DE4017101A1 - Kaeltemittel transportierender schlauch mit phenolharzschicht - Google Patents
Kaeltemittel transportierender schlauch mit phenolharzschichtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft allgemein Kältemittel transportierende
Schläuche, insbesondere solche Schläuche, die als Leitungen für
Kühler, Luft-Konditioniereinrichtungen und dergl. an Kraftfahrzeu
gen geeignet sind.
Es ist ein Schlauch für den Transport eines Kältemittels, wie
Flon (Fluorkohlenwasserstoff und Chlorfluorkohlenwasserstoff) bekannt.
Der Schlauch hat einen integral gebildeten dreischichtigen Schicht
aufbau aus einer inneren Röhre, einer radial außenseitig der inneren
Röhre befindlichen äußeren Röhre und einer zwischen der inneren und
der äußeren Röhre eingelegten Schicht aus Verstärkungsfasern. Im
allgemeinen ist die innere Röhre aus einem Acrylnitril-Butadien-
Gummi (NBR) oder chlorsulfoniertem Polyäthylen (CSM) gebildet,
während die Verstärkungsfaserschicht eine Maschenstruktur aus ge
flochtenem organischen Garn, wie Polyesterfaser, Kunstseidefaser
oder Nylonfaser hat. Die äußere Röhre ist andererseits gebildet aus
Athylen-Propylen-Dien-Gummi (EPDM) oder Chloropren-Gummi (CR).
Der bekannte mehrschichtige Schlauch, der mit Ausnahme der Verstär
kungsschicht aus Gummimaterialien gebildet ist, hat einen hohen
Flexibilitätsgrad. Infolge dieser Eigenschaft der Gummimaterialien
läßt sich der Schlauch leicht handhaben, wenn er beispielsweise
als Gummileitung dient. Ferner erleidet der Schlauch keine Ver
schlechterung infolge schädlicher metallischer Substanzen, wie
Metallionen und/oder Metallchloriden, die aus metallischen Leitun
gen stammen, die in einem KäItemittel- oder Kühlkreislauf benutzt
werden.
Die Gummimaterialien neigen jedoch im allgemeinen zu einer
vergleichsweise hohen Gasdurchlässigkeit, d. h. einem niedrigen
Widerstand gegenüber der Gasdurchdringung. Demgemäß unterliegt der
herkömmliche Gummischlauch, dessen Hauptbestandteil aus Gummimate
rialien besteht, dem Problem, daß das durch den Schlauch zirkulie
rende Kältemittel (z. B. Flon) durch seine Wandung austritt, so
daß die Kältemittelmenge in dem Kreislauf fortlaufend abnimmt. Mit
anderen Worten verringert sich das Tiefkühl- oder Kühlvermögen des
den Gummischlauch verwendenden Systems im Betrieb verhältnismäßig
schnell. Demgemäß muß das System häufig mit dem Kältemittel gefüllt
werden, um die Nennleistung oder Kapazität des Kühlsystems aufrecht
zu erhalten. Seit kurzem verursacht die Zerstörung der Ozonschicht
der Erdatmosphäre durch Flon ein Umweltproblem. Es ist daher er
wünscht, daß ein Kältemittel transportierender Schlauch einen ver
besserten Widerstand gegenüber Kältemitteldurchdringung aufweist.
Während der herkömmliche Kältemitteltransportschlauch eine ausge
zeichnete Flexibilität und Beständigkeit gegenüber schädlichen
metallischen Substanzen hat, ist er in bezug auf den Widerstand
gegenüber Durchdringung des Kältemittels nicht zufriedenstellend.
Bei einem Versuch zur Verbesserung des Widerstandes des her
kömmlichen Gummischlauches gegenüber Kältemitteldurchdringung wurde
vorgeschlagen, für eine Schicht der Innenröhre des Schlauches ein
Harzmaterial, wie etwa Polyamidharze, zu verwenden. Dies wurde
beispielsweise beschrieben in den Offenlegungsschriften der unge
prüften japanischen Patentanmeldungen Nr. 60-1 13 885, 63-1 25 885 und
63-1 52 787 und in der Offenlegungsschrift der japanischen Gebrauchs
musteranmeldung Nr. 61-2 00 976.
Diese Polyamidharze haben eine höhere Steifheit (höheren Ela
stizitätsmodul) als Gummimaterialien, und ein Schlauch, dessen
Innenröhre eine Polyamidharzschicht umfaßt, zeigt als Ganzes eine
verringerte Flexibilität. Wenn diese Polyamidharzschicht zwecks
Vermeidung einer erheblichen Verringerung der Schlauchflexibilität
in einer möglichst geringen Dicke gebildet wird, wird der Wider
stand gegen Kältemitteldurchdringung ungenügend. Es ist daher
äußerst schwierig, einen Kältemittelschlauch zu schaffen, der be
friedigende Eigenschaften bezüglich der Flexibilität und des Wider
standes gegen Kältemitteldurchdringung aufweist.
Wenn die Harzschicht des lnnenrohres des Schlauches aus einem
Polyamidharz, wie Nylon 6 oder Nylon 66 oder Kopolymer aus Nylon 6
und Nylon 66 gebildet wird, hat der Schlauch einen verbesserten
Widerstand gegen Kältemitteldurchdringung, zeigt aber eine gerin
gere Flexibilität und eine geringere Beständigkeit gegenüber schäd
lichen metallischen Substanzen als der herkömmliche Gummischlauch.
Da das oben genannte Polyamidharz bezüglich des Widerstandes gegen
Kältemitteldurchdringung ausgezeichnet ist, kann die Dicke der
Harzschicht verringert werden, um die Flexibilität der Schicht in
einem gewissen Maße zu verbessern, während der erforderliche
Durchdringungswiderstand erhalten bleibt. Selbst in diesem Falle
ist jedoch die Schlauchflexibilität im Vergleich mit dem herkömm
lichen Gummischlauch nicht zufriedenstellend.
Wenn andere Polyamide, wie Nylon 11 und Nylon 12, zur Bildung
einer Schicht der Innenröhre des Schlauches eingesetzt werden, hat
dieser einen hohen Grad an Beständigkeit gegen schädliche metalli
sche Substanzen, neigt jedoch dazu, einen geringeren Widerstand
gegen Kältemitteldurchdringung als der Schlauch zu haben, dessen
Schicht aus dem oben genannten Polyamid, wie Nylon 6 oder Nylon 66
besteht. Infolgedessen muß die Dicke der aus Nylon 11 oder Nylon 12
gebildeten Schicht vergrößert werden, um dadurch auf den gleichen
Widerstand gegen Kältemitteldurchdringung zu kommen. Die Harzschicht
von vergrößerter Dicke reduziert daher die Schlauchflexibilität
und macht den Schlauch für die praktische Verwendung weniger geeig
net.
Wie oben beschrieben, sind keine der herkömmlichen Kältemittel
transportierenden Schläuche in ihrer Qualität praktisch zufrieden
stellend, insbesondere im Hinblick auf die jüngst zunehmende Forde
rung nach einer weiteren Verbesserung des Widerstandes gegen Kälte
mitteldurchdringung.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Kältemittel
transportierenden Schlauch zu schaffen, der einen verbesserten
Widerstand gegen die Durchdringung eines Kältemittels aufweist,
wobei gleichzeitig eine befriedigende Flexibilität garantiert wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Kälte
mittel transportierenden Schlauch mit einer aus einem Polyamidharz
gebildeten innersten Schicht, wenigstens einer radial außenseitig
der innersten Schicht angeordneten und aus einem Gummimaterial ge
bildeten Zwischenschicht, einer radial außenseitig der wenigstens
einen Zwischenschicht angeordneten Verstärkungsfaserschicht, einem
radial außenseitig der Faserschicht angeordneten und einschließ
lich einer äußersten Schicht wenigstens eine Schicht aufweisenden
äußeren Röhre und wenigstens einer Phenolharzschicht, die aus
einem Phenolharz gebildet ist und eine Gesamtdicke in dem Bereich
von 5 bis 100 µm hat. Je eine Phenolharzschicht ist vorgesehen an
einer entsprechenden Grenzfläche zwischen benachbarten Schichten,
die ausgewählt sind unter der innersten Schicht, der wenigstens
einen Zwischenschicht, der Verstärkungsfaserschicht und der wenig
stens einen Schicht der Außenröhre.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß
ein Phenolharz einen hohen Widerstand gegen die Durchdringung eines
Kältemittels hat. Da der Durchdringungswiderstand des Phenolharzes
so hoch wie oder höher als der eines Polyamidharzes ist, können
die erfindungsgemäß vorgesehenen Phenolharzschicht(en) in wirksa
mer Weise als eine gasdichte Sperre fungieren, wobei sie mit der
innersten Polyamidschicht zusammenwirken, um einen genügendes Maß
des Durchdringungswiderstandes sicherzustellen. Ferner verhindert
die verhältnismäßig geringe Gesamtdicke der Phenolharzschicht oder
-schichten in wirksamer Weise eine bedeutende Verringerung der
Gesamtflexibilität des Schlauches. Demgemäß zeigt der vorliegende
Schlauch einen ausgezeichneten Durchdringungswiderstand, während
die Erfordernisse der Flexibilität zufriedenstellend sind.
Aus den obigen Gründen verringert der vorliegende, Kältemittel
transportierende Schlauch mit wenigstens einer Phenolharzschicht
in wirksamer Weise die Häufigkeit der Kältemittelbeschickung (Flon)
infolge der Wanddurchdringung des Kältemittels, und er schafft eine
Lösung für das Umweltproblem, das durch den Austritt von als Kälte
mittel dienendem Flon verursacht wird. Ferner erlaubt die genügend
hohe Flexibilität des Schlauches eine leichte Handhabung oder Lei
tungsführung des Schlauches und eine hohe Dauerhaftigkeit des
Schlauches im Betrieb.
Die vorstehenden Darlegungen und wahlweisen Zwecke, Merkmale
und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden ins Einzelne
gehenden Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit der beilie
genden Zeichnung besser verständlich, in der die einzige Figur
eine perspektivische Ansicht einer typischen Ausführungsform des
erfindungsgemäßen, Kältemittel transportierenden Schlauches ist.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 1
eine innerste Schicht des Kältemittel transportierenden Schlauches,
d. h. eine Innenschicht einer Innenröhre des Schlauches. Die inner
ste Schicht 1 ist aus einem Polyamidharz gebildet (oder einer Mi
schung aus diesem mit anderem Material oder anderen Materialien).
Das Polyamidharz ist ausgewählt aus bekannten Nylonmaterialien,
wie Nylon 11, Nylon 12, Nylon 612, Nylon 6/66 und Nylon 6/66/610,
und kann eine Mischung sein, die aus diesem Nylon als Hauptkompo
nente und anderem Material oder anderen Materialien besteht. Die
innerste Schicht 1 aus Polyamidharz hat eine Dicke, die im Verhält
nis zur Dicke der noch zu beschreibenden Phenolharzschicht in
zweckmäßiger Weise bestimmt wird. Im allgemeinen wird die Dicke
der innersten Schicht 1 in einem Bereich zwischen 50 µm und 500 µm
gewählt. Wenn die Dicke kleiner als 50 µm ist, ist der Widerstand
gegenKältemitteldurchdringung durch die Polyamidharzschicht 1 un
genügend, und die Filmfestigkeit der Schicht wird verringert, wo
durch der Schlauch in der Praxis nicht dauerhaft sein kann. Wenn
die Dicke größer als 500 µm ist, schafft die innerste Schicht 1
einen genügenden Widerstand gegen Kältemitteldurchdringung, hat
aber den Nachteil einer übermäßig hohen Steifheit.
Radial außenseitig der innersten Polyamidharzschicht 1 ist
eine Gummi-Zwischenschicht in der Form einer Außenschicht 2 der
Innenröhre gebildet. Auf der Außenschicht 2 ist eine Verstärkungs
faserschicht 4 gebildet, die mit einer Außenröhre 3 geeigneter
Dicke bedeckt ist, die die äußerste Schicht des vorliegenden Kälte
mitteltransportschlauches ist. Die Außenschicht 2 der inneren
Röhre hat eine relativ hohe Elastizität und liefert eine elastische
Unterstützung der inneren Schichten, wie etwa der innersten Schicht
1. Die äußere Schicht 2 ist nämlich gebildet aus einem Gummimaterial,
das ausgezeichnete Flexibilität zeigt und daher zur Verbesserung
der Flexibilität des Schlauches insgesamt beiträgt. Die Außenschicht
2 aus gewöhnlicher Gummizusammensetzung trägt auch zu einer Kosten
verringerung bei der Schlauchherstellung bei.
Die durch die äußere Verstärkungsfaserschicht 4 bedeckte
Außenschicht 2 besteht aus einer einzigen Gummischicht oder einer
Mehrheit von Gummischichten, die aus einem Gummimaterial gebildet
sein können, wie Athylen-Propylen-Dien-Gummi (EPDM), chloriertem
Isobutylen-Isopren-Gummi (C l-IIR), chloriertem Polyäthylen (CPE)
oder Epichlorhydrin-Gummi (CHC, CHR) sowie auch aus einem Gummi
material, das gewöhnlich für eine Innenschicht eines Gummischlau
ches eingesetzt wird, wie Acrylnitril-Butadien-Gummi (ABR) oder
chlorsulfoniertem Polyäthylen (CSM).
Die Verstärkungsfaserschicht 4 kann aus einer Faserschicht
bestehen, wie sie gewöhnlich als Verstärkungsschicht üblicher Gummi
schläuche benutzt wird. Beispielsweise wird die Faserschicht 4
durch Flechten, spiralförmige Anordnung oder Wirken aus Garn gebil
det, das hauptsächlich aus Kunstfaser, wie Polyesterfaser oder
Aramidfaser besteht.
Die Außenröhre 3, die als äußerste Schlauchschicht dient, hat
eine hohe Wetterfestigkeit, hohe Wärmebeständigkeit und einen hohen
Widerstand gegen Wasserdurchdringung, sowie andere für einen
Schlauch erforderliche ausgezeichnete Eigenschaften. Hierzu wird
die Außenröhre vorzugsweise gebildet aus EPDM, Cl-IIR oder einem
ähnlichen Gummimaterial. Es können jedoch auch andere Gummimate
rialien für die Außenröhre 3 eingesetzt werden. Während die Außen
röhre 3 bei der vorliegenden Ausführungsform aus einer einzigen
Schicht besteht, kann die sie nötigenfalls aus zwei oder mehr
Gummischichten bestehen.
Nach der vorliegenden Erfindung ist der Kältemittel transpor
tierende Schlauch mit wenigstens einer Phenolharzschicht 5 verse
hen, von denen jede eine geeignete Dicke hat und zwischen zwei be
nachbarten Schichten der oben beschriebenen Schichten angeordnet
ist, d. h. der innersten Schicht 1 (innere Schicht der inneren Röh
re 1, 2) aus Polyamidharz, wenigstens einer Gummi-Zwischenschicht 2
(äußere Schicht der inneren Röhre 1, 2), Verstärkungsfaserschicht 4
und wenigstens einer Schicht der Außenröhre 3, die in der Reihen
folge der Beschreibung in der zum Schlauch radialen Richtung nach
außen vorgesehen sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist
eine Phenolharzschicht 5 zwischen der innersten Polyamidschicht 1
und der Gummi-Zwischenschicht 2 gebildet. Die Phenolharzschicht 5
kann jedoch auch zwischen der Außenschicht 2 und der Verstärkungs
faserschicht 4 und/oder zwischen der Außenröhre 3 und der Faser
schicht 4 und/oder zwischen den benachbarten Schichten der Innen
schicht 2 oder der Außenröhre 3 gebildet sein. Demgemäß können
eine oder mehrere Phenolharzschichten an einer gewünschten radia
len Position oder gewünschten radialen Positionen des Schlauches
vorgesehen werden.
Die Phenolharzschicht 5 kann aus einem Produkt bestehen, das
man erhält durch Kondensationspolymerisation wenigstens eines
Phenols (wie z. B. Phenol, Kresol, Xylenol und Resorcin) und wenig
stens eines Aldehyds ( wie Formaldehyd, Acetaldehyd und Furfurol)
in Gegenwart eines Säure- oder Alkalikatalysators. Im allgemeinen
wird die Schicht 5 durch Bildung eines Films gleichmäßiger Dicke
aus einem Vor- oder Anfangskondensationspolymerisationsprodukt in
flüssiger Phase und Härtung des Films hergestellt. Ein geeignetes
bekanntes Elastomer, wie NBR, CR, NR oder SBR, kann dem Kondensa
tionspolymerisationsprodukt oder Phenolharz zugesetzt werden, um
der Phenolharzschicht 5 einen gewünschten Flexibilitäts- oder
Elastizitätsgrad zu geben. Die Phenolharzschicht 5 kann mit Vor
teil unter Verwendung eines handelsüblichen phenolischen Klebe
mittels gebildet werden. ln diesem Fall erhöht die zwischengelegte
Phenolharzschicht 5 in wirksamer Weise die Festigkeit der integra
len Verbindung zwischen den zwei Schichten (in dem dargestellten
Beispiel zwischen der Innen- und Außenschicht 1, 2 der Innenröhre),
zwischen denen die Schicht 5 angeordnet ist.
Während wenigstens eine Phenolharzschicht 5 jeweils an der
Grenzfläche zwischen zwei der benachbarten Schichten 1, 2, 3 und 4
des Schlauches angeordnet ist, wird die Gesamtdicke der Phenol
harzschicht oder -schichten 5 vorzugsweise in dem Bereich von
5 bis 100 µm, insbesondere in einem Bereich von 10 bis 60 µm
ausgewählt. Es ist erwünscht, daß jede Schicht 5 eine gleich
mäßige Dicke auf der gesamten Fläche hat. Wenn die Dicke einer
Phenolharzschicht 5 kleiner als 5 µm ist, kann die Schicht 5 nur
schwierig mit der innersten Polyamidharzschicht 1 zum Zwecke der
Schaffung eines genügenden Widerstandes gegen Kältemitteldurchdringung
zusammenwirken. Wenn die Dicke andererseits 100 µm übersteigt,
ergibt sich ein genügend verbesserter Widerstand gegen Kältemittel
durchdringung, aber die Flexibilität des Schlauches in seiner Ge
samtheit ist wegen der hohen Eigensteifheit des Phenolharzes ver
schlechtert. Wenn zwei oder mehr Phenolharzschichten 5 vorgesehen
werden, ist es erwünscht, daß die Gesamtdicke 100 µm oder kleiner
ist.
Die Strukturen und die Dicken der inneren Schicht 2 der Innen
röhre, der Außenröhre 3 (äußerste Schicht) und der anderen Schlauch
schichten werden nach Wunsch in Abhängigkeit von den eingesetzten
Materialien und dem Durchmesser und der gesamten Wandstärke des
Schlauches bestimmt. Beispielsweise wird die Dicke der Außen
schicht 2 der Innenröhre praktisch in einem Bereich von etwa
1 bis 5 mm ausgewählt. Wenn die Dicke der Schicht 2 kleiner als
die untere Grenze des obigen Bereiches ist, kann der Schlauch
leicht gebogen oder gekrümmt werden, aber er läßt sich zugleich uner
wünscht leicht biegen oder knicken. Wenn die Dicke der Schicht 2
übermäßig groß ist, zeigt der Schlauch einen relativen Widerstand
gegenüber einer scharfen Biegung oder Knickung, ist aber härter
als erforderlich. Die Außenröhre 3 hat im allgemeinen eine Dicke
in dem Bereich von etwa 1 bis 3,5 mm, wobei die untere Grenze im
Hinblick auf den erforderlichen Widerstand des Schlauches gegen
Wasserdurchdringung bestimmt ist.
Der nach der obigen Beschreibung aufgebaute Kältemitteltrans
portschlauch kann hergestellt werden durch aufeinanderfolgende
Ausbildung der Bestandteilschichten in einem Verfahren mit den
folgenden Stufen, zum Beispiel:
- a) Zu Beginn wird die Innenschicht 1 der Innenröhre (d. h. die innerste Schicht des Schlauches) durch Extrusion eines ausgewähl ten Polyamidharzes auf einen Gummi- oder Harzdorn gebildet. Dann wird die in Röhrenform auf dem Dorn gebildete innerste Schicht 1 durch ein durch eine Schwammstruktur gebildetes Loch geführt, wobei diese Struktur mit einer Phenolharzflüssigkeit getränkt ist, wie oben in bezug auf die Phenolharzschicht beschrieben wurde. Im Ergebnis wird die Phenolharzschicht 5 gebildet durch eine auf die äußere Umfangsoberfläche der innersten Schicht 1 aufgebrachte gleichförmige Beschichtung der Phenolharzflüssigkeit. Darauf wird die Außenschicht 2 der Innenröhre durch Extrudieren einer ausgewählten Gummizusammensetzung auf die Phenolharzschicht 5 gebildet. In dieser Weise kann die in der Figur gezeigte drei schichtige Innenröhre 1, 5, 2 gebildet werden. Wenn die Phenolharz schicht 5 nicht zwischen der Innenschicht 1 und der Außenschicht 2 der Innenröhre angeordnet wird, werden die Schichten 1, 2 in auf einanderfolgenden Extrusionsstufen oder in einer einzigen Extru sionsstufe gebildet.
- b) Dann wird auf die äußere Oberfläche der so hergestellten Innenröhre 1, 2, 5 (1, 2) nötigenfalls ein geeigneter Kleber aufge schichtet. Die Verstärkungsfaserschicht 4 wird auf der Innenröhre 1, 2, 5 durch Flechten, spiralige Anordnung oder Wirken aus einem Verstärkungsfasergarn gebildet.
- c) Nach Aufbringen eines geeigneten Klebers (z. B. Gummikleb stoff) auf die äußere Oberfläche der Verstärkungsfaserschicht 4 wird durch Extrudieren einer geeigneten Gummizusammensetzung die äußere Röhre 3 in geeigneter Dicke gebildet.
- d) Dann wird die so hergestellte unvulkanisierte lamellare rohrförmige Masse zu einem integralen rohrförmigen Körper vulka nisiert, wobei die Bestandteilschichten miteinander verbunden werden. Anschließend wird der Dorn von dem Rohrkörper getrennt. Auf diese Weise wird der Kältemitteltransportschlauch als End produkt hergestellt. Die Vulkanisierungsstufe erfolgt gewöhnlich bei einer Temperatur von etwa 140 bis 170°C während eines Zeit raums von etwa 30 bis 90 Minuten.
Der nach dem oben beispielhaft beschriebenen Verfahren her
gestellte Kältemitteltransportschlauch zeigt einen genügend hohen
Widerstand gegen Kältemitteldurchdringung, während ein nötiger
Flexibilitätsgrad auf Grund des 5 bis 100 µm dicken Phenolharzes
in Form wenigstens einer Zwischenschicht 5 im Zusammenwirken
mit der innersten Polyamidharzschicht 1 aufrechterhalten wird.
Jede Phenolharzschicht 5 ist an einer entsprechenden Grenzfläche
zwischen benachbarten Schichten angeordnet, die ausgewählt wer
den unter der innersten Schicht 1, wenigstens einer Zwischen
schicht 2, der Verstärkungsfaserschicht 4 und wenigstens einer
Schicht der Außenröhre 3, die die äußerste Schlauchschicht umfaßt.
Der vorliegende Kältemittel transportierende Schlauch erfüllt die
jüngsten scharfen Vorschriften für Schläuche, die in einem Kühl-
oder Luft-Konditioniersystem eingesetzt werden.
Es werden einige Beispiele für den erfindungsgemäßen Kälte
mitteltransportschlauch beschrieben, um das Erfindungsprinzip
weiter zu erläutern. Die vorliegende Erfindung ist jedoch in
keiner Weise auf die besonderen Einzelheiten der Beispiele be
schränkt.
In der folgenden Beschreibung beziehen sich Teile, Verhält
nisse und Prozentangaben auf Gewichte, wenn nichts anderes ange
geben ist.
Acht Beispiele (Nr. 8-15) eines mehrschichtigen Aufbaus ent
sprechend der Darstellung in der Figur wurden gemäß der vorlie
genden Erfindung hergestellt, während sieben Vergleichsbeispiele
(Nr. 1-7) zum Zwecke des Vergleichs hergestellt wurden. Die für
die Bestandteilschichten der Beispiele der Erfindung eingesetz
ten Materialien sind in Tabelle 1-1 angegeben, während die ent
sprechenden Materialien der Vergleichsbeispiele in Tabelle 1-2
angegeben sind. Es ist zu bemerken, daß die Lage der Phenolharz
schicht 5 in den Beispielen 9 und 10 verschieden ist von der in
der Figur dargestellten Lage. In den Tabellen sind die Bestand
teilschichten der Schläuche als erste, zweite und dritte Schicht
der Innenröhre, Verstärkungsfaserschicht 4 und als erste und
zweite Schicht der Außenröhre 3 bezeichnet, die in der Reihenfolge
der Beschreibung bezüglich des Schlauches in radialer Richtung
nach außen angeordnet sind. Beispielsweise ist die zweite Schicht
der Innenröhre im Beispiel 8 die Phenolharzschicht 5, und in
Beispiel 9 ist die dritte Schicht der Innenröhre die Phenolharz
schicht 5. In Beispiel 10 ist die Phenolharzschicht 5 die erste
Schicht der Außenröhre 3. Die Herstellung wurde bei jedem Bei
spiel nach dem oben beschriebenen Verfahren in der Weise durch
geführt, daß die Bestandteilschichten aufeinander von der Innen
seite zur Außenseite des Schlauches extrudiert wurden und die
erhaltene mehrschichtige röhrenförmige Masse vulkanisiert wurde,
wodurch der Schlauch mit einem Innendurchmesser von 11,5 mm und
einem Außendurchmesser von 21,5 mm erzeugt wurde. Die Phenolharz
schicht 5 wurde durch Aufbringen eines handelsüblichen Phenol
harzklebers auf die geeignete innere Schicht gebildet.
Die als NBR, EPDM, Cl-IIR und CPE in den Tabellen 1-1 und
1-2 angegebenen Gummimaterialien haben die folgenden Zusammen
setzungen:
(1) NBR | |
Zusammensetzung | |
Teile | |
NBR (AN=41%) | |
100 | |
FEF Ruß | 70 |
Dioctylphthalat | 10 |
ZnO | 5 |
Stearinsäure | 1 |
Schwefel | 1 |
Tetraäthylthiuramdisulfid | 1,5 |
N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid | 1,5 |
(2) EPDM | |
Zusammensetzung | |
Teile | |
EPDM-Polymer | |
100 | |
FEF Ruß | 70 |
Paraffinisches Prozessöl | 15 |
ZnO | 5 |
Stearinsäure | 1 |
Schwefel | 1 |
Tetraäthylthiuramdisulfid | 1,5 |
N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid | 1,5 |
Zink-Di-n-butyldithiocarbamat | 1,5 |
(3) Cl-IIR | |
Zusammensetzung | |
Teile | |
Cl-IIR (Cl=1,2%) | |
100 | |
FEF Ruß | 70 |
Paraffinisches Prozessöl | 10 |
ZnO | 5 |
Stearinsäure | 1 |
Tetramethylthiuramdisulfid | 1 |
Dibenzothiazyldisulfid | 1 |
(4) CPE | |
Zusammensetzung | |
Teile | |
CPE (Cl=35%) | |
100 | |
FEF Ruß | 40 |
Dioctylphthalat | 10 |
MgO | 10 |
Triallylisocyanurat | 3 |
Di-cumylperoxid | 5 |
Die hergestellten Schläuche der Beispiele Nr. 1 bis 15
wurden auf Flexibilität und Widerstand gegen Kältemitteldurch
dringung geprüft. Die Prüfresultate sind in Tabelle 2 angegeben.
Die Prüfungen wurden in der folgenden Weise durchgeführt:
Die Schläuche wurden zu 500 mm langen Prüfmustern geschnitten.
Die Prüfschläuche wurden auf einen Dorn mit einem Radius von 100 mm
gewickelt. Die auf die Enden der Schläuche ausgeübten Belastun
gen (kgf) wurden gemessen. Die Flexibilität der Schläuche nimmt
mit einem Abfall des gemessenen kgf-Werts zu.
Die 500 mm langen Prüfschläuche wurden mit 40 g Flon 12 (R12)
beschickt, wobei die offenen Enden strömungsmitteldicht mit Stop
fen verschlossen waren, und 72 Stunden stehen gelassen. Das Ge
samtgewicht jedes beschickten Prüfschlauches nach 72 Stunden wur
de gemessen und mit dem Anfangsgewicht verglichen, um die Menge
(g) Flon zu berechnen, die durch die Schlauchwandung hindurch
gedrungen war. Der Durchdringungswiderstand steigt mit einer Ab
nahme der berechneten Durchdringungsmenge an.
Die Prüfergebnisse zeigen, daß die mehrschichtigen Schläuche
der Beispiele Nr. 8 bis 15, die die erfindungsgemäße Phenolharz-
Zwischenschicht 5 enthalten, ausgezeichnete Eigenschaften in
bezug auf die Flexibilität und den Durchdringungswiderstand
haben.
Im einzelnen zeigten die nach der vorliegenden Erfindung
hergestellten Schläuche beträchtliche höhere Durchdringungswider
stände als der herkömmliche Schlauch nach Beispiel Nr. 1, dessen
Innenröhre nur aus Gummimaterialien hergestellt war. Dir Schläu
che der Vergleichsbeispiele Nr. 2 bis 5, deren innerste Schicht
(innere Schicht der Innenröhre) aus einem Polyamidharz hergestellt
ist, zeigen entweder unzureichende Flexibilität oder unzureichenden
Durchdringungswiderstand. Der Schlauch des Vergleichsbeispiels Nr.
6, dessen Phenolharzschicht eine Dicke von weniger als 5 µm hat,
verbessert den Durchdringungswiderstand nicht bis auf das gewünsch
te Maß, während der Schlauch des Vergleichsbeispiels Nr. 7, dessen
Phenolharzschicht eine Dicke von mehr als 100 µm hat, unter der
Verschlechterung der Flexibilität leidet. Demgegenüber waren die
mehrschichtigen Schläuche der Beispiele Nr. 8 bis 15, deren Phenol
harzschicht eine Dicke in dem angegebenen Bereich von 5 bis 100 µm
nach der vorliegenden Erfindung hat, zufriedenstellend sowohl in
bezug auf die Flexibilität als auch in bezug auf den Widerstand
gegen die Durchdringung des Kältemittels.
Während die vorliegende Erfindung im einzelnen beschrieben
wurde, soll hieraus keine Beschränkung auf die Einzelheiten der
erläuterten Ausführungsformen oder Beispiele abgeleitet werden.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf Ausführungsformen mit ver
schiedenen Änderungen, Verbesserungen und Modifizierungen, die dem
Fachmann geläufig sind, ohne von dem Kern und Umfang der Erfindung
abzuweichen, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert sind.
Claims (11)
1. Kältemittel transportierender Schlauch, gekennzeichnet
durch
eine innerste, aus einem Polyamidharz gebildete Schicht, wenigstens eine aus einem Gummimaterial gebildete Zwischen schicht, die radial außenseitig der innersten Schicht angeordnet ist,
eine Verstärkungsfaserschicht, die radial außenseitig wenig stens einer Zwischenschicht angeordnet ist,
eine radial außenseitig der Verstärkungsfaserschicht angeord neten äußere Röhre mit wenigstens einer die äußerste Schicht um fassenden Schicht, und
wenigstens eine Phenolharzschicht, die aus einem Phenolharz gebildet ist und eine Gesamtdicke in einem Bereich von 5 bis 100 µm hat, wobei jede der genannten wenigstens einen Phenolharzschicht an einer entsprechenden Grenzfläche der Grenzflächen zwischen benach barten Schichten vorgesehen ist, die ausgewählt sind unter der in nersten Schicht, wenigstens einer Zwischenschicht, der Verstärkungs faserschicht und wenigstens einer Schicht der genannten Außenröhre.
eine innerste, aus einem Polyamidharz gebildete Schicht, wenigstens eine aus einem Gummimaterial gebildete Zwischen schicht, die radial außenseitig der innersten Schicht angeordnet ist,
eine Verstärkungsfaserschicht, die radial außenseitig wenig stens einer Zwischenschicht angeordnet ist,
eine radial außenseitig der Verstärkungsfaserschicht angeord neten äußere Röhre mit wenigstens einer die äußerste Schicht um fassenden Schicht, und
wenigstens eine Phenolharzschicht, die aus einem Phenolharz gebildet ist und eine Gesamtdicke in einem Bereich von 5 bis 100 µm hat, wobei jede der genannten wenigstens einen Phenolharzschicht an einer entsprechenden Grenzfläche der Grenzflächen zwischen benach barten Schichten vorgesehen ist, die ausgewählt sind unter der in nersten Schicht, wenigstens einer Zwischenschicht, der Verstärkungs faserschicht und wenigstens einer Schicht der genannten Außenröhre.
2. Kältemittel transportierender Schlauch nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke der wenigstens einen
Phenolharzschicht in dem Bereich von 10 bis 60 µm liegt.
3. Kältemittel transportierender Schlauch nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die wenigstens eine Phenolharz
schicht aus einer einzigen Phenolharzschicht besteht.
4. Kältemittel transportierender Schlauch nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Phenolharzschicht zwischen
der innersten Schicht und wenigstens einer Zwischenschicht ange
ordnet ist.
5. Kältemittel transportierender Schlauch nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Phenolharzschicht zwischen
der wenigstens einen Zwischenschicht und der Verstärkungsfaser
schicht angeordnet ist.
6. Kältemittel transportierender Schlauch nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Phenolharzschicht zwischen
der Verstärkungsfaserschicht und der äußersten Schicht angeordnet
ist.
7. Kältemittel transportierender Schlauch nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolharz im
wesentlichen aus einem Kondensationspolymerisationsprodukt aus
wenigstens einem Phenol und wenigstens einem Aldehyd besteht.
8. Kältemittel transportierender Schlauch nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Phenol Phenol,
Xylenol oder Resorcin umfaßt.
9. Kältemittel transportierender Schlauch nach Anspruch 7 oder
8, dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Aldehyd Form
aldehyd, Acetaldehyd oder Furfurol umfaßt.
10. Kältemittel transportierender Schlauch nach einem der
Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Phenolharz
aus einem Phenolharzklebstoff besteht.
11. Kältemittel transportierender Schlauch nach einem der An
sprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens
eine Phenolharzschicht auf der innersten Schicht durch Hindurch
führen der innersten Schicht durch ein Loch gebildet ist, das
durch eine schwammartige Struktur gebildet ist, die mit einer
Phenolharzflüssigkeit getränkt ist.
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