JP2023177150A - 熱可塑性エラストマー組成物、水素充填用ホースおよび水素貯蔵タンク - Google Patents
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Abstract
【課題】低温での耐衝撃性と引裂強度および水素耐性に優れる熱可塑性エラストマー組成物を提供する。【解決手段】ポリアミドからなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントを含む熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）をマトリックスとして含み、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマー（Ｂ）をドメインとして含む熱可塑性エラストマー組成物。前記熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素充填用ホースおよび水素貯蔵タンク。【選択図】なし
Description
本発明は、熱可塑性エラストマー組成物、水素充填用ホースおよび水素貯蔵タンクに関する。より詳しくは、本発明は、低温での耐衝撃性と引裂強度および水素耐性に優れる水素機器用熱可塑性エラストマー組成物、ならびにその熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素充填用ホースおよび水素貯蔵タンクに関する。
特開２０２１－６６７９４号公報（特許文献１）には、耐ヒートサイクル性に優れ、高圧水素の充填、放圧を繰り返しても欠陥点の発生が抑制された成形品を得ることのできるポリマー組成物として、２３℃環境下における上降伏点伸度が９％以上であり、かつ２３℃環境下における強伸度積が１１０以上であることを特徴とする高圧水素に触れる成形品用のアミド結合を有するポリマー組成物が開示されている。
しかし、特許文献１に記載されたポリマー組成物は、低温での耐衝撃性が必ずしも充分ではない。
本発明は、低温での耐衝撃性と引裂強度および水素耐性に優れる熱可塑性エラストマー組成物を提供する。
本発明は、低温での耐衝撃性と引裂強度および水素耐性に優れる熱可塑性エラストマー組成物を提供する。
本発明（Ｉ）は、ポリアミドからなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントを含む熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）をマトリックスとして含み、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマー（Ｂ）をドメインとして含む熱可塑性エラストマー組成物である。
本発明（ＩＩ）は、本発明（Ｉ）の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素充填用ホースである。
本発明（ＩＩＩ）は、本発明（Ｉ）の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素貯蔵タンクである。
本発明（ＩＩ）は、本発明（Ｉ）の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素充填用ホースである。
本発明（ＩＩＩ）は、本発明（Ｉ）の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素貯蔵タンクである。
本発明は以下の実施態様を含む。
［１］ポリアミドからなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントを含む熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）をマトリックスとして含み、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマー（Ｂ）をドメインとして含む熱可塑性エラストマー組成物。
［２］エラストマー（Ｂ）の含有量が熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）１００質量部を基準として５～１００質量部であることを特徴とする［１］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［３］ドメインの平均粒子径が２．５μｍ以下であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［４］熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）のハードセグメントがポリアミド１１であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［５］エラストマー（Ｂ）がスチレン系エラストマーであることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［６］スチレン系エラストマーが、酸変性されたスチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン・プロピレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン－エチレン・プロピレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）およびスチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする［５］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［７］熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した際の水素溶解量が１８００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［８］熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した後、大気圧まで減圧したときの体積変化率Ｖ／Ｖ０（ただし、Ｖ０は水素雰囲気に曝露する前の円盤状試験片の体積であり、Ｖは大気圧まで減圧したときの円盤状試験片の体積である。）が１．５以下であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［９］熱可塑性エラストマー組成物の温度－４０℃、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎでの引張試験で得られる応力－ひずみ曲線において、下降伏点が観測されない、または上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａ以下であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［１０］熱可塑性エラストマー組成物に温度－３５℃、振幅１３．５％、振動数１．７Ｈｚで繰返し歪を与えたときの破断回数が４０万回以上であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［１１］熱可塑性エラストマー組成物の温度２１℃、相対湿度０％での酸素透過係数が０．００１～０．２０ｍｍ・ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［１２］熱可塑性エラストマー組成物が水素機器用熱可塑性エラストマー組成物であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［１３］［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素充填用ホース。
［１４］［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素貯蔵タンク。
［１］ポリアミドからなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントを含む熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）をマトリックスとして含み、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマー（Ｂ）をドメインとして含む熱可塑性エラストマー組成物。
［２］エラストマー（Ｂ）の含有量が熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）１００質量部を基準として５～１００質量部であることを特徴とする［１］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［３］ドメインの平均粒子径が２．５μｍ以下であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［４］熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）のハードセグメントがポリアミド１１であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［５］エラストマー（Ｂ）がスチレン系エラストマーであることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［６］スチレン系エラストマーが、酸変性されたスチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン・プロピレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン－エチレン・プロピレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）およびスチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする［５］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［７］熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した際の水素溶解量が１８００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［８］熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した後、大気圧まで減圧したときの体積変化率Ｖ／Ｖ０（ただし、Ｖ０は水素雰囲気に曝露する前の円盤状試験片の体積であり、Ｖは大気圧まで減圧したときの円盤状試験片の体積である。）が１．５以下であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［９］熱可塑性エラストマー組成物の温度－４０℃、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎでの引張試験で得られる応力－ひずみ曲線において、下降伏点が観測されない、または上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａ以下であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［１０］熱可塑性エラストマー組成物に温度－３５℃、振幅１３．５％、振動数１．７Ｈｚで繰返し歪を与えたときの破断回数が４０万回以上であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［１１］熱可塑性エラストマー組成物の温度２１℃、相対湿度０％での酸素透過係数が０．００１～０．２０ｍｍ・ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［１２］熱可塑性エラストマー組成物が水素機器用熱可塑性エラストマー組成物であることを特徴とする［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
［１３］［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素充填用ホース。
［１４］［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素貯蔵タンク。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、低温での耐衝撃性と引裂強度および水素耐性に優れる。
本発明（Ｉ）の熱可塑性エラストマー組成物は、ポリアミドからなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントを含む熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）をマトリックスとして含み、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマー（Ｂ）をドメインとして含む。
熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）は、ポリアミドからなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントを含む。
ハードセグメントを構成するポリアミドとしては、限定するものではないが、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６などが挙げられ、好ましくはポリアミド１１、ポリアミド１２であり、より好ましくはポリアミド１１である。ハードセグメントがポリアミド１１であると、低温耐衝撃性と低温引裂強度と水素耐性のバランスが優れ、特に低温耐衝撃性と低温引裂強度に優れる。なお、水素耐性とは、高圧の水素雰囲気下に曝した後、除圧して大気圧としたときの体積膨張や欠陥発生における耐性をいう。ちなみに、ポリアミド１１はウンデカンラクタムまたは１１－アミノウンデカン酸の重合体であり、ポリアミド１２はラウロラクタムまたは１２－アミノドデカン酸の重合体である。
ソフトセグメントを構成するポリエーテルは、ポリオキシアルキレンであり、好ましくはポリオキシエチレンまたはポリオキシプロピレンである。
ポリアミドエラストマーは、市販されており、本発明において市販品を使用することができる。市販品としては、アルケマ社製ＰＥＢＡＸ（登録商標）、宇部興産株式会社製ＵＢＥＳＴＡ（登録商標）ＸＰＡが挙げられる。
ハードセグメントを構成するポリアミドとしては、限定するものではないが、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６などが挙げられ、好ましくはポリアミド１１、ポリアミド１２であり、より好ましくはポリアミド１１である。ハードセグメントがポリアミド１１であると、低温耐衝撃性と低温引裂強度と水素耐性のバランスが優れ、特に低温耐衝撃性と低温引裂強度に優れる。なお、水素耐性とは、高圧の水素雰囲気下に曝した後、除圧して大気圧としたときの体積膨張や欠陥発生における耐性をいう。ちなみに、ポリアミド１１はウンデカンラクタムまたは１１－アミノウンデカン酸の重合体であり、ポリアミド１２はラウロラクタムまたは１２－アミノドデカン酸の重合体である。
ソフトセグメントを構成するポリエーテルは、ポリオキシアルキレンであり、好ましくはポリオキシエチレンまたはポリオキシプロピレンである。
ポリアミドエラストマーは、市販されており、本発明において市販品を使用することができる。市販品としては、アルケマ社製ＰＥＢＡＸ（登録商標）、宇部興産株式会社製ＵＢＥＳＴＡ（登録商標）ＸＰＡが挙げられる。
エラストマー（Ｂ）は、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマーである。
エラストマー（Ｂ）としては、限定するものではないが、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エピクロルヒドリン系ゴム（ＣＯ、ＥＣＯ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリサルファイドゴム、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。
エラストマー（Ｂ）は、好ましくは、スチレン系エラストマーである。
スチレン系エラストマーとしては、スチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン・プロピレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン－エチレン・プロピレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、それらの酸変性物などが挙げられる。酸変性物とは、無水マレイン酸で変性されたものをいう。
エラストマー（Ｂ）は、好ましくは、酸変性されたスチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体、酸変性されたスチレン－エチレン・プロピレンブロック共重合体、酸変性されたスチレン－エチレン・プロピレン－スチレンブロック共重合体、酸変性されたスチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体および酸変性されたスチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種である。
エラストマー（Ｂ）は、特に好ましくは、酸変性されたスチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体である。
エラストマー（Ｂ）としては、限定するものではないが、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エピクロルヒドリン系ゴム（ＣＯ、ＥＣＯ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリサルファイドゴム、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。
エラストマー（Ｂ）は、好ましくは、スチレン系エラストマーである。
スチレン系エラストマーとしては、スチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン・プロピレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン－エチレン・プロピレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、それらの酸変性物などが挙げられる。酸変性物とは、無水マレイン酸で変性されたものをいう。
エラストマー（Ｂ）は、好ましくは、酸変性されたスチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体、酸変性されたスチレン－エチレン・プロピレンブロック共重合体、酸変性されたスチレン－エチレン・プロピレン－スチレンブロック共重合体、酸変性されたスチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体および酸変性されたスチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種である。
エラストマー（Ｂ）は、特に好ましくは、酸変性されたスチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体である。
熱可塑性エラストマー組成物中のエラストマー（Ｂ）の含有量は、熱可塑性エラストマー組成物中の熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）１００質量部を基準として、好ましくは５～１００質量部であり、より好ましくは８～９５質量部であり、さらに好ましくは１０～９０質量部である。エラストマー（Ｂ）の含有量が上記数値範囲内にあると、低温耐衝撃性と低温引裂強度と水素耐性のバランスが特に優れる。
熱可塑性エラストマー組成物は、マトリックスとドメインを含む。すなわち、熱可塑性エラストマー組成物は、海島構造を有する。
マトリックスは熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）を含む。ただし、本発明の効果を阻害しない範囲で、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外の成分を含んでもよい。
ドメインは熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマー（Ｂ）を含む。ただし、本発明の効果を阻害しない範囲で、エラストマー（Ｂ）以外の成分を含んでもよい。
熱可塑性エラストマー組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）およびエラストマー（Ｂ）以外の成分を含んでもよい。
マトリックスは熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）を含む。ただし、本発明の効果を阻害しない範囲で、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外の成分を含んでもよい。
ドメインは熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマー（Ｂ）を含む。ただし、本発明の効果を阻害しない範囲で、エラストマー（Ｂ）以外の成分を含んでもよい。
熱可塑性エラストマー組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）およびエラストマー（Ｂ）以外の成分を含んでもよい。
ドメインの平均粒子径は、好ましくは２．５μｍ以下であり、より好ましくは０．２～２．２μｍであり、さらに好ましくは０．３～２．０μｍである。平均粒子径が上記数値範囲内にあると、低温耐衝撃性と低温引裂強度と水素耐性のバランスが優れ、特に界面補強の効果から水素耐性に優れる。
ドメインの平均粒子径の測定法は、次のとおりである。
熱可塑性エラストマー組成物の厚さ１ｍｍを切り出し、液体窒素を用いて冷却した状態でダイヤモンドナイフにより平滑な面を作製する。この面をセイコーインスツルメンツ株式会社製の原子間力顕微鏡ＳＰＡ４００を用いて、タッピングモードにより位相像として、マトリックスとドメインにコントラストの付いた画像を取得する。得られた画像を二値化処理した後、ドメイン約５００個に対し、画像解析ソフトを用いて粒子解析を行い、数平均粒子径を求める。
ドメインの平均粒子径の測定法は、次のとおりである。
熱可塑性エラストマー組成物の厚さ１ｍｍを切り出し、液体窒素を用いて冷却した状態でダイヤモンドナイフにより平滑な面を作製する。この面をセイコーインスツルメンツ株式会社製の原子間力顕微鏡ＳＰＡ４００を用いて、タッピングモードにより位相像として、マトリックスとドメインにコントラストの付いた画像を取得する。得られた画像を二値化処理した後、ドメイン約５００個に対し、画像解析ソフトを用いて粒子解析を行い、数平均粒子径を求める。
熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した際の水素溶解量は、好ましくは１８００質量ｐｐｍ以下であり、より好ましくは１００～１７５０質量ｐｐｍであり、さらに好ましくは２００～１６５０質量ｐｐｍである。水素溶解量が上記数値範囲内にあると、水素曝露時に欠陥が発生しにくい。
熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した後、大気圧まで減圧したときの体積変化率Ｖ／Ｖ０（ただし、Ｖ０は水素雰囲気に曝露する前の円盤状試験片の体積であり、Ｖは大気圧まで減圧したときの円盤状試験片の体積である。）は、好ましくは１．５以下であり、より好ましくは０．９０～１．４５であり、さらに好ましくは０．９５～１．４０である。体積変化率Ｖ／Ｖ０が上記数値範囲内にあると、水素曝露時に欠陥が発生しにくい。
熱可塑性エラストマー組成物の温度－４０℃、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎでの引張試験で得られる応力－ひずみ曲線において、下降伏点が観測されない、または上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａ以下であることが好ましい。上降伏点応力と下降伏点応力の差は、より好ましくは１．５ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは１．０ＭＰａ以下である。上降伏点応力とは上降伏点における応力をいい、下降伏点応力とは下降伏点における応力をいう。下降伏点が観測されない、または上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａ以下であると、特に低温での耐衝撃性に優れる。
熱可塑性エラストマー組成物に温度－３５℃、振幅１３．５％、振動数１．７Ｈｚで繰返し歪を与えたときの破断回数が４０万回以上であることが好ましい。破断回数が４０万回以上であるとき、耐衝撃性、引裂強度に加え、低温での耐疲労性にも優れる。
熱可塑性エラストマー組成物の温度２１℃、相対湿度０％での酸素透過係数は、好ましくは０．００１～０．２０ｍｍ・ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）であり、より好ましくは０．００８～０．１８ｍｍ・ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）であり、さらに好ましくは０．０１５～０．１６ｍｍ・ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）である。酸素透過係数が上記数値範囲内にあると、水素曝露時に欠陥が発生しにくい。酸素透過係数が低すぎると、水素が脱離しにくく、欠陥を招く。
熱可塑性エラストマー組成物の製造方法は、限定するものではないが、次のようにして製造することができる。
熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）とエラストマー（Ｂ）とを溶融混錬することにより、熱可塑性エラストマー組成物を製造することができる。
熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）とエラストマー（Ｂ）とを溶融混錬することにより、熱可塑性エラストマー組成物を製造することができる。
熱可塑性エラストマー組成物は、好ましくは水素機器用として用いられる。すなわち、熱可塑性エラストマー組成物は、好ましくは水素機器用熱可塑性エラストマー組成物である。
水素機器としては、限定するものではないが、水素充填用ホース、水素貯蔵タンクなどが挙げられる。
水素機器としては、限定するものではないが、水素充填用ホース、水素貯蔵タンクなどが挙げられる。
本発明（ＩＩ）は、前記熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素充填用ホースである。
前記熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置している限り、水素充填用ホースの構造は限定されないが、水素充填用ホースの一実施形態を図１に示す。
図１は、水素充填用ホースの一実施形態の斜視図であり、層構成を明瞭に示すために、一部切開して示す。水素充填用ホース１は、内層２、補強層３および外層４を含み、補強層３は３層の有機繊維からなる層６および１層の鋼線からなる層５を含む。図１の水素充填用ホースでは、内層２が耐水素漏洩層に該当する。ただし、水素充填用ホースは、図１に示されたものに限定されない。
水素充填用ホースの製造方法は、特に限定されないが、次のようにして製造することができる。まず内層（内管）を押出成形によりチューブ状に押出し、次いでそのチューブ上に補強層となる繊維を編組し、さらにその繊維上に外層（外管）を押出成形により被覆することで製造することができる。
前記熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置している限り、水素充填用ホースの構造は限定されないが、水素充填用ホースの一実施形態を図１に示す。
図１は、水素充填用ホースの一実施形態の斜視図であり、層構成を明瞭に示すために、一部切開して示す。水素充填用ホース１は、内層２、補強層３および外層４を含み、補強層３は３層の有機繊維からなる層６および１層の鋼線からなる層５を含む。図１の水素充填用ホースでは、内層２が耐水素漏洩層に該当する。ただし、水素充填用ホースは、図１に示されたものに限定されない。
水素充填用ホースの製造方法は、特に限定されないが、次のようにして製造することができる。まず内層（内管）を押出成形によりチューブ状に押出し、次いでそのチューブ上に補強層となる繊維を編組し、さらにその繊維上に外層（外管）を押出成形により被覆することで製造することができる。
本発明（ＩＩＩ）は、前記熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素貯蔵タンクである。
前記熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置している限り、水素貯蔵タンクの構造は限定されないが、たとえば、Ｔｙｐｅ４タンクとして知られる非金属ライナーの周りに炭素繊維補強樹脂を配置した構造のものを例示することができる。
水素貯蔵タンクの製造方法は、特に限定されないが、たとえば、次のようにして製造することができる。耐水素漏洩層を押出、射出、ブロー成形により作製し、その外側に帯状の炭素繊維補強樹脂を巻き付けることによって製造することができる。
前記熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置している限り、水素貯蔵タンクの構造は限定されないが、たとえば、Ｔｙｐｅ４タンクとして知られる非金属ライナーの周りに炭素繊維補強樹脂を配置した構造のものを例示することができる。
水素貯蔵タンクの製造方法は、特に限定されないが、たとえば、次のようにして製造することができる。耐水素漏洩層を押出、射出、ブロー成形により作製し、その外側に帯状の炭素繊維補強樹脂を巻き付けることによって製造することができる。
［原材料］
以下の実施例および比較例において使用した原材料は次のとおりである。
ＰＡ１１系ＴＰＡＥ： アルケマ社製ポリアミドエラストマー（ハードセグメント：ポリアミド１１、ソフトセグメント：ポリエーテル）「ＰＥＢＡＸ」（登録商標）７０Ｒ５３ＳＰ０１
ＰＡ１２系ＴＰＡＥ： 宇部興産株式会社製ポリアミドエラストマー（ハードセグメント：ポリアミド１２、ソフトセグメント：ポリエーテル）「ＵＢＥＳＴＡ」（登録商標）「ＸＰＡ」（登録商標）９０６３Ｘ１
ＰＡ１１： アルケマ社製ポリアミド１１「ＲＩＬＳＡＮ」（登録商標）ＢＥＳＮ ＯＴＬ
ＭａｈＳＥＢＳ－１： 旭化成株式会社製無水マレイン酸変性スチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体「タフテック」（登録商標）Ｍ１９４３
ＭａｈＳＥＢＳ－２： 旭化成株式会社製無水マレイン酸変性スチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体「タフテック」（登録商標）Ｍ１９１１
ＳＥＢＳ： 旭化成株式会社製スチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体「タフテック」（登録商標）Ｈ１０４１
ＭａｈＳＢＳ： 旭化成株式会社製無水マレイン酸変性スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体「タフプレン」（登録商標）９１２
ＭａｈＥＢＲ： 三井化学株式会社製無水マレイン酸変性エチレン－１－ブテン共重合体「タフマー」（登録商標）ＭＨ７０１０
以下の実施例および比較例において使用した原材料は次のとおりである。
ＰＡ１１系ＴＰＡＥ： アルケマ社製ポリアミドエラストマー（ハードセグメント：ポリアミド１１、ソフトセグメント：ポリエーテル）「ＰＥＢＡＸ」（登録商標）７０Ｒ５３ＳＰ０１
ＰＡ１２系ＴＰＡＥ： 宇部興産株式会社製ポリアミドエラストマー（ハードセグメント：ポリアミド１２、ソフトセグメント：ポリエーテル）「ＵＢＥＳＴＡ」（登録商標）「ＸＰＡ」（登録商標）９０６３Ｘ１
ＰＡ１１： アルケマ社製ポリアミド１１「ＲＩＬＳＡＮ」（登録商標）ＢＥＳＮ ＯＴＬ
ＭａｈＳＥＢＳ－１： 旭化成株式会社製無水マレイン酸変性スチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体「タフテック」（登録商標）Ｍ１９４３
ＭａｈＳＥＢＳ－２： 旭化成株式会社製無水マレイン酸変性スチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体「タフテック」（登録商標）Ｍ１９１１
ＳＥＢＳ： 旭化成株式会社製スチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体「タフテック」（登録商標）Ｈ１０４１
ＭａｈＳＢＳ： 旭化成株式会社製無水マレイン酸変性スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体「タフプレン」（登録商標）９１２
ＭａｈＥＢＲ： 三井化学株式会社製無水マレイン酸変性エチレン－１－ブテン共重合体「タフマー」（登録商標）ＭＨ７０１０
［実施例１～９および比較例１～４］
シリンダー温度を２１０℃に設定した二軸混練押出機（株式会社日本製鋼所製）に、表１および表２に記載のマトリックス用材料およびドメイン用材料を導入し、滞留時間約５分で溶融混練し、溶融混練物を吐出口に取り付けられたダイスからストランド状に押出した。得られたストランド状押出物を樹脂用ペレタイザーでペレット化し、ペレット状の熱可塑性エラストマー組成物を得た。
得られた熱可塑性エラストマー組成物について、ドメインの平均粒子径、水素溶解量、水素曝露後体積変化率、低温引張試験による下降伏点の有無等、低温耐疲労性、酸素透過係数、低温耐衝撃性、低温引裂強度、水素曝露後欠陥を測定または評価した。結果を表１および表２に示す。
シリンダー温度を２１０℃に設定した二軸混練押出機（株式会社日本製鋼所製）に、表１および表２に記載のマトリックス用材料およびドメイン用材料を導入し、滞留時間約５分で溶融混練し、溶融混練物を吐出口に取り付けられたダイスからストランド状に押出した。得られたストランド状押出物を樹脂用ペレタイザーでペレット化し、ペレット状の熱可塑性エラストマー組成物を得た。
得られた熱可塑性エラストマー組成物について、ドメインの平均粒子径、水素溶解量、水素曝露後体積変化率、低温引張試験による下降伏点の有無等、低温耐疲労性、酸素透過係数、低温耐衝撃性、低温引裂強度、水素曝露後欠陥を測定または評価した。結果を表１および表２に示す。
各測定・評価項目の測定・評価方法は次のとおりである。
［ドメインの平均粒子径の測定］
熱可塑性エラストマー組成物の厚さ１ｍｍを切り出し、液体窒素を用いて冷却した状態でダイヤモンドナイフにより平滑な面を作製した。この面をセイコーインスツルメンツ株式会社製の原子間力顕微鏡ＳＰＡ４００を用いて、タッピングモードにより位相像として、マトリックスとドメインにコントラストの付いた画像を取得した。得られた画像を二値化処理した後、ドメイン約５００個に対し、画像解析ソフトを用いて粒子解析を行い、平均粒子径を求めた。
熱可塑性エラストマー組成物の厚さ１ｍｍを切り出し、液体窒素を用いて冷却した状態でダイヤモンドナイフにより平滑な面を作製した。この面をセイコーインスツルメンツ株式会社製の原子間力顕微鏡ＳＰＡ４００を用いて、タッピングモードにより位相像として、マトリックスとドメインにコントラストの付いた画像を取得した。得られた画像を二値化処理した後、ドメイン約５００個に対し、画像解析ソフトを用いて粒子解析を行い、平均粒子径を求めた。
［水素溶解量の測定］
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度１ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ２．０ｍｍのシートに成形した。このシートを直径１３ｍｍの円盤状に切り出し、円盤状試験片を作製した。円盤状試験片を耐圧容器に入れ、３０℃、９０ＭＰａで２４時間、水素暴露を行った。大気圧まで減圧した直後に、３０℃で窒素を充満した管内に円盤状試験片を静置し、管の端部から一定時間ごとに管内の気体をガスクロマトグラフィーへ導入し、円盤状試験片内部から脱離していく水素を検出し、水素が検出されなくなるまで測定を継続し、検出された水素量を積算することで、暴露により円盤状試験片に溶解していた水素量を求め、それを水素溶解量（単位：質量ｐｐｍ）とした。
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度１ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ２．０ｍｍのシートに成形した。このシートを直径１３ｍｍの円盤状に切り出し、円盤状試験片を作製した。円盤状試験片を耐圧容器に入れ、３０℃、９０ＭＰａで２４時間、水素暴露を行った。大気圧まで減圧した直後に、３０℃で窒素を充満した管内に円盤状試験片を静置し、管の端部から一定時間ごとに管内の気体をガスクロマトグラフィーへ導入し、円盤状試験片内部から脱離していく水素を検出し、水素が検出されなくなるまで測定を継続し、検出された水素量を積算することで、暴露により円盤状試験片に溶解していた水素量を求め、それを水素溶解量（単位：質量ｐｐｍ）とした。
［水素暴露後体積変化率の測定］
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度１ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ２．０ｍｍのシートに成形した。このシートを直径１３ｍｍの円盤状に切り出し、円盤状試験片を作製した。円盤状試験片を耐圧容器に入れ、３０℃、９０ＭＰａで２４時間、水素暴露を行った。大気圧まで減圧した直後に、株式会社キーエンス製２次元多点寸法測定器ＴＭ－３０００にて円盤状試験片の面積を測定し、体積変化を算出した。水素の脱離とともに体積は小さくなっていくが、その過程でもっとも大きい体積（最大値）Ｖを、同様に測定した暴露前体積Ｖ０で割った値を体積変化率Ｖ／Ｖ０とした。
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度１ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ２．０ｍｍのシートに成形した。このシートを直径１３ｍｍの円盤状に切り出し、円盤状試験片を作製した。円盤状試験片を耐圧容器に入れ、３０℃、９０ＭＰａで２４時間、水素暴露を行った。大気圧まで減圧した直後に、株式会社キーエンス製２次元多点寸法測定器ＴＭ－３０００にて円盤状試験片の面積を測定し、体積変化を算出した。水素の脱離とともに体積は小さくなっていくが、その過程でもっとも大きい体積（最大値）Ｖを、同様に測定した暴露前体積Ｖ０で割った値を体積変化率Ｖ／Ｖ０とした。
［低温引張試験による下降伏点の有無等の判定］
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度２ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ１．０ｍｍのシートに成形した。このシートをＪＩＳ３号ダンベル形状に打抜き、温度－４０℃、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、応力－ひずみ曲線から下降伏点の有無を判定し、または上降伏点応力と下降伏点応力の差を求めた。低温引張試験による下降伏点の有無等は、下降伏点が観測されない、または上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａ以下である場合を「無し」、上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａを超える場合を「有り」と表示した。
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度２ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ１．０ｍｍのシートに成形した。このシートをＪＩＳ３号ダンベル形状に打抜き、温度－４０℃、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、応力－ひずみ曲線から下降伏点の有無を判定し、または上降伏点応力と下降伏点応力の差を求めた。低温引張試験による下降伏点の有無等は、下降伏点が観測されない、または上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａ以下である場合を「無し」、上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａを超える場合を「有り」と表示した。
［低温耐疲労性の評価］
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度２ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ１．０ｍｍのシートに成形した。このシートから、幅５ｍｍ、長さ２００ｍｍの短冊を２０本切り出し、株式会社上島製作所製の定歪定荷重疲労試験機により、温度－３５℃、ひずみ１３．５％、速度１００ｒｐｍの条件で繰返し伸張変形を与えた。２０本のうち１２本（６０％）が破断した回数を破断回数と定義し、破断回数が４０万回未満のものを「破断」、４０万回以上のものを「破断せず」と表記した。
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度２ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ１．０ｍｍのシートに成形した。このシートから、幅５ｍｍ、長さ２００ｍｍの短冊を２０本切り出し、株式会社上島製作所製の定歪定荷重疲労試験機により、温度－３５℃、ひずみ１３．５％、速度１００ｒｐｍの条件で繰返し伸張変形を与えた。２０本のうち１２本（６０％）が破断した回数を破断回数と定義し、破断回数が４０万回未満のものを「破断」、４０万回以上のものを「破断せず」と表記した。
［酸素透過係数の測定］
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度８ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ０．２５ｍｍのシートに成形した。このシートを所定のサイズに切り出し、ＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮ１／５０を用いて、温度２１℃、相対湿度０％で酸素透過量を測定し、酸素透過係数（単位：ｍｍ・ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ））を求めた。
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度８ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ０．２５ｍｍのシートに成形した。このシートを所定のサイズに切り出し、ＭＯＣＯＮ社製ＯＸＴＲＡＮ１／５０を用いて、温度２１℃、相対湿度０％で酸素透過量を測定し、酸素透過係数（単位：ｍｍ・ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ））を求めた。
［低温耐衝撃性の評価］
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度０．７５ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ３．０ｍｍのシートを押出した。このシートから長さ６３．５ｍｍ、幅１２．７ｍｍの短冊状に切り出し、ノッチ加工を行い、ＡＳＴＭ Ｄ２５６に準拠して、－４０℃におけるアイゾット衝撃試験を行った。この試験により、試料が完全に破壊した場合を「完全破壊」、試料が部分的に破壊した場合を「部分破壊」、試料が破壊しなかった場合を「破壊せず」と表記した。低温耐衝撃性は、この衝撃試験で破壊しなければ（すなわち「破壊せず」であれば）、水素機器用熱可塑性エラストマー組成物として有効である。
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度０．７５ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ３．０ｍｍのシートを押出した。このシートから長さ６３．５ｍｍ、幅１２．７ｍｍの短冊状に切り出し、ノッチ加工を行い、ＡＳＴＭ Ｄ２５６に準拠して、－４０℃におけるアイゾット衝撃試験を行った。この試験により、試料が完全に破壊した場合を「完全破壊」、試料が部分的に破壊した場合を「部分破壊」、試料が破壊しなかった場合を「破壊せず」と表記した。低温耐衝撃性は、この衝撃試験で破壊しなければ（すなわち「破壊せず」であれば）、水素機器用熱可塑性エラストマー組成物として有効である。
［低温引裂強度の測定］
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度２ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ１．０ｍｍのシートに成形した。このシートをアングル形試験片形状に打抜き、アングル部に幅方向に２ｍｍの切り込みを入れ、ＪＩＳ Ｋ６２５２に準拠して、－４０℃で引裂試験を行い、引裂強度を求めた。各実施例および比較例の引裂強度は、比較例１の引裂強度を１００とする指数で表示した。低温引裂強度（指数）が７０以上であれば、水素機器用熱可塑性エラストマー組成物として有効である。
熱可塑性エラストマー組成物を２００ｍｍ幅Ｔ型ダイス付４０ｍｍφ単軸押出機（株式会社プラ技研製）を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を２２０℃に設定し、冷却ロール温度５０℃、引き取り速度２ｍ／ｍｉｎの条件で平均厚さ１．０ｍｍのシートに成形した。このシートをアングル形試験片形状に打抜き、アングル部に幅方向に２ｍｍの切り込みを入れ、ＪＩＳ Ｋ６２５２に準拠して、－４０℃で引裂試験を行い、引裂強度を求めた。各実施例および比較例の引裂強度は、比較例１の引裂強度を１００とする指数で表示した。低温引裂強度（指数）が７０以上であれば、水素機器用熱可塑性エラストマー組成物として有効である。
［水素曝露後欠陥の評価］
上記［水素溶解量の測定］において水素溶解量を測定した円盤状試験片を切断し、断面をミクロトームにて面出した後、電子顕微鏡によりボイド（欠陥）を観察した。１００μｍ×１００μｍの視野の中にあるボイドの数をカウントし、１０個未満の場合を「良」、１０個以上１００個未満の場合を「可」、１００個以上の場合を「不可」と判定した。水素曝露後欠陥が「良」または「可」であれば、水素機器用熱可塑性エラストマー組成物として有効である。
上記［水素溶解量の測定］において水素溶解量を測定した円盤状試験片を切断し、断面をミクロトームにて面出した後、電子顕微鏡によりボイド（欠陥）を観察した。１００μｍ×１００μｍの視野の中にあるボイドの数をカウントし、１０個未満の場合を「良」、１０個以上１００個未満の場合を「可」、１００個以上の場合を「不可」と判定した。水素曝露後欠陥が「良」または「可」であれば、水素機器用熱可塑性エラストマー組成物として有効である。
本開示は、以下の発明を包含する。
発明［１］ ポリアミドからなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントを含む熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）をマトリックスとして含み、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマー（Ｂ）をドメインとして含む熱可塑性エラストマー組成物。
発明［２］ エラストマー（Ｂ）の含有量が熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）１００質量部を基準として５～１００質量部であることを特徴とする発明［１］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［３］ ドメインの平均粒子径が２．５μｍ以下であることを特徴とする発明［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［４］ 熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）のハードセグメントがポリアミド１１であることを特徴とする発明［１］～［３］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［５］ エラストマー（Ｂ）がスチレン系エラストマーであることを特徴とする発明［１］～［４］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［６］ スチレン系エラストマーが、酸変性されたスチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン・プロピレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン－エチレン・プロピレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）およびスチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする発明［５］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［７］ 熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した際の水素溶解量が１８００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする発明［１］～［６］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［８］ 熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した後、大気圧まで減圧したときの体積変化率Ｖ／Ｖ０（ただし、Ｖ０は水素雰囲気に曝露する前の円盤状試験片の体積であり、Ｖは大気圧まで減圧したときの円盤状試験片の体積である。）が１．５以下であることを特徴とする発明［１］～［７］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［９］ 熱可塑性エラストマー組成物の温度－４０℃、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎでの引張試験で得られる応力－ひずみ曲線において、下降伏点が観測されない、または上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａ以下であることを特徴とする発明［１］～［８］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［１０］ 熱可塑性エラストマー組成物に温度－３５℃、振幅１３．５％、振動数１．７Ｈｚで繰返し歪を与えたときの破断回数が４０万回以上であることを特徴とする発明［１］～［９］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［１１］ 熱可塑性エラストマー組成物の温度２１℃、相対湿度０％での酸素透過係数が０．００１～０．２０ｍｍ・ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）であることを特徴とする発明［１］～［１０］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［１２］ 熱可塑性エラストマー組成物が水素機器用熱可塑性エラストマー組成物であることを特徴とする発明［１］～［１１］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［１３］ 発明［１］～［１２］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素充填用ホース。
発明［１４］ 発明［１］～［１２］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素貯蔵タンク。
発明［１］ ポリアミドからなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントを含む熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）をマトリックスとして含み、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマー（Ｂ）をドメインとして含む熱可塑性エラストマー組成物。
発明［２］ エラストマー（Ｂ）の含有量が熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）１００質量部を基準として５～１００質量部であることを特徴とする発明［１］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［３］ ドメインの平均粒子径が２．５μｍ以下であることを特徴とする発明［１］または［２］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［４］ 熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）のハードセグメントがポリアミド１１であることを特徴とする発明［１］～［３］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［５］ エラストマー（Ｂ）がスチレン系エラストマーであることを特徴とする発明［１］～［４］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［６］ スチレン系エラストマーが、酸変性されたスチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン・プロピレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン－エチレン・プロピレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）およびスチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする発明［５］に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［７］ 熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した際の水素溶解量が１８００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする発明［１］～［６］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［８］ 熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した後、大気圧まで減圧したときの体積変化率Ｖ／Ｖ０（ただし、Ｖ０は水素雰囲気に曝露する前の円盤状試験片の体積であり、Ｖは大気圧まで減圧したときの円盤状試験片の体積である。）が１．５以下であることを特徴とする発明［１］～［７］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［９］ 熱可塑性エラストマー組成物の温度－４０℃、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎでの引張試験で得られる応力－ひずみ曲線において、下降伏点が観測されない、または上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａ以下であることを特徴とする発明［１］～［８］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［１０］ 熱可塑性エラストマー組成物に温度－３５℃、振幅１３．５％、振動数１．７Ｈｚで繰返し歪を与えたときの破断回数が４０万回以上であることを特徴とする発明［１］～［９］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［１１］ 熱可塑性エラストマー組成物の温度２１℃、相対湿度０％での酸素透過係数が０．００１～０．２０ｍｍ・ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）であることを特徴とする発明［１］～［１０］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［１２］ 熱可塑性エラストマー組成物が水素機器用熱可塑性エラストマー組成物であることを特徴とする発明［１］～［１１］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物。
発明［１３］ 発明［１］～［１２］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素充填用ホース。
発明［１４］ 発明［１］～［１２］のいずれか１つに記載の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素貯蔵タンク。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、水素機器の耐水素漏洩層の材料として好適に利用することができる。
１ 水素充填用ホース
２ 内層
３ 補強層
４ 外層
５ 鋼線からなる層
６ 有機繊維からなる層
２ 内層
３ 補強層
４ 外層
５ 鋼線からなる層
６ 有機繊維からなる層
Claims (14)
- ポリアミドからなるハードセグメントとポリエーテルからなるソフトセグメントを含む熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）をマトリックスとして含み、熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）以外のエラストマー（Ｂ）をドメインとして含む熱可塑性エラストマー組成物。
- エラストマー（Ｂ）の含有量が熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）１００質量部を基準として５～１００質量部であることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- ドメインの平均粒子径が２．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 熱可塑性ポリアミドエラストマー（Ａ）のハードセグメントがポリアミド１１であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- エラストマー（Ｂ）がスチレン系エラストマーであることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- スチレン系エラストマーが、酸変性されたスチレン－エチレン・ブチレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン・プロピレンブロック共重合体（ＳＥＰ）、スチレン－エチレン・プロピレン－スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）およびスチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項５に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した際の水素溶解量が１８００質量ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 熱可塑性エラストマー組成物の直径１３ｍｍ、厚さ２ｍｍの円盤状試験片を３０℃で９０ＭＰａの水素雰囲気に２４時間曝露した後、大気圧まで減圧したときの体積変化率Ｖ／Ｖ０（ただし、Ｖ０は水素雰囲気に曝露する前の円盤状試験片の体積であり、Ｖは大気圧まで減圧したときの円盤状試験片の体積である。）が１．５以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 熱可塑性エラストマー組成物の温度－４０℃、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎでの引張試験で得られる応力－ひずみ曲線において、下降伏点が観測されない、または上降伏点応力と下降伏点応力の差が２ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 熱可塑性エラストマー組成物に温度－３５℃、振幅１３．５％、振動数１．７Ｈｚで繰返し歪を与えたときの破断回数が４０万回以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 熱可塑性エラストマー組成物の温度２１℃、相対湿度０％での酸素透過係数が０．００１～０．２０ｍｍ・ｃｃ／（ｍ２・ｄａｙ・ｍｍＨｇ）であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 熱可塑性エラストマー組成物が水素機器用熱可塑性エラストマー組成物であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素充填用ホース。
- 請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマー組成物を耐水素漏洩層として配置した水素貯蔵タンク。
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| JP2022089914A JP2023177150A (ja) | 2022-06-01 | 2022-06-01 | 熱可塑性エラストマー組成物、水素充填用ホースおよび水素貯蔵タンク |
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2022
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