JPH034090A - 冷媒輸送用ホース - Google Patents

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
タ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、フロンガス等の冷媒を輸送するホースとして
は、内側のゴム層（内管層）と、その外側のゴム層（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、−般′に、内側ゴム層は、アクリロニ
トリル−ブタジェン共重合体ゴム（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、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うなる糸を用いて編成さ
れた網状体にて形成され、また、外側ゴム層は、エチレ
ン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）
またはクロロブレンゴム（ＣＲ）によって形成されてい
る。

すなわち、このような多層構造のホースは、繊維補強層
を除いて、全体がゴム材料ρて形成されているものであ
ることから、ゴム材料の特性を、そのままホース自体の
特性として有しているのであり、配管作業に適した柔軟
性を備えると共に、ホース使用中において、冷凍系路乃
至は冷却系路の配管系内で発生する、金属配管に由来す
る金属イオン乃至は金属塩化物等による劣化、所謂金属
劣化も認められない等の利点を有しているのである。

しかしながら、一般に、ゴム材料はガス透過性を有して
いるため、かかるゴム材料を主構成材料とする従来のホ
ースにあっては、ホース内を循環流通せしめられるフロ
ンガス等の冷媒ガスがホース壁を透過して外部に漏れる
ことにより、漸次循環冷媒量が減少せしめられることと
なる。つまり、かかるホースは、長期に亘る冷却能力保
持性に劣り、冷却能力を維持するためには、ガスチャー
ジ（冷媒の充填）を頻繁に行なわなければならないとい
うメンテナンス上の問題を内在している。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、かかる冷媒輸送用ホースにおけるガス
透過性の改善は、大きな課題となっているのである。こ
のように、従来の冷媒輸送用ホースは、柔軟で且つ耐金
属劣化性には冨むものの、冷媒ガス不透過性においては
不充分であったのである。

このため、かかる冷媒不透過性を改善すべく、ホースの
内管層の一つの層を冷媒不透過性の樹脂材料にて構成す
ることが検討されており、例えば特開昭６０−１１３８
８５号公報、特開昭６３−１２５８８５号公報、特開昭
６３−１５２７８７号公報、実開昭６１−２００９７６
号公報等には、そのような樹脂材料としてポリアミド系
樹脂を用いることが明らかにされている。

しかしながら、そのようなポリアミド系樹脂は、ゴム材
料と比較すると、剛性（弾性率）が高（、そのためにホ
ース全体の柔軟性を低下せしめる問題があり、またホー
スの柔軟性を考慮して、ポリアミド系樹脂からなる層を
可及的に薄肉に構成すると、冷媒不透過性に劣るように
なり、それら両特性のバランスを取ることは極めて困難
であったのである。

例えば、ナイロン６、ナイロン６６やそれらの共重合体
の如きポリアミド樹脂からなる層を内管層の一つとした
場合にあっては、冷媒不透過性は改善される反面、柔軟
性においてはゴム材料に劣っており、該ポリアミド樹脂
から構成される層を、かかる樹脂材料が冷媒不透過性に
優れている点を考慮して可及的に薄肉に構成して、多層
の内管層の一つに使用したとしても、なお、ゴムホース
の柔軟性に比べると充分ではなかったのである。

また、上記以外のポリアミド樹脂、例えばナイロン１１
やナイロン１２等の材料を用いて、ホース内管層を構成
したものにあっては、その耐金属劣化性は良好であるも
のの、かかる樹脂材料が、前記ポリアミド樹脂（ナイロ
ン６、ナイロン６６等）よりも冷媒不透過性において劣
るため、前記ポリアミド樹脂にて構成される内管層を有
するホースと同等の冷媒不透過性を得るためには、内管
層の肉厚をその分だけ増す必要があり、それ故、ホース
の柔軟性が著しく悪化し、実使用に耐えない問題を内在
しているのである。

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、冷媒輸
送用ホースにおいて、その柔軟性を確保しつつ、冷媒不
透過性のより一層の向上を図ることにある。

（解決手段・作用） そして、本発明は、かかる課題解決のために、径方向の
内側から外側に、ポリアミド系樹脂最内層、少なくとも
一つのゴム中間層、繊維補強層、及び少な（とも一つの
外側ゴム層が順次積層されて、一体的に構成されてなる
冷媒輸送用ホースにおいて、その積層構造の各層間の少
なくとも何れか一つに、５〜ｌＯＯμｍの厚さのフェノ
ール系樹脂層を介在せしめるようにしたのである。

すなわち、かかる本発明は、フェノール系樹脂の冷媒ガ
ス不透過性が著しく良好であり、ポリアミド系樹脂と同
等、或いはそれ以上であることを見い出したことに基づ
いて完成されたものであって、ガスバリヤ層として、ポ
リアミド系樹脂の透過性能を補う目的で、フェノール系
樹脂層を薄層において介在せしめたものであり、これに
よって、充分な冷媒不透過性を確保しても、ホース全体
としての柔軟性の低下を効果的に抑制し得ることとなっ
たのである。

（具体的構成） ところで、本発明に従う冷媒輸送用ホースは、例えば、
第１図に示される如き構成を採るものである。そこにお
いて、ｌは、ホース最内層となる内側内管層であって、
ポリアミド系樹脂（ブレンド体をも含む）にて構成され
ている。なお、このポリアミド系樹脂としては、公知の
各種のナイロン、有利にはナイロン１１．ナイロン１２
．ナイロン６１２．ナイロン６／６６、ナイロン６／６
６／６１０等があり、またそれらナイロンを主成分とす
る各種ブレンド体等が用いられる。また、このポリアミ
ド系樹脂からなる最内層の厚さは、後述するフェノール
系樹脂層の厚さとの関係から適宜に選定されることとな
るが、一般に、５０〜５００ａｍ程度が適当である。な
お、５０μｍよりも厚さが薄くなると、冷媒不透過性が
低下し、また薄膜強度に劣るようになるところから、耐
久性が低下するようになる。一方、５００μｍを越え゛
るような厚さになると、冷媒不透過性においては優れる
ものの、ホースの剛性が高くなる。

そして、このポリアミド系樹脂からなる内側内管層１の
径方向外側に位置して、繊維補強層４に接する、ゴム中
間層としての外側内管層２が設けられており、更に該繊
維補強層４の外側には、外側ゴム層たる外管層３が所定
厚さにおいて形成されている。この外側内管層２は、ゴ
ム弾性を有していて、前記内側内管層！等の内側層を弾
力的に支持するようになっており、そしてこの柔軟性に
優れたゴム層によって、ホースの柔軟性のより一層の向
上が図られ、また簡単な構造によるコスト安のメリット
が達成されている。

なお、かかる繊維補強層４に接して設けられる外側内管
層２は、単層若しくは複数層にて構成され、通常、ゴム
ホースの内管材に用いられるＮＢＲ，Ｃ３Ｍの如きゴム
材料にて形成される他、ＥＰＤＭ、塩素化ブチルゴム（
Ｃ／！−１１Ｒ）、塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）、エ
ピクロルヒドリンゴム（ＣＨＣ，ＣＨＲ）等のゴム材料
にて形成されるものである。

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、例えばポリエステル繊維
、アラミド繊維等の合成繊維を主体とする糸のブレード
績みやスパイラル編み等によって形成されるものである
。

さらに、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
持する外側ゴム層であり、そのような観点から、ＥＰＤ
ＭやＣｊ！−１１Ｒ等のゴム材料が好適に用いられるこ
ととなる。尤も、このようなゴム材料以外のゴム材料を
用いても、同等差支えないことは言うまでもないところ
である。

なお、この外管層３は、ここでは単層にて表わされてい
るが、また必要に応じて、複数層にて構成される場合が
ある。

本発明は、このように、ポリアミド系樹脂最内層（１）
、少なくとも一つのゴム中間層（２）、繊維補強層（４
）、少なくとも一つの外側ゴム層（３）が、ホース径方
向の内側から外側に、順次積層されてなる構造のホース
において、その積層構造の各層間の少なくとも何れか一
つに、フェノール系樹脂層を所定厚さで設けたものであ
る。即ち、例示の具体例では、ポリアミド系樹脂からな
る内側内管層１とゴム中間層たる外側内管層２との間に
フェノール系樹脂層５が設けられているのである。尤も
、このフェノール系樹脂層５は、外側内管層２と繊維補
強層４との間、外管層３と繊維補強層４との間、更には
複数層で設けられる外側内管層２間や外管層３間に、同
時に、或いは択一的に設けられ得るものである。

なお、このフェノール系樹脂層５は、フェノール、クレ
ゾール、キシレノール、レゾルシン等のフェノール類と
、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、フルフラール
等のアルデヒド類とを、酸触媒或いはアルカリ触媒の下
において付加縮合して得られる重合物にて構成されるも
のであり、−般に、その液状の所期縮合生成物を用いて
均一な厚さの膜を形成した後、それを硬化せしめること
によって、形成されることとなる。また、上記のような
縮合生成物たるフェノール樹脂に対して、公知のＮＢＲ
，ＣＲ，ＮＲ，ＳＢＲ等のエラストマを適宜配合して、
フェノール系樹脂層５に対して適度の柔軟性を付与する
ようにすることも可能である。特に、このフェノール系
樹脂層５は、市販のフェノール系接着剤を用いて有利に
形成され得、それ故に該フェノール系樹脂層５の介在す
る両層間の接着性が有利に高められ得るのであり、例え
ば例示の具体例の如く、内側内管層ｌと外側内管層２と
の間に介在せしめられることによって、それら両層１．
２間の一体的な接合が有利に達成され得るのである。

また、このようなフェノール系樹脂層５は、ホースを構
成する各層の層間の少なくとも何れか一つに、５〜１０
０μｍの厚さにおいて、好ましくは１０〜６０μｍの厚
さにおいて、均一に設けられることとなる。なお、この
フェノール系樹脂層５の厚さが５μｍよりも薄くなると
、ポリアミド系樹脂層（１）との組合せにおいて、充分
な冷媒不透過性の効果を期待することが困難となるので
あ゛す、また１００μｍを越えるような厚さとすると、
冷媒不透過性の効果は顕著となるが、フェノール系樹脂
の本質的な問題である剛性によって、ホース全体として
の柔軟性が悪化する問題を惹起することとなる。なお、
かかる積層構造のホースにおいて、フェノール系樹脂層
（５）が二層以上で設けられる場合にあっては、その合
計厚みが１００μｍ以下となるようにすることが望まし
い。

なお、第１図に示されるホース構成において、外側内管
層２や外管層３等の層構成やその厚さは、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
においては、例えば外側内管層２の厚みとしては１〜５
μｍ１１程度が採用される。その厚みが薄過ぎると、ホ
ースを曲げた時に柔らかくなるものの、折れ易くなり（
キンクの発生）、逆に厚くすると、折れ難くなるものの
、ホースが硬くなる。また、外管層３の厚みとしては、
一般に、ホースの透水性を考慮して１〜３．５　ｗｍ程
度が採用されることとなる。

ところで、このような本発明に従う冷媒輸送用ホースは
、上記各ホース構成層を、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）ゴム調成いは樹脂製のマンドレル上に、内側内管
層（１）形成用のポリアミド系樹脂を押出成形機より押
し出し、該マンドレル上に管状体を形成する。そして、
例示の具体例の如く、その管状体上に、フェノール系樹
脂層（５）を形成する場合にあっては、その管状体を、
フェノール系樹脂液を含浸せしめたスポンジ体の貫通孔
に、接触せしめつつ、通過させることによって、かかる
管状体の外表面にフェノール系樹脂液の均一なコーティ
ング層を形成する。その後、外側内管層（２）形成用の
ゴム組成物を、前記と同様にして、押出機より押出成形
することによって、図示される如き複数層からなる内管
層を形成することが出来る。なお、フェノール系樹脂層
（５）が他の眉間に形成される場合にあっては、内側及
び外側の内管層は、そのような押出操作の複数回の繰り
返しにより或いは同時押出成形によって、形成すること
が出来る。

（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）そして、このようにして得られた積層管を、加硫
（架橋）せしめて、接着一体化せしめた後、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、１４
０〜１７０°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、その積層
構造の少なくとも一つの眉間に、フェノール系樹脂層が
５〜１００μｍの厚さにおいて設けられているところか
ら、その最内層として位置せしめられるポリアミド系樹
脂層との共存によって、極めて優れた冷媒不透過性を発
揮すると共に、ホースとしての有効な柔軟性を具備する
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となったので
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、比及び百分率は、特に断り
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図に示される如き多層構造のホースの各種のものを
、下記第１表に示される材料構成において製造した。な
お、第１表における内管層や外管層は、その第１層がホ
ース径方向において最も内側となる層であり、層番号が
大となるに従ってホース径方向外側に位置することを示
している。また、それらホースの製造は、前記したよう
に、ホースの最内側層より順次押出成形し、また必要な
フェノール系樹脂層を、市販のフェノール系接着剤の塗
布により形成して、多層の積層管と為した後、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（
内径：１１．５ａａ、外径：２１゜５ｍ）を得た。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）ＮＢＲ 坦金裟分　　　　　　　　Ｅ金ｌユ皿ＬＮＢＲ（ＡＮ＝
４１％）・・・・１００ＦＥＦカーボンブラツク・・・
・・７０ジオクチルフタレート・・・・・・１０ＺｎＯ
・・・・・・・５ ステアリン酸　　　　・・・・・・・ｌ硫黄　　　　　
　　　・・・・・・・ｌテトラエチルチウラム ジスルフィド　　　・・・・・・・１．５Ｎ−シクロへ
キシル−２−ベンゾ チアジルスルフェンアミド・・・・１．５２）ＥＰＤＭ Ｎ金底公　　　”　　　　　配治にＩＬポリマー　　　
　　　・・・・・１００ＦＥＦカーボンブラツク・・・
・・７０パラフイン系プロセスオイル・・・１５ＺｎＯ
・・・・・・５ ステアリン酸　　　　　・・・・・・１硫黄　　　　　
　　　　・・・・・・１テトラエチルチウラム ジスルフィド　　　　　　　　　・・１．５Ｎ−シクロ
へキシル−２−ベンゾ チアジルスルフェンアミド・・・・１．５ジンク・ジ−
ｎ−ブチル ジチオカーバメート　・・・・・・１．５３）　　Ｃｆ
　−夏　ＩＲ 配イ１分　　　　　　　　配ｊ」ＬｏＩＬＣｌ−１１Ｒ
（Ｃｊ！−１，２％）・１００ＦＥＦカーボンブラツク
・・・・・７０パラフイン系プロセスオイル・・・１０
ＺｎＯ・・・・・・５ ステアリン酸　　　　　・・・・・・１テトラメチルチ
ウラム ジスルフィド　　　　・・・・・・１ ジベンゾチアジル ジスルフィド　　　　・・・・・・１ ４）ＣＰＥ 父金底分　　　　　　　　ｙ金ｌユ豊１ＣＰＥ　　（Ｃ
ｆ＝３５％）・　・　・　・　１００ＦＥＦカーボンブ
ラツク・・・・・４０ジオクチルフタレート　・・・・
・１０Ｍｇ０　　　　　　　　　　・・・・・１０トリ
アリルイソシアヌレート・・　・　・３ジクミルパーオ
キサイド・・・・・・５このようにして得られた各ホー
スについて、ホースの柔軟性と冷媒不透過性をそれぞれ
評価した。

そして、その結果を、下記第２表に示す。

なお、各評価は、次のようにして行なった。

主二久ゑ軟１ 各ホースを５００閣の長さに切断し、それを半径１００
１１ｍのマンドレルに巻き付けたときのホース端部にか
かる荷重を測定して、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。

盈媒玉透過性 各ホースを５００−の長さに切断して、その中に４０ｇ
のフロン１２（Ｒ１２）を封入した後、両端を密封し、
これを７２時間放置した後、全体の重量を測定し、初期
重量に対比して、フロンの透過グラム数を求め、評価し
た。その値の小さい方が、冷媒ガスの不透過性に優れて
いることを示している。

第 表 上記の結果から明らかなように、本発明に従うフェノー
ル系樹脂層を介在せしめた多層構造のホース隘８〜１５
は、ホースの柔軟性及び冷媒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。

すなわち、従来のホースの如き、内管層をゴム材料のみ
で構成しているホース（Ｎｌｌｌ）と比較した場合、本
発明に従うホースが冷媒不透過性において非常に優れて
いることが理解されるのであり、また内管層の最内層（
内側内管層）をポリアミド系樹脂にて構成したホース（
Ｎ１１２〜５）にあっては、冷媒不透過性及び柔軟性の
何れかにおいて問題が認められ、更にフェノール系樹脂
層を設けた場合にあっても（ホースＮ１１６，７）、そ
の層厚さが薄い場合においては冷媒不透過性に劣り、ま
たその層厚さが厚くなると、ホース柔軟性が劣るように
なる。而して、本発明の如く、フェノール系樹脂層を所
定厚さで設けた多層構造のホース阻８〜１５にあっては
、ホースの柔軟性並びに冷媒不透過性の何れの性能にお
いても、著しく優れたものとなっているのである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明は、フェノール
系樹脂の優れた冷媒不透過性を利用し、そのようなフェ
ノール系樹脂からなる薄層を多層構造のホースを構成す
る各層の眉間の少なくとも何れか一つに介装せしめるこ
とにより、そのようなフェノール系樹脂層とポリアミド
系樹脂層との相互の特性を有利に発揮せしめ得て、優れ
た冷媒不透過性を発揮せしめるように為すと共に、ホー
スの柔軟性も効果的に確保するようにしたものであって
、以てそのようなホースを配管系に用いた冷凍乃至は冷
却系におけるガスチャージのメンテナンスを効果的に軽
減すると同時に、フロンガス公害問題に対しても、その
一つの対策として、有効に寄与し得ることとなったので
ある。しかも、ホースの柔軟性が良好に確保されている
ところから、配管作業性に優れると共に、実用耐久性に
おいても著しく優れたホースとして用いられ得ることと
なったのである。

【図面の簡単な説明】

第１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：内側内管層 ３：外管層 ５：フェノール系樹脂層 ２：外側内管層 ４〕（１遺強１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 径方向の内側から外側に、ポリアミド系樹脂最内層、少
   なくとも一つのゴム中間層、繊維補強層及び少なくとも
   一つの外側ゴム層が順次積層されて、一体的に構成され
   てなる冷媒輸送用ホースにして、 その積層構造の各層間の少なくとも何れか一つに、５〜
   １００μｍの厚さのフェノール系樹脂層を介在せしめた
   ことを特徴とする冷媒輸送用ホース。