JP2002307624A - ポリアミドおよびフッ素化コポリマーの多層 - Google Patents
ポリアミドおよびフッ素化コポリマーの多層Info
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Abstract
性を有する入手可能な燃料ラインまたは製品の入手。 【解決手段】 クロロトリフルオロエチレンおよび/ま
たはテトラフルオロエチレンならびにアクリルモノマー
との熱処理可能なエチレンコポリマーをベースとする少
なくとも1つの層およびポリアミドをベースとする1つ
の層からなる多層製品により解決される。
Description
オロエチレン(CTFE)および/またはテトラフルオ
ロエチレン(TFE)ならびに少なくとも1つのアクリ
ルモノマーとの熱処理可能なエチレン(E)コポリマー
から生成される少なくとも1つの層と、ポリアミド層と
からなる多層(積層体)[層間で非常に高い接着性を有
することを特徴とする]およびその製造方法に関する。
離層試験において、層間の接着性が非常に高いため試験
片は層の分離なしに破砕し、いかなる場合も層間の接着
力が10N/mm以上である。多層は、層間での優れた
接着性に加え、優れた機械的性質および高い耐薬品性を
示す。
アミドは優れた機械的性質を有するため自動車産業で利
用される燃料ラインの製造に用いられることが、よく知
られている。しかしながら、それらは極性物質、例えば
アルコールを含有するガソリンに対し耐薬品性が低く、
かつ透過性を示す。この透過性により、ほとんどの国の
法律によって規制される危険物質が環境に放出される。
し低い透過性を有する入手可能な燃料ラインまたは製品
の必要性を痛感した。また、クロロトリフルオロエチレ
ンおよび/またはテトラフルオロエチレンとの熱処理可
能なエチレンのフッ素化コポリマー、例えばオースモン
トUSA Inc.により販売されるハーラー(Halar)(登録
商標)は、ポリアミドと比較して、極性物質を含有する
ガソリン、特に自動車産業で用いられる侵略的な(aggr
essive)潤滑油に対しより高い耐薬品性を有することも
公知である。しかしながら、フッ素化コポリマーは高価
であり、その用途が限定される。
可能にするために、フッ素化コポリマーをポリアミドと
結合させて多層が生成される燃料ラインのような製品の
製造が試されてきた。しかしながら、フッ素化コポリマ
ーおよびポリアミドとの間の接着性は非常に低い。本発
明者により行われた試験により、例えば軟化温度で維持
して多層へ圧力を印加すること、または同時押出し成形
による、フッ素化コポリマーE/CTFEとポリアミド
との結合は、接着性が非常に低いことが示されている。
従って、ポリアミドの優れた機械的性質と、フッ素化コ
ポリマーE/CTFEおよび/またはTFEの優れた耐薬
品性とを合わせて有することを特徴とし、10N/mm
以上の層間の接着性を示す入手可能な多層品が必要であ
る。
に、かつ予想外に、以下に定義されるような層を用いて
多層を得ることを見出した。
フルオロエチレンならびに式: CH2=CH−CO−O−R2 (a) (式中、R2は線状または分岐状、シクロアルキル型の
アルキルの1〜20の炭素原子の水素化ラジカルまたは
Hであり、R2は任意にCl、O、Nおよび/または−O
H、−COOH、エポキシド、エステルもしくはエーテ
ルから選択される1以上の官能基を含む;(a)のモノ
マー量はエチレンならびにCTFEおよび/またはTF
Eのモノマーの総量に対し、0.01〜15モル%の範
囲である)のアクリルモノマーとの熱処理可能なエチレ
ンコポリマーをベースとする層および B)40〜300μeq/g、好ましくは45〜150μe
q/gの量の−NH2末端基を有するポリアミドをベースと
する層から少なくともなる多層である。
モノマー(a)を含まないクロロトリフルオロエチレン
および/またはテトラフルオロエチレンとのエチレンコ
ポリマーをベースとする層A1)または層B)を設けて
もよい。層B)の上部に、40μeq/g以下の量の−NH
2末端基を有するポリアミドをベースとする層B1)ま
たは層A)を設けてもよい。
A)および/またはB)が結合(tie)層として作用する
ことにより厚さを減じることができる。A)およびA
1)のフッ素化コモノマーがCTFEであるのが好まし
い。
レン、 − 30〜90モル%、好ましくは45〜65%のテト
ラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンまた
はそれらの混合物から選択されるフッ素化モノマー、 − 前記のモノマーの総量に対し0.05〜15モル%
のアクリルモノマー(a)により生成される。
−ブチルアクリレート(n−BuA)が好ましい。 層A)はまた、ブレンドが、ブレンドのエチレンならび
にCTFEおよび/またはTFEおよびブレンドのモノ
マーの総量に対し0.01〜15モル%の範囲でアクリ
ルモノマー(a)の量を含有するという条件で、層A)
のコポリマーおよび層A1)のコポリマーのブレンドか
ら生成され得る。
(a)はエチレンならびにクロロトリフルオロエチレン
および/またはテトラフルオロエチレンのモノマーの総
量に対し、1モル%以下であるのが好ましい。40μeq
/g以上の−NH2末端基の豊富なポリアミドは、例えば
連鎖移動剤を重合反応で使用するUSP4,543,37
8による公知の方法によって製造され得る。連鎖移動剤
の例としてm−またはp−キシレンジアミン、ヘキサメ
チレンジアミンまたはドデカメチレンジアミンが挙げら
れるであろう。
する層B)のポリアミドはまた−NH2末端基の異なる
含有量を有するポリアミドを混合することにより得ら
れ、最終混合物は40μeq/g以上の量の−NH2末端基
を含有する。層B)のポリアミドは、例えばポリアミド
6(PA6)、ポリアミド66(PA66)、ポリアミ
ド11(PA11)およびポリアミド12(PA12)
のような(コ)ポリアミドであってもよい。層B)のポ
リアミドは任意に1つ以上のジアミンを含んでいてもよ
い。
た本発明の多層が40μeq/g以下の量の−NH2末端基
を有するポリアミドおよび0.01〜5重量%、好まし
くは0.1〜2重量%の1つ以上のジアミンとのブンレ
ンドを層B)として用いることによって得られることも
見出した。本発明者は、40μeq/g以下の多くの−NH2
末端基を有するが1つ以上のジアミンを含まないポリア
ミドを用いて、層間の接着性は取るに足らないことを見
出した(剥離力<<1N/mm)。
ポリアミドは、例えばポリアミド6、ポリアミド66、
ポリアミド11およびポリアミド12のような(コ)ポ
リアミドであってもよい。
たアミン(例えばヘキサメチレンジアミンカルバメート
およびN,N'−ジシンナミリデン−1,6ヘキサジアミ
ンのような)、C4−C20脂肪族ジアミン(例えばドデ
シルジアミンおよびデシルジアミン)、芳香族ジアミン
(例えばパラ−キシリレンジアミン)である。
ラフルオロエチレン(PTFE)、ケイ酸塩、黒鉛、カ
ーボンブラック)、滑剤、顔料、難燃剤、可塑剤ならび
に熱およびUV安定剤のような添加剤を任意に含有して
いてもよい。
ることができる。代わりに、コポリマーの軟化温度で加
熱することよって単層を合わせて層を形成する。好まし
い方法は、例えば燃料ラインが得られる同時押出し成形
である。
し得る燃料に対して高い耐薬品性および低い透過性を有
する。燃料ラインで流動する流体が液体である場合、液
体と接触するポリマー層が、生じた静電気を逃がすこと
が可能でなければならないことが求められる。この目的
のため、公知のように内層を例えば、粉末、繊維、粒子
の形状の黒鉛および/またはカーボンブラックのような
導体で充填する。次いで、そのように充填された層は導
電性になる。ポリマーの導体の量は通常、20重量%以
下である。この量は静電気消失に必要な特定量に応じて
変化可能である。通常、導電層は101〜106Ohmの
範囲の表面抵抗率を有することが必要である。二層A/
Bの場合、導体が液体に接触する層中に存在するなら
ば、導体はA)またはB)に存在し得る。任意に導体は
A)およびB)の両層に存在し得る。多層において、液
体に接触する層は導電性でなければならず、任意に他の
層の1つ以上が導電性であってもよい。
えば外層から内層に順に、以下の多層構造を示す。 − B1(任意)/B/A/A1(任意) − B1(任意)/B/A/A1導電性 − B1(任意)/B/A/B導電性 − B1(任意)/B/A/B/B1導電性 − B1(任意)/B/A導電性 − B1(任意)/B/A/A導電性 層Bのポリアミドは層B1と同じ種類のものが好まし
い。
の厚さは0.05〜0.1mm; − 層Aおよび/またはBが外層である場合、それらの
厚さは0.15〜0.25mm; − 層A1および/またはB1が外層である場合、それ
らの厚さは0.15〜0.25mmである。本発明の多
層は特に燃料ラインの製造に適している。
製造可能にすることであり、コアとは本発明の層B)お
よびジアミンを加えたポリアミド6,6または40〜3
00μeq/gの多数の−NH2基を有するポリアミド6,6
である;シースとは、即ちポリアミドのコアを覆う外層
で、上記に定義されるように層A)である。層A)は1
モル%以下の量のコモノマー(a)を含有することが好
ましい。
せた水に対する高い撥水性が要求される場合、シース・
コア繊維を繊維素材の製造に使用することができる。
の実例を以下に示す。以下の特性付けを、実施例中で用
い、ポリマーに行った。 − メルトフローインデックス(M.I.) フッ素化ポリマーのM.I.をASTM3275−89
の方法により、275℃かつ2,16kgの負荷で測定
する; − 第2の融解温度(TmII) フッ素化ポリマーのTmIIを示差走査熱量測定(DS
C)により測定する; − −NH2末端基 ポリアミドの−NH2末端基の数をm−クレゾール中2
%のポリアミドで溶液を調製し、次に過塩素酸で滴定す
ることによって測定する。
E)/n−ブチルアクリレート(n−BuA) 48.
6/51/0.4モル% コポリマーは例えばEP866079に記載される公知
の方法により製造され、 − M.I. 16.5g/10' − TmII 236℃ を特徴とする。厚さ1.5mmのポリマーのいくつかの
プラックが加圧成形により得られた。
ド12(PA12) 厚さ1.5mmのポリアミドのいくつかのプラックが加
圧成形により得られた。A/B積層体の製造 予め得られた単層AおよびBのプラックを重複させ、圧
力下に270℃の温度で10分間保持した。機械的な力
を加えることによって、層Bから層Aの分離を試みる。
層Aおよび層Bの層間の接着力を測定することはできな
い。層が分離するよう力を強めることにより、剥離が見
られずに製品が壊れる。これは本発明の積層体が高い接
着性を示すことを表している。
48.6/51/0.4モル%を用いる。層B1) 22μeq/gと等しい−NH2末端基を有するPA12 厚さ1.5mmのポリアミドのいくつかのプラックが加
圧成形により得られた。A/B1積層体の製造 予め得られた単層AおよびB1のプラックを重複させ、
圧力下に270℃の温度で10分間保持した。A/B1
積層品は層間でいかなる接着性も示さない。
48.6/51/0.4モル%を用いる。層B 51μeq/gと等しい−NH2末端基を有するPA12 ポリアミドは、実施例1の330gのPA12(−NH
2=110μeq/g)と実施例2の670gPA12(−
NH2=22μeq/g)を機械的に混合することによって
得られた。次いで、ブレンドを直径18mmおよび長さ
が直径の25倍と等しいハステロイ(Hastelloy)C−
276の一軸スクリューブラベンダー(Brabender)押
出機で225℃の融解温度で小球状にした。厚さ1.5
mのプラックを加圧成形により顆粒から製造した。A/B積層品の製造 予め得られた単層AおよびBのプラックを重複させ、圧
力下に270℃の温度で10分間保持した。 機械的な力を加えることによって、層Bから層Aの分離
を試みる。層Aおよび層Bの層間の接着力を測定するこ
とはできない。これは本発明の積層体が単層間で高い接
着性を示すことを表している。
のコポリマーに用いた同じ方法で製造され、 − M.I. 15g/10' − TmII 240℃ を特徴とする。厚さ1.5mmのポリマーのいくつかの
プラックが加圧成形により得られた。 層B1) 実施例2の同じポリアミド;22μeq/gと等しい−NH
2末端基を有するPA12を用いる。A1/B1積層品の製造 予め得られた単層A1およびB1のプラックを重複さ
せ、圧力下に270℃の温度で10分間保持した。 A1/B1積層品は層間でいかなる接着性も示さない。
ル%を用いる。 層B) 実施例1の同じポリアミド;110μeq/gと等しい−N
H2末端基を有するPA12を用いる。A1/B積層品の製造 予め得られた単層A1およびBのプラックを重複させ、
圧力下に270℃の温度で10分間保持した。 A1/B積層品はその層間でいかなる接着性も示さな
い。
た方法によって製造され、 − M.I. 15g/10' − TmII 180°〜200℃ を特徴とする。厚さ1.5mmのポリマーのいくつかの
プラックが加圧成形により得られた。 層B) 実施例1の同じポリアミド;110μeq/gと等しい−N
H2末端基を有するPA12を用いる。A/B積層体の製造 予め得られた単層AおよびBのプラックを重複させ、圧
力下に270℃の温度で5分間保持した。 機械的な力を加えることによって、層Bから層Aの分離
を試みる。層Aおよび層Bの層間の接着力を測定するこ
とはできない。層が分離するよう力を強めることによ
り、剥離が見られずに製品が壊れる。
/55/5モル%を用いる。層B1) 実施例2の同じポリアミド;22μeq/gと等しい−NH
2末端基を有するP12を用いる。A/B1積層品の製造 予め得られた単層AおよびB1のプラックを重複させ、
圧力下に270℃の温度で10分間保持した。 A/B1積層品はその層間でいかなる接着性も示さな
い。
8.6/51/0.4モル%を用いる。層B) 1重量%のジアミンとブレンドした、22μeq/gと等し
い−NH2末端基を有するポリアミドPA12 22μeq/gと等しい−NH2末端基を有する顆粒の1キ
ログラムのポリアミド(PA12)を、1重量%のヘキ
サメチレンジアミン・モノカルバミン酸塩とブレンドし
た。次いで、それを直径18mmおよび長さが直径の2
5倍と等しいハステロイ C-276の一軸スクリューBraben
ber押出機で225℃の融解温度で小球状にした。厚さ
1.5mmのプラックが加圧成形による顆粒から得られ
た。A/B積層品の製造 予め得られた単層AおよびBのプラックを重複させ、圧
力下に270℃の温度で10分間保持した。 機械的な力を加えることによって、層Bから層Aの分離
を試みる。層Aおよび層Bの層間の接着力を測定するこ
とはできない。層が分離するよう力を強めることによ
り、剥離がみられずに製品が壊れる。
ル%)およびコポリマーE/CTFE/n−BuA(40
/55/5モル%)とのブレンド ブレンドを、実施例6における層Aの30gのコポリマ
ーと実施例4における層A1の970gのコポリマーを
混合することによって製造した。次いで、ブレンドを直
径18mmおよび長さが直径の25倍と等しいハステロ
イC−276の一軸スクリューブラベンダー押出機で2
70℃の融解温度で小球状にした。厚さ1.5mmのプ
ラックは加圧成形により顆粒から得られた。
等しい−NH2末端基を有するポリアミドPA12 22μeq/gと等しい−NH2末端基を有する1キログラ
ムの顆粒のポリアミド(PA12)を0.4重量%のヘ
キサメチレンジアミン・モノカルバミン酸塩とブレンド
した。次いで、それを直径18mmおよび長さが直径の
25倍と等しいハステロイ C-276の一軸スクリューBrab
enber押出機で225℃の融解温度で小球状にした。厚
さ1.5mmのプラックが加圧成形による顆粒から得ら
れた。A/B積層品の製造 予め得られた単層AおよびBのプラックを重複させ、圧
力下に270℃の温度で10分間保持した。 機械的な力を加えることによって、層Bから層Aの分離
を試みる。接着力を測定することはできない。層が分離
するよう力を強めて、剥離が見られることなく製品が壊
れる。
用いた。層B) 1重量%のジアミンが添加された、22μeq/gと等しい
−NH2末端基を有する実施例8のポリアミドPA12
を用いた。A1/B積層品の製造 予め得られた単層A1およびBのプラックを重複させ、
圧力下に270℃の温度で10分間保持した。 A1/B積層品はその構成要素の間でいかなる接着性も
示さない。
6/51/0.4モル%)を用い、加圧成形によりプラッ
クを製造した。層B) 実施例1のポリアミド(110μeq/gと等しい−NH2
末端基を有するPA)から厚さ0.3mmのプラック
(結合層)が加圧成形により得られた。層B1) 実施例2の同じポリアミド(22μeq/gと等しい−NH
2末端基を有するPA12)を用い、プラックを製造し
た。A/B/B1多層の製造 予め得られた単層A、BおよびB1のプラックをA/B/
B1の順で重複し、圧力下に270℃の温度で10分間
保持した。 機械的な力を加えることによって、多層A/B/B1の層
B1から層Aの分離を試みる。剥離力を測定することは
できない。これは本発明の多層が層間で高い接着性を示
すことを表している。
を用い、プラックを製造した。層A) 実施例6のコポリマー(E/CTFE/n−BuA 40
/55/5モル%)から厚さ0.3mmのプラック(結合
層)を加圧成形により得た。層B) 実施例9のポリアミド(0.4重量%のジアミンが添加
され、22μeq/gと等しい−NH2末端基を有するPA
12)を用い、プラックを製造した。A1/A/B多層の製造 予め得られた単層A1、AおよびBのプラックをA1/
A/Bの順で重複させ、圧力下に270℃の温度で10
分間保持した。 機械的な力を加えることによって、A1/A/B多層の層
Bから層A1の分離を試みる。剥離力を測定することは
できない。これは、本発明の多層が層間で高い接着力を
示すことを表している。
的性質と、フッ素化コポリマーE/CTFEおよび/また
はTFEの優れた耐薬品性とを合わせて有することを特
徴とし、10N/mm以上の層間の接着性を示す多層品
が入手可能となった。
Claims (10)
- 【請求項1】 A)クロロトリフルオロエチレンおよび
/またはテトラフルオロエチレンならびに式: CH2=CH−CO−O−R2 (a) (式中、R2は線状または分岐状、シクロアルキル型の
アルキルの1〜20の炭素原子の水素化ラジカルまたは
Hであり、R2は任意にCl、O、Nおよび/または−O
H、−COOH、エポキシド、エステルもしくはエーテ
ルから選択される1以上の官能基を含む;(a)のモノ
マー量はエチレンならびにクロロトリフルオロエチレン
および/またはテトラフルオロエチレンのモノマーの総
量に対し、0.01〜15モル%の範囲である)のアク
リルモノマーとの熱処理可能なエチレンコポリマーをベ
ースとする層および B)40〜300μeq/g、好ましくは45〜150μe
q/gの量の−NH2末端基を有するポリアミドをベースと
する層から少なくともなる多層製品。 - 【請求項2】 B)のポリアミドが1つ以上のジアミン
を含有する請求項1による多層製品。 - 【請求項3】 層A)の熱処理可能なコポリマーは、 − 10〜70モル%、好ましくは35〜55%のエチ
レン; − 30〜90モル%、好ましくは45〜65%の、テ
トラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンま
たはそれらの混合物から選択されるフッ素化モノマー、
好ましくはクロロトリフルオロエチレン(CTFE); − 前記のモノマーの総量に対する0.05〜15モル
%のアクリルコモノマー(a)、好ましくはn−ブチル
アクリレートにより生成される請求項1または2による
多層製品。 - 【請求項4】 層A)が層A)のコポリマーおよびアク
リルモノマーを含まない同じコポリマーとのブレンドに
より生成され、ただし、ブレンドが、ブレンドのエチレ
ンならびにCTFEおよび/またはTFEのモノマーの
総量に対し、0.01〜15モル%の範囲量のアクリル
モノマー(a)を含有する請求項1〜3のいずれか一つ
による多層製品。 - 【請求項5】 層B)のポリアミドが、−NH2末端基
の異なる含有量を有するポリアミドのブレンドにより生
成され、ただしブレンドが40μeq/g以上の量の−N
H2末端基を含有する請求項1〜4のいずれか一つによ
る多層製品。 - 【請求項6】 層B)が40μeq/g以下の量の−NH2
末端基を有し、かつ0.01〜5重量%、好ましくは
0.1〜2重量%の1つ以上のジアミンとブレンドした
ポリアミドである請求項1〜5のいずれか一つによる多
層製品。 - 【請求項7】 ジアミンが、ヘキサメチレンジアミンカ
ルバメート、N,N'−ジシンナミリデン−1,6−ヘキ
サジアミン、ドデシルジアミンおよびデシルジアミン、
パラ−キシリレンジアミンからなる群から選択される請
求項1〜6のいずれか一つによる多層製品。 - 【請求項8】 層Aの上部に、アクリルモノマー(a)
を含まないクロロトリフルオロエチレンおよび/もしく
はテトラフルオロエチレンとのエチレンコポリマーをベ
ースとする層A1)を設け、ならびに/または層B)の
上部に、40μeq/g以下の量の−NH2末端基を有する
ポリアミドをベースとする層B1)を設ける請求項1〜
7のいずれか一つによる多層製品。 - 【請求項9】 シース・コア繊維の形状である請求項1
〜8のいずれか一つによる多層製品。 - 【請求項10】 少なくとも燃料ラインに接触する内層
が、黒鉛およびまたはカーボンブラックを組み込むこと
により導電性になる請求項1〜8のいずれか一つによる
多層で製造される燃料ライン。
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