樹脂は、溶液重
合、塊状重合、乳化重合、懸濁重合、分散重合等により
製造することができるが、これら重合方法及び反応操作
において特に制限されるものではない。重合開始剤とし
ては、ベンゾイルパーオキサイド、ラウリルパーオキサ
イド、クメンパーオキサイド、ジイソプロピルパーオキ
シカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−
ブチルパーオキシベンゾエート等のパーオキサイド類、
アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメ
チルバレロニトリル等のアゾ化合物が挙げられる。
樹脂組成物は、そのまま成形に供されるペレット状のも
の(以下着色ペレットともいう)であっても良いし、あ
るいは顔料を高濃度に含有するいわゆるマスターバッチ
と称されるペレット状の着色剤であってもよい(以下マ
スターバッチともいう)。マスターバッチは、ポリオレ
フィン樹脂で希釈して成形に供し、成形品を得ることが
できる。本発明の耐塩素含有水性水道パイプ用着色樹脂
組成物が着色ペレットである場合には、ポリオレフィン
樹脂100重量部、顔料0.01〜10重量部、αオレ
フィンと不飽和二重結合を有する二塩基酸ないしはその
無水物との共重合体樹脂0.005〜10重量部を含有
する。顔料が0.01重量部未満だと、極めて淡色の着
色状態しか得られない。一方、10重量部を超えると、
成形品としての機械物性等を損ないやすい。共重合体樹
脂が0.005重量部未満だと、耐塩素水性に関して効
果が小さくなり、一方10重量部を超えると、ポリオレ
フィン樹脂との相溶性の面から成形品としての機械物性
を損ないやすい。また、顔料表面の前記共重合体樹脂に
よる被覆を十分たらしめるためには、前記共重合体樹脂
は顔料の少なくとも2分の1重量であることが好まし
い。
ン樹脂100重量部、顔料0.1〜100重量部、αオ
レフィンと不飽和二重結合を有する二塩基酸ないしはそ
の無水物との共重合体樹脂を0.05〜100重量部を
含有する。顔料が0.1重量部未満であると、成形品に
所望の着色状態が得られず、一方、100重量部を超え
ると、マスターバッチ中での顔料の分散が不十分となり
やすい。共重合体樹脂が0.05重量部未満であると、
耐塩素水性に関して効果が小さくなり、一方100重量
部を超えると、マスターバッチの造粒が困難となる。ま
た、顔料表面の前記共重合体樹脂による被覆を十分たら
しめるためには、前記共重合体樹脂は顔料の少なくとも
2分の1重量であることが好ましい。そして、マスター
バッチはポリオレフィン樹脂で希釈して成形に供し、成
形品を得ることができる。希釈に用いられるポリオレフ
ィン樹脂としては、マスターバッチを得る際に用いられ
たポリオレフィン樹脂と同様のものが例示できる。な
お、最終成形品は、前記した希釈を必要とせずそのまま
成形に供されるペレットの場合と同様に、ポリオレフィ
ン樹脂100重量部、顔料0.01〜10重量部、αオ
レフィンと不飽和二重結合を有する二塩基酸ないしはそ
の無水物との共重合体樹脂0.005〜10重量部を含
有することが好ましい。
ると、これらを得るための加工工程等には大差なく、マ
スターバッチの方が顔料を高濃度に含有する分、着色ペ
レットよりややコスト高である。しかしながら、マスタ
ーバッチの場合は、マスターバッチ1重量部を安価なポ
リオレフィン樹脂0.5〜200重量部で希釈して成形
品を得ることができる。このため、最終成形品として比
較すると、着色ペレットで成形品を得る場合より、マス
ターバッチを用いてポリオレフィン樹脂で希釈して成形
品を得る方が、安価になり好ましい。
樹脂組成物は、フィルム、シート、プレート、種々の容
器、パイプ、繊維等様々な形態に成形加工され得る。し
かしながら、耐塩素水性に優れるという機能の点から水
道用のパイプ、特に上水道用のパイプに成形加工される
ことが好ましい。本発明においてパイプとは、パイプ本
体である管およびその接合に用いる部品(継ぎ手)をも
指している。本発明の効果を損なわない範囲において金
属セッケン、中・低分子量ポリエチレン等の分散剤,酸
化防止剤,紫外線吸収剤等を適宜配合することができ
る。
細に説明をする。実施例の前に、αオレフィンと不飽和
二重結合を有する二塩基酸ないしはその無水物との共重
合体樹脂の製造法について説明する。なお、以下の例中
において、%は重量%を、部は重量部を意味する。
レフィン650g,ジt−ブチルパーオキサイド4.4
g,トルエン14gをフラスコに仕込み窒素置換した
後、150℃で加熱,攪拌しながら、無水マレイン酸3
50gを2分毎に11.7gずつ、ジt−ブチルパーオ
キサイド4.4gを20分毎に1.1gずつ添加した。
添加終了後、さらにジt−ブチルパーオキサイドを1g
加え、系の温度を160℃に保ち、さらに6時間反応さ
せた。反応終了後、内容物を熱時に取り出して冷却、固
化させ、重量平均分子量17000、酸価400、溶融
粘度3000ポイズ(フローテスターにて160℃で測
った値)の共重合体樹脂を得た。
ン50g,数平均分子量2600のα−オレフィン93
0g,ジt−ブチルパーオキサイド0.44g,トルエ
ン1.4gをフラスコに仕込み窒素置換した後、150
℃で加熱,攪拌しながら、無水マレイン酸35gを2分
毎に1.17gずつ、ジt−ブチルパーオキサイド0.
44gを20分毎に0.11gずつ添加した。添加終了
後、さらにジt−ブチルパーオキサイドを0.1g加
え、系の温度を160℃に保ち、さらに6時間反応させ
た。反応終了後、内容物を熱時に取り出して冷却、固化
させ、重量平均分子量18000、酸価100、溶融粘
度4000ポイズ(フローテスターにて160℃で測っ
た値)の共重合体樹脂を得た。
ン595g,ジt−ブチルパーオキサイド4.0g,ト
ルエン14gをフラスコに仕込み窒素置換した後、15
0℃で加熱,攪拌しながら、無水マレイン酸405gを
2分毎に13.5gずつ、ジt−ブチルパーオキサイド
4.0gを20分毎に1.0gずつ添加した。添加終了
後、さらにジt−ブチルパーオキサイドを1.0g加
え、系の温度を160℃に保ち、さらに6時間反応させ
た。反応終了後、内容物を熱時に取り出して冷却、固化
させ、重量平均分子量22000、酸価460、溶融粘
度18000ポイズ(フローテスターにて160℃で測
った値)の共重合体樹脂を得た。
0部、フタロシアニンブルー(Pigment Blu
e 15:3)50部をニーダーにて混練し、マスター
バッチ中間体を得た。その後、高密度ポリエチレン(M
FR=0.062g/10min(190℃、2.16
kgf),密度0.952g/cm2 )100部に対
し、上記マスターバッチ中間体3.2部をヘンシェルミ
キサーにて混合後、単軸押出機で220℃にて押出し、
ストランド化、冷却、ペレット化してマスターバッチを
得た。その後、高密度ポリエチレン100部、上記マス
ターバッチ5部を混合後、射出成形機にてプレートを作
成し、JIS K6762に準じて次の条件で耐塩素含
有水性試験を行い、膨れ発生の状況を確認した。 ・試験条件 塩素濃度:2000±100ppm 温度 :60℃ 浸漬時間:168時間 ・評価基準 1・・・プレート表面の1cm2 中に直径0.4mm
以上の点状突起又は小径膨れが10個以上存在する。 2・・・プレート表面の1cm2 中に直径0.4mm
以上の点状突起又は小径膨れが4〜9個存在する。 3・・・プレート表面の1cm2 中に直径0.4mm
以上の点状突起又は小径膨れが2〜3個存在する。 4・・・プレート表面の1cm2中に直径0.4mm以
上の点状突起又は小径膨れが1個以下存在する。
リエチレン25部、製造例1で得られた樹脂25部を用
いた以外は実施例1と同様にしてマスターバッチを得
た。さらに得られたマスターバッチを用いて実施例1と
同様に耐塩素含有水性試験を行い、膨れ発生の状況を確
認した。
3.2部の代わりに1.6部とした以外は実施例1と同
様にしてマスターバッチを得た。さらに得られたマスタ
ーバッチを用いて実施例1と同様に耐塩素含有水性試験
を行い、膨れ発生の状況を確認した。
3.2部の代わりに0.5部とした以外は実施例1と同
様にしてマスターバッチを得た。さらに得られたマスタ
ーバッチを用いて実施例1と同様に耐塩素含有水性試験
を行い、膨れ発生の状況を確認した。
3.2部の代わりに10部とした以外は実施例1と同様
にしてマスターバッチを得た。さらに得られたマスター
バッチを用いて実施例1と同様に耐塩素含有水性試験を
行い、膨れ発生の状況を確認した。
得られた樹脂50部を用いた以外は実施例1と同様にし
てマスターバッチを得た。さらに得られたマスターバッ
チを用いて実施例1と同様に耐塩素含有水性試験を行
い、膨れ発生の状況を確認した。
3.2部の代わりに20部とした以外は実施例1と同様
にしてマスターバッチを得た。得られたマスターバッチ
を10部用いて、実施例1と同様にしてプレートを作成
し、同様に耐塩素含有水性試験を行い、膨れ発生の状況
を確認した。
3.2部の代わりに0.8部とした以外は実施例1と同
様にしてマスターバッチを得た。得られたマスターバッ
チを3部用いて、実施例1と同様にしてプレートを作成
し、同様に耐塩素含有水性試験を行い、膨れ発生の状況
を確認した。
ブルー(Pigment Blue 60)に代えた以
外は、実施例1と同様にしてマスターバッチ、プレート
を作成し、同様に耐塩素含有水性試験を行い、膨れ発生
の状況を確認した。
n(190℃、2.16kgf),密度0.952g/
cm2 )100部、製造例1で得られた樹脂1.6
部、フタロシアニンブルー(Pigment Blue 15:3)
1.6部を混合し、この混合物を単軸混練機で220℃
で混練造粒し、着色ペレットを得た。その後前記着色ペ
レットを射出成形機に供給し、プレートを作成した。得
られたプレートについて実施例1と同様に耐塩素含有水
性試験を行い、膨れ発生の状況を確認した。
ンブルー(Pigment Blue 60)に代えた以外は、実施
例10と同様にして着色ペレット、プレートを作成し、
同様に耐塩素含有水性試験を行い、膨れ発生の状況を確
認した。
得られた樹脂50部を用いた以外は実施例1と同様にし
てマスターバッチを得た。さらに得られたマスターバッ
チを用いて実施例1と同様に耐塩素含有水性試験を行
い、膨れ発生の状況を確認した。
リエチレン50部を用いた以外は実施例1と同様にして
マスターバッチを得た。さらに、得られたマスターバッ
チを用いて実施例1と同様に耐塩素含有水性試験を行
い、膨れ発生の状況を確認した。上記各例の膨れ発生状
況を表1に示す。
水道パイプを提供できる耐塩素含有水性水道パイプ用着
色樹脂組成物、及び水道用パイプが提供される。
Claims (9)
- 【請求項1】 ポリオレフィン樹脂100重量部、顔料
0.01〜10重量部、溶融粘度が1000〜2000
0ポイズである、炭素原子数10〜16のαオレフィン
と不飽和二重結合を有する二塩基酸ないしはその無水物
との共重合体樹脂0.005〜10重量部を含有するこ
とを特徴とする塩素含有水に対し耐性のある水道パイプ
用着色樹脂組成物。 - 【請求項2】 ポリオレフィン樹脂100重量部、顔料
0.1〜100重量部、溶融粘度が1000〜2000
0ポイズである、炭素原子数10〜16のαオレフィン
と不飽和二重結合を有する二塩基酸ないしはその無水物
との共重合体樹脂を0.05〜100重量部を含有する
着色剤であることを特徴とする塩素含有水に対し耐性の
ある水道パイプ用着色樹脂組成物。 - 【請求項3】 不飽和二重結合を有する二塩基酸ないし
はその無水物が、マレイン酸または無水マレイン酸であ
る請求項1ないし2のいずれかに記載の水道パイプ用着
色樹脂組成物。 - 【請求項4】 αオレフィンと不飽和二重結合を有する
二塩基酸ないしはその無水物との共重合体樹脂が、炭素
原子数12〜14のα−オレフィンと無水マレイン酸と
の共重合体であることを特徴とする請求項1ないし3の
いずれかに記載の水道パイプ用着色樹脂組成物。 - 【請求項5】 顔料が青系顔料であることを特徴とする
請求項1ないし4のいずれかに記載の水道パイプ用着色
樹脂組成物。 - 【請求項6】 青系顔料がフタロシアニン系ブルー,イ
ンダスレン系ブルーであることを特徴とする請求項5記
載の水道パイプ用着色樹脂組成物。 - 【請求項7】 フタロシアニン系ブルーの顔料が銅フタ
ロシアニンであることを特徴とする請求項6記載の水道
パイプ用着色樹脂組成物。 - 【請求項8】 水道用パイプが、上水道用パイプである
ことを特徴とする請求項7記載の水道パイプ用着色樹脂
組成物。 - 【請求項9】 請求項1ないし7記載の水道パイプ用着
色樹脂組成物を成形して得られた水道用パイプ。
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