JP4802782B2 - 多層パイプ及びその製造法 - Google Patents
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Description
本発明の多層パイプは少なくとも3層より形成された多層パイプである。架橋ポリエチレンからなる内層、その外周側に設けられガスバリア層及びさらにその外周側に設けられた保護層を有する。この多層パイプを製造するには、架橋ポリエチレン樹脂をパイプ状に押し出す工程と、ガスバリア性樹脂及び保護層樹脂を含む2層以上の樹脂層をクロスダイスにより、前記パイプ状押出成形物に被覆する工程からなる。ガスバリア性樹脂、保護層樹脂の被覆は一度におこなってもよく別々に行ってもよい。製造の方式としてはインラインまたはオフラインのいずれを用いてもよい。
インラインでは、架橋ポリエチレン樹脂をパイプ状に押出する工程と、ガスバリア性樹脂及びその外側の保護層樹脂を含む2以上の樹脂層をクロスダイスにより、前記のパイプ状押出成形物の外側に被覆する工程が連続工程として設けられる。
クロスダイスとは、2種類以上の樹脂を押出し可能なダイス、かつ、中心部にはパイプ状押出成形物を通すことが可能なダイスである。一般的には、電線の製造工程中の被覆工程と類似な工程で使用されるダイスであり、銅線に塩化ビニール樹脂を被覆するときにクロスダイスが使用される。
本発明多層パイプの内層として用いられる架橋ポリエチレン樹脂としては、シラン架橋ポリエチレン樹脂、放射線架橋ポリエチレン樹脂、化学架橋ポリエチレン樹脂等が挙げられるが、シラン架橋ポリエチレンが特に好ましい。シラン架橋ポリエチレンは、蒸気槽またはパイプ内部に温水を通水させて架橋することができ非常に効率的である。放射線架橋ポリエチレン樹脂では架橋するために放射線を照射する高額な設備が必要であり、また、化学架橋ポリエチレン樹脂でも、架橋のために加熱・加圧槽が必要で設備が高額となる。シラン架橋ポリエチレンは多層パイプをすべて成形し終わった後、温水を通すなどして架橋を行うことができ架橋工程に融通性がある。
本発明の多層パイプにおいて、中間に配されるガスバリア層にはエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH樹脂)が好ましい。該ガスバリア層の厚みは50〜200μmが好ましく、70〜160μmであるのがより好ましい。樹脂の厚さが50μm未満であると酸素透過防止性能が充分でなく、多層パイプ内の温水中に酸素が溶存し、ヒーター設備が腐食する恐れがある。一方、樹脂の厚みが200μmを越えると多層パイプの原料費が高価となる。本発明の多層パイプにおいて用いられる好ましいEVOH樹脂としては、通常の食品用包装とは異なりパイプの長期寿命を考慮したグレードが好ましい。EVOH樹
脂のエチレン共重合比率は32〜44モル%のものが好ましいが、特に規定はしない。
ガスバリア層の外周側に設けられる保護層は、多層パイプの最外層を形成するのが好ましい。かかる保護層に用いられる樹脂としては、低密度ポリエチレン樹脂または直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が好ましい。保護層の樹脂として高密度ポリエチレン樹脂や他のポリオレフィン樹脂を用いた場合は押出成形性が好ましくなく、成形後のクリープ試験における亀裂破壊が認められる。
本発明の多層パイプの各樹脂層間には必要に応じて接着性樹脂を使用してよい。かかる接着性樹脂としてはマレイン酸変性ポリエチレン樹脂が好ましい。接着性樹脂のベース樹脂は直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が好ましい。接着性樹脂層と架橋ポリエチレン樹脂層との層間のラミネート強度は200g/5mm巾以上が必要である。200g/5mm未満であるとクリープ試験で接着樹脂と架橋ポリエチレン樹脂の層間で剥離し亀裂破壊しやすくなる。
シラン架橋ポリエチレン樹脂(樹脂1):
QS251D(アプコ(株)製) 密度0.945g/cm3
シラン架橋ポリエチレン樹脂(樹脂2):
QS262D(アプコ(株)製) 密度0.935g/cm3
シラン架橋ポリエチレンマスターバッチ(MB1):QCM124(アプコ(株)製)
シラン架橋ポリエチレンマスターバッチ(MB2):QCM240(アプコ(株)製)
直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE):
ウルトゼックス2022L(三井化学(株)製)
低密度ポリエチレン樹脂(LDPE):スミカセンL211(住友化学(株)製)
高密度ポリエチレン樹脂(HDPE):
ノバテックHB423R(日本ポリエチレン(株)製)
エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH):
エバールFP101B(クラレ(株)製)、エチレン共重合比率32モル%
接着性樹脂(AD):アドマーNF539(三井化学(株)製)、LLDPEベース
押出機でシラン架橋ポリエチレン樹脂をパイプ状に押出して巻きとり、これを繰り出し装置に設置した。クロスダイスを用い、繰り出されたパイプ状押出成形物の隣接層として接着性樹脂(AD)層を、その次の層にガスバリア性樹脂層としてEVOH、接着性樹脂(AD)、最外層にLLDPEまたはLDPEを供給して4層共押出成形による被覆を行い合計5層からなる多層パイプを得た。
各層の樹脂の種類及び厚さを表1のとおりとした以外は、実施例1と同様にして合計5層構成の多層パイプを得た。
得られた多層パイプの各種特性について下記の基準で評価した。結果を表1に示す。
[クリープ試験]
架橋ポリエチレン工業会JXPA401:2004に準じ、95℃、1時間、円周応力1.2MPaの条件にて測定した。
○:破壊せず
×:破壊(亀裂破壊、延性破壊)
[ラミネート強度]
内層(架橋ポリエチレン層)と接着性樹脂層との層間のラミネート強度を測定した。試料幅5mm、180度剥離、オートグラフを用い剥離スピード200mm/分にて測定した。
○:200g/5mm以上
×:200g/5mm未満
[酸素透過防止性能]
DIN 4726に基づき測定した(測定温度40℃)。
○:0.1mg/l・Day未満
×:0.1mg/l・Day以上
[コスト]
経済性については、EVOH厚み100μm品の原料コストを1とした。
○:1.1倍未満
×:1.1倍以上
Claims (8)
- 架橋ポリエチレンからなる内層、その外周側に設けられガスバリア層及びさらにその外周側に設けられた保護層の少なくとも3層を有してなる温水暖房用多層パイプであって、内層とこれに隣接するガスバリア層とのラミネート強度が200g/5mm巾以上であり、ガスバリア層の厚みが50〜200μmであり、保護層が低密度ポリエチレン樹脂又は直鎖低密度ポリエチレンである温水暖房用多層パイプ。
- 内層の架橋ポリエチレンがシラン架橋ポリエチレンである請求項1の温水暖房用多層パイプ。
- ガスバリア層がエチレン−ビニルアルコール共重合体層である請求項1又は2の温水暖房用多層パイプ。
- シラン架橋ポリエチレンからなる最内層、その外側に設けられエチレン−ビニルアルコール共重合体のガスバリア層及びその外側に接着剤層を介して設けた最外層の低密度ポリエチレンからなる保護層を有してなる請求項1の温水暖房用多層パイプ。
- 請求項1〜4いずれかの温水暖房用多層パイプを用いてなるセントラルヒーティング用温水配管装置。
- 架橋ポリエチレンからなるパイプ状成形物を準備し、ついでクロスダイスを用いて前記成形物の外周に厚み50〜200μmのガスバリア性樹脂とその外周の低密度ポリエチレン又は直鎖低密度ポリエチレンの保護層樹脂とを被覆することを特徴とする温水暖房用多層パイプの製造法。
- 架橋ポリエチレンがシラン架橋ポリエチレンである請求項6の温水暖房用多層パイプの製造法。
- ガスバリア性樹脂がエチレン−ビニルアルコール共重合体である請求項6又は7の温水暖房用多層パイプの製造法。
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