JP5900316B2 - マリンホースの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、マリンホースの製造方法に関し、さらに詳しくは、内面ゴム層に含まれる成分が輸送される流体に溶出することを、より確実に防止できるマリンホースの製造方法に関するものである。
海上のタンカーと陸上施設との間に延設されて両者を連結するマリンホースにより、原油等の他に様々な流体が輸送される。マリンホースでは、流体は内面ゴム層に接しつつ輸送されるので、微量ではあるが内面ゴム層に含まれる成分が流体に溶出することがある。流体がメタノールやエタノール等の化学薬品の場合は、溶出した成分によって流体の品質が低下するという問題が懸念される。
このような問題を解決するために、内面ゴム層の内周側に樹脂層を設けて、内面ゴム層と流体とが接触しない構造にしたマリンホースが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この提案のマリンホースでは、内面ゴム層とともに樹脂層が連結金具の外側端部まで延設されている。そのため、輸送される流体は、基本的に内面ゴム層とは接触せずに樹脂層と接するだけとなり、上記問題を解決するには有効である。しかしながら、連結金具を介してマリンホースどうしを連結した際などに、連結金具の外側端部において樹脂層が剥離した場合や樹脂層どうしの突き合わせ部分では、輸送される流体が内面ゴム層まで浸入して接触することも想定して対策をすることが好ましい。
特開２０１１−８０５２３号公報
本発明の目的は、内面ゴム層に含まれる成分が輸送される流体に溶出することを、より確実に防止できるマリンホースの製造方法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の製造方法は、連結端面を有するフランジ部と、このフランジ部が一端側に接続された筒状のニップル部とを有する連結金具の前記ニップル部に、樹脂フィルムを挿入してその内周面を覆って貼り付けるとともに、この樹脂フィルムを連結金具の長手方向両端から突出させた状態にして、連結金具の一端側から突出させた樹脂フィルムを前記フランジ部の連結端面に折り返して貼り付けるとともに、この連結金具をマンドレルに外挿して所定位置にセッティングし、次いで、前記連結金具の他端側から突出させた樹脂フィルムとオーバラップさせて別の樹脂フィルムをマンドレルの外周側に配置し、この樹脂フィルムの外周側に部材を順次積層して、内面ゴム層と、この内面ゴム層の外周側に配置された補強層と、この補強層の外周側に配置されたカバーゴム層とを有するホース本体部を形成して、このホース本体部の長手方向両端部に前記連結金具が配置された成形体を成形した後、この成形体を加硫することにより、前記樹脂フィルムにより前記内面ゴム層および前記ニップル部の内周側を覆う樹脂層を形成するとともに、この樹脂層を前記フランジ部の連結端面まで延設することを特徴とする。
本発明によれば、内面ゴム層およびニップル部の内周側が樹脂層で覆われているので、マリンホースにより輸送される流体が内面ゴム層に接触することがない。しかも、この樹脂層が連結金具のフランジ部の連結端面まで延設されているので、連結金具を介してマリンホースどうしを連結した際には、対向する互いの樹脂層どうしが圧着される。そのため、連結金具の連結端面において樹脂層が剥離することがなく、樹脂層どうしが水密に接続された状態になるので、マリンホースの連結部においても流体が内面ゴム層に接触することを防止できる。したがって、流体の品質低下をより確実に防止できる。
さらに、フランジ部の接続端面まで延設された樹脂層は、連結金具の接続端面を水密にシールするシール部材（ガスケット）としても機能するので、別途、シール部材を設けることを省略できる。
本発明により製造されたマリンホースの長手方向端部の上半分を例示する縦断面図である。 図１のマリンホースの連結端面の正面図である。 樹脂層を連結金具に貼り付ける工程を縦断面視で例示する説明図である。 樹脂層が貼り付けられた連結金具をマンドレルに外挿する工程を縦断面視で例示する説明図である。 マンドレルの外周側に樹脂フィルムを配置する工程を縦断面視で例示する説明図である。 樹脂フィルムの外周側に内面ゴム層を形成する部材を積層する工程を縦断面視で例示する説明図である。 内面ゴム層の外周側に残りの部材を積層して成形されたマリンホースの成形体の長手方向端部の上半分を例示する縦断面図である。 連結金具を介して連結されたマリンホースを例示する縦断面図である。
以下、本発明のマリンホースの製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
図１、図２に例示する本発明により製造されたマリンホース１は、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金具２を備えている。連結金具２は、円盤状のフランジ部２ａと、フランジ部２ａが一端側に接続された円筒状のニップル部２ｂとを有している。フランジ部２ａのホース長手方向外側が連結端面となる。フランジ部２ａには、適宜の配置で複数のボルト穴２ｄが設けられている。
ニップル部２ｂの外周側には外周側に向かって順に、内面ゴム層３、内側カーカス層４、スパイラルワイヤ補強層５、外側カーカス層６、浮力層７、カバーゴム層８が積層されている。ニップル部２ｂの外周側に積層されるこれら部材によりホース本体部が構成される。連結金具２は、このホース本体部の両端部に設置された構造になる。
さらにこのマリンホース１では、内面ゴム層３およびニップル部２ｂの内周側の全範囲が樹脂層９により覆われている。この樹脂層９は、フランジ部２ａの連結端面（図１ではフランジ部２ａの垂直な面）まで延設されている。フランジ部２ａの連結端面における樹脂層９の半径方向幅Ｗは、例えば２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下程度である。
樹脂層９と連結金具２とは接着層１０を介して接着されている。尚、接着層１０は内面ゴム層３と同じ材料を用いることもできる。即ち、内面ゴム層３により、ニップル部２ｂの内周側の全範囲を覆うとともに、フランジ部２ａの接続端面まで内面ゴム層３を延設した構造にすることもできる。
樹脂層９の内周側が流体流路１ａとなる。図面に記載されている一点鎖線ＣＬは、マリンホース１の長手方向に延びる中心線（軸心線）である。
内側カーカス層４は、ホース長手方向中心線ＣＬに対して所定の角度で傾斜してバイアスに配列した多数の有機繊維コードをゴムで被覆した層部材を、層間で互いの層部材のコードが交差するように複数積層して形成されている。内側カーカス層４の一端部は、その固定ワイヤ４ａがニップル部２ｂの表面に突設された固定リング２ｃに係合して固定されている。この実施形態では、２層の内側カーカス層４が設けられている。
スパイラルワイヤ補強層５は、ゴム層の間にホース長手方向に所定間隔をあけて金属ワイヤを螺旋状に巻付けて形成されている。スパイラルワイヤ補強層５の一端部は、その固定ワイヤ５ａがニップル部２ｂの表面に突設された固定リング２ｃに係合して固定されている。
外側カーカス層６は、内側カーカス層４と同様に、ホース長手方向中心線ＣＬに対して所定の角度で傾斜してバイアスに配列した多数の有機繊維コードをゴムで被覆した層部材を、層間で互いの層部材のコードが交差するように複数積層して形成されている。浮力層７は、発泡ゴムやスポンジ等の比重の小さくて浮力を発生させる材料を用いて形成されている。カバーゴム層８は、ゴム等の非透水性材料で形成され、その表面には例えば、視認性に優れたライン模様等が付される。
樹脂層９は、内面ゴム層３に含まれる成分が輸送される流体に溶出しない材料から選択される。また、耐摩耗性や内面ゴム層３との接着性に優れた材料を選択することが好ましい。例えば、樹脂層９は耐侵食性に優れている超高分子量ポリエチレンにより形成する。粘度平均分子量が１００万以上の超高分子量ポリエチレンを用いると加硫工程において発泡することを防止できるので特に好ましい。
樹脂層９の層厚は、例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度にする。この層厚が０．１ｍｍ未満であると十分な耐久性等が得にくくなり、０．５ｍｍ超ではホースの柔軟性に悪影響が生じ易くなる。
内面ゴム層３は、樹脂層９との接着性に優れた材料から選択され、例えば、天然ゴムとＳＢＲ（スチレンブダジエンゴム）とからなるゴム組成物を用いる。このゴム組成物を用いると、超高分子量ポリエチレン製の樹脂層９と強固に溶融接着させることができる。このゴム組成物では天然ゴムの重量比を５０％以上にするとよい。
内面ゴム層３は、マリンホース１により輸送される流体が直接接触することはないが、樹脂層９が不測の事態で損傷した場合を考慮して、流体に対して耐侵食性に優れた材料にすることが好ましい。天然ゴムとＳＢＲとからなるゴム組成物は、様々な流体に対して優れた耐侵食性を有しているので、この観点からも内面ゴム層３を、天然ゴムとＳＢＲとをブレンドしたゴム組成物により形成するとよい。
次に、このマリンホース１を製造する手順を例示する。
まず、図３に例示するように、ニップル部２ｂの内周面に接着層１０となる接着ゴムを貼り付ける。次いで、このニップル部２ｂに樹脂フィルム９を挿入して、接着層１０を介して樹脂フィルム９をニップル部２ｂの内周面を覆って貼り付ける。この樹脂フィルム９は、連結金具２の長手方向両端から突出させた状態にする。
連結金具２の一端側から突出させた樹脂フィルム９は、フランジ部２ａの連結端面に折り返して接着層１０を介して貼り付ける。樹脂フィルム９が折り返されるフランジ部２ａの連結端面の範囲には、予め、接着層１０となる接着ゴムを貼り付けておくとよい。
次いで、図４に例示するように、この連結金具２をマンドレル１１に外挿して所定位置にセッティングする。連結金具２の長手方向他端側から突出させた樹脂フィルム９は、マンドレル１１の外周面に載置された状態になる。
次いで、図５に例示するように、連結金具２の他端側から突出させた樹脂フィルム９とオーバラップさせて別の樹脂フィルム９をマンドレル１１の外周側に配置する。樹脂フィルム９どうしのオーバラップ代は、例えば１０ｍｍ〜１００ｍｍ程度である。この樹脂フィルム９をマンドレル１１の外周面に長手方向に必要な長さ巻き付ける。
次いで、図６に例示するように、マンドレル１１の外周側に内面ゴム層３となる部材を積層する。即ち、ニップル部２ｂの他端側端部の外周面およびニップル部２ｂの他端側から突出している樹脂フィルム９の外周面に内面ゴム層３となる部材を積層する。
次いで、従来のマリンホースの一般的な製造方法と同様に、マンドレル１１の外周側に順次、内側カーカス層４、スパイラルワイヤ補強層５、外側カーカス層６、浮力層７、カバーゴム層８となる部材を積層する。これにより、図７に例示するようにマンドレル１１の外周側に、内面ゴム層３、内側カーカス層４、スパイラルワイヤ補強層５、外側カーカス層６、浮力層７、カバーゴム層８を有するホース本体部を形成する。これにより、ホース本体部の長手方向両端部に連結金具２が配置された成形体１Ａが成形されることになる。
次いで、従来のマリンホースの一般的な製造方法と同様に、この成形体１Ａを加硫することにより、図１に例示したマリンホース１が完成する。加硫工程では、樹脂フィルム９が溶融して樹脂フィルム９の継ぎ目が無くなって一層の樹脂層９となる。また、樹脂層９と内面ゴム層３とが強固に溶融接着する。このようにして、樹脂フィルム９により内面ゴム層３およびニップル部２ｂの内周側を覆う樹脂層９を形成するとともに、この樹脂層９をフランジ部２ａの連結端面まで延設した構造になる。
図７に例示した成形体１Ａでは、フランジ部２ａの接続端面に延設された樹脂フィルム９を、押圧型によって、接続端面に対して押圧した状態にすることができる。したがって、このように押圧した状態で成形体１Ａを加硫することで、接着層１０を介して樹脂フィルム９（樹脂層９）をフランジ部２ａの接続端面に非常に強固に接着させることができる。それ故、樹脂層９の剥離を防止するには極めて有効である。
本発明によれば、内面ゴム層３およびニップル部２ｂの内周側の全範囲が樹脂層９により覆われているので、マリンホース１により輸送される流体が内面ゴム層３に接触することがない。したがって、流体がメタノールやエタノール等の化学薬品であっても、内面ゴム層３に含まれる成分が流体に溶出することを防止できる。もちろん、樹脂層９の含有成分が流体に溶出することもない。
しかも、樹脂層９は、連結金具２のフランジ部２ａの連結端面まで延設されている。図８に例示するように、ボルト穴２ｄに挿入したボルト２ｅ等の連結部材を用いて連結金具２を介してマリンホース１どうしを連結した際には、対向する互いの樹脂層９どうしが圧着される。そのため、連結金具２の連結端面において樹脂層９が剥離することがなく、樹脂層９どうしが水密に接続された状態になる。それ故、マリンホース１の連結部においても流体が内面ゴム層３に接触することが防止されて、内面ゴム層３に含まれる成分が流体に溶出することをより確実に防止できる。したがって、流体の品質低下をより確実に防止することが可能となる。
さらに、フランジ部２ａの接続端面まで延設された樹脂層９は、連結金具２の接続端面を水密にシールするシール部材（ガスケット）としても機能する。そのため、別途、シール部材を設ける必要がなくなる。
マリンホース１の連結部において、流体が内面ゴム層３に浸入することを確実に防止するには、フランジ部２ａの連結端面における樹脂層９の半径方向幅Ｗを２０ｍｍ以上にすることが好ましい。一方、樹脂層９の半径方向幅Ｗが過大であると、マリンホース１の連結部において、フランジ部２ａの接続端面まで延設された樹脂層９の圧縮変形量が小さくなるのでシール効果が小さくなる。したがって、フランジ部２ａの連結端面における樹脂層９の半径方向幅Ｗは、上述したように２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下にするとよい。
マリンホース１の構造は、要求仕様により積層する部材（補強層）の数や積層する部材の種類が異なる。そのため、実施形態で例示した構造に限らず、種々の構造のマリンホース１に対して本発明を適用することができる。また、本発明は、サブマリンホースとフローティングホースの両タイプに適用することができる。
１ マリンホース
１Ａ 成形体
１ａ 流体流路
２ 連結金具
２ａ フランジ部
２ｂ ニップル部
２ｃ 固定リング部
２ｄ ボルト穴
２ｅ 連結部材
３ 内面ゴム層
４ 内側カーカス層
４ａ 固定ワイヤ
５ スパイラルワイヤ補強層
５ａ 固定ワイヤ
６ 外側カーカス層
７ 浮力層
８ カバーゴム層
９ 樹脂層（樹脂フィルム）
１０ 接着層
１１ マンドレル

Claims (4)

  1. 連結端面を有するフランジ部と、このフランジ部が一端側に接続された筒状のニップル部とを有する連結金具の前記ニップル部に、樹脂フィルムを挿入してその内周面を覆って貼り付けるとともに、この樹脂フィルムを連結金具の長手方向両端から突出させた状態にして、連結金具の一端側から突出させた樹脂フィルムを前記フランジ部の連結端面に折り返して貼り付けるとともに、この連結金具をマンドレルに外挿して所定位置にセッティングし、次いで、前記連結金具の他端側から突出させた樹脂フィルムとオーバラップさせて別の樹脂フィルムをマンドレルの外周側に配置し、この樹脂フィルムの外周側に部材を順次積層して、内面ゴム層と、この内面ゴム層の外周側に配置された補強層と、この補強層の外周側に配置されたカバーゴム層とを有するホース本体部を形成して、このホース本体部の長手方向両端部に前記連結金具が配置された成形体を成形した後、この成形体を加硫することにより、前記樹脂フィルムにより前記内面ゴム層および前記ニップル部の内周側を覆う樹脂層を形成するとともに、この樹脂層を前記フランジ部の連結端面まで延設することを特徴とするマリンホースの製造方法。
  2. 前記フランジ部の連結端面における前記樹脂層の半径方向幅を２０ｍｍ以上８０ｍｍ以下にする請求項１に記載のマリンホースの製造方法。
  3. 前記樹脂フィルムとして、超高分子量ポリエチレンにより形成されたフィルムを用いる請求項１または２に記載のマリンホースの製造方法。
  4. 前記樹脂層の層厚を０．１ｍｍ〜０．５ｍｍにする請求項１〜３のいずれかに記載のマリンホースの製造方法。
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