JP2001059589A - ホース接続構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シール耐久性が良好で、しかも、圧入作業性
にも低下しないホース接続構造を提供すること。 【解決手段】 エラストマー材料製のホース１２に対し
て極性材料製の剛体管１４を圧入接続するホース接続構
造。ホース接続部位Ｈにおけるホース／剛体管界面間に
湿気硬化型接着剤からなる結合層１６が介在されてな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エラストマー材料
製のホースに対して極性材料製の剛体管をクランプレス
で圧入接続するホース接続構造に関する。特に、グリコ
ール類を含有する不凍液の配管系に好適なホース接続構
造に関する。

【０００２】

【背景技術】グリコール類（通常、エチレングリコー
ル）を含有する不凍液の配管系においては、例えば、図
１に示すようなようなホース接続構造であった。

【０００３】ＥＰＤＭ等のエラストマー材料製のホース
１２に対して、金属製（極性材料製）の継手（剛体管）
１４を圧入接続する。このとき、継手１４は、通常、フ
ァートリー形突起部１４ａを備えた構成であった。ホー
ス１２の挿入作業性及び抜け止め力を確保するためであ
る。また、ホース１２は、通常、内管ゴム層１２ａ、補
強層１２ｂ、外管ゴム層１２ｃで形成する構成であっ
た。所定の耐圧性を確保するためである。

【０００４】そして、通常、作業性等の見地からクラン
プレスの要請が強い。クランプレスにするには、ホース
の剛体管部に対する圧締力を増大させる必要がある。

【０００５】しかし、圧締力の増大は、ホースの圧入作
業性を低下させる。また、ゴム層劣化ないし補強層劣化
に伴い圧締力が低下して十分なシール性を長期間にわた
り確保し難い。即ち、ホース接続構造のシール耐久性が
十分とは言い難かった。

【０００６】本発明は、上記にかんがみて、シール耐久
性が良好で、しかも、圧入作業性にも低下しないホース
接続構造を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために、鋭意開発に努力をする過程で、常温
では反応が遅い湿気硬化型接着剤（一液型接着剤）を用
いればよいことを見出して、下記構成のホース接続構造
に想到した。

【０００８】エラストマー材料製のホースに対して極性
材料製の剛体管を圧入接続するホース接続構造であっ
て、ホース接続部位におけるホース／剛体管界面間に湿
気硬化型接着剤からなる結合層が介在されてなることを
特徴とする。

【０００９】上記構成において、湿気硬化型接着剤が、
（Ａ）成分：末端に水酸基を備えた液状ジエン系重合
体、（Ｂ）成分：少なくとも１個の二級炭素と結合した
水酸基を含有する分子量５０〜５００のポリオールおよ
び（Ｃ）成分：有機ポリイソシアナート化合物を、エス
テル系可塑剤存在下に反応させて製造されてなるもので
あることを使用することが望ましい。

【００１０】さらに望ましくは、（Ａ）成分のＯＨ基含
有量と（Ｂ）成分のＯＨ基含有量との比率を、前者／後
者＝１／０．５〜１／２．５とすることが、本発明の効
果をより確実に達成できて望ましい。

【００１１】

【手段の詳細な説明】Ａ．本発明のホース接続構造は、
エラストマー材料製のホース１２に対して極性材料製の
剛体管１４を圧入接続する構造である（図１・２参
照）。

【００１２】ホース接続部位Ｈにおける剛体管１４／ホ
ース１２界面間に湿気硬化型接着剤からなる結合層１６
が介在されてなることを特徴とする。

【００１３】ここで、ホース１２を形成するエラストマ
ー材料としては、各種ゴム及び各種熱可塑性エラストマ
ーを使用できる。グリコール類を含む不凍液の配管系に
本ホースの接続構造を適用する場合は、エチレンプロピ
レンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩ
Ｒ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）等の
非極性ゴム、又は、オレフィン系、スチレン系等の非極
性熱可塑性エラストマーを使用する。不凍液を構成する
水及びグリコール類が極性化合物であるためである。

【００１４】なお、これらの非極性ゴムポリマー又は非
極性熱可塑性エラストマーは、金属部材に対する接着性
の観点から、水酸基（ＯＨ）、カルボキシル基（ＣＯＯ
Ｈ）、メルカプト基（ＳＨ）を、適宜導入したものも使
用可能である。

【００１５】他方、剛体管１４を形成する極性材料とし
ては、鉄、アルミニウム等の金属材料及び極性基を有す
る樹脂材料が含まれる。極性基を有する樹脂材料として
は、ポリアミド（ナイロン）、ポリエステル、アクリル
系樹脂等の極性樹脂材料の他に水酸基、カルボキシル
基、等の極性基（活性水素基）を導入したＰＰ、ＰＥ等
の非極性樹脂も含む。

【００１６】そして、剛体管１４のホース接続部位Ｈに
おける形状は、ホースが圧入可能な外径を備えておれば
表面フラット管でもよいが、図１〜２に示すような、フ
ァートリータイプのものが、挿入荷重が小さく、且つ、
抜け荷重が大きいため望ましい。図２は図１においてフ
ァートリー形の先端に接着剤保持溝１４ｂを形成したも
のである。接着剤保持溝１４ｂに保持されて形成された
結合層１６が、シーラント的作用を奏して不凍液等の流
通液体のホース／剛体管界面間への侵入を阻止すること
が期待される。

【００１７】このときのファートリータイプ外径Ｄとホ
ース内径ｄの比は、１．２〜１．５が望ましい。即ち、
ホースの拡径率（圧縮率）が２０％以上発生するものと
することが望ましい。

【００１８】そして、ホース１２と剛体管１４との結合
層１６形成材料として湿気硬化型接着剤（一液型接着
剤）を使用するのは、二液型に比して液調製後のポット
ライフが長くなる、即ち、液安定性が増大して、取扱性
が良好であり、剛体管１４外面及び／又はホース１２内
面) に塗布後、直に接着力がほとんど発現せず、ホース
１２に対して剛体管１４を圧入接続する際の作業性に悪
影響を与えないためである。

【００１９】即ち、湿気硬化型接着剤は、当初接着力が
ほとんど発現されず、剛体管１４の圧入時、ホース接続
部位Ｈにおけるホース１２内面及び／又は剛体管（継
手）１４外面に接着剤による擬似滑性塗膜が形成され、
両者間の摩擦抵抗を大幅に低減させる。

【００２０】上記湿気硬化型接着剤としては、特公昭６
３−１５２９４号公報に記載されている一液型ウレタン
樹脂が、有機溶剤レスタイプであり好適に使用できる。

【００２１】具体的には、湿気硬化型接着剤が、（Ａ）
成分：末端に水酸基を備えた液状ジエン系重合体、
（Ｂ）成分：少なくとも１個の二級炭素と結合した水酸
基を含有する分子量５０〜５００のポリオールおよび
（Ｃ）成分：有機ポリイソシアナート化合物を、エステ
ル系可塑剤存在下に反応させて製造されてなるものとす
る。

【００２２】上記（Ａ）成分：末端に水酸基を備えた液
状ジエン系重合体とは、水酸基を１．７〜３．０個／ m
ol導入した、数平均分子量３００〜２５０００の液状ジ
エン共重合体を意味し、通常、１，４結合が５０％以上
のものを使用する。これらの範囲においては接着層が柔
軟性を備えていて、ホース接続部位Ｈに振動が作用した
場合における、耐振動接着性を確保し易いためである。
具体的なジエン共重合体としては、ブタジエンホモポリ
マー、イソプレンホモポリマー、ブタジエン−スチレン
コポリマー、ブタジエン−イソプレンコポリマー、ブタ
ジエン−アクリロニトリルコポリマー、ブタジエン−２
−エチルヘキシルアクリレートコポリマー、ブタジエン
−ｎ−オクタデシルアクリレートコポリマー等を挙げる
ことができる。

【００２３】また、上記（Ｂ）成分：少なくとも１個の
二級炭素と結合した水酸基を含有する分子量５０〜５０
０のポリオールとしては、１，２−プロピレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、１，２−ブタンジオー
ル、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオー
ル、１，２−ペンタンジオール、２，３−ペンタンジー
ル、２，５−ヘキサンジオール、２，４−ヘキサンジオ
ール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、シクロ
ヘキサンジオール、グリセリン、Ｎ，Ｎ−ビス−２−ヒ
ドロキシプロピルアニリン、Ｎ，Ｎ′−ビスヒドロキシ
イソプロピル−２−メチルピペラジン、ビスフェノール
Ａのエチレンオキサイド付加体を挙げることができる。
通常、二級炭素に結合した水酸基が２個のジオールを使
用する。

【００２４】上記有機ポリイソシアナート化合物として
は、例えば、トリレンジイソシアナート、ＭＤＩ、粗Ｍ
ＤＩ、ＭＤＩの液状変性物、ヘキサメチレンジイソシア
ナート、キシレンジイソシアナート、シクロヘキサンフ
ェニレンジイソシアナート、クロロフェニレンジイソシ
アナート、ナフタレン−１，５−ジイソシアナート、キ
シリレン−２，２′−ジイソシアナート、イソプロプル
ベンゼン−２，４−ジイソシアナート、ポリメチレンポ
リフェニルイソシアナート、トリフェニルメタン−４，
４′，４′′−トリイソシアナート、イソホロンジイソ
シアナート、ポリプロピレングリコール又はトリオール
とのトリレンジイソシアナート付加反応物、トリメチロ
ールプロパン１ molとトリレンジイソシアナート３ mol
との反応生成物等を挙げることができる。これらの内
で、反応性の高いＭＤＩ系のものが望ましい。

【００２５】上記エステル系可塑剤としては、本発明で
は、ジブチルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフタ
レート（以下「ＤＯＰ」と略す。）、ジ−ｎ−オクチル
フタレート等のフタル酸エステル系、ジオクチルアジペ
ート、ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケート等
の直鎖二塩基酸エステル系、更には、トリ−２−エチル
ヘキシルフォスフェート、トリキシレニルフォスフェー
ト等のリン酸エステル系のものを挙げることができる。

【００２６】そして、上記において、ポリオール成分が
（Ａ）成分：末端に水酸基を備えた数平均分子量５００
〜１００００の液状ブタジエン系重合体を主体とし
（Ｂ）成分：少なくとも１個の二級炭素と結合した水酸
基を含有する分子量５０〜５００のアニリン系ポリオー
ル（例えば、Ｎ，Ｎ−ビス−２−ヒドロキシプロピルア
ニリン）を含むポリオール成分に対して（Ｃ）成分：有
機ポリイソシアネートを、フタル酸エステル系可塑剤存
在下に反応させて調製したイソシアナートプレポリマー
からなるものとすることが好ましい。

【００２７】ここで、液状ブタジエン系重合体を主体と
するのは、形成される接着層に柔軟性を付与し易いため
である。また、アニリン系ポリオールを使用するのは、
接着層の凝集破壊強度を向上させるためである。

【００２８】なお、配合比（重量比）は、通常、液状ジ
エン系重合体／アニリン系ポリオール＝９５／５〜８０
／２０とする。

【００２９】即ち、（Ａ）成分と（Ｂ）成分との配合比
率が、（Ａ）成分のＯＨ基含有量とと（Ｂ）成分のＯＨ
基含有量との比率が、前者／後者＝１／０．５〜１／
２．５となるようにすることが望ましく、さらに望まし
くは、１／１〜１／２とする。

【００３０】（Ｂ）成分が過少では、十分な接着強度を
確保し難く、逆に（Ｂ）成分が過多では、粘度が増大し
て、塗布作業性ないし圧入作業性が低下する。

【００３１】ＮＣＯ含量は、３〜１０wt％とする。エス
テル系可塑剤の配合量は、湿気硬化型接着剤中、５〜７
０wt％、望ましくは２０〜５０wt％とする。該エステル
系可塑剤の配合量が過多であると、塗布後、該可塑剤が
ホース内管（加硫ゴム成形体）に移行して、ホース物性
（加硫ゴム物性）に悪影響を与えるおそれがある。

【００３２】なお、上記湿気硬化型接着剤には、パラフ
ィン系オイル等のプロセスオイルを適宜配合することも
できる。パラフィン系オイルを使用することにより、接
着剤の安定性（可使時間：ポットライフ）を増大させる
ことができる。また、適正な圧入荷重及び良好な塗布作
業性が得られるような粘度に調整できる。なお、粘度を
低く設定しすぎると、滑性塗膜形成能が低下して、剛体
管部の圧入作業性が低下するおそれがある。

【００３３】ポットライフが長くなる理由は、パラフィ
ン系オイルで接着剤を希釈する結果となり、接着剤の保
存時（常温放置時）の反応性が低下するためと推定され
る。

【００３４】Ｂ．上記湿気硬化型接着剤を使用しての本
発明のホース接続構造の調製は、下記の如くに行なう。

【００３５】ここでは、ホース接続部位Ｈにおけるホー
ス１２内面及び／又は剛体管１４外面に湿気硬化型接着
剤を塗布後、剛体管をホースに圧入（挿入）する。

【００３６】この際、湿気硬化型接着剤は塗布後一定時
間（通常１２時間）は接着力が発現せず、接着剤塗膜
（結合層１６となる）は濡れにより挿入荷重を低減させ
る作用を奏し、剛体管１４の圧入作業性は向上する。

【００３７】そして、接着剤は所定時間経過後（通常２
４時間）は、空気中の水分により硬化して接着力が発現
してきて、ホース／剛体管結合層１６が形成される。当
該結合層１６の存在により、ホース抜け力が増大し、ま
た、ホースの剛体管に対する圧締力が低減しても結合層
１６が柔軟性を備えていることも相まってシール層的作
用を奏し、ホース接続部位Ｈにおけるシール力を確保す
る。

【００３８】

【試験例】以下に、本発明の効果を確認するために、比
較例とともに実施例について行った試験例について説明
をする。以下の説明で、配合量を示す「部」は「重量
部」を意味する。

【００３９】(1) 使用接着剤：各実施例の湿気硬化形接
着剤は、表１に示す組成の反応生成物である。なお、各
接着剤の特性も表１に示す（粘度：Ｂ形粘度計で測定し
たものである。）。

【００４０】(2) 試験片の調製：まず、下記処方のＥＰ
ＤＭ配合物を混練後、円柱状の加硫ゴム成形体（１６mm
φ×１０mmＨ）を圧縮加硫成形（１７０℃×２０分）し
てそれぞれ所要数調製した。

【００４１】ＥＰＤＭ配合処方 ＥＰＤＭ＊ １００部 ステアリン酸 １部 亜鉛華 ５部 ＦＥＦブラック ８０部 パラフィン系オイル ６０部 パーオキサイド ６部 老化防止剤 ２部 ＊）エチレン含量５４wt％、第三成分（エチリデンノル
ボルネン）１０．６wt％、粘度（ＭＬ₁₊₄ １００℃）１
００ 次に、上記円柱状加硫ゴム成形体の上面・下面に表２に
示す各接着剤を刷毛塗りした後、該円柱状加硫ゴム成形
体を、一対の鉄板（３５mm×２５mm×１mmｔ）で挟着し
て、２５％圧縮した状態で、１２０℃×１．５Ｈの条件
で硬化させた。

【００４２】また試験Ｎｏ．４の接着剤は、ロード社製
「 Fuson 365-1/305-2 」の二液形エポキシ系接着剤を
用いた。

【００４３】(2) 初期接着力：硬化完了直後の試験片に
ついて、引張試験機（島津製作所社製「テンシロン」）
を用いて、引張速度２５mm／min について行なった（JI
S K ６３０１準拠）なお、初期接着性（接着力）の目標
値は、０．６ＭＰａである。

【００４４】それらの結果を表２に示すが、本発明で使
用する実施例の接着剤を用いた試験片はいずれも目標値
を達成していることが分かる。また、Ａ成分のＯＨ基含
有量より、Ｂ成分のＯＨ基含有量が多い実施例２、３で
は、市販エポキシ系接着剤に比して初期接着力が優れて
いることが分かる。

【００４５】(3) ＬＬＣ浸漬後接着力：試験片を７０℃
の不凍液（ＬＬＣ）中にそれぞれ１８％、２５％圧縮状
態を維持して、７０時間浸漬したものについて、上記と
同様にして接着力を測定した。

【００４６】それらの結果を表２に示すが、２５％圧縮
条件下では、本発明で使用する実施例の接着剤を用いた
試験片はいずれも、市販エポキシ系接着剤に比して接着
力が優れており、望ましい接着力を示すことが分かる。
また、破壊モードで比較すると、実施例はホースの破壊
によってホースと管が離れたのに対し、市販のエポキシ
では界面で剥離した。

【００４７】圧縮状態が１８％圧縮条件下では、本発明
に使用する実施例及び市販エポキシ接着剤の双方とも、
接着力が０まで低下した。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【表２】

【００５０】

【発明の効果】本発明のホース接続構造は、上記の如
く、エラストマー材料製のホースに対して極性材料製の
剛体管を圧入接続するホース接続構造であって、ホース
接続部位におけるホース／剛体管界面間に湿気硬化型接
着剤からなる結合層が介在されていることにより、シー
ル耐久性が良好で、しかも、圧入作業性にも低下しな
い。

【００５１】このことは、前述の試験例で間接的に支持
されるものである。即ち、不凍液中に接着構造物を浸漬
しておいた場合、所定の圧縮量を確保するようにしてお
けば、接着力は経時的に増大して、シール耐久性が確保
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するホース接続構造の一例を示す
半断面図

【図２】同じく他の一例を示す半断面図

【符号の説明】

１２ ホース １４ 剛体管（継手） １４ａ ファートリー形突起 １４ｂ 接着剤保持溝 １６ 結合層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 直己 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 今井 英幸 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 3H013 DA04 3J023 EA10 FA03 GA03 4J040 ED002 EF051 EF052 EF131 EF132 EF251 EF252 HB32 HB34 HD24 JA12 JB04 KA31 LA01 MA02 MA03 MA10 MA12 MB06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エラストマー材料製のホースに対して極
   性材料製の剛体管をクランプレスで圧入接続するホース
   接続構造であって、 ホース接続部位におけるホース／剛体管界面間に湿気硬
   化型接着剤からなる結合層が介在されてなることを特徴
   とするホース接続構造。
2. 【請求項２】 前記湿気硬化型接着剤が、（Ａ）成分：
   末端に水酸基を備えた液状ジエン系重合体、（Ｂ）成
   分：少なくとも１個の二級炭素と結合した水酸基を含有
   する分子量５０〜５００のポリオール、及び（Ｃ）成
   分：有機ポリイソシアナート化合物を、エステル系可塑
   剤存在下に反応させて製造されてなるものであることを
   特徴とする請求項１記載のホース接続構造。
3. 【請求項３】 前記（Ａ）成分のＯＨ基含有量と（Ｂ）
   成分のＯＨ基含有量との比率が、前者／後者＝１／０．
   ５〜１／２．５であることを特徴とする請求項２記載の
   ホース接続構造。
4. 【請求項４】 前記ホース接続構造を適用する配管系が
   グリコール類を含む不凍液の配管系であることを特徴と
   する請求項１、２又は３記載のホース接続構造。