JP2008045569A - 水道配管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水道水などの流通流体に対する非汚染性に優れるとともに、現場での施工性を向上させることが可能な水道配管およびその製造方法を提供する。
【解決手段】同軸状に積層された内面ゴム層３と外面ゴム層５との間に補強層４を介装し、水道水の流通する面となる最内周面にナイロン樹脂層２を設け、このナイロン樹脂層２を形成するナイロン樹脂を無可塑配合とし、かつオリゴマー成分の含有率を１．０ｗｔ％以下にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水道配管およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、水道水などの流通流体に対する非汚染性に優れるとともに、現場での施工性を向上させることが可能な水道配管およびその製造方法に関するものである。

従来から主に建築物の内部に配設され、台所・浴室・トイレ等の水周りに水道水を供給する水道配管には、銅管等の金属管や架橋ポリエチレン管が用いられている（例えば、特許文献１参照）。これらの水道配管は、水道水に対する非汚染性（有害成分の移行、臭いの付着、変色等）には優れているが、金属管の場合は現場での曲げ、切断、ネジきり等の加工が困難であるので、予め現場に合致した形状配管を用意して施工する必要があり、現場での急な配管（配置や取り回し）の変更ができないという問題があった。

また、架橋ポリエチレン管は金属管よりも曲げ加工は容易となるがキンクし易くて柔軟性が十分とは言えず、現地での施工性がよいとは言えなかった。特に、補強層がステンレス鋼線等から構成されている場合は、金具との接合ができないという問題があった。

一方で、ゴムホースは柔軟性、可撓性に優れて取り回し易いが、非汚染性の要求性能を満たすことができないため使用することができなかった。最内周面に樹脂層、具体的にはナイロン樹脂層を設けたゴムホースでは、良好な施工性を確保でき、非汚染性も向上するものの、ナイロン樹脂層の含有成分が水道水に抽出することにより不要な味や臭いが付着することがあり、非汚染性を非常に重視する水道配管においては更なる非汚染性の向上が必要であった。
特開２００３−３４２９８１号公報

本発明の目的は、水道配管およびその製造方法に関し、さらに詳しくは、水道水などの流通流体に対する非汚染性に優れるとともに、現場での施工性を向上させることが可能な水道配管およびその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の水道配管は、同軸状に積層された内面ゴム層と外面ゴム層との間に補強層を介装し、最内周面をナイロン樹脂層とした水道配管であって、前記ナイロン樹脂層を形成するナイロン樹脂を無可塑配合とし、かつオリゴマー成分の含有率を１．０ｗｔ％以下としたことを特徴とするものである。

また、本発明の水道配管の製造方法は、同軸状に積層された内面ゴム層と外面ゴム層との間に補強層を介装し、最内周面をナイロン樹脂層とした水道配管の製造方法であって、無可塑配合のナイロン樹脂を所定温度以上に加熱したメタノールに所定時間浸漬することによりオリゴマー成分を強制的に抽出して含有率を１．０ｗｔ％以下にし、このナイロン樹脂により前記ナイロン樹脂層を形成して、順次、該ナイロン樹脂層の外周面上に前記水道配管を構成する部材層を積層して成形品を成形した後、該成形品を加硫することを特徴とするものである。

本発明によれば、水道水などの流通流体が接する最内周面に無可塑配合で、かつオリゴマー成分の含有率が１．０ｗｔ％以下のナイロン樹脂からなるナイロン樹脂層を設けることにより、内面ゴム層による流通流体に対する汚染（成分の移行、臭いの付着、変色等）をナイロン樹脂層により遮断して防止できるとともに、ナイロン樹脂層自体の含有成分が流通流体へ抽出することが抑制され、流通流体に対する汚染（味や臭いの付着等）を防止することが可能になる。

また、水道配管の主な構成部材はゴムおよび樹脂なので、金属製の水道配管に比べ柔軟性、可撓性に優れるため配管の自由度が高まるとともに、切断や金具との接合等の加工が容易になり、現場での施工性が向上する。

以下、本発明の水道配管およびその製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１に例示するように、この実施形態の水道配管１は、内周側から順に、ナイロン樹脂層２、内面ゴム層３、補強層４、外面ゴム層５が同軸状に積層された構造となっている。補強層４は繊維を編組して形成したものが一層設けられ、ナイロン樹脂層２は可塑剤を配合せず、かつオリゴマー成分の含有率が１．０ｗｔ％以下のナイロン樹脂により形成されている。

このように、水道水等の流通流体が流通する最内周面がナイロン樹脂層２となり、流通流体が内面ゴム層３のゴムに接触しない構造となっているので、内面ゴム層３が含有する有害成分の流通流体への移行がナイロン樹脂層２によって遮断される。そのため、内面ゴム層３による流通流体に対する汚染（成分の移行、臭いの付着、変色等）が防止される。

さらに、本発明では、ナイロン樹脂層２を無可塑配合のナイロン樹脂によって形成することにより、流通流体に不要な味を付着させる可塑剤の成分が流通流体に抽出することがなく、ナイロン樹脂層２に起因して流通流体に不要な味が付くことがない。また、このナイロン樹脂は、流通流体に不要な臭いを付着させるナイロン樹脂のオリゴマー成分を１．０ｗｔ％以下に低減しているので、このオリゴマー成分の流通流体への抽出がほぼ無い状態に抑制され、ナイロン樹脂層２に起因して流通流体に不要な臭いが付くことがない。このように、内面ゴム層３のみならず、ナイロン樹脂層２自体による流通流体に対する汚染を防止でき、優れた非汚染性を有している。

また、金属製の水道配管と比較して、柔軟性、可撓性に富み、施工時の配管の取り回し等の自由度が高まるとともに、水道配管１の切断や金具との接合等の加工が容易になり、現場での施工性が向上する。

ナイロン樹脂層２に用いるナイロン樹脂としては、６ナイロン（Ｎ６）、６６ナイロン（Ｎ６６）、１１ナイロン（Ｎ１１）、１２ナイロン（Ｎ１２）等を例示することができる。特に、１１ナイロンが耐水性に優れ、かつ、押出加工が容易なので好ましい。

ナイロン樹脂層２の層厚は０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましく、この範囲の層厚であると内面ゴム層３による水道水に対する非汚染性（有害成分の移行、臭いの付着、変色等）と曲げ剛性を良好に両立することができる。さらに好ましくは０．０８ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下の層厚が、非汚染性、曲げ剛性の両面においてバランスがよい。

内面ゴム層３には種々のゴム組成物を使用することができ、スチレン−ブタジエン系共重合ゴム、ブタジエンゴム、ブチル系ゴム、エチレン−プロピレン系共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン系共重合ゴム、クロロプレン系ゴム、エチレン系共重合ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合ゴムのうちの少なくとも１種類のゴムを主成分とするゴム組成物を例示することができる。外面ゴム層５にも種々のゴム組成物を使用することができ、例えば、上記した内面ゴム層３と同じゴム組成物を用いることができる。

内面ゴム層３のゴムは、可塑剤を配合していない無可塑配合のゴムとすることが好ましい。これによって、内面ゴム層３からナイロン樹脂層２に可塑剤の成分が移行、透過することがなく、一段と長期に渡って流通流体に対する優れた非汚染性を維持することができる。

補強層４は、上記の実施形態で例示したものに限定されず、水圧等の使用条件によって中間ゴム層を介して補強層４を複数層とすることもでき、また、繊維をスパイラル巻きにしたものとすることもできる。

この水道配管１の端部をＳＬ金具（ソケットレス金具）に接合して使用する際には、取付易さ（金具挿入性）および接合した金具からの抜けにくさ（耐抜け性）が求めれる。この両性能を満たすためには、補強層４を破断伸び１５％以下の補強糸４ａを編組角度Ａ４９．４°以上５２．２°以下の範囲で編組して形成し、かつ内面ゴム層３を構成するゴム組成物の１００％モジュラスを４．０ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下にすることが好ましい。

尚、本発明において補強糸４ａの破断伸びはＪＩＳ Ｌ １０１７に準拠した測定によるものであり、ゴム組成物の１００％モジュラスはＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠した測定によるものである。

補強糸４ａの破断伸びが１５％を超えると、内圧上昇時の水道配管１の膨張を十分に抑えることができずに水道配管１が抜け易くなる。補強糸４ａの編組角度Ａを４９．４°以上５２．２°以下にすると水道配管１の変形が適度に抑制されて、金具挿入性および耐抜け性を良好にすることができる。このような補強糸４ａとしては、ビニロン、アラミド繊維等が例示できる。

さらに、耐抜け性に対しては、内面ゴム層３および外面ゴム層５を構成するゴム組成物の１００％モジュラスが影響し、特に内面ゴム層３の影響が大きい。内面ゴム層３を構成するゴム組成物の１００％モジュラスが４．０ＭＰａ未満であると、十分な金具の耐抜け性を得にくくなる。一方、１０．０ＭＰａを超えると、内面ゴム層３が変形しにくくなり、金具挿入性が低下する。また、柔軟性と耐抜け性を考慮すると内面ゴム層３の層厚は０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。

外面ゴム層５を構成するゴム組成物の１００％モジュラスは、１．５ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下とするのが特に好ましく、また、柔軟性と耐抜け性を考慮すると層厚は０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲にあることが好ましい。

以上のように、補強層４の仕様、内面ゴム層３のゴム組成物の１００％モジュラスを規定することで、水道配管１にＳＬ金具を挿入させて取付け易くなるとともに、抜けを防止することができる。これにより、施工が容易となり工期の短縮が可能になる。

次に、図１に例示した水道配管１の製造方法を説明する。まず、無可塑配合のナイロン樹脂を容器の中で所定温度、例えば９５℃以上に加熱したメタノールに所定時間、例えば１０時間浸漬する精製処理を施し、ナイロン樹脂のオリゴマー成分を強制的に抽出して除去することにより、その含有率を１．０ｗｔ％以下にする。

このように、無可塑配合のナイロン樹脂を上記のような精製処理を施すことにより、ＦＤＡ（米国食品衛生規格）を満足する対汚染性（味および臭い）を有する仕様にすることが好ましい。

次いで、この精製処理を施した無可塑配合のナイロン樹脂からなる樹脂チューブをマンドレル上に押出成形してナイロン樹脂層２を形成し、このナイロン樹脂層２の外周面に内面ゴム層３を積層し、順次、外周面に補強層４、外面ゴム層５を積層して成形品を製造する。次いで、この成形品を樹脂チューブが溶融しない温度で加硫し、加硫工程の後、マンドレルを引き抜くことにより水道配管１を製造することができる。したがって、一般的なゴムホースの製造設備をそのまま、利用することができ、大幅な装置やコストの追加が不要となる。

この製造工程において、ナイロン樹脂層２と内面ゴム層３とは、希釈して濃度が低くても強固な接着力を有するフェノール樹脂系接着剤を用いて接着することが好ましく、その濃度を９．０〜１７．０％とすることがさらに好ましい。これによって、少量の接着剤でナイロン樹脂層２と内面ゴム層３とを強固に接着して層間はく離を防止できる。さらに、接着剤の成分が大幅に希釈されるので、接着剤成分がナイロン樹脂層２を透過して生じるような流通流体の汚染をより確実に防止できる。

図２に水道配管１の別の実施形態を示す。この水道配管１は図１に例示した水道配管１の外面ゴム層５の外周面にカバー樹脂層６を設けたもので、その他の仕様は同一である。この水道配管１は、上記した水道配管１の製造工程に、外面ゴム層５の外周面にカバー樹脂層６を積層する工程を追加することによって製造することができる。

カバー樹脂層６に用いる樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリウレタンを例示することができ、その層厚は０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下にすることが好ましい。最外周に層厚が０．５ｍｍ以上となるカバー樹脂層６を設けることによって、日光等に曝される使用環境であっても、カバー樹脂層６が外面ゴム層５の紫外線劣化等を防いで耐候性を向上させることができる。また、それぞれの水道配管１のカバー樹脂層６どうしを接合して、複数の水道配管ホースを並設したり、金具を接合する等の加工が容易となる。一方、カバー樹脂層６の層厚を３．０ｍｍ以下にすることにより、水道配管１の曲げ剛性を大幅に上げることなく、優れた柔軟性を確保できる。

図２に例示した水道配管と同構造の試験体を、最内周面のナイロン樹脂層の可塑剤の有無およびオリゴマー成分の含有率のみを変えて５種類（実施例１、２、比較例１〜３）製造した。ナイロン樹脂層を層厚０．１０ｍｍの１１ナイロン、内面ゴム層を層厚２．０ｍｍのアクリロニトリルブタジエンゴム、補強層をビニロンをスパイラル２層、外面ゴム層を層厚１．６ｍｍのアクリロニトリルブタジエンゴム、カバー樹脂層を層厚１．０ｍｍのポリ塩化ビニル、ナイロン樹脂層と内面ゴム層とをフェノール樹脂系接着剤（ロードファーイーストインコーポレイテッド社製Ｔｙ−ＰｌｙＢＮ）をメチルエチルケトンで希釈して１７．０％濃度にしたもので接着したことを共通条件とした。これら５種類の試験体について以下の味および臭いに関する評価を行ない、その評価結果を表１に示す。

尚、表１に示した各試験体のナイロン樹脂層を形成するナイロン樹脂のオリゴマー成分の含有率は、ＪＩＳ Ｋ ６２２９−１９９８「ゴム−溶剤抽出物の定量」に記載の方法に準拠して測定し、メタノール加熱温度９５℃、抽出時間１０時間の測定により得られたナイロン樹脂のオリゴマー成分の抽出量（ｗｔ％）を表示している。

［味および臭いの評価］
ＪＩＳ Ｓ ３２００−７−２００４「水道用器具−浸出性能試験方法」の附属書１６（味の分析方法）および附属書１７（臭いの分析方法）に準拠して評価を行ない、各試験体に９５℃の温水（水道水）を封入して１６時間、そのまま放置した後、温水を取り出し、取り出した温水を４０℃に加熱して評価した。味については、評価者が無味であると感じた場合を○印で示し、水以外の味をやや感じた場合を△印で示し、水以外の味をはっきりと感じた場合を×印で示した。臭いについては、評価者が無臭であると感じた場合を○印で示し、水以外の臭いをやや感じた場合を△印で示し、水以外の臭いをはっきりと感じた場合を×印で示した。総合評価として味および臭いの両方について○印の評価の場合を○印で示し、それ以外の場合を×印で示した。

この結果から、ナイロン樹脂層を無可塑配合のナイロン樹脂で形成し、かつこのナイロン樹脂のオリゴマー成分の含有率を１．０ｗｔ％以下にした実施例１、２では、封入した温水にナイロン樹脂層からの成分の抽出がないため無味、無臭であり流通流体に対する非汚染性能に優れていることが確認できた。

本発明の水道配管を例示する一部切開した斜視図である。 本発明の水道配管の別の実施形態を例示する一部切開した斜視図である。

符号の説明

１ 水道配管
２ ナイロン樹脂層
３ 内面ゴム層
４ 補強層 ４ａ 補強糸
５ 外面ゴム層
６ カバー樹脂層

Claims (7)

1. 同軸状に積層された内面ゴム層と外面ゴム層との間に補強層を介装し、最内周面をナイロン樹脂層とした水道配管であって、前記ナイロン樹脂層を形成するナイロン樹脂を無可塑配合とし、かつオリゴマー成分の含有率を１．０ｗｔ％以下とした水道配管。
2. 前記ナイロン樹脂層の層厚を０．０５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とした請求項１に記載の水道配管。
3. 前記外面ゴム層の外周面にカバー樹脂層を設け、該カバー樹脂層の層厚を０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とした請求項１または２に記載の水道配管。
4. 前記内面ゴム層のゴムを無可塑配合とした請求項１〜３のいずれかに記載の水道配管。
5. 前記補強層を破断伸び１５％以下の補強糸を編組角度４９．４°以上５２．２°以下の範囲で編組して形成し、かつ前記内面ゴム層を構成するゴム組成物の１００％モジュラスを４．０ＭＰａ以上１０．０ＭＰａ以下とした請求項１〜４のいずれかに記載の水道配管。
6. 同軸状に積層された内面ゴム層と外面ゴム層との間に補強層を介装し、最内周面をナイロン樹脂層とした水道配管の製造方法であって、無可塑配合のナイロン樹脂を所定温度以上に加熱したメタノールに所定時間浸漬することによりオリゴマー成分を強制的に抽出して含有率を１．０ｗｔ％以下にし、このナイロン樹脂により前記ナイロン樹脂層を形成して、順次、該ナイロン樹脂層の外周面上に前記水道配管を構成する部材層を積層して成形品を成形した後、該成形品を加硫する水道配管の製造方法。
7. 前記ナイロン樹脂層の外周面に前記内面ゴム層を積層する際に、濃度９．０〜１７．０％のフェノール樹脂系接着剤で接着させる請求項６に記載の水道配管の製造方法。

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