JP5088066B2

JP5088066B2 - ホース用樹脂マンドレル

Info

Publication number: JP5088066B2
Application number: JP2007247919A
Authority: JP
Inventors: 雅博越峠
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-09-25
Filing date: 2007-09-25
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2027-09-25
Also published as: JP2009078388A

Description

本発明は、ゴムホースを製造する際に用いる樹脂マンドレルに関し、さらに詳しくは、耐久性に優れ、寸法精度よくゴムホースを製造することができるホース用樹脂マンドレルに関するものである。

一般にゴムホース製造においては、マンドレルの外周面にゴム層を形成するゴム部材や補強層を形成する補強部材等の種々の構成部材を順次積層して成形した成形品の最外周面に、外型として機能する被覆材を被覆し、これを加硫装置により加圧・加熱して加硫を行なう。加硫の後は、被覆材を除去し、マンドレルをゴムホースから引抜くことによりゴムホースが完成する。引抜かれたマンドレルは、新たにその外周面に構成部材が積層されて上記製造工程で繰返し使用される。

マンドレルは、その材質により鉄マンドレルと樹脂マンドレルに大別できるが、従来、樹脂マンドレルは、ナイロン樹脂等を主原料にしたものが用いられていた（例えば、特許文献１参照）。ナイロン樹脂は、適度な曲げ剛性と優れた靭性を有しているが、吸水率が高いため、加硫装置内の加熱スチームによって多量の水分を含むことになり、上記製造工程で繰返し使用されるに連れて、早期に微小な欠けが生じる等の劣化が進行し、耐久性に劣るという問題があった。また、ナイロン樹脂の温度変化による膨張収縮の影響により、寸法精度を向上させてゴムホースを製造するには限界があった。
特開昭６１−１３５７２３号公報

本発明の目的は、耐久性に優れ、寸法精度よくゴムホースを製造することができるホース用樹脂マンドレルを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のホース用樹脂マンドレルは、熱可塑性樹脂により形成されたホース用樹脂マンドレルにおいて、前記熱可塑性樹脂がポリフェニレンスルフィドであり、その吸水率が０．０５％以下、線膨張係数が６．０×１０^-5／Ｋ以下、曲げ強度が４０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下であり、その外周面にゴムホースの構成部材が積層されてゴムホースの成形体が成形され、この成形体の最外周面に被覆材が積層された状態で成形体がリールに巻回されて加硫装置の内部に配置され、この加硫装置の内部に加熱スチームを充満させるようにして前記成形体を加硫してゴムホースが製造され、その後、前記被覆材が除去され、製造されたゴムホースから水圧をかけることにより引抜かれ、引き抜かれた後に、新たなゴムホースの構成部材が外周面に積層されて、繰り返しゴムホースの製造工程で使用されることを特徴とするものである。

ここで、樹脂マンドレルの外径は、例えば、３ｍｍ以上１２ｍｍ以下にする。

本発明のホース用樹脂マンドレルによれば、樹脂マンドレルを形成する熱可塑性樹脂の吸水率が０．０５％以下であるので、加硫する際の加熱スチームが充満する環境下においても、水分を吸収しにくくなる。これにより、製造工程で繰返し使用されても、早期に微小な欠けが生じる等の劣化を防止でき、耐久性を向上させることができる。

また、この熱可塑性樹脂の線膨張係数が６．０×１０^−５／Ｋ以下であるので、加硫する際の加熱によって生じる温度変化による膨張収縮が小さくなり、ゴムホースの寸法精度に対する悪影響を抑制してゴムホースを製造することができる。

さらに、この熱可塑性樹脂の曲げ強度が４０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下であるので、製造工程において繰返し屈曲されて使用されても折れることなく、取扱い易い適度な曲げ剛性を確保することができる。

以下、本発明のホース用樹脂マンドレルを図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に示すように、ゴムホース２を製造する際には、円柱状に形成された本発明の樹脂マンドレル１を芯材として、その外周面に内面ゴム層３を形成するゴム部材、補強層４を形成する補強部材、外面ゴム層５を形成するゴム部材を順に積層して成形体を成形する。このように、構造部材を積層した成形体の最外周面には、外型として機能する被覆材６を積層する。被覆材６の材質は例えば、樹脂（４−メチルペンテン−１をベースとするポリオレフィン）等である。ゴムホース２の構成部材の種類や数は、上記に例示したものに限定されずに、ゴムホース２の仕様に対応した各種構成部材が樹脂マンドレル１の外周に積層される。

樹脂マンドレル１は、熱可塑性樹脂により形成されており、その熱可塑性樹脂の吸水率は０．０５％以下、線膨張係数は６．０×１０^−５／Ｋ以下、曲げ強度は４０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下になっている。吸水率は、試験片を２３℃、２４時間蒸留水中に完全浸漬した条件下でＡＳＴＭ−Ｄ５７０に準拠した測定により得られる値である。線膨張係数は、マイナス３０℃〜プラス９０℃の条件下でＡＳＴＭ−Ｄ６９６に準拠した測定により得られる値である。曲げ強度の値は、ＡＳＴＭ−Ｄ７９０に準拠した測定により得られる値である。

上記３つの特性を満足する熱可塑性樹脂としては、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）を用いる。

成形した成形体は、図３に例示するようにリール７に巻回されて加硫装置８の内部に配置され、所定の加圧下で所定の温度に加熱されて加硫される。加硫方法によっては加圧せずに常圧で加熱して加硫を行なう。加硫の際の加熱温度は例えば、１４０℃〜１６０℃程度で、加硫時間は４０分〜９０分程度である。

加硫を行なう際は、加熱スチームを加硫装置８の内部に充満させるようにしてゴムホース２を加熱する。このように加熱スチームが充満する環境下においても、樹脂マンドレル１を形成する熱可塑性樹脂の吸水率が０．０５％以下であるので、従来のナイロン製のマンドレルに比べて遥かに水分を吸収しにくくなる。

加硫された後のゴムホース２からは被覆材６が除去され、ゴムホース２の内部、即ち、樹脂マンドレル１が存在している部分に水圧をかけることによって樹脂マンドレル１が引抜かれて、ゴムホース２の製造が完了する。引抜かれた樹脂マンドレル１は、新たにその外周面に構成部材が積層されて上記製造工程で繰返し使用される。

この樹脂マンドレル１は、上述したように、従来のナイロン製のマンドレルに比べて遥かに水分を吸収しにくくなるので、吸水状態で過度に柔らかくなることがない。そのため、製造工程で繰返し使用されても、早期に微小な欠けが生じる等の劣化を防止でき、耐久性を向上させることが可能になる。

また、線膨張係数が６．０×１０^−５／Ｋ以下であるので、製造工程における温度変化による樹脂マンドレル１の膨張収縮量が小さくなる。特に、加硫する際に加熱され、加硫後に常温まで温度が低下することによって生じる収縮変化量が、従来のナイロン製マンドレルと比較して小さくなるので、ゴムホース２の寸法精度に対する悪影響を抑制して寸法精度よく、ゴムホース２を製造することができる。

製造工程では、取り回しやリール７に巻回する場合に樹脂マンドレル１が屈曲されるが、曲げ強度が４０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下の適度な曲げ剛性を有する熱可塑性樹脂を用いているので、繰返し屈曲されて使用されても折れることなく取扱い性も良好となる。

また、樹脂マンドレル１をポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）で形成した場合は、化学的に安定した樹脂材料であるので、上記した効果に加え、熱変形性、耐水性、耐酸・アルカリ性、耐有機溶剤性を向上させることが可能になる。

本発明の樹脂マンドレル１は、強度等を考慮して、例えば、外径が３ｍｍ以上１２ｍｍ以下、即ち、概ね３ｍｍ以上１２ｍｍ以下の内径のゴムホース２を製造する際に用いることが好ましい。

樹脂マンドレルを形成する樹脂として、表１に示す３種類の樹脂（実施例１、実施例２、比較例）を用意して、吸水率、線膨張係数、曲げ強度を測定した。また、この３種類の樹脂により形成した樹脂マンドレルをゴムホースの製造に繰返し使用してその耐久性、製造したゴムホースの寸法精度、ゴムホースを製造する際の取扱い性を確認した。その結果を表１に示す。

実施例１と実施例２は、樹脂の種類がポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）であり、曲げ強度のグレードが異なるものである。吸水率、線膨張係数、曲げ強度の測定は、上述した方法で行った。

[耐久性]
それぞれの樹脂により外径８ｍｍの樹脂マンドレルを作製し、加硫温度１４２℃、加硫時間９０分で同じ仕様のゴムホースを製造する工程を２０回繰り返し、繰返し使用する毎に樹脂マンドレルの損傷の有無を確認した。

[寸法精度]
それぞれの樹脂マンドレルを用いて製造したゴムホースの内径寸法と設計値との差異を測定し、ナイロン樹脂製マンドレルを用いて製造した場合を基準（○）にして相対評価した。表１の◎は、基準よりも寸法精度が良好であることを示す。

表１の結果から、比較例よりも吸水率が小さい実施例１および実施例２は、耐久性が優れることが確認できた。また、比較例よりも線膨張係数が小さい実施例１および実施例２は、製造するゴムホースの寸法精度に優れることが確認できた。

本発明のマンドレルを用いて成形されたゴムホースを例示する断面図である。図１の側面図である。図１に例示したゴムホースを加硫する工程を例示する説明図である。

符号の説明

１樹脂マンドレル
２ゴムホース
３内面ゴム層
４補強層
５外面ゴム層
６被覆材
７リール
８加硫装置

Claims

熱可塑性樹脂により形成されたホース用樹脂マンドレルにおいて、前記熱可塑性樹脂がポリフェニレンスルフィドであり、その吸水率が０．０５％以下、線膨張係数が６．０×１０^-5／Ｋ以下、曲げ強度が４０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下であり、その外周面にゴムホースの構成部材が積層されてゴムホースの成形体が成形され、この成形体の最外周面に被覆材が積層された状態で成形体がリールに巻回されて加硫装置の内部に配置され、この加硫装置の内部に加熱スチームを充満させるようにして前記成形体を加硫してゴムホースが製造され、その後、前記被覆材が除去され、製造されたゴムホースから水圧をかけることにより引抜かれ、引き抜かれた後に、新たなゴムホースの構成部材が外周面に積層されて、繰り返しゴムホースの製造工程で使用されるホース用樹脂マンドレル。
外径が３ｍｍ以上１２ｍｍ以下である請求項１に記載のホース用樹脂マンドレル。