(57)【要約】【課題】有機溶剤の浸透を抑制し、長期的に耐候性を有し、かつ管本体から被覆樹脂が容易に剥離可能な多層樹脂管およびその製造方法を提供する。【解決手段】多層樹脂管は、ポリエチレン樹脂からなる主要層１と、耐有機溶剤透過性が大であるかまたは酸素透過性が小さい樹脂からなる中間層３と、紫外線吸収剤を含みポリオレフィン系樹脂からなる保護層４とを有する。この多層樹脂管は、押出機５から押出されたポリエチレン樹脂をダイス６により押出成形後冷却装置８で冷却し、かつ冷却に至るまでを非酸化性雰囲気で行い、この成形体を共押出ダイス１４内に導入し、押出機１２、１３から押出された耐有機溶剤透過性が大であるかまたは酸素透過性が小さい樹脂と紫外線吸収剤を含みポリオレフィン系樹脂をこの順に共押出ダイス１４内に導入して共押出成形することにより作製される。【選択図】        図１
2005003137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン樹脂からなる主要層と、耐有機溶剤透過性が大であるかまたは酸素透過性が小さい樹脂からなる中間層と、ポリオレフィン系樹脂からなる保護層とを有することを特徴とする多層樹脂管。
【請求項２】
前記主要層と前記中間層との間に前記主要層から剥離可能に形成されたポリオレフィン系樹脂からなる非接着性中間層を有することを特徴とする請求項１記載の多層樹脂管。
【請求項３】
前記非接着性中間層は充填材を１〜５０質量％含有することを特徴とする請求項２記載の多層樹脂管。
【請求項４】
ポリエチレン樹脂からなる管状成形体を第１の成形装置から押出し、この成形体を冷却固化した後第２の成形装置内に導入し、中間層を構成する耐有機溶剤透過性が大であるかまたは酸素透過性が低い樹脂からなる溶融物と保護層を形成するポリオレフィン系樹脂からなる溶融物をこの順に前記第２の成形装置の金型から共押出しし前記成形体に被覆することを特徴とする多層樹脂管の製造方法。
【請求項５】
前記ポリエチレン樹脂が前記第１の成形装置に導入されてから冷却固化されるまでの工程を非酸化性雰囲気で行うことを特徴とする請求項４に記載の多層樹脂管の製造方法。
【請求項６】
冷却固化された前記管状成形体の表面を１〜３００μの厚さだけ削除した後、前記第２の成形装置内に導入することを特徴とする請求項４記載の多層樹脂管の製造方法。
【請求項７】
ポリエチレン樹脂からなる管状成形体とその外周面に剥離可能に被覆されたポリオレフィン系樹脂層を有する２層管状成形体を第１の成形装置にて共押出により成形した後に、この２層管状成形体を第２の成形装置内に導入し、中間層を構成する耐有機溶剤透過性が大であるかまたは酸素透過性が低い樹脂からなる溶融物と保護層を形成するポリオレフィン系樹脂からなる溶融物をこの順に第２の成形装置の金型から共押出しし前記２層管状成形体に被覆することを特徴とする請求項４記載の多層樹脂管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、埋設水道配管、埋設ガス配管等に使用され、ポリエチレン樹脂からなる主要層の表面を中間層と保護層で被覆した多層樹脂管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、埋設水道配管分野、埋設ガス配管分野においては、鋳鉄管又は塩化ビニール管に代わって、耐食性に優れ又地震時の地盤変異に対して追随できる伸びを有するという利点をもつポリオレフィン系樹脂管が使用されている。この種配管系において、樹脂管と同材質で形成され、内面に電熱線を配した電気融着継手が使用され、樹脂管を継手に挿入した後、電熱線に電流を流し、ジュール熱により樹脂管外周面および継手内面とを互いに溶融することにより、樹脂管同士の接合が達成される。この配管系は、一体管路構造となり極めて信頼性が高いものとなるが、配管施工前においては、樹脂管はその表面が露出した状態で保管されているので、樹脂管の表面層の樹脂が劣化する（例えばポリエチレンパイプではカルボニル基などのような酸化物が生成される、又は太陽光に含まれる紫外線によりパイプ表面が光劣化を引き起こす）、汚れや配管現場における砂埃などの異物が付着する、あるいは傷つけられていることがある。従って保管された樹脂管をそのままの状態で使用して電気融着接合を行うと、汚れや異物がパイプ−継手間の界面に残存し、有効な融着面積が狭くなり、また樹脂管と継手との相溶性が低下し融着不可能となるなどの理由により充分な接合品質を確保できない。接合品質が低下すると、漏水、ガス漏れの事故を招来するので、現状の配管施工においては、融着直前にパイプ外表面を専用工具によって１００〜２００μｍ程度の厚さで削り取り（スクレープ作業）、その後さらにアセトン、エタノールなどで汚れを除去することが必須である。このスクレープ作業は、地中に掘削した狭い溝内で行うこととなり、施工時間を長引かせる要因の一つとなっている。
【０００３】
樹脂管を使用した配管においては、樹脂管が有機溶剤で汚染された場所に埋設されることに起因する上記とは別の問題が懸念される。すなわち、有機溶剤の例として、ガソリン、灯油などの炭化水素化合物やトリクロロエチレン、パークレンなどの過去に半導体などの洗浄剤として使用されていた塩素系有機溶剤があげられ、前者は、ガソリンスタンド付近あるいはその跡地の土壌中に、後者は工場、クリーニング店付近あるいはその跡地の土壌中に残存していることが稀にある。これらの有機溶剤で汚染された土壌中に上記樹脂管を埋設した場合、有機溶剤が樹脂管を浸透して樹脂管の内部に達し、内部を流れる流体の性質（例えば水質）に悪影響を及ぼす。このような不具合を解消するために、従来は、耐溶剤浸透性のある樹脂を含んだ多層フィルムによって樹脂管を覆う、あるいは汚染場所を大きく迂回して配管を埋設するなどあるが、埋設時に多層フィルムが破れ易く、また工事費の増大や工事期間の長期化を招くといった問題を伴う。
【０００４】
そこで、スクレープ作業の簡略化の他に、並びに主要層であるポリエチレンの外表面を傷、砂埃の付着から保護したり、太陽光中の紫外線の到達を減じたり、あるいは有機溶剤の浸透を抑制するために、ポリエチレン管の表面を耐候性に優れたポリオレフィン系樹脂や、低酸素透過性樹脂あるいは耐溶剤浸透性に優れた樹脂（ポリアミド樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリエステル、又はポリアクリロニトリル）で被覆することが提案されている。例えば特許文献１には、耐溶剤浸透性に劣るポリオレフィン系合成樹脂管の本体の保護層に、剥離可能な溶剤浸透防止層（例えばナイロン）を被覆した合成樹脂製パイプが記載されている。さらに、特許文献１には、共押出しおよびフィルムの巻き付けにより、ポリオレフィン系樹脂管（例えばポリエチレン管）の保護層に被覆樹脂である耐有機溶剤浸透性樹脂を形成することが記載されている。特許文献２には、ポリエチレン管の外面、内面および内部のうちの少なくとも１つにガス不透過性樹脂層を設けた合成樹脂管が記載されている。また特許文献２には、この樹脂管を射出成形あるいはフィルムの巻きつけにより製造することが記載されている。特許文献３には、ポリオレフィン系樹脂管本体と熱可塑性ポリエステル層の間に接着性樹脂層を設けて形成した多層プラスチック管が記載されている。特許文献４には、ポリオレフィン樹脂製の管本体を覆うように、上記バリヤー層として金属薄膜層を積層し、上記保護層として、樹脂被覆層を積層した複合管が記載されている。特許文献５には、ポリオレフィン系樹脂の母管に接着層を介することなく融着された、炭化水素及び／又は酸素の耐透過性を有する熱可塑性ポリマー層を被覆した複合管およびそれを共押出しの手法で製造することが記載されている。また従来、ポリエチレン樹脂からなる単層管は、図７に示すようにスクリュー（不図示）で加熱溶融された樹脂を押出機５のシリンダ７によりダイス６から押出し、成形体（主要層１）はダイスを出た後、一旦大気に触れ、さらにキャリブレーションスリーブ（不図示）で寸法を調整され、次いで冷却装置８で冷却固化することにより造管される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−９４４８号公報（第２頁、図１）
【特許文献２】
特開平１１−１０７５７号公報（第２〜３頁、図１）
【特許文献３】
特開平７−３１４６２０号公報（第２〜６頁）
【特許文献４】
特開平１０−３１８４４８号公報（第２〜４頁、図１）
【特許文献５】
特開平２００１−３３０１７９号公報（第２〜３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載された合成樹脂製パイプは、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン）からなる管本体（主要層）が耐有機溶剤浸透性を有する樹脂（ナイロン）で被覆しているので、その極性基（アミド基）によって溶剤を通しにくくする反面、ナイロンは水を透過、吸収し、膨潤する性質があり、膨潤した状況では耐有機溶剤浸透性がなくなるという問題がある。またポリエチレンとナイロンとを共押出した場合には、ポリエチレンとナイロンとの相溶性がない、ポリエチレンの融点が低い、あるいは、両樹脂の成形収縮率が異なるなどの理由で、成形されたポリエチレンの内径側が収縮してナイロンから剥離し、所定の管形状を維持した多層樹脂管が得られないという問題がある。詳述すると、ダイスから押出された樹脂管は、外径側を減圧したサイジングスリーブ内でスリーブ側に樹脂管の外径が引っ張られつつ固化することにより形が整えられ、一方、ポリエチレンと被覆樹脂の共押出においては、被覆樹脂のみがサイジングスリーブ側へ引っ張られることになり、主要層は、重力および収縮の影響により被覆層から乖離し、内径側へ座屈し、冷却固化することになる。この対策として、主要層と被覆層の間に接着性樹脂を介し共押出しすることが考えられるが、主要層と被覆層が接着されるため、剥離可能な多層樹脂管は得られずまたコスト高になる。これ以外にも、予め成形したポリエチレンの外周面に耐有機溶剤浸透性に優れたフィルムを巻きつけたり、筒状にしたフィルムを収縮させる方法が考えられるが、フィルムの巻き付けや、収縮不良が生じたり、フィルムの薄肉による破損、それにより溶剤浸透が生じるという不具合が生ずる。特許文献２に記載された樹脂管は、内層および保護層に設けたガス不透過性樹脂層が、水との接触により、水を吸収、膨潤してしまい、被覆層の有機溶剤の透過を抑制する機能が低下するという、特許文献１と同様の問題が発生する。特許文献３に記載されているプラスチック管は、耐溶剤浸透樹脂として熱可塑性ポリエステルを用いているが、ポリエステルでは他の耐溶剤浸透性を有する樹脂、例えばナイロン６と比較して、耐溶剤浸透防止性能が低いため、実用に供し得ない。また、ポリオレフィン系樹脂からなる管本体と熱可塑性ポリエステル層とが接着性樹脂層によって接着されているため、ポリエステル層を容易に剥離できず、施工時間が長くなるという問題がある。特許文献４に記載されている多層構造は、ポリオレフィン樹脂からなる管本体に金属薄膜層を積層するときに、テープを巻回して形成した薄膜ではテープの継目から溶剤が浸透し、さらに継目のない筒状の薄膜を積層すると、その薄膜はポリオレフィン樹脂管よりも大径なので、積層時にしわが寄り、最保護層の樹脂被覆層がうまく積層されないなどの不具合が生ずる。しかもポリオレフィン樹脂管の表面が大気に曝されて、成形熱により酸化劣化するのを防止するため、管本体とその他の被覆層は共押出しすることが考えられるが、金属薄膜層を上記の不具合無く共押出しすることは技術的に困難である。特許文献５に記載の多層構造は、ポリオレフィン系樹脂からなる母管の外面に接着層を介しないで、炭化水素及び／又は酸素の透過性を有する樹脂を融着被覆しているため、被覆樹脂の剥離が容易に行えず、また、被覆層が融着されているため、被覆層が完全に除去されないと融着不良が生じる。また特許文献５には、母管と被覆層との接着性を高めるために、被覆層を母管と融着可能なポリオレフィン系樹脂と炭化水素及び／又は酸素の耐透過性樹脂との混合物で形成しているが、樹脂混合物では斑が生じることがあり、表面に炭化水素及び／又は酸素の耐透過性樹脂が存在する、または厚み方向に繋がっていると水によって膨潤し、溶剤が透過するという不具合が生ずる。しかも、この多層樹脂管を共押出しにより造管すると、主要層のポリエチレンが座屈するという問題が生ずる。
【０００７】
従って本発明の第１の目的は、上記の従来技術における課題を解決し、有機溶剤の浸透を抑制し、かつ長期的にわたって大なる耐候性を有するとともに、被覆樹脂が主要層から容易に剥離可能な多層樹脂管を提供することである。
【０００８】
従って本発明の第２の目的は、上記の従来技術における課題を解決し、有機溶剤の浸透を抑制し、かつ長期的にわたって大なる耐候性を有するとともに、被覆樹脂が主要層から容易に剥離可能な多層樹脂管を座屈を伴わずに造管することができる製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明の多層樹脂管は、ポリエチレン樹脂からなる主要層と、耐有機溶剤透過性が大であるかまたは酸素透過性が小さい樹脂からなる中間層と、ポリオレフィン系樹脂からなる保護層とを有することを特徴とするものである。本発明によれば、主要層であるポリエチレン層を有機溶剤透過性に優れる樹脂あるいは低酸素透過性樹脂を被覆し、さらに耐候性に優れたポリオレフィン系樹脂を被覆するので、スクレープ作業の簡素化および有機溶剤の浸透防止を達成することができる。
【００１０】
本発明の多層樹脂管は、前記主要層と前記中間層との間に前記主要層から剥離可能に形成された、ポリオレフィン系樹脂からなる非接着性中間層を形成することができる。
【００１１】
本発明の多層樹脂管は、前記非接着性中間層は、主要層から容易に剥離できるようにするために充填材を１〜５０質量％含有することが好ましい。
【００１２】
上記第２の目的を達成するために、本発明の多層樹脂管の製造方法は、ポリエチレン樹脂からなる管状成形体を第１の成形装置から押出し、この管状成形体を冷却固化した後第２の成形装置内に導入し、耐有機溶剤透過性が大であるかまたは酸素透過性が小さい樹脂からなる溶融物とポリオレフィン系樹脂からなる溶融物をこの順に前記第２の成形装置内に導入して共押出しすることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の多層樹脂管の製造方法においては、前記管状成形体の表面を１〜３００μｍの厚さだけ削除した後、前記第２の金型装置内に導入するか、前記主要層が前記第１の金型装置から押出成形されてから冷却固化されるまでの工程を非酸化性雰囲気で行うか、あるいは前記管状成形体とその外周面に剥離可能に被覆されたポリオレフィン系樹脂層を有する２層管状成形体を前記第１の成形装置にて共押出により成形した後に、この２層管状成形体を前記第２の成形装置内に導入することが好ましい。
【００１４】
本発明の多層樹脂管の製造方法によれば、各層（主要層、非接着性中間層、中間層及び保護層）を同時に成形し、ポリエチレンの外表面の酸化劣化を防止又は抑制した状態で主要層を造管するので、座屈を伴わずに、有機溶剤の浸透を抑制し、かつ長期的にわたって大なる耐候性を有するとともに、被覆樹脂が主要層から容易に剥離可能な多層樹脂管を得ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面により説明する。
図１は本発明の実施の形態に係わる多層樹脂管の半縦断面図、図２は本発明の他の実施の形態に係わる多層樹脂管の半縦断面図、図３は図１の多層樹脂管を造管するための製造装置を示す概略断面図、図４は図１の多層樹脂管を造管するための製造装置の他の例を示す概略断面図、図５は図２に示す多層樹脂管を造管するための製造装置の概略断面図、図６は多層樹脂管の被覆層の剥離強度を測定する試験装置の概略図である。
【００１６】
図１に示す多層樹脂管はポリエチレン樹脂からなる主要層１の外周面に、耐溶剤浸透性に優れた樹脂からなる中間層３と耐候性に優れた樹脂からなる保護層４をこの順に被覆した構造を有する。この多層樹脂管によれば、ポリエチレン樹脂からなる主要層１の外周面に特定の２重被覆層が形成されているので、スクレープ作業の簡素化および有機溶剤の浸透防止と耐候性の向上が可能となる。図２に示す多層樹脂管は、ポリエチレン樹脂からなる主要層１の外周面に、主要層１から容易に剥離可能なポリオレフィン系樹脂からなる非接着性中間層２と耐溶剤浸透性に優れた樹脂からなる中間層３と耐候性に優れた樹脂からなる保護層４をこの順に被覆した積層構造を有する。この多層樹脂管は、ポリエチレン樹脂からなる主要層１の外周面に非接着性中間層を介して特定の２重被覆層が形成されているので、スクレープ作業をさらに簡素化することが可能で、また有機溶剤の浸透を防止しかつ耐候性を向上することができる。
【００１７】
非接着性中間層２を形成する樹脂は、ポリエチレン樹脂からなる主要層から剥離可能なポリオレフィン系樹脂が使用でき、例えばポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなどを使用できるが、市場で多く使用されているポリプロピレンが好適である。これらの樹脂は、ポリエチレンと同程度の収縮率を有し、かつ成形温度も類似しているため、主要層と一体的に押出し成形が可能である。さらに、この種ポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレンとは、結晶構造が異なるため、非相溶かつ一体的に成形でき、被覆層が主要層から剥離容易な多層樹脂管が得られる。このポリオレフィン系樹脂に充填材を添加することにより、剥離性をさらに向上することができる。但し充填材の含有量は、多すぎると耐衝撃性が劣化するので、５０質量％以下であることが好ましい。
【００１８】
中間層３を形成する耐溶剤浸透性に優れる被覆樹脂（酸素透過性が小さい樹脂でもよい）としては、ナイロン６に代表されるポリアミド系樹脂、クラレ社製「エバール」、日本合成化学工業社製「ソアノール」で代表されるエチレン・ビニルアルコール共重合体、三井化学社製「バレックス」などのポリアクリロニトリル、ポリエステル樹脂などが挙げられ、いずれも本発明で有効に用い得る。ポリアミド樹脂としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２などがあるが、価格及び耐有機溶剤浸透性の点でナイロン６が好適である。ここで有機溶剤及びプラスチックの溶解パラメータ（ＳＰ値：ＭＪ／ｍ３）１／２）を例示すると、トルエンは１８．２、トリクロロエチレンは１９．０であり、ポリエチレン及びポリプロピレンは１６．６、ナイロン６は２２．５、ナイロン６６は２７．８、ポリアクリロニトリルは２６．１であり、上記の中間層を形成する樹脂は、耐有機溶剤浸透性に優れていることがわかる。エチレン・ビニルアルコール共重合体は、通常２９〜４７ｍｏｌ％のエチレン量を有するが、エチレン量は少ないほど有機溶剤に対するバリヤー性は高くなるが、吸湿率が増加するので、本発明の中間層に使用する場合、エチレン量が３０〜４５ｍｏｌ％の範囲にあるエチレン・ビニルアルコール共重合体を用いることが好ましく、３２〜３８ｍｏｌ％の範囲がより好ましい。さらに耐有機溶剤浸透性に優れた樹脂（上記のポリアミド樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリエステル、又はポリアクリロニトリル）は、一般に耐酸素透過性に優れている。すなわち酸素に対するバリヤー性の基準となる熱可塑性樹脂の酸素透過度（ｃｃ／ｍ２，ｈｒ−ａｔｍ、厚さ２５μｍ、２５℃、５０％Ｒ．Ｈ．）は、一般に１．５〜７５００の範囲にあるが、これらの樹脂は１０以下の酸素ガス透過度を有する。例えば、高密度ポリエチレンの酸素透過度は２９００、ポリプロピレンは３８００であるのに対し、ポリアクリロニトリルは５、エチレン−ビニルアルコール共重合体は２であり、いずれも酸素透過度が低い。つまり成形時のポリオレフィン樹脂である主要層１の表面酸化劣化を防いだ状態で、耐酸素透過性に優れた樹脂層を被覆することにより、成形後の常温状態における酸化劣化を防ぐことができ、正常な融着性能を保つことが可能となる。
【００１９】
保護層４を形成する耐候性に優れている被覆樹脂は紫外線を吸収する能力を有することが必要である。紫外線吸収能力が高い樹脂としては、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルフェートなどの芳香族系樹脂があるが、高価な樹脂であるため、多量の樹脂が使用される樹脂管の製造には適していない。そこで本発明においては、ポリオレフィン系樹脂であるポリエチレン、ポリプロピレンなどの汎用樹脂が使用されるが、これらの汎用樹脂に紫外線吸収剤を添加したものが好適である。紫外線吸収剤としては、例えばベンゾフェノン系（２９０〜３８０ｎｍの紫外線を吸収）、サルマレート系（短波長の紫外線を吸収）、ベンゾコート系、ベンゾトリアゾール系（無色透明）、シアノアクリレート系（２９０〜４２０ｎｍの紫外線を吸収）、ヒンダーアミン系（ＨＡＬＳ）、クエンチャー（金属Ｃｕ塩）などの化合物を使用できる。これらの化合物の内では、ポリエチレン及びポリプロピレンに対してはベンゾフェノン系（例えば２−ヒドロキシ−４メトキシ−ベンゾフェノン）が有効であり、ポリプロピレンに対してはクエンチャーも有効であり、また無色透明なベンゾトリアゾール系も本発明に有効であり、さらにシアノアクリレート系はポリアクリロニトリルに対して有効である。例えば高密度ポリエチレンにベンゾフェノン系化合物を０．１質量％添加することにより、無添加の場合の６倍の紫外線吸収能力が得られる。ベンゾトリアゾール系に属する化合物としては、２−（２‘−ヒドロキシ−５‘−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール（Ｓｕｍｉｓｏｒｂ２００）、２−（２‘−ヒドロキシ−５‘−ｔ−ブチル−５‘−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール（Ｔｕｎｕｖｉｎ３２６）、２−（２‘−ヒドロキシ−３‘，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール（Ｔｕｎｕｖｉｎ３２７）、２−（２‘−ヒドロキシ−３’，５‘−ジ−ｔ−アミルフェニル）ベンゾトリアゾール（Ｔｕｎｕｖｉｎ３２８）が例示され、またＨＡＬＳに属する化合物としては、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジニル）セバケート（Ｓａｎｏｌ  ＬＳ７７０）が挙げられる。
【００２０】
また上記保護層４には、紫外線吸収剤と共に、酸化防止剤や着色剤を複合添加することによりさらに高い紫外線吸収能力を付与することができる。酸化防止剤としては、フェノール系（ラジカル捕捉剤）、アミノン系、硫黄系、りん酸系などの化合物を用いることができ、具体的なフェノール系化合物（高分子タイプ）としては、例えばＩｒｇａｎｏｘ１０１０、Ｉｒｇａｎｏｘ１０７６、Ｉｒｇａｎｏｘ１２４５、Ｉｒｇａｎｏｘ１６８、ＤＳＴＰなどが例示される。また、着色剤の添加も紫外線を吸収する能力を向上させるのに有効である。着色剤としては、黒色顔料、有彩色無機顔料、有機顔料（アゾ顔料、フタロシアニン顔料、染付けレーキ顔料等）などを用い得るが、黒色顔料が最も紫外線を吸収する能力が高い。但し、多層樹脂管の用途により色相が指定されている場合があるので、被覆層を形成する樹脂の種類や指定された色相に応じた顔料を選定する必要がある。例えばポリプロピレンの場合は、黄色顔料としてセラミックエロー、カドミウムサルファイドエロー、チタニウムピグメントエローバフ等の無機顔料や、青色顔料としてコバルトアルミネートブルー等の有機顔料が好ましい。ポリエチレン上記添加剤の含有量は、少ないと紫外線吸収能力が向上せず、多いと成形性が低下するので、総量で０．０１〜２質量％とすることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る多層樹脂管を構成する各層の厚みは、次の範囲に設定されることが好ましい。ポリエチレンからなる主要層１の厚みは、樹脂管の内部を流動する流体の種類、圧力、流速に応じてより流体力学的に決定される。また剥離可能なポリオレフィン系樹脂からなる非接着性中間層の厚みは、数μｍあれば主要層外面の成形時の酸化劣化を抑制することが可能であり、取り扱い性を考慮すると数１０μｍ以上であることが望ましい。耐有機溶剤透過性に優れる樹脂あるいは低酸素透過性樹脂からなる中間層３の厚みは、薄すぎると有機溶剤の透過抑制が充分でなく、厚すぎると剥離時に大きな力が必要となるため、１０μｍから２ｍｍの範囲であればよい。最外側の保護層４を形成する耐候性に優れたポリオレフィン系樹脂は、紫外線の遮蔽のみならず、埋設環境での湿気からナイロンなどの耐有機溶剤透過性に優れる樹脂あるいは低酸素透過性樹脂を保護する役割も果たすため、５０μｍ以上の厚さが必要であり、剥離のし易さを考慮して数１００μｍ程度が好適である。
【００２２】
図１に示す多層樹脂管は図３又は図４に示す製造装置によって作製される。図４において図３と同一機能部分は同一の参照符号で示す。図３の製造装置は、シリンダ７を有する押出機５と、そこから押出された主要層１を形成する樹脂の溶融物が供給されるダイス（金型）６と、このダイスで成形された単層成形体を冷却固化する冷却層８とを、空気の少なくとも一部を窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスで置換した非酸化性雰囲気槽１５内に収容すると共に、その前方に共押出用ダイス１４を配置し、このダイスの周囲に中間層を押出す押出機１２と保護層を押出す押出機１３を備え、ダイス１４の前方に多層成形体を冷却固化する冷却槽８を設置した構成を有する。ポリエチレン樹脂の主要層を単層で押出すと、前述のように高温状態の成形熱による表面の酸化劣化が生じるため、融着性能の低下をもたらす。しかして図３の製造装置によれば、単層管の押出し、成形及び冷却固化に至るまでの工程を非酸化性雰囲気中で行うことにより、主要層１の外表面が高温状態の時にはその外表面は大気から遮断され、成形体が大気中の酸素に触れるときには常温になっているので前記主要層１の外表面の酸化が防止される。また図４の製造装置は、シリンダ７を有する押出機５とそこから押出された単層管（主要層１）の混練物を受取るダイス（金型）６と単層成形体を冷却固化する冷却槽８と切削機１６を備え、その前方に共押出用ダイス１４を配置し、このダイスの周囲に中間層を形成する樹脂（溶融物）を押出す押出機１２と保護層を形成する樹脂（溶融物）を押出す押出機１３を備え、ダイス１４の前方に多層成形体を冷却固化する冷却層８を設置した構成を有する。この製造装置によれば、主要層１からなる単層管を高温状態で大気中に触れながら造管したとき、その外表面は酸化劣化するが、切削機１６で酸化劣化した外表面を切削することによって除去するため、正常な外表面が得られる。従ってこの製造装置では、前記主要層１の外表面が酸化されていない状態で、耐溶剤浸透性に優れた樹脂層と耐候性に優れた樹脂層が被覆されるので、正常な融着性能を保つことができる。また、主要層１のポリエチレン樹脂に接して、その主要層１と非相溶性である耐溶剤浸透性樹脂を被覆しているため、被覆層は容易に剥離可能となる。上記切削機１６による外表面の切削代は、１μｍ以下であると十分に酸化劣化層を取り除けず、一方３００μｍより厚くなると材料歩留まりが低下しコストアップに繋がるので、１〜３００μｍの範囲が好ましい。
【００２３】
図２に示す多層樹脂管は、図５に示す製造装置によって作製される。図５において図３と同一機能部分は同一の参照符号で示す。図５に示す製造装置は、シリンダ７を有する押出機５と、そこから押出された単層管（主要層１）の表面に、シリンダ７を有する押出機９から押出された非接着性中間層２を形成する樹脂（溶融物）を共押出するダイス（金型）１１と、２層成形体を冷却固化する冷却槽８とを備え、その前方に共押出用ダイス１４を配置し、このダイスの周囲に中間層を形成する樹脂（溶融物）を押出す押出機１２と保護層を形成する樹脂（溶融物）押出す押出機１３を備え、ダイス１４の前方に４層成形体を冷却固化する冷却槽８を設置した構成を有する。この製造装置によれば、ポリエチレン樹脂からなる主要層１と主要層１から容易に剥離可能な非接着性中間層２とが先に２層管として共押出し成形されるので、主要層１の表面酸化劣化を防止することが出来る。この２層管の外周面を耐溶剤浸透性に優れた樹脂からなる中間層３と耐候性に優れた樹脂からなる保護層４を共押出しすることにより被覆する際、樹脂が管外周に付着するため、先に成形された２層管と被覆樹脂（中間層３と保護層４）は非相溶に一体化することができ、さらに、被覆樹脂は共押出し成形の過程で引き伸ばされることによって被覆樹脂は共に均等の厚さで被着されるため、保護層の厚みの寸法精度が向上する。また２層管成形後の２層の樹脂被覆は、共押出しによらず、１層ずつ被覆して積層しても、図２に示す構造を有する多層樹脂管を造管することができる。
【００２４】
本発明においては、多層樹脂管を１ｃｍ幅のリング形状に切断し、被覆層を主要層から掴み代分だけ剥離した後、図６に示す試験装置により被覆層を主要層から剥離したときの最大剥離強度を測定することができる。図６に示す試験装置は、主要層から剥離された被覆層片２１ａを剥離部固定治具１８で固定し、被覆層が剥離された主要層片２１ｂに接着している被覆層片２１ｃを固定治具１９で固定し、固定治具１９を固定台２０上に設置し、剥離可動部１７を引き上げるようにしたものである。
【００２５】
【実施例】
（実施例１）
図５に示す製造装置により、高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製  Ｊ−ＲＥＸＨＤ（ＫＥＺ５１Ｌ）からなる主要層（外径６３ｍｍ、厚さ３．８ｍｍ）の外周面にポリプロピレン（出光石油化学社製Ｅ１５０ＧＫ）からなる厚み０．１ｍｍの非接着性中間層を被覆した２層管を共押出しによって成形し、冷却して形状を付加した後、その外周面にナイロン６（三菱エンジニアリングプラスチックス社製  ＮＯＶＡＭＩＤ  １０２２Ｃ６）からなる厚み０．２ｍｍの中間層とポリプロピレン（出光石油化学社製Ｅ１５０ＧＫ）からなる厚み０．５ｍｍの保護層をこの順に共押出しによって被覆成形して図２に示す４層樹脂管を作製した。得られた４層樹脂管を用いて以下の３項目について評価を行った。（ａ）耐溶剤浸透性の評価：上記樹脂管を８０℃の水中に３０分浸漬した後、内部に蒸留水を封入し、３ｍｇ／Ｌのトリクロロエチレンン水溶液中に浸漬した。トリクロロエチレンの管内部に封入された蒸留水への透過が定常状態に達した後（約６ヶ月後）、内部の蒸留水を交換し、さらに２４時間３ｍｇ／Ｌのトリクロロエチレン水溶液中に浸漬した。その後、樹脂管内部の蒸留水を採取し、純粋中の有機溶剤濃度はＨＳ−ＧＣ−ＭＳ（ヘッドスペースガスクロマトグラフ質量分析計）でトリクロロエチレン濃度を測定した。接液面積は、１７７ｍｍ２（１５ｍｍφ）とし、温度は２５±３℃とした。評価は後述の（比較例１）のポリエチレン単層管との比較で行った。（ｂ）主要層ポリエチレンとの剥離性の評価：樹脂管を１ｃｍ幅のリング形状に切断し、被覆層を主要層から掴み代分だけ剥離した後、図６に示す装置によって被覆層を主要層から剥離したときの最大剥離強度を測定した。（ｃ）耐候性の評価：１週間〜２年間、管外径面が太陽光にあたるように屋外暴露した後、保護層を剥離し、主要層外表面のスクレープ作業を行うことなしに電気融着継手に挿入し、通電により電気融着を行った試料によって良好な融着が行えた否かを確認するため、ＪＩＳ  Ｋ  ６７７５−３に記載された条件に準じてピーリング試験により評価した。それら評価結果を表１に示す。
【００２６】
（実施例２）
図３に示す製造装置により（但し非酸化性雰囲気槽１５を使用せず）、高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製  Ｊ−ＲＥＸＨＤ（ＫＥＺ５１Ｌ））からなる主要層（外径６３ｍｍ、厚さ３．８ｍｍ）の単層管を成形し、冷却して形状付加後、その表面にナイロン６（三菱エンジニアリングプラスチックス社製  ＮＯＶＡＭＩＤ  １０２２Ｃ６）からなる厚み０．２ｍｍの中間層とポリプロピレン（出光石油化学社製Ｅ１５０ＧＫ）からなる厚み０．５ｍｍの保護層をこの順で共押出しによって被覆成形して図１に示す３層樹脂管を作製した。得られた３層樹脂管を用いて、実施例１と同様の条件で評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００２７】
（実施例３）
図３に示す製造装置により、高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製  Ｊ−ＲＥＸＨＤ（ＫＥＺ５１Ｌ））からなる主要層（外径６３ｍｍ、厚さ３．８ｍｍ）の単層管が押出機からダイス内部を経て冷却槽へ到達するまでを非酸化性雰囲気に置換して成形し、冷却して形状付加後、成形体の表面にナイロン６（三菱エンジニアリングプラスチックス社製  ＮＯＶＡＭＩＤ  １０２２Ｃ６）からなる厚み０．２ｍｍの中間層とポリプロピレン（出光石油化学社製Ｅ１５０ＧＫ）からなる厚み０．５ｍｍの保護層をこの順で共押出しによって被覆成形して図２に示す３層樹脂管を作製した。得られた３層管を用いて、実施例１と同様の条件で評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００２８】
（実施例４）
図４に示す製造装置により、高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製  Ｊ−ＲＥＸＨＤ（ＫＥＺ５１Ｌ））からなる主要層（外径６３．４ｍｍ、厚さ４．０）の単層管を成形し、冷却して形状付加し、次いでその外表面から厚み２００μｍだけ切削した後に、その表面にナイロン６（三菱エンジニアリングプラスチックス社製  ＮＯＶＡＭＩＤ  １０２２Ｃ６）からなる厚み０．２ｍｍの中間層とポリプロピレン（出光石油化学社製Ｅ１５０ＧＫ）からなる厚み０．５ｍｍの保護層をこの順で共押出しすることによって被覆成形して図２に示す３層樹脂管を作製した。得られた３層樹脂管を用いて、実施例１と同様の条件で評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００２９】
（実施例５）
図５に示す製造装置により、高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製  Ｊ−ＲＥＸＨＤ（ＫＥＺ５１Ｌ））からなる主要層（外径６３ｍｍ、厚さ３．８ｍｍ）の表面に炭酸カルシウムを１０質量％含有したポリプロピレン（出光石油化学社製Ｅ１５０ＧＫ）からなる厚み０．１ｍｍの非接着性中間層を被覆した２層管を共押出しによって成形し、冷却して形状付加後、さらにその表面にナイロン６（三菱エンジニアリングプラスチックス社製  ＮＯＶＡＭＩＤ  １０２２Ｃ６）からなる厚み０．２ｍｍの中間層とポリプロピレン（出光石油化学社製Ｅ１５０ＧＫ）からなる厚み０．５ｍｍの保護層をこの順で共押出しすることによって被覆成形して図１に示す４層樹脂管を作製した。得られた４層樹脂管を用いて、実施例１と同様の条件で評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００３０】
（比較例１）
高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製  Ｊ−ＲＥＸＨＤ（ＫＥＺ５１Ｌ））のみからなる単層管（外径６３ｍｍ、厚さ３．８ｍｍ）を作製した後、実施例１と同様の条件で評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００３１】
（比較例２）
図３の装置から非酸化性雰囲気槽を除去した製造装置により、高密度ポリエチレン（日本ポリオレフィン社製  Ｊ−ＲＥＸＨＤ（ＫＥＺ５１Ｌ））からなる主要層（外径６３ｍｍ、厚さ３．８ｍｍ）の表面にナイロン６（三菱エンジニアリングプラスチックス社製  ＮＯＶＡＭＩＤ  １０２２Ｃ６）からなる厚み０．２ｍｍの中間層とポリプロピレン（出光石油化学社製Ｅ１５０ＧＫ）からなる厚み０．５ｍｍの保護層を被覆する構造の３層樹脂管を共押出し成形して実施例１と同様の条件で評価を行った。その評価結果を表１に示す。
【００３２】
（比較例３）
単層管（主要層）の外周面と中間層（ナイロン６）との間に厚さ０．１ｍｍの接着性樹脂層（住友化学工業社製  ボンドファーストＥ）を介在させる構造とした以外は実施例５と同様の条件で４層樹脂管を作製した後、実施例５と同様の条件で評価を行った。その評価結果を同じく表１に示す。
【００３３】
【表１】
2005003137.tif 000003
【００３４】
表１から、実施例１〜実施例５の多層樹脂管は耐溶剤浸透性、剥離性、耐候性のすべてにおいて比較例１の単層管と比べて高性能であることがわかる。特に実施例２〜実施例５の多層樹脂管は剥離性が良好であり、実施例１の多層樹脂管と比べて実施例１の１／４以下の強度で被覆層が主要層から剥離できることがわかる。また実施例１及び実施例３〜実施例５の多層樹脂管は、実施例２に比べて耐候性が優れていることがわかる。これは、実施例２の多層管は成形中に主要層であるポリエチレン表面が大気中の酸素に曝されたために、多少の酸化劣化が生じたことが影響したものと思われる。また、比較例２においては、主要層であるポリエチレンとその表面を被覆する保護層を形成するナイロン６との接着性及び相溶性が全くないため、ポリエチレンが内径側に座屈してしまい、円筒形状を維持して造管することができない結果となった。比較例３においては、ポリエチレンとナイロン６との間に接着性樹脂を介することで造管は可能となったが、接着性樹脂はナイロン６と接着し、ポリエチレンとは相溶するために、剥離できず、実用に供し得ないことが確認された。
【００３５】
以上に記述通り本発明の多層樹脂管によれば、主要層であるポリエチレン層が耐有機溶剤透過性に優れる樹脂あるいは低酸素透過性を有する樹脂からなる中間層で被覆され、さらに耐候性に優れたポリオレフィン系樹脂からなる保護層で被覆されているので、スクレープ作業の簡素化および有機溶剤の浸透防止を達成することができる。また本発明の製造方法によれば、主要層とそれを被覆する耐有機溶剤浸透性に優れた樹脂もしくは低酸素透過性を有する樹脂からなる中間層及び耐候性に優れた樹脂からなる保護層とを共押出しによって同時に成形するので、長期にわたって有機溶剤浸透を抑制し、紫外線の光酸化劣化による主要層の劣化を防ぐことができる樹脂管を、座屈を伴わずに容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる多層樹脂管の半縦断面図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係わる多層樹脂管の半縦断面図である。
【図３】図１に示す多層樹脂管を造管する製造ラインの一例を示す概略断面図である。
【図４】図１に示す多層樹脂管を造管する製造ラインの他の例を示す概略断面図である。
【図５】図２に示す多層樹脂管を造管する製造ラインの他の例を示す概略断面図である。
【図６】被覆層の剥離強度を測定する装置を示す概略断面図である。
【図７】単層管を造管する製造ラインを示す概略断面図である。
【符号の説明】
１：主要層
２：非接着性中間層
３：中間層
４：保護層
５、９、１２，１３：押出機
６：ダイス
７：シリンダ
８：冷却槽
１１、１４：共押出用ダイス
１５：非酸化性雰囲気槽
１６：切削機
１７：剥離可動部
１８、１９：固定治具
２０：固定台
２１：試料
２１ａ：中間層片
２１ｂ：主要層片
２１ｃ：接着層片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005003137.tif 000007
【図５】
2005003137.tif 000008
【図６】
2005003137.tif 000009
【図７】
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