JP5391645B2 - スパイラルホースの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はスパイラルホースの製造方法に関し、さらに詳しくは、スパイラル装置に配置された糸巻きチーズにおける補強コードの綾落ちを抑制して、補強コードのコード切れを防止するようにしたスパイラルホースの製造方法に関する。

可撓性に優れたゴムホースの補強層として、補強コードをホースの長手方向に対して螺旋状に巻き付けたスパイラルホースが広く知られている。この種のホースは、通例、周上に複数の糸巻きチーズを配置したスパイラル装置の回転軸上に内層ゴムを配置したうえで、この内層ゴムを長手方向に移動させながら、スパイラル装置を回転させて、糸巻きチーズから引き出された補強コードを内層ゴムの外周面上に螺旋状に巻回して補強層を形成するようにして製造してきた。

この一連の工程において、スパイラル装置から補強コードを供給する際に、補強コードにたるみが生じたり、表層部分から滑落したりする現象（以下、綾落ちという）がしばしば発生し、これに伴い補強コードが切断してしまうという問題があった。特に糸巻きチーズに巻き付ける補強コードの重量を大きくした場合には、この現象が顕著に表れる傾向があった。

この対策として（１）スパイラル装置の回転速度を低下させたり、（２）糸巻きチーズに巻き付ける補強コードの量を制限したり、（３）補強コードに樹脂を含浸させて滑落を抑制したり、することが行われてきたが、（１）及び（２）の方法では生産性が低下するという問題があり、（３）の方法ではスパイラル装置におけるコードのガイド部分に樹脂成分が付着するため、スカムの除去作業が必要になるという問題があった。

従来、糸巻きチーズにおけるコードの綾落ちを防止するために、糸巻きチーズにおけるコードの巻き付け角度を調整したり（例えば、特許文献１参照）、糸巻きチーズにおける芯体の形状を変更したり（例えば、特許文献２参照）するようにした提案がある。しかしながら、これらの提案にあっても、コードの綾落ち現象を抑制するには限界があり、さらなる改善策が求められてきた。
特開２０００−１９１２３７号公報 特開２００８−１９０６１号公報

本発明は、かかる従来の問題点を解消するもので、スパイラル装置に配置された糸巻きチーズにおける補強コードの綾落ちを抑制して、補強コードのコード切れを防止するようにしたスパイラルホースの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明のスパイラルホースの製造方法は、周上に複数の糸巻きチーズを配置した環状の回転体からなるスパイラル装置の回転軸上に管状に形成された内層ゴムを配置すると共に、該内層ゴムを前記スパイラル装置の回転と同期させて長手方向に移動させながら、該内層ゴムの外周面に、前記糸巻きチーズから引き出された補強コードを螺旋状に巻回して補強層を形成するスパイラルホースの製造方法において、前記糸巻きチーズにおける補強コードの占有体積Ｖ（ｃｍ³ ）と巻き重量Ｗ（ｇ）との比Ｖ／Ｗを１．２４〜１．３４（ｃｍ³ ／ｇ）にし、前記補強コードがポリエステル繊維コード、アラミド繊維コード、ビニロン繊維コードから選ばれた１種であり、前記補強コードの巻き重量Ｗ（ｇ）が４０００〜６０００（ｇ）であり、前記補強コードの下記式により定義される撚り係数Ｋが０〜８６０であることを特徴とする。
Ｋ＝Ｎ×Ｄ ^1/2
ただし、Ｎはコードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードの繊度（ｄｔｅｘ）である。

さらに、上述する構成において、以下の（１）〜（２）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記補強コードの重量に対する樹脂付着量を０〜４％にする。
（２）前記スパイラル装置の回転速度を２００〜３５０ｒｐｍにする。

本発明によれば、糸巻きチーズの芯体に巻き付ける際の補強コードの張力を調整することにより、糸巻きチーズにおける補強コードの巻き重量Ｗ（ｇ）に対する補強コードの占有体積Ｖ（ｃｍ³ ）の割合Ｖ／Ｗが１．２４〜１．３４（ｃｍ³ ／ｇ）となるようにしたので、糸巻きチーズに巻き付けられた補強コードの巻回密度が適正に維持されて、解舒時における補強コードの綾落ちが効率的に抑制されて、補強コードの巻き不良を伴うことなしに、コード切れを防止することができる。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態によるスパイラル装置の概要を示す要部の斜視図、図２は図１のスパイラル装置に配置された糸巻きチーズの概要を示す側面図、図３は図２の糸巻きチーズの芯体に巻き付けられた補強コードの占有体積を説明するための側面図をそれぞれ示す。

図１において、スパイラル装置１は周上に複数の糸巻きチーズ２を配置した環状の回転体からなり、その回転軸上に管状に形成された内層ゴム３が配置されている。そして、スパイラル装置１の回転と同期させて、内層ゴム３を長手方向に移動させながら、その外周面に糸巻きチーズ２から引き出された補強コード４を螺旋状に巻回して補強層を形成している。

なお、図１では糸巻きチーズ２がスパイラル装置１の周上に露出した状態で配置されている状態を示したが、実際には、図２に示すように、紙管６を芯体として、その周囲に補強コード４が巻き付けられた糸巻きチーズ２が筒状体５の中に収納されており、この筒状体５の上面から補強コード４が内層ゴム３に向かって引き出されるようになっている。

そして、本発明のスパイラルホースの製造方法では、糸巻きチーズ２の芯体（紙管６）に巻き付ける際の補強コード４の張力を調整することにより、糸巻きチーズ２に巻き付けた補強コード４の占有体積Ｖ（ｃｍ³ ）と巻き重量Ｗ（ｇ）との比Ｖ／Ｗが１．２４〜１．３４（ｃｍ³ ／ｇ）、好ましくは１．２６〜１．３３（ｃｍ³ ／ｇ）となるように設定している。

これにより、糸巻きチーズ２における補強コード４の巻回密度が適正に維持されるため、解舒時における補強コード４の綾落ちが効率的に抑制されて、補強コード４の巻き不良を伴うことなしに、コード切れを防止することができる。ここで、Ｖ／Ｗが１．２４（ｃｍ³ ／ｇ）未満では補強コード４の巻回密度が高くなり過ぎ、糸巻き形状が中央部がくびれた鼓状になり、スパイラル装置１にて補強コード４を引き出す際に、糸巻きチーズ２の紙管６の軸方向の両端の巻き径が中央部より大きくなった耳高部に補強コード４が引掛かってコード切れを起こしたり、１．３４（ｃｍ³ ／ｇ）超では補強コード４の巻回密度が低くなり過ぎて、解舒時における補強コード４の綾落ちが生じてコード切れが発生し易くなる。

なお、上述する補強コード４の占有体積Ｖ（ｃｍ³ ）は、図３に示すように、糸巻きチーズ２における補強コード４の巻き付け外径をＷ、巻き付け高さをＨ、紙管６の外径をＸとしたときに、Ｖ＝π〔（Ｗ−Ｘ）／２〕² ×Ｈとして求められる。

本発明において、上述する補強コード４をポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル繊維コード、アラミド繊維コード、ビニロン繊維コードから選ばれた１種で構成する。これにより、補強コード４の綾落ちを確実に抑制することができる。

さらに、本発明の製造方法では、それぞれの糸巻きチーズ２における補強コード４の巻き重量Ｗ（ｇ）を、スパイラル装置１に装着する前の段階において、４０００〜６０００（ｇ）にする。すなわち、通例、補強コード４の巻き重量Ｗ（ｇ）を４０００（ｇ）以上にした場合には、補強コード４のたるみや表層部分からの滑落が生じ易くなるが、本発明のように上述するＶ／Ｗの値を１．２４〜１．３４（ｃｍ³ ／ｇ）に調整することによって、補強コード４の巻き重量Ｗ（ｇ）を４０００（ｇ）以上にした場合であっても、補強コード４の綾落ちを効率的に抑制することが可能になる。なお、補強コード４の巻き重量Ｗ（ｇ）が６０００（ｇ）超になると、補強コード４のたるみや表層部分からの滑落を抑制することが難しくなる。

また、本発明の製造方法では、補強コード４の下記式により定義される撚り係数Ｋを０〜８６０、好ましくは４５０〜６５０に調整するとよい。
Ｋ＝Ｎ×Ｄ^1/2
ただし、Ｎはコードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードの繊度（ｄｔｅｘ）

これにより、補強コード４の綾落ちを抑制しながら、製造されたスパイラルホースにおける耐圧強度を確保することができる。ここで、撚り係数Ｋは、大きくするほど隣接する補強コード４、４間において滑りが発生し難くなるため、綾落ち現象の抑制にとっては有利であるが、８６０超になると補強コード４の引張強さが低下するために、製造されたスパイラルホースにおける耐圧強度を確保することが難しくなる。

なお、本発明の製造方法では、上述するように、補強コード４の占有体積Ｖ（ｃｍ³ ）と巻き重量Ｗ（ｇ）との比Ｖ／Ｗを１．２４〜１．３４（ｃｍ³ ／ｇ）に設定したので、補強コード４として単一のモノフィラメントを使用することができる。この場合にあっても、綾落ち現象を効率的に抑制することができると共に、スパイラルホースにおける耐圧強度を確保するうえで有利になる。

さらに、本発明の製造方法では、糸巻きチーズ２に巻き付ける補強コード４には、あらかじめ樹脂を付着させておくとよい。樹脂の付着量は補強コード４の重量に対して０〜４％、好ましくは１〜３％にするとよい。これにより、隣接する補強コード４、４間において滑りが発生し難くなるため、綾落ち現象を一層効率的に抑制することができる。

ここで、樹脂の付着量が補強コード４の重量に対して４％超になると、スパイラル装置１における補強コード４のガイド部分に樹脂成分が付着するため、スカムの除去作業が必要になり、作業性が低下することになる。なお、樹脂の材料は、特に限定されるものではないが、成形後のホースにおける内層ゴム３等の周囲のゴムとの接着力を確保する観点から、レゾルシンホルマリンラテックスなどを使用するとよい。

本発明の製造方法において、スパイラル装置１の回転速度は２００〜３５０ｒｐｍ、好ましくは２３０〜２７０ｒｐｍに調整するとよい。２００ｒｐｍ未満では作業性が低下する要因になり、３５０ｒｐｍ超になるとスパイラル装置１の回転に伴う遠心力により巻き付け時における補強コード４に乱れが生じて、成形後のホースの品質が低下する要因になる。

上述するように、本発明のスパイラルホースの製造方法は、スパイラル装置１における糸巻きチーズ２の芯体（紙管６）に巻き付ける際の補強コード４の張力を調整して、糸巻きチーズ２における補強コード４の占有体積Ｖ（ｃｍ³ ）と巻き重量Ｗ（ｇ）との比Ｖ／Ｗを１．２４〜１．３４（ｃｍ³ ／ｇ）に設定することにより、補強コード４の綾落ちを効率的に抑制してコード切れを防止するようにしたもので、簡単な構成でありながら優れた効果を奏することから、エアコン用ホースをはじめとする汎用の可撓性ゴムホースの製造に対して幅広く適用することができる。

補強コード４の巻き重量Ｗ及びコード占有体積Ｖをそれぞれ表１のように異ならせた糸巻きチーズ２を作製し、これら糸巻きチーズ２をそれぞれスパイラル装置１に装着して５種類のスパイラルホース（実施例１〜３、比較例１、２）を製造した。各スパイラルホースにおける補強コード４にはポリエステル繊維コード（構造：１１００ｄｔｅｘ／３、撚り数：１０回／１０ｃｍ）、内層ゴム３にはブチルゴム（内径：１４ｍｍ，肉厚：１．７５ｍｍ） 、外層ゴムにはＥＰＤＭ（肉厚：１．２５ｍｍ）を使用すると共に、補強コード４の仕様（樹脂付着量、撚り係数）及びスパイラル装置１の回転速度を表１のように設定した。

これら５種類のスパイラルホースについて、糸巻きチーズ２に巻かれた補強コード４の巻回が終了するまでに補強コード４の綾落ち現象が発生したか否かを観察し、その結果を表１に併記した。

表１より、補強コード４の占有体積Ｖ（ｃｍ³ ）と巻き重量Ｗ（ｇ）との比Ｖ／Ｗを１．２４〜１．３４（ｃｍ³ ／ｇ）にした実施例１〜３では、補強コード４の綾落ち現象が全く認められなかったのに対して、Ｖ／Ｗを１．３４（ｃｍ³ ／ｇ）超にした比較例１では、補強コード４の綾落ち現象が認められた。なお、Ｖ／Ｗを１．２４（ｃｍ³ ／ｇ）未満にした比較例２では、糸巻きチーズ２における補強コード４に巻き不良が生じて、スパイラル装置１からの補強コード４の供給が途絶えて、補強コード４にコード切れが生じた。

本発明の実施形態によるスパイラル装置の概要を示す要部の斜視図である。 図１のスパイラル装置に配置された糸巻きチーズの概要を示す断面図である。 図２の糸巻きチーズの芯体に巻き付けられた補強コードの占有体積を説明するための断面図である。

符号の説明

１ スパイラル装置
２ 糸巻きチーズ
３ 内層ゴム
４ 補強コード
５ 筒状体
６ 紙管

Claims (3)

1. 周上に複数の糸巻きチーズを配置した環状の回転体からなるスパイラル装置の回転軸上に管状に形成された内層ゴムを配置すると共に、該内層ゴムを前記スパイラル装置の回転と同期させて長手方向に移動させながら、該内層ゴムの外周面に、前記糸巻きチーズから引き出された補強コードを螺旋状に巻回して補強層を形成するスパイラルホースの製造方法において、
   前記糸巻きチーズにおける補強コードの占有体積Ｖ（ｃｍ³ ）と巻き重量Ｗ（ｇ）との比Ｖ／Ｗを１．２４〜１．３４（ｃｍ³ ／ｇ）にし、前記補強コードがポリエステル繊維コード、アラミド繊維コード、ビニロン繊維コードから選ばれた１種であり、前記補強コードの巻き重量Ｗ（ｇ）が４０００〜６０００（ｇ）であり、前記補強コードの下記式により定義される撚り係数Ｋが０〜８６０であるスパイラルホースの製造方法。
   Ｋ＝Ｎ×Ｄ ^1/2
   ただし、Ｎはコードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードの繊度（ｄｔｅｘ）である。
2. 前記補強コードの重量に対する樹脂付着量を０〜４％にした請求項１に記載のスパイラルホースの製造方法。
3. 前記スパイラル装置の回転速度を２００〜３５０ｒｐｍにした請求項１または２に記載のスパイラルホースの製造方法。

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