JPS602176B2 - ポリオレフイン裏打ち鋼管の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリオレフィンで裏打ちされた鋼管の製造方法
に関するものであり、特に最尺管の裏打ちをするのに好
適な製造方法に関するものである。

従来裏打ち鋼管は熱膨径性架橋ポリオレフィンパィプを
鋼管内に挿入して複合管とし、該複合管の一端から池端
方向に順次加熱することにより前記架橋ポリオレフィン
パィプを熱側彰釜して鋼管内に密着せしめることにより
製造されてきた。

しかしながらこの製造方法においては複合管の一端から
他端まで順次均一かつもれなく加熱する必要があり、該
処理は非常に手間がかかりかつ面倒である。又鋼管が架
橋ポリオレフィンバィプより長い場合には該架橋ポリオ
レフィンパィプ同志を熱融着等の方法によって接続する
必要があるが、該管は共に架橋ポリオレフィンであるた
め接着強度が弱く、加熱膨径時に融着部が破断したり、
長期間使用している間にクリープ劣化を生じ融着部から
損傷してくる等の欠点があった。本発明の目的は裏打ち
が非常に簡単にできかつ裏打ち用のパイプが加熱膨径の
際に融着部が破断したり長期間使用している間にクリー
プ劣化を生じ融着部から損傷してくる等の欠点を有さず
、さらに、耐熱性、耐候性、耐有機溶剤性の優れたポリ
オレフィン裏打ち鋼管の製造方法を提供することにある
。即ち本発明の要旨は、一般式ＲＲ′ＳｉＹ２（式中Ｒ
はケイ素−炭素結合によってケイ素に結合する、炭素、
水素および場合によっては酸素からなる１価のオレフィ
ン性不飽和基を表わし、Ｙは６個より少ない炭素原子を
有するアルコキシ基、アルコキシアルコキシ基およびア
シロキシ基および１４個よりも少ない炭素原子を有する
オキシム基から選ばれた加水分解しうる有機基を表わし
、そしてＲ′は脂肪族性不飽和のない１価の炭化水素基
、前記Ｒ又は前記Ｙを表わす）で表わされるシランＺが
ポリエチレン、エチレンと、プロピレン、プチレンおよ
びへキセンー１の群より選ばれた一種又は二種以上の少
量割合量のモノマーとの共重合体又は塩素化ポリエチレ
ンと化学的に結合した変性ポリオレフィンと、シラノー
ル縮合触媒とからなＪる未架橋のパイプを鋼管内に挿入
し、該パイプ内に水蒸気又は熱水を注入し加熱加圧する
ことにより該パイプを架橋させると共に上記鋼管の内面
に密着することを特徴とするポリオレフィン裏打ち鋼管
の製造方法に存する。

２本発明において使用される変性
ポリオレフィンとは一般式ＲＲ′ＳｉＹ２で表わされる
シランが化学的に結合されたポリオレフィンを意味し、
上記ポリオレフインとしては、ポリエチレン、エチレン
と、ピロピレン、ブチレンおよびへキセン−１の群より
選ばれた一種又は二種以上の少量割合（５０重量％以下
の）量のモノマーとの共重合体、塩素化ポリエチレン等
があげられ、該樹脂は単独で使用されても良く、混合し
て使用されても良い。上記ポリオレフィンに化学的に結
合されるシラ３ンは一般式ＲＲ′ＳｉＹ２で表わされ、
式中Ｒはケイ素−炭素結合によってケイ素に結合する、
炭素、水素および場合によっては酸素からなる１価のオ
レフィン性不飽和基を表わし、たとえばピニル基、アリ
ル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基、シ３クロベン
タジェニル基、シクロヘキサジェニル基、ＣＨ２＝Ｃ（
ＣＨ２）ＣＯＯ（ＣＨ２）３ 一、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ２
）ＣＯＯＣＱＣ日２０（ＣＨ２）３ −およびＣ比＝Ｃ
（ＣＨ３）ＣＯＯＣ比ＣＨ２０Ｃ伍ＣＨ（ＯＨ）Ｃ比○
（ＣＨ２）３一等があげられ、特にビニル基子が好適で
ある。又Ｙは６個より少ない炭素原子を有するアルコキ
シ基、アルコキシアルコキシ基およびアシロキシ基およ
び１４個よりも少ない炭素原子を有するオキシム基のう
ちから選ばれた加水分解をしうる有機基を示し、たとえ
ばメトキシ基、ェトキシ基、ブトキシ基、ホルミロキシ
基、アセトキシ基、、プロピオノキシ基、一ＯＮ＝Ｃ（
ＣＨ３）２ 、一ＯＮ＝Ｃ（Ｃ比）Ｃ２日５、一ＯＮ＝
Ｃ（Ｃ４日５）２ 等があげられる。

Ｒ′は脂肪族性不飽和のない１価の炭化水素基、前記Ｒ
又は前記Ｙを示し、脂肪族性不飽和のない一価の炭化水
素基の例としてはたとえばメチル基、エチル基、プロピ
ル基、テトラデシル基、オクタデシル基、フェニル基、
ベソジル基、トリル基等があげられる。

そして上記シランは好ましくは式ＲＳｉＹ５の構造を有
しかつ３個の加水分解しうる有機基を含有するものであ
り、ビニルトリェトキシシランおよびビニルトリメトキ
シシランが最も好適に用いられる。

又加水分解しうる基を２個しか含有しないシラン、たと
えばビニルメチルジエトキシシラン、ビニルフェニルジ
メトキシシランも好適に用いられる。そしてシランは前
記ポリオレフィン１００重量部に対して０．１〜２の重
量部、特に好ましくは０．５〜１０重量部用いられる。

前述のポリオレフィンは上記シランがグラフトされ、変
性ポリオレフィンとなされるのであるが、該グラフト化
は公知のいかなる方法が用いられてもよいが、たとえば
英国特許第１２８６４６び号‘こ記載されているように
前述のポリオレフィンと上記シランに１４０℃以上の温
度においてポリオレフィンに遊離ラジカル位置を発生さ
せ得る化合物を添加し１４０午○以上に加熱することに
より合成される。

上記化合物としては１４０００以上の温度において６分
以下の半減期を有するものが用いられ、たとえばジクミ
ルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキサィド、アゾビ
スィソブチロニトリル等があげられる。

本発明において使用されるシラノール縮合触媒とは、水
の存在下にケイ素と結合している加水分解性のアルコキ
シ基、アルコキシアルコキシ基、アシロキシ基、オキシ
ム基等を除去し、シロキサン結合を促進する作用を有す
るものであって、たとえばジプチル錫ジラウレイト、ジ
ブチル錫ジオクテイト、ジブチル錫ジアセテイト、オク
タン酸錫、オレィン酸錫、２ーェチルヘキサン酸亜鉛、
ナフテン酸コバルト、オクタン酸コバルト、２−エチル
ヘキサン酸鉄等のカルポン酸の金属塩、チタン酸ビス（
アセチルアセトニル）ジーイソプロピル、ジイソプロポ
キシチタニウムジ（エチルアセトアセテイト）、チタン
酸テトラブチル、チタン酸テトラノニル、チタン酸エチ
レングリコール等のチタニウムキレート化合物あるいは
チタン酸アルキルおよびジルコン酸テトラプチル等のジ
ルコン酸アルキル等の有機金属化合物、エチルアミン、
ヘキシルアミン、ジブチルアミン、ピベリジン、エチレ
ンジアミン、Ｐートルエンスルホン酸、酢酸等の有機塩
基及び有機酸等があげられ、そしてジブチル錫ジアセテ
イト、ジブチル錫ジラゥレィト等の有機錫化合物が特に
好適に用いられる。

該シラノール縮合触媒は変性ポリオレフィン１００重量
部に対し０．０１〜５重量部の範囲で使用されるのが好
ましい。前述の変性ポリオレフィンとシラノール縮合触
媒とは組成物となされ、未架橋のパイプに形成されるの
であるが、該成形方法はなんら限定されるものではなく
、公知のいかなる方法が採用されても良いが、たとえば
パイプ金型の設置された一額押出機に前記の組成物が供
給され加熱押出し１こよりパイプが成形されるものであ
る。

なおパイプ成形の際、成形・性の向上等のために一般に
パイプの成形の際に添加されている糟剤、安定剤、顔料
、充填材等が加えられても良い。

又該パイプはシラン変性ポリオレフィンとシラノ−ル縮
合触媒よりなるので該パイプは未架橋であるが水分があ
ると架橋が進行するので、該パイプの保存には水分を遮
断しておく必要がある。次に得られた未架橋のパイプは
鋼管内に挿入されるのであるが、本発明において挿入方
法はなんら限定されるものでもなく、公知のいかなる方
法が採用されても良いが、たとえば該パイプが鋼管の内
壁に密着するように鋼管の内径よりもやや大きい外径を
有する該パイプを該パイプの軟化温度より高くかつ流動
温度より低い温度に加熱して、髄万向に延伸して、該鋼
管の内径よりもやや小さい外径に縮怪し冷却個定して挿
入する方法あるいは鋼管の内径よりもやや大きい外径を
有する該パイプを該鋼管の内径よりも小さく折りたたん
で挿入する方法が好適に採用される。

又上記パイプより鋼管の方が長い際には上記処理の前に
該パイプ同志が接続されなければならないが該接続はバ
ット融着法等公知の融着方法が採用され得る。

本発明においては次に該未架橋のパイプ内に水蒸気ある
いは熱水が注入され加熱加圧されることにより該パイプ
は努薪喬すると共に鋼管の内面に密着されるのである。

該処理により前記延伸されたパイプは収縮膨摩し、又折
りたたまれたパイプは折りたたむ前のパイプにもどるた
め該パイプは架橋された状態で鋼管の内壁に密着して裏
打ちされるのである。尚、本発明においては鋼管とパイ
プとの密着性をよりよくするために、あらかじめパイプ
の外面に接着剤層が設けられてもよい。このタ接着剤と
してはホットメルト型のものが好ましく、例えばエチレ
ンーアクリル酸共重合体、エチレン一酢酸ビニル共重合
体等を主成分とする公知のホットメルト型接着剤があげ
られる。該処理条件はなんら限定されるものではなく、
０前記変形されたパイプが鋼管に完全に密着しかつ変性
ポリオレフインが完全に架橋するように設定されればよ
く、圧力は１．０ｋ９／係、〜７ｋ９／仇さらに好まし
くは１．５ｋ９／塊〜５．０ｋ９／の、温度は該変性ポ
リオレフィンの軟化温度より高くかつ流動夕温度より低
い温度、そして処理時間は３分〜６粉ごに設定されるの
が好ましい。

本発明においては上述の加熱膨径の終了後冷却されるが
冷却方法はなんら限定されるものではなく公知のいかな
る方法が用いられてもよいが、た０とえば水蒸気あるい
は熱水の注入を停止し水蒸気や熱水を抜き出しながら、
常温の圧縮空気を送りこんで冷却する方法が採用されて
よい。

本発明のポリオレフィン裏打ち鋼管の製造方法は上述の
ような構成からなるもので、変性ポリオタレフィンより
なるパイプ同志を接合する際には、該変性ポリオレフィ
ンは未架橋であり、熱融着することにより非常に強固に
融着され、鋼管に挿入したり、加熱膨蓬する際に葛虫着
部が破断することもなく、又膨怪後は変性ポリオレフィ
ンが架橋す０るので融着部も架橋これさらに強固に接続
され長時間使用している間にクリープ劣化を生じ融着部
から損傷してくる等の可能性も全くないのである。

又変性ポリオレフィンよりなる未架橋のパイプは鋼管内
に挿入され、該パイプ内に水蒸気あるいは熱水を注入、
加熱するだけで架橋が行なわれて架橋ポリオレフィンと
なり、又、パイプの膨径も簡単に行い得るのであるから
本発明による架橋ポリオレフィン裏打ち鋼管の製造は非
常に簡単であり、又地下に埋設されたガス供給管や水道
管等を内面裏打ちして補修することも非常に簡単かつ経
済的にできるのである。

次に本発明の製造方法の実施例について説明する。

なお以下「部」とあるのは「重量部」を意味Ｚする。実
施例 高密度ポリエチレン １０碇部（密
度０．９５７ｇ／の、メルトィンデックス７‐〇）
Ｊビニルトリェトキシ
シラン ２部ジクミルパーオキサイド
０．安部上記組成の配合物を均一に分散せしめ
、口径４仇舷の一軸押出機に供給し、１８０Ｑ０で押し
出して変性ポリオレフィンのべレット風を得た。

２高密度ポリエチレン １
０碇都（密度０．９５７ｇ／の、メルトインデツクス７
‐〇）ジブチル錫ジラウレィト ２碇
部次に上記組成の配合物を同様にしてべレット｛Ｂ｝を
２得た。

べレツト凶 ９碇部 べレツト｛Ｂ１ １碇部 次に上記組成の配合物を口径６５側の一鞠押出機に供給
し、温度１９０００で２０ｋ９／ｈｒの押出量で外径８
１３肌、肉厚６肋の変性ポリエチレンパイプを得た。

該パイプに長さ方向に約２０％延伸し外径７２側の延伸
変性ポリエチレンパイプを得、粒ｈの長さに切断した。
該パイプの熱キシレン法による架橋率は０％であった。
３上述の方法により得られ
た延伸変性ポリエチレン／ぐィプを長さ５皿の鋼管（Ｓ
ＧＰ８０Ａ）に裏打ちした。まず該パイプ７本をバット
費虫着法により葛虫着して長さ５８ｈのパイプを得た。

なお該バット葛虫着法４の融着条件は加熱温度２１０ｏ
ｏ、加熱時間４０秒で圧着後６の砂放冷した後融着指具
を取外した。次に得られた長さ５６ｈのパイプを鋼管の
中に挿入し該パイプの一方の口に凝集水排出口を設けも
う一方の口に蒸気および圧縮空気の注入装置を装着し、
該装置よりゲージ圧力３ｋ９／洲の水蒸気を２び分間吹
き込み該パイプを膨摩した。そして水蒸気の吹き込み停
止と同時に５ｋ９／地の圧縮空気を３時間注入し冷却し
て肉厚６側の変性架橋ポリエチレンパイプで裏打ちされ
た鋼管が得られた。なお水蒸気吹き込み中の吹き込み口
の温度は約１３０ｑ○であった。

又加熱岬鞍蓬後の変性ポリエチレンの架橋率は熱キシレ
ン法により６０％であった。

又該変性ポリエチレンパイプの融着部と非融着部の物理
強度は第１表に示すとうりであり融着部と非融着部の物
理強度の差は殆んどなかった。なお測定時の引張速度は
５仇帆／ｍｉｎであった。第１表又架橋率は熱キシレン
法で測定したが、該法はキシレン中に試料を浸潰し、沸
点（１４０ｑｏ）で２４時間抽出する方法であり、次式
により架橋率を計算した。

架橋率（％）：柚畠電請妻鞍馨夢量雲量Ｘ・〇。

次に、参考のため上記において押出機で押出すことによ
り得られたパイプにつき、架橋後融着したものと、融着
した後架橋ちたものとの物理的性質を第２表に示した。
第２表より融着後架橋したものは融着部と非融着部の差
はなくなっているが、架橋後融着したものは融着力が弱
く伸びも少なく簡単に破断することが明らかである。第
２表

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一般式ＲＲ′ＳｉＹ＿２（式中Ｒはケイ素−炭素結
   合によってケイ素に結合する、炭素、水素および場合に
   よっては酸素からなる１価のオレフイン性不飽和基を表
   わし、Ｙは６個より少ない炭素原子を有するアルコキシ
   基、アルコキシアルコキシ基およびアシロキシ基および
   １４個よりも少ない炭素原子を有するオキシム基から選
   ばれた加水分解しうる有機基を表わし、そしてＲ′は脂
   肪族性不飽和のない１価の炭化水素基、前記Ｒ又は前記
   Ｙを表わす）で表わされるシランがポリエチレン、エチ
   レンと、プロピレン、ブチレンおよびヘキセン−１の群
   より選ばれた一種又は二種以上の少量割合量のモノマー
   との共重合体又は塩素化ポリエチレンと化学的に結合し
   た変性ポリオレフインと、シラノール縮合触媒とからな
   る未架橋のパイプを鋼管内に挿入し、該パイプ内に水蒸
   気又は熱水を注入し加熱加圧することにより該パイプを
   架橋させると共に上記鋼管の内面に密着することを特徴
   とするポリオレフイン裏打ち鋼管の製造方法。 ２ パイプが熱融着により接続された長尺パイプである
   特許請求の範囲第１項記載の製造方法。 ３ パイプが軸方向に延伸されたものである特許請求の
   範囲第１項又は第２項記載の製造方法。 ４ パイプが鋼管の内径よりも小さく折りたたまれたも
   のである特許請求の範囲第１項又は第２項記載の製造方
   法。