JP4511646B2

JP4511646B2 - ２軸配向ポリオレフィン管の製造方法

Info

Publication number: JP4511646B2
Application number: JP29092498A
Authority: JP
Inventors: 航一郎岩佐; 直樹植田; 康太郎坪井; 圭介島崎; 武久菅谷
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2018-10-13
Also published as: JP2000117831A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は２軸配向ポリオレフィン管の製造方法に関し、より詳細には、軸方向および周方向に延伸して作製される２軸配向ポリオレフィン管において、埋設管に求められる管の性能としての変形追従性を高めることにより、耐震性が高い２軸配向ポリオレフィン管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、配水管、給湯管、ガス管、上水道管、下水道管、プラント管などとして、ＰＶＣ製管、鋳鉄製管、コンクリート管などが用いられているが、近年では、地面に埋設されて埋設管としても用いられており、耐震性、地盤変動などに対する信頼性が高いという理由から、ポリオレフィン樹脂を素材とするポリオレフィン管の需要が高まり、急速に普及している。
【０００３】
ポリオレフィン管が広く市場に浸透していっている現在、ポリオレフィン管の変形追従性、周方向の弾性、耐内圧性、長期強度性などのような信頼性の向上に対する要求は益々高まっている。このような要求に応えるため、ポリオレフィン管を軸方向または周方向に延伸させてポリオレフィン分子を特定の方向に配向させた配向ポリオレフィン管が注目されている。
【０００４】
しかし、特定の方向にポリオレフィン管を延伸してその分子を配向させると、その方向の弾性は向上するが、管の変形追従性が低下する傾向がある。従って、特定の方向にポリオレフィン管を延伸すると、その方向の弾性が向上するため、その特定の方向からの少々の外力によって塑性変形することがなくなり、管としての機能を維持することができるが、塑性変形することが困難となる。特に、ポリオレフィン管を軸方向および周方向のいずれにも延伸させた従来の２軸配向ポリオレフィン管においては、どうしても軸方向への延伸が周方向への延伸より大きくなり、変形追従性（伸び）が著しく低下しているため、軸方向に裂けやすい。
【０００５】
例えば、特公平４−５５３７９号公報では、（１）延伸可能な熱可塑性ポリマー含有中空加工物をダイの入口側から供給し、（２）ダイの出口側に送られた中空加工物に、該加工物の引張破壊を生じさせるには不十分であるが、該加工物を固相でダイおよび該加工物の初期内部横断面積よりも大きな横断面積を有して該加工物の内部に配設したフォーマーを同時に通して延伸変形させて該加工物のバルク横断面積を現象させるのには充分の引張強度を加え、（３）このようにして延伸されることにより変形した中空加工物をダイの出口側から回収することにより、未変形の素材と比較して強度を向上させた管を得る方法が開示されている。
【０００６】
また、成型加工第１０巻第６号３９４頁に記載されている中丸らの報告では、ダイとマンドレルとを組み合わせた延伸手段を用いて、ビレットと呼ばれる原管を引っ張りながらこの延伸手段を通すことにより、２軸配向管を作製する「Die Drawing法」が開示されている。
【０００７】
特定の方向にポリオレフィン管を延伸してポリオレフィン分子を配向させると、その方向の弾性は向上するが、管の変形追従性が低下する傾向がある。従って、特定の方向にポリオレフィン管を延伸すると、その方向の弾性が向上するため、その特定の方向からの少々の外力によって塑性変形することがなくなり、管としての機能を維持することができるが、塑性変形することが困難となるので、例えば、埋設された管が地震に遭遇した場合には、管が破断してしまうおそれがある。
【０００８】
上記の公報および報告によっては、ポリオレフィン管は周方向と比較して、軸方向に大きく延伸するため、管の変形追従性が著しく低下し、軸方向に塑性変形することができなくなるので、ポリオレフィン管が埋設された際に地震が発生すると、管が軸方向に破断するおそれがある。また、上記の公報および報告によっては、ポリオレフィン管の周方向および軸方向の延伸変形比を制御することにより、軸方向および周方向にポリオレフィン分子を任意に配向させることができることは実質的に困難である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記課題を解決するためになされ、その目的とするところは、埋設管に求められる管の性能としての変形追従性を高めることにより、耐震性が高い２軸配向ポリオレフィン管の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する、本発明に係る２軸配向ポリオレフィン管の製造方法は、軸方向および半径方向に配向された２軸配向ポリオレフィン管の製造方法において、ポリオレフィン樹脂からなる原管を固体押出法により２軸配向させたのち、前記ポリオレフィン樹脂を架橋させることを特徴とする。
【００１１】
ポリオレフィン樹脂を架橋する手段は特に限定されず、例えば、電子線架橋法、熱水架橋法、光架橋法、プラズマ架橋法などの物理的架橋手段、パーオキサイドなどの過酸化物、シラン架橋剤、多官能性モノマーなどを用いた化学的架橋手段が挙げられる。この中でも、ポリオレフィン樹脂を充分かつ確実に架橋できるという観点から、電子線架橋および熱水架橋が好ましく、電子線架橋がより好ましい。また、これらの架橋を促進するために、反応助剤、触媒、分解抑制剤などを適宜用いても良い。
【００１２】
本発明においては、請求項２のように、ポリオレフィン樹脂のゲル分率が１０％以上５０％以下であることが好ましい。ゲル分率が高ければ架橋度も高くなる。すなわち、ゲル分率を高める架橋方法として電子線架橋法が用いられる場合には、電子線の照射量を多くすればよい。このように、電子線架橋法が用いられる場合、電子線照射量は特に限定されないが、ゲル分率を１０％以上５０％以下とするためには、電子線照射量の量を約３ＭＲａｄ以上約６ＭＲａｄ以下とすることが好ましい。
【００１３】
一般に、ポリオレフィン樹脂は非晶部分と結晶部分とからなり、ポリオレフィン樹脂が引っ張られた場合、引張抗力の弱い非晶部分における２本の分子鎖が互いに滑るようにして伸びる。なお、伸びすぎると最終的に破断してしまう。
【００１４】
ポリオレフィン樹脂のゲル分率が１０％未満である場合には、非晶部分においても架橋があまり進んでいないため、すなわち、引張抗力の弱い非晶部分における２本の分子鎖があまり架橋していないため、ポリオレフィン樹脂が引っ張られた場合、容易に引張抗力の弱い非晶部分から破断してしまう傾向が高く、得られる２軸配向ポリオレフィン管の強度（特に変形追従性）を充分高めることができないおそれがある。
【００１５】
一方、ポリオレフィン樹脂のゲル分率が５０％を越える場合には、非晶部分においてもあまりにも架橋が進みすぎるため、すなわち、引張抗力の弱い非晶部分において分子鎖同士があまりにも架橋しているため、ポリオレフィン樹脂が引っ張られた場合、２本の分子鎖が互いに滑るようにして伸びることができず、却って得られる２軸配向ポリオレフィン管の強度（特に、変形追従性）、性能が低下してしまうおそれがある。
【００１６】
本明細書において用いられる用語「ゲル分率」とは、ＪＩＳＣ３００５に従って「架橋度」として求められる数値を指す。より詳細には、「ゲル分率」とは、架橋後の２軸配向ポリオレフィン管の先端部分から厚み１ｍｍの環状の試験片を切断し、さらにこの薄い環状の試験片を扇形に切断して質量０．５ｇの試験片とする。この試験片の質量を正確に測定し（この質量をｍ₁とする）、次いで試験片を５０ｇのキシレンが入った試験管に入れ、約１１０℃で２４時間保持する。この後、試験片を試験管から取り出し、真空デシケーターにより、約１００℃の温度および１．３ｋＰａ以下の真空度で２４時間乾燥した後の試験片の質量（この質量をｍ₂とする）を正確に測定し、以下の式に基づいて算出される数値である：
【００１７】

【００１８】
本発明においては、請求項３のように、ポリオレフィン樹脂が密度０．９４０ｇ／ｃｍ³以上０．９８０ｇ／ｃｍ³以下のポリエチレンであることが好ましい。ポリエチレン樹脂は、結晶部分と非晶部分とからなり、一般に結晶部分と比較して非晶部分において架橋が生じやすく、密度が０．９４０ｇ／ｃｍ³未満であるポリオレフィン樹脂を架橋した場合には、引張の初期段階において非晶部分における２本の分子鎖が互いに滑るようにして伸びることができず、ポリオレフィン分子が拘束された状態になるおそれがある。従って、ゲル分率が５０％を越える場合と同様に、得られる２軸配向ポリオレフィン管の変形追従性が低下してしまうおそれがある。
【００１９】
一方、上記の説明からは、非晶部分の量が極端に少なくなると、架橋による引張破断伸度の向上を図ることができなくなるように思われ、また、密度が高いほど非晶部分の量が少なくなるが、ポリエチレン樹脂の密度を０．９８０ｇ／ｃｍ³より大きくすることは極めて困難である。なお、ポリエチレン樹脂が引っ張られた場合、引張の初期段階において引張抗力の弱い非晶部分における２本の分子鎖が互いに滑るようにして伸びることは、ポリエチレン樹脂に特徴的な現象である。
【００２０】
本明細書において用いられる用語「２軸配向ポリオレフィン管」とは、半径方向の屈折率（ｎｎ）の平均値および軸方向の屈折率（ｎａ）の平均値がそれぞれ無配向状態の屈折率（ｎｎ）より０．００２以上大きく、かつ管の外径（Ｄ）と管の厚み（ｔ）との比（Ｄ／ｔ）が１００以下であるポリオレフィン製の管を意味する。半径方向の屈折率（ｎａ）の平均値または軸方向の屈折率（ｎｈ）の平均値のいずれかが無配向状態の屈折率（ｎｎ）より０．００２未満である場合には、ポリオレフィン分子の配向が不十分であり、弾性率の向上を図ることができない。
【００２１】
屈折率と配向度との関係は、ある特定方向の屈折率が無配向状態の屈折率（ｎｎ）より高ければ高いほど、その方向の配向度が高く、ほぼ比例関係にあるといえる。屈折率の測定には、測定方法が簡単であるため、ナトリウムＤ線（波長５８９ｎｍ）を照射するアッベ屈折計が用いられることが多いが、アッベ屈折計では、ナトリウムＤ線がサンプルを充分に透過することが必要であり、光学的に不透明なポリオレフィン管の屈折率をアッベ屈折計を用いて測定するのはあまり適切ではない。そのため、本発明においては、ポリオレフィンなどの高分子物質の分子主鎖のねじれなどの局所運動に起因する誘電緩和が観測されるマイクロ波領域、その中でも特に１９ＧＨｚ近辺のマイクロ波をポリオレフィン管に対して照射することによって誘電率（’ε）を測定し、Maxwellの式（（屈折率（ｎ）＝√（’ε））から屈折率を求めることが適切である。
【００２２】
無配向状態の屈折率（ｎｎ）は、配向前のポリオレフィン樹脂の屈折率をそのまま無配向状態の屈折率（ｎｎ）としてもよいが、正確性を期すためには、ポリオレフィン管を延伸して配向させた後に、管を（その融点＋４０℃）以上に加熱し、次いで１０℃／分程度の速度で冷却することにより配向をキャンセルした管の屈折率を無配向状態の屈折率（ｎｎ）とすることが好ましい。
【００２３】
２軸配向ポリオレフィン管の厚みは、通常のポリオレフィン管、ＰＶＣ管と同等もしくは薄いことが好ましい。管の外径により好ましい厚みは異なるが、管の外径（Ｄ）と管の厚み（ｔ）の比（Ｄ／ｔ）は上記のように１００以下であることが好ましい。特に２軸配向ポリオレフィン管に耐クリープ性が要求される場合には、比（Ｄ／ｔ）は３０以下であることが好ましい。また、２軸配向ポリオレフィン管の形状は、通常、円筒状であるが、必ずしもこれに限られず、管が用いられる用途に応じて、断面楕円形、卵形、角筒形（例えば、四角筒形、三角筒形）などの異形状にしてもよい。
【００２４】
本発明におけるポリオレフィン管を形成するポリオ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（ホモポリプロピレン）、ポリブテンのようなポリオレフィン重合体およびエチレン−プロピレン共重合体などのようなポリオレフィン共重合体が挙げられる。もちろん、得られる２軸配向ポリオレフィン管に必要とされる物性（特に強度）を考慮した上で、これらのポリオレフィン重合体または共重合体を単独で用いてもよく、または２種類以上を組み合わせて用いても良い。
【００２５】
ポリエチレンとしては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、および低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が挙げられる。エチレン−プロピレン共重合体としては、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレンなどが挙げられる。また、立体規則性の異なる樹脂を用いても良い。
【００２６】
ポリオレフィン共重合体としては、上記の他に、α−オレフィンの共重合体を挙げることができる。α−オレフィンとしては、炭素数が３以上１２以下のものが好ましく、具体的には、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテンなどが挙げられる。
【００２７】
このなかでも、従来より管として用いられており、高倍率に配向することができるという観点から、ポリオレフィン樹脂としてポリエチレンを用いることが好ましい。ポリオレフィン樹脂の中でも、耐クリープ性が保たれるという観点から、高密度ポリエチレンが好ましい。
【００２８】
ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量および分子量分布（＝重量平均分子量／数平均分子量）は特に限定されないが、重量平均分子量は３万以上１０００万以下が好ましく、５万以上１００万以下がより好ましい。分子量分布は２以上８０以下が好ましく、３以上４０以下がより好ましい。ポリオレフィン重合体およびポリオレフィン共重合体は単独で用いられても良いが、配向性、成形性、耐久性などを向上させるため、分子量、融点、分子量分布、組成分布の異なる２種以上のポリオレフィン重合体またはポリオレフィン共重合体を混合してポリオレフィン樹脂としても良い。また、管を積層管とし、各層をそれぞれ分子量、融点、分子量分布、組成分布の異なるポリオレフィン重合体またはポリオレフィン共重合体から形成してもよい。例えば、ポリオレフィン管を多層構造として、中間層に酸素バリア性が高い樹脂を用いることにより、ポリオレフィン管の酸素透過性を低減させることもできる。
【００２９】
また、本発明における配向度などに悪影響を与えない限り、ポリオレフィン樹脂以外の樹脂を混合して用いてもよい。
【００３０】
ポリオレフィン樹脂には、管の配向性に悪影響を与えない限り、任意の添加剤が含まれていても良い。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、耐候剤、紫外線吸収剤、滑剤、難燃化剤、帯電防止剤などが挙げられる。これらの他に、ポリオレフィン樹脂に結晶核剤を添加することにより、ポリオレフィン分子の結晶を微細化して、物性を均一化してもよい。また、同様にポリオレフィン樹脂には、フィラーが含まれていても良い。用いられ得るフィラーとしては、ガラス繊維、カーボン繊維、アスベストなどの繊維状フィラーの他、タルク、マイカ、スメクタイトなどの層状体の酸塩などの板状粒子、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタンなどの球状粒子および粉砕粒子などが挙げられる。さらに、ポリオレフィン樹脂は必要に応じて顔料、染料などで着色されていても良い。もちろん、管の表面に印字または加飾を施しても良い。
【００３１】
次に、本発明に係るポリオレフィン管の製造方法を説明する。
まず、ポリオレフィン樹脂から原管（ビレット）を形成する。これは、ポリオレフィン樹脂を押出機内部で溶融混練し、押出機先端に取り付けた管製造用の金型を通してポリオレフィン樹脂を管状に成形し、次いで金型から押し出された管状ポリオレフィン樹脂を引き取り機で引っ張りながら水槽などで冷却した後、切断機で所定の長さに切断することにより達成される。
【００３２】
次に、ビレットを延伸させて半径方向及び軸方向の２方向に管のポリオレフィン分子を配向させる方法としては、延伸工程を簡略化できるという観点から、同時２軸延伸法である固体押出法である。
【００３５】
固体押出法は、径が拡大していくコーン状のマンドレル表面に管を進行させた後、油圧などを利用した押出装置により管をマンドレルに密着させながら後方からマンドレルに押し込むことにより、管の内径を拡げて半径方向および軸方向に同時に延伸する方法である。この方法では、上記と同様にダイを組み合わせることが好ましい。
【００３６】
通常、管を延伸させる際には管を加温するが、加温温度は、通常は融点より低く設定される。具体的には、（融点−５０）℃以上（融点−２）℃以下であることが好ましい。（融点−５０）℃未満では、加温があまりにも不足しており、ポリオレフィン樹脂を延伸することが極めて困難である。一方、（融点−２）℃を越える場合には、樹脂は融点付近にあるために弾性率などの樹脂の物性が急激に変化する場合が多く、均一な配向を得ることが極めて困難である。延伸装置の能力、配向の均一性などの観点からは、（融点−３０）℃以上（融点−５）℃以下の温度で管を配向させることが好ましい。
【００３７】
得られた２軸延伸ポリオレフィン管の外径、内径、および厚みは、上述したように、外径が厚みの１００倍以下であれば特に限定されないが、得られた２軸延伸ポリオレフィン管の肉厚は０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００３８】
このようにして延伸することによりポリオレフィン分子を軸方向および半径方向に配向した２軸配向ポリオレフィン管を得ることができる。次いで、得られた２軸配向ポリオレフィン管に対して、段落番号００１１から００１９に詳述したように架橋処理を施す。このようにして得られた本発明に係る２軸配向ポリオレフィン管は、従来より、配水管、給湯管、ガス管、上水道管、下水道管、プラント管、農下水管などの輸送管として用いられるだけでなく、光ファイバー、電線などの周囲に設けられる保護管として、または缶詰、ボトルなどを内蔵して保存する保存管として用いられ得る。
【００３９】
また、得られた２軸配向ポリオレフィン管に、寸法安定性、耐クリープ性を向上させて品質をさらに改善するために、アニーリング、後架橋などの後処理を施してもよい。なお、アニーリングを行う場合は、ポリオレフィン樹脂の融点以下の温度で行われることが好ましい。
【００４０】
また、得られた２軸配向ポリオレフィン管に受け口加工、曲げ加工、穴開け加工などを施し、管としての施工性を向上させることが好ましい。また、複数本の２軸配向ポリオレフィン管を継ぎ合わせてもよい。継ぎ合わせ方法としては、ＥＦ（エレクトロフュージョン）融着、ＢＵＴＴ融着、回転接合、ソケット接合、フランジ接合（ボルト締め）などが挙げられる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面と共により詳細に説明する。
図１は、ビレット２を延伸させて本発明に係る２軸配向ポリエチレン管を作製する延伸装置１を示す。延伸装置１はビレット２を後方から押圧する油圧装置１１と、押出方向に向かって径が拡大していくコーン状のマンドレル１２と、得られる管の厚みに対応した空間を間に挟むようにしてマンドレル１２に外嵌されるダイ１３とからなる。この延伸装置１は、固体押出法によって２軸配向ポリエチレン管を作製する装置である。
【００４２】
まず、密度が０．９４０ｇ／ｃｍ³以上０．９８０ｇ／ｃｍ³以下のポリエチレン樹脂を押出機（図示せず）に投入し、この押出機内部で混合しながら溶融混練した後、押出機の先端に備えられた管製造用金型より押し出すことにより、ビレット２を作製する。
【００４３】
このようにして作製されたビレット２は、その後方から油圧装置３によりマンドレル１２とダイ１３との間の空間に押し込まれ、そこでマンドレル１２およびダイ１３の拡径構造によって半径方向および軸方向に同時２軸延伸されて２軸配向ポリエチレン管とされる。得られた２軸配向ポリエチレン管に対して、電子線架橋法により所定量の電子線を照射し、そのゲル分率を１０％以上５０％以下となるようにポリエチレン樹脂の一部を架橋させる。なお、上記のような電子線架橋法に代えて、熱水架橋法により高密度ポリエチレン樹脂を架橋しても良い。
【００４４】
本発明においては、２軸配向ポリエチレン管におけるポリエチレン樹脂が架橋されているため、引張抗力の弱い非晶部分における分子鎖が互いに架橋している。このため、ポリオレフィン樹脂が引っ張られた場合であっても、これらの分子鎖が互いに滑るようにして伸びることがなく、得られる２軸配向ポリオレフィン管の変形追従性を高めることができる。
【００４５】
また、ポリオレフィン樹脂のゲル分率は１０％以上５０％以下である場合には、上記のように、引張抗力の弱い非晶部分における分子鎖がただ単に互いに架橋しているだけでなく、非晶部分においても分子鎖同士があまりにも必要以上に架橋して却って変形追従性が低下するようなことがない。従って、得られる２軸配向ポリオレフィン管の変形追従性を確実に高めることができる。
【００４６】
さらに、ポリエチレン樹脂の密度が０．９４０ｇ／ｃｍ³以上０．９８０ｇ／ｃｍ³以下である場合には、非晶部分においても分子鎖同士があまりにも必要以上に架橋し、却って変形追従性が低下するようなことをより確実に防止することができ、得られる２軸配向ポリエチレン管の変形追従性をより確実に高めることができる。
【００４７】
通常、ビレットを延伸させることにより得られた２軸配向ポリエチレン管は、延伸により管の強度（特に周方向に対する弾性）を高められている一方、管の変形追従性が低下している場合が多いが、上記のように、本発明に係る２軸配向ポリエチレン管は変形追従性が高く、地震、地割れが生じたとしても、管は塑性変形することができる。従って、本発明に係る２軸配向ポリエチレン管は地中埋設管として好適である。
【００４８】
（参考例）
図２は、ビレット２を延伸させて２軸配向ポリオレフィン系樹脂管を作製する延伸装置３を示す。この延伸装置３は、圧力流体法によりビレット２を延伸させて２軸配向ポリオレフィン系樹脂管を作製する装置である。
【００４９】
この延伸装置３は、ヒーター（図示せず）が設けられた外径規制型３１と、ビレット２の両端を把持し、ビレット２を延伸させるパイプチャック３２とを備えている。パイプチャック３２は、ビレット２の両端を把持してビレット２を軸方向に延伸すると共に、その気体輸送管３３から送られてきた加圧加温された気体をビレット２の内側からビレット２に加えて周方向にビレット２を延伸する。パイプチャック３２には、モータ３４が備えられており、モータ３４のスイッチを入れると、ビレット２が軸方向に延伸されるようになっていると共に、気体輸送管３３に加圧加温された気体が送られるようになっている。なお、気体輸送管３３からパイプチャック３２に送られてきた気体は漏れずにビレット２に送られるよう、パイプチャック３２はエアーシール構造となっている。
【００５０】
上記のような延伸装置３を用いて圧力流体法によってビレット２を延伸することにより２軸延伸ポリエチレン系樹脂管を得ることができる。
【００５１】
【実施例】
以下、本発明を以下の実施例と共に詳細に説明するが、以下の実施例は例示の目的にのみ用いられ、限定の目的に用いられてはならない。
（ビレットの作製その１）
ポリエチレン樹脂（旭化成株式会社製、商品名：「サンテックＨＤ（グレード：ＱＢ７８０）」、密度：０．９５３ｇ／ｃｃ、ＭＦＲ：０．０３ｇ／１０分、重量平均分子量：約２６８０００、融点１３２℃）をノーベント型単軸押出機（シリンダー径６５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０）を用いて２２０℃で溶融混練して押出機の先端に備えられた管製造用金型（ランド部内径９２ｍｍ、コア部内径３２ｍｍ）より押し出すことにより、外径８９ｍｍ、内径３０ｍｍのビレットを作製した。
【００５２】
（ビレットの作製その２）
高密度ポリエチレン樹脂を、日本ポリケム社製、商品名：「ノバテックＨＤ（グレード：ＨＢ２２０Ｒ）」、密度：０．９４２ｇ／ｃｃ、ＭＦＲ：０．２１ｇ／１０分、分子量：約２１４０００、融点１２９℃に代えたこと以外は、上記ビレットの作製その１と同様に、外径８９ｍｍ、内径３０ｍｍのビレットを作製した。
【００５３】
（ビレットの作製その３）
高密度ポリエチレン樹脂を、日本ポリケム社製、商品名：「ノバテックＨＤ（グレード：ＨＢ１２０Ｒ）」、密度：０．９３４ｇ／ｃｃ、ＭＦＲ：０．１９ｇ／１０分、分子量：約２１６０００、融点１２８℃に代えたこと以外は、上記ビレットの作製その１と同様に、外径８９ｍｍ、内径５ｍｍのビレットを作製した。
【００５４】
（ビレットの作製その４）
ポリエチレン樹脂である旭化成工業社製、商品名：「サンテックＨＤ（グレード：ＱＢ７８０）」、密度：０．９５３ｇ／ｃｃ、ＭＦＲ：０．０３ｇ／１０分、分子量：約２６８０００、融点１３２℃に加え、この高密度ポリエチレン樹脂１００重量部に対して、０．５重量部のトリビニルメトキシシランおよび０．０４重量部の２，５−ジメチル−２，５−ビス−ｔ−ブチルペルオキシ−ヘキサンを添加したこと以外は、上記ビレットの作製その１と同様に、外径８９ｍｍ、内径５ｍｍのビレットを作製した。
【００５５】
（実施例１）
ビレットの作製その１により作製されたビレット２を図１に示す延伸装置１を用いて固体押出法により以下のように２軸配向ポリエチレン管を作製した。まず、上記ビレット２をギアーオーブン内で１２５℃まで加温した後、図１に示すように、油圧装置１１によりビレット２に２０トンの力を加えながら、１２５℃に設定したマンドレル１２と１２５℃に設定したダイ１３との間の空間に押し込んで１００ｍｍ／分の速度で延伸させ、ポリエチレン分子を半径方向および軸方向のそれぞれに配向させた。なお、この延伸装置１におけるマンドレル１２の径は図１の上から下へ２９ｍｍから１５４．８ｍｍに拡大しており、この拡大における傾斜角度（図１における角α）は１５゜であった。また、ダイ１３の外径は１５６．８ｍｍであり、マンドレル１２とダイ１３との間の距離は、最も広い入口近傍で５ｍｍ、最も狭い出口近傍で１．０ｍｍであった。得られた２軸配向ポリエチレン管の直径（外径）は１４５ｍｍ、厚みは１．０ｍｍであった。
【００５６】
この得られた２軸配向ポリエチレン管に対して、電子線照射装置として日新ハイボルテージ社製ＥＰＳ７５０ｋＶを用い、７５０ｋＶの加速電圧にて３ＭＲａｄの電子線を照射し、電子線架橋法により２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は１６％であり、軸方向の引張破断伸度は７４０％であった。なお、軸方向の引張破断強度は、ＪＩＳＫ７１１３に基づいて測定した。
【００５７】
（実施例２）
電子線の照射量を６ＭＲａｄとしたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は４４％であり、軸方向の引張破断伸度は９８０％であった。
【００５８】
（参考例）
ビレット２を図２に示す延伸装置１を用いて圧力流体法により延伸して２軸配向ポリエチレン管を作製したこと、および電子線の照射量を４ＭＲａｄとしたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は２２％であり、軸方向の引張破断伸度は７９０％であった。
【００５９】
（実施例４）
ビレットの作製その４により作製されたビレット２を用いたこと、およびビレット２を延伸して得られた２軸配向ポリエチレン管を、９５℃の熱水に４８時間浸漬する熱水架橋法により架橋させたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は２５％であり、軸方向の引張破断伸度は８１０％であった。
【００６０】
（実施例５）
ビレットの作製その２により作製されたビレット２を用いたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は２２％であり、軸方向の引張破断伸度は７１０％であった。
【００６１】
（実施例６）
ビレットの作製その２により作製されたビレット２を用いたこと、および電子線の照射量を６ＭＲａｄとしたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は４８％であり、軸方向の引張破断伸度は９２０％であった。
【００６２】
（実施例７）
ビレットの作製その３により作製されたビレット２を用いたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は２１％であり、軸方向の引張破断伸度は６４０％であった。
【００６３】
（実施例８）
ビレットの作製その３により作製されたビレット２を用いたこと、および電子線の照射量を６ＭＲａｄとしたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は４５％であり、軸方向の引張破断伸度は６２０％であった。
【００６４】
（実施例９）
電子線の照射量を０．５ＭＲａｄとしたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は４％であり、軸方向の引張破断伸度は５１０％であった。
【００６５】
（実施例１０）
電子線の照射量を７ＭＲａｄとしたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は６２％であり、軸方向の引張破断伸度は５２０％であった。
【００６６】
（実施例１１）
ビレットの作製その２により作製されたビレット２を用いたこと、および電子線の照射量を０．５ＭＲａｄとしたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は３％であり、軸方向の引張破断伸度は４８０％であった。
【００６７】
（実施例１２）
ビレットの作製その２により作製されたビレット２を用いたこと、および電子線の照射量を７ＭＲａｄとしたこと以外は、実施例１と同様にして作製された２軸配向ポリエチレン管のポリエチレン樹脂を架橋させた。架橋後の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は６８％であり、軸方向の引張破断伸度は４４０％であった。
【００６８】
（比較例１）
実施例１で得られた架橋前の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率および軸方向の引張破断伸度を測定した。ゲル分率は０％、軸方向の引張破断伸度は５００％であった。
【００６９】
（比較例２）
実施例３で得られた架橋前の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率および軸方向の引張破断伸度を測定した。ゲル分率は０％、軸方向の引張破断伸度は５００％であった。
【００７０】
（比較例３）
実施例５で得られた架橋前の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率および軸方向の引張破断伸度を測定した。ゲル分率は０％、軸方向の引張破断伸度は４００％であった。
【００７１】
（比較例４）
ビレットの作製その２により作製されたビレット２を図２に示す延伸装置１を用いて圧力流体法により延伸して２軸配向ポリエチレン管を作製したこと、および電子線を照射しなかったこと以外は、実施例１と同様にして２軸配向ポリエチレン管を得た。得られた２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は０％であり、軸方向の引張破断伸度は４３０％であった。
【００７２】
（比較例５）
実施例７で得られた架橋前の２軸配向ポリエチレン管のゲル分率および軸方向の引張破断伸度を測定した。ゲル分率は０％、軸方向の引張破断伸度は５８０％であった。
【００７３】
（比較例４）
ビレットの作製その３により作製されたビレット２を図２に示す延伸装置１を用いて圧力流体法により延伸して２軸配向ポリエチレン管を作製したこと、および電子線を照射しなかったこと以外は、実施例１と同様にして２軸配向ポリエチレン管を得た。得られた２軸配向ポリエチレン管のゲル分率は０％であり、軸方向の引張破断伸度は６００％であった。
【００７４】
【表１】

【００７５】
表１に示すように、ポリエチレン樹脂の密度が同じであれば、架橋後の２軸配向ポリエチレン管の軸方向引張破断伸度は、架橋する前の２軸配向ポリエチレン管と比較して高いことが理解される（例えば、実施例１と比較例１、実施例５と比較例３、実施例７と比較例５）。従って、２軸配向ポリエチレン管は、架橋することにより変形追従性を高めることができていることが理解される。
【００７６】
また、実施例１から実施例６と、実施例７から実施例１２とを比較すると、
ゲル分率が１０％以上５０％以下であって、かつポリオレフィン樹脂の密度が０．９４０ｇ／ｃｍ³以上０．９８０ｇ／ｃｍ³以下である場合には、軸方向引張破断伸度を７００％以上にすることができ、このような条件下で架橋された２軸配向ポリエチレン管は、変形追従性を非常に高めることができていることが理解される。
【００７７】
また、実施例４と他の実施例とを比較すると２軸配向ポリエチレン管の架橋方法は、電子線架橋法および熱水架橋法のいずれの方法であってもよいことが理解される。
【００７８】
【発明の効果】
本発明により、軸方向および周方向に延伸して作製される２軸配向ポリオレフィン管を架橋することにより、埋設管に求められる管の性能としての変形追従性を高めることができる。従って、本発明に係る架橋された２軸配向ポリオレフィン管は、耐震性が高いという利点を有する。
【００７９】
特に、密度が０．９４０ｇ／ｃｍ³以上０．９８０ｇ／ｃｍ³以下であるポリエチレン樹脂が用いられた２軸配向ポリオレフィン管を、ゲル分率が１０％以上５０％以下となるように架橋することによって、引張破断伸度を７００％以上にすることができ、埋設管に求められる管の性能としての変形追従性を非常に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】固体押出法によって２軸配向ポリオレフィン管を作製する延伸装置１を示す図である。
【図２】圧力流体法によって２軸配向ポリオレフィン管を作製する延伸装置３を示す図である。
【符号の説明】
１…延伸装置
１１…油圧装置１２…マンドレル１３…ダイ
２…ビレット
３…延伸装置
３１…外径規制型３２…パイプチャック
３３…気体輸送管３４…モータ

Claims

軸方向および半径方向に配向された２軸配向ポリオレフィン管の製造方法において、ポリオレフィン樹脂からなる原管を固体押出法により２軸配向させたのち、前記ポリオレフィン樹脂を架橋させることを特徴とする、２軸配向ポリオレフィン管の製造方法。
ゲル分率が１０％以上５０％以下となるようにポリオレフィン樹脂を架橋させることを特徴とする、請求項１に記載の２軸配向ポリオレフィン管の製造方法。
ポリオレフィン樹脂が密度０．９４０ｇ／ｃｍ³以上０．９８０ｇ／ｃｍ³以下のポリエチレンからなることを特徴とする、請求項１または２に記載の２軸配向ポリオレフィン管の製造方法。