JP2023521463A - 水素を輸送または貯蔵するための多層構造 - Google Patents
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Abstract
本発明は、水素の輸送、配給または貯蔵、詳細には水素の配給または貯蔵、とりわけ水素の貯蔵を意図されている多核構造を調製するための、少なくとも1種のポリアミドを含む組成物からなるシーリング層(1)の使用であって、シーリング層が、水素に存在し、水素とシーリング層の接触後に、シーリング層から抽出される夾雑物についてのテストを満たし、テストが、規格CSA/ANSI CHMC 2:19で定義されているように実行され、水素中の抽出された前記夾雑物の合計比率が、組成物の構成成分の総計の3重量%以下、詳細には2重量%未満である、使用に関する。【選択図】なし
Description
本特許出願は、水素の輸送、配給または貯蔵、詳細には水素の配給または貯蔵、とりわけ水素の貯蔵を意図されている、ポリアミドの組成物で構成されるシーリング層を含む多層構造、および水素に存在し、水素により前記シーリング層から抽出される夾雑物についてのテストを満たす前記シーリング層の使用、およびそれを製造する方法に関する。
水素タンクは、現在、とりわけ自動車部門の多数の製造者から多大な注目を集めている。求められている目標の1つは、さらなる低公害車両を提案することである。したがって、バッテリーを含む電気またはハイブリッド車両が、内燃機関車両、例えばガソリンまたはディーゼル車両に次第に置き換わることを狙いとする。バッテリーは、比較的複雑な車両部品であることがわかっている。車両におけるバッテリーの位置決めに応じて、バッテリーは、衝撃から、ならびに、きわめて高い温度および可変湿度であり得る外部環境からこれを保護する必要があり得る。炎上のあらゆる危険性を避けることも必要になり得る。
さらに、それらの動作温度は、バッテリーのセルを壊さず、その寿命を長持ちさせるために、55℃を超えないことが重要である。反対に、例えば冬には、バッテリーの動作を最適化するために、バッテリーの温度を上昇させることが必要になり得る。
さらに、電気自動車は、今日でも依然いくつかの問題、すなわちバッテリーレンジ、これらのバッテリーにおける希土類金属の使用、無限ではない資源、タンク充填にかかる時間の長さよりはるかに長い充電時間、ならびに様々な国における、バッテリーの充電を可能にするための電気生成の問題に悩まされている。
したがって水素は、水素が燃料セルによって電気に変換され得、ひいては電気自動車に電力を供給するので、電気バッテリーの代用物である。
燃料セルへの水素の供給は、したがって、車両における水素貯蔵タンク、および水素をタンクから燃料セルへと輸送するためのパイプの両方の存在を必要とする。
水素タンクまたは水素輸送パイプは、一般的に、水素を透過から守らなければならない金属または熱可塑性樹脂ライナー(またはシーリング層)からなる。想定されるタンクのタイプの1つはタイプIVと呼ばれ、熱可塑性ライナーに基づき、その周囲に複合体が巻かれている。
その基本原理は、シーリングおよび機械的強度の2つの不可欠な機能を分離し、それらを互いに独立して管理することである。このタイプのタンクでは、熱可塑性樹脂でできているライナー(またはシーリングシース)は、補強シースまたは層としても公知の繊維(ガラス、アラミド、炭素)からなる補強構造と組み合わせられ、これにより、はるかに高い圧力で作動させることが可能になる一方、重量は減少し、激しい外部攻撃の場合、爆裂の危険性は避けられる。
問題は、輸送パイプでも同一である。
ライナーは、ある原理特性:
押出ブロー成形、回転成形、射出成形または押出により変換される可能性
低い水素浸透性、実際に、ライナーの浸透性は、タンクからの水素の漏出を限定する重要な要因である
低温(-40から-70℃)での良好な機械的性質(疲労)
120℃での耐熱性
を有さなければならない。
押出ブロー成形、回転成形、射出成形または押出により変換される可能性
低い水素浸透性、実際に、ライナーの浸透性は、タンクからの水素の漏出を限定する重要な要因である
低温(-40から-70℃)での良好な機械的性質(疲労)
120℃での耐熱性
を有さなければならない。
しかし、燃料セルは、様々な夾雑物にきわめて影響を受けやすく、夾雑物は燃料セルの性能および耐久性を損なう。
これらの夾雑物は、いくつかの発生源から:
水素を作る方法により、水素そのものから
異なる天然構成成分、例えば揮発性有機化合物または水が、シーリング層の熱可塑性樹脂ポリマーに捕捉され、続いて前記シーリング層と接触した際に水素により抽出される、タンクおよび/または水素輸送パイプの製造から、
続いて前記シーリング層と接触した際に水素により抽出できる構成成分の熱可塑性樹脂ポリマーにおける存在から生じ得る。
水素を作る方法により、水素そのものから
異なる天然構成成分、例えば揮発性有機化合物または水が、シーリング層の熱可塑性樹脂ポリマーに捕捉され、続いて前記シーリング層と接触した際に水素により抽出される、タンクおよび/または水素輸送パイプの製造から、
続いて前記シーリング層と接触した際に水素により抽出できる構成成分の熱可塑性樹脂ポリマーにおける存在から生じ得る。
Chenら(A review of PEM hydrogen fuel cell contamination: impact, mechanisms and mitigation、Journal of Power Sources、165(2007年)、739~756頁)によれば、燃料セルにおける燃料として使用される水素は、リサーチ、開発および実証では、主として市販の発生源から生じる。水素を生成するための方法は、主に、天然ガスからのメタン、およびバイオマスからのメタノールを含む炭化水素または酸化炭化水素からの改質によるが、電気分解、有機小分子の部分的酸化および水素化ホウ素ナトリウムの加水分解によっても行われる。
結果として、燃料セルに対して使用される水素タンクまたは輸送パイプは、上に列挙されている基本的な特徴を有さなければならないだけではなく、水素が、前記タンクおよび/またはパイプのシーリング層との接触後に、前記シーリング層から抽出される最小限の夾雑物しか含有してはならない。
この2つの問題は、水素を輸送、配給または貯蔵するように意図されている本発明の多層構造を提供することにより解決する。
本明細書を通じて、「ライナー」および「シーリングシース」という用語は、同じ意味を有する。
本発明は、したがって、水素の輸送、配給または貯蔵、詳細には水素の配給または貯蔵、とりわけ水素の貯蔵を意図されている多層構造を調製するための、少なくとも1種のポリアミドを含む組成物からなるシーリング層(1)の使用であって、前記シーリング層が、水素に存在し、水素とシーリング層の接触後に、シーリング層から抽出される夾雑物についてのテストを満たし、テストが、規格CSA/ANSI CHMC 2:19で定義されているように実行され、水素中の抽出された前記夾雑物の合計比率が、組成物の構成成分の総計の3重量%以下、詳細には2重量%未満である、使用に関する。
本発明者らは、したがって、少なくとも1種のポリアミドを含む組成物からなるシーリング層(1)により、上に列挙されている基本的な特徴を有する水素の輸送、配給または貯蔵を意図されている多層構造を調製することが可能になったと見出したが、水素に存在し、水素と前記シーリング層の接触後に抽出される夾雑物の比率を限定することも可能になったと見出した。
「多層構造」タンクは、いくつかの層、すなわちいくつかのシーリング層およびいくつかの補強層、または1つのシーリング層およびいくつかの補強層、またはいくつかのシーリング層および1つの補強層、または1つのシーリング層および1つの補強層を含む、またはそれからなると理解されるべきである。
本発明における多層構造は、水素のタンクから燃料セルへの輸送を意図されており、いくつかの層、すなわちいくつかのシーリング層およびいくつかの外層、または1つのシーリング層およびいくつかの外層、またはいくつかのシーリング層および1つの外層、または1つのシーリング層および1つの外層を含む、またはそれらからなるパイプまたはチューブも表す。
「前記シーリング層は、水素に存在し、水素によりシーリング層から抽出される夾雑物についてのテストを満たす」という表現は、タンクであるかパイプであるかを問わず、燃料セルが正しく機能することを妨げる限界値を超えない、水素に存在し、水素との接触後のシーリング層から生じる夾雑物の比率を意味する。
規格CSA/ANSI CHMC 2:19は、稼働中の水素への曝露の間に、ポリマーのヘッドスペースにおける揮発性成分を判定するために使用される手順についての詳細を示す。
「水素とシーリング層の接触後に」という表現は、上とまったく同じように、稼働中の水素への曝露を意味する。
設備
テスト設備は、以下の要素を含まなければならない:
a)ガス試料を予備濃縮するクライオフォーカス;
b)適切な質量選択検出器に直列に接続した適切なカラムを使用したガスクロマトグラフ;
c)ヘッドスペースバイアル(40ml)、セプタム、環状封止(ring closures)およびバイアル用シール;
d)60.0001gまで秤量できる化学天秤;ならびに
e)70±5℃の温度を維持できる対流式オーブン。
テスト設備は、以下の要素を含まなければならない:
a)ガス試料を予備濃縮するクライオフォーカス;
b)適切な質量選択検出器に直列に接続した適切なカラムを使用したガスクロマトグラフ;
c)ヘッドスペースバイアル(40ml)、セプタム、環状封止(ring closures)およびバイアル用シール;
d)60.0001gまで秤量できる化学天秤;ならびに
e)70±5℃の温度を維持できる対流式オーブン。
テスト環境
水素ガス純度
水素包装ガスは、以下に記載するように、公知の組成および純度のものでなければならない。
水素ガス純度
水素包装ガスは、以下に記載するように、公知の組成および純度のものでなければならない。
テストチャンバに充填するために使用される水素ガスの純度は、最低限、規格ISO 14687:2019、パート1から3、またはSAE J2719(2015)に従わなければならない。ISO 14687-2は、これらのISO規格(表1を参照されたい)のうち各不純物に対する最低閾値を用いて、水素の最も厳しい品質仕様を定義する。SAE J2719は、プロトン交換膜(PEM)燃料セルを有する車両にも適用され、ISO 14687-2と一致する。
測定および計装
水素透過速度の測定値が得られる温度は、±1℃以内に制御されなければならない。テスト圧力は、テスト値の1%以内で一定に留まっていなければならない。
水素透過速度の測定値が得られる温度は、±1℃以内に制御されなければならない。テスト圧力は、テスト値の1%以内で一定に留まっていなければならない。
テスト手順
テスト手順は、規格ISO 14687:2019、パラグラフ5.6に記載されている。
テスト手順は、規格ISO 14687:2019、パラグラフ5.6に記載されている。
夾雑物に関して
夾雑物という用語は、前記夾雑物が水素により前記シーリング層から抽出される時点から、広い意味でその用語と理解され、例えば水素を得るための方法により、車両機能の燃料セルを作るために前記多層構造に導入される水素には、まだ存在していない。
夾雑物という用語は、前記夾雑物が水素により前記シーリング層から抽出される時点から、広い意味でその用語と理解され、例えば水素を得るための方法により、車両機能の燃料セルを作るために前記多層構造に導入される水素には、まだ存在していない。
例えば、夾雑物という用語は、金属カチオン、例えばK+、Cu2+、Ni2+およびFe3+をカバーし、これらは、ポリアミドに使用される安定剤、有機または金属安定剤、したがって、可塑剤、オリゴマー、詳細にはカプロラクタムおよびその環状ダイマー1,8-ジアザシクロテトラデカン-2,7-ジオン(DCDD)、揮発性有機化合物、例えばNH3、NOx、SOx、N2、安息香酸化合物、O3、シーリング層の製造後にポリアミドにより吸収される水、脂肪性物質、例えば油により生成され得る。
揮発性有機化合物は、したがって、上のリストで引用されている他の材料すべてを除外する。
水素中の抽出された前記夾雑物の合計比率は、前記組成物の構成成分の総計の3重量%以下、詳細には2重量%未満である。結果として、前記抽出された夾雑物のこの合計比率は、水素を調製するための方法または他の任意の発生源から生じる夾雑物の比率を考慮に入れない。
有利には、水素中の抽出された前記夾雑物の合計比率は、0.01%から3%、詳細には0.01%から2%、より具体的には0.01%から1%、とりわけ0.01%から0.5重量%からなり立つ。
第1の変形では、抽出された夾雑物は、可塑剤、安定剤、オリゴマー、水、脂肪性物質、揮発性有機化合物およびそれらの混合物から選択される。
有利には、この第1の変形では、抽出された個々の夾雑物それぞれの重量比率は、1%以下である。
この第1の変形のある実施形態では、抽出された夾雑物の構成は以下:
1%までの可塑剤、
0.5%までの安定剤、
0.5%までのオリゴマー、
0.5%までの水、
0.5%までの脂肪性物質、および
0.5%までの揮発性有機化合物であり、
抽出された夾雑物の総計は、前記組成物の構成成分の総計の3%以下、詳細には2重量%未満である。
1%までの可塑剤、
0.5%までの安定剤、
0.5%までのオリゴマー、
0.5%までの水、
0.5%までの脂肪性物質、および
0.5%までの揮発性有機化合物であり、
抽出された夾雑物の総計は、前記組成物の構成成分の総計の3%以下、詳細には2重量%未満である。
有利には、この第1の変形のこの実施形態では、水素中の抽出された前記夾雑物の合計比率は、0.01%から3%、詳細には0.01%から2%、より具体的には0.01%から1%、とりわけ0.01%から0.5重量%からなり立つ。
より有利には、この第1の変形のこの実施形態では、抽出された個々の夾雑物それぞれの重量比率は、1%以下である。
第2の変形では、抽出された夾雑物は、安定剤、水、油、揮発性有機化合物、およびそれらの混合物から選択される。
有利には、この第2の変形では、個々の抽出された夾雑物それぞれの重量比率は、0.5%以下である。
この第2の変形のある実施形態では、抽出された夾雑物の構成は以下:
0.5%までの安定剤、
0.5%までの水、
0.5%までの脂肪性物質、および
0.5%までの揮発性有機化合物であり、
夾雑物の総計は、前記組成物の構成成分の総計の2重量%以下である。
0.5%までの安定剤、
0.5%までの水、
0.5%までの脂肪性物質、および
0.5%までの揮発性有機化合物であり、
夾雑物の総計は、前記組成物の構成成分の総計の2重量%以下である。
有利には、この第2の変形のこの実施形態では、水素中の抽出された前記夾雑物の合計比率は、0.01%から2%、より具体的には0.01%から1%、とりわけ0.01%から0.5重量%からなり立つ。
より有利には、この第2の変形のこの実施形態では、抽出された個々の夾雑物それぞれの重量比率は、0.5%以下である。
組成物に関して
第1の実施形態では、前記シーリング層(1)を構成する組成物は、とりわけ上で定義されている第1の変形において、で
少なくとも63.5%のポリアミド、
0から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ0から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には0から12%の耐衝撃性改良剤、
0から1.5%の可塑剤、および
0から5重量%の添加剤
を含み、
組成物の構成成分の総計は、100%に等しい。
第1の実施形態では、前記シーリング層(1)を構成する組成物は、とりわけ上で定義されている第1の変形において、で
少なくとも63.5%のポリアミド、
0から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ0から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には0から12%の耐衝撃性改良剤、
0から1.5%の可塑剤、および
0から5重量%の添加剤
を含み、
組成物の構成成分の総計は、100%に等しい。
有利には、この第1の実施形態の前記組成物は、1から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤を含む。
有利には、この第1の実施形態の前記組成物は、0.1から1.5%の可塑剤を含む。
有利には、この第1の実施形態の前記組成物は、0.1から5重量%の添加剤を含む。
有利には、この第1の実施形態の前記組成物は、1から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤および0.1から1.5%の可塑剤を含む。
有利には、この第1の実施形態の前記組成物は、1から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤および0.1から5重量%の添加剤を含む。
有利には、この第1の実施形態の前記組成物は、0.1から1.5%の可塑剤および0.1から5重量%の添加剤を含む。
有利には、この第1の実施形態の前記組成物は、1から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤、0.1から1.5%の可塑剤および0.1%から5重量%の添加剤を含む。
第2の実施形態では、前記シーリング層(1)を構成する組成物は、とりわけ上で定義されている第1の変形において、重量で
少なくとも63.5%のポリアミド、
0から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ0から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には0から12%の耐衝撃性改良剤、
0から1.5%の可塑剤、および
0から5重量%の添加剤
からなり、
組成物の構成成分の総計は、100%に等しい。
少なくとも63.5%のポリアミド、
0から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ0から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には0から12%の耐衝撃性改良剤、
0から1.5%の可塑剤、および
0から5重量%の添加剤
からなり、
組成物の構成成分の総計は、100%に等しい。
有利には、この第2の実施形態の前記組成物は、1から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤を含む。
有利には、この第2の実施形態の前記組成物は、0.1から1.5%の可塑剤を含む。
有利には、この第2の実施形態の前記組成物は、0.1から5重量%の添加剤を含む。
有利には、この第2の実施形態の前記組成物は、1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤および0.1から1.5%の可塑剤を含む。
有利には、この第2の実施形態の前記組成物は、1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤および0.1から5重量%の添加剤を含む。
有利には、この第2の実施形態の前記組成物は、0.1から1.5%の可塑剤および0.1から5重量%の添加剤を含む。
有利には、この第2の実施形態の前記組成物は、1から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤、0.1から1.5%の可塑剤および0.1%から5重量%の添加剤を含む。
第3の実施形態では、前記シーリング層(1)を構成する組成物は、とりわけ上で定義されている第2の変形において、重量で
少なくとも63.5%のポリアミド、
0から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ0から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には0から12%の耐衝撃性改良剤、および
0から5重量%の添加剤
を含み、
組成物の構成成分の総計は、100%に等しい。
少なくとも63.5%のポリアミド、
0から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ0から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には0から12%の耐衝撃性改良剤、および
0から5重量%の添加剤
を含み、
組成物の構成成分の総計は、100%に等しい。
有利には、この第3の実施形態の前記組成物は、1から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤を含む。
有利には、この第3の実施形態の前記組成物は、0.1から5重量%の添加剤を含む。
有利には、この第3の実施形態の前記組成物は、1から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤および0.1から5重量%の添加剤を含む。
第4の実施形態では、前記シーリング層(1)を構成する組成物は、とりわけ上で定義されている第2の変形において、重量で
少なくとも63.5%のポリアミド、
0から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ0から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には0から12%の耐衝撃性改良剤、および
0から5重量%の添加剤
からなり、
組成物の構成成分の総計は、100%に等しい。
少なくとも63.5%のポリアミド、
0から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ0から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には0から12%の耐衝撃性改良剤、および
0から5重量%の添加剤
からなり、
組成物の構成成分の総計は、100%に等しい。
有利には、この第4の実施形態の前記組成物は、1から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤を含む。
有利には、この第4の実施形態の前記組成物は、0.1から5重量%の添加剤を含む。
有利には、この第4の実施形態の前記組成物は、1から30%の耐衝撃性改良剤、とりわけ1から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には1から12%の耐衝撃性改良剤および0.1から5重量%の添加剤を含む。
ポリアミドに関して
ポリアミドを定義するために使用される命名法は、ISO 規格1874-1:2011 「Plastiques -- Materiaux polyamides (PA) pour moulage et extrusion -- Partie 1: Designation」、とりわけ3頁(表1および2)に記載されており、当業者に周知である。
ポリアミドを定義するために使用される命名法は、ISO 規格1874-1:2011 「Plastiques -- Materiaux polyamides (PA) pour moulage et extrusion -- Partie 1: Designation」、とりわけ3頁(表1および2)に記載されており、当業者に周知である。
ポリアミドは、ホモポリアミド、またはコポリアミド、またはそれらの混合物であり得る。
ポリアミドは、半結晶性ポリマー、つまり一般的に常温にて固体である材料を指し、これは、温度の上昇中、詳細にはガラス転移温度(Tg)の通過後に軟化し、融点(Tm)と呼ばれるものを通過する際に鋭い転移を呈し得、温度が結晶化温度未満に低下すると再度固体になる。
Tg、TcおよびTmは、それぞれ規格11357-2:2013および11357-3:2013に従って、示差走査熱量測定(DSC)により判定される。
前記半結晶性ポリアミドの数平均分子量Mnは、好ましくは、10,000から85,000、とりわけ10,000から60,000、優先的には10,000から50,000、より一層優先的には12,000から50,000に及ぶ範囲である。これらのMn値は、規格ISO 307:2007に従って、しかし溶媒を変えることにより(硫酸の代わりにm-クレゾールを使用し、温度は20℃である)、m-クレゾール中で判定して、0.8以上の固有粘度に相当し得る。
一実施形態では、ポリアミドは、脂肪族ポリアミド、半芳香族ポリアミドおよび両方の混合物、有利には脂肪族ポリアミドから選択される。
前記脂肪族ポリアミドは:
少なくとも1つのC6からC18、優先的にはC9からC18、より優先的にはC10からC18、より一層優先的にはC10からC12、詳細にはC11アミノ酸;または
少なくとも1つのC6からC18、優先的にはC9からC18、より優先的にはC10からC18、より一層優先的にはC10からC12、詳細にはC12ラクタム;または
少なくとも1つのC4からC36、詳細にはC6からC36、優先的にはC6からC18、優先的にはC6からC12、より優先的にはC10からC12 Ca脂肪族ジアミンと、少なくとも1つのC4からC36、詳細にはC6からC36、優先的にはC6からC18、優先的にはC10からC18、より優先的にはC10からC12 Cb脂肪族ジアミンの重縮合から生じ得る。
少なくとも1つのC6からC18、優先的にはC9からC18、より優先的にはC10からC18、より一層優先的にはC10からC12、詳細にはC11アミノ酸;または
少なくとも1つのC6からC18、優先的にはC9からC18、より優先的にはC10からC18、より一層優先的にはC10からC12、詳細にはC12ラクタム;または
少なくとも1つのC4からC36、詳細にはC6からC36、優先的にはC6からC18、優先的にはC6からC12、より優先的にはC10からC12 Ca脂肪族ジアミンと、少なくとも1つのC4からC36、詳細にはC6からC36、優先的にはC6からC18、優先的にはC10からC18、より優先的にはC10からC12 Cb脂肪族ジアミンの重縮合から生じ得る。
C6からC12アミノ酸は、詳細には6-アミノヘキサン酸、9-アミノノナン酸、10-アミノデカン酸、10-アミノウンデカン酸、12-アミノドデカン酸および11-アミノウンデカン酸およびそれらの誘導体、とりわけN-ヘプチル-11-アミノウンデカン酸である。
前記少なくとも1種の半結晶性脂肪族ポリアミドが、少なくとも1つのラクタムの重縮合から得られる場合、これは、したがって単一のアミノ酸またはいくつかのアミノ酸を含み得る。
有利には、前記半結晶性脂肪族ポリアミドは、単一のアミノ酸の重縮合から得られ、前記アミノ酸は、11-アミノウンデカン酸および12-アミノドデカン酸、有利には11-アミノウンデカン酸から選択される。
C6からC12ラクタムは、とりわけカプロラクタム、デカノラクタム、ウンデカノラクタムおよびラウリルラクタムである。
前記少なくとも1種の半結晶性脂肪族ポリアミドが、少なくとも1つのラクタムの重縮合から得られる場合、これは、したがって、単一のラクタムまたはいくつかのラクタムを含み得る。
有利には、前記少なくとも1種の半結晶性脂肪族ポリアミドは、単一のラクタムの重縮合から得られ、前記ラクタムは、ラウリルラクタムおよびウンデカノラクタム、有利にはラウリルラクタムから選択される。
Caジアミンは、直鎖または分岐であり得る。有利には、これは直鎖である。
前記少なくとも1つのC4~C36 Caジアミンは、詳細にはブタンメチレンジアミン、1,5-ペンタメチレンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン、1,7-ヘプタメチレンジアミン、1,8-オクタメチレンジアミン、1,9-ノナメチレンジアミン、1,10-デカメチレンジアミン、1,11-ウンデカメチレンジアミン、1,12-ドデカメチレンジアミン、1,13-トリデカメチレンジアミン、1,14-テトラデカメチレンジアミン、1,16-ヘキサデカメチレンジアミンおよび1,18-オクタデカメチレンジアミン、オクタデセンジアミン、エイコサンジアミン、ドコサンジアミンおよび脂肪酸から得られるジアミンから選択され得る。
有利には、前記少なくとも1つのC6~C36 Caジアミンは、1,6-ヘキサメチレンジアミン、1,7-ヘプタメチレンジアミン、1,8-オクタメチレンジアミン、1,9-ノナメチレンジアミン、1,10-デカメチレンジアミン、1,11-ウンデカメチレンジアミン1,12-ドデカメチレンジアミン、1,13-トリデカメチレンジアミン、1,14-テトラデカメチレンジアミン、1,16-ヘキサデカメチレンジアミンおよび1,18-オクタデカメチレンジアミン、オクタデセンジアミン、エイコサンジアミン、ドコサンジアミンおよび脂肪酸から得られるジアミンから選択される。
前記少なくとも1つのC4からC36ジカルボン酸Cbは、ブタン二酸、ペンタン二酸、アジピン酸酸(adipic acid acid)、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ブラシル酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、および脂肪酸から得られる二酸から選択され得る。
二酸は、直鎖または分岐であり得る。有利には、これは直鎖である。
有利には、脂肪族ポリアミドは、PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612、PA1010、PA1012およびPA1212から選択される。
前記半芳香族ポリアミドは、とりわけ、EP1505099に記載されている式X/YArを有する半芳香族ポリアミド、とりわけ式A/XT[式中、Aは、本明細書で以前に定義されているアミノ酸から得られる単位、本明細書で以前に定義されているラクタムから得られる単位、および式(Ccジアミン).(Cd二酸)に相当し、cは、ジアミンの炭素原子の数を意味し、dは、二酸の炭素原子の数を意味し、cおよびdはそれぞれ、4から36の間、有利には9から18の間である単位から選択される]を有する半芳香族ポリアミドであり得、(Ccジアミン)単位は、本明細書で以前に定義されている直鎖または分岐脂肪族ジアミン、脂環式ジアミンおよびアルキル芳香族ジアミンから選択され、(Cd二酸)単位は、本明細書で以前に定義されている直鎖または分岐脂肪族二酸、脂環式二酸および芳香族二酸から選択される;
X.Tは、Cxジアミンおよびテレフタル酸の重縮合から得られる単位を表示し、xは、Cxジアミンの炭素原子の数を意味し、xは、5から36の間、有利には9から18の間であり、とりわけ式A/5T、A/6T、A/9T、A/10TまたはA/11Tを有し、Aは、上で定義されている通りであるポリアミドであり、詳細にはポリアミドは、PA MPMDT/6T、PA11/10T、PA 5T/10T、PA 11/BACT、PA 11/6T/10T、PA MXDT/10T、PA MPMDT/10T、PA BACT/10T、PA BACT/6T、PA BACT/10T/6T、PA 11/BACT/6T、PA 11/MPMDT/6T、PA 11/MPMDT/10T、PA 11/BACT/10T、PA 11/MXDT/10T、11/5T/10Tのうちから選択される。
Tは、テレフタル酸に相当し、MXDは、m-キシリレンジアミンに相当し、MPMDは、メチルペンタメチレンジアミンに相当し、BACは、ビス(アミノメチル)シクロヘキサンに相当する。
X.Tは、Cxジアミンおよびテレフタル酸の重縮合から得られる単位を表示し、xは、Cxジアミンの炭素原子の数を意味し、xは、5から36の間、有利には9から18の間であり、とりわけ式A/5T、A/6T、A/9T、A/10TまたはA/11Tを有し、Aは、上で定義されている通りであるポリアミドであり、詳細にはポリアミドは、PA MPMDT/6T、PA11/10T、PA 5T/10T、PA 11/BACT、PA 11/6T/10T、PA MXDT/10T、PA MPMDT/10T、PA BACT/10T、PA BACT/6T、PA BACT/10T/6T、PA 11/BACT/6T、PA 11/MPMDT/6T、PA 11/MPMDT/10T、PA 11/BACT/10T、PA 11/MXDT/10T、11/5T/10Tのうちから選択される。
Tは、テレフタル酸に相当し、MXDは、m-キシリレンジアミンに相当し、MPMDは、メチルペンタメチレンジアミンに相当し、BACは、ビス(アミノメチル)シクロヘキサンに相当する。
前記半芳香族ポリアミドは、式ZAr[式中、Zは、本明細書で以前に定義されている少なくとも1つのCa脂肪族ジアミンの重縮合から得られる単位であり、Arは、半芳香族ジカルボン酸、詳細にはテレフタル酸、イソフタル酸およびナフタレン酸である]を有するポリアミドでもあり得る。
一実施形態では、ポリアミドは、脂肪族であり、PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612、PA1010、PA1012およびPA1212から選択される。
別の実施形態では、ポリアミドは、半芳香族であり、ポリアミド11/5T、11/6T、11/10T、MXDT/10T、MPMDT/10TおよびBACT/10Tから選択される。
一実施形態では、前記組成物の前記ポリアミドは、極性溶媒、詳細にはメタノール、水もしくは水蒸気、またはそれらの混合物から選択される系で少なくとも1回以前に洗浄されている。
耐衝撃性改良剤に関して
耐衝撃性改良剤は、樹脂のものを下回る係数を有し、亀裂エネルギーを消散させるように、マトリックスに対して良好な接着を有するポリマーである限り、任意の耐衝撃性改良剤であってよい。
耐衝撃性改良剤は、樹脂のものを下回る係数を有し、亀裂エネルギーを消散させるように、マトリックスに対して良好な接着を有するポリマーである限り、任意の耐衝撃性改良剤であってよい。
耐衝撃性改良剤は、有利には、規格ISO 178に従って測定して、100MPaを下回る曲げ弾性率、および0℃を下回るTg(DSCサーモグラムの変曲点で、規格11357-2に従って測定して)を有するポリマー、詳細にはポリオレフィンからなる。
一実施形態では、PEBAは、耐衝撃性改良剤の定義から除外される。
耐衝撃性改良剤のポリオレフィンは、官能化もしくは非官能化され得る、または少なくとも1種の官能化ポリオレフィンおよび/もしくは少なくとも1種の非官能化ポリオレフィンの混合物であり得る。簡略化するために、ポリオレフィンは(B)と表示され、官能化ポリオレフィンは(B1)、非官能化ポリオレフィンは(B2)と以下に記載される。
非官能化ポリオレフィン(B2)は、古典的にアルファ-オレフィンまたはジオレフィンのホモポリマーまたは共重合体、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-オクテン、ブタジエンである。例として、以下が言及され得る:
- ポリエチレン、具体的にはLDPE、HDPE、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)、VLDPE(超低密度ポリエチレン)およびメタロセンポリエチレンのホモポリマーおよび共重合体、
- プロピレンのホモポリマーまたは共重合体、
- エチレン/アルファ-オレフィン共重合体、例えばエチレン/プロピレン、EPR(エチレン-プロピレン-ゴムの省略)およびエチレン/プロピレン/ジエン(EPDM)、
- スチレン/エチレン-ブテン/スチレン(SEBS)、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)、スチレン/エチレン-プロピレン/スチレン(SEPS)ブロック共重合体、
- エチレンと、不飽和カルボン酸の塩またはエステル、例えばアルキル(メタ)アクリレート(例えばメチルアクリレート)、または飽和カルボン酸のビニルエステル、例えば酢酸ビニル(EVA)から選択される少なくとも1つの生成物の、コモノマーの比率が40重量%に達することができる、共重合体
- ポリエチレン、具体的にはLDPE、HDPE、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)、VLDPE(超低密度ポリエチレン)およびメタロセンポリエチレンのホモポリマーおよび共重合体、
- プロピレンのホモポリマーまたは共重合体、
- エチレン/アルファ-オレフィン共重合体、例えばエチレン/プロピレン、EPR(エチレン-プロピレン-ゴムの省略)およびエチレン/プロピレン/ジエン(EPDM)、
- スチレン/エチレン-ブテン/スチレン(SEBS)、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)、スチレン/エチレン-プロピレン/スチレン(SEPS)ブロック共重合体、
- エチレンと、不飽和カルボン酸の塩またはエステル、例えばアルキル(メタ)アクリレート(例えばメチルアクリレート)、または飽和カルボン酸のビニルエステル、例えば酢酸ビニル(EVA)から選択される少なくとも1つの生成物の、コモノマーの比率が40重量%に達することができる、共重合体
官能化ポリオレフィン(B1)は、反応単位(官能基)を有するアルファ-オレフィンのポリマーであり得、そのような反応単位は、酸、無水物またはエポキシ官能基である。例として、不飽和エポキシド、例えばグリシジル(メタ)アクリレートにより、またはカルボン酸もしくは対応する塩もしくはエステル、例えば(メタ)アクリル酸(金属、例えばZnにより完全にまたは部分的に中和され得る)により、またはカルボン酸無水物、例えば無水マレイン酸によってさえグラフトまたは共重合または三元重合される、先述のポリオレフィン(B2)が言及され得る。官能化ポリオレフィンは、例えばPE/EPR混合物であり、その重量に対する比は、幅広く、例えば40/60から90/10で変動し得、前記混合物は、例えば0.01から5重量%のグラフト率に従って、無水物、とりわけ無水マレイン酸と共グラフトされる。
官能化ポリオレフィン(B1)は、以下の無水マレイン酸またはグリシジルメタクリレートをグラフトした(コ)ポリマーから選択され得、グラフト率は例えば0.01から5重量%である:
- PE、PP、エチレンとプロピレン、ブテン、ヘキセンまたはオクテンの、例えば35から80重量%のエチレンを含有する共重合体、
- エチレン/アルファ-オレフィン共重合体、例えばエチレン/プロピレン、EPR(エチレン-プロピレン-ゴムの省略)およびエチレン/プロピレン/ジエン(EPDM)、
- スチレン/エチレン-ブテン/スチレン(SEBS)、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)、スチレン/エチレン-プロピレン/スチレン(SEPS)ブロック共重合体、
- 40重量%までの酢酸ビニルを含有する、エチレンおよび酢酸ビニル共重合体(EVA)、
- 40重量%までのアルキル(メタ)アクリレートを含有する、エチレンおよびアルキル(メタ)アクリレート共重合体、
- 40重量%までのコモノマーを含有する、エチレンおよび酢酸ビニル(EVA)およびアルキル(メタ)アクリレート共重合体。
- PE、PP、エチレンとプロピレン、ブテン、ヘキセンまたはオクテンの、例えば35から80重量%のエチレンを含有する共重合体、
- エチレン/アルファ-オレフィン共重合体、例えばエチレン/プロピレン、EPR(エチレン-プロピレン-ゴムの省略)およびエチレン/プロピレン/ジエン(EPDM)、
- スチレン/エチレン-ブテン/スチレン(SEBS)、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)、スチレン/エチレン-プロピレン/スチレン(SEPS)ブロック共重合体、
- 40重量%までの酢酸ビニルを含有する、エチレンおよび酢酸ビニル共重合体(EVA)、
- 40重量%までのアルキル(メタ)アクリレートを含有する、エチレンおよびアルキル(メタ)アクリレート共重合体、
- 40重量%までのコモノマーを含有する、エチレンおよび酢酸ビニル(EVA)およびアルキル(メタ)アクリレート共重合体。
官能化ポリオレフィン(B1)は、次いでモノアミンポリアミド(またはポリアミドオリゴマー)と縮合した、主に無水マレイン酸をグラフトしたプロピレンとのエチレン/プロピレン共重合体(EP-A-0342066に記載されている生成物)からも選択され得る。
官能化ポリオレフィン(B1)は、少なくとも以下の単位:(1)エチレン、(2)アルキル(メタ)アクリレートまたは飽和カルボン酸のビニルエステル、および(3)無水物、例えば無水マレイン酸もしくは(メタ)アクリル酸、またはエポキシ、例えばグリシジル(メタ)アクリレートのコ-またはターポリマーでもあり得る。
後者のタイプの官能化ポリオレフィンの例として、以下の共重合体が言及され得、エチレンは、好ましくは少なくとも60重量%と同等であり、ターモノマー(官能基)は、例えば共重合体の0.1から10重量%と同等である:
- エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸または無水マレイン酸またはグリシジルメタクリレート共重合体、
- エチレン/酢酸ビニル/無水マレイン酸またはグリシジルメタクリレート共重合体、
- エチレン/酢酸ビニルまたはアルキル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸または無水マレイン酸またはグリシジルメタクリレート共重合体。
先述の共重合体では、(メタ)アクリル酸は、ZnまたはLiで塩化され得る。
- エチレン/アルキル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸または無水マレイン酸またはグリシジルメタクリレート共重合体、
- エチレン/酢酸ビニル/無水マレイン酸またはグリシジルメタクリレート共重合体、
- エチレン/酢酸ビニルまたはアルキル(メタ)アクリレート/(メタ)アクリル酸または無水マレイン酸またはグリシジルメタクリレート共重合体。
先述の共重合体では、(メタ)アクリル酸は、ZnまたはLiで塩化され得る。
(B1)または(B2)における「アルキル(メタ)アクリレート」という用語は、C1からC8アルキルメタクリレートおよびアクリレートを表示し、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、2-エチル-ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、メチルメタクリレートおよびエチルメタクリレートから選択され得る。
さらに、以前に引用されているポリオレフィン(B1)は、任意の適切な方法または作用剤(ジエポキシ、二酸、過酸化物)によっても架橋され得、官能化ポリオレフィンという用語は、以前に引用されているポリオレフィンと、これらと反応し得る二官能性試薬、例えば二酸、二無水物、ジエポキシの混合物、または一緒に反応し得る少なくとも2種の官能化ポリオレフィンの混合物も含む。
上で言及されている共重合体(B1)および(B2)は、統計的手法または連続した手法で共重合化され得、直鎖または分岐構造を有する。
これらのポリオレフィンの分子量、指数MFI、密度も、幅広く変動させてよく、当業者はこれを承知している。メルトフローインデックスの省略であるMFIは、溶融した状態での流動性の測定値である。これは、規格ASTM1238に従って測定される。
有利には、非官能化ポリオレフィン(B2)は、ポリプロピレンのホモポリマーまたは共重合体、および任意のエチレンホモポリマーまたはエチレン共重合体、および高級アルファ-オレフィンコモノマー、例えばブテン、ヘキセン、オクテンまたは4-メチル-1-ペンテンから選択される。例えば、PP、高密度PE、中密度PE、直鎖状低密度PE、低密度PE、きわめて低密度PEを挙げることができる。これらのポリエチレンは、「フリーラジカル」方法に従って、「Ziegler」触媒方法に従って、またはより最近ではいわゆる「メタロセン」触媒により生成されると、当業者により公知である。
有利には、官能化ポリオレフィン(B1)は、アルファ-オレフィン単位、および、エポキシ、カルボン酸またはカルボン酸無水物官能基のような極性反応性官能基を保有する単位を含む任意のポリマーから選択される。そのようなポリマーの例として、本出願者からのLotader(登録商標)のような、エチレン、アルキルアクリレートおよび無水マレイン酸またはグリシジルメタクリレートのターポリマー、または、本出願者からのOrevac(登録商標)のような、無水マレイン酸によりグラフトされているポリオレフィン、ならびに、エチレン、アルキルアクリレートおよび(メタ)アクリル酸のターポリマーが言及され得る。カルボン酸無水物によってグラフトし、次いでポリアミドまたはモノアミンポリアミドオリゴマーと縮合したポリプロピレンのホモポリマーまたは共重合体も言及され得る。
有利には、前記シーリング層(複数可)を構成する前記組成物は、ポリエーテルブロックアミド(PEBA)を欠く。この実施形態では、PEBAは、したがって耐衝撃性改良剤から除外される。
有利には、前記透過性組成物は、コアシェル粒子またはコアシェルポリマーを欠く。
コアシェル粒子は、第1の層が核を形成し、および第2以降すべての層がそれぞれのシェルを形成する粒子と理解されるべきである。
コアシェル粒子は、少なくとも2つのステップを含む、いくつかのステップを有する方法により得られる。そのような方法は、例えば文書US2009/0149600またはEP0722961に記載されている。
一実施形態では、組成物のポリアミドが半芳香族ポリアミドである場合、耐衝撃性改良剤の比率は、次いで0から10重量%未満、とりわけ0から8重量%、詳細には1から10重量%未満、とりわけ1から8重量%である。
有利には、この最後の実施形態では、前記組成物は、0.1から5重量%の添加剤も含む。
可塑剤に関して
可塑剤は、ポリアミド(複数可)ベースの組成物に通例使用される可塑剤であり得る。
可塑剤は、ポリアミド(複数可)ベースの組成物に通例使用される可塑剤であり得る。
有利には、異なるポリマーを混合するステップ、および得られた組成物を変換するステップ中に煙霧を形成しないように良好な熱安定性を有する可塑剤が使用される。
詳細には、この可塑剤は、
ベンゼンスルホンアミド誘導体、例えばn-ブチルベンゼンスルホンアミド(BBSA)、エチルトルエンスルホンアミド(ETSA)、N-シクロヘキシルトルエンスルホンアミドならびにN-(2-ヒドロキシプロピル)ベンゼンスルホンアミド(HP-BSA)のオルトおよびパラ異性体、
ヒドロキシ安息香酸エステル、例えば2-エチルヘキシルパラヒドロキシベンゾエート(EHPB)および2-デシルヘキシルパラヒドロキシベンゾエート(HDPB)、
テトラヒドロフルフリルアルコールのエステルまたはエーテル、例えばオリゴエチレンオキシテトラヒドロフルフリルアルコールと、
クエン酸またはヒドロキシマロン酸のエステル、例えばオリゴエチレンオキシマロネート
から選択され得る。
ベンゼンスルホンアミド誘導体、例えばn-ブチルベンゼンスルホンアミド(BBSA)、エチルトルエンスルホンアミド(ETSA)、N-シクロヘキシルトルエンスルホンアミドならびにN-(2-ヒドロキシプロピル)ベンゼンスルホンアミド(HP-BSA)のオルトおよびパラ異性体、
ヒドロキシ安息香酸エステル、例えば2-エチルヘキシルパラヒドロキシベンゾエート(EHPB)および2-デシルヘキシルパラヒドロキシベンゾエート(HDPB)、
テトラヒドロフルフリルアルコールのエステルまたはエーテル、例えばオリゴエチレンオキシテトラヒドロフルフリルアルコールと、
クエン酸またはヒドロキシマロン酸のエステル、例えばオリゴエチレンオキシマロネート
から選択され得る。
好ましい可塑剤は、n-ブチルベンゼンスルホンアミド(BBSA)である。
別の、より具体的には好ましい可塑剤は、N-(2-ヒドロキシプロピル)ベンゼンスルホンアミド(HP-BSA)である。実際に、後者は、押出による変換ステップ中に、押出スクリューおよび/またはダイにおける堆積物(「メヤニ」)の形成を防止する利点を有する。
もちろん、可塑剤の混合物を使用することは可能である。
添加剤に関して
添加剤は、抗酸化剤、熱安定剤、UV吸収剤、光安定剤、潤滑剤、無機充填剤、難燃剤、核剤および色素から選択され得る。
添加剤は、抗酸化剤、熱安定剤、UV吸収剤、光安定剤、潤滑剤、無機充填剤、難燃剤、核剤および色素から選択され得る。
構造に関して
別の態様によれば、本発明は、本明細書で以前に定義されている少なくとも1つのシーリング層(1)を含む多層構造に関する。
別の態様によれば、本発明は、本明細書で以前に定義されている少なくとも1つのシーリング層(1)を含む多層構造に関する。
水素と前記シーリング層の接触中、抽出され、水素に存在する前記夾雑物の合計比率は、規格CSA/ANSI CHMC 2:19で定義されているテストに従って判定して、前記シーリング層を構成する組成物の構成成分の総計の3重量%以下、詳細には2重量%未満である。
第1の実施形態では、前記多層構造は、タンクに相当し、少なくとも1つの複合補強層(2)をさらに含み、前記シーリング層は、水素と接触する。
第1の実施形態:タンク
前記多層構造は、したがって少なくとも1つのシーリング層、およびシーリング層の周囲に巻かれている少なくとも1つの複合補強層を含み得、これらは、互いに接着していても、またはしていなくてもよい。
前記多層構造は、したがって少なくとも1つのシーリング層、およびシーリング層の周囲に巻かれている少なくとも1つの複合補強層を含み得、これらは、互いに接着していても、またはしていなくてもよい。
一実施形態では、前記複合補強層(2)の少なくとも1つは、主に少なくとも1種のポリマーP2j(j=1からmであり、mは補強層の数である)、詳細にはエポキシド樹脂またはエポキシド系樹脂を含む組成物を含浸させた連続繊維の形態の繊維性材料からなり、前記構造は、最外部層を欠き、ポリアミドポリマー複合補強の最外部層に隣接している。
有利には、前記シーリング層および補強層は、互いに接着せず、異なるポリマーをそれぞれ含む組成物からなる。
とはいえ、前記異なるポリマーは、同一タイプのものであってよい。
したがって、複合補強化およびシーリング層2つのうち1つが、脂肪族ポリアミドを含む組成物でできている場合、次いで他の層は、複合補強のマトリックスとして高Tgポリマーを有するように、脂肪族ではなく、例えば半芳香族ポリアミドであるポリアミドを含む組成物でできている。
前記多層構造は、10までのシーリング層および異なる性質の10までの複合補強化層を含み得る。
前記多層構造が、必ずしも対称ではないこと、ひいては複合層より多くのシーリング層、またはその逆である複合層を含み得るが、層および補強層の交代はあり得ないことは明らかである。
有利には、前記多層構造は、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10のシーリング層、および1、2、3、4、5、6、7、8、9または10の複合補強化層を含む。
有利には、前記多層構造は、1、2、3、4または5つのシーリング層、および1、2、3、4または5つの複合補強化層を含む。
有利には、前記多層構造は、1、2または3つのシーリング層、および1、2または3つの複合補強化層を含む。
一実施形態では、前記多層構造は、1つのシーリング層およびいくつかの補強層を含み、隣接した前記補強層は、前記シーリング層の周囲に巻かれ、他の補強層は、直接的に隣接した補強層の周囲に巻かれる。
別の実施形態では、前記多層構造は、単一の補強化層およびいくつかのシーリング層を含み、前記補強化層は、隣接した前記シーリング層の周囲に巻かれる。
有利な一実施形態では、前記多層構造は、単一のシーリング層および単一の複合補強層を含み、前記補強層は、前記シーリング層の周囲に巻かれる。
これらの2種の層のすべての組合せは、したがって、本発明の範囲内にあるが、但し、少なくとも最内部の前記複合補強層は、隣接した最外部の前記シーリング層の周囲に巻かれることを条件とし、他の層は互いに接着する、または接着しない。
有利には、前記多層構造において、各シーリング層は、同一タイプのポリアミドを含む組成物からなる。
「同一タイプのポリマー」という表現は、例えば、層に応じて同一、または異なるポリアミドであってよいポリアミドを意味する。
有利には、前記多層構造において、各補強層は、同一タイプのポリマーP2j、詳細にはエポキシ樹脂またはエポキシ系樹脂を含む組成物からなる。
有利には、前記多層構造では、各シーリング層は、同一タイプのポリアミドを含み、各補強層は、同一タイプのポリマーP2j、詳細にはエポキシド樹脂またはエポキシド系樹脂を含む。
有利には、ポリアミドP2jは、すべての補強層で同一である。
有利には、前記ポリマーP2jは、エポキシド樹脂またはエポキシド系樹脂である。
有利には、ポリアミドは、すべてのシーリング層で同一である。
有利には、シーリング層の前記ポリアミドは、脂肪族ポリアミド、詳細にはPA6、PA66、PA610、PA612、PA1010、PA 1012、PA 1212、PA11、PA12、とりわけPA 11またはPA12であり、前記ポリマーP2jは、半芳香族ポリアミドであり、詳細にはPA MPMDT/6T、PA11/10T、PA 11/BACT、PA 5T/10T、PA 11/6T/10T、PA MXDT/10T、PA MPMDT/10T、PA BACT/10T、PA BACT/6T、PA BACT/10T/6T、PA 11/BACT/6T、PA 11/MPMDT/6T、PA 11/MPMDT/10T、PA 11/ BACT/10T、PAおよび11/MXDT/10T(a PA and 11/MXDT/10T)のうちから選択される。
一実施形態では、前記多層構造は、単一の補強層および単一のシーリング層からなり、シーリング層の前記ポリアミドは、長鎖脂肪族ポリアミド、詳細にはPA1010、PA 1012、PA 1212、PA11、PA12、とりわけPA 11またはPA12であり、前記ポリマーP2jは、半芳香族ポリアミドであり、詳細にはPA MPMDT/6T、PA11/10T、PA 11/BACT、PA 5T/10T、PA 11/6T/10T、PA MXDT/10T、PA MPMDT/10T、PA BACT/10T、PA BACT/6T、PA BACT/10T/6T、PA 11/BACT/6T、PA 11/MPMDT/6T、PA 11/MPMDT/10T、PA 11/BACT/10TおよびPA 11/MXDT/10Tから選択される。
長鎖ポリアミドは、窒素原子1個当たり8個超の炭素原子の平均数を有するポリアミドである。
別の実施形態では、前記多層構造は、単一の補強層および単一のシーリング層からなり、シーリング層(1)の前記ポリアミドは、長鎖脂肪族ポリアミド、詳細にはPA1010、PA 1012、PA 1212、PA12、とりわけPA 12であり、前記ポリマーP2jは、半芳香族ポリアミドであり、詳細にはPA MPMDT/6T、PA PA11/10T、PA 11/BACT、PA 5T/10T、PA 11/6T/10T、PA MXDT/10T、PA MPMDT/10T、PA BACT/10T、PA BACT/6T、PA BACT/10T/6T、PA 11/BACT/6T、PA 11/MPMDT/6T、PA 11/MPMDT/10T、PA 11/ BACT/10TおよびPA 11/MXDT/10Tから選択される。
さらに別の実施形態では、多層構造は、単一の補強層および単一のシーリング層からなり、シーリング層(1)の前記ポリアミドは、長鎖脂肪族ポリアミド、詳細にはPA1010、PA1012、PA1212、PA11、PA12であり、または半芳香族であり、詳細にはポリアミド11/5Tもしくは11/6Tもしくは11/10T、MXDT/10T、MPMDT/10TおよびBACT/10T、詳細にはPA11もしくはPA12から選択され、前記ポリマーP2jは、エポキシドまたはエポキシド系樹脂である。
別の実施形態では、多層構造は、単一の補強層および単一のシーリング層からなり、シーリング層(1)の前記ポリアミドは、長鎖脂肪族ポリアミド、詳細にはPA1010、PA1012、PA1212、PA12であり、または半芳香族であり、詳細にはポリアミド11/5Tもしくは11/6Tもしくは11/10T、MXDT/10T、MPMDT/10TおよびBACT/10T、詳細にはPA12から選択され、前記ポリマーP2jは、エポキシドまたはエポキシド系樹脂である。
有利には、前記多層構造は、透過性非晶質ポリマーを含浸させた連続ガラス繊維でできている繊維性材料からなる少なくとも1つの外層をさらに含み、前記層は、前記多層構造の最外部層である。
前記外層は、第2の補強層であるが透過性であり、これにより、構造上に文章を配置できるようになる。
第2の実施形態では、前記多層構造は、パイプに相当し、少なくとも1つの外側金属ブレード(2’)をさらに含み、前記シーリング層は、水素と接触する。
したがって、この最後の実施形態では、複合補強層は存在しない。
このパイプは、とりわけ、本明細書で以前に定義されているタンクを燃料セルにつなげることを意図している。
シーリング層の特徴は、上と同一である。
繊維性材料に関して
前記繊維性材料を成り立たせる繊維に関して、これらは、詳細には無機、有機または植物繊維である。
前記繊維性材料を成り立たせる繊維に関して、これらは、詳細には無機、有機または植物繊維である。
有利には、前記繊維性材料は、サイジングしていても、またはしていなくてもよい。
前記繊維性材料は、したがって、サイジングと呼ばれる3.5重量%までの(熱硬化性または熱可塑性樹脂タイプの)有機材料を含み得る。
無機繊維は、例えば炭素繊維、ガラス繊維、バサルトまたはバサルト系繊維、シリカ繊維または炭化ケイ素繊維を含む。有機繊維は、熱可塑性または熱硬化性ポリマー系繊維、例えば半芳香族ポリアミド繊維、アラミド繊維またはポリオレフィン繊維を含む。好ましくは、これらは、非晶質熱可塑性ポリマーベースであり、熱可塑性ポリマー混合物が非晶質である場合、予備含浸マトリックスを構成するポリマーもしくは熱可塑性ポリマー混合物のガラス転移温度Tgより高いTgを有し、または、熱可塑性ポリマー混合物が半結晶性である場合、予備含浸マトリックスを構成するポリマーもしくは熱可塑性ポリマー混合物のTmより高いTgを有する。有利には、これらは、半結晶性熱可塑性ポリマーベースであり、熱可塑性ポリマー混合物が非晶質である場合、予備含浸マトリックスを構成するポリマーもしくは熱可塑性ポリマー混合物のTgより高い溶融温度Tmを有し、または、熱可塑性ポリマー混合物が半結晶性である場合、予備含浸マトリックスを構成するポリマーもしくは熱可塑性ポリマー混合物のTmより高い溶融温度Tmを有する。したがって、繊維性材料を構成する有機繊維では、最終複合体の熱可塑性マトリックスによる含浸中に溶融する危険性はない。植物繊維は、天然リネン、ヘンプ、リグニン、タケ、絹、詳細にはスパイダーシルク、サイザルアサおよび他のセルロース系繊維を含み、詳細にはビスコースベースである。これらの植物繊維は、熱可塑性ポリマーマトリックスの接着および含浸を促進するために、単独で使用され得、コーティング層で処理またはコーティングされ得る。
繊維性材料は、布、ブレーデッド(braided)または繊維を用いた織布でもあり得る。
これは、支持糸を用いた繊維にも相当し得る。
これらの成分繊維は、単体または混合物で使用され得る。したがって、有機繊維は、無機繊維と混合して、熱可塑性ポリマー粉末を予備含浸させ、予備含浸させた繊維性材料を形成し得る。
有機繊維のより糸は、いくつかの坪量を有し得る。これらは、いくつかの形状をさらに有し得る。繊維性材料の成分繊維はさらに、異なる形状を有するこれらの補強繊維の混合物の形態をとり得る。繊維は、連続繊維である。
好ましくは、繊維性材料は、ガラス繊維、炭素繊維、バサルト繊維もしくはバサルト系繊維、またはそれらの混合物、詳細には炭素繊維から選択される。
これは、1本のより糸、またはいくつかのより糸の形態で使用される。
別の態様によれば、本発明は、注入、押出、押出ブロー成形または回転成形により、請求項1から12の一項で定義されているシーリング層(1)を製造する工程を含むことを特徴とする、上で定義されている通りである多層構造を製造する方法に関する。
一実施形態では、前記方法は、組成物のポリアミドを、極性溶媒、詳細にはメタノール、水もしくは水蒸気、またはそれらの混合物から選択される系で少なくとも1回洗浄する事前工程を含む。
有利には、タンクに相当し、上で定義されている通りである多層構造を製造する前記方法は、シーリング層(1)の周囲で、上で定義されている通りである補強層(2)をフィラメントワインディングする工程を含むことを特徴とする。
有利には、前記多層構造は、製造した後で、極性溶媒、詳細にはメタノール、水もしくは水蒸気、またはそれらの混合物から選択される系で少なくとも1回洗浄できる。
製造した後で、極性溶媒、詳細にはメタノールで、または水/極性溶媒混合物で洗浄するケースでは、構造をすすいで、いかなる微量のメタノールも完全に除去する必要がある。
有利には、構造は、製造した後で、または製造および洗浄した後で、乾燥空気流下で、とりわけ40℃から80℃、詳細には50℃から70℃からなり立つ温度にて、とりわけ60℃にて、2日間乾燥させる。
上で詳述されているすべての特徴は、この方法にも適用される。
シーリング層(1)を含む本発明のシーリング層(ライナー)は、使用される熱可塑性樹脂の性質に適した温度にて、上の様々な組成物を有するシーリング層(ライナー)の回転成形により得られる。
エポキシド樹脂またはエポキシド系樹脂でできている複合補強を含む多層構造は、炭素繊維をライナー周囲でワインディングすることからなるウェットフィラメントワインディングするプロセスにより得られ、この繊維は、液体エポキシド浴または液体エポキシドベース浴で以前に予備含浸させた。タンクは、次いでオーブンで2時間重合する。
上の組成物から製造された多層構造の様々なシーリング層からの、水素中で抽出された夾雑物を、規格CSA/ANSI CHMC 2:19に従って定量した:
組成物-I1ベースのシーリング層を有する多層構造:<0.5%
組成物-I2ベースのシーリング層を有する多層構造:<0.5%
組成物-I3ベースのシーリング層を有する多層構造:<0.5%
組成物-I4ベースのシーリング層を有する多層構造:<0.5%
組成物-I5ベースのシーリング層を有する多層構造:<0.5%
組成物-C1ベースのシーリング層を有する多層構造:>3%
組成物-C2ベースのシーリング層を有する多層構造:>3%
組成物-I1ベースのシーリング層を有する多層構造:<0.5%
組成物-I2ベースのシーリング層を有する多層構造:<0.5%
組成物-I3ベースのシーリング層を有する多層構造:<0.5%
組成物-I4ベースのシーリング層を有する多層構造:<0.5%
組成物-I5ベースのシーリング層を有する多層構造:<0.5%
組成物-C1ベースのシーリング層を有する多層構造:>3%
組成物-C2ベースのシーリング層を有する多層構造:>3%
Claims (24)
- 水素の輸送、配給または貯蔵、詳細には水素の配給または貯蔵、とりわけ水素の貯蔵のための多層構造を調製するための、少なくとも1種のポリアミドを含む組成物からなるシーリング層(1)の使用であって、前記シーリング層が、水素に存在し、水素とシーリング層の接触後に、前記シーリング層から抽出される夾雑物についてのテストに適合するものであり、前記テストが、規格CSA/ANSI CHMC 2:19で定めるように実行され、水素中の抽出された前記夾雑物の合計比率が、前記組成物の構成成分の総計の3重量%以下、詳細には2重量%未満である、使用。
- 抽出された夾雑物が、可塑剤、安定剤、オリゴマー、水、脂肪性物質、揮発性有機化合物およびそれらの混合物から選択される、請求項1に記載の使用。
- 抽出された個々の夾雑物それぞれの重量比率が、1%以下である、請求項2に記載の使用。
- 抽出された夾雑物の組成が、
1%までの可塑剤、
0.5%までの安定剤、
0.5%までのオリゴマー、
0.5%までの水、
0.5%までの脂肪性物質、および
0.5%までの揮発性有機化合物
であり、
抽出された夾雑物の総計が、前記組成物の構成成分の総計の3%以下、詳細には2重量%未満である、請求項2または3に記載の使用。 - 前記組成物が、重量で、、
少なくとも63.5%のポリアミド、
0から30%未満の耐衝撃性改良剤、とりわけ0から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には0から12%の耐衝撃性改良剤、
0から1.5%の可塑剤、および
0から5重量%の添加剤
を含み、組成物の構成成分の総計が100%に等しい、請求項1から4のいずれか一項に記載の使用。 - 抽出された夾雑物が、安定剤、水、油、揮発性有機化合物、およびそれらの混合物から選択される、請求項1に記載の使用。
- 抽出された個々の夾雑物それぞれの重量比率が、0.5%以下である、請求項6に記載の使用。
- 抽出された夾雑物の組成が
0.5%までの安定剤、
0.5%までの水、
0.5%までの脂肪性物質、および
0.5%までの揮発性有機化合物
であり、
夾雑物の総計が、前記組成物の構成成分の総計の2重量%以下である、請求項6または7に記載の使用。 - 前記組成物が、重量で、
少なくとも63.5%のポリアミド、
0から30%未満の耐衝撃性改良剤、とりわけ0から15%未満の耐衝撃性改良剤、詳細には0から12%の耐衝撃性改良剤、および
0から5重量%の添加剤
を含み、
組成物の構成成分の総計が100%に等しい、請求項6から8のいずれか一項に記載の使用。 - ポリアミドが、脂肪族ポリアミド、半芳香族ポリアミドおよびそれらの混合物から選択される、請求項1から9のいずれか一項に記載の使用。
- ポリアミドが、脂肪族であり、PA6、PA66、PA11、PA12、PA610、PA612、PA1010、PA1012およびPA1212から選択される、請求項10に記載の使用。
- ポリアミドが、半芳香族であり、ポリアミド11/5T、11/6T、11/10T、MXDT/10T、MPMDT/10TおよびBACT/10Tから選択される、請求項10に記載の使用。
- 請求項1から12のいずれか一項に記載の少なくとも1つのシーリング層(1)を含む多層構造。
- 前記多層構造がタンクに相当し、少なくとも1つの複合補強層(2)をさらに含み、前記シーリング層が、水素と接触することを特徴とする、請求項13に記載の多層構造。
- 複合補強層(2)の少なくとも1つが、主に少なくとも1つのポリマーP2j(j=1からmであり、mは補強層の数である)、詳細にはエポキシド樹脂またはエポキシド系樹脂を含む組成物を含浸させた連続繊維の形態の繊維性材料からなり、前記構造が、最外部層を欠き、ポリアミドポリマー複合補強の最外部層に隣接していることを特徴とする、請求項13または14に記載の多層構造。
- 各シーリング層が、同一タイプのポリアミドを含むことを特徴とする、請求項13から15のいずれか一項に記載の多層構造。
- 各補強層が、同一タイプのポリマー、詳細にはエポキシド樹脂またはエポキシド系樹脂を含むことを特徴とする、請求項13から16のいずれか一項に記載の多層構造。
- 各シーリング層が、同一タイプのポリアミドを含み、各補強層が、同一タイプのポリマー、詳細にはエポキシド樹脂またはエポキシド系樹脂を含むことを特徴とする、請求項13から17のいずれか一項に記載の多層構造。
- 単一のシーリング層および単一の補強層を有することを特徴とする、請求項13から18のいずれか一項に記載の多層構造。
- 前記構造が、透過性非晶質ポリマーを含浸させた連続ガラス繊維でできている繊維性材料からなる少なくとも1つの外層(3)をさらに含み、前記層が、前記多層構造の最外部層であることを特徴とする、請求項13から19のいずれか一項に記載の多層構造。
- 前記多層構造がパイプに相当し、少なくとも1つの外側金属ブレード(2’)をさらに含み、前記シーリング層が、水素と接触することを特徴とする、請求項13に記載の多層構造。
- 注入、押出、押出ブロー成形または回転成形により、請求項1から12のいずれか一項に記載のシーリング層(1)を製造する工程を含むことを特徴とする、請求項13から20のいずれか一項に記載の多層構造を製造するための方法。
- 前記シーリング層(1)を注入、押出または回転成形により製造する工程の前に、組成物のポリアミドを、極性溶媒、詳細にはメタノール、水もしくは水蒸気、またはそれらの混合物から選択される系で、少なくとも1回洗浄する事前工程を含むことを特徴とする、請求項22に記載の多層構造を製造するための方法。
- 前記シーリング層(1)周囲で、請求項14から20のいずれか一項に記載の補強層(2)をフィラメントワインディングする工程を含むことを特徴とする、請求項22または23に記載の多層構造を製造するための方法。
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