ホース
【課題】取扱性や施工性に優れた柔軟性を有するとともに、耐久性が著しく向上したホースを提供すること。
【解決手段】最内層と、該最内層に隣接する第二内層、該第二内層よりも更に外側に配置される外層とを少なくとも有する三層以上からなるチューブが、最も内側に配置され、上記最内層と上記第二内層がともにポリオレフィン系樹脂からなり、上記外層が熱可塑性エラストマーからなり、上記最内層の硬度が上記第二内層の硬度より硬く、上記最内層と上記第二内層の合計厚さが１．１〜２．０ｍｍであるホース。上記最内層の硬度が４５Ｄ〜７０Ｄであり、上記第二内層の硬度が６５Ａ〜４４Ｄであるホース。上記最内層と上記第二内層が共押出により成型されるとともに、電子線照射により共架橋されたものであるホース
【解決手段】最内層と、該最内層に隣接する第二内層、該第二内層よりも更に外側に配置される外層とを少なくとも有する三層以上からなるチューブが、最も内側に配置され、上記最内層と上記第二内層がともにポリオレフィン系樹脂からなり、上記外層が熱可塑性エラストマーからなり、上記最内層の硬度が上記第二内層の硬度より硬く、上記最内層と上記第二内層の合計厚さが１．１〜２．０ｍｍであるホース。上記最内層の硬度が４５Ｄ〜７０Ｄであり、上記第二内層の硬度が６５Ａ〜４４Ｄであるホース。上記最内層と上記第二内層が共押出により成型されるとともに、電子線照射により共架橋されたものであるホース
【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、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。また、近年の住宅長寿命化に伴い、給水給湯配管についても今まで以上の耐久性を求められる。このような点から、ホースの柔軟性を損なうことなく、耐久性の優れたホースが要求されていた。
【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６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】特許第４２８０２８１号：ニチリン
【特許文献２】特許第４２６２８８２号：ニチリン
【特許文献３】特許第４１５２０５９号：十川ゴム、住友ベークライト
【特許文献４】特許第３８９３６３９号：ブリヂストン
【特許文献５】特開２００９−２２８７５３：ブリヂストン
【特許文献６】特開２００９−０４７２６８：ブリヂストン
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これまで給水給湯ホースの耐久性を向上させるために、最内層として、架橋ポリエチレン、ポリブテン、高密度ポリエチレン、メタロセン系触媒を用いて製造されたポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂が用いられてきた。また柔軟性を向上させるために、内面層チューブの外層として、エラストマーや熱可塑性樹脂、架橋ポリオレフィン樹脂が用いられてきた。
【０００７】
しかしながら、上記のような最内層に用いられるポリオレフィンは比較的硬度の硬い樹脂であるため、柔軟性を確保するためには最内層は薄くする必要がある。一方、耐久性の面を考慮すると、最内層を薄くした場合、耐久性の著しい向上を見込むことはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、取扱性や施工性に優れた柔軟性を有するとともに、耐久性が著しく向上したホースを提供することにある。
【０００９】
上記目的を達成するべく、本発明の請求項１によるホースは、最内層と、該最内層に隣接する第二内層、該第二内層よりも更に外側に配置される外層とを少なくとも有する三層以上からなるチューブが、最も内側に配置されるホースにおいて、上記最内層と上記第二内層がともにポリオレフィン系樹脂からなり、上記外層が熱可塑性エラストマーからなり、上記最内層の硬度が上記第二内層の硬度より硬く、上記最内層と上記第二内層の合計厚さが１．１〜２．０ｍｍであることを特徴とするものである。 又、請求項２記載のホースは、上記最内層の硬度が４５Ｄ〜７０Ｄであり、上記第二内層の硬度が６５Ａ〜４４Ｄであることを特徴とするものである。 又、請求項３記載のホースは、上記チューブにおいて用いられるポリオレフィン系樹脂が、架橋ポリエチレン樹脂、架橋ポリオレフィン樹脂、ポリブテン樹脂から選ばれたものであることを特徴とするものである。 又、請求項４記載のホースは、上記チューブにおいて、上記最内層と上記第二内層が共押出により成型されるとともに、電子線照射により共架橋されたものであることを特徴とするものである。 又、請求項５記載のホースは、上記外層の熱可塑性エラストマーが、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーまたはポリウレタン系熱可塑性エラストマーであることを特徴とするものである。
又、請求項６記載のホースは、上記インナーチューブの外周に補強層又は補強管を有することを特徴とするものである
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、取扱時の柔軟性を得ることができると共に、耐久性を著しく向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において用いられるチューブの最内層、及び、最内層に隣接する第二内層の材料は、ポリオレフィン系樹脂で構成される。具体的には、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、３メチル−ブテン−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等の炭素数２以上のα−オレフィンの単独重合体、これら２種類以上のモノマーのランダムまたはブロック重合体、もしくは、炭素数２以上のα−オレフィンを主成分とし、他のモノマーとのランダムまたはブロック、グラフト等の重合体、あるいはこれらの混合物や架橋物、などが挙げられる。この中でも、ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体の混合物を架橋させたものであれば、チューブの柔軟性及び耐久性を容易にコントロールできるため、好ましい。また、ポリエチレンとしては、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどがあり、柔軟性等を考慮して適宜選定すればよい。
【００１３】
本発明において用いられるチューブの最内面及び第二内層には、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、更に耐久性を向上させても良い。
【００１４】
チューブの最内層と第二内層の合計厚みは、１．１ｍｍ〜２．０ｍｍに設定さされる。１．１ｍｍ未満では優れた耐久性を得られなくなり、２．０ｍｍより厚いと材料の硬さによっては柔軟性を損ねる恐れがある。柔軟性を考慮すると、１．１ｍｍ〜１．６ｍｍに設定されることが好ましい。また、最内層の厚みは、好ましくは０．１ｍｍ〜１．３ｍｍ、更に好ましくは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍに設定されることが好ましい。最内層が０．１ｍｍ未満であると、耐久性が不十分となることがあるとともに、製造が困難となるおそれがある。また、最内層が１．３ｍｍを超えると、柔軟性が損なわれるおそれがある。
【００１５】
耐久性向上及び柔軟性向上の両立のため、最内層の硬度は第二内層の硬度より硬い材料からなる。最内層は耐久性向上のため、好ましくは４５Ｄ〜７０Ｄの材料からなり、柔軟性を考慮すると４５Ｄ〜６０Ｄ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〜４４Ｄの材料からなり、耐久性を考慮すると７０Ａ〜４４Ｄの材料からなることが好ましい。尚、硬さの測定方法としては、ＪＩＳ−Ｋ−７３１１によるスプリング式Ａ型硬度計又はスプリング式Ｄ型硬度計を用いて測定することができる。
【００１６】
本発明では、最内層と第二内層を一体化させるため、共押出成形等の成形手段を用いて管状に成形して、共架橋することが好ましい。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、電子線架橋、シラン架橋、過酸化物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。このような点より、本発明においては、最内層と第二内層を電子線架橋によって共架橋することが最も好ましい。
【００１７】
上記のように本発明においては、比較的硬い最内層と、比較的柔らかい第二内層が、同じ系統の材料であるポリオレフィン系樹脂から構成されて隣接している構造である。このように、最も内側の位置が比較的硬い最内層となっているため、本発明のホースは、耐久性を向上させることができるものである。更に、比較的柔らかい第二内層がこの最内層を覆い、比較的硬い最内層を最小限としている構造となっているため、柔軟性を犠牲にすることもなく、耐久性を向上させることができる。特に、最内層及び第二内層に老化防止剤を添加した場合、使用環境における時間経過によって最内層中の老化防止剤が徐々に消費された場合でも、第二内層も同系の材料であるために、第二内層から最内層への老化防止剤の移行がスムーズになされ、更に耐久性を向上させることができる。このような老化防止剤の移行は、最内層と第二内層とが共押出によって成形され、且つ、共架橋された場合、特にスムーズなものとなる。このような観点からも、最内層と第二内層が共押出によって成形され、且つ、共架橋されることが好ましい。
【００１８】
本発明では、上記の第二内層の更に外側に、外層を設けることとなる。外層の材料は熱可塑性エラストマーからなり、耐キンク性と柔軟性に優れる材料から構成されるのが良い。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、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。尚、第二内層と外層の間や外層の更に外側に他の層を設けても構わない。
【００１９】
本発明においては、上記したチューブの外周に補強層又は補強管を形成することが好ましい。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、繊維の集合体である繊維糸等の線状体が挙げられる。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。補強管としては、金属製又は樹脂製のチューブ、管、コイル状チューブ、蛇腹状チューブ、編み上げ状チューブ、等が好適に選択される。
【００２０】
本発明においては、上記した補強層の外周にカバー層を形成しても良い。カバー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、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。
【００２１】
曲げに対するキンクの発生をより低減させるために、本発明におけるカバー層と補強層を構成する線状体とを接着させることが好ましい。熱可塑性ポリマーが被覆された線状体を含む補強層の外側に、該熱可塑性ポリマーと同系ポリマーの材料を含むカバー層を成形することで、カバー層の成形時の熱により溶融接着する。ここで言う同系とは、例えば、ウレタン系同士、オレフィン系同士、エステル系同士、ナイロン系同士などを指し、より具体的には、ウレタン系エラストマーとウレタン系樹脂のような関係のことを指す。このような観点から、上記カバー層がウレタン系のポリマーの場合、上記線状体に被覆される熱可塑性ポリマーは、ポリウレタン系エラストマー又はポリウレタン系樹脂を含有してなる組成物から構成されているものが好適に用いられる。
【００２２】
また、このようなカバー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。
【００２３】
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。
【００２４】
このように、チューブ各層の材料、硬度、厚さを適宜設定することで、耐久性と柔軟性の両方が優れることとなる。
【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、本発明給水給湯ホース１の切欠斜視図である。まず、硬度が５２Ｄとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を９０：１０の比率で混合して老化防止剤を添加し、最内層２ａを構成する材料とする。次に、硬度が４２Ｄとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を８０：２０の比率で混合して老化防止剤を添加し、第二内層２ｂを構成する材料とする。これら材料により、最内層２ａの厚さが０．３ｍｍ、第二内層２ｂの厚さが１．０ｍｍ、最内層２ａと第二内層２ｂの合計厚さが１．３ｍｍとなるように二層の管状に共押出成形した後、電子線を照射して共架橋を施す。そして、第二内層２ｂの外周に、市販のオレフィン系エラストマーをそのまま押出被覆して外層２ｃとし、合計厚さが２．８ｍｍの三層構造のチューブ２とした。チューブ２の上には、マレイン酸変性したオレフィン系接着剤を塗布する。その外周に、１６７０デシテックス、撚り数１００回／ｍのポリエステル繊維を６本引き揃え、打数（立本数）２４本、編組角度５４度で編組し、チューブ２の外周に補強層３を形成した。６本のポリエステル繊維の内、３本はポリウレタン系樹脂を被覆したものであり、残りの３本はポリウレタン系樹脂を被覆していないものである。次に、補強層３の外周に、ポリウレタン系エラストマーを厚さが０．９５ｍｍとなるように押出被覆してカバー層４を形成した。このようにして得られたホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００２７】
実施例２
最内層２ａを構成する材料として、硬度が７０Ｄとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を比率９８：２で混合したものとし、第二内層２ｂを構成する材料として、硬度を４４Ｄとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を比率８５：１５で混合したものとした他は、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。このようにして得られたホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００２８】
実施例３
最内層２ａを構成する材料として、硬度が４５Ｄとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を比率９０：１０で混合したものとし、第二内層３ｂを構成する材料として、硬度を６５Ａとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を比率５：９５で混合したものとした他は、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。このようにして得られたホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００２９】
実施例４
最内層２ａの厚さを０．２ｍｍ、第二内層２ｂの厚さを０．９ｍｍとし、最内層２ａと第二内層２ｂの合計厚さを１．１ｍｍ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。このようにして得られたホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００３０】
最内層２ａの厚さを０．３ｍｍ、第二内層２ｂの厚さを１．７ｍｍとし、最内層２ａと第二内層２ｂの合計厚さを２．０ｍｍ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。このようにして得られたホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００３１】
また、実施例１における最内層を構成する材料を第二内層とし、実施例１における第二内層を構成する材料を最内層としたものを比較例１とした。また、実施例１における最内層を構成する材料を最内層とし、第二内層を設けなかったものを比較例２とした。実施例１における第二内層を構成する材料を最内層とし、第二内層を設けなかったものを比較例３とした。また、実施例１について、最内層と第二内層の合計厚さを１．０ｍｍとしたものを比較例４とした。また、実施例１について、最内層と第二内層の合計厚さを２．１ｍｍとしたものを比較例５とした。これら比較例１〜５によるホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００３２】
このようにして得られた各ホースを試料として、柔軟性、耐久性についての試験を行った。柔軟性の試験については、半径１００ｍｍに曲げた際の応力を測定し、４０Ｎ以下のものは◎、４０Ｎを超えていたものの実使用上問題ない程度のものは○、４０Ｎを超えており実使用に問題を生じていたものは△、曲げることが非常に困難であったものは×とした。耐久性の試験については、塩素通水試験にて破壊に至るまでの時間を確認し、９０００時間を超えても破壊に至らなかったものは◎、９０００時間程度で破壊したが実使用上問題がない程度のものは○、９０００時間に到達する前に破壊するために使用用途を限定する必要があるものは△とした。塩素通水試験の条件は、液温：９０℃、塩素濃度：５０ｐｐｍ、ｐＨ：６．６とした。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１によれば、本発明にかかる給水給湯ホースは、柔軟性と耐久性の両方の項目において良好な結果である。
【００３５】
表１によれば、比較例１の結果から、第二内層の硬度が最内層の硬度より硬いと、柔軟性が不良となった。比較例２の結果から、ポリオレフィン系樹脂の層が単層で比較的硬いもの（硬度５２Ｄ）であると柔軟性が不良となった。この比較例２に対して、ポリオレフィン系樹脂の層をやや軟らかいもの（硬度４２Ｄ）にしたのが比較例３であるが、柔軟性は合格になったものの、耐久性がやや不十分な結果となった。比較例４及び５の結果から、最内層と第二内層の合計厚さが１．１ｍｍ未満になると耐久性がやや不十分となり、２．０ｍｍを超えると柔軟性がやや不良の結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上説明したとおり、本発明のホースは、優れた柔軟性と耐久性を有したものである。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】
【００３７】
１ ホース
２ チューブ
２ａ 最内層
２ｂ 第二内層
２ｃ 外層
３ 補強層
４ カバー層
【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、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。また、近年の住宅長寿命化に伴い、給水給湯配管についても今まで以上の耐久性を求められる。このような点から、ホースの柔軟性を損なうことなく、耐久性の優れたホースが要求されていた。
【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６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】特許第４２８０２８１号：ニチリン
【特許文献２】特許第４２６２８８２号：ニチリン
【特許文献３】特許第４１５２０５９号：十川ゴム、住友ベークライト
【特許文献４】特許第３８９３６３９号：ブリヂストン
【特許文献５】特開２００９−２２８７５３：ブリヂストン
【特許文献６】特開２００９−０４７２６８：ブリヂストン
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これまで給水給湯ホースの耐久性を向上させるために、最内層として、架橋ポリエチレン、ポリブテン、高密度ポリエチレン、メタロセン系触媒を用いて製造されたポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂が用いられてきた。また柔軟性を向上させるために、内面層チューブの外層として、エラストマーや熱可塑性樹脂、架橋ポリオレフィン樹脂が用いられてきた。
【０００７】
しかしながら、上記のような最内層に用いられるポリオレフィンは比較的硬度の硬い樹脂であるため、柔軟性を確保するためには最内層は薄くする必要がある。一方、耐久性の面を考慮すると、最内層を薄くした場合、耐久性の著しい向上を見込むことはできない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、取扱性や施工性に優れた柔軟性を有するとともに、耐久性が著しく向上したホースを提供することにある。
【０００９】
上記目的を達成するべく、本発明の請求項１によるホースは、最内層と、該最内層に隣接する第二内層、該第二内層よりも更に外側に配置される外層とを少なくとも有する三層以上からなるチューブが、最も内側に配置されるホースにおいて、上記最内層と上記第二内層がともにポリオレフィン系樹脂からなり、上記外層が熱可塑性エラストマーからなり、上記最内層の硬度が上記第二内層の硬度より硬く、上記最内層と上記第二内層の合計厚さが１．１〜２．０ｍｍであることを特徴とするものである。 又、請求項２記載のホースは、上記最内層の硬度が４５Ｄ〜７０Ｄであり、上記第二内層の硬度が６５Ａ〜４４Ｄであることを特徴とするものである。 又、請求項３記載のホースは、上記チューブにおいて用いられるポリオレフィン系樹脂が、架橋ポリエチレン樹脂、架橋ポリオレフィン樹脂、ポリブテン樹脂から選ばれたものであることを特徴とするものである。 又、請求項４記載のホースは、上記チューブにおいて、上記最内層と上記第二内層が共押出により成型されるとともに、電子線照射により共架橋されたものであることを特徴とするものである。 又、請求項５記載のホースは、上記外層の熱可塑性エラストマーが、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーまたはポリウレタン系熱可塑性エラストマーであることを特徴とするものである。
又、請求項６記載のホースは、上記インナーチューブの外周に補強層又は補強管を有することを特徴とするものである
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、取扱時の柔軟性を得ることができると共に、耐久性を著しく向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において用いられるチューブの最内層、及び、最内層に隣接する第二内層の材料は、ポリオレフィン系樹脂で構成される。具体的には、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン−１、ヘキセン−１、３メチル−ブテン−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等の炭素数２以上のα−オレフィンの単独重合体、これら２種類以上のモノマーのランダムまたはブロック重合体、もしくは、炭素数２以上のα−オレフィンを主成分とし、他のモノマーとのランダムまたはブロック、グラフト等の重合体、あるいはこれらの混合物や架橋物、などが挙げられる。この中でも、ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体の混合物を架橋させたものであれば、チューブの柔軟性及び耐久性を容易にコントロールできるため、好ましい。また、ポリエチレンとしては、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどがあり、柔軟性等を考慮して適宜選定すればよい。
【００１３】
本発明において用いられるチューブの最内面及び第二内層には、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、更に耐久性を向上させても良い。
【００１４】
チューブの最内層と第二内層の合計厚みは、１．１ｍｍ〜２．０ｍｍに設定さされる。１．１ｍｍ未満では優れた耐久性を得られなくなり、２．０ｍｍより厚いと材料の硬さによっては柔軟性を損ねる恐れがある。柔軟性を考慮すると、１．１ｍｍ〜１．６ｍｍに設定されることが好ましい。また、最内層の厚みは、好ましくは０．１ｍｍ〜１．３ｍｍ、更に好ましくは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍに設定されることが好ましい。最内層が０．１ｍｍ未満であると、耐久性が不十分となることがあるとともに、製造が困難となるおそれがある。また、最内層が１．３ｍｍを超えると、柔軟性が損なわれるおそれがある。
【００１５】
耐久性向上及び柔軟性向上の両立のため、最内層の硬度は第二内層の硬度より硬い材料からなる。最内層は耐久性向上のため、好ましくは４５Ｄ〜７０Ｄの材料からなり、柔軟性を考慮すると４５Ｄ〜６０Ｄ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〜４４Ｄの材料からなり、耐久性を考慮すると７０Ａ〜４４Ｄの材料からなることが好ましい。尚、硬さの測定方法としては、ＪＩＳ−Ｋ−７３１１によるスプリング式Ａ型硬度計又はスプリング式Ｄ型硬度計を用いて測定することができる。
【００１６】
本発明では、最内層と第二内層を一体化させるため、共押出成形等の成形手段を用いて管状に成形して、共架橋することが好ましい。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、電子線架橋、シラン架橋、過酸化物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。このような点より、本発明においては、最内層と第二内層を電子線架橋によって共架橋することが最も好ましい。
【００１７】
上記のように本発明においては、比較的硬い最内層と、比較的柔らかい第二内層が、同じ系統の材料であるポリオレフィン系樹脂から構成されて隣接している構造である。このように、最も内側の位置が比較的硬い最内層となっているため、本発明のホースは、耐久性を向上させることができるものである。更に、比較的柔らかい第二内層がこの最内層を覆い、比較的硬い最内層を最小限としている構造となっているため、柔軟性を犠牲にすることもなく、耐久性を向上させることができる。特に、最内層及び第二内層に老化防止剤を添加した場合、使用環境における時間経過によって最内層中の老化防止剤が徐々に消費された場合でも、第二内層も同系の材料であるために、第二内層から最内層への老化防止剤の移行がスムーズになされ、更に耐久性を向上させることができる。このような老化防止剤の移行は、最内層と第二内層とが共押出によって成形され、且つ、共架橋された場合、特にスムーズなものとなる。このような観点からも、最内層と第二内層が共押出によって成形され、且つ、共架橋されることが好ましい。
【００１８】
本発明では、上記の第二内層の更に外側に、外層を設けることとなる。外層の材料は熱可塑性エラストマーからなり、耐キンク性と柔軟性に優れる材料から構成されるのが良い。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、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。尚、第二内層と外層の間や外層の更に外側に他の層を設けても構わない。
【００１９】
本発明においては、上記したチューブの外周に補強層又は補強管を形成することが好ましい。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、繊維の集合体である繊維糸等の線状体が挙げられる。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。補強管としては、金属製又は樹脂製のチューブ、管、コイル状チューブ、蛇腹状チューブ、編み上げ状チューブ、等が好適に選択される。
【００２０】
本発明においては、上記した補強層の外周にカバー層を形成しても良い。カバー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、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。
【００２１】
曲げに対するキンクの発生をより低減させるために、本発明におけるカバー層と補強層を構成する線状体とを接着させることが好ましい。熱可塑性ポリマーが被覆された線状体を含む補強層の外側に、該熱可塑性ポリマーと同系ポリマーの材料を含むカバー層を成形することで、カバー層の成形時の熱により溶融接着する。ここで言う同系とは、例えば、ウレタン系同士、オレフィン系同士、エステル系同士、ナイロン系同士などを指し、より具体的には、ウレタン系エラストマーとウレタン系樹脂のような関係のことを指す。このような観点から、上記カバー層がウレタン系のポリマーの場合、上記線状体に被覆される熱可塑性ポリマーは、ポリウレタン系エラストマー又はポリウレタン系樹脂を含有してなる組成物から構成されているものが好適に用いられる。
【００２２】
また、このようなカバー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。
【００２３】
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。
【００２４】
このように、チューブ各層の材料、硬度、厚さを適宜設定することで、耐久性と柔軟性の両方が優れることとなる。
【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、本発明給水給湯ホース１の切欠斜視図である。まず、硬度が５２Ｄとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を９０：１０の比率で混合して老化防止剤を添加し、最内層２ａを構成する材料とする。次に、硬度が４２Ｄとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を８０：２０の比率で混合して老化防止剤を添加し、第二内層２ｂを構成する材料とする。これら材料により、最内層２ａの厚さが０．３ｍｍ、第二内層２ｂの厚さが１．０ｍｍ、最内層２ａと第二内層２ｂの合計厚さが１．３ｍｍとなるように二層の管状に共押出成形した後、電子線を照射して共架橋を施す。そして、第二内層２ｂの外周に、市販のオレフィン系エラストマーをそのまま押出被覆して外層２ｃとし、合計厚さが２．８ｍｍの三層構造のチューブ２とした。チューブ２の上には、マレイン酸変性したオレフィン系接着剤を塗布する。その外周に、１６７０デシテックス、撚り数１００回／ｍのポリエステル繊維を６本引き揃え、打数（立本数）２４本、編組角度５４度で編組し、チューブ２の外周に補強層３を形成した。６本のポリエステル繊維の内、３本はポリウレタン系樹脂を被覆したものであり、残りの３本はポリウレタン系樹脂を被覆していないものである。次に、補強層３の外周に、ポリウレタン系エラストマーを厚さが０．９５ｍｍとなるように押出被覆してカバー層４を形成した。このようにして得られたホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００２７】
実施例２
最内層２ａを構成する材料として、硬度が７０Ｄとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を比率９８：２で混合したものとし、第二内層２ｂを構成する材料として、硬度を４４Ｄとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を比率８５：１５で混合したものとした他は、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。このようにして得られたホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００２８】
実施例３
最内層２ａを構成する材料として、硬度が４５Ｄとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を比率９０：１０で混合したものとし、第二内層３ｂを構成する材料として、硬度を６５Ａとなるように、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を比率５：９５で混合したものとした他は、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。このようにして得られたホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００２９】
実施例４
最内層２ａの厚さを０．２ｍｍ、第二内層２ｂの厚さを０．９ｍｍとし、最内層２ａと第二内層２ｂの合計厚さを１．１ｍｍ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。このようにして得られたホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００３０】
最内層２ａの厚さを０．３ｍｍ、第二内層２ｂの厚さを１．７ｍｍとし、最内層２ａと第二内層２ｂの合計厚さを２．０ｍｍ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。このようにして得られたホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００３１】
また、実施例１における最内層を構成する材料を第二内層とし、実施例１における第二内層を構成する材料を最内層としたものを比較例１とした。また、実施例１における最内層を構成する材料を最内層とし、第二内層を設けなかったものを比較例２とした。実施例１における第二内層を構成する材料を最内層とし、第二内層を設けなかったものを比較例３とした。また、実施例１について、最内層と第二内層の合計厚さを１．０ｍｍとしたものを比較例４とした。また、実施例１について、最内層と第二内層の合計厚さを２．１ｍｍとしたものを比較例５とした。これら比較例１〜５によるホース１は、内径は１５ｍｍ、外径は２４ｍｍであった。
【００３２】
このようにして得られた各ホースを試料として、柔軟性、耐久性についての試験を行った。柔軟性の試験については、半径１００ｍｍに曲げた際の応力を測定し、４０Ｎ以下のものは◎、４０Ｎを超えていたものの実使用上問題ない程度のものは○、４０Ｎを超えており実使用に問題を生じていたものは△、曲げることが非常に困難であったものは×とした。耐久性の試験については、塩素通水試験にて破壊に至るまでの時間を確認し、９０００時間を超えても破壊に至らなかったものは◎、９０００時間程度で破壊したが実使用上問題がない程度のものは○、９０００時間に到達する前に破壊するために使用用途を限定する必要があるものは△とした。塩素通水試験の条件は、液温：９０℃、塩素濃度：５０ｐｐｍ、ｐＨ：６．６とした。
【００３３】
【表１】
【００３４】
表１によれば、本発明にかかる給水給湯ホースは、柔軟性と耐久性の両方の項目において良好な結果である。
【００３５】
表１によれば、比較例１の結果から、第二内層の硬度が最内層の硬度より硬いと、柔軟性が不良となった。比較例２の結果から、ポリオレフィン系樹脂の層が単層で比較的硬いもの（硬度５２Ｄ）であると柔軟性が不良となった。この比較例２に対して、ポリオレフィン系樹脂の層をやや軟らかいもの（硬度４２Ｄ）にしたのが比較例３であるが、柔軟性は合格になったものの、耐久性がやや不十分な結果となった。比較例４及び５の結果から、最内層と第二内層の合計厚さが１．１ｍｍ未満になると耐久性がやや不十分となり、２．０ｍｍを超えると柔軟性がやや不良の結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上説明したとおり、本発明のホースは、優れた柔軟性と耐久性を有したものである。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】
【００３７】
１ ホース
２ チューブ
２ａ 最内層
２ｂ 第二内層
２ｃ 外層
３ 補強層
４ カバー層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最内層と、該最内層に隣接する第二内層、該第二内層よりも更に外側に配置される外層とを少なくとも有する三層以上からなるチューブが、最も内側に配置されるホースにおいて、上記最内層と上記第二内層がともにポリオレフィン系樹脂からなり、上記外層が熱可塑性エラストマーからなり、上記最内層の硬度が上記第二内層の硬度より硬く、上記最内層と上記第二内層の合計厚さが１．１〜２．０ｍｍであることを特徴とするホース。
【請求項２】
上記最内層の硬度が４５Ｄ〜７０Ｄであり、上記第二内層の硬度が６５Ａ〜４４Ｄであることを特徴とする請求項１記載のホース。
【請求項３】
上記チューブにおいて用いられるポリオレフィン系樹脂が、架橋ポリエチレン樹脂、架橋ポリオレフィン樹脂、ポリブテン樹脂から選ばれたものであることを特徴とする請求項２記載のホース。
【請求項４】
上記チューブにおいて、上記最内層と上記第二内層が共押出により成型されるとともに、電子線照射により共架橋されたものであることを特徴とする請求項３記載のホース。
【請求項５】
上記外層の熱可塑性エラストマーが、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーまたはポリウレタン系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のホース。
【請求項６】
上記インナーチューブの外周に補強層又は補強管を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のホース。
【請求項１】
最内層と、該最内層に隣接する第二内層、該第二内層よりも更に外側に配置される外層とを少なくとも有する三層以上からなるチューブが、最も内側に配置されるホースにおいて、上記最内層と上記第二内層がともにポリオレフィン系樹脂からなり、上記外層が熱可塑性エラストマーからなり、上記最内層の硬度が上記第二内層の硬度より硬く、上記最内層と上記第二内層の合計厚さが１．１〜２．０ｍｍであることを特徴とするホース。
【請求項２】
上記最内層の硬度が４５Ｄ〜７０Ｄであり、上記第二内層の硬度が６５Ａ〜４４Ｄであることを特徴とする請求項１記載のホース。
【請求項３】
上記チューブにおいて用いられるポリオレフィン系樹脂が、架橋ポリエチレン樹脂、架橋ポリオレフィン樹脂、ポリブテン樹脂から選ばれたものであることを特徴とする請求項２記載のホース。
【請求項４】
上記チューブにおいて、上記最内層と上記第二内層が共押出により成型されるとともに、電子線照射により共架橋されたものであることを特徴とする請求項３記載のホース。
【請求項５】
上記外層の熱可塑性エラストマーが、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーまたはポリウレタン系熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のホース。
【請求項６】
上記インナーチューブの外周に補強層又は補強管を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５記載のホース。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２３１８９９（Ｐ２０１１−２３１８９９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０４６５８（Ｐ２０１０−１０４６５８）
【出願日】平成２２年４月２９日（２０１０．４．２９）
【出願人】（０００１２９５２９）株式会社クラベ (125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２９日（２０１０．４．２９）
【出願人】（０００１２９５２９）株式会社クラベ (125)
【Ｆターム（参考）】
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