JPH09504594A - 高圧流体用パイプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 内側の多層コア(1)、有効なバリアとして機能するポリアミドまたはEVOHからできている外側層、および、外側耐圧強化材を含むパイプ。前記外側強化材は、コア(1)の周囲に配置されている少なくとも１層のフィラメント強化構造体(4)、外側被覆層(7)、および、内側コア層に強化材(4)を結合するための少なくとも１種の結合剤を含む。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧流体用パイプ 本発明は高圧流体用パイプに関し、そしてより詳細には、冷凍機流体のような 状態変化を起こす流体を輸送するためのパイプに関する。 フレオン（最も最近のバージョンではR134a が知られている）のような冷凍機 流体用の現在のパイプは、ゴム中に埋め込まれ、そして加硫が起こるときに様々 な層に固定される強化材を含む多層エラストマーから作られている。 幾つかのこのようなパイプは、輸送されている冷凍機流体が液体状態でもまた は気体状態でも、この流体に対する壁の不透過性を上げるために、ポリアミドの ようなプラスティック材料の層により形成された内側ライニングを含む。 このようなパイプの主たる欠点は、その重量、その嵩およびその可撓性の欠如 にある。 本発明は、冷凍機流体に対するバリアを提供するように設計された要素を耐圧 用の要素から分離することによりこれらの欠点をなくそうとするものである。本 発明は、このように、多層バリア機能を発揮する内側コアおよび耐圧用の外側部 分を有するパイプを提案する。 内側コアの性質、および、特に、その外層を形成している材料の性質は、パイ プの外側部分がどのように作られることができるかに対しての制約をなす。一般 に、前記外層表面は、フィラメント強化構造体を結合することが事実上不可能な ポリアミドである。多くの試験の後に、本発明は、この内側構造体とフィラメン ト強化材との特異的な結合を提案する。この結合は、高品質であることに加えて 、 特に、高温および高圧下でも比較的に薄い壁でパイプを製造することを可能にし 、そのため、パイプに大きな可撓性を付与する。 本発明は、それ故、内側コアの外側構造が有効なバリア機能を提供するポリア ミドから作られている内側コア、および、耐圧である外側強化材を含むパイプを 提供し、前記強化材が、コアの周囲に配置された織物組織、ブレードまたはニッ トのようなフィラメント強化構造体、ポリオレフィンまたはポリプロブチルを基 礎とする熱可塑性ゴムの外側被覆層、および、少なくとも前記フィラメント構造 と内側コアの間の結合を確実にする少なくとも１種の結合剤を含む。コアの外層 表面と、使用するスレッド（芳香族ポリアミドまたはポリエステル）の性質の適 合性が低かったので、多くの試験を行い、有効な結合剤は、ホットメルトポリウ レタンまたはホットメルトポリアミド或いは熱硬化性ポリエステルのいずれかで なければならないことが判った。 好ましくは、内側コアは、ポリアミドの３層を含み、外側層はポリアミドエラ ストマーから製造されている。ポリアミドエラストマーは、例えば、EMS CHEMIE AG，Zurich，Switzerlandにより開発された製品であるタイプELY 60またはELX2 3NZ のコポリアミドエラストマーである。コアは同時押出により製造され、そし て優れたバリアおよび耐薬品性を保持しながら、可撓性パイプ中で冷凍機流体を 輸送するという課題に対する有利な解決法となるものである。コアは、ポリアミ ドの２つの層の間に、または、前記層の外側に、同時押出されたEVOH層を含むこ ともできる。 第一の態様において、外側強化材は、コア上にホットメルトポリアミド若しく はポリウレタンまたは熱硬化性ポリエステルを押出し、その後、フィラメント構 造体（芳香族ポリアミド若しくはポリエステル繊維から作られた織物組織、ブレ ードまたはニット）を設置し、 そして、その後、その上に、ホットメルトポリアミド若しくはポリウレタンまた は熱硬化性ポリエステルの第二の層を押出し、好ましくはマレイン酸の同時押出 を伴って押出することにより製造され、それにより熱可塑性ゴムの外側層との結 合が強化される。 この方法の変法において、コアとフィラメント構造体との間には１層のみの結 合剤を配置すれば十分である。別の変法において、結合剤は、フィラメント構造 体と、外側層またはコアのいずれかの間に配置されてよく、但し、前記結合剤の 粘度はフィランメント構造体を通してしみ出て、コアまたは外側層に到達するこ とができるものである。 フィラメント構造体が周囲の巻かれたスレッドのテープからできているときに は、コア状に連続してまたは反対方向に巻かれたスレッドの２層シートの間に１ 層の結合剤を適用することが可能である。 もし、より剛性のパイプが必要ならば、熱可塑性ゴムはポリアミド層で置き換 えられてもよく、このような状況下では、マレイン酸は必須ではない。 別の変形の態様において、ホットメルトポリアミド若しくはポリウレタンまた は熱硬化性ポリエステルで予備含浸された繊維を基礎とするフィラメント構造体 は中心コアの周囲に設置される。コア、スレッドおよび外側層の間で達成される 結合の質はさほど良好でないが、コストは低く、そして特定の用途ではその結合 で十分である。 別の特徴および利点は、例示により与えられる次の本発明の態様の説明から明 らかになるであろう。 添付の図面を参照し、ここで、 図１は本発明のパイプの第一の態様を構成する様々な層を示す図である。 図２、３および４は図１の態様の変型を示す図である。 図１に示している管１は、本質的に複数のポリアミド層からできている内側コ ア２を含み、例えば、３層のこれらの層は約0.35mmの厚さであるポリアミドの内 側層12、約0.2mm の厚さであるポリアミドエラストマーの中間層、および、0.45 mmの厚さであるポリアミドの外側層６であり、コアは約1mm の厚さを有する管状 の壁を形成するように同時押出される。 それから、本発明のパイブは、内側コア上に押出されたホットメルトポリアミ ド若しくはポリウレタンまたは熱硬化性ポリエステルの層３を含み、繊維のカバ ー、ブレードまたはニット４がその上に配置され、ここで、繊維はポリエステル またはケブラー（登録商標）のような芳香族ポリアミドからできていることがで きる。 層５は層３と同一であり、即ち、ホットメルトポリアミド若しくはポリウレタ ンまたは熱硬化性ポリエステルの層であり、ポリオレフィン若しくはポリプロブ チルを基礎とする熱可塑性ゴムから作られた外側層７への中間層の結合を改善す るマレイン酸の層６で、同時押出により被覆されている。層３および層５の厚さ は約5/100 〜1/10mmである。層７の厚さは1mm 〜2mm の範囲である。マレイン酸 の層は100分の数ミリメートル〜1mm の厚さである。 ホットメルトポリウレタン若しくはポリアミドまたは熱硬化性ポリエステルの ような結合剤を使用することの利点が観測されるはずであり、それらは溶剤ベー スの接着剤よりも非常に高い温度(150〜200 ℃)で良好な強度および良好な性能 を示す。 図２は、本発明のパイプの別の態様を示す。結合剤５の層５は無くしてあり、 それ故、層３の１層のみである。幾つかの場合に、結合剤の粘度は、フィラメン ト構造体４の隙間を流れ、それにより、必要ならばマレイン酸６の層を介して外 側層７に到達することができるように選ばれる。より明確には、単一の層３およ び密な強化材 ４からできているパイプの複合材を下記に提供し、それは本発明の結合剤を透過 させなかった。この複合材は、35バールの圧力および135 ℃の温度で、その機械 品質およびバリア品質を保持する点で満足された。このように、多層内側コアは 、スイスの会社のEMS CHEMIE AG により製造された変性ポリアミドELX23NZ の外 側層を含み、内側コアと強化材との間の結合剤は、NATIONAL STARKのPurfect254 または413 である架橋性ポリウレタン接着剤であり、強化層はAKZOのDIOLEN 855 T の1440dtexのポリエステルスレッドから作られており、前記強化材と熱可塑性 エラストマーの外側層との間の接着剤はEXXON のPO 1015 F であるマレイン酸製 品であり、そして熱可塑性エラストマーはSANTOPREN タイプであり、AES のEPDM ポリプロピレン(101-64)およびDSM のブチルポリプロピレンの両方とも適切であ る。接着剤は温水を用いた既知の方法により架橋された。 図３は本発明のパイプを製造するための別法を示す。結合剤の層３をなくし、 層５のみとなり、その粘度はフィラメント構造体４の隙間を透過し、それにより 内側コア２に到達することができるように決められる。 最後に、図４はスレッド4aおよび4bの２層のシートを次々に巻くことにより製 造されたフィラメント構造体を示し、前記シートはコアの軸周囲に反対方向に向 かって巻かれている。この場合、結合剤は組織を構成している２層のシート4aお よび4bの間に配置された単一の層８に限定されることができ、前記結合剤は少な くともコアにしみ出る。 パイプの別の態様において、層３および５はなく、そして織物のまたは編物の 繊維強化材はホットメルト物質で直接的に含浸される。その後、結合は、当然、 強化材４と内側コア２または外側層７の間の接触点に限定され、マレイン酸６は この外側の結合のために加え られる。 特定の用途において、ポリアミドの外側層を有し、それにより、パイプにより 大きな剛性を付与し、マレイン酸はホットメルトポリウレタン（またはポリアミ ド）と外側層との間に必要なくなることが好ましい。 最後に、同時押出によりEVOHの層を加えることにより内側コアの構造を変える ことができ、ここで、EVOHはそれ自体、周知の物質であり、そしてガソリンの特 定の成分に対するバリアとして有効であることが知られている。EVOH層は多層の ポリアミドの外側に配置されることができ、そして、フィラメント強化構造体お よびブチルポリプロピレン若しくは熱可塑性ゴムの可撓性外側層の適合性および 結合が同じく困難であるので、本発明の手段は適用される。 本発明は重量が軽く、且つ、小さい直径であり、バリアを構成することおよび 圧力(35 バール)および温度(135℃)に耐えることに関して良好な性能を有するパ イプを得ることが可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｉ，ＳＫ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．多層コア層（１）の外側層が有効なバリア機能を提供するためにポリアミ ドまたはＥＶＯＨからできている多層内側コア（１）、および、耐圧である外側 強化材を含むパイプであって、前記パイプは、前記外側強化材がコア（１）の周 囲に配置された、少なくとも１層のフィラメント強化構造体（４）、被覆外側層 （７）、および前記強化構造体（４）を内側コア（１）に結合するための結合剤 （３，５）を含み、前記結合剤がポリウレタン若しくはポリアミドホットメルト 接着剤および熱硬化性ポリエステルから選ばれたものであることを特徴とするパ イプ。 ２．フィラメント構造体（４）のいずれかの面に面している層にフィラメント 構造体（４）を結合するための結合剤（３，５）がホットメルトポリウレタンで あることを特徴とする請求の範囲１記載のパイプ。 ３．フィラメント構造体（４）のいずれかの面に面している層にフィラメント 構造体（４）を結合するための結合剤（３，５）がホットメルトポリアミドであ ることを特徴とする請求の範囲１記載のパイプ。 ４．結合剤（５）および被覆外側層（７）の間にマレイン酸の層（６）を含む ことを特徴とする、先行のいずれか１項記載のパイプ。 ５．フィラメント構造体（４）を被覆外側層（７）に結合する結合剤がマレイ ン酸の層（６）できていることを特徴とする請求の範囲１記載のパイプ。 ６．中心の管状コア（２）が複数のポリアミド層をＥＶＯＨ層とともに同時押 出することにより得られたものであることを特徴とする先行の請求の範囲のいず れか１項記載のパイプ。 ７．ＥＶＯＨ層が２層のポリアミド層の間に挟まれていることを特徴とする請 求の範囲６記載のパイプ。 ８．ＥＶＯＨ層がコア（１）の外側に位置することを特徴とする請求項６記載 のパイプ。