JPH068376A - 耐熱性ウォーターホース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 内層と外層とで構成される耐熱性ウォーター
ホースにおいて、前記内層又は内層と外層とをそれぞれ
イソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合物でパラ
メチルスチレンの一部を臭素化した共重合体を形成し、
前記内層と外層との間に下記式（１）で表されるパラ系
アラミド繊維からなる補強層を設けたことを特徴とする
耐熱性ウォーターホースを提供する。 【効果】 冷却水の透過が小さく、かつ冷却水封入熱老
化においても十分な耐圧性を保持するホースを得ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐熱性ウォーターホー
スに関し、特に、ラジエーターホース，ヒーターホー
ス，バイパスホース等の自動車用ホース、温度調節ホー
ス，暖房用スチームホース等の産業機械用温度調節ホー
スなどの用途に好適な耐熱性ウォーターホースに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、水を輸送するためのウォーターホ
ースとしては、イオウ加硫したＥＰＤＭ（エチレン・プ
ロピレン・ジエン３元共重合体）で内層及び外層を形成
し、補強のために内層と外層との間にＰＥＴ（ポリエチ
レンテレフタレート）からなる補強層を設けた構造を有
するものが一般的であり、例えば、特開平３−１９４２
８１号公報では、内層及び外層にＥＰＤＭ、補強層にＰ
ＥＴ、ナイロン、レーヨン等の有機繊維を用いたウォー
ターホースが提案されている。

【０００３】また、内層及び外層にＥＰＤＭ又はＩＩＲ
（イソブチレン・イソプレンゴム）を用い、補強層とし
て上記と同様の有機繊維又はスチールワイヤー、スチー
ルコード等の金属を用いたウォーターホースやスチーム
ホースが産業機械用として一般的に使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
自動車エンジンの高性能化に伴い、エンジンを冷却した
後の冷却水の温度が上り、またエンジンルーム内が高温
となるため、ウォーターホースの耐熱性の向上が要求さ
れているが、上記のウォーターホースは耐熱性が十分で
はないという問題がある。また、冷却水の温度が上るた
め、ホースからの透過量が増加し、これに対応するには
冷却水タンクの容量を大きくすることが考えられるが、
広いスペースを必要とし、また重量が増えるのでこのよ
うな方法は好ましくない。

【０００５】また、産業用機械においても、内層及び外
層としてＥＰＤＭ又はＩＩＲを用いた従来のウォーター
ホースやスチームホースは耐熱老化性に劣り、このため
ホースの交換頻度が高いものとなっている。そこで、耐
熱性が重視される用途に用いる場合は、ゴムホースの代
わりにテフロンチューブからなるホースが用いられる
が、テフロンチューブは高価である上、柔軟性に欠ける
ので、本来、柔軟性が求められるゴムホースの代用は困
難である。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
耐熱性に優れ、冷却水の透過が小さく、かつ冷却水を封
入したときの熱老化においても十分な耐圧性を保持する
ことができる耐熱性ウォーターホースを提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を行った結果、内層と外層
とで構成される耐熱ウォーターホースにおいて、上記内
層又は内層と外層それぞれにイソブチレンとパラメチル
スチレンとの共重合物でパラメチルスチレンの一部を臭
素化した共重合体（以下、臭素化ＩＢ−ＰＭＳ共重合体
という）を用い、かつ上記内層と外層との間に下記式
（１）で表されるパラ系アラミド繊維からなる補強層を
設けることにより、冷却水の透過が小さく、かつ冷却水
封入熱老化においても十分な耐圧性を保持することがで
きるため、良好な性能のホースが得られることを見い出
した。

【０００８】即ち、本発明者は、耐熱性に優れ、かつ水
透過量が少なく、特に耐熱老化性の良好なホースについ
て検討した結果、イソブチレンとパラメチルスチレンと
の共重合物でパラメチルスチレンの一部を臭素化した共
重合体をホースの内層とすること、しかもホースの補強
のために内層と外層との間に設ける補強層として、下記
式（１）で表されるパラ系アラミド繊維を用いることに
より、上記目的が効果的に達成されることを知見し、本
発明をなすに至ったものである。

【０００９】

【化２】

【００１０】以下、本発明を更に詳しく説明すると、本
発明の耐熱性ウォーターホースは、内層又は内層と外層
とをイソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合物で
パラメチルスチレンの一部を臭素化した共重合体で形成
し、内層と外層との間に下記式（１）で表されるパラ系
アラミド繊維からなる補強層を設けたものである。

【００１１】

【化３】

【００１２】このようなホースとして、例えば図１に示
す構造のものが挙げられ、これは内層１と外層２の間に
補強層３を設けた構成となっている。ここで、補強層３
は式（１）のパラ系アラミド繊維を例えばスパイラル状
（図２参照）、ブレード状（図３参照）に編んだものを
内層１の上に配置したものである。この場合、ニット構
造、シーサー方式を用いることもできる。

【００１３】本発明のホースは、このような構成のホー
スにおいて、内層１を臭素化ＩＢ−ＰＭＳ共重合体で形
成する。この臭素化ＩＢ−ＰＭＳ共重合体は、特開平２
−１５０４０８号公報に記載されているように、臭素化
ＩＢ−ＰＭＳ共重合体のＰＭＳの一部が架橋のため臭素
化されているものである。この場合、臭素化の割合は共
重合されたパラメチルスチレンの１０〜８０％、特に２
０〜７０％とすることが好ましい。この割合が１０％未
満では架橋効率が悪くなり、また８０％を超えると耐熱
性が悪くなる場合がある。

【００１４】また、イソブチレンとパラメチルスチレン
の重量比はパラメチルスチレンが２〜２０重量％、特に
５〜１０重量％とすることが好ましい。パラメチルスチ
レンの割合が２０重量％部を超えるとＴｇ（ガラス転移
点）が高くなり、ゴムの特性が失われる場合があり、ま
た、２重量％未満では架橋効率が悪くなる場合がある。

【００１５】このような割合で共重合及び臭素化された
ＩＢ−ＰＭＳ共重合体は、ＺｎＯ等を用いて容易に架橋
することができる。その加硫物は、主鎖に二重結合を持
たないので耐熱性がよく、またブチルゴムと類似の構造
を持つため、気体や水分等の透過性が低いものである。

【００１６】本発明のホースは、内層を上記イソブチレ
ンとパラメチルスチレンとの共重合物でパラメチルスチ
レンの一部を臭素化した共重合体で形成するものである
が、外層は同様のイソブチレンとパラメチルスチレンと
の共重合物でパラメチルスチレンの一部を臭素化した共
重合体又は他のゴムで形成する。内層１のみを臭素化Ｉ
Ｂ−ＰＭＳ共重合体で形成する場合、外層２を形成する
ゴムとしては、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴ
ム）、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン３元共
重合体）、ＩＩＲ（ブチルゴム）、ＣＲ（クロロプレン
ゴム）、Ｃｌ−ＩＩＲ（塩素化ブチルゴム）、ＣＳＭ
（クロロスルホン化ポリエチレン）、ＡＣＭ（アクリル
ゴム）、ＡＥＭ（エチレンアクリルゴム）等のゴム及び
これらを２種以上ブレンドしたゴムを用いることができ
る。

【００１７】なお、内層１の厚さは１〜４ｍｍ、特に
１．５〜３．５ｍｍとすることが好ましい。また、外層
の厚さは１〜４ｍｍ、特に１．５〜３．５ｍｍとするこ
とが好ましい。

【００１８】本発明のホースは、更に上記内層と外層と
の間にパラ系アラミド繊維からなる補強層を設けたもの
である。この補強層としては高温下での耐水劣化性が求
められるが、一般的に用いられるＰＥＴ、ナイロンはこ
の高温下での耐水劣化性が悪い。このような耐水劣化性
の点から、高温下での耐水劣化性に優れた下記式（１）
で表されるパラ系アラミド繊維を用いるようにしたもの
であり、上述したようにスパイラル構造又はブレード構
造に編むことにより、補強層を形成することが好ましい
が、ニット構造、シーサー方式を用いることもできる。

【００１９】

【化４】

【００２０】

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。

【００２１】［実施例１、比較例１〜３］表１に示す配
合のゴムについて以下の方法で耐熱老化性試験及び冷却
水透過性試験を行った。

【００２２】

【表１】 ＊１：ＸＰ−５０（ＩＢ：９５重量％，ＰＭＳ：５重量
％（臭素化ＰＭＳ：３６重量％）、エクソン社製） ＊２：ＥＰ３３（日本合成ゴム社製） ＊３：ＥＰ１１（ 同 上 ） ＊４：Ｂｕｔｙｌ ２６８（ 同 上 ）

【００２３】耐熱老化性試験 ＪＩＳ−Ｋ６３０１（加硫ゴム物理試験）に準拠し、１
５０℃の空気中にゴムを放置して空気熱老化後の破断伸
びを測定した。冷却水透過性試験 図４に示したように、アルミニウム製カップ４に冷却水
（ＬＬＣ／水＝５０／５０）５を入れ、厚さ０．５ｍｍ
のゴムシート６をカップ４の開口部７に被せ、更にシー
ト６の上に補強用の金網８を配して、カップ４、シート
６、金網８をボルト９で固定し、これを１００℃のオー
ブンに入れ、所定時間経過後、加熱による冷却水の減量
を測定し、この減量を開口部７の面積で除した値を透過
量とした。

【００２４】以上の結果を図５，６に示すが、図５に示
した結果から、実施例１及び比較例２のゴムは耐熱性に
優れ、比較例１，３のゴムは耐熱性に劣ることがわか
る。

【００２５】また、図６に示した結果から、実施例１及
び比較例３のゴムは耐冷却水透過性が良好であり、比較
例１，２のゴムは耐冷却透過性が劣ることがわかる。

【００２６】従って、以上の結果より、臭素化ＩＢ−Ｐ
ＭＳ共重合体を使用することにより、耐熱老化性と耐冷
却水透過性をいずれも具備するホースが得られることが
認められる。

【００２７】［実施例２、比較例４，５］表２に示す補
強糸（１５００デニール）について以下の方法で水中老
化性試験を行った。結果を図７に示す。なお、図７にお
いてＥは実施例２、Ｆは比較例４、Ｇは比較例５の補強
糸の試験結果を示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】

【化５】

【００３０】水中老化性試験 表２に示す補強糸それぞれを表１に示す実施例１のゴム
中に埋め込み、加硫後、長さ方向に沿って補強糸を含む
リボン状（厚さ１．５ｍｍ、幅４ｍｍ）に切り出してサ
ンプルとした。このサンプルを冷却水（ＬＬＣ／水＝５
０／５０）と共に円筒形の耐圧容器の中に封入し、所定
時間経過後、取り出し、リボン状のままで引張り強力を
測定し、この測定値を冷却水に浸漬する前のサンプルの
引張り強力で除した値を強力保持力とした。なお、補強
糸の伸びはゴムの伸びと比べるとはるかに小さいのでゴ
ムの寄与分は無視することができる。

【００３１】図７に示した結果から、比較例５の補強糸
は引張り強力の低下が大きく、実施例２の補強糸は特に
良好な特性を有することがわかる。

【００３２】［実施例３、比較例６〜８］表３に示すゴ
ム及び補強糸を用いてゴムホースを作製した。まず、内
層１を形成するためのゴムを押し出し、その上に補強糸
を図２に示すようなスパイラル状に編んで補強層３を形
成し、更にその上に内層１の形成に用いたのと同様のゴ
ムを押し出し、外層２を形成した。

【００３３】次いで、この一体化物をマンドレルに挿入
し、形状を整えて加硫した。このホースの内径は２１ｍ
ｍ、外径は３０ｍｍであった。

【００３４】上記各例で製造したホースについて、性能
確認試験を以下の方法で行った。結果を表３に併記す
る。耐熱老化性試験 １５０℃の空気中に５００時間及び１０００時間ホース
を放置して熱老化させた後、常温まで冷却し、ホースを
屈曲させることにより寿命を判定した。ホースからの冷却水の透過量 １００℃に５００時間及び１０００時間ホースを放置し
た後の冷却水の透過量を測定した。測定値は実施例のホ
ースを１００℃に５００時間放置した後の透過量を１０
０としたときの指数で表した。

【００３５】

【表３】

【００３６】耐熱老化試験の結果、実施例３及び比較例
７は異常なかったが、比較例６及び比較例８は５００時
間放置後の屈曲でホース外表面及び内面に割れが生じ
た。また、冷却水の透過については、比較例６及び７は
約５倍の透過量を示し、比較例８は実施例とほぼ同じ水
準にあった。

【００３７】以上の結果から、耐熱性に優れる比較例７
のホースは冷却水の透過量が多く、また冷却水の透過量
が少ない比較例８のホースは耐熱性に劣り、耐熱老化性
及び冷却水の低透過性の両者を同時に具備させるという
点では実施例３のみが両方の要件を満足しており、この
ことは表１の実施例１に示したゴムと上記式（１）で示
すパラ系アラミド繊維からなる補強糸とを組み合わせて
用いたことによって得られた結果であることがわかる。

【００３８】なお、上記実施例３のホース、このホース
において補強層のみを従来のホースと同様のＰＥＴに代
えたホースそれぞれについて、ホース中に冷却水（ＬＬ
Ｃ／水＝５０／５０）を封入し、１５０℃で２００時間
熱処理した後、耐圧性を測定するホースの耐熱水老化性
試験を行った結果、前者は５０ｋｇ／ｃｍ²で破裂し、
後者は昇圧途中で破裂（２０ｋｇ／ｃｍ²以下）した。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、イソブチレンとパラメ
チルスチレンとの共重合物でパラメチルスチレンの一部
を臭素化した共重合体を内層又は内層と外層とに用い、
かつパラ系アラミド繊維補強層を内外層間に介在させた
ことにより、冷却水の透過が小さく、かつ冷却水封入熱
老化においても十分な耐圧性を保持するホースを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の耐熱ウォーターホースの一例を示す断
面図である。

【図２】本発明のホースにおける補強層の形状の一例を
示す図である。

【図３】本発明のホースのおける補強層の形状の他の例
を示す図である。

【図４】本発明の実施例及び比較例で用いたゴムの冷却
水透過性試験方法を説明する概略図である。

【図５】本発明の実施例及び比較例のゴムの耐熱老化性
試験の結果を示すグラフである。

【図６】本発明の実施例及び比較例のゴムの冷却水透過
性試験の結果を示すグラフである。

【図７】本発明の実施例及び比較例の補強糸の水中老化
性試験の結果を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 内層 ２ 外層 ３ 補強層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内層と外層とで構成される耐熱性ウォー
   ターホースにおいて、前記内層又は内層と外層とをそれ
   ぞれイソブチレンとパラメチルスチレンとの共重合物で
   パラメチルスチレンの一部を臭素化した共重合体を形成
   し、前記内層と外層との間に下記式（１）で表されるパ
   ラ系アラミド繊維からなる補強層を設けたことを特徴と
   する耐熱性ウォーターホース。 【化１】