(57)【要約】本発明は、７７〜９２ｗｔ％のメタロセンポリエチレン、５〜１８ｗｔ％の消炎剤、３〜８ｗｔ％の気泡安定剤及び０〜５ｗｔ％の他の通常のフォーム添加剤を含むフォーム組成物を、物理発泡剤を用いて押出すことにより製造されたポリオレフィン断熱性フォームより製造されたパイプ断熱体に関する。本発明はさらに、物理発泡されたポリオレフィン断熱性フォームの製造方法及びこの方法により製造されたフォームに関する。このフォームは可撓性が高く、従ってこのパイプ断熱体は、薄くても捩れていても、空気調節、加熱、太陽エネルギー開発及びプロセス産業に特に適している。このパイプ断熱体はリサイクル可能である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
７７〜９２ｗｔ％のメタロセンポリエチレン、５〜１８ｗｔ％の消炎剤、３〜８ｗｔ％の気泡安定剤及び０〜５ｗｔ％の他の通常のフォーム添加剤を含むフォーム組成物を、物理発泡剤を用いて押出すことにより製造されたポリオレフィン断熱性フォームより製造されたパイプ断熱体。
【請求項２】
ポリオレフィン断熱性フォームの密度が３５ｋｇ／ｍ３以下である、請求項１記載のパイプ断熱体。
【請求項３】
ポリオレフィン断熱性フォームの密度が３０ｋｇ／ｍ３以下である、請求項１記載のパイプ断熱体。
【請求項４】
ポリオレフィン断熱性フォームが、ＤＩＮ ５３５７７により測定し、
１０％押込みにおいて≦０．０２０Ｎ／ｍｍ２
２０％押込みにおいて≦０．０３５Ｎ／ｍｍ２
５０％押込みにおいて≦０．１００Ｎ／ｍｍ２
の押込み強度を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のパイプ断熱体。
【請求項５】
物理発泡されたポリオレフィン断熱性フォームの製造方法であって、ａ）押出機内で７７〜９２ｗｔ％のメタロセンポリエチレン、５〜１０ｗｔ％の消炎剤及び０．５ｗｔ％のフォーム添加剤を混合すること、ｂ）気泡安定剤を添加すること、ｃ）１ｂａｒから４００ｂａｒに高めた圧力において、１８０〜２４０℃の温度に調整した押出機の溶融ゾーンにおいて前記混合物を溶融させること、ｄ）１４０〜１８０℃の注入温度及び２００〜３００ｂａｒの注入圧力において物理発泡剤を注入すること、ｅ）６０〜１１０℃の温度に調整した押出機の溶融ゾーンにおいて溶融混合物を冷却すること、及びｆ）８５〜１１０℃の温度に調整した押出しノズルを通してこの混合物を押出し、この混合物を１ａｔｍにおいてフォームに膨張させること、を含む方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法を用いることにより製造された断熱性フォーム。
【請求項７】
密度が３５ｋｇ／ｍ３以下である請求項６記載の断熱性フォーム。
【請求項８】
密度が３０ｋｇ／ｍ３以下である請求項７記載の断熱性フォーム。
【請求項９】
ＤＩＮ ５３５７７により測定し、
１０％押込みにおいて≦０．０２０Ｎ／ｍｍ２
２０％押込みにおいて≦０．０３５Ｎ／ｍｍ２
５０％押込みにおいて≦０．１００Ｎ／ｍｍ２
の押込み強度を有する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の断熱性フォーム。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載の断熱性フォームからなるパイプ断熱体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、ポリオレフィン断熱性フォームより製造されたパイプ断熱体に関する。本発明はさらに、物理的に発泡されたポリオレフィン断熱性フォームの製造方法及びこの製造されたフォームに関する。
【０００２】
熱水管、高圧及び低圧蒸気パイプ、並びにスプリットエアーコンディショニング、ディストリクト加熱、太陽エネルギー開発及びプロセス産業のようなパイプの断熱用に、合成フォームの壁を有する中空形態が大スケールで用いられている。そのような形態を以後パイプ断熱体とよぶ。
【０００３】
現在市販入手可能なパイプ断熱体のうち最も重要なものはＰＥパイプ断熱体及びゴムパイプ断熱体である。
【０００４】
ＰＥパイプ断熱体は、熱可塑性樹脂からなりかつ約３５ｋｇ／ｍ３の密度を有するフォームより形成される。このタイプのフォームは通常、物理発泡剤（たとえばブタン）を用いて製造され、架橋されていない。このタイプのフォームは、断熱性、難燃性及び水吸収性のような優れた特性を有する。このフォームはリサイクル性に優れている。このフォームは１回のプロセスで製造され、すなわち１工程で製造される。ＰＥパイプ断熱体材料の欠点は、ゴムパイプ断熱体よりも可撓性に劣り、薄いかつ捩れたパイプの周囲に適用することが困難であることである。その結果、この材料は、空気調節及び冷房のような用途には適さない。
【０００５】
ゴムパイプ断熱体は、エラストマーから構成されかつ約６０ｋｇ／ｍ３の密度を有するエラストマーからなる。このタイプのフォームは化学発泡剤（例えばアゾ化合物）を用いて製造されることが多く、通常架橋されている。ゴムパイプ断熱体は可撓性が高い材料であり、適用容易である。このタイプのフォームは断熱性及び難燃性のような特性に優れている。ゴムパイプ断熱体の欠点は、リサイクルすることができず、比較的重い（これは断熱には多くの材料が必要であることを意味する）ことである。水吸収能は優れているが、そのスキンにダメージが加わった場合、スポンジのように挙動し、優れた特性が失われる。ゴムパイプ断熱体の他の欠点は、この材料が３工程、すなわち混練、押出し及び発泡、を含む方法を用いて製造されることである。高密度との組み合わせによって、ゴムパイプ断熱体のコストはＰＥパイプ断熱体よりも高くなる。
【０００６】
捩れたパイプの周囲にも適用容易な、優れた断熱性を有し、リサイクルすることができるフォームから製造され、かつ好ましくは３５ｋｇ／ｍ３以下の低密度を有する超可撓性パイプ断熱体に対する要求がある。
【０００７】
この要求は、ポリオレフィンとしてメタロセンポリエチレンのみを含むポリオレフィンフォームの１つの層からなるパイプ断熱体によって達成されることが見出された。
【０００８】
本発明は、７７〜９２ｗｔ％のメタロセンポリエチレン、５〜１８ｗｔ％の消炎剤、３〜８ｗｔ％の気泡安定剤及び０〜５ｗｔ％の他の通常のフォーム添加剤を含むフォーム組成物を、物理発泡剤を用いて押出すことにより製造されたポリオレフィン断熱性フォームより製造されたパイプ断熱体を提供する。
【０００９】
パイプ断熱体を構成するフォームは、好ましくは３５ｋｇ／ｍ３未満、より好ましくは３０ｋｇ／ｍ３未満の密度を有する。
【００１０】
フォームの可撓性度はＤＩＮ ５３５７７による押込み強度によって示される。好ましくは、この押込み強度は１０％押込みにおいて０．０２０Ｎ／ｍｍ２、２０％押込みにおいて０．０３５Ｎ／ｍｍ２、３０％押込みにおいて０．１００Ｎ／ｍｍ２である。
【００１１】
フォームの可撓性が高いため、本発明のパイプ断熱体は捩れたパイプにも容易に適用することができる。このフォームは物理発泡剤を用いて製造され、化学的に架橋されていないため、容易にリサイクルすることができる。
【００１２】
「メタロセンポリエチレン」とは、メタロセン触媒の存在下においてエチレンを重合することにより製造されるポリエチレンを意味する。メタロセンポリエチレンの製造及び加工については、例えばＫｕｒｋ Ｗ． Ｓｃｈｗｏｇｇｅｒ， Ａｎ ｏｕｔｌｏｏｋ ｆｏｒ ｍｅｔａｌｌｏｃｅｎｅ ａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ ｓｉｔｅ ｃａｔａｌｙｓｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ２１ｓｔ ｃｅｎｔｕｒｙ， Ａｎｔｅｃ ９８， Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｍｅｔａｌｌｏｃｅｎｅ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｅｓ， Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ， Ｏｃｔｏｂｅｒ １９９９， Ｒａｐｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｍｅｔａｌｌｏｃｅｎｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ， Ｓｃｏｔｌａｎｄ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ， Ｍａｒｃｈ １９９８を参照されたい。
【００１３】
本発明のポリオレフィンフォームの製造用の好適なポリオレフィンは、例えば、８８０〜９２０ｋｇ／ｍ３の密度、１９０℃において０．５〜４．５ｇ／１０ｍｉｎのメルトフローインデックス（ＭＦＩ）、９８〜１０７℃のＤＳＣメルトピーク、及び２０〜６０Ｍｐａの引張強度（ＡＳＴＭ Ｄ−６８３Ｍ−９０、５０ｍｍ／ｍｉｎ）を有するポリオレフィンエラストマーである。
【００１４】
本発明はさらに、ａ）押出機内で７７〜９２ｗｔ％のメタロセンポリエチレン、５〜１０ｗｔ％の消炎剤及び０．５ｗｔ％のフォーム添加剤を混合すること、ｂ）気泡安定剤を添加すること、ｃ）１ｂａｒから４００ｂａｒに高めた圧力において、１８０〜２４０℃の温度に調整した押出機の溶融ゾーンにおいて前記混合物を溶融させること、ｄ）１４０〜１８０℃の注入温度及び２００〜３００ｂａｒの注入圧力において物理発泡剤を注入すること、ｅ）６０〜１１０℃の温度に調整した押出機の溶融ゾーンにおいて溶融混合物を冷却すること、及びｆ）８５〜１１０℃の温度に調整した押出しノズルを通してこの混合物を押出し、この混合物を１ａｔｍにおいてフォームに膨張させること、を含む物理発泡されたポリオレフィン断熱性フォームの製造方法を提供する。
【００１５】
消炎剤としては、当該分野において一般に用いられているあらゆる消炎剤を用いることができるが、フォームの特性に影響を与えないものとする。本発明において用いる消炎剤は、ハロゲン含有消炎剤を含む。ハロゲン含有消炎剤は通常ペンタエリトリトールのような安定剤及び三酸化アンチモンのような触媒と共に用いられる。三酸化アンチモンとハロゲン含有成分の混合比は、例えば１：３〜１：２である。また、様々な消炎剤も用いることができる。所望の安定剤及び触媒を含む消炎剤の総添加量は、ポリマーと添加剤の総量を基準として、約５〜１８ｗｔ％である。消炎剤の量が５ｗｔ％未満の場合、フォームの耐燃性が不十分である。消炎剤の量が１０ｗｔ％より多いと、フォームの特性（可撓性）に影響が及ぶことがある。
【００１６】
気泡安定剤は、発泡剤が注入直後にポリマー溶融体から流出し、フォームが形成しないことを防止する。気泡安定剤としては、当該分野において通常用いられているあらゆる気泡安定剤を用いることができるが、ただし、フォームの特性に影響を与えないことを条件とする。好適な気泡安定剤の例は、ステアリン酸アミド、グリコールモノステアレート及びグリシンの脂肪酸のタイプの気泡安定剤を含む。１種以上の気泡安定剤を用いることも可能である。気泡安定剤の総添加量は、ポリマーと添加剤の総量を基準として約３〜８ｗｔ％である。この気泡安定剤は、例えばサイドフィーダーにより、ポリマー、消炎剤及び所望の他の添加剤の混合物に、この混合物が溶融する前に加えられる。
【００１７】
消炎剤及び気泡安定剤に加え、ポリオレフィンフォーム用の通常の添加剤をフォームに加えてもよい。その例は、着色剤、顔料、充填材、核剤及び安定剤を含む。
【００１８】
発泡剤としては、高圧、特にこの方法の実施に用いられる押出機において一般に用いられている圧力において液体であるが、低圧において蒸発するものを用いることができる。その発泡剤の例は、炭素数３〜８のアルカン、例えばプロパン、ブタン、イソブタン及びヘキサンを含む。この発泡剤は１４０〜１８０℃の温度及び２００〜３００ｂａｒの圧力にされ、押出機内の溶融混合物に注入される。
【００１９】
メタロセンポリエチレン、消炎剤及び所望の添加剤を混合する際において、この混合物を押出機内で十分に溶融する、すなわちポリマーを液相にし、ポリマーと添加剤が互いに十分に混合し、その後物理発泡剤がポリマー混合物に混入される粘弾性となるようにすることが重要である。本発明によりポリオレフィンフォームを製造するために低剪断力が混合物に加えられるミキサーを用いる場合、ポリマーと添加剤の粘弾性がほぼ等しい温度を選ぶことが有利である。粘弾性を表すパラメータはメルトフローインデックス（ＭＦＩ）（所定の温度及び圧力における材料の処理量）である。本発明の方法により、ポリマー及び添加剤のＭＦＩ値は好適には１９０℃において０．５〜４．５ｇ／１０分である。
【００２０】
本発明の方法は、３０〜６０のＬ／Ｄを有するが、５０〜１５０ｋｇ／ｈの処理量を有する一軸押出機で行うことが適している。
【００２１】
本発明のパイプ断熱材は、３〜３０ｍｍの厚さ及び４〜１３０の内径を有することが適している。
【００２２】
実施例
上記タイプの一軸押出機に５〜１００ｍｍ２のオーブンスペースを設け、その後１５〜４０ｒｐｍに回転数を調整した。
【００２３】
ポリマーと添加剤（消炎剤、気泡安定剤）の混合物を上記混合比で加えた。押出機の溶融ゾーンを２００〜２４０℃に調整し、冷却ゾーンを６０〜９５℃に調整した。発泡剤の２００〜２５０ｂａｒの注入圧力、８０〜１０５℃の温度、２０〜２５ｌ／ｈの量で液体として注入した。押出機内の圧力は押出機のノズルにおいて約１０〜３０ｂａｒに低下し、その後、この混合物は、１８〜２８ｍｍの内径及び２０〜３０ｍｍの厚さを有するパイプ断熱体の形状の、２０〜２５ｋｇ／ｍ３の密度を有するフォームに発泡した。
【００２４】
本発明のパイプ断熱材は以下の特性を有する。
【表１】
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【国際公開パンフレット】
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2004514747.tif 000011
2004514747.tif 000012
【国際調査報告】
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2004514747.tif 000014
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