JPH0890673A - ホース製造用マンドレル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ホースを製造する時に成形したホースからの抜
き取りが容易で、かつホースの品質に悪影響を与えない
マンドレルを提供する。 【構成】本発明のホース製造用マンドレルは、融点が15
0 ℃以上で滑り性に優れた熱可塑性樹脂組成物からなる
外層部と、融点が150 ℃以上で外層部とは異なる材料か
らなる内層部とを有する多層構造からなり、外層部は無
機質粉末、合成樹脂粉末及び無機質繊維からなる群より
選ばれた少なくとも一種のフィラーを含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はホース製造用マンドレル
に関し、さらに詳しくは成形したホースから抜けやすい
ホース製造用マンドレルに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】カーク
ーラー用、油圧用、ＬＰＧ用など内径の精度が要求され
る高圧用ホースを製造する場合、まず芯型であるゴム製
や合成樹脂製マンドレルの外周に、ホースの原料である
ゴムまたは合成樹脂を押出成形して内層を形成し、その
上に所望の補強層を施したあと、さらにゴム層を重ねる
ように押出成形して外層を形成し、次に加硫処理を行
い、最後にマンドレルをホースから抜き取って完成する
のが普通である。この場合、効率よくホースを製造する
ために、長いマンドレルを用いて一回にたとえば100 ｍ
以上と長いホースをつくる必要があり、その長いホース
からマンドレルを抜き取った後、ホースを所望の長さに
切断する。マンドレル上に形成するホースが長ければ長
いほど、各工程を連続的に行うことができるので、生産
効率は向上する。反面、マンドレルが長くなるにつれて
ホースから抜けにくくなるという問題がある。

【０００３】この問題を解決するために、マンドレルの
表面に離型剤を塗布したり、マンドレル又はホースの材
料にシリコン油、潤滑油、ワックスなどの潤滑剤を加え
て、表面の滑り性を改良することが試みられている。し
かし、離型剤や潤滑剤を用いてもマンドレルの抜き抵抗
は依然として大きく、離型剤や潤滑剤がホースに移行す
ることもあるため、使用できる添加剤の種類が限られる
という問題がある。

【０００４】以上に鑑み、最近マンドレル表面に凹凸を
設けることにより、抜き抵抗を低減しようとする試みが
提案されている。特開平3-153333号はサンドペーパーな
どで樹脂製マンドレルの表面を粗面とすることにより、
ホース成形後のマンドレルの引き抜き性を高める方法を
開示している。しかし、マンドレルは樹脂製であるため
に削りカスやひげが残り、またホース表面にできる凹凸
が長手方向に延びるので、それがホースの内面に転写さ
れ、ジョイントなどの金具との装着部で漏洩の危険性が
あるなどの問題がある。また、マンドレルの外径が大き
いと、マンドレルが曲げにくくなったり、マンドレルの
外径が小さいと、マンドレルの引張強度が低下するなど
の問題がある。

【０００５】従って、本発明の目的はホースを製造する
時に成形したホースからの抜き取りが容易で、かつホー
スの品質に悪影響を与えないマンドレルを提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らはマンドレルを多層構造とし、外層
部には滑り特性に優れた材料を、内層部には引張強度特
性及び／又は柔軟性に優れた材料を用い、必要に応じて
接着層を設けることにより、粗面を有するマンドレルが
得られるとともに、引張強度あるいは柔軟性に優れたマ
ンドレルが得られることを発見し、本発明を完成した。

【０００７】すなわち、本発明のホース製造用マンドレ
ルは、融点が150 ℃以上であり、滑り性に優れた熱可塑
性樹脂組成物からなる外層部と、融点が150 ℃以上であ
り、前記外層部とは異なる材料からなる内層部とを有す
る多層構造からなることを特徴とする。

【０００８】本発明を以下に詳細に説明する。本発明の
マンドレルは、融点が150 ℃以上であり、滑り性に優れ
た熱可塑性樹脂組成物からなる外層部と、融点が150 ℃
以上であり、前記外層部とは異なる材料からなる内層部
とを有する多層構造からなる。また、外層部と内層部と
の接着性が悪い場合などの必要性に応じて、外層部と内
層部の間に接着層を設けることもできる。

【０００９】[1] 外層部 外層部は熱可塑性樹脂組成物からなり、好ましくは無機
質粉末、合成樹脂粉末及び無機質繊維からなる群より選
ばれた少なくとも一種のフィラーと、熱可塑性樹脂とか
らなる。

【００１０】(1) 熱可塑性樹脂 外層部に用いる熱可塑性樹脂としては、融点が150 ℃以
上であって、23℃における曲げ弾性率が500 〜10000 kg
／cm² のものが好ましい。融点が150 ℃未満であると、
マンドレルは加硫工程の温度（通常150 〜170 ℃）に耐
えることができない。また23℃における曲げ弾性率が10
000 kg／cm² を越えると、マンドレルが曲げににくくな
り、長いホースを製造するのに不都合である。好ましく
は融点が160 〜23０℃であり、23℃における曲げ弾性率
が1000〜6000kg／cm² である。

【００１１】このような要件を満たす熱可塑性樹脂は結
晶性ポリマーであるが、具体的にはナイロン11またはそ
の組成物、ナイロン12またはその組成物、ナイロン６ま
たはその組成物、ナイロン66またはその組成物、ポリブ
チレンテレフタレートまたはその組成物、ポリエチレン
テレフタレートまたはその組成物などが挙げられる。中
でも、ナイロン11、又はこれらを主体とする組成物が好
ましい。ナイロン組成物の場合、ナイロン樹脂100 重量
部に対して、カルボン酸又は無水酸変性オレフィン系エ
ラストマー10〜50重量部を配合したものが好ましい。ま
た、ナイロン樹脂100 重量部に対して、可塑剤20重量部
以下を含有したナイロン樹脂を用いてもよい。さらに、
ポリエステルエラストマー等の熱可塑性エラストマーを
用いてもよい。

【００１２】このような熱可塑性樹脂を外層部の材料と
することにより、容易にマンドレルの端部同士を溶着し
て、延長させることができる。

【００１３】(2) フィラー (a) 無機質粉末 無機質粉末として、ガラスビーズまたはガラス中空球体
などのガラスパウダー、炭酸カルシュウム、マイカなど
が挙げられる。特に平均粒径10〜100 μｍ、好ましくは
15〜35μｍのほぼ球状の無機質粉末が好ましい。球状の
無機質粉末を用いることにより、得られるマンドレルの
曲げ弾性率が高くなりすぎず、十分な湾曲性が維持でき
る。また、得られる表面凹凸にむらができない。

【００１４】(b) 合成樹脂粉末 合成樹脂粉末として、溶融しない合成樹脂の粉末が好ま
しく、具体的にはポリフェニレンサルファイド樹脂粉
末、ポリアミドイミド樹脂粉末、フッ素樹脂粉末、フェ
ノール樹脂粉末、超高分子ポリエチレン粉未などが挙げ
られる。また、合成樹脂粉末の平均粒径は上記と同じ理
由により１〜50μｍ、好ましくは５〜30μｍとする。

【００１５】(c) 無機質繊維 無機質繊維として、ガラス繊維、ウィスカーなどが挙げ
られる。ガラス繊維の平均直径は10〜35μｍであるのが
好ましく、10〜20μｍであるのがより好ましく、また平
均長さは35〜1500μｍであるのが好ましく、50〜200 μ
ｍであるのがより好ましい。ガラス繊維の平均長さが15
00μｍを越えると、得られるマンドレルの曲げ弾性率が
上昇し、曲げにくくなるため好ましくない。ウィスカー
はガラス繊維よりはるかに細いセラミック繊維であり、
通常数μｍ以下の直径及び数百μｍ以下の長さを有す
る。ウィスカーとしては、例えばチタン酸カリウム繊維
を使用することができる。

【００１６】無機質繊維は、多量に入りすぎると曲げ弾
性率が高くなりすぎるので、十分な凹凸を出そうとする
場合、無機質粉末を併用するのが好ましい。この場合、
無機繊維／無機質粉末の重量比を30／70〜70／30とする
のが好ましい。

【００１７】マンドレルにおけるフィラーの含有量は１
〜20重量％とし、好ましくは１〜15重量％とする。フィ
ラーの含有量が20重量％を越えると、得られるマンドレ
ルの曲げ弾性率が増加するため好ましくなく、また含有
量が１重量％未満であると、マンドレル表面の凹凸が不
十分になる。

【００１８】(3) その他の添加剤 本発明のマンドレルの外層部には上記の材料以外に、用
途に応じ、他の添加物加えることができる。このような
添加物として、たとえばシリコーン油、潤滑油、ワック
ス等の潤滑剤、可塑剤、離型剤などが挙げられる。

【００１９】[2] 内層部 内層部は外層部と異なる熱可塑性樹脂及び／又はエラス
トマーからなる。詳しくは、内層部の材料として、マン
ドレルの外径が大きい、例えば直径12ｍｍ以上の場合、
柔軟性の優れる材料、例えば熱可塑性エラストマー、ポ
リオレフィン系樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂などが挙げ
られ、マンドレルの外径が小さい、例えば直径12ｍｍ未
満の場合、引張強度の大きい材料、例えばポリエステル
系、ポリアミド系などの熱可塑性樹脂及びそれらの組成
物が挙げられる。内層部に更に外層部で述べたガラス繊
維、フィラー等を添加して補強することもできる。

【００２０】(1) 熱可塑性樹脂 内層部で用いる熱可塑性樹脂は融点が150 ℃以上であっ
て、23℃における曲げ弾性率が500 〜10000 kg／cm² の
ものとする。融点が150 ℃未満であると、マンドレルは
加硫工程の高温に耐えることができない。また23℃にお
ける曲げ弾性率が10000 kg／cm² を越えると、マンドレ
ルが曲げににくくなり、長いホースを製造するのに不都
合である。好ましくは融点が160 〜230 ℃であり、23℃
における曲げ弾性率が1000〜6000kg／cm² である。

【００２１】このような要件を満たす熱可塑性樹脂は結
晶性ポリマーであるが、具体的にはナイロン11またはそ
の組成物、ナイロン12またはその組成物、ナイロン６ま
たはその組成物、ナイロン66またはその組成物などのポ
リアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレートまたはそ
の組成物、ポリエチレンテレフタレートまたはその組成
物などのポリエステル系樹脂、ポリペンテン−１、ポリ
プロピレンなどのポリオレフィン系樹脂が挙げられる。
中でも、ナイロン11、又はこれらを主体とする組成物が
好ましい。また、ナイロン樹脂100 重量部に対して、可
塑剤20重量部以下を含有したナイロン樹脂を用いてもよ
い。さらに、上述の熱可塑性樹脂を改質したものを用い
てもよい。

【００２２】(2) エラストマー 内層部で用いるエラストマーは融点が150 ℃以上であっ
て、23℃における曲げ弾性率が250 〜5500kg／cm² 及び
／又は引張強度が80〜350 kg／cm² のものとする。融点
が150 ℃未満であると、加硫工程の高温に耐えることが
できない。また23℃における曲げ弾性率が5500kg／cm²
を越えると、マンドレルが曲げににくくなり、長いホー
スを製造するのに不都合である。好ましくは融点が160
〜230 ℃であり、23℃における曲げ弾性率が1000〜3500
kg／cm² である。このような要件を満たすエラストマー
は熱可塑性エラストマーであるが、具体的にはナイロン
エラストマー、ポリエステルエラストマー、熱可塑性ウ
レタン樹脂等が挙げられる。

【００２３】熱可塑性樹脂とエラストマーとを混合して
用いることもできる。例えば、ナイロン組成物の場合、
ナイロン樹脂100 重量部に対して、カルボン酸又は無水
酸変性オレフィン系エラストマー10〜50重量部を配合し
たものが好ましい。エラストマーの配合比は熱可塑性樹
脂及びエラストマーの種類、特にユーザー仕様によって
変化するが、一般的に熱可塑性樹脂100 重量部に対し
て、エラストマー10〜30重量部を配合するのが好まし
い。

【００２４】(3) その他の添加剤 本発明のマンドレルの内層部には上記の材料以外に、用
途に応じ、他の添加物加えることができる。このような
添加物として、たとえば可塑剤、離型剤などが挙げられ
る。

【００２５】[3] 接着層 本発明の接着材は外層部材料と内層部材料のいずれにも
親和性の良いものを用いる。このような接着剤として、
ナイロン系共重合体等が挙げられる。

【００２６】[4] 多層構造の構成 外層部と内層部の割合は断面積比で５：95〜60：40、特
に10：90〜60：40とするのが好ましい。この割合が60：
40より大きいと、外層部の割合が過大になり、マンドレ
ルの柔軟性又は引張強度特性が損なわれる。一方、外層
部と内層部割合が５：95未満であると、外層部の割合が
過小になり、マンドレルの滑り特性が低下する。また、
接着層の厚さは断面積比の20％以下であるのが好まし
い。

【００２７】[5] マンドレルの製造方法 本発明のマンドレルは公知の方法で製造することができ
る。例えば、外層用押出機、内層用押出機、必要に応じ
て接着層用押出機を用いて共押出して多層構造の所望直
径の丸棒状に成型する方法、また最初に内層用所望直径
の丸棒を押出成型し、必要に応じて接着材を被覆押出成
型するか、接着材を塗布した後、外層用材料を被覆押出
成型する方法が挙げられる。もちろん外層部は熱可塑性
樹脂とフィラーとの混合物を押出成形する。

【００２８】本発明のマンドレルはソリッドの丸棒、又
は中空とすることができる。補強のためにマンドレルの
長手方向に沿ってワイヤー、繊維ひもなどを中心に埋設
することもできる。端部を接合して、長尺化する目的で
は、好ましいマンドレルの形状はソリッドの丸棒であ
る。

【００２９】このように得られるマンドレルの表面粗さ
Ｒ_max は、10μｍ以上であり、好ましくは20〜35μｍで
ある。ただし、ここでいう表面粗さＲ_max はＤＩＮ4768
に定義された最大粗さを意味する。表面粗さＲ_max が10
μｍ未満ではマンドレルの抜き抵抗が大きすぎ、また、
Ｒ_max が35μｍを越えると、ホース内面の平坦度が低く
なり過ぎ、気密性が低下する。

【００３０】

【作用】本発明は滑り特性の優れた外層部と、引張強度
及び／又は柔軟性の優れた内層部、及び外層部と内層部
の間に必要に応じて設けられる接着層部からなる多層構
造を有するマンドレルを形成されることにより、マンド
レルの表面摩擦係数が減少し、ホースから容易に抜ける
ようにするとともに、マンドレル径が大きいときに曲げ
やすいように、またマンドレル径が小さいときに高引張
力に耐えられるようにすることができる。

【００３１】

【実施例】以下に実施例によって本発明の効果を説明す
るが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。

【００３２】実施例１ ナイロン11（商品名：リルサン，東レ（株）製）90重量
％に繊維径13μｍで繊維長さ70μｍのガラス繊維を10重
量％混合した材料を外層部に用い、ナイロンエラストマ
ー（商品名：ペパックス，東レ（株）製）を内層部に用
いて共押出成形し、外径18ｍｍ、内層部径16ｍｍ、長さ
200 ｍのマンドレルを製造した。得られたマンドレルは
容易に巻くことができ、また成形したホースから容易に
抜くことができた。

【００３３】実施例２ ナイロン11組成物（商品名：リルサン，東レ（株）製）
90重量％に繊維径13μｍで繊維長さ70μｍのガラス繊維
を10重量％混合した材料を外層部に用い、ナイロン６を
内層部に用いて共押出成形し、外径６ｍｍ、内層部径４
ｍｍ、長さ500ｍのマンドレルを製造した。得られたマ
ンドレルは引張強度450 kg／cm² に耐えることができ、
また成形したホースから容易に抜くことができた。

【００３４】実施例３ ナイロン11（90重量％）に平均粒径30μｍのガラスビー
ズを10重量％混合した材料を外層部に用い、ナイロンエ
ラストマー（商品名：ペパックス，東レ（株）製）を内
層部に用いて共押出成形し、外径18ｍｍ、内層部径16ｍ
ｍ、長さ200 ｍのマンドレルを製造した。得られたマン
ドレルは容易に巻くことができ、また成形したホースか
ら容易に抜くことができた。

【００３５】実施例４ ナイロン11組成物（商品名：リルサン，東レ（株）製）
90重量％に平均粒径30μｍのガラスビーズを10重量％混
合した材料を外層部に用い、ナイロン11を内層部に用い
て共押出成形し、外径６ｍｍ、内層部径４ｍｍ、長さ50
0 ｍのマンドレルを製造した。得られたマンドレルは引
張強度450 kg／cm² の張力に耐えることができた。また
成形したホースからマンドレルが容易に抜くことができ
た。

【００３６】実施例５ ポリブチレンテレフタレート95重量％に平均粒径30μｍ
のガラスビーズを５重量％混合した材料を外層部に用
い、ポリエステルエラストマー（商品名：ハイトレル，
デュポン社製）を内層部に用いて共押出成形し、外径18
ｍｍ、内層部径16ｍｍ、長さ200 ｍのマンドレルを製造
した。得られたマンドレルは容易に巻くことができ、ま
た成形したホースから容易に抜くことができた。

【００３７】実施例６ ポリエステルエラストマー（商品名：ハイトレル，デュ
ポン社製）を外層部に用い、ポリブチレンテレフタレー
トを内層部に用いて共押出成形し、外径６ｍｍ、内層部
径４ｍｍ、長さ500 ｍのマンドレルを製造した。得られ
たマンドレルは引張強度350 kg／cm² の張力に耐えるこ
とができた。また成形したホースからマンドレルが容易
に抜くことができた。

【００３８】実施例７ ナイロン６（90重量％）に平均粒径30μｍのガラスビー
ズを10重量％混合した材料を外層部に用い、ナイロン66
組成物（商品名：ザイテル，デュポン社製）を内層部に
用いて共押出成形し、外径18ｍｍ、内層部径16ｍｍ、長
さ200 ｍのマンドレルを製造した。得られたマンドレル
は容易に巻くことができ、また成形したホースから容易
に抜くことができた。

【００３９】実施例８ ナイロン66組成物（商品名：ザイテル，デュポン社製）
95重量％にシリコーン50％マスターペレットを５重量％
混合した材料を外層部に用い、ナイロン６を内層部に用
いて共押出成形し、外径６ｍｍ、内層部径４ｍｍ、長さ
500 ｍのマンドレルを製造した。得られたマンドレルは
引張強度500 kg／cm² の張力に耐えることができた。ま
た成形したホースからマンドレルが容易に抜くことがで
きた。

【００４０】実施例９ ナイロン66組成物（商品名：ザイテル，デュポン社製）
90重量％に平均粒径30μｍのガラスビーズを10重量％混
合した材料を外層部に用い、接着層にナイロン３元共重
合体、内層部にポリプロピレンを用いて共押出成形し、
外径18ｍｍ、内層部径16ｍｍ、長さ200 ｍのマンドレル
を製造した。得られたマンドレルは容易に巻くことがで
き、また成形したホースから容易に抜くことができた。

【００４１】実施例10 内層部用として熱可塑性ナイロン11で外径４ｍｍの丸棒
を押出成型した後、その外側を外層部用としてナイロン
11組成物（商品名：リルサン，東レ（株）製）90重量％
に平均粒径30μｍのガラスビーズを10重量％混合した材
料で外径６ｍｍになるように押出成形、被覆して、長さ
500 ｍのマンドレルを製造した。得られたマンドレルは
引張強度450 kg／cm² の張力に耐えることができた。ま
た成形したホースからマンドレルが容易に抜くことがで
きた。

【００４２】実施例１１ ナイロン11（商品名：リルサン，東レ（株）製）90重量
％に粒径50メッシュスルーの合成樹脂粉末（ポリフェニ
レンスルファイド）を10重量％混合した材料を外層部に
用い、ナイロンエラストマー（商品名：ペパックス，東
レ（株）製）を内層部に用いて共押出成形し、外径18ｍ
ｍ、内層部径16ｍｍ、長さ200 ｍのマンドレルを製造し
た。得られたマンドレルは容易に巻くことができ、また
成形したホースから容易に抜くことができた。

【００４３】比較例１ 90重量％のナイロン６に平均粒径30μｍのガラスビーズ
を10重量％混合した材料で押出成形し、外径18のマンド
レルを製造した。得られたマンドレルは巻くことが困難
で、長尺マンドレルとすることができなかった。

【００４４】比較例２ ポリエステルエラストマーを用いて押出成形して、外径
3.5 のマンドレルを製造した。得られたマンドレルは成
形したホースから抜くことができず、切断した。

【００４５】

【発明の効果】本発明のマンドレルは、外層部に熱可塑
性樹脂のほかにフィラー、潤滑剤を添加した材料を用
い、内層部に外層部と異なる材料を用いるすることによ
り、表面摩擦特性を保ちながら、マンドレルの性質を選
択的に構成することができ、柔軟性、又は高引張強度特
性、及び安価な内層材料を利用することによる低コスト
等の特性を有するマンドレルとすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ３２Ｂ 27/08 9349−4Ｆ 27/18 Ｚ 9349−4Ｆ 27/20 Ｚ 9349−4Ｆ // Ｂ２９Ｌ 23:00

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 融点が150 ℃以上であり、滑り性に優れ
   た熱可塑性樹脂組成物からなる外層部と、融点が150 ℃
   以上であり、前記外層部とは異なる材料からなる内層部
   とを有する多層構造からなることを特徴とするホース製
   造用マンドレル。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のホース製造用マンドレ
   ルにおいて、前記外層部及び前記内層部の間に接着層を
   有することを特徴とするホース製造用マンドレル。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のホース製造用マ
   ンドレルにおいて、前記外層部は無機質粉末、合成樹脂
   粉末及び無機質繊維からなる群より選ばれた少なくとも
   一種のフィラーを含有する熱可塑性樹脂組成物からなる
   ことを特徴とするホース製造用マンドレル。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のホース
   製造用マンドレルにおいて、前記外層部は潤滑性化合物
   を含有することを特徴とするホース製造用マンドレル。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のホース
   製造用マンドレルにおいて、前記内層部は熱可塑性樹脂
   及び／又はエラストマーからなることを特徴とするホー
   ス製造用マンドレル。