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HINTERGRUND
VON DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen wärmebeständigen Kraftstoffschlauch.
Insbesondere sieht die vorliegende Erfindung einen wärmebeständigen Kraftstoffschlauch
mit einer Kautschuk-Innenleitung vor, bei der ein vulkanisiertes
Verbinden von hydriertem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (H-NBR)
und einem Acrylkautschuk (ACM) ausgeführt worden ist.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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In
den letzten Jahren bestand Nachfrage nach Kraftstoffschläuchen mit
einer Wärme-
und Kraftstoffbeständigkeit.
Zum Beispiel ist die Temperatur im Inneren des Motorgehäuses von
Autos aufgrund von Gegenmaßnahmen
bezüglich
der Abgasentwicklung, aufgrund des Vorderradantriebs und der gleichen
deutlich angestiegen. Aufgrund der Vorteile eines geringen Kraftstoffverbrauchs
hat sich der Anspruch an die Wärmebeständigkeit,
der an Peripheriebauteile von Dieselmotoren gestellt wird, drastisch
erhöht.
Folglich erfordern Diesel-Kraftstoffschläuche bei beispielsweise etwa
150°C und
für eine
Dauer von 500 Stunden eine hohe Wärmebeständigkeit.
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Verfahren
zur Verwendung von Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) und Acrylkautschuk
(ACM) in der Innenleitung des Kraftstoffschlauchs erfüllen nicht
immer in angemessener Weise die Anforderungen an Wärme- und
Kraftstoffbeständigkeit.
Diese Verfahren sind insbesondere für Diesel-Kraftstoffschläuche nicht
angemessen. Eine adäquate
Wärme-
und Kraftstoffbeständigkeit
wird durch Verwenden von Fluorkautschuk (FKM) erreicht. FKM ist
jedoch sehr kostspielig, und angesichts der unzureichenden Kältebeständigkeit
und der unzureichenden Bearbeitbarkeit des nichtvulkanisierten Formkörpers sind
Probleme gegeben.
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Von
den Nitrilkautschukarten weist hingegen H-NBR, in dem die Butadien-Einheit von NBR vollständig oder
teilweise hydriert sind, eine hervorragende Wärmebeständigkeit, Kraftstoffbeständigkeit
und Kältebeständigkeit
auf. Obwohl H-NBR relativ kostspielig ist, sind die Kosten im Vergleich
zu FKM zumutbarer. Durch Verwenden des relativ teuren H-NBR in der
Innenlage der Innenleitung des Schlauchs und durch Verwenden eines kostengünstigen
Kautschuks, der eine gewisse Wärmebeständigkeit
und Kraftstoffbeständigkeit
(wie z. B. bevorzugt ACM) aufweist, für die Außenlage der Innenleitung des
Schlauchs kann die Lage aus H-NBR dünner ausgeführt werden. Die H-NBR-Menge
wird verringert, und diese Konstruktion erweist sich als praktikabler.
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Druckschriften,
wie z. B. die japanische Patentoffenlegungsschrift 9-124845, die
japanische Patentoffenlegungsschrift 9-112756 und die japanische
Patentoffenlegungsschrift 2001-279021, offenbaren Schläuche, die
H-NBR-Mischungen verwenden, und H-NBR-Mischungen zur Verwendung
in Schläuchen
und dergleichen. Daneben offenbart die japanische Patentoffenlegungsschrift
9-325332 einen Schlauch mit einer ganz inneren Lage aus H-NBR und
einer äußeren Lage
aus ACM, die vulkanisiert und geformt werden, um einen einheitlichen
Körper
auszubilden.
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Beim
Konstruieren eines wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs
mit einer Kautschuk-Innenleitung mit einer Innenlage aus H-NBR und
einer Außenlage
aus ACM in der Innenleitung muß die
Innenlage in der Innenleitung mit der Außenlage in der Innenleitung,
bevorzugt durch vulkanisiertes Verbinden sicher verbunden werden.
Dabei wird bevorzugt, die Wärmebeständigkeit
der Kautschuk-Innenleitung möglichst
gut zu verbessern.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift 9-124845, die japanische Patentoffenlegungsschrift 9-112756
und die japanische Patentoffenlegungsschrift 2001-279021, die vorstehend
beschrieben sind, offenbaren Möglichkeiten
zur Verbesserung der H-NBR-Mischungen
entsprechend deren technischer Aufgabenstellung. In diesen Druckschriften
sind zudem im allgemeinen Möglichkeiten
zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit
offenbart. Die Druckschriften offenbaren jedoch keine Möglichkeiten
zur Verbesserung der Verbindung zwischen H-NBR und ACM bei gleichzeitiger
Verbesserung der Wärmebeständigkeit
des H-NBR.
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Die
japanische Patentoffenlegungsschrift 9-325332, die vorstehend beschrieben
ist, offenbart einen Schlauch mit einer vulkanisierten Verbindung
zwischen der H-NBR-Lage
und der ACM-Lage durch Peroxidvulkanisation von H-NBR. Die Peroxidvulkanisation
gilt als vorteilhaft bei der Verbesserung der Wärmebeständigkeit von H-NBR. Die Forschungsarbeit
der Erfinder der vorliegenden Erfindung ergibt jedoch, daß der in
der offenbarten Erfindung verwendete carboxylgruppenvernetzende
Typ von ACM nicht immer eine starke vulkanisierte Verbindung mit
H-NBR erreicht. Zudem trägt
das Verfahren der Peroxidvulkanisation von H-NBR nicht besonders
zur Verbesserung der Verbindung der beiden Lagen bei.
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Ferner
bleibt die unzureichende Bearbeitbarkeit des nichtvulkanisierten
Formkörpers
bestehen, obwohl die Untermischung von Kieselsäure als Füllstoff in den H-NBR die vulkanisierte
Verbindung mit ACM verbessern kann.
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Die
EP 1 108 528 offenbart eine
Schlauchkonstruktion, die insbesondere zur Verwendung mit einem Dieselkraftstoff
geeignet ist. Der Schlauch weist einen inneren Kern aus hydriertem
Acrylnitril-Butadien-Kautschuk; eine Lage aus gespannten Verstärkungsdrahtfasern,
die direkt an dem inneren Kern angeordnet sind, und eine Elastomerabdeckung
auf.
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KURZFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung sieht einen wärmebeständigen Kraftstoffschlauch mit
einer Kautschuk-Innenleitung vor, die mit einer Innenlage aus H-NBR
und einer Außenlage
aus ACM versehen ist. Die Innenlage und die Außenlage der Innenleitung sind
fest verbunden, und die Kautschuk-Innenleitung weist eine hervorragende
Wärmebeständigkeit
auf.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sieht einen wärmebeständigen Kraftstoffschlauch vor,
der eine Kautschuk-Innenleitung mit einer Innenlage und einer Außenlage
aufweist. Die Innenlage der Innenleitung weist einen hydrierten
Acrylnitril-Butadien-Kautschuk
(H-NBR) auf, der mit einem Zinkoxid (ZnO) und einem Magnesiumoxid
(MgO) als Säureakzeptoren
vermischt und peroxidvulkanisiert ist. Die Außenlage der Innenleitung weist
einen epoxidvernetzenden Acrylkautschuk auf, der mit der Innenlage
der Innenleitung durch Vulkanisation verbunden ist.
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Der
wärmebeständige Kraftstoffschlauch
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform weist H-NBR in der
Innenlage und ein relativ kostengünstiges ACM in der Außenlage
der Innenleitung des Schlauchs auf. H-NBR weist eine hervorragende
Wärmebeständigkeit,
Kraftstoffbeständigkeit,
Kältebeständigkeit
und dergleichen auf. ACM weist eine konstante Wärme- und Kraftstoffbeständigkeit
auf. Somit sieht die vorliegende Erfindung einen wärmebeständigen Kraftstoffschlauch
mit hervorragender Wärmebeständigkeit,
Kraftstoffbeständigkeit
und dergleichen ohne zusätzlichen
Kostenmehraufwand vor. Ferner wird die Wärmebeständigkeit aufgrund der Tatsache,
daß das
H-NBR in der Innenlage
der Innenleitung peroxidvulkanisiert ist, noch mehr verbessert.
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Zusätzlich wird
das H-NBR, das peroxidvulkanisiert werden soll, mit ZnO und MgO,
bei denen es sich um Säureakzeptoren
handelt, vermischt, und ein epoxidvernetzendes ACM, das mit dem
H-NBR durch Vulkanisation verbunden werden soll, wird in der Außenlage
der Innenleitung verwendet. Den Untersuchungen der Erfinder der
vorliegenden Erfindung zufolge werden die Innenlage und die Außenlage
der Innenleitung, die wie vorstehend beschrieben konstruiert sind,
fest durch Vulkanisation verbunden. Obgleich der Grund dafür immer noch
nicht klar ist, wird es von unserer Seite für möglich gehalten, daß das MgO,
bei dem es sich um einen Säureakzeptor
handelt, eine Pseudo-Vernetzung mit dem epoxidvernetzenden ACM bildet,
wodurch die Bindungsfestigkeit erhöht wird. Indem zudem ZnO verwendet
wird, bei dem es sich ebenfalls um einen Säureakzeptor handelt, wird eine
gute Beständigkeit
gegenüber
einer bleibenden Druckverformung erreicht.
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Die
vorstehend erwähnte,
japanische Patentoffenlegungsschrift 9-124845 offenbart einen Schritt
zum Beimischen von ZnO oder MgO zu H-NBR. Zudem offenbart die japanische
Patentoffenlegungsschrift 2001-279021 eine Ausführungsform, bei der ZnO und
MgO dem H-NBR beigemischt werden. Diese Druckschriften offenbaren
jedoch Mischungen, die sich nicht auf die durch Vulkanisation erfolgende
Verbindung von H-NBR
und ACM beziehen und offenbaren nicht den Beitrag, den diese Säureakzeptoren
zu der durch Vulkanisation erfolgenden Verbindung von H-NBR und
ACM leisten.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beträgt
die Beimischungsmenge von ZnO zu dem H-NBR in der Innenlage der
Innenleitung, wie vorstehend beschrieben, 2 phr (Gewichtsteile pro
hundert Gewichtsteile Kautschuk) oder mehr, und die Beimischungsmenge
von MgO beträgt
4 phr oder mehr.
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Obwohl
die Beimischungsmenge von ZnO und MgO in H-NBR in der Innenlage
der Innenleitung nicht beschränkt
ist, beträgt
die Beimischungsmenge von ZnO bevorzugt 2 phr oder mehr, und die
Beimischungsmenge von MgO beträgt
bevorzugt 4 phr oder mehr. Wenn die Beimischungsmenge von MgO weniger
als 4 phr beträgt,
kann die Festigkeit der vulkanisierten Verbindung zwischen der Innenlage
und der Außenlage
der Innenleitung aus praktischer Sicht gesehen unzureichend sein.
Daneben kann die Verbesserung der Beständigkeit gegenüber einer
bleibenden Druckverformung aus praktischer Sicht unzureichend sein,
wenn die Beimischungsmenge von ZnO weniger als 2 phr beträgt.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beträgt
die Beimischungsmenge von ZnO in dem H-NBR in der Innenlage der
Innenleitung, wie vorstehend beschrieben, 2–10 phr, und die Beimischungsmenge
von MgO beträgt
4–15 phr.
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Noch
bevorzugter betragen die Beimischungsmengen von ZnO und MgO in H-NBR 2–10 phr
für ZnO und
4–15 phr
für MgO.
Ist eine Menge von ZnO und MgO au ßerhalb dieses Bereichs, kann
die Bearbeitbarkeit oder dergleichen des nichtvulkanisierten Formkörpers nicht
zufriedenstellend sein.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Vulkanisationsmittel oder Vulkanisationsbeschleuniger,
wie z. B. Ammoniumsalz, dem ACM in der Außenlage der vorstehend beschriebenen
Innenleitung beigemischt.
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Wenn
das Ammoniumsalz dem ACM der Außenlage
der Innenleitung als das Vulkanisationsmittel oder der Vulkanisationsbeschleuniger
beigemischt wird, wird die Festigkeit der vulkanisierten Verbindung
zwischen der Innenlage und der Außenlage der Innenleitung weiter
verbessert. Diese Verbesserung resultiert höchstwahrscheinlich aus einer
erhöhten
Vulkanisationsgeschwindigkeit.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Vulkanisationsmittel
oder dem Vulkanisationsbeschleuniger, die vorstehend beschrieben
sind, um eine Verbindung oder Verbindungsgruppe von einem der nachstehenden
Elemente (1)–(3)
oder einer Kombination von zwei oder mehreren beliebigen Elementen
von (1)–(3).
- (1) Ammoniumbenzoat.
- (2) Isocyanursäure,
quartäres
Ammoniumsalz und Diphenyl-Harnstoff;
- (3) Imidazol, Thioharnstoff und quartäres Ammoniumsalz.
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Obwohl
der Typ von Vulkanisationsmittel oder Vulkanisationsbeschleuniger,
der wie vorstehend beschrieben verwendet wird, keiner Beschränkung unterliegt,
handelt es sich dabei bevorzugt um eine Verbindung oder Verbindungsgruppe
von einem von (1)–(3)
Elementen oder einer Kombination aus zwei oder mehr von beliebigen
Elementen von (1)–(3).
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist der vorstehend beschriebene wärmebeständige Kraftstoffschlauch
eine Verstärkungsfaden lage
und eine Kautschuk-Außenleitung
auf dem äußeren Umfang
der Kautschuk-Innenleitung
auf.
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Die
Konstruktion des wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs
unterliegt keiner Einschränkung,
solange der Kraftstoffschlauch wie vorstehend beschrieben eine Kautschuk-Innenleitung
aufweist. Der Kraftstoffschlauch weist jedoch bevorzugt eine Verstärkungsfadenlage
und eine Kautschuk-Außenleitung
auf dem äußeren Umfang
der Kautschuk-Innenleitung auf.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem vorstehend beschriebenen,
wärmebeständigen Kraftstoffschlauch
um einen Diesel-Kraftstoffschlauch.
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Da
im Inneren des Motorgehäuses
eines Autos aufgrund von Gegenmaßnahmen in bezug auf die Abgasentwicklung,
Vorderradantrieb und dergleichen wie vorstehend beschrieben extrem
hohe Temperaturen herrschen, kann der wärmebeständige Kraftstoffschlauch als
typischer Kraftstoffschlauch verwendet werden. Der vorstehend beschriebene
Kraftstoffschlauch ist besonders als Diesel-Kraftstoffschlauch zur
Verwendung in Dieselmotoren nützlich.
Aufgrund von Entwürfen
für einen
geringen Kraftstoffverbrauch und dergleichen sind die Ansprüche, die
an die Wärmebeständigkeit
von Peripheriebauteilen von Dieselmotoren gestellt werden, drastisch
angestiegen.
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Die
vorstehenden und weiteren Vorteile der Erfindung werden anhand der
nachstehenden Beschreibung besser verständlich.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Wärmebeständiger Kraftstoffschlauch
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Der
wärmebeständige Kraftstoffschlauch
der vorliegenden Erfindung weist eine Kautschuk-Innenleitung mit
einer Innenlage aus einem hydrierten Acrylnitril-Butadien- Kautschuk (H-NBR)
und einer Außenlage aus
einem Acrylkautschuk (ACM) auf. Bei dieser Kautschuk-Innenleitung
handelt es sich um die ganz innere Lage des wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs.
Das H-NBR der Innenlage der Innenleitung ist mit Zinkoxid (ZnO)
und Magnesiumoxid (MgO) als Säureakzeptoren
vermischt und wird dann peroxidvulkanisiert. Das ACM der Außenlage
der Innenleitung weist ein epoxidvernetzendes ACM auf, der mit der
Innenlage der Innenleitung durch Vulkanisation verbunden ist.
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Die
Konstruktion des wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs
der vorliegenden Erfindung unterliegt keiner Einschränkung, es
sei denn die Innenleitung ist wie vorstehend beschrieben konstruiert.
Eine Verstärkungsfadenlage
(oder Verstärkungsdrahtlage)
aus einer beliebigen Substanz, eine Kautschuklage, eine Harzlage
und dergleichen kann beispielsweise in einer beliebigen Folge auf
dem äußeren Umfang
der Kautschuk-Innenleitung
umfaßt
sein. Noch bevorzugter sind eine Verstärkungsfadenlage und eine Kautschuk-Außenleitung
der Reihe nach auf dem äußeren Umfang
der Kautschuk-Innenleitung
vorgesehen. Die Kautschuk-Außenleitung
kann durch einen beliebigen Kautschuktyp konstruiert sein. Beispiele
des Kautschuktyps, der bei der Kautschuk-Außenleitung
verwendet wird, umfassen beispielsweise ACM, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR),
ein Materialgemisch aus NBR und Polyvinylchlorid (NBR-PVC), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk
(EPDM), Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM), chlorinierten Polyethylen-Kautschuk
(CM), chlorsulfonierten Polyethylen-Kautschuk (CSM), Chloropren-Kautschuk
(CR) oder ein Kautschukgemisch aus zwei oder mehreren der von diesen
Kautschuktypen ausgewählten
Typen.
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Die
Verwendung des wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs
unterliegt keiner Einschränkung,
solange er für
die Beförderung
von Kraftstoff verwendet wird. Der Kraftstoffschlauch wird jedoch
bevorzugt in einer Umgebung verwendet, in der Wärmebeständigkeit erforderlich ist,
und daher werden insbesondere Diesel-Kraftstoffschläuche bevorzugt.
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Innenlage der Innenleitung
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Der
in der Innenlage der Innenleitung der vorliegenden Erfindung verwendete
H-NBR ist ein hydrierter oder
teilweise hydrierter, ungesättigter,
nitrilkonjugierter Dien-Copolymer-Kautschuk.
Der H-NBR in der vorliegenden Erfindung weist (a) einen Einheitsanteil
eines ungesättigten
Nitrils, (b) einen Einheitsanteil eines konjugierten Diens und (c)
einen Einheitsanteil, in dem ein Einheitsanteil eines anderen ethylenisch
ungesättigten Monomers
als dem ungesättigten
Nitril und/oder der Einheitsanteil eines konjugierten Diens hydriert
ist, auf. Das Zusammensetzungsverhältnis von H-NBR für (a) den
Einheitsanteil von ungesättigtem
Nitril, (b) den Einheitsanteil eines konjugierten Diens und (c)
den Einheitsanteil, der den hydrierten Einheitsanteil eines anderen ethylenisch
ungesättigten
Monomers als dem ungesättigten
Nitril und/oder den Einheitsanteil eines konjugierten Diens aufweist,
unterliegt keiner Einschränkung.
In bezug auf die Wärmebeständigkeit,
die Kraftstoffbeständigkeit, Ölbeständigkeit
und die Kältebeständigkeit
wird jedoch ein Copolymerkautschuk mit 25–45 Gewichts-% des Einheitsanteils
von ungesättigtem
Nitril, 5 Gewichts-% oder weniger des Einheitsanteils von konjugiertem
Dien und 50–75
Gewichts-% des Einheitsanteils des hydrierten Einheitsanteils eines
anderen ethylenisch ungesättigten
Monomers außer
ungesättigtem
Nitril und/oder des Einheitsanteils von konjugiertem Dien bevorzugt.
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ZnO
und MgO werden dem H-NBR beide als Säureakzeptoren beigemischt.
Aus den vorstehend genannten Gründen
beträgt
die Beimischungsmenge von ZnO bevorzugt 2 phr oder mehr, und die
Beimischungsmenge von MgO beträgt
4 phr oder mehr, Noch bevorzugter beträgt die Obergrenze für die Beimischungsmenge
von ZnO 10 phr, und die Obergrenze für die Beimischungsmenge von
MgO beträgt
15 phr. Daneben liegt die Gesamtbeimischungsmenge für ZnO und
MgO bevorzugt im Bereich von 6–15
phr.
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In
bezug auf die Wärmebeständigkeit
ist der H-NBR peroxidvulkanisiert, und mit Ausnahme der vorstehend
beschriebenen Säureakzeptoren
unterliegen die Typen der Vulkanisations-Verbindungsbestandteile keinerlei
Einschränkungen.
Bevorzugt wird eine organische Peroxidvulkanisation ausgeführt. Dabei
kann ein beliebiges organisches Peroxid ausgewählt und verwendet werden. Es
können
z. B. verschiedene Monoper oxyverbindungen oder Diperoxyverbindungen
einzeln verwendet werden oder es können zwei oder mehr Typen zusammen
verwendet werden.
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Monoperoxyverbindungen
beinhalten Dicumylperoxid, Diacylperoxid (beispielsweise Benzoylperoxid), di-t-Butylperoxid,
t-Butyl-Peroxidacetat, t-Butyl-Peroxy-Isopropyl-Carbonat, Peroxyester (beispielsweise
t-butyl-Peroxybenzoat) und dergleichen. Diperoxy-Verbindungen beinhalten
2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-Butylperoxy)-Hexyn-3, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(t-Butylperoxy)-Hexan, α,α'-bis(t-Butylperoxy)-p-Diisopropylbenzen,
2,5-Dimethyl-2,5-di-(Benzoylperoxy)-Hexan und dergleichen.
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Die
Beimischungsmenge des organischen Peroxid hängt von dem Typ des organischen
Peroxids ab. Wenn beispielsweise ein Dicumylperoxid an sich verwendet
wird, werden näherungsweise
0,5–8
phr bevorzugt. Die mechanische Festigkeit von H-NBR kann unzureichend
sein, wenn die Beimischungsmenge des Dicuymlperoxids weniger als
0,5 phr beträgt.
Wenn die Beimischungsmenge des Dicumylperoxids 8 phr beträgt, kann
der nichtvulkanisierte Formkörper
leicht anbrennen.
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Ferner
können
dem H-NBR nach Bedarf Kieselsäure
als Füllstoff,
Alterungshemmungsmittel, Rußschwarz,
Weichmacher, Co-Vernetzungsmittel (beispielsweise TAIC und TMPTMA)
und dergleichen beigemischt werden.
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Außenlage
der Innenleitung
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Ein
Acrylkautschuk (ACM), aus dem die Außenlage der Innenleitung konstruiert
ist, ist ein epoxidvernetzendes ACM. Der allgemeine Begriff "Acrylkautschuk" umspannt Acrylkautschuk
und Mischkautschuke dieser und anderer Arten von Kautschuken.
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Beispiele
eines epoxidvernetzenden ACM beinhalten verschiedene Monomerzusammensetzungen, die
durch Copolymerisation eines beliebigen oder mehrerer beliebiger
Monomere ausgebildet sind, die von der nachstehenden Monomergruppe
1 bis Mo nomergruppe 11 und einem beliebigen Monomer ausgewählt sind, das
aus der nachstehenden epoxidvernetzenden Monomergruppe ausgewählt ist.
Monomergruppe
1: Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat, Isobutylacrylat,
n-Butylacrylat, n-Pentylacrylate, n-Hexylacrylate, n-Octylacrylat,
oder 2-Ethylhexylacrylat.
Monomergruppe
2: Alkoxyalkylacrylatgruppe. Zum Beispiel 2-Methoxyethylacrylat, 2-Ethoxyethylacrylat, 2-(n-Propoxy)ethylacrylat,
2-(n-Butoxy)ethylacrylat,
3-Methoxypropylacrylat, 3-Ethoxypropylacrylat, 2-(n-Propoxy)propylacrylat,
oder 2-(n-Butoxy)propylacrylat.
Monomergruppe 3: Fluorhaltige
Acrylatgruppe. Zum Beispiel 1,1-Dihydroperfluoroethyl(meta)acrylat,
1,1-Dihydroperfluorpropyl(meta)acrylat, 1,1,5-Trihydroperfluorhexyl(meta)acrylat,
1,1,2,2-tetrahydroperfluorpropyl(meta)acrylat, 1,1,7-Trihydroperfluorheptyl(meta)acrylat,
1,1-Dihydroperfluoroctyl(meta)acrylat oder 1,1-Dihydroperfluordecyl(meta)acrylat.
Monomergruppe
4: Hydroxylgruppenhaltige Acrylatgruppe. Zum Beispiel 1-hydroxypropyl(meta)acrylate,
2-hydroxypropyl(meta)acrylate oder Hydroxyethyl(meta)acrylate.
Monomergruppe
5: Tertiäre
Aminogruppe enthaltende Acrylatgruppe. Zum Beispiel Diethylaminoethyl(meta)acrylat
oder Dibutylaminoethyl(meta)acrylat.
Monomergruppe 6: Methacrylatgruppe.
Zum Beispiel Methylmethacrylat oder Otylmethacrylat.
Monomergruppe
7: Alkylvinylketongruppe. Zum Beispiel Methylvinylketon.
Monomergruppe
8: Vinyl- und Allylethergruppe. Zum Beispiel Vinylethylether oder
Allylmethylether.
Monomergruppe 9: Gruppe der aromatischen
Vinylverbindungen. Zum Beispiel Styrol, α-Methlystyrol, Chlorostyrol
oder Vinyltoluen.
Monomergruppe 10: Vinylnitrylgruppe. Zum
Beispiel Acrylnitril oder Methacrylnitril.
Monomergruppe 11:
ungesättigte
Ethylenverbindungsgruppe. Zum Beispiel Ethylen, Propylen, Vinylchlorid,
Vinylidenchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenfluorid, Vinylpropionat
oder Alkylfumarat.
Epoxidvernetzende Monomergruppe: Zum Beispiel
Glycidylacrylat, Allylglycidylether oder Methaallylglycidylether.
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Ein
Vulkanisationsmittel oder Vulkanisationsbeschleuniger, wie z. B.
Ammoniumsalz, wird dem ACM bevorzugt beigemischt. Wenn als ein Vulkanisationsmittel
oder Vulkanisationsbeschleuniger ein Ammoniumsalz verwendet wird,
wird eine Verbindung oder Verbindungsgruppe, die sich auf eines
der nachstehenden Elemente (1)–(3)
oder eine Kombination aus zwei oder mehreren eines beliebigen der
Elemente von (1)–(3)
bezieht, bevorzugt:
- (1) Ammoniumbenzoat.
- (2) Isocyanursäure,
quartäres
Ammoniumsalz und Diphenyl-Harnstoff; und
- (3) Imidazol, Thioharnstoff und quartäres Ammoniumsalz.
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Die
Beimischungsmenge von Ammoniumsalz in bezug auf ACM unterliegt keiner
Einschränkung.
Die Beimischungsmenge von Ammoniumsalz beträgt bevorzugt 0,1–3 phr.
Wenn die Menge von Ammoniumsalz diesen Bereich unterschreitet, kann
das Verbinden mit dem ACM geringfügig abnehmen. Wenn die Menge
des Ammoniumsalzes diesen Bereich überschreitet kann die Bearbeitbarkeit
des nichtvulkanisierten Formkörpers verringert
werden, und der nichtvulkanisierte Formkörper kann ohne weiteres angesengt
werden.
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Daneben
können
dem ACM, aus dem die Außenlage
der Innenleitung konstruiert ist, geringe Mengen Kieselsäure-Füllstoff
beigemischt werden. Nach Bedarf werden Alterungshemmungsmittel,
Rußschwarz, Weichmacher,
Verarbeitungshilfsstoffe (z. B. Paraffin) und dergleichen hinzugefügt.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zubereitung von nichtvulkanisierten
H-NBR-Zusammensetzungen, nichtvulkanisierten NBR-Zusammensetzung
und nichtvulkanisierten ACM-Zusammensetzungen.
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Tabelle
1 zeigt nichtvulkanisierte H-NBR-Zusammensetzungen und nichtvulkanisierte
NBR-Zusammensetzunge, die unter Verwendung einer offenen Walze gemäß den in
Spalten A–F
gezeigten Anteilen zubereitet wurden. Diese nichtvulkanisierten
Zusammensetzungen werden verwendet, um die Innenlage der Kautschuk-Innenleitung
des wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs
(die an späterer
Stelle in Tabelle 3 als "Innenlagen-Kautschuk" beschrieben wird)
zu konstruieren. Tabelle 2 zeigt nichtvulkanisierte ACM-Zusammensetzungen,
die unter Verwendung einer offenen Walze gemäß den in Spalten 1–6 gezeigten
Anteilen zubereitet wurden. Diese nichtvulkanisierten Zusammensetzungen
werden verwendet, um die Außenlage
der Kautschuk-Innenleitung des wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs
zu konstruieren (die an späterer
Stelle in Tabelle 3 als der "Mittellagenkautschuk" beschrieben wird).
Die numerischen Werte in Tabellen 1 und 2 zeigen die Anzahl der
Gewichtsteile an.
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In
Tabelle 1 handelt es sich bei Zetpol 2000 um einen H-NBR, der durch
die Firma Nippon Zeon Company hergestellt wird, und bei Nipol DN202
um einen von der Firma Nippon Zeon Company hergestellten NBR. In
Tabelle 2 handelt es sich bei Nipol AR53 um einen epoxidvernetzenden
ACM, der von der Firma Nippon Zeon Company hergestellt wird, und
bei Vamac G um ein carboxylgruppenvernetzenden ACM, der von der
Firma DuPont Company hergestellt wird.
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Ferner
wurde eine allgemeine Mischung einer nichtvulkanisierten Zusammensetzung
aus Polyethylenchlorid-Kautschuk (CM) unter Verwendung einer offenen
Walze zubereitet, um den Außenlagenkautschuk des
wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs
zu konstruieren.
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Erzeugung
der Kautschuk-Innenleitung und Erzeugung des wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs
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Die
nichtvulkanisierten H-NBR-Zusammensetzungen oder nichtvulkanisierten
NBR-Zusammensetzungen, die gemäß den Spalten
A–F von
Tabelle 1 gemischt wurden, und die nichtvulkanisierten ACM-Zusammensetzungen,
die gemäß den Spalten
1–6 von
Tabelle 2 gemischt wurden, werden einer zur gleichen Zeit erfolgenden
Zweilagen-Extrusion
unterzogen. Folglich besteht die Innenlage aus der nichtvulkanisierten H-NBR-Zusammensetzung
oder der nichtvulkanisierten NBR-Zusammensetzung, und die Außenlage
besteht aus der nichtvulkanisierten ACM-Zusammensetzung. Die Dicke
der Innenlage und der Außenlage
ist bei beiden 1 mm. Die Kombinationen dieser beiden Lagen und die
Konstruktion einer jeden Lage sind in Tabelle 3 unter der Bezeichnung "Innenlagen-Kautschuk" und "Mittellagen-Kautschuk" für jeweils
die Ausführungsformen
1–4 und
die Vergleichsbeispiele 1–7
gezeigt.
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Nach
der Durchführung
einer Direktdampfvulkanisation bei 160°C für eine Dauer von 45 Minuten
wird eine Heißluftvulkanisation
bei 160°C
für eine
Dauer von 8 Stunden durchgeführt.
Demzufolge wurden die vulkanisierten Kautschuk-Innenleitungen der
Ausführungsformen
1–4 und
der Vergleichsbeispiele 1–7
konstruiert.
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Die
nichtvulkanisierten H-NBR-Zusammensetzungen oder nichtvulkanisierten
NBR-Zusammensetzungen, die gemäß den Spalten
A–F von
Tabelle 1 gemischt wurden, und die nichtvulkanisierten ACM-Zusammensetzungen,
die gemäß den Spalten
1–6 von
Tabelle 2 gemischt wurden, werden einer zur gleichen Zeit erfolgenden,
separaten Zweilagen-Extrusion unterzogen. Folglich besteht die Innenlage
aus der nichtvulkanisierten H-NBR-Zusammensetzung oder der nichtvulkanisierten
NBR-Zusammensetzung,
und die Außenlage besteht
aus der nichtvulkanisierten ACM-Zusammensetzung.
Die Dicke der Innenlage und der Außenlage beträgt bei beiden
1 mm. Eine Verstärkungsfadenlage
auf dem äußeren Umfang
der Außenlage
wurde durch Verflechten eines Polyesterverstärkungsfadens hergestellt. Ferner
wurde die vorstehend beschriebene, nichtvulkanisierte CM-Zusammensetzung
extrudiert, um den äußeren Umfang
der Verstärkungsfaden-Lage
zu bedecken. Nach einer Direktdampfvulkanisation der nichtvulkanisierten
Kraftstoffschläuche
bei 160°C
für eine
Dauer von 45 Minuten wurde eine Heißluftvulkanisation bei 160°C für eine Dauer
von 8 Stunden durchgeführt,
um die wärmebeständigen Kraftstoffschläuche der
Ausführungsformen
1–4 und
der Vergleichsbeispiele 1–7
zu erzeugen.
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Bei
den vorstehend beschriebenen Kautschuk-Innenleitungen und wärmebeständigen Kraftstoffschläuchen wird
die Unterteilung in "Ausführungsform" und "Vergleichsbeispiel" in Tabelle 3 nur
verwendet, um eine relative Überschaubarkeit
zu gewährleisten.
In Tabelle 3 sind Vergleichsbeispiele gezeigt, bei denen es sich
um Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung handeln kann.
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Auswertung
der vulkanisierten Kautschuk-Innenleitung
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Schälprüfung
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Die
vulkanisierten Kautschuk-Innenleitungen der jeweiligen Ausführungsformen
und Vergleichsbeispiele, die vorstehend beschrieben sind, wurden
einem Schälversuch
nach JIS K6330 unterzogen. Die Bindungsfestigkeit (N/25 mm) zwischen
der H-NBR-Schicht
und der ACM-Schicht sowie die Grenzflächenzustände von beiden Schichten wurden
ausgewertet. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. In der
Spalte "Bindungsfestigkeit" in Tabelle 3 verweist "90 < (Riß)" darauf, daß die Schicht
beim Schälen
gerissen ist, und die Messungen bei 90 N/25 mm oder größer konnten
nicht vorgenommen werden. In der Spalte "Grenzflächenzustände" in Tabelle 3 verweist "Grenzflächenabschälung" darauf, daß sich entlang
der Grenzfläche
der Schichten eine Abschälung
einstellte, ohne daß eine
der Schichten Schaden nahm. Zusätzlich
verweist der Begriff "Kautschukschaden" darauf, daß die Schicht
Schaden genommen hat, d. h. daß beim
Schälen
ein Abschnitt des Materials auf der Oberseite der angrenzenden Schicht
verblieben ist.
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Auswertung
mit versiegeltem Leichtöl
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In
die vulkanisierte Kautschuk-Innenleitung der vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen
und Vergleichsbeispiele wurde ein Leichtöl eingeschlossen. Nach einer
Alterung von 100°C
für 240
Stunden wurde ein Schälversuch
gemäß JIS K6330
durchgeführt,
der dem vorstehend beschriebenen Schälversuch ähnlich ist. Die Bindungsfestigkeit
(N/25 mm), und der Zustand der abschälenden Grenzfläche wurden
ausgewertet. Die Schläuche,
die als Grenzflächenzustand
beim Schälversuch
unter normalen Bedingungen jedoch ein "Abschälen der Grenzfläche" aufwiesen, wurden
der Auswertung nicht unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3
gezeigt. Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, stimmen die Ergebnisse mit
den Ergebnissen des Schälversuchs
unter normalen Bedingungen überein.
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Auswertung des vulkanisierten,
wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs
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Dichtigkeitsprüfung
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Die
vulkanisierten, wärmebeständigen Kraftstoffschläuche der
jeweiligen Ausführungsformen
und Vergleichsbeispiele wurden bei 150°C 500 Stunden lang einer Alterung
bei trockener Hitze ausgesetzt, und es wurde eine Dichtigkeitsprüfung durchgeführt. Bei
der Dichtigkeitsprüfung
wurde ein Stahlrohr mit einer Fluorharzbeschichtung auf dessen Oberfläche in ein
Ende eines jeweiligen wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs eingeführt und
unter Verwendung einer Aufspannvorrichtung befestigt. In einem Ofen
wurde eine bei trockener Hitze erfolgende Alterung bei 150°C für eine Dauer
von 500 Stunden durchgeführt.
Anschließend
wurde an dem anderen Ende des wärmebeständigen Kraftstoffschlauchs
ein Druck durch eine hydraulische Pumpe bei einer Rate von 0,6 MPa/min
erhöht
und nach der Alterung bei trockener Hitze der Dichtigkeitsdruck
gemessen.
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In
der Praxis beträgt
der Dichtigkeitsdruck nach der Alterung bei trockener Hitze wie
vorstehend beschrieben 0,5 MPa oder mehr. Daher sind die Ausführungsformen
und Vergleichsbeispiele mit Messungen von 0,5 MPa oder mehr durch
ein "O" in der Spalte "Dichtigkeitsprüfung Schlauch" von Tabelle 3 angezeigt.
Die Ausführungsformen
und Vergleichsbeispiele mit Messungen von weniger als 0,5 MPa sind
durch ein "X" angezeigt. Jene
mit "Grenzflächenabschälung" als Grenzflächenzustand
aus dem Schälversuch
unter Normalbedingungen wurden bei der Auswertung nicht berücksichtigt.
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Obgleich
eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform erfolgt ist, ist
sich der Fachmann der Variationen derselben innerhalb des Schutzbereichs
der Konzepte der vorliegenden Erfindung, die durch nachstehende
Ansprüche
beschrieben sind, bewußt.