(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低密度ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体の混合物を管状に成形し電子線照射により架橋したチューブと該チューブの外周に形成された補強層とからなる給水・給湯ホースであって、前記チューブの硬度がタイプＡデュロメータ硬さで７７から８７になるように、低密度ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体が混合比率６０：４０〜３０：７０で混合されていることを特徴とする給水・給湯ホース。
【請求項２】
請求項１記載の給水・給湯ホースにおいて、前記補強層が軟質又は硬質のステンレス線からなる編組層又は横巻層、合成繊維からなる編組層又は横巻層から構成されていることを特徴とする給水・給湯ホース。
【請求項３】
請求項１記載の給水・給湯ホースにおいて、前記補強層がオレフィン系エラストマーから構成されていることを特徴とする給水・給湯ホース。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３記載のホースの両端に相手部材に接続するための接続継手が取り付けられていることを特徴とする給水・給湯ホース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、水道用配管や給水・給湯用配管に好適に使用することが可能なホースに係り、特に、簡単な構成であり、且つ、十分な柔軟性を備えることにより取扱性、施工性に優れるとともに、耐塩素性にも優れたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水道水配管や給水・給湯用配管には、主に銅、ステンレス等からなる金属管が用いられていたが、これらは硬く、柔軟性に劣るため、取扱性、施工性が悪いという問題があった。そこで、最近では、金属管に代わり、柔軟性に優れた高分子材料からなるホースが配管部材として用いられるようになってきた。このようなホースの一例として、例えば、エチレン−プロピレン共重合体ゴム混合物やオレフィン系熱可塑性エラストマー混合物を管状に押出成形したチューブの外周に補強層を設けた構成のものがある。このホースは、従来の金属管に比べて柔軟性に優れていることから、取扱性、施工性を向上させることができるという利点を備えている。しかしながら、水道水には殺菌を目的として次亜塩素酸が注入されており、塩素濃度の増加や高温での塩素の影響によってチューブ材料の劣化が促進される場合がある。従って、この種のホースとしては、柔軟性に加えて耐塩素性にも優れたものが望まれている。又、最近では、人体に対する環境ホルモンの影響が問題視されていることから、ホースに使用される材料についても環境ホルモンの有無に十分に注意する必要がある。
【０００３】
このような問題に対して、例えば、特開平９−１２６３６４号公報や特開平９−１７８０５８号公報においては、従来の配管部材が抱えていた取扱性、施工性の悪さや、塩素による劣化といった問題を解決するために、内層がポリオレフィン系樹脂、外層が熱可塑性エラストマー又は加硫ゴムから構成された二層チューブの外周に補強層を設けた構造のホースを提案している。
【０００４】
しかしながら、このような二層チューブを用いたホースの場合は、内層と外層を別々に押出成形する必要があるため製造工程が増加してしまうとともに、製造時や、配管作業時又は実使用時などに加わる応力（折れ、曲げ等）の影響によって内層と外層が剥離してしまうという問題がある。内層と外層が剥離した場合には、薄い材料からなる内層にひび割れや剥がれなどの不具合が発生することも考えられる。このような内層と外層との間の剥離の問題に対しては、例えば、特開平１０−２２０６５３号公報によって、内層と外層を共押出することによって層間の接着性を高めることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内層と外層を共押出により成形する場合には、使用可能な高分子材料が大幅に制限を受けてしまうとともに、共押出によって層間の接着性が向上したとしても、やはり、強大な応力が加わった場合には、その影響によって内層と外層が剥離してしまう恐れが十分に考えられる。そこで、そのような層間剥離の発生を防止するためには、例えば、コイル状に成形された保護材を二層チューブの内側又は外側に配置するなどして、二層チューブの折れや曲げを防止することが考えられるが、このような構成とした場合には、ホースの柔軟性が低下して取扱性、施工性が悪くなってしまうとともに、価格も上昇してしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の欠点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、簡単な構成であり、且つ、十分な柔軟性を備えることにより取扱性・施工性に優れるとともに、耐塩素性にも優れた、例えば、水道用配管や給水・給湯用配管などとして好適なホースを安価に提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく、本発明による給水・給湯ホースは、低密度ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体の混合物を管状に成形し電子線照射により架橋したチューブと、該チューブの外周に形成された補強層とからなる給水・給湯ホースであって、前記チューブの硬度がタイプＡデュロメータ硬さで７７から８７になるように、低密度ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体が混合比率６０：４０〜３０：７０で混合されていることを特徴とするものである。
この際、前記補強層が、軟質又は硬質のステンレス線からなる編組層又は横巻層、合成繊維からなる編組層又は横巻層から構成されていることが考えられる。
又、前記補強層が、オレフィン系エラストマーから構成されていることが考えられる。
又、前記のホースの両端には、相手部材に接続するための接続継手が取り付けられていることが考えられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる架橋チューブは、低密度ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体の混合物から構成されている。
【０００９】
低密度ポリエチレンは、従来公知のものを適宜に選択して使用すれば良い。又、エチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレンとα−オレフィンが共重合されたものであり、α−オレフィンとしては、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、４−メチルペンテン−１、ヘプテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、デセン−１、ドデセン−１などが挙げられる。これらは、各種市販されているので、それらを適宜に選択して使用すれば良い。
【００１０】
低密度ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体の混合比率は、得られる架橋チューブの硬度がタイプＡデュロメータ硬さで７７から８７になる範囲内で適宜に選択される。両材料を混合する場合には、それぞれ単独のものを組み合わせて混合しても良いし、二種以上のものを組み合わせて混合しても良い。
【００１１】
本発明では、上記の混合物を押出成形等の公知の成形手段で管状に成形した後、電子線の照射により架橋を施して架橋チューブとする。ここで、架橋を施すのは、低密度ポリエチレン混合物は、その耐熱温度が６０℃と低く、給湯を目的とした場合、給湯温度は８５℃程度に達することから、架橋を施すことによって耐熱温度を高める必要があるからである。又、架橋手段として電子線架橋を採用しているのは、過酸化物架橋やシラン架橋のように架橋剤等の他の材料を配合する必要が無いからであり、これにより給水・給湯時に溶出されるものや環境ホルモン等の問題となるものを低減させることができる。尚、電子線架橋を施す場合、照射の加速電圧はチューブの太さと肉厚によって適宜に選択すれば良いが、照射線量は５０ｋＧｙ以上３００ｋＧｙ以下とすることが好ましい。照射線量が５０ｋＧｙ未満の場合には架橋度が低くなってしまい、一方、照射線量が３００ｋＧｙを超えた場合にはチューブの劣化が始まってしまう。更に好ましくは、ゲル分率が５０％以上となるように上記の範囲内（５０ｋＧｙ以上３００ｋＧｙ以下）で適宜に照射線量を調節する。
【００１２】
このようにして得られた架橋チューブは、既に述べたように、その硬度がタイプＡデュロメータ硬さで７７から８７のものとなる。硬度が７７未満の場合には、後述する補強層を形成する際にチューブの変形や潰れが発生してしまい、所望とする内外径を備えたホースを得ることができなくなってしまう。一方、硬度が８７を超えた場合には、柔軟性が低下して取扱性、施工性が悪くなってしまう。
【００１３】
この架橋チュ−ブの外周に補強層を形成することにより、本発明のホースが完成する。補強層の態様としては様々なものが考えられる。例えば、軟質ステンレス線や硬質ステンレス線などの金属細線を引き揃え、編組したり、横巻きすることにより形成したものや、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維等の合成繊維を用い、これを編組したり、横巻きすることにより形成したもの、更には、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、オレフィン樹脂及びそれらの熱可塑性エラストマーなどの高分子材料を押出成形したものなどが挙げられる。高分子材料を用いたものの中ではオレフィン系熱可塑性エラストマーが柔軟性に優れ、かびにくいことから、給水・給湯ホースの補強層として特に好ましい。
【００１４】
補強層は、本発明のホースの使用用途に合わせて適宜に選択されるものである。例えば、混合水栓等予め一次側給水給湯等に取り付けられる設備機器に用いられる場合には、ステンレス線からなる編組や横巻きが選択される。又、後付けされる設備機器に用いられる場合には、合成繊維からなる編組や横巻きが選択される。更に、人が持って使用するシャワー用ホース等に用いられる場合には、軽量化と二次側給水給湯等のため、合成繊維からなる編組や横巻きが選択される。又、機器内に組み込まれたり、二次側給水給湯に用いられ、耐水圧性が低くても良い場合などは、高分子材料からなる補強層が選択されることになる。
【００１５】
補強層はそのまま露出した状態であっても良いが、その上に更にシースを形成しても良い。シースを形成することにより、ホースの表面にゴミや汚れがつきにくくなるとともに、表面を簡単に清掃することができる。補強層が合成繊維からなる場合には、特に表面が汚れ易いため、好ましく用いられる。シースの構成材料としては、例えば、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、オレフィン樹脂及びそれらの熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。
【００１６】
このようにして得られたホースの多くは、その両端に相手部材に接続するための接続継手が取り付けられて実使用に供される。接続継手としては、金属や樹脂などにより加工されたものが公知である。
【００１７】
本発明のホースは、上述したように、チューブを構成する材料の一つとして、耐塩素性に優れた低密度ポリエチレンを使用し、更にこれに架橋を施すことにより、塩素によるチューブの劣化を効果的に防止している。又、チューブの硬度を特定の範囲（タイプＡデュロメータ硬さで７７から８７）に規定することにより十分な柔軟性を確保しているとともに、チューブの外周に使用用途に合った補強層を適宜に形成することにより、柔軟性を保持したまま十分な耐圧性を付与している。従って、このホースは、水道水配管や給水・給湯用配管などとして好適に使用することができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例と併せて説明する。
【００１９】
実施例１
まず、低密度ポリエチレン樹脂（硬度Ｄ５３）とエチレン−α−オレフィン共重合体（硬度Ａ７５）を混合比率５０：５０で混合したものを、内径８．５ｍｍ、外径１０．５ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、硬度Ａ８２のチューブを得た。ＪＡＳＯ  Ｄ６０８で求めたゲル分率は７５％であった。次に、このチューブの外周に、直径０．２０ｍｍの軟質ステンレス線を１つのボビンに６本引き揃え、２４個のボビンを備えた製紐機を用いて編組補強層を形成した。このようにして得られたホースの略内径は８ｍｍ、略外径は１１ｍｍであった。
【００２０】
実施例２
まず、低密度ポリエチレン樹脂（硬度Ｄ５３）とエチレン−α−オレフィン共重合体（硬度Ａ７５）を混合比率６０：４０で混合したものを、内径８．５ｍｍ、外径１０．５ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、硬度Ａ８７のチューブを得た。ＪＡＳＯ  Ｄ６０８で求めたゲル分率は７６％であった。次に、このチューブの外周に、直径０．２０ｍｍの軟質ステンレス線を１つのボビンに６本引き揃え、２４個のボビンを備えた製紐機を用いて編組補強層を形成した。このようにして得られたホースの略内径は８ｍｍ、略外径は１１ｍｍであった。
【００２１】
実施例３
まず、低密度ポリエチレン樹脂（硬度Ｄ５３）とエチレン−α−オレフィン共重合体（硬度Ａ７５）を混合比率３０：７０で混合したものを、内径８．５ｍｍ、外径１０．５ｍｍの管状に押出成形した後、１５０ｋＧｙの線量の電子線を照射して架橋を施し、硬度Ａ７７のチューブを得た。ＪＡＳＯ  Ｄ６０８で求めたゲル分率は７２％であった。次に、このチューブの外周に、直径０．２０ｍｍの軟質ステンレス線を１つのボビンに６本引き揃え、２４個のボビンを備えた製紐機を用いて編組補強層を形成した。このようにして得られたホースの略内径は７ｍｍ、略外径は１０ｍｍであった。
【００２２】
比較例１
まず、低密度ポリエチレン樹脂（硬度Ｄ５３）とエチレン−α−オレフィン共重合体（硬度Ａ７５）を混合比率７０：３０で混合したものを、内径８．５ｍｍ、外径１０．５ｍｍの管状に押出成形した後、電子線照射により架橋を施して、硬度Ａ９２のチューブを得た。次に、このチューブの外周に、直径０．２０ｍｍの軟質ステンレス線を１つのボビンに６本引き揃え、２４個のボビンを備えた製紐機を用いて編組補強層を形成した。このようにして得られたホースの略内径は８ｍｍ、略外径は１１ｍｍであった。
【００２３】
比較例２
まず、低密度ポリエチレン樹脂（硬度Ｄ５３）とエチレン−α−オレフィン共重合体（硬度Ａ７５）を混合比率２０：８０で混合したものを、内径８ｍｍ、外径１０ｍｍの管状に押出成形した後、電子線照射により架橋を施して、硬度Ａ７６のチューブを得た。次に、このチューブの外周に、直径０．２０ｍｍの軟質ステンレス線を１つのボビンに６本引き揃え、２４個のボビンを備えた製紐機を用いて編組補強層を形成した。しかしながら、補強層を形成する際に、チューブの変形や潰れが発生してしまい、所望とする内外径を備えたホースを得ることができなかった。
【００２４】
比較例３
まず、エチレン−プロピレン共重合体をカーボンブラックで補強した混合物を、内径８．５ｍｍ、外径１１．５ｍｍの管状に押出成形した後、化学架橋を施して、硬度Ａ８０のチューブを得た。次に、このチューブの外周に、直径０．２０ｍｍの軟質ステンレス線を１つのボビンに６本引き揃え、２４個のボビンを備えた製紐機を用いて編組補強層を形成した。このようにして得られたホースの略内径は８ｍｍ、略外径は１１ｍｍであった。
【００２５】
比較例４
まず、オレフィン系熱可塑性エラストマー混合物を、内径８．５ｍｍ、外径１０．５ｍｍの管状に押出成形し、硬度Ａ８０のチューブを得た。次に、このチューブの外周に、直径０．２０ｍｍの軟質ステンレス線を１つのボビンに６本引き揃え、２４個のボビンを備えた製紐機を用いて編組補強層を形成した。このようにして、得られたホースの略内径は８ｍｍ、略外径は１１ｍｍであった。
【００２６】
ここで、このようにして得られた６種類のホースのうち、実施例１乃至実施例３と比較例１の４種類のホースを試料として、柔軟性（取扱性、施工性）及び最少曲げ半径についての評価試験を行った。柔軟性については、各試料を半径３０ｍｍに曲げた時の力をバネ計りで測定した。最少曲げ半径については、各試料を曲げていき、ホースが座屈して折れ曲がる最小の半径を測定した。測定結果は表１に示した。
【００２７】
次に、実施例１、比較例３及び比較例４の３種類のホースを試料として、耐塩素性についての評価試験を行った。試験は、両端に継手金具を取り付けた各試料内に、次亜塩素酸ソーダで塩素濃度を２００ｐｐｍに調整した６０℃の温水を循環させ、３０日通水後のチューブの内面状態を目視により観察した。測定結果は表２に示した。
【００２８】
【表１】
0004815039.tif 000002
【００２９】
【表２】
0004815039.tif 000003
【００３０】
給水・給湯として実際に用いるホースは、容易に曲がることが必要であり、その曲げ力は、曲げ半径６０ｍｍ程度で１０Ｎ以下であることが好ましいが、より柔軟性を求めるには、曲げ半径３０ｍｍ程度で５Ｎ以下であることが好ましい。表１によれば、本実施例によるものは、いずれも優れた柔軟性を示しているものの、チューブの硬度がＡ８７を超える比較例１は、曲げ力が高くなって取扱性が悪くなることが判る。又、耐塩素性については、表２から明らかなように、実施例１のホースには何の変化も認められず、十分な耐塩素性を有していることが判る。
【００３１】
図１は、上記実施例１乃至実施例３によって得られたホースの構成を示す一部部切欠斜視図である。図１において、まず、低密度ポリエチレン樹脂とエチレン−α−オレフィン共重合体の混合物から構成された架橋チュ−ブ１があり、その外周には、軟質ステンレス線の編組による補強層２が形成されている。本実施例では、補強層２を露出した状態としたが、その外周に更にシースを形成しても良い。
【００３２】
図２は、上記実施例１乃至実施例３によって得られたホースの両端に継手金具を取り付けた状態を示す一部切欠側面図である。ノズル１１にナット１２を取り付けた後、ホースの径内に挿入され、スリーブ１３を加締めることによって継手金具１０が取り付けられる。ここで、この継手金具１０を取り付けた状態のホースの耐圧性と繰り返し圧力の耐久試験を行なってみたところ、耐圧性については、破壊した際の圧力が１５ＭＰａであり、０〜１．７５ＭＰａの繰返し加圧を約２秒間隔で繰り返し耐久試験を行なった結果は１０万回でも異常は認められなかった。
【００３３】
このように、本実施例によるホースは、柔軟性試験、最少曲げ半径試験、耐塩素性試験、耐圧試験及び繰り返し圧力耐久試験のすべてにおいて優れた特性を示しており、実用上十分に機能するものであることが実証された。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、簡単な構成であり、且つ、十分な柔軟性を備えることにより取扱性、施工性に優れるとともに、耐塩素性にも優れた、例えば、水道用配管や給水・給湯用配管などとして好適な安価なホースを得ることができる。又、このホースは、有機過酸化物等の架橋剤を必要としない電子線架橋により架橋されていることから、給水・給湯時に溶出されるものや環境ホルモン等の問題となるものを低減させることができるという効果も備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１乃至実施例３によって得られたホースの構成を示す一部部切欠斜視図である。
【図２】本発明の実施例１乃至実施例３によって得られたホースの両端に継手金具を取り付けた状態を示す一部切欠側面図である。
【符号の説明】
１  チューブ
２  補強層
１０  継手金具
１１  ノズル
１２  ナット
１３  スリーブ
【図１】
0004815039.tif 000004
【図２】
0004815039.tif 000005