WO2004046600A1 - 多層チューブ - Google Patents

Abstract

従来の多層チューブでは得られなかった格段の低透過性能を得ることができるようにした多層チューブを提供する。熱可塑性樹脂を材料とする複数の樹脂層からなる多層構造を有する多層チューブにおいて、複数の樹脂層のうち、少なくとも２層以上の低透過性樹脂層を有し、その各々を異なる低透過性樹脂材料から構成する。

Description

多層チューブ 技 術 分 野

本発明は、 自動車の燃料配管に用いられる多層チューブに係り、 特に、 燃料に 対する低透過性能を格段に向上明させ得る多層チューブに関する。 背 景 技 術

田

従来、 自動車の燃料配管に用いられるチューブとしては、 金属製のチューブの 外周面をメツキ被膜や樹脂被膜で被覆したものが一般に用いられ、 被膜材料や被 膜層構造の改良により耐食性ゃ耐薬品性などの性質を強化している。

近年、 この種の燃料配管用のチューブとしては、 上記の金属製のチューブの他 に、 樹脂チューブが用いられるようになってきている。 樹脂チューブは、 金属チ ユープと違って鲭びることがなく、 また、 加工が容易、 設計上の自由度が大きく 、 軽量であるなどの数々の利点がある。

樹脂チューブを燃料配管に用いる場合に一番の問題となる点は、 ガソリンに対 する低透過性能が低いということである。

従来技術に係る多層樹脂チューブの中には、 低透過性能を向上させるため、 ガ ソリンに接触する最内層を低透過性の樹脂から形成し、 その外側に接着層を介し て最外層にポリアミド樹脂などを用いた多層チューブがある。

しかしながら、 近時、 欧米では、 環境問題との関係から、 燃料配管について燃 料透過性能に対する規制がますます強化されてきており、 従来の多層チューブで は、 低透過性能に限界があり、 規制をクリアすべく、 樹脂チューブの低透過性能 の強化が急務になっている。 発 明 の 開 示

そこで、 本発明の目的は、 前記従来技術の有する問題点を解消し、 従来の多層 チューブでは得られなかった格段の低透過性能を得ることができるようにした多 層チューブを提供することにある。

前記の目的を達成するために、 本発明は、 熱可塑性樹脂を材料とする複数の樹 脂層からなる多層構造を有する多層チューブにおいて、 前記複数の樹脂層は、 少 なくとも 2層以上の低透過性樹脂層を有し、 その各々の低透過性樹脂層が異なる 低透過性樹脂材料からなることを特徴とするものである。

また、 本発明は、 熱可塑性樹脂を材料とする複数の樹脂被膜からなる多層構造 を有する多層チューブにおいて、 前記樹脂層は、 少なくとも 2層以上の低透過性 樹脂層を有し、 そのうち、 一層を構成する熱可塑性樹脂がエチレンテトラフロロ エチレン （ETFE) 、 リキッドクリスタラインポリマー （LCP) 、 ポリフエ 二レンサノレフアイ ド （PP S) 、 エチレンビニノレアルコール (E VOH) 、 ポリ ブチレンナフタレート (PBN) のいずれかであることを特徴としている。 さらに、 本発明は、 熱可塑性樹脂を材料とする複数の樹脂層からなる多層構造 を有する多層チューブにおいて、

前記樹脂層のうち、 2つの樹脂層が低透過性樹脂層からなり、 これらの低透過 性樹脂層が、

a) エチレンテトラフロロエチレン （ETFE) とからなる低透過樹性榭脂層 と、 エチレンビエルアルコール (EVOH) からなる低透過性榭脂層、

b) エチレンテトラフロロエチレン （ETFE) からなる低透過性樹脂層と、 ポリフエ二レンサルファイ ド （PP S) とからなる低透過性樹脂層、

c) リキッドクリスタラインポリマー （LCP) からなる低透過性樹脂層とェ チレンテトラフロロエチレン （ETFE) からなる低透過性樹脂層、

d) ポリプチレンナフタレート （PBN) からなる低透過性樹脂層と、 ェチレ ンテトラフロロエチレン （ETFE) からなる低透過性樹脂層、

e) ポリプチレンナフタレート （PBN) からなる低透過性樹脂層と、 ポリフ ニレンサルファイ ド （P P S) からなる低透過性樹脂層、

のうち、 a) 乃至 e) のいずれかに該当することを特徴とするものである。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の第 1実施形態による多層チューブの横断面図である。 図 2は、 第 1実施形態の他の構成例の多層チューブを示す横断面図である。 図 3は、 本発明の第 2実施形態による多層チューブの横断面図である。

図 4は、 第 2実施形態の他の構成例の多層チューブを示す横断面図である。 図 5は、 実施例に係る多層チューブの透過性試験の結果を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明による多層チューブの一実施形態について、 添付の図面を参照し ながら説明する。

第 1実施形態

図 1は、 本発明の第 1実施形態による多層チューブの横断面を示す。 この第 1 実施形態に係る多層チューブは、 5層の樹脂層からなるチューブである。 燃料に 直接触れる最内層の第 1層と、 第 3層が低透過性の熱可塑性樹脂を材料とした低 透過性樹脂層である。 この第 1層と第 3層との間には接着層である第 2層を介在 させている。 最外層である第 5層は、 低透過性の熱可塑性樹脂を特に材料とする ものではなく、 ポリアミドからなる樹脂層である。 このような多層チューブは、 共押出し成形法により成形される。

低透過性榭脂層の材料となる熱可塑性樹脂として好適なものには、 エチレンテ トラフ口口エチレン (ETFE) 、 リキッドクリスタラインポリマー （LCP) 、 ポリフエ二レンサノレフアイ ド （P P S) 、 エチレンビニノレアノレコーノレ (E VO H) 、 ポリプチレンナフタレート （PBN) 、 ポリフッ化ビニリデン （PVDF ) などを挙げることができる。

第 1層の材料と第 3層の材料には異なる種類の低透過性樹脂が用いられる。 例 えば、 第 1層の材料に、 レギュラーガソリンに対して低透過性の大きなエチレン テトラフロロエチレン （ETFE) を用いるとすれば、 第 3層の材料には、 アル コール混合ガソリンに対して低透過性の大きなエチレンビュルアルコール (E V OH) というように、 低透過特性の異なる材料が組み合わされる。

また、 材料にリキッドクリスタラインポリマー （LCP) を主体に用いる場合 、 L C Pの粉碎粉を P All、 PA12、 ETFE, P P S、 PBN、 EVOH：、 そ の他の熱可塑性樹脂に混合した樹脂を材料とすることにより、 共押出をするとき の樹脂の温度管理が容易になる。 すなわち、 L C P単独では、 他の樹脂に比べて 融点が著しく高いため、 共押出の際の温度管理が困難になるが、 L C Pの粉砕粉 と混合することにより、 かかる欠点を解消できる。

この低透過性樹脂の混合物については、 L C Pに限らず、 L C P、 E T F E、 P P S、 P B N、 E V O Hのうち、 いずれかの樹脂を粉砕したものをそれ以外の 任意の熱可塑性樹脂に混合した樹脂を用いることができる。

次に、 図 2は、 5層の樹脂層からなるチューブの構成例を示す横断面である。 この多層チューブでは、 最内層の第 1層と最外層の第 5層が異なる種類の低透過 性熱可塑性榭脂からなる層で、 第 3層が低透過性のない樹脂層、 第 2層、 第 4層 が接着層から構成されている。

このように最内層の第 1層を低透過性樹脂層として構成した場合、 他方の低透 過性樹脂層は、 第 3層でも、 第 5層のいずれであってもよい。

第 1層には、 材料の低透過性熱可塑性樹脂にカーボン等の導電性フィラーを混 入した物を用いることで、 低透過性でかつ導電性を付与するようにしてもよい。 そうすることにより、 燃料と第 1層との間の摩擦により生じる静電気を外部に逃 がすことができる。

第 1層を導電性とした場合、 低透過性樹脂層である第 5層には導電性は付与し ない。 第 1層は、 導電性を付与したことにより、 低透過性能が低下するが、 第 5 層で低透過性能を十分にカバーすることができ、 チューブ全体としての低透過性 能には、 導電性の影響を最小限にすることができる。

第 2実施形態

次に、 図 3は、 本発明の第 2の実施形態による多層チューブの横断面を示す。 この第 2実施形態に係る多層チューブは、 6層の樹脂層からなるチューブである 最内層の第 1層は、 非低透過性の熱可塑性樹脂、 例えば、 ポリアミドにカーボ ン等のフイラ一を混合して導電性を付与した樹脂層である。 第 2層と第 4層が低 透過性の熱可塑性樹脂を材料とした低透過層である。 第 3層と第 5層が接着層で ある。 最外層である第 6層は、 低透過性の熱可塑性樹脂を特に材料とするもので はなく、 ポリアミドからなる樹脂層である。 このような 6層からなるチューブは 、 共押出し成形法により成形される。 第 2層の材料と第 4層の材料には異なる種 類の低透過性樹脂が用いられる点は、 第 1実施形態と同様である。

低透過樹脂層の材料となる熱可塑性樹脂として好適なものには、 エチレンテト ラフロロエチレン (ETFE) 、 リキッドクリスタラインポリマー （LCP) 、 ポリフエ二レンサルファイ ド （PP S) 、 ポリプチレンナフタレート （PBN) 、 ポリフッ化ビニリデン （PVDF) などを挙げることができる。

また、 各低透過樹脂層の樹脂としては、 上記の熱可塑性榭脂を単独に用いる他 、 何れかの樹脂の粉碎粉をそれ以外の任意の熱可塑性樹脂に混合したものを材料 としてもよい。

以上のように構成される多層チューブによれば、 第 1層で静電気を逃がすため に導電性を確保し、 第 2層、 第 4層で二重に低透過性樹脂層を設けることができ 、 しかも、 それぞれ異なる低透過特性を持つようにすることができる。

次に、 図 4は、 6層の樹脂層からなる多層チューブの構成例を示す横断面であ る。 この多層チューブでは、 最内層の第 1層が低透過性熱可塑性樹脂にカーボン 等のフィラーを混入した材料からなる層である。 その他の層は図 3の多層チュー ブと同様である。 この多層チューブによれば、 導電性とともに、 より低透過性能 を向上させることができる。

実施例

次に、 図 3の第 2実施形態について、 第 2層と第 4層の低透過性樹脂層の材料 に図 5に示す材料の組合せを用いた実施例について説明する。

各実施例において、 チューブの内径は 6. Oram, 第 1層 （ポリアミ ド） の肉厚 が 0. 2mm、 第 2層の肉厚が 0. 1瞧、 第 3層 （接着層） の肉厚が 0. 1瞧、 第 4層の肉厚が 0. 2醒、 第 5層 （接着層） の肉厚が 0. 1腿、 第 6層 （ポリアミ ド） の肉厚が 0. 3 mmである。

透過性試験の媒体として、 レギュラーガソリンと、 アルコール混入ガソリンを 用い、 CARB DB Lで規定されている燃料透過性試験を行った。 ◎、 〇、 △ は、 低透過性能の評価を示す。

◎は、 レギュラーガソリン、 アルコール混入ガソリンの両者に対して低透過性 能に優れていたことを示す。 〇は、 レギュラーガソリンに対して、 低透過性能に優れていたことを示す。

△は、 アルコール混入ガソリンに対して、 低透過性能に優れていたことを示す 全体としての傾向は、 低透過性樹脂層のうち、 一層を LCPとするチューブは 、 媒体を選ばず低透過性能の向上を図ることができる。 また、 一層を EVOHと するチューブは、 アルコール混入ガソリンに対して低透過性能の向上がみられる 二層のうち一層 （好ましくは第 1層） を ETFEとすることで、 本来、 レギュ ラーガソリンに対する低透過性能の向上に実績があり、 アルコールに対して弱か つた ETFEの性質を、 他の層を P P S、 PBN、 L C Pのいずれかを用いるこ とで補完して、 燃料の種類を選ばない低透過性能とすることができることがわか る。

また、 アルコール混入ガソリンに対して弱くレギュラーガソリンに対して強い EVOHと他の樹脂 P P S、 L CPのいずれかを組合わせることで、 燃料の種類 を選ばない低透過性能とすることができることがわかる。

なお、 これらの樹脂の組合せの中で、 最もよい低透過性能を発揮したのは、 P P Sと L C Pの組合せであつた。

以上の説明から明らかなように、 本発明によれば、 従来の多層チューブでは得 られなかった抜群の低透過性能を得ることができ、 また、 低透過性樹脂の組合せ により、 特定の燃料に対する低透過性能を向上させたり、 特定の燃料に対して低 透過性能の弱い樹脂の透過性能を補完したり、 あるいは、 低透過性とともに伝導 性を付与したりというように、 多面的な低透過性能の強化を実現することができ る。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 熱可塑性樹脂を材料とする複数の樹脂層からなる多層構造を有する多層 チューブにおいて、

前記複数の樹脂層は、 少なくとも 2層以上の低透過性樹脂層を有し、 その各々 の低透過性樹脂層が異なる低透過性樹脂材料からなる

ことを特徴とする多層チューブ。

2. 前記低透過性樹脂層は、 それぞれエチレンテトラフロロエチレン （ET FE) 、 リキッドクリスタラインポリマー （LCP) 、 ポリフエ-レンサルファ イ ド （PP S) 、 エチレンビュルアルコール （EVOH) 、 ポリプチレンナフタ レート （PBN) 力 ら選択した低透過性樹脂材料からなる

ことを特徴とする請求項 1に記載の多層チュープ。

3. エチレンテトラフロロエチレン （ETFE) 、 リキッドクリスタライン ポリマー （LCP) 、 ポリフエ二レンサルファイ ド （P P S) 、 エチレンビニノレ アルコール (E VOH) 、 ポリブチレンナフタレ一 1、 (PBN) のうち、 何れか の樹脂を粉砕し、 混合物としてそれ以外の任意の熱可塑性樹脂に混ぜ合わせた樹 脂からなる低透過性樹脂層を有する

ことを特徴とする請求項 1に記載の多層チューブ。

4. 熱可塑性樹脂を材料とする複数の樹脂層からなる多層構造を有する多層 チューブにおいて、

前記樹脂層は、 少なくとも 2層以上の低透過性樹脂層を有し、 そのうち、 一層 を構成する熱可塑性樹脂がエチレンテトラフロロエチレン （ETFE) 、 リキッ ドクリスタラインポリマー （LCP) 、 ポリフエ二レンサルファイ ド （PP S) 、 エチレンビニノレアノレコーノレ (E VOH) 、 ポリブチレンナフタレート (PBN ) のいずれかである

ことを特徴とする多層チューブ。

5. 前記樹脂層のうち最内層が、 エチレンテトラフロロエチレン （ETFE ) からなる低透過性樹脂層である

ことを特徴とする請求項 4に記載の多層チューブ。

6. 熱可塑性樹脂を材料とする複数の樹脂層からなる多層構造を有する多層 チューブにおいて、

前記樹脂層のうち、 2つの樹脂層が低透過性樹脂層からなり、 これらの低透過 性樹脂層が次の a) 乃至 e)

a) エチレンテ トラフロロエチレン (ETFE) とからなる低透過樹性樹脂層 と、 エチレンビニルアルコール (EVOH) からなる低透過性樹脂層、

b) エチレンテトラフロロエチレン (ETFE) からなる低透過性樹脂層と、 ポリフエユレンサルファイ ド （PP S) とからなる低透過性樹脂層、

c) リキッドクリスタラインポリマー （LCP) からなる低透過性樹脂層とェ チレンテトラフロロエチレン (ETFE) からなる低透過性樹脂層、

d) ポリブチレンナフタレート (PBN) からなる低透過性樹脂層と、 ェチレ ンテトラフロロエチレン （ETFE) からなる低透過性樹脂層、

e) ポリプチレンナフタレート (PBN) からなる低透過性樹脂層と、 ポリフ 工ニレンサルフアイ ド (P P S) からなる低透過性樹脂層

のいずれかに該当する

ことを特徴とする多層樹脂チューブ。

7. 前記低透過性樹脂層のうち、 一層は導電性材料を含有し、 最内層の樹脂 層を構成する

ことを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれかの項に記載の多層チューブ。