JP2009505858A - ポリエーテルおよび裏打ちにおけるその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の別の目的は、受部材への構成要素の取り付けの問題に対処することである。
(a*)重合体材料を含む圧縮された構成要素を選択する工程と、重合体材料は100℃以上のガラス転移温度(Tg)を有する第1の重合体を含むことと、
(b)圧縮された構成要素を受部材内の所定の場所に配置する工程と、
(c)圧縮された構成要素を圧縮された構成要素が膨張する条件に置く工程と、を含む。
(a)選択された構成要素を圧縮することによって、圧縮された構成要素を製造する工程と、
(b)圧縮された構成要素を受部材内の所定の場所に配置する工程と、
(c)圧縮された構成要素を圧縮された構成要素が膨張する条件に置く工程と、を含む。
有利には、この方法によって、選択された構成要素から圧縮された構成要素が比較的低温、例えば、周囲温度で製造されることが可能となるので、選択された構成要素が圧縮されることを可能とするために選択された構成要素を加熱する別個の工程を不要とすることができる。圧縮後、圧縮された構成要素は、周囲温度未満に冷却される必要もなく、その膨張を制限するために力を加えられる必要もなく、相当な期間、例えば実質的に無限に、そのような状態に留まることができる。したがって、圧縮された構成要素を受部材内の所定の場所に取り付けるのを遅らせることが可能である。
適切には、受部材は、受部材において選択された構成要素の所定の位置へのアクセスを提供する開口部を有するので、選択された構成要素は、開口部を通過して所定の位置へ至るには大き過ぎる場合がある。
好適には、この方法において、選択された構成要素を圧縮するように配置された力は、選択された構成要素へほぼ対称的に加えられる。すなわち、1つの方向に外部的に加えられる各々の個々の力は、反対の方向に外部的に加えられる等しい力によって、ほぼ平衡が保たれる。
上述のように、選択された構成要素の第1の表面は、好適には、圧縮可能領域の一部である。好適には、上述のように、第1の表面および第2の表面はいずれも圧縮可能領域(適切には、異なる圧縮可能領域)の一部である。
管の壁の断面は、好適には、ほぼ環状である。
管は、好適には、ほぼ平滑な外面を、好適には、そのほぼ全長に沿って備える。
管の外径は、好適には、管の外側のほぼすべての点についてほぼ一定である。好適には、外径は管のほぼ全長に沿ってほぼ一定である。
圧縮手段にさらされる、例えば、圧縮手段と接触させられる。好適には、選択された構成要素が80℃未満、好適には50℃未満、より好適には35℃未満の温度であるとき、選択された構成要素は圧縮手段に最初に接触させられる。適切には、選択された構成要素が圧縮手段にさらされる、例えば、最初に接触させられるときの選択された構成要素の温度は、80℃未満、好適には50℃未満、より好適には35℃未満である。この温度は、0℃より高く、好適には10℃より高く、より好適には15℃より高くてよい。有利には、選択された構成要素が圧縮手段にさらされるとき、圧縮手段に最初に接触させられるときまたはその両方のとき、選択された構成要素は周囲温度であってよく、したがって、適切には、外部熱源から熱を供給する必要はない。
適切には、方法の工程(a)における圧縮の後、かつ、工程(b)の前に、圧縮された構成要素は、50℃未満、好適には40℃未満、より好適には35℃未満の温度(以下、「圧縮後温度」と呼ぶ)にさらされる(また、保持されてもよい)。圧縮後温度は、0℃より高く、好適には10℃より高く、より好適には15℃より高くてよい。有利には、圧縮後温度は周囲温度であってよい。選択された構成要素は、5分間以上、好適には30分間以上、より好適には1時間以上、圧縮後温度で保持されてよい。選択された構成要素は、13時間を超えて圧縮後温度で保持されてもよい。有利には、圧縮された構成要素は1日間もしくは数日間またはそれよりも長く(数週間、あるいは実質的に無限に)、圧縮後温度で保持されてもよく、これによって、選択された構成要素が圧縮された構成要素を製造するために圧縮されることが可能となり、圧縮された構成要素が方法の工程(b)において用いられる前に貯蔵できるようになり得ることが見出された。圧縮された構成要素を工場で製造し、それらが用いられ得る場所へ輸送することが可能である。
程(a)と(b)との間において、圧縮された構成要素が膨張するのを制限するため、例えば、選択された構成要素の形態、寸法またはその両方へ復帰(すなわち、そちらに向かって移動)するのを制限するために、圧縮された構成要素へ外力が加えられない(例えば、力を加える手段によって張力または圧縮力などの物理的な力は加えられない)。
れている。構成要素が管であるとき、加熱手段は、管内において内部に熱を向けるように管内に配置されてよい。適切には、加熱手段は加熱された流体を含む。
一般には、工程(a)において構成要素がその弾性限界(降伏点)を越えていない場合、工程(c)において膨張を起こさせるには熱のみで充分である。この場合、第1の重合体のTgまたはTg付近の温度まで構成要素を昇温させることによって、弾性的に凍結された残留応力を回復させ、構成要素を膨張させることが可能となる。
の間の距離は増大されるので、それらの表面は、受部材の第1の位置および第2の位置のより近くに移動する(好適には接する)。工程(c)における第1の表面と第2の表面との間の距離の膨張%は、5%以上、好適には10%以上である。工程(c)の後の第1の表面と第2の表面との間の距離は、工程(a)において圧縮された選択された構成要素におけるそれらの表面の間の距離未満である場合がある。しかしながら、この距離がより大きいことも可能である。すなわち、工程(c)における膨張後の構成要素が選択された構成要素における対応する寸法より大きな寸法を有するような膨張が可能である。
第1の重合体は、260℃未満、例えば、220℃未満または200℃未満のTgを有してよい。一部の場合、Tgは190℃未満、180℃未満または170℃未満であってよい。
第1の重合体は、0.09〜0.5kNsm−2の範囲、好適には0.14〜0.5kNsm−2の範囲のMVを有してよい。
好適には3.5〜4.5GPaの範囲、より好適には3.5〜4.1GPaの範囲にある。
’は独立に酸素もしくは硫黄の原子または直接の結合を表し、Gは酸素もしくは硫黄の原子、直接の結合または−O−Ph−O−部位を表し、Phはフェニル基を表し、Arは、次式の部位(i)**,(i)〜(vi)のうちの1つから選択され、そのフェニル部位のうちの1つ以上を介して隣接部位へ結合されている。
第1の重合体は、2つ以上の異なる種類の式Iの繰り返し単位を含んでもよく、2つ以上の異なる種類の式IIの繰り返し単位を含んでもよく、2つ以上の異なる種類の式IIIの繰り返し単位を含んでもよい。しかしながら、好適には、1種類の式I,IIまたはIIIの繰り返し単位のみが提供される。
wまたはzが0より大きい場合、式IIまたはIIIの繰り返し単位において、それぞれのフェニレン部位は独立に他の部位に対する1,4−結合または1,3−結合を有してよい。好適には、フェニレン部位は1,4−結合を有する。
適切には、「a」は第1の重合体における式Iの単位のモル%を表し(ここで、適切には各単位Iは同じである)、適切には、「b」は第1の重合体における式IIの単位のモル%を表し(ここで、適切には各単位IIは同じである)、「c」は第1の重合体における式IIIの単位のモル%を表す(ここで、適切には各単位IIIは同じである)。好適には、aは、45〜100の範囲、より好適には45〜55の範囲、特には48〜52の範囲である。好適には、bおよびcの合計は、0〜55の範囲、より好適には45〜55の範囲、特には48〜52の範囲である。好適には、bおよびcの合計に対するaの比は0.9〜1.1の範囲であり、より好適には、ほぼ約1である。適切には、a,b,cの合計は90以上、好適には95以上、より好適には99以上、特には、ほぼ100である。好適には、第1の重合体は本質的に部位I,IIまたはIIIからなる。
好適には、Arは次の部位(vii)〜(xiii)および(xi)**から選択される。
適切な部位Arは、部位(i),(ii),(iii),(iv)であり、これらのうちで部位(i),(ii),(iv)が好適である。他の好適な部位Arは、部位(vii),(viii),(ix),(x)であり、これらのうちで部位(vii),(viii),(x)が特に好適である。
る。
第1の重合体は好適には半結晶性である。重合体における結晶化度および範囲は、好適には、例えば、ブランデル(Blundell)およびオズボーン(Osborn)によって記載されるように(Polymer、1983年、第24巻、p.953)、広角X線回折(広角X線散乱、すなわち、WAXSとも呼ばれる)によって測定される。これに代えて、結晶化度は示差走査熱量測定(DSC)によって評価されてもよい。
第1の重合体は、上述において規定した単位(a)〜(f)のうちの1つから本質的になってよい。これに代えて、第1の重合体は、上述において規定した(a)〜(f)から選択される2つ以上の単位を含む共重合体を含んでよい。好適な共重合体は単位(a)を含む。例えば、共重合体は単位(a)および(f)を含んでもよく、または、単位(a)および(e)を含んでもよい。
第2の重合体は第1の重合体のTgより高いTgを有してもよく、第1の重合体のTgより低いTgを有してもよい。
価に調製できることによって、選択されてよい。
例として、第2の重合体は約220℃のTgを有するポリエーテルスルホンであり、第1の重合体はやはりポリエーテルエーテルケトン(Tg=143℃)であり得る。ポリエーテルエーテルケトンに対するスルホンの比で約0.4未満でポリエーテルエーテルケトンの連続相に分散されたポリエーテルスルホンの非相溶性のブレンドを形成することによって、良好な耐化学薬品性を有し、本明細書に記載の方法において使用可能であるとともに、ポリエーテルエーテルケトンのみからなる重合体材料より安価であり得る、重合体材料を製造することができる。この材料のTgは約143℃である。
重合体材料はフィラー手段を含み得る。
繊維フィラーは連続的であってもよく、不連続であってもよい。好適な実施形態では、繊維フィラーは不連続である。
繊維フィラーは、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化ホウ素繊維、窒化ケイ素繊維、ボロン繊維、フッ素樹脂繊維およびチタン酸カリウム繊維から選択されてよい。好適な繊維フィラーはガラス繊維および炭素繊維である。
非繊維フィラーは、マイカ、シリカ、タルク、アルミナ、カオリン、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、チタン酸化物、フェライト、クレイ、ガラス粉末、亜鉛酸化物、炭酸ニッケル、鉄酸化物、石英粉末、炭酸マグネシウム、フッ素樹脂、グラファイト、炭素粉末、ナノチューブおよび硫酸バリウムから選択されてよい。非繊維フィラーは、粉末またはフレーク状粒子の形態で導入されてよい。
%未満である。好適には、重合体材料は実質的にフィラー手段を含まない。
重合体材料には、次のものが含まれてよい。
(i)70〜100wt%の1つ以上の熱可塑性重合体、および、
(ii)0〜40wt%(適切には0〜30wt%、好適には0〜20wt%、より好適には0〜10wt%、特には0〜5wt%)のフィラー手段。
(i)70〜100wt%の第1の重合体、好適には上述の式(XX)の重合体、
(ii)0〜30wt%の第2の重合体、
(iii)0〜20wt%のフィラー手段、
(iv)0〜10wt%の他の添加剤。これは例えば、他の重合体、加工助剤、着色剤から選択されてよい。
(a)選択された構成要素を圧縮することによって、圧縮された構成要素を製造する工程と、
(b)圧縮された構成要素を受部材内のその所定の場所に配置する工程と、
(c)圧縮された構成要素を圧縮された構成要素が膨張する条件に置く工程と、を含む。
第2の態様の重合体材料は、必要な変更を加えて、第1の態様の重合体材料の任意の特徴を有してよい。
第2の態様の第1の重合体は、好適には、式(XX)である。好適には、ポリエーテルエーテルケトンを含む。
圧縮された構成要素、例えば、管は、次の技術のうちの1つ以上を用いて押し出された(しかし、圧縮されていない)管などの構成要素と区別され得る。
・構成要素上の外部的な印の視覚的な観察。
・サンプルのアニール処理。スエージング処理は、径方向の収縮に加え、幾らかの軸方向への拡張を生じる。一般に、押し出された管は、押出処理による残留応力のため、(Tg以上での)アニール処理時に軸方向および径方向に収縮することが期待される。スエージングの行われた管では、スエージング処理中に降伏点を超えた場合であっても、軸方向には少し収縮するが、径方向には膨張する。Tg未満では寸法の減少が凍結されるという事
実は、この技術によって評価が可能であることを意味している。
・ラマン分光法を用いて表面(外部および内部)を分析し、構成要素における重合体の応力状態を決定してもよい。
本発明は、さらに、キャリア上に圧縮された構成要素を含む組立品も含む。圧縮された構成要素は、好適には、管であり、組立品は適切にはキャリアの周囲に巻かれた管を含む。キャリアはスプールであってよく、管はスプールの周囲に巻かれてよい。管の長さは、5m以上、好適には10m以上、より好適には20m以上、特には50m以上であってよい。この長さは500m未満であってよい。
以降では、次を参照する。VICTREX(登録商標)PEEK重合体は、英国、ソーントン・クリブリーズ(Thornton Cleveleys)のVictrex Plcから入手されるポリエーテルエーテルケトンを指す。
手順1
重合体のガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)を用いて、10mg±10マイクログラムの重合体の粉末試料を、流量40ml/minの窒素下で、TA Instruments DSC Q100により試験することによって決定できる。
工程1 以前の熱履歴を消去するために30℃から450℃まで20℃/minでサンプルを加熱することによって、予備熱サイクルの実行および記録を行う。
工程2 2分間保持する。
工程3 30℃まで10℃/minで冷却し、5分間保持する。
工程4 20℃/minで30℃から450℃まで加熱し、Tgを記録する。
ここで本発明の実施形態について記載する。
ダイ4は、図示しない手段によって、所定の場所に保持される。ダイ4は、最初に管2を受け入れるための比較的広い口を形成するために、ダイ4を通じて管2の進行方向5に内向きのテーパを有する。この口は、ダイの最小径Bを規定するように狭まっている。ダイ4の上流には、反対に回転する1対のフィードローラ6が存在し、上流には、4つのアイドラーローラ8が存在する。ローラ8は、管2がフィードローラ6によってダイ4まで運ばれるように、管2を支持する。アイドラーローラの上流には長さの非常に長い管(図示せず)が存在し、これはスプール(など)の上に乗せられていてもよい。ダイ4の下流には、ダイ4を通じて管が通過すること容易とするための、さらなるローラ10が存在する。使用時には、管2はスプールから徐々に解かれ、ダイ4を通されて、このとき、直径が直径Bまで減少する。管は、ダイから出て来た後、直径Cを有する。直径BおよびCは、ほぼ等しいが、ダイの通過後に管がわずかに緩和する場合、Cが直径Bよりわずかに大きくなり得る。いずれの場合にも、直径Cは直径Aより小さく、例えば、約10%だけ小さい。
加熱する手段、例えば、内部から管を加熱するための手段の利用可能性に応じて異なってよい。様々な膨張過程は次のようであり得る。
Claims (17)
- 受部材に構成要素を取り付ける方法であって、
(a)選択された構成要素を圧縮することによって、圧縮された構成要素を製造する工程と、前記選択された構成要素は重合体材料を含み、前記重合体材料は100℃以上のガラス転移温度(Tg)を有する第1の重合体を含むことと、
または
(a*)重合体材料を含む圧縮された構成要素を選択する工程と、前記重合体材料は100℃以上のガラス転移温度(Tg)を有する第1の重合体を含むことと、
のいずれかと、
(b)圧縮された構成要素を受部材内の所定の場所に配置する工程、
および
(c)圧縮された構成要素を圧縮された構成要素が膨張する条件に置く工程、
との組み合わせからなる方法。 - 前記選択された構成要素または前記圧縮された構成要素は管を含む請求項1に記載の方法。
- 圧縮のために選択される管の直径に対する壁厚の比は0.01以上かつ0.06未満である請求項1または2に記載の方法。
- 前記選択された構成要素は、前記第1の重合体のTgより20℃以上低い温度にある状態において、構成要素を圧縮して前記圧縮された構成要素を製造するための圧縮手段にさらされる請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(a)における圧縮の後、かつ、工程(b)の前に、前記圧縮された構成要素は10℃以上かつ50℃未満の温度にさらされる請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(a)と(b)との間において、前記圧縮された構成要素が膨張するのを制限するために前記圧縮された構成要素へ外力が加えられることはない請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(b)の全体を通じて、圧縮された構成要素の温度は前記第1の重合体のTg付近に上昇しない請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(c)において、圧縮された構成要素は温度上昇および圧力印加の一方又は両方を受ける請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記圧縮された構成要素は管であり、工程(c)において膨張した管の外径に対する工程(a)において製造された圧縮された管の外径の比は0.8以上である請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の重合体は120℃以上かつ260℃未満のTgを有する請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の重合体は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトンおよびポリエーテルケトンケトンから選択される請求項1乃至11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の重合体はポリエーテルエーテルケトンである請求項1乃至12のいずれか一項に記載の方法。
- 前記重合体材料は、前記第1の重合体と第2の重合体とを含む重合体のブレンドである請求項1乃至13のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の方法により製造され、受部材において所定の位置に取り付けられた選択された構成要素を含む組立品。
- 請求項1乃至14のいずれか一項に記載の方法により製造された圧縮された構成要素。
- キャリア上に請求項16に記載の圧縮された構成要素を含む組立品。
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