JP2010054037A - ホース - Google Patents

Abstract

【課題】常圧下における加熱により加硫を行っても気泡が生じないアクリロニトリル−ブタジエンゴム材料からなるホースを提供する。
【解決手段】アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料からなるホース１０において、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料は、１００℃におけるムーニー粘度が６５〜８０であり、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料に含まれているアクリロニトリル−ブタジエンゴムは、アクリロニトリル成分の含有率が２７〜３６質量％であり、かつ、１００℃におけるムーニー粘度が５０〜１００であり、外周には、クロロスルホン化ポリエチレン材料からなる外層１２を有し、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料及びクロロスルホン化ポリエチレン材料は、常圧下において加熱により加硫されたことを特徴とするホース。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車用燃料又は空気を通すホースに関するものである。

従来、自動車用燃料又は空気を送るために用いられる、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）材料からなるホースは、加硫缶等を用いて加硫を行っている。加硫缶を用いての加硫は、バッチ式である上に、コスト面から加硫缶内の空隙を減らす（加硫缶内により多くの製品を充填する）ようにして、使われることから、今後予想される少量多品種の生産（加硫）には不向きであった。
そのため、少量多品種の生産を考慮して、連続して生産（加硫）できる常圧下でのＨＡＶ（熱空気加硫）等の検討が行われている。しかし、常圧下での加熱による加硫では、加熱時にＮＢＲ材料に外圧が加わらないことから、ＮＢＲ材料中の水分等が気化・膨張することで発泡してしまい、ホース内に気泡が生じていた。このようにホース内に生じた気泡は、ホースの性能（破裂圧、外形変化）を低下させるおそれがあった。
その対策として、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム）材料の常圧下での加熱による加硫や、特許文献１に記載の、エピクロルヒドリンゴム材料の外管層とフッ素ゴム材料の内管層とからなるブロー成形品のように、脱水剤として、酸化カルシウムを添加することが考えられる。また、成形時（押出時）等に減圧吸引することも考えられる。しかし、ＮＢＲは、ＥＰＤＭ等より、親水性（吸水性）であることから、ＮＢＲ材料は多くの水分を含むことになる（ＥＰＤＭ材料の含水率が約０．１５質量％であるのに対し、ＮＢＲ材料の含水率は約０．２５〜０．５質量％である）上に、ＮＢＲは、ガスバリア性（気体を通し難い性質）が強いことから、ＥＰＤＭ材料等のように酸化カルシウムの添加や減圧吸引だけでは、ＮＢＲ材料の発泡を抑えることができなかった。
なお、酸化カルシウムは、特許文献２に記載のように、脂肪酸亜鉛の析出防止に用いられることもある。
特開平７−１４８８３１号公報 特開２００６−３０６０１８号公報

そこで、本発明は、常圧下における加熱により加硫を行っても気泡が生じないアクリロニトリル−ブタジエンゴム材料からなるホースを提供することを目的とする。

上記課題を解決するにあたって、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料中の水分が、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料中でベーパライズしないようにしつつ、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料中から抜けやすくした。
具体的には、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料中の水分が、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料中でベーパライズしないようにするため、アクリロニトリル−ブタジエンゴムを、高粘度のものとし、かつ、温度上昇により粘度が大きく低下する要因であるアクリロニトリル（ＡＮ）成分の含有量が少ないものとした。また、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料は、可塑剤の含有量を減らし、高粘度化した。
また、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料中から水分が抜けやすくするため、アクリロニトリル−ブタジエンゴムを、親水性を有するアクリロニトリル（ＡＮ）成分の含有量が少ないものとした。

そこで、本発明のホースは、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料（ＮＢＲ材料）からなるホースにおいて、
前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料は、１００℃におけるムーニー粘度が６５〜８０であり、前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料に含まれているアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）は、アクリロニトリル（ＡＮ）成分の含有率が２７〜３６質量％であり、かつ、１００℃におけるムーニー粘度が５０〜１００であり、
前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料は、常圧下において加熱により加硫されたことを特徴としている。

また、ホースは、単層であってもよいし、複層であってもい。複層の場合には、最内の層（ホース内を通る物質と接する層）がアクリロニトリル−ブタジエンゴム材料からなることが好ましい。
また、外周には、前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料と加硫接着可能なゴム材料からなる外層を有することが好ましい。

本発明における各要素の態様を以下に例示する。

１．アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）
アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）は、アクリロニトリル成分の含有率が２７質量％未満では、ホース（特に自動車用ホース）に期待される特性（耐油性等）を確保することができなくなり、３６質量％を超えると、１として、ガスバリア性が高くなりすぎるため加硫時の水分等の抜け（発散）が抑制される。２として、アクリロニトリル成分は、樹脂のように温度による粘度変化が大きいことから、加硫時のアクリロニトリル−ブタジエンゴムの粘度低下が大きくなるため、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の粘度低下を招く。この二つの作用により、加硫時の発泡を抑制できず、ホースに気泡が生じてしまうおそれがある。好ましくは、３０〜３６質量％である。
また、アクリロニトリル−ブタジエンゴムは、１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ（１＋４）１００℃）が、５０〜８０であることが好ましい。

２．アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料（ＮＢＲ材料）
アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料（ＮＢＲ材料）は、１００℃におけるムーニー粘度（ＭＬ（１＋４）１００℃）が６５未満では、加硫時の加熱（約１５０℃）による水分等の気化・膨張により、ホースに気泡が生じてしまうおそれがあり、８０を超えるとホースを成形し難くなる（通常、ホースは押出成形によって成形される）。
また、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料は、アクリロニトリル−ブタジエンゴムに、可塑剤、充填剤等の配合剤が配合されており、配合剤の配合量は、特に限定はされないが、アクリロニトリル−ブタジエンゴム１００質量部に対する質量部の割合であるｐｈｒ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｈｕｎｄｒｅｄ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｒｕｂｂｅｒ）で、２００〜２４０ｐｈｒであることが好ましい。
このうち、可塑剤の配合量としては、特に限定はされないが、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の粘度低下を抑えるため、１０〜３０ｐｈｒであることが好ましい。より好ましくは、１０〜２０ｐｈｒである。
可塑剤としては、特に限定はされないが、アジピン酸エステル等を含むアジピン酸系等が例示できる。
充填剤としては、特に限定はされないが、カーボンブラック、炭酸カルシウム、クレー、タルク等が例示でき、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の練り加工性が良くなることから、炭酸カルシウムを配合することが好ましい。
また、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の含水率としては、特に限定はされないが、０．４質量％以下であることが好ましい。
また、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料を加硫した加硫物の硬さとしては、特に限定はされないが、ホースの性能を考慮し、６０〜７５であることが好ましい。

３．外層
外層は、ホースの外周の全周に設けられていてもよいし、一部のみに設けられていてもよい。また、単層であってもよいし、複層であってもよい。
アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料と加硫接着可能なゴム材料としては、特に限定はされないが、クロロスルホン化ポリエチレン材料（ＣＳＭ材料）等が例示できる。
クロロスルホン化ポリエチレン材料としては、特に限定はされないが、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）を８５〜１００質量％含むことが好ましい。

４．加硫
加硫温度としては、特に限定はされないが、１４０〜１６５℃であることが好ましい。
アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の加硫剤としては、特に限定はされないが、硫黄の含有量が少ないものが好ましい。

５．成形
成形方法としては、特に限定はされにが、通常ホースの成形に使われている押出成形等が例示できる。

６．ホース
ホースとしては、特に限定はされないが、具体的には、自動車の燃料ホース、自動車のエアー系ホース等の自動車用のホース（自動車用ホース）等が例示できる。

本発明によれば、常圧下における加熱により加硫を行っても気泡が生じないアクリロニトリル−ブタジエンゴム材料からなるホースを提供することができる。

アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料からなるホースにおいて、
アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料は、１００℃におけるムーニー粘度が６５〜８０であり、
アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料に含まれているアクリロニトリル−ブタジエンゴムは、アクリロニトリル成分の含有率が２７〜３６質量％であり、かつ、１００℃におけるムーニー粘度が５０〜１００であり、
外周には、クロロスルホン化ポリエチレン材料からなる外層を有し、
アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料及びクロロスルホン化ポリエチレン材料は、常圧下において加熱により加硫されたことを特徴とするホース。

図１に示すように、本発明のホース１０は、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料を筒状に成形した内管層１１と、クロロスルホン化ポリエチレン材料からなり、内管層１１の外周面の全面に密着している外層１２とからなっている。
本発明のホース１０は、内管層１１を成形した後、外層１２を成形し、その後、常圧下において加熱により、加硫された。

そこで、内管層に用いられるアクリロニトリル−ブタジエンゴム材料について、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）の種類、及び、配合剤の量を変更した、３種類の実施例と４種類の比較例とについて、発泡の状態を発泡率として調べ、その結果を次の表１に示す。併せて、各試料に用いたアクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の１００℃のムーニー粘度と含水率とを示す。

表１に示すように、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の原料成分として、ＮＢＲは、ＡＮ（アクリロニトリル成分）の含有率及び１００℃のムーニー粘度が異なるものを用いた。また、カーボン（カーボンブラック）には、ＦＥＦグレードを用い、可塑剤には、アジピン酸系を用いた。さらに、表面処理された炭酸カルシウム及び酸化カルシウム等を用いた。

実施例又は比較例に用いたアクリロニトリル−ブタジエンゴム材料は、バンバリーミキサー又はインターミックスローターを用いて混練した。
各試料は、押出成形機を用いて、内管層を形成し、内管層の外周面にクロロスルホン化ポリエチレン材料からなる外層を形成した後、常圧下において、１６０℃で３０分間加熱して、加硫を行い作成した。
なお、比較例３については、アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の粘度が高すぎたため、押出成形することができなった。

上記の各試料の発泡率を次のようにして求めた。
先ず、各試料の内管層（アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の加硫物）の密度（ρ１）を測定し求めた。
次に、各試料に用いたアクリロニトリル−ブタジエンゴム材料を、加硫缶を用いて加硫した（加圧下で加熱して加硫した）ものの密度（ρ２）を測定し求めた。
このようにして求めた密度から、次の計算式により各試料の発泡率（Ｓ：加硫缶を用いて加硫したもの（内管層）のに対する各試料の内管層の体積の増加率）を算出した。
従って、発泡率が０体積％のものは、加硫の条件の違い（常圧下と加圧下）による体積の変化がないことから、常圧下における加熱により加硫を行っても気泡が生じていない。

アクリロニトリル−ブタジエンゴム及びアクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の１００℃におけるムーニー粘度は、ＪＩＳ Ｋ６３００に準拠し、ロータの形状がＬ形、予熱時間が１分、ロータの回転時間が４分、試験温度が１００℃で行った。

アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料の含水率は、カールフィッシャー法にて、１５０℃における３０分間の条件で測定した。

以上の結果より、全ての実施例は、通常の押出成形で内管層を成形することができ、かつ、内管層（アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料を加硫したもの）に気泡が生じることもなかった。
従って、本実施例によれば、常圧下における加熱により加硫を行っても気泡が生じないアクリロニトリル−ブタジエンゴム材料からなる内管層と、クロロスルホン化ポリエチレン材料からなる外層とを有するホースを得ることができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することもできる。

本発明の実施例の自動車用ホースの斜視図である。

符号の説明

１０ 自動車用ホース
１１ 内管層
１２ 外層

Claims (3)

1. アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料からなるホースにおいて、
   前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料は、１００℃におけるムーニー粘度が６５〜８０であり、
   前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料に含まれているアクリロニトリル−ブタジエンゴムは、アクリロニトリル成分の含有率が２７〜３６質量％であり、かつ、１００℃におけるムーニー粘度が５０〜１００であり、
   前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料は、常圧下において加熱により加硫されたことを特徴とするホース。
2. 前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料は、前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム１００質量部に対し可塑剤が１０〜３０質量部配合された請求項１記載のホース。
3. 外周には、前記アクリロニトリル−ブタジエンゴム材料と加硫接着可能なゴム材料からなる外層を有する請求項１又は２記載のホース。

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