JP6763620B1 - 可撓管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】見る方向の違いによる外観の変化で管の方向性を識別する。【解決手段】有色の外表面を有する下地層１と、下地層１の外側に設けられる被覆層２と、を備え、被覆層２には、反射面を有する複数の薄片２１が分散して配置され、複数の薄片２１が下地層１の外表面１ａに対して同一方向へ傾斜状に配向されることを特徴とする可撓管Ａ。【選択図】図１

Description

本発明は、例えばシャワーホースやそれに類似するホース又はチューブなどとして用いられる可撓管、及び、可撓管を製造するための製造方法に関する。
詳しくは、外観が金属色のメタル調可撓管及びその製造方法に関する。

従来、この種のメタル調可撓管として、ＰＶＣのような熱可塑性の材料から造られるキャリヤーホースと、アルミニウムが蒸着された金属化層（アルミニウム蒸着部）及び熱接着する接着層を有する温間スタンピングシートと、無色の透明なＰＶＣからなる外側ホースと、を備えたプラスチックホースがある（例えば、特許文献１参照）。
キャリヤーホースは、押出し成形工程の間、未だ軟らかい材料内にマルチフィラメント糸が圧入されて螺旋状に交差した糸補強部を埋設することにより、キャリヤーホースの表面に溝状の凹部をマルチフィラメント糸の流れに沿って有している。
プラスチックホースをシャワーホースとして利用する場合には、キャリヤーホースの外表面上に温間スタンピングシート（テープ）を螺旋状に周回させている。これにより、金属化層がキャリヤーホースの外側面を覆うように接着層で接着され、金属化層の保護シートとして外側ホースが一体的に成形される。
プラスチックホース（装飾ホース）を造る方法は、予め造られているキャリヤーホースをその外側でキャリヤーテープと結合されている温間スタンピングシート（テープ）で覆い、温間スタンピングシートを熱および圧力を適用することにより全面でかつ固くキャリヤーホースの外側と結合し、その後キャリヤーテープを引剥がす。

特許第３８５３３９６号公報

ところで、可撓管は押出し成形などにより軸方向へ一様に作製されて外観が同じであるため、外観から方向性を識別することができなかった。その一例として可撓管の内部を通る流体の流れ方向は、透明又は半透明の材料からなる可撓管であっても、可撓管の外から簡単に識別することは困難であり、簡単に方向性を識別したいという需要がある。
またシャワーホースなどのような外観を重視するメタル調可撓管の場合には、単に光沢が有る金属の質感を得るだけでなく、視覚的美観に優れて装飾効果の高いものの需要がある。
しかし乍ら、特許文献１では、ホースの表面全長に亘って、糸補強部により螺旋状に交差する溝状の凹部、温間スタンピングシート（テープ）の突き合わせ縁部や周方向へ重なり合った部位が一様にあるのみで、方向性を識別可能な機能がなく、金属の質感の他に特別な視覚的美観を有するものではなかった。これに加えて温間スタンピングシート（テープ）の突き合わせ縁部には、継ぎ目や隙間などを生じるおそれがあった。
さらに特許文献１をシャワーホースとして利用した場合には、ＰＶＣのような熱可塑性の材料からなるキャリヤーホースと、キャリヤーホースの表面全体に接着層で固く結合された金属化層（アルミニウム蒸着部）とでは、それらの曲げ変形や引張り変形や温度変化に伴う伸び量が大きく異なるため、キャリヤーホースの変形に金属化層が追従できない。
それにより、長期間に亘り使用すると金属化層にひび割れや亀裂が発生し、そこから接着層を通ってキャリヤーホースの表面との間に湯水などが浸入してしまい、キャリヤーホースの表面より金属化層が剥離してしまうという問題があった。
またホースの表面全長に亘って生じる溝状の凹部には、水垢や湯垢などの異物が溜まって付着する可能性が高い。しかも、このような溝状の凹部に溜まった水垢や湯垢などの異物は、清掃で簡単に落とすことが困難であるため、不潔になり易く、長期の使用に伴って外観を低下させてしまうという問題もあった。

このような課題を解決するために本発明に係る可撓管は、有色の外表面を有する下地層と、前記下地層の外側に設けられる被覆層と、を備え、前記被覆層には、反射面を有する複数の薄片が分散して配置され、前記複数の薄片が前記下地層の前記外表面に対して同一方向へ傾斜状に配向されることを特徴とする。
また、このような課題を解決するために本発明に係る可撓管の製造方法は、有色の外表面を有する下地層と、前記下地層の外側に設けられる被覆層と、を押出し成形する可撓管の製造方法であって、前記被覆層となる第二材料に反射面を有する複数の薄片が分散される混入工程と、前記複数の薄片が分散された前記第二材料を前記下地層となる第一材料の外側に積層されるように押出し成形する成形工程と、を含み、前記成形工程では、前記下地層の前記外表面に対して前記複数の薄片を同一方向へ傾斜状に配向させることを特徴とする。

本発明の実施形態に係る可撓管（メタル調可撓管）の全体構成を示す説明図であり、要部を部分的に拡大した縦断正面図である。 複数の薄片の配向状態を示す拡大写真である。 可撓管（メタル調可撓管）の外観を示す説明図であり写真であり、（ａ）が図１の矢印方向（３Ａ）から撮影した写真であり、（ｂ）が図１の矢印方向（３Ｂ）から撮影した写真である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る可撓管Ａは、図１〜図３に示すように、例えばシャワーホースやそれに類似するホース又はチューブなどとして用いられる管体である。可撓管Ａとしては、外観が金属色のメタル調可撓管Ａ１であることが好ましい。金属色としては、シルバー色，ブロンズ色，ゴールド色などがある。
詳しく説明すると、本発明の実施形態に係る可撓管Ａは、有色の外表面１ａを有する下地層１と、下地層１の外側に設けられる被覆層２と、を主要な構成要素として備えている。
さらに被覆層２の外側に設けられる保護層３と、下地層１の内側に設けられる内層４と、を備えることが好ましい。この場合には、インナーとなる一つの内層４に対し、アウターとして下地層１，被覆層２及び保護層３の三層が積層された四層構造となり、被覆層２が下地層１と保護層３の間に中間層として積層される。
また必要に応じて図３（ａ）（ｂ）に示されるように、下地層１と内層４の間に補強層５を備えることも可能である。

下地層１は、例えば塩化ビニル樹脂などの軟質合成樹脂やシリコーンゴムやその他のゴムなどの軟質材料(第一材料)１１で可撓性を有する管状に形成される。
下地層１の具体例としては、塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂に、適度に柔らかくするための可塑剤、加工時および使用期間中の劣化を防ぐための安定剤、その他の滑剤や充填剤や加工助剤や改良材などが所定比率で添加されたものを用いている。
下地層１において少なくとも外表面１ａは、有色に形成されている。
有色の外表面１ａの具体例としては、下地層１を構成する軟質材料に顔料を添加して、下地層１の全体を所定の色に着色することや、透明又は半透明などを含む無色の軟質材料からなる下地層１の外表面１ａに対し、塗装などによって有色層を一体的に形成するなどが挙げられる。図示例の場合には、下地層１において外表面１ａを含めた全体が黒色に着色されている。
また、その他の例として図示しないが、外表面１ａを白色などの黒以外の色に変更することや、矢印などのマーク又は文字などの目印を印刷することなどの変更が可能である。

被覆層２は、複数（多数）の薄片２１を有している。被覆層２は、下地層１と同じ伸び率で且つ透明又は半透明の軟質材料（第二材料）２２により、下地層１の外表面１ａに沿って積層され、外表面１ａと密着して円筒状に形成される。被覆層２となる軟質材料（第二材料）２２には、被覆層２を形成する前に多数の薄片２１が配合され、第二材料２２の中で多数の薄片２１を略均等に分散させている。
多数の薄片２１は、薄板状に形成されたミクロンサイズ又はナノサイズなどのフレークやセルなどと呼ばれるものである。各薄片２１においての長径な面には、下地層１の外表面１ａとは違うように光反射する反射面２１ａが形成されている。
本発明の実施形態に係る可撓管Ａがメタル調可撓管Ａ１である場合には、各薄片２１の反射面２１ａが金属色面となる。多数の薄片２１の具体例としてメタル調可撓管Ａ１である場合には、例えば特開２００５−２９８９０５号公報に開示された「鱗片状メタルフレーク」やそれに類似された構造のものが用いられる。

保護層３は、下地層１や被覆層２と同じ伸び率で且つ透明又は半透明の軟質材料（第三材料）３１により、被覆層２の外面２ａに沿って積層される。このため保護層３は、被覆層２の外面２ａと密着して円筒状に覆うように形成されるとともに、保護層３の外表面３ａが平滑化されている。
これにより、被覆層２に分散配置された複数（多数）の薄片２１は、保護層３の外側からの外観が透明又は半透明の保護層３を透過して見えるように構成される。
また保護層３の色としては、無色透明や無色半透明にすることが好ましく、その他に有色透明や有色半透明に変更することも可能である。有色透明や有色半透明の保護層３は、透明又は半透明の軟質材料（第三材料）３１に、赤色系，青色系，緑色系，黄色系などの有色顔料（図示しない）を配合するなどで形成される。

内層４は、下地層１や被覆層２や保護層３と同じ伸び率で且つ透明や半透明又は不透明な軟質材料（第四材料）４１により、下地層１の内面に沿って積層される。
このため内層４は、下地層１の内面と密着して円筒状に覆うように形成されるとともに、内層４の内表面４ａが平滑化されている。

補強層５は、内層４の外周面に沿って補強線材５１を螺旋状又は網状に巻き付けられることにより、下地層１との間に埋設されて、可撓管Ａ（メタル調可撓管Ａ１）の耐圧性能や保形性能などの物性を向上させるものである。
補強線材５１としては、例えばポリエステルやナイロン（登録商標）やアラミドなどの合成樹脂製繊維からなる補強糸が主に用いられる。その他には、ステンレスなどの金属線又はそれに類する硬質材料からなるコイルなどを用いることもできる。この補強糸としては、複数本の細い合成樹脂製繊維を撚り合わせたマルチフィラメント、一本の合成樹脂製繊維からなるモノフィラメント（monofilament:単繊維）、テープ状の合成樹脂製繊維からなるフラットヤーン（又はテープヤーン）などがある。
補強線材５１の具体例として図３（ａ）（ｂ）に示される例の場合には、マルチフィラメントからなる補強糸を内層４の外周面に沿ってそれぞれ螺旋状に巻き付けることにより、網状のブレード構造としている。
また、その他の例として図示しないが、補強線材５１の補強糸としてマルチフィラメントに代えモノフィラメントやフラットヤーンを螺旋状又は網状に巻き付けたり、補強糸などを内層４の外周面に沿ってニット編みすることで中空円筒形の網状に編み込んだり変更することも可能である。

そして、本発明の実施形態に係る可撓管Ａ（メタル調可撓管Ａ１）を生産するための製造方法は、被覆層２となる軟質材料（第二材料）２２に複数（多数）の薄片２１を分散させる混入工程と、複数（多数）の薄片２１が分散された第二材料２２を下地層１となる第一材料１１の外側に押出し成形する成形工程と、を主要な工程として含んでいる。
混入工程では、被覆層２となる第二材料２２に、多数の薄片２１を配合して練り込むことにより、第二材料２２の中で多数の薄片２１が略均等に分散される。
成形工程では、混入工程によって多数の薄片２１が分散された第二材料２２を、押出し成形機（図示しない）で下地層１の第一材料１１と重ね合わせて押し出すことにより、下地層１の第一材料１１と被覆層２の第二材料２２が連続的に積層成形される。
この押出し成形時に生じる圧力で、第二材料２２中の多数の薄片２１が下地層１の外表面１ａに対して軸方向へ所定の角度で傾斜するように姿勢制御される。これにより、多数の薄片２１は、下地層１の外表面１ａに対して同一方向へ傾斜状に配向されることになる。

さらに成形工程では、保護層３となる第三材料３１が加えられ、下地層１の第一材料１１と保護層３の第三材料３１の間に被覆層２の第二材料２２を挟み込んで共押出し成形することが好ましい。
成形工程の具体例として図１に示される場合には、押出し成形機から内層４の外表面４ｂに沿って下地層１の第一材料１１を押し出すと同時に、被覆層２の多数の薄片２１が練り込まれた第二材料２２と、保護層３の第三材料３１を押し出している。
この場合には、下地層１の第一材料１１と保護層３の第三材料３１による両側からの圧力で、下地層１の外表面１ａに対して多数の薄片２１のすべてが同一方向へ確実に傾斜して配向される。
なお、図１において、押出し成形機から押し出される下地層１の第一材料１１を符号「１ｅ」の矢印で示し、押出し成形機から押し出される被覆層２の多数の薄片２１が練り込まれた第二材料２２を符号「２ｅ」の矢印で示し、押出し成形機から押し出される保護層３の第三材料３１を符号「３ｅ」の矢印で示している。符号「Ｅ」で示される矢印は、押出成形方向である。
またその他の例として図示しないが、インナーとなる内層４の第四材料４１を含めてすべての材料（下地層１の第一材料１１，被覆層２の多数の薄片２１が練り込まれた第二材料２２，保護層３の第三材料３１）を共押出し成形することも可能である。

このような配向性制御の実証実験の結果を図２と図３（ａ）（ｂ）に示す。
図２では、被覆層２をオシロスコープで５００倍拡大させるとともに、光入射して多数の薄片２１の反射面２１ａで鏡面反射した状態を撮影した。
図３（ａ）は、図１の矢印方向（３Ａ）から可撓管Ａ（メタル調可撓管Ａ１）を撮影した写真である。
この場合の撮影方向は、多数の薄片２１の反射面２１ａと交差した状態であり、入射した光が多数の反射面２１ａで反射して、高輝度効果が得られる。このため、この反射方向からの外観は、図３（ａ）に示されるように、全体的に反射面２１ａの色合いとなる。
また図３（ｂ）は、図１の矢印方向（３Ｂ）から可撓管Ａ（メタル調可撓管Ａ１）を撮影した写真である。
この場合の撮影方向は、多数の薄片２１の反射面２１ａに沿った略平行な状態であり、入射した光が多数の反射面２１ａと交差せずに多数の薄片２１で邪魔されることなく擦り抜けて下地層１の外表面１ａに吸収される。このため、この非反射方向からの外観は、図３（ｂ）に示されるように、下地層１の外表面１ａの色となる。
図示例の場合には、下地層１の外表面１ａが黒色であるため、図３（ａ）よりも色濃くなった。
なお、その他の例として下地層１の外表面１ａが白色に変更した場合には、図３（ａ）よりも色淡くなり、外表面１ａに矢印などのマーク又は文字などの目印を印刷した場合には、マークや目印が浮き出ることになる。

このような本発明の実施形態に係る可撓管Ａ及びその製造方法によると、被覆層２の中に複数の薄片２１を略均等に分散させ、且つ下地層１の外表面１ａに対して軸方向などの同一方向へ傾斜状に配向させることにより、複数の薄片２１の反射面２１ａと交差する方向へ入射した光は、複数の反射面２１ａで反射する。このため、反射方向からの外観は、全体的に反射面２１ａの色合いとなる。
また複数の薄片２１の傾斜方向に沿って反射面２１ａと交差せずに入射した光は、複数の薄片２１で邪魔されることなく擦り抜けて下地層１の外表面１ａに吸収される。これにより、複数の薄片２１の傾斜方向に沿った方向からの外観は、下地層１の外表面１ａの色となる。
このため、複数の薄片２１に対して視線方向を変えることで外観の色目が変化する。
したがって、見る方向の違いによる外観の変化で管の方向性を識別することができる。
その結果、ホースの表面全体に亘って凹部などが一様にある従来のものに比べ、管内の流体が透視不能な可撓管Ａであっても、管内を通る流体の流れ方向などを可撓管Ａの外から簡単に識別できて、利便性に優れる。
さらに可撓管Ａに対して見る方向を変えることに加えて、可撓管Ａを全体的又は部分的に屈曲させた時にも、その屈曲部分に配置された複数の薄片２１に対する視線方向が変わる。この屈曲時においても外観の色目が変化するため、視覚的美観に優れて装飾効果の向上が図れる。
また、温間スタンピングシート（テープ）の突き合わせ縁部に継ぎ目や隙間などを生じるおそれがある従来のものに比べ、下地層１や被覆層２に継ぎ目や隙間などが乗じないため、より一層高級感を与えることができる。

特に、被覆層２の外側に設けられる透明又は半透明の保護層３を備え、保護層３が被覆層２を下地層１の外表面１ａに向けて押圧するように積層されることが好ましい。
この場合には、保護層３で被覆層２の全体を下地層１の外表面１ａに向け均等に押圧することにより、下地層１の外表面１ａに対する複数の薄片２１の傾斜角度がそれぞれバラ付かずに統一される。
このため、透明又は半透明の保護層３を通って複数の薄片２１の反射面２１ａと交差する方向へ入射した光は、複数の反射面２１ａで確実に反射し、保護層３を通った反射光が使用者の目に入る。
したがって、見る方向の違いにより確実に色変化して方向性の識別性能を向上させることができる。
その結果、屈曲時においても外観の色目が確実に変化するため、視覚的美観により優れて更なる装飾効果の向上が図れる。
また可撓管Ａをシャワーホースとして使用した場合には、ホースの表面全長に亘って溝状の凹部か生じる従来のシャワーホースに比べ、保護層３で被覆層２の外側を円筒状に覆うことにより、保護層３の外表面３ａが平滑化されるため、水垢や湯垢などの異物が付着し難く、しかも簡単な清掃で汚れが落ち、長期に亘って清潔に保てる。

さらに、可撓管Ａが金属色のメタル調可撓管Ａ１であって、複数の薄片２１の反射面２１ａが金属色面であることが好ましい。
この場合には、複数の薄片２１において反射面２１ａとなる金属色面に向け入射した光は、複数の反射面（金属色面）２１ａで鏡面反射し、鏡面反射光が使用者の目に入る。
したがって、見る方向の違いにより鏡面反射するメタル調可撓管Ａ１を提供することができる。
その結果、ホースの表面全体に亘って凹部などが一様にある従来のシャワーホースに比べ、メタル調可撓管Ａ１をシャワーホースとして長期間に亘り使用しても被覆層２にひび割れや亀裂が発生せず、金属的な輝きを保持できるとともに柔軟性を維持して、商品価値の向上が図れる。

また、可撓管Ａが金属色のメタル調可撓管Ａ１であり、複数の薄片２１の反射面２１ａが金属色面であることに加えて、保護層３を有色透明や有色半透明に設定することが好ましい。
この場合には、保護層３の有色透明や有色半透明を色換えするだけで、被覆層２中の各薄片２１の反射面２１ａの金属色面が、保護層３の有色透明や有色半透明を透過して、保護層３の外側からの外観が任意な色の金属色になる。
したがって、金属色の光沢を保ちながら多色化が可能なメタル調可撓管Ａ１を提供することができる。
その結果、色合いと品質が一定な多色の金属色を低コストで作り出すことができ、品質性及び経済性に優れる。

なお、前示の実施形態において図示例では、内層４，下地層１，被覆層２及び保護層３からなる四層構造の場合を示したが、これに限定されず、下地層１及び被覆層２からなる二層構造である場合や、内層４を除いた三層構造や、内層４の内側に最内層を備えた五層以上の多層構造や、保護層３の外側に最外層を備えた五層以上の多層構造であってもよい。
さらに下地層１と内層４の間に補強層５が備えられた例を説明したが、これに限定されず、下地層１と内層４の間以外の箇所に補強層５を備えてもよい。

Ａ 可撓管 Ａ１ メタル調可撓管
１ 下地層 １ａ 外表面
１１ 第一材料 ２ 被覆層
２１ 薄片 ２１ａ 反射面
２２ 第二材料 ３ 保護層

Claims (4)

1. 有色の外表面を有する下地層と、
   前記下地層の外側に設けられる被覆層と、を備え、
   前記被覆層には、反射面を有する複数の薄片が分散して配置され、前記複数の薄片が前記下地層の前記外表面に対して同一方向へ傾斜状に配向されることを特徴とする可撓管。
2. 前記被覆層の外側に設けられる透明又は半透明の保護層を備え、前記保護層が前記被覆層を前記下地層の前記外表面に向けて押圧するように積層されることを特徴とする請求項１記載の可撓管。
3. 請求項１又は２記載の可撓管が金属色のメタル調可撓管であって、
   前記複数の薄片の前記反射面が金属色面であることを特徴とするメタル調可撓管。
4. 有色の外表面を有する下地層と、前記下地層の外側に設けられる被覆層と、を押出し成形する可撓管の製造方法であって、
   前記被覆層となる第二材料に反射面を有する複数の薄片が分散される混入工程と、
   前記複数の薄片が分散された前記第二材料を前記下地層となる第一材料の外側に積層されるように押出し成形する成形工程と、を含み、
   前記成形工程では、前記下地層の前記外表面に対して前記複数の薄片を同一方向へ傾斜状に配向させることを特徴とする可撓管の製造方法。

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