JP5384110B2 - ゴムとポリアミドブロックグラフトコポリマーとをベースにした多層構造物と、その空調回路および冷却回路用パイプでの使用 - Google Patents

ゴムとポリアミドブロックグラフトコポリマーとをベースにした多層構造物と、その空調回路および冷却回路用パイプでの使用 Download PDF

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Description

本発明は、優れた熱機械特性を与える種類の異なる材料の複数の層を有するゴムとポリアミドブロックグラフトコポリマーとをベースにした多層構造物に関するものである。
本発明構造物は空調回路用流体または気体や冷却回路用流体の輸送に適した少なくとも一つのバリヤー層を有する、エラストマーを主成分とする多層管の製造で特に好ましく用いられる。
本発明パイプはゴムを主成分とする組成を有する。本明細書でゴムとは任意の加硫したエラストマー材料を意味し、例えば天然ゴムまたはラテックス、合成ゴム、特にエチレンプロピレンゴム(EPR)エラストマー、エチレン−プロピレン−ジエン(EPDM)エラストマー、クロロプレン(CR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム、ブチルゴム、ポリブタジエン、エポキシドゴム等が含まれる。本発明パイプは特に自動車産業または建設業での空調空気の分配回路における冷媒または冷却流体または気体、例えばCO2やヒドロフルオロアルカン(HFA)の輸送に用いられる。上記分配回路は一般に高温(約135℃)、高圧(約20バール)のラインや低温の低圧または高圧ラインを含んでいる。
本発明パイプはさらに、自動車やトラックのエンジンのような内燃機関の冷却回路のパイプでも有用である。この場合の冷却液は一般にアルコール水溶液、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはプロピレングリコールであり、パイプには優れた機械的強度と、耐エンジン環境性(温度、オイル)が要求される。
この種の用途ではポリアミド(PA)およびコポリアミドをベースにした熱可塑性樹脂、特にPA−6、PA−6,6およびPA6/6.6、例えばデュポン社の樹脂ジテル(Zytel、登録商標)を用いることが知られているが、ポリアミド樹脂の耐熱性(耐熱エージング性)は対象とする用途には不充分である。
下記文献には流体または気体用の高圧パイプが記載されている。
ドイツ国特許第92 03 865 U1号公報
この高圧パイプは耐圧外側ケーシングと、2層以上のポリアミド6または12の内側部分と、これらの層の間に挿入された官能化ポリプロピレン層または部分鹸化エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVOH)層とから成る。このパイプは特にフロンガスの輸送に用いられる。
下記文献に記載のポリオレフィンの幹ポリマーにポリアミドブロックがグラフトされたコポリマーは共連続ナノ構造を有するアロイ(alliage co-continu nanostructure)を形成している。
国際特許第WO02/28959号公報
上記のポリオレフィンはエチレン/無水マレイン酸およびエチレン/アルキル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸コポリマーの中から選択され、このコポリマーは優れた熱機械特性を有している。この特性はこのグラフトコポリマーを可撓性エチレンポリマー等の可撓性ポリオレフィン中に再分散した場合でも保持される。このアロイは接着剤、フィルム、防水布、カレンダー製品、電気ケーブル、成形粉末(例えばスラッシュ成形用)等の用途がある。
本出願人は、少なくとも一つのポリアミドブロックグラフトコポリマー層とゴム層とを組み合わせることによって驚くべきことに200℃でも優れた安定性と耐熱性を示し、この温度でエージングした後でも機械特性が実質的に変らず、冷却用流体または冷却液に対する低い透過性を維持することができる多層構造物を得ることに成功した。
本発明の対象は、下記(a)〜(f)の層をこの順番で有するゴムとポリアミドブロックグラフトコポリマーとをベースにした多層構造物にある:
(a)ゴムとポリアミドとで形成される任意成分としての第1の内側層(1)、
(b)ポリオレフィン幹ポリマーと少なくとも1つのポリアミドグラフト鎖とから成るポリアミドブロックグラフトコポリマーをベースにした少なくとも一つの層(2)(上記グラフト鎖はアミン末端基を有するポリアミドと反応可能な官能基を有する不飽和モノマー(X)の残基を介して幹ポリマーに結合し、この不飽和モノマー(X)の残基は二重結合を介して幹ポリマーにグラフト結合するか共重合で結合している)、
(c)ゴムで形成された第2の層(3)、
(d)任意成分としての結合層(4)、
(e)ゴムで形成された外側層(5)
(f)上記の層の2つの層の間か、上記の層の中に位置した任意成分としての補強層。
本発明は、少なくとも一つのポリアミドブロックグラフトコポリマー層を多層構造物に加える点で従来法に比べて独創的であり、下記の有利な特性を有する:
(1)熱的安定性と、耐加水分解安定性と、熱可塑性成形加工性とが同時に得られる。
(2)従来のPA樹脂よりも耐熱性が良い。
(3)(可塑剤を用いないでの)可撓性が良く、振動および騒音が低減し、耐座屈性の性能レベルが良い。
(4)CO2およびヒドロフルオロアルカン(HFA)、特にアルケマ社から商品名フォラン(Forane、登録商標)で市販のR134aのような冷却気体または流体に対する非透過性が全てがゴムから成る構造物に比べて高い。
本発明の熱可塑性組成物のベース層にナノフィラーを添加したり、一層または複数の周知な他のバリヤー材料の層、特に部分鹸化したエチレン酢酸ビニルコポリマー(EVOH)の層を加えることで、得られたパイプの上記流体に対するバリヤ特性をさらに良くすることができる。上記ナノフィラーとしては特にシリケートのような層状(lamellar)タイプの剥離性有機親和性粘土、例えばナノコル(Nanocor)社の製品ナノメールロ(Nanomer、登録商標)が挙げられ、この完全に分散した粘土はナノメートルサイズ(「ナノクレー」)である。多層構造物の一層または複数の層で上記ナノフィラーを用いることによって、特にパイプを製造した場合に、パイプの機械特性、特に耐破裂圧力強度を高くすることができる。
本発明では、多層構造物はポリアミドブロックグラフトコポリマーをベースにした第2の層(2’)を有することができる。この層は層(2)とバリヤー材料層(6)、例えば部分鹸化したエチレン酢酸ビニルコポリマー(EVOH)の層との間に配置される。
本発明の多層構造物は少なくとも一つのポリアミド層(7)をさらに有するのが有利である。
層(2)および(2’)は2つのポリアミド層(7)の間か、一つのポリアミド層(7)と一つのゴム層との間か、一つのポリアミド層(7)と1つの別のバリヤー層との間に挿入することができる。
本発明の多層構造物では上記ポリアミドブロックグラフトコポリマーをベースにした層(2)および(2’)がナノフィラーをさらに有するのが好ましい。
他の層もナノフィラーを含むことができる。
不飽和モノマー(X)は不飽和カルボン酸無水物が好ましく、この不飽和モノマー(X)を含むポリオレフィン幹ポリマーはエチレン−無水マレイン酸コポリマーおよびエチレン−アルキル(メタ)アクリレート−無水マレイン酸コポリマーの中から選択するのが好ましい。
本発明ではポリアミドグラフト鎖はモノ−NH2ポリアミド6またはモノ−NH2コポリアミド6/11グラフトであるのが好ましい。
熱可塑性組成物中のポリアミドグラフト鎖の分子量は1000〜5000g/molであるのが好ましい。
本発明の一つの好ましい実施例では、ポリアミドブロックグラフトコポリマーをベースにした層(2)および(2’)はナノフィラーを混合物として含む。
本発明の多層構造物は少なくとも一つの内側層と一つの外側層とを有するのが好ましく、追加のバリヤー層、特に部分鹸化したエチレン酢酸ビニルコポリマー(EVOH)またはポリアミドのバリヤー層をさらに有することができる。
本発明の一つの変形例では多層構造を構成する各層が結合剤の層を介して互いに結合されている。この結合剤は各層を互いに接着させる(特にゴムのようなエラストマー層に接着させる)任意の化合物であり、上記材料の共押出し結合剤として公知の全ての化合物、製品を用いることができる。この結合剤は官能化ポリオレフィン、PAをマトリックスとし、ポリオレフィンを分散相とするアロイ、コポリアミドの中から選択するのが有利である。
さらに、構造物の一層または複数の層を帯電防止性にすることもできる。この特性はこれらの層の組成物中に添加剤または充填剤、例えばカーボンブラック、カーボンナノチューブまたは金属繊維を添加することで得ることができる。
補強層(6)はブレード(braided)繊維、特にポリエステルまたは金属繊維等の材料で形成できる。
各層は熱可塑性樹脂の成形分野で一般的な技術を用いて共押出しで一段階または複数の段階を経てパイプにすることができる。各層の間には結合層を入れても入れなくてもよい。
このパイプは直管(直径が一定)でも波形加工したものでもよく、蛇腹部分と直管部分の両方を有していてもよい。
本発明の一つの好ましい実施例では、本発明のポリアミドブロックグラフトコポリマーの層(2)および/または(2’)は内側層内にあるか、2つのゴム層の間に挿入されるか、一つのゴム層と一つの別のバリヤー層との間に挿入されるか、2つのポリアミド層の間に挿入されるか、一つのポリアミド層と一つのゴム層との間に挿入されるか、一つのポリアミド層と1つの別のバリヤー層との間に挿入され、得られた多層構造物は空調空気回路、特に自動車の空調空気回路用パイプとして用いられる。パイプ中で輸送される流体は特にヒドロフルオロアルカンまたはCO2のような冷却流体である。
本発明の別の実施例では、本発明のポリアミドブロックグラフトコポリマーの層(2)および/または(2’)は内側層内にあるか、2つのゴム層の間に挿入されるか、一つのゴム層と一つの別のバリヤー層との間に挿入されるか、2つのポリアミド層の間に挿入されるか、一つのポリアミド層と一つのゴム層との間に挿入されるか、一つのポリアミド層と1つの別のバリヤー層との間に挿入される。この多層構造物は冷却回路用パイプとして用いられる。この冷却回路は自動車またはトラックのエンジンのような内燃機関の冷却液に特に適している。冷却液は一般にアルコールの水溶液、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはプロピレングリコールの水溶液である。
本発明の対象はバリヤー特性を有する上記パイプまたは管(チューブ)の使用にある。
以下、上記パイプまたは管の層または層の一つを形成する主成分の熱可塑性組成物について詳細に説明する。
ポリアミドブロックグラフトコポリマーは、アミン末端を有するポリアミドをポリオレフィン幹ポリマーにグラフトまたは共重合で固定された不飽和モノマー(X)の残基と反応させて得られる。
この不飽和モノマー(X)は例えば不飽和エポキシドまたは不飽和カルボン酸無水物にすることができ、不飽和カルボン酸無水物は例えば無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水アリルコハク酸、シクロヘキシ−4−エン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−メチレン−シクロヘキシ−4−エン−1,2−ジカルボン酸無水物、ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸無水物およびX−メチルビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,2−ジカルボン酸無水物の中から選択することができる。無水マレイン酸を用いるのが有利である。無水物の全部または一部を不飽和カルボン酸、例えば(メタ)アクリル酸に代えても本発明の範囲を逸脱するものではない。
不飽和エポキシドの例としては下記が挙げられる:
(1)脂肪族グリシジルエステルおよびエーテル、例えばアリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、グリシジルマレエートおよびイタコネート、グリシジルアクリレートおよびメタクリレート、
(2)脂環式グリシジルエステルおよびエーテル、例えば2−シクロヘキセン-1-グリシジルエーテル、シクロヘキセン−4,5−ジグリシジルカルボキシレート、シクロヘキセン−4−グリシジルカルボキシレート、5−ノルボルネン−2−メチル−2−グリシジルカルボキシレートおよびエンドシス-ビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2,3−ジグリシジルジカルボキシレート。
ポリオレフィン幹ポリマーのポリオレフィンはα−オレフィンまたはジオレフィン、例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−オクテンまたはブタジエンのホモポリマーまたはコポリマーである。例としては下記を挙げることができる:
(1)ポリエチレンのホモポリマーおよびコポリマー、特にLDPE、HDPE、LLDPE(直鎖低密度ポリエチレン)、VLDPE(超低密度ポリエチレン)およびメタロセンポリエチレン、
(2)プロピレンのホモポリマーまたはコポリマー、
(3)エチレン/αオレフィンコポリマー、例えばエチレン/プロピレンコポリマー、EPR(エチレン/プロピレンゴム)およびエチレン/プロピレン/ジエンモノマー(EPDM)コポリマー、
(4)スチレン/エチレン−ブテン/スチレンブロックコポリマー(SEBS)、スチレン/ブタジエン/スチレンブロックコポリマー(SBS)、スチレン/イソプレン/スチレンブロックコポリマー(SIS)およびスチレン/エチレン−プロピレン/スチレン(SEPS)ブロックコポリマー。
(5)エチレンと、アルキル(メタ)アクリレート(例えばメチルアクリレート)等の不飽和カルボン酸の塩またはエステルまたは酢酸ビニル等の飽和カルボン酸ビニルエステルの中から選択される少なくとも1種の化合物とのコポリマー。コモノマーの比率は40重量%以下にする。
不飽和モノマー(X)の残基が結合しているポリオレフィン幹ポリマーは不飽和モノマー(X)がグラフトしたポリエチレンまたは例えばラジカル重合で得られるエチレンと不飽和モノマー(X)とのコポリマーにするのが好ましい。
不飽和モノマー(X)がグラフトするポリエチレンはエチレンのホモポリマーでもコポリマーでもよい。
コモノマーとしては以下が挙げられる:
(1)α−オレフィン、好ましくは炭素数が3〜30のもので、例としては上記に挙げたものがある。このα−オレフィンを単独または2種以上の混合物の形で用いることができる。
(2)不飽和カルボン酸のエステル、例えばアルキル(メタ)アクリレート(アルキルは炭素数が24以下)、アルキルアクリレートまたはメタクリレートの例としては特にメチルメタクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートが挙げられる、
(3)飽和カルボン酸のビニルエステル、例えば酢酸ビニルまたはプロピオン酸ビニル、
(4)ジエン、例えば、1,4−ヘキサジエン、
(5)上記コモノマーを複数有するポリエチレン。
ポリエチレンは複数のポリマーの混合物でもよいが、少なくとも50%(モル)、好ましくは75%のエチレンを含むのが好ましく、その密度は0.86〜0.98g/cm3にすることができる。MFI(190℃、2.16kgでのメルトフローインデックス)は20〜1000g/10分であるのが有利である。
ポリエチレンの例としては下記が挙げられる:
低密度ポリエチレン(LDPE)
高密度ポリエチレン(HDPE)
直鎖低密度ポリエチレン(LLDPE)
超低密度ポリエチレン(VLDPE)
メタロセン触媒で得られたポリエチレン、
EPRエラストマー(エチレン−プロピレンゴム)、
EPDMエラストマー(エチレン−プロピレン−ジエン)、
ポリエチレンとEPRまたはEPDMとの混合物、
エチレン/アルキル(メタ)アクリレートコポリマー((メタ)アクリレートの比率は60重量%以下、好ましくは2〜40重量%)
グラフト化方法自体は当業者に公知である。
エチレン/不飽和モノマー(X)コポリマーの場合、すなわち、不飽和モノマー(X)がグラフトでない場合の不飽和モノマー(X)および必要に応じて用いられるその他のモノマーは、グラフトされるエチレンのコポリマーに関して説明した上記の中から選択することができる。
エチレン/無水マレイン酸コポリマーおよびエチレン/アルキル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸コポリマーを用いるのが有利である。このコポリマーは無水マレイン酸を0.2〜10重量%含み、アルキル(メタ)アクリレートを0〜40重量%、好ましくは5〜40重量%含むのが好ましい。このコポリマーのMFI(190℃、2.16kg)は5〜100である。アルキル(メタ)アクリレートは上記のものにすることができる。その融点は60〜120℃である。
ポリオレフィン幹ポリマーに結合した鎖の1モル当たり不飽和モノマー(X)は平均して少なくとも2モル、好ましくは2〜5モルで存在するのが有利である。この不飽和モノマー(X)のモル数はFTIR分光分析法で簡単に求めることができる。例えば、不飽和モノマー(X)が無水マレイン酸で、ポリオレフィン幹ポリマーが重量平均分子量Mw=95,000g/molを有する場合は、無水物の量が不飽和モノマー(X)を含むポリオレフィン幹ポリマー全体の少なくとも1.5重量%、好ましくは2.5〜4重量%に相当することがわかっている。アミン末端を有するポリアミドの重量に関係があるこれらの値によって、ポリアミドブロックグラフトコポリマー中のポリアミドおよび幹ポリマーの量が決まる。
アミン末端を有するポリアミドにおける「ポリアミド」という用語は下記の縮合生成物を意味する:
(a) アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、11−アミノウンデカン酸および12−アミノドデカン酸のような1種または複数のアミノ酸またはカプロラクタム、エナントラクタムおよびラウリラクタム等の1種または複数のラクタム;
(b) ヘキサメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、ビス(p−アミノシクロヘキシル)メタン、トリメチルヘキサメチレンジアミン等のジアミンと、イソフタル酸、テレフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカンジカルボキシル酸等のジアシッドとの1種または複数の塩または混合物;または
(c) コポリアミドを生成する複数のモノマーの混合物。
ポリアミドの混合物を用いることもできる。コポリアミドはPA−6、PA−11、PA−12、6単位と11単位とのコポリアミド(PA−6/11)、6単位と12単位とのコポリアミド(PA−6/12)およびカプロラクタム、ヘキサメチレンジアミンおよびアジピン酸をベースとするコポリアミド(PA−6/6,6)を用いるのが有利である。これらのコポリアミドの利点はグラフトの融点を選択できる点にある。
重合度は広範囲に変えることができ、重合度に応じてポリアミドまたはポリアミドオリゴマになる。本明細書では両者を区別しないで用いる。
モノアミン末端を有するポリアミドの場合、下記式の連鎖停止剤を使用すれば十分である:
Figure 0005384110
(ここで、R1は水素または20以下の炭素原子を含む直鎖または分岐鎖のアルキル基、R2は20以下の炭素原子を有する直鎖または分岐鎖のアルキルまたはアルケニル基、飽和または不飽和の脂環式基、芳香族基または上記の組み合わせを表す)
この連鎖停止剤は、例えばラウリルアミンまたはオレイルアミンにすることができる。
アミン末端を有するポリアミドの分子量は1000〜5000g/mol、好ましくは2000〜4000g/molにするのが好ましい。
本発明のモノアミンオリゴマーを合成するのに好ましいアミノ酸またはラクタムモノマーはカプロラクタム、11−アミノ-ウンデカン酸またはドデカラクタムから選択される。好ましい一官能性連鎖停止剤はラウリルアミンとオレイルアミンである。
重縮合は一般に公知の通常の方法、例えば200〜300℃の温度で、真空下または不活性雰囲気下で、反応混合物を攪拌しながら行うことができる。オリゴマーの平均鎖長は重縮合するモノマーまたはラクタムと一官能性連鎖停止剤との初期モル比で決まる。平均鎖長の計算では一般に一つのオリゴマー鎖に対して一つの連鎖停止剤分子を計算する。
不飽和モノマー(X)を含むポリオレフィン幹ポリマーへのモノアミン基を有するポリアミドオリゴマーの付加は、オリゴマーのアミン官能基と不飽和モノマー(X)との反応で行うことができる。不飽和モノマー(X)は酸基または無水基を有するのが好ましく、従って、アミドまたはイミド結合を作る。
不飽和モノマー(X)を含むポリオレフィン幹ポリマーへのアミン末端を有するオリゴマーの付加は溶融状態で実行するのが好ましい。従って、オリゴマーと幹ポリマーとを一般に押出機で230〜280℃の温度で混合することができる。押出機中での溶融物の平均滞留時間は15秒〜5分の間、好ましくは1〜3分の間にする。この付加効率を上げるためには、遊離したポリアミドオリゴマー、すなわち最終ポリアミドブロックグラフトコポリマーを作るために未反応のものを選択的に抽出するのが好ましい。
不飽和モノマーXを含むポリオレフィン幹ポリマー(PO)とアミン末端基を有するポリアミド(PA)の比率PO/PAは55/45〜90/10、好ましくは60/40〜80/20である。
不飽和モノマー(X)を含むポリオレフィン幹ポリマーの製造方法およびそのアミン末端を有するポリアミドへの付加は下記文献に記載されている。
米国特許第3,976,720号明細書 米国特許第3,963,799号明細書 米国特許第5,342,886号明細書 フランス特許第2,291,225号公報
本発明の熱可塑性組成物で用いるポリアミドブロックグラフトコポリマーは厚さが10〜50ナノメーターのポリアミドの薄片(lamelles)を有するナノ構造組織で特徴付けられる。
このコポリマーは、少なくとも80℃、最高130℃で、極めて良好な耐クリープ性を有する。すなわち25kPa下では破断しない。
本発明で用いるコポリマーは押出機(単軸または二軸スクリュー押出機)、BUSSニーダー、ブラベンダーミキサー、一般には熱可塑性樹脂の混練で用いる通常の装置、好ましくは二軸スクリュー押出機を用いて溶融混合して製造できる。
本発明で用いる熱可塑性組成物は流動化剤、例えばシリカ、エチレンビスアミド、ステアリン酸カルシウムまたはステアリン酸マグネシウムを含むこともできる。上記組成物はさらに熱安定剤、酸化防止剤、紫外線安定剤、無機充填剤および着色顔料を含むこともできる。
本発明組成物は押出機中で一段階で調製できる。第1帯域にXを含む幹ポリマー(例えばエチレン/アルキル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸コポリマー)およびアミン末端を有するポリアミドを導入し、その後の複数の帯域で添加剤を導入する。全ての成分を押出機の第1帯域で導入することも可能である。
本発明の実施例
共連続ナノ構造アロイの形の3つの熱可塑性組成物A、B、Cを下記成分(重量部)から製造した。各成分の含有率は[表1]に示してある。
Figure 0005384110
LOTADER4700(登録商標)はアルケマ社から入手できるエチレン/エチルアクリレート(29wt%)/無水マレイン酸(1.5wt%)ターポリマーで、MFIは7(ASTM D 1238規格に従って2.16kgの荷重下で190℃で測定、g/10分)。
LOTADER7500(登録商標)はアルケマ社から入手できるエチレン/エチルアクリレート(17.5wt%)/無水マレイン酸(2.9wt%)ターポリマーで、MFIは70。
LOTADER3210(登録商標)はアルケマ社から入手できるエチレン/ブチルアクリレート(6wt%)/無水マレイン酸(3wt%)ターポリマーで、MFIは5。
モノ−NH2PA−6の分子量は2500g/molである。
Irganox 1098はCIBA社から入手可能な酸化防止剤である。
Irgafos 168はCIBA社から入手可能な安定剤である。
これらの成分を共回転二軸スクリュー押出機LEISTRITZ(登録商標)LSM 306−34に導入した(温度範囲=240〜280℃)。得られた生成物をペレット化後、袋詰めにした。
耐加水分解性試験は組成物Aを用いて下記の条件下で行った:
水/Havoline中で130℃でエージングした後の機械的特性の変化:機械的特性(破断応力および破断点伸び)を−30℃で測定した。
Figure 0005384110
本発明の「使用」の好ましい実施例のパイプまたは多層管は、半径方向に内側から外側へ向かって下記層を下記順序で有する:
(1)組成物A、B、またはCのポリアミドブロックグラフトコポリマーの層、ゴム層、補強層およびゴム被覆層、
(2)エラストマーまたはゴム(上記定義)の層、組成物A、BまたはCのポリアミドブロックグラフトコポリマーの層、ゴム層、結合層およびゴム被覆層、
(3)ゴム層、ナノフィラーを含む組成物A、BまたはCの層、ゴム層、結合層およびゴム被覆層、
(4)ゴム層、組成物A、BまたはCの第1層、部分鹸化エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVOH)層、組成物A、BまたはCの第2の層、ゴム層、結合層およびゴム被覆層、
(5)PA層、部分鹸化エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVOH)層、組成物A、BまたはCの層、ゴム層、結合層およびゴム被覆層。
各種ゴム層は単一材料または種々の材料で構成でき、上記材料の中から選択される。
本発明の多層構造物は少なくとも一つのポリアミド層、特にPA6またはPA6,6タイプのポリアミドを第1内側層中に有するか、連続する2層の間に形成することができる。
一つまたは複数の層は充填剤、特にカーボンブラック、金属繊維またはカーボンナノチューブのような充填剤の添加によって帯電防止性にすることができる。従って、多層構造物は電荷の放散を可能にする。
少なくとも一つの補強層を上記層の2層の界面か、その一層の内部に挿入することもできる。この補強層は例えばメッシュまたは繊維ブレード、特にポリエステルまたは金属繊維のような材料で構成できる。
各層の厚さは得られるパイプに望まれる特定の性質に応じて変わる。冷却回路用パイプでは例えば内径は5〜100mm、外径は8〜250mm、厚さは1〜10mmにすることができる。層の厚さは全体の厚さに対して層(1)、層(3)または層(5)は30〜95%、層(2)および/または(2’)は5〜60%、他の層は残りにするのが有利である。
本発明のパイプの場合は、層の厚さを10〜500μmにすることができるが、これに限定されるものではない。
本発明の多層構造物は共押出で一段階または複数段階でパイプ形成に製造できる。層間に結合層を入れてもいれなくてもよい。
自動車用の空調空気回路で用いられるCO2またはHFA冷媒に対する上記構造物の耐透過性試験結果はゴムおよびポリアミドで作られたパイプよりも優れた値を示す。
本発明の多層構造物は輸送車両および建設業での任意タイプの車両のパイプでの使用でき、空調空気回路用パイプでも使用できる。

Claims (19)

  1. 下記(1)(2)(3)および(5)の層:
    (1)ゴムまたはポリアミドで形成される第1の内側層、
    (2)ポリアミドブロックグラフトコポリマーをベースにした少なくとも一つの層、
    (3)第2のゴムで形成された層、および
    (5)ゴムで形成された外側層をこの順番で有するゴムとポリアミドブロックグラフトコポリマーとをベースにした多層構造物であって、
    上記のポリアミドブロックグラフトコポリマーをベースにした少なくとも一つの層(2)がポリオレフィン幹ポリマーと少なくとも1つのポリアミドグラフト鎖とから成り、グラフト鎖はアミン末端基を有するポリアミドと反応可能な官能基を有する不飽和モノマー(X)の残基を介して幹ポリマーに結合し、この不飽和モノマー(X)の残基は二重結合を介して幹ポリマーにグラフト結合するか共重合で結合し、不飽和モノマーXを含むポリオレフィン幹ポリマー(PO)とアミン末端基を有するポリアミド(PA)の比率PO/PAが55/45〜90/10であり、上記ポリアミドブロックグラフトコポリマーは厚さが10〜50ナノメーターのポリアミドの薄片(lamelles)を有する共連続ナノ構造のアロイの形をしている
    ことを特徴とする多層構造物。
  2. 上記の第2のゴムで形成された層(3)とゴムで形成された外側層(5)との間に結合層(4)をさらに有する請求項1に記載の多層構造物
  3. 上記の各層の2つの層の間または各層の内部に補強層をさらに有する請求項1または2に記載の多層構造物
  4. 上記のポリアミドブロックグラフトコポリマーをベースにした層(2)と第2のゴム層(3)との間にバリヤー材料の層(6)をさらに有する請求項13のいずれか一項に記載の多層構造物。
  5. 上記バリヤー材料の層(6)が部分鹸化されたエチレン酢酸ビニルコポリマー(EVOH)から成る請求項4に記載の多層構造物
  6. 上記の層(2)とバリヤー材料の層(6)との間にポリアミドブロックグラフトコポリマーをベースにした第2の層(2’)をさらに有する請求項4または5に記載の多層構造物
  7. 上記の層(1)(2)(3)(5)の一つまたは複数の層がナノフィラーをさらに含む請求項1〜6のいずれか一項に記載の多層構造物。
  8. 上記の各層の2つの層の間または各層の内部にポリアミド層(7)をさらに有する請求項1〜のいずれか一項に記載の多層構造物。
  9. 上記の各層の少なくとも一層が電荷の放散を可能にする添加剤を含む請求項1〜のいずれか一項に記載の多層構造物。
  10. 不飽和モノマー(X)が不飽和カルボン酸無水物である請求項1〜のいずれか一項に記載の多層構造物。
  11. 不飽和モノマー(X)を含むポリオレフィン幹ポリマーが、エチレン−無水マレイン酸コポリマーおよびエチレン−アルキル(メタ)アクリレート−無水マレイン酸コポリマーの中から選択される請求項1〜10のいずれか一項に記載の多層構造物。
  12. ポリアミドグラフト鎖がモノ−NH2ポリアミド6またはモノ−NH2コポリアミド6/11である請求項1〜11のいずれか一項に記載の多層構造物。
  13. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の多層構造物から成空調空気回路用パイ
  14. 自動車の空調空気回路用である請求項13に記載のパイプ
  15. 上記空調空気回路中を輸送される流体冷却流体である請求項14に記載のパイプ。
  16. 請求項1〜12のいずれか一項に記載の多層構造物から成る内燃機関の冷却回路用パイプ。
  17. 内燃機関が自動車またはトラックのエンジンである請求項16に記載の冷却回路用パイプ。
  18. 上記冷却回路用中を輸送される流体がアルコールの形をした冷却液である請求項16または17に記載の冷却回路用パイプ。
  19. 上記冷却液がエチレングリコール、ジエチレングリコールまたはプロピレングリコールの水溶液の形をしている請求項18に記載のパイプ
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1817378B1 (en) * 2004-11-30 2019-03-20 Arkema Inc. Alloy composition useful for fluid transport objects
FR2930556B1 (fr) * 2008-04-28 2012-08-17 Arkema France Composition a base de polymere greffe polyamide et son utilisation dans les modules photovoltaiques
FR2966464B1 (fr) * 2010-10-26 2012-11-02 Arkema France Compositions thermoplastiques a haute tenue thermomecanique et ignifugees, en particulier pour les cables electriques
FR2969532B1 (fr) * 2010-12-23 2013-06-28 Arkema France Encapsulant d'un module photovoltaïque
FR2971626B1 (fr) * 2011-02-11 2015-12-04 Arkema France Film bi-couches d'un module photovoltaique
FR2974243B1 (fr) * 2011-04-18 2013-04-12 Arkema France Film bi-couches d'un module photovoltaique
CN103935089A (zh) * 2014-04-24 2014-07-23 吴江市雅元纺织科技有限公司 一种抗老化复合材料
CN103950250A (zh) * 2014-04-24 2014-07-30 吴江市雅元纺织科技有限公司 一种抗老化多层复合材料
CN103935088A (zh) * 2014-04-24 2014-07-23 吴江市雅元纺织科技有限公司 一种抗老化复合多层材料
US20180257354A1 (en) * 2015-11-30 2018-09-13 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Multi-layer structure
CN107061882A (zh) * 2017-04-21 2017-08-18 燕山大学 一种吸收脉动的复合管
JP6983563B2 (ja) * 2017-07-24 2021-12-17 株式会社ブリヂストン 冷媒輸送ホース
EP3980299A4 (en) * 2019-06-05 2023-05-10 AEES Inc. OVERMOLDED WIRING HARNESS

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0222050A (ja) * 1987-12-28 1990-01-24 Tokai Rubber Ind Ltd 冷媒輸送用ホース
JPH0733878B2 (ja) * 1989-05-29 1995-04-12 東海ゴム工業株式会社 冷媒輸送用ホース
JPH08507351A (ja) * 1993-02-26 1996-08-06 エアロクイップ コーポレイション 冷却系のためのホース
JP4026205B2 (ja) * 1996-11-08 2007-12-26 東レ株式会社 熱可塑性樹脂多層管状体およびその用途
FR2791116B1 (fr) * 1999-03-16 2001-04-27 Atochem Elf Sa Tube antistatique a base de polyamides pour transport d'essence
JP2001241572A (ja) * 1999-12-24 2001-09-07 Nichirin Co Ltd ゴムホースおよびゴムホースの製法
FR2815037B1 (fr) * 2000-10-06 2002-12-13 Atofina Polyolefines souples modifiees avec des copolymeres greffes a blocs polyamides
ATE332335T1 (de) * 2001-11-23 2006-07-15 Arkema Rohr aus vulkanisiertem elastomer mit barriereschichten aus polyamid und aus evoh
EP1342754B1 (fr) * 2002-03-04 2008-03-26 Arkema France Composition à base de polyamide pour des tuyaux flexibles contenant du pétrole ou du gaz
GB2405456B (en) * 2003-08-23 2007-10-10 Petrotechnik Ltd Improved pipe

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