JP2009236372A - 樹脂タンク及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリエチレン系樹脂と酸化防止剤とで構成された樹脂層を少なくとも含み、給湯システムの温水を貯蔵するための樹脂タンク1を構成する。前記ポリエチレン系樹脂は、重量平均分子量(Mw)300,000〜1,000,000、分子量分布10〜50である高分子量で分子量分布の広い第1のポリエチレン系樹脂で構成され、前記酸化防止剤は、高分子量酸化防止剤で構成され、前記高分子量酸化防止剤の含有量が、前記ポリエチレン系樹脂に対して、重量換算で3,000〜10,000ppmである。樹脂タンク1には、その中間部から下部にかけて、外周に沿って複数のリブ6が設けられている。
【選択図】図1
Description
(ポリエチレン系樹脂)
ポリエチレン系樹脂は、高分子量で分子量分布の広い第1のポリエチレン系樹脂で構成されている。第1のポリエチレン系樹脂としては、エチレンの単独又は共重合体が挙げられる。エチレンの単独重合体としては、ポリエチレン[低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン(HDPE)など]などが挙げられ、通常、HDPEを用いる場合が多い。
酸化防止剤としては、高分子量酸化防止剤、例えば、ラジカル連鎖禁止剤(フェノール系化合物、アミン系化合物など)、過酸化物分解剤(リン系化合物、イオウ系化合物など)などが挙げられる。これらの酸化防止剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。
本発明の樹脂タンクは、必ずしも発泡層を含んでいなくてもよいが、前記樹脂層と、この樹脂層の外面に形成された発泡層とを含む多層積層構造を有していてもよい。このような多層積層構造を有していると、樹脂タンクの断熱性を向上できる。発泡層は、前記樹脂層の外面の一部に形成されていてもよく、外面の全部に形成されていてもよい。発泡層は、前記リブを有していてもよく、有していなくてもよい。
前記樹脂タンクは、ポリエチレン系樹脂及び酸化防止剤で構成された樹脂組成物をブロー成形する工程を経て製造できる。
(第1のポリエチレン系樹脂)
ポリエチレン系樹脂A:日本ポリエチレン(株)製、第1のポリエチレン系樹脂(HB217RW、数平均分子量26,800、重量平均分子量511,000、分子量分布19.1)70重量部と、日本ポリエチレン(株)製、第2のポリエチレン系樹脂(HJ221、数平均分子量45,000、重量平均分子量310,500、分子量分布6.9)30重量部とのブレンド物、数平均分子量35,300、重量平均分子量588,000、分子量分布16.6
ポリエチレン系樹脂B:(株)プライムポリマー製、Hizex8800BS、数平均分子量21,300、重量平均分子量783,000、分子量分布36.8
ポリエチレン系樹脂C:日本ポリエチレン(株)製、HB216R、太陽熱温水器のタンク用樹脂、表1に示す割合で酸化防止剤を含有、数平均分子量28,000、重量平均分子量550,000、分子量分布19.6
(第2のポリエチレン系樹脂)
ポリエチレン系樹脂D:(株)プライムポリマー製、SP4030、回転成形用樹脂、表1に示す割合で酸化防止剤を含有、数平均分子量8,500、重量平均分子量70,000、分子量分布8.2
ポリエチレン系樹脂E:三井化学(株)製、NZ4004M、ガス管用樹脂、表1に示す割合で酸化防止剤を含有、数平均分子量17,000、重量平均分子量150,000、分子量分布8.8
[酸化防止剤]
(高分子量酸化防止剤)
高分子量酸化防止剤a(フェノール系化合物):ペンタエリスリチルテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、チバ・ジャパン(株)製、Irganox1010、分子量1177.7
高分子酸化防止剤b(フェノール系化合物):1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、チバ・ジャパン(株)製、Irganoz1330、分子量775.2
高分子酸化防止剤c(リン系化合物):トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、チバ・ジャパン(株)製、Irgafos168、分子量646.9
高分子酸化防止剤d(アミン系化合物):ポリ[[6−[(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ]−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル][(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)イミノ]]、チバ・ジャパン(株)製、Chimassorb944LD、分子量2500以上
(低分子量酸化防止剤)
低分子量酸化防止剤e(フェノール系化合物):ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、住友化学(株)製、 BHT、分子量220.4
低分子量酸化防止剤f(フェノール系化合物):オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピネート、チバ・ジャパン(株)製、Irganox1076、分子量530.9
低分子量酸化防止剤g(イオウ系化合物):ジ−ステアリル−3,3’−チオジプロピオン酸エステル、住友化学(株)製、スミライザーTPS、分子量683。
ポリエチレン系樹脂A100重量部に、酸化防止剤のマスターバッチ5重量部を混合して最終的に表1の割合で酸化防止剤を含む樹脂組成物を得た。この樹脂組成物を、大型ブロー成型機((株)プラコー製、DA−G、押出ノズル径120mm、アキュムレーター容量40L)を用いて、ブロー成形し、樹脂タンク(高さ方向の内径約150cm×縦方向の内径約43cm×横方向の内径約19cm、容量約100L)を形成した。
ポリエチレン系樹脂B100重量部に、酸化防止剤のマスターバッチ10重量部を混合して最終的に表1の割合で酸化防止剤を含む樹脂組成物を得た。この樹脂組成物を実施例1と同様にブロー成形し、樹脂タンク(高さ方向の内径約150cm×縦方向の内径約43cm×横方向の内径約19cm、容量約100L)を形成した。
ポリエチレン系樹脂Cを実施例1と同様にブロー成形し、樹脂タンク(高さ方向の内径約150cm×縦方向の内径約43cm×横方向の内径約19cm、容量約100L)を得た。
ポリエチレン系樹脂Dを実施例1と同様にブロー成形し、樹脂タンク(高さ方向の内径約150cm×縦方向の内径約43cm×横方向の内径約19cm、容量約100L)を得た。
ポリエチレン系樹脂Eを実施例1と同様にブロー成形し、樹脂タンク(高さ方向の内径約150cm×縦方向の内径約43cm×横方向の内径約19cm、容量約100L)を得た。
JIS K7112に準拠し、温度160℃の熱圧縮成型機により、ポリエチレン系樹脂のペレットを溶融した後、25℃/分の速度で降温し、厚み2mmのシートを形成した。このシートを温度23℃の室内で48時間状態調節した後、密度勾配管に入れ、ポリエチレン系樹脂の密度を測定した。
JIS K7210に準拠して、温度190℃、荷重212N(21.6kgf)の条件で、ポリエチレン系樹脂のメルトフローレート測定した。
JIS K6774に準拠して、厚み6mmのポリエチレン系樹脂のプレスシートから、縦6mm×横6mm×長さ70mmの試験片を切り出し、ノッチ入れ治具を用いて、中央に深さ1.0mmの全周ノッチを入れた。温度90℃、公称応力4.0MPaを負荷して、破断までの時間を測定した。
樹脂タンクの試料5mgを示差走査熱量計(DSC)(島津製作所(株)製、DSC50)に入れ、まず、窒素雰囲気(流量50ml/分)で、昇温速度100℃/分で、210℃まで昇温し、210℃に到達後、5分間保持して、酸素雰囲気(流量50ml/分)に切り換えた。切り換えた後、酸化発熱が開始するまでの時間を測定した。
樹脂タンクを目視で観察し、以下の基準で成形性を評価した。
◎…肉厚のムラが少なく、表面状態も良い
○…肉厚にややムラがあり、表面も少しザラザラしている
△…肉厚のムラがかなりあり、表面にメルトフラクチャーが生成しているが、樹脂タンクの形状は保持している
×…樹脂タンクが形成できない。
以下の基準で耐久性を評価した。
◎…全周ノッチ式引張クリープ強度が1000時間以上
○…全周ノッチ式引張クリープ強度が250時間以上1000時間未満
△…全周ノッチ式引張クリープ強度が100時間以上250時間未満
×…全周ノッチ式引張クリープ強度が100時間未満。
以下の基準で温水に対する耐熱性を評価した。
◎…OITが100分以上
○…OITが50分以上100分未満
△…OITが10分以上50分未満
×…OITが10分未満
6…リブ
7…発泡層
Claims (20)
- ポリエチレン系樹脂と酸化防止剤とで構成された樹脂層を少なくとも含み、給湯システムの温水を貯蔵するための樹脂タンクであって、前記ポリエチレン系樹脂が、重量平均分子量(Mw)300,000〜1,000,000、分子量分布10〜50である高分子量で分子量分布の広い第1のポリエチレン系樹脂で構成され、前記酸化防止剤が高分子量酸化防止剤で構成され、前記高分子量酸化防止剤の含有量が、前記ポリエチレン系樹脂に対して、重量換算で3,000〜10,000ppmである樹脂タンク。
- 第1のポリエチレン系樹脂が、数平均分子量(Mn)15,000〜100,000である請求項1記載の樹脂タンク。
- 第1のポリエチレン系樹脂の極限粘度が2.5〜5dl/gである請求項1又は2記載の樹脂タンク。
- 第1のポリエチレン系樹脂が、(1)密度0.940〜0.980g/cm3、(2)温度190℃、荷重212Nの条件下でのメルトフローレート0.1〜100g/10分、(3)温度90℃、公称応力4.0MPaの条件下での全周ノッチ式引張クリープ破断時間80〜5000時間である請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 第1のポリエチレン系樹脂が長鎖分岐鎖を有する請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂タンク。
- ポリエチレン系樹脂が、さらに高分子量で分子量分布の狭い第2のポリエチレン系樹脂を含む請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 第2のポリエチレン系樹脂の割合が、ポリエチレン系樹脂全体に対して0.1〜60重量%である請求項6記載の樹脂タンク。
- 高分子量酸化防止剤がフェノール系化合物、リン系化合物、イオウ系化合物、及びアミン系化合物から選択された少なくとも一種であり、高分子量酸化防止剤の含有量がポリエチレン系樹脂に対して、重量換算で3,200〜9,000ppmである請求項1〜7のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 高分子量酸化防止剤が、フェノール系化合物と、リン系化合物と、イオウ系化合物及びアミン系化合物から選択された少なくとも一種とで構成され、フェノール系化合物及びリン系化合物の総量と、イオウ系化合物及びアミン系化合物から選択された少なくとも一種との割合(重量比)が、前者/後者=30/70〜90/10である請求項1〜8のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 樹脂層が、さらに低分子量酸化防止剤を含む請求項1〜9のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 温度210℃、酸素雰囲気下での酸化誘導時間が30〜250分間である請求項1〜10のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 高分子量酸化防止剤及び低分子量酸化防止剤の総含有量が、ポリエチレン系樹脂に対して、重量換算で5,000〜10,000ppmである請求項10又は11のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 高分子量酸化防止剤と低分子量酸化防止剤との割合(重量比)が、前者/後者=50/50〜99/1である請求項10〜12のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 容量が50〜300Lであり、樹脂層がリブを有する請求項1〜13のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 給湯システムが、給湯単能システム、給湯暖房システム、及び風呂追い炊きシステムから選択された少なくとも一種である請求項1〜14のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 樹脂層と、この樹脂層の外面に形成された発泡層とを含む多層積層構造を有する請求項1〜15のいずれかに記載の樹脂タンク。
- 発泡層が請求項1記載の樹脂タンクの再生品で構成されている請求項16記載の樹脂タンク。
- 発泡層が、樹脂タンクの再生品を発泡層に対して0.01〜50重量%の割合で含有する請求項17記載の樹脂タンク。
- ポリエチレン系樹脂及び酸化防止剤で構成された樹脂組成物をブロー成形する工程を含む請求項1〜15のいずれかに記載の樹脂タンクを製造する方法であって、前記ポリエチレン系樹脂が、重量平均分子量(Mw)300,000〜1,000,000、分子量分布10〜50である高分子量で分子量分布の広い第1のポリエチレン系樹脂で構成され、前記酸化防止剤が高分子量酸化防止剤で構成され、前記高分子量酸化防止剤の含有量が、前記ポリエチレン系樹脂に対して、重量換算で3,000〜10,000ppmである製造方法。
- ポリエチレン系樹脂及び酸化防止剤で構成された樹脂組成物を溶融した円筒状の樹脂層と、この樹脂層の外周に形成され、かつ前記樹脂組成物及び発泡剤で構成された発泡組成物を溶融した発泡層とで構成された溶融体をブロー成形する工程を含む請求項16〜18のいずれかに記載の樹脂タンクを製造する方法であって、前記ポリエチレン系樹脂が、重量平均分子量(Mw)300,000〜1,000,000、分子量分布10〜50である高分子量で分子量分布の広い第1のポリエチレン系樹脂で構成され、前記酸化防止剤が高分子量酸化防止剤で構成され、前記高分子量酸化防止剤の含有量が、前記ポリエチレン系樹脂に対して、重量換算で3,000〜10,000ppmである製造方法。
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