JP2008238620A

JP2008238620A - 曲げ成形ホースの加硫方法

Info

Publication number: JP2008238620A
Application number: JP2007083411A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamaguchi; 博山口
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2008-10-09

Abstract

【課題】常圧の雰囲気下で曲線状のゴムホース１０を加硫する加硫方法であって、ゴム層等に巣を生じることなく、短時間で加硫すること。
【解決手段】本加硫方法は、ＥＰＤＭからなり０．１重量％以下の水分含有量に調整されたゴム材料を用いて、所定の長さに裁断された未加硫ホース１０Ａを準備し、未加硫ホース１０Ａをマンドレル２１にセットし、未加硫ホース１０Ａを１８０〜２５０゜の雰囲気下で予熱して、未加硫ホース１０Ａの表面温度がＥＰＤＭの加硫温度以下の温度までゴムホース１０を予熱し、さらに未加硫ホース１０Ａを１７０℃、１５分で加硫する。
【選択図】図４

Description

本発明は、常圧の雰囲気下で曲線状ゴムホースを加硫する加硫方法に関する。

従来、未加硫のゴムホースを加硫するには、加硫缶に入れ加圧蒸気を導入して行うことが多いが、このような方法は、バッチ式であるため作業性が良くなく、少ロットの生産品ではコストがかかるという課題があった。こうした課題を解決するために、特許文献１の技術が知られている。すなわち、特許文献１の技術は、常圧の熱空気を用いて未加硫ホースを連続的に加硫している。しかし、この方法では、未加硫ホースのゴム層に含まれている水分などがガス化して気泡になることに起因するゴム層の巣を防ぐために、加硫温度より低い温度で長時間予熱する熱処理を施しており、このため処理時間が長く、生産性がよくないという問題があった。

特開平６−２９３０２８号公報

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決することを踏まえ、常圧の雰囲気下で加硫処理を施すとともに、ゴム層に巣を生じることなく、生産性に優れた曲げ成形ホースの加硫方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明は、
常圧の雰囲気下で曲線状のゴムホースを加硫する加硫方法において、
ＥＰＤＭからなり、０．１重量％以下の水分含有量に調整されたゴム材料を用いて、所定の長さに裁断された未加硫ホースを準備する準備工程と、
未加硫ホースをマンドレルに挿入することでセットするセット工程と、
マンドレルにセットされた未加硫ホースを１８０〜２５０゜の雰囲気下に晒して、未加硫ホースを予熱する予熱工程と、
該予熱された未加硫ホースを１６０〜１７０℃の雰囲気下に、１５〜２０分間晒して加硫する加硫工程と、
を備え、
上記予熱工程は、未加硫ホースの表面温度が上記加硫工程の設定温度より０〜１０℃低い温度まで予熱すること、
を特徴とする。

本発明におけるゴムホースを製造するには、０．１重量％以下の水分含有量に調整し、かつ所定の形状に裁断されたＥＰＤＭから形成された未加硫ホースを準備し、これをマンドレルにセットし、１８０〜２５０゜の雰囲気下で加熱し、ＥＰＤＭの加硫温度より０〜１０℃低い温度まで未加硫ホースの表面温度を上げる。そして、予熱された未加硫ホースを１６０〜１７０℃で１５〜２０分間加熱することで加硫する。したがって、未加硫ホースが加硫温度に達する前に、１８０〜２５０゜の雰囲気温度にて、急速に加熱されるので、加硫に要する時間を短縮することができ、生産性に優れている。

未加硫ホースを急速に加熱すると、未加硫ホースに含まれている水分が気化して気泡を生じやすいが、未加硫ホースの水分含有量を０．１重量％以下に調整しているので、水分の気化が抑制され、気泡がほとんど発生しないゴムホースが得られる。よって、ゴムホースは、巣によってスポンジ状になることもない。

さらに、未加硫ホースの予熱工程の際に、未加硫ホースの表面温度がＥＰＤＭのポリマーの分子鎖を分解する温度を越えることもないから、ゴムホース１０の品質を損なうこともない。

以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。

（１）曲線状のゴムホース１０の構成
図１は本発明の一実施例に適用する自動車のエンジンとラジエータとを接続している曲線状のゴムホース１０を示す断面図である。ゴムホース１０は、ＥＰＤＭゴム材料からなるゴム基体１２に補強糸１４が埋設されることにより構成されている。

（２）曲線状のゴムホース１０の製造方法
ゴムホース１０は、未加硫のＥＰＤＭからなるゴム材料を０．１重量％以下の水分含有量となるように調整し、押出装置で押し出すとともにブレーダ装置で補強糸を編組みされることで未加硫ホース１０Ａを作成し、この未加硫ホース１０Ａを加硫することにより製造される。未加硫ホース１０Ａは、ゴム材料を錬る工程の際に、減圧雰囲気下で処理することにより、ゴム材料の水分量を０．１重量％以下に調整する。図２は金属製マンドレル装置２０にセットされた未加硫ホース１０Ａを示す側面図である。金属製マンドレル装置２０は、マンドレル２１と、マンドレル２１の基部に固定され加硫装置内で支持するための支持金具２２とを備えている。マンドレル２１は、曲線状のゴムホース１０（図１）の中心線に沿った曲線状の金属製の芯金である。金属製マンドレル装置２０に、未加硫ホース１０Ａをセットするには、マンドレル２１の端部を未加硫ホース１０Ａの穴に挿入する。このとき、マンドレル２１の外周面には、潤滑油を塗布することで、未加硫ホース１０Ａの挿入作業を容易にすることが好ましい。

図３は加硫装置を説明する説明図である。金属製マンドレル装置２０にセットされた未加硫ホース１０Ａは、加硫装置３０内に装填されて、常温における蒸気加熱などの加熱処理を施すことにより加硫される。図３において、加硫装置３０は、常圧の雰囲気下にて熱空気を循環させつつ、複数のゾーンで未加硫ホース１０Ａを加熱することで加硫する装置であり、第１加熱蒸気発生装置３１と、予熱ゾーン３２と、第２加熱蒸気発生装置３３と、加熱ゾーン３４と、挿入ゾーン３５と、排出ゾーン３６と、搬送装置３７を備えている。搬送装置３７は、金属製マンドレル装置２０を搬送ベルト３７ａに乗せて、搬送ベルト３７ａを駆動装置で駆動することにより、挿入ゾーン３５、予熱ゾーン３２、加熱ゾーン３４、排出ゾーン３６へと搬送する。

第１加熱蒸気発生装置３１は、予熱ゾーン３２に加熱蒸気を送るための装置であり、蒸気発生器３１ａと、送風機３１ｂと、ヒータ３１ｃとを備えており、送風機３１ｂの回転駆動により、吸引口３１ｄから外気を吸引して、この外気に蒸気発生器３１ａにより水分を混合し、さらにヒータ３１ｃで加熱することにより、予熱ゾーン３２に加熱蒸気を送る。第１加熱蒸気発生装置３１は、フィードバック制御により予熱ゾーン３２に送る熱風の温度を１８０〜２５０゜に調整している。予熱ゾーン３２は、搬送装置３７上に乗せられた金属製マンドレル装置２０の未加硫ホース１０Ａを第１加熱蒸気発生装置３１の加熱蒸気によって予熱するための領域である。
第２加熱蒸気発生装置３３は、加熱ゾーン３４に加熱蒸気を送るための装置であり、第１加熱蒸気発生装置３１と同様な機構を有し、つまり蒸気発生器３３ａと、送風機３３ｂと、ヒータ３３ｃとを備えており、送風機３３ｂの回転駆動により、吸引口３３ｄから外気を吸引して、この外気に蒸気発生器３３ａにより水分を混合し、さらにヒータ３３ｃで加熱することにより、加熱ゾーン３４に加熱蒸気を送る。第２加熱蒸気発生装置３３は、フィードバック制御により加熱ゾーン３４に送る熱風の温度を１６０〜１７０℃に調整している。加熱ゾーン３４は、搬送装置３７上に乗せられた金属製マンドレル装置２０の未加硫ホース１０Ａを第２加熱蒸気発生装置３３の加熱蒸気によって加硫するための領域である。なお、予熱ゾーン３２および加熱ゾーン３４から排出される加熱蒸気は、循環路３８により、第１加熱蒸気発生装置３１の吸引口３１ｄおよび第２加熱蒸気発生装置３３の吸引口３３ｄに戻されることで、エネルギーの有効利用を図っている。

上記加硫装置３０の構成において、第１および第２加熱蒸気発生装置３１，３３によって予熱ゾーン３２および加熱ゾーン３４に加熱蒸気が送られている状態にて、未加硫ホース１０Ａをセットした金属製マンドレル装置２０が挿入ゾーン３５から予熱ゾーン３２に搬送されると、加硫温度近くまで予熱され、さらに加熱ゾーン３４に搬送されると、未加硫ホース１０Ａが加硫されて、排出ゾーン３６から排出される。そして、金属製マンドレル装置２０から、加硫されたゴムホース１０を引き抜くことによって図１の曲線状のゴムホース１０が得られる。

（３）実施例の作用・効果
（３）−１図４は加硫装置３０による未加硫ホース１０Ａの加熱工程を説明する説明図である。図４では、加硫装置３０の予熱ゾーン３２および加熱ゾーン３４の加熱処理の時間の経過による未加硫ホースの表面温度を示しており、実線が本実施例を、一点鎖線が従来の技術に相当する比較例を示す。また、破線が予熱ゾーン３２、加熱ゾーン３４、排出ゾーン３６の雰囲気温度を表わしている。すなわち、予熱ゾーン３２の予熱過程は、２００℃の雰囲気温度に設定され、加熱ゾーン３４の加硫過程は、１７０℃の雰囲気温度に設定されている。
図４から分かるように、本実施例では、予熱過程において、未加硫ホース１０Ａの表面温度は、１０分間で常温から１６０℃まで上昇し、さらに、加硫過程において、排出ゾーン３６の雰囲気温度とほぼ同じ加硫温度である１７０℃で１５分間加硫され、その後に排出ゾーン３６に排出されて、冷却される。
すなわち、本実施例では、予熱ゾーン３２の雰囲気温度が２００℃であり、加硫温度の１７０℃より高く設定されていることで、未加硫ホース１０Ａの表面温度は、加硫が施される直前の温度まで急速に高くなる。そして、未加硫ホース１０Ａは、加硫温度に達する前に加熱ゾーン３４に移行されて、加硫温度である１７０℃にて加硫される。これに対して、比較例では、未加硫ホースが加硫温度に達するまでの時間が３５分であり、その後に１５分間加硫している。このように本実施例による加熱ゾーン３４による予熱過程は、未加硫ホース１０Ａを加硫温度近くまで、短時間で加熱しているので、処理時間を短縮できる。

ここで、未加硫ホース１０Ａを急速に加熱すると、未加硫ホース１０Ａのゴム基体１２等に含まれている水分が気化して気泡を生じやすいが、本実施例では、未加硫ホース１０Ａのゴム基体１２に含まれている水分を０．１重量％以下に調整しているので、水分の気化が抑制され、気泡がほとんど発生しないゴムホース１０が得られる。よって、ゴムホース１０は、巣の発生によるスポンジ状になることもない。

（３）−２未加硫ホース１０Ａを０．１重量％の水分量とするのに、ゴムを錬る工程の際に、減圧下で行なってゴム材料中からの水分を除去しているので、工程時間が長くなることもない。

（３）−３図３に示すように、第１加熱蒸気発生装置３１は、蒸気発生器３１ａの蒸気を加熱した加熱蒸気を予熱ゾーン３２に送って、予熱ゾーン３２の飽和蒸気圧を高めているので、未加硫ホース１０Ａ内の水分が気化することを抑制することができる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

本発明の一実施例に適用する自動車のエンジンとラジエータとを接続している曲線状のゴムホースを示す断面図である。金属製マンドレル装置にセットされた未加硫ホースを示す側面図である。加硫装置を説明する説明図である。加硫装置による未加硫ホースの加熱工程を説明する説明図である。

符号の説明

１０…ゴムホース
１０Ａ…未加硫ホース
１２…ゴム基体
１４…補強糸
２０…金属製マンドレル装置
２１…マンドレル
２２…支持金具
３０…加硫装置
３１…第１加熱蒸気発生装置
３１ａ…蒸気発生器
３１ｂ…送風機
３１ｃ…ヒータ
３１ｄ…吸引口
３２…予熱ゾーン
３３…第２加熱蒸気発生装置
３３ａ…蒸気発生器
３３ｂ…送風機
３３ｃ…ヒータ
３３ｄ…吸引口
３４…加熱ゾーン
３５…挿入ゾーン
３５ａ…搬送ベルト
３６…排出ゾーン
３７…搬送装置
３８…循環路

Claims

常圧の雰囲気下で曲線状のゴムホース（１０）を加硫する加硫方法において、
ＥＰＤＭからなり、０．１重量％以下の水分含有量に調整されたゴム材料を用いて、所定の長さに裁断された未加硫ホース（１０Ａ）を準備する準備工程と、
未加硫ホース（１０Ａ）をマンドレル（２１）に挿入することでセットするセット工程と、
マンドレル（２１）にセットされた未加硫ホース（１０Ａ）を１８０〜２５０゜の雰囲気下に晒して、未加硫ホース（１０Ａ）を予熱する予熱工程と、
該予熱された未加硫ホース（１０Ａ）を１６０〜１７０℃の雰囲気下に、１５〜２０分間晒して加硫する加硫工程と、
を備え、
上記予熱工程は、未加硫ホース（１０Ａ）の表面温度が上記加硫工程の設定温度より０〜１０℃低い温度まで予熱すること、
を特徴とする曲げ成形ホースの加硫方法。