補強ホース
【課題】ゴム層に挟まれた補強糸のズレ抑制の実効性を高めて、耐久性や耐圧性の維持・向上を図る。
【解決手段】アラミド繊維は、ポリイソシアネート被覆層と架橋剤層で被覆された状態で内面ゴム層１２と外面ゴム層１４との間に位置し、アラミド繊維とこれを被覆するポリイソシアネート被覆層との界面では、アラミド繊維Ｆのアミド基とポリイソシアネート被覆層のイソシアネート基との化学結合を起こし、ポリイソシアネート被覆層と架橋剤層の界面では、ポリイソシアネート被覆層のイソシアネート基と架橋剤のアミン基との化学結合を起こし、架橋剤層と内面ゴム層１２或いは外面ゴム層１４との界面では、架橋剤のアミン基とアクリル系ゴムのカルボキシル基との化学結合を起こしている。
【解決手段】アラミド繊維は、ポリイソシアネート被覆層と架橋剤層で被覆された状態で内面ゴム層１２と外面ゴム層１４との間に位置し、アラミド繊維とこれを被覆するポリイソシアネート被覆層との界面では、アラミド繊維Ｆのアミド基とポリイソシアネート被覆層のイソシアネート基との化学結合を起こし、ポリイソシアネート被覆層と架橋剤層の界面では、ポリイソシアネート被覆層のイソシアネート基と架橋剤のアミン基との化学結合を起こし、架橋剤層と内面ゴム層１２或いは外面ゴム層１４との界面では、架橋剤のアミン基とアクリル系ゴムのカルボキシル基との化学結合を起こしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補強糸を巻回した補強糸層を有する補強ホースに関する。
【背景技術】
【０００２】
こうした補強ホースの耐久性・耐圧性は、補強糸自体の物性と、補強糸とゴムとの接着性との影響を受けることがよく知られている。このため、高強度・低収縮・高ヤング率という優れた物性を有するアラミド繊維を使用しつつ、アラミド繊維とゴムとの接着性を向上させた接着剤が種々提案されている（特許文献1等）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３１８５４号公報
【特許文献２】特開平９−２１０２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
補強ホースは、高圧流体の圧送に用いられることから繰り返し高圧荷重を受けるので、ゴム層に挟まれた補強糸のズレを抑制することも、耐久性・耐圧性確保のために必要となる。上記の特許文献では、ゴム層に挟まれた補強糸のズレを接着剤が呈する接着強度で抑制しているが、更なる改善が望まれるに到った。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされ、ゴム層に挟まれた補強糸のズレ抑制の実効性を高めて、耐久性や耐圧性の維持・向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するための本発明の補強ホースとその製造方法では、以下の構成を採用した。
【０００７】
[適用１：補強ホース]
補強糸を巻回した補強糸層を有する補強ホースであって、
アクリル系ゴムを用いて形成され、ホース最内層側に位置して流体の流路を形成する内面ゴム層と、
該内面ゴム層上にアラミド繊維を補強糸として巻回することにより形成された補強糸層と、
該補強糸層上に積層され、前記内面ゴム層と同系統のゴムを用いて形成された外面ゴム層とを備え、
前記補強糸層の補強糸は、
アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤を含む接着剤層で補強糸表面が被覆され、
前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に接着するに当たって、前記接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤を用いた上で、前記アラミド繊維と前記接着剤層の前記接着剤との第１化学結合と、前記架橋剤と前記接着剤層の前記接着剤との第２化学結合と、前記架橋剤と前記内面ゴム層および前記外面ゴム層の構成材である前記アクリル系ゴムとの第３化学結合とにより、前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に化学的に結合して接着していること
をその要旨とする。
【０００８】
前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に前記補強糸層の補強糸を接着するために前記架橋剤を用いるに際しては、前記補強糸表面の前記接着層を前記架橋剤を含む架橋剤層で被覆した上で、前記内面ゴム層と前記補強糸層と前記外面ゴム層とを積層したり、前記架橋剤を配合した前記アクリル系ゴムを用いて前記内面ゴム層および前記外面ゴム層を形成することで、上記の第１〜第３の化学結合により前記補強糸層の補強糸を前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に化学的に結合して接着できる。
【０００９】
上記構成を備える補強ホースは、アクリル系ゴムの内面ゴム層と、このゴム層と同系統のゴムを用いた外面ゴム層との間に補強糸層を位置させ、この補強糸層を形成する補強糸たるアラミド繊維は、補強糸表面側から、アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤からなる接着剤層と、該接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤からなる架橋剤層とで積層被覆されている。もしくは、アラミド繊維の補強糸表面を被覆した上記接着剤層が、内面ゴム層と外面ゴム層の構成材である前記アクリル系ゴムに配合された架橋剤と接することになる。内面ゴム層と外面ゴム層は、アクリル系ゴム同士、またはアクリル系ゴムと同系統のゴムであることから、その製造工程において加硫接着し、その間の補強糸層をサンドイッチ状に挟み込む。また、アラミド繊維は、上記の接着剤層および架橋材層を、接着剤層が繊維表面側で架橋材層がゴム層側にして、内面ゴム層或いは外面ゴム層との間に位置し、ゴム層との接着は、アラミド繊維と接着剤層の接着剤との第１化学結合、この接着剤と架橋剤層の架橋剤との第２化学結合、および、この架橋剤と内面ゴム層・外面ゴム層のアクリル系ゴムとの第３化学結合とによりなされ、内面ゴム層および外面ゴム層に化学的に結合して接着される。つまり、化学的な結合でもって補強糸たるアラミド繊維を接着する上記の耐熱性ホースによれば、接着剤自体が呈する接着強度で補強糸ズレを抑制する場合より、高い実効性で補強糸ズレを抑制できるので、ホース耐久性・耐圧性をより確実に維持・向上させることができる。
【００１０】
この場合、アラミド繊維の補強糸表面を被覆した上記接着剤層が、内面ゴム層と外面ゴム層の構成材である前記アクリル系ゴムに配合された架橋剤と接する状況であっても、上記した第１〜第３の化学結合により、アラミド繊維の補強糸は、内面ゴム層および外面ゴム層に化学的に結合して接着する。よって、こうした形態であっても、高い実効性で補強糸ズレを抑制できるので、ホース耐久性・耐圧性をより確実に維持・向上させることができる。
【００１１】
この場合、内面ゴム層と外面ゴム層がアクリル系ゴムであることから、接着剤をイソシアネート系の接着剤とし、架橋剤をジアミン系の架橋剤とすることが、上記の化学的な結合による接着を図る上で簡便である。そして、前記イソシアネート系の接着剤を０．３〜５ｗｔ％で前記補強糸表面に付着させて前記接着剤層とすれば、過剰な接着剤の使用を抑制しつつ、上記の化学的な結合による接着を達成できる。
【００１２】
[適用２：補強ホースの製造方法]
アラミド繊維を補強糸とした補強糸層をアクリル系ゴムからなる内面ゴム層と外面ゴム層との間に介在させた補強ホースの製造方法において、
アクリル系ゴムを押し出すことにより、押出体支持用のマンドレルの周囲に前記内面ゴム層を形成する工程と、
マンドレルで支持した前記内面ゴム層の外周に前記アラミド繊維を補強糸として巻回することにより補強糸層を形成する工程と、
該補強糸層の外周にアクリル系ゴムを押し出すことにより、前記外面ゴム層を前記補強糸層に積層して形成する工程とを備え、
前記補強糸層の形成工程では、
アラミド繊維を、アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤の貯留槽と、該接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤の貯留槽とにこの順で浸漬させた後に、前記内面ゴム層の外周への巻回に処すること
をその要旨とする。
【００１３】
[適用３：補強ホースの他の製造方法]
アラミド繊維を補強糸とした補強糸層をアクリル系ゴムからなる内面ゴム層と外面ゴム層との間に介在させた補強ホースの製造方法において、
アクリル系ゴムを押し出すことにより、押出体支持用のマンドレルの周囲に前記内面ゴム層を形成する工程と、
マンドレルで支持した前記内面ゴム層の外周に前記アラミド繊維を補強糸として巻回することにより補強糸層を形成する工程と、
該補強糸層の外周にアクリル系ゴムを押し出すことにより、前記外面ゴム層を前記補強糸層に積層して形成する工程とを備え、
前記補強糸層の形成工程では、アラミド繊維を、アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤の貯留槽浸漬させた後に、前記内面ゴム層の外周への巻回に処し、
前記内面ゴム層を形成する工程と前記外面ゴム層を形成する工程では、前記接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤を前記アクリル系ゴムに配合した上で、前記アクリル系ゴムを押し出すこと
をその要旨とする。
【００１４】
上記構成を有する補強ホースの製造方法によれば、化学的な結合でもって補強糸たるアラミド繊維を内面ゴム層と外面ゴム層に接着してなる補強ホースを容易に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。図１は本実施例の補強ホース１０をその積層の様子と共に概略的に示す説明図である。
【００１６】
図1に示すように、本実施例の補強ホース１０は、ホース流路の側に内面ゴム層１２を備え、当該ゴム層とホース最外部の外面ゴム層１４との間に補強糸層１６を備える。補強ホース１０は、アクリル系ゴムを用いて形成され、ホース最内層側に位置して流体の流路を形成する。本実施例では、アクリル化合物系ゴムとして、アルキル酸エステルと２−クロルエチルビニルエステルとの共重合体（以下、ＡＣＭ）を採用した。外面ゴム層１４は、内面ゴム層１２と同じＡＣＭから形成され、補強ホース１０の外皮をなす。補強糸層１６は、補強糸としてアラミド繊維を用い、このアラミド繊維を後述の薬液浸漬を経て打ち込み装置にて内面ゴム層１２に打ち込み巻回して形成される。本実施例では、アラミド繊維を撚った繊維を用い、当該繊維の打ち込み数を３２打（３２打Ｘ２本）とした。なお、このうち込みを２回行って補強糸層１６とすることもできる。
【００１７】
補強ホース１０の内面ゴム層１２と外面ゴム層１４の層厚は、耐熱性、耐オイル浸透性などを考慮して定められており、例えば、補強ホース１０の内径φを５０ｍｍとした場合、内面ゴム層１２は約２．６ｍｍ、外面ゴム層１４は約２．４ｍｍとした。補強糸層１６の打ち込み角についても耐久性・耐圧性を考慮して定められ、本実施例では、約５６゜の打ち込み角とした。
【００１８】
次に、補強ホース１０の製造方法について説明する。図２は補強ホース１０における補強糸層１６の形成のための補強糸の前処理を示す説明図、図３はホース製造装置１１０を説明する説明図である。
【００１９】
図２に示すように、補強糸前処理工程部１００は、アラミド繊維Ｆを巻き取り保持する繊維保持ボビン１０３と、第１薬液槽１０４と、第２薬液槽１０６と、中間ボビン１０８を備え、これら機器からなる繊維送り出し系統を有する。第１薬液槽１０４は、接着剤であって、アラミド繊維のアミド基との化学結合を起こすイソシアネート基を有するポリイソシアネートを貯留する。第２薬液槽１０６は、上記の接着剤たるポリイソシアネートおよびアクリル系ゴムとの化学結合、詳しくは、ポリイソシアネートのイソシアネート基との化学結合と、アクリル系ゴムのカルボキシル基との化学結合とを起こすアミン基を有する架橋剤（例えば、４，４ジアミノジシクロヘキシルメタン、６−アミノヘキシルカルバミン酸等）を貯留する。
【００２０】
繊維保持ボビン１０３に巻き取られているアラミド繊維Ｆは、図中に示される搬送ローラＲにより、ボビンから送り出し搬送され、第１薬液槽１０４を通過する間に、ポリイソシアネートに浸漬しこのポリイソシアネートで被覆される。アラミド繊維Ｆは、乾燥機１０９での乾燥を受けて、このポリイソシアネート被覆層ＦＰを定着させ、その上で、第２薬液槽１０６を通過する間に、架橋剤に浸漬しこの架橋剤で被覆される。次いで、アラミド繊維Ｆは、乾燥機１０９での再度の乾燥により、架橋剤層をポリイソシアネート被覆層ＦＰの上に定着させ、中間ボビン１０８で巻き取られる。こうして巻き取られたアラミド繊維Ｆは、表面側のポリイソシアネート被覆層ＦＰとその上の架橋剤層ＦＫの各層が薬剤ディッピング量として約１ｗｔ％に相当する重量で定着した状態で、図３に示すホース製造装置１１０に供給される。
【００２１】
図３に示すように、ホース製造装置１１０は、第１押出機１４０と、ブレード装置１５０と、第２押出機１６０とを備えている。第１押出機１４０は、ゴム材料としてＡＣＭを押出しすることにより押出体２０Ａ（内面ゴム層１２）を形成するための装置である。ブレード装置１５０は、押出体２０Ａ上に補強糸層１６を形成するための装置であり、ドラム１５２に装着されたボビンキャリア（図示省略）を備える。このドラム１５２には、図２で示した中間ボビン１０８から補強糸としてのアラミド繊維Ｆが供給されるので、ブレード装置１５０は、ドラム１５２のボビンキャリアからアラミド繊維Ｆを繰り出しつつ押出体２０Ａ上にブレードすることにより補強糸層１６を形成する。また、第２押出機１６０は、外面ゴム層１４を形成するための装置であり、外管押出部１６１からゴム材料としてＡＣＭを押し出して外面ゴム層１４を形成する。
【００２２】
次に、図３を用いて、本実施例の補強ホース１０の一連の製造工程について説明する。第１押出機１４０から、ＡＣＭを押し出すことにより、円筒状の押出体２０Ａが形成される。そして、押出体２０Ａが押し出されると、この押出体２０Ａの流路を形成するスペース２０ａに、マンドレルＭｄが挿入される。
【００２３】
続いて、押出体２０Ａは、ブレード装置１５０に送られて、ブレード装置１５０のドラム１５２の回転によりボビンから補強糸としてのアラミド繊維Ｆが繰り出され、これにより押出体２０Ａ上に補強糸層１６が形成される。つまり、第１押出機１４０により押し出された直後の押出体２０ＡがマンドレルＭｄで支持された状態にて、補強糸としてのアラミド繊維Ｆが押出体２０Ａの外周に巻回され、補強糸層１６が形成される。このとき、押出体２０Ａは、マンドレルＭｄで支持されているので潰れることがない。次に、第２押出機１６０により、外面ゴム層１４を形成するためのＡＣＭが補強糸層１６上に積層される。すなわち、外面ゴム層１４を形成するためのゴム材料（ＡＣＭ）は、補強糸層１６上に直接供給することにより行なう。
【００２４】
続いて、加硫工程を行なう。加硫工程では、１５０〜１７０℃×２０〜６０分の１次加硫後に、１５０〜１７０℃×４〜１２時間の２次加硫を行った。この加硫工程により、内面ゴム層１２および外面ゴム層１４は、通常の加硫接着が行なわれて接合される。この加硫接着は、図１における補強糸と補強糸の網目格子の内側で起きる。これにより、内面ゴム層１２と外面ゴム層１４で補強糸層１６をサンドイッチ状に挟んでこれら各層が一体の補強ホース１０が得られる。
【００２５】
また、この加硫工程においては、上記した補強糸層１６をサンドイッチ状に挟んだ内面ゴム層１２と外面ゴム層１４の加硫接着と並行して、補強糸層１６のアラミド繊維Ｆが内面ゴム層１２或いは外面ゴム層１４と接触する界面では、次のような接着が起きる。図４は補強糸層の補強糸を初めとする各層の界面における接着の様子を説明する説明図である。
【００２６】
図示するように、アラミド繊維Ｆとこれを被覆するポリイソシアネート被覆層ＦＰとの界面では、アラミド繊維Ｆの繊維表面におけるアミド基を有する繊維構成分子が、ポリイソシアネート被覆層ＦＰのポリイソシアネートと反応し、アラミド繊維Ｆのアミド基とイソシアネート基とが化学結合を起こすと予想される。ポリイソシアネート被覆層ＦＰと架橋剤層ＦＫの界面では、ポリイソシアネートと架橋剤が反応し、ポリイソシアネートのイソシアネート基と架橋剤のアミン基とが化学結合を起こすと予想される。架橋剤層ＦＫと内面ゴム層１２或いは外面ゴム層１４との界面では、架橋剤層ＦＫの架橋剤とアクリル系ゴムとが反応し、架橋剤のアミン基とアクリル系ゴムのカルボキシル基とがイミド架橋の化学結合を起こすと予想される。
【００２７】
つまり、本実施例の補強ホース１０では、アラミド繊維Ｆを内面ゴム層１２或いは外面ゴム層１４に対して接着するに当たり、ポリイソシアネート被覆層ＦＰと架橋剤層ＦＫを積層させて介在させることにより、各層の界面での接着を化学的な結合でもってアラミド繊維Ｆを内面ゴム層１２および外面ゴム層１４に接着させる。よって、補強ホース１０によれば、接着剤の改良により接着剤自体が呈する接着強度で補強糸ズレを抑制する場合より、高い実効性で補強糸層１６の補強糸たるアラミド繊維Ｆのズレを抑制できるので、ホース耐久性・耐圧性をより確実に維持・向上させることができる。
【００２８】
次に、本実施例の補強ホース１０の利点の実証について説明する。図５は高温環境下での加圧繰り返し耐圧性を調べる様子を示す説明図である。本実施例の補強ホース１０は、その配管経路がＳ字状であり、その経路のままで両端に加圧源側栓ＨＣとメクラ栓ＭＣを装着し、締結ベルトＢで締結する。このベルト締結トルクは約６Ｎｍである。加圧源側栓ＨＣは、加圧ポンプＰからのメイン配管ＭＨが接続され、加圧ポンプＰはメインバルブＭＶを経て補強ホース１０に加圧流体を圧入する。メイン配管ＭＨからは、流体排出用の配管ＥＨが分岐しており、メインバルブＭＶを閉鎖状態にした上で排出バルブＥＶを開弁することで、加圧流体は排出される。この加圧繰り返し耐圧性試験（繰り返し加圧試験）では、上記した加圧源側栓ＨＣ等をセット済みの補強ホース１０（サンプルホース）を１４０℃の高温環境下に置いて、２２０ＫＰａの加圧・解放（０ＫＰａ）を繰り返す試験に供した。この加圧・解放を約１．５秒の間隔で繰り返した。
【００２９】
本実施例の補強ホース１０では、この加圧繰り返し耐圧性試験において、４８万回を越える繰り返し加圧に耐え、上記環境下での目標加圧繰り返し耐圧性（３０万回）を大きく越える性能が得られたことが実証された。
【００３０】
この比較例として、架橋剤層ＦＫやポリイソシアネート被覆層ＦＰを用いない接着処理なしの比較例ホースを製造し、上記した加圧繰り返し耐圧性を調べたところ、目標加圧繰り返し耐圧性を大きく下回る約２０万回の耐久性しか得られなかった。この対比から、本実施例の補強ホース１０によれば、高い実効性での補強糸ズレの抑制を通して、ホース耐久性・耐圧性の向上が図ることができることが実証された。
【００３１】
また、補強糸ズレについても実証試験を行った。図６は補強糸ズレの実証試験の様子を示す説明図である。図示するように、この実証試験では、Ｓ字状の配管経路のままでホース両端を固定具Ｊに固定し、一方の固定具Ｊの側の４箇所（上下端Ｓｕ、Ｓｄと左右端Ｓｒ、Ｓｌ）において内面ゴム層１２を剥離して、補強糸層１６の補強糸（アラミド繊維Ｆ）を露出させる。そして、この露出したアラミド繊維Ｆに鉤フックＦＦを引っかけ、当該フックをホースから引き離し、その際にフックにかける荷重を測定した。図７は本実施例の補強ホース１０と接着処理なしのアラミド繊維Ｆを用いた比較例ホースについてのフック荷重の様子を示す説明図である。この鉤フックＦＦによる補強糸ズレ試験を、常温環境下と高温環境下（約１８０℃）で行った。測定に際しては、アラミド繊維Ｆに掛けた鉤フックＦＦをホース表面から引き離したときに、アラミド繊維Ｆの抜けが起きた際の荷重、或いはアラミド繊維Ｆのキレが起きた際の荷重を測定した。
【００３２】
図示するように、比較例ホースでは、常温では、目標となる補強糸の耐ズレ荷重（目標耐ズレ荷重）４５Ｎを満足できたものの、ゴムの軟化が起き得る高温環境下では、どの測定箇所においても目標耐ズレ荷重４５Ｎを下回る結果となった。しかしながら、本実施例の補強ホース１０では、常温ではどの測定箇所においても、目標ズレ荷重の３倍を超える荷重を掛けて始めてアラミド繊維Ｆの抜けが観察された。また、高温環境下であってさえ、目標ズレ荷重の３倍前後の荷重を掛けた際に、アラミド繊維Ｆの抜けやアラミド繊維Ｆ自体の切れ（切断）が観察された。
【００３３】
このアラミド繊維Ｆのズレ試験の結果からも、本実施例の補強ホース１０によれば、高い実効性で補強糸ズレを抑制できることが実証された。よって、ホース耐久性・耐圧性の向上も可能であることが判明した。
【００３４】
上記の補強糸ズレは、アラミド繊維Ｆにおけるポリイソシアネート被覆層ＦＰとその上の架橋剤層ＦＫの各層を約１％として調べたが、ポリイソシアネート被覆層ＦＰについては、０．３〜５ｗｔ％（好ましくは０．５〜３ｗｔ％）であれば、実用上の補強糸ズレに問題はなかった。また、架橋剤層ＦＫについては、０．３〜３ｗｔ％でも実用上の補強糸ズレに問題はなかった。つまり、これら範囲での層形成により、ポリイソシアネート（接着剤）や架橋剤の使用量を低減した上で、実用性の高い補強ホースを得ることができると言える。
【００３５】
次に、他の実施例について説明する。この実施例では、アラミド繊維Ｆにはポリイソシアネート被覆層ＦＰしか形成せず、架橋剤については、内面ゴム層１２および外面ゴム層１４に含ませることとした。つまり、図２の第１薬液槽１０４によるポリイソシアネート被覆を経てポリイソシアネート被覆層ＦＰを形成したアラミド繊維Ｆをボビンに巻き取り、このアラミド繊維Ｆを図３のブレード装置１５０に供給する。また、ホース製造装置１１０における第１押出機１４０と第２押出機１６０でのゴム材料（ＡＣＭ）押出しに際して、架橋剤（アミン基を有する既述した架橋剤）をこのゴム材料に予め配合することで、押出体２０Ａ（内面ゴム層１２）と外面ゴム層１４を形成した。つまり、押出機による押出工程の前工程において、ゴム材料（ＡＣＭ）と架橋剤（アミン基を有する既述した架橋剤）とを混練機にて配合・混練しておき、混練後のゴム材料を第１押出機１４０と第２押出機１６０に供給することとした。なお、こうした架橋剤の配合の他は、図３を用いて説明した製造工程により、補強ホース１０を製造した。加硫工程についても同様である。
【００３６】
ゴム材料への架橋剤の配合を経て製造した補強ホース１０についても、図６に示す補強糸ズレの実証試験を行った。この実験に供する実施例の補強ホース１０は、第１薬液槽１０４により形成するポリイソシアネート被覆層ＦＰを０．５ｗｔ％、１．５ｗｔ％、３ｗｔ％の３タイプとし、架橋剤の配合については１ｗｔ％とした。なお、架橋剤は０．３〜３ｗｔ％の範囲とすることが、その使用量削減の上から好ましい。上記各タイプの補強ホース１０についての補強糸ズレ試験の結果は、どのタイプの補強ホース１０にあっても、図７に示した実施例品と同程度の補強糸ズレの抑制が実証された。
【００３７】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施例の補強ホース１０をその積層の様子と共に概略的に示す説明図である。
【図２】補強ホース１０における補強糸層１６の形成のための補強糸の前処理を示す説明図である。
【図３】ホース製造装置１１０を説明する説明図である。
【図４】補強糸層の補強糸を初めとする各層の界面における接着の様子を説明する説明図である。
【図５】高温環境下での加圧繰り返し耐圧性を調べる様子を示す説明図である。
【図６】補強糸ズレの実証試験の様子を示す説明図である。
【図７】本実施例の補強ホース１０と接着処理なしのアラミド繊維Ｆを用いた比較例ホースについてのフック荷重の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…補強ホース
１２…内面ゴム層
１４…外面ゴム層
１６…補強糸層
２０Ａ…押出体
１００…補強糸前処理工程部
１０２…ホース形成部
１０３…繊維保持ボビン
１０４…第１薬液槽
１０６…第２薬液槽
１０８…中間ボビン
１０９…乾燥機
１１０…ホース製造装置
１４０…第１押出機
１５０…ブレード装置
１５２…ドラム
１６０…第２押出機
Ｂ…締結ベルト
ＥＨ…配管
ＥＶ…排出バルブ
Ｆ…アラミド繊維
ＦＦ…鉤フック
ＦＫ…架橋剤層
ＦＰ…ポリイソシアネート被覆層
ＨＣ…加圧源側栓
Ｊ…固定具
Ｍｄ…マンドレル
ＭＣ…メクラ栓
ＭＨ…メイン配管
ＭＶ…メインバルブ
Ｐ…加圧ポンプ
Ｒ…搬送ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補強糸を巻回した補強糸層を有する補強ホースに関する。
【背景技術】
【０００２】
こうした補強ホースの耐久性・耐圧性は、補強糸自体の物性と、補強糸とゴムとの接着性との影響を受けることがよく知られている。このため、高強度・低収縮・高ヤング率という優れた物性を有するアラミド繊維を使用しつつ、アラミド繊維とゴムとの接着性を向上させた接着剤が種々提案されている（特許文献1等）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３１８５４号公報
【特許文献２】特開平９−２１０２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
補強ホースは、高圧流体の圧送に用いられることから繰り返し高圧荷重を受けるので、ゴム層に挟まれた補強糸のズレを抑制することも、耐久性・耐圧性確保のために必要となる。上記の特許文献では、ゴム層に挟まれた補強糸のズレを接着剤が呈する接着強度で抑制しているが、更なる改善が望まれるに到った。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされ、ゴム層に挟まれた補強糸のズレ抑制の実効性を高めて、耐久性や耐圧性の維持・向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するための本発明の補強ホースとその製造方法では、以下の構成を採用した。
【０００７】
[適用１：補強ホース]
補強糸を巻回した補強糸層を有する補強ホースであって、
アクリル系ゴムを用いて形成され、ホース最内層側に位置して流体の流路を形成する内面ゴム層と、
該内面ゴム層上にアラミド繊維を補強糸として巻回することにより形成された補強糸層と、
該補強糸層上に積層され、前記内面ゴム層と同系統のゴムを用いて形成された外面ゴム層とを備え、
前記補強糸層の補強糸は、
アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤を含む接着剤層で補強糸表面が被覆され、
前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に接着するに当たって、前記接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤を用いた上で、前記アラミド繊維と前記接着剤層の前記接着剤との第１化学結合と、前記架橋剤と前記接着剤層の前記接着剤との第２化学結合と、前記架橋剤と前記内面ゴム層および前記外面ゴム層の構成材である前記アクリル系ゴムとの第３化学結合とにより、前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に化学的に結合して接着していること
をその要旨とする。
【０００８】
前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に前記補強糸層の補強糸を接着するために前記架橋剤を用いるに際しては、前記補強糸表面の前記接着層を前記架橋剤を含む架橋剤層で被覆した上で、前記内面ゴム層と前記補強糸層と前記外面ゴム層とを積層したり、前記架橋剤を配合した前記アクリル系ゴムを用いて前記内面ゴム層および前記外面ゴム層を形成することで、上記の第１〜第３の化学結合により前記補強糸層の補強糸を前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に化学的に結合して接着できる。
【０００９】
上記構成を備える補強ホースは、アクリル系ゴムの内面ゴム層と、このゴム層と同系統のゴムを用いた外面ゴム層との間に補強糸層を位置させ、この補強糸層を形成する補強糸たるアラミド繊維は、補強糸表面側から、アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤からなる接着剤層と、該接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤からなる架橋剤層とで積層被覆されている。もしくは、アラミド繊維の補強糸表面を被覆した上記接着剤層が、内面ゴム層と外面ゴム層の構成材である前記アクリル系ゴムに配合された架橋剤と接することになる。内面ゴム層と外面ゴム層は、アクリル系ゴム同士、またはアクリル系ゴムと同系統のゴムであることから、その製造工程において加硫接着し、その間の補強糸層をサンドイッチ状に挟み込む。また、アラミド繊維は、上記の接着剤層および架橋材層を、接着剤層が繊維表面側で架橋材層がゴム層側にして、内面ゴム層或いは外面ゴム層との間に位置し、ゴム層との接着は、アラミド繊維と接着剤層の接着剤との第１化学結合、この接着剤と架橋剤層の架橋剤との第２化学結合、および、この架橋剤と内面ゴム層・外面ゴム層のアクリル系ゴムとの第３化学結合とによりなされ、内面ゴム層および外面ゴム層に化学的に結合して接着される。つまり、化学的な結合でもって補強糸たるアラミド繊維を接着する上記の耐熱性ホースによれば、接着剤自体が呈する接着強度で補強糸ズレを抑制する場合より、高い実効性で補強糸ズレを抑制できるので、ホース耐久性・耐圧性をより確実に維持・向上させることができる。
【００１０】
この場合、アラミド繊維の補強糸表面を被覆した上記接着剤層が、内面ゴム層と外面ゴム層の構成材である前記アクリル系ゴムに配合された架橋剤と接する状況であっても、上記した第１〜第３の化学結合により、アラミド繊維の補強糸は、内面ゴム層および外面ゴム層に化学的に結合して接着する。よって、こうした形態であっても、高い実効性で補強糸ズレを抑制できるので、ホース耐久性・耐圧性をより確実に維持・向上させることができる。
【００１１】
この場合、内面ゴム層と外面ゴム層がアクリル系ゴムであることから、接着剤をイソシアネート系の接着剤とし、架橋剤をジアミン系の架橋剤とすることが、上記の化学的な結合による接着を図る上で簡便である。そして、前記イソシアネート系の接着剤を０．３〜５ｗｔ％で前記補強糸表面に付着させて前記接着剤層とすれば、過剰な接着剤の使用を抑制しつつ、上記の化学的な結合による接着を達成できる。
【００１２】
[適用２：補強ホースの製造方法]
アラミド繊維を補強糸とした補強糸層をアクリル系ゴムからなる内面ゴム層と外面ゴム層との間に介在させた補強ホースの製造方法において、
アクリル系ゴムを押し出すことにより、押出体支持用のマンドレルの周囲に前記内面ゴム層を形成する工程と、
マンドレルで支持した前記内面ゴム層の外周に前記アラミド繊維を補強糸として巻回することにより補強糸層を形成する工程と、
該補強糸層の外周にアクリル系ゴムを押し出すことにより、前記外面ゴム層を前記補強糸層に積層して形成する工程とを備え、
前記補強糸層の形成工程では、
アラミド繊維を、アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤の貯留槽と、該接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤の貯留槽とにこの順で浸漬させた後に、前記内面ゴム層の外周への巻回に処すること
をその要旨とする。
【００１３】
[適用３：補強ホースの他の製造方法]
アラミド繊維を補強糸とした補強糸層をアクリル系ゴムからなる内面ゴム層と外面ゴム層との間に介在させた補強ホースの製造方法において、
アクリル系ゴムを押し出すことにより、押出体支持用のマンドレルの周囲に前記内面ゴム層を形成する工程と、
マンドレルで支持した前記内面ゴム層の外周に前記アラミド繊維を補強糸として巻回することにより補強糸層を形成する工程と、
該補強糸層の外周にアクリル系ゴムを押し出すことにより、前記外面ゴム層を前記補強糸層に積層して形成する工程とを備え、
前記補強糸層の形成工程では、アラミド繊維を、アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤の貯留槽浸漬させた後に、前記内面ゴム層の外周への巻回に処し、
前記内面ゴム層を形成する工程と前記外面ゴム層を形成する工程では、前記接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤を前記アクリル系ゴムに配合した上で、前記アクリル系ゴムを押し出すこと
をその要旨とする。
【００１４】
上記構成を有する補強ホースの製造方法によれば、化学的な結合でもって補強糸たるアラミド繊維を内面ゴム層と外面ゴム層に接着してなる補強ホースを容易に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例について説明する。図１は本実施例の補強ホース１０をその積層の様子と共に概略的に示す説明図である。
【００１６】
図1に示すように、本実施例の補強ホース１０は、ホース流路の側に内面ゴム層１２を備え、当該ゴム層とホース最外部の外面ゴム層１４との間に補強糸層１６を備える。補強ホース１０は、アクリル系ゴムを用いて形成され、ホース最内層側に位置して流体の流路を形成する。本実施例では、アクリル化合物系ゴムとして、アルキル酸エステルと２−クロルエチルビニルエステルとの共重合体（以下、ＡＣＭ）を採用した。外面ゴム層１４は、内面ゴム層１２と同じＡＣＭから形成され、補強ホース１０の外皮をなす。補強糸層１６は、補強糸としてアラミド繊維を用い、このアラミド繊維を後述の薬液浸漬を経て打ち込み装置にて内面ゴム層１２に打ち込み巻回して形成される。本実施例では、アラミド繊維を撚った繊維を用い、当該繊維の打ち込み数を３２打（３２打Ｘ２本）とした。なお、このうち込みを２回行って補強糸層１６とすることもできる。
【００１７】
補強ホース１０の内面ゴム層１２と外面ゴム層１４の層厚は、耐熱性、耐オイル浸透性などを考慮して定められており、例えば、補強ホース１０の内径φを５０ｍｍとした場合、内面ゴム層１２は約２．６ｍｍ、外面ゴム層１４は約２．４ｍｍとした。補強糸層１６の打ち込み角についても耐久性・耐圧性を考慮して定められ、本実施例では、約５６゜の打ち込み角とした。
【００１８】
次に、補強ホース１０の製造方法について説明する。図２は補強ホース１０における補強糸層１６の形成のための補強糸の前処理を示す説明図、図３はホース製造装置１１０を説明する説明図である。
【００１９】
図２に示すように、補強糸前処理工程部１００は、アラミド繊維Ｆを巻き取り保持する繊維保持ボビン１０３と、第１薬液槽１０４と、第２薬液槽１０６と、中間ボビン１０８を備え、これら機器からなる繊維送り出し系統を有する。第１薬液槽１０４は、接着剤であって、アラミド繊維のアミド基との化学結合を起こすイソシアネート基を有するポリイソシアネートを貯留する。第２薬液槽１０６は、上記の接着剤たるポリイソシアネートおよびアクリル系ゴムとの化学結合、詳しくは、ポリイソシアネートのイソシアネート基との化学結合と、アクリル系ゴムのカルボキシル基との化学結合とを起こすアミン基を有する架橋剤（例えば、４，４ジアミノジシクロヘキシルメタン、６−アミノヘキシルカルバミン酸等）を貯留する。
【００２０】
繊維保持ボビン１０３に巻き取られているアラミド繊維Ｆは、図中に示される搬送ローラＲにより、ボビンから送り出し搬送され、第１薬液槽１０４を通過する間に、ポリイソシアネートに浸漬しこのポリイソシアネートで被覆される。アラミド繊維Ｆは、乾燥機１０９での乾燥を受けて、このポリイソシアネート被覆層ＦＰを定着させ、その上で、第２薬液槽１０６を通過する間に、架橋剤に浸漬しこの架橋剤で被覆される。次いで、アラミド繊維Ｆは、乾燥機１０９での再度の乾燥により、架橋剤層をポリイソシアネート被覆層ＦＰの上に定着させ、中間ボビン１０８で巻き取られる。こうして巻き取られたアラミド繊維Ｆは、表面側のポリイソシアネート被覆層ＦＰとその上の架橋剤層ＦＫの各層が薬剤ディッピング量として約１ｗｔ％に相当する重量で定着した状態で、図３に示すホース製造装置１１０に供給される。
【００２１】
図３に示すように、ホース製造装置１１０は、第１押出機１４０と、ブレード装置１５０と、第２押出機１６０とを備えている。第１押出機１４０は、ゴム材料としてＡＣＭを押出しすることにより押出体２０Ａ（内面ゴム層１２）を形成するための装置である。ブレード装置１５０は、押出体２０Ａ上に補強糸層１６を形成するための装置であり、ドラム１５２に装着されたボビンキャリア（図示省略）を備える。このドラム１５２には、図２で示した中間ボビン１０８から補強糸としてのアラミド繊維Ｆが供給されるので、ブレード装置１５０は、ドラム１５２のボビンキャリアからアラミド繊維Ｆを繰り出しつつ押出体２０Ａ上にブレードすることにより補強糸層１６を形成する。また、第２押出機１６０は、外面ゴム層１４を形成するための装置であり、外管押出部１６１からゴム材料としてＡＣＭを押し出して外面ゴム層１４を形成する。
【００２２】
次に、図３を用いて、本実施例の補強ホース１０の一連の製造工程について説明する。第１押出機１４０から、ＡＣＭを押し出すことにより、円筒状の押出体２０Ａが形成される。そして、押出体２０Ａが押し出されると、この押出体２０Ａの流路を形成するスペース２０ａに、マンドレルＭｄが挿入される。
【００２３】
続いて、押出体２０Ａは、ブレード装置１５０に送られて、ブレード装置１５０のドラム１５２の回転によりボビンから補強糸としてのアラミド繊維Ｆが繰り出され、これにより押出体２０Ａ上に補強糸層１６が形成される。つまり、第１押出機１４０により押し出された直後の押出体２０ＡがマンドレルＭｄで支持された状態にて、補強糸としてのアラミド繊維Ｆが押出体２０Ａの外周に巻回され、補強糸層１６が形成される。このとき、押出体２０Ａは、マンドレルＭｄで支持されているので潰れることがない。次に、第２押出機１６０により、外面ゴム層１４を形成するためのＡＣＭが補強糸層１６上に積層される。すなわち、外面ゴム層１４を形成するためのゴム材料（ＡＣＭ）は、補強糸層１６上に直接供給することにより行なう。
【００２４】
続いて、加硫工程を行なう。加硫工程では、１５０〜１７０℃×２０〜６０分の１次加硫後に、１５０〜１７０℃×４〜１２時間の２次加硫を行った。この加硫工程により、内面ゴム層１２および外面ゴム層１４は、通常の加硫接着が行なわれて接合される。この加硫接着は、図１における補強糸と補強糸の網目格子の内側で起きる。これにより、内面ゴム層１２と外面ゴム層１４で補強糸層１６をサンドイッチ状に挟んでこれら各層が一体の補強ホース１０が得られる。
【００２５】
また、この加硫工程においては、上記した補強糸層１６をサンドイッチ状に挟んだ内面ゴム層１２と外面ゴム層１４の加硫接着と並行して、補強糸層１６のアラミド繊維Ｆが内面ゴム層１２或いは外面ゴム層１４と接触する界面では、次のような接着が起きる。図４は補強糸層の補強糸を初めとする各層の界面における接着の様子を説明する説明図である。
【００２６】
図示するように、アラミド繊維Ｆとこれを被覆するポリイソシアネート被覆層ＦＰとの界面では、アラミド繊維Ｆの繊維表面におけるアミド基を有する繊維構成分子が、ポリイソシアネート被覆層ＦＰのポリイソシアネートと反応し、アラミド繊維Ｆのアミド基とイソシアネート基とが化学結合を起こすと予想される。ポリイソシアネート被覆層ＦＰと架橋剤層ＦＫの界面では、ポリイソシアネートと架橋剤が反応し、ポリイソシアネートのイソシアネート基と架橋剤のアミン基とが化学結合を起こすと予想される。架橋剤層ＦＫと内面ゴム層１２或いは外面ゴム層１４との界面では、架橋剤層ＦＫの架橋剤とアクリル系ゴムとが反応し、架橋剤のアミン基とアクリル系ゴムのカルボキシル基とがイミド架橋の化学結合を起こすと予想される。
【００２７】
つまり、本実施例の補強ホース１０では、アラミド繊維Ｆを内面ゴム層１２或いは外面ゴム層１４に対して接着するに当たり、ポリイソシアネート被覆層ＦＰと架橋剤層ＦＫを積層させて介在させることにより、各層の界面での接着を化学的な結合でもってアラミド繊維Ｆを内面ゴム層１２および外面ゴム層１４に接着させる。よって、補強ホース１０によれば、接着剤の改良により接着剤自体が呈する接着強度で補強糸ズレを抑制する場合より、高い実効性で補強糸層１６の補強糸たるアラミド繊維Ｆのズレを抑制できるので、ホース耐久性・耐圧性をより確実に維持・向上させることができる。
【００２８】
次に、本実施例の補強ホース１０の利点の実証について説明する。図５は高温環境下での加圧繰り返し耐圧性を調べる様子を示す説明図である。本実施例の補強ホース１０は、その配管経路がＳ字状であり、その経路のままで両端に加圧源側栓ＨＣとメクラ栓ＭＣを装着し、締結ベルトＢで締結する。このベルト締結トルクは約６Ｎｍである。加圧源側栓ＨＣは、加圧ポンプＰからのメイン配管ＭＨが接続され、加圧ポンプＰはメインバルブＭＶを経て補強ホース１０に加圧流体を圧入する。メイン配管ＭＨからは、流体排出用の配管ＥＨが分岐しており、メインバルブＭＶを閉鎖状態にした上で排出バルブＥＶを開弁することで、加圧流体は排出される。この加圧繰り返し耐圧性試験（繰り返し加圧試験）では、上記した加圧源側栓ＨＣ等をセット済みの補強ホース１０（サンプルホース）を１４０℃の高温環境下に置いて、２２０ＫＰａの加圧・解放（０ＫＰａ）を繰り返す試験に供した。この加圧・解放を約１．５秒の間隔で繰り返した。
【００２９】
本実施例の補強ホース１０では、この加圧繰り返し耐圧性試験において、４８万回を越える繰り返し加圧に耐え、上記環境下での目標加圧繰り返し耐圧性（３０万回）を大きく越える性能が得られたことが実証された。
【００３０】
この比較例として、架橋剤層ＦＫやポリイソシアネート被覆層ＦＰを用いない接着処理なしの比較例ホースを製造し、上記した加圧繰り返し耐圧性を調べたところ、目標加圧繰り返し耐圧性を大きく下回る約２０万回の耐久性しか得られなかった。この対比から、本実施例の補強ホース１０によれば、高い実効性での補強糸ズレの抑制を通して、ホース耐久性・耐圧性の向上が図ることができることが実証された。
【００３１】
また、補強糸ズレについても実証試験を行った。図６は補強糸ズレの実証試験の様子を示す説明図である。図示するように、この実証試験では、Ｓ字状の配管経路のままでホース両端を固定具Ｊに固定し、一方の固定具Ｊの側の４箇所（上下端Ｓｕ、Ｓｄと左右端Ｓｒ、Ｓｌ）において内面ゴム層１２を剥離して、補強糸層１６の補強糸（アラミド繊維Ｆ）を露出させる。そして、この露出したアラミド繊維Ｆに鉤フックＦＦを引っかけ、当該フックをホースから引き離し、その際にフックにかける荷重を測定した。図７は本実施例の補強ホース１０と接着処理なしのアラミド繊維Ｆを用いた比較例ホースについてのフック荷重の様子を示す説明図である。この鉤フックＦＦによる補強糸ズレ試験を、常温環境下と高温環境下（約１８０℃）で行った。測定に際しては、アラミド繊維Ｆに掛けた鉤フックＦＦをホース表面から引き離したときに、アラミド繊維Ｆの抜けが起きた際の荷重、或いはアラミド繊維Ｆのキレが起きた際の荷重を測定した。
【００３２】
図示するように、比較例ホースでは、常温では、目標となる補強糸の耐ズレ荷重（目標耐ズレ荷重）４５Ｎを満足できたものの、ゴムの軟化が起き得る高温環境下では、どの測定箇所においても目標耐ズレ荷重４５Ｎを下回る結果となった。しかしながら、本実施例の補強ホース１０では、常温ではどの測定箇所においても、目標ズレ荷重の３倍を超える荷重を掛けて始めてアラミド繊維Ｆの抜けが観察された。また、高温環境下であってさえ、目標ズレ荷重の３倍前後の荷重を掛けた際に、アラミド繊維Ｆの抜けやアラミド繊維Ｆ自体の切れ（切断）が観察された。
【００３３】
このアラミド繊維Ｆのズレ試験の結果からも、本実施例の補強ホース１０によれば、高い実効性で補強糸ズレを抑制できることが実証された。よって、ホース耐久性・耐圧性の向上も可能であることが判明した。
【００３４】
上記の補強糸ズレは、アラミド繊維Ｆにおけるポリイソシアネート被覆層ＦＰとその上の架橋剤層ＦＫの各層を約１％として調べたが、ポリイソシアネート被覆層ＦＰについては、０．３〜５ｗｔ％（好ましくは０．５〜３ｗｔ％）であれば、実用上の補強糸ズレに問題はなかった。また、架橋剤層ＦＫについては、０．３〜３ｗｔ％でも実用上の補強糸ズレに問題はなかった。つまり、これら範囲での層形成により、ポリイソシアネート（接着剤）や架橋剤の使用量を低減した上で、実用性の高い補強ホースを得ることができると言える。
【００３５】
次に、他の実施例について説明する。この実施例では、アラミド繊維Ｆにはポリイソシアネート被覆層ＦＰしか形成せず、架橋剤については、内面ゴム層１２および外面ゴム層１４に含ませることとした。つまり、図２の第１薬液槽１０４によるポリイソシアネート被覆を経てポリイソシアネート被覆層ＦＰを形成したアラミド繊維Ｆをボビンに巻き取り、このアラミド繊維Ｆを図３のブレード装置１５０に供給する。また、ホース製造装置１１０における第１押出機１４０と第２押出機１６０でのゴム材料（ＡＣＭ）押出しに際して、架橋剤（アミン基を有する既述した架橋剤）をこのゴム材料に予め配合することで、押出体２０Ａ（内面ゴム層１２）と外面ゴム層１４を形成した。つまり、押出機による押出工程の前工程において、ゴム材料（ＡＣＭ）と架橋剤（アミン基を有する既述した架橋剤）とを混練機にて配合・混練しておき、混練後のゴム材料を第１押出機１４０と第２押出機１６０に供給することとした。なお、こうした架橋剤の配合の他は、図３を用いて説明した製造工程により、補強ホース１０を製造した。加硫工程についても同様である。
【００３６】
ゴム材料への架橋剤の配合を経て製造した補強ホース１０についても、図６に示す補強糸ズレの実証試験を行った。この実験に供する実施例の補強ホース１０は、第１薬液槽１０４により形成するポリイソシアネート被覆層ＦＰを０．５ｗｔ％、１．５ｗｔ％、３ｗｔ％の３タイプとし、架橋剤の配合については１ｗｔ％とした。なお、架橋剤は０．３〜３ｗｔ％の範囲とすることが、その使用量削減の上から好ましい。上記各タイプの補強ホース１０についての補強糸ズレ試験の結果は、どのタイプの補強ホース１０にあっても、図７に示した実施例品と同程度の補強糸ズレの抑制が実証された。
【００３７】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施例の補強ホース１０をその積層の様子と共に概略的に示す説明図である。
【図２】補強ホース１０における補強糸層１６の形成のための補強糸の前処理を示す説明図である。
【図３】ホース製造装置１１０を説明する説明図である。
【図４】補強糸層の補強糸を初めとする各層の界面における接着の様子を説明する説明図である。
【図５】高温環境下での加圧繰り返し耐圧性を調べる様子を示す説明図である。
【図６】補強糸ズレの実証試験の様子を示す説明図である。
【図７】本実施例の補強ホース１０と接着処理なしのアラミド繊維Ｆを用いた比較例ホースについてのフック荷重の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…補強ホース
１２…内面ゴム層
１４…外面ゴム層
１６…補強糸層
２０Ａ…押出体
１００…補強糸前処理工程部
１０２…ホース形成部
１０３…繊維保持ボビン
１０４…第１薬液槽
１０６…第２薬液槽
１０８…中間ボビン
１０９…乾燥機
１１０…ホース製造装置
１４０…第１押出機
１５０…ブレード装置
１５２…ドラム
１６０…第２押出機
Ｂ…締結ベルト
ＥＨ…配管
ＥＶ…排出バルブ
Ｆ…アラミド繊維
ＦＦ…鉤フック
ＦＫ…架橋剤層
ＦＰ…ポリイソシアネート被覆層
ＨＣ…加圧源側栓
Ｊ…固定具
Ｍｄ…マンドレル
ＭＣ…メクラ栓
ＭＨ…メイン配管
ＭＶ…メインバルブ
Ｐ…加圧ポンプ
Ｒ…搬送ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補強糸を巻回した補強糸層を有する補強ホースであって、
アクリル系ゴムを用いて形成され、ホース最内層側に位置して流体の流路を形成する内面ゴム層と、
該内面ゴム層上にアラミド繊維を補強糸として巻回することにより形成された補強糸層と、
該補強糸層上に積層され、前記内面ゴム層と同系統のゴムを用いて形成された外面ゴム層とを備え、
前記補強糸層の補強糸は、
アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤を含む接着剤層で補強糸表面が被覆され、
前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に接着するに当たって、前記接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤を用いた上で、前記アラミド繊維と前記接着剤層の前記接着剤との第１化学結合と、前記架橋剤と前記接着剤層の前記接着剤との第２化学結合と、前記架橋剤と前記内面ゴム層および前記外面ゴム層の構成材である前記アクリル系ゴムとの第３化学結合とにより、前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に化学的に結合して接着している耐熱性ホース。
【請求項２】
請求項１に記載の補強ホースにおいて、
前記補強糸表面の前記接着層を前記架橋剤を含む架橋剤層で被覆した上で、前記内面ゴム層と前記補強糸層と前記外面ゴム層とを積層し、前記第１〜第３の化学結合により前記補強糸層の補強糸を前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に化学的に結合して接着している耐熱性ホース。
【請求項３】
請求項１に記載の補強ホースにおいて、
前記架橋剤を配合した前記アクリル系ゴムを用いて前記内面ゴム層および前記外面ゴム層を形成した上で、前記内面ゴム層と前記補強糸層と前記外面ゴム層とを積層し、前記第１〜第３の化学結合により前記補強糸層の補強糸を前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に化学的に結合して接着している耐熱性ホース。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３いずれかに記載の補強ホースにおいて、
前記接着剤は、イソシアネート系の接着剤とされ、
前記架橋剤は、ジアミン系の架橋剤とされている補強ホース。
【請求項５】
前記イソシアネート系の接着剤を０．３〜５ｗｔ％で前記補強糸表面に付着させて前記接着剤層とした請求項４に記載の補強ホース。
【請求項６】
アラミド繊維を補強糸とした補強糸層をアクリル系ゴムからなる内面ゴム層と外面ゴム層との間に介在させた補強ホースの製造方法において、
アクリル系ゴムを押し出すことにより、押出体支持用のマンドレルの周囲に前記内面ゴム層を形成する工程と、
マンドレルで支持した前記内面ゴム層の外周に前記アラミド繊維を補強糸として巻回することにより補強糸層を形成する工程と、
該補強糸層の外周にアクリル系ゴムを押し出すことにより、前記外面ゴム層を前記補強糸層に積層して形成する工程とを備え、
前記補強糸層の形成工程では、
アラミド繊維を、アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤の貯留槽と、該接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤の貯留槽とにこの順で浸漬させた後に、前記内面ゴム層の外周への巻回に処する耐熱性ホースの製造方法。
【請求項７】
アラミド繊維を補強糸とした補強糸層をアクリル系ゴムからなる内面ゴム層と外面ゴム層との間に介在させた補強ホースの製造方法において、
アクリル系ゴムを押し出すことにより、押出体支持用のマンドレルの周囲に前記内面ゴム層を形成する工程と、
マンドレルで支持した前記内面ゴム層の外周に前記アラミド繊維を補強糸として巻回することにより補強糸層を形成する工程と、
該補強糸層の外周にアクリル系ゴムを押し出すことにより、前記外面ゴム層を前記補強糸層に積層して形成する工程とを備え、
前記補強糸層の形成工程では、アラミド繊維を、アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤の貯留槽浸漬させた後に、前記内面ゴム層の外周への巻回に処し、
前記内面ゴム層を形成する工程と前記外面ゴム層を形成する工程では、前記接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤を前記アクリル系ゴムに配合した上で、前記アクリル系ゴムを押し出す耐熱性ホースの製造方法。
【請求項１】
補強糸を巻回した補強糸層を有する補強ホースであって、
アクリル系ゴムを用いて形成され、ホース最内層側に位置して流体の流路を形成する内面ゴム層と、
該内面ゴム層上にアラミド繊維を補強糸として巻回することにより形成された補強糸層と、
該補強糸層上に積層され、前記内面ゴム層と同系統のゴムを用いて形成された外面ゴム層とを備え、
前記補強糸層の補強糸は、
アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤を含む接着剤層で補強糸表面が被覆され、
前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に接着するに当たって、前記接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤を用いた上で、前記アラミド繊維と前記接着剤層の前記接着剤との第１化学結合と、前記架橋剤と前記接着剤層の前記接着剤との第２化学結合と、前記架橋剤と前記内面ゴム層および前記外面ゴム層の構成材である前記アクリル系ゴムとの第３化学結合とにより、前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に化学的に結合して接着している耐熱性ホース。
【請求項２】
請求項１に記載の補強ホースにおいて、
前記補強糸表面の前記接着層を前記架橋剤を含む架橋剤層で被覆した上で、前記内面ゴム層と前記補強糸層と前記外面ゴム層とを積層し、前記第１〜第３の化学結合により前記補強糸層の補強糸を前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に化学的に結合して接着している耐熱性ホース。
【請求項３】
請求項１に記載の補強ホースにおいて、
前記架橋剤を配合した前記アクリル系ゴムを用いて前記内面ゴム層および前記外面ゴム層を形成した上で、前記内面ゴム層と前記補強糸層と前記外面ゴム層とを積層し、前記第１〜第３の化学結合により前記補強糸層の補強糸を前記内面ゴム層および前記外面ゴム層に化学的に結合して接着している耐熱性ホース。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３いずれかに記載の補強ホースにおいて、
前記接着剤は、イソシアネート系の接着剤とされ、
前記架橋剤は、ジアミン系の架橋剤とされている補強ホース。
【請求項５】
前記イソシアネート系の接着剤を０．３〜５ｗｔ％で前記補強糸表面に付着させて前記接着剤層とした請求項４に記載の補強ホース。
【請求項６】
アラミド繊維を補強糸とした補強糸層をアクリル系ゴムからなる内面ゴム層と外面ゴム層との間に介在させた補強ホースの製造方法において、
アクリル系ゴムを押し出すことにより、押出体支持用のマンドレルの周囲に前記内面ゴム層を形成する工程と、
マンドレルで支持した前記内面ゴム層の外周に前記アラミド繊維を補強糸として巻回することにより補強糸層を形成する工程と、
該補強糸層の外周にアクリル系ゴムを押し出すことにより、前記外面ゴム層を前記補強糸層に積層して形成する工程とを備え、
前記補強糸層の形成工程では、
アラミド繊維を、アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤の貯留槽と、該接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤の貯留槽とにこの順で浸漬させた後に、前記内面ゴム層の外周への巻回に処する耐熱性ホースの製造方法。
【請求項７】
アラミド繊維を補強糸とした補強糸層をアクリル系ゴムからなる内面ゴム層と外面ゴム層との間に介在させた補強ホースの製造方法において、
アクリル系ゴムを押し出すことにより、押出体支持用のマンドレルの周囲に前記内面ゴム層を形成する工程と、
マンドレルで支持した前記内面ゴム層の外周に前記アラミド繊維を補強糸として巻回することにより補強糸層を形成する工程と、
該補強糸層の外周にアクリル系ゴムを押し出すことにより、前記外面ゴム層を前記補強糸層に積層して形成する工程とを備え、
前記補強糸層の形成工程では、アラミド繊維を、アミド基との化学結合を起こす官能基を有する接着剤の貯留槽浸漬させた後に、前記内面ゴム層の外周への巻回に処し、
前記内面ゴム層を形成する工程と前記外面ゴム層を形成する工程では、前記接着剤およびアクリル系ゴムとの化学結合を起こす官能基を有する架橋剤を前記アクリル系ゴムに配合した上で、前記アクリル系ゴムを押し出す耐熱性ホースの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２６７５９３（Ｐ２００８−２６７５９３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５２１４９（Ｐ２００７−２５２１４９）
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
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