DE60311342T2

DE60311342T2 - Fluidleitung zur Anwendung in Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE60311342T2
Application number: DE60311342T
Authority: DE
Inventors: Pierre Milhas
Original assignee: Nobel Plastiques SA
Current assignee: Nobel Plastiques SA
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2023-03-15
Also published as: MXPA03003122A; ES2279075T3; DE60311342D1; BR0300879A; CA2424533A1; FR2838501A1; US6739356B2; CA2424533C; EP1355098B1; EP1355098A1; US20030192612A1; FR2838501B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrschichtige Leitung, die beständig gegen hohe Temperaturen ist und gute Eigenschaften hinsichtlich einer Undurchlässigkeit gegenüber dem transportierten Fluid, insbesondere Kraftstoff für Kraftfahrzeuge, aufweist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Auf dem Gebiet der Kraftstoffleitungen aus Kunststoff werden die Anforderungen bezüglich der mechanischen und chemischen Eigenschaften der verwendeten Materialien immer höher. In der Tat müssen die Leitungen gegenüber den Bestandteilen des Kraftstoffes eine Durchlässigkeit von nahezu Null aufweisen, während sie gleichzeitig eine größtmögliche mechanische Stabilität bei immer höheren Temperaturen haben müssen.
Die Forschungen und Entwicklungen auf diesem Gebiet haben dazu geführt, dass mehrschichtige Leitungen durch Coextrusion oder sukzessives Extrudieren mehrerer Kunststoffmaterialien hergestellt werden, die jeweils hinsichtlich einer der zu erfüllenden Anforderungen leistungsstark sind. Die Eigenschaften der einzelnen Schichten werden somit addiert.
Der Stand der Technik umfasst mehrere Beispiele für Materialkombinationen mit drei oder fünf aufeinander folgenden Schichten, wobei eine der Schichten eine gute Undurchlässigkeit gegenüber dem Kraftstoff aufweist, eine andere die Aufgabe einer mechanischen Bewehrung für Langlebigkeit und Temperaturbeständigkeit hat, eine andere einen wirksamen Schutz der Leitung vor äußeren Einwirkungen bildet und wieder andere schließlich Bindemittel zwischen den verschiedenen Schichten bilden, deren Kompatibilität unter Berücksichtigung der Art der verwendeten Materialien (Polyamid, Polyethylen, Mi schung aus zwei Materialien, Polyester, Elastomer, thermoplastisches Elastomer, PTFE, PVDF, Polyvinylchlorid...) nicht zwangsläufig selbstverständlich ist.
Ebenso ist anzumerken, dass die meisten der durch den Stand der Technik vorgeschlagenen Lösungen weitere Bedingungen dimensionaler oder ökonomischer Art im Allgemeinen nicht einwandfrei erfüllen. So weisen einige mehrschichtige Leitungen die erforderlichen Eigenschaften nur in Stärken auf, die der Leitung ein Gewicht bzw. ein Ausmaß verleihen, das von einem Konstrukteur schwer zugelassen wird. Darüber hinaus verwenden diese oder andere Lösungen edle Materialien, die demzufolge einen hohen Preis haben und eine ökonomische Bremse hinsichtlich ihrer Verwendung darstellen.
Beispielhaft wird das Dokument FR 2 766 548 angeführt, das eine Leitung mit einer Polyphtalamidschicht im Inneren und einer Elastomer- oder Thermoplastschicht auf der Außenseite beschreibt. Einer der Nachteile dieses Produktes liegt in der Steifigkeit der inneren Schicht, die der Qualität der Verbindungen der Enden abträglich ist.
Die Suche nach Lösungen muss demzufolge die Forderungen berücksichtigen, die über die reinen technischen Leistungen hinausgehen, und jede Leitung ist ein präziser Kompromiss, der auf optimal beurteilte Weise den unterschiedlichen, bisweilen entgegengesetzten Anforderungen der Vorschriften und des Marktes genügt.
AUFGABE DER ERFINDUNG
In diesem Zusammenhang hat die Erfindung eine mehrschichtige Leitung zur Aufgabe, die mindestens eine Innenschicht, eine Zwischenschicht und eine Außenschicht umfasst, wobei die Zwischenschicht aus einem Polyphtalamid (PPA) gebildet ist. Das Polyphtalamid ist ein Material, das die Eigenschaft hat, selbst nach einem strengen Alterungszyklus dimensional sehr stabil zu sein. Ferner kann dadurch, dass die Polyphtalamid-Schicht zwischen zwei Schichten angeordnet wird, ihre Stärke verringert werden, ohne ihrem Verhalten und ihrer Barrierefunktion abträglich zu sein, wodurch man die Möglichkeit hat, flexible und leicht zu formende Leitungen herzustellen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In der erfindungsgemäßen Leitung ist die Innenschicht aus einem Material, das unter den folgenden Materialien ausgewählt wird: Polyamid 6 (PA6) oder Polyester (PBT, PBTP, PET) oder Copolyester (Polyesterether, Polyetherether, Polyetherester). Vorzugsweise wurde diese Innenschicht einer Behandlung für Wärmestabilität unterzogen. Sie kann eine Ladung tragen oder einer Art sein, die sie leitend oder halbleitend macht, d.h. mit einem spezifischen Widerstand von unter einer Million Ohm pro Zentimeter.
Die Außenschicht ist aus einem Material vorgesehen, das unter den thermoplastischen Elastomeren ausgewählt wird, wie z. B. TPEE, von dem ein Beispiel unter der Marke ARNITE der Firma DSM auf dem Markt ist, oder ein Polyamid, wie z. B. PA12 oder PA6.36, das beständig gegenüber Zinkchlorid ist.
Für den Fall, dass das Pflichtenheft verlangt, dass die verschiedenen Schichten tatsächlich aneinander haften, kann man zwischen der Innenschicht und der Zwischenschicht einerseits und der Zwischenschicht und der Außenschicht andererseits eine Haftschicht vorsehen, die in der Lage ist, die Innenschicht und die Außenschicht mit der Zwischenschicht aus Polyphtalamid zu verbinden.
Was die Verbindung zwischen der Innenschicht und der Zwischenschicht angeht, so wird dieser Klebstoff unter den folgenden Materialien ausgewählt: ein Polyurethan-Hotmelt-Kleber oder ein extrudierbarer Copolyamid-Kleber, der Art, die auf dem Markt unter der Handelsmarke PLATAMID der Firma ATOFINA vorhanden ist; eine Mischung aus einem der Polymere, das entweder die Innenschicht oder die Zwischenschicht bildet, und aus einem extrudierbaren Polyacetat-Urethan, oder schließlich eine Mischung aus einem Polymerklebstoff und aus zwei Polymeren, die fest miteinander verbunden werden sollen, d.h. das Polyamid oder das Polyester der Innenschicht und das Polyphtalamid der Zwischenschicht.
Was die Verbindung zwischen der Zwischenschicht und der Außenschicht angeht, so wird der Klebstoff ein Polyurethan-Kleber oder eine Mischung aus Polyphtalamid und thermoplastischem Elastomer sein.
Schließlich wird noch angegeben, dass die Stärken der unterschiedlichen Schichten der erfindungsgemäßen mehrschichtigen Leitung folgendes betragen:

– für die Innenschicht zwischen 0,05 und 0,5 mm mit einem bevorzugten Wert von 0,35 mm,
– für die Zwischenschicht zwischen 0,05 und 0,5 mm mit einem bevorzugten Wert von 0,2 mm,
– für die Außenschicht zwischen 0,05 und 0,65 mm mit einem bevorzugten Wert von gleich 0,35 mm,
– für die innerste Verbindungsschicht zwischen 0,05 und 0,2 mm mit einem bevorzugten Wert von 0,1 mm,
– und für die äußerste Verbindungsschicht zwischen 0,05 und 0,2 mm mit einem bevorzugten Wert von gleich 0,1 mm.

Das Material Polyphtalamid, das beispielsweise von der Firma AMOCO auf den Markt gebracht wird, hat ferner die Fähigkeit, eine Barriere gegenüber Bestandteilen des Kraftstoffes zu bilden, die bei den betrachteten Stärken 25 mal höher als bei Polyamiden und fünfzehn mal höher als bei Polyvinyliden-Fluoriden (PVDF) ist.
Man stellt fest, dass eine solche Leitung eine sehr gute Undurchlässigkeit aufweist, die höher ist als die, die mit Lösungen erreicht wird, die fluorierte Polymere einsetzen, die schwer extrudierbar und sehr kostspielig sind. Ferner haben Versuche gezeigt, dass eine Leitung wie die der Erfindung eine gute Temperaturbeständigkeit bis 160° aufweist, wenn die verwendeten Materialien einer Behandlung zur Wärmestabilisation unterzogen wurden.
Schließlich ist diese Leitung nicht nur für Kraftstoffe, Benzin oder Gas geeignet, sondern auch für die Öle, die in den Kraftfahrzeugen verwendet werden.
Abschließend wird angemerkt, dass die erfindungsgemäße mehrschichtige Leitung ferner mit einer Schicht aus Elastomer oder Thermoplast überzogen sein kann, um sie vor Feuer oder der äußeren Umgebung zu schützen.

Claims

Mehrschichtige Leitung, umfassend mindestens eine Innenschicht, eine Zwischenschicht und eine Außenschicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenschicht aus den folgenden Materialien ausgewählt wird: Polyamid 6 (PA6) oder Polyester (PBT, PBTP, PET) oder Copolyester (Poiyesterether, Polyetherether, Polyetherester) und dass die Zwischenschicht aus einem Polyphtalamid gebildet wird.
Mehrschichtige Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht aus den Materialien ausgewählt wird, die thermoplastisches Elastomer (TPE-E) oder Polyamide (PA12, PA6.36) umfassen.
Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen der Innenschicht und der Zwischenschicht eine Verbindungsschicht umfasst, die aus den folgenden Materialien ausgewählt wird: Polyurethan-Hotmelt-Kleber, extrudierbarer Copolyamid-Kleber, eine Mischung aus einem Polymer, das zu den Polyamiden oder Polyestern oder Polyphtalamiden gehört, welche die zu verbindenden Schichten bilden, und einem extrudierbaren Polyacetat-Urethan.
Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwischen der Zwischenschicht und der Außenschicht eine Verbindungsschicht umfasst, die aus den Polyurethan-Klebern oder einer Mischung aus Polyphtalamid oder thermoplastischem Elastomer ausgewählt wird.
Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicken der verschiedenen Schichten betragen: – für die Innenschicht zwischen 0,05 und 0,5 mm mit einem bevorzugten Wert von 0,35 mm, – für die Zwischenschicht zwischen 0,05 und 0,5 mm mit einem bevorzugten Wert von 0,2 mm, – für die Außenschicht zwischen 0,05 und 0,65 mm mit einem bevorzugten Wert von gleich 0,35 mm, – für die innerste Verbindungsschicht zwischen 0,05 und 0,2 mm mit einem bevorzugten Wert von 0,1 mm, – und für die äußerste Verbindungsschicht zwischen 0,05 und 0,2 mm mit einem bevorzugten Wert von gleich 0,1 mm.