JP4266134B2

JP4266134B2 - 積層樹脂成型体及びその製造方法

Info

Publication number: JP4266134B2
Application number: JP2003184009A
Authority: JP
Inventors: 康人高瀬
Original assignee: ブリヂストンフローテック株式会社
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005014464A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、共重合フッ素樹脂層を有する積層チューブ、積層シート等の樹脂成型体にあって、共重合フッ素樹脂層の剥離を防止することができる積層樹脂成型体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フッ素樹脂は、耐薬品性、非粘着性、ガスバリヤー性、非溶出性、食品衛生性等に優れた特性を示すため、従来から、フッ素樹脂層を内層に用いた積層チューブが飲料用等として使用されている。ここで、フッ素樹脂層を内層にのみ使用して、外層に他の樹脂を積層するのは、フッ素樹脂は高価であるので、その使用量を少なくするためである。
【０００３】
そして、積層チューブを簡便に製造するために好適な共押出成型にあっては、フッ素樹脂と他の樹脂との接着力を確保するために、外層の樹脂としてポリウレタン樹脂、又はポリウレタン系エラストマーを使用した技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１４２１５１号公報（第２頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ポリウレタン樹脂、又はポリウレタン系エラストマーは比較的高価であることから、更なるコストダウンには問題がある。一方、比較的安価な樹脂をそのまま外層に利用しようとすると、共押出成型における接着力が弱くなり、フッ素樹脂層の内層と剥離してしまう。そのため、フッ素樹脂層の内層と比較的安価な樹脂等の外層との間に、新たに接着層を介在させる必要が生じ、コストダウンにつながらない。
【０００６】
そこで本発明は、フッ素樹脂層を有する積層樹脂成型体にあって、層間の接着力を確保しつつ、経済性を向上させることができる積層樹脂成型体及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであって、その第１の要旨は、共重合フッ素樹脂層（１）と樹脂ブレンド層（２）とが一体的に形成された積層樹脂成型体であって、共重合フッ素樹脂層（１）が、テトラフルオロエチレンとビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとからなり、樹脂ブレンド層（２）が、グリシジルメタクリレートを含有するエチレン共重合樹脂を、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニール、ポリプロピレン、又はこれらを主成分とするオレフィン系エラストマー、又はポリスチレン、又はポリエステル系エラストマーにブレンドしたものからなり、共重合フッ素樹脂層（１）と樹脂ブレンド層（２）とが、接着層を介在することなく接着されている積層樹脂成型体に係るものである。
【０００８】
ここで、共重合フッ素樹脂層は、その融点が１００〜２００℃であることが好ましい。また、積層樹脂成型体は例えば、共重合フッ素樹脂層の内層が樹脂ブレンド層の外層で被覆されたチューブ状のものである。なお、この場合、共重合フッ素樹脂層の内層の肉厚は、０．０１〜２ｍｍであることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の第２の要旨は、このような積層樹脂成型体を得るに際し、接着層を介在することなく共重合フッ素樹脂層と樹脂ブレンド層とを共押出成型、ブロー成型又はカレンダー成型により一体的に形成する製造方法に係るものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の積層樹脂成型体は共重合フッ素樹脂層を有するものである。即ち、共重合フッ素樹脂層により、耐薬品性、非粘着性、ガスバリヤー性、非溶出性、食品衛生性等に優れた特性を示すことから、飲料用、自動車燃料用、水素ガス用等として特に好適なものとなっている。
【００１１】
ここで、共重合フッ素樹脂層は、テトラフルオロエチレンとビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとからなる。この３成分からなる共重合フッ素樹脂層を使用する理由は、以下の通りである。
【００１２】
即ち、テトラフルオロエチレンを成分に有するフッ素樹脂は、耐薬品性、非粘着性、ガスバリヤー性、非溶出性、食品衛生性等に優れた特性を示す。また、ビニリデンフルオライドは、食品衛生上の問題がなく、摩擦係数が低く、匂いの吸着が少ないので、特に、飲料用のチューブに使用して好適なものである。
【００１３】
ところが、ビニリデンフルオライドを使用したチューブは硬度が高く、破断引張伸度が小さいため、タケノコ状の管継手等に接続するには差し込みにくく、差し込んだ後でビニリデンフルオライドが白化することがある。また、チューブを折り曲げた際に、折り曲げ部が白化してしまうこともある。
【００１４】
そのため、硬度を低くし、柔軟性を増加させるため、ヘキサフルオロプロピレンを使用する。すると、破断引張強度が増し、曲げ弾性率が小さくなる。また、共重合フッ素樹脂層におけるフッ素含有量が増大するため、表面疎水性、耐バクテリア性、耐汚染性、耐酸性、耐アルカリ性が向上する。
【００１５】
次に、共重合フッ素樹脂層と一体的に形成する樹脂ブレンド層は、グリシジルメタクリレートを含有するエチレン共重合樹脂を、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニール、ポリプロピレン、又はこれらを主成分とするオレフィン系エラストマー、又はポリスチレン、又はポリエステル系エラストマーにブレンドしたものからなる。
【００１６】
ここで、グリシジルメタクリレートを使用するのは、共重合フッ素樹脂層との接着のためである。また、グリシジルメタクリレートを含有するエチレン共重合樹脂を使用するのは、ポリエチレンが高分子の基本構造を持つことから、これにグリシジルメタクリレートを含有させることで、他の様々な樹脂と接着可能な接着性ポリマーが得られるためである。なお、エチレン共重合樹脂に対するグリシジルメタクリレートの配合割合は、２〜１５重量％が好ましい。
【００１７】
そして、接着性を有するグリシジルメタクリレート含有エチレン共重合樹脂を使用することで、単体では共重合フッ素樹脂層と接着しない樹脂を利用することが可能となる。即ち、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニール、ポリプロピレン、又はこれらを主成分とするオレフィン系エラストマー、又はポリスチレン、又はポリエステル系エラストマーにブレンドすることで、これらの樹脂層を共重合フッ素樹脂層と接着させることができるようになる。
【００１８】
その結果、ポリウレタン樹脂等に対して安価なこれらの樹脂を、別に接着層を介在させることなく利用することが可能となり、ポリウレタン樹脂等を使用する場合に比べ、コストダウンが図れる。
【００１９】
ところで、共重合フッ素樹脂層の融点は、１００〜２００℃であることが好ましい。このような低融点の共重合フッ素樹脂層とすることにより、加工性が向上し、かつ、ポリエチレン等の低融点のものとの多層化ができるようになるからである。
【００２０】
また、積層樹脂成型体が、共重合フッ素樹脂層の内層を樹脂ブレンド層の外層で被覆したチューブ状である場合には、内層の肉厚を０．０１〜２ｍｍとすることが好ましい。内圧を保持し、ピンホール等の発生を防止できる範囲で薄くすることにより、高価な共重合フッ素樹脂の使用量を少なくすることができ、かつ、チューブの柔軟性を確保できるからである。
【００２１】
そして、チューブの内径は１〜１００ｍｍ、外層の肉厚は０．０１〜２ｍｍが好適な範囲であり、内層の内面は平滑又は凹凸のどちらでもよく、外層の外面も平滑又は凹凸のどちらでもよい（コルゲートチューブも含まれる）。
【００２２】
更に、チューブ状の積層樹脂成型体の場合には、樹脂ブレンド層の外層の外側に、繊維やワイヤーの補強部材をブレード又はスパイラル状に巻き付けて耐圧ホースとすることもできる。また、樹脂ブレンド層の外層の外側に、第３、第４・・・の層を押出成型もしくは共押出成型してもよい。即ち、チューブやホース等の多層構造のものにおいて、少なくとも最内層が本発明に係る共重合フッ素樹脂層で、その直上の層が本発明に係る樹脂ブレンド層であればよいのである。なお、共重合フッ素樹脂層と樹脂ブレンド層とは、ブロー成型又はカレンダー成型により一体的に形成することもできる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の積層樹脂成型体における最良の実施の形態を、図面をもって説明する。図１は、本発明の積層樹脂成型体の一例を示す斜視図であり、耐圧ホースに適用した例を示すものである。図１に示す実施例の積層樹脂成型体は、最内層が共重合フッ素樹脂層１で、その直上の層が樹脂ブレンド層２であり、更にその外側に補強繊維のブレード層３を設け、最外層を樹脂被覆層４とした耐圧ホースである。
【００２４】
ここで、最内層の共重合フッ素樹脂層１は、テトラフルオロエチレンとビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとからなる共重合フッ素樹脂（商品名：ダイニオンＴＨＶ、住友３Ｍ社）で構成されており、融点は約１２０℃である。
【００２５】
そして、共押出成型により、この共重合フッ素樹脂層１と一体的に積層する樹脂ブレンド層２として、ポリエチレン樹脂と、グリシジルメタクリレートを含有するエチレン共重合樹脂（以下、この樹脂を「接着樹脂」という。）とを５：１にブレンドしたものを実施例１、ポリエチレン樹脂と接着樹脂とを４０：１にブレンドしたものを実施例２、エチレン酢酸ビニール樹脂と接着樹脂とを１０：１にブレンドしたものを実施例３、エチレン酢酸ビニール樹脂と接着樹脂とを４０：１にブレンドしたものを実施例４、ポリプロピレン樹脂と接着樹脂とを４０：１にブレンドしたものを実施例５として用意した。
【００２６】
一方、比較例として、上記の共重合フッ素樹脂層１にエチレン酢酸ビニール樹脂を一体的に積層したもの（接着樹脂のブレンドなし）を比較例１、ポリエチレン樹脂を一体的に積層したもの（接着樹脂のブレンドなし）を比較例２として用意した。なお、実施例１〜５及び比較例１〜２は、共重合フッ素樹脂層１の直上の層の樹脂が異なるだけで、他の層の樹脂、内径、肉厚等は全て同一である。
【００２７】
次に、実施例１〜５、比較例１〜２のそれぞれについて、共重合フッ素樹脂層１とその直上の層との接着力を評価した。接着力の評価は、輪切りにした図１の構造の耐圧ホースを回転自在に支持して、共重合フッ素樹脂層１の直上の層（図１の符号２に相当する層）を引っ張ることで行った。そして、剥離が生じた比較例１の条件を基準として、同一条件で実施例１〜５及び比較例２を引っ張り、剥離の有無を調査した。その結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１に示す通り、剥離が生じた比較例１〜２に対し、実施例１〜５はいずれも剥離しなかった。従って、フッ素樹脂層に積層一体化する層に、接着樹脂を１／１００〜１／２程度（好ましくは１／４０〜１／５）ブレンドすることにより、ポリウレタン樹脂等と比べて経済的に有利なポリエチレン樹脂、エチレン酢酸ビニール樹脂、ポリプロピレン樹脂等を使用できることが確認できた。
【００３０】
図２から図６は、本発明の積層樹脂成型体の他の例を示す図であり、内層の共重合フッ素樹脂層１が、テトラフルオロエチレンとビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとからなる共重合フッ素樹脂（商品名：ＴＨＶ、住友３Ｍ社）であり、外層の樹脂ブレンド層２が、グリシジルメタクリレートを含有するエチレン共重合樹脂を、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニール、ポリプロピレン、又はこれらを主成分とするオレフィン系エラストマー、又はポリスチレン、又はポリエステル系エラストマーにブレンドしたものである。
【００３１】
そして、図２が、コルゲートチューブに適用した例を示し、図３が、スプリング入りホース（チューブ）に適用した例を示している。また、図１から図３に示すようなホース（チューブ）だけでなく、図４に示す薬用ビン・ボトルや、図５に示す薬用タンクをブロー成型等により一体的に形成することもできる。更に、図６示すようなフィルム・シートをカレンダー成型等により一体的に形成することもできる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の積層樹脂成型体は、共重合フッ素樹脂層と樹脂ブレンド層とが一体的に形成されたものであり、本発明の積層樹脂成型体の製造方法は、共重合フッ素樹脂層と樹脂ブレンド層とを共押出成型、ブロー成型又はカレンダー成型により一体的に形成するものであって、共重合フッ素樹脂層が、テトラフルオロエチレンとビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとからなり、樹脂ブレンド層が、グリシジルメタクリレートを含有するエチレン共重合樹脂を、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニール樹脂、ポリプロピレン、又はこれらを主成分とするオレフィン系エラストマー、又はポリスチレン、又はポリエステル系エラストマーにブレンドしたものからなるもので、層間の接着力を確保しつつ、経済性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の積層樹脂成型体を耐圧ホースに適用した例を示す図である。
【図２】図２は、本発明の積層樹脂成型体をコルゲートチューブに適用した例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の積層樹脂成型体をスプリング入りホース（チューブ）に適用した例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の積層樹脂成型体を薬用ビン・ボトルに適用した例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の積層樹脂成型体を薬用タンクに適用した例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の積層樹脂成型体をフィルム・シートに適用した例を示す図である。
【符号の説明】
１‥共重合フッ素樹脂層
２‥樹脂ブレンド層
３‥ブレード層
４‥樹脂被覆層

Claims

共重合フッ素樹脂層（１）と樹脂ブレンド層（２）とが一体的に形成された積層樹脂成型体であって、
共重合フッ素樹脂層（１）が、テトラフルオロエチレンとビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとからなり、
樹脂ブレンド層（２）が、グリシジルメタクリレートを含有するエチレン共重合樹脂を、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニール、ポリプロピレン、又はこれらを主成分とするオレフィン系エラストマー、又はポリスチレン、又はポリエステル系エラストマーにブレンドしたものからなり、
共重合フッ素樹脂層（１）と樹脂ブレンド層（２）とが、接着層を介在することなく接着されていることを特徴とする積層樹脂成型体。
共重合フッ素樹脂層（１）の融点が１００〜２００℃であることを特徴とする請求項１に記載の積層樹脂成型体。
共重合フッ素樹脂層（１）の内層が樹脂ブレンド層（２）の外層で被覆されたチューブ状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層樹脂成型体。
共重合フッ素樹脂層（１）の内層の肉厚が０．０１〜２ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の積層樹脂成型体。
請求項１から４のいずれか１項に記載の積層樹脂成型体の製造方法であって、共重合フッ素樹脂層（１）と樹脂ブレンド層（２）とを、接着層を介在することなく押出成型、ブロー成型又はカレンダー成型により一体的に形成することを特徴とする積層樹脂成型体の製造方法。