JP2020051578A

JP2020051578A - チューブ

Info

Publication number: JP2020051578A
Application number: JP2018183863A
Authority: JP
Inventors: 貴文岩部; Takafumi Iwabe
Original assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Current assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-04-02

Abstract

【課題】識別が可能であり生産性を向上させることができ、色の剥がれや色移りを防止できるチューブを提供すること。【解決手段】弾性体チューブと、該弾性体チューブの外周に形成された編組被覆と、該編組被覆の少なくとも外周に形成された収束材からなり、上記弾性体チューブが着色されており、上記編組被覆及び上記収束材が、下地色を透過しているチューブ。上記編組被覆の編組密度が、１３〜２２の範囲内であるチューブ。上記編組被覆及び上記収束材が、無色透明であるチューブ。【選択図】図１

Description

本発明は、編組で被覆された弾性体チューブに収束材を塗布した構成のチューブに係り、特に、識別が可能であり生産性を向上させることができるものに関する。

従来、例えば、シリコーンゴムからなる弾性体のチューブは、編組ワニスチューブ（例えば、ガラス繊維糸を円筒状に編組してなる編組スリーブに、シリコーンワニス等の収束材により表面処理を施したもの）に比べて電気絶縁性能に優れることから、主に電線の保護用チューブなどとして使用されている。しかしながら、シリコーンゴムなどの弾性体は外部圧力等によって表面が損傷し易いため、周上にガラス繊維糸等からなる編組被覆を施して補強することが一般的に行われている。また、この編組被覆には、毛羽立ちやほつれを防止するために、収束材が塗布されている。

一方で、このようなチューブは、例えば自動車内で使用される電線の保護用チューブで使用される際には、電線の識別のために種々の色に着色されることになる。この着色は、編組被覆に染料と顔料を混合した塗料を塗布し、さらにその外周に、顔料を混合した収束剤を塗布することでなされている。

本発明に関連する文献として、例えば、特許文献１，２が参考として挙げられる。

特許第４３１９４２７号公報：クラベ特許第４９９０５６５号公報：クラベ

一般的に、収束剤は経時で硬化するものであるため、使い始めたら一定期間内に使い切らないとロスとなってしまう。ここで、収束剤へ種々の顔料を混合して多色化した場合、色の種類の数だけ収束材の種類が多くなるため、その分だけロスも多くなってしまい、生産性が低下してしまうことになる。また、最外層となる収束材に着色されているため、オイル等の付着や摩擦によって、色の剥がれや色移りが生じてしまうおそれがあり、高温環境下で保持された場合、色の劣化が生じてしまうおそれもある。

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、識別が可能であり生産性を向上させることができ、色の剥がれ、色移り、色の劣化を防止できるチューブを提供することにある。

上記目的を達成するべく、本発明によるチューブは、弾性体チューブと、該弾性体チューブの外周に形成された編組被覆と、該編組被覆の少なくとも外周に形成された収束材からなり、上記弾性体チューブが着色されており、上記編組被覆及び上記収束材が、下地色を透過していることを特徴とするものである。
また、上記編組被覆の編組密度が、１３〜２２の範囲内であることが考えられる。
また、上記編組被覆及び上記収束材が、無色透明であることが考えられる。

弾性体チューブを構成する材料は、比較的長期保管が可能であるため、多色化により材料の種類が増加しても、材料のロスには繋がらない。一方で長期保管ができない収束材は多色化をする必要がなくなるため、ロスを低減でき、生産性を向上することができる。また、識別のための着色は内側の層の弾性体チューブになされているため、オイルの付着や摩擦があっても、色の剥がれや色移りが生じることはない。更に、編組被覆への塗料の塗布も省略できることから、耐熱性や耐候性に乏しい染料を使用しなくて済むため、長期間の使用や高温環境下での使用による色の劣化を低減することができる。

本発明によって得られたチューブの構成を示す一部切欠斜視図である。本発明のチューブの製造装置の一例を示す説明図である。

弾性体チューブを構成する材料としては、例えば、シリコーンゴム、ＥＰＤＭゴム、シリコーン変性ＥＰＤＭゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、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、ポリアミド系熱可塑性エラストマーなどが挙げられ特に限定されない。これらは使用条件等を考慮して適宜選択すれば良い。これらの中でも、耐電圧特性、柔軟性、耐熱性に優れるシリコーンゴムを使用することが好ましい。また、チューブの識別のため、弾性体チューブには顔料を混合して着色することができる。顔料は、目的とする色や使用条件に応じて、また弾性体チューブを構成する材料との相性に合わせて、従来公知の種々のものを使用すればよい。勿論、色のバリエーションとして、顔料を混合しない無色の弾性体チューブとすることもある。

編組被覆は繊維糸から構成され、繊維糸としては、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ−シリカ繊維、カーボン繊維等の無機繊維、ポリエステル繊維、全芳香族ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、フッ素樹脂繊維、ナイロン繊維等の有機繊維などが挙げられ特に限定されない。また、モノフィラメントであってもマルチフィラメントであってもよい。これらの中でも、下地色の透過性が高い淡色の繊維が好ましく、無色透明の繊維が特に好ましい。これらの繊維は使用条件等を考慮して適宜選択すれば良い。勿論、単独で編組しても良いし、複数種を併用して編組しても良い。

編組密度は、１３〜２２の範囲に設定することが好ましく、１３〜１８の範囲に設定することが更に好ましい。編組密度が１３未満では、編組目が粗くなり過ぎてしまい、本発明によって得られるチューブの機械的強度（引張り強さ，伸び，耐磨耗性等）が大幅に低下してしまうおそれがある。一方、編組密度が２２を超えてしまうと、収束材を塗布する際、収束材が編組の内部まで充分に含浸せず、弾性体チューブと編組との間に部分的に隙間が生じて両者の接着性が損なわれてしまうおそれがある。弾性体チューブと編組との接着性が損なわれた場合には、加工時などに編組の位置がずれて内部の弾性体チューブが剥き出しになってしまう危険性がある。この場合には、本発明によって得られるチューブの機械的強度（引張り強さ，伸び，耐磨耗性等）が低下するおそれがある。また、編組密度が２２を超えてしまうと、編組重量が増加したり編組時間が増大したりするなどして生産性が悪化するおそれがある。更に、編組被覆が下地色を透過しなくなってしまうことにもつながりかねない。尚、本発明でいう「編組密度」とは、２５ｍｍ間に交差している繊維束の数をいう。

収束材は、溶剤を含まず且つ粘度が５０００〜１５０００ｃｐの範囲のものを使用することが好ましい。

収束材は、編組被覆の少なくとも外周に形成されるよう塗布される。特に、収束材が編組被覆の外周のみならず内部まで十分に含浸され、編組被覆と弾性体チューブが収束材によって一体化されていることが好ましい。収束材の編組被覆への付着量は０．００３〜０．０１１ｇ・ｃｍ^２の範囲となるように制御することが好ましい。収束材の付着量が０．００３ｇ・ｃｍ^２未満では、編組にホツレが生じるおそれがある。更に、弾性体チューブと編組被覆との間に部分的に隙間が生じて両者の接着性が損なわれてしまうおそれがある。弾性体チューブと編組被覆との接着性が損なわれた場合には、加工時などに編組の位置がずれて内部の弾性体チューブが剥き出しになってしまう危険性がある。この場合には、本発明によって得られるチューブの機械的強度（引張り強さ，伸び，耐磨耗性等）が大幅に低下してしまう。一方、付着量が０．０１１ｇ・ｃｍ^２を超えてしまうと、外観状態が悪化してしまうおそれがあるとともに、コストが上昇してしまう。

収束材としては、例えば、シリコーン系収束材、ウレタン系収束材、エポキシ系収束材、アクリル系収束材、不飽和ポリエステル系収束材、アミドイミドエステル系収束材、ポリブタジエン系収束材、ポリイミド系収束材などが挙げられ特に限定されない。下地色を透過するものが選定され、特に無色透明であるものが好ましい。これらは使用条件等を考慮して適宜選択すれば良い。

本発明によるチューブは、編組被覆及び収束材が、下地色を透過しているものである。ここで、下地色を透過するということについて説明する。編組被覆又は収束材の何れかが無色透明であることが好ましく、編組被覆及び収束材が無色透明であることが最も好ましいが、本発明はこれらに限定はされない。チューブの外観の色として絶縁体チューブの色が何らか反映されているものは全て含まれる。例えば、編組被覆や収束材が有色透明であるものも本発明に含まれる。具体的には、絶縁体チューブが青色であり、編組被覆が無色透明であり、収束材が黄色透明である場合、チューブの外観はおおよそ緑色となるが、このような態様も本発明に含まれる。また、例えば、編組被覆を構成する繊維が有色不透明であっても、編組密度が小さい場合、繊維の隙間から弾性体チューブの色が見えるため、このような態様も本発明に含まれる。また、編組被覆を構成する繊維が無色透明であっても、繊維が束になることで光の散乱が生じ、実際の視覚的には白色に見えることがあるが、このような無色透明の繊維を使用した場合、編組被覆は無色透明であると定義される。なお、上記の繊維が束になることによる光の散乱については、収束材の塗布により、下地色の透過に問題が無い程度まで減少させることができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。図１は、本発明のチューブを示す一部切欠斜視図であり、図２は、本発明のチューブの製造方法を実施するための装置の一例を示す説明図である。

図１において、符号１はチューブ、符号１１は弾性体チューブ、符号１２は編組被覆、符号１３は収束材である。図２において、符号１はチューブ、符号２は給線ドラム、符号３は製紐機、符号４は繊維糸、符号５は収束材タンク、符号６は収束材絞り、符号７は加熱炉、符号８はガイドプーリー、符号９は巻取装置である。尚、本実施の形態では、弾性体チューブ１としては、シリコーンゴムチューブを使用した。又、編組被覆１２を構成する繊維糸としては、無アルカリ性ガラス繊維糸を使用した。又、収束材１３としては、無溶剤のシリコーン系収束材を使用した。

製造工程の流れを説明する。まず、内径２４ｍｍ、肉厚２．０ｍｍに成形されたシリコーンゴムからなる弾性体チューブ１１を、給線ドラム２から製紐機３に連続的に供給し、その上に、無アルカリ性ガラス繊維糸４を編組密度１３、編組厚さ０．２５ｍｍの条件で編組して編組被覆１２を形成する。次いで、編組被覆１２が施された弾性体チューブ１１を、溶剤を含まず且つ粘度が３０００ｃｐのシリコーン系収束材液で満たされた収束材タンク５内に連続的に導入して収束材１３を塗布する。このとき、過剰に付着した収束材は、スポンジやドクターブレード等からなる収束材絞り６によって除去され、付着量が０．０１１ｇ・ｃｍ^２となるように制御される。このようにして所定量のシリコーン系収束材を塗布した後、１４５〜１６５℃の温度に保持された長さ１.０ｍの加熱炉７内に連続的に導入して収束材１３を加熱硬化させ、弾性体チューブ１１と編組被覆１２とを接着一体化させた。弾性体チューブ１１の走行速度は約２５ｃｍ／分である。このようにして無溶剤でシリコーン系の収束材１３が塗布、加熱硬化されたチューブ１は、ガイドプーリー８を経て、巻取装置９に巻き取られる。なお、弾性体チューブ１１は、シリコーンゴム１００重量部に対し酸化チタン系黄色顔料を３重量部混合したもので黄色に着色されており、編組被覆１２及び収束材１３は無色透明である。

上記のようにして得られた実施の形態によるチューブと合わせて、従来の技術によるチューブに準じたものとして比較の形態によるチューブを得た。比較の形態によるチューブは、実施の形態によるチューブに対し、弾性体チューブとシリコーン系収束材の材料を変更しており、弾性体チューブに酸化チタン系黄色顔料を混合せず、シリコーン系収束材１００重量部に対し酸化チタン系黄色顔料を３重量部混合している。

ここで、このようにして得られた本実施の形態によるチューブと比較の形態によるチューブについて、加熱後の色相変化を確認した。色相変化は、回転枠付き恒温器（TABAI GEER OVEN GPHN-100）に、長さ１５０ｍｍとしたそれぞれの試料を入れて所定温度で所定時間保持し、加熱後の試料の色相の変化を確認した。資料の色相は、PANTONE FORMULA GUIDE /solid uncoated （PANTONEは登録商標）との目視比較により決定した。表１にその結果を示す。

表１に記載の通り、実施の形態によるチューブは、２５０℃で２４時間保持した後にも色相の変化は無く、元の色である黄色の判別が可能であった。しかし、比較の形態によるチューブは、２５０℃での加熱により色が劣化してくすんだ色になっていまい、元の色である黄色とは呼べない色になってしまった。

また、本実施の形態によるチューブと比較の形態によるチューブの特性を評価するために、機械的強度（引張り強度，伸び）、耐電圧特性、絶縁抵抗について、以下に示すような評価試験を行った。試料数（ｎ数）は５とし、その平均値で評価した。試験結果について、実使用で必要な特性を示す規定値と併せて、表２に示す。

機械的強度（引張り強度，伸び）
長さ約１５０ｍｍの試料をとり、それを長さ軸に平行に切り開き、編組被覆を取り除いて、形状をＪＩＳＫ６２５２−２００１「加硫ゴム物理試験方法」に規定された３号形ダンベル状とし、その中央部に２０ｍｍの間隔に標線を付けたものを試験片とする。次に試験片をＪＩＳＢ７７２１−２００２「引張試験機」に規定された引張試験機に取り付け、約２００ｍｍ/ｍｉｎの一定の速度にて引張り、単位面積当たりの引張り強度及び伸びを測定する。

耐電圧特性
長さ約６００ｍｍのチューブ１を試験片とし、それにＪＩＳＣ３１０２−１９８４「電気用軟銅線」に規定された軟銅線をチューブ１の全長にわたり差し入れ、これをＵ字形に曲げ、試験片の中に塩水（濃度２％）を満たす。次にＪＩＳＲ３５０３−１９９４「化学分析用ガラス器具」に規定されたビーカーに塩水（濃度２％）を入れた中に試験片の上部各１５０ｍｍ以上残して浸し、２０±２℃の温度に２４時間放置した後、ビーカーの塩水と試験片中の軟銅線との間に５０又は６０Ｈｚの正弦波に近い波形の電圧を加え、規定値（ＡＣ２．５ｋＶ）まで徐々に上昇させた後、この電圧に規定時間（１分間）耐えるかどうかを調べる。

絶縁抵抗
耐電圧試験と同様の方法で、ビーカーの塩水と試験片中の軟銅線との間にＤＣ１００Ｖの電圧を１分間加えた後、超絶縁計により絶縁抵抗を測定する。次に、ビーカーの中に浸した部分の長さをＪＩＳＢ７５０７−１９９３のノギス又は同等以上の精度を有する測定器具により測定し、絶縁抵抗を長さ１ｋｍ当たりの値に換算する。

表２の結果を見ても解るように、本実施の形態によるチューブ１は、従来の技術に準じて製造した比較の形態によるチューブと同等の特性が得られており、又、規定値についても全て満足していた。

尚、弾性体チューブ１１と編組被覆１２との接着状態についても、次のような評価試験を行ってみた。まず、長さ約９０ｍｍの試験片の一端から約３０ｍｍの部分までは、編組被覆１２を除去して弾性体チューブ１１のみとし、他端から約３０ｍｍの部分までは、弾性体チューブ１１を除去して編組被覆のみとする。次いで、ショッパー引張り試験機を使用して弾性体チューブと編組とが完全に剥離する時の引張り強さを測定してみたところ、剥離する前に編組被覆にホツレが生じてしまった。このように弾性体チューブ１１と編組被覆１２とは良好に接着一体化していた。

以上詳述したように本発明によるチューブは、識別が可能であり生産性を向上させることができ、色の剥がれ、色移り、色の劣化を防止できるものである。このようなチューブは、例えば、家電機器、産業機器、計測機器、医療機器、自動車等の電気絶縁用、耐熱保護用、機械的保護用、集束用等で好適に使用することができる。

また、本発明の技術は、編組電線にも応用することができる。より具体的には、導体線の外周に弾性体被覆が形成され、この弾性体被覆の外周に編組被覆が形成され、この編組被覆の少なくとも外周に収束材が形成されており、上記編組被覆及び上記収束材が、下地色を透過している絶縁電線が考えられる。ここで、この絶縁電線の弾性体被覆としては、本発明の弾性体チューブと同様の構成が考えられ、この絶縁電線の編組被覆としては、本発明の編組被覆と同様の構成が考えられ、この絶縁電線の収束材としては、本発明の収束材と同様の構成が考えられる。

１チューブ
２給線ドラム
３製紐機
４繊維糸
５収束材タンク
６収束材絞り
７加熱炉
８ガイドプーリー
９巻取装置
１１弾性体チューブ
１２編組被覆
１３収束材

Claims

弾性体チューブと、該弾性体チューブの外周に形成された編組被覆と、該編組被覆の少なくとも外周に形成された収束材からなり、
上記弾性体チューブが着色されており、
上記編組被覆及び上記収束材が、下地色を透過していることを特徴とするチューブ。
上記編組被覆の編組密度が、１３〜２２の範囲内であることを特徴とする請求項１記載のチューブ。
上記編組被覆及び上記収束材が、無色透明であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のチューブ。