JPH11325330A

JPH11325330A - 冷媒輸送用ホース

Info

Publication number: JPH11325330A
Application number: JP13823998A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Shimomura; 一普下村; Kenji Kuwamoto; 賢二鍬本; Nobukazu Takano; 伸和高野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-05-20
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒として二酸化炭素を輸送する冷媒輸送用
ホースにおいて、冷媒漏れが無く、充分な機械的強度を
有し、耐候性にも優れ、周辺機器からの振動をよく吸収
して、長時間使用してもホース接合部分に亀裂を生じる
ことがなく長寿命の冷媒輸送用ホースを得る。【解決手段】ガス不透過性材料層を含有する内管を備
えた冷媒輸送用ホースにおいて、ガス不透過性材料層
が、１００℃における二酸化炭素に対するガス透過係数
が２×１０^-10ｃｃ．ｃｍ／ｃｍＨｇ．ｃｍ²．ｓｅｃ以
下の材料により構成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用ク
ーラーやエアコンの配管用ホース等、冷媒として二酸化
炭素ガスを輸送するためのホースとして好適な冷媒輸送
用ホースに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、自動車用クーラーやエアコン等の冷媒ガスとしては
クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）やハイドロクロロフ
ルオロカーボン（ＨＣＦＣ）が用いられており、これら
のフロンガスを輸送する冷媒輸送用ホースとしては、フ
ロンガスの漏洩を防ぐ目的で、ニトリルゴム、ブチルゴ
ム、或いはポリアミド樹脂とゴムの混合物等、フロンガ
スバリア性の高い材料を含有してなるガスバリア性内層
を内管の内側に配置したものが使用されている。

【０００３】しかしながら、これらのフロンガスは、そ
の構造中に塩素を含んでおり、冷媒使用中に少量、また
冷媒廃棄に際しては大量に大気中に放出されて成層圏に
到達して光分解を起こし、それにより生成する塩素原子
がオゾン層を破壊して地球環境に悪影響を与えることが
問題となっている。

【０００４】そこで、ハイドロフルオロカーボンが上記
フロンガスに対する代替冷媒として提案されており、こ
れは塩素原子を含まないのでオゾン層を破壊することは
ない。

【０００５】しかしながら、上記ハイドロフルオロカー
ボン、クロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオ
ロカーボンはいずれも赤外線吸収能が極めて大きく、高
い温室ガス効果を示し、その地球温暖化係数は二酸化炭
素の数百〜数万倍の値を有し、これらの冷媒ガスの大気
中への放出による地球温暖化が懸念されている。

【０００６】かかる事情から、上記フロン系冷媒ガスに
代わる冷媒として、二酸化炭素、アンモニアガス、ＬＰ
Ｇ等の塩素を含まないためオゾン層を破壊することな
く、更に地球温暖化係数の著しく低いものが近年検討さ
れている。これらのうち、吸引や接触によって人体に悪
影響を及ぼさない、引火性が小さい、化学的・物理的に
安定であるといった冷媒に要求される諸特性を兼ね備え
るものとしては、二酸化炭素が最も適している。

【０００７】ところが、二酸化炭素は樹脂・ゴムに対す
る溶解度が高く、ガス透過性も極めて高いため、上述し
た従来の冷媒輸送用ホース、即ちニトリルゴム、ブチル
ゴム、或いはポリアミド樹脂とゴムの混合物等からなる
内管を用いたホースを使用すると、二酸化炭素の漏洩が
大きく、冷媒ガスを頻繁に補充しなければならず、実用
に供しないという重大な欠点があった。

【０００８】また、二酸化炭素の漏洩防止を目的とし
て、従来の樹脂・ゴム内管を有する冷媒輸送用ホースの
代わりに、金属管により形成された冷媒輸送管を用いて
二酸化炭素冷媒を輸送することも検討されているが、こ
れら金属管は、直接接続されるコンプレッサー等の機器
類或いは他の機器類（エンジン等）から生ずる振動によ
って、金属管と直接接続される機器類との接合部分に緩
みを生じ、この亀裂箇所から二酸化炭素が漏れ出してし
まうという問題を生じ、実用化には至っていない。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
二酸化炭素の透過・漏洩を著しく低減し、しかも柔軟性
があって機器類等から生ずる振動を吸収し、振動を受け
ても機器類等との接合部分に亀裂を生じることのない冷
媒輸送用ホースを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った
結果、二酸化炭素冷媒輸送用ホースにおいて、特定のガ
ス不透過性材料からなる層を内管に含有させることによ
り二酸化炭素冷媒の漏洩が著しく抑制され、かつ周辺機
器からの振動をよく吸収して、長時間使用してもホース
接合部分に亀裂を生じることの無い柔軟な冷媒輸送用ホ
ースを得られることを見出し、本発明をなすに至ったも
のである。

【００１１】即ち、本発明は、ガス不透過性材料層を含
有する内管を備えた冷媒輸送用ホースにおいて、上記ガ
ス不透過性材料層が、１００℃における二酸化炭素に対
するガス透過係数が２×１０^-10ｃｃ．ｃｍ／ｃｍＨ
ｇ．ｃｍ²．ｓｅｃ以下の有機材料により形成されてな
ることを特徴とする冷媒輸送用ホースを提供する。

【００１２】この場合、本発明においては、上記特定の
ガス不透過性材料層を内管に設け、内管の外側に補強層
と外管とを順次積層する構成を採用することができ、こ
の場合、冷媒輸送用ホースの機械的強度は更に向上し、
高い圧力で冷媒を輸送することが可能となるものであ
る。

【００１３】以下、本発明を更に詳しく説明する。

【００１４】本発明の冷媒輸送用ホースとしては、例え
ば図１に示す構造のものが挙げられる。この冷媒輸送用
ホース６は、内層としてのガス不透過性材料層１と、そ
の上に積層された外層としての内管エラストマー層２と
から構成される内管３が、補強層４及び外管５で被覆さ
れたものである。なお、上記ガス不透過性材料層１は外
層として形成してもよく、また、内管３を３層以上の構
成とし、ガス不透過性材料層１をその中間層としてもよ
い。

【００１５】ガス不透過性材料層１は、１００℃におけ
る二酸化炭素に対するガス透過係数が２×１０^-10ｃ
ｃ．ｃｍ／ｃｍＨｇ．ｃｍ²．ｓｅｃ以下、好ましくは
１×１０ ^-10ｃｃ．ｃｍ／ｃｍＨｇ．ｃｍ²．ｓｅｃ以
下、更に好ましくは７×１０^-11ｃｃ．ｃｍ／ｃｍＨ
ｇ．ｃｍ²．ｓｅｃ以下の有機材料から構成される。な
お、かかるガス透過係数は、ＪＩＳＫ７１２６「プ
ラスチックフィルム及びシートの気体透過度試験方法」
に準じて測定された値である。二酸化炭素に対するガス
透過係数が２×１０^-10ｃｃ．ｃｍ／ｃｍＨｇ．ｃｍ²．
ｓｅｃを超えると、冷媒輸送システムの使用条件におい
て、ＣＯ₂を主成分とする冷媒ガス透過量が大きいホー
スとなってしまい、冷媒輸送システム系外にＣＯ₂を放
出してしまうため、ＣＯ₂を主成分とする冷媒ガスを早
期に補充する必要が生じ、冷媒システムの実用性が低下
する。

【００１６】上記ガス透過係数を有する有機材料として
は、かかるガス透過係数を持つものであればいずれの材
料でもよいが、ホースへの加工のし易さ、加工後の柔軟
性、振動吸収性等の諸特性を満足するものとして、エチ
レン酢酸ビニル共重合体のケン化物（エチレンビニルア
ルコール共重合物（以下ＥＶＯＨ））、メタキシリレン
ジアミンとアジピン酸の共重合物（以下ＭＸＤ６）、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレ
ン２，６ナフタレート等の有機樹脂が挙げられ、これら
は一種を単独で又は二種以上を適宜混合して用いること
ができる。

【００１７】一方、内管エラストマー層２を形成する材
料は特に制限されないが、本発明の冷媒輸送用ホースの
有する柔軟性を損なわないものが好適し、各種樹脂・ゴ
ムが使用できる。中でも、ブチルゴムやアクリロニトリ
ルブタジエンゴムなどのゴム、オレフィン系共重合体、
オレフィン系、スチレン系、ポリアミド系、塩ビ系、フ
ッ素系等の熱可塑性エラストマーが好ましい。

【００１８】なお、ガス不透過性材料層１と内管エラス
トマー層２とを接着させる場合、両者の間に接着剤、接
着ゴムを用いたり、或いは１層以上のゴム、アイオノマ
ー樹脂、熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂の層を介
して接着を強固なものとすることもできる。ここで用い
る接着剤としては、塩化ゴム系接着剤、塩酸ゴム系接着
剤、フェノール樹脂系接着剤、イソシアネート系接着剤
など、一般に用いられているゴム用加硫接着剤であれば
いずれも使用できる。また、ゴム等の中間層としては、
ＩＩＲ、Ｃｌ・ＩＩＲ、Ｂｒ・ＩＩＲ、ＮＢＲ、ＨＮＢ
Ｒ、ＥＰＤＭ、ＡＣＭ、ＣＲ、ＦＫＭなどのゴム又はオ
レフィン、ポリアミド、フッ素、アイオノマーなどの樹
脂が好適する。

【００１９】本発明の冷媒輸送用ホースにおいては、内
管３の外側に補強層４及び外管５を設けることができ、
これによりホースの機械的強度は更に向上する。

【００２０】補強層４は、内管３の外側に設けられるも
ので、内管３内を流れる二酸化炭素媒体により発生する
圧力に強度的に耐え得るもので構成される。補強層４に
使用される優れた耐圧性能を有する材料としては、スチ
ールワイヤー、銅ワイヤー、アルミワイヤー等の各種金
属ワイヤーやビニロン、ポリエステル、ナイロン、アラ
ミド等からなる有機繊維が挙げられ、これらを内管３の
外周に必要な厚みにスパイラル状、ブレード状等所望の
形状に巻回するか編組して補強層４を形成する。なお、
この補強層４は更に耐圧性能を向上させる目的で多層に
構成してもよく、この場合、接着剤や樹脂等による中間
層を介することができる。

【００２１】外管５は、上記補強層４のばらけを防止
し、また耐候性や耐熱性等、ホースの設置場所により必
要とされる耐環境性を高める目的で、補強層４の外側に
設けられる。外管５を構成する材料としては、かかる目
的に合致し、ホース全体の柔軟性を損なわないものが好
ましく、例えばスチレン−プロピレンゴム等の樹脂・ゴ
ムや熱可塑性エラストマー等が挙げられる。

【００２２】本発明の冷媒輸送用ホースのその他の構成
については、特に制限はなく、例えば各層の間に接着層
や他の中間層などを適宜設けることができる。

【００２３】上記冷媒輸送用ホースにおいて、ガス不透
過性材料層の厚さは、二酸化炭素冷媒透過性と柔軟性と
の兼ね合いから０．０２〜０．５ｍｍ程度とするのが好
ましい。内管エラストマー層を設ける場合は、内管の加
工性と柔軟性とから０．２〜５．０ｍｍ程度とするのが
好ましい。更に外管は０．５〜３．０ｍｍ程度とするこ
とが強度と柔軟性のバランスの点から好ましい。

【００２４】本発明の冷媒輸送用ホースは、例えばガス
不透過性材料層をチューブ状に押し出して、必要に応じ
てチューブ表面に接着剤塗布を行い、次いでこの樹脂チ
ューブの外側に内管エラストマー層を押出し被覆して内
管を形成した後、有機繊維等を内管外周に巻回して補強
層とし、更にこの補強層の外周にゴム組成物を押出し被
覆して外管を形成し、得られたチューブ状一体物をホー
ス形状に整えて加硫することで容易に製造することがで
きる。なお、この場合の加硫条件は、１５０℃×９０分
とすることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の冷媒輸送用ホースは、１００℃
における二酸化炭素に対するガス透過係数が２×１０
^-10ｃｃ．ｃｍ／ｃｍＨｇ．ｃｍ²．ｓｅｃ以下の有機材
料から成るガス不透過性材料層を用いて内管を構成して
いるため、二酸化炭素を冷媒として輸送する際の冷媒漏
れを大幅に抑制することができる。そして、本発明の冷
媒輸送用ホースは、充分な機械的強度を有し、耐候性に
も優れ、周辺機器からの振動をよく吸収して、長時間使
用してもホース接合部分に亀裂を生じることがなく長寿
命である。従って、本発明の冷媒輸送用ホースは、地球
温暖化係数の極めて低く、かつオゾン層を破壊すること
の無い二酸化炭素冷媒を輸送するに際して極めて有用で
ある。

【００２６】

【実施例】以下、実施例と比較例により本発明を具体的
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。

【００２７】［実施例１］エチレン酢酸ビニル共重合体
のケン化物としてエチレンビニルアルコール共重合物
（エチレン含有量３２ｍｏｌ％、クラレ製商品名「エパ
ール」、１００℃における二酸化炭素透過係数１．２×
１０^-11ｃｃ．ｃｍ／ｃｍＨｇ．ｃｍ²．ｓｅｃ）を内径
７．０ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのチューブ状に押出し成型
してガス不透過性材料層を製造した。一方、ブチルゴム
を厚さ１．４ｍｍのチューブ状に押出して内管ゴム層を
製造し、これを上記ガス不透過性材料層チューブの外周
に接着剤を介して接着・被覆して内管を形成した。この
内管ゴム層の外周に、表面をブラスメッキしたスチール
ワイヤーの編組を１層に被覆して補強層を設けた。この
ようにして得られたチューブ状物を押出し機に通して、
その最外周に厚さ１．５ｍｍのエチレン−プロピレンゴ
ムを設け、チューブ全体を１５０℃×９０分で加硫して
外管を形成し、本発明の冷媒輸送用ホースを得た。

【００２８】［実施例２］アクリロニトリルブタジエン
ゴムからなる内管ゴム層（Ａ）、ポリアクリロニトリル
系熱可塑性樹脂（三井化学社製商品名「バレックス」、
１００℃における二酸化炭素透過係数４．２×１０^-11
ｃｃ．ｃｍ／ｃｍＨｇ．ｃｍ²．ｓｅｃ）からなるガス
不透過性材料層（Ｂ）、ブチルゴムからなる内管ゴム層
（Ｃ）をそれぞれチューブ状に押出し成型し、これら三
つのチューブを（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に接着剤を
介して積層・接着し、内径７．０ｍｍ、外径１０．０ｍ
ｍの内管を形成した。なお、ガス不透過性材料層（Ｂ）
の厚さは０．１ｍｍとした。次いで、この内管の外周
に、表面をブラスメッキしたスチールワイヤーの編組を
２層に被覆して補強層を設けた。この時、各スチールワ
イヤー編組層の間にブチルゴム塗料を中間接着層として
塗布・乾燥した。このようにして得られたチューブ状物
を押出し機に通して、その最外周に厚さ１．５ｍｍのエ
チレン−プロピレンゴムを設けてチューブ全体を１５０
℃×９０分で加硫して外管を形成し、本発明の冷媒輸送
用ホースを得た。

【００２９】［比較例１］ブチルゴム（１００℃におけ
る二酸化炭素透過係数７．２×１０^-10ｃｃ．ｃｍ／ｃ
ｍＨｇ．ｃｍ²．ｓｅｃ）を内径７．０ｍｍ、外径１
０．０ｍｍのチューブ状に成型して単層の内管を形成し
た。この内管の外周に、表面をブラスメッキしたスチー
ルワイヤーの編組を１層に被覆して補強層を設けた。こ
のようにして得られたチューブ状物を押出し機に通し
て、その最外周に厚さ１．５ｍｍのブチルゴムを設け、
チューブ全体を１５０℃×９０分で加硫して外管を形成
し、輸送用ホースを得た。

【００３０】［比較例２］ナイロン６（１００℃におけ
るガス透過係数２．０×１０^-9ｃｃ．ｃｍ／ｃｍＨｇ．
ｃｍ²．ｓｅｃ）を内径７．０ｍｍ、外径７．２ｍｍ
に、またブチルゴムを厚さ１．４ｍｍのチューブ状に成
型し、ナイロン層を内側にして両者を接着剤を介して積
層し、内管を形成した。この内管の外周に、表面をブラ
スメッキしたスチールワイヤーの編組を１層に被覆して
補強層を設けた。このようにして得られたチューブ状物
を押出し機に通して、その最外周に厚さ１．５ｍｍのブ
チルゴムを設け、チューブ全体を１５０℃×９０分で加
硫して外管を形成し、輸送用ホースを得た。

【００３１】［評価］実施例及び比較例で得られた冷媒
輸送用ホースのガスバリヤー性能の評価をホースガス透
過試験により実施した。ホースガス透過試験は、テスト
ホースに二酸化炭素冷媒を０．６１ｇ／ｍ³の割合で封
入し、１００℃雰囲気におく。そして、２４時間後の重
量と、９６時間後の重量を測定し、その重量差を１００
℃、７２時間の冷媒ガス漏洩量とする。この時の漏洩量
が１０ｇ／ｍ以上であると、漏洩量が多すぎて冷媒の補
給を頻繁に行わねばならず、実用に供しないものであ
る。

【００３２】測定の結果、実施例１は４．０ｇ／ｍ、実
施例２は８．２ｇ／ｍであり、二酸化炭素漏洩量は極め
て少なく良好な結果だった。一方、比較例１は２０ｇ／
ｍ、比較例２は８０ｇ／ｍであり、漏洩量が大きく、実
用に供しなかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ガス不透過性材料層２内管エラストマー層３内管４補強層５外管６冷媒輸送用ホース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス不透過性材料層を含有する内管を備
えた冷媒輸送用ホースにおいて、上記ガス不透過性材料
層が、１００℃における二酸化炭素に対するガス透過係
数が２×１０^-10ｃｃ．ｃｍ／ｃｍＨｇ．ｃｍ²．ｓｅｃ
以下の有機材料により形成されてなることを特徴とする
冷媒輸送用ホース。
【請求項２】上記ガス不透過性材料層がエチレン酢酸
ビニル共重合体のケン化物、メタキシリレンジアミンと
アジピン酸の共重合物、ポリ塩化ビニリデン、ポリアク
リロニトリル、ポリエチレン２，６ナフタレートから選
ばれる一種以上のポリマーからなることを特徴とする請
求項１記載の冷媒輸送用ホース。
【請求項３】ガス不透過性材料層を含有する内管を備
えた冷媒輸送用ホースにおいて、上記内管の外周には補
強層と外管とが順に積層されてなることを特徴とする請
求項１又は２記載の冷媒輸送用ホース。