專利名稱：橡膠軟管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠流通高溫氣體的耐油性的橡膠軟管及其制造方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，從汽車的渦輪增壓器到中間冷卻器之間連接著橡膠軟管，由渦輪增壓器的風(fēng)扇加壓的吸入氣體在該橡膠軟管中流通。因?yàn)樵擄L(fēng)扇是由發(fā)動(dòng)機(jī)的排放氣體驅(qū)動(dòng)的，所以吸入氣體變得溫度非常高。因而，該橡膠軟管必須具有承受高溫的耐熱性及在高溫下的振動(dòng)耐久性。作為這種能承受高溫的橡膠軟管的材質(zhì)，以往采用硅酮橡膠。但是，最近的渦輪增壓器的加壓力進(jìn)一步升高，逐漸要求有耐熱性在200℃以上的橡膠軟管。
此外，伴隨這次的新的短期柴油機(jī)車排放氣體限制的導(dǎo)入，汽車廢氣還原裝置的安裝也成為義務(wù)。與此相伴，為了防止汽車廢氣的透過，上述橡膠軟管也要求具有耐油性、耐氣體透過性。在這種要求嚴(yán)格的耐熱性、耐油性等的橡膠軟管中，僅用以往的硅酮橡膠是不夠的，要求有新的材料。所以，耐熱性、耐油性等良好的氟橡膠受到關(guān)注，在該通氣軟管的最內(nèi)部使用氟橡膠的層疊軟管的制造已經(jīng)有嘗試(例如參照特開2000-193152號(hào)公報(bào))。
在上述特開2000-193152號(hào)公報(bào)中，雖然記載了氟橡膠和硅酮橡膠的層疊軟管構(gòu)造，但是僅通過單純地組合各種材料的特性，很難得到在高溫下的耐油性、可耐久地承受高溫振動(dòng)的軟管。該技術(shù)的要點(diǎn)是1)使相互間化學(xué)穩(wěn)定、難以粘接的氟橡膠和硅酮橡膠可得到即使在上述惡劣的條件下也能夠承受的粘接力的方法。2)最內(nèi)層氟橡膠因?yàn)閯傂愿咚匀狈θ嵝?。特別是，在該渦輪增壓器軟管的使用條件、即180～200℃的高溫下會(huì)變得非常脆而容易損壞，這是共同的缺點(diǎn)，由于材料的對(duì)應(yīng)困難，所以應(yīng)該做成怎樣的構(gòu)造成為問題。3)此外，因?yàn)榉鹉z的結(jié)晶性高，所以耐寒性差，在低溫下的軟管中容易發(fā)生空氣從連接部的泄漏，這一點(diǎn)也是很大的缺點(diǎn)。4)進(jìn)而，因?yàn)榉鹉z是非常昂貴的材料，從經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)出發(fā)，如何使氟橡膠形成得較薄是很重要的。
為了得到實(shí)用的軟管，需要有綜合解決上述1)～4)的問題點(diǎn)的方案，但是在上述公報(bào)中沒有關(guān)于這方面的公開。特別地，在氟橡膠和硅酮橡膠的粘接中雖然有“用通常的加硫粘接來接合”的記載，但是如果在橡膠配合中沒有添加特別的處方，則用通常的加硫方式粘接氟橡膠和硅酮橡膠是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1目的是提供一種解決上述問題的新的橡膠軟管及其制造方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種通過在氟橡膠層與外層的硅酮橡膠層之間配設(shè)特定的中間硅酮橡膠層來改善并提高氟橡膠層的低耐久性和低粘接性的改良的橡膠軟管。
根據(jù)本發(fā)明的第1技術(shù)方案，在以擠壓方式將外層橡膠層層疊到內(nèi)層橡膠層的外周上的橡膠軟管中，其特征在于，內(nèi)層橡膠層為氟橡膠層，外層橡膠層為織入了加固線的加固線織入型硅酮橡膠層，并且在上述氟橡膠層與加固線織入型硅酮橡膠層之間配設(shè)含有與上述氟橡膠層粘接的粘接劑成分的中間橡膠層，并且該中間橡膠層為硬度比上述加固線織入型硅酮橡膠層及上述氟橡膠層低的中間硅酮橡膠層。
此外，氟橡膠層從對(duì)機(jī)器潤(rùn)滑油中作為防老化劑、防銹劑而含有的胺的耐久性出發(fā)，優(yōu)選為偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟丙烯的三元共聚物、或四氟乙烯和丙稀的共聚物。
上述第1技術(shù)方案的橡膠軟管優(yōu)選為用以下的制造方法制造。
即，在氟橡膠層與其外周的加固線織入型硅酮橡膠層之間配設(shè)硬度比加固線織入型硅酮橡膠層低的中間硅酮橡膠層的擠壓方式的橡膠軟管的制造方法中，其特征在于，從第1擠壓機(jī)將氟橡膠層、中間硅酮橡膠層、以及加固線織入型硅酮橡膠層以層疊狀態(tài)擠壓，并供給到編織機(jī)；通過該編織機(jī)在加固線織入型硅酮橡膠下層的外周織上加固線，并供給到第2擠壓機(jī)；通過該第2擠壓機(jī)在織上的加固線的外周上覆蓋加固線織入型硅酮橡膠層，并進(jìn)行擠壓。
根據(jù)本發(fā)明的第2技術(shù)方案，在將外層橡膠層以卷繞方式層疊在內(nèi)層橡膠層的外周上的橡膠軟管中，其特征在于，內(nèi)層橡膠層為氟橡膠層，使外層橡膠層為加固布織入型硅酮橡膠層，并且在氟橡膠層與加固布織入型硅酮橡膠層之間配設(shè)有含有與氟橡膠層粘接的粘接劑成分的中間硅酮橡膠層，并且使該中間橡膠層為硬度比加固布織入型硅酮橡膠層及最內(nèi)層的上述氟橡膠層低的中間硅酮橡膠層。
上述第2技術(shù)方案的橡膠軟管優(yōu)選為由以下的方法制造。
即，在氟橡膠層與其外周的加固布織入型硅酮橡膠層之間配設(shè)硬度比加固布織入型硅酮橡膠層及最內(nèi)層氟橡膠層低的中間硅酮橡膠層的卷繞方式的橡膠軟管的制造方法中，用壓延機(jī)輥制作氟橡膠層薄片，并且壓接中間硅酮橡膠，制作氟橡膠層薄片與中間硅酮橡膠層的層疊薄片，將該層疊薄片卷繞在規(guī)定形狀的金屬制芯軸上后，卷繞預(yù)先制成的加固布織入型硅酮橡膠的頂部薄片，來制造橡膠軟管。
此時(shí)的中間硅酮橡膠選擇其材料硬度比加固布織入型硅酮橡膠的硬度軟的。另外，作為頂部薄片的加固布織入型硅酮橡膠層(以下稱為硅酮橡膠層)薄片，是在硅酮橡膠中插入芳香族聚酰胺類等加固布而成的，但它也可以是通過用輥使硅酮橡膠成糊狀、使其熱塑化后，一邊供給加固布，一邊將硅酮橡膠壓接在其兩面或單面上的以往的方法來制成的。
在本發(fā)明的上述第2技術(shù)方案的橡膠軟管的制造方法中，由于硅酮橡膠非常柔軟，所以單獨(dú)制成層厚0.1～0.3mm左右的薄膜是很困難的，但由于氟橡膠層薄片與中間硅酮橡膠層薄片的層疊薄片是用壓延機(jī)輥連續(xù)制成的，所以未加硫氟橡膠的硬度對(duì)硅酮橡膠的柔軟進(jìn)行補(bǔ)足，提高了作業(yè)性和成型性。從而，可以將氟橡膠層薄片的層厚減薄而使其為定值，并且由于以熱軟化的狀態(tài)將兩薄片硅酮橡膠壓接在其中間，所以提高了相互的密接性，并且還有能夠?qū)⒅虚g帶入的空氣排除的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)該方法，由于能夠使氟橡膠層薄片形成為0.1mm的很薄的層厚，所以與擠壓成形相比在成本上有優(yōu)勢(shì)。
氟橡膠缺乏柔性，特別是如果在高溫條件下施加顯著的振動(dòng)，則在應(yīng)力集中時(shí)容易發(fā)生損壞，這已經(jīng)在上面敘述。因此，如果在氟橡膠層與加固線織入型(或加固布織入型)硅酮橡膠層之間，配設(shè)由硬度比構(gòu)成加固線織入型(或加固布織入型)硅酮橡膠層的硅酮橡膠及內(nèi)層的氟橡膠層低的硅酮橡膠構(gòu)成的中間硅酮橡膠層，則該中間硅酮橡膠層作為緩沖材料起作用，將作用于上述內(nèi)層的氟橡膠層上的應(yīng)力分散。此外，與將氟橡膠層與硅酮橡膠層直接密接的情況相比，較柔軟且為同材質(zhì)彼此間的密接，所以能夠得到更好的密接力。由于粘接成分僅配合在中間硅酮橡膠層中就可以，所以粘接成分的量較少就足夠了，是比較經(jīng)濟(jì)的。進(jìn)而，由于氟橡膠耐寒性也較差，所以在外插到配對(duì)管上時(shí)等寒冷時(shí)的密封性降低，但通過在其上層疊耐寒性較好的中間硅酮橡膠層，也能夠提高密封性。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的橡膠軟管的一實(shí)施例的俯視圖。
圖2A是表示圖1所示的橡膠軟管的優(yōu)選的制造方法的說明圖。
圖2B是表示圖1所示的橡膠軟管的另一種的制造方法的說明圖。
圖3是表示在圖1所示的橡膠軟管及圖4所示的第2實(shí)施方式的橡膠軟管中、在與對(duì)方管的嵌合部分上形成肋筋的例子的圖。
圖4是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的橡膠軟管的一實(shí)施例的俯視圖。
圖5是表示圖4所示的橡膠軟管的優(yōu)選的制造方法的說明圖。
圖6和圖7是表示在圖4所示的橡膠軟管上形成的壓紋的例子的圖。
具體實(shí)施例方式
(第1實(shí)施方式)參照?qǐng)D1～圖3說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式的橡膠軟管。
基本上是以擠壓方式將外層橡膠層層疊到內(nèi)層橡膠層的外周上的橡膠軟管，使內(nèi)層橡膠層為氟橡膠層2，使外橡膠層為中間織入了加固線的加固線織入型硅酮橡膠層1。構(gòu)成為在氟橡膠層2和加固線織入型硅酮橡膠層1之間配設(shè)含有與氟橡膠層2粘接的粘接劑成分的中間橡膠層3，并且，使該中間橡膠層3為硬度比加固線織入型硅酮橡膠層1及氟橡膠層2低的中間硅酮橡膠層。
本發(fā)明的第1實(shí)施方式的橡膠軟管的基本情況如上所述，如果采取以下的附加機(jī)構(gòu)，其功能、特性會(huì)進(jìn)一步提高，所以，以下參照?qǐng)D1、圖2A、圖2B對(duì)其加以說明。
這種橡膠軟管可以如上述那樣通過擠壓成形制造，現(xiàn)在如果對(duì)其稍做補(bǔ)充，則擠壓本身用一般的擠壓方法就可以了。即，采用中心芯軸(未圖示)作為確保內(nèi)徑精度、未加硫橡膠軟管的防變形對(duì)策，將該中心芯軸供給到實(shí)際上由3臺(tái)擠壓機(jī)構(gòu)成的第1擠壓機(jī)10(僅圖示1臺(tái))中的任意一臺(tái)。第1擠壓機(jī)10使氟橡膠層2、中間硅酮橡膠層3、加固線織入型硅酮橡膠下層1a為層疊狀態(tài)地?cái)D壓在中心芯軸的外周上。
由第1擠壓機(jī)10擠出的層疊體被供給到編織機(jī)11，編織機(jī)11將芳香族聚酰胺纖維等的耐熱性纖維編織到層疊體的最外層、即加固線織入型硅酮橡膠下層1a的外周上。另外，在通過編織機(jī)11進(jìn)行的加固線的編織方法中，有編帶、螺旋、編結(jié)各種編織方法，這與現(xiàn)有技術(shù)相同。將硅酮橡膠層1c層疊到織上了加固線的加固線1b的外周上并進(jìn)行擠壓。在這種情況下，加固線的織入部分和硅酮橡膠層中的其一或者兩者，根據(jù)被要求的耐壓性等而形成適當(dāng)?shù)亩鄬?，這與現(xiàn)有技術(shù)相同。將這樣連續(xù)擠壓過的層疊體切斷成所需要的長(zhǎng)度，將中心芯軸抽出后，再插入加硫用的芯軸并實(shí)施規(guī)定的加硫處理等，而成為想要的制品。
有時(shí)將作為粘接劑的硅烷耦合劑涂敷在氟橡膠層2的外周上，在這種情況下，如圖2B所示，將由第1擠壓機(jī)10進(jìn)行的對(duì)氟橡膠層2、中間硅酮橡膠層3以及加固線織入型硅酮橡膠下層1a的擠壓，分為上游側(cè)和下游側(cè)的兩個(gè)擠壓。可以進(jìn)行如下的操作用上游側(cè)第1擠壓機(jī)10a對(duì)氟橡膠層進(jìn)行擠壓，接著，通過硅烷耦合劑涂敷機(jī)13在其上涂敷硅烷耦合劑涂敷，在經(jīng)過干燥機(jī)14后，再通過下游側(cè)第1擠壓機(jī)10b對(duì)中間硅酮橡膠層3以及加固線織入型硅酮橡膠下層1a進(jìn)行擠壓。
在以上那樣制造的橡膠軟管中，要求有耐熱性、耐油性的氟橡膠層的層厚，如果考慮其耐久性和經(jīng)濟(jì)性，優(yōu)選為0.2～1.5mm。其中，0.2mm的層厚下限是擠壓的界限，如果可能，也可以為0.1mm左右。氟橡膠具有較硬而缺乏柔性的性質(zhì)，還有高溫時(shí)的強(qiáng)度較弱的缺點(diǎn)。如上所述，在大約200℃的高溫并且被施加振動(dòng)的條件下，對(duì)應(yīng)于伸展的拉伸強(qiáng)度有可能下降而發(fā)生損壞。此外，如果氟橡膠層2薄到所需薄度以上，則會(huì)因低溫下的硬化而使橡膠軟管的剛性上升，不能發(fā)揮密封性、振動(dòng)吸收性等本來的性能。對(duì)于解決這個(gè)問題，其層厚是很重要的，使層厚在上述范圍之內(nèi)是適合的。
表1是改變各種氟橡膠層2的層厚、在180℃下的振動(dòng)耐久實(shí)驗(yàn)(有無產(chǎn)生裂縫)的結(jié)果，所有結(jié)果都可以看出，如果層厚超過1.5mm則性能變差。表中，○表示沒有產(chǎn)生裂縫、△表示產(chǎn)生微小裂縫(深度0.05mm以下)、×表示產(chǎn)生較大的裂縫(深度超過0.05mm)。
表1

氟橡膠A旭硝子社制 硬度(JIS A) 70氟橡膠B住友3M社制 硬度(JIS A) 70氟橡膠C大金社制硬度(JIS A) 70另外，作為上述的氟橡膠，使用偏二氟乙烯、六氟丙烯、和四氟乙烯的三元共聚物氟橡膠B和C以及四氟乙烯和丙稀的共聚物(氟橡膠A)中的任意一種。
配設(shè)在氟橡膠層2與加固線織入型硅酮橡膠層1(以下稱為硅酮橡膠層1)之間作為兩者的緩沖材料起作用的中間硅酮橡膠層3，優(yōu)選為硬度比硅酮橡膠層1和氟橡膠層2低。具體而言，JIS A硬度低10～30是合適的。進(jìn)而，該中間硅酮橡膠層3的層厚適合于0.3～2mm。中間硅酮橡膠層3為了負(fù)擔(dān)氟橡膠層2的應(yīng)力而需要為0.3mm以上，但也不能過厚，在2mm以下是合適的。超過此的厚層化，在存在于嵌裝在硅酮橡膠層1的外周上的緊固帶等下面的部分容易產(chǎn)生印痕，是不優(yōu)選的。進(jìn)而，因?yàn)樵谠撝虚g硅酮橡膠層3中配合有粘接劑成分，所以如果層厚變厚則其配合量增加，還有價(jià)格變高的缺點(diǎn)。
在氟橡膠層2中配合芳香族聚酰胺短纖維也是有效的。氟橡膠由于在受熱時(shí)強(qiáng)度降低，所以如果配合這些耐熱性短纖維，則能夠防止該強(qiáng)度降低。此外，這些短纖維發(fā)揮投錨效應(yīng)還可以提高粘接性。作為芳香族聚酰胺短纖維的配合量，相對(duì)于100份原料聚合體為5～40重量比(以下將其表示為5～40PHR)是合適的。從上下超過該范圍都會(huì)使上述性能降低。作為芳香族聚酰胺短纖維，使用芳香族聚酰胺，例如聚對(duì)苯撐乙烯異酞酸(polyparaphenylene isophthalamide)、聚間亞苯基異酞酸(polymetophenylene isophthalamide)等。
還可知如果在氟橡膠層2中配合硅油，則可改善伸展特性而改良耐久性。作為該硅油，可以使用聚甲基硅(polymethyl silicone)(1)、聚甲基苯基硅(polymethylpheny silicone)(2)等，0.5～10PHR是適合的。如果不到0.5PHR則其效果較小，如果超過10PHR則會(huì)引起粘接障礙，所以通常1～3PHR是適合的。下表2表示配合量與伸展指數(shù)的關(guān)系。
表2

在中間硅酮橡膠層3中配合氧化鎂也可以提高粘接性，是優(yōu)選的。一般胺加硫類、多元醇加硫類橡膠配合氧化鎂作為受酸劑，但如果將該氧化鎂也配合到被粘接側(cè)的中間硅酮橡膠層3中，則可看到粘接力的提高。作為氧化鎂的配合量，2～15PHR是適合的。如果不到2PHR則效果較小，如果超過15PHR則會(huì)使中間硅酮橡膠層3硬化，所以耐久性降低而不優(yōu)選。下表3表示氧化鎂配合量與粘接性的關(guān)系。
表3

×界面破壞△部分界面破壞○材料破壞還可知在氟橡膠層2為過氧化物加硫型的情況下，如果在中間硅酮橡膠層3中配合異氰尿酸三烯丙酯則粘接強(qiáng)度會(huì)提高。作為該配合量，1～15PHR是適當(dāng)?shù)?，如果不?PHR則效果較小，如果超過15PHR則會(huì)引起過早硫化、粘度上升，是不優(yōu)選的。下表4表示對(duì)應(yīng)于氟橡膠的種類的配合量與粘接性的關(guān)系。這里，氟橡膠的種類和評(píng)價(jià)記號(hào)與上述表3相同(表5的情況也相同)。
表4

此外，還可知如果在中間硅酮橡膠層3中配合硅烷耦合劑，則會(huì)提高粘接力。作為該硅烷耦合劑，有機(jī)官能團(tuán)為氨基、環(huán)氧基的是優(yōu)選的。配合量為0.5～15PHR是適合的，如果不到0.5PHR則效果較小，如果超過15PHR則會(huì)引起過早硫化，是不優(yōu)選的。下表5表示對(duì)應(yīng)于氟橡膠的種類的氨基硅烷配合量與粘接性的關(guān)系。
表5

另一方面，如果在200℃的高溫下、且在對(duì)其施加振動(dòng)的條件下實(shí)際使用該橡膠軟管，則會(huì)出現(xiàn)氟橡膠層2與配對(duì)管(未圖示)熱固接、難以拆卸的現(xiàn)象。為了防范這種情況，事先在嵌合部分的氟橡膠層2的內(nèi)周上涂敷分型劑是有效的。這是因?yàn)?，如果涂敷分型劑，則動(dòng)摩擦系數(shù)降低，固接受到抑制。分型劑有多種，硅類分型劑的分型硬化度較高，是優(yōu)選的。這種橡膠軟管為了充分發(fā)揮所要求的功能，通常在200℃、5小時(shí)左右的條件下實(shí)施后加硫，所以分型劑采用在該操作前用毛刷等涂敷、由后加硫進(jìn)行燒結(jié)的方法。
下表6將使用燒結(jié)型硅類分型劑HS-1(東芝silicone社制造)進(jìn)行了分型劑處理的情況、與沒有那樣處理的情況的拆卸性(耐固接性)比較，涂敷了分型劑的情況大幅地改善了動(dòng)摩擦系數(shù)，僅用手拉拽就能夠拆卸。
表6

×固接顯著，拆卸需要拆裝工具○僅用手拉拽就能夠拆卸條件配對(duì)管選擇鋁制的，在200℃以下、進(jìn)行了168小時(shí)緊固帶試驗(yàn)后，評(píng)價(jià)固接性。
進(jìn)而，在上述的裂縫對(duì)策中，在嵌合部分的氟橡膠層2的內(nèi)周上沿周向突設(shè)肋筋(參照?qǐng)D3的標(biāo)號(hào)7)是有效的。這可以使用端部具有肋筋形狀的中心芯軸來制造。如果用緊固帶將該橡膠軟管緊固，則氟橡膠層2在軟管長(zhǎng)度方向上被拉伸，而此時(shí)如果突設(shè)有肋筋7，則該肋筋7成為伸展的替代者，能夠防止裂縫的發(fā)生。另外，該肋筋7由于在周向上形成，所以不會(huì)影響到密封性，并且此時(shí)形成的肋筋7的數(shù)量為多個(gè)則效果較好。此外，該構(gòu)造由于減少了與配對(duì)管的接觸面積，所以對(duì)于防止固接也有效。
下表7是使用在該橡膠軟管的嵌合部分的內(nèi)周上突設(shè)高0.5mm、寬3mm的多個(gè)肋筋7而制成的帶肋筋的橡膠軟管、與沒有肋筋的橡膠軟管，檢查在用緊固帶緊固時(shí)有無發(fā)生裂縫的結(jié)果。此外，也同時(shí)檢查上述分型劑的涂敷帶來的影響，發(fā)現(xiàn)通過設(shè)置肋筋7能夠抑制裂縫的發(fā)生，并且如果此時(shí)涂敷分型劑則會(huì)進(jìn)一步改善固接性。另外，這里的緊固帶的緊固力矩設(shè)定為10N-m，通過以通常的緊固力矩、即5N-m左右實(shí)施上述各處理方法能夠抑制裂縫的發(fā)生，但在課以比其更嚴(yán)格、可以說惡劣的10N-m的緊固條件時(shí)，也沒有發(fā)現(xiàn)裂縫的發(fā)生或沒有引起固接，這可以說是非常大的效果。
表7

這里，耐固接性的評(píng)價(jià)中的×、○與上述的情況相同，◎表示僅用手拉拽就能夠簡(jiǎn)單拆卸的狀態(tài)。
為了使氟橡膠層2與中間硅酮橡膠層3的粘接變得可靠，在上述以外或與其并用，還有在氟橡膠層的外周上涂敷以硅烷耦合劑為主要成分的有機(jī)硅粘接劑的方法。該涂敷是通過將由第1擠壓機(jī)10對(duì)氟橡膠層2、中間硅酮橡膠層3、以及硅酮橡膠下層1a的擠壓，如圖2B所示那樣，分解為由上游側(cè)第1擠壓機(jī)10a對(duì)氟橡膠層2的擠壓；由硅烷耦合劑涂敷機(jī)13進(jìn)行的硅烷耦合劑的涂敷；由下游側(cè)第1擠壓機(jī)10b對(duì)中間硅酮橡膠層3和硅酮橡膠下層1a的擠壓；從而能夠在擠壓成形的過程中自動(dòng)進(jìn)行。由此，能夠提高氟橡膠層2與中間硅酮橡膠層3的粘接性。作為該有機(jī)硅粘接劑，使用Megum chemlock S-2、S-10A、Megum 3290-1等。由于這些粘接劑為乙醇溶液，所以涂敷機(jī)可以為噴霧式。
實(shí)施例1使用上述氟橡膠B作為氟橡膠層2，制造在與硅酮橡膠層1之間配設(shè)了中間硅酮橡膠層3的橡膠軟管(Y)、和將中間硅酮橡膠層3省略而僅有硅酮橡膠層1的橡膠軟管(Z)。該制造如圖2A所示，用第1擠壓機(jī)10、編織機(jī)11、第2擠壓機(jī)12的方法制造氟橡膠層2、中間硅酮橡膠層3、硅酮橡膠層1(JIS A硬度70)的層疊體。橡膠軟管(Z)省略了中間硅酮橡膠層。此時(shí)，氟橡膠層設(shè)定為層厚0.3mm，中間硅酮橡膠層3的JIS A硬度50，包含氧化鎂5PHR、異氰尿酸三烯丙酯10PHR，設(shè)定為層厚1.0mm。在以規(guī)定的長(zhǎng)度將該擠壓軟管切斷后，抽取中心芯軸，插入有外徑50mm的彎曲、帶皺紋的加硫用芯軸，將整周用熱收縮性的帶子縛住后放入蒸汽罐中，在165℃的溫度下加硫30分鐘來賦予其形狀。在加硫結(jié)束后，將帶子解開，為了產(chǎn)生合適的物理性能，再次放入熱恒溫槽中，在200℃進(jìn)行5小時(shí)2次加硫。對(duì)用這樣制造的上述(Y)和(Z)的帶以5N-m的力矩緊固的橡膠軟管進(jìn)行180℃的耐熱耐久試驗(yàn)，在(Y)的橡膠軟管中沒有發(fā)現(xiàn)異常，而在(Z)的橡膠軟管中，在緊固帶的下方的氟橡膠層2中發(fā)現(xiàn)龜裂，確認(rèn)了中間硅酮橡膠層3的有效性。
以上，在層疊了氟橡膠層2與硅酮橡膠層3的橡膠軟管中，如果在氟橡膠層2與硅酮橡膠層1之間，配置由硬度比構(gòu)成硅酮橡膠層1的硅酮橡膠及構(gòu)成氟橡膠層2的氟低的硅酮橡膠構(gòu)成的中間硅酮橡膠層3，則該中間硅酮橡膠層3作為緩沖部件起作用，分散施加于氟橡膠層2的應(yīng)力，此外，由于中間硅酮橡膠層3較柔軟，所以可提高與氟橡膠層2的密接性。此外，由于粘接劑只配合在中間硅酮橡膠層3中就可以，所以粘接劑的量較少就足夠了，是比較經(jīng)濟(jì)的。
(第2實(shí)施方式)參照?qǐng)D3～圖7說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式的橡膠軟管。
首先，在圖4～圖7中，第2實(shí)施方式的橡膠軟管是以卷繞的方式將外層橡膠層層疊在內(nèi)層橡膠層的外周上的橡膠軟管，構(gòu)成為使內(nèi)層橡膠層為氟橡膠層5，使外層橡膠層為加固布織入型硅酮橡膠層4，并且在氟橡膠層5與織入了加固布4a的硅酮橡膠層4之間，配設(shè)含有與氟橡膠層5粘接的粘接成分的中間橡膠層6，并且使該中間橡膠層6為硬度比加固布織入型硅酮橡膠層4以及氟橡膠層5低的中間橡膠層6。
在本發(fā)明的第2實(shí)施方式中，其基本情況如上述那樣，而如果再采取以下的附加機(jī)構(gòu)，其功能、特性會(huì)進(jìn)一步提高。其詳細(xì)情況與上述第1實(shí)施方式的情況沒有很大差別，如下所述。
即，要求耐熱性、耐油性的氟橡膠層5的層厚，如果考慮到其耐久性和經(jīng)濟(jì)性，0.1～0.5mm是適合的。氟橡膠具有較硬而缺乏柔性的性質(zhì)，還有高溫時(shí)的強(qiáng)度較弱的缺點(diǎn)。如上述那樣，在200℃的高溫下、并且施加了振動(dòng)的條件下，相對(duì)于伸展的拉伸強(qiáng)度降低而有可能被損壞。為了解決這種問題，其層厚是很重要的，上述范圍的適合的，但如上所述，在該卷繞方式中，氟橡膠層5可以用壓延機(jī)輥?zhàn)龅幂^薄，可以制造0.1～0.5mm的氟橡膠層5的軟管，所以對(duì)于成本是有利的。
除了上述之外，有關(guān)第1實(shí)施方式說明的各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表1～表7)和與其相關(guān)聯(lián)的說明，對(duì)于本第2實(shí)施方式的情況也同樣適合。但是，為了將氟橡膠層5與中間硅酮橡膠層6的粘接變得可靠，有在由壓延機(jī)輥制造層疊薄片時(shí)在氟橡膠薄片的外周上涂敷以耦合劑為主要成分的有機(jī)硅粘接劑的方法等，這是如上述那樣的，該粘接劑由于為乙醇溶液，所以通過由噴霧器均勻地涂敷在氟橡膠層5薄片上就可以實(shí)現(xiàn)。
此外，在對(duì)作為中間硅酮橡膠層6側(cè)的氟橡膠層5的外周表面進(jìn)行壓延機(jī)輥加工時(shí)，如圖6和圖7所示，優(yōu)選為做成壓紋。在氟橡膠層5上能夠進(jìn)行該壓紋加工，只要實(shí)施通常的壓紋加工就能夠形成。這樣，使表面積增大，并且還可以通過其投錨效應(yīng)提高未加硫時(shí)的氟橡膠與硅酮橡膠的密接性，可以期待進(jìn)一步增強(qiáng)加硫后的粘接力的效果。
進(jìn)而，還可以在第2實(shí)施方式的氟橡膠層5上形成與在第1實(shí)施方式中形成的肋筋(圖3的標(biāo)號(hào)7)同樣的肋筋7(參照?qǐng)D3)。其制造方法、作用及效果與上述第1實(shí)施方式的情況相同。
將基于上述第2實(shí)施方式的實(shí)施例作為實(shí)施例2和實(shí)施例3在以下加以說明。
實(shí)施例2對(duì)使用上述氟橡膠B作為氟橡膠層5、使用含有2PHR氨基硅烷的JIS A硬度40的硅酮橡膠作為中間硅酮橡膠層6的橡膠軟管(Y)，和省略該中間硅酮橡膠層6而僅有硅酮橡膠層的橡膠軟管(Z)的性能進(jìn)行試驗(yàn)。該橡膠軟管的制造，是如圖5所示那樣制造氟橡膠薄片的(標(biāo)號(hào)20)，用壓延機(jī)輥將氟橡膠層5與中間硅酮橡膠層6層疊，層厚為氟橡膠層5為0.2mm，中間硅酮橡膠層6為1.0mm。此外，作為硅酮橡膠層的頂部薄片，是用壓延機(jī)輥將JIS A硬度65的硅酮橡膠在兩面擦抹到偏類芳香族聚酰胺纖維布中(標(biāo)號(hào)21)，制成層厚1.5mm的層疊薄片。將氟橡膠層5薄片與中間硅酮橡膠層6薄片的層疊薄片卷繞在具有外徑85mm彎曲的帶皺紋的鐵制芯軸上(標(biāo)號(hào)22)，然后，將整周用收縮性的帶子縛住，放入蒸汽罐中在165℃的溫度下以30分鐘的條件進(jìn)行加硫。在加硫結(jié)束后，解開帶子，為了產(chǎn)生合適的物理性質(zhì)而再次放入熱空氣槽中，在200℃下進(jìn)行5小時(shí)2次加硫。使用這樣制成的上述(Y)和(Z)的橡膠軟管進(jìn)行180℃耐久試驗(yàn)，將結(jié)果進(jìn)行比較。由此，在(Y)的橡膠軟管中沒有發(fā)現(xiàn)異常，而在(Z)的橡膠軟管中，在緊固帶下方的氟橡膠層上發(fā)現(xiàn)龜裂，可以確認(rèn)中間硅酮橡膠層的有效性。
實(shí)施例3對(duì)將上述氟橡膠C作為氟橡膠層5、將JIS A硬度50的硅酮橡膠中配合有7PHR氧化鎂的橡膠軟管1)，和沒有配合氧化鎂的橡膠軟管2)進(jìn)行性能試驗(yàn)。此時(shí)，氟橡膠層的層厚設(shè)定為0.2mm，中間硅酮橡膠層的層厚設(shè)定為0.5mm，作為硅酮橡膠層的頂部薄片及軟管的加硫、成形是通過與上述實(shí)施例2相同的方法進(jìn)行的。使用這樣制成的上述(Y)和(Z)的橡膠軟管進(jìn)行與上述相同的耐久試驗(yàn)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較。由此，在(Y)的橡膠軟管中所有區(qū)域都沒有發(fā)現(xiàn)異常，而在(Z)的橡膠軟管中，在緊固帶下方和軟管端部的氟橡膠層上發(fā)現(xiàn)剝離，可以確認(rèn)氧化鎂的有效性。
實(shí)施例4用與實(shí)施例2相同的方法制作如下2種軟管使用上述層厚0.2mm的氟橡膠C(JIS A硬度60)作為氟橡膠層5，將基本配合中含有3PHR聚甲基硅油和10PHR氧化鎂的硬度(JIS A硬度45)作為層厚1.0mm的中間硅酮橡膠層6，在其上卷繞3層加固布織入型硅酮橡膠(JIS A硬度65，總層厚1.3mm)的橡膠軟管；沒有中間硅酮橡膠層6的橡膠軟管。
使用它們，在內(nèi)表面中放入50g的機(jī)器潤(rùn)滑油，實(shí)施低溫密封耐久試驗(yàn)(-40℃、內(nèi)壓0～250kpa的反復(fù)試驗(yàn))，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在沒有中間硅酮橡膠層6的橡膠軟管中，從端部發(fā)生了油的泄漏，而在有中間硅酮橡膠層6的橡膠軟管中完全沒有泄漏。由此，耐寒性好、且具有柔性的中間硅酮橡膠層補(bǔ)足了氟橡膠的低溫性的難點(diǎn)，能夠發(fā)揮良好的性能。
以上，將第2實(shí)施方式的氟橡膠層5與硅酮橡膠層4層疊而成的橡膠軟管的情況也與上述第1實(shí)施方式的情況同樣，通過在氟橡膠層5與硅酮橡膠層4之間配設(shè)由硬度比構(gòu)成硅酮橡膠層4的硅酮橡膠和氟橡膠低的硅酮橡膠構(gòu)成的中間硅酮橡膠層6，該中間硅酮橡膠層6作為緩沖部件起作用，能夠使作用在氟橡膠層5上的應(yīng)力分散，且能夠?qū)崿F(xiàn)薄厚度化。此外，中間硅酮橡膠層6提高了與氟橡膠層5的密接性，提高了粘接劑的粘接作用，并且因?yàn)檎辰觿﹥H配合到中間硅酮橡膠層6中就可以，所以粘接劑的量較少就足夠了，是比較經(jīng)濟(jì)的。
權(quán)利要求
1.一種橡膠軟管，是以擠壓方式將外層橡膠層層疊到內(nèi)層橡膠層的外周上的橡膠軟管，其特征在于，內(nèi)層橡膠層為氟橡膠層，外層橡膠層為織入了加固線的加固線織入型硅酮橡膠層，并且在上述氟橡膠層與加固線織入型硅酮橡膠層之間配設(shè)含有與上述氟橡膠層粘接的粘接劑成分的中間橡膠層，并且該中間橡膠層為比上述加固線織入型硅酮橡膠層及上述氟橡膠層硬度低的中間硅酮橡膠層。
2.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，氟橡膠由偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟丙烯的三元共聚物、或四氟乙烯和丙稀的共聚物構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，氟橡膠層的層厚設(shè)定為0.2～1.5mm。
4.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，中間硅酮橡膠層的材料硬度比加固線織入型硅酮橡膠層及最內(nèi)層的氟橡膠低JIS A硬度10～30。
5.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，中間硅酮橡膠層的層厚設(shè)定為0.3～2mm。
6.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，在氟橡膠層中，相對(duì)于100份原料聚合物，配合5～40重量比的芳香族聚酰胺纖維。
7.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，在氟橡膠層中，相對(duì)于100份原料聚合物，配合0.5～10重量比的硅油。
8.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，在中間硅酮橡膠層中，相對(duì)于100份原料聚合物，配合2～15重量比的氧化鎂。
9.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，在中間硅酮橡膠層中，相對(duì)于100份原料聚合物，配合1～15重量比的異氰尿酸三烯丙酯。
10.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，在中間硅酮橡膠層中，相對(duì)于100份原料聚合物，配合0.5～10重量比的硅烷耦合劑。
11.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，在氟橡膠層外插到配對(duì)管上的部分內(nèi)周上，涂敷有硅類的分型劑。
12.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，在氟橡膠層外插到配對(duì)管上的部分內(nèi)周上，在周向上突設(shè)有多個(gè)肋筋。
13.如權(quán)利要求1所述的橡膠軟管，在氟橡膠層與中間硅酮橡膠層之間涂敷有有機(jī)硅烷類粘接劑。
14.一種橡膠軟管的制造方法，是在氟橡膠層與其外周的加固線織入型硅酮橡膠層之間配設(shè)硬度比加固線織入型硅酮橡膠層及最內(nèi)層氟橡膠層低的中間硅酮橡膠層的擠壓方式的橡膠軟管的制造方法，其特征在于，從第1擠壓機(jī)將氟橡膠層、含有與上述氟橡膠層粘接的粘接劑成分且硬度比上述氟橡膠層及外周的加固線織入型硅酮橡膠層低的中間硅酮橡膠層、以及加固線織入型硅酮橡膠下層以層疊狀態(tài)擠壓，并供給到編織機(jī)；通過該編織機(jī)在加固線織入型硅酮橡膠下層的外周織上加固線，并供給到第2擠壓機(jī)；通過該第2擠壓機(jī)在織上的加固線的外周上覆蓋加固線織入型硅酮橡膠上層，并進(jìn)行擠壓。
15.如權(quán)利要求14所述的橡膠軟管的制造方法，加固線的織入部分與硅酮橡膠上層中的一個(gè)或兩者形成為多層。
16.如權(quán)利要求14所述的橡膠軟管的制造方法，其特征在于，在氟橡膠層的外周涂敷硅烷耦合劑，由第1擠壓機(jī)進(jìn)行的氟橡膠層、硬度比上述氟橡膠層及加固線織入型硅酮橡膠低的中間硅酮橡膠層、和加固線織入型硅酮橡膠下層的層疊狀態(tài)，是通過上游側(cè)第1擠壓機(jī)進(jìn)行的氟橡膠層的擠壓、硅烷耦合劑涂敷機(jī)進(jìn)行的硅烷耦合劑的涂敷、下游側(cè)第1擠壓機(jī)進(jìn)行的中間硅酮橡膠層和加固線織入型硅酮橡膠下層的擠壓來形成的。
17.一種橡膠軟管，是將外層橡膠層以卷繞方式層疊在內(nèi)層橡膠層的外周上的橡膠軟管，其特征在于，內(nèi)層橡膠層為氟橡膠層，外層橡膠層為加固布織入型硅酮橡膠層，并且在氟橡膠層與加固布織入型硅酮橡膠層之間配設(shè)有含有與氟橡膠層粘接的粘接劑成分的中間硅酮橡膠層，并且使該中間橡膠層為硬度比加固布織入型硅酮橡膠層及最內(nèi)層的上述氟橡膠層低的中間硅酮橡膠層。
18.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，氟橡膠由偏二氟乙烯、六氟丙烯、四氟丙烯的三元共聚物、或四氟乙烯和丙稀的共聚物構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，氟橡膠層的層厚設(shè)定為0.2～1.5mm。
20.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，中間硅酮橡膠層的材料硬度比加固線織入型硅酮橡膠層及氟橡膠層低JIS A硬度10～30。
21.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，中間硅酮橡膠層的層厚設(shè)定為0.3～2mm。
22.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，在氟橡膠層中，相對(duì)于100份原料聚合物，配合5～40重量比的芳香族聚酰胺纖維。
23.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，在氟橡膠層中，相對(duì)于100份原料聚合物，配合0.5～10重量比的硅油。
24.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，在中間硅酮橡膠層中，相對(duì)于100份原料聚合物，配合2～15重量比的氧化鎂。
25.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，在中間硅酮橡膠層中，相對(duì)于100份原料聚合物，配合1～15重量比的異氰尿酸三烯丙酯。
26.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，在中間硅酮橡膠層中，相對(duì)于100份原料聚合物，配合0.5～10重量比的硅烷耦合劑。
27.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，在氟橡膠層外插到配對(duì)管上的部分內(nèi)周上，涂敷有硅類的分型劑。
28.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，在氟橡膠層外插到配對(duì)管上的部分內(nèi)周上，在周向上突設(shè)有多個(gè)肋筋。
29.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，在氟橡膠層與中間硅酮橡膠層之間涂敷有有機(jī)硅烷類粘接劑。
30.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，氟橡膠層的外周表面為壓紋。
31.如權(quán)利要求17所述的橡膠軟管，在氟橡膠層外插到配對(duì)管上的部分內(nèi)周上，在周向上突設(shè)有多個(gè)肋筋。
32.一種橡膠軟管的制造方法，是在氟橡膠層與其外周的加固布織入型硅酮橡膠層之間配設(shè)硬度比加固布織入型硅酮橡膠層及最內(nèi)層氟橡膠層低且含有使上述氟橡膠與加固布織入型硅酮橡膠粘接的粘接劑成分的中間硅酮橡膠層的卷繞方式的橡膠軟管的制造方法，其特征在于，用壓延機(jī)輥制作氟橡膠層薄片，并且抹上中間硅酮橡膠，制作氟橡膠層薄片與中間硅酮橡膠層的層疊薄片，在該層疊薄片上卷繞預(yù)先制成的加固布織入型硅酮橡膠的頂部薄片。
33.如權(quán)利要求32所述的橡膠軟管的制造方法，在氟橡膠層的外周上涂敷有機(jī)硅烷類粘接劑，在制成氟橡膠層薄片后涂敷有機(jī)硅烷類粘接劑，然后抹上中間硅酮橡膠，來制成氟橡膠層薄片與中間硅酮橡膠層薄片的層疊薄片。
全文摘要
提供一種橡膠軟管及其制造方法，在以擠壓方式將外層橡膠層層疊到內(nèi)層橡膠層的外周上的橡膠軟管中，內(nèi)層橡膠層為氟橡膠層(2)，外層橡膠層為織入了加固線的加固線織入型硅酮橡膠層(1)，并且在氟橡膠層(2)與加固線織入型硅酮橡膠層(1)之間配設(shè)含有與氟橡膠層粘接的粘接劑成分的中間橡膠層，并且使該中間橡膠層為硬度比加固線織入型硅酮橡膠層及氟橡膠層低的中間硅酮橡膠層(3)。進(jìn)而，本發(fā)明提供一種橡膠軟管及其制造方法，在將外層橡膠層以卷繞方式層疊在內(nèi)層橡膠層上的橡膠軟管中，內(nèi)層橡膠層為氟橡膠層(5)，外層橡膠層為加固布織入型硅酮橡膠層(4)，并且在氟橡膠層(5)與加固布織入型硅酮橡膠層(4)之間配設(shè)有含有與氟橡膠層(5)粘接的粘接劑成分的中間橡膠層，并且使該中間橡膠層為硬度比加固布織入型硅酮橡膠層低的中間硅酮橡膠層(6)。
文檔編號(hào)B29C47/06GK1771408SQ03826418
公開日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2003年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月9日
發(fā)明者安松一二三, 藤井日出夫, 秋山和彥 申請(qǐng)人:丸五橡膠工業(yè)株式會(huì)社