JP2644440B2 - 熱可塑性多層複合材料、それからなる成形体および中空異形材 - Google Patents
熱可塑性多層複合材料、それからなる成形体および中空異形材Info
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Description
関する。
リドは、一連の適用のために適当ではない。
し、空気湿度を吸収するため、耐候性ではない。このこ
とは、変色、機械的特性の悪化および歪現象を引き起こ
す。ポリアミドは基本的に良好な機械的特性、特に良好
な強靱性を有しているが、遮断作用が悪く、極性物質は
ポリアミドを通過して容易に移行することができる。こ
のことは、たとえばアルコール含有燃料が供給される燃
料導管の場合に著しい欠点である。
性が良く、良好な耐薬品性を有し、簡単に塗布すること
ができる。さらに、ポリビニリデンフルオリドは、極性
および非極性媒体に対して優れた遮断作用を有する。欠
点は衝撃感応性であり、特にノッチ付き衝撃強さは十分
ではない。
ドおよびポリビニリデンフルオリドも同様に非相容性で
あり、多層複合材料の製造の際に、ラミネート層間で十
分な付着が得られないことが当業者には公知である。摩
擦接触的な結合は、工業的適用の際に無条件に必要であ
る。
において、ポリアミド11からなる外層と、軟化された
ポリビニリデンフルオリドからなる内層とを備えた二層
の管が記載されている。しかし、これらの層の摩擦接触
的な結合は、この場合存在しない。
において、特に、ポリアミドと、ポリビニリデンフルオ
リドおよびカルボニル基含有ポリマーの混合物とからな
る複合材料が記載されており、これは同時押出により製
造することもできる。
とポリビニリデンフルオリドとからの複合材料は公知で
ない。
アミドとポリビニリデンフルオリドとの間の溶剤安定性
および温度安定性の複合材料を提供することであり、こ
の複合材料は、剪断応力に対して非感応性であり、良好
な機械的特性を有する。特に、極めて良好な層付着を達
成すべきである。
も次の層: I ポリビニリデンフルオリドをベースとする成形材料
からなる層、 II Iによる層に隣接する、次の成分: a ポリアミド および b ポリグルタルイミド からの混合物をベースとする成形材料からなる第2の層
からなり、その際、両方の層は相互に摩擦接触的に結合
している熱可塑性多層複合材料により解決される。
使用されるポリビニリデンフルオリドを含有する。この
ポリマーの製造および構造は公知である(Hans R. Kric
heldorf, Handbook of Polymer Synthesis, Part A, Ve
rlag Marcel Dekker Inc. New York - Basel - Hongkon
g, S. 191f.; Kunststoff Handbuch, 1. Auflage, Band
XI, Carl Hanser Verlag Muenchen (1971), S.403 f
f)。
ポリマーは、本発明により、他のモノマーを40重量%
まで含有してもよい。このような付加的なモノマーとし
て、たとえばトリフルオロエチレン、エチレン、プロペ
ンおよびヘキサフルオロプロペンが挙げられる。
オリドは、原則として17g/10min、有利に2〜
13g/10min(DIN53735)のメルトフロ
ーインデックスを示す。
09Ω)に調節されているIによる層である。良好な導
電性は、たとえば導電性カーボン、炭素繊維等を15重
量%まで添加することにより達成される。
およびコポリアミドが挙げられる。例として、4,6
−;6,6−;6,12−;8,10−;10,10−
ポリアミド等が挙げられる。6−;10,12−;11
−;12,12−ならびに12−ポリアミドが有利であ
る[ポリアミドの表示は、国際的規格に相応し、その
際、最初の数字は出発ジアミンのC原子数を表わし、最
後の数字はジカルボン酸のC原子数を表わす。1つの数
だけが挙げられた場合、これはα,ω−アミノカルボン
酸もしくはそれから誘導されたラクタムから出発するも
のであることを意味する−「H.ドミニングハウス、プ
ラスチックおよびその特性」(H. Domininghaus, Die K
unststoffe und ihre Eigenschaften,) 第272頁、
VDI出版(1976)]。
たとえばアジピン酸、セバシン酸、スベリン酸、イソフ
タル酸、テレフタル酸を混合酸(Cosaeure)として、も
しくはビス(4′−アミノシクロヘキシル)−メタン、
トリメチルヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジ
アミン等を混合ジアミン(Codiamin)として含有するこ
とができる。
えばD.B.ヤコブス、J.ツィンマーマン( D. B. Ja
cobs, J. Zimmermann )、重合工程( Polymerization Pr
ocesses)、424〜67頁;インターサイエンス出版(
Interscience Publishers)、ニューヨーク(New York)
(1977);ドイツ連邦共和国特許出願公告第215
2194号明細書)。
は、混合脂肪族/芳香族重縮合物であり、たとえば米国
特許第2071250号、同第2071251号、同第
2130523号、同第2130948号、同第224
1322号、同第2312966号、同第251260
6号、同第3393210号もしくは Kirk-Othmer, En
cyclopedia of Chemical Technology, 第3版、第18
巻、Wiley & Sons (1982), 328および435頁に記
載されている。ポリアミドとして適した重縮合物は、同
様にポリ(エーテルエステルアミド)もしくはポリ(エ
ーテルアミド)である。この種の生成物は、たとえばド
イツ連邦共和国特許出願公開第2712987号、同第
2523991号、同第300961号に記載されてい
る。
00を上回り、有利に10000を上回り、1.65〜
2.4の範囲内の相対粘度(ηrel)に相当する。
アミノ末端基を含有するポリアミドが有利である。
特性が損なわれない限り、40重量%まで他の熱可塑性
樹脂を含有することができる。特に、ここではポリカー
ボネート[H. Schnell, Chemistry and Physics of Pol
ycarbonates, IntersciencePublishers, New York (198
1)]、アクリルニトリル/スチレン/ブタジエン−(Ho
uben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 14
/1, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 393-406頁;Ullm
anns Encyclopaedie der technischen Chemie, 第4
版、第19巻、Verlag Chemie Weinheim (1981),279-28
4頁)、アクリルニトリル/スチレン/アクリレート−
(Ullmanns Encyclopaedie der technischen Chemie,
第4版、第19巻、Verlag Chemie Weinheim (1981), 2
77-295頁)、アクリルニトリル/スチレン−コポリマー
(Ullmanns Encyclopaedei der technischen Chemie,
第4版、第19巻、Verlag Chemie Weinheim (1981), 2
73頁以降)またはポリフェニレンエーテル(ドイツ連邦
共和国特許出願公開第3224691号および同第32
24692号、米国特許第3306874号、同第33
06875号および同第4028341号明細書)が挙
げられる。
調節することができる。適当な改質剤は、たとえば、エ
チレン/プロピレン−またはエチレン/プロピレン/ジ
エン−コポリマー(欧州特許出願公開第295076号
明細書)、ポリペンテニレン、ポリオクテニレンまたは
アルケニル芳香族化合物と脂肪族オレフィンまたはジエ
ンとのランダムもしくはブロック状構造のコポリマー
(欧州特許出願公開第261748号明細書)である。
さらに、耐衝撃性を付与するゴムが挙げられる:ガラス
転移温度Tg<−10℃を有する(メタ)アクリレート
−、ブタジエン−またはスチレン/ブタジエンゴムから
なる強靱弾性芯材を有する芯材/外殻ゴム、その際、芯
材は架橋していることができる。外殻はスチレンおよび
/またはメチルメタクリレートおよび/または他の不飽
和モノマーから構成されていてもよい(ドイツ連邦共和
国特許出願公開第2144528号、第3728685
号明細書)。耐衝撃性を付与する成分の割合は、所望の
特性を損なわないように選択しなければならない。
Iによる層は成分IIbも含有する。成分IIbとして
ポリグルタルイミドが使用され、これは次の基本成分か
ら構成される: i) <100重量%、有利に10〜60重量%
0重量%
重量%
5〜12重量%、特に有利に2〜10重量%
ル R1〜R5=−H、−(CnH2n+1) n=1〜6 その際、これらの置換基は同じまたは異なってもよい。
アルキルおよびR1〜R5はメチル基であるような基本成
分が有利である。
て、ポリグルタルイミドとして表わされる、それという
のも隣接する2つのカルボキシレート基が環状酸イミド
へ反応したようなポリ(アルキル)アクリル酸エステル
であるためである。イミド形成は有利にアンモニアもし
くは第1級アミン、たとえばメチルアミンを用いて実施
される。この生成物ならびにその製造は公知である(Ha
ns R. Kricheldorf, Handbook of Polymer Synthesis,
Part A, Verlag Marcel Dekker Inc. New York -Basel
- Hongkong, S. 223f.; H. G. Elias, Makromolekuele,
Huething und Wepf Verlag Basel - Heidelberg - New
York; 米国特許第2146209号、同第42463
74号明細書)。
ドは、原則として<30g/10min、有利に0.3
〜15g/10minのメルトフローインデックスを有
する。
ルイミドはなお相応する改質剤を含有することができ
る。例として、ポリブチルアクリレート芯材と、ポリメ
チルメタクリレートおよび/またはポリグルタルイミド
からなる外殻とを有する芯材/外殻−ポリマーが挙げら
れる。前記した例の他に他の改質剤も可能である。
通常のおよび公知の方法により、良好に混練する混合装
置、たとえば二軸スクリューニーダー中で、成分IIa
おびIIbの融点に従った温度、一般に230〜330
℃の温度で、成分IIaおよびIIbの溶融混合により
行われる。
多層複合材料の製造のために使用される同時押出装置ま
たは射出成形装置中に設置されている供給押出機中で直
接行うこともでき、IIによる層のための成形材料は、
他の中間装置なしで、多層複合材料の一つの層のための
その製造に引き続いて直接加工することができる。
0〜10、有利に60〜80:40〜20の重量比で使
用することができる。
に、熱可塑性多層複合材料はもう一つの層IIIを有し
ていることができる。この層は、IIによる層に隣接
し、ひいてはIによる層に関して向かい合って配置され
ている。このIIIによる層も同様に、IIによる層と
摩擦接触的に結合されている。
通常の助剤および添加剤、たとえば防炎剤、安定剤、軟
化剤、加工助剤、粘度改良剤、充填剤、ここでは特に導
電性を改善するためのもの、顔料等を添加することがで
きる。前記の材料の量は、所望の特性に重大な影響を及
ぼさないように添加しなければならない。
たは多工程で行うことができる。
る溶融物を同時押出する。1工程射出成形法の場合に、
異なる溶融物を1つの型にまとめ、この成形体を冷却さ
せる(多成分射出成形)。
分I、IIまたは場合によりIIIから製造し、残りの
成分と圧縮、射出成形または押出により結合させる。
れた、化学的薬剤、溶剤および燃料に関する分散に対し
て良好な耐性ならびに遮断作用を有する。さらに、これ
らの層は相互に摩擦接触的に結合しており、そのため、
たとえば製品の熱的拡張および湾曲の際にも、異なる層
同士の剪断は生じない。さらに、本発明による複合材料
を数回重ね合せ(交互に)含有するような製品を製造す
ることも可能である。
場合、特に電子−、機械−および自動車工業の分野にお
いて、ポリビニリデンフルオリドの遮断作用と、ポリア
ミドの前記の良好な機械的特性、特に著しく良好な低温
耐衝撃性とを組み合せるべき箇所で、またはポリアミド
の不利な特性、たとえば不足するV線耐性、不十分な引
掻強さまたは不足する化学的耐性をポリビニリデンフル
オリドで被覆することにより補償すべき箇所で使用され
る。
いて測定した。
ックスの測定は、3.8kgの荷重のもとで230℃で
行う(DIN53735)。
インデックスの測定は、5kgの荷重のもとで230℃
で行う(DIN53735)。
の測定は、DIN53727/ISO307により25
℃で0.5重量%のm−クレゾール溶液を用いて行う。
1gを25℃でm−クレゾール50ml中に溶解させ
た。この溶液を過塩素酸で電位差計により滴定する。
のために、重縮合物1gをベンジルアルコール50ml
に窒素雰囲気下で165℃で溶解させた。この溶解時間
を、エチレングリコール中のKOHの溶液(0.05モ
ルKOH/l)を用いてフェノールフタレインに対して
色変化するまで滴定した。
(切削角:5°;負荷重量2.5kg)を用いて行い、
その際、試験すべき材料の境界層を分離させることを試
みる。2つの成分の境界の分離が生じた場合には付着は
悪い。それに対して、両方の成分の一方の内で完全に分
離が生じないかまたは部分的に分離が生じた場合、良好
な付着である。
のものではない。
インデックス:13g/10min、DYFLOR(登録商標)
LE−HUELS AG) PVDF2:ポリビニリデンフルオリド(メルトフロー
インデックス:8.5g/10min、DYFLOR(登録商
標)EE−HUELS AG) PVDF3:ポリビニリデンフルオリド(メルトフロー
インデックス:8.5g/10min;PVDF100
重量部に対して市販の導電性カーボン(KETJEN BLACK
(登録商標)EC 300−AKZO)6重量部;DYFLOR
(登録商標)EE−HUELS AG) B. 成分II ポリグルタルイミドは、請求項7中のi)〜iv)に示
された基本成分からなり、その際、アルキルおよびR1
〜R5はメチル基を表わす。
ニーダー中で280℃の材料温度で製造される。
は次のようなものである:
0;アミノ末端基:9mmol/kg;カルボキシル末
端基:48mmol/kg;VESTAMID(登録商標)L21
40−HUELS AG)50重量部および b ポリグルタルイミドA 50重量部 Z2:次の成分からなる混合物: a ポリアミド12(ηrel:2.1;軟化剤含量:
0;アミノ末端基:9mmol/kg;カルボキシル末
端基:48mmol/kg;VESTAMID(登録商標)L21
40−HUELS AG)70重量部および b ポリグルタルイミドA 30重量部 Z3:次の成分からなる混合物: a ポリアミド12(ηrel:1.8;軟化剤含量:
0;アミノ末端基:5mmol/kg;カルボキシル末
端基:73mmol/kg;VESTAMID(登録商標)L18
01−HUELS AG)70重量部および b ポリグルタルイミドB 30重量部 Z4:次の成分からなる混合物: a ポリアミド12(ηrel:2.1;ポリアミド10
0重量部に対する軟化剤含量:N−n−ブチルベンゼン
スルホンアミド15重量部;アミノ末端基:9mmol
/kg;カルボキシル末端基:48mmol/kg;VE
STAMID(登録商標)L2124−HUELS AG)60
重量部および b ポリグルタルイミドA 40重量部 Z5:次の成分からなる混合物: a ポリアミド12(ηrel:2.1;ポリアミド10
0重量部に対する軟化剤含量:N−n−ブチルベンゼン
スルホンアミド15重量部;アミノ末端基:9mmol
/kg;カルボキシル末端基:48mmol/kg;VE
STAMID(登録商標)L2124−HUELS AG)80
重量部および b ポリグルタルイミドB 20重量部 C.成分III PA1:ポリアミド12(ηrel:2.1;軟化剤含
量:0;アミノ末端基含量:9mmol/kg;カルボ
キシル末端基:48mmol/kg;VESTAMID(登録商
標)L2140−HUELS AG) PA2:ポリアミド12(ηrel:2.1;ポリアミド
100重量部に対する軟化剤含量:N−n−ブチルベン
ゼンスルホンアミド15重量部;アミノ末端基含量:9
mmol/kg;カルボキシル末端基:48mmol/
kg;VESTAMID(登録商標)L2124−HUELS A
G) D.熱可塑性多層複合材料の製造 2層シートならびに2層および3層の圧縮プレートを製
造した。
中で行い、この装置の2つの供給押出機は25mmもし
くは30mmのスクリュー直径を有する。シリンダー温
度は、230℃(PA1、PA2、PA3)、250℃
(PVDF1、PVDF2、PVDF3)、260℃
(Z2、Z3、Z4、Z5)および280℃(Z1)で
ある。層厚は、それぞれ個々の層中で0.5mm、つま
り複合シートは合計で1mmの厚さを有していた。
で、270℃で、5分のプレス時間で行った。層厚は、
それぞれ1mm、つまり2層の圧縮プレートは合計で2
mmの層厚を有し、3層の圧縮プレートは相応して3m
mの層厚を有していた。
す。
5容量%、トルエン42.5容量%およびメタノール1
5容量%)中で23℃で5日間貯蔵
Claims (17)
- 【請求項1】 少なくとも次の層: I ポリビニリデンフルオリドをベースとする成形材料
からなる層 II Iによる層に隣接する、次の成分: a ポリアミド および b ポリグルタルイミド からなる混合物をベースとする成形材料からなる第2の
層を有し、その際、両方の層は相互に摩擦接触的に結合
していることを特徴とする熱可塑性多層複合材料。 - 【請求項2】 Iによる層が、<17g/10minの
メルトフローインデックスを有するポリビニリデンフル
オリドをベースとする成形材料を含有する請求項1記載
の熱可塑性多層複合材料。 - 【請求項3】 Iによる層が、2〜13g/10min
のメルトフローインデックスを有するポリビニリデンフ
ルオリドをベースとする成形材料を含有する請求項1ま
たは2記載の熱可塑性多層複合材料。 - 【請求項4】 Iによる外層が、ポリビニリデンフルオ
リドコポリマーをベースとする成形材料を含有する請求
項1から3までのいずれか1項記載の熱可塑性多層複合
材料。 - 【請求項5】 IIによる層が、次の成分: a ポリアミド40〜90重量% および b ポリグルタルイミド10〜60重量% からなる混合物をベースとする成形材料を含有する請求
項1から4までのいずれか1項記載の熱可塑性多層複合
材料。 - 【請求項6】 IIによる層が、次の成分: a ポリアミド60〜80重量% および b ポリグルタルイミド20〜40重量% からなる混合物をベースとする成形材料を含有する請求
項1から5までのいずれか1項記載の熱可塑性多層複合
材料。 - 【請求項7】 成分IIbが、次の基本成分: i) <100重量% 【化1】 ii) <100重量% 【化2】 iii) <20重量% 【化3】 iv) 1.2〜20重量% 【化4】 [前記式中、アルキル=メチル、エチル、プロピル、ブ
チル、ヘキシルを表わし、 R1〜R5=−H)−(CnH2n+1)を表わし、 n=1〜6を表わし、 これらの置換基は同じまたは異なってもよい]を有する
請求項1から6までのいずれか1項記載の熱可塑性多層
複合材料。 - 【請求項8】 成分IIbが、次の基本成分: i) 10〜60重量% 【化5】 ii) 30〜80重量% 【化6】 iii) 2〜10重量% 【化7】 v) 1.5〜12重量% 【化8】 前記式中、アルキル=メチル、エチル、プロピル、ブチ
ル、ヘキシルを表わし、R1〜R5=−H、−(CnH
2n+1)を表わし、 n=1〜6を表わし、 これらの置換基は同じまたは異なってもよい]を有する
請求項1から7までのいずれか1項記載の熱可塑性多層
複合材料。 - 【請求項9】 成分IIbが次の基本成分: iv) 2〜10重量% 【化9】 [式中、R5=−H、−(CnH2n+1)を表わし、 n=1〜6を表わす]を有する請求項1から8までのい
ずれか1項記載の熱可塑性多層複合材料。 - 【請求項10】 アルキルならびにR1〜R5がメチル
基を表わす請求項7から9までのいずれか1項記載の熱
可塑性多層複合材料。 - 【請求項11】 さらにもう一つの層IIIを含有し、
この層は、IIによる層に直接隣接しており、ひいては
Iによる層に関して向かい合っており、その際、IIお
よびIIIによる層は摩擦接触的に結合している請求項
1から10までのいずれか1項記載の熱可塑性多層複合
材料。 - 【請求項12】 IIIによる層が、ポリアミドをベー
スとする成形材料を含有する請求項1から11までのい
ずれか1項記載の熱可塑性多層複合材料。 - 【請求項13】 IIIによる層が、ポリアミド12を
ベースとする成形材料を含有する請求項1から12まで
のいずれか1項記載の熱可塑性多層複合材料。 - 【請求項14】 IIIによる層が、ポリアミド/ポリ
グルタルイミド−ブレンドをベースとする成形材料を含
有する請求項1から13までのいずれか1項記載の熱可
塑性多層複合材料。 - 【請求項15】 Iによる層が、導電性に調節されてお
り、<109Ωの表面抵抗を有する請求項1から14ま
でのいずれか1項記載の熱可塑性多層複合材料。 - 【請求項16】 請求項1から15までのいずれか1項
記載の熱可塑性多層複合材料からなる成形体。 - 【請求項17】 請求項1から15までのいずれか1項
記載の熱可塑性多層複合材料からなる中空異形材。
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