JP2006191828A - 散水チューブ - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性、穿孔処理性、均一散水性、取扱い利便性などの諸特性を保持して、より高度の耐久性、耐圧性、耐熱性などの特性を有する散水チューブを提供する。
【解決手段】糸入り樹脂製の基材からなる散水チューブであって、シート状基材の一方の端部をチューブ本体の一部内側でシールされた形態を有する散水チューブで、好ましくは糸入り樹脂製の基材が、織布状またはネット状の糸形成体からなる補強基材と熱可塑性樹脂からなる主基材の積層構造である。
【選択図】図１

Description

本発明は、散水チューブに関する。詳しくは、糸入り樹脂製の基材からなる特定のシール構造を有する高度の耐久性、耐圧性を有する散水チューブに関する。

近年、農業用分野、土木用分野を中心に散水用、或いは潅水用として、硬質合成樹脂管の替わりに、ポリエチレン樹脂等の合成樹脂製の散水チューブが利用されている。通常、これらの散水チューブは、散水孔を穿設した二枚の長尺状熱可塑性樹脂フィルムを重ね合わせて、幅方向の両端を長尺方向に融着することによって形成された貼合タイプのもの（例えば、特許文献１）、および、溶融押出法によって熱可塑性樹脂を円筒状のスリットから溶融押出し、直接チューブ状に成形加工し、得られたチューブに散水孔を穿設した非貼合タイプのもの（特許文献２）が存在する。
これらの散水チューブはポンプ等の水源に連結の送水管を接続して供給水に所定水圧をかけて送水することによって、均一な散水特性を達成できるように、精度の高い穿孔処理、具体的にはポンチ打ち抜き法、針穿孔法、或いはレーザー穿孔法などにより、多数の小孔が高精度に規則正しく配列された形態を有している。

しかしながら、最近では散水チューブの利用のされ方として、広範囲の面積をより均一に散水する傾向にあり、そのため散水チューブの敷設長さもそれに合せて長くなり、併せて、より均一な散水形状と散水幅を達成することが必要とされている。このため、散水チューブの元水圧は、これまで以上に高圧値に設定して対応しなければならなくなっているが、この場合、散水チューブの耐久性、耐圧性が限界を超え、長期間に亘る散水チューブの高品質の維持に問題を来たすケースが発生している。
また、夏季には高温度の外気環境下で長時間、未使用の状態で散水チューブを圃場に放置するケースが多々ある。この場合、散水チューブの表面温度は６０〜８０℃と極めて高温に曝され、このような状態で散水チューブに物理的な応力が過度に加わると、チューブの破損、変形など、散水チューブ本来の機能を損なう不具合が生じる恐れがある。

このような従来の散水チューブの耐久性、耐圧性、耐熱性を改良する方策として、散水チューブ自身の肉厚を厚くして耐久性、耐圧性を改善する方法、あるいは散水チューブ自身の樹脂組成物の見直し、具体的には、高分子量熱可塑性樹脂の採用、高剛性熱可塑性樹脂の採用、高融点熱可塑性樹脂の採用、或いは高密度熱可塑性樹脂の採用などの方法が一般には考えられる。
しかし、これらの何れの方法でも散水チューブを作成する際の溶融押出加工性の制約、穿孔処理加工性の制約、チューブ自身の柔軟性の低下による散水チューブの取扱い利便性の不具合などの問題を来たし、散水チューブの材質として要求される耐久性、耐圧性、耐熱性、柔軟性、加工性、穿孔処理性、均一散水性、取扱い利便性などの諸性能の全ての性能を満足することはできない。
また、これに対して、耐圧性を有する散水チューブとして、主基材をポリエチレン樹脂などの熱可塑性樹脂と合成樹脂製織布とを積層化した構成で、長手方向に沿って２枚のシートを重ね合わせて合掌形状のヒートシール部を有した耐水ホースの記載例（例えば、特許文献３）があるが、せっかく合成樹脂製織布で基材の補強を行っても、ヒートシールの形態が図４に示すような合掌形状であるために、その構成上、ヒートシール部には補強効果が少なく、その結果、高温環境条件下で高水圧の送水環境下での使用の場合には、内圧に対して合掌形態状のヒートシール部からの剥離の懸念の不具合を依然として有している。

特開昭５８−６３３３５号公報 特開平２−２５８１８７号公報 特開平５−９６６９１号公報

本発明の目的は、上記問題に鑑み、柔軟性、穿孔処理性、均一散水性、取扱い利便性などの諸特性を保持して、より高度の耐久性、耐圧性、耐熱性などの特性を有する散水チューブを提供することにある。

本発明者らは、鋭意検討した結果、糸入り樹脂製の基材からなる特定のシール構造（図１を参照）を有し、長手方向に穿孔処理させた散水チューブを提供することで、シール部を含め、チューブ全体が高度の耐久性、耐圧性、耐熱性を発現することを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明の要旨は、（１）糸入り樹脂製の基材からなる散水チューブであって、シート状基材の一方の端部をチューブ本体の一部内側でシールされた形態を有する散水チューブ、好ましくは、（２）糸入り樹脂製の基材が、織布状またはネット状の糸形成体からなる補強基材と熱可塑性樹脂からなる主基材の積層構造であることを特徴とする（２）記載の散水チューブ、更に好ましくは（３）糸入り樹脂製の基材が、織布状またはネット状の糸形成体からなる熱可塑性樹脂製の補強基材とポリオレフィン系樹脂製よりなる主基材の積層構造であることを特徴とする（２）記載の散水チューブ、にある。

以下、本発明の散水チューブについて詳細に説明する。
本発明に係わる散水チューブは、糸入り樹脂製の基材からなる散水チューブであって、シート状基材の一方の端部をチューブ本体の一部内側でシールされた形態の特異的なシール構造（図１を参照）を有し、長手方向に穿孔処理させた多数の小孔が高精度に規則正しく配列されていることを特徴とする散水チューブである。図１は、そのシール構造を、散水チューブの断面図として見た図である。

本発明の糸入り樹脂製の基材とは、糸と熱可塑性樹脂を含む基材の意味であり、特に好ましくは、糸からなる補強基材と熱可塑性樹脂からなる主基材を積層した構成、更に好ましくは、糸からなる補強基材を熱可塑性樹脂からなる主基材の間に介在させた層構成の基材が好ましい。更にその層構成は、補強基材を樹脂主基材で挟み込んで積層化された３層以上の多層構造のものを用いることも好ましく挙げられる。
本発明の散水チューブの樹脂主基材を構成する熱可塑性樹脂としては、屈曲自在な性能を与える任意の樹脂、例えばポリオレフィン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂などを用いることができるが、特にポリオレフィン系樹脂が好ましい。ポリオレフィン系樹脂は、密度が０．９０〜０．９４ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．９１〜０．９３ｇ／ｃｍ^３であるポリエチレン、密度が０．９０〜０．９４ｇ／ｃｍ^３、好ましくは０．９１〜０．０３ｇ／ｃｍ^３であるエチレン−αオレフィン共重合体、および酢酸ビニル単位の含有量が１〜２０重量％、好ましくは３〜１５重量％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体、或いはこれら樹脂の少なくとも１種以上の混合物である。
本発明の散水チューブの主基材を構成する当該ポリオレフィン系樹脂には、散水チューブの耐久性、耐候性などを高める目的で、予め樹脂にカーボン、耐候安定剤、酸化防止剤などを適宜添加することができる。また、その他、無機フィラー、滑剤、顔料、染料、帯電防止剤、可塑剤などの各種添加剤を必要に応じて適宜添加することができる。
特に、当該ポリオレフィン系樹脂にカーボンを添加することにより、後述するＹＡＧレーザーを用いた穿孔法により穿孔加工する際、近赤外線領域のエネルギー吸収性を向上させることができ、穿孔速度を大幅に上げることができる。通常、当該ポリオレフィン樹脂１００重量部に対して、カーボン１〜６重量部を添加することが好ましい。

本発明の散水チューブ原反の補強基材を構成する糸としては、好ましくは樹脂製糸を用いることが好ましく、該樹脂は前述の主基材のポリオレフィン系樹脂等が融ける温度以上の融点、或いは軟化点温度を有するポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、またはポリビニルアルコール系樹脂などにより構成された繊維を使用することができる。また、この場合、糸の仕様としては、特には規定しないが、補強の目的などを鑑みると、例えば、繊度５０〜５０００ｄの単糸や撚糸、一軸延伸フラットヤーンを裂いて得られる糸幅０．５〜１０ｍｍ、厚さ０．０５〜１．０ｍｍのスプリットヤーンを用いることが好ましい。本発明の補強基材は、このような糸を、そのままモノフィラメント状、マルチフィラメント状、フラットヤーン状で樹脂層間に介在させる態様や、予めそれらの糸をネット状、織布状に、打ち込み本数（２〜５０本）×（２〜５０本）／インチ程度で平織りや綾織、ヒートシール法、その他の方法で形成した糸成形物などを用いることが好ましい。
糸にも、耐久性、耐候性などを高める目的で、各種添加剤を必要に応じて適宜添加することができる。特に、当該糸にカーボンを添加することにより、後述するＹＡＧレーザーを用いた穿孔法により穿孔加工する際、近赤外線領域のエネルギー吸収性を向上させることができ、穿孔速度を大幅に上げることができ好ましい。

本発明の散水チューブは、前述の糸と熱可塑性樹脂を含む基材からなる積層構成の散水チューブであり、その作製方法は特には限定されないが、例えば、縦糸と横糸からなる織布状の補強基材の片側の面、或いは両側の面に熱可塑性樹脂の主基材を溶融押出ラミネート法、ドライラミネート法、サーマルラミネート法等の公知の方法により、好ましくは０．０１〜０．５ｍｍ厚みのフィルム層を積層して、糸入り樹脂基材であるチューブ原反を得ることができる。
糸入り樹脂基材の厚さは０．１〜２．０ｍｍが好ましく、特には耐久性、耐圧性、耐熱性、柔軟性、加工性、穿孔処理性、均一散水性、取扱い利便性などの諸性能を考慮すると、０．２〜１．５ｍｍ程度が好ましい。

本発明の散水チューブはシート状基材の一方の端部をチューブ本体の一部内側でシールされた形態の構造を有するが、そのシール方法はヒートシール法や熱風シール法、超音波シール法、高周波シール法、接着剤によるシール法等、散水チューブの水圧に耐えうる範囲で任意のシール方法を採用しうる。
また、その場合のシール幅（図１中ａ）は２〜５０ｍｍが好ましく、シート状基材の一方の端部をチューブ本体の一部内側でシールされた後での端部の未シール部分が存在していても実質的に差し支えない。（図２を参照）
また、シールに当たっては、安定したシール工程を達成する目的で、或いは、安定したシール構造のチューブを作成する目的で、一定幅のオーバーテープ（基材の材質は、特には、糸入り樹脂製には限定されない）を活用して、糸入り樹脂製の基材からなる散水チューブ本体とオーバーテープとの組み合わせでシールされた形態を有する構造であっても実質的に差し支えない。（図３を参照）
本発明の散水チューブにおいて、通常、チューブに穿孔を施す方法は、レーザー穿孔法の他にポンチ打ち抜き法、針穿孔法などの方法が知られており、散水チューブの目的を達する範囲で任意の穿孔処理方法を採用することができる。その中でも、チューブに多数の小孔を各種孔径で高精度でバリなどの発生なく規則正しく均一に得るためには、ＹＡＧレーザーや炭酸ガスレーザーを用いたレーザー穿孔法が最も優れている。

また、その場合、作成される散水チューブの仕様としては、農業用、土木用、その他での散水用、或いは潅水用としての使用のされ方、また、その場合、均一散水性を要求される散水距離やチューブ敷設の長さなど、目的によって多少の異なりを有するが、例えば、チューブ管径は２０〜１００ｍｍΦ、チューブ肉厚は０．２〜１．５ｍｍ、穿孔径は０．１〜２．０ｍｍΦ、穿孔間隔は１０〜２００ｍｍ、穿孔列数は１〜２０列などにて形成される。
以上、このように、糸入り樹脂製の基材からなり、シート状基材の一方の端部をチューブ本体の一部内側でシールされた形態を有する該散水チューブは高度の耐久性、耐圧性を発現することができる。

本発明について、以下の具体的な実施例および比較例により、さらに詳細に説明する。尚、実施例に示した各特性値は下記方法により測定した値である。

＜引張破断点荷重（Ｎ／ｃｍ）＞
各実施例、または比較例で得られた穿孔のないチューブを幅方向（ＴＤ方向）に沿ってチューブのシール部または折り目部が試料片の中心部となるように、ＪＩＳ１号ダンベルを用いて打ち抜き、試料片を作成する。この試料片を、ＪＩＳ Ｋ７１１３に準拠して引張速度３００ｍｍ／分の条件にて引張試験を行い、散水チューブの引張破断点荷重（Ｎ／ｃｍ）の測定を行う。（測定雰囲気温度２３℃）
＜耐圧試験（ＭＰａ）＞
各実施例、または比較例で得られた穿孔のないチューブ（チューブ長さ：５００ｍｍ）の一端部を完全密閉封止し、チューブ内に水を充填した後、端部を圧力計付きのプランジャー式水注入ポンプに接続する。この装置一式を４０℃の温水に浸漬して、４０℃の温水をポンプにてチューブ内に３５０ｍｌ／分の給水速度で送り込み、徐々にチューブ内を加圧化する。チューブが水内圧に耐え切れずに破壊する時のチューブ内圧を計測して破壊圧力（ＭＰａ）とする。
＜散水試験＞
各実施例、または比較例で得られた穿孔を有する散水チューブを平坦な露地面に１００ｍ長で敷設し、チューブの末端部を専用の止め具を用いて密閉し、他端部を給水ポンプに接続して、送水元圧０．２ＭＰａ、散水量５リットル／分・ｍの条件で１０分間散水を行う。その際、散水後での幅方向、長手方向での散水量分布の均等性を評価する。

（実施例１）
糸入り樹脂製基材として以下の構成のシートを準備した。
補強基材の中間層樹脂として低圧法高密度ポリエチレン樹脂（密度：０．９５０ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ：０．５ｇ／１０分）１００重量部にカーボンブラック２重量部の組成よりなるポリオレフィン系樹脂組成物（Ａ）を用い、その表裏面に積層する内外層樹脂として高圧法低密度ポリエチレン樹脂（密度：０．９２５ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ：２．５ｇ／１０分）１００重量部にカーボンブラック２重量部、シリカ０．１重量部、エルカ酸アミド０．０５重量部の組成よりなるポリオレフィン系樹脂組成物（Ｂ）を用いた層比構成が外層／中間層／内層＝１５／１２０／１５μｍ、総厚１５０μｍ、糸幅１．３ｍｍのフラットヤーンを打ち込み密度１６本×１６本／インチで織成し、縦横に配列した織布構造の補強基材を用意した。（平均厚み：３００μｍ）
この補強基材に、高圧法低密度ポリエチレン樹脂（密度：０．９２３ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ：６．０ｇ／１０分）１００重量部にカーボンブラック２重量部、シリカ０．１重量部、エルカ酸アミド０．０５重量部の組成よりなるポリオレフィン系樹脂組成物（Ｃ）を用いて溶融押出コーティング法にて厚さ７０μｍの外層および内層膜を補強基材の両層に積層化して糸入り樹脂製基材シートを作製した。（平均厚み：４４０μｍ）
次に、得られた糸入り樹脂製基材シートを１７０ｍｍ幅にスリット化して後、熱風シール機（熱風温度４００℃、貼り合わせ速度５ｍ／分）を用いて、図１に示すようなシート状基材の一方の端部をチューブ本体の一部内側でシールされた形態の構造を有する方法でチューブ（チューブ管径：５０ｍｍ、チューブ折径：８０ｍｍ、シール幅：１０ｍｍ）を作製した。
本チューブを用いて、上記に示す方法にてその引張破断点荷重、耐圧試験を行った。その結果を表１に示す。
また、本チューブをＹＡＧレーザー穿孔装置を用いて、チューブ片面に図５に示すような、穿孔径１．００、１．００、０．６０、０．６０、０．５０、０．６０、０．７０、０．７０、０．４０，０．４０ｍｍΦ、各穿孔間隔８０ｍｍ、穿孔列数１０列の穿孔処理を施して散水チューブを作成して散水試験を行った。その結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１で作製した糸入り樹脂製基材シートを９０ｍｍ幅にスリット化して後、これを２枚重ね合わせて、熱風シール機を用いて、図４に示すようなシール部の形状が合掌型となる構造を有する方法でチューブ（チューブ管径：５０ｍｍ、チューブ折径：８０ｍｍ、シール幅：各５ｍｍ）を作製した。
本チューブを用いて、上記に示す方法にてその引張破断点荷重、耐圧試験を行った。その結果を表１に示す。
また、本チューブを実施例１と同様に、ＹＡＧレーザー穿孔装置を用いて、チューブ片面に図５に示す穿孔処理を施して散水チューブを作成して散水試験を行った。その結果を表１に示す。

（比較例２）
散水チューブの基材として、密度が０．９２ｇ／ｃｍ３、メルトインデックスが２ｇ／１０分のエチレン−（４メチルペンテン−１）共重合体樹脂４７重量部、メルトインデックスが１ｇ／１０分、酢酸ビニル単位の含有量が１０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂５０重量部、カーボンブラック３重量部の組成よりなるポリオレフィン系樹脂組成物（Ｄ）を用いて、単層構造のインフレーションフィルム成形装置にて、チューブ管径が５０ｍｍ、チューブ折径が８０ｍｍ、チューブ肉厚が５００μｍのシール部を有しないシームレス型のチューブを作製した。
本チューブを用いて、上記に示す方法にてその引張破断点荷重、耐圧試験を行った。その結果を表１に示す。
また、本チューブを実施例１と同様に、ＹＡＧレーザー穿孔装置を用いて、チューブ片面に図５に示す穿孔処理を施して散水チューブを作成して散水試験を行った。その結果を表１に示す。

本発明の散水チューブの実施態様の一つである、シート基材の一方の端部をチューブ本体の一部内側でシールされた形態を示す断面図 本発明の散水チューブの実施態様の一つである、端部に未シール部を有するシール形態の断面図 本発明の散水チューブの実施態様の一つである、オーバーテープとの組み合わせでシールされた形態を示す断面図 比較例１の散水チューブにおけるシール部の形状が合掌型となるシール形態を示す断面図 散水チューブの穿孔処理設計図（数値単位ｍｍ、穿孔の数値は孔径を示す）

符号の説明

ａ・・シール幅

Claims (3)

1. 糸入り樹脂製の基材からなる散水チューブであって、シート状基材の一方の端部をチューブ本体の一部内側でシールされた形態を有する散水チューブ。
2. 糸入り樹脂製の基材が、織布状またはネット状の糸形成体からなる補強基材と熱可塑性樹脂からなる主基材の積層構造であることを特徴とする請求項１記載の散水チューブ。
3. 糸入り樹脂製の基材が、織布状またはネット状の糸形成体からなる熱可塑性樹脂製の補強基材とポリオレフィン系樹脂製よりなる主基材の積層構造であることを特徴とする請求項２記載の散水チューブ。