JP2007190769A - Hose for supplying water and hot water - Google Patents
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Description
本発明は、給水給湯用ホースに関し、詳しくは、柔軟で、かつ、耐塩素水性に優れた特性を有する、水道用配管や、給水給湯用配管に適した給水給湯用ホースに関する。 The present invention relates to a water supply and hot water supply hose, and more particularly, to a water supply and hot water supply hose that is flexible and has excellent chlorine water resistance and is suitable for water supply pipes and water supply and hot water supply pipes.
水道水には通常次亜塩素酸が殺菌用として注入されており、これによる塩素濃度が0.1ppm以上あることが殺菌効果を維持するため必要とされている。また、水道器材においては、前記の塩素濃度を有する水道水を器材の中に滞留させ、24時間経過後の塩素の残留分が初期の50%以上を保つことが必要とされている。 Tap water is usually infused with hypochlorous acid for sterilization, and a chlorine concentration of 0.1 ppm or more is required to maintain the sterilization effect. Moreover, in the water supply equipment, it is required that the tap water having the above-described chlorine concentration is retained in the equipment, and the residual amount of chlorine after 24 hours is maintained at 50% or more of the initial value.
従来より、かかる水道器材における給水給湯用配管に用いられるホースとして、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)系ゴムを内面層に用い、その外周に補強層を配した構造のホースが広く用いられている。しかし、かかる構造のホースを給湯用配管として用いた場合、EPDM系ゴム内面層のゴムや有機物等により水道水中の塩素が消費されてしまい、水道水中の塩素濃度に関する所定の条件を満たすことが困難になるというのが現状であった。また、長期間使用した場合には、水道水中の塩素の影響でホース内面のEPDM系ゴムが侵されてぼろぼろになり易いという問題もあった。 Conventionally, hoses with a structure in which ethylene / propylene / diene copolymer (EPDM) rubber is used as the inner surface layer and a reinforcing layer is arranged on the outer periphery have been widely used as hoses used for water supply and hot water piping in such water supply equipment. It has been. However, when a hose having such a structure is used as a hot water supply pipe, chlorine in tap water is consumed by the rubber or organic matter of the EPDM rubber inner surface layer, and it is difficult to satisfy a predetermined condition regarding the chlorine concentration in tap water. The current situation was to become. In addition, when used for a long time, there is a problem that the EPDM rubber on the inner surface of the hose is eroded by the influence of chlorine in tap water and is easily broken.
このため、特に給湯配管用に限っては金属の蛇腹管が用いられるのが一般的であり、また、一部にはポリブテン樹脂のパイプを用いることが提案されている。しかし、これらの配管は硬く、柔軟性に乏しいため、取り扱い性、施工作業性に劣るという欠点があった。 For this reason, a metal bellows tube is generally used only for hot water supply piping, and it has been proposed to use a polybutene resin pipe in part. However, since these pipes are hard and lack flexibility, they have the disadvantage of being inferior in handleability and construction workability.
そこで、これら従来の給水・給湯用ホースに関する問題点を解決し、水や湯中の残留塩素の濃度を保ち、かつ、臭いや色のつくことを防止したホースであって、しかも従来の蛇腹管やポリブテン製パイプ等の取り扱いにくさを解決したホースが先に本出願人により提案されている(特許文献1)。かかるホースは、少なくとも内面層チューブとこの外層を囲う補強層とからなるホースであって、内面層はその内層がフッ素系樹脂層であり、外層が柔軟性を有する熱可塑性エラストマー又は加硫ゴムからなる。
特許文献1記載の給水給湯用ホースにより、それまでの問題点はほぼ解決されるに至ったが、今日では、より柔軟で、かつ耐塩素水性に優れ、しかもフッ素系樹脂チューブに代わる内層面チューブが求められている。
The hose for hot water supply and hot water described in
そこで、本発明の目的は、これまで以上に柔軟で、かつ耐塩素水性に優れた給水給湯用ホースを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a water and hot water supply hose that is more flexible than ever and excellent in chlorine water resistance.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、所定の条件下でポリエステル系熱可塑性エラストマーをホースの最内層に用いることにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by using a polyester-based thermoplastic elastomer for the innermost layer of the hose under predetermined conditions, and the present invention has been completed. It came to do.
即ち、本発明の給水給湯用ホースは、少なくとも内面層チューブとこの外層を囲う補強層とからなるホースであって、前記内面層チューブの内層がポリエステル系熱可塑性エラストマーであり、外層がデュロメータタイプA硬度で90度以下の加硫ゴム、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂であり、かつ、前記内層の厚みが0.05〜0.40mmであることを特徴とするものである。 That is, the water supply hot water supply hose of the present invention is a hose comprising at least an inner surface layer tube and a reinforcing layer surrounding the outer layer, wherein the inner layer of the inner surface layer tube is a polyester-based thermoplastic elastomer, and the outer layer is a durometer type A. It is a vulcanized rubber having a hardness of 90 degrees or less, a thermoplastic elastomer or a thermoplastic resin, and the inner layer has a thickness of 0.05 to 0.40 mm.
本発明の給水給湯用ホースにおいては、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマーのビカット軟化点が100℃以上であることが好ましく、また、外層がデュロメータタイプA硬度で90度以下の加硫ゴムである場合、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマーのビカット軟化点が150℃以上であることが好ましく、より好ましくは170℃以上である。また、前記補強層は、好ましくは軟質または硬質のステンレス細線を編み組した層であり、前記細線は、好ましくは0.2〜0.4mmφの太さである。また、前記補強層は、合成繊維の編組層又はスパイラル状巻回層であることも好ましい。さらに、前記補強層の外側に、該補強層を保護する外面層を設けることができる。 In the water and hot water supply hose of the present invention, the polyester-based thermoplastic elastomer preferably has a Vicat softening point of 100 ° C. or more, and when the outer layer is a vulcanized rubber having a durometer type A hardness of 90 degrees or less, The polyester-based thermoplastic elastomer preferably has a Vicat softening point of 150 ° C or higher, more preferably 170 ° C or higher. The reinforcing layer is preferably a layer formed by braiding soft or hard stainless fine wires, and the fine wires preferably have a thickness of 0.2 to 0.4 mmφ. The reinforcing layer is also preferably a synthetic fiber braided layer or a spiral wound layer. Furthermore, the outer surface layer which protects this reinforcement layer can be provided in the outer side of the said reinforcement layer.
ここで、ビカット軟化温度は、1kg荷重時として、JIS K7206−1982により測定される。 Here, the Vicat softening temperature is measured in accordance with JIS K7206-1982 at a load of 1 kg.
本発明によれば、耐薬品性および耐水性に優れるポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いること及びその厚みを規定することで、柔軟で、かつ、耐塩素水性に優れるホースを提供することができる。また、適用される内面層の内層のビカット軟化点が150℃以上のポリエステル系熱可塑性エラストマーを適用してホースにした場合には、さらなる性能付加として、内面層チューブの外層として未加硫ゴムの積層の後加硫することが可能となり、また、従来の給水給湯用ホースに適用されているポリオレフィン系樹脂より高いビカット軟化点になることから、さらに高温の環境にも耐えることが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the hose which is flexible and excellent in chlorine water resistance can be provided by using the polyester-type thermoplastic elastomer excellent in chemical resistance and water resistance, and prescribing | regulating the thickness. In addition, when applying a polyester-based thermoplastic elastomer having a Vicat softening point of 150 ° C. or higher for the inner layer of the inner layer to be applied to the hose, as an additional layer of the unvulcanized rubber as the outer layer of the inner layer tube It becomes possible to vulcanize after lamination, and since the Vicat softening point is higher than that of the polyolefin resin applied to the conventional water and hot water supply hoses, it is possible to withstand even higher temperatures.
以下、本発明の実施の形態につき詳しく説明する。
図1は、本発明の好適実施形態に係る給水給湯用ホースの部分切り欠き斜視図である。図中、内面層チューブ1は、水湯に直接接触する内層2としてのポリエステル系熱可塑性エラストマー層と、その外層に形成された外層3とからなり、この外層3は、デュロメータタイプA硬度で90度以下の加硫ゴム、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂である。なお、必要に応じて内層2と外層3の間に接着層を設けてもよい。また、図示例のホースでは、外層3を外囲いして編み上げた補強層4を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of a water and hot water supply hose according to a preferred embodiment of the present invention. In the figure, the inner
本発明において、内面層チューブ1の内層2のポリエステル系熱可塑性エラストマーの例としては、複数のポリエステルのブロック共重合物、エステル化合物・ポリオール・ポリアルキルグリコールを原料としたエステル交換生成物や重縮合反応物、ポリエチレンとポリエーテルとのブロック共重合体、ポリエステルとゴム成分のポリマーアロイ、などが挙げられる。
In the present invention, examples of the polyester-based thermoplastic elastomer of the
また、本発明においては、内層2の厚みが0.05〜0.40mm、好ましくは0.1〜0.3mmであることが肝要である。この厚さが0.05mm未満であると水道水中の残留塩素の減量が大きくなり、一方、0.40mmを超えるとホースが硬くなって曲げにくくなり、取り扱い性が悪くなる。
In the present invention, it is important that the thickness of the
さらに、内層2のポリエステル系熱可塑性エラストマーのビカット軟化点は、給水用途では特に制限されないが、給湯用途で使用される場合には、最低でも100℃以上、好ましくは105℃以上であることが望まれる。このときのビカット軟化点をポリオレフィン系樹脂より高くすればするほど、ポリオレフィン系樹脂よりも高温環境下において高い耐性を持つことができる。
Further, the Vicat softening point of the polyester-based thermoplastic elastomer of the
また、内面層チューブ1の、デュロメータタイプA硬度で90度以下の外層3としての熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、エチレン−酢酸ビニル系、塩素化ポリエチレン系、フッ素系、ポリ塩化ビニル系等の柔軟性を有する熱可塑性エラストマーや、場合によっては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンとするものである。
The thermoplastic elastomer as the outer layer 3 of the
その他、2種類以上の熱可塑性エラストマーをブレンドしたものや、ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)などの熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーをブレンドしたものを材料として用いてもよい。ただし、この場合でも、外層3がショアA硬度で90度以下、好ましくは85度以下になるようにしなければならない。このショアA硬度が90度を超えると、ホースとしての十分な柔軟性が得られなくなる。 In addition, a blend of two or more thermoplastic elastomers, or a blend of a thermoplastic resin such as polyester, for example, polyethylene terephthalate (PET), and a thermoplastic elastomer may be used as the material. However, even in this case, the outer layer 3 must have a Shore A hardness of 90 degrees or less, preferably 85 degrees or less. When the Shore A hardness exceeds 90 degrees, sufficient flexibility as a hose cannot be obtained.
また、熱可塑性エラストマーを内面層チューブ1の外層3に用いる場合も、内層2のポリエステル系熱可塑性エラストマーと同程度以上のビカット軟化点に設定することが好ましい。この場合、内層2および外層3を形成する各々の熱可塑性エラストマーを2層同時に押し出し成形して2層の内面層チューブ1とすることができる。また、必要に応じて、内層2と外層3を別々に押し出して、内層2の押し出し後に接着剤を塗ることや、内層2と外層3の間に接着層を介した形で同時に押し出すことで、内層2と外層3の間に接着層を設けてもよい。
Also, when a thermoplastic elastomer is used for the outer layer 3 of the
また、本発明において外層3として加硫ゴムを用いる場合、かかる加硫ゴムとして、天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)、アクリルゴム、ブチルゴム(IIR)、ニトリルゴム(NBR)系ゴム等が挙げられる。 Further, when vulcanized rubber is used as the outer layer 3 in the present invention, as such vulcanized rubber, natural rubber (NR), styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), chloroprene rubber (CR), ethylene / propylene / Examples include diene copolymer (EPDM), acrylic rubber, butyl rubber (IIR), and nitrile rubber (NBR) rubber.
外層3として加硫ゴムを用いて内面層チューブ1を製造する場合には、内層2の樹脂であるポリエステル系熱可塑性エラストマーを押し出した後に外層3としての未加硫ゴム層を押し出し、その後に加硫を行うこととなる。この際、内層2のポリエステル系熱可塑性エラストマーが加硫温度に対して十分な耐性を持つためには、その加硫温度が150℃前後であることから、この温度での内層2のポリエステル系熱可塑性樹脂エラストマーの状態変化が重要となる。ビカット軟化点が150℃より低いポリエステル系熱可塑性エラストマーを使用すると、内層2の樹脂が加硫中に軟化して樹脂が偏肉してしまい、本来の内層2の持つ機能を発揮できなくなる。よって、ビカット軟化点が150℃以上、さらに好ましくは170℃以上であるポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。ただし、内面層チューブ1の外層3に熱可塑性エラストマーを用いる場合には高温に曝されることがないため、この限りでない。
When the
また、本発明においては、外層3を外囲いして編み上げた補強層4を有する。補強層4は、例えば、ビニロン、ポリエステル、ナイロン、アラミド繊維等の合成樹脂繊維を用い、これを編み組して補強層としたり、スパイラル状に巻回して補強層とするものである。尚、この補強層の別例として、例えば、圧力が高い場合に用いられるホースにあっては、軟質または硬質のステンレス細線やブラス細線を、編み上げ機等を用いて編み組補強することも可能である。かかるステンレス細線は、ホースの柔軟性および補強性の観点から、好ましくは0.2〜0.4mmφの太さである。かかる補強層4はそのまま露出したままであってもよいが、この補強層4上に更に外面層(図示せず)を形成してもよいことは勿論である。
Moreover, in this invention, it has the
この外面層を形成することによって、耐候性を有する材料、例えば、EPDMゴムやアクリルゴムを用いることで屋外での使用が可能になる。また、ホースの裏面にゴミや汚れがつきにくくなる、表面を容易に清掃できるようになる、などの機能をもたせることができる。この場合、適用できる材料としては、先に記述した各種ゴム材料の他、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーを用いることができる。 By forming this outer surface layer, it is possible to use it outdoors by using a weather-resistant material such as EPDM rubber or acrylic rubber. In addition, it is possible to provide functions such as making it difficult for dust and dirt to adhere to the back surface of the hose and easily cleaning the surface. In this case, as applicable materials, thermoplastic resins and thermoplastic elastomers can be used in addition to the various rubber materials described above.
また、使用する周囲の器具とのデザイン的な調和が必要な場合には、例えば、カラフルなホースを提供することもできる。また、ホース同士の融着が可能なホースの提供も可能である。この場合の外面層としては、例えば、塩化ビニル樹脂や前記したような外面層と同様の熱可塑性エラストマー、または、ゴム外層の上にさらに熱可塑性樹脂を被覆した複合外層を用いることができる。 Moreover, when design harmony with the surrounding instrument to be used is required, for example, a colorful hose can be provided. It is also possible to provide a hose capable of fusing the hoses together. As an outer surface layer in this case, for example, a vinyl chloride resin, a thermoplastic elastomer similar to the outer surface layer as described above, or a composite outer layer in which a thermoplastic resin is further coated on a rubber outer layer can be used.
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
(実施例1〜3、比較例1〜5)
図1に示すタイプのホースの内面層チューブ1の内層2を形成する材料としてポリエステル系熱可塑性エラストマー(東レ・デュポン社製、「ハイトレル4777」、ビカット軟化温度:166℃)を用いた。その外層3としてポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(AESジャパン社製、「サントプレーン8201−70」)を用いて、二層共押し出し成型により二層内面層チューブを得た。このチューブの外周に0.22mmφの軟質ステンレス細線を一つのボビンに6本合糸し、24個のボビンの編み上げ機を用いて補強層4を編み上げた。
Hereinafter, the present invention will be described based on examples.
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-5)
As a material for forming the
(実施例4〜6、比較例6〜9)
内面層チューブ1の内層2を形成する材料としてポリエステル系熱可塑性エラストマー(東レ・デュポン社製、「ハイトレル5577」、ビカット軟化温度:192℃)を用いた。マンドレルの上にポリエステル系熱可塑性エラストマーを押し出し、その後ポリエステル系熱可塑性エラストマーをコロナ放電処理して接着剤を塗った。その外層3にEPDMゴムの未加硫物を押し出し、その外側にポリエステル繊維をスパイラル状にかつ交互に2層巻回したものを補強層4として作り、さらに外面層として、EPDMゴムの未加硫物を押し出し、その外に樹脂モールドを被覆した後、150℃、60分の条件にて熱風加硫することによって目的のホースを作製した。
(Examples 4-6, Comparative Examples 6-9)
A polyester thermoplastic elastomer (manufactured by Toray DuPont, “Hytrel 5577”, Vicat softening temperature: 192 ° C.) was used as a material for forming the
上記のようにして製造したホースに対し、以下の柔軟性試験および残留塩素試験を実施した。
(柔軟性試験)
ホースの柔軟性、即ち取り扱い性、作業性を比較する曲げ力試験を行った。かかる曲げ力試験は、ホースを半径100mm、50mmに曲げた時の力をバネ秤で測定した。
(残留塩素試験)
残留塩素試験はオルトトリジンを用いた残留塩素測定器(柴田科学機器工業製)を用いて測定した。この測定法の概略は、次亜塩素酸ソーダで塩素濃度を1ppmに調整した水をホース内に滞留させ、24時間後の塩素濃度を前記方法で測定して減量分を比率で示したものである。
得られた測定結果を下記の表1〜4に示す。
The following flexibility test and residual chlorine test were performed on the hose manufactured as described above.
(Flexibility test)
A bending force test was performed to compare the flexibility of the hose, that is, the handleability and workability. In this bending force test, the force when the hose was bent to a radius of 100 mm and 50 mm was measured with a spring balance.
(Residual chlorine test)
The residual chlorine test was measured using a residual chlorine measuring device (manufactured by Shibata Kagaku Kikai Kogyo Co., Ltd.) using orthotolidine. The outline of this measuring method is that water whose chlorine concentration is adjusted to 1 ppm with sodium hypochlorite is retained in the hose, and the chlorine concentration after 24 hours is measured by the above method and the weight loss is shown as a ratio. is there.
The obtained measurement results are shown in Tables 1 to 4 below.
給水給湯として実際に用いるホースは、曲げ半径を50mm程度に容易に曲げる必要があり、その曲げ力は1000g以下であることが好ましい。表から分かるように、ポリエステル系熱可塑性エラストマー層の厚さが0.4mmを超えると硬くなって曲げにくくなり、取り扱い性が悪くなることが分かる。一方、残留塩素の減量は内層即ちポリエステル系エラストマー層の厚さに大きく影響を受け、この層が少なくとも0.05mm以上の厚さがあることが必要であることが分かる。 The hose that is actually used as the hot water supply needs to be bent easily to a bending radius of about 50 mm, and the bending force is preferably 1000 g or less. As can be seen from the table, when the thickness of the polyester-based thermoplastic elastomer layer exceeds 0.4 mm, it becomes hard and difficult to bend, and it is understood that the handleability is deteriorated. On the other hand, the reduction of residual chlorine is greatly influenced by the thickness of the inner layer, that is, the polyester elastomer layer, and it is understood that this layer needs to have a thickness of at least 0.05 mm.
図2は、実施例1に示すホースを用いて継ぎ手金具10を取り付けた際の一部切り欠き側面図であり、ニップル11がホースの径内に挿入され、スリーブ12を加締める(13)ことによって、金具10が取り付けられている。この継ぎ手金具10を取り付けたホースの耐圧力と繰り返し圧力の試験を行ったところ、破壊までの耐圧力は11.8MPa(120kgf/cm2)、また、0〜1.72MPa(17.5kgf/cm2)の繰り返し加圧を約20秒間隔で繰り返し、圧力試験を行った結果は、10万回でも異常なく、十分に実用に供されるホースであることが確認された。なお、ホースの接続方法としては、上記のように継ぎ手金具を使用する方法のほかに、バンド締め等の簡易的な接続方法も適用することができる。
FIG. 2 is a partially cutaway side view when the fitting 10 is attached using the hose shown in the first embodiment. The
1 内面層チューブ
2 内層
3 外層
4 補強層
10 継ぎ手金具
11 ニップル
12 スリーブ
13 加締部
DESCRIPTION OF
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