JP2013155290A - ホース用ポリアミド樹脂組成物及びホース - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)ポリアミド樹脂55〜75質量部、及び(B)共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体45〜25質量部からなる組成物[(A)成分と(B)成分の合計は100質量部]を含有するホース用ポリアミド樹脂組成物、並びに該組成物からなる樹脂層を有する(冷媒輸送用)ホース。
【選択図】なし
Description
このような問題を解決するポリアミド樹脂組成物として、6ナイロン58〜72重量部とポリオレフィン42〜28重量部とを含み、海相が6ナイロンであり、島相がポリオレフィンであって、かつ、該ポリオレフィンの島相中に6ナイロンが散点状に分散されて構成されている樹脂層からなる最内層を備える冷媒輸送用ホースが開発されている(特許文献1参照)。
そこで、本発明の課題は、耐冷媒透過性に優れ、かつ低温での柔軟性にも優れる樹脂層又は耐冷媒透過性と低温での柔軟性とのバランスに優れた樹脂層を有する(冷媒輸送用)ホース、及び該樹脂層を構成するホース用ポリアミド樹脂組成物を提供することにある。
[1](1)ポリアミド樹脂55〜75質量部、及び(2)共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体45〜25質量部
からなる組成物[(1)成分と(2)成分の合計は100質量部]を含有するホース用ポリアミド樹脂組成物。
[2](1)成分のポリアミド樹脂が海相を構成し、(2)成分の共重合体が島相を構成し、さらに(2)成分が構成する島相中に(1)成分のポリアミド樹脂が散点状に分散されている、上記[1]に記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
[3](2)成分の共重合体において、共役ジエン化合物由来の構成単位のシス−1,4結合量が50%以上である、上記[1]又は[2]に記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
[4](2)成分の共重合体の重合平均分子量(Mw)が10,000〜10,000,000である、上記[1]〜[3]のいずれかに記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
[5](2)成分の共重合体の分子量分布(Mw/Mn)が10以下である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
[6]前記非共役オレフィンが鎖状の非共役オレフィンである、上記[1]〜[5]のいずれかに記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
[7]前記非共役オレフィンの炭素数が2〜10である、上記[1]〜[6]のいずれかに記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
[8]前記非共役オレフィンが、エチレン、プロピレン及び1−ブテンからなる群から選択される少なくとも1種である、上記[6]又は[7]に記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
[9]前記非共役オレフィンがエチレンである、上記[8]に記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
[10]上記[1]に記載のホース用組成物からなる樹脂層を有するホース。
[11]上記[1]に記載のホース用組成物からなる樹脂層を有する冷媒輸送用ホース。
本発明のホース用ポリアミド樹脂組成物は、
(1)ポリアミド樹脂55〜75質量部、及び
(2)共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体45〜25質量部
からなる組成物[(1)成分と(2)成分の合計は100質量部]を含有するものであり、該組成物を用いて得られるホース、より具体的には、該組成物からなる樹脂層を有するホースは、耐冷媒透過性に優れ、かつ低温(例えば−20℃以下)での柔軟性にも優れる又は耐冷媒透過性と低温での柔軟性とのバランスに優れるため、特に冷媒輸送用ホースとして有用である。
以下、本発明のホース用ポリアミド樹脂組成物の成分について説明する。
ポリアミド樹脂は、ラクタム、アミノ酸又はジアミンとジカルボン酸を主たる構成成分とするポリアミド樹脂である。
ラクタムとしては、例えば、ε−カプロラクタム、エナントラクタム、ω−ラウロラクタムなどが挙げられる。アミノ酸としては、例えば、ε−アミノカプロン酸、11−アミノウンデカン酸、12−アミノドデカン酸などが挙げられる。ジアミンとしては、例えば、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、(2,2,4−と2,4,4−の混合物)トリメチルヘキサメチレンジアミン、5−メチルノナメチレンジアミン、m−キシリレンジアミン、p−キシリレンジアミン、1,3−ビスアミノメチルシクロヘキサン、1,4−ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス−p−アミノシクロヘキシルメタン、ビス−p−アミノシクロヘキシルプロパン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。ジカルボン酸としては、例えば、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ゼバシン酸、ドデカン二酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ダイマー酸などが挙げられる。
これらの構成成分は単独あるいは2種以上の混合物の形で重合に供され、得られるポアミド樹脂はホモポリマー、コポリマーのいずれであってもよい。
ポリアミド樹脂の重合度に特に制限はないが、1質量%濃度の硫酸溶液の25℃における相対粘度(以下、単に「相対粘度」と称することがある。)が1.5〜5であるものが好ましく、2〜5であるものがより好ましく、2〜4であるものがさらに好ましい。
また、ポリアミド樹脂は、その末端基がモノカルボン酸化合物及び/又はジカルボン酸化合物、あるいはモノアミン化合物及び/又はジアミン化合物の1種以上を任意の段階でポリアミド樹脂に添加することにより末端基濃度を調節したものであってもよい。
本発明のホース用ポリアミド樹脂組成物には、前記(1)成分に加えて、(2)成分として共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体を含有する。該共重合体の代わりに、例えば非共役オレフィンの単独重合体であるポリオレフィンや、2種の非共役オレフィンの共重合体等を含有させると、低温(例えば−20℃以下)での柔軟性が充分とは言えなくなる。
(2)成分の原料の1つである共役ジエン化合物の炭素数に特に制限は無いが、炭素数4〜8であることが好ましく、炭素数4〜6であることがより好ましい。該共役ジエン化合物としては、例えば、1,3−ブタジエン、2,3−ジメチルブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン等が挙げられる。これらの中でも、1,3−ブタジエン、イソプレンが好ましく、1,3−ブタジエンがより好ましい。共役ジエン化合物は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
非共役オレフィンとしては、鎖状(非環状)オレフィンであることが好ましい。また、非共役オレフィンの炭素数に特に制限は無いが、炭素数2〜10であることが好ましく、炭素数2〜8であることがより好ましく、炭素数2〜5であることがさらに好ましく、炭素数2〜4であることが特に好ましい。
また、非共役オレフィンは、共役ジエン化合物との共重合の効率の良さの観点から、α−オレフィンであることが好ましい。
非共役オレフィンの具体例としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン等が挙げられる。これらの中でも、エチレン、プロピレン、1−ブテンが好ましく、エチレンがより好ましい。
非共役オレフィンは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、「オレフィン」は、脂肪族不飽和炭化水素で、炭素−炭素二重結合を1つ以上有する化合物を指す。
また、該共重合体において、非共役オレフィン由来の構成単位の含有量は、全構成単位に対して、好ましくは20〜80モル%、より好ましくは20〜50モル%である。この範囲であると、相分離を起こさず、また、共重合体の低温における柔軟性が高くなる。
以上のような共重合体であると、低分子量化の問題が起こり難い。
なお、前記共役ジエン化合物由来の構成単位の1,2結合量(3,4結合量を含む)は、例えば共役ジエン化合物が1,3−ブタジエンである場合、1,2−ビニル結合量と同じ意味である。
また、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体の、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で表される分子量分布(Mw/Mn)は、好ましくは10以下、より好ましくは9.5以下であり、通常はおおよそ7〜10の範囲である。
なお、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、ポリスチレンを標準物質として求めたものである。
即ち、テーパー共重合体とは、共役ジエン化合物成分と非共役オレフィン成分との組成が連続的又は不連続的に分布があることを示す。ここで、非共役オレフィン成分の連鎖構造としては、長鎖の非共役オレフィンブロック成分を多く含まず、短鎖(低分子量)の非共役オレフィンブロック成分を多く含むことが好ましい。
また、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとが交互に配列する交互共重合体(共役ジエン化合物をAと、非共役オレフィンをBとした場合の、−ABABABAB−の分子鎖構造)であってもよい。
本発明では、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体がブロック共重合体であることが好ましい。ブロック共重合体である場合は、非共役オレフィン由来の構成単位からなるブロック部分が静的結晶性を示すため、共重合体の破断強度等の機械的性質や、耐冷媒透過性が優れる。
共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体がランダム共重合体である場合、非共役オレフィンの単量体単位の配列が不規則であるため、共重合体が相分離を起こすことがなく、ブロック部分に由来する結晶化温度が観測されない。すなわち、共重合体の耐熱性が向上する。
共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体の製造方法に特に制限は無いが、例えば後述する重合触媒又は重合触媒組成物の存在下に、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとを重合することによって製造することができる。
より好ましくは、下記式の関係を満たす。
非共役オレフィンの濃度/共役ジエン化合物の濃度 ≧ 1.3
さらに好ましくは、下記式の関係を満たす。
非共役オレフィンの濃度/共役ジエン化合物の濃度 ≧ 1.7
次に、本発明に係る共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体の製造方法において用いられる第一重合触媒組成物について説明する。
第一重合触媒組成物としては、下記一般式(I):
なお、重合反応系において、第一重合触媒組成物に含まれる錯体の濃度は0.1〜0.0001mol/Lの範囲であることが好ましい。
一方、メタロイド基のメタロイドの例としては、ゲルミルGe、スタニルSn、シリルSiが挙げられ、また、メタロイド基はヒドロカルビル基を有することが好ましく、メタロイド基が有するヒドロカルビル基は上記のヒドロカルビル基と同様である。該メタロイド基として、具体的には、トリメチルシリル基等が挙げられる。シクロペンタジエニル環を基本骨格とするCpR'として、具体的には、以下のものが例示される。
一般式(III)において、[B]-で示される非配位性アニオンとしては、例えば、4価のホウ素アニオンが挙げられる。該4価のホウ素アニオンとして、具体的には、テトラフェニルボレート、テトラキス(モノフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ(トリル)ボレート、テトラ(キシリル)ボレート、(トリフェニル,ペンタフルオロフェニル)ボレート、[トリス(ペンタフルオロフェニル),フェニル]ボレート、トリデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレート等が挙げられ、これらの中でも、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートが好ましい。
上記一般式(II)で表されるメタロセン錯体は、例えば、溶媒中でランタノイドトリスハライド、スカンジウムトリスハライド又はイットリウムトリスハライドを、インデニルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)及びシリルの塩(例えばカリウム塩やリチウム塩)と反応させることで得ることができる。なお、反応温度は室温程度にすればよいので、温和な条件で製造することができる。また、反応時間は任意であるが、数時間〜数十時間程度である。反応溶媒は特に限定されないが、原料及び生成物を溶解する溶媒であることが好ましく、例えばトルエンを用いればよい。以下に、一般式(II)で表されるメタロセン錯体を得るための反応例を示す。
次に、本発明に係る共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体の製造方法において用いられる第二重合触媒組成物について説明する。
第二重合触媒組成物としては、
(A)成分:希土類元素化合物又は該希土類元素化合物とルイス塩基との反応物であって、希土類元素と炭素との結合を有さない該希土類元素化合物又は反応物と、
(B)成分:非配位性アニオンとカチオンとからなるイオン性化合物(B−1)、アルミノキサン(B−2)、並びにルイス酸、金属ハロゲン化物とルイス塩基との錯化合物及び活性ハロゲンを含む有機化合物のうち少なくとも一種のハロゲン化合物(B−3)よりなる群から選択される少なくとも一種とを含む重合触媒組成物(以下、第二重合触媒組成物ともいう)を好適に挙げることができる。
第二重合触媒組成物が、イオン性化合物(B−1)及びハロゲン化合物(B−3)の少なくとも一種を含む場合、第二重合触媒組成物は、さらに、
(C)成分:下記一般式(X):
YR1 aR2 bR3 c ・・・ (X)
(式中、Yは、周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族から選択される金属であり、R1及びR2は、同一又は異なり、炭素数1〜10の炭化水素基又は水素原子で、R3は炭素数1〜10の炭化水素基であり、但し、R3は上記R1又はR2と同一又は異なっていてもよく、また、Yが周期律表第1族から選択される金属である場合には、aは1で且つb及びcは0であり、Yが周期律表第2族及び第12族から選択される金属である場合には、a及びbは1で且つcは0であり、Yが周期律表第13族から選択される金属である場合には、a,b及びcは1である)で表される有機金属化合物を含む。
YR1 aR2 bR3 c ・・・ (X)
(式中、Yは、周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族から選択される金属であり、R1及びR2は、同一又は異なり、炭素数1〜10の炭化水素基又は水素原子で、R3は炭素数1〜10の炭化水素基であり、但し、R3は上記R1又はR2と同一又は異なっていてもよく、また、Yが周期律表第1族から選択される金属である場合には、aは1で且つb及びcは0であり、Yが周期律表第2族及び第12族から選択される金属である場合には、a及びbは1で且つcは0であり、Yが周期律表第13族から選択される金属である場合には、a,b及びcは1である)で表される有機金属化合物を含むことを要する。
上記イオン性化合物(B−1)及び上記ハロゲン化合物(B−3)は、(A)成分へ供給するための炭素原子が存在しないため、該(A)成分への炭素供給源として、上記(C)成分が必要となる。なお、上記重合触媒組成物が上記アルミノキサン(B−2)を含む場合であっても、該重合触媒組成物は、上記(C)成分を含むことができる。また、上記第二重合触媒組成物は、通常の希土類元素化合物系の重合触媒組成物に含有される他の成分、例えば助触媒等を含んでいてもよい。
M11X11 2・L11w ・・・ (XI)
M11X11 3・L11w ・・・ (XII)
(式中、M11は、ランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、X11は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルコキシド基、チオラート基、アミド基、シリル基、アルデヒド残基、ケトン残基、カルボン酸残基、チオカルボン酸残基又はリン化合物残基を示し、L11は、ルイス塩基を示し、wは、0〜3を示す)で表されることができる。
上記活性ハロゲンを含む有機化合物としては、ベンジルクロライド等が挙げられる。
YR1 aR2 bR3 c ・・・ (X)
(式中、Yは、周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族から選択される金属であり、R1及びR2は、同一又は異なり、炭素数1〜10の炭化水素基又は水素原子で、R3は炭素数1〜10の炭化水素基であり、但し、R3は上記R1又はR2と同一又は異なっていてもよく、また、Yが周期律表第1族から選択される金属である場合には、aは1で且つb及びcは0であり、Yが周期律表第2族及び第12族から選択される金属である場合には、a及びbは1で且つcは0であり、Yが周期律表第13族から選択される金属である場合には、a,b及びcは1である)で表される有機金属化合物であり、下記一般式(Xa):
AlR1R2R3 ・・・ (Xa)
[式中、R1及びR2は、同一又は異なり、炭素数1〜10の炭化水素基又は水素原子で、R3は炭素数1〜10の炭化水素基であり、但し、R3は上記R1又はR2と同一又は異なっていてもよい]で表される有機アルミニウム化合物であることが好ましい。式(X)の有機アルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ−n−プロピルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−t−ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム;水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジ−n−プロピルアルミニウム、水素化ジ−n−ブチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウム、水素化ジヘキシルアルミニウム、水素化ジイソヘキシルアルミニウム、水素化ジオクチルアルミニウム、水素化ジイソオクチルアルミニウム;エチルアルミニウムジハイドライド、n−プロピルアルミニウムジハイドライド、イソブチルアルミニウムジハイドライド等が挙げられ、これらの中でも、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニウムが好ましい。以上に述べた(C)成分としての有機アルミニウム化合物は、1種単独で使用することも、2種以上を混合して用いることもできる。なお、上記第二重合触媒組成物における有機アルミニウム化合物の含有量は、(A)成分に対して1〜50倍モルであることが好ましく、約10倍モルであることがさらに好ましい。
次に、本発明に係る共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体の製造方法において用いられる重合触媒について説明する。
重合触媒としては、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの重合用であり、下記式(A):
RaMXbQYb ・・・ (A)
(式中、Rはそれぞれ独立して無置換もしくは置換インデニルを示し、該RはMに配位しており、Mはランタノイド元素、スカンジウム又はイットリウムを示し、Xはそれぞれ独立して炭素数1〜20の炭化水素基を示し、該XはM及びQにμ配位しており、Qは周期律表第13族元素を示し、Yはそれぞれ独立して炭素数1〜20の炭化水素基又は水素原子を示し、該YはQに配位しており、a及びbは2である)で表されるメタロセン系複合触媒が挙げられる。
で表されるメタロセン系複合触媒が挙げられる。
上記メタロセン系重合触媒を用いることで、共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体を製造することができる。また、上記メタロセン系複合触媒、例えば予めアルミニウム触媒と複合させてなる触媒を用いることで、共重合体合成時に使用されるアルキルアルミニウムの量を低減したり、無くしたりすることが可能となる。なお、従来の触媒系を用いると、共重合体合成時に大量のアルキルアルミニウムを用いる必要がある。例えば、従来の触媒系では、金属触媒に対して10当量以上のアルキルアルミニウムを用いる必要があるところ、上記メタロセン系複合触媒であれば、5当量程度のアルキルアルミニウムを加えることで、優れた触媒作用が発揮される。
で表されるメタロセン錯体を、AlRKRLRMで表される有機アルミニウム化合物と反応させることで得られる。なお、反応温度は室温程度にすればよいので、温和な条件で製造することができる。また、反応時間は任意であるが、数時間〜数十時間程度である。反応溶媒は特に限定されないが、原料及び生成物を溶解する溶媒であることが好ましく、例えばトルエンやヘキサンを用いればよい。なお、上記メタロセン系複合触媒の構造は、1H−NMRやX線構造解析により決定することが好ましい。
次に、本発明に係る共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体の製造方法において用いられる第三重合触媒組成物について説明する。
第三重合触媒組成物は、上記メタロセン系複合触媒と、ホウ素アニオンとを含むことを特徴とし、さらに、通常のメタロセン系触媒を含む重合触媒組成物に含有される他の成分、例えば助触媒等を含むことが好ましい。なお、上記メタロセン系複合触媒とホウ素アニオンとを合わせて2成分触媒ともいう。第三重合触媒組成物によれば、上記メタロセン系複合触媒と同様に、さらにホウ素アニオンを含有するため、各単量体成分の共重合体中での含有量を任意に制御することが可能となる。
本発明のホース用ポリアミド樹脂組成物は、前述の通り、(1)ポリアミド樹脂55〜75質量部、及び(2)共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体45〜25質量部からなる組成物[(1)成分と(2)成分の合計は100質量部]を含有するものである。耐冷媒透過性及び低温(例えば−20℃以下)での柔軟性の観点から、(1)成分60〜70質量部に対して(2)成分40〜30質量部[(1)成分と(2)成分の合計は100質量部]であることが好ましい。
ホース用ポリアミド樹脂組成物における上記(1)成分と(2)成分からなる組成物の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、特に好ましくは実質的に100質量%である。
本発明のホース用ポリアミド樹脂組成物には、前記(1)成分及び(2)成分からなる組成物のほかに、必要に応じて、本発明の効果を著しく損なわない程度において、軟化剤、核剤、老化防止剤、帯電防止剤、酸化防止剤、受酸剤、塩酸吸収剤、着色剤、オイル、金属化合物、滑剤、充填材、補強材、分散剤、耐熱剤、難燃剤、耐光剤、紫外線吸収剤、気泡防止剤、架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤、流れ性改良剤、可塑剤、加工助剤、耐候安定剤、着色防止剤などの各種添加剤を含有させてもよい。該添加剤の含有量は、(1)成分及び(2)成分からなる組成物100質量部に対して、それぞれ、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは6質量部以下である。
また、本発明のホース用ポリアミド樹脂組成物には、(1)成分及び(2)成分以外のゴム成分や樹脂成分を含有させてもよい。該ゴム成分又は樹脂成分としては、天然ゴム、各種ブタジエンゴム、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、イソブチレンとp−メチルスチレンの共重合体の臭化物、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリロブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、エチレン−ビニルアルコール共重合体などが挙げられる。
(1)成分及び(2)成分以外のゴム成分を含有させる場合、その含有量は、(1)成分及び(2)成分からなる組成物100質量部に対して、それぞれ、好ましくは150質量部以下、より好ましくは100質量部以下、さらに好ましくは60質量部以下である。
このような状態にする方法に特に制限は無いが、例えば、[i](1)成分と(2)成分とを所定の配合比にして混練りし、マスターバッチを作製した後、該マスターバッチと(1)成分と必要に応じて前記その他の成分とを混練りする方法、[ii](1)成分及び(2)成分と必要に応じて前記その他の成分とを高剪断により溶融混練りする方法などが挙げられる。
本発明のホース、特に冷媒輸送用ホースは、前記ホース用ポリアミド樹脂組成物からなる樹脂層を有するものである。該樹脂層は、通常、ホースの最内層(バリア層)となっており、ホース内を流通する冷媒(例えば二酸化炭素冷媒、フロン系冷媒等)の透過を防止する役割を果たす。
図1に、本発明の冷媒輸送用ホースの代表的な構成の1例を示すが、特にこれに制限されるものではない。図1に示す冷媒輸送用ホースは、管状のバリア層1、その表面を覆う管状の繊維の補強層2、さらにその表面を覆う管状の外層3から構成されている。本発明では、該バリア層1が、前記ホース用ポリアミド樹脂組成物からなる樹脂層に相当する。バリア層1の製造方法に特に制限は無く、前記ホース用ポリアミド樹脂組成物を押出成形することで容易に製造できる。また、繊維の補強層2は、有機繊維(耐圧性の観点からは、好ましくはアラミド繊維)の層である。そして外層3は、一般的に耐熱性に優れたアクリル樹脂を含む層である。
本発明のホース、特に冷媒輸送用ホースは、前記ホース用ポリアミド樹脂組成物からなる樹脂層をバリア層1として有しているため、耐冷媒透過性に優れ、かつ低温(例えば−20℃以下)での柔軟性にも優れる。
なお、各例で得られたポリアミド樹脂組成物を用い、以下に示す方法に従って耐冷媒透過性及び低温での柔軟性を評価した。
(耐冷媒透過性)
GTRテック株式会社製ガス透過試験機を用い、100℃絶対差圧226cmHgで、各例で得たポリアミド樹脂組成物片のヘリウムガス透過係数を測定し、耐冷媒透過性の指標とした。
なお、比較例3で得たポリアミド樹脂組成物片のヘリウムガス透過係数を基準(100)として指数で表記した。値が小さい方が、耐冷媒透過性に優れることを示す。
(低温での柔軟性)
株式会社オリエンテック社製「テンシロン万能材料試験機」を用い、各例で得たポリアミド樹脂組成物片について、雰囲気温度−30℃、引張り速度50mm/minで伸長し、4%伸長時の弾性率を測定し、低温での柔軟性の指標とした。
なお、比較例3で得たポリアミド樹脂組成物片の4%伸長時の弾性率を基準(100)として指数で表記した。値が小さい方が、−30℃での柔軟性に優れることを示す。
十分に乾燥した2Lステンレス反応器に、トルエン150mlを添加した後、エチレンを0.8MPaで導入した。一方、窒素雰囲気下のグローブボックス中で、ガラス製容器にビス(2−フェニルインデニル)ガドリニウムビス(ジメチルシリルアミド)[(2−PhC9H6)2GdN(SiHMe2)2]14.5μmol、トリフェニルカルボニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(Ph3CB(C6F5)4)14.1μmol、及びジイソブチルアルミニウムハイドライド0.87mmolを仕込み、トルエン5mlに溶解させて触媒溶液とした。その後、グローブボックスから触媒溶液を取り出し、ガドリニウム換算で14.1μmolとなる量をモノマー溶液へ添加し、50℃で5分間重合を行った。その後、エチレンの導入圧力を0.2MPa/minの速度で低下させながら、1,3−ブタジエン3.05g(0.056mol)を含むトルエン溶液20mlを添加した後、さらに15分間重合を行った。次に、「エチレンの導入圧力を0.8MPaに戻し5分間重合を行い、その後、エチレンの導入圧力を0.2MPa/minの速度で低下させながら、1,3−ブタジエン6.09g(0.113mol)を含むトルエン溶液40mlを添加し、その後さらに30分間重合を行う」という操作を計3回繰り返した。
重合後、2,2’−メチレンービス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)(NS−5)5質量%のイソプロパノール溶液1mlを加えて反応を停止させ、さらに大量のメタノールで共重合体を分離し、70℃で真空乾燥してブタジエン−エチレン共重合体を得た。得られたブタジエン−エチレン共重合体の収量は24.50gであった。
得られたブタジエン−エチレン共重合体について、ミクロ構造、エチレン含有率、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)、ブロックポリエチレン融点(DSCピーク温度)及び連鎖構造を上記の方法で測定・評価した。
ブタジエン−エチレン共重合体中のブタジエン部分のミクロ構造として、シス−1,4結合量は97%、1,2−ビニル結合量は1.4%であった。重量平均分子量Mwは205,000であり、分子量分布Mw/Mnは9.15であった。エチレン含有率は34mol%であった。ブロックポリエチレン融点(DSCピーク温度)は、121℃であり、連鎖構造はブロックであった。
表1に示す配合量(単位:質量部)で各成分を混練することにより、ポリアミド樹脂組成物片を作製した。なお、混練は、二軸混練り機を用い、用いたポリアミド樹脂の融点以上の温度である230℃にて行った。
得られたポリアミド樹脂組成物片の耐冷媒透過性及び低温での柔軟性を評価した。結果を表1に示す。
1)ナイロン6「1022B」、宇部興産株式会社製
2)製造例1で得たブタジエン−エチレン共重合体
3)エチレン−ブテン共重合体「タフマーA−1050S」、三井化学株式会社製
一方、比較例1のように、(2)成分の含有量が多すぎると耐冷媒透過性が大幅に低下することが分かった。また、比較例2のように、(2)成分の含有量が少なすぎると、低温での柔軟性が大幅に低下することが分かった。
2 補強層
3 外層
Claims (11)
- (1)ポリアミド樹脂55〜75質量部、及び
(2)共役ジエン化合物と非共役オレフィンとの共重合体45〜25質量部
からなる組成物[(1)成分と(2)成分の合計は100質量部]を含有するホース用ポリアミド樹脂組成物。 - (1)成分のポリアミド樹脂が海相を構成し、(2)成分の共重合体が島相を構成し、さらに(2)成分が構成する島相中に(1)成分のポリアミド樹脂が散点状に分散されている、請求項1に記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
- (2)成分の共重合体において、共役ジエン化合物由来の構成単位のシス−1,4結合量が50%以上である、請求項1又は2に記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
- (2)成分の共重合体の重合平均分子量(Mw)が10,000〜10,000,000である、請求項1〜3のいずれかに記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
- (2)成分の共重合体の分子量分布(Mw/Mn)が10以下である、請求項1〜4のいずれかに記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
- 前記非共役オレフィンが鎖状の非共役オレフィンである、請求項1〜5のいずれかに記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
- 前記非共役オレフィンの炭素数が2〜10である、請求項1〜6のいずれかに記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
- 前記非共役オレフィンが、エチレン、プロピレン及び1−ブテンからなる群から選択される少なくとも1種である、請求項6又は7に記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
- 前記非共役オレフィンがエチレンである、請求項8に記載のホース用ポリアミド樹脂組成物。
- 請求項1に記載のホース用組成物からなる樹脂層を有するホース。
- 請求項1に記載のホース用組成物からなる樹脂層を有する冷媒輸送用ホース。
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