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JP2011226940A - チューブの衝撃特性評価方法、チューブの製造方法および衝撃特性に優れたチューブ - Google Patents

チューブの衝撃特性評価方法、チューブの製造方法および衝撃特性に優れたチューブ Download PDF

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JP2011226940A JP2010097572A JP2010097572A JP2011226940A JP 2011226940 A JP2011226940 A JP 2011226940A JP 2010097572 A JP2010097572 A JP 2010097572A JP 2010097572 A JP2010097572 A JP 2010097572A JP 2011226940 A JP2011226940 A JP 2011226940A
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Abstract

【課題】 本発明の課題は、チューブの衝撃特性を迅速に評価する方法、同評価方法に基づき衝撃特性に優れたチューブを製造する方法ならびに衝撃特性に優れたチューブを提供することである。
【解決手段】 熱可塑性樹脂をチューブ成形機で成形したチューブであって、そのチューブの切片の変形量が5mm以上あるチューブ。
ただし、チューブの切片の変形量は、チューブを長さ60mm切り出し、円周方向に3〜10mm間隔で、片側の端面から長軸方向に40mmの切り込みを入れ、短冊状の一片のみを残し、残り全てを切り落とし、残した短冊状の切片が水平になるように測定台に静置し、同切片が上方にそることにより変化する同切片のチューブ表面に該当する先端から測定台までの垂直の高さである。
【選択図】 図2

Description

本発明は、チューブの衝撃特性評価方法、チューブの製造方法および衝撃特性に優れたチューブに関するものである。
熱可塑性樹脂製チューブは、押出成形や射出成形などの成形方法を用いて、熱可塑性樹脂を成形することによって得られるが、その衝撃に対する割れ性(衝撃特性)は、気体や液体を移送するものであるがゆえ、特に問題とされる。
また、チューブの低温における衝撃特性の評価は、評価するチューブの温度管理等に煩雑な面があり、例えば、ドイツの衝撃特性の規格であるDINの73378は、低温で1時間以上調整したチューブを5秒以内に衝撃試験機に取り付け試験を行うことを要求している。特に、チューブの1つである燃料チューブ等は、この低温の衝撃特性が必要であり、その確認をしなければ出荷できず、チューブの生産から出荷までのリードタイムが長くなるなどの問題があった。このため、生産現場でこの衝撃特性を迅速に確認できる方法が望まれている。樹脂成形品の衝撃特性を予測する衝撃解析方法が知られていたが(例えば、特許文献1)、衝撃特性を迅速に確認できる方法は知られていなかった。
特開2002−296164号公報
本発明の課題は、チューブの衝撃特性を迅速に評価する方法、同評価方法に基づき衝撃特性に優れたチューブを製造する方法ならびに衝撃特性に優れたチューブを提供することである。
上記の課題は、以下に示す本発明によって解決される。即ち、本発明は、以下の事項に関わる。
1. 熱可塑性樹脂をチューブ成形機で成形したチューブであって、そのチューブの切片の変形量が5mm以上あるチューブ。
ただし、チューブの切片の変形量は、チューブを長さ60mm切り出し、円周方向に3〜10mm間隔で、片側の端面から長軸方向に40mmの切り込みを入れ、短冊状の一片のみを残し、残り全てを切り落とし、残した短冊状の切片が水平になるように測定台に静置し、同切片が上方にそることにより変化する同切片のチューブ表面に該当する先端から測定台までの垂直の高さである。
2. 熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂である第1項記載のチューブ。
3. 第1項記載の測定手順を用いて測定したチューブの切片の変形量と同チューブの衝撃特性の相関を取り、チューブの切片の変形量から、そのチューブの衝撃特性を評価するチューブの衝撃特性評価方法。
4. 第3項記載の評価方法を利用したチューブの製造方法であって、
チューブの原料である熱可塑性樹脂を一定にし、成形条件の異なるチューブの切片の変形量と、別途測定したチューブの衝撃特性との相関から衝撃特性に優れる場合のチューブの変化量の範囲を読み取り、同変化量の範囲を満たすチューブの成形条件を見出すことで、耐衝撃性に優れたチューブを製造するチューブの製造方法。
本発明により、チューブの衝撃特性を迅速に評価する事ができるとともに、衝撃特性に優れたチューブを製造し、提供することができる。
チューブへ短冊状の切れ込みを入れる方法を具体的に示した図である。 チューブの変形量と衝撃特性の相関を示した図である。
本発明は、チューブの切片の変形量を測定し、同変形量と衝撃特性の相関から、衝撃特性を評価するチューブの衝撃特性評価方法、同評価方法に基づくチューブの製造方法、ならびに同評価方法に基づく衝撃特性に優れたチューブに関する。
[チューブ]
本発明の評価方法の対象物であるチューブとしては、燃料チューブや産業用チューブが挙げられる。
チューブにおける樹脂としては、特に限定されるものではないが、熱可塑性樹脂が好ましい。
熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ABS樹脂、AS樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルサルフォン、非晶ポリアリレート、液晶ポリマー、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミドなどが挙げられ、単独あるいは混合での押出成形や射出成形などの各種成形方法により筒状に成形体ができればよい。好ましい熱可塑性樹脂としては、その入手のしやすさと成形のしやすさから、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド樹脂であり、特に好ましくは、ポリアミド樹脂である。
[ポリアミド樹脂]
ここでポリアミド樹脂としては、3員環以上のラクタム、アミノカルボン酸、あるいはジアミンとジカルボン酸とから合成されるナイロン塩を原料として、溶融重合、溶液重合や固相重合等の重合方法で重合、または共重合することにより得られる。
3員環以上のラクタムとしては、3〜20員環のラクタムが挙げられる。例えば、ε―カプロラクタム、ω−エナントラクタム、ω−ラウロラクタム、α―ピロリドン、α―ピペリドンなどを挙げることができ、好ましくは、成形のしやすさ、経済性や入手の容易さなどから、ε―カプロラクタム、ω−エナントラクタム、ω−ラウロラクタムである。
アミノカルボン酸としては、炭素数2〜20のアミノカルボン酸が挙げられる。例えば、6―アミノカプロン酸、7―アミノヘプタン酸、9―アミノノナン酸、11―アミノウンドデカン酸、12―アミノドデカン酸などを挙げることができ、好ましくは、成形のしやすさ、経済性や入手の容易さなどから、6―アミノカプロン酸、11―アミノウンドデカン酸、12―アミノドデカン酸である。
ナイロン塩の原料であるジアミンとしては、炭素数1〜20の脂肪族ジアミン、炭素数6〜30の脂環式ジアミン、炭素数6〜30の芳香族ジアミンが挙げられる。
炭素数1〜20の脂肪族ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ペプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、トリデカンジアミン、テトラデカンジアミン、ペンタデカンジアミン、ヘキサデカンジアミン、ヘプタデカンジアミン、オクタデカンジアミン、ノナデカンジアミン、エイコサンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミンなどを挙げることができ、好ましくは、成形のしやすさ、経済性や入手の容易さなどから、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミンである。
炭素数6〜30の脂環式ジアミンとしては、例えば、1,3−シクロヘキシルジアミン、1,4−シクロヘキシルジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)メタン、ビス(3−メチル−4−アミノシクロヘキシル)プロパン、1,2−ビスアミノメチルシクロヘキサン、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、5−アミノ−2,2,4−トリメチル−1−シクロペンタンメチルアミン、5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメチルアミン、ビス(アミノプロピル)ピペラジン、ビス(アミノエチル)ピペラジン、ノルボルナンジメチレンアミンなどを挙げることができ、好ましくは、成形のしやすさ、経済性や入手の容易さなどから、5−アミノ−2,2,4−トリメチル−1−シクロペンタンメチルアミン、5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメチルアミンである。
芳香族ジアミンとしては、例えばp−キシリレンジアミン、m−キシリレンジアミンなどの芳香族ジアミン等を挙げることができ、好ましくは、成形のしやすさ、経済性や入手の容易さなどから、m−キシリレンジアミンである。
ナイロン塩の原料であるジカルボン酸としては、炭素数2〜22の脂肪族ジカルボン酸、炭素数5〜32の脂環式ジカルボン酸、炭素数8〜32の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
炭素数2〜22の脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、シュウ酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジオン酸、ドデカンジオン酸、トリデカンジオン酸、テトラデカンジオン酸、ペンタデカンジオン酸、ヘキサデカンジオン酸、オクタデカンジオン酸、エイコサンジオン酸などを挙げることができ、好ましくは、経済性や入手の容易さなどから、シュウ酸、アジピン酸、ドデカンジオン酸である。
炭素数5〜32の脂環式ジカルボン酸としては、例えば、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、ジシクロヘキサンメタン−4,4'−ジカルボン酸、ノルボルナンジカルボン酸などを挙げることができる。
炭素数8〜32の芳香族ジカルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、1,8-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸などを挙げることができ、経済性や入手の容易さなどから、イソフタル酸、テレフタル酸が好ましい。
[ポリアミド樹脂の具体例]
ポリアミド樹脂の具体例としては、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド、共重合ポリアミドが挙げられる。
脂肪族ポリアミドとしては、ナイロン6、ナイロン7、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン66、ナイロン69、ナイロン610、ナイロン611、ナイロン612、ナイロン92などが挙げられる。
芳香族ポリアミドとしては、ナイロン6T、ナイロン6I、ナイロンMXD6、ナイロン9Tなどが挙げられる。
共重合ポリアミドとしては、ナイロン6/66(ナイロン6とナイロン66のコポリマー、以下、コポリマーは同様に記載)、ナイロン6/69、ナイロン6/610、ナイロン6/611、ナイロン6/12、ナイロン6/612、ナイロン6/6T、ナイロン6/6I、ナイロン6/66/610、ナイロン6/66/12、ナイロン6/66/612、ナイロン66/6T、ナイロン66/6I、ナイロン6T/6I、ナイロン66/6T/6Iなどが挙げられる。
好ましいポリアミド樹脂としては、成形のしやすさ、経済性、入手の容易さなどから、脂肪族ポリアミドではナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66、ナイロン92、共重合ポリアミドではナイロン6/66、ナイロン6/12、ナイロン6/66/12である。
より好ましいポリアミド樹脂としては、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン6/66、ナイロン6/12、ナイロン6/66/12である。
特に好ましいポリアミド樹脂としては、ナイロン11および/または、ナイロン12である。
ポリアミド樹脂の相対粘度は、96重量%の硫酸を溶媒として、JIS K 6920に準じて、測定した相対粘度が、1.5以上、5.0以下、好ましくは、2.0以上、4.5以下である。ポリアミド樹脂の相対粘度が1.5より小さい場合、5.0より大きくなると、成形が困難となる。
ポリアミド樹脂の末端基の種類およびその濃度や分子量分布には特別の制約は無いが、末端基の種類としては、アミノ基、カルボキシル基、アルキル基が挙げられる。
分子量調節や成形加工時の溶融安定化のため、モノアミン、ジアミン、モノカルボン酸、ジカルボン酸のうちの1種あるいは2種以上を適宜組合せて添加することができる。
モノアミンとしては、例えば、ラウリルアミン、ステアリルアミン等が挙げられる。
ジアミンとしては、ヘキサメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、5−アミノ−2,2,4−トリメチル−1−シクロペンタンメチルアミン、5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメチルアミンなどが挙げられ、得られるポリアミド樹脂の相対粘度などの品質から、好ましくは、ヘキサメチレンジアミン、メタキシレンジアミン、5−アミノ−2,2,4−トリメチル−1−シクロペンタンメチルアミン、5−アミノ−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンメチルアミンである。
モノカルボン酸としては、酢酸、ステアリン酸、安息香酸挙げられ、得られるポリアミド樹脂の相対粘度などの品質から、好ましくは、酢酸およびステアリン酸である。ジカルボン酸としては、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸などが挙げられ、好ましくは、アジピン酸である。
これらの化合物の使用量は、その反応性や重合条件により異なるが、目的のポリアミドの相対粘度が1.5以上、5.0以下、好ましくは、2.0以上、4.5以下の範囲になるように、適宜設定される。
本発明で使用されるポリアミド樹脂は、更に、JIS K6920に規定する低分子量物の含有量の測定方法に準じて測定した水抽出量が3.0%以下、好ましくは2.0%以下になるように調製することが好ましい。水抽出量が多いと、押出し機のダイ付近へのオリゴマー成分の付着が著しく、これら付着物によりダイラインやフィッシュアイが発生し、外観不良が生じ易い。
ポリアミド樹脂は、オレフィン樹脂と比較して吸湿性が大きく、吸湿したものを使用すると、溶融押出しする際に、加水分解が起こるためオリゴマーが発生し、成形が困難となる為、事前に乾燥し水分含有率が0.2重量%以下とするのが好ましい。より好ましくは0.1重量%以下である。
また、ポリアミド樹脂には、成形体の用途に応じて、可塑剤、耐衝撃材、ポリアルキレングリコール、滑剤、フェノール系、リン系、イオウ系酸化防止剤、耐候剤、無機充填剤、帯電防止剤、ブロッキング防止剤、防雲剤、染料、顔料などの各種添加剤を適宜添加することができる。例えば、低温衝撃試験の割れの低減を目的に可塑剤、耐衝撃材を添加することができる。
耐衝撃材としては、例えば、アイオノマー、エチレンプロピレン共重合体、エチレンプロピレンターポリマー、ポリスチレン・ポリエチレンブチレンブロック共重合体、ポリスチレン・水添ポリイソプレンブロック共重合体、エチレンオクテンゴム等のゴム、エラストマー、あるいはこれらの変性物、さらには、その混合物等が使用できる。
可塑剤としては、ポリアミド樹脂に通常用いられるものであれば限定されないが、エステル類またはアルキルアミド類が好ましい。
可塑剤におけるエステル類としては、フタル酸エステル類、脂肪酸エステル類、多価アルコールエステル類、燐酸エステル類、トリメリット酸エステル類、ヒドロキシ安息香酸エステル類、アルキルアミド類が挙げられる。
フタル酸エステル類としては、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ2−エチルヘキシル、フタル酸ジn−オクチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジイソノニル、エチルフタリルエチルグリコレート、ブチルフタリルブチルグリコレート、フタル酸ジウンデシル、テトラヒドロフタル酸ジ2−エチルヘキシルなどが挙げられる。
脂肪酸エステル類としては、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジイソブチル、アジピン酸ジブチルジグリコール、アジピン酸ジ2−エチルヘキシル、アジピン酸ジn−オクチル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ジn−混合アルキルエステル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ2−エチルヘキシル、アゼライン酸ジ2−エチルヘキシル、ジ2−エチルヘキシル混合酸エステル、ドデカ二酸ビス2−エチルヘキシルなどの二塩基性飽和カルボン酸エステル、フマル酸ジブチル、フマル酸ビス2−メチルプロピル、フマル酸ビス2−エチルヘキシル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、マレイン酸ビス2−エチルヘキシルなどの二塩基性不飽和カルボン酸エステル、オレイン酸ブチル、オレイン酸イゾブチル、リシノール酸アセチルブチル、アセチルクエン酸トリブチル、酢酸2−エチルヘキシルなどが挙げられる。
多価アルコールエステル類の具体例としては、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールモノイソブチレート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオールジイソブチレート、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ2−エチルブチラート、ペンタエリスリトールモノオレエート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールトリアルキルエステル、ベヘニン酸モノグリセライド、2−エチルヘキシルトリグリセライド、グリセリントリアセテート、グリセリントリブチラートなどが挙げられる。
燐酸エステル類としては、燐酸トリメチル、燐酸トリエチル、燐酸トリブチル、燐酸トリ2−エチルヘキシル、燐酸トリブトキシエチル、燐酸トリフェニル、燐酸n−オクチルジフェニル、燐酸クレジルジフェニル、燐酸トリクレジル、燐酸トリキシレニル、燐酸2−エチルヘキシルジフェニルなどが挙げられる。
トリメリット酸エステル類としては、トリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリ2−エチルヘキシル、トリメリット酸トリn−オクチル、トリメリット酸トリイソノニル、トリメリット酸トリイソデシル、トリメリット酸トリ混合アルコールエステルなどが挙げられる。
ヒドロキシ安息香酸エステル類としては、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸エチルヘキシル、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸ヘキシルデシル、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸エチルデシル、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸オクチルオクチル、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸デシルドデシル、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸メチル、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸ブチル、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸ヘキシル、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸n−オクチル、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸デシル、o−又はp−ヒドロキシ安息香酸ドデシルなどが挙げられる。
アルキルアミド類としては、トルエンスルホン酸アルキルアミド類やベンゼンスルホン酸アルキルアミド類が挙げられる。
トルエンスルホン酸アルキルアミド類としては、N−エチル−o−トルエンスルホン酸ブチルアミド、N−エチル−p−トルエンスルホン酸ブチルアミド、N−エチル−o−トルエンスルホン酸2−エチルヘキシルアミド、N−エチル−p−トルエンスルホン酸2−エチルヘキシルアミドなどが挙げられる。
ベンゼンスルホン酸アルキルアミド類としては、ベンゼンスルホン酸プロピルアミド、ベンゼンスルホン酸ブチルアミド、ベンゼンスルホン酸2−エチルヘキシルアミドなどが挙げられる。
以上に挙げた可塑剤は単独で使用しても良く、2種類以上を適宜組合せて使用しても良い。
これらの可塑剤の内、ブリードアウトとその柔軟性付与効果からフタル酸ジブチル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジ2−エチルヘキシルなどのフタル酸エステル類、p−ヒドロキシ安息香酸エチルヘキシル、p−ヒドロキシ安息香酸ヘキシルデシルなどのヒドロキシ安息香酸エステル類、ベンゼンスルホン酸ブチルアミド、ベンゼンスルホン酸2−エチルヘキシルアミドなどのアルキルアミド類が好ましく使用される。
可塑剤の配合割合は、ポリアミド樹脂100質量部に対して1〜30質量部であり、好ましくは、1〜25質量部であり、より好ましくは、5〜25質量部である。可塑剤の配合割合が1質量部より少ない場合、柔軟性付与に対する効果が見られず、一方、可塑剤の配合割合が30質量部より多い場合、可塑剤のブリードアウトが生じる。
[ポリアミド樹脂の製造方法]
ポリアミド樹脂ならびにその混合物の製造方法を以下に記載する。
[製造装置]
製造装置としては、バッチ式反応釜、一槽式ないし多槽式の連続反応装置、管状連続反応装置、一軸型混練押出機、二軸型混練押出機等の混練反応押出機等のポリアミド製造装置を用いることができ、好ましくは、得られるポリアミド樹脂の相対粘度などから、一槽式又は多槽式の連続反応装置や二軸型混練押出機等の混練反応押出機である。
重合方法としては溶融重合、溶液重合あるいは固相重合等の方法を用いて、常圧、減圧、加圧操作を繰り返して重合することができる。これらの重合方法は単独で、あるいは適宜、組合せて行うことができる。好ましい重合方法としては、得られるポリアミド樹脂の相対粘度などの品質から、溶融重合である。
[チューブの成形方法]
本発明のチューブの成形方法は特に制限されず、上記のポリアミド樹脂などの熱可塑性樹脂をはじめとする樹脂から得られる。
製造方法としては、射出成形、押出成形、ブロー成形、プレス成形、圧縮成形あるいはガスアシスト成形等が挙げられる。
成形温度は、使用する樹脂の融点やガラス転移温度等により異なるが、例えば、ポリアミド樹脂のような熱可塑性樹脂の場合、通常、200℃以上、330℃以下である。
成形方法としては、2色成形、インサート成形などを適用し、複数の樹脂を組み合わせた成形体を製造することも可能である。
本発明の評価方法の対象物であるチューブを製造する方法としては、例えば、押出機より押出された溶融樹脂を、ダイスを通して円筒状に押出し、冷却サイジングすることにより固化して所望のチューブ形状品を得ることが出来る。
また、多層のチューブの製造方法としては、構成する層の数または樹脂の数に対応する数の押出機より押出された溶融樹脂を、一つの多層チューブ用ダイスに導入し、ダイス内またはダイスを出た直後に各層を接着させ、その後通常のチューブ成形と同様にして製造する方法、あるいは、一旦単層チューブを成形した後に、得られたチューブの外側に他の層をコーティングする方法等を挙げることができる。
チューブの外径は2mm以上、300mm以下、好ましくは3mm以上、200mm以下であり、内径は1mm以上、270mm以下、好ましくは2mm以上、180mm以下である。
また、燃料チューブの外径は3mm以上、15mm以下、好ましくは6mm以上、10mm以下であり、内径は2mm以上、14mm以下、好ましくは7mm以上、9mm以下である。
[チューブの衝撃特性評価方法]
本発明のチューブの衝撃特性評価方法は、チューブを60mmの長さに切り出し、短冊状に切れ込みを入れ、得られた短冊の変形量を測定し、同変形量と衝撃特性の相関から、衝撃特性を評価するチューブの衝撃特性評価することにより行われる。
測定用のサンプル調製ならびに衝撃特性の評価方法は以下に示す1〜6の工程にそって行うことができる。
1.使用する樹脂は一定にし、例えば、押出成形の成形条件の一つである巻き取り速度や成形された筒状成形体の熱処理条件などの製造条件を変えて製造したチューブを60mmの長さに直径方向で切断する。
2.上記第1工程で得られた切片に短冊状の切れ込みを入れる。
切れ込みは、チューブの長軸にそってチューブの片側の端面から入れられる。
切れ込みの深さは、40mmである。切れ込みは、チューブの直径にもよるが、断面から見て、円周方向に3〜10mm間隔で行われる。尚、チューブに切れ込みを入れる手段は特に限定されるものはなく、カッターナイフ、はさみ、ウォーターカッター、卓上丸鋸等、チューブに合わせて、適宜選定される。
3.上記第2工程により生じた短冊のうち、一つのみを残し、残りの全ての短冊部分を切り落とす。
4.切片の短冊部分が水平方向になるように測定台に静置し、同切片が上方にそることにより変化する同切片のチューブ表面に該当する先端から測定台までの垂直の高さを測定する。静置する時間に制限はないが、通常2時間以上静置するのが好ましく、より好ましくは24時間である。
5.別途チューブの衝撃特性を測定し、第4工程で測定した変形量との相関を取る(通常、変形量と衝撃特性とのグラフを作成する。)。
衝撃特性の測定は、シャルピー衝撃試験、アイゾット衝撃試験などの衝撃試験によって行われるが、ドイツの衝撃特性測定の規格のDIN 73378に準じて行うのが好ましい。測定時の測定対象であるチューブの温度は、使用する樹脂やチューブにより適宜選定されるが、衝撃試験においてチューブに割れが発生する程度の温度であり、0℃以下が好ましく、より好ましくは−30℃以下である。
衝撃特性の評価は、試験に供したチューブの数中、割れの生じたチューブの数の割合で行う。例えば、10個のうち、1個に割れが生じた場合、評価は1とし、3個に割れが生じた場合は、評価は3とするなどの評価が挙げられる。
6.第5工程で得られた変形量と衝撃特性との相関を用い、チューブの変形量から、衝撃特性を評価する。
特に、チューブが、以下の参考例2に示されるチューブ(燃料チューブ)である場合、変形量と衝撃特性とに顕著な相関が認められる。
[チューブの衝撃特性評価方法を含むチューブの製造方法]
上記評価方法を用いて、衝撃特性に優れる(割れの少ない)チューブを製造する事ができる。
使用する樹脂を一定にし、種々、成形条件を変更したチューブの変形量と衝撃特性との相関を取り、衝撃特性に優れる(割れの少ない)場合の、変化量の範囲を読み取る。次いで、同変化量の範囲を満たすチューブの群の成形方法を解析することで、同樹脂での最適な成形条件を絞り込む事ができ、衝撃特性に優れるチューブを製造する事ができる。
下記参考例2で得られるチューブ(燃料チューブ)では、変化量(チューブの切片のチューブ表面に該当する先端から測定台までの垂直の高さ)が5mm以上のものが衝撃特性に優れる(割れの少ない)。下記実施例に示すチューブの衝撃特性測定は、ドイツの衝撃特性測定の規格のDIN 73378に準じた−50℃衝撃試験であるから、変化量5mm以上のチューブは−50℃という低温において衝撃特性に優れる。
5mm以上の変化量を示す同チューブの製造方法としては、成形時の巻き取り速度が30m/s以下のものである事から、衝撃特性を改善する手段として、成形時の巻き取り速度を30m/sにする事が挙げられる。
以下において実施例を掲げて本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。
(参考例1)
[原料ポリアミド樹脂の製造]
ω−ラウロラクタムを溶融重合して得られるJIS K 6920に準じて測定した相対粘度が、2.26±0.1、同規格に準じて測定した水抽出量が3.0%以下、水分含量が0.2wt%以下であるポリアミド12 86.0Kgにベンゼンスルホン酸ブチルアミド 12.0Kg、カーボンブラック0.5Kgを添加し、二軸押出機で成形温度240℃にて混練して製造した。
(参考例2)
[チューブの製造]
参考例1で得られたポリアミド樹脂からのチューブの製造は、ダイス/マンドレル寸法=16/12mmのチューブ用ダイおよび内径8.8mmのサイジングフォーマを用いたMAILLEFER SA社製のチューブ成形機であるAUTOMOTIVE LINE PAL 032−4Lを使用し、チューブ形状にする為のダイスの成形温度が210〜220℃、外径、内径が一定のチューブになるようにする為のチューブ真空水槽の水温、減圧度がそれぞれ、15〜25℃、100〜300mmHgで、下記表1に示される各巻き取り速度で巻き取り、外径7.9〜8.1mm、内径6.9〜7.1mmのチューブをそれぞれ製造した。
(参考例3)
[チューブの熱処理]
熱処理による衝撃試験や変形量への影響を確認するため、参考例2で得られた各チューブをそれぞれ80℃のオーブンに60分間入れ、熱処理を行った。熱処理を行わないチューブを対照として調製した。
[衝撃試験]
参考例3のチューブをそれぞれ100mmの長さに切り、温度23℃、相対湿度50%の部屋に24時間以上放置後、ドイツの衝撃特性測定の規格であるDIN 73378に準じ、-50℃の状態下に4時間以上放置した後、7.8Jの振り子を用いて安田精機製作所のシャルピー衝撃試験機であるIMPACT TESTERで衝撃試験を行い、割れの有無を目視にて判定した。表1に示すチューブの割れの結果は、チューブ10本の衝撃試験における割れの生じた本数の値を表示した。
[チューブの変形量測定]
参考例2と参考例3のチューブをそれぞれホーザン株式会社の製卓上丸鋸であるK−110を用いて長さ60mmに切断する。図1のように、切断したチューブの片側の端面の円周方向に6mm間隔になるように、チューブの長軸にそって、前述の丸鋸を用いてチューブに深さ40mmの切込みを入れる。切込みにより生じた短冊のうち、一つのみを残し、残りの短冊部分全てを切り落とす。残した短冊部分が水平方向になるよう変形量の測定台に24時間静置し、切片が上方にそることにより変化する同切片のチューブ表面に該当する先端から測定台までの垂直の高さ(変形量)を測定する。その結果を表1に示す。
Figure 2011226940
この表1のチューブの低温衝撃試験の割れ本数とチューブの変形量の結果を用いて、チューブの変形量と衝撃特性の相関を示したのが図2のグラフである。
図2から、チューブの変形量を求めることにより、チューブの低温衝撃試験の結果を予測でき、特に、変形量が5mm以上あるチューブであれば、チューブの低温衝撃試験をせずとも低温衝撃試験で割れが発生しないことが予測できる。
また、この図からチューブに対する熱処理が、チューブの低温衝撃試験の破壊本数に影響していることがわかり、その影響もチューブの変形量に反映されていることがこの図は示している。
一方、このチューブの変形量と低温衝撃試験の破壊本数の相関とチューブの製造条件の相関を含めることにより、低温衝撃試験時の破壊本数を予測したチューブの製造条件の評価が可能になる。例えば、チューブの製造条件の一つである巻き取り速度が挙げられ、巻き取り速度が速くなれば、チューブの変形量が小さくなり、衝撃特性が悪化することがわかる。

Claims (4)

  1. 熱可塑性樹脂をチューブ成形機で成形したチューブであって、そのチューブの切片の変形量が5mm以上あるチューブ。
    ただし、チューブの切片の変形量は、チューブを長さ60mm切り出し、円周方向に3〜10mm間隔で、片側の端面から長軸方向に40mmの切り込みを入れ、短冊状の一片のみを残し、残り全てを切り落とし、残した短冊状の切片が水平になるように測定台に静置し、同切片が上方にそることにより変化する同切片のチューブ表面に該当する先端から測定台までの垂直の高さである。
  2. 熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂である請求項1記載のチューブ。
  3. 請求項1記載の測定手順を用いて測定したチューブの切片の変形量と同チューブの衝撃特性の相関を取り、チューブの切片の変形量から、そのチューブの衝撃特性を評価するチューブの衝撃特性評価方法。
  4. 請求項3記載の評価方法を利用したチューブの製造方法であって、
    チューブの原料である熱可塑性樹脂を一定にし、成形条件の異なるチューブの切片の変形量と、別途測定したチューブの衝撃特性との相関から衝撃特性に優れる場合のチューブの変化量の範囲を読み取り、同変化量の範囲を満たすチューブの成形条件を見出すことで、耐衝撃性に優れたチューブを製造するチューブの製造方法。
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