JP2000211623A - ポリエチレン含有中空容器の耐燃性向上方法 - Google Patents

ポリエチレン含有中空容器の耐燃性向上方法

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JP2000211623A JP37640699A JP37640699A JP2000211623A JP 2000211623 A JP2000211623 A JP 2000211623A JP 37640699 A JP37640699 A JP 37640699A JP 37640699 A JP37640699 A JP 37640699A JP 2000211623 A JP2000211623 A JP 2000211623A
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ペーター、バウァ
Andreas Haufe
アンドレアス、ハウフェ
Jochim Koch
ヨーアヒム、コッホ
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【解決手段】 ポリエチレン含有の単層または多層構造
の中空容器、特にプラスチック燃料タンクを６０〜１３
５℃で熱処理する。 【効果】ポリエチレンボトルの剛性、応力亀裂抵抗及び
耐熱性が更に改善された。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、６０〜１３５℃で中空容器を熱
処理することによりポリエチレン含有の単層または多層
構造の中空容器、特にプラスチック燃料タンクの耐燃性
を向上させる方法に関する。
【０００２】ポリエチレン（ＰＥ）、特に高密度ポリエ
チレン（ＨＤＰＥ）は、中空容器の押出ブロー成形にき
わめて適している。このような中空容器特有の用途は、
有害液体物質の貯蔵および運搬である。更なる用途はプ
ラスチック燃料タンク（ＰＦＴ）であり、スペースを取
らず軽量化を図れるので自動車内で液体ガソリンまたは
ディーゼル燃料の貯蔵用に使用する。安全性を理由とし
てこのような中空容器には特にその破壊抵抗、衝撃強
さ、および耐燃性に関する高い条件が要求される。この
ような中空容器の耐燃性は燃焼試験、すなわち、タンク
を規定の試験条件下で火炎処理し、漏れが起こるまでの
時間を測定するという試験を行って確認する。
【０００３】少なくとも火事の場合に特に危険にさらさ
れる区域では、タンク壁の厚みを厚くすることによって
特定の形状としてＰＦＴの耐燃性を向上することができ
る。しかしながらタンク壁の厚みを厚くすると、不要に
ＰＦＴの重量が増加してしまい、不利な結果をもたら
す。応力がきわめて局所的に集中するので、これにより
破壊性に逆効果を与えることさえある。それに加えて材
料消費の増加に伴って生産コストが上がり、ブロー成形
の場合は壁の厚みが増すために冷却期間が延長される。
【０００４】したがって壁の厚みを増すことなくポリエ
チレン中空容器の耐燃性を改善する方法がさかんに試み
られてきた。
【０００５】欧州特許公開公報第６４５４００号には、
耐燃性プラスチック燃料タンクの製造用に特殊なエチレ
ンポリマーが開示されている。しかし、その製造には予
備重合と主重合から成る二段階の処理ときわめて特殊な
触媒を必要とする。したがってその方法は不便かつ高価
となる。
【０００６】米国特許第５０２０６８７号は、防炎性、
膨張性材料の補強織物インレーを有するＰＦＴを開示し
ている。しかし、これらの補強はブロー成形に先立って
実施しなければならない。この方法もまた不便かつ高価
であり、構成部分の強度をかなり低下させる結果となり
得る。
【０００７】さらに、欧州特許公開公報第１０６０９９
号およびドイツ特許公開公報第１９６ １７５９２号に
は、たとえばＰＦＴへの防炎コーティングの実施を開示
している。ドイツ特許第１９５０６６２号は、金属箔で
付加的にコーティングしたＰＦＴを開示している。この
種のコーティングは処理工程を追加する必要があるの
で、一般にきわめて高価である。このコーティングのＰ
Ｅへの接着性が低いことは不利であり、結果として事故
の際のまさしくコーティングの効果が絶対的に必要であ
るというときに剥がれることがある。
【０００８】自動車製造において車体重量を軽減するこ
とは一つの目標である。概説した方法によりすでにＰＦ
Ｔの耐燃性を改善することができたとはいえ、その耐燃
性をさらに向上することが依然として要求される。耐燃
性に逆影響を及ぼすことなくＰＦＴの重量を軽くし、ポ
リエチレン含有中空容器の耐燃性をさらに改善する単純
な方法を見出すことが本発明の目的である。
【０００９】ポリエチレンボトルの剛性および応力亀裂
抵抗が熱処理によって改善することは知られている（た
とえば米国特許第３２９３３４１号、同第３５４４６７
３号、Ｒ．Ｓ．Ｓｃｈｏｔｌａｎｄら、Ｐｏｌｙ． ｐ
ｒｅｐ．， Ａｍ． Ｃｈｅｍ． Ｓｏｃ．， Ｄｉｖ．
Ｐｏｌ． Ｓｃｉ． （１９６８）， ９（２）， １２１
９−１２２６を参照のこと）。意外なことに、当業者に
も全く予想外にポリエチレン含有中空容器の耐燃性が特
別な熱処理によってかなり改善されることが判明した。
【００１０】結果的に、ポリエチレン含有の単層または
多層構造の中空容器、特にプラスチック燃料タンクの耐
燃性を向上するために、６０〜１３５℃で熱処理する方
法を見出した。
【００１１】新規な本方法は、少なくとも１つのポリエ
チレン含有層を有する既知の単層または多層構造の中空
容器を使用して実施される。特に、中空容器は有害液体
材料、たとえば特に薬品ビン、運搬コンテナ（ＩＢ
Ｃ）、ドラム缶、タンク、または小缶、特に好ましくは
プラスチック燃料タンクのような、特に可燃性の液体材
料を貯蔵および運搬するために通常使用することができ
る種類のものである。
【００１２】中空容器の壁は１層以上の層から構成さ
れ、少なくとも一層が全重量の少なくとも９０％のポリ
エチレンホモポリマー層またはポリエチレンコポリマー
層から成り得る。
【００１３】ポリエチレンコポリマーのコモノマー含量
は、好ましくは使用されるモノマーの全量の１ ｍｏｌ
％を上回るべきではない。好ましいコモノマーは１−オ
レフィンであり、特に好ましいコモノマーは１−ブテ
ン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、および
１−オクテンである。ポリエチレンはさらに２つ以上の
ポリエチレン成分の混合物であってもよい。ポリエチレ
ンホモポリマーまたはポリエチレンコポリマーはさらに
通常の添加剤および助剤、たとえば有害な処理影響に対
する安定剤、熱的酸化、エージングおよびＵＶの影響に
対する安定剤、染料、有機顔料および無機顔料または、
たとえばポリエチレン中のカーボンブラック分散剤のよ
うな顔料調製剤、帯電防止剤、ワックスまたは特殊な低
分子量潤滑剤を含んでもよい。しかし、添加剤および助
剤の量は材料の総量を基準にして１０重量％、好ましく
は５重量％を上回るべきではない。
【００１４】ポリエチレンホモポリマーまたはポリエチ
レンコポリマーの密度は０．９４〜０．９７ｇ／ｃｍ3
である。好ましくは、その密度は０．９４〜０．９５５
ｇ／ｃｍ3である。ポリエチレンのメルトフローインデ
ックスＭＦＲ １９０／２１．６は、０．５〜２０ ｇ／
１０分である。そのメルトフローインデックスＭＦＲ１
９０／２１．６は、好ましくは2〜1０ ｇ／１０分であ
る。ポリエチレンは、好ましくは２００〜８００ ｋｇ
／モルの重量平均モル質量および５〜８０の多分散度Ｍ
ｗ／Ｍｎを有する。
【００１５】その上の層は、たとえば浸透バリヤー層ま
たは定着剤層でもよい。浸透バリヤー層はたとえば、エ
チレン―ビニルアルコールコポリマー、ポリアミド、ま
たはポリブチレンテレフタレートから製造することがで
きる。定着剤層はたとえば基本的に、エチレンと、ビニ
ルアルコールエステル、（メタ）アクリル酸およびその
エステル、およびメタ（アクリル）酸のニトリルおよび
アミドから成る群から選択されるコモノマーとのコポリ
マーから構成される層であってもよい。
【００１６】中空容器はさらに多数のポリエチレン層お
よび多数の付加層を有してもよい。ＰＦＴの有利な構造
はたとえば、ポリエチレン層−接着剤層−浸透バリヤー
層−接着剤層−粉砕再生層−ポリエチレン層の層構成か
ら成る。
【００１７】この種の多層構造の中空容器は知られてい
て、共押出によって有利に製造される。（たとえば、
Ｗ． Ｄａｕｂｅｎｂｕｃｈｅｌ、「押出しブロー成形
での共押出の使用」、Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅ ８１，
８９４ （１９９１）および「共押出成形したプラスチ
ック燃料タンク」、同上， ８２， ２０１ （１９９
２）を参照のこと）
【００１８】さらに新規な本方法にはバリヤーポリマー
の層が連続層の形態でなく、その代わりにＰＦＴ壁を通
して主に浸透の拡散経路を長くするために迷路のような
構造を形成する中空容器が適している。この種のＰＦＴ
の例としてＳｅｌａｒ（商標名）ＰＦＴｓを挙げること
ができる。
【００１９】表面を、たとえばフッ素化、スルホン化、
プラズマ処理または表面被覆のような、当業者に知られ
ている方法で仕上げをした中空容器を使うことも可能で
ある。最初に記載した中空容器も、防炎コーティングま
たは防炎インレーを特に有利に採用することが可能であ
る。
【００２０】耐燃性を向上するための新規な本方法で
は、上述の中空容器を６０〜１３５℃、好ましくは８０
〜１２０℃で熱処理する。熱処理を経て中空容器の耐燃
性はかなり向上する。処理時間を延長してもそれ以上は
耐燃性が改善されなくなるまで中空容器に有効な熱処理
を実施する。一般的に熱処理時間は０．２５〜３０時間
であり、好ましくは１〜２０時間、特に２〜１５時間で
ある。
【００２１】熱処理温度に達するまで中空容器を加温す
るにはいかなる方法でもよいが、唯一の重要因子は均一
に加温することである。たとえば、熱処理は補助ファン
付乾燥器中で実施してもよい。熱処理工程はブロー成形
処理の直接下流にある乾燥器で有利に実行することがで
き、そうして熱成形した中空容器のエネルギーを熱処理
のためにも利用することができる。しかしながらそれは
別の工程でも実行できる。たとえば、熱処理は必要とな
る可能性があるなんらかの、ライン外のフッ素化に伴う
処理工程で実行することができる。この場合、タンクは
直接フッ素化チャンバー内で熱処理する。さらにＰＦＴ
を自動車に搭載する直前の現場で、ＰＦＴを不完全に
か、部分的に完全にか、または充分に完全に熱処理する
ことも可能である。
【００２２】このように処理された中空容器の耐燃性
は、たとえばＤＩＮ ５４ ８３７に従って燃焼室内で火
炎処理することによって決まるが、意外にも未処理の中
空容器と比較してかなり耐燃性が向上する。新規な本方
法に特有の利点は、特別なＰＥポリマーを使う必要がな
く、その代わりに市販の丈夫なＰＥポリマーから中空容
器を製造できることである。
【００２３】以下の試験は、実施例により本発明を説明
するためのものであり、発明の範囲を限定するものでは
ない。
【００２４】測定パラメーターは、次のように決定し
た。
【００２５】
【表１】
【００２６】比較例１−２（実施例４−６） 実験のために、Ｌｕｐｏｌｅｎ（商標名）４２６１ Ａ
Ｃ製の３００ ｍｌの容量の丸底テストボトルを（ρ ＝
０．９４５ ｇ／ｃｍ3； ＭＦＲ １９０／２１．６ ＝
６．０）Ｋｒｕｐｐ−Ｋａｕｔｅｘ Ｖ８ブロー成形装
置で製造した。ボトル壁の厚さは、０．８、１．５、ま
たは２．０ ｍｍであった。各種ボトルのいくつかは、
乾燥室で１７時間、熱処理した。それぞれの場合におい
て、１１０℃で１５時間熱処理した１０個のボトルと、
１０個の対応する未処理のボトルは、いかなるサイズの
水滴もテストボトルの内壁に付着するのを防ぐために少
量の石鹸溶液を加えた１５０ ｍｌの水（２０℃）で満
たした。水を満たしたボトルは、ＤＩＮ ５４ ８３７に
従って、水を満たしたボトルの下部に４５°の角度で火
炎をあて、燃焼室で熱処理した。火炎の接点はボトル基
部より３０ ｍｍ上であった。使用した耐燃性基準は、
孔があくまでの時間とし、これらの孔が水を満たしたレ
ベルの下か、または上であるかは区別しなかった。表１
は、未処理および熱処理したボトルの測定値を各場合に
おける１０個の測定値の平均として示す。
【００２７】
【表２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 23:00 Ｂ２９Ｌ 22:00 (72)発明者 ギュンター、プフィルマン ドイツ、67069、ルートヴィッヒスハーフ ェン、オスレー、ヴェーク、38 (72)発明者 ペーター、バウァ ドイツ、67071、ルートヴィッヒスハーフ ェン、エーリヒ−ケストナー−シュトラー セ、13 (72)発明者 アンドレアス、ハウフェ ドイツ、67069、ルートヴィッヒスハーフ ェン、ホルスト−ショルク−シュトラー セ、13 (72)発明者 ヨーアヒム、コッホ ドイツ、67278、ボッケンハイム、ゲネラ ル−クルマー−シュトラーセ、11

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 単層または多層構造であり、少なくとも
    一層が、その層の全重量に対し少なくとも９０重量％
    の、密度が０．９４〜０．９７ ｇ／ｃｍ3でメルトフロ
    ーインデックス ＭＦＲ １９０／２１．６が０．５〜２
    ０ ｇ／１０分であるエチレンホモポリマーまたはエチ
    レンコポリマーを含有する中空容器の耐燃性を向上する
    方法であって、中空容器に６０〜１３５℃の熱処理を施
    すことを特徴とするポリエチレン含有中空容器の耐燃性
    向上方法。
  2. 【請求項２】 熱処理の持続時間が０．２５時間から３
    ０時間である請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 中空容器がプラスチックの燃料タンクで
    ある請求項１または２記載の方法。
JP37640699A 1998-12-08 1999-12-08 ポリエチレン含有中空容器の耐燃性向上方法 Pending JP2000211623A (ja)

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