JPH0383638A - 耐候性、耐熱水性に優れたポリブテン管 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高温水の配管として最適な、耐候性、耐熱水
性に優れたポリ−ニーブテン樹脂製の管に関する。

［従来の技術］ ポリ−１−ブテン樹脂（以下、ポリブテン樹脂と略記す
る）は、耐圧強度、高温での内圧クリープ耐久性、高・
低温特性、耐摩耗性などに優れ、可撓性も良好であるこ
とから、高温水用の配管材料として最適な樹脂の一つで
ある。

しかし、このポリブテン樹脂から製造した管を給湯配管
として使用すると、殺菌のために水道水に添加されてい
る塩素の作用により酸化劣化を起こすため、本来の高性
能が失われる。

そこで、この劣化を防止するために、特開昭６３−２１
３５４４号公報には、次式で示される少なくとも１種の
ヒンダードフェノール系の酸化防止剤をポリブテンに配
合して管状に成形することにより、塩素の作用によるポ
リブテン管の酸化劣化を防止することが提案されている
。

上記式中、Ｒは炭素数１〜１日のアルキル基、またはア
リールアルキル基である。

［発明が解決しようとする！！題コ しかし、この酸化防止剤を配合したポリブテン管は、太
陽から放射される紫外線の作用により酸化分解し、脆化
などの物性低下を生じることが判明した。給湯配管は屋
外に配管されることも多いので、ポリブテン管の耐紫外
線劣化性（一般に耐候性という）を改善しなければ、ポ
リブテン管の実用性が大きく阻害される。

本発明の目的は、給水・給湯システム、温泉給湯、ソー
ラーシステム、ならびに地熱水配管用などの高温水用配
管として最適な、耐候性および耐塩素水性が改善された
ポリブテン管を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記目的を達成すべく、プラスチックに
配合すると耐候性改善効果があることが知られているカ
ーボンブラックと、耐塩素水性の改善効果があることが
知られているヒンダードフェノール系酸化防止剤の両方
をポリブテンに配合して、性能を調べた。その結果、こ
の両者をポリブテンに一緒に配合すると、カーボンブラ
ックの表面活性のために酸化防止剤の作用が減じられ、
目的とする耐塩素水性が十分に得られないことが判明し
た。

そこで、ポリブテン管を多層構造にし、紫外線に露出さ
れる最外層にカーボンブラックを配合して耐候性の改善
を確保すると共に、酸化防止剤は熱水と接触する最内層
に配合して管内面の耐塩素水性を改善することで、この
両者の添加剤の接触が避けられ、上記の目的が達成され
ることを見出した。しかも、予想外にも、最外層および
最内層はいずれも０．０３ａｎという非常に薄肉の層で
もそれぞれの所期の改善目的に有効であり、したがって
、添加剤の使用量を低減させることができる。

ここに、本発明の要旨は、ポリブテン樹脂からなる多層
プラスチック管であって、０．１〜３．０重量％の黒色
顔料を含む該樹脂からなる厚さ０．０３ｍｍ以上の最外
層と、０．０５〜１．０重量％の酸化防止剤を含む該樹
脂からなる厚さ０．０３圓以上の最内層とを有すること
を特徴とする、耐候性、耐熱水性に優れたポリブテン管
にある。

［作用］ 以下、本発明の詳細な説明する。

本発明は、上述したように、管外面の耐候性を改善する
ために黒色顔料を配合した最外層と、管内面の耐塩素水
性を改善するために酸化防止剤を配合した最内層の少な
くとも二層を有する多層構造のポリブテン管である。こ
の多層構造により黒色顔料と酸化防止剤との直接接触が
避けられ、両者の接触による効果の相殺が防止される。

その結果、本発明により耐候性および耐塩素水性（耐熱
水性）のいずれにも優れたポリブテン管が得られる。

本発明の多層ポリブテン管は、上記の最外層と最内層の
みからなる２層構造でも十分にその効果を発揮すること
ができるが、所望により、その中間に黒色顔料と酸化防
止剤のいずれをも含有しないポリブテンからなる中間層
を介在させた３層構造とすることもできる。この中間層
により、最外層と最内層の界面接触がな′くなり、黒色
顔料と酸化防止剤との接触は完全に阻止される。また、
中間層を介在させることにより、各添加剤の使用量を低
減させることができる。

基材となるポリブテン樹脂としては、市販の成形角のポ
リ−１−ブテン樹脂を利用することができる。このポリ
ブテン樹脂は、ｌ−ブテンの単独重合体のほかに、ｌ−
ブテンと１０モル％以下の他のα−オレフィン（例、エ
チレン、プロピレン、４−メチル−１−ペンテン、ｌ−
ヘキセン、ｌ−オクテンなど）との共重合体、あるいは
これらの単独重合体もしくは共重合体に５０重量％以下
の他のα−オレフィン重合体を混合した混合物をも包含
するものである。ポリブテン樹脂はメルトフローレート
（門ＦＲ，ＡＳＴＭ　Ｄ　１２３８Ｅ）が０．１〜５０
　ｇ　／１０ｗ１ｎの範囲内のものが通常は好ましい。

最外層に添加する黒色顔料としては、ポリブテンに少量
配合した時にその特性を実質的に劣化させない任意の黒
色顔料が使用できる。一般に黒色顔料で着色すると耐候
性が改善されることは従来より知られている。黒色顔料
の具体例としては、カーボンブラック、アニリンブラッ
ク、金属粉顔料などが例示される。中でも、耐候性改善
効果の最も大きいカーボンブラックを使用することが望
ましい。

黒色顔料の添加量は０．１〜３．０重量％である。

黒色顔料の含有量が０．１重量％未満では、着色による
耐候性の向上が不十分である。一方、黒色顔料を３．０
重量％より多量に配合しても、耐候性はそれ以上には改
善されないばかりか、ポリブテン樹脂の脆化が著しくな
る。

この最外層は、ポリブテン樹脂と黒色顔料のみからなる
ことが好ましいが、所望により他の添加剤、例えば酸化
防止剤を配合することできる。ただし、前述したように
黒色顔料の表面活性により他の添加剤の作用は阻害され
、十分な効果は得られない。

黒色顔料が添加されたポリブテン樹脂からなる最外層の
厚さは、０．０３ｍｍ以上あれば光遮蔽効果が十分に得
られ、その内側のポリブテン樹脂を紫外線から有効に保
護することができる。

最内層に添加する酸化防止剤としては、フェノール系や
芳香族アミン系などのラジカル連鎖禁止剤、ならびに有
機メルカプタンや有機スルフィドなどの過酸化物分解剤
を単独使用また２種以上併用することができる。耐塩素
水性に優れたヒンダードフェノール系酸化防止剤が特に
好ましい。

最内層の酸化防止剤の含有量は０ｏ０５〜１．０重量％
とする。酸化防止剤の添加量が０００５重量％未満では
十分な酸化防止効果が得られず、給湯配管として使用し
たときにポリブテン管の耐塩素水性が不足する。一方、
この添加量が１．０重量％を超えると、ポリブテン樹脂
の引張降伏強度が低下する。

前述したように黒色顔料は酸化防止剤の作用を阻害する
ので、最内層には黒色顔料を配合すべきではない。

酸化防止剤を含有する最内層の厚さは、薄いと熱水が管
の内部に浸透し、熱および塩素分により管内部の酸化劣
化が起こり、ポリブテン管本来の性能がｉ員なわれる。

これを防止するために最内層の厚さを０．０３ａｍ以上
とする。

前述したように、場合によっては、黒色顔料を含む最外
層と酸化防止剤を含む最内層との間に、中間層として黒
色顔料と酸化防止剤のどちらも含有しないポリブテン樹
脂からなる層を介在させて、黒色顔料と酸化防止剤との
界面接触をも完全に防止することができる。この中間層
の厚さは特に制限されず、最外層および最内層の各層の
厚みを考慮して、必要な強度を確保するのに十分な厚み
とすればよい。

本発明の多層プラスチック管の各層には、所望により、
防かび剤、発錆防止剤、滑剤、充填剤、染料、熱安定剤
などの各種添加剤を、各層の所期の機能を損なわない範
囲で添加することもできる。

本発明のポリブテン管は、通常の多層パイプ製造用の合
流ダイスを使用し、各層を共押出しする押出成形法によ
り製造するのが有利であるが、その他の製造方法も場合
により採用できる０例えば、最外層が薄い２層管の場合
には、最内層からなる管を押出成形し、その外面に押出
により外層をラミネートすることも可能である。

［実施例］ 本発明による効果を実施例により説明する。

本実施例においては、三井石油化学工業株式会社製ポリ
−１−ブテン単独重合体のナチュラルベレット　（ＭＦ
Ｒ０，４ｇ／１０　ｗｉｎ、　ＡＳＴＭ　Ｄ−１２３８
Ｅ）をポリブテン樹脂として使用した。

黒色顔料としては、チャンネル系カーボンブラック　（
平均粒径２０μ）を用いた。

酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止
剤［２，６−ジー第三ブチル−フェニル−３゜５−ジー
第三ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート　（商品名Ｔ
ｉｎｕｖｉｎ　１２０）］を使用した。

試験材の製作は、ポリブテン樹脂ベレットに各添加剤を
第１表に示す割合で乾式混合し、実施例１〜５および比
較例４〜６は２１Ｗ管製造用の合流環状ダイスを備えた
押出機により全肉厚６＋ｍ、外径６０醜の２層管を押出
成形することにより行った。

押出温度は２００℃、スクリュー回転数は４０ｒｐｍで
あった。実施例６では、ポリブテン単味からなる中間層
を有する、全肉厚６鵡、外径６０−の３層管を押出成形
で製作した。

比較のために、通常の単層管押出成形法により、第１表
に示す６瀾厚の単層ポリブテン管も製作した（比較例１
〜３）。

こうして得られた多層または単層ポリブテン管を用いて
、次に述べる手法で耐熱水性と耐候性、さらには耐衝撃
性を評価した。

（１〉耐熱水性 得られたポリブテン管の試験材を、温度９０°Ｃ１塩素
濃度１００　ｐｐ＋ｗ　、　ｐＨ６〜７に調整した水中
に、この水に空気を１４！／＋＊ｉｎの量で吹込みなが
ら保持して、管の外観を汀視［察し、管の内面の粉化あ
るいは亀裂発生が起こるまでの時間で評価した。

（２）耐候性 得られたポリブテン管の試験材を、兵庫県尼崎市の工場
地帯の建屋屋上に南向き４５度の角度で屋外曝露した後
、ＡＳＴＭ　０６３８の条件（タイプ■ダンベル、引張
速度５０閣／ｍａｎ、引張温度２３℃）による引張試験
を行って、初期の伸び率の５０％の伸び率になるまでの
曝露時間で評価した。

（３）耐衝撃性 得られたポリブテン管の試験材の側面を、ＡＳＴＭＤ２
５６の条件により、２３℃で６０ｋｇ−ｃｍのエネルギ
ーによりアイゾツト衝撃試験を行い、試験材が折れて破
壊するか否かにより評価した。

上記の各試験により得られた結果を、各層の添加剤の配
合割合および肉厚と共に、第１表に併せて示す。

［発明の効果］ 第１表の結果から明らかなように、従来技術により酸化
防止剤のみを配合した単層ポリブテン管（比較例２）で
は、耐熱水性は十分であるが、耐候性が不足している。

またカーボンブラックのみを配合した単層管（比較例１
〉では、耐熱水性が非常に低く、カーボンブラックと酸
化防止剤を同時に配合した単層管（比較例３）も耐熱水
性に劣っている。

これに対して、本発明の多層ポリブテン管はいずれも、
ポリブテン樹脂本来の物性を損なわずに、従来技術では
得られなかった耐候性と耐熱水性とを兼ね備えたもので
ある。

ただし、多層管としても、添加剤の配合量あるいは肉厚
が本発明の範囲外であると、比較例４〜６に示すように
、耐熱水性、耐候性あるいは強度が十分には得られない
。

このように、本発明の多層ポリブテン管は、ポリブテン
管本来の優れた機械的特性を保持したまま、その弱点で
あった耐候性および耐熱水性が改善されており、屋外に
も設置可能な高温水の配管として非常に有用である。

（以下余白）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリ−１−ブテン樹脂からなる多層プラスチック
   管であって、０．１〜３．０重量％の黒色顔料を含む該
   樹脂からなる厚さ０．０３ｍｍ以上の最外層と、０．０
   ５〜１．０重量％の酸化防止剤を含む該樹脂からなる厚
   さ０．０３ｍｍ以上の最内層とを有することを特徴とす
   る、耐候性、耐熱水性に優れたポリブテン管。