JP2022108761A - マリンホース - Google Patents

Abstract

【課題】内面ゴム層および内側補強層群が破損した場合に内側補強層群と外側補強層群とを確実に分離させてすき間を形成させることができ、かつ、成型性に優れた剥離層を備えたマリンホースを提供する。【解決手段】内面ゴム層３とカバー層９との間に、内周側から順に内側補強層群４、５、剥離層６、外側補強層群７を積層し、剥離層６の主成分をＰＶＡとして水溶解温度が５０℃以上の仕様にして、内面ゴム層３および内側補強層群４、５が破損した際には、剥離層６が内側補強層群４、５から剥離して、両者間にすき間ｇを形成し、内面ゴム層３の内側の流路１ａから漏れ出した流体Ｌはすき間ｇを流れて連通管１０ａを通じてホース表面に配置された漏れ検知器１０に到達する。【選択図】図２

Description

本発明は、マリンホースに関し、さらに詳しくは、内面ゴム層および内側補強層群が破損した場合に内側補強層群と外側補強層群とを確実に分離させてすき間を形成させることができ、かつ、マリンホース製造工程での成型性に優れた剥離層を備えたマリンホースに関するものである。

海上のタンカーと陸上施設等との間を連結して原油等の流体を海上輸送するマリンホースの種類には、いわゆるダブルカーカスタイプがある。ダブルカーカスタイプのマリンホースとして、内面ゴム層とカバー層との間に積層された内側補強層群と外側補強層層群との間に非接着層が介在している構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。内面ゴム層および内側補強層群が破損した場合には、内側補強層群と非接着層とが剥離して両者の間にすき間が形成される。そして、マリンホースの流路から漏れ出した流体はこのすき間を通じてホース長手方向端部に設置された漏れ検知器に到達して、流体漏れが検知される。

従来、非接着層は主にポリエチレンフィルムによって形成されていた（特許文献１の段落００２０）。ポリエチレンフィルムは、離型性に優れているので内側補強層群から剥離させてすき間を形成するには適している。しかしながら、ポリエチレンは熱収縮が大きいため、薄層のフィルムが内側補強層群に皺などが無く巻き付けられて漏れが生じない非接着層を形成することが難しい。そのため例えば、ポリエチレンフィルムをより細幅化して慎重に巻付け作業を行なうなど、マリンホースの製造工程では多大な工数が必要になる。それ故、内側補強層群と外側補強層群とを確実に分離させてすき間を形成できるフィルムを用いるとともに、このフィルムの成型性を向上させるには改善の余地がある。

特開２０１０－２６５９９１号公報

本発明の目的は、内面ゴム層および内側補強層群が破損した場合に内側補強層群と外側補強層群とを確実に分離させてすき間を形成させることができ、かつ、成型性に優れた剥離層を備えたマリンホースを提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のマリンホースは、内面ゴム層とカバー層との間に、内周側から順に積層された内側補強層群と、剥離層と、外側補強層群とを有し、前記内側補強層群と前記剥離層との間に形成されるすき間に連通してホース長手方向端部に延在する連通管と、前記ホース長手方向端部で前記連通管に接続されてホース表面に配置される漏れ検知器とを備えたマリンホースにおいて、前記剥離層が、ＰＶＡを主成分として形成されていて、その水溶解温度が５０℃以上であることを特徴とする。

本発明によれば、前記内面ゴム層および前記内側補強層群が破損した場合に、前記内側補強層群と前記剥離層が剥離して互いの間にすき間が形成される。前記剥離層が、ＰＶＡを主成分として形成されていて、その水溶解温度が５０℃以上なので、前記内側補強層群に対して良好な剥離性を発揮して、前記すき間を確実に形成することが可能になる。内面ゴム層の内側の流路から漏れ出した流体は、前記すき間を流れて前記連通管を通じて前記漏れ検知器に到達するので、流体漏れを確実に検知するには有利になる。また、前記剥離層はその材料特性上、熱収縮が小さいので、薄層であっても皺などが生じ難い。そのため、この剥離層を形成するＰＶＡフィルムは成型性に優れていて、漏れが生じない剥離層を効率よく形成するには有利になる。これに伴い、マリンホースの品質および生産性の向上に寄与する。

本発明のマリンホースを例示する説明図である。 図１のマリンホースの長手方向一端部周辺の上半分を拡大して縦断面視で例示する説明図である。 図１のＡ－Ａ断面視でマリンホースの横断面構造を例示する説明図である。 図１のマリンホースの長手方向中央部の上半分を縦断面視で例示する説明図である。 図４の内面ゴム層および内側補強層群が破損した状態を例示する説明図である。

以下、本発明のマリンホースを、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１～図４に例示するマリンホース１の実施形態は、その長手方向両端に、別のマリンホース１を連結するための連結端部２を備えている。連結端部２は、マリンホース１の長手方向に延在するニップル２ｂと、ニップル２ｂの長手方向一端に接合されたフランジ２ａとを有している。一般的には例えば、８本～１０数本程度のマリンホース１が連結されて使用される。図中の一点鎖線ＣＬは、マリンホース１の断面中心を通過してホース長手方向に延在する中心線である。尚、図３では、マリンホース１の横断面の１／４の範囲が記載されているが、記載されていないその他の範囲（３／４の範囲）も同じ構造である。

マリンホース１には、ニップル２ｂの外周側でホース長手方向に延在してホース外部からホース内部に挿入されている連通管１０ａが備わっている。この連通管１０ａは、マリンホース１の長手方向一端部で、ホース表面に配置されている漏れ検知器１０に接続されている。漏れ検知器１０は公知の種々のタイプを採用することができる。この実施形態では、漏れ検知器１０はマリンホース１の長手方向一端部のみに配置されているが、長手方向両端部に配置することもでき、長手方向の少なくとも一端部に配置される。

マリンホース１の両端のニップル２ｂの間には、円筒状の流路１ａを中心にして（即ち、中心線ＣＬを中心にして）、内周側から順に、内面ゴム層３、内側第一補強層４、補強ワイヤ層５ｒ、内側第二補強層５、剥離層６、外側補強層群７、浮力層８、カバー層９が同軸上に積層されている。内側第一補強層４、内側第二補強層５、外側補強層群７は、それぞれの一端部のニップルワイヤ４ｗ、５ｗ、７ｗと、ニップル２ｂの外周面に突設された固定リング２ｃ等により、ニップル２ｂに固定されている。

内側第一補強層４、補強ワイヤ層５ｒおよび内側第二補強層５が、内側補強層群を構成している。したがって、剥離層６は、内側補強層群４、５ｒ、５と、外側補強層群７との間に介在している。剥離層６はその外周面に積層された中間ゴム層６ａを介して外側補強層群７の内周面に接合されている。剥離層６の内周面は内側第二補強層５の外周面に積層されているが、内側第二補強層５とは接合されていない。剥離層６の詳細については後述する。

内面ゴム層３の内周面が流体Ｌの流路１ａになる。流体Ｌとしては、原油、ガソリン、ＬＰＧ等を例示できる。内面ゴム層３は流体Ｌの種類によって適切な材質が採用される。流体Ｌが原油等の場合は、内面ゴム層３は耐油性に優れたニトリルゴム等で形成される。

内側第一補強層４は、複数のコード補強層が積層されて構成されている。そのコード補強層は適宜必要な層数に設定され、例えば４層～３０層程度に設定される。それぞれのコード補強層は、ゴム被覆された多数の補強コードが並列に引き揃えられて形成されている。

それぞれのコード補強層では、多数の補強コードが中心線ＣＬに対して所定角度で傾斜して延在している。上下に隣り合って積層されるコード補強層どうしでは、補強コードの傾斜方向が反対方向になって交差する配置になっている。補強コードとしてはマリンホースにおいて通常使用されているポリエステル、ポリケトン、アラミド、ビニロン、ナイロン等からなる樹脂繊維コード、或いは、スチールコードが用いられる。

それぞれのコード補強層は、接着用の薄いゴム層で被覆されていて、隣り合って積層されるコード補強層どうしはこの薄いゴム層を介して接合されている。また、第一内側補強層４の内周面と内面ゴム層３の外周面とが当接して接合されている。

補強ワイヤ層５ｒは、第一内側補強層４の外周面に補強ワイヤがマリンホース１の長手方向に間隔をあけて螺旋状に巻付けられて形成されている。補強ワイヤ層５ｒも接着用のゴム層で被覆されている。内側第一補強層４の外周面と補強ワイヤ層５ｒの外周面とが当接して接合されている。補強ワイヤ層５ｒは任意で設けることができる。補強ワイヤ層５ｒは、第一内側補強層４の内部に配置することもできる。

内側第二補強層５および外側補強層群７もそれぞれ、内側第一補強層４と実質的に同様の構造であり、複数のコード補強層が積層されて構成されている。内側第二補強層５の内周面と補強ワイヤ層５ｒの外周面とが当接して接合されている。外側補強層群７は、内側補強層群４、５ｒ、５を補助する補強層であり、内側補強層群４、５ｒ、５が破損した場合にマリンホース１に生じる衝撃力（内圧）に対抗する。

浮力層８は、スポンジゴムや発泡ポリウレタン等のマリンホース１を海上に浮上させる浮力を発揮する材料で形成されている。浮力層８の層厚（長手方向両端部以外の層厚）は、マリンホース１の大きさや要求される浮力等によって異なるが、例えば６０ｍｍ～３００ｍｍ程度である。外側補強層群７の外周面と浮力層８の内周面とが当接して接合されている。

カバー層９は、ゴム等の非透水性材料で形成されていて、その表面には視認性に優れたライン模様等が付される。カバー層９には、耐候性や耐外傷性等に優れた適切な材料が採用される。浮力層８の外周面とカバー層９の内周面とが当接して接合されている。

剥離層６は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を主成分として形成されていて水溶性である。ＰＶＡの他には水溶解性を調整するために少量の可塑剤などが添加されている。添加されるのは例えば、ジエチレングリコール、メタノール、サリチル酸、塩化リチウム、２，２－ジメチル－１，３－プロパンジオールなどである。

剥離層６の水溶解温度は５０℃以上である。水溶解温度が５０℃以上のＰＶＡは公知、公用なので入手が可能である。この水溶解温度を把握するには、１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚さ３０μｍｍ程度のサイズのＰＶＡフィルム試験片を、温度を５℃間隔で異ならせた５００ｍｍｌの水に投入してすべて溶解するまでに要する時間を測定する。そして、６０秒以内に試験片のすべてが溶解した場合の最高水温をその試験片の水溶解温度とする。したがって、この剥離層６の試験片を５０℃未満の５００ｍｍｌの水に投入した場合、６０秒以内では試験片のすべては溶解しない。

マリンホース１に流体漏れが生じていない正常な状態では、図４に例示するように流体Ｌは流路１ａを流れる。一方、図５に例示するように、内面ゴム層３、内側補強層群４、５ｒ、５が破損した場合は、剥離層６は流路１ａから漏れ出した液体Ｌに押圧される。これにより、剥離層６は内側第二補強層５から剥離して、両者の間にすき間ｇが形成される。このすき間ｇはホース長手方向に延在して形成される。

このすき間ｇには連通管１０ａが連通するので、漏れ出した液体Ｌは、連通管１０ａを通じて漏れ検知器１０まで到達する。その結果、漏れ検知器１０によって、流路１ａから流体Ｌが漏れていることが検知される。

このように、内面ゴム層３および内側補強層群４、５ｒ、５が破損した場合には、内側補強層群４、５ｒ、５と剥離層６が剥離して互いの間にすき間ｇが形成される。そして、剥離層６はＰＶＡを主成分として形成され、その水溶解温度が５０℃以上なので、内側第二補強層５に対して良好な剥離性を発揮する。そのため、ホース長手方向に延在するすき間ｇを確実に形成することが可能になる。その結果、漏れ検知器１０によって流路１ａからの流体漏れを確実に検知するには有利になる。

水溶解温度が５０℃未満では、剥離層６は水溶解性が良好過ぎて、剥離層６を内側第二補強層５から剥離させることが困難になる。水溶解温度の上限値は特に限定されないが例えば１００℃程度、或いは、８０℃程度である。

マリンホース１の製造工程では、マンドレルの外周側に順次、上述した種々の構成部材を積層して成形体を成形する。次いで、成形体を型の内部に配置した状態で加硫（スチーム加硫）することでマリンホース１が製造される。この製造工程で、剥離層６を形成する際には、剥離層６を形成するＰＶＡフィルムを帯状にして、内側第二補強層５の外周面に螺旋状に巻付ける。

この剥離層６（ＰＶＡフィルム）は、ポリエチレンに比して熱収縮が小さいので、２０μｍ～４０μｍの薄層であっても皺が生じ難い。そのため、このＰＶＡフィルムは、成型性に優れている。したがって、過大な工数を要することなく、帯状のＰＶＡフィルムの幅方向どうしをすき間なくオーバーラップさせて螺旋状に巻付けられた状態の剥離層６にすることできる。そのため、漏れが生じない剥離層６を効率よく形成するには有利になる。これに伴い、マリンホース１の品質向上および生産性向上に寄与する。

剥離層６の層厚が２０μｍ未満では水溶解温度を５０℃以上にすることが困難になる。また、層厚が２０μｍ未満では剛性が不足して、ＰＶＡフィルムを皺の発生を抑制して巻き付けるにも不利になり、良好な成型性を確保できなくなる。剥離層６の層厚が４０μｍ超ではマリンホース１の軽量化に不利になる。したがって、剥離層６の層厚は２０μｍ以上４０μｍ以下にすることが好ましい。

剥離層６の破断伸びが過小であっても過大であっても成型性が低下するので、破断伸びは１５０％以上４００％以下であることが好ましい。この破断伸びはＪＩＳ Ｋ７１１３に規定された試験方法に準拠して測定した値である。温度条件は常温（２５℃程度）である。

さらに、剥離層６の良好な成型性と十分な耐久性を確保するには、引張強さは２５ＭＰａ以上８０ＭＰａ以下にすることが好ましい。剥離層６の引張強さが過小であると耐久性が不足し、過大であると成型性が悪化する。この引張強さはＪＩＳ Ｋ７１１３に規定された試験方法に準拠して測定した値である。温度条件は常温（２５℃程度）である。

図１～図４に例示した構造と同様構造で内径を１９５ｍｍにしたマリンホースの試験サンプルを同じ製造条件で５種類製造した（実施例１～３、比較例、従来例）。各試験サンプルの相違点は、表１に示すように剥離層（層厚は３０μｍｍ程度）の仕様のみである。各試験サンプルについて下記の成型性、剥離性を確認し、その結果を表１に示す。表１の水溶解温度は、上述した試験方法によって測定した値である。尚、実施例１～４の剥離層は、添加剤の配合、延伸条件などを異ならせることで物性を異ならせている。

[成型性]
試験サンプルを成形する際に剥離層を形成するフィルムを内側第二補強層の外周面に螺旋状に巻き付けて剥離層を形成した。製造した試験サンプルを分解して、剥離層での皺の発生具合、帯状のフィルムの幅方向どうしをすき間の有無を確認した。品質上問題となる皺およびすき間が無い場合を〇、有る場合を×で示した。

[剥離性]
各試験サンプルから５ｃｍ×５ｃｍ程度で破片を切り出して、人力（手作業）で剥離層と内側第二補強層とを剥離させる試験（１８０°剥離試験）を行った。容易に剥離できた場合を◎、容易ではないが剥離できた場合を〇、剥離できなかった場合を×で示した。したがって、◎は剥離性が最良であることを意味する。

表１の結果から、実施例１～３では離型層の成型性および剥離性がともに良好であることが分かる。

１ マリンホース
１ａ 流路
２ 連結端部
２ａ フランジ
２ｂ ニップル
２ｃ 固定リング
３ 内面ゴム層
４ 内側第一補強層（内側補強層群）
４ｗ ニップルワイヤ
５ 内側第二補強層（内側補強層群）
５ｒ 補強ワイヤ層（内側補強層群）
５ｗ ニップルワイヤ
６ 剥離層（ＰＶＡフィルム）
６ａ 中間ゴム層
７ 外側補強層群
７ｗ ニップルワイヤ
８ 浮力層
９ カバー層
１０ 漏れ検知器
１０ａ 連通管
Ｌ 流体
ｇ すき間

Claims (4)

1. 内面ゴム層とカバー層との間に、内周側から順に積層された内側補強層群と、剥離層と、外側補強層群とを有し、前記内側補強層群と前記剥離層との間に形成されるすき間に連通してホース長手方向端部に延在する連通管と、前記ホース長手方向端部で前記連通管に接続されてホース表面に配置される漏れ検知器とを備えたマリンホースにおいて、
   前記剥離層が、ＰＶＡを主成分として形成されていて、その水溶解温度が５０℃以上であることを特徴とするマリンホース。
2. 前記剥離層の層厚が２０μｍ以上４０μｍ以下である請求項１に記載のマリンホース。
3. 前記剥離層の破断伸びが１５０％以上４００％以下である請求項１または２に記載のマリンホース。
4. 前記剥離層の引張強さが２５ＭＰａ以上８０ＭＰａ以下である請求項１～３のいずれかに記載のマリンホース。

Images