(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン樹脂（Ａ）１００重量部に対して酸化チタン（Ｂ）０．５〜３重量部を含むパイプ用ポリエチレン樹脂組成物であって、さらに、数平均分子量が８００〜１００００のポリエチレンワックス（Ｃ）を含有し、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の比（Ｂ／Ｃ）が１．５〜９であり、ポリエチレン樹脂（Ａ）が、高密度ポリエチレンであることを特徴とするパイプ用ポリエチレン樹脂組成物。
【請求項２】
請求項１に記載のパイプ用ポリエチレン樹脂組成物を押出成形することを特徴とする成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプ用ポリエチレン樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、ポリエチレンパイプの成形時に、プレートアウトや目ヤニの発生がなく、成形体の内部や表面に微少な構造欠陥部分、筋、皺等を発生させず、成形ライフを長くしうるパイプ用ポリエチレン樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン製パイプは、クリープ特性、耐環境応力亀裂性、衝撃特性、可とう性に優れており、従来から上下水道管、ガス管、給水管として汎用されている。近年では、ポリエチレン製パイプは、地震などによる地盤の変動に対して、パイプが追従して伸びるなどの特性を持つために、鋼管、ダクタイル鋳鉄管などの管種よりも優れることが実証されている。
また、パイプの継手についても、鋼管、ダクタイル鋳鉄管ではメカニカル継手が採用されるが、ポリエチレン製パイプの場合では、ポリエチレン製の電熱線入りの継手（エレクトロフュージョン継手）が採用されている。そのため、電熱線に通電することにより、継手を発熱させ、ポリエチレン製パイプと融合、一体化して融着すればよいから、パイプと継手との溶着、施工が簡易であり、耐震性にも優れるという特徴を持つ。このような特性からポリエチレン製パイプは、上下水道管、ガス管、給水管などの配管として、ますます注目を浴びるようになってきている。
【０００３】
ポリエチレン製パイプを配水管として長期間使用すると、パイプ内部からの水圧や埋設時外部からの土圧などにより応力が加わるため、ポリエチレン製パイプの内部や表面に微少な構造欠陥部分、筋、皺等があると、そこに応力集中が起こり、脆性的な破壊が起こることが指摘されている。
【０００４】
上記の脆性的な破壊を起こす一つの原因としては、ポリエチレン製パイプの生産時に押出機から樹脂を筒状に出す際に発生する目ヤニやプレートアウトが考えられる。目ヤニとは、ポリエチレン樹脂の熱劣化物や顔料・添加剤が成形機のリップ（ダイス）等に付着したものであり、プレートアウトとは、顔料が成形品表面へ滲出するか、もしくは成形機内部における溶融樹脂と成形機内側との界面へ滲出し、顔料が成形機内部の金属面に移行し、付着・堆積することである。目ヤニやプレートアウトを取り除くためには、パイプ成形を中断して、押出機出口のダイスや、成形機内部の金属面を一日に何度も清掃をしなければならないとされていた。
【０００５】
また、ポリエチレン製パイプは、通常、原料樹脂として高圧法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等を使用し、これに耐候性、識別性等の目的でカーボンブラックや顔料が配合されている。カーボンブラックで着色した管は、水の殺菌のため塩素を使用すると、カーボンブラックが触媒となって塩素の酸化作用が生じるので、埋設後、数年で管の内側に水泡が発生し、最悪の場合には、水泡が原因と見られる剥離現象となって、吸水弁等の閉塞が発生することがあった。
【０００６】
このような水泡発生を防止する手段として、カーボンブラックで着色されたポリエチレン管の内側に未着色のポリエチレン管を配置して、二層管とすることが考えられている。
しかしながら、二層管はコストアップとなるため、二層にせず、顔料としては耐候性に優れた銅フタロシアニンブルーやコバルトブルー顔料を使用してポリエチレンを青色に着色することも考えられている。そして、青色顔料として塩素化銅フタロシアニン顔料を使用すると、耐塩素水試験を行った際の退色が少ないことが確認されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、その一方、塩素数の多い銅フタロシアニン顔料を使用すると水泡が発生しやすい傾向にあることも知られている。
【０００７】
この問題点を解決するものとして、ポリエチレン樹脂に、酸化チタンを配合して成る配水管用着色樹脂組成物が開発され、該酸化チタンとして、ジルコニア処理を施した酸化チタンを使用することが提案されている（特許文献２参照）。
酸化チタンは、亜鉛華、リトポン、鉛白など他の白色顔料に比べ、白色度、耐候性、分散性、耐薬品性、安全性に優れ、着色力、隠蔽力も他の顔料よりも優れた特性を持った白色顔料であるから、ポリエチレン製パイプの顔料として広く使用されている。しかしながら、上記樹脂組成物を使用して、ポリエチレン製パイプを製造する場合、酸化チタンをポリエチレンに配合すると、プレートアウトや目ヤニが発生し、ポリエチレン製パイプの内部や表面に微少な構造欠陥部分、筋、皺等が発生し、この部分に応力集中が起こり、脆性的な破壊が起こることがある。
そのため、ポリエチレンに顔料および滑剤として炭素数が９〜４０の脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪酸アミドおよび脂肪族アルコールから選択される化合物を配合することが提案されている（特許文献３参照）。
さらに、品質に製造経時変化がなく、かつ色むらや筋引きが生じない、安定した色相の成形品を得るために、顔料０．０１〜７０重量％と熱可塑性樹脂（ベースレジン）とを溶融混練してモノカラーバッチを作製し、次いで熱可塑性樹脂（希釈樹脂）１００重量部に対して上記モノカラーバッチを少なくとも０．５重量部配合し、着色しながら成形することが提案されている（特許文献４参照）。
また、重量平均分子量が２〜８万で、密度が０．９５０〜０．９７１ｇ／ｃｍ３であるポリエチレン７０〜３０重量部と、重量平均分子量が２０万〜８０万で、密度が０．９２０〜０．９５０ｇ／ｃｍ３のポリエチレン３０〜７０重量部からなるポリエチレンに対して、塩基性１２ヒドロキシステアリン酸マグネシウム５〜１００重量％と、１２ヒドロキシステアリン酸亜鉛９５〜０重量％とからなる添加剤を配合したポリエチレン樹脂組成物が提案されている（特許文献５参照）。
ところが、上記の特許文献３〜５に記載された技術では、プレートアウトや目ヤニが発生し、ポリエチレン製パイプの内部や表面に微少な構造欠陥部分、筋、皺等が発生し、この部分に応力集中が起こり、脆性的な破壊が起こるという問題を解決することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−７６６３９号公報
【特許文献２】特開平１０−２６５６２０号公報
【特許文献３】特開２００６−５７０３６号公報
【特許文献４】特開２００３−１０５０９６号公報
【特許文献５】特開平７−２６８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、ポリエチレンパイプの成形時に、プレートアウトや目ヤニの発生がなく、成形体の内部や表面に微少な構造欠陥部分、筋、皺等を発生させず、成形ライフを長くしうるパイプ用ポリエチレン樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記従来技術の問題点に鑑み鋭意検討を重ねた結果、特定の物性のポリエチレンワックスを分散剤として用いれば、顔料である酸化チタンの分散性が向上するので、顔料に対して特定の割合で分散剤を配合すれば、ポリエチレンパイプの筋や傷等の構造欠陥を無くすることができることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明の第１の発明によれば、ポリエチレン樹脂（Ａ）１００重量部に対して酸化チタン（Ｂ）０．５〜３重量部を含むパイプ用ポリエチレン樹脂組成物であって、さらに、数平均分子量が８００〜１００００のポリエチレンワックス（Ｃ）を含有し、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の比（Ｂ／Ｃ）が１．５〜９であり、ポリエチレン樹脂（Ａ）が、高密度ポリエチレンであることを特徴とするパイプ用ポリエチレン樹脂組成物が提供される。
【００１２】
また、本発明の第２の発明によれば、第１の発明のパイプ用ポリエチレン樹脂組成物を押出成形することを特徴とする成形体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、酸化チタン（Ｂ）と分子量８００〜１００００のポリエチレンワックス（Ｃ）を含有し、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の割合（Ｂ／Ｃ）が１．５〜９であるパイプ用ポリエチレン樹脂組成物を用いているので、酸化チタンの分散が非常に良く、ポリエチレンパイプの成形時に、プレートアウトや目ヤニの発生がない。これにより成形ライフが長く、ポリエチレン製パイプの内部や表面に微少な構造欠陥部分、筋、皺等の発生がなく、この部分に応力集中が起こることなく、脆性的な破壊が起こらないので外観が良好なポリエチレン製パイプの安定的な製造が可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のパイプ用ポリエチレン樹脂組成物について、項目毎に詳細に説明する。
１  パイプ用ポリエチレン樹脂組成物
本発明のパイプ用ポリエチレン樹脂組成物は、ポリエチレン樹脂（Ａ）１００重量部に対して酸化チタン（Ｂ）０．１〜５重量部を含有させたパイプ用ポリエチレン樹脂組成物であって、さらに、分子量が８００〜１００００のポリエチレンワックス（Ｃ）を含有し、その含有量が、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の割合（Ｂ／Ｃ）で１．５〜９であることを特徴とする。
【００１５】
（１）ポリエチレン樹脂（Ａ）
ポリエチレン樹脂（Ａ）は、高圧法低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンのいずれかであり、好ましいのは高密度ポリエチレンである。これらは必要に応じて、混合して用いてもよい。
高圧法低密度ポリエチレンは、エチレンを管状反応器又は槽状反応器に導入し、有機過酸化物等のラジカル発生触媒を用いて、超高圧（反応圧力：１００〜３５０ＭＰａ）、及び高温（反応温度：１５０〜３５０℃）下で重合させて得られた、密度が０．９１〜０．９３ｇ／ｃｍ３の長鎖分岐を有する重合体である。この重合体は、結晶化度が４１．２〜５５．３％と低いので、柔軟性、可撓性等においてすぐれている。
【００１６】
また、高密度ポリエチレンは、エチレンを槽状反応器に導入し、メタロセン触媒、チーグラー触媒、フィリップス触媒等を用いて、低圧（反応圧力：５〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２）、及び低温（反応温度：６０〜１００℃）下で重合させて得られた、結晶化度が６２．１〜８１．６％と高く、密度が０．９４〜０．９７ｇ／ｃｍ３の分岐を有さない重合体である。メルトフローレート（ＭＦＲ）が０．１ｇ／１０ｍｉｍ以上３ｇ／１０ｍｉｍ以下、特に０．２〜０．５ｇ／１０ｍｉｍ以下のものが好ましい。
さらに、直鎖状低密度ポリエチレンは、エチレンを槽状反応器又は流動層反応器に導入し、チーグラー触媒、フィリップス触媒、メタロセン触媒等を用いて、低圧（反応圧力：５〜２００ｋｇｆ／ｃｍ２）、及び低温（反応温度：６０〜１００℃）下で重合させて得られた、結晶化度が４８．３〜６２．１で、密度が０．９２〜０．９４ｇ／ｃｍ３の短鎖分岐を有する重合体であり、耐熱性、機械的強度、柔軟性、可撓性等のバランスがとれている。
【００１７】
（２）酸化チタン（Ｂ）
本発明で用いる酸化チタンは、アナターゼ型、ルチル型またはブルカイト型のいずれの二酸化チタンであり、本発明の目的を損なわない範囲でチタン以外の金属を含有するものであってもよい。本発明において酸化チタンは、粒子状または粉末状であることが好ましい。酸化チタンの平均粒径は、特に限定されるものではないが、０．１〜０．４μｍの範囲であることが好ましい。この範囲であると、ポリエチレン樹脂（Ａ）中に均一に混合分散でき、十分な白色度が得られ、ポリエチレンパイプ表面に突起が生じることなく、パイプの外観を損なわず、十分な機械的強度を得ることができる。
【００１８】
本発明で用いる酸化チタンは、表面処理が施されていない通常の酸化チタンであっても、または表面処理した酸化チタンであってもいずれでもよい。ただし、ポリエチレン樹脂組成物の熱安定性および酸化チタン自身における着色防止の観点からは、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛などの酸化物や、シランカップリング剤で表面処理した酸化チタン粒子が好ましい。
なかでも、アルミナで表面処理した酸化チタンは、表面活性が低下しているため、ポリエチレン樹脂中での分散性に優れ、しかもポリエチレン樹脂の熱分解や熱劣化を引き起こさないため好ましく用いることができる。アルミナで表面処理した酸化チタン粒子は、例えば、テイカ社製「ＪＡ−４」、堺化学社製「Ａ−ＳＰ」、チタン工業社製「ＫＡ−２０」などの種々の製品が市販されており、本発明で用いることができる。
【００１９】
上記のシランカップリング剤としては、末端がエトキシ変性あるいはメトキシ変性されたシランカップリング剤、これらの部分加水分解物であるシロキサンダイマー、シロキサントリマー、シロキサンテトラマー等があげられる。上記の各種シランを単独で使用しても２種類以上の混合物を使用してもよいし、混合シランの部分加水分解物を使用してもよい。
上記のシランカップリング剤としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシランを挙げることができる。
樹脂組成物中の酸化チタン（Ｂ）の含有量は、ポリエチレン樹脂（Ａ）１００重量部に対して、０．１〜５重量部であり、０．３〜４重量部が好ましく、０．５〜３重量部であることがより好ましい。含有量がこの範囲にあれば、酸化チタンとしての隠蔽力、着色力などの顔料的性質を期待することができる。
【００２０】
（３）ポリエチレンワックス（Ｃ）
本発明において、ポリエチレンワックス（Ｃ）とは、−ＣＨ２ＣＨ２−単位が３０〜３６０程度連続しているエチレンの重合体であり、酸化チタン（Ｂ）の微粒子が凝集することを防止し、ポリエチレン樹脂組成物中でその分散を良くする役割を果たすものである。単独で使用できるが、予め酸化チタン（Ｂ）と混合する表面処理剤として用いてもよい。
ポリエチレンワックス（Ｃ）には、エチレンを重合して得られるエチレン重合型、ポリエチレンを加熱分解して得たポリエチレン分解型、さらには酸価変性型、酸変性型、モノマー変性型、および熱分解型に帰属するポリオレフィン系あるいはオレフィンと極性基を持つモノマーとの共重合物があり、いずれも使用できる。
エチレン重合型のポリエチレンワックスは、チーグラー触媒またはメタロセン系触媒を用いて得られたエチレン単独重合体またはエチレン・α−オレフィン共重合体である。ここでα−オレフィンとしては、プロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテンなどの炭素原子数３〜１２のα−オレフィンが挙げられ、好ましくは炭素原子数３〜８のα−オレフィンであり、より好ましくはプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテンである。
【００２１】
エチレン重合型のポリエチレンワックスは、エチレン単位を７０〜１００モル％、好ましくは８０〜１００モル％の割合で含有することが望ましい。また、エチレン重合型のポリエチレンワックスは、高圧ラジカル重合法で製造された数平均分子量８００〜１００００、融点１００〜１３０℃、密度０．９３〜０．９７ｇ／ｃｍ３である高密度ポリエチレンワックスであってもよい。
一方、ポリエチレン分解型のポリエチレンワックスは、高分子量のポリエチレンを溶融状態（１４０〜１８０℃、好ましくは１５０〜１７０℃）で攪拌することによって製造される。この場合に、酸素または酸素含有ガスと接触させながら行ってもよい。熱分解は常圧または加圧下に行うことができ、加圧下に行う場合には、０．５〜０．８ＭＰａ、好ましくは０．５５〜０．７５ＭＰａの圧力下に行うことが望ましい。
【００２２】
ポリエチレンワックスは、密度勾配管法で測定した密度が０．８７０〜９６０ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．８８５〜９５０ｇ／ｃｍ３、より好ましくは０．９００〜９４０ｇ／ｃｍ３の範囲にあるものが好ましい。密度が上記範囲内にあると、平均粒径が細かくなり、酸化チタンの分散性を良くする効果がある。ポリエチレンワックスは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定した融点が７０〜１２５℃、好ましくは８０〜１２５℃、より好ましくは９０〜１２０℃の範囲にある。
【００２３】
ポリエチレンワックスは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した数平均分子量（Ｍｎ）が８００〜１０，０００、好ましくは１０００〜７，０００、より好ましくは１，５００〜５，０００の範囲にある。数平均分子量が上記範囲内にあると、平均粒径が細かく、酸化チタンの分散性を良くする効果がある。ポリエチレンワックスの分子量分布の尺度であるＭｗ／Ｍｎは３．０以下、好ましくは２．９以下、より好ましくは２．８以下である。Ｍｗ／Ｍｎが３．０以下のポリエチレンワックスは、粒子同士が容易に熱溶着しないので分散性がよく、ひいては酸化チタンの分散性をよくする効果がある。
【００２４】
ポリエチレンワックス（Ｃ）の製品としては、融点１０５℃の低密度ポリエチレン分解型ワックス（三井化学製ハイワックスＮＬ５００）に代表される三井ハイワックス（登録商標）、サンワックス（登録商標：三洋化成工業製）、エポレン（登録商標：ＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌ製）、アライドワックス（登録商標：Ａｌｌｉｅｄ  Ｓｉｎｇｎａｌｓ製）等が市販されている
【００２５】
（４）その他の添加剤
本発明のパイプ用ポリエチレン樹脂組成物には、必要に応じて、上記成分以外に、目ヤニの発生防止効果や耐プレートアウト効果を阻害しない範囲で、酸化チタン以外の顔料や、樹脂の変色・劣化防止や機械的特性の保持等のために酸化防止剤、ポリエチレンワックス以外の分散剤、架橋剤、紫外線吸収剤、界面活性剤等公知の添加剤を含むことも可能であり、これらを２種類以上併用してもよい。
酸化チタン以外の顔料としては、コバルトブルー、群青、銅フタロシアニン系（フタロシアニンブルー）、高塩素化銅フタロシアニン系（フタロシアニングリーン）、インダスレン系ブルー、イソインドリノン系顔料、アンスラキノン系顔料、ペリレン系顔料、縮合アゾ系顔料、ベンズイミダゾロン系顔料を使用することができる。これらの顔料を配合する場合は、色調に応じて組み合わせと配合量を変えることになる。好ましいのは、耐薬品性などその他性能に影響を与えないことから銅フタロシアニン系（フタロシアニンブルー）、高塩素化銅フタロシアニン系（フタロシアニングリーン）である。これらフタロシアニン系物質を配合する場合は、上記酸化チタン顔料の場合に準じて、ポリエチレンワックス（Ｃ）の配合量を増加することが望ましい。
また、ポリエチレンワックス以外の分散剤としては、例えば、ステアリン酸カルシウムや、ヒドロキシステアリン酸カルシウム、フッ素系エラストマー、ポリ（オキシアルキレン）ポリマー、パラフィンワックス、セレシンワックス、エステルワックス、日本ワックス、モンタンワックス、ステアリン酸、ステアリルアミド、メチレンビスステアリルアミド、およびエチレンビスステアリルアミドのような脂肪酸および脂肪酸アミド、ビーズワックス、カルナバワックス、サゾールワックス等が使用できる。これらの分散剤を配合する場合は、顔料など無機系充填剤の種類に応じて組み合わせと配合量を変えることになる。好ましいのは、ステアリン酸カルシウム、フッ素系エラストマーである。これらの分散剤を配合する場合は、上記ポリエチレンワックス（Ｃ）の配合量を減少できることがある。
【００２６】
２  パイプ用ポリエチレン樹脂組成物の製造方法
本発明のパイプ用ポリエチレン樹脂組成物は、その製法によって制限されるわけではないが、例えば、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）からなるマスターバッチを製造し、このマスターバッチと．ポリエチレン樹脂（Ａ）を混練機に投入し、溶融混練して製造することができる。
この溶融混練後、溶融した樹脂組成物を多数の孔（直径３ｍｍ程度）が開けられているステンレス円盤を通過させ水中にうどん状に押出し、円盤面に平行に設置されている回転ナイフによって長さ３ｍｍ程度に切断すれば、ペレットの形態のパイプ用ポリエチレン樹脂組成物として貯蔵できる。上記の溶融混練後、溶融状態の樹脂組成物を直ちに、パイプ製造装置に導入しポリエチレンパイプの製造に供してもよい。
【００２７】
上記混練機としてはバンバリーミキサーのような回分式混練機、二軸混練機、ロータ型二軸混練機、ブスコニーダー等が使用できるが、特に限定されない。混練温度は用いるポリエチレンワックスの融点にもよるが、１２０〜１８０℃が望ましい。この範囲であれば機械的負荷が大きくならず加工が容易であり、材料が分解するや大きなエネルギーロスを生じることがない。
【００２８】
（１）マスターバッチ
本発明においては、酸化チタン（Ｂ）は、予めポリエチレンワックス（Ｃ）で表面処理し、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）からなるマスターバッチとすることができる。マスターバッチは、通常はペレットの形態とする。
酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の配合比（Ｂ／Ｃ）は１．５〜９とし、好ましくは、２〜８とする。配合比（Ｂ／Ｃ）が１．５未満であると、ダイスに目ヤニが発生し、このためにパイプ表面に筋や突起ができ、パイプの機械的強度を弱め、外観も損ねるので好ましくない。配合比（Ｂ／Ｃ）が９を超えると、酸化チタン（Ｂ）の微粉末の分散が悪く、ひいてはパイプの表面に多数の凹凸を発生させることがある。
【００２９】
（２）パイプ用ポリエチレン樹脂組成物の押出成形
次に、上記マスターバッチとポリエチレン樹脂（Ａ）とを混合する。本発明のパイプ用ポリエチレン樹脂組成物は、ポリエチレン樹脂（Ａ）１００重量部に対して酸化チタン（Ｂ）を０．１〜５重量部の範囲で含有している。したがって、マスターバッチの使用量は、これをもとに決定する。
【００３０】
本発明において、パイプ製造装置のホッパーには、マスターバッチペレットとポリエチレン樹脂（Ａ）ペレットをドライブレンドしながら供給し、押出機中で加熱溶融し、ダイスから円筒状に押出し、冷却しパイプとする。
別の方法としては、事前に、マスターバッチペレットとポリエチレン樹脂（Ａ）ペレットを、ペレット製造装置のホッパーに投入し、溶融混練し、溶融樹脂組成物を多数の孔（直径３ｍｍ程度）が開けられているステンレス円盤を通過させ水中にうどん状に押出し、円盤面に平行に設置されている回転するナイフによって長さ３ｍｍ程度に切断し、パイプ用ポリエチレン樹脂組成物ペレットとして貯蔵する。しかる後、ポリエチレンパイプを製造するとき、上記のパイプ用ポリエチレン樹脂組成物ペレットをパイプ製造装置のホッパーに供給し、押出機中で加熱溶融し、ダイスから円筒状に押出し、冷却しパイプとしてもよい。
【００３１】
本発明において、上記パイプ用エチレン系樹脂組成物をパイプに成形するには、該組成物を例えば１５０〜２３０℃の温度で押出機からダイスを通して押出し、サイジングを行った後、冷却水槽で冷却し、引取り機を通して切断または巻取る方法が挙げられる。パイプは単層パイプまたは２層パイプとすることができる。押出機としては単軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機等が挙げられる。ダイスはストレートヘッドダイス、クロスヘッドダイス、オフセットダイス等いずれのタイプのものも利用できる。サイジング方法は、サイジングプレート法、アウトサイドマンドレル法、サイジングボックス法、インサイドマンドレル法等のいずれの方法も利用できる。
架橋剤を含んだエチレン系樹脂組成物であれば、パイプ成形と同時、あるいは成形後に加熱してポリエチレンを架橋させる。これにより、機械的強度、耐熱性、クリープ性能とも向上させることができる。
【実施例】
【００３２】
次に、本発明のパイプ用エチレン系樹脂組成物について具体的に説明するが、本発明は、この実施例に限定されるものではない。
なお、パイプ用エチレン系樹脂組成物の成形ライフを押出成形開始から４８時間とし、４８時間までの成形品の外観を目視して「外観１」とし、４８時間経過した時点の成形品の外観を「外観２」とした。その結果、パイプ表面に凹凸やブツブツがなく良好であれば○、非常に良好であれば◎、不良があれば×と評価した。
【００３３】
（実施例１）
［ポリエチレン樹脂（Ａ）の準備］
チーグラー触媒を使用して製造された高密度ポリエチレン（密度０．９５ｇ／ｃｍ３，メルトフローレート０．５ｇ／１０分）１００重量部に、テトラキス（２，４−ジ第三ブチルフェニル）−４，４’−ビフェニレンジフォスフォナイト（サンド社製，商品名：Ｓａｎｄｏｓｔａｂ  Ｐ−ＥＰＱ）０．０５重量部と、一次酸化防止剤としてペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ジ第三ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕（チバガイギー社製，商品名：Ｉｒｇａｎｏｘ  １０１０）０．０５重量部を配合し、バンバリーミキサーで温度１５０℃、１０分間混練してから造粒してペレットとした。
［酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）からなるマスターバッチの準備］
酸化チタン（Ｂ）としてタイペーク（登録商標：石原産業製）の微粒子と、ポリエチレンワックス（Ｃ）として分子量２０００の三井ハイワックス（登録商標：三井化学製）の微粒子を用意した。この酸化チタン（Ｂ）５重量部とポリエチレンワックス（Ｃ）３．３重量部とを混合してから、混練機に投入し、１６０℃で溶融混練後、溶融物を多数の孔（直径３ｍｍ程度）が開けられているステンレス円盤を通過させ水中にうどん状に押出し、円盤面に平行に設置されている回転するナイフによって長さ３ｍｍ程度に切断し、マスターバッチペレット３重量部を準備した。上記の重量部は、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の比（Ｂ／Ｃ）が１．５となっている。
【００３４】
［パイプ用エチレン系樹脂組成物の調製とパイプの押出成形］
上記のポリエチレン樹脂（Ａ）１００重量部のペレットと、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）からなるマスターバッチ３重量部のペレットをドライブレンドして、本発明のパイプ用エチレン系樹脂組成物を調製し、これをポリエチレンパイプ製造装置の押出機のホッパーに投入し、以下のようにパイプを押出成形し、評価を行った。
【００３５】
上記ペレットを、６５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２５の単軸スクリュー押出機を用いて温度１７０℃で溶融し、吐出量６５ｋｇ／時間、呼び径２０ｍｍ（外径２９．２ｍｍ）、ギャップ８．３ｍｍのストレート形スパイラルダイスより押出し、外径サイジングにより口径を制御し、冷却し、４ｍ／分の速度で引取り、外径２７ｍｍ、肉厚４ｍｍのパイプに加工した。目ヤニの発生は、操業開始後４８時間経過しても全く認められず、外観が良好なパイプが得られた。評価結果を表１に示した。
【００３６】
（実施例２）
実施例１において、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の比（Ｂ／Ｃ）を３．５に代えた以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、目ヤニの発生は、操業開始後４８時間経過しても全く認められず、外観が良好なパイプが得られた。評価結果を表１に示した。
【００３７】
（実施例３）
実施例１において、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の比（Ｂ／Ｃ）を７に代えた以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、目ヤニの発生は、操業開始後４８時間経過しても全く認められず、外観が良好なパイプが得られた。評価結果を表１に示した。
【００３８】
（比較例１）
実施例１において、ポリエチレンワックス（Ｃ）を配合しなかった以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、操業開始後４８時間経過後に目ヤニの発生が認められた。評価結果を表１に示した。
【００３９】
（比較例２）
実施例１において、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の比（Ｂ／Ｃ）を１に代えた以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、比較例１よりもパイプの外観は良かったが、操業開始後４８時間経過後に、目ヤニの発生が認められた。評価結果を表１に示した。
【００４０】
（比較例３）
実施例１において、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の比（Ｂ／Ｃ）を１０に代えた以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、操業開始後４８時間までのパイプは、外観に表面凹凸があった。評価結果を表１に示した。
【００４１】
（実施例４）
実施例１において、ポリエチレンワックス（Ｃ）を分子量が８００のものに代えた以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、目ヤニの発生は、操業開始後４８時間経過しても全く認められず、外観が良好なパイプが得られた。評価結果を表２に示した。
【００４２】
（実施例５）
実施例１において、ポリエチレンワックス（Ｃ）を分子量が２０００のものに代えた以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、目ヤニの発生は、操業開始後４８時間経過しても全く認められず、外観が良好なパイプが得られた。（ポリエチレンワックス（Ｃ）の分子量の影響を確認するため、再度実施例１と同様な実験を行い実施例５とした。）評価結果を表２に示した。
【００４３】
（実施例６）
実施例１において、ポリエチレンワックス（Ｃ）を分子量が１００００のものに代えた以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、目ヤニの発生は、操業開始後４８時間経過しても全く認められず、外観が良好なパイプが得られた。評価結果を表２に示した。
【００４４】
（比較例４）
分子量が３００のポリエチレンワックス（Ｃ）を用いた以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、操業開始後４８時間以上で目ヤニの発生が認められた。評価結果を表２に示した。
【００４５】
（比較例５）
分子量が５００００のポリエチレンワックス（Ｃ）を用いた以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、操業開始後４８時間までにパイプの表面に凹凸が認められた。評価結果を表２に示した。
【００４６】
（比較例６）
分子量が１０００００のポリエチレンワックス（Ｃ）を用いた以外は、実施例１と同様な実験を行ったところ、操業開始後４８時間までにパイプの表面にブツブツが認められた。評価結果を表２に示した。
【００４７】
【表１】
0005597409.tif 000002
【００４８】
【表２】
0005597409.tif 000003
【００４９】
「評価」
以上のとおり、表１、２の結果から実施例１〜３では、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の割合（Ｂ／Ｃ）が１．５〜７であり、実施例４〜６では、酸化チタン（Ｂ）と分子量８００〜１００００のポリエチレンワックス（Ｃ）を含有したパイプ用ポリエチレン樹脂組成物を用いているので、酸化チタンの分散が非常に良く、ポリエチレンパイプの押出成形開始から４８時間までに、パイプ表面に表面凹凸やブツブツが発生せず、押出成形開始から４８時間経過後も目ヤニの発生がなく外観が非常に良好であった。
これに対して、比較例１〜３では、ポリエチレンワックス（Ｃ）を含まないか、酸化チタン（Ｂ）とポリエチレンワックス（Ｃ）の割合（Ｂ／Ｃ）が本発明の範囲から外れ、また、比較例４〜６では、ポリエチレンワックス（Ｃ）の分子量が本発明の範囲から外れるパイプ用ポリエチレン樹脂組成物を用いたので、酸化チタンの分散が悪化して、押出成形開始から４８時間までに、パイプ表面に表面凹凸やブツブツが発生し、押出成形開始から４８時間経過後には目ヤニが発生して外観が不良となった。