JP2007044915A - 給水給湯ホース - Google Patents

Abstract

【課題】給水給湯ホースの最内層としての十分な耐塩素水性を有する上に、柔軟性に優れるために、厚肉化しても屈曲性、耐キンク性に優れた給水給湯ホースを提供することができ、しかも、内面層を単層化することも可能な材料を最内層に配することにより、低コストで生産性に優れ、長寿命で施工性に優れた給水給湯ホースを提供する。
【解決手段】１２ナイロンに由来のハードセグメントとポリエーテル由来のソフトセグメントとのブロック共重合体よりなるナイロンエラストマーよりなる最内層を備える給水給湯ホース。給水給湯ホースの最内層にナイロンエラストマーを適用することで、耐塩素水性、柔軟性に優れ、且つ内層樹脂を単層化することで生産性やコスト的にも優れた給水給湯ホースとすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、給水給湯ホースに係り、詳しくは、耐塩素水性に優れると共に、柔軟性に優れるために、厚肉化しても屈曲性、耐キンク性に優れた給水給湯ホースを提供し得るナイロンエラストマーよりなる最内層を設けた、長寿命で施工性に優れた給水給湯ホースに関する。

従来、システムキッチン、洗面化粧台、トイレ用貯水タンク、暖房用貯水タンク、その他の給水・給湯設備等に用いられる給水給湯ホースとしては、最内層（接水層）を熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）で構成し、その上にステンレスワイヤーやナイロン、ポリエステル等の有機繊維を編み組みした補強層を設け、更にこの補強層をＴＰＥよりなる最外層で被覆したものが広く用いられていた。しかし、ＴＰＥは耐塩素水性が十分でなく、塩素水による劣化のために、このような給水給湯ホースの市場寿命は一般に５年程度と言われてきた。

そこで、近年では、耐塩素水性に優れるポリブテン樹脂や架橋ポリエチレン樹脂よりなる最内層を設け、最内層としてのポリブテン樹脂層、ＴＰＥ層、有機繊維補強層、ステンレスワイヤー補強層、及び最外層としてのＴＰＥ層の積層構造を有する給水給湯ホースが一般に使用されるようになってきている（特開２００３−３４３７７３号公報）。

なお、給水給湯ホースには、このような最内層の耐塩素水性の他、狭いスペースにおいても容易に施工することができるような柔軟性と、最小曲げ半径が小さいことが要求される。即ち、給水給湯ホースは、その施工の際に無理に曲げられたり、周囲の部材に接触して外力が加わったりした場合に、ホースが折れ曲がってその部分が偏平になるキンクが発生してしまうことがある。キンクが生じると、通水路が塞がれて通水量が減ったり、極端な場合、通水そのものができなくなる。従って、狭いスペースにも容易に施工できるように、小さい半径であっても曲げ易く、キンクの発生がないことが要求される。

ポリブテン樹脂の最内層を設けたことにより、ＴＰＥ層を最内層とするものに比べて寿命は３〜４倍程度延長することができたが、住設機器用途としては、２０年程度の寿命では十分であるとは言えず、好ましくは水栓機器本体の寿命と同等の寿命が求められるところである。

従来の給水給湯ホースの高寿命化の一つの手段としては、最内層のポリブテン樹脂層の厚さの増大が考えられる。即ち、従来の給水給湯ホースの最内層のポリブテン樹脂層の厚さは約０．２５ｃｍ程度であるが、このポリブテン樹脂層の肉厚を上げることによって、ポリブテン樹脂層に含まれる酸化劣化防止剤の総量が増えることとなり、ポリブテン樹脂層が完全に劣化されるまでの時間が稼げることにより、その分寿命が延びる。

しかし、ポリブテン樹脂は、給水給湯ホースを構成する他の材料に比べて硬いため、ポリブテン樹脂層の肉厚を厚くすることにより給水給湯ホースの剛性が上がってしまい、柔軟性が大きく損なわれるという欠点がある。また、ポリブテン樹脂層が厚いと、ホースがキンクしてしまい、曲げ半径が大きな値となり、この点からも、商品価値を損なう結果となる。このため、ポリブテン樹脂層の厚肉化による寿命延長は望めないのが現状である。

そこで、本出願人は、この問題を解決すべく、先に、ポリブテン層に処方する老化防止剤の添加量を増加させることにより長寿命化を図った給水給湯ホース、エラストマーをポリブテンにアロイ化することによりポリブテン層の柔軟性を向上させたことによる柔軟な給水給湯ホースなどの改良を提案してきた（特願２００５−１７９５３３号、特願２００５−１７９５３４号）。
特開２００３−３４３７７３号公報 特願２００５−１７９５３３号 特願２００５−１７９５３４号

しかしながら、ポリブテンを主成分とする材料を用いている限り、内層の樹脂層を２層以上の多層化にする必要性は変わらず、コスト的な制約や製造上の技術的高さを必要とすることなどの不具合から、更なる改良が求められていた。

本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、給水給湯ホースの最内層としての十分な耐塩素水性を有する上に、柔軟性に優れるために、厚肉化しても屈曲性、耐キンク性に優れた給水給湯ホースを提供することができ、しかも、内面層を単層化することも可能な材料を最内層に配することにより、低コストで生産性に優れ、長寿命で施工性に優れた給水給湯ホースを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、給水給湯ホースの最内層にナイロンエラストマーを適用することで、耐塩素水性、柔軟性に優れ、且つ内層樹脂を単層化することで生産性やコスト的にも優れた給水給湯ホースを提供し得ることを見出した。
本発明はこのような知見に基き達成されたものであり、以下を要旨とする。

［１］ １２ナイロンに由来のハードセグメントとポリエーテル由来のソフトセグメントとのブロック共重合体よりなるナイロンエラストマーよりなる最内層を備えることを特徴とする給水給湯ホース。

［２］ ［１］において、該ナイロンエラストマーがショアＤ硬度６０以下であることを特徴とする給水給湯ホース。

［３］ ［１］又は［２］において、該ナイロンエラストマーが曲げ弾性率１７０ＭＰａ以下であることを特徴とする給水給湯ホース。

［４］ ［１］〜［３］のいずれか１項において、該ナイロンエラストマーがショアＤ硬度４０〜５５で曲げ弾性率６７〜１５０ＭＰａであることを特徴とする給水給湯ホース。

［５］ ［１］〜［４］いずれか１項において、該最内層の厚さが０．８〜２．５ｍｍであることを特徴とする給水給湯ホース。

［６］ ［１］〜［５］いずれか１項において、内面層と、該内面層上に設けられた補強層と、該補強層上に設けられた外面層とで構成される給水給湯ホースであって、該内面層は、前記最内層よりなる単層構造とされていることを特徴とする給水給湯ホース。

ナイロンエラストマーは、１２ナイロンに由来のハードセグメントとポリエーテル由来のソフトセグメントとのブロック共重合体であり、優れた耐加水分解性、耐薬品性、柔軟性を有している。このため、このようなナイロンエラストマーを給水給湯ホースの最内層に適用した給水給湯ホースによれば、最内層を厚くすることにより長寿命化を図った上で、屈曲性、耐キンク性、施工性に優れた、商品価値の高い給水給湯ホースが提供される。

しかも、従来のポリブテン樹脂では、弾性率（剛性）が高く、膜厚が厚いとホースの剛性が上がり、施工性が極端に低下するばかりでなくキンクし易くなる。一方で、膜厚が薄いと同様にキンクを起こし易くなると伴に、製造方式にも工夫が必要であるため内面層を単層化することはできず、ポリブテン樹脂層よりなる最内層と、ＴＰＥ層の外側層との積層構造とする必要があった。即ち、補強層以下のホース内面樹脂層には、適正な最低必要膜厚がある。
これに対して、ナイロンエラストマーであれば、柔軟性と耐塩素水性に優れる為、ホース補強層以下の内面樹脂最低膜厚以上で配する事が可能であるため、従来のＴＰＥ層は不要であり、内面層を単層化して、生産性を高めると共に低コスト化を図ることができる。

以下に本発明の給水給湯ホースの実施の形態を詳細に説明する。

まず、本発明の給水給湯ホースの最内層を構成するナイロンエラストマーについて説明する。

ナイロンエラストマーは、１２ナイロンに由来のハードセグメントとポリエーテル由来のソフトセグメントとのブロック共重合体よりなるものである。

本発明で用いるナイロンエラストマーとしては特に組成は制限されないが、ショアＤ硬度が６０以下であることが好ましい。ナイロンエラストマーのショアＤ硬度が６０を超えると十分な柔軟性を得ることができない。ショアＤ硬度の下限については特に制限はないが、ショアＤ硬度が過度に低いものはソフトセグメントとしてのポリエーテル成分の多いものであり、相対的にハードセグメントとしての１２ナイロン成分が少なくなることから、１２ナイロンによる耐薬品性、耐加水分解性が損なわれることとなるため、通常４０以上であり、従って、本発明に係るナイロンエラストマーのショアＤ硬度は４０〜５５であることが好ましい。

また、本発明で用いるナイロンエラストマーはまた、曲げ弾性率が１７０ＭＰａ以下であることが好ましい。ナイロンエラストマーの曲げ弾性率が１７０ＭＰａを超えると十分な柔軟性を得ることができない。曲げ弾性率の下限については特に制限はないが、曲げ弾性率が過度に低いものはソフトセグメントとしてのポリエーテル成分の多いものであり、相対的にハードセグメントとしての１２ナイロン成分が少なくなることから、１２ナイロンによる耐薬品性、耐加水分解性が損なわれることとなるため、通常６０ＭＰａ以上であり、従って、本発明に係るナイロンエラストマーの曲げ弾性率は６７〜１５０ＭＰａであることが好ましい。

本発明の給水給湯ホースの最内層を構成するこのようなナイロンエラストマーには、必要に応じて老化防止剤、酸化劣化剤等の添加剤を加えても良い。

次に、このようなナイロンエラストマーよりなる最内層を有する本発明の給水給湯ホースについて、図面を参照して説明する。

図１は本発明の給水給湯ホースの実施の形態を示す斜視図である。

図１（ａ），（ｂ）の給水給湯ホースは、最内層（内面層）１と、この最内層（内面層）１の上に設けられた補強層２と補強層２を覆う外面層３とで構成される。

最内層（内面層）１は、前述のナイロンエラストマーにより形成されている。

この最内層（内面層）１の厚さは、柔軟性に優れたナイロンエラストマーを用いることにより、０．８〜２．５ｍｍ程度の厚肉の層として、長寿命化を図ることができる。
最内層（内面層）１の厚さが上記範囲よりも薄いと十分な長寿命化が図れず、厚いとホース柔軟性を損なう。最内層（内面層）の厚さは好ましくは０．８〜２．５ｍｍである。

最内層（内面層）１を形成する方法としては特に制限はなく、公知の方法を採用することができ、例えば、押出成形機等を用いて所望の肉厚の最内層（内面層）を心棒としてのマンドレルに押出成形により被覆形成する方法などが挙げられる。

補強層２の構成材料としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、鉄、銅、アルミニウム等の金属単体、ステンレススチール等の合金等の金属硬線や、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維等の有機繊維よりなる補強糸を用いることができる。補強層２は、これらの１種を単独で、或いは２種以上を併用して編組又はスパイラル巻きして、編組層又は互いに対をなす方向に巻き付けられたスパイラル層として形成される。

補強層を構成する金属硬線の径や補強糸の繊度としては特に制限はないが、金属硬線の線径は０．１〜０．５ｍｍであることが好ましい。金属硬線の線径が０．１ｍｍ未満であると内面層に対して食い込み易くなり、また、金属硬線の破断のおそれもある。また、金属硬線の線径が０．５ｍｍを超えると太過ぎて補強層を形成するのが困難となる。

また、有機繊維の補強糸の繊度については、１１００〜３３００ｄｔｅｘであることが好ましい。補強糸の繊度が１１００ｄｔｅｘ未満であると強度、耐久性不足であり、３３００ｄｔｅｘを超えると太すぎて外観が悪くなる恐れがある。

本発明に係る補強層２は、図１（ａ）に示す如く、金属硬線又は補強糸の編組層２Ａの１層で構成されるものであっても良いが、図１（ｂ）に示す如く、有機繊維の補強糸の編組層よりなる有機繊維補強層２Ｂと金属硬線の編組層よりなる金属硬線補強層２Ｃとの２層構造であることが好ましく、特に、１１００〜３３００ｄｔｅｘ、撚り数６〜１５回／１０ｃｍの補強糸を編組した有機繊維補強層２Ｂと、線径が０．１〜０．５ｍｍの金属硬線を編組した金属硬線補強層２Ｃとを有する補強層２、或いは、１１００〜３３００ｄｔｅｘ、撚り数０〜１０回／１０ｃｍの補強糸をスパイラル状に巻回した有機繊維補強層２Ｂと、線径が０．１〜０．５ｍｍの金属硬線を編組した金属線補強層２Ｃとを有する補強層２であることが好ましく、このような２層構造の補強層であれば、十分な耐圧性、耐久性を得ることができる。

なお、２層構造の場合、有機繊維補強層２Ｂを内層側とし、金属硬線補強層２Ｃを外層側とすることが製造上及び外観の点で好ましい。

また、補強層２の形成に当っては、必要に応じて接着層を介在させても良い。接着層を設けることにより、補強層２の位置ずれ等を防止してホースの品質安定性を高めることができる。

外面層３は、通常スチレン系ＴＰＥ等のＴＰＥにより形成される。

この外面層３を形成する方法としては特に制限はなく、公知の方法を採用することができる。例えば、公知の押出成形機を用いて、前記補強層２上に被覆形成することができる。

外面層３の厚みとしては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常０．１〜２．０ｍｍ、好ましくは０．３〜１．５ｍｍである。
なお、本発明では、ナイロンエラストマーを用いることにより、内面層を単層構造とすることができるが、内面層は必ずしも単層構造である必要はなく、ナイロンエラストマーよりなる最内層と、この上に設けられたＴＰＥ層よりなる外側層との２層構造であっても良い。この場合、外側層は、好ましくはオレフィン系ＴＰＥで形成され、その厚さは１．０〜２．０ｍｍ程度であり、最内層と外側層との２層構造の内面層の合計の厚さは、給水給湯ホースの使用目的に応じて適宜決定されるが、通常２．０〜５．０ｍｍ程度である。

このような本発明の給水給湯ホースは、施工性、耐久性に優れ、システムキッチン、洗面化粧台、トイレ、洗浄便座、暖房用の貯水タンク等の給水給湯用ホースとして有用である。

以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り何ら以下の実施例に限定されるものではない。

実施例１〜３、比較例１
常法により、最内層（内面層）の外周面に金属硬線をブレード構造に編組して補強層を形成したものに、更に押出成形機を用いて外面層を形成して給水給湯ホース（内径９ｍｍ）を作製した。

給水給湯ホースの各部の材料及び寸法は次の通りである。
最内層（内面層）の材料：表１に示す通り。
最内層（内面層）の厚さ：１．２５ｍｍ
補強層の金属硬線：ステンレスワイヤー（ワイヤー径０．２９ｍｍ）
外面層の材料：スチレン系ＴＰＥ
外面層の厚さ：０．８ｍｍ

得られた給水給湯ホースについて下記方法により、耐塩素水性と柔軟性を評価し、結果を表１に示した。
耐塩素水性：ホースを塩素水循環試験機に取り付け、塩素濃度５０ｐｐｈｍ、温度８
０℃、流速０．３Ｌ／ｍｉｎで、ホースが漏水を起こすまでの時間（日
数）を測定した。
柔軟性：３点曲げ試験により、ローラー間スパン２００ｍｍで中心をロードセルにて
５００ｍｍ／ｍｉｎで押し込み、押し込み荷重を測定し、比較例１の値を１
００とした場合の指数で表した。この値は小さいほど柔軟性に優れることを
表す。

表１より明らかなように、ナイロンエラストマーを最内層（内面層）に用いた本発明の給水給湯ホースは、耐塩素水性と柔軟性に優れ、また、内面層を単層化して生産性の向上、コストの低減を図ることができる。

本発明の給水給湯ホースの実施の形態の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 最内層（内面層）
２ 補強層
２Ｂ 有機繊維補強層
２Ｃ 金属硬線補強層
３ 外面層

Claims (6)

1. １２ナイロンに由来のハードセグメントとポリエーテル由来のソフトセグメントとのブロック共重合体よりなるナイロンエラストマーよりなる最内層を備えることを特徴とする給水給湯ホース。
2. 請求項１において、該ナイロンエラストマーがショアＤ硬度６０以下であることを特徴とする給水給湯ホース。
3. 請求項１又は２において、該ナイロンエラストマーが曲げ弾性率１７０ＭＰａ以下であることを特徴とする給水給湯ホース。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項において、該ナイロンエラストマーがショアＤ硬度４０〜５５で曲げ弾性率６７〜１５０ＭＰａであることを特徴とする給水給湯ホース。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、該最内層の厚さが０．８〜２．５ｍｍであることを特徴とする給水給湯ホース。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、内面層と、該内面層上に設けられた補強層と、該補強層上に設けられた外面層とで構成される給水給湯ホースであって、該内面層は、前記最内層よりなる単層構造とされていることを特徴とする給水給湯ホース。

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