(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤接着剤を用いてナイロン樹脂パイプとナイロン樹脂継手を接着する方法において、ナイロン樹脂パイプとして、少なくとも（Ａ）共重合ナイロンを含む層、及び（Ｂ）（Ａ）層の共重合ナイロン以外のナイロン樹脂を含む層から構成されてなるナイロン樹脂多層パイプを使用し、かつ、ナイロン樹脂パイプのナイロン樹脂継手との接着面を共重合ナイロンを含む層とすることを特徴とする、ナイロン樹脂パイプとナイロン樹脂継手の接着方法。
【請求項２】
共重合ナイロンが、炭素数６〜１２のラクタム、炭素数６〜１２のアミノカルボン酸、及び炭素数３〜２２のジカルボン酸と炭素数２〜２０のジアミンの組み合わせから誘導される単位を２種以上含むものである請求項１記載のナイロン樹脂パイプとナイロン樹脂継手の接着方法。
【請求項３】
（Ｂ）層がナイロン１１またはナイロン１２を含む層である請求項１記載のナイロン樹脂パイプとナイロン樹脂継手の接着方法。
【請求項４】
外層が共重合ナイロンを含む層、内層がナイロン１１またはナイロン１２を含む層である請求項１記載のナイロン樹脂パイプとナイロン樹脂継手の接着方法。
【請求項５】
内層が共重合ナイロンを含む層、外層がナイロン１１またはナイロン１２を含む層である請求項１記載のナイロン樹脂パイプとナイロン樹脂継手の接着方法。
【請求項６】
外層及び内層が共重合ナイロンを含む層、中間層がナイロン１１またはナイロン１２を含む層である請求項１記載のナイロン樹脂パイプとナイロン樹脂継手の接着方法。
【請求項７】
共重合ナイロンが、ナイロン１２成分を５〜９５重量％含む請求項１〜６記載のナイロン樹脂パイプとナイロン樹脂継手の接着方法。
【請求項８】
溶剤接着剤がフェノール系化合物、フルオロアルコール系化合物のうち少なくとも１種の成分を含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の接着方法。
【請求項９】
溶剤接着剤が共重合ナイロンを含む請求項１〜８のいずれか１項記載の接着方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶剤接着剤を用いてナイロン樹脂継手と接着した場合に、十分な接着強度を発揮するナイロン樹脂多層パイプ及びその接着方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ナイロン樹脂成形品同士の接着には溶剤接着剤が用いられている。これら溶剤接着剤に用いられる溶剤は被着体であるナイロンを溶解する必要がある。現在ナイロン用の溶剤接着剤の溶媒としては、フェノール、クレゾール、クロロフェノールなどのフェノール系化合物やフルオロアルコールが用いられるが、これらはいずれも有毒性や刺激性を有しており、作業上好ましくない。
そのため、毒性を低減させるために、フェノール系化合物ではフェノール性水酸基とアルキル基を1種以上有する化合物が用いられているが、これらのうちカルバクロール（２−メチル−５−イソプロピルフェノール）とチモール（５−メチル−２−イソプロピルフェノール）の組み合わせは、比較的毒性が弱く、組成によっては−２０℃以下まで液体状態を保ち使用温度範囲が広い。カルバクロールとチモールの混合溶媒にナイロンを溶解した溶剤接着剤は、ナイロンガスパイプとナイロン継手との接着に用いられている。
しかしながら、これらのパイプと継手あるいは他の用途において接着部分の剥離強度が要求される場合には、現在の接着強度では十分とはいえず使用に制限があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ナイロン樹脂パイプとナイロン樹脂継手とを溶剤接着剤を用いて接着した場合に、十分な剥離強度が得られるナイロン樹脂パイプを提供することを目的とする。
【０００４】
【問題を解決するための手段】
溶剤接着剤による接着のメカニズムは、まず被着体が溶剤接着剤中に溶解し、つづいて溶解したポリマー分子鎖が、両方の被着体中に侵入し、溶剤が蒸発または被着体に吸収されて乾燥固化して、接着界面において接着層が形成されるというものである。したがって、溶剤接着剤に用いられる溶剤の必要条件としては被着体を十分に溶解することが求められる。
本発明は、ナイロン樹脂継手との接着面が共重合ナイロンを含む層から構成されたナイロン樹脂多層パイプ使用することにより、接着界面においてより効果的に接着層を形成させることによって、接着強度を改良できることを見出したものである。
【０００５】
すなわち、本発明は、少なくとも（Ａ）共重合ナイロンを含む層、及び（Ｂ）（Ａ）層の共重合ナイロン以外のナイロン樹脂を含む層から構成されてなることを特徴とするナイロン樹脂継手との接着性に優れたナイロン樹脂多層パイプに関するものである。
また、本発明は、溶剤接着剤を用いてナイロン樹脂継手と前記ナイロン樹脂多層パイプとを接着することを特徴とする接着方法に関するものである。
【０００６】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明のパイプに使用される共重合ナイロンは、アミノカルボン酸、ラクタムあるいはジアミンとジカルボン酸とから誘導される単位を２種類以上含む共重合ナイロンである。具体的には、炭素数６〜１２のラクタム、炭素数６〜１２のアミノカルボン酸、及び炭素数３〜２２のジカルボン酸と炭素数２〜２０のジアミンの組み合わせから誘導される単位を２種以上含むものが挙げられる。
【０００７】
炭素数６〜１２のアミノカルボン酸としては、６−アミノカプロン酸、７−アミノヘプタン酸、８−アミノオクタン酸、９−アミノノナン酸、１０−アミノカプリン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸などを用いることができる。
【０００８】
炭素数６〜１２のラクタムとしては、ε−カプロラクタム、ω−エナントラクタム、ω−ウンデカンラクタム、ω−ドデカラクタムなどを用いることができる。
【０００９】
ジアミン及びジカルボン酸としては、直鎖状のジアミンと直鎖状のジカルボン酸が用いられるが、結晶性を低下させる目的で、直鎖状のジアミンと直鎖状のジカルボン酸から誘導されるナイロンの原料の一部を分岐構造を有するジアミン及び／またはジカルボン酸に置換した共重合ナイロンも用いることができる。
【００１０】
直鎖状脂肪族ジカルボン酸としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、ヘプタデカン二酸、オクタデカン二酸、ノナデカン二酸、エイコサン二酸などを用いることができる。
【００１１】
直鎖状脂肪族ジアミンとしては、エチレンジアミン、１，３−プロパンジアミン、1，4−ブタンジアミン、１，５−ペンタンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１，７−ヘプタンジアミン、１，８−オクタンジアミン、１，９−ノナンジアミン、１，１０−デカンジアミン、１，１１−ウンデカンジアミン、１，１２−ドデカンジアミン、１，１３−トリデカンジアミン、１，１４−テトラデカンジアミン、１，１５−ペンタデカンジアミン、１，１６−ヘキサデカンジアミン、１，１７−ヘプタデカンジアミン、１，１８−オクタデカンジアミン、１，１９−ノナデカンジアミン、１，２０−エイコサンジアミンなどを用いることができる。
【００１２】
分岐状脂肪族ジアミンとしては、1−ブチル−１，２−エタンジアミン、１，１−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、１−エチル−１，４−ブタンジアミン、１，２−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、１，３−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、１，４−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、２，３−ジメチル−１，４−ブタンジアミン、２−メチル−１，５−ペンタンジアミン、３−メチル−１，５−ペンタンジアミン、２，２−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，５−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、３，３−ジメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，２，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４，４−トリメチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，４−ジエチル−１，６−ヘキサンジアミン、２，２−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、２，３−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、２，４−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、２，５−ジメチル−１，７−ヘプタンジアミン、２−メチル−１，８−オクタンジアミン、３−メチル−１，８−オクタンジアミン、４−メチル−１，８−オクタンジアミン、１，３−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、１，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、２，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、３，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、４，５−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、２，２−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、３，３−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、４，４−ジメチル−１，８−オクタンジアミン、５−メチル−１，９−ノナンジアミンなどを用いることができる。
【００１３】
分岐状脂肪族ジカルボン酸としては、ジメチルマロン酸、３，３−ジエチルコハク酸、２，２−ジメチルグルタル酸、２−メチルアジピン酸、３−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、２−ブチルスベリン酸（１，６デカンジカルボン酸ともいう）、２，３−ジブチルブタンジオン酸、８−エチルオクタデカンジオン酸、８，１３−ジメチルエイコサジオン酸、２−オクチルウンデカンジオン酸、２−ノニルデカンジオン酸などを用いることができる。
【００１４】
本発明において、多層パイプに使用できる共重合ナイロンは上記の原料から誘導される２成分からなる２元共重合ナイロンまたは、３成分以上からなる共重合ナイロンを用いることができる。
【００１５】
また、本発明の多層パイプの（Ａ）層に使用されるナイロンは共重合ナイロン単独であってもよいし、共重合ナイロンとホモナイロンとのブレンドまたは共重合ナイロンとその他の共重合ナイロンとのブレンドも用いることができる。共重合ナイロンブレンドとしては、例えば、共重合ナイロンとナイロン６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６・６、ナイロン６・１０、ナイロン６・１２から選ばれたナイロンとのブレンドが挙げられる。ここで、ナイロン６・６とは、炭素数６のジアミンと炭素数６のジカルボン酸を重合して得られるホモナイロンを意味する。
【００１６】
また、本発明の多層パイプの（Ｂ）層に使用されるナイロン樹脂の具体例としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２のような脂肪族ポリアミドやポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリヘキサメチレンイソフタラミドのような半芳香族ポリアミド樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独あるいは２つ以上の共重合から成り立っていても良い。
【００１７】
本発明の多層パイプに使用される共重合ナイロンや他のナイロン樹脂は、必要に応じて耐熱剤、耐候剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、耐衝撃剤、帯電防止剤、可塑剤、結晶核剤、滑剤等の添加剤を加えて使用することができる。
【００１８】
また、本発明の多層パイプに使用される共重合ナイロンや他のナイロン樹脂は、必要に応じてガラス繊維、無機繊維、有機繊維、カーボンブラック等の強化材を加えて使用することができる。
さらに、本発明の多層パイプに使用される共重合ナイロンや他のナイロン樹脂は、必要に応じて顔料や染料等の着色剤を加えて使用することができる。
【００１９】
一方、本発明における多層パイプと接着されるナイロン樹脂継手材料の具体例としては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２のような脂肪族ポリアミドやポリヘキサメチレンテレフタラミド、ポリヘキサメチレンイソフタラミドのような半芳香族ポリアミド樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独あるいは２つ以上の共重合から成り立っていても良い。
【００２０】
本発明においては、溶剤接着剤を用いてナイロン樹脂継手と前記ナイロン樹脂多層パイプとを接着する。
本発明の多層パイプとナイロン樹脂継手の接着に使用される溶剤接着剤は、成分としてフェノール、アルキルフェノール等のフェノール系化合物、フルオロアルコール等のパイプや継手に使用されているナイロン樹脂を溶解する溶剤を含む接着剤を使用できる。
【００２１】
フェノール系化合物としては、フェノール、ｏ−クレゾール、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ｏ−エチルフェノール、ｍ−エチルフェノール、ｐ−エチルフェノール、ｏ−プロピルフェノール、ｍ−プロピルフェノール、ｏ−イソプロピルフェノール、ｍ−イソプロピルフェノール、ｐ−イソプロピルフェノール、ｏ−ｎ−ブチルフェノール、ｍ−ｎ−ブチルフェノール、ｐ−ｎ−ブチルフェノール、ｏ−ｓｅｃ−ブチルフェノール、ｍ−ｓｅｃ−ブチルフェノール、ｐ−ｓｅｃ−ブチルフェノール、ｏ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｍ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、４−アミルフェノール、４−オクチルフェノール、４−ｔｅｒｔ−オクチルフェノール、４−ノニルフェノール、４−ドデシルフェノール、２，３−ジメチルフェノール、２，４−ジメチルフェノール、２，５−ジメチルフェノール、２，６−ジメチルフェノール、３，４−ジメチルフェノール、３，５−ジメチルフェノール、４−イソプロピル−３−メチルフェノール、５−イソプロピル−２−メチルフェノール（カルバクロールともいう）、６−イソプロピル−３−メチルフェノール(チモールともいう)、２−ｔｅｒｔ−ブチル−４−メチルフェノール、６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルフェノール、６−ｔｅｒｔ−ブチル−２−メチルフェノール、６−ｔｅｒｔ−ブチル−２，４−ジメチルフェノール、４，６−ｔｅｒｔ−ブチル−３−メチルフェノール、レゾルシノール、２−メチルレゾルシノール、４−メチルレゾルシノール、５−メチルレゾルシノール、２−エチルレゾルシノール、４−エチルレゾルシノール、５−エチルレゾルシノール、２−ブチルレゾルシノール、４−ブチルレゾルシノール、５−ブチルレゾルシノール、２−アミルレゾルシノール、４−アミルレゾルシノール、５−アミルレゾルシノール、２−ヘキシルレゾルシノール、４−ヘキシルレゾルシノール、５−ヘキシルレゾルシノール、２−ヘプチルレゾルシノール、４−ヘプチルレゾルシノール、５−ヘプチルレゾルシノール、２−オクチルレゾルシノール、４−オクチルレゾルシノール、５−オクチルレゾルシノール、２−ノニルレゾルシノール、４−ノニルレゾルシノール、５−ノニルレゾルシノール、２−ドデシルレゾルシノール、４−ドデシルレゾルシノール、５−ドデシルレゾルシノール、カテコール、３−メチルカテコール、４−メチルカテコール、ハイドロキノン、１，２，３−トリヒドロキシベンゼン（ピロガロールともいう）、１，３，５−トリヒドロキシベンゼン（フロログルシノールともいう）が挙げられる。
【００２２】
フルオロアルコール系化合物としては、１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロイソプロパノール、１，１，１−トリフルオロエタノールを挙げることができる。
【００２３】
これらのうちカルバクロール（２−メチル−５−イソプロピルフェノール）とチモール（５−メチル−２−イソプロピルフェノール）の組み合わせは、比較的毒性が弱く、組成によっては−２０℃以下まで液体状態を保ち使用温度範囲が広いので好ましい。
【００２４】
本発明においては、溶剤接着剤として、ナイロン樹脂、特に、共重合ナイロンを含むものが好ましい。共重合ナイロンを含むことにより、接着界面においてより効果的に接着層を形成させることによって、接着強度を改良することができる。
【００２５】
共重合ナイロンとしては、炭素数６〜１２のラクタム、炭素数６〜１２のアミノカルボン酸、及び炭素数３〜２２のジカルボン酸と炭素数２〜２０のジアミンの組み合わせから誘導される単位を２種以上含む共重合ナイロンが使用できる。
【００２６】
接着剤に含有される共重合ナイロンの濃度は、好ましくは０．５〜２０重量％である。共重合ナイロンの濃度が０．５重量％より少ない場合、接着剤の粘度が低すぎて、施工時に液だれしやすく取り扱い難い。一方共重合ナイロンの濃度が２０重量％よりも多いと、粘度が高すぎて扱い難く固化するまでの時間が長くなるという欠点がある。
【００２７】
本発明の多層パイプにおいて、図１に示したように、溶剤接着剤を使用してメス型の継手１とパイプを接合する場合は、継手と接する外層２が共重合ナイロン、内層３がその他のナイロン樹脂で構成されたナイロン樹脂多層パイプ使用することにより、優れた剥離強度を発現することができる。図２に示したように、溶剤接着剤を使用してオス型の継手４とパイプを接合する場合は、継手と接する内層が共重合ナイロン、外層がその他のナイロン樹脂で構成されたナイロン樹脂多層パイプを使用することにより優れた剥離強度を発現することができる。図３に示したように溶剤接着剤を使用して、メス型の継手７とオス型の継手８を併用してパイプと接合する場合は、継手と接する内層９及び外層１０が共重合ナイロン、中間層１１がその他のナイロン樹脂で構成されたナイロン樹脂多層パイプを使用することにより優れた剥離強度を発現することができる。
【００２８】
【実施例】
ナイロン１２または共重合ナイロンのASTM D638  1型引張試験片を作成し被着体Ａとした。次に圧縮成形で作成したプレスシートを１２．７ｍｍ×１２０ｍｍ×０．６ｍｍｔのサイズに切り出し、被着体Ｂとした。被着体Ｂのうち２層成形シートはトータルの厚さは０．６ｍｍで、ナイロン１２層が０．５ｍｍ、共重合ナイロン層が０．１ｍｍとなるように成形した。被着体Ａと被着体Ｂを溶剤接着剤を使用し接着した。接着代を５０ｍｍとし、６日間養生した後、剥離試験を行った。チャック間距離は４０ｍｍ、引張速度は２００ｍｍ／ｍｉｎ.であった。
【００２９】
実施例１
被着体Ａをナイロン１２で作成し、被着体Ｂをナイロン１２と共重合ナイロンＡ（ナイロン６／ナイロン１２＝４０／６０の組成）の２層成形シートとして作成し、接着剤Ａ（ナイロン１１を１０重量％含むチモール／カルバクロール＝１／２溶液）で接着後、剥離試験を行った。
【００３０】
実施例２
被着体Ａを共重合ナイロンＡ（ナイロン６／ナイロン１２＝４０／６０の組成）で作成し、被着体Ｂをナイロン１２と共重合ナイロンＡ（ナイロン６／ナイロン１２＝４０／６０の組成）の２層成形シートとして作成し、接着剤Ａ（ナイロン１１を１０重量％含むチモール／カルバクロール＝１／２溶液）で接着後、剥離試験を行った。
【００３１】
実施例３
被着体Ａを共重合ナイロンＢ（ナイロン６／ナイロン１２＝２５／７５の組成）で作成し、被着体Ｂをナイロン１２と共重合ナイロンＡ（ナイロン６／ナイロン１２＝４０／６０の組成）の２層成形シートとして作成し、接着剤Ａ（ナイロン１１を１０重量％含むチモール／カルバクロール＝１／２溶液）で接着後、剥離試験を行った。
【００３２】
実施例４
被着体Ａを共重合ナイロンＡ（ナイロン６／ナイロン１２＝４０／６０の組成）で作成し、被着体Ｂをナイロン１２と共重合ナイロンＡ（ナイロン６／ナイロン１２＝４０／６０の組成）の２層成形シートとして作成し、接着剤Ｂ（共重合ナイロンＡを５重量％含むレゾルシノール／メタノール＝４／６溶液）で接着後、剥離試験を行った。
【００３３】
比較例１
被着体Ａ及び被着体Ｂともナイロン１２で作成し接着剤Ａ（ナイロン１１を１０重量％含むチモール／カルバクロール＝１／２溶液）で接着後、剥離試験を行った。
【００３４】
比較例２
被着体Ａをナイロン１２で、被着体Ｂを共重合ナイロンＡ（ナイロン６／ナイロン１２＝４０／６０の組成）で作成し、接着剤Ａ（ナイロン１１を１０重量％含むチモール／カルバクロール＝１／２溶液）で接着後、剥離試験を行った。
【００３５】
比較例３
被着体Ａをナイロン１２で、被着体Ｂを共重合ナイロンＢ（ナイロン６／ナイロン１２＝２５／７５の組成）で作成し、接着剤Ａ（ナイロン１１を１０重量％含むチモール／カルバクロール＝１／２溶液）で接着後、剥離試験を行った。
【００３６】
比較例４
被着体Ａをナイロン１２で、被着体Ｂを共重合ナイロンＣ（ナイロン６／ナイロン１２＝８０／２０の組成）で作成し、接着剤Ａ（ナイロン１１を１０重量％含むチモール／カルバクロール＝１／２溶液）で接着後、剥離試験を行った。
【００３７】
【表１】
0004024046.tif 000002
【００３８】
【発明の効果】
本発明のナイロン樹脂多層パイプを使用することにより、溶剤接着剤による接着において効果的な接着層を形成させることができ、強い剥離強度が要求される用途に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はメス型の継手を使用してパイプを接合した場合の断面図である。
【図２】図２はオス型の継手を使用したパイプを接合した場合の断面図である。
【図３】図３はメス型の継手と押す型の継手を併用して接合した場合の断面図である。
【符号の説明】
１…メス型の継手
２…外層
３…内層
４…オス型の継手
５…内層
６…外層
７…メス型の継手
８…オス型の継手
９…外層
１０…内層
１１…中間層
【図１】
0004024046.tif 000003
【図２】
0004024046.tif 000004
【図３】
0004024046.tif 000005