JP4587291B2

JP4587291B2 - ホース

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Publication number: JP4587291B2
Application number: JP2004365075A
Authority: JP
Inventors: 政宏笹田; 慶洋森本; 守佐藤; 徹也川島
Original assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Current assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2024-12-16
Also published as: JP2005207584A

Description

本発明は、例えば、水道用配管や給水・給湯用配管に好適に使用することが可能なホースに係り、特に、過度の機械的な外力が加わった場合にもキンクが発生することのない充分な柔軟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、耐塩素性にも優れたものに関する。

従来、水道水配管や給水・給湯用配管には、主に銅、ステンレス等からなる金属管が用いられていたが、これらは硬く、柔軟性に劣るため、取扱性、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からなるホースが配管部材として用いられるようになってきた。このようなホースの一例として、例えば、エチレン−プロピレン共重合体ゴム混合物やオレフィン系熱可塑性エラストマー混合物を管状に押出成形したチューブの外周に補強層を設けた構成のものがある。このホースは、従来の金属管に比べて柔軟性に優れていることから、取扱性、施工性を向上させることができるという利点を備えている。しかしながら、水道水には殺菌を目的として次亜塩素酸が注入されており、塩素濃度の増加や高温での塩素の影響によってチューブ材料の劣化が促進される場合がある。従って、この種のホースとしては、柔軟性に加えて耐塩素性にも優れたものが望まれている。

このような問題に対しては、例えば、従来の配管部材が抱えていた取扱性、施工性の悪さや、塩素による劣化といった問題を解決するために、内層がポリオレフィン系樹脂、外層が熱可塑性エラストマー又は加硫ゴムから構成された二層チューブの外周に補強層を設けた構造のホースが提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献５参照。）。

又、給水・給湯ホースに関連する発明として、当該出願人から特許文献６〜特許文献１０が出願されている。

特開平９−１２６３６４号公報特開平９−１７８０５８号公報特開平１０−２４６６号公報特開平１０−１５３２７８号公報特開平１０−２２０６５３号公報特開２００１−１４１１３４号公報特願２００２−２６３９６３号特願２００２−２７７７５３号特願２００３−３５７２０６号特願２００３−３５７２０７号

しかしながら、上記特許文献１〜特許文献５のような二層チューブを用いた場合は、製造時や施工作業時、又は、実使用時などに加わる外力によって、キンク（折れ、曲がり）が発生する恐れが多分にある。即ち、上記二層チューブは、二層を構成する材料に関しての柔軟性について考慮されておらず、硬い材料からなる薄肉の内層に柔軟性を有する外層を設ける構造となっているため、外力が加わった場合には、その内層と外層の柔軟性の違いからキンクが発生してしまう恐れが充分に考えられる。このようなキンクが発生すると流体を移送するホース本来の機能が損なわれるため、例えば、施工作業中にキンクが発生した場合には、再度、施工作業を行わなくてはならないなど、取扱性、施工性に大変劣るものとなってしまう。

又、内層と外層の層間剥離強さが不足している場合にも、外力が加わった場合にキンクが発生してしまう恐れが充分に考えられる。上記特許文献５には内層と外層を共押出することにより層間剥離強さを高めることが記載されているが、このような場合には、使用可能な材料が大幅に制限を受けてしまう。

本発明は、このような従来技術の欠点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が加わった場合にもキンクが発生することのない充分な柔軟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、耐塩素性にも優れた、例えば、水道用配管や給水・給湯用配管などとして好適なホースを安価に提供することにある。

上記目的を達成するべく、本発明の請求項１によるホースは、ポリエチレンとエチレン−オクテン共重合体を含有してなる組成物を管状に成形し電子線照射により架橋したチューブと、該架橋チューブの外周に形成した高分子材料からなる中間層と、中間層と、金属細線又は合成繊維を編組又は横巻することにより形成した補強層と、からなり、上記中間層を構成する高分子材料が、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エーテル系ポリウレタンエラストマー、カーボネート系ポリウレタンエラストマー、ポリエステル系エラストマーから選択されるとともに、上記架橋チューブと上記中間層とが０．５ｋＮ／ｍ以上の層間剥離強さで接着一体化されていることを特徴とするものである。
又、請求項２によるホースは、エーテル系ポリウレタンエラストマー、カーボネート系ポリウレタンエラストマー、ポリエステル系エラストマーから選択されることを特徴とするものである。
又、請求項３記載のホースは、上記補強層が、上記中間層の外周に形成されていることを特徴とするものである。
又、請求項４によるホースは、上記架橋チューブの外周面には、接着処理が施されていることを特徴とするものである。
又、請求項５によるホースは、上記接着処理が、樹脂フィルムの横巻又は縦添えによるものであることを特徴とするものである。
又、請求項６によるホースは、上記のホースの両端に、相手部材に接続するための接続継手が取り付けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、過度の機械的な外力が加わった場合にもキンクが発生することのない充分な柔軟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、耐塩素性にも優れた、例えば、水道用配管や給水・給湯用配管などとして好適なホースを安価に得ることができる。

本発明において用いられる架橋チューブは、ポリエチレンとエチレン−オクテン共重合体を含有してなる組成物から構成されている。

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、従来より種々のものが公知であるが、本発明では、密度が０．９４２ｇ／ｃｍ^３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／ｃｍ^３を超えてしまうと、架橋チューブの柔軟性が低下し、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。

エチレン−オクテン共重合体は、一般にエチレン−α−オレフィン共重合体に分類される材料であり、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、４−メチルペンテン−１、ヘプテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、デセン−１、ドデセン−１などが挙げられる。エチレン−α−オレフィン共重合体は柔軟性に優れた材料として知られているが、本発明における組成物には、これらの中でも、エチレンとオクテン−１が共重合された、エチレン−オクテン共重合体が含有される。このエチレン−オクテン共重合体は、柔軟性に優れるだけでなく、良好な接着性が得られる材料である。エチレン−オクテ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。

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−オクテン共重合体を適宜に配合することにより、柔軟性及び耐塩素性に優れた架橋チューブを得ることが可能となる。又、エチレン−オクテン共重合体は、接着性にも優れているため、架橋チューブと該架橋チューブの外周に形成された中間層との層間剥離強さを向上させることができる。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。

本発明では、上記の組成物を押出成形等の公知の成形手段で管状に成形した後、架橋を施して架橋チューブとする。架橋を施すのは、本発明のようなポリエチレンを含有した組成物は、その耐熱温度が６０℃と低く、給湯ホースとして使用された場合、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、架橋を施すことによって高温での耐圧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、過酸化物架橋、シラン架橋、電子線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している。電子線架橋を採用している理由としては、まず、過酸化物架橋やシラン架橋のように架橋剤等の他の材料を配合する必要がなく、自由度の高い材料の選択が可能であるからである。更には、電子線架橋時にチューブ表面が改質され、チューブ外周に設けられる中間層との接着性を向上させることができるからである。

架橋チューブの肉厚は、０．６〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。肉厚が０．６未満では、中間層を設ける際に架橋チューブが変形したり、実使用に耐え得る充分な耐圧性を得ることが困難となったりする可能性がある。一方、肉厚が３ｍｍを超えると、柔軟性が低下して曲げ難くなってしまい、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ってしまう可能性がある。

次に、このようにして得られた架橋チューブの外周に押出成形等の公知の成形手段で高分子材料からなる中間層を形成する。中間層を構成する高分子材料としては、例えば、スチレン系エラストマー、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、ポリアミド系樹脂、オレフィン系樹脂などが挙げられる。又、ポリウレタン系エラストマーとしては、エステル系ポリウレタンエラストマー、エーテル系ポリウレタンエラストマー、カーボネート系ポリウレタンエラストマー、ラクトン系ポリウレタンエラストマーなどが挙げられる。これらの中でも、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系ポリウレタンエラストマー、エーテル系ポリウレタンエラストマー、カーボネート系ポリウレタンエラストマー、ポリエステル系エラストマー、オレフィン系樹脂などが、架橋チューブの柔軟性を妨げることがないため好ましい。又、耐熱性が要求させる用途においては、カーボネート系ポリウレタンエラストマー、ポリエステル系エラストマーなどが好ましい。

本発明のホースにおいては、架橋チューブと中間層の層間剥離強さが０．５ｋＮ／ｍ以上であることが好ましく、１．２ｋＮ／ｍ以上であれば更に好ましい。層間剥離強さが０．５ｋＮ／ｍ以上であれば、外力などが加わった場合にも、架橋チューブと中間層が接着を保ち、キンクの発生する最小曲げ半径を小さくすることができる。又、１．２ｋＮ／ｍ以上であれば、予期しない強さの外力がホースに加わった場合においても、層間の剥離を生じることなく使用することができる。尚、層間剥離強さの測定方法としては、ＪＩＳＫ６３３０−６（１９９８）に準拠して測定する。

本発明においては、架橋チューブと中間層とを強固に接着一体化させることを目的として、架橋チューブの外周面に接着処理を施しても良い。接着処理の方法としては、例えば、表面粗面化などの物理的改質、コロナ放電やプラズマ放電による放電処理、放射線処理、ＵＶ処理、レーザー処理、火炎処理、プライマーなどの親和層形成などの方法が挙げられる。又、上記以外の方法としては、例えば、架橋チューブの外周に、架橋チューブ及び中間層と親和性を有する材料、例えば、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、エポキシ系、塩化ビニル系、合成ゴム系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリアクリレート系、エチレン共重合系などの樹脂又はエラストマーから適宜に選択し、単独もしくは２種以上を組合せて接着層を形成することも考えられる。接着層の形成方法に特に限定はなく、例えば、接着層単独で押出成形しても良いし、架橋チューブ又は中間層と共押出成形しても良い。又、接着処理としては、架橋チューブの外周に、樹脂フィルムを横巻又は縦添えすることも考えられる。樹脂フィルムの材料としては、架橋チューブ及び中間層と親和性を有する材料、例えば、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、塩化ビニル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリアクリレート系、エチレン共重合系などの樹脂又はエラストマーから適宜に選択すればよく、単層のフィルムであっても多層のフィルムであってもよい。又、樹脂フィルムの厚さは、１０〜５０μｍであることが好ましい。厚さが１０μｍ未満であると、十分な接着力を得ることが困難になることがある。又、厚さが５０μｍを超えると、ホースの柔軟性が損なわれる可能性がある。具体的な態様としては、例えば、中間層を構成する材料の成形温度よりも融点が低い樹脂フィルムを架橋チューブの外周に横巻き又は縦添えし、この樹脂フィルムの外周に中間層を押出成形することで、この押出成形時の熱により、上記樹脂フィルムを溶融させて架橋チューブと中間層とを接着させることが考えられる。これらの接着処理については、２種以上を組合せても良い。

接着処理を施す場合は、これらの内の何れの方法を採用しても構わないが、例えば、架橋チューブの外周に、ポリウレタン系エラストマーからなる中間層を形成する場合には、シリコーン系プライマーによる接着処理が最も効果的に架橋チューブと中間層とを接着一体化させることができる。又、架橋チューブの外周に、ポリオレフィン系樹脂やポリオレフィン系エラストマーからなる中間層を形成する場合には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂フィルムの横巻又は縦添えによる接着処理が効果的に架橋チューブと中間層とを接着一体化させることができる。本発明においては、電子線架橋時にチューブの表面が改質されていることから、これらの接着処理の効果が向上し、架橋チューブと中間層とがより強固に接着一体化するものとなる。

又、補強層を形成したホースであれば、耐圧性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。補強層としては、例えば、軟質ステンレス線や硬質ステンレス線などの金属細線を引き揃え、編組したり、横巻きすることにより形成したものや、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維等の合成繊維を用い、これを編組したり、横巻きすることにより形成したものなどが挙げられる。

これらの補強層は、本発明によって得られるホースの使用用途に合わせて適宜に選択されるものである。例えば、混合水栓等予め一次側給水給湯等に取り付けられる設備機器に用いられる場合には、ステンレス線からなる編組や横巻きが選択される。又、後付けされる設備機器に用いられる場合には、低コスト化のため、合成繊維からなる編組や横巻きが選択される。更に、人が持って使用するシャワーホース等に用いられる場合には、軽量化のため、合成繊維からなる編組や横巻きが選択される。又、機器内や二次側給水給湯に用いられ、耐水圧性が低くても良い場合には、補強層を形成しないこともある。

上記補強層は、どこに形成しても構わないが、例えば、架橋チューブと中間層との間に補強層を形成する場合、上記の樹脂フィルムを架橋チューブの外周又は補強層の外周に横巻又は縦添えすれば、補強層を介して架橋チューブと中間層とが強固に接着することになるため好ましい。

本発明によるホースの外周にはシースを形成しても良い。シース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も可能であり、又、ホースの表面にゴミや汚れが着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る。合成繊維からなる補強層を中間層の外周に形成した場合には、特に表面が汚れ易いため、好ましく用いられる。シースの構成材料としては、例えば、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、オレフィン系樹脂、塩化ビニルエラストマー、軟質塩化ビニル樹脂、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、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマーなどが挙げられる。

又、ホースの外周にシースを形成する場合は、中間層の外周又はシースの内側に上記した接着処理を施せば、中間層とシースとが強固に接着することになるため好ましい。又、中間層の外周に補強層を形成し、この補強層の外周にシースを形成する場合は、中間層の外周又は補強層の外周に、上記した樹脂フィルムを横巻又は縦添えすれば、補強層を介して中間層とシースとが強固に接着することになるため好ましい。

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。

本発明のホースは上述したように、架橋チューブの構成材料として、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−オクテン共重合体とを適宜に配合して使用していることから、過度の機械的な外力が加わった場合にもキンクが発生することのない充分な柔軟性を確保しているとともに、塩素によるチューブの劣化を効果的に防止することができる。更に、接着性に優れたエチレン−オクテン共重合体を含有した架橋チューブの外周に、柔軟性に優れた高分子材料からなる中間層が形成されていることから、この中間層は架橋チューブと強固に接着一体化することになる。そのため、柔軟性を保持したままキンクを防止する効果を更に向上させることができる。又、架橋チューブと中間層との接着が不充分である場合、ホースの両端に接続継手を取り付けて実使用に供した際に繰返しの加圧などが加わると、架橋チューブと中間層との剥離に起因して接続継手が抜けてしまうことが考えられる。本発明のホースは上記のように架橋チューブと中間層とが強固に接着一体化しているため、このような接続継手の抜けを防止することもできる。又、使用用途に合った補強層を形成することにより、更なる耐圧性を付与することができる。従って、このホースは、水道水配管や給水・給湯用配管などとして好適に使用することが可能である。

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。

実施例１
図１に示すように、まず、ポリエチレン樹脂（密度０．９３ｇ／ｃｍ^３）とエチレン−オクテン共重合体を混合比率５０：５０で混合した組成物を、肉厚１．０ｍｍ、内径７．０ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、架橋チューブ２とした。次に、この架橋チューブ２の外周面に、シリコーン系プライマーによる接着処理を施した後、エーテル系ポリウレタンエラストマーを肉厚１．４ｍｍとなるように押出被覆して中間層３を形成した。このようにして得られたホース１の仕上外径は１１．８ｍｍであった。尚、架橋チューブ２と中間層３の層間剥離強さは１．５ｋＮ／ｍであった。

実施例２
図１に示すように、まず、ポリエチレン樹脂（密度０．９３ｇ／ｃｍ^３）とエチレン−オクテン共重合体を混合比率５０：５０で混合した組成物を、肉厚１．０ｍｍ、内径７．０ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、架橋チューブ２とした。次に、この架橋チューブ２の外周面に、シリコーン系プライマーによる接着処理を施した後、カーボネート系ポリウレタンエラストマーを肉厚１．４ｍｍとなるように押出被覆して中間層３を形成した。このようにして得られたホース１の仕上外径は１１．８ｍｍであった。尚、架橋チューブ２と中間層３の層間剥離強さは３．０ｋＮ／ｍであった。

実施例３
図１に示すように、まず、ポリエチレン樹脂（密度０．９３ｇ／ｃｍ^３）とエチレン−オクテン共重合体を混合比率５０：５０で混合した組成物を、肉厚１．０ｍｍ、内径７．０ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、架橋チューブ２とした。次に、この架橋チューブ２の外周面に、オレフィン系エラストマーを肉厚１．４ｍｍとなるように押出被覆して中間層３を形成した。このようにして得られたホース１の仕上外径は１１．８ｍｍであった。尚、架橋チューブ２と中間層３の層間剥離強さは１．９ｋＮ／ｍであった。

実施例４
図１に示すように、まず、ポリエチレン樹脂（密度０．９３ｇ／ｃｍ^３）とエチレン−オクテン共重合体を混合比率５０：５０で混合した組成物を、肉厚１．０ｍｍ、内径７．０ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、架橋チューブ２とした。次に、この架橋チューブ２の外周面に、厚さ２０μｍのポリエチレン系樹脂フィルム（図示しない）を縦添えした後、オレフィン系エラストマーを肉厚１．４ｍｍとなるように押出被覆して中間層３を形成した。この際、ポリエチレン系樹脂フィルムは、中間層３の押出被覆の熱により溶融し、架橋チューブ２と中間層３とを接着させていた。このようにして得られたホース１の仕上外径は１１．８ｍｍであった。尚、架橋チューブ２と中間層３の層間剥離強さは２．５ｋＮ／ｍであった。

実施例５
図２に示すように、まず、ポリエチレン樹脂（密度０．９３ｇ／ｃｍ^３）とエチレン−オクテン共重合体を混合比率５０：５０で混合した組成物を、肉厚１．０ｍｍ、内径７．０ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、架橋チューブ２とした。次に、この架橋チューブ２の外周面に、シリコーン系プライマーによる接着処理を施した後、この架橋チューブ２の外周に、直径０．４０ｍｍのポリエステル繊維を使用して、１６個のボビンを備えた製紐機を用いてピッチ４０ｍｍにて編組を施し、補強層４を形成した。そして、この補強層４の外周にエーテル系ポリウレタンエラストマーを肉厚１．４ｍｍとなるように押出被覆して中間層３を形成した。このようにして得られたホース１の仕上外径は１２．４ｍｍであった。尚、架橋チューブ２と中間層３の層間剥離強さは２．２ｋＮ／ｍであった。

実施例６
図２に示すように、まず、ポリエチレン樹脂（密度０．９３ｇ／ｃｍ^３）とエチレン−オクテン共重合体を混合比率５０：５０で混合した組成物を、肉厚１．０ｍｍ、内径７．０ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、架橋チューブ２とした。次に、この架橋チューブ２の外周に、直径０．４０ｍｍのポリエステル繊維を使用して、１６個のボビンを備えた製紐機を用いてピッチ４０ｍｍにて編組を施し、補強層４を形成した。そして、この補強層４の外周にポリエステル系エラストマーを肉厚１．４ｍｍとなるように押出被覆して中間層３を形成した。このようにして得られたホース１の仕上外径は１２．４ｍｍであった。尚、架橋チューブ２と中間層３の層間剥離強さは０．５ｋＮ／ｍであった。

実施例７
図２に示すように、まず、ポリエチレン樹脂（密度０．９３ｇ／ｃｍ^３）とエチレン−オクテン共重合体を混合比率５０：５０で混合した組成物を、肉厚１．０ｍｍ、内径７．０ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、架橋チューブ２とした。次に、この架橋チューブ２の外周に、直径０．４０ｍｍのポリエステル繊維を使用して、１６個のボビンを備えた製紐機を用いてピッチ４０ｍｍにて編組を施し、補強層４を形成した。そして、この補強層４の外周にスチレン系エラストマーを肉厚１．４ｍｍとなるように押出被覆して中間層３を形成した。このようにして得られたホース１の仕上外径は１２．４ｍｍであった。尚、架橋チューブ２と中間層３の層間剥離強さは１．８ｋＮ／ｍであった。

実施例８
図２に示すように、まず、ポリエチレン樹脂（密度０．９３ｇ／ｃｍ^３）とエチレン−オクテン共重合体を混合比率５０：５０で混合したものを、肉厚１．０ｍｍ、内径７．０ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、架橋チューブ２とした。次に、この架橋チューブ２の外周に、直径０．４０ｍｍのポリエステル繊維を使用して、１６個のボビンを備えた製紐機を用いてピッチ４０ｍｍにて編組を施し、補強層４を形成した。そして、この補強層４の外周にオレフィン系樹脂を肉厚１．４ｍｍとなるように押出被覆して中間層３を形成した。このようにして得られたホース１の仕上外径は１２．４ｍｍであった。尚、架橋チューブ２と中間層３の層間剥離強さは０．９ｋＮ／ｍであった。

実施例９
図２に示すように、まず、ポリエチレン樹脂（密度０．９３ｇ／ｃｍ^３）とエチレン−オクテン共重合体を混合比率５０：５０で混合したものを、肉厚１．０ｍｍ、内径７．０ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、架橋チューブ２とした。次に、この架橋チューブ２の外周に、直径０．４０ｍｍのポリエステル繊維を使用して、１６個のボビンを備えた製紐機を用いてピッチ４０ｍｍにて編組を施し、補強層４を形成した。そして、この補強層４の外周に、厚さ２０μｍのポリエチレン系樹脂フィルム（図示しない）を縦添えした後、オレフィン系樹脂を肉厚１．４ｍｍとなるように押出被覆して中間層３を形成した。この際、ポリエチレン系樹脂フィルムは、中間層３の押出被覆の熱により溶融し、架橋チューブ２と中間層３とを接着させていた。このようにして得られたホース１の仕上外径は１２．４ｍｍであった。尚、架橋チューブ２と中間層３の層間剥離強さは１．４ｋＮ／ｍであった。

比較例１
架橋チューブ２を構成する材料をポリエチレン樹脂（密度０．９３ｇ／ｃｍ^３）とエチレン−プロピレン共重合体を混合比率５０：５０で混合した組成物とした他は、実施例５と同様にしてホース１を形成した。尚、架橋チューブ２と中間層３の層間剥離強さは０ｋＮ／ｍであった。

比較例２
まず、エチレン−プロピレン共重合体をカーボンブラックで補強した混合物を、肉厚１．２ｍｍ、内径９．０ｍｍの管状に押出成形した後、化学架橋を施して架橋チューブを得た。次に、この架橋チューブの外周に直径０．２０ｍｍの軟質ステンレス線を１つのボビンに６本引き揃え、２４個のボビンを備えた製紐機を用いて編組補強層を形成した。このようにして得られたホースの仕上外径は１２．４ｍｍであった。

比較例３
まず、オレフィン系熱可塑性エラストマー混合物を、肉厚１．２ｍｍ、内径９．０ｍｍの管状に押出成形し、チューブを得た。次に、このチューブの外周に直径０．２０ｍｍの軟質ステンレス線を１つのボビンに６本引き揃え、２４個のボビンを備えた製紐機を用いて編組補強層を形成した。このようにして得られたホースの仕上外径は１２．４ｍｍであった。

このようにして得られた各ホースを試料として、柔軟性、耐塩素性、破壊圧力測定、耐圧性、耐熱性についての試験を行った。尚、これらの試験は、図３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、脱亜鉛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、柔軟性、破壊圧力測定、耐圧性、耐熱性の試験結果については表１及び表２に、耐塩素性の試験結果については表３に示す。

まず、実施例１〜実施例７及び比較例１によって得られた８種類のホースを試料として、柔軟性（取扱性、施工性）の確認として最少曲げ半径についての評価試験を行った。最小曲げ半径については、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。

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、最小曲げ半径はホース外径の１．５倍以下であることが好ましい。表１によれば、架橋チューブを構成する材料としてポリエチレンとエチレン−オクテン共重合体を混合した組成物を使用した本実施例のホースは、いずれも最小曲げ半径がホース外径の１．５倍以下であることから、優れた柔軟性を示し、過度の外力が加わった場合にもキンクが発生しないことが認められる。これに対して、架橋チューブを構成する材料としてポリエチレンとエチレン−プロピレン共重合体を混合した組成物を使用した比較例１のホースは、層間剥離強さが０．５ｋＮ／ｍに満たず、最小曲げ半径がホース外径の２倍以上であり、容易にキンクしてしまう恐れがあるものであった。

尚、上記の実施例１、実施例２、実施例４については、シリコーン系プライマーによる表面処理を施さないものを併せて作成し、層間剥離強さを測定したが、いずれも層間剥離強さの値が約１／５になっていた。このことから、ポリウレタン系エラストマーを中間層とした場合には、シリコーン系プライマーによる表面処理が、層間剥離強さの向上に有効であることが認められた。

又、実施例３と実施例４、及び、実施例８と実施例９を比較すると、ポリエチレン系樹脂フィルム（ポリオレフィン系樹脂フィルム）を縦添えした実施例４及び実施例９の方が、実施例３及び実施例８よりも層間剥離強さの値が増加していた。このことから、ポリオレフィン系エラストマーやポリオレフィン樹脂を中間層とした場合には、ポリオレフィン系樹脂フィルムの横巻又は縦添えによる接着処理が、層間剥離強さの向上に有効であることが認められた。

次に、実施例１、比較例２及び比較例３の試料について、耐塩素性についての評価試験を行った。試験は、両端に接続継手１０を取り付けた各試料内に、次亜塩素酸ソーダで塩素濃度を２００ｐｐｍに調整した６０℃の温水を循環させ、３０日通水後のチューブの内面状態を目視により観察した。表３から明らかなように、実施例１のホースには何の変化も認められず充分な耐塩素性を有していることが認められた。これに対して、比較例２では、多数のクラックが発生してしまい、比較例３では変色してしまったことから、充分な耐塩素性を有しているとは言えなかった。

又、実施例１〜実施例９によって得られたホースを折り曲げて、架橋チューブの異常の有無を確認してみたが、架橋チューブの白化や架橋チューブと中間層の剥離などホースの使用上問題となる異常の発生は確認されなかった。

次に、上記実施例１〜実施例９によって得られたホースについて、破壊圧力測定の試験を行った。表１によれば、いずれの試料も常温で破壊した際の圧力が１ＭＰａ以上であり、充分な破壊圧力を有していることが確認された。特に、補強層を設けた実施例５〜実施例９については、いずれも破壊した際の圧力が４ＭＰａ以上であり、特に優れた破壊圧力を有していることが認められた。

次に、上記実施例１〜実施例９によって得られたホースについて、耐圧性の試験を行った。試験は、常温水で０．８ＭＰａの圧力を５分間加え、ホースの異常を確認した。いずれの試料においても、破裂、水漏れや異常な膨らみ等が発生しなかったことから、良好な耐圧性を有していることが認められた。

又、実施例５〜実施例９によって得られたホースについては、架橋チューブと中間層の間に補強層を形成しているため、架橋チューブと中間層の接着する面積が減少していることから、繰返しの圧力を加えることにより架橋チューブと中間層が剥離する可能性も考えられる。この確認のため、実施例５〜９によって得られたホースについて、繰返し圧力の耐久試験を行った。試験は、常温水で０〜０．８ＭＰａの繰返し加圧を約２秒間隔で加え、ホースに異常が発生したときの加圧回数を測定した。いずれの試料も１０万回の繰返し圧力を加えた場合でも、架橋チューブと中間層は接着一体化を保持しており、架橋チューブと中間層の剥離やホースの破裂、水漏れといった異常は認められなかった。

次に、実施例１〜実施例９によって得られたホースの耐熱性を確認するために、耐熱性の試験を行った。試験は、各７種類のホースを８０℃の恒温槽内に５００時間放置した後、実施例１〜実施例４によって得られたホースについては常温水で０．８ＭＰａの圧力を５分間加え、ホースの異常を確認した。又、実施例５〜実施例９によって得られたホースについては、常温水で３ＭＰａの圧力を５分間加え、ホースの異常を確認した。いずれの試料においても、破裂、水漏れや異常な膨らみ等が発生しなかったことから、良好な耐熱性を有していることが認められた。特に、中間層の構成材料としてカーボネート系ポリウレタンエラストマーを使用した実施例２、及び、中間層の構成材料としてポリエステル系エラストマーを使用した実施例６のホースについては、恒温層の温度を１２０℃としたときも水漏れや異常な膨らみ等が発生しなかったことから、特に優れた耐熱性を有していることが認められた。

このように、本実施例によるホースは、柔軟性、耐塩素性、破壊圧力測定、耐圧性、耐熱性の全てにおいて優れた特性を示しており、実用上充分に機能するものであることが実証された。

尚、本発明によるホースは、上記の実施例に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、中間層３の外周に補強層４を形成しても良い。又、ホース１の最外層に、更にシースを設けても良い。

本発明のホースは、過度の機械的な外力が加わった場合にもキンクが発生することのない充分な柔軟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、耐塩素性にも優れたものである。従って、水道用配管、給水・給湯用配管や、暖房等の不凍液配管など幅広い用途で好適に使用することができる。

本発明の実施例によって得られたホースの構成を示す一部切欠斜視図である。本発明の他の実施例によって得られたホースの構成を示す一部切欠斜視図である。本発明の実施例によって得られたホースの両端に接続継手を取り付けた状態を示す一部切欠側面図である。本発明の他の形態によって得られたホースの構成を示す一部切欠斜視図である。

符号の説明

１ホース
２架橋チューブ
３中間層
４補強層
１０接続継手
１１ノズル
１２ナット
１３スリーブ

Claims

ポリエチレンとエチレン−オクテン共重合体を含有してなる組成物を管状に成形し電子線照射により架橋したチューブと、該架橋チューブの外周に形成した高分子材料からなる中間層と、金属細線又は合成繊維を編組又は横巻することにより形成した補強層と、からなり、上記中間層を構成する高分子材料が、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エーテル系ポリウレタンエラストマー、カーボネート系ポリウレタンエラストマー、ポリエステル系エラストマーから選択されるとともに、上記架橋チューブと上記中間層とが０．５ｋＮ／ｍ以上の層間剥離強さで接着一体化されていることを特徴とするホース。
請求項１のホースにおいて、上記中間層を構成する高分子材料が、エーテル系ポリウレタンエラストマー、カーボネート系ポリウレタンエラストマー、ポリエステル系エラストマーから選択されることを特徴とするホース。
請求項１又は請求項２記載のホースにおいて、上記補強層が、上記中間層の外周に形成されていることを特徴とするホース。
請求項１乃至請求項３記載のホースにおいて、上記架橋チューブの外周面には、接着処理が施されていることを特徴とするホース。
請求項４記載のホースにおいて、上記接着処理が、樹脂フィルムの横巻き又は縦添えによるものであることを特徴とするホース。
請求項１乃至請求項５記載のホースの両端に、相手部材に接続するための接続継手が取り付けられていることを特徴とするホース。