KR100458708B1

KR100458708B1 - 폴리에틸렌수지및이를사용한파이프및파이프용이음재

Info

Publication number: KR100458708B1
Application number: KR1019970705365A
Authority: KR
Inventors: 도루 마쯔오까; 기요후미 마쯔오까; 후미아끼 나가; 교노부 사도
Original assignee: 닛뽕폴리올레핀가부시키가이샤
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1996-12-06
Publication date: 2005-01-31
Also published as: DE69615821D1; US20010000255A1; WO1997020868A1; CN1180360A; EP0808854B1; EP0808854A1; CN1096473C; US6191227B1; EP0808854A4; DE69615821T2

Abstract

밀도 0.915∼0.955g·cm^-3, 190℃에 있어 하중 2.16kgf를 사용하여 측정한 멜트플로레이트가 0.20dg·min^-1이하, 동일하게 190℃에 있어서 하중 21.6kgf를 사용하여 측정한 멜트플로레이트가 17.0∼70.0dg·min^-1, 레오미터 190℃에서 파라렐플레이트를 사용하여 플레이트 간격 1.5mm, 뒤틀림 10 내지 15%에서 100에서 0.01㎭·s^-1로의 주파수(ω) 범위에서 측정한 때에 얻어진 동적용융점도(η^*: 단위 Pa·s)를 식[1]에 충분히 근사하였을 때의 제로전단점도(η₀)가 200,000∼2,000,000Pa·s, 특정시정수(τ₀)가 50∼500sec 이고, 또한 (τ₀/ η₀)가 1.0 X 10^-4∼4.0 X 10^-4Pa^-1인 것을 특징으로 하는 성형성 및 장기물성이 우수한 파이프 및 파이프 이음재에 적합한 폴리에틸렌수지.

(식중, n은 파라미터)

Description

폴리에틸렌수지 및 이를 사용한 파이프 및 파이프용 이음재

(발명이 속하는 기술분야)

본 발명은 압출성형, 사출성형의 어느 쪽에도 적합하고 그리고 수명이 우수한 파이프를 제공하는데 적합한 폴리에틸렌수지 및 동 수지에서 성형된 파이프 및 파이프 이음재에 관한 것이다.

(종래의 기술)

폴리에틸렌수지를 성형하여 이루어지는 파이프류는 널리 실용되고 있으나 근년 특히 수도용 파이프나 가스용 파이프 등에도 사용하게끔 되고 있다. 이들의 땅속에 매설하여 사용되는 파이프는 시공후 극히 긴 기간에 걸쳐 사용되고 있으므로 특히 장기간 변형이나 파괴를 가져오지 않은 신뢰성이 요구되고 있다. 이들의 특성은 정적 하중을 가해진 재료가 파단하기까지의 시간으로 나타내지는 크리프 수명이나 주기적으로 하중을 가하였을 때 재료가 파단하기까지의 시간으로서 나타내는 장시간의 피로강도로서 나타낸다.

또한 이들 파이프는 시공시에 서로 이으면서 시공되므로 이음재가 필요로 된다. 이 이음재는 사출성형에 의하여 형성되므로 높은 유동성이 요구됨과 함께 동시에 장시간의 크리프 수명이나 피로강도가 요구된다.

일반으로 폴리에틸렌수지에 있어서, 유동성을 향상시키기에는 그 평균분자량을 낮게 하는 것으로 가능하게 되나, 평균 분자량을 낮게 하면 장기 수명이 나빠지는 결점이 있다.

파이프용 수지를 목적으로 하여 종래부터 분자량이 다른 에틸렌계 중합체를 2단중합, 용융블렌드, 드라이블렌드 등의 방법으로 혼합하는 것으로서, 분자량 분포를 넓히는 방법 등이 제안되고 있다. 그러나 예를 들면, 특공소 63-67811호 공보에서 제안된 것은, 밀도가 높고 강성이 높은 장기 수명이 뒤떨어지고, 또 다른 예는 특개평 8-134285호 공보에서 제안된 것은, 용융시의 점도가 높고 유동성이 나쁘므로 성형성에 난점이 있고 물성 및 성형성의 양쪽을 충분히 만족되는 것은 종래 얻지 못하였다.

(발명이 해결하려는 과제)

본 발명의 목적은 우수한 크리프 수명과 피로강도를 갖으며, 또한 유동성이 우수한 사출성형 가능한 폴리에틸렌수지를 제공하는데 있으며, 더욱이 상기 특성을 갖는 파이프 및 이 파이프와 조합하여서 사용하는 파이프용 이음재를 제공하는데 있다.

(과제를 해결하기 위한 수단)

본 발명자 등은 상기 목적을 달성하기 위하여서 예의 검토한 결과 하중이 다른 멜트플로레이트가 소정의 값을 만족하고 또한 동적용융점도와 주파수 분산이 소정의 관계를 만족하는 폴리에틸렌수지가 압출 및 사출성형성이 우수한 이외에 우수한 크리프 수명과 피로강도를 갖고 장기 물성을 요구하는 파이프나 파이프 이음재의 성형에 이용하는 경우 현저하게 우수한 효과를 나타내는 것을 발견하고 본 발명에 도달하였다.

본 발명은 첫째로 밀도 0.915∼0.955g·cm^-3, 190℃에 있어서는 하중 2.16kgf를 사용하여 측정한 멜트플로레이트가 0.20dg·min^-1이하, 동일하게 190℃에서 하중 21.6kgf를 사용하여 측정한 멜트플로레이트가 17.0∼70.0dg·min^-1, 레오미터 190℃에서 파라렐플레이트를 사용하여 플레이트 간격 1.5mm, 뒤틀림 10∼15%에서 100에서 0.01㎭·s^-1로의 주파수(ω) 범위에서 측정한 때에 얻어진 동적용융점도(η^*: 단위 Pa·s)를 식[1]에 충분히 근사하였을 때의 제로전단점도(η₀)가 200,000∼2,000,000Pa·s, 특히 특정시정수(τ₀)가 50∼500s 이고, 또한 (τ₀/ η₀)가 1.0 X 10^-4∼4.0 X 10^-4Pa^-1인 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌수지에 있다 :

(식중, n은 파라미터)

본 발명은 둘째로 상기의 폴리에틸렌수지를 압출 성형에 의하여 성형한 것을 특징으로 한 파이프이다.

본 발명은 셋째로 상기의 폴리에틸렌수지를 압출 성형에 따라 성형된 것을 특징으로 한 파이프용 이음재에 있다.

본 발명은 넷째로 상기의 압출 성형으로 성형된 파이프등과 상기의 압출 성형으로 성형된 파이프 이음재등을 조합하여 연결한 파이프에 있다.

(발명의 실시형태)

본 발명의 폴리에틸렌수지는 밀도가 0.915∼0.955g·cm^-3, 바람직하기로는 0.935∼0.955g·cm^-3의 범위이다. 밀도가 0.915g·cm^-3미만이면 지나치게 부드러워 파이프로서 부적당하고, 0.955g·cm^-3를 넘으면 크리프 특성이나 피로 강도가 불충분하게 된다.

본 발명의 폴리에틸렌수지는 190℃에서 하중 2.16kgf를 사용하여 측정한 멜트플로레이트(이하 MFR_2.16이라 약함)가 0.20dg·min^-1이하, 바람직하게는 0.02∼0.20dg·min^-1인 것을 필요로 한다. 0.20dg·min^-1을 넘으면 크리프 수명이 불충분하게 된다.

또한 본 발명의 폴리에틸렌수지는 190℃에서 하중 21.6kgf를 사용하여 측정한 멜트플로레이트(이하 MFR_21.6이라 약함)는 17.0∼70.0dg·min^-1, 바람직하게는 17.0~30.0dg·min^-1인 것을 요한다. 17.0dg·min^-1미만이면 파이프를 성형할 때 압출이 곤란하던가, 생산성이 현저히 낮게되는 우려가 있고, 또한 파이프의 이음재의 사출 성형이 곤란하게 되던가, 성형후 변형할 우려가 있다. 또한 70.0dg·min^-1을 넘으면 파이프의 장기 수명이 저하하던가 한다.

또한 본 발명의 폴리에틸렌수지 조성물은 190℃에 있어서 파라렐플레이트를 사용하여 플레이트 간격 1.5mm, 뒤틀림 10∼15%에서 100에서 0.01s^-1로의 주파수(ω) 범위에서 측정할 때에 얻은 동적용융점도(η^*; 단위 Pa·s)와 주파수(ω; 단위 s^-1)가 일정한 관계를 충족하는 것을 요한다.

구체적으로는 동적용융점도와 주파수를 전기의 식[1]에 충분하게 근사할 때의 η₀가 200,000∼2,000,000Pa·s, 또한 바람직하게는 350,000∼1,000,000Pa·s의 범위이고, 특정시정수(τ₀)는 50∼500s, 또한 바람직하게는 100∼300s의 범위이고, 또한 (τ₀/η₀)는 1.0 X 10^-4∼4.0 X 10^-4Pa^-1의 범위이다.

전기 η₀, τ₀는 파라렐플레이트를 사용한 레오미터로 측정된 값으로 구하여 진다. 즉 190℃에 있어서 플레이트 간격 1.5mm, 뒤틀림 10 내지 15%, 주파수(ω)를 100에서 0.01(단위 ㎭.·s^-1)의 범위에서 동적용융점도(η^*)를 측정하고, 얻어진 데이터를 식[1]에 근사한다. 이 근사에서 제로전단점도(η₀), 특정시정수(τ₀), 파라미터(n)가 얻어진다. 또한 식[1]로의 회귀법의 근사는 시판되고 있는 회귀법의 컴퓨터 프로그램의 적당한 것을 사용하여 계산할 수 있다.

또한 τ₀는 완화 시간을 나타내는 파라미터이고, n은 고전단속도 영역에 있어서 전단속도 의존성을 나타내는 파라미터이다.

식[1]은 일반으로 "Cross의 식"으로 불리는 실험식으로, 예를들면 Glenn V. Gordon, Montgomery T. Shaw, "Computer Programs for Rheologists", Hanser Publishers에 개설되어 있다.

190℃에 있어서 동적용융점도와 주파수의 관계는 시판의 기기, 예로서 레오메트릭스사제 RMS-800형 레오미터 등을 사용하여 얻을 수 있다.

식중 파라미터의 n은 고전단속도 영역에 있어서 용융점도의 전단속도 의존성을 나타내고 있다.

본 발명에 있어서 「충분히 근사하였을때」란 최소자승법에 따라 근사된 회귀 곡선과 데이터 포인트의 선형상관 계수의 자승인 편향계수 R²가 0.9992 이상이 되게끔 근사하다고 하는 의미이다.

η₀는 전단 응력이 전혀 없는 상태에서 용융 점도를 나타내는 것으로서, 중량 평균분자량과 Z 평균분자량의 양자에 영향되는 파라미터로서 이 값이 크면 일반으로 평균분자량이 높고, 크리프 수명과 피로 강도가 높다.

본 발명의 폴리에틸렌수지에 있어서는 η₀가 200,000Pa·s 미만에서는 크리프 수명이 불충분하게 되고, 2,000,000Pa·s를 넘으면 압출이나 사출의 성형성이 불량하게 된다.

특정시정수(τ₀)는 용융상태에서 변형하기 어려운 지표로서, 본 발명의 폴리에틸렌수지 조성물에 있어서는, τ₀은 50∼500s, 바람직하게는 100∼300s의 범위이다. 50s 미만에서는 크리프 수명 및 피로 강도가 압출, 사출성형성의 밸런스가 나빠져, 또한 500s를 넘는 것은 실용적 규모로 제조하는 것은 곤란하다.

또한 τ₀와η₀의 비(τ₀/η₀)는 수지의 용융시의 탄성의 지표로 되는 바라미터로서 클수록 탄성이 커진다. 특히 분자구조상 장쇄(長鎖)의 분기(分岐)가 있는 경우에는 현저하게 큰 값을 나타낸다. 본 발명의 폴리에틸렌수지에 있어서는 장쇄의 분기가 있는 분자구조는 크리프 수명 및 피로 강도가 불충분으로 될 우려가 있음과 함께 성형품의 표면의 평활성이 악화되는 우려가 있으므로 바람직하지 않다. 그런 의미에서 본 본명의 폴리에틸렌수지에 있어서 τ₀/η₀는 1.0 X 10^-4∼4.0 X 10^-4Pa^-1의 범위이다. τ₀/η₀가 4.0 X 10^-4Pa^-1을 넘는 경우에는 분자 구조로서 장쇄의 분기가 있는 것으로 예상되고, 그 결과 장기 성능이 뒤떨어지고, 1.0 X 10^-4Pa^-1미만의 경우에는 성형성이 불량하다.

본 발명의 폴리에틸렌수지는 상기한 모든 요건을 만족하는 폴리에틸렌수지로서 이와같은 폴리에틸렌수지는 특수한 분자량 분포를 갖는 폴리에틸렌수지로서 이들의 요건을 만족시키는 것에 따라 성형성을 잃지 않고 우수한 크리프 수명과 피로 강도를 갖는 것이다.

본 발명의 폴리에틸렌수지는 이와 같은 특징으로 파이프, 특히 땅속에 매설하는 수도용 파이프 및 가스용 파이프가 가장 좋은 용도이나 파이프 이외의 용도를사용하는 것도 물론 가능하다.

본 발명의 폴리에틸렌수지는 에틸렌의 단독중합 또는 에틸렌과 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 α-올레핀과의 공중합에 의하여 얻어지는 것으로서, 상기 요건을 만족하는 것이면 단단(單段)에서의 중합, 분자량이 다른 2종류 이상의 성분의 다단중합, 또는 이들을 그후 블렌드에 의하여 혼합하는 방법등, 그 제조법은 특히 한정되는 것은 아니나 이중에서도 혼합을 균일하게 하기 위한 시간의 번잡을 생각하면 분자량이 다른 2종류 이상의 성분을 다단중합으로 제조하는 방법이 가장 좋은 것이다.

가장 좋은 제조방법의 하나는 예를들면 특개소 58-225105호 공보로 개시된 것 같은 염화마그네슘 담지형(擔持型)의 Ziegler 촉매를 사용하여 파이프 루프 리액터에서 전단에 고분자량의 성분을 후단의 리액터에서 저분자량의 성분을 연속적으로 현탁 중합하는 방법이다. 이때 특히 고분자량 성분의 평균분자량을 700,000∼2,000,000 정도로 하고, 저분자량 성분의 중량 평균분자량을 20,000∼100,000 정도의 범위로 하고, 또한 이 양자의 비율을 10/90∼35/65 정도의 범위로 하고, 고분자량 성분의 분자량을 상대적으로 높게 하고, 또한 그 비율을 적게 하면 상기의 특정한 조건을 충족하는 폴리에틸렌수지가 얻어진다.

본 발명의 폴리에틸렌수지는 그 사용 목적에 따라 본 발명의 특성을 손상하지 않는 범위에서 다른 열가소성 수지나 첨가제, 안료, 충전제 등을 적당히 배합할 수 있다.

본 발명에 있어서 파이프는 특히 크리프 수명이 길고 장기의 피로에 대한 강도의 저하가 적고 그리고 압축성에 따라 성형되고, 특히 그 특성에서 급수관, 배수관등의 수도배관용 파이프 혹은 가스배관용 파이프로서 호적하게 사용되는 파이프이다. 이들의 수도용 파이프 또는 가스 파이프로서 사용되는 경우 그 관경이 약 50∼500mmφ정도, 살두께 약 2∼50mm 정도의 것으로 20℃에 있어 10Mpa 정도의 후프 응력하에서 50년 이상 사용이 가능한 것이다.

본 발명에 있어서 파이프용 이음재는 사출 성형에 따라 성형되는 것으로 전기 파이프를 서로 이어 맞추는 경우에 사용되고 내부에 와이어 히타를 매입하여 이음재를 파이프에 맞물린후에 융착하는 방법이나 융착면을 가열하여 행하는 방법등에 따라 파이프끼리 연결하는데 사용된다.

이 이음재는 사출 성형성과 같이 파이프와 거의 동등한 장기 수명이 요구된다.

다음에 실시예 및 비교예에 따라 본 발명을 구체적으로 나타내나 본 발명은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

(샘플조제)

전단이 145리터, 후단이 290리터의 2기의 파이프 루프 리액터를 직렬로 연결한 2단중합용 리액터를 충분히 질소치환 하였다. 다음 이소부탄을 공급하여 리액터내를 이소부탄으로 채운 뒤 트리이소부틸 알루미늄을 전단 리액터중의 농도가1.0mmol·리터^-1가 되게끔 공급하고 교반하면서 전단 리액터를 80℃, 후단 리액터를 90℃에 승온하였다. 다음 에틸렌을 전단 리액터중의 농도가 1.0wt%, 후단 리액터의 농도가 2.6wt%가 되게 수소를 전단 리액터중의 농도가 0.1 X 10^-3wt%, 후단 리액터중의 농도가 0.027wt%가 되게 공급함과 함께 1-헥센을 전단 리액터중의 농도가 6.4wt%가 되게끔 공급하였다. 특개소 58-225105호 공보의 실시예 1의 고체촉매 성분의 제조법에 따라서 제조한 고체촉매 성분의 헥산슬러리를 고체촉매 성분의 공급 속도가 2.0g·h^-1이 되게끔 연속적으로 공급하여 중합을 개시하였다. 이소부탄을 전단 리액터에 51.5kg·h^-1, 후단 리액터에 다시 34.0kg·h^-1로 연속적으로 공급하면서 생성 폴리에틸렌을 20kg·h^-1로 배출하고, 전단의 트리이소부틸 알루미늄농도, 전후단의 리액터중의 에틸렌, 수소농도 및 온도는 전술한 것 같이 보지하였다.

배출된 폴리에틸렌의 이소부탄슬러리는 상압에 도리켜서 이소부탄을 증발하고 이어서 80℃의 콤베어 드라이어에 따라 건조하여 분말로 하고 37mmφ의 같은 방향 치합형 2축압출기(L/D=32)를 사용하여 펠레타이즈하여 샘플로 하였다.

전단의 고분자량 성분의 평균분자량은 770,000, 밀도가 0.917g·cm^-3, 후단의 저분자량 성분은 추정중량 평균분자량은 약 56,000, 추정밀도가 0.957g·cm^-3으로서 중합체의 물성치는 표1에 나타냈다.

(물성측정)

멜트플로레이트를 JIS K 7210에 따라서 190℃에 있어 하중 2.16kgf(JIS K 7210의 표1의 시험조건 4)를 사용하여 동일하게 190℃에 있어서 하중 21.60kgf(JIS K 7210의 표1의 시험조건 7)를 사용하여 측정하였다.

레오메트릭스사제 RMS-800형 레오미터를 사용하여 190℃에 있어서 파라렐플레이트를 사용하여 플레이트 간격 1.5mm, 뒤틀림 10 내지 15%로 100에서 0.01s^-1로의 주파수(ω) 범위에서 측정하고, 동적용융점도(η^*; 단위 Pa·s)와 주파수(ω; 단위 s^-1)의 관계를 얻었다. 데이터는 주파수 1행당 5점 채취하였다. 얻어진 데이터를 식[1]로 충분하게 근사하였다. 결과를 표1에 나타낸다.

샘플을 히다찌조선산업제 UH-70-32DN형 파이프성형기(70mmφ)를 사용하여 JIS K 6762에 규정된 호칭경 50의 파이프에 압출 성형하였다. 이 파이프를 JIS K 6774의 부속서의 3.1에 따라 5.9±0.2mm 폭으로 절삭후 면도칼의 날을 사용하여 전체 둘레의 노치를 1mm의 깊이로 넣어 시험편으로 하였다.

또한 압출 성형성은 이때의 압출량과 모터전류부터 평가하고, 양호(◎), 약간양호(○), 약간불량(△), 불량(×)으로 랭크 분류하였다.

이 시험편에 미꾸라제작소제 침지형 정하중 인장시험기 CR-20-50P형을 사용하여 인장하중을 걸고 노치부분에서 절단할 때 까지의 크리프 수명을 측정하였다 [JIS K 6774의 부속서1의 전주(全周)노치식 인장 크리프시험]. 또한 동일하게 80℃에 있어서 시마쯔제작소제 사보발서 EHF-EB08형을 사용하여 인장하중을 0.5Hz의 구형파로 걸고 절단까지의 시간을 피로 강도로 하였다(JIS K 6774의 부속서2의 전주노치식 인장 피로시험). 크리프수명, 피로강도와 같이 하중을 변하여서 몇점의 측정을 행하고 하중을 절단면의 단면적으로 나누어 응력으로 하였다. 결과를 합하여 표1에 나타낸다. 높은 응력하에 있어서도 크리프 수명이 긴 것이 우수한 것이며, 수명시간과 같이 응력이 급격히 저하하는 것이 열악한 것이다.

피로강도는 높은 응력하에 있어서도 큰 것이 우수한 것이다.

샘플을 스미도모중기계공업제 MIIISycap480/150형 사출 성형기를 사용하여 사출 성형하고 스파이럴프로의 평가를 하였다. 그때 노즐온도 230℃, 형온도 45℃, 사출압 750kgf·cm^-2의 조건으로 하였다.

전기 각종의 시험결과를 표1에 합하여 나타내었다. 실시예 1은 스파이럴프로는 수치가 큰 쪽이 흐름성이 좋고 따라서 사출 성형이 용이하고, 특히 이음재의 성형에도 적합한 것이다. 실시예 1의 것은 압출성형성, 크리프수명, 피로강도, 스파이럴프로의 어느 것도 양호하다.

실시예 2

실시예 1과 같은 방법으로 전후단의 분자량, 밀도, 생성비율을 변하여 중합을 행하였다. 그 결과를 표1에 나타낸다. 이들 물성시험에 있어서도 실시예 1과 같이 하여 표1에 나타냈다. 압출성형성, 크리프수명, 피로강도, 스파이럴프로의 어느 것도 양호하다.

실시예 3

실시예 1과 같은 촉매를 사용하고, 고분자량 성분과 저분자량 성분을 따로따로 중합하고 블렌드하였다. 이때 블렌드를 균질하게 하기 위하여 이하의 조작을 하였다. 즉 우선 고분자량 성분 60%와 저분자량 성분 40%를 배합하고, 37mmφ의 같은방향, 치합형 2축압출기(L/D = 32)를 사용하여 펠레트화 하고 1차 블렌드품으로 하였다. 다음 1차 블렌드품을 같은 압출기에서 용융 혼련하고 이때 다른 피드구에서 저분자량 성분 뿐을 사이드 피드하고 저분자량 성분을 추가하고 2차 블렌드품으로 하였다. 이때의 피드속도비를 1차 블렌드품 70.7에 대하여 저분자량 성분 29.3으로 하였다. 다시 이 2차 블렌드품에 대하여 재차 동일한 압출기를 사용하여 저분자량 성분을 전혀 동일의 속도비로서 사이드 피드하고 추가 배합하고 최종 블렌드품을 얻었다. 이에 따라 최종 블렌드품의 고분자량 성분과 저분자량 성분의 배합 비율은 30/70중량%가 되었다. 최종 블렌드품의 물성시험은 실시예 1과 같이하여 표1에 나타냈다. 압출성형성, 크리프수명, 피로강도, 스파이럴프로의 어느 것도 양호하다.

비교예 1

실시예 1과 같은 방법으로 전후단의 분자량, 밀도, 생성비율을 변하여 다단 중합을 하였다. 여러 가지 결과를 표2에 나타낸다. 또한 이들의 물성시험에 대하여서도 실시예 1과 같이 행하여 표2에 나타냈다. η₀, τ₀가 낮고 크리프수명, 피로강도가 떨어진다.

비교예 2

실시예 1과 동양한 방법으로 전후단의 분자량, 밀도, 생성비율을 변하여 다단중합을 행하였다. 여러 가지 결과를 표2에 나타낸다. 또한 이들의 물성시험에 있어서도 실시예 1과 같이 행하여 표2에 나타냈다. MFR_21.6, τ₀가 낮고 크리프수명, 피로강도, 사출성형성이 떨어지고 압출성형성도 약간 떨어진다.

비교예 3

실시예 1과 같은 방법으로 전후단의 분자량, 밀도, 생성비율을 변하여 다단 중합을 행하였다. 각각의 결과를 표2에 나타낸다. 또한 이들의 물성시험에 대하여서도 실시예 1과 같이 행하여 표2에 나타냈다. MFR_21.6이 낮고 크리프수명, 피로강도, 사출성형성, 압출성형성이 떨어진다.

비교예 4

실시예 1과 같은 방법으로 전후단의 코모노머·분자량, 밀도, 생성비율을 변하여 다단중합을 행하였다. 각각의 결과를 표2에 나타낸다. 또한 이들의 물성시험에 대하여서도 실시예 1과 같이 행하여 표2에 나타냈다. MFR_21.6, τ₀가 낮고, 크리프수명, 피로강도가 떨어지고 압출성형성도 약간 떨어진다.

비교예 5, 6

시판의 파이프용 수지를 사용하여 실시예 1과 같은 측정을 행하였다. 결과를 표2에 나타낸다. 비교예 5는 MFR_21.6, η₀, τ₀가 낮고, 피로강도, 사출성형성, 압출성형성이 떨어지고, 비교예 6은 τ₀/η₀가 낮고, 크리프수명, 피로강도가 뒤떨어진다.

표의 데이터중 MFR은 실측치이다. 다른 데이터는 주파수와 동적용융점도의 실측치를 도표화하고, 식[1]에 최소자승법에 따라 근사하고 얻어진 계산 결과로서 구하여진 계산치이다. 또한 표에 있어서 「e - 04」는 X 10^-4의 의미이다.

[표 1]

[표 2]

이들의 결과로 부터 본 발명의 폴리에틸렌수지가 종래 파이프용으로서 사용된 폴리에틸렌수지에 비하여 장기 수명의 수도용 파이프 및 가스파이프로 할 수가 있고, 또한 동 수지에서 우수한 사출성형성을 갖고 파이프용 이음재로 할 수가 있으므로 같은 특성을 갖는 폴리에틸렌수지에 의하여 파이프 본체와 그것을 조합시키는 이음재를 제조할 수가 있고, 계속 시공성과 계속이어져 매설된 파이프 전체의 수명을 더욱 길게 하는 것이 가능하게 된다.

Claims

밀도 0.915∼0.955g·cm^-3, 190℃에 있어 하중 2.16kgf를 사용하여 측정한 멜트플로레이트가 0.20dg·min^-1이하, 동일하게 190℃에 있어서 하중 21.6kgf를 사용하여 측정한 멜트플로레이트가 17.0∼70.0dg·min^-1, 레오미터 190℃에서 파라렐플레이트를 사용하여 플레이트 간격 1.5mm, 뒤틀림 10 내지 15%에서 100에서 0.01㎭·s^-1로의 주파수(ω) 범위에서 측정한 때에 얻어진 동적용융점도(η^*: 단위 Pa·s)를 식[1]에 충분히 근사하였을때의 제로전단점도(η₀)가 200,000∼2,000,000Pa·s, 특정시정수(τ₀)가 50∼500sec 이고, 또한 (τ₀/ η₀)가 1.0 X 10^-4∼4.0 X 10^-4Pa^-1인 것을 특징으로 하는 성형성 및 장기물성이 우수한 파이프 및 파이프 이음재에 적합한 폴리에틸렌수지.

(식중, n은 파라미터)
상기 청구항1에 기재한 폴리에틸렌수지를 압출성형에 의하여 성형된 것을 특징으로 하는 파이프.
상기 청구항1에 기재한 폴리에틸렌수지를 사출성형에 의하여 성형된 것을 특징으로 하는 파이프용 이음재.
청구항 2항에 기재한 압출성형에 의하여 성형된 파이프와 청구항 3항에 기재한 사출성형에 의하여 성형된 파이프용 이음재와의 조합품.