JPH05177785A

JPH05177785A - ガスバリアー積層体

Info

Publication number: JPH05177785A
Application number: JP3360713A
Authority: JP
Inventors: Naruaki Takamatsu; 成亮高松
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】【構成】エチレン−ビニルアルコール共重合体からな
る中心層１の上下両面に、ポリアミド樹脂を主体とする
弾性層２が、直接一体化されてなる複合層を含んでい
る。【効果】ＥＶＯＨからなる中心層の上下両面に、ポリ
アミド樹脂を主体とする弾性層が、直接一体化されてな
る複合層を含んでいる。したがって、ゴム層等とＥＶＯ
Ｈとの曲げ弾性の差が、両者の中間の曲げ弾性を有する
ポリアミド樹脂弾性層によって緩和される。その結果、
屈曲を繰り返しても、ＥＶＯＨからなる中心層に亀裂等
が生じなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はアキュムレータ等に用
いられ、ガスバリアー性が要求されるダイヤフラム，ブ
ラダ等に用いられるガスバリアー積層体に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、流体圧力を伝達するアキュムレ
ータ等に用いられ、流体を透過させることなく流体の圧
力に応じて変形するように形成されているダイヤフラ
ム，ブラダ等は、ゴム材料を所定の形状の薄膜状に形成
して製造されている。このようなゴム製薄膜からなるブ
ラダ等は、アキュムレータ等の内部に配設され、その内
部空間を２室に区画する。そして、その一方の部屋に、
窒素ガス等のガスが封入されて圧力伝達流体となり、他
方の部屋に、液体供給源の圧力に応じて液体が供給され
る。この場合、一方の部屋に封入されたガスが、使用期
間の経過とともに徐々にゴム製薄膜を透過するため、ガ
スの封入圧力が低下し、数年でその機能を果たさなくな
るという問題が生じていた。

【０００３】そこで、ゴム製薄膜を構成するゴム材料に
添加剤を加えて耐ガス透過性を向上させる試みがなされ
ている。しかし、このようにすると、耐ガス透過性は向
上するものの、ゴム製薄膜の柔軟性が乏しくなり、長期
間の使用において亀裂等が入りやすいという新たな問題
が生じている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような新たな問
題を解決するため、ゴム製薄膜の間にエチレン−ビニル
アルコール樹脂膜を、接着剤層を介在して設けたゴム樹
脂複合膜が提案されている（特開平２−１６５９４８号
公報）。このように構成する場合には、上記エチレン−
ビニルアルコール樹脂膜が、耐ガス透過性に富んでいる
ことから、ガスの封入圧力を長期に渡って保持すること
が可能となる。しかしながら、上記ゴム樹脂複合膜は、
使用期間が長くなる（屈曲繰り返し回数が多くなる）
と、そのエチレン−ビニルアルコール共重合体（以下
「ＥＶＯＨ」と略す）膜に割れ，剥離を生じる。したが
って、ダイヤフラムやブラダの耐久性が低下するという
問題が生じる。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、耐久性が高く、しかも耐ガス透過性に富んだ
ガスバリアー積層体の提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明のガスバリアー積層体は、エチレン−ビニ
ルアルコール共重合体からなる中心層の上下両面に、ポ
リアミド樹脂を主体とする弾性層が、直接一体化されて
なる複合層を含んでいるという構成をとる。

【０００７】

【作用】この発明者は、上記ＥＶＯＨの優れた耐ガス透
過性（ガスバリアー性）に着目し、上記問題点を解決す
るために一連の研究を重ねた。その結果、ＥＶＯＨの上
下両面にポリアミド樹脂を主体とする弾性層を直接形成
すると、ポリアミド樹脂を主体とする弾性層が、ゴム製
薄膜とＥＶＯＨとの中間の弾性を有していることから緩
衝層となり、使用期間が長く（屈曲繰り返し回数が多
く）なってもＥＶＯＨからなる中心層に、割れや剥離が
生じなくなることを見出した。この場合、弾性層の主体
となるポリアミド樹脂は、ＥＶＯＨと融点が近似してい
ることから共押し出して一体化することができ、かつこ
の押し出しの際に、ポリアミド樹脂とＥＶＯＨとが、両
者の接合界面で反応接着するようになることから、両者
を接着する接着剤は不要となり、接着剤の使用にもとづ
く、前記複合層の弾性の低下も生じなくなる。

【０００８】つぎに、この発明を詳しく説明する。

【０００９】この発明のガスバリアー積層体は、中心層
を形成するＥＶＯＨと、弾性層を形成するポリアミド樹
脂と、場合によってゴム層を形成するためのゴムとを用
いて構成される。

【００１０】上記ＥＶＯＨとしては、特に制限するもの
ではないが、エチレン含有量が２０〜６５重量％（以下
「％」と略す）で、残りがビニルアルコールからなるも
のを用いることが好ましい。好適には、エチレン含有量
が３２％のものである。すなわち、エチレン含有量が２
０％を下回る（ビニルアルコール含有量が８０％を超え
る）とガスバリアー性は向上するが、ＥＶＯＨ自体が固
くなり柔軟性が低下し、屈曲運動を有する用途に適さな
くなる傾向がみられる。逆に、エチレン含有量が６５％
を上回ると、これと逆の現象が生ずる傾向がみられるか
らである。

【００１１】上記ポリアミド樹脂としては、ナイロン
６，ナイロン６６，ナイロン６６−１０，ナイロン６−
１２等があげられ、単独でもしくは併せて用いられる。
このようなポリアミド樹脂は、上記ナイロン６もしくは
ナイロン６６がベースに入っていれば、ＥＶＯＨの融点
と近似するようになることから、ナイロン６と他のナイ
ロン樹脂等との各種の混合物を使用することが可能であ
る。特に、上記ポリアミド樹脂と、ポリオレフィン樹脂
とをブレンドして用いることが好ましい。このようにす
ると、ポリオレフィン樹脂が、吸水性に乏しいことか
ら、ＥＶＯＨに対する吸水を防止するようになる。すな
わち、ＥＶＯＨは吸水すると、耐ガスバリアー性が低下
するのであり、ポリオレフィン樹脂はこれを防止する。
このような、ポリアミド樹脂を主体とする弾性層は、ゴ
ム層を形成するゴムと、中心層を形成するＥＶＯＨとの
中間の曲げ弾性率を有するものであり、これを曲げ弾性
率の高い順に式で表すと下記の式（１）のようになる。
また、中心層と弾性層との相互の曲げ強度は、中心層の
曲げ強度をＭｖとし、弾性層の曲げ強度をＭとすると、
下記の式（２）を満たすようにすることが、効果の点で
好ましい。

【００１２】ＥＶＯＨ＞ポリアミド樹脂＞ゴム …… （１）Ｍｖ／Ｍ≦３ …… （２）

【００１３】なお、上記ＭｖとＭは下記の式（３），
（４）から求められる。

【００１４】Ｍｖ＝１６ＥｖＬ³ …（３）〔上記式（３）において、Ｅｖは中心層１形成材料の有
する曲げ弾性率であり、Ｌは中心層１の厚みである。〕

【００１５】Ｍ＝１６ＥＬ³ …（４）〔上記式（４）において、Ｅは弾性層２形成材料の有す
る曲げ弾性率であり、Ｌは弾性層２の厚みである。〕

【００１６】上記ゴム層を形成するゴムとしては特に制
限するものではなく、アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ム（ＮＢＲ）等の従来公知のゴムが用いられる。

【００１７】この発明のガスバリアー積層体は、例えば
つぎのようにして製造される。すなわち、ＥＶＯＨとポ
リアミド樹脂とを押出成形機を用い、共押し出ししてＥ
ＶＯＨを中心層に、その上下両面にポリアミド樹脂から
なる弾性層を一体形成し複合層化する。この場合、ＥＶ
ＯＨとポリアミド樹脂からなる弾性層との接合界面は、
両者の反応によって接着することから、接着剤は不要と
なる。つぎに、この複合層の上下両面に、従来公知の接
着剤を塗布してゴム層を押出機によって押出成形し、加
硫接着する。このようにして、図１に示すような層構造
のガスバリアー積層体が得られる。図において、１はＥ
ＶＯＨからなる中心層、２はその上下両面に一体形成さ
れたポリアミド樹脂からなる弾性層、３はゴム層であ
る。

【００１８】このようにして得られたガスバリアー積層
体は、先に述べたようにアキュムレータ等のダイヤフラ
ム，ブラダ等として用いられる。

【００１９】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２０】

【実施例１〜３、比較例１，２】まず、中心層形成材料
としてＥＶＯＨ（エチレン含有量３２％，クラレ社製Ｆ
−１０１）を準備するとともに、弾性層形成材料として
ポリアミド樹脂（デュポン社製，スーパータフナイロン
ＳＴ８１１ＨＳ）を準備した。また、ゴム層形成用材料
としてＮＢＲを準備した。つぎに、上記ＥＶＯＨおよび
ポリアミド樹脂を、後記の表１に示す厚みに押出成形機
から共押出して、図２に示す三層構造の複合層を作製し
た。図２において、１はＥＶＯＨからなる中心層、２は
ポリアミド樹脂からなる弾性層である。

【００２１】つぎに、上記複合層の各上下両表面に従来
公知の接着剤を塗布し、さらに、押出機を用い、ＮＢＲ
を後記の表１に示す厚みに層状に押出したのち、加硫接
着した。このようにして、目的とする五層構造のガスバ
リアー積層体（図１参照）を得た。

【００２２】なお、比較例では、ＥＶＯＨからなる中心
層を、後記の表１に示す厚みに押出成形し、これの上下
両面に従来公知の接着剤を塗布したのち、ＮＢＲからな
るゴム層を、後記の表１に示す厚みに押出成形し加硫し
てガスバリアー積層体を製造した。

【００２３】

【表１】

【００２４】つぎに、上記のようにして得られたガスバ
リアー積層体４を屈曲試験機にかけ、図３（Ａ）および
（Ｂ）に示す状態に交互に変化させ、ガスバリアー積層
体４の中心層のＥＶＯＨに生じた亀裂の発生を測定し
た。また、上記ガスバリアー積層体４の窒素ガス透過性
を測定した。この場合、窒素ガスを透過させなかったも
のを○、透過させたものを×として評価した。これらの
試験結果を表２に示した。表２から、実施例では、ＥＶ
ＯＨに亀裂が全く生じていないことがわかる。

【００２５】

【表２】

【００２６】上記屈曲試験での測定条件は、室温で３０
万回のサイクルで変化させ、５Ｈｚとした。なお、図３
（Ａ）において、Ｔ₁＝７６ｍｍに設定し、図３（Ｂ）
において、Ｔ₂＝３１ｍｍに設定した。

【００２７】なお、上記の実施例では、中心層と弾性層
とからなる複合層の上下両面にゴム層を設けているが、
場合によっては、上記複合層のみでガスバリアー積層体
を構成するようにしてもよい。また、図４に示すよう
に、ＥＶＯＨから中心層１を、弾性層２を介した二層構
造にし、この二層構造体をさらに弾性層２でサンドイッ
チ状に挟んで複合層を形成し、これをそのままもしく
は、これの上下にゴム層を設けてガスバリアー積層体を
構成してもよい。このように、多層構造にすると、全体
の厚みが同じでも耐ガス透過性（ガスバリアー性）が大
幅に向上するようになる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、この発明のガスバリアー
積層体は、ＥＶＯＨからなる中心層の上下両面に、ポリ
アミド樹脂を主体とする弾性層が、直接一体化されてな
る複合層を含んでいる。したがって、ゴム層等とＥＶＯ
Ｈとの曲げ弾性の差が、両者の中間の曲げ弾性を有する
ポリアミド樹脂弾性層によって緩和される。その結果、
屈曲を繰り返しても、ＥＶＯＨからなる中心層に亀裂等
が生じなくなり、これを用いたアキュムレータのダイヤ
フラムやブラダの耐久性が大幅に向上するようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の構成を示す断面図であ
る。

【図２】中心層と弾性層との層構造を示す断面図であ
る。

【図３】（Ａ）および（Ｂ）はいずれもガスバリアー積
層体の屈曲試験説明図である。

【図４】中心層と弾性層の他の層構造を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１中心層２弾性層３ゴム層４ガスバリアー積層体

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【手続補正書】

【提出日】平成４年４月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エチレン−ビニルアルコール共重合体か
らなる中心層の上下両面に、ポリアミド樹脂を主体とす
る弾性層が、直接一体化されてなる複合層を含んでいる
ことを特徴とするガスバリアー積層体。
【請求項２】ポリアミド樹脂を主体とする弾性層が、
ポリアミド樹脂とポリオレフィン樹脂との混合物で構成
されている請求項１記載のガスバリアー積層体。
【請求項３】上記中心層（Ａ）の厚みと、その上下に
位置する各弾性層（Ｂ）との厚みの比（Ｂ）／（Ａ）
が、１．０以上に設定されている請求項１記載のガスバ
リアー積層体。
【請求項４】上記各弾性層に、さらにゴム層が接着剤
層を介して積層形成されている請求項１記載のガスバリ
アー積層体。