JP3995354B2 - ゴムホース用補強コード及びこれを使用したゴムホース - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾熱・湿熱下での破断強度低下を抑え、かつ乾熱収縮率を低減させたゴムホース用補強コード及びこれを使用したゴムホースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴムホースは、一般に、内面ゴム層（チューブゴム）、繊維補強層、外面ゴム層の３つの構成要素からなる。繊維補強層は、レーヨン、ビニロン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの有機繊維のコードで編組（ブレイド）するか又はスパイラル状に巻かれることにより形成される。この繊維補強層は、通常、１層以上設けられる。
しかしながら、上記の有機繊維のコードは、いずれも乾熱・湿熱下での破断強度低下が大きかったり、乾熱収縮率が高かったといったような、ゴムホースが多用される熱時条件下において何らかの問題を持っていた。この中で、熱時での破断強度低下が大きいとゴムホースの耐久性が悪化する事になり、乾熱収縮率が高いと繊維補強層がホース加硫時に収縮して内側の内面ゴム層にコードが食い込み加硫故障の原因となる。更に、繊維補強層がスパイラル構造の場合、このコード食い込みが特に顕著に現れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、乾熱・湿熱下での破断強度低下を抑えると共に乾熱収縮率を低減させたゴムホース用補強コード及びこれを使用したゴムホースを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明のゴムホース用補強コードは、ポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維からなる繊維コードに接着剤を付与した後、該繊維コードを０．３１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の張力下で２００℃以上２５０℃以下の温度で熱処理したゴムホース用補強コードであって、２ｃＮ／ｄｔｅｘ時の中間伸度が２．５％以下で、１５０℃×３０分の乾燥熱収縮率が１％以下であることを特徴とする。また、本発明のゴムホースは、上述するゴムホース用補強コードを少なくとも最内層の繊維補強層として使用したことを特徴とする。このようにゴムホース用補強コードをポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維（以下、ＰＥＮ繊維という）で構成する共に、そのコードに特定の熱処理を施して、２ｃＮ／ｄｔｅｘ時の中間伸度を２．５％以下、１５０℃×３０分の乾燥熱収縮率を１％以下としたため、上記目的の達成が可能となる。なお、本発明において、破断強度とは、室温下における伸長破断時の強度（Ｎ）をいう。また、乾燥熱収縮率とは、乾燥空気中において１５０℃で３０分間加熱させたときの収縮率％をいう。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明のゴムホース用補強コードを構成するＰＥＮ繊維は、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸又はその誘導体をエチレングリコールと重縮合させることにより得られる繊維である。本発明のゴムホース用補強コードは、このＰＥＮ繊維をコードとし、これを接着剤の付与後に、０．３１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の張力下で２００℃以上２５０℃以下の温度で熱処理したものである。
ＰＥＮ繊維のコードの構造は、特に限定されるものではなく、例えば、ＰＥＮ繊維束の撚り合わせ又は無撚りのいずれでもよく、ＰＥＴ繊維やナイロン繊維などの他の繊維とＰＥＮ繊維とを組み合わせたハイブリッド構造であってもよい。接着剤としては、特に限定されるものではないが、ゴムと接着させるために一般にはレゾルシン−ホルムアルデヒド初期縮合物（ＲＦ樹脂）とゴムラテックスの水系混合液（ＲＦＬ）を用いることができる。
【０００６】
ＲＦ樹脂には、アルカリ触媒下でレゾルシンとホルムアルデヒドを縮合反応させることによるメチロール基を有するレゾール型と、酸性触媒下にレゾルシンとホルムアルデヒドを縮合反応させることによるメチロール基を有さないノボラック型とがあるがいずれのものを用いてもよい。ノボラック型の初期縮合物としては、住友化学工業（株）製のスミカノール７００や保土ヶ谷化学工業（株）製のアドハ−ＲＦなどが市販されている。これらのノボラック型ＲＦ樹脂を用いる場合には、水に溶解させるために、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を少量添加する。また、通常、これらのノボラック型ＲＦ樹脂を用いる場合には、ホルマリン水溶液を後添加する。
ゴムラテックスとしては、例えば、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマーラテックス、ＳＢＲラテックス、天然ゴムラテックスが用いられる。
【０００７】
ＰＥＮ繊維のコードに接着剤を付与するには、コードを接着剤に浸漬すればよい（ディップ処理）。つぎに乾燥後、このコードを空気中において０．３１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の張力下で２００℃以上２５０℃以下の温度で熱処理する。熱処理時間は、３０秒〜９０秒程度である。０．３１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の張力下としたのは、張力が０．３１ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると乾燥熱収縮率が大きくなり、先述のコード食い込み性が悪くなるためである。また、熱処理温度を２００℃以上２５０℃以下としたのは、２００℃未満ではコードの熱セットが不十分であり、更に接着剤の硬化反応も不十分であるためである。一方、２５０℃超ではコード自体の熱劣化が著しく促進され、破断強度の低下が起こるためである。このようにして得られたコードは、２ｃＮ／ｄｔｅｘ時の中間伸度が２．５％以下で、１５０℃×３０分の乾燥熱収縮率が１％以下となる。そして、本発明のゴムホースでは、後述するように、上記コードを少なくとも最内層の繊維補強層として使用する。中間伸度が２．５％を超えたり、乾燥熱収縮率が１％を超えると、加熱時にコードが収縮して内面ゴム層に食い込み易くなると共に、ホース加圧時におけるホースの膨張が大きくなり、圧力損失が生じる等、ホース特性上好ましくない。
【０００８】
このようにしてなる本発明のゴムホース用補強コードは、１層以上の繊維補強層からなるゴムホースの少なくとも最内層の繊維補強層を構成する有機繊維のコードとして用いられる。図１にゴムホースの一例を示す。図１において、ゴムホースＴは内面ゴム層（チューブゴム）１の外側に本発明のゴムホース用補強コードを編組してなる繊維補強層２を配し、この外側に、インシュレーションゴム層３を配し、この外側に、本発明のゴムホース用補強コードを編組してなる繊維補強層４を配し、この外側を外面ゴム層（カバーゴム）５で被覆して形成される。
【０００９】
【実施例】
表１に示す繊維コード（コード撚り回数：全て１０回／１０ｃｍ片撚（Ｓ撚））をＲＦＬでディップ処理した後、０．４４ｃＮ／ｄｔｅｘのテンション下に１２０℃の温度で乾燥処理し（ゾーン滞留時間６０秒）、ついで表１に示す熱処理条件で熱処理（ベーキング）した（ゾーン滞留時間６０秒）。
このように処理したコードにつき、下記により破断強度およびスパイラル成型時チューブゴム食込性を評価した（比較例１〜７、実施例１〜４）。この結果を表１に示す。なお、表１中、アンダーラインされた数値は評価上悪い場合を表わす。
【００１０】
破断強度の評価方法：
（初期）引張荷重測定器（島津製作所製オートグラフ）を用い、ＪＩＳ Ｌ１０１７に従って測定した。
（湿熱劣化後）スチーム加硫缶等の飽和水蒸気雰囲気下において、１５０℃× １２時間の条件下で劣化させた後、初期と同じ方法で強度測定した。
（乾熱劣化後）熱オーブン等の乾燥空気雰囲気下において、１８０℃×６時間の条件下で劣化させた後、初期と同じ方法で強度測定を行った。
これらの結果を比較例１の初期を１００とする指数で示す。指数値の大きい方が破断強度が大きい事を示している。
【００１１】
スパイラル成型時チューブゴム食込性の評価方法：
図１に示すゴムホースにつき、表１に示される繊維コードのそれぞれでスパイラル構造により繊維補強層２を構成し、ゴムホース加硫時の繊維補強層２のコードの内面ゴム層（チューブゴム）１への食い込み量を目視にて評価した。「×」は食い込み大を、「△」は食い込み小を、「○」は食い込みなしをそれぞれ示す。
【００１２】
【表１】

【００１３】
表１において、比較例１はＰＥＴ繊維のコードの場合であり、湿熱劣化後の破断強度低下が大きく、かつチューブゴム食込性ががやや大きい。比較例２は、ナイロン繊維のコードの場合であり、乾燥熱収縮率が高くチューブゴム食込性が悪い。比較例３は、ビニロン繊維のコードの場合であり、湿熱劣化後の破断強度が非常に悪くゼロとなる（溶融してしまう）。比較例４は、レーヨン繊維のコードの場合であり、初期の破断強度が低い。比較例５は、１９０℃、０．２２ｃＮ／ｄｔｅｘの条件下で熱処理したＰＥＮ繊維のコードの場合であるが、乾熱収縮率が大きくなりチューブゴム食込性がやや大きくなる。比較例６は、２３５℃、０．３５ｃＮ／ｄｔｅｘの条件下で熱処理したＰＥＮ繊維のコードの場合であるが、乾熱収縮率が高くチューブゴム食込性がやや大きい。更に、乾熱劣化後の破断強度が低い。比較例７も、２５５℃、０．３１ｃＮ／ｄｔｅｘの条件下で熱処理したＰＥＮ繊維のコードの場合であるが、初期の破断強度が低い。
これに対し、実施例１〜４では、初期及び各種熱劣化後での破断強度低下が小さく、また、チューブゴムへの食込が生じない。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ゴムホース用補強コードをＰＥＮ繊維で構成する共に、そのコードに接着剤を付与した後、特定の熱処理を施して、２ｃＮ／ｄｔｅｘ時の中間伸度を２．５％以下、１５０℃×３０分の乾燥熱収縮率を１％以下としているために、乾熱・湿熱下での破断強度低下が小さく、かつ乾燥熱収縮率の低いゴムホース用補強コードの提供が可能となる。また、本発明によれば、さらに下記（１）〜（３）の効果を奏することができる。
【００１５】
（１）ゴムホース用補強コードが寸法安定性の良好なＰＥＮ繊維のコードからなるために、加硫時のチューブゴムへのコード食い込み量の小さい（加硫故障の小さい）ゴムホースが容易に得られる。特にチューブゴムとの食い込み性が問題となるスパイラルホース用として、このゴムホース用補強コードは最適である。
（２）ＰＥＮ繊維のコードが耐化学薬品安定性に優れているために、スチーム加硫後のホースの強度低下がＰＥＴ繊維のコードを用いる場合に比して小さいのでホース設計上好ましく（耐圧性向上）、また、化学劣化を促進させる老化防止剤等の各種ゴム配合剤の制約を設ける割合が小さくなるため、ゴムコンパウンド配合設計面での自由度が増す。
（３）テンション条件を０．３１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の張力下としたことにより、乾熱・湿熱下でのゴムホースの強度低下を抑制できるので（耐熱性の向上）、熱時使用でもホースの強度低下が少なく、ホース設計上（耐圧性向上）好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ゴムホースの構造の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 内面ゴム層
２ 繊維補強層
３ インシュレーションゴム層
４ 繊維補強層
５ 外面ゴム層

Claims (2)

1. ポリエチレン−２，６−ナフタレート繊維からなる繊維コードに接着剤を付与した後、該繊維コードを０．３１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の張力下で２００℃以上２５０℃以下の温度で熱処理したゴムホース用補強コードであって、２ｃＮ／ｄｔｅｘ時の中間伸度が２．５％以下で、１５０℃×３０分の乾燥熱収縮率が１％以下であるゴムホース用補強コード。
2. 請求項１に記載のゴムホース用補強コードを、少なくとも最内層の繊維補強層として使用したゴムホース。

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