| 【発明の名称】 |
ホース及びその製造方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】山田 雅啓
|
| 【要約】 |
【課題】成形性，加工性等を維持し，かつ，耐透過性に優れたホース及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】管状の中間ゴム層１２と，その内外に１又は複数の層を積層してなるホースにおいて，中間ゴム層１２は，ゴムよりなるマトリックス２０中に充填材２２を混入させてなり，かつ，充填材２２は，中間ゴム層１２の内面側に偏在させてある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 管状の中間ゴム層と，その内外に１又は複数の層を積層してなるホースにおいて，上記中間ゴム層は，ゴムよりなるマトリックス中に充填材を混入させてなり，かつ，上記充填材は，上記中間ゴム層の内面側に偏在させてあることを特徴とするホース。
【請求項２】 請求項１において，上記充填材は，偏平状の粒子であり，かつ，その偏平面を周方向に沿って配置してあることを特徴とするホース。
【請求項３】 請求項１又は２において，上記充填材は，金属酸化物であることを特徴とするホース。
【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において，上記充填材の外径は１〜１００μｍであることを特徴とするホース。
【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において，上記中間ゴム層の内側には合成樹脂よりなる内面樹脂層を，上記中間ゴム層の外側には補強糸層及び外面ゴム層を積層してなることを特徴とするホース。
【請求項６】 管状の中間ゴム層と，その内外に１又は複数の層を積層してなるホースを製造する方法であって，上記中間ゴム層を成形するに当たっては，管状の上記内面樹脂層の上にマトリックス用のゴムと充填材とを混練した材料を押出成形してマトリックス中に充填材を混入させた中間ゴム層を押出成形し，かつ，この押出成形中又はその後において，上記マトリックス中の上記充填材を内面側に偏在させるための偏在処理を行うことを特徴とするホースの製造方法。
【請求項７】 請求項６において，上記充填材は磁性体であり，上記偏在処理は，上記中間ゴム層の内面側から磁界を発生させて，上記充填材を磁力により内面側に引き寄せることにより行うことを特徴とするホースの製造方法。
【請求項８】 請求項６において，上記偏在処理は，上記中間ゴム層内の上記充填材を帯電させ，次いで，上記中間ゴム層の内面側から上記充填材と異符号の電荷を付与することにより，上記充填材を内面側に引き寄せることにより行うことを特徴とするホースの製造方法。
【請求項９】 請求項６において，上記偏在処理は，上記中間ゴム層内の上記充填材を帯電させ，次いで，上記中間ゴム層の外面側から上記充填材と同符号の電荷を付与することにより，上記充填材を内面側に引き寄せることにより行うことを特徴とするホースの製造方法。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【技術分野】本発明は，例えばエアコンの冷媒輸送用等に用いられるホースに関する。
【０００２】
【従来技術】例えば，エアコンの冷媒輸送用等に用いられるホースとしては，後述する図１に示すごとく，複数の管状の層を積層してなるホースが用いられている。このホースにおいては，内穴を通過する冷媒の透過を抑制する性質，即ち耐透過性に優れた性質が要求される。
【０００３】従来，ホースの耐透過性を向上させる方法としては，ホース内部の中間に位置する中間ゴム層内に充填材を混入させることが提案されている。この方法によれば，冷媒が中間ゴム層内部を透過しようとする際に充填材が妨げとなり，冷媒は充填材を迂回して進むことが必要となる。そのため，この迂回効果により耐透過性が向上する。
【０００４】
【解決しようとする課題】ところで，近年の環境保護の観点からフロンガスの代替として炭酸ガス（ＣＯ2）等が採用されるようになってきた。これに伴って，ホースに要求される耐透過性が一層厳しくなってきた。このような状況下においては，上記従来のホースにおける耐透過性は，未だ十分であるとは言えない。
【０００５】また，耐透過性を更に向上させるために，上記充填材の混入割合を高めることが考えられる。しかし，充填材の混入割合を高めた場合には，中間ゴム層を成形する際の成形性，加工性等に大きな問題が生じ，ホースとしての機能が低下してしまう。
【０００６】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，成形性，加工性等を維持し，かつ，耐透過性に優れたホース及びその製造方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】請求項１に記載の発明は，管状の中間ゴム層と，その内外に１又は複数の層を積層してなるホースにおいて，上記中間ゴム層は，ゴムよりなるマトリックス中に充填材を混入させてなり，かつ，上記充填材は，上記中間ゴム層の内面側に偏在させてあることを特徴とするホースにある。
【０００８】本発明において最も注目すべきことは，上記中間ゴム層のマトリックス中に混入させた充填材を，上記中間ゴム層の内面側に偏在させてあることである。
【０００９】上記中間ゴム層のマトリックスとしては，種々の合成ゴムを使用することができる。例えば，ＩＩＲ（ブチルゴム），Ｃｌ−ＩＩＲ（塩素化ブチルゴム），Ｂｒ−ＩＩＲ（臭素化ブチルゴム），ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）ＮＢＲ（ニトリルゴム），Ｈ−ＮＢＲ（水素添加ニトリルゴム）およびそれらを主成分とするもの等を使用することができる。また，上記中間ゴム層における充填材としては，ホース穴を通過させる流体を透過させない材料を用いる。例えば，金属，金属酸化物，タルク，マイカ，雲母，クレー等を用いることができる。
【００１０】また，上記中間ゴム層の内外には，それぞれ１又は２以上の層を積層する。例えば，中間ゴム層の内層としては，流体の耐透過性に優れた樹脂材料等を用いることが好ましい。また，中間ゴム層の外層としては，ホースの強度，耐久性を向上させるための補強材，保護部材等を用いることが好ましい。
【００１１】次に，本発明の作用効果につき説明する。本発明のホースの中間ゴム層においては，上記のごとく，ゴムよりなるマトリックス中に充填材を混入させてあると共に，この充填材を内面側に偏在させてある。そのため，中間ゴム層の内面側における充填材の間隔は，充填材を単に混入させた従来の場合と比べて小さくなる。即ち，上記中間ゴム層内部には，その内面側において，上記充填材を高密度に充填させた，いわば高密度充填層が形成される。
【００１２】この高密度充填層は，従来のように単に充填材を散りばめた場合よりも，透過しようとする流体が進行する際に充填材を迂回する割合が増加し，その進行の妨げが大きくなる。それ故，上記高密度充填層は，従来の中間ゴム層全体よりも迂回効果を大きくすることができ，中間ゴム層の耐透過性を従来よりも向上させることができる。一方，このような耐透過性向上効果は，従来と同程度の充填材の混入量により実現することができる。そのため，充填材の増加による成形性，加工性の悪化を防ぐことができる。
【００１３】したがって，本発明によれば，成形性，加工性等を維持し，かつ，耐透過性に優れたホース及びその製造方法を提供することができる。
【００１４】次に，請求項２に記載の発明のように，上記充填材は，偏平状の粒子であり，かつ，その偏平面を周方向に沿って配置してあることが好ましい。この場合には，透過しようとする流体が迂回して進む割合が増加し，上記の迂回効果をさらに向上させることができ，耐透過性を一層向上させることができる。
【００１５】また，請求項３に記載の発明のように，上記充填材は，金属酸化物であることが好ましい。この場合には，充填材の凝集を抑制することができ，中間ゴム層内での充填材の配置を均一にすることができる。なお，上記金属酸化物としては，例えば，酸化亜鉛，酸化鉄，酸化ケイ素，酸化マグネシウム，酸化アルミニウム，酸化カルシウム，酸化カリウム，酸化ナトリウム，酸化リン等がある。
【００１６】また，請求項４に記載の発明のように，上記充填材の外径は１〜１００μｍであることが好ましい。充填材の外径が１μｍ未満の場合には，充填材が凝集を起こしやすくなり，中間ゴム層内部での均一な分散が困難となるという問題がある。また，１００μｍを超える場合には，中間ゴム層の加工性が悪化するという問題がある。
【００１７】また，請求項５に記載の発明のように，上記中間ゴム層の内側には合成樹脂よりなる内面樹脂層を，上記中間ゴム層の外側には補強糸層及び外面ゴム層を積層してなることが好ましい。これにより，上記内面樹脂層による耐透過性の向上，補強糸層，外面ゴム層による強度，耐久性の向上等が得られる。
【００１８】なお，上記内面樹脂層の合成樹脂としては，例えば，ナイロン等のポリアミドを用いる。ナイロンの具体例としては，ナイロン６，ナイロン６６，ナイロン１２，芳香族ナイロン，変性ナイロン（衝撃性改良のためゴムを混ぜたもの）の単独または２以上の混合物等を用いることができる。また，上記外面ゴム層としては，例えば，通常用いるＥＰＤＭの他に，Ｃｌ−ＩＩＲ，Ｂｒ−ＩＩＲ，ＮＢＲ，Ｈ−ＮＢＲ，およびこれらを主成分とするもの等を用いることができる。
【００１９】次に，上記の優れたホースを製造する方法としては，次の発明がある。即ち，請求項６に記載の発明のように，管状の中間ゴム層と，その内外に１又は複数の層を積層してなるホースを製造する方法であって，上記中間ゴム層を成形するに当たっては，管状の上記内面樹脂層の上にマトリックス用のゴムと充填材とを混練した材料を押出成形してマトリックス中に充填材を混入させた中間ゴム層を押出成形し，かつ，この押出成形中又はその後において，上記マトリックス中の上記充填材を内面側に偏在させるための偏在処理を行うことを特徴とするホースの製造方法にある。
【００２０】本発明において最も注目すべきことは，上記中間ゴム層を成形するに当たっては，マトリックス中に充填材を混入させた中間ゴム層を押出成形すると共に，上記偏在処理を行うことである。
【００２１】上記偏在処理としては，後述するごとく，種々の方法を採ることができる。この偏在処理は，少なくとも，中間ゴム層内部に分散している充填材を，内面側に移動させて偏在させる処理である。この偏在処理は，上記押出成形中，その直後，あるいは，その後の加硫工程等において行う。なお，この偏在処理は，中間ゴム層が軟らかい高温時において行うことが好ましい。これにより，効率よく，かつ，確実に偏在処理を行うことができる。
【００２２】また，上記中間ゴム層の内側に内層を設ける場合には，予めその内層を成形しておき，その上に上記中間ゴム層を押出成形することが好ましい。これにより，内層と中間ゴム層との密着性を向上させることができる。また，上記中間ゴム層の外側に層を設ける場合に，その層がゴムである場合には，全体をまとめて加硫処理することが好ましい。これにより，製造工程の合理化を図ることができる。
【００２３】次に本発明の作用効果につき説明する。本発明の製造方法においては，中間ゴム層を成形するに当たり，上記ゴムと充填材とを混練した材料を押出成形する。これにより，ゴムよりなるマトリックス中に充填材が略均一に分散した状態の中間ゴム層が得られる。次に，上記中間ゴム層に対して上記偏在処理を行う。これにより，中間ゴム層内部の充填材を内面側に移動させて偏在させることができる。
【００２４】このように，本発明においては，上記偏在処理を行うことによって，マトリックス中の充填材を内面側に偏在させる。そのため，上記押出成形までは従来と全く同様の方法を利用することができ，優れた成形性を維持しつつ，上記の優れたホースを得ることができる。
【００２５】次に，請求項７に記載の発明のように，上記偏在処理は，上記中間ゴム層の内面側から磁界を発生させて，上記磁性体である充填材を磁力により内面側に引き寄せることにより行うことができる。この場合には，上記磁力を用いることにより，容易に非接触状態で上記偏在処理を行うことができる。
【００２６】また，請求項８に記載の発明のように，上記偏在処理は，上記中間ゴム層内の上記充填材を帯電させ，次いで，上記中間ゴム層の内面側から上記充填材と異符号の電荷を付与することにより，上記充填材を内面側に引き寄せることにより行うこともできる。この場合にも上記の磁力の場合と同様に，容易に非接触状態で上記偏在処理を行うことができる。
【００２７】また，請求項９に記載の発明のように，上記偏在処理は，上記中間ゴム層内の上記充填材を帯電させ，次いで，上記中間ゴム層の外面側から上記充填材と同符号の電荷を付与することにより，上記充填材を内面側に引き寄せることにより行うこともできる。この場合には，上記中間ゴム層の内径が小さくて内面からの電荷付与が困難である場合に有利である。
【００２８】
【発明の実施の形態】実施形態例１本発明の実施形態例にかかるホース及びその製造方法につき，図１〜図５を用いて説明する。本例のホース１は，図１に示すごとく，合成樹脂よりなる内面樹脂層１１と，中間ゴム層１２と，補強糸層１３と，外面ゴム層１４とを積層してなるホースである。上記中間ゴム層１２は，ゴムよりなるマトリックス２０中に充填材２２を混入させてなり，かつ，上記充填材２２は，上記中間ゴム層１２の内面側に偏在させてある。
【００２９】以下，ホース１について，製造方法を含めて詳説する。ホース１を製造するに当たっては，図３に示すごとく，まず，ステップＳ１において，一番内側の層である内面樹脂層１１を形成する。この内面樹脂層１１は，材料を内径約１４ｍｍ，厚み約０．１５ｍｍのサイズに押出成形することにより形成する。なお，この押出成形時には内径形状を確保するためにマンドレル７（図４）を差し込んだ状態で成形する。
【００３０】次いで，中間ゴム層１２を成形するに当たっては，まず，ステップＳ２において上記内面樹脂層１１の表面に接着剤を塗布し，その後，ステップＳ３において，内面樹脂層１１の上に管状の中間ゴム層１２を押出成形する。この中間ゴム層１２の押出成形は，ステップＳ３０において予めマトリックス２０用のゴムと充填材２２とを混合練した混合原料を用いる。そして，押出成形の結果，図２（ａ）に示すごとく，マトリックス２０中に充填材２２を混入させた中間ゴム層１２を得る。
【００３１】上記中間ゴム層１２のマトリックス２０となるゴム材料としては，ＩＩＲ（ブチルゴム）を用いた。また，充填材２２としては，金属酸化物である酸化鉄よりなり，外径が１〜１００μｍの偏平状粒子を用いた。また，これらの混合割合は，ゴム１００重量部に対して，充填材が１０〜６０重量部となるようにした。
【００３２】上記中間ゴム層１２を形成した後，ステップＳ４において，中間ゴム層１２の外表面に補強糸層１３を形成する編組工程を行った。次いで，ステップＳ５において，補強糸層１３の上にさらに厚み約１．５ｍｍの外面ゴム層１４を押出成形した。この外面ゴム層１４としては，ＥＰＤＭを用いた。この外面ゴム層１４の形成により，内面樹脂層１１，中間ゴム層１２，補強糸層１３，外面ゴム層１４を順次積層してなる中間材が得られた。
【００３３】次に，ステップＳ６において，上記中間材全体に対して加硫処理を行うと共に，上記中間ゴム層１２のマトリックス２０中の上記充填材２２を内面側に偏在させるための偏在処理を行った。上記加硫処理は，温度約１８０℃，約１時間という条件により行った。
【００３４】また，上記偏在処理は，上記加硫処理と並行して以下のように行った。即ち，上記偏在処理は，図４に示すごとく，中間ゴム層１２の内面側に配置した磁界発生装置７から磁界を発生させて，上記充填材２２を磁力により内面側に引き寄せることにより行った。
【００３５】磁界発生装置７は，図５（ａ）（ｂ）に示すごとく，その内部に複数のコイル７１，７２を導線７０により結んで配設してなる。各コイル７１，７２は，電流の流れ方向に対する巻回方向を逆方向にして，磁界の発生方向を揃えてある。なお，本例の磁界発生装置７は，内面樹脂層１１の押出成形時からその内面に配置してあるマンドレルと兼用させてある。ただし，マンドレルと磁界発生装置７０を別個に設けることも可能である。
【００３６】そして，図２に示すごとく，上記磁界発生装置７を用いて磁界を発生させることにより，略均一に分散していた充填材２２（ａ）がマトリックス２０内を移動して内面側に偏在する（ｂ）。これにより，内面側に充填材２２を偏在させてなる中間ゴム層１２を有するホース１が得られた。
【００３７】次に，本例の作用効果につき説明する。本例において得られるホース１の中間ゴム層１２においては，上記のごとく，ゴムよりなるマトリックス２０中に充填材２２を混入させてあると共に，この充填材２２を内面側に偏在させてある。そのため，中間ゴム層１２の内面側における充填材２２の間隔は，充填材を単に混入させた従来の場合と比べて小さくなる。即ち，中間ゴム層１２内部には，その内面側において，充填材２２を高密度に充填させた，いわば高密度充填層が形成される。
【００３８】この高密度充填層は，従来のように単に充填材２２を散りばめた場合の中間ゴム層全体よりも，透過しようとする流体が充填材２２を避けて進む際の迂回効果を大きくすることができ，中間ゴム層１２の耐透過性を従来よりも向上させることができる。
【００３９】一方，このような耐透過性向上効果は，図２（ａ）（ｂ）に示すごとく，押出成形によってマトリックス２０内に略均一に充填材２２を分散配置させた後，上記偏在処理により充填材を偏在させる。そのため，充填材２２の充填量は従来と同様とすることができ，それ故，従来と同様の成形性，加工性を維持することができる。
【００４０】また，上記偏在処理においては，上記磁気を用いるので，非接触状態で非常に容易に充填材２２を移動，偏在させることができる。このように，本例によれば，成形性，加工性等を維持し，かつ，耐透過性に優れたホース１を容易に得ることができる。
【００４１】実施形態例２本例においては，実施形態例１における磁気を用いた偏在処理に代えて，電荷を利用した偏在処理を行った。具体的には，まず，上述した図１，図３にに示すごとく，実施形態例１と同様に内面樹脂層１１と，中間ゴム層１２と，補強糸層１３と，外面ゴム層１４とを積層してなる中間材を作製する。
【００４２】その後，図６（ａ）に示すごとく，上記中間ゴム層１２内の充填材２２をマイナス（−）に帯電させる。次いで，図７に示すごとく，加硫工程（Ｓ６）において，内面樹脂層１１の内径内に，プラス（＋）に帯電させた帯電体８１を挿入配置する。また，上記帯電体８１としては，プラス（＋）に帯電させた棒状のもの用いた。
【００４３】そして，上記帯電体８１のホース１内への挿入配置によって，図６（ｂ）に示すごとく，中間ゴム層１２のマトリックス２０中の充填材２２は，異符号の電荷の吸引力によって徐々に内面側に移動し，偏在する。その他は，実施形態例１と同様である。
【００４４】この場合には，上記偏在処理を電荷を利用して行うことができる。そのため，上記の磁力の場合と同様に，容易に非接触状態で上記偏在処理を行うことができる。その他は実施形態例１と同様の効果が得られる。
【００４５】実施形態例３本例は，実施形態例２における棒状の帯電体８１に代えて，ホース１の外径よりも大きな径の筒状の帯電体８２を用いて偏在処理を行った例である。帯電体８２は，マイナス（−）に帯電させたものである。そして，偏在処理においては，図８（ａ）に示すごとく，予め実施形態例２と同様に充填材２２をマイナス（−）に帯電させておき，次いで，図９に示すごとく，ホース１全体を帯電体８２内に挿入配置する。その他は，実施形態例１と同様である。
【００４６】これにより，図８（ｂ）に示すごとく，中間ゴム層１２のマトリックス２０中の充填材２２は，同符号の電荷の反発力により徐々に内面側に移動し，偏在する。その他は，実施形態例１，２と同様の作用効果が得られる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２６０
【氏名又は名称】株式会社デンソー
|
| 【出願日】 |
平成１０年７月２７日（１９９８．７．２７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９１４２
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 祥泰 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開２０００−４６２５４（Ｐ２０００−４６２５４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月１８日（２０００．２．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１１０４５ |
|