JP2982788B2 - 燃料ホース - Google Patents
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Description
更に詳しくは、自動車の燃料タンク周辺等において燃料
配管に用いる燃料ホースに関する。
ロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)によって耐ガソ
リン性,耐ガソリン透過性を、ポリ塩化ビニル(PV
C)によって耐オゾン性等の耐候性を図ったNBR・P
VCのブレンド材料からなる単層ホースが良く知られて
いる。
い規制に対しては、上記の単層ホースのみでは不十分で
ある。耐ガソリン性や耐ガソリン透過性の高いフッ素ゴ
ム(FKM)の使用も提案されているが、FKMは高価
である。
に安価で耐ガソリン性,耐ガソリン透過性及び耐オゾン
性の良いNBR・PVCを用いた燃料ホースが最適であ
ると考えられる。但しこの場合、内−外層間を、プロセ
ス的に簡易な加硫接着によって、かつ、内−外層間の剥
離を十分に防止できる程度に強固に接着することが求め
られ、その加硫接着処方が問題となる。
がFKM、外層がエピクロルヒドリンゴム(ECO)で
ある場合に、カルボン酸の1,8−ジアザビシクロ−
(5,4,0)−ウンデセン−7塩を配合して、加硫接
着を強化する技術が記載されている。
は、FKMとNBRの接着につき、FKMもしくはNB
Rにカルボン酸の1,8−ジアザビシクロ−(5,4,
0)−ウンデセン−7塩を配合すると共に、NBRに塩
基性シリカ系充填材及びエポキシ化合物を配合すること
が記載されている。
公昭60−33633号公報はFKM/ECOの、上記
特公昭60−33632号公報はFKM/NBRの、そ
れぞれ接着処方を示すに止まり、FKM/NBR・PV
Cの望ましい加硫接着処方は示唆されていない。しかも
FKMは元々他のゴム材料との接着性が悪い上に、NB
RにPVCを配合することによってFKMとの接着力確
保は一層困難となる事情があるため、上記従来技術の加
硫接着処方は余り参考にならない。
の望ましい加硫接着処方を具体的に解明し、これによっ
て、内層のFKMと外層のNBR・PVCブレンド材が
強固に接着された燃料ホースを実現することを、解決す
べき課題とする。
課題を解決するための本願第1発明(請求項1に記載の
発明)の構成は、フッ素ゴムを用いた内層と、アクリロ
ニトリル−ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレン
ド材を用い、前記内層に加硫接着された外層とを含む燃
料ホースであって、前記ブレンド材中のポリ塩化ビニル
の配合量がブレンド材100重量部中の15〜45重量
部であり、かつ、前記ブレンド材中のアクリロニトリル
−ブタジエンゴムにおける結合アクリロニトリル含有量
が28〜42重量%であり、かつ、前記ブレンド材及び
/又はフッ素ゴムには、下記の「化3」に示すカルボン
酸の1,8−ジアザビシクロ−(5,4,0)−ウンデ
セン−7塩が配合されていることを特徴とする燃料ホー
スである。
両者の構造を併せ持つ飽和又は不飽和の炭化水素基、あ
るいはこれらの誘導体基であって、その構造中に炭素原
子又は水素原子以外の原子を含むことがある。なお、以
下において「化3」に示す化合物を単に「カルボン酸の
DBU塩」とも言う。)。
めの本願第2発明(請求項2に記載の発明)の構成は、
前記第1発明におけるカルボン酸の1,8−ジアザビシ
クロ−(5,4,0)−ウンデセン−7塩の配合量が、
前記ブレンド材及び/又はフッ素ゴム100重量部に対
して0.1〜4重量部である、燃料ホースである。
めの本願第3発明(請求項3に記載の発明)の構成は、
前記第1発明又は第2発明のフッ素ゴムには、ポリオー
ル加硫配合材及び有機過酸化物及び多官能性不飽和化合
物が配合されている、燃料ホースである。
めの本願第4発明(請求項4に記載の発明)の構成は、
前記第1発明〜第3発明のいずれかにおけるブレンド材
には、該ブレンド材100重量部に対して30重量部以
下の可塑剤が配合され、かつ、その可塑剤のうちの少な
くとも1種が下記の「化4」に示すエーテルエステル系
可塑剤である、燃料ホースである。
ン基を示す。)。
めの本願第5発明(請求項5に記載の発明)の構成は、
前記第1発明〜第4発明のいずれかにおけるブレンド材
には、金属酸化物及びエポキシ樹脂が配合されている、
燃料ホースである。
明において、ブレンド材中のPVCの配合量がブレンド
材100重量部中の15重量部以上であるため、燃料ホ
ース外層の耐オゾン性が確保され、しかも45重量部以
下であるため、ブレンド材のFKMに対する粘着力も良
好である。又、ブレンド材中のNBRにおける結合アク
リロニトリル含有量が28〜42重量%と言う適正な極
性量の範囲に調節されているので、内層のFKMと外層
のNBR・PVCブレンド材が強固に接着される。又、
ブレンド材及び/又はFKMにはカルボン酸のDBU塩
が配合されているので、ブレンド材とFKMとが強く加
硫接着される。
内層のFKMと外層のNBR・PVCブレンド材が強固
に接着された、内−外層間の剥離しない燃料ホースが実
現される。
を用いるために比較的安価であり、しかも高い耐ガソリ
ン性や耐ガソリン透過性を示すことは言うまでもない。
カルボン酸のDBU塩の配合量において、ブレンド材と
FKMとの加硫接着が最も強力に行われる。
ては、過酸化物加硫配合材である有機過酸化物及び多官
能性不飽和化合物に加え、ポリオール加硫配合材をFK
Mに配合するので、ブレンド材とFKMの接着性が更に
改良される。
ては、ブレンド材100重量部に対して30重量部以下
の可塑剤を配合し、かつ、可塑剤の少なくとも1種とし
て前記「化4」のエーテルエステル系可塑剤を用いるの
で、ブレンド材とFKMの接着性が更に改良される。
ては、ブレンド材に金属酸化物及びエポキシ樹脂を併用
して配合するので、ブレンド材とFKMとが更に強固に
接着する。
の形態について説明する。以下において単に「本発明」
と言うときは、第1発明〜第5発明を一括して指してい
る。
として自動車の燃料タンク周辺において燃料配管に用い
るものを指すが、自動車以外において用いられるものも
含む。又、FKMを用いた内層とNBR・PVCのブレ
ンド材を用いた外層とからなるタイプの燃料ホースの
他、上記内層と外層とが内管を構成し、その外側に更に
適宜な材料からなる外管が構成されるタイプの燃料ホー
スも含まれる。
に用いられるものを限定なく任意に選択できるが、例え
ば、フッ化ビニリデン−6フッ化プロピレン共重合体,
フッ化ビニリデン−6フッ化プロピレン−4フッ化エチ
レン三元共重合体等が好ましく、特に後者は耐ガソリン
性が優れている。
は、該ポリオール加硫配合剤に加えて過酸化物加硫配合
材である有機過酸化物及び多官能性不飽和化合物を、配
合することができる。ポリオール加硫配合剤を含まな
い、過酸化物加硫配合材のみの配合では、相対的に接着
性が悪い。
剤としてのポリヒドロキシ芳香族化合物と、(ロ)加硫
促進剤としてのアンモニウム塩,ホスホニウム塩又はイ
ミニウム塩の中から選ばれた少なくとも1種と、(ハ)
受酸剤としての2価の金属酸化物又は2価の金属水酸化
物の中から選ばれた少なくとも1種と、からなるもので
ある。
は、例えばヒドロキノン、2,2−ビス(4−ヒドロキ
シフェニル)プロパン(ビスフェノールA)、2,2−
ビス(4−ヒドロキシフェニル)パーフルオロプロパン
(ビスフェノールAF)、4,4’−ジヒドロキシジフ
ェニルメタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)ブタン等の1種又は2種以上を、FKM100重量
部に対して0.1〜10重量部、より好ましくは0.6
〜5重量部用いることができる。
イミニウム塩としては、例えばテトラメチルアンモニウ
ムクロリド、テトラエチルアンモニウムクロリド、テト
ラプロピルアンモニウムクロリド、テトラブチルアンモ
ニウムクロリド、テトラブチルアンモニウムブロミド、
ビス(ベンジルフェニルホスフィン)イミニウムクロリ
ド、テトラブチルホスホニウムクロリド、ベンジルトリ
フェニルホスホニウムクロリド、ベンジルトリオクチル
ホスホニウムクロリド等の1種又は2種以上を、FKM
100重量部に対して0.05〜5重量部、より好まし
くは0.1〜3重量部用いることができる。
化物としては、例えばMg,Ca,Zn,Pb等の酸化物や水酸
化物の1種又は2種以上を、FKM100重量部に対し
て1〜30重量部、より好ましくは2〜10重量部用い
ることができる。又、必要に応じ加硫促進剤の効果を上
げるために、ジメチルスルホンやジクロロジフェニルス
ルホン等のスルホン化合物に代表される種々の加硫促進
活性剤を添加することもできる。
いが、例えば、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブ
チルパーオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−
2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等が好適
であり、これらの1種又は2種以上を、活性酸素量や分
解温度等を考慮して、FKM100重量部に対して0.
05〜5重量部、より好ましくは0.1〜2重量部用い
ることができる。
更に効果的に進行させるために用いるもので、その種類
に限定はないが、例えばトリアリルイソシアヌレート、
トリス(ジアリルアミン)−S−トリアジンや、とりわ
けトリアリルシアヌレートが好適であり、これらの1種
又は2種以上を、FKM100重量部に対して0.01
〜10重量部、より好ましくは0.1〜3重量部用いる
ことができる。
しては、NBR・PVCとの良好な加硫接着性の観点か
ら、ポリオール加硫と過酸化物加硫との併用加硫系が、
より好ましい。
添加剤、例えばカーボンブラック,シリカ,クレイ,タ
ルク等の補強剤、ワックス類,シリコーンゴムパウダー
等の加工助剤を添加することができる。
VCを構成するNBR及びPVCとしては、この種の用
途に用いられるものを限定なく任意に選択してブレンド
することができる。
配合量は、ブレンド材100重量部中の15〜45重量
部であることが好ましい。これが15重量部未満である
と外層を構成するNBR・PVCの耐オゾン性が不十分
となり、45重量部を超えるとNBR・PVCの粘着力
が低くなることによって、内層を構成するFKMとの接
着力が低下する。
おける結合アクリロニトリル含有量は、28〜42重量
%であることが好ましい。これが28重量%未満である
とNBR・PVCの耐ガソリン性が不十分となり、42
重量%を超えるとNBR・PVCのFKMに対する接着
力が不足する。
・PVCの接着を更に強固にするために、NBR・PV
Cには金属酸化物,シリカ系充填材又はエポキシ樹脂の
少なくとも1種を配合することができる。特に接着性改
善のためには、金属酸化物とエポキシ樹脂の併用が好ま
しい。
アルミニウム等を挙げることができるが、特にMgOが好
ましく、その配合量はNBR・PVC100重量部に対
して1〜20重量部が好ましい。
(例えば、日本シリカ工業(株)製の商品名「ニプシー
ルVN3」、pHは約6)や塩基性シリカ(例えば、塩
野義製薬(株)製の商品名「カープレックス112
0」、pHは約11)を用いることができ、その配合量
はNBR・PVC100重量部に対して5〜50重量部
が好ましい。
上のエポキシ基を持つ熱可塑性樹脂も含まれるが、ビス
フェノールAとエピクロルヒドリンとの反応によって得
られるタイプのもの、例えばシェル化学製の商品名「エ
ピコート828」等が好ましく用いられ、その配合量は
NBR・PVC100重量部に対して有効量以上で15
重量部程度以下が好ましい。
配合することができ、その配合量はNBR・PVC10
0重量部に対して有効量以上で30重量部程度以下が好
ましく、特に接着性のためには20重量部以下が好まし
い。可塑剤として特に好適なものは、前記「化4」に示
す、例えば旭電化(株)製の商品名「アデカサイザーR
S−107」等のエ−テル−エステル系可塑剤であり、
その他DOP等のフタル酸エステル系可塑剤も好ましく
用いることができる。
加硫促進剤,老化防止剤,カーボンブラック等の充填剤
その他を任意に配合することができる。
BU塩は、NBR・PVCのブレンド材及び/又はフッ
素ゴムに配合される。特にNBR・PVCのブレンド材
に配合することが好ましい。前記「化2」に示したカル
ボン酸のDBU塩におけるカルボン酸として代表的なも
のは、ナフトエ酸,2−ヒドロキシナフトエ酸,ソルビ
ン酸,2−エチルヘキシルナフトエ酸,没食子酸,p−
ヒドロキシ安息香酸,ケイ皮酸等であり、とりわけナフ
トエ酸やソルビン酸のDBU塩が好ましい。
配合されるNBR・PVC及び/又はフッ素ゴム100
重量部に対して0.1〜4重量部、より好ましくは0.
5〜3重量部である。この配合量が過少であるとFKM
とNBR・PVCの層間加硫接着を十分に強化できず、
配合量が過多であると接着力が十分である反面耐オゾン
性、耐寒性の低下を来す。
・PVCとを加硫接着した試験片の剥離試験を行った。
の配合処方に従ってオープンロールによって混練りし
た。表1中、「FKM−1」とはフッ化ビニリデン−6
フッ化プロピレン−4フッ化エチレン三元共重合体であ
って、フッ素含有量69wt%、ポリオール加硫剤含有タ
イプで、過酸化物との併用加硫も可能なものを指す。
又、「FKM−2」とはフッ化ビニリデン−6フッ化プ
ロピレン−4フッ化エチレン三元共重合体であって、フ
ッ素含有量69wt%、過酸化物加硫タイプのものを、
「TAIC」とはトリアリルイソシアヌレートを、更
に、「パーヘキサ25B」とは日本油脂社製の有機過酸
化物〔2,5−ジメチル−2,6(第三ブチルペルオキ
シ)ヘキサン〕を、それぞれ指す。
き数字1〜12、表3中の丸付き数字13〜20の配合
処方に従ってバンバリーミキサー及びオープンロールに
よって混練りした。表2及び表3中、「NBR・PVC
−1」とはNBR/PVCの重量ブレンド比(以下、単
に「ブレンド比」と言う)が70/30で、NBRにお
ける結合アクリロニトリル含有量(以下、単に「含有
量」と言う)が35wt%のものを指す。
・PVC−7」については順次、ブレンド比が70/3
0で含有量が29wt%のもの、ブレンド比が85/15
で含有量が29wt%のもの、ブレンド比が85/15で
含有量が41wt%のもの、ブレンド比が60/40で含
有量が41wt%のもの、ブレンド比が50/50で含有
量が35wt%のもの、及びブレンド比が70/30で含
有量が45wt%のものを指している。
1120」,「エピコート828」及び「アデカサイザ
ーRS−107」については前記の通りである。
記A〜Cに係るFKMの2mm厚のシートと、前記丸付
き数字1〜20に係るNBR・PVCの2mm厚のシー
トとを、末尾の表4中の実施例−1〜実施例−30、比
較例−1〜比較例−11のような組合わせを以て互いに
重ね、まず100°C、面圧20kgf/cm2で5分
間予備プレス成形した後、スチーム加硫缶にて160°
C/45分のスチーム加硫を行った。次いでこれを25
mm幅に切り、JIS K 6256に準じてT型剥離
試験を行った。
おいて、「接着状態」とはFKMシートとNBR・PV
Cシートとの接着状態の目視観察を意味し、両シートの
剥離面において全面がゴム破壊の状態にあるものを「ゴ
ム破壊」、全面が界面剥離の状態にあるものを「界面剥
離」、ゴム破壊の部分と界面剥離の部分とが共存するも
のを「部分ゴム破壊」と表記した。表4の結果から、次
の1)〜5)の事柄が理解される。
着処方に該当する例は、全て接着状態が「部分ゴム破
壊」ないし「ゴム破壊」の状態を呈し、従って良好な接
着状態であった。
れるように、NBR・PVC100重量部中のPVCの
配合量が45重量部を超えると、接着性が不十分とな
る。なお、データとしては示さないが、NBR・PVC
100重量部中のPVCの配合量が15重量部未満で
は、燃料ホースの外層材としてNBR・PVCの耐オゾ
ン性が不十分となる。
ように、ブレンド材NBR・PVC中のアクリロニトリ
ル−ブタジエンゴムにおける結合アクリロニトリル含有
量が42重量%を超えると、接着性が不十分となる。な
お、データとしては示さないが、この結合アクリロニト
リル含有量が29重量%未満では、燃料ホースの外層材
としてNBR・PVCの耐燃料油性が不十分となる。
うに、NBR・PVCシートとFKMシートのいずれに
もカルボン酸のDBU塩を配合しない場合、接着性が著
しく劣る。そして、比較例−9のように、カルボン酸の
DBU塩の配合量がNBR・PVC及び/又はFKMの
100重量部に対して4重量部を超えても良好な接着力
を得るが、この場合には後述の表5の比較例−12より
分かるように、燃料ホースの外層材としてNBR・PV
Cの耐オゾン性が不十分となる。
にポリオール加硫配合剤が配合されていない場合(FK
Mの配合が表1の「C」の場合)には接着性が不十分で
あり、一方、実施例−16〜実施例−30に見られるよ
うに、FKMにポリオール加硫配合剤、有機過酸化物及
び多官能性不飽和化合物が配合されている場合は、ポリ
オール加硫配合剤のみが配合されている場合よりも強い
接着力が得られる。
4に見られるように、NBR・PVC100重量部に配
合する可塑剤の量は、接着性の面からは、30重量部以
下、とりわけ25重量部以下が好ましく、比較例5及び
比較例8に見られるように、この配合量が30重量部を
超えると接着性が不十分となる。又、実施例−6と実施
例−10、実施例−21と実施例−25の比較に見られ
るように、可塑剤としてエーテルエステル系のアデカサ
イザーRS−107を用いた場合の方が、フタル酸系の
DOPを用いた場合よりも強い接着力が得られる。
ようにNBR・PVCに金属酸化物及びエポキシ樹脂が
配合された場合、及び実施例−5,6,20,21に見
られるようにNBR・PVCにシリカ、特に塩基性シリ
カが配合された場合には、それぞれより強い接着力が得
られる。
の加硫試験片の常態物性試験及びオゾン劣化試験を行っ
た。
き数字2〜12及び、表3中の丸付き数字13〜18の
配合処方に従ってバンバリーミキサー及びオープンロー
ルによって混練りし、実施例31〜実施例45及び比較
例12とした。
2mm厚のシートを100°C、面圧20kgf/cm
2で5分間予備プレス成形した後、スチーム加硫缶にて
160°C/45分のスチーム加硫を行った。そしてこ
の加硫物についてJIS K6251に準じて常態物性
試験(TB,EB,HS)を行った。又、JISK 6
259に準じてオゾン劣化試験を行った。オゾン劣化試
験の条件は温度40°C、オゾン濃度50pphm、伸
長率20%とした。これらの試験結果を表5に示す。
45は異常がなく、耐オゾン劣化性が良好であるが、比
較例12は「B−3」の評価にて耐オゾン劣化性が不十
分であり、燃料ホースの外層材として不適切である。
物からなる内層と、NBR・PVCの配合物からなる外
層を有するホースを作製し、その性能評価を行った。
って、FKMをオープンロールによって混練りし、一
方、前記表2,表3中の各種配合処方に従って、NBR
・PVCをバンバリーミキサー及びオープンロールによ
って混練りし、これらを押出機によりFKMを内層、N
BR・PVCを外層として2層同時押出を行って、表6
の各実施例番号、比較例番号に示すホースとした。な
お、これらの実施例番号、比較例番号は、そのFKM層
とNBR・PVC層との組合せにより、前記表4に対応
した番号としている。
mm、内層の厚さが0.5mm、外層の厚さが3.5m
mである。これらの押出ホースについて、スチーム加硫
缶にて160°C/45分のスチーム加硫を行って加硫
ホースを得た。
態時の内層と外層の剥離強度をJIS K 6256に
準じて測定した。又、長さ300mmのホースに市販の
レギュラーガソリンを封入し、両端を密栓して防爆式ギ
アオーブン中にて40°C/168時間の老化をさせた
後、同上の剥離強度の測定を行った。
K 6330 4.2.5項のB法に準じて行った。オ
ゾン劣化試験の条件は温度40°C、オゾン濃度50p
phm、伸長率20%とした。
「※」は「ゴム切れ」を示す。表6の結果によれば、得
られた結果は前記表4の場合と同様なものであった。
Claims (5)
- 【請求項1】 フッ素ゴムを用いた内層と、アクリロニ
トリル−ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンド
材を用い、前記内層に加硫接着された外層とを含む燃料
ホースであって、前記フッ素ゴムにはポリオール加硫配合剤が配合されて
おり、 前記ブレンド材中のポリ塩化ビニルの配合量がブレンド
材100重量部中の15〜45重量部であり、かつ、 前記ブレンド材中のアクリロニトリル−ブタジエンゴム
における結合アクリロニトリル含有量が28〜42重量
%であり、かつ、 前記ブレンド材及び/又はフッ素ゴムには、下記の「化
1」に示すカルボン酸の1,8−ジアザビシクロ−
(5,4,0)−ウンデセン−7塩が配合されているこ
とを特徴とする燃料ホース。 【化1】 (「化1」において、Rは鎖状構造,環状構造又はその
両者の構造を併せ持つ飽和又は不飽和の炭化水素基、あ
るいはこれらの誘導体基であって、その構造中に炭素原
子又は水素原子以外の原子を含むことがある。) - 【請求項2】 フッ素ゴムを用いた内層と、アクリロニ
トリル−ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルとのブレンド
材を用い、前記内層に加硫接着された外層とを含む燃料
ホースであって、 前記ブレンド材中のポリ塩化ビニルの配合量がブレンド
材100重量部中の15〜45重量部であり、かつ、 前記ブレンド材中のアクリロニトリル−ブタジエンゴム
における結合アクリロニトリル含有量が28〜42重量
%であり、かつ、 前記ブレンド材及び/又はフッ素ゴムには、請求項1に
記載の「化1」に示すカルボン酸の1,8−ジアザビシ
クロ−(5,4,0)−ウンデセン−7塩が、前記ブレ
ンド材及び/又はフッ素ゴム100重量部に対して0.
1〜4重量部配合されていることを特徴とする 燃料ホー
ス。 - 【請求項3】 前記フッ素ゴムには、ポリオール加硫配
合剤及び有機過酸化物及び多官能性不飽和化合物が配合
されていることを特徴とする請求項1又は請求項2のい
ずれかに記載の燃料ホース。 - 【請求項4】 前記ブレンド材には、該ブレンド材10
0重量部に対して30重量部以下の可塑剤が配合され、
かつ、その可塑剤のうちの少なくとも1種が下記の「化
2」に示すエーテルエステル系可塑剤であることを特徴
とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の燃料ホー
ス。 【化2】 (「化2」において、Rはアルキル基、R’はアルキレ
ン基を示す。) - 【請求項5】 前記ブレンド材には、金属酸化物及びエ
ポキシ樹脂が配合されていることを特徴とする請求項1
〜請求項4のいずれかに記載の燃料ホース。
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