JP2008528767A - ポリエチレンパイプをパッチ当てするシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
プラスチック配管に対する接着剤として有用なフィルム複合体が記述される。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
関連出願への相互参照
本出願は、2005年1月31日に出願された“ポリエチレンパイプをパッチ当てするシステム及び方法”という表題の米国仮出願第60/648,573号の利益を主張するものであり、その内容は全体が本明細書中に含まれる。
本出願は、2005年1月31日に出願された“ポリエチレンパイプをパッチ当てするシステム及び方法”という表題の米国仮出願第60/648,573号の利益を主張するものであり、その内容は全体が本明細書中に含まれる。
種々の状況により、プラスチック製の、すなわちポリエチレン製の配管の補修が必要とされる。補修又は接続は、接着剤又は複合体をパイプの亀裂に対して直接的に適用することにより行われ得る。代替的に、欠陥部又はパイプ接続部上に多重スリーブが載置され、該部分の回りにシールされ得る。パイプが損傷したときの更に別の代替策は、損傷した領域を切り離し、それを新たな配管の区画により置き換えることである。更に別の代替策は、業界公知のプラスチック配管を一体的に“スポット溶接”することである。
上述の方法には、幾つかの不都合がある。たとえば、亀裂に対して接着剤又は複合体を適用しても、均一なシールは提供されない傾向がある。同様に、かかる適用には“硬化”時間が伴い、その間にパイプ内に及ぼされる圧力により適用材料が亀裂から押し出され得る。
損傷領域に対する多重スリーブの適用に関し、これを行うためには、損傷領域の回りに上記スリーブが載置され得る様にパイプの回りの領域を掘込むために相当の労力を伴うことが多い。
また、補修を行うべくパイプを切断することは、特に該パイプが油もしくは水のような液体、又は、可燃ガスなどを含む場合、望ましくないことが多い。操作者は、上記液体又はガスを遮断してパイプを浄化することで、上記液体による汚染又はガス爆発を回避する必要がある。このことは概略的に、殆どの用途に対して容認されない。更に、上述されたように、交換されるべき区画の回りにおける掘込みが必要とされる。これは、時間ならびに他の経済的資源の両方に関して非常にコストがかかることは明らかである。
スポット溶接などの溶接もまた問題であり得る。もしパイプが可燃物質を含んでいる又は含んでいたなら、溶接に対して典型的に伴うアーク、火花、直火及び/又は比較的高温により、上記物質が引火し得る。ここでも、補修部位に対してアクセスするためには大寸領域の回りの掘込みが必要とされることがあり、コスト高となりうる。
故に、プラスチック配管を補修する改良されたシステム及び方法の提供に対する要望がある。
本発明は、現在の当業界における不都合のひとつ以上を克服すべくプラスチック配管、保持タンク、隔壁、プラスチック容器などの要素を補修及び/又は接続する新規な複合体、及び、該複合体を使用する新規な方法を提供する。
一実施例において本発明は、少なくとも第1及び第2層を含む多層パッチ(MLP)を提供する。上記第1層はポリマー接着剤であり、これは、溶解されたポリマーから形成されたゲル、又は、溶媒により膨潤されたポリマー・フィルムを含む。上記第2層は、熱の付与時に上記第1ポリマー接着剤層と密接に合体される支持フィルム又は裏当て層である。
いくつかの実施例において本発明は、外被包装形態が所望されたとき、3層、又は、選択的に4層から成る複合体を提供する。たとえば、補修されるべきパイプと接触する底部最外側層であるひとつの層は、硬化の後で上記ポリマー接着剤層内に且つ最終的には結合部内に密接に合体される適切なフィルムから成り得る。たとえば、頂部最外側層である別の層は、上記底部最外側層と組み合わされたときにパッチ当てアセンブリに対する保護外被を形成する(たとえばフィルムなどの)適切な材料から成り得る。
いくつかの実施例においては、硬化の間において上記頂部最外側層及び底部最外側層の両方がポリマー接着剤層と合体し、最終的には結合部の一部となる。いくつかの実施例においては、上記底部層のみがポリマー接着剤層に合体し、頂部層は、硬化プロセスの後で該頂部層がポリマー接着剤層に対して完全には合体せずに実際には結合された基材となるような材料又は厚みである。いくつかの実施例において、上記頂部層は補強プラスチックとされ得る。上記頂部層に含まれる上記補強材料は、たとえば、Spectra(登録商標)のような超高分子量ポリエチレン、ナイロン、もしくは、Kevlar(登録商標)のようなポリアラミド繊維、又は、任意の他の適切な補強材料とされ得る。いくつかの実施例において上記ポリマー接着剤層は適切な補強材料を含むことが可能であり、これらの材料は、無作為に配列された個別繊維、連続的な繊維の層(すなわちシート)、繊維メッシュとされ得るか、又は、それらは、連続的繊維もしくは織成もしくは不織繊維、又は、金属のワイヤもしくはメッシュのいずれかから成る別個の層から成り得る。
概略的に上記ポリマー接着剤層は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、ポリ塩化ビニル(PVC)、又は、ポリ(アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン)(ABS)と溶媒との組み合わせである。本発明の範囲内においては、上記ポリマー接着剤の種々の分子量が企図される。適切な溶媒としては、ゲル中に上記ポリマーが約2〜約60重量%で存在するように、上記ポリマーの一部を溶解する溶媒が挙げられる。他の適切な溶媒としては、膨潤フィルム内に上記ポリマーが約15〜約60重量%で存在するように上記ポリマーを膨潤させる溶媒が挙げられる。
概略的に上記第2支持フィルム層は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、PVC又はABSである。本発明の範囲内においては、種々の分子量の支持フィルム・ポリマー層が企図される。
上記MLPは、上記ポリマー接着剤層と接触するバリヤ又は剥離フィルムとして作用する第3層を更に含み得る。ひとつの様相において上記第3層は、熱の付与時に上記第1ポリマー接着剤層に密接に合体され得る種類である。適切なフィルムとしては、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、PVC及びABSが挙げられる。本発明の範囲内においては、上記フィルムに対して種々の分子量のポリマーが企図される。別の様相において上記第3層は剥離材料であり、且つ、フィルム、被覆又は粉末とされ得る。
本発明の上記MLPは、プラスチック配管における端部間の接続、又は、破断部、孔、亀裂、割れ目などの補修を促進すべく該配管に対して適用され得る。
本発明の上記MLPは、プラスチック配管に対する現在の補修/接着剤技術との比較においてある利点をもたらす。たとえば、本発明の上記複合体によれば均一なシールが達成される。上記材料は、たとえば亀裂内に浸透せず且つ経時的に強度を喪失しないために十分な一体性を有する。
本発明は、当業界における現在の不都合のひとつ以上を克服すべくプラスチック配管を接続、補修又は補強する新規なMLP及び該新規なMLPを使用する方法を提供する。
図1、図1A及び図1Bは、選択的な第3及び/又は第4層7と共に少なくとも第1層3及び第2層5を含むMLP1を提供する本発明のひとつの様相を示している。第1層3は、ポリマー接着剤層である。第2層5は、熱の付与時に上記第1ポリマー接着剤層に対して表面が密接に合体されるという支持フィルム又は厚寸基材(裏当て層)である。選択的な第3及び/又は第4層7は、剥離フィルム又は外被バリヤ・フィルムのいずれかとされ得る。
“密接に合体される”という表現は、(不図示の)パイプに当接させて第1層3及び第2層5を加熱するような物理力の付与時に、第1ポリマー接着剤層3に残存する溶媒により支持フィルム5が他の単一もしくは複数の層と均一もしくは不均一に合体されることを意味することが意図される。理論により縛られるべきではなく、2つの層に対して有効に応力付加すると、それらの層は単一層となる。これを達成するために使用される典型的な温度は、当該プラスチックの軟化点又は融点より約20〜30℃だけ低い。たとえば、超高分子量のポリエチレン・ポリマー接着剤系MLP1は、ポリエチレン配管を接続又は補修するときに約100〜約130℃に加熱される。いくつかの実施例において上記ポリマー接着剤層及び/又はフィルム層は、接着プロセスが完了したときに、(パイプ表面の他に)結合層へと合体される。
概略的にポリマー接着剤層3は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、PVC又はABS、及び溶媒の組み合わせである。本発明の範囲内においては、種々の分子量のポリマー接着剤層が企図される。付加的に上記ポリマーは、低密度(LDPE)、中密度(MDPE)、高密度(HDPE)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)のような低密度、中密度又は高密度を有し得る。
適切な溶媒としては、ポリマー接着剤層3に約2〜約60重量%のポリマーが存在するような重量百分率のポリマーを溶解する溶媒が挙げられる。たとえば、ポリエチレンを部分的に溶解又は膨潤するために有用な溶媒としては、デカリン、テトラリン、テトラクロロエチレン、テトラクロロエタン、キシレン、及び同様の溶媒が挙げられる。
ゲル形成プロセスにおいては、所定量のポリマー(粉末、顆粒、ペレットなど)が典型的に溶媒内に載置されると共に、ある形態の攪拌と共に約30分〜12時間に亙り加熱される。ポリエチレンの場合に上記溶液は、約100℃〜約145℃で数時間に亙り加熱される。結果的な溶液は冷却され、ゲルになる。冷却プロセスの前に又はその間に、上記粘性溶液は非付着性の表面上に注がれると共に、約0.5〜約6mmの厚みのゲルが形成する様に平坦に加圧される。
別の実施例においては、層3として膨潤したポリマー・フィルムが使用され得る。ポリマー・フィルム片が所望のサイズに切断される(上記フィルムは各方向において約40〜60%だけ膨潤する)。ポリエチレンの場合、該ポリエチレンは低密度(LDPE)、中密度(MDPE)、高密度(HDPE)又は超高分子量(UHMWPE)とされ得る。上記ポリマー・フィルムは約95〜約115℃の高温溶媒浴内に載置されると共に、所望時間に亙り膨潤(することで15〜60重量%(質量%)の膨潤ポリマー・フィルムを達成)することが許容される。膨潤フィルムは次に取出され、冷却され、且つ、後時の使用のために保存される。
概略的に支持フィルム層5は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、PVC又はABSである。本発明の範囲内においては、この支持フィルム(裏当て層)に対する種々の分子量のポリマーが企図される。いくつかの実施例において支持フィルム層5は、繊維強化プラスチックとされ得る。典型的に支持フィルム層5は、ポリマー接着剤層3に対し、及び/又は、該層が適用されるプラスチック配管に対して該支持フィルム層が適合する様に選択される。
ひとつの様相において第3層7は、剥離材料であり、且つ、当業界で公知であるようなフィルム、被覆又は粉末である。もし剥離被覆又は粉末が使用されるなら、その量は最小限であり、ポリマー接着剤層3の物理的特性に対して実質的に影響しない。
別の様相において第3層7は保護用の外被バリヤ・フィルムであり、該フィルムは、上記ポリマー接着剤層に当接させて単一的に、又は、接着剤/支持フィルム複合体の全体を囲繞すべく使用され得る。上記外被バリヤ・フィルムはまた、一側において開かれ得るパケット、バッグ又は小袋とも見做され得る。最終的なMLP/パイプ結合部には、MLPの他のポリマーとパイプとに対して適合する薄寸の外被バリヤ・フィルムが合体され得る。
図2は、少なくとも二層を含むMLP9に対して本発明が関連する実施例を示している。第1層は、繊維、布メッシュ、金属メッシュ、ポリマー・メッシュ、又はワイヤ格子のような補強材料11を含むポリマー接着剤層3である。一実施例において11は、加熱要素として使用されるワイヤ・メッシュとされ得る。図1におけるのと同様に第2層5は、熱の付与時に第1ポリマー接着剤層3が密接に合体され得る支持フィルム又は裏当て層である。MLP9は、選択的な第3及び第4層7も含み得る。第2層5、第3層7及び第4層7は、図1において記述されているものである。便宜的に図2は、上記補強ポリマー接着剤層を、3つの別体的部分すなわち2つの部分3及びひとつの部分11を含むものとして示している。これは限定的では無く単に例示的と解釈されるべきであり、補強材料11はまた、単一(又は複数)のポリマー接着剤層3内に取り入れられ得る。
ポリマー接着剤層3に含まれ得る適切な補強繊維は、ポリエチレン、ナイロン、又は、Kevlar(登録商標)のようなポリアラミド繊維とされ得る。補強材料11の選択は、当該材料がポリマー接着剤層3に溶解しないようなものである。たとえば高弾性率のポリエチレン繊維が使用され得ると共に米国のハネウェル社(Honeywell)から市販されており、且つ、Spectra(登録商標)繊維として知られている。ある実施例において上記繊維は、マット、メッシュ又は布地を形成する。またある実施例において上記補強材料11は、金属製のワイヤ又はメッシュから成る。
補強材料11は、たとえば粘性のゲル材料が冷却などで硬化する間に、そのゲルに対して該補強材料11を加えることにより、ポリマー接着剤3に対して取り入れられ得る。
図3は、少なくとも、第1の電気加熱層17と、選択的な第3又は第4層7を備える第2層5とを含むMLP15を提供する本発明の別の様相を示している。いくつかの実施例において電気加熱層17は、補強材料及び熱源の組み合わせとして使用され得る。ひとつのかかる実施例は、支持フィルム/裏当て層5をパイプに対して溶着する加熱グリッドとして使用され得る金属ワイヤ・メッシュ17である。ワイヤ・メッシュ17の両端部が電力源に接続されたときに該メッシュ17は抵抗加熱グリッドとして使用可能である一方、該グリッドは、支持フィルムもしくは裏当て層5とパイプとの間の界面を両者の溶融温度までもたらすべく使用され得る。溶融された表面同士と適用された挟持力との組み合わせによれば、2つの材料は結合してひとつの連続的な層を形成し、金属メッシュ17はこの結合部内に埋設される。この加熱方法は、(不図示の)単一もしくは複数のポリマー接着剤層3と共に又は共にせず使用され得る。
代替的に、内部的に加熱されるMLP15の実施例はワイヤ・メッシュ17を備えた膨潤フィルムを使用することもあり、その場合に該ワイヤ・メッシュは膨潤フィルムを加熱することで、支持フィルム5とパイプとの結合界面を硬化すべく使用され得る。これらの抵抗ワイヤはフィルム製造プロセスにおいて、たとえば縫い合わせにより上記フィルムの表面に取付けられ得るか、又は、フィルム層内へと型成形され得る。ポリマー・フィルムの選択肢は結合されつつある各材料に依存し、たとえば、ポリエチレンパイプの接続又は補修は、低密度(LDPE)、中密度(MDPE)、高密度(HDPE)、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)のような適切なポリマー・フィルムと組み合わされる。別の選択肢は、同一形式の抵抗ワイヤと共に、非膨潤フィルムを使用して、支持フィルム5、フィルム17及びパイプ材料を融合することである。
図1、図1A、図1B、図2及び図3のMLP1、9又は15は、2004年8月25日にケネス・エイチ・グリーン(Kenneth H. Green)により出願された“クランプ及び補修用工具”という表題の米国特許出願第10/926,366号に記述されたようなクランプ及び補修用工具によりプラスチック・パイプに対して適用され得るが、該出願の内容は参照によりその全てが本明細書中に援用される。たとえばMLP1又は9は、クランプの把持部同士の間に載置されると共に、プラスチック・パイプの表面に対して接触される。上記クランプからは圧力及び熱が付与され、接続又は補修が達成される。
代替的な適用方法においては米国特許出願第10/926,366号に記述されたようなクランプ及び補修用工具が使用されることで、硬化プロセスの間において上述の電気加熱されたMLP15を保持して圧力を付与し得る。
MLP1、9又は15は、他の接着システムとの比較において利点をもたらす。第1に、それらは取り扱いが容易である、と言うのも、自由に流動する溶媒が存在しないからである。第2に、もしMLP1又は9が第3及び第4層7を含むなら、得られたバリヤ・フィルム外被は、溶媒のガス抜けがそれほどでない様に密封シールされ得る。第3にMLP15は、適切な結合界面温度を提供する上で表面加熱は適切でないという低温条件の間において接続又は補修が行われることを許容する。
例示的な調製方法:ゲル
6質量%、8質量%又は10質量%(%ポリマー)のゲルを作製するためにポリエチレンが計量される。一度に50mLのゲルが作製されることから、3、4又は5グラムのポリエチレンが計量され、それぞれが100mLの丸底フラスコ内に載置される。ポリエチレンは、低密度(LDPE)、中密度(MDPE)、高密度(HDPE)、又は、超高分子量(UHMWPE)とされ得る。
6質量%、8質量%又は10質量%(%ポリマー)のゲルを作製するためにポリエチレンが計量される。一度に50mLのゲルが作製されることから、3、4又は5グラムのポリエチレンが計量され、それぞれが100mLの丸底フラスコ内に載置される。ポリエチレンは、低密度(LDPE)、中密度(MDPE)、高密度(HDPE)、又は、超高分子量(UHMWPE)とされ得る。
上記フラスコに対してはデカリンが加えられることで、合計で50グラムのゲルが作製される。これは、ポリエチレン及びデカリンが組み合わされた重量である。
油浴が145℃まで加熱して維持される。該油浴は攪拌プレートの頂部上に着座している。上記丸底フラスコ内に攪拌バーが載置され、当該プロセスの間に攪拌が行われる。
上記デカリン/ポリエチレン混合物は145℃にて2時間維持されてから、冷やされる。
上記ゲルはラベル付けされ、ゲル・フィルムを作成する時期まで保存される。
ゲル・フィルムを作成する時期となれば、50mLの丸底フラスコ内に少量のゲルが載置されて145℃まで加熱される。
上記ゲルが上記温度に到達したなら、それは成形型上に注入されて平坦に加圧される。結果的なゲル・フィルムは、約20分に亙り冷やされる。
外被として使用されるべきポリエチレン・フィルムが、作業領域上に平坦に載置される。以下に要約される各試験において使用されたフィルムは、食料雑貨品店において購入され得る市販のLDPE“プラスチック・ラップ”である。他の密度のポリエチレンが使用され得る。上記フィルム片は、事前形成されたゲル層の頂部及び底部を完全に覆うに十分であるほど大寸であると共に、各縁部がシールされることを許容するほどに十分な余白部を有すべきである。
事前形成されたポリエチレン・ゲルは上記成形型から上記プラスチック・ラップ上へと摺動される。上記プラスチック・ラップは折畳まれることから、上記ゲルは一層のプラスチック・ラップにより完全に覆われる。結果的なバリヤ・フィルム外被は単一層のLDPEフィルムから成り、該フィルム上にはゲルの層が着座し、LDPEフィルムの別の層がゲルの頂部を覆う。上記LDPEフィルムは、三方の開放縁部の回りで緊密に圧着される。
例示的なゲルの引張り剪断試験方法及び結果
調製されたゲルは、接着されるべき二層のポリエチレン基材間に載置される。上記基材の“挟持物”はフレーム内に載置されることで、硬化プロセスの間における適切な整列が提供される。
調製されたゲルは、接着されるべき二層のポリエチレン基材間に載置される。上記基材の“挟持物”はフレーム内に載置されることで、硬化プロセスの間における適切な整列が提供される。
上記フレーム及び引張り剪断サンプルは、予熱されたプレス機内に載置される。例示的な試験温度は約105〜約120℃であった。付与された圧力の範囲は約5〜約50psiであった。設定温度において結合部形成プロセスは、最小限で約20分を要する。引張り剪断サンプルは、試験の前に室温まで冷まされる。代表的な例は、表1に提供される。
概略的にHDPE基材同士は、加熱プラテンを備えたカーバー・プレス機(Carver press)において試験サンプルの厚み、圧力及び温度を変えてゲル接着剤を用いて結合された。各サンプルは、ASTM規格D3163、D3165及びD5868の修正版を用いて調製された。表1に示された結果に対し、修正パラメータは:重なり合い=3.2cm2(0.5平方インチ)(1インチ幅×0.5インチ長)、引張速度=1.3cm(0.5インチ)/分、基材厚み=0.48cm((3/16)インチ)、また、ASTM規格により規定されたように0.48cm((3/16)インチ)の裏張りが上記基材の背面に対して接着されることで、剪断されるサンプルを保持する。上記基材薄寸体は切断され、ASTM規格に従う重ね剪断試験のための試験片とされた。引張り剪断試験に対して使用された基材片は11.4cm(4.5インチ)×2.5cm(1インチ)×0.48cm((3/16)インチ)であった。スペーサは、10.2cm(4インチ)×2.5cm(1インチ)×0.48cm((3/16)インチ)であり、重ね板は、8.9cm(3.5インチ)×2.5cm(1インチ)×0.48cm((3/16)インチ)であった。
HDPE=高密度ポリエチレン(たとえばマックマスター・カー社(McMaster Carr)による0.48cm((3/16)インチ)HDPEシート)
LDPE=低密度ポリエチレン(例えば、フレッドマイヤー・ブランドのラップ)
硬化温度は℃の単位である。
硬化時間は時間単位である。
圧力は、使用の間におけるカーバー・プレス機上のゲージ圧力を指している。
“破壊モード”は、接着科学において認められた2つの基本的な破壊モードを包含することが意図される:破壊は接着剤と基材との間の境界部において生ずることを意味する接着破壊、及び、破壊は完全に基材内で又は完全に接着剤内で生ずることを意味する凝集破壊。破壊は、(十分なゲルを備えずに破壊は凝集及び接着の両方であったというひとつのサンプルを除き)完全に接着剤において生じた。
剪断応力は、ASTM D3163、D3165及びD5868のひとつを用いて決定された。
LDPE=低密度ポリエチレン(例えば、フレッドマイヤー・ブランドのラップ)
硬化温度は℃の単位である。
硬化時間は時間単位である。
圧力は、使用の間におけるカーバー・プレス機上のゲージ圧力を指している。
“破壊モード”は、接着科学において認められた2つの基本的な破壊モードを包含することが意図される:破壊は接着剤と基材との間の境界部において生ずることを意味する接着破壊、及び、破壊は完全に基材内で又は完全に接着剤内で生ずることを意味する凝集破壊。破壊は、(十分なゲルを備えずに破壊は凝集及び接着の両方であったというひとつのサンプルを除き)完全に接着剤において生じた。
剪断応力は、ASTM D3163、D3165及びD5868のひとつを用いて決定された。
例示的な調製方法:ポリエチレン膨潤フィルム
デカリンを含むガラス容器が、油浴の保持ラック内に挿入される。油浴の温度は101〜105℃に設定され(温度はポリエチレン・フィルム材料により変更され)、且つ、該油浴は約1時間に亙り放置して平衡化される。もし油浴が既に高温であるがデカリン容器がそうでなければ、これらの容器内でデカリンは油浴の設定点温度に到達すべく少なくとも30分に亙り放置される。各容器内の高温のデカリンの温度は、フィルム・サンプルの各バッチの開始に先立ち測定される。
デカリンを含むガラス容器が、油浴の保持ラック内に挿入される。油浴の温度は101〜105℃に設定され(温度はポリエチレン・フィルム材料により変更され)、且つ、該油浴は約1時間に亙り放置して平衡化される。もし油浴が既に高温であるがデカリン容器がそうでなければ、これらの容器内でデカリンは油浴の設定点温度に到達すべく少なくとも30分に亙り放置される。各容器内の高温のデカリンの温度は、フィルム・サンプルの各バッチの開始に先立ち測定される。
所望サイズのフィルム片が切断される(フィルム・サンプルは全方向において約50〜60%膨潤する)。ポリエチレンは、低密度(LDPE)、中密度(MDPE)、高密度(HDPE)、又は、超高分子量(UHMWPE)とされ得る。
フィルムはデカリンに対する高温のガラス容器内に載置されることで、該フィルムが高温デカリン内に完全に浸漬されることが確かとされる。フィルム・サンプルの各バッチの開始に先立ち、各容器内の高温デカリンの温度が測定して記録される。
上記フィルムは所望の期間に亙り膨潤が許容される(0.050cm(0.020インチ)のUHMWPEフィルムを用いた20質量%に対しては40分のベースライン)。重量百分率は、ポリマー含有量に基づく。
所望の膨潤時間に達したなら、上記フィルムは高温デカリンからピンセットにより取出されると共に、冷凍庫内に保持されていた清浄デカリンのボトル内へと直接的に投入される。(サンプルと共に)冷凍庫用ボトルは少なくとも5分に亙り冷凍庫に戻される。
ピンセットを用い、冷却されたフィルム・サンプルが冷凍庫用ボトルから取出され、密閉可能なガラス容器内へと載置され、又は、LDPEもしくはアルミニウムの箔外被内へと折畳まれ、ラベル付けされる。
例示的なポリエチレン膨潤フィルム剪断試験方法及び結果
調製された膨潤フィルムは、接着されるべき二層のポリエチレン基材の間に載置される。上記基材の“挟持物”はフレーム内に載置されることで、硬化プロセスの間における適切な整列が提供される。
調製された膨潤フィルムは、接着されるべき二層のポリエチレン基材の間に載置される。上記基材の“挟持物”はフレーム内に載置されることで、硬化プロセスの間における適切な整列が提供される。
上記フレーム及び引張り剪断サンプルは、予熱されたプレス機内に載置される。現場条件をシミュレートするために、プレス機のプラテンを予熱せずに幾つかの引張り剪断サンプルが作成される。例示的な試験温度は110〜120℃であった。付与された圧力の範囲は0.03〜0.3MPa(5〜50psi)であった。設定温度において結合部形成プロセスは、最小限で約20分を要する。引張り剪断サンプルは、試験の前に室温まで冷まされる。代表的な例は、表2に提供される。
概略的にHDPE基材は、加熱プラテンを備えたカーバー・プレス機(Carver press)において試験サンプルの厚み、圧力及び温度を変えて膨潤フィルム接着剤を用いて結合された。各サンプルは、ASTM規格D3163、D3165及びD5868の修正版を用いて調製された。表2に示された結果に対し、修正パラメータは:重なり合い=3.2cm(0.5平方インチ)(2.5cm(1インチ)幅×1.3cm(0.5インチ)長)、引張速度=2.5cm(1インチ)/分、基材厚み=0.95cm((3/8)インチ)。上記基材薄寸体は切断され、ASTM規格に従う重ね剪断試験のための試験片とされた。引張り剪断試験に対して使用された基材片は10.2cm(4インチ)×2.5cm(1インチ)×0.95cm((3/8)インチ)であった。
本発明は好適実施例に従い記述されたが、当業者であれば、本発明の精神及び範囲から逸脱せずに形態及び詳細における変更が為され得ることを理解し得よう。
Claims (27)
- ポリマー接着剤層である第1層と、第2層とを含む少なくとも二層を備える多層パッチであって、
該第2層は、熱の付与時に該第1ポリマー接着剤層と密接に合体されるポリマー支持フィルムである、多層パッチ。 - 前記ポリマー接着剤層は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン又はポリスチレンと溶媒との組み合わせである、請求項1記載の多層パッチ。
- 前記溶媒は、デカリン、テトラリン、テトラクロロエチレン、テトラクロロエタン又はキシレンである、請求項2記載のポリマー接着剤層。
- 前記ポリエチレンは、低密度、中密度、高密度又は超高分子量ポリエチレンである、請求項2記載のポリマー接着剤層。
- 前記ポリエチレンは、前記ポリマー接着剤層の約2〜約60重量%で存在する、請求項4記載のポリマー接着剤層。
- 前記第2フィルム層は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン又はポリスチレンである、請求項1記載の多層パッチ。
- 第3層を更に備え、
該第3層は、前記ポリマー接着剤層と接触し、
該第3層は、熱の付与時に前記ポリマー接着剤層と密接に合体される、請求項1記載の多層パッチ。 - 前記第3層は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン又はポリスチレンから成るフィルムである、請求項7記載の多層パッチ。
- 前記第3層は、剥離材料又はバリヤ層である、請求項7記載の多層パッチ。
- 補強材料を含有するポリマー・ゲルであるか又は膨潤ポリマー・フィルムである第1層と、第2層とを含む少なくとも二層を備える多層パッチであって、
該第2層は、熱の付与時に該第1のポリマー・ゲル接着剤層又は膨潤ポリマー・フィルムと密接に合体される支持フィルムである、多層パッチ。 - 前記補強材料は、繊維、メッシュ、マット、布地又はワイヤ・メッシュを含む、請求項10記載の多層パッチ。
- 前記ポリマー・ゲル又は膨潤ポリマー・フィルムは、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン又はポリスチレンと溶媒との組み合わせである、請求項10記載の多層パッチ。
- 前記溶媒は、デカリン、テトラリン、テトラクロロエチレン、テトラクロロエタン又はキシレンである、請求項10記載の多層パッチ。
- 前記ポリエチレンは、低密度、中密度、高密度ポリエチレン、又は、超高分子量ポリエチレンである、請求項12記載の多層パッチ。
- 前記ポリエチレンは、前記ポリマー・ゲル又は膨潤ポリマー・フィルムの約2〜約60重量%で存在する、請求項14記載の多層パッチ。
- 前記第2フィルム層は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン又はポリスチレンである、請求項10記載の多層パッチ。
- 当該多層パッチは、前記ポリマー・ゲル又は膨潤ポリマー・フィルムと接触する第3層を更に備え、
該第3層は、熱の付与時に前記ポリマー・ゲル層又は膨潤ポリマー・フィルムと密接に合体される、請求項10記載の多層パッチ。 - 前記第3層は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン又はポリスチレンから成るフィルムである、請求項17記載の多層パッチ。
- 前記第3層は、剥離材料又はバリヤ層である、請求項18記載の多層パッチ。
- 前記繊維は、ポリエチレン、ナイロン又はポリアラミドである、請求項10記載の多層パッチ。
- 前記第2及び第3層は、一体的にシールされて外被を形成する、請求項9記載の多層パッチ。
- 前記第2及び第3層は、一体的にシールされて外被を形成する、請求項17記載の多層パッチ。
- 支持層と、該支持層が当該ワイヤ・メッシュの回りで溶融する様に加熱され得るワイヤ・メッシュとを備える、多層パッチ。
- 前記支持層は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン又はポリスチレン材料から成る、請求項23記載の多層パッチ。
- 前記支持層と接触する第3層を更に備えて成る、請求項24記載の多層パッチ。
- 前記第3層は、ポリエチレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリブチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン又はポリスチレンから成るフィルムである、請求項25記載の多層パッチ。
- 前記第3層は、剥離材料又はバリヤ層である、請求項26記載の多層パッチ。
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