JPH02107883A - 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。

ところで、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にて構成されることとなるとこ
ろから、柔軟性に冨むため、配管作業が容易である；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ものの、一般にゴム材料はガス透過
性を有しているため、ホース内を循環流通せしめられる
フロンガス等の冷媒がホース壁を透過して外部に漏れ、
漸次循環冷媒量を減少せしめることにより、長期に亘る
冷却能力保持性に劣り、そのためガスチャージ（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、
従来のゴムホースは、柔軟性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に優れた樹脂材料にて
構成することが検討されており、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ホースが明らかにされて
いるが、このようなホースにあっては、冷媒不透過性は
大きく改善される反面、耐金属劣化性が逆に悪化し、実
用に耐えない問題がある。なお、このようなポリアミド
樹脂材料は、極めて冷媒不透過性に優れているところか
ら、それから構成される層を薄肉にして、多層の内管層
の一つに使用することも可能であるが、この場合でも、
ホースの柔軟性はゴムホース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、前記ポリアミド樹脂（ナイロン６、ナイロン６６
等）層を有するホースと同等の冷媒不透過性を得ようと
すると、該ポリアミド樹脂よりも冷媒不透過性に劣る分
だけ肉厚が必要となるために、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、冷媒不透
過性に冨み、且つ耐金属劣化性の良好な、柔軟性に冨む
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、単層若し
くは多層の内管層と、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
されてなるホースにして、該内管層の単層、または多層
のうちの一つの層が、少なくとも１種の脂肪族ポリアミ
ド樹脂と少なくとも１種の芳香族ポリアミド樹脂とから
なる樹脂ブレンド体を主体とする組成物にて構成されて
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
、前記内管層を、（ａ）前記樹脂ブレンド体を主体とす
る組成物から構成された内側層と所定のゴム材料からな
る外側層との二層構造、または（ｂ）所定のゴム材料か
らなる内側層及び外側層と、それら両層の間に介在せし
められた、前記樹脂ブレンド体を主体とする組成物から
構成された中間層との三層構造にて構成することをも、
特徴とするものであり、更には該組成物を、前記樹脂ブ
レンド体と所定のゴム成分とから構成することをも、そ
の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、脂肪族ポリアミド樹脂
と芳香族ポリアミド樹脂とからなる樹脂ブレンド体を主
体とする組成物を用いて、単層の内管層を、或は多層の
内管層のうちの一つの層を形成して、目的とするホース
を構成するようにしたものであって、かかる樹脂ブレン
ド体にて付与される優れた冷媒不透過特性によって、ホ
ース全体の冷媒不透過性が改善され、以てそのようなホ
ースを配管系に用いた冷凍系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
寄与し得ることとなったのである。

しかも、かかる本発明に従うホースにおいては、その内
管層若しくはその一つの層を構成する材料である前記樹
脂ブレンド体が、柔軟性の良好な材料であると共に、冷
凍系路内乃至は冷却系路内で発生する金属イオン乃至は
金属塩化物に対して耐性のある材料であるところから、
配管作業性に優れると共に、実用耐久性においても著し
く優れているのである。

また、本発明において、内管層を二層構造として、その
内側層を前記樹脂ブレンド体を主体とする組成物から構
成する一方、外側層を所定のゴム材料からなるゴム層と
することにより、ホースの柔軟性は更に向上され、且つ
簡単な構造によって優れた特性が経済的に付与され得る
メリットがあり、更にかかる内管層を三層構造として、
内側層と外側層を所定のゴム材料からなるゴム層とする
一方、それら両層の間に介在せしめられる中間層を、前
記樹脂ブレンド体を主体とする組成物から構成された層
とすることにより、ホースの両端に配されるニップル等
の継手とのシール性が向上される等のメリットを享受す
ることが出来る。

そしてまた、本発明における前記組成物を、前記樹脂ブ
レンド体と所定のゴム成分との混合物から構成すること
によって、該樹脂ブレンド体のみよりなる層よりも更に
柔軟性のある層を、ホース内管層の構成層として形成す
ることが出来るのである。

（具体的構成） ところで、かかる本発明において、樹脂ブレンド体を与
える脂肪族ポリアミドは、その分子構造が脂肪族のみで
構成されているものであり、ラクタムやω−アミノ酸の
重縮合、脂肪族カルボン酸と脂肪族ジアミンの重縮合、
或はそれらの共重合によって得られるものであり、また
それらポリアミドのブレンド体も本発明では用いること
が可能である。なお、この脂肪族ポリアミドを与えるモ
ノマーとしては、具体的には、ε−カプロラクタム、エ
ナントラクタム、カプリルラクタム、ラウリルラクタム
、ブチロラクタム、Ｔ−バレロラクタム等のラクタム類
；６−アミノカプロン酸、７−アミノへブタン酸、９−
アミノノナン酸、１１−アミノウンデカン酸等のω−ア
ミノ酸類；マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン
酸、セバシン酸、ウンデカンニ酸、ドデカンニ酸、トリ
デカンニ酸、テトラデカンニ酸、ヘキサデカンニ酸、ヘ
キサデセンニ酸、オクタデカンニ酸、オクタデセンニ酸
、エイコサンニ酸、エイコセンニ酸等のような脂肪族ジ
カルボン酸；エチレンジアミン、トリメチレンジアミン
、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、
ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オ
クタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメ
チレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメ
チレンジアミン、トリデカメチレンジアミン、ヘキサデ
カメチレンジアミン、オクタデカメチレンジアミン、２
．２．４　　（又は２，４．４）−１−リメチルヘキサ
メチレンジアミン等の脂肪族ジアミンを挙げることが出
来る。

一方、本発明にて用いる樹脂ブレンド体の他方の構成成
分たる芳香族ポリアミドは、その分子鎖中に芳香族環を
有するものであって、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジア
ミンとの重縮合、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジアミン
との重縮合、或はそれらの共重合によって得られるもの
であり、またそのような芳香族ポリアミドのブレンド体
として使用することも可能である。なお、この芳香族ポ
リアミドを形成するモノマーとしての脂肪族ジアミンや
脂肪族ジカルボン酸は、前記脂肪族ポリアミドを形成す
るために用いられるものと同様なものであり、また芳香
族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸
、フタル酸等が用いられ、更に芳香族ジアミンとしては
、キシリレンジアミン等が用いられることとなる。

また、本発明に従う樹脂ブレンド体における脂肪族ポリ
アミドと芳香族ポリアミドとのブレンド比率や各ポリア
ミドを構成するモノマーの選択は、目的とするホースに
要求される冷媒不透過性、耐金属劣化性、柔軟性の各性
能によって適宜に行なわれることとなるが、一般に、特
にブレンド比率に関しては、脂肪族ポリアミド／芳香族
ポリアミドの割合は、重量比で９０／１０〜３０／７０
の範囲内において選定されることとなる。また、モノマ
ーの選択に関しては、特に耐金属劣化性、柔軟性を向上
させる場合には、より長鎖のラクタム、アミノ酸、ジカ
ルボン酸、或はジアミンが有利に使用されることとなる
。なお、芳香族ポリアミドの割合が、樹脂ブレンド体中
において１０重景％よりも少なくなると、冷媒不透過性
と耐金属劣化性において劣るようになり、逆に７０重景
％を越えるような配合割合となると、冷媒不透過性と耐
金属劣化性は良好となるものの、柔軟性に劣るようにな
る。

また、かかる脂肪族ポリアミド樹脂と芳香族ポリアミド
樹脂との樹脂ブレンド体は、それら両樹脂を公知の手法
によって均一に配合せしめることによって得ることが出
来、例えばそれら各々のポリアミド樹脂からなるペレッ
トをトライブレンドした後、−軸または二軸スクリュー
押出機等にて混練して得ることが出来る。

本発明においては、このような脂肪族ポリアミド樹脂と
芳香族ポリアミド樹脂とからなる樹脂ブレンド体を用い
、それを主体とする組成物にて、単層のホース内管層ま
たは多層のホース内管層の一つの層を構成せしめるもの
であるが、ここで、そのような樹脂ブレンド体を主成分
とする組成物とは、それらポリアミド樹脂のブレンド体
に対して弾性体であるゴム成分（材料）を配合すること
が出来ることを意味している。そして、そのようなゴム
成分の配合によって、両ポリアミド樹脂のブレンド体よ
りも更に柔軟なホース内管構成層を得ることが出来るの
である。なお、ゴム成分としては、エチレン−プロピレ
ン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）　、塩素化ポリエチレン（
Ｃ：ＰＥ）、塩素化ブチルゴム（（１−Ｉ　Ｉ　Ｒ）　
、ヒドリンゴム（ＣＨＣ，ＣＨＲ）等があり、その配合
比率としては、ポリアミド樹脂ブレンド体／ゴム成分＝
１００１０〜５０１５０（重量比）が好ましい。組成物
中におけるゴム成分の割合が５０重量％を越えるように
なると、ホース内管構成層の柔軟化は図れるものの、逆
に冷媒不透過性が劣るようになるからである。また、こ
のようなポリアミド樹脂ブレンド体とゴム成分とからな
る組成物を得るに際しては、前述のようなスクリュー押
出機等を用いて混練が行なわれることとなるが、その際
、更に必要に応じて、ゴム成分の加硫剤やその他公知の
配合剤が適宜に配合せしめられることとなる。

また、このような本発明に従う組成物によって構成され
る単層の内管層或は多層の内管層のうちの一つの層の厚
みは、目的とするホースの柔軟性や冷媒不透過性等の性
能によって適宜に選定されることとなるが、−ｉに０．
０５〜１．０　Ｉｍ程度が適当である。なお、０．０５
ｍｍ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、１■以上の厚さになると、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。

ところで、上記した本発明に従う組成物にて構成される
層は、単層の内管層として形成される他、多層の内管層
の任意の層として与えられるものであり、例えば第１図
に示される如きホース構造を本発明に従う冷媒輸送用ホ
ースの代表的な一例として挙げることが出来る。そこに
おいて、１は、ホース最内層となる内側内管層であって
、本発明に従う樹脂ブレンド体を主体とする組成物から
形成されている。また、この内側内管層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、前記組成物からなる内側内
管層１を弾力的に支持するようになっており、そしてこ
の柔軟性に優れた外側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、かかる内側内管層１と繊維補強層４との間に介在
せしめられる外側内管層２は、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、ＣＩ！。

−Ｉ　ＩＲ，ＣＰＥ、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
編みやスパイラル績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
持する層であって、そのような観点から、ＥＰＤＭや（
１−１１Ｒ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
回答差支えないことは、言うまでもないところである。

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、内側内管層１の内面に、前記外側内管
層２と同様な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、その存在によって、ホースの両端に配さ
れるニップル等の継手とのシール性が良好となるように
なっている。

なお、このようなホースの層構成は、その用途に応じて
適宜に選択されるものであり、それによって、各層構成
に伴なう所定の効果を得るこ゛とが可能である。

また、第１図や第２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、更には内面ゴム層５等のホー
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は、例えば外
側内管層２の厚みとしては１〜３岨程度が採用される。

その厚みが薄過ぎると、ホースを曲げたときに柔らかく
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−程度が採用され、更に内面ゴム層５
の厚みとしては０．５〜２．０ｍ程度において採用され
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、該マンドレル上に管状体を形成する。

この押出操作を複数回繰り返すか、或は同時押出成形す
ることによって、第１図や第２図に示される如き、複数
層からなる内管層を形成することが出来る。なお、その
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、この単層若しくは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シク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、その内管
層構成材料として、特定の２種のポリアミド樹脂からな
る樹脂ブレンド体を主体とする組成物を用いているとこ
ろから、そのような組成物に特有の特性に従って、ホー
スとしての有効な柔軟性を確保しつつ、優れた冷媒不透
過性と耐金属劣化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、比及び百分率は、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、
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（内
径：１１．Ｏｍ＋ａ）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。更
に、脂肪族ポリアミド樹脂におけるナイロン６、ナイロ
ン１１、ナイロン１２は、それぞれ、ε−カプロラクタ
ム、１１−アミノウンデカン酸、ラウリルラクタムの重
縮合物であり、またナイロン６１２は、ヘキサメチレン
ジアミンとドデカンニ酸との重縮合物である。

１）ＮＢＲ Ｌ企底豆 ＮＢＲ（ＡＮ＝４２％）・・ ＦＥＦカーボンブラック・・ ジオクチルフタレート・・・ ｎＯ 硫黄 テトラメチルチウラム 配ｊ」Ｌ旧追Ｌ ・　・　１００ ・　・　・　６０ ・　・　・　１０ ・　・　・　・　５ ・　・　・　・　１ ジスルフィド　　　・・・・・・・２ Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾ チアジルスルフヱンアミド・・・・１ ２）ＥＰＤＭ 配イ■【分　　　　　　　　　　配ｊ」Ｌ０ＩＬポリマ
ー　　　　　　・・・・・１００ＦＥＦカーボンブラツ
ク・・・・・２０タルク　　　　　　　　・・・・・１
００パラフイン系プロセスオイル・・・６０ジクミルパ
ーオキサイド・・・・・・５エチレングリコール ジメタクリレート　・・・・・・・３ ＺｎＯ・・・・・・・５ ステアリン酸　　　　・・・・・・・１３）Ｃ１−１１
Ｒ 筐金底豆　　　　　　　　ｎ豆ｌユ皿ＬＣ／！−１１Ｒ
（Ｃ／！＝１．０％）−１００ＦＥＦカーボンブラツク
・・・・・５０パラフイン系プロセスオイル・・・ｌ０
ＺｎＯ・・・・・・・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 ンベンゾチアジル ジスルフィド　　　・・・・・・・１ ４）ＣＨＲ に金底立　　　　　　　配置１１皿Ｌ ＣＨＲ（エピクロルヒドリン ／エチレンオキサイド ＝５０１５０ｎ＋ｏｌχ）・・１ｏ。

ステアリン酸　　　　・・・・・・・ｌＭｇＯ・・・・
・・・２ ＦＥＦカーボンブラツク・・・・・５゜可塑剤　　　　
　　　・・・・・・・５鉛丹（Ｐｂ、０．）　　　　・
・・・・・・５２−メチルカプトイミダシリン・・・１
ジフエニルグアニジン・・・・・・・０．５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、耐金属劣化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。

生二人ゑ枚重 ホース（内径：１１．Ｏｍｍ）を３００ｍｍまたは４０
０ｍｍの長さに切断し、その一端を平板上に固定する一
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。

途１コ貫１１性 ホースを５００ｍの長さに切断して、４０ｇのフロン１
２（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、初期重量と対比
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。

１金員劣化立 マンドレル上に押し出した、樹脂ブレンド体を主体とす
る組成物から構成される内管層用チューブより、３号ダ
ンベルを打ち抜き、このダンベルに１０％伸張操作を加
えた直後に、各濃度の塩化亜鉛（ＺｎＣｆｚ　）水溶液
を該ダンベル上に滴下する。その後、１２０℃オーブン
中に２時間放置し、ダンベルの破断の有無を調べる。よ
り高濃度のＺｎＣ１！水溶液でも破断のないことが、耐
金属劣化性が良好であることを示している。

ｑｑ８ｒ 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。

ｌ：内側内管層 ３：外管層 ５：内面ゴム層 ２：外側内管層 ４：繊維補強層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　単層若しくは多層の内管層と、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ホースにして、該内管層の単層、
   または多層のうちの一つの層が、少なくとも１種の脂肪
   族ポリアミド樹脂と少なくとも１種の芳香族ポリアミド
   樹脂とからなる樹脂ブレンド体を主体とする組成物にて
   構成されていることを特徴とする冷媒輸送用ホース。