JP2016528310A - 高温耐性ジオメンブレンライナー及びマスターバッチ組成物 - Google Patents

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Abstract

１００℃までの高温における使用に適するジオメンブレンライナー、及びこのようなジオメンブレンライナーを製造するのに適するマスターバッチ組成物。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年６月５日に出願された米国仮出願第６１／８３１，５２６号、発明の名称「高温耐性（Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）ジオメンブレンライナー及びマスターバッチ組成物」と２０１４年５月６日に出願された米国出願第１４／２７１，０１１号、発明の名称「高温耐性ジオメンブレンライナー及びマスターバッチ組成物」とに基づく優先権を主張する非仮特許出願であり、これらの両方の全体を参照により援用する。
政府支援の通知
該当なし
マイクロフィッシュ／著作権参照
該当なし
技術分野
本発明は、ジオメンブレンライナーに関し、より具体的にはジオメンブレンライナーを１００℃までの高温で使用可能にする、特殊なベース樹脂と特殊なマスターバッチを使用して製造するジオメンブレンライナーに関する。
ポリエチレンジオメンブレンは、３０年間を超えて有害廃棄物の格納容器及び貯水器用にうまく使用されてきた。しかし、殆どの用途において長い使用可能寿命が要求されるため、その利用は、一般的に６０℃以下の温度で操作する用途に制限されている。温度が高い程、ジオメンブレンが受ける酸化劣化とクリープは加速され、これにより、使用可能な寿命が短くなる。ジオメンブレン損傷のメカニズムは、大きく３つのステージに分けることができる。
ステージ１の「延性破壊(ductile failure)」は、過大な応力により起こり、純粋に機械的な破壊である。
ステージ２の「機械的な脆性による破壊(brittle-mechanical failure)」は、クリープと添加剤の減少のために起こる。
ステージ３の「化学的な脆性による破壊(brittle-chemical failure)」は、添加剤を消費し尽くしたために起こるものであり、純粋に化学的であり、応力とは無関係である。ステージ３の破壊は急速である。
３つのステージ全てが、ジオメンブレンの使用寿命を決定付ける要因となる。ステージ１は、結合した分子（ｔｉｅ−ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）の数と絡み合いに依存する。結合した分子の数が多い程且つよく絡み合っている程その樹脂は、延性が良好となる。高温では、分子は非常に活発で動き回るので、その結果、クリープメカニズムが加速される。加えて、添加剤の減少速度もまた、温度の上昇と共に高められる。クリープと添加剤の減少の影響が合わさると、ステージ２と３に係る寿命が低下する。
従って、６０℃を超える温度等の高温で使用可能なジオメンブレンが当該技術分野において求められている。
本発明の一態様では、密閉システム用のジオメンブレンライナーを製造するための組成物であって、１）マスターバッチ、及び２）ベース樹脂から構成される組成物が提供され、前記組成物は、以下の１）及び２）を含む：
１）約８〜１０重量％のマスターバッチ組成物であり、
ａ）約７０から約８０重量％の１種以上の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）又は高温耐性ポリエチレン（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｏｆ Ｒａｉｓｅｄ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：ＰＥＲＴ）の樹脂キャリアであって、その密度は０.９１０から０．９５５ｇ／ｃｍ３である樹脂キャリア；
ｂ）約１から約３重量％の第１酸化防止剤であって、１，３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）ベンゼンを含む前記第１酸化防止剤；
ｃ）約０.１から約０．５重量％の第２酸化防止剤であって、ペンタエリスリトールテトラキス（３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナート）を含む前記第２酸化防止剤；
ｄ）任意に、約０.１から約０．５重量％のトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト;
ｅ）約１から約３重量％のＵＶ安定剤であって、高分子量ヒンダードアミン光安定剤を含む前記ＵＶ安定剤；
ｆ）約０．１から約０．５重量％の酸中和剤；及び
ｇ）約２０から約３０重量％のカーボンブラックであって、ファーネスカーボンブラックである、前記カーボンブラック、
を含むマスターバッチ組成物（ここで、前記重量％は合計１００％になり、且つマスターバッチ組成物の全重量に基づく）：並びに
２）高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）ベース樹脂を含む約９０から約９２重量％のベース樹脂組成物（ここで、前記重量％は前記ジオメンブレン組成物の全重量に基づくものである）。
マスターバッチ組成物それ自体もまた本発明の一態様であると理解すべきである。
マスターバッチに関する発明のこの態様の一形態では、樹脂キャリアは、１種以上の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）又は高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）である。マスターバッチに関する発明のこの態様の別の形態では、高分子量ヒンダードアミン光安定剤は、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミン，Ｎ，Ｎ’’’−［１，２−エタン−ジイル−ビス［［［４，６−ビス［ブチル（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）アミノ］−１，３，５−トリアジン−２−イル］イミノ］−３，１−プロパンジイル］］である。
マスターバッチに関する発明のこの態様の更に別の形態では、酸中和剤には、ハイドロタルサイトが含まれる。
本発明の別の態様では、ジオメンブレンライナーを提供するが、このジオメンブレンライナーは、ベース樹脂に本発明に係る組成物（即ち、マスターバッチ）を添加する(let down)ことにより製造される。
本発明のこの態様の一形態では、ジオメンブレンライナーには、約１１００から約１４００ｐｐｍの前記第１酸化防止剤；約４００から約５００ｐｐｍの前記第２酸化防止剤；約０から約１００ｐｐｍのトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト；約１２００から約１５００ｐｐｍの前記ＵＶ安定剤；約３００から約４００ｐｐｍの前記酸中和剤；及び約２０，０００から約２５，０００ｐｐｍの前記カーボンブラックが含まれる。
本発明に係る他の目的、特徴、及び利点は、添付の特許請求の範囲及び図面を含む明細書全体を検討することにより明らかとなるであろう。
図１は、ＩＳＯ９０８０による高温耐性ポリエチレン（ＰＥ−ＲＴ）のフープ応力テストの結果を示す。
一態様では、本発明は、環境応力亀裂に耐性であり、良好な機械的特性を有し、その結果、１００℃までの高温における長い使用寿命を有し得るジオメンブレンを提供する。
本発明に係るジオメンブレンにて使用されるベース樹脂は、高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）であり、これには、低分子量粒子よりも遥かに多い高分子量粒子が含まれる。従って、コモノマー（側鎖）の殆どもまた比較的高分子量であることが好ましい。
ジオメンブレンを作成するには、通常、マスターバッチを先ず調製する。その後、マスターバッチを樹脂材料に添加して(let down)ジオメンブレンを作ることができる。マスターバッチから最終的な生成物（例えば、ジオメンブレン）を製造することは、当業者の間では周知である。
一態様では、本発明に係るマスターバッチには、樹脂キャリア；カーボンブラック；第１酸化防止剤、第２熱安定剤、及び任意に第３酸化防止剤を含む熱安定剤；ＵＶ安定剤；並びに酸中和剤が含まれる。
好ましくは、本発明に係るジオメンブレンにて使用される樹脂キャリアには、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、又は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のいずれかが含まれる。
更により好ましくは、樹脂キャリアには、高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）が含まれる。
本発明の目的に好適なＰＥＲＴ樹脂の幾つかの非限定的な商品名の例には、Ｄｏｗｌｅｘ（登録商標）２３４４、Ｄｏｗｌｅｘ（登録商標）２３７７、Ｄｏｗｌｅｘ（登録商標）２３８８、ＤＧＤＡ−２３９９、Ｉｎｔｒｅｐｉｄ（商標） ２４９８ＮＴ、Ｉｎｔｒｅｐｉｄ（商標） ２４９９ ＮＴ（全て、米国のダウ・ケミカルの製品である。）、Ｙｕｃｌａｉｒ（登録商標）ＤＸ８００（ＳＫグローバルケミカル、韓国）、ＤａｅｌｉｍＸＰ９０００（大林、韓国）、ＴｏｔａｌＸＲＴ７０（トタル、フランス）、Ｈｏｓｔａｌｅｎ ４７３１Ｂ（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ、オランダ）、及びＥｌｔｅｘ（登録商標）ＴＵＢ２２０−ＲＴ（Ｉｎｅｏｓ、スイス）が含まれる。
ある非ＰＥＲＴ樹脂もまた、キャリアとして使用できる。しかし、非ＰＥＲＴマスターバッチを組込んだ高温耐性ライナーは、適用限界が９０℃である。このマスターマッチに関する発明の目的に好適な非ＰＥＲＴ樹脂の幾つかの非限定的な商品名には、ＳＡＢＩＣ（登録商標）ＬＬＤＰＥ ０１３２ＨＳ００（サウジ基礎産業公社、サウジアラビア）、Ｍａｒｌｅｘ（登録商標）Ｋ２０３（シェブロン・フィリップス・ケミカル社、米国）、及びＤｏｗｌｅｘ（登録商標）２３４２Ｍ（ダウ・ケミカル、米国）が含まれる。
このマスターバッチに関する発明に使用される樹脂キャリアは、０.９１０から０.９５５ｇ／ ｃｍ３の密度；及び１ｄｇ／分以下のメルトインデックス（ＭＩ）（２．１６ｋｇ）を有する必要がある。
本発明に係る組成物にて使用される熱安定剤には、第１酸化防止剤、第２熱安定剤；及び任意に第３酸化防止剤が含まれる。
第１酸化防止剤は長期間の安定化のために使用され、これには、１，３−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、ＣＡＳ Ｎｏ．１７０９−７０−２が含まれる。第１酸化防止剤の幾つかの非限定的な商品名の例には、Ｉｒｇａｎｏｘ１３３０（ＢＡＳＦ、ドイツ）、Ｅｔｈａｎｏｘ ３３０（Ａｌｂｅｍａｒｌｅ社、米国）、ＢＮＸ １３３０（Ｍａｙｚｏ、米国）、Ｓｏｎｇｎｏｘ １３３０（ソンウォン、韓国）、及びその他が含まれる。
本発明に係る組成物にて使用される第２酸化防止剤は、ペンタエリスリトールテトラキス（３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナート、ＣＡＳ Ｎｏ．６６８３−１９−８と称されるヒンダードフェノール性酸化防止剤である。第２酸化防止剤の幾つか非限定的な商品名の例には、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０（ＢＡＳＦ、ドイツ）、ＢＮＸ１０１０（Ｍａｙｚｏ、米国）、Ｓｏｎｇｎｏｘ１０１０（ソンウォン、韓国）、及びその他が含まれる。
本発明に係る組成物にて任意に使用可能な第３酸化防止剤は、有機ホスファイトである。一態様では、この有機ホスファイトはトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ＣＡＳ Ｎｏ．３１５７０−０４−４である。第３酸化防止剤の幾つかの非限定的な商品名の例には、Ｉｒｇａｆｏｓ１６８（ＢＡＳＦ社、ドイツ）、Ｂｅｎｅｆｏｓ（登録商標）１６８０（Ｍａｙｚｏ、米国）、Ｓｏｎｇｎｏｘ１６８０（ソンウォン、韓国）、及びその他が含まれる。
本発明に係る組成物にて使用されるＵＶ安定剤には、高分子量ヒンダードアミン光安定剤（ＨＡＬＳ）が含まれる。一態様では、このＨＡＬＳは、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミン，Ｎ，Ｎ’’’−［１，２−エタン−ジイル−ビス［［［４，６−ビス［ブチル（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）アミノ］−１，３，５−トリアジン−２−イル］イミノ］−３，１−プロパンジイル］］である。ＵＶ安定剤の幾つかの非限定的な商品名の例には、Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ１１９（ＢＡＳＦ、ドイツ）、Ｓａｂｏ（登録商標）ＳｔａｂＵＶ１１９（Ｓａｂｏ Ｓ．ｐ．Ａ、イタリア）、Ｌｏｗｉｌｉｔｅ（登録商標）１９（Ｃｈｅｍｔｕｒａ、米国）、及びその他が含まれる。
本発明に係る組成物にて使用される酸中和剤は、ハイドロタルサイト、ＣＡＳ Ｎｏ．１１０９７−５９−９から構成される。酸中和剤の幾つかの非限定的な商品名の例には、ＤＨＴ−４Ａ（Ｋｉｓｕｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、オランダ）、ＤＨＴ−４Ｖ（Ｋｉｓｕｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ、オランダ）、Ｈｙｃｉｔｅ（登録商標）７１３（Ｔｅｌｋｏ、フィンランド）、及びその他が含まれる。
本発明に係る組成物にて使用されるカーボンブラックは、Ｎ６６０カーボンブラックの粒径以下の粒径を有する。カーボンブラックの幾つかの非限定的な商品名の例には、Ａｒｏｓｐｅｒｓｅ ５（オリオンエンジニアドカーボンズ、米国）、Ｒａｖｅｎ(登録商標)８８０Ｕｌｔｒａ（コロンビア・ケミカルズ、米国）、Ｂｌａｃｋ Ｐｅａｒｌｓ（登録商標）４０６０（キャボット社、米国）、及びその他が含まれる。
本発明の一態様では、格納システム用のジオメンブレンライナーを製造するための組成物であって、１）マスターバッチ；及び２）ベース樹脂から構成される前記組成物が提供され、前記組成物は、以下の１）及び２）を含む：
１）約８〜１０重量％のマスターバッチ組成物であり、
ａ）約７０から約８０重量％の１種以上の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）又は高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）の樹脂キャリアであって、その密度が０.９１０から０．９５５ｇ／ｃｍ３である前記樹脂キャリア；
ｂ）約１から約３重量％の第１酸化防止剤であって、１，３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）ベンゼンを含む前記第１酸化防止剤；
ｃ）約０.１から約０．５重量％の第２酸化防止剤であって、ペンタエリスリトールテトラキス（３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナート）を含む前記第２酸化防止剤；
ｄ）任意に、約０.１から約０．５重量％のトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト;
ｅ）約１から約３重量％のＵＶ安定剤であって、高分子量ヒンダードアミン光安定剤を含む前記ＵＶ安定剤；
ｆ）約０．１から約０．５重量％の酸中和剤；及び
ｇ）約２０から約３０重量％のカーボンブラックであって、ファーネスカーボンブラックである前記カーボンブラック；
を含む組成物（ここで、前記重量％は合計１００％になり、マスターバッチ組成物の全重量に基づくものである）：並びに
２）高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）ベース樹脂を含む約９０から約９２重量％のベース樹脂組成物（ここで、前記重量％は前記ジオメンブレン組成物の全重量に基づくものである）。
マスターバッチ組成物それ自体もまた本発明の一態様であると理解すべきである。
マスターバッチに関する発明のこの態様の一形態では、樹脂キャリアは、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）又は高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）である。マスターバッチに関する本発明のこの態様の更に別の形態では、酸中和剤には、ハイドロタルサイトが含まれる。
本発明の別の態様では、ジオメンブレンライナーを提供するが、このジオメンブレンライナーは、ベース樹脂に本発明に係る組成物（即ち、マスターバッチ）を添加する(letting down)ことにより製造される。
本発明のこの態様の一形態では、ジオメンブレンライナーには、約１１００から約１４００ｐｐｍの前記第１酸化防止剤；約４００から約５００ｐｐｍの前記第２酸化防止剤；約０から約１００ｐｐｍのトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト；約１２００から約１５００ｐｐｍの前記ＵＶ安定剤；約３００から約４００ｐｐｍの前記酸中和剤；及び約２０，０００から約２５，０００ｐｐｍの前記カーボンブラックが含まれる。
第１酸化防止剤、第２酸化防止剤、トリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、ＵＶ安定剤、及び酸中和剤の全量は、好ましくは約３０００〜３８００ｐｐｍの間である。
本発明に係るジオメンブレンは、当業者に知られる種々の目的のために使用することができる。このような目的には、非限定的に、ライニング埋立地、熱水格納容器、地下熱エネルギー貯蔵庫、ヒープリーチパッド採鉱地、工業用流体排出具等が含まれる。可能性のある用途についての前記リストは限定的なものではなく、決して提供される組成物の適用範囲を限定するものではない。
以下の実施例は、説明目的のためだけに提供され、決して本発明を限定するものではない。
例１
本発明に係るマスターバッチとジオメンブレン組成物
表１は、本発明に係る組成物のうちの１つの組成物（マスターバッチの一例）の成分を示す。
表２は、本発明に係る組成物のうちの１つの組成物（ジオメンブレンの一例）の成分を示す。

例２
オーブンエージング試験
この実験の目的は、本発明に係る組成物の熱の影響を測定し、その耐久性を測定することである。
実験条件
最初に、本発明に係る２種のジオメンブレンを製造した：１）１つは、表１と同じマスターバッチ組成物から製造し、そして２）もう１つは、表２のジオメンブレン組成物から製造したが、ベース樹脂は異なる。これらの２種の本発明に係るジオメンブレンは、それらのベース樹脂にちなんで、Ｄｏｗｌｅｘ（登録商標）２３４４高温耐性ジオメンブレン（ＧＭＲＴ １）及びＤｏｗｌｅｘ（登録商標）２３７７高温耐性ジオメンブレン（ＧＭＲＴ ２）と名付ける。
次に、２種の比較用ジオメンブレンを、同じＰＥＲＴベース樹脂から作ったが、マスターバッチは、従来のジオメンブレンを製造するために使用される標準的な供給者からのマスターバッチ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｓｕｐｐｌｉｅｒ Ｍａｓｔｅｒｂａｔｃｈ：ＳＳＭＢ）（従来のマスターバッチ）を使用した。
その後、本発明に係るジオメンブレンと比較用のジオメンブレンのサンプルを、酸化誘導時間（ＯＩＴ）と高圧ＯＩＴ（ＨＰＯＩＴ）とについて試験した。ＯＩＴは、ＡＳＴＭ Ｄ３８９５に準拠して試験し、一方、 ＨＰＯＩＴは、ＡＳＴＭ Ｄ５８８５に準拠して行った。
２種の比較用ジオメンブレンを、空気循環オ−ブン中で８５℃にて９０日間、ＡＳＴＭ Ｄ５７２１に準拠してインキュベートした。ＧＳＥ高温耐性ジオメンブレンを、同じ環境条件下で１年間、インキュベートした。ＯＩＴ ／ ＨＰＯＩＴ試験を、オーブンエージング後に行った。ＯＩＴ及びＨＰＯＩＴの保持率から、本発明に係るジオメンブレンは、１年間のインキュベーション後に許容できる保持率を有し、一方、比較用ジオメンブレンは、インキュベーション９０日以内に損傷することがわかった。
試験結果を表３から表６に示す。
オーブンエージング試験におけるジオメンブレンの性能についての業界標準規格は、ＧＲＩ ＧＭ１３に記載されている。この標準の耐久性要件は、９０日間のオーブン暴露後ＨＰ ＯＩＴについて８０％の保持率及びＯＩＴについて５５％の保持率を必要とする。これらの結果から、本発明に係る組成物ＧＭＲＴ１とＧＭＲＴ２は、熱に対して良好な対応能力を有し、且つ耐久性があるが、一方、比較用組成物は、インキュベーション９０日以内のＨＰ ＯＩＴにて損傷したので、ＯＩＴ保持率について本発明に係る組成物と競合し得ないことがわかった。
例３
耐ＵＶ試験
この実験の目的は、本発明に係る組成物のＵＶに対する耐性を測定することであった。
実験条件
例２に記載した本発明に係るジオメンブレンと比較用ジオメンブレンのサンプルを、７５℃で２０時間ＵＶ照射、６０℃で４時間結露のサイクルで、３４０ｎｍで０．７２Ｗ／ｍ２．ｎｍ（±１０％）の放射照度で、ＱＵＶにてＵＶ暴露した。２９５ナノメートルから４００ナノメートルのＵＶ照射は、３９Ｗ／ｍ２（±１０％）である。その後、暴露したサンプルをＯＩＴ保持率について試験した。５，０００時間のＵＶ暴露後に５０％の保持率があると許容可能であると考えられる。試験結果を表７及び表８に示す。
ＵＶエージング試験におけるジオメンブレンの性能に対する業界標準規格は、ＧＲＩ ＧＭ１３に記載されている。この標準の耐久性要件は、１６００ＵＶ暴露後ＨＰ ＯＩＴについて５０％の保持率を必要とする。これらの結果から、本発明に係る組成物は、ＵＶ暴露に耐性であることがわかる。
例４
機械的性能／耐クリープ性
この実験の目的は、本発明に係る組成物の機械的性能／耐クリープ性を測定することであった。
実験条件
ＧＭＲＴ 1とＧＭＲＴ ２のサンプルを、（修正された）ＡＳＴＭ Ｄ５３９７に準拠して、Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｏｉｎｔ Ｎｏｔｃｈｅｄ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｔｅｎｓｉｌｅ Ｌｏａｄ（ＳＰ−ＮＣＴＬ）法により、１０ｗ％のＩｇｅｐａｌＣＡ−７２０と水との８０℃溶液において３.４ＭＰａ（５００ ｐｓｉ）の引張応力にて耐環境応力亀裂性について試験した。破壊までの時間が、５００時間以上であると許容される。試験結果を表９に示す。
オーブンエージング試験におけるジオメンブレンの性能に対する業界標準規格は、ＧＲＩ ＧＭ１３に記載されている。この標準の耐クリープ耐性要件は、５０℃における試験について少なくとも３００時間を必要とする。これらの結果から、本発明に係る組成物は、高い耐クリープ性を有することがわかる。
例５
機械的性能／固体状態の完全性
この実験の目的は、本発明に係る組成物の機械的性能／固体状態の完全性を測定することであった。
実験条件
ＧＭＲＴ １とＧＭＲＴ ２のサンプルを、ＩＳＯ ５２７−１、２に準拠して、引張特性について試験した。高温におけるジオメンブレンの固体状態特性の完全性を保証するために、３５ ＭＰａのヤング率、４ ＭＰａの引張降伏応力、及び４００％の破断引張伸びを最小値として任意に選択する。結果を表１０及び表１１に示す。
これらの結果から、本発明に係る組成物は、良好な固体状態特性を有することがわかる。
更に、ＰＥ−ＲＴ樹脂及び本発明に係るジオメンブレン組成物の種々の試験の結果によって、本発明によるジオメンブレン組成物の適合性を更に示す。
高温耐性ライナー用ベース樹脂として使用されるＰＥ−ＲＴ（高温耐性ポリエチレン）樹脂には、高温高圧パイプの用途についてフィールドサービスで成功したという歴史がある。図１は、ＰＥ−ＲＴのＵＳＯ９０８０フープ応力試験の結果を示す。このようなフープ応力試験は、圧力配管の耐クリ−プ性を評価する典型的な試験方法であり、パイプ形状の樹脂の寿命を推定する線形回帰分析の外挿法を提供する。図１では、ＰＥ−ＲＴを、２０、８０、９５、及び１１０℃の４種の温度におけるフープ応力試験について試験した。 １１０℃の試験温度では、１０，０００時間（１年以上）後に、クリープ破壊は観察されなかった。外挿法によって、樹脂は、８０℃で２５年を超える耐クリープ性を有することがわかった。
更に、表１２に示すように、エージング試験においても、高温における優れた酸化防止保持性及び優れたＵＶ保護性を具え、優れたエージング特性を有することがわかった。
高温耐性ライナーの引張特性を表１３及び１４に示す。表１３は、ＡＳＴＭ Ｄ６６９３に準拠して高温耐性ライナー（６０ミル）の室温における引張特性を産業基準（ＧＲＩ ＧＭ１３）と比較し、表１４は、（以下に示すように、）ＩＳＯ ５２７に準拠して本発明に係る高温耐性ライナー（６０ミル）の高温における有利な引張特性を示す。
室温における降伏／破断強度の初期値(start up value)が高い程、通常、高温における強度レベルが高い。）
更に、以下の基準に適合するジオメンブレンは、高温における固体状態特性の完全性を保証することで固体バリヤーとして良好な性能を発揮する：
Ｉ. 降伏応力≧４Ｍｐａ（５８０ｐｓｉ）；
ＩＩ． 弾性率≧３５ＭＰａ（５０００ｐｓｉ）；
ＩＩＩ．破断引張伸び≧４００％
表１４に示すように、高温耐性ライナーは、このような望ましい引張強度を遥かに超えている。更に、引張弾性率としても知られている弾性率は、材料の剛性の尺度である。それは、降伏応力と破断引張伸びと共に、試験温度におけるジオメンブレンの機械的完全性を指す。例えば、１００℃における高温耐性ライナーの弾性率は３８ＭＰａ（５，５００ ｐｓｉ）より高い。この値は、室温におけるＶＬＤＰＥ及びＴＰＯのルーフィング膜のそれらに匹敵する。
耐環境応力亀裂性もまた、ＡＳＴＭ Ｄ５３９７に準拠してノッチ定引張荷重（ＮＣＴＬ）試験により示される。表１５に示すように、標準ＮＣＴＬ試験温度は５０℃であるが、８０℃という高い試験温度であっても、１０００時間の試験後、破損は観察されなかった。

本発明の更に他の態様、目的、及び利点は、本明細書及び添付の特許請求の範囲の検討から知ることができる。しかし、本発明を代替的な形態で使用する場合、得られるものは、本発明の目的及び利点の全て並びに上記のような好ましい実施態様には満たないものとなることを理解すべきである。

Claims (11)

  1. １）マスターバッチ、及び２）ベース樹脂から構成される、格納システム用の(for a containment system)ジオメンブレンライナーを製造するための組成物であって、
    ｉ）約８〜１０重量％のマスターバッチ組成物であって、
    ａ）約７０から約８０重量％の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）又は高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）の樹脂キャリアであって、０.９１０から０．９５５ｇ／ｃｍ３の密度を有する前記樹脂キャリア、
    ｂ）約１から約３重量％の第１酸化防止剤であって、１，３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）ベンゼンを含む前記第１酸化防止剤、
    ｃ）約０.１から約０．５重量％の第２酸化防止剤であって、ペンタエリスリトールテトラキス（３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナート）を含む前記第２酸化防止剤、
    ｄ）任意に、約０.１から約０．５重量％のトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト、
    ｅ）約１から約３重量％のＵＶ安定剤であって、高分子量ヒンダードアミン光安定剤を含む前記ＵＶ安定剤、
    ｆ）約０．１から約０．５重量％の酸中和剤、及び
    ｇ）約２０から約３０重量％のカーボンブラックであって、ファーネスカーボンブラックである前記カーボンブラックをを含む、マスターバッチ組成物（ここで、前記重量％は合計で１００％になり、マスターバッチ組成物の全重量に基づくものである）と、
    ｉｉ）高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）ベース樹脂を含む約９０から約９２重量％のベース樹脂組成物（ここで、前記重量％は前記ジオメンブレン組成物の全重量に基づくものである）とを含む、組成物。
  2. 前記樹脂キャリアが、ＬＬＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ又は高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）である、請求項１に記載のマスターバッチの組成物。
  3. 前記高分子量ヒンダードアミン光安定剤が、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミン，Ｎ，Ｎ’’’−[１，２−エタン−ジイル−ビス［［［４，６−ビス［ブチル（１，２，２，６，６−ペンタメチル−４−ピペリジニル）アミノ］−１，３，５−トリアジン−２−イル］イミノ］−３，１−プロパンジイル］]である、請求項１に記載の組成物。
  4. 前記酸中和剤がヒドロタルサイトである、請求項１に記載の組成物。
  5. 前記ジオメンブレンライナーが、ＡＳＴＭ Ｄ５８８５に準拠する高圧ＯＩＴ値が９０％保持されるようなＡＳＴＭ Ｄ５７２１に準拠する８５℃における１年間のインキュベーションに対するオーブンエージング性能を有する、請求項１に記載のジオメンブレンライナー。
  6. 前記ジオメンブレンライナーが、ＡＳＴＭ Ｄ５８８５に準拠する高圧ＯＩＴ値が７０％保持されるような１年間のＵＶ暴露に対するＵＶエージング性能を有する、請求項１に記載のジオメンブレンライナー。
  7. 前記ジオメンブレンライナーが、８０℃における試験の５００時間内に破壊が起こらないような修正ＡＳＴＭ Ｄ５３９７に準拠する耐クリープ性を有する、請求項１に記載のジオメンブレン。
  8. 前記ジオメンブレンライナーが、ＩＳＯ５２７−１，２に準拠するヤング率が少なくとも３８ＭＰａであるような１００℃における適切な固体状態特性を有する、請求項１に記載のジオメンブレンライナー。
  9. ａ）約７０から約８０重量％の直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）又は高温耐性ポリエチレン（ＰＥＲＴ）の樹脂キャリアであって、０.９１０から０．９５５ｇ／ｃｍ３の密度を有する前記樹脂キャリア；
    ｂ）約１から約３重量％の第１酸化防止剤であって、１，３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）ベンゼンを含む前記第１酸化防止剤；
    ｃ）約０.１から約０．５重量％の第２酸化防止剤であって、ペンタエリスリトールテトラキス（３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオナート）を含む前記第２酸化防止剤；
    ｄ）任意に、約０.１から約０．５重量％のトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト;
    ｅ）約１から約３重量％のＵＶ安定剤であって、高分子量ヒンダードアミン光安定剤を含む前記ＵＶ安定剤；
    ｆ）約０．１から約０．５重量％の酸中和剤；及び
    ｇ）約２０から約３０重量％のカーボンブラックであって、ファーネスカーボンブラックである前記カーボンブラック
    を含む、マスターバッチ組成物（ここで、前記重量％は合計１００％になり、マスターバッチ組成物の全重量に基づくものである）。
  10. ベース樹脂（ＰＥＲＴ）に請求項９に記載のマスターバッチ組成物を添加する(let dowa)ことにより製造されるジオメンブレンライナー。
  11. 前記ジオメンブレンライナーが、約１１００から約１４００ｐｐｍの前記第１酸化防止剤；約４００から約５００ｐｐｍの前記第２酸化防止剤；約０から約１００ｐｐｍのトリス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ホスファイト；約１２００から約１５００ｐｐｍの前記ＵＶ安定剤；約３００から約４００ｐｐｍの前記酸中和剤；及び約２０，０００から約２５，０００ｐｐｍの前記カーボンブラックを含む、請求項１０に記載のジオメンブレン。
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