JP2016527102A - パイプ用酸素バリアフイルム - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L58/00—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation
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- F16L58/181—Protection of pipes or pipe fittings against corrosion or incrustation specially adapted for pipe fittings for non-disconnectible pipe joints
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Abstract
Description
a)60〜100質量%のLLDPEおよび0〜40質量%のLDPEを含む層、
b)第1の結合層、
c)極性酸素バリア層、
d)第2の結合層、および
e)60〜100質量%のLLDPEおよび0〜40質量%のLDPEを含む層、
を備えたものである、アセンブリを提供する。
本発明の文脈において、「多層」フイルムにより、そのフイルムが、少なくとも5層、例えば、5層、6層、7層、8層、9層、10層、11層または12層を備えることを意味する。生産を容易にするために、多層フイルムにおける層の総数が奇数であることが好ましく、例えば、多層フイルムの層の総数は、5、7、9または11である。
本発明の多層フイルムは、当該技術分野で公知のどの方法により調製してもよい。多層構造は、例えば、インフレーション共押出法(例えば、「Film Extrusion Manual」、(TAPPI PRESS, 2005年 ISBN 1-59510-075-X, Editor Butler, 413-435頁)に開示されているような)によって調製してよい。
層a)は、要求される可撓性および伸縮性をフイルムに与えるのに寄与する。層a)は、5層フイルム構造においてフイルムの外面を形成する。他の実施の形態において、1つ以上のさらに別の層を層a)上に設けてもよい。
LDPE、HDPEおよびLLDPEの製造工程が、Andrew Peacock著のHandbook of Polyethylene (2000年; Dekker; ISBN 0824795466)の43〜66頁に纏められている。触媒は、チーグラーナッタ触媒、フィリップス触媒およびシングルサイト触媒を含む、3つの異なる下位分類に分類することができる。後者の分類は、様々な部類の化合物の一群であり、その内の1つにメタロセン触媒がある。上記Handbookの53〜54頁に説明されているように、チーグラーナッタ触媒により製造されたポリマーは、有機金属化合物またはI〜III族金属の水素化物の、IV〜VIII族遷移金属の誘導体との相互作用により得られる。(修飾)チーグラーナッタ触媒の一例に、四塩化チタンおよび有機金属化合物のトリエチルアルミニウムに基づく触媒がある。メタロセン触媒とチーグラーナッタ触媒との間の違いは、活性部位の分布である。チーグラーナッタ触媒は、不均一系であり、多くの活性部位を有する。その結果、これらの異なる触媒により製造されたポリマーは、例えば、分子量分布およびコモノマー分布に関して、異なる。
層a)は一般に非極性であり、層c)は一般に極性である。層b)は、非極性の層a)と極性の層c)を貼り付ける機能を持つ。
層c)がエチレンビニルアルコールコポリマー(EVOH)を含むことが好ましい。ここでは、EVOHは、エチレン含有量が20から60モル%の鹸化エチレン酢酸ビニル系コポリマーであると理解される。
前記フイルムは、パイプに隣接したフイルムの表面、すなわち、フイルムの内面に設けられた付着層f)をさらに備えてもよい。言い換えれば、付着層f)が、層a)の上面に存在してもよい。フイルムは、層f)がパイプに接触して、パイプに施されている。層f)は、フイルムのパイプへの接着、およびフイルム間の接着を改善する。
EVAは、エチレンと、3%から90%のビニルエステルおよび残りの量のエチレンからなるビニルエステルC2-6脂肪族カルボン酸とのコポリマーである。そのビニルエステルが酢酸ビニル(VA)であることが好ましい。酢酸ビニルの質量パーセントが10から40%であることが好ましく、残りはエチレンである。酢酸ビニルの質量パーセントが12から29%であることがより好ましく、残りはエチレンである。適切なEVAが、例えば、Dow、ExxonMobil、VersalisおよびArkemaから市販されている。
ポリイソブチレン(PIB)はイソブチレンのポリマーである。適切なポリイソブチレンが、例えば、米国特許第6730739号明細書に記載されている:二重結合が主にα位にあるイソブチレンのホモポリマー。適切な例に、PolytechsのPW60がある。
本発明の枠組み内で、プラストマーは、エチレンと、4から8の炭素原子を有するアルファオレフィンコモノマーとのコポリマーであって、アルファオレフィンコモノマーがプラストマーの約2.5モル%から約13モル%の量で存在し、エチレンが、密度が0.915g/cc以下のプラストマーの約97.5モル%から約87モル%の量で存在し、かつその密度を0.865g/cc未満の値まで減少させないような量に制限される、コポリマーを意味する。
前記フイルムは、層f)と反対のフイルムの表面、すなわち、フイルムの外面に設けられた剥離層g)をさらに備えてもよい。
前記フイルムは、層e)と層f)との間に1つ以上の層をさらに備えてもよい。代わりに、または加えて、前記フイルムは、層a)と層g)との間に1つ以上の層をさらに備えてもよい。層e)と層f)との間および層a)と層g)との間にさらに他の層が存在することは、添加剤は異なる層に加えてよいので、1つの層中のUV安定剤などの任意の添加剤の量が減少するであろうという点で都合よいであろう。
前記フイルムの厚さは、例えば、10から100μm、例えば、20から50μmであってよい。そのフイルムの厚さが20から25μmであることが好ましい。層c)の厚さが1から10μmであることが好ましい。本発明の多層フイルムの厚さが原則的に重要ではない場合、他の層の厚さは、例えば、5から20μmであってよい。本発明の多層フイルムにおける全ての層が同じ厚さを有する必要はない。例えば、製造工程の安定性を増加させるために、多層フイルムにおける1つ以上の層が、他の層よりも厚くてもよい。
各層は、多層フイルムの特定の用途に応じて、例えば、充填剤、酸化防止剤、顔料、(UV)安定剤、帯電防止剤およびポリマーなどの他の添加剤を適量含有してもよい。典型的に、添加剤は層中に、その層に基づいて、10から10000ppmの量、例えば、100から5000ppmの量で存在してよい。したがって、本発明は、1つ以上の層が1種類以上の添加剤をさらに含む多層フイルムにも関する。
インフレーション共押出プロセスにより調製された5層の多層酸素バリアフイルムであって、以下の順序で、
a)85〜99質量%のLLDPEおよび1〜15質量%のLDPEを含む層、
b)第1の結合層、
c)極性酸素バリア層、
d)第2の結合層、
e)85〜99質量%のLLDPEおよび1〜15質量%のLDPEを含む層、
を備えた多層酸素バリアフイルム。
a)LLDPEからなる層、
b)第1の結合層、
c)極性酸素バリア層、
d)第2の結合層、
e)LLDPEからなる層、
を備えた多層酸素バリアフイルム。
g)60〜85質量%のLLDPEおよび15〜40質量%のLDPEを含む剥離層、
a)LLDPEからなる層、
b)第1の結合層、
c)極性酸素バリア層、
d)第2の結合層、
e)LLDPEからなる層、
f)30〜50質量%のLLDPE、40〜60質量%のEVAおよび5〜15質量%のPIBを含み、LLDPE、EVAおよびPIBの合計が95〜100質量%である付着層、
を備えた多層酸素バリアフイルム。
g)60〜85質量%のLLDPEおよび15〜40質量%のLDPEを含む剥離層、
a)LLDPEからなる層、
b)第1の結合層、
c)極性酸素バリア層、
d)第2の結合層、
e)50〜75質量%のLLDPE、10〜30質量%のLDPEおよび1〜10質量%のPIBを含み、LLDPE、LDPEおよびPIBの合計が95〜100質量%である層、
f)30〜50質量%のLLDPE、40〜60質量%のEVAおよび5〜15質量%のPIBを含み、LLDPE、EVAおよびPIBの合計が95〜100質量%である付着層、
を備えた多層酸素バリアフイルム。
g)少なくとも915kg/m3かつ930kg/m3未満の密度を有する第1のタイプのLLDPEを60〜80質量%、少なくとも930kg/m3かつ多くとも940kg/m3の密度を有する第2のタイプのLLDPEを20〜40質量%含むLLDPEの混合物からなる剥離層、
a)LLDPEからなる層、
b)第1の結合層、
c)極性酸素バリア層、
d)第2の結合層、
e)LLDPEからなる層、
f)90〜99質量%のLLDPEおよび1〜10質量%のプラストマーを含む付着層、
を備えた多層酸素バリアフイルム。
前記多層フイルムを外面に設けるべきパイプが、ポリブチレン(PB)、架橋ポリエチレン(PEX)、高温用(Raised Temperature resistance)ポリエチレン(PERT)およびポリプロピレン(PP)からなる群より選択されるポリマーから製造されることが好ましい。パイプがポリブチレンから製造されることが最も好ましい。パイプ、特に、加熱装置用のパイプに使用するためのこれらのポリマーは、当該技術分野において周知であり、例えば、David A. WilloughbyによるPlastic Piping Handbook, The McGraw-Hill Companies, Inc, ISBN: 9780071359566に記載されている。
パイプを提供する工程、および
フイルムを引っぱりながら、パイプの周りにそのフイルムを巻き付けて、アセンブリを形成する工程、
を有してなる方法に関する。
本発明によるアセンブリを2つ提供する工程、
それらのアセンブリの各々からフイルムを部分的に除去して、それらのアセンブリの各々に裸の縁部分を提供する工程、および
それら2つのアセンブリの裸の縁部分を溶接する工程、
を有してなる方法に関する。
フイルム構造の層を提供するために、30L/Dのバリアスクリューを有するΦ90/70/50/45/50/70/90mmの押出機を備えた7層の共押出インフレーションフイルムラインで、7層フイルムをいくつか製造した。それらのフイルムの厚さは28μmであった。そのラインには、IBCを有するΦ400mmのダイ、2mmのダイ間隙、反転引取り、冷却空気、厚さプロファイル測定装置および連続巻き取り機が設けられていた。280kg/時の全処理量および3.5のブローアップ比(BUR)を一定に維持した。バレル温度プロファイルは、供給区域での40℃からダイでの200℃まで昇温させた。
流延技術により調製した5層フイルムを使用して、実施例2を行った。フイルムの可撓性および弾性を再び検査する(室温でのPBパイプの曲げおよび熱力学サイクル)ために、EVOH層の厚さを7μmまで増加させた。
5層のフイルムを流延技術により製造する。フイルムの総厚は23μmである。表3に示されたフイルム構造の層を提供するために、30L/Dのバリアスクリューを有するΦ70/50/45/50/70mmの押出機を備えたダイで流延フイルムを製造する。このラインには、Φ1500mm幅のダイ、0.8mmのダイ間隙、冷却水の温度が25℃に設定されたΦ800mmの第1の冷却ロール、冷却水の温度が20℃に設定されたΦ400mmの第2の冷却ロール、厚さプロファイル測定装置および接触式巻き取り機が設けられている。300kg/時の全処理量を一定に維持する。バレル温度プロファイルは、供給区域での50℃からダイでの220℃まで昇温させる。
ISO17455:2005にしたがって決定して1.8mg/m2・24時間・バール以下の酸素透過性を得るために、80℃の水を収容するパイプの周りに酸素バリアフイルムを設けることが望ましい。80℃の水を収容する公称直径16mm(2.2mmの壁厚)のパイプを採用して、そのような酸素透過性を得るのに必要な、パイプの周りの巻数を、表4に示された層厚を有する4つのフイルムについて計算する。
Claims (15)
- 多層酸素バリアフイルムにより取り囲まれたパイプのアセンブリであって、該多層酸素バリアフイルムが、以下の順序に、
a)60〜100質量%のLLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)および0〜40質量%のLDPE(低密度ポリエチレン)を含む層、
b)第1の結合層、
c)極性酸素バリア層、
d)第2の結合層、および
e)60〜100質量%のLLDPEおよび0〜40質量%のLDPEを含む層、
を備えたものであり、
前記パイプが前記層a)よりも前記層e)により近いことが好ましい、アセンブリ。 - 前記層c)がEVOH(エチレンビニルアルコールコポリマー)を含み、該層c)中のEVOHが少なくとも60質量%であることが好ましい、請求項1記載のアセンブリ。
- 前記層b)および/または前記層d)が、酸または酸無水物官能基を有する官能化ポリオレフィンを含む、請求項1または2記載のアセンブリ。
- 前記フイルムが5層構造を有する、請求項1から3いずれか1項記載のアセンブリ。
- 前記フイルムがインフレーション共押出プロセスにより調製され、前記層a)および前記層e)の各々が、1〜15質量%、好ましくは5〜15質量%の量でLDPEを含む、請求項4記載のアセンブリ。
- 前記フイルムが流延法により調製され、前記層a)および前記層e)の各々が、少なくとも99質量%のLLDPEを含み、LLDPEからなることが好ましい、請求項4記載のアセンブリ。
- 前記フイルムが、前記パイプに隣接した前記フイルムの表面に設けられた付着層f)および該付着層f)の反対の該フイルムの表面に設けられた剥離層g)をさらに備えた、請求項1から3いずれか1項記載のアセンブリ。
- 前記フイルムがインフレーション共押出プロセスにより調製され、
前記層f)がLLDPEおよびEVA(エチレン酢酸ビニル)および/またはPIB(ポリイソブチレン)を含み、
前記層g)が60〜85質量%のLLDPEおよび40〜15質量%のLDPEを含む、請求項7記載のアセンブリ。 - 前記フイルムが流延法により調製され、
前記層f)がLLDPEおよびプラストマーを含み、
前記層g)が、少なくとも915kg/m3かつ930kg/m3未満の密度を有する第1のタイプのLLDPEおよび少なくとも930kg/m3かつ多くとも940kg/m3の密度を有する第2のタイプのLLDPEを含む、請求項7記載のアセンブリ。 - 前記層c)の厚さが2から4μmであり、前記フイルムの全層厚が20から25μmであることが好ましい、請求項1から9いずれか1項記載のアセンブリ。
- 前記パイプが、ポリブチレン(PB)、架橋ポリエチレン(PEX)、高温用ポリエチレン(PERT)およびポリプロピレン(PP)からなる群より選択されるポリマー、好ましくはポリブチレン(PB)から製造された、請求項1から10いずれか1項記載のアセンブリ。
- 請求項1から11いずれか1項記載のアセンブリを製造する方法であって、
前記パイプを提供する工程、および
前記フイルムを引っぱりながら、前記パイプの周りに該フイルムを巻き付けて、前記アセンブリを形成する工程、
を有してなる方法。 - 溶接パイプを備えた加熱装置を製造する方法であって、
請求項1から11いずれか1項記載のアセンブリを2つ提供する工程、
前記アセンブリの各々から前記フイルムを部分的に除去して、該アセンブリの各々に裸の縁部分を提供する工程、および
前記2つのアセンブリの前記裸の縁部分を溶接する工程、
を有してなる方法。 - 前記アセンブリの溶接部分の周りに前記フイルムを巻き付ける工程をさらに有する、請求項13記載の方法。
- パイプ、好ましくは加熱装置用のパイプのための酸素バリアフイルムとしての多層フイルムの使用であって、該フイルムが、以下の順序に、
a)60〜100質量%のLLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)および0〜40質量%のLDPE(低密度ポリエチレン)を含む層、
b)第1の結合層、
c)極性酸素バリア層、
d)第2の結合層、および
e)60〜100質量%のLLDPEおよび0〜40質量%のLDPEを含む層、
を備えたものである、使用。
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