KR20210076099A

KR20210076099A - 액체 조성물을 수송하고 저장하기 위한 용기

Info

Publication number: KR20210076099A
Application number: KR1020217014586A
Authority: KR
Inventors: 피터 알. 들루즈네스키; 레오나르드 에이취. 팰리스; 새라 레이노드
Original assignee: 알케마 인코포레이티드
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2021-06-23
Also published as: JP2022505088A; CN113165801A; EP3867170A1; EP3867170A4; MX2021004372A; WO2020081430A1; US12077359B2; JP2024100855A; CN113165801B; BR112021007201A2; US20210371181A1

Abstract

인화성이고/이거나, 가연성이고/이거나, 발열 분해에 민감하고/하거나, 폭발성이고/이거나 그 밖에 위험할 수 있는 조성물, 예컨대 액체 유기 퍼옥사이드 함유 조성물을 안전하게 저장하고 수송하는 데 유용한 용기가 제공된다. 용기는 열경화성 중합체 함유 벽, 및 통풍 기구를 갖는 격납 용기를 포함하고, 격납 용기는 열경화성 중합체를 제공하도록 가교결합된 열가소성 중합체, 예컨대 폴리에틸렌을 사용하여 회전 성형 공정에 의해 제조될 수 있다.

Description

액체 조성물을 수송하고 저장하기 위한 용기

본 발명은 액체 조성물, 특히 인화성 또는 가연성이거나 발열 분해에 민감한 화합물, 예컨대 유기 퍼옥사이드를 포함하는 액체 조성물을 보유하도록 이루어진 용기, 특히 복합 중간 벌크 용기에 관한 것이다. 본 발명의 용기는 브리칭이 없이 기재된 조건 하에 특정 기간 동안 화재 잠입을 견딜 수 있다는 점에서 종래의 플라스틱 복합 중간 벌크 용기와 비교하여 개선된 안전성 특징을 나타낸다. 본 발명은 또한 이러한 개선된 용기를 제조하는 방법을 제공한다.

플라스틱 복합 중간 벌크 용기는 다양한 유형의 액체 조성물의 저장 및 수송을 위해 여러 해 동안 산업에서 널리 사용되고 있다. 전형적으로 약 1000 또는 1250 리터의 커패시티를 갖는 중간 벌크 용기(흔히 IBC라 칭함)는 저장되고/되거나 수송되는 조성물의 분량이 55 갤런 드럼에 수용될 수 있는 것보다 크지만 레일 탱크 카 또는 탱커 트럭을 충전하는 것보다 적은 경우 사용하기 편리하다. 플라스틱 복합 IBC는 팔레트에 고정되거나 이것이 들어있는 보호 케이지 내에 배치된 열가소성 중합체, 예컨대 폴리에틸렌으로 제작된 격납 용기를 갖는다. 충분한 화학 및 용매 저항성을 갖는 열가소성 중합체가 이용 가능하지만, 이러한 중합체는 플라스틱 복합 IBC가 높은 열 조건(예컨대, 화재 시 겪게 됨)에 노출될 때 연화 및 용융에 민감하다. 이러한 조건 하에, 플라스틱 격납 용기는 구조 통합성을 소실하여 이의 내용물이 방출되게 할 수 있다.

특허 문헌에 언급된 플라스틱 복합 IBC에 내화성을 제공하기 위한 여러 접근법이 있다. 여러 특허 문헌(DE102015012163A호, EP0986421A1호, EP2979991A1호, KR20170033332A호, KR20180056711A호 및 미국 특허 제5921420호)은 화재로부터의 단열을 위해 IBC 주위에 완전히 배치된 내화성 시스의 사용에 집중한다. 미국 특허 제5924589호, 미국 특허 제5984126호, 미국 특허 공보 제2016/0289566 A1호 및 US 미국 특허 제7828995 B2에 언급된 다른 접근법은 난연제 첨가제를 플라스틱으로 혼입하거나 화재 시 IBC 주위에 단열 층을 생성하는 팽창성 코팅으로 플라스틱을 페인팅하는 것을 수반한다. US9738441B2호에 언급된 제3의 접근법은 기계적 이동 장치, 예컨대 포크리프트에 의해 생긴 화재 및 손상으로부터 IBC를 보호하도록 빌트인 2차 격납고를 이용한다.

발열 분해를 겪을 수 있는 화합물, 예컨대 유기 퍼옥사이드를 패키징하는 데 특히 적합한 용기는 당분야에 또한 공지되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제8,783,503호는 발열 분해에 불안정한 화합물 및 선택적으로 하나 이상의 유기 희석제를 포함하는 패키징된 제제를 기재하고, 이 제제는 가스를 방출시키도록 통풍구가 제공되고 (a) 제제가 임의의 희석제를 함유하는 경우 발열 분해에 불안정한 화합물의 폭주 온도, 또는 (b) 제제가 유기 희석제를 함유하는 경우 희석제의 총 중량의 적어도 50 중량%의 비점보다 높지 않은 비캣(Vicat) B 연화 온도를 갖는 열가소성 재료로부터 제조된 적어도 250 리터의 부피를 갖는 용기에 패키징된다. 그러나, 이러한 패키징은 용기의 전체 내용물이 열가소성 재료를 용융시키는 충분한 온도 및 기간의 화재 발생 시 방출될 수 있으므로 이상적이지 않다. 다른 접근법은 미국 특허 공보 2012/0184685호에 기재되어 있고, 이는 액체 퍼옥사이드 제제를 함유하도록 설계되고 최소 통풍구 면적/부피 비를 갖는 스테인리스 강 IBC를 개시한다. 그러나 이러한 스테인리스 강 IBC는 소정의 단점을 갖는다. 이들은 비교적 무거워서, 수송 비용을 부가하고 또한 현장에서 이동시키기 더 어렵게 한다. 게다가, 이러한 스테인리스 강 IBC는 불투명하고; 이에 따라 이들 내에 액체의 수준을 모니터링하는 것이 쉽지 않다. 또한, 이 유형의 IBC는 비교적 비싸다.

미국 특허 제4,857,257호 및 미국 특허 공보 제2017/0247534호는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 단독중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 및 다양한 알파 올레핀 단량체를 함유하는 폴리에틸렌 공중합체를 사용한 가교결합된 회전성형된 탱크의 제조를 기재한다. 미국 특허 제5,260,381호는 소량의 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 중합체를 포함하는 회전성형된 가교결합된 탱크를 제조하기 위한 유사한 접근법을 개시한다. 미국 특허 제8,911,842호는 가교결합되지 않은 내부 장벽 층이 2개의 가교결합된 층 사이에 캡슐화된 3개 층의 탱크를 교시한다.

인화성, 가연성 또는 그 밖의 위험한 액체를 저장하고 수송하는 데 유용하고 보다 엄격한 가이드라인, 예컨대 NFPA의 2018판(국립 화재 예방 협회: National Fire Protection Association) 30 코드에 기재된 것을 만족시킬 수 있는 새로운 유형의 용기를 개발하는 것이 바람직할 것이다. 본 발명은 FM 6020(복합 중간 벌크 용기에 대한 승인 표준: Approval Standard for Composite Intermediate Bulk Containers)에 기재된 시험 방법에 따라 브리칭 없이 20분 동안 화재 잠입을 견딜 수 있는 열경화성 중간 벌크 용기(IBC)에 관한 것이다.

본 발명은, 소정의 양태에 따르면, 조성물(특히 액체 조성물, 예컨대 인화성, 가연성, 폭발성, 발열 분해 가능성 또는 그 밖의 위험성 중 적어도 하나가 있는 적어도 하나의 화합물로 구성된 액체 조성물)을 저장하고 수송하는 데 유용한 용기를 제공하고, 용기는 통풍 기구를 구비하며 열경화성 중합체로 구성된 격납 용기를 포함한다.

본 발명의 다른 양태는 용기 및 용기 내에 패키징된 액체 조성물(특히, 인화성, 가연성, 폭발성, 발열 분해 가능성 또는 그 밖의 위험성 중 적어도 하나를 갖는 적어도 하나의 화합물로 구성된 액체 조성물)을 포함하는 패키징된 조성물을 제공하고, 용기는 통풍 기구를 구비하며 열경화성 중합체로 구성된 격납 용기를 포함한다.

본 발명의 양태에 의해 통풍 기구가 제공되고 열경화성 중합체로 구성된 격납 용기를 포함하는 용기를 제조하는 방법이 또한 제공되고, 상기 방법은 회전 성형, 취입 성형 또는 3차원 인쇄에 의해 격납 용기를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 액체 조성물(예를 들어, 인화성, 가연성, 발열 분해 가능성, 폭발성 또는 그 밖의 위험성 중 적어도 하나가 있는 적어도 하나의 화합물로 구성된 액체 조성물)을 패키징하는 방법이 제공되고, 상기 방법은 통풍 기구가 제공되고 열경화성 중합체로 구성된 격납 용기를 포함하는 용기로 조성물을 도입하는 단계를 포함한다.

본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 읽을 때 하기 설명으로부터 이해될 수 있다.
도 1은 퍼옥사이드를 포함하지 않는 HDPE를 가교결합/경화시키기 위한 유기 퍼옥사이드의 상이한 양/로딩 수준에 대해 시간에 대한 가교결합을 보여주는 레오그래프이다.
도 2는 퍼옥사이드를 포함하지 않는 HDPE를 가교결합/경화시키기 위한 유기 퍼옥사이드의 상이한 양/로딩 수준에 대해 시간에 대한 가교결합을 보여주는 레오그래프이다.

본 발명에 따른 용기는 열경화성 중합체로 구성된 격납 용기를 포함하고, 격납 용기의 내용물이 열에 노출되고/되거나 분해를 겪음으로써 휘발성 분해 생성물이 생성되는 경우에 격납 용기 내의 과도한 압력의 방출을 허용하는 통풍 기구를 추가로 갖는다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 용기는 시험 절차 클래스 번호 6020, 중간 벌크 용기의 화재 성능에 대한 대규모 시험(FM Approvals LLC, 2016년 9월)에 따라 브리칭 또는 누설 없이 20분 동안 화재 잠입을 견딜 수 있도록 구성된, 커패시티가 1000 또는 1250 리터인 중간 벌크 용기이다. 이 시험 절차는 국립 화재 예방 협회 인화성 및 가연성 액체 NFPA 코드 30(2018)의 가이드라인에 참조된다. 대규모 화재 노출 시험은 20분의 기간 동안 미네랄 시일 오일(mineral seal oil) 풀 화재에 대한 미네랄 시일 오일로 충전된 1000 또는 1250 리터 커패시티의 8개의 중간 벌크 용기의 2 x 2 x 2 팔레트 어레이를 노출시키는 것을 수반한다. 시험 어레이는 3.0 x 3.0 m 그리드에 이격된 4개의 스프링클러 아래의 중앙에 놓인다. 시험을 통과하기 위해서는, 20분 노출 동안 또는 시험 종료 후 24시간 동안 중간 벌크 용기의 브리칭 또는 이로부터의 누설이 있어서는 안 된다. 중간 벌크 용기에서의 액체 수준 초과의 홀 형성은 순 면적이 13 cm²를 초과하지 않는 한 허용 가능하다.

내화성이면서, 인화성, 가연성, 폭발성이거나 발열 분해를 겪는 화합물을 포함하는 조성물을 안전하게 저장하고 수송할 수 있는 용기를 제공하기 위해, 용기의 구성요소로서 사용된 격납 용기는 열경화성 중합체로 구성된다. 열경화성 중합체는 일반적으로 열가소성 중합체와 다르게, 가열될 때 용융하지 않는 중합체를 의미하는 것으로 이해된다. 본 발명의 맥락에서, 열경화성 중합체는 중합체를 함유하는 벽을 갖는 1000 또는 1250 리터의 커패시티를 갖는 격납 용기가 중간 벌크 용기에 사용될 때, 생성된 중간 벌크 용기가 시험 절차 클래스 번호 6020, 중간 벌크 용기의 화재 성능에 대한 대규모 시험(FM Approvals LLC, 2016년 9월)에 따라 브리칭 또는 누설 없이 20분 동안 화재 잠입을 견딜 수 있도록 용융에 충분히 저항성을 갖는 중합체이다. 다양한 구현예에 따르면, 격납 용기의 벽은 열경화성 중합체로 구성되거나 본질적으로 이루어지거나 이루어진다. 즉, 격납 용기는 열경화성 중합체를 함유하는 벽을 갖고, 벽은 본 발명의 다양한 특정 구현예에 따른 열경화성 중합체 이외의 하나 이상의 추가의 재료를 함유할 수 있거나 함유하지 않을 수 있다.

열경화성 중합체는 가열될 때 반복하여 연화하고 용융하고 냉각될 때 경화하는 중합체인 열가소성 중합체와 달리 용융 및 성형에 저항적인 중합체이다. 전형적으로, 열경화성 중합체는 가역적이고 물질을 불용해성으로 만드는 분자 가교결합 과정을 겪는 물질이다. 가교결합은 중합체 사슬 사이의 반응을 통해 발생하여서 3차원 네트워크 구조를 형성한다. 본 발명의 소정의 구현예에 따르면, 격납 용기 벽의 열경화성 중합체는 열경화성(열경화 가능한) 수지 조성물, 예컨대 에폭시 수지 조성물, 멜라민 수지 조성물, 페놀 수지 조성물, 열경화 가능한 비닐 에스테르 수지 조성물, 열경화 가능한 폴리에스테르 수지 조성물, 또는 열경화 가능한 폴리우레탄 또는 폴리우레아 수지 조성물의 경화에 의해 제조된다. 그러나, 본 발명의 바람직한 구현예에서, 열경화성 중합체는 가교결합된 열가소성 중합체, 즉 열가소성 중합체의 충분히 높은 수준의 가교결합을 통해 열경화성 중합체로 전환된 열가소성 중합체이다(달성된 가교결합 밀도는 열가소성 중합체를 열경화성 중합체로 변환시키는 데 효과적임). 바람직한 구현예에서, 가교결합된 열가소성 물질은 대략 34% 내지 37%의 염소 함량 범위를 갖는 XL-CPE로 공지된 가교결합된 염소화된 폴리에틸렌이다.

열가소성 중합체의 가교결합(예를 들어, CPE) 전에, 당분야에 공지된 다양한 첨가제는 필요한 바대로 IBC의 방염성을 추가로 증가시키도록 첨가될 수 있다. 미네랄 화합물, 예컨대 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘은 본 발명에서 난연제로서 사용될 수 있다. 포스페이트-에스테르 화합물을 포함하는 인 난연제는 가연성 재료의 고체 상태에서 작용하는 비할로겐화 화합물이다. 다른 난연제 플라스틱 첨가제는 브롬화 난연제(BRF) 유형을 포함한다. 이 첨가제는 난연제 효율을 증가시키도록 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 특히, 브롬화 화합물, 염소화된 화합물, 브롬화 중합체 또는 염소화된 중합체는 대개 삼산화안티몬과 상승작용으로 사용된다. 이 조합은 기상 라디칼 켄칭에서 브롬 및 염소 라디칼의 방출을 가속화하도록 촉매로서 작용한다.

유기 퍼옥사이드, 특히 퍼옥사이드의 디알킬 클래스의 사용은 회전성형 공정에 의해 가교결합된 (열경화성) 열가소성 중합체로 구성된 IBC에 대한 격납 용기를 제조하는 데 바람직하다. 열가소성 중합체가 열경화성 특성을 갖는 데 필요한 최소량의 가교결합을 얻기 위해, 디알킬 퍼옥사이드 농도는 적어도 0.2 phr(수지 100 중량부당 퍼옥사이드 중량부)이어야 한다(여기서 열가소성 중합체가 폴리에틸렌임). 사용된 퍼옥사이드의 범위는 0.2 phr 내지 4.0 phr, 바람직하게는 0.25 phr 내지 3.0 phr, 보다 바람직하게는 0.3 phr 내지 2.0 phr, 훨씬 보다 바람직하게는 0.4 phr 내지 1.5 phr 및 훨씬 보다 바람직하게는 0.4 내지 1.0 phr일 수 있다. 바람직하게는, 트리알릴 유형 동시작용제(예컨대, 조합으로 존재할 수 있는 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 트리알릴 트리멜리테이트, 디알릴 이타코네이트, 디알릴 프탈레이트 또는 트리알릴 포스페이트)는 0.2 phr 내지 3.0 phr, 바람직하게는 0.3 phr 내지 2.0 phr, 보다 바람직하게는 0.4 phr 내지 1.0 phr의 수준으로 퍼옥사이드와 또한 사용된다.

따라서, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 열경화성 중합체는 가교결합된 열가소성 중합체, 특히 열가소성 중합체를 열경화성 중합체로 전환시키도록 충분히 가교결합된 열가소성 수지이다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 열가소성 중합체는 처음에 전구 구조물로 원하는 격납 용기와 실질적으로 동일한 크기 및 형상을 갖는 격납 용기로 형성되고, 전구 구조물에서의 열가소성 중합체는 이후 열경화성 중합체를 제공하도록 그리고 본 발명의 용기에 사용하기에 적합한 격납 용기를 얻도록 가교결합된다. 적합한 형성 방법은 예를 들어 취입 성형, 회전 성형 및 3차원 인쇄를 포함한다. 다른 바람직한 방법에 따르면, 열가소성 중합체의 형성 및 가교결합은 동시에 또는 중첩 방식으로 발생한다(여기서 형성 및 가교결합은 어느 정도는 동시에 발생함; 예를 들어, 열가소성 중합체를 격납 용기로 형성하는 초기 단계 동안 가교결합이 일어나지 않을 수 있고, 가교결합은 이후 나중의 형성 단계 동안 시작됨).

본 발명에 따라 격납 용기를 제작하도록 사용된 열가소성 중합체에서의 가교결합의 정도는 예를 들어 ASTM D-1998-06(2006)에 따라 가교결합된 열가소성 중합체의 샘플을 자일렌 용해 시험으로 처리하여 모니터링될 수 있다. 이 시험에서, 가교결합된 열가소성 중합체의 단면적인 샘플을 먼저 격납 용기로부터 제거한다. 이후 샘플의 무게를 잰다. 다음에, 샘플을 자일렌에서 비등시킨다. 이후, 다시 샘플 무게를 재고, % 중량 보유는 하기 식을 이용하여 계산된다: [비등 후 샘플의 중량] / [샘플의 초기 중량] x 100. % 중량 보유가 더 높을수록, 가교결합의 정도가 더 높다. 본 발명의 다양한 구현예에 따르면, 격납 용기에 사용되고 열가소성 중합체를 가교결합하여 얻은 열경화성 중합체는 ASTM D-1998-06(2006)에 측정될 때 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 99% 또는 심지어 100%의 중량 보유를 가진다.

표준화된 시험 절차에 따라 상대적인 가교결합 정도를 결정하기 위해 사용될 수 있는 기기장치(즉, 레오미터)를 사용하는 다른 방법이 있다: 가교결합의 양을 측정하는 데 사용되고, dN·m 토크 값에 기초하여 가교결합의 정도를 결정하기 위해 본 발명의 실행에 사용될 수 있는 ASTM D-5289, ASTM D-5992 및 ASTM D-6601 무회전자 레오미터 방법(무빙 다이 레오미터 또는 MDR 또는 RPA 장치로도 공지됨).

특히 임계 SADT(자가 가속 분해 온도)에서(및 초과에서) G'의 교차점에서 온도에 대한 가교결합된 재료의 탄성 모듈러스 G' 반응의 관계가 유기 퍼옥사이드의 수송을 위한 가교결합된 재료로 제조된 IBC에 특히 중요하다. 이 G' 측정은 ASTM D4065-12(Standard Practice for Plastics: Dynamic Mechanical Properties: Determination and Report of Procedures)에 기재된 절차 및 계산을 이용하여 TA 장치 RSA3 Dynamic Mechanical Analyzer(변형 제어됨) 및/또는 TA 장치 RSA-G2 Solid Analyzer(변형 제어됨) 및/또는 Anton Paar MCR502 레오미터(응력 제어됨)를 사용하여 이루어진다. 이의 "SADT" 및/또는 "폭주" 온도에서 및 이것 초과에서, 유기 퍼옥사이드는 비제어된 자가 가속 분해를 겪어, 열 및 인화성 가스를 생성한다. G' 및 SADT 온도(위험 온도)의 관계는 "SADT" 및/또는 "폭주" 온도에서 및 이것 초과에서 격납 용기의 통합성을 유지시키기 위해 IBC에 대한 가교결합된 격납 용기를 설계하는 데 중요하다. 요약하면, 가교결합된 열가소성 재료로 제조된 IBC 격납 용기가 고무상 평탄역(Rubbery Plateau)을 보유하도록 설계되는 것이 특히 유리하다(여기서 이 구역은 저장된 재료의 SADT에서 및 이것 초과에서 유리 전이 온도(Tg) 초과의 온도의 함수로서 효과적으로 일정한 모듈러스(G')임). 비가교결합된 열가소성 재료는 이의 DMA에서 이러한 특징을 나타내지 않을 것이다.

본 발명의 다양한 구현예에 따르면, 격납 용기에 사용되고 열가소성 중합체를 가교결합시켜 얻은 열경화성 중합체는 무빙 다이 레오미터 및 190℃, 100 cpm 및 1°아크의 시험 조건을 이용하여 ASTM D-5289-95(Reapproved 2001)에 의해 측정하였을 때 적어도 7 dN·m, 적어도 8 dN·m, 적어도 9 dN·m, 적어도 10 dN·m, 적어도 15 dN·m, 적어도 20 dN·m, 적어도 25 dN·m, 적어도 30 dN·m, 적어도 35 dN·m, 적어도 40 dN·m, 적어도 45 dN·m 또는 적어도 50 dN·m의 토크 값을 갖는다.

격납 용기의 벽을 제작하기 위해 사용된 열경화성 중합체로서의 가교결합된 열가소성 중합체의 사용은 소정의 이점을 제공할 수 있다. 많은 열가소성 중합체, 예컨대 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 거의 불투명하다. 그러나, 고도로 가교결합되면, 이러한 열가소성 중합체는 훨씬 더 투명하게 될 수 있다. 이는 가교결합 반응이 충분히 상승한 온도(예를 들어, 약 190℃의 온도, 여기서 열가소성 중합체는 HDPE임)에서 수행되는 경우 특히 가능하다. 격납 용기 벽을 제작하기 위해 보다 고도로 가교결합된 열가소성 중합체를 사용함으로써, 격납 용기 내의 액체의 수준은 보다 용이하게 모니터링될 수 있다(즉, 벽 투명성은 용기 내의 액체 수준의 신속한 시각적 평가가 가능하게 한다).

또 다른 이점은 비가교결합된 열가소성 중합체로부터 형성된 격납 용기와 비교하여 가교결합이 격납 용기의 내충격성을 개선시킬 수 있다는 점이다. 예를 들어, 비가교결합된 HDPE는 특히 소정의 유기 퍼옥사이드의 저장에 전형적으로 사용되고 추천되는 낮은 온도에서 취성일 수 있다. 비가교결합된 열가소성 중합체, 예컨대 HDPE로 제조된 격납 용기는 취급 동안 심지어 비교적 적은 기계적 충격에 노출될 때 크래킹에 민감할 수 있고, 이로써 이러한 크래킹은 격납 용기의 통합성을 손상시키고 이의 내용물을 누수시킬 수 있다. 이로써 열가소성 중합체, 예컨대 HDPE의 가교결합은 개선된 저온 충격 특성을 갖는 용기를 제공한다.

가교결합된 열가소성 재료의 충격 특성은 Fractovis(Ceast/Instron) 고속 계장화 충격 테스터를 사용하여 측정된다. 이 고속 충격 시험의 범위는 충격 사건으로부터 IBC에 대한 격납 용기를 제작하도록 사용된 가교결합된 열가소성 재료의 인성, 로드-편향 곡선 및 총 에너지 흡수를 결정하는 것이다. 속도가 변하므로, 이것은 고속에서 실제 충격 값을 모의할 수 있다(예를 들어, 포크리프트 트럭의 금속 포크에 의해 부딪침). 이 정교한 충격 시험은 충격 헤드 및 로디 셀로 구성된 타면(tup)을 사용하여 충격의 밀리초 동안에 완전 힘 에너지 및 에너지 곡선을 제공한다. Fractovis 충격 테스터가 ASTM 시험 방법 ASTM D3763-15(High Speed Puncture Properties of Plastics Using Load and Displacement Sensors) 및 ASTM D5628-96(Impact Resistance of Flat, Rigid Plastic Specimens by Means of Falling Dart (Tup or Falling Mass)을 포함하는 다른 방법에 따라 플라스틱 산업의 요건을 충족시키도록 설게되고 제작되었다.

본 발명의 적어도 일부 구현예에 의해 제공된 또 다른 잠재적인 이점은 가교결합이 열가소성 중합체의 가요성을 개선할 수 있다는 점이다. 즉, 가교결합된 열가소성 중합체를 포함하는 격납 용기의 벽은 비가교결합된 형태의 열가소성 중합체를 포함하는 유사한 격납 용기보다 더 가요성을 띨 수 있다. 예를 들어, 충분히 가교결합된 폴리에틸렌은 엘라스토머인 것으로 여겨질 수 있다. 따라서, 이러한 가교결합된 폴리에틸렌으로 제조된 격납 용기는 비가교결합된 폴리에틸렌의 벽을 포함하는 격납 용기와 비교하여 (격납 용기에 액체가 없을 때) 붕괴 가능성이 상당히 더 클 수 있다. 붕괴 가능성이 더 큰 격납 용기는 비어 있을 때 격납 용기를 저장하거나 배치하기 위한, 그리고 이의 내용물이 분배되면서 격납 용기에 남은 액체의 수준을 보다 쉽게 모니터링하기 위한 목적을 위해 유리할 수 있다.

가교결합된 폴리에틸렌은 본 발명의 바람직한 구현예에 사용되지만, 다른 적합한 가교결합된 열가소성 중합체는, 예를 들어 다른 유형의 폴리올레핀 및 올레핀과 다른 유형의 단량체의 공중합체를 포함한다. 출발 열가소성 폴리에틸렌은 당분야에 공지된 임의의 에틸렌 단독중합체 및 공중합체일 수 있다. 적합한 에틸렌 공중합체는 에틸렌이 공중합체에서 적어도 60 중량%, 적어도 70 중량%, 적어도 80 중량% 또는 적어도 90 중량%의 반복 단위를 나타내는 공중합체를 포함하고, 반복 단위의 잔량은 하나 이상의 공단량체, 예컨대 올레핀, 특히 C3-C10 알파-올레핀, 및/또는 비닐 아세테이트이다.

일반적으로, 용기에 패키징되는 조성물이 인화성 및 가연성 액체 및/또는 유기 퍼옥사이드로 구성되는 경우 가교결합된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이 사용하기에 특히 바람직한데, 그 이유는 HDPE가 이러한 물질에 의해 분해되지 않고 정상 조건(예를 들어, 약 40℃ 이하의 온도) 하에 유기 퍼옥사이드와 화학적으로 상용성이기 때문이다.

예컨대 염소화에 의한 중합 후 변형된 에틸렌 단독중합체 및 공중합체가 사용하기에 또한 적합하다. 따라서, 본 발명의 소정의 구현예에서, 출발 열가소성 폴리에틸렌은 적어도 염소화된 폴리에틸렌을 포함한다. 일 구현예에서, 적어도 하나의 염소화된 폴리에틸렌 및 적어도 하나의 비염소화된 폴리에틸렌(예컨대, 고밀도 폴리에틸렌)의 블렌드를 사용한다. 보다 일반적으로, 2개 이상의 상이한 가교결합된 열가소성 중합체의 블렌드가 사용될 수 있었다. 예를 들어, 2개 이상의 열가소성 중합체는 함께 블렌딩되고 블렌드는 이후 가교결합 처리되어 열경화성 중합체를 제공할 수 있다.

열가소성 중합체의 가교결합은 당분야에 공지된 임의의 적합한 수단에 의해 달성될 수 있고, 단 사용된 방법 또는 방법들은 초기에 열가소성인 중합체를 열경화성 중합체로 변환시키는 데 충분한 정도의 가교결합을 생성시킨다. 예를 들어, 화학적 가교결합 및 물리적 방법 둘 다를 사용할 수 있다. 하나의 이러한 방법은 선택적으로 하나 이상의 동시작용제와 함께 열가소성 중합체를 하나 이상의 유기 퍼옥사이드와 반응시키는 것을 수반한다. 이 접근법은 전형적으로 중합체 사슬 사이에 탄소-탄소 결합을 형성시킨다. 적합한 유기 퍼옥사이드는 디알킬 퍼옥사이드, 알킬아릴 퍼옥사이드, 디아실 퍼옥사이드, 유기 하이드로퍼옥사이드, 퍼옥시에스테르, 퍼옥시케탈, 케톤 퍼옥사이드 및 모노퍼옥시카보네이트, 예를 들어 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3; p-디-t-부틸퍼옥시(디-이소프로필)벤젠; m-디-t-부틸퍼옥시(디-이소프로필)벤젠; 이소프로페닐-t-부틸 쿠밀 퍼옥사이드; 1-(2-t-부틸퍼옥시이소프로필)-3-이소프로페닐벤젠; t-부틸 쿠밀 퍼옥사이드; 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산; 디쿠밀 퍼옥사이드; 디-t-부틸 퍼옥사이드; 디-t-아밀 퍼옥사이드; n-부틸-4,4-비스 (t-부틸 퍼옥시) 발러레이트; ; 1,1-비스 (t-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산; Trigonox^® 301; Trigonox^® 311; 및 이들의 조합을 포함한다. 바람직한 유기 퍼옥사이드는 99℃ 초과의 1시간 반감기 온도를 갖는 것이다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 비교적 높은 정도의 가교결합을 획득하기 위해 0.5 중량% 내지 3 중량%의 열가소성 중합체인 유기 퍼옥사이드의 양이 사용된다. 적합한 동시작용제는, 예를 들어 분자당 2개 이상의 반응성 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 동시작용제(예컨대, 알릴, 비닐 방향족 및 (메트)아크릴레이트 작용기에 존재하는 것), 예컨대 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트, 트리알릴 트리멜리테이트, 디알릴 이타코네이트, 디알릴 프탈레이트, 트리알릴 포스페이트 및 이들의 조합을 포함한다. 다른 적합한 동시작용제는 단독으로 또는 상기 기재된 알릴 작용성 종과 조합으로 사용될 수 있는 Nofmer^® MSD의 상표명 하에 판매되는 알파-메틸스티렌 이합체(2,3-디페닐-4-메틸-1-펜텐)이다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 사용된 동시작용제의 양은 열가소성 중합체의 유기 퍼옥사이드의 양, 예를 들어 0.5 중량 내지 6 중량%에 필적한다. 가교결합 동안 존재할 수 있는 다른 성분은 하이드로퀴논, 예컨대 모노-t-부틸하이드로퀴논(MTBHQ) 및 HQMME(하이드로퀴논 모노 메틸 에테르), 퍼옥사이드 소거제(조기 가교결합을 막도록) 예컨대 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘 1-옥실(4-OH-TEMPO로 약칭됨) 및/또는 항산화제(장애 페놀 및 티오계 항산화제를 포함)를 포함한다. 유기 퍼옥사이드 이외의 자유 라디칼 개시제는 열가소성 중합체의 가교결합을 실행하도록 또한 사용될 수 있다.

다른 적합한 방법은 열가소성 중합체를 수분 경화하는 단계를 포함하고, 여기서 열가소성 중합체는 가교결합을 할 수 있는 실란기를 포함한다. 열 및/또는 실란올 응축 촉매는 가교결합의 속도를 가속시키도록 사용될 수 있다. 실란 작용기화 폴리에틸렌을 포함하는 실란 작용기화 열가소성 중합체는 당분야에 잘 공지되어 있다. 실란 그래프팅 방법은 열가소성 중합체로 실란 작용기를 도입하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 비닐 트리알콕시실란(예를 들어, 비닐 트리메톡시실란 및 비닐 트리에톡시실란을 포함)은 폴리에틸렌을 비닐 트리알콕시실란 및 자유 라디칼 개시제, 예컨대 유기 퍼옥사이드와 합하고 폴리에틸렌 및 비닐 트리알콕시실란의 반응을 개시시켜 폴리에틸렌 사슬로 그래프팅될 수 있고, 여기서 실란의 그래프팅은 중합체 사슬을 따라 트리알콕시 실란 작용기를 형성하도록 발생한다. 물의 존재 하에, 트리알콕시 실란 작용기는 실란올 작용기로 변환되고, 이것은 이후 가교결합 실록산 결합을 형성하도록 서로 응축할 수 있다.

또 다른 방법에서, 방사선 경화가 사용되고, 여기서 열가소성 중합체가 방사선, 예컨대 감마선 또는 전자 빔 방사선에 노출된다. 퍼옥사이드 개시된 가교결합에 의한 것처럼, 방사선 경화에 의해 형성된 공유 가교결합은 전형적으로 중합체 사슬 사이의 탄소-탄소 결합이다.

소정의 구현예에 따르면, 격납 용기의 벽은 열경화성 중합체의 단일 층을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 격납 용기 벽은 2개 이상의 중합체 층을 포함할 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 열경화성 중합체이다. 또한 격납 용기 벽이 상이한 열경화성 2개 이상의 중합체 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 격납 용기 벽은 가교결합된 염소화된 폴리에틸렌의 외부 층 및 가교결합된 고밀도 폴리에틸렌의 내부 층을 가질 수 있다. 다른 예로서, 외부 층은 가교결합된 염소화된 중합체일 수 있고, 내부 층은 가교결합된 고밀도 폴리에틸렌 및 가교결합된 염소화된 폴리에틸렌의 블렌드일 수 있다.

본 발명의 소정의 구현예에서, 격납 용기의 벽은 적어도 하나의 열경화성 중합체의 적어도 하나의 층 및 적어도 하나의 열가소성 중합체의 적어도 하나의 층을 갖는다. 예를 들어, 열가소성 중합체 층은 격납 용기 벽의 내부에 존재할 수 있고, 열경화성 중합체(예를 들어, 충분히 가교결합된 열가소성 중합체) 층은 격납 용기 벽의 외부에 존재할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 내열성 엔지니어링 열가소성 물질은 이러한 열가소성 중합체 층을 형성하도록 사용된다. 적합한 내열성 엔지니어링 열가소성 중합체의 예는 플루오로중합체(예컨대, Arkema에 의해 상표명 Kynar^® 하에 판매되는 플루오로중합체), 폴리아미드, 폴리아릴 에테르 케톤(예를 들어, 폴리에테르 케톤, 폴리에테르 케톤 케톤, 폴리에테르 에테르 케톤, 예컨대 Arkema에 의해 상표명 Kepstan^® 하에 판매되는 폴리아릴 에테르 케톤), 폴리에테르 설폰, 폴리카보네이트, 방향족 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리설폰, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설핀, 폴리이미드 및 폴리아세탈을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

격납 용기의 벽이 2종 이상의 중합체성 층으로 이루어지는 경우, 하나 이상의 타이 층이 인접한 중합체성 층 사이의 부착을 개선하거나 향상시키기 위해 인접한 중합체성 층 사이에 배치될 수 있다. 당분야에 공지된 임의의 타이 층 조성물이 이 목적에 사용될 수 있고; 이러한 타이 층 조성물은 전형적으로 중합체를 기반으로 하지만, 하나 이상의 추가의 첨가제를 함유할 수 있다. 타이 층 조성물에 사용된 중합체 또는 중합체들은 바람직하게는 예를 들어 반응성 및/또는 극성 작용기, 예컨대 카복실산 기, 카복실레이트 기, 에폭시 기, 하이드록실 기, 언하이드라이드 기 등으로 작용기화될 수 있다. 타이 층 조성물에 사용하기에 적합한 중합체의 대표적인 예는 에틸렌-비닐 아세테이트 중합체, 에틸렌-메틸 아크릴레이트 중합체, 에틸렌-부틸 아크릴레이트 중합체, 에틸렌-아크릴산 중합체, 에틸렌-메타크릴산 중합체, 말레산 무수물로 그래프팅된 폴리올레핀, 예컨대 에틸렌-그래프팅된-말레산 무수물 중합체(무수물 변형된 폴리에틸렌으로도 공지됨), 폴리아미드, 플루오로중합체 등을 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다.

열경화성 중합체(또는 상이한 열경화성 중합체의 블렌드)가 격납 용기의 벽을 제공하도록 홀로 사용될 수 있지만, 소정의 구현예에서 열경화성 중합체 또는 중합체들은 하나 이상의 첨가제와 조합되어 사용될 수 있다. 이러한 첨가제는 예를 들어 필러, 난연제, 발화 지연제, 항산화제, 광 안정화제(UV 안정화제 및 HALS 장애 아민 광 안정화제를 포함), 내부 및 외부 이형제, 및 이들의 조합을 포함하는 중합체 분야에 공지된 임의의 첨가제일 수 있다. 따라서, 격납 용기 벽은 적어도 하나의 열경화성 중합체 및 적어도 하나의 첨가제, 예컨대 이전에 언급된 것으로 구성된 열경화성 중합체 조성물을 포함할 수 있다. 본 발명의 추가의 구현예에 따르면, 격납 용기는 격납 용기가 더욱 난연성 및/또는 내화성을 띠게 만드는 데 효과적인 난연제 및/또는 발화 지연제 층 또는 팽창성 층이 외부에 코팅된 열경화성 중합체 벽을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서 이러한 팽창성 층 또는 난연제/발화 지연제 층이 존재하지 않는다.

본 발명의 소정의 바람직한 구현예에 따르면, 격납 용기 벽을 제공하도록 사용된 열경화성 중합체는 내화성이다. 본 발명의 맥락에서, "내화성"은 열경화성 중합체가 개방된 화염에 노출될 때 점화하지 않고 자가 소화한다(즉, 열경화성 중합체는 점화되었을 때 화염을 유지하지 않는다)는 것을 의미한다. 예를 들어, 열경화성 중합체는 V-O의 UL 94 V 등급을 가질 수 있다. 다른 구현예에서, 열경화성 중합체는 ASTM D2863-17a에 따라 측정될 때 적어도 30, 적어도 40, 적어도 50, 또는 적어도 60의 제한 산소 지수(LOI: Limiting Oxygen Index)를 갖는다.

격납 용기의 벽은 임의의 원하는 또는 적합한 두께일 수 잇고; 격납 용기의 상이한 부분에서의 벽 두께는 균일하거나 가변적일 수 있다. 예를 들어, 격납 용기는 약 0.5 mm 내지 약 125 mm의 평균 벽 두께를 가질 수 있다.

격납 용기는 임의의 적합한 또는 원하는 형상 또는 크기일 수 있고, 예를 들어 본 발명의 다양한 구현예에서, 격납 용기는 형상이 정육면체, 직육면체 또는 원통형일 수 있다. 격납 용기가 정육면체 또는 직육면체형인 경우, 격납 용기는 4개의 측벽, 상부 벽 및 하부 벽을 가질 수 있고, 이들의 각각은 일반적으로 평면형이다. 격납 용기가 원통형인 경우, 격납 용기는 단일의 곡면 측벽, 일반적으로 평면 상부 벽 및 일반적으로 평면 하부 벽을 가질 수 있다. 벽은 격납 용기에 강성률 및/또는 접힘성을 제공하도록 리지(ridges), 플리트(pleat) 등을 가질 수 있다. 격납 용기는 격납 용기 내부 부피를 한정한다. 격납 용기의 내부 부피는 예를 들어 적어도 250, 적어도 500 또는 적어도 750 리터, 그러나 독립적으로 10,000 리터 이하, 5000 리터 이하 또는 2500 리터 이하일 수 있다. 소정의 구현예에 따르면, 격납 용기는 500 리터 내지 3000 리터, 900 내지 1500 리터 또는 약 1000 리터 또는 약 1250 리터의 내부 부피를 가질 수 있다.

용기에는 격납 용기의 내용물의 통기를 허용하도록 구성된 적어도 하나의 통풍 기구가 장착된다. 통풍 기구는 격납 용기 내의 압력을 해제하도록 일시적으로 개방하고 이후 내부 압력이 미리 결정된 수준 아래로 다시 떨어지면 밀폐하도록 이루어질 수 있다. 대안적으로, 통풍 기구는 소정의 미리 결정된 내부 압력이 도달되면 개방된 채 있도록 설계될 수 있다. 통풍 기구 또는 통풍 기구들은 격납 용기와 일체로 형성될 수 있거나(예를 들어, 격납 용기 또는 이에 대한 전구 구조물이 형성될 때 격납 용기 내에 또는 이와 함께 성형됨), 또는 대안적으로 격납 용기가 제작된 후 격납 용기에 부착되거나 접합될 수 있다.

본 발명에 사용하기에 적합한 통풍 기구의 유형은 예를 들어 파열 디스크, 압력 해제 밸브, 팝 오프 캡, 파열 병, 스프링 로딩된 클램프 링, 가열될 때 용융하는 열가소성 중합체로 구성된 압력 해제 부분, 및 격납 용기 내부가 가압될 때 격납 용기의 파열 압력에 도달하기 전에 격납 용기 내의 압력의 제어 해제를 달성하도록 격납 용기 벽의 나머지에 비해 충분히 얇은 격납 용기 벽에서의 압력 해제 부분을 포함한다. 용기에는 상이한 유형일 수 있는 2개 이상의 통풍 기구가 구비될 수 있다.

용기는 폭발이 회피될 수 있도록 소정의 최대 압력이 초과되는 경우에 격납 용기의 내용물의 적어도 일부를 신속히 방출시키기 위한 적어도 하나의 통풍 기구 또는 복수의 통풍 기구를 가져야 한다. 이 개구의 필요한 크기(통풍구 면적)는 예를 들어 격납 용기의 부피, 격납 용기가 제조되는 재료, 및 격납 용기에 존재하는 액체 조성물의 유형에 따라 달라진다. 특정한 패키징된 제제에 대한 필요한 최소 통풍구 면적은 문헌[Manual of Test and Criteria ST/SG/AC.10/32/Add.2 (23 February 2005), Appendix 5 - of the United Nations Recommendations on the Transport of Dangerous Goods]의 개정 1판 내지 4판 개정판에 기재된 바대로 10 리터 통풍 시험에 의해 결정될 수 있다.

용기의 통풍구 면적/부피 비는 적어도 20 x 10^-3 m²/m³, 바람직하게는 적어도 50 x 10^-3 m²/m³, 보다 바람직하게는 적어도 80 x 10^-3 m²/m³, 및 가장 바람직하게는 적어도 약 100 x 10^-3 m²/m³일 수 있다. 실제적인 이유로, 통풍구 면적/부피 비는 바람직하게는 250 x 10^-3 m²/m³ 이하, 보다 바람직하게는 125 x 10^-3 m²/m³ 이하이다.

격납 용기는 벽에 통풍 기구와 독립적이거나 독립적이지 않을 수 있는 하나 이상의 개구를 가질 수 있고, 이는 물질(예를 들어, 액체)이 격납 용기의 내부로 도입되거나 내부로부터 배출되게 한다. 바람직하게, 임의의 이러한 개구는 격납 용기의 충전, 배수 및/또는 세정에 유리할 수 있는 것처럼 이들이 개방 및 밀폐될 수 있도록 구성된다.

본 발명의 일 구현예에서, 격납 용기는 (예를 들어, 격납 용기의 상부 벽에) 충진 포트로서 작용하는 개구를 가질 수 있고, 이 충진 포트를 통해 액체 조성물은 격납 용기에 일시적으로 유체로 연결된 공급 라인(예컨대, 호스, 파이프 등)을 사용하여 격납 용기를 충전하도록 격납 용기로 도입될 수 있다. 격납 용기가 원하는 수준으로 충전되면, 공급 라인은 분리될 수 있고, 개구(및 일반적으로 격납 용기)는 통풍 기구를 포함하는 장치를 사용하여 실링될 수 있다. 예를 들어, 개구에는 공급 라인의 부착을 허용하는 스레드 및 통풍 기구를 포함하는 캡이 장착될 수 있다(예를 들어, 통풍 기구를 포함하는 캡은 공급 라인을 분리한 후 스레딩된 개구로 나사고정될 수 있다). 다른 구현예에서, 개구는 딥튜브가 개구를 통해 도입될 수 있도록 구성될 수 있어서, 딥튜브는 펌프 등에 연결되어서 격납 용기 내에 배치된 액체 조성물은 격납 용기로부터 배출될 수 있다.

격납 용기에는 또한 또는 대안적으로 격납 용기의 바닥 벽에 또는 격납 용기의 측벽의 바닥 에지에 근접하여 위치한 분배 탭이 장착될 수 있고, 분배 탭은 격납 용기 내에 배치된 액체 조성물이 격납 용기의 내부로부터 배수되거나 또는 달리 배출되게 하도록 구성된다. 충진 포트 및/또는 분배 탭은 또한 재사용 가능하거나 리필 가능하도록 이루어질 수 있는 격납 용기를 수세하고/하거나 세정하기 위해 사용될 수 있다.

소정의 구현예에서, 격납 용기는 보호 케이지 내에 밀폐될 수 있다. 보호 케이지는 용기의 사용, 저장 또는 수송 동안 손상되거나 천공되는 것으로부터 용기를 보호하도록 및/또는 격납 용기에 지지체를 제공하도록 구성될 수 있다(특히 여기서 격납 용기는 달리 폴딩 가능 또는 붕괴 가능함). 당분야에 공지된 어떠한 보호 케이지 설계도 본 발명의 용기와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 보호 케이지는 관형 금속 케이지, 예컨대 관형 강화 스테인리스 강 또는 철 케이지일 수 있다. 케이지는 또한 비금속 재료, 예컨대 중합체성 재료 또는 상이한 중합체성 재료의 조합(예를 들어, 상표명 Elium^® 하에 Arkema에 의해 판매되는 액체 열가소성 수지)으로 제작될 수 있다.

보호 케이지는 팔레트를 포함할 수 있거나 이것에 부착될 수 있다. 예를 들어, 보호 케이지의 바닥은 팔레트로 형성될 수 있고, 여기서 팔레트(및 이에 따라 격납 용기 및 이의 패키징된 내용물을 포함하는 용기)는 포크리프트 또는 팔레트 잭을 사용하여 이동하도록 설계된다. 본 발명의 용기는 스택 가능하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 소정의 구현예에 따르면, 용기는 격납 용기가 프리스탠딩(자가 지지)이도록 구성될 수 있다. 즉, 격납 용기가 비어 있을빌 때, 이것은 실질적으로 이의 3차원 형상을 유지하고, 붕괴 또는 폴딩에 저항적이다. 이러한 구현예에서, 격납 용기의 벽은 충분한 두께를 갖도록 구성될 수 있어서 격납 용기가 이로써 자가 지지가 된다. 이러한 자가 지지 격납 용기의 기부는 열경화성 중합체로 구성될 수 있고, 포크리프트의 갈래 또는 다른 이러한 장치를 수용하는 개구를 갖도록 구성되어서, 별도로 팔레트가 부착될 필요가 없다.

본 발명의 용기는 해로운 조성물, 특히 해로운 액체 조성물의 패키징에 특히 유용하다. 예를 들어, 패키징되는 조성물은 인화성, 가연성, 폭발성 및/또는 발열 분해 가능성이 있을 수 있다. 본 발명의 용기에 패키징되면, 이러한 조성물은 용기가 화재 또는 다른 높은 열 상황에 노출되는 경우에 용기의 전체 내용물의 방출 또는 용기의 폭발성 단편화의 위험이 감소되어 용이하고 편리하게 선적되고 저장되고 사용될 수 있다. 본 발명에 따라 패키징하기에 적합한 조성물은 인화성, 가연성, 폭발성 또는 발열 분해 가능성 중 적어도 하나가 있는 조성물 및 인화성, 가연성, 폭발성 또는 발열 분해 가능성 중 적어도 하나가 있는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 조성물을 포함한다.

본 발명의 용기에 패키징하기에 적합한 조성물은 예를 들어 인화성 또는 가연성 유기 용매 및 적어도 하나의 인화성 또는 가연성 유기 용매 및 적어도 하나의 인화성 또는 가연성 유기 용매 중에 용해되거나 분산된 적어도 하나의 성분(인화성 또는 가연성 유기 용매 이외에)으로 이루어진 조성물을 포함한다. 퍼옥사이드, 특히 유기 퍼옥사이드 또한 본 발명의 용기에 패키징될 수 있다. 이러한 퍼옥사이드는 그대로의, 액체 형태일 수 있거나, 액체 매질, 예컨대 유기 용매 또는 유기 용매 혼합물 또는 수성 에멀션에 용해되거나 분산될 수 있다. 유기 퍼옥사이드 또는 유기 퍼옥사이드의 블렌드는 유기 용매 및/또는 물, 예컨대 안정화제 및 지둔화제(phlegmatizers) 이외에 하나 이상의 다른 성분으로 제제화될 수 있다. 예를 들어 디아실 퍼옥사이드, 퍼옥시에스테르, 퍼케탈, 퍼카보네이트, 디알킬 퍼옥사이드, 알킬아릴 퍼옥사이드, 모노퍼옥시카보네이트, 하이드로퍼옥사이드 등 및 이들의 조합을 포함하는 임의의 유형의 유기 퍼옥사이드가 본 발명에 따라 용기에 패키징될 수 있다.

본 발명에 사용된 격납 용기는 임의의 적합한 방법을 이용하여 제작될 수 있다.

예를 들어, 격납 용기를 형성하기 위한 하나의 방법에서, 열가소성 중합체는 취입 성형되고 이후 열가소성 중합체를 열경화성 중합체로 전환시키도록 가교결합될 수 있다. 열가소성 중합체, 예컨대 폴리에틸렌을 취입 성형하는 방법은 당분야에 잘 알려져 있고, 본 발명에 사용하기 위해 용이하게 채택될 수 있다. 일반적으로 말해서, 취입 성형 공정은 용융된 열가소성 중합체의 관을 금형으로 압출하는 단계 및 이후 관의 중앙으로 압축된 가스를 강제하여 금형의 벽에 대해 열가소성 중합체를 미는 단계를 포함한다. 일 방법에 따르면, 열가소성 중합체 및 적어도 하나의 가교결합 첨가제(예를 들어, 유기 퍼옥사이드, 알릴 함유 동시작용제 및 하이드로퀴논)로 구성된 수지 조성물은 취입 성형 동안 및/또는 취입 성형 후 취입 성형된 전구 구조물을 가열하여 열가소성 중합체의 가교결합을 야기하기에 효과적인 조건 하에 취입 성형된다. 열가소성 중합체의 가교결합은 유기 퍼옥사이드를 활성화하기에 효과적인 온도(즉, 유기 퍼옥사이드로부터 자유 라디칼 종을 생성하여 이후 열가소성 중합체를 가교결합시키는 데 효과적인 온도)로 유기 퍼옥사이드의 존재 하에 열가소성 중합체를 가열하여 달성될 수 있다. 격납 용기에 대한 전구 구조물이 여전히 금형 내에 있으면서 이러한 상승된 온도 가열이 수행될 수 있었다.

다른 구현예에 따르면, 실란 작용기화된 열가소성 중합체는 취입 성형된 전구 구조물을 격납 용기(원하는 격납 용기와 대략 동일한 형상 및 치수를 가짐)로 형성하도록 사용되고, 이것은 이후 취입 성형된 전구 구조물을 수분 경화시킴으로써 격납 용기로 전환되고, 실란 작용기화된 열가소성 중합체는 열경화성 중합체를 형성하도록 가교결합된다.

또 다른 구현예에서, 열가소성 중합체는 취입 성형된 전구 구조물을 형성하도록 사용되고, 이것은 후속하여 조사하고 이로써 열가소성 중합체를 가교결합하여 열경화성 중합체로 이루어진 격납 용기로 변환된다. 조사는 전자 빔 방사선, 감마 방사선 등을 사용하여 수행될 수 있다.

다른 구현예에 따르면, 열가소성 중합체는 3차원 인쇄 방법을 이용하여 격납 용기의 전구 구조물로 형성된다. 3D-인쇄된 전구 구조물은 이후 임의의 적합한 방법에 의해 열경화성 중합체로 이루어진 벽을 갖는 격납 용기로 전환된다. 예를 들어, 3D-인쇄된 전구 구조물은 열가소성 중합체를 가교결합시키고 열경화성 중합체를 형성하기에 효과적인 조건 하에 전자 빔 방사선, 감마 방사선 등을 사용하여 조사될 수 있다. 다른 접근법은 전구 구조물의 3차원 인쇄를 수행하도록 실란 작용기화된 열가소성 중합체를 사용하는 것, 이후 열경화성 중합체로 이루어진 격납 용기를 수득하기 위해 전구 구조물을 수분 경화하는 것이다. 또 다른 접근법은 열가소성 중합체 및 자유 라디칼 개시제(예를 들어, 유기 퍼옥사이드)로 이루어진 가교결합 가능한 열가소성 수지 조성물을 사용하여 전구 구조물을 격납 용기로 3차원 인쇄하고, 이후 전구 구조물을 이것이 열경화성(용융에 저항성)이 되게 하도록 열가소성 중합체의 충분한 가교결합을 달성하기에 효과적인 시간 동안 및 그러한 온도로 가열하는 것일 것이다. 열가소성 중합체를 이용한 3차원 인쇄 기법은 당분야에 잘 알려져 있고, 선택적인 레이저 소결 및 융합된 필라멘트 제작을 포함하여 임의의 이러한 기법은 본 발명에 사용하기 위해 채택될 수 있다.

바람직한 구현예에서, 격납 용기는 회전성형(회전적 성형) 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 당분야에 공지된 임의의 회전 성형 기법은 본 발명에 사용하기 위해 채택될 수 있다. 회전성형은 전형적으로, 중공 금형 내에 미립자 형태(예를 들어, 분말 또는 과립의 형태)의 열가소성 중합체를 배치하고, 이후 이것은 밀폐하고 2개의 축에서 회전시키고, (잠재적으로 가열된 오븐 내에서) 가열하여 열가소성 중합체 입자를 함께 융합시킴으로써 금형의 내부에 고체 중공 덩어리를 형성하는 것을 수반한다. 그 후 금형을 오븐으로부터 제거하여 공기 또는 물 스프레이에 의해 냉각시킨다. 냉각 후, 성형된 중공 부분은 제거되고, 열가소성 중합체 입자의 새로운 충전은 금형의 내부로 도입되어 다른 사이클을 시작한다. 열가소성 중합체를 수반하는 예시적인 회전 성형 방법은 예를 들어 하기 특허 문헌에 가재되어 있고, 이의 각각은 모든 목적을 위해 그 전문이 참고로 본원에 포함된다: 미국 특허 제4,857,257호; 미국 특허 제5,260,381호; 미국 특허 제8,911,842호; 및 미국 특허 제2017/0247534호. 이러한 방법이 본 발명에 따라 열가소성 중합체를 열경화성 물질로 전환시키기 위해 변형되어야 하는 것으로 이해된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 적어도 하나의 열가소성 중합체(예를 들어, 적어도 하나의 폴리에틸렌), 적어도 하나의 자유 라디칼 개시제(예를 들어, 적어도 하나의 유기 퍼옥사이드) 및 선택적으로(그러나 바람직하게는) 적어도 하나의 동시작용제(예를 들어, 복수의 비닐 기로 작용기화된 적어도 하나의 화합물)로 이루어진 가교결합 가능한 수지 조성물의 입자는 열경화성 중합체(예를 들어, 가교결합된 열가소성 중합체, 예컨대 가교결합된 폴리에틸렌)의 벽을 갖는 격납 용기를 제조하기 위해 회전성형 공정에 이용된다. 이러한 입자는 예를 들어 50 내지 500 마이크론의 평균 직경을 가질 수 있고, 임의의 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 중합체는 자유 라디칼 개시제 및 선택적으로 다른 성분과 배합되고 펠릿 또는 과립으로 형성되고, 이것은 이후 가교결합 가능한 수지 조성물의 미립자를 제공하도록 분쇄되고 밀링되고 선택적으로 체질되거나 달리 크기분별될 수 있다. 다른 구현예에서, (가능하게는 하나 이상의 다른 첨가제와 조합되어) 열가소성 중합체는 원하는 크기의 입자 및 자유 라디칼 개시제(및 가능하게는 다른 첨가제, 예컨대 동시작용제), 특히 액체 자유 라디칼 개시제 또는 적합한 용매 또는 용매 혼합물 중에 자유 라디칼 개시제의 용액으로 함침된 입자로 형성될 수 있다. 자유 라디칼 개시제의 원치 않는 반응을 최소화하도록 이러한 가공 동안 주의를 기울여야 한다. 예를 들어 자유 라디칼 개시제가 열에 의해 활성화되는 경우, 가공 온도는 자유 라디칼 개시제의 자유 라디칼 종으로의 상당한 전환이 발생하기 시작하는 온도 미만에서 유지되어야 한다. 이러한 방식으로, 열가소성 중합체의 열가소성(융합성) 성질이 유지될 수 있어서, 가교결합 가능한 수지 조성물의 입자가 성공적으로 회전성형되게 한다.

본 발명의 소정의 구현예에 따르면, 열가소성 수지 조성물의 입자는 중공 금형으로 도입되고, 입자가 들어 있는 중공 금형은 이후 원하는 격납 용기로 전구 구조물을 형성하도록 입자가 함께 융합하게 하기에 효과적인 온도에서 가열되면서 회전된다. 이 성형 단계 동안 온도는 열가소성 수지의 실질적인 가교결합이 발생하는 온도보다 낮게 유지되어야 하고, 이는 비융합된 입자의 열가소성 중합체를 열경화성 중합체로 전환시키고 입자의 성공적인 융합을 방해할 것이다. 그러나, 입자가 충분한 정도의 열가소성을 보유하고 일부 가교결합이 발생하더라도 융합 가능할 수 있으므로 비교적 낮은 수준의 가교결합이 용인될 수 있다. 회전성형된 전구 구조물은 후속하여 열가소성 중합체에서 원하는 수준의 가교결합을 달성하기에 효과적인 온도로 전구 구조물을 가열함으로써 원하는 격납 용기로 전환될 수 있다(이에 의해 회전성형된 전구 구조물에서의 열가소성 중합체는 열경화성 중합체로 변환됨). 이러한 가열이 금형에서 수행될 수 있으며(예를 들어, 전구 구조물은 금형에 보유되고 자유 라디칼 개시제(예를 들어, 유기 퍼옥사이드)를 활성화하기에 효과적인 더 높은 온도로 가열될 수 있고, 열가소성 중합체를 열경화 물질로 전환시키도록 필요한 정도의 가교결합을 달성함), 회전성형된 격납 용기는 이후 금형으로부터 제거된다. 이러한 추가의 가열 동안에, 금형은 바람직하게는 격납 용기가 이의 원하는 형상을 보유하도록 보장하는 것을 돕도록 여전히 회전된다. 즉, 적어도 격납 용기의 벽이 격납 용기가 자유 라디칼 개시제 활성화 온도에서 가열되는 동안 회전이 중단되는 경우 격납 용기가 왜곡되지 않는 충분한 열경화성 성질을 달성하는 시간까지 충전된 금형의 회전은 계속된다. 다른 구현예에서, 격납 용기에 대한 전구 구조물은 금형으로부터 제거되고, 원하는 정도로 열가소성 중합체를 가교결합시키기에 효과적인 조건 하에 추가의 가열을 겪어서 열경화성 중합체의 벽을 갖는 격납 용기를 생성시킨다.

회전 성형 방법은 또한 다층 벽을 갖는 격납 용기를 형성하기 위해 이용될 수 있고, 여기서 적어도 하나의 층은 열경화성 중합체로 이루어진다. 예를 들어, 열경화성 중합체(또는 열경화성 중합체에 대한 전구체, 즉 가교결합 가능한 열가소성 중합체 조성물)로 이루어진 외부 벽이 먼저 상기 기재된 방법을 사용하여 금형 내에 형성될 수 있다. 그 후 제2 중합체성 조성물의 입자를 금형 내부로 도입함으로써 내부 벽이 형성될 수 있다. 제2 중합체성 조성물은 다른 가교결합 가능한 열가소성 중합체 조성물(예를 들어, 열가소성 중합체, 자유 라디칼 개시제 및 선택적으로 동시작용제로 이루어진 조성물) 또는 비가교결합 가능한 열가소성 조성물(예를 들어, 열가소성 중합체로 이루어지지만, 자유 라디칼 개시제가 없는 조성물)일 수 있다. 제2 중합체성 조성물 입자의 회전성형이 이후 수행되어, 제2(내부) 층은 제1 층의 내부 표면 위에 형성된다. 다른 구현예에서, 제1 층(격납 용기의 외부 벽을 제공)은 비가교결합 가능한 열가소성 중합체 조성물의 입자를 사용하여 제작되지만, 제2 층(격납 용기의 내부 벽을 제공)은 열경화성 중합체로 전환되는 가교결합 가능한 열가소성 중합체 조성물을 사용하여 제조된다.

격납 용기가 형성되면, 이것은 본 발명에 따른 용기를 제공하도록 하나 이상의 추가의 성분으로 조립될 수 있다. 예를 들어, 본원에 기재된 바와 같은 격납 용기는 통풍 기구, 충진 포트, 분배 탭, 보호성 케이지 및/또는 팔레트를 구비할 수 있다. 조립된 용기는 이후 액체 조성물, 예컨대 액체 본 발명에 따른 패키징된 조성물을 제공하도록 인화성, 가연성, 폭발성 또는 발열 분해 가능성 중 적어도 하나가 있는 적어도 하나의 화합물로 이루어진 액체 조성물로 충전될 수 있다. 패키징된 조성물은 패키징된 조성물의 내용물이 사용될 때까지 저장 및/또는 수송될 수 있고, 이때에 조성물의 적어도 일부가 (예를 들어, 분배 탭 또는 딥튜브에 의해) 격납 용기로부터 배출되고 이후 의도된 목적으로 사용된다. 예를 들어, 유기 퍼옥사이드로 이루어진 조성물은 유기 퍼옥사이드를 필요로 하는 중합 또는 다른 화학 반응을 개시하기 위해 배출되고 사용될 수 있다.

본 발명의 다양한 비제한적인 양태는 하기와 같이 요약될 수 있다:

양태 1: 액체 조성물(예를 들어, 인화성, 가연성, 폭발성 또는 발열 분해 가능성 중 적어도 하나가 있는 적어도 하나의 화합물로 구성된 액체 조성물)을 저장하고 수송하는 데 유용한 용기로서, 통풍 기구가 제공되고 열경화성 중합체로 구성된 격납 용기를 포함하는, 용기.

양태 2: 양태 1에 있어서, 열경화성 중합체는 적어도 하나의 가교결합된 열가소성 중합체로 구성되는, 용기.

양태 3: 양태 1에 있어서, 열경화성 중합체는 적어도 하나의 가교결합된 폴리에틸렌으로 구성되는, 용기.

양태 4: 양태 1에 있어서, 열경화성 중합체는 가교결합된 염소화된 폴리에틸렌; 가교결합된 저밀도 폴리에틸렌; 가교결합된 선형 저밀도 폴리에틸렌; 가교결합된 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 가교결합된 폴리에틸렌; 에틸렌과 옥텐, 헵텐, 헥센, 펜텐, 부텐, 프로펜 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 공단량체와의 공중합체; 및 이들의 블렌드로 구성되는, 용기.

양태 5: 양태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 열경화성 중합체는 열경화성 중합체가 용융에 저항하게 하는데 효과적인 가교결합의 수준을 갖고, 이로써 용기는 시험 절차 클래스 번호 6020, 중간 벌크 용기의 화재 성능에 대한 대규모 시험(FM Approvals LLC, 2016년 9월)에 따라 브리칭 또는 누설 없이 5분, 10분, 15분, 20분, 25분 또는 30분 동안 화재 잠입을 견딜 수 있는, 용기.

양태 6: 양태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 격납 용기는 250 리터 내지 1500 리터의 내부 부피를 갖는, 용기.

양태 7: 양태 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서, 격납 용기는 격납 용기 내에 패키징된 액체 조성물의 수준을 인간의 육안으로 외부에서 검출할 수 있을 정도로 충분히 투명한, 용기.

양태 8: 양태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 용기는 격납 용기를 적어도 부분적으로 둘러싸고 팔레트에 부착되거나 이를 포함하는 보호 케이지로 추가로 구성되는, 용기.

양태 9: 양태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 격납 용기는 비어 있을 때 프리스탠딩, 폴딩 가능 또는 붕괴 가능한, 용기.

양태 10: 양태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 통풍 기구의 적어도 일부는 격납 용기와 일체형인, 용기.

양태 11: 양태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 통풍 기구는 파열 디스크, 압력 해제 밸브, 팝 오프 캡, 파열 병, 스프링 로딩된 클램프 링, 가열될 때 용융하는 열가소성 중합체로 구성된 압력 해제 부분, 및 격납 용기 내부가 가압될 때 격납 용기의 파열 압력에 도달하기 전에 격납 용기 내의 압력의 제어 해제를 달성하도록 격납 용기 벽의 나머지에 비해 충분히 얇은 격납 용기 벽에서의 압력 해제 부분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치를 포함하는, 용기.

양태 12: 양태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 격납 용기는 필러, 난연제, 발화 지연제, 항산화제, 광 안정화제, 내부 및 외부 이형제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제로 추가로 구성되는, 용기.

양태 13: 양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 격납 용기는 열경화성 중합체를 포함하는 단일 층으로 이루어지는 벽을 갖는, 용기.

양태 14: 양태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 격납 용기는 열경화성 중합체를 포함하는 적어도 하나의 층을 갖는 복수의 층을 포함하는 벽을 갖는, 용기.

양태 15: 양태 1 내지 12 또는 14 중 어느 하나에 있어서, 격납 용기는 제1 열경화성 중합체로 이루어진 제1 층 및 제2 열경화성 중합체로 이루어진 제2 층을 포함하는 벽을 갖고, 제1 열경화성 중합체 및 제2 열경화성 중합체는 서로 상이한, 용기.

양태 16: 양태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 열경화성 중합체는 ASTM D-1998-06(2006)에 의해 측정될 때 적어도 60%의 중량 보유를 나타내는, 용기.

양태 17: 양태 1 내지 16 중 어느 하나에 있어서, 격납 용기는 0.5 mm 내지 125 mm의 평균 두께를 갖는 벽을 갖는, 용기.

양태 18: 양태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 용기는 충진 포트 또는 분배 탭 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 용기.

양태 19: 양태 1 내지 18 중 어느 하나에 있어서, 열경화성 중합체는 내화성인, 용기.

양태 20: 양태 1 내지 19 중 어느 하나에 따른 용기 및 용기 내에 패키징된 액체 조성물을 포함하는 패키징된 조성물.

양태 21: 양태 20에 있어서, 액체 조성물은 인화성, 가연성, 폭발성 또는 발열 분해 가능성 중 적어도 하나가 있는 적어도 하나의 화합물로 구성되는, 패키징된 조성물.

양태 22: 양태 21에 있어서, 적어도 하나의 화합물은 적어도 하나의 유기 퍼옥사이드를 포함하는, 패키징된 조성물

양태 23: 양태 22에 있어서, 적어도 하나의 유기 퍼옥사이드는 그대로의 형태로, 하나 이상의 용매와 조합된 용액 형태로, 또는 수성 에멀션 형태로 조성물에 존재하는, 패키징된 조성물.

양태 24: 용기 및 용기 내에 패키징된 인화성, 가연성, 폭발성 또는 발열 분해 가능성 중 적어도 하나가 있는 적어도 하나의 화합물로 구성된 액체 조성물을 포함하는 패키징된 조성물로서, 용기에는 통풍 기구 및 충진 포트 또는 분배 탭 중 적어도 하나가 제공되고, 적어도 하나의 가교결합된 폴리에틸렌이 용융에 저항성이 되도록 하는 데 효과적인 가교결합의 수준을 갖는 적어도 하나의 가교결합된 폴리에틸렌으로 구성된 벽을 갖는 1000 리터 또는 1250 리터의 내부 부피를 갖는 조성물에 대한 격납 용기를 포함하고, 이로써 용기는 시험 절차 클래스 번호 6020, 중간 벌크 용기의 화재 성능에 대한 대규모 시험(FM Approvals LLC, 2016년 9월)에 따라 브리칭 또는 누설 없이 20분 동안 화재 잠입을 견딜 수 있는, 용기.

양태 25: 회전 성형, 취입 성형 또는 3차원 인쇄에 의해 격납 용기를 형성하는 단계를 포함하는, 양태 1 내지 19 중 어느 하나에 따른 용기를 제조하는 방법.

양태 26: 양태 25에 있어서, 열가소성 중합체는 격납 용기에 대한 전구 구조물로 형성되고, 전구 구조물의 열가소성 중합체는 이후 열가소성 중합체를 열경화성 중합체로 전환시키기 위해 가교결합으로 처리되어, 격납 용기를 제공하는, 방법.

양태 27: 양태 26에 있어서, 열가소성 중합체의 가교결합은 열가소성 중합체를 선택적으로 하나 이상의 동시작용제와 함께 하나 이상의 자유 라디칼 개시제(예를 들어, 유기 퍼옥사이드)와 반응시키는 것; 실란 기를 포함하는 열가소성 중합체를 수분 경화시키는 것; 및 열가소성 중합체가 방사선에 노출되는 방사선 경화로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법에 의해 달성되는, 방법.

양태 28: 액체 조성물을 패키징하는 방법으로서, 액체 조성물을 양태 1 내지 19 중 어느 하나에 따른 용기로 도입하는 단계를 포함하는, 방법.

본 명세서 내에, 구현예는 명확하고 간결한 명세서가 쓰여지는 방식으로 기재되지만, 구현예가 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서 다양하게 조합되거나 분리될 수 있는 것으로 의도되고 이해될 것이다. 예를 들어, 본원에 기재된 모든 바람직한 특징이 본원에 기재된 본 발명의 모든 양태에 적용 가능하다고 이해될 것이다.

일부 구현예에서, 본원에서 본 발명은 용기, 용기의 제조 방법, 및 용기를 사용한 패키징된 조성물의 기본적이고 신규한 특징에 중요하게 영향을 미치지 않는 임의의 요소 또는 공정 단계를 배제하는 것으로 해석될 수 있다. 추가로, 일부 구현예에서, 본 발명은 본원에 기재되지 않은 임의의 요소 또는 공정 단계를 배제하는 것으로 해석될 수 있다.

본 발명이 특정 구현예를 참조하여 본원에 예시되고 기재되어 있지만, 본 발명은 도시된 상세내용으로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명으로부터 벗어나지 않고 청구항의 균등물의 범주 및 범위 내에서 다양한 변형이 이루어질 수 있다.

실시예에 사용된 실험적 설비 및 절차

무빙 다이 레오미터("MDR" 또는 "RPA"라고도 칭함)의 유형인 Alpha Technologies RPA^® 2000E는 HDPE 수지의 회전 성형 등급에서 퍼옥사이드 제제의 가교결합 성능을 연구하기 위해 사용되었다. RPA는 90% 가교결합을 달성하는 데 필요한 시간인 tc90(분) 및 경화 최종 상태 MH(dN·m)의 결정을 제공하였다. 이 연구에서, RPA는 1°변형 아크 및 100 cpm(분당 사이클)의 진동 주파수로 설정되었다. 가교결합 온도는 상부 및 하부 다이 플래턴 둘 다에 대해 190℃로 설정되었다.

실시예에 사용된 약어

MH = 가교결합과 관련된 dN·m 단위의 최대 토크.

ML = dN·m 단위의 최소 토크(주의: 실시예에서, ML 값은 항상 0이고, 그러므로 공간을 아끼려고 데이터 표에 기재되지 않음).

MH-ML = dN·m 단위의 상대적인 가교결합 정도.

ts0.4 = 최소 토크 ML로부터 시작하여 토크의 0.4 dN·m의 증가를 얻기 위한 분 단위의 스코치 시간. 이는 가교결합의 시작에 대한 시간으로 정의된다. 이것은 MH 값이 대략 9 내지 10 dN·m인 4% 가교결합에 도달하는 시간의 양을 측정한다.

ts1 = 최소 토크 ML로부터 시작하여 토크의 1 dN·m의 증가를 얻기 위한 분 단위의 스코치 시간. 이것은 MH 값이 대략 9 내지 10 dN*m인 약 10% 가교결합에서의 다른 스코치 시간 지연 측정이다.

tc90 = 분 단위의 최종 경화의 90%까지의 시간.

phr = 수지(즉, HDPE 또는 폴리에틸렌)의 100 중량부당 성분의 중량부.

Luperox^® 101 = 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산

HDPE = 고밀도 폴리에틸렌

CPE = 염소화된 폴리에틸렌

실시예

실시예 1

Guenther 등에 의한 발명의 명칭이 "Crosslinked Polyethylene Resin for Large Part Blow Molding"인 미국 특허 공보 제2008/0161526 A1호(2008년 7월 3일 공개)는 문단 [0012]에서 폴리에틸렌 용기, 드럼 및 IBC(Industrial Bulk Containers)의 큰 부품 취입 성형을 교시한다. Guenther는 이 물품이 (퍼옥사이드에 의해) 가교결합된 폴리에틸렌이라는 것을 기술한다. 그러나, 하기 실시예는 Guenther에 따라 얻은 폴리에틸렌이 열경화성이 아니고 열가소성이라는 것을 입증한다. Guenther(문단 [0019])는 최대 150 ppm의 퍼옥사이드를 사용하고, 너무 많은 퍼옥사이드가 바람직하지 않은 생성물을 생성시킬 수 있다고 기술한다. 구체적으로, Luperox^® 101(문단 [0016])은 표 3에서 20 ppm에서 오직 150 ppm까지의 수준에서 Guenther에 의해 사용된다.

본 실시예 1에서, Guenther에 의해 교시된 190℃ 경화 온도에서 HDPE를 가교결합시키기 위해 150 ppm을 사용하는 것이 열가소성이기보다는 열경화성인 가교결합된 HDPE 중합체를 전개시키기 위한 너무 낮은 퍼옥사이드 농도라는 것이 밝혀졌다.

하기 표 1에 제시된 데이터의 중요성은 "가교결합된" 폴리에틸렌을 수득하는 것의 Guenther의 청구와 무관하게, Guenther는 취입 성형 공정에 대한 열가소성 HDPE 중합체를 요하고, 여기서 최종 폴리에틸렌은 퍼옥사이드와 반응하기 전에 버진 HDPE 중합체와 성능이 매우 유사해야 한다는 것이다. 본 실시예에서의 RPA 레오미터 데이터는 150 ppm의 Luperox^® 101과의 반응 후 생성된 폴리에틸렌이 버진(퍼옥사이드 미함유) HDPE와 동일하게 수행하고 이것과 동일한 레올로지를 나타낸다는 것을 입증한다. Guenther의 "가교결합된" 폴리에틸렌은 이에 따라 1000 또는 1250 리터의 커패시티를 갖는 중간 벌크 용기의 부분이 시험 절차 클래스 번호 6020, 중간 벌크 용기의 화재 성능에 대한 대규모 시험(FM Approvals LLC, 2016년 9월)에 따라 브리칭 또는 누설 없이 20분 동안 화재 잠입을 견딜 수 있는 격납 용기를 제작하는 데 유용할 정도로 용융에 충분히 저항성을 띠지 않을 것이다.

dNm 단위의 MH 최대 토크는 150 ppm의 Luperox^® 101을 갖는 HDPE를 변형한 후 0 dN·m이다. 퍼옥사이드 HDPE는 또한 0 dN·m의 MH 최대 토크를 제공하지 않았다.

비교하자면, 0.5 phr(5000 ppm)의 Luperox^® 101은 MH 최대 토르크 및 3.70 dN·m의 MH-ML(상대적인 가교결합 정도)(수득된 최대 토르크는 0 dN·m임)을 제공하면서 HDPE를 가교결합시켰다. 더 많은 양의 Luperox^® 101이 사용되면서, 상대적인 가교결합 정도(MH-ML)는 표 1에 기재된 바와 같이 증가하였다.

요약하면, Guenther에 의해 기재된 절차에 따라 HDPE를 150 ppm의 Luperox^® 101과 반응시킨 후, IBC 용기를 취입 성형하기 위해 Guenther에 의해 사용된 폴리에틸렌이 열가소성이고 진정하게 가교결합(열경화성)되지 않도록 최종 HDPE 중합체는 버진 HDPE(퍼옥사이드가 사용되지 않음)로부터 실질적으로 상이하지 않다. 하기 표 1 및 도 1 및 도 2에 도시된 레오그래프를 참조한다. 따라서 이러한 폴리에틸렌으로부터 제조된 격납 용기는 용융될 것이고 화재 잠입을 견디지 못할 것이다.

[표 1]

실시예 2

이 실시예에서, HDPE 및 HDPE와 CPE(36% 염소 함량을 가짐)의 블렌드를 경화시켰다. 사용된 퍼옥사이드 제제는 "경화제 E-2"였고, 이의 조성은 표 2에 제공된다. 경화제 수준은 1.0 phr에서 1.5 phr으로 변하고, RPA 레오미터를 사용하여 얻은 dN·m 단위의 MH-ML 값에 의해 결정하였을 때 가교결합의 상대 양은 8분 동안 190℃에서 HDPE 또는 HDPE 및 CPE 블렌드를 가교결합할 때 1°아크 변형 및 100 cpm(분당 사이클)의 주파수를 이용하여 측정되었다.

[표 2]

[표 3]

이 실시예는 IBC에 대한 격납 용기를 생성하기 위해 회전 성형 적용을 위해 HDPE와 CPE의 블렌드를 가교결합할 수 있다는 것을 입증하고, 여기서 경화제 E-2 농도가 증가하면서 더 높은 정도의 가교결합이 dN·m(데시-뉴턴·미터)로 측정된 MH-ML 값에 기초하여 얻어진다. 1.0 phr의 표 2의 경화제 조성물을 사용할 때 얻은 회전 성형 조작에 의해 IBC에 대한 격납 용기를 생성할 때 최소 7 dN·m의 상대적인 가교결합 정도가 요망된다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 IBC에 대한 격납 용기를 제작하는 데 유용한 열경화성 중합체를 얻기 위해 적어도 1.25 phr의 "경화제 E-2"가 사용되고, 보다 바람직하게는 1.5 phr의 "경화제 E-2"가 사용된다.

실시예 3

이 실시예 3에서, 본 발명자들은 HDPE, 가교결합된 HDPE, CPE 및 가교결합된 CPE의 인화성을 연구하였다. 난연제 화학물질 또는 항산화제 또는 충전제가 이 중합체에 첨가되지 않았다. 오직 버진 중합체 형태가 이 실시예에서 화재 상황을 견디는 것을 돕는 중합체의 능력에 대한 가교결합의 효과를 연구하기 위해 시험되었다.

HDPE 및 CPE 중합체의 원래의 형태는 미세한 분말이다. 5 인치 길이 x 0.5 인치 폭 x 1/8 인치 두께의 시험 막대가 각각의 분말로부터 성형되었다. 사용된 분말 HDPE는 0.94 내지 0.97 g/cm3의 보고된 밀도 범위를 가졌다. 분말 CPE 중합체는 보고된 36% 염소 함량을 가졌다.

185℃의 성형 온도가 HDPE(비가교결합된 고밀도 폴리에틸렌) 및 XL-HDPE(가교결합된 HDPE) 시험 막대를 제조하도록 사용되었다. 195℃의 성형 온도는 CPE(비가교결합된 염소화된 폴리에틸렌) 및 XL-CPE(가교결합된 염소화된 폴리에틸렌) 시험 막대를 제조하도록 사용되었다. 각각의 경우에 성형 조작은 모든 HDPE, 가교결합된 HDPE, CPE 및 가교결합된 CPE 시험 막대를 성형하기 위해 20분 동안 15,000 psi 압력을 사용하여 Carver 프레스를 사용하여 수행되었다. 5개의 시험 막대를 제조하였다.

가교결합된 HDPE 및 CPE 막대를 제조할 때, 상기 기재된 성형 조작 전에, 4 phr(중합체 수지 100 부당 퍼옥사이드 제제 부)의 분량을 중합체성 분말에 조심스럽게 첨가하였다. 이것은 분말화된 HDPE 및 CPE와 용융된 퍼옥사이드 제제를 균일하게 블렌드하기 위해 몇분 동안 혼합하여 소형 불릿 고속 블렌더를 사용하여 수행되었다. 사용된 퍼옥사이드 제제는 "경화제 E-3"이고, 이의 조성은 표 4에 제공된다. 이 퍼옥사이드 조성물은 실온에서 부분적으로 액체여서, 약 1시간 동안 60℃로 설정된 뜨거운 공기 오븐에 용기를 놓아 완전히 용융되고, 분말화된 중합체의 첨가 전에 완전히 용융되었다.

[표 4]

[표 5]

표 5에서 중합체 분말 제제를 사용한 샘플 막대는 이전에 이 실시예에 기재된 조건을 사용하여 카르버 프레스를 사용하여 성형되었다. 이 막대를 본원에 기재된 가스 화염 연소 시험에서 시험하였다. 중합체 시험 막대(A 내지 D)를 수직 위치에서 클램핑하고, 막대의 하부 부분을 이 막대가 가스 화염이 제거되는 점에서 점화하기 시작할 때까지 가스 화염에 잠입/노출시키고, 관찰이 이루어지고 기록되었다.

[표 6]

이 실시예는 가교결합된 중합체를 사용하는 것의 중요성을 예시하고, 이러한 가교결합된 중합체가 화재 잠입과 어떻게 싸울 수 있는지를 예시한다. 이들 중합체 중 어느 것도 임의의 추가의 발화 지연제 성분을 갖지 않았다. IBC 용기를 성형하거나 제조하기 위해 중합체 제제를 설계할 때 발화 지연제 첨가제의 사용이 바람직하고/요망되고, CPE에 첨가될 것이고, 이것은 이후 발화 자연제를 함유하는 XL-CPE를 형성하기 위해 가교결합될 것이다.

이 실시예의 목적은 화재 잠입 시 추가적인 방어 층을 제공하기 위해 선택 중합체를 가교결합시키기 위한 유기 퍼옥사이드 제제의 가치를 예시하는 것이다. 발화 지연제의 첨가는 이 실시예에 사용된 중합체로 제조되지 않았다. 표 6 "샘플 막대 가스 화염 시험 결과"에 따르면, 발화 지연제가 첨가되지 않은 XL-CPE(가교결합된 CPE)는, 발화 지연제가 첨가되지 않은 비가교결합된 CPE의 경우의 33초에 비해 오직 33초만에 자가 소화하였다.

Claims

액체 조성물을 저장하고 수송하는 데 유용한 용기로서, 통풍 기구를 구비하고 열경화성 중합체로 구성된 격납 용기(containment vessel)를 포함하는, 용기.
제1항에 있어서, 열경화성 중합체는 적어도 하나의 가교결합된 열가소성 중합체로 구성되는, 용기.
제1항에 있어서, 열경화성 중합체는 적어도 하나의 가교결합된 폴리에틸렌으로 구성되는, 용기.
제1항에 있어서, 열경화성 중합체는 가교결합된 염소화된 폴리에틸렌; 가교결합된 저밀도 폴리에틸렌; 가교결합된 선형 저밀도 폴리에틸렌; 가교결합된 고밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 가교결합된 폴리에틸렌; 에틸렌과 옥텐, 헵텐, 헥센, 펜텐, 부텐, 프로펜 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 공단량체와의 공중합체; 및 이들의 블렌드로 구성되는, 용기.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 열경화성 중합체는 열경화성 중합체가 용융에 저항하게 하는데 효과적인 가교결합의 수준을 갖고, 이로써 용기는 시험 절차 클래스 번호 6020(Test Procedure Class Number 6020), 중간 벌크 용기의 화재 성능에 대한 대규모 시험(Large Scale Testing for Fire Performance of Intermediate Bulk Containers)(FM Approvals LLC, 2016년 9월)에 따라 브리칭(breaching) 또는 누설 없이 20분 동안 화재 잠입을 견딜 수 있는, 용기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 격납 용기는 250 리터 내지 1500 리터의 내부 부피를 갖는, 용기.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 격납 용기는 격납 용기 내에 패키징된 액체 조성물의 수준을 인간의 육안으로 외부에서 검출할 수 있을 정도로 충분히 투명한, 용기.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 용기는 격납 용기를 적어도 부분적으로 둘러싸고 팔레트(pallet)에 부착되거나 이를 포함하는 보호 케이지로 추가로 구성되는, 용기.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 격납 용기는 비어 있을 때 프리스탠딩, 폴딩 가능 또는 붕괴 가능한, 용기.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 통풍 기구의 적어도 일부는 격납 용기와 일체형인, 용기.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 통풍 기구는 파열 디스크, 압력 해제 밸브, 팝 오프 캡(pop off cap), 파열 병, 스프링 로딩된 클램프 링, 가열될 때 용융하는 열가소성 중합체로 구성된 압력 해제 부분, 및 격납 용기 내부가 가압될 때 격납 용기의 파열 압력에 도달하기 전에 격납 용기 내의 압력의 제어 해제를 달성하도록 격납 용기 벽의 나머지에 비해 충분히 얇은 격납 용기 벽에서의 압력 해제 부분으로 이루어진 군으로부터 선택된 장치를 포함하는, 용기.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 격납 용기는 필러, 난연제, 발화 지연제, 항산화제, 광 안정화제, 내부 및 외부 이형제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제로 추가로 구성되는, 용기.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 격납 용기는 열경화성 중합체를 포함하는 단일 층으로 이루어지는 벽을 갖는, 용기.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 격납 용기는 열경화성 중합체를 포함하는 적어도 하나 층을 갖는 복수의 층을 포함하는 벽을 갖는, 용기.
제1항 내지 제12항 및 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 격납 용기는 제1 열경화성 중합체로 이루어진 제1 층 및 제2 열경화성 중합체로 이루어진 제2 층을 포함하는 벽을 갖고, 제1 열경화성 중합체 및 제2 열경화성 중합체는 서로 상이한, 용기.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 열경화성 중합체는 ASTM D-1998-06(2006)에 의해 측정될 때 적어도 60%의 중량 보유를 나타내는, 용기.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 격납 용기는 0.5 mm 내지 125 mm의 평균 두께를 갖는 벽을 갖는, 용기.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 용기는 충진 포트(fill port) 또는 분배 탭(dispensing tap) 중 적어도 하나를 추가로 포함하는, 용기.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 열경화성 중합체는 내화성인, 용기.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 용기 및 용기 내에 패키징된 액체 조성물을 포함하는 패키징된 조성물.
제20항에 있어서, 액체 조성물은 인화성, 가연성, 폭발성 또는 발열 분해 가능성 중 적어도 하나가 있는 적어도 하나의 화합물로 구성되는, 패키징된 조성물.
제21항에 있어서, 적어도 하나의 화합물은 적어도 하나의 유기 퍼옥사이드를 포함하는, 패키징된 조성물.
제22항에 있어서, 적어도 하나의 유기 퍼옥사이드는 그대로의 형태로, 하나 이상의 용매와 조합된 용액 형태로, 또는 수성 에멀션 형태로 조성물에 존재하는, 패키징된 조성물.
용기 및 용기 내에 패키징된 인화성, 가연성, 폭발성 또는 발열 분해 가능성 중 적어도 하나가 있는 적어도 하나의 화합물로 구성된 액체 조성물을 포함하는 패키징된 조성물로서, 용기에는 통풍 기구 및 충진 포트 또는 분배 탭 중 적어도 하나가 제공되고, 적어도 하나의 가교결합된 폴리에틸렌이 용융에 저항성이 되도록 하는 데 효과적인 가교결합의 수준을 갖는 적어도 하나의 가교결합된 폴리에틸렌으로 구성된 벽을 갖는 1000 리터 또는 1250 리터의 내부 부피를 갖는 조성물에 대한 격납 용기를 포함하고, 이로써 용기는 시험 절차 클래스 번호 6020, 중간 벌크 용기의 화재 성능에 대한 대규모 시험(FM Approvals LLC, 2016년 9월)에 따라 브리칭 또는 누설 없이 20분 동안 화재 잠입을 견딜 수 있는, 용기.
회전 성형, 취입 성형 또는 3차원 인쇄에 의해 격납 용기를 형성하는 단계를 포함하는, 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 용기를 제조하는 방법.
제25항에 있어서, 열가소성 중합체는 격납 용기에 대한 전구 구조물로 형성되고, 전구 구조물의 열가소성 중합체는 이후 열가소성 중합체를 열경화성 중합체로 전환시키기 위해 가교결합으로 처리되어, 격납 용기를 제공하는, 방법.
제26항에 있어서, 열가소성 중합체의 가교결합은 열가소성 중합체를 선택적으로 하나 이상의 동시작용제와 함께 하나 이상의 자유 라디칼 개시제와 반응시키는 것; 실란 기를 포함하는 열가소성 중합체를 수분 경화시키는 것; 및 열가소성 중합체가 방사선에 노출되는 방사선 경화로 이루어지는 군으로부터 선택되는 방법에 의해 달성되는, 방법.
액체 조성물을 패키징하는 방법으로서, 조성물을 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 용기로 도입하는 단계를 포함하는, 방법.