特開 2022-99711 冷媒輸送用ホース

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022099711

(43)【公開日】2022-07-05

(54)【発明の名称】冷媒輸送用ホース

(51)【国際特許分類】

   F16L 11/08 20060101AFI20220628BHJP

【ＦＩ】

F16L11/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020213675

(22)【出願日】2020-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】000233619

【氏名又は名称】株式会社ニチリン

(74)【代理人】

【識別番号】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹尾 靖史

(72)【発明者】

【氏名】三木 健司

【テーマコード（参考）】

3H111

【Ｆターム（参考）】

3H111AA02

3H111BA12

3H111BA15

3H111BA25

3H111CB05

3H111CB14

3H111CC03

3H111DA07

3H111DA26

3H111DB09

(57)【要約】

【課題】従来より耐久性が高い冷媒輸送用ホースを提供する。
【解決手段】冷媒輸送用ホース１は、内面樹脂層２と、中間ゴム層３と、繊維補強層４と、外面ゴム層５とを、内側から順に有する。内面樹脂層２は、ポリアミド樹脂を含む。繊維補強層４を形成する補強糸の２０℃における１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１．５％以上２．５％以下である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリアミド樹脂を含む内面樹脂層と、中間ゴム層と、繊維補強層と、外面ゴム層とを、内側から順に有する冷媒輸送用ホースであって、
前記繊維補強層を形成する補強糸の２０℃における１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１．５％以上２．５％以下であることを特徴とする冷媒輸送用ホース。

【請求項2】

前記補強糸は、ポリエチレンテレフタレートを含む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】

前記中間ゴム層は、ブチルゴムを含む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】

前記外面ゴム層は、エチレンプロピレンジエンゴムを含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の冷媒輸送用ホース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷媒輸送用ホースに関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載される冷媒輸送用ホースは、カーエアコン用の冷媒の輸送や冷蔵冷凍用の冷媒の輸送などに用いられる。冷媒輸送用ホースは、冷媒の透過を抑えるガスバリア性に加え、ホース内を通過する冷媒の圧力に耐え得る耐久性が求められる。特許文献１には、冷媒輸送用ホースとして、内側から順に、最内層（２）、中間ゴム層（３）、繊維補強層（４）および外面ゴム層（５）が積層された複合フレキシブルホース（１）が開示されている。特許文献１の複合フレキシブルホース（１）では、ガスバリア性を確保するため、最内層（２）は、ポリアミド樹脂を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３８９１７１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

近年、冷蔵冷凍車による冷蔵品の運送および冷凍品の運送が大幅に増加している。これにより、冷蔵冷凍車内の冷蔵冷凍室を冷蔵状態や冷凍状態にする頻度が大幅に増加している。また、冷蔵冷凍車内の冷蔵冷凍室を冷蔵状態や冷凍状態にする時間が長期化している。これに伴い、冷蔵冷凍車内で、冷蔵冷凍用の冷媒を冷媒輸送用ホースによって輸送する回数が大幅に増加している。また、冷蔵冷凍車内で、冷蔵冷凍用の冷媒が、冷媒輸送用ホース内を流れる時間が長期化している。

【0005】

冷蔵冷凍用の冷媒は、カーエアコン用の冷媒に比べ、使用時の圧力が高い上に、温度が高くなりやすい。このような冷媒の輸送回数が増加しているとともに、輸送時間が長期化しているため、これに対応できるように、冷媒輸送用ホースには、従来より高い耐久性が求められている。

【0006】

本発明は、従来より耐久性が高い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】

【0007】

本発明の冷媒輸送用ホースは、ポリアミド樹脂を含む内面樹脂層と、中間ゴム層と、繊維補強層と、外面ゴム層とを、内側から順に有する冷媒輸送用ホースであって、前記繊維補強層を形成する補強糸の２０℃における１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１．５％以上２．５％以下である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によると、従来より耐久性が高い冷媒輸送用ホースを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る冷媒輸送用ホースの構成を示す模式的な斜視図である。

【図2】単糸の変化率の求め方を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。

【0011】

図１に、冷媒輸送用ホースの一例を示している。図１に示す冷媒輸送用ホース１は、内側から順に、内面樹脂層２と、中間ゴム層３と、繊維補強層４と、外面ゴム層５と、を有するベニア構造のホースである。冷媒輸送用ホース１は、例えば、カーエアコン用の冷媒や冷蔵冷凍車用の冷媒の輸送などに用いられる。

【0012】

内面樹脂層２は、冷媒輸送用ホース１の最内層である。内面樹脂層２は、ポリアミド樹脂を含む。ポリアミド樹脂として、例えば、ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド４－６、ポリアミド６－６、ポリアミド６－１０、ポリアミド６－１２、ポリアミドＭＸＤ－６、および、これらの２種以上のコポリマーの群からなる１種を用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。内面樹脂層２は、ポリアミド以外の成分を含んでいてもよい。

【0013】

中間ゴム層３は、ゴムを含む。中間ゴム層３に含まれるゴムとして、例えば、ブチルゴム（ＩＩＲ）を使用してもよい。ブチルゴムは、イソブチレンとイソプレンとの共重合体である。ブチルゴムとして、例えば、レギュラーＩＩＲ、ハロゲン化ＩＩＲ（臭素化ＩＩＲ，塩素化ＩＩＲ等）が挙げられる。中間ゴム層３に、これらのゴムを単独で用いてもよく、二種類以上を混合して用いてもよい。ブチルゴムは、他のゴムに比べて、性能面でガスバリア性や水分バリア性などに優れる。中間ゴム層３は、ブチルゴム以外の成分を含んでいてもよい。例えば、ブチルゴム以外のゴム、充填剤、加工助剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤等を含んでいてもよい。

【0014】

繊維補強層４は、補強糸を中間ゴム層３に巻き付け、編み組むことによって形成されている。編み組む方法は、特に限定されず、例えば、スパイラル編み、ブレード編みが挙げられる。

【0015】

繊維補強層４を形成する補強糸の２０℃における１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度は、１．５％以上２．５％以下であることが好ましく、１．７％以上２．３％以下であることが、より好ましい。ここでの「中間伸度」とは、ＪＩＳ Ｌ１０１７の「化学繊維タイヤコード試験方法：一定荷重時伸び率」に準拠して測定された伸度（％）であり、２０℃における１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度である。

【0016】

繊維補強層４を形成する補強糸は、繊維材料からなる。繊維補強層４を形成する補強糸の材料は、特に限定されない。繊維材料として、例えば、ポリエステル繊維（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等）、ナイロン繊維、ビニロン繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維が挙げられる。この中でも、コスト面で入手しやすく、性能面で温度依存性が低いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維が好ましい。これらの繊維を単独またはＲＦＬ（レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス接着剤）処理したものなどを使用してもよい。繊維補強層４を形成する補強糸の撚り合わせ構造は、特に限定されない。

【0017】

外面ゴム層５は、ゴムを含む。外面ゴム層５に含まれるゴムとして、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を使用してもよい。エチレンプロピレンジエンゴムは、他のゴムに比べて、コスト面で入手しやすく、性能面で耐候性や耐熱性などに優れる。外面ゴム層５は、エチレンプロピレンジエンゴム以外の成分を含んでいてもよい。外面ゴム層５は、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム以外のゴム、充填剤、加工助剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤等を含んでいてもよい。

【0018】

冷媒輸送用ホース１の肉厚、内面樹脂層２の肉厚、中間ゴム層３の肉厚、繊維補強層４の肉厚、および、外面ゴム層５の肉厚は、特に限定されない。ここでの「肉厚」とは、冷媒輸送用ホース１の径方向断面の寸法（肉厚）である。
内面樹脂層２の肉厚は、冷媒輸送用ホース１の肉厚に対して（冷媒輸送用ホース１の肉厚を１としたとき）、例えば、０．０５以上であることが好ましい。内面樹脂層２の肉厚を上記の数値にすることにより、内面樹脂層２の割れが抑制されるため、冷媒輸送用ホース１の耐久性をより向上させることができる。内面樹脂層２の肉厚は、冷媒輸送用ホース１の肉厚に対して（冷媒輸送用ホース１の肉厚を１としたとき）、０．０６以上であることが、より好ましい。内面樹脂層２の肉厚は、冷媒輸送用ホース１の肉厚に対して（冷媒輸送用ホース１の肉厚を１としたとき）、例えば、０．０９以下であることが好ましく、０．０８以下であることが、より好ましい。

【0019】

冷媒輸送用ホース１は、例えば、以下の方法によって作製される。
内面樹脂層２と中間ゴム層３とを、連続押出成形によって形成し、中間ゴム層３を内面樹脂層２の上に積層する。次に、中間ゴム層３に、補強糸を巻き付けることにより、繊維補強層４を形成する。繊維補強層４の外側に、押出成形によって得られた外面ゴム層５を積層する。

【0020】

本実施形態に係る冷媒輸送用ホース１によると、以下の効果が得られる。
本実施形態に係る冷媒輸送用ホース１は、図１に示すように、内面樹脂層２、中間ゴム層３、繊維補強層４、および、外面ゴム層５が内側から順に積層されたベニア構造のホースである。ベニア構造の冷媒輸送用ホース１において、繊維補強層４が２０℃における１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１．５％以上２．５％以下の補強糸によって形成されていることにより、冷媒輸送用ホースとして、耐久性が高いベニア構造のホースを提供することができる。また、冷媒輸送用ホース１の製造工程において、毛羽立ちやフィラメント切れが生じにくい。
具体的には、冷凍冷蔵用の高温高圧冷媒を、冷媒輸送用ホース１内に流す回数を多くしても、冷媒輸送用ホース１は、これに耐えられる。また、冷凍冷蔵用の高温高圧冷媒を、冷媒輸送用ホース１内に流す期間を長くしても、冷媒輸送用ホース１は、これに耐えられる。
後述する実施例では、１３５℃という高温下で、冷媒輸送用ホース１に内側から５．３ＭＰａの圧力を繰返し加える高温繰返し加圧試験を実施した結果、本実施形態に係る冷媒輸送用ホース１の加圧回数（耐久回数）は、従来の冷媒輸送用ホースの加圧回数（耐久回数）の３．５倍を超えた。このことから、本実施形態によると、従来より耐久性が高い冷媒輸送用ホース１を提供することができることがわかった。

【実施例0021】

次に、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

【0022】

（従来例１）
内側から順に、内面樹脂層、中間ゴム層、繊維補強層、および、外面ゴム層が積層されたベニア構造の冷媒輸送用ホースを作製した。
内面樹脂層は、ポリアミド樹脂（ポリアミド６）を含む。
中間ゴム層のゴムとして、ブチルゴム（臭素化ＩＩＲ）を使用した。
外面ゴム層のゴムとして、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を使用した。
繊維補強層は、ポリエチレンテレフタレートからなる補強糸を中間ゴム層に巻き付け、ブレード編みにて編み組むことによって形成されている。補強糸として、２０℃における１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が３．０％以上４．０％以下である糸を使用した。この中間伸度は、ＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠して測定されたものである。本実験では、補強糸として、１１００ｄｔｅｘのＰＥＴ繊維を１本と、１６７０ｄｔｅｘのＰＥＴ繊維を１本とを引き揃えて、撚数９０Ｔ／ｍで撚糸し、ＲＦＬ処理することにより得られた糸を使用した。
冷媒輸送用ホースは、内径１１．９ｍｍ、外径１９.０ｍｍ、肉厚３．５５ｍｍのホースである。内面樹脂層の肉厚は０．１５ｍｍである。内面樹脂層の肉厚は、冷媒輸送用ホースの肉厚に対して（冷媒輸送用ホースの肉厚を１としたとき）、０．０４である。中間ゴムの肉厚は１．３ｍｍである。

【0023】

（従来例２）
内面樹脂層の肉厚を０．２５ｍｍとした。中間ゴムの肉厚は１．２ｍｍであった。それ以外については、従来例１と同様である。

【0024】

（実施例１）
繊維補強層の補強糸として、２０℃における１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１．５％以上２．５％以下である糸を使用した。ここでは，中間伸度が、１．５％である糸、１．７％である糸、２．０％である糸、２．３％である糸および２．５％である糸を使用した。この中間伸度は、ＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠して測定されたものである。それ以外については、従来例２と同様である。

【0025】

従来例１、従来例２および実施例１の冷媒輸送用ホースに、１３５℃の高温下で、内側から５．３ＭＰａの高圧を加えたときの補強糸（単糸）の寸法変化率を調べた。補強糸（単糸）の寸法変化率は、以下の方法により算出した。
冷媒輸送用ホースに高温高圧を負荷する前（無加圧時）と負荷した後（加圧時）とにおいて、図２に示すように、冷媒輸送用ホースの繊維補強層の外径（初期外径Ｂ₀、加圧時外径Ｂ）と、補強糸が中間ゴム層の一周分に巻き付けられた部分（Ｘ₀、Ｘ）の繊維補強層の軸方向長さ（初期長さＡ₀、加圧時長さＡ）とを、測定した。補強糸が中間ゴム層の一周分に巻き付けられた部分（Ｘ₀、Ｘ）を平面上に展開し、平面上に展開した状態における糸の長さ（「初期糸長さＣ₀」、「加圧時糸長さＣ」）を算出した。
「初期糸長さＣ₀」および「加圧時糸長さＣ」は、以下の式から算出される。

【数1】

【数2】

「初期糸長さＣ₀」および「加圧時糸長さＣ」から、単糸の変化率を下記式によって算出した。
単糸の変化率＝（Ｃ－Ｃ₀）／Ｃ₀ × １００ [％]

【0026】

表１に、単糸の変化率を示している。

【表1】

【0027】

表１から、実施例１の補強糸の寸法変化率は、従来例１および従来例２の補強糸の寸法変化率より小さかった。

【0028】

次に、従来例１、従来例２および実施例１の冷媒輸送用ホースに、１３５℃の高温下で、冷凍機油（ＰＡＧ）を封入し、５．３ＭＰａの圧力をホースの内側から繰返し加える高温繰返し加圧試験を実施した。本試験では、１分間に３０回加圧した。無加圧状態から、５．３ＭＰａの圧力を加えるのを１回とし、冷凍機油（ＰＡＧ）が漏れるまでの回数を数えた。漏れが発生するまでの回数を、「耐久回数」とした。

【0029】

従来例１では、３７．２万回（３７万２０００回）で冷凍機油が漏れた。
従来例２では、３９．８万回（３９万８０００回）で冷凍機油が漏れた。

【0030】

実施例１では、以下となった。
・繊維補強層の補強糸として、中間伸度が２．５％である糸を使用した場合、１４２万回で冷凍機油が漏れた。
・繊維補強層の補強糸として、中間伸度が２．３％である糸を使用した場合、１５０万回で冷凍機油が漏れた。
・繊維補強層の補強糸として、中間伸度が２．０％である糸を使用した場合、１５０万回でも冷凍機油が漏れなかった。（１５０万回でＯＫ中止）
・繊維補強層の補強糸として、中間伸度が１．７％である糸を使用した場合、１５０万回でも冷凍機油が漏れなかった。（１５０万回でＯＫ中止）
・繊維補強層の補強糸として、中間伸度が１．５％である糸を使用した場合、１５０万回でも冷凍機油が漏れなかった。（１５０万回でＯＫ中止）

【0031】

従来例２では、従来例１より、内面樹脂層の肉厚が厚かったため、従来例２の耐久回数は、従来例１の耐久回数より多かったと考えられる。しかし、従来例１の耐久回数と従来例２の耐久回数とはあまり変わらない。このことから、内面樹脂層を厚くするだけでは、耐久性を高める効果が十分でないことがわかった。

【0032】

一方、実施例１の耐久回数は、従来例１および従来例２の耐久回数より大幅に多い。実施例１の耐久回数は、従来例１および従来例２の耐久回数の３．５倍を超えた。このことから、実施例１の耐久性は、従来例１および従来例２の耐久性より大幅に高いといえる。

【0033】

また、表１および表２から、従来例１および従来例２の補強糸（単糸）の長さ変化率は３．４％以上であるが、耐久性が高い実施例１の補強糸（単糸）の長さ変化率は１．３％以上２．０％以下であった。
このことから、ベニア構造の冷媒輸送用ホースの繊維補強層に、１３５℃の高温下、５．３ＭＰａの高圧を加えたときの補強糸（単糸）の長さ変化率が１．３％以上２．０％以下である補強糸を使用することにより、冷媒輸送用ホースの耐久性を大幅に向上させることができることがわかった。

【0034】

上記より、内側から順に、内面樹脂層、中間ゴム層、繊維補強層、および、外面ゴム層が積層されたベニア構造の冷媒輸送用ホースにおいて、繊維補強層の補強糸として、２０℃における１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の中間伸度が１．５％以上２．５％以下である補強糸を用いて繊維補強層を形成することにより、冷媒輸送用ホースとして、耐久性が大幅に向上することがわかった。

【0035】

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。そして、本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0036】

例えば、上記実施形態では、冷媒輸送用ホース１は、内側から順に、内面樹脂層２と、中間ゴム層３と、繊維補強層４と、外面ゴム層５と、を有する。しかし、本発明の冷媒輸送用ホースは、上記以外の層をさらに有してもよい。

【符号の説明】

【0037】

１ 冷媒輸送用ホース
２ 内面樹脂層
３ 中間ゴム層
４ 繊維補強層
５ 外面ゴム層

【図1】

【図2】