JPH0293186A - 冷媒輸送用ホース - Google Patents

冷媒輸送用ホース

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JPH0293186A
JPH0293186A JP24489588A JP24489588A JPH0293186A JP H0293186 A JPH0293186 A JP H0293186A JP 24489588 A JP24489588 A JP 24489588A JP 24489588 A JP24489588 A JP 24489588A JP H0293186 A JPH0293186 A JP H0293186A
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JP
Japan
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layer
hose
tube layer
inner tube
propylene
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JP24489588A
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Ichiro Igarashi
一郎 五十嵐
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、冷媒輸送用ホースに係り、特に自動車のカー
クーラやエアコン等の配管用として好適に用いられるホ
ースに関するものである。
(背景技術) 従来から、フレオンガス等の冷媒を輸送するホースとし
ては、内管層とその外側の外管層とそれら両層間に介在
せしめられた繊維補強層とから一体的に構成されてなる
三層構造のものが知られている。そして、そのようなホ
ースにおいて、内管層は、一般に、アクリロニトリル−
ブタジェン共重合体(NBR)またはクロロスルホン化
ポリエチレンゴム(C3M)によって形成されており、
また繊維補強層は、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、
ナイロン繊維等の有機繊維からなる糸を用いて編成され
た網状体にて形成され、更に外管層は、エチレン−プロ
ピレン−ジエン三元共重合体から得られるエラストマ乃
至はゴム状弾性体(EPDM)またはクロロプレンゴム
(CR)によって形成されている。なお、外管層の適所
には、その外表面から繊維補強層まで延びるスパイキン
グ孔が設けられており、そのスパイキング孔を通じて、
内管層からの透過フレオンガスを外部に逃がし、ホース
壁の各層間に滞留しないようにしている。この透過フレ
オンガスが多層のホース壁内に滞留すると、その部分が
膨れ、層間剥離の原因となるからである。
しかしながら、このような、全体が繊維補強層を除いて
複数のゴム層にて形成されている構造のホースは、柔軟
で、配管作業が容易である;ニップル等の継手とのシー
ル性がよく、気密性が保たれる等の利点を有しているも
のの、一般に、ゴム材料、特に内管層として用いられる
NBR,C3M等のゴム材料は、ガス透過性を有してい
るところから、冷媒としてフレオンガス等の低分子量ガ
スを用いる場合には、ガス漏れが生じるという欠点を内
在している。特に、近年におけるフロンガスによる大気
圏オゾン層の破壊という社会問題に対して、かかるガス
透過量の低減は、冷媒輸送用ホースとしては、最重要問
題となっているのである。
このため、ガス不透過性に優れたポリアミド樹脂を用い
、それによってホース構成層の一つを形成することによ
り、上述の如きガス漏れの問題を解消せんとしたホース
が考えられているが、そのようなホースにあっては、ポ
リアミド樹脂層の水分透過量が大きく、またホース構成
層の他の層(ゴム層)の水分透過量が大であるところか
ら、外界よりホース壁を通じて水分が透過し、それがホ
ース内の冷媒中に混入することによって、冷媒循環系路
における冷結(アイス・ロック)現象を発生せしめ、目
詰まりや腐食等の問題を惹起する他、剛性ある硬い樹脂
層によってホース全体の柔軟性が失われる等の問題を内
在している。一方、柔軟性を付与するために、ポリアミ
ド樹脂層の肉厚を薄<シたりすると、フレオンガスに対
するガス透過性が悪化するようになるのである。
また、このようなポリアミド樹脂層の水分透過の問題を
解消するために、特開昭60−91082号公報には、
繊維補強層とその内側に設けられるガス不透過性のポリ
アミド樹脂層との間に、中間層として、透水量の少ない
合成樹脂材料からなる樹脂層を形成せしめてなる構造の
フレオン用ホースが明らかにされているが、これとても
、ポリアミド樹脂層に加えて、剛性のある合成樹脂製の
中間層の存在によって、ホース全体が柔軟性に欠け、ホ
ースの配管作業に困難を生じる等の問題を内在している
さらに、特開昭61−6482号公報においては、繊維
補強層の外側に、外管層としてEPDM層を設ける一方
、繊維補強層の内側に、内管層としてポリアミド樹脂か
らなる冷媒ガス透過防止層とEPDMからなる水分透過
防止層を設けた構造の冷媒移送用ホースが明らかにされ
ているが、従来からホース材料として用いられているE
PDMでは、充分な水分透過防止を図ることは困難であ
ったのである。
このように、従来のホースは、何れも、冷媒輸送用とし
て一長一短があり、近年における冷媒ガスの不透過性や
水分不透過性のより一層の向上が要求されている状況下
において、品質的に何れも満足するものではなかったの
である。
(解決課題) ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その目的とするところは、水分不透
過性に著しく優れ、また柔軟性に冨み、しかもフレオン
等の低分子量ガスに対するガス不透過性にも優れた冷媒
輸送用ホースを提供することにある。
(解決手段) そして、本発明は、かかる課題解決のために、内管層と
その外側の外管層とそれら両層間に介在せしめられた繊
維補強層とを備え、前記内管層が複数層にて構成されて
いると共に、該複数の層のうちの前記繊維補強層に接し
ない一つの層がポリアミド系樹脂にて形成されてなるホ
ースにおいて、前記内管層を構成する複数層のうちの前
記繊維補強層に接する層及び前記外管層のうちの少なく
とも一方が、ジエン成分として5−エチリデン−2ノル
ボルネンを用い且つヨウ素価が30〜50mg/100
■である、プロピレン含量が25〜45重量%のエチレ
ン−プロピレン−ジエン三元共重合体から得られるエラ
ストマ材料にて形成されていることを特徴とする冷媒輸
送用ホースを、その要旨とするものである。
また、本発明は、かくの如き冷媒輸送用ホースにおいて
、上記エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体から
なるエラストマ材料として、該三元共重合体の100重
量部あたり少なくとも40重量部の白色充填剤を含み、
且つ過酸化物によって架橋されたものを用いることをも
、特徴とするものである。
(作用・効果) このように、本発明にあっては、従来からホースのゴム
材料として用いられている、ジエン成分として5−エチ
リデン―2―ノルボルネンを用いた、ヨウ素価の低いエ
チレン−プロピレン−ジエン三元共重合体から得られる
エラストマ(EPDM)材料に対して、そのヨウ素価を
高めて、30〜50■7100■とした所定のエチレン
−プロピレン−ジエン三元共重合体から得られるEPD
Mにて、(a)外管層及び/又は(b)繊維補強層に接
する内管層を形成するようにしたものであり、このよう
な特定のEPDMからなる層とポリアミド系樹脂からな
る層を含んで多層のホース壁を構成することによって、
ホースの柔軟性を改善しつつ、水分不透過性並びにガス
不透過性を効果的に向上せしめ得たのである。
なお、本発明にあっては、かかる特定のEPDMエラス
トマ材料が、所定量の白色充填剤を配合せしめた状態下
において、過酸化物による架橋によって形成されること
により、ホースの水分不透過性や冷媒ガスの不透過性が
より一層向上せしめられ、また耐熱性等の性能も効果的
に改善され得ることとなる。
(具体的構成) ところで、第1図には、本発明に従う冷媒輸送用ホース
の代表的な構造の一つが示されている。
そこにおいて、1は、ホース最内層となる第一内管層で
あって、ポリアミド系樹脂、換言すればポリアミド樹脂
若しくはそれを主体とする樹脂組成物から形成されてい
る。このポリアミド樹脂としては、ナイロン6、ナイロ
ン11.ナイロン12゜ナイロン612.ナイロン6/
66.ナイロン6/66/610等があり、またそれら
ナイロンを主成分とする各種ブレンド体、例えばナイロ
ン12とエチレン−ビニルアルコール共重合体(エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体ケン化物)との混合物等が、ポ
リアミド系樹脂として用いられる。
そして、かかる第一内管層1の径方向外側に位置して、
繊維補強層4に接する第二内管層2が設けられており、
更に該繊維補強層4の外側には、外管層3が所定厚さに
おいて形成されている。この第二内管層2は、ゴム弾性
を有していて、ポリアミド系樹脂からなる第一内管層l
を弾力的に支持するようになっており、また外管層3は
、ホースの最外層となるものであって、ホースの耐候性
、耐熱性、耐透水性等の緒特性を保持する層である。
なお、外管層3には、従来のホースと同様に、その適所
にスパイキング孔が設けられている(図示せず)。
また、第2図に示される本発明の冷媒輸送用ホースの他
の例にあっては、第一内管層1の内面にNBR,C3M
(クロロスルホン化ポリエチレン)。
CPE (塩素化ポリエチレン)等のゴム材料からなる
内面ゴム層5が所定厚さにおいて設けられている。この
内面ゴム層5は、内管層の一つを構成するものであって
、ゴム弾性に冨んだ材料から形成され、ニップル等の継
手に対するシール性を確保すると共に、その外側の第一
内管層1を金属劣化から守る役割を果たしている。
そして、これらの構造のホースにおいて、本発明にあっ
ては、第二内管層2及び外管層3のうち、少なくとも何
れか一層が特定のEPDMから形成されるのである。こ
の特定のEPDMは、ジエン成分として5−エチリデン
―2―ノルボルネンを用い、これを、ヨウ素価が30〜
50mg/100■・ポリマーとなるように、エチレン
及びプロピレンと共重合せしめてなる、プロピレン含量
が25〜45重量%のエチレン−プロピレン−ジエン三
元共重合体から、得られるものである。なお、かかる三
元共重合体のヨウ素価は、J I S−に0070に従
う測定手法によって得られるものであるが、それが30
mg/100■未満であると、充分なガス不透過性をホ
ースに与えることが困難となるのであり、またそのヨウ
素価が50mg/100■を越えるようになると、三元
共重合体自体の製造が困難となる。また、かかる三元共
重合体中のプロピレン含量が25重量%未満となったり
、45重量%を越えるようになると、ホースの水分不透
過性を低下せしめる問題を惹起する。
また、かかるエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合
体を加硫(架橋)して、目的とするEPDMエラストマ
を得るためには、かかる三元共重合体に対して、従来か
ら知られている各種の配合剤、例えば加硫剤(架橋剤)
、加硫促進剤、加硫助剤、加工助剤、老化防止剤、充填
剤、更に必要に応じて軟化剤等が、従来のEPDMの製
造の場合と同様に配合されて、ゴム組成物として調製さ
れ、その後加熱による架橋によって、目的とするエラス
トマとされるのである。
ところで、かかる配合剤のうち、加硫剤(架橋剤)は、
前記三元共重合体の100重量部に対して、通常、0.
5〜10重量部、好ましくは1〜5重量部の割合におい
て配合されるものであり、公知の各種の化合物が適宜に
選択使用されることとなるが、特に、本発明にあっては
、−船釣な硫黄を用いた架橋操作よりも、過酸化物を用
いた架橋操作を実施することが望ましく、これによって
、得られるエラストマからなる層のガス不透過性、特に
フレオンガス不透過性を有利に向上させることが出来る
なお、本発明において好適に用いられる過酸化物として
は、例えばジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパ
ーオキサイド、t−ブチルパーオキシクメン、ベンゾイ
ルパーオキサイド、2.5ジメチル−2,5−ジ(t−
ブチルパーオキシ)ヘキサン等を挙げることが出来る。
また、過酸化物架橋時には、架橋助剤として、例えばp
、p’−ジベンゾイルキノンジオキシム、キノンジオキ
シム、トリアリルイソシアヌレート、エチレングリコー
ルジメタクリレート、N、N’m−フェニレンビスマレ
イミド、トリメチロールプロパントリメタクリレート等
が用いられる。
また、加硫剤として硫黄を用いるときは、加硫促進剤さ
して、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系
、ジチオカルバミン酸塩類、キサントゲン酸塩類等が用
いられる。そして、これら架橋助剤または加硫促進剤は
、一般に、前記三元共重合体の100重量部に対して0
.1〜10重量部の割合で配合され、更に加硫助剤とし
ては、酸化亜鉛等の金属酸化物が用いられ、一般に、前
記三元共重合体の100重量部に対して3〜15重量部
の割合で用いられることとなる。また、加工助剤として
、ステアリン酸等の脂肪酸や脂肪油等の植物系油脂類が
、前記三元共重合体の100重量部に対して0.5〜5
重量部程度の割合で用いられ、更に老化防止剤(劣化防
止剤)が、通常、前記三元共重合体の100重量部に対
して0.5〜8重量部の割合で配合せしめられる。なお
、この老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、
イミダゾール系、カルバミン酸金属塩、ワックス等を挙
げることが出来る。
さらに、充填剤は、加硫物(架橋物)の物性、例えば引
張り強さ、硬さ、引裂き強さ、摩耗性等の機械的性質の
向上等を目的として配合せしめられるものであるが、本
発明にあっては、特にシリカ、タルク、クレー、CaC
C)+等の白色充填剤、なかでもA12oz 、S i
 OH及びMgOを主成分とする白色タルクが有利に用
いられ、そのような白色充填剤は、前記三元共重合体の
100重量部に対して少なくとも40重量部以上の割合
で配合され、またその上限は200重量部程度とされる
こととなる。このような白色充填剤の充填によって、E
PDMエラストマ層の水分不透過性が有利に改善せしめ
られ得るのである。尤も、このような白色充填剤と共に
、カーボンブラック等の汎用の充填剤を配合せしめるこ
とも可能である。
また、必要に応じて配合せしめられる軟化剤としては、
パラフィン系、ナフテン系、アロマ系のプロセスオイル
やエステル系可塑剤があり、前記三元共重合体の100
重量部に対して0〜100重量部の割合で用いられるこ
ととなる。
ところで、本発明は、上記の如き構成において架橋して
得られるEPDMエラストマにて、第1図や第2図に示
される第二内管層2及び/又は外管層3を形成するもの
であるが、それらの一方が、そのような特定のEPDM
にて形成されない場合、それぞれの層(2又は3)は、
従来と同様なホース用ゴム材料にて形成されることとな
る。例えば、第二内管層2のみが前記特定のEPDMに
て形成される場合において、外管層3は、ヨウ素価の低
い、通常のEPDMにて形成され、また外管層3のみが
上記特定のEPDMにて形成される場合にあっては、第
二内管層2は、NBR,C3M、IIR(ブチルゴムL
 Cl1−11R(塩素化ブチルゴム)、CPE等のゴ
ム材料にて形成されることとなる。
なお、第1図や第2図に示されるホース構成において、
各ホース構成層の厚さは、それらを形成する材料の種類
やホースの太さ、その壁厚等によって適宜に決定される
こととなるが、実用的なホースのサイズにおいて、ポリ
アミド樹脂からなる第一内管層1は、一般に、0.05
〜1.0mの厚さにおいて形成されることとなる。この
第一内管層1の厚さが0.05 mmよりも薄くなると
、ホースに充分なガス不透過性を付与することが困難と
なるからであり、一方1mmを越えるような厚さになる
と、ガス不透過性には優れるものの、ホースの剛性が高
くなってしまうからである。また、本発明における特定
のEPDMにて形成される第二内管層2や外管層3にあ
っても、適宜にその厚みが設定されることとなるが、一
般に前者は1〜5m程度、後者は1〜4mm程度の厚さ
において形成されることとなる。
そしてまた、繊維補強層4は、通常のゴムホースに用い
られているものがそのまま採用され、ポリエステル繊維
、アラミド繊維等の合成繊維を主体とする糸のブレード
編みやスパイラル編み等によって形成されるものである
ところで、このような本発明に従う冷媒輸送用ホースは
、上記各層を、例えば以下のようにして順次積層形成す
ることにより、製造することが出来る。
(a)ゴム製或は樹脂製のマンドレル上に内管層(1,
2,5)形成用の樹脂若しくはゴム組成物を押出成形機
より押し出し、管状体を作る。この押出操作を複数回繰
り返すか、同時押出成形することによって、複数層から
なる内管層を形成する。なお、このような押出成形に際
して、内管層を構成する複数層の各層間には、適宜接着
剤層を設けることもある。
(b)次いで、この複数層にて構成される内管層の外周
面に、必要に応じて接着剤を塗布した後、繊維補強糸を
ブレード編み若しくはスパイラル編みする等の手法によ
って、繊維補強層(4)を形成する。
(c)かかる形成された繊維補強層(4)の外周面に所
定の接着剤(ゴム糊等)を塗布した後、その上に外管層
形成用のゴム組成物を押し出して、目的とする外管層(
3)を所定厚さに形成する。
(d)このようにして得られた積層管を加硫(架橋)せ
しめて、接着一体化した後、マンドレルを抜き取ること
により、目的とするホースを得ることが出来る。なお、
この際の加硫条件としては、通常、140〜170°C
程度の温度及び30〜90分程度の加硫時間が採用され
ることとなる。
このようにして得られた冷媒輸送用ホースは、ホース構
成層としてポリアミド系樹脂層と特定のEPDM層とを
含む多層構造にて構成されており、該多層構造内におけ
るそれら特定の両層の組合せ並びに配置によって、ホー
スとしての有効な柔軟性を確保しつつ、優れたガス不透
過性と水分不透過性を同時に具備するものであって、近
年における厳格な要求を満たすカーターラやエアコン用
ホースとして最適なものである。
(実施例) 以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本発明を更に
具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのよ
うな実施例の記載によって、何等の制約をも受けるもの
でないことは、言うまでもないところである。
また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正
、改良等を加え得るものであることが、理解されるべき
である。
なお、以下の実施例中の部及び百分率は、特に断わりの
ない限り、何れも重量基準によって示されるものである
第1図又は第2図に示される多層構造のホースを、第1
表及び第2表に示される材料構成において製造した。な
お、ホースの製造は、前記したように、ホースの最内側
層より順次押出成形して多層の積層管を得た後、加熱加
硫操作を施すことによって、一体的な多層構造のホース
とした。また、第1表に用いられている各ゴム材料の配
合組成は、以下の通りである。
1)EPDMI、8 酊金裟分         侃金11皿Lポリマー(三
元共重合体)・・・100FEFカーボンブラツク・・
・・・80パラフイン系プロセスオイル・・・60硫黄
        ・・・・・・・1テトラメチルチウラ
ム ジスルフィド   ・・・・・・・2 N−シクロへキシル―2―ベンゾ チアジルスルフェンアミド・・・・・lZnO・・・・
・・・5 ステアリン酸    ・・・・・・・12)EPDM2
〜7 配置I側北 ポリマー(三元共重合体) FEFカーボンブラック・・・ タルク パラフィン系プロセスオイル・ ジクミルパーオキサイド・・・ エチレングリコール ジメタクリレート ZnO ステアリン酸 3)NBR ■金裟分 NBR(AN=42%) FEFカーボンブラック ジオクチルフタレート・ ZnO 硫黄 テトラメチルチウラム ジスルフィド   ・・・・・・・2 N−シクロへキシル―2―ベンゾ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 5 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 1 配置JLffflLL ・ 100 ・ ・ 20 ・ 100 ・ ・ 60 ・ ・ ・ 5 艶j1L0IY ・ ・ 100 ・ ・ ・ 60 ・ ・ ・ 10 ・ ・ ・ ・ 5 ・ ・ ・ ・ 1 チアジルスルフェンアミド・・・・・14)CPE 配置■【分 CPE ((1=30%)・ F E、Fカーボンブラック・ ジオクチルフタレート・・ bO ジクミルパーオキサイド・ エチレングリコール ジメタクリレート 5)CI!、−IIR ■金成豆        配置にII−Cl3−I I
R((1=1%)・・100FEFカーボンブラツク・
・・・・50パラフイン系プロセスオイル・・・10Z
nO・・・・・・・5 老化防止剤     ・・・・・・・2ステアリン酸 
   ・・・・・・・1テトラメチルチウラム ジスルフィド   ・・・・・・・1 配j」LoWL ・ ・ 100 ・ ・ ・ 20 ・ ・ ・ 15 ・ ・ ・ 20 ・ ・ ・ ・ 5 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 3 ジベンゾチアジル ジスルフィド このようにして得られた各ホースについて、ホースの柔
軟性と水分透過性とガス透過性を評価した。その結果を
下記第3表に示す。
なお、各評価は、次のようにして行なった。
爽二人柔軟仕 ホース(内径:11.O閣)を300mm+の長さに切
断し、一端を平板状に固定する一方、他端を曲げて、そ
の平板に到達させるために要する曲げ応力を測定して、
評価した。その値の小さい方が、柔軟性の高いことを示
している。
水分点月並 ホースを500鵬の長さに切断して、ホース内に吸水剤
:モレキュラーシーブを約200g充填した後、両端を
密封する。次いで、このホースを60°C×95%相対
湿度の雰囲気中に放置し、72時間後開封して、モレキ
ュラーシーブの吸水重量を測定する。その値の小さい方
が、水分不透過性において良好であることを示している
互ス盗過且 ホースを500mの長さに切断して、40gのフレオン
12(R12)を封入した後、両端を密封し、これを7
2時間放置した後、全体の重量を測定し、初期重量と対
比して、フレオンの透過グラム数を求め、評価した。そ
の値の小さい方が、ガス不透過性に優れていることを示
している。
上記の結果から明らかなように、本発明に従うEPDM
2〜8の材料を用いて、ホース構成層の一つ若しくは二
つを構成してなる多層構造のホースNα4〜16にあっ
ては、ホース柔軟性、水分不透過性並びにガス不透過性
の何れにおいても優れた性能を有しているのである。
これに対して、ポリアミド樹脂層を有していないホース
No、 1では、ホースの柔軟性には優れているものの
、水分不透過性やガス不透過性において劣っており、ま
た内管層の一つとしてナイロン樹脂層を設けた場合(N
o、2)や、それと共に従来のEPDMI材料からなる
層を設けたホース構成(No、3)にあっても、ホース
柔軟性に劣っていたり、或は水分不透過性やガス不透過
性に劣っていることが認められる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、本発明に従う冷媒輸送用ホースの
代表的な一例を示す斜視図である。 1:第一内管層    2:第二内管層3:外管層 5:内面ゴム層 :繊維補強層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)内管層とその外側の外管層とそれら両層間に介在
    せしめられた繊維補強層とを備え、前記内管層が複数層
    にて構成されていると共に、該複数の層のうちの前記繊
    維補強層に接しない一つの層がポリアミド系樹脂にて形
    成されてなるホースにして、 前記内管層を構成する複数層のうちの前記繊維補強層に
    接する層及び前記外管層のうちの少なくとも一方が、ジ
    エン成分として5―エチリデン―2―ノルボルネンを用
    い且つヨウ素価が30〜50mg/100mgである、
    プロピレン含量が25〜45重量%のエチレン―プロピ
    レン―ジエン三元共重合体から得られるエラストマ材料
    にて形成されていることを特徴とする冷媒輸送用ホース
  2. (2)前記エチレン―プロピレン―ジエン三元共重合体
    からなるエラストマ材料が、該三元共重合体の100重
    量部あたり少なくとも40重量部の白色充填剤を含み、
    且つ過酸化物によって架橋されたものである請求項(1
    )記載の冷媒輸送用ホース。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021018413A1 (en) * 2019-07-31 2021-02-04 Eaton Intelligent Power Limited Low permeation type c air conditioning hose

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