JPH1180450A - ポリエチレンを基剤とする組成物及びその組成物の造形品の製造法 - Google Patents

ポリエチレンを基剤とする組成物及びその組成物の造形品の製造法

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JPH1180450A
JPH1180450A JP10198420A JP19842098A JPH1180450A JP H1180450 A JPH1180450 A JP H1180450A JP 10198420 A JP10198420 A JP 10198420A JP 19842098 A JP19842098 A JP 19842098A JP H1180450 A JPH1180450 A JP H1180450A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 著しく改良された静水圧抵抗、すなわち著し
く改良されたクリープ抵抗を示す高密度ポリチレンを基
剤とする組成物を提供する。 【解決手段】 ポリエチレンの、ASTM標準D792にしたが
って２３℃において測定した標準密度が９４０kg/m3 よ
り大きく、ポリエチレン１００重量部当たり１部未満の
タルクを含むポリエチレンを基剤とする組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリエチレンを基
剤とする組成物、この組成物の造形品の製造法及びこの
組成物の造形品に関する。特に本発明は、少量の微細な
無機物質を含む高密度ポリエチレンを基剤とする組成物
及びこの組成物の造形品、特に流体（特に加圧流体）の
輸送用の管に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリエチレンに少量（約０．０５乃至１
％）のタルク、カオリン又はシリカのような微細な無機
物質を均質混合することにより、低乃至中密度ポリエチ
レン製フィルムの不粘着性が改良されることは公知であ
る（イタリア国特許第719,725号）。更に近年、透明性
に有意な影響を及ぼすことなく、０．９０５乃至０．９
３５g/cm3 の密度のポリエチレン製のフィルムの不粘着
性を改良するためには、２００乃至２５００ppm(０．０
２乃至０．２５％）のタルクを均質混合することが特に
推薦された（第EP-B-60178号）。更に、加圧流体の輸送
用の管及びカップリングの製造にポリエチレン、特に高
密度ポリエチレンを使用することは公知である。この用
途においては、安全性及び流体輸送プラントの寿命のた
めに、静水圧に対して非常に高い抵抗を示す管及びカッ
プリングのような造形品を入手することが必要不可欠で
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、著し
く改良された静水圧抵抗、従って著しく改良されたクリ
ープ抵抗を示す高密度ポリエチレンを基剤とする組成物
を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、AS
TM標準D792にしたがって２３℃において測定した標準密
度が９４０kg/m3 より大きく、ポリエチレン１００重量
部当たり１部未満のタルクを含む、ポリエチレンを基剤
とする組成物に関する。本発明による組成物に使用しう
るタルクは、一般式が3MgO・4SiO2 ・H2O である天然産
の珪酸マグネシウム水和物であればいずれでもよい。そ
れは少量の、アルミニウム、鉄及びカルシウムの酸化物
のような金属酸化物を含みうる。タルクは本質的なラメ
ラ構造を有するのが有利である。その粒度分布は好まし
くは０．２乃至１５μm であり、平均粒子寸法は１乃至
５μm である。本発明は、高密度ポリエチレン１００重
量部当たり１重量部未満の少量のタルクを添加すると、
クラックのゆっくりした成長に対する抵抗（応力亀裂又
はESCR）のような造形品のその他の機械的性質に影響を
及ぼすことなく、クリープ抵抗が有意に改良された、管
のような造形品の製造を可能にする組成物を提供すると
いう驚くべき観察から得られた。ポリエチレン１００重
量部当たり０．０１部程度の少量のタルクでも有利な結
果がすでに得られている。一般的には、タルクの量は少
なくとも０．０３重量部であろう。一般的には０．５重
量部を超えないであろう。ポリエチレン１００重量部当
たり０．０５乃至０．２５部のタルクの場合に優れた結
果が得られている。
【０００５】
【発明の実施の形態】ポリエチレンは、本発明において
は、エチレンホモポリマー及び１種以上のモノマーとの
そのコポリマーの両方及びそれらの混合物を示すと理解
される。使用しうるコモノマーには、例えばブテン、ヘ
キセン及び4-メチルペンテンのような３乃至８個の炭素
原子を含む直鎖状又は分枝鎖状のオレフィン、及び4-ビ
ニルシクロヘキサン、ジシクロペンタジエン、1,3-ブタ
ジエン等のような４乃至１８個の炭素原子を含むジオレ
フィンがある。好ましいコモノマーはブテン及びヘキセ
ンである。エチレンコポリマー中のコモノマーの総量
は、一般的には少なくとも０．０１モル％であり、しば
しば少なくとも０．０５モル％である。コモノマーの総
量は通常１０モル％を越えず、しばしば５モル％であ
る。合計して、０．０５乃至５モル％、特に０．３乃至
２モル％のブテン及び／又はヘキセンを含むエチレンコ
ポリマーの場合に良好な結果が得られた。本発明による
組成物に有利に使用されるエチレンコポリマーの非限定
例としては、エチレン及びブテン及び／又はヘキセンの
ランダムコポリマー及びターポリマー又はエチレン及び
ブテン及び／又はヘキセンの混合物の逐次重合により得
られる分子量分布が二モードのコポリマーのいずれかが
ある。エチレン及びエチレンとブテンの混合物の逐次重
合により得られる二モード分布のコポリマーが特に適す
る。前述のように定義した標準密度が少なくとも９４３
kg/m3 、特に少なくとも９４６kg/m3 であるポリエチレ
ンを使用するのが有利である。標準密度は一般的には９
６０kg/m3 を越えず、特に９５５kg/m3 を越えない。
【０００６】本発明による組成物に使用するポリエチレ
ンは、更に、ISO 標準1133(1991)にしたがって５kgの負
荷で１９０℃において測定したメルトフローインデック
スが少なくとも０．０７g/10分であることを特徴とす
る。少なくとも０．１g/10分である値が最も一般的であ
る。メルトフローインデックスは一般的には５g/10分を
越えず、しばしば２g/10分を越えない。タルクの他に、
本発明による組成物は安定剤（例えば、防酸剤、酸化防
止剤及び／又はＵＶ安定剤）及び加工助剤のようなエチ
レンポリマーに有用な添加剤を含みうる。これらの添加
剤の各々の組成物中の含量は一般的には１重量％未満、
好ましくは０．５重量％未満である。本発明による組成
物はまた顔料も含みうる。顔料の含量は一般的には組成
物の５重量％を越えず、特に３重量％を越えない。本発
明による組成物は、一般的には少なくとも９４重量％、
好ましくは少なくとも９６重量％のポリエチレンを含
む。
【０００７】本発明による組成物を調製する方法は重要
ではない。組成物は公知のいずれかの適する手段により
得られる。例えば、粉末混合物の形で通常の添加剤と同
時にタルクをポリエチレンに均質混合することが可能で
ある。好ましいこれに代わる方法は、室温においてタル
ク及び通常の添加剤をポリエチレンと混合し、次いでポ
リエチレンの融解温度より高温で、例えば機械的ミキサ
ー又は押出機中でそれらを混合する方法である。第一工
程において、第一のポリエチレンフラクション、タルク
及び前述のような通常の添加剤を含むマスターバッチを
調製することも可能である。このマスターバッチはタル
クに富み、このマスターバッチ中のタルクの含量は一般
的には０．５乃至５重量％、好ましくは０．５乃至２重
量％、特に０．７５乃至１．５重量％である。このマス
ターバッチを次いで残りのポリエチレンフラクションと
混合する。これらの方法では粉末状の組成物を得ること
ができる。それらは任意に、顆粒状の組成物を得るため
にその後粒状化しうる。これらの顆粒は、組成物を押し
出し、押出機から出てくる棒状物を顆粒に切断すること
により公知の方法で得られる。粒状化の工程は、押出機
にポリエチレンとタルク（及び任意に通常の添加剤）の
調製混合物を供給し、プラントの出口で顆粒を回収する
ことにより実施しうる。これに代わる粒状化の方法は、
前述のマスターバッチ及び残りのポリエチレンフラクシ
ョンを押出機に導入する方法である。押出物の顆粒状の
組成物が好ましい。
【０００８】本発明による組成物は、一般的には９４０
kg/m3 より大きい、しばしば少なくとも９４５kg/m3 、
特に少なくとも９４７kg/m3 の（前述のようにして測定
した）標準密度を示す。組成物の標準密度は一般的には
９７０kg/m3 を越えず、特に９６５kg/m3 を越えない。
本発明による組成物は、通常、ISO 標準1133(1991)にし
たがって５kgの負荷で１９０℃において測定したメルト
フローインデックスが少なくとも０．０７g/10分であ
る。少なくとも０．１g/10分である値が最も一般的であ
る。メルトフローインデックスは一般的には５g/10分を
越えず、しばしば２g/10分を越えない。本発明による組
成物は、溶融状態で加工することにより、タルクを含ま
ない同一の組成物と比較してクリープ抵抗が著しく改良
された造形品となる。本発明による組成物は、押出、押
出吹込成形、押出熱成形及び射出方法のようなポリエチ
レン造形品を製造するいずれかの従来の方法に使用しう
る。管カップリングの射出によく適する。管、特に水及
び気体のような加圧流体の輸送用の管の押出に特に適す
る。
【０００９】したがって、本発明はまた、本発明による
組成物から造形品を製造する方法にも関する。本発明は
特に、本発明による組成物を射出することにより管カッ
プリングを製造する方法に関する。本発明による組成物
の射出は、従来のプラント中で、２４０乃至２８０℃付
近の適する温度でエチレンポリマーを基剤とする組成物
の射出の従来の条件下で実施する。本発明はまた管、特
に流体（特に加圧流体）の輸送用の管の押出方法に関す
る。好ましくは押出物の顆粒状の本発明による組成物の
押出は、従来のプラント中で、１８５乃至２１０℃付近
の適する温度で当業者に公知のエチレンポリマーを基剤
とする組成物の押出の従来の条件下で実施する。本発明
はまた、本発明による組成物の造形品、特に組成物の射
出により得られる管カップリング及び組成物の押出によ
り得られる管に関する。本発明は特に、本発明による組
成物の押出により造形された、流体、特に加圧流体の輸
送用の管に関する。著しく改良された静水圧抵抗、すな
わちクリープ抵抗の他に、本発明による組成物により製
造された管は非常に良好なゆっくりしたクラッキングに
対する抵抗（応力亀裂）を示す。
【００１０】
【実施例】以下の実施例は本発明の説明のために提供す
る。この実施例（及び対照例）で使用した記号の意味、
性質を表す単位及びこれらの性質を測定する方法を以下
に説明する。 SD ＝ASTM標準D792にしたがって２３℃において測定し
た標準密度。 MI5 ＝ISO 標準1133(1991)にしたがって５kgの負荷で１
９０℃において測定したメルトフローインデックス。 t ＝直径５０mm及び厚さ３mmの管に関して１２．４MP
a の円周方向応力下でISO 標準1167(1996)にしたがって
測定した、破壊までの時間で表されるクリープ抵抗。 ESCR＝直径１１０mm及び厚さ１０mmの管に関して４．６
MPa の応力下で８０℃においてISO 標準F/DIS 13479(19
96) にしたがってノッチ付管について測定した、破壊ま
での時間で表されるクラックのゆっくりした成長に対す
る抵抗。 RCP ＝直径１１０mm及び厚さ１０mmの管に関してISO 標
準F/DIS 13477(1996) に記載されたS4法したがって−１
５℃の温度において測定した、クラックの迅速な成長に
対する抵抗。
【００１１】実施例１ 組成物１kg当たりに以下の成分を含む組成物を調製し
た。MI5 が０．４５g/10分でSDが９４８．５kg/m3 の、
二モードの分子量分布を有するエチレンコポリマー９８
９．９ｇ。このコポリマーは５０重量％のエチレンホモ
ポリマーと５０重量％のエチレンとブテンのコポリマー
（1-ブテンから誘導されたモノマー単位を１モル％含
む）を含む。青、黒及び白色顔料の混合物４．６ｇ。酸
化防止剤２．５ｇ。ステアリン酸カルシウム１ｇ。ＵＶ
安定剤。Steamic(登録商標) 00S(Luzenac)品質のタルク
１ｇ。このタルクはラメラ構造を示す。直径０．３乃至
１０μm 、平均粒子寸法１．８μm の粒子からなる。こ
の組成物を、ZSK 40押出機−粗砕機（company Werner &
Pfleiderer 製) で２１０℃において粒状化した。得ら
れた顆粒は、MI5 が０．４４g/10分でSDが９５１．９kg
/m3 であった。次いでこれらの顆粒を、二軸スクリュー
型の押出機（Battenfeld型) で１９０℃において押し出
すことにより管を製造した。これらの管について測定し
た機械的性質を表１に示す。
【００１２】比較例１ タルクを含まないこと以外は実施例１と同一の組成物を
調製した。実施例１と同一の条件下でこの組成物を粒状
化し、管を製造した。顆粒は、MI5 が０．４３g/10分で
SDが９５１．４kg/m3 であった。これらの管について測
定した機械的性質を表１に示す。
【００１３】
【表１】 表１ 実施例１ 比較例（タルクを含まない組成物） t (時間) 342 134 ESCR (時間) ＞2500 ＞2500 RCP (bar) 2〜3 2〜3
【００１４】これらの試験は、少量のタルクを含む実施
例１の組成物が、タルクを含まない同一の組成物と比較
して静水圧抵抗（クリープ抵抗）が著しく改良された管
を製造しうることを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｃ 47/00 Ｂ２９Ｃ 47/00

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリエチレンを基剤とする組成物であっ
    て、該ポリエチレンが、ASTM標準D792にしたがって２３
    ℃において測定した時に９４０kg/m3 より大きい標準密
    度を示し、ポリエチレン１００重量部当たり１部未満の
    タルクを含むことを特徴とする組成物。
  2. 【請求項２】 前記タルクが本質的なラメラ構造を示す
    請求項１記載のポリエチレンを基剤とする組成物。
  3. 【請求項３】 前記タルクの粒度分布が０．２乃至１５
    μm であり、平均粒子寸法が１乃至５μm である請求項
    １又は２記載のポリエチレンを基剤とする組成物。
  4. 【請求項４】 前記タルクの量が、ポリエチレン１００
    重量部当たり０．０５乃至０．２５部である請求項１乃
    至３のいずれかに記載のポリエチレンを基剤とする組成
    物。
  5. 【請求項５】 前記ポリエチレンが、９４３kg/m3 より
    大きく、９６０kg/m 3 を越えない標準密度及び０．０７
    乃至５g/10分の、ISO 標準1133(1991)にしたがって５kg
    の負荷で１９０℃において測定したメルトフローインデ
    ックスを示すエチレンホモポリマー及びコモノマー含量
    が合計して０．０１乃至１０モル％のエチレンコポリマ
    ーから選択される請求項１乃至４のいずれかに記載のポ
    リエチレンを基剤とする組成物。
  6. 【請求項６】 前記ポリエチレンが、ブテン及び／又は
    ヘキセンの含量が合計して０．０５乃至５モル％のエチ
    レンコポリマーから選択される請求項５記載のポリエチ
    レンを基剤とする組成物。
  7. 【請求項７】 押出物の顆粒状である請求項１乃至６の
    いずれかに記載のポリエチレンを基剤とする組成物。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載の組成
    物から造形品を製造する方法。
  9. 【請求項９】 管、特に加圧流体の輸送用の管の押出、
    又は管カップリングの射出に適用される請求項８記載の
    造形品を製造する方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至７のいずれかに記載の組
    成物の押出により造形された管。
  11. 【請求項１１】 請求項１乃至７のいずれかに記載の組
    成物の射出により造形された管カップリング。
JP19842098A 1997-07-14 1998-07-14 ポリエチレンを基剤とする組成物及びその組成物の造形品の製造法 Expired - Fee Related JP4084887B2 (ja)

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