WO2025070333A1 - 積層ホースのゴム層用ゴム組成物、積層ホース、及び自動車用積層ホース - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a laminated hose that includes a laminated structure having a rubber layer, specifically, engine cooling system hoses such as radiator hoses used to connect the engine and radiator in automobiles, heater hoses used to connect the engine and heater core, hoses for transporting refrigerant for coolers, hoses for fuel cell vehicles such as methanol fuel hoses and hydrogen fuel hoses, laminated hoses for automobiles such as gasoline fuel hoses, etc., and relates to a laminated hose that includes a laminated structure formed by laminating a rubber layer and a resin layer such as a reinforcing layer.
- laminated hoses used in vehicles such as automobiles for example, engine cooling system hoses such as radiator hoses used to connect an engine and a radiator, and heater hoses used to connect an engine and a heater core, have been of a three-layer structure (inner rubber layer/reinforcing thread layer/outer rubber layer) in which a reinforcing thread layer or the like is formed on the outer peripheral surface of an inner rubber layer, and an outer rubber layer is further formed on the outer peripheral surface of the reinforcing thread layer or the like.
- engine cooling system hoses such as radiator hoses used to connect an engine and a radiator
- heater hoses used to connect an engine and a heater core have been of a three-layer structure (inner rubber layer/reinforcing thread layer/outer rubber layer) in which a reinforcing thread layer or the like is formed on the outer peripheral surface of an inner rubber layer, and an outer rubber layer is further formed on the outer peripheral surface of the reinforcing thread layer or the like.
- a hose having such a structure is manufactured, for example, by extruding a material for the inner rubber layer to form an inner rubber layer, applying an adhesive to the outer peripheral surface of the inner rubber layer, braiding reinforcing threads such as nylon threads (polyamide threads) or aramid threads on the outer peripheral surface to form a reinforcing thread layer, extruding a material for the outer rubber layer on the outer peripheral surface of the reinforcing thread layer to form an outer rubber layer, and crosslinking them (see, for example, Patent Document 1, etc.), or by extruding a material for the inner rubber layer to form an inner rubber layer, braiding reinforcing threads such as nylon threads (polyamide threads) or aramid threads on the outer peripheral surface of the inner rubber layer to form a reinforcing thread layer, applying an adhesive to the outer peripheral surface of the reinforcing thread layer, extruding a material for the outer rubber layer to form the outer rubber layer, and crosslinking them.
- adhesives are usually made by dissolving adhesive components in solvents that are classified as Class 4 hazardous materials, such as toluene, xylene, and methyl ethyl ketone, which generates volatile organic compounds (VOCs) during the manufacturing process, which poses a problem of contributing to the deterioration of the global environment.
- Class 4 hazardous materials such as toluene, xylene, and methyl ethyl ketone
- the present invention was developed in consideration of these circumstances, and provides a multi-layer hose that has excellent interlayer adhesion and sealing properties even without the use of adhesives.
- the present inventors have conducted extensive research to solve the above problems.
- the rubber composition constituting the rubber layer of a multilayer hose contains (A) an ethylene-propylene-diene terpolymer, (B) a tackifier containing structural units derived from an aromatic monomer, (C) a bismaleimide compound, and (D) a vulcanizing agent, the interlayer adhesion between the rubber layer and the adherend layer will be good, and as a result, a multilayer hose with excellent sealing properties can be provided.
- a rubber composition for a rubber layer of a multilayer hose comprising the following components (A) to (D): (A) Ethylene-propylene-diene terpolymer. (B) A tackifier containing a structural unit derived from an aromatic monomer. (C) Bismaleimide compounds. (D) a vulcanizing agent. [2] The rubber composition for a rubber layer according to [1], wherein the component (B) is a tackifier containing 20% by mass or more of a structural unit derived from an aromatic monomer.
- the terpene phenol resin is not particularly limited as long as it is used as a tackifier, and examples thereof include both copolymers of terpenes and phenolic compounds (terpene-phenol copolymer resins) and phenol-modified homopolymers or copolymers of terpenes (phenol-modified terpene resins).
- terpenes constituting the terpene phenol resins include monoterpenes such as ⁇ -pinene, ⁇ -pinene, and limonene (including d-, l-, and d/l-forms (dipentene)).
- the styrene resin is not particularly limited as long as it is usable as a tackifier, and examples thereof include those mainly composed of a homopolymer of styrene, those mainly composed of a homopolymer of ⁇ -methylstyrene, those mainly composed of a homopolymer of vinyltoluene, and those mainly composed of a copolymer containing two or more of styrene, ⁇ -methylstyrene, and vinyltoluene in the monomer composition.
- the amount of component (C) is not particularly limited, but from the viewpoint of achieving a significant effect of the present invention, it is preferably 1.25 to 10 parts by mass, more preferably 2.5 to 8 parts by mass, and even more preferably 4 to 7 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A).
- the mass ratio (B/C) of the (B) component to the (C) component is not particularly limited, but from the viewpoint of achieving both interlayer adhesion and compression set resistance, it is preferably 0.25 to 1.5. If it is outside the above range, it tends to be difficult to achieve both interlayer adhesion and compression set resistance.
- the mass ratio (B/C) can be appropriately set within the above range and is not particularly limited, but may be, for example, 0.4 to 1.3, 0.5 to 1.2, or 0.7 to 1.1, from the viewpoint of achieving both interlayer adhesion and compression set properties.
- the total content (B+C) of the components (C) and (B) is not particularly limited, but from the viewpoint of achieving both interlayer adhesion and compression set, it is preferably 2.5 to 20 parts by mass, more preferably 4.5 to 14 parts by mass, and even more preferably 5 to 14 parts by mass, per 100 parts by mass of the component (A). Outside the above range, it tends to be difficult to achieve both interlayer adhesion and compression set.
- the total content (B+C) can be appropriately set within the above range and is not particularly limited. From the viewpoint of achieving both interlayer adhesion and compression set properties, it may be, for example, 6 to 12 parts by mass.
- sulfur-based vulcanizing agents include powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, surface-treated sulfur, and insoluble sulfur.
- peroxide-based vulcanizing agents examples include 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, benzoyl peroxide, 1,1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylcyclohexane, 2,5-dimethyl-2,5-dibenzoylperoxyhexane, n-butyl-4,4'-di-t-butylperoxyvalerate, dicumyl peroxide, t-butylperoxybenzoate, di-t-butylperoxy-diisopropylbenzene, t-butylcumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butylperoxyhexane, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di-t-butylperoxyhexyne-3, and 1,3-bis-(t-butylperoxy-isopropyl)benzene.
- the content of the sulfur-based vulcanizing agent is preferably 0.5 to 15 parts by mass, and particularly preferably 1 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A) in order to achieve a significant effect of the present invention.
- the vulcanization accelerator is not particularly limited, but examples thereof include thiuram-based vulcanization accelerators such as tetramethylthiuram disulfide (TMTD), tetraethylthiuram disulfide (TETD), tetrabutylthiuram disulfide (TBTD), tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide (TOT), and tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD); N-oxydiethylene-2-benzothiazolylsulfenamide (NOBS), N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (CBS), N-t-butoxyethylene-2-benzothiazolylsulfenamide (N-TBD ...
- TMTD tetramethylthiuram disulfide
- TETD tetraethylthiuram disulfide
- TBTD tetrabutyl
- vulcanization accelerators examples include sulfenamide-based vulcanization accelerators such as N,N'-dicyclohexyl-2-benzothiazoylsulfenamide (BBS) and N,N'-dicyclohexyl-2-benzothiazoylsulfenamide; thiazole-based vulcanization accelerators such as dibenzothiazyl disulfide (MBTS), 2-mercaptobenzothiazole (MBT), 2-mercaptobenzothiazole sodium salt (NaMBT), and 2-mercaptobenzothiazole zinc salt (ZnMBT); dithioacid salt-based vulcanization accelerators such as zinc dibutyldithiocarbamate (ZnBDC); sulfur chloride, sulfur disulfide, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
- BBS N,N'-dicyclohexyl-2-benzothiazoylsulfenamide
- the filler is not particularly limited, but examples thereof include carbon black, talc, mica, clay, calcium carbonate, etc. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
- the carbon black is not particularly limited, but examples thereof include various grades of carbon black such as SAF grade, ISAF grade, HAF grade, MAF grade, FEF grade, GPF grade, SRF grade, FT grade, and MT grade.
- the content of the filler is not particularly limited, but is preferably from 20 to 180 parts by mass, and more preferably from 50 to 160 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A).
- the plasticizer is not particularly limited, but examples thereof include aromatic oils, ether ester plasticizers, process oils, etc. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
- aromatic oils include Diana Process AC-12, Diana Process AC-460, and Diana Process AH-16 (all manufactured by Idemitsu Showa Shell Co., Ltd.), JSO Aroma 790 (manufactured by Japan Sun Oil Co., Ltd.), Aromax 1, and Aromax 3 (all manufactured by Fuji Kosan Co., Ltd.).
- ether ester plasticizers include plasticizers having both an ether bond and an ester bond in one molecule, specifically, adipate ether ester plasticizers such as bis[2-(2-butoxyethoxy)ethyl] adipate.
- process oils include naphthenic oils and paraffinic oils.
- the content of the plasticizer is not particularly limited, but is preferably 5 to 100 parts by mass, and more preferably 20 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of component (A).
- the present rubber composition is used as a material for a rubber layer constituting a multi-layer hose.
- the multi-layer hose has a laminate structure in which, for example, a rubber layer made of a vulcanizate of the present rubber composition and a resin layer to be adhered to the rubber layer are laminated.
- the resin constituting the main component of the resin layer include one or more selected from the group consisting of polyesters such as polyethylene terephthalate, polyvinyl alcohol, aramid (aromatic polyamide), polyamides such as polyamide 6 and polyamide 66, and the like.
- the resin layer is not particularly limited as long as it has a specific function such as a reinforcing function or a permeation resistance function, but from the viewpoint of significantly achieving the effects of the present invention, it is preferable that it is a reinforcing layer, and it is more preferable that it is a reinforcing thread layer composed of resin reinforcing threads.
- the reinforcing yarns constituting the reinforcing yarn layer include polyester yarns such as polyethylene terephthalate yarns, polyvinyl alcohol yarns, aramid (aromatic polyamide) yarns, polyamide yarns such as polyamide 6 and polyamide 66, etc. These may be used alone or in combination of two or more.
- the reinforcing thread layer may be a reinforcing thread layer that has been dipped with an adhesive.
- the dipped reinforcing thread layer may be a layer formed by braiding reinforcing threads that have been dipped, or may be a reinforcing thread layer formed by braiding reinforcing threads that has been dipped.
- the method for braiding the reinforcing yarn is not particularly limited, and examples thereof include spiral braiding and braid braiding.
- the present rubber composition is extruded onto the outer circumferential surface of the reinforcing thread layer 2, and the resulting hose-shaped laminate is heated under predetermined conditions to obtain a laminated hose (see FIG. 1) having a three-layer structure (inner rubber layer 1/reinforcing thread layer 2/outer rubber layer 3) in which the reinforcing thread layer 2 is integrally formed on the outer circumferential surface of the inner rubber layer 1 and the outer rubber layer 3 is integrally formed on the outer circumferential surface of the reinforcing thread layer 2.
- the lamination formation as described above can be carried out without applying an adhesive (adhesive-free), but adhesive may be used if necessary.
- the dimensions of the multilayer hose obtained in this manner are not particularly limited, but the outer diameter of the multilayer hose is usually about 8 to 50 mm, and the total thickness of the multilayer hose (hose wall thickness) is usually about 1.8 to 6 mm.
- the thickness of each layer that makes up the multilayer hose so long as it is within a range in which the intended function of each layer can be fully achieved, but for example, the thickness of the inner rubber layer 1 is usually about 1 to 4 mm, and the thickness of the outer rubber layer 3 is usually about 0.8 to 2 mm.
- both the inner rubber layer 1 and the outer rubber layer 3 it is not necessary for both the inner rubber layer 1 and the outer rubber layer 3 to be rubber layers formed using a rubber composition containing the above-mentioned components (A) to (D). It is also possible for either the inner rubber layer 1 or the outer rubber layer 3 to be a general-purpose rubber layer formed using a general-purpose rubber material.
- the material is not particularly limited, but examples include component (A), chloroprene rubber (CR), styrene butadiene rubber (SBR), acrylic rubber (ACM), ethylene acrylate rubber (AEM), chlorinated polyethylene (CM), chlorosulfonated polyethylene (CSM), etc.
- component (A) chloroprene rubber (CR), styrene butadiene rubber (SBR), acrylic rubber (ACM), ethylene acrylate rubber (AEM), chlorinated polyethylene (CM), chlorosulfonated polyethylene (CSM), etc.
- component (A) chloroprene rubber (CR), styrene butadiene rubber (SBR), acrylic rubber (ACM), ethylene acrylate rubber (AEM), chlorinated polyethylene (CM), chlorosulfonated polyethylene (CSM), fluororubber (FKM), etc.
- NBR chloroprene rubber
- SBR styrene butadiene rubber
- ACM
- a preferred embodiment of the present invention is one in which either the inner rubber layer 1 or the outer rubber layer 3 is a rubber layer formed using the present rubber composition containing the above-mentioned components (A) to (D), and the other of the inner rubber layer 1 or the outer rubber layer 3 is a rubber layer formed using the rubber composition containing the above-mentioned components (A) and (D). More preferably, both the inner rubber layer 1 and the outer rubber layer 3 are rubber layers formed using the present rubber composition containing the above-mentioned components (A) to (D).
- the multi-layer hose according to one embodiment of the present invention is not limited to a three-layer structure (inner rubber layer 1/reinforcing thread layer 2/outer rubber layer 3) as shown in FIG. 1 , but is not particularly limited as long as it has a two-layer or more structure having a laminated structure of a rubber layer made of the rubber composition of the present invention and another layer (e.g., a reinforcing thread layer, etc.).
- Examples of such a hose include a laminated hose having a laminated structure of "resin layer (innermost layer)/rubber layer,” in which the rubber layer is made of the present rubber composition, and a laminated hose having a four-layer structure of "resin layer (innermost layer)/inner rubber layer/reinforcing layer (e.g., a reinforcing layer made of metal wire)/outer rubber layer,” in which the inner rubber layer and/or the outer rubber layer is made of the present rubber composition.
- a laminated hose having a laminated structure of "resin layer (innermost layer)/rubber layer” in which the rubber layer is made of the present rubber composition
- a laminated hose having a four-layer structure of "resin layer (innermost layer)/inner rubber layer/reinforcing layer e.g., a reinforcing layer made of metal wire
- the layer structure in the multilayer hose according to the embodiment of the present invention are not limited to the following, but specific examples include a multilayer hose having a three-layer structure of "inner rubber layer/reinforcing thread layer/outer rubber layer” in which the inner rubber layer and/or the outer rubber layer is a rubber layer made of the present rubber composition, and a multilayer hose having a four-layer structure of "inner rubber layer/middle rubber layer/reinforcing thread layer/outer rubber layer” in which the intermediate rubber layer and/or the outer rubber layer is a rubber layer made of the present rubber composition.
- some (one or two) or all of the inner rubber layer, intermediate rubber layer and outer rubber layer may be rubber layers made of the present rubber composition.
- the uses of the laminated hose according to one embodiment of the present invention are not particularly limited, but it can be suitably used as an automobile hose, such as a radiator hose used to connect the engine and radiator in a vehicle such as an automobile, an engine cooling system hose such as a heater hose used to connect the engine and heater core, a refrigerant transport hose for a cooler, a methanol fuel hose, a hydrogen fuel hose or other hose for fuel cell vehicles, or a gasoline fuel hose.
- an automobile hose such as a radiator hose used to connect the engine and radiator in a vehicle such as an automobile
- an engine cooling system hose such as a heater hose used to connect the engine and heater core, a refrigerant transport hose for a cooler, a methanol fuel hose, a hydrogen fuel hose or other hose for fuel cell vehicles, or a gasoline fuel hose.
- EPDM component A
- Esprene registered trademark
- EPDM552 iodine value: 12, ethylene ratio: 55% by mass
- [Vulcanizing agent (component D)] (D-1) SULFAX (registered trademark) PS (sulfur-based vulcanizing agent) manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. (D-2) Percumyl (registered trademark) D (peroxide-based vulcanizing agent), manufactured by NOF Corporation
- Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 8 First, the components (A) to (D) were mixed in the proportions shown in Table 1 below, and the optional components were 4 parts by mass of a vulcanization accelerator, 155 parts by mass of a filler, 5 parts by mass of zinc oxide, and 70 parts by mass of a plasticizer (the above proportions are relative to 100 parts by mass of the component (A)), to prepare a rubber composition for the rubber layer. Specifically, the components other than the component (D) and the vulcanization accelerator were added to the component (A) and mixed in a 1.7 L Banbury mixer, and then the component (D) and the vulcanization accelerator were added and mixed in an 8-inch roll to prepare a rubber composition for the rubber layer.
- Table 1 the components other than the component (D) and the vulcanization accelerator were added to the component (A) and mixed in a 1.7 L Banbury mixer, and then the component (D) and the vulcanization accelerator were added and mixed in an 8-inch roll to prepare a rubber
- the vulcanization accelerators used are 1 part by mass each of tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, and zinc dibutyldithiocarbamate (4 parts by mass in total), the fillers used are 120 parts by mass of SRF-grade carbon black, 15 parts by mass of talc, and 20 parts by mass of clay (155 parts by mass in total), and the plasticizer used is paraffin-based process oil.
- test pieces were prepared by vulcanizing the reinforcing threads by hot pressing at 150°C for 30 minutes.
- the reinforcing threads 12 were then pulled at 50 mm/min, and the pull-out strength at that time was measured and evaluated according to the following criteria.
- Evaluation Criteria ⁇ (good): Pull-out strength is 40N/piece or more.
- compression set test According to JIS K 6262, the rubber composition for the rubber layer was vulcanized by holding it at 150°C for 30 minutes using a specified mold to prepare a circular test piece (large test piece) having a diameter of 29 mm and a thickness of 12.5 mm. According to JIS K 6262, the obtained test piece was left to stand at 125°C for 24 hours while compressed by 25%, and the compression set (%) was measured and evaluated according to the following criteria. (Evaluation Criteria) ⁇ (very good): Compression set (%) is less than 65%. ⁇ (good): Compression set (%) is 65% or more and 70% or less. ⁇ (poor): Compression set (%) exceeds 70%.
- results in the above table show that in the comparative example, a multi-layer hose using a rubber composition that does not contain any of the components (A) to (D) cannot achieve both interlayer adhesion and compression set properties.
- a multi-layer hose using a rubber composition containing all of the components (A) to (D) as in the examples can achieve both good interlayer adhesion and good compression set properties.
- the rubber composition for rubber layers of the present invention is suitable, for example, as a rubber layer for automobile hoses, and can be suitably used as automobile hoses such as radiator hoses used to connect the engine and radiator in vehicles such as automobiles, engine cooling system hoses such as heater hoses used to connect the engine and heater core, refrigerant transport hoses for coolers, hoses for fuel cell vehicles such as methanol fuel hoses and hydrogen fuel hoses, and gasoline fuel hoses.
- the automobile hoses of the present invention can be used not only for automobiles, but also for other transport machines (airplanes, industrial transport vehicles such as forklifts, excavators and cranes, railroad cars, etc.).
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Abstract
Description
このような構造のホースは、例えば、内側ゴム層用材料を押出成形して内側ゴム層を形成し、内側ゴム層の外周面に接着剤を塗布した後、その外周面にナイロン糸(ポリアミド糸)やアラミド糸等の補強糸を編み組みして補強糸層を形成し、補強糸層の外周面に外側ゴム層用材料を押出成形して外側ゴム層を形成し、これらを架橋することにより製造されるか(例えば、特許文献1等参照)、又は、例えば、内側ゴム層用材料を押出成形して内側ゴム層を形成し、内側ゴム層の外周面にナイロン糸(ポリアミド糸)やアラミド糸等の補強糸を編み組みして補強糸層を形成した後、その補強糸層の外周面に接着剤を塗布し、外側ゴム層用材料を押出成形して外側ゴム層を形成し、これらを架橋することにより製造されている。また、補強糸としては、接着剤にてディップ処理したディップ糸が用いられる場合もある。
また、接着剤は、通常、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン等の危険物第4類に属する溶媒に接着成分が溶解されたものであるため、製造工程において揮発性有機化合物(VOC)が発生し、地球環境の悪化につながるといった問題がある。
[1]
下記(A)~(D)成分を含有する、積層ホースのゴム層用ゴム組成物。
(A)エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体。
(B)芳香族系モノマー由来の構成単位を含む粘着付与剤。
(C)ビスマレイミド化合物。
(D)加硫剤。
[2]
上記(B)成分が、芳香族系モノマー由来の構成単位を20質量%以上含む粘着付与剤である、[1]記載のゴム層用ゴム組成物。
[3]
上記(B)成分及び(C)成分の合計含有量(B+C)が、(A)成分100質量部に対して2.5~20質量部である、[1]又は[2]記載のゴム層用ゴム組成物。
[4]
上記(C)成分に対する(B)成分の質量比(B/C)が、0.25~1.5である、[1]~[3]のいずれかに記載のゴム層用ゴム組成物。
[5]
上記(C)成分が、芳香族系ビスマレイミド化合物である、[1]~[4]のいずれかに記載のゴム層用ゴム組成物。
[6]
上記(B)成分が、更に、脂肪族系モノマー由来の構成単位を含む粘着付与剤である、[1]~[5]のいずれかに記載のゴム層用ゴム組成物。
[7]
上記積層ホースが、ゴム層と、樹脂層とを積層してなる積層構造を含む積層ホースである、[1]~[6]のいずれかに記載のゴム層用ゴム組成物。
[8]
上記樹脂層が、ポリアミド糸、ポリエチレンテレフタレート糸、及びポリビニルアルコール糸からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む補強糸からなる補強糸層である、[7]記載のゴム層用ゴム組成物。
[9]
[1]~[6]のいずれかに記載のゴム層用ゴム組成物の加硫物からなるゴム層と、樹脂層とを積層してなる積層構造を含む、積層ホース。
[10]
上記樹脂層が、補強糸層である、[9]記載の積層ホース。
[11]
[1]~[6]のいずれかに記載のゴム層用ゴム組成物の加硫物からなる第1ゴム層と、補強糸層と、上記(A)成分及び(D)成分を含有するゴム層用ゴム組成物の加硫物からなる第2ゴム層とをこの順で積層してなる積層構造を含む、自動車用の積層ホース。
すなわち、下記(A)~(D)成分を含有するゴム層用ゴム組成物の加硫物からなる第1ゴム層と、下記(A)成分及び下記(D)成分を含有するゴム層用ゴム組成物の加硫物からなる第2ゴム層とをこの順で積層してなる積層構造を含む、自動車用の積層ホースである。
(A)エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体。
(B)芳香族系モノマー由来の構成単位を含む粘着付与剤。
(C)ビスマレイミド化合物。
(D)加硫剤。
[12]
上記第2ゴム層が、更に(B)成分及び/又は(C)成分を含有するゴム層用ゴム組成物の加硫物からなるゴム層である、[11]記載の自動車用の積層ホース。
なお、本明細書において「主成分」とは、その材料の特性に大きな影響を与える成分の意味であり、その成分の含有量は、特に断りのない限り、材料全体の50質量%以上であり、好ましくは60~100質量%、70~100質量%、80~100質量%、90~100質量%等である。
また、本明細書において「X及び/又はY(X,Yは任意の構成)」とは、X及びYの少なくとも一方を意味するものであって、Xのみ、Yのみ、X及びY、の3通りを意味する。
本発明の一実施形態に係るゴム層用ゴム組成物(以下、「本ゴム組成物」と表記する場合がある)は、(A)~(D)成分を含有することを特徴とする。
(A)エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体。
(B)芳香族系モノマー由来の構成単位を含む粘着付与剤。
(C)ビスマレイミド化合物。
(D)加硫剤。
以下、本発明の実施形態について更に詳しく説明する。
本ゴム組成物に用いられる(A)成分は、エチレンとプロピレンの共重合体であるエチレンプロピレンゴム(EPM)に、第3成分としてジエン系モノマーを共重合させたものである(以下、「EPDM」と略す場合ある)。(A)成分は、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
また、(A)成分のプロピレン含有量は、特に限定はされないが、本発明の効果を顕著に奏する観点から、22~46質量%が好ましく、30~44質量%がより好ましい。
また、(A)成分のジエン系モノマー含有量は、特に限定はされないが、3~11質量%が好ましく、3.5~6質量%がより好ましい。
また、(A)成分のヨウ素価は、特に限定はされないが、本発明の効果を顕著に奏する観点から、6~30が好ましく、10~24がより好ましい。
本ゴム組成物においては、各種の粘着付与剤の中でも特に、芳香族系モノマーに由来する構成単位を含む粘着付与剤を用いることが重要である。すなわち、(B)成分としては、例えば、インデン、ビニルトルエン、スチレン、α-メチルスチレン、イソプロペニル等のいずれかのエチレン性の炭素-炭素二重結合を有する芳香族系モノマーの付加重合体が挙げられる。(B)成分は、上記モノマーのホモポリマー、上記モノマーを適宜に組み合わせた2種以上のモノマーからなるコポリマー等であってもよく、また、芳香族系モノマー以外の成分、例えば、イソプレン、1,3-ペンタジエン、2-メチル-2-ブテン等のいずれかの脂肪族系モノマー等を共重合したものであってもよい。
また、(B)成分は、フェノール化合物や無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸等で変性したものであってもよい。(B)成分は、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
テルペンフェノール樹脂は、粘着付与剤として用いられるものであれば特に限定されないが、テルペン類とフェノール化合物との共重合体(テルペン-フェノール共重合体樹脂)と、テルペン類の単独重合体又は共重合体をフェノール変性したもの(フェノール変性テルペン樹脂)との双方が挙げられ、当該テルペンフェノール樹脂を構成するテルペン類としては、例えば、α-ピネン、β-ピネン、リモネン(d体、l体及びd/l体(ジペンテン)を包含する。)等のモノテルペン類が挙げられる。
ロジンフェノール樹脂は、粘着付与剤として用いられるものであれば特に限定されないが、天然ロジン、ロジン誘導体等にフェノール類を付加反応させて得られたものや、レゾール型フェノール樹脂とロジン系樹脂とを反応させて得られる、いわゆるロジン変性フェノール樹脂等が挙げられる。ロジンフェノール樹脂は、ロジンフェノール樹脂の金属塩として用いてもよく、ロジン系樹脂と多価アルコールとを反応させたエステル化物であってもよい。
スチレン樹脂としては、粘着付与剤として用いられるものであれば特に限定されないが、スチレンの単独重合体を主成分とするもの、α-メチルスチレンの単独重合体を主成分とするもの、ビニルトルエンの単独重合体を主成分とするもの、スチレン、α-メチルスチレン及びビニルトルエンのうち2種以上をモノマー組成に含む共重合体を主成分とするもの等が挙げられる。
本ゴム組成物に用いられる(C)成分としては、分子内に二つのマレイミド基を有する化合物であり、芳香族系ビスマレイミド化合物、脂肪族系ビスマレイミド化合物等が挙げられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記質量比(B/C)は、上記範囲内において適宜設定することができ、特に限定されないが、層間接着性と圧縮永久歪み性とを両立する観点から、例えば、0.4~1.3、0.5~1.2、0.7~1.1等であってもよい。
上記合計含有量(B+C)は、上記範囲内において適宜設定することができ、特に限定されないが、層間接着性と圧縮永久歪み性とを両立する観点から、例えば、6~12質量部等であってもよい。
(D)成分としては、硫黄系加硫剤、過酸化物系加硫剤が挙げられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
本ゴム組成物には、上記(A)~(D)成分に加えて、特に限定はされないが、ゴム組成物に用いられる成分、例えば、加硫促進剤、充填剤、可塑剤、加硫助剤、老化防止剤、加工助剤等を必要に応じて適宜配合することができる。
カーボンブラックとしては、特に限定はされないが、例えば、SAF級、ISAF級、HAF級、MAF級、FEF級、GPF級、SRF級、FT級、MT級等の種々のグレードのカーボンブラックが挙げられる。
充填剤の含有量は、特に限定はされないが、(A)成分100質量部に対し、20~180質量部が好ましく、より好ましくは50~160質量部である。
アロマ系オイルとしては、例えば、ダイアナプロセスAC-12、ダイアナプロセスAC-460、ダイアナプロセスAH-16(以上、出光昭和シェル社製)、JSOアロマ790(日本サン石油社製)、アロマックス1、アロマックス3(以上、富士興産社製)等が挙げられる。また、エーテルエステル系可塑剤としては、一分子中にエーテル結合とエステル結合の双方を有する可塑剤、具体的には、アジピン酸ビス[2-(2-ブトキシエトキシ)エチル]等のアジピン酸エーテルエステル系可塑剤等が挙げられる。また、プロセスオイルとしては、例えば、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル等が挙げられる。
可塑剤の含有量は、特に限定はされないが、(A)成分100質量部に対し、5~100質量部が好ましく、より好ましくは20~80質量部である。
酸化亜鉛としては、例えば、酸化亜鉛一種、酸化亜鉛二種、酸化亜鉛三種、微細酸化亜鉛等が挙げられる。
加硫助剤の含有量は、特に限定はされないが、(A)成分100質量部に対し、1~25質量部が好ましく、より好ましくは3~10質量部である。
上記の本ゴム組成物は、積層ホースを構成するゴム層用の材料として用いられる。積層ホースは、例えば、本ゴム組成物の加硫物からなるゴム層と、ゴム層に対する被着体となる樹脂層とを積層してなる積層構造を含む。
樹脂層の主成分を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリビニルアルコール、アラミド(芳香族ポリアミド)、ポリアミド6やポリアミド66等のポリアミド等からなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。
補強糸層を構成する補強糸としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート糸等のポリエステル糸、ポリビニルアルコール糸、アラミド(芳香族ポリアミド)糸、ポリアミド6,ポリアミド66等のポリアミド糸等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これらの中でも、積層ホースの耐久性の観点から、ポリアミド糸、ポリエチレンテレフタレート糸、及びポリビニルアルコール糸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の補強糸が好ましい。
なお、補強糸層は、接着剤によりディップ処理された補強糸層であってもよい。ディップ処理された補強糸層は、ディップ処理を施した補強糸を編み組みして形成された層であってもよく、補強糸を編み組みして形成された補強糸層にディップ処理を施したものであってもよい。
上記補強糸の編み組み方法は、特に限定はなく、例えば、スパイラル編み、ブレード編み等が挙げられる。
本ゴム組成物を用いた積層ホースの製法の一例について、図1を参照して説明する。
まず、上記(A)~(D)成分、及び必要に応じてその他の成分を配合し、これらをロール、ニーダー、バンバリーミキサー等の混練機を用いて混練することにより、本ゴム組成物を調製する。そして、本ゴム組成物をホース状に押出成形した後、その押出成形物の外周面に、例えば補強糸をスパイラル状に巻き付けて補強糸層2を形成する。ついで、上記補強糸層2の外周面に、本ゴム組成物を押出成形し、その結果得られたホース状の積層体を所定の条件で加熱することにより、内側ゴム層1の外周面に補強糸層2が一体形成され、この補強糸層2の外周面に外側ゴム層3が一体形成されてなる3層構造(内側ゴム層1/補強糸層2/外側ゴム層3)の積層ホース(図1参照)を得ることができる。
例えば、「樹脂層(最内層)/ゴム層」の積層構造を含む積層ホースにおいて、ゴム層を本ゴム組成物からなるゴム層とする積層ホースや、「樹脂層(最内層)/内側ゴム層/補強層(例えば金属製ワイヤーからなる補強層等)/外側ゴム層」の4層構造を有する積層ホースにおいて、内側ゴム層及び/又は外側ゴム層を本ゴム組成物からなるゴム層とする積層ホースが挙げられる。
また、例えば、「内側ゴム層/補強糸層/中間ゴム層/補強糸層/外側ゴム層」の5層構造を含む積層ホースにおいて、内側ゴム層、中間ゴム層、外側ゴム層のうち一部の層(1層又は2層)又は全層を本ゴム組成物からなるゴム層とする積層ホースが挙げられる。
(A-1)住友化学社製、エスプレン(登録商標) EPDM552(ヨウ素価:12、エチレン比率:55質量%)
(B-1)東ソー社製、ペトロタック(登録商標)90HS(芳香族系モノマー比率20質量%、石油樹脂)
(B-2)東ソー社製、ペトロタック(登録商標)100V(芳香族系モノマー比率40質量%、石油樹脂)
(B-3)東ソー社製、ペトロタック(登録商標)90(芳香族系モノマー比率70質量%、石油樹脂)
(B-4)東ソー社製、ペトコール(登録商標)LX(芳香族系モノマー比率100質量%、石油樹脂)
(B-5)日塗化学社製、ニットレジン(登録商標)クマロンG-90(芳香族系モノマー比率100質量%、クマロン樹脂)
(B'-1)荒川化学工業社製、アルコン(登録商標)P-90(芳香族系モノマー比率0質量%(脂肪族系モノマー比率100質量%)、水素化石油樹脂)
(C-1)東京化成工業社製、N,N'-(1,3-フェニレン)ビスマレイミド
(D-1)鶴見化学工業社製、SULFAX(登録商標)PS(硫黄系加硫剤)
(D-2)日本油脂社製、パークミル(登録商標)D(過酸化物系加硫剤)
まず、(A)~(D)成分は、後記の表1に示す割合とし、任意成分としては、加硫促進剤4質量部、充填剤155質量部、酸化亜鉛5質量部、可塑剤70質量部の割合(以上、(A)成分100質量部に対する割合)として、これらの成分を混練し、ゴム層用ゴム組成物を調製した。
具体的には、(A)成分に対して、(D)成分及び加硫促進剤を除く成分を添加し、1.7Lのバンバリーミキサーにて混練した後、(D)成分及び加硫促進剤を添加して、8インチロールにて混合して、ゴム層用ゴム組成物を調製した。
ゴム層用ゴム組成物の未加硫ゴムシート(120mm×120mm×2mm)を、それぞれ1枚ずつ作製し(図2におけるゴムシート11とゴムシート13)、図2に示すように、そのうちの1枚のゴムシート(ゴムシート11)上に全長300mmの補強糸12(東レ社製、S-1400T/1HH(ポリアミド糸[ナイロン66]))を5本並べ(ゴム接触部は約30mm)、もう1枚のゴムシート(ゴムシート13)を積み重ね、150℃×30分間の熱プレスにより加硫を行うことにより、試験片を作製した。そして、補強糸12を50mm/分で引張り、その際の引抜き強度を測定し、下記基準にて評価した。(評価基準)
〇(good)…引抜き強度が40N/本以上。
×(poor)…引抜き強度が40N/本未満。
JIS K 6262に従い、ゴム層用ゴム組成物を、所定の金型を用いて150℃で30分間保持することにより加硫し、直径29mm、厚み12.5mmの円形状の試験片(大形試験片)を作製した。得られた試験片に対し、JIS K 6262に従い、25%圧縮させたまま、125℃で24時間静置し、圧縮永久歪み(%)を測定し、下記基準にて評価した。
(評価基準)
◎(very good)…圧縮永久歪み(%)が65%未満。
〇(good)…圧縮永久歪み(%)が65%以上70%以下。
×(poor)…圧縮永久歪み(%)が70%超。
具体的には、比較例1、2のように(B)及び(C)成分を含有しない場合;比較例3、8のように(B)成分を含有しない場合;比較例4~7のように(C)成分を含有しない場合;には、ゴム層と補強糸層との接着性が不十分であることが示された。
他方、実施例のように、(A)~(D)成分の全てを含有するゴム組成物を用いた多層ホースであれば、層間接着性と圧縮永久歪み性とを両立できることが示された。
その結果、比較例3の〔層間接着性試験(糸・ゴム引抜き試験)〕の結果(N/本)を基準とし、指数化して100とした場合、実施例1は150、実施例2~4は175以上であった。従って、層間接着性を向上させる観点から、(B)成分の芳香族系モノマーの比率(芳香族系モノマー由来の構成単位の比率)としては、20質量%以上が好ましく、40質量%以上が特に好ましいことが示された。
2 補強糸層
3 外側ゴム層
Claims (12)
- 下記(A)~(D)成分を含有する、積層ホースのゴム層用ゴム組成物。
(A)エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体。
(B)芳香族系モノマー由来の構成単位を含む粘着付与剤。
(C)ビスマレイミド化合物。
(D)加硫剤。 - 上記(B)成分が、芳香族系モノマー由来の構成単位を20質量%以上含む粘着付与剤である、請求項1記載のゴム層用ゴム組成物。
- 上記(B)成分及び(C)成分の合計含有量(B+C)が、(A)成分100質量部に対して2.5~20質量部である、請求項1又は2記載のゴム層用ゴム組成物。
- 上記(C)成分に対する(B)成分の質量比(B/C)が、0.25~1.5である、請求項1~3のいずれか一項に記載のゴム層用ゴム組成物。
- 上記(C)成分が、芳香族系ビスマレイミド化合物である、請求項1~4のいずれか一項に記載のゴム層用ゴム組成物。
- 上記(B)成分が、更に、脂肪族系モノマー由来の構成単位を含む粘着付与剤である、請求項1~5のいずれか一項に記載のゴム層用ゴム組成物。
- 上記積層ホースが、ゴム層と、樹脂層とを積層してなる積層構造を含む積層ホースである、請求項1~6のいずれか一項に記載のゴム層用ゴム組成物。
- 上記樹脂層が、ポリアミド糸、ポリエチレンテレフタレート糸、及びポリビニルアルコール糸からなる群より選ばれる少なくとも一つを含む補強糸からなる補強糸層である、請求項7記載のゴム層用ゴム組成物。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載のゴム層用ゴム組成物の加硫物からなるゴム層と、樹脂層とを積層してなる積層構造を含む、積層ホース。
- 上記樹脂層が、補強糸層である、請求項9記載の積層ホース。
- 請求項1~6のいずれか一項に記載のゴム層用ゴム組成物の加硫物からなる第1ゴム層と、補強糸層と、上記(A)成分及び(D)成分を含有するゴム層用ゴム組成物の加硫物からなる第2ゴム層とをこの順で積層してなる積層構造を含む、自動車用の積層ホース。
- 上記第2ゴム層が、更に、上記(B)成分及び/又は(C)成分を含有するゴム層用ゴム組成物の加硫物からなるゴム層である、請求項11記載の自動車用の積層ホース。
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