JP2009007384A - 燃料系部品用材料 - Google Patents

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Abstract

【課題】 アルコールガソリン透過防止性及び耐衝撃性に優れ、燃料タンクや燃料ホースに付属する部品に好適に用いることができる燃料系部品用材料を提供する。
【解決手段】 (A)脂肪族ポリアミド樹脂、(B)前記(A)成分中に均一に分散されている層状珪酸塩、(C)芳香族ポリアミド樹脂、および(D)耐衝撃材を含むポリアミド樹脂組成物からなり、該ポリアミド樹脂組成物全体に対して、(A)脂肪族ポリアミド樹脂及び(B)層状珪酸塩が合計で89〜50重量%、(C)芳香族ポリアミド樹脂が1〜20重量%、および(D)耐衝撃材が10〜30重量%であることを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、自動車や汎用エンジン等のガソリンを燃料として用いる内燃機関の燃料系部品用材料に関し、さらに詳しくは、アルコールガソリン透過防止性及び耐衝撃性に優れ、燃料タンクや燃料ホースに付属する部品に好適に用いることができる燃料系部品用材料に関する。
ポリアミド樹脂は、その成形品が優れた機械的性質を有することから、特に自動車や電気製品などの部品用の射出成形材料として幅広く利用されている。
しかし、ポリアミド樹脂のガソリン透過防止性は十分とは言えなかったため、ポリアミド樹脂に層状珪酸塩を配合することにより、ガソリン透過防止性を向上させて、燃料タンク用等の成形品として利用できるようにしたことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
ところが、近年世界的なエネルギー政策でバイオアルコールのアルコールガソリン導入が計画され、また、これと併行して、内燃機関の燃焼前燃料の大気放出規制も強化されつつあり、燃料系部品用材料にはさらなるアルコールガソリン透過防止性の向上が望まれている。
このような問題を解決するために、それぞれ燃料透過防止特性の異なる樹脂を複数層重ね合せ、規格を満足することや、ポリアミド樹脂にEVOHをブレンドすることにより燃料透過防止性を向上すること(例えば、特許文献2参照。)が提案されている。
しかし、燃料透過防止特性の異なる樹脂を複数の層重ね合せる方法は、成形品を製造する工程が複雑であり、また、依然として十分に満足できる燃料透過防止性を得ることができないという問題がある。
また、ポリアミド樹脂にEVOHをブレンドする方法は、ブレンド中にゲルやフィッシュアイが発生するという問題がある。
一方、燃料系部品に使用過程で強い衝撃が加わった場合に割れ等が発生すると燃料漏れを誘発するので、燃料系部品用材料には耐衝撃性の向上も強く望まれている。
しかし、従来のポリマーアロイ化手法で、耐衝撃性改良を行うと、燃料透過防止性が低下してしまうという問題がでてきた。
さらに、前記ポリアミド樹脂にEVOHをブレンドした材料では、耐衝撃材を配合しても耐衝撃性の改善ができないことがわかった。
特開2000−313749号公報 特公平7−39540号公報
本発明は、上記の問題点を解決し、アルコールガソリン透過防止性及び耐衝撃性に優れ、燃料タンクや燃料ホースに付属する部品に好適に用いることができる燃料系部品用材料を提供することを目的とする。
本発明者らは、層状珪酸塩を配合した脂肪族ポリアミド樹脂に、特定量の芳香族ポリアミド樹脂および耐衝撃材を配合することにより、アルコールガソリン透過防止性及び耐衝撃性に優れた燃料系部品用材料が得られることを見出して本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、(A)脂肪族ポリアミド樹脂、(B)前記(A)成分中に均一に分散されている層状珪酸塩、(C)芳香族ポリアミド樹脂、および(D)耐衝撃材を含むポリアミド樹脂組成物からなり、該ポリアミド樹脂組成物全体に対して、(A)脂肪族ポリアミド樹脂及び(B)層状珪酸塩が合計で89〜50重量%、(C)芳香族ポリアミド樹脂が1〜20重量%、および(D)耐衝撃材が10〜30重量%であることを特徴とする燃料系部品用材料に関するものである。
本発明の燃料系部品用材料は、アルコールガソリン透過防止性及び耐衝撃性に優れており、燃料タンクや燃料ホースに付属する部品に好適に用いることができる。
本発明の燃料系部品用材料は、(A)脂肪族ポリアミド樹脂、(B)前記(A)成分中に均一に分散されている層状珪酸塩、(C)芳香族ポリアミド樹脂、および(D)耐衝撃材を含むポリアミド樹脂組成物からなり、該ポリアミド樹脂組成物全体に対して、(A)脂肪族ポリアミド樹脂及び(B)層状珪酸塩が合計で89〜50重量%、(C)芳香族ポリアミド樹脂が1〜20重量%、および(D)耐衝撃材が10〜30重量%である樹脂組成物からなる。
本発明の燃料系部品用材料を構成する(A)成分である脂肪族ポリアミド樹脂とは、分子鎖中に芳香環を有していないものを指し、アミノカルボン酸、ラクタムあるいはジアミンとジカルボン酸を主たる原料とするポリアミドである。
アミノカルボン酸の具体例としては、6−アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、9−アミノノナン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸等が挙げられ、ラクタムの具体例としては、α−ピロリドン、ε−カプロラクタム、ω−ラウロラクタム、ε−エナントラクタム、ウンデカンラクタム、ドデカラクタム等が挙げられる。
ジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1−アミノ−3−アミノメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、アミノエチルピペラジンなどの脂肪族、脂環族のジアミンが挙げられる。
ジカルボン酸としては、アジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸などの脂肪族、脂環族のジカルボン酸が挙げられる。
これらモノマー成分から形成されるポリアミド樹脂の具体例としては、PA6、PA66、PA11、PA12等が挙げられ、これらはホモポリマーでも2種以上のコポリマーでも良い。
また、ポリアミド樹脂は単独で用いてもよいが、異なるモノマーから重合されたポリアミド樹脂との混合物の形態で用いてもよい。
好ましくは、PA6、PA6/66、PA12であり、より好ましくは、PA6とPA6/66のブレンドである。
本発明における(A)脂肪族ポリアミド樹脂の重合度には特に制限はないが、JIS K 6810に従って98%硫酸中濃度1%、温度25℃で測定した相対粘度が2.0〜4.0であることが好ましく、より好ましくは2.2〜3.5である。相対粘度が上記数値の上限より高い場合、加工性を著しく損ない、上記下限より低い場合、機械的強度が低下するため好ましくない。
本発明における(A)脂肪族ポリアミド樹脂には、他のポリマー樹脂を混合してもよい。他のポリマー樹脂としては、ABS樹脂、ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、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を例示することができる。このように、(A)脂肪族ポリアミド樹脂に他のポリマー樹脂を混合物にする場合には、脂肪族ポリアミド樹脂の含有率が60重量%以上であることが好ましい。
本発明における(B)成分は、層状珪酸塩である。この(B)成分は燃料系部品用材料に優れた燃料透過防止性を付与することに資する成分である。
(B)成分の層状珪酸塩は、一辺の長さが0.002〜1μmで厚さが6〜20Åの平板状をなすものが用いられる。また、層状珪酸塩は、(A)成分中に分散した際、各平板状粒子が平均20Å以上の層間距離を保ち、均一に分散するものであることが好ましい。ここで、「層間距離」とは、平板状をなす層状珪酸塩粒子の重心間の距離をいい、「均一に分散する」とは、平板状粒子の一枚一枚又は層数が平均的に5層以下の多層物が平行及び/又はランダムな状態で存在し、層状珪酸塩粒子の50重量%以上、好ましくは70重量%以上が局所的な塊を形成することなく分散する状態をいうものとする。
このような層状珪酸塩の原料としては、珪酸マグネシウムまたは珪酸アルミニウムの層から構成される層状フィロ珪酸鉱物を例示することができる。具体的には、モンモリロナイト、サポナイト、バイデライト、ノントロナイト、ヘクトライト、スティブンサイトなどのスメクタイト系粘土鉱物やバーミキュライト、ハロイサイトなどを例示することができ、これらは天然のものであっても、合成されたものであってもよい。
層状珪酸塩の割合は、前記(A)成分の脂肪族ポリアミド樹脂及び(B)成分の層状珪酸塩の合計に対して0.05〜10重量%、特に0.2〜5重量%が好ましい。層状珪酸塩の割合が0.05重量%未満のときには、燃料透過防止性が十分でなく、10重量%を超えるとポリマーの物性、特に衝撃強度の低下を招くため好ましくない。
本発明における(C)芳香族ポリアミド樹脂とは、芳香族系モノマー成分を少なくとも1成分含む芳香族ポリアミド樹脂であり、例えば、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジアミン、または芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンを原料とし、これらの重縮合によって得られるポリアミド樹脂である。
原料の脂肪族ジアミン及び脂肪族ジカルボン酸としては、前記の脂肪族ポリアミド樹脂と同様のものが挙げられる。
芳香族ジアミンとしては、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等が挙げられ、芳香族ジカルボン酸としては、ナフタレンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸等が挙げられる。
具体的な例としては、ポリノナンメチレンテレフタルアミド(ポリアミド9T)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ポリアミド6T)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ポリアミド6I)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6T)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリカプロアミドコポリマー(ポリアミド6T/6)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6I)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド/ポリカプロアミドコポリマー(ポリアミド6I/6)、ポリドデカミド/ポリヘキサメチレンテレフタラミドコポリマー(ポリアミド12/6T)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6T/6I)、ポリヘキサメチレンアジパミド/ポリカプロアミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド66/6/6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリヘキサメチレンイソフタルアミドコポリマー(ポリアミド6T/6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド/ポリ(2−メチルペンタメチレンテレフタルアミド)コポリマー(ポリアミド6T/M5T)、ポリキシリレンアジパミド(ポリアミドMXD6)、およびこれらの混合物ないし共重合樹脂などが挙げられる。
本発明で使用する(C)芳香族ポリアミド樹脂として、特に有用なものとしては、芳香族系モノマー成分を少なくとも2成分含む非晶性部分芳香族共重合ポリアミド樹脂が挙げられる。非晶性部分芳香族共重合ポリアミド樹脂としては、動的粘弾性の測定によって得られた絶乾時の損失弾性率のピーク温度によって求められたガラス転移温度が100℃以上の非晶性ポリアミドが好ましい。
ここで、非晶性とは、示差走査熱量計(DSC)で測定した結晶融解熱量が1cal/g以下であることをいう。
前記非晶性部分芳香族共重合ポリアミド樹脂としては、テレフタル酸成分単位40〜95モル%およびイソフタル酸成分単位5〜60モル%および脂肪族ジアミンとからなるものが好ましい。好ましい組み合わせとしては、ヘキサメチレンジアミンとテレフタル酸の等モル塩とヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸の等モル塩が挙げられる。
また、脂肪族ジアミンとイソフタル酸およびテレフタル酸からなるポリアミド形成性成分99〜60重量%と脂肪族ポリアミド成分1〜40重量%であるものが好ましい。
本発明における(C)芳香族ポリアミド樹脂の重合度には特に制限はないが、JIS K 6810に従って98%硫酸中濃度1%、温度25℃で測定した相対粘度が、1.5から4.0であることが好ましく、より好ましくは1.8〜3.0である。相対粘度が低いと、材料強度が小さくなり、逆に高すぎると、流動性が低下し成形性や製品外観を損なうことがあるので好ましくない。
本発明で用いる(C)芳香族ポリアミド樹脂の配合割合は、樹脂組成物全体に対し、1〜20重量%が適当であり、好ましくは5〜15重量%である。(C)芳香族ポリアミド樹脂の配合割合が1重量%未満になると、アルコールガソリン透過防止性の改善効果が得られないため好ましくなく、20重量%を超えると逆にアルコールガソリン透過防止性が低下してしまうため好ましくない。
本発明における(D)成分は、耐衝撃材である。
(D)耐衝撃材としては、ゴム状重合体が挙げられ、ASTM D−790に準拠して測定した曲げ弾性率が500MPa以下であることが好ましい。曲げ弾性率がこの値を超えると、衝撃改良効果が不十分となる場合がある。
(D)耐衝撃材としては、(エチレン及び/又はプロピレン)/α−オレフィン系共重合体、(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体、アイオノマー重合体、芳香族ビニル化合物/共役ジエン化合物系ブロック共重合体を挙げることができ、これらは1種又は2種以上を用いることができる。好ましくは、エチレン・α−オレフィン系共重合体である。
上記の(エチレン及び/又はプロピレン)/α−オレフィン系共重合体は、エチレン及び/又はプロピレンと炭素数3以上のα−オレフィンを共重合した重合体であり、炭素数3以上のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、3−エチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、4,4−ジメチル−1−ヘキセン、 4,4−ジメチル−1−ペンテン、4−エチル−1−ヘキセン、3−エチル−1−ヘキセン、9−メチル−1−デセン、11−メチル−1−ドデセン、12−エチル−1−テトラデセン等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
また、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,4−オクタジエン、1,5−オクタジエン、1,6−オクタジエン、1,7−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン、4−エチリデン−8−メチル−1,7−ノナジエン、4,8−ジメチル−1,4,8−デカトリエン(DMDT)、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、5−ビニルノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、6−クロロメチル−5−イソプロペンル−2−ノルボルネン、2,3−ジイソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−エチリデン−3−イソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−プロペニル−2,5−ノルボルナジエン等の非共役ジエンのポリエンを共重合してもよい。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
上記の(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体は、エチレン及び/又はプロピレンとα,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル単量体を共重合した重合体であり、α,β−不飽和カルボン酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸が挙げられ、α,β−不飽和カルボン酸エステル単量体としては、これら不飽和カルボン酸のメチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステル、ペンチルエステル、ヘキシルエステル、ヘプチルエステル、オクチルエステル、ノニルエステル、デシルエステル等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
上記のアイオノマー重合体は、オレフィンとα,β−不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の少なくとも一部が金属イオンの中和によりイオン化されたものである。オレフィンとしてはエチレンが好ましく用いられ、α,β−不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸が好ましく用いられるが、ここに例示したものに限定されるものではなく、不飽和カルボン酸エステル単量体が共重合されていても構わない。また、金属イオンはLi、Na、K、Mg、Ca、Sr、Ba等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の他、Al、Sn、Sb、Ti、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Cd等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。
また、芳香族ビニル化合物/共役ジエン化合物系ブロック共重合体は、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと共役ジエン化合物系重合体ブロックからなるブロック共重合体であり、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックを少なくとも1個と、共役ジエン化合物系重合体ブロックを少なくとも1個有するブロック共重合体が用いられる。また、上記のブロック共重合体では、共役ジエン化合物系重合体ブロックにおける不飽和結合が水素添加されていてもよい。
芳香族ビニル化合物系重合体ブロックは、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位から主としてなる重合体ブロックである。その場合の芳香族ビニル化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、1,5−ジメチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、4−プロピルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ドデシルスチレン、2−エチル−4−ベンジルスチレン、4−(フェニルブチル)スチレン等が挙げられ、これらは1種又は2種以上を用いることができる。また、芳香族ビニル化合物系重合体ブロックは、場合により少量の他の不飽和単量体からなる構造単位を有していてもよい。
共役ジエン化合物系重合体ブロックは、1,3−ブタジエン、クロロプレン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、4−メチル−1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン等の共役ジエン化合物の1種又は2種以上から形成された重合体ブロックであり、水素添加した芳香族ビニル化合物/共役ジエン化合物系ブロック共重合体では、その共役ジエン化合物系重合体ブロックにおける不飽和結合部分の一部又は全部が水素添加により飽和結合になっている。
芳香族ビニル化合物/共役ジエン化合物系ブロック共重合体及びその水素添加物の分子構造は、直鎖状、分岐状、放射状、又はそれら任意の組み合わせのいずれであってもよい。これらの中でも、芳香族ビニル化合物/共役ジエン化合物系ブロック共重合体及び/又はその水素添加物として、1個の芳香族ビニル化合物系重合体ブロックと1個の共役ジエン化合物系重合体ブロックが直鎖状に結合したジブロック共重合体、芳香族ビニル化合物系重合体ブロック−共役ジエン化合物系重合体ブロック−芳香族ビニル化合物系重合体ブロックの順に3つの重合体ブロックが直鎖状に結合しているトリブロック共重合体、及びそれらの水素添加物の1種又は2種以上が好ましく用いられ、スチレン/エチレン−ブテン/スチレンブロックコポリマー(SEBS)、スチレン/ブタジエン/スチレンブロックコポリマー(SBS)、スチレン/イソプレン/スチレンブロックコポリマー(SIS)、スチレン/エチレン−プロピレン/スチレン(SEPS)ブロックコポリマー等が挙げられる。
また、(D)耐衝撃材として用いられる(エチレン及び/又はプロピレン)/α−オレフィン系共重合体、(エチレン及び/又はプロピレン)/(α,β−不飽和カルボン酸及び/又は不飽和カルボン酸エステル)系共重合体、アイオノマー重合体、芳香族ビニル化合物/共役ジエン化合物系ブロック共重合体は、カルボン酸及び/又はその誘導体で変性された重合体が好ましく使用される。このような成分により変性することにより、(A)ポリアミド樹脂に対して親和性を有する官能基をその分子中に含むこととなる。
カルボン酸及び/又はその誘導体の付加量は、前記共重合体の重量に対して、好ましくは0.1〜10重量%、より好ましくは0.5〜5.0重量%の範囲である。0.1重量%未満であるとポリアミド樹脂との相溶性が悪くなり、耐衝撃性があまり向上しないので好ましくない。10重量%より多くしても、耐衝撃性の向上効果は頭打ちとなり、生産性が悪くなるため好ましくない。
(A)ポリアミド樹脂に対して親和性を有する官能基としては、カルボキシル酸基、酸無水物基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、カルボン酸イミド基、カルボン酸アミド基、エポキシ基等が挙げられる。これらの官能基を含む化合物の例として、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、メサコン酸、シトラコン酸、グルタコン酸、シス−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸、エンドビシクロ−[2.2.1]−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸及びこれらカルボン酸の金属塩、マレイン酸モノメチル、イタコン酸モノメチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタクリル酸アミノエチル、マレイン酸ジメチル、イタコン酸ジメチル、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、エンドビシクロ−[2.2.1]−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸無水物、マレイミド、N−エチルマレイミド、N−ブチルマレイミド、N−フェニルマレイミド、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、エタクリル酸グリシジル、イタコン酸グリシジル、シトラコン酸グリシジル等が挙げられる。これらは1種又は2種以上を用いることができる。これらの中では無水マレイン酸が好ましい。
(D)耐衝撃材の配合割合は、ポリアミド樹脂組成物全体に対して、10〜30重量%、特に15〜25重量%であることが好ましい。
(D)耐衝撃材の配合量が10重量%未満では、耐衝撃性があまり向上しないし、30重量%を超えると、燃料透過防止性能の低下を招くので好ましくない。
本発明においては、前記(A)脂肪族ポリアミド樹脂、(B)前記(A)成分中に均一に分散されている層状珪酸塩、(C)芳香族ポリアミド樹脂、および(D)耐衝撃材を含むポリアミド樹脂組成物に、さらに(E)ポリオレフィンを配合してもよい。
前記(E)ポリオレフィンは、燃料系部品用材料に優れたアルコール透過防止性を付与することに資する成分である。(E)ポリオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン等のα−オレフィンの重合体や、これらのブロック又はランダム共重合体が挙げられる。これらのうち、アルコール透過防止性の面から結晶性の高いものが望ましく、具体的には、ポリエチレン又はポリプロピレン、特に高密度ポリエチレンが好ましい。
(E)ポリオレフィンを配合する場合の各成分の割合は、ポリアミド樹脂組成物全体に対して、(A)脂肪族ポリアミド樹脂及び(B)層状珪酸塩が合計で89〜50重量%、(C)芳香族ポリアミド樹脂が1〜20重量%、(D)耐衝撃材が5〜25重量%、および(E)ポリオレフィンが5〜25重量%であることが好ましい。
この場合、(D)耐衝撃材と(E)ポリオレフィンは合計で、10〜30重量%、特に15〜25重量%であることが好ましく、(D)耐衝撃材は10〜20重量%、(E)ポリオレフィンは5〜15重量%であることがより好ましい。
(E)ポリオレフィンの割合が、5重量%よりも少ないとアルコール透過防止性が低下し、25重量%よりも多くなると、衝撃強度の低下を招くので好ましくない。
(E)ポリオレフィンを配合することにより、(A)脂肪族ポリアミド樹脂がマトリックス相を形成する一方、(E)ポリオレフィンをコア、(D)耐衝撃材をシェルとするコアーシェル型粒子構造の分散相を呈する樹脂組成物が得られる。
該コア−シェル構造において、(D)耐衝撃材がシェル相を、そして、(E)ポリオレフィンがコア相を形成することにより、燃料透過防止性を低下させる耐衝撃材成分の体積分率を増やさずに耐衝撃性を改善することができ、かつ、コアとなる(E)ポリオレフィンの優れたアルコール透過防止性により、アルコールガソリン透過防止性に優れた樹脂組成物を得ることができる。
本発明の燃料系部品用材料には目的に応じて染料、顔料、繊維状補強物、粒子状補強物、可塑剤、耐熱材、発泡剤、耐候剤、結晶核剤、結晶化促進剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、難燃助剤、着色剤等の機能性付与剤等を適宜配合することができる。
本発明の燃料系部品用材料の製造方法は特に制限されるものではなく、例えば次の方法を適用することができる。
予め、(B)成分の層状珪酸塩が均一に分散した(A)脂肪族ポリアミド樹脂を製造した後、これと(C)芳香族ポリアミド樹脂および(D)耐衝撃材、あるいはさらに(E)ポリオレフィンを混合する。
(B)成分の層状珪酸塩が均一に分散した(A)脂肪族ポリアミド樹脂を製造する方法としては、(B)成分の層状珪酸塩が多層状粘土鉱物である場合には、ジオクタデシルアミン、フェニレンジアミンのようなアミン、4−アミノ−n−酪酸、12−アミノドデカン酸のようなアミノ酸またはε−カプロラクタムのようなラクタム類の膨潤化剤と接触させて、予め層間を拡げて層間にモノマーを取り込みやすくした後、重合して均一に分散させることができる。また、膨潤化剤を用い、予め層間を20Å以上に拡げて、これをポリアミド樹脂と溶融混合して均一に分散させる方法によってもよい。
(B)成分の層状珪酸塩が均一に分散した(A)脂肪族ポリアミド樹脂と、(C)芳香族ポリアミド樹脂および(D)耐衝撃材、あるいはさらに(E)ポリオレフィンの混合には、単軸、2軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、及びミキシングロールなど通常公知の溶融混練機が用いられる。例えば、2軸押出機を使用して、全ての原材料を配合後、溶融混練する方法、一部の原材料を配合後、溶融混練し、更に残りの原材料を配合し溶融混練する方法、あるいは一部の原材料を配合後、溶融混練中にサイドフィーダーを用いて残りの原材料を混合する方法など、いずれの方法を用いてもよい。
本発明の燃料系部品用材料から燃料系部品を成形する方法については特に制限はなく、通常使用される熱可塑性樹脂の成形機、例えば、押出成形機、ブロー成形機、圧縮成形機、射出成形機等を用いて、各種形状に製造可能である。
特に、本発明の燃料系部品用材料は、単層で十分な耐衝撃性及びアルコールガソリン透過防止性を有するので、単層射出成形により燃料系部品を容易に製造することができる。ここで単層とは、単一の可塑化装置で溶融された樹脂組成物をキャビティに充填して得られる成形品層を言う。また、射出成形とは金型キャビティに溶融樹脂を加圧状態で注入し、金型内で固化させて成形品を得るもの全てを指し、通常の射出成形に加え例えば射出圧縮成形も含む。
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお、実施例および比較例において使用した樹脂及び成形品の物性測定方法を以下に示す。
(1)引張り強さ及び伸び:ASTMD638に従い、常温で厚み3.2mmの試験片を用いて試験を行った。
(2)曲げ強さ及び曲げ弾性率 :ASTMD790に従い、常温で厚み6.4mmの短冊状試験片を用いて3点曲げ試験を行った。
(3)アイゾット衝撃強さ:ASTMD256に従い、厚み3.2mmの短冊状試験片を用いて後加工でノッチをつけて常温(23℃)でアイゾット衝撃試験装置にて評価した。
(4)荷重たわみ温度:ASTMD648に従い、厚み、幅12.7mm、長さ127mmの試験片を使用し、荷重たわみ温度測定装置にて評価した。
(5)[燃料透過係数]
JIS Z0208に準拠し、射出成形で成形したφ100mm、厚み0.1mmの試験片を用いた。この試験片を用いて測定雰囲気温度60℃での燃料透過試験を行った。燃料にはイソオクタンとトルエンを体積比で1:1としたFuelCにエタノールを体積比で10%混合して用いた。また、燃料透過測定試料面には常に燃料蒸気が接触するように透過面を上向きにして設置し、数時間毎に重量変化を測定した。一日あたりの重量変化を、試験片断面面積で除して、厚み1mmあたりの燃料透過係数(g・mm/m・day)を算出した
・PA6NCH:層状珪酸塩含有ポリアミド6樹脂(宇部興産(株)製 1015C2、層状珪酸塩2重量%含有)
・PA6T6I:非晶性芳香族ポリアミド樹脂(EMS(株)製 グリボリーG21)
・MXD6:結晶性芳香族ポリアミド樹脂(三菱ガス化学(株)製 6001)
・m−EPR:マレイン酸変性エチレンプロピレンラバー(三井化学(株)製 タフマーMC1307)
・HDPE:高密度ポリエチレン(日本ポリエチレン(株)製 ノバテックHD HY333)
・EVOH:エチレンビニルアルコール((株)クラレ製 エバールL101B)
実施例1〜4
表1に記載した各成分(層状珪酸塩含有脂肪族ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂および耐衝撃材)をドライブレンドした後、PCM二軸混練機で溶融混練し、目的とするポリアミド樹脂組成物ペレットを作成した。
次に得られたペレットをシリンダー温度265℃、金型温度80℃で射出成形し、各種試験片を製造し、物性を評価した。得られた結果を表1に示す。
実施例5、6
実施例1と同様にして表1に記載した層状珪酸塩含有ポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリオレフィンおよび耐衝撃材を用いてポリアミド樹脂組成物ペレットを作成した。
次に得られたペレットをシリンダー温度265℃、金型温度80℃で射出成形し、各種試験片を製造し、物性を評価した。得られた結果を表1に示す。
また、試験片の断面をキシレンでエッチングし、電子顕微鏡で断面観察を行った結果、エッチングによりm−EPRが除去されており、PA6が海相、m−EPRとHDPEが同心球状の島相を形成し、島相は、m−EPRが外側シェル層、HDPEが内側コア層の粒子構造を呈していることがわかった。
比較例1
実施例1と同じ層状珪酸塩含有ポリアミド樹脂のペレットをシリンダー温度265℃、金型温度80℃で射出成形し、各種試験片を製造し、物性を評価した。得られた結果を表1に示す。
比較例2
実施例1において芳香族ポリアミド樹脂を用いなかった他は、実施例1と同様にしてポリアミド樹脂組成物ペレットを作成した。
次に得られたペレットをシリンダー温度265℃、金型温度80℃で射出成形し、各種試験片を製造し、物性を評価した。得られた結果を表1に示す。
比較例3
実施例1において芳香族ポリアミド樹脂の配合割合を変えた他は、実施例1と同様にしてポリアミド樹脂組成物ペレットを作成した。
次に得られたペレットをシリンダー温度265℃、金型温度80℃で射出成形し、各種試験片を製造し、物性を評価した。得られた結果を表1に示す。
比較例4
比較例3において芳香族ポリアミド樹脂をEVOHに変えた他は、比較例3と同様にしてポリアミド樹脂組成物ペレットを作成した。
次に得られたペレットをシリンダー温度265℃、金型温度80℃で射出成形し、各種試験片を製造し、物性を評価した。得られた結果を表1に示す。
Figure 2009007384
上記結果から、EVOHの添加では燃料透過防止性は改善されるが、併せて耐衝撃材を配合しても耐衝撃性は改善されないことがわかる。これに対し、本願発明では、芳香族ポリアミド樹脂を1〜20重量%の範囲で配合し、併せて耐衝撃材を配合することにより、燃料透過防止性と耐衝撃性を改善することができることがわかった。
本発明の燃料系部品用材料は、燃料透過防止性を必要とする各種燃料系部品用途に適用することができる。適用できる用途としては、燃料タンク又は燃料ホースに付属する部品、具体的には、各種コネクタ、フィラーキャップ、コントロールバルブ等のバルブ類、フユーエルストレーナー、キャニスター、セパレーター等を例示することができる。

Claims (12)

  1. (A)脂肪族ポリアミド樹脂、(B)前記(A)成分中に均一に分散されている層状珪酸塩、(C)芳香族ポリアミド樹脂、および(D)耐衝撃材を含むポリアミド樹脂組成物からなり、該ポリアミド樹脂組成物全体に対して、(A)脂肪族ポリアミド樹脂及び(B)層状珪酸塩が合計で89〜50重量%、(C)芳香族ポリアミド樹脂が1〜20重量%、および(D)耐衝撃材が10〜30重量%であることを特徴とする燃料系部品用材料。
  2. (A)脂肪族ポリアミド樹脂と(B)層状珪酸塩の合計に対して、(B)層状珪酸塩が0.05〜10重量%であることを特徴とする請求項1に記載の燃料系部品用材料。
  3. (A)脂肪族ポリアミド樹脂が、PA6、PA6/66、PA12から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項1に記載の燃料系部品用材料。
  4. (C)芳香族ポリアミド樹脂が、非晶性部分芳香族共重合ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の燃料系部品用材料。
  5. (D)耐衝撃材が、酸変性エチレン・α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請求項1に記載の燃料系部品用材料。
  6. (A)脂肪族ポリアミド樹脂、(B)前記(A)成分中に均一に分散されている層状珪酸塩、(C)芳香族ポリアミド樹脂、(D)耐衝撃材、および(E)ポリオレフィンを含むポリアミド樹脂組成物からなり、該ポリアミド樹脂組成物全体に対して、(A)脂肪族ポリアミド樹脂及び(B)層状珪酸塩が合計で89〜50重量%、(C)芳香族ポリアミド樹脂が1〜20重量%、(D)耐衝撃材が5〜25重量%、および(E)ポリオレフィンが5〜25重量%であることを特徴とする燃料系部品用材料。
  7. (A)脂肪族ポリアミド樹脂がマトリックス相を形成する一方、(E)ポリオレフィンをコア、(D)耐衝撃材をシェルとするコアーシェル型粒子構造の分散相を呈することを特徴とする請求項6に記載の燃料系部品用材料。
  8. (C)ポリオレフィンが、ポリエチレン又はポリプロピレンであることを特徴とする請求項6に記載の燃料系部品用材料。
  9. (C)ポリオレフィンが、高密度ポリエチレンであることを特徴とする請求項6に記載の燃料系部品用材料。
  10. 燃料系部品が、燃料タンク又は燃料ホースに付属する部品である請求項1に記載の燃料系部品用材料。
  11. 自動車燃料用である請求項1に記載の燃料系部品用材料。
  12. 請求項1〜11に記載の燃料系部品用材料を用いてなる燃料系部品。
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