JP2018513329A - ポリオレフィンパイプ - Google Patents
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Abstract
Description
ポリオレフィン構造ポリマーと、
0.02〜5重量%のビスマレイミド架橋剤とを含むポリマーパイプを提供することであって、
前記ビスマレイミド架橋剤は、化学式1の化合物であり、
ここで、Rは、−(C2−C24)アルキルである。
混合物を調製し、
押出パイプを形成するために、前記混合物を押し出し、
前記押出パイプを加熱することによってポリオレフィン構造ポリマーを架橋する、架橋ポリオレフィンパイプの製造方法を提供することであって、
前記混合物は、前記ポリオレフィン構造ポリマーおよび0.02〜5重量%のビスマレイミド架橋剤を含む成分を混合することによって調製され、
前記ビスマレイミド架橋剤は、化学式1の化合物であり、
ここで、Rは、−(C2−C24)アルキルである。
本開示で援用するパイプ規格および標準試験手順には、以下のものが挙げられる。
架橋ポリエチレン(PEX)チューブに関するASTM国際規格、F876−10(2010年2月1日承認)(「ASTM F876」)。
温水および冷水設備用プラスチック配管システム−架橋ポリエチレン(PE−X)に関する欧州国際規格、EN ISO 15875。
ドイツ連邦環境庁Umweltbundesamt(UBA)の飲料水に接触する有機物の衛生的評価のガイドライン(KTWガイドライン)、2008年10月7日に発行された英語版「KTW Guideline」。
EN 1484 水分析に関する欧州規格:1997年5月に発行された全有機炭素(TOC)および溶存有機炭素(DOC)の測定ガイドライン(「EN 1484」)。
EN 1622:2006 水質に関する欧州規格:閾値臭気数(TON)および閾値風味数(TFN)の測定(「EN 1622」)。
これらの規格のすべての内容は、参照用として本明細書に援用されるものとする。
「6.8.架橋度 7.9節に従って試験が行われる場合において、PEXチューブ材の架橋度は、65〜89%の範囲内でなければならない。適用される工程に応じて、過酸化物で70%(PEX−a)、アゾ化合物で65%、電子ビームで65%(PEX−c)、シラン化合物で65%(PEX−b)の最小架橋値(%)を達成しなければならない。」
EN ISO規格によれば、電子ビーム(PEX−c)およびアゾ化合物の場合、達成されなければならない最小架橋値(%)は、60%である。
この規格によれば、理想的には、パイプは、高い架橋レベル、すなわち少なくとも50%(好ましくは、少なくとも60%)の架橋レベルを有するべきである。しかし、ある用途では、より低い架橋度でも許容可能である。
用語および方法の以下の説明は、本開示をよりよく説明するために、本開示の実施において、当業者をガイドするために提供されるものである。
この明細書において特に断らない限り、重量%による特定成分(例えば、ポリオレフィン構造ポリマー、光開始剤、反応押出種、助剤、ヒンダードアミン光安定剤、酸化防止剤、または必要に応じた添加剤)に関する言及は、特定成分が存在するパイプの総重量に対するその特定成分の重量%のことである。
ここで、Rは、−(C2−C24)アルキルである。Rは、本明細書においてさらに定めてもよい。例えば、Rは、−(C4−C18)アルキル、例えば、−(C4−C10)アルキルであってもよい。Rは、−C2、−C3、−C4、−C5、−C6、−C7、−C8、−C9、−C10、−C11、−C12、−C13、−C14、−C15、−C16、−C17、または−C18アルキルであってもよく、例えば、Rは、−C6アルキルであってもよい。例えば、本発明のポリマーパイプは、化学式1の1種以上のビスマレイミド架橋剤を含んでいてもよく、例えば、本明細書で定めるように、少なくとも1種、少なくとも2種、少なくとも3種、少なくとも4種、または少なくとも5種のビスマレイミド架橋剤を含んでいてもよい。ビスマレイミド架橋剤は、0.02〜5重量%、例えば0.2〜4重量%存在していてもよく、例えばビスマレイミド架橋剤は、0.2〜3重量%、0.2〜2重量%、または0.5〜2.5重量%存在していてもよい。例えば、ビスマレイミド架橋剤は、0.5〜5重量%または1〜4重量%、例えば1〜3重量%、または1.5〜2.5重量%存在していてもよい。例えば、ビスマレイミド架橋剤は、0.3〜2.5重量%、0.5〜2.5重量%、または1〜2重量%、例えば約1重量%、約1.2重量%、約1.5重量%、約1.7重量%、または約2重量%存在していてもよい。
ここで、nは、平均分子量が約2,000〜約10,000g/mol、好ましくは約4,000〜約7,000g/molであるように選択される。平均分子量は、3000g/molまたは5000g/molであってもよい。
ここで、xおよびyは、平均分子量が約1,000〜約10,000g/mol、好ましくは約2,000〜約7,000g/molであるように選択される。例えば、平均分子量4,100g/molのポリブタジエン−Ricon142(CAS#9003−17−2)、平均分子量2,900g/molのポリブタジエン−Ricon152(CAS#9003−17−2)、平均分子量2,900g/molのポリブタジエン−Ricon156、平均分子量1,800g/molのポリブタジエン−Ricon157が挙げられる。
パイプは、本発明の方法または工程に従って製造することができる。本発明の工程は、PEX−aの製造方法に基づいている。パイプを形成するために用いられる成分、すなわちポリオレフィン構造ポリマー、および、本明細書で定めるようなビスマレイミド架橋剤、および/または過酸化物開始剤、および/または助剤、および/または酸化防止剤、および/またはヒンダードアミン光安定剤、および必要に応じた追加の添加剤などの他の成分は、通常、一緒に混合され、例えばブレンダー/ミキサーで乾式混合されて、混合物が形成される。次に、その混合物を押出機(例えば、逆回転二軸スクリュー押出機)に導入し、混合物を押し出す。押し出し直後、例えば、押出機とインラインにある赤外線(IR)オーブンを用いて加熱することで架橋パイプを形成する。
本発明のパイプは、当業者に知られている標準的な試験を用いて、パラメータの数に関連して評価することができる。いくつかの好適な試験法が以下に記載され、他の好適な試験法は、「パイプの規格および認証」という見出しの下で前に記載されている。
架橋度は、ASTM F876の7.9に記載の試験手順に従って測定することができる。架橋度は、ISO 15875に記載の試験手順に従って試験を行うこともできる。ASTM F876またはISO 15875に従って試験を行う場合、本発明のパイプは、約60%〜約90%、例えば 、約65%〜約89%の架橋度を有することができる。例えば、架橋度は、約70%〜約80%、例えば約70%〜約75%と測定することができる。架橋度は、約73%、例えば、73±1%または73±0.5%とすることができる。
TOCは、KTWガイドライン2.1.1および2.1.2に記載の移行試験手順に従って測定することができ、移行水サンプルのTOCは、EN 1484に従って決定される。KTWガイドラインに従って試験を行う場合、本発明のパイプは、2.5mg/dm2xd以下、例えば2mg/dm2xd以下、例えば1.5mg/dm2xd以下のTOCとすることができる。
味覚および臭気は、KTWガイドライン2.2.1および2.2.2に記載の臭気および風味試験手順に従って測定することができる。KTWガイドラインに従って試験を行う場合、本発明のパイプは、5以下の味覚および臭気の測定値、例えば4以下の味覚および臭気の測定値とすることができる。例えば、本発明のパイプは、1以上5以下、例えば2以上4以下の味覚および臭気の測定値とすることができる。
ポリマーパイプ中に存在する成分は、パイプの一部を採取し、パイプのその一部を制御される条件下で有機溶媒を用いて抽出し、GC/MSのような分析技術を用いて溶媒に抽出される化合物を分析することを含む試験を行うことで評価することができる。
配合物
パイプは、ヘキサメチレン−1,6−ジマレイミド(CAS 4856−87−5)を配合物として1.75重量%含むポリエチレンである、ボレアリス(Borealis)1878Eから製造されている。
配合物をブレンダー/ミキサーで注意深く乾式混合した後、押出機に挿入した。パイプを、Weber DS7二軸押出機を用いて加工した。架橋工程を活性化するため、パイプの加熱は、押出機の直後に設置した赤外線(IR)オーブンを用いて行った。押し出しは、75kg/hrで行い、20×2.8mmのパイプを製造した。
架橋パイプが製造された。化学的架橋レベルは、60.5%であった。
ヘキサメチレン−1,6−ジマレイミド(CAS 4856−87−5)を配合物として2.0重量%含む配合物を用いて、実施例1の手順を繰り返した。化学的架橋レベルは、実施例1で得られた化学的架橋レベル(60.5%)と同じであった。
Claims (35)
- 前記ポリオレフィン構造ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、および、それらのいずれかの共重合体から選択される、請求項1に記載のパイプ。
- 前記ポリオレフィン構造ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン、および、それらの混合物から選択される、請求項1に記載のパイプ。
- 前記ポリエチレンは、メルトフローインデックス(MFI)が小さくとも2である高密度ポリエチレン(HDPE)である、請求項2または3に記載のパイプ。
- Rは、−(C4−C18)アルキルである、請求項1〜4のいずれか1項に記載のパイプ。
- Rは、−(C4−C10)アルキルである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のパイプ。
- Rは、−C6アルキルである、請求項1〜6のいずれか1項に記載のパイプ。
- 前記ビスマレイミド架橋剤は、ヘキサメチレン−1,6−ジマレイミドであるか、または、これを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載のパイプ。
- 前記ビスマレイミド架橋剤は、化学式1の少なくとも2種の化合物を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載のパイプ。
- 前記ビスマレイミド架橋剤の量は、0.2〜2重量%である、請求項1〜9のいずれか1項に記載のパイプ。
- さらに、過酸化物開始剤を0.02〜2重量%含む、請求項1〜10のいずれか1項に記載のパイプ。
- 前記過酸化物開始剤は、少なくとも1種の有機過酸化物である、請求項11に記載のパイプ。
- 前記有機過酸化物は、ジ−tert−ブチルペルオキシド(Trigonox(登録商標) B)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3(Trigonox 145)、3,3,5,7,7−ペンタメチル−1,2,4−トリオキセパン(Trigonox 311)、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン(Trigonox 101)および3,6,9−トリエチル−3,6,9−トリメチル−1、4、7−トリペルオキソナン(Trigonox 301)から選択されるか、または、これらを含む、請求項11または12に記載のパイプ。
- 前記過酸化物開始剤の量は、0.05〜1重量%である、請求項11〜13のいずれか1項に記載のパイプ。
- 前記パイプは、さらに、0.02〜10重量%の助剤を含み、前記助剤は、少なくとも1種の反応性炭素−炭素二重結合を含む、請求項1〜14のいずれか1項に記載のパイプ。
- 前記助剤は、少なくとも2種の反応性炭素−炭素二重結合を含む、請求項15に記載のパイプ。
- 前記助剤は、アクリレート、メタクリレート、ポリブタジエン、アリルエーテル、ビニルエーテル、および、モノまたはポリ不飽和油から選択されるか、または、これらを含む、請求項15または16に記載のパイプ。
- 前記助剤の量は、0.3〜1.5重量%である、請求項15〜17のいずれか1項に記載のパイプ。
- さらに、0.1〜2重量%の酸化防止剤を含む、請求項1〜18のいずれか1項に記載のパイプ。
- 前記酸化防止剤は、少なくとも1種のフェノール系酸化防止剤である、請求項19に記載のパイプ。
- 前記酸化防止剤の量は、0.2〜1重量%である、請求項19〜21のいずれか1項に記載のパイプ。
- さらに、0.05〜1重量%のヒンダードアミン光安定剤(HALS)を含む、請求項1〜22のいずれか1項に記載のパイプ。
- 前記ヒンダードアミン光安定剤は、Cyasorb(登録商標) 3853、Chimassorb(登録商標) 944LD、Tinuvin(登録商標) 770、Tinuvin 622から選択されるか、または、これらを含む、請求項23に記載のパイプ。
- 前記ヒンダードアミン光安定剤の量は、0.05〜0.3重量%である、請求項23〜25のいずれか1項に記載のパイプ。
- 前記架橋度は、約60〜約90%の範囲である、請求項1〜26のいずれか1項に記載のパイプ。
- 前記成分は、請求項2〜26のいずれかに記載のパイプについてさらに定められるものである、請求項28に記載の方法。
- 前記混合物は、必要に応じてブレンダー/ミキサー中で前記混合物の前記成分を乾式混合することによって調製される、請求項28または29に記載の方法。
- 前記加熱は、必要に応じて押し出し直後に、赤外線(IR)オーブンを用いて行われる、請求項28〜30のいずれか1項に記載の方法。
- 前記赤外線(IR)オーブンは、押し出しを行う押出機とインラインにあり、必要に応じて前記押出機は、二軸押出機である、請求項31に記載の方法。
- 架橋ポリオレフィンパイプの製造において、請求項1および5〜9のいずれかに定められるビスマレイミド架橋剤の使用。
- 水の輸送のための、請求項1〜23のいずれかに記載のポリオレフィンパイプ、または請求項28〜32のいずれかに記載の方法または請求項33の使用に従って形成されるポリオレフィンパイプの使用。
- 前記水は、飲料水である、請求項34に記載の使用。
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