WO2024122427A1 - 流体輸送用チューブ - Google Patents

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WO2024122427A1
WO2024122427A1 PCT/JP2023/042738 JP2023042738W WO2024122427A1 WO 2024122427 A1 WO2024122427 A1 WO 2024122427A1 JP 2023042738 W JP2023042738 W JP 2023042738W WO 2024122427 A1 WO2024122427 A1 WO 2024122427A1
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WO
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outer layer
thermoplastic elastomer
fluid transport
inner layer
tube
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PCT/JP2023/042738
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English (en)
French (fr)
Inventor
宏直 田中
洋祐 朏
治久 柴田
真一 岡本
大兼 岩川
宏也 西村
Original Assignee
株式会社デンソーエアシステムズ
株式会社デンソー
ゴムノイナキ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00—Layered products having a non-planar shape
    • B32B1/08—Tubular products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16L11/00—Hoses, i.e. flexible pipes
    • F16L11/04—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/08—Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics with reinforcements embedded in the wall

Definitions

  • This disclosure relates to a fluid transport tube for transporting a fluid.
  • Patent Document 1 describes a conventional insulated hose for transporting fluids that has improved insulation properties.
  • the insulated hose in Patent Document 1 includes an outer layer (hereinafter referred to as a foam layer) having a foam material, a reinforcing layer, and an inner layer.
  • the foam layer, reinforcing layer, and inner layer are integrated by vulcanization.
  • the heat-insulating hose of Patent Document 1 is formed into a desired shape after the inner layer is covered with a reinforcing layer and a foam layer.
  • the foam layer, reinforcing layer, and inner layer are then integrated by vulcanization.
  • vulcanization molding it is difficult to simultaneously match the manufacturing conditions for vulcanization molding and foam molding of rubber. For example, if rubber foam molding is given priority, vulcanization molding will be insufficient, resulting in insufficient strength. Conversely, if vulcanization molding is given priority, the foaming agent may not foam sufficiently, or as foaming progresses, the foaming gas may escape from the foam layer, resulting in low foaming. This makes it difficult to stably manufacture insulated hoses.
  • the present disclosure aims to provide a fluid transport tube with excellent insulation properties and manufacturing stability.
  • a fluid transport tube is a fluid transport tube having a plurality of laminated layers,
  • the outer layer of the multiple layers is made of a thermoplastic elastomer foam,
  • the inner layer of the multiple layers is made of a thermoplastic elastomer or a thermoplastic resin,
  • the outer layer and the inner layer are in close contact with each other.
  • the expansion ratio of the thermoplastic elastomer foam is 2 times or more and 5.5 times or less.
  • a fluid transport tube is a fluid transport tube having a plurality of layers laminated thereon,
  • the outer layer of the multiple layers is made of a thermoplastic elastomer foam
  • the inner layer of the multiple layers is made of a thermoplastic elastomer or a thermoplastic resin
  • a reinforcing layer is provided between the outer layer and the inner layer, the reinforcing layer being in close contact with each of the outer layer and the inner layer,
  • the expansion ratio of the thermoplastic elastomer foam is 2 times or more and 5.5 times or less.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a fluid transport tube according to a first embodiment.
  • FIG. 1A to 1C are explanatory views for explaining a manufacturing method of a fluid transport tube.
  • FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the expansion ratio and the thermal conductivity of an olefin-based foamed tube.
  • FIG. 1 is a characteristic diagram showing the relationship between the expansion ratio and the variation in thermal conductivity of an olefin-based foamed tube.
  • FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the expansion ratio and the thermal conductivity of a styrene-based foamed tube.
  • FIG. 1 is a characteristic diagram showing the relationship between the expansion ratio and the variation in thermal conductivity of a styrene-based foamed tube.
  • FIG. 4 is a micrograph showing a cross section of an outer layer in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a fluid transport tube according to a second embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a fluid transport tube according to a third embodiment.
  • a fluid transport tube is used as a hot water transport tube for transporting hot water used as a heating heat source for an air conditioning system of an electric vehicle.
  • hot water antifreeze liquid (LLC) or water can be used.
  • antifreeze liquid for example, a glycol-based antifreeze liquid can be used.
  • the fluid transport tube 1 of this embodiment is composed of multiple layers.
  • the multiple layers are stacked from the inside in the order of an inner layer 2 and an outer layer 3.
  • An internal space is formed inside the inner layer 2, through which hot water flows.
  • the inner layer 2 is made of a thermoplastic elastomer or a thermoplastic resin.
  • a thermoplastic elastomer for example, an olefin-based thermoplastic elastomer, an olefin-based resin, a polyamide-based resin, a polyphenylene sulfide (PPS) resin, or a mixture of these can be used as the inner layer 2.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the outer layer 3 is composed of a thermoplastic elastomer foam.
  • a thermoplastic elastomer foam for example, an olefin-based thermoplastic elastomer foam, a styrene-based thermoplastic elastomer foam, or a urethane-based thermoplastic elastomer foam can be used as the outer layer 3.
  • a foam obtained by foaming an olefin-based thermoplastic elastomer, a styrene-based thermoplastic elastomer, or a urethane-based thermoplastic elastomer with thermally expandable microcapsules can be used as the outer layer 3.
  • a skin layer (not shown) may be provided on the outside of the outer layer 3.
  • close contact refers not only to a state in which the resin or elastomer portion of the outer layer 3 is in contact with the inner layer 2, but also includes the following state. That is, it also includes a state in which air bubbles are uniformly formed in the foam of the outer layer 3, and the air bubbles of the outer layer 3 are partially in contact with the inner layer 2.
  • thermoplastic elastomer is a polymeric material consisting of a mixture of hard segments, which are resin components, and soft segments, which are resin components or rubber components.
  • the hardness of the thermoplastic elastomer can be adjusted by changing the mixing ratio of the hard and soft segments.
  • the mixing ratio of the soft segment of the thermoplastic elastomer is increased. This increases the flexibility of the fluid transport tube 1, improving its maneuverability.
  • the mixing ratio of the hard segment of the thermoplastic elastomer is increased. This increases the rigidity of the fluid transport tube 1 and reduces the number of fixing parts to the vehicle body.
  • Olefin-based thermoplastic elastomers are a mixture of PP (polypropylene) and PE (polyethylene) as hard segments and EPDM (ethylene propylene diene rubber) and EPM (ethylene propylene rubber) as soft segments.
  • Styrene-based thermoplastic elastomers use PS (polystyrene) as the hard segment and PE (polyethylene), PB (polybutadiene), or polyethylene-polybutylene, etc. as the soft segment.
  • PS polystyrene
  • PE polyethylene
  • PB polybutadiene
  • SEBS styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer
  • SEBS styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer
  • the fluid transport tube 1 of this embodiment is formed by co-extrusion molding in which the material of the inner layer 2 (hereinafter referred to as the inner layer material) and the material of the outer layer 3 (hereinafter referred to as the outer layer material) are simultaneously extruded. Specifically, the inner layer material and the outer layer material are co-extruded into a die provided at the tip of a co-extruder to form the fluid transport tube 1, which is a laminate of the inner layer 2 and the outer layer 3.
  • This manufacturing method allows the inner layer 2 and the outer layer 3 to be molded simultaneously, improving the adhesive strength between the inner layer 2 and the outer layer 3. Furthermore, the manufacturing time of the fluid transport tube 1 can be shortened.
  • the fluid transport tube 1 of this embodiment may be formed by a method other than co-extrusion.
  • it may be formed by single-layer extrusion molding in a batch process or a continuous process as follows.
  • the inner layer material is put into the hopper of the extruder, and the inner layer 2 is extruded as a single unit into a tube shape to form the inner layer tube.
  • the outer layer material is put into the hopper, and the inner layer tube is covered with the outer layer 3 while being removed. In this way, the fluid transport tube 1, which is a laminate of the inner layer 2 and the outer layer 3, is formed.
  • the inner layer 2 and the outer layer 3 can each be manufactured under any desired temperature and flow rate conditions, making it easy to adjust the optimal manufacturing conditions for the dimensions and degree of foaming of the fluid transport tube 1.
  • the inner layer 2 and the outer layer 3 are manufactured sequentially using a single extruder, there is no need to increase the number of extruders, and manufacturing can be done on a minimum scale.
  • the fluid transport tube 1 is manufactured in a continuous process. Specifically, as shown in FIG. 2, first, the inner layer material is charged into the hopper (not shown) of the first extruder 51 and extruded through the first cylinder 52 to form the inner layer 2, and the dimensions are stabilized by passing through the first water tank. Next, the outer layer material is coated on the inner layer 2 in the second cylinder 55 of the second extruder 54, and the inner layer 2 and outer layer 3 are cooled again in the second water tank 56. In this way, the fluid transport tube 1, which is a laminate of the inner layer 2 and the outer layer 3, is formed.
  • the inventors extruded several types of olefin-based foamed tubes with different expansion ratios and measured the thermal conductivity of each of the resulting olefin-based foamed tubes.
  • six types of mixtures were prepared by mixing LE-3170N manufactured by Riken Technos Corporation as an olefin-based thermoplastic elastomer with 3, 5, 8, 10, 15, and 25 parts by weight of P501E1 manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. as thermally expandable microcapsules.
  • the thermal conductivity of the olefin foam tube was measured.
  • the olefin foam tube was covered with a ⁇ 17 aluminum pipe, and a heat flow sensor (model: D0001TC) manufactured by Denso Corporation and polyimide tape were attached on top of it. Then, 80°C hot water was circulated through the aluminum pipe at a flow rate of 5 L/min using a chiller manufactured by Apiste Corporation, and the heat flow (unit: W) of the olefin foam tube was measured to calculate the thermal conductivity. The results are shown in Figure 3.
  • the horizontal axis of the graph in Figure 3 shows the foaming ratio of the olefin-based foamed tube.
  • the vertical axis of the graph in Figure 3 shows the thermal conductivity index.
  • the thermal conductivity index is the thermal conductivity expressed as an index, with 1 being the value when the tube does not contain a foaming agent, i.e., when the foaming ratio is 1.
  • thermal conductivity When the calculated values of thermal conductivity for the above olefin-based foamed tubes were organized by foaming ratio, data showing multiple thermal conductivities existed for each foaming ratio. In other words, there was variation in thermal conductivity versus foaming ratio.
  • the thermal conductivity on the vertical axis of the graph in Figure 3 shows the average of multiple calculated values.
  • the horizontal axis of the graph in Figure 4 shows the foaming ratio of the olefin-based foamed tube.
  • the vertical axis of the graph in Figure 4 shows the variation index of thermal conductivity.
  • the variation index of thermal conductivity is the variation width expressed as an index, with the variation width of thermal conductivity in a state where the tube does not contain a foaming agent, that is, when the foaming ratio is 1 (hereinafter also referred to as the initial state), being set to 1.
  • the variation width of thermal conductivity refers to the difference between the maximum and minimum values of thermal conductivity. For example, if the variation width of thermal conductivity for a certain foaming ratio is half the variation width of thermal conductivity in the initial state, the variation index of thermal conductivity is 0.5.
  • thermoplastic elastomers which are made up of multiple components with different thermal conductivities, have a large variation in thermal conductivity due to the heterogeneity of the material.
  • the components of the thermoplastic elastomer are replaced by hydrocarbon gas encapsulated in the thermally expandable microcapsules, hydrocarbon gas released when the thermally expandable microcapsules burst during production, air resulting from defects during production, or a mixture of hydrocarbon gas and air. Because the variation in thermal conductivity of hydrocarbon gas and the mixed gas is small, it is thought that the variation in the thermal conductivity of the foamed tube decreases as the expansion ratio increases.
  • the thermally expandable microcapsules tend to become unevenly mixed. If the thermally expandable microcapsules are expanded in this state, it is likely that the distribution of bubbles in the expansion tube will become uneven, making it difficult to reduce the range of variation in thermal conductivity.
  • the crack resistance of the olefin-based foamed tube when bent was evaluated. Specifically, the olefin-based foamed tube was manually aligned at a 90° angle to an R120 jig, and visually inspected to see if any cracks or fissures occurred in the foamed tube. As a result, no cracks occurred when the foaming ratio was 5.5 times or less, but cracks occurred when the foaming ratio was 5.7 times. Therefore, by setting the foaming ratio of the olefin-based foamed tube to 5.5 times or less, it is possible to suppress the occurrence of cracks.
  • the inventors investigated the foaming ratio of the outer layer 3 when a styrene-based thermoplastic elastomer foam was used as the outer layer 3.
  • styrene foam tubes were manufactured under the same manufacturing conditions as those for the above olefin foam tubes, except that T-A80NT manufactured by Aronkasei Co., Ltd. was used as the styrene thermoplastic elastomer instead of LE-3170N.
  • T-A80NT manufactured by Aronkasei Co., Ltd.
  • the expansion ratios were found to be 1.2 to 4.8 times.
  • the styrene-based foam tube showed a similar tendency to the olefin-based foam tube with respect to the variation in thermal conductivity with respect to the expansion ratio. Therefore, if the expansion ratio of the styrene-based foam tube is made greater than 3 times, it is possible to ensure a small variation in thermal conductivity, thereby ensuring the manufacturing stability of the foam tube.
  • the crack resistance of the styrene foam tube when bent was evaluated.
  • the evaluation conditions were the same as those for evaluating the crack resistance of the olefin foam tube when bent. As a result, no cracks occurred when the expansion ratio was 4.8 times or less. Therefore, by setting the expansion ratio of the styrene foam tube to 4.8 times or less, it is possible to suppress the occurrence of cracks.
  • Example 1 As the inner layer material, GA-1190N, an olefin-based thermoplastic elastomer manufactured by RIKEN TECHNOS CORPORATION, was prepared.
  • As the outer layer material a mixture was prepared in which LE-3170N, an olefin-based thermoplastic elastomer manufactured by RIKEN TECHNOS CORPORATION, was mixed with 5 parts by weight of P501E1, a thermally expandable microcapsule manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.
  • the inner layer material and the outer layer material were then co-extruded using a co-extruder manufactured by IKG to produce a fluid transport tube 1 with an inner diameter of ⁇ 16 and an outer diameter of ⁇ 24.
  • the extrusion conditions were set so that the inner layer 2 had an inner diameter of ⁇ 16 and an outer diameter of ⁇ 20, and the outer layer 3 had an inner diameter of ⁇ 20 and an outer diameter of ⁇ 24.
  • the cylinder and die temperatures of the co-extruder were set to 170-220°C, and the extrusion flow rate was 0.01-0.04 kg/sec.
  • the outer layer 3 of the produced fluid transport tube 1 was measured with a specific gravity meter, and the expansion ratio was found to be 2.1 times.
  • Example 2 The inner layer material was the same as that in Example 1.
  • the outer layer material was a mixture of 10 parts by weight of P501E1, a thermally expandable microcapsule manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., mixed with LE-3170N, an olefin-based thermoplastic elastomer manufactured by Riken Technos Corporation.
  • Example 2 the inner layer material and the outer layer material were co-extruded under the same conditions as in Example 1 to produce a fluid transport tube 1.
  • the expansion ratio was found to be 3.2 times.
  • Example 3 The inner layer material was the same as that in Example 1.
  • the outer layer material was a mixture of 8 parts by weight of P501E1, a thermally expandable microcapsule manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., mixed with T-A80NT, a styrene-based thermoplastic elastomer manufactured by Aron Chemical Co., Ltd.
  • Example 2 the inner layer material and the outer layer material were co-extruded under the same conditions as in Example 1 to produce a fluid transport tube 1.
  • the expansion ratio was found to be 2 times.
  • Example 4 The inner layer material was the same as that in Example 1.
  • the outer layer material was a mixture of 15 parts by weight of P501E1, a thermally expandable microcapsule manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., mixed with T-A80NT, a styrene-based thermoplastic elastomer manufactured by Aron Chemical Co., Ltd.
  • Example 2 the inner layer material and the outer layer material were co-extruded under the same conditions as in Example 1 to produce a fluid transport tube 1.
  • the expansion ratio was found to be 3 times.
  • a heater hose was prepared in which both the inner layer and the outer layer were made of ethylene propylene diene (EPDM) rubber.
  • the heater hose had an inner diameter of ⁇ 16 and an outer diameter of ⁇ 24.
  • the inner layer had an inner diameter of ⁇ 16 and an outer diameter of ⁇ 20
  • the outer layer had an inner diameter of ⁇ 20 and an outer diameter of ⁇ 24
  • a reinforcing layer in which polyamide-based reinforcing yarn was braided was present between the inner layer and the outer layer.
  • Tube 1 of Examples 1 to 4 and the heater hose of the Comparative Example were each covered with an aluminum pipe having an outer diameter of ⁇ 17, and a heat flow sensor (model D0001TC) manufactured by Denso Corporation and polyimide tape were attached from above.
  • Hot water at 80°C was circulated through the aluminum pipe at a flow rate of 5 L/min using a chiller manufactured by Apiste Corporation, and the heat flow (unit: W) was measured to calculate the amount of heat dissipation (unit: W/m).
  • the created outer layer 3 was cut and the cut surface was observed under a microscope.
  • the microscopic photograph is shown in Figure 7. As shown in Figure 7, it was confirmed that air bubbles 30 resulting from the thermally expandable microcapsules were uniformly arranged in the outer layer 3.
  • the expansion ratio of the thermoplastic elastomer foam of the outer layer 3 is set to 2 times or more and 5.5 times or less. This reduces the thermal conductivity of the outer layer 3 and reduces the variation in thermal conductivity of each fluid transport tube 1 during manufacturing. Therefore, it is possible to improve the insulation properties and manufacturing stability of the fluid transport tube 1.
  • the thermal conductivity of the outer layer 3 can be reduced, and the variation in thermal conductivity of each fluid transport tube 1 during manufacturing can be more reliably reduced. Therefore, it is possible to more reliably improve the insulation properties and manufacturing stability of the fluid transport tube 1.
  • an olefin-based thermoplastic elastomer foam or a styrene-based thermoplastic elastomer is used for the outer layer 3.
  • An olefin-based thermoplastic elastomer or an olefin-based thermoplastic resin is used for the inner layer 2.
  • Olefin-based thermoplastic elastomers, olefin-based resins, and styrene-based thermoplastic elastomers have excellent heat resistance, low-temperature stability, and weather resistance. Therefore, by using olefin-based thermoplastic elastomers, olefin-based resins, and styrene-based thermoplastic elastomers for the inner layer 2 and outer layer 3, the fluid transport tube 1 can be suitably mounted on a vehicle. Furthermore, since olefin-based thermoplastic elastomers, olefin-based resins, and styrene-based thermoplastic elastomers are inexpensive materials, it is possible to reduce manufacturing costs.
  • the inner layer 2 is made of a resin different from the thermoplastic elastomer contained in the outer layer 3. Since the resin is harder than the thermoplastic elastomer, even if the inner layer 2 is made thin, it is possible to ensure heat resistance and pressure resistance against the fluid flowing inside. Furthermore, the outer layer 3 can be made thicker by the amount that the inner layer 2 is made thin. Therefore, even if the fluid transport tube 1 has the same inner and outer diameters, it is possible to improve the insulation.
  • thermally expandable microcapsules are contained in the outer layer 3.
  • Thermally expandable microcapsules have a high expansion ratio and stable expansion properties, so the outer layer 3 can be reliably expanded at the desired expansion ratio.
  • the fluid transport tube 1 of this embodiment is made of a hard resin or elastomer.
  • a reinforcing layer 4 is provided between the outer layer 3 and the inner layer 2. The reinforcing layer 4 is in close contact with both the outer layer 3 and the inner layer 2.
  • the outer layer 3 and the inner layer 2 can be made of the same materials as in the first embodiment.
  • the reinforcing layer 4 can be made of, for example, a polyamide resin, a polyphenylene sulfide resin, or a mixture of these, or an adhesive such as maleic acid-modified polypropylene.
  • An adhesive such as maleic acid-modified polypropylene may be provided between the inner layer 2 and the reinforcing layer 4, and/or between the outer layer 3 and the reinforcing layer 4 (hereinafter referred to as interlayer). This can improve the adhesive strength between the layers.
  • the rest of the configuration of the fluid transport tube 1 is the same as in the first embodiment. Therefore, the fluid transport tube 1 of this embodiment can also achieve the same effects as in the first embodiment. In other words, the fluid transport tube 1 of this embodiment can improve insulation and manufacturing stability.
  • a reinforcing layer 4 is provided between the outer layer 3 and the inner layer 2.
  • the fluid transport tube 1 of this embodiment is made of a highly flexible resin or elastomer.
  • the inner layer 2 is made of a highly flexible thermoplastic elastomer.
  • an olefin-based thermoplastic elastomer can be used as the inner layer 2.
  • the outer layer 3 can be made of the same material as in the first embodiment.
  • the reinforcing layer 4 may be a known reinforcing layer in which reinforcing threads are woven in a spiral or braid shape.
  • reinforcing threads that may be used include polyester, polyamide (nylon), polyvinyl alcohol (vinylon), rayon, aramid, polyethylene terephthalate (PET), and polyethylene naphthalate (PEN).
  • These threads may also be subjected to an adhesive treatment.
  • adhesive treatment include resorcinol-formaldehyde-rubber latex (RFL) treatment.
  • the rest of the configuration of the fluid transport tube 1 is the same as in the first embodiment. Therefore, the fluid transport tube 1 of this embodiment can also achieve the same effects as in the first embodiment. In other words, the fluid transport tube 1 of this embodiment can improve insulation and manufacturing stability.
  • a highly flexible thermoplastic elastomer is used as the inner layer 2, and a reinforcing layer 4 is provided between the outer layer 3 and the inner layer 2. This allows the flexibility to be improved by the inner layer 2, while the heat resistance and pressure resistance can be ensured by providing the reinforcing layer 4. Therefore, it is possible for the fluid transport tube 1 to achieve both high flexibility and high heat resistance and high pressure resistance.
  • the fluid transport tube according to the present disclosure is applied to a fluid transport tube 1 having two layers, an inner layer 2 and an outer layer 3, and a fluid transport tube 1 having three layers, an inner layer 2, an outer layer 3, and a reinforcing layer 4, but is not limited to this embodiment.
  • the fluid transport tube according to the present disclosure may also be applied to a fluid transport tube having four or more layers.
  • the fluid transport tube 1 is formed by extrusion molding, but this is not limited to the above embodiment.
  • the fluid transport tube 1 may be formed by injection molding.
  • the inner layer material is first filled into the inner layer mold in the injection molding machine and cooled and solidified in the inner layer mold, then the mold is opened and the inner layer 2 is removed.
  • the inner layer 2 is then inserted into the center of the outer layer mold.
  • the outer layer material containing a foaming agent i.e., thermally expandable microcapsules
  • a short shot method may be used in which the outer layer material is filled in an amount less than the cavity volume of the outer layer mold, and the outer layer material is filled into the entire outer layer mold by the force of foaming (i.e., the force of expanding air bubbles).
  • the fluid transport tube may be used as a coolant and hot water transport tube in a hybrid vehicle that obtains driving force from an electric motor and an internal combustion engine (i.e., an engine), or in a plug-in hybrid vehicle that can charge the battery with power supplied from an external power source when the vehicle is stopped.
  • the fluid transport tube may also be used as a coolant and hot water transport tube installed in the cooling circuit of the motor or battery of an electric vehicle.
  • the fluid transport tube disclosed in this specification has the following features: (Item 1) A fluid transport tube having multiple layers (2, 3) laminated thereon, Among the multiple layers, the outer layer (3) is made of a thermoplastic elastomer foam, Among the multiple layers, the inner layer (2) is made of a thermoplastic elastomer or a thermoplastic resin, the outer layer and the inner layer are in close contact with each other, The tube for transporting a fluid, wherein the expansion ratio of the thermoplastic elastomer foam is 2 times or more and 5.5 times or less.
  • a tube for transporting fluid in which multiple layers (2 to 4) are laminated Among the multiple layers, the outer layer (3) is made of a thermoplastic elastomer foam, Among the multiple layers, the inner layer (2) is made of a thermoplastic elastomer or a thermoplastic resin, A reinforcing layer (4) is provided between the outer layer and the inner layer, the reinforcing layer being in close contact with each of the outer layer and the inner layer, The tube for transporting a fluid, wherein the expansion ratio of the thermoplastic elastomer foam is 2 times or more and 5.5 times or less. (Item 3) 3.
  • the outer layer is made of an olefin-based thermoplastic elastomer foam, 4.
  • the outer layer is made of a styrene-based thermoplastic elastomer foam
  • the inner layer is made of an olefin-based thermoplastic elastomer or an olefin-based thermoplastic resin, 3.
  • (Item 6) 6.
  • (Item 7) 7.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

複数層（２、３）が積層している流体輸送用チューブ（１）において、複数層（２、３）のうち外層（３）は、熱可塑性エラストマー発泡体により構成されている。複数層（２、３）のうち内層（２）は、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂により構成されている。外層（３）および内層（２）は、密着している。熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、２倍以上、５．５倍以下である。これによれば、流体輸送用チューブ（１）の断熱性および製造安定性を向上させることが可能となる。

Description

流体輸送用チューブ 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２２年１２月５日に出願された日本特許出願２０２２－１９４１０６号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、流体を輸送する流体輸送用チューブに関する。
　従来、特許文献１には、流体を輸送する流体輸送用ホースにおいて断熱性を向上させた断熱性ホースが記載されている。特許文献１の断熱性ホースは、発泡材料を有する外層（以下、発泡層という）と、補強層と、内層とを備えている。発泡層、補強層および内層は、加硫一体化されている。
特開２００５－１８８５７７号公報
　上記特許文献１の断熱性ホースは、内層に補強層および発泡層を被覆した後、ホースを所望の形状に成形する。その後、加硫を行うことにより、発泡層、補強層および内層を一体化する。
　しかしながら、ゴムの加硫成形と発泡成形の製造条件を合わせて同時に行うことは困難である。例えば、ゴムの発泡成形を優先すると、加硫成形が不十分となり強度が不十分となる。逆に、加硫成形を優先すると、発泡剤が十分に発泡しない、あるいは、発泡が進むとともに発泡ガスが発泡層から抜けて低発泡となることが考えられる。このため、断熱性ホースを安定的に製造することが困難となる。
　本開示は、上記点に鑑みて、断熱性および製造安定性に優れる流体輸送用チューブを提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示の一態様に係る流体輸送用チューブは、複数層が積層している流体輸送用チューブにおいて、
　複数層のうち外層は、熱可塑性エラストマー発泡体により構成されており、
　複数層のうち内層は、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂により構成されており、
　外層および内層は、密着しており、
　熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、２倍以上、５．５倍以下である。
　これによれば、外層の熱伝導率を低下させるとともに、製造時における流体輸送用チューブ毎の熱伝導率のバラツキを低減させることができる。したがって、流体輸送用チューブの断熱性および製造安定性を向上させることが可能となる。
　また、本開示の一態様に係る流体輸送用チューブは、複数層が積層している流体輸送用チューブにおいて、
　複数層のうち外層は、熱可塑性エラストマー発泡体により構成されており、
　複数層のうち内層は、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂により構成されており、
　外層と内層との間には、外層および内層それぞれと密着する補強層が設けられており、
　熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、２倍以上、５．５倍以下である。
　これによれば、外層の熱伝導率を低下させるとともに、製造時における流体輸送用チューブ毎の熱伝導率のバラツキを低減させることができる。したがって、流体輸送用チューブの断熱性および製造安定性を向上させることが可能となる。
第１実施形態に係る流体輸送用チューブの断面図である。 流体輸送用チューブの製造方法を説明するための説明図である。 オレフィン系発泡チューブの発泡倍率と熱伝導率との関係を示す特性図である。 オレフィン系発泡チューブの発泡倍率と熱伝導率のバラツキとの関係を示す特性図である。 スチレン系発泡チューブの発泡倍率と熱伝導率との関係を示す特性図である。 スチレン系発泡チューブの発泡倍率と熱伝導率のバラツキとの関係を示す特性図である。 第１実施形態における外層の断面を示す顕微鏡写真である。 第２実施形態に係る流体輸送用チューブの断面図である。 第３実施形態に係る流体輸送用チューブの断面図である。
　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
　（第１実施形態）
　以下、第１実施形態について図を参照して説明する。本第１実施形態では、流体輸送用チューブを、電気自動車の空調システムの暖房用熱源として利用される温水を輸送する温水輸送用チューブとして用いている。温水としては、不凍液（ＬＬＣ）や水を用いることができる。不凍液としては、例えばグリコール系の不凍液を用いることができる。
　図１に示すように、本実施形態の流体輸送用チューブ１は、複数層から構成されている。複数層は、内側から内層２、外層３の順に積層されている。内層２の内側には、温水が流れる内部空間が形成されている。
　内層２は、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂により構成されている。内層２としては、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂あるいはこれらの混合物を用いることができる。
　外層３は、熱可塑性エラストマー発泡体により構成されている。外層３としては、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体、スチレン系熱可塑性エラストマー発泡体またはウレタン系熱可塑性エラストマー発泡体を用いることができる。より詳細には、外層３としては、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーまたはウレタン系熱可塑性エラストマーを、熱膨張性マイクロカプセルにより発泡させた発泡体を用いることができる。なお、外層３の外側に、スキン層（図示せず）が設けられていてもよい。
 内層２および外層３は、密着している。本明細書における「密着」とは、外層３の樹脂部分またはエラストマー部分と内層２とが接触している状態だけでなく、以下の状態も含む。すなわち、外層３の発泡体において気泡が均一に形成されているとともに、部分的に外層３の気泡部分と内層２とが接触している状態も含む。
　ここで、熱可塑性エラストマーは、樹脂成分であるハードセグメントと、樹脂成分またはゴム成分からなるソフトセグメントとの混合物からなる高分子材料である。ハードセグメントおよびソフトセグメントの混合割合を変更することで、熱可塑性エラストマーの硬さを調整することができる。
　例えば、流体輸送用チューブ１を車両のエンジンルーム内の配管に適用する場合は、熱可塑性エラストマーのソフトセグメントの混合割合を大きくする。これにより、流体輸送用チューブ１の柔軟性を高くして、取り回し性を向上させることができる。
　また、流体輸送用チューブ１を車両の床下に配置される配管に適用する場合は、熱可塑性エラストマーのハードセグメントの混合割合を大きくする。これにより、流体輸送用チューブ１の剛性を高くして、車両ボディへの固定部の数を減らすことができる。
 オレフィン系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとしてＰＰ（ポリプロピレン）やＰＥ（ポリエチレン）、ソフトセグメントとしてＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）やＥＰＭ（エチレンプロピレンゴム）等が混合されている。
　スチレン系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとしてＰＳ（ポリスチレン）、ソフトセグメントとしてＰＥ（ポリエチレン）やＰＢ（ポリブタジエン）またはポリエチレン・ポリブチレン等が使用されている。スチレン系熱可塑性エラストマーとして、例えば、ＳＥＢＳ(スチレン―エチレン・ブチレン―スチレンブロック共重合体)を採用することができる。
　本実施形態の流体輸送用チューブ１は、内層２の材料（以下、内層材料という）および外層３の材料（以下、外層材料という）を同時押出しする共押出成形によって形成されている。具体的には、内層材料および外層材料を、共押出機の先端に設けたダイに共押出しすることにより、内層２および外層３の積層体である流体輸送用チューブ１が形成される。
　本製造方法によれば、内層２および外層３を同時に成形することができるので、内層２と外層３との接着強度を向上させることができる。さらに、流体輸送用チューブ１の製造時間を短縮することができる。
　本実施形態の流体輸送用チューブ１は、共押出し以外の方法により形成されていてもよい。例えば、以下のようにバッチ工程または連続工程での単層押出成形により形成してもよい。
　バッチ工程での単層押出成形では、まず、押出機のホッパーへ内層材料を投入し、内層２をチューブ状に単体で押し出し、内層チューブを形成する。続いて、外層材料をホッパーへ投入し、内層チューブを引き取りながら外層３を被覆する。これにより、内層２および外層３の積層体である流体輸送用チューブ１が形成される。
　本製造方法によれば、内層２と外層３とで各々任意の温度・流量条件で製造できるため、流体輸送用チューブ１の寸法や発泡度合いについて、最適な製造条件を容易に調整することができる。また、１つの押出機で順次内層２および外層３を製造するため、押出機の数を増やす必要がなく、最低限の規模で製造することができる。
　また、連続工程での単層押出成形では、押出機を２台準備し、連続工程で流体輸送用チューブ１を製造する。具体的には、図２に示すように、まず、第１押出機５１のホッパー（図示せず）に内層材料を投入して、第１シリンダ５２で押し出して内層２を形成し、第１水槽を通して寸法を安定させる。続いて、内層２に対して、第２押出機５４の第２シリンダ５５で外層材料を被覆した後、第２水槽５６で内層２および外層３を再度冷却する。これにより、内層２および外層３の積層体である流体輸送用チューブ１が形成される。
　本製造方法では、２台の押出機を用いるため、バッチ工程と比較して、製造途中で押出し材料を入れ替える手間が掛からず、短時間で製造することができる。また、外層３を介して内層２を冷却する共押出成形と比較して、短時間で内層２および外層３を冷却することができる。
　ここで、本発明者らは、流体輸送用チューブ１の外層３の発泡倍率について検討を行った。はじめに、外層３としてオレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体を用いた場合の外層３の発泡倍率について検討を行った。
　まず、本発明者らは、発泡倍率の異なる複数種類のオレフィン系発泡チューブを押出成形し、得られたオレフィン系発泡チューブそれぞれの熱伝導率を測定した。具体的には、オレフィン系熱可塑性エラストマーとしてのリケンテクノス株式会社製のＬＥ－３１７０Ｎに、熱膨張性マイクロカプセルとして積水化学工業株式会社製のＰ５０１Ｅ１を３、５、８、１０、１５、２５重量部混合した６種類の混合物を準備した。
　これらの６種類の混合物を、それぞれ、アイ・ケー・ジー社製の汎用樹脂押出機により押出成形をし、内径φ１６、外径φ２０のオレフィン系発泡チューブを製造した。押出成形条件は、汎用樹脂押出機のシリンダおよびダイ温度：１７０～２２０℃、押出流量：０．０１～０．０４ｋｇ／ｓとした。製造されたオレフィン系発泡チューブを比重計で測定したところ、発泡倍率が１．４～５．７倍であった。
　続いて、上記オレフィン系発泡チューブに対して、熱伝導率の測定を行った。まず、オレフィン系発泡チューブをφ１７のアルミニウム配管に被覆し、その上から株式会社デンソー製の熱流センサ（型式　Ｄ０００１ＴＣ）およびポリイミドテープを貼り付けた。そして、アルミニウム配管に対し、８０℃の温水を株式会社アピステ社製のチラーで５Ｌ／分の流量で循環させ、オレフィン系発泡チューブの熱流（単位：Ｗ）を測定することにより、熱伝導率を算出した。その結果を図３に示す。
　図３のグラフの横軸は、オレフィン系発泡チューブの発泡倍率を示している。図３のグラフの縦軸は、熱伝導率指数を示している。熱伝導率指数とは、チューブに発泡剤が含有されていない状態、すなわち発泡倍率が１の場合を１として指数表示した熱伝導率である。
　なお、上記オレフィン系発泡チューブにおける熱伝導率の算出値を発泡倍率毎に整理した際、各発泡倍率に対して複数の熱伝導率を示すデータが存在している。すなわち、発泡倍率に対する熱伝導率はバラツキが生じている。図３のグラフの縦軸における熱伝導率は、複数の算出値の平均値を示している。
　図３から明らかなように、オレフィン系発泡チューブの発泡倍率が１～２倍の間は、発泡倍率が大きくなるにつれて急激に熱伝導率が低下する。オレフィン系発泡チューブの発泡倍率２倍以上になると、発泡倍率を大きくしたときの熱伝導率の低下度合いが小さくなる。したがって、オレフィン系発泡チューブの発泡倍率を２倍以上とすると、低熱伝導率、すなわち高断熱性を確保することができる。
　続いて、上記オレフィン系発泡チューブにおいて、発泡倍率に対する熱伝導率のバラツキ幅を算出した。その結果を図４に示す。
　図４のグラフの横軸は、オレフィン系発泡チューブの発泡倍率を示している。図４のグラフの縦軸は、熱伝導率のバラツキ指数を示している。熱伝導率のバラツキ指数とは、チューブに発泡剤が含有されていない状態、すなわち発泡倍率が１の場合（以下、初期状態ともいう）における熱伝導率のバラツキ幅を１として指数表示したバラツキ幅である。熱伝導率のバラツキ幅とは、熱伝導率の最大値と最小値との差をいう。例えば、ある発泡倍率の熱伝導率のバラツキ幅が初期状態の熱伝導率のバラツキ幅の半分であった場合、熱伝導率のバラツキ指数は０．５である。
　図４から明らかなように、オレフィン系発泡チューブの発泡倍率が大きくなるにつれて、熱伝導率のバラツキ幅が低下する。これは、以下の理由によると考えられる。
　すなわち、異なる熱伝導率をもつ複数の成分からなる熱可塑性エラストマーは、材料の不均質性から熱伝導率のバラツキ幅が大きい。発泡倍率の上昇とともに、熱可塑性エラストマーの成分が、熱膨張性マイクロカプセルに内包された炭化水素ガス、製造時に熱膨張性マイクロカプセルが破泡し放出された炭化水素ガス、または製造時の欠陥等に起因する空気、もしくは炭化水素ガスと空気との混合ガスに置き換わる。炭化水素ガスや当該混合ガスは熱伝導率のバラツキ幅が小さいため、発泡倍率の上昇とともに、発泡チューブの熱伝導率のバラツキ幅が低下していくと考えられる。
　さらには、発泡倍率が小さい場合では、熱可塑性エラストマーの材料の不均質性による熱伝導率のバラツキに加えて、熱膨張性マイクロカプセルの混ざりムラが発生しやすい。この状態で熱膨張性マイクロカプセルを発泡させると、発泡チューブ内の気泡の分布に偏りが生じやすく、熱伝導率のバラツキ幅が小さくなり難いと考えられる。
　また、図４から明らかなように、オレフィン系発泡チューブの発泡倍率が１～３倍の間は、発泡倍率が大きくなるにつれて急激に熱伝導率のバラツキ幅が低下する。オレフィン系発泡チューブの発泡倍率３倍より大きくなると、発泡倍率を大きくしたとても熱伝導率のバラツキ幅はほとんど変わらなくなる。したがって、オレフィン系発泡チューブの発泡倍率を３倍より大きくすれば、熱伝導率のバラツキが小さい状態を確保できるので、発泡チューブの製造安定性を確保することができる。
　続いて、上記オレフィン系発泡チューブに対して、曲げ時の耐割れ性を評価した。具体的には、オレフィン系発泡チューブをＲ１２０の治具に９０°の角度となるように手で沿わせて、発泡チューブに割れおよび亀裂が発生するか否かを目視にて確認した。その結果、発泡倍率５．５倍以下では割れは発生しておらず、発泡倍率を５．７倍とした場合に割れが発生した。したがって、オレフィン系発泡チューブの発泡倍率を５．５倍以下とすることで、割れの発生を抑制することができる。
　次に、本発明らは、外層３としてスチレン系熱可塑性エラストマー発泡体を用いた場合の外層３の発泡倍率について検討を行った。
　まず、本発明者らは、発泡倍率の異なる複数種類のスチレン系発泡チューブを押出成形し、得られたスチレン系発泡チューブそれぞれの熱伝導率を測定した。具体的には、上記オレフィン系発泡チューブの製造条件に対し、ＬＥ－３１７０Ｎに代えてスチレン系熱可塑性エラストマーとしてのアロン化成株式会社製のＴ－Ａ８０ＮＴを用いた以外は同様の条件で、スチレン系発泡チューブを製造した。製造されたスチレン系発泡チューブを比重計で測定したところ、発泡倍率が１．２～４．８倍であった。
　続いて、上記スチレン系発泡チューブに対して、熱伝導率の測定を行った。測定条件としては、上記オレフィン系発泡チューブの熱伝導率の測定条件と同様の条件を用いた。その結果を図５に示す。
　図５から明らかなように、スチレン系発泡チューブの発泡倍率が１～２倍の間は、発泡倍率が大きくなるにつれて急激に熱伝導率が低下する。スチレン系発泡チューブの発泡倍率２倍以上になると、発泡倍率を大きくしたときの熱伝導率の低下度合いが小さくなる。したがって、スチレン系発泡チューブの発泡倍率を２倍以上とすると、低熱伝導率、すなわち高断熱性を確保することができる。
　続いて、上記スチレン系発泡チューブにおいて、発泡倍率に対する熱伝導率のバラツキ幅を算出した。その結果を図６に示す。
　図６から明らかなように、発泡倍率に対する熱伝導率のバラツキ幅については、スチレン系発泡チューブにおいても、上記オレフィン系発泡チューブと同様の傾向が見られた。したがって、スチレン系発泡チューブの発泡倍率を３倍より大きくすれば、熱伝導率のバラツキが小さい状態を確保できるので、発泡チューブの製造安定性を確保することができる。
　続いて、上記スチレン系発泡チューブに対して、曲げ時の耐割れ性を評価した。評価条件としては、上記オレフィン系発泡チューブにおける曲げ時の耐割れ性の評価条件と同様の条件を用いた。その結果、発泡倍率４．８倍以下では割れは発生しなかった。したがって、スチレン系発泡チューブの発泡倍率を４．８倍以下とすることで、割れの発生を抑制することができる。
　以下、実施例を挙げて本開示についてより具体的に説明する。ただし、本開示は以下の実施例に限定されるものではない。
　（実施例１）
　内層材料として、オレフィン系熱可塑性エラストマーであるリケンテクノス社製のＧＡ－１１９０Ｎを準備した。外層材料として、オレフィン系熱可塑性エラストマーであるリケンテクノス株式会社製のＬＥ－３１７０Ｎに、熱膨張性マイクロカプセルである積水化学工業社製のＰ５０１Ｅ１を５重量部混合させた混合物を準備した。
　次に、内層材料および外層材料を、アイ・ケー・ジー社製の共押出機により共押出成形し、内径φ１６、外径φ２４の流体輸送用チューブ１を製造した。押出成形条件は、内層２が内径φ１６、外径φ２０、外層３が内径φ２０、外径φ２４となるように設定した。また、共押出機のシリンダおよびダイ温度：１７０～２２０℃、押出流量：０．０１～０．０４ｋｇ／秒とした。製造された流体輸送用チューブ１の外層３を比重計で測定したところ、発泡倍率が２．１倍であった。
　（実施例２）
　内層材料として、実施例１と同様の材料を準備した。外層材料として、オレフィン系熱可塑性エラストマーであるリケンテクノス社製のＬＥ－３１７０Ｎに、熱膨張性マイクロカプセルである積水化学工業社製のＰ５０１Ｅ１を１０重量部混合させた混合物を準備した。
　次に、内層材料および外層材料を、実施例１と同様の条件で共押出成形し、流体輸送用チューブ１を製造した。製造された流体輸送用チューブ１の外層３を比重計で測定したところ、発泡倍率が３．２倍であった。
　（実施例３）
　内層材料として、実施例１と同様の材料を準備した。外層材料として、スチレン系熱可塑性エラストマーであるアロン化成株式会社製のＴ－Ａ８０ＮＴに、熱膨張性マイクロカプセルである積水化学工業社製のＰ５０１Ｅ１を８重量部混合させた混合物を準備した。
　次に、内層材料および外層材料を、実施例１と同様の条件で共押出成形し、流体輸送用チューブ１を製造した。製造された流体輸送用チューブ１の外層３を比重計で測定したところ、発泡倍率が２倍であった。
　（実施例４）
　内層材料として、実施例１と同様の材料を準備した。外層材料として、スチレン系熱可塑性エラストマーであるアロン化成株式会社製のＴ－Ａ８０ＮＴに、熱膨張性マイクロカプセルである積水化学工業社製のＰ５０１Ｅ１を１５重量部混合させた混合物を準備した。
　次に、内層材料および外層材料を、実施例１と同様の条件で共押出成形し、流体輸送用チューブ１を製造した。製造された流体輸送用チューブ１の外層３を比重計で測定したところ、発泡倍率が３倍であった。
　（比較例）
　比較例として、内層および外層の双方がエチレンプロピレンジエン（ＥＰＤＭ）ゴムで構成されたヒータホースを用意した。ヒータホースは、内径φ１６、外径φ２４である。ヒータホースにおいて、内層は内径φ１６、外径φ２０、外層は内径φ２０、外径φ２４であり、内層と外層の間にはポリアミド系補強糸が編組された補強層が存在している。
　（柔軟性試験）
　実施例１～４の流体輸送用チューブ（以下、単に「チューブ１」とも言う）および比較例のヒータホースをそれぞれ３００ｍｍに切断した。切断されたチューブまたはホースの両端を持ち、Ｒ１２０の治具に９０°の角度となるように手で沿わせた。この状態で、キンク（すなわち折れ曲がり）、亀裂、割れ等の異常が無いかを目視で確認した。
　（放熱量測定）
　実施例１～４のチューブ１および比較例のヒータホースをそれぞれ外径φ１７のアルミニウム配管に被覆し、その上からデンソー社製の熱流センサ（型式Ｄ０００１ＴＣ）およびポリイミドテープを貼り付けた。そして、アルミニウム配管に対し、８０℃の温水をアピステ社製のチラーで５Ｌ／分の流量で循環させ、熱流（単位：Ｗ）を測定することにより、放熱量（単位：Ｗ／ｍ）を算出した。
　（耐圧試験）
　実施例１～４のチューブ１および比較例のヒータホースをそれぞれ外径φ１７のアルミニウム配管に挿入し、オービット社製のウォームドライブホースクリップ（型式ＯＸ－ＳＳ）で締結した。その後、試験機にて１０８ｋＰａの圧力を印加した。この状態で、亀裂、割れ等の異常が無いかを目視で確認した。
　（高温放置試験）
　実施例１～４のチューブ１および比較例のヒータホースそれぞれの内部に、両端を密栓されたアルミニウム配管を挿入した後、オービット社製のウォームドライブホースクリップ（型式ＯＸ－ＳＳ）で締結した。続いて、チューブ１およびヒータホースに、トヨタ自動車社製のスーパーロングライフクーラント (型式０８８８９－０１００５)と精製水が１：１となる様に希釈された混合液を封入し、１００℃の高温試験機に入れ、１６８時間放置した。その後、チューブ１およびヒータホースを取り外し、チューブ１およびヒータホースに亀裂や割れ等の異常が無いかを目視で確認した
　（評価）
　上記試験および測定の結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　表１に示すように、実施例１～４のチューブ１および比較例のヒータホースともに、柔軟性試験、耐圧試験、高温放置試験において亀裂や割れ等の異常は確認されなかった。放熱量測定の結果では、実施例１～４のチューブ１の放熱量は、比較例のヒータホースの放熱量よりも小さかった。これにより、実施例１～４のチューブ１の断熱性は、比較例のヒータホースの断熱性よりも高いことが明らかになった。
　（断面観察）
　続いて、流体輸送用チューブ１の外層３について断面観察を行った。外層材料として、上記実施例１と同様に、オレフィン系熱可塑性エラストマーであるリケンテクノス株式会社製のＬＥ－３１７０Ｎに、熱膨張性マイクロカプセルである積水化学工業株式会社製のＰ５０１Ｅ１を混合したものを用意した。外層材料を押出成形した際の外層３の発泡倍率は３．８倍であった。このとき、熱膨張性マイクロカプセルは、発泡前の粒径が２２～４２μｍ（平均２８μｍ）、発泡後の粒径が６５～１３２μｍ（平均９２μｍ）であった。
　作成された外層３を切断し、切断面を顕微鏡にて観察した。その顕微鏡写真を図７に示す。図７に示すように、外層３には、熱膨張性マイクロカプセルに起因する気泡３０が均一に配置されていることを確認できた。
　以上説明したように、本実施形態の流体輸送用チューブ１では、外層３の熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率を、２倍以上、５．５倍以下としている。これによれば、外層３の熱伝導率を低下させるとともに、製造時における流体輸送用チューブ１毎の熱伝導率のバラツキを低減させることができる。したがって、流体輸送用チューブ１の断熱性および製造安定性を向上させることが可能となる。
　さらに、外層３の熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率を、３倍より大きく、５．５倍以下とすることで、外層３の熱伝導率を低下させるとともに、製造時における流体輸送用チューブ１毎の熱伝導率のバラツキをより確実に低減させることができる。したがって、流体輸送用チューブ１の断熱性および製造安定性をより確実に向上させることが可能となる。
　また、本実施形態では、外層３としてオレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体、またはスチレン系熱可塑性エラストマーを用いている。内層２として、オレフィン系熱可塑性エラストマー、またはオレフィン系熱可塑性樹脂を用いている。
　オレフィン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系樹脂およびスチレン系熱可塑性エラストマーは、耐熱性・低温安定性・耐候性に優れている。このため、内層２および外層３としてオレフィン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系樹脂およびスチレン系熱可塑性エラストマーを用いることで、流体輸送用チューブ１を車両に好適に搭載することができる。さらに、オレフィン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系樹脂およびスチレン系熱可塑性エラストマーは、安価な材料であるため、製造コストを低減することが可能となる。
　本実施形態では、内層２は、外層３に含まれる熱可塑性エラストマーとは異なる樹脂により構成されている。これによれば、樹脂は熱可塑性エラストマーよりも硬質なため、内層２を薄くした場合でも、内部を流れる流体に対する耐熱性・耐圧性を確保することができる。そして、内層２を薄くした分、外層３を厚くすることができる。このため、同じ内外径の流体輸送用チューブ１であっても、断熱性を向上させることが可能となる。
　また、本実施形態の流体輸送用チューブ１では、外層３に熱膨張性マイクロカプセルを含有させている。熱膨張性マイクロカプセルは、膨張倍率が高く、安定した膨張性を有しているので、外層３を所望の発泡倍率で確実に発泡させることができる。
　（第２実施形態）
　次に、本開示の第２実施形態について図に基づいて説明する。本実施形態は、上記第１実施形態と比較して、内層２と外層３との間の構成が異なる。
　図８に示すように、本実施形態の流体輸送用チューブ１は、硬質の樹脂またはエラストマーにより構成されている。本実施形態の流体輸送用チューブ１では、外層３と内層２との間に補強層４が設けられている。補強層４は、外層３および内層２それぞれと密着している。
　外層３および内層２としては、第１実施形態と同様の物質を用いることができる。補強層４としては、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂あるいはこれらの混合物、またはマレイン酸変性ポリプロピレン等の接着剤を用いることができる。
　内層２と補強層４との間、および、外層３と補強層４との間の少なくとも一方（以下、層間という）に、マレイン酸変性ポリプロピレン等の接着剤を設けてもよい。これによれば、層間の接着強度を向上させることができる。
　その他の流体輸送用チューブ１の構成は、第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態の流体輸送用チューブ１においても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、本実施形態の流体輸送用チューブ１によれば、断熱性および製造安定性を向上させることが可能となる。
　さらに、本実施形態の流体輸送用チューブ１では、外層３と内層２との間に補強層４を設けている。補強層４を設けることにより、流体輸送用チューブ１の耐熱性・耐圧強度を向上させることができるとともに、熱変形を抑制することが可能となる。
　（第３実施形態）
　次に、本開示の第３実施形態について図に基づいて説明する。本実施形態は、上記第２実施形態と比較して、内層２および補強層４の構成が異なる。
　図９に示すように、本実施形態の流体輸送用チューブ１は、柔軟性の高い樹脂またはエラストマーにより構成されている。具体的には、内層２は、柔軟性の高い熱可塑性エラストマーにより構成されている。内層２としては、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマーを用いることができる。外層３としては、第１実施形態と同様の物質を用いることができる。
　補強層４としては、補強糸をスパイラル状やブレード状に編み組みした公知の補強層を用いることができる。補強糸としては、例えばポリエステル、ポリアミド（ナイロン）、ポリビニルアルコール（ビニロン）、レーヨン、アラミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等を用いることができる。補強糸として、これらの糸に接着処理が施された糸を用いてもよい。接着処理としては、例えばレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）処理を採用することができる。
　その他の流体輸送用チューブ１の構成は、第１実施形態と同様である。したがって、本実施形態の流体輸送用チューブ１においても、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能となる。すなわち、本実施形態の流体輸送用チューブ１によれば、断熱性および製造安定性を向上させることが可能となる。
　さらに、本実施形態の流体輸送用チューブ１では、内層２として柔軟性の高い熱可塑性エラストマーを用いるとともに、外層３と内層２との間に補強層４を設けている。これによれば、内層２により柔軟性を向上させつつ、補強層４を設けることにより、耐熱性・耐圧強度を確保することができる。したがって、流体輸送用チューブ１において、高柔軟性と高耐熱性・高耐圧性とを両立することが可能となる。
　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
　（１）上述した実施形態では、本開示に係る流体輸送用チューブを、内層２および外層３の二層を備える流体輸送用チューブ１や、内層２、外層３および補強層４の三層を備える流体輸送用チューブ１に適用した例について説明したが、この態様に限定されない。本開示に係る流体輸送用チューブを、四層以上の複数層を備える流体輸送用チューブに適用してもよい。
　（２）上述した実施形態では、流体輸送用チューブ１を押出成形により形成しているが、この態様に限定されない。例えば、流体輸送用チューブ１を、射出成形により形成してもよい。
　この場合、まず、内層材料を、射出成形装置における内層用金型に充填させて、内層用金型内で冷却固化させてから金型を開き、内層２を取り出す。その後、内層２を外層用金型の中芯にインサートする。その後、発泡剤（すなわち熱膨張性マイクロカプセル）を含む外層材料をホッパーに投入し、外層用金型に充填させ、インサートした内層２に外層３を被覆させる。外層３の成形時に、外層用金型のキャビティ容積よりも少ない外層材料を充填し、発泡の力（すなわち、気泡が拡大する力）で外層用金型全体に外層材料を充填させるショートショット法を採用してもよい。
　（３）上述した実施形態では、本開示に係る流体輸送用チューブを、電気自動車の温水輸送用チューブに適用した例について説明したが、流体輸送用チューブの適用はこれに限定されない。
　例えば、流体輸送用チューブを、走行用の駆動力を電動モータおよび内燃機関（すなわち、エンジン）から得るハイブリッド車両や、さらに、車両停車時に外部電源から供給される電力をバッテリに充電可能なプラグインハイブリッド車両の冷却水および温水輸送用チューブに適用してもよい。また、流体輸送用チューブを、電気自動車のモータやバッテリの冷却回路に搭載される冷却水および温水輸送用チューブに適用してもよい。
　（その他）
　本明細書に開示された流体輸送用チューブの特徴を以下の通り示す。
（項目１）
　複数層（２、３）が積層している流体輸送用チューブであって、
　前記複数層のうち外層（３）は、熱可塑性エラストマー発泡体により構成されており、
　前記複数層のうち内層（２）は、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂により構成されており、
　前記外層および前記内層は、密着しており、
　前記熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、２倍以上、５．５倍以下である流体輸送用チューブ。
（項目２）
　複数層（２～４）が積層している流体輸送用チューブであって、
　前記複数層のうち外層（３）は、熱可塑性エラストマー発泡体により構成されており、
　前記複数層のうち内層（２）は、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂により構成されており、
　前記外層と前記内層との間には、前記外層および前記内層それぞれと密着する補強層（４）が設けられており、
　前記熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、２倍以上、５．５倍以下である流体輸送用チューブ。
（項目３）
　前記熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、３倍より大きく、５．５倍以下である項目１または２に記載の流体輸送用チューブ。
（項目４）
　前記外層は、オレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体により構成されており、
　前記内層は、オレフィン系熱可塑性エラストマー、またはオレフィン系熱可塑性樹脂により構成されている項目１ないし３のいずれか１つに記載の流体輸送用チューブ。
（項目５）
　前記外層は、スチレン系熱可塑性エラストマー発泡体により構成されており、
　前記内層は、オレフィン系熱可塑性エラストマー、またはオレフィン系熱可塑性樹脂により構成されており、
　前記スチレン系熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、２倍以上、４．８倍以下である流体輸送用チューブ項目１または２に記載の流体輸送用チューブ。
（項目６）
　前記内層は、前記外層に含まれる熱可塑性エラストマーとは異なる樹脂により構成されている項目１ないし５のいずれか１つに記載の流体輸送用チューブ。
（項目７）
　前記外層は、熱膨張性マイクロカプセルを含有する項目１ないし６のいずれか１つに記載の流体輸送用チューブ。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (7)

  1. 　複数層（２、３）が積層している流体輸送用チューブであって、
    　前記複数層のうち外層（３）は、熱可塑性エラストマー発泡体により構成されており、
    　前記複数層のうち内層（２）は、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂により構成されており、
    　前記外層および前記内層は、密着しており、
    　前記熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、２倍以上、５．５倍以下である流体輸送用チューブ。
  2. 　複数層（２～４）が積層している流体輸送用チューブであって、
    　前記複数層のうち外層（３）は、熱可塑性エラストマー発泡体により構成されており、
    　前記複数層のうち内層（２）は、熱可塑性エラストマーまたは熱可塑性樹脂により構成されており、
    　前記外層と前記内層との間には、前記外層および前記内層それぞれと密着する補強層（４）が設けられており、
    　前記熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、２倍以上、５．５倍以下である流体輸送用チューブ。
  3. 　前記熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、３倍より大きく、５．５倍以下である請求項１または２に記載の流体輸送用チューブ。
  4. 　前記外層は、オレフィン系熱可塑性エラストマー発泡体により構成されており、
    　前記内層は、オレフィン系熱可塑性エラストマー、またはオレフィン系熱可塑性樹脂により構成されている請求項１または２に記載の流体輸送用チューブ。
  5. 　前記外層は、スチレン系熱可塑性エラストマー発泡体により構成されており、
    　前記内層は、オレフィン系熱可塑性エラストマー、またはオレフィン系熱可塑性樹脂により構成されており、
    　前記スチレン系熱可塑性エラストマー発泡体の発泡倍率は、２倍以上、４．８倍以下である流体輸送用チューブ請求項１または２に記載の流体輸送用チューブ。
  6. 　前記内層は、前記外層に含まれる熱可塑性エラストマーとは異なる樹脂により構成されている請求項１または２に記載の流体輸送用チューブ。
  7. 　前記外層は、熱膨張性マイクロカプセルを含有する請求項１または２に記載の流体輸送用チューブ。
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