説明

冷媒輸送用ホース

【課題】ホース内層の樹脂と中間ゴム層との密着性を確保しつつ、耐冷媒透過性を向上させることができる冷媒輸送用ホースを提供する。
【解決手段】内層1を、有機系の酸化防止剤を含有するポリアミドで構成される層11と有機系の酸化防止剤を含有しないポリアミドで構成される層12との二層から形成し、有機系の酸化防止剤を含有するポリアミドで構成される層11を、有機系の酸化防止剤を含有しないポリアミドで構成される層12より内側に配置する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用空調装置等に用いられる冷媒輸送用のホースに関するものである。
【背景技術】
【0002】
車両用空調装置や室内用エアコン等の各種の冷凍サイクルの配管に使用される冷媒輸送用ホースは、一般に管状のゴム内層とゴム外層の間に繊維補強層を介在させた複層構造を有する。そして、フロンガス冷媒によるオゾン破壊の問題や、数年間の冷媒無補給を要求されるとの冷凍サイクルの性能上の問題から、冷媒輸送用ホースには優れた耐冷媒透過性が求められる。
【0003】
冷媒としては主として比較的高分子量のフロン系冷媒(例えば、R134a)が対象とされてきたが、最近では、現行のフロン等に比較して著しく地球温暖化係数(GWP)が小さいフロン系冷媒R1234yfが注目されている。
【0004】
耐冷媒透過性を有する冷媒輸送用ホースとしては、例えば、内層にナイロン6、ナイロン66等のポリアミドが使用され、中間層にポリオレフィン系ポリマーが使用されたホース(例えば、特許文献1参照)が提案されている。また、EVOH薄膜層、EVOH薄膜層よりも外周側に、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム又は塩素化ポリエチレンのいずれかであるゴム製の低透水性層を備えるとともに、前記EVOH薄膜層の内外両側に隣接して、ポリアミド樹脂層を備えているホース(例えば、特許文献2参照)等が提案されている。また、メチルペンテンの共重合体を内層用の樹脂として用いることで、ポリアミドの加水分解劣化を顕著に防止したホース(例えば、特許文献3参照)が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開昭60−91082号公報
【特許文献2】特許第3905225号公報
【特許文献3】特開2010−184403号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献1〜3に記載されている、内側にポリアミドの管状層を有する冷媒輸送用ホースは、耐冷媒透過性においては優れているが、本発明者の検討によると、以下のような問題があることが明らかとなった。
【0007】
すなわち、冷媒として上述したR1234yfを用いた車両用空調装置の冷凍サイクルでは、走行とともにエンジンルーム内の温度が上昇した場合、R1234yfが分解してフッ酸を発生し、酸化劣化および加水分解劣化の双方が起こることでポリアミドが劣化する。これにより、冷媒輸送用ホースの耐冷媒透過性が低下して、最悪の場合クラックが発生するという問題があることが判明した。また、冷媒輸送用ホースには高い耐冷媒透過性が要求されるため、クラックまで達しない樹脂の劣化でも耐冷媒透過性が低下する面で問題があった。
【0008】
これに対し、本発明者は、ホース内層の樹脂に酸化防止剤等の劣化防止剤を添加し、劣化を抑制する手法を検討した。しかしながら、当該手法では、ホース内層の樹脂と中間ゴム層との密着性が低下し、使用時にホース内層が剥離し、クラックが発生するおそれがある。
【0009】
本発明は上記点に鑑みて、ホース内層の樹脂と中間ゴム層との密着性を確保しつつ、耐冷媒透過性を向上させることができる冷媒輸送用ホースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ガス難透過性層(1)は、有機系の酸化防止剤を含有するポリアミドで構成される層(11)と有機系の酸化防止剤を含有しないポリアミドで構成される層(12)との二層から形成されており、有機系の酸化防止剤を含有するポリアミドで構成される層(11)が、有機系の酸化防止剤を含有しないポリアミドで構成される層(12)より内側に配置されていることを特徴としている。
【0011】
このように、冷媒輸送用ホースの最内層を、有機系の酸化防止剤を含有するポリアミドで構成される層(11)とすることで、分解することによりフッ酸を発生する冷媒を用いた場合に、フッ酸によるポリアミドの酸化劣化および加水分解劣化を抑制できるので、耐冷媒透過性を向上させることができる。
【0012】
ところで、本発明者の実験検討によると、有機系の酸化防止剤は、中間ゴム層(2)との接着性を阻害することがわかった。このため、最内層である有機系の酸化防止剤を含有するポリアミドで構成される層(11)の外側に、有機系の酸化防止剤を含有しないポリアミドで構成される層(12)を設けることで、中間ゴム層(2)との接着面に、有機系の酸化防止剤を含有しないポリアミドで構成される層(12)を配置することができるので、内層(1)と中間ゴム層(2)との密着性を確保することができる。
【0013】
したがって、内層(1)の樹脂と中間ゴム層(2)との密着性を確保しつつ、耐冷媒透過性を向上させることが可能となる。
【0014】
また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の冷媒輸送用ホースにおいて、冷媒として、R1234yfを用いることを特徴としている。
【0015】
フロン系冷媒のR1234yfは分解するとフッ酸を発生する。このため、冷媒としてR1234yfを用いる場合に、冷媒輸送用ホースの最内層を有機系の酸化防止剤を含有するポリアミドで構成される層(11)とすることは、特に効果的である。
【0016】
また、請求項3に記載の発明のように、請求項1または2に記載の冷媒輸送用ホースにおいて、有機系の酸化防止剤がフェノール系化合物、リン系化合物、硫黄系化合物の少なくとも一種からなっていてもよい。
【0017】
ところで、有機系の酸化防止剤の融点は、一般に、ポリアミドの融点より低い。このため、有機系の酸化防止剤を含有するポリアミドで構成される層(11)を押出成形する際に、有機系の酸化防止剤が液化してオイル状になる。このオイル状の酸化防止剤が押出成形機のスクリュー表面に位置すると、スクリューが空回りしてポリアミドが押し出され難くなるため、成形性が悪化するおそれがある。
【0018】
これに対し、本発明者の実験検討によると、請求項4に記載の発明のように、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷媒輸送用ホースにおいて、有機系の酸化防止剤の含有率を、ポリアミドに対する重量比で、0%より大きく5%以下とすることで、良好な成形性を確保しつつ、耐冷媒透過性を向上させることができる。
【0019】
また、請求項5に記載の発明のように、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の冷媒輸送用ホースにおいて、ポリアミドは、ナイロン6であってもよい。
【0020】
また、請求項6に記載の発明では、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の冷媒輸送用ホースにおいて、ポリアミドは、ポリオレフィンを含有していることを特徴としている。
【0021】
このように、内層(1)を構成するポリアミドにポリオレフィンを含有させることで、内層(1)にゴム弾性を付与することができる。このため、冷媒輸送用ホースの可撓性および柔軟性を向上させることが可能となる。
【0022】
また、請求項7に記載の発明では、請求項6に記載の冷媒輸送用ホースにおいて、ポリオレフィンは、ポリプロピレン、または、ポリプロピレンとポリエチレンとの共重合体からなることを特徴としている。これによれば、冷媒に対する安定性を向上させることが可能となる。
【0023】
ところで、ポリオレフィンは冷媒透過性が高いので、ポリアミドに対するポリオレフィンの含有率を高くする程、冷媒輸送用ホースとしての可撓性および柔軟性は向上するが、耐冷媒透過性が低下するという問題がある。
【0024】
これに対し、本発明者の実験検討によると、請求項8に記載の発明のように、請求項6または7に記載の冷媒輸送用ホースにおいて、ポリオレフィンの含有率を、ポリアミドに対する重量比で、0%より大きく40%以下とすることで、耐冷媒透過性の低下を実用に供し得る範囲に抑制しつつ、冷媒輸送用ホースとしての可撓性および柔軟性を向上させることができる。
【0025】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の実施形態に係る冷媒輸送用ホースを示す部分省略斜視図である。
【図2】本発明の実施形態に係る冷媒輸送用ホースを示す軸方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下、本発明の一実施形態について図1および図2に基づいて説明する。本実施形態では、本発明の冷媒輸送用ホースを、車両用空調装置の冷凍サイクルを構成する配管に適用している。なお、本発明の冷媒輸送用ホースは、車両用空調装置に限らず、室内用エアコン等の各種の冷凍サイクルの配管に適用することができる。
【0028】
図1は本発明の実施形態に係る冷媒輸送用ホースを示す部分省略斜視図、図2は本発明の実施形態に係る冷媒輸送用ホースを示す軸方向断面図である。
【0029】
図1および図2に示すように、冷媒輸送用ホースは、ガス難透過性層としての管状の内層1、当該内装1の表面を覆う管状の中間ゴム層2、当該中間ゴム層2の表面を覆う管状の繊維の補強層3、そして当該補強層3の表面を覆う管状の外面ゴム層4から構成されている。内層1は、有機系の酸化防止剤を含有するポリアミド(PA)で構成される層(以下、酸化防止剤含有PA層11という)と、有機系の酸化防止剤を含有しないポリアミドで構成される層(以下、酸化防止剤非含有PA層12という)との2層から構成されている。
【0030】
酸化防止剤含有PA層11は、酸化防止剤非含有PA層12より内側に配置されている。すなわち、冷媒輸送用ホースの最内側には、酸化防止剤含有PA層11が配置されている。
【0031】
内層1を構成するポリアミドの好ましい例としては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12等を挙げることができる。これらのポリアミドは、ポリオレフィンを含有してもよい。ポリアミドにポリオレフィンを含有させることで、内層1にゴム弾性を付与することができるので、冷媒輸送用ホースの可撓性および柔軟性を向上させることができる。
【0032】
ところで、ポリオレフィンは冷媒透過性が高いので、ポリアミドに対するポリオレフィンの含有率を高くする程、冷媒輸送用ホースとしての可撓性および柔軟性は向上するが、耐冷媒透過性が低下してしまう。このため、ポリアミド中に含まれるポリオレフィンの含量は、ポリアミドに対する重量比で、0%より大きく40%以下の範囲が好ましい。これによれば、耐冷媒透過性の低下を実用に供し得る範囲に抑制しつつ、冷媒輸送用ホースとしての可撓性および柔軟性を向上させることができる。
【0033】
ポリオレフィンとしては、エチレン・ブテン共重合体、EPR(エチレン−プロピレン共重合体)、変性エチレン・ブテン共重合体、EEA(エチレン−エチルアクリレート共重合体)、変性EEA、変性EPR、変性EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、アイオノマー、α−オレフィン共重合体、変性IR(イソプレンゴム)、変性SEBS(スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体)、ハロゲン化イソブチレン−パラメチルスチレン共重合体、エチレン−アクリル酸変性体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、及びその酸変性物、およびそれらを主成分とする混合物等を挙げることができる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。エラストマーとしては、エチレン・ブテン共重合体、EPR(エチレン−プロピレン共重合体)、変性エチレン・ブテン共重合体等のポリオレフィンが好ましい。エラストマーとしては、特に、無水マレイン酸などの酸無水物、グリシジルメタクリレートなどのアクリル酸アルキルエステル、エポキシ及びその変性体などで変性したものが、エチレン・ビニルアルコール共重合体をベースポリマーとする微細なアロイ構造を得ることができ好ましい。
【0034】
ポリアミド樹脂層、すなわち内層1(酸化防止剤含有PA層11および酸化防止剤非含有PA層12)の厚さは、合計して20〜500μm、特に50〜200μmが好ましい。
【0035】
酸化防止剤含有PA層11に添加する有機系の酸化劣化剤としては、フェノール系、リン系、硫黄系の化合物を用いることができる。これは単独でも併用して使用してもよい。代表的なフェノール系化合物としては、スミライザーBHT(住友化学株式会社製)、イルガノックス1076(日本チバガイギー株式会社製)、イルガノックス1010(日本チバガイギー株式会社製)、イルガノックス3114(日本チバガイギー株式会社製)、アデカスタブAO−40(株式会社アデカ製)、イルガノックス245(日本チバガイギー株式会社製)、アデカスタブAO−80(株式会社アデカ製)を挙げることができる。
【0036】
ところで、有機系の酸化防止剤の融点は、一般に、ポリアミドの融点より低い。このため、酸化防止剤含有PA層11を押出成形する際には、有機系の酸化防止剤が液化してオイル状になる。そして、このオイル状の酸化防止剤が押出成形機のスクリュー表面に位置すると、スクリューが空回りしてポリアミドが押し出され難くなるため、成形性が悪化するおそれがある。
【0037】
したがって、有機系の酸化防止剤の含有率は、ポリアミドに対する重量比で、0%より大きく5%以下の範囲が好ましい。これにより、良好な成形性を確保しつつ、耐冷媒透過性を向上させることができる。
【0038】
酸化防止剤非含有PA層12は、無機材料の老化防止剤を含んでもよい。老化防止剤としては、ヨウ化カリウム、ヨウ化銅を挙げることができる。
【0039】
中間ゴム層2のゴム材料としては、例えば、臭化ブチルゴム、ブチルゴム(IIR)、塩素化ブチルゴム(C1−IIR)、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、臭素化ブチルゴム(Br−IIR)、イソブチレン−ブロモパラメチルスチレン共重合体、EPR(エチレン−プロピレン共重合体)、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、NBR(アクリロニトリルブタジエンゴム)、CR(クロロプレンゴム)、水素添加NBR、アクリルゴム、これらのゴムの2種以上のブレンド物或いは、これらのゴムを主成分とするポリマーとのブレンド物、好ましくはブチル系ゴム、EPDM系ゴムを挙げることができる。中間ゴム層2には、ゴム材料に加えて、通常用いられる充填剤、加工助剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤等の配合処方を適用することができる。中間ゴム層2の厚さは、0.5〜5μm、特に0.5〜3mmが好ましい。
【0040】
内層1(具体的には酸化防止剤非含有PA層12)と中間ゴム層2との接着には、接着剤、接着ゴムを用いる。あるいは、一層以上のゴム、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。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等、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。本実施形態では、接着剤の使用が好ましい。具体的な材料としては、サンボンドVP−9420(エスアンドエスジャパン株式会社製)を挙げることができる。接着剤を使用した場合、その厚さは一般に5〜100μm、特に5〜30μmが好ましい。
【0041】
本実施形態の冷媒輸送用ホースにおいては、中間ゴム層2の外側に補強層3及び外面ゴム層4を設けることができ、これによりホースの耐圧性、耐熱性が更に向上する。
【0042】
補強層3は、中間ゴム層2の外側に設けられるもので、一般に、ホース内を流れるフロンガス、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3に使用される、優れた耐圧性を有し且つホースの柔軟性を阻害しない材料としては、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を挙げることができる。これらの繊維の太さは、600d(デニール)〜6000dのものが好適である。
【0043】
補強層3は、中間ゴム層2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、編組して形成する。なお、この補強層3は更に耐圧性を向上させる目的で多層に構成してもよい。
【0044】
本実施形態では、補強層3が、巻回し(スパイラル)構造を有している場合、その密度(片側)は75%以上であることが好ましい。また補強層3が、偏組(ブレード)構造を有している場合、その密度は90%以上であることが好ましい。これにより、冷媒として二酸化炭素を使用した場合に要求される高い耐圧性を満たすことが容易となる。
【0045】
上記密度は、巻回し(スパイラル)構造の場合、中間ゴム層2の表面を片側一方向の補強層3一層で完全に被覆した場合が100%であり、片側ずつ規定する。両側の補強層3二層(一方向と反対方向)で完全に被覆した場合は、それぞれ100%となる。巻回し(スパイラル)構造は、両側(一方向及び反対方向)有することが好ましい。
【0046】
また、偏組(ブレード)構造の上記密度は、中間ゴム層2の表面を補強層3一層で完全に被覆した場合が100%、補強層3二層で完全に被覆した場合が200%となるように定義される。例えば、補強層3一層で中間ゴム層2を半分に被覆した場合は50%で、補強層3二層で中間ゴム層2を半分に被覆した場合は100%である。
【0047】
補強層3の厚さは、0.5〜3mm、特に0.5〜2mmが好ましい。
【0048】
外面ゴム層4は、補強層3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3の外側に設けられる。外面ゴム層4を構成するゴム材料としては、このような目的に合致し、ホース全体の柔軟性を損なわないものが好ましい。このようなゴム材料としては、例えば、ブチルゴム(IIR)、塩素化ブチルゴム(C1−IIR)、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレン、臭素化ブチルゴム(Br−IIR)、イソブチレン−ブロモパラメチルスチレン共重合体、EPR(エチレン−プロピレン共重合体)、EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、NBR(アクリロニトリルブタジエンゴム)、CR(クロロプレンゴム)、水素添加NBR、アクリルゴム、エチレン・アルキルアクリレート共重合体、アクリル樹脂、これらのゴムの2種以上のブレンド物あるいは、これらのゴムを主成分とするポリマーとのブレンド物、好ましくはブチル系ゴム、EPDM系ゴムを挙げることができる。アクリルゴム及びアクリル樹脂が好ましい。アクリルゴムは、エチルアクリレート及び/又はブチルアクリレート(好ましくはエチルアクリレート)と他のモノマー(好ましくは2−クロロエチルビニルエーテル、メチルビニルケトン)との共重合体が好ましい。またアクリル樹脂として、エチルアクリレートと他の(メタ)アクリレートまたはエチレンとの共重合体が好ましい。アクリルゴムの加硫には、エチルテトラミン、テトラエチレンテトラミンが一般に使用される。
【0049】
外面ゴム層4には、ゴムに材料に加えて、通常用いられる充填剤、加工助剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤等の配合処方を適用することができる。外面ゴム層4の厚さは、強度と柔軟性のバランスの点から、0.5〜5mm、特に0.5〜3mmが好ましい。
【0050】
また、必要に応じて、各層間に接着剤、接着ゴムを用いる、あるいは一層以上のゴム、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。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等、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。本実施形態では、接着剤の使用が好ましい。接着剤を使用した場合、その厚さは一般に5〜100μm、特に5〜30μmが好ましい。
【0051】
外面ゴム層4の架橋(加硫)を行なうための架橋剤としては、種々の市販の化合物を使用することができる。硫黄系架橋剤としては、粉末硫黄、高分散性硫黄、不溶性硫黄等の、一般にゴム用架橋剤として用いられている硫黄、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム類、ペンタメチレンジチオカルバミン酸ピペリジン塩、ピペコリルジチオカルバミン酸ピペコリン塩、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、N−エチル−N−フェニルジチオカルバミン酸亜鉛、N−ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジブチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジメチルジチオカルバミン酸第二鉄、ジエチルジチオカルバミン酸テルル等のジチオカルバミン酸塩類、ブチルキサントゲン酸亜鉛、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛、イソプロピルキサントゲン酸ナトリウム等のキサントゲン酸塩類、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド類、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール類等を挙げることができる。硫黄系架橋剤の使用量は、ゴム材料に対して0.5〜4.0質量%、特に1.0〜2.5質量%が好ましい。
【0052】
また、外面ゴム層4は、カーボンブラックを含んでいてもよい。例えば、カーボンブラック標準品種であるSAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF(以上ゴム用ファーネス)、MTカーボンブラック(熱分解カーボン)を挙げることができる。ゴム材料に対して一般に0.1〜80質量%、好ましくは0.1〜70質量%の量で使用される。
本発明の冷媒輸送用高圧ホースは、公知の方法で製造することができる。例えば、以下のように製造することができる
ポリアミドを含有する内層材料を、押出機の先端に設けた高剛性のマンドレル上に、押出して内層1を成形する。あるいは内層材料および中間ゴム層材料を、共押出機の先端に設けた高剛性のマンドレル上に、共押出し、内層1および中間ゴム層2の積層体を形成する。次いで、この中間ゴム層2の上に、スパイラル編み上げ機により、例えば4000d(デニール)のアラミド繊維(糸)を20本スパイラルし、更に同数のPET糸を逆方向にスパイラルし、補強層3の形成を完了する。その後、押出機により補強層3の表面に外面ゴム層4を形成し、その後、適当な条件にて加硫し、マンドレルを抜き出し、冷媒輸送用ホースを得る。この場合の加硫条件は、一般に、130〜180℃で、60〜120分である。
【0053】
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。本発明は実施例に限定されるものではない。
【0054】
(実施例1)
ポリアミドとしてナイロン6(宇部興産株式会社製、商品名:UBEナイロン1030B)に、有機系の酸化防止剤としてフェノール系の酸化防止剤(株式会社アデカ製、商品名:アデカスタブAO−80)を1wt%添加した酸化防止剤含有PA層形成用組成物を、押出機を用いて230℃で押出し、マンドレル上に被覆し、酸化防止剤含有PA層11(厚さ75μm)を形成した。
【0055】
次に、ポリアミドとしてナイロン6(宇部興産株式会社製、商品名:UBEナイロン1030B)を、押出機を用いて230℃で押出し、マンドレル上に被覆し、酸化防止剤非含有PA層12(厚さ75μm)を形成した。
【0056】
その後、ゴム系接着剤(エスアンドエスジャパン株式会社製、商品名:サンボンドVP−500、粘度:0.8Pa・s)を塗布し、そして中間ゴム層形成用組成物を押出機を用いて80℃で押出し、マンドレル上の酸化防止剤非含有PA層12上に被覆した。中間ゴムは下記組成からなる。
(中間ゴム層形成用組成物の配合)
塩素化ブチルゴム 100質量部
FEFカーボン 65質量部
ステアリン酸 1質量部
パラフィンオイル 10質量部
亜鉛華 5質量部
硫黄 2質量部
促進剤TT 1質量部
続いて、1100dtex/4で拠り回数10回/10cmのアラミド補強糸を22本引き揃えてスパイラル状に巻き付けて(密度:85.9%を両側)補強層3を形成した。その後、この補強層3上に、下記の外面ゴム層形成用組成物を厚み1.3mmに押し出し、150℃で45分間加硫して、外面ゴム層4を形成した。これにより内径11mm、外径19mmの冷媒輸送用ホースを得た。
(外面ゴム層形成用組成物の配合)
エチレン・アクリレート共重合体 100質量部
FEFカーボン 100質量部
ステアリン酸 1質量部
パラフィンオイル 70質量部
亜鉛華 5質量部
ジクミルペルオキシド(40%含有物) 10質量部
(実施例2)
実施例1のフェノール系の酸化防止剤(株式会社アデカ製、商品名:アデカスタブAO−80)を1wt%に代えて、フェノール系の酸化防止剤(株式会社アデカ製、商品名:アデカスタブAO−80)0.5wt%とリン系の酸化防止剤(株式会社アデカ製、商品名:アデカスタブPEP36)0.5wt%とを併用した酸化防止剤を用いた。
【0057】
(実施例3)
実施例1のフェノール系の酸化防止剤(株式会社アデカ製、商品名:アデカスタブAO−80)を1wt%に代えて、フェノール系の酸化防止剤(株式会社アデカ製、商品名:アデカスタブAO−80)0.5wt%とリン系の酸化防止剤(株式会社アデカ製、商品名:アデカスタブPEP36)0.5wt%と硫黄系の酸化防止剤(株式会社アデカ製、商品名:アデカスタブAO−412S)0.5wt%とを併用した酸化防止剤を用いた。
【0058】
(実施例4)
実施例1のナイロン6(宇部興産株式会社製、商品名:UBEナイロン1030B)に代えて、ポリオレフィンを含有するナイロン6(デュポン株式会社製、商品名:ザイテル(登録商標)ST811HS)をポリアミドとして用いた。
【0059】
(比較例1)
実施例1において、内層1に酸化防止剤非含有PA層12を設けない、すなわち内層1として酸化防止剤含有PA層11のみを設ける以外は同様にして、冷媒輸送用ホースを得た。
【0060】
具体的には、ポリアミドとしてナイロン6(宇部興産株式会社製、商品名:UBEナイロン1030B)に、有機系の酸化防止剤としてフェノール系の酸化防止剤(株式会社アデカ製、商品名:アデカスタブAO−80)を1wt%添加した内層形成用組成物を、押出機を用いて230℃で押出し、マンドレル上に被覆し、内層1(厚さ150μm)を形成した。
【0061】
そして、内層1の上に直接、ゴム系接着剤(エスアンドエスジャパン株式会社製、商品名:サンボンドVP−500、粘度:0.8Pa・s)を塗布する。続いて、実施例1と同じ中間ゴム層形成組成物を、押出機を用いて80℃で押出し、マンドレル上の内層1上に被覆した。その後、実施例1と同様に補強層3そして外面ゴム層4を形成した。
【0062】
(比較例2)
実施例1において、内層1に酸化防止剤含有PA層11を設けない、すなわち内層1として酸化防止剤非含有PA層12のみを設ける以外は同様にして、冷媒輸送用ホースを得た。
【0063】
具体的には、ポリアミドとしてナイロン6(宇部興産株式会社製、商品名:UBEナイロン1030B)からなる内層形成用組成物を、押出機を用いて230℃で押出し、マンドレル上に被覆し、内層1(厚さ150μm)を形成した。その上に直接、ゴム系接着剤ゴム系接着剤(エスアンドエスジャパン株式会社製、商品名:サンボンドVP−500、粘度:0.8Pa・s)を塗布した。その後、実施例1と同じ中間ゴム層形成用組成物を、押出機を用いて80℃で押出し、マンドレル上の内層1上に被覆した。その後、実施例1と同様に補強層そして外面ゴム層を形成した。
【0064】
(耐久性評価)
実施例1〜4および比較例1、2で得られた冷媒輸送用ホースを、車両用エアコンシステムを模擬した試験装置に設置し、耐久性を評価した。冷媒としてR1234yf(デュポン株式会社製)を800g、オイルとしてND12(出光興産株式会社製)を100g封入し、システム耐久試験を150℃で200時間実施した。その後、システムから冷媒輸送用ホースを取り出し、常温にて3%の歪を印加して、2次元振幅試験を100万回実施した。その後、ホース内面樹脂にクラックが発生しているか否かを目視検査により確認した。その結果を表1に示す。
【0065】
【表1】

【0066】
表1に示すように、実施例1〜4の冷媒輸送用ホースでは、ホース内面樹脂にクラックの発生は見られなかった。一方、比較例1、2の冷媒輸送用ホースでは、ホース内面樹脂にクラックの発生が見られた。特に、比較例1の冷媒輸送用ホースでは、クラック発生箇所には内層1と中間ゴム層2との剥離が観測された。
【0067】
続いて、システム耐久試験後の冷媒輸送ホースにおいて、内層1を構成する樹脂の重量平均分子量を、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)(吐出溶剤:HFIP)を用いて評価した。その結果を上記表1に示す。
【0068】
表1に示すように、内層1に有機系の酸化防止剤を含有する実施例1〜4および比較例1の冷媒輸送用ホースでは、初期値からの劣化が小さかった。一方、内層1に有機系の酸化防止剤を含有しない比較例1の冷媒輸送用ホースでは、耐久試験後の内層1を構成する樹脂の重量平均分子量が、初期値の約1/3になっており、劣化が大きかった。
【0069】
(剥離試験)
実施例1および比較例1の冷媒輸送用ホースについて、ピール強度の測定を実施した。具体的には、実施例1および比較例1の材料で作成したテストピースについてのピール強度を測定した。
【0070】
より詳細には、実施例1と同様の中間ゴム形成用組成物からなるピース上に、実施例1と同様のゴム系接着剤を塗布し、その表面に、実施例1と同様の内層形成用組成物、すなわち実施例1と同様のナイロン6(酸化防止剤を添加していない)および実施例1と同様のフェノール系の酸化防止剤1wt%を添加したナイロン6の二層からなるフィルムを接着し、実施例1のテストピースを作成した。
【0071】
実施例1のテストピースは、中間ゴム形成用組成物、ゴム系接着剤、酸化防止剤を添加していないナイロン6、酸化防止剤を添加したナイロン6の順に積層されている。なお、酸化防止剤を添加していないナイロン6および酸化防止剤を添加したナイロン6の二層からなるフィルムの厚みは、150μmである。
【0072】
また、比較例1と同様の中間ゴム形成用組成物からなるピース上に、比較例1と同様のゴム系接着剤を塗布し、その表面に、比較例1と同様の内層形成用組成物、すなわち比較例1と同様のフェノール系の酸化防止剤1wt%を添加したナイロン6からなる厚み150μmのフィルムを接着し、比較例1のテストピースを作成した。
【0073】
続いて、上述のように作成した実施例1および比較例1のテストピースについて、ピール強度を測定した。その結果を上記表1に示す。
【0074】
表1に示すように、酸化防止剤を添加していないポリアミド6を接着剤面に配置した実施例1のテストピースのピール強度は1.3N/mmであり、非常に高いピール強度を示した。一方、酸化防止剤を添加したポリアミド6を接着剤面に配置した比較例1のテストピースのピール強度は0.9N/mmであり、実施例1のテストピースに対して70%のピール強度しかなかった。
【0075】
以上説明したように、冷媒輸送用ホースの最内層を、酸化防止剤含有PA層11とすることで、分解することによりフッ酸を発生する冷媒を用いた場合に、フッ酸によるポリアミドの酸化劣化および加水分解劣化を抑制できるので、耐冷媒透過性を向上させることができる。また、最内層である酸化防止剤含有PA層11の外側に、酸化防止剤非含有PA層12を設けることで、中間ゴム層2との接着面に、有機系の酸化防止剤を含有しないポリアミドで構成される層を配置することができるので、内層1と中間ゴム層2との密着性を確保することができる。 したがって、内層1の樹脂と中間ゴム層2との密着性を確保しつつ、耐冷媒透過性を向上させることが可能となる。
【0076】
ところで、フロン系冷媒のR1234yfは分解するとフッ酸を発生する。このため、冷媒としてR1234yfを用いる場合に、冷媒輸送用ホースの最内層を酸化防止剤含有PA層11とすることは、特に効果的である。
【符号の説明】
【0077】
1 内層
11 酸化防止剤含有PA層
12 酸化防止剤非含有PA層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
管状のガス難透過性層(1)を備える冷媒輸送用ホースにおいて、
前記ガス難透過性層(1)は、 有機系の酸化防止剤を含有するポリアミドで構成される層(11)と有機系の酸化防止剤を含有しないポリアミドで構成される層(12)との二層から形成されており、
前記有機系の酸化防止剤を含有するポリアミドで構成される層(11)が、前記有機系の酸化防止剤を含有しないポリアミドで構成される層(12)より内側に配置されていることを特徴とする冷媒輸送用ホース。
【請求項2】
前記冷媒として、R1234yfを用いることを特徴とする請求項1に記載の冷媒輸送用ホース。
【請求項3】
前記有機系の酸化防止剤がフェノール系化合物、リン系化合物、硫黄系化合物の少なくとも一種からなることを特徴とする請求項1または2に記載の冷媒輸送用ホース。
【請求項4】
前記有機系の酸化防止剤の含有率は、前記ポリアミドに対する重量比で、0%より大きく5%以下であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の冷媒輸送用ホース。
【請求項5】
前記ポリアミドは、ナイロン6であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の冷媒輸送用ホース。
【請求項6】
前記ポリアミドは、ポリオレフィンを含有していることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の冷媒輸送用ホース。
【請求項7】
前記ポリオレフィンは、ポリプロピレン、または、ポリプロピレンとポリエチレンとの共重合体からなることを特徴とする請求項6に記載の冷媒輸送用ホース。
【請求項8】
前記ポリオレフィンの含有率は、前記ポリアミドに対する重量比で、0%より大きく40%以下であることを特徴とする請求項6または7に記載の冷媒輸送用ホース。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2012−189129(P2012−189129A)
【公開日】平成24年10月4日(2012.10.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−52505(P2011−52505)
【出願日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【出願人】(000004260)株式会社デンソー (27,639)
【Fターム(参考)】