JP2007015245A - 冷媒輸送用ホース - Google Patents

Abstract

【課題】 所望の低冷媒透過性および低抽出性を備えるとともに、シール剤の塗布なしでもホース−継ぎ手金具間における優れたシール性を確保することができる冷媒輸送用ホースを提供する。
【解決手段】 内側から、少なくとも１層の内面樹脂層１、内管ゴム層２、補強層３および外被ゴム層４が順次積層されてなる冷媒輸送用ホースである。内面樹脂層のうち最内面のものの４％伸長時弾性率が１５ＭＰａ以下であり、かつ、内管ゴム層２の、１００℃、７０時間における圧縮永久歪が３０％以下である。
【選択図】 図１

Description

本発明は冷媒輸送用ホース（以下、単に「ホース」とも称する）に関し、詳しくは、自動車用エアコンの冷媒循環用の配管等に使用される冷媒輸送用ホースに関する。

自動車用エアコンの配管等として使用される冷媒輸送用ホースには、可撓性に加え、耐冷媒透過性、耐水性、耐熱耐久性等が要求される。そのため、従来、冷媒輸送用ホースとしては、これら各種性能を担保させる目的で樹脂やゴム等の層を積層した複合ホースが種々提案されてきており、例えば、最内層にガスバリア性を有する内面樹脂層を配して、その上に内管ゴム層、補強層および外被ゴム層を順次積層してなる構造を有する複合ホースが知られている。

従来の冷媒輸送用複合ホースとしては、例えば、特許文献１に、内面樹脂層、内管ゴム層、補強層及び外被ゴム層を順次積層して構成され、補強層の材質がポリエチレンナフタレート繊維である冷媒輸送用複合ホースが記載されている。また、特許文献２には、内層の樹脂層と外層のゴム層とで構成される内管層を備え、樹脂層がナイロン６、ナイロン１２及びポリオレフィンを特定比率で含み、海層がナイロン６、島層がナイロン１２であり、ポリオレフィンのうち９０％以上が島相中に散点状に分散されて構成されている冷媒輸送用ホースが記載されている。

一方、ホースの配管接続部には、通常、継ぎ手金具が用いられるが、上記のような積層構造を有する複合ホースの場合、最内層が樹脂層であって継ぎ手金具に対する追従性が悪いため、シール性が不十分となりやすい。そのため、特に、自動車エンジンルーム内のような厳しい条件下で使用される冷媒輸送用ホースでは、ホースと継ぎ手金具との間のシール性を十分に確保するために、継ぎ手金具の表面にシール剤を塗布することが一般的である。シール剤に係る改良技術としては、例えば、特許文献３に、冷媒輸送用ホースの端部をニップルの端部に外嵌することにより連結するにあたり、ニップルの外周面とホース内周面との間を、受酸剤を分散含有させた塩素系エラストマによりシールした冷媒輸送用ホースの継手構造が記載されている。
特開平１１−３３６９５６号公報（特許請求の範囲等） 特許第２８７０１６０号公報（特許請求の範囲等） 特開平５−５２２８０号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、上記の接着剤やシール剤を塗布する方法では、継ぎ手金具に接着剤あるいはシール剤を塗布するための時間および費用がかかるという難点があった。また、使用するシール剤中に有機溶剤が含まれることから、作業環境の観点からも問題があった。

これに対し、内面樹脂層を用いなければ上記問題を回避することはできるものの、この場合、内面樹脂層を設ける本来の目的である低冷媒透過性やゴム中からの低抽出性を犠牲にしなくてはならないという問題があった。

そこで本発明の目的は、所望の低冷媒透過性および低抽出性を備えるとともに、シール剤の塗布なしでもホース−継ぎ手金具間における優れたシール性を確保することができる冷媒輸送用ホースを提供することにある。

本発明者は、上記のような構造を有する複合ホースにおいて、従来は十分考慮されていなかった最内面樹脂層の柔軟性および内管ゴム層の圧縮永久歪性に着目して鋭意検討した結果、これら最内面樹脂層および内管ゴム層の物性を夫々所定に規定して組み合わせることにより、上記目的を達成しうることを見出して、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、内側から、少なくとも１層の内面樹脂層、内管ゴム層、補強層および外被ゴム層が順次積層されてなる冷媒輸送用ホースにおいて、
前記内面樹脂層のうち最内面のものの４％伸長時弾性率が１５ＭＰａ以下であり、かつ、前記内管ゴム層の、１００℃、７０時間における圧縮永久歪が３０％以下であることを特徴とするものである。

本発明において、前記最内面樹脂層の４％伸長時弾性率は、好適には１０ＭＰａ以下であり、前記内管ゴム層の、１００℃、７０時間における圧縮永久歪は、好適には２０％以下である。また、前記最内面樹脂層の材質としてはポリアミドまたはポリアミドを主成分とするポリマーアロイ、前記内管ゴム層の材質としては塩素化ブチルゴム、前記補強層の材質としてはポリエチレンテレフタレート、前記外被ゴム層の材質としてはエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）を、夫々好ましく用いることができる。

本発明によれば、柔軟性を有する最内面樹脂層と低圧縮永久歪性を有する内管ゴム層とを組み合わせて複合ホースを構成したことにより、所望の低冷媒透過性および低抽出性を担保しつつ、シール剤の塗布なしでもホース−継ぎ手金具間における優れたシール性を確保することができる冷媒輸送用ホースを実現することが可能となった。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の一好適実施形態に係る冷媒輸送用ホースの拡大部分斜視図を示す。図示するように、本発明の冷媒輸送用ホース１０は、内側から、内面樹脂層１、内管ゴム層２、補強層３および外被ゴム層４が順次積層されてなる構造を有する複合ホースである。

本発明のホース１０においては、内面樹脂層１および内管ゴム層２が夫々所定の物性を有する点が重要である。即ち、本発明においてはまず、ホース１０の最内層に当たる内面樹脂層１が、従来に比しより柔軟に形成されている。ホースの最内面樹脂層１の柔軟性を向上させたことにより、図２に示すようにホース１０を継ぎ手金具２０と嵌合した際に、ホース１０の最内面樹脂層１、即ち、ホース１０の内面が継ぎ手金具２０の表面形状に追従しやすくなり、結果として、使用初期における十分なシール性を発揮することが可能となった。

但し、この場合、一定の条件下で使用した後においては、内管ゴム層２の永久歪によるゴム弾性の低下が起こり、結果として金具加締め部のシール性の維持ができなくなってしまう。従って本発明においては、さらに、内管ゴム層２の圧縮永久歪の低減を図って、これと上記最内面樹脂層１の柔軟性向上効果とを組み合わせることにより、従来のように継ぎ手金具２０表面にシール剤を塗布する必要なしで使用初期から長期にわたりシール性を十分確保することが可能となったものである。

具体的には、本発明のホースにおいては、最内面樹脂層１の４％伸長時弾性率が１５ＭＰａ以下、好適には１０ＭＰａ以下、より好適には５〜１０ＭＰａ程度であって、かつ、内管ゴム層２の、１００℃、７０時間における圧縮永久歪が３０％以下、好適には２０％以下、より好適には７〜１７％程度であることが必要である。最内面樹脂層１および内管ゴム層２の物性を上記のように規定することで、本発明の所期の効果を得ることが可能となる。

本発明においては、最内面樹脂層１および内管ゴム層２を構成する具体的な材料や、これら以外の補強層３および外被ゴム層４の構成については特に制限されるものではなく、従来公知の材料等から適宜選択して用いることが可能であるが、例えば、以下のように構成することができる。

内面樹脂層は、最内面に位置する最内面樹脂層１が上記条件を満足するものであれば、単層であっても複層であってもよい。その材料としては、一般的なものとして、ポリアミド（ナイロン）またはポリアミドを主成分とするポリマーアロイを好適に用いることができ、例えば、ナイロン６や、ナイロン６を主成分とし、ポリオレフィンや他のポリマーなどを適宜添加したナイロンアロイなどが適用される。なお、ここで「主成分とする」とは、ポリアミドを５０重量％以上含むことを意味する。内面樹脂層の総厚は、通常５０〜５００μｍ、好ましくは１００〜２００μｍ程度である。

内管ゴム層２の材料としては、例えば、ブチルゴム（ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（ＣＩＩＲ）、臭素化ブチルゴム（ＢＩＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンアクリルゴム（ＡＥＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）等が挙げられ、これらのうちのいずれか１種を単独で、または２種以上を混合して用いることができる。中でも、ＣＩＩＲが好ましい。内管ゴム層２の厚みは、通常０．５〜４．０ｍｍ、好ましくは０．８〜２．５ｍｍ程度である。

なお、内面樹脂層と内管ゴム層２との間には、必要に応じ接着剤層を設けて、層間の接着性を高めることができる（図示せず）。

補強層３は、ビニロン、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等）、ポリアミド（ナイロン）、アラミド等の繊維からなる補強糸を、スパイラル構造またはブレード構造にて内管ゴム層２の外面に編み上げ被覆することにより形成される。中でも、ＰＥＴからなる補強糸を好適に用いることができる。補強糸の太さや編み上げ本数および層数等については、実際の使用圧力に対し安全率を考慮した設計とすればよく、材質にもよるが、例えば、２０００〜５０００デニール程度の補強糸を１層当たり２０〜４８本で用いることができる。なお、冷媒輸送用ホースは、通常、内径６〜２６ｍｍ、外径１２〜３６ｍｍ程度で、使用圧力は０．５〜３．５ＭＰａ程度、破壊圧力は８〜３５ＭＰａ程度になるように設計される。

補強層３を２層以上にて形成する場合には、必要に応じて各層間に中間ゴム層（図示せず）を設けてもよく、さらに、補強層３と内管ゴム層２との間に下編み層を設けてもよい。さらにまた、必要に応じて補強層３の外面に押えた糸を設けてもよい。

なお、補強糸の弾性率を高くすると、低弾性率の糸を使用した場合に比して加圧時のホース内径変化は小さくなるため、同一使用環境下においては相対的に内径が小さくなり、結果として冷媒透過量を抑えられることになる。さらには、繰り返し掛かる内圧に対する内径変化量が小さくなることで、内面樹脂層に掛かるストレスが小さくなるために、耐疲労性を向上させることもできる。

外被ゴム層４の材料としては、特に制限されるものではないが、例えば、ＥＰＤＭ、ＣＲ、ＩＩＲ、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を挙げることができ、耐オゾンクラック性、耐熱耐油性、柔軟性、外観性能等を考慮して選択される。外被ゴム層４の厚みは、通常０．５〜２．５ｍｍ、好ましくは０．８〜１．５ｍｍ程度である。なお、外被ゴム層４表面には、必要に応じてガス抜き用のプリッキングホールを設けてもよい。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
（実施例、比較例１〜３および従来例）
内側から、内面樹脂層（最内面樹脂層）１、内管ゴム層２、補強層３および外被ゴム層４が順次積層されてなる低圧用冷媒輸送用ホースを、下記表１に示す条件にて作製した（図１参照、比較例３のみは内面樹脂層を設けなかった）。表中に、内面樹脂層１の４％伸長時弾性率（Ｍ４）および内管ゴム層２の試験温度１００℃、試験時間７０時間における圧縮永久歪の測定値を併記する。

得られた各ホースの各特性を、下記に従い評価した。継ぎ手金具としては、図２に示す標準タイプを標準加締め率４０％（肉厚変化率４０％）にて適用し、比較例１〜３については、図中の符号Ａで示す領域にシール剤を塗布した。これらの結果を下記の表１中に併せて示す。

＜初期シール性（漏れ圧力）＞
圧力１．６７ＭＰａまで漏れの生じなかったものを「○」とした。
＜熱老化後シール性＞
１２０℃×１６８時間にて熱老化させた後の漏れ圧力にて評価した。圧力１．６７ＭＰａまで漏れの生じなかったものを「○」とし、これ未満の圧力で漏れが発生したものを「×」とした。
＜冷媒透過性＞
冷媒としてＲ１３４ａを用い、８０℃×９６時間の条件で評価を行った。透過量が３ｇ／ｍ／７２ｈ以下であったものを「○」とし、これを超えたものを「△」とした。
＜抽出性＞
７０℃×２４時間にて評価を行い、抽出量が２ｍｇ／ｃｍ²以下であったものを「○」とし、これを超えたものを「△」とした。

＊１）ナイロン６：宇部興産（株）製 １０２２Ｂ、ポリオレフィン：三井化学（株）製 タフマーＭＨ５０１０
＊２）下記表２に示す配合にて、ゴム成分を夫々変えたゴム組成物
＊３）ＪＳＲ（株）製 Ｃｈｌｏｒｏｂｕｔｙｌ １０６６

＊４）旭カーボン（株）製 Ｎ５５−ＮＰ
＊５）協和化学工業（株）製
＊６）大内新興化学工業（株）製 ノクセラーＴＴ

上記表１中に示すように、最内面樹脂層１の４％伸長時弾性率を１５ＭＰａ以下とし、内管ゴム層２の、１００℃、７０時間における圧縮永久歪を３０％以下とした実施例のホースにおいては、耐冷媒透過性および抽出性のいずれについても良好な性能を担保することができるとともに、従来例のようにシール剤を塗布しなくても、ホース−継ぎ手金具間における優れたシール性を確保できることが確かめられた。

本発明の一好適実施形態に係る冷媒輸送用ホースの拡大部分斜視図である。 冷媒輸送用ホースに継ぎ手金具を嵌め込んだ状態を示す拡大部分断面図である。

符号の説明

１ 内面樹脂層（最内面樹脂層）
２ 内管ゴム層
３ 補強層
４ 外被ゴム層
１０ 冷媒輸送用ホース
２０ 継ぎ手金具

Claims (7)

1. 内側から、少なくとも１層の内面樹脂層、内管ゴム層、補強層および外被ゴム層が順次積層されてなる冷媒輸送用ホースにおいて、
   前記内面樹脂層のうち最内面のものの４％伸長時弾性率が１５ＭＰａ以下であり、かつ、前記内管ゴム層の、１００℃、７０時間における圧縮永久歪が３０％以下であることを特徴とする冷媒輸送用ホース。
2. 前記最内面樹脂層の４％伸長時弾性率が１０ＭＰａ以下である請求項１記載の冷媒輸送用ホース。
3. 前記内管ゴム層の、１００℃、７０時間における圧縮永久歪が２０％以下である請求項１または２記載の冷媒輸送用ホース。
4. 前記最内面樹脂層の材質がポリアミドまたはポリアミドを主成分とするポリマーアロイである請求項１〜３のうちいずれか一項記載の冷媒輸送用ホース。
5. 前記内管ゴム層の材質が塩素化ブチルゴムである請求項１〜４のうちいずれか一項記載の冷媒輸送用ホース。
6. 前記補強層の材質がポリエチレンテレフタレートである請求項１〜５のうちいずれか一項記載の冷媒輸送用ホース。
7. 前記外被ゴム層の材質がエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）である請求項１〜６のうちいずれか一項記載の冷媒輸送用ホース。

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