JP2003287165A - 燃料用ホース - Google Patents
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Abstract
も耐サワー性にも優れた燃料用ホースを提供する。 【解決手段】少なくとも1つの構成層を備えた燃料用ホ
ースであって、上記ホースの最内層が、下記の(A)を
用いて形成されている燃料用ホースである。 (A)ダイマー酸成分を有するポリブチレンテレフタレ
ート系熱可塑性エラストマー。
Description
ール混合ガソリン(ガソホール)、アルコール、水素、
液体石油ガス(LPG)、圧縮天然ガス(CNG)、軽
油、ジメチルエーテルのような自動車等の燃料輸送用配
管等に用いられる燃料用ホースに関するものである。
規制は厳しくなってきており、これに対応する低透過な
自動車用燃料用ホースが各種検討されている。このよう
な燃料用ホースとしては、例えば、燃料の透過が少な
く、低透過性材料である、ポリブチレンナフタレート
(PBN)やポリブチレンテレフタレート(PBT)等
のポリエステル系樹脂を用いたホースが提案されてい
る。しかし、上記PBNやPBT等のポリエステル系樹
脂は、非常に剛性があるため、ポリエステル系樹脂のみ
を用いて単層構造のホースを形成した場合、ホースの柔
軟性が劣る。したがって、ポリエステル系樹脂の厚みを
薄くして、熱可塑性樹脂層との積層構造にするのが一般
的である。
BNやPBT等のポリエステル系樹脂は、他の材料との
接着性が悪いため、上記ポリエステル系樹脂層と、上記
熱可塑性樹脂層との積層化には、両層の界面に接着剤層
を形成する必要があり、その分だけ製造工程が複雑化す
るといった問題があった。そこで、上記PBNやPBT
等のポリエステル系樹脂層の内周面に、ポリエステル系
熱可塑性エラストマー材料からなる最内層を形成したホ
ースが提案されている。このホースは、最内層と、その
外周面に形成されるPBNやPBT等のポリエステル系
樹脂層とが、同じポリエステル系材料であるため、最内
層材料であるポリエステル系熱可塑性エラストマー材料
と、PBN等のポリエステル系樹脂とを、二層同時に押
し出すことにより、接着剤レスにて、両層を積層接着す
ることが可能である。しかしながら、本発明者らは、上
記ホースについて研究を重ねた結果、ポリエステル系熱
可塑性エラストマー材料を最内層に用いてなるホース
は、燃料用途で重要特性である、ガソリンが酸化されて
生成するサワーガソリンに対する耐性(耐サワー性)が
不充分であることを突き止めた。
もので、自動車用燃料等に対する低透過性に優れ、しか
も耐サワー性にも優れた燃料用ホースの提供をその目的
とする。
めに、本発明の燃料用ホースは、少なくとも1つの構成
層を備えた燃料用ホースであって、上記ホースの最内層
が、下記の(A)を用いて形成されているという構成を
とる。 (A)ダイマー酸成分を有するポリブチレンテレフタレ
ート系熱可塑性エラストマー。
ステル系熱可塑性エラストマー材料により形成されてな
るホースを用いて、耐サワー性が劣る原因について研究
を続けた。その結果、上記ポリエステル系熱可塑性エラ
ストマー中の、ソフトセグメントであるポリエーテル
が、サワーガソリン中の過酸化物によって侵され、ホー
ス劣化が生じることを突き止めた。そして、さらなる研
究開発の結果、ポリブチレンテレフタレート(PBT)
をハードセグメントに用いてなる、PBT系熱可塑性エ
ラストマーの少なくとも一部にダイマー酸成分を導入
し、ポリエーテル等のソフトセグメントの含有量を少な
くするか全量置換することで、サワーガソリン中の過酸
化物によって侵されにくくなり、ホース劣化が生じなく
なるため、耐サワー性が向上することを見いだし、本発
明に到達した。
しく説明する。
示すように、内層1の外周面にバリア層2が形成され、
さらにその外周面に外層3が形成されて構成されてい
る。そして、本発明においては、上記内層1が、ダイマ
ー酸成分を有するポリブチレンテレフタレート系熱可塑
性エラストマーを用いて形成されていることが最大の特
徴である。
分を有するポリブチレンテレフタレート系熱可塑性エラ
ストマー(ダイマー酸成分含有PBT系TPE)が用い
られる。
して二量体になったものをいい、例えば、脂肪族ダイマ
ー酸、脂環族ダイマー酸、芳香族ダイマー酸等があげら
れる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられ
る。
下記の一般式(1)または一般式(2)で表されるダイ
マー酸等があげられる。これらは単独でもしくは2種以
上併せて用いられる。
下記の一般式(3)、一般式(4)、一般式(5)、一
般式(6)で表されるダイマー酸等があげられる。これ
らは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
下記の一般式(7)で表されるダイマー酸等があげられ
る。
は、ユニケマ社製のPRIPOL 1008〔炭素数3
6で、芳香族タイプ/脂環族タイプ/脂肪族タイプ=9
/54/37(モル比)の水添ダイマー酸〕、ユニケマ
社製のPRIPOL 1009〔炭素数36で、芳香族
タイプ/脂環族タイプ/脂肪族タイプ=13/64/2
3(モル比)の水添ダイマー酸〕、ユニケマ社製のPR
IPOL 1098〔炭素数36で、芳香族タイプ/脂
環族タイプ/脂肪族タイプ=13/64/23(モル
比)の未水添ダイマー酸〕、ユニケマ社製のPRIPL
ASTA 3008(上記PRIPOL 1008のジ
メチルエステル)、ユニケマ社製のPRIPLASTA
1899(上記PRIPOL 1009のジメチルエ
ステル)等があげられ、特に好ましくはPRIPOL
1008、PRIPOL 1009、PRIPLAST
A 3008、PRIPLASTA 1899等の水添
ダイマー酸である。
は、例えば、PBTの原料であるテレフタル酸(TP
A)の一部を、ダイマー酸で置換することにより得るこ
とができる。また、上記ダイマー酸成分含有PBT系T
PEには、例えば、ソフトセグメントであるポリエーテ
ルもしくはポリエステルを共重合させることもできる。
PE中のソフトセグメントの割合は、耐サワー性の観点
から、20重量%以下にすることが好ましい。
ルとしては、例えば、ポリテトラメチレングリコール
(PTMG)等があげられる。また、上記ダイマー酸と
共重合させるポリエステルとしては、例えば、ポリブチ
レンアジペート(PBA)、ポリ−ε−カプロラクトン
等があげられる。
のダイマー酸の含有量は、1〜12mol%の範囲内が
好ましく、特に好ましくは1.5〜11mol%の範囲
内である。すなわち、ダイマー酸の含有量が1mol%
未満であると、柔軟性に劣る傾向がみられ、逆にダイマ
ー酸の含有量が12mol%を超えると、PBTの結晶
性が低下し、耐ガソリン性や機械的強度が低下する傾向
がみられるからである。
曲げ弾性率は、200〜2000MPaの範囲内が好ま
しく、特に好ましくは300〜2000MPaの範囲内
である。
た静電気をホース外部へ放電して逃がし、静電気による
燃料(ガソリン等)への引火等の事故を防止する目的
で、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属粉
等の導電剤を配合して、導電化しても差し支えない。
2用材料としては、特に限定はないが、ポリエスル系樹
脂が好ましく、特に好ましくは、ポリブチレンナフタレ
ート(PBN)、ポリブチレンテレフタレート(PB
T)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエチ
レンテレフタレート(PET)等である。また、バリア
層2用材料としては、これらポリエスル系樹脂をマトリ
ックスとしたエラストマブレンド物を使用することも可
能である。
フタレート(DMT)と、1,4−ブタンジオールとを
原料とするDMT法や、テレフタル酸(TPA)と、
1,4−ブタンジオールとを原料とする直接重合法等に
より得ることができる。
メチルナフタレート(DMN)と、1,4−ブタンジオ
ールとを原料とするエステル交換法や、2,6−ナフタ
レンジカルボン酸と、1,4−ブタンジオールとを原料
とする直接重合法等により得ることができる。
チルナフタレート(DMN)と、エチレングリコールと
を原料とするエステル交換法や、2,6−ナフタレンジ
カルボン酸と、エチレングリコールとを原料とする直接
重合法等により得ることができる。
レフタレート(DMT)と、エチレングリコールとを原
料とするDMT法や、テレフタル酸(TPA)と、エチ
レングリコールとを原料とする直接重合法等により得る
ことができる。
様、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属粉
等の導電剤を配合して、導電化しても差し支えない。
3用材料としては、特に限定はないが、熱可塑性ポリエ
ステル系エラストマーが好ましく、特に好ましくは、ポ
リブチレンナフタレート系熱可塑性エラストマー(PB
N系TPE)、ポリブチレンテレフタレート系熱可塑性
エラストマー(PBT系TPE)等である。
カーボンブラック、カーボンナノチューブ、金属粉等の
導電剤を配合して、導電化しても差し支えない。
ようにして製造することができる。すなわち、まず、ダ
イマー酸成分含有PBT系TPEを必須成分とする内層
1用材料と、ポリブチレンナフタレート(PBN)樹脂
等のポリエステル系樹脂材料からなるバリア層2用材料
と、PBT系熱可塑性エラストマー等のポリエステル系
熱可塑性エラストマー材料からなる外層3用材料とを、
それぞれ準備する。ついで、これらを押し出し成形機を
用いて3層同時押し出し、真空サイジング等でサイジン
グと同時に、冷却水槽中で冷却固化することにより、目
的とする燃料用ホース(図1参照)を作製することがで
きる。なお、本発明の燃料用ホースは、コルゲータを用
いて、ホースの少なくとも一部に蛇腹構造を形成した構
造であっても差し支えない。
リア層2と外層3とを、3層同時押し出しによって成形
する方法について説明したが、これに限定するものでは
なく、例えば、マンドレルを用いてマンドレル上に内層
1を押し出し成形した後、この内層1の外周面にバリア
層2、外層3を順次押し出し成形しても差し支えない。
ース各層の厚みは、内層1の厚みは、通常、0.01〜
0.5mmであり、好ましくは0.1〜0.4mmであ
る。上記バリア層2の厚みは、通常、0.01〜0.5
mmであり、好ましくは0.05〜0.4mmである。
また、上記外層3の厚みは、通常、0.1〜3mmであ
り、好ましくは0.3〜1mmである。そして、本発明
の燃料用ホースの内径は、通常、3〜60mmであり、
好ましくは4〜30mmである。
上記ダイマー酸成分含有PBT系TPEを用いて形成さ
れているものであれば、前記図1に示した3層構造に限
定されるものではなく、単層構造、2層構造、もしくは
4層以上の多層構造であっても差し支えない。本発明の
燃料用ホースとしては、例えば、バリア層2の内周面に
第1の中間層、バリア層2の外周面に第2の中間層をそ
れぞれ介在させてなる5層構造(内層1/第1の中間層
/バリア層2/第2の中間層/外層3)の燃料用ホース
が好適に用いられる。
層用材料としては、PBTとポリオレフィン系エラスト
マーのブレンド材が好適に用いられる。このPBTとポ
リオレフィン系エラストマーのブレンド材は、PBNよ
りも安価であるとともに、低温衝撃性に優れ、しかもバ
リア層との接着性にも優れているため好ましい材料であ
る。
ホースに好適に用いられるが、トラクター、耕運機等に
も用いることができる。
明する。
に示す材料を準備した。
ネボウ合繊社製、PBTS01562(ダイマー酸の種
類:ユニケマ社製のPRIPOL 1008、ダイマー
酸含有量:6mol%、曲げ弾性率:650MPa)
T(曲げ弾性率:2100MPa)
セラネックス2001(曲げ弾性率:2450MPa)
スTN8770(曲げ弾性率:2300MPa)
レンEN5030(曲げ弾性率:470MPa)
ハイトレル7277R07(曲げ弾性率:570MP
a)
製、ハイトレル5577R07(曲げ弾性率:200M
Pa)
リア層用材料および外層用材料として、後記の表1およ
び表2に示す材料をそれぞれ準備した。ついで、これら
内層用材料、バリア層用材料および外層用材料を、押し
出し機を用いて3層同時押し出し成形し、冷却水槽中で
冷却固化することにより、内層(厚み0.2mm)の外
周面にバリア層(厚み0.1mm)が形成され、さらに
その外周面に外層(厚み0.7mm)が形成されてな
る、燃料用ホース(内径6mm、外径8mm)を作製し
た。
料、バリア層用材料、第2の中間層用材料、および外層
用材料として、後記の表2に示す材料をそれぞれ準備し
た。ついで、これら内層用材料、第1の中間層用材料、
バリア層用材料、第2の中間層用材料、および外層用材
料を、押し出し機を用いて5層同時押し出し成形し、冷
却水槽中で冷却固化することにより、内層(厚み0.0
5mm)の外周面に、第1の中間層(厚み0.2m
m)、バリア層(厚み0.1mm)、第2の中間層(厚
み0.2mm)、外層(厚み0.45mm)が順次形成
されてなる、燃料用ホース(内径6mm、外径8mm)
を作製した。
較例品の燃料用ホースを用いて、下記の基準に従い、各
特性の評価を行った。これらの結果を、後記の表1およ
び表2に併せて示した。
(内径6mm)の両端部を、円錐状の治具を用いて、ホ
ース端部内径が10mmになるように拡径した後、ホー
ス端部の外周をR処理した外径8mmの金属製パイプ
(だだし、外径10mmに拡径されたバルジ加工部を2
箇所有する)を2本準備し、上記ホースの端部に1本ず
つ圧入した。そして、一方の金属製パイプにはネジ式の
目くら栓を装着し、他方の金属製パイプには金属製バル
ブを装着した。ついで、上記金属製バルブを装着した金
属製パイプ側から、ホース内にレギュラーガソリン(エ
タノール10容量%含有)を封入し、40℃で3000
時間処理(なお、1週間毎にレギュラーガソリンを交
換)した。そして、CARB SHED法 DBLパタ
ーンで、3日間ガソリン透過量を測定し、ガソリン透過
量が最大であった日の、ホース1m当たりのガソリン透
過量を算出した。なお、上記測定方法では、0.1mg
/m/日が測定限界であるため、0.1mg/m/日未
満であったものは「<0.1」と標記した。
パーオキサイド(LPO)を5重量%混合してなる模擬
変性ガソリンを調製した。そして、長さ10mの燃料ホ
ースの両端部に金属製パイプを圧入し、圧力レギュレー
ターを介して、0.3MPaの圧力で上記模擬変性ガソ
リンを、60℃で8時間循環させた後16時間封入し
た。これを1サイクルとして30サイクル行った後、燃
料ホースをサンプリングして、180°に折り曲げ、そ
の状態を目視により観察した。その結果、燃料ホースに
何ら異常の生じなかったものを○、燃料ホースが折れて
しまったものを×として耐サワー性の評価を行った。
に優れ、しかもガソリン透過量も少ないことがわかる。
なお、実施例1〜6品において、耐圧性能をさらに向上
させようとすると、バリア層を肉厚化する必要がある
が、PBNは高コスト、高剛性であるため、ホース自体
の高コスト化と高剛性化につながる。実施例7,8品
は、バリア層の内周面および外周面に、PBTとポリオ
レフィン系エラストマーのブレンド材からなる中間層を
介在させているため、バリア層の肉厚化を図ることな
く、耐圧性能を向上させることができる。また、PBT
とポリオレフィン系エラストマーのブレンド材は、低温
衝撃性に優れ、しかもバリア層との接着性にも優れお
り、PBNよりも安価であるため好ましい。
ン透過量は少ないが、耐サワー性に劣ることがわかる。
これは、PBN系TPEもしくはPBT系TPEを内層
用材料に用い、実施例のように、ダイマー酸を共重合さ
せたものを用いていないため、サワーガソリン中の過酸
化物によって、TPE中のソフトセグメントが侵される
結果、耐サワー性が劣るものと考えられる。
は、ホースの最内層が、ダイマー酸成分を有するPBT
系熱可塑性エラストマーを用いて形成されている。この
ように、本発明は、上記PBT系熱可塑性エラストマー
の少なくとも一部にダイマー酸成分を導入し、ポリエー
テル等のソフトセグメントの含有量を少なくするか全量
置換しているため、サワーガソリン中の過酸化物によっ
てソフトセグメントが侵されにくくなり、耐サワー性が
向上するという優れた効果を奏する。
ル系樹脂を用いてバリア層を形成するとともに、上記バ
リア層の外周面にポリエステル系熱可塑性エラストマー
を用いて外層を形成すると、自動車用燃料等に対する低
透過性が向上する。
熱可塑性エラストマー、およびポリブチレンテレフタレ
ート系熱可塑性エラストマーの少なくとも一方を用いて
外層を形成すると、自動車用燃料等に対する低透過性が
さらに向上する。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 少なくとも1つの構成層を備えた燃料用
ホースであって、上記ホースの最内層が、下記の(A)
を用いて形成されていることを特徴とする燃料用ホー
ス。 (A)ダイマー酸成分を有するポリブチレンテレフタレ
ート系熱可塑性エラストマー。 - 【請求項2】 上記最内層の外周面に、ポリエステル系
樹脂を用いてなるバリア層が形成され、上記バリア層の
外周面にポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いて
なる外層が形成されている請求項1記載の燃料用ホー
ス。 - 【請求項3】 上記外層に用いられるポリエステル系熱
可塑性エラストマーが、ポリブチレンナフタレート系熱
可塑性エラストマー、およびポリブチレンテレフタレー
ト系熱可塑性エラストマーの少なくとも一方である請求
項2記載の燃料用ホース。 - 【請求項4】 上記最内層が、上記(A)とともに導電
剤を用いて形成されている請求項1〜3のいずれか一項
に記載の燃料用ホース。
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