JPH0814355B2 - 冷媒輸送用ホース - Google Patents

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、フロ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
ジエン共重合体（NBR）またはクロロスルホン化ポリエ
チレンゴム（CSM）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−
非共役ポリエン（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ロ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
ロ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
てゴム層に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、C
SM等のゴム材料は、ガス透過性を有しているところか
ら、冷媒としてフロ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、フロンガス不透過性に優れたポリアミド系
樹脂を用い、それによって複数のホース内管構成層の最
内層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、ポリアミド系樹脂層とこれに隣接
するゴム層との接着性が重要な問題となっている。そし
て、それらの層の接着性を向上するために、特公昭61−
21134号公報には、内面合成樹脂層と未加硫ゴム層との
間に、レゾルシン−ホルマリン及びNBRを含有する接着
剤層を設けることにより、NBR等の未加硫ゴムとの接着
性を改善したホース製造法が明らかにされている。

しかしながら、近年の自動車及びカーエアコン用コン
プレッサーの進歩は著しく、エンジンルームのコンパク
ト化及び高性能化、また冷凍能力の向上を目的としたコ
ンプレッサーの高出力化等から、使用される冷媒輸送用
ホースの周りの耐熱温度は、より一層苛酷なものとな
り、それ故に、従来のゴムホース内管材として用いられ
るNBRを、ポリアミド系樹脂からなる最内層に隣接する
内管第二層へ適用するにつれては、耐熱温度が不充分で
あるという問題点を内在している。

このために、NBR以上の耐熱性を有するゴム材料の内
管第二層への適用について、種々検討されてきたが、NB
R以上の耐熱性を有する材料である、EPDM,EPM,IIR等の
非極性ゴムの採用については、一般に、ポリアミド系樹
脂との加硫接着性に乏しいという問題点を有しているた
めに、そのままでは用いることが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、近年における耐熱使用温度のより
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、フロン
等の低分子量ガスに対するガス不透過性に優れ、且つ耐
熱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、前記内管層が少なくとも２層以上
で構成されていると共に、該内管層のうち最内層がポリ
アミド系樹脂にて形成されてなるホースにおいて、前記
最内層に隣接する外側層を、エチレン、プロピレン及び
非共役ポリエンの３元共重合体（Ａ）とブタジエン−ア
クリロニトリル共重合体（Ｂ）とをA/B＝80/20〜40/60
（重量比）の割合で配合してなるブレンド物から得られ
るエラストマ材料にて形成した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。

（作用・効果） このように、本発明にあっては、内管最内層であるポ
リアミド系樹脂層に隣接する外側の内管層を、エチレン
−プロピレン−非共役ポリエン三元共重合ポリマーとブ
タジエン−アクリロニトリル共重合ポリマーを80/20〜4
0/60のブレンド比にてブレンドしてなるエラストマ材料
を用いて構成することにより、ホース全体の耐熱性を向
上しつつ、フロンガス等の冷媒ガスの低透過性を実現し
得たのである。

（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。なお、
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6/66/6
10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。

そして、かかる第一内管層１の系方向外側に位置し
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。また、この第二内管層２と
第一内管層１には、適宜接着剤を施しても良い。

本発明は、かかる第二内管層を、エチレン、プロピレ
ン及び非共役ポリエン（例えば、５−エチリデン−２−
ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1,4−ヘキサジ
エン等）の三元共重合体からなる通常のEPDMとブタジエ
ン−アクリロニトリル共重合体からなる通常のNBRとの
ブレンド物から得られるエラストマ材料にて形成しよう
とするものであり、そしてその際、EPDM/NBRの配合割合
は、重量比で80/20〜40/60とされるのである。けだし、
EPDM/NBR＝80/20〜40/60のブレンド範囲内にあるエラス
トマ材料からなる場合には、第一内管層１を構成するポ
リアミド樹脂との接着性は良好であるが、前記エラスト
マ材料のブレンド比がかかる範囲外、即ちEPDM/NBRの割
合が80/20を越えるようになると、耐熱性は良好となる
ものの、接着性能が不充分となるのであり、また逆に、
EPBM/NBRの割合が40/60よりも小さくなると、接着性能
は良好であるものの、耐熱性が不充分となるからであ
る。

すなわち、本発明に従うエラストマ材料を与えるブレ
ンド物において、NBRは接着性能を向上させ、EPDMは耐
熱性を向上するという各々別々の機能を有することにな
るのである。そして、このようなEPDMとNBRのブレンド
物には、該ブレンド物の100重量部に対して、従来より
ゴムの配合剤として用いられているカーボン，白色充填
剤，老化防止剤，可塑剤，加硫剤，加硫促進剤等が、適
宜、適量において配合されることとなる。

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、ポリエステル繊維、ナ
イロン繊維、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。

そしてまた、外管層３は、一般に、通常のEPDMポリマ
ーを用いたゴム配合によって有利に形成されることとな
るが、従来から外管層材料として公知のクロロプレンゴ
ム等の他のゴム材料を用いて形成することも可能であ
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第一層形
成用の樹脂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２回以上繰り返すか、同時押出成形する
ことによって、内管層（1,2）を形成する。なお、この
ような押出成形に際して、必要に応じて、第一内管層
（１）と第二内管層（２）との間に接着剤層を設ける。

（ｂ）次いで、この内管層（２）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℃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、第一内
管層１（最内層）をポリアミド系樹脂にて、また第二内
管層２（外側層）をEPDM/NBR＝80/20〜40/60のブレンド
比にてブレンドされて得られたエラストマ材料にて形成
されているところから、優れたガス不透過性を確保する
と共に、有効な耐熱性及び接着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クーラやエア
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図に示される多層構造のホースを、第１表に示さ
れる材料構成において製造した。なお、そのようなホー
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）NBR配合成分 配合量（部） ポリマー（AN＝42％） ……100 FEFカーボンブラック ……60 ジオクチルフタレート ……10 ZnO …… 5 ステアリン酸 …… 1 硫黄 …… 1 テトラメチルチウラムジスルフィド …… 2 Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジ ルスルフェンアミド …… 1 ２）EPDM配合成分 配合量（部） ポリマー（非共役ポリエン＝５−エチリ デン−２−ノルボルネンC₃含量＝35％ ヨウ素価＝15mg/100mgポリマー） ……100 FEFカーボンブラック ……100 パラフィン系プロセスオイル ……60 ZnO …… 5 ステアリン酸 …… 1 硫黄 …… 1 テトラメチルチウラムジスルフィド …… 2 Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジ ルスルフェンアミド …… 1 ３）NBR/EPDMブレンドポリマー配合成分 配合量（部） ポリマー（第１表配合比） ……100 FEFカーボンブラック ……60 ジオクチルフタレート ……10 ZnO …… 5 ステアリン酸 …… 1 硫黄 …… 1 テトラメチルチウラムジスルフィド …… 2 Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジ ルスルフェンアミド …… 1 このようにして得られた各ホースについて、ホースの
ガス透過性、耐熱性及び接着性を評価した。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。

ガス透過性 内径11.5mmφのホースを500mm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100℃にて72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。

ホース耐熱性 内径11.5mmφのホースを500mmの長さに切断して、150
℃×168Hrギアー式オーブンにて熱老化を施した後、こ
のホースを第２図に示されるように切断して、180゜折
り曲げ試験を行なった。

ホース接着性 内径11.5mmφのホースを１インチ幅にて周方向に切断
し、ホース内管内側層（１）と内管外側層（２）との接
着性を評価した。

上記の結果から明らかなように、本発明に従って、NB
R/EPDMのブレンド比が60/40〜20/80の範囲内にあるゴム
材料を用いて、ホースの内管外側層（第二層）を構成し
てなる多層構造のホースNo.6〜８にあっては、フレオン
ガス不透過性、熱老化性及び接着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、内管層がNBRからなる一層にて形成さ
れているホースNo.1では、ホースの何れの特性において
も劣っており、また内管第二層としてNBR材料のみから
なる層を設けた場合（No.2）やEPDM材料のみからなる層
を設けた場合（No.3）、或いは第二層として、NBR/EPDM
のブレンド比が60/40〜20/80の範囲外のブレンド比にて
形成されてなるゴム材料が用いられる場合（No.4及び
５）にあっても、熱老化性（耐熱性）に劣っていたり、
最内層との接着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り、第２図は、本実施例のホース耐
熱性を評価するためのホース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、4:繊維補強層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田 則彦 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600 東海 ゴム工業株式会社内 (56)参考文献 実公 昭62−29242（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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
   少なくとも２層以上で構成されていると共に、該内管層
   のうち最内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、 前記最内層に隣接する外側層が、エチレン、プロピレン
   及び非共役ポリエンの３元共重合体（Ａ）とブタジエン
   −アクリロニトリル共重合体（Ｂ）とをA/B＝80/20〜40
   /60（重量比）の割合で配合してなるブレンド物から得
   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。