JP3164370B2 - 多層高分子チューブ - Google Patents

多層高分子チューブ

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は請求の範囲に記載した発明に関するものであ
る。
本発明は特に同時押出成形により製造した多層高分子
チューブに関するものである。本明細書で用いられる
「チューブ」は、硬いパイプおよび軟らかい管類の両方
を包含する。本発明によるチューブは、平滑または波形
に形成され、冷却ラインにおけるフレオンのような化学
薬剤を移送するのに使用することができる。しかしなが
ら、好ましい適応分野は、特に燃料ラインまたは冷却液
ラインとしての自動車部門である。
背景技術 ポリアミドから作られたチューブがよく知られてお
り、様々に使用されている。単層のチューブは、その中
を通過する薬剤に対して不活性であること、高温と低温
において安定していることおよび機械的応力に対して抵
抗力を有することのような必要条件を満たしていない。
例えば、脂肪族溶剤または芳香族溶剤の移送中に、移送
すべき物質に対するバリヤ効果が不適切なこと、寸法変
化が望ましくないこと、または機械的荷重能力が不適切
であることのような著しく不都合な点が明らかになって
いる。
多層チューブを使用することによりこれらの欠点を補
う試みが既に行なわれているが、特定の短所を除くだけ
で望ましい全体的な特性の組合せを得るには至っていな
い。例えば、多層チューブにおいては、チューブの個々
の層間の接着を強くすることは困難である。
アトケム社(ATOCHEM)の特許出願である、ヨーロッ
パ特許第0 558 373号、同第0 198 723号、および米国特
許第5,111,692号には、カルボニル基を有する高分子
は、PVDFとPVDFに対して相溶性のない高分子との間の接
着促進剤として機能できることが記載されている。一
方、PVDFとカルボニル基との間で特定の相互作用が生じ
ることが以前から知られている(E.Roerdink,G.Challa,
POLYMER21(1980),509およびM.M.Coleman等、J.Polym.
Science、Polymer Lett.Ed.15(1977),745)。したが
って、カルボニル基を有する高分子がPVDFと部分的に相
溶性の関係にあることは驚くべきことではない。しかし
ながら、この部分的な相溶性のみでは、例えば、ポリア
ミドとPVDFとのブレンドをポリアミドおよびPVDF間の接
着促進剤として機能させるのに十分とは言えない。さら
に、特定の濃度範囲に限定をしたとしても、一方の接着
促進剤と他方の内側および外側の層との間の接着を必ず
しも良好にするものではない。同時押出機のバレルの頭
部中で個々の層を混合する間の滞留時間は非常に短く、
そのために、溶融した高分子の分布と生じる形態とが個
々の層の接着に強く影響を及ぼす。
したがって、本発明は、移送すべき物質に対するバリ
ヤ特性が良好であり、寸法が安定し、機械的荷重特性が
良好なチューブを製造するのに使用できる新しいポリア
ミドとポリフッ化ビニリデンとのブレンドを提供するこ
とを目的とするものである。特に、このチューブは、チ
ューブの個々の層を分離させることなく機械的応力に抵
抗しなければならない。
発明の開示 この課題を、PAマトリックスにPVDF相を分散させてな
る球状形態のポリアミドとポリフッ化ビニリデンとのブ
レンド(PA/PVDFブレンド)により解決することができ
る。ここで、ポリアミドとPVDFとのブレンドに使用する
ポリアミドの剪断粘度はこのブレンドに使用するPVDFの
剪断粘度の1.5から7倍の大きさである。
また、上記課題を、ポリアミドをベースとする外側の
層およびポリフッ化ビニリデン(PVDF)またはそのコポ
リマーの内側の層からなる多層高分子チューブにより解
決することができる。ここで、内側および外側の層は、
ポリアミドとPVDFとの上述したような特定の形態にある
少なくとも1種類の接着促進中間層により互いに強く結
合している。
驚くべきことに、ポリフッ化ビニリデンは、高温耐性
および加水分解耐性、並びに化学薬剤、特に純炭化水素
並びにアルコールもしくはそれらの混合物に対する封止
性が優れていることが分かった。内側と外側の層が互い
に引張り合って結合していることを確実にするために、
中間接着促進層が必要である。驚くべきことに、PVDFま
たはそのコポリマーもしくはそれらのブレンドまたは混
合物を含有する中間層は、外側の層と内側の層の両方に
対する接着力が十分である。この中間層はPVDFまたはあ
らゆる重量比のコポリマーを含有することができる。好
ましい重量比は70より小さく、50未満のものが特に望ま
しい。PVDFまたはそのコポリマーのブレンドもしくは混
合物、およびポリアミドのホモポリマーまたはコポリマ
ーもしくはそれらの混合物またはブレンドからなる中間
層が特に適している。外側の層のポリアミドは好ましく
は内側の層のポリアミド成分と同一であるべきである。
特に、PAとPVDFとのブレンドが球形状にある場合に、接
着が優良になる。ここで、PAマトリックス中にPVDFが細
かく分散されている。すなわち、PAマトリックス中にPV
DF相が分散されている。PAとPVDFとの間で特定の粘度条
件が満たされるときにのみこの形態となる。特に、ポリ
アミド成分、例えばPA12の剪断粘度がPVDFの剪断粘度
の、好ましくは、1.5から7倍、最も好ましくは、2か
ら4倍の大きさでなければならない。
PAとPVDF、特にPA12とPVDFの接着促進ブレンドの製造
には、正確な粘度条件に加えて、押出温度も重要な役割
を果たす。溶融温度が270℃を越えると、接着効果は有
効でなくなる。好ましい温度範囲は220℃から270℃まで
であり、特に好ましい温度範囲は250℃から270℃までで
ある。約70重量%のPA11またはPA12および約30重量%の
PVDFからなる中間層が特に好ましい。
さらなる実施態様において、中間層は、PVDFまたはそ
のコポリマーのブレンドもしくは混合物、および官能化
ポリマー、好ましくは脂肪族不飽和カルボン酸またはそ
れらの誘導体とグラフト重合したホモポリオレフィンま
たはコポリオレフィン、特にグラフトポリエチレン、ポ
リプロピレン、スチレン−ブタジエン−スチレンブロッ
クコポリマー、スチレン−(エチレン−コ−ブチレン)
−スチレンブロックコポリマー、スチレン−(エチレン
−コ−プロピレン)ブロックコポリマー、またはスチレ
ン−イソプレン−スチレンブロックコポリマーからな
る。
ポリアミドとして、4から44までの炭素原子、好まし
くは4から18までの炭素原子を有する脂肪族ラクタムま
たはω−アミノカルボン酸の適切な重縮合物、もしくは
6から20までの炭素原子を有する芳香族ω−アミノカル
ボン酸の重縮合物を用いる。
また、各々が2から44までの炭素原子を有する、少な
くとも1種類のジアミンおよび少なくとも1種類のジカ
ルボン酸の重縮合物も適している。そのようなジアミン
の例としては、エチルジアミン、1,4−ジアミノブタ
ン、1,6−ジアミノヘキサン、1,10−ジアミノデカン、
1,12−ジアミノドデカン、m−およびp−キシリレンジ
アミン、シクロヘキシルメチレンアミン、ビス−(p−
アミノシクロヘキシル)−メタンおよびそれらのアルキ
ル誘導体が挙げられる。
ジカルボン酸の例としては、スクシン酸、グルタル
酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン
酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、1,6−シクロ
ヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸お
よびナフタレンジカルボン酸が挙げられる。
PA6、PA6,6、PA12、PA6,12、PA11、PA12,12、PA10,1
2、PA6,9、PA6,T、PA6,1、PA12,T、PA12、IおよびPA1
2,6Tのモノマーに基づくポリアミドまたはコポリアミド
並びにそれらの混合物が特に好ましい。
上述したポリアミドは、UV安定剤、熱安定剤、耐衝撃
性改良剤、結晶化促進剤、可塑剤、難燃材料、離型剤、
帯電防止材料、充填剤、強化繊維並びに導電性を高める
添加剤のような通常の添加剤を含有させることができ
る。PVDFにも同様に適切な添加剤を含有させることがで
きる。
特別な用途、例えば、柔軟な冷却液ラインに関して
は、本発明により製造したチューブを環状または螺旋の
形状に製造することができる。
本発明により製造したチューブの個々の高分子層は好
ましくは以下に記載する厚さを有する。
内側の層 0.05mmから0.5mm、好ましくは0.1mmから0.4mm、最も
好ましくは0.2mmから0.3mm 外側の層 0.1mmから2.0mm、好ましくは0.3mmから1.0mm、最も好
ましくは0.5mmから1.0mm 中間層 0.05mmから0.5mm、好ましくは0.1mmから0.3mm、最も
好ましくは0.1mmから0.2mm 本発明による多層高分子チューブの好ましい実施態様
の1つは、PA12またはPA11からなる外側の層、PVDFから
なる内側の層、およびPVDFとPA12またはPA11の混合物か
らなる中間層を有し、ガソリン燃料ラインとして使用す
るのに特に適している。
別の好ましい実施態様は、PA12またはPA11からなる外
側の層、PVDFからなる内側の層、および無水マレイン酸
とグラフト重合したポリプロピレンおよびPVDFの混合物
からなる中間層を有し、冷却液ラインとして使用するの
に特に適している。
PAからなる外側の層の外面にさらに少なくとも1つの
保護層を設けて、本発明によるチューブを合計で4層以
上の層からなるものとすることができる。
以下、図面に示す実施例を参照して、本発明を詳細に
説明する。
図面の簡単な説明 第1図は70/30の比率のPA12/PVDFのブレンドを示す。
第2図は50/50の比率のPA12/PVDFのブレンドを示す。
発明を実施するための最良の形態 以下に実施例において、以下に記載する市販の製品を
用いた。
グリラミドL25H:EMS−ケミーAG社の熱安定化ポリアミド
12 グリラミドL25:EMS−ケミーAG社の純ポリアミド12 アドマーQF500:ミツイ社の無水マレイン酸とグラフト重
合したポリプロピレン ソレフ1008/0001:ソルベイ社のPVDF 実施例1から3 3つの押出機からなる従来技術の共有押出機を用いて
3層チューブを製造した。それぞれの層の順序を表1に
記載した。
実施例4 以下のPA12とPVDFとのブレンドを製造し、それらの接
着促進特性について試験した。
PAとPVDFとの比率が70:30のブレンドにおいて、PAの
剪断粘度の大きさがPVDFの3.33倍である場合、接着が促
進されている。このとき、PAとPVDFとのブレンドの形態
は球状である(第1図)。
PA12とPVDFとの比率が50:50のブレンドにおいては、
形態が球状とならず、また接着も促進させていない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F16L 11/12 F16L 11/12 Z (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 77/00 - 77/10

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリアミドマトリックス中にポリフッ化ビ
    ニリデン相が分散してなり、球状の形態をしているポリ
    アミドとポリフッ化ビニリデンとのブレンドであって、
    240℃および10秒-1の剪断速度で測定した該ポリアミド
    の剪断粘度の大きさが240℃および10秒-1の剪断速度で
    測定したポリフッ化ビニリデンの剪断粘度の大きさの1.
    5から7倍であることを特徴とするポリアミドとポリフ
    ッ化ビニリデンとのブレンド。
  2. 【請求項2】前記ポリアミドとポリフッ化ビニリデンと
    のブレンドを製造する際の押出温度が220℃から270℃ま
    での範囲にあることを特徴とする請求の範囲第1項記載
    のポリアミドとポリフッ化ビニリデンとのブレンド。
  3. 【請求項3】前記ポリアミドとポリフッ化ビニリデンと
    の重量比が70:30であることを特徴とする請求の範囲第
    1項または第2項記載のポリアミドとポリフッ化ビニリ
    デンとのブレンド。
  4. 【請求項4】前記ポリアミドが、4から44までの炭素原
    子、好ましくは4から18までの炭素原子を有する脂肪族
    ラクタムまたはω−アミノカルボン酸、もしくは6から
    20までの炭素原子を有する芳香族ω−アミノカルボン酸
    のホモポリアミドまたはコポリアミドであることを特徴
    とする請求の範囲第1項から第3項いずれか1項記載の
    ポリアミドとポリフッ化ビニリデンとのブレンド。
  5. 【請求項5】前記ポリアミドが、各々2から44までの炭
    素原子を有するジアミンおよびジカルボン酸のホモポリ
    アミドまたはコポリアミドであることを特徴とする請求
    の範囲第1項から第3項いずれか1項記載のポリアミド
    とポリフッ化ビニリデンとのブレンド。
  6. 【請求項6】前記ジアミンが、エチレンジアミン、1,4
    −ジアミノブタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,10−ジ
    アミノデカン、1,12−ジアミノドデカン、m−およびp
    −キシリレンジアミン、シクロヘキシルメチレンアミ
    ン、ビス−(p−アミノシクロヘキシル)−メタンおよ
    びそれらのアルキル誘導体からなる群より選択され、前
    記ジカルボン酸が、スクシン酸、グルタル酸、アジピン
    酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン
    酸、ドデカンジカルボン酸、1,6−シクロヘキサンジカ
    ルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸およびナフタレ
    ンジカルボン酸からなる群より選択されることを特徴と
    する請求の範囲第5項記載のポリアミドとポリフッ化ビ
    ニリデンとのブレンド。
  7. 【請求項7】前記ポリアミドが、PA6、PA6,6、PA12、PA
    6,12、PA11、PA12,12、PA10,12、PA6,9、PA6,T、PA6,
    1、PA12,T、および/またはPA12,6Tのモノマーに基づく
    ホモポリアミドまたはコポリアミドであることを特徴と
    する請求の範囲第1項から第3項いずれか1項記載のポ
    リアミドとポリフッ化ビニリデンとのブレンド。
  8. 【請求項8】ポリアミドをベースとする外側の層および
    ポリフッ化ビニリデンまたはそのコポリマーをベースと
    する内側の層からなる多層高分子チューブであって、前
    記外側の層および前記内側の層が、請求の範囲第1項か
    ら第7項いずれか1項記載のポリアミドとポリフッ化ビ
    ニリデンとのブレンドからなる少なくとも1種類の接着
    促進中間層により互いに強く結合していることを特徴と
    する多層高分子チューブ。
  9. 【請求項9】前記外側の層のポリアミドおよび前記中間
    層のポリアミドとポリフッ化ビニリデンのブレンドにお
    けるポリアミドが同一のものであることを特徴とする請
    求の範囲第8項記載の多層高分子チューブ。
  10. 【請求項10】前記ポリアミドがホモポリアミドまたは
    コポリアミドもしくはこれらの混合物またはブレンドで
    あることを特徴とする請求の範囲第8項または第9項記
    載の多層高分子チューブ。
  11. 【請求項11】前記ポリアミドが、4から44までの炭素
    原子、好ましくは4から18までの炭素原子を有する脂肪
    族ラクタムまたはω−アミノカルボン酸、もしくは6か
    ら20までの炭素原子を有する芳香族ω−アミノカルボン
    酸のホモポリアミドまたはコポリアミドであることを特
    徴とする請求の範囲第10項記載の多層高分子チューブ。
  12. 【請求項12】前記ポリアミドが、各々2から44までの
    炭素原子を有するジアミンおよびジカルボン酸のホモポ
    リアミドまたはコポリアミドであることを特徴とする請
    求の範囲第10項記載の多層高分子チューブ。
  13. 【請求項13】前記ジアミンが、エチレンジアミン、1,
    4−ジアミノブタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,10−ジ
    アミノデカン、1,12−ジアミノドデカン、m−およびp
    −キシリレンジアミン、シクロヘキシルメチレンアミ
    ン、ビス−(p−アミノシクロヘキシル)−メタンおよ
    びそれらのアルキル誘導体からなる群より選択され、前
    記ジカルボン酸が、スクシン酸、グルタル酸、アジピン
    酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン
    酸、ドデカンジカルボン酸、1,6−シクロヘキサンジカ
    ルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸およびナフタレ
    ンジカルボン酸からなる群より選択されることを特徴と
    する請求の範囲第12項記載の多層高分子チューブ。
  14. 【請求項14】前記ポリアミドが、PA6、PA6,6、PA12、
    PA6,12、PA11、PA12,12、PA10,12、PA6,9、PA6,T、PA6,
    1、PA12,T、および/またはPA12,6Tのモノマーに基づく
    ホモポリアミドまたはコポリアミドであることを特徴と
    する請求の範囲第10項記載の多層高分子チューブ。
  15. 【請求項15】前記内側の層の厚さが、0.05mmから0.5m
    mまで、好ましくは0.1mmから0.4mmまで、最も好ましく
    は0.2mmから0.3mmまでの範囲にあることを特徴とする請
    求の範囲第8項から第14項いずれか1項記載の多層高分
    子チューブ。
  16. 【請求項16】前記外側の層の厚さが、0.1mmから2mmま
    で、好ましくは0.3mmから1mmまで、最も好ましくは0.5m
    mから1mmまでの範囲にあることを特徴とする請求の範囲
    第8項から第15項いずれか1項記載の多層高分子チュー
    ブ。
  17. 【請求項17】前記中間層の厚さが、0.05mmから0.5mm
    まで、好ましくは0.1mmから0.3mmまで、最も好ましくは
    0.1mmから0.2mmまでの範囲にあることを特徴とする請求
    の範囲第8項から第16項いずれか1項記載の多層高分子
    チューブ。
  18. 【請求項18】前記多層高分子チューブの少なくとも1
    部が環状または螺旋状に作られていることを特徴とする
    請求の範囲第8項から第17項いずれか1項記載の多層高
    分子チューブ。
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