JP3748105B2 - 燃料ホースおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に用いられる燃料ホース（エバポ系ホース）およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用燃料ホースは、蒸散ガスの発生を防ぐために、耐燃料透過性に優れたゴムや樹脂を用いた多層構造になっている。その一例として、３層構造の燃料ホースでは、最内層に、継手パイプとのシール性やホース抜け力を確保するために、二トリルブタジエン系ゴム（ＮＢＲ）や、フッ素ゴム（ＦＫＲ）等の弾性材を用い、中間層に、燃料バリヤ層として、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）のフッ素樹脂を用い、最外層に、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）や、ニトリルブタジエン系ゴムとポリ塩化ビニルのブレンド（ＮＢＲ／ＰＶＣ）を用いたものがあった。なお、この種の燃料ホースとしては、例えば、特開平８−１０８４９９号公報に開示されているものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような燃料ホースでは、その端部内側に嵌合する継手パイプとのシール性を確保するために、最内層に弾性材としてゴムが用いられるが、この場合、ゴムの中で燃料透過性が低いフッ素ゴムを用いたとしても、そのゴムは、バリヤ層である中間層に用いるフッ素樹脂などに比べて燃料透過係数が非常に大きい。このため、従来の燃料ホースにあっては、その肉厚方向（半径方向）の燃料透過に関しては中間層で阻止することができるものの、とくに端部において、長手方向の燃料透過を阻止することができないという問題があり、このような問題を解決することが課題であった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、端部内側に嵌合する接続相手部材とのシール性や充分な抜け力を確保しつつ、端部からの燃料透過を大幅に低減することができる燃料ホースおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる燃料ホースは、ゴムまたは樹脂から成る最内層の外側に最内層を構成する材料よりも燃料透過係数が低い材料から成るバリヤ層を備えると共に、その端部内側に接続相手部材を嵌合する燃料ホースにおいて、少なくとも最内層の内面における接続相手部材とのシール位置から最内層の端面にわたって、最内層を構成する材料よりも燃料透過係数の低い材料から成る端末被覆材を設け、ホース端面において、端末被覆材と最内層の外側のバリヤ層とを全周にわたって連結した構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００６】
また、本発明に係わる燃料ホースの製造方法は、上記の燃料ホースを製造するに際し、ホース内面および端面に接着剤やプライマーを塗布し、さらに端末被覆材の溶液をコーティングした後、加熱処理により端末被覆材を皮膜形成し且つ端末被覆材を最内層に接着する構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明に係わる燃料ホースによれば、端部内側に嵌合する接続相手部材とのシール性や充分な抜け力を確保しつつ、端部からの燃料透過を大幅に低減することができる。
【０００８】
また、本発明に係わる燃料ホースの製造方法によれば、最内層との接着信頼性が高く且つ安定した強度を有する低燃料透過性の端末被覆材を簡単な工程で得ることができ、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホースを得ることができる。
【０００９】
【実施の態様】
図１に示す燃料ホース１は、耐燃料性に優れたゴムから成る最内層２と、最内層２よりも燃料透過係数が低い樹脂から成るバリヤ層である中間層３と、耐候性に優れたゴムから成る最外層４を備えた３層構造を有している。
【００１０】
最内層２には、アクリル・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）やポリ塩化ビニルとのブレンド、あるいはフッ素ゴムが用いられる。中間層３には、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、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）などのフッ素樹脂を用いるのが一般的であるが、この他、ポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂なども適用可能である。最外層４には、アクリル・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）やポリ塩化ビニルとのブレンド（ＮＢＲ／ＰＶＣ）や、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）などが用いられる。
【００１１】
なお、各層２〜４の厚みは、夫々の要求特性に応じて任意に決定することができる。また、燃料ホース１は、図１には長手方向にわたって一定の直径を有する断面円形のものを示したが、断面が扁平な円形を成すものとしたり、長手方向において湾曲したものや蛇腹状を成すものとすることも可能である。
【００１２】
燃料ホース１は、端部内側に、継手パイプ等の接続相手部材１０を嵌合するようになっており、その端部には、少なくとも最内層２の内面における接続相手部材１０とのシール位置Ｓから最内層２の端面にわたって、最内層２よりも燃料透過係数の低い端末被覆材５が連続的に設けてある。なお、接続相手部材１０の先端部には、外側に僅かに膨出した部分１０ａが円周方向にわたって設けてあり、最内層２の内面と膨出部分１０ａとの接触部をシール位置Ｓとしている。
【００１３】
このとき、端末被覆材５は、膜厚が０．３ｍｍ以下の範囲において、少なくとも最内層２の内面部分の引張り弾性率（ＭＰａ）×膜厚（ｍｍ）の値が、０超２０以下になるように材質と膜厚を組合わせる。
【００１４】
このようにして、当該燃料ホース１では、接続相手部材１０とのシール性や充分な抜け力を安定して得ることができると共に、端部からの燃料透過を大幅に低減することができる。なお、膜厚は、０．３ｍｍよりも大きくすると接続相手部材１０の嵌合が困難になるので、０．３ｍｍ以下とするのが良く、これにより接続相手部材１０の良好な嵌合性やシール性を得ることができる。
【００１５】
また、燃料ホース１は、その端面において、端末被覆材５と最内層２の外側の層である中間層３との間（図１中の符号Ａ）とを全周にわたって連結することにより、端部からの燃料透過をより一層低減することができる。
【００１６】
上記燃料ホース１の製造方法としては、ホース内面および端面に接着剤やプライマーを塗布し、さらに端末被覆材５の溶液をコーティングした後、加熱処理により端末被覆材５を皮膜形成し且つ端末被覆材５を最内層２に接着する方法がある。この製造方法によれば、最内層２との接着信頼性が高く且つ安定した強度を有する低燃料透過性の端末被覆材５を得ることができ、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホース１を得ることができる。
【００１７】
また、燃料ホース１の他の製造方法としては、とくに最内層２がアクリル・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）やフッ素ゴムなどのゴム製である場合、未加硫の状態で押出し成形した最内層２の内面および端面に、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）などの端末被覆材５の溶液をコーティングし、加硫工程での熱処理により端末被覆材５を皮膜形成し且つ端末被覆材５を最内層２に接着する方法がある。この製造方法によっても、最内層２との接着信頼性が高く且つ安定した強度を有する低燃料透過性の端末被覆材５を得ることができ、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホース１を得ることができる。
【００１８】
さらに、燃料ホース１の他の製造方法としては、最内層２がアクリル・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴムあるいは熱可塑性エラストマーなどの場合、ホース内面および端面に、端末被覆材５の材料としてポリアミド系樹脂やフッ素樹脂などの粉体を静電塗装した後、加熱処理により端末被覆材５を皮膜形成する方法がある。この製造方法によっても、安定した強度を有する低燃料透過性の端末被覆材５を得ることができ、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホース１を得ることができる。また、この製造方法の場合には、樹脂中に接着成分を混合したり樹脂分を変性することにより、ホース内面との接着性をより向上させることが可能である。
【００１９】
このように、燃料ホース１は、例えば最内層２の材質等に応じて上記の製造方法を選択することにより、端末被覆材５を簡単な工程で形成することができ、端部からの燃料透過を大幅に低減し得るものとなる。
【００２０】
上記の燃料ホース１では、最内層２の内面における接続相手部材１０とのシール位置Ｓから最内層２の端面にわたって端末被覆材５を設けたものとしたが、少なくとも最内層２の内面における接続相手部材１０とのシール位置Ｓから最内層２の端面にわたって、連続的にハロゲン化やエポキシ化などの表面改質を行い、これにより最内層２よりも燃料透過係数が低くなる改質面を形成することも非常に有効である。この場合、改質面は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠してタイプＡデュロメータにて測定した表面硬度をＡ８０以下とするのが良い。
【００２１】
このようにして、当該燃料ホース１では、接続相手部材１０とのシール性や充分な抜け力を安定して得ることができると共に、端部からの燃料透過を大幅に低減することができる。なお、硬度をＡ８０よりも大きくすると改質皮膜部分の剛性が過大となり、接続相手部材１０との密着性が低下してシール性が損なわれるので、Ａ８０以下とするのが良く、これにより接続相手部材１０との良好なシール性を得ることができる。
【００２２】
また、上記の燃料ホースの製造方法としては、ホースの内面および端面を過酸化水素あるいは次亜塩素酸存在下の水溶液に浸漬することにより、少なくとも最内層２の内面における接続相手部材１０とのシール位置Ｓから最内層２の端面にわたって改質する方法がある。この方法によれば、安定した強度を有する低燃料透過性の改質面を得ることができ、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホースを得ることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明に係わる燃料ホースの実施例を比較例とともに詳細に説明する。使用した燃料ホースは、図１に示す３層構造を有するものであって、ＮＢＲ製で厚さ１．０ｍｍの最内層２と、ＴＨＶ製で厚さ０．２ｍｍの中間層３と、ＥＣＯ製で厚さ２．８ｍｍの最外層４を有し、総厚さ４．０ｍｍ、内径３４ｍｍ、および長さ３５０ｍｍである。この燃料ホースは、押出し成形後、加硫することにより作製した。なお、最内層２を形成するＮＢＲの４０℃における模擬燃料（後記する）の透過係数は、９００ｍｇ・ｍｍ／ｍ２／２４ｈである。
【００２４】
（実施例１）
燃料ホースの内面において両端から３０ｍｍの範囲および両端面に、アミン系プライマーを塗布して乾燥させた後、ＴＨＶ（ＤＹＮＥＯＮ社製・ＴＨＶ２２０）パウダー１５重量％をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶かした溶液でプライマー塗布面をコーティングし、４０℃で３０分乾燥させ、さらに１００℃で３０分乾燥させて、ＴＨＶ製で厚さ０．１ｍｍの端末被覆材５を皮膜形成した。なお、ＴＨＶの４０℃での燃料透過係数は１０ｍｇ・ｍｍ／ｍ２／２４ｈ、引張り弾性率は２００ＭＰａである。よって、端末被覆材５の引張り弾性率×厚みの値は２０（ＭＰａ・ｍｍ）である。
【００２５】
（実施例２）
加硫前の燃料ホースの内面において両端から３０ｍｍの範囲および両端面に、実施例１と同様のＴＨＶ溶液を刷毛で塗布し、１５０℃で３０分の条件で加硫を行って端末被覆材５を皮膜形成した。端末被覆材５の厚さは０．１ｍｍ、引張り弾性率×厚さの値は２０（ＭＰａ・ｍｍ）である。
【００２６】
（実施例３）
燃料ホースの両端から３０ｍｍの範囲および端面を、過酸化水素水とギ酸水溶液との混合液中に６０℃で１０分間浸漬し、室温で乾燥させて改質面を得た。このとき、改質面の表面硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠してタイプＡデュロメータにて測定した結果Ａ８０であった。
【００２７】
（比較例１）
端末が未処理状態の燃料ホースを用意した。
【００２８】
（比較例２）
燃料ホースの内面および端面に、端末被覆材５としてＴＨＶを厚さ０．１５ｍｍコーティングし、それ以外は実施例１と同じ方法とした。引張り弾性率×厚さの値は３０（ＭＰａ・ｍｍ）である。
【００２９】
（比較例３）
燃料ホースの内面および端面にプライマー処理を施さず、それ以外は実施例１と同じ方法とした。
【００３０】
（比較例４）
燃料ホースの両端から３０ｍｍの範囲および端面を、過酸化水素水とギ酸水溶液との混合液中に６０℃で１００分間浸漬し、室温で乾燥させて改質面を得た。このとき、改質面の表面硬度は、実施例３と同様の方法で測定したところＡ８５であった。
【００３１】
上記の実施例１〜３および比較例１〜４の燃料ホースについて、燃料透過性、シール性、抜け力および端末被覆材（皮膜）の密着性の評価を行った。その結果を後記する表１に示す。
【００３２】
燃料透過性は、燃料ホースに燃料を注入し、両端をバルジ付の金属製栓（外径３５．０ｍｍ、バルジ径３７．０ｍｍ）で閉じ、ワイヤクランプにより０．１３ｋｇｆ−ｃｍのトルクで締め付けた後、４０℃雰囲気下での重量減少量より評価した。使用した燃料は、イソオクタン：トルエン：エタノールを４５重量％／４５重量％／１０重量％の比率で混合した擬似燃料である。燃料透過性の評点は、端末未処理品（比較例１）相当の透過量４００〜５００ｍｇ／日を○、４００ｍｇ未満を◎、５００ｍｇ以上を△とした。
【００３３】
シール性は、燃料ホースの一端に金属製栓を挿入して、ワイヤクランプにより０．１３ｋｇｆ−ｃｍのトルクで締め付けた後、−４０℃環境下において、燃料ホースの他端から１００ｋＰａ／ｍｉｎの昇圧速度で擬似燃料を供給し、金属製栓側からの漏れ圧を目視にて観察した。シール性の評点は、端末未処理品（比較例１）相当の漏れ圧である０．０５〜０．１ＭＰａを○、０．１ＭＰａ以上を◎、０．０５ＭＰａ未満を△とした。
【００３４】
抜け力は、燃料ホースの一端に金属製栓を挿入して、ワイヤクランプにより０．１３ｋｇｆ−ｃｍのトルクで締め付けた後、引張り試験機にて５０ｍｍ／ｍｉｎの引張り速度で金属製栓から燃料ホースを引張り、引き抜け時の最大荷重を測定した。抜け力の評点は、端末未処理品（比較例１）相当の抜け力である３００〜４００Nを○、４００N以上を◎、３００N未満を△とした。
【００３５】
端末被覆材（皮膜）の密着性は、碁盤目カット法により評価を行った。すなわち、前処理として、燃料ホースの端部を擬似燃料に４０℃で１週間浸漬した後、燃料を真空乾燥機で乾燥させた。その後、カッターナイフを用いて、端末被覆材（皮膜）に２ｍｍ四方で下地に至る深さのマス目を１０×１０形成し、その上に粘着テープを貼り付けた。そして、粘着テープを一気に剥がし、このときの下地における端末被覆材（皮膜）のマス目の残存率で密着性を評価した。残存率９０％以上を○、９０％未満を△とした。
【００３６】
【表１】
【００３７】
表１から明らかなように、実施例１〜３の燃料ホースでは、いずれも比較例１に対して優れた耐燃料透過特性が得られ、且つシール性や抜け力は比較例１と同等の性能が得られた。つまり、実施例１〜３の燃料ホースは、シール性や充分な抜け力を確保しつつ、端部での燃料透過が大幅に低減されたものであることが確認できた。また、実施例１，２と比較例２との比較から、端末被覆材の引張り弾性率×厚さの値は２０（ＭＰａ・ｍｍ）以下が良いことが判る。さらに、実施例３と比較例４との比較から、表面改質後のホース内面の硬度はＡ８０以下が良いことが判る。
【００３８】
以上、本発明に係わる燃料ホースを実施例により詳細に説明したが、その構造や製造方法が各実施例に限定されることはなく、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変形が可能である。例えば、端末被覆材としては、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂、あるいはアクリル系樹脂を主成分とする有機系材料や、アルミニウム、ガラスおよびカーボンなどの無機系材料を用いることができる。
【００３９】
また、最内層の表面改質としては、実施例で挙げたエポキシ化や塩素化などの化学的な表面改質のほか、紫外線や電子線による表面層の架橋によっても可能である。さらに、最内層は、ゴムに限らず、熱可塑性エラストマーを含む樹脂であっても良い。さらに、燃料ホースの断面は代表的には円形であるが、それ以外の断面形状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる燃料ホースの一実施例を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料ホース
２ 最内層
３ 中間層
４ 最外層
５ 端末被覆材
１０ 接続相手部材
Ｓ シール位置
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等に用いられる燃料ホース（エバポ系ホース）およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用燃料ホースは、蒸散ガスの発生を防ぐために、耐燃料透過性に優れたゴムや樹脂を用いた多層構造になっている。その一例として、３層構造の燃料ホースでは、最内層に、継手パイプとのシール性やホース抜け力を確保するために、二トリルブタジエン系ゴム（ＮＢＲ）や、フッ素ゴム（ＦＫＲ）等の弾性材を用い、中間層に、燃料バリヤ層として、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）のフッ素樹脂を用い、最外層に、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）や、ニトリルブタジエン系ゴムとポリ塩化ビニルのブレンド（ＮＢＲ／ＰＶＣ）を用いたものがあった。なお、この種の燃料ホースとしては、例えば、特開平８−１０８４９９号公報に開示されているものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような燃料ホースでは、その端部内側に嵌合する継手パイプとのシール性を確保するために、最内層に弾性材としてゴムが用いられるが、この場合、ゴムの中で燃料透過性が低いフッ素ゴムを用いたとしても、そのゴムは、バリヤ層である中間層に用いるフッ素樹脂などに比べて燃料透過係数が非常に大きい。このため、従来の燃料ホースにあっては、その肉厚方向（半径方向）の燃料透過に関しては中間層で阻止することができるものの、とくに端部において、長手方向の燃料透過を阻止することができないという問題があり、このような問題を解決することが課題であった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、端部内側に嵌合する接続相手部材とのシール性や充分な抜け力を確保しつつ、端部からの燃料透過を大幅に低減することができる燃料ホースおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる燃料ホースは、ゴムまたは樹脂から成る最内層の外側に最内層を構成する材料よりも燃料透過係数が低い材料から成るバリヤ層を備えると共に、その端部内側に接続相手部材を嵌合する燃料ホースにおいて、少なくとも最内層の内面における接続相手部材とのシール位置から最内層の端面にわたって、最内層を構成する材料よりも燃料透過係数の低い材料から成る端末被覆材を設け、ホース端面において、端末被覆材と最内層の外側のバリヤ層とを全周にわたって連結した構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００６】
また、本発明に係わる燃料ホースの製造方法は、上記の燃料ホースを製造するに際し、ホース内面および端面に接着剤やプライマーを塗布し、さらに端末被覆材の溶液をコーティングした後、加熱処理により端末被覆材を皮膜形成し且つ端末被覆材を最内層に接着する構成としており、上記構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
【発明の効果】
本発明に係わる燃料ホースによれば、端部内側に嵌合する接続相手部材とのシール性や充分な抜け力を確保しつつ、端部からの燃料透過を大幅に低減することができる。
【０００８】
また、本発明に係わる燃料ホースの製造方法によれば、最内層との接着信頼性が高く且つ安定した強度を有する低燃料透過性の端末被覆材を簡単な工程で得ることができ、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホースを得ることができる。
【０００９】
【実施の態様】
図１に示す燃料ホース１は、耐燃料性に優れたゴムから成る最内層２と、最内層２よりも燃料透過係数が低い樹脂から成るバリヤ層である中間層３と、耐候性に優れたゴムから成る最外層４を備えた３層構造を有している。
【００１０】
最内層２には、アクリル・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）やポリ塩化ビニルとのブレンド、あるいはフッ素ゴムが用いられる。中間層３には、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、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）などのフッ素樹脂を用いるのが一般的であるが、この他、ポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂なども適用可能である。最外層４には、アクリル・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）やポリ塩化ビニルとのブレンド（ＮＢＲ／ＰＶＣ）や、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）などが用いられる。
【００１１】
なお、各層２〜４の厚みは、夫々の要求特性に応じて任意に決定することができる。また、燃料ホース１は、図１には長手方向にわたって一定の直径を有する断面円形のものを示したが、断面が扁平な円形を成すものとしたり、長手方向において湾曲したものや蛇腹状を成すものとすることも可能である。
【００１２】
燃料ホース１は、端部内側に、継手パイプ等の接続相手部材１０を嵌合するようになっており、その端部には、少なくとも最内層２の内面における接続相手部材１０とのシール位置Ｓから最内層２の端面にわたって、最内層２よりも燃料透過係数の低い端末被覆材５が連続的に設けてある。なお、接続相手部材１０の先端部には、外側に僅かに膨出した部分１０ａが円周方向にわたって設けてあり、最内層２の内面と膨出部分１０ａとの接触部をシール位置Ｓとしている。
【００１３】
このとき、端末被覆材５は、膜厚が０．３ｍｍ以下の範囲において、少なくとも最内層２の内面部分の引張り弾性率（ＭＰａ）×膜厚（ｍｍ）の値が、０超２０以下になるように材質と膜厚を組合わせる。
【００１４】
このようにして、当該燃料ホース１では、接続相手部材１０とのシール性や充分な抜け力を安定して得ることができると共に、端部からの燃料透過を大幅に低減することができる。なお、膜厚は、０．３ｍｍよりも大きくすると接続相手部材１０の嵌合が困難になるので、０．３ｍｍ以下とするのが良く、これにより接続相手部材１０の良好な嵌合性やシール性を得ることができる。
【００１５】
また、燃料ホース１は、その端面において、端末被覆材５と最内層２の外側の層である中間層３との間（図１中の符号Ａ）とを全周にわたって連結することにより、端部からの燃料透過をより一層低減することができる。
【００１６】
上記燃料ホース１の製造方法としては、ホース内面および端面に接着剤やプライマーを塗布し、さらに端末被覆材５の溶液をコーティングした後、加熱処理により端末被覆材５を皮膜形成し且つ端末被覆材５を最内層２に接着する方法がある。この製造方法によれば、最内層２との接着信頼性が高く且つ安定した強度を有する低燃料透過性の端末被覆材５を得ることができ、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホース１を得ることができる。
【００１７】
また、燃料ホース１の他の製造方法としては、とくに最内層２がアクリル・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）やフッ素ゴムなどのゴム製である場合、未加硫の状態で押出し成形した最内層２の内面および端面に、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）などの端末被覆材５の溶液をコーティングし、加硫工程での熱処理により端末被覆材５を皮膜形成し且つ端末被覆材５を最内層２に接着する方法がある。この製造方法によっても、最内層２との接着信頼性が高く且つ安定した強度を有する低燃料透過性の端末被覆材５を得ることができ、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホース１を得ることができる。
【００１８】
さらに、燃料ホース１の他の製造方法としては、最内層２がアクリル・ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴムあるいは熱可塑性エラストマーなどの場合、ホース内面および端面に、端末被覆材５の材料としてポリアミド系樹脂やフッ素樹脂などの粉体を静電塗装した後、加熱処理により端末被覆材５を皮膜形成する方法がある。この製造方法によっても、安定した強度を有する低燃料透過性の端末被覆材５を得ることができ、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホース１を得ることができる。また、この製造方法の場合には、樹脂中に接着成分を混合したり樹脂分を変性することにより、ホース内面との接着性をより向上させることが可能である。
【００１９】
このように、燃料ホース１は、例えば最内層２の材質等に応じて上記の製造方法を選択することにより、端末被覆材５を簡単な工程で形成することができ、端部からの燃料透過を大幅に低減し得るものとなる。
【００２０】
上記の燃料ホース１では、最内層２の内面における接続相手部材１０とのシール位置Ｓから最内層２の端面にわたって端末被覆材５を設けたものとしたが、少なくとも最内層２の内面における接続相手部材１０とのシール位置Ｓから最内層２の端面にわたって、連続的にハロゲン化やエポキシ化などの表面改質を行い、これにより最内層２よりも燃料透過係数が低くなる改質面を形成することも非常に有効である。この場合、改質面は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠してタイプＡデュロメータにて測定した表面硬度をＡ８０以下とするのが良い。
【００２１】
このようにして、当該燃料ホース１では、接続相手部材１０とのシール性や充分な抜け力を安定して得ることができると共に、端部からの燃料透過を大幅に低減することができる。なお、硬度をＡ８０よりも大きくすると改質皮膜部分の剛性が過大となり、接続相手部材１０との密着性が低下してシール性が損なわれるので、Ａ８０以下とするのが良く、これにより接続相手部材１０との良好なシール性を得ることができる。
【００２２】
また、上記の燃料ホースの製造方法としては、ホースの内面および端面を過酸化水素あるいは次亜塩素酸存在下の水溶液に浸漬することにより、少なくとも最内層２の内面における接続相手部材１０とのシール位置Ｓから最内層２の端面にわたって改質する方法がある。この方法によれば、安定した強度を有する低燃料透過性の改質面を得ることができ、端部からの燃料透過を大幅に低減した燃料ホースを得ることができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明に係わる燃料ホースの実施例を比較例とともに詳細に説明する。使用した燃料ホースは、図１に示す３層構造を有するものであって、ＮＢＲ製で厚さ１．０ｍｍの最内層２と、ＴＨＶ製で厚さ０．２ｍｍの中間層３と、ＥＣＯ製で厚さ２．８ｍｍの最外層４を有し、総厚さ４．０ｍｍ、内径３４ｍｍ、および長さ３５０ｍｍである。この燃料ホースは、押出し成形後、加硫することにより作製した。なお、最内層２を形成するＮＢＲの４０℃における模擬燃料（後記する）の透過係数は、９００ｍｇ・ｍｍ／ｍ２／２４ｈである。
【００２４】
（実施例１）
燃料ホースの内面において両端から３０ｍｍの範囲および両端面に、アミン系プライマーを塗布して乾燥させた後、ＴＨＶ（ＤＹＮＥＯＮ社製・ＴＨＶ２２０）パウダー１５重量％をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）に溶かした溶液でプライマー塗布面をコーティングし、４０℃で３０分乾燥させ、さらに１００℃で３０分乾燥させて、ＴＨＶ製で厚さ０．１ｍｍの端末被覆材５を皮膜形成した。なお、ＴＨＶの４０℃での燃料透過係数は１０ｍｇ・ｍｍ／ｍ２／２４ｈ、引張り弾性率は２００ＭＰａである。よって、端末被覆材５の引張り弾性率×厚みの値は２０（ＭＰａ・ｍｍ）である。
【００２５】
（実施例２）
加硫前の燃料ホースの内面において両端から３０ｍｍの範囲および両端面に、実施例１と同様のＴＨＶ溶液を刷毛で塗布し、１５０℃で３０分の条件で加硫を行って端末被覆材５を皮膜形成した。端末被覆材５の厚さは０．１ｍｍ、引張り弾性率×厚さの値は２０（ＭＰａ・ｍｍ）である。
【００２６】
（実施例３）
燃料ホースの両端から３０ｍｍの範囲および端面を、過酸化水素水とギ酸水溶液との混合液中に６０℃で１０分間浸漬し、室温で乾燥させて改質面を得た。このとき、改質面の表面硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠してタイプＡデュロメータにて測定した結果Ａ８０であった。
【００２７】
（比較例１）
端末が未処理状態の燃料ホースを用意した。
【００２８】
（比較例２）
燃料ホースの内面および端面に、端末被覆材５としてＴＨＶを厚さ０．１５ｍｍコーティングし、それ以外は実施例１と同じ方法とした。引張り弾性率×厚さの値は３０（ＭＰａ・ｍｍ）である。
【００２９】
（比較例３）
燃料ホースの内面および端面にプライマー処理を施さず、それ以外は実施例１と同じ方法とした。
【００３０】
（比較例４）
燃料ホースの両端から３０ｍｍの範囲および端面を、過酸化水素水とギ酸水溶液との混合液中に６０℃で１００分間浸漬し、室温で乾燥させて改質面を得た。このとき、改質面の表面硬度は、実施例３と同様の方法で測定したところＡ８５であった。
【００３１】
上記の実施例１〜３および比較例１〜４の燃料ホースについて、燃料透過性、シール性、抜け力および端末被覆材（皮膜）の密着性の評価を行った。その結果を後記する表１に示す。
【００３２】
燃料透過性は、燃料ホースに燃料を注入し、両端をバルジ付の金属製栓（外径３５．０ｍｍ、バルジ径３７．０ｍｍ）で閉じ、ワイヤクランプにより０．１３ｋｇｆ−ｃｍのトルクで締め付けた後、４０℃雰囲気下での重量減少量より評価した。使用した燃料は、イソオクタン：トルエン：エタノールを４５重量％／４５重量％／１０重量％の比率で混合した擬似燃料である。燃料透過性の評点は、端末未処理品（比較例１）相当の透過量４００〜５００ｍｇ／日を○、４００ｍｇ未満を◎、５００ｍｇ以上を△とした。
【００３３】
シール性は、燃料ホースの一端に金属製栓を挿入して、ワイヤクランプにより０．１３ｋｇｆ−ｃｍのトルクで締め付けた後、−４０℃環境下において、燃料ホースの他端から１００ｋＰａ／ｍｉｎの昇圧速度で擬似燃料を供給し、金属製栓側からの漏れ圧を目視にて観察した。シール性の評点は、端末未処理品（比較例１）相当の漏れ圧である０．０５〜０．１ＭＰａを○、０．１ＭＰａ以上を◎、０．０５ＭＰａ未満を△とした。
【００３４】
抜け力は、燃料ホースの一端に金属製栓を挿入して、ワイヤクランプにより０．１３ｋｇｆ−ｃｍのトルクで締め付けた後、引張り試験機にて５０ｍｍ／ｍｉｎの引張り速度で金属製栓から燃料ホースを引張り、引き抜け時の最大荷重を測定した。抜け力の評点は、端末未処理品（比較例１）相当の抜け力である３００〜４００Nを○、４００N以上を◎、３００N未満を△とした。
【００３５】
端末被覆材（皮膜）の密着性は、碁盤目カット法により評価を行った。すなわち、前処理として、燃料ホースの端部を擬似燃料に４０℃で１週間浸漬した後、燃料を真空乾燥機で乾燥させた。その後、カッターナイフを用いて、端末被覆材（皮膜）に２ｍｍ四方で下地に至る深さのマス目を１０×１０形成し、その上に粘着テープを貼り付けた。そして、粘着テープを一気に剥がし、このときの下地における端末被覆材（皮膜）のマス目の残存率で密着性を評価した。残存率９０％以上を○、９０％未満を△とした。
【００３６】
【表１】
表１から明らかなように、実施例１〜３の燃料ホースでは、いずれも比較例１に対して優れた耐燃料透過特性が得られ、且つシール性や抜け力は比較例１と同等の性能が得られた。つまり、実施例１〜３の燃料ホースは、シール性や充分な抜け力を確保しつつ、端部での燃料透過が大幅に低減されたものであることが確認できた。また、実施例１，２と比較例２との比較から、端末被覆材の引張り弾性率×厚さの値は２０（ＭＰａ・ｍｍ）以下が良いことが判る。さらに、実施例３と比較例４との比較から、表面改質後のホース内面の硬度はＡ８０以下が良いことが判る。
【００３８】
以上、本発明に係わる燃料ホースを実施例により詳細に説明したが、その構造や製造方法が各実施例に限定されることはなく、本発明の要旨の範囲内であれば種々の変形が可能である。例えば、端末被覆材としては、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、フッ素系樹脂、あるいはアクリル系樹脂を主成分とする有機系材料や、アルミニウム、ガラスおよびカーボンなどの無機系材料を用いることができる。
【００３９】
また、最内層の表面改質としては、実施例で挙げたエポキシ化や塩素化などの化学的な表面改質のほか、紫外線や電子線による表面層の架橋によっても可能である。さらに、最内層は、ゴムに限らず、熱可塑性エラストマーを含む樹脂であっても良い。さらに、燃料ホースの断面は代表的には円形であるが、それ以外の断面形状であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる燃料ホースの一実施例を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ 燃料ホース
２ 最内層
３ 中間層
４ 最外層
５ 端末被覆材
１０ 接続相手部材
Ｓ シール位置
Claims (8)
- ゴムまたは樹脂から成る最内層の外側に最内層を構成する材料よりも燃料透過係数が低い材料から成るバリヤ層を備えると共に、その端部内側に接続相手部材を嵌合する燃料ホースにおいて、少なくとも最内層の内面における接続相手部材とのシール位置から最内層の端面にわたって、最内層を構成する材料よりも燃料透過係数の低い材料から成る端末被覆材を設け、ホース端面において、端末被覆材と最内層の外側のバリヤ層とを全周にわたって連結したことを特徴とする燃料ホース。
- 端末被覆材は、膜厚が０．３ｍｍ以下の範囲において、引張り弾性率（ＭＰａ）×膜厚（ｍｍ）の値が、０超２０以下の材料から成ることを特徴とする請求項１に記載の燃料ホース。
- ゴムまたは樹脂から成る最内層の外側に最内層を構成する材料よりも燃料透過係数が低い材料から成るバリヤ層を備えると共に、その端部内側に接続相手部材を嵌合する燃料ホースにおいて、少なくとも最内層の内面における接続相手部材とのシール位置から最内層の端面にわたって、最内層を構成する材料よりも燃料透過係数が低くなるように、エポキシ化や塩素化による化学的な表面改質、あるいは紫外線や電子線による表面層の架橋により改質された改質面を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料ホース。
- 改質面を、Ａ８０以下となる材料で構成したことを特徴とする請求項３に記載の燃料ホース。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の燃料ホースを製造するに際し、ホース内面および端面に接着剤やプライマーを塗布し、さらに端末被覆材の溶液をコーティングした後、加熱処理により端末被覆材を皮膜形成し且つ端末被覆材を最内層に接着することを特徴とする燃料ホースの製造方法。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の燃料ホースを製造するに際し、最内層をゴム製とし、最内層の加硫前にその内面および端面に端末被覆材の溶液をコーティングし、加硫工程での熱処理により端末被覆材を皮膜形成し且つ端末被覆材を最内層に接着することを特徴とする燃料ホースの製造方法。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の燃料ホースを製造するに際し、ホース内面および端面に端末被覆材の材料を静電塗装した後、加熱処理により端末被覆材を皮膜形成することを特徴とする燃料ホースの製造方法。
- 請求項３または４に記載の燃料ホースを製造するに際し、ホースの内面および端面を過酸化水素あるいは次亜塩素酸存在下の水溶液に浸漬することにより、少なくとも最内層の内面における接続相手部材とのシール位置から最内層の端面にわたって改質することを特徴とする燃料ホースの製造方法。
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