JPH0649029U - 繊維補強ゴムホース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐熱性、耐寒性、耐圧縮永久歪性及び耐油性
に優れているとともに、シール性、挿入性及び歩留まり
にも優れたバランスのとれた繊維補強ゴムホースを提供
することを目的とする。 【構成】 内被層と繊維補強層と外被層とからなる補強
ゴムホースにおいて、前記内被層及び／又は外被服層を
カルボキシル基含有アクリル共重合エラストマーにカル
ボキシル基含有エチレン−アクリレート共重合体エラス
トマーを１０〜３０重量％の割合でブレンドしたゴム組
成物で形成し、前記繊維補強層を芳香族ポリアミド系繊
維により形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、内被層と外被層との間に繊維補強層を介在せしめたゴムホースに 係り、詳しくは、エンジンオイル、ＰＳＦ、ＡＴＦなどのオイル、もしくはこれ らを含むエアーを供給、あるいは排出するのに用いる自動車用オイル系ホース、 さらにはラジエーターホース等、低圧で使用される各種液圧用繊維補強ゴムホー スに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、自動車部品として使用される可撓性ゴムホース、例えば、エンジンオイ ルクーラーホース、パワーステアリングオイル用リターンホース、オートマチッ クトランスミッション用ホース（トルコンホース）等は、高度な性能が要求され るようになってきている。即ち、近年の自動車のエンジンルーム内の高温化、こ れらの高温化に伴うオイルの高級グレード化、さらにはオイルの劣化促進などの 影響により、特に耐熱性、耐油性等に加えて、耐シール性等のバランスのとれた 品質が従来にも増して厳しく求められている。

【０００３】 ここで、シール性とは、ゴムホースをパイプまたはニップルに差し込んで外側 にクリップを組み付けたものにおいて、ゴムホースとニップルとの間より使用媒 体が滲み、または漏れるのを防止する性能をいう。従って、この考案におけるシ ール性はゴムホースをニップルとスリーブの間に差し込んでスリーブを加締める 構造のものは除外される。自動車用ゴムホースの中でも比較的使用圧力の低い低 圧用ゴムホースが対象となる。このような従来のゴムホースの内被層及び／又は 外被層には、従来ＮＢＲあるいはアクリル共重合エラストマー、さらにはエチレ ン−アクリレート共重合体エラストマーが用いられている。また、繊維補強層に は一般にビニロン糸もしくはナイロン糸が用いられている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、上記構成の繊維補強ゴムホースには次のような問題があった。 即ち、アクリル共重合エラストマーは、耐熱性、耐油性には優れているものの、 耐寒性、混練及び押出加工性に問題があり、特に、エポキシ基含有アクリル共重 合体は、加硫時間が長く、機械的強度が劣る。一方、活性塩素基含有アクリル共 重合体は、加硫特性、機械的強度には優れているが、繊維補強層を劣化させるな どの問題がある。さらに、エチレン−アクリレート共重合体エラストマーは、前 記アクリル共重合エラストマーとは反対に耐熱性、耐寒性、押出加工性の点では 優れているが、耐油性に劣るという問題がある。このように、バランスの取れた 品質を得ることはできなかった。

【０００５】 また、繊維補強層に使用されるビニロン糸もしくはナイロン糸には次のような 問題があった。即ち、前記補強糸は金具とゴムホースとの間のシール性が劣ると ともに、熱収縮、ゴムの添加剤の影響による劣化が大きいという問題がある。シ ール性を悪化させる要因としては、ニップル外径に対してゴムホース内径が大 きい、圧力がホース内部に加わった時のホース外径変化（膨張率）が大きい、 ホースの内表面及び外表面が凹凸面であって平滑でない、等が挙げられる。従 って、シール性を向上させるためには、前記要因を除去すればよい。しかしなが ら、前記要因を除去しようとすれば次のような問題が生じる。

【０００６】 即ち、第１の要因からホース内径を小さくすれば、ニップルへのホース挿入力 が高くなりホース組付作業性が悪くなる。自動車の組立ラインにおけるホース組 付作業では、ホース挿入力は８ｋｇｆ以下、望ましくは６ｋｇｆ以下であること が求められている。また、第２の要因からホースの外径変化を抑えるために、繊 維補強層の糸量を増加させることが考えられる。つまり、単位面積当たりの糸量 を増加させればよい。しかしながら、糸量を増加させればゴムホースとしての柔 軟性が悪化するから、部品間を継いでその位相間の振動を吸収するというゴムホ ースとしての性能を低下させることになる。さらに、糸量が増加すればそれだけ コストアップとなるばかりでなく、補強層へのゴムの投錨効果の低下となり、ゴ ム層と補強層間の密着力（層間接着性）が悪化するという問題がある。

【０００７】 さらに、第３の要因に対しては、ホース内表面及び外表面を平滑に形成すれば よい。ホース内表面及び外表面を凹凸面とするのは、繊維補強層を形成する補強 糸の熱収縮性によるものと考えられる。補強糸の熱収縮は、ゴムホースの内外径 の寸法のバラツキを増大させるとともに、凹凸面の形成によってシール性を悪化 させる。即ち、ゴムホースの製造工程には必ず加硫工程があり、その加硫温度は 通常、１５０℃〜２００℃にもなる。従って、従来使用されている補強糸は大き く収縮し、ホース内表面及び外表面に糸目といわれる凹凸を発生させる。特に、 補強糸が粗に巻付け、または編組みされている場合には前記凹凸面は顕著に表れ る。凹凸面が形成されると、ニップルに挿入してクリップを組み付けた場合に、 ニップルへの面圧が一定とならないから当然シール性は低下する。また、補強糸 がスパイラル状に巻回されている場合には、ホース内表面及び外表面には凹面が スパイラル状に生じる。このスパイラル状の凹面を通って使用媒体が漏れること になる。

【０００８】 補強糸の熱収縮によるシール性の低下を防ぐためには、低収縮処理を施した補 強糸を使用すればよい。しかしながら、従来使用されているナイロン糸は熱収縮 は改善されるものの、中間伸度は大きくなる。その結果、加圧時の外径変化率が 増大し、シール性は低下する。また、ビニロン繊維（ＰＶＡ）は耐熱性が悪く、 当該ホースのような曲りホースに使用した場合には端部に露出したビニロン繊維 が加硫熱もしくは蒸気によって溶解するという問題がある。

【０００９】 さらに、熱収縮率の大きい補強糸を曲りホースに使用した場合には、歩留まり が悪いという問題がある。即ち、加硫成形後、所定の製品形状とするために両端 を切断して廃棄する部分の割合がきわめて大きい。多くの曲りホースは所定形状 の曲り鉄芯を挿入して加硫成形されるが、熱収縮率の大きい補強糸を使用すると 、未加硫ゴムホースは収縮率を見込んで長く挿入しなければならない。特に、直 線部での収縮率が大きくなり、曲り形状の違いによって熱収縮率は変化する。こ のような問題を解決するためには低収縮処理を施した補強糸を使用すればよいが 、収縮を十分に防止することはできない。

【００１０】 この考案はかかる現況に鑑みてなされたもので、耐熱性、耐寒性、耐圧縮永久 歪性及び耐油性に優れているとともに、シール性、挿入性及び歩留まりにも優れ たバランスのとれた繊維補強ゴムホースを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

この考案は上記目的を達するために次のような構成とした。即ち、内被層と繊 維補強層と外被層とからなる補強ゴムホースにおいて、前記内被層及び／又は外 被服層をカルボキシル基含有アクリル共重合エラストマーとカルボキシル基含有 エチレン−アクリレート共重合体エラストマーとをブレンドし、前記カルボキシ ル基含有エチレン−アクリレート共重合体エラストマーのブレンド割合を１０〜 ３０重量％としたゴム組成物で形成し、前記繊維補強層を芳香族ポリアミド系繊 維により形成した。

【００１２】 この考案におけるカルボキシル基含有アクリル共重合エラストマーとしては、 例えば、カルボキシル基含有単量体を共重合して得られたカルボキシル基含有ア クリル共重合体エラストマー、及びカルボキシル基含有エチレン−酢酸ビニル共 重合体エラストマーが挙げられる。また、カルボキシル基含有アクリル共重合体 エラストマーは、アクリル共重合体エラストマーの共重合方法として従来から知 られている、例えば、けん濁重合法、乳化重合法などにより製造することができ る。

【００１３】 カルボキシル基含有アクリルエラストマーは、アルキルアクリレートとして、 例えばメチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−または、イソ−プロピル アクリレートなどの炭素数１〜８のアルキル基を有するアルキルアクリレートを 用い、特にエチルアクリレート及びｎ−ブチルアクリレートが好ましい。カルボ キシル基含有単量体としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、 マレイン酸などを用い、中でもアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸モノアル キルエステル、ケイ皮酸が好ましい。これらのカルボキシル基含有単量体は、一 種または、それ以上が全体として全共重合体の約２０〜０．１重量％の割合で用 いられる。このようなカルボキシル基含有アクリル共重合体エラストマーは、加 硫性が改善され、圧縮永久歪性、耐寒性などの特性バランスに従来の活性塩素基 もしくは、エポキシ基含有アクリル共重合体に比し優れた材料である。

【００１４】 また、カルボキシル基含有エチレン−アクリレート共重合体エラストマーは、 従来公知の高圧重合法によって製造することができる。カルボキシル基含有エチ レン、アクリレート共重合体エラストマーは、例えば米国特許第３８５０８７２ 号明細書に記載され、耐寒性、耐熱性、加工性が従来のアクリル共重合体エラス トマーに比し優れた材料である。

【００１５】 この考案に係るゴム組成物は、カルボキシル基含有アクリル共重合エラストマ ーと、カルボキシル基含有エチレン−アクリレート共重合体エラストマーとをブ レンドし、両者の優れた特徴を合わせ持つゴム組成物としたことを特徴とする。 前記ブレンド割合はカルボキシル基含有エチレン−アクリレート共重合体エラス トマーを１０〜３０重量％とした。１０重量％以下のブレンド割合では押出加工 性、特に押出速度が遅く、押出肌が悪くなり、さらに、混練加工性にも劣る。一 方、３０重量％以上のブレンド割合では、耐油性、圧縮永久歪性、機械的強度、 及び成形時の熱による形状保持性が低下するからである。

【００１６】 さらに、内被層と外被層の間に介在させる前記繊維補強層は芳香族ポリアミド 系繊維により形成した。この考案者等は、この考案の課題を解決するために鋭意 開発に努力する中で、芳香族ポリアミド系繊維は強力も高く加硫温度によっても 熱収縮せず、中間伸度の小さい補強糸であることを知見した。即ち、中間伸度の 小さい芳香族ポリアミド系繊維を使用することによって、ゴムホースに内圧が加 わったときにゴムホースの外径変化を小さく抑えることができ、その結果として シール性に優れた繊維補強ゴムホースを得ることができた。芳香族ポリアミド系 繊維としてはパラ系、メタ系のいずれでもよい。パラ系芳香族ポリアミド繊維と してはポリパラフェニレンテレフタラミド（ＰＰＴＡ）、コポリパラフェニレン ・３・４′オキシジフェニレンテレフタラミド等が挙げられ、メタ系芳香族ポリ アミド繊維としてはポリメタフェニレンイソフタラミドが挙げられる。

【００１７】

【考案の作用】

カルボキシル基含有アクリル共重合エラストマーにカルボキシル基含有エチレ ン−アクリレート共重合体エラストマーを１０〜３０重量％ブレンドすることに よって、押出加工性、混練加工性を改善することができた。また、芳香族ポリア ミド系繊維は加硫時の温度では熱収縮せず、しかも中間伸度が小さい。従って、 ホース内外面は平滑でホース内部に圧力が加わったときの外径変化が小さく、シ ール性、挿入性に優れたゴムホースが得られた。

【００１８】

【実施例】

以下に、この考案を実施例に基づき詳細に説明する。まず、カルボキシル基含 有アクリル共重合エラストマーとカルボキシル基含有エチレン−アクリレート共 重合体エラストマーとのブレンド割合について説明する。実施例において、カル ボキシル基含有アクリル共重合エラストマーとして日本メクトロン（株）製のノ ックスタイト（商品名）を使用し、カルボキシル基含有エチレン−アクリレート 共重合体エラストマーとしてデュポン社製のベーマック（商品名）を使用した。 得られた結果を表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】 前記表１において、押出加工性とホース潰れ性は押出機にブラベンダー社製の プラスチコーダーを用い、Ｌ／Ｄ＝１０／１、ダイ温度９０℃、バレル温度７０ ℃、スクリュー回転数３０ｒｐｍの条件で押し出し、押出加工性は押し出し時の 表面肌、エッジ部形状保持性、押出速度を総合的に５段階に評価した。数字の大 きい方が優れており、５が優、４が良、３が普通、２が可、１が不可を示す。ま た、ホース潰れ性は前記プラスチコーダーを用い、チュービングダイにより押し 出した内径１０ｍｍ、外径１２ｍｍのチューブを１５０℃のオーブン中で２０分 間経過した後の潰れを測定して評価した。混練加工性は８インチロール（全水冷 ）にて材料を混練したときのロール表面への材料の粘着性、混練材料の硬さ、作 業性を総合的に５段階に評価した。評価方法は押出加工性の場合と同じである。 粘度はモンサント社製試験機（ＭＯＮＳＡＮＴＯ Ｐｒｏｃｅｓｓａｂｉｌｉｔ ｙ Ｔｅｓｔｅｒ）を使用し、９０℃、剪断速度２００ｓｅｃ−^１で押し出した 場合の評価である。さらに、硬さ（ＪＩＳ−Ａ）、破断引張強さ、破断伸び、圧 縮永久歪性、体積変化率の測定方法は、それぞれＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠して 行った。

【００２１】 上記結果から明らかなように、カルボキシル基含有エチレン−アクリレート共 重合体エラストマーのブレンド割合が多いほど押出加工性は良くなるものの、混 練加工性、ホース潰れ性は低下する。混練加工性、ホース潰れ性は実施例３〜５ に示すように、ブレンド割合を１０〜３０重量％とした場合に向上している。

【００２２】 次に、シール性と挿入性についての実施例を示す。シール性は、図１に示すよ うに、一端を水圧ポンプ１０側に接続し、他端にはニップル１１を挿入して板バ ネクリップ１２により固定した。ニップル１１にはＪＡＳＯ Ｍ１０１−７５「 自動車配管用金属管」バルジ形式の呼び径８を用いた。媒体には水を使用し、１ ｋｇｆ／ｃｍ^２（０．０９８１ＭＰａ）ずつステップ昇圧し、ホースとニップル の間から水が滲み、または、漏れた時点の圧力、あるいは、ニップルが抜けた時 点の圧力によって評価した。得られた結果は表２の通りである。

【００２３】

【表２】

【００２４】 上記表２から明らかなように、シール性、挿入性とも実施例が比較例よりも優 れていることが分かる。また、１ＭＰａ加圧時のホース外径変化率も実施例がき わめて低く、補強糸の中間伸度が小さいことを示している。従来、シール性は主 にスリーブを有する継手金具を用いる高圧ゴムホースにおいて考えられており、 従って、低圧ゴムホースにおいても板バネクリップなどの締付力によって保持し ていた。しかしながら、板バネクリップの締付力には限度があり、十分なシール 性を満足させることはできなかった。そこで、この考案ではゴム層に介在させる 補強糸に着目し、加硫時の温度では熱収縮せず、中間伸度が小さい芳香族ポリア ミド系繊維を使用することとした。

【００２５】 さらに、曲りホースの熱収縮率の変化による歩留りについて検討した。ここで いう歩留りとは、加硫成型後に両端を切断して廃棄する部分の製品に対する割合 である。曲りホースは、図２に示すように中央部が腕曲し両端に直線部を持つ形 状のものを使用した。図において、１４は曲がり鉄芯であり、１５はゴムホース を示す。使用する補強糸の熱収縮が大きいほどホースの収縮も大きく、特に両端 の直線部において顕著である。ホースの成形条件と収縮率の結果を表３に示す。

【００２６】

【表３】

【００２７】 表３の結果から、実施例においては加硫後もホース長さはほとんど変化してい ない。従って、予め未加硫ゴムホースの収縮率を見込んで切断して曲り鉄芯に挿 入し、加硫後さらに所定寸法に切断する必要がない。加硫後の切断が省略される ので歩留りの向上とともに、切断工程の省略によるコストダウンも得られる。

【００２８】

【考案の効果】

この考案では、前記内被層及び／又は外被服層をカルボキシル基含有アクリル 共重合エラストマーにカルボキシル基含有エチレン−アクリレート共重合体エラ ストマーを１０〜３０重量％の割合でブレンドしたゴム組成物で形成したので、 耐熱性、耐寒性、耐圧縮永久歪性及び耐油性に優れたゴムホースが得られた。さ らに、繊維補強層を芳香族ポリアミド系繊維で形成したので、シール性、挿入性 及び歩留まりに優れた繊維補強ゴムホースが得られた。

【提出日】平成５年６月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】

【表１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】 前記表１において、押出加工性とホース潰れ性は、Ｌ／Ｄ＝１０／１、ダイ温 度９０℃、バレル温度７０℃、スクリュー回転数３０ｒｐｍの条件でガーベダイ により 押し出し、押出加工性は押し出し時の表面肌、エッジ部形状保持性、押出 速度を総合的に５段階に総合評価した。数字の大きい方が優れており、５が優、 ４が良、３が普通、２が可、１が不可を示す。また、ホース潰れ性は前記プラス チコーダーを用い、チュービングダイにより押し出した内径１０ｍｍ、外径１２ ｍｍのチューブを１５０℃のオーブン中で２０分間経過した後の潰れを測定して 評価した。混練加工性は８インチロール（全水冷）にて材料を混練したときのロ ール表面への材料の粘着性、混練材料の硬さ、作業性を総合的に５段階に評価し た。評価方法は押出加工性の場合と同じである。粘度は９０℃、剪断速度２００ ｓｅｃ− ^１、キャピラリーダイで押し出した場合の見掛け粘度である。さらに、 硬さ（ＪＩＳ−Ａ）、破断引張強さ、破断伸び、圧縮永久歪性、体積変化率の測 定方法は、それぞれＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠して行った。

【図面の簡単な説明】

【図１】シール性の試験方法を示す説明図である。

【図２】歩留りの試験における曲りホースの形状を示す
正面説明図である。

【符号の説明】

１０ 水圧ポンプ １１ ニップル １２ 板バネクリップ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内被層と繊維補強層と外被層とからなる
   補強ゴムホースにおいて、前記内被層及び／又は外被服
   層をカルボキシル基含有アクリル共重合エラストマーと
   カルボキシル基含有エチレン−アクリレート共重合体エ
   ラストマーとをブレンドし、前記カルボキシル基含有エ
   チレン−アクリレート共重合体エラストマーのブレンド
   割合を１０〜３０重量％としたゴム組成物で形成し、前
   記繊維補強層を芳香族ポリアミド系繊維により形成した
   ことを特徴とする繊維補強層ゴムホース。