JP2017057861A - Hose and process of manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、トイレ、台所や洗面台や浴室の水栓金具、浴室乾燥機の温水配管、貯水タンク、食洗機、水道用配管、その他給水給湯用配管等に好適に使用することが可能なホースに関するものである。 The present invention can be preferably used for, for example, toilets, kitchens, washstands, faucet fittings for bathrooms, hot water pipes for bathroom dryers, water storage tanks, dishwashers, pipes for water supply, and other water supply and hot water supply pipes. It relates to possible hoses.
従来、給水給湯用配管には、主に銅やステンレス等からなる金属管が用いられていたが、金属管は硬く、柔軟性に劣るため、取扱性や施工性が悪いという問題があった。そこで、最近では金属管に代わり、柔軟性に優れた高分子材料と金属線や繊維糸による補強層からなるホースの両端に、継手金具をかしめ加工やクリップバンド止めにより締結されたホースが配管部材として用いられるようになってきた。 Conventionally, metal pipes mainly made of copper, stainless steel or the like have been used for piping for hot and cold water supply. However, since metal pipes are hard and inferior in flexibility, there is a problem that handling properties and workability are poor. Therefore, in recent years, instead of metal pipes, hoses that are fastened by caulking joint fittings or clip band fastening to both ends of a hose made of a polymer material with excellent flexibility and a reinforcing layer made of metal wire or fiber yarn are pipe members. It has come to be used as.
また、給水給湯用配管が設けられるスペースは比較的狭く、さらに、使用するホースの長さは短いため、施工時にホースが無理に曲げられたりすることが多い。その結果、ホースが折れ曲がってキンクが発生することがおき、その場合、通水路が塞がれて通水ができなくなったり、通水量が減ったりすることになっていたため、キンクが発生し難いホースが必要とされていた。また、給水給湯用配管が設けられるような限られたスペースの中で、良好な施工性を得るためには、柔軟性に優れたホースである必要があった。 In addition, the space in which the piping for supplying hot water and hot water is provided is relatively narrow, and the length of the hose used is short, so the hose is often bent forcibly during construction. As a result, the hose is bent and kinks are generated. In that case, the water passage is blocked and water cannot be passed or the amount of water flow is reduced. Was needed. In addition, in order to obtain good workability in a limited space where water supply and hot water supply pipes are provided, the hose must have excellent flexibility.
このような点から、ホースの柔軟性を損なうことなく、施工時の折れ曲がりによるキンクに強いホースが要求されていた。この要求に応えるべく、特許文献１〜３のように、内層チューブと繊維補強層間、或いは、繊維補強層と外層間を接着させ、各層を一体化することなどが提案されている。また、本発明に関連する文献として、例えば、特許文献４〜特許文献１０が参考として挙げられる。
From such a point, there has been a demand for a hose that is strong against kinking due to bending during construction without impairing the flexibility of the hose. In order to meet this demand, as in Patent Documents 1 to 3, it has been proposed that the inner layer tube and the fiber reinforced layer or the fiber reinforced layer and the outer layer are bonded together to integrate the layers. Moreover, as a document relevant to this invention, patent document 4-
ここで、昨今ではホースの外層として、耐水性、耐薬品性、耐候性、加工性、耐汚れ性などに優れ、柔軟性がある材料であるオレフィン系のポリマーが好ましく選択されている。しかし、オレフィン系ポリマーは表面エネルギーが低く、化学的に不活性であるため、隣接する繊維補強層との接着が特に困難であるといったことも問題となっている。 Here, as an outer layer of a hose, an olefin-based polymer that is excellent in water resistance, chemical resistance, weather resistance, workability, stain resistance, and the like and is a flexible material is recently selected. However, since the olefin-based polymer has a low surface energy and is chemically inert, there is a problem that it is particularly difficult to adhere to an adjacent fiber reinforcing layer.
上記特許文献１によるホースは、繊維補強層の外側に備えた外層が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の構成において、特定の接着層を用いることで、繊維補強層と外層との接着性を発揮するものである。この特許文献１に記載された接着層では、オレフィン系ポリマーを含む外層に適用した場合、十分な接着性が得られないことが考えられる。 In the hose according to Patent Document 1, the outer layer provided on the outer side of the fiber reinforcement layer is made of a polyurethane thermoplastic elastomer or a polyester thermoplastic elastomer, and a specific adhesive layer is used to bond the fiber reinforcement layer and the outer layer. It demonstrates the nature. In the adhesive layer described in Patent Document 1, it is considered that sufficient adhesiveness cannot be obtained when applied to an outer layer containing an olefin polymer.
また、特許文献２のホースは、接着剤を介して表面処理された繊維補強層と外層との接着に特定のウレタン系接着剤を使用しているが、特定のウレタン系接着剤は、取扱いが難しいという問題もある。また、この特許文献２に記載された接着剤では、オレフィン系ポリマーを含む外層に適用した場合、十分な接着性が得られないことが考えられる。更には、接着剤を介して表面処理された繊維補強層を使用しているため、ホースの柔軟性を損なうことが考えられる
Moreover, although the hose of
また、特許文献３のホースは、熱可塑性接着樹脂として、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂を使用している。しかし、この特許文献３では、無水マレイン酸変性ポリオレフィンを樹脂そのままの形態で使用しているため、十分な接着性が得られていない。また、外層として、少なくともその一部分が架橋されているエラストマー成分を含んだポリオレフィン系熱可塑樹脂を使用しないと十分な接着性が得られないなど、使用材料が制限される。
Moreover, the hose of
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、過度の機械的な外力や曲げが加わった場合にも、キンクが発生することのない優れた耐キンク性と優れた可撓性を備えることにより、取扱性や施工性に優れるとともに、生産性にも優れたものを提供することである。 The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and the object of the present invention is to generate kinks even when excessive mechanical external force or bending is applied. In addition to providing excellent kink resistance and flexibility, it is possible to provide an excellent handleability and workability as well as excellent productivity.
上記目的を達成するべく、本発明によるホースは、内層と、該内層チューブの外周に形成された中間層と、該中間層の外周に形成された補強層と、該補強層の外周に形成された外層からなり、上記内層が架橋ポリオレフィン系樹脂を主体としたものからなり、上記中間層が架橋ポリプロピレン系樹脂を主体としたものからなり、上記補強層が、繊維糸の編組又は横巻からなり、上記外層が、オレフィン系熱可塑性エラストマーを主体としたものからなるものである。
また、上記中間層の架橋ポリプロピレン系樹脂が、プロピレンエチレン共重合体と、ポリプロピレンと、スチレン系エラストマーと、カーボンブラックを含むことが考えられる。
また、本発明によるホースの製造方法は、ポリオレフィン系樹脂を主体とした内層とポリプロピレン系樹脂を主体とした中間層を同時に押出成形し、上記内層と上記中間層に電子線を照射して上記内層と上記中間層を同時に架橋し、該中間層の外周に繊維糸を編組又は横巻することにより補強層を形成し、該補強層の外周にオレフィン系熱可塑性エラストマーを主体とした外層を押出成形するものである。
In order to achieve the above object, a hose according to the present invention is formed on an inner layer, an intermediate layer formed on the outer periphery of the inner layer tube, a reinforcing layer formed on the outer periphery of the intermediate layer, and an outer periphery of the reinforcing layer. The inner layer consists mainly of a cross-linked polyolefin resin, the intermediate layer consists mainly of a cross-linked polypropylene resin, and the reinforcing layer consists of a braid or horizontal winding of fiber yarns. The outer layer is composed mainly of an olefinic thermoplastic elastomer.
Further, it is considered that the crosslinked polypropylene resin of the intermediate layer contains a propylene ethylene copolymer, polypropylene, a styrene elastomer, and carbon black.
Further, the hose manufacturing method according to the present invention comprises the step of simultaneously extruding an inner layer mainly composed of a polyolefin resin and an intermediate layer mainly composed of a polypropylene resin, and irradiating the inner layer and the intermediate layer with an electron beam. And the intermediate layer are simultaneously cross-linked, and a reinforcing layer is formed by braiding or transversely winding fiber yarns on the outer periphery of the intermediate layer, and an outer layer mainly composed of an olefin-based thermoplastic elastomer is extruded on the outer periphery of the reinforcing layer. To do.
本発明によれば、中間層として架橋ポリプロピレン系樹脂を主体としたものを使用することにより、オレフィン系熱可塑性エラストマーを含む外層であっても、補強層を介して中間層と外層とが良好に接着される。そのため、過度の機械的な外力や曲げが加わった場合にも、キンクが発生することのない優れた耐キンク性を有し、取扱性や施工性に優れる。また、曲げが加わった際、外層にシワが発生し難い外層平滑性も有することになる。また、外層を構成する材料がオレフィン系熱可塑性エラストマーを含んでいるため、耐水性、耐薬品性、耐候性、加工性、耐汚れ性などに優れ、柔軟性にも優れたものとなる。また、内層が架橋ポリオレフィン系樹脂を主体とし、中間層が架橋ポリプロピレン系樹脂を主体とすることから、これらは同時に押出成形できるとともに、電子線照射によって同時に架橋することができるため、生産性に優れることとなる。 According to the present invention, by using an intermediate layer mainly composed of a cross-linked polypropylene resin, even if the outer layer contains an olefinic thermoplastic elastomer, the intermediate layer and the outer layer are satisfactorily interposed via the reinforcing layer. Glued. Therefore, even when excessive mechanical external force or bending is applied, it has excellent kink resistance that does not cause kinking, and is excellent in handleability and workability. Further, when bending is applied, the outer layer also has outer layer smoothness that hardly causes wrinkles. Moreover, since the material which comprises an outer layer contains the olefin type thermoplastic elastomer, it will be excellent in water resistance, chemical resistance, a weather resistance, workability, stain resistance, etc., and also in the softness | flexibility. Moreover, since the inner layer is mainly composed of a crosslinked polyolefin resin and the intermediate layer is mainly composed of a crosslinked polypropylene resin, they can be extruded at the same time and can be simultaneously crosslinked by electron beam irradiation, so that the productivity is excellent. It will be.
本発明において用いられる内層の材料は、樹脂やゴムなどのような、可撓性材料から構成される。具体的には、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、スチレン系エラストマー、天然ゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ニトリル‐ブタジエンゴム、などが挙げられる。この中でも、ポリオレフィン系樹脂を主体としたものからなるものが好ましく、このポリオレフィン系樹脂が架橋されたものが好ましい。なお、ポリオレフィン系樹脂を主体としたものとは、構成材料の重量部数で半分以上をポリオレフィン系樹脂が占めるものである。ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−メタクリル酸エチル共重合体などが挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体とを含有してなる組成物であれば、ホースの可撓性及び耐塩素性を向上させることができるため更に好ましい。 The material of the inner layer used in the present invention is composed of a flexible material such as resin or rubber. Specifically, for example, polyolefin resin, polyamide resin, polyurethane resin, polyester resin, olefin elastomer, polyurethane elastomer, polyester elastomer, styrene elastomer, natural rubber, isoprene rubber, acrylic rubber, ethylene propylene Examples thereof include rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene, chlorinated polyethylene, and nitrile-butadiene rubber. Among these, those composed mainly of polyolefin resins are preferred, and those obtained by crosslinking the polyolefin resins are preferred. In addition, what mainly consists of polyolefin resin means that polyolefin resin occupies more than half by the weight part of a constituent material. Examples of the polyolefin resin include high density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, polypropylene, polybutene, ethylene-α-olefin copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer. Examples thereof include a polymer, an ethylene-ethyl acrylate copolymer, an ethylene-methyl methacrylate copolymer, and an ethylene-ethyl methacrylate copolymer. Among these, a composition containing polyethylene and an ethylene-α-olefin copolymer is more preferable because it can improve the flexibility and chlorine resistance of the hose.
ポリエチレンは、元来耐塩素性に優れた性質を有しており、種々のポリエチレンが公知であるが、本発明では、密度が０．９４２ｇ／ｃｍ３以下となるものを適宜に選択又は組合せて使用することが好ましい。ポリエチレンの密度が０．９４２ｇ／ｃｍ３を超えてしまうと、ホースの可撓性が低下し、本発明によって得られるホースの取扱性や施工性が悪くなる傾向がある。但し、ポリエチレンの密度が０．９４２ｇ／ｃｍ３を超えてしまっても、ポリエチレンを含む層を薄くしたり、柔軟性に優れる材料を適宜配合したりすることで、柔軟性を損なわずに使用できる場合も有る。 Polyethylene originally has a property excellent in chlorine resistance, and various polyethylenes are known. In the present invention, polyethylene having a density of 0.942 g / cm 3 or less is appropriately selected or combined. It is preferable to use it. When the density of polyethylene exceeds 0.942 g / cm 3 , the flexibility of the hose is lowered, and the handleability and workability of the hose obtained by the present invention tend to be deteriorated. However, even if the density of polyethylene exceeds 0.942 g / cm 3 , it can be used without sacrificing flexibility by thinning the layer containing polyethylene or by appropriately blending a material having excellent flexibility. There are cases.
エチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレンとα−オレフィンが共重合されたものであり、柔軟性に優れた材料である。α−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、４−メチルペンテン−１、ヘプテン−１、オクテン−１、デセン−１、ドデセン−１などが挙げられる。特に、エチレン−オクテン共重合体が好ましい。尚、エチレン−α−オレフィン共重合体は各種市販されているので、それらを適宜に選択して使用しても良い。 The ethylene-α-olefin copolymer is a material in which ethylene and α-olefin are copolymerized and has excellent flexibility. Examples of the α-olefin include propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, heptene-1, octene-1, decene-1, dodecene-1, and the like. In particular, an ethylene-octene copolymer is preferable. In addition, since various ethylene-α-olefin copolymers are commercially available, they may be appropriately selected and used.
これら柔軟性及び耐塩素性に優れたポリエチレンと、柔軟性に優れたエチレン−α−オレフィン共重合体を適宜に配合すれば、特に可撓性及び耐塩素性に優れたホースの内層を得ることが可能となる。尚、上記組成物に、他の配合材料を加えて所望の特性を得ることも可能である。例えば、老化防止剤等を適宜に添加することによって、更に耐塩素性を向上させても良い。また、金属不活性化剤、滑剤、充填剤、難燃剤、架橋助剤等、種々の添加剤を配合することも考えられる。 If the polyethylene having excellent flexibility and chlorine resistance and the ethylene-α-olefin copolymer having excellent flexibility are appropriately blended, the inner layer of the hose particularly excellent in flexibility and chlorine resistance can be obtained. Is possible. In addition, it is also possible to obtain desired characteristics by adding other compounding materials to the above composition. For example, the chlorine resistance may be further improved by appropriately adding an antiaging agent or the like. It is also conceivable to add various additives such as metal deactivators, lubricants, fillers, flame retardants, and crosslinking aids.
本発明の中間層として用いられる材料としては、ポリプロピレン系樹脂を主体としたものが使用され、このポリプロピレン系樹脂は架橋されたものである。なお、ポリプロピレン系樹脂を主体としたものとは、構成材料の重量部数で半分以上をポリプロピレン系樹脂が占めるものである。ポリプロピレン系樹脂としては、ポリプロピレンが挙げられ、アイソタクチック、シンジオタクチック、アタクチックの立体規則性（タクティシティー）の異なったもの何れも使用できる。また、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体のようなポリプロピレン系共重合体も使用できる。共重合体としては、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー何れも使用できる。また、ポリプロピレンの重合方式としては、種々のものが公知であるが、メタロセン触媒による重合は、分子量分布が揃ったポリマーを得ることができるため好ましく、これによって得られたポリプロピレンは、２，１挿入や１，３挿入により見かけ上エチレンが共重合された構造となる。 As a material used for the intermediate layer of the present invention, a material mainly composed of a polypropylene resin is used, and this polypropylene resin is crosslinked. In addition, what has a polypropylene resin as a main component means that a polypropylene resin occupies half or more by the weight part of a constituent material. Examples of the polypropylene-based resin include polypropylene, and any of those having different isotactic, syndiotactic, and atactic stereoregularity (tacticity) can be used. In addition, a polypropylene copolymer such as a propylene-ethylene copolymer or a propylene-butene copolymer can also be used. As the copolymer, either a random copolymer or a block copolymer can be used. Various polymerization methods for polypropylene are known. Polymerization with a metallocene catalyst is preferable because a polymer having a uniform molecular weight distribution can be obtained. The resulting polypropylene has 2,1 insertion. As a result of the insertion of 1,3, an ethylene is apparently copolymerized.
また、中間層には、ポリプロピレン系樹脂以外の材料を配合してもよく、他の配合材料を加えて所望の特性を得ることも可能である。例えば、上記したポリオレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系共重合樹脂、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、スチレン系エラストマー、シリコーンゴムなどをブレンドすることも可能である。これらの中でも、スチレン系エラストマー、特にスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体を使用すれば、中間層の柔軟性が向上するため好ましい。また、例えば、老化防止剤等を適宜に添加することによって、更に耐塩素性を向上させても良い。また、その他にも、金属不活性化剤、滑剤、充填剤、難燃剤等、種々の添加剤を配合することも考えられる。充填剤としては、例えば、シリカ、カーボンブラック、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸アルミニウム（クレー）などが挙げられる。充填剤を配合することで、特に引張強度向上等、所望の材料強度に調整することができる。これらの中でも、カーボンブラックを有していることが好ましい。カーボンブラックは耐候性付与の効果があり、特に導電性を有していることで、架橋に必要な電子線のエネルギーを小さくすることができるため、製造コストを下げることができる。また、架橋助剤を配合することで、架橋効率を向上させ、高温物性、特に高温の材料強度を向上させることができる。架橋助剤としては、例えば、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）などのアリル系モノマーや、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、アクリル（メタ）アクリレート、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレートなどの多官能（メタ）アクリレートなどが挙げられる。なお、（メタ）アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートの何れかを示す。これらの中でも、多官能（メタ）アクリレートが好ましい。これら添加剤は、マスターバッチの形態のものを使用しても良い。 Further, the intermediate layer may be blended with materials other than polypropylene resin, and other blending materials can be added to obtain desired characteristics. For example, the above-mentioned polyolefin resin, urethane resin, polyester resin, polyamide resin, styrene copolymer resin, polyurethane elastomer, polyester elastomer, styrene elastomer, silicone rubber, and the like can be blended. Among these, it is preferable to use a styrene elastomer, particularly a styrene-ethylene-butylene-styrene copolymer, because the flexibility of the intermediate layer is improved. Further, for example, the chlorine resistance may be further improved by appropriately adding an antiaging agent or the like. In addition, various additives such as metal deactivators, lubricants, fillers, flame retardants, and the like may be blended. Examples of the filler include silica, carbon black, magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium silicate, and aluminum silicate (clay). By blending the filler, it is possible to adjust to a desired material strength such as improvement in tensile strength. Among these, it is preferable to have carbon black. Carbon black has an effect of imparting weather resistance. Particularly, since it has electrical conductivity, the energy of the electron beam necessary for crosslinking can be reduced, so that the production cost can be reduced. Further, by blending a crosslinking aid, crosslinking efficiency can be improved, and high-temperature properties, particularly high-temperature material strength, can be improved. Examples of the crosslinking aid include allyl monomers such as triallyl cyanurate (TAC) and triallyl isocyanurate (TAIC), ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di ( (Meth) acrylate, acrylic (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, dimethylol tricyclodecane di (meth) acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) And polyfunctional (meth) acrylates such as acrylate. In addition, (meth) acrylate shows either an acrylate or a methacrylate. Among these, polyfunctional (meth) acrylate is preferable. These additives may be used in the form of a masterbatch.
本発明では、内層と中間層を一体化させるため、共押出成形等の成形手段を用いて管状に成形して、内層と中間層を同時に架橋させる共架橋を施すことが好ましい。架橋を施すのは、上記したようなポリオレフィン系樹脂は、その耐熱温度が低く、給湯ホースとして使用される場合、ホース内を移送する湯の温度は９０℃程度に達する場合もあることから、その場合は架橋を施すことによって高温での耐久性を高める必要があるからである。架橋手段としては、例えば、電子線架橋、シラン架橋、過酸化物架橋などが挙げられるが、本発明では、これらの中でも電子線架橋を採用することが好ましい。電子線架橋であれば、過酸化物架橋で必要となる過酸化物架橋剤や、シラン架橋で必要となるシランカップリング剤を配合する必要が無い。例えば、過酸化物架橋剤としてジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）を使用した場合には、アセトフェノン、クミルアルコール、メチルスチレン、水分などが架橋反応の副生成物、すなわち分解残渣として生ずる。またシラン架橋で使用するシランカップリング剤は、未反応の状態で残存する可能性がある。それらに対して電子線照射では、過酸化物架橋剤やシランカップリング剤のような添加物が無添加でも架橋が可能で有り、少量の架橋助剤で効率を上げることができる。そのため、流体に溶出する成分を少なくでき、自由度の高い材料の選択が可能となる。このような点より、本発明においては、電子線架橋によって内層と中間層を共架橋することが最も好ましい。 In the present invention, in order to integrate the inner layer and the intermediate layer, it is preferable to form into a tubular shape using a molding means such as coextrusion molding, and to perform co-crosslinking for simultaneously crosslinking the inner layer and the intermediate layer. The polyolefin resin as described above has a low heat-resistant temperature, and when used as a hot water supply hose, the temperature of the hot water transferred through the hose may reach about 90 ° C. This is because in some cases, it is necessary to increase durability at high temperatures by performing crosslinking. Examples of the cross-linking means include electron beam cross-linking, silane cross-linking, and peroxide cross-linking. In the present invention, it is preferable to employ electron beam cross-linking among these. If it is electron beam crosslinking, it is not necessary to mix | blend the peroxide crosslinking agent required by peroxide crosslinking, and the silane coupling agent required by silane crosslinking. For example, when dicumyl peroxide (DCP) is used as the peroxide crosslinking agent, acetophenone, cumyl alcohol, methylstyrene, moisture, and the like are generated as by-products of the crosslinking reaction, that is, decomposition residues. Moreover, the silane coupling agent used for silane crosslinking may remain in an unreacted state. On the other hand, in electron beam irradiation, crosslinking is possible even without the addition of additives such as peroxide crosslinking agents and silane coupling agents, and the efficiency can be increased with a small amount of crosslinking aid. Therefore, it is possible to reduce the components eluted in the fluid and to select a material with a high degree of freedom. From such points, in the present invention, it is most preferable to co-crosslink the inner layer and the intermediate layer by electron beam crosslinking.
本発明においては、上記した中間層の外周に少なくとも一層の補強層を形成することになる。この補強層により、ホースに充分な破壊圧力を付与することができ、より大きな耐久性を付与することができる。また、耐キンク性が向上する。補強層としては、繊維糸を編組又はスパイラル形状に横巻することから構成される。もちろん、補強層は多層であっても良い。例えば、繊維糸を横巻する場合、巻き方向の異なる複数の横巻を行う、所謂ＳＺ巻を行うことが考えられる。 In the present invention, at least one reinforcing layer is formed on the outer periphery of the intermediate layer. With this reinforcing layer, a sufficient breaking pressure can be applied to the hose, and greater durability can be provided. In addition, kink resistance is improved. The reinforcing layer is constituted by horizontally winding fiber yarns in a braided or spiral shape. Of course, the reinforcing layer may be a multilayer. For example, when the fiber yarn is horizontally wound, it is conceivable to perform so-called SZ winding, in which a plurality of lateral windings having different winding directions are performed.
また、繊維糸としては、各種有機繊維や無機繊維などを用いることができ、例えば、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、レーヨン繊維、ポリエチレン繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、木綿、ガラス繊維などが挙げられる。これらの繊維は、遮蔽率８０％以下、撚り数０〜２５０回／ｍ、引き揃え本数１〜８本、打数（立本数）１２〜４８本、ピッチ１５〜６０ｍｍで編組又は横巻されるのが好ましく、これはホースの使用条件によって選択される。ここで言う遮蔽率とは、繊維糸が中間層の表面を覆っている比率のことを言う。遮蔽率が８０％を越えると、隙間を通じて中間層と外層を一体化させることが困難となり、キンクが発生しやすくなる。尚、この繊維糸と併せて、補強のため適宜ステンレス線などの金属線を混合しても良い。 As the fiber yarn, various organic fibers and inorganic fibers can be used. For example, vinylon fiber, polyester fiber, nylon fiber, aramid fiber, rayon fiber, polyethylene fiber, polyphenylene sulfide fiber, cotton, glass fiber, etc. Can be mentioned. These fibers are braided or laterally wound at a shielding rate of 80% or less, a twist number of 0 to 250 times / m, an alignment number of 1 to 8, a number of striking (standing number) of 12 to 48, and a pitch of 15 to 60 mm. Which is selected according to the conditions of use of the hose. The shielding rate here refers to the ratio of the fiber yarn covering the surface of the intermediate layer. When the shielding rate exceeds 80%, it becomes difficult to integrate the intermediate layer and the outer layer through the gap, and kinks are likely to occur. In addition to this fiber yarn, a metal wire such as a stainless steel wire may be appropriately mixed for reinforcement.
本発明においては、上記した補強層の外周に外層を形成することになる。外層の構成材料としては、公知の材料から任意に選ばれるが、本発明においてはオレフィン系熱可塑性エラストマーを主体とするものが好ましい。なお、オレフィン系熱可塑性エラストマーを主体としたものとは、構成材料の重量部数で半分以上をオレフィン系熱可塑性エラストマーが占めるものである。外層の構成材料には、オレフィン系熱可塑性エラストマー以外をブレンドしても良い。例えば、上記したポリオレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系共重合樹脂、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、スチレン系エラストマー、シリコーンゴムなどをブレンドすることも可能である。また、外層には柔軟性向上の為のオイルを入れることが可能だが、一方で、移行による内層への悪影響やホース内部流体へ混入するおそれがある。そのため、ホースの用途によっては、外層へのオイルの添加量はできるだけ少なくすることが好ましく、オイル成分を含まないことが更に好ましい。このようなオレフィン系熱可塑性エラストマーは、耐水性、耐薬品性、耐候性に優れたものであるため、このオレフィン系熱可塑性エラストマーを含む外層を形成することで、ホースの耐水性、耐薬品性、耐候性が向上することになる。また、このようなオレフィン系熱可塑性エラストマーは、柔軟性にも優れているため、外層を形成することによる可撓性の低下を抑えることができる。 In the present invention, an outer layer is formed on the outer periphery of the reinforcing layer. The constituent material of the outer layer is arbitrarily selected from known materials, but in the present invention, a material mainly composed of an olefin-based thermoplastic elastomer is preferable. Note that the olefin-based thermoplastic elastomer mainly means that the olefin-based thermoplastic elastomer occupies half or more by weight of the constituent material. The constituent material of the outer layer may be blended other than the olefinic thermoplastic elastomer. For example, the above-mentioned polyolefin resin, urethane resin, polyester resin, polyamide resin, styrene copolymer resin, polyurethane elastomer, polyester elastomer, styrene elastomer, silicone rubber, and the like can be blended. In addition, oil for improving flexibility can be put in the outer layer, but on the other hand, there is a possibility that the inner layer may be adversely affected by migration and mixed into the fluid inside the hose. Therefore, depending on the use of the hose, the amount of oil added to the outer layer is preferably as small as possible, and more preferably no oil component is contained. Such olefinic thermoplastic elastomers are excellent in water resistance, chemical resistance, and weather resistance. Therefore, by forming an outer layer containing this olefinic thermoplastic elastomer, the water resistance and chemical resistance of the hose are formed. The weather resistance will be improved. Moreover, since such an olefin type thermoplastic elastomer is excellent also in the softness | flexibility, the fall of the flexibility by forming an outer layer can be suppressed.
このような外層を形成することにより、曲げに対するキンクの発生をより低減させることが可能であり、またホースの表面にゴミや汚れが付きにくくなるとともに、表面を簡単に清掃することができ、耐汚れ性を向上させることができる。 By forming such an outer layer, it is possible to further reduce the occurrence of kinks against bending, and it is difficult to get dust and dirt on the surface of the hose, the surface can be easily cleaned, and The dirtiness can be improved.
このようにして得られたホースの多くは、その両端に相手部材に接続するための接続継手が取り付けられて実使用に供される。接続継手としては、金属や樹脂などにより加工されたものが公知である。 Many of the hoses obtained in this way are used for actual use with connecting joints attached to the opposite members at both ends thereof. As the connection joint, one processed by metal or resin is known.
このように、ホースの中間層と外層とが補強層を介して良好に一体化されていることにより、施工時等に過度の機械的な外力や曲げが加わった場合にも、キンクが発生することのない優れた耐キンク性を得ることができる。ここで、曲げを加えた際などに外層にシワが発生すると、このシワの谷部分から亀裂が生じ材料破壊が起こる可能性が高く、また意匠性を損なうという点からも、シワの発生は極力おさえる必要がある。上記したホースは、中間層と外層とが良好な接着により、曲げを加えた際に外層にシワが発生し難い外層平滑性を有することになるため、シワに起因した亀裂を防止することができる。 Thus, the intermediate layer and the outer layer of the hose are well integrated through the reinforcing layer, so that kinks are generated even when excessive mechanical external force or bending is applied during construction. Excellent kink resistance can be obtained. Here, if wrinkles occur in the outer layer when bending is applied, it is highly possible that cracks will occur from the valleys of the wrinkles and material destruction will occur, and the design will be impaired. I need to hold it down. The above-described hose can prevent cracks due to wrinkles because the outer layer smoothness is such that when the intermediate layer and the outer layer are well bonded, the outer layer is not easily wrinkled when bent. .
以下、図面を参照して本発明の実施例を比較例と併せて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below together with comparative examples with reference to the drawings.
実施例
図１は、本発明ホース１の切欠斜視図である。まず、内層２の材料として、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を混合して内層用組成物とする。中間層３の材料として、プロピレンーエチレン共重合体、ポリプロピレン、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、カーボンブラックマスターバッチ、及び、トリメチロールプロパントリアクリレート架橋助剤を混合して中間層用組成物とする。内側に内層用組成物、外側に中間層用組成物となるように、押出機により共押出成形し、内層２の肉厚０．８ｍｍ、中間層３の肉厚０．１ｍｍ、内径７．１ｍｍとなるように管状に成形する。引き続いて、この内層２と中間層３について、電子線を照射し、内層２と中間層３に共架橋を施す。次に、１６７０ｄｔｅｘ、撚り回数１００回／ｍのポリエステル撚糸について、中間層３の外周に、引き揃え本数１本、打数１６本、ピッチ２８ｍｍでＳＺ巻をし、補強層４を形成した。次に、補強層４の外周に、オレフィン系熱可塑性エラストマーを押出被覆して外層５を形成した。このようにして得られたホース１は、内径は７．１ｍｍ、外径は１１．１ｍｍであった。
Embodiment FIG. 1 is a cutaway perspective view of a hose 1 of the present invention. First, as a material for the
このようにして得られたホースを試料として、耐キンク性、柔軟性、継手引抜力についての試験を行った。尚、これらの試験の内、継手引抜力の試験については、図２に示すように、ホース両端に接続継手加工を施したもので行った。本試験で使用した接続継手１０は、銅合金等からなるノズル１１、銅合金等からなるナット１２、ＳＵＳ３０４等からなるスリーブ１３から構成されている。接続継手加工の方法としては、まず、かしめ前のスリーブ１３をホース１に配置した状態で、ナット１２に予め通したノズル１１をホース１の内側に挿入した。そして、スリーブ１３をノズル１１に対して略同心円筒状に押圧変形させて、かしめ加工を施すことによって行った。尚、上記試験の結果については表１に示す。
Using the hose thus obtained as a sample, tests for kink resistance, flexibility, and joint pull-out force were performed. Of these tests, the joint pull-out force test was performed by connecting joints at both ends of the hose as shown in FIG. The connection joint 10 used in this test is composed of a
実施例によって得られたホースを試料として、耐キンク性（取扱性、施工性）の確認としてキンク半径についての評価試験を行った。キンク半径については、各試料を曲げていき、ホースがキンクして折れ曲がる最小の半径を測定した。尚、試験温度は２５℃とした。 The hose obtained by the example was used as a sample, and an evaluation test on the kink radius was performed as confirmation of kink resistance (handleability and workability). Regarding the kink radius, each sample was bent, and the minimum radius at which the hose kinks and bends was measured. The test temperature was 25 ° C.
給水・給湯として実際に用いるホースは、取扱性、施工性を向上させるため、柔軟で容易にキンクしないことが必要であることから、キンク半径はホース外径の２倍以下であることが好ましく、もちろん、より小さいキンク半径であるほうが良い。本実施例によるホースでは、キンク半径が１４ｍｍと、ホース外径の２倍以下であることから、優れた耐キンク性を示し、より小さい曲げ半径で曲げた場合にもキンクが発生しないことが認められた。試験後にホースを切り開いて確認したところ、中間層と外層が接着して固定されていることが確認された。 The hose that is actually used as the water supply / hot water supply is required to be flexible and not easily kinked in order to improve the handling property and workability, so the kink radius is preferably less than twice the hose outer diameter, Of course, a smaller kink radius is better. In the hose according to this example, since the kink radius is 14 mm, which is twice or less the outer diameter of the hose, excellent kink resistance is exhibited, and it is recognized that kink does not occur even when bent with a smaller bending radius. It was. When the hose was cut open after the test, it was confirmed that the intermediate layer and the outer layer were bonded and fixed.
次に、本実施例によって得られたホースを試料として、柔軟性（取扱性、施工性）の評価試験として、曲げ反力の測定を行った。曲げ反力は、半径５０ｍｍに曲げた際の反力を測定した。尚、試験温度は２５℃とした。 Next, using the hose obtained in this example as a sample, the bending reaction force was measured as an evaluation test for flexibility (handleability and workability). Regarding the bending reaction force, the reaction force when bent to a radius of 50 mm was measured. The test temperature was 25 ° C.
狭い位置や奥まった位置にホースを取り付けする際には、軽微な力でホースを曲げられることが必要であるため、本試験による曲げ反力が小さい方が良く、特に、曲げ反力が５Ｎ以下となることが好ましい。本実施例によるホースは、曲げ反力が２．３Ｎであり、特に優れた柔軟性を有していることが確認された。 When attaching a hose to a narrow or deep position, it is necessary to bend the hose with a slight force, so it is better that the bending reaction force in this test is small, especially the bending reaction force is 5N or less It is preferable that The hose according to this example has a bending reaction force of 2.3 N, and it was confirmed that the hose has particularly excellent flexibility.
次に、本実施例によって得られたホースについて、継手引抜力の測定を行った。継手引抜力は、ホース両端のナット１２と試験装置を接続し、荷重をホースに徐々にかけていき、継手が抜ける力を測定した。尚、試験温度は２５℃とした。 Next, the joint pull-out force was measured for the hose obtained in this example. The joint pull-out force was measured by connecting the nuts 12 at both ends of the hose and the test apparatus, gradually applying a load to the hose, and measuring the force with which the joint was pulled out. The test temperature was 25 ° C.
給水給湯用ホースとして使用する際には、５ＭＰａ以上の破壊圧力を有することが好ましい。本実施例によるホースは、破壊圧力が９．９ＭＰａであり、充分な破壊圧力を有することが確認された。 When used as a water supply / hot water hose, it preferably has a breaking pressure of 5 MPa or more. The hose according to this example has a breaking pressure of 9.9 MPa, and it was confirmed that the hose has a sufficient breaking pressure.
給水給湯用ホースとして使用する際には、０．５ｋＮ以上の継手引抜力を有することが好ましい。本実施例によるホースは、継手引き抜き力が０．８８ｋＮであり、充分な継手引き抜き力を有することが確認された。 When used as a water supply hot water supply hose, it is preferable to have a joint pulling force of 0.5 kN or more. The hose according to this example has a joint pull-out force of 0.88 kN, and it has been confirmed that the hose has a sufficient joint pull-out force.
以上説明したとおり、本発明のホースは、キンクの発生を低減でき優れた取扱性や施工性を有する。従って、例えば、トイレ、台所や洗面台や浴室の水栓金具、浴室乾燥機の温水配管、貯水タンク、食洗機、水道用配管、その他給水給湯用配管等など幅広い用途で好適に使用することができる。 As described above, the hose of the present invention can reduce the occurrence of kinks and has excellent handleability and workability. Therefore, for example, it is suitable for use in a wide range of applications such as toilets, kitchens, washstands, bathroom faucets, bathroom dryer hot water pipes, water storage tanks, dishwashers, water pipes, and other hot water and hot water supply pipes. Can do.
１ ホース
２ 内層
３ 中間層
４ 補強層
５ 外層
１０ 接続継手
１１ ノズル
１２ ナット
１３ スリーブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
上記内層が架橋ポリオレフィン系樹脂を主体としたものからなり、
上記中間層が架橋ポリプロピレン系樹脂を主体としたものからなり、
上記補強層が、繊維糸の編組又は横巻からなり、
上記外層が、オレフィン系熱可塑性エラストマーを主体としたものからなるホース。 An inner layer, an intermediate layer formed on the outer periphery of the inner layer tube, a reinforcing layer formed on the outer periphery of the intermediate layer, and an outer layer formed on the outer periphery of the reinforcing layer,
The inner layer is mainly composed of a cross-linked polyolefin resin,
The intermediate layer is mainly composed of a cross-linked polypropylene resin,
The reinforcing layer is composed of a braid or horizontal winding of fiber yarn,
A hose in which the outer layer is mainly composed of an olefinic thermoplastic elastomer.
プロピレンエチレン共重合体と、ポリプロピレンと、スチレン系エラストマーと、カーボンブラックを含む請求項１記載のホース。 The intermediate layer cross-linked polypropylene resin,
The hose according to claim 1, comprising a propylene ethylene copolymer, polypropylene, a styrene elastomer, and carbon black.
An inner layer mainly composed of a polyolefin-based resin and an intermediate layer mainly composed of a polypropylene-based resin are simultaneously extruded, and the inner layer and the intermediate layer are irradiated with an electron beam to simultaneously cross-link the inner layer and the intermediate layer. A method for producing a hose in which a reinforcing layer is formed by braiding or transversely winding fiber yarns on the outer periphery of the layer, and an outer layer mainly composed of an olefinic thermoplastic elastomer is extruded on the outer periphery of the reinforcing layer.
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