JP4599830B2 - 高圧ゴムホースの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、高圧ゴムホ−スの製造方法に係わり、更に詳しくはゴムホースの外表面を滑り易くして、リール等に巻き取る際の収納作業性を向上した高圧ゴムホ−スの製造方法に関するものである。

近年、油圧等の圧力伝達用に用いられる高圧ゴムホースの使用方法は多様化の傾向にあり、特に土木建設の分野で使用される高圧ゴムホースは、リールに巻き取った状態で収納され、使用時に全部、または一部が引き出され、使用後に再びリールに巻き取った状態で収納される。高圧ゴムホースのこのような使用方法は、ホース性能に新たな課題を生じさせている。

即ち、これらの課題としては、例えば、
(1).リールに巻き取る際にホース同士の接触により摩擦が生じ、リール上で積み上がった状態に巻き取られてしまい、均一に巻き取ることが難しく収納作業に支障が生じる。
(2).リールから引き出す際に、ホース同士の接触摩擦に打ち勝つための張力を必要とすることから、ホース補強層に負荷がかかりホース補強層が劣化し易い、または引き出したホースの自重によりリールが自由に回転しないことから、ホース自体に常に曲げ等の張力がかかりホース補強層が劣化し易い。
(3).ホースをリールに巻き取った状態で使用する際に、繰り返しの加圧によってホース外径が変化したり伸縮するのに伴い、ホース間同士に摩擦が生じ、ホース外表面に摩耗が生じ易い。

これらの課題を解決するためには、特にホース同士の接触抵抗を小さくする必要があり、これにはホースの外表面の滑り性を向上させることが要求される。

かかる課題を解決するために、ホース外管ゴムにパラフィンワックスとアルキルモノアミドとを配合したり、ホース外管ゴムの外面に超高分子量ポリエチレンフィルムを被覆する発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

然しながら、上記のような発明では、何れも上記した課題を充分に解決させることができず、特にホース外管ゴムの外面に超高分子量ポリエチレンフィルムを被覆する場合には、作業性が悪いと同時に、コスト高になるために、未だ使用されるに至っていないのが現状である。
特開平１１−２９４６４３号公報（第１−６、図１−９）

この発明はかかる従来の問題点に着目し、ホース外表面の滑り性を向上させることにより、ホースの収納作業性を向上させた高圧ゴムホ−スの製造方法を提供することを目的とするものである。

この発明の高圧ゴムホースの製造方法は、成形が終了した未加硫状態のゴムホースの外表面に、超高分子量ポリエチレン粉末を吹き付けるか、またはその分散液を塗布することにより付着させて超高分子量ポリエチレン粉末層を形成し、次いで該未加硫状態のゴムホースの外周面を被覆材で覆ったうえで加硫成形を行い、加硫成形が終了した後に、前記被覆材を除去するようにし、前記外表面に前記超高分子量ポリエチレン粉末による微細な凹凸を有する滑り層を一体的に成形することを要旨とするものである。

ここで、前記超高分子量ポリエチレン粉末は、前記ゴムホースの外表面に直接吹付けて付着させたり、前記超高分子量ポリエチレン粉末を５〜５０質量％の割合で水、または有機溶剤に分散させておき、得られた分散液を、前記ゴムホースの外表面に塗布することにより一体的に成形するものである。

更に、前記分散液が水分散液、すなわち分散媒が水の場合には、前記超高分子量ポリエチレンを水に分散させるための分散剤、及び超高分子量ポリエチレンと水との比重差による分離を抑制するための増粘剤を添加することが好ましい。前記分散液としては、例えば、ポリエチレングリコールを０．１〜１０質量％の割合で添加し、増粘剤としては、例えば、ポリビニルアルコールを０．１〜１０質量％の割合で添加するとよい。

この発明によれば、成形が終了した未加硫状態のゴムホースの外表面に、超高分子量ポリエチレン粉末を吹き付けるか、またはその分散液を塗布することにより付着させて超高分子量ポリエチレン粉末層を形成し、次いで未加硫状態のゴムホースの外周面を被覆材で覆ったうえで加硫成形を行い、加硫成形が終了した後に、被覆材を除去するようにしたので、加硫後の高圧ゴムホ−スの外周面には被覆材の転写による超高分子量ポリエチレンの薄い凹凸面からなる滑り層が形成され、さらにこの滑り層が超高分子量ポリエチレン粉末の付着による微細な凹凸に形成されるため、この滑り層の凹凸面がゴムホース同士の接触する際の摩擦抵抗を適度に低減させると共に、超高分子量ポリエチレン粉末の付着や塗布の作業自体は、複雑な工程を伴うことなく極めて容易に行うことができ、生産性を向上させる効果がある。

以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。

図１は、この発明により製造された高圧ゴムホースの一部切欠した斜視図を示し、この高圧ゴムホース１は、内面ゴム層２と、その外周にスパイラル状に巻き付けられた補強鋼線からなる補強層３と、その外周を被覆する外面ゴム層４とからなる積層体で構成され、外面ゴム層４の外表面には、超高分子量ポリエチレン粉末５が層状に一体的に形成されている。

これにより、外面ゴム層４の外表面は、超高分子量ポリエチレン粉末５による微細な凹凸を有する滑り層が形成される。超高分子量ポリエチレン粉末５の付着方法及び塗布方法についての詳細な説明については後述するが、超高分子量ポリエチレン粉末を吹き付けるか、または超高分子量ポリエチレン粉末の分散液を塗布することにより行われる。

超高分子量ポリエチレン粉末５の粒径は、特に限定されないが、外面ゴム層４への吹き付け、または塗布の作業性の観点から、例えば、５０〜１５０μｍに調整することが好ましい。また、上述した超高分子量ポリエチレン粉末５の外面ゴム層４への吹き付け、または塗布は、加硫前のゴムホースに対して施すのが好ましい。

なお、図１には高圧ゴムホース１が内面ゴム層２と補強層３と外面ゴム層４とから構成される場合を例示したが、内面ゴム層２と外面ゴム層４との間に、それぞれ補強層を介して中間ゴム層を一層又は複数層配置してもよい。このように複数の補強層を介在させる場合には、各補強層における補強鋼線のスパイラル状の巻き付け方向を隣接する補強層間で互いに逆方向となるように巻き付けることが好ましい。また、補強層は、１層以上のブレード構造でもよい。

このように、高圧ゴムホース１の外面ゴム層４の外表面に、超高分子量ポリエチレン粉末５を吹き付けるか、または分散液を塗布して一体化させたので、ホースの外表面に形成された超高分子量ポリエチレン粉末５の凹凸を有する滑り層が、ゴムホース同士が接触した際のホース相互間の滑り性を向上させることができる。これによりホースの収納作業性が改善され、これに伴ない高圧ゴムホース１の耐久性及び摩耗性の低下を防止することが出来るものである。

図２は、この発明の高圧ゴムホ−スの製造工程の１実施形態を示すフローチャート図であり、この発明の高圧ゴムホ−スは、成形が終了した未加硫状態におけるゴムホースの外表面に、超高分子量ポリエチレン粉末５を吹き付けるか、または超高分子量ポリエチレン粉末５の分散液を刷毛等により付着させることにより、超高分子量ポリエチレン粉末５の滑り層を形成する。また、この滑り層の形成は、ゴムホースを超高分子量ポリエチレン粉末５の分散液にドブ漬けすることによっても行うことができる。

超高分子量ポリエチレン粉末５の分散液を使用する場合には、外面ゴム層４を押出した後、ドラムに巻き付ける前の冷却から離型剤を塗布する工程において、離型剤の代わりにこの分散液を用いることができる。

その後、ゴムホースの外周面をリボンラッピング又は鉛、樹脂等の被覆材で覆った後、加硫成形し、更に加硫成形が終了した後に被覆材を高圧ゴムホース１の外周面から除去するものである。

従って、この発明の製造方法は、従来行われてきた高圧ゴムホ−スの製造工程における未加硫のゴムホースの成形が終了した段階で、未加硫のゴムホース外表面に、超高分子量ポリエチレン粉末を吹き付けるか、または超高分子量ポリエチレン粉末の分散液を塗布またはドブ漬けする工程を付加するものである。

このように、ホース外表面の滑り性を向上させるための手段が超高分子量ポリエチレン粉末の吹き付け、またはその分散液の塗布、あるいはドブ漬けにより付着させて行うことから、その作業自体は複雑な工程を伴うことなく極めて容易に行うことができる。

さらに、加硫に先立って被覆材としてリボンをゴムホースの外周面に施した場合には、加硫後の高圧ゴムホ−スの外周面に被覆材の転写により超高分子量ポリエチレンの表面に薄い凹凸面が形成されるので、この凹凸面がゴムホース同士の接触する際の摩擦抵抗を一層低減させることができる。

ここで、分散液としては、超高分子量ポリエチレン粉末を５〜５０質量％の割合で水、または有機溶剤に分散させた分散液を使用することが好ましい。特に、環境面から水に分散させた分散液が好ましく使用される。超高分子量ポリエチレン粉末が５質量％未満では超高分子量ポリエチレン粉末の濃度が低すぎて加硫後に充分な薄膜が形成できない。また、５０質量％超では超高分子量ポリエチレンの濃度が高すぎて分散液がペースト状となり塗布が困難になる。

上述した場合において、超高分子量ポリエチレン粉末の水、または有機溶剤に対する分散を良くするために分散剤としてポリエチレングリコール等を０．１〜１０質量％の割合で含有させることが更に好ましい。また、必要に応じて、分散液の塗布性を良くするために増粘剤としてポリビニルアルコール等を０．１〜１０質量％の割合で含有することが好ましい。

この発明において、未加硫のゴムホース外表面に超高分子量ポリエチレン粉末を直接吹き付けるか、または超高分子量ポリエチレン粉末の分散液を塗布するか、あるいはドブ漬けにより付着させた後、加硫に先立ってホース外周を被覆材で被覆する工程は、通常の所謂、リボンラッピング、鉛被覆又は樹脂被覆により行われる。

ここで、リボンラッピングにより行う場合には、できあがったホースの外表面に布目から滲出した樹脂により白色の色むらが生ずる場合がある。これを防ぐためには、分散液に隠蔽剤としてルチル型酸化チタンを超高分子量ポリエチレン１００質量部に対して１〜２０質量部加え、さらに必要に応じて着色剤としてカーボンブラック又は顔料を超高分子量ポリエチレン１００質量部に対して１〜２０質量部加えるとよい。

この発明の製造方法では、ホース外表面の滑り性を向上させるための手段が、加硫前の段階における超高分子量ポリエチレン粉末の吹き付け、または超高分子量ポリエチレン粉末の分散液の塗布、あるいは分散液へのドブ漬けにより行うので、その作業自体は複雑な工程を伴うことなく極めて容易に行うことができ、作業性に優れる。

ホース外面ゴム層の外表面に超高分子量ポリエチレン粉末を付着しない従来ホース（従来例）とホース外面ゴム層の外表面に付着材料の態様及び組成を、表１のように異ならせて超高分子量ポリエチレンを付着させた発明ホース（実施例１〜７）とを製造した。

なお、各ホースは呼び径１９とし、外径１９ｍｍのマンドレル上に押出し機から内面ゴム（ＮＢＲ系ゴム組成物）を厚さ１．８ｍｍとなるように押出し、その外周側に直径０．３ｍｍの真鍮メッキを施した補強鋼線をスパイラル状に一重に巻き付け、その上面に厚さ０．３ｍｍの中間ゴム（ＮＢＲ系ゴム組成物）シートを介して、前記と同じ補強鋼線を先のスパイラルとは逆方向のスパイラル状に巻き付け、その外側に押出し機から外面ゴム（ＮＢＲ系ゴム組成物）を厚さ１．８ｍｍとなるように押出して被覆形成した。その後、ゴムホースの外周面に超高分子量ポリエチレン粉末を付着し、又はゴムホースを超高分子量ポリエチレン粉末の分散液にドブ漬けし、各ホースの外周表面にそれぞれリボンラッピングを施し、加硫缶内で１５０℃で６０分間加硫し、ラッピングテープを取り除いて加硫ホースとした。

上記８種のホースについて、以下の方法により滑り性と外観とを評価して、その結果を表１に記載した。なお、表１には各実施例における付着材料の特性を併記した。
〔滑り性〕
長さ４００ｍｍの固定ホース２本同士を接触した状態で支持台に平行に固定した。２本の固定ホースの接触部中央に、長さ２００ｍｍの可動ホース１本を載せ、各固定ホースと二箇所で接触するように配置した。この状態で、支持台の一端を支点として、他端を徐々に持ち上げ、可動ホースが滑り始める時の、水平軸と支持台とのなす傾斜角度αを測定した。この結果を滑り性を評価する目安とし、傾斜角度αが１０°以下を○（優れる）、１０°超３０°以下を△（普通）、３０°超を×（劣る）とした。
〔外観〕
できあがったホースの外観を調べ、ホース外管に白色の色むらが生じているか否かにより判断し、その結果を実施例２を基準として、○（優れる）△（同等）×（劣る）の三段階に評価した。

表１より、この発明ホース（実施例１〜７）は、従来ホース（従来例）に比して滑り性が優れていることが判る。

この発明により製造された高圧ゴムホースの一部切欠した斜視図である。 この発明の１実施形態を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 高圧ゴムホ−ス
２ 内面ゴム層
３ 補強層
４ 外面ゴム層
５ 超高分子量ポリエチレン粉末

Claims (5)

1. 内面ゴム層と外面ゴム層との間に補強層を配置した高圧ゴムホースの製造方法において、
   成形が終了した未加硫状態のゴムホースの外表面に、超高分子量ポリエチレン粉末を吹き付けるか、またはその分散液を塗布することにより付着させて超高分子量ポリエチレン粉末層を形成し、次いで該未加硫状態のゴムホースの外周面を被覆材で覆ったうえで加硫成形を行い、加硫成形が終了した後に、前記被覆材を除去するようにし、前記外表面に前記超高分子量ポリエチレン粉末による微細な凹凸を有する滑り層を一体的に成形する高圧ゴムホ−スの製造方法。
2. 前記超高分子量ポリエチレン粉末の粒径を５０〜１５０μｍにした請求項１に記載の高圧ゴムホ−スの製造方法。
3. 前記超高分子量ポリエチレン粉末を、５〜５０質量％の割合で水、または有機溶剤に分散させ、得られた分散液を、前記ゴムホースの外表面に塗布して付着させる請求項１又は２に記載の高圧ゴムホ−スの製造方法。
4. 前記分散液が、ポリエチレングリコールを０．１〜１０質量％の割合で含有した請求項３に記載の高圧ゴムホ−スの製造方法。
5. 前記分散液が、ポリビニルアルコールを、０．１〜１０質量％の割合で含有した請求項３又は４に記載の高圧ゴムホ−スの製造方法。

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