JP6124590B2 - ポリフェニルスルホン−ポリテトラフルオロエチレン組成物、及び当該組成物の使用 - Google Patents
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Description
発明の分野
本発明は、摩擦を減少させるバンド（可撓性液体導管、例えば石油輸送管の摩擦緩和性中間挿入物として用いられるもの（＝耐摩耗性テープ"anti-wear-tapes"））を製造するための、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）と、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とから得られる混合物に関する。
本発明は、摩擦を減少させるバンド（可撓性液体導管、例えば石油輸送管の摩擦緩和性中間挿入物として用いられるもの（＝耐摩耗性テープ"anti-wear-tapes"））を製造するための、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）と、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）とから得られる混合物に関する。
従来技術
GB 2 441 066（Technip France）は、炭化水素輸送用の、多層に構成された可撓性の管を記載している。少なくとも部分的に対向して動く金属バンドの間には、摩擦緩和性プラスチックバンドが配置されており、このプラスチックバンドは、ガラス転移点が１７５〜２５５℃の非晶質ポリマーから成る。このバンドは、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、及びペルフルオロ化されたポリマー、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から成る。この発明の特定の実施態様では、８５％のポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）を、１５％のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と混合し、厚さ１．５ｍｍ、幅が約１ｍのバンドに押出成形される。使用されるプラスチックの分子量については、何ら述べられていない。
GB 2 441 066（Technip France）は、炭化水素輸送用の、多層に構成された可撓性の管を記載している。少なくとも部分的に対向して動く金属バンドの間には、摩擦緩和性プラスチックバンドが配置されており、このプラスチックバンドは、ガラス転移点が１７５〜２５５℃の非晶質ポリマーから成る。このバンドは、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）、及びペルフルオロ化されたポリマー、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から成る。この発明の特定の実施態様では、８５％のポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）を、１５％のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と混合し、厚さ１．５ｍｍ、幅が約１ｍのバンドに押出成形される。使用されるプラスチックの分子量については、何ら述べられていない。
US 2005/0229991は、GB 2 441 066と似た構成を記載しており、中間層の材料はこの場合、エラストマー性熱可塑性ポリマー、例えばスチレン−ブタジエン−スチレンゴム（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン−コポリマー（ＳＥＢＳ）、又はＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン）コポリマーであり、さらにはポリブタジエン、ポリイソプレン、又はポリエチレン−ブチレンコポリマーである。
本発明の課題
上述の従来技術の観点から、石油輸送配管における摩擦減少性バンド用の材料及び／又は材料混合物（その場所で支配的な条件（温度は約１３０℃、圧力３００〜４００ｂａｒ）に、従来技術の材料よりも良好に適合されたもの）を発見するという課題が存在した。
上述の従来技術の観点から、石油輸送配管における摩擦減少性バンド用の材料及び／又は材料混合物（その場所で支配的な条件（温度は約１３０℃、圧力３００〜４００ｂａｒ）に、従来技術の材料よりも良好に適合されたもの）を発見するという課題が存在した。
課題の解決方法
本発明の課題は、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）と、分子量が非常に高く、粒径若しくは粒径分布が小さいポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から、均質な混合物を提供することによって、解決された。使用されるＰＴＦＥは、特に高い分子量を有する。しかしながらこのＰＴＦＥは、非常に高い溶融温度で加工される工業用プラスチックへの混入に特に適している。
本発明の課題は、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）と、分子量が非常に高く、粒径若しくは粒径分布が小さいポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から、均質な混合物を提供することによって、解決された。使用されるＰＴＦＥは、特に高い分子量を有する。しかしながらこのＰＴＦＥは、非常に高い溶融温度で加工される工業用プラスチックへの混入に特に適している。
本発明による解決法の完全な開発で非常に重要なのは、ＰＰＳＵマトリックスの断面全体にわたって、ＰＴＦＥを非常に均一かつ細かく分布させることだけで、テープの厚さが低減する使用持続時間にわたって所望の効果、及び特に調整された機械的特性が、押出方向に対して横方向でも保証されることである。
ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）
ＰＰＳＵとしてはポリフェニルスルホンを使用し、これはRADEL（登録商標）Rという名称で、Solvay Advanced Polymers社から市販で手に入る。
ＰＰＳＵとしてはポリフェニルスルホンを使用し、これはRADEL（登録商標）Rという名称で、Solvay Advanced Polymers社から市販で手に入る。
ポリマーの繰返単位は、以下の式を有する：
これは、応力亀裂感受性が特に僅かな、透明な高性能プラスチックであり、耐ノッチ衝撃性が非常に高く、また熱によるエージング後も、優れた化学耐性を有するものである。使用されるRADEL R 5000 ntは、防火剤で保護されていないＰＰＳＵであり、これは航空（Luftfahrt）のあらゆる要求を満たすものではない。
このプラスチックは、医療分野、化学産業、及び衛生設備で部材製造に使用される。このポリマーの密度は、１．２９ｇ／ｃｍ3（ISO 1183準拠で測定）、降伏応力は、７０ＭＰａ（ISO 527準拠で測定）、破断点伸びは６０％（ISO 527準拠で測定）、引張弾性率が、２，３４０ＭＰａ（ISO 527準拠で測定）、アイゾッド耐ノッチ衝撃性が、２３℃で４９．４ＫＪ／ｍ2（ISO 180/1 A準拠で測定）、シャルピー耐ノッチ衝撃性が、２３℃で５８．３ＫＪ／ｍ2（ISO 179/1 eA準拠で測定）である。
誘電率が、５０Ｈｚで３．４（IEC 60250準拠で測定）、１ＭＨｚで３．５（IEC 60250準拠で測定）、誘電損失係数が、５０Ｈｚで６ １ｅ−４（IEC 60250準拠で測定）、１ＭＨｚで７６ １ｅ−４（IEC 60250準拠で測定）、誘電強度は、１５ｋＶ／ｍｍ（IEC 60243-1準拠で測定、ＡＳＴＭ準拠で測定）。誘電強度のための厚さは、３．２ｍｍであり、 IEC 60093準拠の比抵抗は、９ｅ１５Ωｍである。
流れ方向に対して横断面での線膨張は、５５×１０-6Ｋ（ISO 11359準拠で測定）、溶融温度若しくはガラス転移点は、２１５℃（ISO 11357準拠で測定）、熱変形耐性Ａは、２０７℃（ISO 75 HDT/A（１．８ＭＰａ）準拠で測定）、熱変形耐性Ｂは、２１４℃（ISO 75 HDT/A（０．４５ＭＰａ）準拠で測定）、最大温度（短時間）は、１８０℃、最大温度（継続的）は、１６０℃（UL 746 (RTI)準拠（Mechanical W/O Imp., 40 000 h）の熱によるエージング）である。最小適用温度は、マイナス１００℃である。
本発明はとりわけ、部材を製造するための、ポリフェニルスルホンと、ポリテトラフルオロエチレンとから得られる混合物に関し、その特徴は、前記混合物のＰＴＦＥ含分が、１〜１５質量％であり、前記混合物のＰＰＳＵ含分が、９９〜８５質量％であることである。
前記混合物のＰＴＦＥ含分は好適には、２〜１０質量％であり、前記混合物のＰＰＳＵ含分は、９８質量％〜９０質量％である。
極めて特に好ましくは、前記混合物のＰＴＦＥ含分は、５〜１０質量％であり、前記混合物のＰＰＳＵ含分は、９５質量％〜９０質量％である。
本発明はさらに、プラスチック成形体の製造方法に関し、その特徴は、ＰＰＳＵ及びＰＴＦＥという２種類のプラスチックを、相互に混合し、押出成形することである。
本発明はとりわけ、ＰＰＳＵ及びＰＴＦＥという２種類のプラスチックを、３４０〜３８５℃の温度で、相互に押出成形機内で混合し、こうして得られたコンパウンドを顆粒化し、この顆粒を３７０〜３９０℃のスクリュー温度で、押出成形してプラスチック成形体にする方法に関する。
本発明によるプラスチック成形体の製造方法はとりわけ、ＰＰＳＵ及びＰＴＦＥという２種類のプラスチックを、３４５〜３８５℃の温度で、相互に押出成形機内で混合し、こうして得られたコンパウンドを顆粒化し、この顆粒を３７５〜３９０℃のスクリュー温度で、押出成形してプラスチック成形体にする方法である。
本発明はさらに、上述の混合物を、耐摩耗性テープの製造に用いる使用に関する。
この耐摩耗性テープは、上記の混合物を、押出成形することによって得られる。
本発明はまた、液体用の導管に関し、その特徴は、上記の耐摩耗性テープを少なくとも１つ備えていることである。
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
高分子のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）としては、Zonyl（登録商標）MP 1300という、微粒子状のポリテトラフルオロエチレンを使用する。このＰＴＦＥはとりわけ、ＨＴ熱可塑性樹脂がベースのポリマー混合物における添加剤として適している。
高分子のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）としては、Zonyl（登録商標）MP 1300という、微粒子状のポリテトラフルオロエチレンを使用する。このＰＴＦＥはとりわけ、ＨＴ熱可塑性樹脂がベースのポリマー混合物における添加剤として適している。
実施例
コンパウンド化の実施例
ＰＰＳＵ９５質量％〜６０質量％と、ＰＴＦＥ４０質量％〜５質量％とからの混合物を、以下のようにコンパウンド化した。
コンパウンド化の実施例
ＰＰＳＵ９５質量％〜６０質量％と、ＰＴＦＥ４０質量％〜５質量％とからの混合物を、以下のようにコンパウンド化した。
２スクリュー式押出成形機（製造者及び名称：Werner & Pfleiderer ZSK25 WLE (K4)）で、ＰＰＳＵを３４５℃〜３８０℃のスクリュー温度で１分あたり２５０回転で溶融させ、脱気し、ＰＴＦＥは側方の供給用開口部を通じて供給した。
得られたコンパウンドを、顆粒化した。
本発明によるプレートは、それ自体公知の方法で押出成形により、第一工程で得られる顆粒から製造できる。
このため、熱により可塑化された溶融物を、一回の押出成形の場合には１つの押出成形機によって、共押出の場合には複数の押出機によって製造し、押出型へと供給する。押出機と、押出ノズルとの間には、それ自体公知の方法でさらなる装置、例えば溶融ポンプ及び／又は溶融フィルターが配置されていてよい。押出成形されたベルトは引き続き、スムーザー又はキャリブレーター装置に送ってもよい。
顆粒を新たに溶融させ、長さ１，０００ｍｍ、幅１５０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍの寸法のバンドに押出成形した。溶融温度は、約３８５℃であった。
押出成形の実施例
比較例６は、実施例１に記載の組成を有するバンドに関し、顆粒は３４７℃の溶融温度でバンドへと押出成形した。
比較例６は、実施例１に記載の組成を有するバンドに関し、顆粒は３４７℃の溶融温度でバンドへと押出成形した。
実施例７は、実施例１に記載の組成を有するバンドに関し、顆粒は３７９℃の溶融温度でバンドへと押出成形した。
実施例８は、実施例１に記載の組成を有するバンドに関し、顆粒は３８０℃の溶融温度でバンドへと押出成形した。
比較例９は、実施例２に記載の組成を有するバンドに関し、顆粒は３４７℃の溶融温度でバンドへと押出成形した。
比較例１０は、実施例２に記載の組成を有するバンドに関し、顆粒は３５８℃の溶融温度でバンドへと押出成形した。
比較例１１は、実施例１に記載の組成を有するバンドに関し、顆粒は３５０℃の溶融温度でバンドへと押出成形した。
比較例１２は、比較例４又は５に記載の組成を有するバンドに関し、顆粒は３５２℃の溶融温度でバンドへと押出成形した。
得られたバンドは、以下の機械的特徴を有している：
測定方法
弾性率は、ISO 527-2/1 BA/0,5に従って測定し、シャルピー耐ノッチ衝撃性は、ISO 179-1 /1eAに従って、ガードナー試験は、ASTM D 5420に従って行い、摩擦係数は、ISO 8295に従って測定した。
弾性率は、ISO 527-2/1 BA/0,5に従って測定し、シャルピー耐ノッチ衝撃性は、ISO 179-1 /1eAに従って、ガードナー試験は、ASTM D 5420に従って行い、摩擦係数は、ISO 8295に従って測定した。
得られた混合物は、液体用導管（例えば可撓性石油輸送管）の製造に用いられる耐摩耗性テープの製造に適している。
Claims (2)
- プラスチック成形体の製造方法において、
ポリフェニルスルホン（ＰＰＳＵ）及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）という２種類のプラスチックを、３４０〜３８５℃の温度で、相互に押出成形機内で混合し、こうして得られたコンパウンドを顆粒化し、この顆粒を３７０〜３９０℃のスクリュー温度で、押出成形してプラスチック成形体にし、
混合物のＰＴＦＥ含分が、２〜１０質量％であり、
混合物のＰＰＳＵ含分が、９８〜９０質量％である
ことを特徴とする、前記製造方法。 - 前記プラスチック成形体が耐摩耗性テープである、請求項１に記載の製造方法。
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