How to Make Silicone Hoses: A Step-by-Step Guide to Silicone Meter Hose Manufacturing

シリコンホースの作り方: 簡単な答え

シリコーン ホースは、未硬化のシリコーン ゴム シートと補強布をスチール マンドレルの周りに層ごとに巻き付け、熱と圧力の下で組み立てたものを加硫して固体の柔軟なチューブになるまで硬化させることによって作られます。コアステージは次のとおりです 材料配合、カレンダー加工、マンドレルラッピング、テーピング、オートクレーブ硬化、離型、トリミング 。典型的な シリコンメーターホース — 冷却剤、吸気、工業用流体移送ライン用に 1 メートルの長さで販売 — 3 ～ 5 層のポリエステルまたはアラミド補強材を使用しており、壁の厚さと直径に応じて完全に硬化するまでにおよそ 45 ～ 90 分かかります。

この記事の残りの部分では、各製造ステップ、関連する材料、高品質のメーター ホースを定義する仕様、および購入または構築しているホースが業界標準を満たしているかどうかを判断する方法について詳しく説明します。

シリコンホースに使用される材料

すべてのシリコーン ホースは、生のシリコーン ゴムとして始まります。通常は、純度、熱安定性、柔軟性を考慮して選ばれた白金硬化または過酸化物硬化エラストマーです。この基材は、マンドレルに接触する前に、充填剤および添加剤と混合されます。

コアコンポーネント

• シリコーンゴムベース - ホースの特徴である熱、オゾン、紫外線に対する耐性を備えています。
• 強化された生地の層 - 破裂圧力を制御するためにシリコン層の間に挟まれたポリエステル、アラミド、またはグラスファイバーメッシュ
• 硬化剤 — 加硫を誘発します。加硫とは、柔らかい化合物を固体の弾性チューブに変える化学プロセスです。
• 顔料とフィラー - 色を制御し、UV 保護のためのカーボン ブラックなどの特性を追加します。

補強層の数は、ホースの圧力定格における最大の要素です。原則として、 内径 50mm 未満のホースは最低 3 層を使用し、50mm から 102mm までのホースは 4 層を使用し、102mm を超えるホースは 5 層以上を使用します。 同等の作動圧力を維持します。

シリコンホースの製造プロセス、ステップバイステップ

シリコン ホースの製造は、ワンショットの成形操作ではなく、連続的な構築プロセスです。各段階を正しく行う必要があります。そうしないと、最終的なホースに弱点、エアトラップ、または凹凸のある壁が現れます。

ステップ 1: 粉砕と配合

未加工のシリコーンゴムと顔料は 2 本ロールミルに供給され、均一なシートが形成されるまでローラー間でコンパウンドをプレスします。フライス加工と呼ばれるこのステップでは、さらに加工を進める前に、材料の厚さが一定であり、空気が閉じ込められていないことを確認します。

ステップ 2: カレンダー作成

粉砕されたコンパウンドはカレンダー加工機に通され、正確に測定された薄いシートに丸められます。これらのシートは、後でマンドレルに巻き付けられる個々の層になるため、この段階での厚さの精度が最終的なホースの壁の厚さを直接決定します。

ステップ 3: マンドレルのラッピングと構築

スチールマンドレルは、ホースの内部形状 (ストレート、エルボ、またはカスタムベンド) に一致する形状になっています。作業者はシリコン シートと強化布の層を交互にマンドレルの周りに手または包装機で巻き付け、指定された層数まで壁を構築します。完成したホースが単純なホースであるかどうかを判断する段階です。 シリコンメーターホース または複数の曲げ角度を備えた成型エルボ。

ステップ 4: テーピング

バインダーテープは巻き付けられた層の周りにしっかりと巻き付けられ、硬化する前にそれらを一緒に圧縮します。これにより、すべての層が所定の位置に保持され、閉じ込められた空気が押し出され、最終製品の気泡や層間剥離が防止されます。硬化後、テープは剥がされて廃棄されます。

ステップ5：硬化（加硫）

テープで固定されたマンドレル アセンブリはオートクレーブまたはオーブンに入れられ、そこで熱と圧力によって加硫が引き起こされます。加硫とは、シリコーン分子を架橋して固体の弾性構造にする化学反応です。硬化温度は通常、 150℃と200℃ 、サイクル時間は、薄肉の小径ホースの場合は 30 分から、厚肉の大径の工業用ホースの場合は 90 分以上です。

ステップ 6: 脱型、トリミング、仕上げ

硬化したら、ホースをマンドレルから引き抜き、バインダーテープを剥がし、余分な材料を両端から切り取ります。その後、ホースは販売が承認される前に、表面の欠陥、壁の一貫性、ID/OD の精度をチェックするための目視および寸法検査が行われます。

知っておくべきシリコンメーターホースの仕様

「メーター ホース」とは、単に 1 メートルの長さで販売されるストレート シリコン ホース セクションを指します。これは、カスタム冷却剤、吸気、真空配管の標準形式であり、設置業者が独自のレイアウトに合わせてセクションを切断および結合します。仕様は直径によって異なりますが、以下の表は一般的なサイズの代表的な数値を示しています。

パターンに注意してください。内径が大きくなると、層数が増えても使用圧力は低下します。これはホース工学の構造上の現実であり、製造上の近道ではありません。直径が大きいほど内圧が作用する表面積が増えるため、同じ壁構造でも安全な作動圧力が低くなります。 使用圧力は通常、破裂圧力の約 3 分の 1 として計算されます。 、継続使用のための安全マージンが組み込まれています。

温度範囲と耐薬品性

メーカーが EPDM や標準ゴムではなくシリコンを選択する主な理由の 1 つは、耐熱範囲です。適切に硬化されたシリコンホースは、従来のゴムコンパウンドよりもはるかに広い帯域にわたって柔軟で構造的に健全な状態を保ちます。

• 標準シリコンメーターホース: -50℃～180℃ (-76°F ～ 356°F) 連続サービス
• 高温グレード: まで 200℃～250℃ ターボおよび排気に隣接した用途向け
• 寒冷地グレード: ～ -65°F (-54°C) 航空機および寒冷地産業用

標準的なシリコンホースは、燃料やオイルなどの石油ベースの液体に耐えるように配合されておらず、接触すると膨張して劣化します。ホースに燃料やオイルを運ぶ必要がある場合は、 フルオロシリコンインナーライナー ラッピング段階でシリコンの外層に接着されますが、これは建設を開始する前に決定される材料であり、後から追加できるものではありません。

良いホースと悪いホースを区別する品質検査

シリコーンホースは層ごとに手作業で作られるため、押出成形や射出成形の部品よりも品質管理が重要になります。いくつかの目に見える測定可能なチェックにより、ホースが正しく製造されたかどうかがわかります。

1. 内側の穴に沿って指をなぞります。ラッピング段階での隆起、しわ、重なり線がなく、滑らかに感じられるはずです。
2. 円周上のいくつかの点で壁の厚さを確認します。0.5 mm を超える変化がある場合は、カレンダー加工またはラッピングが不均一であることを示唆しています。
3. 表面の下に気泡や水ぶくれがないか確認します。これは、テーピング中に押し出されなかった空気が閉じ込められていることを示しています。
4. 補強層の数が上記の仕様表の直径ガイドラインと一致していることを確認します。
5. 使用圧力定格だけでなく、破裂圧力試験データも求めてください。信頼できるメーカーは両方の試験を行い、文書化します。

適切なテーピングを省略したり、硬化サイクルを急ぐホースは、プライ間の接着力の弱さを隠しながら、外側では問題がないように見えることがあります。この種の欠陥は通常、持続的な圧力または熱サイクル下でのみ発生します。これはまさにホースが耐えるべき条件です。そのため、上記の検査手順は、目視で確認するよりも重要です。

用途に適したシリコン メーター ホースの選択

ホースをその用途に適合させるには、直径、プライ数、流体の適合性という 3 つの変数が関係します。これらのいずれかを間違えると、不必要な補強にお金を無駄にするか、早期に失敗する危険性があります。

カスタム製作作業の場合、メートル長の直線セクションを購入し、それらをホースカプラーで結合すると、単一のメートルをいくつかの短いコネクタ部分に切断したり、長いランのために端と端を結合したりできるため、事前に成形された形状よりも柔軟性が高くなります。このため、 1メートルのストレートフォーマット 自動車、船舶、軽工業のサプライヤー全体で依然として標準在庫単位です。