JP6267069B2 - 燃料ホース - Google Patents
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Description
本実施形態においては、最内層となるゴム層1の外周面に、ゴム層2が積層された2層構造からなる内層10を示すが、本発明の燃料ホースにおける内層は、少なくとも1つのゴム層を備えていればよく、図1の構成に限定されるものではない。
上記ゴム層1は、燃料ホースの最内層を構成する。上記ゴム層1を形成するゴムとしては、例えば、フッ素ゴム(FKM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)等があげられるが、フッ素ゴム(FKM)が好ましい。
上記ゴム層2は、ゴム層1と樹脂層20との接着層としての役割を果たし、上記ゴム層2を形成するゴムとしては、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム(ECO)が好ましく用いられる。
上記樹脂層20は、熱可塑性樹脂を主成分とする。なお、本発明において、主成分とは、材料の過半を占める成分であり、材料全体が主成分のみからなる場合も含む。
本発明の燃料ホースにおいては、中間層30は任意であるが、樹脂層20と外層40との接着性の点から、中間層30を設けることが好ましい。
上記外層40は、上記中間層30の外周面に形成された補強糸層41と、この補強糸層41の外周面に形成されたゴム層42(最外層)とからなる。
上記補強糸層41を形成するための補強糸としては、ナイロン(ポリアミド)補強糸、芳香族ポリアミド(アラミド)繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル繊維、ナイロン6,ナイロン66等のナイロン(ポリアミド)繊維、ポリビニルアルコール(ビニロン)繊維からなる糸があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、耐久性、耐圧性の観点から、芳香族ポリアミド(アラミド)繊維やポリビニルアルコール(ビニロン)繊維からなる補強糸が好適に用いられる。
上記ゴム層42は、燃料ホースの最外層を構成する。上記ゴム層42を形成するゴムとしては、例えば、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)等があげられる。これらは、1種を単独で使用してもよく、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記内層10の力学的損失(Tanδ)は、0.3〜1.2であり、好ましくは0.5〜1.2である。内層10の力学的損失(Tanδ)が低すぎると、脈動低減性が悪くなる傾向にある。
ホース内圧を1MPa昇圧した際のホース外径変化率は10%以下であり、好ましくは7%以下である。ホース外径変化率が高すぎると、耐久性が悪くなる。
ホース内圧を1MPa昇圧した際のホース容積変化率は15%以上であり、好ましくは20%以上である。ホース容積変化率が低すぎると、脈動低減性が悪くなる。
(内層用ゴム組成物の調製)
フッ素ゴム(FKM)(ダイキン工業社製、ダイエルG−555)100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)15重量部と、MgO(協和化学工業社製、協和マグ♯150)3重量部と、CaO(近江化学社製、CAL−Z)6重量部とを、ニーダーおよびロールで混練りして、内層用ゴム組成物を調製した。
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)−クロロトリフルオロエチレン共重合体(CPT)(ダイキン工業社製、ネオフロンCPT LP−1000)のペレットを準備した。
NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN003、AN量:50)100重量部と、硫黄(鶴見化学工業社製、金華印粉砕硫黄)1重量部と、DBUナフトエ酸塩(ダイソー社製、DA−500)1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(キャボットジャパン社製、ショウブラックN330)45重量部と、塩基性シリカ(DSLジャパン社製、カープレックス1120)25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、加硫剤サルファックスT−10(鶴見化学工業社製)1重量部とを配合し、これらをバンバリーミキサーおよびロールで混練りして、中間層用ゴム組成物を調製した。
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)(ダイソー社製、エピクロマーCG)100重量部と、カーボンブラック(シーストSO、東海カーボン社製)50重量部と、可塑剤(アデカサイザーRS107、旭電化工業社製)5重量部と、老化防止剤(ノクラックNBC、大内新興化学社製)1重量部と、加工助剤(エマスター510P、理研ビタミン社製)3重量部と、DBUのナフトエ酸塩(DA500、ダイソー社製)1重量部と、受酸剤(DHT−4A、協和化学工業社製)3重量部と、加硫剤(サンセラー22C、三新化学社製)1重量部と、素練り促進剤(ノクタイザーSS、大内新興化学社製)1.2重量部と、加硫剤(サルファックスT−10、軽井沢精錬所社製)0.1重量部とを、オープンロールあるいはニーダー等の密閉式混合機を用いて混練することにより、外層用ゴム組成物を調製した。
上記内層用ゴム組成物を押し出し成形して内層を形成した後、その外周面に樹脂層用材料、および中間層用ゴム組成物をそれぞれ押し出し成形した。つぎに、その表面にパラ系芳香族ポリアミドフィラメント糸〔繊度:1000デニール(単糸)〕を、所定の編組角でブレード編みし補強糸層を形成した。続いて、上記補強糸層の表面に、上記外層用ゴム組成物を押し出し成形した。その後、加硫を行った。このようにして、厚み1.0mmの管状の内層(ゴム層)、厚み0.1mmの樹脂層、厚み0.6mmの中間層(ゴム層)、外層(厚み1.0mmの補強糸の編組角50°)が順次形成されてなる、長さ400mmの燃料ホース(内径7.5mm)を作製した。
内層用ゴム組成物、樹脂層用材料、中間層用ゴム組成物、補強糸、および外層用ゴム組成物は、実施例1と同じ材料を使用した。そして、補強糸の編組角度を変更した以外は、実施例1と同様にして、燃料ホースを作製した。
内層材の力学的損失(Tanδ)を変更するため、以下のようにして調製した内層用ゴム組成物を使用した以外は、実施例1と同様にして、燃料ホースを作製した。
NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN003、AN量:50)100重量部と、硫黄(鶴見化学工業社製、金華印粉砕硫黄)1重量部と、DBUナフトエ酸塩(ダイソー社製、DA−500)1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(キャボットジャパン社製、ショウブラックN330)45重量部と、塩基性シリカ(DSLジャパン社製、カープレックス1120)25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、加硫剤サルファックスT−10(鶴見化学工業社製)1重量部とを配合し、これらをバンバリーミキサーおよびロールで混練りして、内層用ゴム組成物を調製した。
内層材の力学的損失(Tanδ)を変更するため、以下のようにして調製した内層用ゴム組成物を使用した以外は、実施例1と同様にして、燃料ホースを作製した。
NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN003、AN量:50)100重量部と、硫黄(鶴見化学工業社製、金華印粉砕硫黄)1重量部と、DBUナフトエ酸塩(ダイソー社製、DA−500)1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(キャボットジャパン社製、ショウブラックN330)40重量部と、塩基性シリカ(DSLジャパン社製、カープレックス1120)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重量部と加硫剤サルファックスT−10(鶴見化学工業社製)1.2重量部とを配合し、これらをバンバリーミキサーおよびロールで混練りして、内層用ゴム組成物を調製した。
内層材の力学的損失(Tanδ)を変更するため、以下のようにして調製した内層用ゴム組成物を使用した以外は、実施例1に準じて、燃料ホースを作製した。
フッ素ゴム(FKM)(ダイキン工業社製、ダイエルG−555)100重量部と、硫酸バリウム(竹原化学工業社製、W−1)15重量部と、MgO(協和化学工業社製、協和マグ♯150)3重量部と、CaO(近江化学社製、CAL−Z)6重量部とを、ニーダーおよびロールで混練りして、内層用ゴム組成物を調製した。
内層用ゴム組成物、樹脂層用材料、中間層用ゴム組成物、補強糸、および外層用ゴム組成物は、実施例1と同じ材料を使用した。そして、補強糸の編組角度を変更した以外は、実施例1と同様にして、燃料ホースを作製した。
内層と中間層との間に樹脂層を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、燃料ホースを作製した。
導電性ETFE(cond-ETFE)層の表面にETFE層が形成され、さらにその表面にPA層が形成されてなる燃料ホースを作製した。すなわち、導電無水カルボン酸変性ETFE(旭硝子社製、フルオンAH−3000)、ETFE(旭硝子社製、フルオンAH−2000)、およびPA12(エボニック社製、LX9011)を押し出し成形して、3層(導電性ETFE層/ETFE層/PA12層)構造の燃料ホースを作製した。
内層用ゴム組成物、樹脂層用材料、中間層用ゴム組成物、補強糸、および外層用ゴム組成物は、実施例1と同じ材料を使用した。そして、補強糸の編組角度を変更した以外は、実施例1と同様にして、燃料ホースを作製した。
内層材の力学的損失(Tanδ)を変更するため、以下のようにして調製した内層用ゴム組成物を使用し、かつ、補強糸の編組角度を変更した以外は、実施例1と同様にして、燃料ホースを作製した。
NBR(日本ゼオン社製、ニポールDN003、AN量:50)100重量部と、硫黄(鶴見化学工業社製、金華印粉砕硫黄)1重量部と、DBUナフトエ酸塩(ダイソー社製、DA−500)1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(キャボットジャパン社製、ショウブラックN330)35重量部と、塩基性シリカ(DSLジャパン社製、カープレックス1120)15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重量部と加硫剤サルファックスT−10(鶴見化学工業社製)1.5重量部とを配合し、これらをバンバリーミキサーおよびロールで混練りして、内層用ゴム組成物を調製した。
実施例および比較例の各燃料ホースを用いて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。その結果を、上記表1および表2に併せて示した。
JIS K6394に準拠して、室温雰囲気下(25℃)における内層の力学的損失(Tanδ)を測定した。また、引張応力(M100)は、JIS K 6251に準拠して測定した。
図2は、ホース外径変化率およびホース容積変化率を測定するための試験装置を示す。100はサンプルホース、101は恒温槽、102,103はバルブ、104,105はパイプ、106はポンプ、107はメスシリンダーを示す。
バルブ102およびバルブ103を開け、サンプルホース100内のエア抜きを行った。エア抜き後、バルブ103を閉じ、ポンプ106で任意の圧力まで加圧した(評価圧力:200KPa毎に昇圧、MAX:1MPa、加圧媒体:LLC)。加圧状態で30秒間保持後のホース外径(r1)を測定した。下記の式より、ホース外径変化率を計算した。なお、サンプルホース100を加圧する前のホース外径の初期値をr0とした。
ホース外径変化率(%)={(r1−r0)/r0}×100
バルブ102を閉じ、バルブ103を開け、サンプルホース100からの吐出量をメスシリンダー107で測定した。下記の式より、ホース容積変化率を計算した。なお、加圧時吐出量をV、サンプルホース100を加圧する前のホース初期容量をV0とした。
ホース容積変化率(%)=(ΔV/V0)×100
図3は、燃料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、114はパイプを示す。
インジェクタ周期:120msec(1000rpm想定)
インジェクタ開弁時間:6(msec)
評価温度:室温(25℃)
測定部位:インジェクタ部の燃圧(P)を測定
試験流体:シェルゾール
(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
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、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し、その後、内容物(混合燃料)を排出して新規な混合燃料(FC/E10)を再度封入した後、所定の温度サイクル環境に放置し、24時間毎に燃料透過量を測定した。評価は、50(mg/test)以下のものを○、50(mg/test)を超えるものを×とした。
各燃料ホースを用いて、JIS−K−6330−8(1998)によるインパルス耐久試験を行なった。試験温度は80℃、試験圧力は1MPaとし、評価は繰返し加圧回数100万回にて異常のないものを○、破裂又は漏れ等の異常が生じたものを×とした。
2 ゴム層
10 内層
20 樹脂層
40 外層
41 補強糸層(補強糸)
42 ゴム層
Claims (8)
- 少なくとも1つのゴム層からなる内層と、上記内層の外周に形成され、熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂層と、上記樹脂層の外周に形成され、補強糸およびゴム層からなる外層とを備えた燃料ホースであって、上記内層の力学的損失(Tanδ)が0.3〜1.2であり、ホース内圧を1MPa昇圧した際のホース外径変化率が10%以下で、ホース容積変化率が15%以上であるとともに、上記補強糸が、ポリアミド補強糸,芳香族ポリアミド繊維,ポリエステル繊維,ポリアミド繊維,およびポリビニルアルコール繊維からなる群から選ばれた少なくとも一つからなり、編角45〜55°の補強糸層を構成することを特徴とする燃料ホース。
- 上記内層の厚みが0.5〜3mmである請求項1に記載の燃料ホース。
- 上記樹脂層の厚みが0.05〜1mmである請求項1または2に記載の燃料ホース。
- 上記内層の少なくとも1つのゴム層は、室温雰囲気下における引張応力(M100)が5.0MPa以下である請求項1〜3のいずれか一項に記載の燃料ホース。
- 上記外層のゴム層は、エピクロロヒドリンゴムを主成分とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の燃料ホース。
- 上記内層のゴム層は、フッ素ゴムおよびアクリロニトリル−ブタジエンゴムの少なくとも一方を主成分とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の燃料ホース。
- 上記樹脂層の主成分である熱可塑性樹脂は、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)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフルオライド共重合体(THV)、エチレンビニルアルコール共重合樹脂(EVOH)、およびポリアミド12からなる群から選ばれた少なくとも一つである請求項1〜6のいずれか一項に記載の燃料ホース。
- 上記樹脂層と外層との間に、ゴム層からなる中間層を備える請求項1〜7のいずれか一項に記載の燃料ホース。
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