JP2008164113A - Cap member, pressure vessel using the same, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】圧力容器の内側壁を構成する合成樹脂製ライナー材と口金部材との接着力を向上させ、気密シール性が高められる口金部材およびそれを用いた圧力容器とその製造方法の提供。
【解決手段】合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器と、該中空容器の外層に設けられた補強材で形成された補強材層とを有し、かつ少なくとも1つの口金部材を有する圧力容器に用いられる口金部材であって、該口金部材が特定の下地処理剤により処理されている口金部材及び該口金部材を用いた圧力容器とその製造方法による。
【選択図】図2Provided are a base member capable of improving the adhesive force between a synthetic resin liner material constituting an inner wall of a pressure vessel and a base member and improving hermetic sealing, a pressure vessel using the base member, and a method for manufacturing the same.
A pressure vessel having a hollow container formed of a synthetic resin liner and a reinforcing material layer formed of a reinforcing material provided on an outer layer of the hollow container, and having at least one cap member. A base member used for the base member, in which the base member is treated with a specific base treatment agent, a pressure vessel using the base member, and a manufacturing method thereof.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、圧力容器等に使用される口金部材及びそれを用いた圧力容器とその製造方法に関し、さらに詳しくは、圧力容器の内側壁を構成する合成樹脂製ライナー材と口金部材との接着力を向上させ、気密シール性が高められる口金部材およびそれを用いた圧力容器とその製造方法に関する。 The present invention relates to a cap member used for a pressure vessel and the like, a pressure vessel using the same, and a method for manufacturing the same, and more specifically, an adhesive force between a liner member made of a synthetic resin that constitutes an inner wall of the pressure vessel and the cap member. It is related with the nozzle | cap | die member which improves this, and a hermetic seal property is improved, a pressure vessel using the same, and its manufacturing method.
天然ガス、圧縮天然ガス、酸素や窒素、水素用タンク等の圧力容器では、充填圧力が20MPa〜100MPaという高圧であり、従来では、鋳鉄、鋼鉄製からなる金属製の高圧容器が一般的に使用されてきたが、昨今の燃費の向上のため自動車部品のプラスチック化や地球温暖化の原因となる二酸化炭素の排出量の抑制などから水素を利用した燃料電池電気自動車等の普及など、自動車等の軽量化や自動車燃料の多様化、リサイクル化等の環境面の変化から、これら圧力容器においても急速にプラスチック化が行われつつある。 In pressure vessels such as natural gas, compressed natural gas, oxygen, nitrogen, and hydrogen tanks, the filling pressure is as high as 20 MPa to 100 MPa. Conventionally, metal high-pressure vessels made of cast iron or steel are generally used. However, in order to improve fuel economy, automobile parts have become more popular, such as the spread of fuel cell electric vehicles that use hydrogen to reduce the amount of carbon dioxide that causes global warming. Due to environmental changes such as weight reduction, automobile fuel diversification and recycling, these pressure vessels are also rapidly becoming plastic.
例えば、自動車の燃料としてのLPG、水素を利用した燃料電池が使用され、搭載する圧力容器の軽量化が要望されている。例えば、鋼鉄製の容器に替わるものとして、アルミ製のライナーに炭素繊維で補強したものが使用されているが、さらに軽量化をはかるために、プラスチック製のライナーを使用した樹脂製容器も開発されている。例えば、特許文献1に記載の容器は、ガスバリア性を有する樹脂製のライナーが、圧力性の繊維強化プラスチック(FRP)製の外側殻で覆われてなる圧力容器で、本質的に樹脂からなるので金属製のものに比べて軽量であり、燃費の向上が期待できる。 For example, fuel cells using LPG and hydrogen as fuel for automobiles are used, and weight reduction of the pressure vessel to be mounted is desired. For example, as an alternative to steel containers, aluminum liners reinforced with carbon fiber are used, but resin containers using plastic liners have also been developed to further reduce weight. ing. For example, the container described in Patent Document 1 is a pressure container in which a resin-made liner having gas barrier properties is covered with an outer shell made of pressure-resistant fiber reinforced plastic (FRP), and is essentially made of resin. It is lighter than metal ones and can be expected to improve fuel efficiency.
このような圧力容器は、容器内へガスを充填したり、容器内からガスを取出すためのノズルを取付けるために、ノズル取付用の口金が設けられる。口金部材は、通常、容器の内側ライナー材と一体的に結合されるが、ノズルを螺合させるための口金部材は通常金属製であり、内側ライナー材は軽量化または製造工程の簡素化の観点から口金部材とは異種のプラスチック材料から構成されるので、内側ライナー材と口金部材との結合部または界面部のシール性が要求されている。 Such a pressure vessel is provided with a nozzle mounting base in order to mount a nozzle for filling the gas into the container or taking out the gas from the container. Normally, the base member is integrally coupled with the inner liner material of the container, but the base member for screwing the nozzle is usually made of metal, and the inner liner material is used in terms of weight reduction or simplification of the manufacturing process. Since the base member is made of a different plastic material, the sealing property of the joint portion or interface portion between the inner liner material and the base member is required.
特に、圧力容器は、25MPa〜100MPaという高圧ガスが充填されるので、極めて高いガスシール性が要求されている。これら樹脂製圧力容器において、口金部材のガスシール性を改良した技術として、例えば、特許文献2に記載の圧力容器には、内側殻端部の上下リップで口金部材の円盤状フランジ部を受容する構造とすることにより、口金部材分のガスシール性を高める構造としているが、内側殻の内壁面に口金部材の端部が露出し、この口金部材の端部に直接ガス内圧がかかるので、圧力容器の製造直後にはガス漏れがなくても、製品容器を長期間使用しているうちに、内側殻の樹脂がクリープを起して収縮し、内側殻と口金部材との界面にすき間が生じて界面のすき間からガス漏れが発生する恐れがある。 In particular, since the pressure vessel is filled with a high-pressure gas of 25 MPa to 100 MPa, extremely high gas sealing properties are required. In these resin pressure vessels, as a technique for improving the gas sealability of the cap member, for example, in the pressure vessel described in Patent Document 2, the disc-shaped flange portion of the cap member is received by the upper and lower lips of the inner shell end portion. By adopting a structure, the gas sealability of the base member is improved, but the end of the base member is exposed on the inner wall surface of the inner shell, and the gas internal pressure is directly applied to the end of the base member. Even if there is no gas leakage immediately after the container is manufactured, the resin in the inner shell creeps and shrinks while the product container is used for a long time, and a gap occurs at the interface between the inner shell and the base member. There is a risk of gas leakage from the gaps at the interface.
また、特許文献3では、フィラメントを巻き付けた外殻と非金属製内部ライナーとで構成された圧力容器において、ライナーにある相補形のタブと係合するように環状フランジに設けた錠止溝とを有する圧力容器が提案され、口金部材の円盤状フランジ部の上下面に錠止溝を設け、かつ、この上下の錠止溝に合致するタブを内側ライナー端部に形成させて結合することにより、外殻とライナーとの間の漏洩を生じさせるリスクを低減させている。
しかし、この圧力容器も内側殻の内壁面に口金部材の端部が露出し、この口金部材の端部に直接、ガスの内圧がかかるので、上記したと同様の理由でガス漏れが発生する恐れがある。
Moreover, in
However, this pressure vessel also exposes the end of the base member on the inner wall surface of the inner shell, and the internal pressure of the gas is directly applied to the end of the base member, which may cause gas leakage for the same reason as described above. There is.
また、特許文献4では、ガスバリア性を有する内殻と、該内殻を覆うように設けた圧力性の外殻と、該内殻の首部に内装したノズル取付用口金を有するガスボンベであって、該口金にシールリングが嵌着され、該シールリングを押圧することにより、ガス漏れを抑止するものであるが、圧力が高い場合には十分なシール性が発揮されない惧れが生じ、かつ押圧されるので、シーリング材の劣化が著しく、シーリング材(Oリング等)を交換が繁雑で不経済であるばかりでなく、交換する場合にも製品容器の分解が必要とするなどの不都合が生じるものである。また同様にリップパッキングを用いたシール機構を有する圧力容器(特許文献5、特許文献6など)、あるいは自己シール部有する圧力容器(特許文献7)も提案されているが、やはり上記特許文献類と同様の問題点を内在している懸念を有する。
Further, in
また、特許文献8においては、ガスバリア性の内側殻と圧力性の外側殻を有し、少なくとも一方の端部に口金部材を取付けた圧力容器において、該内側殻のライナー材の肩部と、一端側が円板状に構成された口金部材とを接着樹脂層を介して接着し、該内側殻のライナー材と口金部材との界面のシール性が優れた圧力容器が提案されている。
上記特許文献8における接着樹脂層は、不飽和カルボン酸変性ポリエチレン樹脂が好適で、密度0.88〜0.945g/cm3、MFR0.05〜50g/10分のポリエチレン、エチレン−α・オレフィン共重合体が使用されることが示されている(特許文献5、段落[0025]参照)。
Further, in Patent Document 8, in a pressure vessel having a gas barrier inner shell and a pressure outer shell, and a cap member attached to at least one end, the shoulder of the liner material of the inner shell and one end There has been proposed a pressure vessel in which a base member having a disk shape on the side is bonded via an adhesive resin layer and the sealing property at the interface between the liner material of the inner shell and the base member is excellent.
The adhesive resin layer in Patent Document 8 is preferably an unsaturated carboxylic acid-modified polyethylene resin, and has a density of 0.88 to 0.945 g / cm 3 and an MFR of 0.05 to 50 g / 10 min. It has been shown that polymers are used (see Patent Document 5, paragraph [0025]).
さらに特許文献9においては、ブロー成形により、インサート部材を装着し、パリソンを型閉めして、パリソンとインサート部材を一体化させる際に、パリソンとインサート部材間に熱可塑性接着剤を介して行う圧力容器の製造方法が開示されている。 Furthermore, in Patent Document 9, when the insert member is mounted by blow molding, the parison is closed, and the parison and the insert member are integrated, the pressure applied via the thermoplastic adhesive between the parison and the insert member A method for manufacturing a container is disclosed.
しかしながら、上記特許文献類には、その実施例において、該接着剤の性状等やそれらの具体的な記載が全く示されていない。
昨今の厳しい製品の品質管理、より高圧なガス充填の要求、あるいは、特に従来の圧力容器においては、比較的分子量の大きい天然ガスなどに対しては気密性は発揮するものの、分子量の小さい水素ガスについては十分な耐水素ガス透過性を維持しているとはいい難く、より性能の高い接着性能が要求されている。
However, in the above-mentioned patent documents, the properties of the adhesive and the specific description thereof are not shown in the examples.
Hydrogen gas with a low molecular weight, although it is airtight for natural gas with a relatively high molecular weight, especially in conventional pressure vessels, although demands for quality control of recent products, demand for higher-pressure gas filling, and particularly in conventional pressure vessels It is difficult to say that sufficient hydrogen gas permeation resistance is maintained, and higher adhesion performance is required.
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、圧力容器の内側壁を構成する合成樹脂製ライナー材と口金部材との接着力を向上させ、気密シール性が高められた圧力容器を提供し得る口金部材及びその口金部材を用いた圧力容器とその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pressure vessel in which the adhesive force between a synthetic resin liner material constituting the inner wall of the pressure vessel and the base member is improved, and the hermetic sealing property is improved in view of the above-mentioned problems of the prior art. An object of the present invention is to provide a cap member that can be used, a pressure vessel using the cap member, and a manufacturing method thereof.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器と、その中空容器の外層に設けられた補強材で形成された補強材層とを有し、かつ少なくとも1つの口金部材を有する圧力容器であって、前記口金部材を、下地処理剤で処理することにより、飛躍的に口金部材と合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器との接着力が向上させ得る口金部材及びそれを用いた気密シール性が高められた圧力容器とその製造方法を提供できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies in order to solve the above problems, the present inventors have determined that a hollow container formed of a synthetic resin liner material and a reinforcing material formed of a reinforcing material provided on the outer layer of the hollow container A pressure vessel having at least one base member, and a hollow formed by a base member and a synthetic resin liner material dramatically by treating the base member with a base treatment agent. The present inventors have found that a base member capable of improving the adhesive strength with the container, a pressure container using the base member with an improved hermetic seal, and a method for producing the same can be provided, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の第1の発明によれば、合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器と、該中空容器の外層に設けられた補強材で形成された補強材層とを有し、かつ少なくとも1つの口金部材を有する圧力容器に用いられる口金部材であって、該口金部材が下記の下地処理剤により処理されている口金部材が提供される。
[下地処理剤]
キトサン及びキトサン誘導体からなる群より選ばれた1種または2種以上のキトサン類と、Ti、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及び3価Crからなる群より選ばれた1種または2種以上の金属を含む金属化合物とを含有してなる下地処理剤
That is, according to the first invention of the present invention, it has a hollow container formed of a synthetic resin liner, and a reinforcing material layer formed of a reinforcing material provided on the outer layer of the hollow container, and There is provided a cap member used for a pressure vessel having at least one cap member, wherein the cap member is treated with the following surface treatment agent.
[Pretreatment agent]
One or more chitosans selected from the group consisting of chitosan and chitosan derivatives and selected from the group consisting of Ti, Hf, Mo, W, Se, Ce, Fe, Cu, Zn, V and trivalent Cr A surface treatment agent comprising a metal compound containing one or more kinds of metals obtained
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、前記下地処理剤により処理してなる処理面上に、さらに接着剤による接着剤層を設けてなる口金部材が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a die member according to the first aspect, further comprising an adhesive layer made of an adhesive on the treated surface treated with the base treatment agent. .
また、本発明の第3の発明によれば、第2の発明において、前記接着剤が、下記(a)〜(e)の少なくとも1種の官能基を含有するポリオレフィン系樹脂またはその組成物からなる接着剤である口金部材が提供される。
[官能基]
(a)カルボン酸基またはカルボン酸無水物基
(b)エポキシ基
(c)ヒドロキシル基
(d)アミノ基
(e)シリル基
According to a third invention of the present invention, in the second invention, the adhesive is a polyolefin-based resin containing at least one functional group of the following (a) to (e) or a composition thereof. A base member that is an adhesive is provided.
[Functional group]
(A) carboxylic acid group or carboxylic anhydride group (b) epoxy group (c) hydroxyl group (d) amino group (e) silyl group
また、本発明の第4の発明によれば、第3の発明において、前記接着剤が、前記(a)〜(e)の少なくとも1種の官能基を含有する下記(A)〜(D)から選択された1種のポリエチレン系樹脂(X)0.5〜100重量%と、下記(A)〜(E)から選択された少なくとも1種の未変性ポリエチレン系樹脂(Y)0〜99.5重量%とからなる、(z1)密度0.86〜0.97g/cm3、(z2)メルトフローレート0.01〜100g/10minの接着樹脂(Z)からなる口金部材が提供される。
(A):(a1)密度0.94〜0.97g/cm3、(a2)メルトフローレート0.01〜100g/10minを有する高密度ポリエチレン系樹脂
(B):(b1)密度0.90〜0.94g/cm3未満、(b2)メルトフローレート0.01〜100g/10minの直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂
(C):(c1)メルトフローレート0.01〜100g/10minの高圧ラジカル法ポリエチレン系樹脂
(D):(d1)密度0.86〜0.90g/cm3未満、(d2)メルトフローレート0.01〜100g/10minの超低密度ポリエチレン系樹脂
(E):熱可塑性エラストマー
According to a fourth invention of the present invention, in the third invention, the adhesive contains the following (A) to (D), which contains at least one functional group of (a) to (e). 0.5 to 100% by weight of one type of polyethylene resin (X) selected from: and at least one type of unmodified polyethylene resin (Y) selected from the following (A) to (E): 0 to 99. There is provided a die member made of an adhesive resin (Z) consisting of 5% by weight (z1) density 0.86 to 0.97 g / cm 3 and (z2) melt flow rate 0.01 to 100 g / 10 min.
(A): (a1) Density 0.94 to 0.97 g / cm 3 , (a2) High density polyethylene resin having a melt flow rate 0.01 to 100 g / 10 min (B): (b1) Density 0.90 ˜0.94 g / cm 3 , (b2) linear low density polyethylene resin (C) having a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min (C): (c1) high pressure having a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min Radical method polyethylene resin (D): (d1) Ultra low density polyethylene resin (E) with a density of 0.86 to less than 0.90 g / cm 3 and (d2) a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min (E): Heat Plastic elastomer
また、本発明の第5の発明によれば、第4の発明において、前記(A)、(B)または(D)が、シングルサイト系触媒で製造されたポリエチレン系樹脂である口金部材が提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the cap member according to the fourth aspect, wherein (A), (B) or (D) is a polyethylene resin produced with a single site catalyst. Is done.
また、本発明の第6の発明によれば、第4又は5の発明において、前記接着樹脂(Z)が、官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)5〜95重量%と、未変性ポリエチレン系樹脂(Y)5〜95重量%とからなる口金部材が提供される。 According to a sixth invention of the present invention, in the fourth or fifth invention, the adhesive resin (Z) is a functional group-containing polyethylene resin (X) of 5 to 95% by weight, and an unmodified polyethylene resin. (Y) A base member composed of 5 to 95% by weight is provided.
また、本発明の第7の発明によれば、第3〜6のいずれかの発明において、前記接着剤が、前記(a)〜(e)の少なくとも1種の官能基を、接着剤全体の重量を基準として、0.001〜30重量%含有する口金部材が提供される。 According to a seventh invention of the present invention, in any one of the third to sixth inventions, the adhesive has at least one functional group of (a) to (e) described above as a whole of the adhesive. A base member containing 0.001 to 30% by weight based on the weight is provided.
また、本発明の第8の発明によれば、第2〜7のいずれかの発明において、前記接着剤層が、粉体塗装によって設けられる口金部材が提供される。 According to the eighth invention of the present invention, in any one of the second to seventh inventions, there is provided a base member in which the adhesive layer is provided by powder coating.
また、本発明の第9の発明によれば、第8の発明において、前記粉体塗装の際に使用される粉体が、中位粒度が90〜150メッシュ、嵩比重が0.2〜0.5g/cc、および静止摩擦係数が0.7〜0.9である口金部材が提供される。 According to the ninth aspect of the present invention, in the eighth aspect, the powder used for the powder coating has a median particle size of 90 to 150 mesh and a bulk specific gravity of 0.2 to 0. A base member having a thickness of 0.5 g / cc and a static friction coefficient of 0.7 to 0.9 is provided.
また、本発明の第10の発明によれば、第8又は9の発明において、前記粉体塗装によって設けられる接着剤層の厚みが、10μm〜2mmである口金部材が提供される。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the base member according to the eighth or ninth aspect, wherein the adhesive layer provided by the powder coating has a thickness of 10 μm to 2 mm.
また、本発明の第11の発明によれば、合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器と、該中空容器の外層に設けられた補強材で形成された補強材層とを有し、かつ少なくとも1つの口金部材を有する圧力容器であって、該口金部材が、請求項1〜10のいずれか1項に記載の口金部材である圧力容器が提供される。 Further, according to the eleventh aspect of the present invention, it has a hollow container formed of a synthetic resin liner material, and a reinforcing material layer formed of a reinforcing material provided on the outer layer of the hollow container, and A pressure vessel having at least one cap member, wherein the cap member is the cap member according to any one of claims 1 to 10.
また、本発明の第12の発明によれば、合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器と、該中空容器の外層に設けられた補強材で形成された補強材層とを有し、かつ少なくとも1つの口金部材を有する圧力容器の製造方法であって、該中空容器を、合成樹脂製ライナー材のブロー成形により形成し、かつ、該口金部材は、請求項1〜10のいずれか1項に記載の口金部材を用いる圧力容器の製造方法が提供される。 Further, according to the twelfth aspect of the present invention, it has a hollow container formed of a synthetic resin liner material, and a reinforcing material layer formed of a reinforcing material provided on the outer layer of the hollow container, and It is a manufacturing method of the pressure vessel which has at least 1 nozzle | cap | die member, Comprising: This hollow container is formed by blow molding of a synthetic resin liner material, and this nozzle | cap | die member is any one of Claims 1-10. The manufacturing method of the pressure vessel using the nozzle | cap | die member as described in 1 is provided.
本発明によれば、合成樹脂製ライナー材で形成される内側壁と口金部材との接着力を向上させ、気密シール性が高められた圧力容器が得られる。これは、家庭用液化石油ガス容器、自動車用液化石油ガス容器、圧縮天然ガス(CNG:Compressed Natural Gas)、酸素や窒素などを保管する産業用圧力容器、燃料電池用水素タンク等として使用できる樹脂製の圧力容器である。すなわち、本発明は、予め口金部材に下地処理剤を施した後に、該下地処理剤を施した表面に接着剤を設けることで強固な接着力を有する口金部材が得られる。特にこのような特定の下地処理剤と特定の接着剤を併用することにより、相乗的に接着力が向上する。また、静電塗装等の粉体塗装等で接着剤を塗工することにより均一に皮膜形成ができるため、比較的薄くてもライナー材の内側面と口金部材との接着力が強固にでき、その気密シール性も向上する。
したがって、このような口金部材を用いることにより、より高圧の圧力容器を提供することができ、天然ガス等の低い圧力容器はもちろんのこと、水素ガスのような高圧容器としても好適に使用可能である。
また、本発明によれば、ブロー成形等で口金部材を一体化できるため、製造工程が簡単で、製造コストも安く、経済的である。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the adhesive force of the inner side wall formed with a synthetic resin liner material and a nozzle | cap | die member is improved, and the pressure vessel with which airtight sealing property was improved is obtained. This is a resin that can be used as liquefied petroleum gas containers for home use, liquefied petroleum gas containers for automobiles, compressed natural gas (CNG), industrial pressure vessels for storing oxygen, nitrogen, etc., hydrogen tanks for fuel cells, etc. The pressure vessel made. That is, according to the present invention, a base member having a strong adhesive force can be obtained by previously applying a base treatment agent to the base member and then providing an adhesive on the surface to which the base treatment agent has been applied. In particular, by using such a specific ground treatment agent and a specific adhesive in combination, the adhesive force is synergistically improved. In addition, since the film can be uniformly formed by applying an adhesive by powder coating such as electrostatic coating, the adhesive force between the inner surface of the liner material and the base member can be strengthened even if it is relatively thin, The hermetic sealability is also improved.
Therefore, by using such a cap member, a higher pressure vessel can be provided, and it can be suitably used as a high pressure vessel such as hydrogen gas as well as a low pressure vessel such as natural gas. is there.
Further, according to the present invention, since the base member can be integrated by blow molding or the like, the manufacturing process is simple, the manufacturing cost is low, and it is economical.
本発明は、前述したように、合成樹脂製ライナー材で形成される中空容器と、その中空容器の外表面に設けられた補強材で形成される補強材層とで構成されてなり、かつ少なくとも1つの口金部材を有する圧力容器に使用される口金部材であって、少なくとも1つの口金部材を有する圧力容器において使用される口金部材であって、該口金部材の一端に形成された円盤部に、キトサン及びキトサン誘導体からなる群より選ばれた1種または2種以上のキトサン類と、Ti、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及び3価Crからなる群より選ばれた1種または2種以上の金属を含む金属化合物とを含有してなる下地処理剤を処理してなる口金部材であり、特に好ましくは、該下地処理剤の処理面にさらに接着剤層、とりわけ該接着剤として後述の(a)〜(e)の官能基を少なくとも1種を含むポリオレフィン系樹脂からなる接着剤を設けた口金部材である。 As described above, the present invention comprises a hollow container formed of a synthetic resin liner material and a reinforcing material layer formed of a reinforcing material provided on the outer surface of the hollow container, and at least A base member used in a pressure vessel having one base member, the base member used in a pressure vessel having at least one base member, and a disk portion formed at one end of the base member, One or more chitosans selected from the group consisting of chitosan and chitosan derivatives and selected from the group consisting of Ti, Hf, Mo, W, Se, Ce, Fe, Cu, Zn, V and trivalent Cr It is a die member obtained by treating a base treatment agent containing a metal compound containing one or two or more kinds of metals, and particularly preferably an adhesive layer on the treated surface of the ground treatment agent, Above all A cap member that the adhesive is provided comprising a polyolefin resin containing at least one functional group of the below (a) ~ (e) as Chakuzai.
本発明の下地処理剤はキトサン類とTi、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及び3価Crからなる群より選ばれた1種または2種以上の金属を含む金属化合物を含有する。
キトサンは、キチンを濃アルカリ溶液と加熱して得られる脱アセチル化物であり、β−1,4−ポリ−D−グルコサミンなる高分子構造を有し、分子式(C6H11NO4)nで示される化合物である。キトサンは、例えばカニやエビ等の甲殻類から抽出される天然高分子キチンを60〜100モル%脱アセチル化することで得られる。なお、キチンとは、カニやエビ等の甲殻類の殻から室温で塩酸処理等により調製できるもので、ムコ多糖の一種で、分子式(C8H13NO5)nで示される化合物(平均重合度850)である。
キトサン誘導体は、例えばキトサンに存在する水酸基又は/及びアミノ基に対して、カルボキシル化、グルコール化、トシル化、硫酸化、リン酸化、エーテル化、アルキル化などして得られた化合物である。中でも、前記キトサン類としては、キトサン、カルボキシメチルキトサン、カチオン化キトサン、ヒドロキシアルキルキトサン及びこれらの酸との塩からなる群より選ばれた1種又は2種以上のキトサン類を用いるのが好ましい。
The surface treatment agent of the present invention contains chitosans and one or more metals selected from the group consisting of Ti, Hf, Mo, W, Se, Ce, Fe, Cu, Zn, V, and trivalent Cr. Contains metal compounds.
Chitosan is a deacetylated product obtained by heating chitin with a concentrated alkaline solution, has a polymer structure of β-1,4-poly-D-glucosamine, and has a molecular formula (C 6 H 11 NO 4 ) n It is the compound shown. Chitosan can be obtained, for example, by deacetylating natural high-molecular chitin extracted from crustaceans such as crabs and shrimps. Chitin can be prepared from crustacean shells such as crabs and shrimps by treatment with hydrochloric acid at room temperature, and is a kind of mucopolysaccharide, a compound represented by the molecular formula (C 8 H 13 NO 5 ) n (average polymerization) Degree 850).
A chitosan derivative is a compound obtained by, for example, carboxylation, glycolation, tosylation, sulfation, phosphorylation, etherification, alkylation, etc., on a hydroxyl group and / or amino group present in chitosan. Among them, as the chitosans, it is preferable to use one or more chitosans selected from the group consisting of chitosan, carboxymethyl chitosan, cationized chitosan, hydroxyalkyl chitosan, and salts with these acids.
該金属化合物は、Ti、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及び3価Crからなる群より選ばれた1種又は2種以上の金属を含む金属化合物を含有し、特に限定されるものではないが、例えばこれら金属の金属酸化物、水酸化物、錯体化合物、有機酸塩、無機酸塩などが挙げられる。 The metal compound contains a metal compound containing one or more metals selected from the group consisting of Ti, Hf, Mo, W, Se, Ce, Fe, Cu, Zn, V, and trivalent Cr. Although not particularly limited, for example, metal oxides, hydroxides, complex compounds, organic acid salts and inorganic acid salts of these metals can be mentioned.
前記金属化合物の中でも、3価Crを含む金属化合物を用いるのが好ましく、この場合には、高温条件下での耐電解液性をより向上させることができるし、成形性も向上させることができる。前記3価Crを含む金属化合物としては、例えば硫酸クロム、硝酸クロム、フッ化クロム、蓚酸クロム、酢酸クロム等が挙げられる。 Among the metal compounds, it is preferable to use a metal compound containing trivalent Cr. In this case, the resistance to electrolytic solution under high temperature conditions can be further improved, and the moldability can also be improved. . Examples of the metal compound containing trivalent Cr include chromium sulfate, chromium nitrate, chromium fluoride, chromium oxalate, and chromium acetate.
本発明の下地処理剤には、前記キトサン類及び前記金属化合物に加えて、さらに分子内にカルボキシル基を少なくとも1個有する有機化合物を含有せしめるのが好ましい。このような有機化合物を含有せしめることによって、キトサン類の溶解性を向上できるし、キトサン類の金属架橋度を向上させる(高分子量化する)ことができる。 In addition to the chitosans and the metal compound, the surface treatment agent of the present invention preferably further contains an organic compound having at least one carboxyl group in the molecule. By including such an organic compound, the solubility of chitosans can be improved, and the degree of metal crosslinking of chitosans can be improved (high molecular weight).
前記分子内にカルボキシル基を少なくとも1個有する有機化合物としては、特に限定されないが、例えば酢酸、蓚酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、メリト酸、アジピン酸、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、セバチン酸、クエン酸、ブタントリカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、エチレンジアミンテトラカルボン酸、トリメリット酸等が挙げられる。 The organic compound having at least one carboxyl group in the molecule is not particularly limited. Examples include acid, citric acid, butanetricarboxylic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, ethylenediaminetetracarboxylic acid, trimellitic acid and the like.
本発明の下地処理剤には、必要に応じてさらにpH調整剤、各種添加剤などを含有せしめても良い。 The ground treatment agent of the present invention may further contain a pH adjuster, various additives and the like as necessary.
前記下地処理剤におけるキトサン類の濃度は、0.001〜10質量%の範囲に設定するのが好ましく、特に0.1〜5質量%の範囲に設定するのがより好ましい。また、前記下地処理剤における金属化合物の濃度は、0.001〜10質量%の範囲に設定するのが好ましく、特に0.1〜5質量%の範囲に設定するのがより好ましい。また、前記下地処理剤における両者の混合比については、前記キトサン類100質量部に対して前記金属化合物1〜1000質量部とするのが好ましく、特に10〜100質量部とするのがより好ましい。 The concentration of chitosans in the surface treatment agent is preferably set in the range of 0.001 to 10% by mass, and more preferably in the range of 0.1 to 5% by mass. Moreover, it is preferable to set the density | concentration of the metal compound in the said surface treatment agent in the range of 0.001-10 mass%, and it is more preferable to set in the range of 0.1-5 mass% especially. Moreover, about the mixing ratio of both in the said surface treating agent, it is preferable to set it as 1-1000 mass parts of said metal compounds with respect to 100 mass parts of said chitosans, and it is more preferable to set it as 10-100 mass parts especially.
前記下地処理剤で口金部材を処理する際の処理方法としては、下地処理剤を口金部材の円盤部の表面に塗布した後、加熱乾燥させる又は乾燥させる塗布処理や、下地処理剤中の成分を金属表面と化学反応させた後に表面を水洗して乾燥させる化成処理などが挙げられるが、特にこれらに限定されない。前記塗布手法としては、例えばロールコート法、スピンコート法、浸漬法、スプレー法等が挙げられる。 As a processing method when the base member is processed with the base treatment agent, after applying the base treatment agent to the surface of the disk part of the base member, a coating treatment for heating or drying or a component in the base treatment agent is used. Examples include, but are not limited to, a chemical conversion treatment in which the metal surface is chemically reacted and then the surface is washed with water and dried. Examples of the coating method include a roll coating method, a spin coating method, a dipping method, and a spray method.
しかして、前記キトサン類の口金部材の表面に対する乾燥時付着量は、キトサン換算で1〜500mg/m2の範囲であり、前記口金部材の表面に対する乾燥時付着量は金属換算で1〜500mg/m2の範囲であるのが好ましい。例えば、口金部材がアルミニウム製である場合には、前記キトサン類のアルミニウム表面に対する乾燥時付着量は、キトサン換算で10〜100mg/m2の範囲であるのが特に好ましい。また、前記金属化合物の口金部材の表面に対する乾燥時付着量は金属換算で5〜50mg/m2の範囲であるのが特に好ましい Thus, the dry adhesion amount of the chitosan to the surface of the die member is in the range of 1 to 500 mg / m 2 in terms of chitosan, and the dry adhesion amount to the surface of the die member is 1 to 500 mg / in metal equivalent. A range of m 2 is preferred. For example, when the die member is made of aluminum, it is particularly preferable that the adhesion amount of the chitosans to the aluminum surface when dried is in the range of 10 to 100 mg / m 2 in terms of chitosan. The amount of the metal compound attached to the surface of the die member when dry is particularly preferably in the range of 5 to 50 mg / m 2 in terms of metal.
本発明の口金部材の下地処理層と接着剤層との間には、必要に応じてプライマー層を設けてもよい。プライマーとしては、エポキシ系、ウレタン系、エポキシウレタン系、イミン系、チタネート系、ポリエステル系又はシラン系の熱硬化型プライマーを使用することができる。これらの中ではエポキシ系プライマーが、アルミニウム層と接着剤層との接着性および耐久性が優れるため好ましい。
本発明の口金部材は、下地処理を施して下地処理層を形成し、下地処理層上に接着剤を積層するか、あるいは下地処理層上にプライマーを塗布してプライマー層を形成し、さらにプライマー層上に接着剤層を積層して製造することができる。プライマー層を形成する際、加熱硬化させた後、接着剤層を積層して加熱により融着するのが好ましいが、プライマーの塗布後硬化前に接着剤層を積層し、融着の際の熱を利用して硬化を行ってもよい。
A primer layer may be provided between the base treatment layer and the adhesive layer of the base member of the present invention as necessary. As the primer, an epoxy-based, urethane-based, epoxy-urethane-based, imine-based, titanate-based, polyester-based, or silane-based thermosetting primer can be used. Among these, an epoxy-based primer is preferable because of excellent adhesion and durability between the aluminum layer and the adhesive layer.
The base member of the present invention forms a base treatment layer by applying a base treatment, and laminates an adhesive on the base treatment layer, or coats a primer on the base treatment layer to form a primer layer, and further It can be manufactured by laminating an adhesive layer on the layer. When the primer layer is formed, it is preferable to heat and cure, then laminate the adhesive layer and fuse it by heating. However, after the primer is applied, the adhesive layer is laminated before curing, Curing may be performed using
また、本発明は、前述したように、合成樹脂製ライナー材で形成される中空容器と、その中空容器の外表面に設けられた補強材で形成される補強材層とで構成されてなり、かつ少なくとも一方の端部に口金部材を有する圧力容器において、上記の口金部材を用いてなる圧力容器、及びその製造方法である。
以下に、本発明を各項目毎に詳細に説明する。
Further, as described above, the present invention comprises a hollow container formed of a synthetic resin liner material, and a reinforcing material layer formed of a reinforcing material provided on the outer surface of the hollow container, And in the pressure vessel which has a nozzle | cap | die member in at least one edge part, it is a pressure vessel using said nozzle | cap | die member, and its manufacturing method.
Below, this invention is demonstrated in detail for every item.
1.口金部材と圧力容器の構造
以下、本発明の口金部材と圧力容器について、図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の口金部材の一例の一部切欠断面図を示すものである。
本発明に係る口金部材は、図1に示されるように、口金部材3の円盤部8上に、下地処理剤層4aが設けられ、さらにその処理面上に接着剤層4bを設けた口金部材である。
また図2は、本発明の圧力容器の一例の一部切欠断面図を示すものである。
本発明に係る圧力容器は、図1に示されるように、予め口金部材3の円盤部8上に下地処理剤層4aと好ましくは接着剤層4bを設けた口金部材3を、合成樹脂製ライナー材で形成される中空容器と、その中空容器の外表面に設けられた補強材で形成される補強材層とで構成され、該中空容器の少なくとも一方の端部に装着され、該合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器1の内側の肩部と口金部材3の一端に形成された円盤部8とが接着剤層4bを介して接着または溶着してなる圧力容器10である。
1. Structure of Base Member and Pressure Vessel Hereinafter, the base member and the pressure vessel of the present invention will be described in detail based on the drawings.
FIG. 1 shows a partially cutaway cross-sectional view of an example of a base member of the present invention.
As shown in FIG. 1, the base member according to the present invention has a base
FIG. 2 is a partially cutaway sectional view of an example of the pressure vessel of the present invention.
As shown in FIG. 1, the pressure vessel according to the present invention includes a
2.口金部材
以下に本発明で使用される原材料等について具体的に詳述する。
(1)口金部材の材料
本発明の口金部材3は、高圧ガスの充填、排出用のノズル取付けのために設置されるものであって、その一例として、一端が円盤部8の形状を有し、圧力容器10の内側の合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器1と外側の耐圧性の補強材層2で構成される筒状の圧力容器の少なくとも一端に具備し、該容器の合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器1の内側の半球状の肩部に、口金部材3の円盤部8が埋設するようにインサートされ、予め下地処理剤層4aを施しておいた口金部材3の円盤部8上に、接着剤4b、を介し、合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器1の肩部と口金部材3の円盤部8とを当接させて接着または溶着するものである。
2. Base Member The raw materials used in the present invention will be specifically described below.
(1) Material of the cap member The
口金部材3の材料は、金属、樹脂いずれであってもよい。金属としては、アルミニウム、銅、ニッケル、チタンの合金、これらの複合材料、およびクロム・モリブデン合金等が挙げられる。樹脂としては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルペンテン、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリオキシベンジレン、ポリスルホンなどの高剛性で耐熱性に優れたものが挙げられる。これらの中でも堅牢で、耐久性等の面から金属材料、特に軽量で比較的安価なアルミニウムが好ましい。
The material of the
本発明の口金部材3の円盤部8は、接着剤4bとの接着力を高めるために、所望により、その表面を粗面化処理、化成処理等を行った後に、下地処理剤を処理しても良い。
表面の粗面化処理法としては、サンドブラスト法、ショットブラスト法、グリッドブラスト法などにより、波型形状、三角波形状など任意の形状の粗面とすることができる。該表面の粗さ(JIS B0601:2001に準拠)は、1000μm以下、好ましくは560μm以下、さらに好ましくは0.01〜100μmの範囲で選択されることが望ましい。
The disk portion 8 of the
As a surface roughening treatment method, a rough surface having an arbitrary shape such as a corrugated shape or a triangular wave shape can be obtained by a sand blast method, a shot blast method, a grid blast method, or the like. The surface roughness (conforming to JIS B0601: 2001) is desirably selected within a range of 1000 μm or less, preferably 560 μm or less, and more preferably 0.01 to 100 μm.
(2)下地処理剤
本発明に用いられる下地処理剤としては、キトサン及びキトサン誘導体からなる群より選ばれた1種または2種以上のキトサン類と、Ti、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及び3価Crからなる群より選ばれた1種または2種以上の金属を含む金属化合物とを含有してなる下地処理剤であり、特に分子内にカルボキシル基を少なくとも1個有する有機化合物と金属化合物とを含有している下地処理剤が好ましい。
(2) Ground treatment agent The ground treatment agent used in the present invention includes one or more chitosans selected from the group consisting of chitosan and chitosan derivatives, and Ti, Hf, Mo, W, Se, and Ce. , Fe, Cu, Zn, V, and a surface treatment agent containing a metal compound containing one or more metals selected from the group consisting of trivalent Cr, and in particular, a carboxyl group in the molecule. A base treatment agent containing at least one organic compound and a metal compound is preferable.
前記キトサンは、例えばカニやエビ等の甲殻類から抽出される天然高分子キチンを60〜100モル%脱アセチル化することで得られる。また、キトサン誘導体は、例えばキトサンに存在する水酸基又は/及びアミノ基に対して、カルボキシル化、グルコール化、トシル化、硫酸化、リン酸化、エーテル化、アルキル化などして得られた化合物である。中でも、前記キトサン類としては、キトサン、カルボキシメチルキトサン、カチオン化キトサン、ヒドロキシアルキルキトサン及びこれらの酸との塩からなる群より選ばれた1種または2種以上のキトサン類を用いるものである。 The chitosan can be obtained, for example, by deacetylating 60 to 100 mol% of natural polymeric chitin extracted from crustaceans such as crabs and shrimps. The chitosan derivative is a compound obtained by, for example, carboxylation, glycolation, tosylation, sulfation, phosphorylation, etherification, alkylation, etc. with respect to the hydroxyl group or / and amino group present in chitosan. . Among them, as the chitosan, one or more chitosans selected from the group consisting of chitosan, carboxymethyl chitosan, cationized chitosan, hydroxyalkyl chitosan, and salts with these acids are used.
前記分子内にカルボキシル基を少なくとも1個有する有機化合物としては、特に限定されないが、例えば酢酸、蓚酸、マロン酸、リンゴ酸、酒石酸、メリト酸、アジピン酸、コハク酸、マレイン酸、フタル酸、セバチン酸、クエン酸、ブタントリカルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸、エチレンジアミンテトラカルボン酸、トリメリット酸等が挙げられる。 The organic compound having at least one carboxyl group in the molecule is not particularly limited. For example, acetic acid, succinic acid, malonic acid, malic acid, tartaric acid, melittic acid, adipic acid, succinic acid, maleic acid, phthalic acid, sebatin Examples include acid, citric acid, butanetricarboxylic acid, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, ethylenediaminetetracarboxylic acid, trimellitic acid and the like.
前記金属化合物としては、Ti、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及び3価Crからなる群より選ばれた1種または2種以上の金属を含む金属化合物としては、特に限定されるものではないが、例えばこれら金属の金属酸化物、水酸化物、錯体化合物、有機酸塩、無機酸塩などが挙げられる。中でも、3価Crを含む金属化合物を用いるのが好ましく、この場合には、高温条件下での耐電解液性をより向上させることができるし、成形性も向上させることができる。前記3価Crを含む金属化合物としては、例えば硫酸クロム、硝酸クロム、フッ化クロム、蓚酸クロム、酢酸クロム等が挙げられる。 As the metal compound, as a metal compound containing one or more metals selected from the group consisting of Ti, Hf, Mo, W, Se, Ce, Fe, Cu, Zn, V and trivalent Cr Although not particularly limited, for example, metal oxides, hydroxides, complex compounds, organic acid salts and inorganic acid salts of these metals can be mentioned. Among these, it is preferable to use a metal compound containing trivalent Cr. In this case, the resistance to electrolytic solution under high temperature conditions can be further improved, and the moldability can also be improved. Examples of the metal compound containing trivalent Cr include chromium sulfate, chromium nitrate, chromium fluoride, chromium oxalate, and chromium acetate.
(3)接着剤
[接着剤]
本発明に用いられる接着剤としては、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂などの熱硬化性樹脂、あるいは(a)カルボン酸基またはカルボン酸無水物基、(b)エポキシ基、(c)ヒドロキシル基、(d)アミノ基、(e)シリル基等の少なくとも1種の官能基を含有するポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂の一般的な接着剤を使用することができる。特に、合成樹脂製ライナーとしてポリオレフィン系樹脂を選択した場合には、これらの中でも官能基を含有するポリオレフィン系樹脂との組み合わせが好ましい。
本発明の官能基を含有するポリオレフィン系樹脂とは、上記(a)〜(e)の官能基を有する化合物またはモノマー(以下官能基含有化合物とも称す)と炭素数2〜10程度のα―オレフィンの少なくとも1種とのランダム共重合体や、ポリオレフィン系樹脂に該官能基含有化合物をグラフト変性した変性ポリオレフィン系樹脂を包含するものである。
以下に(a)〜(e)官能基含有化合物について詳述する。
(3) Adhesive [Adhesive]
Examples of the adhesive used in the present invention include thermosetting resins such as epoxy resins, polyurethane resins, polyester resins, acrylic resins, or (a) carboxylic acid groups or carboxylic anhydride groups, (b) epoxy groups, A general adhesive for thermoplastic resins such as polyolefin resins containing at least one functional group such as (c) hydroxyl group, (d) amino group, and (e) silyl group can be used. In particular, when a polyolefin resin is selected as the synthetic resin liner, among these, a combination with a polyolefin resin containing a functional group is preferable.
The polyolefin-based resin containing a functional group of the present invention is a compound or monomer having the functional groups (a) to (e) (hereinafter also referred to as a functional group-containing compound) and an α-olefin having about 2 to 10 carbon atoms. And a modified polyolefin resin obtained by graft-modifying the functional group-containing compound on a polyolefin resin.
Hereinafter, the functional group-containing compounds (a) to (e) will be described in detail.
[官能基]
官能基(a)のカルボン酸基またはカルボン酸酸無水物基を導入する化合物としては、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等のα,β−不飽和ジカルボン酸またはこれらの無水物、アクリル酸、メタクリル酸、フラン酸、クロトン酸、ビニル酢酸、ペンテン酸等の不飽和モノカルボン酸等が挙げられる。
[Functional group]
As the compound for introducing the carboxylic acid group or carboxylic acid anhydride group of the functional group (a), α, β-unsaturated dicarboxylic acid such as maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, itaconic acid or the anhydride thereof, Examples thereof include unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, furanic acid, crotonic acid, vinyl acetic acid and pentenoic acid.
官能基(b)のエポキシ基を導入する化合物としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、イタコン酸モノグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸モノグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸ジグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸トリグリシジルエステルおよびα−クロロアクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、フマール酸等のグリシジルエステル類またはビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジルオキシエチルビニルエーテル、スチレン・p−グリシジルエーテルなどのグリシジルエーテル類、p−グリシジルスチレンなどが挙げられるが、特に好ましいものとしてはメタクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエーテルを挙げることができる。 As the compound for introducing the epoxy group of the functional group (b), glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, itaconic acid monoglycidyl ester, butenetricarboxylic acid monoglycidyl ester, butenetricarboxylic acid diglycidyl ester, butenetricarboxylic acid triglycidyl ester and Glycidyl esters such as α-chloroacrylic acid, maleic acid, crotonic acid, fumaric acid, etc. or glycidyl ethers such as vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, glycidyloxyethyl vinyl ether, styrene / p-glycidyl ether, p-glycidyl styrene, etc. Among them, particularly preferred are glycidyl methacrylate and allyl glycidyl ether.
官能基(c)ヒドロキシル基を導入する化合物としては、1−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 As a compound which introduce | transduces a functional group (c) hydroxyl group, 1-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, etc. are mentioned.
官能基(d)アミノ基を導入する化合物としては、アミノエチル(メタ)アクリレート、プロピルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、フェニルアミノエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Functional group (d) As the compound for introducing amino group, aminoethyl (meth) acrylate, propylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dibutylaminoethyl (meth) Examples include acrylate, aminopropyl (meth) acrylate, phenylaminoethyl (meth) acrylate, and cyclohexylaminoethyl (meth) acrylate.
官能基(e)シリル基を導入する化合物としては、有機シラン化合物であって、一般式RR´nSiYn−3で示される化合物である。ここでRは例えばビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロヘキセニル基等の不飽和脂肪族炭化水素または不飽和のハイドロカーボンオキシ基であり、末端にビニル基を持つものが望ましい。Yはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、メトキシエトキシ基、アセトキシ基、アルキルアミノ基等任意の加水分解し得る有機基である。R´は任意の有機基であり、RまたはYと同一であってもかまわない。最も好ましいシラン化合物はビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセチルシラン、ビニルトリクロロシラン等の不飽和シラン化合物が挙げられる。 Functional group (e) The compound for introducing a silyl group is an organic silane compound, which is a compound represented by the general formula RR ′ n SiY n-3 . Here, R is, for example, an unsaturated aliphatic hydrocarbon such as a vinyl group, an allyl group, a butenyl group, or a cyclohexenyl group, or an unsaturated hydrocarbonoxy group, and preferably has a vinyl group at the terminal. Y is an arbitrary hydrolyzable organic group such as a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a methoxyethoxy group, an acetoxy group, and an alkylamino group. R ′ is an arbitrary organic group and may be the same as R or Y. Most preferred silane compounds include unsaturated silane compounds such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetylsilane, and vinyltrichlorosilane.
本発明の官能基を含有するポリオレフィン系樹脂の樹脂成分中に官能基を導入する具体的な方法としては、少なくとも1種の官能基含有化合物またはモノマーをグラフト変性した変性ポリオレフィン系樹脂として導入する方法、官能基をエチレン、プロピレン等のオレフィンと官能基含有化合物とのランダム共重合体を樹脂成分に配合し導入する方法等が挙げられる。
上記官能基の含有量は0.001〜30重量%の範囲であり、グラフト変性ポリオレフィン系樹脂の場合には、0.001〜10重量%の範囲であり、ランダム共重合体の場合では1〜30重量%の範囲であることが適性である。上記官能基の含有量が0.001重量%未満では、接着強度が低く、本発明の目的を達成することができず、官能基含有量が30重量%を超える量に調製する原料の官能基含有ポリオレフィン系樹脂を入手することが難しく、かつ経済的ではない。
As a specific method for introducing a functional group into a resin component of a polyolefin resin containing a functional group of the present invention, a method of introducing a modified polyolefin resin obtained by graft-modifying at least one functional group-containing compound or monomer. And a method in which a random copolymer of an olefin such as ethylene or propylene with a functional group and a functional group-containing compound is mixed and introduced into the resin component.
The content of the functional group is in the range of 0.001 to 30% by weight, in the case of a graft-modified polyolefin resin, in the range of 0.001 to 10% by weight, and in the case of a random copolymer, 1 to 1% by weight. Suitably it is in the range of 30% by weight. When the content of the functional group is less than 0.001% by weight, the adhesive strength is low, the object of the present invention cannot be achieved, and the functional group of the raw material to be prepared with the functional group content exceeding 30% by weight. It is difficult to obtain the polyolefin-containing resin and it is not economical.
本発明の上記(a)〜(e)の官能基含有化合物の少なくとも1種をグラフトした官能基含有ポリオレフィン系樹脂の製造方法としては、ラジカル開始剤の存在下に前記官能基を有する化合物の少なくとも1種を樹脂とともに押出機内で溶融しながら反応させる溶融法、または樹脂とともに溶液で溶解しながら反応させる溶液法で重合体にグラフト化して官能基を含有させる方法が挙げられる。
ラジカル開始剤としては、有機過酸化物、ジクミル化合物等が挙げられる。
The method for producing a functional group-containing polyolefin resin obtained by grafting at least one of the functional group-containing compounds (a) to (e) of the present invention includes at least a compound having the functional group in the presence of a radical initiator. Examples thereof include a melting method in which one kind is reacted with a resin while being melted in an extruder, or a method in which a polymer is grafted to a polymer by a reaction method in which the reaction is carried out while dissolving in a solution together with a resin.
Examples of the radical initiator include organic peroxides and dicumyl compounds.
有機過酸化物としては、例えば、ヒドロパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジアルキル(アリル)パーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、ジプロピオニルパーオキサイド、ジオクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、パーオキシコハク酸、パーオキシケタール、2,5−ジメチル−2,5ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルオキシアセテート、t−ブチルパーオキシイソブチレート等が好適に用いられる。 Examples of organic peroxides include hydroperoxide, dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, dialkyl (allyl) peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, dipropionyl peroxide, dioctanoyl peroxide, and benzoyl. Peroxide, peroxysuccinic acid, peroxyketal, 2,5-dimethyl-2,5di (t-butylperoxy) hexane, t-butyloxyacetate, t-butylperoxyisobutyrate, etc. are preferably used. It is done.
また、官能基含有オレフィン系ランダム共重合体は、チューブラー反応器、オートクレーブ反応器等を使用して一般的には高圧ラジカル重合法等で製造される。オレフィンと該官能基含有モノマーとのランダム共重合体としては、エチレン等のα−オレフィンの少なくとも1種のオレフィンと不飽和カルボン酸との共重合体等が挙げられる。
例えば、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタアクリル酸共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン−アクリル酸ー酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸−酢酸ビニル酸共重合体、エチレン−無水マレイン酸−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−無水マレイン酸−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−無水マレイン酸−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。
The functional group-containing olefin random copolymer is generally produced by a high pressure radical polymerization method using a tubular reactor, an autoclave reactor or the like. Examples of the random copolymer of an olefin and the functional group-containing monomer include a copolymer of at least one olefin of an α-olefin such as ethylene and an unsaturated carboxylic acid.
For example, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-maleic anhydride copolymer, ethylene-acrylic acid-vinyl acetate copolymer, ethylene-methacrylic acid-vinyl acetate copolymer Ethylene-maleic anhydride-methyl acrylate copolymer, ethylene-maleic anhydride-ethyl acrylate copolymer, ethylene-maleic anhydride-vinyl acetate copolymer, and the like.
上記グラフト化に供せられるポリオレフィン系樹脂としては、チーグラー触媒、フィリップス触媒、メタロセン触媒とによる高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン等や低密度ポリエチレン、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸アルキル共重合体等の高圧ラジカル法ポリエチレン系樹脂等のポリエチレン系樹脂、ホモポリプロピレン、プロピレンーエチレン共重合体等のポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。
上記官能基含有オレフィン系ランダム共重合体およびグラフト化官能基含有ポリオレフィン系樹脂は、単独または未変性ポリオレフィン系樹脂と混合して使用される。特に官能基の含有量、MFR、密度等の調整が容易に行えることから、官能基含有ポリオレフィン系樹脂を未変性ポリオレフィン系樹脂との混合物として使用することが好ましい。これらの中でもポリエチレン系樹脂が好ましい。
Examples of polyolefin resins used for the grafting include high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-low-density polyethylene, etc., and low-density polyethylene, ethylene- (meth) acrylic with Ziegler catalyst, Phillips catalyst, metallocene catalyst. Examples thereof include polyethylene resins such as acid copolymers and high-pressure radical polyethylene resins such as ethylene- (meth) acrylic acid alkyl copolymers, and polypropylene resins such as homopolypropylene and propylene-ethylene copolymers.
The functional group-containing olefin random copolymer and the grafted functional group-containing polyolefin resin are used alone or mixed with an unmodified polyolefin resin. In particular, it is preferable to use the functional group-containing polyolefin resin as a mixture with the unmodified polyolefin resin because the functional group content, MFR, density and the like can be easily adjusted. Among these, a polyethylene resin is preferable.
以下本発明における好ましいポリエチレン系樹脂で構成される接着樹脂(Z)について詳述する。
[接着樹脂(Z)]
(i)官能基を含有するポリエチレン系樹脂(X)及び未変性ポリエチレン系樹脂(Y)の材料
[高密度ポリエチレン樹脂(A)]
本発明に係る高密度ポリエチレン系樹脂(A)は、一般的にはイオン重合で製造される高密度ポリエチレン系樹脂であって、エチレン単独重合体あるいはエチレンとα−オレフィンとの共重合体を指すものであり、(a1)密度0.94〜0.97g/cm3、好ましくは密度0.945〜0.965g/cm3、より好ましくは0.95〜0.96g/cm3の範囲である。(a2)メルトフローレート(MFR)は0.01〜100g/10分、好ましくは、0.05〜50g/10分、より好ましくは0.1〜30g/10分の範囲である。これらの範囲であると容易に接着強度、剛性や耐クリープ性等の長期寿命(耐久性)が優れる性能が発揮されるものとなる。
上記密度はJIS K6922−1(1997)の試験方法に基づいて測定した。
また、本発明において、メルトフローレート(MFR)はJIS K6922−1(1997)の試験法に基づいて条件D(温度190℃、荷重21.18N)で測定したものである。
Hereinafter, the adhesive resin (Z) composed of a preferred polyethylene resin in the present invention will be described in detail.
[Adhesive resin (Z)]
(I) Materials of polyethylene-based resin (X) and unmodified polyethylene-based resin (Y) containing functional groups [high-density polyethylene resin (A)]
The high-density polyethylene resin (A) according to the present invention is a high-density polyethylene resin generally produced by ionic polymerization, and refers to an ethylene homopolymer or a copolymer of ethylene and an α-olefin. (A1) Density 0.94 to 0.97 g / cm 3 , preferably 0.945 to 0.965 g / cm 3 , more preferably 0.95 to 0.96 g / cm 3. . (A2) The melt flow rate (MFR) is in the range of 0.01 to 100 g / 10 minutes, preferably 0.05 to 50 g / 10 minutes, more preferably 0.1 to 30 g / 10 minutes. Within such a range, the performance with excellent long-term life (durability) such as adhesive strength, rigidity and creep resistance is easily exhibited.
The density was measured based on the test method of JIS K6922-1 (1997).
Moreover, in this invention, melt flow rate (MFR) is measured on condition D (temperature 190 degreeC, load 21.18N) based on the test method of JISK6922-1 (1997).
[直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(B)]
本発明に係る直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(B)は、一般的にはイオン重合で製造される直鎖状低密度ポリエチレン樹脂であって、エチレンとα−オレフィンとの共重合体を指すものであり、(b1)密度0.90〜0.94g/cm3、好ましくは密度0.91〜0.935g/cm3、より好ましくは0.92〜0.93g/cm3の範囲である。(b2)メルトフローレート(MFR)は0.01〜100g/10分、好ましくは、0.05〜50g/10分、より好ましくは0.1〜30g/10分の範囲である。これらの範囲であると容易に接着強度、剛性や耐クリープ性等の長期寿命(耐久性)が優れる性能が発揮されるものとなる。
[Linear Low Density Polyethylene Resin (B)]
The linear low density polyethylene resin (B) according to the present invention is a linear low density polyethylene resin generally produced by ionic polymerization, and refers to a copolymer of ethylene and α-olefin. are those, in the range of (b1) a density 0.90~0.94g / cm 3, preferably a density 0.91~0.935g / cm 3, more preferably 0.92~0.93g / cm 3 . (B2) The melt flow rate (MFR) is in the range of 0.01 to 100 g / 10 minutes, preferably 0.05 to 50 g / 10 minutes, more preferably 0.1 to 30 g / 10 minutes. Within such a range, the performance with excellent long-term life (durability) such as adhesive strength, rigidity and creep resistance is easily exhibited.
上記(A)成分及び(B)成分のα−オレフィンとしては、直鎖または分岐鎖状の炭素数3〜20のオレフィンが好ましく、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセンを挙げることができる。またそれらを2種類以上組み合わせて使用しても良い。これら共重合体の中でも、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレン・1−ヘキセン共重合体、エチレン・4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレン・1−オクテン共重合体が経済性の観点から好適である。 The α-olefin of the component (A) and the component (B) is preferably a linear or branched olefin having 3 to 20 carbon atoms, such as propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, Examples include 4-methyl-1-pentene, 1-octene, and 1-decene. Two or more of them may be used in combination. Among these copolymers, ethylene / 1-butene copolymer, ethylene / 1-hexene copolymer, ethylene-4-methyl-1-pentene copolymer, and ethylene / 1-octene copolymer are economical. It is preferable from the viewpoint.
上記イオン重合で製造される高密度ポリエチレン系樹脂(A)または直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(B)は、特に製造触媒、プロセス等に限定されるものではなく、非特許文献1(成書『ポリエチレン技術読本』(松浦一雄・三上尚孝編著、工業調査会刊行、2001年)のp.123〜160、p.163〜196等)に記載されている方法により製造することが可能である。即ち、チーグラー系触媒、シングルサイト系触媒等や、スラリー法、溶液法、気相法の各重合様式にて、各種重合反応器、重合条件、触媒にて製造することが可能である。
シングルサイト系触媒で製造されるポリエチレン系樹脂としては、日本ポリエチレン(株)社製の商品名:ハーモレックス、商品名:カーネル、日本エボリュー(株)製の商品名:エボリュー、ダウ・ケミカル(株)製の商品名:エンゲージなどが挙げられる。
The high-density polyethylene resin (A) or linear low-density polyethylene resin (B) produced by the ionic polymerization is not particularly limited to the production catalyst, process, etc. It can be produced by the method described in “Polyethylene Technology Reader” (edited by Kazuo Matsuura and Naotaka Mikami, published by Industrial Research Institute, p. 123-160, p. 163-196, etc.). . That is, it can be produced by various polymerization reactors, polymerization conditions, and catalysts in each polymerization mode of Ziegler catalyst, single site catalyst, etc., slurry method, solution method, gas phase method.
As polyethylene-based resins produced with single-site catalysts, product names manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd .: Harmolex, product names: Kernel, products manufactured by Nippon Evolue Co., Ltd .: Evolue, Dow Chemical Co., Ltd. ) Product name: Engage etc.
上記密度はJIS K6922−1(1997)の試験方法に基づいて測定した。
また、メルトフローレート(MFR)はJIS K6922−1(1997)の試験法に基づいて条件D(温度190℃、荷重21.18N)で測定した。
また、上記(a1)、(b1)の密度は、α−オレフィンの種類及び含有量でコントロールすることができ、該含有量が多くなると密度は低くなる傾向を示し、上記(a2)または(b2)のメルトフローレート(MFR)は、水素等の連鎖移動剤、プロセス等で制御される。これらの制御は当業者にとっては周知の慣用手段である。
The density was measured based on the test method of JIS K6922-1 (1997).
Moreover, the melt flow rate (MFR) was measured on condition D (temperature 190 degreeC, load 21.18N) based on the test method of JISK6922-1 (1997).
The density of the above (a1) and (b1) can be controlled by the type and content of the α-olefin, and the density tends to decrease as the content increases, and the above (a2) or (b2) ) Melt flow rate (MFR) is controlled by a chain transfer agent such as hydrogen, a process or the like. These controls are conventional means well known to those skilled in the art.
[高圧ラジカル法ポリエチレン系樹脂(C)]
本発明の高圧ラジカル法ポリエチレン系樹脂(C)とは、(c1)メルトフローレート0.01〜100g/10minの、高圧ラジカル重合法によるエチレン単独重合体(低密度ポリエチレン樹脂)、エチレン・ビニルエステル共重合体およびエチレンとα,β−不飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合体等が挙げられ、これら低密度ポリエチレン樹脂等は公知の高圧ラジカル重合法により製造され、チューブラー法、オートクレーブ法のいずれの方法で製造してもよい。
上記低密度ポリエチレン系樹脂では、密度0.91〜0.935g/cm3、メルトフローレート0.05〜100g/10分、好ましくは0.1〜50g/10分の範囲のものが好適に使用される。
[High pressure radical polyethylene resin (C)]
The high-pressure radical polyethylene resin (C) of the present invention is (c1) an ethylene homopolymer (low-density polyethylene resin) or ethylene vinyl ester by a high-pressure radical polymerization method having a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min. And copolymers of ethylene and α, β-unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof. These low-density polyethylene resins and the like are produced by a known high-pressure radical polymerization method, tubular method, autoclave method. It may be produced by any of these methods.
The low density polyethylene resin preferably has a density of 0.91 to 0.935 g / cm 3 and a melt flow rate of 0.05 to 100 g / 10 minutes, preferably 0.1 to 50 g / 10 minutes. Is done.
エチレン・ビニルエステル共重合体は、エチレンを主成分とし、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、トリフルオル酢酸ビニルなどのビニルエステル単量体との共重合体である。これらの中でも特に好ましいものとしては、酢酸ビニルを挙げることができる。エチレン50〜99.5重量%、ビニルエステル0.5〜50重量%、他の共重合可能な不飽和単量体0〜49.5重量%からなる共重合体が好ましい。さらにビニルエステル含有量は3〜20重量%、特に好ましくは5〜15重量%の範囲で選択される。 The ethylene-vinyl ester copolymer is composed mainly of ethylene, and vinyl ester monomers such as vinyl propionate, vinyl acetate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl laurate, vinyl stearate, and vinyl trifluoroacetate. It is a copolymer. Among these, vinyl acetate is particularly preferable. A copolymer comprising 50 to 99.5% by weight of ethylene, 0.5 to 50% by weight of vinyl ester, and 0 to 49.5% by weight of other copolymerizable unsaturated monomers is preferred. Furthermore, the vinyl ester content is selected in the range of 3 to 20% by weight, particularly preferably 5 to 15% by weight.
エチレンとα,β−不飽和カルボン酸エステルとの共重合体の代表的な共重合体としては、エチレン・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、エチレン・アクリル酸ブチル共重合体、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体、エチレン・メタクリル酸エチル共重合体等のエチレン・(メタ)アクリル酸またはそのアルキルエステル共重合体;エチレン・無水マレイン酸・酢酸ビニル共重合体、エチレン・無水マレイン酸・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・無水マレイン酸・アクリル酸エチル共重合体等の二元共重合体又は多元共重合体等が挙げられる。
すなわち、これらのコモノマーとしては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸−n−ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル等を挙げることができる。この中でも特に好ましいものとして(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等のアルキルエステルを挙げることができる。特に(メタ)アクリル酸エステル含有量は3〜30重量%、好ましくは5〜20重量%の範囲である。
Typical copolymers of ethylene and α, β-unsaturated carboxylic acid ester include ethylene / methyl acrylate copolymer, ethylene / ethyl acrylate copolymer, ethylene / butyl acrylate copolymer. Polymers, ethylene / (meth) acrylic acid such as ethylene / methyl methacrylate copolymer, ethylene / ethyl methacrylate copolymer or alkyl ester copolymers thereof; ethylene / maleic anhydride / vinyl acetate copolymer, ethylene -A binary copolymer such as a maleic anhydride / methyl acrylate copolymer, an ethylene / maleic anhydride / ethyl acrylate copolymer, or a multi-component copolymer.
That is, as these comonomers, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, acrylic acid-n-butyl, methacrylic acid- Examples thereof include n-butyl, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, lauryl acrylate, and lauryl methacrylate. Among these, alkyl esters such as methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate are particularly preferable. In particular, the (meth) acrylic acid ester content is in the range of 3 to 30% by weight, preferably 5 to 20% by weight.
[超低密度ポリエチレン系樹脂(D)]
本発明に係る超低密度ポリエチレン系樹脂(D)とは、(d1)密度0.86〜0.90g/cm3未満、好ましくは0.87〜0.89g/cm3の範囲、(d2)MFRが0.01〜100g/10分、好ましくは0.1〜50g/10分の範囲のエチレンと炭素3〜12のα−オレフィン共重合体であり、結晶性を有するエチレン・α−オレフィン共重合体や微結晶性のエチレン・α−オレフィン共重合体が挙げられる。
[Ultra low density polyethylene resin (D)]
The ultra-low density polyethylene resin (D) according to the present invention is (d1) a density of 0.86 to less than 0.90 g / cm 3 , preferably 0.87 to 0.89 g / cm 3 , (d2) An ethylene / α-olefin copolymer having an MFR of 0.01 to 100 g / 10 minutes, preferably 0.1 to 50 g / 10 minutes, and an ethylene-carbon 3-12 α-olefin copolymer having crystallinity. Examples thereof include a polymer and a microcrystalline ethylene / α-olefin copolymer.
[熱可塑性エラストマー(E)]
本発明の熱可塑性エラストマーとは、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリブタジエン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー等が挙げられるが、これらの中でも、ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマーが、ライナー材料との相溶性、経済性等から好ましい。
[Thermoplastic elastomer (E)]
Examples of the thermoplastic elastomer of the present invention include polyolefin-based elastomers, polystyrene-based elastomers, polybutadiene-based elastomers, polyurethane-based elastomers, polyamide-based elastomers. Among these, polyolefin-based elastomers and polystyrene-based elastomers are used as liner materials. From the standpoint of compatibility, economy and the like.
ポリオレフィン系エラストマーとしては、エチレンープロピレン共重合体ゴム(EPR)、エチレンープロピレン−ジエン共重合体ゴム(EPDM)等のエチレン・α−オレフィン共重合体ゴムが挙げられる。また、ポリプロピレン系樹脂とEPR,EPDM,所望により超低密度ポリエチレン樹脂、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂などのポリエチレン樹脂あるいはオイル及び架橋剤の存在下で、動的に部分架橋や完全架橋して得られるポリオレフィン系エラストマー(TPO)を包含する。 Examples of polyolefin elastomers include ethylene / α-olefin copolymer rubbers such as ethylene-propylene copolymer rubber (EPR) and ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM). It can also be obtained by dynamic partial crosslinking or complete crosslinking in the presence of polypropylene resin and EPR, EPDM, polyethylene resin such as ultra-low density polyethylene resin or linear low density polyethylene resin, or oil and crosslinking agent as required. Including polyolefin-based elastomers (TPO).
また、ポリスチレン系エラストマーとしては、スチレン、t−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1−ジフェニルスチレン、N,N−ジエチル−p−アミノエチルスチレン、ビニルトルエン、p−第3ブチルスチレン等のうちから1種又は2種以上の芳香族ビニル化合物と、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン等のうちから1種又は2種以上が選ばれ共役ジエン化合物とのブロック共重合体、及び/又はその水添物が挙げられる。 Examples of the polystyrene elastomer include styrene, t-butylstyrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, divinylbenzene, 1,1-diphenylstyrene, N, N-diethyl-p-aminoethylstyrene, vinyltoluene, One or more aromatic vinyl compounds from among p-tert-butylstyrene and the like, for example, from among butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, etc. 1 type (s) or 2 or more types are selected, and the block copolymer with a conjugated diene compound and / or its hydrogenated material are mentioned.
上記のポリスチレン系エラストマーの具体例としては、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)、スチレンーイソプレン共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)等が挙げられる。上記ブロック共重合体の製造方法としては数多くの方法が提案されているが、代表的な方法としては、例えば特公昭40−23798号公報に記載された方法により、リチウム触媒又はチーグラー型触媒を用い、不活性媒体中でブロック重合させて得ることができる。 Specific examples of the polystyrene elastomer include styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS), styrene-isoprene copolymer, styrene-isoprene-styrene copolymer (SIS), and the like. As a method for producing the block copolymer, many methods have been proposed. As a typical method, for example, a lithium catalyst or a Ziegler type catalyst is used by the method described in Japanese Patent Publication No. 40-23798. It can be obtained by block polymerization in an inert medium.
上記水添物の具体例としては、スチレン−エチレン・ブテン共重合体(SEB)、スチレン−エチレン・プロピレン共重合体(SEP)、スチレン−エチレン・ブテン−スチレン共重合体(SEBS)、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレン共重合体(SEPS)、スチレン−エチレン・エチレン・プロピレン−スチレン共重合体(SEEPS)、スチレン−ブタジエン・ブチレン−スチレン共重合体(部分水添スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、SBBS)等を挙げることができる。 Specific examples of the hydrogenated product include styrene-ethylene / butene copolymer (SEB), styrene-ethylene / propylene copolymer (SEP), styrene-ethylene / butene-styrene copolymer (SEBS), styrene- Ethylene / propylene / styrene copolymer (SEPS), styrene / ethylene / ethylene / propylene / styrene copolymer (SEEPS), styrene / butadiene / butylene / styrene copolymer (partially hydrogenated styrene / butadiene / styrene copolymer) , SBBS) and the like.
他の好ましい熱可塑性エラストマーの例としてはポリブタジエン、ブタジエンーアクリロニトリルゴム、アクリロニトリルーブタジエンースチレン共重合体ゴム、イソブチレンーイソプレンゴム、クロロプレンゴム等が挙げられる。 Examples of other preferable thermoplastic elastomers include polybutadiene, butadiene-acrylonitrile rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer rubber, isobutylene-isoprene rubber, chloroprene rubber and the like.
(ii)官能基含有ポリエチレン樹脂(X)の構成
本発明の官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)は、前記官能基含有エチレン系ランダム共重合体及びグラフト化官能基含有ポリエチレン系樹脂を包含し、該グラフト化官能基含有ポリエチレン系樹脂の原材料として、前記(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分のそれぞれ単独で官能基が少なくとも1種含有されていてもよいが、(A)+(B)、(B)+(C)、(A)+(C)、(A)+(D)または(A)+(B)+(C)、(A)+(B)+(D)、(A)+(C)+(D)、(B)+(C)+(D)および(A)+(B)+(C)+(D)のいずれか1種のポリエチレン樹脂組成物として官能基を含有させることもできる。これらの組成物は、官能基含有時にドライブレンドしたり、または予めこれらを、ニーダー、ヘンシェルミキサーなどの周知の混合器で混合しておいて、官能基を含有させてもよい。
また、(A)〜(D)の少なくとも1種がそれぞれ上記に記載した条件を満たさない場合は、接着力が低下し、所望の接着強度が得られない懸念が生じることから、好ましくない。
また、(A)、(B)及び(D)の少なくとも1種がシングルサイト系触媒で製造されたものであることが、接着力、機械的強度のバランスがよく好ましい。
また、官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)の構成としては、(A)〜(D)を単独で用いるよりも、二種以上の混合物とするのが、経済性、作業性等から、好ましい。 特に好ましい組み合わせとしては(B)成分の官能基含有品であり、シングルサイト系触媒による直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を主成分とする官能基含有品が望ましい。
(Ii) Configuration of functional group-containing polyethylene resin (X) The functional group-containing polyethylene resin (X) of the present invention includes the functional group-containing ethylene random copolymer and the grafted functional group-containing polyethylene resin, As the raw material of the grafted functional group-containing polyethylene resin, each of the component (A), the component (B), the component (C) and the component (D) may contain at least one functional group. , (A) + (B), (B) + (C), (A) + (C), (A) + (D) or (A) + (B) + (C), (A) + ( Any one of B) + (D), (A) + (C) + (D), (B) + (C) + (D) and (A) + (B) + (C) + (D) A functional group can also be contained as a seed polyethylene resin composition. These compositions may be dry blended when functional groups are contained, or may be preliminarily mixed with a known mixer such as a kneader or a Henschel mixer to contain functional groups.
Moreover, when at least one of (A) to (D) does not satisfy the above-described conditions, the adhesive strength is lowered, and there is a concern that desired adhesive strength cannot be obtained.
In addition, it is preferable that at least one of (A), (B) and (D) is produced with a single site catalyst because of a good balance between adhesive strength and mechanical strength.
Moreover, as a structure of functional group containing polyethylene-type resin (X), it is preferable from economical efficiency, workability | operativity, etc. to use it as a mixture of 2 or more types rather than using (A)-(D) independently. A particularly preferable combination is a functional group-containing product of the component (B), and a functional group-containing product having a linear low density polyethylene resin as a main component by a single site catalyst is desirable.
(iii)官能基含有モノマー
本発明の官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)においては、上記された官能基の中でも官能基(a)または官能基(b)を包含する不飽和カルボン酸またはその誘導体からなる群から選ばれた少なくとも一種類のモノマーが好ましい。該不飽和カルボン酸またはその誘導体としては、一塩基性不飽和カルボン酸、二塩基性不飽和カルボン酸、ならびに、これらの金属塩、アミド、イミド、エステルおよび無水物が挙げられる。一塩基性不飽和カルボン酸の炭素数は、多くとも20個、好ましくは15個以下である。またニ塩基性不飽和カルボン酸の炭素数は、多くとも30個、好ましくは25個以下であり、この誘導体の炭素数は、多くとも30個、好ましくは25個以下である。これら不飽和カルボン酸およびその誘導体の中でも、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸およびその無水物、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸およびその無水物、ならびにメタクリル酸グリシジルが好ましく、特に無水マレイン酸、5−ノルボルネン酸無水物が、ポリエチレン樹脂組成物の接着性能が優れることから好適である。
上記の含有量は、樹脂成分に対して、不飽和カルボン酸またはその誘導体からなる群から選ばれた少なくとも一種類のモノマー量が、0.001〜30重量%であり、グラフト変性の場合には0.001〜10重量%、好ましくは0.01〜5重量%、より好ましくは0.1〜3重量%である。該含有量が、0.001重量部未満では本来の目的である接着性能に十分なものが得られず、10重量%より多い場合には未反応モノマーが増加するので好ましくない。また、エチレン等とのランダム共重合体の場合には、1〜30重量%、好ましくは2〜28重量%、より好ましくは3〜25重量%の範囲である。
(Iii) Functional group-containing monomer In the functional group-containing polyethylene resin (X) of the present invention, an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof containing the functional group (a) or the functional group (b) among the functional groups described above At least one monomer selected from the group consisting of Examples of the unsaturated carboxylic acid or derivative thereof include monobasic unsaturated carboxylic acids, dibasic unsaturated carboxylic acids, and metal salts, amides, imides, esters and anhydrides thereof. The number of carbon atoms of the monobasic unsaturated carboxylic acid is at most 20, preferably 15 or less. In addition, the carbon number of the dibasic unsaturated carboxylic acid is at most 30, preferably 25 or less, and the carbon number of this derivative is at most 30, preferably 25 or less. Among these unsaturated carboxylic acids and derivatives thereof, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and anhydrides thereof, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid and anhydrides thereof, and glycidyl methacrylate are preferable, and maleic anhydride is particularly preferable. , 5-norbornene acid anhydride is preferred because of the excellent adhesion performance of the polyethylene resin composition.
In the case of graft modification, the content is 0.001 to 30% by weight of at least one monomer selected from the group consisting of an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof with respect to the resin component. It is 0.001 to 10 weight%, Preferably it is 0.01 to 5 weight%, More preferably, it is 0.1 to 3 weight%. When the content is less than 0.001 part by weight, a sufficient adhesive performance which is the original purpose cannot be obtained, and when it is more than 10% by weight, unreacted monomers increase, which is not preferable. In the case of a random copolymer with ethylene or the like, it is in the range of 1 to 30% by weight, preferably 2 to 28% by weight, more preferably 3 to 25% by weight.
(iv)ラジカル開始剤
本発明においてポリエチレン系樹脂に官能基をグラフト化する際に用いるラジカル開始剤としては、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ラウロイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、α,α´−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、ジt−ブチルジパーオキシイソフタレート、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルパーオキシ)バレレート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシアセテート、シクロヘキサノンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシラウレート、アセチルパーオキサイドなどの有機過酸化物が挙げられる。
これらの中でも、半減期1分を得るための分解温度が、160〜200℃のものが好ましい。分解温度が低すぎると原料のポリエチレン系樹脂が押出機内で十分可塑化しないうちに分解反応が始まるため、反応率が低くなる上にゲルやフィッシュアイが多くなり、逆に分解温度が高すぎると、押出機内等で反応が完結せず、未反応の不飽和カルボン酸およびその誘導体の量が多くなる。
ラジカル開始剤の配合量は、通常1次変性時において、ポリエチレン系樹脂を含む樹脂成分の合計100重量部に対して0.005〜0.5重量部、好ましくは0.01〜0.3重量部、より好ましくは0.01〜0.1重量部の範囲で使われる。0.005重量部未満ではグラフト化反応が十分に行なわれず未反応モノマーが増加するので好ましくない。また、0.5重量部より多い場合には、ゲル、フィッシュアイが多発する可能性があるため好ましくない。
(Iv) Radical initiator In the present invention, as a radical initiator used when grafting a functional group onto a polyethylene resin, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl is used. -2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne-3, 2,5-dimethyl-2,5-di (t -Butylperoxy) hexane, lauroyl peroxide, t-butylperoxybenzoate, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, t-butylcumyl peroxide, α, α ' -Bis (t-butylperoxy-m-isopropyl) benzene, di-t-butyldiperoxy Isophthalate, n-butyl-4,4-bis (t-butylperoxy) valerate, t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxyacetate, cyclohexanone peroxide, t-butylperoxylaurate, acetyl peroxide And organic peroxides.
Among these, those having a decomposition temperature for obtaining a half-life of 1 minute are preferably 160 to 200 ° C. If the decomposition temperature is too low, the decomposition reaction will start before the raw polyethylene resin is sufficiently plasticized in the extruder, so the reaction rate will be low and more gels and fish eyes will be generated. Conversely, if the decomposition temperature is too high The reaction is not completed in the extruder or the like, and the amount of the unreacted unsaturated carboxylic acid and its derivative increases.
The compounding amount of the radical initiator is usually 0.005 to 0.5 parts by weight, preferably 0.01 to 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the total resin component including the polyethylene resin at the time of primary modification. Parts, more preferably 0.01 to 0.1 parts by weight. If it is less than 0.005 parts by weight, the grafting reaction is not sufficiently carried out and unreacted monomers increase, which is not preferable. On the other hand, when the amount is more than 0.5 parts by weight, gels and fish eyes may occur frequently.
本願発明において、不飽和カルボン酸またはその誘導体モノマーとラジカル開始剤の比率は、通常、60/1〜10/1の範囲で使われる。ラジカル開始剤の量が少なすぎると未反応モノマーが増加するため好ましくない。逆にラジカル開始剤の量が過剰になると、ゲル、フィッシュアイが多発するため好ましくない。 In the present invention, the ratio of the unsaturated carboxylic acid or its derivative monomer to the radical initiator is usually used in the range of 60/1 to 10/1. If the amount of the radical initiator is too small, unreacted monomers increase, which is not preferable. Conversely, if the amount of radical initiator is excessive, gel and fish eyes are frequently generated, which is not preferable.
(v)官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)の製造方法
官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)の製造方法は、樹脂(A)、(B)、(C)及び(D)の少なくとも1種のポリエチレン系樹脂、その組成物(以下ポリエチレン系樹脂等と称す)100重量部に、不飽和カルボン酸又はその誘導体からなる群から選ばれた少なくとも一種類の官能基含有モノマー0.05〜2.0重量部並びにラジカル開始剤0.005〜0.5重量部を加え、単軸押出機及び/又は二軸押出機や単数又は複数の反応器などを用いて溶融混練または溶媒中で変性することにより達成される。
具体的には、押出機やバンバリーミキサー、ニーダーなどを用いる溶融混練法、適当な溶媒に溶解させる溶液法、適当な溶媒中に懸濁させるスラリー法、あるいはいわゆる気相グラフト法等が挙げられる。
処理温度としては、(A)〜(D)少なくとも1種のポリエチレン系樹脂等の劣化、不飽和カルボン酸やその誘導体の分解、使用する過酸化物の分解温度などを考慮して適宜選択されるが、前記の溶融混練法を例に挙げると、通常190〜350℃であり、とりわけ200〜300℃が好適である。
本願発明に係る官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)を製造するにあたり、その性能を向上する目的で、特開昭62−10107号公報に記載のごとく既に公知の方法、例えば前記のグラフト変性時あるいは変性後にエポキシ化合物またはアミノ基もしくは水酸基などを含む多官能性化合物で処理する方法、さらに加熱や洗浄などによって未反応モノマー(不飽和カルボン酸やその誘導体)や副生する諸成分などを除去する方法を採用することができる。
上記不飽和カルボン酸およびその誘導体からなる群から選ばれた少なくとも一種のモノマーのグラフト量は高いほど望ましいが、一般的には0.001〜10重量%の範囲(グラフト量の測定法:赤外線分光光度計による)である。
(V) Production method of functional group-containing polyethylene resin (X) The production method of functional group-containing polyethylene resin (X) is at least one of resins (A), (B), (C) and (D). At least one functional group-containing monomer selected from the group consisting of an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof in 100 parts by weight of a polyethylene resin and a composition thereof (hereinafter referred to as a polyethylene resin or the like) 0.05 to 2.0 By adding 0.005 to 0.5 parts by weight of a radical initiator and a radical initiator, and melt-kneading or modifying in a solvent using a single-screw extruder and / or a twin-screw extruder or one or a plurality of reactors Achieved.
Specific examples include a melt-kneading method using an extruder, a Banbury mixer, a kneader, a solution method in which the solution is dissolved in an appropriate solvent, a slurry method in which the suspension is suspended in an appropriate solvent, or a so-called gas phase grafting method.
The treatment temperature is appropriately selected in consideration of (A) to (D) deterioration of at least one polyethylene resin, decomposition of unsaturated carboxylic acid and derivatives thereof, decomposition temperature of peroxide used, and the like. However, taking the melt kneading method as an example, it is usually 190 to 350 ° C., and 200 to 300 ° C. is particularly preferable.
In producing the functional group-containing polyethylene resin (X) according to the present invention, for the purpose of improving its performance, as described in JP-A-62-10107, an already known method, for example, the graft modification or A method of treating with an epoxy compound or a polyfunctional compound containing an amino group or a hydroxyl group after modification, and a method of removing unreacted monomers (unsaturated carboxylic acid and derivatives thereof) and various by-products by heating or washing. Can be adopted.
The higher the graft amount of at least one monomer selected from the group consisting of the unsaturated carboxylic acid and its derivative, the better, but generally it is in the range of 0.001 to 10% by weight (measurement method of graft amount: infrared spectroscopy). By a photometer).
上記ラジカル開始剤を用いて、ポリエチレン系樹脂等への反応は、グラフト化反応とポリエチレンの微架橋が同時に並行して起こるが、溶融混練時の樹脂温度を250℃以上とすることで、グラフト化反応が優先的に起こり、モノマーの高付加率を実現する。一方、樹脂温度が250℃未満ではポリエチレン系樹脂等の微架橋が優先的に起こることでゲルや樹脂焼けが増加し、得られる官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)の品質が低下する。また、樹脂温度が310℃を超えるとポリエチレン自体の劣化が加速されるため、ゲルや樹脂焼けなどが激増し、これも品質を低下させる。
また、このような高温で反応を行なうため、押出機や反応器などの内部への空気の混入はできるだけ抑える必要があり、また溶融混練では、押出機内などでの樹脂の長時間滞留も避けなければならない。このため、原料樹脂投入口付近での窒素フィードを行なうことは、極めて好ましい。
Using the above radical initiator, the reaction to polyethylene-based resin, etc., grafting reaction and polyethylene micro-crosslinking occur simultaneously in parallel, but by setting the resin temperature during melt-kneading to 250 ° C. or higher, grafting The reaction takes place preferentially to achieve a high monomer addition rate. On the other hand, when the resin temperature is less than 250 ° C., the fine crosslinking of the polyethylene resin or the like occurs preferentially, resulting in an increase in gel and resin burn, and the quality of the resulting functional group-containing polyethylene resin (X) is lowered. Further, when the resin temperature exceeds 310 ° C., the deterioration of the polyethylene itself is accelerated, so that gels and resin burns increase drastically, which also deteriorates the quality.
In addition, since the reaction is performed at such a high temperature, it is necessary to suppress air from entering the inside of the extruder or the reactor as much as possible. In melt-kneading, it is necessary to avoid the resin from staying in the extruder for a long time. I must. For this reason, it is extremely preferable to perform nitrogen feed in the vicinity of the raw material resin inlet.
本発明の官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)の製造においては、ポリオレフィン系樹脂材料を複数次にわたって変性することが好ましく、それにより比較的に高価なモノマーである、不飽和カルボン酸及びその誘導体からなる群から選ばれた少なくとも一種の変性モノマーの変性率を充分に高めて経済性を向上させ、比較的に少量の変性モノマーにて高い変性率を達成することを実現し、接着性能が非常に優れて、未反応変性モノマーが残留せず、ゲルや樹脂焼けなども生じない、高品質の変性ポリオレフィン樹脂(X)を製造することができる。
このような溶融混練での変性方法で得られるグラフト変性率(測定法:赤外線分光光度計による)は、一般的に0.2〜2.5重量%程度の範囲であり、最終次の変性ポリエチレン系樹脂(A)のグラフト変性率での上限は高いほど望ましいが、一般的には0.55重量〜3重量%の範囲である。しかし、特にこの範囲に限定されるものではなく、より高い変性率にすることが望ましい。
In the production of the functional group-containing polyethylene-based resin (X) of the present invention, it is preferable to modify the polyolefin-based resin material over a plurality of orders, and thereby from a relatively expensive monomer, an unsaturated carboxylic acid and a derivative thereof. The modification rate of at least one modification monomer selected from the group is sufficiently increased to improve economy, and a high modification rate can be achieved with a relatively small amount of modification monomer. It is possible to produce a high-quality modified polyolefin resin (X) that is excellent in that no unreacted modified monomer remains and no gel or resin burn occurs.
Graft modification rate (measurement method: by infrared spectrophotometer) obtained by such a melt-kneading modification method is generally in the range of about 0.2 to 2.5% by weight. The upper limit of the graft modification rate of the resin (A) is preferably as high as possible, but is generally in the range of 0.55 to 3% by weight. However, it is not particularly limited to this range, and a higher modification rate is desirable.
(vi)未変性ポリエチレン系樹脂(Y)の構成
本発明に係る未変性ポリエチレン系樹脂(Y)は、(a1)密度0.94〜0.97g/cm3、(a2)メルトフローレート0.01〜100g/10minを有する高密度ポリエチレン樹脂(A)、(b1)密度0.90〜0.94g/cm3未満、(b2)メルトフローレート0.01〜100g/10minの直鎖状低密度ポリエチレン(B)、(c1)メルトフローレート0.01〜100g/10minの高圧ラジカル法ポリエチレン系樹脂(C)及び、(d1)密度0.86〜0.90g/cm3未満、(d2)メルトフローレート0.01〜100g/10minの超低密度ポリエチレン系樹脂(D)及び熱可塑性エラストマー(E)から選択される少なくとも1種の未変性ポリエチレン系樹脂である。
(Vi) Configuration of Unmodified Polyethylene Resin (Y) The unmodified polyethylene resin (Y) according to the present invention has (a1) a density of 0.94 to 0.97 g / cm 3 , (a2) a melt flow rate of 0.8. High density polyethylene resin (A) having 01 to 100 g / 10 min, (b1) linear low density having a density of 0.90 to less than 0.94 g / cm 3 and (b2) melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min Polyethylene (B), (c1) high pressure radical polyethylene resin (C) having a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min, and (d1) density of 0.86 to less than 0.90 g / cm 3 , (d2) melt At least one kind selected from an ultra-low density polyethylene-based resin (D) having a flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min and a thermoplastic elastomer (E) A sexual polyethylene resin.
上記(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分及び(E)成分は、上記の官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)で使用した樹脂と同じものでもよいが、(A+B)、(A+C)、(A+D)、(A+E)、(B+C)、(B+D)、(B+E)、(C+D)、(D+E)、(A+B+C),(A+B+D)、(A+B+E)、(A+C+D)、(A+C+E)、(B+C+D)、(B+C+E)、(B+D+E)、(C+D+E)、(A+B+C+D)、(A+B+C+E)、(A+C+D+E)、(B+C+D+E)、(A+B+C+D+E)等の少なくとも1種の未変性ポリエチレン系樹脂、その組成物とを混合してもよい。
上記(Y)成分は必須ではないが、上記(X)成分が単独の場合には、成形時に過度の樹脂劣化や、ゲル等が惹起する場合も起こり得るという弊害が生じる懸念があることやMFR、密度の調節、耐熱性、機械的特性、剛性、柔軟性等の機能の調節等が容易にできる、あるいは経済的であるということから上記の(Y)成分を使用することが好ましい。
また、上記官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)または未変性ポリエチレン系樹脂に使用される(A)、(B)及び(D)の少なくとも1種がシングルサイト系触媒で製造されたものであることが、低分子量成分が少なく、官能基含有時の樹脂劣化、ゲルの発生を抑制すること、機械的強度、接着強度等の性能を向上させることからも好ましい。
The above component (A), component (B), component (C), component (D) and component (E) may be the same as the resin used in the functional group-containing polyethylene resin (X). A + B), (A + C), (A + D), (A + E), (B + C), (B + D), (B + E), (C + D), (D + E), (A + B + C), (A + B + D), (A + B + E), (A + C + D) , (A + C + E), (B + C + D), (B + C + E), (B + D + E), (C + D + E), (A + B + C + D), (A + B + C + E), (A + C + D + E), (B + C + D + E), (B + C + D + E), (A + B + C + D + E) unmodified polyethylene, etc. You may mix resin and its composition.
The component (Y) is not essential. However, when the component (X) is used alone, there is a concern that it may cause an adverse effect that excessive resin deterioration or gel may occur during molding. It is preferable to use the component (Y) because it is easy to adjust the functions such as density, heat resistance, mechanical properties, rigidity, and flexibility, or is economical.
In addition, at least one of (A), (B) and (D) used for the functional group-containing polyethylene resin (X) or unmodified polyethylene resin is produced with a single site catalyst. However, it is also preferable from the fact that there are few low molecular weight components and the resin deterioration and the generation of gel when containing functional groups are suppressed, and the performance such as mechanical strength and adhesive strength is improved.
(vii)接着樹脂(Z)の調整
本発明の接着樹脂(Z)は、合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器1の内側の肩部と該口金部材3の一端に形成された円盤部8とを、ガス漏れを抑止するために、この接着樹脂(Z)で接着または溶着されるものであり、前記(a)〜(e)の少なくとも1種の官能基を含有する下記(A)〜(D)から選択された少なくとも1種の官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)0.5〜100重量%と、下記(A)〜(E)から選ばれる少なくとも1種の未変性ポリエチレン系樹脂(Y)0〜99.5重量%とからなる、(z1)密度0.86〜0.97g/cm3、(z2)メルトフローレート0.01〜100g/10minの接着樹脂(Z)である。
(A):(a1)密度0.94〜0.97g/cm3、(a2)メルトフローレート0.01〜100g/10minを有する高密度ポリエチレン樹脂
(B):(b1)密度0.90〜0.94g/cm3未満、(b2)メルトフローレート0.01〜100g/10minの直鎖状低密度ポリエチレン樹脂
(C):(c1)メルトフローレート0.01〜100g/10minの高圧ラジカル法ポリエチレン系樹脂
(D):(d1)密度0.86〜0.90g/cm3未満、(d2)メルトフローレート0.01〜100g/10minの超低密度ポリエチレン樹脂
(E):熱可塑性エラストマー
(Vii) Adjustment of Adhesive Resin (Z) The adhesive resin (Z) of the present invention is a disc part formed at the inner shoulder part of the hollow container 1 formed of a synthetic resin liner and at one end of the
(A): (a1) density 0.94 to 0.97 g / cm 3 , (a2) high density polyethylene resin having a melt flow rate 0.01 to 100 g / 10 min (B): (b1) density 0.90 Less than 0.94 g / cm 3 , (b2) linear low density polyethylene resin (C) having a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min: (c1) high pressure radical method having a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min Polyethylene resin (D): (d1) Ultra low density polyethylene resin (E) having a density of 0.86 to less than 0.90 g / cm 3 and (d2) melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min (E): thermoplastic elastomer
より具体的には、官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)の(A),(B)、(C)および(D)の1種から選択された樹脂あるいはそれらの樹脂組成物、例えば(A)+(B)、(B)+(C)、(A)+(C)、(A)+(D)または(A)+(B)+(C)、(A)+(B)+(D)、(A)+(C)+(D)、(B)+(C)+(D)および(A)+(B)+(C)+(D)のいずれか1種の官能基含有ポリエチレン系樹脂組成物(X´)と、未変性ポリエチレン系樹脂(Y)の(A)〜(E)の1種又はそれらの少なくとも1種の未変性ポリエチレン樹脂組成物(Y´)とを混合してなることを特徴とするものである。
これらの中でも好ましいものは、接着性、耐熱性、強度、易成形性の点から、成分(B)の官能基含有直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(X)単独又は該官能基含有(B)成分と、未変性高密度ポリエチレン系樹脂(A)および未変性直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(B)との未変性ポリエチレン系樹脂組成物(Y)との混合物である。好ましい配合比は、成分(B)の官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)10〜30重量%と、未変性ポリエチレン系樹脂組成物(Y)成分(A/B=5〜40/95〜60)の90〜70重量%である。
More specifically, a resin selected from one of (A), (B), (C) and (D) of the functional group-containing polyethylene resin (X) or a resin composition thereof, for example, (A) + (B), (B) + (C), (A) + (C), (A) + (D) or (A) + (B) + (C), (A) + (B) + ( D), (A) + (C) + (D), (B) + (C) + (D) and (A) + (B) + (C) + (D) Containing polyethylene-based resin composition (X ′) and one or more of unmodified polyethylene-based resin (Y) (A) to (E) or at least one unmodified polyethylene resin composition (Y ′) It is characterized by being mixed.
Among these, preferred are the functional group-containing linear low-density polyethylene resin (X) alone or the functional group-containing (B) component from the viewpoints of adhesiveness, heat resistance, strength, and easy moldability. And a mixture of the unmodified polyethylene resin composition (Y) with the unmodified high density polyethylene resin (A) and the unmodified linear low density polyethylene resin (B). The preferred blending ratio is 10 to 30% by weight of the functional group-containing polyethylene resin (X) of the component (B) and the unmodified polyethylene resin composition (Y) component (A / B = 5 to 40/95 to 60). 90 to 70% by weight.
上記官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)と未変性ポリエチレン系樹脂(Y)との配合割合(X)/(Y)は、官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)の官能基含有濃度によって異なるが、一般的には100〜0.5/0〜99.5重量%、好ましくは95〜5/5〜95重量%、より好ましくは50〜10/50〜90重量%の範囲で選択されることが望ましい。 The blending ratio (X) / (Y) of the functional group-containing polyethylene resin (X) and the unmodified polyethylene resin (Y) varies depending on the functional group-containing concentration of the functional group-containing polyethylene resin (X). Generally, it is selected within the range of 100 to 0.5 / 0 to 99.5% by weight, preferably 95 to 5/5 to 95% by weight, more preferably 50 to 10/50 to 90% by weight. desirable.
該接着樹脂(Z)の(z1)密度は、0.86〜0.97g/cm3、好ましくは0.90〜0.96g/cm3、より好ましくは0.92〜0.95の範囲である。密度が0.86g/cm3未満では、接着強度が低下する惧れが生じ、0.97g/cm3を超える場合は、工業的に大量生産が難しいばかりでなく、耐久性が低下する惧れが生じる。
(z2)メルトフローレートは、0.01〜100g/10min、好ましくは0.05〜50g/10min、より好ましくは0.1〜30g/10minの範囲である。MFRが0.01g/10min未満では成形加工性に難点が生じ、100g/10minを超える場合では衝撃強度等の強度が低下する惧れが生じる。
The (z1) density of the adhesive resin (Z) is 0.86 to 0.97 g / cm 3 , preferably 0.90 to 0.96 g / cm 3 , more preferably 0.92 to 0.95. is there. If the density is less than 0.86 g / cm 3 , the adhesive strength may be lowered. If the density is more than 0.97 g / cm 3 , industrial mass production is difficult, and durability may be lowered. Occurs.
(Z2) The melt flow rate is in the range of 0.01 to 100 g / 10 min, preferably 0.05 to 50 g / 10 min, more preferably 0.1 to 30 g / 10 min. When the MFR is less than 0.01 g / 10 min, there is a difficulty in moldability, and when it exceeds 100 g / 10 min, the strength such as impact strength may be lowered.
本発明の接着剤は、上述の性状を満足するものであり、初期接着強度や、高圧ガスを充填、排出する際の、内側の合成樹脂製ライナー材が収縮、膨張などや、温度変化への対応性、これらが繰り返される経時変化、耐内容物への抵抗性等の耐久性が優れるものであり、これらの接着剤は、合成樹脂製ライナー材1に直接配合することが肝要である。特にブロー成形によれば、押出ダイスを用いて一工程で作製されるために効率的であり、生産スピード等の向上と、均一な塗膜が形成され、かつ接着強度等の性能が発揮されるので好ましい。 The adhesive of the present invention satisfies the above-mentioned properties, and the inner synthetic resin liner material shrinks and expands when the initial adhesive strength and high-pressure gas are filled and discharged, and the temperature changes. It is excellent in durability, such as compatibility, change with the passage of time, resistance to contents, and the like, and it is important that these adhesives are directly blended into the synthetic resin liner material 1. In particular, blow molding is efficient because it is produced in one step using an extrusion die, production speed is improved, a uniform coating film is formed, and performance such as adhesive strength is exhibited. Therefore, it is preferable.
本発明の接着剤4は、好ましくは上述の官能基を含有するポリオレフィン系樹脂であり、より好ましくは接着樹脂(Z)である。このような接着剤であると、初期接着強度や、高圧ガスを充填、排出する際の、内側の合成樹脂製ライナー材1が収縮、膨張などや、温度変化への対応性、これらが繰り返される経時変化、耐内容物への抵抗性等の耐久性が優れるものであり、本発明の接着剤は、フィルム、シート、粉体塗装等で、予め該口金部材の一端に形成された円盤部に接着材層を形成させる。特に粉体塗装によって塗膜形成を行うことが、溶剤が不要であること、均一な塗膜が形成され、比較的薄い塗膜で接着強度等の性能が発揮されるので好ましい。また、上記予め該口金部材の円盤部に接着剤を塗膜する際に、該口金部材の円盤部の一部または全面に、所望により粗面化処理を行い、上述の下地剤処理で表面処理を行っておくことが肝要である。
また他の態様としては、予め下地処理剤を施した口金部材を用いて、多層ブロー成形法等により合成樹脂製ライナー材の外層および/または最内層に接着剤層を形成し、その接着剤層を介して合成樹脂製ライナー材と下地処理剤付口金部材とを接着または溶着する方法、あるいは該口金部材に線刻および/または溝部を設けて下地処理剤を塗工し、その下地処理した線刻および/または溝部に接着剤を埋没させて接着樹脂層を形成し、その接着樹脂層を介して、ブロー成形法や射出成形法によって合成樹脂製ライナー材と口金部材とを接着または溶着する方法、さらに合成樹脂製ライナー材に上記接着剤を直接配合し、該合成樹脂製ライナー材と下地処理剤付口金部材とを接着または溶着する方法が挙げられる。
The
As another embodiment, an adhesive layer is formed on the outer layer and / or the innermost layer of the synthetic resin liner material by a multilayer blow molding method or the like using a base member pretreated with a base treatment agent, and the adhesive layer A method of adhering or welding a synthetic resin liner material and a base member with a base treatment agent via a wire, or applying a base treatment agent by providing a line and / or groove on the base member, and then applying the base treatment line A method of forming an adhesive resin layer by burying an adhesive in the groove and / or groove, and bonding or welding the synthetic resin liner material and the die member through the adhesive resin layer by a blow molding method or an injection molding method Further, a method of directly blending the above-mentioned adhesive into a synthetic resin liner material and bonding or welding the synthetic resin liner material and a base member with a base treatment agent may be mentioned.
該粉体塗装とは、静電粉末塗装法、流動浸漬法、溶射法等が一般的に挙げられるが、本発明では特に限定されないが、中でも静電塗装法が好ましい。該静電粉末塗装法では、プラスチック粉末を噴射ガンの出口で負に帯電させ、接地された被塗膜製品に向けて噴射すると、プラスチック粉末は静電的な引力で、製品の表面に均等に付着し、これを加熱炉に送り、粉末を溶融させて均一な塗膜を形成させる噴射ガンを使用する方法や静電流動浸漬法などがあるがいずれの方法でもよい。 Examples of the powder coating generally include an electrostatic powder coating method, a fluid immersion method, a thermal spraying method, and the like, but are not particularly limited in the present invention, but among them, the electrostatic coating method is preferable. In the electrostatic powder coating method, when the plastic powder is negatively charged at the outlet of the spray gun and sprayed toward the grounded coated product, the plastic powder is evenly applied to the surface of the product by electrostatic attraction. There are a method of using a spray gun that adheres and sends it to a heating furnace and melts the powder to form a uniform coating film, an electrostatic fluidized immersion method, and the like.
上記粉体塗装に用いられる接着剤の粉末は、望ましくは密度0.90〜0.97g/cm3、好ましくは0.91〜0.96g/cm3、より好ましくは0.92〜0.95の範囲である。密度が0.90g/cm3未満では、接着強度が低下する惧れが生じ、0.97g/cm3を超える場合は、耐久性が低下する惧れが生じる。
また、メルトフローレートは、0.01〜100g/10min、好ましくは0.05〜50g/10min、より好ましくは0.1〜40g/10minの範囲である。MFRが0.01g/10min未満では成形加工性に難点が生じる惧れがあり、100g/10minを超える場合では衝撃強度等の強度が低下する惧れを生じる。
The adhesive powder used for the powder coating desirably has a density of 0.90 to 0.97 g / cm 3 , preferably 0.91 to 0.96 g / cm 3 , and more preferably 0.92 to 0.95. Range. If the density is less than 0.90 g / cm 3 , the adhesive strength may decrease, and if it exceeds 0.97 g / cm 3 , the durability may decrease.
Moreover, a melt flow rate is 0.01-100 g / 10min, Preferably it is 0.05-50 g / 10min, More preferably, it is the range of 0.1-40 g / 10min. If the MFR is less than 0.01 g / 10 min, there may be a problem in molding processability, and if it exceeds 100 g / 10 min, the strength such as impact strength may be lowered.
該粉末の中位粒度は、望ましくは90〜150メッシュ(標準ふるい:JIS Z8801)、好ましくは100〜140メッシュ、より好ましくは110〜130メッシュ、嵩比重(JIS K8721に準拠)0.20〜0.50g/cc、好ましくは0.25〜0.40、より好ましくは0.30〜0.35の範囲である。
また、該粉末の静止摩擦係数(JIS K8721に準拠)は0.7〜0.9の範囲であり、好ましくは0.75〜0.85の範囲であることが望ましい。これら粉末の粒径、嵩比重、静止摩擦係数が上記範囲を逸脱する場合には、均一な塗膜や、錠止溝等の細部の個所までうまく塗装ができない場合が生じる。
The median particle size of the powder is desirably 90 to 150 mesh (standard sieve: JIS Z8801), preferably 100 to 140 mesh, more preferably 110 to 130 mesh, bulk specific gravity (according to JIS K8721) 0.20 to 0. .50 g / cc, preferably 0.25 to 0.40, more preferably 0.30 to 0.35.
Moreover, the static friction coefficient (conforming to JIS K8721) of the powder is in the range of 0.7 to 0.9, and preferably in the range of 0.75 to 0.85. When the particle size, bulk specific gravity, and static friction coefficient of these powders deviate from the above ranges, there may be cases where the coating cannot be performed well to a uniform coating film or details such as a locking groove.
また、本発明の接着剤層の厚みは、上記の粉体塗装の場合の塗膜の厚みは10μm〜2mm、好ましくは50μm〜1.5mm、より好ましくは、300μm〜1mmの範囲であることが望ましい。厚みが10μm未満では接着強度が十分でなく、繰り返しの収縮運動等で、ガス漏れが起きる懸念が生じ、2mm以上では厚すぎて、気泡が発生するなどの不具合が発生する可能性が高くなり、接着剤層を起点にガス漏れの発生の起因となる惧れが生じる。
しかし、粉体塗装以外のフィルム、シート、あるいはライナー材に設ける接着剤層の厚みは10〜5mm程度の範囲で選択される。該接着剤層の厚みが10μm未満では粉体塗装と同じく、接着力不足となり、5mm以上厚くしても接着効果は向上せず、コスト高になり、経済性を損ねるものとなる。
Moreover, the thickness of the adhesive layer of the present invention is such that the thickness of the coating film in the case of the above powder coating is in the range of 10 μm to 2 mm, preferably 50 μm to 1.5 mm, more preferably 300 μm to 1 mm. desirable. If the thickness is less than 10 μm, the adhesive strength is not sufficient, and there is a concern that gas leakage will occur due to repeated contraction motion, etc., and if it is 2 mm or more, there is a high possibility that problems such as generation of bubbles will occur. There is a concern that gas leakage may occur starting from the adhesive layer.
However, the thickness of the adhesive layer provided on the film, sheet, or liner material other than powder coating is selected in the range of about 10 to 5 mm. If the thickness of the adhesive layer is less than 10 μm, the adhesive force is insufficient as in the case of powder coating, and even if the thickness is 5 mm or more, the adhesive effect is not improved, resulting in an increase in cost and a loss of economy.
3.圧力容器
以下に本発明の圧力容器について具体的に詳述する。
本発明に係る圧力容器は、前述の通り、図2に示されるように、外側の補強材層2(外側壁)と内側の合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器1(内側壁)とで構成され、該圧力容器の少なくとも一方の端部に、予め特定の性状を満足する下地処理剤4aおよび接着剤4bが施された、高圧ガスの充填、排出用のノズル取付けのための口金部材3が装着され、該圧力容器の合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器1の内側の肩部と該口金部材3の一端に形成された円盤部8とを、ガス漏れを抑止するために、該接着剤4bを介して接着または溶着してなる圧力容器10である。
3. Pressure vessel The pressure vessel of the present invention is specifically described below.
As described above, the pressure vessel according to the present invention includes a hollow container 1 (inner wall) formed of an outer reinforcing material layer 2 (outer wall) and an inner synthetic resin liner, as shown in FIG. A base member for mounting a nozzle for filling and discharging a high-pressure gas, wherein a
(1)合成樹脂製ライナー材
内側の中空容器1を形成する合成樹脂製ライナー材は、圧力容器10に充填された高圧ガスを収納して、漏洩しないガスバリア性を有することが必要であり、その具体例としては、高密度ポリエチレン樹脂、架橋ポリエチレン、ポリプロピレン樹脂、環状オレフィン系樹脂等のポリオレフィン樹脂、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン11、ナイロン12等のポリアミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等ポリエステル系樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(ABS)樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリイミド樹脂等のエンジニアリングプラスチック等が挙げられる。
上記合成樹脂製ライナー材は、中でもポリエチレン系樹脂が、ガスバリア性、加工性、作業性、経済性等の観点から最も好ましい。
上記ポリエチレン系樹脂を合成樹脂製ライナー材として用いる場合においては、密度が、0.920〜0.970g/cm3、好ましくは、0.930〜0.960g/cm3、さらに好ましくは、0.940〜0.950g/cm3の範囲であることが望ましい。
上記密度が0.920g/cm3未満では、剛性が不足しタンク口部強度の剛性が不足し、密度が0.970g/cm3を超えるものは耐久性が低下する惧れが生じる。
また、上記ポリエチレン系樹脂においては、ハイロードメルトフローレート:HLMFR(JIS K6922−1(1997)、条件D(温度190℃、荷重211.8Nにて測定)が2〜70g/10分、好ましくは、3〜60g/10分、さらに好ましくは、4〜50g/10分であるものが望ましい。このような範囲であると、特に多層ブロー成形によって、合成樹脂製ライナー材と接着剤とを同時に押出す際に層乱れがなく、表面層が良くなることから好ましい。
上記HLMFRが2g/10分未満では、樹脂圧力が上昇し押出特性が低下し、70g/10分を超える場合では、衝撃性、耐久性が不足する惧れが生じる。
これら合成樹脂製ライナー材は、上記熱可塑性樹脂の単層体、複層体、複合材料とから構成されていても良い。例えば、高密度ポリエチレン樹脂の単層、あるいは該樹脂層内に、エンジニアリングプラスチック、金属部材、無機充填剤が分散された複合材料で、形成されていても良いし、少なくとも熱可塑性樹脂層/接着層/バリア層を含む多層構造からなる積層体としてもよい。
(1) The synthetic resin liner material forming the hollow container 1 inside the synthetic resin liner material needs to contain a high-pressure gas filled in the
Among the synthetic resin liner materials, polyethylene resins are most preferable from the viewpoints of gas barrier properties, workability, workability, economy, and the like.
In the case where the polyethylene resin is used as a synthetic resin liner, the density is 0.920 to 0.970 g / cm 3 , preferably 0.930 to 0.960 g / cm 3 , and more preferably 0.8. A range of 940 to 0.950 g / cm 3 is desirable.
When the density is less than 0.920 g / cm 3 , the rigidity is insufficient and the rigidity of the tank mouth portion is insufficient, and when the density exceeds 0.970 g / cm 3 , the durability may be lowered.
In the polyethylene resin, the high load melt flow rate: HLMFR (JIS K6922-1 (1997), condition D (measured at a temperature of 190 ° C. and a load of 211.8 N)) is 2 to 70 g / 10 minutes, preferably 3 to 60 g / 10 min, more preferably 4 to 50 g / 10 min is desirable, and within such a range, the synthetic resin liner material and the adhesive may be pressed simultaneously, particularly by multilayer blow molding. It is preferable because there is no layer disturbance when taking out and the surface layer is improved.
When the HLMFR is less than 2 g / 10 minutes, the resin pressure increases and the extrusion characteristics deteriorate, and when it exceeds 70 g / 10 minutes, there is a possibility that the impact properties and durability are insufficient.
These synthetic resin liner materials may be composed of a single layer body, a multilayer body, and a composite material of the thermoplastic resin. For example, it may be formed of a single layer of high-density polyethylene resin, or a composite material in which an engineering plastic, a metal member, and an inorganic filler are dispersed in the resin layer, or at least a thermoplastic resin layer / adhesive layer / It is good also as a laminated body which consists of a multilayer structure containing a barrier layer.
上記エンジニアリングプラスチックとしては、ナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン11、ナイロン12などの各種ポリアミド(PA)樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリビニルアルコール(PVA)などの水酸基含有各種樹脂、ポリエチレンテレフタラート(PET)やポリブチレンテレフタラート(PBT)などの各種ポリエステル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(ABS)、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂(AS)、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂やポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂などが挙げられる。
The engineering plastics include various polyamide (PA) resins such as nylon 6, nylon 6,6,
また、上記金属部材としては、鉄、アルミニウム、銅、錫、亜鉛、ニッケル、チタンなどの金属類や、これらを含む各種合金が挙げられる。 Moreover, as said metal member, metals, such as iron, aluminum, copper, tin, zinc, nickel, titanium, and various alloys containing these are mentioned.
また、無機充填剤としては、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、雲母などが挙げられるが、中でも平均粒径が0.5〜10μmの板状晶構造を持つ微粉末タルクや微粉末雲母が好適である。 Examples of the inorganic filler include talc, silica, calcium carbonate, and mica. Among them, fine powder talc and fine powder mica having a plate crystal structure with an average particle size of 0.5 to 10 μm are preferable. .
また、積層構造の合成樹脂製ライナー材としては、上記の高密度ポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂層/接着材層/バリア層の3種3層構造、熱可塑性樹脂層/接着材層/バリア層/接着材層/熱可塑性樹脂層の3種5層構造の積層体、熱可塑性樹脂層/リグラインド層/接着材層/バリア層/接着材層/熱可塑性樹脂層の4種6層構造などの3層以上の積層体が挙げられるほか、熱可塑性層/接着材層の2種2層や接着材層/バリア層/接着材層の2種3層などからなる積層体が挙げられる。
前記バリア材層に好適に使用される材料としては、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂等が挙げられる。
接着材層としては、本発明の接着剤4やエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂等の一般の接着剤が使用することができる。
これらのライナー材を用いて中空容器とする場合には、ブロー成形法、射出成形法、回転成形法、圧縮成形法などの成形法によって製造することができる。中でも、ブロー成形法、射出成形法によるのが好適である。
Further, as a synthetic resin liner material having a laminated structure, a thermoplastic resin layer / adhesive layer / barrier layer, such as the above-described high-density polyethylene resin, three-layer structure, thermoplastic resin layer / adhesive layer / barrier layer / Adhesive layer /
Examples of the material suitably used for the barrier material layer include polyamide resin, polyester resin, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinyl alcohol resin, polyacrylonitrile resin, and the like.
As the adhesive layer, general adhesives such as the
When these liner materials are used to form a hollow container, it can be produced by a molding method such as a blow molding method, an injection molding method, a rotational molding method, or a compression molding method. Of these, the blow molding method and the injection molding method are preferred.
(2)外側の補強材
外側の補強材層2を形成する補強材は、内側の合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器1を覆い、圧力容器10の耐圧性能を向上させる役割を担うものであり、アルミニウム、チタン、軽合金等の軽量の金属材で構成しても良いが、成形加工性、軽量化等を考慮した場合においては、繊維強化プラスチック(FRP:fiber reinforced plastics)あるいは繊維強化金属複合材料(FRM:fiber reinforced metal)で構成するのが好適である。すなわち、内側壁を構成する合成樹脂製ライナー材をブロー成形等で成形された筒状の中空容器1の外周壁を覆うようにFRP製の補強材層2を形成するためには、上記内側の筒状中空容器1の外周壁に、フィラメントワインディング法やテープワインディング法等によって、ヘリカル巻層、フープ巻層、レーベル巻層など、樹脂を含浸させた補強繊維束の巻層を形成し、ついで樹脂を加熱して溶融または硬化させて成形することによって外側壁の補強材層2とすることができる。補強材層2の強度は、巻層を形成する補強繊維の種類、巻付ける形態、巻付ける厚さ、樹脂の種類、樹脂の厚さなどを種々組合わせることにより、目的に合った好適な範囲の補強材層2とすることができる。また、織物などのような連続した補強材に熱硬化性樹脂を含浸させて成形するプリプレグ法等他の方法で形成しても良い。
(2) Outer reinforcing material The reinforcing material forming the outer reinforcing material layer 2 covers the hollow container 1 formed of the inner synthetic resin liner material and plays a role of improving the pressure resistance of the
巻層を形成するための補強繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、有機高弾性率繊維(例えばポリアラミド繊維)、無機繊維(金属繊維、ウイスカ、ボロン繊維、チラノ繊維)などが挙げられ、これらは1種類でも2種類以上を併用することもできる。
これらの補強繊維は、比強度、比弾性率に優れ、ワインディング時の糸切れや毛羽の発生がほとんどなく、生産性の向上、耐衝撃性能の低下防止などの観点から、炭素繊維が特に好ましい。
Examples of the reinforcing fiber for forming the wound layer include carbon fiber, glass fiber, organic high modulus fiber (for example, polyaramid fiber), inorganic fiber (metal fiber, whisker, boron fiber, Tyranno fiber), etc. One type or two or more types can be used in combination.
These reinforcing fibers are excellent in specific strength and specific elastic modulus, scarcely generate yarn breakage and fluff during winding, and carbon fibers are particularly preferable from the viewpoints of improving productivity and preventing reduction in impact resistance.
外側壁の補強材層2の形成用樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂ポリイミド樹脂などの熱硬化性樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂、ABS樹脂、ポリエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイドなどのエンジニアリングプラスチック、ポリプロピレン、ポリ4−メチルー1−ペンテン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの中でも、耐熱性、強度等の性能や経済性等の観点から一般的に熱硬化性樹脂が好ましい。 As the resin for forming the reinforcing material layer 2 on the outer side wall, epoxy resin, unsaturated polyester resin, urea resin, phenol resin, melamine resin, polyurethane resin, polyimide resin, thermosetting resin, polyamide resin, polyethylene terephthalate, polybutylene Examples thereof include polyester resins such as terephthalate, engineering plastics such as ABS resin, polyetherketone and polyphenylene sulfide, and thermoplastic resins such as polypropylene and poly-4-methyl-1-pentene resin. Among these, thermosetting resins are generally preferable from the viewpoints of performance such as heat resistance and strength, and economical efficiency.
図3は本発明の好ましい製造方法の一例であるブロー成形法の主要部の断面図を示したものである。
図3において、少なくとも金型と口金の支持台を具備したブロー成形装置の少なくとも1端部の口金部材3の支持台15に係属する支持部材14の上下に、下地処理剤4a、4a´および接着剤4b、4b´を口金部材1の一端の円盤上部に塗装された口金部材3、3´が支持され、ブロー成形機(図示せず)のダイス11から中空容器1を形成する筒状のパリソン12(a,b)を押出し、金型13(a,b)間に垂下させ、該パリソン12(a,b)で金型内に設置された口金部材3の一端部に形成された円盤部を覆い、次いで、まだ十分パリソンがやわらかい状態で該金型13(a,b)を型閉めし、該パリソン12(a,b)を縮径させ、口金部材3、3´の首部をパリソン12(a,b)と同時にピンチし、密閉された金型に気体を吹込んで、パリソン12(a,b)を金型13(a,b)壁に押圧して容器を形成させ、同時に中空容器1内側の肩部と、口金部材3、3´の円盤部8に予め塗布された下地処理面上の接着剤4b、4b´とが内圧により融着され中空容器1が作製される。次いで該中空容器1の合成樹脂製ライナー材の外周を、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸させた、カーボンファイバー糸や束、ガラス繊維糸や束等の繊維糸、束、マット等により、被覆して、硬化させて繊維強化材2(CFRP,GFRP等)層を形成し、圧力容器10を製造するものである。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the main part of a blow molding method which is an example of a preferred production method of the present invention.
In FIG. 3, the
本発明の圧力容器の製造方法において、合成樹脂製ライナー材から形成される中空容器の製造方法は、ブロー成形法に限定されるものではなく、射出成形、回転成形、圧縮成形等によって製造しても良いが、製造時に口金部材が一体化でき、製造工程が簡単で、製造コストも安く、経済的であるため、ブロー成形法を採用することが好ましい。 In the method for producing a pressure vessel of the present invention, the method for producing a hollow container formed from a synthetic resin liner material is not limited to the blow molding method, and is produced by injection molding, rotational molding, compression molding, or the like. However, since the base member can be integrated at the time of manufacture, the manufacturing process is simple, the manufacturing cost is low, and it is economical, it is preferable to employ the blow molding method.
4.圧力容器の用途
本発明に係る圧力容器は、これに充填されるガスの種類は制限されるものではなく、天然ガス、液化石油ガス、窒素、酸素、水素、ヘリウムガス、アルゴンガス、ロケット燃料などが挙げられ、口金部材と合成樹脂製ライナー材との接着力が高く、気密性が優れるなどの点からいずれにも好適に使用できる圧力容器である。
4). Use of pressure vessel The pressure vessel according to the present invention is not limited to the type of gas charged therein, and natural gas, liquefied petroleum gas, nitrogen, oxygen, hydrogen, helium gas, argon gas, rocket fuel, etc. The pressure vessel can be suitably used for any of the points such as high adhesive force between the base member and the synthetic resin liner material and excellent airtightness.
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれら実施例によって制約をうけるものではない。なお、実施例および比較例において、物性の評価は次の通りである。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not restrict | limited by these Examples, unless it deviates from the summary. In Examples and Comparative Examples, physical properties are evaluated as follows.
1.測定法
(1)メルトフローレート:MFR(単位:g/10min):JIS K6922−1(1997)、条件D(温度190℃、荷重21.18N)に準拠して測定した。
(2)ハイロードメルトフローレート((単位:g/10min):JIS K6922−1(1997)、条件D(温度190℃、荷重211.8N)に準拠して測定した。
(3)中位粒度:JIS Z8801(標準ふるい)に準拠して測定した。
(4)嵩比重:JIS K8721に準拠して測定した。
(5)静止摩擦係数:JIS K8721に準拠して測定した。
(6)接着剤層厚:静電塗装により接着剤を塗装した口金部の円盤部の任意箇所(5箇所)を選択し、下記厚み計((株)キーエンス社製EX―V)を用いて塗装膜厚を測定した。またシート厚についても同様に測定した(測定値は5点の平均値)。
[厚み計]
デジタル変位センサによる高精度過電流式:対象物とセンサヘッドの距離が近づくにつれ、過電流が大きくなり、発信振幅は小さくなる。この発信振幅を整流して直流電圧の変化とする。整流された信号と距離とはほぼ比例関係にあって、リニアライズ回路で直線性の補正を行い、距離と比例したリニアな出力を得る。厚みはデジタルで表示される。
(7)接着剤層外観性:静電塗装により接着剤を塗装した口金部の円盤部に形成された塗装膜やシートで形成された接着剤層の表面平滑性および表面状態を目視で観察した。
(8)接着強度:口金平面部の樹脂層のみをカッターを用いて幅10mm、長さ3cm程度捲(めくり)出し、テンシロンを用いて、テンシロンの引張速度50mm/min、長さ5cm、180度剥離で接着強度を測定した(測定値は5点の平均値)。
(9)ガス漏れテスト:圧力容器10に30MPaの水素ガスを充填し、室温で、30日間放置後のタンク内圧力の経時変化による。○はガス漏れなし、×はガス漏れあり。
1. Measurement method (1) Melt flow rate: MFR (unit: g / 10 min): Measured according to JIS K6922-1 (1997), condition D (temperature 190 ° C., load 21.18 N).
(2) High load melt flow rate (unit: g / 10 min): Measured according to JIS K6922-1 (1997), condition D (temperature 190 ° C., load 211.8 N).
(3) Medium particle size: measured in accordance with JIS Z8801 (standard sieve).
(4) Bulk specific gravity: Measured according to JIS K8721.
(5) Coefficient of static friction: measured in accordance with JIS K8721.
(6) Adhesive layer thickness: Select any part (5 places) of the disk part of the base part coated with adhesive by electrostatic coating, and use the following thickness gauge (EX-V manufactured by Keyence Corporation) The coating film thickness was measured. The sheet thickness was also measured in the same manner (measured value is an average value of 5 points).
[Thickness gauge]
High-accuracy overcurrent type using a digital displacement sensor: As the distance between the object and the sensor head approaches, the overcurrent increases and the transmission amplitude decreases. This transmission amplitude is rectified to change the DC voltage. The rectified signal and the distance are substantially proportional to each other, and linearity is corrected by a linearize circuit to obtain a linear output proportional to the distance. The thickness is displayed digitally.
(7) Appearance of the adhesive layer: The surface smoothness and surface state of the adhesive layer formed with a coating film or sheet formed on the disk part of the base part coated with the adhesive by electrostatic coating were visually observed. .
(8) Adhesive strength: Only the resin layer on the flat part of the die is turned 10 mm wide and 3 cm long using a cutter. Tensilon is used to pull tensilon at a pulling speed of 50 mm / min, 5 cm long, 180 degrees. The adhesive strength was measured by peeling (measured value is an average value of 5 points).
(9) Gas leak test: The
2.実施例
以下本発明を粉体塗装等で実施した例示によって実証する。
<実施例1>
[官能基含有ポリエチレン樹脂(X1)の製造]
高密度ポリエチレン樹脂(密度:0.958g/cm3、MFR:20g/10分、銘柄:HS490P、日本ポリエチレン(株)社製、A1と称す)80重量部と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.921g/cm3、MFR:16g/10分、銘柄:UJ370G、日本ポリエチレン(株)社製、B1と称す)20重量部からなる粉末状のポリエチレン系樹脂混合物(A1+B1)100重量部に、無水マレイン酸0.8部および2,5−ジメチル−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン0.02部を添加し、ヘンシェルミキサーで混合した後、モダンマシナリー(株)製50mm単軸押出機を用いて、スクリュー回転数50rpm、樹脂温度280℃の条件で溶融混練し、MFR8g/10min、密度0.950g/cm3、グラフトモノマー量0.5重量%の官能基含有ポリエチレン系樹脂(X1)を得た。
2. Examples Hereinafter, the present invention will be demonstrated by examples implemented by powder coating or the like.
<Example 1>
[Production of functional group-containing polyethylene resin (X1)]
High-density polyethylene resin (density: 0.958 g / cm 3 , MFR: 20 g / 10 min, brand: HS490P, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., referred to as A1) and linear low-density polyethylene resin (density) : 0.921 g / cm 3 , MFR: 16 g / 10 min, Brand: UJ370G, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. (referred to as B1) 20 parts by weight of powdered polyethylene resin mixture (A1 + B1) in 100 parts by weight Then, 0.8 parts of maleic anhydride and 0.02 parts of 2,5-dimethyl-di- (t-butylperoxy) hexane were added, mixed with a Henschel mixer, and then 50 mm single screw extrusion manufactured by Modern Machinery Co., Ltd. Machine, melt kneading under the conditions of a screw speed of 50 rpm and a resin temperature of 280 ° C., MFR 8 g / 10 min, density 0.950 g / c A functional group-containing polyethylene resin (X1) having m 3 and a graft monomer amount of 0.5% by weight was obtained.
[接着樹脂粉体(Z1)の製造]
官能基含有ポリエチレン樹脂(X1)20重量%と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製、Y1(B2)と称す)80重量%を90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて、粉砕した後、平滑処理をして、表1に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z1)を作製した。接着剤(Z1)としての密度及びMFRは、それぞれ、表1に示すとおりの値であった。
[Manufacture of adhesive resin powder (Z1)]
Functional group-containing polyethylene resin (X1) 20% by weight and linear low-density polyethylene resin (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., Y1 ( B2)) 80% by weight was pulverized using a mechanical pulverizer set with a 90 mesh sieve, and then smoothed to give an adhesive resin powder (Z1) having properties as shown in Table 1. Was made. The density and MFR as the adhesive (Z1) were values as shown in Table 1, respectively.
[口金部材の下地処理]
水500質量部、グリセリル化キトサン10質量部、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸10質量部を混合した液を4時間撹拌することによってグリセリル化キトサンを十分に溶解させた。得られた溶解液にフッ化クロム(3価Cr)5質量部を添加して、下地処理剤を得た。次いで、アルミニウム製の口金部材の円盤部に前記下地処理剤をロールコーターで塗布した後、200℃で30秒間加熱乾燥することによって、下地処理層(皮膜、図2の4b)を形成せしめた。
[Base treatment of base member]
The liquid which mixed 500 mass parts of water, 10 mass parts of glycerylated chitosan, and 10 mass parts of 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid was stirred for 4 hours, and the glycerylated chitosan was fully dissolved. 5 parts by mass of chromium fluoride (trivalent Cr) was added to the resulting solution to obtain a base treatment agent. Next, the surface treatment agent was applied to the disk portion of the aluminum base member with a roll coater, and then heated and dried at 200 ° C. for 30 seconds to form a surface treatment layer (film, 4b in FIG. 2).
[静電塗装]
静電塗装機(GEMA社製)を用いて、静電塗装ガンで、加電圧45KVで上記接着樹脂粉体を図1に示されるような一端に円盤部を有する口金部材の円盤部8に表1に示すような塗膜厚300μmに静電塗布後、200℃のオーブンに30分間入れ、塗布された口金部材を得た。その結果(接着強度、塗面平滑性等)を表1に示した。
[Electrostatic coating]
Using an electrostatic coating machine (manufactured by GEMA), the adhesive resin powder is applied to the disk part 8 of the base member having a disk part at one end as shown in FIG. After electrostatic coating to a coating thickness of 300 μm as shown in FIG. 1, it was placed in an oven at 200 ° C. for 30 minutes to obtain a coated base member. The results (adhesive strength, coated surface smoothness, etc.) are shown in Table 1.
[圧力容器の製造]
図3に示したように、上記塗装された口金部材を支持台15に係属する支持部14の上下にインサートし、口金部材3、3´を設置して、(株)日本製鋼所製NB150連続多層中空成形機を用い、下記条件で、ブロー成形機(図示せず)のダイス11から筒状のパリソン12(a,b)を押出し、金型13(a,b)間に垂下させ、まだ十分パリソンがやわらかい状態で該金型13(a,b)を型閉めし、該パリソン12(a,b)を縮径し、口金部材3、3´の首部をパリソン12と同時にピンチして、空気をブローしてパリソン12を金型13壁に押圧して合成樹脂製ライナー材で形成された中空容器1を形成する。一方、中空容器1の肩部7と、口金部材3の円盤部8に予め塗布された下地処理剤4a上の接着剤4bとは内圧により、口金部材3(ロッド)が中空容器1の肩部7に押圧されて、融着され、容積30リットルの口金部が接着された中空容器1を作製した。次いで中空容器1の外周を、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含浸させた、カーボンファイバー束を被覆巻回した後、エポキシ樹脂を硬化させてカーボンファイバー繊維強化材(CFRP)層2を形成し、圧力容器10を製造した。
この圧力容器10を用いて、30MPaの水素ガスを充填し、ガス漏れの有無を確認した。ガス漏れの有無については、60℃×60日または室温×30日間放置後のタンク内圧力の経時変化により行った。その結果を表1に示した(○はガス漏れなし、×はガス漏れあり)。
上記の原材料の物性、圧力容器の評価結果等を表1に示した。
[Manufacture of pressure vessels]
As shown in FIG. 3, the coated base member is inserted above and below the
Using this
Table 1 shows the physical properties of the raw materials, the evaluation results of the pressure vessel, and the like.
[ブロー成形条件]
成形温度210℃、ブロー圧力1.4MPa、金型温度20℃、吹込時間130secの条件で、外層側から高密度ポリエチレン層/リグラインド層/接着材層/ガスバリヤ−層(EVOH層)/接着材層/高密度ポリエチレン層(最内層)の4種6層(層厚:0.7mm(最外層)/2.0mm/0.1mm/0.15mm/0.1mm/2.0mm(最内層))の円筒状の中空容器を製造した。具体的な層構成は以下のとおりである。
[Blow molding conditions]
High-density polyethylene layer / regrind layer / adhesive layer / gas barrier layer (EVOH layer) / adhesive from the outer layer side under the conditions of molding temperature 210 ° C., blow pressure 1.4 MPa, mold temperature 20 ° C. and blowing time 130 sec. 4 types / 6 layers (layer thickness: 0.7 mm (outermost layer) /2.0 mm / 0.1 mm / 0.15 mm / 0.1 mm / 2.0 mm (innermost layer)) ) Cylindrical hollow container was produced. The specific layer structure is as follows.
<層構成>
[内外の高密度ポリエチレン樹脂層]
商品名:ノバテックHD HB111R、日本ポリエチレン(株)社製、密度=0.945g/cm3、メルトフローレート(MFR:測定温度190℃、荷重21.18N)=0.04g/10min、ハイロードメルトフロート(HLMFR:測定温度190℃、荷重211.8N)=6g/10min.
[リグラインド材層]
高密度ポリエチレン樹脂、接着材、エチレン−ビニルアルコール共重合体の組成比率は、各々87.2重量%、6.5重量%、6.3重量%である。
[接着材層]
商品名:アドテックス FT61AR3、日本ポリエチレン(株)社製、密度0.933g/cm3、MFR0.6g/10min。
[ガスバリヤ−層]
エチレン−ビニルアルコール共重合体層(EVOH層)
商品名:エバールF101B(株)クラレ製)
<Layer structure>
[Internal and external high density polyethylene resin layers]
Product name: Novatec HD HB111R, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., density = 0.945 g / cm 3 , melt flow rate (MFR: measurement temperature 190 ° C., load 21.18 N) = 0.04 g / 10 min, high load melt Float (HLMFR: measurement temperature 190 ° C., load 211.8 N) = 6 g / 10 min.
[Regrind material layer]
The composition ratios of the high-density polyethylene resin, the adhesive, and the ethylene-vinyl alcohol copolymer are 87.2% by weight, 6.5% by weight, and 6.3% by weight, respectively.
[Adhesive layer]
Product name: Adtex FT61AR3, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., density 0.933 g / cm 3 , MFR 0.6 g / 10 min.
[Gas barrier layer]
Ethylene-vinyl alcohol copolymer layer (EVOH layer)
Product name: EVAL F101B (manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
<実施例2〜3>
[官能基含有ポリエチレン樹脂(X2)の製造]
粉末状の直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製 (B2と称す)100重量部に、無水マレイン酸0.8部および2,5−ジメチル−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン0.02部を添加し、ヘンシェルミキサーで混合した後、モダンマシナリー(株)製50mm単軸押出機を用いて、スクリュー回転数50rpm、樹脂温度280℃の条件で溶融混練し、MFR4g/10min、密度0.925g/cm3、グラフトモノマー量が0.5重量%の官能基含有ポリエチレン樹脂(X2)を得た。
<Examples 2-3>
[Production of functional group-containing polyethylene resin (X2)]
Powdered linear low density polyethylene resin (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. (referred to as B2), 100 parts by weight of anhydrous maleic After adding 0.8 parts of acid and 0.02 part of 2,5-dimethyl-di- (t-butylperoxy) hexane and mixing with a Henschel mixer, a 50 mm single screw extruder manufactured by Modern Machinery Co., Ltd. was used. Then, melt-kneading under the conditions of a screw speed of 50 rpm and a resin temperature of 280 ° C. to obtain a functional group-containing polyethylene resin (X2) having an MFR of 4 g / 10 min, a density of 0.925 g / cm 3 and a graft monomer amount of 0.5 wt% It was.
[接着樹脂粉体(Z2)の製造]
官能基含有ポリエチレン樹脂(X2)20重量%と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製 Y1(B2)と称す)80重量%を、90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて粉砕後、平滑処理して、表1に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z2)を作製した。接着樹脂粉体(Z2)としての密度及びMFRは、それぞれ、表1に示すとおりの値であった。
上記接着樹脂粉体(Z2)を用いて、実施例1と同様に口金部材の円盤部に静電塗装を行い、厚み塗膜300μmと800μmの2種の口金部材を作製し、その物性を表1に示した。次いでこの口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表1に示した。
[Production of adhesive resin powder (Z2)]
Functional group-containing polyethylene resin (X2) 20% by weight and linear low-density polyethylene resin (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. Y1 (B2 )) 80% by weight was pulverized using a mechanical pulverizer set with a 90 mesh sieve and smoothed to produce an adhesive resin powder (Z2) having the properties shown in Table 1. . The density and MFR as the adhesive resin powder (Z2) were values as shown in Table 1, respectively.
Using the adhesive resin powder (Z2), electrostatic coating is performed on the disk portion of the base member in the same manner as in Example 1 to produce two types of base members having a thickness of 300 μm and 800 μm, and the physical properties thereof are shown. It was shown in 1. Next, using this base member, a pressure vessel was produced in the same manner as in Example 1, and the evaluation results are shown in Table 1.
<実施例4>
[官能基含有ポリエチレン樹脂(X3)の製造]
[官能基含有ポリエチレン樹脂(X3)の製造]
粉末状のシングルサイト系直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.930g/cm3、MFR:3g/10分、銘柄:ハーモレックスLL NW584N、日本ポリエチレン(株)社製、B3と称す)100重量部に、無水マレイン酸0.6部および2,5−ジメチル−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン0.02部を添加し、ヘンシェルミキサーで混合した後、モダンマシナリー(株)製50mm単軸押出機を用いて、スクリュー回転数50rpm、樹脂温度280℃の条件で溶融混練し、MFR2g/10min、密度0.930g/cm3、グラフト化率0.4重量%の官能基含有ポリエチレン樹脂(X3)を得た。
<Example 4>
[Production of functional group-containing polyethylene resin (X3)]
[Production of functional group-containing polyethylene resin (X3)]
Powdery single-site linear low-density polyethylene resin (density: 0.930 g / cm 3 , MFR: 3 g / 10 minutes, brand: Harmolex LL NW584N, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., referred to as B3) 100 After adding 0.6 parts of maleic anhydride and 0.02 parts of 2,5-dimethyl-di- (t-butylperoxy) hexane to parts by weight, mixing with a Henschel mixer, 50 mm manufactured by Modern Machinery Co., Ltd. Using a single screw extruder, melt-kneaded under the conditions of a screw speed of 50 rpm and a resin temperature of 280 ° C., MFR 2 g / 10 min, density 0.930 g / cm 3 , and functional group-containing polyethylene resin with a grafting rate of 0.4 wt% (X3) was obtained.
[接着樹脂粉体(Z3)の製造]
官能基含有ポリエチレン樹脂(X3)20重量%と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製 Y1(B2)と称す)80重量%を、90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて粉砕後、平滑処理して表1に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z3)を作製した。接着樹脂粉体(Z3)としての密度及びMFRは、それぞれ、表1に示すとおりの値であった。
上記接着樹脂粉体(Z3)を用いて、実施例1と同様に口金部材の円盤部に静電塗装を行い、厚み塗膜300μmの口金部材を作製し、その物性を表1に示した。次いでこの口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表1に示した。
[Production of adhesive resin powder (Z3)]
Functional group-containing polyethylene resin (X3) 20% by weight and linear low-density polyethylene resin (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. Y1 (B2 )) 80% by weight was pulverized using a mechanical pulverizer in which a 90 mesh sieve was set, and then smoothed to prepare an adhesive resin powder (Z3) having the properties shown in Table 1. The density and MFR as the adhesive resin powder (Z3) were values as shown in Table 1, respectively.
Using the adhesive resin powder (Z3), electrostatic coating was performed on the disk portion of the die member in the same manner as in Example 1 to produce a die member having a thickness of 300 μm. Table 1 shows the physical properties. Next, using this base member, a pressure vessel was produced in the same manner as in Example 1, and the evaluation results are shown in Table 1.
<実施例5>
[接着樹脂粉体(Z4)の製造]
官能基含有ポリエチレン樹脂(X1)20重量%と高密度ポリエチレン樹脂(密度:0.963g/cm3、MFR:7.0g/10分、銘柄:HM560N、日本ポリエチレン(株)社製、A2と称す)80重量%を、90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて粉砕後、平滑処理して表1に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z4)を作製した。接着樹脂粉体(Z4)としての密度及びMFRは、それぞれ、表1に示すとおりの値であった。
上記接着樹脂粉体(Z4)を用いて、実施例1と同様に口金部材の円盤部に静電塗装を行い、厚み塗膜300μmの口金部材を作製し、その物性を表1に示した。次いでこの口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表1に示した。
<Example 5>
[Production of adhesive resin powder (Z4)]
Functional group-containing polyethylene resin (X1) 20% by weight and high-density polyethylene resin (density: 0.963 g / cm 3 , MFR: 7.0 g / 10 min, brand: HM560N, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., A2 ) After 80% by weight was pulverized using a mechanical pulverizer with a 90 mesh sieve set, it was smoothed to produce an adhesive resin powder (Z4) having the properties shown in Table 1. The density and MFR as the adhesive resin powder (Z4) were values as shown in Table 1, respectively.
Using the adhesive resin powder (Z4), electrostatic coating was performed on the disk portion of the die member in the same manner as in Example 1 to produce a die member having a thickness of 300 μm. Table 1 shows the physical properties. Next, using this base member, a pressure vessel was produced in the same manner as in Example 1, and the evaluation results are shown in Table 1.
<実施例6〜9>
[官能基含有ポリエチレン樹脂(X4)〜(X7)の製造]
直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.921g/cm3、MFR:16g/10分、銘柄:UJ370G、日本ポリエチレン(株)社製 B1と称す)80重量部と低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.919g/cm3、MFR:8.5g/10分、銘柄:LC607A、日本ポリエチレン(株)社製、C1と称す)20重量部とからなる粉末状のポリエチレン樹脂混合物(B1+C1)100重量部に、無水マレイン酸0.8部および2,5−ジメチル−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン0.02部を添加し、ヘンシェルミキサーで混合した後、モダンマシナリー(株)製50mm単軸押出機を用いて、スクリュー回転数50rpm、樹脂温度280℃の条件で溶融混練し、官能基含有ポリエチレン樹脂(X4)を得た。
また、官能基含有ポリエチレン系樹脂用の下記原料樹脂A、B、CおよびDの各樹脂を表2に示す割合で配合し、上記官能基含有ポリエチレン樹脂(X4)と同様にして官能基含有ポリエチレン樹脂(X5)〜(X7)を得た。
原料樹脂:
A1:高密度ポリエチレン樹脂(密度:0.958g/cm3、MFR:20g/10分、銘柄:HS490P、日本ポリエチレン(株)社製
B1:直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.921g/cm3、MFR:16g/10分、銘柄:UJ370G、日本ポリエチレン(株)社製
C1:低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.919g/cm3、MFR:8.5g/10分、銘柄:LC607A、日本ポリエチレン(株)社製
D1:直鎖状超低密度ポリエチレン(密度:0.870g/cm3、MFR:5g/10分、銘柄:エンゲージ8200、ダウ・ケミカル日本(株)製
<Examples 6 to 9>
[Production of functional group-containing polyethylene resins (X4) to (X7)]
80 parts by weight of a linear low density polyethylene resin (density: 0.921 g / cm 3 , MFR: 16 g / 10 min, brand: UJ370G, referred to as “B1” manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) and a low density polyethylene resin (density: 100 parts by weight of a powdered polyethylene resin mixture (B1 + C1) comprising 0.919 g / cm 3 , MFR: 8.5 g / 10 min, brand: LC607A, Nippon Polyethylene Co., Ltd. (referred to as C1) 20 parts by weight After adding 0.8 parts of maleic anhydride and 0.02 parts of 2,5-dimethyl-di- (t-butylperoxy) hexane and mixing with a Henschel mixer, 50 mm uniaxial made by Modern Machinery Co., Ltd. Using an extruder, it was melt-kneaded under the conditions of a screw speed of 50 rpm and a resin temperature of 280 ° C. to obtain a functional group-containing polyethylene resin (X4).
In addition, the following raw resin A, B, C and D for functional group-containing polyethylene resin are blended in the proportions shown in Table 2, and the functional group-containing polyethylene is the same as the functional group-containing polyethylene resin (X4). Resins (X5) to (X7) were obtained.
Raw material resin:
A1: High density polyethylene resin (density: 0.958 g / cm 3 , MFR: 20 g / 10 minutes, brand: HS490P, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. B1: linear low density polyethylene resin (density: 0.921 g / cm 3 , MFR: 16 g / 10 min, brand: UJ370G, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. C1: low density polyethylene resin (density: 0.919 g / cm 3 , MFR: 8.5 g / 10 min, brand: LC607A, Nippon Polyethylene Co., Ltd. D1: Linear ultra-low density polyethylene (Density: 0.870 g / cm 3 , MFR: 5 g / 10 min, Brand: Engage 8200, manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd.
[接着樹脂粉体(Z5)〜(Z8)の製造]
官能基含有ポリエチレン樹脂(X4)〜(X7)の各20重量%と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製 Y1(B2)と称す)80重量%を、90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて粉砕後、平滑処理して表2に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z5)〜(Z8)を作製した。各接着樹脂粉体(Z5)〜(Z8)の密度及びMFRは、それぞれ、表2に示すとおりの値であった。
上記接着樹脂粉体(Z5)〜(Z8)を用いて、実施例1と同様に口金部材の円盤部に静電塗装を行い、厚み塗膜300μmの口金部材を作製し、その物性を表2に示した。
また、この口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表2に示した。
[Production of Adhesive Resin Powders (Z5) to (Z8)]
20% by weight of each of functional group-containing polyethylene resins (X4) to (X7) and linear low-density polyethylene resin (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, Nippon Polyethylene Co., Ltd. ) 80% by weight (made by company Y1 (B2)) after pulverization using a mechanical pulverizer with a 90 mesh sieve set, smoothing treatment and adhesive resin powder having the properties shown in Table 2 ( Z5) to (Z8) were prepared. The density and MFR of each of the adhesive resin powders (Z5) to (Z8) were values as shown in Table 2, respectively.
Using the above-mentioned adhesive resin powders (Z5) to (Z8), electrostatic coating was performed on the disk part of the base member in the same manner as in Example 1 to produce a base member having a thickness of 300 μm. It was shown to.
Moreover, the pressure vessel was manufactured using this base member in the same manner as in Example 1, and the evaluation results are shown in Table 2.
<実施例10〜12>
接着樹脂粉体(Z9)として、実施例1で使用した官能基含有ポリエチレン樹脂(X1)の20重量%と、未変性ポリエチレン樹脂(Y)として低密度ポリエチレン(密度:0.919g/cm3、MFR:8.5g/10分、銘柄:LC607A、日本ポリエチレン(株)社製 Y2(C1)と称す)80重量%を溶融混練し、90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて粉砕後、平滑処理して表3に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z9)を作製した。上記接着樹脂粉体(Z9)を用いて、実施例1と同様に口金部材の円盤部に静電塗装を行い、厚み塗膜300μmの口金部材を作製し、その物性を表3に示した。
また、接着樹脂粉体(Z10)については実施例1で使用した官能基含有ポリエチレン樹脂(X1)の50重量%と、未変性ポリエチレン(Y)として直鎖状超低密度ポリエチレン(密度:0.870g/cm3、MFR:5g/10分、銘柄:エンゲージ8200、ダウ・ケミカル日本(株)社製、Y3(D1)と称す))50重量%を90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて、表3に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z10)を作製した。
さらに、接着樹脂粉体(Z11)については、実施例1で使用した官能基含有ポリエチレン樹脂(X1)の50重量%と、熱可塑性エラストマー(密度:0.870g/cm3、MFR:5g/10分、銘柄:タフマーP−0180、三井化学(株)社製)50重量% Y4(E1)と称す)を、90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて粉砕後、平滑処理して表3に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z11)を作製した。
上記接着樹脂粉体(Z9)〜(Z11)を用いて、実施例1と同様に口金部材の円盤部に静電塗装を行い、厚み塗膜300μmの口金部材を作製し、その物性を表3に示した。
またこれらの口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表3に示した。
<Examples 10 to 12>
As adhesive resin powder (Z9), 20% by weight of the functional group-containing polyethylene resin (X1) used in Example 1, and low density polyethylene (density: 0.919 g / cm 3 ) as unmodified polyethylene resin (Y), MFR: 8.5 g / 10 min, Brand: LC607A, Nippon Polyethylene Co., Ltd. Y2 (C1) 80% by weight was melt-kneaded and pulverized using a mechanical pulverizer with a 90 mesh sieve set. Then, an adhesive resin powder (Z9) having properties as shown in Table 3 was produced by smooth treatment. Using the adhesive resin powder (Z9), electrostatic coating was performed on the disk portion of the die member in the same manner as in Example 1 to produce a die member having a thickness of 300 μm. Table 3 shows the physical properties.
For the adhesive resin powder (Z10), 50% by weight of the functional group-containing polyethylene resin (X1) used in Example 1 and linear ultra-low density polyethylene (density: 0.00) as the unmodified polyethylene (Y). 870 g / cm 3 , MFR: 5 g / 10 min, Brand: Engage 8200, manufactured by Dow Chemical Japan Co., Ltd., referred to as Y3 (D1)))) The adhesive resin powder (Z10) having properties as shown in Table 3 was used.
Furthermore, for the adhesive resin powder (Z11), 50% by weight of the functional group-containing polyethylene resin (X1) used in Example 1, thermoplastic elastomer (density: 0.870 g / cm 3 , MFR: 5 g / 10). Min., Brand: Toughmer P-0180, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) 50 wt% Y4 (E1)) is pulverized using a mechanical pulverizer with a 90 mesh sieve set and smoothed. An adhesive resin powder (Z11) having properties as shown in FIG.
Using the adhesive resin powders (Z9) to (Z11), electrostatic coating was performed on the disk portion of the die member in the same manner as in Example 1 to produce a die member having a thickness of 300 μm. It was shown to.
Table 3 shows the results of manufacturing and evaluating pressure vessels using these cap members in the same manner as in Example 1.
<実施例13>
官能基含有ポリエチレン系樹脂(X)としてエチレン−無水マレイン酸(MAH)−メチルアクリレート(MA)のランダム三元共重合体(密度=0.94g/cm3、MFR=8、MAH=3重量%、MA=10重量%、日本ポリエチレン(株)社製、ETと称す)20重量%と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製 Y1(B2)と称す)80重量%を、90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて粉砕後、平滑処理して表3に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z12)を作製した。
上記接着樹脂粉体(Z12)を用いて、実施例1と同様に口金部材の円盤部に静電塗装を行い、厚み塗膜300μmの口金部材を作製し、その物性を表3に示した。
また、この口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表3に示した。
<Example 13>
Random terpolymer of ethylene-maleic anhydride (MAH) -methyl acrylate (MA) as the functional group-containing polyethylene resin (X) (density = 0.94 g / cm 3 , MFR = 8, MAH = 3 wt% MA = 10 wt%, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., called ET, 20 wt% and linear low density polyethylene resin (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG) 80% by weight (referred to as Y1 (B2), manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) was pulverized using a mechanical pulverizer in which a 90 mesh sieve was set, and then subjected to a smooth treatment, and the properties shown in Table 3 were obtained. An adhesive resin powder (Z12) was produced.
Using the adhesive resin powder (Z12), electrostatic coating was performed on the disk portion of the die member in the same manner as in Example 1 to produce a die member having a thickness of 300 μm. Table 3 shows the physical properties.
Moreover, the pressure vessel was manufactured in the same manner as in Example 1 using this base member, and the evaluation results are shown in Table 3.
<実施例14>
変性ポリエチレン系樹脂(X1)20重量%と直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)製 Y1(B2)と称す))80重量%を、単軸押出機を用いて200℃にて溶融混練後、Tダイ成型機にて500μmのシートを作成し、200℃のオーブンにて30分間予熱した口金に圧着させることにより作製した口金部材の接着強度は実施例1の粉体塗装のものと同じであった。この口金部材を実施例1と同様ににして圧力容器を製造し、評価した結果、ガス漏れは確認されなかった。評価結果を表3に示した。
<Example 14>
Modified polyethylene resin (X1) 20% by weight and linear low density polyethylene resin (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. Y1 (B2) 80% by weight was melt-kneaded at 200 ° C using a single-screw extruder, then a 500 µm sheet was prepared using a T-die molding machine, and pressure-bonded to a die preheated for 30 minutes in an oven at 200 ° C The adhesive strength of the base member produced by the above was the same as that of the powder coating of Example 1. As a result of producing and evaluating a pressure vessel in the same manner as in Example 1 for this base member, no gas leakage was confirmed. The evaluation results are shown in Table 3.
<比較例1>
[樹脂粉体(Z13)の製造]
上記実施例1において、接着樹脂の代わりに口金部材に未変性直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製 Y1(B2)と称す)粉体(Z13)を使用した以外は実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表4に示した。
<Comparative Example 1>
[Production of resin powder (Z13)]
In the above Example 1, an unmodified linear low density polyethylene (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.) is used for the base member instead of the adhesive resin. Table 4 shows the results of producing and evaluating a pressure vessel in the same manner as in Example 1 except that the powder (called Y1 (B2)) (Z13) was used.
<実施例15>
[接着樹脂粉体(Z13)の製造]
官能基含有ポリエチレン樹脂(X2)20重量%と、未変性ポリエチレン(Y)として直鎖状超低密度ポリエチレン(密度:0.870g/cm3、MFR:5g/10分、銘柄:エンゲージ8200、ダウ・ケミカル日本(株)社製 Y5(D1)と称す)80重量%を溶融混練あるいはドライブレンド後、40メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて粉砕後、平滑処理して表4に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z14)を作製した。接着樹脂粉体(Z14)としての密度及びMFRは、それぞれ、表4に示すとおりの値であった。
上記実施例1の方法と同じように口金部材に静電塗装して、その塗膜の接着強度、塗面平滑性等を表4に示した。
また、その口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表4に示した。
<Example 15>
[Manufacture of adhesive resin powder (Z13)]
20% by weight of functional group-containing polyethylene resin (X2) and linear ultra-low density polyethylene (density: 0.870 g / cm 3 , MFR: 5 g / 10 min, brand: engagement 8200, Dow as unmodified polyethylene (Y)・ Chemical Japan Co., Ltd. Y5 (D1) (80% by weight) was melt-kneaded or dry blended, then pulverized using a mechanical pulverizer with a 40 mesh sieve set, smoothed and shown in Table 4 An adhesive resin powder (Z14) having such properties was produced. The density and MFR as the adhesive resin powder (Z14) were values as shown in Table 4, respectively.
The base member was electrostatically coated in the same manner as in Example 1, and the adhesion strength and smoothness of the coating surface were shown in Table 4.
Moreover, the pressure vessel was manufactured similarly to Example 1 using the base member, and the evaluation results are shown in Table 4.
<参考例1、2>
粉体塗装における粉体性状について評価した結果を以下に示した。
官能基含有ポリエチレン樹脂(X2)20重量%と未変性直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製 Y1(B2)と称す)80重量%を溶融混練あるいはドライブレンド後、60メッシュのふるいをセットした機械式粉砕機を用いて粉砕後、平滑処理して表5に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z15)を作製した。
上記接着樹脂粉体(Z15)を使用して、実施例1の方法と同じように口金部材に静電塗装により、300μm、800μmの塗膜を形成した口金部材を作製した。その塗膜の接着強度、塗面平滑性等を表5に示した。
また、その口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表5に示した。
<Reference Examples 1 and 2>
The results of evaluating the powder properties in powder coating are shown below.
Functional group-containing polyethylene resin (X2) 20% by weight and unmodified linear low-density polyethylene (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, Y1 manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. B2)) 80% by weight melt-kneaded or dry blended, pulverized using a mechanical pulverizer with a 60-mesh sieve set, smoothed, and adhesive resin powder having the properties shown in Table 5 A body (Z15) was produced.
Using the adhesive resin powder (Z15), a die member in which a 300 μm or 800 μm coating film was formed on the die member by electrostatic coating as in the method of Example 1 was produced. Table 5 shows the adhesive strength and smoothness of the coating surface.
Moreover, the pressure vessel was manufactured similarly to Example 1 using the base member, and the evaluation results are shown in Table 5.
<参考例3>
官能基含有ポリエチレン樹脂(X2)20重量%と未変性直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製Y1(B2)と称す)80重量%を溶融混練あるいはドライブレンド後、90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて、表5に示したような性状を有する接着樹脂粉体(Z16)を作製した。接着樹脂粉体(Z16)の密度及びMFRは、それぞれ、表5に示すとおりの値であった。
上記接着樹脂粉体(Z16)を使用して、実施例1の方法と同じように口金部材に静電塗装により、2.3mmの塗膜を形成した口金部材を作製した。その塗膜の接着強度、塗面平滑性等を表5に示した。
また、その口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表5に示した。
<Reference Example 3>
Functional group-containing polyethylene resin (X2) 20% by weight and unmodified linear low-density polyethylene (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, Y1 manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. B2)) After 80% by weight melt kneading or dry blending, an adhesive resin powder (Z16) having the properties shown in Table 5 was prepared using a mechanical pulverizer with a 90 mesh sieve set. . The density and MFR of the adhesive resin powder (Z16) were values as shown in Table 5, respectively.
Using the adhesive resin powder (Z16), a die member having a 2.3 mm coating film formed on the die member by electrostatic coating in the same manner as in Example 1 was produced. Table 5 shows the adhesive strength and smoothness of the coating surface.
Moreover, the pressure vessel was manufactured similarly to Example 1 using the base member, and the evaluation results are shown in Table 5.
<参考例4>
官能基含有ポリエチレン樹脂(X2)20重量%と未変性直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製Y1(B2)と称す)80重量%を溶融混練あるいはドライブレンド後、90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機を用いて粉砕後、平滑処理を行わないで、表5に示したような静止摩擦係数を有する接着樹脂粉体(Z16)を作製した。接着樹脂粉体(Z17)の密度及びMFRは、それぞれ、表5に示すとおりの値であった。
上記接着樹脂粉体(Z17)を使用して、実施例1の方法と同じように口金部材に静電塗装により、300μmの塗膜を形成した口金部材を作製した。その塗膜の接着強度、塗面平滑性等を表5に示した。
また、その口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表5に示した。
<Reference Example 4>
Functional group-containing polyethylene resin (X2) 20% by weight and unmodified linear low-density polyethylene (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, Y1 manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. B2)) 80% by weight after melt-kneading or dry blending, after pulverization using a mechanical pulverizer with a 90 mesh sieve set, and without smoothing treatment, the static friction coefficient as shown in Table 5 is obtained. An adhesive resin powder (Z16) was prepared. The density and MFR of the adhesive resin powder (Z17) were values as shown in Table 5, respectively.
Using the adhesive resin powder (Z17), a die member having a 300 μm coating film formed on the die member by electrostatic coating as in the method of Example 1 was produced. Table 5 shows the adhesive strength and smoothness of the coating surface.
Moreover, the pressure vessel was manufactured similarly to Example 1 using the base member, and the evaluation results are shown in Table 5.
<参考例5>
官能基含有ポリエチレン樹脂(X2)20重量%と未変性直鎖状低密度ポリエチレン(密度:0.924g/cm3、MFR:9g/10分、銘柄:Z50MG、日本ポリエチレン(株)社製Y1(B2)と称す)80重量%を溶融混練あるいはドライブレンド後、90メッシュふるいをセットした機械式粉砕機のカッタークリアランスを調製し、表5に示したような嵩比重を有する接着樹脂粉体(Z18)を作製した。接着樹脂粉体(Z18)の密度及びMFRは、それぞれ、表5に示すとおりの値であった。
上記接着樹脂粉体(Z18)を使用して、実施例1の方法と同じように口金部材に静電塗装により、300μmの塗膜を形成した口金部材を作製した。その塗膜の接着強度、塗面平滑性等を表5に示した。
また、その口金部材を使用して実施例1と同様に圧力容器を製造し、評価した結果を表5に示した。
<Reference Example 5>
Functional group-containing polyethylene resin (X2) 20% by weight and unmodified linear low-density polyethylene (density: 0.924 g / cm 3 , MFR: 9 g / 10 min, brand: Z50MG, Y1 manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. B2)) After melt-kneading or dry blending 80% by weight, a cutter clearance of a mechanical pulverizer with a 90 mesh sieve set was prepared, and an adhesive resin powder (Z18) having a bulk specific gravity as shown in Table 5 was prepared. ) Was produced. The density and MFR of the adhesive resin powder (Z18) were values as shown in Table 5, respectively.
Using the adhesive resin powder (Z18), a die member having a 300 μm coating film formed thereon was produced by electrostatic coating on the die member in the same manner as in the method of Example 1. Table 5 shows the adhesive strength and smoothness of the coating surface.
Moreover, the pressure vessel was manufactured similarly to Example 1 using the base member, and the evaluation results are shown in Table 5.
3.評価結果
表1〜表3の実施例1〜実施例14に示されるように、予め下地処理を行い、粉体塗装のような接着剤を均一に施した口金部に使用することにより、飛躍的に接着強度が向上し、ガス漏れがなく、気密シール性(耐圧性)、耐久性等の著しく向上した圧力容器が提供される。
また、表4の比較例1のように接着樹脂なしの本発明の特許請求の範囲外では、接着強度が低く、気密シール性が悪かった。また、実施例15の密度を低くした場合には接着剤層が柔らかくなり、幾分塗装ムラが生じ、ガス漏れテストでは50日で漏れが発生し出した。しかし、ガス充填圧力が低い場合には十分に使用可能である。
3. Evaluation results As shown in Examples 1 to 14 of Tables 1 to 3, by applying the base treatment in advance and using the base part uniformly applied with an adhesive such as powder coating, Thus, a pressure vessel having improved adhesive strength, no gas leakage, and significantly improved hermetic sealing properties (pressure resistance), durability, and the like is provided.
Further, as shown in Comparative Example 1 in Table 4, the adhesive strength was low and the hermetic sealability was poor outside the scope of the present invention without the adhesive resin. Further, when the density of Example 15 was lowered, the adhesive layer became soft, and coating unevenness was somewhat produced, and in the gas leak test, leakage began to occur in 50 days. However, it can be used satisfactorily when the gas filling pressure is low.
また、粉体塗装における粉体性状について評価した結果、表5の参考例1および2に示されるように、中位粒度が80メッシュ、参考例3のように、接着剤層の厚みは2.3mm、参考例4に示されるように静止摩擦係数が0.95、参考例5の嵩密度が0.18の場合においては、いずれも気泡や、塗装ムラが生じ、均一な塗膜層が得られず、気密シール性(耐圧性)、耐久性等が低下することが判った。 Moreover, as a result of evaluating the powder properties in powder coating, as shown in Reference Examples 1 and 2 in Table 5, the median particle size is 80 mesh, and the thickness of the adhesive layer is 2. When the coefficient of static friction is 0.95 as shown in Reference Example 4 and the bulk density of Reference Example 5 is 0.18 as shown in Reference Example 4, bubbles and uneven coating occur in each case, and a uniform coating layer is obtained. It was found that hermetic sealing properties (pressure resistance), durability, and the like deteriorated.
本発明の耐圧容器およびその製造方法により、合成樹脂製ライナー材で形成される中空容器の内側壁と口金部材との接着力を向上させ、気密シール性が高められた圧力容器及びその圧力容器を簡単な工程で経済的に製造できる製造方法を提供できることから、家庭用液化石油ガス容器、自動車用液化石油ガス容器、圧縮天然ガス(CNG:Compressed Natural Gas)、酸素や窒素などを保管する産業用圧力容器、燃料電池用水素タンク等として使用できる樹脂製の圧力容器等に特に好適に用いることができるため、その工業的価値は極めて大きい。 According to the pressure vessel of the present invention and the manufacturing method thereof, a pressure vessel having an improved hermetic sealing property by improving the adhesive force between the inner wall of the hollow vessel formed of a synthetic resin liner material and the base member, and the pressure vessel Because it can provide a manufacturing method that can be economically manufactured in a simple process, it is for industrial use to store domestic liquefied petroleum gas containers, liquefied petroleum gas containers for automobiles, compressed natural gas (CNG), oxygen, nitrogen, etc. Since it can be particularly preferably used for a pressure vessel, a resin pressure vessel which can be used as a hydrogen tank for a fuel cell, etc., its industrial value is extremely large.
1:中空容器1
2:補強材層
3、3´:口金部材
4a:下地処理剤
4、4´、4b:接着剤
5:外側口金部
6:Oリング
7:中空容器の肩部
8:口金の円盤部
10:圧力容器
11:押出しダイス
12a:パリソンa
12b:パリソンb
13a:金型a
13b:金型b
14:支持部
15:支持台
1: Hollow container 1
2:
12b: Parison b
13a: Mold a
13b: Mold b
14: support part 15: support stand
Claims (12)
[下地処理剤]
キトサン及びキトサン誘導体からなる群より選ばれた1種または2種以上のキトサン類と、Ti、Hf、Mo、W、Se、Ce、Fe、Cu、Zn、V及び3価Crからなる群より選ばれた1種または2種以上の金属を含む金属化合物とを含有してなる下地処理剤 A base used for a pressure vessel having a hollow container formed of a synthetic resin liner material and a reinforcing material layer formed of a reinforcing material provided on an outer layer of the hollow container and having at least one base member A base member in which the base member is treated with the following surface treatment agent.
[Pretreatment agent]
One or more chitosans selected from the group consisting of chitosan and chitosan derivatives and selected from the group consisting of Ti, Hf, Mo, W, Se, Ce, Fe, Cu, Zn, V and trivalent Cr A surface treatment agent comprising a metal compound containing one or more kinds of metals obtained
[官能基]
(a)カルボン酸基またはカルボン酸無水物基
(b)エポキシ基
(c)ヒドロキシル基
(d)アミノ基
(e)シリル基 The die member according to claim 2, wherein the adhesive is an adhesive made of a polyolefin resin containing at least one functional group of the following (a) to (e) or a composition thereof.
[Functional group]
(A) carboxylic acid group or carboxylic anhydride group (b) epoxy group (c) hydroxyl group (d) amino group (e) silyl group
(A):(a1)密度0.94〜0.97g/cm3、(a2)メルトフローレート0.01〜100g/10minを有する高密度ポリエチレン系樹脂
(B):(b1)密度0.90〜0.94g/cm3未満、(b2)メルトフローレート0.01〜100g/10minの直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂
(C):(c1)メルトフローレート0.01〜100g/10minの高圧ラジカル法ポリエチレン系樹脂
(D):(d1)密度0.86〜0.90g/cm3未満、(d2)メルトフローレート0.01〜100g/10minの超低密度ポリエチレン系樹脂
(E):熱可塑性エラストマー 1 type of polyethylene-type resin (X) selected from the following (A)-(D) in which the said adhesive agent contains the at least 1 sort (s) of functional group of said (a)-(e) 0.5-100 weight. % And at least one unmodified polyethylene resin (Y) selected from the following (A) to (E): 0 to 99.5% by weight, (z1) density 0.86 to 0.97 g / The base member according to claim 3 , comprising: cm 3 , (z2) an adhesive resin (Z) having a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min.
(A): (a1) Density 0.94 to 0.97 g / cm 3 , (a2) High density polyethylene resin having a melt flow rate 0.01 to 100 g / 10 min (B): (b1) Density 0.90 ˜0.94 g / cm 3 , (b2) linear low density polyethylene resin (C) having a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min (C): (c1) high pressure having a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min Radical method polyethylene resin (D): (d1) Ultra low density polyethylene resin (E) with a density of 0.86 to less than 0.90 g / cm 3 and (d2) a melt flow rate of 0.01 to 100 g / 10 min (E): Heat Plastic elastomer
A method of manufacturing a pressure vessel having a hollow container formed of a synthetic resin liner material and a reinforcing material layer formed of a reinforcing material provided on an outer layer of the hollow container and having at least one cap member The hollow container is formed by blow molding a synthetic resin liner material, and the base member uses the base member according to any one of claims 1 to 10. Container manufacturing method.
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