JPH0243010A - ゴムホースの連続加硫方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、産業上広範囲に使用できる自由自在な長尺
の軽ｆＪｒＮ肉ゴムホースで、且つ高強度、高耐圧性の
ゴムホースの特性を兼備するゴムホースを安価に得る連
続加硫方法に関するものである。

〔従来の技術〕

（イ）　従来のマンドレル成形加硫方式は、心金（マン
ドレル）による積層方式で、その心金の艮ざの少なくと
も２倍の長さの設備を要し、直接蒸気加硫を行なうとき
、心金の長さ以上の長尺の加硫缶を必要とする。従って
、おのずとその製造長は限定され、通常１０ｍ〜２０７
Ｒが限界値である。

また、直接蒸気加硫は熱効率が低く、大きな缶体のとき
、それ自体の昇温に時間を要するものである。また、柔
軟な各種の生素材を積層する構造で、気泡が内在するた
め、通常締布にて締め付は脱気等を行ない加硫し、加硫
後、締布を解いた後、ゴムホースを恢き出す方法であり
、多くの断続的工程から成るものである。

この方式は、長時間加硫を必要とする厚内製品や螺旋状
の補強線入り、あるいは多層補強布を使用する高耐圧力
ホースに適するものである。

（ロ）　フレキシブルマンドレル成形方式は、心金の代
わりに、ゴムあるいはプラスチック材料を心材として使
用するもので、心材自体がフレキシブルであるので、あ
る程度の有限長まで成形し、加硫を行なうことができる
が、やはり長さには限度がある。また、心材の性質上、
大口径ホースには不適当である。なお、締布使用以下の
工程は（イ）の方法と同様である。

（ハ）　被鉛加硫等のモールド方式。

被鉛方式または連続モールド方式（複数本の送り出しモ
ールド加硫方式）は、締布を用いず加硫を行なう方法で
あるが、一定の長さのバッチ加硫であり、成形工程は準
連続的であるが、大型で高価な設備を要するものである
。

（ニ）　連続熱空気加硫方式。

連続的に成形された心金のない未加硫積層ホースを、そ
の内面および外面、もしくは外面のみから熱空気と接触
させ、加熱加硫を行なうものであるが、熱空気と未加硫
ゴムが直接接触するため、表面が粘着性を生起する。ま
た、熱空気は、その熱容量か小さいので直接スチーム加
硫に比べ加熱加硫時間が数倍必要であり、勢い連続製法
といえども、その製造速度は、極めて遅速とならざるを
１琴ない。また、連続製法であるため、加圧することが
できないので、内部に介在する気泡の脱気ができない。

あるいは締め付は力が１ｑられないので均質で且つ強固
な接着力を必要とする複合積層体の加熱加硫に適さない
。

（ホ）　連続熱水または熱液加硫あるいは粉体加硫方式
。

これらの方式は熱媒体の熱容量を大きくしたもので、加
硫時間を短縮する目的を持つが、やはり加圧成形ができ
ない。また、熱水、熱液には高温に限界があることおよ
び液や粉がホースの外面に付着する欠点がある。

以上が従来ホースの製造方式の技術内容の概要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術の問題点を列挙すると次式のようになる
。

この発明のゴムホースの連続加硫方法は、上表に示す従
来方式の問題点を解消し、高速連続性が得られ、比較的
安価な設備で製造することができ、各部の密着力および
寸法安定性が良好な、汚染のない製法の提供を目指すも
のである。

（課題を解決するための手段） まず、ホースの連続成形方式として、たとえば−例とし
て、ホースを形成する各構成部材を連結および積層しな
がらホース状形態として連続的に送り出すようなねじ用
に傾斜した多数の送り出しバーを組立枠に傾斜状に組立
てたフォーマ−を使用する。すなわち、第１図のゴムホ
ースの連続加硫方法の概要説明図に示すとおり、フォー
マ−Ｆは数本〜数１０本の送り出しバー８からなるもの
であり、この送り出しバー８は、成形されるゴムホース
の中心ラインに向かって、それぞれが一定のずれ量だけ
傾斜して固定枠９に配列固定され且つ成形品の流れ方向
に向かって、配列径が所定の径まで縮小する配置とする
。この複数の送り出しバー８からなるフォーマ−Ｆの回
転は、たとえば、駆動体１０等によって、同一周速で、
同時回転すべく駆動される。図の詳細は後記する。

次に、ホースの成形について説明する。

フォーマ−Ｆの径の大きい側より順次、積層材料を、傾
斜角を付けて各構成材料（内層部材、外層部材、補強材
がホースの種類に応じて適宜に選定使用される）を供給
して、巻き付けてホース形態を形成すると、回転する送
り出しバー８が一定のずれ量だけ傾斜配列されているた
め、成形ホースは、連続的に右方向へ送り出される。但
し、この連続成形において、特に必要な事は、■　未Ｊ
ｊ［］硫状態といえども、内圧負荷時、使用上有害とな
らない程度の変形に留まる様、十分な強度を有すること
、 ■　ホース内部に加圧スチームが作用したとき、スチー
ムの洩れがない様、未加硫状態でシール性を有すること
、 上記■の条件に対しては、補強繊維材を、所要の角度と
層数を設定する。あるいは、熱収縮力を有する有機繊維
材料に表側に厚く、裏側に薄く両面にエラストマのトッ
ピング層を設けるか、または表側だけにエラストマのト
ッピング層を設（ブた、これらのトッピング部材をテン
ション状態において、用途および配合組成に応じて、適
当な加硫度に加硫し、ざらに裏側にエラストマの未加硫
トッピング層を形成し、この様な自己成形性部材を使用
し、これを内面Ｈには、加硫側が内面側となるように巻
き付け、外被層には加硫側が外側となるように所要の幅
に巻き付けて、自己成形性のホース形態とすることが、
この連続成形加硫方法には好ましい方法の一つである。

なお、スチールワイヤー等の線材は、用途に応じて適宜
に設定される。また、未加硫トッピング層の外に、接着
性を高めるために、未加硫シートも適宜に併用される。

■の条件に対しては、未加硫部を十分圧着する様に、テ
ンション状態にて巻き付けるか、あるいはローラー等の
補助圧着装置等を用いてシール性を高める。

上記のような選定された条件の下に成形された成形円筒
体は、連続的に一定速度で右方向に送り出されていくが
、この送り出されたホース内の１ＴｒＬ〜２ｍ程度の所
定地点まで、スチームを供給するスチームパイプ７を設
定し、その先端付近に噴射部Ｊを形成し、その噴射部Ｊ
から所定の圧力温度を有するスチームをホース内面に噴
射させる。

第２図の加硫に必要なスチーム作用範囲Ｓの説。

明図に示すように、噴射部Ｊで噴射したスチームの圧力
をＰＯ，温度をｔｏとしたとき、その圧力、温度が作用
するスチーム作用範囲をＳとすると、その範囲Ｓの左端
の地点しにおいて、圧力と温度が急激に低下する。もら
論、噴射部Ｊの位置からＬの地点に至る間においては、
ゆるやかではあるが、Ｐｏとｔｏは低下している。Ｌの
地点においては、次々と積層成形された低温度のホース
によって、スチームの温度ｔｏが低下し、同時にＰ。

も低下し、ついには１００℃を下回ったとき、スチーム
は形態変化をし、ドレンとなって外部との差圧はなくな
る。すなわち、スチームが成形積層の位置まで達するこ
とがなくなる。一方、噴射部Ｊから噴出したスチームは
、そのスチーム作用範囲Ｓの右端の地点Ｒにおいても、
Ｌ地点と同様差圧はなくなる。

なお、し地点において、スチームパイプに、ホースの内
径より小径の′ａ壁板を設けて、自然放冷による除圧、
徐冷にすることもできる。また、加硫度を調整するため
、ＬおよびＲ地点のホース外側にて、第１図に例示のと
おり、水冷Ｗｏ　、　Ｗｌにて冷却して、スチーム作用
範囲Ｓの間を調整することもできる。また、スチームパ
イプの噴射部Ｊの先にパイプを接続延長してその支持パ
イプに、ホースの内径より小径の遮壁板を設けて、Ｌ地
点と同様に、自然放冷による除去、徐冷にすることもで
きる。また、遮壁板の外に、成形部分からホースが送り
出される部分に、回転バーの支持枠を利用して回転式栓
を設けて置くことも有用である。

さらに、この連続加硫方法においては、スチーム作用範
囲Ｓの長さを変えることによって、容易に加硫条件を変
えることができる。すなわち、噴射部Ｊから噴出するス
チームの圧力ｐｏと温度ｔｏは適時調整可能であり、ま
た、水冷ＷＯ１Ｗｌにて、冷却速度の調整ができるので
、使用するゴム材料の加硫速度またはホースの径および
肉厚等により最適の加硫条件を、連続運転中にも変更す
ることも可能である。

なお、スチームがドレン化したドレンの排出は、あらか
じめ加硫ラインを傾斜ざぜておくことによって排出は可
能であるが、この場合、ＬとＲの２点においてドレンが
発生するので、一方向のみに傾斜したとき、それがスチ
ーム作用範囲Ｓの間を流下し、結果的に、８間のｇ度、
圧力が低下するので、傾斜方式によるドレン排出は、コ
ンベヤー等のホースを支持する部材において、スチーム
作用範囲Ｓの両端を少し低くするように傾斜を設けて、
ＬとＲ地点の低位置による両方への排出が望ましいが、
場合によっては、ドレンを、ホース内部に設置した吸引
管によって強制排出することも有効である。この連続加
硫方式は、従来の多くの加硫缶によるオープン加硫方式
の様に、ホース外表面にスチームが接触しないので、表
面の肌荒れ等の発生がない。また、スチーム作用範囲Ｓ
の部分において、内部からスチーム圧力が加えられるの
で、無圧加硫に比べて、その寸法安定性や気泡残留ある
いは接着力不足の心配がなくなる。

しかし、スチーム作用範囲Ｓにおける寸法精度の向上、
保温性、外傷に対する保護等のため安定保護布として軽
く布を巻き付けて連続加硫操作を行なってもよい。この
場合は、オープン加硫のように、スチームが接触するこ
とがないので汚染のおそれはない。また、あるいは前記
の自己成形性部材を使用すると、ホースが成形されて送
り出され、スチーム作用範囲Ｓを通過することによって
、加熱によって収縮力が働き締付は力が形成され、ホー
ス内部のスチームの噴射圧力Ｐｏと共にホースを強固に
締付は加硫が行なわれるので最も好ましい製品が得られ
る。

次に、スチーム作用範囲Ｓの形成に言及する。

ホースの成形速度−ＶＨ（ｍ／ｓｅｃ、）ホースが加熱
され加硫される必要時間＝ＴＨ（ｓｅｃ、） 加熱を受ける距離（スチーム作用範囲＞５＝ＶＨＸＴＨ
（ｍ） ＴＨはゴムの配合組成および加熱温度によって、あらか
じめ選定し、ＳおよびＶ）ｌを調整することによってＴ
Ｈが決められる。スチーム作用範囲Ｓの左端りと右端Ｒ
においてドレン化するので温度を１００℃とし、噴射部
Ｊの温度を１４０℃とすると、０〜１問およびＪ〜Ｒ間
でそれぞれ４０℃の温度勾配となる。５〜１間及びＪ〜
Ｒ間において、４０℃の温度降下となる時間（噴射部Ｊ
の温度から１００℃となるまでの時間）をｔｄとする。

Ｊ−Ｌ間＝Ｓｚ　、Ｊ”Ｒ間＝３ｒとする。

ＶＨ＝ＳＡ　／ｌｄ　１Ｓｔ　＝Ｖ＋　Ｘｔｄｌ、’、
ｔｄ　＝Ｓｚ　／ＶＨ、ｔｄは次式で求められる。

θ・・・左端、右端におけるホース内表面温度（１００
℃）　（ドレン） θＯ・・・初期温度（噴射部Ｊの温度）θ１・・・ホー
スの外表面温度（冷却水温度）仮に、上記（１）式に、
次の値を代入する。

ＶＨ＝５ｍｍ／ｓｅｃ、＝０．００５　ｍ／Ｓｅｃ。

ＴＨ＝６００ｓｅｃ。

、°、　　Ｓ＝５ｕｘ６００＝３００ｍｍＷｔ　＝２ｍ
ｍ＝０．００２ｍ α−１２，３（ｍｍ２　／ｍ１ｎ）　＝２．０５Ｘ　１
０５（ｍ’／ｓｅｃ　） θ＝１００℃　　　θ０＝１４０℃ θ１＝５℃ ・・・・・・・・・（１式） 但し、ｔｄ・・・Ｊの温度から１００’Ｃになるまでの
時間（Ｓｅｃ、） Ｗｔ・・・成形ゴムホースの肉厚（壁厚）　（１ｍ）α
・・・成形ホースの温度伝導度（ｍｍ２／ｍｉ、ｎ　）
＝　　０．０７８１５　（ｍｉｎ　）　＝　　４．６８
９　（ｓｅｃ、　）従って、５℃の冷却水を用いてＬ点
の近い所を冷却したとき約５秒間で１４０℃のスチーム
をドレン化することができる。囚って、スチーム作用範
囲Ｓの所要長は第３図の寸法図に示す様になる。

また、左端りおよび右端Ｒにおけるドレン化の距離は、
ｔｄ　＝Ｓｔ　／ＶＨ−８ｔ　＝ｔｄ　ＸＶＨ＝４．７
ｘ５＝２３．５　（ｍｍ＞　、すなわち、約２４ｍｍ程
度の範囲と見なされる。

なお、未加硫ゴムホースの内面は直接スチームと接触し
、その上昇温度は、はぼスチームの最高温度に達し十分
加硫状態を１ｑることができるが、ホースの外面は、や
はり保温することによって、より効率的な加硫条件を創
出することができる。

しかし、外面からの保温は、本発明の本旨ではなく、内
面からの加硫のための圧力範囲を形成することである。

従って、外面から冷却操作を行なうことはエネルギーの
収支の面からは好ましくない点である。

そこで、前記に言及した自己成形性部材を有効に活用す
ることができる。すなわち、この部材と外面又は内層あ
るいは両層に適宜活用すると好ましいものである。この
自己成形性部材を外被層に使用すると、あらかじめ適切
に加硫されているので、外表面は、未加硫ゴムのように
、軟化されることなく、粘着や退色を生起することもな
く、非常に安定しているので非常に成形が容易である。

また、この加硫外被層が断熱体となり、内面からの放熱
を防止する効果を有し、外面からの保温やｈ０熱等を行
なわなくとも良好なカロ硫状態が得られる。また、スチ
ーム作用範囲の前後の冷却作業も容易となる。また、外
面に安定保護布を巻き付ける必要もなく、非常に良好な
連続加硫が行なわれる。

（作用〕 従来方法とは全く異なる一つの簡易な製造方法を可能と
したもので、連続的に加硫作用を得ることができ、理論
的には無制限長のホースから長短の任意長のホースが、
作業工程を変更することなく、一つの流れ作業において
、要望に対応した自由に連続加硫することができ、しか
も、特に、比較的短い直接的なスチーム作用範囲の小容
積の高温加熱固定部にて効率のよい加硫作用か得られる
。

また、加硫が内面から順次加圧的に加熱され、内層部材
と外層部材との良好な接着作用か得られる。

また、ホースの加熱は、乾熱と異なり、ホースの内径部
にあけるスチームによる直接的な雰囲気にて加熱される
ため、ゴムの酸化による劣化作用が防止される。また、
締布による圧接がないので外面の汚損が防止される。

〔実施例〕

次に、自己成形性部材使用の一例を示す。

ゴムホースの内径　　１００ｍｍφ 成形速度　　　　　　５　ｍｍ／　ＳｅＣ。

７Ｊ０１Ｊ時間　　　　　　６００　ｓｅｃホース構造
は、第４図−１の、ホースの部分断面図に示すとおり、
内層部材１、スチールワイヤー補強層６、外層部相互か
ら構成されるものである。

第４図−２は、上記ホースの内層部材ユの構造図で、所
要の巻付は幅のストリップ（Ｓｔｒａｐ　）に形成され
ているもので、本例はニトリルゴムを使用、熱収縮性の
ナイロン繊維使用の繊維補強層３の一方側にトッピング
加工して、用途に応じて、適当な範囲の加硫度に、テン
ション下に加硫し、加硫ゴム２を形成し、他方に未加硫
ゴムをトッピングした部材で必る。

図において、２は加硫ゴム、４は未加硫ゴム、３は繊維
補強層（本例はナイロン繊維使用）、加硫ゴムの厚さ−
０，４ｍｍ、繊維補強層の厚さ−０，２ｍｍ、未加硫ゴ
ムの厚さ−０，４ｍｍ、全体の厚みは１ｍｍでおる。ホ
ースの内層部材コとして使用する場合、加硫ゴム２側を
ホースの内面側になるように巻き付けるものでおる。

第４図−３は、上記ホースの外層部ｖＪ互の構造図で、
第４図−２と同様の構成で、ホースの外層部相互として
使用する場合、加硫ゴム２側をホースの外面側になるよ
うに巻き（Ｊけるものであり、厚みも内層部材と同様の
ものを使用するものである。

ホースの形成は、成形されて押し出されて来るホースを
連続的に加硫する方法であって、本実施例は一例として
、第１図に例示の設媚で行なったものであり、ホースは
第４図の一例を成形加硫するものである。

すなわち、図において、フォーマ−Ｆは、前記に説明し
たとおり、ねじ用に傾斜した多数の送り出しバー８を、
周囲が回転する組立枠９に組み立てたフォーマ−Ｆであ
り、該フォーマ−Ｆは、駆動体１０によって駆動され、
加硫用のスチームパイプ７は、組立枠９の中央に断熱状
に支持される。

該フ４−マーＦ上において、まず、内層部材１の所要幅
のストリップを、加硫ゴム２側が内側になるように、ま
た、端部がそれぞれ約１０ｍｍずつ重なり合う様に、適
度の締め付は力で巻き付けられる。次に、スチールワイ
ヤー補強層６を約５Ｑｍｍのピッチに調整設定する。但
し、耐圧要望等により、ピッチ及び本数も変更すること
ができる。

次に、スチールワイヤー補強層６上に、外層部＋４５を
、未加硫ゴム４か内側になるように巻き付ける。加硫は
、上記の成形ホースのスチーム作用範囲Ｓを前記のとお
り３０００ｍｍの圧力固定部にてスチーム噴射によって
連続加熱し、連続加硫を行なうものである。

〔発明の効果〕

この発明の連続加硫方法は、前記作用項の様な作用機能
を有するため、特に薄肉の長尺ホースが安価に提供でき
るばかりでなく、自由長の中口径（４０φ〜２００φ）
のデリバリ−・サクション共用の軽量耐圧ホースの用途
に適する小−スが安価に得られる。また、要望の長尺ホ
ースの加硫か自由に得られるため、従来ホースの様に、
多くのホースの連続作業が不要となる。また、大規模な
加硫設備を必要としないため、高度の熱効率か得られる
。また、締イロによる成形操作も不要のため、良好な作
業性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のゴムホースの連続加硫方法の一例
を示す概要説明図、 第２図は、連続加硫か行なわれる所要長のスチーム作用
範囲を決定する概要基準図、 第３図は、所要長のスチーム作用範囲の一例を示す寸法
図、 第４図−１は、実施の一例を示すホースの部分断面図、 第４図−２は、同ホースの内層部材の構造図、第４図−
３は、同ホースの外層部材の構造図である。 ユ・・・内層部材　　　　３・・・繊維補強層互・・・
外層部材 ６・・・スチールワイヤー補強図 ７・・・スチームパイプ　　　Ｊ・・・噴射部Ｓ・・・
スチーム作用範囲

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）内層部材と外層部材および補強層等の任意の組合
   せからなるホース成形体が連続的に送り出されて来るホ
   ースにおいて、ホースの内径部に、スチームパイプによ
   る高温スチームの噴射部を設定し、噴射部の前後にわた
   り、ホースの送り出し速度と加硫速度等から加硫に必要
   な所要長のスチーム作用範囲の高温加熱固定部を設定し
   て、連続的に加硫するゴムホースの連続加硫方法。