JP2006207648A

JP2006207648A - 液体用ホース

Info

Publication number: JP2006207648A
Application number: JP2005018091A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ishii; 義浩石井; Kazuo Kitamura; 和夫北村; Atsushi Yamazaki; 敦山崎
Original assignee: Meiji Flow Systems Co Ltd
Current assignee: Meiji Flow Systems Co Ltd
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】ハロゲン含有物を含まないエラストマーを用い、特に、水への臭いの移行、色水（黒水）の発生がなく、軽量化、柔軟性、耐熱性、耐久性および金具組み付け性に優れた液体用ホースを提供することを目的とする。
【解決手段】内側層となる内層には、ポリプロピレン（ＰＰ）とエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなるオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）を用い、内層の外周面に編み組又は巻き付けによる補強層を設け、外側層となる外層には、ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連続層）に５μｍ以下の完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）を用い、内層と外層とは補強層を介して直接融着していることを特徴とする。補強層は、編角度又は巻き付け角度４５〜６０°であることが好ましい。
【選択図】図１

Description

技術分野
この発明は、一般住宅用ホース、各種産業用ホースとして用いられる液体用ホースに係り、特に、給湯装置と浴槽との間又は各種機器間を繋ぐ液体用ホースに関する。

従来、一般住宅等に設置されている浴槽には、浴槽への給湯又は追い焚きを行うために、給湯装置と浴槽とをホースによって接続している。このようなホースには、２本のホースを独立的に用いるか、予め並列して接合された２本のホースをツイン管として用いられる。そして、これらのホースは、金属あるいは架橋ポリエチレンによって製造されている。

しかしながら、上記金属製ホースや架橋ポリエチレンホースの場合には、柔軟性に劣り、施工する際に作業性が悪く、また金具への組み付けが難しいという問題があった。そこで、塩化ビニル製ホースが使用されてきたが、塩化ビニルは、耐熱性に劣るために高温の温水を通すことができなかった。そのために、高温の温水で効率よく給湯したり、追い焚きしたりすることができなかった。

これらの問題を解決し高温の温水を通すことができるように、耐水性合成ゴムからなる内面ゴム層と、合成繊維によって網状に形成された補強層と、耐油性合成ゴムからなる中間ゴム層と、熱可塑性樹脂からなる外面層の４層構造からなるツインホースが開示されている。
特開平１１−３３６９５５号公報

しかしながら、上記特開平１１−３３６９５５号公報記載の温水配管用ホースは、２本のホースを並列に配したツイン管とするために、外面層には、通常溶着性の良い塩化ビニル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶＣ）が使用される。塩化ビニル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶＣ）は、廃棄処理の際にハロゲンが遊離することがあるなど環境に影響を与えるおそれがある。従って、上記公報記載の温水配管用ホースは、高温の温水を通すことができるものの、近年高まっている環境問題に対応することができない。

また、上記温水配管用ホースは、内面に加硫ゴム層を有しているために、ホース自体の臭いが強く温水を通したとき温水に臭いが移行しやすく、また、混合されている物質が抽出されることによる色水（黒水）が発生し易いという問題がある。

この発明は、かかる現状に鑑みてされたものであり、環境問題の原因となる塩化ビニル樹脂などのハロゲン含有物を含まず、また、水等への臭いの移行や色水（黒）の発生がなく、しかも軽量化、柔軟性、耐熱性、耐久性及び金具組み付け性に優れた液体用ホースを提供することを目的とする。

この発明は上記目的を達成するために次のような構成とした。即ち、この発明に係る液体用ホースは、内側層となる内層にポリプロピレン（ＰＰ）とエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなるオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）を用い、内層の外周面に編み組又は巻き付けによる補強層を設け、外側層となる外層にオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）を用い、内層と外層とは補強層を介して直接融着していることを特徴とする。そして、前記内層のオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）は、ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連続層）に５μｍ以下の完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）であることが好ましい。
前記補強層は、内層と外層が直接融着するように編み目の間が開いていることが好ましく、そのために編角度又は巻き付け角度４５〜６０°であることが好ましい。

前記ホースは単体で使用することができるが、２本以上を並列に配し、外周面の少なくとも一部を接合してなる複数管として使用することができる。前記ホースは、水、温水、あるいは不凍液を通す一般住宅の液体用ホースとして使用することができる。

上記構成により、環境問題の原因となる塩化ビニル樹脂などのハロゲン含有樹脂を含まないから環境に影響を与えることがない。また、内層には、加硫ゴムではなく臭いの発生のない熱可塑性エラストマーを用いたから、液体への臭いの移行がなく、混合物の抽出による色水（黒水）の発生もない。また、内層、外層とも低比重（０．９６〜１．００）の材料を用いたから、軽量化、柔軟性、耐熱性、耐久性及び金具組み付け性に優れた液体用ホースを得ることができる。

以下に、この発明に係る液体用ホースの実施形態について詳細に説明する。図１に示すように、ホースＨは、内側層となる内層１と、その外側に補強層２を介して外層３を設けてなる複層構造のホースである。前記内層１は、ポリプロピレン（ＰＰ）とエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなるオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）により形成してなり、内層１の外周面に編み組による補強層２を設け、外側層となる外層３にオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）により形成し、内層と外層とは補強層の網目を介して直接融着している。

前記内層１に用いるオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）は、ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連続層）に５μｍ以下の完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）であることが好ましい。このように、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）を、ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連続層）に５μｍ以下の完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させたものとすることによって、耐抽出性を向上させることができる。

前記補強層２は、内層１を成形後、ブレード又はスパイラル等の任意の方法で編み組みを行い、チューブに予熱を与えた後外層を押出することによりホースを成形することができる。また、１つの金型の中で内層、補強層、外層を成形してもよい。編み目は、内層１と外層３が溶着できるように開いていることが好ましく、編角度は４５〜６０°とする。編角度６０°以上では、網目が小さくなり内層１と外層３の樹脂が直接溶着することができなくなり、接着力が低下するからである。一方、編角度４５°以下では、常温では問題がないものの、例えば８０℃雰囲気中では耐圧性を保持できなくなるおそれがあるからである。

上記構成のホースは、内層１と外層３をオレフィン系熱可塑性エラストマーにより形成することとしたから、内層１と外層３とを溶着することが可能であり、加硫工程が不要である。また、編角度を４５〜６０°とすることにより編み目を開けることができるから、内層１と外層３とが直接溶着することができる。従って、接着層や中間層が不要となり、工程を簡素化して安価なホースとすることができる。

上記ホースＨは、単体で使用することができるのは勿論であるが、図２に示すように、同じ長さの２本のホースを並列させて外層３同士の一部を溶着によって接合し一体化した複数管として使用してもよい。複数管とするには、２００〜４００℃の熱風を外層の接合部にあて、２本または３本以上のホースを圧着後冷却することにより得られる。また、熱板を接合部に直接あて溶着するなど任意の方法で複数管とすることができる。この発明に係る液体用ホースは、図示するのを省略したが、両端部に接続金具を取り付けて使用される。次に実施例と比較例について説明する。
（実施例１〜３）

次に、内層１に用いるオレフィン系熱可塑性エラストマーについて各種試験を行った。実施例１は、ポリプロピレン（ＰＰ）とエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなるオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）として、プラス・テク社製の「アムゼル７ＫＦＲ０５９−１」を用い、射出成型にて厚さ２ｍｍに成型した試験片を用いた。

実施例２は、ポリプロピレン（ＰＰ）とエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなるオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）であって、ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連続層）に５μｍ以下の完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）を使用した。前記ＴＰＶには、エーイーエス社製の商品名「サントプレン１０１−７３」を用い、射出成型にて厚さ２ｍｍに成型した試験片を用いた。

実施例３は、実施例２と同じポリプロピレン（ＰＰ）にエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）を使用した。前記ＴＰＶには、ＤＳＭ社製の商品名「サーリンク４１７５」を射出成型にて厚さ２ｍｍに成型した試験片を用いた。

比較例１及び比較例２は、実際に温水配管用ホースとして使用されている材料を用いた。比較例１には、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を適宜加硫し、厚さ２ｍｍに成型した試験片を用い、比較例２には、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶＣ）を厚さ２ｍｍに成型した試験片を用いた。

上記実施例１〜３、及び比較例１〜２について、次の各種試験を行った。
＜耐水性＞
ＪＩＳＫ６２５８（加硫ゴムの浸せき試験方法）に準じて、試験片を精製水に浸漬して７０℃で３００ｈ〜１０００ｈ促進老化させた後、体積変化率を測定した。
＜耐塩素水性＞
ＪＩＳＫ６２５８（加硫ゴムの浸せき試験方法）に準じて、試験片を塩素水（０．３％塩素水を水で希釈）２００ｐｐｍに浸漬して７０℃で３００ｈ〜１０００ｈ促進老化させた後、体積変化率を測定した。
＜耐不凍液性＞
ＪＩＳＫ６２５８（加硫ゴムの浸せき試験方法）に準じて、試験片を調整済み不凍液ＫＴブラインＰ−３４(プロピレングリコール２９〜３３％)に浸漬して１００℃で３００ｈ〜１０００ｈ促進老化させた後、体積変化率を測定した。
＜耐熱性＞
ＪＩＳＫ６２５７（加硫ゴムの老化試験方法）に準じて、試験片を８０℃および１００℃にて１００ｈ〜１０００ｈ老化させた後、硬さ変化、引張強さ変化、伸び変化を測定した。
＜熱間時物性＞
雰囲気温度８０℃および１００℃にてＪＩＳＫ６２５１およびＪＩＳＫ６２５３に準じて、硬さ、引張強さおよび伸びを測定した。
＜耐抽出性＞
ＪＩＳＫ６２５８（加硫ゴムの浸せき試験方法）に準じて、試験片を精製水、塩素水（０．３%塩素水を水で希釈）２００ｐｐｍおよび調整済み不凍液ＫＴブラインＰ−３４(プロピレングリコール２９〜３３%)に浸漬し、精製水、塩素水は８０℃、不凍液は１００℃で３００ｈ〜１０００ｈ促進老化させた後、試験液の変色を確認した。
測定結果を表１に示す。

上記試験結果は、実施例１、２、３は、温水配管用ホース材料として適していることを示している。
実施例１は温水配管用ホース材料として使用可能であるが、８０℃以上での熱間時物性が実施例２、３の方が優れており、近年の高温の湯で効率よく給湯または追焚きを行うという用途を考えると、ポリプロピレン（ＰＰ）とエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなるオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）は温水配管用ホースとして使用可能であるが、ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連続層）に完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）を用いることがより好ましい。

また、実施例１、２、３は、水、塩素水、不凍液での耐抽出性に優れており、発明者らは種々の材料について検討を行う中でポリプロピレン（ＰＰ）とエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなるオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）が、水、塩素水、不凍液での耐抽出性に優れていることを発見した。また、上記動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）を用いることによりさらに耐抽出性を良くすることが出来ることが分かる。さらに、外観の悪化、機械的物性を考えると上記動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）はポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連結層）に５μｍ以下の完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）とすることがより好ましい。また、耐抽出性は架橋度に影響を受けることより、完全架橋された動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）とすることがさらに好ましい。
（実施例４〜８）

次に、実際にホースを作成し、各種試験を行った。ホースは、実施例２，３と同様に、ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連続層）に５μｍ以下の完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）として、ＡＥＳ社製の商品名「サントプレン１０１−７３」を用い、補強層としてポリエステル繊維２２００ｄｅｘを編み角度４０〜６５°にて編み込み、外層に動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）として、ＡＥＳ社製の商品名「サントプレン８２２１−７０」を用いて作成した。なお、編み角度と編組中心外径は、次式により算出した。
編み角度＝ｔａｎ^−１（編組中心外径 ×π（円周率）／編組ピッチ）
編組中心外径＝ (編組外径＋チューブ外径) ／２

編み角度は、実施例４を４０°、実施例５を４５°、実施例６を５０°、実施例７を６０°、実施例８を６５°とした。

上記実施例４〜８について、次の各種試験を行った。
＜接着性試験＞
ＪＩＳＫ６３３０−６（第６部：接着試験）に準じて内層と外層の間の接着力を測定した。
＜耐圧性＞
ＪＩＳＫ６３３０−２（第２部：耐圧性試験）の７．１項（耐圧試験）に準じて試験圧力０．３MＰａ、試験時間は５分にて試験後、漏れ等異常の有無を確認した。なお、雰囲気温度はRT（室温）および８０℃中にて試験を実施した。
測定結果を表２に示す。

上記結果から、外層をオレフィン系熱可塑性エラストマーにより形成することによって、加硫工程が不用で、また接着層や中間層が不用となり工程を簡素化することが出来る。また、上記結果から、内層と外層の接着力は１．２ｋＮ／ｍ以上とすることが好ましく、編角度を６０°以上とした場合網目が小さくなり、内層と外層の溶着面積が小さくなることにより接着力が低下する。また、温水配管用ホースとして使用する場合、耐圧性は０．３Ｍｐａ以上とすることが好ましく、編み角度を４５°以下とした場合常温では問題ないものの８０℃雰囲気中で金具抜けが発生するなど、８０℃の温水を流した場合耐圧性を保持できない可能性がある。従って、編角度は４５°〜６０°とすることがより好ましい。
（実施例９、１０）

次に、実施例４〜８と同様にホースを作成し、各種試験を行った。実施例９の内層には、実施例４〜８と同じく、ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連続層）に５μｍ以下の完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）として、ＡＥＳ社製の商品名「サントプレン１０１−７３」を用い、補強層としてポリエステル繊維２２００ｄｅｘを編み角度５３°にて編み込み、外層に動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）として、ＡＥＳ社製の商品名「サントプレン８２２１−７０」を用いてホースを作成した。

実施例１０の内層には、ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連続層）に５μｍ以下の完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）として、ＤＳＭ社製の商品名「サーリンク４１７５」を用い、補強層としてポリエステル繊維２２００ｄｅｘを編み角度５３°にて編み込み、外層に動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）として、ＤＳＭ社製の商品名「サーリンク４１６５」を用いてホースを作成した。比較例３の内層にはエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を用い、比較例４の内層には、塩化ビニル系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶＣ）を用いた温水配管用ホースを作成した。比較例３，４には、市販されている温水配管用ホースと同じ材質である。

上記実施例９、１０及び比較例３，４について、次の各種試験を行った。
＜臭気性＞
ホース１０mに精製水を封入し、８０℃の雰囲気中に２４時間放置後、封入液を採取し環境庁大気保全局大気生活環境室編集臭覚測定法マニュアル（排出水資料編）に準じ三点比較式フラスコ法により臭気濃度を測定した。
＜汚染性＞
ホースに塩素水（０．３％塩素水を水で希釈）２００ｐｐｍを封入し、８０℃の雰囲気中に２００ｈ放置後、封入液の変色を観察した。また、その後ホースを２つ割にして、ホース内面を綿棒にてふきとり付着物の色を観察した。
＜最小曲げ半径＞
ホースを折り曲げたとき外径変化率が１０％となる曲げ半径を最小曲げ半径として求めた。外径変化率（％）は、次の式により求めた。
外径変化率（％）＝（初期のホース外径-折り曲げ後のホース外径）／初期のホース外径×１００
＜加速試験＞
ホースを継手金具に組み付け８０℃または１００℃雰囲気中でエアーにて０．３ＭＰａにて加圧し、漏れ等の異常の発生する時間を求めた。
＜ツイン接着性＞
２本のホースを並列に配し溶着によりツイン管とし、２本のホースを引き裂くのに必要な荷重（接着力）を求めた。
測定結果を表３に示す。

実施例９、１０は比較例３、４に比べて格段に臭気性（臭気濃度）に優れている。従って、得られたホースは、水または温水への臭いの移行が少なく実際に温水配管用ホースとして使用した場合、水または温水に臭いが移ることはほとんど無い。また、実施例９、１０は比較例３、４に比べて汚染性に優れており、水道水など塩素を含む水または温水に使用した場合に、ホース内で水が滞留し塩素濃度が上昇した場合などを考慮しても色水（黒水）の発生がない。さらに、実施例９、１０は、最小曲げ半径、加速試験においても良好な結果を示し、また内層および外層に使用する材料が低比重（０．９６〜１．００）であることより、軽量化、柔軟性、耐熱性、耐久性および金具組付性に優れたホースである。

また、上記結果から、実施例９、１０は、ツイン管として使用するために十分なツイン接着力を有しており、外層に動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）を用いたことにより、溶着により２本または３本以上のホースを接合することが可能である。

この発明に係る液体用ホースの一部を切り欠いた斜視図である。この発明に係るツイン管の斜視図である。

符号の説明

１：内層
２：補強糸層
３：外層

Claims

内側層となる内層にポリプロピレン（ＰＰ）とエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなるオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）を用い、内層の外周面に編み組又は巻き付けによる補強層を設け、外側層となる外層にオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）を用い、内層と外層とは補強層を介して直接融着していることを特徴とする液体用ホース。
内層のオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）が、ポリプロピレン（ＰＰ）マトリックス（連続層）に５μｍ以下の完全架橋あるいは部分架橋されたエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）を分散させた動的架橋オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＶ）であることを特徴とする請求項１に記載の液体用ホース。
補強層は、編角度又は巻き付け角度４５〜６０°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体用ホース。
２本以上を並列に配し、外周面の少なくとも一部を接合してなる複数管であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体用ホース。
水、温水、あるいは不凍液用として一般住宅に配管されるホースであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体用ホース。