JP2000337564A - 流体および気体の取扱システム用の多層管状物組立体 - Google Patents
流体および気体の取扱システム用の多層管状物組立体Info
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-
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 流体輸送の用途に用いる多層管状物を提供す
る。 【解決手段】 本管状物は炭化水素を含む流体を搬送す
るのに適する。本管状物は、フッ素ポリマーからなる耐
透過性の層の周囲に共押出しされた押出し可能の接着層
と、接着剤の周囲に共押出しされたフッ素ポリマーとは
化学的に異なるポリマー層とを含む。接着層は、ある相
が、耐透過性の内層を形成するためのフッ素ポリマーに
対し相溶性を有しており、別の相が、フッ素ポリマーと
は化学的に異なるポリマーに対し相溶性を有している多
相形態を有するポリマーブレンドあるいはポリマーアロ
イから形成される。十分な接合を達成するために、接着
層は、耐透過性の内層を形成するフッ素ポリマーに対し
相溶性を有する第1相部分を少なくとも25体積%含
み、フッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマーに対し
相溶性を有する第2相部分を少なくとも25体積%含
む。
る。 【解決手段】 本管状物は炭化水素を含む流体を搬送す
るのに適する。本管状物は、フッ素ポリマーからなる耐
透過性の層の周囲に共押出しされた押出し可能の接着層
と、接着剤の周囲に共押出しされたフッ素ポリマーとは
化学的に異なるポリマー層とを含む。接着層は、ある相
が、耐透過性の内層を形成するためのフッ素ポリマーに
対し相溶性を有しており、別の相が、フッ素ポリマーと
は化学的に異なるポリマーに対し相溶性を有している多
相形態を有するポリマーブレンドあるいはポリマーアロ
イから形成される。十分な接合を達成するために、接着
層は、耐透過性の内層を形成するフッ素ポリマーに対し
相溶性を有する第1相部分を少なくとも25体積%含
み、フッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマーに対し
相溶性を有する第2相部分を少なくとも25体積%含
む。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体および気体の
取扱システムに用いる多層管状物組立体に関する。より
具体的には、本発明はフッ素ポリマーからなる一以上の
内層、中間接着層、およびフッ素ポリマーとは化学的に
異なるポリマーからなる外層を有する自動車の燃料配管
の用途に用いる共押出しした多層管状物組立体に関す
る。
取扱システムに用いる多層管状物組立体に関する。より
具体的には、本発明はフッ素ポリマーからなる一以上の
内層、中間接着層、およびフッ素ポリマーとは化学的に
異なるポリマーからなる外層を有する自動車の燃料配管
の用途に用いる共押出しした多層管状物組立体に関す
る。
【0002】
【従来の技術】流体および気体輸送用の管状物組立体は
当技術分野においてよく知られている。燃料配管の用途
においては、管状物組立体は様々な有毒、有害な条件に
曝される。管類は、燃料および他の自動車用流体ならび
に添加剤とほとんど常に接している。また、小石の衝
突、腐食媒体(塩など)等の考慮すべき外部環境要因が
ある。さらにエンジンの温度は、しばしばきわめて高水
準まで上昇し、また寒冷地においてはきわめて低い温度
に曝される。
当技術分野においてよく知られている。燃料配管の用途
においては、管状物組立体は様々な有毒、有害な条件に
曝される。管類は、燃料および他の自動車用流体ならび
に添加剤とほとんど常に接している。また、小石の衝
突、腐食媒体(塩など)等の考慮すべき外部環境要因が
ある。さらにエンジンの温度は、しばしばきわめて高水
準まで上昇し、また寒冷地においてはきわめて低い温度
に曝される。
【0003】これら多くの考慮すべき事項の結果、多層
構造を有する管状物が設計されるようになった。各層の
材料は特定の、好ましくは相補性を有する。管状物の内
層は、例えば一般に液体または気体の透過に抵抗するよ
うに設計され、一方外層は機械的強度および耐衝撃性を
有する。
構造を有する管状物が設計されるようになった。各層の
材料は特定の、好ましくは相補性を有する。管状物の内
層は、例えば一般に液体または気体の透過に抵抗するよ
うに設計され、一方外層は機械的強度および耐衝撃性を
有する。
【0004】本技術分野には多層管状物組立体の数多く
の例がある。Maillardの米国特許第3,56
1,493号は、異なるプラスチックの共押出しした2
種の層と、その間にある共押出しした接着層とを有する
管状物を開示している。各層は相補性を有するプラスチ
ックから選ばれる。Luecke等の米国特許第4,6
43,927号は、気体が比較的透過しにくいポリ塩化
ビニリデンの中心バリアー層を有する管状物を開示して
いる。このバリアー層は内側および外側の接着層で取り
囲まれ、次いで接着層は中心のバリアー層を劣化から保
護するポリエチレンの内側および外側の表面層によって
取り囲まれている。Igarishi等の米国特許第
4,887,647号は、アミン型の添加剤による劣化
を防止し、また外側のゴム層に対して改良された接着を
示す内側のフッ素ゴム層を有する多層管状物を示してい
る。Brunnhoferの米国特許第5,038,8
33号は、外側のポリアミドの保護層、中間のポリビニ
ルアルコールのアルコールバリアー層、および内側のポ
リアミドの水バリアー層を有する管状物を開示してい
る。Brunnhoferの米国特許第5,076,3
29号は、ナイロンの外側層、内側層、および中央層、
ならびに中間の接合層および溶剤阻止層を有する5層の
管状物組立体を示している。
の例がある。Maillardの米国特許第3,56
1,493号は、異なるプラスチックの共押出しした2
種の層と、その間にある共押出しした接着層とを有する
管状物を開示している。各層は相補性を有するプラスチ
ックから選ばれる。Luecke等の米国特許第4,6
43,927号は、気体が比較的透過しにくいポリ塩化
ビニリデンの中心バリアー層を有する管状物を開示して
いる。このバリアー層は内側および外側の接着層で取り
囲まれ、次いで接着層は中心のバリアー層を劣化から保
護するポリエチレンの内側および外側の表面層によって
取り囲まれている。Igarishi等の米国特許第
4,887,647号は、アミン型の添加剤による劣化
を防止し、また外側のゴム層に対して改良された接着を
示す内側のフッ素ゴム層を有する多層管状物を示してい
る。Brunnhoferの米国特許第5,038,8
33号は、外側のポリアミドの保護層、中間のポリビニ
ルアルコールのアルコールバリアー層、および内側のポ
リアミドの水バリアー層を有する管状物を開示してい
る。Brunnhoferの米国特許第5,076,3
29号は、ナイロンの外側層、内側層、および中央層、
ならびに中間の接合層および溶剤阻止層を有する5層の
管状物組立体を示している。
【0005】燃料配管に対する別の要請は内部静電気を
放電できることである。電荷は、蓄積され、放散されな
いと、場合によっては燃料配管に裂傷を生ずる可能性が
ある。Rowand等の米国特許第3,166,688
号およびSladeの第3,473,087号は、静電
気エネルギーの放散を容易にする導電性の内層を有する
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の管状物組立
体を開示している。
放電できることである。電荷は、蓄積され、放散されな
いと、場合によっては燃料配管に裂傷を生ずる可能性が
ある。Rowand等の米国特許第3,166,688
号およびSladeの第3,473,087号は、静電
気エネルギーの放散を容易にする導電性の内層を有する
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の管状物組立
体を開示している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】多層管状物の設計にお
けるより最近の進歩は、炭化水素の許容排出量を制限す
る政府の規制によって動機づけされた。フッ素ポリマー
は炭化水素燃料に対する優れた耐透過性を示すことが知
られている。それ故、最近の多層管状物組立体は通常少
なくとも1層の耐透過性のフッ素ポリマー層を含んでい
る。しかしながら採算のとれる設計を見出す点で困難に
遭遇している。例えば強い機械的特性を有するほとんど
のフッ素ポリマーは他のフッ素ポリマーとよく接着しな
い。逆によい接着性を示すフッ素ポリマー(特にポリフ
ッ化ビニリデン(PVDF))は機械的には弱い傾向が
ある。
けるより最近の進歩は、炭化水素の許容排出量を制限す
る政府の規制によって動機づけされた。フッ素ポリマー
は炭化水素燃料に対する優れた耐透過性を示すことが知
られている。それ故、最近の多層管状物組立体は通常少
なくとも1層の耐透過性のフッ素ポリマー層を含んでい
る。しかしながら採算のとれる設計を見出す点で困難に
遭遇している。例えば強い機械的特性を有するほとんど
のフッ素ポリマーは他のフッ素ポリマーとよく接着しな
い。逆によい接着性を示すフッ素ポリマー(特にポリフ
ッ化ビニリデン(PVDF))は機械的には弱い傾向が
ある。
【0007】最近の例にはNoone等の米国特許第
5,383,087号がある。これは外側の耐衝撃性の
ポリアミド層、中間の接合層、内側の耐透過性のフッ素
ポリマー層、および静電気の帯電を放散する最も内側の
導電性のフッ素ポリマー層を含む。全ての層は共押出し
される。導電性の最内層は10−4から10−9Ω/c
m2 の範囲の並外れて高い静電気放電能力を示す。し
かしながらこのように並外れて高い導電性をもつ材料は
一般に金属であるか、あるいは脆いプラスチックであ
る。結果としてこれらは押出ししにくく、また機械的特
性が劣る。さらに’087号特許に開示されたほとんど
のフッ素ポリマーは異なるポリマーとよく接合しない。
5,383,087号がある。これは外側の耐衝撃性の
ポリアミド層、中間の接合層、内側の耐透過性のフッ素
ポリマー層、および静電気の帯電を放散する最も内側の
導電性のフッ素ポリマー層を含む。全ての層は共押出し
される。導電性の最内層は10−4から10−9Ω/c
m2 の範囲の並外れて高い静電気放電能力を示す。し
かしながらこのように並外れて高い導電性をもつ材料は
一般に金属であるか、あるいは脆いプラスチックであ
る。結果としてこれらは押出ししにくく、また機械的特
性が劣る。さらに’087号特許に開示されたほとんど
のフッ素ポリマーは異なるポリマーとよく接合しない。
【0008】Nawrot等の米国特許第5,419,
374号はフッ素ポリマーの接合の問題を扱っている。
Nawrot等は、PVDFの内層、および中間の接着
バインダー層(ポリウレタンとエチレン/酢酸ビニルコ
ポリマーの混合物)を有する共押出しした多層管状物を
開示している。前述のとおりPVDFはポリアミド層に
対してより優れた接着を示すが、PVDFの多層管状物
は低温耐衝撃性が劣る。これはPVDFが低温で脆くな
るという事実による。
374号はフッ素ポリマーの接合の問題を扱っている。
Nawrot等は、PVDFの内層、および中間の接着
バインダー層(ポリウレタンとエチレン/酢酸ビニルコ
ポリマーの混合物)を有する共押出しした多層管状物を
開示している。前述のとおりPVDFはポリアミド層に
対してより優れた接着を示すが、PVDFの多層管状物
は低温耐衝撃性が劣る。これはPVDFが低温で脆くな
るという事実による。
【0009】エチレンテトラフルオロエチレン(ETF
E)などの他の高性能フッ素ポリマーはより優れた耐低
温衝撃性を示すが、やはり接着性の問題を有する。当技
術分野における1つの解決策は、化学エッチング、プラ
ズマ放電、あるいはコロナ放電などの方法を用いてET
FE表面を前処理することであった。例えば欧州特許出
願公開第0551094号は、ポリアミドの外層との接
合を向上させるためにETFEの内層をコロナ放電によ
って処理する多層管状物組立体を開示している。同様
に、PCT国際公開WO95/23036号では、熱硬
化性エラストマーの外層とのより優れた接合を達成する
ためにETFE内層をプラズマ放電によって処理する。
同様の観点から、米国特許第5,170,011号で
は、ポリアミドの外層との接合性をより向上させるため
にフッ化炭化水素の内層をエッチングする。これらの解
決策もまた問題がある。コロナおよびプラズマ放電など
の前処理工程は高価であり、環境にとって有害である可
能性がある。さらに多くの場合(コロナ処理など)、一
時的な接合が得られるのみで、経時的に層間剥離を起こ
す可能性がある。
E)などの他の高性能フッ素ポリマーはより優れた耐低
温衝撃性を示すが、やはり接着性の問題を有する。当技
術分野における1つの解決策は、化学エッチング、プラ
ズマ放電、あるいはコロナ放電などの方法を用いてET
FE表面を前処理することであった。例えば欧州特許出
願公開第0551094号は、ポリアミドの外層との接
合を向上させるためにETFEの内層をコロナ放電によ
って処理する多層管状物組立体を開示している。同様
に、PCT国際公開WO95/23036号では、熱硬
化性エラストマーの外層とのより優れた接合を達成する
ためにETFE内層をプラズマ放電によって処理する。
同様の観点から、米国特許第5,170,011号で
は、ポリアミドの外層との接合性をより向上させるため
にフッ化炭化水素の内層をエッチングする。これらの解
決策もまた問題がある。コロナおよびプラズマ放電など
の前処理工程は高価であり、環境にとって有害である可
能性がある。さらに多くの場合(コロナ処理など)、一
時的な接合が得られるのみで、経時的に層間剥離を起こ
す可能性がある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、押出ししたフ
ッ素ポリマーからなる耐透過性の内層、内層の周囲に共
押出しした接着層、および接着層の周囲に共押出しし
た、フッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマーからな
る外層を有する共押出し多層管状物組立体を提供するも
のである。接着層は、多相形態を有するポリマーブレン
ドあるいはポリマーアロイによって形成され、ある相は
耐透過性の内層を形成するためにフッ素ポリマーに対し
相溶性を有しており、別の相は外層を形成するためにフ
ッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマーに対し相溶性
を有する。
ッ素ポリマーからなる耐透過性の内層、内層の周囲に共
押出しした接着層、および接着層の周囲に共押出しし
た、フッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマーからな
る外層を有する共押出し多層管状物組立体を提供するも
のである。接着層は、多相形態を有するポリマーブレン
ドあるいはポリマーアロイによって形成され、ある相は
耐透過性の内層を形成するためにフッ素ポリマーに対し
相溶性を有しており、別の相は外層を形成するためにフ
ッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマーに対し相溶性
を有する。
【0011】十分な接合を達成するために、接着層は、
耐透過性の内層を形成するためのフッ素ポリマーに対し
相溶性を有する、少なくとも25体積%の第1相部分(f
raction)と、フッ素ポリマーとは化学的に異なる外層を
形成するためのポリマーに対し相溶性を有する、少なく
とも25体積%の第2相部分とを含む。
耐透過性の内層を形成するためのフッ素ポリマーに対し
相溶性を有する、少なくとも25体積%の第1相部分(f
raction)と、フッ素ポリマーとは化学的に異なる外層を
形成するためのポリマーに対し相溶性を有する、少なく
とも25体積%の第2相部分とを含む。
【0012】さらに、多相形態を有するポリマーブレン
ドあるいはポリマーアロイの接着層は、接着強度を改良
するために、また接着層を形成する材料が押出しに適し
た粘度と弾性を得ることを可能にするために、相溶化剤
やレオロジー調節剤を添加して改変してもよい。
ドあるいはポリマーアロイの接着層は、接着強度を改良
するために、また接着層を形成する材料が押出しに適し
た粘度と弾性を得ることを可能にするために、相溶化剤
やレオロジー調節剤を添加して改変してもよい。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明は、フッ素ポリマーからな
る耐透過性の内層、中間の接着層、およびフッ素ポリマ
ーとは化学的に異なるポリマーからなる外層を有する共
押出し多層管状物組立体を提供する。接着層は多相形態
を有するポリマーブレンドあるいはアロイから形成さ
れ、ある相は耐透過性の内層を形成するためのフッ素ポ
リマーに対し相溶性を有しており、別の相はフッ素ポリ
マーとは化学的に異なる外層を形成するためのポリマー
に対し相溶性を有する。本管状物はまた、約102〜1
08Ω/□(Ω/sq)の範囲内の表面抵抗(面積抵抗)
を有するフッ素ポリマーからなる半導電性の最内層を有
してもよい。半導電性の層は、高導電性の層とは違って
優れた機械的性質を与え、また共押出しにより適してい
る。
る耐透過性の内層、中間の接着層、およびフッ素ポリマ
ーとは化学的に異なるポリマーからなる外層を有する共
押出し多層管状物組立体を提供する。接着層は多相形態
を有するポリマーブレンドあるいはアロイから形成さ
れ、ある相は耐透過性の内層を形成するためのフッ素ポ
リマーに対し相溶性を有しており、別の相はフッ素ポリ
マーとは化学的に異なる外層を形成するためのポリマー
に対し相溶性を有する。本管状物はまた、約102〜1
08Ω/□(Ω/sq)の範囲内の表面抵抗(面積抵抗)
を有するフッ素ポリマーからなる半導電性の最内層を有
してもよい。半導電性の層は、高導電性の層とは違って
優れた機械的性質を与え、また共押出しにより適してい
る。
【0014】本発明の第1の実施形態は、液体燃料の配
管用途に用いる4層の管状物組立体である。この組立体
は、押出ししたエチレンテトラフルオロエチレン(ET
FE)の半導電性の最内層を含んでいる。ETFEは、
導電性カーボンブラックを1重量%〜10重量%混合す
ることにより半導電性にする。これは約102〜108
Ω/□、好ましくは約102〜105Ω/□の範囲内の
表面抵抗を有する。ETFEからなる耐透過性の内層
は、ETFEの半導電性の最内層の周囲に共押出し形成
される。
管用途に用いる4層の管状物組立体である。この組立体
は、押出ししたエチレンテトラフルオロエチレン(ET
FE)の半導電性の最内層を含んでいる。ETFEは、
導電性カーボンブラックを1重量%〜10重量%混合す
ることにより半導電性にする。これは約102〜108
Ω/□、好ましくは約102〜105Ω/□の範囲内の
表面抵抗を有する。ETFEからなる耐透過性の内層
は、ETFEの半導電性の最内層の周囲に共押出し形成
される。
【0015】接着層は、耐透過性の内層の周囲に共押出
し形成される。接着剤は、多相形態を有するポリマーブ
レンドあるいはポリマーアロイであり、その内のある相
はETFEに対し混和性あるいは相溶性を有し、また別
の相はポリアミドに対し混和性あるいは相溶性を有す
る。ポリマーアロイおよびポリマーブレンドにおける形
態の発達および相分離の機構は、本発明者による従来技
術の文献「Morphology and Prope
rty Control via PhaseSepa
ration or Phase Dissoluti
on during Cure in Multiph
ase Systems」,Advances in
Polymer Technology,Vol.1
0,No.3,pp.185〜203(1990年)に
おいて知られ、記載されている。多相形態を有するポリ
マーブレンドあるいはポリマーアロイの接着剤の使用も
また本発明者による従来技術の刊行物、H.S.−Y.
Hsich,Proc.34th Int.SAMPE
Symp.,884(1989年),H.S.−Y.
Hsich,J.Mater.Sci.,25,156
9(1990年),H.S.−Y.Hsich,Pol
ym.Eng.Sci.,30,493(1990年)
に記載されている。
し形成される。接着剤は、多相形態を有するポリマーブ
レンドあるいはポリマーアロイであり、その内のある相
はETFEに対し混和性あるいは相溶性を有し、また別
の相はポリアミドに対し混和性あるいは相溶性を有す
る。ポリマーアロイおよびポリマーブレンドにおける形
態の発達および相分離の機構は、本発明者による従来技
術の文献「Morphology and Prope
rty Control via PhaseSepa
ration or Phase Dissoluti
on during Cure in Multiph
ase Systems」,Advances in
Polymer Technology,Vol.1
0,No.3,pp.185〜203(1990年)に
おいて知られ、記載されている。多相形態を有するポリ
マーブレンドあるいはポリマーアロイの接着剤の使用も
また本発明者による従来技術の刊行物、H.S.−Y.
Hsich,Proc.34th Int.SAMPE
Symp.,884(1989年),H.S.−Y.
Hsich,J.Mater.Sci.,25,156
9(1990年),H.S.−Y.Hsich,Pol
ym.Eng.Sci.,30,493(1990年)
に記載されている。
【0016】ポリアミドからなる外層は接着層の周囲に
共押出し形成される。ポリアミドはナイロン12、ナイ
ロン6、あるいはナイロン6の下層とナイロン12の被
覆層とであってもよい。
共押出し形成される。ポリアミドはナイロン12、ナイ
ロン6、あるいはナイロン6の下層とナイロン12の被
覆層とであってもよい。
【0017】本発明の第2の実施形態は、液体燃料の配
管用途に用いる3層の管状物組立体である。この組立体
は、押出しした軟質ETFEからなる半導電性かつ耐透
過性の内層を含んでいる。ETFEは、導電性カーボン
ブラックを1重量%〜6重量%混合することにより半導
電性にする。これは約102〜108Ω/□、好ましく
は約103〜105Ω/□の範囲の表面抵抗を有する。
管用途に用いる3層の管状物組立体である。この組立体
は、押出しした軟質ETFEからなる半導電性かつ耐透
過性の内層を含んでいる。ETFEは、導電性カーボン
ブラックを1重量%〜6重量%混合することにより半導
電性にする。これは約102〜108Ω/□、好ましく
は約103〜105Ω/□の範囲の表面抵抗を有する。
【0018】接着層は耐透過性の内層の周囲に共押出し
形成される。第1の実施形態と同様に接着剤は多相形態
を有するポリマーブレンドあるいはポリマーアロイであ
り、その内ある相はETFEに対し混和性あるいは相溶
性を有し、また別の相はポリアミドに対し混和性あるい
は相溶性を有する。ポリアミドからなる外層は接着層の
周囲に共押出し形成される。ポリアミドはナイロン1
2、ナイロン6、あるいはナイロン6の下層とナイロン
12の被覆層とであってもよい。
形成される。第1の実施形態と同様に接着剤は多相形態
を有するポリマーブレンドあるいはポリマーアロイであ
り、その内ある相はETFEに対し混和性あるいは相溶
性を有し、また別の相はポリアミドに対し混和性あるい
は相溶性を有する。ポリアミドからなる外層は接着層の
周囲に共押出し形成される。ポリアミドはナイロン1
2、ナイロン6、あるいはナイロン6の下層とナイロン
12の被覆層とであってもよい。
【0019】本発明の第3の実施形態は、気体燃料の配
管用途に用いる3層の管状物組立体である。この組立体
は、押出し成形した軟質ETFEの耐透過性の内層を含
む。接着層は耐透過性の内層の周囲に共押出し形成され
る。第1および第2の実施形態と同様に接着剤は多相形
態を有するポリマーブレンドあるいはポリマーアロイで
あり、その内ある相はETFEに対し混和性あるいは相
溶性を有し、また別の相はポリアミドに対し混和性ある
いは相溶性を有する。ポリアミドからなる外層は接着層
の周囲に共押出し形成される。ポリアミドはナイロン1
2、ナイロン6、あるいはナイロン6の下層とナイロン
12の被覆層とであってもよい。
管用途に用いる3層の管状物組立体である。この組立体
は、押出し成形した軟質ETFEの耐透過性の内層を含
む。接着層は耐透過性の内層の周囲に共押出し形成され
る。第1および第2の実施形態と同様に接着剤は多相形
態を有するポリマーブレンドあるいはポリマーアロイで
あり、その内ある相はETFEに対し混和性あるいは相
溶性を有し、また別の相はポリアミドに対し混和性ある
いは相溶性を有する。ポリアミドからなる外層は接着層
の周囲に共押出し形成される。ポリアミドはナイロン1
2、ナイロン6、あるいはナイロン6の下層とナイロン
12の被覆層とであってもよい。
【0020】上記実施形態は、好ましいフッ素ポリマー
としてのETFEによって形成された耐透過性の内層に
ついて開示しているが、ポリアミドに他の種類のフッ素
ポリマーを接合することは、単一相を有する接着剤を用
いて行う場合は特に困難であることは留意すべきであ
る。従って、ある相がフッ素ポリマーに対し混和性ある
いは相溶性を有し、別の相がポリアミドに対し混和性あ
るいは相溶性を有する多相形態を有するポリマーブレン
ドあるいはポリマーアロイは、ポリアミドの外層と、E
TFEとは異なるフッ素ポリマーからなる内層を接合す
るのにも用いることができる。ETFEとは異なるこの
ようなフッ素ポリマーの例には、エチレンテトラフルオ
ロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ヘキサフル
オロプロピレン、ペルフルオロメチルビニルエーテル、
クロロトリフルオロエチレン、エチレンクロロトリフル
オロエチレン、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロ
プロピレンビニリデン、ペルフルオロアルコキシ、ポリ
ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、およびそれ
らのコポリマー、ブレンド、ならびに混合物があるがこ
れらに限定されない。
としてのETFEによって形成された耐透過性の内層に
ついて開示しているが、ポリアミドに他の種類のフッ素
ポリマーを接合することは、単一相を有する接着剤を用
いて行う場合は特に困難であることは留意すべきであ
る。従って、ある相がフッ素ポリマーに対し混和性ある
いは相溶性を有し、別の相がポリアミドに対し混和性あ
るいは相溶性を有する多相形態を有するポリマーブレン
ドあるいはポリマーアロイは、ポリアミドの外層と、E
TFEとは異なるフッ素ポリマーからなる内層を接合す
るのにも用いることができる。ETFEとは異なるこの
ようなフッ素ポリマーの例には、エチレンテトラフルオ
ロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ヘキサフル
オロプロピレン、ペルフルオロメチルビニルエーテル、
クロロトリフルオロエチレン、エチレンクロロトリフル
オロエチレン、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロ
プロピレンビニリデン、ペルフルオロアルコキシ、ポリ
ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、およびそれ
らのコポリマー、ブレンド、ならびに混合物があるがこ
れらに限定されない。
【0021】同様に、上記各実施形態ではポリアミドか
らなる外層について説明しているが、フッ素ポリマーと
は化学的に異なる他のポリマーを外層に用いることもで
きる。フッ素ポリマーとは化学的に異なるこのようなポ
リマーには、ポリエステル、ポリケトン、ポリオレフィ
ン、およびそれらのコポリマー、ブレンド、ならびに混
合物があるがこれらに限定されない。
らなる外層について説明しているが、フッ素ポリマーと
は化学的に異なる他のポリマーを外層に用いることもで
きる。フッ素ポリマーとは化学的に異なるこのようなポ
リマーには、ポリエステル、ポリケトン、ポリオレフィ
ン、およびそれらのコポリマー、ブレンド、ならびに混
合物があるがこれらに限定されない。
【0022】上記各実施形態の接着層は耐透過性の内層
の周囲に共押出し形成される。接着層を形成するこれら
の材料は、ある相がフッ素ポリマーに対し混和性あるい
は相溶性を有し、別の相がポリアミドに対し混和性ある
いは相溶性を有する多相形態を有するポリマーブレンド
あるいはポリマーアロイである。接着層の各相と隣接層
との間の十分な接合を得るには、少なくとも25体積%
の第1相部分が一方の隣接層を形成するポリマーに対し
相溶性を有しており、かつ少なくとも25体積%の第2
相部分がもう一方の隣接層を形成するポリマーに対し相
溶性を有する。
の周囲に共押出し形成される。接着層を形成するこれら
の材料は、ある相がフッ素ポリマーに対し混和性あるい
は相溶性を有し、別の相がポリアミドに対し混和性ある
いは相溶性を有する多相形態を有するポリマーブレンド
あるいはポリマーアロイである。接着層の各相と隣接層
との間の十分な接合を得るには、少なくとも25体積%
の第1相部分が一方の隣接層を形成するポリマーに対し
相溶性を有しており、かつ少なくとも25体積%の第2
相部分がもう一方の隣接層を形成するポリマーに対し相
溶性を有する。
【0023】接着層を形成するポリマーブレンドあるい
はポリマーアロイの望ましい形態および機械的性質は、
2種以上の非相溶性ポリマーに相溶化剤をブレンドする
ことによってさらに改良することができ、その結果とし
て接着強度を向上することができる。その上、多層ホー
スあるいは多層管状物の共押出し工程中に、ポリマーブ
レンドあるいはポリマーアロイのレオロジー性を適宜調
節して、接着層を形成する材料が押出しに適した性質を
達成し得る適切な粘度と弾性とを得ることを可能にする
ことができる。相溶化剤およびレオロジー調節剤に用い
るこのような材料には、オーガノマー(organomers)、有
機金属、有機ホスフェート、シラン、アクリレート変性
ポリオレフィン、アクリレート変性フッ素ポリマー、ア
クリレート誘導体変性ポリオレフィン、アクリレート誘
導体変性フッ素ポリマー、フッ素エラストマー、および
それらの混合物があるがこれらに限定されない。最適な
接着強度および押出しのための適切な粘度と弾性を得る
ためには、多相形態を有するポリマーブレンドあるいは
ポリマーアロイは、相溶化剤およびレオロジー調節剤を
0.5重量%〜20重量%含むべきである。
はポリマーアロイの望ましい形態および機械的性質は、
2種以上の非相溶性ポリマーに相溶化剤をブレンドする
ことによってさらに改良することができ、その結果とし
て接着強度を向上することができる。その上、多層ホー
スあるいは多層管状物の共押出し工程中に、ポリマーブ
レンドあるいはポリマーアロイのレオロジー性を適宜調
節して、接着層を形成する材料が押出しに適した性質を
達成し得る適切な粘度と弾性とを得ることを可能にする
ことができる。相溶化剤およびレオロジー調節剤に用い
るこのような材料には、オーガノマー(organomers)、有
機金属、有機ホスフェート、シラン、アクリレート変性
ポリオレフィン、アクリレート変性フッ素ポリマー、ア
クリレート誘導体変性ポリオレフィン、アクリレート誘
導体変性フッ素ポリマー、フッ素エラストマー、および
それらの混合物があるがこれらに限定されない。最適な
接着強度および押出しのための適切な粘度と弾性を得る
ためには、多相形態を有するポリマーブレンドあるいは
ポリマーアロイは、相溶化剤およびレオロジー調節剤を
0.5重量%〜20重量%含むべきである。
【0024】本発明の様々な特徴を上記各実施形態と関
連させて説明した。特許請求の範囲によって表される本
発明の精神と範囲を逸脱せずに改変を施すことができる
ことが理解されよう。
連させて説明した。特許請求の範囲によって表される本
発明の精神と範囲を逸脱せずに改変を施すことができる
ことが理解されよう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディーン ティー. ス アメリカ合衆国.08550 ニュージャーシ イ,プリンストン ジャンクション,アー ノルド ドライヴ 12 Fターム(参考) 3H111 AA02 BA15 CB03 CB09 CB21 DA05 DA14 DB08 EA04 4F100 AA37A AA37B AK03E AK17A AK17B AK18A AK18B AK19B AK21B AK41E AK46E AK48E AK56E AL01B AL01E AL05B AL05C AL05D AL05E AS00A BA05 BA07 BA10E DA11 EH20 GB32 JD01B JG01A JG01B JG04A JG04B JL11C JL11D
Claims (26)
- 【請求項1】 多層ホースであって:最内層の周囲に共
押出しされたフッ素ポリマーからなる耐透過性の内層;
該内層の周囲に共押出しされた接着層であって、第1相
が該フッ素ポリマーに対し相溶性を有しており、第2相
がフッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマーに対し相
溶性を有している、多相形態を有するポリマーアロイか
らなる接着層;および該接着層の周囲に共押出しされ
た、前記のフッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマー
からなる外層を含んでおり、 該接着層が、前記第1相部分少なくとも25体積%と、
前記第2相部分少なくとも25体積%とを含んでいるこ
とを特徴とする多層ホース。 - 【請求項2】 前記内層を形成する前記フッ素ポリマー
が、エチレンテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレ
ンプロピレン、ヘキサフルオロプロピレン、過フッ素化
メチルビニルエーテル、クロロトリフルオロエチレン、
エチレンクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロ
エチレンヘキサフルオロプロピレンビニリデン、ペルフ
ルオロアルコキシ、ポリビニリデン、ポリテトラフルオ
ロエチレン、およびそれらのコポリマー、ブレンド、な
らびに混合物からなる群より選ばれるものである請求項
1記載の多層管状物組立体。 - 【請求項3】 前記のフッ素ポリマーとは化学的に異な
るポリマーが、ポリアミド、ポリエステル、ポリケト
ン、ポリオレフィン、およびそれらのコポリマー、ブレ
ンド、ならびに混合物からなる群より選ばれるものであ
る請求項1記載の多層管状物組立体。 - 【請求項4】 前記のフッ素ポリマーからなる耐透過性
内層が半導電性である請求項1記載の多層管状物組立
体。 - 【請求項5】 前記の耐透過性、半導電性フッ素ポリマ
ーからなる内層が約102 〜108Ω/□の範囲内の
表面抵抗を有する請求項4記載の多層管状物組立体。 - 【請求項6】 前記の耐透過性、半導電性フッ素ポリマ
ーからなる内層が導電性カーボンブラックを1〜10重
量%含んでいる請求項4記載の多層管状物組立体。 - 【請求項7】 多層ホースであって:押出しされたフッ
素ポリマーからなる半導電性の最内層;該最内層の周囲
に共押出しされたフッ素ポリマーからなる耐透過性の内
層;該内層の周囲に共押出しされた接着層であって、第
1相が該耐透過性の内層を形成する該フッ素ポリマーに
対し相溶性を有しており、第2相がフッ素ポリマーとは
化学的に異なるポリマーに対し相溶性を有している、多
相形態を有するポリマーアロイからなる接着層;および
該接着層の周囲に共押出しされた、前記のフッ素ポリマ
ーとは化学的に異なるポリマーからなる外層を含んでお
り、 該接着層が、該第1相部分少なくとも25体積%と、該
第2相部分少なくとも25体積%とを含んでいることを
特徴とする多層ホース。 - 【請求項8】 前記内層を形成する前記フッ素ポリマー
が、エチレンテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレ
ンプロピレン、ヘキサフルオロプロピレン、過フッ素化
メチルビニルエーテル、クロロトリフルオロエチレン、
エチレンクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロ
エチレンヘキサフルオロプロピレンビニリデン、ペルフ
ルオロアルコキシ、ポリビニリデン、ポリテトラフルオ
ロエチレン、およびそれらのコポリマー、ブレンド、な
らびに混合物からなる群より選ばれるものである請求項
7記載の多層管状物組立体。 - 【請求項9】 前記のフッ素ポリマーとは化学的に異な
るポリマーが、ポリアミド、ポリエステル、ポリケト
ン、ポリオレフィン、およびそれらのコポリマー、ブレ
ンド、ならびに混合物からなる群より選ばれるものであ
る請求項7記載の多層管状物組立体。 - 【請求項10】 前記の半導電性フッ素ポリマーからな
る最内層が約102〜108Ω/□の範囲内の表面抵抗
を有する請求項7記載の多層管状物組立体。 - 【請求項11】 前記の半導電性フッ素ポリマーからな
る最内層が導電性カーボンブラックを1〜10重量%含
んでいる請求項7記載の多層管状物組立体。 - 【請求項12】 多層管状物組立体であって、 押出しされたフッ素ポリマーからなる半導電性の最内
層;該最内層の周囲に共押出しされたフッ素ポリマーか
らなる耐透過性の内層;該耐透過性内層の周囲に共押出
しされた接着層であって、ある相が該耐透過性の内層を
形成する該フッ素ポリマーに対し相溶性を有しており、
別の相がフッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマーに
対し相溶性を有している、多相形態を有するポリマーア
ロイからなる接着層;および該接着層の周囲に共押出し
された前記のフッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマ
ーからなる外層とを含んでおり、 該多相ポリマーが相溶化剤およびレオロジー調節剤を
0.5〜20重量%含んでいることを特徴とする多層管
状物組立体。 - 【請求項13】 前記相溶化剤およびレオロジー調節剤
が、有機多量体、有機金属、有機リン、シラン、アクリ
レート変性ポリオレフィン、アクリレート変性フッ素ポ
リマー、アクリレート誘導体変性ポリオレフィン、アク
リレート誘導体変性フッ素ポリマー、フッ素エラストマ
ー、およびそれらの混合物からなる群より選ばれるもの
である請求項12記載の多層管状物組立体。 - 【請求項14】 前記フッ素ポリマーが、エチレンテト
ラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ヘ
キサフルオロプロピレン、ペルフルオロメチルビニルエ
ーテル、クロロトリフルオロエチレン、エチレンクロロ
トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンヘキサ
フルオロプロピレンビニリデン、ペルフルオロアルコキ
シ、ポリビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、お
よびそれらのコポリマー、ブレンド、ならびに混合物か
らなる群より選ばれるものである請求項12記載の多層
管状物組立体。 - 【請求項15】 前記のフッ素ポリマーとは化学的に異
なるポリマーが、ポリアミド、ポリエステル、ポリケト
ン、ポリオレフィン、およびそれらのコポリマー、ブレ
ンド、ならびに混合物からなる群より選ばれるものであ
る請求項12記載の多層管状物組立体。 - 【請求項16】 前記外層がナイロン12から形成され
たものである請求項15記載の多層管状物組立体。 - 【請求項17】 前記外層が、ナイロン6から形成され
た下層と、ナイロン12から形成された被覆層とを含ん
でいる請求項15記載の多層管状物組立体。 - 【請求項18】 前記のフッ素ポリマーからなる半導電
性の最内層が、約102〜108Ω/□の範囲内の表面
抵抗を有している請求項12記載の多層管状物組立体。 - 【請求項19】 前記のフッ素ポリマーからなる半導電
性の最内層が、導電性カーボンブラックを1〜10重量
%含んでいる請求項12記載の多層管状物組立体。 - 【請求項20】 多層管状物組立体であって、 押出しされたフッ素ポリマーからなる耐透過性の内層;
該内層の周囲に共押出しされた接着層であって、ある相
が該フッ素ポリマーに対し相溶性を有しており、別の相
がフッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマーに対し相
溶性を有している、多相形態を有するポリマーアロイか
らなる接着層;および該接着層の周囲に共押出しされた
前記のフッ素ポリマーとは化学的に異なるポリマーから
なる外層を含んでおり、 該多相ポリマーが相溶化剤およびレオロジー調節剤を
0.5〜20重量%含んでいることを特徴とする多層管
状物組立体。 - 【請求項21】 前記相溶化剤およびレオロジー調節剤
が、オーガノマー、有機金属、有機ホスフェート、シラ
ン、アクリレート変性ポリオレフィン、アクリレート変
性フッ素ポリマー、アクリレート誘導体変性ポリオレフ
ィン、アクリレート誘導体変性フッ素ポリマー、フッ素
エラストマー、およびそれらの混合物からなる群より選
ばれるものである請求項20記載の多層管状物組立体。 - 【請求項22】 前記フッ素ポリマーが、エチレンテト
ラフルオロエチレン、フッ素化エチレンプロピレン、ヘ
キサフルオロプロピレン、ペルフルオロメチルビニルエ
ーテル、クロロトリフルオロエチレン、エチレンクロロ
トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンヘキサ
フルオロプロピレンビニリデン、ペルフルオロアルコキ
シ、ポリビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、お
よびそれらのコポリマー、ブレンド、ならびに混合物か
らなる群より選ばれるものである請求項20記載の多層
管状物組立体。 - 【請求項23】 前記のフッ素ポリマーとは化学的に異
なるポリマーが、ポリアミド、ポリエステル、ポリケト
ン、ポリオレフィン、およびそれらのコポリマー、ブレ
ンド、ならびに混合物からなる群より選ばれるものであ
る請求項20に記載の多層管状物組立体。 - 【請求項24】 前記のフッ素ポリマーからなる耐透過
性の内層が半導電性である請求項20記載の多層管状物
組立体。 - 【請求項25】 前記のフッ素ポリマーからなる耐透過
性、半導電性の内層が、約102〜108Ω/□の範囲
内の表面抵抗を有している請求項20記載の多層管状物
組立体。 - 【請求項26】 前記のフッ素ポリマーからなる耐透過
性、半導電性の内層が、導電性カーボンブラックを1〜
10重量%含んでいる請求項20記載の多層管状物組立
体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/314810 | 1999-05-19 | ||
US09/314,810 US6012496A (en) | 1996-01-29 | 1999-05-19 | Multi-layer tubing assembly for fluid and vapor handling systems |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|---|---|
JP2000052651A Pending JP2000337564A (ja) | 1999-05-19 | 2000-02-29 | 流体および気体の取扱システム用の多層管状物組立体 |
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---|---|
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CN (1) | CN1274640A (ja) |
AU (1) | AU724142B1 (ja) |
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CA (1) | CA2288454A1 (ja) |
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