JP5117780B2 - ゴム成形物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ゴム成形物の製造方法に関する。

ゴム成形物として、たとえば自動車の内部に配置され、所定位置で屈曲あるいは湾曲されたゴムホースがある。特許文献１には、このようなゴムホースの製造方法として、未加硫ゴムホースの内圧を高めて外周表面を円筒に圧接させ、円筒を所定形状に曲げて未加硫ゴムホースを曲げるようにした曲がりホースの製造方法が記載されている。

ところで、ゴムホース等のゴム成形物には、その外皮に過酸化物で加硫するパーオキサイド加硫系ゴムを用いることで、耐熱性を向上させたものがある。ところが、パーオキサイド加硫系ゴムでは、空気熱での加硫時に雰囲気中の酸素が外皮ゴムの加硫を阻害する。このため、たとえば酸素を含まない熱媒体（窒素、蒸気など）を用いて加硫を行う必要があるが、加硫槽の強度を向上させる必要等が生じ、製造コストが高くなる。

また、特許文献１に記載の、円筒のようなカバー部材で被覆して加硫を行う方法では、カバー部材が酸素を透過しないようにするためにその厚みを増す必要があるが、カバー部材の剛性も高くなるため、所望の形状に曲げることが困難になる。
特開平５−１４７１２３号公報

本発明は上記事実を考慮し、パーオキサイド加硫系ゴムを外皮に有するゴム成形物を、低コストで所望の形状に成形できるゴム成形物の製造方法を得ることを課題とする。

請求項１に記載の発明では、パーオキサイドで加硫されるパーオキサイド加硫系ゴムを少なくとも外皮に有するゴム成形物の製造方法であって、柔軟性と酸素非透過性の双方を有するブチルゴムまたはクロロブチルゴムからなる被覆部材によって、最終加硫前の前記ゴム形成物の外皮を被覆する被覆工程と、前記被覆工程によって被覆部材で外皮を被覆したゴム生成物を所望の形状とした状態で最終加硫を行う最終加硫工程と、前記最終加硫工程後に前記被覆部材をゴム生成物から除去する除去工程と、を有することを特徴とする。

すなわち、本発明では、最終加硫前の被覆工程において、ゴム成形物の外皮を被覆部材で被覆する。ゴム成形物は最終加硫前であるので、容易に所望の形状へと変形させることができると共に、変形後の形状復元が生じにくい状態になっている。

そして、最終加硫工程では、被覆部材で被覆されたゴム成形物を所望の形状とした状態で最終加硫を行う。被覆部材は柔軟性を有しているので、ゴム成形物の変形が阻害されることはない。また、被覆部材は酸素非透過性を有しているので、パーオキサイド加硫系ゴムを外皮に有するゴム成形物に対し、酸素を有する雰囲気中であっても加硫が阻害されることはない。すなわち、酸素を含まない熱媒体を用いて加硫を行う必要がないので、低コストで所望の形状に成形できる。

なお、ここでいう「最終加硫」には、複数回の加硫が行われる場合の最後の加硫が含まれるのはもちろんであるが、１回のみ加硫を行う場合には、この１回のみの加硫が「最終加硫」となる。いずれにおいても、最終加硫の前段階では、上記の如く、ゴム成形物は変形が容易であり、また変形後の形状復元が生じにくい状態になっている。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記被覆工程において、前記ゴム生成物の外皮と異なる種類のゴムで構成された被覆部材によりゴム生成物の外皮を被覆することを特徴とする。

被覆部材をゴム成形物の外皮と異なるゴムとすることで、最終加硫においてゴム成形物の外皮と被覆部材とが一体化することを抑制できる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記被覆工程において、前記ゴム生成物の外皮と前記被覆部材の間にこれらを最終加硫後においても分離可能とする分離手段を配設することを特徴とする。

ゴム成形物の外皮と被覆部材の間に分離手段を設けることで、最終加硫後に、被覆部材をゴム生成物から除去することが容易になり、ゴム成形物の外皮と被覆部材とが一体化することを抑制できる。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記ゴム成形物が、内管ゴム層と、この内管ゴム層の外側の外皮ゴム層及び、内管ゴム層と外皮ゴム層の間の補強層と、を備えたゴムホースであり、前記被覆部材が前記外皮ゴム層を覆うチューブ状とされて前記被覆工程において前記外皮ゴム層を被覆することを特徴とする。

すなわち、請求項１〜請求項３のゴム成形物の製造方法において、製造対象であるゴム成形物は特に限定されるものではないが、内管ゴム層、外皮ゴム層及び補強層を備えたゴムホースの場合には、パーオキサイド加硫系ゴムを外皮に有することで耐熱性を向上させると共に、所望の形状のものが求められることが多い。すなわち、このようなゴムホースを製造する場合に、本発明が好ましく適用される。

そして、ゴムホースに対しては、被覆部材をチューブ状とすることで、被覆工程を簡易に行うことが可能になる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発明において、前記被覆工程において、前記被覆部材により前記ゴムホースの外皮の長手方向端面まで被覆する。

このように、ゴムホースの外皮の長手方向端面まで被覆部材で被覆することで、端面での加硫の阻害を抑制できる。

請求項６に記載の発明では、請求項４又は請求項５に記載の発明において、前記被覆工程において、最終加硫前の前記ゴムホースの外径よりも小さい内径を有するチューブ状の前記被覆部材により前記外皮ゴム層を被覆することを特徴とする。

これにより、被覆部材によってゴム成形物の外部から圧力を作用させつつ加硫を行うので、ゴム成形物の発泡を抑制できる。

本発明は上記構成としたので、パーオキサイド加硫系ゴムを外皮に有するゴム成形物を、低コストで所望の形状に成形できる。

図１には、本発明の一実施形態のゴム成形物の一例であるゴムホース１２が示されている。

このゴムホース１２は、たとえば、図示しない自動車内において、冷媒を輸送するための輸送管路として用いられる。図２および図３にも示すように、ゴムホース１２は、中空状の内管ゴム層１４と、内管ゴム層１４の外側でゴムホース１２の外皮を構成する外皮ゴム層１６、さらに、内管ゴム層１４と外皮ゴム層１６の間の補強層１８を有している。そして、自動車内において、他の部材を回避できるように、所定位置で屈曲あるいは湾曲（癖付け）された形状とされている。

補強層１８は、たとえば繊維質の材料によってメッシュ状に形成されており、ゴムホース１２を補強している。

ここで、本実施形態のゴムホース１２では、特に外皮ゴム層１６に、パーオキサイド加硫系ゴムが使用されており、外皮ゴム層１６の耐熱性が向上されている。その結果、ゴムホース１２全体としても、耐熱性が向上されている。たとえば、このゴムホース１２が用いられるエンジンルーム内では、一般に温度変化が大きいことが多い。このような温度変化が大きい環境下でも、これに対応した耐熱性を本発明に係るゴムホース１２は満たしている。なお、外皮ゴム層１６だけでなく、内管ゴム層１４としてパーオキサイド加硫系ゴムが使用されていてもよい。

ところで、パーオキサイド加硫系ゴムは、空気熱で加硫を行うと、雰囲気中の酸素が加硫を阻害してしまう。したがって、少なくとも最終加硫、すなわち、ゴムとして所望の物理的特性、化学的特性等が得られる最終段階の加硫のときには、酸素を遮断する必要がある。

図２〜図４には、本実施形態のゴムホース１２を成形する製造方法の一部が順に示されている。この製造工程では、既に一次加硫が行われたゴムホース１２を対象としている。後述するように、本実施形態では、ゴムホース１２を被覆ゴム２０で被覆した状態（図３参照）で最終加硫を行うため、一次加硫では必要以上に加硫を進める必要はなく、半加硫状態、すなわち、ゴムの本来的な弾性を有していない状態となっている。このため、一次加硫後のゴムホース１２はその形状を変化させると、変化後の形状を維持する。このような半加硫状態のゴムに最終加硫を行うことで、ゴムとしての本来的な弾性を有するようになる。

図２に示すように、この段階のゴムホース１２は、すでに内管ゴム層１４、補強層１８及び外皮ゴム層１６を有している。また、この段階ではゴムホース１２の形状は特に限定されないが、直線状のストレートホースとしておくと、後の工程が容易になる。ゴムホース１２の長さは、最終的な成形品の長さを考慮して、所定の長さとされている。

このゴムホース１２に対し、ゴムホース１２の外径Ｄ１と同一、もしくはわずかに小さな内径Ｄ２を有する被覆ゴム２０を用意する。被覆ゴム２０は、既に最終加硫が行われている円筒状のゴム製の部材であり、加硫装置に投入しても、その形状や物性等が変化することはない。また、ゴムとしての所定の弾性、すなわち柔軟性を有しており、屈曲や湾曲等の変形が可能である。さらに、酸素非透過性、すなわち酸素を透過させない（あるいは酸素の透過率が低い）性質を有している。

被覆ゴム２０としては、このように、柔軟性及び酸素非透過性の双方を有すればよいが、さらには、後述する最終加硫時に外皮ゴム層１６と融着等により一体化することを防止すべく、外皮ゴム層１６とは異なる材質とされている。

なお、図２及び図３では図示を省略しているが、内管ゴム層１４の内部には、一次加硫時に必要に応じてマンドレルが配設されて、ゴムホース１２の形状を維持できるようになっている。このマンドレルは、遅くとも最終加硫を行う前までにゴムホース１２から除去される。

そして、図３に示すように、ゴムホース１２の外皮ゴム層１６のさらに外側に被覆ゴム２０を被覆する（被覆工程）。被覆の方法は特に限定されないが、被覆ゴム２０の内径Ｄ２は、ゴムホース１２の外径Ｄ１と同一、もしくはわずかに小さくされているので、被覆初期には、図６（Ａ）に示すように被覆ゴム２０の端部をわずかに外側に広げるようにし、その後、図６（Ｂ）に示すように、被覆ゴム２０内にゴムホース１２を相対的に押し入れるようにして被覆することができる。このとき、たとえばエアーコンプレッサー等のエア圧を用いるようにしてもよい。また、図７（Ａ）に示すように、被覆初期では被覆ゴム２０の長手方向端部をゴムホース１２の外皮ゴム層１６の長手方向端部１６Ｔに当てがった状態で、図７（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、被覆ゴム２０を裏返しにしつつ被覆してもよい。いずれの被覆方法においても、被覆ゴム２０をチューブ状としているので、単一の工程でゴムホース１２を被覆でき、被覆工程が簡単になる。

被覆ゴム２０の長さは、少なくともゴムホース１２と同程度であれば十分である。また、被覆ゴム２０としては、ゴムホース１２よりも長いものを用意し、ゴムホース１２の長さに合わせて所望位置で切断して用いることができる。

ただし、被覆ゴム２０の長さをゴムホース１２の長さと完全に一致させると、図３からもわかるように、外皮ゴム層１６の長手方向端部１６Ｔは被覆ゴム２０に被覆されることなく露出する。したがって、図７に示すように、被覆ゴム２０をゴムホース１２よりもわずかに長く形成し、この被覆ゴム２０によって外皮ゴム層１６の長手方向端部１６Ｔまで被覆できるようにしてもよい。

このようにして、被覆ゴム２０が被覆されたゴムホース１２を、図４に示すように加硫装置２２に投入して最終加硫を行う（最終加硫工程）。被覆ゴム２０は柔軟性を有しているので、最終的な成形品としてのゴムホース１２の形状（図１参照）に合わせて、所望の位置で癖付けした形状で最終加硫を行うことができる。

また、被覆ゴム２０は酸素非透過性を有しているので、酸素が存在している雰囲気中（たとえば一般的な空気中）で最終加硫を行っても、外皮ゴム層１６に対して酸素は遮断されることになる。すなわち、酸素によって外皮ゴム層１６の加硫が阻害されてしまうことはない。

最後に、最終加硫を行ったゴムホース１２に対して図５に示すように、被覆ゴム２０を除去する。具体的には、たとえば、被覆ゴム２０の端部に切込２０Ｃを入れ、二点鎖線で示すように被覆ゴム２０を引き裂く、あるいは裏返すことで、容易にゴムホース１２から剥離し除去できる。

以上の説明から分かるように、本実施形態に係るゴムホース１２の製造方法では、最終加硫の前に酸素非透過性を有する被覆ゴム２０でゴムホース１２を被覆しており、酸素が存在している雰囲気中、すなわち一般的な空気熱加硫を行うことができる。従来のように、酸素を含まない熱媒体（窒素、蒸気など）を用いて最終加硫を行う必要がない。また、樹脂等のモールド材を被覆する必要もない。

しかも、被覆ゴム２０は柔軟性を有している。被覆部材として上記のような酸素非透過性は有するものに、柔軟性を有しないものを使用すると、最終加硫に所望の形状へと変形さえることが困難もしくは不可能になるが、本実施形態では、最終加硫時にゴムホース１２を所望の形状にすることが可能となる。以上により、本実施形態では、所望の形状のゴムホース１２を低コストで製造することができる。

加えて、本実施形態の製造方法で製造されたゴムホース１２は、外皮にパーオキサイド加硫系ゴムを使用しているため、耐熱性にすぐれたものとなる。

なお、上記では、本発明によって製造されるゴム成形品の一例として、内管ゴム層１４、補強層１８及び外皮ゴム層１６を有するものを挙げたが、これに限定されず、ようするに、外皮にパーオキサイド加硫系ゴムを有するゴム成形品であれば、本発明のゴム成形品の製造方法を適用することにより、低コストで所望の形状に成形できる。

また、本発明によって製造されるゴム成形品としてのゴムホース１２も、上記のように、内管ゴム層１４、補強層１８及び外皮ゴム層１６を有する構造のものに限定されない。たとえば、内管ゴム層１４のさらに内側に内面樹脂層を有するゴムホースでもよい。あるいは、内管ゴム層１４と補強層１８の間に、中間ゴム層を有するゴムホースでもよい。補強層１８が２層とされ、補強層１８の間に中間ゴム層を有する構成や、補強層がない構成でもよい。

これらゴムホースの具体的な材料例として好ましいもの（カッコ内な適用可能なもの）としては、以下のものを挙げることができる。なお、以下の略号は、ＪＩＳ Ｋ ６３９７による分類に基づくものである。

・内面樹脂層：６−ナイロン
（６−ナイロンなどを主成分としポリオレフィンや他のポリマーなどを添加したナイロンアレイ）

・内管ゴム層：ＩＩＲ
（ＩＩＲ、ＣＩＩＲ、ＢＩＩＲ、ＥＰＤＭ、ＡＣＭ、ＣＲ、ＡＥＭ、ＮＢＲ、ＨＮＢＲから選択された１種類の材料、もしくはこれらから選択された複数の材料の混合）

・中間ゴム層：ＩＩＲ
（ＩＩＲ、ＣＩＩＲ、ＢＩＩＲ、ＥＰＤＭ、ＡＣＭ、ＣＲ、ＡＥＭ、ＮＢＲ、ＨＮＢＲ、ＣＳＭから選択された１種類の材料、もしくはこれらから選択された複数の材料の混合）

・補強層：ＰＥＴ
（ビニロン、ポリアミド、ＰＥＮ、アラミドから選択された材料）

・外皮ゴム層：ＡＥＭ
（ＩＩＲ、ＣＩＩＲ、ＢＩＩＲ、ＥＰＤＭ、ＡＣＭ、ＣＲ、ＡＥＭ、ＮＢＲ、ＨＮＢＲから選択された１種類の材料、もしくはこれらから選択された複数の材料の混合）

被覆ゴム２０の材質の好ましい例としては、酸素非透過性に優れるＩＩＲやＣｌ−ＩＩＲを挙げることができる。ただし、最終加硫時に外皮ゴム層１６との一体化を防止する観点からは、少なくとも外皮ゴム層１６と異なる材質とする必要があり、外皮ゴム層１６と融着しない材質とすることが好ましい。被覆ゴム２０と外皮ゴム層１６との間に、本発明の分離手段として剥離材を使用する場合には、被覆ゴム２０は外皮ゴム層１６と同一材料でもよい。また、被覆ゴム２０の硬さは、ＪＩＳ Ｋ ６２５３のデュロメータ硬さで５０〜９０、さらには６０〜８０とすることが、被覆及び分離の作業性の点で好ましい。

被覆ゴム２０の肉厚は、ゴムホース１２に対する被覆及び剥離（分離）の作業性を考慮して、０．１〜２．０ｍｍ、さらには、０．２〜０．８ｍｍとすることが好ましい。

被覆ゴム２０の内径は、ゴムホース１２に対し被覆状態で内圧を作用させて発泡を防止する観点から、ゴムホース１２の外径よりも小さいことが好ましく、ゴムホース１２の外径の８０〜９５％の外径であることがより好ましい。

また、外皮ゴム層１６と被覆ゴム２０の間に本発明の分離手段として剥離材を用いる場合には、たとえば、信越化学工業製のＫＭ２４４Ｆなどとすることが好ましい。このような剥離材を使用することで、最終加硫後に、ゴムホース１２の外皮ゴム層１６と被覆ゴム２０とがたとえ同一の材質であっても一体化することを抑制できると共に、被覆ゴム２０をゴムホース１２から除去することが容易になる。もちろん、外皮ゴム層１６と被覆ゴム２０とが異なる材質の場合に、剥離材を用いて、被覆ゴム２０の外皮ゴム層１６からの剥離（分離）・除去を容易にしてもよい。

さらに本発明は、ゴムホースの製造方法に限定されず、少なくとも外皮に、パーオキサイド加硫系ゴムを用いたゴム成形品に対し適用可能である。このようなゴム成形品の例としては、電線の被覆材を挙げることができる。

本発明の一実施形態に係るゴム成形品の製造方法によって製造されるゴムホースを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るゴム成形品の製造方法において一次加硫後のゴムホースと被覆ゴムを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るゴム成形品の製造方法において一次加硫後のゴムホースを被覆ゴムで被覆した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るゴム成形品の製造方法において一次加硫後に被覆ゴムで被覆したゴムホースを加硫装置に投入した状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るゴム成形品の製造方法において最終加硫後のボムホースから被覆ゴムを除去する状態を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るゴム成形品の製造方法において一次加硫後のゴムホースを被覆ゴムで被覆する方法を（Ａ）〜（Ｂ）へと順に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るゴム成形品の製造方法において一次加硫後のゴムホースを被覆ゴムで被覆する図６とは異なる方法を（Ａ）〜（Ｃ）へと順に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るゴム成形品の製造方法において一次加硫後のゴムホースを長手方向端部まで被覆ゴムで被覆した状態を示す断面図である。

符号の説明

１２ ゴムホース（ゴム成形品）
１４ 内管ゴム層
１６ 外皮ゴム層
１６Ｔ 長手方向端部
１８ 補強層
２０Ｃ 切込
２０ 被覆ゴム（被覆部材）
２２ 加硫装置

Claims (6)

1. パーオキサイドで加硫されるパーオキサイド加硫系ゴムを少なくとも外皮に有するゴム成形物の製造方法であって、
   柔軟性と酸素非透過性の双方を有するブチルゴムまたはクロロブチルゴムからなる被覆部材によって、最終加硫前の前記ゴム形成物の外皮を被覆する被覆工程と、
   前記被覆工程によって被覆部材で外皮を被覆したゴム生成物を所望の形状とした状態で最終加硫を行う最終加硫工程と、
   前記最終加硫工程後に前記被覆部材をゴム生成物から除去する除去工程と、
   を有するゴム成形物の製造方法。
2. 前記被覆工程において、前記ゴム生成物の外皮と異なる種類のゴムで構成された被覆部材によりゴム生成物の外皮を被覆することを特徴とする請求項１に記載のゴム成形物の製造方法。
3. 前記被覆工程において、前記ゴム生成物の外皮と前記被覆部材の間にこれらを最終加硫後においても分離可能とする分離手段を配設することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のゴム成形物の製造方法。
4. 前記ゴム成形物が、内管ゴム層と、この内管ゴム層の外側の外皮ゴム層及び、内管ゴム層と外皮ゴム層の間の補強層と、を備えたゴムホースであり、
   前記被覆部材が前記外皮ゴム層を覆うチューブ状とされて前記被覆工程において前記外皮ゴム層を被覆することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のゴム成形物の製造方法。
5. 前記被覆工程において、前記被覆部材により前記ゴムホースの外皮の長手方向端面まで被覆することを特徴とする請求項４に記載のゴム成形物の製造方法。
6. 前記被覆工程において、最終加硫前の前記ゴムホースの外径よりも小さい内径を有するチューブ状の前記被覆部材により前記外皮ゴム層を被覆することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のゴム成形物の製造方法。

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