JP5202923B2

JP5202923B2 - ホースの製造方法

Info

Publication number: JP5202923B2
Application number: JP2007274680A
Authority: JP
Inventors: 徹也川島
Original assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Current assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2027-10-23
Also published as: JP2009103195A

Description

本発明は、例えば、洗面台、流し台等に取り付けられる引出式水栓等に用いられるホース及びその製造方法に係り、特に、水漏れが防止でき、生産性にも優れるものに関する。

従来、洗面台、流し台等に取り付けられる引出式水栓として、インナーチューブと補強管とを有するホースを吐水ヘッドに接続し、そのホースを吐水ヘッドとともに引出収納可能とした形態のものが知られている。この種の水栓は、吐水ヘッド及びホースを容易に引き出し、収納することが可能であり、吐水ヘッドを把持して任意位置に吐水を行うことが可能であるため、広く用いられている。一般的に、補強管には金属の蛇腹管が使用され、インナーチューブには樹脂やゴムのチューブが使用される。しかしながら、この種の水栓は、補強管が金属板を蛇腹状に加工してなる構造のため、管に水の浸入する隙間があり、浸入した水は、インナーチューブと補強管の間を流下し、補強管の途中或いはホースの端部の隙間から水漏れが生じ、キャビネット内部に水が侵入してしまうといった問題を有していた。そこで、キャビネット内部に水受タンクを配置し、ホースから漏れた水を受溜める対応もなされているが、水受タンクのコストやスペースの点、定期的に溜まった水を捨てなければならないというメンテナンスの点から、改良が望まれている。

このような問題に対し、ホースの補強管とインナーチューブとの間の隙間を無くし、水が流下しない構造とすることで水漏れを防止することが種々提案されている。例えば、特許文献１、及び、特許文献２には、補強管とインナーチューブとの間に樹脂発泡体や毛状、リップ状のシール材を形成し、水の流下を防止することが記載されている。また、特許文献１には、インナーチューブを通水時の圧力により径方向に拡径膨張させて、インナーチューブの外面を補強管の内面に接触させ、水の流下を防止することが記載されている。
特許第３９３６７３２号公報特許第３１４９４８２号公報

ホースの製造に当たっては、補強管とインナーチューブは別の工程で作製され、その後、補強管の内部にインナーチューブが挿入されることになる。上記のように、シール材を形成したものの場合、水漏れを防止するために、シール材を含めたインナーチューブの外径は、補強管の内径と同径或いはそれよりも大きくする必要がある。そのため、インナーチューブを挿入する作業は困難を極め、丁寧な作業を行わないと、インナーチューブが伸びたり、シール材を破損してしまったりする恐れがある。また、シール材を後工程で注入する場合には、工程的に非常に困難なものとなり生産性が劣ることになる。

また、インナーチューブを通水時の圧力により径方向に拡径膨張させるものの場合だが、水の流下は通水時のみに起こるものだけではなく、通水後に吐水ヘッドに付着した水滴等が流下することもある。この流下を完全に防止するべく通水時の圧力での拡径を保持するためには、軟質な或いは薄肉なインナーチューブを使用する必要があり、インナーチューブの材料や構造が制限されることになる。そのため、インナーチューブとして必要な機械的強度などが得られなくなるか、または、必要な機械的強度などを得るために高価な材料が必要になることとなり、実用上有用なホースを得られにくかった。

本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、水漏れが防止でき、生産性にも優れるホース及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するべく、本発明によるホースの製造方法は、大径部及び小径部とが繰り返し構成になっている金属製の補強管と、該補強管の内周に配置されるインナーチューブとからなるホースの製造方法において、上記インナーチューブが、樹脂又はゴム製であり、架橋された材料からなるか又は架橋された材料からなる層を含むものであり、該インナーチューブを延伸した状態で補強管内に配置し、その後、上記インナーチューブを長さ方向に収縮させるとともに径方向に拡大させ、上記インナーチューブの外面と上記補強管の内面の一部とを直接接触させることにより、上記インナーチューブが、上記補強管の大径部と小径部とからなる隙間に一部侵入して固定されようにしたことを特徴とするものである。
又、上記インナーチューブを、上記補強管内に配置し、加熱により長さ方向に収縮させるとともに径方向に拡大させることが考えられる。

本発明によるホースは、インナーチューブが補強管の大径部と小径部とからなる隙間に一部侵入して固定されているため、インナーチューブと補強管の隙間を流路として水が流下して水漏れが発生することは無い。また本発明によるホースの製造方法であれば、インナーチューブを補強管内に配置した後、インナーチューブを拡径するため、挿入が困難となることは無い。また、インナーチューブが補強管の大径部と小径部とからなる隙間に一部侵入して固定されているため、インナーチューブと補強管の隙間を流路として水が流下して水漏れが発生することは無い。また、インナーチューブを加熱により拡径すれば、加熱によるインナーチューブの軟化を利用できるため、よりインナーチューブと補強管とが密に接することになる。その場合、インナーチューブが架橋された材料を含んでいれば、溶けて流れることが無く、インナーチューブの形状を保持することができる。また、架橋された材料、または、架橋された材料からなる層を含むインナーチューブを用いれば、他の材料からなる層と組合せることで、例えば厚さ２．０ｍｍ以上のような肉厚のものでも拡径を容易に制御することができる。さらには、補強管にインナーチューブを挿入し、両端末に必要な継手加工を行った後、加熱することで水密の効果が得られるため、長さを調整したりする必要が無く、更に生産性が向上するものである。

本発明におけるインナーチューブとしては、種々の樹脂材料やゴム材料から適宜選択して使用すれば良い。例えば、ポリオレフィン系樹脂、ナイロン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、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、ポリアミド系エラストマー、ナイロン系エラストマー、スチレン系エラストマーなどが挙げられる。この中でも、耐塩素性に優れるポリオレフィン系樹脂を含有してなる組成物を管状に成形しインナーチューブとすることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂を含有してなる組成物の中でも、ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体の混合物であれば、内層チューブが柔軟性の高いものとなりホースとしての可撓性が向上し、取扱性や施工性にも優れることとなる。

上記ポリエチレンは、従来、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、インナーチューブの柔軟性が低下して、ホースとしての可撓性が低下し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る傾向がある。また、更に好ましくは、密度が０．９３０ｇ／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。密度が０．９３０ｇ／ｃｍ^３以下となれば、よりインナーチューブの柔軟性が増すため、ホースの取扱性や施工性がより優れたものとなる。

上記エチレン−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、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。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。

また、インナーチューブは、複数の材料からなる積層チューブであっても良い。尚、上記混合物に、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。

ここで、インナーチューブの肉厚は、０．６ｍｍ〜３ｍｍの範囲とすることが好ましい。肉厚が０．６ｍｍ未満では、実使用に耐え得る充分な耐キンク性と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、インナーチューブの柔軟性が低下して、ホースとしての可撓性が低下し曲げ難くなってしまう。

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、その熱変形温度が低く、架橋を施すことによって高温での変形を防止するためである。架橋手段としては、例えば、過酸化物架橋、シラン架橋、電子線照射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照射架橋を採用することが好ましい。この理由としては、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、電子線照射架橋は、柔軟な材料であっても容易に架橋することが可能である。

本発明におけるインナーチューブは、例えば、上記したものを内層として更に外層を形成し２層構造とするなど、多層構造としても良い。最外層に用いられる材料としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ナイロン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、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、ポリアミド系エラストマー、ナイロン系エラストマー、スチレン系エラストマーなど、柔軟性に優れる材料を適宜選定すれば良い。このような柔軟性に優れる材料がインナーチューブの最外層であれば、拡径による圧力によって、インナーチューブの最外面が補強管の小径部に食い込むため、インナーチューブと補強管との間の封止をより強固なものとすることができる。特に熱可塑性のものであれば、インナーチューブを加熱により拡径する際に、インナーチューブの最外面が軟化や溶融して補強管の小径部に食い込むため、インナーチューブと補強管との間の封止をより強固なものとすることができる。また、最外層に用いられる材料として、加熱により発泡する材料の未発泡体を選択することもできる。この未発泡体は、補強管にいれた後に加熱により発泡させて拡径される。

補強管としては、蛇腹管、螺旋管、スパイラル管、ベローズ管、インターロック管、メタル管、コンジットチューブなど種々の名称で称されるものが使用できる。材料としても、種々の金属製、樹脂性のものがあり、用途に応じて適宜に選択すれば良い。具体的には、例えば、樹脂材料を公知の押出成形で蛇腹形状に成形した蛇腹管でも良いし、金属帯材に曲げ返し部を形成し、この曲げ返し部で複数の金属帯材を連結して形成した所謂インターロック管と称されるタイプのものでも良い。特に、収納水栓の用途では、インターロック管と称されるタイプの金属製の蛇腹管が好んで使用される。

上記のようなインナーチューブ及び補強管により、以下のようにして本発明のホースは製造される。以下、図１，２を参照して説明する。

まず、ポリオレフィン樹脂等の所定の材料を押出成形等の公知の成形方法により管状に成形し、必要に応じて架橋を施し、インナーチューブ１を作製する。次いで別に用意した補強管２の内部に、縮径した状態のインナーチューブ１を挿入する。ここで、「縮径した状態」とするには、例えば、インナーチューブ１を押出成形後に適切な加熱とともに長さ方向に引張り、その後冷却することで伸ばされて径が細くなった状態を保持する方法、インナーチューブ１の押出成形時或いは架橋時に熱やテンションをかけて、その後冷却することで伸ばされて径が細くなった状態を保持する方法などが挙げられる。これらは、いわゆる延伸という手法である。

このように、縮径した状態のインナーチューブ１を補強管２の内部に挿入した後、インナーチューブ１の材料に応じた適切な加熱を施すことで、インナーチューブ１は元の形状に戻ろうとするため、長さが収縮するとともに、縮径前の径にまで拡大する。従って、インナーチューブ１の縮径前の外径を補強管２の小径部２ａと同径或いはそれよりも大きい径としておけば、インナーチューブ１の外面と補強管２の内面の一部とが直接接触することになり、インナーチューブ１と補強管２の間が封止されたホース１０を得ることができる。特に図１に示すように、インナーチューブ１が、補強管２の大径部２ｂと小径部２ａとからなる隙間に一部侵入して固定されていることが好ましい。このようにインナーチューブ１が固定されていれば、インナーチューブ１と補強管２の隙間を流路として水が流下して水漏れが発生することを、より確実に防止することができる。図１、２において、（Ａ）はインナーチューブ１が縮径した状態、（Ｂ）はインナーチューブ１が拡径した状態を示す。

尚、インナーチューブ１をゴム材料で構成した場合は、常温でインナーチューブ１引き伸ばして治具等で固定すれば「補強管２の小径部２ａ以下に縮径」することができ、この治具を取外せば、インナーチューブ１は収縮し、拡径することになる。そのため、特に加熱等は必要ではなくなる。

また、インナーチューブ１の最外面が熱可塑性エラストマーを含む材料になるよう適宜選択し、加熱によってインナーチューブ１を拡径すれば、この加熱により、インナーチューブ１の最外面が軟化・溶融等して補強管２の小径部２ａに食い込むため、インナーチューブ１と補強管２との間の封止がより強固なホース１０とすることができる。

このようにして得られたホース１０には、図３のように、片端に吐水ヘッド１１が取り付けられ、もう片端は接続管１２を介して元栓１３に取り付けられ、引出式水栓として使用することができる。尚、符号１４で示す鎖線の下部は、キャビネット内である。

以下、図１，２を参照して本発明の実施例を説明する。

ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体を６：４に混合した組成物を、肉厚０．６５ｍｍ、内径８．４５ｍｍ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インナーチューブ１の内層とした。この内層の外周に、スチレン系熱可塑性エラストマーを肉厚０．６５ｍｍで押出成形して外層とし、インナーチューブ１とした。内層の押出成形から、内層の架橋、外層の押出成形の間、インナーチューブに通常よりも高いテンションと熱をかけた。これにより、インナーチューブ１は縮径され、内径７．５０ｍｍ、外径１０．００ｍｍとなり、補強管２の小径部２ａよりも小さな外径となった。

これとは別に、小径部２ａの内径が約１１．０ｍｍの補強管２を作製した。補強管２は、ステンレス鋼材からなる金属帯材に曲げ返し部を形成し、この曲げ返し部で複数の金属帯材を連結して作製した、所謂インターロック管と称されるタイプの金属製の蛇腹管である。この補強管２内に上記のインナーチューブ１を挿入し、全体を１２０℃で２０分加熱し、インナーチューブ１を拡径させてホース１０とした。

上記のようにして得られたホース１０は、インナーチューブ１の拡径により、インナーチューブ１の外面と補強管２の小径部２ａとが直接接触することになり、これにより、インナーチューブ１と補強管２の間が封止された。実際にこのホースに通水を行ったが、インナーチューブ１と補強管２の間を水が流下することはなかった。

このホースを長さ方向と平行に剪断してその断面を観察したが、インナーチューブ１が、上記補強管２の大径部２ｂと小径部２ａとからなる隙間に一部侵入していたことが確認された。

また、上記の通り、補強管２の小径部２ａの内径は約１１．０ｍｍであり、インナーチューブ１の縮径時の外径は１０．００ｍｍであるため、インナーチューブ１を補強管２内に挿入する際の作業も容易であった。

また、本実施例のインナーチューブ１は肉厚１．３ｍｍであり、必要な機械的強度や、耐熱性、耐塩素性を確保するに充分な肉厚である。

上記のインナーチューブ１について、縮径した状態（内径７．５０ｍｍ、外径１０．００ｍｍ、長さ７５０ｍｍ）とし、補強管２に挿入しない状態で、１２０℃で２０分加熱をした。これにより、インナーチューブ１は拡径し、内径８．５ｍｍ、外径１１．３ｍｍ、長さ６１５ｍｍとなった。このことからも、上記実施例では、インナーチューブ１の外面と補強管２の小径部２ａとが直接接触し、更に、インナーチューブ１が、上記補強管２の大径部２ｂと小径部２ａとからなる隙間に一部侵入していたことがわかる。

以上詳述したように本発明によれば、水漏れが防止でき、生産性にも優れた、洗面台、流し台等に取り付けられる引出式水栓等に用いられるホース及びその製造方法を得ることができる。このようなホースは、上記した洗面台、流し台のみならず、例えば、浴室、水槽などにも使用可能である。また、通水用のみならず、通気管や吸引管に応用することも可能である。

本発明の実施の形態を示す図で、ホースの構成を切り欠いて示す断面図である。（Ａ）はインナーチューブの縮経時、（ｂ）は拡径時を示す。本発明の実施の形態を示す図で、インナーチューブの縮径・拡径の状態を誇大して示す斜視図である。（Ａ）はインナーチューブの縮径時、（ｂ）は拡径時を示す。本発明によるホースを引出式水栓として使用した状態を示す図である。

符号の説明

１インナーチューブ
２補強管
１０ホース

Claims

大径部及び小径部とが繰り返し構成になっている金属製の補強管と、該補強管の内周に配置されるインナーチューブとからなるホースの製造方法において、上記インナーチューブが、樹脂又はゴム製であり、架橋された材料からなるか又は架橋された材料からなる層を含むものであり、該インナーチューブを延伸させた状態で補強管内に配置し、その後、上記インナーチューブを長さ方向に収縮させるとともに径方向に拡大させ、上記インナーチューブの外面と上記補強管の内面の一部とを直接接触させることにより、上記インナーチューブが、上記補強管の大径部と小径部とからなる隙間に一部侵入して固定されるようにしたことを特徴とするホースの製造方法。
上記インナーチューブを、上記補強管内に配置し、加熱により長さ方向に収縮させるとともに径方向に拡大させることを特徴とする請求項１記載のホースの製造方法。