JP4071019B2 - 樹脂被覆金属チューブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂被覆金属チューブに係り、例えば、自動車の燃料配管やブレーキ配管として用いられる樹脂被覆金属チューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の燃料配管やブレーキ系統の油空圧配管として用いられる金属チューブの表面には、メッキ層や樹脂被膜が形成され、金属チューブそのものの材質では不足する耐食性や耐薬品性、耐磨耗性など、その用途に応じた必要な機械的性質を強化している。
【０００３】
自動車の燃料配管やブレーキ用の油空圧配管に用いられる金属チューブでは、錆を発生し難くし、また、塩害やバッテリー液、洗浄液等に対して腐食しないようにする必要性が非常に高い。耐食性や耐薬品性を強化するための、最も基本的な手段は、素管の外周面に亜鉛メッキを施し、その上にプライマーを塗布し、さらにフッ素樹脂を塗布して焼き付けることにより、最上層にフッ素樹脂被膜を形成することである。
【０００４】
この種の樹脂被覆金属チューブの用途が、自動車の燃料タンクとエンジンをつなぐ燃料集合配管である場合、タンクから車体の下側を引き回してエンジンまで延びるのが一般的であり、走行中に跳ねた小石などが当たってフッ素樹脂被膜を毀損しないように耐チッピング性を高めるためる必要がある。また、複雑な経路をたどる配管同士、車体あるいは他部品と擦れ合ってフッ素樹脂被膜が毀損しないようにするため、フッ素樹脂被膜にさらに重ねて、比較的厚い樹脂層で保護する必要がある。この最上層の比較的厚い樹脂層は、ポリエチレン樹脂を押出成型によりチューブ全面に被覆するものや、あるいは、熱収縮性の樹脂からなるチューブに挿入し、加熱して収縮せしめてチューブ全面に密着させたものなどがある。
【０００５】
近年では、耐食性、耐薬品性などの要求がますます厳しくなってきており、燃料配管用の被膜材料やその被膜層構造について、一層の改良が進んでいる。
【０００６】
例えば、素管を被覆するメッキ被膜を亜鉛メッキだけでなく、ニッケル−亜鉛メッキ、錫−亜鉛メッキ等による多層化に代表されるメッキ仕様の変更を行ったり、メッキ被膜の厚みを増して、配管の防錆能力を高めることが行われている。
【０００７】
さらには、メッキ被膜に重ねて高分子エポキシ系樹脂等をプライマーコートとして塗布してからオーブンで焼き付け、更にフッ素樹脂を塗布してオーブンで焼き付け、これの工程を繰り返して２層以上の樹脂被膜を形成することが行われており、現状では耐食性を高める最も有効な手段とされている。
【０００８】
従来のフッ素樹脂被膜を何重にも重ねて耐食性、耐磨耗性、耐チッピング性等の格段の強化を図ったものであっても、チューブの端末については、相手部品との接続のために、最上層の比較的厚い樹脂保護層を、押出成形によるものであれば剥離し、熱収縮樹脂であれば、チューブの端末を未被覆の状態に残さなければならない。このため、チューブの端末部分が最も耐食性等において弱い部分となる。実際、湿潤であったり、塩害等に直接さらされるような過酷な環境下にあっては、チューブ端末部分から腐食する恐れがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弱点のチューブ端末部分を強化するために最も有効なのは、プライマー塗布と、フッ化素樹脂塗布を繰り返して行い、何重にも被膜を成形することであるが、在来の塗布工程の制約上、これらはチューブ全長に亘って施すため、チューブ端末についてはより耐食性等が格段に補強されるものの、それ以外の比較的厚い樹脂保護層で被覆されている部分については過剰品質となり、前処理の薬品や塗布に必要な材料が、従来のもの較べて何倍も必要となり、非常なコスト高を招来するという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、コストを増大させずに弱点であるチューブ端末部分の耐食性、耐摩耗性を大幅に強化することができるようにした樹脂被覆金属チューブを提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、前処理の薬品や塗布に必要な材料が、従来のもの較べて格段に節減でき、大幅なコスト低減を可能とする樹脂被覆金属チューブを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項1に係る発明は、耐食性樹脂被膜を含む多層被膜で金属材質の素管の外周面を被覆してなる樹脂被覆金属チューブにおいて、前記多層被膜の最外層の保護樹脂被覆層を比較的層厚の樹脂層により形成し、前記最外層の保護樹脂被覆層を前記金属チューブの両端末部を除き全長に亘って被覆するとともに、前記金属チューブの両端末部には、前記最外層の保護樹脂被覆層の内側の被膜よりもさらに重層構造の耐食性樹脂被膜層を形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
この請求項１の発明によれば、金属チューブの端末部には、保護樹脂被覆層で保護されていない耐食性樹脂被膜層をより重層に被覆しているため、防錆能力を格段に向上できるとともに、金属チューブの残りの大部分は、保護樹脂被覆層で保護されているため、耐食性樹脂被膜の層数は少なくともチッピング等に対して保護される上に腐食から保護される。
【００１４】
また、請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、前記金属チューブの端末部において最外層の保護樹脂被覆層のない範囲が相手方部品と接続される端末接続部であることを特徴とするものである。
【００１５】
この請求項２の発明によれば、金属チューブの端末部は、保護樹脂被覆層で被覆されていないため、支障なく他の図示しない継手などの相手部品と接続することが可能となる。
【００１６】
また、請求項３に係る発明は、請求項１の発明において前記耐食性樹脂被膜層は、前記素管の表面に形成されるメッキ層に化成処理被膜を介して形成された少なくとも２層以上の耐食性樹脂被膜からなることを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、請求項４に係る発明は、請求項３の発明において、前記耐食性樹脂被膜層は、プライマーコート被膜とフッ素樹脂被膜からなり、このプライマーコート被膜とフッ素樹脂被膜が、端末部において少なくとも２段以上の多層構造を有することを特徴とするものである。
【００１８】
請求項３、４の発明によれば、チューブ全長に亘って耐食性樹脂被膜を端末部の層数と同じく重ねて被覆するのと同等の耐食性能を得ることができるので、必要な化成処理液やプライマー塗料、フッ素樹脂塗料等を大幅に節減することができる。
【００１９】
請求項５に係る発明は、請求項１の発明において、前記最外層の保護樹脂被覆層の終端部と、前記端末部の最上層の耐食性樹脂被膜層が重畳するように形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
この請求項５の発明によれば、端末部にあって露出する最上層の耐食性樹脂被膜と保護樹脂被覆層の終端部とを重畳させることにより防錆対策を十分に講じることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による樹脂被覆金属チューブの一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態による樹脂被覆金属チューブにおいて、最外層の保護樹脂被覆層のみを縦断面として示す図である。
【００２２】
この図１において、参照符号１０は金属材質の素管を示している。この素管１０には、この実施形態の場合、外径が４．７６〜１６ｍｍ程度の鋼管が用いられている。この素管１０の外周面には、耐食性樹脂被膜を含む多層被膜が形成され、これにさらに重ねて最外層は耐チッピング用の比較的層厚な保護樹脂被覆層１２で被覆されている。この保護樹脂被覆層１２の厚さは、この実施形態の場合、１ｍｍ程度である。
【００２３】
樹脂被覆金属チューブの両端末部１１ａ、１１ｂは、相手方部品と接続される端末接続部になっている。この実施形態では、それぞれ端末部１１ａ、１１ｂには、接続すべき相手方部品に適合する所定の位置に端末加工部１３ａ、１３ｂが形成されている。
【００２４】
図１に示されるように、樹脂被覆金属チューブの両端末部１１ａ、１１ｂは、最外層の保護樹脂被覆層１２で被覆されていない範囲であり、逆に言えば、樹脂被覆金属チューブは、前記金属チューブの両端末部１１ａ、１１ｂを除き全長に亘って最外層の保護樹脂被覆層１２で被覆されている。
【００２５】
次に、図２は、図１におけるII−II断面、すなわち最外層の保護樹脂被覆層１２で被覆されている部分の横断面を示す図である。図３は、図１におけるIII−III断面、すなわち、端末部１１ａにおける横断面を示す図である。なお、他方の端末部１１ｂの断面は端末部１１ａと同一であるので省略する。
【００２６】
図２と図３との対比から明かなように、樹脂被覆金属チューブの両端末部１１ａ、１１ｂには、最外層の保護樹脂被覆層１２の内側の被膜よりもさらに重層構造の耐食性樹脂被膜層が形成されているものであり、以下、これらの耐食性樹脂被膜層について説明する。
【００２７】
耐食性樹脂被膜層は、素管１０の表面に形成されるメッキ被膜１４、化成処理被膜１５の上に重ねて形成されており、図２に示す最外層の保護樹脂被覆層１２の内側では、下層から順に、第１プライマー被膜１６、第１フッ素樹脂被膜１７、第２プライマー被膜１８、第２フッ素樹脂被膜１９からなり、この第２フッ素樹脂被膜１９が耐食性樹脂被膜層の最上層であって、都合２段重ねのプライマー被膜およびフッ素樹脂被膜が形成されている。
【００２８】
これに対して、図３に示すように、樹脂被覆金属チューブの両端末部１１ａ、１１ｂでは、素管１０の表面から順に、メッキ被膜１４、化成処理被膜１５、第１プライマー被膜１６、第１フッ素樹脂被膜１７、第２プライマー被膜１８、第２フッ素樹脂被膜１９からなり、この第２フッ素樹脂被膜１９までは共通であるが、これらの被膜層にさらに重ねて、第３プライマー被膜２０、第３フッ素樹脂被膜２１が形成され、都合３段重ねのプライマー被膜およびフッ素樹脂被膜が形成されている。
【００２９】
次に、本実施形態に係る樹脂被覆金属チューブにおける耐食性樹脂被膜層および耐チッピング用の保護樹脂被覆層１２の多重構造の形成手順について説明する。
【００３０】
まず、電気亜鉛メッキ法によって、素管１０の表面を全長に亘ってメッキ被膜１４で被覆する。次いで、化成処理液として、例えば、可溶性クロム系クロメート処理液をメッキ被膜１４に重ねて塗布してから乾燥させることで化成処理被膜１５を形成する。
【００３１】
次いで、フッ素樹脂被膜の下地とするために、エポキシ系塗料をプライマーとして化成処理被膜１５の表面に全長に亘って塗布し、これをオーブンで焼き付けて第１プライマー被膜１６を形成する。そして、第１プライマー被膜１６に重ねて、フッ素樹脂系の耐食性樹脂塗料を全長に亘って塗布し、オーブンで焼き付けることで第１フッ素樹脂被膜１７を形成することができる。そして、この工程を繰り返すことで、素管１０を全長に亘って第１プライマー被膜１６、第１フッ素樹脂被膜１７、第２プライマー被膜１８、第２フッ素樹脂被膜１９の合計２段重ねで被覆することができる。
【００３２】
さらに、図４（ａ）に示すように、素管１０の端末部１１ａ、１１ｂの部分のみにプライマーの塗布およびフッ素樹脂の塗布を行い、両端末部１１ａ、１１ｂの範囲において既に形成されている上記の耐食性樹脂被膜層の上にさらに重畳して第３プライマー被膜２０、第３フッ素樹脂被膜２１を以て被覆する。
【００３３】
こうして、素管１０の端末部１１ａ、１１ｂの範囲に３段重ねの耐食性樹脂被膜層を形成した後、図４（ｂ）において、押出成形により耐チッピング用の保護樹脂被覆層１２を以て金属チューブを全長に亘って被覆する。この実施形態では、例えば、金属チューブを長さ方向に送りながら、押出機からポリプロピレンを材料とする溶融樹脂を第２フッ素樹脂被膜１９に被せるようにして押し出すことにより、最上層の保護樹脂被覆層１２で素管１０を全長に亘って被覆することができる。
【００３４】
次いで、図４（ｃ）に示すように、素管１０の両端末部１１ａ、１１ｂの範囲を覆う保護樹脂被覆層１２を剥離して取り除いた後、素管１０両端末部１１ａ、１１ｂに端末加工を施し、図１に示されるように、所定の位置に端末加工部１３ａ、１３ｂを形成すればよい。
【００３５】
この保護樹脂被覆層１２を剥離する場合、図４（ｃ）に示すように、保護樹脂被覆層１２の終端部と、端末部１１ａ、１１ｂに露出する最上層の第３フッ樹脂被膜２１とが重畳する部分を有するようにすることが好ましい。
【００３６】
以上のような樹脂被覆金属チューブによれば、端末部１１ａ、１１ｂは、保護樹脂被覆層１２で被覆されていないため、支障なく他の図示しない継手などの相手部品と接続することができる。しかも、端末部１１ａ、１１ｂには、プライマー被膜とフッ素樹脂被膜を単位とする耐食性樹脂被膜層を３段重ねで被覆しているため、防錆能力を格段に向上させることができる。
【００３７】
一方、樹脂被覆金属チューブの残りの大部分は、２段重ねの耐食樹脂被膜層に加えて保護樹脂被覆層１２で保護されているため、チッピングに対して保護される上に腐食から保護され、耐チッピングおよび耐腐食に対して抜群の信頼性を確保することができる。
【００３８】
仮に、例えば、非常に厳しい寒暖の差により、保護樹脂被覆層１２とその下層の第２フッ素樹脂被膜１９との間に剥離が生じ、水の浸入が発生したとしても、酸素の供給が無いため錆びが進行することはない。
【００３９】
このような水の浸入は、保護樹脂被覆層１２の毀損された部分以外では、端末部１１ａ、１１ｂから生じることが考えられるが、この端末部１１ａ、１１ｂにあって露出する最上層の第３フッ樹脂被膜２１と保護樹脂被覆層１２の終端部とを重畳させることにより防錆対策を十分に講じることができる。
【００４０】
端末部１１ａ、１１ｂ以外の保護樹脂被覆層１２で被覆されている部分については、２段重ねの耐食性樹脂被膜層で済み、端末部１１ａ、１１ｂのみを３段重ねすることによって、耐食性等を格段に補強することができるということは、見方を変えれば、チューブ全長に亘って耐食性樹脂被膜を３段に重ねで被覆するのと同等の耐食性能を得ることができる一方で、第３プライマー被膜２０および第３樹脂被膜２１を形成するために必要なプライマー塗料、フッ素樹脂塗料を大幅に節減することができるということである。
【００４１】
実際に、図５に示すように、本発明による樹脂被覆金属チューブを適用した自動車の燃料配管の場合、自動車の燃料配管の全長Ｌは、通常、３メートル近くあるのに対して、端末部１１ａ、１１ｂの長さＬ1、Ｌ2および保護樹脂被覆層１２と重畳する長さｌ1、ｌ2は、数cm程度であり、残りの長さＬ3がほとんどを占める。ということは、数cmの長さの端末部１１ａ、１１ｂのみを第３プライマー被膜２０および第３樹脂被膜２１で被覆することにより、耐食性能の著しい向上効果が得られるのであるから、その他の部分Ｌ3の範囲についてプライマー塗料、フッ素樹脂塗料を節減できるコスト低減効果がいかに大きいかが了解されよう。
【００４２】
以上の実施形態は、最外層の保護樹脂被覆層１２を押出形成により被覆する実施の形態であるが、この最外層の保護樹脂被覆層１２は、熱収縮性樹脂からなる耐チッピング用樹脂被覆層であってもよい。その場合は、図４（ａ）に準じて両端末部１１ａ、１１ｂを第３プライマー被膜２０、第３フッ素被膜２１で被覆した後、端末加工部１３ａ、１３ｂを端末加工により形成してから、筒状になった熱収縮性樹脂を両端部１１ａ、１１ｂが露出するように装着し、加熱炉に入れて熱収縮性樹脂を収縮させればよい。
【００４３】
また、最外層の保護樹脂被覆層１２の下層の耐食性樹脂被膜層は、化成処理被膜１５の上の第１プライマー被膜１６、第１フッ素樹脂被膜１７だけでもよい。
【００４４】
以上、本発明に係る樹脂被覆金属チューブについて、端末部の耐食性樹脂被膜層を３段に重畳させた実施形態を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、端末部の耐食性樹脂被膜層が３段以上のものにも適用可能なことはもちろんである。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、コストを増大させずに弱点であるチューブ端末部分の耐食性、耐摩耗性を大幅に強化することができ、前処理の薬品や塗布に必要な材料を従来のもの較べて格段に節減することができ、また、薬品や塗料ばかりでなく、前処理や塗布に必要な機械設備費、エネルギーの節約に直結するので、全体として大幅なコスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による樹脂被覆金属チューブの一実施形態を示す一部断面図。
【図２】図１におけるII−II断面図。
【図３】図１におけるIII−III断面図。
【図４】樹脂被覆金属チューブの端末部における保護樹脂被覆層の形成と除去の手順を示す図。
【図５】自動車用の燃料配管に利用する樹脂被覆金属チューブの全体図。
【符号の説明】
１０ 素管
１１ａ、１１ｂ 端末部
１２ 保護樹脂被覆層
１４ メッキ被膜
１５ 化成処理被膜
１６ 第１プライマー被膜
１７ 第１フッ素樹脂被膜
１８ 第２プライマー被膜
１９ 第２フッ素樹脂被膜
２０ 第３プライマー被膜
２１ 第３フッ素樹脂被膜

Claims (7)

1. 耐食性樹脂被膜を含む多層被膜で金属材質の素管の外周面を被覆してなる樹脂被覆金属チューブにおいて、
   前記多層被膜の最外層の保護樹脂被覆層を比較的層厚の樹脂層により形成し、
   前記最外層の保護樹脂被覆層を前記金属チューブの両端末部を除き全長に亘って被覆するとともに、前記金属チューブの両端末部には、前記最外層の保護樹脂被覆層の内側の被膜よりもさらに重層構造の耐食性樹脂被膜層を形成したことを特徴とする樹脂被覆金属チューブ。
2. 前記金属チューブの端末部において最外層の保護樹脂被覆層のない範囲が相手方部品と接続される端末接続部であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆金属チューブ。
3. 前記耐食性樹脂被膜層は、前記素管の表面に形成されるメッキ層に化成処理被膜を介して形成された少なくとも２層以上の耐食性樹脂被膜からなることを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆金属チューブ。
4. 前記耐食性樹脂被膜層は、プライマーコート被膜とフッ素樹脂被膜からなり、このプライマーコート被膜とフッ素樹脂被膜が、端末部において少なくとも２段以上の多層構造を有することを特徴とする請求項３に記載の樹脂被覆金属チューブ。
5. 前記最外層の保護樹脂被覆層の終端部と、前記端末部の最上層の耐食性樹脂被膜層が重畳するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂被覆金属チューブ。
6. 前記最外層の保護樹脂被覆層は、押出成形により被覆する耐チッピング用樹脂被覆層からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の樹脂被覆金属チューブ。
7. 前記最外層の保護樹脂被覆層は、熱収縮性樹脂からなる耐チッピング用樹脂被覆層からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の樹脂被覆金属チューブ。

Images