JP4841796B2 - Abrasion resistant hose for construction machinery and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外面ゴム層上に超高分子量ポリエチレンフィルム層を設けた建設機械用耐摩耗性ホースに関わり、更に詳しくは、外面ゴム層と超高分子量ポリエチレンフィルム層との間の層間剥離を抑制するようにした建設機械用耐摩耗性ホースに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
建設機械などに用いられる高圧ホースは、ホース同士、あるいは近くのフレームや金属配管と繰り返し接触するような場所に使用されることがしばしばある。その際に接触部分が局部的に摩耗し、それが進行すると、補強層が露出し、ホース破壊に至ることがある。そのため、接触部分の摩耗がある程度進行すると、他の部分はまだ十分に使用に耐えうるにもかかわらず、ホースを交換しなければならず、ホース寿命が短いという問題があった。
【0003】
そこで、従来、上記対策として、外面ゴム層上に耐摩耗性に優れた超高分子量ポリエチレンフィルム層を設けるようにした耐摩耗性ホースが提案されている。このように耐摩耗性に優れた超高分子量ポリエチレンフィルム層を外側に配置することにより、局部摩耗を効果的に抑制することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、その反面、超高分子量ポリエチレンフィルム層を従来の外面ゴム層上に加硫接着させるだけでは、接着力が不十分で、上述した接触の繰り返しにより外面ゴム層と超高分子量ポリエチレンフィルム層との間に層間剥離を招き易く、耐久性が悪化するという問題があった。
【0005】
この発明の目的は、外面ゴム層上に超高分子量ポリエチレンフィルム層を設けた建設機械用耐摩耗性ホースにおいて、外面ゴム層と超高分子量ポリエチレンフィルム層との間の層間剥離を抑制し、耐久性を改善することが可能な建設機械用耐摩耗性ホース及びその製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記目的を達成するため、この発明の建設機械用耐摩耗性ホースは、外面ゴム層を、スチレン−ブタジエン共重合ゴムを主成分とするゴム成分100質量部に対して軟化剤を20〜40質量部配合してなるゴム組成物により構成したことを要旨とするものである。
【0007】
また、この発明の建設機械用耐摩耗性ホースの製造方法は、未加硫の内面ゴム層上に補強層を巻付け、該補強層上に、スチレン−ブタジエン共重合ゴムを主成分とするゴム成分100質量部に対して軟化剤を20〜40質量部配合したゴム組成物からなる外面ゴム層を被覆し、該外面ゴム層上に超高分子量ポリエチレンフィルムを巻き付けた後、加硫することにより各層を接着して一体的に成形することを要旨とするものである。
【0008】
このように超高分子量ポリエチレンフィルム層を加硫接着する外面ゴム層を、上記のようにスチレン−ブタジエン共重合ゴムを主成分とするゴム成分100質量部に対して軟化剤を20〜40質量部配合したゴム組成物から構成するので、加硫後の外面ゴム層と超高分子量ポリエチレンフィルム層との間の接着力を高めることができ、その結果、外面ゴム層と超高分子量ポリエチレンフィルム層との間の層間剥離を抑制することが可能になるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
【0010】
図1は、この発明を実施した建設機械用耐摩耗性ホースの一部斜視図を示し、1は耐摩耗性ホース、2は内面ゴム層、3は補強層、4は外面ゴム層、5は超高分子量ポリエチレンフィルム層(以下、単に「超高分子量ポリエチレン層5」という。)を示している。
【0011】
前記内面ゴム層2上には、補強層3を介して外面ゴム層4が設けられ、その外面ゴム層4上に超高分子量ポリエチレン層5が配設された構成になっている。外面ゴム層4上には、品名、サイズ、使用圧力などの識別記号6がインクなどによりプリントされている。
【0012】
この発明では、上述した耐摩耗性ホース1において、外面ゴム層4を、スチレン−ブタジエン共重合ゴムを主成分とするゴム成分100質量部に対して軟化剤を20〜40質量部配合したゴム組成物から構成してある。
【0013】
このように外側に超高分子量ポリエチレン層5を接着させる外面ゴム層4に、スチレン−ブタジエン共重合ゴムを主成分とするゴム成分100質量部に対して軟化剤を20〜40質量部配合したゴム組成物を用いることにより、超高分子量ポリエチレン層5との接着性を大幅に高めることが可能になる。従って、外面ゴム層4と超高分子量ポリエチレン層5との間の層間剥離を効果的に抑制し、耐久性を改善することができる。
【0014】
軟化剤の配合量が20質量部より少ないと、接着性を効果的に高めることが難しくなる。逆に40質量部より多いと、外面ゴム層4の硬度が低下し過ぎるため、超高分子量ポリエチレン層5との剛性差に起因して、ホースを曲げた時に超高分子量ポリエチレン層5に皺が発生し易くなる。
【0015】
上述した耐摩耗性ホース1は、例えば、マンドレル上に未加硫の内面ゴム層2を筒状に被覆し、次いでその上に未加硫の補強層3を筒状に巻き付けた後、スチレン−ブタジエン共重合ゴムを主成分とするゴム成分100質量部に対して軟化剤を20〜40質量部配合したゴム組成物からなる未加硫の外面ゴム層4を補強層3上に筒状に被覆する。そして、この外面ゴム層4上には、予め識別記号6がインクなどによりプリントされているか、あるいは、外面ゴム層4を被覆した後、識別記号6をプリントする。
【0016】
次いで、外面ゴム層4上に超高分子量ポリエチレン層5を構成する超高分子量ポリエチレンフィルムを筒状に巻き付けた後、リボン状またはテープ状の被覆材(布、鉛などの金属材料、樹脂材料など従来公知のものが使用可能)を巻き付けて超高分子量ポリエチレンフィルムを被覆した後、加圧加硫する。これにより内面ゴム層2、補強層3、外面ゴム層4、超高分子量ポリエチレンフィルムの各層が接着して一体的に成形された耐摩耗性ホース1を得ることができる。
【0017】
この発明において、内面ゴム層2に用いられるゴム組成物としては、従来と同様のものが使用でき、特に限定されるものではない。例えば、ブチル系共重合ゴム、エチレン−プロピレン系共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン系共重合ゴム、クロロプレン系ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合ゴム、塩素化ポリエチレン系ゴム、アクリルゴム、ヒドリンゴム、エチレン−アクリル酸エステル系共重合ゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエン系共重合ゴムなどを、耐油性や耐薬品性の点から好ましく使用することができる。
【0018】
また補強層3も、従来と同じ構造のものが使用でき、例えば、ナイロンやポリエステルなどの有機繊維コード、あるいはスチールコードを編組した補強層を好ましく用いることができる。
【0019】
更に、外面ゴム層4を構成するゴム組成物に配合される軟化剤は、その色相が0.5ASTMカラースケール(ASTMD1500)未満となるようにするのがよい。望ましくは色相を0にした無色がよい。
【0020】
軟化剤は、ホース使用中に、外面ゴム層4の表面にその油分が染み出して超高分子量ポリエチレン層5をその色に着色汚染し、プリントされた識別記号6を判読し難くするが、色相を0.5ASTMカラースケール未満とすることで、そのような超高分子量ポリエチレン層5の色汚染の問題を回避することができる。
【0021】
超高分子量ポリエチレン層5は、外面ゴム層4上に形成された識別記号6を判読し易くするため、透明にするのがよい。その厚さとしては、ホースの柔軟性の観点から0.10〜0.30mm、好ましくは、0.10〜0.25mmにするのがよい。
【0022】
識別記号6は、上述した外面ゴム層4に代えて、超高分子量ポリエチレン層5上にプリントするようにしてもよく、その場合、ホース製造時に、予め識別記号6をプリントした超高分子量ポリエチレンフィルムを用いるか、あるいは、超高分子量ポリエチレンフィルムを巻き付けた後、識別記号6をフィルム上にプリントする。
【0023】
この発明の上記実施形態では、内面ゴム層2と外面ゴム層4との間に1層の補強層3を設けた例を示したが、中間ゴム層を介在させながら複数の補強層3を配設したホースであってもよい。
【0024】
【実施例】
図1に示す構成の建設機械用耐摩耗性ホースにおいて、外面ゴム層を構成するゴム組成物の配合内容を表1のように変えた本発明のホース(実施例1〜6)と、比較例のホース(1〜3)とをそれぞれ作製した。なお、超高分子量ポリエチレン層の厚さはいずれも0.13mmである。
【0025】
これら各試験ホースを以下に示す測定条件により、接着性、耐久性、超高分子量ポリエチレン層の色汚染性の評価試験を行ったところ、表1に示す結果を得ることが出来た。
〔接着性〕: 各試験ホースをJIS K6330-6 ゴム及び樹脂ホース試験方法 第6部:接着試験に記載の試験方法に準拠して接着試験を行い、剥離力(N/25mm)を測定した。なお、適用ホースの構成は、ブレードワイヤ、スパイラルワイヤである。この値が大きいほど、接着性に優れている。
〔耐久性〕 各試験ホースをISO6945(荷重25N)に準拠して実施した。
〔超高分子量ポリエチレン層の色汚染性〕 各試験ホースを加硫後、室温にて1日放置した後、目視により超高分子量ポリエチレン層の色汚染の有無を調べた。○は汚染なし、×は汚染ありを示す。
【0026】
【表1】
【0027】
表1から明らかなように、この発明ホースは、いずれも接着性に優れ、外面ゴム層と超高分子量ポリエチレン層との間に層間剥離を効果的に抑制し、耐久性を改善できることがわかる。
【0028】
また、外面ゴム層を構成するゴム組成物に配合される軟化剤の色相を0にしたこの発明ホース(実施例4〜6)は、超高分子量ポリエチレン層の色汚染の問題を回避できることがわかる。
【0029】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、外面ゴム層を、スチレン−ブタジエン共重合ゴムを主成分とするゴム成分100質量部に対して軟化剤を20〜40質量部配合したゴム組成物により構成したので、外面ゴム層と超高分子量ポリエチレン層との間の接着力を高めて層間剥離を抑制し、耐久性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明を実施した建設機械用耐摩耗性ホースの一部斜視図である。
【符号の説明】
1 耐摩耗性ホース
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フィルム層
6 識別記号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wear-resistant hose for construction machinery in which an ultra high molecular weight polyethylene film layer is provided on an outer rubber layer, and more specifically, suppresses delamination between the outer rubber layer and the ultra high molecular weight polyethylene film layer. The present invention relates to a wear-resistant hose for construction machinery.
[0002]
[Prior art]
High-pressure hoses used for construction machines and the like are often used in places where they come into repeated contact with each other or with nearby frames and metal pipes. At that time, when the contact portion is locally worn and progresses, the reinforcing layer is exposed, and the hose may be broken. For this reason, when the wear of the contact portion progresses to some extent, there is a problem that the hose must be replaced and the hose life is short although the other portions can still withstand use sufficiently.
[0003]
Therefore, conventionally, as a countermeasure, an abrasion resistant hose in which an ultrahigh molecular weight polyethylene film layer having excellent abrasion resistance is provided on the outer rubber layer has been proposed. By disposing the ultrahigh molecular weight polyethylene film layer having excellent wear resistance on the outside as described above, local wear can be effectively suppressed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, on the other hand, the adhesive force is insufficient only by vulcanizing and bonding the ultrahigh molecular weight polyethylene film layer onto the conventional outer rubber layer, and the outer rubber layer and the ultrahigh molecular weight polyethylene film layer are formed by repeating the contact described above. There was a problem that delamination was likely to occur during this period and durability was deteriorated.
[0005]
An object of the present invention is to provide a wear resistant hose for construction machinery in which an ultra high molecular weight polyethylene film layer is provided on an external rubber layer, and suppresses delamination between the external rubber layer and the ultra high molecular weight polyethylene film layer, resulting in durability. It is an object of the present invention to provide a wear resistant hose for construction machinery and a method for producing the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the wear resistant hose for construction machinery of the present invention has an outer surface rubber layer containing 20 softeners per 100 parts by mass of a rubber component mainly composed of styrene-butadiene copolymer rubber. it is an Abstract that constituted by Lugo rubber composition such was 40 parts by mass.
[0007]
The method for producing a wear-resistant hose for construction machinery according to the present invention includes a rubber layer having a styrene-butadiene copolymer rubber as a main component on a reinforcing layer wound on an unvulcanized inner rubber layer. Covering an outer rubber layer made of a rubber composition containing 20 to 40 parts by mass of a softening agent with respect to 100 parts by mass of the component, winding an ultrahigh molecular weight polyethylene film on the outer rubber layer, and then vulcanizing. The gist is that the layers are bonded together and molded integrally.
[0008]
Thus, the outer rubber layer for vulcanizing and bonding the ultrahigh molecular weight polyethylene film layer is composed of 20 to 40 parts by mass of a softening agent with respect to 100 parts by mass of the rubber component mainly composed of styrene-butadiene copolymer rubber as described above. Since it is composed of a blended rubber composition, the adhesive force between the outer rubber layer after vulcanization and the ultrahigh molecular weight polyethylene film layer can be increased. As a result, the outer rubber layer and the ultrahigh molecular weight polyethylene film layer It is possible to suppress delamination between the layers.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0010]
FIG. 1 is a partial perspective view of a construction machine wear-resistant hose embodying the present invention, wherein 1 is a wear-resistant hose, 2 is an inner rubber layer, 3 is a reinforcing layer, 4 is an outer rubber layer, and 5 is an outer rubber layer. An ultrahigh molecular weight polyethylene film layer (hereinafter simply referred to as “ultra high molecular
[0011]
An outer surface rubber layer 4 is provided on the inner
[0012]
In the present invention, in the above-described wear-resistant hose 1, the rubber composition in which the outer rubber layer 4 is blended with 20 to 40 parts by mass of a softening agent with respect to 100 parts by mass of a rubber component mainly composed of styrene-butadiene copolymer rubber. It consists of things.
[0013]
Thus, the rubber | gum which mix | blended 20-40 mass parts of softening agents with respect to 100 mass parts of rubber components which have a styrene-butadiene copolymer rubber as a main component in the outer surface rubber layer 4 which adhere | attaches the ultra high molecular
[0014]
If the blending amount of the softening agent is less than 20 parts by mass, it is difficult to effectively increase the adhesiveness. On the contrary, if the amount is more than 40 parts by mass, the hardness of the outer rubber layer 4 is excessively lowered, and therefore, the hose is bent when the hose is bent due to the difference in rigidity from the ultrahigh molecular
[0015]
Abrasion resistant hose 1 described above, for example, the
[0016]
Next, after the ultrahigh molecular weight polyethylene film constituting the ultrahigh molecular
[0017]
In the present invention, the rubber composition used for the
[0018]
Further, the reinforcing
[0019]
Furthermore, the softening agent blended in the rubber composition constituting the outer rubber layer 4 should have a hue of less than 0.5 ASTM color scale (ASTMD 1500). Desirably, colorlessness with a hue of 0 is preferable.
[0020]
The softener exudes oil on the surface of the outer rubber layer 4 during use of the hose and causes the ultrahigh molecular
[0021]
The ultrahigh molecular
[0022]
The
[0023]
In the above embodiment of the present invention, an example in which one reinforcing
[0024]
【Example】
In the construction machine wear resistant hose shown in FIG. 1, the hose of the present invention (Examples 1 to 6) in which the content of the rubber composition constituting the outer rubber layer is changed as shown in Table 1, and a comparative example Hose (1-3) of each was produced. The ultrahigh molecular weight polyethylene layer has a thickness of 0.13 mm.
[0025]
When these test hoses were subjected to an evaluation test for adhesion, durability, and color contamination of the ultrahigh molecular weight polyethylene layer under the measurement conditions shown below, the results shown in Table 1 were obtained.
[Adhesiveness]: Each test hose was subjected to an adhesion test according to the test method described in JIS K6330-6 rubber and resin hose Part 6: Adhesion test, and the peel strength (N / 25 mm) was measured. In addition, the structure of an application hose is a blade wire and a spiral wire. The larger this value, the better the adhesiveness.
[Durability] Each test hose was carried out in accordance with ISO 6945 (load 25 N).
[ Color Contamination of Ultra High Molecular Weight Polyethylene Layer ] Each test hose was vulcanized and allowed to stand at room temperature for 1 day, and then visually examined for the presence of color contamination of the ultra high molecular weight polyethylene layer. ○ indicates no contamination, and × indicates contamination.
[0026]
[Table 1]
[0027]
As is clear from Table 1, it can be seen that all of the hoses of the present invention are excellent in adhesiveness, and can effectively suppress delamination between the outer rubber layer and the ultrahigh molecular weight polyethylene layer and improve durability.
[0028]
Further, it can be seen that the present invention hose (Examples 4 to 6) in which the hue of the softening agent blended in the rubber composition constituting the outer rubber layer is zero can avoid the problem of color contamination of the ultrahigh molecular weight polyethylene layer. .
[0029]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the outer rubber layer is composed of a rubber composition in which 20 to 40 parts by mass of a softening agent is blended with 100 parts by mass of a rubber component mainly composed of styrene-butadiene copolymer rubber . The adhesion between the outer rubber layer and the ultra-high molecular weight polyethylene layer can be increased to suppress delamination and improve the durability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial perspective view of a wear-resistant hose for construction machinery embodying the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Abrasion
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