JPS5859018A - 架橋ポリオレフインパイプの接続法 - Google Patents

架橋ポリオレフインパイプの接続法

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JPS5859018A
JPS5859018A JP56137319A JP13731981A JPS5859018A JP S5859018 A JPS5859018 A JP S5859018A JP 56137319 A JP56137319 A JP 56137319A JP 13731981 A JP13731981 A JP 13731981A JP S5859018 A JPS5859018 A JP S5859018A
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JP
Japan
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pipes
pipe
polyolefin
crosslinked
crosslinking
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Masaki Matsui
松井 正毅
Masami Ishitobi
石飛 正己
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Dainichi Nippon Cables Ltd
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Dainichi Nippon Cables Ltd
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Publication date
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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】 架橋ポリオレフィンからなるパイプは、架橋していない
ポリオレフィンからなるパイプに比べて、耐熱性、機械
強度、とりわけ、耐環境応力亀裂性に優れていることか
ら、ガス管、水道管および給湯管などの構成材料として
有望視されている。架橋ポリオレフィンパイプの接続に
は、従来、金属製の接続部材を用いた、いわゆるメカニ
カル・ジヨイントが採用されてきているが、メカニカル
・ジヨイントは、コスト高である、接続部に金属製接続
部材の大きな突起が生じ、このため狭い場所に設けられ
たパイプの接続には不向きである、またはパイプと金属
製接続部材とは硬度が互いに全く相違するため接続部の
気密性が必ずしも良好ではない場合が生じるなどの種々
の問題がある。架橋していないポリオレフィンパイプは
、端面同士を互いに圧接しつつ加熱して融着させること
により容易に接続することが可能であるため、メカニカ
ル・ジヨイントに見られる上記の欠点が解消されるが、
架橋ポリオレフィンパイプの場合は上記圧接・加熱法に
よっても、架橋ポリオレフィンは実質的に融解しないの
で、架橋していないポリオレフィンパイプの場合のよう
に良好に接続することはできない。
上記に鑑み、この発明は、メカニカル・ジヨイントによ
らずして、架橋ポリオレフィンパイプを良好に接続し得
る新規な接続法を提案するものであり、接続される架橋
ポリオレフィンパイプの端面同士の間に有機過酸化物お
よび導電性物質を含有する導電性架橋性ポリオレフィン
組成物層を介在させ、前記導電性架橋性ポリオレフィン
組成物層を前記パイプにより圧迫しつつ通電加熱し、架
橋させることを特徴とするものである。
この発明において接続の対象となし得るパイプとしては
、 (1)たとえばエチレン、プロピレン、ブテン−1,4
−メチルペンテン−1などのαオレフィンのホモポリマ
ーおよびコポリマー類、〈2)ハロゲン、カルボン酸又
はその誘導体を化学的に含有するαオレフィンのホモポ
リマーおよびコポリマー類、あるいは (3)たとえば架橋ポリエチレン、架橋ポリプロピレン
、架橋ポリブテン−1、架橋ポリ−4−メチルペンテン
−1、架橋エチレン−プロピレン共重合体、架橋エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、架橋エチレン−エチルアクリ
レート共重合体および架りm素化ポリエチレンなどのカ
ルボン酸またはその誘導体とαオレフィンとのコポリマ
ー類の架橋体、 などからなるものが例示できる。パイプを構成するポリ
オレフィンの架橋度はゲル分率にして90〜100%の
高度架橋であってもよく、90%以下、たとえば10〜
90%の低度ないし中度架橋であってもよい。これらの
架橋ポリオレフィンパイプは、(1)たとえば後述する
有機過酸化物の一種を含むポリオレフィン組成物を用い
て押出成形・加熱架橋する、(2)水架橋性のポリオレ
フィン組成物を押出成形後、水により架橋する、あるい
は(3)放射線または紫外線に対して感能性を有する感
能性物質を含むポリオレフィン組成物を押出成形後放射
線または紫外線を照射して架橋さぜるなどの様々な公知
の方法により製造することができ、この発明においては
、いずれの架橋法により製造されたものでも用いること
ができる。
これらの製造方法のうち、好ましいものは、有機過酸化
物を用いて加熱架橋された、または水架橋法により架橋
された、ゲル分率が少なくとも20%の架橋ポリエチレ
ンよりなるパイプである。
この発明において、有機過酸化物および導電性物質を含
有するII電電性架橋性ポリオレフ4粗オレノインと同
じ概念のポリオレフィンの少なくとも一種をベースとし
、これに有機過酸化物をポリオレフィン100部(重量
部、以下同様)あたり0.1〜20部程度配合したもの
が用いられる。
パイプを構成するポリオレフィンと前記架橋性ポリオレ
フィン組成物に用いられるポリオレフィンとは、同一の
ものであってもよく、別種のものであってもよい。パイ
プが架橋ポリエチレンから構成されている場合には、前
記架橋性ポリオレフィン組成物として、ポリエチレンお
よびエチレン−酢酸ビニル共重合体をベースとするもの
が好ましく、特に、酢酸ビニル含有量5〜30重量%、
より好ましくは10〜20重量%のエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体をベースとするものが最適である。
上述の有機過酸化物としては、公知の様々なポリオレフ
ィンの架橋剤が用いられる。たとえばポリエチレンの架
橋剤としては、たとえば、(1)ジクミルパーオキサイ
ド、2.5−ジ5− メチル−2.5−ジー(t−ブチルパーオキシ)−ヘキ
シン−3、1.3−ビス−(t−ブチルパーオキシイソ
プロビル)−ベンゼン、1.1−ジ−t−ブチルパーオ
キシ−3.3.5−トリメチ1199日ヘキサン、t−
プチルークミルパーオキザイド、ジ−t−ブチルパーオ
キサイド、4,4′−ジーtープチルパーオキシバレリ
ックアシッドn−ブチルエステルなどのジアルキル系パ
ーオキサイド類、 (2)2.5−ジメチルヘキシン−2.5−ジ−ヒドロ
パーオキサイドなどのヒドロパーオキサイド類、あるい
は (3)t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブ
チル−ジ−パーオキシフタレート、2。
5−ジー(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサンなどのパー
オキシ酸またはそのエステル類、が用いられるが、この
うちジアルキル系バーオキシ類は一般に架橋に要する時
間が短いため、現場でのパイプ接続が短時間で行なうこ
とができ、特に好ましいものである。また、有機過酸化
物の使6− 用量が少なすぎる場合にはパイプの接続強度が弱くなり
、他方、その使用量が多すぎた場合には有機過酸化物の
分解生成物による発泡が生じやすくなり、発泡により接
続強度が低下する傾向にあるため、架橋性ポリオレフィ
ン組成物中における有機過酸化物の好ましい使用量はポ
リオレフィン100部あたり0.5〜5部である。
上述した導電性物質としては、たとえば、アセチレンブ
ラック、ケッチェンブラックなどの導電性カーボンブラ
ックおよび金属粉末などが用いられる。導電性カーボン
ブラックを用いる場合には、ポリオレフィン100部あ
たり5〜200部の比率で添加さねることが好ましい。
なぜならば、導電性架橋性ポリオレフィン組成物の体積
固有抵抗率は107Ω・0Ill  以下であることが
この発明において好ましいからである。また、金属粉末
を用いる場合には、導電性カーボンブラックに比べてよ
り大きな導電性を有するので、比較的少ない鯖で充分で
ある。
この発明において、接続される2本のパイプの接続端面
は、両端面を接触したときに、多少の間隙は許容し得る
としても、できるだけ間隙を残さぬように予め切り揃え
られる。ただし、切口は、必ずしもパイプの中心軸に垂
直である必要はなく、前記中心軸に対して傾斜していて
もよい。さらに、パイプの両端面は間隙なく互いに嵌合
し得るJ:うな凹凸を有していてもよい。
このように端面の切り揃えられたパイプの両端面間に、
上述の導電性架橋性ポリオレフィン組成物を介在させ、
2本のパイプにて前記介在物を圧迫する状態に保持し、
通電加熱することにより、介在物を架橋させる。通電加
熱による介在物の粘度の低下およびパイプによる圧迫の
ために、前記介在物の厚みは、加熱による架橋の進行の
間漸次その厚みを減じ、架橋の終了時点においては11
IIIIl以下の薄層、場合によっては0.1111I
ll以下の薄層となるが、介在物の薄層化はパイプの接
続強度において何ら問題とはならない。
もっとも、パイプを接続端面全周にわたり、可及的に均
一の強度で接続するために、前記介在層の厚みは少なく
とも前記介在層の架橋が充分に進行し始める段階、たと
えば介在層およびパイプ接続端面が後述する架橋温度に
適した段階においCは、接続端面全周にわたりほぼ均一
となるようにすることが望ましい。このためには、導電
性架橋性ポリオレフィン組成物の介在物として、前記組
成物のシー1〜または板を用いるとよい。シートまたは
板の厚さは、接続されるべき架橋ポリオレフィンバイブ
の外径および肉厚によって変わり、大きな径のパイプば
ど肉厚のものを用いる。たとえば、外径20mn+前後
、肉厚2 +i、m前後の小サイズのパイプの場合には
0.5〜b 外径200 [+1L肉厚20111m前後の大きなサ
イズのパイプの場合には2〜20 nun程度のものを
用いるとよい。
接続工程における加熱は、通電加熱により行なわれる。
図面は、この通電加熱法を説明するための略図的側面図
である。図面を参照して、架橋ポリオレフィンパイプ1
.2の闇に、導電性架橋性ポリオレフィン組成物層3が
介在されており、導9− 電性架橋性組成物層3の両端は電源4に接続されている
。5〜150 kQ/ c1程度の面圧で、前記導電性
架橋性ポリオレフィン組成物層3をパイプ1.2により
圧迫状態に保持しつつ、電源4より導電性架橋性ポリオ
レフィン組成物層3に電流を流しジュール熱により加熱
する。このとき、通電量は、用いられるポリオレフィン
に応じて適当に選ばれるが、たとえば100〜200V
の一般工事用電源を用いる場合には、30分〜数10秒
程度通電すれば充分な架橋が達成される。通電加熱にお
いては、バイア1.2の端面またはその近傍、特にパイ
プ端面が導電性架橋性ポリオレフィン組成物層3の中の
有機過酸化物の分解温度、特に有機過酸化物の10時時
間域温度より少な(とも10℃高い温度に充分加熱され
ることが重要である。
この温度は、用いられるポリオレフィンにより適当に選
ばれるが、一般に150〜400’C1好ましくは20
0〜300℃であればよい。
以上のような通電加熱・架橋により、導電性架橋性ポリ
オレフィン組成物層内部の有機過酸化物10− の一部が、パイプ側に移行して、パイプを構成するポリ
オレフィン分子と導電性架橋性ポリオレフィンを構成す
るポリオレフィン分子とを結合し、この結合により2本
のパイプが予想外の強度で接続される。また、この発明
においては、導電性ポリオレフィン組成物層に電流を流
すことにより加熱するため、円周方向に均一な加熱を容
易に達成することが可能となる。また、電気的に加熱す
るため、加熱条件の調節が容易であり、そのため接続部
分の状態を目視しつつ微調整を行なうことが可能である
この発明の方法は、2本のパイプの接続のみならず、3
本またはそれ以上の多数のパイプを1箇所でタコ足状に
接続する場合にも適用できる。
以下、実施例および比較例によりこの発明を一層詳細に
説明する。
実施例1 密度0.95g10RI3、MI−0,5o /10分
のポリエチレン100部、ビニルトリメトキシシラン2
,0部、ジクミルパーオキサイド0.2なる水で架橋し
得るポリエチレン組成物を用い水架橋により架橋したゲ
ル分率72%の架橋ポリエチレンからなる、外径911
11111、肉厚10I111Rのパイプ2本を接続す
るために、両パイプの接続端面をパイプ軸に垂直に切り
揃えた。ついで、密度0゜925(1/Cl11’、M
I=1.Ia/10分で酢酸ビニル含有量15重量%の
エチレン−酢酸ビニル共重合体100部あたり、55部
のアセチレンブラックおよび2.2部のジクミルパーオ
キサイドを含む組成物からなる厚さ2+11111、内
径711III11外径91 mmのリングを120℃
、5分間のプレス成形により製造した。このリングの体
積固有抵抗率は、102Ω・CI  であった。このリ
ングを上記2本の架橋ポリエチレンパイプの接続端面間
に介在させ、前記両パイプ上に設置した圧迫治具により
リング状介在物を20 kg/ clの面圧にて圧迫し
た状態に保持し、前記リング状介在物の両端に電源と接
続されるリード線を接続し、100Vの電圧を2分間加
えた。この通電により、接続部分全体の温度は300℃
になった。このJ二うにして、接続されたパイプにつき
、後述する水圧テストで耐水圧強度を測定したところ、
水圧51 kl)/cm2のとき接続部で破壊した。な
お、実施例1で用いた架橋ポリエチレンパイプ自身の耐
水圧強度は53に引/C1112であって、実施例1で
得たパイプ接続部の耐水圧強度は、架橋ポリエチレンパ
イプ自負の耐水圧強度にほぼ匹敵することが理解される
であろう。また、接続部の引張り強度を測定したところ
、2 、1 k(+/+111112であった。
水圧テスト・・・・・・パ、イブ内に満たしIC水の圧
力を20 ko、/ co+2/分の速度で漸次上昇さ
せ、パイプを破裂させる。パイプが破裂したとぎの水圧
をもって、パイプの耐水圧強度とする。
接続部の引張り強度テスト・・・・・・接続したパーで
ブから接続部を含むように試料を切り取りJISK67
711の6.6項にしたがって引張り強度測定を行なう
比較例1 実LIj例1で用いたパイプと同一の2本のパイプ13
− を、リング状介在物を介在させないで、かつ通電加熱で
はなく他の加熱方法により加熱し、接続したところ、得
られたパイプ接続部の耐水圧強度は4 kg/ alで
あった。また、この接続部の引張り強度を測定したとこ
ろ、0 、3 k(1/ gu+2であった。
実施例2 密度0.92o /c+n’ 、MI=1.1a /1
0分のポリエチレン100部をジクミルパーオキサイド
2部を用いて架橋したゲル分率80%の架橋ポリエチレ
ンからなる、外径911J肉厚iQmiのパイプ2本を
接続するために、両パイプの接続端面をバイブ軸に垂直
に切り揃えた。ついで、密度0.93o /c+++”
 、M I−5,5o /10分でアクリル酸エチル含
有量8重量%のエチレン−エチルアクリレート共重合体
100部あたり、10部のケッチェンブラックおよび2
.0部のジクミルパーオキサイドを含む組成物からなる
厚さ2IIII111内径711IIIn1外径911
Ilのリングを120℃、5分間のプレス成形により製
造した。このリングの体積固有抵抗率は、10’Ω・0
− であった。こ14− のようにして製造されたリング状介在物を実施例1のも
のに代わり用い、実施例1と同じ方法にて上記パイプの
接続を行なった。ただし、この実施例2においては、2
00vの電圧を0.5分間加え、加熱・架橋を行なった
。到達温度は220℃であった。このようにして得られ
た接続されたパイプにつき、耐水圧強度を測定したとこ
ろ、水圧52 kO/ am2のとき接続部で破裂した
。実施例1の接続部と同様、実施例2の接続部も、架橋
ポリエチレンパイプ自身の耐水圧強度と同等の耐水圧強
度を有することが理解されるであろう。また、接続部の
引張り強度を測定したところ、1.9ka/l!I12
であった。
比較例2 実施例2で用いたポリエチレンバイブを、リング状介在
物を介在させず、かつ通電加熱以外の加熱方法により、
接続した。その結果得られたパイプの耐水圧強度は、3
k(1/c1であり、接続部で破裂した。また、接続部
の引張り強度を測定したところ、0.4kg/a1であ
った。
実施例3 実施例1で用いたポリエチレンパイプと同一のポリエチ
レンパイプ2本を準備した。ついで、密1!0.925
o /coda、 111点119℃(7) ホ1.J
 エチレン100部あたり、2.0部のジクミルパーオ
キサイドおよび30部のケッチェンブラックを含む組成
物からなる厚さ2mm、内径71+11111.外径9
1ml1lのリングを120℃、5分間のプレス成形に
にり製造した。このようにして得られたリングの体積固
有抵抗率は、100Ω・can  であった。このリン
グを、上記2本の架橋ポリエチレンパイプの接続端面間
に介在させ、実施例1の方法と同一の方法により、圧迫
・通電加熱した。ただし、実施例3では、100Vの電
圧を7分間加えることにより加熱し、到!!温度は15
0℃であった。このようにして、接続されたパイプにつ
いて、耐水圧強度を測定したところ、49 kQ/ c
m2であった。
この値から明らかなように、実施例3で1qられるパイ
プ接続部は、実施例1および実施例2と同様に、架橋ポ
リエチレンバイブ自身の耐水圧強度にほぼ匹敵する耐水
圧強度を有することが理解されるであろう。また、接続
部の引張り強度を測定したところ、1.8ko/mm2
テあった。
【図面の簡単な説明】 図面は、この発明にお【プる通電加熱方法を説明するた
めの略図的側面図である。 図において、1.2はポリオレフィンパイプ、3は導電
性架橋性ポリオレフィン組成物を示す。 特許出願人 大日日本電線株式会社 17−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 接続される架橋ポリオレフィンパイプの端面同士の間に
    、有機過酸化物および導電性物質を含有する導電性架橋
    性ポリオレフィン組成物層を介在させ、前記ポリオレフ
    ィン組成物層を前記パイプにより圧迫しつつ通電加熱す
    ることにより、架橋させることを特徴とする架橋ポリオ
    レフィンパイプの接続法。
JP56137319A 1981-08-31 1981-08-31 架橋ポリオレフインパイプの接続法 Pending JPS5859018A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0333379A2 (en) * 1988-03-12 1989-09-20 Victaulic Plc Process for the jointing of polyolefin bodies

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0333379A2 (en) * 1988-03-12 1989-09-20 Victaulic Plc Process for the jointing of polyolefin bodies
EP0333379A3 (en) * 1988-03-12 1991-06-05 Victaulic Plc Process for the jointing of polyolefin bodies

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