JPH0664102A - ホース - Google Patents

ホース

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JPH0664102A
JPH0664102A JP5111354A JP11135493A JPH0664102A JP H0664102 A JPH0664102 A JP H0664102A JP 5111354 A JP5111354 A JP 5111354A JP 11135493 A JP11135493 A JP 11135493A JP H0664102 A JPH0664102 A JP H0664102A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】樹脂ホースの製造の簡便さを生かしつつ、加硫
ゴムホースと同等の柔軟性を有するホース、および柔軟
性に加え、さらに耐熱性をも有するホースを提供する。 【構成】少なくとも内管と補強層と外管とを有するホー
スであって、内管と外管を、熱可塑性樹脂中に架橋ゴム
が分散した熱可塑性エラストマーで構成し、かつ下記式
(1)で定義されるMP が70kgf/cm2 以下であり、こ
のホースのホース外径の4倍の曲げ半径における曲げ剛
性が1kgf 以下に構成、および/または内管を、ポリエ
ステル系熱可塑性樹脂中にアクリル基含有ゴムの架橋組
成物が分散した熱可塑性エラストマーで構成し、外管を
熱可塑性樹脂中に架橋ゴムが分散した熱可塑性エラスト
マーで構成することにより、前記目的を達成する。 【数1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱可塑性エラストマーか
らなる柔軟性に優れたホースに関する。
【0002】
【従来の技術】ゴムホースは通常、内管、補強層および
外管からなり、内管および外管は加硫ゴムから構成され
るが、このようなゴムホースは加硫工程が必要であるた
め、製造工程が煩雑になってしまうという問題点を有す
る。一方、加硫工程を必要としない点で製造工程が簡便
な、内管および外管を熱可塑性樹脂で構成したいわゆる
樹脂ホースも知られている。しかしながらこの樹脂ホー
スを構成する熱可塑性樹脂は、一般に加硫ゴムに比べて
硬く、柔軟なホースを得るのは困難であった。
【0003】また、熱可塑性樹脂の柔軟性を改良するた
めに内管をポリブチレンテレフタレートをハードセグメ
ント、ポリテトラメチレングリコールまたはポリカプロ
ラクトンをソフトセグメントとするポリエステル系の熱
可塑性エラストマーで構成した樹脂ホースも知られてい
るが、このポリエステル系の熱可塑性エラストマーは、
耐熱性、強度特性発現のために低硬度化には限界があ
り、加硫ゴムのように充分な柔軟性を有するホースを得
るには至っていない。
【0004】そのため、加硫工程を要しない簡易な工程
で製造でき、十分な柔軟性を有するホース、および、こ
れに加えて高温での圧力伝達や流体輸送等にも利用可能
な耐熱性をも兼ね備えたホースの出現が望まれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の樹脂ホ
ースの製造の簡便さを生かしつつ、加硫ゴムホースと同
等の柔軟性を有するホース、および柔軟性に加え、さら
に120℃以上の高温でも利用可能な優れた耐熱性をも
有するホースを提供することを目的とする。本発明者は
上記目的を達成すべく、研究を行ったところ、内管およ
び外管を構成する素材として、特定の構造、物性、組成
等を有する熱可塑性エラストマーを組合せて使用するこ
とを着想し、本発明を完成するに到った。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第1
の態様は、少なくとも内管と補強層と外管とを有するホ
ースであって、前記内管と前記外管を、熱可塑性樹脂中
に加硫ゴムが分散した熱可塑性エラストマーで構成し、
かつ下記式(1)で定義されるMP が70kgf/cm2 以下
であり、このホースのホース外径の4倍の曲げ半径にお
ける曲げ剛性が1kgf 以下であることを特徴とするホー
スを提供する。
【数3】
【0007】また、本発明の第2の態様は、少なくとも
内管と補強層と外管とを有するホースであって、前記内
管を、ポリエステル系熱可塑性樹脂中にアクリル基含有
ゴムの加硫組成物が分散した熱可塑性エラストマーで構
成し、前記外管を熱可塑性樹脂中に加硫ゴムが分散した
熱可塑性エラストマーで構成し、さらに、下記式(1)
で定義されるMP が70kgf/cm2 以下であり、このホー
スのホース外径の4倍の曲げ半径における曲げ剛性が1
kgf 以下であることを特徴とするホースを提供する。
【数4】
【0008】本発明の第1の態様において重要な要件
は、外管および内管それぞれの25%伸長時の応力と厚
さの上記の関係式(1)のMP が70kgf/cm2 以下、さ
らに好ましくは5kgf/cm2 以上50kgf/cm2 以下となる
熱可塑性エラストマーの組合せでホースの内管および外
管を構成することであり、その結果、柔軟性および強度
において優れたホースが得られる。25%伸長時の応力
と厚さの関係式(1)のMP が70kgf/cm2 を超える熱
可塑性エラストマーの組合せでは柔軟性の優れたホース
は得られず、このホースのホース外径の4倍の曲げ半径
における曲げ剛性が1kgf を超える。また、MP が5kg
f/cm2 未満では強度において劣る。なお、25%伸長時
の応力はJIS K6301低伸長応力試験に従い測定
する。
【0009】また、本発明の第2の態様において重要な
要件は、前記第1の態様の構造と物性に加え、内管およ
び外管を構成する熱可塑性エラストマーの組成である。
すなわち、熱可塑性樹脂中に、適度な粒径を有する加硫
ゴムを適度な量比で分散してなる熱可塑性エラストマー
をホースの内管および外管に利用し、特に内管には、熱
可塑性樹脂としてポリエステル系熱可塑性樹脂を、加硫
ゴム成分としてアクリル基含有ゴムの加硫組成物を用い
る。ホースの内管および外管を熱可塑性樹脂中に加硫ゴ
ムを分散してなる熱可塑性エラストマーで構成し、特に
内管には、熱可塑性樹脂としてポリエステル系熱可塑性
樹脂を、加硫ゴム成分としてアクリル基含有ゴムの加硫
組成物を用いる。前記本発明の第1の態様と同様に、ホ
ースの内管および外管を熱可塑性物中に加硫ゴムを分散
してなり、かつ同様の物性を有する熱可塑性エラストマ
ーで構成し、これに加え、特に内管を前記所定組成とす
ることにより、十分な柔軟性を得ると共に、所定組成の
内管によって優れた耐熱軟化性を発現することができ、
柔軟性と耐熱性との両者に優れたホースを実現すること
ができる。
【0010】以下に、本発明を詳細に説明する。はじめ
に、本発明に用いる熱可塑性エラストマーについて説明
する。まず、本発明で用いる熱可塑性エラストマーは、
下記の物性を満足するものである。すなわち、ASTM
D395、D412記載の試験法に準じて測定される
値で、 テンションセットが160%以下、好ましくは150
%以下であり、 120℃×72hの圧縮永久歪が50%以下であり、 柔軟性の目安としてのヤング率(初期引張弾性率)が
2500kgf/cm2 以下であり、 降伏点を示さず、かつ、 約120℃までゴム弾性を有する。 すなわち、本発明で用いる熱可塑性エラストマーは、A
STM標準V.28第756頁(D1566)に定義さ
れているゴムに関する定義に合致するものである。そし
て、本発明で用いる上記の熱可塑性エラストマーは、前
記〜の物性を有するため、加硫ゴムと同一の挙動を
示すにもかかわらず、加工性に優れ、かつ、成形時に加
硫不要という特性を有する。
【0011】また、本発明で用いる熱可塑性エラストマ
ーの成分構成は、内管材料および外管材料共に下記の通
りである。すなわち、本発明で用いる熱可塑性エラスト
マーは、それに熱可塑性を与えるに充分な量の熱可塑性
樹脂と、ゴム状弾性を与えるに充分な量の、少なくとも
一部は加硫されたゴムとのブレンドよりなり、熱可塑性
樹脂成分が少なくとも連続相(マトリックス相)をな
し、その中に不連続相(分散相)として少なくともゴム
成分が存在する。なお、不連続相(ゴム相)中に更に熱
可塑性樹脂が分散したいわゆるサラミ構造等であっても
よい。
【0012】本発明で用いる熱可塑性エラストマーにお
ける熱可塑性樹脂成分の種類およびゴム成分の種類は適
宜選択(前述のように、本発明の第2の態様において
は、内管はポリエステル系熱可塑性樹脂とアクリル基含
有ゴムの加硫組成物とを用いる)し、また、配合割合も
それに応じて適宜に決めれば良いが、大略において熱可
塑性樹脂とゴムの比率を75/25〜25/75、好ま
しくは70/30〜30/70とすることにより、本発
明の内管、外管の組合せに適する熱可塑性エラストマー
が得られる。また、その分散形態は、不連続相をなすゴ
ムの粒子径が50μm以下であるのが好ましく、20μ
m以下であるのがより好ましく、5μm以下であるのが
特に好ましい。
【0013】本発明の第1の態様の内管および外管、第
2の態様の外管で用いる熱可塑性エラストマーを構成す
る熱可塑性樹脂は、一般に用いられる熱可塑性樹脂でよ
く、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオ
レフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリエステル系樹脂などを例示することができ
る。
【0014】なお、本発明の第2の態様においては、内
管を形成する熱可塑性樹脂としてポリエステル系熱可塑
性樹脂を用いる。具体的にはポリエチレンテレフタレー
ト樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等や、これら
の樹脂を構成要素とするブロックおよび/またはグラフ
ト共重合体の熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマー
が例示される。特に、良好な柔軟性が得られる等の点で
ポリエステル系熱可塑性エラストマーが好ましく、具体
的には、ポリブチレンテレフタレートをハードセグメン
ト、ポリテトラメチレングリコールおよび/またはポリ
カプロラクトンをソフトセグメントとする共重合エラス
トマーが好適例として例示される。
【0015】本発明の第1の態様の内管および外管、第
2の態様の外管で用いる熱可塑性エラストマーを構成す
るゴムは、一般に用いられるゴムでよく、天然ゴム(N
R)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム
(BR)、スチレン・ブタジエン共重合ゴム(SB
R)、ブチル系ゴム(IIR,Cl−IIR,Br−I
IR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン・プロピ
レン(・ジエンモノマー)共重合ゴム(EPM,EPD
M)、アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム(NB
R)、塩素化ポリエチレンゴム(CM)、クロロスルホ
ン化ポリエチレンゴム(CSM)、アクリルゴム(AC
M,ANM)、エピクロルヒドリンゴム(CO,EC
O)、エチレン・アクリル酸エステル系共重合ゴム(A
EM)、エチレン・酢酸ビニル・アクリル酸エステル三
元共重合ゴム(ER)、水素化アクリロニトリル・ブタ
ジエン共重合ゴム(HNBR)等のゴムを挙げることが
できる。
【0016】一方、本発明の第2の態様の内管において
は、熱可塑性エラストマーを構成するゴムとしてアクリ
ル基含有ゴムを用いる。具体的には、アクリルゴム、エ
チレン・アクリル酸エステル系共重合ゴム、エチレン・
酢酸ビニル・アクリル酸エステル三元共重合ゴム等が例
示される。なお、本発明の第2の態様に用いられるアク
リル基含有ゴムは、主鎖および/または側鎖に加硫性の
アクリル化合物、グリシジルエーテル等からなる単量体
を共重合したゴムを含むものである。
【0017】これらの樹脂、ゴムはそれぞれ2種以上併
用してもよい。本発明で用いる熱可塑性エラストマーの
構成成分は、上記の熱可塑性樹脂と上記のゴムであり、
かかる熱可塑性エラストマーは、それを構成するゴム成
分の少なくとも一部は加硫されているものである。
【0018】このような熱可塑性エラストマーは、通
常、バンバリーミキサー、ブラベンダーミキサーまたは
ある種の混練押出機(2軸混練押出機)等を使用し、前
記樹脂および前記ゴムの溶融物をこれらの装置内に維持
し、ゴム相を微細に混練分散させつつ、更に、加硫剤を
添加して、ゴム相の加硫が完了するまで、加硫を促進す
る温度で素練りすることにより製造される。すなわち、
本発明で用いる熱可塑性エラストマーは、素練りをしな
がらゴム相の加硫を進行させる、換言すると、動的に加
硫を進行させる動的加硫(Dynamic Cure または Dynamic
Vulcanization )により製造されるものである。
【0019】なお、このような熱可塑性エラストマー
は、その製造上の特徴、すなわち、動的に熱処理するこ
とにより得ることから、動的加硫ゴム、あるいは、動的
加硫熱可塑ゴムとも呼ばれる。かかる製法のために、得
られた熱可塑性エラストマーは、加硫ゴムと同一の挙動
を示し、かつ、少なくとも連続相が樹脂相であるため
に、その成形加工に際しては、熱可塑性樹脂に準じた加
工が可能である。
【0020】このような動的加硫ゴムの製造に際し、ゴ
ムの加硫系は、加硫可能な加硫系であればいずれであっ
てもよいが、ゴムがNR、IR、BR、SBRの場合は
硫黄系加硫剤、IIR、Cl−IIR、Br−IIRの
場合は樹脂系、硫黄系あるいは金属酸化物系加硫剤、C
Rの場合は硫黄系、金属酸化物あるいはチオ尿素系加硫
剤、EPDMの場合は硫黄系加硫剤、EPMの場合は有
機過酸化物系加硫剤、NBRの場合は硫黄系あるいは金
属酸化物系加硫剤、CMの場合はチオ尿素系、トリアジ
ンチオール系あるいは有機過酸化物系加硫剤、CSMの
場合は硫黄系あるいは金属酸化物系加硫剤、ACM、A
NMの場合は多官能アミン系、トリアジンチオール系加
硫剤、CO、ECOの場合は金属酸化物系加硫剤、AE
Mの場合は多官能アミン系、イミダゾール系、トリアジ
ンチオール系加硫剤、ERの場合はイミダゾール系、ト
リアジンチオール系加硫剤、HNBRの場合は硫黄系、
金属酸化物系あるいは有機過酸化物系加硫剤等が好まし
い。
【0021】本発明のホースは内管、補強層および外管
からなるが、補強層は、特に限定されず、従来のホース
の補強層と同様、ビニロン繊維、レーヨン繊維、ポリエ
ステル繊維、ナイロン繊維、芳香族ポリアミド繊維等で
製造された糸、あるいは、硬鋼線等が、ブレード編組ま
たはスパイラル編組されてなる層でよい。
【0022】ホースの内管の内径は3〜30mm、厚み
は0.5〜4.0mm、外径は4〜40mm程度のもの
である。一方、ホースの外管の内径は4〜40mm、厚
みは0.5〜4.0mm、外径は5〜50mm程度のも
のである。
【0023】このような本発明のホースはそれ自体公知
の方法、すなわち熱可塑性エラストマーを押出成形する
ことによって容易に製造することができる。なお、製造
されたホースの内管および外管の25%伸長時の応力
は、本発明の第1第2の態様の重要な要件である。この
応力には特に限定はないが、通常、内管の25%伸長時
の応力は5〜100kgf/cm2 、外管のそれは5〜80kg
f/cm2程度であるのが好ましい。
【0024】ここで、本発明のホースにおいては、ホー
スの内管および外管のそれぞれの25%伸長時の応力と
厚さの下記の関係式(1)において、
【数5】 P が70kgf/cm2 以下となる熱可塑性エラストマーの
組合せでホースの内管および外管を構成するのは前述の
とおりである。
【0025】また、内管および/または外管が複層管で
ある場合は、複層管の25%伸長時の応力、もしくは複
層管を構成する各材料の25%伸長時の応力に、その材
料の厚さが複層管の厚さに占める割合(分率)を乗じた
値の総和、すなわち下記式(2)で定義されるMi を上
記式(1)のM1 およびM2 として用いればよい。
【数6】
【0026】本発明のホースは柔軟性を有するものであ
り、ホース外径の4倍の曲げ半径における曲げ剛性が1
kgf 以下、好ましくは0.8kgf 以下である。1kgf を
超えるものは柔軟性に劣り、本発明の対象外のホースで
ある。このような物性の本発明のホースは内管、外管の
材質として前記の如き物性の熱可塑性エラストマーを用
いることにより得ることができる。
【0027】本発明のホースは加硫ゴムからなるホース
と同様に柔軟であり、加硫ゴムホースと同様な用途に用
いることができる。特に本発明の第2の態様において
は、柔軟性に加え優れた耐熱性を有する。
【0028】また、本発明の第1の態様においては、ホ
ースの内部流体の性状によって熱可塑性エラストマーの
加硫ゴム成分の種類を適宜選択するのがよい。例えば、
本発明の第1の態様においては、油圧ホースのように内
管が鉱物油系作動油と接触する場合は内管を構成する熱
可塑性エラストマーの加硫ゴム成分としてNBRの如き
ニトリルゴムの加硫物を用いることにより耐油性を向上
させればよい。
【0029】もちろん、ホースの用途に応じて内管およ
び外管を構成する熱可塑性エラストマーの種類を変えて
もよいし、必要に応じて充填剤、安定剤、着色剤などを
配合することもできる。
【0030】
【実施例】以下、実施例を以って本発明を具体的に説明
する。 [実施例1]内管材料、外管材料及び補強層として表1
に示されるものを使用し下記の方法で、本発明の第1の
態様にかかるホース(発明例1〜6)、および従来のホ
ース(比較例1〜3)を製造した。 <ホースの製造方法> 内管押出 樹脂押出機によりφ6.0mmのナイロン6・マンドレ
ル上に内管材料を所定の厚みで押出し、内管を成形し
た。 補強層編組 その上に、常温硬化型ウレタン系接着剤を塗布後、編組
機により所定の補強繊維層を成形した。 外管押出 その上に、常温硬化型ウレタン系接着剤を塗布後、樹脂
押出機により、外管材料を所定の厚みで押出し、外管を
成形した。
【0031】このようにして得られた各種のホースにつ
いて、曲げ剛性(ホース外径の4倍の曲げ半径)の測定
を行った。また、別に内管材料、外管材料のシートを作
製し、25%伸長時の応力測定(JIS K6301低
伸長応力試験に準拠)を行った。また、内管材料、外管
材料の25%伸長時の応力と供試ホースの内管、外管の
厚みからMP の値を計算した。結果を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】使用した熱可塑性エラストマーの組成およ
び性状は表2に示される。
【0035】 M25:25%伸長時の応力 (備考)メーカ AES…エー・イー・エス・ジャパン(株)から入手可
能 DSM…三洋貿易(株)から入手可能(旧NOVACO
R社)
【0036】表2の成分の記号は下記の通りである。 PP :ポリプロピレン樹脂 PVC :ポリ塩化ビニル樹脂 NBR :アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム EPDM:エチレン・プロピレン・ジエンモノマー三元
共重合ゴム TPEE:熱可塑性ポリエステル・エラストマー
【0037】MP と曲げ剛性との関係を図1に示す。な
お、図1において、黒丸は本発明の第1の態様にかかる
ホース(発明例1〜6)、白ヌキ丸は比較例ホース(比
較例1〜3)である。図1に示されるように、MP と曲
げ剛性は相関し、直線関係を示した。また、この直線か
ら、曲げ剛性1kgf 以下を得るMP の値は70kgf/cm2
以下、曲げ剛性0.8kgf 以下を得るMP の値は、50
kgf/cm2 以下であることがわかる。
【0038】[実施例2]前述の実施例1と同様にし
て、本発明の第2の態様にかかるホース(発明例7〜1
0)を製造した。実施例1と同様にして、得られた各種
のホースについて曲げ剛性(ホース外径の4倍の曲げ半
径)の測定を行い、また、内管材料、外管材料のシート
を作製して25%伸長時の応力測定行い、各ホースのM
P を計測した。作製した本発明の第2の態様にかかる各
ホース、さらに前記実施例1における比較例1〜3およ
び発明例1,2の各ホースについて、前記実施例1と同
様に曲げ剛性試験を行い、さらに、20、100、12
0および140℃のそれぞれの温度で、JIS K63
49の耐圧性試験(破裂試験)に準拠して破壊試験を行
った。結果を表3に示す。
【0039】
【表3】
【0040】
【表4】
【0041】使用した熱可塑性エラストマーの組成およ
び性状は表4に示される。
【0042】 M25:25%伸長時の応力 備考)メーカ NZ…日本ゼオン(株) AES…エー・イー・エス・ジャパン(株)から入手可
能 DSM…三洋貿易(株)から入手可能(旧NOVACO
R社)
【0043】表4の成分の記号は下記の通りである。 PBT :ポリブチレンテレフタレート樹脂 PP :ポリプロピレン樹脂 ACM :アクリルゴム TPEE:熱可塑性ポリエステル・エラストマー NBR :アクリロニトリル・ブタジエン共重合ゴム EPDM:エチレン・プロピレン・ジエンモノマー三元
共重合ゴム
【0044】表3に示されるように、従来のホースであ
る比較例1〜3においては、ホースの曲げ剛性が共に1
kgf 以上と高く、良好な柔軟性を有するホースというこ
とはできない。また、本発明の第1の態様にかかる発明
例1および2のホースは、柔軟性に優れ、この点では加
硫ゴムのホースと同様の用途に使用可能であることが示
されるものの、120℃以上の高温では耐熱性に難があ
る。本発明の第2の態様にかかる発明例7〜10のホー
スは、曲げ剛性1kgf 以下の優れた柔軟性を示すと共
に、120℃以上の高温でも優れた強度を示し、柔軟性
および耐熱性共に優れた特性を有するホースであること
が示される。
【0045】
【発明の効果】本発明のホースは加硫ゴムからなるホー
スと同様に柔軟であり、あるいはさらに、優れた耐熱性
を有し、しかも製造が極めて容易なので低コストであ
り、加硫ゴムのホースと同様な用途に用いることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】MP と曲げ剛性の関係を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも内管と補強層と外管とを有する
    ホースであって、 前記内管と前記外管を、熱可塑性樹脂中に加硫ゴムが分
    散した熱可塑性エラストマーで構成し、 かつ下記式(1)で定義されるMP が70kgf/cm2 以下
    であり、このホースのホース外径の4倍の曲げ半径にお
    ける曲げ剛性が1kgf 以下であることを特徴とするホー
    ス。 【数1】
  2. 【請求項2】少なくとも内管と補強層と外管とを有する
    ホースであって、 前記内管を、ポリエステル系熱可塑性樹脂中にアクリル
    基含有ゴムの加硫組成物が分散した熱可塑性エラストマ
    ーで構成し、 前記外管を熱可塑性樹脂中に加硫ゴムが分散した熱可塑
    性エラストマーで構成し、 さらに、下記式(1)で定義されるMP が70kgf/cm2
    以下であり、このホースのホース外径の4倍の曲げ半径
    における曲げ剛性が1kgf 以下であることを特徴とする
    ホース。 【数2】
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