JP2007118257A - Protective tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、保護チューブに関する。さらに詳しくは、本発明は、特に食品生産関連機器用のケーブルや信号線、およびそれらを含む多芯ケーブルの保護チューブに関する。 The present invention relates to a protective tube. More specifically, the present invention relates to cables and signal lines for food production related equipment, and a protection tube for a multi-core cable including them.
食品業界のように、雑菌の処理が非常に重要な分野においては、使用されるケーブルや信号線に耐滅菌処理能が要求される。具体的には、−１気圧で１３５℃以上という耐高圧蒸気強度が要求される。
通常、ケーブルや信号線は保護チューブ内に挿入され、その両端にコネクターが結線される。その際、保護チューブ端面とコネクター端面とは、密着状態で固定される。ところが、この状態で滅菌処理を行うと、保護チューブの長手方向に伸びが発生する。その結果、内部のケーブル類にストレスが生じ、最悪、断線という不具合が発生してしまう。
この問題に対応するため、金属製のジャバラ管をシリコーンゴムで被覆した保護チューブや、シリコーンゴムチューブを伸び防止用ガラス糸を縦添えしたガラス編組で被覆した保護チューブが提案されている。前者においては、ジャバラ管を用いることから伸びの問題は解決され併せて形態安定性も良好であるが、可撓性が悪く、取り回しに難がある。他方、後者ではガラス編組を採用しているため、可撓性は得られるものの伸びが抑えられず、また形態安定性も悪く、つぶれ易い、という欠点がある。
このように、従来の対策にはいずれも一長一短があり、滅菌処理への対応課題を根本的に解決するには至っていないのが実状である。
In a field where handling of germs is very important, such as in the food industry, the cables and signal lines used are required to have sterilization resistance. Specifically, a high pressure steam strength of 135 ° C. or higher at −1 atmosphere is required.
Usually, cables and signal lines are inserted into a protective tube, and connectors are connected to both ends thereof. At that time, the protective tube end face and the connector end face are fixed in close contact. However, when sterilization is performed in this state, elongation occurs in the longitudinal direction of the protective tube. As a result, stress is generated in the internal cables, causing a problem of worst and disconnection.
In order to cope with this problem, a protective tube in which a metal bellows tube is covered with silicone rubber, and a protective tube in which a silicone rubber tube is covered with a glass braid with longitudinally preventing glass yarns are proposed. In the former, since the bellows tube is used, the problem of elongation is solved and the shape stability is also good, but the flexibility is poor and the handling is difficult. On the other hand, since the latter employs a glass braid, the flexibility is obtained, but the elongation is not suppressed, the shape stability is also poor, and there is a disadvantage that it is easily crushed.
Thus, all of the conventional measures have advantages and disadvantages, and the actual situation is that they have not fundamentally solved the problem of dealing with sterilization.
したがって、本発明の課題は、過酷な滅菌処理下でも、長手方向の伸びがなく、しかも可撓性と形態安定性に優れた保護チューブを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a protective tube that does not stretch in the longitudinal direction even under severe sterilization treatment and is excellent in flexibility and form stability.
本発明者は、金属チューブとして可撓性チューブを用いる際に、ガラス編組内に縦添えされる伸び防止用縦糸として高抗張力耐熱性繊維を、そして、被覆層としてシリコーンゴム層を採用すると共にこれら編組とゴム層とをシリコーンワニスで固定・一体化することに着目した結果、上記課題を一挙に解決するに至った。 When using a flexible tube as a metal tube, the present inventor employs a high tensile strength heat resistant fiber as a warp preventing warp thread longitudinally added in a glass braid, and a silicone rubber layer as a coating layer. As a result of paying attention to fixing and integrating the braid and the rubber layer with a silicone varnish, the above problems have been solved at once.
本発明によれば、従来なし得なかった、伸びが無くしかも可撓性と形態安定性に優れた保護チューブが実現される。これは、ひとえにシリコーンワニスがガラス編組と高抗張力耐熱性繊維との固定の為だけでなく、シリコーンゴム層の変形や破裂防止にも寄与していることに因る。 According to the present invention, a protective tube having no elongation and excellent flexibility and shape stability, which could not be achieved conventionally, is realized. This is because the silicone varnish contributes not only to fixing the glass braid and the high tensile strength heat resistant fiber but also to preventing deformation and rupture of the silicone rubber layer.
以下、本発明の保護チューブについて、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る保護チューブの一態様を示す側面図である。
Hereinafter, the protective tube of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a protective tube according to the present invention.
図１において、（１）は保護チューブ、（２）は可撓性金属チューブ、（３）はガラス編組、（４）は縦添された高抗張力耐熱性繊維、（５）はシリコーンワニス、（６）はシリコーンゴム層（シース）である。
ここで特徴的なことは、高抗張力耐熱性繊維（４）が縦添えされたガラス編組（３）とシリコーンゴム層（６）とがシリコーンワニス（５）の介在により一体化されていることである。
本発明において、可撓性金属チューブ（２）としてはスパイラル管が好適に採用される。この可撓性金属チューブ（２）は、その内部空間に挿入されるケーブルや信号線を保護するが、スパイラル形状ゆえに伸び縮みする。
この伸び縮みのうち、伸び防止対策用に採用されるのが、ガラス編組（３）とその中に縦添えされる高抗張力耐熱性繊維（４）である。この、高抗張力耐熱性繊維（４）の縦添えにより、可撓性金属チューブ（２）の可撓性の維持と伸び防止が両立する。一方、縮み防止対策用して採用されるのが、シリコーンワニス（５）である。該ワニス（５）を塗布しない状態でシリコーンゴム層（６）を被覆すると、可撓性金属チューブ（２）が縮んでしまい、結果的に高抗張力耐熱性繊維（４）がたるみ、縮み防止の役目を果たさなくなってしまう。これに対して、ガラス編組（３）と高抗張力耐熱性繊維（４）の隙間にシリコーンワニス（５）を含浸することによって、高抗張力耐熱性繊維（４）が縦添えされたガラス編組（３）とシリコーンゴム層（６）が一体的に固定され、たるみの発生が防止される。さらに、ワニス（５）は、シリコーンゴム層（６）と化学的な親和性を有するので、両者は強固に固着する。したがって、（３）〜（６）の部材は互いに強固に接着され、保護チューブ（１）自体の強度が向上する。
可撓性金属チューブ（２）としては、ステンレス（SUS）、銅、アルミニウム等の可撓性に優れた金属材料からなるスパイラル管が好ましく、その中でも、強度に優れ、腐食性に優れたステンレス（SUS）からなるスパイラル管が特に好ましい。スパイラル管自体は、上記金属の帯状平板、特に厚さが０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ、幅が１．９ｍｍ〜２．１ｍｍの帯状平板で構成されるのが好ましい。更に、スパイラル管のピッチは２．１ｍｍ〜２．６ｍｍが好ましく、又、隣り合うスパイラル管の隙間は０．２ｍｍ〜０．５ｍｍが好ましい。
ガラス編組（３）は、好ましくは、耐熱性ガラス繊維束から構成される。該繊維束としては、特に繊維径が０．０８ｍｍ〜０．３ｍｍの繊維束が好ましく用いられる。編組の際の打数は１６〜３６、持数１〜５、編組密度としては３０％〜８０％が好ましい。
高抗張力耐熱性繊維（４）としては、アラミド系繊維であるケブラー（デュポン製）、「テクノーラ」（帝人製）、「ノーメックス」（デュポン製）、「コーネックス」（帝人製）、その他のエンプラ繊維、ポリイミド繊維、ポリアミド繊維が好ましく、その中でもパラ型のアラミド系繊維が特に好ましい。
高抗張力耐熱性繊維（４）をガラス編組（３）中に配置する際の縦添えの態様としては、ガラス編組（３）の厚み方向のほぼ中央部でその外周方向に等間隔で配置するのが好ましい。縦添え本数は１本〜４本程度であればよい。高抗張力耐熱性繊維（４）としては、繊維を２本〜５本撚って得た、外径が０．２ｍｍ〜０．６５ｍｍの繊維束が好ましい。
シリコーンワニス（５）としては、斯界で常用されているシリコーン系ワニスであればよいが、特に耐熱性ワニスが好ましく用いられる。その含浸量は、ガラス編組（３）と高抗張力耐熱性繊維（４）との隙間が無くなるような量であればよい。また、シリコーンゴム層（６）を形成するゴムは、通常のシリコーンゴムであればよいが、特に耐熱性ゴムであればなお好ましい。その厚さは、可撓性チューブ（２）に対する保護機能と及びシース層自身としての保護機能の両者を考慮し、０．５ｍｍ〜０．９ｍｍであるのが好ましい。
In FIG. 1, (1) is a protective tube, (2) is a flexible metal tube, (3) is a glass braid, (4) is a longitudinally attached high tensile strength heat resistant fiber, (5) is a silicone varnish, ( 6) is a silicone rubber layer (sheath).
What is characteristic here is that the glass braid (3) and the silicone rubber layer (6) to which the high-tension heat-resistant fibers (4) are vertically attached are integrated with the silicone varnish (5). is there.
In the present invention, a spiral tube is preferably employed as the flexible metal tube (2). This flexible metal tube (2) protects cables and signal lines inserted into its internal space, but it expands and contracts due to its spiral shape.
Among these stretches and shrinkages, the glass braid (3) and the high-strength heat-resistant fiber (4) vertically attached thereto are employed as measures for preventing stretch. The longitudinal attachment of the high tensile strength heat resistant fiber (4) makes it possible to maintain both flexibility and prevent elongation of the flexible metal tube (2). On the other hand, a silicone varnish (5) is employed as a countermeasure for preventing shrinkage. When the silicone rubber layer (6) is coated without applying the varnish (5), the flexible metal tube (2) is shrunk, resulting in sagging of the high tensile strength heat-resistant fiber (4) and prevention of shrinkage. It will no longer play a role. On the other hand, the glass braid (3) with the high tensile strength heat-resistant fibers (4) vertically attached by impregnating the gap between the glass braid (3) and the high tensile strength heat-resistant fibers (4) with the silicone varnish (5). ) And the silicone rubber layer (6) are integrally fixed to prevent sagging. Furthermore, since the varnish (5) has a chemical affinity with the silicone rubber layer (6), both are firmly fixed. Therefore, the members (3) to (6) are firmly bonded to each other, and the strength of the protective tube (1) itself is improved.
As the flexible metal tube (2), a spiral tube made of a metal material having excellent flexibility such as stainless steel (SUS), copper, and aluminum is preferable. Among them, stainless steel (excellent in strength and corrosion resistance) A spiral tube made of SUS is particularly preferred. The spiral tube itself is preferably composed of the above-described metal strip flat plate, particularly a strip flat plate having a thickness of 0.2 mm to 1.0 mm and a width of 1.9 mm to 2.1 mm. Furthermore, the pitch of the spiral tube is preferably 2.1 mm to 2.6 mm, and the gap between adjacent spiral tubes is preferably 0.2 mm to 0.5 mm.
The glass braid (3) is preferably composed of a heat-resistant glass fiber bundle. As the fiber bundle, a fiber bundle having a fiber diameter of 0.08 mm to 0.3 mm is particularly preferably used. The number of strikes during braiding is preferably 16 to 36, the number of possessions is 1 to 5, and the braiding density is preferably 30% to 80%.
High tensile strength heat resistant fibers (4) include Kevlar (made by DuPont), “Technora” (made by Teijin), “Nomex” (made by DuPont), “Conex” (made by Teijin), and other engineering plastics. Fiber, polyimide fiber, and polyamide fiber are preferable, and para-type aramid fiber is particularly preferable among them.
As an aspect of vertical attachment when the high tensile strength heat-resistant fiber (4) is arranged in the glass braid (3), the glass braid (3) is arranged at a substantially central portion in the thickness direction at equal intervals in the outer circumferential direction. Is preferred. The number of vertical attachments may be about 1 to 4. As the high tensile strength heat-resistant fiber (4), a fiber bundle obtained by twisting 2 to 5 fibers and having an outer diameter of 0.2 mm to 0.65 mm is preferable.
As the silicone varnish (5), any silicone-based varnish commonly used in this field may be used, and in particular, a heat-resistant varnish is preferably used. The amount of impregnation may be an amount such that there is no gap between the glass braid (3) and the high tensile strength heat resistant fiber (4). The rubber forming the silicone rubber layer (6) may be a normal silicone rubber, but is particularly preferably a heat resistant rubber. The thickness is preferably 0.5 mm to 0.9 mm in consideration of both the protective function for the flexible tube (2) and the protective function as the sheath layer itself.
次に、本発明に係る保護チューブの製造方法の一例について述べる。
本発明では、可撓性金属チューブ（２）の周りにガラス編組（３）を構成するガラス繊維束と、高抗張力耐熱性繊維（４）とを編み込んでいくが、その際、高抗張力耐熱性繊維（４）がたるまないようにその張力を調整しておくことが肝要である。
次に、シリコーンワニス（５）をガラス編組（３）と高抗張力耐熱性繊維（４）との隙間に浸透させる。ガラス編組（３）内の隙間をシリコーンワニス（５）で埋め込むには、含浸、塗布、あるいは被覆等による含浸処理が採用されるが、ガラス編組（３）及び高抗張力耐熱性繊維（４）の内部までワニスを浸透させるためには含浸処理が最も好ましい。
最後に、シリコーンワニス（５）が含浸したガラス編組（３）の周りにシリコーンゴム層（６）を被覆して、本発明の保護チューブが完成する。シリコーンゴム層（６）は、押出被覆、塗布、あるいは含浸等により形成されるが、生産性の点から押出被覆が好ましく採用される。
本発明によれば、ガラス編組（３）と高抗張力耐熱性繊維（４）との隙間にワニス（５）を含浸させることで、保護チューブ（１）が一体的に強化されるばかりでなく、後工程で発生し易い、高抗張力耐熱性繊維（４）のたるみも防止できる。しかも、実施例にも示すように、可撓性金属チューブ（２）、ガラス編組（３）、高抗張力耐熱性繊維（４）、シリコーンワニス（５）及びシリコーンゴム層（６）の各材質と寸法を調整することにより、オートクレーブ等で使用する−１気圧下で１３５℃以上の耐高圧蒸気強度を有する保護チューブとすることができる。
Next, an example of the manufacturing method of the protection tube which concerns on this invention is described.
In the present invention, the glass fiber bundle constituting the glass braid (3) and the high strength heat resistant fiber (4) are knitted around the flexible metal tube (2). It is important to adjust the tension so that the fiber (4) does not sag.
Next, the silicone varnish (5) is infiltrated into the gap between the glass braid (3) and the high tensile strength heat resistant fiber (4). In order to embed the gap in the glass braid (3) with the silicone varnish (5), impregnation treatment such as impregnation, coating, or coating is adopted. The glass braid (3) and the high tensile strength heat resistant fiber (4) The impregnation treatment is most preferable for allowing the varnish to penetrate into the interior.
Finally, the silicone rubber layer (6) is coated around the glass braid (3) impregnated with the silicone varnish (5) to complete the protective tube of the present invention. The silicone rubber layer (6) is formed by extrusion coating, coating, or impregnation, and extrusion coating is preferably employed from the viewpoint of productivity.
According to the present invention, not only the protective tube (1) is integrally strengthened by impregnating the varnish (5) into the gap between the glass braid (3) and the high tensile strength heat resistant fiber (4), It is also possible to prevent sagging of the high tensile strength heat-resistant fiber (4) that is likely to occur in the subsequent process. In addition, as shown in the examples, the flexible metal tube (2), the glass braid (3), the high tensile strength heat resistant fiber (4), the silicone varnish (5), and the silicone rubber layer (6) By adjusting the dimensions, a protective tube having a high-pressure steam strength of 135 ° C. or higher under −1 atm used in an autoclave or the like can be obtained.
先ず、板幅が２．０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのステンレス（SUS304）帯状平板を用いて、内径７．６ｍｍ、外径８．２ｍｍ、ピッチ２．３ｍｍ、スパイラル管の隙間０．３ｍｍのスパイラル管（可撓性金属チューブ（２））を成形した。次に、該チューブ（２）の周りに、高抗張力耐熱性繊維（４）を縦添えしながらガラス編組（３）を形成した。ガラス編組（３）の形成に際しては、繊維径が０．１１ｍｍのガラス繊維３本の撚糸束を打数３２、持数３、編組密度６５％で編組した。一方、高抗張力耐熱性繊維（４）としては、繊維径が０.３５ｍｍの「ケブラー」（デュポン社製）の３本撚糸束を４本用いて、ガラス編組（３）の厚み方向のほぼ中央部でその周方向に９０度の間隔をおいて、引っ張った状態で該編組（３）中に編込んだ。更に、高抗張力耐熱性繊維（４）が縦添えされたガラス編組（３）の隙間に、キシレンで３０％に希釈したシリコーンワニス「Ｘ４０―４１７７」（信越シリコーン製）（５）を含浸した。
この際、シリコーンワニス（５）がガラス編組（３）と高抗張力耐熱性繊維（４）内にも十分浸透するように、ワニス槽内での５分間の浸漬処理を採用した。その後、炉温が１８０℃の乾燥炉にてシリコーンワニス（５）を乾燥固化した。
最後に、シリコーンゴム「ＴＳＲ１１２６」（信越シリコーン製）を厚さ０．７ｍｍで、ガラス編組（３）の周りに押出被覆して、内径７．６ｍｍ、外径８．７ｍｍの本発明の保護チューブ（１）が完成した。
更に、比較例１として、シリコーンワニス（５）を省略する以外は、実施例と同一条件にて比較用保護チューブを作成した。
又、比較例２として、スパイラル管（２）を割愛する以外は、実施例と同一条件にて比較用保護チューブを作成した。
この結果、本発明の保護チューブと比較例１〜２の保護チューブとを比較すると、上記、表１から判るように、本発明の保護チューブ（１）の伸びは１％以下と、比較例１の３％に比べて格段に抑制されている。更に、高温高圧下での形態安定性についても、本発明の保護チューブ（１）は、比較例１〜比較例２の保護チューブより優れている。このように、本発明の保護チューブ（１）は、伸びが無く、しかも形態安定性に優れ、なお且つ可撓性と構造一体性にも優れた保護チューブであることが確認された。
First, using a stainless steel (SUS304) belt-like flat plate with a plate width of 2.0 mm and a thickness of 0.3 mm, a spiral having an inner diameter of 7.6 mm, an outer diameter of 8.2 mm, a pitch of 2.3 mm, and a spiral tube gap of 0.3 mm. A tube (flexible metal tube (2)) was formed. Next, a glass braid (3) was formed around the tube (2) while vertically attaching high tensile strength heat resistant fibers (4). When forming the glass braid (3), a twisted bundle of three glass fibers having a fiber diameter of 0.11 mm was braided with a number of shots of 32, a number of three, and a braid density of 65%. On the other hand, as the high tensile strength heat resistant fiber (4), four triple twisted yarn bundles of “Kevlar” (manufactured by DuPont) having a fiber diameter of 0.35 mm are used, and the glass braid (3) is almost in the center in the thickness direction The part was knitted into the braid (3) while being pulled at an interval of 90 degrees in the circumferential direction. Further, the gap between the glass braids (3) longitudinally attached with the high tensile strength heat-resistant fibers (4) was impregnated with silicone varnish “X40-4177” (manufactured by Shin-Etsu Silicone) (5) diluted to 30% with xylene.
At this time, a dipping treatment for 5 minutes in the varnish tank was adopted so that the silicone varnish (5) sufficiently penetrated into the glass braid (3) and the high tensile strength heat resistant fiber (4). Thereafter, the silicone varnish (5) was dried and solidified in a drying furnace having a furnace temperature of 180 ° C.
Finally, silicone rubber “TSR1126” (manufactured by Shin-Etsu Silicone) is 0.7 mm thick and is extrusion coated around the glass braid (3) to provide the protective tube of the present invention having an inner diameter of 7.6 mm and an outer diameter of 8.7 mm. (1) was completed.
Further, as Comparative Example 1, a comparative protective tube was prepared under the same conditions as in Examples except that the silicone varnish (5) was omitted.
Further, as Comparative Example 2, a comparative protective tube was prepared under the same conditions as in the Example except that the spiral tube (2) was omitted.
As a result, when comparing the protective tube of the present invention and the protective tubes of Comparative Examples 1 and 2, as can be seen from Table 1, the elongation of the protective tube (1) of the present invention is 1% or less, Comparative Example 1. This is much less than 3%. Furthermore, the protective tube (1) of the present invention is superior to the protective tubes of Comparative Examples 1 and 2 in terms of form stability under high temperature and high pressure. Thus, it was confirmed that the protective tube (1) of the present invention is a protective tube that does not stretch, has excellent shape stability, and has excellent flexibility and structural integrity.
本発明の保護チューブは、伸びが実質的に発生しないばかりか、高温高圧の環境下においても耐久性に優れているので、食品生産関連機器用のみならず、医療機器等における滅菌処理を必要とするケーブルや信号線へも適用できる。 Since the protective tube of the present invention is not substantially stretched and has excellent durability even in a high-temperature and high-pressure environment, it requires sterilization not only for food production-related equipment but also for medical equipment. It can also be applied to cables and signal lines.
１ 保護チューブ
２ 可撓性金属チューブ
３ ガラス編組
４ 高抗張力耐熱性繊維
５ シリコーンワニス
６ シリコーンゴム層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Protective tube 2 Flexible metal tube 3 Glass braid 4 High tensile strength heat resistant fiber 5 Silicone varnish 6 Silicone rubber layer
Claims (6)
The protective tube according to any one of claims 1 to 5, which has a high-pressure steam strength of 135 ° C or higher under -1 atm.
Priority Applications (1)
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| JP2005310360A JP2007118257A (en) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | Protective tube |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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