JP2018087585A - 脈動低減ホース - Google Patents

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Abstract

【課題】燃料や冷媒の低透過性と、脈動低減性とを両立することができる、脈動低減ホースを提供する。【解決手段】管状の最内層1と、上記最内層1の外周に接して形成された、熱可塑性樹脂を主成分とするバリア層2とを備えている。そして、上記最内層1が、単数ないし複数のエラストマー層からなり、その少なくとも1つのエラストマー層が、発泡エラストマー層である。【選択図】図1

Description

本発明は、燃料ホース、エアコンホース等として有用な、脈動低減ホースに関するものである。
エンジンの直噴化やダウンサイジング化を受けて、燃料精密噴射が求められているが、インジェクターの電子制御のみでは限界を迎えており、燃料均一輸送、すなわち燃料輸送時の脈動低減が求められている。
自動車の燃料供給系に適用される配管において、燃料ホースは、燃料ポンプから圧送される燃料を供給する経路を形成し、フューエルデリバリパイプに接続される。このような配管では、設定された一定圧力となるようにポンプによりホース内の燃料を加圧することで燃料輸送を行っている。さらに、直噴エンジンでは、燃料を高圧ポンプで加圧し、デリバリパイプに設けられた燃料噴射弁から燃料を気筒内に噴射する。このような燃料噴射装置では、高圧ポンプの吐出圧の脈動に応じて、燃料圧力の変動(いわゆる燃圧変動)が発生し、燃料供給系のシステム誤作動や異音が生じるおそれがある。そのため、配管内の脈動を低減する燃料ホースが必要とされている。ここで、従来から燃料ホースとして使用されている、樹脂製ホース、ゴム製ホース、樹脂とゴムとの積層ホース等(例えば、特許文献1参照)を使用することも考えられるが、以下のような問題がある。
すなわち、樹脂製ホースは、燃料低透過性(燃料バリア性)の効果は得られるが、剛性が高いため、柔軟性に乏しく、結果、脈動低減効果に乏しい。また、ゴム製ホースは、脈動低減の効果は得られるが燃料低透過性が劣るという問題がある。さらに、内層に樹脂層を備え、外層にゴム層を備えた積層ホースにおいては、層間接着性を保持しつつ、燃料低透過性と脈動低減性とを両立させることが困難である。
一方、エアコンホースにおいても、異音の発生等につながることから、上記燃料ホースと同じく、脈動低減性能が求められる。しかしながら、脈動低減性能を得るために、例えば、上記のようにゴム製ホースにした場合、冷媒低透過性が劣るという問題が生じる。
そのため、従来は、上記燃料ホース等のホースに、パルセーションダンパー(P/D)等の減衰部品を組み合わせて使用したり、ホースの全長を長くしたりして減衰効果を得ることにより、脈動の低減に対応している。
特開平5−44874号公報
しかしながら、上記パルセーションダンパー(P/D)等の減衰部品は高価であり、また、ホースの全長を長くすることも、コストアップにつながる。さらに、上記のような脈動低減の対処方法は、狭小スペースで実現することができないといった問題もある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、燃料や冷媒の低透過性と、脈動低減性とを両立することができる、脈動低減ホースの提供をその目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明の脈動低減ホースは、単数ないし複数のエラストマー層からなる管状の最内層と、上記最内層の外周に接して形成された、熱可塑性樹脂を主成分とするバリア層とを備えている脈動低減ホースであって、上記最内層を構成する少なくとも1つのエラストマー層が、発泡エラストマー層であるという構成をとる。
本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、燃料や冷媒の低透過性に優れる熱可塑性樹脂層を、ホースのバリア層とし、上記ホースにおけるバリア層の内側の層を、単数ないし複数のエラストマー層からなるものとすることを検討した。すなわち、上記のようにバリア層の内側の層を全てエラストマー層とすることにより、ホース内部の圧力変動により生じる脈動を抑えることができると、本発明者らは考えたからである。そして、上記の、単数ないし複数のエラストマー層のうちの少なくとも1つのエラストマー層を、発泡エラストマー層とすると、ホース内部の圧力変動に伴い、上記発泡エラストマー層の体積が変化し、その結果、脈動が効果的に抑制されることを見いだし、本発明に到達した。
本発明の脈動低減ホースは、単数ないし複数のエラストマー層からなる管状の最内層と、上記最内層の外周に接して形成された、熱可塑性樹脂を主成分とするバリア層とを備えている脈動低減ホースであって、上記最内層を構成する少なくとも1つのエラストマー層が、発泡エラストマー層である。そのため、燃料や冷媒の低透過性(バリア性)と、脈動低減性とを両立することができる。また、本発明の脈動低減ホースを使用することにより、パルセーションダンパー(P/D)のような高価な減衰部品等によらなくとも、脈動低減効果を得られることから、コスト削減につながり、さらに、上記のような減衰部品等を必要としないため、その分のスペースが不要となり、結果、狭小スペースでの脈動低減を実現することができる。
特に、上記発泡エラストマー層が、上記最内層を構成するエラストマー層のうちの最内部側に配置されていると、より脈動低減性に優れるようになる。
また、上記発泡エラストマー層の空隙率が5〜75%であると、より脈動低減性に優れるようになる。
さらに、上記発泡エラストマー層の気泡セル径が30μm以上であると、より脈動低減性に優れるようになる。
また、上記発泡エラストマー層が、独立気泡による発泡エラストマー層であると、ホース締結部からの燃料や冷媒の洩れを抑制するため、燃料や冷媒の低透過性により優れるようになる。
さらに、上記発泡エラストマー層が、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれた少なくとも1つを主成分とすると、より耐燃料性や透水性により優れるようになる。
そして、上記バリア層が、ポリアミド系樹脂およびフッ素系樹脂から選ばれた少なくとも一つを主成分とすると、燃料や冷媒の低透過性により優れるようになる。
本発明の一実施形態に係る脈動低減ホースを示す断面図である。 脈動低減性を評価するための試験装置を示す模式図である。
つぎに、本発明の実施の形態について詳しく説明する。ただし、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。
本発明の脈動低減ホースは、先に述べたように、単数ないし複数のエラストマー層からなる管状の最内層と、上記最内層の外周に接して形成された、熱可塑性樹脂を主成分とするバリア層とを備えている脈動低減ホースであって、上記最内層を構成する少なくとも1つのエラストマー層が、発泡エラストマー層である。なお、本発明において、「最内層の外周に接して形成された」バリア層とは、最内層とバリア層との両層間が接着された状態のものと、両層間が接着されていない状態のものとを含む趣旨であるが、両層間が接着されているほうが、負圧による最内層の棚落ちを防ぐ観点から好ましい。また、上記のように両層間の接着を行う場合、接着剤によるものであっても、両層の溶融接着によるものであってもよい。
図1に示すホースは、本発明の脈動低減ホースの一例であり、最内層1と、上記最内層1外周面に接して設けられたバリア層2とを備えている。なお、上記最内層1は、図示のように単層であっても、あるいは複数層であってもよいが、先に述べたようにエラストマー層である必要がある。そして、上記最内層1は、単層の場合はその層が発泡エラストマー層である必要があり、複数層の場合は、その少なくとも1つの層が発泡エラストマー層である必要がある。特に、上記発泡エラストマー層が、上記最内層1を構成するエラストマー層のうちの最内部側(ホース内周面側)に配置されていると、より脈動低減性に優れるようになる。
上記最内層1の主成分としては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、フッ素ゴム(FKM)、ブチルゴム(IIR)、塩素化ブチルゴム(Cl−IIR),臭素化ブチルゴム(Br−IIR)等のハロゲン化ブチルゴム、クロロプレンゴム(CR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エピクロルヒドリン重合ゴム(CO)、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム(ECO)、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム(GECO)、アクリルゴム、シリコンゴム、塩素化ポリエチレンゴム(CPE)、ウレタンゴム等のエラストマーが、単独であるいは二種以上併せて用いられる。なお、本発明の脈動低減ホースを、燃料ホースとして用いる場合、その最内層1の主成分としては、耐燃料性の観点から、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、フッ素ゴム(FKM)等が好ましい。また、本発明の脈動低減ホースを、エアコンホースとして用いる場合、その最内層1の主成分としては、水分の低透過性の観点から、ブチルゴムが好ましい。上記ブチルゴムには、ブチルゴム(IIR)の他、塩素化ブチルゴム(Cl−IIR),臭素化ブチルゴム(Br−IIR)等のハロゲン化ブチルゴムを含む趣旨である。ここで、上記最内層1の「主成分」とは、そのエラストマー組成物全体の特性に大きな影響を与えるもののことであり、本発明においては、エラストマー組成物全体の50重量%より多い量であることを意味する。なお、上記最内層1材料には、上記主成分とともに、必要に応じて、カーボンブラック、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加工助剤、白色充填材、可塑剤、軟化剤、受酸剤、着色剤、スコーチ防止剤等が適宜に配合される。また、上記最内層1が複数のエラストマー層からなる場合、各エラストマー層の形成材料は同じであっても異なっていてもよい。
そして、上記最内層1のうちの発泡エラストマー層の形成材料には、上記と同様のものが、通常、発泡剤とともに用いられる。上記発泡剤としては、アゾジカルボンアミド(ADCA)、p,p'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(OBSH)、N,N'−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DPT)、炭酸水素ナトリウム等が、単独であるいは二種以上併せて用いられる。上記発泡エラストマー層の形成材料中における発泡剤の含有量は、その主成分であるエラストマー100重量部に対し、0.1〜10重量部の範囲が好ましく、より好ましくは、0.5〜4重量部の範囲である。また、上記発泡エラストマー層の形成材料には、発泡剤とともに、必要に応じ、発泡助剤を加えてもよい。なお、上記最内層1が複数のエラストマー層からなる場合、上記発泡エラストマー層は、単層であっても複数層であってもよい。なお、上記発泡エラストマー層の発泡手法は、発泡剤を用いた化学発泡に限らず、高圧下で液化ガスや超臨界流体を溶解させ、圧力低下あるいは加熱によって溶解度を低下させることにより、気泡を発生させる物理発泡であっても良い。
また、上記発泡エラストマー層が、独立気泡による発泡エラストマー層であると、燃料や冷媒の低透過性により優れるようになるため、好ましい。このように発泡形状を独立気泡となるように制御するには、例えば、発泡エラストマー層の形成材料中に上記のような割合で発泡剤を含有させること等により制御することができる。そして、上記発泡エラストマー層の気泡セル径が30μm以上であると、より脈動低減性に優れるようになるため、好ましい。また、ホース締結部のゴム切れを防止ためのゴム物性を確保する点から、上記発泡エラストマー層の気泡セル径は550μm以下が好ましい。なお、上記気泡セル径は、例えば、電子顕微鏡による発泡エラストマー層の断面写真をもとに、その気泡セル(中空の気泡)の直径(セル径)の大きい径のものから10点を選択し、その直径の平均を測定したものである。また、上記気泡セルが、独立気泡であるか連通気泡であるかは、以下に示す測定方法で吸水率を測定することにより確認することができる。すなわち、任意の大きさの発泡エラストマー層のサンプルを水中に沈め、730mmHg以下に減圧し、10分間放置して吸水させた後、常圧に戻す。そして、吸水前後のサンプル重量から吸水量を測定し、その値をもとに、吸水前のサンプル重量に対する吸水量の割合である、吸水率を算出する。なお、独立気泡のセル中には水が入らず、連通気泡のセル中には水が入るため、一般に、連泡度が上がると吸水率は上昇する。本発明においては、上記発泡エラストマー層のサンプルの吸水率が10%以下であるものを、上記発泡エラストマー層が、独立気泡による発泡エラストマー層であると認めることとする。そして、上記発泡エラストマー層が、独立気泡による発泡エラストマー層であると、ホース締結部からの燃料や冷媒の洩れを抑制するため、燃料や冷媒の低透過性により優れるようになる。
また、上記発泡エラストマー層の空隙率が5〜75%であると、より脈動低減性に優れるようになる。上記発泡エラストマー層の空隙率(%)は、下記の式(1)により算出することができ、より好ましくは10〜50%である。なお、下記の式(1)の「発泡エラストマー層の見かけ体積」とは、発泡エラストマー層の寸法を測定して得られた体積であり、詳しくは、発泡エラストマー層を構成するエラストマー部分の体積、発泡エラストマー層内の空隙の体積、および発泡エラストマー層表面の凹凸部の空間の体積の総和からなる。また、下記の式(1)の「発泡エラストマー層の真体積」とは、上記の、発泡エラストマー層を構成するエラストマー部分の体積をいい、具体的には、発泡エラストマー層の重量を上記エラストマーそのものの密度で割ることにより求められる。
空隙率(%)={(発泡エラストマー層の見かけ体積−発泡エラストマー層の真体積)/発泡エラストマー層の見かけ体積}×100 …(1)
なお、上記最内層1の厚みは、0.5〜4.5mmが好ましく、特に好ましくは1〜3mmである。また、上記最内層1のうちの発泡エラストマー層の厚み(発泡エラストマー層を複数有する場合は、その総厚み)は、脈動低減性の観点から、0.5〜4.5mmが好ましく、特に好ましくは1〜3mmである。
上記最内層1の外周に接して形成されたバリア層2の主成分である熱可塑性樹脂としては、例えば、芳香族ポリアミド樹脂,脂肪族ポリアミド樹脂といったポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂、エチレンービニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリビニルアルコール(PVOH)、ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリメチルペンテン等のポリオレフィン系樹脂が、単独であるいは二種以上併せて用いられる。なかでも、より燃料や冷媒の低透過性(バリア性)に優れるようになることから、芳香族ポリアミド樹脂,脂肪族ポリアミド樹脂といったポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂が好ましい。なお、上記バリア層2の「主成分」とは、バリア層2形成用の樹脂組成物全体の特性に大きな影響を与えるもののことであり、本発明においては、上記樹脂組成物全体の50重量%より多い量であることを意味し、組成物全体が主成分のみからなる場合も含む。また、バリア層2形成用の樹脂組成物には、必要に応じ、酸化防止剤、老化防止剤、顔料、染料、充填材、加工助剤、導電材等を適宜添加することもできる。
ここで、上記芳香族ポリアミド樹脂としては、例えば、ポリアミド4T(PA4T)、ポリアミド6T(PA6T)、ポリアミドMXD6(PAMXD6)、ポリアミド9T(PA9T)、ポリアミド10T(PA10T)、ポリアミド11T(PA11T)、ポリアミド12T(PA12T)、ポリアミド13T(PA13T)等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。
また、上記脂肪族ポリアミド樹脂としては、例えば、ポリアミド46(PA46)、ポリアミド6(PA6)、ポリアミド66(PA66)、ポリアミド99(PA99)、ポリアミド610(PA610)、ポリアミド612(PA612)、ポリアミド11(PA11)、ポリアミド912(PA912)、ポリアミド12(PA12)、ポリアミド6とポリアミド66との共重合体(PA6/66)、ポリアミド6とポリアミド12との共重合体(PA6/12)等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
また、上記フッ素系樹脂としては、例えば、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(THV)、ポリビニルフルオライド(PVF)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、ポリクロロトリフルオロエチレン(CTFE)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ヘキサフルオロプロピレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ビニリデンフルオライド−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記バリア層2は、上記のような熱可塑性樹脂を主成分とするものであり、単層からなるものであっても、複数の層が積層されたものであってもよい。また、上記バリア層2が、複数の層が積層されたものである場合、その各層の材料は同じであっても異なっていてもよい。そして、上記バリア層2の厚み(複数の層からなる場合は、その総厚み)は、燃料や冷媒の低透過性(バリア性)やホースの柔軟性の観点から、0.05〜3・5mmが好ましく、特に好ましくは0.3〜2mmである。
つぎに、本発明の実施形態に係る脈動低減ホースの製法として、図1に示す層構成の脈動低減ホースの製法について具体的に説明する。まず、最内層1材料である発泡エラストマー層形成用組成物、およびバリア層2形成用の樹脂組成物をそれぞれ調製する。そして、上記最内層1材料である発泡エラストマー層形成用組成物を押出成形したものにマンドレルを挿入し、例えば160℃×1時間でスチーム加硫した後、上記加硫後の発泡エラストマー層の外周面に、バリア層2形成用の樹脂組成物を押出成形し、バリア層2を形成する。なお、上記バリア層2の形成は、押出成形の他、インジェクション成形で行ってもよい。また、燃料等の低透過性にはやや劣るが、上記バリア層2形成用の樹脂組成物からなるシートを巻いて、上記バリア層2の形成を行ってもよい。このようにして、図1に示す層構成の脈動低減ホースを得ることができる。
本発明の実施形態に係る脈動低減ホースの内径は、通常、2〜25mmであり、好ましくは5〜15mmである。また、本発明の実施形態に係る脈動低減ホースの外径は、通常、5〜35mmであり、好ましくは8〜25mmである。
なお、本発明の実施形態に係る脈動低減ホースは、図1に示したような、最内層1の外周にバリア層2が積層された二層構造のものに限定されるものではなく、例えば、上記バリア層2の外周に、ゴム層や補強糸層を単層ないし二層以上積層したものであってもよい。
このようにして得られる本発明の脈動低減ホースは、自動車用の燃料ホース、エアコンホース等として好適に用いられる。上記燃料ホースとしては、燃料噴射システムに使用することができ、ガソリン、アルコール混合ガソリン、ディーゼル燃料、CNG(圧縮天然ガス)、LPG(液化石油ガス)等の自動車用燃料の輸送用ホースとして好適に用いられるが、これに限定されるものではなく、メタノールや水素、ジメチルエーテル(DME)等の燃料電池自動車用の燃料輸送用ホースとしても使用可能である。また、上記エアコンホースの他、二酸化炭素,フロン,代替フロン,プロパン等の冷媒の輸送ホースとしても使用可能である。また、上記ホースは、自動車用のみならず、その他の輸送機械(飛行機,フォークリフト,ショベルカー,クレーン等の産業用輸送車両、鉄道車両等)等にも適用することができる。
つぎに、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
〔実施例1〕
(最内層形成用組成物の調製)
NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN003)100重量部と、硫黄(鶴見化学工業社製、金華印粉砕硫黄)1.5重量部と、酸化マグネシウム(協和化学工業社製、キョーワマグ150)10重量部と、ステアリン酸(日本油脂社製、ビーズステアリン酸さくら)1重量部と、カーボンブラック(東海カーボン社製、シーストS)30重量部と、カーボンブラック(旭カーボン社製、サーマックスN990)20重量部と、シリカ(東ソー・シリカ社製、ニプシールER)20重量部と、エーテルエステル系可塑剤(ADEKA社製、アデカサイザーRS107)25重量部と、スルフェンアミド系加硫促進剤[N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(OBS)](大内新興化学工業社製、ノクセラーMSA)1重量部と、チアゾール系加硫促進剤[2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛](大内新興化学工業社製、ノクセラーMZ)0.2重量部と、発泡剤[アゾジカルボンアミド(ADCA)](永和化成工業社製、ビニホールAC#3−K2)2重量部と、発泡助剤[ヒドラゾジカルボナミド(HDCA)](永和化成工業社製、セルペーストK5)1.5重量部とを、バンバリーミキサーおよびロールで混練りして、最内層形成用組成物を調製した。
(バリア層用材料)
バリア層用材料として、ETFE(ダイキン工業製、ネオフロンETFE EP526)のペレットを準備した。
(ホースの作製)
上記最内層形成用組成物を押出成形したものにマンドレルを挿入し、160℃×1時間でスチーム加硫した後、上記加硫後の最内層の外周面に、バリア層用材料を溶融押出成形し、バリア層を形成した。このようにして、厚み2.5mmの管状の最内層、厚み1mmのバリア層が順次形成されてなる、長さ250mmのホース(内径9mm)を作製した。
〔実施例2〕
最内層形成用組成物として、NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN003)100重量部と、硫黄(鶴見化学工業社製、金華印粉砕硫黄)1.5重量部と、酸化マグネシウム(協和化学工業社製、キョーワマグ150)10重量部と、ステアリン酸(日本油脂社製、ビーズステアリン酸さくら)1重量部と、カーボンブラック(東海カーボン社製、シーストS)30重量部と、カーボンブラック(旭カーボン社製、サーマックスN990)20重量部と、シリカ(東ソー・シリカ社製、ニプシールER)20重量部と、エーテルエステル系可塑剤(ADEKA社製、アデカサイザーRS107)25重量部と、スルフェンアミド系加硫促進剤[N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(OBS)](大内新興化学工業社製、ノクセラーMSA)1重量部と、チアゾール系加硫促進剤[2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛](大内新興化学工業社製、ノクセラーMZ)0.2重量部と、発泡剤[p,p'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド(OBSH)](永和化成工業社製、ネオセルボンN#5000)0.8重量部とを、バンバリーミキサーおよびロールで混練りしたものを用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、ホースを作製した。
〔実施例3〕
最内層形成用組成物として、NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN101)100重量部と、硫黄(鶴見化学工業社製、金華印粉砕硫黄)1.5重量部と、酸化マグネシウム(協和化学工業社製、キョーワマグ150)10重量部と、ステアリン酸(日本油脂社製、ビーズステアリン酸さくら)1重量部と、カーボンブラック(東海カーボン社製、シーストS)30重量部と、カーボンブラック(旭カーボン社製、サーマックスN990)20重量部と、シリカ(東ソー・シリカ社製、ニプシールER)20重量部と、エーテルエステル系可塑剤(ADEKA社製、アデカサイザーRS107)25重量部と、スルフェンアミド系加硫促進剤[N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(OBS)](大内新興化学工業社製、ノクセラーMSA)1重量部と、チアゾール系加硫促進剤[2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛](大内新興化学工業社製、ノクセラーMZ)0.2重量部と、発泡剤[アゾジカルボンアミド(ADCA)](永和化成工業社製、ビニホールAC#3−K2)4重量部と、発泡助剤[ヒドラゾジカルボナミド(HDCA)](永和化成工業社製、セルペーストK5)3重量部とを、バンバリーミキサーおよびロールで混練りしたものを用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、ホースを作製した。
〔実施例4〕
最内層形成用組成物として、NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN003)100重量部と、硫黄(鶴見化学工業社製、金華印粉砕硫黄)1.5重量部と、酸化マグネシウム(協和化学工業社製、キョーワマグ150)10重量部と、ステアリン酸(日本油脂社製、ビーズステアリン酸さくら)1重量部と、カーボンブラック(東海カーボン社製、シーストS)30重量部と、カーボンブラック(旭カーボン社製、サーマックスN990)20重量部と、シリカ(東ソー・シリカ社製、ニプシールER)20重量部と、エーテルエステル系可塑剤(ADEKA社製、アデカサイザーRS107)25重量部と、スルフェンアミド系加硫促進剤[N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(OBS)](大内新興化学工業社製、ノクセラーMSA)1重量部と、チアゾール系加硫促進剤[2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛](大内新興化学工業社製、ノクセラーMZ)0.2重量部と、発泡剤[アゾジカルボンアミド(ADCA)](永和化成工業社製、ビニホールAC#3−K2)4重量部と、発泡助剤[ヒドラゾジカルボナミド(HDCA)](永和化成工業社製、セルペーストK5)1.5重量部とを、バンバリーミキサーおよびロールで混練りしたものを用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、ホースを作製した。
〔実施例5〕
最内層形成用組成物として、NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN401)100重量部と、硫黄(鶴見化学工業社製、金華印粉砕硫黄)1.5重量部と、酸化マグネシウム(協和化学工業社製、キョーワマグ150)10重量部と、ステアリン酸(日本油脂社製、ビーズステアリン酸さくら)1重量部と、カーボンブラック(東海カーボン社製、シーストS)30重量部と、カーボンブラック(旭カーボン社製、サーマックスN990)20重量部と、シリカ(東ソー・シリカ社製、ニプシールER)20重量部と、エーテルエステル系可塑剤(ADEKA社製、アデカサイザーRS107)25重量部と、スルフェンアミド系加硫促進剤[N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(OBS)](大内新興化学工業社製、ノクセラーMSA)1重量部と、チアゾール系加硫促進剤[2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛](大内新興化学工業社製、ノクセラーMZ)0.2重量部と、発泡剤[アゾジカルボンアミド(ADCA)](永和化成工業社製、ビニホールAC#3−K2)4重量部と、発泡助剤[ヒドラゾジカルボナミド(HDCA)](永和化成工業社製、セルペーストK5)3重量部とを、バンバリーミキサーおよびロールで混練りしたものを用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、ホースを作製した。
〔比較例1〕
最内層形成用組成物として、NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN003)100重量部と、硫黄(鶴見化学工業社製、金華印粉砕硫黄)1.5重量部と、酸化マグネシウム(協和化学工業社製、キョーワマグ150)10重量部と、ステアリン酸(日本油脂社製、ビーズステアリン酸さくら)1重量部と、カーボンブラック(東海カーボン社製、シーストS)30重量部と、カーボンブラック(旭カーボン社製、サーマックスN990)20重量部と、シリカ(東ソー・シリカ社製、ニプシールER)20重量部と、エーテルエステル系可塑剤(ADEKA社製、アデカサイザーRS107)25重量部と、スルフェンアミド系加硫促進剤[N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(OBS)](大内新興化学工業社製、ノクセラーMSA)1重量部と、チアゾール系加硫促進剤[2−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛](大内新興化学工業社製、ノクセラーMZ)0.2重量部とを、バンバリーミキサーおよびロールで混練りしたものを用いた。それ以外は、実施例1と同様にして、ホースを作製した。
このようにして得られた、実施例および比較例のホースに関して、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。その結果を、後記の表1に併せて示した。
≪気泡セル径≫
電子顕微鏡による最内層の断面写真をもとに、その気泡セル(中空の気泡)の直径(セル径)の大きい径のものから10点を選択し、その直径の平均を測定した。
≪気泡の状態≫
最内層からサンプルを切り出し、そのサンプルを水中に沈め、730mmHg以下に減圧し、10分間放置して吸水させた後、常圧に戻した。そして、吸水前後のサンプル重量から吸水量を測定し、その値をもとに、吸水前のサンプル重量に対する吸水量の割合である、吸水率を算出した。評価は、上記サンプルの吸水率が10%以下であるものを「独泡(独立気泡)」とし、上記サンプルの吸水率が10%を超えるものを「連泡(連通気泡)」とした。
≪空隙率≫
最内層からサンプルを切り出し、そのサンプルの空隙率を、下記の式(1')により求めた。
空隙率(%)={(サンプルの見かけ体積−サンプルの真体積)/サンプルの見かけ体積}×100 …(1')
≪脈動低減性≫
図2は、ホースの脈動低減性を評価するための試験装置を示す。100はサンプルホース、110はクイックコネクタ、111は燃料ポンプ、112はレギュレーター、113はインジェクター、114はパイプを示す。
サンプルホース100は、実施例および比較例の各ホース(長さ250mm)を用いた。そして、以下の測定条件および(1)〜(4)の手順により、ΔPを算出した。評価は、ΔPが30KPaを超えるものを×、ΔPが25〜30KPaのものを△、ΔPが25KPa未満のものを○とした。
(測定条件)
インジェクター周期:120msec(1000rpm想定)
インジェクター開弁時間:6(msec)
評価温度:室温(25℃)
測定部位:インジェクター部の燃圧(P)を測定
試験流体:シェルゾール
(1)サンプルホース100を、図2に示すように組み付け、室温(25℃)で1時間放置して、エア抜きを行う。
(2)燃料ポンプ111内の油温(約50℃でサチレート)が一定になるまで、30分程度保持する。
(3)インジェクター113開弁時間を6msecに設定する。
(4)測定結果のグラフから、ピーク−ピークを読み取り、以下の式によりΔPを算出する。
ΔP(KPa)=Pmax−Pmin
≪燃料低透過性(燃料バリア性)≫
評価試験用ガソリンとして、Fuel C(トルエン/イソオクタン=50/50(容量%))100容量部にエタノール10容量部を混合した混合燃料(FC/E10)を用意し、これを、両端をシール状態で密栓したホースに封入して、40℃で1000時間放置して安定化させた。その後、内容物(混合燃料)を排出して新規な混合燃料(FC/E10)を再度封入し、40℃の温度環境に放置し、24時間毎に燃料透過量を測定した。評価は、3(mg/m/day)未満のものを○、3〜10(mg/m/day)のものを△とした。
Figure 2018087585
上記表1より、実施例のホースは、比較例1のホースに比べ、脈動低減性に優れる結果となった。
本発明の脈動低減ホースは、自動車用の燃料ホース、エアコンホース等として好適に用いられる。また、上記ホースは、自動車用のみならず、その他の輸送機械(飛行機,フォークリフト,ショベルカー,クレーン等の産業用輸送車両、鉄道車両等)等にも適用することができる。
1 最内層
2 バリア層

Claims (7)

  1. 単数ないし複数のエラストマー層からなる管状の最内層と、上記最内層の外周に接して形成された、熱可塑性樹脂を主成分とするバリア層とを備えている脈動低減ホースであって、上記最内層を構成する少なくとも1つのエラストマー層が、発泡エラストマー層であることを特徴とする脈動低減ホース。
  2. 上記発泡エラストマー層が、上記最内層を構成するエラストマー層のうちの最内部側に配置されている、請求項1記載の脈動低減ホース。
  3. 上記発泡エラストマー層の空隙率が5〜75%である、請求項1または2記載の脈動低減ホース。
  4. 上記発泡エラストマー層の気泡セル径が30μm以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の脈動低減ホース。
  5. 上記発泡エラストマー層が、独立気泡による発泡エラストマー層である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の脈動低減ホース。
  6. 上記発泡エラストマー層が、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴムおよびブチルゴムからなる群から選ばれた少なくとも1つを主成分とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の脈動低減ホース。
  7. 上記バリア層が、ポリアミド系樹脂およびフッ素系樹脂から選ばれた少なくとも1つを主成分とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の脈動低減ホース。
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