燃料軟管和注入軟管的製作方法

2023-06-16 01:00:36 2

專利名稱：：燃料軟管和注入軟管的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種燃料軟管，其包括在徑向中間或在其截面上具有低燃料滲透性的樹脂阻擋層並且輸送燃料，該燃料軟管例如用於將燃料輸送至燃料箱的樹脂橡膠複合物製成的注入軟管(fillerhose)。技術背景在適用於將注射到燃料入口的燃料輸送到汽車中的燃料箱的注入軟管中，傳統上使用一種由丙烯腈聚丁橡膠和聚氯乙烯的混合物(NBR/PVC混合物，NBR+PVC)或其他類似物製成的典型的橡膠軟管。這種NBR+PVC的橡膠軟管具有高振動吸收性，易於裝配，並具有相對優良的低的燃料(汽油)滲透性。然而，這種典型的橡膠軟管已不能充分地滿足近來對低燃料滲透性的越來越高的要求。作為這種情況的對策，開發和使用了一種作為橡膠樹脂複合物軟管的注入軟管。該注入軟管包括樹脂層，該樹脂層覆蓋於外橡膠層的內側作為內表面層。該樹脂層具有對燃料的優良的低滲透性(抗滲透性)，並且限定了阻擋層。但是，因為樹脂是一種比橡膠硬的材料，所以該樹脂阻擋層較硬。因此，在包括樹脂阻擋層的注入軟管中，該樹脂阻擋層覆蓋於外橡膠層的內側直到軟管軸向端，當該注入軟管與配管對接時，因為該配管和限定了軟管內表面的樹脂阻擋層之間的接觸不良，導緻密封性能不足。並且，由於限定注入軟管的內表面的阻擋層較硬並且在將該注入軟管裝配於配管上時抗變形力大，需要很大的力來將燃料軟管裝配於配管上或者塞入配管。這就造成一個問題，即損害了連接注入軟管和配管的容易性。出於解決這個問題的目的，如圖4所示的注入軟管在下面的專利文獻l中公開。圖中，附圖標記200表示橡膠樹脂複合物的注入軟管，附圖標記202表示外橡膠層，附圖標記204表示覆蓋於外橡膠層202的內側作為內表面層的樹脂阻擋層。在注入軟管200中，在將與金屬製成的配管206連接的端部上沒有覆蓋樹脂阻擋層204，外橡膠層202的內表面暴露，以與配管206以直接接觸的關係彈性裝配。並且，為了避免在內部流動的燃料透入到外橡膠層202的暴露的內表面與配管206之間、並且向外滲透穿過未覆蓋樹脂阻擋層204的外橡膠層202的端部的問題，在注入軟管200中，在樹脂阻擋層204的一端部形成環槽部208，在環槽部中安裝由例如氟橡膠(FKM)等材料製成並且具有低燃料滲透性的環形彈性密封構件210。注入軟管200被裝配到配管206上以使彈性密封構件210的內表面與配管206彈性地接觸。圖4中示出的典型的注入軟管通過具有螺紋緊固機構的軟管夾214連接並固定於配管206上。同時，圖4中，附圖標記212表示在配管206的前端部上沿徑向向外方向環向凸起的凸起部(鼓起部)。注入軟管200通過軟管夾214徑向向內地緊固於外橡膠層202的未覆蓋有樹脂阻擋層204的一端部的外周面而固定於配管206上。圖5特別示出了軟管夾214的結構。如圖所示，軟管夾214具有以帶和緊固結構234的形式存在的金屬緊固帶230。緊固帶230包括一端部230A和另一端部230B。一端部230A形成有周向等角度間隔的用於接收螺紋的狹縫狀槽、狹縫狀螺紋槽、或狹縫240。緊固帶230以如下方式巻成環形，即帶有螺紋槽240的一端部230A與另一端部230B的外側交疊，並且螺紋緊固機構234固定於另一端部230B上。螺紋緊固機構234包括固定於另一端部230B的殼體236;和外螺紋螺杆238，其包括被可轉動地接收在殼體236中的螺柱。外螺紋螺杆238的螺紋與前述狹縫240配合併接合。在軟管夾214的情況下，隨著外螺紋螺杆238的轉動，通過螺杆給進機構4吏一端部230A沿著另一端部230B周向逆時針方向移動(見圖5)，緊固帶230沿直徑收縮以緊固注入軟管200的端部，具體地，配管206上的如圖4所示的外橡月交層202。在圖4中示出的注入軟管200中，注入4欠管200的一端部上未層疊樹脂阻擋層204。因此，當注入軟管200被裝配在配管206上時，沒有作用很大的來自樹脂阻擋層204的阻力，從而可以用較小的力將注入軟管200容易地裝配在配管206上。並且，在注入軟管200的該端部，未形成樹脂阻擋層204,外橡膠層202的彈性內表面與配管206直接接觸，從而在配管206和注入軟管200的配合部之間具有良好的密封性能。順便提及，因為注入軟管必須設置為不與外圍部件和組件發生幹擾，所以注入軟管典型地具有預定的曲線形狀。具有該曲線形狀的典型的橡膠軟管以下面的專利文獻2中公開的方式生產。通過擠壓形成長直管狀的橡膠軟管主體，並的直管式橡膠軟管216(參考圖6)。將直管式橡膠軟管216裝配到具有預定曲線形狀的金屬芯模218上，以被變形為曲線形狀。該彎曲的管式橡膠軟管216在被裝配到芯棒218上的情況下通過加熱預定時間段而被硫化。當硫化完成時，彎曲形狀的軟管220被從芯棒218上取下，這樣獲得了作為成品的曲線形狀的軟管220。然而，在圖4示出的注入軟管200的情況下，不能採用這樣的生產方法。在圖4中示出的注入4欠管200中，首先，^又通過注射成型而形成外橡膠層202，然後，在外橡膠層202的內表面上形成樹脂阻擋層204,使之順應外橡膠層202的內表面的形狀。為了使樹脂阻擋層204成形為順應外橡膠層202的內表面形狀，可應用靜電噴塗法。以如下方式應用靜電噴塗將注射噴嘴插入到注入軟管中，具體地，插入到外橡膠層202中，然後從該注射噴嘴將樹脂粉末噴射到外橡膠層202的內表面上，從而外橡膠層202的內表面被靜電噴塗或者塗抹有樹脂粉末。在靜電噴塗過程中，採用如下方式形成樹脂膜，即，從注射噴嘴噴出帶負電荷或帶正電荷的樹脂粉末(通常是帶負電荷的樹脂粉末)，樹脂粉末由於靜電場的反電極(正電極)的作用而飛到並附著到外橡膠層202的內表面。在該靜電噴塗的步驟中，為了形成具有期望厚度或壁厚的樹脂阻擋層204,通常執行多於一輪的靜電噴塗。具體地，在樹脂粉末附著於外橡膠層202的內表面上之後，樹脂粉末通過加熱被融化然後冷卻以形成樹脂膜。然後，再通過靜電噴塗進一步將其它樹脂粉末噴射到樹脂膜而將樹脂粉末附著到樹脂膜，並通過加熱使該其它樹脂粉末融化而後冷卻從而形成另一樹脂膜。以該方式，重複靜電噴塗循環直到形成具有期望壁厚的樹脂阻擋層204。在該情況下，整體加工步驟如下所述。首先，通過注射成型而形成外橡膠層202。然後，將外橡膠層202進行乾燥和洗滌(wash)的預處理，然後再乾燥。隨後，通過靜電噴塗將樹脂粉末附著於外橡膠層202的內表面。該內表面上的樹脂粉末通過加熱被融化然後冷卻以形成樹脂膜。此後，進行第二輪樹脂粉末靜電噴塗、通過加熱融化樹脂粉末、再使樹脂粉末冷卻和結塊，從而在樹脂膜上形成另一樹脂膜，該循環不斷重複直到所需次數以獲得具有期望壁厚的樹脂阻擋層204。在完成樹脂阻擋層204之後，具有抗燃料滲透性的環形彈性密封構件210通過外橡膠層202的軸向端被插入到軟管中並被置於預定位置。如上所述，圖4示出了生產注入軟管200需要很多步驟，因此，注入軟管200的生產成本必然增加。因此，本發明的發明者在現有技術專利申請(例如，日本專利申請No.2006-89387)中設計和提議了一種橡膠樹脂複合物的注入軟管，其具有多層結構，其中，內橡膠層層疊於樹脂阻擋層的內側作為內表面層。圖7示出了注入軟管的一個具體實施例。多層結構的注入軟管246A設置有樹脂阻擋層244從而對輸送的流體具有低滲透性(阻擋性能)。進一步地，當注入軟管246A裝配上配管206時，限定了橡膠樹脂複合物的注入軟管246A內表面的內橡膠層242發生彈性變形。在此過程中，用來將軟管裝上配管的所需的力可以減小。並且，因為注入軟管246A連接於配管206以將內橡膠層242與配管206彈性地接觸，其間接觸的緊密性得以提高。並且，在多層結構的注入軟管246A中，因為樹脂阻擋層244可以形成為貫穿注入軟管246A的軸向端，則圖4示出的用於提供輸送流體的防滲透性能的較貴的環形彈性密封構件210可省略掉。另外，在多層結構的注入軟管246A中，樹脂阻擋層244可以形成為貫穿注入軟管246A的軸向端。這使得軟管246A的生產方法與圖6中所示出的方法相同。特別地，內橡膠層242、樹脂阻擋層244和外橡膠層202可通過擠壓加工彼此層疊以形成為長直管狀的橡膠軟管主體，並且該橡膠軟管主體被切成直管式橡膠軟管。至此得到非硫化或半硫化的直管式橡膠軟管。然後，該壓出物，即直管式橡膠軟管被裝配在具有預定彎曲形狀的芯棒上以變形，當該裝配於芯棒上的已變形的管狀橡膠軟管被完全硫化，就得到具有曲線形狀的注入軟管246A。該製造方法使得注入軟管246A的生產成本較以前大為降低。此外，注入軟管的與配管相配合的部分被設計為具有比配管外徑小的內徑，以使注入軟管的一端部裝配到配管上的連接緊固。典型地，注入軟管的端部內徑比配管的外徑大約小lmm到2mm。也即是說，注入軟管的端部具有大約為0.5mm到lmm的夾緊灃谷量(clampingallowance)。典型的軟管具有單橡膠層的端部。當該典型軟管的端部被軟管夾214緊固時，通過緊固帶230對該典型軟管端部的內周表面的整個周向上均勻地施加緊固力，允許典型軟管的端部的內周表面與配管206的外周表面在整個周向上有利地緊密接觸。從而確保了在軟管端部和配管206之間具有足夠的密封性能。然而，在圖7中示出的帶有橡膠-樹脂-橡膠層結構的注入軟管246A中發現下面的問題。在注入軟管246A中，由硬樹脂製成的中間阻擋層244貫穿注入軟管246A的軸向端。當注入軟管246A裝配於配管206上日於，注入軟管246A端部的外周表面被類似圖4中的軟管夾214在徑向收縮方向上緊固，以將注入軟管246A以連接的關係夾(鎖)緊到配管206上，通過軟管夾214傳遞的夾緊力被中間樹脂阻擋層244幹擾，導致注入軟管246A的端部和配管26之間不能獲得所需的足夠的密封性能。然後，本發明的發明者研究了問題的起因並有如下的發現。在圖5中示出的類型的軟管夾214中，當外螺紋螺杆238轉動時，緊固帶230的一端部230A被螺杆給進機構周向地沿另一端部230B移動，緊固帶230被徑向縮緊。隨著緊固帶230徑向縮緊，軟管夾214夾緊軟管的端部，使軟管端部的內周表面與配管206外周表面緊密接觸，從而在軟管和配管206之間提供密封。然而，如圖7A所示，在厚度方向的中間包括硬樹脂阻擋層244的橡膠樹脂複合物的注入軟管246A的情況中，當緊固帶230徑向縮緊以緊固注入軟管246A的端部時，內橡月交層242的內周表面從配管206處分開或徑向向外部分略孩i地凸起，如圖7B中的部分放大視圖所示，其導致了該區域密封性能不足。其被認為是如下原因。在緊固帶230徑向縮緊以緊固注入軟管246A的端部的過程中，注入軟管246A的位於厚度方向的中間的硬樹脂阻擋層244妨礙了緊固力充分傳遞到內橡膠層242。並且，在此期間，樹脂阻擋層244在徑向縮緊的方向呈抗變形性，注入軟管246A端部的被緊固帶230緊固的區域在整個周向上沒有被均勻地徑向縮緊，緊固帶230的處於固定狀態的端部230B附近的部分變形，從而沿徑向向外/人配管略微凸起。結果，緊固帶230的處於固定狀態的端部230B附近的部分的密封性能部分地受損。也即是說，由於位於厚度方向中間的注入軟管246A的樹脂阻擋層244所提供的對徑向縮緊方向的變形的抵抗性，注入軟管246A的端部，尤其是注入軟管246A上被緊固帶230緊固的區域趨向於扁平環形，因此，變形和扭曲集中在緊固帶230的靠近處於固定狀態的端部230B的部分。這被i^為會造成損害密封性能。[專利文獻l]JP-A，2002-54779[專利文獻2]JP-A，11-90993在前述情況下，本發明的目的是提供一種例如注入軟管等燃料軟管，該注入軟管包括貫穿在燃料軟管的整個長度上或在軟管的徑向或厚度方向上的中間位置貫穿到燃料軟管的軸向端的硬樹脂阻擋層，從而當被軟管夾夾到配管上時，可以提供足夠的密封性能。
發明內容根據本發明，提供一種適用於機動車或汽車中的燃料管路的新型燃料軟管。該燃料軟管包括多層結構，該多層結構包括具有低燃料滲透性的樹脂阻擋層、層疊於該阻擋層外側上的外橡膠層、以及層疊於該阻擋層內側並且限定了燃料軟管的內表面層的內橡膠層。該多層結構形成在燃料軟管的整個長度上。該內橡膠層的橡膠硬度比外橡膠層的硬度更高或更大。該燃料軟管是適用於輸送或運輸燃料的軟管，例如，注入軟管、通風管、抽氣管、通氣管和淨化管均包含於其中。根據本發明的一個方面，內橡膠層的橡膠硬度比外橡膠層的橡膠硬度高10度或更多。根據本發明的一個方面，內橡膠層的橡膠硬度為70度或更高，外橡膠層的橡膠硬度為75度或更低。根據本發明，還提供一種用於將燃料輸送至機動車或汽車中的燃料箱的新型注入軟管。該注入軟管包括多層結構，該多層結構包括具有低燃料滲透性的樹脂阻擋層、層疊於該阻擋層內側並且限定了注入軟管的內表面層的內橡膠層、和層疊於該阻擋層外側的外橡膠層。從注入軟管的一個軸向端延伸到另一個軸向端形成該多層結構。外橡膠層的橡膠硬度為75度或更低，內橡膠層的橡膠硬度為70度或更高，內橡膠層的橡膠硬度比外橡膠層的橡膠硬度高10度或更多。如上所述，本發明涉及一種適用於汽車中的燃料管道的燃料軟管。該燃料軟管包括具有低燃料滲透性的樹脂阻擋層、在該阻擋層外側的外橡膠層、和在阻擋層內側的作為燃料軟管內表面的內橡膠層。一種該樹脂阻擋層的多層結構，外橡膠層和內橡膠層形成於燃料軟管的整個長度上。內橡膠層的橡膠硬度比外橡膠層的橡膠硬度高，例如，高10度或更多。並且，例如，內橡膠層的橡膠硬度為70度或更高，外橡膠層的橡膠硬度為75度或更低。在此，橡膠硬度通過根據JISK6253的A型(彈簧秤)硬度計測定。本發明還涉及一種注入軟管。該注入軟管包括具有低燃料滲透性的樹脂阻擋層、在阻擋層內側的作為注入軟管內表面的內橡膠層、和在該阻擋層外側的外橡膠層。樹脂阻擋層的多層結構、外橡膠層和內橡膠層形成為從注入軟管的一軸向端到另一軸向端。外橡膠層的橡膠硬度為75度或更低，內橡膠層的橡膠硬度為70度或更高，內橡膠層的橡膠硬度比外橡膠層的橡膠硬度高10度或更多。在此，橡膠硬度同樣通過根據JISK6253的A型(彈簧秤)硬度計測定。根據本發明，當燃料軟管或注入軟管裝配到配管上時，軟管的端部被軟管夾夾緊，在整個周向上均勻和所需的表面壓力下，軟管端部的內周表面可以彼此緊密接觸地與配管的外周表面相夾緊，這樣就確保了期望的密封性能。在本發明中，因為外橡膠層由具有低橡膠硬度和高變形性的軟橡膠材料形成，或該外橡膠層可以由具有低橡膠硬度和高變形性的材料形成，所以外橡膠層有利地跟隨軟管夾的緊固動作而變形，防止在該外橡膠層的外周表面產生扭曲並傳遞到位於軟管厚度方向上或橫截面中間的硬樹脂阻擋層以及通過外橡膠層傳到樹脂阻擋層內側的內橡膠層。也即是，由於該外橡膠層跟隨軟管夾的緊固動作而有利地徑向縮緊，該外橡膠層不被在周向上偏移或移動的軟管夾大程度地拖曳，從而在內橡膠層上幾乎不會發生扭曲。結果，其允許了通過軟管夾在整個周向上均勻的緊固力來徑向地緊縮位於軟管厚度方向中間的樹脂阻擋層和位於該樹月旨阻擋層內側的內橡膠層，還使軟管的內周表面，也即內橡膠層的內周表面與配管的外周表面沿整個周向均勻地緊密接觸。而且，由於內橡膠層由比外橡膠層的橡膠硬度高的橡膠材料形成，當內橡膠層被略微緊固時，在配管的外周表面和內橡膠層的內周表面之間可產生高表面壓力，從而允許內橡膠層在整個周向上牢固地收緊配管。從而確保了在軟管端部和配管之間所期望的高密封性能。在此，內橡膠層的橡膠硬度比外橡膠層的橡膠硬度高IO度或更多。或內橡膠層的橡膠硬度可以比外橡膠層的橡膠硬度高IO度或更多。通過這種方式的橡膠硬度關係，允許外橡膠層足夠軟，而內橡膠層足夠硬。並且，內橡膠層的橡膠硬度為70度或更高，外橡膠層的橡膠硬度為75度或更低。或者，內橡膠層的橡膠硬度可以為70度或更高，外橡膠層的橡膠硬度可以為75度或更低。具有低於70度的橡膠硬度的內橡膠層太軟，當通過軟管夾緊固軟管端部時，在內橡膠層的內周表面和配管的外周表面之間可能不會產生高表面壓力。還有，具有高於75度的橡膠硬度的外橡膠層太硬，當通過軟管夾緊固軟管端部時，外橡膠層可能會被在周向上移位或移動的軟管夾大程度地拖曳。當軟管端部被一個蝸輪式軟管夾緊固時，趨向於發生前述現象所導致的密封缺陷，該蝸輪式軟管夾具有如圖5所示的螺紋式緊固機構和緊固帶。因此，當被應用於通過這樣的夾子夾緊在配管上的燃料軟管(例如，注入軟管)時，本發明產生了很大的效果。在本發明中，外橡膠層由具有低橡膠硬度和高變形性的軟彈性橡膠材料形成。因此，本發明的軟管易於處理和易於裝配。在裝配之後，其附加的效果是該軟管幾乎不會受到例如發動機等外部部件共振的負面影響，進而，在撞車中可以保持該軟管非常安全不受損害。現在，下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。圖l示出了根據本發明的一個實施例的注入軟管的透視圖，其局部被剖切；圖2A是圖l中的注入軟管的整體截面圖；圖2B是圖l中的注入軟管的整體前視圖；圖3A示出了根據本發明的另一注入軟管的透視圖，其局部被剖切；圖3B示出了根據本發明的又一注入軟管的透視圖，其局部被剖切；圖4A示出了傳統的注入軟管的一個例子的視圖；圖4B示出了圖4A中的傳統的注入軟管的局部放大視圖；圖5A和圖5B示出了軟管夾的視圖；圖6是示出用於生產帶有曲線形狀的傳統軟管的典型方法的視圖；圖7A示出了另一個傳統的注入軟管的視圖；圖7B示出了圖7A的注入軟管的截面圖。具體實施方式在圖l和圖2中，附圖標記10表示用於輸送將從燃料入口被噴射入汽車或機動車中的燃料箱的燃料的注入軟管(後文簡稱為軟管)。該軟管10還可以用作其它軟管，例如通風管、抽氣管、通氣管或淨化管。軟管10包括多層結構，該多層結構包括具有低燃料滲透性的樹脂阻擋層12、層疊在該樹脂阻擋層12外側的外橡膠層14、和層疊在該樹脂阻擋層12內側的限定軟管10的內表面層的內橡膠層16。該多層結構形成貫穿軟管10的一端到另一端。在此，整個軟管10具有一個曲線或者彎曲的形狀。具體地，軟管IO在軟管10的預定的軸向或縱向位置上具有曲線部10-1、10-2和10-3。並且，軟管10具有由軟管10的軸向相對端部限定的直部或直筒部(在軟管10的軸向上筆直延伸的部分)10-4和10-5。軟管10還分別在曲線部10-l和10-2之間具有直部10-6,在曲線部10-2和10-3之間具有直部10-7。軟管IO的一個軸向端部的內徑ID2和外徑OD2分別比另一個軸向端部的內徑IDi和外徑ODi大。在本實施例中，在軟管10中，每個曲線部10-1、10-2和10-3隨著沿圖2中的左邊方向行進而漸進且連續地在內徑和外徑上增力口。在此實施例中，丙烯腈聚丁橡膠(NBR)用於內橡膠層16,熱塑性氟樹脂由以下組成或基本上由以下組成四氟乙烯、六氟丙烯和偏氟乙烯的共聚物(THV),該熱塑性氟樹脂被用於阻擋層12,而NBR+PVC用於外橡膠層14。在此，各層間(一層和相鄰層)的結合強度或粘合強度大於10N/25mm,各層彼此穩固結合。同時，在相對於結合強度來進行評價的每個樣品中，在各個層的交界面上不發生剝離，但是母材遭到破壞。內橡膠層16、阻擋層12和外橡膠層14可以由下列材料及其組合製成或構成。具體地，對於內橡膠層16，例如NBR(丙烯腈質量比重等於或大於30%)、NBR+PVC(丙烯腈質量比重等於或大於30%)、FKM、或氫化丙烯腈聚丁橡膠(H-NBR)等材料可適用。內橡膠層16的壁厚可以為l.O到2.5mm左右。對於作為中間層的阻擋層12,例如THV、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、三氟氯乙烯(CTFE)、乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚萘二曱酸丁二酯(PBN)、聚對苯二曱酸丁二酯(PBT)、或聚苯硫醚(PPS)等材料可適用。阻擋層12的壁厚可以為0.03到0.3mm左右。THV與EVOH和PVDF相比為柔性，適於作為具有樹脂和橡膠層的軟管的阻擋材料。與聚四氟乙烯(PTFE)和EVOH相比，ETFE和THV容易被擠壓，容易層疊於橡膠上，並且具有優異的橡膠粘合性。另一方面，PBN和PBT相比THV柔性較差。然而，PBN和PBT防燃料滲透性能優越，相比於THV可以為薄壁。因此，柔性軟管也可以由類似於THV的PBN和PBT形成。另一方面，對於外橡膠層14,例如NBR+PVC、氯醚橡膠(ECO)、氯磺化聚乙烯橡膠(CSM)、NBR+丙烯酸酯橡膠(NBR+ACM)、NBR+三元乙丙才象月交(NBR+EPDM)、丁基橡膠(IIR)、EPDM或IIR+EPDM等材料可適用。外橡膠層14的壁厚可以是1.0到3.0mm左右。在本實施例中，外橡膠層14的橡膠硬度在等於75度或更低範圍內，內橡膠層16的橡膠硬度在等於70度或更高的範圍內，內橡膠層16的橡膠硬度比外橡膠層14的橡膠硬度高IO度或更多。然而，只要內橡膠層16的橡膠硬度高於外橡膠層14的橡膠硬度，則外橡膠層14的橡膠硬度或內橡膠層16的橡膠硬度可以設為不同的數值，並且內橡膠層16的橡膠硬度與外橡膠層14的橡膠硬度之間的差值也可設為不同值。根據本發明，在軟管10中，內橡膠層16由單層組成。然而，如圖3A所示，內橡月交層16可以具有兩層結構，該兩層結構由限定了最內層表面的第一層(橡膠層)16-1和在第一層16-1的外側的第二層(橡膠層)16-2組成。在該四層軟管10中，各層(一層和相鄰層)之間的結合強度大於10N/25mm,各層彼此緊密結合。在相對於結合強度來進行評價的每個樣品中，在各個層的交界面上不發生剝離，但是母材遭到破壞。在該四層軟管10中，用於各層的材料可由下列材料結合而成。對於第一層16-1,例如FKM、NBR(丙烯腈質量比重等於或大於30%)，或NBR+PVC(丙烯腈質量比重等於或大於30%)等材料可適用。第一層16-1的壁厚可以為0.2到l.Omm左右。另一方面，對於第二層16-2，例如NBR(丙烯腈質量比重等於或大於30%),或NBR+PVC(丙烯腈質量比重等於或大於30%)等材料可適用。第二層16-2的壁厚可以為l到2mm左右。在圖3A示出的實施例中，通過使用FKM作為第一層16-1,可有效地阻止燃料滲透穿過軟管IO的與配管相連接的裝配區域。也即是，通過中間阻擋層12可防止內部燃料向外滲透穿過整個軟管10,並進一步地通過具有低燃料滲透性的FKM阻止燃料滲透穿過軟管10的裝配區域。同時，考慮到將軟管10裝配到配管上的容易性，內橡膠層16優選地在軟管10的裝配區域具有等於或大於lmm的壁厚。採用相當大厚度的FKM來形成整個內橡膠層16使得軟管IO的造價昂貴。然而，在圖3A所示的實施例中，第二層16-2可以採用例如NBR(丙烯腈質量比重等於或大於30%)或NBR+PVC(丙烯腈質量比重等於或大於30%)形成。由於NBR較FKM便宜，所以可以在維持軟管IO的裝配區域的低燃料滲透性的同時降低軟管10的生產造價。在圖3A的實施例中，中間阻擋層12和外橡膠層14可如上所述形成。同樣在如圖3A所示的實施例中，外橡膠層14的橡膠硬度等於或小於75度，內橡膠層16的橡膠硬度等於或高於70度，內橡膠層16的橡膠硬度比外橡膠層14的橡膠硬度高IO度或更多。然而，只要內橡膠層16的橡膠硬度高於外橡膠層14的橡膠硬度，則外橡膠層14的橡膠硬度或內橡膠層16的橡膠硬度可以設為不同的數值，並且內橡膠層16的橡膠硬度與外橡膠層14的橡膠硬度之間的差值也可設為不同值。圖3B示出了具有四層結構的軟管10的另一個實施例。如該實施例所示，軟管10可以具有四層結構，其包括位於樹脂阻擋層12和外橡膠層14之間的中間橡膠層13(同時，層13和層14可以被看作外橡膠層。此種情況下，層13是外橡膠層的第一層，而作為圖3B中的最外層的層14是外橡膠層的第二層)。在該四層軟管10中，各層(一層和相鄰層)之間的結合強度大於10N/25mm，各層彼此緊密粘結。在相對於結合強度來進行評價的每個樣品中，在各個層的交界面上不發生剝離，但是母材遭到破壞。樹脂阻擋層12和內橡膠層16,以及樹脂阻擋層12和中間橡膠層13分別通過硫化結合彼此結合，但也可以通過粘結來彼此結合。在該四層軟管IO中，用於各層的材料可由下列材料組合成。對於內橡膠層16，FKM、NBR(丙烯腈質量比重等於或大於30%),或NBR+PVC(丙烯腈質量比重等於或大於30%)的材料可適用。內橡膠層16的壁厚可在0.2到l.Omm左右。對於作為中間層的樹脂阻擋層12，例如THV、PVDF或ETFE等氟樹脂，和例如PA6、PA66、PA11或PA12等聚醯胺樹脂材料可適用。樹脂阻擋層12的壁厚可大約在0.03到0.3mm。另一方面，對於中間橡膠層13,例如NBR(丙烯腈質量比重等於或大於30%)、NBR+PVC(丙烯腈質量比重等於或大於30%)、ECO、CSM、NBR+ACM、NBR+EPDM、IIR、EPDM+IIR或EPDM等材料可適用。中間橡膠層13的壁厚可大約在0.2到2.0mm。對於外橡膠層14，NBR(丙烯腈質量比重等於或大於30o/Q)、NBR+PVC(丙烯腈質量比重等於或大於30%)、ECO、CSM、NBR+ACM、NBR+EPDM、IIR、EPDM+IIR或EPDM的材料可適用。外橡膠層14的壁厚可大約在l到3mm。同時，圖3B的軟管10的總壁厚，也即適合壁厚大約為2.5到6.0mm。當軟管10的壁厚小於2.5mm時，軟管10的燃料(汽油)防滲透性能不足。當軟管10的壁厚大於6mm時，軟管IO的柔性不足。同樣在圖3B示出的實施例中，外橡膠層14的橡膠硬度等於或小於75度，中間橡膠層16的橡膠硬度等於或高於70度，內橡膠層16的橡膠硬度比外橡膠層14的橡膠硬度高10度或更多。並且，中間橡膠層13的橡膠硬度可以等於或小於75度，內橡膠層16的橡膠硬度可以比中間橡膠層13的橡膠硬度高IO度或更多。然而，只要內橡膠層16的橡膠硬度高於外橡膠層14和中間橡膠層13的橡膠硬度，則外橡膠層14、中間橡膠層13或內橡膠層16的橡膠硬度可以設為不同的數值，並且內橡膠層16與外橡膠層14的橡膠硬度之間的差值，以及內橡膠層16與中間橡膠層13的橡膠硬度之間的差值也可分別設為不同值。在此，當外橡膠層14(外橡膠層的第二層)和/或中間橡膠層13(外橡膠層的第一層)由IIR或EPDM+IIR製成，外橡膠層14和/或中間橡膠層13設置有抗汽油燃料滲透性，並且由於1IR和EPDM+IIR具有耐醇性，它們還作為阻擋層。因此，即使當樹脂阻擋層12形成為薄壁以提高軟管10的柔性和彈性時，軟管10的抗汽油燃料滲透性也不會變得不足。並且，即使當樹脂阻擋層12由便宜的PA代替具有優良抗汽油燃料滲透性的氟樹脂而製成時，軟管IO仍可以維持足夠的抗汽油燃料滲透性。然後，相對於抗燃料滲透性來評價包括由IIR製成的中間橡膠層的軟管的測試樣品，其結果顯示在表l中。評價基於下列方式來進行。製備4個測試樣品或試樣軟管(A),(B)，(C)和(D),每個均具有24.4mm的內徑、4mm的壁厚，300mm的長度。測試樣品(A)具有三層結構，其包括NBR製成的內橡膠層、THV815(THV815是DyneonLLC的商標Dyneon下的THV產品編號)製成的樹脂阻擋層、和NBR+PVC製成的外橡膠層，而測試樣品(B)具有四層結構，其包括NBR製成的內橡膠層、THV815製成的樹脂阻擋層(壁厚0.11mm)、IIR製成的中間橡膠層(外橡膠層的第一層)、和NBR+PVC製成的外橡膠層(外橡膠層的第二層)。測試樣品(C)具有四層結構，其包括NBR製成的內橡膠層、THV815製成的樹脂阻擋層(壁厚0.11mm)、IIR製成的中間橡膠層(外橡膠層的第一層)、和NBR+PVC製成的外橡膠層(外橡膠層的第二層)，而測試樣品(D)具有四層結構，其包括NBR製成的內橡膠層、PA11製成的樹脂阻擋層、IIR製成的中間橡膠層(外橡膠層的第一層)、和NBR+PVC製成的外橡膠層(外橡膠層的第二層)。在表l中"樣品"和"壁厚"列中，只分別表示出了樹脂阻擋層和中間橡膠層(對於測試樣品(A)，只有樹脂阻擋層和外橡膠層)的材料和壁厚。在測試樣品(A)，(B)，(C)和(D)的每一個中，在各端部壓力配合外徑為25.4mm並設置有兩個凸起部(每個具有27.4mm的最大外徑)的圓倒角金屬管(配管)，每個金屬管由塞子關閉。並且，測試流體(燃料C+IO體積％的乙醇(E))通過其它金屬管供給到每個測試樣品(A),(B)，(C)和(D)中，並且這些其它金屬管由螺紋式塞子關閉，以將測試流體封裝於每個測試樣品(A)，(B)，(C)和(D)中。然後，允許每個測試樣品(A),(B),(C)和(D)在40。C下》文置3000小時(每168小時更換一次測試流體)。然後，根據CARB(力口利福尼亞大氣資源局，CaliforniaAirResourcesBoard)的SHED(蒸汽才全觀'J用密封箱，SealedHousingforEvaporativeDetection)方法基於DBL(晝間換氣損失，DiurnalBreathingLoss)模式，連續三天每天測試每個測試樣品(A),(B),(C)和(D)的碳化氫(HC)的滲透量。關於測試樣品(A)，(B),(C)和(D)中的每一個，當檢測到HC的最大滲透量時，將其作為一天HC的滲透量。表ltableseeoriginaldocumentpage21形成四層結構的軟管時，燃料輸送軟管中的對輸送流體的低滲透性可進一步提高，或抗酸性汽油性能可進一步提高，或耐熱性以及抗乙醇汽油性得到提高。在上述實施例中，本發明應用於一軸向端部的直徑大於另一軸向端部直徑的軟管。然而，本發明還可以應用於一軸向端部的直徑等於另一軸向端部直徑的軟管。根據前述的實施例，當軟管10的一端部裝配在配管上並且軟管10的該端部被軟管夾夾緊時，可以在軟管的整個周向上均勻和所需的表面壓力下，使軟管10端部的內周表面彼此緊密接觸地與配管的外周表面相夾緊，從而確保了期望的密封性能。在本實施例中，由於外橡膠層14(或外橡膠層14和中間橡膠層13)由在軟管10的端部的外周表面被軟管夾夾緊時具有低橡膠硬度和高變形性的軟橡膠材料形成，所以該外橡膠層14(或外橡膠層14和中間橡膠層13)可跟隨軟管夾的緊固動作有利地變形，從而防止在該外橡膠層14的外周表面上產生扭曲並傳遞到位於軟管IO厚度方向上中間的硬樹脂阻擋層12以及通過外橡膠層14(或外橡膠層14和中間橡膠層13)傳到樹脂阻擋層12內側的內橡月交層16上。結果，允許通過軟管夾的在軟管整個周向上的均勻的緊固力來徑向地緊縮軟管IO截面中間的樹脂阻擋層12和位於該樹脂阻擋層12內側的內橡膠層16,還使軟管10的內周表面，也即內橡膠層16的內周表面與配管的外周表面均勻地沿整個周向上緊密地接觸。而且，由於內橡膠層16由相比外橡膠層14(或外橡膠層14和中間橡膠層13)具有較高橡膠硬度的橡膠材料形成，當內橡膠層16被略微縮緊時，在配管的外周表面和內橡膠層16的內周表面之間可產生高表面壓力，因而允許內橡膠層16穩固地沿著整個周向收緊配管。從而確保了在軟管10端部和配管之間具有所期望的高密封性能。製備圖l和圖2中示出的多層結構的軟管10的實施例和比較例。實施例和比較例通過改變外橡膠層的橡膠硬度和內橡膠層的橡膠硬度的組合來製備，均從例如密封性能、將軟管裝配於配管的容易性、以及低滲透性或低燃料(汽油)滲透性等屬性來測定和評價每個實施例和比較例。在表2和表3中示出結果。關於密封性能，在初始階段和施加熱載荷之後測定和評價實施例和比較例的每一個。熱載荷按照下面程序施加。將燃料即燃料C+E10封裝於每個實施例/比較例中，使其在60。C下放置168小時。然後從中撤出或丟棄燃料，使其在10CTC下放置500小時。此處使用的燃料由45%重量比重的異辛烷，45%重量比重的甲苯和10%重量比重的乙醇組成。同時，表2和表3中每個實施例和比較例中的樹脂阻擋層具有根據JISK7171測定的500MPa的彎曲模量。具體地，關於密封性能、軟管裝配容易性、以及抗燃料滲透性的上述測試通過下述實現。密封性能每個實施例和比較例(注入軟管)的開口被具有凸起部(環形凸起部，凸起部的外徑為27.0mm,塞子的外徑為25.4mm)的金屬(SUS)塞子塞住。然後，該注入軟管的被塞部被蝸輪式(螺杆式)軟管夾以2牛頓米(Nm)的扭矩緊固，使該注入軟管在80。C的大氣環境下放置1小時或更長時間，在-4(TC的大氣環境下放置l小時或更長時間，然後，以0.1MPa/分鐘的增壓率將氮(氣體)充入到注入軟管中，檢查位於金屬塞和注入軟管之間的氮(氣體)的洩漏。通過此種方式來評價密封性能。軟管裝配容易性每個實施例和比4交例的注入軟管^皮切成50mm的長1。載荷測量裝置(測力傳感器)被安裝於金屬塞，管(配管)被以一個50mm/分鐘的恆速在室溫下插入到燃料軟管中，通過配管插入的載荷來評價在配管上的軟管裝配容易性。燃料(汽油)滲透性(低燃料(汽油)滲透性)燃料(燃料C+E10)被封裝於每個實施例和比較例(注入軟管)中，並且每個注入軟管的開口被具有凸起部的金屬(SUS)塞子塞住(凸起部的外徑為27.0mm，塞子的外徑為25.4mm)。然後，該注入軟管被蝸輪式軟管夾以2Nm的扭矩緊固，使該注入軟管放置於40。C的大氣環境下。並且，每168小時測量一次軟管重量以計算其重量的減小，直到2000小時之後更換一次封裝流體(燃料，即燃料C+E10)。表2tableseeoriginaldocumentpage25tableseeoriginaldocumentpage26續表2tableseeoriginaldocumentpage27表3tableseeoriginaldocumentpage28續表3tableseeoriginaldocumentpage28tableseeoriginaldocumentpage29在表2中，均包括不滿足橡膠硬度的基本條件(內橡膠層的橡膠硬度高於外橡膠層的橡膠硬度)的內橡膠層和外橡膠層的注入軟管(比較例l-3)至少在密封性能、汽油滲透性(低汽油滲透性)、以及軟管裝配容易性中的一項上存在不足。特別地，關於密封性能和汽油滲透性，所有比較例l-3均沒有達到目標值。與此相反，滿足橡膠硬度的附加條件(橡膠硬度更優選的條件內橡膠層的橡膠硬度比外橡膠層的橡膠硬度高10度或更高，或內橡膠層的橡膠硬度比外橡膠層的橡膠硬度高io度或更高並且內橡膠層的橡膠硬度等於或高於70度，外橡膠層的橡膠硬度等於或低於75度)的包括內橡膠層和外橡膠層的每個注入軟管(樣品l-3)在所有屬性上，即密封性能、汽油滲透性(低汽油滲透性)以及軟管裝配容易性上均表現良好。同時，包括65度橡膠硬度的外橡膠層和70度橡膠硬度的內橡膠層的注入軟管(此處，該注入軟管表示為基於附加條件的比較例(比較例4))不滿足附加條件。然而，比較例4在密封性能的測試中達到了目標值，但在汽油滲透性測試中未能達到目標值。如果存在在密封性能測試未能檢測到的輕微密封故障，在對汽油滲透性的測試中將會檢測到汽油洩漏。因此，尤其在檢測到輕微洩漏時，對汽油滲透性的測定同時起到密封性能測定的作用。包括65度橡膠硬度的外橡膠層和70度橡膠硬度的內橡膠層的注入軟管不滿足對汽油滲透性的測定。這也意味著該注入軟管的密封性能不足。但是，當不滿足汽油滲透性測定的注入軟管的密封性能達到或超過了目標值，則該軟管被認為是可以接受的。這同樣適用於包括70度橡膠硬度的外橡膠層和75度橡膠硬度的內橡膠層的注入軟管(該注入軟管表示為基於附加條件的比較例(比較例5))。儘管比較例4和5被表示為"比較例"，它們同樣在權利要求的範疇內。在表3中，包括內橡膠層和外橡膠層的每個注入軟管均不滿足橡膠硬度的附加要求，它們不滿足汽油滲透性的測定並且密封性能不足。相反，滿足橡膠硬度的附加要求的包括內橡膠層和外橡膠層的每個注入軟管(實施例4和5)的各項屬性均性能優良。對於為什麼對表2和表3中的汽油滲透性給定不同的目標值(表2中為IO或更小，表3中為5或更小)的理由如下。表3中示出的每個注入軟管均包括由FKM製成的內橡膠層而表2中示出的每個注入軟管均包括由NBR+PVC製成的內橡膠層。表3中的注入軟管是高質量的，以比表2中的注入軟管更嚴格地滿足對燃料滲透性的限制。因此，表3中的汽油滲透性的目標值設置為5或更小。考慮到成本，很明顯，表3中示出的注入軟管較貴。在此，在對汽油滲透性的測定中，不滿足基本要求(內橡膠層的橡膠硬度高於外橡膠層的橡膠硬度)的注入軟管(比較例6)顯示出了與滿足基本要求但不滿足附加要求的注入軟管(比較例7和比較例8;儘管比較例7和8被表示為"比較例"，它們同樣在權利要求的範疇內)同樣的結果，或者在對汽油滲透性的測定中，比較例6甚至顯示出比比較例7和比較例8更好的結果。因為所有的比較例6-8均顯示出了超過目標值的密封性能，這些比較例6-8均可被認為是可接受的軟管。然而，在包括由優良的低汽油滲透性材料，例如FKM製成的內橡膠層的注入軟管中，該注入軟管可能僅僅因為其內橡膠層的橡膠硬度高於外橡膠層的橡膠硬度而在汽油滲透性測定中並未顯示出改善的結果。也即是說，在包括由不如FKM那樣具有優良低汽油滲透性的材料(例如，由NBR+PVC)製成的內橡膠層的注入軟管中，該注入軟管可能因為其內橡膠層的橡膠硬度高於外橡膠層的橡膠硬度，而在低汽油滲透性上獲得有效地改善。同時，表2和表3中，AN二43和AN二37.5分別表示"丙烯晴質量含量等於或大於43%"和"丙烯晴質量含量等於或大於37.5%"。儘管優選的實施例如上所描述，但這些僅僅是本發明的一些實施例。例如，儘管上述實施例中的注入軟管或燃料軟管未包括波紋部，但只要情況允許，本發明可修改為將注入軟管或燃料軟管形成為具有波紋部。或者，例如，本發明可修改為將注入軟管或燃料軟管形成為具有兩層或多於兩層的外橡膠層。如上所述，本發明可以通過多種變形進行實施而均不脫離本發明的範疇。權利要求1.一種用於汽車中的燃料管路的燃料軟管(10)，該燃料軟管包括多層結構，其包括具有低燃料滲透性的樹脂阻擋層(12)；層疊在所述阻擋層(12)外側上的外橡膠層(14)；和層疊在所述阻擋層(12)內側上並且限定所述燃料軟管(10)的內表面層的內橡膠層(16)，在所述燃料軟管(10)的整個長度上形成所述多層結構；其中，所述內橡膠層(16)的橡膠硬度高於所述外橡膠層(14)的橡膠硬度。2.根據權利要求l所述的燃料軟管(10),其特徵在於，所述內橡膠層(16)的橡膠硬度比所述外橡膠層(14)的橡膠硬度高IO度或更多。3.根據權利要求2所述的燃料軟管(10),其特徵在於，所述內橡膠層(16)的橡膠硬度為70度或更高，所述外橡膠層(14)的橡膠硬度為75度或更低。4.一種用於將燃料輸送至汽車中的燃料箱的注入軟管(10),該注入軟管包括多層結構，其包括具有低燃料滲透性的樹脂阻擋層(12);層疊在所述阻擋層(12)內側上並且限定所述注入軟管(10)的內表面層的內橡膠層(16);和層疊在所述阻擋層(12)外側上的外橡膠層(14),從所述注入軟管(10)的一個軸向端到另一個軸向端形成所述多層結構；其中，所述外橡膠層(14)的橡膠硬度為75度或更低，所述內橡膠層(16)的橡膠硬度為70度或更高，所述內橡膠層(16)的橡膠硬度比所述外橡膠層(14)的橡膠硬度高IO度或更多。全文摘要燃料軟管和注入軟管。一種包括硬樹脂阻擋層的燃料軟管，該硬樹脂阻擋層位於燃料軟管徑向方向的中間並貫穿至燃料軟管的軸向端，因此當通過軟管夾將軟管夾緊於配管上時可獲得足夠的密封性能。一種用於汽車中的燃料管路的燃料軟管(10)，其包括多層結構，該多層結構包括具有低燃料滲透性的樹脂阻擋層(12)、層疊在阻擋層(12)外側上的外橡膠層(14)、和層疊在阻擋層(12)內側上並且限定燃料軟管(10)的內表面層的內橡膠層(16)。在燃料軟管(10)的整個長度上形成多層結構。內橡膠層(16)的橡膠硬度高於外橡膠層(14)的橡膠硬度。文檔編號B32B1/08GK101270836SQ200810085800公開日2008年9月24日申請日期2008年3月24日優先權日2007年3月23日發明者坂崎一茂,杉田健太郎申請人:東海橡膠工業株式會社