JP5255339B2

JP5255339B2 - ホース製造用のマンドレル線及びその製造方法

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Publication number: JP5255339B2
Application number: JP2008161398A
Authority: JP
Inventors: 弘哲伊藤; 哲也敷根
Original assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Current assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2028-06-20
Also published as: JP2010000686A

Description

本発明は、例えば、建設機械や自動車部品等に使用される圧力ホースなどのホースを製造するためのマンドレル線及びその製造方法に係り、特に、ホースの製造後に、ホース本体からマンドレル線を効率よく抜き出すことを可能にしたものに関する。

従来より、建設機械や自動車部品等に使用される圧力ホースを製造する際には、マンドレル線が使用されている。具体的な製造方法は以下の通りである。まず、マンドレル線の表面にホース内層材を押出成形し、この内層材上に繊維や金属線を編組して補強層を形成し、この補強層の外周に外層材を積層させてホースを形成する。その後、ホースの先端側を密封しておき、ホースの後端側から高圧水をマンドレル線とホースとの密着面に導入してマンドレル線表面とホース内壁面との密着状態を解除させることにより、マンドレル線は高圧水の圧力によって押出されることになる。

ホースからマンドレル線を効率よく抜き出す、いわゆる抜出性を良好にするために、マンドレル線の表面への潤滑剤や離型剤の塗布や、マンドレル線の表面への種々の表面処理が行われている。例えば、特許文献１には、マンドレル線の表面を研磨布等により長手方向に平行又は螺旋状に加工して表面を粗面にし、その表面粗さを１〜６０μｍとすることが開示されている。又、特許文献２には、溝付けダイにマンドレルを通過させ、長手方向に沿って螺旋状又は編み目状の溝を連続して設け、溝の深さを１０〜２００μｍとすることが記載されている。

特許第２６７１０４７号公報：横浜ゴム特開平９−１５６０号公報：横浜ゴム

ここで、特許文献１や特許文献２によるマンドレル線の溝は、上記の通り連続している。このような連続した溝であると、マンドレル線の表面に潤滑剤や離型剤を塗布したとしても、潤滑剤や離型剤がマンドレル線の表面に保持されず、充分な抜出性を得ることができなかった。又、高圧水の圧力を加えた際にも、水が溝部分のみを伝ってしてしまい、溝でない部分でのマンドレル線とホース内面との密着を解除することが充分でなかった。

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、特に、ホースの製造後に、ホース本体からマンドレル線を効率よく抜き出すことを可能にしたホース製造用のマンドレル線及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するべく、本発明の請求項１によるホース製造用のマンドレル線は、芯線と、該芯線の外周に被覆された樹脂被覆と、からなり、上記樹脂被覆の表面に設けられた凹部が、不連続であり、上記樹脂被覆の凹部の深さが６０μｍ〜１５０μｍであることを特徴とするものである。
又、請求項２記載のホース製造用のマンドレル線は、上記樹脂被覆がフッ素樹脂であることを特徴とするものである。
又、請求項３記載のホース製造用のマンドレル線は、上記樹脂被覆が４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体であることを特徴とするものである。
又、請求項４記載のホース製造用のマンドレル線は、上記芯線が硬質ステンレス鋼線の撚線であることを特徴とするものである。
又、請求項５記載のホース製造用のマンドレル線の製造方法は、芯線の外周に樹脂被覆を被覆しマンドレル線とし、上記樹脂被覆の溶融温度付近に上記マンドレル線を保持した後、連続して、ＪＩＳＲ６００１による＃２４０〜＃６００の研磨剤を表面に備えた少なくとも一対のロール間に上記マンドレル線を通過させたものである。

本発明によるマンドレル線は、マンドレル線を構成する樹脂被覆の表面に、不連続の凹部が形成されているため、この凹部に潤滑剤や離型剤が保持されて、充分な抜出性を得ることができる。更に、高圧水の圧力を加えた際に、水が特定の溝のみを通過することなく、ホースの全周に渡って通過することになるため、マンドレル線とホース内面との密着を確実に解除することができる。

以下、図１〜図３を参照して本発明の実施の形態を説明する。上記の通り、本発明によるマンドレル線１は、抗張力線２の外周に樹脂被覆３が被覆された構成となっている。

芯線２は、マンドレル線１をホースから抜き出す際に、マンドレル線１の伸びや断線を防ぐためのものである。芯線２の構成材料としては、例えば、各種ステンレス鋼線などの金属線や、ガラス繊維、ケブラー繊維などの繊維線など、抗張力線として一般に使用されているものが挙げられる。この中でも、硬質ステンレス鋼線は、特にマンドレル線１の伸びや断線を防ぐことができるため好ましい。又、芯線２は上記構成材料の単線でもよいし、複数の線を撚り合せた撚線でもよい。この中でも、撚線は、その表面に凹凸が形成され、この凹凸に樹脂被覆３が引っかかることから、樹脂被覆３が芯線２から抜けてしまうことを防止できるため好ましい。本実施の形態においては、０．１３ｍｍの硬質ステンレス鋼線を７本撚り合せたものを更に７本撚り合わせたものを芯線２とした。

この芯線２の外周に、押出成形等、公知の成形法により樹脂被覆３が被覆されマンドレル線１となる。本実施の形態においては、押出機１１により芯線２の外周に樹脂被覆３が被覆されることになる。樹脂被覆３の構成材料としては、種々の樹脂材料を用いることができるが、ホース引抜性を向上させるために、表面滑り性が良い樹脂が好ましく用いられる。又、マンドレル線１の表面にホースの内層材料が高温で押出成形され、その後に冷却されるように、冷熱サイクルが加わることから、耐熱性に優れた樹脂が好ましく用いられる。このような観点から、樹脂被覆３の構成材料としては、ポリフッ化ビニリデン、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体、エチレン−４フッ化エチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂などの、フッ素樹脂が好ましく用いられる。これらの中でも、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体は、繰り返しの使用に耐えうる耐久性を有しているため特に好ましく用いられる。本実施の形態においては、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体を肉厚１．０ｍｍで押出被覆し、樹脂被覆３とした。

樹脂被覆３が被覆された後、マンドレル線１は冷却槽１２で一旦冷却される。この際に従来公知の潤滑剤や離型剤をマンドレル線１の表面に塗布しても良い。その後、マンドレル線１は、加熱炉１３により再度樹脂被覆３の溶融温度付近（２８０℃）に加熱される。そして連続して一対のロール１４ａ，１４ｂの間に供給され、更に一対のロール１４ｃ，１４ｄの間に供給される。ロール（１４ａ〜１４ｄ）は、マンドレル線１の流れに合わせて自由に回転するようになっており、ロール１４ａ，１４ｂとロール１４ｃ，１４ｄは、マンドレル線１の長手方向を中心に９０°回転させた位置関係となっている。また、ロール（１４ａ〜１４ｄ）におけるマンドレル線との接触面には、研磨布が貼り付けられており、この研磨布にはＪＩＳＲ６００１による＃２４０の研磨剤が使用されている。このように回転するロール間を通過させることにより、マンドレル線１の樹脂被覆２表面には不連続の凹部が形成されることになる。この際、ロール（１４ａ〜１４ｄ）の研磨剤は＃２４０〜＃６００程度のものを使用することが好ましい。また、ロール（１４ａ〜１４ｄ）の研磨剤種類や、ロール（１４ａ〜１４ｄ）をマンドレル線１に当てる圧力を適宜設定することで、凹部の深さを設定することができるが、凹部の深さは、６０μｍ〜１５０μｍであることが好ましい。凹部の深さが６０μｍ未満であると、凹部に保持される潤滑剤や離型剤が不足することになる。また、凹部の深さが１５０μｍを超えると、ホースの内壁面に凹部が現れることとなってしまう。尚、本実施の形態においては、ロール１４ａ，１４ｂ及びロール１４ｃ，１４ｄの圧力を１０ＭＰａとし、上記の通り、研磨剤を＃２４０することで、凹部の深さを１００μｍとした。凹部の深さは、表面粗さ計により測定される(ＪＩＳＢ０６０１に準拠)。

上記では、樹脂被覆３の被覆後に一旦マンドレル線１を冷却し、その後再度加熱をしているが、適切な温度でロール（１４ａ〜１４ｄ）間を通過させることができるのであれば、冷却の工程を省くことも可能である。しかし、一旦マンドレル線１を冷却しないと、樹脂被覆３全体が溶融した状態であるため、ロール間を通過させる際に、ロールの圧力によっては樹脂被覆３の形状が崩れてしまう可能性がある。これに対し、一旦マンドレル線１を冷却し、その後再度加熱をすると、マンドレル線１の中心付近は冷却されたままで樹脂被覆３の表面のみが高温の状態となる。そのため、ロールの圧力が強くかかったとしてもマンドレル線１の形状が崩れることがないことから好ましい。

このようにして、本発明によるマンドレル線を得ることができる。このマンドレル線は、例えば、以下のようにしてホースの製造に供されることになる。まず、マンドレル線の表面にエチレンプロピレンゴムからなるホース内層材を肉厚２．０ｍｍで押出成形し、この内層材上に直径０．１８ｍｍのステンレス鋼線を編組して補強層を形成し、この補強層の外周にエチレンプロピレンゴムからなる外層材を肉厚１．５ｍｍで積層させてホースを形成する。その後、ホースの先端側を密封しておき、ホースの後端側から圧力５ＭＰａの高圧水をマンドレル線とホースとの密着面に導入してマンドレル線表面とホース内壁面との密着状態を解除させることにより、マンドレル線は高圧水の圧力によって押出されることになる。

この際、ホースからマンドレル線を抜き出すまでの時間を測定し、抜出性の評価を行った。また、ホース内面を目視し、ホース内面の平滑性を確認した。平滑性は、ホース内面が全く平滑のものを「良」、ホース内面にややざらつきが有ったものを「可」、ホース内面に明らかな凸部が有ったものを「不可」とした。これらの評価結果を実施の形態１として表1に示す。

また、ロールの研磨剤種類とロール圧力を適宜変化させたものを実施の形態２〜４及び比較の形態３とし、抜出性の評価とホース内面の平滑性の確認をした。これらの評価結果を変化させた条件と併せて表１に示す。また、ロールを使用せず、樹脂被覆表面に凹部を形成しなかったものを比較の形態１、ロールの回転を固定して樹脂被覆表面に連続的な溝を設けたものを比較の形態２とし、抜出性の評価とホース内面の平滑性の確認をした。これらの評価結果を併せて表１に示す。

表１に記載の通り、本願発明の実施の形態によるマンドレル線であれば、ホースから短時間で抜き出すことができるとともに、ホースの内面も平滑なものとすることができた。これに対し、比較の形態２によるマンドレル線は、ホースから抜き出すのに長時間を要し、特に比較の形態１についてはホースから抜き出すことができず、実用に供するには不充分なものであった。

また、実施の形態１，２と実施の形態４を比較すると、凹部の深さが好ましい範囲よりも浅い実施の形態４は、実用上充分な範囲ではあったが、ホースから抜き出すまでの時間がやや長くなっていた。また、実施の形態１，３と比較の形態３を比較すると、凹部の深さが好ましい範囲よりも深い比較の形態３は、実用上充分な範囲ではあったが、ホースの内面に若干の凸部が見られた。

以上詳述したように本発明にマンドレル線によれば、ホースの製造後に、ホース本体からマンドレル線を効率よく抜き出すことが可能となる。このようなマンドレル線は、例えば、建設機械や自動車部品等に使用される圧力ホース、高圧で水を搬送するホース等などを製造するために好適に使用することができる。

本発明の実施の形態を示す図で、マンドレル線の構成をその一部を切り欠いて示す側面図である。本発明の実施の形態を示す図で、マンドレル線製造装置の構成を示す概略側面図である。本発明の実施の形態を示す図で、マンドレル線製造装置の構成を示す概略平面図である。

符号の説明

１マンドレル線
２芯線
３樹脂被覆
１１押出機
１２冷却槽
１３加熱炉
１４ａ〜ｄロール

Claims

芯線と、該芯線の外周に被覆された樹脂被覆と、からなるホース製造用のマンドレル線において、
上記樹脂被覆の表面に設けられた凹部が、不連続であり、上記樹脂被覆の凹部の深さが６０μｍ〜１５０μｍであることを特徴とするホース製造用のマンドレル線。
上記樹脂被覆がフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１記載のホース製造用のマンドレル線。
上記樹脂被覆が４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体であることを特徴とする請求項２記載のホース製造用のマンドレル線。
上記芯線が硬質ステンレス鋼線の撚線であることを特徴とする請求項１〜請求項３何れか記載のホース製造用のマンドレル線。
芯線の外周に樹脂被覆を被覆しマンドレル線とし、上記樹脂被覆の溶融温度付近に上記マンドレル線を保持した後、連続して、ＪＩＳＲ６００１による＃２４０〜＃６００の研磨剤を表面に備えた少なくとも一対のロール間に上記マンドレル線を通過させるホース製造用のマンドレル線の製造方法。