專利名稱：樹脂復(fù)合燃料軟管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹脂復(fù)合燃料軟管(resin composite fuehose)，該軟管包括置于多層中間的樹脂層，其具有防燃料滲透性能并起到阻擋層的作用。
2.相關(guān)技術(shù)的描述 為了利用燃料軟管(加油管)將燃料進(jìn)口中注入的燃料輸送至汽車油箱內(nèi)，通常已使用了由丁腈橡膠與聚氯乙烯的混合物(NBR/PVC混合物，NBR+PVC)或其它類似物制成的典型橡膠軟管。此類橡膠軟管的振動吸收能力較高，易于組裝，并且具有優(yōu)良的防燃料(汽油)滲透性能。
然而，目前由于全球環(huán)境保護(hù)的原因，限制汽車燃料滲透的規(guī)定極為嚴(yán)格，并且預(yù)期未來對于防燃料滲透性能的要求會越來越高。
作為對策，研發(fā)和使用一種樹脂復(fù)合燃料軟管，該軟管包括作為內(nèi)表面層而層疊于外橡膠層內(nèi)側(cè)的樹脂層，其具有優(yōu)良的防燃料滲透性能并起到阻擋層的作用。
然而，由于樹脂是一種比橡膠更硬的材料，所以作為阻擋層的樹脂層就比較硬。因此，在包括層疊于外橡膠層內(nèi)側(cè)至其最末端(軟管的軸向端)的樹脂層的軟管中，當(dāng)將軟管安裝到配管上時，由于配管與限定軟管內(nèi)表面的樹脂層之間粘合較差，所以密封性不夠好。
而且，由于限定軟管內(nèi)表面的樹脂層較硬，且抗變形能力較大，所以為了將軟管安裝在配管上或使其滑脫需要很大的力。由此帶來的問題是軟管與配管的連接容易度降低。
為解決此問題，在下面的專利文獻(xiàn)1中公開了一種圖5所示的軟管。
在該圖中，附圖標(biāo)記200表示樹脂復(fù)合燃料軟管(以下簡稱軟管)，附圖標(biāo)記202表示外橡膠層，而附圖標(biāo)記204為樹脂層，其層疊在外橡膠層202的內(nèi)側(cè)上，作為內(nèi)表面層的阻擋層。
在樹脂復(fù)合燃料軟管200中，其一端部與由金屬制成的配管206連接，樹脂層204并未層疊，而外橡膠層202的內(nèi)表面露出，以便以接觸關(guān)系直接且彈性地安裝在配管206上。
而且，為了避免出現(xiàn)如下問題，即內(nèi)部流動的燃料在外橡膠層202暴露的內(nèi)表面與配管206之間滲透，并通過其上未層疊樹脂層204的外橡膠層202的端部滲透到外面，在樹脂復(fù)合燃料軟管200中，在樹脂層204的端部形成環(huán)形槽部208，由象氟橡膠(FKM)之類的材料制成且具有較高防燃料滲透能力的環(huán)形彈性密封件210附著于其中。樹脂復(fù)合燃料軟管200安裝在配管206上，以使彈性密封件210的內(nèi)表面與配管206彈性接觸。
同時，附圖標(biāo)記212表示在配管206的前端部上沿徑向向外方向環(huán)形凸起的凸出部，附圖標(biāo)記214表示用于將外橡膠層202的端部固定在配管206上的軟管夾，其方式是沿直徑收縮方向收緊其上未層疊樹脂層204的外橡膠層202端部的外圓周表面。
軟管夾214具有收緊機(jī)構(gòu)234，其包括螺釘232和收緊帶230。螺釘232擰緊時，收緊帶230便收縮，以將軟管200的端部沿直徑收縮方向收緊，從而使軟管200以連接關(guān)系夾緊在配管206上。
在圖5所示的軟管200中，樹脂層204沒有層疊在軟管200的端部上。因此，當(dāng)軟管200裝在配管206上時，樹脂層204沒有受到較大的阻力，因而可用較小的力可以容易地將軟管200裝上。
而且，在樹脂復(fù)合燃料軟管200的端部未形成樹脂層204，所以具有彈性的外橡膠層202的內(nèi)表面與配管206直接接觸，并且在配管206與安裝于其上的部分軟管200之間可具有良好的密封性。
順便而言，由于燃料軟管必須設(shè)置成不能妨礙周邊的零件及部件，所以燃料軟管通常為預(yù)定的曲線形。
這種曲線形的一種典型橡膠軟管是按下面專利文獻(xiàn)2中公開的方式制造的。細(xì)長形直管橡膠軟管管體通過擠壓形成，該細(xì)長形直管橡膠軟管管體被切成預(yù)定的長度，以便獲得未硫化(或半硫化)的直管橡膠軟管管體216。然后，如圖6所示，所述直管橡膠軟管管體216被安裝在心軸218上，該心軸由金屬制成，并具有將要變形成曲線形的預(yù)定曲線形狀。在模制或裝配之前，心軸218的表面要涂上脫模劑。彎曲管狀橡膠軟管管體216安裝在心軸218上，通過加熱預(yù)定的時間而被硫化。硫化完成時，將曲線形軟管220從心軸218上取下，并沖洗，從而可獲得作為成品的曲線形軟管220。
然而，在圖5所示的軟管200情況下，卻不能采用這種制造方法。如是圖5所示的軟管200，首先，外橡膠層202通過注射模塑單獨形成，然后，在外橡膠層202的內(nèi)表面上形成樹脂層204，以便與其內(nèi)表面的形狀一致。
為了形成與外橡膠層202的內(nèi)表面形狀一致的樹脂層204，適合采用靜電涂覆裝置。
靜電涂覆的使用方式如下將注射噴嘴插入軟管內(nèi)，特別是插入外橡膠層202內(nèi)，再由注射噴嘴將樹脂粉噴射在軟管的內(nèi)表面上，從而使外橡膠層202的內(nèi)表面靜電涂敷有樹脂粉。
在靜電涂覆過程中，樹脂薄膜這樣形成，即帶負(fù)電荷或正電荷的樹脂粉(通常為帶負(fù)電荷的樹脂粉)由注射噴嘴噴出，使得樹脂粉飛揚并靠靜電場附著在作為反電極(正極)的外橡膠層202的內(nèi)表面上。
在這種靜電涂覆的步驟中，為了形成預(yù)定厚度的樹脂層204，通常要進(jìn)行一次以上的靜電涂覆循環(huán)。
特別是，在樹脂粉附著在外橡膠層202的內(nèi)表面上之后，該樹脂粉被加熱熔化，而后冷卻。然后，通過靜電涂覆向該處再次噴射樹脂粉，使得該樹脂粉上再附著另外一層樹脂粉，并通過加熱熔化這另外一層樹脂粉，而后冷卻。這樣，重復(fù)靜電涂覆循環(huán)，直至形成預(yù)定壁厚的樹脂層204為止。
在這種情況下，全部制造步驟如下首先，通過注射模塑形成外橡膠層202。然后，在預(yù)處理工序中干燥和沖洗外橡膠層202，并再次干燥。隨后，通過靜電涂覆使樹脂粉附著在外橡膠層202的內(nèi)表面上。通過加熱熔化其上的樹脂粉，而后冷卻。此后，進(jìn)行第二循環(huán)的靜電涂覆(通過靜電涂覆附著樹脂粉，而后熔化和冷卻)，重復(fù)此循環(huán)(通過靜電涂覆附著樹脂粉，而后熔化和冷卻)，以獲得預(yù)定壁厚的樹脂層204。樹脂層204完成之后，將具有防燃料滲透能力的環(huán)形彈性密封件210插過將被置于預(yù)定位置的外橡膠層202的軸向端。
如上所述，為了制造圖5所示的樹脂軟管200，需要進(jìn)行多個步驟，因此必然會增加軟管200的生產(chǎn)成本。
因此，本發(fā)明的發(fā)明人曾發(fā)明一種多層構(gòu)造的樹脂復(fù)合燃料軟管，其中，在作為內(nèi)表面層的樹脂層的內(nèi)側(cè)上再層疊內(nèi)橡膠層。
通過樹脂層，使多層構(gòu)造的樹脂復(fù)合燃料軟管可具備防被輸送流體滲透的能力(阻擋層性能)。另外，當(dāng)樹脂復(fù)合燃料軟管安裝在配管上時，限定樹脂復(fù)合燃料軟管內(nèi)表面的內(nèi)橡膠層發(fā)生彈性變形。在此期間，將軟管裝在配管上所需的力可以減小。
同時，由于樹脂復(fù)合燃料軟管與配管連接，以便使內(nèi)橡膠層與配管彈性接觸，所以在配管同與其相連的部分樹脂復(fù)合燃料軟管之間提供良好的密封性能。
而且，在多層構(gòu)造的樹脂復(fù)合燃料軟管中，由于樹脂層可形成在軟管的軸向邊緣上，因此可省去圖5所示的具有優(yōu)良防輸送流體滲透能力的昂貴的環(huán)狀密封件210。
此外，在多層構(gòu)造的樹脂復(fù)合燃料軟管中，由于樹脂層可形成在軟管的軸向邊緣上，因此有可能按圖6所示的相同的制造方法來制造軟管。
具體而言，直管軟管管體是由多層構(gòu)造形成，其方式是將內(nèi)橡膠層、樹脂層和外橡膠層通過擠壓依次層疊于彼此之上而構(gòu)成。直管軟管管體是未硫化的或半硫化的。然后，將直管軟管管體安裝在具有變形成預(yù)定曲線形狀的心軸上，通過加熱使安裝在心軸上的彎管軟管管體硫化，從而可以獲得彎曲部分的樹脂復(fù)合燃料軟管。
在這種制造方法中，制造樹脂復(fù)合燃料軟管的成本可能要比以前低得多。
但是，在包括橡膠-樹脂-橡膠層的多層構(gòu)造的燃料軟管中，各層中間形成的硬樹脂層直到軟管的軸向最末端。因此，當(dāng)軟管安裝在配管上并且通過軟管夾將軟管端部以連接關(guān)系夾緊或鎖定在配管上而將軟管的端部外圓周表面收緊時，軟管夾的收緊力或夾緊力會受到中間樹脂層的阻礙。而且，夾緊力并不是有利地或適當(dāng)?shù)貍鬟f到內(nèi)橡膠層上，內(nèi)橡膠層也未對配管施加足夠的夾緊力，因而導(dǎo)致被輸送的流體滲漏。
而且，即使假定最初用足夠的收緊力將軟管收緊在配管上，內(nèi)橡膠層也會產(chǎn)生疲勞，并且由于老化易發(fā)生應(yīng)力松弛。此時，由于軟管夾的收緊力難以作用在內(nèi)橡膠層上，故軟管無法對配管施加足夠的密封壓力，從而導(dǎo)致輸送流體滲漏。另外，由于早期或一段時間之后缺乏收緊力，也會導(dǎo)致防燃料滲透性能降低。
與最里層由樹脂層構(gòu)成的軟管相比，由于內(nèi)橡膠層設(shè)置于樹脂層內(nèi)側(cè)，而內(nèi)橡膠層又會發(fā)生彈性變形，所以可更輕易地將軟管安裝在配管上。然而，軟管的最末端所形成的樹脂層具有安裝軟管的阻力。也就是說，這種類型所固有的問題在于軟管的安裝容易度，即軟管的連接容易度不佳。
[專利文獻(xiàn)1]JP-A，2002-54779[專利文獻(xiàn)2]JP-A，11-90993 基于上述情況，本發(fā)明的目的在于提供一種樹脂復(fù)合燃料軟管，該軟管包括各層中間的樹脂層，其中，通過軟管夾的夾緊力可確保對配管足夠的收緊力，該收緊力在長時期內(nèi)以及在軟管連接到配管之后的早期均有利地作用在內(nèi)橡膠層上，從而使得密封性能和防燃料滲透性能得到增強(qiáng)，同時也確保軟管易于安裝到配管上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新型的多層構(gòu)造樹脂復(fù)合燃料軟管。該多層構(gòu)造的樹脂復(fù)合燃料軟管包括具有防燃料滲透性并作為阻擋層的樹脂層、作為層疊在樹脂層內(nèi)側(cè)上的內(nèi)表面層的內(nèi)橡膠層和層疊在樹脂層外側(cè)上的外橡膠層。外橡膠層具有橡膠硬度等于或大于內(nèi)橡膠層的橡膠硬度，而根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS)K6262，內(nèi)橡膠層具有永久伸長或永久伸長率等于或小于90％。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，按照J(rèn)ISK6253的硬度計硬度測試(durometer hardness test)(A型)，內(nèi)橡膠層的橡膠硬度范圍為65到80。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，按照J(rèn)ISK6253的硬度計硬度測試(A型)，外橡膠層具有橡膠硬度范圍為65到85。
如上所述，在本發(fā)明中，多層構(gòu)造的樹脂復(fù)合燃料軟管包括作為阻擋層具有防燃料滲透性的樹脂層、樹脂層內(nèi)側(cè)上作為內(nèi)表面層的內(nèi)橡膠層和樹脂層外側(cè)上的外橡膠層，外橡膠層的橡膠硬度設(shè)定為等于或大于內(nèi)橡膠層的橡膠硬度，并且內(nèi)橡膠層的永久伸長或永久伸長率設(shè)定為等于或小于90％。
這里，橡膠硬度是根據(jù)JISK6253由A型硬度計(彈簧秤)測量的。
而且，內(nèi)橡膠層的永久伸長是表示其疲勞特性或垂弛性能的指標(biāo)。永久伸長的確定或規(guī)定如下這里，永久伸長指的是根據(jù)JISK6262的永久伸長(永久伸長率)，即測試樣品在其原始長度的50％恒定伸長條件下在100℃下保持72小時之后的永久伸長。根據(jù)JISK6251的7號形式的測試樣品取自產(chǎn)品或片狀試樣。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)為將燃料軟管連到配管上而用軟管夾將外橡膠層沿直徑收縮方向收緊時，收緊力可順利地傳遞到內(nèi)橡膠層上，從而在收緊力有效或足夠的情況下，使燃料軟管可連接到配管上。
因此，成功解決了由于燃料軟管與配管連接過程中收緊力不足而使密封能力下降導(dǎo)致防燃料滲透性能消弱的問題。
另外，用較小的力就可將燃料軟管輕易地安裝在配管上。
同時，由于內(nèi)橡膠層的永久伸長設(shè)定為等于或小于90％，故會在長時間避免因內(nèi)橡膠層疲勞而造成收緊力減小，并由此使密封壓力降低，導(dǎo)致防燃料滲透性消弱。
同時，在本發(fā)明中，內(nèi)橡膠層和外橡膠層中的每一層均可由單層橡膠層構(gòu)成或由一層以上的橡膠層彼此層疊構(gòu)成。另外，內(nèi)橡膠層和外橡膠層中的一層可由單層橡膠層構(gòu)成，其另一層可由層疊一層以上的橡膠層構(gòu)成。
在本發(fā)明中，內(nèi)橡膠層的橡膠硬度根據(jù)JISK6253的硬度計硬度測試(A型)可設(shè)定范圍為65到80。
當(dāng)內(nèi)橡膠層的橡膠硬度超過80時，內(nèi)橡膠層太硬，以致于軟管夾無法將夾緊力順利地傳遞到配管或內(nèi)橡膠層，以及無法變形成與配管的形狀相一致，致使密封性不足，因而需要相當(dāng)大的力將軟管裝配到配管上，導(dǎo)致軟管不易安裝。
另一方面，當(dāng)內(nèi)橡膠層的橡膠硬度小于65時，與配合件或配管連接部分處的收緊力不足，并且當(dāng)車輛碰撞時，會消弱相對于配合件或配管的拔拉阻力。
在本發(fā)明中，根據(jù)JISK6253的硬度計硬度測試(A型)，外橡膠層的橡膠硬度優(yōu)選設(shè)定范圍為65到85。
當(dāng)外橡膠層的橡膠硬度大于85時，外橡膠層較硬并且易碎，而且象耐臭氧、抗扯力和耐低溫之類的性能或物理性能降低。因此，外橡膠層的橡膠硬度優(yōu)選設(shè)定為最多到85。
另一方面，當(dāng)外橡膠層的橡膠硬度小于65時，外橡膠層的柔性比所需要的更強(qiáng)。當(dāng)外橡膠層或軟管的外圓周表面被軟管夾收緊時，夾緊力僅被外橡膠層吸收，因而收緊力很難通過中間樹脂層被傳遞到內(nèi)橡膠層。
現(xiàn)參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。



圖1為本發(fā)明所示局部斷開的樹脂復(fù)合燃料軟管的透視圖。
圖2A為圖1中樹脂復(fù)合燃料軟管的總剖面圖。
圖2B為圖1中樹脂復(fù)合燃料軟管的總側(cè)視圖。
圖3為本發(fā)明的一種改型樹脂復(fù)合燃料軟管的透視圖。
圖4為本發(fā)明的另一種改型樹脂復(fù)合燃料軟管的透視圖。
圖5A為傳統(tǒng)的樹脂復(fù)合燃料軟管的剖面圖。
圖5B為圖5A中傳統(tǒng)樹脂復(fù)合燃料軟管的局部放大圖。
圖6為示出用于制造傳統(tǒng)的曲線形樹脂復(fù)合燃料軟管的典型制造方法的視圖。
具體實施例方式在圖1和2中，附圖標(biāo)記10表示燃料軟管或燃料輸送軟管(加油軟管，以下簡稱軟管)，用于將燃料進(jìn)口中被注射的燃料輸送至汽車油箱中。軟管10具有多層構(gòu)造，包括具有防輸送流體滲透能力作為阻擋層的樹脂層12、樹脂層12外側(cè)上的外橡膠層14和樹脂層12內(nèi)側(cè)上作為內(nèi)表面層的內(nèi)橡膠層16。
這里，各層中間形成的樹脂層12從軟管的一個軸向端延伸至另一軸向端，或者從軟管的一個軸向邊緣部延伸至另一軸向邊緣部。
軟管10整體為曲線形或彎曲形。
具體而言，軟管10在軟管10的預(yù)定的軸向位置具有曲線部分10-1、10-2和10-3。而且，軟管10具有直線部分或直管部分(沿軟管10的軸向直線延伸部分)10-4、10-5、10-6和10-7，這些部分分別由軟管10的軸向相對端部、軟管10曲線部分10-1和10-2之間的部分和軟管10的曲線部分10-2和10-3之間的部分限定。
軟管10的一個軸向端部的內(nèi)徑ID2和外徑OD2分別大于其另一軸向端部的內(nèi)徑ID1和外徑OD1。
在該實施例中，軟管10中曲線部分10-1、10-2和10-3中的每一個在朝向圖2中的左方向上接近時在內(nèi)徑和外徑上都逐漸且連續(xù)地增大。
在該實施例中，丙烯腈丁二烯橡膠(NBR)用于內(nèi)橡膠層16，由至少三個單體、四氟乙烯、六氟丙烯和偏二氟乙烯(vinylidene)(THV)組成的氟熱塑性共聚物(fluorothermoplastic copolymer)用于樹脂層12，NBR+PVC用于外橡膠層14。
這里，各層(一層和相鄰層)之間的結(jié)合強(qiáng)度等于或大于10N/25mm，并且各層相互牢固地結(jié)合在一起。在對每個樣品鑒定結(jié)合強(qiáng)度時，每層的界面不會發(fā)生剝落，但母料被破壞。樹脂層12和內(nèi)橡膠層16，樹脂層12和外橡膠層14相互分別通過硫化結(jié)合而結(jié)合在一起，但是也可通過粘結(jié)劑相互結(jié)合。
內(nèi)橡膠層16、樹脂層12和外橡膠層14可由下列材料、以及上述材料的組合制造或構(gòu)成。
具體而言，對于內(nèi)橡膠層16可適合采用的材料，比如為NBR(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)、NBR+PVC(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)、FKM、氫化丙烯腈丁二烯橡膠(H-NBR)。
內(nèi)橡膠層16的壁厚可為約1.0到2.5mm。
對于作為中間層的樹脂層12，適合采用的材料，比如為THV、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(CTFE)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)。
樹脂層12的壁厚可為約0.03到0.3mm。
與EVOH和PVDF相比THV是柔性的，因而THV適于作為具有樹脂層和橡膠層的軟管的阻擋層材料。與聚四氟乙烯(PTFE)和EVOH相比，ETFE和THV容易擠壓，易于層疊到橡膠上，并對于橡膠具有極好的粘結(jié)性。
另一方面，PBN和PBT的柔性比THV柔性小。然而，PBN和PBT的防燃料滲透能力極佳，并且壁可比THV的薄。因此，類似于THV，也可由PBN和PBT制成柔性軟管。
另一方面，對于外橡膠層14，可適合采用的材料，比如為NBR+PVC、表氯醇-環(huán)氧乙烷共聚物(ECO)、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)、NBR+丙烯酸橡膠(NBR+ACM)、NBR+乙烯-丙烯-二烯橡膠(NBR+EPDM)和EPDM。
外橡膠層14的壁厚可為約1.0到3.0mm。
在該實施例中，外橡膠層14的橡膠硬度范圍為65到85，內(nèi)橡膠層16的橡膠硬度范圍為65到80，并且外橡膠層14的橡膠硬度等于或大于內(nèi)橡膠層16的橡膠硬度。
另外，內(nèi)橡膠層16的永久伸長或永久伸長率等于或小于90％。
根據(jù)該實施例，軟管10中的內(nèi)橡膠層16包括單層。然而，如圖3所示，內(nèi)橡膠層16可具有雙層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)包括限定最內(nèi)部表面的第一層(橡膠層)16-1和在第一層16-1的外側(cè)上的第二層(橡膠層)16-2。
在該四層軟管10中，各層(一層和相鄰層)之間的結(jié)合強(qiáng)度等于或大于10N/25mm，并且各層相互牢固地結(jié)合在一起。在相對于結(jié)合強(qiáng)度鑒定的每個樣品中，每層的界面不會發(fā)生剝落，但母料被破壞。樹脂層12和第二層16-2、樹脂層12和外橡膠層14相互分別通過硫化結(jié)合而結(jié)合，但是也可通過粘結(jié)劑相互結(jié)合。
在該四層軟管10中，各層的材料可組合如下對于第一層16-1，可適合采用的材料，比如為FKM、NBR(丙烯腈含量等于或大于30％以質(zhì)量計)、NBR+PVC(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)。
第一層16-1的壁厚可為約0.2到1.0mm。
另一方面，對于第二層16-2，可適合采用的材料，比如為NBR(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)或NBR+PVC(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)。
第二層16-2的壁厚可為約1到2mm。
各層中間的樹脂層12和外橡膠層14可按以上所述構(gòu)成。
特別地，優(yōu)選地，具有極好防汽油滲透能力的FKM用于第一層16-1。通過由FKM制造第一層16-1，不僅可以確保由樹脂層12提供的防燃料滲透的功能，而且還可確保防端部滲透的功能，以便有效地防止燃料通過內(nèi)表面層滲透，而后在與配合件，比如配管連接的軟管10軸向端部處滲出的軟管10的軸向邊緣。為了確保軟管10與配管或其它類似件方便連接，內(nèi)橡膠層16的壁厚等于或大于1mm。但是，當(dāng)內(nèi)橡膠層16完全由FKM制造時，軟管10的成本會提高。因此，出于成本的原因，第二層16-2采用便宜的NBR(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)或便宜NBR+PVC(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)。
在圖3所示的實施例中，外橡膠層14的橡膠硬度范圍為65到85，且內(nèi)橡膠層16，具體而言，第一層16-1和第二層16-2中的每一層的橡膠硬度范圍為65到80。而且，外橡膠層14的橡膠硬度等于或大于內(nèi)橡膠層16的橡膠硬度，具體而言，等于或大于第一層16-1的橡膠硬度并且等于或大于第二層16-2的橡膠硬度。
而且，第一層16-1和第二層16-2中的每一層的永久伸長量或永久伸長率等于或小于90％。
如圖4所示，軟管10可具有多層構(gòu)造，包括樹脂層12與外橡膠層14之間的中間橡膠層13(中間橡膠層13可被認(rèn)為是外橡膠層的第一層，而外橡膠層14可被認(rèn)為是外橡膠層的第二層)。
在圖4中具有四層構(gòu)造的軟管10中，各層(一層和相鄰層)之間的結(jié)合強(qiáng)度等于或大于10N/25mm，并且各層相互牢固地結(jié)合在一起。在相對于結(jié)合強(qiáng)度鑒定的每個樣品中，每層的界面不會發(fā)生剝落，但母料被破壞。樹脂層12和內(nèi)橡膠層16、樹脂層12和中間橡膠層13相互分別通過硫化結(jié)合而結(jié)合，但是也可通過粘結(jié)劑相互結(jié)合。
在圖4中具有四層構(gòu)造的軟管10中，內(nèi)橡膠層16、樹脂層12、中間橡膠層13和外橡膠層14可由下列材料組合構(gòu)成。
對于內(nèi)橡膠層16，可適合采用的材料，比如為FKM、NBR(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)、NBR+PVC(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)。
內(nèi)橡膠層16的壁厚可為約0.2到1.0mm。
對于作為中間層的樹脂層12，可適合采用氟類樹脂，比如THV、PVDF或ETFE以及聚酰胺(PA)或尼龍樹脂，比如PA6、PA66、PA11或PA12。
樹脂層12的壁厚可為約0.03到0.3mm。
另一方面，對于中間橡膠層13，可適合采用NBR(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)、NBR+PVC(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)、ECO、CSM、NBR+ACM、NBR+EPDM、丁基橡膠(IIR)、EPDM+IIR或EPDM。
中間橡膠層13的壁厚可為約0.2到2.0mm。
對于外橡膠層14，可適合采用的材料，比如為NBR(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)、NBR+PVC(丙烯腈含量等于或大于30％，以質(zhì)量計)、ECO、CSM、NBR+ACM、NBR+EPDM、IIR、EPDM+IIR和EPDM。
外橡膠層14的壁厚可為約1到3mm。
同時，總壁厚，即圖4中軟管10的適合的壁厚為約2.5到6.0mm。當(dāng)軟管10的壁厚小于2.5mm時，軟管10的防汽油滲透能力不夠。當(dāng)軟管10的壁厚大于6mm時，軟管10的柔性不夠。
在圖4所示的實施例中，外橡膠層14的橡膠硬度為范圍65到85，而內(nèi)橡膠層16的橡膠硬度范圍為65到80。而且，外橡膠層14的橡膠硬度等于或大于內(nèi)橡膠層16的橡膠硬度。中間橡膠層13的橡膠硬度范圍為60到85，等于或大于內(nèi)橡膠層16的橡膠硬度。
而且，內(nèi)橡膠層16的永久伸長量或永久伸長率等于或小于90％。
這里，當(dāng)外橡膠層14(外橡膠層的第二層)或中間橡膠層13(外橡膠層的第一層)由IIR或EPDM+IIR制成時，外橡膠層14或中間橡膠層13具有防汽油燃料滲透能力，并且可作為阻擋層，因為IIR和EPDM+IIR具有耐醇性。因此，即使為增加軟管10的柔性或彈性將樹脂層12制成薄壁時，軟管10的防汽油燃料滲透能力也不會不夠。而且，即使當(dāng)樹脂層12由便宜的PA或尼龍樹脂制成，而不是由具有極好防汽油滲透能力的氟類樹脂制成時，軟管10仍可保持足夠的防汽油燃料滲透能力。
然后，對具有由IIR制成的中間橡膠層的軟管試樣進(jìn)行防汽油滲透能力進(jìn)行鑒定，其結(jié)果列于表1。
按照以下方式進(jìn)行鑒定。準(zhǔn)備四個軟管試樣或樣品(A)、(B)、(C)和(D)，每個軟管的內(nèi)徑為24.4mm、壁厚為4mm、長度為300mm。試樣(A)具有三層結(jié)構(gòu)，包括NBR內(nèi)橡膠層、THV815樹脂層(THV815為產(chǎn)品號，該產(chǎn)品可從DyneonLLC購得，商標(biāo)為Dyneon)和NBR+PVC外橡膠層；試樣(B)具有四層結(jié)構(gòu)，包括NBR內(nèi)橡膠層、THV樹脂層(THV815，壁厚0.11mm)、IIR中間橡膠層(外橡膠層的第一層)和NBR+PVC的外橡膠層(外橡膠層的第二層)；試樣(C)具有四層結(jié)構(gòu)，包括NBR內(nèi)橡膠層、THV的樹脂層(THV815，壁厚0.08mm)、IIR中間橡膠層(外橡膠層的第一層)和NBR+PVC外橡膠層(外橡膠層的第二層)；試樣(D)具有四層結(jié)構(gòu)，包括NBR內(nèi)橡膠層、尼龍的樹脂(PA11)層、IIR的中間橡膠層(外橡膠層的第一層)和NBR+PVC的外橡膠層(外橡膠層的第二層)。在表1的“樣品”和“壁厚”欄中，分別示出只是樹脂層和中間橡膠層的材料和壁厚(僅是試樣(A)的樹脂層和外橡膠層的材料和壁厚)。在每個試樣(A)、(B)、(C)和(D)中，在其每個端部壓配合有倒圓角的金屬管，其外徑為25.4mm，設(shè)有兩個凸起部(最大外徑為27.4mm)，其中一個金屬管用插塞封閉。而且，經(jīng)由另一金屬管在每個試樣(A)、(B)、(C)和(D)中供給測試流體(燃料C+乙醇(E)10％體積)，另一金屬管則由螺旋式插塞封閉，以封裝試樣(A)、(B)、(C)和(D)中的每個的測試流體。而后，使試樣(A)、(B)、(C)和(D)中的每個處于40℃下3000小時(測試流體每隔168小時更換)。然后，通過根據(jù)CARB(加州空氣資源管理局)的SHED(蒸發(fā)檢測密封殼體)方法，以DBL(晝夜呼吸損耗)的模式為基準(zhǔn)，每天對每個試樣(A)、(B)、(C)和(D)進(jìn)行碳?xì)浠衔?HC)滲透量的測量，連測3天。對于每個試樣(A)、(B)、(C)和(D)，當(dāng)檢測到最大的滲透量時，應(yīng)用當(dāng)天的滲透量。

表1

注*1)THV815為產(chǎn)品號，該產(chǎn)品由DyneonLLC購得，商標(biāo)為Dyneon。
從表1的結(jié)果得知，包括由NBR+PVC制成的外橡膠層的試樣(A)與包括由IIR制成的中間橡膠層的試樣(C)之間的HC滲透量相同，即4.2mg/軟管。但是，在樹脂層壁厚方面，試樣(A)中樹脂層的壁厚為0.11mm，大于試樣(C)的壁厚0.08mm。因此，當(dāng)軟管包括由IIR制成的橡膠層時，通過構(gòu)造厚度減少約30％的樹脂層可以確保等效的防汽油滲透能力。在包括由NBR+PVC制成的外橡膠層的試樣(A)與包括由IIR制成的中間橡膠層的試樣(B)之間，樹脂層的壁厚相同，為0.11mm。但是，HC的滲透量不同，即試樣(A)為4.2mg/軟管，試樣(B)為2.7mg/軟管。當(dāng)軟管包括相同壁厚的樹脂層時，通過制造IIR的橡膠層，防HC滲透能力可以被減少約35％。另外，在包括由IIR制成的中間橡膠層和由PA11制成的樹脂層的試樣(D)中，通過增加樹脂層壁厚度約80％，HC滲透量相比試樣(A)可減少約10％。該鑒定還可基本上適用于包括由EPDM+IIR制成的中間橡膠層的軟管。
因此，當(dāng)通過適當(dāng)組合由上述選出的材料而構(gòu)成四層結(jié)構(gòu)的軟管時，在燃料軟管中，防被輸送流體滲透能力可進(jìn)一步提高、抗酸性汽油能力可進(jìn)一步加強(qiáng)，或者也可以提高耐熱性或抗乙醇汽油的能力。而且，通過減少軟管樹脂層的壁厚可提高軟管的柔性。
在上述實施例中，本發(fā)明適用于具有一個軸向端部的直徑大于其另一個軸向端部的軟管。然而，本發(fā)明還可適用于具有一個軸向端部的直徑等于其另一個軸向端部的軟管。
根據(jù)上述的實施例，當(dāng)為將軟管10連接到配管上而用軟管夾將外橡膠層14沿直徑收縮方向收緊時，收緊力可順利地傳遞到內(nèi)橡膠層16上，由此，在收緊力有效或足夠的情況下，軟管10可被連接到配管上。
由此解決了由于軟管10與配管在連接過程中收緊力不足而使密封能力下降和防燃料滲透性能消弱的問題。
另外，用較小的力可將軟管10輕易地安裝在配管上。
同時，由于內(nèi)橡膠層16的永久伸長量設(shè)定為等于或小于90％，因而長時間避免由于內(nèi)橡膠層16疲勞而導(dǎo)致收緊力降低，也就是使內(nèi)橡膠層16在軸向上的不可逆伸長量降低，并由此使密封壓力降低，從而消弱防燃料滲透能力。因此，本發(fā)明可在長期時間內(nèi)保持優(yōu)良的密封性能和防燃料滲透能力。
本文準(zhǔn)備了圖1所示的三層軟管10實例和圖3所示的三層軟管10比較實例。這些實例和比較實例是相對于外橡膠層的橡膠硬度、內(nèi)橡膠層的橡膠硬度和內(nèi)橡膠層的永久伸長的使組合變化而準(zhǔn)備的，上述實例和比較實例中的每一個均是相對于性能，比如密封性、軟管安裝到配管的容易性和防燃料滲透能力而測量和鑒定的。其結(jié)果列于表2。而且，還準(zhǔn)備了圖3所示的四層軟管10實例和四層軟管10的比較實例。這些實例和比較實例是相對于外橡膠層的橡膠硬度、內(nèi)橡膠層的橡膠硬度和內(nèi)橡膠層的第一層的永久伸長量、以及多個內(nèi)橡膠層第一層的各種永久伸長量使組合變化而準(zhǔn)備的，上述實例和比較實例中的每一個均是相對于性能，比如密封性、軟管安裝到配管的容易性和防燃料滲透能力而被測量和鑒定的。其結(jié)果列于表3。
就密封性來說，實例和比較實例中的每一個是在最初階段和在施加熱負(fù)荷之后被測量和鑒定的。按照以下程序施加熱負(fù)荷。在每個實例/比較實例中，將燃料(燃料C+乙醇(E)10％，以體積計)被封裝，并在60℃條件下保持72小時。然后，將燃料從其中取出或廢棄，并在100℃條件下保持500小時。
這里，按如下方式就密封性、軟管安裝容易度和防燃料滲透能力進(jìn)行測試。
密封性將實例和比較實例(燃料軟管)中每一個的開口塞上由SUS制成且具有凸出部的金屬塞(凸出部外徑27.0mm，所述塞的外徑25.4mm)。然后，以2牛頓-米(Nm)的扭矩用螺旋型軟管夾收緊燃料軟管的插塞部，使燃料軟管在80℃氣溫條件下支持一個小時以上，然后，以0.1MPa/分的增壓速率向燃料軟管充入氮(氣體)，并通過金屬塞檢查氮(氣體)的泄漏。而且，使燃料軟管在-40℃大氣條件下支持一個小時以上，然后，以0.1MPa/分的增壓速率，向燃料軟管充入氮(氣體)，并通過金屬塞檢查氮(氣體)的泄漏。
軟管安裝容易性將實例和比較實例中每一個的燃料軟管切成50mm長。將燃料軟管的開口塞上由SUS制成且具有凸出部的金屬塞(凸出部外徑27.0mm，所述塞外徑25.4mm)。將負(fù)荷測量設(shè)備(測壓儀)接在金屬塞上，在室溫條件下以50mm/分恒速將管子插入燃料軟管，根據(jù)插入管子的負(fù)荷來鑒定軟管安裝在管子上的容易度。
防燃料(汽油)滲透性在實例或比較實例中每一個的燃料軟管中封裝燃料(燃料C+E10％，以體積計)，然后，在每個燃料軟管的開口塞上由SUS制成且具有凸出部的金屬塞(凸出部外徑27.0mm，所述塞外徑25.4mm)。然后，以2Nm的扭矩用螺旋型軟管夾收緊燃料軟管，并使該軟管保持在40℃的大氣條件下，每隔168小時測量其重量且封裝的液體被更換(燃料，即燃料C+E10％，以體積計)直到2000小時已過去。按下列公式計算每168小時的重量減少量。
(燃料軟管初重)-(168小時后燃料軟管的重量)＝W(重量減少)給定值(重量減少)用于計算每個軟管一天透過燃料軟管的燃料的量。
測試中所用燃料(燃料C+E10％，以體積計)的組成為45％以重量計的異辛烷+45％以重量計的甲苯+10％以重量計的乙醇。
表2(待續(xù))

表2(待續(xù))

表2

注*1)RHD＝橡膠硬度 表3(待續(xù))

表3

注*1)RHD＝橡膠硬度 表2示出三層燃料軟管的試驗結(jié)果。比較實例1、2和3未滿足本發(fā)明的條件。比較實例1、2和3中每一個包括具有96％的永久伸長量的內(nèi)橡膠層，大于本發(fā)明的最大值90％，另外，比較實例3中的內(nèi)橡膠層的橡膠硬度大于外橡膠層的橡膠硬度。在比較實例1、2和3中，防燃料滲透性不足。同防燃料滲透性一樣，比較實例3中的軟管安裝容易性和密封性也不夠。
比較實例4和5中每一個包括具有永久伸長為90％的內(nèi)橡膠層，且橡膠硬度大于外橡膠層的橡膠硬度。就內(nèi)橡膠層的永久伸長來說，它們中的每一個均滿足本發(fā)明的內(nèi)橡膠層的條件，但是橡膠硬度則不然。比較實例4和5的性能不令人滿意。
相反，實例1、實例2和實例3中每一個包括具有永久伸長為90％的內(nèi)橡膠層，其橡膠硬度等于或小于外橡膠層的橡膠硬度。它們中的每一個均滿足本發(fā)明的條件。實例1、實例2和實例3中的所有性能均令人滿意。
表3示出四層燃料軟管的試驗結(jié)果。比較實例6和7中每一個包括具有永久伸長量為30％的內(nèi)橡膠層，且橡膠硬度大于外橡膠層的橡膠硬度。就內(nèi)橡膠層的永久伸長但不是橡膠硬度來說，它們中的每一個均滿足本發(fā)明的內(nèi)橡膠層的條件。在比較實例6和7中一些性能或全部性能均不令人滿意。
相反，就內(nèi)橡膠層的永久伸長以及內(nèi)橡膠層與外橡膠層的橡膠硬度之間的關(guān)系來說，實例4、實例5、實例6和實例7中的每一個均滿足本發(fā)明的條件。實例4、實例5、實例6和實例7中所有性能均令人滿意。
由于圖1、3和4所示軟管10中的每一個在曲線部分10-1、10-2和10-3中的每一部分上均朝一個軸向端在內(nèi)外徑上逐漸且連續(xù)增加，故在曲線部分內(nèi)側(cè)形成的過量長度、下垂或松散被圓周方向上的伸長吸收，或者基于曲線部分直徑上的連續(xù)增加，即樹脂層12的強(qiáng)制的沿直徑方向上的擴(kuò)大用以圓周方向上的伸長抵銷。結(jié)果，可有利地避免在曲線部分10-1、10-2和10-3中每一部分的內(nèi)側(cè)產(chǎn)生上述波形變形狀態(tài)，也就是說，軟管10可全部順利地形成預(yù)定的曲線形狀，而不會顯示波形變形狀態(tài)。
而且，在軟管10的制造過程中，直管軟管管體可順利地在心軸上安裝并可毫無困難地在上面變形。而且，用較小的拉力可將硫化后的管狀軟管管體，即軟管10從心軸上容易地相應(yīng)取下。并且，用較少的步驟可輕易地制造出曲線形的軟管10，從而生產(chǎn)成本比以前低得多。
軟管10可認(rèn)為是曲線形的樹脂復(fù)合軟管，其在其某一軸向位置或其一個軸向位置具有至少一個曲線部分，軟管10具有多層構(gòu)造，并包括具有防被輸送流體滲透性并作為阻擋層的樹脂層、在樹脂層內(nèi)側(cè)上作為內(nèi)表面層的內(nèi)橡膠層和在樹脂層外側(cè)上的外橡膠層。樹脂復(fù)合軟管通常或全部形成如下形狀。樹脂復(fù)合軟管具有一個軸向端，該軸向端直徑大于樹脂復(fù)合軟管的另一個軸向端。該曲線部分以連續(xù)形狀形成，例如從靠近樹脂復(fù)合軟管的另一個軸向端直徑小的曲線部分的彎曲起始端起到靠近其一個軸向端直徑較大的曲線部分的彎曲終止端止，直徑逐漸增加。或者，軟管10可以為是這樣一種曲線形的樹脂復(fù)合軟管，該軟管在其某些軸向位置或其多個軸向位置具有多個曲線部分。每個曲線部分可以連續(xù)形狀形成，例如從彎曲起始端起到彎曲終止端止直徑逐漸增加。多個曲線部分可按照從樹脂復(fù)合軟管的另一個軸向端朝其一個軸向端增加直徑的順序設(shè)置。并且，該曲線形樹脂復(fù)合軟管的制造方法可包括如下步驟通過擠壓依次將內(nèi)橡膠層、樹脂層和外橡膠層彼此層疊而形成直管軟管管體；準(zhǔn)備心軸，其形狀與曲線形的樹脂復(fù)合軟管的內(nèi)表面形狀相對應(yīng)；將直管軟管管體相應(yīng)裝在心軸上，并使直管軟管管體變形，以獲得彎曲的管狀軟管管體；以及硫化彎曲的管狀軟管管體，以獲得曲線形的樹脂復(fù)合軟管。直的管狀軟管管體為多層、塑性可變形，并且還未硫化或半硫化。
盡管上面已描述了優(yōu)選實施例，但是那些僅是本發(fā)明的一些具體實施例。
例如，雖然上述實施例中的燃料軟管不包括波形部分，但是根據(jù)具體情況，本發(fā)明可適用于包括波形部分的燃料軟管?；蛘呃?，本發(fā)明可適用于具有一層以上的外橡膠層的燃料軟管。因此，在不背離本發(fā)明的范圍條件下，可對本發(fā)明的實施例進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種多層構(gòu)造的樹脂復(fù)合燃料軟管，其包括具有防燃料滲透性并起到阻擋層作用的樹脂層(12)；作為層疊于樹脂層(12)的內(nèi)側(cè)上的內(nèi)表面層的內(nèi)橡膠層(16)；和層疊于樹脂層(12)的外側(cè)上的外橡膠層(14)；其中外橡膠層(14)的橡膠硬度等于或大于內(nèi)橡膠層(16)的橡膠硬度，內(nèi)橡膠層(16)具有根據(jù)JISK6262的等于或小于90％的永久延伸率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂復(fù)合燃料軟管，其特征在于，按照J(rèn)ISK6253的硬度計硬度測試(A型)，內(nèi)橡膠層(16)具有范圍為65到80的橡膠硬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹脂復(fù)合燃料軟管，其特征在于，按照J(rèn)ISK6253的硬度計硬度測試(A型)，外橡膠層(14)具有范圍為65到85的橡膠硬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多層構(gòu)造的樹脂復(fù)合燃料軟管(10)，其包括作為阻擋層并具有防燃料滲透能力的樹脂層(12)、作為內(nèi)表面層而層疊于樹脂層(12)內(nèi)側(cè)上的內(nèi)橡膠層(16)和層疊于樹脂層(12)外側(cè)上的外橡膠層(14)。外橡膠層(14)的橡膠硬度等于或大于內(nèi)橡膠層(16)的橡膠硬度，而內(nèi)橡膠層(16)的永久伸長等于或小于90％。從而可確保對配管有足夠的收緊力，盡而增強(qiáng)密封性能和防燃料滲透能力，同時也確保軟管安裝到配管上的容易性。
文檔編號F16L11/04GK101070936SQ20071009188
公開日2007年11月14日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者坂崎一茂, 森浩芳, 飯尾真治 申請人:東海橡膠工業(yè)株式會社