JP2001108159A - 補強入りゴムホース及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 薄肉でかつ耐圧性及び耐透過性が優れた補強
入りホースを得る。 【手段】 予め補強布５とフィルム６を張り合わせて一
体化し、これを押出成形機のダイスへ筒状に丸めながら
供給し、同時にダイス内にて補強中間層３の内外へ内層
２と外層４を押し出して一体化した補強入りホースを成
形する。補強布５とフィルム６が補強中間層３として一
体化しているため、内層２と外層４の間へ偏在せず、均
一に一体化するので、ゴムホース１を薄肉に成形しても
実用上十分な性能を得ることができ、その結果軽量化す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、補強布等の補強
中間層を一体化した薄肉補強入りゴムホース及びその製
法に関する。なお、本願発明において、薄肉とは、補強
中間層を含む内層及び外層の合計肉厚が約３．５mm以下
のものをいう。

【０００２】

【従来の技術】ゴムホースの耐圧構造として、ゴムホー
スの肉厚内に補強布を入れて補強層を形成することは公
知である。この補強層の形成方法としては、内層を押し
出してから、その上へ補強糸をスパイラル巻きし、さら
にその上へ外層を押出成形する方法、または、押出成形
用のダイスへ補強布を筒状に丸めながら供給し、ダイス
内で補強布の内外から同時に溶融原料を供給して一体に
押し出す方法がある（特公昭５２−１７８５５号）。

【０００３】一方、燃料ホース等では通過する燃料の透
過を防ぐため、フィルムを一体化することも公知であ
り、例えば、特開平７−３１４６１０号では、フッ素系
フィルムを中間層とし、内外層を同時に押し出すことが
開示されている。

【０００４】

【発明の解決しようとする課題】ところで、自動車用燃
料ホース等の特殊用途においては、耐圧性（耐圧耐久性
を含む）、耐透過性を備えるのはもちろん、さらに薄肉
・軽量化が要求される場合がある。しかし薄肉・軽量を
実現するには肉厚を薄くすればよいが、単純に薄肉化す
るとゴム層が薄くなるため、耐圧耐久強度の低下、加圧
時・負圧時のホースの変形量増大、ホース内容液の透過
量増大、生材ホース加硫時におけるマンドレルへの挿入
性悪化及び加硫ホースの接続相手側バルジにおける挿入
性悪化等の弊害が生じる。

【０００５】このうち、耐圧強度の向上に関しては、補
強布を入れればある程度の耐圧強度を向上できる。しか
し補強布では耐透過性を改善できない。すなわち、ゴム
ホースの透過性は、実質的にゴム層の材質と厚みに依存
し、補強布の寄与する役割は小さいので、補強布を内容
液が容易に透過してしまう。

【０００６】これに対して、プラスチックフィルムを用
いれば、フィルムがバリアー層として機能するため耐透
過性が格段に向上する。しかし、このフィルムは、ゴム
ホース全体の薄肉化のために可能な限り薄くなければな
らず、さらに加硫時におけるマンドレル挿入性等を改善
するため柔軟性に優れ、加硫工程でフィルム端面の接着
が可能になるよう融点が加硫温度より低いことが望まれ
る。ところが、このような条件を満足するフィルムは薄
く、柔らかく、そのうえ融点が低いものであるから、押
出温度と押出圧力に負けて破れ易いものであり、ゴムホ
ースと同時に押出成形することが非常に困難であった。

【０００７】そこで、これらの問題を解決するため、補
強布とフィルムを両方用いて中間層を形成することが考
えられる。しかしながら、このような中間層の形成を、
内層押し出し、補強布形成、フィルム巻きつけ、外層押
出と、順次に工程を連ねる従来例方法（逐次押出とい
う）で行うとすれば生産効率が著しく低下する。

【０００８】一方、押出成形のダイス内で内外層と補強
層を一体化する方法を採用すれば、逐次押出よりは効率
化するものと考えられるが、この場合は、補強布とフィ
ルムを内層と外層の間へ別々にかつ同時に供給しなけれ
ばならない。したがってこの方法では補強布とフィルム
の位置決めが困難であり、例えば、それぞれ別個の方向
へ偏心することにより相互の相対位置がずれて偏在し易
くなる。この偏在は薄肉ホースにおいて実用上顕著な問
題を生じる。

【０００９】すなわち、外層側へ偏在すると、破れ易く
なりかつ布目が表面に浮き出てくれば商品性を損なう。
逆に、内層側へ偏在すると、内層が薄肉になるので、シ
ール性が低下する。また、周方向で部分的に偏在する
と、パイプ等への接続時にクリップで緊縛するとき、周
方向の緊縛力が不均一になるため、やはりシール性が低
下する。

【００１０】また、ゴムホースの押出時にフィルムと補
強布のずれにより皺などの外観不良が発生し易くなり、
このフィルムと補強布のずれに起因してフィルムの破れ
易くなったり、局部的に薄い部分が生じることによる耐
透過性低下等の不具合が生じる。

【００１１】さらに、フィルムと補強布の間に隙間が生
じ易く、この隙間により補強中間層が厚くなり、かつ表
面に凹凸が生じ易くなるため、ゴムホースの内外表面に
糸目が浮き出た外観不良が発生し易くなる。また、ゴム
ホースの内外層間における追従性が低下するため耐圧性
が低下し、加硫マンドレル挿入時や接続側バルジ挿入時
にフィルムの破れが生じ易くなる。

【００１２】したがって、薄肉の補強入りゴムホースを
製造するための根本条件として、補強布とフィルムを偏
在せずに一体化できることが切望されるところとなり、
本願発明は係る要請を実現するものである。

【００１３】

【上記課題を解決するための手段】上記課題を解決する
ため本願発明に係る補強入りゴムホースは、内層と外層
の間に補強布等の補強繊維層を含む補強中間層を設けた
補強入りゴムホースにおいて、前記補強中間層が補強繊
維層とフィルムを一体化して形成したものであることを
特徴とする。

【００１４】また、本願発明に係る上記補強入りゴムホ
ースの製法は、予め補強繊維層とフィルムを一体化した
補強中間層を形成し、この補強中間層を筒状に丸めなが
らダイスへ送り込み、ダイス内において補強中間層の内
側及び外側から同時に溶融原料を供給して、内層と外層
の間に補強中間層を設けたホースを押し出すことを特徴
とする。

【００１５】

【発明の効果】本願発明の補強入りゴムホースは、補強
繊維層とフィルムを一体化した補強中間層を形成するの
で、耐圧性及び耐透過性の双方を同時に満足させて薄肉
・軽量化したゴムホースを得ることができる。しかも、
補強中間層をゴムホースの肉厚内で偏在することなく、
均一に形成できるので、外層側への遍在を防止して破れ
にくくすることができ、内層側への遍在や周方向への部
分的な遍在を防いでシール性を良好にし、かつ、布目を
浮き出させずに商品性を高め、クリップによる緊縛力も
均一化させることができる。

【００１６】そのうえ、フィルムと補強繊維層のずれが
生じないので、皺などの外観不良の発生を抑制し、この
フィルムと補強繊維層のずれに起因するフィルムの破れ
や、局部的に薄い部分が生じることによる耐透過性低下
等の不具合を解決する。

【００１７】さらに、フィルムと補強繊維層の間に隙間
が生じないので補強中間層を可及的に薄くできる。ま
た、ゴムホースの内外層間における追従性が向上するた
め耐圧性や耐圧耐久性が向上し、加硫マンドレル挿入時
や接続側バルジ挿入時にフィルムの破れを防止でき、こ
れら挿入や接続における作業性を改善できる。

【００１８】また、本願発明の補強入りゴムホースの製
法は、予め補強繊維層とフィルムを一体化して補強部材
を形成し、これをダイス内で補強中間層としてその内外
へ内層と外層を同時に押出成形するから、極めて効率的
に製造できるとともに、補強中間層の位置を偏在させ
ず、かつ押出時にフィルムと補強繊維層のずれが生じさ
せないようにできる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、自動車等
の内燃機関における燃料ホースに適用される一実施例を
説明する。図１及び図２に示すホース１は、内層２、補
強中間層３及び外層４からなり、補強中間層３は本願発
明における補強繊維層の一例である補強布５とフィルム
６を張り合わせて一体化したものである。

【００２０】図３はこのホース１の使用態様を示す図で
あり、長さ方向一端部の穴へ接続相手であるジョイント
パイプ７の先端部に形成されたバルジ部８を押し込み、
周囲をバンド状のクリップ９で緊縛してある。

【００２１】再び図２において、補強中間層３の位置
は、ホース１の外径（すなわち外層４の外径と同じ）を
Ｄ，肉厚をＴ、内層２の外表面までの直径をＤ１、内層
の肉厚をＴ１、補強中間層の厚みをＴ２、外層４の肉厚
をＴ３としたとき、Ｄ＝３５．７mm，Ｄ１＝３３．５mm
である。またＴ１≒Ｔ３であり、かつ補強中間層３は内
層２と外層４の境界部分へリング状に形成されるように
設定する。

【００２２】本願発明においては、Ｔ＝１．５〜５．０
mm、好ましくは２．０〜３．５mmである。特に、肉厚Ｔ
が３．０mm以下のものは、補強布５とフィルム６を別々
に供給しながら同時に押出成形しようとする場合、これ
ら中間層の遍在が顕著化することにより実用性のある性
能を得ることができない程度に薄肉化しているものであ
る。

【００２３】補強中間層３の厚さＴ２は、０．０６〜
１．５mm、好ましくは０．１３〜０．８mmであり、その
内訳は、補強布５の厚さが、０．０５〜１．０mm、好ま
しくは０．１〜０．５mm、フィルム６の厚さが、０．０
１〜０．５mm、好ましくは０．０３〜０．３mmとする。
但し、押し出し後の補強布５は内層３または外層４内へ
食い込んでいるから、実質的な内外層の境界はフィルム
６となる。

【００２４】具体的な一例では、ホース１の外径Ｄは、
３５．７mmであり、その肉厚Ｔは２．６mmである。この
肉厚Ｔは後述する比較例の肉厚が４．５mmであるのに対
して著しく薄肉である。また、内層２と外層４の肉厚Ｔ
１，Ｔ３がそれぞれ １．１mm補強中間層３の厚みＴ
２は０．４mmである。

【００２５】補強中間層３の位置は、内層２と外層４の
各肉厚Ｔ１，Ｔ３の差が±０．３mm以内になるように設
定する。この数値は本願発明において初めて設定可能に
なったものであり、製品に要求される性能に応じて任意
に設定でき、数値を小さくすればより精度が高くなり、
それだけ薄肉化が可能になる。

【００２６】また、ホース肉厚Ｔは円周方向において若
干ながら変化が生じるので、任意の場所でホース１を横
断方向へカットして得られる断面において、円周方向に
肉厚Ｔをノギスで計り、その最大値と最小値の差を偏肉
とし、これを０．６mm以内とする。この数値は後述する
比較例における許容値を１mmに設定した場合に相当す
る。

【００２７】以上により得られた実施例を比較例（耐透
過性、耐圧性において同等性能でかつ本願発明が適用さ
れない従来例）と比較したものを表１に示す。なお、こ
の表の測定値は、雰囲気温度４０゜Ｃにて、透過性測定
溶液として試験用燃料油Ｃ（ＪＩＳ試験規格の試験用燃
料油，イソオクタンとトルエンを各５０容量％混合）を
用いて測定したものである。

【表１】

【００２８】次に、各構成部の詳細につきさらに説明す
る。まず、内層２及び外層４は同じゴム系材料であり、
ＮＢＲ、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、ＣＲ（ク
ロロプレンゴム）、ＩＩＢ（ブチルゴム）、ＣＳＭ（ク
ロロスルホン化ポリエチレン）、ＥＣＯ（エピクロルヒ
ドリンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴ
ム）などを強度、耐熱性、耐候性、耐薬品性、耐油性、
耐寒性、耐透過性、硬度、比重、価格等から要求特性に
基づいて選択する。但し、内層２と外層４を同材料の組
み合せのみならず異種材料を組み合わせて製造すること
ができる。

【００２９】補強中間層３を構成する補強繊維層をなす
補強布５は、織布、不織布または編み物等用途に応じて
いずれも可能であり、その構成材料は公知の種々のもの
を採用できるが、特に、アラミド、ＰＡ（ナイロン）
６，ＰＡ６６、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレー
ト）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート），ＰＰＳ
（ポリフェニレンサルファイド），ＰＶＡ（ポリビニル
アルコール）等の中から用途に合わせて適宜選択するこ
とが望ましい。

【００３０】補強布５の役割は主に耐圧外径変化の防止
で、強度、耐熱性、耐屈曲性、耐吸水性、耐加水分解性
等の性能の優れた繊維を使用していることが望ましい。
一般的に補強布５は長手方向に強く延伸配向させた単糸
を撚り合わせて織り構造にしているため、一定範囲の応
力を織り構造自体の伸縮変形で保持し、それ以上の応力
に対しては糸自体の抗張力で保持することが可能であ
る。繊維の織り構造はラッセル編みや平織りなど種々あ
るが、薄くて耐圧外径変化が小さい、例えば平織りのよ
うな編み構造が好ましい。

【００３１】補強中間層３を構成するフィルム６は、耐
透過性の向上を目的とするが、若干ながら耐圧変形防止
の役割も果たす。性能の点から融点が１００℃以上３０
０℃以下の熱可塑性材料である。融点がホースの加硫温
度（例えば、１６０゜Ｃ）より低い場合は、加硫工程で
フィルムの重なった面同士が融着することにより補強効
果と耐透過性が向上する。

【００３２】融点が加硫温度以上であっても、加硫温度
で軟化する性質のプラスチックであれば加工が容易にな
るし、また接着剤を使用すればフィルム同士の端面接着
が可能である。さらにはフィルムを多層構造にすれば、
加硫温度より融点の高い耐熱性プラスチックと、低融点
でヒートシール性の優れたフィルムを組み合わせて使用
することも可能である。

【００３３】本発明で用いられるフィルム材料は、ＨＤ
ＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密
度ポリエチレン）、エチレンビニルアルコール共重合
体、ＰＶＤＣ（ポリエンカビニリデン）、ＰＰ（ポリプ
ロピレン）、ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＢＴ（ポリブチレンテ
レフタレート）、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ１１、ＰＡ１
２、３元フッ素樹脂等の樹脂、またはこれらに対してア
ルミやセラミック等の蒸着フィルムなどを強度、耐圧
性、耐透過性、耐熱温度、柔軟性等から用途に合わせて
選択する。このようなフィルムの製法は、インフレーシ
ョンフィルム成形とＴダイ成形のどちらでもよく、両成
形法とも多層押出が可能である。さらには多層張り合わ
せによることもできる。

【００３４】ゴムホースを薄肉化する目的で単純にゴム
の肉厚を薄くすれば、逆に透過量は増加する。内容液の
透過はゴム材料や内容液の種類、材料厚みや材料のガス
透過性、内圧等が因子として作用し、ガス透過性に働く
材料因子としては、極性、結晶化度、配向性、結晶構造
等が挙げられる。一般的にプラスチックはゴムに比べて
ガス透過性に優れ、数十μm厚のフィルムの方が数mm厚
のゴムよりも耐ガス透過性が優れる場合も多い。このフ
ィルムの優れた耐ガス透過性をいかすには、０．０３mm
から０．３mmの厚みのフィルムが好ましく、あまり厚す
ぎてはホースの屈曲性に支障を来す影響が大きくなる。

【００３５】フィルム６の主目的は耐透過性であるか
ら、長期の耐熱耐圧環境下でも性能低下しない材料が好
ましい。ところがこのような条件に適合する耐熱性プラ
スチックは融点が高く、フィルム６の端面同士を加硫工
程で融着するのは困難である。そこで、耐透過性フィル
ムに加えて、フィルム融着用にシーラントフィルムを積
層してヒートシール可能な構成にもできる。シーラント
フィルムとして使用可能なプラスチックは、ポリエチレ
ンかプロピレンが適当であり、フィルム押出工程で多層
押し出すれば容易に目的のフィルムを得ることができ
る。

【００３６】これらの補強布５とフィルム６は張り合わ
されて一体化した補強中間層３を形成する。この補強中
間層３は、補強布５一層に対し、フィルム６を１層から
４層使用する。積層の構成としては、補強布に対して透
過性フィルム一層、補強布と耐透過性プラスチックとシ
ーラントフィルム、補強層と耐透過性フィルムを張り合
わせた両面にシーラントフィルム等、２種２層、２種３
層、３種４層、３種５層、５種５層等の構成が可能であ
る。

【００３７】フィルム６と補強布５の接着法は、両者を
接着可能な接着法ならばその手法を問わない。フィルム
６と補強布５を接着剤で接着する方法以外にも溶着や圧
着も可能である。いずれの場合であっても、ホースの押
出工程前に予めフィルム６と補強布５を接着一体化して
補強中間層３を形成しておく。

【００３８】次に、ホースの成形方法を説明する。図４
はこの成形方法の一例であり、まず、補強布５とフィル
ム６をそれぞれ原反ロール１０，１１から供給して張り
合わせロール１２で張り合わせ一体化して補強部材１３
をテープ状に形成する（ロール接着の場合）。

【００３９】続いてこの補強部材１３を丸めて筒状にし
ながら押し出しダイ１４の中間通路１５へ供給する。中
間通路１５は補強部材１３（補強中間層３）を供給する
ための通路であり、その内外に内層用の内側通路１６と
外層用の外側通路１７が設けられ、それぞれの内外層を
なすための溶融原料が供給される。

【００４０】これら３通路は集合通路１８で合流し、こ
の集合通路１８を通ってホース１が押し出される。この
ホース１は前記本願発明のものと同一構造である。この
ホース１は未加硫もしくは半加硫の状態にあり、引き続
き図示しない加硫工程等へ移行する。すなわちこの押し
出されたホースを所定寸法にカットし、マンドレルに装
着して加硫温度に加熱することにより所定時間加硫し、
例えば、３次元方向等に曲がった曲線状の最終製品を得
る。

【００４１】次に、本実施例の作用を説明する。上記の
ようにフィルム６と補強布５を接着一体化した補強中間
層３を用いたので、フィルム３による優れた耐透過性
と、補強布５による優れた耐圧性を兼ね備えることがで
き、これによりゴムホース１をこれら耐透過性と耐圧性
を同時に備えつつも従来と比べて遥かに薄肉化でき、そ
の結果、軽量化も実現できる。

【００４２】しかも、補強中間層３をゴムホース１の肉
厚内で偏在することなく均一に形成でき、フィルム６と
補強布５がそれぞれ別個の方向へ偏心して相対的にずれ
を生じるようなことがないので、外層４側への遍在を防
止して破れにくくすることができ、かつ内層２側への遍
在や周方向への部分的な遍在を防いでシール性を良好に
できる。そのうえ布目を浮き出させずに商品性を高め、
クリップ９による緊縛力も均一化させることができる。

【００４３】さらに、補強中間層３が、フィルム６と補
強布５を接着して張り合わせることにより予め一体化し
たものであることにより以下の効果がある。 ・補強布５の補強効果により、従来までは押出成形が困
難だった薄く柔らかくかつ融点の低いプラスチックのフ
ィルム６を問題なく押出成形することが可能になり、こ
のような特徴のあるフィルム６を用いた薄肉のゴムホー
ス１も押出成形可能になった。 ・フィルム６と補強布５を別個の工程で押し出す必要が
なくなり、作業性が改善され、生産効率が著しく向上す
る。 ・押出時に生じるフィルム６と補強布５のずれや皺など
の外観不良が解消され、フィルム６と補強布５のずれに
起因するフィルム６の破れ、または薄い部分が生じるこ
とによる耐透過性の低下の不具合が解消された。 ・加硫マンドレル挿入時や接続側バルジ挿入時にフィル
ム６と補強布５の追従性が向上したため、フィルム６の
破れを防止できるようになった。 ・フィルム６と補強布５を接着することでフィルム６と
補強布５の隙間がなくなり、接着しない場合に比べて厚
みを抑えることができた。 ・フィルム６と補強布５の接着で補強布６表面の凹凸を
なだらかにして、ゴムホース１の内外表面に糸目が浮き
出る外観不良を抑えることができた。 ・補強布５表面の凹凸をなだらかにしたことで、ゴムホ
ース１内外の追従性が向上するため、接着しない場合に
比べて耐圧性や耐圧耐久性が向上した。 ・平織り構造の補強布５を使用した場合、加圧の影響で
糸がずれて外径変化率が大きくなる問題が起きることが
あるが、フィルムと接着することで糸ずれを防止できる
ようになった。 ・補強布５の伸縮をフィルム６がさらに抑制するため、
ホースの外径変化を低く抑えることができ、耐圧耐久性
やシール性が向上した。

【００４４】なお、本願発明は上記実施例に限定されず
種々に変更・応用可能であり、例えば、内外層、特に外
層４に対して、ゴム材料１００重量部に、熱可塑性樹脂
を２〜３０重量部にブレンドしたものを使用すれば、ゴ
ムホースの加工性と性能をさらに改善することが可能で
ある。ブレンド用の樹脂として、例えば、ＰＰ、ポリＰ
Ｅ（エチレン）、ＰＢＴ、ポリメチルペンテン、ＰＳ、
ＰＶＣ、ＰＡ、ＰＵ（ポリウレタン）等を使用できる。

【００４５】ゴム材料中の樹脂はゴムと非相溶であれ
ば、加硫後も樹脂そのままで含有される。加硫ゴム中の
樹脂は、熱可塑性の性質を有したままのため、軟化点以
上の温度にすれば可塑性を示すようになる。加硫ゴムは
一度加硫すればゴム弾性の性質を恒久的に失わない。し
かし、ゴムと熱可塑性樹脂をブレンドすることにより、
加硫後に再度加熱して変形を加えてから冷却すると再変
形後の形状を保持可能となり、再び加熱すれば再変形を
除去することが可能になる。

【００４６】そこで、ホース１の押し出し直後に半加硫
してゴム硬度を上げることによりマンドレルへ挿入し易
くするとともに、その後マンドレル加硫することで、ホ
ースの生産性の問題点、すなわち曲げＲ部の皺やよじ
れ、端面のつぶれ、表面への軍手跡の付着等を改善可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るゴムホースの一部切り欠き図斜視
図

【図２】その２−２線断面図

【図３】使用態様を示す断面図

【図４】製造工程の説明図

【符号の説明】

１：ゴムホース、２：内層、３：補強中間層、４：外
層、５：補強布、６：フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邊 英祐 埼玉県入間郡大井町大字亀久保1239番地 山下ゴム株式会社内 Ｆターム(参考） 3H111 AA02 BA12 CA53 CB05 CC02 DA07 DA26 DB08 EA04 4F209 AA45 AD12 AD16 AD20 AG03 AG08 NA21 NB02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内層と外層の間に補強繊維層を含む補強
   中間層を設けた補強入りゴムホースにおいて、前記補強
   中間層が補強繊維層とフィルムを一体化して形成したも
   のであることを特徴とする補強入りゴムホース。
2. 【請求項２】 予め補強繊維層とフィルムを一体化した
   補強中間層を形成し、この補強中間層を筒状に丸めなが
   らダイスへ送り込み、このダイス内において補強中間層
   の内側及び外側から同時に溶融原料を供給して、内層と
   外層の間に補強中間層を位置させて押し出すことを特徴
   とする補強入りゴムホースの製法。