JP6819609B2 - 多層構造体 - Google Patents
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Description
従来、ポリアミド11及びポリアミド12等の脂肪族ポリアミドは、耐薬品性に優れていることから、燃料輸送用のパイプ、ホース及びチューブ等の材料として使用されてきた。しかし、これらの脂肪族ポリアミドから形成された各種構造体は、靭性、耐薬品性及び柔軟性の点では優れているものの、ガスバリア性が十分でなく、その改良が望まれている。
ガスバリア性に優れる樹脂としては、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)などのキシリレン系ポリアミドが知られている。キシリレン系ポリアミドは、様々な用途でガスバリア層として使用されている。例えば、特許文献1(国際公開第2015/022818号)では、ポリアミド11又はポリアミド12からなる層に、2種類のキシリレン系ポリアミドを含む層を積層させることで、耐薬品性及びガスバリア性を高めることができることが記載されている。また、特許文献2(特開2004−203012号公報)では、ポリアミド11及びポリアミド12の1種以上からなる層とポリアミド9Tからなる層とを積層させることで、アルコールガソリン透過防止性及び耐熱性等を満足させることができることが記載されている。
しかし、キシリレン系ポリアミド及びポリアミド9Tなどの半芳香族ポリアミドは柔軟性が低いため、キシリレン系ポリアミド及びポリアミド9Tなどの半芳香族ポリアミドを含むガスバリア層を有する構造体は柔軟性が十分ではなく、実用性に欠けるといった課題があった。
[1]ポリアミド層(A)及びポリアミド層(B)を有する多層構造体であって、
ポリアミド層(A)が、炭素数10〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数10〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含むポリアミド(a1)及び炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含むポリアミド(a2)からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリアミド(A1)を含むポリアミド組成物(A)から構成され、
ポリアミド層(B)が、キシリレンジアミン由来の構成単位を70モル%以上含むジアミン単位と、炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を70モル%以上含むジカルボン酸単位とを含むポリアミド(B1)、変性ポリオレフィン(B2)、及び、炭素数6〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数6〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含むポリアミド(b1)及び炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含むポリアミド(b2)からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリアミド(B3)を含み、ポリアミド(B1)100質量部に対し、変性ポリオレフィン(B2)の含有量が5〜15質量部であり、ポリアミド(B3)の含有量が5〜20質量部であるポリアミド組成物(B)から構成される、多層構造体。
[2]炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸が、アジピン酸、セバシン酸又はこれらの混合物である、[1]に記載の多層構造体。
[3]キシリレンジアミンが、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン又はこれらの混合物である、[1]又は[2]に記載の多層構造体。
[4]ポリアミド(B1)が、ポリキシリレンアジパミド、ポリキシリレンセバカミド又はこれらの混合物である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の多層構造体。
[5]ポリアミド(B1)が、ポリキシリレンアジパミド及びポリキシリレンセバカミドの混合物であり、ポリキシリレンアジパミドとポリキシリレンセバカミドとの質量比(ポリキシリレンアジパミド:ポリキシリレンセバカミド)が55:45〜85:15である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の多層構造体。
[6]変性ポリオレフィン(B2)が、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性α−オレフィンコポリマー及び脂肪族ポリアミドでグラフト変性されたポリオレフィンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の多層構造体。
[7]ポリアミド(B3)が、ポリアミド6、ポリアミド6,12、ポリアミド10,10、ポリアミド11及びポリアミド12からなる群から選ばれる少なくとも一種である、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の多層構造体。
[8]ポリアミド組成物(A)が、変性ポリオレフィン(A2)を更に含むものである、[1]〜[7]のいずれか一項に記載の多層構造体。
[9]ポリアミド組成物(B)が、カーボンナノチューブ(B4)を更に含むものである、[1]〜[8]のいずれか一項に記載の多層構造体。
[10]ポリアミド(B1)100質量部に対し、カーボンナノチューブ(B4)の含有量が1.5〜10質量部である、[9]に記載の多層構造体。
[11]パイプ、ホース又はチューブの形態である、[1]〜[10]のいずれか一項に記載の多層構造体。
[12]燃料輸送用である、[1]〜[11]のいずれか一項に記載の多層構造体。
ポリアミド層(A)が、炭素数10〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数10〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含むポリアミド(a1)及び炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含むポリアミド(a2)からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリアミド(A1)を含むポリアミド組成物(A)から構成され、
ポリアミド層(B)が、キシリレンジアミン由来の構成単位を70モル%以上含むジアミン単位と、炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を70モル%以上含むジカルボン酸単位とを含むポリアミド(B1)、変性ポリオレフィン(B2)、及び、炭素数6〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数6〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含むポリアミド(b1)及び炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含むポリアミド(b2)からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリアミド(B3)を含み、ポリアミド(B1)100質量部に対し、変性ポリオレフィン(B2)の含有量が5〜15質量部であり、ポリアミド(B3)の含有量が5〜20質量部であるポリアミド組成物(B)から構成されることを特徴としている。
本発明の多層構造体は、所定の脂肪族ポリアミドを含む組成物から構成されるポリアミド層(A)と、キシリレン系ポリアミド、変性ポリオレフィン及び所定の脂肪族ポリアミドを所定の割合で含む組成物から構成されるポリアミド層(B)とを有することにより、柔軟性を損なうことなく、耐薬品性及びガスバリア性に優れたものとすることができる。以下、本発明の多層構造体について具体的に説明する。
ポリアミド層(A)は、炭素数10〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数10〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含むポリアミド(a1)及び炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含むポリアミド(a2)からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリアミド(A1)を含むポリアミド組成物(A)から構成される。以下、ポリアミド(a1)及び(a2)について説明する。
ポリアミド(a1)は、炭素数10〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数10〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含む。
ラクタム由来の構成単位及びアミノカルボン酸由来の構成単位の炭素数は、柔軟性、入手容易性等の観点から11〜12が好ましい。
炭素数10〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数10〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位は、通常、下記一般式(I)で示されるω−アミノカルボン酸単位からなる。
ここで、一般式(I)において、pは9〜11の整数を表し、好ましくは10〜11である。
炭素数10〜12のラクタム由来の構成単位を構成する化合物としては、具体的には、デカンラクタム、ウンデカンラクタム、ドデカンラクタムが挙げられる。また、炭素数10〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位を構成する化合物としては、10−アミノデカン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸が挙げられる。
ポリアミド(a1)における他の構成単位としては、例えば、炭素数10〜12のラクタム以外のラクタム、炭素数10〜12のアミノカルボン酸以外のアミノカルボン酸、又はジアミンとジカルボン酸からなるナイロン塩由来の構成単位などが挙げられる。
その重合方法は、特に限定されず、溶融重合、溶液重合、固相重合など公知の方法を採用できる。これらの重合方法は単独で、あるいは適宜、組み合わせて用いることができる。製造装置としては、バッチ式反応釜、一槽式ないし多槽式の連続反応装置、管状連続反応装置、一軸型混練押出機、二軸型混練押出機などの混練反応押出機等、公知のポリアミド製造装置を用いることができる。
ポリアミド(a1)の重縮合時には、分子量調整剤として少量のモノアミン、モノカルボン酸等を加えてもよい。
さらに、ポリアミド(a1)の重縮合時には、アミド化反応を促進する効果や、重縮合時の着色を防止する効果を得るために、リン原子含有化合物、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等の公知の添加剤を添加してもよい。
なお、本明細書において、融点は、示差走査熱量計〔島津製作所社製、商品名:DSC−60〕を用い、昇温速度10℃/分で、窒素気流下にDSC測定(示差走査熱量測定)を行うことにより測定される。
ポリアミド(a2)は、炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含む。
ポリアミド(a2)のジアミン単位を構成し得る化合物は炭素数6〜12の脂肪族ジアミンである。炭素数6〜12の脂肪族ジアミンの脂肪族基は、直鎖状又は分岐状の2価の脂肪族炭化水素基であり、飽和脂肪族基であっても、不飽和脂肪族基であってもよいが、通常は、直鎖状の飽和脂肪族基である。脂肪族基の炭素数は、好ましくは8〜12であり、より好ましくは9〜12であり、更に好ましくは10〜12である。
ポリアミド(a2)のジアミン単位を構成しうる化合物は、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンが挙げられるが、これらに限定されない。これらは、1種で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このように、ポリアミド(a2)におけるジアミン単位は、炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位のみからなってもよいが、炭素数6〜12の脂肪族ジアミン以外のジアミン由来の構成単位を含有してもよい。
ポリアミド(a2)中のジカルボン酸単位は、柔軟性をより良好にできる観点から、炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を70モル%以上含むことが好ましく、より好ましくは80〜100モル%、更に好ましくは90〜100モル%含有する。
このように、ポリアミド(a2)におけるジカルボン酸単位は、炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位のみからなってもよいが、炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸由来の構成単位を含有してもよい。
ポリアミド(a2)の重縮合時には、分子量調整剤として少量のモノアミン、モノカルボン酸等を加えてもよい。
さらに、ポリアミド(a2)の重縮合時には、アミド化反応を促進する効果や、重縮合時の着色を防止する効果を得るために、リン原子含有化合物、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等の公知の添加剤を添加してもよい。
例えば、ポリアミド(A1)としては、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド10,10及びポリアミド10,12からなる群より選択されるいずれか一種以上が好ましく、ポリアミド11、ポリアミド12又はこれらの混合物がより好ましい。
本発明の一実施形態において、ポリアミド組成物(A)は、変性ポリオレフィン(A2)を更に含んでいてもよい。変性ポリオレフィン(A2)としては、後述する変性ポリオレフィン(B2)と同じものを例示することができる。
本発明に特に好適に用いられる変性ポリオレフィン(A2)としては、弾性率、柔軟性および耐衝撃性の観点から、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性エチレン−プロピレン共重合体等の無水マレイン酸変性α−オレフィンコポリマー及び脂肪族ポリアミドでグラフト変性されたポリオレフィンが挙げられる。変性ポリオレフィン(A2)は、1種でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリアミド組成物(A)中の変性ポリオレフィン(A2)の含有量は、0〜40質量%が好ましく、より好ましくは0〜30質量%、更に好ましくは0〜20質量%である。
ポリアミド層(B)は、キシリレンジアミン由来の構成単位を70モル%以上含むジアミン単位と、炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を70モル%以上含むジカルボン酸単位とを含むポリアミド(B1)、変性ポリオレフィン(B2)、及び、炭素数6〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数6〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含むポリアミド(b1)及び炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含むポリアミド(b2)からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリアミド(B3)を含み、ポリアミド(B1)100質量部に対し、変性ポリオレフィン(B2)の含有量が5〜15質量部であり、ポリアミド(B3)の含有量が5〜20質量部であるポリアミド組成物(B)から構成される。また、ポリアミド層(B)に導電性を付与する場合、ポリアミド組成物(B)は、カーボンナノチューブ(B4)を更に含んでいてもよい。以下、ポリアミド組成物(B)を構成する各成分について説明する。
ポリアミド(B1)は、キシリレンジアミン由来の構成単位を70モル%以上含むジアミン単位と、炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を70モル%以上含むジカルボン酸単位とを含む。
キシリレンジアミンとしては、オルトキシリレンジアミン、メタキシリレンジアミン及びパラキシリレンジアミンが挙げられる。これらは1種で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。本発明においては、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン又はこれらの混合物を用いることが好ましい。
メタキシリレンジアミン及びパラキシリレンジアミンの混合物を用いる場合は、メタキシリレンジアミンとパラキシリレンジアミンとの質量比(メタキシリレンジアミン:パラキシリレンジアミン)は、10:90〜99:1の範囲が好ましく、より好ましくは50:50〜99:1、更に好ましくは65:35〜99:1である。
これらの中でも、優れたガスバリア性に加え、入手容易性の観点から、アジピン酸、セバシン酸又はこれらの混合物を用いることが好ましい。アジピン酸及びセバシン酸の混合物を用いる場合、アジピン酸とセバシン酸との質量比(アジピン酸:セバシン酸)は、55:45〜85:15の範囲が好ましく、より好ましくは60〜40:80〜20、更に好ましくは65〜35:80〜20である。
炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位以外のジカルボン酸単位としては、シュウ酸、マロン酸等の炭素数3以下の脂肪族ジカルボン酸;1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、1,13−トリデカンジカルボン酸、1,14−テトラデカンジカルボン酸等の炭素数13以上の脂肪族カルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。これらは1種で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリアミド(B1)が、ポリキシリレンアジパミド及びポリキシリレンセバカミドの混合物である場合、ポリキシリレンアジパミドとポリキシリレンセバカミドとの質量比(ポリキシリレンアジパミド:ポリキシリレンセバカミド)は、55:45〜85:15の範囲が好ましく、より好ましくは60:40〜80:20、更に好ましくは65:35〜80:20である。ポリアミド(B1)として、ポリキシリレンアジパミドとポリキシリレンセバカミドとの混合物を用いることで、多層構造体において、ポリアミド(A)層とポリアミド(B)層の接着性を優れたものとし、さらに多層構造体のガスバリア性が優れたものとなる。
変性ポリオレフィン(B2)としては、カルボン酸および/またはその誘導体で酸変性されたポリオレフィン、及び、カルボン酸および/またはその誘導体で酸変性され、更に酸変性によって分子内に導入された官能基を介してポリアミドがグラフト結合してなるポリオレフィン(「ポリアミドでグラフト変性されたポリオレフィン」ともいう。)を好ましく使用することができる。ポリオレフィンが酸変性されていることにより、ポリアミド(B1)及びポリアミド(B3)などのポリアミド成分に対して親和性を有する官能基を分子内に導入することができる。また、ポリアミド成分に対して親和性を有する官能基を介して、ポリアミドが更にグラフト変性されていることにより、ポリアミド(B1)及びポリアミド(B3)などのポリアミド成分に対する親和性をより高めることができる。
ポリアミド成分に対して親和性を有する官能基としては、カルボン酸基、カルボン酸無水物基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩基、カルボン酸イミド基、カルボン酸アミド基及びエポキシ基などが好ましく挙げられる。
ポリエチレンとしては、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)等を用いることができる。
また、共重合体としては、エチレン又はプロピレンと、これらと共重合することができる単量体との共重合体を用いることができる。エチレン又はプロピレンと共重合することができる単量体としては、例えばα−オレフィン、スチレン類、ジエン類、環状化合物、酸素原子含有化合物等が挙げられる。
スチレン類としては、スチレン、4−メチルスチレン、4−ジメチルアミノスチレン及びこれらの組み合わせが挙げられる。
ジエン類としては、1,3−ブタジエン、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,4−オクタジエン、1,5−オクタジエン、1,6−オクタジエン、1,7−オクタジエン、2−メチル−1,5−ヘキサジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン、4−エチリデン−8−メチル−1,7−ノナジエン、4,8−ジメチル−1,4,8−デカトリエン(DMDT)、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ジシクロオクタジエン及びこれらの組み合わせが挙げられる。
環状化合物としては、メチレンノルボルネン、5−ビニルノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、6−クロロメチル−5−イソプロペンル−2−ノルボルネン、2,3−ジイソプロピリデン−5−ノルボルネン、2−エチリデン−3−イソプロピリデン−5−ノルボルネン及び2−プロペニル−2,2−ノルボルナジエン、シクロペンテン及びこれらの組み合わせが挙げられる。
酸素原子含有化合物としては、ヘキセノール、ヘキセン酸、オクテン酸メチル等が挙げられる。
これら共重合することができる単量体は、1種でも、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。また、共重合体は、エチレンとプロピレンとの共重合体、エチレンとプロピレンと他の単量体との共重合体であってもよい。
これらの中でも、共重合体としては、エチレン又はプロピレンとα−オレフィンとの共重合体又はエチレンとプロピレンとα−オレフィンとの共重合体などのα−オレフィンコポリマーが好ましい。なお、α−オレフィンコポリマーには、他の共重合可能な単量体が共重合されていてもよい。特に好ましい共重合体としては、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体などが挙げられる。
共重合体は、交互共重合、ランダム共重合、ブロック共重合のいずれであってもよい。
ここで、ポリオレフィンを酸変性することによって分子内に導入される官能基としては、アミン末端基又はカルボン酸末端基を有するポリアミドと反応可能な官能基であればよく、例えば、カルボン酸無水物基、エポキシ基などが好ましく挙げられる。
本発明においては、ポリアミド(B1)との相溶性ならびに加工性の観点から、ポリオレフィンにグラフト結合するポリアミドとしては脂肪族ポリアミドが好ましく、特にポリアミド6、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド6,12が好ましい。本発明においては、脂肪族ポリアミドでグラフト変性されたポリオレフィンを用いることにより、ポリアミド(B1)との相溶性ならびに加工性を向上させることができるといった利点がある。
反応は溶融状態で実施されることが好ましい。一般的には、230〜300℃の温度で、押出機において、一官能性ポリアミドとポリオレフィンとを溶融混練して反応させる。
ポリアミド(B3)は、炭素数6〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数6〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含むポリアミド(b1)及び炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含むポリアミド(b2)からなる群から選ばれる。ポリアミド(b1)及びポリアミド(b2)について以下に説明する。
ポリアミド(b1)は、炭素数6〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数6〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含む。
炭素数6〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数6〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位は、通常、下記一般式(II)で示されるω−アミノカルボン酸単位からなる。
ここで、一般式(II)において、qは5〜11の整数を表す。
ポリアミド(b1)における他の構成単位としては、炭素数6〜12のラクタム以外のラクタム及び炭素数6〜12のアミノカルボン酸由来以外のアミノカルボン酸、またはジアミンとジカルボン酸からなるナイロン塩由来の構成単位等が挙げられる。
ポリアミド(b2)は、炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含む。ポリアミド(b2)は、ポリアミド層(A)で説明したポリアミド(a2)と同じものを用いることができる。
本発明において特に好適に用いられるポリアミド(B3)としては、ポリアミド6、ポリアミド6,12、ポリアミド10,10、ポリアミド11及びポリアミド12からなる群より選択されるいずれか一種以上が挙げられる。中でも、引張破断伸び率の観点から、ポリアミド6,12、ポリアミド10,10、ポリアミド12又はこれらの混合物がより好ましい。とりわけ、ポリアミド6,12は、少ない添加量でも引張破断伸び率が大きく向上することから特に好ましく用いられる。
ポリアミド組成物(B)は、必要に応じてカーボンナノチューブを含んでいてもよい。本発明の多層構造体を、例えば液体燃料輸送用のパイプ、ホース又はチューブなどとして用いる場合、多層構造体の内部を流れる液体燃料と最内層との摩擦により蓄積した電荷がスパークして燃料に引火することを防止するため、導電性フィラーを配合して帯電防止特性を付与することが好ましい。本発明においては導電性フィラーの中でもカーボンナノチューブを用いることが好ましい。ポリアミド組成物(B)にカーボンナノチューブを配合することで、多層構造体の耐低温衝撃性を損なうことなく、ポリアミド層(B)に帯電防止特性を付与することができる。一方、導電性フィラーとしてカーボンブラックやグラファイトを用いた場合、多層構造体の耐低温衝撃性が低下することがあり、用途が限定されてしまう。
カーボンナノチューブは、直径が約5〜20nm、長さが直径の約100〜1000倍のチューブ又は中空繊維である。一般に単一壁及び多重壁の2種類のカーボンナノチューブが知られている。完全な単一壁のカーボンナノチューブの場合、グラファイトシートが円筒形に巻かれ、閉じられた炭素原子のみで構成される。多重壁のカーボンナノチューブは、単一壁ナノチューブを同心状に重ね合わせたものである。単一壁のカーボンナノチューブの場合、直径は2〜3nmである。多重壁のカーボンナノチューブの場合、直径は約10〜30nmである。また、何れの場合も長さは2〜3μmである。
ポリアミド組成物(B)において、変性ポリオレフィン(B2)の含有量は、ポリアミド(B1)100質量部に対し、5〜15質量部であり、好ましくは6質量部以上、より好ましくは7質量部以上、更に好ましくが8質量部以上であり、好ましくは14質量部以下、より好ましくは13質量部以下、更に好ましくは12質量部以下である。変性ポリオレフィン(B2)の含有量が多すぎると成形性が悪くなり、逆に少なすぎると多層構造体の柔軟性が低下する。
また、ポリアミド(B3)の含有量は、ポリアミド(B1)100質量部に対し、5〜20質量部であり、好ましくは6質量部以上、より好ましくは7質量部以上、更に好ましくは8質量部以上であり、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましく8質量部以下である。ポリアミド(B3)の含有量が多すぎると多層構造体のバリア性が低下し、逆に少なすぎると柔軟性が低下する。
また、ポリアミド組成物(B)がカーボンナノチューブ(B4)を含む場合、カーボンナノチューブ(B4)の含有量は、ポリアミド(B1)100質量部に対し、好ましくは1.5質量部以上、より好ましくは1.8質量部以上、更に好ましくは2.0質量部以上であり、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下、更に好ましくは6質量部以下である。
ポリアミド組成物(B)において、各成分の量比が上記の範囲であることにより、本発明の多層構造体を柔軟性、耐薬品性及びガスバリア性に優れたものとすることができる。また、カーボンナノチューブの量比が上記の範囲であることにより、本発明の多層構造体の耐低温衝撃性を損なうことなく、ポリアミド層(B)に帯電防止特性を付与することができる。
なお、本明細書において、多層構造体が筒状成形体等の中空構造体である場合、例えばX/Y/Zの表記は、断りのない限り内側からX、Y、Zの順に積層していることを示す。より具体的には、例えば(B)/(A)と表記した場合、(B)層が内側であることを意味している。多層構造体が(A)層を複数層有する場合、複数の(A)層は同一でも異なっていてもよく、(B)層についても同様である。
本発明の多層構造体を中空構造体又はフィルムなどとして用いる場合、多層構造体の厚みは、用途に応じて適宜設定すればよく特に制限されないが、例えば、0.01〜10mmの範囲が好ましく、より好ましくは0.1〜5mmである。
ポリアミド層(A)及びポリアミド層(B)を、それぞれ押出機を用いて、溶融押出し、ダイ内に供給し、各々環状の流れをなした後、ダイ内もしくはダイ外に同時押出することにより積層する方法(共押出法)、又は、一旦、単層の中空成形体を製造しておき、外側に必要に応じて接着剤を使用し、樹脂を一体化しながら積層する方法(コーティング法)により製造することができる。なお、ポリアミド層(B)が、ポリアミド(B1)、変性ポリオレフィン(B2)及びポリアミド(B3)に加えてカーボンナノチューブ(B4)を更に含む場合、カーボンナノチューブ(B4)は、予め、ポリアミド(B3)と混合してマスターバッチとしてからポリアミド(B1)及び変性ポリオレフィン(B2)と混合してポリアミド組成物(B)を調製することが好ましい。
本発明の多層構造体は、少なくとも一部に波形領域を有していてもよい。ここで波形領域とは、波形形状、蛇腹形状、アコーディオン形状、又はコルゲート形状等に形成した領域をいう。本発明の多層構造体が、例えば、中空構造体である場合、波形領域を有する中空構造体は、直管状の中空構造体を成形した後、モールド成形し、所定の波形形状を形成することにより容易に形成することができる。また、中空構造体に、例えば、コネクタなどの必要な部品を付加したり、曲げ加工によりL字もしくはU字などの形状に成形することもできる。
JIS K7161:1994及びK−7127:1999に準じて測定した。各実施例、参考例及び比較例で作製した厚み200μmのフィルムを10mm×100mmに切り出して試験片とした。株式会社東洋精機製作所製ストログラフを用いて、測定温度23℃、湿度50%RH、チャック間距離50mm、引張速度50mm/minの条件で引張試験を実施し、引張破断伸び率をそれぞれ求めた。引張破断伸び率が250%以上のものを合格とした。
透過断面積11.34cm2のアルミ製のカップにCE10(イソオクタン/トルエン/エタノール=45/45/10容量%)を15ml入れ、各実施例、参考例及び比較例で作製した厚み200μmのフィルムで(B)層を内側(比較例1については(B)層がないため、(A)層を内側)にして開口部を封止し、40℃の雰囲気下に静置した。封止後、300時間後のカップの重量変化を測定した。カップの重量変化が0.2g以下のものをAとし、0.2g超のものをBとした。Aのものを合格とした。
(3−1)接着性(A)
JIS K5600−5−6(ISO2409)に準じて測定した。各実施例及び比較例で作製した厚み200μmのフィルムのポリアミド層(A)にカッターで2mm間隔の碁盤の目状に100目の切り込みを入れ、セロハンテープ(登録商標、ニチバン株式会社製)を切り込み部分に貼り付け、5分以内に60度に近い角度で0.5〜1.0秒で確実に引き離し、ポリアミド層(A)の剥離状況を確認した。
(3−2)接着性(B)
JIS K5600−5−6(ISO2409)に準じて測定した。各実施例、参考例及び比較例で作製した厚み200μmのフィルムのポリアミド層(B)にカッターで2mm間隔の碁盤の目状に100目の切り込みを入れ、セロハンテープ(登録商標、ニチバン株式会社製)を切り込み部分に貼り付け、5分以内に60度に近い角度で0.5〜1.0秒で確実に引き離し、ポリアミド層(B)の剥離状況を確認した。
80℃雰囲気下、500時間CE10に浸漬した各実施例、参考例及び比較例で作製した厚み200μmのフィルムについて、前記(3)と同様の手法にて接着性を評価した。
各実施例、参考例及び比較例で作製した厚み200μmのフィルムの表面抵抗値をロレスタGX MCP−T700(三菱アナリテック(株)製)を用いて測定した。表面抵抗値が1.0×106Ω/□以下のものをAとし、106Ω/□よりも大きいものをBとした。Aのものを合格とした。
−40℃又は−20℃の条件下に各実施例、参考例及び比較例で作製した厚み1000μmのチューブを4時間静置後、300mmの高さから0.9kgの重りを落としてクラックが発生しなかったものを合格とした。評価は10回(n=10)行い、10回のうちのクラックの発生回数で評価した。
製造例1
ポリアミド(B1−1)の製造
撹拌機、窒素ガス導入口、縮合水排出口を備えた容積約3Lの反応容器にアジピン酸730.8g、次亜リン酸ナトリウム一水和物0.6322g及び酢酸ナトリウム0.4404gを仕込み、容器内を十分窒素置換した後、窒素ガスを20ml/分で供給しながら170℃で溶融させた。250℃まで徐々に昇温しながら、そこへメタキシリレンジアミン(MXDA)(三菱ガス化学(株)製)681.0gを滴下し約2時間重合を行い、ポリメタキシリレンアジパミド(ポリアミド(B1−1))を得た。得られたポリアミド(B1−1)の相対粘度(ηr)が2.1、融点(Tm)が237.4℃であった。
ポリアミド(B1−2)の製造
撹拌機、窒素ガス導入口、縮合水排出口を備えた容積約3Lの反応容器にアジピン酸730.8g、次亜リン酸ナトリウム一水和物0.6322g及び酢酸ナトリウム0.4404gを仕込み、容器内を十分窒素置換した後、窒素ガスを20ml/分で供給しながら170℃で溶融させた。280℃まで徐々に昇温しながら、そこへメタキシリレンジアミン(MXDA)(三菱ガス化学(株)製)476.7gと、パラキシリレンジアミン(PXDA)(三菱ガス化学(株)製)204.3gとの混合液(モル比(MXDA/PXDA=70/30))を滴下し約2時間重合を行い、ポリアミド(B1−2)を得た。得られたポリアミド(B1−2)は、相対粘度(ηr)が2.1、融点(Tm)が261.3℃であった。
ポリアミド(B1−3)の製造
撹拌機、窒素ガス導入口、縮合水排出口を備えた容積約3Lの反応容器にセバシン酸800g、次亜リン酸ナトリウム一水和物0.613g及び酢酸ナトリウム0.427gを仕込み、容器内を十分窒素置換した後、窒素ガスを20ml/分で供給しながら170℃で溶融させた。230℃まで徐々に昇温しながら、そこへメタキシリレンジアミン(MXDA)(三菱ガス化学(株)製)536gを滴下し約2時間重合を行い、ポリアミド(B1−3)を得た。得られたポリアミド(B1−3)は、相対粘度(ηr)が2.3、融点(Tm)が191.3℃であった。
ポリアミド(B1−4)の製造
撹拌機、窒素ガス導入口、縮合水排出口を備えた容積約3Lの反応容器にセバシン酸800g、次亜リン酸ナトリウム一水和物0.613g及び酢酸ナトリウム0.427gを仕込み、容器内を十分窒素置換した後、窒素ガスを20ml/分で供給しながら170℃で溶融させた。250℃まで徐々に昇温しながら、そこへメタキシリレンジアミン(MXDA)(三菱ガス化学(株)製)375gと、パラキシリレンジアミン(PXDA)(三菱ガス化学(株)製)161gとの混合液(モル比(MXDA/PXDA=70/30))を滴下し約2時間重合を行い、ポリアミド(B1−4)を得た。得られたポリアミド(B1−4)は、相対粘度(ηr)が2.2、融点(Tm)が212.0℃であった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
ポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)に、変性ポリオレフィンとして無水マレイン酸変性エチレン/プロピレン共重合体(JSR(株)製、JSRT7712SP)を予め混合し、ニーディングディスクを備えたφ37mmスクリュー径の二軸押出機に供給し、シリンダー温度180〜260℃で溶融混練した。溶融樹脂をストランド状に押出した後、これを水槽に導入し、冷却、カット、真空乾燥して、80質量部のポリアミド12及び20質量部の変性ポリオレフィンよりなるポリアミド組成物(A)のペレットを得た。
製造例1で得られたポリアミド樹脂(B1−1)100質量部に対し、変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1質量%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)を10質量部、ポリアミド(B3)としてポリアミド6,12(宇部興産(株)製、「UBEナイロン」7034B)を10質量部予め混合し、ニーディングディスクを備えたφ37mmスクリュー径の二軸押出機に供給して、シリンダー温度240〜260℃で溶融混練した。溶融樹脂をストランド状に押出した後、これを水槽に導入し、冷却、カット、真空乾燥して、ポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
ポリアミド層(A)を形成するためのポリアミド組成物(A)、ポリアミド層(B)を形成するためのポリアミド組成物(B)を用いて、2台の押出機を備えた多層フィルム成形機にて、層(A)押出温度240℃、層(B)押出温度280℃、積層後流路温度280℃にて、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
実施例1と同様にしてポリアミド組成物(A)のペレットを得た。
製造例1で得られたポリアミド(B1−1)85質量部と製造例3で得られたポリアミド(B1−3)15質量部との合計100質量部をポリアミド(B1)として用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)を10質量部、ポリアミド(B3)としてポリアミド6,12(宇部興産(株)製、「UBEナイロン」7034B)を10質量部予め混合し、ニーディングディスクを備えたφ37mmスクリュー径の二軸押出機に供給して、シリンダー温度240〜260℃で溶融混練した。溶融樹脂をストランド状に押出した後、これを水槽に導入し、冷却、カット、真空乾燥して、ポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
実施例1と同様にしてポリアミド組成物(A)のペレットを得た。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表1に記載の組成比で製造例1〜4で得られたポリアミドをブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド6,12(宇部興産(株)製、「UBEナイロン」7034B)を表1に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にして各ポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
ポリアミド10,10(アルケマ(株)製、「リルサン」TESN P213TL)を単独で用いた。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表1に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド6,12(宇部興産(株)製、「UBEナイロン」7034B)を表1に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
ポリアミド11(アルケマ(株)製、「リルサン」BESN P20TL)を単独で用いた。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表2に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド6,12(宇部興産(株)製、「UBEナイロン」7034B)を表2に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
実施例1と同様にしてポリアミド組成物(A)のペレットを得た。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表2に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸2wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5040)及びポリアミド(B3)としてポリアミド6,12(宇部興産(株)製、「UBEナイロン」7034B)を表2に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
実施例1と同様にしてポリアミド組成物(A)のペレットを得た。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表2に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)としてポリアミド6グラフトポリエチレン(アルケマ(株)製、「Apolhya(アポリヤ)」LP−21H)及びポリアミド(B3)としてポリアミド6,12(宇部興産(株)製、「UBEナイロン」7034B)を表2に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
ポリアミド11(アルケマ(株)製、「リルサン」BESN P20TL)を単独で用いた。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表2に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド12(ダイセル製、X7393)を表2に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
実施例1と同様にしてポリアミド組成物(A)のペレットを得た。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表2に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド12(ダイセル製、X7393)を表2に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
実施例1と同様にしてポリアミド組成物(A)のペレットを得た。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表2に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド10,10(アルケマ(株)製、「リルサン」TESN P213TL)を表2に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
実施例1と同様にしてポリアミド組成物(A)のペレットを得た。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表2に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド10,10(アルケマ(株)製、「リルサン」TESN P213TL)を表2に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
ポリアミド11(アルケマ(株)製、「リルサン」BESN P20TL)を単独で用いた。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表2に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド6(宇部興産(株)製、1024B)を表2に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
実施例1と同様にしてポリアミド組成物(A)のペレットを得た。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表2に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド6(宇部興産(株)製、1024B)を表2に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
実施例1と同様にしてポリアミド組成物(A)のペレットを得た。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表2に記載の組成比で製造例1及び3で得られたポリアミド(B1−1)及び(B1−3)をブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド6(宇部興産(株)製、1024B)を表2に示した組成比で混合したこと以外は、実施例2と同様にしてポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例1と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
実施例1と同様にしてポリアミド組成物(A)のペレットを得、これを用いて、1台の押出機からなる単層フィルム成形機にて、押出温度250℃で単層フィルムを成形した。単層フィルムの厚みは200μmであった。
変性ポリオレフィン(B2)及びポリアミド(B3)を用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
ポリアミド(B3)を用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
ポリアミド(B2)を用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
変性ポリオレフィン(B2)及びポリアミド(B3)を用いなかったこと以外は、実施例3と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
ポリアミド(B3)の添加量を変更したこと以外は、実施例3と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
ポリアミド(B3)の添加量を変更したこと以外は、実施例3と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
ポリアミド(B3)の添加量を変更したこと以外は、実施例16と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
ポリアミド(B3)の添加量を変更した以外は、実施例15と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
ポリアミド(B3)の添加量を変更したこと以外は、実施例20と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
ポリアミド(B1)100質量部に対し、変性ポリオレフィン(B2)25質量部及びポリアミド(B3)25質量部を用いたこと以外は、実施例19と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
ポリアミド(B1)100質量部に対し、変性ポリオレフィン(B2)20質量部及びポリアミド(B3)10質量部を用いたこと以外は、実施例19と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。
一方、表3に示されるとおり、ポリアミド層(A)のみではガスバリア性が得られず(比較例1)、ポリアミド層(B)が変性ポリオレフィン(B2)及びポリアミド(B3)のいずれかを欠く場合は柔軟性が得られなかった(比較例2〜5)。また、ポリアミド層(B)において、ポリアミド(B1)、変性ポリオレフィン(B2)及びポリアミド(B3)の組成比が本発明で規定する範囲から外れると、ガスバリア性が得られなかったり、引張破断伸び率が250%以上とならなかったり、成膜できないなどの問題が生じた(比較例6〜12)。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
ポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)を単独で用いた。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
製造例1で得られたポリアミド(B1−1)85質量部と製造例3で得られたポリアミド(B1−3)15質量部との合計100質量部をポリアミド(B1)として用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)を10質量部、ポリアミド(B3)としてポリアミド6(宇部興産(株)製、1024B)を15質量部及び導電性フィラー(B4)としてカーボンナノチューブ(アルケマ(株)製、Graphistrength C100、表中「CNT」と表記する)を5質量部を予め混合し、ニーディングディスクを備えたφ37mmスクリュー径の二軸押出機に供給して、シリンダー温度240〜260℃で溶融混練した。なお、ポリアミド6とカーボンナノチューブは、ポリアミド(B1)及び変性ポリオレフィン(B2)と混合する前に混合してマスターバッチとした。
溶融樹脂をストランド状に押出した後、これを水槽に導入し、冷却、カット、真空乾燥して、ポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
ポリアミド層(A)を形成するためのポリアミド組成物(A)、ポリアミド層(B)を形成するためのポリアミド組成物(B)を用いて、2台の押出機を備えた多層フィルム成形機にて、層(A)押出温度240℃、層(B)押出温度280℃、積層後流路温度280℃にて、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。なお、層Bが内側の層である。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<チューブの製造>
ポリアミド層(A)を形成するためのポリアミド組成物(A)、ポリアミド層(B)を形成するためのポリアミド組成物(B)を用いて、2台の押出機を備えた多層チューブ成形機にて、層(A)押出温度240℃、層(B)押出温度280℃、積層後流路温度280℃にて、層(B)/層(A)からなる多層チューブ(外径:8mm、内径:6mm)を形成した。なお、層(B)が内側の層である。層(A)の厚みは900μmであり、層(B)の厚みは100μmであった。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
ポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)を単独で用いた。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
表4に記載の組成比で製造例1〜4で得られたポリアミドをブレンドしてなるポリアミド(B1)を用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)及びポリアミド(B3)としてポリアミド6(宇部興産(株)製、1024B)、導電性フィラー(B4)としてカーボンナノチューブ(アルケマ(株)製、Graphistrength C100)を表4に示した組成比で混合したこと以外は、実施例21と同様にして各ポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例21と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは160μmであった。
<チューブの製造>
得られたポリアミド組成物(A)及びポリアミド組成物(B)を用いて、実施例21と同様にして、層(B)/層(A)からなる多層チューブ(外径:8mm、内径:6mm)を形成した。なお、層(B)が内側の層である。層(A)の厚みは900μmであり、層(B)の厚みは100μmであった。
ポリアミド組成物(A)としてポリアミド10,10(アルケマ(株)製、「リルサン」TESN P213TL)を単独で用いたこと以外は、実施例22と同様にして多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド組成物(A)としてポリアミド11(アルケマ(株)製、「リルサン」BESN P20TL)を単独で用いたこと以外は、実施例22と同様にして多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸2wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5040)10質量部を用いたこと以外は、実施例21と同様にして多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
変性ポリオレフィン(B2)としてポリアミドでグラフト変性されたポリオレフィン(ARKEMA社製、APOLHYA LP−21H)10質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸2wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5040)10質量部を用い、ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)15質量部を用いたこと以外は、実施例21と同様にして多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)15質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)6質量部を用い、カーボンナノチューブ(アルケマ(株)製、Graphistrength C100)2質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド組成物(A)としてポリアミド11(アルケマ(株)製、「リルサン」BESN P20TL)を単独で用い、ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)15質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド組成物(A)としてポリアミド10,10(アルケマ(株)製、「リルサン」TESN P213TL)を単独で用い、ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)15質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)16質量部を用い、導電性フィラー(B4)としてグラファイト(昭和電工(株)製、UF−G)4質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)16質量部を用い、導電性フィラー(B4)としてカーボンブラック(CABOT製、VULCAN P Carbon Black、表中「CB」と表記する)4質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)を単独で用いて、1台の押出機からなる単層フィルム成形機にて、押出温度250℃で単層フィルムを形成した。単層フィルムの厚みは200μmであった。
ポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)を単独で用いて、1台の押出機からなるチューブ成形機にて単層チューブを形成した。層の厚みは1000μmであった。
ポリアミド(B1)として製造例1で得られたポリアミド(B1−1)を単独で用い、変性ポリオレフィン(B2)を用いなかったこと以外は、実施例21と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド(B3)としてポリアミド6(宇部興産(株)製、1024B)3.75質量部を用い、導電性フィラー(B4)としてカーボンナノチューブ(アルケマ(株)製、Graphistrength C100)1.25質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド(B3)としてポリアミド6(宇部興産(株)製、1024B)45質量部を用い、導電性フィラー(B4)としてカーボンナノチューブ(アルケマ(株)製、Graphistrength C100)15質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)3.75質量部を用い、導電性フィラー(B4)としてカーボンナノチューブ(アルケマ(株)製、Graphistrength C100)1.25質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)45質量部を用い、導電性フィラー(B4)としてカーボンナノチューブ(アルケマ(株)製、Graphistrength C100)15質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)80質量部を用い、導電性フィラー(B4)としてグラファイト(昭和電工(株)製、UF−G)20質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)及び多層チューブの形成を試みた。
ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)80質量部を用い、導電性フィラー(B4)としてカーボンブラック(CABOT製、VULCAN P Carbon Black)20質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)及び多層チューブの形成を試みた。
変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)20質量部を用いたこと以外は、実施例22と同様にして層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)及び多層チューブを形成した。
<ポリアミド組成物(A)の製造>
ポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)を単独で用いた。
<ポリアミド組成物(B)の製造>
製造例1で得られたポリアミド(B1−1)70質量部と製造例3で得られたポリアミド(B1−3)30質量部との合計100質量部をポリアミド(B1)として用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)10質量部及びポリアミド(B3)としてポリアミド6,12(宇部興産(株)製、「UBEナイロン」7034B)10質量部を混合し、ニーディングディスクを備えたφ37mmスクリュー径の二軸押出機に供給して、シリンダー温度240〜260℃で溶融混練した。
溶融樹脂をストランド状に押出した後、これを水槽に導入し、冷却、カット、真空乾燥して、ポリアミド組成物(B)のペレットを得た。
<ポリアミド組成物(B’)の製造>
製造例1で得られたポリアミド(B1−1)70質量部と製造例3で得られたポリアミド(B1−3)30質量部との合計100質量部をポリアミド(B1)として用い、これに変性ポリオレフィン(B2)として無水マレイン酸1wt%変性エチレン/ブテン共重合体(三井化学(株)製、タフマーMH5020)を10質量部、ポリアミド(B3)としてポリアミド12(宇部興産(株)製、UBESTA3030U、相対粘度2.27)を15質量部及び導電性フィラー(B4)としてカーボンナノチューブ(アルケマ(株)製、Graphistrength C100を5質量部を予め混合し、ニーディングディスクを備えたφ37mmスクリュー径の二軸押出機に供給して、シリンダー温度240〜260℃で溶融混練した。なお、ポリアミド12とカーボンナノチューブは、ポリアミド(B1)及び変性ポリオレフィン(B2)と混合する前に混合してマスターバッチとした。
溶融樹脂をストランド状に押出した後、これを水槽に導入し、冷却、カット、真空乾燥して、ポリアミド組成物(B’)のペレットを得た。
<多層構造体の製造>
ポリアミド層(A)を形成するためのポリアミド組成物(A)、ポリアミド層(B)を形成するためのポリアミド組成物(B)及びポリアミド層(B’)を形成するためのポリアミド組成物(B’)を用いて、3台の押出機を備えた多層フィルム成形機にて、層(A)押出温度240℃、層(B)押出温度280℃、層(B’)押出温度280℃、積層後流路温度280℃にて、層(B’)/層(B)/層(A)からなる多層構造体(フィルム)を形成した。層(A)の厚みは40μmであり、層(B)の厚みは140μmであり、層(B’)の厚みは20μmであった。
<チューブの製造>
ポリアミド層(A)を形成するためのポリアミド組成物(A)、ポリアミド層(B)を形成するためのポリアミド組成物(B)及びポリアミド層(B’)を形成するためのポリアミド組成物(B’)を用いて、3台の押出機を備えた多層チューブ成形機にて、層(A)押出温度240℃、層(B)押出温度280℃、層(B’)押出温度280℃、積層後流路温度280℃にて、層(B’)/層(B)/層(A)からなる多層チューブ(外径:8mm、内径:6mm)を形成した。なお、層(B’)が内側の層である。層(A)の厚みは800μmであり、層(B)の厚みは100μmであり、層(B’)の厚みは100μmであった。
一方、表6に示されるとおり、ポリアミド層(A)のみではガスバリア性が得られず(比較例13)、ポリアミド層(B)が変性ポリオレフィン(B2)を欠く場合は柔軟性が得られなかった(比較例14)。また、ポリアミド層(B)において、ポリアミド(B1)、変性ポリオレフィン(B2)及びポリアミド(B3)の組成比が本発明で規定する範囲から外れると、ガスバリア性が得られなかったり、引張破断伸び率が250%以上とならなかったり、成膜できないなどの問題が生じた(比較例15〜18及び21)。また、ポリアミド層(B)において、ポリアミド(B1)、変性ポリオレフィン(B2)及びポリアミド(B3)の組成比が本発明で規定する範囲から外れ、加えて、導電性フィラーとしてカーボンブラックやグラファイトを用いた場合、耐低温衝撃性が低下したり、成膜できない場合があった(比較例19、20)。
Claims (12)
- ポリアミド層(A)及びポリアミド層(B)を有する多層構造体であって、
ポリアミド層(A)が、炭素数10〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数10〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含むポリアミド(a1)及び炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含むポリアミド(a2)からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリアミド(A1)を含むポリアミド組成物(A)から構成され、
ポリアミド層(B)が、キシリレンジアミン由来の構成単位を70モル%以上含むジアミン単位と、炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を70モル%以上含むジカルボン酸単位とを含むポリアミド(B1)、変性ポリオレフィン(B2)、及び、炭素数6〜12のラクタム由来の構成単位及び炭素数6〜12のアミノカルボン酸由来の構成単位の少なくとも一方を含むポリアミド(b1)及び炭素数6〜12の脂肪族ジアミン由来の構成単位及び炭素数10〜12の脂肪族ジカルボン酸由来の構成単位を含むポリアミド(b2)からなる群から選ばれる少なくとも一種のポリアミド(B3)を含み、ポリアミド(B1)100質量部に対し、変性ポリオレフィン(B2)の含有量が5〜15質量部であり、ポリアミド(B3)の含有量が5〜20質量部であるポリアミド組成物(B)から構成される、多層構造体。 - 炭素数4〜12の脂肪族ジカルボン酸が、アジピン酸、セバシン酸又はこれらの混合物である、請求項1に記載の多層構造体。
- キシリレンジアミンが、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン又はこれらの混合物である、請求項1又は2に記載の多層構造体。
- ポリアミド(B1)が、ポリキシリレンアジパミド、ポリキシリレンセバカミド又はこれらの混合物である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多層構造体。
- ポリアミド(B1)が、ポリキシリレンアジパミド及びポリキシリレンセバカミドの混合物であり、ポリキシリレンアジパミドとポリキシリレンセバカミドとの質量比(ポリキシリレンアジパミド:ポリキシリレンセバカミド)が55:45〜85:15である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 変性ポリオレフィン(B2)が、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性α−オレフィンコポリマー及び脂肪族ポリアミドでグラフト変性されたポリオレフィンからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の多層構造体。
- ポリアミド(B3)が、ポリアミド6、ポリアミド6,12、ポリアミド10,10、ポリアミド11及びポリアミド12からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の多層構造体。
- ポリアミド組成物(A)が、変性ポリオレフィン(A2)を更に含むものである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の多層構造体。
- ポリアミド組成物(B)が、カーボンナノチューブ(B4)を更に含むものである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の多層構造体。
- ポリアミド(B1)100質量部に対し、カーボンナノチューブ(B4)の含有量が1.5〜10質量部である、請求項9に記載の多層構造体。
- パイプ、ホース又はチューブの形態である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 燃料輸送用である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の多層構造体。
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