JP2018003995A - ホース製造方法、ホース製造装置及びホース - Google Patents

Abstract

【課題】ジャケットとライニングとを接着剤で貼り合わせる工程を省略できる消防ホース製造方法を提供する。【解決手段】ホース製造方法は、たて糸４及びよこ糸５を筒状のジャケット２に織成し、ジャケット２の内面に直にポリウレア樹脂を吹き付けてジャケット２の内面を被覆するライニング３を形成する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ホース製造方法、該製造方法に使用するホース製造装置、該製造方法及び該製造装置で製造されるホースに関する。

消防用ホースは、耐圧性を確保するためのジャケットと、水密性を確保するためのライニングと、を備えている。ジャケットは筒状の織物で形成されている。ライニングはゴムや樹脂で形成されている。そのようなホースを製造する場合、一般に、複数のたて糸及びよこ糸を筒状に織成してジャケットを用意する第１の工程と、ゴムや樹脂を筒状に押出成形してライニングを用意する第２の工程と、別々に用意したジャケットとライニングとを接着剤で貼り合わせる第３の工程と、が必要になる（例えば、特許文献１）。

特開平８−２８５１４８号公報

本発明の目的は、ジャケットとライニングとを接着剤で貼り合わせる工程を省略できる消防ホース製造方法を提供することである。

一実施形態のホース製造方法は、たて糸及びよこ糸を筒状のジャケットに織成し、ジャケットの内面に直にポリウレア樹脂を吹き付けてジャケットの内面を被覆するライニングを形成する。
また、一実施形態のホース製造装置は、コーンと、よこ糸供給装置と、シャトルと、ポリウレア供給装置と、を具備している。コーンは、上方に向かって開口した開口部を有している。よこ糸供給装置は、コーンの周囲に配置され、開口部に向かって複数のたて糸を供給する。シャトルは、コーンを中心に周回しながらよこ糸を供給し、よこ糸を複数のたて糸の間に通過させて筒状のジャケットを織成する。ポリウレア吹付装置は、開口部に挿入されたノズルを備え、ノズルからジャケットの内面にポリウレア樹脂を吹き付ける。
また、一実施形態のホースは、複数のたて糸及びよこ糸を筒状に織成したジャケットと、ジャケットの内面を直に被覆したライニングと、を備えている。ライニングは、ポリウレア樹脂から形成されている。

本発明のホース製造方法及びホース製造装置によれば、たて糸及びよこ糸を織成してジャケットを得ると同時にジャケットの内面にライニングを形成できる。
また、本発明のホースによれば、ジャケットの内面に直に付着したポリウレア樹脂によって接着剤を介さずにライニングを固定できる。

一実施形態に係るホースの一例を一部切欠いて示す平面図である。 図１中のＦ２−Ｆ２線に沿う断面図であって、平織の一例を示す断面図である。 図１中のＦ２−Ｆ２線に沿う断面図であって、２／１綾織の一例を示す断面図である。 第１実施形態のホース製造装置の一例を示す斜視図である。 図３に示された環状織機の内部を示す断面図である。 図４に示されたたて糸供給装置及びよこ糸供給装置を拡大して示す正面図である。 図４に示されたポリウレア吹付装置のノズルを拡大して示す正面図である。

一実施形態のホース製造装置１０について、図１乃至図８を参照して説明する。図１は、本実施形態で製造されるホース１の一例を示す平面図である。図１に示すように、ホース１は、例えば消防用のジャケットホース（平ホース）であって、ジャケット（外皮）２と、ライニング（内張り）３と、を備えている。なお、ホース１は、ジャケット２と、ライニング３と、を備えていれば、消防用ホースに限られず、土木用ホースであってもよいし、他の送水用ホースであってもよい。

ジャケット２は、複数のたて糸（経糸）４と、よこ糸（緯糸）５とを筒状に織成して形成されている。織り方は、平織であってもよいし、綾織であってもよい。図２Ａ及び図２Ｂは、図１中のＦ２−Ｆ２線に沿う断面図である。図２Ａが平織の一例、図２Ｂが２／１綾織の一例を示している。

よこ糸５は、例えば複数の長繊維から構成されたフィラメント糸（長繊維糸）である。フィラメント糸は強度に優れるため、耐圧性能に優れたホース１を得ることができる。たて糸４は、例えば複数の短繊維から構成されたスパン糸（短繊維糸）である。スパン糸は、表面に毛羽があるため、滑りにくく取り扱い易いホース１を得ることができる。なお、たて糸４は、フィラメント糸であってもよい。

ライニング３は、ポリウレア樹脂から形成され、ジャケット２の内面を直に被覆している。ライニング３は、たて糸４の毛羽、すなわちたて糸４の表面から突出した繊維を巻き込んで硬化しており、ジャケット２に強固に固定されている。さらに、ライニング３は、たて糸４を構成する繊維の隙間に浸透してたて糸４の内部にも存在している。

本発明のホース１は、ポリウレア樹脂からなるライニング３がジャケット２を構成するたて糸４の隙間に浸透した一次構造に加え、ライニング３がたて糸４を構成する繊維の隙間に浸透した二次構造を有している。これにより、接着剤を介することなくライニング３をジャケット２に強固に固定できる。なお、二次構造には、たて糸４の表面において、ライニング３がたて糸４の毛羽を巻き込んで硬化した構造も含まれる。

図３は、本実施形態のホース製造装置１０の一例を示す斜視図である。図３に示すように、ホース製造装置１０は、たて糸４及びよこ糸５からジャケット２を織成する環状織機１１と、ジャケット２にポリウレア樹脂を吹き付けてホース１を得るポリウレア吹付装置１２と、を備えている。

環状織機１１の近傍には、環状織機１１にたて糸４を供給するクリール（糸巻軸架）１３と、製造されたホース１を渦巻き状やジグザグ状（葛折）に巻き取るホース巻取装置１４とが配置されている。クリール１３は、複数（例えば数十〜数百）の糸巻１３Ａを備えている。各々の糸巻１３Ａには、たて糸４が巻かれている。図３に示す例では、環状織機１１が建屋の二階に設置され、クリール１３が建屋の一階に設置されている。たて糸４は、床板を貫通して引き上げられる。

図４は、環状織機１１の内部を示す断面図である。図４に示すように、環状織機１１は、織機本体２１と、たて糸供給装置（整経装置）２２と、よこ糸供給装置（よこ入装置、投ひ装置）２３と、を備えている。たて糸供給装置２２は、コーン３０を中心にした放射状にたて糸４を整経する。よこ糸供給装置２３は、放射状に整経されたたて糸４によこ糸５を螺旋状に織り込む。

織機本体２１は、架台２４と、架台２４に回転自在に支持された回転盤２５と、回転盤２５を駆動するモータ２６と、を備えている。架台２４は、建屋の床板に固定された円盤状の底板２７と、底板２７の中央から上方に突出した円筒状のドラム２８と、底板２７の周縁に等間隔に複数配置された棒状のフレーム２９と、ドラム２８の上端部２８Ａに装着されたコーン３０と、を備えている。

コーン３０は、先細りの円筒状に形成され、先端及び基端に開口部３０Ａ，３０Ｂを有している。環状織機１１は、コーン３０を交換して開口部３０Ａの直径を変更することにより、種々の直径のジャケット２を織成できる。回転盤２５は、ドラム２８の外周面に設けられたベアリングを介して架台２４に支持されている。モータ２６は、架台２４のフレーム２９とドラム２８との空間に収容されている。

たて糸供給装置２２は、複数の整経ローラ３１と、環状リード（おさ（筬））３２と、を備えている。図３に示すように、複数（例えば十二本）の整経ローラ３１は、環状織機１１の外周面、すなわちフレーム２９よりも外側に設けられている。各々の整経ローラ３１は、隣接した整経ローラ３１と互いに一端３１Ａ及び他端３１Ｂを対向させた数珠繋ぎになって環状織機１１の周方向に並んでいる。複数の整経ローラ３１は、クリール１３から延びる複数のたて糸４を、コーン３０を中心にした放射状に整経する。

図４に示すように、環状リード３２は、整経ローラ３１とコーン３０との間に配置され、フレーム２９に固定されている。環状リード３２は、フレーム２９に固定された下リング３３と、下リング３３に対向する上リング３４と、下リング３３及び上リング３４の間で上下に延びた複数のピン３５と、上リング３４に付設されたトラックリング３６と、を備えている。

図５は、たて糸供給装置２２及びよこ糸供給装置２３を拡大して示す正面図である。図５に示すように、複数のピン３５は、環状リード３２の周方向に等間隔をあけて配置されている。隣接するピン３５の隙間に整経ローラ３１に整経されたたて糸４が挿通される。たて糸４は、下リング３３と上リング３４との間を上下方向に移動できる一方、ピン３５に規制されて環状リード３２の周方向に移動できなくなる。

よこ糸供給装置２３は、シャトル（ひ（杼））４０と、シェディングホイール（そうこう（綜絖）歯車、開口装置）４１と、を備えている。図４に示す例では二組のシャトル４０及びシェディングホイール４１を備えている。なお、シャトル４０及びシェディングホイール４１は、一組であってもよいし、三組以上であってもよい。二組のシャトル４０及びシェディングホイール４１は、コーン３０を中心に点対称に配置されている。

各々のシャトル４０は、織機本体２１の回転盤２５と環状リード３２のトラックリング３６との間に配置され、環状リード３２のピン３５と対向している。図５に示すように、シャトル４０は、紡錘形に形成されたシャトル本体４２と、シャトル本体４２に内蔵されたボビン（小管）４３と、シャトル本体４２の一端４２Ａ寄り及び他端４２Ｂ寄りにそれぞれ接続された一対のロッド４４と、を備えている。

ボビン４３には、よこ糸５が巻かれている。各々のロッド４４の先端は、織機本体２１のドラム２８に摺接している。シャトル４０は、ロッド４４及びピン３５によって環状リード３２の径方向の移動を規制され、トラックリング３６及び回転盤２５によって上下方向の移動を規制されている。シャトル本体４２の他端４２Ｂの近傍には、回転盤２５に付設された押圧ローラ（隆起部）２５Ａが配置されている。

シェディングホイール４１は、シャトル本体４２の一端４２Ａの近傍に配置され、回転盤２５の外周面から斜め下方に突出した軸２５Ｂに回転自在に支持されている。シェディングホイール４１は、環状リード３２のピン３５とかみ合う歯先部４１Ａと、隣接する歯先部４１Ａの谷間の歯底部４１Ｂと、を有している。

回転盤２５が回転駆動されると、シャトル４０及びシェディングホイール４１がコーン３０を中心に周回（公転）する。さらに、環状リード３２と噛合したシェディングホイール４１が軸２５Ｂを中心に回転（自転）する。
シェディングホイール４１は、歯先部４１Ａに乗ったたて糸４と、歯底部４１Ｂに落ちたたて糸４とを上下二層に開口させる（綜絖する）。シャトル４０は、たて糸４の開口を通過することにより、たて糸４の間によこ糸５を織り込む。

図３に示すように、ポリウレア吹付装置１２は、Ａ剤が収容された第１容器５１と、Ｂ剤が収容された第２容器５２と、第１容器５１及び第２容器５２からＡ剤及びＢ剤を圧送するドラムポンプ５３と、Ａ剤及びＢ剤に高圧をかけて所定量だけ送り出す高圧計量装置５４と、を備えている。

第１容器５１には、イソシアネートを主成分とするＡ剤が収容されている。イソシアネートは、例えば、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）、２，４−トリレンジイソシアネート（２，４−ＴＤＩ）、２，６−トリレンジイソシアネート（２，６−ＴＤＩ）等の芳香族イソシアネートが好適である。なお、イソシアネートは、脂肪族イソシアネートであってもよい。Ａ剤は、これらのイソシアネートの一部をポリオールと反応させてウレタンプレポリマーとした混合物であってもよい。

第２容器５２には、ポリアミンを主成分とするＢ剤が収容されている。Ｂ剤は、平均分子量１０００〜１００００のポリアミンに芳香族ジアミンを加えた混合物である。ポリアミンは、例えば、ポリオキシプロピレンジアミン等のポリアルキレンアミンが好適である。芳香族ジアミンとして、例えば、ジエチルトルエンジアミンや４，４’−メチレンビス（Ｎ−ｓｅｃ−ブチルアニリン）が挙げられる。複数の芳香族ジアミンを混合してもよい。Ｂ剤の配合比は、ポリアミン１００重量部に対して芳香族ジアミン２０〜４０重量部である。
Ａ剤やＢ剤に溶剤を加えてもよい。溶剤よってポリウレア樹脂の硬化時間や粘度を調整すれば、たて糸４を構成する繊維の隙間へのポリウレア樹脂の浸透が促進される。溶剤の一例は、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）である。なお、イソシアネートやポリアミンへの相溶性に優れた溶剤であれば、ジャケット２やライニング３に悪影響を及ぼすものを除いてアセトン等の種々の汎用溶剤を使用できる。

ドラムポンプ５３は、第１容器５１及び第２容器５２にそれぞれ装着されている。ドラムポンプ５３は、高圧計量装置５４に接続された送液ホース５５を備えており、例えばエアコンプレッサによって駆動されて高圧計量装置５４にＡ剤及びＢ剤を供給する。
高圧計量装置５４は、装置本体５６と、加熱ホース５７と、二液衝突混合型吹付ガン５８と、を備えている。

図６は、ポリウレア樹脂吹付装置１２の二液衝突混合型吹付ガン５８を拡大して示す正面図である。図６に示すように、二液衝突混合型吹付ガン５８の先端５８Ａは、環状織機１１のコーン３０の開口部３０Ａと対向している。
二液衝突混合型吹付ガン５８の容量や高圧計量装置５４（図３に示す）の設定圧力は、環状織機１１の織成スピードやジャケット２の内径に合わせて適宜選択することが好ましい。例えば、二液衝突混合型吹付ガン５８の先端５８Ａからの距離がＨ１になると、吹き付けられたポリウレア樹脂がライニング３を形成するのに適した濃度に分散されるとともにジャケット２の内面に付着するように広がり、先端５８Ａからの距離がＨ２になると、吹き付けられたポリウレア樹脂がすでに固化しているように、二液衝突混合型吹付ガン５８の容量及び高圧計量装置５４の設定圧力を選択する。距離Ｈ２は、例えば環状織機１１の内部でジャケット２が筒状に保形されている長さ分あればよい。

なお、ポリウレア樹脂の吹き付け量は、ある程度のばらつきがあってもよい。例えば、ポリウレア樹脂の吹き付け量が周期的に増減すると、ライニング３の表面に凹凸が形成される。ライニング３の表面が完全に平滑であると、ホース１が扁平に折り畳まれたとき、ライニング３同士が隙間なく密着してしまう。すると、扁平な状態のホース１に通水して円形に復元する際に若干時間がかかってしまう。ライニング３の表面に凹凸があると、ライニング３同士が隙間なく密着することを防止できる。しかも、ホース１の内部を通過する水の抵抗を下げて通水性能を向上させることもできる。

或いは、ライニング３の表面を梨地に形成してライニング３同士の密着を防止してもよい。固化したポリウレア樹脂が舞い上がって固化していないライニング３に付着すると、ライニング３の表面が梨地に形成される。
舞い上がるポリウレア樹脂が飛散して環状織機１１の内部が汚れることを防止するため、二液衝突混合型吹付ガン５８に、飛散防止カバー５９を付設してもよい。図６に示す例では、飛散防止カバー５９は、先端５８Ａよりも下方まで延在して二液衝突混合型吹付ガン５８を囲うとともに、コーン３０の開口部３０Ａと対向している。

コーン３０で筒状に織成されたジャケット２は、階下の巻取装置１４（図３に示す）によって扁平に折り畳まれた状態で巻き取られる。織成されたジャケット２が筒状に保形されている時間は、例えば数十秒程度である。なお、環状織機１１がジャケット２を織成するスピード（シャトル４０の回転速度）を遅くして保形時間を延ばすこともできる。

以上のように構成された本実施形態のホース製造装置１０、及びホース製造装置１０を使用する本発明のホース製造方法によれば、環状織機１１のコーン３０に接続されたポリウレア吹付装置１２により、ジャケット２の内面２Ａに直にポリウレア樹脂を吹き付けてジャケット２の内面２Ａを被覆するライニング３を形成できる。ポリウレア樹脂は、ジャケット２の内面２Ａに強固に付着するため、ジャケット２とライニング３とを接着剤で貼り合わせる工程を省略できる。

また、本発明のホース１によれば、ジャケット２の内面２Ａに直に付着したポリウレア樹脂によって接着剤を介さずにライニング３を固定できる。ジャケット２のたて糸４やたて糸４を構成する繊維の隙間には、ライニング３を形成するポリウレア樹脂が浸透している。浸透したポリウレア樹脂がくさびとなるため、ジャケット２の内面２Ａとライニング３とをより強固に固定できる。

本実施形態との対比のため、従来の消防用ホース製造方法及び製造装置の一例について簡単に説明する。従来の消防用ホースの製造方法は、例えば、環状織機により、複数のたて糸及びよこ糸を筒状に織成してジャケットを用意する（第１の工程）。押出成形機により、ゴムや樹脂をチューブ状に押し出してライニングを用意し、ライニングの外面に接着剤を塗布する（第２の工程）。なお、二軸押出成形機により、ライニングを押出成形すると同時にホットメルト接着剤をライニングの外面に押し出して接着剤の層を成形することもできる。成形したライニングをジャケットの内部に挿入する。高温の蒸気を吹き込んでライニングを膨張させ、接着剤付きの外面をジャケットの内面に押し付ける。蒸気の熱でホットメルト接着剤を溶融させ、ジャケットとライニングとを貼り合わせる（第３の工程）。

仮に、従来の消防用ホース製造方法において、ゴムや樹脂をチューブ状に押し出す従来の押出成形機を環状織機に直に接続した場合を考える。そのような構成によれば、ジャケットを織成すると同時にライニングをジャケットの内部に挿入することは可能であろう。押出成形機が二軸押出成形機であれば、接着剤付きのライニングも成形できる。つまり、前述の第２の工程を省略できるといえる。

しかしながら、従来の装置の組み合わせでは、ジャケットにライニングを挿入できるものの、挿入されたライニングをジャケットに固定できない。後工程においてジャケットとライニングとを貼り合わせる必要があり、前述した手間が掛かる第３の工程を省略できない。

これに対し、本実施形態のホース製造装置１０は、チューブ状に樹脂を押し出す押出成形機ではなく、霧状にポリウレア樹脂を吹き付けるポリウレア吹付装置を環状織機１１に組み合わせている。霧状のポリウレア樹脂は、ジャケット２の内面２Ａに付着すると瞬時に硬化して内面２Ａに固定されるため、ジャケット２とライニング３とを接着剤で貼り合わせる必要がない。本実施形態によれば、チューブ状のライニングを用意する第２の工程だけでなくジャケットとライニングとを貼り合わせる第３の工程も省略できる。

さらに、従来の消防用ホース製造方法の他の一例を挙げて本実施形態と対比する。従来の製造方法は、例えば、環状織機によってジャケットを用意する（第一の工程（織成））。ジャケットを展張し、円柱状のマンドレルに被せて筒状に保形する（第二の工程（展張））。ジャケットをマンドレルごと押出成形機にセットし、ジャケットの外面にホットメルト接着剤及びライニング材料の樹脂を吐出させる（第三の工程（押出））。ホットメルト接着剤を冷却し、ジャケットの外面にライニングが形成されたホースをマンドレルから取り外す（第四の工程（冷却））。ライニングがジャケットの内面になるようにホースを裏返し、渦巻き状に巻き取る（第五の工程（仕上げ））。

そのような従来の製造方法では、ジャケットにライニングを固定するための接着剤が必要になる。接着剤が凝固するまでの待ち時間や冷却装置も必要になる。前述した複数の工程間で幾度もワークの搬送が発生するため、作業者の負担が大きい。
本実施形態のホース製造装置１０によれば、複数の工程間でワークを搬送する必要がないため、作業者の負担を軽減できる。ジャケットを裏返す必要がないため、製造工程においてライニングや接着剤に余分なストレスを与えることもない。

本発明は、以上説明した実施形態の構成に種々の変形を加えて実施できる。例えば、実施形態において開示した構成は適宜組み合わせてもよい。発明の要旨を逸脱しない範囲で変形された形態は、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等の範囲に含まれる。
例えば、ジャケット（内筒）の外側に第２のジャケット（外筒）をさらに被せたダブルジャケットホースとして構成してもよい。ポリウレア樹脂の吹付量を調整してライニングに無数の小さな孔を形成し、濡れホースとして構成してもよい。ジャケットのよこ糸に剛性の高いモノフィラメントを採用して保形ホースとして構成してもよい。

１…ホース、２…ジャケット、２Ａ…内面、３…ライニング、４…たて糸、５…よこ糸、１０…ホース製造装置、１２…ポリウレア吹付装置、３０…コーン、３０Ａ…開口部、２２…たて糸供給装置、４０…シャトル、６０…ノズル。

Claims (4)

1. たて糸及びよこ糸を筒状のジャケットに織成し、
   前記ジャケットの内面に直にポリウレア樹脂を吹き付けて該ジャケットの内面を被覆するライニングを形成することを特徴とするホース製造方法。
2. 上方に向かって開口した開口部を有したコーンと、
   前記コーンの周囲に配置され、前記開口部に向かって複数のたて糸を供給するたて糸供給装置と、
   前記コーンを中心に周回しながらよこ糸を供給し、該よこ糸を前記複数のたて糸の間に通過させて筒状のジャケットを織成するシャトルと、
   前記開口部に挿入されたノズルを備え、該ノズルから前記ジャケットの内面にポリウレア樹脂を吹き付けるポリウレア吹付装置と、
   を具備したことを特徴とするホース製造装置。
3. 複数のたて糸及びよこ糸を筒状に織成したジャケットと、
   前記ジャケットの内面を直に被覆したポリウレア樹脂からなるライニングと、
   を備えたことを特徴とするホース。
4. 前記たて糸を構成する繊維の隙間に前記ポリウレア樹脂が浸透していることを特徴とする請求項３に記載のホース。

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