JP3338725B2 - パイプ形成用後塩素化ポリ塩化ビニル配合物 - Google Patents

パイプ形成用後塩素化ポリ塩化ビニル配合物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、組み合わさった特性を示すパイ
プシステム用の改良された熱可塑性押出品に関する。さ
らに詳細には、本発明は、新規特性を示す、後塩素化ポ
リ塩化ビニルより得られる圧力パイプに用いるための
合物に関する。この特性は、長期間の静水応力評価に求
められる引張強さ、加熱撓み温度、延性及び応力破断特
性の特定のバランスに関する。標準押出パイプとし
て、本発明の最も好ましい態様は、ASTM-D1784での高い
セル(cell)分類に適合する。
【0002】適切に加工すれば、後塩素化ポリ塩化ビニ
ル(CPVC)はポリ塩化ビニルと比べ、固有の高い加
熱撓み温度(HDT)に加え有効な物理特性を発現す
る。CPVCは、熱水パイプ、特に圧力パイプ、廃ガス
パイプ、ダクト、貯蔵タンク、並びに他の建設及び産業
用材料用の熱可塑性合物の出発材料である。本発明の
目的は、少なくとも約1.2 ft・lbs/インチのノッチ(64J
/mのノッチ)のノッチ付衝撃強さ、少なくとも約7,000p
si(48.25MPa) の引張強さ、少なくとも約360,000psi
(2,481MPa)の弾性率、及び少なくとも110 ℃の264psi
(1.82MPa) 負荷でのアニールされていない加熱撓み温度
(HDT)の好ましい特性の特有の組合せを有するCP
VC合物に関する。押出パイプに形成した際に、この
合物は良好な落下衝撃強さを有し、そして200 °F(93
℃)において少なくとも750psiの長期間の静水設計強度
(hydrostatic design strength) を示す。
【0003】CPVCの加工制限は、一般に、として
塩素含量によって決定される。63〜68%の塩素を有する
従来のCPVCは、約80℃における静水設計応力(hydro
static design stress) 下で用いるように配合されてお
り、通常、加工性と必要な物理特性のバランスを達成す
るように他の成分間に耐衝撃性改良剤及び流動性強化剤
が配合されている。加工を容易にするための添加剤は通
常、機械剪断応力下において押出溶融体に起こる溶融の
程度を変化させるため、最良の物理特性の発現に対し有
害である。
【0004】耐衝撃性改良剤の量と得られる溶融流量、
加熱撓み温度、引張弾性率、動的熱安定性、及び耐候性
の間に拮抗関係が見られた。さらに、流動性強化剤(flo
w enhancer) 又は加工助剤は押出特性の改良を助ける
が、引張強度、引張弾性率、延性、及び加熱撓み温度に
有害である。本発明は、加工する際に作業者に危険をさ
らさず、加工装置を傷めないで69〜74重量パーセントの
CPVCによる長い間求められてきた物理特性の開発に
関する。この塩素レベルにおいて、CPVCの加工性
塩素含量を有する従来の加工タイプとは明らかに異なっ
ている。問題はより多くの安定剤もしくはより多くの加
工助剤の単純な添加によっては解決されない。所望の特
性のバランスはこの方法では達成されない。
【0005】例えば、69〜74重量パーセントの塩素
のCPVCにおいて通常量のジエン含有耐衝撃性改良剤
を用いて加工すると、この配合物は加工安定性が低く、
この配合物が押出条件に達した後数分以内に急速に分解
が始まる。このレベルの分解は、加工プラントにおいて
健康及び環境に有害となる。従って、ABS、MBS、
MABS、及び約10重量パーセント以上のポリジエン
を含む他の従来の耐衝撃性改良剤は、本発明において、
CPVCの100重量部あたり約重量パーセントを越
える量で用いることができない。
【0006】圧力パイプの場合には、唯一の耐衝撃性改
良剤/加工助剤としてのCPEが69〜74%の塩素含量を
有するCPVC100 重量部あたり約6重量部では、引張
弾性率、ASTM-D1784によるアイゾット衝撃試験、及びAS
TM-D2846もしくはF-441 による長期間の静水設計強度に
適合しないことがわかった。また、所望の延性範囲も最
終パイプにおいて達成されない。
【0007】プラスチックパイプの製造の場合のような
低剪断押出用にCPVCを配合することを扱った文献は
ほとんどない。米国特許第 3,453,347号は、非晶質
ム重合されたアルキレンモノエポキシド及びCPEの添
加の際の耐衝撃強さが改良されたCPVCを開示してい
る。ゴム非晶質ポリマーを生成することがわかった特
定のオキシランは少なくとも3個の連続炭素、例えばブ
テン−1−オキシドを含む。CPVC100 重量部あた
り、CPEは5〜約10部存在し、ポリエポキシドは約0.
25〜約2.5 部存在する。塩素化PVCが製造されるPV
Cの固有粘度は約0.55より大きい好ましいレベルを有す
る。実際の例は65.7%塩素を有するCPVCである。こ
の樹脂より製造される合物は本発明の特性を達成する
のに全く適切である
【0008】中程度の量(8重量%もしくはそれ以上)
の塩素化ポリエチレンの使用による69〜74%塩素含量の
CPVCの加工において、静水応力破断特性が許容され
ないことがわかった。また、塩素化及びムーニー粘度の
程度が長期間静水応力破断特性の発現に重要な役割を
果たしていることがわかった。より多く塩素化されたポ
リエチレンを用いた場合、応力破断特性は悪化する。
【0009】今日用いられている粉末合物は高出力押
出加工が必要である。高出力速度は、巧妙に操作され
る、大きな押出機を用いて粉末合物により達成され、
押出速度は900lbs/hr(408kg/hr) を越える。これはより
限定された加工の好機を与えることに通じ、そして加工
性の点でCPVCをベースとする粉末押出合物に対
高い要求が見込まれる。高温及び制御された剪断下に
おける短い滞留時間において、粉末合物は完全に融解
しそして、数分でCPVCを分解し加工した製品の販売
を不可能にする表面温度との接触での分解に耐えなけれ
ばならない。この問題は、69〜74%の塩素含量のCPV
Cを用いる場合に特に深刻である。それは従来のパイプ
グレードCPVCよりも高い加工温度が必要であるから
である。
【0010】いくらか低い塩素含量を有するCPVCを
用いること及びTg増強剤の使用により高い設計応力を
達成することはこの問題の解決に対する答えではない。
CPVCとスチレン−アクリロニトリル(SAN)コポ
リマーの強度の高いブレンドは、例えば米国特許第 4,6
47,646号に開示されている。このブレンドは好ましくは
単一の均一な相を示し、ここで好ましい実施態様は、本
質的に60.5%64.5%塩素を有するCPVCと18〜24
%のアクリロニトリルを含むスチレン−コ−アクリロニ
トリル(SAN)からなっている。このブレンドは改良
された引張強さを示すが、適当な耐衝撃性が欠如する特
高い引張強さは、配管パイプ及び継手、排水ベントシ
ステム、もしくは産業用圧力パイプへの利用のようなC
PVC圧力パイプに有効ではない。特性の異なる組合せ
必要であるがその達成は極めて難かしい。このブレン
ドによる重要な耐衝撃性の改良には、加工上の問題、そ
してHDT及び引張弾性率の損失が最も起り易い。
【0011】改良された溶融加工性CPVC組成物は米
国特許第 4,584,349号に開示されており、これは約60〜
66%の塩素含量を有するCPVCポリマー及びポリメチ
ルメタクリレートを含む。このブレンドは実質的に単一
形態を示し、このブレンドのガラス転移温度(T
g)はCPVC及びPMMA各々のTgよりも高かっ
た。非晶質ポリマーのTgはHDTとかなり関連があ
る。ある用途において、CPVCよりも高いHDTを達
成することが望ましい。高いTg及び改良された溶融流
れは'349特許において達成されているが、高いHDT及
び溶融流れのみで他の特性、特に粉末からの直接押出よ
り達成される応力破断特性、引張強さ、引張弾性率、及
び耐衝撃性を有さない組成物は圧力パイプ用途に全く適
さない。
【0012】米国特許第 4,710,533号は、流動性強化量
のα−メチルスチレンポリマー及び/又はα−メチルス
チレン−コ−アクリロニトリル、ABSもしくはMBS
の耐衝撃性改良剤、鉛安定剤、アクリル加工助剤及び滑
剤の組合せを含むCPVCブレンドを開示している。こ
のブレンドは良好な熱安定性、衝撃強さ及び溶融粘度を
示すが、91.5℃より高いHDTは達成されない。HDT
はCPVC圧力パイプに重要な特性であり、110 ℃の最
小値がセルクラス2-3-4-4-8 における認定に必要であ
る。さらに、この'533特許の組成物では許容されない衝
撃特性及び引張弾性率が期待される。耐衝撃性改良剤の
さらなる添加は衝撃強さをいくらか改良するであろう
が、HDTの不足を補わず、加工性の低下に加え、HD
Tも低下するであろう。
【0013】このように、塩素含量の高いCPVCの加
工には新たな問題が存在し、特に粉末押出加工に望まし
い特性のすべてのバランスをとる試みは、他の特性の改
良をう際に、少なくとも1つの特性、例えばHDTも
しくは引張強さにおける犠牲を伴う。CPVCパイプ
合物用に用いられる改良された高い温度に必要な特性
のすべてを創り出すために組成物を配合すること及び
組成物を加工することの双方について示された技術は
かなりあるが、科学はほとんどない。
【0014】水蒸気凝縮ラインのような産業用用途は
まで、これらの許容レベル下の従来のCPVCパイプの
能力を超えていた。従って、溶融状態において少なくと
も 240°F(115 ℃)のHDTを有しかつセルクラス2-3-
4-4-8 以上の要求を達成するかもしくは満たすCPVC
組成物を得ることが望ましく、そしてこれから、適当な
延性を保ちつつASTM-D2837において少なくとも375psi
(2.58MPa)以上の最小200°F(93℃) 静水設計応力(hydro
static design stress) を示すパイプを提供することが
望ましい。この望ましい特性の組合せを示すそのような
組成物及びこれから製造された製品は従来開示されてお
らず、特に水蒸気のような物質と接触する上記産業用パ
イプシステムのような、高い使用温度に用いるCPVC
圧力パイプ部材に関する技術分野において、長い間求め
られてきた要求である。この特性のバランスに関し、粉
合物から直接押出もしくは成型された製品において
この組合せを達成することが好ましく、またさらに実際
上必要である。この合物は、また、工業押出及び射出
成型工程において用いるために適切な動的熱安定性を示
さなければならない。
【0015】本発明の一態様は、特定の主要比の、69〜
74%塩素を有するCPVC、特定量のアクリル高分子
耐衝撃性改良剤、特定量の、約32〜37%の塩素及び約25
〜45のムーニーML 1+4粘度を含む第一の塩素化ポリオレ
フィン、約36〜42%の塩素及び約60〜100 のムーニーML
1+4粘度を含む第二の塩素化ポリオレフィンを含む、好
ましくは粉末形状の熱可塑性組成物を提供することであ
る。上記に加え、以下に示す有効量の滑剤及び安定剤が
適宜含まれる。
【0016】他の態様において、押出パイプが粉末
物より直接製造され、これは高い使用温度を可能にする
特性の組合せを有している。
【0017】本発明の特定の態様は、例えばパイプのよ
うな低い剪断押出において用いるための、好ましくは粒
状形の、そして約69〜74%の塩素を含む 100重量部のC
PVC、約3〜7重量部(CPVC 100重量部あたり)
のアクリル高分子耐衝撃性改良剤、約2〜4.5 重量部の
第一の塩素化ポリオレフィン、及び約1〜3.5 重量部の
第二の塩素化ポリオレフィンを含む合物を提供するこ
とである。この合物は、所望によりさらに約5重量部
までの、好ましくは約2重量部までのポリジエン含有耐
衝撃性改良剤を含んでよい。
【0018】これらの態様は、69〜72%の塩素含量を有
するCPVC、約3〜5重量部のアクリル耐衝撃性改良
剤、約2〜4重量部の、塩素化ポリエチレンである第一
の塩素化ポリオレフィン、及び約1.5 〜2.5 重量部の、
塩素化ポリエチレンである第二の塩素化ポリオレフィン
を含む本発明の好ましい合物により得られる。さら
に、約0.5 〜3重量部の1種以上のワックス状滑剤、1
〜3重量部のスズ安定剤、及び3〜8重量部の顔料、好
ましくは二酸化チタンが含まれる。カーボンブラック及
び着色顔料を含む、色合いを調製するための着色剤も通
常用いられる。
【0019】本明細書において、CPVCとは約69〜約
74%、好ましくは約69〜72%の特定重量%の塩素を有す
る塩素化ポリ塩化ビニルを意味する。塩素含量がこの特
定の範囲外である場合、CPVCは本発明において適切
ではない特性を示す。
【0020】本発明において用いられる後塩素化PVC
が製造される前駆体PVCポリマーについて考察するこ
とがある。ASTM-D1243によるインヘレント粘度測定によ
り示されるPVCの分子量は通常約0.4 〜約1.4 の範囲
であるべきである。好ましくは、用いられる前駆体PV
CのIVは約0.4 〜約1.2 の範囲にあり、最も好ましく
は0.7 〜約1.2 の範囲である。以下に示す実施例におい
て、用いられるCPVCは約0.9 のIVを有する前駆体
PVCより製造される。前記PVCを製造するための好
ましい重合法は水性懸濁法である。これは当該分野にお
いて広く行われている方法である。懸濁法の詳細な説明
は本発明の範囲外であり、従ってここには示さない。P
VCを重合するための懸濁法は、The Encyclopedia of
PVC, Marcel Decker, Inc. (1976) に記載されている。
【0021】CPVCは当該分野において文献公知であ
り、市販入手可能である。CPVCはどのような工業塩
素化法等、例えば溶液法、流動床法、好ましい水スラリ
ー法、熱法、又は液体塩素法により製造される。CPV
C樹脂は当該分野において公知であり、文献公知である
ため、ここでは詳細には説明しない。その代わり、用い
ることのできる塩素含量の範囲内にある適切なタイプの
CPVC並びに製造方法に関して、前記において示し
たいくつかのCPVC特許、例えば米国特許第2,996,04
9号及び 3,100,762号を示す。本発明において用いられ
るCPVC樹脂は通常25℃において約1.58〜約1.70g/cc
の密度及び示差走査熱量計により測定し、ホモポリマー
PVC樹脂のガラス転移温度より少なくとも60℃高いガ
ラス転移温度(Tg)を有する。好ましいCPVC樹脂は25
℃において約1.60〜約1.66g/ccの密度及び少なくとも14
4 ℃のガラス転移温度を有する。
【0022】CPVCは約5重量部以下のコモノマーを
有するPVCコポリマーより製造される。前駆体PVC
が塩化ビニル 100部あたり約5部未満の1種以上のコモ
ノマーを含む場合、このポリマーをCPVCと呼ぶ。例
えば、塩化ビニルは有利にはTHFのような溶媒、αオ
レフィンのようなエチレン系不飽和アルキレンもしくは
2−メルカプトエタノールのような反応性メルカプタン
等の連鎖改良共反応体の存在下で製造される。
【0023】コポリマーは、エステル部分が1〜12個の
炭素原子を有するアクリル酸のエステル、例えばメチル
アクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレー
ト、オクチルアクリレート、シアノエチルアクリレート
等;ビニルアセテート;エステル部分が1〜12個の炭素
原子を有するメタクリル酸のエステル、例えばメチルメ
タクリレート(MMA) 、エチルメタクリレート、ブチルメ
タクリレート等;アクリロニトリルおよびメタクリロニ
トリル;合計8〜15個の炭素原子を有するスチレン誘導
体、例えばα−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロ
ロスチレン;ビニルナフタレン;合計4〜8個の炭素原
子を有するジオレフィン、例えばイソプレン及びハロゲ
ン化オレフィン、例えばクロロブタジエンを含み、モノ
オレフィン、例えばエチレン及びプロピレン及び2〜10
個の炭素原子、望ましくは2〜4個の炭素原子、好まし
くは4個の炭素原子を有するもの(イソブチレンがより
好ましい)と共重合した塩化ビニルを含む。コモノマー
が用いられる場合、好ましいコモノマーはMMAのよう
なコモノマー、N−シクロヘキシルマレイミドのような
共重合性イミド、及び塩化ビニルモノマーと共重合し、
ホモPVC以上のTgを有するコポリマーを与えること
が公知のコモノマーである。好ましいCPVCはPVC
ホモポリマーより製造される。
【0024】理論上、CPVCは少量のPVC及び/又
はPVCコポリマーと混合されもしくはそれを含む。P
VCホモポリマーもしくはコポリマーの量は1〜5重量
部であってよいが、少量のPVCをすべて排除すること
が好ましい。
【0025】さらに本発明において、CPVCを他のC
PVCポリマーと混合してもよい。他のCPVCコポリ
マーの量はCPVCホモポリマー 100重量部あたり約 1
00部以下である。好ましくはこの他のCPVCポリマー
は存在しない。
【0026】本明細書において、ジエン含有耐衝撃性改
良剤とは、予備形成されたゴム状物質、例えばポリジエ
ンポリマーもしくはそのジエンコポリマーの存在下にお
ける少なくとも1種の硬質モノマー、例えばビニル芳香
族モノマー、アクリルモノマー、ビニルニトリルモノマ
ーもしくはその混合物の重合により製造されるグラフト
コポリマーを意味する。特に、広く用いられるコポリマ
ーはゴム状物質、1,3−ジエンポリマー、例えばポリ
ブタジエンもしくはポリイソプレン、又は1,3−ジエ
ンと共重合性ビニルもしくはビニリデンモノマー、例え
ばスチレンモノマー、アクリレートエステルモノマー、
もしくはビニルニトリルモノマーとのコポリマー、及び
ビニル芳香族モノマー、アクリルモノマー、ビニルニト
リルモノマー及びこれらの混合物からなる群より選ばれ
る少なくとも1種の硬質ビニリデンもしくはビニルモノ
マーより形成された硬質グラフト相からなる。硬質モノ
マーは硬化性モノマーであり、本発明において、単独重
合した際に20℃より高いガラス転移温度を示す重合性ビ
ニルもしくはビニリデンモノマーを意味する。ジエン含
有耐衝撃性改良剤の製造において、ゴム状物質もしくは
グラフト相のいずれかは、高分子成分のいずれかあるい
は両者を架橋するため、少量、通常は約10重量%の共重
合性架橋モノマーを更に含む。ゴム状ポリマーは水素
化されていてもよいジエンポリマーを含む。コポリマー
は、乳化、懸濁、逐次乳化−懸濁、逐次塊及び溶液重合
法を含む従来の重合方法のいずれによっても製造され
る。
【0027】典型的なグラフトコポリマー耐衝撃性改
良剤は、通常ABS樹脂と呼ばれるものであり、これは
通常ブタジエン含有ゴムとスチレン及びアクリロニトリ
ルのコポリマーと記載されている。他のコポリマーは、
ポリブタジエンもしくはスチレン−ブタジエンゴムにグ
ラフトしたメチルメタクリレート−スチレン−アクリロ
ニトリル(MABA樹脂)、メチルメタクリレートと、
所望により、スチレンもしくはポリブタジエンのグラフ
トコポリマー、又はスチレン−ブタジエンゴム(MBS
樹脂)等を含む。市販の変形物は、GE Plastics Inc.社
の種々のBlendex(商標)グレード及びRohm and Haas, I
nc. 社のParaloid(商標)グレードを含む。約10パーセ
ントより多いジエンを含む所望の耐衝撃性改良剤は、好
ましくは約2重量部以下存在し、最も好ましくは存在し
ない。
【0028】本発明のブレンドに用いるための後塩素化
ポリエチレン(CPE)は、実質的に線状構造を有し、
25℃において約0.91〜約0.98g/ccの密度(ASTM-D1505-57
T)、約100 〜130 ℃の融点、及び約0.05以上、好ましく
は約0.05〜約20のメルトインデックス(ASTM-D1238-57T)
を有するポリエチレンの塩素化より得られるゴム状物質
である。そのようなCPE材料を製造するための良好な
方法は米国特許第 3,299,182号に詳細に記載されてい
る。好適なものはDow Chemical,Inc. より市販入手可能
である。
【0029】本発明は2種の異なるCPEポリマーを用
いる。第一のCPEは通常約32〜約37重量%、最も好ま
しくは約34〜約36%の塩素を含む。この第一のCPEは
25〜45の140 ℃におけるムーニー粘度(ML 1+4)を示す。
第一のCPEの量は約1〜約5重量部、好ましくは約
1.5〜約4重量部、最も好ましくは 1.5〜3重量部であ
る。第二のCPEは約36〜約42%、好ましくは約38〜約
41%の塩素を含む。この第二のCPEは約60〜約95、好
ましくは70〜約95、最も好ましくは75〜90の 120℃にお
けるムーニー粘度(ML 1+4)を示す。市販CPEはDow Ch
emicalの商標TYRIN として販売されている。
【0030】少なくとも1種のポリアクリレート耐衝撃
性改良剤が本発明において含まれる。ポリアクリレート
の例は、(C4 〜C12)アクリレートホモポリマー、も
しくはメチルメタクリレートと第二段階グラフト共重合
したコポリマー、メチルメタクリレート及びスチレンと
グラフト共重合したポリブチルアクリレート、スチレン
及び/又はアクリロニトリル及び/又はメチルメタクリ
レートとグラフト重合したポリ(エチルヘキシルアクリ
レート−コ−ブチルアクリレート)、アクリロニトリル
及びスチレンとグラフト重合したポリブチルアクリレー
ト(Blendex 975 、977 もしくは979 、GE Plastics 社
の商標)を含む。他の市販品は、Room and Haas 社より
入手可能であり、例えばKM-323B 、KM-330を含む。
【0031】本発明の化合物に他の成分が含まれること
が有利である。これは、例えば、滑剤、安定剤、耐衝撃
性改良剤、着色剤、青味剤、顔料、Tg増加剤、及び加
工助剤を含み、これらはすべてPVC配合分野において
公知の効果を与える。
【0032】滑剤の例は、ジ及びトリオレエートのポリ
グリセロール、ポリエチレン、酸化されたポリエチレ
ン、及び高分子量パラフィンワックスである。好ましい
滑剤はFischer-Tropsch ワックス及び酸化されたポリエ
チレンである。滑剤は約0.25約3部、好ましくは約0.
25〜約1.5 部のレベルで用いられる。特定の市販品はCh
emical Week-Buyers Guideを参照することにより入手可
能である。
【0033】用いられる熱安定化成分は、ホスフェート
安定剤、例えばリン酸二ナトリウム、マレイミド、硫黄
化合物及びアルキルスズ化合物である。スズ化合物は、
メチルスズ、オクチルスズ、混合金属アルキルスズ、ジ
アルキルスズジカルボキシレート、メチルスズメルカプ
チド、ブチルスズメルカプチド、ジ−n−オクチルスズ
−S,S’−ビス(イソオクチルメルカプトアセテー
ト)を含むジアルキルスズビス(アルキルメルカプトカ
ルボキシレート)、ブチルチオスズ酸、及び他のエステ
ルスズを含む。C4 〜C8 アルキルスズカルボキシレー
トのようなジC4〜C8 アルキルスズ安定剤が好まし
い。使用レベルは通常1〜5重量部、好ましくは2〜4
重量部である。
【0034】加工助剤の例は、アクリルポリマー、例え
ばポリメチルアクリレートコポリマーである。他の加工
助剤は、The Plastics and Rubber Institute: Interna
tional Conference on PVC Processing, April 26-28(1
983), Paper No.17 に開示されている。加工助剤は好ま
しくは存在しない。
【0035】顔料の例は、炭酸カルシウム、タルク、ク
レーであり、好ましくは二酸化チタンを含む。顔料は通
常約0.5 〜20重量部、好ましくは約3〜約8重量部存在
する。好ましい顔料は二酸化チタンである。
【0036】所望のTg増加剤は、ポリイミド、例えば
ポリグルタミド、ポリマレイミド、ポリイタコンイミド
等を含む。ある種のポリイミドの製造の例は、Kopchik
の米国特許第 4,246,374号及びSchroderらの米国特許第
3,284,425に記載されている。このポリイミドはイミド
メタクリレートコポリマー及び/又はポリ脂肪族イミド
コポリマーを含む。ポリイミドコポリマーは、Rohm and
Haas 社により製造されており、商標Paraloid HT-510
、Paraloid EXL-4151 、Paraloid EXL-4171 、Paraloi
d EXL-4241 及びParaloid EXL-4261 として販売されて
いる。Tg増加剤は、好ましくは存在しない。
【0037】本発明の粉末合物は通常従来の押出機、
例えば標準PVCパイプスクリューを用いる二軸押出機
で加工される。組成物は約 198℃〜229 ℃の溶融温度に
おいて加工される。押出機は材料が挿入されるホッパ
ー、中間スクリュー加工部、及び直径2インチ(5cm)
以上の大きなパイプの押出品の形状で材料が排出される
最終ダイを有している。さらに、計量ディスクもしくは
Krauss-Maffei ふるいのような低摩擦サイジングを用い
ることが有利である。多軸押出機はパイプの押出に広く
用いられている。対回転スクリューには、平行及び円錐
タイプがある。最終製品を押出すために好ましくは対回
転タイプが用いられる。これは重力によるかもしくは計
器により供給される。ほとんどの場合、生産速度は駆動
力に依存している。速い速度の駆動装置及びギアボック
スを有する押出機が好ましい。以下の実施例において、
ノズル末端においてスクリュー直径55mmを有する円錐二
軸押出機を用いた。
【0038】本発明の組成物を溶融加工するために、以
下の機械特性が望ましい。 −少なくとも7500psi(5.17×107Pa)のヘッド圧力 −低いppm において高いトルクを発生することのできる
押出機駆動装置/ギアボックス −揮発性水分及び封入された空気を除去するための真空
ベント −少なくとも16/1のバレルL/D −±5°F以内に調節可能な温度調節機 −正確に調節可能な粉末計量スクリュー
【0039】本発明の技術思想及び範囲から離れること
なく、本発明の実施において種々の改良を行ってよい。
この変化が請求の範囲内にある限り、これは本発明の一
部であると考えられる。
【0040】実施例 以下の標準テスト法を本発明の特性を示すために用い
る。
【0041】この例における組成物について加工安定性
も評価した。CPVC合物の相対熱安定性及び加工性
主な市販の測定法は、動的熱安定性(DTS)テスト
である。このテストは、Brabender Plasti-corder のよ
うな装置を用いて選ばれた温度における時間−トルクの
関係を測定するものである。通常報告されそして比較用
用いられるテスト値はDTS時間である。DTS時間
は、自発的架橋により達成される不安定性のため増加が
開始する前に、溶融状態におけるポリマー化合物によ
り、トルクがその最小値に低下するに必要な224 ℃での
時間と規定される。DTS時間はポリマー特性のみなら
ず、温度、サンプルサイズ、安定剤、滑剤、装置操作条
件、装置のメンテナンスの程度、及び他の異なる配合物
間の正確な比較が調節される条件によって異なる。分解
までの最小のDTS時間は少なくとも約15分、好ましく
は18分以上であるべきである。加熱撓み温度はアニール
されていないサンプルにおいて264psiの負荷で測定され
た。すべての部は重量部である。
【0042】例1 4重量部のアクリル改良剤を 100部の、70.5%塩素を含
むCPVC、2.4 部のスズ安定剤、2部の、ISO289によ
り35のムーニー粘度を有しかつISO1158 テストにより35
重量パーセントの塩素を含む第一のCPE、1.5 部の、
DIN53474により30パーセントの塩素を含みかつDIN53523
により83のムーニー粘度を有する第二のCPE、0.5 部
のワックス滑剤、1 部の酸化されたポリエチレン及び5
部の2 酸化チタンと混合した。この組成物を粉末混合装
置で混合し、2 ロールミル上で溶融し、そして圧縮成型
した。このサンプルは264psiにおいて119.2 ℃のHDT
を示し。引張強さは8,095psiであり、引張弾性率は411,
700 であり、そしてアイゾット衝撃強さは1.2ft/lbs で
あった。この組成物より押出した3/4 インチのパイプは
17.4ft/lbsの落下衝撃強さを示した。180 時間蓄積し
た、200 °F における投射(projected)100,000時間イン
ターセプトLTHSは1113psi であった。この例1の粉
末組成物は、224 ℃において19.2分の分解までのBraben
der DTS時間を示した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 23:28) F16L 9/00 B29K 27:00 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 27/24 B29C 47/00 - 47/96 F16L 9/00 - 9/22

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 100重量部の69〜74重量%の塩素
    を有する後塩素化ポリ塩化ビニル(CPVC)、CPV
    C100重量部あたり3〜7重量部のアクリル系高分子
    耐衝撃性改良剤、CPVC100重量部あたり2〜4.
    5重量部の32〜37%の塩素を含み25〜45のムー
    ニーML1+4粘度を有する第一の塩素化ポリオレフィ
    ン、CPVC100重量部あたり1〜3.5重量部の
    6〜42%の塩素を含み60〜100のムーニーML1
    +4粘度を有する第二の塩素化ポリオレフィン、少なく
    とも1種の滑剤及び少なくとも1種の熱安定剤を含む、
    パイプの押出用の配合物であって、 上記アクリル系高分子耐衝撃性改良剤が(a)アクリレ
    ートホモポリマーまたはメチルメタクリレートと第二段
    階グラフト共重合したコポリマー、(b)メチルメタク
    リレート及びスチレンとグラフト共重合したポリブチル
    アクリレート、(c)スチレン及び/又はアクリロニト
    リル及び/又はメチルメタクリレートとグラフト重合し
    たポリ(エチルヘキシルアクリレート−コ−ブチルアク
    リレート)および(d)アクリロニトリル及びスチレン
    とグラフト重合したポリブチルアクリレートよりなる群
    から選ばれる、上記配合物。
  2. 【請求項2】 前記第一および第二の塩素化ポリオレフ
    ィンが塩素化ポリエチレンである、請求項1記載の配合
    物。
  3. 【請求項3】 前記第一の塩素化ポリエチレンが前記C
    PVC100重量部あたり2〜4重量部存在し、前記第
    二の塩素化ポリエチレンが1.5〜2.5重量部存在す
    る、請求項記載の配合物。
  4. 【請求項4】 前記アクリル系高分子耐衝撃性改良剤が
    前記CPVC100重量部あたり3〜5重量部存在す
    る、請求項1記載の配合物。
  5. 【請求項5】 重量部までのジエン含有高分子耐衝撃
    性改良剤をさらに含む、請求項1記載の配合物。
  6. 【請求項6】 重量部までのジエン含有高分子耐衝撃
    性改良剤をさらに含む、請求項記載の配合物。
  7. 【請求項7】 前記滑剤がワックスである、請求項1記
    載の配合物。
  8. 【請求項8】 酸化ポリエチレンをさらに含む、請求項
    記載の配合物。
  9. 【請求項9】 前記ワックスが前記CPVC100重量
    部あたり0.5〜3.0重量部存在する、請求項記載
    の配合物。
  10. 【請求項10】 前記安定剤が錫安定剤であり、前記C
    PVC100重量部あたり1〜3重量部存在する、請求
    項1記載の配合物。
  11. 【請求項11】 100重量部の69〜74重量%の塩
    素を有するCPVC、CPVC100重量部あたり3〜
    7重量部のアクリル系高分子耐衝撃性改良剤、CPVC
    100重量部あたり2〜4.5重量部の32〜37%の
    塩素を含み25〜45のムーニーML1+4粘度を有す
    る第一の塩素化ポリオレフィン、CPVC100重量部
    あたり1〜3.5重量部の36〜42%の塩素を含み6
    〜100のムーニーML1+4粘度を有する第二の塩
    素化ポリオレフィン、少なくとも1種の滑剤及び少なく
    とも1種の熱安定剤を含む、パイプであって、 上記アクリル系高分子耐衝撃性改良剤が(a)アクリレ
    ートホモポリマーまたはメチルメタクリレートと第二段
    階グラフト共重合したコポリマー、(b)メチルメタク
    リレート及びスチレンとグラフト共重合したポリブチル
    アクリレート、(c)スチレン及び/又はアクリロニト
    リル及び/又はメチルメタクリレートとグラフト重合し
    たポリ(エチルヘキシルアクリレート−コ−ブチルアク
    リレート)および(d)アクリロニトリル及びスチレン
    とグラフト重合したポリブチルアクリレートよりなる群
    から選ばれる、上記パイプ。
  12. 【請求項12】 前記第一および第二の塩素化ポリオレ
    フィンが塩素化ポリエチレンである、請求項11記載の
    パイプ。
  13. 【請求項13】 前記第一の塩素化ポリエチレンが前記
    CPVC100重量部あたり2〜4重量部存在し、前記
    第二の塩素化ポリエチレンが1.5〜2.5重量部存在
    する、請求項12記載のパイプ。
  14. 【請求項14】 前記アクリル系高分子耐衝撃性改良剤
    が前記CPVC100重量部あたり3〜5重量部存在す
    る、請求項11記載のパイプ。
  15. 【請求項15】 重量部までのジエン含有高分子耐衝
    撃性改良剤をさらに含む、請求項11記載のパイプ。
  16. 【請求項16】 重量部までのジエン含有高分子耐衝
    撃性改良剤をさらに含む、請求項15記載のパイプ。
  17. 【請求項17】 前記滑剤がワックスである、請求項
    記載のパイプ。
  18. 【請求項18】 酸化ポリエチレンをさらに含む、請求
    17記載のパイプ。
  19. 【請求項19】 前記ワックスが前記CPVC100重
    量部あたり0.5〜3.0重量部存在する、請求項17
    記載のパイプ。
  20. 【請求項20】 前記安定剤が錫安定剤であり、前記C
    PVC100重量部あたり1〜3重量部存在する、請求
    11記載のパイプ。
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