WO2010095569A1 - 多層耐圧管及びその製造方法 - Google Patents

多層耐圧管及びその製造方法 Download PDF

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WO2010095569A1
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reinforcing wire
intermediate layer
inner layer
tube
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千広 萩原
健一 沼田
貴彦 中瀬
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株式会社トヨックス
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Definitions

  • the present invention is a flexible synthetic resin hose or synthetic resin tube having excellent shape retention, such as a high-pressure air hose, and a rigidity used as a conduit for hot water or other fluids or gases.
  • the present invention relates to a multi-layer pressure tube including a synthetic resin pipe and a method for manufacturing the multi-layer pressure tube.
  • the present invention relates to a multilayer pressure-resistant tube in which a reinforcing wire is spirally wound between an inner layer and an outer layer, and a manufacturing method thereof.
  • a monofilament having a circular cross section or an elliptical cross section as a reinforcing thread is wound around the outer periphery of an inner resin layer manufactured by an extrusion device in a mesh shape, and then the outer resin layer Are coated using a similar extrusion apparatus, so that a monofilament is interposed between the resin layer on the inner layer side and the resin layer on the outer layer side, and the resin layer on the inner layer side and the resin layer on the outer layer side There are some which are fused and fixed to each other at the time of molding (see, for example, Patent Document 1).
  • the fluid in the pipe easily leaks from a spiral gap formed between them.
  • the monofilaments overlap each other and the monofilaments are so rigid that they hardly collapse and deform even if they overlap. Therefore, the thickness dimension of each intersection becomes thicker than other parts.
  • the entire surface of the tube becomes uneven due to partial protrusion.
  • a monofilament having a circular cross section or an elliptical cross section is wound along the outer peripheral surface of the inner layer produced by the extrusion device, but generally, the monofilament is formed by extrusion to smoothly form its outer surface in the axial direction.
  • the surface of the monofilament may slip and be displaced due to the resin pressure when the outer layer is extruded and laminated, thereby causing the winding pitch of the monofilament to be non-uniform.
  • the portion where the pitch is widened due to this positional shift has a problem that the pressure resistance strength of the tube becomes low and the tube tends to burst.
  • the surfaces of these monofilaments slip and the winding pitch is likely to be misaligned. There was also a problem.
  • the outer layer is coated with the outer resin layer.
  • Air bubbles are likely to be generated in the gap between the outer peripheral surface and the monofilament, thereby weakening the adhesive force between the inner layer and the outer layer and facilitating peeling, as well as when the inner layer and the outer layer are both formed of a transparent or translucent material.
  • irregularly generated bubbles were noticeable and the product value was remarkably reduced.
  • the monofilaments were in point contact with each other without being deformed.
  • bubbles are more likely to be generated in the gaps between these intersections, and when both the inner layer and the outer layer are formed of a transparent or translucent material, more irregularly generated bubbles are observed. There was also the problem of getting up.
  • An object of the present invention is to cope with such a problem, and it is possible to simultaneously achieve smoothing of the entire surface of the pipe, prevention of displacement of the reinforcing wire and prevention of bubble generation in the pipe, and flexibility.
  • the purpose is to make the shape-retaining property and flexibility of the tube compatible, and to make the entire surface of the tube substantially smooth even when a plurality of reinforcing wires are arranged in an intersecting manner.
  • the present invention provides an inner layer, an intermediate layer laminated on the outer periphery of the inner layer, a reinforcing wire wound spirally along the intermediate layer, and the intermediate layer and the reinforcing wire. And an outer layer laminated on the outer periphery, and the reinforcing wire is arranged so as to bite into the intermediate layer with its winding tension.
  • the inner layer and the outer layer are formed of a soft resin
  • the intermediate layer is formed of a resin that is harder than the inner layer and the outer layer when solidified.
  • a second reinforcing wire is disposed between the inner layer and the intermediate layer, and the thickness dimension at the intersection of the second reinforcing wire and the reinforcing wire is the intermediate layer. It is characterized by being set within the thickness dimension.
  • an intermediate layer is laminated in a molten state on the outer periphery of the inner layer, and the intermediate layer is spirally wound by winding the reinforcing wire 3 spirally with a predetermined tension before the intermediate layer is solidified.
  • the reinforcing wire 3 is bitten into a concave shape, and the reinforcing wire 3 is bitten into the inside thereof.
  • an outer layer is laminated on the outer periphery of the intermediate layer and the reinforcing wire.
  • the reinforcing wire by arranging the reinforcing wire so as to bite into the intermediate layer by its winding tension, even if the reinforcing wire has a large cross-sectional outer diameter like a monofilament, the thickness of the intermediate layer As a result, the surface of the outer layer does not become uneven due to the presence or absence of the reinforcing wire, and it is held immovable by the biting of the reinforcing wire, and between the outer peripheral surface of the inner layer and the reinforcing wire. Therefore, smoothing of the entire surface of the tube, prevention of displacement of the reinforcing wire, and prevention of bubble generation in the tube can be achieved at the same time.
  • the end of a flexible hose, flexible tube, etc. compared to the conventional one where only the monofilament placement location on the surface of the outer layer swells more than other surface portions and the entire surface of the tube is uneven.
  • a tightening tool such as a hose band
  • the entire periphery can be adhered evenly, and the fluid in the pipe can be completely prevented from leaking.
  • the winding pitch of the reinforcing wire can be made uniform, and the pressure strength can be prevented from partially decreasing.
  • the flexible tube is prevented from being kinked or broken.
  • the shape of the intermediate layer does not change with the change in the internal pressure of the flexible tube, and when the tube is to be bent, the flexible tube can be bent without being crushed and deformed together with the reinforcing wire.
  • the shape retention and flexibility of the flexible tube can be made compatible.
  • a second reinforcing wire is sandwiched between the inner layer and the intermediate layer, and the thickness dimension at the intersection of the second reinforcing wire and the reinforcing wire is within the thickness dimension of the intermediate layer.
  • the location of the intersection of the second reinforcing wire and the reinforcing wire does not protrude larger than the other surface portion on the surface of the outer layer, so a plurality of reinforcing wires are arranged in an intersecting manner.
  • the entire surface of the tube can be made substantially smooth.
  • the intermediate layer is laminated in a molten state on the outer periphery of the inner layer, and before the intermediate layer is solidified, the reinforcing wire is wound spirally with a predetermined tension, so that the intermediate layer is deformed in a helically concave shape.
  • the reinforcing wire is bitten inside, and then the outer layer is laminated on the outer periphery of the intermediate layer and the reinforcing wire, so that the thickness of the intermediate layer can be increased even if the reinforcing wire has a large cross-sectional outer diameter like a monofilament.
  • the surface of the outer layer does not become uneven due to the presence or absence of the reinforcing wire, and it is held immovable by the biting of the reinforcing wire, and between the outer peripheral surface of the inner layer and the reinforcing wire. Since no gap is generated, it is possible to simultaneously achieve smoothing of the entire surface of the pipe, prevention of displacement of the reinforcing wire, and prevention of bubble generation in the pipe. As a result, the end of a flexible hose, flexible tube, etc., compared to the conventional manufacturing method in which only the monofilament placement location on the surface of the outer layer swells more than other surface portions and the entire surface of the tube is uneven.
  • the entire periphery can be evenly adhered, and the fluid in the pipe can be completely prevented from leaking. Furthermore, since the displacement of the reinforcing wire due to the resin pressure when the outer layers are laminated does not occur, the winding pitch of the reinforcing wire can be made uniform, and the pressure strength can be prevented from partially decreasing. In addition, since there is no gap between the outer peripheral surface of the inner layer and the reinforcing wire, it is possible to reliably prevent separation of the inner layer and the outer layer due to bubbles remaining between the layers, and both the inner layer and the outer layer are formed of a transparent or translucent material.
  • the commercial value can be kept high. Furthermore, when the intermediate layer is laminated so as to sandwich the second reinforcing wire around the inner layer, the second reinforcing wire is positioned by the lamination of the intermediate layer. Since the gap between the second reinforcing wire and the reinforcing wire does not occur, it is possible to prevent bubbles from remaining in the pipe.
  • a multilayer pressure-resistant tube A is a flexible tube such as a flexible hose made of a soft synthetic resin such as a vinyl chloride resin or a tube having a smaller diameter than the hose.
  • a rigid pipe such as a pipe having rigidity made of a hard synthetic resin such as polypropylene.
  • these flexible pipes or rigid pipes have an inner layer 1, an intermediate layer 2 laminated on the outer periphery of the inner layer 1, and a spiral shape along the intermediate layer 2.
  • the outer layer 4 laminated on the outer periphery of the intermediate layer 2 and the reinforcing wire 3, and the reinforcing wire 3 is arranged so as to bite into the intermediate layer 2 with its winding tension. .
  • the inner layer 1 and the outer layer 4 of the flexible tube are made of a thermoplastic resin such as vinyl chloride resin as a main component, a plasticizer for moderately softening, a stabilizer for preventing deterioration, other lubricants and fillers, Using a material to which a processing aid or an improving material is added in a predetermined ratio, for example, it is molded in a molten state by an extruder, and cooled to solidify into a transparent, translucent or opaque cylindrical shape.
  • the intermediate layer 2 of the flexible tube is formed using a thermoplastic soft resin such as vinyl chloride resin, or a resin compatible with the soft resin of the inner layer 1 and the outer layer 4, for example, in a molten state by an extruder, By cooling it, it is solidified into a transparent, translucent or opaque cylindrical shape. Furthermore, it is preferable to use a semi-rigid resin or a hard resin in which the amount of the plasticizer is reduced so that the intermediate layer 2 becomes harder than the thermoplastic soft resins of the inner layer 1 and the outer layer 4 when solidified. If necessary, a plurality of intermediate layers 2 can be laminated between the inner layer 1 and the outer layer 4 of the flexible tube.
  • a thermoplastic soft resin such as vinyl chloride resin
  • a resin compatible with the soft resin of the inner layer 1 and the outer layer 4 for example, in a molten state by an extruder, By cooling it, it is solidified into a transparent, translucent or opaque cylindrical shape.
  • a semi-rigid resin or a hard resin in which
  • the flexible wire reinforcing wire 3 is, for example, a monofilament (monofilament) formed of a synthetic resin material such as polyester, nylon (registered trademark) or aramid, or a flat yarn (or tape yarn) made of tape-like yarn. ), Or a metal wire such as stainless steel, and the reinforcing wire 3 is spirally wound along the outer peripheral surface 2 a of the intermediate layer 2 so that the reinforcing wire 3 bites into the intermediate layer 2.
  • the second reinforcing wire 5 between the inner layer 1 and the intermediate layer 2 of the flexible tube as necessary.
  • the second reinforcing wire 5 include monofilaments and multifilaments (thin monofilaments such as polyester, nylon (registered trademark), and aramid fiber) that are substantially the same as the outer diameter of the reinforcing wire 3 or thinner than the outer diameter of the reinforcing wire 3. Or a wire similar to the above-described reinforcing wire 3 is used.
  • the inner layer 1 and the outer layer 4 of the rigid tube are made of a thermoplastic hard resin containing an olefin resin such as polypropylene as a main component, a stabilizer for preventing deterioration, other lubricants, fillers, processing aids, and improvements.
  • a material to which a material or the like is added at a predetermined ratio is used, for example, molded in a molten state by an extruder, and then cooled to solidify into a transparent, translucent, or opaque cylindrical shape.
  • the intermediate layer 2 of the rigid tube for example, a thermoplastic hard resin such as polypropylene, or a resin compatible with the thermoplastic hard resin of the inner layer 1 and the outer layer 4 is used. By cooling, it is solidified into a transparent, translucent or opaque cylindrical shape. Further, the intermediate layer 2 is preferably made of a resin that becomes harder than the thermoplastic hard resins of the inner layer 1 and the outer layer 4 when solidified. If necessary, a plurality of intermediate layers 2 can be laminated between the inner layer 1 and the outer layer 4 of the rigid tube.
  • a thermoplastic hard resin such as polypropylene
  • a resin compatible with the thermoplastic hard resin of the inner layer 1 and the outer layer 4 is used. By cooling, it is solidified into a transparent, translucent or opaque cylindrical shape.
  • the intermediate layer 2 is preferably made of a resin that becomes harder than the thermoplastic hard resins of the inner layer 1 and the outer layer 4 when solidified. If necessary, a plurality of intermediate layers 2 can be laminated between the inner layer 1 and the outer layer 4
  • the reinforcing wire 3 of the rigid tube is, for example, a monofilament (monofilament) formed from a synthetic resin material such as polyester, nylon (registered trademark), or aramid, or a flat yarn (or tape yarn) made of a tape-like yarn, Or it consists of metal wires, such as stainless steel, and it arrange
  • the second reinforcing wire 5 is sandwiched between the inner layer 1 and the intermediate layer 2 of the rigid tube as necessary.
  • the second reinforcing wire 5 include monofilaments and multifilaments (thin monofilaments such as polyester, nylon (registered trademark), and aramid fiber) that are substantially the same as the outer diameter of the reinforcing wire 3 or thinner than the outer diameter of the reinforcing wire 3. Or a wire similar to the above-described reinforcing wire 3 is used.
  • the intermediate layer 2 is laminated in a molten state along the outer peripheral surface 1a of the inner layer 1 by extrusion molding.
  • the reinforcing wire 3 is wound in a spiral shape with a predetermined tension before it solidifies, the helical diameter of the reinforcing wire 3 is reduced in diameter after being wound with the tension at the time of winding, and the reinforcing wire 3 in the intermediate layer 2 is deformed.
  • the outer layer 4 is laminated on the outer periphery of the intermediate layer 2 and the reinforcing wire 3 by extrusion to cover the inner layer 1.
  • the intermediate layer 2 and the outer layer 4 are bonded and integrated.
  • the reinforcing wire 3 is arranged so as to bite into the intermediate layer 2, so that the reinforcing wire 3 has a large cross-sectional outer diameter like a monofilament.
  • the wall thickness dimension of the intermediate layer 2 does not change as a whole, and as a result, unevenness due to the presence or absence of the reinforcing wire 3 does not occur on the surface of the outer layer 4, so that the entire surface of the multilayer pressure-resistant tube A can be smoothed.
  • the reinforcing wire 3 bites into the intermediate layer 2 so that the reinforcing wire 3 is immovably held with respect to the intermediate layer 2, the reinforcing wire by the resin pressure when the outer layer 4 is extruded and laminated is laminated. 3 can be prevented from being displaced. Further, since the reinforcing wire 3 bites into the intermediate layer 2, no gap is generated between the outer peripheral surface 1 a of the inner layer 1 and the reinforcing wire 3, so that bubbles are generated and remain inside the multilayer pressure-resistant tube A. Can be prevented.
  • the reinforcing wire 3 is spirally wound with a predetermined tension, and the reinforcing wire 3 is energized. It is also possible to arrange so that only the portion of the intermediate layer 2 in contact with the reinforcing wire 3 is deformed in a spiral shape so that the reinforcing wire 3 is bitten into the inner layer 2 by generating heat. In addition, after the intermediate layer 2 is solidified, the intermediate layer 2 can be melted by a heating means such as a heater immediately before the reinforcing wire 3 is spirally wound.
  • an innermost layer made of a raw material adapted to the fluid passing through the inside of the inner layer 1 may be provided, or a protective outermost layer (not shown) may be provided outside the outer layer 4. Is possible. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
  • the multilayer pressure-resistant tube A is a flexible tube such as a flexible hose or a flexible tube.
  • the inner layer 1 and the outer layer are solidified at the time of solidification.
  • a monofilament with a large outer diameter is inserted into the intermediate layer 2 made of a semi-rigid resin, which is harder than 4, as a reinforcing wire 3, and a second reinforcing wire is interposed between the inner layer 1 and the intermediate layer 2.
  • a plurality of monofilaments and multifilaments thinner than the outer diameter of the reinforcing wire 3 are wound in a spiral shape so as to be opposite to the inclination angle of the reinforcing wire 3, and the reinforcing wire 3 and the second reinforcing wire 5 are It shows a case where they are arranged in a crossing manner.
  • the inner layer 1, the intermediate layer 2, and the outer layer 4 are formed of a transparent or translucent vinyl chloride resin, but may be formed of an opaque vinyl chloride resin or other resin as another example. Is possible.
  • FIG. 1 (a) a soft resin that becomes the inner layer 1 is extruded by an extruder (not shown), and after cooling and solidifying the inner layer 1, the outer peripheral surface 1a of the inner layer 1 is obtained.
  • the semi-rigid resin to be the intermediate layer 2 is extruded in a molten state by an extruder so as to cover the outer peripheral surface 1a of the inner layer 1 and the second reinforcing wire 5, and the reinforcing wire 3 is solidified before it is solidified.
  • a monofilament having a large outer diameter is spirally wound with a predetermined tension by a winding device (not shown).
  • a winding device not shown.
  • FIG. 1B only the portion of the molten intermediate layer 2 that comes into contact with the reinforcing wire 3 in the molten intermediate layer 2 is deformed in a spiral and concave shape as the diameter of the reinforcing wire 3 is reduced after winding.
  • the thick monofilament of the reinforcing wire 3 bites into the inner layer 1, and the groove 2 b is formed in the outer peripheral surface 2 a of the intermediate layer 2 by this biting.
  • the soft resin that becomes the outer layer 4 is extruded by an extruder so as to cover the outer peripheral surface 2a, the concave groove 2b, and the reinforcing yarn 3 of the intermediate layer 2.
  • the outer layer 4 is molded by cooling and the outer layer 4 is solidified to complete the multilayer pressure tube A.
  • a portion where the monofilament having a large outer diameter which is the reinforcing wire 3 is disposed is not easily crushed, and the intermediate layer 2 made of a semi-rigid resin is provided between the inner layer 1 and the outer layer 4. Therefore, even if the internal pressure of the flexible tube changes, the shape of the intermediate layer 2 does not change, for example, the diameter of the intermediate layer 2 decreases or expands.
  • the inner layer 1 and the outer layer 4 can be bent without collapsing and deforming together with the monofilament having a large outer diameter, which is the reinforcing wire 3, so that the shape retention and flexibility Sex can be made compatible.
  • the thin monofilament and multifilament which are the 2nd reinforcement wire 5 are positioned by subsequent lamination
  • this 2nd reinforcement wire 5 balances with the reinforcement wire 3, the expansion
  • Example 2 As shown in FIGS. 2A and 2B, after the inner layer 1 is solidified, a plurality of monofilaments having a large outer diameter are wound spirally as the second reinforcing wire 5, and the inner layer 1
  • the intermediate layer 2 is laminated in a molten state so as to cover the outer peripheral surface 1a and the second reinforcing wire 5 and before the intermediate layer 2 is solidified, the monofilament similar to the outer diameter of the second reinforcing wire 5 is used.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the outer diameters of the second reinforcing wire 5 and the reinforcing wire 3 are substantially the same and less than half the thickness of the intermediate layer 2, and these The thickness dimension at the intersection of the reinforcing wire 5 and the reinforcing wire 3 is set to be within the thickness dimension of the intermediate layer 2.
  • the second reinforcing wire 5 and the reinforcing wire 3 are within the thickness dimension of the intermediate layer 2, the second reinforcing wire 5 and It is also possible to set the outer diameter of the reinforcing wire 3 to be different.
  • the second embodiment of the present invention also has the same effect as that of the first embodiment described above, and in addition, the outer diameter of the second reinforcing wire 5 is larger than that of the first embodiment. Therefore, the pressure strength can be improved, and when the outer diameters of the second reinforcing wire 5 and the reinforcing wire 3 are the same, the second reinforcing wire 5 and the reinforcing wire 3 arranged in an intersecting manner are used. There is an advantage that it is possible to produce a tube which is uniform in tension balance and hardly twisted.
  • Example 3 as shown in FIGS. 3A and 3B, after the inner layer 1 is solidified, the inner layer portion 2c of the intermediate layer 2 is laminated in a molten state, and before the inner layer portion 2c is solidified.
  • the second reinforcing wire 5 by winding the second reinforcing wire 5 in a spiral shape with a predetermined tension, only the contact portion with the second reinforcing wire 5 in the inner layer portion 2c is deformed in a spiral shape, and the second reinforcing wire 5 is formed therein.
  • the outer layer portion 2d of the intermediate layer 2 is laminated so as to cover the inner layer portion 2c and the second reinforcing wire member 5, and the outer layer portion 2d is solidified.
  • the second reinforcing wire 5 and the reinforcing wire 3 are both thick monofilaments, and the outer diameters of the second reinforcing wire 5 and the reinforcing wire 3 are substantially the same.
  • the thickness of the intermediate layer 2 is set to be less than half of the thickness dimension of the intermediate layer 2 and the thickness dimension at the intersection of the second reinforcing wire 5 and the reinforcing wire 3 is set to be within the thickness dimension of the intermediate layer 2. Yes.
  • the second reinforcing wire 5 and the reinforcing wire 3 are within the thickness dimension of the intermediate layer 2, the second reinforcing wire 5 and It is also possible to set the outer diameter of the reinforcing wire 3 to be different. Thereby, since only the arrangement
  • the third embodiment of the present invention also provides the same operational effects as the second embodiment described above, and in addition, before the inner layer portion 2c of the intermediate layer 2 is solidified, the second reinforcing wire 5 Is spirally wound with a predetermined tension, so that only the contact portion with the second reinforcing wire 5 in the inner layer portion 2c is deformed in a spiral shape, and the second reinforcing wire 5 is bitten into the inside. Therefore, the second reinforcing wire 5 is not displaced due to the resin pressure when the outer layer portion 2d of the intermediate layer 2 is laminated, and between the outer peripheral surface of the inner layer portion 2c and the second reinforcing wire 5. Therefore, there is an advantage that bubbles can be prevented from being generated and left inside the multilayer pressure-resistant tube A.
  • the multilayer pressure resistant tube A is a flexible tube such as a flexible hose or a flexible tube.
  • the present invention is not limited to this, and the multilayer pressure resistant tube A is a rigid tube such as a rigid pipe. May be. In this case, the same effect as that of the flexible tube can be obtained.

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Abstract

　管の表面全体の平滑化と補強線材の位置ズレ防止と管内の気泡発生防止とを同時に達成する。　補強線材３を、その巻き付け張力で中間層２の内部に食い込むように配置することにより、補強線材３がモノフィラメントのように断面外径が大きくても中間層２の肉厚寸法が全体的に変化しないため、補強線材３の有無に伴って外層４の表面に凹凸が発生せず、また補強線材３の食い込みによって、移動不能に保持されるとともに、内層１と補強線材３との間に空気を巻き込むことがない。

Description

多層耐圧管及びその製造方法
　本発明は、例えば高圧エアホースなどの多目的に使用される保形性に優れた可撓性を有する合成樹脂製ホースや合成樹脂製チューブと、湯水やその他の流体又は気体の導管として使用される剛性を有する合成樹脂製パイプとを含む多層耐圧管、及びこの多層耐圧管の製造方法に関する。
　詳しくは、内層と外層との間に補強線材を螺旋状に巻き付ける多層耐圧管及びその製造方法に関する。
　従来、この種の多層耐圧管として、押出装置により製造された内層側の樹脂層の外周に、補強糸として断面円形状又は断面楕円形状のモノフィラメントを網目状に巻き付け、次に外層側の樹脂層を同様の押出装置を用いてその上に被覆することにより、内層側の樹脂層と外層側の樹脂層との間にモノフィラメントが介在されるとともに、内層側の樹脂層と外層側の樹脂層とが接触する面領域の部分を、成形時に相互に融着して固着するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６－１９４３４７号公報（第３－４頁、図２）
　しかし乍ら、このような従来の多層耐圧管では、内層と外層の間に補強糸として外径が大きなモノフィラメントを挟み込んで配置しているため、外層の表面において該モノフィラメントの配置箇所のみが他の表面部分よりもモノフィラメントの外径分だけ膨らんで部分的に突出し、それにより、管の表面全体に凹凸ができてしまう。
　このようなホースやチューブなどの管の端部を接続するために、その外周を例えばホースバンドなどの締め付け具で締め付けても、管表面の凹凸により周方向全周に亘って均等に密着させることができず、これらの間に生じる螺旋状の隙間から管内の流体が漏れ出し易くなるという問題があった。
　特に、網目の交差部では、モノフィラメント同士が互いに重なり合うとともにモノフィラメントは剛性が高いことから重なっても潰れて変形することがほとんど無いため、各交差部の厚さ寸法が他の部分に比べ更に厚くなって部分的に突出し、それにより、管の表面全体の凹凸が大きくなるという問題もあった。
　さらに、押出装置により製造された内層の外周面に沿って断面円形状又は断面楕円形状のモノフィラメントを巻き付けるが、一般的にモノフィラメントは押出し成形により、その外面が軸方向へ滑らかに形成されるため、内層の外周面に対してモノフィラメントを巻き付けると、外層を押出し成形して積層する時の樹脂圧により該モノフィラメントの表面が滑って位置ズレし、それにより、モノフィラメントの巻き付けピッチが不均一になるおそれがあり、この位置ズレによってピッチが広くなった箇所は、管として耐圧強度が低くなって破裂し易くなるという問題があった。
　特に、網目の交差部では、モノフィラメント同士が互いに重なり合うため、一方のモノフィラメントの上に他方のモノフィラメントを重ねて巻き付ける際に、これらモノフィラメントの表面同士が滑って巻き付けピッチの位置ズレが発生し易くなるという問題もあった。
　また、押出装置により製造された内層の外周面に沿って断面円形状又は断面楕円形状のモノフィラメントを巻き付けた後、その上に外層の樹脂層を被覆するため、外層を積層する際に、内層の外周面とモノフィラメントの隙間に気泡が発生し易くなり、それによって、内層と外層の接着力が弱まり剥離し易くなるばかりでなく、内層と外層が共に透明又は半透明の材料で形成される場合には、不規則に発生した気泡が目立って商品価値を著しく低下させるという問題があった
　特に、網目の交差部では、モノフィラメント同士が互いに変形せずに点接触しているため、外層を積層する際に、これらの交差部の隙間に気泡が更に発生し易くなり、内層と外層が共に透明又は半透明の材料で形成される場合には、不規則に発生した気泡が更に多く目立つようになるという問題もあった。
　本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、管の表面全体の平滑化と補強線材の位置ズレ防止と管内の気泡発生防止とを同時に達成すること、可撓性管の保形性と可撓性を両立させること、複数の補強線材が交差状に配置されても管の表面全体を略平滑にすること、などを目的とするものである。
　このような目的を達成するために本発明は、内層と、この内層の外周に積層される中間層と、この中間層に沿って螺旋状に巻き付けられる補強線材と、これら中間層及び補強線材の外周に積層される外層とを備え、前記補強線材を、その巻き付け張力で前記中間層の内部に食い込むように配置したことを特徴とする。
　前述した特徴に加えて、前記内層及び前記外層を軟質の樹脂で成形し、前記中間層を前記内層及び前記外層よりも固化時に硬質となる樹脂で成形したことを特徴とする。
　前述した特徴に加えて、前記内層と前記中間層の間に第２の補強線材を挟み込むように配置し、該第２の補強線材と前記補強線材の交差部における厚さ寸法が前記中間層の厚さ寸法内に収まるように設定したことを特徴とする。
　また、その製造方法として、内層の外周に中間層を溶融状態で積層し、この中間層が固化する前に、補強線材３を所定の張力で螺旋状に巻き付けることにより、前記中間層が螺旋状に凹状変形してその内部に該補強線材３を食い込ませ、その後、これら前記中間層及び前記補強線材の外周に外層を積層したことを特徴とする。
　前述した特徴を有する本発明は、補強線材を、その巻き付け張力で中間層の内部に食い込むように配置することにより、補強線材がモノフィラメントのように断面外径が大きくても中間層の肉厚寸法が全体的に変化しないため、補強線材の有無に伴って外層の表面に凹凸が発生せず、また補強線材の食い込みによって、移動不能に保持されるとともに、内層の外周面と補強線材との間に隙間が生じないので、管の表面全体の平滑化と補強線材の位置ズレ防止と管内の気泡発生防止とを同時に達成することができる。
　その結果、外層の表面においてモノフィラメントの配置箇所のみが他の表面部分よりも膨らんで管の表面全体に凹凸ができてしまう従来のものに比べ、可撓性ホースや可撓性チューブなどの端部を接続するために、その外周を例えばホースバンドなどの締め付け具で締め付けても全周に亘って均等に密着させることができ、管内の流体が漏れ出ることを完全に防止できる。
　さらに、外層を積層する時の樹脂圧による補強線材の位置ズレが発生しなくなるため、補強線材の巻き付けピッチを均等にすることができ、部分的に耐圧強度が低下することを防止できる。
　また、内層の外周面と補強線材との間に隙間が生じないので、層間に残った気泡による内層と外層の剥離を確実に防止でき、しかも内層と外層が共に透明又は半透明の材料で形成しても、気泡が目立つことがなく商品価値を高く維持することができる。
　さらに、前記内層及び前記外層を軟質の樹脂で成形し、前記中間層を前記内層及び前記外層よりも固化時に硬質となる樹脂で成形した場合には、可撓性管のキンクや折れを防止するとともに、可撓性管の内圧変化に伴って中間層が形状変化せず、管を曲げようとした時には、補強線材と共同して可撓性管全体が潰れ変形することなく屈曲可能となるので、可撓性管の保形性と可撓性を両立させることができる。
　さらに、前記内層と前記中間層の間に第２の補強線材を挟み込むように配置し、該第２の補強線材と前記補強線材の交差部における厚さ寸法が前記中間層の厚さ寸法内に収まるように設定した場合には、外層の表面において第２の補強線材と補強線材の交差部の配置箇所が他の表面部分よりも大きく突出しないので、複数の補強線材が交差状に配置されても管の表面全体を略平滑にすることができる。
　また、内層の外周に中間層を溶融状態で積層し、この中間層が固化する前に、補強線材を所定の張力で螺旋状に巻き付けることにより、前記中間層が螺旋状に凹状変形してその内部に該補強線材を食い込ませ、その後、これら前記中間層及び前記補強線材の外周に外層を積層することによって、補強線材がモノフィラメントのように断面外径が大きくても中間層の肉厚寸法が全体的に変化しないため、補強線材の有無に伴って外層の表面に凹凸が発生せず、また補強線材の食い込みによって、移動不能に保持されるとともに、内層の外周面と補強線材との間に隙間が生じないので、管の表面全体の平滑化と補強線材の位置ズレ防止と管内の気泡発生防止とを同時に達成することができる。
　その結果、外層の表面においてモノフィラメントの配置箇所のみが他の表面部分よりも膨らんで管の表面全体に凹凸ができてしまう従来の製造方法に比べ、可撓性ホースや可撓性チューブなどの端部を接続するために、その外周を例えばホースバンドなどの締め付け具で締め付けても全周に亘って均等に密着させることができ、管内の流体が漏れ出ることを完全に防止できる。
　さらに、外層を積層する時の樹脂圧による補強線材の位置ズレが発生しなくなるため、補強線材の巻き付けピッチを均等にすることができ、部分的に耐圧強度が低下することを防止できる。
　また、内層の外周面と補強線材との間に隙間が生じないので、層間に残った気泡による内層と外層の剥離を確実に防止でき、しかも内層と外層が共に透明又は半透明の材料で形成しても、気泡が目立つことがなく商品価値を高く維持することができる。
　またさらに、内層の外周に第２の補強線材を挟み込むように中間層を積層した場合には、中間層の積層で第２の補強線材が位置決めされるため、これら第２の補強線材と補強線材の交差部における両者の位置ズレを防止することができるとともに、第２の補強線材と補強線材の交差部に隙間が生じないので、管内に気泡が残ることを防止することができる。
本発明の実施形態に係る多層耐圧管の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が部分切欠した外観斜視図、（ｂ）が部分拡大縦断面図である。 本発明の他の実施形態に係る多層耐圧管の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が部分切欠した外観斜視図、（ｂ）が部分拡大縦断面図である。 本発明の他の実施形態に係る多層耐圧管の全体構成を示す説明図であり、（ａ）が部分切欠した外観斜視図、（ｂ）が部分拡大縦断面図である。
　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　本発明の実施形態に係る多層耐圧管Ａは、例えば塩化ビニル樹脂などの軟質合成樹脂からなる可撓性を有するホースや、このホースよりも小径な可撓性を有するチューブなどの可撓性管、又は例えばポリプロピレンなどの硬質合成樹脂からなる剛性を有するパイプなどの剛性管である。
　これら可撓性管又は剛性管は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、内層１と、この内層１の外周に積層される中間層２と、この中間層２に沿って螺旋状に巻き付けられる補強線材３と、これら中間層２及び補強線材３の外周に積層される外層４とを備え、補強線材３を、その巻き付け張力で中間層２の内部に食い込むように配置している。
　可撓性管の内層１及び外層４は、主成分として例えば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、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、例えば押出成形機により溶融状態で成形し、それを冷却することで透明又は半透明若しくは不透明な円筒状に固化される。
　可撓性管の中間層２は、例えば塩化ビニル樹脂などの熱可塑性軟質樹脂、或いは内層１及び外層４の軟質樹脂と相溶性のある樹脂を用い、例えば押出成形機により溶融状態で成形し、それを冷却することで透明又は半透明若しくは不透明な円筒状に固化される。
　さらに、中間層２は、その固化時に内層１及び外層４の熱可塑性軟質樹脂よりも硬質となるように可塑剤の添加量を減らした半硬質樹脂又は硬質樹脂を用いることが好ましい。
　また必要に応じて、可撓性管の内層１と外層４の間に複数の中間層２を積層することも可能である。
　可撓性管の補強線材３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材料で形成されたモノフィラメント（monofilament:単繊維）、やテープ状の糸からなるフラットヤーン（又はテープヤーン）、又はステンレスなどの金属線などからなり、中間層２の外周面２ａに沿って補強線材３を螺旋状に巻き付けることで、それが中間層２に食い込むように配置している。
　さらに必要に応じて、可撓性管の内層１と中間層２の間には、第２の補強線材５を挟み込むように配置することが好ましい。
　第２の補強線材５としては、補強線材３の外径と略同径か或いは補強線材３の外径よりも細いモノフィラメントやマルチフィラメント（ポリエステルやナイロン（登録商標）やアラミド繊維などの細いモノフィラメントなどを撚り合わせて１本の糸としたもの）、又は上述した補強線材３と同様な線材などが使用される。
　また、剛性管の内層１及び外層４は、主成分として例えばポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂を含む熱可塑性硬質樹脂に、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、例えば押出成形機により溶融状態で成形し、それを冷却することで透明又は半透明若しくは不透明な円筒状に固化される。
　剛性管の中間層２は、例えばポリプロピレンなどの熱可塑性硬質樹脂、或いは内層１及び外層４の熱可塑性硬質樹脂と相溶性のある樹脂を用い、例えば押出成形機により溶融状態で成形し、それを冷却することで透明又は半透明若しくは不透明な円筒状に固化される。
　さらに、中間層２は、その固化時に内層１及び外層４の熱可塑性硬質樹脂よりも更に硬質となる樹脂を用いることが好ましい。
　また必要に応じて、剛性管の内層１と外層４の間に複数の中間層２を積層することも可能である。
　剛性管の補強線材３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材料で形成されたモノフィラメント（monofilament:単繊維）、やテープ状の糸からなるフラットヤーン（又はテープヤーン）、又はステンレスなどの金属線などからなり、中間層２の外周面２ａに沿って補強線材３を螺旋状に巻き付けることで、それが中間層２に食い込むように配置している。
　さらに必要に応じて、剛性管の内層１と中間層２の間には、第２の補強線材５を挟み込むように配置することが好ましい。
　第２の補強線材５としては、補強線材３の外径と略同径か或いは補強線材３の外径よりも細いモノフィラメントやマルチフィラメント（ポリエステルやナイロン（登録商標）やアラミド繊維などの細いモノフィラメントなどを撚り合わせて１本の糸としたもの）、又は上述した補強線材３と同様な線材などが使用される。
　そして、このような本発明の実施形態に係る多層耐圧管Ａとして可撓性管又は剛性管を製造する方法の一例を説明する。
　先ず、押出成形機により内層１が押出成形され、これを冷却して固化された後、この内層１の外周面１ａに沿って中間層２を押出成形により溶融状態で積層し、この中間層２が固化する前に、補強線材３を所定の張力で螺旋状に巻き付けることにより、この巻き付け時の張力で巻き付け後に補強線材３の螺旋径が縮径変形し、中間層２における補強線材３との接触部分のみが螺旋状に凹状変形してその内部に補強線材３が食い込み、その後、これら中間層２及び補強線材３の外周に外層４を押出成形により積層して覆い、それにより、これら内層１、中間層２及び外層４の層間を接着して一体化させるようにしている。
　このような本発明の実施形態に係る多層耐圧管Ａによると、中間層２の内部に補強線材３が食い込むように配置されるため、補強線材３がモノフィラメントのように断面外径が大きくても中間層２の肉厚寸法が全体的に変化せず、それにより、外層４の表面に補強線材３の有無による凹凸が発生しないので、多層耐圧管Ａの表面全体を平滑にすることができる。
　さらに、中間層２の内部に補強線材３が食い込むことで、中間層２に対して補強線材３が移動不能に保持されるため、外層４を押出し成形して積層する時の樹脂圧による補強線材３の位置ズレを防止することができる。
　また、中間層２の内部に補強線材３が食い込むことで、内層１の外周面１ａと補強線材３との間に隙間が生じないので、多層耐圧管Ａの内部に気泡が発生して残ることを防止できる。
　一方、このような本発明の実施形態に係る多層耐圧管Ａの他の製造方法として、中間層２が固化した後に、補強線材３を所定の張力で螺旋状に巻き付け、この補強線材３に通電するなどして発熱させることにより、中間層２における補強線材３との接触部分のみが螺旋状に凹状変形してその内部に補強線材３を食い込ませるように配置することも可能である。
　また、中間層２が固化した後、補強線材３を螺旋状に巻き付ける直前に、例えばヒーターなどの加熱手段で、中間層２を溶融させることも可能である。
　さらに必要に応じて、内層１の内側に、管内を通る流体に合わせた原材料からなる最内層（図示しない）を設けたり、外層４の外側に保護用の最外層（図示しない）を設けることも可能である。
　以下に本発明の各実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
　この実施例１は、多層耐圧管Ａが可撓性ホースや可撓性チューブなどの可撓性管であり、図１（ａ）（ｂ）に示すように、その固化時において内層１及び外層４よりも硬質となる半硬質樹脂からなる中間層２の内部に、補強線材３として外径の太いモノフィラメントが食い込むように配置され、内層１と中間層２の間には、第２の補強線材５として補強線材３の外径よりも細いモノフィラメントやマルチフィラメントを複数本、それぞれ補強線材３の傾斜角度と逆向きになるように螺旋状に巻き付けて、補強線材３と第２の補強線材５が交差状に配置される場合を示すものである。
　これら内層１、中間層２及び外層４は、図示例の場合、透明又は半透明の塩化ビニル樹脂で形成しているが、その他の例として不透明な塩化ビニル樹脂やその他の樹脂で形成することも可能である。
　次に、斯かる多層耐圧管Ａの製造方法及び作用効果について説明する。
　先ず、図１（ａ）に示すように、内層１となる軟質樹脂が押出成形機（図示しない）によって押出成形され、これを冷却して内層１を固化させた後に、内層１の外周面１ａに沿って第２の補強線材５である細いモノフィラメントやマルチフィラメントを螺旋状に巻き付ける。
　その後、内層１の外周面１ａ及び第２の補強線材５を覆うように、中間層２となる半硬質樹脂が押出成形機によって溶融状態で押出成形され、それが固化する前に補強線材３である外径が太いモノフィラメントを、巻き付け装置（図示しない）によって所定張力で螺旋状に巻き付ける。
　それにより、図１（ｂ）に示すように、巻き付け後に生ずる補強線材３の縮径変形に伴い、溶融状態の中間層２において補強線材３と接触する部分のみが螺旋状に凹状変形してその内部に補強線材３の太いモノフィラメントが内層１へ向け食い込み、この食い込みによって中間層２の外周面２ａには凹溝２ｂが形成される。
　これに続いて、中間層２を冷却して固化させた後に、これら中間層２の外周面２ａ、凹溝２ｂ及び補強糸３を覆うように、外層４となる軟質樹脂が押出成形機によって押出成形され、これを冷却して外層４が固化され、多層耐圧管Ａが完成する。
　このような本発明の実施例１によると、補強線材３である外径の太いモノフィラメントが配置される箇所は潰れ難く、また内層１と外層４の間には半硬質樹脂からなる中間層２が配置されるため、可撓性管のキンクや折れを防止するとともに、可撓性管の内圧が変化しても、中間層２が縮径したり拡径するなど形状が変化せず、また可撓性管を曲げようと力が作用した時には、補強線材３である外径の太いモノフィラメントと共同して内層１と外層４が潰れ変形することなく屈曲可能となるので、保形性と可撓性を両立させることができる。
　さらに、内層１と中間層２の間に第２の補強線材５である細いモノフィラメントやマルチフィラメントを挟み込んでも、図示例のように補強線材３である外径の太いモノフィラメントよりも遙かに小径なものであれば、外層４の表面において第２の補強線材５の配置箇所のみが他の表面部分よりも大きく突出しないので、管の表面全体を略平滑にすることができる。
　また、第２の補強線材５である細いモノフィラメントやマルチフィラメントは、その後の中間層２の積層で位置決めされるので、これら第２の補強線材５と補強線材３の交差部において両者の位置ズレすることがないとともに、第２の補強線材５と補強線材３の交差部において隙間が生じないので、管の内部に気泡が残ることもない。
　しかも、この第２の補強線材５が補強線材３とバランスするので、多層耐圧管Ａの伸びや捻れを防止することができる。
　この実施例２は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、内層１が固化した後、第２の補強線材５として外径の太いモノフィラメントなどを複数本螺旋状に巻き付け、これら内層１の外周面１ａ及び第２の補強線材５を覆うように中間層２が溶融状態で積層され、この中間層２が固化する前に、第２の補強線材５の外径と同様なモノフィラメントなどからなる補強線材３を複数本、それぞれ第２の補強線材５の傾斜角度と逆向きになるように螺旋状に巻き付けて、第２の補強線材５と補強線材３が交差状に配置される構成が、図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１と同じものである。
　図２（ａ）（ｂ）に示される例では、第２の補強線材５及び補強線材３の外径が略同じで且つ中間層２の厚み寸法の半分以下となるようにするとともに、これら第２の補強線材５と補強線材３の交差部における厚さ寸法が中間層２の厚さ寸法内に収まるように設定している。
　また、その他の例として図示しないが、第２の補強線材５と補強線材３の交差部における厚さ寸法が中間層２の厚さ寸法内に収まるものであれば、第２の補強線材５及び補強線材３の外径が異なるように設定することも可能である。
　それにより、外層４の表面において第２の補強線材５と補強線材３の交差部の配置箇所のみが他の表面部分よりも大きく突出しないので、管の表面全体を略平滑にすることができる。
　したがって、このような本発明の実施例２も、上述した実施例１と同様な作用効果が得られ、更に加えて実施例１のものに比べて第２の補強線材５の外径が太くなるため、耐圧強度を向上することができるとともに、第２の補強線材５及び補強線材３の外径が同じである場合には、交差状に配置される第２の補強線材５と補強線材３の張力バランスを均等化して捩れ難い管を製造できるという利点がある。
　この実施例３は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、内層１が固化した後、中間層２の内側層部２ｃが溶融状態で積層され、この内側層部２ｃが固化する前に、第２の補強線材５を所定の張力で螺旋状に巻き付けることにより、内側層部２ｃにおける第２の補強線材５との接触部分のみが螺旋状に凹状変形してその内部に第２の補強線材５を食い込ませ、その後、これら内側層部２ｃ及び第２の補強線材５を覆うように、中間層２の外側層部２ｄが溶融状態で積層され、この外側層部２ｄが固化する前に、補強線材３を所定の張力で螺旋状に巻き付けることにより、外側層部２ｄにおける補強線材３との接触部分のみが螺旋状に凹状変形してその内部に補強線材３を食い込ませた構成が、図２（ａ）（ｂ）に示した実施例２とは異なり、それ以外の構成は図２（ａ）（ｂ）に示した実施例２と同じものである。
　図３（ａ）（ｂ）に示される例では、第２の補強線材５及び補強線材３が共に太いモノフィラメントなどであり、第２の補強線材５及び補強線材３の外径が略同じで且つ中間層２の厚み寸法の半分以下となるようにするとともに、これら第２の補強線材５と補強線材３の交差部における厚さ寸法が中間層２の厚さ寸法内に収まるように設定している。
　また、その他の例として図示しないが、第２の補強線材５と補強線材３の交差部における厚さ寸法が中間層２の厚さ寸法内に収まるものであれば、第２の補強線材５及び補強線材３の外径が異なるように設定することも可能である。
　それにより、外層４の表面において第２の補強線材５と補強線材３の交差部の配置箇所のみが他の表面部分よりも大きく突出しないので、管の表面全体を略平滑にすることができる。
　したがって、このような本発明の実施例３も、上述した実施例２と同様な作用効果が得られ、更に加えて中間層２の内側層部２ｃが固化する前に、第２の補強線材５を所定の張力で螺旋状に巻き付けることにより、内側層部２ｃにおける第２の補強線材５との接触部分のみが螺旋状に凹状変形してその内部に第２の補強線材５を食い込ませているので、中間層２の外側層部２ｄを積層する時の樹脂圧により第２の補強線材５が位置ズレすることがないとともに、内側層部２ｃの外周面と第２の補強線材５との間に隙間が生じないので、多層耐圧管Ａの内部に気泡が発生して残ることを防止できるという利点がある。
　なお、前示実施例では、多層耐圧管Ａが可撓性ホースや可撓性チューブなどの可撓性管である場合を示したが、これに限定されず、剛性パイプなどの剛性管であっても良い。
　この場合も可撓性管と同様な作用効果が得られる。
　Ａ　多層耐圧管　　　　　　　　　　　１　内層
　１ａ　外周面　　　　　　　　　　　　２　中間層
　２ａ　外周面　　　　　　　　　　　　３　補強線材
　４　外層　　　　　　　　　　　　　　５　第２の補強線材

Claims (4)

  1. 　内層（１）と、この内層（１）の外周に積層される中間層（２）と、この中間層（２）に沿って螺旋状に巻き付けられる補強線材（３）と、これら中間層（２）及び補強線材（３）の外周に積層される外層（４）とを備え、
    　前記補強線材（３）を、その巻き付け張力で前記中間層（２）の内部に食い込むように配置したことを特徴とする多層耐圧管。
  2. 　前記内層（１）及び前記外層（４）を軟質の樹脂で成形し、前記中間層（２）を前記内層（１）及び前記外層（４）よりも固化時に硬質となる樹脂で成形した請求項１記載の多層耐圧管。
  3. 　前記内層（１）と前記中間層（２）の間に第２の補強線材（５）を挟み込むように配置し、該第２の補強線材（５）と前記補強線材（３）の交差部における厚さ寸法が前記中間層（２）の厚さ寸法内に収まるように設定した請求項１又は２記載の多層耐圧管。
  4. 　内層（１）の外周に中間層（２）を溶融状態で積層し、この中間層（２）が固化する前に、補強線材（３）を所定の張力で螺旋状に巻き付けることにより、前記中間層（２）が螺旋状に凹状変形してその内部に該補強線材（３）を食い込ませ、その後、これら前記中間層（２）及び前記補強線材（３）の外周に外層（４）を積層したことを特徴とする多層耐圧管の製造方法。
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