JP2010131875A - 給湯用ホース - Google Patents

Abstract

【課題】オイル成分の移行のおそれがなく、給湯用配管として用いられる柔軟な給湯用ホースの提供を目的とする。
【解決手段】内側から順に内層１１、中間層２１、補強層３１、外層４１の４層構造からなるホース１０において、内層１１をポリオレフィン系樹脂、中間層２１をポリプロピレン樹脂とエチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーを含む樹脂、補強層３１を金属線または合成繊維からなる編組層またはスパイラル状の巻層、外層４１をポリプロピレン樹脂とエチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーを含む樹脂で構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯用配管に適したホースに関する。

近年、給湯用配管として、金属管に代えて架橋ポリエチレン樹脂やポリブテン樹脂等からなる樹脂管が用いられている。しかし、金属管や樹脂管は曲げ加工を伴う配管施工性に劣り、取り扱いが難しい問題があった。

また、樹脂管に代わる可撓性を有するホースとして、ＥＰＤＭ系ゴムからなる内層の外周に補強層を設け、必要に応じてその外側を外層で被覆したゴムホースがある。しかし、このゴムホースは、耐塩素水性が十分ではなく、殺菌を目的として次亜塩素酸塩が含まれている水道水に対して長期間使用した場合には、ホースが劣化し易い問題がある。

そこで、耐塩素水性と可撓性の両方を備えるホースとして、内層を耐塩素水性に優れる樹脂、例えば架橋ポリエチレン、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂で構成し、内層の外周に熱可塑性エラストマーからなる中間層を設け、中間層の外周に補強層を設けて補強層の外側を熱可塑性エラストマーの外層で被覆した４層構造のホースが用いられるようになった。

なお、４層構造のホースにおいて、前記中間層を設けることなく、直接架橋ポリエチレン樹脂またはポリブテン樹脂からなる内層の外周に金属線または合成繊維を巻き付けて編組層またはスパイラル状の巻層からなる補強層を形成した場合、内層の外周面が比較的硬くて補強層を構成する金属線や合成繊維の食い込みをほとんど許さないため、内層の外周面に巻き付けられたあるいは編み上げられた金属線や合成繊維が、内層の外周面で滑って位置ずれしやすく、補強層における金属線の間隔や合成繊維の間隔が不均一になって、良好な補強効果を発揮できなくなる。これを防ぐため、内層を構成する架橋ポリエチレン樹脂またはポリブテン樹脂よりも柔らかい材質である熱可塑性エラストマーからなる中間層を内層の外周に設け、前記中間層の外周に金属線または合成繊維を編み上げ、または巻き付けて補強層を形成することにより、補強層の金属線あるいは合成繊維を位置ずれなく中間層の外周面に保持し、補強層が良好な補強効果を発揮できるようにしている。

ところが、中間層及び外層を構成する熱可塑性エラストマーは、可撓性を付与するために軟化剤としてオイル成分が添加されている。そのため、熱可塑性エラストマーからなる中間層及び外層を有するホースは、長期間使用されると、熱可塑性エラストマーからオイル成分がブリード（移行）して内層の架橋ポリエチレン樹脂またはポリブテン樹脂に悪影響を与えるおそれがある。さらに、オイル成分がホース内面に移行して水やお湯に混入するおそれもある。

特開平９−１７８０５８号公報 特開平１０−２２０６５３号公報

本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、オイル成分の移行のおそれがなく、給湯用配管に適した柔軟なホースの提供を目的とする。

本発明は、内側から順に内層、中間層、補強層、外層の４層構造からなるホースにおいて、前記内層が架橋ポリエチレン樹脂またはポリブテン樹脂、前記中間層がポリプロピレン樹脂と、エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーを含む樹脂、前記補強層が金属線または合成繊維からなる編組層またはスパイラル状の巻層、前記外層がポリプロピレン樹脂と、エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーを含む樹脂であることを特徴とする。なお、本発明において、「エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマー」とは、「エチレン系エラストマーとスチレン系エラストマーの両方または何れか一方」を意味する。

本発明によれば、架橋ポリエチレン樹脂またはポリブテン樹脂からなる内層、ポリプロピレン樹脂と、エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーを含む樹脂からなる中間層、中間層の外周に設けた金属線または合成繊維からなる編組層またはスパイラル状の巻層からなる補強層、ポリプロピレン樹脂と、エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーからなる外層で構成されているため、ホースが可撓性を有し、しかも、オイル成分を含む熱可塑性エラストマーを構成材料としていないため、オイル成分がブリードして内層の架橋ポリエチレン樹脂またはポリブテン樹脂に悪影響を与えたり、オイル成分がホースの内面に移行して水やお湯に混入したりするおそれがない。

以下本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係るホースの一部を切り欠いて示す斜視図である。図に示すホース１０は、給湯用配管等として使用される給湯用ホースであり、内側から順に内層１１、中間層２１、補強層３１、外層４１の４層構造からなる。

内層１１は、ホース１０の最内層を構成する層であって、架橋ポリエチレン、ポリブテン樹脂からなる。前記内層１１の厚みは、ホース１０のサイズによっても異なるが、通常０．１〜１．０ｍｍ、好ましくは、０．３〜０．７ｍｍ程度である。
内層の厚みが厚いとホースが硬くなり、逆に薄くすると耐熱性・耐久性・耐圧性が低下する。

中間層２１は、前記内層１１の外周に設けられた層であり、ポリプロピレン樹脂と、エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーを含む樹脂からなり、前記内層１１よりも柔らかい樹脂層となっている。前記中間層２１は、該中間層２１の外周に金属線または合成繊維を編み上げてまたは巻き付けて形成された編組層またはスパイラル状の巻層からなる補強層の金属線あるいは合成繊維が中間層２１の外周面に一部食い込んで、金属線あるいは合成繊維の位置ずれを防止する。前記エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーは、ポリプロピレン樹脂に可撓性を付与する成分として、オイル成分の代わりに用いられるものである。

ポリプロピレン樹脂としては、例えば、プロピレンの単独重合体、プロピレンを主成分とするプロピレン−エチレンランダム共重合体樹脂、プロピレン−エチレンブロック共重合体樹脂等が挙げられる。重合方式は、樹脂状物が得られれば、如何なる方式でも差し支えなく、特に限定されない。

エチレン系エラストマーとしては、例えば、エチレン・プロピレン共重合エラストマー（ＥＰＲ）、エチレン・オクテン共重合エラストマー（ＥＯＲ）等のエチレン・α−オレフィン共重合体エラストマー、エチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合体エラストマー、エチレン・プロピレン・ブタジエン共重合体エラストマー、エチレン・プロピレン・イソプレン共重合体エラストマー等のエチレン・α−オレフィン・ジエン三次元共重合体エラストマー（ＥＰＤＭ）などが挙げられるが、特に制限はない。

スチレン系エラストマーとしては、例えば、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロック体（ＳＢＳ）、スチレン・イソプレン・スチレントリブロック体（ＳＩＳ）、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロック体の水素添加物（ＳＥＢＳ）、スチレン・イソプレン・スチレントリブロック体の水素添加物（ＳＥＰＳ）等が挙げられるが、特に制限はない。

前記ポリプロピレン樹脂と、エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーの割合は、ポリプロピレン樹脂１０〜３０重量部に対してエチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマー９０〜７０重量部が好ましい。ポリプロピレン樹脂の量と、前記エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーの量は、合計値が１００重量部となるようにされる。

ポリプロピレン樹脂の量が１０重量部よりも少ない場合、すなわちエチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーの量が９０重量部より多い場合には、中間層２１が柔らかくなりすぎて、使用時に補強層に過度の内圧がかかると、ホースの破壊圧の低下をまねくおそれがある。一方、ポリプロピレン樹脂の量が３０重量部よりも多い場合、すなわちエチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーの量が７０重量部より少ない場合には、中間層２１の柔らかさが不足して中間層２１外周面で前記補強層３１の金属線あるいは合成繊維がずれやすくなる。さらに、中間層２１の柔らかさが不足してホースが硬くなり可撓性がなくなる。

前記エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーの配合比は、エチレン系エラストマー１００％あるいはスチレンエラストマー１００％でもよいが、エチレン系エラストマーとスチレンエラストマーを併用する場合には、エチレン系エラストマー２０〜８０に対して、スチレン系エラストマー８０〜２０であり、好ましくは、エチレン系エラストマー３０〜５０に対してスチレン系エラストマー７０〜５０であり、より好ましくは、エチレン系エラストマー３５〜４５に対してスチレン系エラストマー６５〜５５である。前記エチレン系エラストマー及びスチレン系エラストマーの配合比を上記範囲とすることで、スチレン成分の可撓性とエチレン成分の耐熱性を生かすことができる。

また、前記中間層２１の厚みは、ホース１０のサイズによっても異なるが、通常１〜３ｍｍ程度である。

補強層３１は、ホース１０の強度を高めるために前記中間層２１の外周に設けられ、金属線または合成繊維からなる編組層またはスパイラル状の巻層で構成される。金属線としては直径０．１〜０．４ｍｍ程度の軟質金属線、例えばステンレスワイヤーを挙げることができ、また合成繊維としては、ポリエステル、ナイロン、アラミド繊維等を挙げることができる。前記補強層３１は、編み上げ機や巻付け機によって直接中間層２１の外周面に形成されたものであり、補強層の材質や編み上げ方式は特に限定されない。

外層４１は、前記補強層３１を外側から保護する層である。前記外層４１は、ホース１０の可撓性を損なわない柔らかさを備え、かつオイル成分を含まないようにするため、前記中間層２１と同様のポリプロピレン樹脂とエチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーを含む樹脂からなる。前記ポリプロピレン樹脂と、エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーの割合は、ポリプロピレン樹脂１０〜３０重量部に対してエチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマー９０〜７０重量部が好ましい。ポリプロピレン樹脂の量と前記エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーの量は、合計値が１００重量部となるようにされる。ポリプロピレン樹脂の量が１０重量部よりも少ない場合、すなわちエチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーの量が９０重量部より多い場合には、外層４１が柔らかくなりすぎて補強層３１の耐圧性能が低下する。一方、ポリプロピレン樹脂の量が３０重量部よりも多い場合、すなわちエチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーの量が７０重量部より少ない場合には、外層４１の柔らかさが不足してホース１０の可撓性が損なわれるようになる。

前記エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーの配合比は、エチレン系エラストマー１００％あるいはスチレンエラストマー１００％でもよいが、エチレン系エラストマーとスチレンエラストマーを併用する場合には、エチレン系エラストマー２０〜８０に対して、スチレン系エラストマー８０〜２０であり、好ましくは、エチレン系エラストマー３０〜５０に対してスチレン系エラストマー７０〜５０であり、より好ましくは、エチレン系エラストマー３５〜４５に対してスチレン系エラストマー６５〜５５である。また、前記外層４１の厚みは、ホース１０のサイズによっても異なるが、通常１〜３ｍｍ程度である。

前記内層１１、中間層２１、外層４１を構成する樹脂及び補強層３１が合繊繊維の場合には、本発明の効果を損なわない範囲で、目的に応じて他の任意の配合成分を配合することができる。前記任意の配合成分とは、充填剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、アンチブロッキング剤、着色剤、難燃剤等の各種添加剤があり、これらを単独または併用して用いることができる。

前記ホース１０の製造は、まず前記内層１１を押出成形し、次に前記内層１１の外周に前記中間層２１を押出成形し、前記中間層２１の外周に編み上げ機や巻付け機により、金属線または合成繊維からなる編組層またはスパイラル状の巻層からなる補強層３１を形成し、最後に補強層３１の外周に前記外層４１を押出成形することにより行われる。

表１に示す内層、中間層、外層からなり、補強層が太さ１０００デニールのポリエステル繊維からなる実施例１〜６のホース（外径２３ｍｍ、内径１３ｍｍ）を製造した。また、表２に示す内層、中間層、外層からなり、補強層が太さ１０００デニールのポリエステル繊維からなる比較例１、２のホース（外径２３ｍｍ、内径１３ｍｍ）を製造した。実施例１〜６のホースは、炭化水素系軟化剤としてパラフィン系オイルを含まないものであり、一方、比較例１、２のホースは炭化水素系軟化剤としてパラフィン系オイルを含むものである。

実施例及び比較例のホースの製造は、押出機により、まず内層を厚み０．５ｍｍで押出し、その内層外周に中間層を厚み２．５ｍｍで押し出し、次に中間層の外周に巻付け機によりポリエステル繊維をスパイラル状に巻き付けて補強層を形成し、その後、補強層の外周に外層を厚み２．０ｍｍで押し出すことにより行った。実施例１〜６及び比較例１、２のホースにおいて、内層を除く厚み、すなわち中間層と補強層及び外層の合計厚みは４．５ｍｍである。

表１及び表２に示す樹脂材料は以下の通りである。
・架橋ポリエチレン：三菱化学株式会社 品番：リンクロンＸＨＥ７４０Ｎ、ＭＦＲ０．４ｇ/１０ｍｉｎ（１９０℃ ＪＩＳ Ｋ７２１０）
・ポリプロピレン樹脂：日本ポリプロ株式会社 品番：ノバテックＥＧ−８、ＭＦＲ０．８ｇ/１０ｍｉｎ（２３０℃ ＪＩＳ Ｋ７２１０）
・エチレン系エラストマー：三井化学株式会社 品番：タフマーＡ−０２５０Ｓ、ＭＦＲ０．３ｇ/１０ｍｉ（１９０℃ ＪＩＳ Ｋ７２１０）
・スチレン系エラストマー：株式会社クラレ 品番：セプトン２００４、ＭＦＲ５ｇ/１０ｍｉｎ（２３０℃ ＪＩＳ Ｋ７２１０）
・炭化水素系軟化剤：出光興産株式会社 品番：ＰＷ−９０、パラフィン系オイル

実施例及び比較例の各ホースに対してブリード試験を行い、オイル成分のブリードの有無を調べた。ブリード試験は、長さ２５０ｍｍに切断したホースを１３６℃の絶対乾燥下にある恒温槽に２００時間放置した後に恒温槽から取り出し、ホース外面及び内面のべたつきを触感で判断することにより行った。べたつきを感じた場合にはオイル成分のブリード有りとし、べたつきの無い場合にはオイル成分のブリード無しとした。結果は表１及び表２の下部に示すとおりである。

表１及び表２に示す通り、実施例１〜８のホースは、樹脂がオイル成分を含まないものであるため、オイル成分のブリードがなかったのに対し、比較例１、２のホースは中間層と外層の樹脂がパラフィン系オイルを含むものであるため、外面及び内面にべたつきがあり、オイル成分がブリードしていた。また、実施例及び比較例のホースは何れも容易に曲げることができ、可撓性の良好なものであった。これらのことから、本発明のホースは、オイル成分の移行のおそれがなく、かつ柔軟なものであり、給湯用配管に適していることがわかる。

本発明の一実施例に係るホースの一部切り欠き斜視図である。

符号の説明

１０ 給湯用ホース
１１ 内層
２１ 中間層
３１ 補強層
４１ 外層

Claims (2)

1. 内側から順に内層、中間層、補強層、外層の４層構造からなる給湯用ホースにおいて、
   前記内層が架橋ポリエチレン樹脂またはポリブテン樹脂、
   前記中間層がポリプロピレン樹脂と、エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーを含む樹脂、
   前記補強層が金属線または合成繊維からなる編組層またはスパイラル状の巻層、
   前記外層がポリプロピレン樹脂と、エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマーを含む樹脂であることを特徴とする給湯用ホース。
2. 前記中間層及び前記外層が、樹脂１００重量部中にポリプロピレン樹脂１０〜３０重量部と、エチレン系エラストマー及び／またはスチレン系エラストマー９０〜７０重量部を含むことを特徴とする請求項１記載の給湯用ホース。

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