JPS5923705B2 - ゴムホ−スの加硫方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 一般に、柔軟性、耐圧力および屈曲耐久性を要求される
ホースはゴムチューブの上に線状物を編組するか（ブレ
ードホースあるいはスパイラルホース）あるいは線状物
よりなる織物を巻きつけ（布巻きホース）補強層を形成
する。

補強層は一層ないし数層で形成され、さらに補強層の上
からカバーゴムを被覆（カバーゴムのないホースもある
）したのち加硫（ゴム分子を架橋させるために熱を与え
る工程であり、一般的条件としては加熱温度１５０〜１
６０°Ｃ１加熱時間３０分程度である）を受け、ゴム分
子が架橋して十分な弾性体となってホースが完成する。

また、内管ゴムチューブの内部に金属あるいは高分子材
料よりなる芯（マンドレル）を用いる場合があり、この
場合マンドレルは加硫後に引き抜かれる。

このホースの補強層に使用される線状物は高強力、低伸
度が望ましく、さらに耐屈曲疲労性が必要である。

したがって、一般的には合成繊維あるいは再生繊維のフ
ィラメント糸または紡績糸が多く用いられる。

これら合成繊維の中でとくにポリビニルアルコール繊維
は高強力、低伸度、高モジュラスを示し、かつすぐれた
耐屈曲疲労性を有するためにホースの補強糸に適した素
材としてわが国の当業界では非常に大量に用いられてい
る。

ところが、ポリビニルアルコール繊維はその特性上熱水
とくに高温スチームに対し溶解するという欠点を有して
おり、力学的性能を失なわずに熱水に不溶化とすること
は困難である。

一方、当業界では加硫方式としてコスト的な配慮から圧
力釜に被加硫物を入れ高温スチームを吹き込むいわゆる
直接スチーム加硫法が最も多く採用されている。

そして、被加硫ホースが加硫釜内で高温スチームに接触
する際、ホース端面ば繊維の編織された層がスチームに
対して露出しているために高温スチームは組織層断面部
より容易にホース内部（長さ方向）へ浸透し、繊維とし
てポリビニルアルコール繊維を用いた場合、その部分は
溶解樹脂化する。

溶解したポリビニルアルコール樹脂は該編織層を封鎖す
るため、ある程度の長さまで溶解すると（一般的には端
面から約１０ｃ／ｒＬ程度）、それより奥までスチーム
は浸透しない。

しかし、溶解したポリビニルアルコールは繊維としての
性能を全く示さず、したがって補強層としての役目を失
ない、圧力が加わると容易にその部分がバーストを生じ
る。

それ故、該溶解部分は除去されなければならない。

また、補強繊維がポリエステル系あるいはポリアミド系
または強力人絹等の繊維の場合にも高温スチームは容易
に繊維編織層内部に浸透し、これらの繊維は高温スチー
ムと接触することにより大幅に強力低下を発生する。

これらの繊維の場合は加硫温度下では溶解樹脂化するこ
とはないため高温スチームは被加硫ホースの補強繊維層
全長にわたって浸透し、ホース全長にわたって耐圧力を
低下せしめる。

このホース端面からのスチーム浸透の問題は、とくにホ
ース形状が最初から屈曲しており長尺で加硫がしにくい
ようなポリビニルアルコール繊維補強ホースなどにおい
て生産効率の低下（生産ロス）を生ぜしめ、あるいは一
般的には加硫釜内部に流出する溶解ポリビニルアルコー
ル樹脂による汚れの除去など生産効率の低下を生ぜしめ
、ホースメーカーにとって改良すべき焦眉の問題であっ
た。

この解決策として従来、被加硫ホース端面に熱硬化性樹
脂の塗付、ゴム糊の塗付あるいはゴムキャップの被覆な
ど種々の方法が試験されてきた。

しかし、硬化時間が長すぎるとか、溶剤の引火性、毒性
の問題とか作業性の不良などの主として加工性の問題か
ら樹脂塗付の方法は実用的なものがなかった。

またゴムキャップ被覆の方法も効果が十分でなく、不満
を有しながら短尺ホースの加硫などに使用されてきた。

本発明者はこのような当業界における問題を解決すべく
種々の方法を検討した結果、これらの欠点をすべて満足
し得るすぐれた方法を見出した。

すなわち、被加硫ホースを加硫するに際し、該ホースの
両端部に該ホース端面から少くともＩＣＩｎ好ましくは
３ＣｒｆＬ以上の長さにわたってホース端部を覆うこと
のできる耐熱性、耐透湿性および適当な強度を有する熱
収縮性フィルムチューブを被覆し、該チューブのホース
を覆わない側の両端部を熱シールするか、折り重ねてク
リップ等で把握する方法でシールした状態で被加硫ホー
スを加硫釜に入れて加硫する加硫方法である。

ここで、熱収縮性フィルムチューブは１４０°Ｃ〜１７
０℃の温度下で２０〜４０分放置された時に溶融したり
粘着性を示さないものであるとともに透湿性が低くなけ
ればならない。

さらに、該チューブは前記温度条件下で半径方向の収縮
率力月０係以上、好ましくは３０係以上必要であり（長
さ方向の収縮率はとくに問わない）、かつ収縮時に容易
に破断しないことが必要である。

このような条件を満たすフィルムチューブ材料としてポ
リエステル（ＰＥＳ）系、ポリ塩化ビニル（ｐｖｃ）系
、ポリアミド系（ナイロン）、ポリプロピレン（ＰＰ）
系および塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）系などが使用でき
るが、好ましくはＰＥＳ系またはＰＶＣ系フィルムが適
している。

本発明におけるチューブのフィルム厚さは０．０３ｍｍ
以上が必要であり、特に０．０６〜０．１− ｍｍが適
している。

フィルム厚さが０．０３ｍｍ未満ではフィルム自身にピ
ンホールが発生する可能性を有するとともに取扱いが困
難である。

逆に０．１ ｍｍを越す厚さとしても性能上の低下を示
すものではないが無駄になる。

フィルムチューブの直径はホース直径の１．１〜３０倍
好ましくは１．３〜１．６倍の範囲が使用に適している
。

直径力月、１倍未満ではホース端部にチューブを挿入す
るに際し、未加冊の柔軟なカバーゴムを傷つけることな
く作業することが非常に困難である。

また３倍を越えると収縮処理を行なっても収縮応力がす
でに限界平衝値に達しているためにホース表面カバーゴ
ムとチューブとの密着が完全に達成できなくなる恐れが
あり、カバーゴム表面とチューブ間に残される空隙を通
ってスチームがホース端面に浸入する可能性がある。

なお、本発明においてホース端部にチューブを被覆して
から加硫処理に先立って予めチューブを収縮処理してお
いてもかまわない。

そして、ホース端部に被覆されたフィルムチューブの、
ホースを被覆していない側のホース端部からフィルム端
部のシール部までの長さくすなわちホースを中に含まな
いチューブだけの個所の長さ）は収縮前でホース直径の
１．７５〜３．５倍好ましくは２．５〜３．０倍が適当
である。

ここで、１．７５倍未満では収縮後に内部残存空気のた
めにフィルムシール部に大きな張力が加わりシール部か
はづれる可能性を有し、逆に３５倍を越えると性能は低
下させないもののフィルムが無駄である。

また、フィルムチューブのホース端部被覆部のホース端
面よりの長さく要するにチューブによるホース被覆長）
はＩＣＩｒＬ以上好ましくは３ｃｆｆＬ以上が適当であ
る。

ＩＣＴＬ未満の場合にはチューブの収縮時に半径方向と
同時に長さ方向にも収縮し、チューブがホース端部から
はづれる恐れが強い。

ところで、カバーゴムは一般にゴムと等量程度の添加剤
が混練される。

この添加剤中には直径の大きな粒子が含まれる可能性が
あり、特にカバーゴムの厚さが薄いホースの場合、この
大径粒子が脱落するとカバーゴム表面にピンホールを生
じる。

加硫中に高温スチームが該ピンホールより内部繊維層に
到達すると、該ピンホールを中心とするかなりの部分の
繊維が影響を受は強力低下や溶解樹脂化を生じる。

このような部分が発生した場合、該部分は除去されなけ
ればならない。

このような現象を防ぐ方法として本発明は非常に有効で
ある。

すなわち、その方法は前述の如くチューブによってホー
スの端部だけを覆うのではなくホース全体をチューブで
覆ってから加硫する方法である。

すなわち、ポリビニルアルコール系繊維の如く高温スチ
ームによって溶解樹脂化する繊維あるいはポリエステル
系およびポリアミド系合成繊維または強力人絹等の如く
高温スチームによって大幅に強力低下を示す繊維によっ
て補強されたゴムホースを高温スチームに直接接触させ
て加硫するに際し、該ホースの全長にわたって前述のよ
うな耐熱性、耐透湿性および適当な強度を有する熱収縮
性フィルムチューブを被覆し、内部の空気を抜いた後に
該チューブの両端部を熱シールするか、折り重ねてクリ
ップ等で把握する方法にてシールした状態で被加硫ホー
スを加硫釜に入れ加硫する加硫方法である。

以上のように、高温スチームによって影響を受けるポリ
ビニルアルコール繊維、ポリエステル系繊維あるいはポ
リアミド系繊維あるいは強力人絹などによって補強され
たゴムホースの直接スチーム加硫においてホース端面か
らのスチームの浸入については、前述したように本発明
の熱収縮性フィルムチューブによるホース端面のシール
力法によって完全に防ぐことができる。

しかし、カバーゴムが薄い場合、ゴム中に添加される炭
酸カルシウム粉体なとで粒径の太きいものが混入してい
ると加硫中にゴム面にピンホールが生じ、そのピンホー
ルから浸入したスチームが内部の繊維を部分的に損傷さ
せ、その結果、部分的に強度が大幅に低下した部分が生
じ、加圧時に該部分から容易にホースが低圧力で破裂す
る。

このピンホールを単に外観的な方法で見つけ出して除去
することは困難であると同時に生産効率を大幅に低下さ
せる。

このピンホールの問題は当業界において前記のホース端
面損傷と同じく重要かつ深刻な問題であり、ピンホール
の発生を防ぐためにゴムへの添加剤粒度の管理など生産
面での配慮がなされているが、本質的にピンホールをな
くす方法はないのが現状である。

かかるピンホール対策として、前述の如き本発明のホー
スに対するチューブ全面被覆したのちの加硫処理は好ま
しい方法である。

さらに、本発明のうちでもとくにホースに対するチュー
ブ全面被覆法によるとチューブを被覆せずに直接スチー
ム加硫する際に観察されるカバーゴムを介しての編織組
織のモジュラス低下も防止することができ、さらにカバ
ーゴムの部分的な接着によるホース同志の接着や未均質
加硫（加硫後）も防止できるという利点を有することも
わかった。

このように、本発明はこれらホース端面損傷ならびにピ
ンホールの発生を同時に解決し得るすぐれた方法である
。

なお、本発明の実施に際してカバーゴム表面と熱収縮性
フィルムチューブ間に残される空気層のために熱伝達が
部分的に不良になり加硫後を生じる可能性がある。

ここで、加硫後を完全になくすためにはできるだけチュ
ーブがホースカバーゴムと密着している必要があり、収
縮前にチューブ内面とカバーゴム表面との間に空気層を
含まないようにすることが望ましい。

したがって、チューブ端面をシールする前にチューブに
吸引を加えて空気を除き、チューブを収縮前にホースに
できるだけ密着させておくことが望ましい。

本発明のフィルムチューブをホース全長に被覆して加硫
した場合、加硫後にチューブを除去してゴムホースとし
て製品化されるのが一般的であるが、チューブを被覆し
たまま製品化されてもなんら問題はない。

一般に、カバーゴムはホース使用時の高温酸素あるいは
オゾンにより酸化劣化を生じ易く、ホースの長寿命化に
は問題があるが、本発明の前記チューブを被覆したまま
のホースはゴムよりも酸化劣化に対しはるかに耐性があ
り、該チューブを被覆したまま使用することはなんら問
題がない。

また、本発明の方法はゴムホース類のみならず他用途の
繊維補強ゴム製品で、直接スチーム加硫を受ける用途に
対し、特に繊維がいづれかの端面において露出している
場合にそれらの繊維が高温スチームによって溶解あるい
は大幅強力低下を受けることを防ぐ上で有効に使用でき
る。

この場合、フィルムはチューブの形状に限定されること
なく袋状あるいはシート状として被覆し、被加硫物の開
口部を加硫前に完全に密閉できればよい。

以下に、本発明の加硫方法について実施例および比較例
について具体的に示す。

実施例 １ 厚さ１關のクロロプレンゴムのシート２枚の間にポリビ
ニルアルコール繊維のコード（１，２０（１ｄ／１／２
、下撚２５Ｔ／ｉｎＸ上撚３０Ｔ／ｉｎ ）を１０本／
ｉｎの密度で引揃えて並ベサンドウィッチ状とし、両端
部に繊維断面が露出するように作製して試料とし、一部
分のサンプルには直径０、５ ｍｍのピンホールをゴム
表面に多数針で突いて試料とした。

試料の大きさは長さ２５ｃＩｒＬ１幅３ＣｒＩ′Ｌ（こ
の中央部に１０本のコードを並べ両サイドはゴムで完全
に密閉されている）、厚さ２ｍｍであった。

この試料に種々の方法にて端面ならびにピンホールから
のスチーム浸入防止対策を施した後、直接スチーム加硫
（１６０℃×３０分）を行なった。

本発明の効果を示すために用いた熱収縮性フィルムチュ
ーブはＰＶＣ系フィルムで厚さ０．１ ｍｍ。

直径３．０ｃｒｒＬのものである。

結果を第１表（こ示す。

第１表の結果かられかるように、本発明の方法は端面か
らのスチームの浸入を完全に防ぐことができ、かつホー
ス全長にわたってチューブ被覆した場合はピンホールが
存在しても完全にスチームの影響を防ぐことができるこ
とが理解されよう。

実施例 ２ 実施例１と同じ方法にて繊維素材を変更した試料につい
て１６０°Ｃ３０分の直接スチーム加硫実験を行なった
。

本例で用いた繊維およびコード構成は次のとおりである
。

ここで、スチームの影響は加硫後のコードサンプルを採
取し、強力を測定して強力残存率で第２表に示す。

第２表に示すように、ポリエステル繊維の如くスチーム
加硫条件では溶解樹脂化しない繊維においても直接スチ
ームに接触することにより大幅に強力低下を来たすこと
がわかる。

このような繊維によって補強されたホースに対しても本
発明は非常に有効である。

特に溶解樹脂化しない繊維の場合、端面で繊維が溶解す
ることによるホース内部へのスチーム浸入阻止効果が期
待できないため、スチームがホース全長にわたって浸入
しホースが全長にわたりほぼ均一に強力低下を生じる可
能性が強いからである。

実施例 ３ 本例においては、本発明で用いうるチューブのフィルム
素材について検討するために実施例１の方法により、評
価の容易なポリビニルアルコール繊維を用いて種々のフ
ィルムチューブによる効果の差異を端面シール効果によ
って判定した。

用いたフィルムはすべて厚さ０．１ ｍｕ１直径３．０
ｃＩＩＬのチューブである。

第３表の結果から明らかのように、本発明に使用できる
フィルムは、加硫温度が低ければｐｖｃ。

ＰＥ５１ＰＰ、ナイロン、ＰＶＤＣなどが使用できる。

しかし、加硫温度が高くなるとＰＶＣおよびＰＥＳが最
も安定である。

実施例 ４ ポリビニルアルコール繊維を内層および外層の補強糸と
して密に編組した２層ブレードのオイルブレーキホース
の未加硫物を５０ｃｆｒＬの長さで採取し１６０℃×３
０分の直接スチーム加硫を行なった。

用いたホースの構造は次のとおりである。マンドレル；
ナイロン樹脂３．１ｍｍ（直径）内管ゴム；厚さ１ｍｍ
ＳＢＲ 中間ゴム；厚さ０．２・ｍπＮＲ カバーゴム；厚さ１ｍｍＣＲ 内層ブレード； １，２００ｄ／１／２Ｘ２４キヤリヤ
一外層ブレード； １，２００ｄ／１／３Ｘ２４キャリ
ヤー一部のホースには外表面から針で突いて直径０．２
龍程度のピンホールを作って評価した。

結果の判定は加硫後カバーゴムを除去し、特に影響を受
は易いと思われる外層糸に着目して、その外観変化なら
びに強度測定によって行なった。

本発明の方法の効果を示すために用いた熱収縮フィルム
チューブは厚さ０．１ ｍｍ、直径１．５ＣＩｒＬのＰ
ＶＣフィルムチューブであり、チューブ端末は折り重ね
てクリップで止める方法でシールした。

実験結果を第４表に示す。

第４表の如く、ホースサンプルにおいても板状サンプル
と同様な現象が認められ、本発明の方法がホースにおい
て非常に有効な方法であることが理解されよう。

以上のとおり、本発明の方法は他の樹脂コーティングの
方法などに比して効果が高いのみならず引火性、毒性あ
るいは液の落下による工程設備の汚染などの問題を有さ
す、現行の工程に容易に組み込むことができる点でも非
常にすぐれた方法である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 補強用の繊維が、ポリビニルアルコール繊維、ポリ
   エステル繊維、ポリアミド繊維、強力人絹のいづれかで
   ある繊維によって補強されたゴムホースを高温スチーム
   によって直接加硫するに際し、被加硫ホースの全面を、
   厚さ０．０６〜０．１間のポリエステルまたはポリ塩化
   ビニルチューブにヨッて被覆し、該チューブの両端部を
   シールしたのち加硫することを特徴とするゴムホースの
   加硫方法。 ２ 前項において、チューブの端部をシールするに先立
   って、ホースとチューブの間の空気を除去することを特
   徴とするゴムホースの加硫方法。 ３ 特許請求の範囲１において、チューブを被覆した被
   加硫ホースの加硫に先立って、チューブの収縮処理を施
   すことを特徴とするゴムホースの加硫方法。