JPH0653368B2

JPH0653368B2 - ゴムホースの連続加硫方法

Info

Publication number: JPH0653368B2
Application number: JP63194132A
Authority: JP
Inventors: 志津雄横堀; 賢蔵宮本; 昌美辻本; 健二恩田; 完佐藤
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1988-08-03
Filing date: 1988-08-03
Publication date: 1994-07-20
Anticipated expiration: 2009-07-20
Also published as: JPH0243010A

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
の軽量薄肉ゴムホースで、且つ高強度、高耐圧性ゴムホ
ースの特性を兼備するゴムホースを安価に製造し得る連
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、その心金の長さの少なくと
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〜２０
ｍが限界値てある。また、直接蒸気缶加硫は熱効率が低
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け脱気等
を行ない加硫し、加硫後、締布を解いた後、ゴムホース
を抜き出す方法であり、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肉製品や螺旋状
の補強線入り、あるいは多層補強布を使用する高耐圧性
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、その熱容量が小さいので直接蒸気加硫に
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得ない。
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
め付け力が得られなの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表のようにな
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、汚染のない製造の提供を目指すもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

しかして、本発明は、内層部材と外層部材および補強線
材等の任意の組み合わせからなるホース成形体が連続的
に送り出されてくるホースにおいて、ホースの内部に、
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をそ
の要旨とする。

〔作用〕

成形され送り出されてくるホース成形体を内部加熱方式
によって連続的に加硫することができる点で、従来方法
とは全く異なる一つ簡易な製造方法を可能としたもので
あり、理論的には無制限長のホースから長短の任意長の
ホースを、作業工程を変更することなく、一つの流れ作
業において連続加硫することができる。しかも、特に、
比較的小容積のスチーム作用範囲にて効率のよい加硫作
用が得られる。また、ホースの加熱は、ホース内面より
の加熱方式なので、従来の加硫缶によるオープン加硫方
式のように、ホース外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、締布を必ずしも使
用しなくてもよく、その場合、締布による圧接がないの
で外面の汚損が防止される。更に、外部よりのオープン
乾熱加硫方式と異なり、ホース内部よりのスチーム加熱
であるため、加硫中の空気酸化よるゴムの劣化が防止さ
れる。

〔実施例〕

この発明を実施するに当たって、ホースを形成する各構
成部材を連結・積層しながらホース状形態として連続的
に送り出すためのフォーマーとして、たとえば一例とし
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ためにねじ棒
に傾斜した多数の送り出しバーを固定枠に傾斜状に組立
てたフォーマーを使用した場合について説明する。

すなわち、第１図（Ａ）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、フォーマー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からなるフォーマー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。

フォーマー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、巻き付けてホース成形体にすると、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、
ここに例示する連続成形の場合に、特に必要な事は、未加硫状態といえども、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、ホース成形体内面に加圧スチームが作用したとき、
スチームの洩れがないよう、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
数に設定する。あるいは、熱収縮力を有する有機繊維材
料の表側に厚く、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
ピング層を設けたトッピング部材を、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、更にその裏側にエラストマ未加硫トッピング層を形
成してなる自己成形性部材を使用し、これをホース内面
層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が好ましい。

ここで言う自己成形性部材とは、成形・加硫時には締布
や保護カバー或いはシール部材としての作用を有し、加
硫後はホースの構成部材として製品本体に組み込まれる
部材を意味し、かかる性質を有する部材からなるホース
を自己成形性のホースと称する。

なお、スチームワイヤー等の補強線材は、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ように、
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。

第１図（Ａ）において、上記のごとき選定条件の下に成
形され連続的に一定速度で右方向に送り出されつつある
フォーマー上のホース成形体内部の所定地点まで、スチ
ームを供給するスチームパイプ７を挿入・設定し、その
先端付近に形成されている噴射部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１図（Ｂ）は、第１図（Ａ）のＥ−Ｅ線拡大断面図で
あり、図において１は内層部材、５は外層部材、７はス
チームパイプ、８は送り出しバーである。

第２図は加硫に必要なスチーム作用範囲の説明図（但
し、送り出しバー８は昇略して描かれている）である。
図中、噴射部Ｊで噴射したスチームの圧力をＰ_０、温度
をｔ_０とし、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Ｌにおいて、
圧力と温度が急激に低下する。もち論、噴射部Ｊの位置
からＬの地点に至る間においては、緩やかではあるが、
Ｐ_０とｔ_０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ｔ_０が低下し、同時にＰ_０も低下し、ついには１０
０℃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、Ｌ地点において、スチームパイプに、ホースの内
径より小径の遮壁板を設けて、自然放冷による除圧、徐
冷することもできる。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Ｗ_０、Ｗ_１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板を設けて、Ｌ地点と同
様に、自然放冷による除圧、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、送り出しバーの固定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Ｐ_０と温度ｔ_０は適時調整可能であり、ま
た、水冷Ｗ_０、Ｗ_１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させ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Ｓ間の温度、圧力
が低下する。したがって、発生する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等の工夫を施す
ことが望ましい。

この連続加硫方式は、従来の多くの加硫缶によるオープ
ン加硫方式のように、ホース外表面にスチームが接触し
ない方式とすることができるのでその場合、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を加えることができるの
で、その場合気泡の発生を抑え、寸法安定性や接着力を
向上する上に特に有効である。

また、前記の自己成形性部材を使用すると、ホースが形
成されて送り出されてスチーム作用範囲Ｓを通過する際
に加熱よって収縮力が働き締付け力が形成され、例示の
ような送り出しバー方式のフォマーを用いる場合、これ
がホース内部のスチーム圧力と共にホースを強固に締付
け加硫が行なわれる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＝Ｖ_Ｈ（m/sec.）ホースが加熱され加硫される必要時間＝Ｔ_Ｈ(sec.) 加熱を受ける距離（スチーム作用範囲）Ｓ＝Ｖ_Ｈ×Ｔ_Ｈ
（ｍ）Ｔ_Ｈ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_Ｈ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Ｌ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
温度を１４０℃とすると、Ｊ〜Ｌ間およびＪ〜Ｒ間でそ
れぞれ４０℃の温度勾配となる。Ｊ〜Ｌ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＝Ｓ_ｌ、Ｊ〜Ｒ間＝Ｓｒとする。

Ｖ_Ｈ＝Ｓ_ｌ／ｔｄ、Ｓ_ｌ＝Ｖ_Ｈ×ｔｄ、 ∴ｔｄ＝Ｓ_ｌ／Ｖ_Ｈ、ｔｄは次式で求められる。

但し、ｔｄ…Ｊの温度から１００℃になるまでの時間(s
ec.) Ｗｔ…成形ゴムホースの肉厚（壁厚）(mm) α……成形ホースの温度伝導度(mm²/min) θ……左端、右端におけるホース内表面温度（１００℃）（ドレン） θ_０…初期温度（噴射部Ｊの温度） θ_１…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。

したがって、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。因って、スチーム作用範囲Ｓの所要長は
第３図の寸法図（但し、送り出しバー８は省略して描か
れている）に示すようになる。

また、左端Ｌおよび右端Ｒにおけるドレン化の距離は、
ｔｄ＝Ｓ_ｌ／Ｖ_Ｈ…Ｓ_ｌ＝ｔｄ×Ｖ_Ｈ＝4.7×５＝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、ほぼスチームの最高温度に達し十
分加硫状態を得ることができるが、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、要は
内面からの加硫のためのスチーム作用範囲を形成するこ
とである。従って、スチーム作用範囲の形成を有利にす
るためスチームパイプの噴射部の前後の任意の位置を外
部から冷却操作を行なう場合に、その部分に保温のため
締布等を巻くことは好ましくない。

そこで、前記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、この部材を外層又は内層あるいは
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、外表面そのものは敢えて加熱加硫の必
要がないものである。

また、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、外面からの保温や加熱等を行な
わなくとも良好な加硫状態が得られる。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
必ずしも締布や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。

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５mm/sec. 加硫時間６００sec. 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
層部材５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１の構造図で、所
要の巻付け幅のストリップ(Strip)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ある。

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である。ホースの内層部材１
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ある。

第４図−３は、上記ホースの外層部材５の構造図で、第
４図−２と同様の構成で、ホースの外層部材５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
に巻き付けるものであり、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図に例示の設備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、フォーマーＦは、前記に説明し
たとおり、ねじ様に傾斜した多数の送り出しバー８を、
周囲が回転する固定枠９に組み立てたフォーマーＦであ
り、該フォーマー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。該フォーマー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、適度の締め付け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５０mm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、外層部材５を、
未加硫ゴム４が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に設定してスチーム噴射によって連続加熱
し、連続加熱を行なうものである。

以上の実施例では、フォーマーとして多数の送り出しバ
ーからなる方式のフォーマーを使用して例示説明してき
たが、これに限定されるものではなく、スチームが直接
ホース成形体に接触しない場合、例えばフォーマーが無
短のベルト状螺旋回動体から構成されたものであっても
差支えない。この場合には、加硫時に内側から加圧され
ないことになるが、ホースの外被層に前記自己成形性部
材を使用していると、これが締め布に代わる作用を果た
すので、気泡等の下具合の発生しないホースを連続的に
製造することができる。

しかして、この発明において使用するフォーマーとして
は、ホース成形体をその形状を保って連続的に送り出し
可能でさえあればどのような形式のものであってよい。

〔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、自由度の中口径（４０φ〜２００φ）
のデリバリー・サクション共用の軽量耐圧ホースの用途
に適するホースが安価に得られる。また、要望の長尺ホ
ースの加硫が自由に得られるため、従来ホースの様に、
多くのホースの接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、高度の熱効率が得られ
る。また、自己成形性部材を採用すると締布による成形
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（Ａ）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１図（Ｂ）は、第１図（Ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図、第２図は、連続加硫が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。１ ……内層部材、３……繊維補強層５ ……外層部材６……スチールワイヤー補強層７……スチームパイプ、Ｊ……噴射部Ｓ……スチーム作用範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｌ 23:22 4Ｆ (72)発明者辻本昌美兵庫県加古郡稲美町六分一字蕩ケ谷1183番地東洋ゴム工業株式会社兵庫事業所明石工場内 (72)発明者恩田健二福島県福島市宮代字堂前28番地福島ゴム株式会社内 (72)発明者佐藤完東京都渋谷区千駄ケ谷４丁目24番15号東洋ゴム工業株式会社東京本社内 (56)参考文献特公昭35−17329（ＪＰ，Ｂ１)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内層部材と外層部材および補強線材等の任
意の組み合わせからなるホース成形体が連続的に送り出
されてくるホースにおいて、ホースの内部にスチームパ
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。
【請求項２】スチームパイプの噴射部の前後の任意の位
置を外部から水冷等により冷却することによって所要長
のスチーム作用範囲を設定すると共に、必要に応じて該
スチーム作用範囲の長さや冷却速度を任意調整できるよ
うにした請求項１記載のゴムホースの連続加硫方法