JP2019524477A - バリア層 - Google Patents
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Abstract
本発明は、バリアとして、特に複合材料におけるバリア層としての、特別なポリマー層の使用に関する。ポリマー層の好適なポリマーは、エチレンおよびビニルアルコール、またはエチレンおよび一酸化炭素、またはエチレンおよび一酸化炭素およびプロピレンのコポリマーである。これらのバリア層は、異なるガスに関して選択的なバリア効果を呈し、ＨＦＯに関するバリア効果が特に良好である。これらの特性により、かかるバリア層は、例えば、熱絶縁管において、絶縁および隔離特性に良い影響を与え得る。
Description
説明
本発明は、バリア層、特に複合材料中のバリア層としての特別なポリマーの使用に関する。これらのバリア層は、異なるガスに関して選択的なバリア効果を呈し、バリア効果は、ＨＦＯに関して特に効果的である。これらの特性のため、かかるバリア層は、例えば熱絶縁管において絶縁特性に良い影響を与えることができる。
本発明は、バリア層、特に複合材料中のバリア層としての特別なポリマーの使用に関する。これらのバリア層は、異なるガスに関して選択的なバリア効果を呈し、バリア効果は、ＨＦＯに関して特に効果的である。これらの特性のため、かかるバリア層は、例えば熱絶縁管において絶縁特性に良い影響を与えることができる。
絶縁用の発泡体は、既知の材料である。かかる発泡体は、特に熱絶縁用の多数の用途を有し、したがって、多数の用途において重要な構成要素である。発泡体の絶縁特性は、いくつかのパラメータに依存して、特に、気泡ガスの組成物に依存する。
発泡体の既知の種類は、ポリオールおよびイソシアネートからなるポリウレタン発泡体（ＰＵ）である。これらの発泡体を製造するために、別の物理的発泡剤も通常は添加され、典型的にはポリオール成分中に撹拌され、その後、２成分混合物（２Ｃ）が計量される直前に、高圧混合ヘッド中でイソシアネートと混合される。この物理的発泡剤は、ＰＵ発泡体中の気泡ガスの第１の構成要素である。ポリオール成分は、典型的には、０．５〜１．５重量％の典型的な範囲で特定の量の水を含有する。この水は、以下の反応をもたらす。ａ）イソシアネートとの反応であって、カルバミン酸を形成するが、これは不安定であり、二酸化炭素が分離した場合、直ちに崩壊して対応するアミンを形成する反応、ｂ）別のイソシアネート分子との、このように製造されたアミンの反応であって、対応する尿素を形成する反応。
この反応は、ＰＵ発泡体におけるさらなる気泡ガスの形成をもたらし、したがって発泡プロセスを補助する。製造された尿素は、製造された発泡体の熱安定性に有利である。それに関する詳細は、Ｏｅｒｔｅｌ ｅｔ ａｌ（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，ｅｄｉｔｏｒ Ｇｕｎｔｅｒ Ｏｅｒｔｅｌ，３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ １９９３，Ｈａｎｓｅｒ Ｖｅｒｌａｇ，ｐ．１３；ｐ．９４）に記載されている。
クロロフルオロカーボン（ＨＦＣ）とは著しく対照的に、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）は、それらの低い地球温暖化係数（ＧＷＰ）で既知の化合物の既知の種類である。ＨＦＯが可燃性ではないため、それらは、例えば、ＷＯ２０１６／０９４７６２に記述されるように、発泡剤として使用される。ＨＦＯは、発泡体の絶縁特性に良い影響を与える。
ポリマー材料は、一般に、全ての種類の浸透物（ガス状または液体）に対する、ある程度の浸透性を有する。しかしながら、ポリマーは、各ケースにおける単位時間当たりの所与の材料を介して移動する特定の浸透物の量によって著しく異なる。空気中のガス、特に窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、二酸化炭素（ＣＯ２）、および水（Ｈ２Ｏ）のためのバリア層としてのポリマー材料の使用は、本来既知である。したがって、ＥＰ１３５５１０３は、ＣＯ２、Ｎ２、およびＯ２ガスの拡散を低減するが、同時に水に浸透性があるＥＶＯＨまたはＰＶＤＣに基づくバリアを記載している。ＥＰ２３４０９２９は、Ｏ２およびＣＯ２に関するバリアとしてＥＶＯＨ層を記載している。ＷＯ９２／１３７１６は、ＨＦＣに関するバリアとしてＥＶＯＨ層を記載している。上に提示されるように、ＨＦＣは、ＨＦＯと比較して、原理的に異なる特性を有する。
これを鑑みて、改善された絶縁特性を有する発泡体を提供することが所望されることが明らかである。
また、バリア特性を有する、特に選択的なバリア特性を有する材料を提供することが所望されることが明らかである。
上に概説される目的は、独立請求項に従って解決される。従属請求項は、有利な実施形態を構成する。追加の有利な実施形態が、説明および図面で見出され得る。本発明に関連して与えられる一般的な、好ましい、および特に好ましい実施形態、範囲などのいずれかが、互いに組み合わされ得る。同様に、個々の定義、実施形態などは、省略され得るか、または関連しなくてもよい。
本発明は、以下に詳細に記載される。以下に開示および記載される様々な実施形態、選好、および範囲のうちのいずれかが組み合わされ得ることは言うまでもない。加えて、実施形態に応じて、具体的な定義、選好、および範囲は使用されない場合がある。さらに、「含む」という用語は、「含有する」および「からなる」の意味を含む。
本発明で使用される用語は、当業者に理解される通常の意味で使用される。直接接続は、別の意味を有しないが、以下の用語は、特に、本明細書で与えられる意味／定義を有する。
本発明は、また、図によって例示される。以下の記載に加えて、本発明のさらなる実施形態が、これらの図に見出され得る。
したがって、本発明は、ガス用のバリア（１）としてのポリマー層の使用に関し、ポリマー層のポリマーは、エチレンおよびビニルアルコールからなるコポリマー、またはエチレンおよび一酸化炭素からなるコポリマー、またはエチレンおよび一酸化炭素およびプロピレンからなるコポリマーを含み、このガスはハイドロフルオロオレフィンの一群から選択される。
特に発泡体（２２）中の気泡ガス（２１）としてのハイドロフルオロオレフィンＨＦＯは、このポリマー層（１）によって非常に効果的に留められることが見出されている。その結果、発泡体中のこれらの気泡ガスの経時的な損失は、例えば、長期間にわたってこの発泡体の熱絶縁効果を保存するために、最小化され得る。
また、本明細書に記載のポリマー層（１）は、二酸化炭素に対して比較的高度な浸透性を有することが見出されている。ポリウレタン発泡体（ＰＵ）が形成されたときに生成された二酸化炭素は、したがって、例えば、拡散手段によってポリマー層（１）を経時的に離れることができる。
また、本明細書に記載の使用のための製造方法は、単純かつ費用効果の高い様式で実装され、連続するプロセスに統合され得ることが見出されている。
この使用および個々の特徴は、以下に説明されるものとする。
バリア（１）：拡散バリアは、いくつかの技術分野において、例えば、導管／管システムの分野において、既知である。
本発明によれば、バリア（１）は、層の形態である。本発明によれば、バリアは、単一層として、またはいくつかの別個の層として提供され得る。
ポリマー材料の浸透性の値は、因数１０５より大きな非常に広い範囲にわたって異なる。バリア効果の存在に関する基準は、異なる浸透物に対して異なる。
Ｏ２、Ｎ２、およびＣＯ２の測定値（ＩＳＯ１５１０５−１によって決定される）は、通常はｃｍ３／ｍ２×日×バールで与えられる。値が２０よりも小さい場合、バリア効果は良好であり、ポリマーは不浸透性と見なされる。値が１００よりも大きい場合、バリア効果はもはや提供されず、ポリマーは浸透性と見なされる。それらの間の値について、ポリマーは半浸透性と見なされる。
ＨＦＯ（ＩＳＯ１５１０５−１：２００７−１０によって決定される）、Ｃｐ（ＩＳＯ１５１０５−２：２００３−０２によって決定される）、および水（ＩＳＯ１５１０５−３：２００３−０１によって決定される）の測定値は、通常はｍｌ／ｍ２×日で与えられる。値が３よりも小さい場合、バリア効果は良好であり、ポリマーは不浸透性と見なされる。値が２０よりも大きい場合、バリア効果はもはや存在せず、ポリマーは浸透性と見なされる。それらの間の値について、ポリマーは半浸透性と見なされる。
また、本発明は、ガス用の選択的なバリア（１）としてのポリマー層の使用に関し、ポリマー層のポリマーは、エチレンおよびビニルアルコールからなるコポリマー、またはエチレンおよび一酸化炭素からなるコポリマー、または本明細書で記載されるエチレンおよび一酸化炭素およびプロピレンからなるコポリマーを含み、このバリアは、好ましくは、
●ＨＦＯの群からのガスに対して不浸透性であり、
●水および水蒸気に対して浸透性であり、
●二酸化炭素に対して半浸透性であり、
●周囲領域からのガス、特に窒素および酸素および空気に対して不浸透性であるか、または、
このバリアは、好ましくは、
●ＨＦＯの群からのガスに対して不浸透性であり、
●水および水蒸気に対して半浸透性であり、
●二酸化炭素に対して不浸透性であり、
●周囲領域からのガス、特に窒素および酸素および空気に対して不浸透性である。
●ＨＦＯの群からのガスに対して不浸透性であり、
●水および水蒸気に対して浸透性であり、
●二酸化炭素に対して半浸透性であり、
●周囲領域からのガス、特に窒素および酸素および空気に対して不浸透性であるか、または、
このバリアは、好ましくは、
●ＨＦＯの群からのガスに対して不浸透性であり、
●水および水蒸気に対して半浸透性であり、
●二酸化炭素に対して不浸透性であり、
●周囲領域からのガス、特に窒素および酸素および空気に対して不浸透性である。
本明細書に記載のバリア（１）は、非常に良好にこれらの要件を満たすことが見出されている。
ポリマー層（１）は、有利に以下の拡散係数を有する。
●３ｍｌ／ｍ２×日より小さなＨＦＯ
●３ｍｌ／ｍ２×日より大きなＨ２Ｏ（ガス）
●２０ｃｍ３／ｍ２×日×バールより大きなＣＯ２
●２０ｃｍ３／ｍ２×日×バールより小さなＯ２
●２０ｃｍ３／ｍ２×日×バールより小さなＮ２
●３ｍｌ／ｍ２×日より小さなＨＦＯ
●３ｍｌ／ｍ２×日より大きなＨ２Ｏ（ガス）
●２０ｃｍ３／ｍ２×日×バールより大きなＣＯ２
●２０ｃｍ３／ｍ２×日×バールより小さなＯ２
●２０ｃｍ３／ｍ２×日×バールより小さなＮ２
これらの値は、特にポリマーおよび／または層の厚さを選択することによって、達成され得る。かかる値は、多数の用途にとって、特に、例えば導管用のラギングの分野において、有利であることが証明されている。
ＨＦＯに関するバリア効果：その熱伝導性の低度により、ＨＦＯはラギングにおいて有利な気泡ガスである。したがって、これは、絶縁材料中にこのガスを留めるために有利である。本明細書に記載される層は、層（１）を通るＨＦＯの拡散が低減されることを可能にする。この特性は、例えば、長期間にわたる導管／管システムの絶縁能力を確実にするために重要である。
水蒸気に関するバリア効果：この水蒸気の拡散の防止は、これが、そうでなければこの水蒸気がラギング中に蓄積し、したがって熱伝導率を損なう危険性があるため、大きすぎるべきではない。
加えて、ラギングにおける水分の蓄積も、このラギングを損傷する危険性がある。有利な実施形態において、本明細書に記載される層は、また、水がラギングから拡散するのを可能にする。この特性は、導管／管システムにとって特に重要であり、その媒体管はプラスチック材料で作製される。かかる導管／管システムで水性媒体が輸送される場合、水は、媒体から導管を通してラギング内に移送され、したがって、絶縁能力を低減し、発泡体ラギングを損傷し得る。
二酸化炭素に関するバリア効果：有利な実施形態では、本明細書に記載される層は、また、ＣＯ２に対するある程度の浸透性を提供する。ＣＯ２浸透性の特に好適な値は、０．５〜１００ｃｍ３／ｍ２×日×バールの範囲である。
酸素に関するバリア効果：Ｏ２は、特に、プラスチックジャケット管（ＰＪＰ）におけるような高温での使用において、絶縁材料の酸化的損傷をもたらし得る。したがって、気泡ガスは、Ｏ２を含有しないべきであり、ラギング内へのそれらの拡散は回避されるべきである。
窒素に関するバリア効果：まず第１に、Ｎ２は、ＰＵ発泡体に有害な効果を有すると予期されないが、２６ｍＷ／ｍ×ＫのＮ２の熱伝導率は、他の気泡ガスよりも著しく高い。結果として、ＰＵ発泡体におけるその存在は、また、それらの熱伝導率を増大するが、これは望ましくない。
バリア層は、したがって、所望の要件プロファイルに適合され得る。可能な限り低い熱伝導率を有する発泡体を製造するために、また、長期間にわたってこの低い熱伝導率を維持するために、このバリア層は、酸素および窒素ガスが発泡体内に拡散することを防止し、発泡体からのＣＯ２の拡散を可能にし、発泡体からのＨＦＯの拡散を防止することを目的とする。これがより効果的であるほど、発泡体の特性はより良好である。
ＨＦＯの群からの気泡ガス（２１）と、本明細書に記載される式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）によるバリア層（１）との組み合わせは、熱絶縁導管における特に良好な優加法的絶縁特性をもたらす。これらの構成要素間のかかる良い相互作用は、驚くべきことである。いかなる理論にも束縛されるものではないが、この優加法的効果は、式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）による材料のバリア特性に帰することができる。
ポリマー：示されるように、バリアは、一酸化炭素（いわゆるポリケトン）またはビニルアルコール（いわゆるエチレンビニルアルコール）のいずれかを有するエチレンからなるコポリマーを含む。
ポリケトン（ＰＫ）：有利な実施形態では、バリアは、ポリケトン（複数可）を含有するか、またはそれからなるポリマーを含む。ポリマー層は、したがって、ポリケトンおよびポリケトンのブレンドを含む。ポリケトンは、本来既知の材料であり、ポリマー鎖におけるケト基（Ｃ＝Ｏ）によって特徴付けられる。
この実施形態では、ポリマーは、５０〜１００重量％、好ましくは８０〜１００重量％の式（ＩＩ）または式（ＩＩＩ）の構造単位を有利に含む。
式中、
ｏは、１または２、好ましくは１を表し、
ｐは、１または２、好ましくは１を表し、
ｑは、１〜２０を表し、
ｒは、１〜２０を表す。
ｏは、１または２、好ましくは１を表し、
ｐは、１または２、好ましくは１を表し、
ｑは、１〜２０を表し、
ｒは、１〜２０を表す。
一実施形態において、ポリマーは、９０〜１００重量％の式（ＩＩ）の構造単位を含有し、式中、ｏおよびｐは１を表す。
一実施形態において、ポリマーは、９０〜１００重量％の式（ＩＩＩ）の構造単位を含有し、式中、ｑおよびｒは、互いに独立して１〜２０を表す。
一実施形態において、式（ＩＩ）のポリマーは、２０，０００よりも大きな、特に５０，０００〜５００，０００の分子量Ｍｗを有する。一実施形態において、式（ＩＩＩ）のポリマーは、２０，０００よりも大きな、特に５０，０００〜５００，０００の分子量Ｍｗを有する。
一実施形態において、式（ＩＩ）または式（ＩＩＩ）のポリマーは、２００℃を超える融解温度を有する（ＤＳＣを使用して測定され、ＩＳＯ１１３５７−１／３によれば１０Ｋ／分）。
一実施形態において、式（ＩＩ）または式（ＩＩＩ）のポリマーは、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ６２：２００８−０５によって測定される、低い、好ましくは３％未満の吸水度を有する（２３℃の水中で飽和）。
ポリケトンは、プロペンおよび／またはエテンなどの対応するアルケンとの一酸化炭素の触媒変換によって得ることができる。かかるポリケトンは、脂肪族ポリケトンとも称される。これらのポリマーは、例えば、ポリケトンコポリマー（式ＩＩ）またはポリケトンターポリマー（式ＩＩＩ）としてＨｙｏｓｕｎｇから市販されている。かかるポリケトンは、また、商標名Ａｋｒｏｔｅｋ（登録商標）ＰＫで市販されている。
ＥＶＯＨ（ＩＶ）と比較して、ＰＫ（ＩＩ、ＩＩＩ）は、Ｏ２およびＮ２に関してより不良なバリア特性ならびにＨ２ＯおよびＣＯ２に関してより不良なバリア効果を有する。したがって、これらのバリア材料のうちの１つは、計画された使用に応じて有利であり得る。例えば、プラスチック材料で作製された媒体管が使用される場合、水分の移動を可能にすることが、ＰＵ発泡体におけるその蓄積を防止するために、より重要である。金属から作製された媒体管が使用される場合、輸送されている温水から発泡体内への移動の効果は、顕著ではない。この場合、典型的に使用されるＫＭＲ管は、好ましくは伝統的な地域熱供給で使用され、大量のエネルギーが輸送され、損失が最小化されなければならないため、長期間にわたって発泡体の熱伝導率が可能な限り低く保持されることが、より重要であり得る。
エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）：別の有利な実施形態では、バリアは、エチレンビニルアルコールを含有するか、またはそれからなるポリマーを含む。
この実施形態では、ポリマーは、５０〜１００重量％、好ましくは８０〜１００重量％の式（ＩＶ）の構造単位を含み、
式中、
ｍは、１〜１０を表し、
ｎは、２〜２０を表す。
ｍは、１〜１０を表し、
ｎは、２〜２０を表す。
好適なＥＶＯＨは、特にランダムコポリマーであり、比ｍ／ｎは、３０／１００〜５０／１００である。
好適なＥＶＯＨは、特に、２０，０００よりも大きな、特に５０，０００〜５００，０００の分子量Ｍｗを有する。
ＥＶＯＨは、例えば、ＥＶＡＬ ＦＰシリーズまたはＥＰシリーズとしてＫｕｒａｒａｙから市販されている。これらは良好な加工性によって特徴付けられ、その溶融粘度および溶融温度が同様の範囲にあるため、特に、通常は共押出によって使用されるジャケット材料ポリエチレン（ＰＥ）と共に加工することが非常に容易である。
ＰＫ（ＩＩ、ＩＩＩ）と比較して、ＥＶＯＨ（ＩＶ）は、Ｏ２およびＮ２に関してより良好なバリア特性ならびにＨ２ＯおよびＣＯ２に関してより良好なバリア効果を示す。したがって、これらの材料は、特に、Ｈ２Ｏおよび／またはＣＯ２がほとんどない使用に好適である。ＰＫに関して提示される考慮事項は、同様に本明細書に適用される。
ガス：上述のように、ガスは、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）の群から選択される。このガスは、発泡体、例えば、特に発泡体ラギング（２０）の気泡ガス（２１）であり得る。このガスは、ＨＦＯからなるか、またはそれを含有し得る。ガスの典型的な追加の構成要素は、特に（シクロ）アルカン、ＣＯ２、Ｎ２、Ｏ２、およびＨ２Ｏである。
ハイドロオレフィン：ＨＦＯは既知であり、市販されているか、または既知の方法を使用して製造され得る。この用語は、炭素、水素、およびフッ素のみを含む化合物と、（ＨＦＣＯとも称される）塩素も含有する化合物との両方を含み、各々は分子中に少なくとも１つの不飽和結合を含有する。ＨＦＯは、異なる成分の混合物、または純粋な成分であり得る。また、ＨＦＯは、異性体、特にＥ異性体／Ｚ異性体の混合物、または異性体の純粋な化合物であり得る。
本発明の文脈内で、特に好適なＨＦＯは、０℃より高い沸点を有する。
本発明の文脈内で、特に好適なＨＦＯは、式（Ｉ）の化合物を含む群から選択され、
式中、Ｒ５は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３、好ましくはＣｌ、Ｃｆ３を表し、Ｒ６は、Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、ＣＦ３、好ましくはＨを表す。
特に好適なＨＦＯは、１２３３ｚｄ（例えば、ＨｏｎｅｙｗｅｌｌからのＳｏｌｓｔｉｃｅ ＬＢＡ）および１３３６ｍｚｚ（例えば、ＤｕＰｏｎｔからのＦｏｒｍａｃｅｌ １１００）である。
ラギング（２０）の気泡ガス（２１）が、少なくとも１０体積％、好ましくは少なくとも３０体積％、特に好ましくは５０体積％のＨＦＯを含有する場合、および、本明細書に記載されるようにラギングがバリア（１）によって囲まれている場合、熱絶縁導管は絶縁挙動を向上することが驚くべきことに見出されてきた。
（シクロ）アルカン：これらは熱絶縁管におけるラギングの気泡ガスとして既知である。このアルカンまたはシクロアルカンは、プロパン、ブタン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、およびシクロヘキサンを含む群から有利に選択される。（シクロ）アルカンをＨＦＯと組み合わせることによって、生成物の特性は、細かく調整され得て、かつ／または製造効率が改善され得て、かつ／または費用が品質の妥当な損失と共に低減され得る。この（シクロ）アルカンは、純粋な化合物または混合物であり得て、脂肪族アルカンは、異性体の純粋な化合物または異性体の混合物であり得る。特に好適な（シクロ）アルカンは、シクロペンタン（Ｃｐ）である。
二酸化炭素（ＣＯ２）：これは熱絶縁管におけるラギングの気泡ガスとして既知である。これは、製造プロセスの副産物として形成され得るか、または特定の量で添加され得る。気泡ガスのＣＯ２含有量は、典型的には５０体積％未満である。
窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）：製造プロセスは、構成要素を大気／周囲空気から気泡ガスに進入させることができる。これらは、実質的にＮ２および／またはＯ２、例えば空気である。気泡ガス含有量は、製造時点で典型的に５体積％未満である。
水（Ｈ２Ｏ）：これは、ガスまたは液体の形態であり得る。Ｈ２Ｏは、典型的には、結露によって周囲領域から、または浸透によって媒体を運搬している要素から、ラギング気泡ガスに進入する。
一実施形態において、本発明は、したがって、本明細書に記載の使用に関し、気泡ガス（２１）は、１０〜１００体積％のＨＦＯおよび０〜５０体積％の（シクロ）アルカンおよび０〜５０体積％のＣＯ２を含む混合物である。
発泡体：上述のように、ガスは、発泡体、特に発泡体ラギング（２０）の気泡ガス（２１）であり得る。
かかる発泡体は、本来既知である。以下の標準を満たす発泡体、ＤＩＮ ＥＮ ２５３：２０１５−１２（特にＰＪＰについて） ｕｎｄ ＥＮ１５６３２−１：２００９／Ａ１：２０１４、ＥＮ１５６３２−２：２０１０／Ａ１：２０１４、およびＥＮ１５６３２−３：２０１０／Ａ１：２０１４（特にＰＭＰについて）が、特に好適である。この用語は、硬質発泡体および軟質発泡体を含む。発泡体は、例えば、独立気泡または連続気泡、特に標準的なＤＩＮ ＥＮ ２５３：２０１５−１２に示されるように好ましくは独立気泡であり得る。かかる発泡体は、好ましくは、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）、熱可塑性ポリエステル（特にＰＥＴ）、および熱可塑性ポリオレフィン（特にＰＥおよびＰＰ）の群から選択される。
したがって、本発明は、また、本明細書で記載されるガス用のバリア（１）としてのポリマー層の使用に関し、ガスは発泡体の気泡ガスであり、この発泡体（ポリマー（２２）および気泡ガス（２１））が以下の基準を満たすことを特徴とする。
●５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＵ、
●５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＵ、
●５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＩＲ、
●５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＩＲ、
●５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥＴ、
●５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥＴ、
●５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥ、および／または
●５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥ。
●５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＵ、
●５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＵ、
●５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＩＲ、
●５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＩＲ、
●５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥＴ、
●５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥＴ、
●５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥ、および／または
●５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥ。
一実施形態において、この気泡ガスは、互いを１００体積％まで補う。別の実施形態において、これらの気泡ガスはＣＯ２と相補的であり、１００％までの空気である。
本発明は、また、このポリマー層（１）が自立型構造要素である本明細書に記載の使用に関する。したがって、ポリマー層（１）は、フィルムまたは成形体であり得る。
本発明は、また、このポリマー層（１）が複合材料（１０）の一部である本明細書に記載の使用に関する。かかる複合材料は、本来既知である。本明細書に記載の使用について、この複合材料（１０）は、以下の層状構造を有し得る。熱可塑性ポリマー（３）、任意の接着促進剤（２）、本明細書に記載のバリアとしてのポリマー層（１）、任意の接着促進剤（２’）、任意の熱可塑性ポリマー（３’）。構成要素（２）および（３）は、当業者に既知の市販の製品である。
熱可塑性ポリマー（３）：広範囲の熱可塑性物質が使用され得て、これらは典型的には層（１）よりも弱いバリア効果を有する。市販型のＰＥ、例えば高密度ＰＥ（ＨＤＰＥ）、低密度ＰＥ（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ＰＥ（ＬＬＤＰＥ）を含む群から選択される熱可塑性ポリマー（３、３’）が有利に使用される。
接着促進剤（２、２’）：広範囲の接着促進剤が使用され得て、これらは典型的には層（１）よりも弱いバリア効果を有する。接着促進剤（２、２’）は、少なくとも１つの他の成分、例えば無水マレイン酸を有するＰＥグラフトコポリマーの群から有利に選択される。かかる物質は、例えば、商標名Ａｍｐｌｉｆｙ（商標）でＤｏｗから、またはＡｄｍｅｒ（商標）でＭｉｔｓｕｉから市販されている。
この個々の層の厚さは、広範囲にわたって異なり得て、個々の浸透物に関して所望されるバリア効果、材料、ならびに最後には特に製造および費用の考慮事項に依存する。以下の値が好適であると証明された。ポリマー層（１）の層の厚さは、有利に０．０１〜１ｍｍの範囲、好ましくは０．０３〜０．５ｍｍの範囲、特に好ましくは０．０５〜０．３ｍｍの範囲である。接着促進剤層（２、２’）の層の厚さは、各々の場合で、有利に０．０１〜１ｍｍの範囲、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍの範囲、特に好ましくは０．１〜０．３ｍｍの範囲である。熱可塑性ポリマー（３、３’）の層の厚さは、各々の場合で、有利に０．０１〜１ｍｍの範囲、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍの範囲、特に好ましくは０．１〜０．３ｍｍの範囲である。
本発明は、また、多数の技術分野において、本明細書に記載されるように、ガス用のバリア（１）としてのポリマー層または複合材料（１０）の使用に関する。本発明による使用は、単一の使用に限定されないが、代わりに、ＨＦＯに関するバリア効果が有用であるかまたは所望されるすべての分野において使用され得る。
本発明は、同様に、
●ラギング用、特に冷却装置用、地方および地域熱供給のための管システム用、建物冷却のための管システム用、冷却された媒体を輸送するための管システム用、産業用途における管システム用、ガス、液体、または固体の輸送のための管システム用のバリア材料として、および／または
●包装用、特に医薬品、食品、および電気部品用のバリア材料として、および／または
●容器およびタンク用のバリア材料としての、本明細書に記載されるポリマー層（１）または本明細書に記載される複合材料（１０）の使用に関する。
●ラギング用、特に冷却装置用、地方および地域熱供給のための管システム用、建物冷却のための管システム用、冷却された媒体を輸送するための管システム用、産業用途における管システム用、ガス、液体、または固体の輸送のための管システム用のバリア材料として、および／または
●包装用、特に医薬品、食品、および電気部品用のバリア材料として、および／または
●容器およびタンク用のバリア材料としての、本明細書に記載されるポリマー層（１）または本明細書に記載される複合材料（１０）の使用に関する。
ラギング：この用語は、特に、プラスチック媒体管システム（ＰＭＰ）およびプラスチックジャケット管システム（ＰＪＰ）の群からの熱絶縁管システムを含む。これらは、加熱されたまたは冷却された媒体、特に水または水溶液を輸送するために使用される。しかしながら、それらは、また、他の物質および化学物質を輸送するために使用され得る。
本発明は、以下の非限定的な例に基づいて、より詳細に説明される。
ポリウレタンの種類からの発泡体では、製造プロセスの終わりに多数の気泡ガスが存在する。発生し得る気泡ガスおよびそれらの本質的な特性の要約を表に示す。実施例として与えられる発泡体の種類に対する記述される量は、老化していない製造したての発泡体の値に関する。
実施例１：ポリマーフィルムを通した拡散
異なるポリマーフィルムを通したＯ２、Ｎ２、ＣＯ２、ＨＦＯ１２３３ｚｄ、Ｃｐ、およびＨ２Ｏの拡散を、規定された標準で記載した様式で実験的に判定した。その結果を表に要約する。
異なるポリマーフィルムを通したＯ２、Ｎ２、ＣＯ２、ＨＦＯ１２３３ｚｄ、Ｃｐ、およびＨ２Ｏの拡散を、規定された標準で記載した様式で実験的に判定した。その結果を表に要約する。
Ｃｐ：シクロペンタン、ＰＫ：脂肪族ポリケトン、ＥＶＯＨ：エチレンおよびビニルアルコールからなるコポリマー、ＰＡＮ：ポリアクリロニトリル、ＬＤＰＥ：低密度ポリエチレン。
上の定義によれば、ＥＶＯＨは、観察した全ての浸透物について良好なバリアである。ＬＤＰＥは、実質的にバリア効果を有さず、水に関して部分的なバリア効果を有するだけである。脂肪族ＰＫおよびＰＡＮは、Ｏ２、Ｎ２、ＨＦＯ、およびＣｐに関して良好なバリア効果、ならびにＣＯ２およびＨ２Ｏに関して部分的なバリア効果を有する。
実用的な用途に関して、ＰＡＮは加工が難しく、脆弱であり、商業的に入手困難であるという事実は、不利となる。ＥＶＯＨおよびＰＫは、容易に加工され得て、市販されている。
実施例２：異なる環境条件下での老化の後、発泡体の気泡ガスを測定
２０〜３０ｃｍの幅を有するフィルムウェブを溶接して、約８リットルの体積を有する袋を形成した。これらの袋を、発泡剤としてシクロペンタンを含有するＰＵ発泡体で充填した。発泡プロセスが完了した後、袋をまた上端部で溶接した。
２０〜３０ｃｍの幅を有するフィルムウェブを溶接して、約８リットルの体積を有する袋を形成した。これらの袋を、発泡剤としてシクロペンタンを含有するＰＵ発泡体で充填した。発泡プロセスが完了した後、袋をまた上端部で溶接した。
次いで、各袋を最初に切断し、気泡ガスの組成物を判定した（０日目）。他の試料を２つの気候室内で老化し、気候室のうち１つの温度は７０℃であり、相対気湿（ＲＨ）は１０％であり、他の室の温度は７０℃であり、相対気湿（ＲＨ）は９０％であった。
個々のガスの値を体積％で表に提示する。
材料ＥＶＯＨおよびＰＡＮについて、バリア効果が周囲領域の湿度に大きく依存することを明確に見ることができる。
実施例１の結果から、ＨＦＯおよびＣｐについて同様の結果が予期される。したがって、ＥＶＯＨおよびＰＫは、これらのガスのための妥当なバリア層である。
本出願が、本発明の好ましい実施形態を記載する一方で、本発明はこれらの実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲内で異なる設計を有してもよいことは、指摘されるべきである。
Claims (15)
- ガス用のバリア材料（１）としてのポリマー層の使用であって、
前記ポリマー層の層の厚さが、０．０３〜０．５ｍｍの範囲であり、
前記ポリマー層のポリマーが、エチレンおよびビニルアルコールのコポリマー、またはエチレンおよび一酸化炭素のコポリマー、またはエチレンおよび一酸化炭素およびプロピレンのコポリマーを含み、
前記ガスが、式（Ｉ）の化合物を含み、０℃超の沸点を有するハイドロフルオロオレフィンの群から選択されることを特徴とし、
- 前記ポリマーが、５０〜１００重量％の式（ＩＩ）または（ＩＩＩ）または（ＩＶ）の構造単位を含有することを特徴とし、
ｍは、１〜１０を表し、
ｎは、２〜２０を表し（ｍ／ｎは、３０／１００〜５０／１００である）、
ｏは、１または２を表し、
ｐは、１または２を表し、
ｑは、１〜２０を表し、
ｒは、１〜２０を表す、請求項１に記載の使用。 - 前記ポリマーが、９０〜１００いずれかの重量％の式（ＩＩ）の構造単位を含有することを特徴とし、
９０〜１００重量％の式（ＩＩＩ）の構造単位を含有することを特徴とし、
９０〜１００重量％の式（ＩＶ）の構造単位を含有することを特徴とし、
- 前記ハイドロオレフィンが、１２３３ｚｄおよび１３３６ｍｚｚの群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の使用。
- 前記ＨＦＯが、０℃超の沸点を有する、請求項４で定義されたハイドロフルオロオレフィンからなる群から選択されることを特徴とする、請求項１に記載の使用。
- 前記ガスが、発泡体の気泡ガス（２１）であることを特徴とする、請求項１に記載の使用。
- 前記気泡ガス（２１）が、１０〜１００体積％のＨＦＯおよび０〜５０体積％の（シクロ）アルカンおよび０〜５０体積％のＣＯ２を含む混合物であることを特徴とする、請求項６に記載の使用。
- 前記発泡体が、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）、熱可塑性ポリエステル（ＰＥＴ）、および熱可塑性ポリオレフィンの群から選択されるポリマー（２２）であることを特徴とする、請求項６に記載の使用。
- 前記発泡体（ポリマー（２２）および気泡ガス（２１））が、以下の基準を満たすことを特徴とする、請求項６に記載の使用。
−５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のシクロペンタン（Ｃｐ）を含有するＰＵ、
−５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＵ、
−５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＩＲ、
−５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＩＲ、
−５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥＴ、
−５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥＴ、
−５０〜１００体積％の１２３３ｚｄおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥ、および／または
−５０〜１００体積％の１３３６ｍｚｚおよび０〜５０体積％のＣｐを含有するＰＥ。 - 前記ポリマー層が、以下の拡散係数を有することを特徴とする、請求項１に記載の使用。
−５ｃｍ３／ｍ２×日×バールより小さなＨＦＯ、
−２０ｃｍ３／ｍ２×日×バールより小さなＯ２、
−５ｃｍ３／ｍ２×日×バールより小さなＮ２、
−０．５ｃｍ３／ｍ２×日×バールより大きなＣＯ２、および
−０．４ｇ／ｍ２×日より大きなＨ２Ｏ（ガス）。 - 前記ポリマー層（１）が複合材料（１０）の一部であること、または自立型構造要素であることを特徴とする、請求項１に記載の使用。
- 前記複合材料（１０）は、以下の層状構造、熱可塑性ポリマー（３）、任意の接着促進剤（２）、請求項１に記載のバリア材料としてのポリマー層（１）、任意の接着促進剤（２’）、任意の熱可塑性ポリマー（３’）を有することを特徴とする、請求項１１に記載の使用。
- 前記熱可塑性ポリマー（３、３’）が、高密度ＰＥ（ＨＤＰＥ）、低密度ＰＥ（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ＰＥ（ＬＬＤＰＥ）からなる群から選択され、０．０１〜１ｍｍの層の厚さを有し、および／または
前記接着促進剤（２、２’）は、少なくとも１つの他の成分を有するＰＥグラフトコポリマーからなる群から選択され、０．０１〜１ｍｍの層の厚さを有することを特徴とする、請求項１２に記載の使用。 - 請求項１に記載のポリマー層または請求項１１に記載の複合材料の使用であって、
ラギング用、特に冷却装置用、地方および地域熱供給のための管システム用、建物冷却のための管システム用、冷却された媒体を輸送するための管システム用、産業用途における管システム用、ガス、液体、または固体の輸送のための管システム用のバリア材料として、および／または
包装用、特に医薬品、食品、および電気部品用のバリア材料として、および／または
容器およびタンク用のバリア材料としての、使用。 - プラスチック媒体管システム（ＰＭＰ）およびプラスチックジャケット管システム（ＰＪＰ）の群からの熱絶縁管システム用の請求項１４に記載の使用。
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