(57)【要約】【課題】ゴムホースに埋設される補強糸１４ａであって、湿熱収縮率が４％以下で、内管ゴム１２への糸の食込量が少ない糸を簡単な工程により製造すること。【解決手段】補強糸は、ポリアミドを紡糸延伸する工程と、紡糸延伸後のフィラメント糸を接着剤液に浸漬する工程と、浸漬後のフィラメント糸に対しテンションを１００ｇ以上で与えた状態で、２２５℃以上で２４０℃未満にて、１〜５分乾熱処理を施す工程と、該乾熱処理されたフィラメント糸を１００ｇ未満のテンションで搬送しつつ、２３０〜２５０℃で１〜５分以上加熱処理を施すことで、湿熱収縮率を緩和する工程と、によって製造されている。湿熱収縮率を緩和する工程は、フィラメント糸をコンベヤ上に蛇行するように繰り出して加熱処理を施すことにより、乾熱処理されたフィラメント糸に対して加えられた残留応力を緩和している。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド製の補強糸を用いて、ゴムホースを製造するゴムホースの製造方法において、
上記補強糸を、
ポリアミドを紡糸延伸する工程と、
紡糸延伸後のフィラメント糸を接着剤液に浸漬処理して接着剤層を形成する工程と、
該接着剤処理後のフィラメント糸に対し１００ｇ未満のテンションで搬送しつつ、２３０〜２５０℃、１〜５分で加熱する工程と、
を経て製造し、
該補強糸を、２００ｇ以下のテンションで巻回埋設したことを特徴とするゴムホースの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のゴムホースの製造方法において、
上記接着剤層を形成する工程に続いて、該フィラメント糸に対し１００ｇ以上のテンションを与えた状態で、２２５℃以上で２４０℃未満にて、加熱する工程を付加した、ゴムホースの製造方法。
【請求項３】
加硫処理が施されるゴムホース中に巻回埋設されるポリアミド製のゴムホース用補強糸の処理方法であって、
ポリアミドを紡糸延伸する工程（ａ）と、
紡糸延伸後のフィラメント糸を接着剤液に浸漬処理して接着剤層を形成する工程（ｂ）と、
該接着剤処理後のフィラメント糸に対し１００ｇ未満のテンションで搬送しつつ、２３０〜２５０℃、１〜５分以下加熱処理を施す工程（ｃ）と、
を備えたことを特徴とするゴムホース用補強糸の処理方法。
【請求項４】
請求項３に記載のゴムホース用補強糸の処理方法において、
上記（ｂ）の工程に続いて、該フィラメント糸に対し１００ｇ以上のテンションを与えた状態で、２２５℃以上で２４０℃未満にて、加熱する工程（ｄ）を付加した、ゴムホース用補強糸の処理方法。
【請求項５】
請求項３または請求項４のゴムホース用補強糸の処理方法において、
上記工程（ｃ）は、上記フィラメント糸をコンベヤ上に蛇行するように繰り出して、上記加熱処理を施す工程を備えているゴムホース用補強糸の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリアミド製のフィラメント糸（繊維糸）からなる補強糸を巻回埋設したゴムホースを製造するゴムホースの製造方法およびホース用補強糸の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のゴムホースとして、内管ゴムの周りに互いに所定間隔を隔てて補強糸を巻回してその上をカバーゴムで被覆したものが知られている（特許文献１，特許文献２）。
【０００３】
図８は従来の補強糸の製造工程を説明する説明図である。ゴムホース用補強糸を製造するには、まず、ポリアミドなどの繊維素材を紡糸・延伸するとともに、撚りを加えることによりフィラメント糸を作成してボビン１０２に巻き取る。ついで、フィラメント糸を、ＲＦＬ（レゾルシン，ホルマリン，ゴムラテックス）溶液が貯留されているディップ槽１０４中に、一時的に浸漬することにより、フィラメント糸の表面に接着剤層を塗布する。続いて、フィラメント糸が乾熱処理装置１０６に通される。乾熱処理装置１０６は、多段の加熱ヒータ１０６ａ及びローラ１０６ｂを備えており、ローラ１０６ｂでフィラメント糸にテンションを与えつつ、加熱ヒータ１０６ａで加熱することにより、フィラメント糸に熱履歴を与えるヒートセット処理を施す。このヒートセット処理は、配向結晶化を促進してフィラメント糸の強度を高めるための処理であり、２４０〜２６０℃、８０秒の処理時間、外気と同程度の外気の条件で行なう。乾熱処理装置１０６から導出されるフィラメント糸は、ワインディングマシーン１０８にてボビン１０８ａに巻き取られる。
【０００４】
次に、ボビン１０８ａに巻き取られたフィラメント糸が、まず所定長にかせ取りされる。そして、かせ取りされたフィラメント糸は、テンションを与えない状態で、湿熱セット処理を施すための湿熱処理装置１１０内へと供されるようになっている。湿熱セット処理は、加硫時に補強糸が収縮を起こし、内管ゴムにくい込んでしまうのを防止するために湿熱収縮率をほぼ０とする加熱処理である。湿熱処理装置１１０内は、水蒸気雰囲気下となっており、その温度が１５０℃（処理時間３０分）に設定されている。この温度は、後述する加硫処理における加硫温度と同じである。湿熱セット処理が行なわれたフィラメント糸は、ボビン１１２に巻き取られ、さらに、ゴムホースの製造用のボビン１１４に小巻される。これによりゴムホース用補強糸が製造される。
【０００５】
ゴムホース用補強糸は、ゴムホースの押出と同時に巻回される。すなわち、ゴムホースは、内管ゴムを押出成形して、その周りにゴムホース用補強糸を巻回し、さらにその周りにカバーゴムを供給しつつ押出した後、加硫を行うことにより得られる。
【特許文献１】
特開平１１−２７９８８号公報
【特許文献２】
特開平１１−１７３４６５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した補強糸の製造方法における湿熱セット処理は、バッチ処理であり、しかもかせ取りなどの工程を要するので、工程が煩雑になり、製造コストの低減の妨げとなっていた。
【０００７】
また、上記ヒートセット処理において、フィラメント糸を送るローラの搬送速度を調節して搬送する際のテンションを低減して、これにより残留応力を小さくして湿熱収縮率を低減することが検討されている。しかし、ローラの搬送ではテンションを十分に小さくすることができなく、また、テンションを小さくし過ぎると、フィラメント糸が絡まって搬送ができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、ゴムホースの製造に際しての工程数及びコストの低減を図るとともに、簡単な工程で湿熱収縮率の優れた補強糸を製造するとともに、この補強糸を用いたゴムホースの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するためになされた本発明は、
ポリアミド製の補強糸を用いて、ゴムホースを製造するゴムホースの製造方法において、
上記補強糸を、
ポリアミドを紡糸延伸する工程と、
紡糸延伸後のフィラメント糸を接着剤液に浸漬処理して接着剤層を形成する工程と、
該接着剤処理後のフィラメント糸に対し１００ｇ未満のテンションで搬送しつつ、２３０〜２５０℃、１〜５分で加熱する工程と、
を経て製造し、
該補強糸を、２００ｇ以下のテンションで巻回埋設したことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、まず、紡糸延伸後のポリアミドよりなるフィラメント糸が接着剤液に浸漬される。続いて、接着剤処理後のフィラメント糸を１００ｇ未満のテンションで搬送しつつ、２３０〜２５０℃、１〜５分加熱を施す処理が行なわれてゴムホース用補強糸が製造される。この処理により、フィラメント糸に前処理で加えられた熱履歴が緩和され、つまり残留応力が低減された湿熱収縮率の小さい補強糸が製造される。この場合において、浸漬後のフィラメント糸に対し１００ｇ以上のテンションが与えられた状態でヒートセット処理が施されて熱履歴が大きい場合に、その効果が特に大きい。
【００１１】
このように処理の施されたゴムホース用補強糸がゴム基体に巻回埋設され、加硫処理が行われる。ゴムホース用補強糸は、フィラメント糸を１００ｇ未満のテンションで搬送しつつ、２３０〜２５０℃で１〜５分加熱する処理を施すことにより、残留応力を低減して湿熱収縮率を４％以下まで低減している。ここで、湿熱収縮率とは、加硫工程の条件でゴムホース用補強糸が収縮する割合をいう。この場合において、テンションが１００ｇ未満であれば湿熱収縮率を４％以下に低減できるが、特に好ましくは、テンションをできる限り０に近い値に設定することが好ましい。
【００１２】
上記工程を経て製造したゴムホース用補強糸を用いて、ゴムホースを製造すると、ゴムホースの加硫時における糸の食込量を抑制することができる。しかも、上記ゴムホース用補強糸を巻回するのに、押し出したゴム基体にテンションが加わらない状態で巻回することにより、一層、糸の食込量を抑制したゴムホースを得ることができる。このように、ゴムホース用補強糸は、従来の技術で説明したように、湿熱セット処理を施していないから、製造工程を簡略化できる。
【００１３】
また、本発明の他の態様として、ゴムホースに適するゴムホース用補強糸を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（１）  ラジエータホースの概略構造
以下、本発明の一実施の形態にかかる実施例を自動車のラジエータホースによって説明する。図１はラジエータホース１０を一部破断して示す側面図である。ラジエータホース１０は、円筒状の内管ゴム１２と、内管ゴム１２の外周に形成された補強糸層１４と、この補強糸層１４を被覆するカバーゴム１６とを備えている。上記補強糸層１４は、ナイロン６，６製の補強糸１４ａを互いに所定間隔を隔てて巻回することにより構成されている。
【００１５】
（２）  ラジエータホースの製造工程
図２はラジエータホース１０の製造工程を説明する説明図である。ラジエータホース１０は、内管ゴム１２を第１のダイ２２と第２のダイ２３より押出成形するとともに、その周りにボビン２４に巻き取られている補強糸１４ａを巻回して補強糸層１４を形成し、さらにその周りにカバーゴム１６を第３のダイ２６より第２のダイ２３との間に供給しつつ押出した後、加硫を行うことにより得られる。第２のダイ２３は、カバーゴム１６の形状変形を防止している。これらの押出、巻回、押出の各工程は、連続的に、かつほぼ同時に行われる。
【００１６】
この工程において、内管ゴム１２は、進行方向から引き抜き力を加えることなく、第１のダイ２２および第３のダイ２６で押し出される力で自走する。また、ボビン２４から繰り出される補強糸１４ａは、内管ゴム１２の上に巻回される際に、テンションが加わらない、ほぼ０の状態で巻回される。よって、第１のダイ２２から押出した直後の柔らかい内管ゴム１２に対して、内管ゴム１２の表面に食い込まないで補強糸１４ａが巻回される。
【００１７】
（３）  補強糸１４ａの製造工程
次に、補強糸１４ａの製造工程について説明する。図３は補強糸１４ａの製造工程を説明する説明図である。
【００１８】
（３）−１  紡糸・延伸工程
本工程は、繊維素材を紡糸延伸する紡糸・延伸装置３１により行なわれる。すなわち、繊維素材を紡糸・延伸するとともに、撚り（例えば、撚り数：９０ｔ／ｍ）がかけられることによりフィラメント糸を作成する。ここで、繊維素材として、ナイロン６，６、ナイロン６、ナイロン１２、芳香族系ポリアミドなどのポリアミドを用いることができる。
【００１９】
（３）−２  接着剤塗布工程
本工程は、フィラメント糸を接着剤液に浸漬することにより行なわれる。すなわち、接着剤液を満たしたディップ槽３２の中に、紡糸・延伸後のフィラメント糸を一時的に浸漬する。接着剤液としては、ＲＦＬ溶液を用いることができる。ＲＦＬ溶液は、レゾルシノール−ホルマリン樹脂成分がフィラメント糸と強固に接合し、ゴムラテックス成分が内管ゴム１２及びカバーゴム１６と強固に接合する。なお、接着剤液としてＲＦＬ溶液を用いるほか、フィラメント糸とゴムとの接着を図ることができるものであれば、他の接着剤液を用いてもよい。
【００２０】
（３）−３  乾熱処理工程
乾熱処理工程は、乾燥処理工程、ヒートセット処理工程および収縮率緩和処理工程との３つの工程からなっており、乾熱処理装置３４により処理される。
【００２１】
（３）−３−１  乾燥処理工程
乾燥処理工程は、乾燥装置３５により行なわれる。乾燥装置３５は、ヒータ３５ａとローラ３５ｂとを備えており、接着剤塗布後のフィラメント糸に対して、ヒータ３５ａで１００〜１２０℃の雰囲気下に設定し、ローラ３５ｂにより搬送する。これにより、フィラメント糸の表面に付着している接着剤を乾燥させる。
【００２２】
（３）−３−２  ヒートセット処理工程
ヒートセット処理工程は、ヒートセット処理装置３６により行なわれる。ヒートセット処理装置３６は、ヒータ３６ａとローラ３６ｂとを備えており、乾燥処理後のフィラメント糸に対して（２００）〜（３００）ｇのテンションを与えた状態で、加熱処理を施すことにより行なわれる。加熱条件は、２２５℃以上で２４０℃未満、処理時間３０秒から５分に設定されている。また、各ローラ３４ｂの回転速度は、フィラメント糸に対し、所定のテンションを与えることと、緩めることとが交互に繰り返されるよう設定されている。このように、加硫処理温度と同等の温度でもって、テンションが与えられた状態で乾熱処理が施されると、フィラメント糸に熱履歴が与えられた補強糸１４ａを得ることができる。
【００２３】
ここで、乾熱処理の温度は、２２５℃以上で２４０℃未満であるが、これは以下の理由による。処理温度が２２５℃未満である場合には、配向結晶化が促進されず、弾性係数の低下が抑制されたフィラメント糸を得ることができず、一方、処理温度が２４０℃以上の場合には、フィラメント糸の分子間分子内分解により、フィラメント糸の強度が著しく低下してしまうためである。
【００２４】
（３）−３−３  収縮率緩和処理
収縮率緩和処理は、収縮率緩和処理装置３７により行なわれる。図４は収縮率緩和処理装置３７によってフィラメント糸を処理している状態を説明する説明図である。収縮率緩和処理装置３７は、ヒータ３７ａと、フィラメント糸を搬送する搬送装置３８と、この搬送装置３８上にフィラメント糸を蛇行した状態で繰り出す糸繰出装置３９とを備えている。搬送装置３８は、ベルト３８ａを搬送ローラ３８ｂに跨って配置し、搬送ローラ３８ｂを駆動部３８ｃで駆動する構成を備えている。糸繰出装置３９は、搬送方向と直角方向に配置されたボールネジ３９ａと、ボールネジ３９ａ上を往復動する繰出部３９ｂと、ボールネジ３９ａを回転駆動することで繰出部３９ｂを往復動させる駆動部３９ｃとを備えている。上記収縮率緩和処理装置３７の構成により、ヒータ３７ａによる加熱雰囲気下にて、搬送装置３８の駆動部３８ｃを駆動してベルト３８ａを搬送しつつ、ヒートセット処理装置３６から送られたフィラメント糸を繰出部３９ｂから繰り出すとともに、駆動部３９ｃの駆動力により繰出部３９ｂを往復動することにより、フィラメント糸がベルト３８ａ上に繰り出されて蛇行した状態で搬送される。
【００２５】
ここで、収縮率緩和処理の条件は、２３０℃以上で２５０℃未満であり、処理時間１分以上５分以下に設定されている。また、ベルト３８ａの搬送速度は、蛇行した状態でフィラメント糸が搬送されるように設定されている。この処理により、フィラメント糸が張力を受けていない状態にて加熱処理されると、上述したヒートセット処理で付与されたフィラメント糸の残留応力が緩和され、湿熱収縮率が４％以下の補強糸１４ａを得ることができる。
【００２６】
ここで、収縮率緩和処理の温度は、２３０℃以上で２５０℃未満であるが、これは、以下の理由による。処理温度が２３０℃未満であると、フィラメント糸の残留応力を緩和する効果がなく、一方、処理温度が２５０℃以上の場合には、フィラメント糸の分子間分子内分解により、フィラメント糸の強度が著しく低下してしまうためである。ここで、分子間分子内分解は、テンションや処理時間の影響を受けるが、ヒートセット処理では高いテンションで搬送するので、温度を２２５〜２４０℃に設定する必要があるのに対して、収縮率緩和処理工程では、低いテンションで搬送するので、温度を２３０℃以上で２５０℃未満と若干高い範囲に設定することができる。
【００２７】
（３）−５  巻き取り工程
本工程は、図３に示すように、収縮率緩和処理装置３７から導出されるフィラメント糸をワインディングマシーン４０にて巻き取ることにより行なわれ、さらに、補強糸１４ａは、ボビン４２に巻き取られる。そして、図２にて説明したラジエータホース１０への巻回工程へと供される。
【００２８】
次に、補強糸１４ａを用いることにより、従来の技術で説明した湿熱セット処理を省略できた理由について説明する。
【００２９】
（４）  湿熱収縮率の評価
図５はラジエータホースへの糸の食込量と湿熱収縮率との関係を示すグラフである。糸の食込量は、ラジエータホース１０のカバーゴム１６を剥がした状態にて、補強糸１４ａが内管ゴム１２に食い込んだ深さにより測定している。また、湿熱収縮率は、オートクレーブ中で、フィラメント糸を１５０℃の水蒸気の雰囲気で３０分間処理した後、ＪＩＳ    Ｌ    １０１７（１９９５）により測定している。糸の食込量の評価は、ゴムホース加硫時における形状不良、具体的にはホースの変形や皺の発生に伴う不良を基準とし、０．６ｍｍ以下が適正であると判定した。この結果、０．６ｍｍ以下の食込量を得ることができる湿熱収縮率は、４％以下でよいことが分かった。
【００３０】
次に、収縮率緩和処理を施した補強糸１４ａの湿熱収縮率について調べた。図６は各処理後における糸の湿熱収縮率と残留応力との関係を説明する説明図である。図６に示すように、Ｅは本実施例を示し、Ｒ１〜Ｒ３は比較例を示し、つまりＲ１は紡糸延伸直後の原糸、Ｒ２はヒートセット処理だけを施した比較例、Ｒ３はヒートセット処理および湿熱セット処理を施した従来例をそれぞれ示す。図６から明らかなように、本実施例は、残留応力が小さく、２％以下の湿熱収縮率の補強糸１４ａを得ることができた
【００３１】
また、補強糸１４ａの糸伸度の特性を調べた。図７はフィラメント糸の伸度と糸強力との関係を示すグラフである。Ｅは本実施例を示し、ｒ１〜ｒ３は比較例を示し、つまりｒ１は原糸である比較例、ｒ２はヒートセット処理を施さないで湿熱セット処理だけの比較例、ｒ３はヒートセット処理および湿熱セット処理を施した従来例をそれぞれ示す。図７から明らかなように、本実施例Ｅは、湿熱セット処理を省略しても、比較例ｒ３のように湿熱セット処理を施した場合と同等の特性を得ることができた。
【００３２】
上記ホースの製造工程のうち、補強糸１４ａを巻回する工程に、内管ゴム１２へ補強糸１４ａの食込量を小さくするために、内管ゴム１２にテンションが加わらない状態で巻回しているので、湿熱収縮率が４％以下であれば、糸の食込量を抑制したラジエータホース１０を得ることができる。なお、収縮率緩和処理により、湿熱収縮率を３％以下にした補強糸１４ａを用いた場合には、補強糸１４ａにテンションが加えられて内管ゴム１２に巻回する場合にも、糸の食込量を抑制したラジエータホース１０を得ることができる。
したがって、補強糸１４ａは、従来の技術で説明したように、湿熱セット処理を施していないから、製造工程を簡略化できる。
【００３３】
また、従来の技術で説明したようなフィラメント糸を搬送するためのローラ搬送速度の調節などの作業も必要がなく、また、ローラによる搬送に比べてテンションを著しく低減できるので、補強糸の湿熱収縮率を低めることができる。
【００３４】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００３５】
上述した収縮率緩和処理は、ヒートセット処理を終えたフィラメント糸を一旦、ローラやボビンなどに巻かないで、テンションがなくかつループ状に繰り出しつつ加熱処理を経る工程であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ラジエータホース１０を一部破断して示す側面図である。
【図２】ラジエータホース１０の製造工程を説明する説明図である。
【図３】補強糸１４ａの製造工程を説明する説明図である。
【図４】収縮率緩和処理装置によってフィラメント糸を処理している状態を説明する説明図である。
【図５】ラジエータホースへの糸の食込量と湿熱収縮率との関係を示すグラフである。
【図６】糸の湿熱収縮率と残留応力との関係を説明する説明図である。
【図７】フィラメント糸の伸度と糸強力との関係を示すグラフである。
【図８】従来の補強糸の製造工程を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０．．．ラジエータホース
１２．．．内管ゴム
１２．．．ナイロン
１４．．．補強糸層
１４ａ．．．補強糸
１６．．．カバーゴム
２２．．．第１のダイ
２３．．．第２のダイ
２４．．．ボビン
２６．．．第３のダイ
３１．．．紡糸・延伸装置
３２．．．ディップ槽
３４．．．乾熱処理装置
３４ｂ．．．ローラ
３５．．．乾燥装置
３５ａ．．．ヒータ
３５ｂ．．．ローラ
３６．．．ヒートセット処理装置
３６ａ．．．ヒータ
３６ｂ．．．ローラ
３７．．．収縮率緩和処理装置
３７ａ．．．ヒータ
３８．．．搬送装置
３８ａ．．．ベルト
３８ｂ．．．搬送ローラ
３８ｃ．．．駆動部
３９．．．糸繰出装置
３９ａ．．．ボールネジ
３９ｂ．．．繰出部
３９ｃ．．．駆動部
４０．．．ワインディングマシーン
４２．．．ボビン
【図１】
2004293018.tif 000003
【図２】
2004293018.tif 000004
【図３】
2004293018.tif 000005
【図４】
2004293018.tif 000006
【図５】
2004293018.tif 000007
【図６】
2004293018.tif 000008
【図７】
2004293018.tif 000009
【図８】
2004293018.tif 000010