JP5176988B2

JP5176988B2 - 流体搬送用ホースの製造方法

Info

Publication number: JP5176988B2
Application number: JP2009015853A
Authority: JP
Inventors: 裕子奥野
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-01-27
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2029-01-27
Also published as: JP2010173110A

Description

本発明は流体搬送用ホースの製造方法に関し、更に詳しくはスチーム加硫を行っても補強層を構成する有機繊維コードにおけるコートゴムと有機繊維との間の接着性が低下しないようにした耐寒性を有する流体搬送用ホースの製造方法に関する。

マリンホースに代表される流体荷役用の大口径のホースにおいては、高圧で送り出される石油などの流体が、ホース外部へ漏洩して海水汚染の事故を生じないような構造にする必要がある。そのため、この種の流体搬送用ホースの内部構造は、流体に対する耐侵食性を有する内面ゴム層の外側に複数層からなる補強層を配置し、それら補強層の外側に外面ゴム層を設けたものが多く用いられている。このような流体搬送用ホースの加硫成形においては、例えば特許文献１に示すように、これら内外面ゴム層及び補強層を含めた製品の肉厚が厚いことや、製品形状が複雑であることから、適正なゴムの架橋形態とするために、低温・長時間のスチーム加硫が好ましく採用されている。

ところで、近年では油田開発がシベリアなどの寒帯域にまで及んでいるため、耐寒性に優れたブタジエンゴム（ＢＲ）を、上記補強層を構成する有機繊維コードのコートゴムに配合するようになっている。一方で、有機繊維コードの有機繊維には、強伸度特性を有しかつ低コストであるという理由から、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維が広く使用されている。しかし、ブタジエンゴムは、その分子構造上、コートゴムに配合されている加硫促進剤や老化防止剤などのＰＥＴ繊維の加水分解を促進する成分がゴム中を移動しやすいため、スチーム加硫中にコートゴムとＰＥＴ繊維との境界でＰＥＴ繊維の表層が加水分解して、コートゴムとＰＥＴ繊維との間の接着性が低下するという問題があった。

特開２００４−１２５１２５号公報

本発明の目的は、耐寒性を有し、スチーム加硫を行っても補強層を構成する有機繊維コードにおけるコートゴムと有機繊維との間の接着性が低下しない流体搬送用ホースの製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成する本発明の流体搬送用ホースの製造方法は、マンドレルの外周に内面ゴム層を被覆し、該内面ゴム層の外周に、ブタジエンゴムが配合されたコートゴム及び有機繊維コードからなる補強層を積層した補強層群を少なくとも１つ配置し、該配置した補強層群の外側に外面ゴム層を被覆してホース本体を形成した後に、該ホース本体をスチーム加硫する流体搬送用ホースの製造方法において、前記補強層を構成する有機繊維コードの有機繊維に、ポリケトン繊維又はポリケトン繊維と他の繊維との複合繊維を用いるようにしたことを特徴とするものである。

有機繊維コードの有機繊維に、ポリケトン繊維又はポリケトン繊維と他の繊維との複合繊維を用いる補強層は、それぞれの補強層群の最外側の補強層であることが望ましい。

ブタジエンゴムは、基材ゴム１００重量部に対して１５〜５０重量部配合することが望ましい。

本発明の流体搬送用ホースの製造方法は、特に石油搬送用のマリンホースの製造に好適に用いられる。

本発明の流体搬送用ホースの製造方法によれば、耐寒性を向上するためブタジエンゴムが配合されたコートゴム及び有機繊維コードからなる複数の補強層を積層した補強層群を有するホース本体をスチーム加硫する製造方法において、それら補強層の有機繊維コードの有機繊維として、ポリケトン繊維又はポリケトン繊維と他の繊維との複合繊維を用いるようにしたので、スチーム加硫したときにスチームと接触する補強層の有機繊維が、加水分解に対する安定性が高く、かつゴムとの接着性に優れたポリケトン繊維となるため、コートゴムと有機繊維との接着性が低下することはない。

本発明の流体搬送用ホースの製造方法により製造した流体搬送用ホースの一例を示す断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の流体搬送用ホースの製造方法により製造された流体搬送用ホースの一例を示す。

この流体搬送用ホースは、ホース本体１の端部に液密に接続金具２を取り付けたものであり、ホース本体１の構造は、円筒状の内面ゴム層３と外面ゴム層４との間に、内側カーカス層５、スパイラルワイヤ補強層６、外側カーカス層７及び浮力層８を順に積層したものとなっている。

内面ゴム層３はホース内を流れる流体への耐侵食性に優れた材質から構成されている。内側カーカス層５は、ホース軸方向にバイアスに配列した有機繊維コードからなる補強層を、層間でコードが互いに交差するように複数積層した補強層群として構成されており、それらの補強層の一部が接続金具２の固定リング９の近傍において固定ワイヤ１０にてターンバックされている。この内側カーカス層５は、ホース本体１に主として軸方向の強度と適度な可撓性を付与する。

スパイラルワイヤ補強層６は、金属ワイヤを所定のピッチで内側カーカス層５の外周にスパイラル状に巻回することにより構成され、ホース本体１に主に周方向の強度を付与すると共に、ホース本体１が湾曲したときにキンクが発生するのを防止し、更に外圧によるホース本体１の潰れを防止する。

外側カーカス層７は、内側カーカス層５と同様に、ホース軸方向にバイアスに配列した有機繊維コードからなる補強層を、層間でコードが互いに交差するように複数積層した補強層群として構成されている。

浮力層８は、主に発泡ゴムやスポンジから構成され、ホース本体に浮力を与えるものである。

上記の内側カーカス層５及び外側カーカス層７における補強層を構成する有機繊維コードのコートゴムには、耐寒性を向上するためにブタジエンゴムが配合されている。

ホース本体１には、上記の構成部材のほか、スパイラルワイヤ補強層６と外側カーカス層７との間に、内側カーカス層５の破断が外側カーカス層７に伝播しないようにするバッファ層を設けるようにしてもよい。また、流体搬送用ホースの用途及び性能により、浮力層８及び／又は外側カーカス層７を設けないようにしてもよい。

上述したホース本体１を有する流体搬送用ホースの製造は、マンドレルの外周に内面ゴム層３を被覆し、その内面ゴム層３の外周に未加硫状態の内側カーカス層５、スパイラルワイヤ補強層６、外側カーカス層７、浮力層８及び外面ゴム層４を順に積層し、加硫槽内においてスチーム加硫した後に、マンドレルを抜き取る方法により行われる。

このような流体搬送用ホースの製造方法において、内側カーカス層５及び外側カーカス層７の各補強層群における補強層の有機繊維コードの有機繊維には、ポリケトン繊維又はポリケトン繊維と他の繊維との複合繊維が用いられている。後者の複合繊維を構成する他の繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、ＰＥＴ繊維及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維が例示される。

このように、耐寒性を向上するためブタジエンゴムが配合されたコートゴム及び有機繊維コードからなる複数の補強層を積層した補強層群を少なくとも１つ有するホース本体１をスチーム加硫する製造方法において、それら補強層の有機繊維コードの有機繊維として、ポリケトン繊維又はポリケトン繊維と他の繊維との複合繊維を用いるようにしたので、スチーム加硫したときにスチームと接触する補強層を構成する有機繊維コードにおける有機繊維が、加水分解に対する安定性が高く、かつゴムとの接着性に優れたポリケトン繊維となるため、コートゴムと有機繊維の接着性が低下することはない。従って、製造後の流体搬送用ホースの強度低下を防止することができる。

上記の有機繊維コードの有機繊維としてポリケトン繊維又はポリケトン繊維と他の繊維との複合繊維を用いる補強層は、スチーム加硫したときに最もスチームと接触しやすいそれぞれの補強層群の最外側の補強層とすることが望ましい。

コートゴムにおけるブタジエンゴムは、基材ゴム１００重量部に対して１５〜５０重量部配合されていることが望ましい。１５重量部未満になると耐寒性が低下し、５０重量部超になると加工性が低下する。なお、基材ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）とスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）のブレンドゴムが好ましく用いられる。

本発明の流体搬送用ホースの製造方法は、用途は特に限定されるものではないが、流体荷役用の大口径ホースとして好ましく適用され、特に沖合のタンカーと陸部の備蓄タンク等との間で石油を搬送するマリンホースの製造方法として好適に用いることができる。

表１に示す組成を有する２種類のゴム組成物からなるコートゴムを製造して耐寒性を測定すると共に、表２に示すように４種類の有機繊維コードとの接着性を評価した。耐寒性及び接着性の測定方法は以下の通りである。

［耐寒性］
ＪＩＳＫ６２６１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−低温特性の求め方−」における「低温衝撃ぜい化試験」に準拠して各コートゴムの脆化温度を測定した。表２においては、−５０℃以下を○印、−５０℃超を×印として表している。

［接着性］
マンドレルに有機繊維コードを敷き詰めるように巻き付け、その上からコートゴムを被せ、更に固定用のリボン状の布を巻き付けてスチーム加硫した後に、コートゴムと有機繊維コードとを剥離するのに必要な剥離力を測定すると共に、剥離面におけるコートゴムの付着状況を確認した。スチーム加硫は、１４８℃＆３０分の短時間加硫、及び１４８℃＆２４０分の長時間加硫の２つの条件で行った。表２における評価基準は次のとおりである。
・○印：剥離力が２００Ｎ／２５ｍｍ以上で、かつ剥離面にゴムが８割以上付着しているもの。
・△印：剥離力が１００〜２００Ｎ／２５ｍｍ未満で、かつ剥離面にゴムが６〜８割未満付着しているもの。
・×印：上記△印の基準未満であるもの。

表２に示す測定結果から、ブタジエンゴムを配合するとコートゴムの耐寒性が向上することが確認された。また、ブタジエンを配合したコートゴムと、有機繊維にポリケトンを用いた有機繊維コードとの接着性は、有機繊維にＰＥＴやケブラーを用いた場合よりも優れていることが分かった。なお、有機繊維にＮ６６を用いた有機繊維コードは、接着性は優れているがモジュラス及び強力が低いため、補強層に用いるのは適当ではない。

１ホース本体
２接続金具
３内面ゴム層
４外面ゴム層
５内側カーカス層
６スパイラルワイヤ補強層
７外側カーカス層
８浮力層
９固定リング
１０固定ワイヤ

Claims

マンドレルの外周に内面ゴム層を被覆し、該内面ゴム層の外周に、ブタジエンゴムが配合されたコートゴム及び有機繊維コードからなる補強層を積層した補強層群を少なくとも１つ配置し、該配置した補強層群の外側に外面ゴム層を被覆してホース本体を形成した後に、該ホース本体をスチーム加硫する流体搬送用ホースの製造方法において、
前記補強層を構成する有機繊維コードの有機繊維に、ポリケトン繊維又はポリケトン繊維と他の繊維との複合繊維を用いるようにした流体搬送用ホースの製造方法。
前記有機繊維コードの有機繊維に、ポリケトン繊維又はポリケトン繊維と他の繊維との複合繊維を用いた補強層が、前記それぞれの補強層群の最外側の補強層である請求項１に記載の流体搬送用ホースの製造方法。
前記ブタジエンゴムを、基材ゴム１００重量部に対して１５〜５０重量部配合した請求項１又は２に記載の流体搬送用ホースの製造方法。
石油搬送用のマリンホースの製造方法である請求項１〜３のいずれかに記載の流体搬送用ホースの製造方法。