DE69521841T2

DE69521841T2 - Kraftstofführendes Rohr

Info

Publication number: DE69521841T2
Application number: DE69521841T
Authority: DE
Inventors: Maxime Andre
Original assignee: Hutchinson SA
Current assignee: Hutchinson SA
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1995-05-22
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2015-05-23
Also published as: EP0685674B1; FR2720472B1; JPH0886387A; EP0685674A1; ES2161838T3; FR2720472A1; CN1121569A; US5799704A; BR9502575A; CN1059263C; DE69521841D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schlauch bzw. ein Rohr für das Fördern von Kraftstoff, insbesondere für Kraftfahrzeuge, aber sie kann auch für das Fördern von Flüssigkeiten oder von Gas, z. B. auf dem industriellen Gebiet, dem Haushaltsgebiet oder dem Gaststättengebiet verwendet werden, sowie in der Erdölindustrie, der chemischen Industrie oder der pharmazeutischen Industrie.
Die Schläuche bzw. Rohre für das Fördern von Kraftstoff, die auf dem Kraftfahrzeuggebiet verwendet werden, sind konventionellerweise aus Kautschuk hergestellt, aber es besteht die Tendenz, dass sie aktuell durch Schläuche bzw. Rohre aus Kunststoff ersetzt werden, die weniger kostenaufwendig, leichter und weniger sperrig sind bzw. weniger Raumbedarf haben oder durch Schläuche bzw. Rohre aus Verbundstruktur, die eine oder mehrere Schichten aus Kunststoff und eine äußere Schutzschicht aus Kautschuk oder vulkanisierbarem Elastomer enthalten (siehe z. B. die Dokumente EP 0 582 301 und 0 582 302, WO93-21466 und 93- 25835). Die Schläuche bzw. Rohre aus Kunststoff haben als Nachteile, dass sie starr bzw. steif sind und eine sehr schlechte Feuerbeständigkeit besitzen sowie eine relativ erhebliche Permeabilität für Kraftstoff haben, und zwar für eine Wanddicke von 1 bis 2 mm, während die Schläuche bzw. Rohre aus Verbundstruktur allgemein den Nachteil haben, dass sie relativ sperrig bzw. raumaufwendig sind wegen einer starken Dicke der äußeren Schutzschicht aus vulkanisierbarem Elastomer und/oder wegen einer relativ erheblichen Anzahl von konstitutiven Schichten, mit zusätzlichen Problemen, die aus einer mehr oder weniger guten Haftung zwischen den Schichten resultieren, einer Gefahr der Delaminierung und einem Mangel an Weichheit oder an Flexibilität.
Im Übrigen werden die auf diese Schläuche bzw. Rohre anwendbaren Bestimmungen immer strenger, insbesondere was die Undurchlässigkeit für Kraftstoffe betrifft, und die bekannten Schläuche bzw. Rohre sind nicht immer fähig, die neuen Normen zu erfüllen, sofern man nicht sehr undurchlässige, aber sehr teure Materialien benutzt, wie fluorierte Polymere.
Es existiert demgemäß aktuell ein Bedarf an einem Schlauch bzw. Rohr für das Fördern von Kraftstoff, der bzw. das einen bemerkenswerten Fortschritt bezüglich der bekannten Technik aufweist und der bzw. das insbesondere fähig ist, die folgenden Bedingungen zu erfüllen:
- geringe Gestehungskosten,
- geringen Raumbedarf,
- sehr gute Feuerbeständigkeit,
- Weichheit bzw. Elastizität,
- elektrische Leitfähigkeit (um die elektrostatischen Entladungen zu vermeiden, die aus einer Ansammlung von elektrostatischen Ladungen durch Reibung des Kraftstoffs auf der inneren Oberfläche des Schlauchs bzw. Rohrs resultieren)
gute Impermeabilität bzw. Undurchlässigkeit für Kraftstoffe,
- Widerstand gegen Stöße bei niedriger Temperatur,
- Widerstand gegen physiko-chemische Angriffe durch äußere Mittel,
- Kompatibilität mit den üblichen Verbindungssystmen.
Die vorliegende Erfindung hat einen Schlauch bzw. ein Rohr zum Gegenstand, das diesem Bedürfnis entspricht.
Sie schlägt zu diesem Zweck einen Schlauch bzw. ein Rohr für das Fördern von Kraftstoff vor, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine dünne Innenschicht aus thermoplastischem Material, das bzw. die gute Eigenschaften der Undurchlässigkeit und der chemischen Beständigkeit gegen Kraftstoffe hat, und eine äußere Schutzschicht aus vulkanisiertem Elastomer, worin die Innenschicht mit der äußeren Schicht aus vulkanisiertem Elastomer durch einen Film eines Klebstoffs vom Typ Polyolefin, Polyurethan oder einem anderen Material, das mit jenen der Innenschicht und der äußeren Schicht kompatibel gemacht ist, indem man dieses Material ausgehend von jenem, das die Innenschicht und/oder die äußere Schicht bildet, herstellt, verbunden ist, wobei die Gesamtdicke der Wand des Schlauchs bzw. Rohrs kleiner oder gleich 2 mm ist.
Der Schlauch bzw. das Rohr gemäß der Erfindung weist bemerkenswerte Vorteile mit Bezug auf den Stand der Technik insofern auf, als sein Gestehungspreis, seine Feuerbeständigkeit, seine Undurchlässigkeit für Kraftstoffe und sein Raumbedarf betroffen ist. Außerdem ist seine Flexibilität oder seine Weichheit nahe jener der konventionellen Schläuche bzw. Rohre aus Kautschuk. Die Qualitäten des Schlauchs bzw. Rohrs der Erfindung rühren zu einem guten Teil von einer perfekten Haftung zwischen der Innenschicht und der äußeren Schicht aus vulkanisiertem Elastomer her, welche dem Schlauch bzw. Rohr eine ausgezeichnete Kohäsion verleiht, die besonders vorteilhaft für die Undurchlässigkeit für Kraftstoffe und für mechanische Eigenschaften ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Dicke der Wand des Schlauchs bzw. des Rohrs kleiner oder gleich 1,5 mm und ist vorzugsweise gleich 1 mm plus oder minus 0,1 mm.
Das vulkanisierte Elastomer ist vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Verbindungen: CSM (chlorsulfoniertes Polyethylen), ECO (Copolymer von Epichloridrin-Ethylenoxid), CR (Polychloropren), POE (ein Polyolefinelastomer), EPDM oder PVC-Nitril, wobei die innere Schicht des Schlauchs bzw. Rohrs aus Polyamid ist, vorzugsweise aus PA 6 oder aus PBT (Polybutylenterephthalat), oder aus POM (Polyoxymethylen), und der vorgenannte Klebstoff ein modifiziertes Polyolefin ist, z. B. mit aufgepfropftem Maleinsäureanhydrid und/oder vernetzt mit Silanen, oder Polyurethan oder ein Material, das mit jenen der beiden vorgenannten Schichten kompatibel gemacht ist.
Die Erfindung wird besser verstanden werden und andere Vorteile derselben werden klarer erscheinen bei dem Lesen der folgenden Beschreibung, die als Beispiel gegeben ist, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, welche ein schematischer Querschnitt eines Schlauchs bzw. Rohrs gemäß der Erfindung ist.
In dem Ausführungsbeispiel, das in der Zeichnung dargestellt ist, ist der Schlauch bzw. das Rohr gemäß der Erfindung dazu bestimmt, in einem Kraftfahrzeug, z. B. zwischen der Öffnung des Einfüllstutzens und dem Tank für Kraftstoff oder zwischen dem Kraftstofftank und dem Motor verwendet zu werden.
Dieser Schlauch bzw. dieses Rohr umfasst eine Innenschicht 10 aus einem Thermoplast, die gute Eigenschaften der chemischen Widerstandsfähigkeit und der Undurchlässigkeit für Kraftstoffe aufweist, vorzugsweise aus Polyamid 6, welche durch einen Klebstofffilm 12 mit einer äußeren Schutzschicht 14 aus vulkanisierbarem Elastomer verbunden ist, wobei die Summe der Dicken der Schichten 10, 12 und 14 kleiner oder gleich 2 mm ist, vorteilhafterweise kleiner oder gleich 1,5 mm, und vorzugsweise gleich 1 mm plus oder minus 0,1 mm.
Die Innenschicht ist vorzugsweise aus Polyamid, das kein Plastifizierungsmittel enthält, was es gestattet, ihre Undurchlässigkeit für Kraftstoffe zu verbessern, der Klebstoff des Films 12 ist ein Polyolefin, das eine Barriere gegen Alkohol bildet und welches modifiziert ist, z. B. mit aufgepfropftem Maleinsäureanhydrid, um seine Haftfähigkeit zu erhöhen. Dieses Polyolefin kann vorteilhafterer mit Silanen vernetzt sein, was seine Temperaturbeständigkeit sowie seine Haftung mit dem Polyamid der Innenschicht 10 und mit dem Elastomer der äußeren Schicht 14 verbessert, wobei dieses Polyolefin Polyethylen oder Polypropylen sein kann.
Diese äußere Schicht 14 ist vorzugsweise aus CSM, aber sie kann auch aus jedem anderen geeigneten vulkanisierbaren Elastomer hergestellt sein, wie insbesondere ECO, CR, POE, EPDM oder einen PVC-Nitril.
Die Innenschicht 10 kann auch aus einem Thermoplast sein, wie aus PBT (Polybutylenterephthalat) oder aus POM (Polyoxymethylen).
In einer Variante kann der Klebstoff des Films 12 ein Material der vorgenannten Innen- und Außenschicht sein, z. B. durch Mischung von Ethylen-Propylen mit aufgepfropftem Maleinsäureanhydrid und einem Thermoplast oder einem Elastomer, das identisch mit jenem der Innenschicht bzw. der Außenschicht ist.
Man kann den Film 12 auch aus einer Schicht des vorgenannten Materials ausbilden, das mit dem Thermoplast der Innenschicht 10 kompatibel ist, und aus einer Schicht des vorgenannten Materials, das mit dem Elastomer der Außenschicht 14 kompatibel gemacht ist.
Man kann auch diese beiden Materialien in die Innenschicht bzw. die Außenschicht inkorporieren, d. h. die Materialien der Innenschicht und der Außenschicht modifizieren, wie vorstehend angegeben, um sie untereinander kompatibel zu machen.
Die eine der wesentlichen Qualitäten des Schlauchs bzw. Rohrs gemäß der Erfindung ist seine Feuerbeständigkeit, die größer als eine Minute für einen Schlauch ist, der mit Kraftstoff unter Druck gefüllt und einer Kraftstoffflamme in einem Abstand von 25 cm unterworfen wird.
Seine anderen Qualitäten resultieren wenigstens teilweise aus seiner Kohäsion, die es gestattet, seine Wanddicke zu vermindern, eine sehr gute Undurchlässigkeit für Kraftstoffe zu erhalten, eine Weichheit oder eine Flexibilität, die mit jener des Kautschuks vergleichbar ist, eine Leichtigkeit der Verbindung durch Überformen mit einem vulkanisierbaren Elastomer, die Widerstandsfähigkeit gegen Stöße bei niedriger Temperatur, und die Widerstandsfähigkeit gegen Angriffe durch äußere Mittel.
Vorteilhafterweise kann die Innenschicht 10 aus Polyamid einen elektrisch leitfähigen Zusatz enthalten, wie ein Metallpulver oder Kohlenstoffschwarz bzw. Ruß, was die Gefahren von Funken durch elektrostatische Entladung ausschaltet.
Der Schlauch bzw. das Rohr gemäß der Erfindung wird vorteilhafterweise durch Coextrusion über einen Dorn und durch Vulkanisieren des Elastomers der Außenschicht 14 hergestellt.
In genereller Art und Weise vereinigt dieser Schlauch bzw. dieses Rohr die wesentlichen Vorteile einer guten Undurchlässigkeit für Kraftstoffe und einer guten Feuerbeständigkeit bei einer geringen Wanddicke und einen geringen Gestehungspreis.
Sie ist wohl verstanden für das Fördern von Kraftstoff auf dem Kraftfahrzeuggebiet anwendbar, aber sie kann ebenso für das Fördern von Fluiden in der pharmazeutischen oder chemischen Industrie oder auf jedem anderen Gebiet, wo eine geringe Durchlässigkeit und eine Feuerbeständigkeit gesucht sind, verwendet werden.

Claims

1. Schlauch bzw. Rohr für das Fördern von Kraftstoff, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine dünne Innenschicht (10) aus thermoplastischem Material, das gute Eigenschaften der Undurchlässigkeit und der chemischen Beständigkeit gegen Kraftstoffe hat, und eine äußere Schutzschicht (14) aus vulkanisiertem Elastomer, worin die Innenschicht (10) mit der äußeren Schicht (14) aus vulkanisiertem Elastomer durch einen Film (12) eines Klebstoffs vom Typ Polyolefin, Polyurethan oder einem anderen Material, das mit jenem der Innenschicht und der äußeren Schicht kompatibel gemacht ist, indem man dieses Material ausgehend von jenem, das die Innenschicht und/oder die äußere Schicht bildet, herstellt, wobei die Gesamtdicke der Wand des Schlauchs bzw. Rohrs kleiner oder gleich 2 mm ist.

2. Schlauch bzw. Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Wanddicke kleiner oder gleich 1,5 mm ist.

3. Schlauch bzw. Rohr gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Wanddicke 1 mm plus oder minus 0,1 mm ist.

4. Schlauch bzw. Rohr gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Innenschicht (10) ungefähr 0,3 mm, jene des Films (12) aus Klebstoff ungefähr 0,1 mm und jene der Schicht (14) aus vulkanisiertem Elastomer ungefähr 0,6 mm ist.

5. Schlauch bzw. Rohr gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vulkanisierbare Elastomer unter den folgenden Verbindungen ausgewählt ist: chlorsulfoniertes Polyethylen, Epichloridrin- Ethylenoxid-Copolymer, Polychloropren, Elastomerpolyolefin, EPDM oder PVC-Nitril.

6. Schlauch bzw. Rohr gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (10) aus Polyamid, z. B. aus Polyamid 6, aus Polybutylenterephthalat oder aus Polyoxymethylen ist.

7. Schlauch bzw. Rohr gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyamid der Innenschicht (10) kein Plastifizierungsmittel enthält.

8. Schlauch bzw. Rohr gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein modifiziertes Polyolefin, z. B. das mit Maleinsäure aufpolymerisiert ist bzw. ein Propfpolymer mit Maleinsäureanhydrid ist.

9. Schlauch bzw. Rohr gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Polyolefin mit Silanen vernetzt ist.

10. Schlauch bzw. Rohr gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Polyolefin Polyethylen oder Polypropylen ist.

11. Schlauch bzw. Rohr gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoffilm (12) aus Polyurethan oder aus wenigstens einem Material ist, das mit jenem der Innenschicht und der äußeren Schicht (10, 19) kompatibel gemacht ist, z. B. ein Thermoplast, das identisch mit jenem der Innenschicht und gemischt ist mit Ethylen-Propylen, das mit Maleinsäureanhydrid aufpolymerisiert ist, bzw. mit Ethylen-Propylen-Pfropfpolymer mit Maleinsäureanhydrid, oder ein Elastomer, welches identisch mit jenem der äußeren Schicht und gemischt ist mit Ethylen- Propylen, das mit Maleinsäureanhydrid aufpolymerisiert ist, bzw. mit Ethylen-Propylen-Propfpolymer mit Maleinsäureanhydrid.

12. Schlauch bzw. Rohr gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoffilm (12) von einer Schicht aus Material gebildet ist, welches mit dem Thermoplast der Innenschicht kompatibel gemacht ist, und von einer Schicht aus Material, welches mit dem Elastomer der äußeren Schicht kompatibel gemacht ist.

13. Schlauch bzw. Rohr gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten kompatibel gemachten Materialien in die Innenschicht bzw. in die äußere Schicht inkorporiert sind.

14. Schlauch bzw. Rohr gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (10) einen elektrisch leitfähigen Zusatz enthält, wie ein Metallpulver oder Ruß.