JP2012506807A - 多層可撓性管 - Google Patents
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Abstract
Description
ポリマーブレンドの試料は、プロピレンポリマーおよびスチレンブロックコポリマーから調製する。プロピレンポリマーは、ランダムプロピレンコポリマーまたはシンジオタクチックポリプロピレンから選択する。プロピレンランダムコポリマーは、25dg/分のメルトフローインデックスおよび900MPaの曲げ弾性率を有する。プロピレンランダムコポリマーは、Huntsmanから入手できる。Total Petrochemicalから入手できるシンジオタクチックポリプロピレンは、12dg/分のメルトフローインデックスおよび377MPaの曲げ弾性率を有する。スチレンブロックコポリマーは、Kraton Polymer(Houston、USA)から入手できるSEBSコポリマーであり、18dg/分のメルトフローインデックス、50ショアAの硬度、および1.5MPaの100%モジュラスを有する。
ポリマーブレンドの試料は、プロピレンポリマーおよびスチレンブロックコポリマーから調製する。プロピレンポリマーは、ランダムプロピレンコポリマーまたはシンジオタクチックポリプロピレンから選択する。Huntsmanから入手できるプロピレンランダムコポリマーは、25dg/分のメルトフローインデックスおよび900MPaの曲げ弾性率を有する。Total Petrochemicalから入手できるシンジオタクチックポリプロピレンは、12dg/分のメルトフローインデックスおよび377MPaの曲げ弾性率を有する。スチレンブロックコポリマーは、Hybrarの商品名で株式会社クラレ(倉敷、日本)から入手できるSEPSコポリマーであり、4dg/分のメルトフローインデックス、64ショアAの硬度、および1.7MPaの100%モジュラスを有する。
ポリマーブレンドの試料は、プロピレンポリマーおよびスチレンブロックコポリマーから調製する。プロピレンポリマーは、ランダムプロピレンコポリマーまたはシンジオタクチックポリプロピレンから選択する。Huntsmanから入手できるプロピレンランダムコポリマーは、25dg/分のメルトフローインデックスおよび900MPaの曲げ弾性率を有する。Total Petrochemicalから入手できるシンジオタクチックポリプロピレンは、12dg/分のメルトフローインデックスおよび377MPaの曲げ弾性率を有する。スチレンブロックコポリマーは、Hybrarの商品名で株式会社クラレ(倉敷、日本)から入手できるSEEPSコポリマーであり、2dg/分のメルトフローインデックス、41ショアAの硬度、および0.6MPaの100%モジュラスを有する。
一層チューブ試料は、プロピレンポリマーとスチレンブロックコポリマーとのブレンドから調製する。ブレンドは、プロピレンポリマーおよびスチレンブロックコポリマーを70/30から50/50のPP/スチレンブロックコポリマーの比で含み、約70ショアAの硬度を有する。例えば、プロピレンポリマーは、25dg/分のメルトフローインデックスおよび900MPaの曲げ弾性率を有し、Huntsmanから入手できる。スチレンブロックコポリマーは、18dg/分のメルトフローインデックス、52ショアAの硬度、および1.5MPaの100%モジュラスを有する。スチレンブロックコポリマーは、Krton(Houston、Texas)から入手できる。ブレンドは、共回転する互いにかみ合う二軸押出機を通して混合し、水浴で冷却し、ペレットに切断する。得られたペレットを、管ダイを備えた単軸押出機中に供給する。通常の3ゾーンスクリューを使用する。温度プロファイルは、押出機の3つのセグメントについて、275°F、360°F、および390°Fに設定する。アダプターおよびダイの温度は、それぞれ、380°Fおよび350°Fに設定する。ダイから溶融流出するポリマーは、冷却用の浸漬水槽中に放出し、そこで、押出物は、管形状に凝固する。内部空気圧、スクリュー速度および延伸速度は、組み合わせて、管の寸法および壁厚さを制御する。ID1/4インチおよびOD3/8インチの寸法を有する、透明で、可撓性の管を、上記混合および押出し手順によって得る。
2層管は、2層を共押出しすることによって形成する。1つの層は、プロピレンポリマーとスチレンブロックコポリマーとのブレンドを含み、第2の層はポリオレフィン材料を含む。
実施例4によれば、一層管は、いくつかのブレンドから形成される。実施例5によれば、二層管は、いくつかのブレンドおよびポリオレフィン材料から形成される。これらの試料は、熱可塑性ポリウレタンライナーを有するPVC可撓性管(PVC/TPU)、Tygon 2001、Tygon 2075、Tygoprene XL−60、TPU−2%Blue管(Estane 58070)、SEBS2645(Evoprene G291−75から形成されるチューブ)、およびC−Flex R70−374の試料と比較する。PVC/TPU管、Tygon 2001、Tygon 2075、Tygonprene XL−60およびC−Flex R70−373は、Saint−Gobain Performance Plasticsの市販の管製品である。TPU−2%BlueおよびSEBS 2645のチューブは、市販の樹脂または化合物から製造される。
戸外用途のためのポリマー材料のUV−安定性を試験するために、成形プラークを、UVA−340ランプを備えたQUV試験機に入れ、340nmで1.14w/m2/nmの強化放射照度でのUV線に最大1000時間曝露する。UV曝露前後の材料の機械的特性および黄色指数を試験し、比較する。戸外用途に適した材料について、引張強度、伸び、100%歪みでのモジュラスおよび300%歪みでのモジュラスを含む機械的特性は、25%を超えて変化すべきでなく、一方、材料の黄色指数の変化は、20%を超えるべきでない。
銀系抗菌添加剤を、多層管の流体経路であるポリオレフィン系ライナー層中に、0.5から2重量%の濃度で添加し、管の流体経路を細菌、真菌、カビ、および他の微生物の汚染作用から保護する。例えば、Miliken製1%銀系AlphaSan(登録商標)抗菌剤をポリオレフィン樹脂中に添加する。ASTM E2149により規定された方法に従ってAntimicrobial Test Laboratoriesで行われた試料についての抗菌効果試験は、黄色ブドウ球菌(S.aureus)6538の微生物に対して99.9%を超える殺傷率を示す。
rPP/スチレンブロックコポリマーのブレンドから製造された一層管または多層管も、蠕動ポンプチューブとして使用することができる。Cole Palmerにより提供されるMasterflex(登録商標)回転蠕動ポンプを用いて、ポンプ寿命試験を行う。1/4インチOD3/8インチIDの管試料を、漏出が検出されるまで標準ポンプヘッドを用いて600rpmで試験する。一層管(試料3)および多層管(試料7)のポンプ寿命を、Tygon(登録商標)R3603の商品名でSaint−Gobainより販売される市販のf−PVCポンプ管に対して比較する。以下の表で例証するように、一層管および多層管の両方が、f−PVC管と同様またはより長いポンプ寿命を示す。
Claims (77)
- 150MPa以下の曲げ弾性率を有するポリオレフィン材料を含む第1層;ならびに
前記第1層に直接結合しかつ直接接触している、プロピレンポリマーとスチレンブロックコポリマーとのブレンドを含む第2層
を含む可撓性チューブ。 - 前記曲げ弾性率が、120MPa以下である、請求項1に記載の可撓性チューブ。
- 前記曲げ弾性率が、10MPaから110MPaの範囲である、請求項2に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、10重量%から80重量%のプロピレンポリマーを含む、請求項1に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、20重量%から70重量%のプロピレンポリマーを含む、請求項4に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、30重量%から60重量%のプロピレンポリマーを含む、請求項5に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、20重量%から90重量%のスチレンブロックコポリマーを含む、請求項1に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、30重量%から80重量%のスチレンブロックコポリマーを含む、請求項7に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、40重量%から70重量%のスチレンブロックコポリマーを含む、請求項8に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、0.1重量%から1重量%の範囲のUV添加剤をさらに含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記UV添加剤が、0.1重量%から0.3重量%の範囲で含まれる、請求項10に記載の可撓性チューブ。
- 前記UV添加剤が、ベンゾトリアゾールUV吸収剤およびHALSを、それぞれ0.2から0.3重量%の範囲の濃度で含む、請求項10に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、少なくとも0.1の25℃での損失タンジェント値(tanδ)を示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記損失タンジェント値が、少なくとも0.30である、請求項13に記載の可撓性チューブ。
- 前記損失タンジェント値が、少なくとも0.4である、請求項14に記載の可撓性チューブ。
- 前記可撓性チューブが、1.0インチ以下の最小曲げ半径を示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記最小曲げ半径が、0.9インチ以下である、請求項16に記載の可撓性チューブ。
- 前記可撓性チューブが、25℃で少なくとも20lbfのグリップ性能を示す、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記可撓性チューブが、65℃で少なくとも10lbfのグリップ性能を示す、請求項18に記載の可撓性チューブ。
- 前記第1層が、銀系抗菌添加剤を0.1重量%から5重量%の範囲の量でさらに含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記第1層が、前記可撓性チューブの厚さの5%から20%を形成する、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記第1層が、前記可撓性チューブの厚さの5%から15%を形成する、請求項21に記載の可撓性チューブ。
- 前記第1層が、前記可撓性チューブの厚さの6%から10%を形成する、請求項22に記載の可撓性チューブ。
- 前記可撓性チューブが、250mil以下の平均厚さを有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記可撓性チューブが、少なくとも20milの平均厚さを有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、40ショアAから90ショアAの範囲の硬度を有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記ポリオレフィンが、40ショアAから50ショアAの範囲の硬度を有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 90℃でのストレージモジュラスが、少なくとも5MPaである、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記可撓性チューブが、少なくとも50時間のポンプ寿命を有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記ポンプ寿命が、少なくとも60時間である、請求項29に記載の可撓性チューブ。
- 150MPa以下の曲げ弾性率を有するポリオレフィンを含む第1層であって、可撓性チューブの内面を形成し、前記内面がルーメンを規定する第1層;および
前記第1層と直接接触している第2層であって、プロピレンポリマーとスチレンブロックコポリマーとのブレンドを含み、前記ブレンドが、少なくとも0.1の25℃での損失タンジェント値(tanδ)を有する第2層
を含む可撓性チューブ。 - 前記損失タンジェント値が、少なくとも0.30である、請求項31に記載の可撓性チューブ。
- 前記損失タンジェント値が、少なくとも0.40である、請求項32に記載の可撓性チューブ。
- 前記曲げ弾性率が、120MPa以下である、請求項31に記載の可撓性チューブ。
- 前記曲げ弾性率が、5MPaから110MPaの範囲である、請求項34に記載の可撓性チューブ。
- 前記第2層が、前記可撓性チューブの外面を形成する、請求項31から35のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記可撓性チューブが、少なくとも50時間のポンプ寿命を有する、請求項31から35のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- ポリオレフィンを含み、150MPa以下の曲げ弾性率を有する第1層を押出しする段階;ならびに
前記第1層と直接接触しかつ直接結合した、プロピレンポリマーとスチレンブロックコポリマーとのブレンドを含む第2層を、前記第1層とともに共押出しする段階
を含む可撓性チューブを形成する方法。 - 前記ポリオレフィンが、1から30dg/分のメルトフローインデックスを有する、請求項38に記載の方法。
- 前記プロピレンポリマーが、0.1dg/分から35dg/分の範囲のメルトフローインデックスを有する、請求項38から39のいずれか一項に記載の方法。
- 前記スチレンブロックコポリマーが、少なくとも0.5dg/分のメルトフローインデックスを有する、請求項38から39のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも0.1の25℃での損失タンジェント値(tanδ)を有し、可塑剤または加工助剤を含まない、プロピレンポリマーとスチレンブロックコポリマーとのブレンドを含む可撓性チューブ。
- 前記損失タンジェント値が、少なくとも0.3である、請求項42に記載の可撓性チューブ。
- 前記損失タンジェント値が、少なくとも0.4である、請求項43に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、−20℃から15℃の範囲内の単一ガラス転移温度を示す、請求項42に記載の可撓性チューブ。
- 前記スチレンブロックコポリマーが、少なくとも0.5dg/分の範囲のメルトフローインデックスを有する、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記プロピレンポリマーが、0.1dg/分から35dg/分のメルトフローインデックスを有する、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、10重量%から80重量%の前記プロピレンポリマーを含む、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、20重量%から70重量%の前記プロピレンポリマーを含む、請求項48に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、30重量%から60重量%の前記プロピレンポリマーを含む、請求項49に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、20重量%から90重量%の前記スチレンブロックコポリマーを含む、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、30重量%から80重量%の前記スチレンブロックコポリマーを含む、請求項51に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、40重量%から70重量%の前記スチレンブロックコポリマーを含む、請求項52に記載の可撓性チューブ。
- 前記プロピレンポリマーが、プロピレンとコモノマーとのランダムコポリマーである、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記コモノマーがエチレンを含む、請求項54に記載の可撓性チューブ。
- 前記コモノマーがα−オレフィンを含む、請求項54に記載の可撓性チューブ。
- 前記プロピレンポリマーが、コモノマーとのシンジオタクチックプロピレンである、請求項42〜45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記コモノマーがエチレンを含む、請求項57に記載の可撓性チューブ。
- 前記コモノマーがα−オレフィンを含む、請求項57に記載の可撓性チューブ。
- 前記スチレンブロックコポリマーが、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンコポリマーを含む、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記スチレンブロックコポリマーが、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンコポリマーを含む、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記スチレンブロックコポリマーが、スチレン−エチレン−エチレン−プロピレン−スチレンコポリマーを含む、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記スチレンブロックコポリマーが、スチレン−エチレン−エチレン−ブチレン−スチレンコポリマーを含む、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、40から90の範囲のショアA硬度を有する、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 硬度が、50から85ショアAである、請求項64に記載の可撓性チューブ。
- 硬度が、60から80ショアAである、請求項65に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、100MPa以下のヤング率を有する、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、0.8から15MPaの範囲の100%モジュラスを有する、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、0.4から6MPaの範囲の300%モジュラスを有する、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記ブレンドが、300%から1500%の範囲の伸びを示す、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 前記可撓性チューブが、少なくとも50時間のポンプ寿命を有する、請求項42から45のいずれか一項に記載の可撓性チューブ。
- 流体供給源と、
第1の末端部で前記流体供給源に結合した可撓性チューブであって、
150MPa以下の曲げ弾性率を有するポリオレフィン材料を含む第1層;および
プロピレンポリマーとスチレンプロックコポリマーとのブレンドを含む、前記第1層に直接結合しかつ直接接触している第2層を含む可撓性チューブと
を備える装置。 - 前記可撓性チューブの第2の末端部が、弁に結合している、請求項72に記載の装置。
- 前記可撓性チューブの第2の末端部が、継ぎ手に結合している、請求項72に記載の装置。
- 前記可撓性チューブが、ポンプと係合する、請求項72に記載の装置。
- 30重量%から60重量%の範囲のプロピレンポリマーと、40重量%から70重量%の範囲のスチレンブロックコポリマーとのポリマーブレンドを含む可撓性チューブであって、前記ブレンドが、少なくとも0.1の25℃での損失タンジェント値(tanδ)を示す可撓性チューブ。
- 前記可撓性チューブが、少なくとも50時間のポンプ寿命を有する、請求項76に記載の可撓性チューブ。
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