JP2007196522A - 燃料チューブ - Google Patents
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Abstract
【課題】積層型燃料チューブ1の層間接着力を高めるとともに、燃料バリア性を高める。
【解決手段】内層2を含フッ素エチレン性重合体層とし、その外側の層3を半芳香族ポリアミド系樹脂層とし、この含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層とを少なくともアミン官能基によって直接化学的に結合させる。
【選択図】図1
【解決手段】内層2を含フッ素エチレン性重合体層とし、その外側の層3を半芳香族ポリアミド系樹脂層とし、この含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層とを少なくともアミン官能基によって直接化学的に結合させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、燃料を通す燃料チューブに関する。
従来、燃料チューブの材料として、高い耐燃料透過性を得るためにETFE(エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体)が採用されてきた。しかし、このETFEは、燃料チューブのコストを高くし、また、その肉厚が薄くなると、耐燃料透過性が十分に発揮されないという問題がある。これを解決するために、ETFE層と各種バリア材層とを内外に重ねた積層チューブが開発されている。その一つは、官能基変性ETFE層と半芳香族ポリアミド樹脂層とを積層したものである(特許文献1参照)。この積層チューブでは、官能基変性ETFE層と半芳香族ポリアミド樹脂層とが接着剤層を介して積層されている。
特許第3194053号公報
上述の如く、官能基変性ETFE層と半芳香族ポリアミド樹脂層とが接着剤層を介して積層されているのは、この官能基変性ETFE層と半芳香族ポリアミド樹脂層とを直接接着させることが難しいためである。しかし、この両層間に接着剤層が介在する結果、当該燃料チューブに燃料を通した状態が長時間続くと、その両層間の接着力が著しく低下するという問題がある。
そこで、本発明は、高い耐燃料透過性を有し且つ層間接着力の低下が少ない積層型の燃料チューブを低コストで提供できるようにすることを課題とする。
本発明は、このような課題を解決するために、含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層とを化学的に結合させて直接積層させるようにした。
すなわち、請求項1に係る発明は、内外に積層された複数の層を有する燃料チューブにおいて、
上記複数の層として、含フッ素エチレン性重合体層と、半芳香族ポリアミド系樹脂層とを備え、
上記含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層とが少なくともアミン官能基によって直接化学的に結合して積層されていることを特徴とする。
上記複数の層として、含フッ素エチレン性重合体層と、半芳香族ポリアミド系樹脂層とを備え、
上記含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層とが少なくともアミン官能基によって直接化学的に結合して積層されていることを特徴とする。
従って、含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層との間の接着力が高くなり、当該燃料チューブに燃料を通した状態が長時間続いても、その両層間の接着力の低下が少なくなる。よって、含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層とによって高い耐燃料透過性及び良好な機械的特性を有する耐久性の高い燃料チューブを低コストで提供する上で有利になる。
上記含フッ素エチレン性重合体は、少なくとも1種の含フッ素エチレン性単量体から誘導される繰り返し単位を有するホモポリマー鎖又はコポリマー鎖を有するものであり、含フッ素エチレン性単量体のみを重合してなるか、又は、含フッ素エチレン性単量体とフッ素原子を有さないエチレン性単量体を重合してなるポリマー鎖であってよい。
上記含フッ素エチレン性単量体は、フッ素原子を有するオレフィン性不飽和単量体であり、具体的には、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、ヘキサフルオロプロピレン、ヘキサフルオロイソブテン、式CH2=CX1(CF2)nX2(式中、X1はH又はF、X2はH、F又はCl、nは1〜10の整数である。)で示される単量体、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)類などである。
上記フッ素原子を有さないエチレン性単量体は、耐熱性や耐薬品性などを低下させないためにも炭素数5以下のエチレン性単量体から選ばれることが好ましい。具体的には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、塩化ビニル、塩化ビニリデンなどがあげられる。
上記半芳香族ポリアミド系樹脂としては、全ジカルボン酸成分の60〜100モル%がテレフタル酸であるジカルボン酸成分と、全ジアミン成分の60〜100モル%が1,9−ノナンジアミン及び2−メチル−1,8−オクタンジアミンから選ばれるジアミン成分とからなるポリアミド樹脂である(以下PA9Tと略記する場合がある)ことが好ましい。
PA9Tのジカルボン酸成分としてはテレフタル酸が用いられる。その使用量は、ジカルボン酸成分全体に対して、60モル%以上であり、好ましくは75モル%以上、より好ましくは90モル%以上である。テレフタル酸成分が60モル%未満の場合には、得られる積層構造体の耐熱性、耐薬品性などの諸物性が低下するため好ましくない。
テレフタル酸成分以外の他のジカルボン酸成分としては、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、2,2−ジメチルグルタル酸、3,3−ジエチルコハク酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸などの脂肪族ジカルボン酸;1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂環式ジカルボン酸;イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,4−フェニレンジオキシジ酢酸、1,3−フェニレンジオキシジ酢酸、ジフェン酸、4,4’−オキシジ安息香酸、ジフェニルメタン−4,4’−ジカルボン酸、ジフェニルスルホン−4,4’−ジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、あるいはこれらの任意の混合物を挙げることができる。これらのうち芳香族ジカルボン酸が好ましく使用される。さらに、トリメリット酸、トリメシン酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸を溶融成形が可能な範囲内で用いることもできる。
PA9Tのジアミン成分としては、1,9−ノナンジアミン及び2−メチル−1,8−オクタンジアミンから選ばれるジアミンが用いられる。その使用量は、ジアミン成分全体に対して、60モル%以上であり、好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上である。ジアミン成分として、上記の量の1,9−ノナンジアミン及び2−メチル−1,8−オクタンジアミンから選ばれるジアミンを使用することにより、耐熱性、成形性、耐薬品性、低吸水性、軽量性、力学特性、成形加工性のいずれにも優れる積層型燃料チューブが得られる。1,9−ノナンジアミンと2−メチル−1,8−オクタンジアミンのモル比は、好ましくは30:70〜95:5、より好ましくは40:60〜90:10である。
他のジアミン成分としては、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、1,8−オクタンジアミン、1,10−デカンジアミン、1,12−ドデカンジアミン、3−メチル−1,5−ペンタンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジアミン、5−メチル−1,9−ノナンジアミンなどの脂肪族ジアミン;シクロヘキサンジアミン、メチルシクロヘキサンジアミン、イソホロンジアミンなどの脂環式ジアミン;p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、p−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルエ−テルなどの芳香族ジアミン、あるいはこれらの任意の混合物を挙げることができる。
上記含フッ素エチレン性重合体は、接着性を付与する官能基を有する変性含フッ素エチレン性重合体であることが好ましい。接着性を有する官能基は、反応性や極性を有する基で、例えばカルボキシル基、1分子中の2つのカルボキシル基が脱水縮合した残基(以下、カルボン酸無水物残基という。)、エポキシ基、水酸基、イソシアネート基、エステル基、アミド基、アルデヒド基、アミノ基、加水分解性シリル基、シアノ基、炭素−炭素二重結合、スルホン酸基及びエーテル基等が好ましいものとして挙げられる。なかでも、カルボキシル基、カルボン酸無水物残基、エポキシ基、加水分解性シリル基及び炭素−炭素二重結合が好ましい。このような官能基は、ETFE1分子中に異なる種類のものが2種類以上存在していても良く、また1分子中に2個以上存在していても良い。
請求項2に係る発明は、請求項1において、
上記含フッ素エチレン性重合体層は、燃料と接触する内層を形成していることを特徴とする。
上記含フッ素エチレン性重合体層は、燃料と接触する内層を形成していることを特徴とする。
これにより、含フッ素エチレン性重合体層によって耐燃料透過性を高いレベルで実現しながら、化学的に安定なチューブ物性を維持し、その外側の半芳香族ポリアミド系樹脂層によって耐燃料透過性をさらに高いレベルで実現しながら、良好な機械的特性、耐候性、耐外傷性、難燃性等を向上させることができる。
請求項3に係る発明は、請求項1において、
上記含フッ素エチレン性重合体層は、燃料と接触する内層を形成し、
上記半芳香族ポリアミド系樹脂層は、上記内層に直接接触するように積層された中間層を形成し、
上記中間層に直接接触するように積層された外層がポリアミド11又はポリアミド12の層によって形成されていることを特徴とする。
上記含フッ素エチレン性重合体層は、燃料と接触する内層を形成し、
上記半芳香族ポリアミド系樹脂層は、上記内層に直接接触するように積層された中間層を形成し、
上記中間層に直接接触するように積層された外層がポリアミド11又はポリアミド12の層によって形成されていることを特徴とする。
従って、耐燃料透過性を高いレベルで実現しながら、良好な機械的特性、耐候性、耐外傷性、難燃性等を高める上で有利になる。
請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
上記含フッ素エチレン性重合体が、変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体であることを特徴とする。
上記含フッ素エチレン性重合体が、変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体であることを特徴とする。
従って、耐燃料透過性及び上記層間接着力を得る上で有利になる。
請求項5に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
上記含フッ素エチレン性重合体は、カルボニル基、エポキシ基、無水マレイン酸基、グリシジル基及びカルボン酸ハライド基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有することを特徴とする。
上記含フッ素エチレン性重合体は、カルボニル基、エポキシ基、無水マレイン酸基、グリシジル基及びカルボン酸ハライド基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有することを特徴とする。
従って、かかる接着性を有する官能基によって上記層間接着力を高めることができる。
請求項6に係る発明は、請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
上記半芳香族ポリアミド系樹脂の分子末端のアミノ基Aとカルボニル基Bとの比率A/Bが51/49以上99/1以下であることを特徴とする。
上記半芳香族ポリアミド系樹脂の分子末端のアミノ基Aとカルボニル基Bとの比率A/Bが51/49以上99/1以下であることを特徴とする。
これにより、上記層間接着力を高める上で有利になる。
請求項7に係る発明は、請求項1乃至請求項6のいずれか一において、
上記半芳香族ポリアミド系樹脂は、ジアミン成分と芳香族ジカルボン酸成分とを重合してなり、
上記ジアミン成分は、1,9−ノナンジアミン及び2−メチル−1,8−オクタンジアミンから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする。
上記半芳香族ポリアミド系樹脂は、ジアミン成分と芳香族ジカルボン酸成分とを重合してなり、
上記ジアミン成分は、1,9−ノナンジアミン及び2−メチル−1,8−オクタンジアミンから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする。
従って、当該燃料チューブの耐熱性、成形性、耐薬品性、低吸水性、軽量性、機械的特性、成形加工性を高める上で有利になる。
請求項8に係る発明は、請求項1乃至請求項7のいずれか一において、
上記半芳香族ポリアミド系樹脂を構成するジアミン成分は、1,9−ノナンジアミンCと2−メチル−1,8−オクタンジアミンDとの比率C/Dが3/7以上9/1以下であることを特徴とする。
上記半芳香族ポリアミド系樹脂を構成するジアミン成分は、1,9−ノナンジアミンCと2−メチル−1,8−オクタンジアミンDとの比率C/Dが3/7以上9/1以下であることを特徴とする。
従って、耐燃料透過性を高める上で有利になる。
請求項9に係る発明は、請求項1乃至請求項8のいずれか一において、
上記含フッ素エチレン性重合体層は導電材料を含有することを特徴とする。
上記含フッ素エチレン性重合体層は導電材料を含有することを特徴とする。
従って、当該燃料チューブ内の燃料の内部摩擦あるいはチューブ壁との摩擦によって発生した静電気が蓄積して燃料に引火することを防止する上で有利になる。
導電材料としては、カ−ボンブラック、グラファイト等の粒状フィラーが好適に使用できる。アルミフレ−ク、ニッケルフレ−ク、ニッケルコ−トマイカ等のフレ−ク状フィラ−や、炭素繊維、炭素被覆セラミック繊維、カ−ボンウィスカ−、アルミ繊維や銅繊維や黄銅繊維やステンレス繊維といった金属繊維も好適に使用できる。これらの中では、カ−ボンブラックが最も好適である。
請求項10に係る発明は、請求項1乃至請求項9のいずれか一において、
上記含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層との初期層間接着力が20N/cm以上であることを特徴とする。
上記含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層との初期層間接着力が20N/cm以上であることを特徴とする。
従って、当該燃料チューブの耐久性の向上に有利になる。
請求項11に係る発明は、請求項1乃至請求項10のいずれか一において、
トルエンとイソオクタンとエタノールとが45:45:10の体積比率で混合された液を当該燃料チューブに封入して60℃の温度に20日間保持した後の、上記含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層との層間接着力が20N/cm以上であることを特徴とする。
トルエンとイソオクタンとエタノールとが45:45:10の体積比率で混合された液を当該燃料チューブに封入して60℃の温度に20日間保持した後の、上記含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層との層間接着力が20N/cm以上であることを特徴とする。
従って、当該燃料チューブの耐久性の向上に有利になる。
請求項12に係る発明は、請求項1乃至請求項11のいずれか一において、
トルエンとイソオクタンとエタノールとが45:45:10の体積比率で混合された液を当該燃料チューブに封入して60℃の温度に20日間保持した後の、燃料透過速度が5g/m2/day以下であることを特徴とする。
トルエンとイソオクタンとエタノールとが45:45:10の体積比率で混合された液を当該燃料チューブに封入して60℃の温度に20日間保持した後の、燃料透過速度が5g/m2/day以下であることを特徴とする。
従って、高い耐燃料透過性を実現することができる。
以上のように、本発明によれば、含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層とが少なくともアミン官能基によって直接化学的に結合して積層されているため、高い耐燃料透過性及び良好な機械的特性を有する耐久性の高い燃料チューブを低コストで提供することができる。
以下、発明の好ましい実施形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る2層構造の燃料チューブ1を示す。該燃料チューブ1において、2は燃料が通る内層、3は内層2を全周にわたって覆う外層である。内層2と外層3とは少なくともアミン官能基によって直接化学的に結合して積層されている。図2は本発明の他の実施形態に係る3層構造の燃料チューブ4を示す。すなわち、この燃料チューブ4は、燃料が通る内層2と、該内層2を全周にわたって覆う中間層5と、該中間層5を全周にわたって覆う外層6とを備え、内層2と中間層5とは少なくともアミン官能基によって直接化学的に結合して積層されている。
本発明は、上記燃料チューブ1,4の内層として含フッ素エチレン性重合体を採用し、2層構造の場合の外層3に、3層構造の場合の中間層5に、半芳香族ポリアミド系樹脂を採用している。3層構造の場合の外層6にはポリアミド11又はポリアミド12を採用することが好ましい。そうして、上述の如く各層間を直接化学的に結合させるために、共押出チューブ成形法によって、各層を構成する材料を溶融させた状態又は半溶融させた状態で積層させている。
<実施例及び比較例>
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
[実施例1]
図1に示す2層構造の燃料チューブであり、内層を構成する含フッ素エチレン性重合体として無水マレイン酸変性ETFEを採用し、外層を構成する半芳香族ポリアミド系樹脂としてPA9Tを採用した。PA9Tの分子末端のアミノ基Aとカルボニル基Bとの比率A/Bは60/40であり、ジアミン成分比率(1,9−ノナンジアミンCと2−メチル−1,8−オクタンジアミンDとの比率)C/Dは60/40である。
[実施例2]
PA9Tの上記末端官能基比率A/Bを70/30とし、他は実施例1と同様に構成した(2層構造の燃料チューブ)。
[実施例3]
含フッ素エチレン性重合体としてカルボニル基変性ETFEを採用し、且つPA9Tの上記末端官能基比率A/Bを70/30、上記ジアミン成分比率C/Dを50/50とし、他は実施例1と同様に構成した(2層構造の燃料チューブ)。
[実施例4]
PA9Tの上記ジアミン成分比率C/Dを60/40とし、他は実施例3と同様に構成した(2層構造の燃料チューブ)。
[実施例5]
図2に示す3層構造の燃料チューブであり、内層を構成する含フッ素エチレン性重合体として無水マレイン酸変性ETFEを採用し、中間層を構成する半芳香族ポリアミド系樹脂としてPA9Tを採用し、外層をPA12(ポリアミド12)によって構成した。PA9Tの上記末端官能基比率A/Bは70/30であり、上記ジアミン成分比率C/Dは60/40である。
[実施例6]
含フッ素エチレン性重合体としてカルボニル基変性ETFEを採用し、他は実施例5と同様に構成した(3層構造の燃料チューブ)。
[実施例7]
PA9Tの上記末端官能基比率A/Bを40/60とし、他は実施例6と同様に構成した(3層構造の燃料チューブ)。
[実施例8]
PA9Tの上記ジアミン成分比率C/Dを20/80とし、他は実施例6と同様に構成した(3層構造の燃料チューブ)。
[比較例1]
PA11(ポリアミド11)の単層構造の燃料チューブとした。
[比較例2]
外層をPA12とし、他は実施例3と同様に構成した(2層構造の燃料チューブ)。
[比較例3]
内層を構成する無水マレイン酸変性ETFEと中間層を構成するPA9Tとの間にPA12の層を配置し、且つPA9Tの上記末端官能基比率A/Bを50/50とし、他は実施例5と同様に構成した(4層構造の燃料チューブ)。
[比較例4]
図2に示す3層構造の燃料チューブであり、内層をマレイン酸変性ETFEで構成し、中間層を全芳香族ポリアミド系樹脂で構成し、外層をPA12で構成した。
<層厚さについて>
2層構造の実施例1−4及び比較例2では、各々の内層の厚さを0.25mm、外層の厚さを0.75mmにした。3層構造(実施例5−8,比較例4)においては、内層の厚さを0.10mm、中間層(比較例4では第2層。以下、同じ。)の厚さを0.20mm、外層(比較例4では第3層。以下、同じ。)の厚さを0.70mmにした。比較例3の4層構造においては、内層(第1層)の厚さを0.10mm、第2層及び第3層各々の厚さを0.20mm、第4層の厚さを0.50mmにした。
<性能評価>
上記実施例及び比較例について以下に述べる各項目について評価した。結果は表1及び表2に示されている。
(初期層間接着力)
初期層間接着力は、比較例3を除く他の例では、内層とその外側に積層されている層との間の接着力をいうが、比較例3(4層構造)では、第2層と第3層との間の接着力をいう(ガソリン蒸気が透過性の低いPA9T層で滞留し、つまり、第2層と第3層との間に留まり、当該層間の接着力を弱めるからである。)。測定にあたっては、テストチュ−ブを半割りにし、テンシロン万能試験機を用い、30mm/minの引張速度にて180°剥離試験を実施して剥離強度を読み取り、剥離断面長さで除した値を初期層間接着力とした。
(燃料封入後層間接着力)
燃料封入後層間接着力は、初期層間接着力と同じく、比較例3を除く他の例では、内層とその外側に積層されている層との間の接着力、比較例3では、第2層と第3層との間の接着力をいう。測定にあたっては、テストチューブ内部に、FuelC(イソオクタン:トルエン=50:50体積比)とエタノ−ルとを90:10の体積比で混合したアルコ−ル/ガソリンを封入して60℃の温度に20日間保持した後、上記初期層間接着力試験と同じ方法で接着力を求めた。
(チューブ柔軟性)
テストチューブを曲げたときに曲げ易いか否かによって評価した。表1及び表2の△はやや硬く曲げ加工性に劣る、○は柔軟性があり曲げ加工性に問題なし、をそれぞれ表す。
(燃料透過速度)
テストチュ−ブ(内径6mm,肉厚1mm)に上記アルコ−ル/ガソリンを封入して全体の重量を測定し、次いで60℃のオ−ブンに入れ、一日毎に重量変化(a)を測定した。一方、上記アルコ−ル/ガソリンを封入していないテストチューブの重量変化(b)についても同様に測定した。そうして、(a)−(b)により、一日あたりの燃料の重量変化を求め、チュ−ブ内表面積で除して燃料透過速度(g/m2/day)とした。
<実施例及び比較例>
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
[実施例1]
図1に示す2層構造の燃料チューブであり、内層を構成する含フッ素エチレン性重合体として無水マレイン酸変性ETFEを採用し、外層を構成する半芳香族ポリアミド系樹脂としてPA9Tを採用した。PA9Tの分子末端のアミノ基Aとカルボニル基Bとの比率A/Bは60/40であり、ジアミン成分比率(1,9−ノナンジアミンCと2−メチル−1,8−オクタンジアミンDとの比率)C/Dは60/40である。
[実施例2]
PA9Tの上記末端官能基比率A/Bを70/30とし、他は実施例1と同様に構成した(2層構造の燃料チューブ)。
[実施例3]
含フッ素エチレン性重合体としてカルボニル基変性ETFEを採用し、且つPA9Tの上記末端官能基比率A/Bを70/30、上記ジアミン成分比率C/Dを50/50とし、他は実施例1と同様に構成した(2層構造の燃料チューブ)。
[実施例4]
PA9Tの上記ジアミン成分比率C/Dを60/40とし、他は実施例3と同様に構成した(2層構造の燃料チューブ)。
[実施例5]
図2に示す3層構造の燃料チューブであり、内層を構成する含フッ素エチレン性重合体として無水マレイン酸変性ETFEを採用し、中間層を構成する半芳香族ポリアミド系樹脂としてPA9Tを採用し、外層をPA12(ポリアミド12)によって構成した。PA9Tの上記末端官能基比率A/Bは70/30であり、上記ジアミン成分比率C/Dは60/40である。
[実施例6]
含フッ素エチレン性重合体としてカルボニル基変性ETFEを採用し、他は実施例5と同様に構成した(3層構造の燃料チューブ)。
[実施例7]
PA9Tの上記末端官能基比率A/Bを40/60とし、他は実施例6と同様に構成した(3層構造の燃料チューブ)。
[実施例8]
PA9Tの上記ジアミン成分比率C/Dを20/80とし、他は実施例6と同様に構成した(3層構造の燃料チューブ)。
[比較例1]
PA11(ポリアミド11)の単層構造の燃料チューブとした。
[比較例2]
外層をPA12とし、他は実施例3と同様に構成した(2層構造の燃料チューブ)。
[比較例3]
内層を構成する無水マレイン酸変性ETFEと中間層を構成するPA9Tとの間にPA12の層を配置し、且つPA9Tの上記末端官能基比率A/Bを50/50とし、他は実施例5と同様に構成した(4層構造の燃料チューブ)。
[比較例4]
図2に示す3層構造の燃料チューブであり、内層をマレイン酸変性ETFEで構成し、中間層を全芳香族ポリアミド系樹脂で構成し、外層をPA12で構成した。
<層厚さについて>
2層構造の実施例1−4及び比較例2では、各々の内層の厚さを0.25mm、外層の厚さを0.75mmにした。3層構造(実施例5−8,比較例4)においては、内層の厚さを0.10mm、中間層(比較例4では第2層。以下、同じ。)の厚さを0.20mm、外層(比較例4では第3層。以下、同じ。)の厚さを0.70mmにした。比較例3の4層構造においては、内層(第1層)の厚さを0.10mm、第2層及び第3層各々の厚さを0.20mm、第4層の厚さを0.50mmにした。
<性能評価>
上記実施例及び比較例について以下に述べる各項目について評価した。結果は表1及び表2に示されている。
(初期層間接着力)
初期層間接着力は、比較例3を除く他の例では、内層とその外側に積層されている層との間の接着力をいうが、比較例3(4層構造)では、第2層と第3層との間の接着力をいう(ガソリン蒸気が透過性の低いPA9T層で滞留し、つまり、第2層と第3層との間に留まり、当該層間の接着力を弱めるからである。)。測定にあたっては、テストチュ−ブを半割りにし、テンシロン万能試験機を用い、30mm/minの引張速度にて180°剥離試験を実施して剥離強度を読み取り、剥離断面長さで除した値を初期層間接着力とした。
(燃料封入後層間接着力)
燃料封入後層間接着力は、初期層間接着力と同じく、比較例3を除く他の例では、内層とその外側に積層されている層との間の接着力、比較例3では、第2層と第3層との間の接着力をいう。測定にあたっては、テストチューブ内部に、FuelC(イソオクタン:トルエン=50:50体積比)とエタノ−ルとを90:10の体積比で混合したアルコ−ル/ガソリンを封入して60℃の温度に20日間保持した後、上記初期層間接着力試験と同じ方法で接着力を求めた。
(チューブ柔軟性)
テストチューブを曲げたときに曲げ易いか否かによって評価した。表1及び表2の△はやや硬く曲げ加工性に劣る、○は柔軟性があり曲げ加工性に問題なし、をそれぞれ表す。
(燃料透過速度)
テストチュ−ブ(内径6mm,肉厚1mm)に上記アルコ−ル/ガソリンを封入して全体の重量を測定し、次いで60℃のオ−ブンに入れ、一日毎に重量変化(a)を測定した。一方、上記アルコ−ル/ガソリンを封入していないテストチューブの重量変化(b)についても同様に測定した。そうして、(a)−(b)により、一日あたりの燃料の重量変化を求め、チュ−ブ内表面積で除して燃料透過速度(g/m2/day)とした。
層間接着力に関し、実施例2と実施例4との比較から、含フッ素エチレン性重合体として無水マレイン酸変性ETFEを採用した方がカルボニル基変性ETFEを採用するよりも、層間接着力が高いことがわかる。実施例1と実施例2との比較、実施例6と実施例7との比較から、PA9Tのアミノ基Aとカルボニル基Bとの比率A/Bを大きくする方が層間接着力が高くなることがわかる。実施例7でも燃料封入後層間接着力は22N/cmであるが、比率A/Bを1よりも大に、すなわち、51/49以上にすることが好ましい。アミノ基リッチにより、PA9Tと変性ETFEとの直接接着が実用レベルで可能になり、品質安定性が高くなるからである。比較例2,3をみると、PA12を採用した場合も初期層間接着力は比較的高いが、比較例3のようにETFEとPA9TとがPA12を介して積層されていると、燃料封入後層間接着力が大きく低下する。なお、比較例4では層間接着力が低いという結果になっている。
チューブの柔軟性に関しては、実施例1−4と実施例5−8との比較から、PA9T層が厚くなると、チューブがやや硬くなり、曲げ加工性が低下することがわかる。従って、チューブの柔軟にして曲げ加工性を高めるには、実施例5−8のようにPA9T層を薄くすることが好ましい。
燃料透過速度をみると、実施例3と実施例4との比較、実施例7と実施例8との比較から、PA9Tの1,9−ノナンジアミンCと2−メチル−1,8−オクタンジアミンDとの比率C/Dを大きくする方が高い燃料バリア性を得る上で有利になることがわかる。実施例7と実施例8との比較から、当該C/Dは30/70以上とすることが好ましいということができる。なお、比較例1のようにPA11単層構造では燃料バリア性が悪く、比較例2のように内層にカルボニル基変性ETFEを採用しても、外層をPA12にすると、高い燃料バリア性は得られない。この場合、PA9Tは特にトルエンバリア性に、ETFEは特にアルコールバリア性にそれぞれ効果を発揮する。
1,4 燃料チューブ
2 内層(含フッ素エチレン性重合体層)
3 外層(半芳香族ポリアミド系樹脂層)
5 中間層(半芳香族ポリアミド系樹脂層)
2 内層(含フッ素エチレン性重合体層)
3 外層(半芳香族ポリアミド系樹脂層)
5 中間層(半芳香族ポリアミド系樹脂層)
Claims (12)
- 内外に積層された複数の層を有する燃料チューブにおいて、
上記複数の層として、含フッ素エチレン性重合体層と、半芳香族ポリアミド系樹脂層とを備え、
上記含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層とが少なくともアミン官能基によって直接化学的に結合して積層されていることを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1において、
上記含フッ素エチレン性重合体層は、燃料と接触する内層を形成していることを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1において、
上記含フッ素エチレン性重合体層は、燃料と接触する内層を形成し、
上記半芳香族ポリアミド系樹脂層は、上記内層に直接接触するように積層された中間層を形成し、
上記中間層に直接接触するように積層された外層がポリアミド11又はポリアミド12の層によって形成されていることを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1乃至請求項3のいずれか一において、
上記含フッ素エチレン性重合体が、変性エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体であることを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
上記含フッ素エチレン性重合体は、カルボニル基、エポキシ基、無水マレイン酸基、グリシジル基及びカルボン酸ハライド基からなる群より選ばれる少なくとも1種の官能基を有することを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか一において、
上記半芳香族ポリアミド系樹脂の分子末端のアミノ基Aとカルボニル基Bとの比率A/Bが51/49以上99/1以下であることを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1乃至請求項6のいずれか一において、
上記半芳香族ポリアミド系樹脂は、ジアミン成分と芳香族ジカルボン酸成分とを重合してなり、
上記ジアミン成分は、1,9−ノナンジアミン及び2−メチル−1,8−オクタンジアミンから選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一において、
上記半芳香族ポリアミド系樹脂を構成するジアミン成分は、1,9−ノナンジアミンCと2−メチル−1,8−オクタンジアミンDとの比率C/Dが3/7以上9/1以下であることを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか一において、
上記含フッ素エチレン性重合体層は導電材料を含有することを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか一において、
上記含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層との初期層間接着力が20N/cm以上であることを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1乃至請求項10のいずれか一において、
トルエンとイソオクタンとエタノールとが45:45:10の体積比率で混合された液を当該燃料チューブに封入して60℃の温度に20日間保持した後の、上記含フッ素エチレン性重合体層と半芳香族ポリアミド系樹脂層との層間接着力が20N/cm以上であることを特徴とする燃料チューブ。 - 請求項1乃至請求項11のいずれか一において、
トルエンとイソオクタンとエタノールとが45:45:10の体積比率で混合された液を当該燃料チューブに封入して60℃の温度に20日間保持した後の、燃料透過速度が5g/m2/day以下であることを特徴とする燃料チューブ。
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