CN103429941B - 燃料管及带连接器的管 - Google Patents

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Abstract

在让多个层沿着径向层叠而成的燃料管(1)中,在不有损于成本性、成形性、起泡质量的情况下,谋求管(1)的导电性能提高,进而防止静电荷积累而引起电花。因此,不仅让最内层(4)由导电性树脂形成,还让与该最内层(4)相邻的内层(5)也由导电性树脂形成。

Description

燃料管及带连接器的管
技术领域
属于涉及至少三层沿着径向层叠而成且最内层具有导电性的树脂制燃料管、以及通过焊接使连接器与该燃料管的端部接合而成的带连接器的管的技术领域。
背景技术
至今多个层沿着径向层叠而成的树脂制燃料管(例如参照专利文献1)已为众人所知晓。在该燃料管中,通过由导电性树脂形成最内层来防止所积累的电荷由于最内层和燃料之间的摩擦而起电花,将燃料点着。形成所述最内层的导电性树脂是通过在树脂材中混炼上导电性填料而形成的。
所述燃料管通常用挤压成形装置制造(例如参照专利文献2)。该挤压成形装置包括台数与燃料管的层数相对应的三台挤压成形机。各挤压成形机,一边在缸体内将作为原料投入进来的小块(pellet)状树脂加热并使其熔化一边利用螺杆进行混炼,然后将它从缸体的顶部喷出来。该树脂的加热、熔融温度例如由设置于缸体的加热器等进行控制。从各挤压成形机喷出的熔融树脂分别被引入管层叠用模内。该管层叠用模中形成有最内层流路、中间层流路以及最外层流路。通过了各流路的熔融树脂在连接在各流路的下游端的合流流路中层叠而成形为管状。最后,通过了模中的合流流路后的制品管被送往冷却装置,被冷却到预定温度后,又被送往回收机。
专利文献1:日本公开特许公报特开2010-54055号公报
专利文献2:日本公开特许公报特开2008-105401号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
在上述进行挤压成形的制造方法下,当用螺杆对缸体内的熔融树脂进行混炼时会有很大的剪切力作用在缸体内的熔融树脂上。因此会出现以下情况:最内层所用熔融树脂中含有的导电性填料被该剪切力破坏,而无法获得所希望的导电性能(可防止起电花的导电性能)。
于是想到了以下四种方法来降低在用螺杆进行混炼时作用于最内层所用熔融树脂上的剪切力。
第一种方法,将最内层所用树脂的熔融温度设定得比通常情况高。根据该方法,能够提高最内层所用树脂在缸体内的流动性。因此能够减小在用螺杆进行混炼时作用在该熔融树脂上的剪切力。
第二种方法,通过将中间层所用树脂的熔融温度设定得比通常情况高来间接地提高最内层所用树脂的熔融温度。根据该方法,能够减小在用螺杆进行混炼时作用在该熔融树脂上的剪切力,理由和第一种方法一样。
第三种方法,将最内层所用树脂的挤压速度设定得比通常情况低。根据该方法,能够将挤压成形机中的螺杆的转速设定得较低,因此能够减小用螺杆进行混炼时作用在最内层所用熔融树脂上的剪切力。
第四种方法,将模上的喷出部开口面积设定得比通常情况大。根据该方法,能够减小模喷出部作用在最内层所用熔融树脂上的喷出阻力,因此能够减小作用在该熔融树脂上的剪切力。
但是,在上述第一和第二种方法下存在以下问题,即熔融树脂的流动性过高,管的成形性恶化,最内层所用树脂的含有成分被高温分解而起泡;在上述第三种方法下存在着由于熔融树脂的挤压速度下降,管的批量生产性(进一步而言,成本性)下降的问题;在上述第四种方法下存在以下问题:因为增大了模上的喷出部开口面积,所以回收机对管的回收速度受到限制,因此和第三种方法一样,管的批量生产性下降。
于是,可以考虑通过增大导电层即最内层的厚度来提高管的导电性能,以取代对管的挤压条件(熔融温度、挤压速度等)设置限制。但是,从耐燃料性等观点出发,最内层通常使用价格较高的树脂,故如果增大最内层的厚度,就会出现产品成本增加这样的问题。
本发明正是鉴于上述各点而完成的。其目的在于:在成本性、成形性以及起泡质量不受损的情况下,谋求至少三层沿径向层叠而成且最内层即第一层具有导电性的树脂制燃料管以及包括该燃料管的带连接器的管的导电性能提高,防止静电荷积累而引起电花。
-用以解决技术问题的技术方案-
为达成上述目的,在该发明中,不仅让最内层即第一层由导电性树脂形成,让与该第一层相邻的第二层也由导电性树脂形成。
具体而言,在第一方面的发明中,以至少三层沿径向层叠而成且最内层即第一层具有导电性的树脂制燃料管为对象。
与所述第一层相邻层叠在径向外侧的第二层也具有导电性。
根据该结构,通过不仅让最内层即第一层由导电性树脂形成,让与该第一层相邻的第二层也由导电性树脂形成,在即使第一层的导电性较低,也能够确保管整体具有所希望的导电性,从而能够防止由于静电荷的积累而起电花。
因此,无需为提高第一层的导电性而对管的挤压条件(例如熔融温度、挤压速度、喷出开口部的面积等)设置限制。结果是,能够防止由于挤压条件的限制所引起的起泡不良、成形不良。
通过让第二层由导电性树脂形成,则能够让用昂贵的树脂形成的第一层极薄。因此而能够抑制产品成本增加。
第二方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,形成所述第一层的树脂是熔化时的树脂流动性不良的树脂。
根据该结构,因为形成第一层的树脂的树脂流动性不良,所以挤压成形时(用螺杆混炼时)作用于第一层的剪切力增大。因此,第一层中所含导电材容易被该剪切力破坏。其结果是,第一层的导电性降低。本发明,就是在上述第一层的导电性降低的情况下,也能够通过让第二层由导电性树脂形成来确保管整体具有所希望的导电性,从而能够可靠地抑制静电荷积累而引起电花。这里,“形成第一层的树脂熔化时的树脂流动性不良”例如意味着与第二层相比,熔化时的树脂流动性不良。
第三方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,所述第二层的电阻值比所述第一层的电阻值低。
根据该结构,通过使第二层的电阻值比第一层的电阻值低,则即使第一层的电阻值高,也能够确保管整体具有所希望的导电性。因此,不再需要为减小第一层的电阻值而增加需要使用较贵的树脂材形成的第一层的厚度。于是能够抑制管的制造成本增加。而且,能够尽可能地降低用于第一层的导电性填料的量,这样一来,就能够防止管的强度和耐冲击性由于导电性填料的配合量过多而下降。此外,在本说明书中,“电阻值”指的是体积电阻值,用于与表面电阻值区分开来。
第四方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,形成所述第一层的树脂的耐燃料性比形成所述第二层的树脂的耐燃料性优良。
根据该结构,第一层的耐燃料性较高,故能够抑制电阻值伴随着第一层接触燃料所导致的经时劣化而减小。因此,也不需要事先预测之后的经时劣化会导致的第一层在制造初期的电阻值下降而将该电阻值设定得较高。因此,无需为提高第一层的导电性而对管的挤压条件设置限制,故能够进一步可靠地获得与第一方面的发明一样的作用、效果。
通过采用耐燃料性优良的导电性树脂形成第一层,则能够抑制管的膨润所引起的尺寸变化,进而也能够抑制导电性下降。
第五方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,最外层由非导电性树脂形成。
根据该结构,能够提高管的机械特性(例如耐冲击性)。也就是说,从防止由于与其它部件接触所造成的破损的观点出发,要求管的最外层具有优良的机械特性,但是在最外层采用导电性树脂的情况下,需要在形成最外层的树脂中混炼上炭黑等导电性填料等。结果是,存在最外层的机械特性恶化这样的问题。相对于此,在本第五方面的发明中,通过让最外层由非导电性树脂形成,就能够使管的最外层满足高机械特性的要求。
在本第五方面的发明中,通过让最外层由非导电性树脂形成,则能够使导电性树脂在整个管中所占的体积比小于让最外层由导电性树脂形成的情况,从而能够谋求管的低成本化。
第六方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,形成所述第二层的树脂是尼龙类树脂。
第七方面的发明是这样的,在第六方面的发明中,所述尼龙类树脂是PA12或者PA11。
根据第六方面与第七方面的发明,通过让所述第二层由价格较低的尼龙类树脂(例如PA12或者PA11)形成,则能够降低燃料管的制造成本。
第八方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,形成所述第一层的树脂是氟类树脂。
根据该结构,通过采用氟类树脂作为形成最内层(第一层)的树脂,能够提供对乙醇燃料等的耐燃料性(耐久性、耐腐蚀性等)。氟类树脂对汽油氧化而生成的酸汽油(sour gasoline)具有非常良好的耐性,故能够使燃料管的耐酸汽油性提高。
第九方面的发明是这样的,在第八方面的发明中,形成所述第一层的氟类树脂由含有从以下A组中选出的至少一种的聚合物或者该聚合物的官能团改性体构成,
A组:四氟乙烯单体、三氟氯乙烯单体、全氟烷基乙烯基醚单体。
根据该结构,因形成所述第一层的氟类树脂熔化时的树脂流动性非常不良,故挤压成形时(用螺杆进行混炼时)的树脂流动性也非常低。因此,在本第九方面的发明所涉及的燃料管中,挤压成形时很大的剪切力作用在第一层上,导电性填料容易被破坏。结果是第一层的导电性降低。本发明,如上所述,在第一层的导电性较低的情况,也能够通过由导电性树脂形成第二层来确保管整体具有所希望的导电性,这一点是很有用的。
第十方面的发明是这样的,在第九方面的发明中,形成所述第一层的氟类树脂由四氟乙烯单体、三氟氯乙烯单体以及全氟烷基乙烯基醚单体的聚合物或者该聚合物的官能团改性体构成。
根据该结构,形成所述第一层的氟类树脂由在第九方面的发明中所列举的氟类树脂中树脂流动性特别低的树脂形成。本发明对这样的燃料管很有用。
第十一方面的发明是这样的,在第一方面的发明中,进一步具有位于最外层和所述第二层之间且具有耐燃料渗透性的阻挡层。
根据该结构,通过将具有耐燃料渗透性的阻挡层设置在最外层和所述第二层之间,就能够将至少所述第一层和所述第二层这两层设置在阻挡层内侧。因此,能够借助该两层来削弱挥发燃料从燃料通路内朝着管的厚度方向的贯通力(渗透力),于是就能够减少从燃料通路到达阻挡层的挥发燃料量。进而能够可靠地防止挥发燃料漏出到阻挡层外侧,从而提高燃料管的耐燃料渗透性。
第十二方面的发明是这样的,在第十一方面的发明中,所述阻挡层具有导电性。
根据该结构,通过让阻挡层由导电性树脂形成,则即使第一层和第二层的导电性较低,也能够确保管整体具有所希望的导电性能。因此,无需为提高第一层和第二层的导电性而对管的挤压条件(例如熔融温度、挤压速度、喷出开口部的面积等)设置限制。结果是,能够防止由于挤压条件的限制所引起的起泡不良、成形不良。
第十三方面的发明是这样的,以包括第一方面的发明所涉及的燃料管和焊接在该燃料管的端部的连接器的带连接器的管为对象。
与所述燃料管的第一层相邻且层叠在该第一层的径向外侧的第二层熔敷在所述连接器上。
根据该结构,在将连接器焊接固定在燃料管的端部上而形成的带连接器的管中,能够防止最内层和燃料摩擦所产生的静电荷积累而起电花。
也就是说,到目前为止,作为包括将多个层层叠在径向上而成的燃料管、和包括用于连接的连接器的带连接器的管例如已知有以下几种,将燃料管压入固定在连接器中的、通过焊接将连接器和燃料管固定为一体的。
例如,公表特许公报特表2000-146063号公报中所公开的带连接器的管,将燃料管的端部压入固定在外周部具有多个突起的螺纹接头(nipple)上。,公表特许公报特表2002-504980号公报中公开的管,由沿径向层叠的三个层构成燃料管,利用旋转焊接使其最内层和最外层熔敷在设置于连接器的圆锥面部(taper)上。
例如像特开2010-54055号公报所公开的那样,所述燃料管的最内层由导电性树脂形成。这样一来,就能够防止最内层和燃料摩擦而积累起来的静电荷引起电花,将燃料点着。
但是,与将燃料管压入固定在连接器上的燃料管相比,将燃料管焊接固定在连接器上的燃料管,因燃料管和连接器的接触面积减少,燃料管及包括连接器的带连接器的管整体的电阻值增高。因此,存在由于最内层和燃料摩擦而积累起来的静电荷引起电花将燃料点着这样的问题。
相对于此,在本第十三方面的发明中,通过让与最内层即第一层相邻、层叠在其径向内侧的第二层由导电性树脂形成,并且熔敷在连接器上,能够在第二层和连接器的熔敷部确保通电路径。这样一来,能够使包括连接器和燃料管的带连接器的管整体的电阻值减小,从而能够防止静电荷积累而引起电花。
这里,作为减小带连接器的管的电阻值的方法,能够想到增大最内层即第一层的厚度,但因为通常从耐燃料性的观点出发,第一层(最内层)使用的是价格较高的树脂,所以如果增大第一层的厚度,产品的成本就会增加。相对于此,在本发明中,通过让第二层由导电性树脂形成,即使不增大第一层的厚度,也能够将带连接器的管整体的电阻值抑制得很低,因此而能够抑制产品成本增加。
第十四方面的发明是这样的,在第十三方面的发明中,所述连接器具有环状凹部,所述燃料管的端部插入并焊接在该环状凹部上。所述环状凹部具有外周侧壁面、内周侧壁面以及里侧壁面。该外周侧壁面的直径从该凹部的开口一侧朝着里头一侧变小,该内周侧壁面位于该外周侧壁面的径向内侧,直径从开口一侧到里头一侧基本相等,该里侧壁面与该内周侧壁面的里头一侧的端部相连接,直径从开口一侧朝着里头一侧增大。
根据该结构,能够将燃料管的第二层和最外层熔敷在连接器上。也就是说,例如在利用旋转焊接使连接器与燃料管接合之际,将燃料管的端部插入连接器的环状凹部,一边让燃料管相对于连接器做相对旋转一边将燃料管从开口一侧朝着里头一侧挤进去,利用摩擦热让燃料管和连接器的接触面熔化。此时,因为环状凹部的外周侧壁面形成为其直径从开口一侧朝着里头一侧变小,所以燃料管的最外层与外周侧壁面接触,该接触面由于摩擦而熔化,因此而能够让最外层熔敷在连接器上。
另一方面,因为环状凹部的内周侧壁面形成为直径从开口一侧到里头一侧基本相等,所以能够抑制燃料管的第一层(特别是第一层的里头一侧的端部)和内周侧壁面接触。但是,因为内侧周壁面的里头一侧端部,形成有直径从开口一侧到里头一侧变大的里头侧壁面,所以第一层的里头一侧的端部与该里头侧壁面接触。这样一来,第一层的里头一侧的端部就像被该里头侧壁面进行了倒角加工一样遭到切削,结果是,与第一层相邻、位于其外侧的第二层就会与里头侧壁面接触。因此,只要用能够熔敷于连接器上的树脂形成该第二层,该第二层和里头侧壁面的接触部就会由于摩擦而熔化,从而能够让该第二层熔敷在里头侧壁面上。
因此,根据本第十四方面的发明,因为能够使具有导电性的第二层可靠地熔敷在连接器上,所以能够可靠地获得与第一方面的发明一样的作用、效果。
第十五方面的发明是这样的,在第十三方面的发明中,所述第二层由尼龙类树脂形成。
根据该结构,通过由熔点较低的尼龙类树脂形成第二层,则能够可靠地使第二层熔敷在连接器上。因此,能够进一步可靠地获得和第十三方面的发明一样的作用、效果。
第十六方面的发明是这样的,在第十三方面的发明中,所述第二层的电阻值比所述第一层的电阻值低。
根据该结构,能够收到与第三方面的发明一样的作用、效果。
第十七方面的发明是这样的,在第十三方面的发明中,所述第一层的树脂由氟类树脂构成。
根据该结构,能够收到与第八方面的发明一样的作用、效果。
第十八方面的发明是这样的,在第十五方面的发明中,所述尼龙类树脂由PA11或者PA12构成。
根据该结构,通过采用廉价且加工性优良的PA11或者PA12作形成第二层的树脂,就能够降低带连接器的管的制造成本。
第十九方面的发明是这样的,在第十七方面的发明中,形成所述第一层的氟类树脂由含有从以下A组中选出的至少一种的聚合物或者该聚合物的官能团改性体构成,
A组:四氟乙烯单体、三氟氯乙烯单体、全氟烷基乙烯基醚单体。
根据该结构,能够收到与第九方面的发明一样的作用、效果。
第二十方面的发明是这样的,在第十九方面的发明中,形成所述第一层的氟类树脂由四氟乙烯单体、三氟氯乙烯单体与全氟烷基乙烯基醚单体的聚合物或者该聚合物的官能团改性体构成。
根据该结构,能够收到与第十方面的发明一样的作用、效果。
第二十一方面的发明是这样的,在第十五方面的发明中,所述连接器由尼龙类树脂形成。
根据该结构,通过让连接器由熔点较低的尼龙类树脂形成,就能够进一步提高第二层与连接器的熔敷性。
第二十二方面的发明是这样的,在第二十一方面的发明中,所述尼龙类树脂由PA11或者PA12构成。
根据该结构,通过采用廉价且加工性优良的PA11或者PA12作形成连接器的树脂,就能够降低带连接器的管的制造成本。
第二十三方面的发明是这样的,在第十三方面的发明中,所述连接器和所述第二层由同一树脂材形成。
根据该结构,通过让所述连接器和所述第二层由同一树脂材形成,
则能够进一步提高两者的粘接性。
第二十四方面的发明是这样的,在第十三方面的发明中,所述管本体进一步包括位于所述第二层和最外层之间且具有耐燃料渗透性的阻挡层。
根据该结构,能够收到和第十一方面的发明一样的作用、效果。
第二十五方面的发明是这样的,在第二十四方面的发明中,所述阻挡层具有导电性。
根据该结构,能够收到和第十二方面的发明一样的作用、效果。
-发明的效果-
如上所述,根据本发明,通过不仅让最内层即第一层由导电性树脂形成,还让与该第一层相邻的第二层也由导电性树脂形成,那么,在成本性、成形性以及起泡质量不受损的情况下,能够谋求管的导电性能提高,能够防止静电荷积累而引起电花。
附图说明
图1是示出燃料管的垂直于其轴心的剖视图。
图2是示出挤压成形装置的概况的俯视图。
图3是示出层叠用模的沿着其轴心的剖视图。
图4是示出第二实施方式的相当于图1的图。
图5是用以说明燃料管的电阻值的测量方法的说明图。
图6是示出在第三实施方式所涉及的带连接器的管中燃料管的结构的、与其轴心方向垂直的剖视图。
图7是示出燃料管和连接器(第一连接器)的接合构造的、沿着带连接器的管的轴心方向的剖视图。
图8是连接器(第一连接器)的侧视图。
图9是沿图8中的IX-IX线剖开后的剖视图。
图10是示出在第三实施方式及其实施例中使用的连接器(第一连接器)的管插入槽部的放大剖视图。
图11是示出在比较例中使用的第二连接器的相当于图10的图。
图12是示出在比较例中使用的压入型连接器(第三连接器)的相当于图10的图。
图13是用以说明燃料管的电阻值的测量方法的说明图。
图14是示出其它实施方式的相当于图10的图。
图15是示出其它实施方式的相当于图10的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1示出本发明的实施方式所涉及的燃料管1。该燃料管1(以下简称为管1)例如用于连接汽车的燃料注入管道和燃料箱、或者用在将燃料送给发动机的连接管道中。此外,该管1并不限于液体燃料,对气体燃料也能够使用。
所述管1是一种内径和外径从一端到另一端基本相等的圆管,由沿径向层叠起来的至少三层形成。
在图1所示的例子中,所述管1由作为第一层的最内层4、层叠在该最内层4外侧的作为第二层的内层5以及层叠在该内层5外侧的最外层6这三个层形成。
所述最内层4形成燃料通过的燃料通路8。因最内层4的内周壁与在燃料通路8内流动的燃料直接接触,故所积累的静电荷有可能由于二者间的摩擦而引起电花,将燃料点着。因此,为防止出现该不良现象,最内层4由具有导电性的树脂形成。
在本实施方式中,最内层4是通过在树脂中混炼上导电性填料而形成的。能够列举出的导电性填料例如有:金属、碳等导电性单体粉末、导电性单体纤维、氧化锌等导电性化合物粉末、表面经过了导电化处理的粉末等。
能够列举出的所述导电性单体粉末、导电性单体纤维例如有:铜、镍等金属粉末、铁、不锈钢等金属纤维、炭黑、碳纤维以及日本公开特许公报特开平3-174018号公报等中所记载的细碳纤维等。所述表面经过了导电化处理的粉末就是对玻璃球、氧化钛等的非导电性粉末的表面施加了导电化处理而得到的粉末。能够列举出的所述导电化处理的方法例如有:金属溅镀法、化学电镀等。从经济性和防止静电荷积累的观点出发,上述导电性填料中的炭黑属于优选。
因所述最内层4所用树脂直接与燃料接触,故优选所述最内层4所用树脂不仅要具有导电性,还要对燃料具有耐性(耐燃料劣化性、耐燃料腐蚀性等)。可以采用的最内层所用树脂例如有:使用耐乙醇燃料性及耐酸汽油性优良的氟类树脂。氟类树脂的耐燃料渗透性比PA树脂优良,从提高管1的耐燃料渗透性的观点出发,也是氟类树脂属于优选。能够列举出的该氟类树脂:四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氟乙烯(PVF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(FEP)、乙烯/三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)、偏二氟乙烯/三氟氯乙烯共聚物、三氟氯乙烯/四氟乙烯共聚物、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚/三氟氯乙烯共聚物、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚/二氟氯乙烯共聚物、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚/六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、乙烯/四氟乙烯/六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯/四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯/五氟丙烯共聚物、四氟乙烯/六氟丙烯/偏二氟乙烯共聚物(THV)、偏二氟乙烯/五氟丙烯/四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚/四氟乙烯共聚物等,都是具有从至少一种含氟单体衍生出来的重复单元的聚合物,上述聚合物使用一种或者两种以上都无妨。
还可以使所述氟类树脂的分子结构成为官能团改性的分子结构体,而能够与PA树脂形成化学键(例如日本公开特许公报特开2008-100503中所公开的分子结构体,也称为官能团改性体)。因此,在例如内层5是尼龙类树脂的情况下能够提高最内层4和内层5的粘接性。作为与PA12的粘接性优良的氟类树脂可以采用乙烯/四氟乙烯共聚物或三氟氯乙烯/四氟乙烯共聚物。为提高粘接性,优选上述含氟聚合物具有粘接功能性官能团。在具有粘接功能性官能团的情况下,该含氟聚合物既可以由在主链终端或者支链中之一具有粘接功能性官能团的聚合物构成,又可以在主链终端和支链双方都具有粘接功能性官能团的聚合物构成。在主链终端具有粘接功能性官能团的情况下,既可以在主链的两个终端都具有粘接功能性官能团,又可以仅在一个终端具有粘接功能性官能团。
粘接功能性官能团是具有反应性或极性的基,优选的粘接功能性官能团例如有:羧基、一个分子中的两个羧基脱水合成后的残基(以下称为羧酸酐残基)、环氧基、羟(hydroxyl)基、异氰酸酯(isocyanate)基、酯基、酰胺(amido)基、醛(aldehydl)基、氨(amino)基、羰(carbonyl)基、恶唑(oxazolyl)基、缩水甘油(glycidyl)基、硅羟基(silanol)基、水解性甲硅烷基、氰(cyano)基、碳碳双键、磺酸基及醚基等。其中,优选羧基、羧酸酐残基、环氧基、水解甲硅烷基及碳碳双键,特别优选环氧基、马来酐基、羰基。在一个含氟乙烯性单体分子中不同种类的这样的官能团可以存在两种以上,不同种类的这样的官能团在一个分子中也可以存在两个以上。
与最内层4一样,所述内层5是通过在树脂中混炼上导电性填料而形成的。如上所述,例如可以使用炭黑等作为导电性填料。
作为内层所用树脂,优选例如价格较低的热塑性尼龙类树脂,能够列举出的例如有:聚酰胺(PA)11、聚酰胺12、聚酰胺6、聚酰胺66、聚酰胺99、聚酰胺610、聚酰胺26、聚酰胺46、聚酰胺69、聚酰胺611、聚酰胺612、聚酰胺6T、聚酰胺6I、聚酰胺912、聚酰胺TMHT、聚酰胺9T、聚酰胺9I、聚酰胺9N、聚酰胺1010、聚酰胺1012、聚酰胺10T、聚酰胺10N、聚酰胺11T、聚酰胺11I、聚酰胺11N、聚酰胺1212、聚酰胺12T、聚酰胺12I、聚酰胺12N、聚酰胺MXD6、聚酰胺PACM12、双甲基聚酰胺PACM12等脂肪族聚酰胺、芳香族聚酰胺等,还能够列举出至少一种聚酰胺,或者使用了几种这些聚酰胺的原料单体而成的共聚物。可以使用一种或者两种以上的上述这些物质。从管1的耐热性、机械强度、层间粘接性的观点出发,优选所述聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺6T、聚酰胺6N、聚酰胺9T、聚酰胺9N、聚酰胺12T、聚酰胺12N,更加优选的是其中的聚酰胺11和聚酰胺12。这样采用PA树脂作为内层所用树脂以后,例如在将PA树脂制连接器焊接在管1的端部的情况下,能够提高内层5和连接器的粘接性(熔敷性),因此优选使用PA树脂。此外,内层5和最外层6无需都由同一树脂材形成。
从耐药物性、耐候性、柔软性、强度、韧性等观点出发,优选所述最外层6由例如PA11、PA12、PA6、PA66、PA99、PA610、PA6/66、PA6/12等尼龙类树脂形成。其中,更加优选的是成形性及成本性优良的PA12或者PA11。如果采用PA树脂作为最外层所用树脂,则在后述第三实施方式所示的将连接器焊接在管1的端部的情况下,能够提高最外层6和连接器的粘接性(熔敷性),因此优选使用PA树脂。最外层6既可以由导电性树脂形成,又可以由非导电性树脂形成。不过,在由导电性树脂形成最外层6的情况下,也需要在最外层6所用树脂中混炼上导电性填料,故管1整体的导电性填料的含量会增多。如果该导电性填料的含量过多,则会存在以下问题:管1的强度、耐冲击性下降,并且在进行挤压成形时熔融树脂的流动性不良,管1的成形精度下降。因此,从管1的强度、耐冲击性及成形性的观点出发,优选最外层6由非导电性树脂形成。
结构如上所述的管1能够通过使用挤压成形装置30(参照图2)进行挤压成形制造出来。挤压成形装置30具有挤压成形机21、模22、冷却装置23、回收机24以及切割机25,挤压成形机21的台数与管1的层数相对应(本实施方式中为三台)。
挤压成形机21,一边在缸体26内对从料斗21a投入的块状树脂加热使其熔化,一边用螺杆27进行混炼,然后从缸体26的顶部(head)将树脂喷出。
该树脂的加热、熔融温度例如由设置于缸体26的加热器等进行控制。从各挤压成形机21喷出的熔融树脂分别被引入管层叠用模22(参照图3)中。在该模22中形成有最内层流路31、内层流路32以及最外层流路33,已通过各流路31-33的熔融树脂在连接在各流路31-33的下游端的合流流路34中层叠而成形为管状。已通过模22的合流流路34的制品管1被送往冷却装置23并被冷却到预定温度后,被送给回收机24,最后由切割机25将其切成预定长度。此外,挤压成形机21的数量并非一定要和管1的层数相等,例如,可以准备四台挤压成形机21,让其中的一台停止工作而挤压出三层来,或者将同一材料注入其中的两台机器中而挤压出三层来。也就是说,可以使用台数在管1的层数以上的挤压成形机21来挤压出管1。
在进行上述挤压成形的制造方法下,用螺杆进行混炼时很大的剪切力会作用在缸体26内的熔融树脂上。因此,在用螺杆进行混炼时,会出现最内层用的熔融树脂中所含有的导电性填料被该剪切力破坏,而无法获得所希望的导电性能(可防止起电花的导电性能)的情况。
于是,为减少由于螺杆混炼而作用在最内层用的熔融树脂上的剪切力,能够想到以下四种方法。
第一种方法,将最内层所用树脂的熔融温度设定得比通常情况高。根据该方法,能够提高最内层所用树脂在缸体26内的流动性。因此能够减小在用螺杆进行混炼时作用在该熔融树脂上的剪切力。
第二种方法,通过将中间层所用树脂的熔融温度设定得比通常情况高来间接地提高最内层所用树脂的熔融温度。根据该方法,能够减小在用螺杆进行混炼时作用在该熔融树脂上的剪切力,理由和第一种方法一样。
第三种方法,将最内层所用树脂的挤压速度设定得比通常情况低。根据该方法,能够将挤压成形机21中的螺杆的转速设定得较低,因此能够减小用螺杆进行混炼时作用在最内层所用熔融树脂上的剪切力。
第四种方法,将模22上的喷出部25的开口面积(以下称为喷出部开口面积)设定得比通常情况大。根据该方法,能够减小喷出部25作用在熔融树脂上的喷出阻力,因此能够减小用螺杆进行混炼时作用在最内层所用树脂上的剪切力。
但是,在上述第一和第二种方法下存在以下问题,即熔融树脂的流动性过低,管的成形性恶化;在上述第三种方法下存在着由于熔融树脂的挤压速度下降,管的生产性(批量生产性)下降的问题;在上述第四种方法下存在以下问题:因为增大了模22上的喷出部开口面积,所以回收机24对管1的回收速度受到限制,因此和第三种方法一样,管的生产性下降。
于是,可以考虑通过增大导电层即最内层4的厚度来提高管的导电性能,以取代对管的挤压条件(熔融温度、挤压速度等)设置限制。但是,如上所述,因为最内层4使用的是氟类树脂等价格较高的树脂,故如果增大最内层4的厚度,就会出现产品成本增加这样的问题。
相对于此,在上述第一实施方式中,通过不仅让最内层4由导电性树脂形成,也让内层5由导电性树脂形成,则无需增加最内层4的厚度,或者对挤压成形条件设置限制,就能够将管整体的电阻值抑制为较低的值。
也就是说,在上述第一实施方式中,通过让内层5由导电性树脂形成,则即使最内层4的导电性较低,也能够确保管1整体具有所希望的导电性能(可防止静电荷积累而引起电花的导电性能),故不需要为提高最内层4的导电性而增加最内层4的厚度,或者限制挤压条件(采用所述第一到第四种方法)以防止在用螺杆进行混炼时导电性填料遭到破坏。因此,不会产生限制挤压条件所导致的管1的成形性、生产性下降,增加最内层4的厚度所导致的产品成本增加等问题,从而能够尽可能地提高管1的导电性,可靠地防止静电荷积累而引起电花。
(第二实施方式)
图4示出使管1的层叠结构与上述第一实施方式不同的情况。也就是说,在本实施方式中,管1具有在内层5和最外层6之间设置上了耐燃料渗透性优良的中间层(阻挡层)7的四层结构。
最内层4、内层5以及最外层6的结构和上述第一实施方式一样。除了需要四台挤压成形机21以外,管1的制造方法和第一实施方式一样,故省略这些说明,下面来说明中间层7的结构。
中间层7主要具有防止燃料从管1的壁面漏出的功能。优选中间层7与最内层4和内层5一样具有导电性。在让中间层7具有导电性时,只要在树脂中混炼上导电性填料等即可。如上所述,例如可以使用炭黑等作为该导电性填料。
用于中间层7的树脂只要是耐燃料渗透性优良的树脂,什么都可以。能够列举出的树脂例如有:能够从上述氟类树脂、上述尼龙类树脂选出的高阻挡性树脂,还有:乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚芳香族丁二醇酯(PBN)、聚芳酯(PAR)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚砜(PSF)、聚芳醚砜(PES)、聚硫醚砜(PTES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯腈、丙烯腈苯乙烯共聚物、甲基丙烯腈苯乙烯共聚物、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、甲基丙烯腈苯乙烯丁二烯共聚物(MBS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸乙酯(PEMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氯乙烯(PVC)、热塑性酰亚胺(PI)、聚酰亚胺(PAI)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚砜(PSU)、高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、聚丙烯(PP)、乙烯丙烯共聚物(EPR)、乙烯丁烯共聚物(EBR)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMAA)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯甲基丙烯酸乙酯共聚物(EMMA)、乙烯丙烯酸乙酯(EEA)等,上述物质既可以具有粘接功能性官能团,又可以是一种或者两种以上聚合而成。而且,从管1的耐热性、机械强度、层间粘接性的观点出发,更加优选的是上述氟类树脂、聚酰胺46、聚酰胺66、聚酰胺610、聚酰胺612等阻挡性较高脂肪族聚酰胺、聚酰胺6T、聚酰胺6N、聚酰胺9T、聚酰胺9N、聚酰胺12T、聚酰胺12N等阻挡性较高芳香族聚酰胺、乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚芳香族丁二醇酯(PBN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK),其中更加优选的是氟类树脂。
如上所述,在上述第二实施方式中,通过不仅让最内层4由导电性树脂形成,也让内层5由导电性树脂形成,则与上述第一实施方式一样,在成本性、生产性以及成形性不受损的情况下,就能够谋求管1的导电性能提高,防止静电荷积累而引起电花。
在上述第二实施方式中,通过在内层5和最外层6之间设置具有阻挡层之功能的中间层7,则能够使管1的耐燃料渗透性比第一实施方式高。
(实施例和比较例)
接下来,对第一和第二实施方式中的具体实施例(参照实施例1-8、表1)做说明。
【表1】
(实施例1)
在实施例1中,使管1为三层构造,让最内层4由添加了比例为12wt%的炭黑(导电性填料)的导电性树脂材料I形成。这里,树脂材料I是四氟乙烯、全氟烷基乙烯基醚、三氟氯乙烯共聚物的官能团改性体。而且,在实施例1中,让内层5由导电性填料添加了比例为20wt%的PA12(Daicel-Evonik Ltd.公司生产、商品名称为VESTAMID LX9102:以下称其为导电性PA12)形成,让最外层6由非导电性PA12(Daicel-Evonik Ltd.公司生产、商品名称为VESTAMID LX9011)形成。
在该实施例1中,使最内层4的厚度为0.05mm,使内层5的厚度为0.05mm,使最外层6的厚度为0.9mm。
在实施例1中,将挤压成形时最内层4、内层5、最外层6的熔融温度分别设定为295℃、245℃、245℃。而且,将模22的喷出部开口面积设定为140mm2,将管1的挤压速度设定为15m/min。
(实施例2)
在实施例2中,管1与实施例1一样具有三层构造,但是让管1的内层5的厚度为0.2mm这一点与实施例1不同。管1各层4-6的构成材料、管1的挤压条件都和上述实施例1一样。
(实施例3)
在实施例3中,管1与实施例1一样具有三层构造,但是让模22的喷出部开口面积为240mm2这一点与实施例1不同。管1各层4-6的构成材料和厚度、喷出部开口面积以外的管1的挤压条件都和上述实施例1一样。
(实施例4)
在实施例4中,管1与实施例1一样具有三层构造,但是让管1的挤压速度为20m/min这一点与实施例1不同。管1中各层4-6的构成材料和厚度、挤压速度以外的管挤压条件都和上述实施例1一样。
(实施例5)
在实施例5中,管1与实施例1一样具有三层构造,但是让管1的最内层4由添加了比例为5wt%的炭黑(导电性填料)的ETFE(大金工业公司生产、商品名称为Neo-Flon ETFE、以下称其为导电性ETFE)形成这一点与实施例1不同。导电性填料在该导电性ETFE中的填充量为3wt%,比通常情况少了2-17wt%。其它层5、6的构成材料、各层4-6的厚度以及管1的挤压条件都和上述实施例1一样。
(实施例6)
在实施例6中,让管1为四层结构,将中间层7设置在内层5和最外层6之间这一点和实施例1不同。中间层7由非导电性树脂材料I形成。使该管1中最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度为0.05mm,中间层7的厚度为0.1mm,最外层6的厚度为0.8mm。
在该实施例6中,将挤压成形时最内层4、内层5、中间层7、最外层6的挤压温度(熔融温度)分别设定为295℃、245℃、280℃、245℃。模22的喷出部开口面积、管1的挤压速度都和实施例1一样,分别设定为140mm2、15m/min。
(实施例7)
在实施例7中,管1和实施例6一样具有四层结构,但是让管1的中间层7由EFEP(大金工业公司生产、商品名称为Neo-Flon EFEP RP5000)形成这一点和实施例6不同。其它层4-6的构成材料、各层4、7的厚度以及管1的挤压条件都和实施例6一样。
(实施例8)
在实施例8中,管1和实施例6一样具有四层结构,但是让管1的中间层7(树脂材料I)由在实施例7的非导电性EFEP中添加了比例为5wt%的炭黑(导电性填料)而制成的树脂材料形成这一点和实施例6不同。其它层4-6的构成材料、各层4、7的厚度以及管1的挤压条件都和实施例6一样。
接下来,对第一和第二实施方式的比较例(参照比较例1-比较例8、表2)做说明。
【表2】
(比较例1)
在比较例1中,让管1为两层结构,使最内层4由导电性树脂材料I形成,使最外层6由PA12形成。各层4、5的挤压温度(熔融温度)分别为295℃、245℃,与实施例1一样。
(比较例2)
在比较例2中,管1具有和比较例1一样的两层结构,但是让最内层4的厚度为0.2mm这一点和比较例1不同。各层4、5的构成材料、管1的挤压条件都和比较例1一样。
(比较例3)
在比较例3中,管1具有和比较例1一样的两层结构,但是让挤压成形时最内层4的挤压温度(熔融温度)为310℃这一点和比较例1不同。各层4、5的构成材料和厚度、最内层4的挤压温度以外的挤压条件都和比较例1一样。
(比较例4)
在比较例4中,管1具有和比较例1一样的两层结构,但是让挤压成形时最内层4的挤压温度(熔融温度)为305℃这一点和比较例1不同。各层4、5的构成材料和厚度、最内层4的挤压温度以外的挤压条件都和比较例1一样。
(比较例5)
在比较例5中,管1具有和比较例1一样的两层结构,但是让挤压成形时最外层6的挤压温度(熔融温度)为280℃这一点和比较例1不同。各层4、5的构成材料和厚度、最外层6的挤压温度以外的挤压条件都和比较例1一样。
(比较例6)
在比较例6中,管1具有和比较例1一样的两层结构,但是让喷出部开口面积为240mm2这一点和比较例1不同。各层4、5的构成材料和厚度、喷出部开口面积以外的挤压条件都和比较例1一样。
(比较例7)
在比较例7中,管1具有和比较例1一样的两层结构,但是让管1的挤压速度为7m/min这一点和比较例1不同。各层4、5的构成材料和厚度、挤压速度以外的挤压条件都和比较例1一样。
(比较例8)
在比较例8中,管1具有和比较例1一样的两层结构,但是各层4、7的厚度及挤压条件与比较例1不同。也就是说,在本比较例8中,使最内层4的厚度为0.2mm,使最外层6的厚度为0.8mm。使挤压成形时最内层4的挤压温度(熔融温度)为305℃,使最外层6的挤压温度为280℃,使喷出部开口面积为240mm2
(有关树脂的熔融粘度)
熔融树脂的粘度例如能够用JIS K7210规定的熔体流动速率(以下称其为MFR:melt flowrate)表示。MFR是表示熔融树脂的流动性的尺度之一,表示在预定的试验温度及试验压力下用挤压式塑性仪测定的从具有规定尺寸的孔模(orifice)流出的熔融树脂的质量流量(g/10min)。一般来说,MFR较大的树脂熔化时的树脂流动性较高。
所述导电性树脂材料I在试验温度297℃、试验负荷49牛顿下的熔体流动速率(以下称其为MFR)为7(g/10min)。
所述导电性PA12及非导电性PA12在试验温度280℃、试验负荷21牛顿下的MFR分别为1.8(g/10min)、14(g/10min)。
所述导电性ETFE、导电性EFEP、非导电性树脂材料I及非导电性EFEP在试验温度297度、试验负荷49牛顿下的MFR分别为10(g/10min)、10(g/10min)、20(g/10min)、30(g/10min)、50(g/10min)。
由此可知:与导电性ETFE、导电性EFEP、非导电性树脂材料I以及非导电性EFEP等其它氟类树脂相比,尽管在进行MFR测量时的试验温度及试验压力很高,但所述导电性树脂材料I的MFR值为7(g/min),较低,熔化时的树脂流动性较低(不好)。
(性能评价)
从电阻测量值、表面电阻值、起泡质量、挤压稳定性以及成本性这四个方面对各实施例和比较例所涉及的管1的性能进行评价。评价结果示于表1、表2。
(电阻测量值和表面电阻值)
如图5所示,电阻测量值是在将250V的电压施加在试验用管1的两端部时测得的电阻值。具体而言,测量了将铜测针(pin)75插入管1的两端部,将电压施加在两个铜测针75之间时的电阻值。测量时使用的试验用管1,其内径为6mm,外径为8mm,管长度为200mm。测量电阻值时使用的是电阻测量器50。
表面电阻值是基于所述电阻测量值按下式计算出来的值。
表面电阻值(Ω/sq)=R(πd)/(L0-2a)
这里,L0表示管长度,a表示铜测针75插入管1中的插入长度(参照图5)。R是用电阻测量器50测得的测量值,d表示管1的内径。优选表面电阻值例如在106以下(美国汽车技术协会SAE J2260标准)。
(起泡质量)
在管1的轴心方向上的任意位置将管1切断,通过目视检查在垂直于管1轴心的断面上是否产生了起泡,分三个等级对起泡质量进行了评价。表1、表2中对起泡质量的评价,“○”表示“良好(无泡)”、△”表示“稍有不良(有微量的泡)”、×”表示“不良(有很多泡)”。
(挤压尺寸稳定性)
测量已挤压成形的制品管1的直径尺寸(内径尺寸和外径尺寸),基于已测得的直径尺寸和设计值之差,分三个等级对管1的挤压稳定性(成形性)进行了评价。表1、表2中对挤压尺寸稳定性的评价,“○”表示“良好”,“△”表示“稍有不良”,“×”表示“不良”。
(成本性)
从管1的材料费及批量生产性(生产性)的观点出发,分两个等级对管1的成本性进行了评价。“○”表示“良好”,“×”表示“不良”。
由表1、表2所示的试验结果可知,实施例1-8满足了管1的导电性、起泡质量、挤压稳定性以及成本性所有的要求。而比较例1-8中至少有一个未满足上述要求。
也就是说,比较例1的管1,其表面电阻值(=1×107(Ω/sq))比预定值(例如1×106(Ω/sq))大出很多,却没能够确保防止起电花的导电性。
比较例2,将最内层4的厚度增加到比较例1的4倍,0.20mm。在该情况下,虽然能够使表面电阻值(=2×106(Ω/sq))小于比较例1,但是没能够确保可防止起电花的导电性。而且,因为使用了很多较贵的导电性树脂材料I,故没能够满足成本性要求。
比较例3,将最内层所用树脂的熔融温度设定在高于比较例1的温度上即310℃上(上述第一种方法之一例)。在该情况下,能够使表面电阻值(=3×106(Ω/sq))小于比较例1,但是没能够确保可防止起电花的导电性。而且,由于最内层所用树脂的熔融温度升高,因此没能够满足挤压尺寸稳定性及起泡质量这两方面的要求。
比较例4,将最内层所用树脂的熔融温度设定在稍微低于比较例3的温度上即305℃上(上述第一种方法之例)。与比较例3相比,能够看出来在该情况下导电性、起泡质量这两方面稍有改善,但是都没能够满足要求。
与比较例1相比,比较例5将最内层所用树脂的熔融温度维持在相同的温度上,并同时将最外层所用树脂(与最内层相邻的树脂)的熔融温度提高到280℃(上述第二种方法之一例)。在该情况下,满足了起泡质量这一要求,却没有满足挤压尺寸稳定性这一要求。而且,表面电阻值也比规定值高,没能够确保充分的可防止起电花的导电性。
比较例6,将模22的喷出部开口面积增加到比较例1的近似1.7倍的240mm2(上述第四种方法之一例)。在该情况下,能够使表面电阻值(=8×106(Ω/sq))比实施例1低,但是却没能够确保可防止起电花的导电性。而且,也没能够满足挤压尺寸稳定性要求。
比较例7,将管1的挤压速度降低到比较例1的大致一半(上述第三种方法中之一例)。在该情况下,能够使表面电阻值(=5×106(Ω/sq))比实施例1小,但是却没能够确保可防止起电花的导电性。而且,挤压速度降低以后,批量生产性下降,没有满足成本性的要求。
比较例8,将比较例2-7的效果都吸收到比较例1中(上述第一到第四种方法全部包括之例)。利用其相乘效果将表面电阻值(=4×105(Ω/sq))抑制得不到规定值,获得了所希望的导电性能。但是,比较例2-7中所叙述的缺点也都吸收进来的结果,起泡质量、挤压尺寸稳定性以及成本性要求都没有满足。
相对于此,在实施例1中,通过让与最内层4相邻且层叠在其外侧的内层5由导电性树脂形成,虽然挤压条件和比较例1完全相同,但是导电性、起泡质量、挤压尺寸稳定性(成形性)以及成本性要求全部满足。
实施例2,将导电层即内层5的厚度增加到实施例1的4倍即0.2mm。在该例中,管1的表面电阻值成为1×103(Ω/sq),能够使管1的导电性比实施例1还高。而且,因形成内层5的导电性PA12的价格比形成最内层4的导电性树脂材料I低,故尽管增加了内层5的厚度,却能够满足成本性要求。
实施例3,将模22的喷出部开口面积增加到实施例1的大致1.7倍即240mm2。在该情况下,上述四个条件也全部都能够满足。由此可知,上述实施方式及实施例所涉及的管1,不被模22的喷出部开口面积左右,能够确保较高的管性能。
实施例4,将管1的挤压速度设定为比实施例1高即20m/min。在该情况下,上述四个要求也全部都能够满足。
实施例5,与通常情况相比使最内层4所含导电性填料的填充量降低了2-20wt%(最内层4的导电性不良之例)。在该情况下,上述四个要求也全部都能够满足。
实施例6、实施例7,形成了耐燃料渗透性优良的中间层7作为第二层外侧的第三层,并将最外层6作为第四层。在该情况下,上述四个要求也全部都能够满足。
实施例8,用导电性EFEP形成实施例6、实施例7的中间层,在该例中,既能够满足起泡质量、挤压尺寸稳定性以及成本性要求,又能够使表面电阻值(=2×103(Ω/sq))比实施例6、7小。
这里,从以下表3中所示的结果也可以得知,在层厚度相等的情况下,导电性PA12的导电性比导电性树脂材料I的导电性高(电阻值小)。而且,在上述实施例1-8中,通过用导电性比形成最内层4的导电性树脂材料I还高的导电性PA12形成内层5,则作为管整体能够可靠地获得所希望的导电性。
【表3】
由上述实施例和比较例明显可知,通过不仅让最内层4具有导电性,让内层5也具有导电性,就能够提供导电性、起泡质量、挤压尺寸稳定性(成形性)以及成本性全都能够要求的管1。
在上述实施例1-8中,通过让最内层4由耐燃料性比内层5(导电性PA12)优良的导电性树脂(导电性树脂材料I或者导电性ETFE)形成,就能够抑制由于最内层4与燃料接触所引起的经时劣化。
该经时劣化,例如能够通过燃料封入20天后的电阻测量值来进行评价。表4、表5中分别示出了实施例1、比较例9所涉及的管1的燃料封入20天后的电阻测量值。
【表4】
(燃料封入前的初始电阻测量值:6×1O3Ω)
【表5】
(燃料封入前的初始电阻测量值:5×1O3Ω)
燃料封入20天后的电阻测量值是按以下所述测得的值,用金属接头将试验用管1的两端部封闭起来,在其内部封入燃料C(体积比为异辛烷:甲苯=50:50)和乙醇以0:100-100:0的体积比混合而成的乙醇/汽油,在60℃的温度下保持20天以后,从管1内取出液体,在3分钟以内测得的该管1的电阻值。电阻值的测量方法和上述测量方法一样。
这里,实施例1所涉及的管1的结构与上述结构相同,故说明省略不提。上述比较例9所涉及的管1具有四层结构,最内层4由导电性PA12形成,内层5由非导电性PA12形成,中间层由EVOH形成,最外层6由非导电性PA12形成。而且,在内层5和中间层7之间、以及中间层7和最外层6之间分别设置了厚度0.05mm的改性PO的粘接层,以保证各层间的粘接强度不会不够大。最内层4的厚度为0.1mm,内层5的厚度为0.05mm,中间层7的厚度为0.25mm,最外层6的厚度为0.5mm。
由表4、表5的试验结果可知,实施例1所涉及的管1,燃料封入20天后的电阻测量值与燃料刚刚封入后不久的电阻测量值相比几乎没有什么变化,而比较例9所涉及的管1,与燃料刚刚封入后不久的电阻测量值相比燃料封入20天后的电阻测量值明显增大。而且,实施例1所涉及的管1,即使乙醇的混合比率发生了变化,燃料封入20天后的电阻测量值也几乎没发生变化,而比较例9所涉及的管1,当乙醇的混合比率成为50%以上以后,燃料封入20天后的电阻值就会增加到乙醇的混合比率在25%以下时的10-100倍。可以认为这是因为实施例1所涉及的管1的最内层4由耐燃料性(特别是耐乙醇性)比比较例9优良的导电性树脂材料I形成之故。
因此,实施例1-8所涉及的管1,能够抑制电阻值由于最内层4与燃料接触所导致的经时劣化而减小,故无需事先预测其后的经时劣化所导致的电阻值的减小而将最内层4在制造初期(注塑成形刚刚结束时)的电阻值设定得较大。因此,不需要为提高最内层4的导电性而对管1的挤压条件设置限制,所以能够防止因对挤压条件设置限制所引起的起泡不良、成形不良等。
这里,树脂材料的耐燃料性,例如能够用后述的重量变化百分比、尺寸变化百分比、低聚物浸出百分比(leaching rate)、电阻值变化比率进行评价。表6中示出的是对各树脂材料测量了这些评价指标以后的结果。
【表6】
(试验树脂材料)
用于进行该测量的试验材料,是通过将树脂加热到240℃-360℃的温度而使其熔化,停留5分以上以后再进行注塑成形而获得的。将注塑成形时混炼到各树脂材料中的炭黑量例如设定为3wt%-25wt%,以保证各树脂材料的初始电阻值在103Ω到104Ω这一范围内。具体而言,在例如是导电性树脂材料I的情况下,将炭黑量设定为12wt%,将缸体温度设定为300℃。而且,在例如是导电性PA12的情况下,将炭黑量设定为20wt%,将缸体温度设定为260℃。将试验材料的尺寸例如设定为长度50mm、宽度5mm、厚度3mm。
(电阻值变化比率的测量顺序)
在测量电阻值变化比率之际,首先,将试验片投入燃料C(体积比为异辛烷:甲苯=50:50)和乙醇以100:0-15:85的体积比混合而成的试验液中,在60℃的温度下保持20天。之后从试验液中将试验片取出来,在3分以内对试验片的电阻值进行了测量。最后,将测得的电阻值与初始电阻值的比率(=测得的电阻值/初始电阻值)作为电阻值变化比率计算出来。
(重量变化百分比的测量步骤)
在测量重量变化百分比之际,首先,在40℃的温度下将试验片保持在所述试验液中7天,之后从试验液中将试验片取出来,在3分以内对试验片的重量进行了测量,并将测得的重量相对于初始重量的变化率(=(测得的重量-初始重量)/初始重量×100%)作为重量变化百分比计算出来。
(尺寸变化百分比的测量步骤)
在测量尺寸变化百分比之际,在40℃的温度下将试验片保持在所述试验液中7天,之后从试验液中将试验片取出来,在3分以内对试验片的尺寸进行了测量,并将该测得的尺寸相对于初始尺寸的变化率(=(测定尺寸-初始尺寸)/初始尺寸×100%)作为尺寸变化百分比计算出来。
(低聚物浸出百分比的测量步骤)
在测量低聚物浸出百分比之际,首先,在60℃的温度下将试验片保持在所述试验液中4天。之后,从试验液中将试验片取出来,并对剩下的试验液进行真空干燥,让已浸出到试验液中的低聚物析出。最后,测量该析出的低聚物的重量,将该测得的重量与试验片初始重量的百分比(=测得的重量/试验片初始重量×100%)作为低聚物浸出百分比计算出来。
可以这样说,所述已测得的电阻值变化比率、重量变化百分比、尺寸变化百分比以及低聚物浸出百分比越低,各树脂材料的耐燃料性就越高。由表6的试验结果可知,导电性树脂材料I的耐燃料性最高,其次就是导电性ETFE和导电性EFEP的耐燃料性较高。而且,导电性PA12的耐燃料性比导电性树脂材料I、导电性ETFE以及导电性EFEP低。
在上述实施例1-8中,通过让最内层4由耐燃料性比内层5(导电性PA12)优良的导电性树脂(导电性树脂材料I或者导电性ETFE)形成,就能够抑制管1的膨润所引起的尺寸变化。也就是说,在内层5的耐燃料性比最内层4优良的情况下,因内层5及最内层4膨润并按照各自的材料特性随时间的推移而变形,所以内层5的变形量和最内层4的变形量都会对管1整体的变形量做出贡献。相对于此,在像上述实施例1-8那样,最内层4的耐燃料性比内层5优良的情况下,即使最内层4膨润,内层5的膨润所引起的变形也会受到最内层4的限制,可以忽视内层5的变形,管1整体的变形量仅由最内层4的变形量表现出来。因此,实施例1-8所涉及的管1能够对膨润所引起的尺寸的经时变化加以抑制。而且,因为通过使最内层4的耐燃料性提高,也能够减少来自最内层4的低聚物的浸出量(低聚物浸出百分比),所以能够防止已浸出到管1内的燃料中的低聚物堵在燃料喷射阀内。
上述实施例1-8所涉及的管1,通过让最外层6由非导电性树脂形成,则能够将导电性树脂在管1整体中所占的体积比抑制得比让最外层6由导电性树脂形成的情况为低。这样一来,就能够谋求管1的低成本化。而且,与让最外层6由导电性树脂形成的情况相比,最外层6中也没有混炼上炭黑等导电性填料,故能够满足要求管1的最外层6具有的高机械特性(例如低温时或者高温时的耐冲击性、机械强度)。
表7中示出对实施例1、比较例10和11所涉及的管1所进行的低温冲击性试验和成本评价结果。表中的“○”表示良好(满足所要求的水平),“×”表示不良(不能满足所要求的水平)。
【表7】
构成的管 实施例1 比较例10 比较例11
低温冲击性试验 × ×
成本 × ×
实施例1所涉及的管1的结构如上所述,故说明省略不提。
在比较例10中,让管1为两层结构,由导电性ETFE形成最内层4,由导电性PA12形成最外层6。最内层4的厚度为0.3mm,最外层6的厚度为0.65mm。在各层4、7之间设置厚度为0.05mm的改性PO的粘接层,以保证粘接强度不会不足。采用长丝碳纤维作导电性填料。
在比较例11中,让管1为两层结构,由导电性PPS形成最内层4,由导电性PA12形成最外层6。最内层4的厚度为0.3mm,最外层6的厚度为0.65mm。在各层4、7之间设置厚度为0.05mm的改性PO的粘接层,以保证粘接强度不会不足。
由表7的试验结果可知,最外层6采用了非导电性PA12的实施例1所涉及的管1,低温冲击性、成本性都达到所要求的水平;最外层6采用了导电性PA12的比较例10、11所涉及的管1,低温冲击性、成本性都没有达到所要求的水平。因此,从该试验结果也可以知道:通过让最外层6由非导电性树脂形成,就能够使管的耐冲击性(机械特性)、成本性两立。
(第三实施方式)
图6、图7示出本发明第三实施方式所涉及的包括管1的带连接器的管A。
如图7所示,所述带连接器的管A具有树脂制管1和用于将管1连接在管道等上的(连接用)连接器3a。管1和连接器3a借助旋转焊接(摩擦焊接的一种)被一体化。
管1是内径、外径从一端到另一端基本相等的圆管,通过在径向上至少层叠三层而形成。在图6、图7所示的例子中,管1由最内层4、层叠在该最内层4外侧的内层5、层叠在内层5外侧的中间层7以及最外层6这四层构成。四层4到7中至少最内层4和内层5具有导电性。
所述连接器3a具有管插入槽部11,管1插入该管插入槽部11,通过旋转焊接在一起。在本实施方式中,如后详细所述,通过将最外层6、内层5熔敷在槽部11内的壁面上,管1就和连接器3a接合起来了。
下面,对构成管1的各层4到7做详细的说明。
所述最内层4的结构和上述第一、第二实施方式一样。最内层4并非一样需要熔敷在连接器3a上,至少最外层6、内层5熔敷在连接器3a上即可。因此,形成最内层4的树脂可以是熔点比摩擦焊接时的管1和连接器3a的接触部的温度高的高熔点树脂。
所述内层5的结构和上述第一、第二实施方式一样。更优选形成内层5的树脂的熔点在240°以下。此外,内层5和最外层6并非一定要由同一树脂材形成。
这里,从上述耐燃料性等的观点出发,优选最内层4由价格较高的树脂形成,从降低成本的观点出发,优选最内层4的厚度在例如0.01mm-0.3mm(管整体厚度的1%-30%)这一范围内。另一方面,因内层5由价格较低的尼龙类树脂形成,故即使增加其厚度,成本方面的不利之处也较少。而且,因内层5的厚度越大,带连接器的管A的导电性就越良好,故能够让内层5的厚度比最内层4大。具体而言,优选使内层5的厚度在例如0.01mm-0.7mm(管整体厚度的1%-70%)这一范围内。此外,这里所示各层4、5的厚度范围是一例,厚度在该范围之外当然也可以,这无需再加说明。
中间层7的结构和上述第二实施方式一样。
最外层6的结构和上述第一、第二实施方式一样。通过让最外层6由具有热熔融性的尼龙类树脂(PA树脂)形成,就能够借助旋转焊接将最外层6可靠地熔敷在连接器3a上。优选最外层6所用树脂和连接器3a所用树脂是同一树脂,这样就能够提高最外层6和连接器3a的接合性。
所述连接器3a是具有导电性的树脂制一体成型品,在树脂中混炼上比例为23wt%的玻璃纤维(导电性填料)而形成。为确保与最外层6、内层5的熔敷性,优选连接器3a所使用的树脂是具有热熔融性的脂肪族类热塑性树脂,优选由例如尼龙类树脂(例如PA11、PA12、PA6、PA66、PA99、PA610、PA6/66、PA6/12等)构成。更为优选的是连接器3a由与形成内层5、最外层6的树脂相同的树脂形成。此外,连接器3a并非一定由具有导电性的树脂形成,连接器3a还可以由非导电性树脂形成。
如图7到图9所示,所述连接器3a是可自由装卸燃料管道(未图示)的近似“L”字形即所谓的快速连接器。在其内部形成有与管1连通的燃料通路16。此外,连接器3a并不限于“L”字形,例如还可以是直线状,将管道和管1斜着连接在一起的结构等。
具体而言,连接器3a具有管插入部10和管道安装部101。管1插入(嵌合)该管插入部10中且被旋转焊接在管插入部10上。该管道安装部101从该管插入部10直角延伸,燃料管道安装在管道安装部101上。
管插入部10具有朝着轴心方向的一侧敞开的有底圆筒状管插入槽部11(参照图10)。管插入槽部11从其轴心方向看去呈圆环状。在管插入槽部11的开口一侧端部形成有包围其外周的圆环状毛刺收纳部14a。毛刺收纳部14a是一个朝着管1一侧敞开的盘状凹部,接着管插入槽部11形成。此外,并非一定要设置该毛刺收纳部14a。
管插入槽部11是一个朝着管1一侧敞开的有底圆环状凹部,具有内周侧壁面12、外周侧壁面13以及作为里头侧壁面的底面15。
管插入槽部11的内周侧壁面12和外周侧壁面13的间隔形成为从开口一侧朝着里头一侧慢慢地减小。外周侧壁面13形成为直径从管插入槽部11的开口一侧到里头一侧(底侧)逐渐缩小的圆锥面,内周侧壁面12形成为直径从开口一侧到里头一侧基本相等的圆筒面。在对管1进行旋转焊接之前的状态下,管插入槽部11的外周直径(从连接器3a的轴心到外周侧壁面13的距离)的最大值比管1的插入侧端部的外径大,管插入槽部11的外周直径的最小值比管1的插入侧端部的外径小。在对管1进行旋转焊接之前的状态下,管插入槽部11的内周直径(从连接器3a的轴心到内周侧壁面12的距离)比管1的插入侧端部的内径稍小。
所述管插入槽部11的底面15呈直径从其开口一侧到里头一侧增大的圆锥面状。该底面15与管插入槽部11的轴心方向所成的倾斜角度α比外周侧壁面13与该轴心方向所成的角度β大。在管插入槽部11的底部(里头一侧端部)设置有毛刺收纳部14b,由该毛刺收纳部14b收纳在将管1焊接到连接器上时所产生的毛刺。毛刺收纳部14b由被底面15、外周侧壁面13和管1的端面围起来的部分形成(参照图7)。从确保毛刺收纳部14b的观点出发,优选所述底面15的倾斜角度α较小,但是如果过小,在进行后述的旋转焊接时即使将管1从管插入槽部11的开口一侧朝着里头一侧推进,最内层4也不会被底面15磨削,因此无法让内层5与底面15熔敷(接触)。因此就需要倾斜角度α是一个适当的能够使对毛刺收纳部14b的确保和内层5与底面15的熔敷性两立的角度。具体而言,优选该圆锥角度α在例如40°-50°这一范围内,在本实施方式中定为45°。
下面,对管1和连接器3a进行旋转焊接的步骤做说明。首先,将管1的端部插入连接器3a的管插入槽部11中,以该管1的里头一侧的端部与底面15抵接的状态将管1设置好。设置好管1以后,一边将管1从管插入槽部11的开口一侧朝着里头一侧推压,一边让连接器3a绕其轴心以预定的转速(在本实施方式中为2000rpm)旋转,这样管1和连接器3a的接触面就会在摩擦热下熔化,熔化的接触面固化后,管1就会熔敷在连接器3a上。这里,在本实施方式中,因为管插入槽部11的外周侧壁面13如上所述形成为圆锥面状,所以管1的外周面与该管插入槽部11的外周侧壁面13接触而熔敷在其上。此时所产生的毛刺几乎都被排出到位于插入槽部11的外周一侧的毛刺收纳部14a。
另一方面,因为如上所述管插入槽部11的内周侧壁面12形成为直径基本相等的圆筒面状,所以管1的最内层4和该插入槽部11的内周侧壁面12的接触受到抑制。但是,通过将管1推到槽部11的里头一侧,管1的最内层4就被推到圆锥面状底面15上,所以最内层4中的与底面15的接触部分就会像被进行了倒角加工一样被切削。其结果是,与最内层4相邻的内层5会与底面15接触。这样一来,内层5就会在与底面15之间的接触摩擦下熔化而熔敷在底面15上。此时所产生的毛刺主要被收纳在位于管插入槽部11的最里头部分的毛刺收纳部14b。所述管1的推入量只要足以让内层5与底面15接触那么大即可,在本实施方式中将其设定为2mm。
因此,在本实施方式中,因为具有导电性的内层5直接熔敷在连接器3b上,所以能够减少连接器3b以及包括管1的带连接器的管A整体的电阻值,从而能够防止静电荷积累而引起电花。
这里,现有技术中内层5不具有导电性的带连接器的管A,为了确保带连接器的管A的导电性,需要将在进行旋转焊接时被圆锥面状的底面15切削的最内层4的切屑混到连接器3b和管1的熔敷部分。因此,如果该切屑不很好地混入熔敷部,就会出现带连接器的管A的电阻值超过规定值(例如107Ω)的情况。相对于此,在本实施方式中,因为用导电性树脂形成的内层5直接熔敷在连接器3b上,所以不管最内层4的切屑是否很好地混入熔敷部,都能够将带连接器的管A的电阻值抑制在规定值以下,从而能够防止静电荷积累而引起电花。
在本实施方式中,不仅让最外层6熔敷在连接器3a上,还让内层5也熔敷在连接器3a上,因此与仅让最外层6熔敷在连接器3a上的情况相比,能够抑制燃料从管1和连接器3a的连接部分遗漏出来,从而能够提高带连接器的管A的耐燃料渗透性。
通过不仅让最内层4熔敷在连接器3a上,还让内层5熔敷在连接器3a上,故在选择最内层4所用树脂材料之际,就不需要再考虑其与连接器3a的熔敷性了。因此,最内层4所用树脂的选择范围宽了,故能够用于使用燃料相对应的耐燃料性(耐腐蚀性、耐久性等)较高的树脂形成最内层4。结果是,不仅能够将带连接器的管A的电阻值抑制在规定值以下,也能够使耐燃料渗透性和耐燃料性提高。而且,也不需要为最内层4熔化做准备而事先增大其厚度,故在作为形成最内层4的树脂使用价格较高的导电性树脂的情况下,能够最大限度地抑制其成本增加。
在上述实施方式中,通过在管插入槽部11的底部(里头一侧的端部)形成毛刺收纳部14b,能够可靠地防止将管1旋转焊接到连接器3a上时所产生的毛刺排出到燃料通路8内。这样一来就能够可靠地防止毛刺混入燃料中。
(实施例和比较例)
接下来,对第三实施方式的具体实施例(实施例9)及其比较例(比较例12-19)做说明。表8示出在实施例9或者比较例12-19中使用的管材料(形成管1的材料)。
【表8】
(材料1)
材料1的情况如下,让管1为三层构造,让最内层4由所述导电性树脂材料I形成,让与最内层4相邻的内层5用导电性PA12(Daicel-Evonik Ltd.公司生产、商品名称为VESTAMIDLX9102)形成,让最外层6由非导电性PA12(Daicel-Evonik Ltd.公司生产、商品名称为VESTAMIDLX9011)形成。材料1的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度也同样为0.05mm,最外层6的厚度为0.9mm。
(材料2)
材料2的情况如下,让管1为四层结构,让最内层4由所述导电性树脂材料I形成,让与最内层4相邻的内层5由导电性PA12形成,让中间层7由非导电性EFEP(例如大金工业公司的等级(grade)材料:RP5000)形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料2的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度同样为0.05mm,中间层7的厚度为0.2mm,最外层6的厚度为0.7mm。
(材料3)
材料3的情况如下,让管1为四层结构,让最内层4由导电性树脂材料I形成,让内层5由导电性PA12形成,让中间层7由非导电性EFEP形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料3的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度同样为0.05mm,中间层7的厚度为0.2mm,最外层6的厚度为0.7mm。
(材料4)
材料4的情况如下,让管1为三层结构,让最内层4由导电性树脂材料I形成,让内层5由导电性PA12形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料4的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度同样为0.2mm,最外层6的厚度为0.75mm。
(材料5)
材料5具有与上述材料2一样的层结构(层数及各层的材质)。材料5的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度同样为0.2mm,中间层7的厚度为0.2mm,最外层6的厚度为0.55mm。
(材料6)
材料6具有与上述材料3一样的层结构。材料6的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度同样为0.2mm,中间层7的厚度为0.2mm,最外层6的厚度为0.55mm。
(材料7)
材料7的情况如下,让管1为三层构造,让最内层4由导电性EFEP形成,让内层5由导电性PA12形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料7的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度同样为0.05mm,最外层6的厚度为0.9mm。
(材料8)
材料8的情况如下,让管1为四层结构,让最内层4由导电性EFEP形成,让内层5由导电性PA12形成,让中间层7由非导电性EFEP形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料8的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度同样为0.05mm,中间层7的厚度为0.2mm,最外层6的厚度为0.7mm。
(材料9)
材料9的情况如下,让管1为四层结构,让最内层4由导电性EFEP形成,让内层5由导电性PA12形成,让中间层7由导电性EFEP形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料9的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度同样为0.05mm,中间层7的厚度为0.2mm,最外层6的厚度为0.7mm。
(材料10)
材料10的情况如下,让管1为两层结构,让最内层4由导电性树脂材料I形成,让最外层6由导电性PA12形成。材料10的最内层4的厚度为0.05mm,最外层6的厚度为0.95mm。
(材料11)
材料11的情况如下,让管1为四层结构,让最内层4由导电性树脂材料I形成,让内层5由非导电性PA12形成,让中间层7由非导电性EFEP形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料11的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度为0.05mm,中间层7的厚度为0.2mm,最外层6的厚度为0.7mm。
(材料12)
材料12的情况如下,让管1为两层结构,让最内层4由导电性EFEP形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料12的最内层4的厚度为0.2mm,最外层6的厚度为0.8mm。
(材料13)
材料13的情况如下,让管1为四层结构,让最内层4由导电性EFEP形成,让内层5由非导电性PA12形成,让中间层7由非导电性EFEP形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料13的最内层4的厚度为0.2mm,内层5的厚度同样为0.2mm,中间层7的厚度为0.2mm,最外层6的厚度为0.4mm。
(材料14)
材料14的情况如下,让管1为四层结构,让最内层4由具有导电性的聚苯硫醚(以下称其为导电性PPS)形成,让内层5由PA12形成,让中间层7由非导电性PPS形成,让最外层6由非导电性PA12形成。该材料14中,作为所述导电性PPS使用的是以相对于聚苯硫醚100质量部配合10质量部的炭黑的比例让炭黑分散到聚苯硫醚(PPS)而形成的物质。而且,作为所述非导电性PPS使用的是聚苯硫醚(东丽公司生产、商品名称为トレリナ)。材料14的最内层4的厚度为0.05mm,内层5的厚度同样为0.2mm,中间层7的厚度为0.25mm,最外层6的厚度为0.5mm。
(材料15)
材料15的情况如下,让管1为三层结构,让最内层4由导电性PA12形成,让中间层7由非导电性EFEP形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料15的最内层4的厚度为0.2mm,内层5的厚度同样为0.2mm,最外层6的厚度为0.6mm。
(材料16)
材料16的情况如下,让管1为四层结构,让最内层4由导电性PA12形成,让内层5由非导电性PA12形成,让中间层7由非导电性EVOH形成,让最外层6由非导电性PA11形成。而且,在内层5和中间层7之间以及中间层7和最外层6之间,分别设置有厚度0.05m的改性PO(烯烃类热塑性弹性体)的粘接层,以保证各层间的粘接强度不会不足。材料16的最内层4的厚度为0.1mm,内层5的厚度同样为0.05mm,中间层7的厚度为0.25mm,最外层6的厚度为0.5mm。
(材料17)
材料17的情况如下,让管1为两层结构,让最内层4由导电性PA12形成,让最外层6由非导电性PA12形成。材料17的最内层4的厚度为0.05mm,最外层6的厚度为0.95mm。
(连接器)
接下来,对在实施例9或者比较例12-19中所使用的连接器3做说明。连接器3使用了使管插入槽部11的底面15形成为斜面状的上述连接器3a(以下称为第一连接器3a)、使该底面15形成为平面状(角度α=90°)的连接器3b(以下称为第二连接器3b)以及压入型连接器3c(以下称为第三连接器3c)这三种连接器。此外,在以下说明中,在无需区分连接器3a、3b、3c的情况下则简单地称之为连接器3。
第一连接器3a的详细情况如上所述,说明省略。第二连接器3b(参照图11)与上述第一连接器3a一样,具有圆锥面状的外周侧壁面13和圆筒面状的内周侧壁面12,但没有让底面15倾斜。因此,在使用第二连接器3b的情况下,仅有最外层6熔敷在第二连接器3b的外周侧壁面13上。
所述第三连接器3c(参照图12)具有被压入管1端部的圆筒状压入部71。在压入部31的外周面上形成有多个突起部72。该突起部72与管1的内周面紧密配合,具有防脱出的功能。
接下来,对表9到表13所示的实施例9、比较例12-19做说明。
实施例9是将第一连接器3a焊接在管1的两端部之例。在该例中,对材料1-9分别做了后述的性能评价试验。
比较例12是将铜测针75压入固定在管1的两端部之例(参照表10)。在该例中,对材料1-9分别做了性能评价试验。
比较例13是将第三连接器3c压入固定在管1的两端部之例(参照表10)。在该例中,对材料1-9分别做了性能评价试验。
比较例14是将第二连接器3b焊接在管1的两端部之例(参照表10)。在该例中,对材料1-9分别做了性能评价试验。
比较例15是将铜测针75压入固定在管1的两端部之例(参照表11)。在该例中,对材料10-14分别做了性能评价试验。
比较例16将第三连接器3c压入管1的两端部之例(参照表11)。在该例中,对材料10-14分别做了性能评价试验。
比较例17是将第二连接器3b焊接在管1的两端部之例(参照表11)。在该例中,对材料10-14分别做了性能评价试验。
比较例18是将第一连接器3a焊接在管1的两端部之例(参照表11)。在该例中,对材料10-14分别做了性能评价试验。
比较例19是将第二连接器3b焊接在管1的两端部之例(参照表12)。在该例中,对材料15和16分别做了性能评价试验。
(对各燃料管的性能评价)
根据电阻测量值、表面电阻值以及燃料封入20天后的电阻测量值对各带连接器的管A的性能做了评价。试验结果示于表9-表13。
(电阻测量值)
电阻测量值是将250V的电压施加在用于试验的带连接器的管A的两端部之际测得的电阻值。
(燃料封入20天后的电阻测量值)
燃料封入20天后的电阻测量值是按以下做法测得。在用于试验的带连接器的管A的内部封入燃料C(体积比为异辛烷:甲苯=50:50)和乙醇以90:10的体积比混合而成的乙醇/汽油,在60℃的温度下保持20天以后,对该带连接器的管A的电阻值进行测量即可得到。电阻值的测量方法和上述测量方法一样。
(表面电阻值)
表面电阻值是以所述电阻测量值为根据通过下式计算出来的值。
表面电阻值(Ω/sq)=R(πd)/(L0-2b)
这里,L0表示管的长度,b表示连接器3插入管1中的插入长度(参照图13)。R是用电阻测量器50测得的值。
表10和表11中的“管实力电阻值”,是以将铜测针75插入管1的两端部所测得的电阻值为基准计算出来的表面电阻值。因铜测针75的电阻值低到可以忽视的程度,故可以说这样计算出来的表面电阻值表示的是管1单体的表面电阻值。在计算该表面电阻值之际,只要将上式中连接器3的插入长度b置换为铜测针75的插入长度a(参照图5)即可。
表9示出了实施例9所涉及的带连接器的管A的电阻测量值和表面电阻值。表10和表11示出了比较例12-18所涉及的带连接器的管A的电阻测量值和表面电阻值。表12示出了比较例19所涉及的带连接器的管A的电阻测量值及燃料封入20天后的电阻测量值。表13示出了实施例9(表13中仅示出材料1-3)所涉及的带连接器的管A的电阻测量值及燃料封入20天后的电阻测量值。
【表9】
【表10】
【表11】
【表12】
【表13】
由这些试验结果可知以下内容。也就是说,在使用了材料10-14的带连接器的管A中(参照表11),将第三连接器3c压入固定在管1上的情况(比较例16)下的表面电阻和管实力电阻值(在比较例15中求出的表面电阻值)相等,而在将连接器3a、3b焊接固定在管1上的情况(比较例16及比较例17)下的表面电阻值比管实力电阻值(比较例15的表面电阻值)高。具体而言,使用了例如材料12(导电性EFEP/PA12这样的两层结构)或者材料13(导电性EFEP/PA12/EFEP/PA12这样的四层结构)的带连接器的管A,其管实力电阻值为2×104(Ω/sq),与将第三连接器3c压入管1时的表面电阻值相等,为2×104(Ω/sq),而在将第一连接器3a焊接在管1上的情况下的表面电阻值是它的10倍,为2×105(Ω/sq),将第二连接器3b焊接在管1上的情况下的表面电阻值是它的30倍,为6×105(Ω/sq)。可以认为这是因为与将第三连接器3c压入固定在管1上的情况相比,在将连接器3a、3b焊接固定在管1上的情况下,连接器3和管1的接触部分的面积减少而难以确保通电路径之故。
使用了材料12的情况和使用了材料13的情况,不管连接器3的连接方式如何带连接器的管A的表面电阻值都相等,可以认为这是因为在这两种情况下最内层4具有同一树脂即导电性EFEP,其厚度也相等,为0.2mm之故(也就是说,导电层的布置状态和结构一样之故)。上述内容通过比较使用了材料10的情况和使用了材料11的情况也可以知晓。材料10和材料11都在最内层具有厚度相等(0.05mm)的导电性树脂材料I,导电层的布置状态和结构也相同。因此,使用了材料10的情况和使用了材料11的情况,不管连接器3的连接方式如何,带连接器的管A的表面电阻值都相等。
如表10所示,使用了材料1-9的带连接器的管A也一样,将第三连接器3c压入固定在管1上的情况(比较例13)下的表面电阻值和管实力电阻值(比较例12的表面电阻值)相等,而在将第二连接器3b焊接固定在管1上的情况(比较例14)下的表面电阻值却比管实力电阻值高出很多。如上所述,可以认为这是因为与将第三连接器3c压入到管1内的情况相比,在将第二连接器3b焊接在管1上的情况下,管1和连接器的接触部分的面积变小之故。但是,在使用了材料1-9的带连接器的管A中,如表9所示,将第一连接器3a焊接固定在管1上的情况(实施例9所涉及的带连接器的管A)下的表面电阻值和管实力电阻值相等或者比它稍微大一些,是一个足以防止起电花的很低的值。作为一个具体例来看一下使用了例如材料1(导电性树脂材料I/PA12/PA12三层构造)及材料2(导电性树脂材料I/导电性PA12/EFEP/PA12四层结构)的带连接器的管A的话,管实力电阻值为4×103(Ω/sq),将第三连接器3c压入到管1内的情况下的表面电阻值同样为4×103(Ω/sq)(参照表10),而将第二连接器3b焊接到管1上的情况下的表面电阻值上升到它的10倍,即4×104(Ω/sq)。但是,将第一连接器3a焊接到管1上的情况(实施例9的情况)下的表面电阻值被抑制在管实力电阻值的1.5倍上,即6×103(Ω/sq)上,是一个足以防止起电花的低水平的值(参照表9)。这里,在材料1及材料2中,将形成内层5的导电性PA12的厚度设定为0.05mm,非常薄,即使在这样将内层5设定得很薄的情况下也能够确保所希望的导电性能。此外,就材料1和材料2而言,不管连接器3的连接方式如何,带连接器的管A的表面电阻值都相等,可以认为这是因为两者中导电层(导电性树脂材料I、导电性PA12)的位置及厚度都一样之故。
进一步来看一下使用了让导电层(导电性PA12)比材料1及材料2厚的材料4及材料5的带连接器的管A的话,管实力电阻值为1×103(Ω/sq),与将第三连接器3c压入管1内的情况下的表面电阻值相等,为1×103(Ω/sq)(参照表10),而在将第二连接器3b焊接在管1上的情况下的表面电阻值上升到它的10倍即1×104(Ω/sq)。但是,将第一连接器3a焊接到管1上的情况(实施例9的情况)下的表面电阻值被抑制成和管实力电阻值相等,大小为1×103(Ω/sq),与使用了材料1及材料2的情况相比更低(参照表9)。可以认为这是因为在材料4及材料5中,将导电性PA12的厚度增加到材料1及材料2的4倍即0.2mm之故。在该例中,使导电性PA12的厚度较厚,但是导电性PA12的价格比形成最内层4的导电性树脂材料I低,故能够最大限度地抑制产品成本增加。此外,就材料4和材料5而言,不管连接器的连接方式如何,带连接器的管A的表面电阻值都一样,可以认为这是因为两者中导电层(导电性树脂材料I、导电性PA12)的位置及厚度都一样之故。
这里,由表3可知,就导电性PA12和导电性树脂材料I而言,在层的厚度相等的情况下,导电性PA12的导电性比导电性树脂材料I高(电阻值小)。而且,一般情况下,就导电性EFEP和导电性PA12而言,在层的厚度相等的情况下,导电性PA12的导电性比导电性EFEP高。在上述实施例9中,通过让内层5由导电性比最内层4(导电性树脂材料I或者导电性EFEP)高的导电性PA12形成,而能够使带连接器的管A整体的表面电阻值减小,从而能够可靠地获得所希望的导电性(可防止起电花的导电性)。
由表12可知,比较例19所涉及的带连接器的管A,燃料封入20天后的电阻测量值上升到一开始的100倍以上,而由表13可知:实施例9所涉及的带连接器的管A(表中仅示出使用了材料1-6的情况),在材料1、材料2的情况下,燃料封入20天后的电阻测量值近似3倍,在材料3的情况下燃料封入20天后的电阻测量值为1.5倍。和一开始时相比较,燃料封入20天后的电阻测量值几乎没发生变化。可以认为这是因为实施例9所涉及的带连接器的管A,通过将耐燃料性不良的导电性PA层设置在最内层4外侧的内层5上,而能够防止导电性PA层与燃料接触而劣化之故。
由上述实施例9、比较例12-19明显可知,通过让与管1的最内层4相邻的内层5由导电性树脂形成,并且让该内层5熔敷在第一连接器3a上,就能够将带连接器的管A的表面电阻值抑制成与管实力电阻值相等或者比管实力电阻值稍大一些,从而能够提供耐燃料引火性优良的带连接器的管A。
(其它实施方式)
本发明的结构并不限于上述实施方式及实施例,还包括除此以外的各种结构。
也就是说,在上述实施方式及实施例中,作为一例说明的是三层或者四层的管A,但五层以上的管A当然也是可以的。
在上述所述实施方式及实施例中,使最内层4、内层5或者中间层7具有导电性的方法是在树脂中混炼上导电性填料,但并不限于此。例如,还可以在树脂层的表面上施加导电性涂布(coating)。
在上述各实施例中,将内层5(导电性PA12)的电阻值设定得比最内层4(导电性树脂材料I)的电阻值小,但并不限于此。例如内层5的电阻值和最内层4的电阻值大小相等也是可以的。
在上述实施方式中,通过旋转焊接使管1与连接器3接合,但并不限于此。例如,还可以通过超声波焊接、振动焊接等进行接合。
在上述实施方式中,让管插入槽部11的底面15形成为直径从该槽部11的开口一侧到里头一侧逐渐增大的斜面状,但并非一定要形成斜面状。例如,如图14所示,该底面既可以形成为朝着管插入槽部11的内侧凸出来的圆弧面状,又可以形成为朝着与该内侧相反的一侧凸出来的圆弧面状。
在上述实施方式中,圆锥面状的外周侧壁面13从管插入槽部11的开口一侧一直形成到里头一侧,但并不限于此。例如,还可以如图15所示,圆锥面状的外周侧壁面13仅形成在管插入槽部11的里头一侧端部。
在上述各实施例中,将内层5(导电性PA12)的电阻值设定为比最内层4(导电性树脂材料I或者导电性EFEP)的电阻值小,但并不限于此。例如,内层5的电阻值和最内层4的电阻值大小相等也是可以的。
-产业实用性-
本发明对至少三层沿径向层叠而成且最内层具有导电性的树脂制燃料管、利用焊接将连接器接合在该燃料管的端部而成的带连接器的管很有用,尤其是在利用挤压成形制造燃料管的情况下很有用。
-符号的简单说明-
A  带连接器的管
1  燃料管
3  连接器
4  最内层(第一层)
5  内层(第二层)
6  最外层
7  中间层
11 管插入槽部(环状凹部)
12 内周壁面
13 外周壁面
15 底面

Claims (23)

1.一种燃料管,其是树脂制,至少三层沿径向层叠而成且最内层即第一层具有导电性,其特征在于:
与所述第一层相邻且层叠在该第一层的径向外侧的第二层也具有导电性,且所述第二层的电阻值比所述第一层的电阻值低。
2.根据权利要求1所述的燃料管,其特征在于:
形成所述第一层的树脂是熔化时的树脂流动性不良的树脂。
3.根据权利要求1所述的燃料管,其特征在于:
形成所述第一层的树脂的耐燃料性比形成所述第二层的树脂的耐燃料性优良。
4.根据权利要求1所述的燃料管,其特征在于:
最外层由非导电性树脂形成。
5.根据权利要求1所述的燃料管,其特征在于:
形成所述第二层的树脂由尼龙类树脂构成。
6.根据权利要求5所述的燃料管,其特征在于:
所述尼龙类树脂由聚酰胺12或者聚酰胺11构成。
7.根据权利要求1所述的燃料管,其特征在于:
形成所述第一层的树脂由氟类树脂构成。
8.根据权利要求7所述的燃料管,其特征在于:
形成所述第一层的氟类树脂由含有从以下A组中选出的至少一种的聚合物或者该聚合物的官能团改性体构成,
A组:四氟乙烯单体、三氟氯乙烯单体、全氟烷基乙烯基醚单体。
9.根据权利要求8所述的燃料管,其特征在于:
形成所述第一层的氟类树脂由四氟乙烯单体、三氟氯乙烯单体以及全氟烷基乙烯基醚单体的聚合物或者该聚合物的官能团改性体构成。
10.根据权利要求1所述的燃料管,其特征在于:
进一步具有位于最外层和所述第二层之间且具有耐燃料渗透性的阻挡层。
11.根据权利要求10所述的燃料管,其特征在于:
所述阻挡层具有导电性。
12.一种带连接器的管,其包括权利要求1所述的燃料管和焊接在该燃料管的端部上的连接器,其特征在于:
与所述燃料管的第一层相邻且层叠在该第一层的径向外侧的第二层熔敷在所述连接器上,且所述第二层的电阻值比所述第一层的电阻值低。
13.根据权利要求12所述的带连接器的管,其特征在于:
所述连接器具有环状凹部,所述燃料管的端部插入该环状凹部中并焊接在该环状凹部上,
所述环状凹部具有外周侧壁面、内周侧壁面以及里头侧壁面,该外周侧壁面的直径从该凹部的开口一侧朝着里头一侧变小,该内周侧壁面位于该外周侧壁面的径向内侧,直径从开口一侧到里头一侧基本相等,该里头侧壁面与该内周侧壁面的里头一侧的端部相连接,直径从开口一侧朝着里头一侧增大。
14.根据权利要求12所述的带连接器的管,其特征在于:
形成所述第二层的树脂由尼龙类树脂构成。
15.根据权利要求12所述的带连接器的管,其特征在于:
形成所述第一层的树脂由氟类树脂构成。
16.根据权利要求14所述的带连接器的管,其特征在于:
所述尼龙类树脂由聚酰胺11或者聚酰胺12构成。
17.根据权利要求15所述的带连接器的管,其特征在于:
形成所述第一层的氟类树脂由含有从以下A组中选出的至少一种的聚合物或者该聚合物的官能团改性体构成,
A组:四氟乙烯单体、三氟氯乙烯单体、全氟烷基乙烯基醚单体。
18.根据权利要求17所述的带连接器的管,其特征在于:
形成所述第一层的氟类树脂由四氟乙烯单体、三氟氯乙烯单体与全氟烷基乙烯基醚单体的聚合物或者该聚合物的官能团改性体构成。
19.根据权利要求14所述的带连接器的管,其特征在于:
所述连接器由尼龙类树脂形成。
20.根据权利要求19所述的带连接器的管,其特征在于:
所述尼龙类树脂由聚酰胺11或者聚酰胺12构成。
21.根据权利要求12所述的带连接器的管,其特征在于:
所述连接器和所述第二层由同一树脂材形成。
22.根据权利要求12所述的带连接器的管,其特征在于:
所述燃料管进一步包括位于所述第二层和最外层之间且具有耐燃料渗透性的阻挡层。
23.根据权利要求22所述的带连接器的管,其特征在于:
所述阻挡层具有导电性。
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