JP2815306B2 - 複合フレキシブルホース - Google Patents
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Description
ス、とくに冷媒輸送用などに適する複合フレキシブルホ
ースおよびその製造法に関する。
フリーザー用の冷媒ガスの輸送などに用いられる複合フ
レキシブルホースは柔軟であることはもちろん、外圧お
よび輸送ガスの内圧に耐えるものでなければならない。
そのようなものとして、たとえば実公平1−40392
号公報に、ホースの柔軟性を改善する目的で、ポリアミ
ド樹脂層と外面ゴム層とからなる内管、該内管上に設け
られている補強層、該補強層を覆う外層ゴムの4層構造
の冷媒輸送用ホースが開示されている。このホースで
は、ポリアミド樹脂層としてナイロン6、ナイロン6
6、6/66共重合ナイロンおよびこれらの混合ナイロ
ンが用いられ、外面ゴム層としてクロロスルホン化ポリ
エチレン(CSM)、塩素化ポリエチレン(CPE)、
ニトリルブタジエンゴム(NBR)が用いられている。
ポリアミド樹脂は耐熱性、耐フロン透過性、耐冷凍機油
(PAG系または非PAG系)性、耐透湿性が優れてい
る。
内に負圧がかかることがあり、そのため各層間の接着を
とくに強固にしなければならない。前記実公平1−40
392号公報のホースでは、ポリアミド樹脂層とCS
M、CPEやNBRとの接着性が不充分であり、負圧が
かかると層間剥離が生じてしまうことがある。
に、図4に示すように、内側から順に最内層2、接着剤
層6、中間ゴム層3、繊維補強層4および外面ゴム層5
を積層して形成されている複合フレキシブルホースが開
示されている。このホースでは、最内層2の材料はポリ
アミドまたは変性ポリアミドが主として使用され、中間
ゴム層3としては柔軟性、耐寒性、耐透湿性の点からブ
チルゴム系のゴム組成物が使用されているが、ポリアミ
ドとブチルゴム系ゴムとは接着が一般に困難であり、そ
のため接着剤層6を介して接合している。この接着剤層
に用いる接着剤としては、主として溶剤タイプのフェノ
ール樹脂またはフェノール樹脂とエラストマーとの混合
溶剤あるいはエポキシ樹脂系接着剤などが使用されてい
る。
きは、溶剤の蒸発に時間を要するほか作業環境を悪化さ
せる。また、溶剤のタイプの如何を問わず、接着剤層の
形成自体、工程の増加とコストのアップを伴う。したが
って、本来、接着剤を使用しないのが望ましいのである
が、強固な層間接着をうるためには接着剤層を形成せざ
るをえないのが現状である。
細書には、ポリアミド製の内管上に、特定組成の弾性摩
擦層を直接設け、ついで第1補強ストランド層を介して
接着性バリヤーフリクション層を設け、さらに第2補強
ストランド層およびカバー層を設けてなるフレオンガス
用の複合ホースが開示されている。内管上に直接設けら
れる弾性摩擦層は、(a)EPDM、ブタジエン系共重
合体、ポリクロロプレン、ポリブタジエン、ポリイソプ
レンまたはそれらの混合物から選ばれたベースゴムと、
(b)カルシウム源と、(c)レゾルシノールまたはフ
ェノールをベースとする接着剤系と、(d)過酸化物ま
たはイオウ系加硫剤よりなるものであり、カルシウム源
(b)は内管のポリアミドとの接着力を向上させるもの
とされている。第1補強ストランド層と第2補強ストラ
ンド層のあいだに存在する接着性バリヤーフリクション
層はストランドの摩擦を少なくするため設けるものであ
り、エチレンとアクリル酸の共重合体が用いられてお
り、カバー層には架橋剤としてビス−ジエノフィルを含
むハロゲン化ブチルゴムが用いられている。
れている。たとえば特表平5−507303号公報(国
際公開第WO91/18050号公報)には、C4 〜C
7 イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとのハロ
ゲン含有コポリマーであって、パラアルキルスチレン含
量が少なくとも約5重量%でかつハロゲン含量が少なく
とも約0.4モル%のコポリマーと、臭素化フェノール
樹脂などの硬化剤や充填剤などの他の配合成分からなる
弾性率や引張強さや伸びにすぐれたホース組成物が開示
されている。このホース組成物は、インナーチューブと
補強材と外部カバーからなる冷却液ホースの少なくとも
一部の材料として使用されるものである。かかるホース
は、該ホース組成物をチューブ状に押し出してインナー
チューブを作製し、この上に編組などで補強層を形成
し、ついでインナーチューブと同じホース組成物あるい
は従来と同様な外部カバー材料を補強層上に押し出した
のち、全体を加硫して製造されている。
との材料の選択および層構造には、きわめて微妙な組合
せの配慮が要求され、公知の材料を適宜選定しただけで
は所望の効果をうることができない。
ムおよび/またはハロゲン化ブチルゴムを中間ゴム層材
料として用いていない米国特許第4,633,912号
明細書記載の構造では接着剤層を設けなくてもよいが、
過酷な使用条件に耐久するためブチルゴムおよび/また
はハロゲン化ブチルゴムを用いるときは、特開平1−1
10143号公報に記載されているように接着剤層が必
要となる。
細書記載の弾性摩擦層用のゴム組成物および特表平5−
507303号公報記載のホース組成物はいずれも、ポ
リアミドとの接着力、特に熱老化後の接着力に劣る。特
に該米国特許明細書記載のものは、常態での接着力は劣
り、特に熱老化後の接着力は著しく劣る(表1の1−1
1、1−12参照)。
ゴム層にブチル系ゴムを用いるばあい接着剤層がなくて
も層間接着力にすぐれた複合フレキシブルホースを提供
することにある。
工程をなくし、時間およびコストの削減を達成しうる複
合フレキシブルホースの製造法を提供することにある。
ルホースは、最内層の材料としてポリアミドとカルボキ
シル基含有変性ポリオレフィンとをブレンドしてなる変
性ポリアミドを用い、また中間ゴム層の原料ゴムとして
ブチルゴムとハロゲン化ブチルゴムとを50/50〜0
/100(重量比、以下同様)でブレンドしてなるゴム
組成物を用い、該中間ゴム層の原料ゴム100部(重量
部、以下同様)に対してケイ酸またはその塩10〜50
部および臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹
脂5〜15部配合することにより、接着剤層を形成しな
くても強固な層間接着をうることができ、加硫後えられ
た複合フレキシブルホースは負圧に充分絶えかつ優れた
可撓性を示すものである。
ポリアミドとカルボキシル基含有変性ポリオレフィンと
をブレンドしてえられる変性ポリアミドを管状に押出し
て最内層を形成する工程、(B)ブチルゴムとハロゲン
化ブチルゴムとを重量比50/50〜0/100でブレ
ンドしてなる原料ゴム100重量部に対してケイ酸また
はその塩を10〜50重量部および臭素化アルキルフェ
ノールホルムアルデヒド樹脂を5〜15重量部配合して
なるゴム組成物を最内層の外面に直接押出して中間ゴム
層を形成する工程、(C)中間ゴム層を加硫することな
く該中間層の外面に繊維補強層を設ける工程、(D)繊
維補強層の外面に外面ゴム層を押出し成形によって形成
する工程、および(E)えられた積層物全体を加硫する
工程により製造することができる。
合フレキシブルホース1は最内層2と中間ゴム層3の間
に接着剤層をもたないものであり、中間ゴム層3の上に
順に繊維補強層4および外面ゴム層5を有するものであ
る。
なくても強固な接着力が最内層と中間ゴム層との間にえ
られるが、これは最内層を構成する変性ポリアミド中の
官能基、たとえばカルボキシル基、アミド基、アミノ基
などと、中間ゴム層を構成するハロゲン化ブチルゴムの
ハロゲンや含有されているケイ酸中の反応性シリル基、
特に反応性に富むシラール基および臭素化アルキルフェ
ノールアルデヒド樹脂とが複雑な反応を生起し、種々の
結合を生じているためであると推定される。
ボキシル基含有変性ポリオレフィンとをブレンドしてな
る変性ポリアミドを材料として作製される。ポリアミド
としては、たとえばナイロン6、ナイロン66、ナイロ
ン11、ナイロン12、ナイロン610、ナイロン61
2、これらの共重合ナイロン、およびこれらのナイロン
のブレンド物などがあげられる。カルボキシル基含有変
性ポリオレフィンは、たとえばエチレン、プロピレン、
ブタジエンなどのオレフィンやジエンモノマーを単独重
合または共重合したポリオレフィンにアクリル酸、メタ
クリル酸、マレイン酸、フマル酸などの不飽和カルボン
酸やそのアミド、エステル、金属塩あるいは酸無水物を
グラフト重合することによりカルボキシル基を約0.1
〜10モル%導入した変性ポリオレフィンが好ましく用
いられる。
ンド比は90/10〜50/50、特に65/35〜5
5/45が好ましい。変性ポリオレフィンの割合が大き
くなるとホースの柔軟性はよくなるが耐冷媒透過性が劣
り、また小さくなると耐冷媒透過性はよくなるが中間ゴ
ム層との接着性および柔軟性が劣る傾向にある。
ン6とカルボキシル基含有変性ポリオレフィンなどとの
ブレンド物である東レ(株)製のUTN141、UTN
121などのUTNシリーズ;ナイロン6とカルボキシ
ル基含有変性ポリオレフィンとのブレンド物と思われる
デュポン社製のザイテルST801、ザイテルST81
1、ザイテルST811HSなどのザイテルSTシリー
ズなどがあげられる。
し成形することにより作製されるが、管厚は成形作業性
と耐冷媒透過性の点から0.05mm以上が好ましく、
また可撓性の点から0.5mm以下が好ましい。
ム層が形成される。したがって、接着剤層を形成する工
程が省略できるので溶剤の蒸発に要する時間が不要とな
り、全体の工程を短くすることができる。中間ゴム層の
形成は最内層の外面に直接、中間ゴム層用のゴム組成物
を押出し成形することにより行なうことができる。中間
ゴム層用のゴム組成物は、ブチルゴムとハロゲン化ブチ
ルゴムとを50/50〜0/100の割合でブレンドし
てなるゴム混合物を原料ゴムとし、この原料ゴムにケイ
酸またはその塩および臭素化アルキルフェノールホルム
アルデヒド樹脂を配合してなるものである。
ルゴムとしては、たとえば塩素化ブチルゴム、臭素化ブ
チルゴムなどの1種または2種以上があげられ、特に反
応性の点から臭素化ブチルゴム単独使用が好ましい。ハ
ロゲン化ブチルゴムのブレンド量が50%(重量%、以
下同様)未満となると最内層を構成する変性ポリアミド
との反応性が特に小さくなり、接着力が低下する。
対しケイ酸またはその塩10〜50部、好ましくは15
〜30部、特に好ましくは20〜30部配合すると共
に、臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂を
5〜15部、好ましくは7〜13部、特に好ましくは8
〜10部配合する。
水ケイ酸、含水ケイ酸、含水ケイ酸カルシウム、含水ケ
イ酸アルミニウムなどがあげられ、特にハロゲン化ブチ
ルゴムとの接着性がよい点からシラノール基を多くもつ
含水ケイ酸が好ましい。これらは白色超微粉末(1次粒
子径10〜60mμ)でホワイトカーボンと称され、通
常ゴムの補強剤として使用されているが、これらは極め
て反応性に富み、変性ポリアミドやハロゲン化ブチルゴ
ム、臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂と
水素結合する。その量が10部よりも少ないと接着性が
劣り、50部よりも多いと粘度が高く、押出し後の肌荒
れの原因となる。臭素化アルキルフェノールホルムアル
デヒド樹脂としては、たとえば田岡化学(株)製のタッ
キロール250−1、タッキロール250−3、タッキ
ロール201などとして市販されているものがあげら
れ、とくに触媒が不要な点からタッキロール250−1
が好ましい。これはブチルゴムの架橋剤となり、また水
酸基をもつため変性ポリアミドと水素結合し、接着力を
強める働きもする。その量が5部よりも少ないと加硫時
に原料ゴムとの架橋反応速度が遅くなり物性が低下し、
15部よりも多いと混練時および押出し成形時のロール
への粘着、早期加硫など作業性がわるくなる。
接着力をさらに高めるため、ジアルキルアミノエチルメ
タクリレートを配合することができる。この成分は中間
ゴム層用ゴム組成物中の極性基の量を増大させ、最内層
の変性ポリアミド中のアミド基、アミノ基やカルボキシ
ル基などとの反応を増加させ、接着力を増強させるもの
と考えられる。具体例としては、たとえばジメチルアミ
ノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタク
リレート、ジメチルアミノエチルメタクリレートの4級
化物などがあげられ、その配合量は原料ゴム100部あ
たり0.3〜3.0部、特に0.5〜2部とするのが好
ましい。0.3部より少ないと配合の効果がえられず、
3.0部を超えるとゴム組成物のスコーチが短くなり、
ゴム物性や接着力が低下する。
カーボンブラック、亜鉛華、ステアリン酸、可塑剤、老
化防止剤、加工助剤などを適当量添加してもよい。
ましくは1.0〜1.5mmの厚さになるように押出さ
れて形成される。
たはスパイラル巻などにより繊維補強層ついで外面ゴム
層を積層する。これらの繊維補強層および外面ゴム層と
しては従来のものがそのまま使用できる。たとえば繊維
補強層としては天然繊維、ポリビニルアルコール系やポ
リアミド系、ポリエステル系、アラミド系などの合成繊
維の単独またはRFL(レゾルシン・ホルムアルデヒド
・ラテックス接着剤)処理したものなどが使用され、外
面ゴム層としては、EPDM、CR、CSM、IIR、
XIIRなどの耐オゾン性に優れた合成ゴムがあげら
れ、厚さは通常1.0〜2.0mm程度とする。
上に中間ゴム層、繊維補強層および外面ゴム層を積層し
たのち、全体を加硫することによってえられる。加硫条
件は約150〜160℃、4〜5.5kgf/cm2 の
蒸気圧をかけ加硫を行なうのが好ましい。
ホースは充分な可撓性を有すると同時に負圧が生じても
層間剥離を生じない。
が、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではな
い。
法で測定した。
ム(株)製のIIF型)を用い、160℃にて最低トルク
値(Vm )のみを測定する(感度1/2kg、振れ角度
3°、チャート速度300mm/時間、ダイス#1タイ
プ)。
従って硬度、引張強度、破断伸びを測定する(160℃
×40分間プレス加硫、3号ダンベル)。
に従って測定する(160℃×40分間プレス加硫、2
5%圧縮、140±2℃×72時間)。
mの最内層チューブ上に12m/分の速度で押出し(7
5mmφのコールドウィードタイプ押出機:口金温度1
30℃、ダイス温度100℃、シリンダー温度80℃、
スクリュー温度60℃、スクリュー回転30rpm)、
その表面状態(肌)を肉眼で観察する。
に従って測定する。
験) 最内層用樹脂を厚さ0.15mm、幅約30mm、長さ
約100mmに切り取り、これに中間ゴム用未加硫生地
(厚さ2.3mmで200mm角)を置き、160℃4
0分間プレス加硫したのち1日室温で放置後、幅約10
mm、長さ約100mmの試料片を切り出す。この試料
片を引張試験機(JIS B 7721)に取りつけ、
中間ゴム層側を固定し最内層側を図2に示すように毎分
50mmの速さで引張り、剥離時の荷重を測定する。
時間加熱したのちの接着力である。
mm、長さ100mmほど切り出し、外面ゴム層および
繊維補強層を除去して作製した試料について、実施例1
と同じ接着力の試験を行なう。幅10mmの接着力(k
g/10mm)を換算してkg/inで表わす。
の一端を固定し、直径190mmのドラム10に180
°U字形に巻きつけ、その状態を維持するのに必要な力
(F)を測定する。
AY85(AUTOMOTIVE AIR CONDI
TIONING HOSE)に従い測定する(冷媒R1
34a、90℃)。
をチッ素ガス置換したのち盲栓をし、140℃の恒温槽
中で168時間放置する。その後1日室温に放置し、つ
いで油圧によりホース内圧を0〜54kg/cm2 まで
上げるサイクルを毎分35回繰り返し、ホースASSY
部またはホース管体表面から内部の油が浸み出るまでの
回数を測定する(周囲温度100℃、油温100℃)。
し、中間ゴム層用のゴム組成物(ゴム生地)を調製し
た。
度、引張強度、破断伸び、圧縮永久歪)を調べた。結果
を表1に示す。
11HS(最内層A)およびUTN141(最内層B)
を使用し、中間ゴム層と最内層の接着力を調べた。結果
を表1に示す。
507303号公報記載の第1表の組成Fで用いられて
いるゴム組成物をそのまま中間ゴム層用材料として用
い、配合例1−12はUSP4,633,912号明細
書の実施例1に記載されているエラストマー層用組成物
をそのまま中間ゴム層用材料とし、加硫剤として過酸化
物を用いて加硫したものである。
るため、つぎの組成のゴム組成物(ゴム生地)を調製し
た。
例1と同様に調べた。結果を表2に示す。
ルデヒド樹脂の影響を調べるため、つぎの組成のゴム組
成物(ゴム生地)調製した。
例1と同様に調べた。結果を表3に示す。
ートの添加効果を調べるため、つぎの組成のゴム組成物
(ゴム生地)を調製した。
例1と同様に調べた。結果を表4に示す。
い、つぎの要領で複合フレキシブルホースを作製し、そ
のホース性能を調べた。結果を表5に示す。
用変性ポリアミドを樹脂製のマンドレル(外径11.7
5mm)に厚さ0.15mmとなるよう12m/分の速
度で押出し最内層を作製し、その上に約30秒後に中間
層用ゴム組成物を12m/分の速度で厚さ1.3mmと
なるように押出し、ついでRFL処理したポリエチレン
テレフタレート糸でブレード(編組)して繊維補強層と
し、最後にEPDMを厚さ1.5mmとなるように押出
して外面ゴム層を形成した。この未加硫ホースを160
℃40分間加熱して加硫し、複合フレキシブルホースを
作製した。
シブルホースをつぎのように作製し、そのホース性能を
調べた。その結果を表5に合わせて示す。
最内層用変性ポリアミド(ザイテルST811HS)を
前記と同様にして押出し最内層を作製し、その上に約3
0秒後に接着剤(特殊塩素系ゴム接着剤、ケムロック2
38)を浸漬法で塗布後100〜150℃で約1分間乾
燥させ、この上に含水ケイ酸を含まない(臭素化アルキ
ルフェノールホルムアルデヒド樹脂を含む)塩素化ブチ
ルゴムからなる中間ゴム組成物を10m/分の速度で厚
さ1.3mmとなるように押出し、以下、前記と同様に
繊維補強層および外面ゴム層を形成して複合フレキシブ
ルホースを作製した。
と中間ゴム層を接着することができ、接着剤層形成工程
を省略することができる。本発明の複合フレキシブルホ
ースは特に熱老化後に接着力と柔軟性に優れている。
の一部切欠斜視図である。
明図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 内側から最内層、中間ゴム層、繊維補強
層および外面ゴム層の順で積層されてなり、最内層がポ
リアミドとカルボキシル基含有変性ポリオレフィンとを
ブレンドしてえられる変性ポリアミドからなり、中間ゴ
ム層がブチルゴムとハロゲン化ブチルゴムとを重量比5
0/50〜0/100でブレンドしてなる原料ゴム10
0重量部に対してケイ酸またはその塩を10〜50重量
部および臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹
脂を5〜15重量部配合してなるゴム組成物からなり、
前記各層を積層後に加硫してえられる最内層と中間ゴム
層間に接着剤層を有しない複合フレキシブルホース。 - 【請求項2】 前記変性ポリアミド中のポリアミドが、
ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン1
2またはこれらの2種以上の混合物である請求項1記載
の複合フレキシブルホース。 - 【請求項3】 中間ゴム層が、原料ゴム100重量部に
対しジアルキルアミノエチルメタクリレートを0.3〜
3.0重量部含む請求項1または2記載の複合フレキシ
ブルホース。 - 【請求項4】 (A)ポリアミドとカルボキシル基含有
変性ポリオレフィンとをブレンドしてえられる変性ポリ
アミドを管状に押出して最内層を形成する工程、(B)
ブチルゴムとハロゲン化ブチルゴムとを重量比50/5
0〜0/100でブレンドしてなる原料ゴム100重量
部に対してケイ酸またはその塩を10〜50重量部およ
び臭素化アルキルフェノールホルムアルデヒド樹脂を5
〜15重量部配合してなるゴム組成物を最内層の外面に
直接押出して中間ゴム層を形成する工程、(C)中間ゴ
ム層を加硫することなく該中間層の外面に繊維補強層を
設ける工程、(D)繊維補強層の外面に外面ゴム層を押
出し成形によって形成する工程、および(E)えられた
積層物全体を加硫する工程からなる、最内層と中間ゴム
層間に接着剤層を有しない複合フレキシブルホースの製
造法。
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