JPH06286061A

JPH06286061A - 自動車燃料配管用ホース

Info

Publication number: JPH06286061A
Application number: JP7401693A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Takahashi; 昭彦高橋; Kazufumi Kasumi; 一史可須水; Koyo Murakami; 公洋村上
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1994-10-11
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JP3166390B2

Abstract

(57)【要約】【目的】耐ガソリン透過性および柔軟性の双方に優
れ、しかも低コストの自動車燃料配管用ホースを提供す
る。【構成】内層１と、上記内層１の外周に形成された中
間層２と、上記中間層２の外周に形成された外層３とを
備えた自動車燃料配管用ホースであって、上記内層１が
ポリアミド樹脂によって形成され、上記中間層２がポリ
アミド系熱可塑性エラストマーによって形成され、上記
外層３がゴム弾性材によって形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車のガソリンタ
ンクとエンジンを接続するエバポホース，ブリーザーホ
ース，フューエルホース等の低圧用ホースに用いられる
自動車燃料配管用ホースに関するものである。

【０００２】

【産業上の利用分野】自動車の燃料配管は、おおむね金
属パイプとそれら金属パイプを接続するホースから構成
されている。このようなホースとして、例えば、ガソリ
ンタンクからエンジンまでを接続するエバポホース，ガ
ソリンタンクのエアー抜き部分に用いられるブリーザー
ホース，エンジンからガソリンタンクまでを接続する低
圧用フューエルホース等があげられる。上記ホースは、
例えばアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）か
らなる内管ゴム層と、上記内管ゴム層の外周のポリエス
テル糸のブレード編みあるいはスパイラル編み等からな
る補強糸層と、上記補強糸層の外周のゴム弾性材からな
る外管ゴム層とから構成されている。上記ゴム弾性材と
しては、低圧用フューエルホースの場合、クロロプレン
ゴム（ＣＲ），エピクロルヒドリンゴム（ＣＨＣ），ク
ロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）等が用いら
れている。また、エバポホースおよびブリーザーホース
としては、ＣＲ，ＣＨＣ，ＣＳＭ，ＮＢＲとポリ塩化ビ
ニル（ＰＶＣ）の混合物等が用いられている。

【０００３】これらホースに関して、気化したガソリン
がホースを透過して外部に漏洩するという現象が生じて
いる。最近では、特に自動車の数が増加しており、この
ようなホースから漏洩するガソリンによる環境悪化が大
きな問題となっている。そのため、このような自動車か
ら漏洩する気化ガソリンの量を規制することが法案化さ
れており、特に１９９４年からは、アメリカ合衆国カリ
フォルニア州においては、エバポホースからの未燃焼蒸
散ガソリンの透過量が厳しく規制されることになり、従
来のガソリン透過量の約１／１０以下に規制される。ま
た、１９９６年から燃費の基準ラインが一層厳しく規制
される予定になっており、燃費向上の観点から軽量化が
要望されている。これらの理由から、上記内管ゴム層の
形成材料であるＮＢＲに代えてフッ素樹脂（ＦＫＭ）を
用いたホースが提案されている。このＦＫＭからなるホ
ースは、気化ガソリンの透過量を抑制することはできる
が、ＦＫＭが高価なためコストが高くついてしまう。し
たがって、上記ＦＫＭにかわる耐ガソリン透過性に優れ
たものが検討されている。しかし、ＦＫＭにかわるもの
については、耐ガソリン透過性に優れていても、剛性が
高いために、柔軟性に劣る、耐キンク性（耐座屈性）に
劣る、金属パイプに差し込み難いという組付作業性に劣
る、またシール性に劣るという種々の問題を有してい
る。

【０００４】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、耐ガソリン透過性，柔軟性，耐キンク性，組
付作業性およびシール性の全てに優れた低コストの自動
車燃料配管用ホースの提供をその目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の自動車燃料配管用ホースは、内層と、上
記内層の外周に形成された中間層と、上記中間層の外周
に形成された外層とを備えた自動車燃料配管用ホースで
あって、上記内層がポリアミド樹脂によって形成され、
上記中間層がポリアミド樹脂エラストマーによって形成
され、上記外層がゴム弾性材によって形成されていると
いう構成をとる。

【０００６】

【作用】すなわち、本発明者らは、耐ガソリン透過性は
もちろん、耐キンク性，組付作業性および柔軟性に優れ
た自動車燃料配管用ホースを得るために一連の研究を重
ねた。その結果、内層の形成材料に耐ガソリン透過性に
優れたポリアミド樹脂を用い、外層に耐キンク性に富ん
だゴム弾性材を用い、さらに上記両層間に形成する中間
層の形成材料として高い耐ガソリン透過性および柔軟性
を有するポリアミド樹脂エラストマーを用いると、所期
の目的が達成されることを見出しこの発明に到達した。

【０００７】つぎに、この発明を詳しく説明する。

【０００８】この発明の自動車燃料配管用ホースは、ポ
リアミド樹脂からなる内層と、上記内層の外周にポリア
ミド樹脂エラストマーからなる中間層と、上記中間層の
外周にゴム弾性材からなる外層の三層構造により構成さ
れている。

【０００９】上記内層の形成材料としては、耐ガソリン
透過性に優れたポリアミド樹脂が用いられる。上記ポリ
アミド樹脂としては、例えばナイロン６，ナイロン１
１，ナイロン１２，ナイロン６６等があげられる。

【００１０】上記中間層形成材料としては、ポリアミド
樹脂エラストマーが用いられる。このポリアミド樹脂エ
ラストマーを用いることにより柔軟性が付与される。し
かも、上記ポリアミド樹脂エラストマーは、導電機能の
特性を有しているため、帯電防止が図れる。上記ポリア
ミド樹脂エラストマーは、ゴム成分（Ａ）とポリアミド
樹脂（Ｂ）とを主成分とするものである。上記ポリアミ
ド樹脂としては、ナイロン６，ナイロン１１，ナイロン
１２等があげられる。また、上記ゴム成分としては、エ
チレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ），水素添
加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（以下「水添ＮＢ
Ｒ」と称す）等があげられる。これらは単独でもしくは
併せて用いられる。上記水添ＮＢＲは、アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴムの分子中の二重結合部分に水素原子
が付加されたものであって、この水添ＮＢＲを用いるこ
とにより上記ポリアミド樹脂の柔軟性を向上させること
ができる。この水添ＮＢＲとしては、一般的に使用され
ているものを用いることができるが、通常、結合アクリ
ロニトリル量が２５〜５５重量％（以下「％」と略す）
程度のものであって、また二重結合部分の９０％以上が
水素添加されているものを用いるのが好ましい。そし
て、上記ゴム成分（Ａ）とポリアミド樹脂（Ｂ）の配合
割合は、重量比で、Ａ／Ｂ＝１０／９０〜７０／３０の
割合に設定することが好ましい。すなわち、ゴム成分の
配合割合が１０未満（ポリアミド樹脂が９０を超える）
では、耐ガソリン透過性は良好となるが柔軟性が劣り、
ゴム成分の配合割合が７０を超える（ポリアミド樹脂が
３０未満）と、柔軟性は良好となるが耐ガソリン透過性
が劣る傾向がみられるからである。

【００１１】なお、上記ポリアミド樹脂エラストマーに
おいて、ポリアミド樹脂（Ｂ）と上記ＥＰＤＭおよび水
添ＮＢＲのゴム成分（Ａ）の相溶性が悪い場合には、上
記ＥＰＤＭおよび水添ＮＢＲとして、１０％を超えない
割合でマレイン酸が付加されたもの（マレイン酸変性さ
れたもの）を用いることにより、両者の相溶性を効果的
に向上させることができる。このように、１０％以下の
割合でマレイン酸が付加されたゴム材料を用いることが
好ましく、ＥＰＤＭおよび水添ＮＢＲに含有されるマレ
イン酸が１０％を超えると押出成形時にゲルが発生して
しまい、成形できなくなる場合が生じ好ましくない。

【００１２】さらに、上記ゴム成分（Ａ）およびポリア
ミド樹脂（Ｂ）以外に、上記ゴム成分（Ａ）を加硫させ
るために、加硫剤を配合することもできる。上記加硫剤
としては、イオウ，過酸化物，フェノール樹脂，キノイ
ド等があげられる。また、可塑剤を配合することもでき
る。上記可塑剤としては、ベンゼンスルホン酸アミド等
があげられる。そして、上記加硫剤を配合する場合、そ
の配合割合は、ゴム成分（Ａ）１００重量部（以下
「部」と略す）に対して０〜５部の割合に設定すること
が好ましい。また、上記可塑剤の配合割合は、ポリアミ
ド樹脂（Ｂ）中０〜２０％の割合に設定することが好ま
しい。すなわち、可塑剤の含有量が２０％を超えると、
管内を流れるガソリンにより可塑剤が抽出され、この抽
出物が配管系中のインジェクター等を詰まられる傾向が
みられるからである。

【００１３】また、上記加硫剤，可塑剤以外に、必要に
応じて加硫促進剤，老化防止剤，加工助剤等の各種添加
剤を適宜に配合することができる。

【００１４】上記中間層の外周に形成される外層の形成
材料であるゴム弾性材としては、ＮＢＲ系ゴム，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
エーテルの三元共重合体（ＥＣＯ），クロロスルホン化
ポリエチレンゴム（ＣＳＭ），ゴム状塩素化ポリエチレ
ン（ＣＰＥ），アクリルゴム（ＡＣＭ），クロロプレン
ゴム（ＣＲ），ＥＰＤＭ，イソブチレン−イソプレンゴ
ム（ＩＩＲ），ハロゲン化ブチルゴム等があげられる。

【００１５】この発明の自動車燃料配管用ホースは、例
えばつぎのようにして製造される。すなわち、まずポリ
アミド樹脂を原料として押出成形機によりマンドレル上
に押し出し内層管状体を作製する。つぎに、ゴム成分お
よびポリアミド樹脂，その他の添加剤を所定の割合で配
合しポリアミド樹脂エラストマーを作製する。このポリ
アミド樹脂エラストマーを用い、上記内層管状体の外周
面に、ポリアミド樹脂エラストマーを押し出して中間層
を形成する。そして、上記中間層の外周に、ゴム弾性材
を押し出すことにより外層を形成し、ついで加熱加硫に
よって一体化してマンドレルを抜き取ることにより三層
構造の自動車燃料配管用ホースが製造される。この場合
の加硫条件は、通常、温度１５０〜１６０℃，時間３０
〜６０分間に設定される。また、押出成形機により三層
構造のホースを同時に押出成形してもよい。

【００１６】図１は上記のようにして得られる自動車燃
料配管用ホースの一部切り欠き図で、図２はその断面図
である。図において、１はポリアミド樹脂からなる内
層、２はポリアミド樹脂エラストマーからなる中間層、
３はゴム弾性材からなる外層を示している。そして、こ
の発明の自動車燃料配管用ホースでは、各層の厚みは、
内層１の厚みを基準とし、上記中間層２の厚みを内層１
の厚みを１として１〜１０の範囲内に設定し、上記外層
の厚みを内層１の厚みを１として１〜３５の範囲内に設
定することが好ましい。このように、柔軟性に劣る内層
１の厚みを他の層（中間層２および外層３）よりも薄肉
に形成することにより優れた柔軟性の向上が図れるよう
になる。具体的には、内層１が厚み０．１〜０．５ｍｍ
の範囲内、中間層２が０．１〜１．５ｍｍの範囲内、そ
して外層３が１．０〜３．８ｍｍの範囲内に設定するこ
とが好ましい。特に好ましくは、内層１は０．１ｍｍ、
中間層２は０．３ｍｍ、外層３は２．８ｍｍである。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明の自動車燃料配
管用ホースは、ポリアミド樹脂からなる内層の外周に、
ポリアミド樹脂エラストマーからなる中間層が形成さ
れ、さらに上記中間層の外周にゴム弾性材からなる外層
が形成された三層構造を有するものである。そして、上
記ポリアミド樹脂エラストマーが柔軟性を備えているた
め、ホース全体の柔軟性が向上し、しかも内層のポリア
ミド樹脂の薄肉化を実現でき、従来の耐ガソリン透過性
と同等以上の性能を有しながら、同時に耐キンク性の向
上を実現することができる。さらに、上記ポリアミド樹
脂エラストマーが導電機能を有するため、ガソリン等の
燃料とホース内壁との摩擦により発生する静電気の帯電
防止を実現できる。その結果、スパークの発生が防止さ
れる。したがって、スパークにもとづく漏洩ガソリンの
発火等を回避することができ、安全性を大幅に向上させ
ることができるようになる。

【００１８】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００１９】まず、実施例に先立ってポリアミド樹脂エ
ラストマーを作製した。〔ポリアミド樹脂エラストマーの作製〕下記の表１に示
すポリアミド樹脂（ＰＡ），水添ＮＢＲおよびＥＰＤ
Ｍ、さらに各種添加剤を用い、同表に示す割合で配合し
て加熱溶融しポリアミド樹脂エラストマーを作製した。
なお、下記の表１中において、ＰＡ６はナイロン６、Ｐ
Ａ１１はナイロン１１である。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【実施例１〜７】上記表１に示す各ポリアミド樹脂エラ
ストマーと下記の表２および表３に示す各原料を用い、
前記の製法に従って図１に示す三層構造の自動車燃料配
管用ホースを得た。なお、内層および中間層の曲げ弾性
率と、外層の硬度をそれぞれ測定し同表に示した。上記
曲げ弾性率はプラスチックの曲げ試験方法における３点
曲げ試験方法に基づいて測定した。また、上記硬度はＪ
ＩＳ規格に従って測定した。

【００２２】

【表２】

【００２３】

【表３】

【００２４】

【比較例１】ＮＢＲとＰＶＣの混合物〔混合割合（重量
比）：ＮＢＲ／ＰＶＣ＝７０／３０〕を用いて、押出成
形機により単層構造の自動車燃料配管用ホースを作製し
た。

【００２５】

【比較例２】押出成形機によりポリアミド系樹脂からな
る管状内層を形成し、ついで上記管状内層上にゴム弾性
材からなる外層を形成して二層構造の自動車燃料配管用
ホースを作製した。

【００２６】このようにして得られた実施例１〜７およ
び比較例１〜２の自動車燃料配管用ホースについて、耐
ガソリン透過性，耐キンク性，柔軟性，気密性，組付作
業性，耐圧性を測定評価した。そして、上記測定結果か
ら、各ホースを総合的に三段階で評価した。すなわち、
○は優れている、△は普通、×は劣るとして表した。こ
れらの結果を下記の表４および表５に示す。なお、上記
各特性の評価は、下記の方法に従って測定した。

【００２７】〔耐ガソリン透過性〕図３に示すように、
規定長さ（自由長５００ｍｍ）に切断した試料（ホー
ス）１０を、燃料タンク１２の２個所のパイプ１３，１
４に嵌め込みクランプ１５で固定した。ついで、上記燃
料タンク１２内に、タンク容量の８５％まで試料用燃料
（規定ガソリン）１１を充填し、試料１０内全面に燃料
１１が接触している状態にして４０℃の恒温槽中に１６
８時間放置した。ついで、放置した後、上記試料１０を
燃料タンク１２から取り外し、図４に示す燃料タンク１
６の上面に形成された２個所のパイプ１７，１８に試料
１０の両端部を嵌め込みクランプ１５で固定した。つい
で、燃料タンク１６内に、新品の規定ガソリン１１を約
１００ｃｃ充填し、試料１０内をガソリンベーパー状に
した。そして、この状態で４０℃の恒温槽中に２４時間
毎，３日間全体の重量を測定した。そして、下記の式に
よりガソリン透過量を算出した。

【００２８】Θ＝〔Ｗｎ−Ｗ（ｎ−１）〕／Ｓ上記式において、Θは一日毎の透過量（ｇ／ｍ²／ｄａ
ｙ）、Ｓは試料５００ｍｍの外表面の面積（ｍ²）、Ｗ
ｎはｎ日後の試料セット状態の質量（ｇ）であり、ｎは
０〜３の整数である。

【００２９】そして、１００ｇ／ｍ²／ｄａｙ未満のも
のは○、１００〜３００ｇ／ｍ²／ｄａｙのものは△、
３００ｇ／ｍ²／ｄａｙを超えるものは×として表示し
た。

【００３０】〔耐キンク性〕図５に示すように、長さ１
ｍの試料（ホース）１９を用いて輪を作ってその交叉部
を手で持って、矢印の方向に試料１９を引っ張り１分間
保持した。保持した後、Ｒ部の試料１９の外径Ｄ₁（ｍ
ｍ）を測定し、保持率を求めた。ついで、さらに輪の径
を小さくしていきキンクしたＲ部の輪の径を求めた。な
お、上記保持率は、下記の式により算出した。

【００３１】保持率（％）＝（Ｄ₁／Ｄ）×１００上記式において、Ｄは初期の試料（ホース）の外径（ｍ
ｍ）である。ただし、Ｄ₁およびＤとも試料（ホース）
外径の短径である。

【００３２】そして、７０Ｒ未満のＲでキンクしたもの
は○、７０Ｒ〜１００Ｒの範囲のＲでキンクしたものは
△、１００Ｒより大きいＲでキンクしたものは×として
表示した。

【００３３】〔柔軟性〕長さ１５０ｍｍの試料（ホー
ス）を準備し、プラスチックの曲げ試験方法における３
点曲げ試験方法に基づいて測定した。すなわち、図６に
示すように、２個支持台２０にホース２１を架け渡しホ
ース２１の中心部から加圧くさび２２を３０ｍｍ／ｍｉ
ｎの速度で下降させ、このときの変位と荷重の関係を測
定した。

【００３４】そして、変位１０ｍｍのときの荷重が１５
ｋｇｆ／ｃｍ²未満のものは○、１５〜３５ｋｇｆ／ｃ
ｍ²のものは△、３５ｋｇｆ／ｃｍ²を超えるものは×
として表示した。

【００３５】〔気密性〕図７に示すように、長さ３００
ｍｍの試料（ホース）２３の両端を、固定治具２４のパ
イプ部２５に取り付け固定した。ついで、矢印方向から
固定治具２４の端部の孔に空気（または不活性ガス）を
送り、ホース２３内を規定の圧力で充填させて水槽に浸
漬した。そして、規定時間経過した後、加圧気体の漏れ
の有無を調べた。

【００３６】そして、規定の圧力が１０ｋｇｆ／ｃｍ²
より高いものは○、２〜１０ｋｇｆ／ｃｍ²のものは
△、２ｋｇｆ／ｃｍ²未満のものは×として表示した。

【００３７】〔組付作業性〕図８に示すように、長さ５
０ｍｍの試料（ホース）２６を直立させて設置し、圧縮
試験機２７に取り付けたパイプ２８を矢印方向に速度３
０ｍｍ／ｍｉｎでホース２６内に挿入した。その挿入す
る間の最大荷重を測定した。

【００３８】そして、１５ｋｇｆ未満のものは○、１５
〜３０ｋｇｆのものは△、３０ｋｇｆを超えるものは×
として表示した。

【００３９】〔耐圧性〕長さ３００ｍｍのホースを破裂
試験機に取り付け、試料（ホース）の中に加圧液（水ま
たはオイル）を充満させた。ついで、毎分７０ｋｇｆ／
ｃｍ²の昇圧速度で加圧し破裂するときの圧力を測定し
た。

【００４０】そして、５０ｋｇｆ／ｃｍ²を超えるもの
は○、１０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ²のものは△、１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ²未満のものは×として表示した。

【００４１】〔耐発火性〕各ホースに３０〜５０ｋＶの
電荷を与え、金属針を近づけ、スパーク現象を確認し
た。全くスパークの生じなかったものを○、スパークが
生じたものを×として評価した。

【００４２】

【表４】

【００４３】

【表５】

【００４４】上記表４および表５の結果から、比較例品
は耐ガソリン透過性，耐キンク性のいずれかの測定結果
が悪い。これに対して、実施例品は耐ガソリン透過性を
有しながら、耐キンク性，柔軟性，気密性，組付作業
性，耐圧性および耐発火性にも優れていることがわか
る。

【図面の詳細な説明】

【図１】この発明の自動車燃料配管用ホースの一実施例
の構成を示す切り欠き図である。

【図２】上記ホースの縦断面図である。

【図３】自動車燃料配管用ホースの耐ガソリン透過性の
測定評価方法を示す説明図である。

【図４】自動車燃料配管用ホースの耐ガソリン透過性の
測定評価方法を示す説明図である。

【図５】自動車燃料配管用ホースの耐キンク性の測定評
価方法を示す説明図である。

【図６】自動車燃料配管用ホースの柔軟性の測定評価方
法を示す説明図である。

【図７】自動車燃料配管用ホースの気密性の測定評価方
法を示す説明図である。

【図８】自動車燃料配管用ホースの組付作業性の測定評
価方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１内層２中間層３外層

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【手続補正書】

【提出日】平成５年４月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内層と、上記内層の外周に形成された中
間層と、上記中間層の外周に形成された外層とを備えた
自動車燃料配管用ホースであって、上記内層がポリアミ
ド樹脂によって形成され、上記中間層がポリアミド樹脂
エラストマーによって形成され、上記外層がゴム弾性材
によって形成されていることを特徴とする自動車燃料配
管用ホース。
【請求項２】各層の厚みが、内層を基準とし、中間層
の厚みが内層の厚みを１として１〜１０の範囲内に設定
され、外層の厚みが内層の厚みを１として１〜３５の範
囲内に設定されている請求項１記載の自動車燃料配管用
ホース。
【請求項３】ポリアミド樹脂エラストマーが、下記の
（Ａ）および（Ｂ）を主成分とするものである請求項１
または２記載の自動車燃料配管用ホース。（Ａ）エチレン−プロピレン−ジエンゴムおよび水素添
加アクリロニトリル−ブタジエンゴムの少なくとも一
方。（Ｂ）ポリアミド樹脂。