(57)【要約】【課題】キンクの発生を低減でき優れた取扱性や施工性を有するホースを提供すること。【解決手段】内層チューブ２と、該内層チューブ２の外周に形成された補強層４と、該補強層４の外周に形成された外層５からなり、上記内層チューブ２と上記補強層４の間に粉体層３が形成されているホース１。上記粉体層３が、カオリンクレー粉末からなるホース１。上記補強層４が、金属線又はモノフィラメントを編組又は横巻してなるものであるホース１。上記内層チューブ２の硬度が、６５Ａ〜９７Ａであるホース。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層チューブと、該内層チューブの外周に形成された補強層と、該補強層の外周に形成された外層からなり、上記内層チューブと上記補強層の間に粉体層が形成されていることを特徴とするホース。
【請求項２】
上記粉体層が、カオリンクレー粉末からなることを特徴とする請求項１記載のホース。
【請求項３】
上記補強層が、金属線又はモノフィラメントを編組又は横巻してなるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のホース。
【請求項４】
上記内層チューブの硬度が、６５Ａ〜９７Ａであることを特徴とする請求項１〜請求項３何れか記載のホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、トイレ、台所や洗面台や浴室の水栓金具、貯水タンク、食洗機、水道用配管、その他給水給湯用配管等に好適に使用することが可能なホースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、給水給湯用配管には、主に銅やステンレス等からなる金属管が用いられていたが、金属管は硬く、柔軟性に劣るため、取扱性や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と金属線や繊維糸による補強層からなるホースの両端に、継手金具をかしめ加工により締結されたホースが配管部材として用いられるようになってきた。
【０００３】
また、給水給湯用配管が設けられるスペースは比較的狭く、さらに、使用するホースの長さは短いため、施工時にホースが無理に曲げられたりすることが多い。その結果、ホースが折れ曲がってキンクが発生することがあり、その場合、通水路が塞がれて通水ができなくなったり、通水量が減ったりすることになるため、キンクが発生し難いホースが必要とされていた。また、給水給湯用配管が設けられるような限られたスペースの中で、良好な施工性を得るためには、柔軟性に優れたホースである必要があった。
【０００４】
本発明に関連する文献として、例えば、特許文献１〜特許文献９が参考として挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６６２７４公報：ブリヂストン
【特許文献２】特開２００４−１４２２５７公報：東海ゴム工業
【特許文献３】特開２００８−２５８０７公報：ニチリン
【特許文献４】特許第４８１５０３９号公報：クラベ
【特許文献５】特許第４２６７３９５号公報：クラベ
【特許文献６】特許第４８９８０８４号公報：クラベ
【特許文献７】特許第４５８７２９１号公報：クラベ
【特許文献８】特許第５３８４８４７号公報：クラベ
【特許文献９】特許第５６１１５２１号公報：クラベ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような従来の給水給湯ホースの設計においては、キンクを防止するために、ホースを構成する各層同士の接着を強固にすることが知られている。そこで、例えば、特許文献１のように、内層チューブと補強層間又は補強層と外層間を接着させ、若しくは、内層チューブと外層間を接着させて補強層を固定し、各層を一体化することなどが提案されている。しかしながら、昨今の研究で、補強層を構成する金属線やモノフィラメントによって、優れた耐キンク性が保持されていることを確認した。この場合、内層チューブが補強層及び外層と接着しているものは、曲げによる内層チューブの変形に、補強層を構成する金属線やモノフィラメントが追従してしまうことになり、逆に金属線やモノフィラメントに折れが生じてしまって、キンクの原因となってしまうことが明らかになった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、このような従来技術の課題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、キンクの発生を低減でき優れた取扱性や施工性を有するホースを提供することにある。
【０００８】
上記目的を達成するべく、本発明によるホースは、内層チューブと、該内層チューブの外周に形成された補強層と、該補強層の外周に形成された外層からなり、上記内層チューブと上記補強層の間に粉体層が形成されていることを特徴とするものである。
また、上記粉体層が、カオリンクレー粉末からなることが考えられる。
また、上記補強層が、金属線又はモノフィラメントを編組又は横巻してなるものであることが考えられる。
また、上記内層チューブの硬度が、６５Ａ〜９７Ａであることが考えられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内層チューブと補強層が固定されず、内層チューブ及び補強層の柔軟性を充分に生かすことで、キンクの発生を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例によって得られたホースの構成を示す一部切欠斜視図である。
【図２】本発明の実施例によって得られたホースの両端に接続継手を取り付けた状態を示す一部切欠側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明において用いられる内層チューブは、樹脂やゴム、熱可塑性エラストマーなどが用いられ、これら材料の単層、或いは複数層を積層したものによって構成される。複数層を積層する場合は、給水給湯用配管として必要な性能を得るために適宜に各種材料を組合せて使用される。例えば、耐久性向上のため耐塩素性に優れる材料を最内面層に配置し、他の層として最内面層の材料より柔軟性に優れる材料を組合せることで、内層チューブの柔軟性を得ることが好ましい。さらに、キンクの発生を低減し、優れた取扱性や施工性をより向上させるために、外周側に介在層を設けた内層チューブとすることも好ましい。
【００１２】
本発明において用いられる内層チューブの材料は、樹脂やゴムなどで、耐塩素性と可撓性に優れる材料から構成されるのが良い。具体的には、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、スチレン系エラストマー、天然ゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ニトリル‐ブタジエンゴム、などが挙げられる。これらの材料から適宜に単層や複数層を構成する。この中でも、ポリオレフィン系樹脂を含有してなる組成物から構成されていることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂を含有してなる組成物の中でも、ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体とを含有してなる組成物であれば、チューブの可撓性及び耐塩素性を向上させることができるため更に好ましい。
【００１３】
ポリエチレンは、元来耐塩素性に優れた性質を有しており、種々のポリエチレンが公知であり、何を選択しても良いが、本発明では、密度が０．９４２ｇ／ｃｍ３以下となるものを適宜に選択又は組合せて使用することが好ましい。ポリエチレンの密度が０．９４２ｇ／ｃｍ３を超えてしまうと、チューブの可撓性が低下し、本発明によって得られるホースの取扱性や施工性が悪くなる傾向がある。但し、ポリエチレンの密度が０．９４２ｇ／ｃｍ３を超えてしまっても、ポリエチレンを含む層を薄くしたり、柔軟性に優れる材料を適宜配合したりすることで、柔軟性を損なわずに使用できる場合も有る。
【００１４】
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、柔軟性に優れた材料である。α−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１、４−メチルペンテン−１、ヘプテン−１、オクテン−１、デセン−１、ドデセン−１などが挙げられる。尚、エチレン−α-オレフィン共重合体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しても良い。
【００１５】
これら柔軟性及び耐塩素性に優れたポリエチレンと、柔軟性に優れたエチレン−α−オレフィン共重合体を適宜に配合すれば、特に可撓性及び耐塩素性に優れたチューブを得ることが可能となる。尚、上記組成物に、他の配合材料を加えて所望の特性を得ることも可能である。例えば、老化防止剤等を適宜に添加することによって、更に耐塩素性を向上させても良い。また、エチレン−α−オレフィン共重合体以外の柔軟性に優れる材料を適宜に添加することによって、更に柔軟性を向上させても良い。
【００１６】
内層チューブの肉厚は、０．１〜２ｍｍの範囲とすることが好ましい。肉厚が０．１ｍｍ未満では、実使用に耐え得る充分な耐塩素性を得ることが困難となったりする可能性がある。一方、肉厚が２ｍｍを超えると、可撓性が低下して曲げ難くなってしまい、本発明によって得られるホースの取扱性や施工性が悪くなってしまう可能性がある。
【００１７】
本発明では、上記の組成物を押出成形等の公知の成形手段を用いて管状に成形して、架橋を施すことが好ましい。架橋を施すのは、上記したようなポリオレフィン系樹脂は、その耐熱温度が低く、給湯ホースとして使用される場合、ホース内を移送する湯の温度は９０℃程度に達する場合もあることから、その場合は架橋を施すことによって高温での耐久性を高める必要があるからである。架橋手段としては、例えば、過酸化物架橋、シラン架橋、電子線架橋などが挙げられるが、本発明では、これらの中でも電子線架橋を採用することが好ましい。この理由としては、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なく、流体に溶出する成分が少なくでき、自由度の高い材料の選択が可能となるためである。この際、内層チューブが複数層であるなら、共押出加工によって管状に成形し、共架橋によって各層を同時に架橋することが好ましい。
【００１８】
本発明における内層チューブでは、キンクの発生を低減し、優れた取扱性や施工性をより向上させるため、上記の単層若しくは複層の架橋したチューブの外周に、介在層を設けることが考えられる。介在層の材料は樹脂やゴム、エラストマーなどで、耐キンク性と可撓性に優れる材料から構成されるのが良い。具体的には、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、スチレン系エラストマー、天然ゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ニトリル−ブタジエンゴム、などが挙げられる。この中でも、特にポリオレフィン系熱可塑性エラストマーやポリウレタン系熱可塑性エラストマーが好んで用いられる。外層の熱可塑性エラストマーは市販品をそのまま用いることができるし、市販品の熱可塑性エラストマーに老化防止剤等を適宜に添加することによって、更に耐久性を向上させても良い。外層の肉厚は、耐キンク性及び柔軟性を考慮して適宜設定すれば良い。外層に熱可塑性エラストマーを用いることで、ポリオレフィン系樹脂だけでは成し得ないゴム弾性が付与されることとなり、耐キンク性を向上させることが可能となる。介在層は、例えば、上記の単層若しくは複層の架橋したチューブを形成した後、その外周に押出成形等によって形成すれば良い。
【００１９】
内層チューブは、特に柔軟なものほど、内層チューブと補強層が固定されていないことによるキンク発生低減の効果が大きくが好ましい。内層チューブの硬度としては、６５Ａ〜９７Ａであることが好ましい。特に、内層チューブが複数層の場合、最も硬度が高い層が９７Ａ以下であり、且つ、各層の硬度の平均が７０Ａ〜９０Ａであることが好ましい。また、耐久性向上及び柔軟性向上の両立のため、最内側になる層の硬度はその外側の層の硬度より硬い材料からなることが好ましい。最内層は耐久性向上のため、好ましくは８５Ａ〜９７Ａの材料からなり、柔軟性を考慮すると８５Ａ〜９５Ａの材料からなることが好ましい。第二内層は耐久性と柔軟性の両立のため、好ましくは６５Ａ〜８５Ａの材料からなり、耐久性を考慮すると７０Ａ〜８５Ａの材料からなることが好ましい。尚、硬度の測定方法としては、ＪＩＳ−Ｋ−７３１１によるスプリング式Ａ型硬度計を用いて測定することができる。
【００２０】
本発明においては、上記した内層チューブの外周に補強層を形成される。補強層を構成する材料としては、金属線、モノフィラメントが挙げられる。モノフィラメントとしては、各種有機系や無機系などを用いることができ、例えば、ポリエステル、ナイロン、ビニロン、アラミド、レーヨン、ポリエチレン、ポリフェニレンスルフィドなどが挙げられる。耐キンク性に対しては特に弾性が良く、反発性の高いものが好ましい。モノフィラメントは複層であっても良い。金属線としては、軟質ステンレス鋼線、硬質ステンレス鋼線、真鍮線、チタン合金線などの金属細線が上げられる。耐キンク性に対しては特に弾性が良く、反発性の高いものが好ましい。この補強層により、ホースに充分な破壊圧力を付与することができ、より大きな耐久性を付与することができる。補強層としては、線状体の編組又は巻回から構成されるが、補強層のズレが少ないことから編組が好んで用いられる。もちろん、補強層は多層であっても良い。
【００２１】
ここで、本発明においては、上記内層チューブと上記補強層の間に粉体層が形成される。粉体層を構成する材料としては、金属酸化物粉末、金属水酸化物粉末、金属炭酸塩粉末、ケイ酸塩（含水ケイ酸塩を含む）粉末、金属粉末、樹脂粉末などが挙げられる。金属酸化物粉末としては、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛などが挙げられ、金属水酸化物粉末としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、などが挙げられ、金属炭酸塩粉末としては、例えば、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、などが挙げられ、ケイ酸塩粉末としては、例えば、ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸バリウム、ケイ酸アルミニウム、シリカ、などが挙げられる。樹脂粉末としては、耐熱性が高く化学的に安定しているフッ素樹脂やシリコーン樹脂の粉末が挙げられる。これらの中でも、人体に無害で溶出しにくいものが好ましく選定され、且つ、継手引抜力などの補強の点から内層チューブと補強層が滑り難い性質のものが好ましい。そのような観点から、ケイ酸塩粉末が好ましく、特に、カオリンクレーと称されるケイ酸アルミニウム系の粉末が好ましい。粉体層の形成に当たっては、例えば、上記した粉末を水や有機溶剤等の分散媒中に分散させてスラリー状等の懸濁液にしたものを塗布し分散媒を乾燥等により除去する方法、粉末原料の溶液を塗布し溶媒を乾燥等により除去して粉末を析出する方法、粉末の反応前駆体を内層チューブの最外面に塗布等で配置し加熱等によって前駆体を反応させ粉末を合成する方法、内層チューブを帯電させて静電気によって粉末を付着させる方法、内層チューブの最外面にタック性を有する材料を使用して粉末を付着させる方法などが考えられるが、内層チューブや粉体層の構成材料、寸法等により適宜設計すればよく、これらの方法に限定されない。尚、粉末を分散させた懸濁液を塗布し分散媒を除去する方法を用いた場合、分散媒を除去した後の残渣が塗膜状となるものは好ましくなく、粉末状となるものが好ましく用いられる。このような方法によって粉体層を形成した外周に、上記のように補強層を形成すればよい。また、モノフィラメントや金属線の側に粉体層を構成する材料を付着等させて補強層を形成した場合も、同様に、内層チューブと補強層の間に粉体層を形成したこととなる。また、粉体層は、内層チューブを完全に覆うように形成される必要はなく、少なくとも補強層を構成するモノフィラメントや金属線が存在する位置に形成されていれば良い。また、粉体に表面処理（変性処理）を施し、内層チューブ若しくはモノフィラメント又は金属線に付着し易くすることや、内層チューブ外表面を適度に荒らして粉体が保持され易い状態にすることも考えられる。
【００２２】
本発明においては、上記した補強層の外周に外層が形成される。外層の構成材料としては、種々の樹脂材料、ゴム材料、エラストマー材料など、上記介在層の構成材料で説明したような公知の材料から任意に選ばれるが、耐キンク性、耐摩耗性、耐傷付き性、機械的強度、耐油性、耐薬品性、ゴム弾性、柔軟性に優れる材料であるウレタン系のポリマーが好ましい。なお、補強層と外層の間に上記の粉体層が形成されていても良い。
【００２３】
また、このような外層を形成することにより、曲げに対するキンクの発生をより低減させることが可能であり、またホースの表面にゴミや汚れが付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、耐汚れ性を向上させることができる。
【００２４】
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。
【実施例】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施例を比較例と併せて説明する。
【００２６】
実施例１
図１は、本発明ホース１の切欠斜視図である。まず、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を異なる２種類の組成物となるよう混合し、これらを合計肉厚１．１ｍｍの二層（最内層２ａ（硬度９１Ａ、肉厚０．２ｍｍ），第二内層２ｂ（硬度７５Ａ、肉厚０．９ｍｍ））の管状に押出成形した後、電子線を照射して架橋を施し、二層構造のチューブとし、内層チューブ２とした。この内層チューブ２の外周に、カオリンクレー粉末（平均粒径４５μｍ以下：レーザー回析式粒度分布測定器による測定）を直接塗布することで、粉体層３を形成した。次に、ＳＵＳ３０４ＷＰＢφ０．３０ｍｍの金属線について、粉体層３の外周に、引き揃え本数２本、打数３２本、編組角度５４度でブレードし、補強層４を形成した。次に、補強層４の外周に、硬度７５Ａのポリウレタン系エラストマーを押出被覆して外層５を形成した。このようにして得られたホース１は、内径は１２．８ｍｍ、外径は１７．０ｍｍであった。尚、硬度の測定方法としては、ＪＩＳ−Ｋ−７３１１によるスプリング式Ａ型硬度計を用いて測定した。
【００２７】
実施例２
上記粉体層３として、カオリンクレー粉末の代わりにタルク粉末を使用した他は、実施例１と同様の材料・構成・製造方法にてホース１を得た。このようにして得られたホース１は、内径は１２．８ｍｍ、外径は１７．０ｍｍであった。
【００２８】
実施例３
上記粉体層３として、カオリンクレー粉末の代わりにシリコーン系平滑剤を使用し、水分を乾燥させたものとした他は、実施例１と同様の材料・構成・製造方法にてホース１を得た。尚、このシリコーン系平滑剤は、水分乾燥後にシリコーン樹脂粉末が残渣として残るものである。このようにして得られたホース１は、内径は１２．８ｍｍ、外径は１７．０ｍｍであった。
【００２９】
比較例１
上記粉体層３を形成しない他は、実施例１と同様の材料・構成・製造方法にてホース１を得た。このようにして得られたホース１は、内径は１２．８ｍｍ、外径は１７．０ｍｍであった。
【００３０】
このようにして得られた各ホースを試料として、耐キンク性、柔軟性、継手引抜力についての試験を行った。尚、これらの試験の内、継手引抜力の試験については、図２に示すように、ホース両端に接続継手加工を施したもので行った。本試験で使用した接続継手１０は、銅合金等からなるノズル１１、銅合金等からなるナット１２、ＳＵＳ３０４等からなるスリーブ１３から構成されている。接続継手加工の方法としては、まず、かしめ前のスリーブ１３をホース１に配置した状態で、ナット１２に予め通したノズル１１をホース１の内側に挿入した。そして、スリーブ１３をノズル１１に対して略同心円筒状に押圧変形させて、かしめ加工を施すことによって行った。尚、上記試験の結果については表１に示す。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
実施例１，２，３及び比較例１によって得られた４種類のホースを試料として、耐キンク性（取扱性、施工性）の確認としてキンク半径についての評価試験を行った。キンク半径については、各試料を曲げていき、ホースがキンクして折れ曲がる最小の半径を測定した。尚、試験温度は２５℃とした。
【００３３】
給水・給湯として実際に用いるホースは、取扱性、施工性を向上させるため、柔軟で容易にキンクしないことが必要であることから、キンク半径はホース外径の半分以下であることが好ましく、もちろん、より小さいキンク半径であるほうが良い。表１によれば、実施例１，２，３ではキンク半径がホース外径の半分以下であることから、優れた耐キンク性を示し、より小さい曲げ半径で曲げた場合にもキンクが発生しないことが認められた。又、比較例１については、キンク半径がホース外径の半分より大きいことから、実施例１，２，３と比較するとキンクしやすくなっている。試験後にホースを切り開いて確認したところ、内層チューブと補強層が接着して固定されていることが確認された。
【００３４】
次に、実施例１，２，３及び比較例１によって得られた４種類のホースを試料として、柔軟性（取扱性、施工性）の評価試験として、曲げ反力の測定を行った。曲げ反力は、半径５０ｍｍに曲げた際の反力を測定した。尚、試験温度は２５℃とした。
【００３５】
狭い位置や奥まった位置にホースを取り付けする際には、軽微な力でホースを曲げられることが必要であるため、本試験による曲げ反力が小さい方が良く、特に、曲げ反力が１６Ｎ以下となることが好ましい。表１によれば、実施例及び比較例のいずれのホースにおいても、曲げ反力が１６Ｎ以下であり、特に優れた柔軟性を有していることが確認された。又、比較例１に対し、実施例１，２，３は曲げ反力がわずかに小さくなっていることがわかる。
【００３６】
次に、実施例１，２，３及び比較例１によって得られた４種類のホースについて、継手引抜力の測定を行った。継手引抜力は、ホース両端のナット１２と試験装置を接続し、荷重をホースに徐々にかけていき、継手が抜ける力を測定した。尚、試験温度は２５℃とした。
【００３７】
給水給湯用ホースとして使用する際には、０．７ｋＮ以上の継手引抜力を有することが好ましい。表１によれば、いずれのホースも０．７ｋＮ以上となった。実施例１，２，３の中では、実施例１が最も高い結果となった。これは、内層チューブと補強層の間の滑り性の違いにより、補強層が抜けにくいことに起因すると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上説明したとおり、本発明のホースは、キンクの発生を低減でき優れた取扱性や施工性を有する。従って、例えば、トイレ、台所や洗面台や浴室の水栓金具、貯水タンク、食洗機、水道用配管、その他給水給湯用配管等など幅広い用途で好適に使用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    ホース
２    内層チューブ
２ａ    最内層
２ｂ    第二内層
３    粉体層
４    補強層
５    外層
【図１】
2016138633.tif 000004
【図２】
2016138633.tif 000005