JPH0356788A - 超高圧ホース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば、ビルの解体におけるコンクＪ−１−
．鉄筋の同時切断、圧延ラインにおけるスケールの除去
、さらには紙おしめのような柔軟部材の切断に使用され
る高圧，高速のウォータジュットを発生させる場合に採
用される超高圧ホースに関し、特に＆ｌ径１６０μｍ以
下の高強度金属極細繍を補強層に採用した場合の、極細
線自体の活性度を抑制して該極細線を撚り線化，あるい
は織布化する際の焼失，断線を防止できるとともに、補
強コード１補強織布を形成する際の加工性を向上でき、
かつ上記補強コード等に樹脂被覆する際の両者の密着性
，接着性を向上できるようにした極細線の構造に関する
． 〔従来の技術〕 例えば、ビルの解体においては、高圧，高速のウォータ
ジェットにより、コンクリートと鉄筋とを同時に切断す
る工法が採用されており、このウオークジェットを発生
させるためには、耐圧力４０００ｋｇ／　ｖｓ”以上の
超高圧ホースが必要である．このような超高圧ホースと
して、従来、樹脂製内管を補強層で補強し、これを樹脂
製外被で被覆した構造のものが一般的である． ところで上記超高圧ホースはその用途からして、できる
だけ耐圧力が高いこと、できる限り軽いことが必要であ
り、また補強用極細線については補強層を形成する際の
加工性が良好なことが必要である．そのためには線径１
６０μｍ以下の高強度の金属極細線で補強層を構戒する
のが望ましい．〔発明が解決しようとする問題点］ ところが、本件発明者等の実験研究により、線径１６０
μｍ以下の金属極細線を採用して補強層を構威する場合
、以下の問題を解決しなければならないことが判明した
． ｉ，金属線を１６０　μｍ以下に極細化すると、ボリュ
ームに対する表面積の比が極めて大きくなることから、
該極細線の表面の活性度が異常に高くなり、その結果極
細化する際のダイスとの摩擦．あるいは撚り線化する際
の極細線同士の摩擦等による発熱により、極端な場合は
焼失，あるいは断繍するおそれがある．従って、極細線
自体の活性度を抑制する必要がある。

１１，また、極細化する際の伸線加工を容易化するため
．及び？ｊｌ数の極細ｖ．゜ｉを撚り線化して補強コー
ドを形成したり、あるいは織布化して補ｉ＋Ｉ１織布を
威形する際の加工性を確保するために極細線自体の自己
潤滑性を向上させる必要がある．ｉｉｉ　．さらに、上
記金属極細線は鋼であるから錆が発生し易く、しかも極
細であるから錆びが発生すると特性が致命的に悪化する
．従って錆の発生を防止するため耐蝕性を付与する必要
がある．ｉｖ．さらにまた、上記補強コード等に樹脂を
被覆する場合、両者の密着性，接着性を向上させる必要
がある．これは密着性等が不十分であると引張りやねし
りが加わった場合、上記極細線が樹脂から抜けてしまい
、極細線の特性を有効に作用させることができず、耐圧
力を低下させてしまうおそれがあるからである。

本発明の目的は、線径１６０μ−以下の金属極細線を採
用する場合の上述した各問題点を解決できる超高圧ホー
スを提供することにある．〔問題点を解決するための手
段） そこで本願第１項の発明は、内管の外表面に補強ワイヤ
．該ワイヤを撚り線化してなる補強コード．又は補強ワ
イヤを織布化した補強織布を巻回して補強層を形戒する
とともに、該補強層の外表面を外被で被覆してなる超高
圧ホースにおいて、上記補強ワイヤが、線径１６０μ謙
以下のピアノ線，ステンレス線あるいは低炭素二相組Ｔ
Ｉ６ｆ４線のいずれかからなり、外表面にＮｉめっき被
覆層を形成してなる極細線であることを特徴としている
．また、第２項の発明は、上記Ｎｉめっき被覆層に塑性
加工により加工歪を形成したことを特徴とし、第３項の
発明は、上記補強コード等に樹脂，又はゴムを被覆した
ことを特徴としている．以下、本発明において上記ｉｌ
ｌ戊を採用した理由を詳細に説明する． 極細線として、１６０　μｍ以下のピアノ線．ステンレ
ス線あるいは低炭素二相＆ｌＩ織ｆｉｔ線を採用した理
由 補強層を構成する極細線は、高圧力に耐えるため引張強
度に優れていること、かつ軽量化に貢献できること、及
び補強層の戒形性を確保するために線径が１６０μｍ以
下であることが必要であり、これらの要求を満足させる
にはピアノ線．ステンレス線あるいは低炭素二相組ＩＩ
ｉｌｉｗ４線が最適である．ここで、上記極細線に低炭
素二組織鋼線を採用した場合は、ピアノ線等よりさらに
線径を小さくしなから引張強度を向上できる。この低炭
素二相組織鋼線は、本件発明者らが研究開発したもので
、以下の点を見出して完威したものである。即ち、Ｆｅ
−Ｃ−Ｓ　ｉ−Ｍｎ系鉄基合金で、かつ針状マルテンサ
イト，ペイナイト又はこれらの混合組織からなる低温変
態生戒相がフエライト相中に均一に分散されてなる複合
金ｇｕｍを有する′＠線材が強加工に優れており、この
ような金属Ｍｉ織を有する線材を用いれば冷間伸縞にま
り線径１００μｍ以下の極細線を容易値実に得ることが
できる．そしてこのような鋼線材を冷間伸線により加工
歪み４以上に強加工すれば、上記フエライト相と低温変
態生戒相とが複合してなる複合＆ｌＩ織（二相組織）が
一方向に延びる均一な繊維状微細金属組織が形成され、
このような金属ｍｍを有する極細線は引張強度が３００
　ｋｇ／　ｔｓ”以上と飛躍的に向上し、がつ靭性はピ
アノ線，ステンレス線程度である．このような繊維状微
細金属線は、従来知られていない全く新規なＭｉ織であ
る．本件発明者らは、上記金属組織が引張強度を向上さ
せる主因になっているとの観点から、その強化メカニズ
ムについてさらに研究を重ねた結果、上述の如き超高強
度を有する金属ｍ織では、上記繊維の間隔が５０〜Ｉｏ
ＯＯ人であり、かつ該繊維状をなす上記複合組織が５〜
１００人の超微細セルから構威されていることを見出し
た． ここで上記低炭素二相組ｖａｔｌ４ｖＡの製造方法につ
いて説明する． まず、重量％テＣ　：　０．０１〜０．５　Ｍ、Ｓ　ｉ
　：　３．０％以下、Ｍｎ：５．Ｏ％以下、残部Ｆｅ及
び不可避的不純物よりなる線径３．５ｕ以下の線材を７
００〜１１００℃の範囲の温度に加熱した後、冷却して
（この加熱．冷却は複数回にわたって行ってもよい）一
部残留オーステナイトを含有してもよいマルテンサイト
．ペイナイト又はこれらの混合組織がらなる低温変態生
威相がフエライト相中に体積率で１５〜７５％の範囲に
て均一に分散されてなる複合＆ｌｌｍを有する線材を製
造する．なお、上記がかる製造方法は、特開昭６２−２
０８２４号公報に記載されている． 次に、このようにして得られた複合組織線材を冷間伸線
加工により、加工歪み４以上、好ましくは５以上に強加
工し、上記フエライト相と低温変態生成相とを複合化し
、金属Ｍｉ織として一方向に連続して延びる微細な繊維
状＆ｌＩｒａを形成させる．このように加工度を高める
ことにより、上記繊維状Ｍｉ織はさらに微細化し、繊維
間隔は狭くなり、ついには上述のとおり加工にて生した
セルの大きさ．繊維間隔がそれぞれ５〜ｌｏｏ人．５０
〜１０００人である繊維状微細金ｙＡＭ１？！ａとなる
．なお、加工歪みが４以上よりも小さい伸線加工によっ
て得られた細線では、繊維状組織の発達の途中にあって
その組織が不完全であり、従って強度も低い．Ｉ！．極
細線の外表面にＮｉめっき被覆層を形成した理由 上記Ｎｉめっき被ｉｔ層を形成するのは、素締の活性度
の抑制５　自己潤滑性及び耐蝕性の付与．樹脂との密着
性，接着性の改善を図るためである．上述のように、ピ
アノ線，低炭素二相組織１ｇ線等の素線を極細化すると
ボリューム．表面積比が極めて大きくなって、その活性
度が異常上昇する．これに対して本発明者等の研究によ
り、Ｎｉが活性度の極めて低い金属であることから、こ
れを素線表面に被覆することにより、極細線自体の活性
度を抑制できることが判明した． また、Ｎｌを被覆すれば、耐蝕性等通常の特性付与だけ
でなく、伸線加工性，撚り線等の加工性を向上できる自
己潤滑性が得られ、さらに他の被覆金属に比してＮｉは
樹脂とのなしみが非常に良く、樹脂との密着性を向上で
きることが判明した．第１表は、金属細線に各種の金属
（　Ｎ　ｉ　＋　Ｃ　ｕ　，Ｚｎ，　Ｃｕ−Ｚｎ，　Ａ
ｎ，　Ａｕ，　Ａｇ，　Ｃｒ）を表面被覆した場合の各
特性（ダイス寿命改善，防錆．酸化性．接着性．表面処
理性，耐蝕性，自己潤滑性，装飾性，及び導電性〉を比
較したものを示す．同表からも明らかなように、Ｎｉは
、自己潤滑性が高いことからダイス寿命を改善でき、防
錆，酸化防止等耐蝕性が高く、またマトリックス樹脂又
はマトリックス金属との接着性に優れ、さらに表面処理
性も高い．このように総合的にも、また上述の各特性か
ら見てもＮｉが一番優れていることがわかる．従ってＮ
ｉを被覆することによって、上述のｉｘｉｖの問題を解
決できることがわかる． なお、上記Ｎｉの被覆方法は、電気めっき．溶融めっき
，等の湿式めっき法，　ＰＣＤ，ＣＶＤ，スパッタリン
グ等の乾式めっき法等の一般に用いられている手段が採
用できる．勿論、ここで言うＮｉめっきには、純粋なＮ
ｌだけではなく、上述の必要特性を阻害しない範囲内で
の第１表に例示した金属．あるいはその他の金属と合金
化したＮｉめっきも含まれる．また、上記極細線に対す
るＮｌの被覆量については、極細線１一当たりＩｇ未満
では防錆効果等の上記各被覆効果を発揮させるのが難し
《、また１００　ｇを越えても被覆効果の向上は望めず
、逆に厚目付による加工時のバウダリング等の副次的な
デメリットが生じるため好ましくない．従って、極細Ｈ
　１　ｋｇ当たり１〜１００　ｇの範囲内が適当である
． １１１．Ｎｌめっき破１’Ｗ１！に塑性加工による加工
歪を付与した理由 本件発明者らが上記Ｎｉめっき被覆層についてさらに検
討したところ、このＮｉを単にめっきしただけの状態で
は十分満足できる樹脂との密着性，接着性が得られない
場合があることが判明した．この理由は明確ではないが
以下の点が考えられる．即ち、めっき処理しただけのＮ
ｉめっき被覆層は、無敗のビンホールを有するボーラス
状になっており、そのためめっき処理工程時に発生する
水素が上記Ｎｉ被覆層内に吸蔵され、あるいは上記ポー
ラス内に空気が残留することとなる．そしてこの吸蔵さ
れた水素３残留空気が樹脂コーティングする際の熱で放
出され、あるいは膨張して樹脂層とＮｉ被ｙＩＮとの境
界に溜まり、その結果両者の密着性．接着性に悪影響を
与えているものと考えられる． 一方、上記Ｎｉめっき被覆層に加工歪を付与すると、該
被覆層内のビンホールが潰されてなくなる点、及び例え
ば伸線時の加工熱によって上記水素及び残留空気が放出
される点から、水素．残留空気をほとんど含まないＮｉ
めっき被覆層が得られることになる．その結果、上記極
細線と樹脂とを一体化した場合の、該樹脂と極細線との
密着性接着性をさらに向上できる．なお、上記加工歪を
形成するには、例えば上記極細線の製造過程において、
冷間伸線加工する前の素線に予めＮｉめっき処理を施し
、これを伸線加工することにより実現できる． ■．上記補強コード等に樹脂，あるいはゴムを被覆した
のは、超高圧ホースの柔軟性を向上させるためであると
ともに、水による錆びの発生をさらに確実に防止するた
めである． 〔作用〕 本願第１項の発明に係る超高圧ホースによれば、補強ワ
イヤに採用する極細線にピアノ線，ステンレス線，低炭
素二相組織鋼線を採用したので、１６０μｍ以下の線径
で所定の引張強度を確保できる．特に低炭素二相！Ｊｌ
ｍ鋼線を採用した場合は、上述の強化メカニズムで説明
したように、１００　μｍ以下のものを容易に得ること
ができ、しかも３００〜６００　ｋｘｆ／ｔｓ”の超高
強度を有する．従って、ピアノ線，ステンレス線の場合
に比べさらに引張強度を向上でき、ひいては耐圧力の向
上．軽量化の要請に応えられる． また上記極細線にＮｉめっき被覆層を形成したので、線
径１６０μｍ以下に極細化したことによる活性度の異常
上昇を抑制できるから、撚り線化．織布化する際の極細
線同士の摩擦等によって発熱しても焼失や断線を回避で
きる．Ｎｉめっき被覆層を形成したことにより、自己潤
滑性が得られるから、極細化時のダイス寿命の向上が図
れるとともに、該極Ｉｉ線を撚り線化，織布化加工する
際の加工性を向上でき、さらに鯖の発生を防止できる．
さらにまたＮｉめっき被覆層を形成したので、第３項の
発明のように、極細線からなる補強コード等に樹脂又は
ゴムを被覆した場合、このＮｉめっき被覆層により両者
の密着性，接着性を向上でき、引張りやねじり等による
抜けを確実に防止でき、ひいては超高圧ホース全体の引
張強度を大きくでき、寿命を延長できる．さらに、本願
第２項の発明では、上記Ｎｉめっき被覆層に加工歪を形
成したので、該被覆層と樹脂との間に水素，残留空気が
溜まることがなく、樹脂との密着性，接着性をさらに向
上できる． ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例による超高圧ホ
ースを説明するための図である．第３図において、１は
超高圧ホースであり、これは樹脂製内管２の外表面を補
強層３で補強し、該補強Ｎ３の外表面を樹脂製外被４で
被覆して構威されている．なお、上記内管２，外被４は
ゴムで構威される場合もある．上記ＩＩ１＠層３は、補
強コード５をを軸芯に対して４０度のスバイラル状に、
かつ交互に交叉するように６１１回してなる構造になっ
ている． また、上記補強コード５は、第１図及び第２図に示すよ
うに、線径１６０μｍ以下の極細線６を７本撚り合わせ
て撚り線７を形成し、これに合成樹１１１８を被覆して
ｆｉｌ威されている．上記極細線６は低炭素二相ｍ織ｗ
４締からなり、これは重量％でＣ　：　０．０１〜０．
５０％、Ｓｉ：３．０％以下、Ｍｎ：５、Ｏ％以下、残
部Ｆｓ及び不可避的不純物がらなる線径３．０〜６。Ｏ
ｘの線材を一次熱処理、一次冷間伸線、二次熱処理及び
二次冷間伸線にまり線径１０〜１００μｍに強加工して
製造されたものである．この極細線６は上記強加工によ
り生じた加工セルが一方向に繊維状に配列された繊維状
微細金属組織を形成しており、かつ上記加工セルの大き
さ繊維間隔がそれぞれ５〜１００人．５０〜１０００人
であり、さらに引張強力が３００〜６００　ｋＥｆ／ｌ
ｘ”である．そして、上記各極細＆１６の外表面にはＮ
ｉめっき被覆層９が形成されている．このＮｉめっき被
覆層９は、上記線材にめっき処理を行い、しかる後冷間
伸線加工する際に同時に塑性加工されたもので、これに
より加工歪を有している。即ち、上記Ｎｉめっき被覆層
９は、伸線加工の前工程において線材にめっき処理を施
して４μｍ程度の被覆層を形成し、これを一次，二次冷
間伸線することにより、１μｍ程度の厚さに引き延ばし
てなるものである，これにより、めっき処理時に生じて
いたビンホールが潰されて、欠陥のない良好な被覆層と
なっている． このように本実施例の超高圧ホースｌによれば、補強層
３を構成する補強コード５の各極細１％Ｉ６にＮｌめっ
き被覆層９を形成したので、極細線６自体の活性度を下
げることができ、上記撚り線化する場合の極細線同士の
摩擦によって発熱しても焼失等を回避できる．またこの
Ｎｉめっき被覆層９によって自己潤滑性が与えられ撚り
線加工等を行う際の加工性を向上でき、さらに鯖の発生
を防止できる． また、本実施例では上記Ｎｉめっき被覆層９に加工歪を
生じさせたので、上記合成樹脂８と極細線６との密着性
，接着性を大幅に向上できる．即ち、上記Ｎ＋めっき被
覆層９は、加工歪によってビンホール等のない構造とな
っており、ほとんど水素．残留空気を含有していないの
で、密着性への悪影響がなく、引張りやねじりが作用し
ても抜けることはない．その結果、超高圧ホース１全体
の耐圧力を向上でき、寿命を延長できる．さらに、本実
施例では極細線６に低炭素二相組！ｔＩｉ鋼線を採用し
たので、線径１０〜１００μｍで引張強度３００〜６０
０　ｋｔｆ／ｍ”と極めて高強度を有しており、補強層
３としての引張強度を大幅に向上でき、耐圧力４０００
ｋ＋ｒ／　ｍ”以上を実現できるとともに、軽量化に貢
献できる． なお、上記実施例では、補強コード５を内管２に巻回し
た場合を例にとって説明したが、本発明では、第４図に
示すように、補強コード５をそのまま内管２上に壱回す
るとともに、これの外表面に極細線を織布化してなる帯
状の補強織布１０を巻回することによって補強層３を構
威してもよい．また極細線を単独で巻回して補強層を構
威しても勿論よい． また、上記実施例では、Ｎｉめっき被覆層９に加工歪を
形成したが、本発明ではこの加工歪は必ずしも形成しな
くてもよく、加工歪のない場合でも樹脂との密着性．接
着性を向上できる．さらに、上記実施例では極細線６に
低炭素二相組織鋼線を採用した場合を例にとって説明し
たが、本発明の極Ｉｌ１線は、他にピアノ線．ステンレ
ス線が採用でき、これらの場合もＮｉめっき被覆層を形
成することにより活性度の抑制．自己潤滑性．耐蝕性及
び樹脂との密着性の向上を図ることができる．さらにま
た、上実施例では、補強コードに合戒樹脂を被覆したが
、本発明はこの樹脂を必ずしも必要としない。

ここで、本実ｔＩＢ例の極細線にＮｉめっき被Ｉ’ｌｌ
層を形成したことによる樹脂との接着力向上効果を確認
するために行った実験について説明する．この実験は、
第５図に示すように、本実施例の極細線ａの一部分を、
エポキシ系樹脂をベースとしてこれに炭素繊維．ガラス
繊維を混合してなる複合試料片ｂに埋め込み、この複合
試料片ｂを固定した状態で上記極細１１ａの上部をこれ
が抜けるか、又は断線するまで引張って、両者の密着性
，接着性を調べた．なお、上記複合試料片ｂの埋め込み
長さしは、極細線ａの線径ｄ　（＋ｍ）　ｘｓｏとなる
ようにした． そして、第２表に示すように、ます線径５０μ亀の極細
線を４本用意し、この各極細線にＮｉめっきを形成しな
い場合（ｔ！１１）、Ｎｉめっき被覆層を形成した後仲
線加工により加工歪を付与した場合（ｍ２）、さらにこ
れの表面に樹脂コーティングした場合（ＰｋＬ３）、Ｎ
ｉめっきを被覆しただけの場合（ぬ４）について引抜き
試験を行った．また、線径１００　μｍの極細線も採用
し、これもＮｉめっきを被覆しただけの場合（ｌｈ５　
）　、さらにこれに伸線加工により加工歪を付与した場
合（ヌ６）についても同様の引抜き試験を行った．表中
、Ｘ印は極細線ａが複合試料片ｂから抜けた場合を示し
、○印は該極細線ａが断線した場合を示す．表からも明
らかなように、線径５０μ■でＮｉめっきを被覆しない
場合（Ｍ１）は抜けており、両者の接着力は上記極細線
の破断力未満であった．これに対して、Ｎｉめっきを被
覆し（Ｉｌｍ４）、さらにこれに加工歪を付与し（ｌｌ
ｈ２）、さらにまたこれに樹脂コーティングした（ｔ３
）場合は、いずれも抜ける前に断線しており、両者の接
着力は極細線の破断力以上であることがわかる．一方、
線径１００μｍでＮｉめっき被覆層を形成しただけの場
合（拠５）は、断線する前に抜けている．これは線径が
大きい分引張力も高いことから、接着力がこの高い引張
力には及ばなかったものと考えられる．しかしこれに加
工歪を付与した場合（Ｍ６）は断線しており、これによ
り加工歪により接着力が向上することが理解できるとと
もに、比較的太い線径の場合は極細線自体の引張力が大
きくなっているから、加工歪を付与することによりこの
大きな引張力に対応できる接着力が得られ、その効果は
より大きいことがわかる．〔発明の効果〕 以上のように本願第１項の発明に係る超高圧ホースによ
れば、補強層を構威するピアノ線．ステンレス線あるい
は低炭素二相＆ＩＩ１１！鋼線からなる極細線の表面に
Ｎｉめっき被覆層を形成したので、線径１６０　μｍ以
下の極細線を使用する際の活性度を抑制できるとともに
、撚り線加工する際の加工性を向上でき、かつ樹脂被覆
する際の密着性．接着性を向上できる効果があり、また
、本願第２項の発明では、上記Ｎｉめっき被覆層に加工
歪を形成したので、さらに樹脂との密着性を向上できる
効果がある． 逼　ｌ 表

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例による超高圧ホ
ースを説明するための図であり、第ｌ図はその補強コー
ドの断面図、第２図はその撚り線化した状態の模式図、
第３図はその超高圧ホースの斜視図、第４図はその変形
例を示す斜視図、第５図は本実施例の効果を確認するた
めに行った実験方法を示す図である． 図において、１は超高圧ホース、２は内管、３は補強層
、４は外被、５は補強コード、６は極細線、７は撚り線
、８は樹脂、９はＮｉめっき被覆層、１０は補強織布で
ある．

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内管の外表面に補強ワイヤ、該ワイヤを複数本撚
   り線化してなる補強コード、又は補強ワイヤを織布化し
   た補強織布を巻回して補強層を形成するとともに、該補
   強層の外表面を外被で被覆してなり、耐圧力４０００ｋ
   ｇ／ｃｍ＾２以上の超高圧ホースにおいて、上記補強ワ
   イヤが、線径１６０μｍ以下のピアノ線、ステンレス線
   あるいは引張強度３００ｋｇ／ｍｍ＾２以上の低炭素二
   相組織鋼線のいずれかからなり、かつ外表面にＮｉめっ
   き被覆層を形成してなる極細線であることを特徴とする
   超高圧ホース。
2. （２）上記Ｎｉめっき被覆層が、塑性加工による加工歪
   を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の超高圧ホース。
3. （３）上記補強ワイヤ、補強コード又は補強織布の外表
   面に樹脂、又はゴムからなる被覆層が形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   超高圧ホース。