(57)【要約】【課題】樹脂チューブ内の残留応力を解消して耐疲労性を向上させた樹脂チューブを得ることのできる樹脂チューブの製造方法を提供する。【解決手段】樹脂材料を成型して樹脂チューブ１とし、得られた樹脂チューブ１に、その残留応力を除去するための熱処理を施す。かかる熱処理は、好適には、樹脂チューブの樹脂材料の融点以下の温度で一定時間保持した後、常温まで徐冷する処理とする。樹脂チューブの樹脂材料としては、エンジニアリングプラスチック系の高結晶性樹脂、例えば、ポリアセタールまたはポリエーテルエーテルケトンが好適である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料を成型して樹脂チューブとし、得られた樹脂チューブに、その残留応力を除去するための熱処理を施すことを特徴とする樹脂チューブの製造方法。
【請求項２】
前記熱処理を、前記樹脂チューブの樹脂材料の融点以下の温度で一定時間保持した後、常温まで徐冷する処理とする請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記樹脂チューブの樹脂材料がエンジニアリングプラスチック系の高結晶性樹脂である請求項１または２記載の製造方法。
【請求項４】
前記樹脂チューブの樹脂材料がポリアセタールまたはポリエーテルエーテルケトンである請求項３記載の製造方法。
【請求項５】
前記熱処理の温度が１００〜１５０℃の範囲内である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の製造方法。
【請求項６】
前記熱処理の時間が０．５〜４．０時間である請求項１〜５のうちいずれか一項記載の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂チューブの樹脂材料がポリアセタールであり、前記熱処理温度が１２０〜１４０℃で、かつ、熱処理時間が１．０〜２．０時間である請求項４〜６のうちいずれか一項記載の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂チューブが単一材料で構成された単層樹脂チューブである請求項１〜７のうちいずれか一項記載の製造方法。
【請求項９】
前記樹脂チューブが複数の樹脂材料を組み合わせて複層化した樹脂チューブである請求項１〜７のうちいずれか一項記載の製造方法。
【請求項１０】
前記樹脂チューブが補強材で補強されて複合樹脂ホースを構成する請求項１〜７のうちいずれか一項記載の製造方法。
【請求項１１】
前記樹脂チューブの表面に補強材として２層以上の補強層が積層されて超高圧ホースを構成する請求項１０記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂チューブの製造方法に関し、詳しくは耐疲労性を向上させた樹脂チューブ、特には超高圧ホースの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂チューブは、図１に示すように、補強材を一切使用せずにそのまま使用する場合と、補強材を備え、より圧力伝達性能を強化した複合樹脂ホースとが知られている。複合樹脂ホースは、例えば、図２に示すように、内側から、内面樹脂層１、第１補強層２ａ、第２補強層２ｂおよび外皮ゴム層または外面樹脂層３が順次積層されてなる構造を有する複合樹脂ホースなどが一般に知られている。
【０００３】
また、かかる樹脂チューブの成型方法としては、例えば、溶融状態の熱可塑性樹脂を円筒ダイよりチューブ状に押し出した後、室温まで冷却して固化し、引き取る方法が一般に知られている。
【０００４】
従来の樹脂チューブを用いた複合樹脂ホースとして、例えば、特許文献１に、内面樹脂層（樹脂チューブ）、内管ゴム層、補強層及び外皮ゴム層を順次積層して構成され、補強層の材質がポリエチレンナフタレート繊維である冷媒輸送用複合ホースが記載されている。また、特許文献２には、内層の樹脂層（樹脂チューブ）と外層のゴム層とで構成される内管層を備え、樹脂層がナイロン６、ナイロン１２及びポリオレフィンを特定比率で含み、海層がナイロン６、島層がナイロン１２であり、ポリオレフィンのうち９０％以上が島相中に散点状に分散されて構成されている冷媒輸送用ホースが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には、樹脂製のチューブと、同チューブの外周面に設けたポリエステル繊維の補強層と、同チューブ及び補強層を被覆する樹脂製のカバーとからなる樹脂ホースにおいて、前記チューブを、ナイロン樹脂とウレタン樹脂とのアロイとした樹脂ホースが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−３３６９５６号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特許第２８７０１６０号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開平９−１９３２５８号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の補強材を使用せずにそのまま使用する樹脂チューブや、補強材を備えた上記複合樹脂ホースの樹脂チューブは、いずれも使用時において樹脂チューブが成型されたときの状態のままであるために、成型した際の残留応力が樹脂チューブ内に残存している状態となっている。
【０００７】
このため、残留応力がある状態の樹脂チューブを圧力伝達等で使用した際には、残留応力があるが故にその箇所が起点となり早期に樹脂チューブが破損に至るおそれがある。特に、内圧が大きければ大きいほど、その樹脂チューブの破損の危険性が増大し、破損に至る時間が短くなる傾向にある。破損状態に至った場合には、当然のことながら輸送するという樹脂チューブ本来の機能は損なわれ、目的とする流体輸送を達成することができなくなる。
【０００８】
そこで本発明の目的は、樹脂チューブ内の残留応力を解消して耐疲労性を向上させた樹脂チューブを得ることのできる樹脂チューブの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、常法により成型された樹脂チューブに、所定の熱処理を施すことにより、樹脂チューブ内の残留応力が解消され、耐疲労性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明の樹脂チューブの製造方法は、樹脂材料を成型して樹脂チューブとし、得られた樹脂チューブに、その残留応力を除去するための熱処理を施すことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の製造方法においては、前記熱処理を、前記樹脂チューブの樹脂材料の融点以下の温度で一定時間保持した後、常温まで徐冷する処理とすることが好適であり、また、前記樹脂チューブの樹脂材料は、好ましくはエンジニアリングプラスチック系の高結晶性樹脂、より好ましくはポリアセタールまたはポリエーテルエーテルケトンである。
【００１２】
また、前記熱処理の温度は、好ましくは１００〜１５０℃の範囲内であり、また、前記熱処理の時間は、好ましくは０．５〜４．０時間である。より好ましくは前記樹脂チューブの樹脂材料がポリアセタールであり、前記熱処理の温度が１２０〜１４０℃で、かつ、その時間が１．０〜２．０時間である。
【００１３】
さらに、前記樹脂チューブは、単一材料で構成された単層樹脂チューブ、複数の樹脂材料を組み合わせて複層化した樹脂チューブ、あるいは補強材で補強されて複合樹脂ホースを構成するものとすることができる。さらにまた、前記樹脂チューブの表面に補強材として２層以上の補強層が積層されて超高圧ホースを構成するものとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、樹脂チューブ内の残留応力が解消され、耐疲労性が向上した樹脂チューブを製造することができる。また、かかる樹脂チューブは寸法安定性にも優れている。よって、本発明によれば、優れた超高圧ホースを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態につき具体的に説明する。
本発明は、樹脂材料を成型して樹脂チューブとし、得られた樹脂チューブに、その残留応力を除去するための熱処理を施すものである。樹脂材料を成形して樹脂チューブとする工程は、特に制限されるべきものではなく、例えば、溶融状態の樹脂材料を円筒ダイよりチューブ状に押し出した後、室温まで冷却して固化し、引き取る方法や、シートをマンドレルの表面に巻きつけて、シートの側縁同士を重ね合わせ、熱溶着し、次いで冷却固化する方法などとすることができる。
【００１６】
本発明において熱処理の実効が十分に発揮され得る樹脂チューブの樹脂材料は、好ましくはエンジニアリングプラスチック（エンプラ）系の高結晶性樹脂であり、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、シンジオタクチック・ポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）等が挙げられる。特に好ましくは、ＰＯＭまたはＰＥＥＫである。
【００１７】
本発明における熱処理は、成型された樹脂チューブの残留応力を除去することを目的に行うものであるため、好適には、成型された樹脂チューブの樹脂材料融点以下の温度で一定時間保持した後、常温まで徐冷する処理とする。
【００１８】
本発明における熱処理を施した樹脂チューブは、成型に伴う残留応力が除去されているため、樹脂チューブ内部での疲労起点が存在しない。このため、流体輸送時に内圧を受けた場合の初期には樹脂チューブ内側の表面に極々微小な亀裂が発生するにとどまり、早期に局部的に大きな亀裂に発展することはなくなる。また、本発明における熱処理は、樹脂チューブ内の残留応力が除去される以外に、成型後の樹脂チューブの寸法安定性向上にも寄与し、実際に、成型後の樹脂チューブの寸法安定性向上にもつながる。
【００１９】
樹脂チューブの具体的熱処理条件としては、使用する樹脂材料、成型方法および樹脂チューブの寸法等にもよるが、樹脂材料融点迄の範囲内で、１００〜１５０℃の熱処理温度範囲が好ましい。この温度が１００℃未満であると樹脂チューブ内の残留応力除去が十分に行われ難く、また、１５０℃を超えると、樹脂チューブの樹脂材料そのものの劣化が熱により促進されるおそれがある。また、熱処理時間も、使用する樹脂材料、成型方法および樹脂チューブの寸法等によるが、熱伝達（伝導）及び残留応力除去、熱による材料劣化を考慮し、０．５〜４．０時間の範囲内が好ましい。この熱処理時間が４．０時間を超えると、熱処理温度によって樹脂チューブの樹脂材料の劣化に発展する可能性がある。
【００２０】
本発明の効果が顕著に奏せられることから特に好ましい樹脂材料とされるポリアセタール（ＰＯＭ）では、前記熱処理の温度が１２０〜１４０℃で、かつ、その時間が１．０〜２．０時間の場合に最も熱処理による効果が発揮される。
【００２１】
なお、本発明において、熱処理を行う設備は温度保持が可能で、かつ、樹脂チューブ全体を一定の温度に保つことができるものであれば、特に定めはなく、例えば、所定の温度に設定された熱処理室内を、樹脂チューブを所定の速度で走行させることのできる設備などとすることができる。
【００２２】
本発明により製造された樹脂チューブは、単一材料で構成された単層樹脂チューブであっても、あるいは複数の樹脂材料を組み合わせて複層化した樹脂チューブであってもよい。また、かかる樹脂チューブを補強材で補強して複合樹脂ホースとしてもよい。複合樹脂ホースの例としては、図２に示すような、内側から、内面樹脂層（樹脂チューブ）１、第１補強層２ａ、第２補強層２ｂおよび外皮ゴム層３が順次積層されてなる構造を有する複合樹脂ホースを挙げることができる。
【００２３】
ここで、第１補強層２ａおよび第２補強層２ｂは、ビニロン、ポリエステル（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）、ポリアミド（ナイロン）、アラミド等の有機繊維またはスチールワイヤからなる補強糸を、スパイラル構造またはブレード構造にて内面樹脂層（樹脂チューブ）１の外面に編み上げ被覆することにより形成される。また、図示するように、補強層を２層以上にて形成する場合には、必要に応じて各層間に中間ゴム層または接着層（接着材）（図示せず）を設けてもよく、さらに、第１補強層２ａと内面樹脂層（樹脂チューブ）１との間に内管ゴム層または接着層（接着材）を設けてもよい。
【００２４】
特に本発明においては、樹脂チューブの耐疲労性が大幅に向上することから、かかる樹脂チューブを用いて超高圧ホースを好適に製造することができる。超高圧ホースの好適例としては、図３に示すような、内側から、内面樹脂層（樹脂チューブ）１の表面にスチールワイヤによる４層のスパイラル層２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄを巻き付け、その外側に外皮ゴム層３が積層されたものを挙げることができる。超高圧ホースのその他の好適例としては、図示はしないが、補強層として２層のスパイラル層と１層のブレード層、４層のスパイラル層と１層のブレード層、６層のスパイラル層、および８層のスパイラル層を有するものを挙げることができる。尚、超高圧用として成立すれば上記好適例以外の補強層の組み合わせでもよく、必要となる伝達圧力、流体の流量に応じて様々な補強層の組み合わせが考えられ、適宜、最適な構造を選定すればよい。因に、高圧ホースは、１気圧以上の加圧に耐え得るものをいい、超高圧ホースは７００気圧以上、実用上３０００気圧までの加圧に耐え得るものをいう。かかる超高圧ホースの用途としては、物の切断（媒体は水）や、橋脚、新空港などの超重量物のジャッキアップ（媒体は油）等が挙げられる。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
溶融状態のＰＯＭ樹脂を円筒ダイよりチューブ状に押し出した後、室温まで冷却して固化し、引き取ることにより成型したＰＯＭ樹脂チューブに、温度１３０℃、時間１．５時間の熱処理を施したＰＯＭ樹脂チューブ（実施例）と、かかる熱処理を施さなかった以外は同様にして製造したＰＯＭ樹脂チューブ（比較例）との耐疲労性を、同一条件下で両者に流体輸送により内圧２４５ＭＰａをかけることにより比較した（２４５ＭＰａの連続封入加圧）。その結果、実施例では５００時間でもＰＯＭ樹脂チューブの内表面での極々微小な亀裂の発生にとどまったのに対し、比較例では、１００時間以内でもＰＯＭ樹脂チューブ内側において局部的に大きな亀裂の発展が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】樹脂チューブの一部切欠斜視図である。
【図２】複合樹脂ホースの一部切欠斜視図である。
【図３】超高圧ホースの一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  内面樹脂層（樹脂チューブ）
２ａ  第１補強層
２ｂ  第２補強層
２ｃ，２ｄ  補強層（スパイラル層）
３  外皮ゴム層（外面樹脂層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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