JP3312521B2 - 燃料ホースの製法 - Google Patents

燃料ホースの製法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の燃料配管に
用いられる燃料ホースの製法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車等の燃料配管に用いられる燃料ホ
ースとしては、従来から、耐ガソリン性,耐ガソリン透
過性に優れたNBR・PVCゴム(アクリロニトリル−
ブタジエンゴムとポリ塩化ビニルの混合物)を用いたゴ
ム単層ホースがよく知られている。しかしながら、近
年、ガソリン透過に対する規制が厳しくなってきてお
り、上記のようなゴム単層ホースでは、上記規制に対応
することができないのが実情である。そこで、より苛酷
な条件を満足するホースとして、上記ゴム層の内周面
に、フッ素ゴムからなる内層を形成したものが開発され
一部で使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ッ素ゴム内層を有したホースは、高性能を有する反面、
コストが高いという欠点を有しており、汎用化が進んで
いない。これに対し、上記フッ素ゴムに代えて、より安
価なポリアミド樹脂で内層を形成することが提案されて
いる。
【0004】上記ポリアミド樹脂は、耐ガソリン性およ
び耐ガソリン透過性について優れた性能を有している。
しかし、ゴム外層との接着性が悪いため、積層一体化さ
せるためにはゴム外層の内周面に接着剤を塗布して両層
を接着しなければならない。このことは、特にホース端
部を他の部材と接続するフィラーホースにおいて問題と
なる。すなわち、上記フィラーホースは、配管取回し性
等を考慮して、図1に示すように平滑曲がり形状に成形
したり、図2に示すように周面を蛇腹形状に成形する場
合が多いが、このような特殊形状に成形する場合、接着
剤を均一に塗布することが困難であるばかりでなく、接
着剤塗布後に乾燥工程が必要となり、工程が複雑になる
という問題もある。さらに、接着剤の溶剤による環境悪
化も心配される。そこで、上記ゴム外層の内周面に、接
着剤を介することなくポリアミド樹脂内層を一体的に形
成することにより簡単かつ安価に燃料ホースを製造する
方法の確立が強く望まれている。
【0005】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、ゴム外層の内周面に、接着剤を介することなく
直接ポリアミド樹脂内層が一体形成された燃料ホースの
製法の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の燃料ホースの製法は、ポリサルファイド結
合密度が4×10-5mol/cm3 以上となるよう架橋
されたゴム外層を準備する工程と、上記ゴム外層の内周
面にポリアミド樹脂粉末を積層する工程と、上記積層品
を加熱処理することによりポリアミド樹脂内層を形成す
るとともにこの層と上記ゴム外層とを接着する工程とを
備えているという構成をとる
【0007】
【作用】すなわち、本発明者らは、ゴム外層に用いるゴ
ムとして、接着剤を用いることなくポリアミド樹脂との
接着が良好な特性を示すものについて一連の研究を行っ
た。その結果、ポリサルファイド結合(−Sx−,x≧
3)の架橋密度が4×10-5mol/cm3 以上に調整
されたゴム外層を形成し、その内周面にポリアミド樹脂
粉末を積層して加熱処理を行うと、加熱処理時に上記ポ
リアミド樹脂粉末が溶融して内層が形成されるとともに
上記ポリサルファイド結合が分解し、その分解残基がポ
リアミド分子と結合するため、ゴム外層とポリアミド樹
脂内層とが直接強固に接着することを見いだした。な
お、ゴムを硫黄系加硫促進剤で加硫すると、その架橋形
態は、モノサルファイド結合(−S−)、ジサルファイ
ド結合(−S2 −)、ポリサルファイド結合(前出)が
形成されるが、自動車用ゴム製品では、耐熱性の観点か
らポリサルファイド結合密度を極力低く調整するのが一
般的である。しかし、本発明では、ポリアミド樹脂内層
との接着性の観点から、ポリサルファイド結合密度を上
記のように通常では考えられない高い値に調整し、加熱
処理時の熱によって上記ポリサルファイド結合を分解さ
せることによってゴムの耐熱性を確保するようにした。
【0008】なお、上記のようにポリサルファイド結合
密度を高くするには、ゴム外層形成用のゴム組成物中に
配合する加硫促進剤として、チアゾール系加硫促進剤を
用いることが好適である。
【0009】また、本発明において、加硫ゴム中のポリ
サルファイド結合密度は、化学試薬処理法(“DETE
RMINATION OF CROSSLINK DE
NSITY AND VULCANIZATE STR
UCTURE”MONSANTO.RUBBER CH
EMICALS.JULY 1983)および膨潤圧縮
法(「膨潤圧縮法による架橋構造解析〔第1報〕試験法
開発」(株)ブリヂストン、日本ゴム協会誌、60巻第
5号 1987)によって測定することができる。
【0010】つぎに、本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明の燃料ホースは、ゴム外層の内周面
に、接着剤を介することなくポリアミド樹脂内層が直接
一体形成されているもので、例えばつぎのようにして製
造することができる。すなわち、まずゴム外層形成用の
ゴム材,加硫剤,加硫促進剤,可塑剤等を配合してゴム
組成物を調製し、これを射出成形機にかけるか、あるい
は押出成形後加硫する等して管状のゴム外層をつくる。
つぎに、このゴム外層の内周面に、ポリアミド樹脂粉末
を積層し、この積層品を加熱処理することにより上記ポ
リアミド樹脂粉末を溶融させて両層を接着一体化する。
このようにして、目的とする燃料ホースが得られる。
【0012】上記製法において、ゴム外層形成用のゴム
材としては、耐ガソリン性,耐ガソリン透過性の観点か
らNBR・PVCゴムが最適であるが、必ずしもこれに
限る必要はなく、硫黄加硫できるゴム材であればどのよ
うなものを用いてもよい。例えばアクリロニトリル−ブ
タジエンゴム(NBR),クロロプレンゴム(CR),
エチレン−プロピレン共重合ゴム(EPDM)等があげ
られる。
【0013】上記ゴム材に配合される加硫促進剤として
は、従来から加硫促進剤として知られているどのような
ものを用いてもよいが、加硫によって生じるポリサルフ
ァイド結合による架橋密度を、4×10-5mol/cm
3 以上に高めることが必要である。そのためには、下記
の一般式(1)で示されるチアゾール系加硫促進剤を用
いることが好適である。なかでも下記の化学式(2)で
示されるジベンゾチアジルジサルファイドが特に好適で
ある。なお、上記チアゾール系加硫促進剤を主に配合し
た上で、チアゾール系以外の促進剤を併用しても同様の
効果が得られる。
【0014】
【化1】
【0015】
【化2】
【0016】なお、上記ゴム材および加硫促進剤ととも
に配合される加硫剤,可塑剤等としては、従来からゴム
外層を形成するために用いられているものが適宜用いら
れる。
【0017】一方、内層形成用のポリアミド樹脂として
は、ナイロン6,ナイロン11,ナイロン12,ナイロ
ン6・10,ナイロン6・12,ナイロン6/66共重
合体,ナイロン6/12共重合体等があげられ、特に限
定されないが、ガソリン透過性と柔軟性のバランスか
ら、ナイロン11が好適である。なお、上記ポリアミド
樹脂に可塑剤やエラストマーを配合したもの、あるいは
上記ポリアミド樹脂とポリエーテル,ポリエステルを共
重合したものを使用することも可能である。
【0018】また、上記製法において、管状のゴム外層
を成形する際の成形条件は、管の形状,厚み等にもよる
が、射出成形機を用いる場合、通常、成形温度160
℃、成形時間5〜10分程度に設定することが好適であ
る。
【0019】さらに、成形されたゴム外層の内周面にポ
リアミド樹脂粉末を積層する方法としては、ポリアミド
樹脂粉末をプラスチャージまたはマイナスチャージに帯
電させて静電引力によって外層内周面に付着させる静電
塗装する方法が好ましいが、それ以外に、粉体流動浸漬
塗装法、スプレー噴霧法、内面液体塗料浸漬法、電着塗
装法等、各種の塗装法を用いることができる。
【0020】そして、上記ポリアミド樹脂内層をゴム外
層と接着一体化するための加熱処理は、どのような加熱
手段によっても差し支えはないが、例えばオーブンを用
いることができる。そして、加熱温度は200〜220
℃、加熱時間は20〜40分程度に設定することが好適
である。
【0021】なお、上記製法で得られる燃料ホースは、
どのような形状であっても差し支えはないが、本発明の
製法によれば、ゴム外層内周面にいちいち接着剤を塗布
してポリアミド樹脂内層を接着させる必要がないため、
図1に示すような曲がり形状や、図2に示すような蛇腹
形状といった複雑な形状に成形する場合に好都合であ
る。したがって、本発明は、上記複雑な形状に成形する
フィラーホースに適用することが好適である。
【0022】このようにして得られた燃料ホースは、ポ
リアミド樹脂粉末積層後の加熱処理によって、ポリアミ
ド樹脂粉末が溶融しゴム外層内周面に強固に接着する。
したがって、従来、外層と内層とを接着剤で接着してい
たものでは接着剤の不均一塗布に由来する層間剥離が問
題となっていたが、本発明の燃料ホースでは、層間剥離
が生じず、優れた品質のものが得られる。そして、ゴム
外層に高密度で形成されていたポリサルファイド結合
は、上記加熱処理により分解し、その分解残基が溶融し
たポリアミド樹脂と結合するため、ゴム中のポリサルフ
ァイド結合密度が低下し、ゴム外層の耐熱性も充分なも
のとなる。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明の燃料ホースは、
ゴム外層とポリアミド樹脂内層とを積層したものであ
り、従来のフッ素ゴム内層を有するものよりも安価であ
る。そして、上記ゴム外層とポリアミド樹脂内層とは、
接着剤を用いることなく直接接着一体化されているた
め、層間剥離が生じることがなく、優れた品質を備えて
いる。また、本発明の製法によれば、従来外層と内層の
接着に必要であった接着剤が不要となるため、接着剤の
塗布工程および乾燥工程を設ける必要がなく、上記燃料
ホースを、簡単かつ衛生的に製造することができる。ま
た、形状の複雑なフィラーホース等をも簡単に製造する
ことができる。なお、ゴム外層を形成する際に、加硫促
進剤として、チアゾール系加硫促進剤を用いることによ
り、上記効果が顕著に得られる。
【0024】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
【0025】
【実施例1〜5、比較例1,2】まず、下記の表1に示
すゴム組成物をつくり、160℃×5分で射出成形を行
い、図2に示す内径35mm、厚み4mm、長さ200
mmの蛇腹状のゴムホース(A〜E)を作製した。この
ゴムホースのポリサルファイド結合による架橋密度を、
前述の測定方法にしたがって測定した。その結果を後記
の表2〜表4に示す。
【0026】
【表1】
【0027】つぎに、上記5種類のゴムホース(A〜
E)をゴム外層とし、下記の表2〜表4に示す条件にし
たがって、その内周面にポリアミド樹脂粉末を厚み0.
2mmで静電塗装した。静電塗装は、60kV/10μ
Aのコロナ放電によりポリアミド樹脂粉末をプラスチャ
ージに荷電して行った。そして、同じく下記の表2〜表
4に示す条件にしたがって積層品を加熱処理して、目的
とする燃料ホースを得た。このようにした得られた燃料
ホースの平滑部を、ホース軸方向に25mm幅でリング
状に切り取ったのち軸方向に切り開き、周方向の剥離力
を測定した。また、各燃料ホースの柔軟性および耐ガソ
リン透過性について、下記の方法で評価した。これらの
結果を下記の表2〜表4に併せて示す。
【0028】〔ホースの柔軟性〕 ホースの片端を固定し、他端をホース軸方向に対し直角
方向に200mm変位させた時の荷重(N)を測定し
た。そして、荷重が700N以下の場合「◎」、700
N〜900Nの場合「○」と評価した。
【0029】〔耐ガソリン透過性〕 前処理としてホース内にFuel Cを封入し40℃×
168時間放置した。その後、再びFuel Cを封入
し直して40℃に保って放置し、24時間毎72時間ま
で重量減少量を測定した。そして、減少量が0.1g/
本・日以下の場合「◎」、0.1g〜0.2g/本・日
の場合「○」と評価した。
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】
【表4】
【0033】上記の結果から、実施例品はいずれも外層
と内層の間が強固に接着しており、高品質であることが
わかる。なかでも加硫促進剤としてジベンゾチアジルジ
サルファイドを用い、ポリアミド樹脂としてナイロン1
1を用いた実施例1,2品が特に優れた性能を示すこと
がわかる。これに対し、ゴム外層のポリサルファイド結
合密度の低い比較例1,2品はともに外層,内層間の剥
離強度が乏しく実用的でない。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃料ホースの一形状を示す説明図である。
【図2】燃料ホースの他の形状を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 77/00 C08L 77/00 C09J 5/06 C09J 5/06 F16L 11/10 F16L 11/10 A // B29K 21:00 B29K 21:00 77:00 77:00 105:24 105:24 (56)参考文献 特開 平7−173349(JP,A) 特開 昭63−308038(JP,A) 特開 平6−212022(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29D 23/00 B32B 25/08 B32B 27/16 101 B32B 27/18 B32B 27/34 C08L 77/00 C09J 5/06 F16L 11/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリサルファイド結合密度が4×10-5
    mol/cm3 以上となるよう架橋されたゴム外層を準
    備する工程と、上記ゴム外層の内周面にポリアミド樹脂
    粉末を積層する工程と、上記積層品を加熱処理すること
    によりポリアミド樹脂内層を形成するとともにこの層と
    上記ゴム外層とを接着する工程とを備えたことを特徴と
    する燃料ホースの製法。
  2. 【請求項2】 上記ゴム外層が、チアゾール系加硫促進
    剤によって架橋されている請求項記載の燃料ホースの
    製法。
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