JP2008132659A

JP2008132659A - 多層チューブ

Info

Publication number: JP2008132659A
Application number: JP2006320202A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Takase; 康人高瀬
Original assignee: Bridgestone Flowtech Corp
Current assignee: Bridgestone Flowtech Corp
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2006-11-28
Publication date: 2008-06-12

Abstract

【課題】各層間の剥離の発生を抑制し、耐久性に優れた多層チューブを提供する。
【解決手段】多層チューブ１０は、ポリオレフィン樹脂からなる内層１２と、その内層１２の外側に接着性ポリオレフィン樹脂からなる中間層１４と、その中間層１４の外側にポリウレタン樹脂からなる外層１６とを備えた３層構造である。内層１２として、例えばポリエチレン樹脂、中間層１４として、例えば酸変性ポリオレフィン樹脂などが用いられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、３層以上の積層構造の多層チューブに関する。

従来から飲料用のチューブとして、２層構造のチューブが知られている。

例えば、内層に無臭のポリエチレンが使用されており、その外側に、エチレン酢酸ビニル樹脂等の柔軟性のある外層を設けた２層チューブが用いられている。

また、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）とＨＦＰ（ヘキサフルオロプロピレン）との共重合フッ素樹脂からなる内層に、ポリウレタン樹脂からなる外層を積層した２層チューブが使用されている（例えば特許文献１を参照）。
特許３１１７９３１号公報

しかし、ポリエチレンの内層にエチレン酢酸ビニル樹脂等の外層を設けた２層チューブでは、外層材料に外傷がつきやすく、外層と継手とのシール性が悪くなり、液漏れが発生するおそれがある。

本発明者らが検討したところ、外層には、外傷がつきにくく柔軟性のあるポリウレタン樹脂が適していることが分かったが、ポリウレタン樹脂はポリエチレン等のポリオレフィン樹脂との接着性に欠けるため、２層には構成しにくい。

また、特許文献１に記載のフッ素樹脂からなる内層にポリウレタン樹脂からなる外層を設けた２層チューブでは、内層のフッ素樹脂がポリオレフィン樹脂に比べて高価であり、コスト面からみると不利である。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、層間の接着力を確保しつつ、耐外傷性、柔軟性に優れると共に、低コスト化を可能とする多層チューブを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る多層チューブは、ポリオレフィン樹脂からなる内層と、ポリウレタン樹脂からなる外層と、前記内層と前記外層との間に、接着性ポリオレフィン樹脂からなる中間層と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の多層チューブでは、内層にポリオレフィン樹脂を用いており、非溶出性、無臭性等に優れた性質を有することから、飲料用などに特に好適である。また、内層の外側に、接着性ポリオレフィン樹脂からなる中間層を設け、中間層の外側にポリウレタン樹脂からなる外層を設けている。ポリウレタン樹脂からなる外層は、耐外傷性、耐摩耗性、及び柔軟性に優れており、外傷による継手とのシール性の低下を抑制することができる。

また、内層のポリオレフィン樹脂と外層のウレタン樹脂とは接着性に欠けるが、中間層の接着性ポリオレフィン樹脂は、内層のポリオレフィン樹脂、及び外層のポリウレタン樹脂との接着性に優れているため、内層と中間層と外層とを接着させて一体的に形成することが可能となる。これによって、内層と中間層、中間層と外層の層間剥離の発生が抑制され、耐久性に優れた多層チューブを形成できる。

また、フッ素樹脂に比べて安価なポリオレフィン樹脂からなる内層と接着性ポリオレフィン樹脂からなる中間層を設けることで、コストダウンが図れる。

請求項２に記載の発明に係る多層チューブは、請求項１に記載の多層チューブにおいて、前記中間層は、酸変性ポリオレフィン樹脂、又はこれをポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、若しくはオレフィン系樹脂にブレンドした樹脂であることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、中間層として、酸変性ポリオレフィン樹脂、又はこれをポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、若しくはオレフィン系樹脂にブレンドした樹脂を用いるため、内層と中間層、中間層と外層の剥離の発生を抑制できる。また、酸変性ポリオレフィン樹脂を汎用の樹脂にブレンドすることにより、更なるコストダウンが図れる。

請求項３に記載の発明に係る多層チューブは、請求項１又は請求項２に記載の多層チューブにおいて、前記内層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−メタクリル酸共重合樹脂、又はこれらを主成分とするオレフィン系樹脂であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、内層に安価なポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−メタクリル酸共重合樹脂、又はこれらを主成分とするオレフィン系樹脂を用いることで、よりいっそうのコストダウンが図れる。

請求項４に記載の発明に係る多層チューブは、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の多層チューブにおいて、前記外層の外周に、繊維を編んだ補強部を設け、前記補強部の外側に、樹脂からなる保護層を設けたことを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、外層の外周に、繊維を編んだ補強部を設け、この補強部の外側に樹脂からなる保護層を設けることで、耐圧性に優れた多層チューブを形成できる。

本発明に係る多層チューブは、上記のように構成したので、各層間の剥離の発生を抑制することができ、低コストで耐久性、耐外傷性、及び柔軟性等に優れた多層チューブを実現できる。

以下、本発明の多層チューブにおける実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１（Ａ）には、本発明の第１実施形態に係る多層チューブ１０の各層を切断した斜視図が示されており、図１（Ｂ）には、多層チューブ１０の断面図が示されている。

この多層チューブ１０は、ポリオレフィン樹脂からなる内層１２の外側に、接着性ポリオレフィン樹脂からなる中間層１４を備え、さらに中間層１４の外側にポリウレタン樹脂からなる外層１６を備えた３層構造のチューブである。

内層１２を構成するポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−メタクリル酸共重合樹脂又はポリスチレンなどが用いられる。これらのポリオレフィン樹脂は、非溶出性、無臭性等に優れた性質を有することから、飲料用などに使用しても、飲料に匂いが吸着することを抑制でき、無味無臭を実現できる。また、内層にポリオレフィン樹脂を使用することで、内層にフッ素樹脂を用いる場合と比較して、安価に製造できる。

中間層１４を構成する接着性ポリオレフィン樹脂としては、例えば、酸変性ポリオレフィン樹脂、又はこれをポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、ポリプロピレン、ポリスチレン、若しくはこれらを主成分とするポリオレフィン系樹脂にブレンドした樹脂を用いることができる。酸変性ポリオレフィン樹脂は、内層１２のポリオレフィン樹脂、外層１６のポリウレタン樹脂との接着性に優れている。また、中間層１４として、酸変性ポリオレフィン樹脂を１００％使用する必要はなく、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、ポリプロピレン、又はこれらを主成分とするポリオレフィン系樹脂などに所定の比率でブレンドしても、内層１２、外層１６との接着が可能であると共に、安価な上記の樹脂をブレンドすることで、コストダウンが図れる。

外層１６を構成するポリウレタン樹脂としては、原料成分によりエステル系、エーテル系、ポリカーネイト系に分類されるが、いずれも使用可能である。食品用としては、耐カビ性からエーテル系が好ましい。

このような多層チューブ１０は、共押出し成型により、ポリオレフィン樹脂からなる内層１２と、接着性ポリオレフィン樹脂からなる中間層１４と、ポリウレタン樹脂からなる外層１６とを一体的に積層した３層構造のチューブを製造することができる。

多層チューブ１０として、例えば、以下のものを製造することができる。

多層チューブ１０の内径：５ｍｍ、外径：１０ｍｍ
内層１２：メタロセンポリエチレン（商品名：ＫＦ３６０、日本ポリケム株式会社製）
中間層１４：酸変性ポリオレフィン樹脂（商品名：アドマーＮＦタイプ、三井化学株式会社製）
外層１６：ポリウレタン（商品名：Ｔ８１９５Ｎ、ディー・アイ・シー・バイエルポリマー株式会社製）
また、外層１６の肉厚を厚くすることで、多層チューブ１０の柔軟性が比較的向上する。例えば、内層１２の厚みを０．２ｍｍ、中間層１４の厚みを０．３ｍｍ、外層１６の厚みを２．０ｍｍとすることができる。

また、中間層１４として安価な汎用の樹脂（例えばポリエチレン）をブレンドして中間層１４の肉厚を厚くすることで、コストダウンが可能となる。例えば、内層１２の厚みを０．２ｍｍ、中間層１４の厚みを２．０ｍｍ、外層１６の厚みを０．３ｍｍとすることができる。

ここで、本発明の多層チューブの剥離性を評価する実験を行った。

表１中の実施例１〜５、比較例１〜２に示されるように、中間層１４の材料を変えた多層チューブ１０を用意し、内層１２と中間層１４、中間層１４と外層１６との接着力を評価した。

表１中の接着性樹脂Ａは、酸変性ポリオレフィン樹脂（商品名：アドマーＮＦタイプ、三井化学株式会社製）であり、中間層１４として、接着性樹脂Ａのみを用いたものを実施例１、ポリエチレン樹脂と接着性樹脂Ａとを１０：１でブレンドしたものを実施例２、ポリエチレン樹脂と接着性樹脂Ａとを２０：１でブレンドしたものを実施例３、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂と接着性樹脂Ａとを１０：１でブレンドしたものを実施例４、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂と接着性樹脂Ａとを２０：１でブレンドしたものを実施例５として用意した。

一方、比較例として、中間層にポリエチレン樹脂のみを用いたもの（接着性樹脂Ａのブレンドなし）を比較例１、中間層にエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂のみを用いたもの（接着性樹脂Ａのブレンドなし）を比較例２として用意した。

また、内層１２と中間層１４と外層１６の肉厚（厚み）、及び内層１２と外層１６の材料は、表２に示す構成とした。また、共重合フッ素樹脂からなる内層の上に中間層を設けずにポリウレタンからなる外層を設けた２層チューブを比較例３として用意した。共重合フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレンと、ビニリデンフルオライドと、ヘキサフルオロプロピレンからなる樹脂を用いた。

接着力の評価は、輪切りにした図１の構造の多層チューブ１０を回転自在に支持して、内層１２の直上の中間層１４、中間層１４の直上の外層１６をそれぞれ引っ張ることで行った。そして、中間層と外層との剥離が生じた比較例１の条件を基準として、同一条件で実施例１〜５及び比較例２を引っ張り、剥離の有無を調査した。その結果を表１に示す。

表１に示す通り、実施例１〜５では、内層１２と中間層１４、中間層１４と外層１６との剥離は認められなかったが、比較例１〜２では、中間層と外層とに剥離が生じた。また、表２中の比較例３では、共重合フッ素樹脂からなる内層とポリウレタンからなる外層とは容易に剥離した。従って、中間層１４に接着性樹脂Ａを配合することにより、ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂のみの場合、又は中間層を設けない場合と比べて耐久性に優れた多層チューブが得られることが確認できた。

また、表２に示すように、実施例１〜５、比較例１〜３の多層チューブ１０のコストを比較した。表２中のコストは、実施例１の多層チューブ１０のコストを１００としたときに、他の実施例２〜５及び比較例１〜３の多層チューブ１０のコストを数値で示したものである。その結果、比較例３の内層に共重合フッ素樹脂、外層にポリウレタンを用いた多層チューブのコストが１２５であるのに対し、実施例１〜５の多層チューブ１０のコストは１００以下であった。このため、実施例１〜５の多層チューブ１０は低コストであることが確認できた。

次に、本発明の第２実施形態に係る多層チューブを図面に基づいて説明する。なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図２に示されるように、この多層チューブ３０は、内層１２の外側に中間層１４が設けられ、その中間層１４の外側に外層１６が設けられており、さらに外層１６の外側に、繊維を編み上げた補強部３２が設けられている。さらに、補強部３２の外側には、樹脂からなる保護層３４が形成されている。

補強部３２としては、例えばポリエステル繊維、アラミド繊維などを用いることができる。また、補強部３２はブレード編みやスパイラル編みなどで編み上げている。保護層３４としては、ポリウレタン樹脂を用いることができ、その他、塩化ビニル樹脂、ポリエステルエラストマー、ナイロンなども使用できる。

このような多層チューブ３０は、耐圧性が必要な装置の配管に好適に使用できる。繊維からなる補強部３２と、外層１６との接着は、多層チューブ３０の耐圧性が低くてよい場合は、補強部３２と保護層３４との間に隙間ができる構造が可能であり、押出しコーティングで保護層３４と外層１６とを熱溶融圧着して製造することが可能である。また、多層チューブ３０の耐圧性が高く、補強部３２の密度が高くて補強部３２と保護層３４との間に隙間ができない構造の場合は、ポリウレタン系接着剤を使用して保護層３４と外層１６とを接着することで製造できる。

なお、第２実施形態に示す多層チューブ３０の構成に限定するものではなく、外層１６の外側に、第４、第５・・・の層を押出成型もしくは共押出成型してもよい。即ち、多層チューブにおいて、少なくとも最も内側に設けられる内層１２が本発明に係るポリオレフィン樹脂層で、その直上の中間層１４が本発明に係る接着性ポリオレフィン樹脂層、その直上の外層１６が本発明に係るポリウレタン樹脂であればよいのである。

（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る多層チューブの各層を切断した状態を示す斜視図であり、（Ｂ）はこの多層チューブを示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る多層チューブを示す斜視図である。

符号の説明

１０多層チューブ
１２内層
１４中間層
１６外層
３０多層チューブ
３２補強部
３４保護層

Claims

ポリオレフィン樹脂からなる内層と、
ポリウレタン樹脂からなる外層と、
前記内層と前記外層との間に、接着性ポリオレフィン樹脂からなる中間層と、
を有することを特徴とする多層チューブ。
前記中間層は、酸変性ポリオレフィン樹脂、又はこれをポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリプロピレン、ポリスチレン、若しくはオレフィン系樹脂にブレンドした樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の多層チューブ。
前記内層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−メタクリル酸共重合樹脂、又はこれらを主成分とするオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の多層チューブ。
前記外層の外周に、繊維を編んだ補強部を設け、
前記補強部の外側に、樹脂からなる保護層を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の多層チューブ。