JP2009228753A - 可撓性ホース - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性及び耐折れ曲がり性の双方に優れる可撓性ホースを提供する。
【解決手段】内面層チューブ１１と、前記内面層チューブ１１の外周に配置される補強層１２と、前記補強層１２の外周に配置される被覆層１３とを有する可撓性ホースであって、
前記被覆層１３のＪＩＳ−Ａ硬度が５６〜６２°であることを特徴とする可撓性ホース。
【選択図】図１

Description

本発明は、給水用及び／又は給湯用の配管などに好適に使用される可撓性ホースに関するものである。

システムキッチン、台所、洗面化粧台、トイレ用貯水タンク、暖房用貯水タンクなどにおいて使用される給水・給湯設備では、配管として可撓性ホースが使用されている。可撓性ホースとしては、一般的に、ゴム、フッ素系樹脂又は熱可塑性エラストマーを主体とした内面層チューブと、前記内面層チューブの外周をステンレス鋼線やナイロン、ポリエステル等の繊維で編組補強した補強層を有するホースが用いられている（特許文献１）。また、補強層を保護するために、補強層上には熱可塑性樹脂からなる被覆層などが配置される。このような可撓性ホースは、両端に継手金具で加締め締結されるなどして、様々な配管工事に供されている。

特開２００６−１４４８７５号公報

配管工事が行われるスペースは比較的狭いことが多いため、施工時にホースが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することにより、ホースの通水路が塞がってしまう場合がある。このような外力による折れ曲がりを防止するために、単にホースの剛性を高くしただけでは、柔軟性が低下して狭いスペースで使用した際の取扱性、操作性が損なわれる恐れがある。したがって、給水給湯用ホースには、狭いスペースでも容易に施工ができる柔軟性を損なうことなく、外力による折れ曲がりに強いという、相反する特性が両立されていることが求められている。

そこで、本発明は、柔軟性及び耐折れ曲がり性の双方に優れる可撓性ホースを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題に鑑み種々の検討を行った結果、補強層上に配置される被覆層が所定の硬度を有することにより、柔軟性及び耐折れ曲がり性の双方に優れる可撓性ホースが得られることを見出した。

すなわち、本発明は、内面層チューブと、前記内面層チューブの外周に配置される補強層と、前記補強層の外周に配置される被覆層とを有する可撓性ホースであって、
前記被覆層のＪＩＳ−Ａ硬度が５６〜６２°であることを特徴とする可撓性ホースにより上記課題を解決する。

ＪＩＳ−Ａ硬度が５６〜６２°である被覆層によれば、適度な剛性を有し、柔軟性及び耐折れ曲がり性の双方に優れる可撓性ホースが得られる。したがって、このような可撓性ホースは、狭いスペースで使用しても取扱性、操作性に優れ、さらに外力による折れ曲がりによる通水路の閉塞が防止されるという優れた特性を有する。

まず、本発明の可撓性ホースの切吹斜視図を図１に示す。なお、図１は、本発明の可撓性ホースの好適な一実施形態を示すものであり、本発明の可撓性ホースが図１の構造に限定されるわけではない。

本発明の可撓性ホースは、管状の内面層チューブ１１と、前記内面層チューブ１１の外周に配置される補強層１２と、前記補強層１２の外周に配置される被覆層１３とを有する。内面層チューブ１１は、管状の内層１１ａと、前記内層１１ａの外周に配置される外層１１ｂとからなる２層構造を有していてもよい。また、前記内面層チューブ１１と前記補強層１２との間、及び前記補強層１２と前記被覆層１３との間には、各層間を接着一体化させるために、接着層１４ａ及び１４ｂが配置されてもよい。

本発明の可撓性ホースでは、補強層の外周に配置される被覆層のＪＩＳ−Ａ硬度が、５６〜６２°、好ましくは５８〜６０°である。このような硬度を有する被覆層によれば、適度な剛性を有し、柔軟性及び耐折れ曲がり性の双方に優れる可撓性ホースが得られる。

なお、本発明において、「ＪＩＳ Ａ硬度」とは、ＪＩＳ Ｋ ７３１２（１９９６年）に準じて、スプリング式タイプＡ硬さ試験機により測定される値を意味する。

（内面層チューブ）
可撓性ホースに使用される内面層チューブには、ゴム又は熱可塑性エラストマーが用いられる。内面層チューブは、ゴム又は熱可塑性エラストマーからなる単層であってもよい。しかしながら、内面層チューブは、内層と、前記内層の外周に配置される外層とからなる２層構造とし、外層のＪＩＳ−Ａ硬度を６０〜６６°、特に６２〜６５°とするのが好ましい。これにより、柔軟性及び耐折れ曲がり性の双方が両立された可撓性ホースとすることができる。

このような２層構造を有する内面層チューブにおける外層は、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーからなるのが好ましい。これにより、内面層チューブと補強層との強い接着性が確保でき、強い外力が加わった際に生じる内面層チューブの折れ曲がりを効果的に防止することができ、耐折れ曲がり性をさらに向上させることができる。

ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、給水給湯用ホースなどにおいて公知のものを使用することができるが、オレフィン系ゴムと、プロピレン系重合体との組成物が特に好ましく挙げられる。

ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーのオレフィン系ゴムとしては、エチレン−プロピレン系共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、エチレン−１−ブテン−非共役ジエン共重合体ゴム、プロピレン−１−ブテン−非共役ジエン共重合体ゴム等のオレフィンを主成分とする弾性共重合体が挙げられる。これらの中ではＥＰＤＭが好ましい。非共役ジエンとしては、ジシクロペンタジエン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン等が挙げられるが、特にエチリデンノルボルネンが好ましい。

オレフィン系ゴムは、エチレン含量が５５〜７５重量％、非共役ジエン含有量が１〜１０重量％のＥＰＤＭが特に好ましい。エチレン含量が５５重量％未満の場合は押出成形性が低下し、７５重量％より多い場合は柔軟性が失われる傾向がある。

また、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーのプロピレン系共重合体としては、ポリプロピレン又はプロピレンと炭素数が２以上のα−オレフィンとの共重合体が好ましい。炭素数が２以上のα−オレフィンの具体例としては、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチルー１−ブテン、１−ヘキセン、１−デセン、３−メチル−１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン等が挙げられる。

ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーにおいて、オレフィン系ゴムの含有量は、両者の合計量に対し、好ましくは２０〜８０質量％、より好ましくは３０〜７０質量％である。

このようなポリオレフィン系熱可塑性エラストマーは、例えば、三菱化学社製「サーモラン（登録商標）」、三井石油化学社製「ミラストマー（登録商標）」、住友化学社製「住友ＴＰＥ」、ＡＥＳジャパン社製「サントプレーン（登録商標）」等の市販品を使用することができる。

本発明の可撓性ホースでは、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとして、上述したオレフィン系ゴムとプロピレン系重合体の混合物を加硫剤の存在下で動的に熱処理したものが好ましい。加硫剤としては、有機過酸化物、フェノール樹脂、硫黄などが挙げられる。これらの中では、有機過酸化物が好ましい。

２層構造を有する内面層チューブにおける外層の厚さは、好ましくは１．５〜２．５ｍｍ、より好ましくは２．０〜２．３ｍｍ、特に好ましくは２．１〜２．２ｍｍとするのが好ましい。

２層構造を有する内面層チューブにおける内層は、ポリブテン樹脂、フッ素系樹脂、或いは架橋ポリエチレン樹脂が使用されるのが好ましい。なかでも、可撓性ホースに外力が加わった際に優れた柔軟性を発揮できる内面層チューブとすることができるため、内層は、ポリブテン樹脂からなるのが好ましい。

２層構造を有する内面層チューブにおける内層の厚さは、０．２５〜０．４５ｍｍ、特に０．３〜０．４ｍｍとするのが好ましい。

管状の内面層チューブの内径は、可撓性ホースの用途に応じて決定すればよいが、柔軟性及び耐折れ曲がり性の双方を両立させる観点から、５〜２５ｍｍ、特に１０〜２０ｍｍとするのが好ましい。

（補強層）
内面層チューブの外周に配置される補強層としては、給水給湯用ホースに使用される従来公知のものであれば特に制限されない。補強層の構成材料としては、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、ポリエステル繊維、ビニロン繊維、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、その他カーボン繊維等の有機繊維や無機繊維よりなる補強糸を用いることができる。補強層は、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。

補強層は、上述した繊維を、１，０００〜６，０００デニール、撚り数０〜１５回／１０ｃｍ、引揃本数１〜５本、立本数１２〜３６本、編上角度５０〜５７度で編み上げられてなるのがよく、これはホースの使用条件、例えば必要とされる耐圧力によって好適に選択される。尚、前記編上角度は繊維の静止角（５４度４４分）を狙ったものである。又、耐圧性能を確保するためにはある程度の糸密度が必要であり、１，０００デニールより細いと打ち込み本数が多くなり、製造設備が巨大化し、６，０００デニールより太いと糸同士の重なり部分が大きくなり、高価であり、しかも使用中に吹き抜けを起こす危険性がある。

（被覆層）
補強層の外周に配置される被覆層としては、給水給湯用ホースに使用される従来公知のものであれば特に制限されない。被覆層の材料としては、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー又はポリエステル系熱可塑性エラストマーを使用することができる。なかでも、耐折れ曲がり性をさらに向上させることができることから、被覆層にはポリウレタン系熱可塑性エラストマーを使用するのが好ましい。

ポリウレタン系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとしてのポリウレタン成分と、ソフトセグメントとしてのポリエステル成分又はポリエーテル成分とを含む。ポリウレタン成分の硬化剤としては、脂環式ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート及び脂肪族ジイソシアネートが例示される。

ポリウレタン系熱可塑性エラストマーは、パンデックスＴ−８１８０、Ｔ−８１８５、Ｔ−８１９０、Ｔ−８１９５、Ｔ−８１９８、デスモパンＫＡ−８３３３（商標、ＤＩＣ・バイエルポリマー社製）、ミラクトランＥ３８０、Ｅ３８５、Ｅ３９０，Ｅ３９５、Ｅ３９８、Ｐ３９０、Ｐ３９５（商標、日本ミラクトラン社製）、クラミロンＵ―９１８０、Ｕ―９１８５、Ｕ―９１９０、Ｕ―９１９５（商標、クラレ社製）などの市販品を使用することができる。

被覆層は、さらに滑剤を含むのが好ましい。被覆層では上述したように耐折れ曲がり性を確保するために特定の硬度を確保すると、タック性が低下して表面にベタツキが生じて取扱性、操作性が損なわれる恐れがある。そのため、滑剤を添加することにより、タック性の低下を抑制することが可能となる。

滑剤としては、脂肪酸アミド系滑剤を使用するのが特に好ましい。脂肪酸アミド系滑剤としては、エチレンビスステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アミド、ｐ−フェニレンビスステアリン酸アミドなどが挙げられる。

被覆層における滑剤の含有量は、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー１００質量部に対して、２〜５質量部、特に４〜５質量部とするのが好ましい。

被覆層には、必要に応じて顔料を混入して、着色された可撓性ホースとすることもできる。

被覆層の厚さは、０．７〜０．８５ｍｍ、特に０．７５〜０．８０ｍｍとするのが好ましい。

（接着層）
本発明の可撓性ホースでは、内面層チューブと補強層との間、及び補強層と被覆層との間のうちの少なくとも一方の間、好ましくは双方の間が、接着層によって接着一体化されているのが好ましい。これにより、柔軟性を損なうことなく、耐折れ曲がり性をさらに向上させることができる。

接着層には、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、塩素化ポリオレフィン、ポリウレタン系接着剤などを使用することができる。

ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等のポリエステル樹脂をハードセグメントとし、ポリエーテル、ポリエステルまたはジカルボン酸をソフトセグメントとして用いたものが挙げられる。

上記ポリエーテルとしては、ポリテトラメチレングリコール（ＰＴＭＧ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）等が挙げられる。上記ポリエステルとしては、ポリブチレンアジペート、ポリ−ε−カプロラクトン等が挙げられる。

塩素化ポリオレフィンとしては、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等が挙げられるが、塩素化ポリエチレンが好ましい。また、塩素化ポリオレフィンは、東洋化成株式会社製の「ハードレン（登録商標）１５ＬＬＢ」（塩素含有量３０重量％）、「ハードレン（登録商標）１４ＬＬＢ」、「ハードレン（登録商標）１４ＭＬ」、及び「ハードレン（登録商標）ＢＳ−４０」、日本製紙株式会社製の「スーパークロン（登録商標）８２２」、「スーパークロン（登録商標）８３２Ｌ」、「スーパークロン（登録商標）７７３Ｈ」、及び「スーパークロン（登録商標）Ｌ−２０６」などの市販品を使用することができる。

また、接着層に使用されるポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーとして具体的には、上述したのと同様のものが用いられる。

内面層チューブと補強層との間、及び補強層と被覆層との間の双方に接着層を配置する場合、これらの接着層に使用される材料は異なっていてもよく、同じであってもよい。耐水性などに優れることから、内面層チューブと補強層との間に配置される接着層には、塩素化ポリオレフィンを使用するのが好ましい。また、適度な接着力により優れた柔軟性が得られることから、補強層と被覆層との間に配置される接着層には、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーを使用するのが好ましい。

接着層の厚さは、０．２〜０．４ｍｍ、特に０．２５〜０．３５ｍｍとするのが好ましい。

上述した可撓性ホースを作製するには、従来公知の方法を使用して行えばよい。例えば、内層と外層とを２層同時に押出成形して内面層チューブを得た後に、この内面層チューブの外周面上に接着層を積層するとともに補強繊維を巻き付けて補強層を得、さらに、前記補強層の外周面上に接着層及び被覆層を積層して熱融圧着する方法などを使用することができる。

本発明の可撓性ホースは、水、湯、飲料水、純水、超純水、アルコール等の薬液などの移送、圧縮空気、排気ガス、燃料用ガス、アルゴンなどの不活性ガスなどのガスの移送など、従来から知られている家庭用、化学試験用、産業用の各種ホースとして使用することができる。なかでも、水、湯の移送用、すなわち給水給湯用可撓性ホースとして使用されるのが好ましい。給水給油用可撓性ホースは、例えば、システムキッチン、洗面化粧台、トイレ、洗浄便座、暖房用貯水タンクなどにおいて好適に使用される。

以下、実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示す構造を有する可撓性ホースを作製した。内層形成用材料としてポリブデン樹脂（ＢＥＡＵＬＯＮ（登録商標）Ｐ５０５０、三井化学株式会社製）を使用し、外層形成用材料としてポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ２０１−７３、エーイーエス・ジャパン株式会社製）を使用し、これらを共押し出しすることにより一体成形することにより、内層（内径１４．９ｍｍ、外形１５．６ｍｍ、厚さ０．３５ｍｍ）１１ａと外層（厚さ２．１５ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度６４°）１１ｂとからなる内面層チューブ１１を作製した。

次に、内面層チューブ１１の外周面上に塩素化ポリオレフィン（スーパークロン８２２、日本製紙ケミカル株式会社製）を塗布して、その後すぐにポリエステル繊維（４，５００デニール）を編み上げたものを巻き付けて、接着層１４ａ及び補強層（撚り数５回／１０ｃｍ、引き揃え本数２本、立本数３６本）１２を作製した。

さらに、接着層形成用材料としてポリエステル系熱可塑性エラストマー（エハイトレル・４０５７、東レ・デュポン株式会社製）を使用し、これを被覆層形成用材料とともに補強層１２の外周面上に共押し出しすることにより、接着層（厚さ０．３ｍｍ）１４ｂと被覆層（厚さ０．５ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度６０°）１３を作製した。なお、被覆層形成用材料は、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（パンデックスＴ−８１８０、ディーアイシーバイエルポリマー株式会社）１００質量部に対して、脂肪酸アミド系滑剤５質量部を添加したものを８５℃で混練し、押し出してペレット化し、これにより得られたペレットに、さらにポリウレタン系熱可塑性エラストマー（パンデックスＴ−８１８０、ディーアイシーバイエルポリマー株式会社）を添加して８０℃で混練して得られた組成物を使用した。

（比較例１）
外層形成用材料においてポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）２０１−７３、エーイーエス・ジャパン株式会社製）に代えて、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（ｓａｎｔｏｐｒｅｎｅ（登録商標）２０１−６４、エーイーエス・ジャパン株式会社製）を使用して外層（厚さ２．１５ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度７３°）を作製し、被覆層形成用材料においてポリウレタン系熱可塑性エラストマー（パンデックスＴ−８１８０、ディーアイシーバイエルポリマー株式会社）に代えてポリウレタン系熱可塑性エラストマー（Ｅ６６０ＭＺＡＡ、日本ミラクトラン株式会社製）を使用し、滑剤を使用せずに被覆層（厚さ１．０ｍｍ、ＪＩＳ−Ａ硬度８０°）を作製した以外は、実施例１と同様にして可撓性ホースを作製した。

（評価）
可撓性ホースを長さ２００ｍｍに切り取り、ホースの一端を固定し、他方の端部を固定した端部に接触するまで曲げた後３０秒間保持し、ホースの折れ曲がり状況を目視で観察した。

実施例１の可撓性ホースは、折り曲げられても潰れずに略小判形となり通水路を十分に確保でき、折れ曲げを開放した後であっても折れ跡が残らずに元の状態に戻ったが、比較例１のホースでは、折り曲げられた際に潰れて通水路を十分に確保するのが困難であり、折り曲げを開放した後は白化して折れ跡が残っていた。さらに、比較例１の可撓性ホースは、タック性が低下して表面にベタツキが生じていたが、実施例１の可撓性ホースでは、ベタツキは生じていなかった。

本発明の可撓性ホースは、柔軟性及び耐折れ曲がり性の双方に優れることから、システムキッチン、洗面化粧台、トイレ、洗浄便座、暖房用貯水タンクなどにおける給水給湯用可撓性ホースとして好適に使用される。

本発明の可撓性ホースの切吹斜視図を示す。

符号の説明

１１ 内面層チューブ、
１１ａ 内層、
１１ｂ 外層、
１２ 補強層、
１３ 被覆層、
１４ａ 接着層、
１４ｂ 接着層。

Claims (10)

1. 内面層チューブと、前記内面層チューブの外周に配置される補強層と、前記補強層の外周に配置される被覆層とを有する可撓性ホースであって、
   前記被覆層のＪＩＳ−Ａ硬度が５６〜６２°であることを特徴とする可撓性ホース。
2. 前記内面層チューブが、内層と、前記内層の外周に配置される外層とからなる２層構造を有し、前記外層のＪＩＳ−Ａ硬度が６０〜６６°であることを特徴とする請求項１に記載の可撓性ホース。
3. 前記内面層チューブの外層が、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーからなることを特徴とする請求項２に記載の可撓性ホース。
4. 前記内面層チューブの内層が、ポリブテン樹脂からなることを特徴とする請求項２又は３に記載の可撓性ホース。
5. 前記被覆層が、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の可撓性ホース。
6. 前記被覆層が、滑剤をさらに含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の可撓性ホース。
7. 前記滑剤が、脂肪酸アミド系滑剤であることを特徴とする請求項６に記載の可撓性ホース。
8. 前記滑剤の含有量が、前記ポリウレタン系熱可塑性エラストマー１００質量部に対して、２〜５質量部であることを特徴とする請求項６または７に記載の可撓性ホース。
9. 前記内面層チューブと前記補強層との間、及び／又は前記補強層と前記被覆層との間に、接着層がさらに配置されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の可撓性ホース。
10. 給水給湯用に使用されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の可撓性ホース。

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