JP4170378B2 - ホース及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば消防用吸管や屋内消火栓用保形ホースのように、たて糸とよこ糸とを織成して得られた筒状のジャケットの内周および外周にチューブ層をライニングしたホース及びその製造方法に関する。

ビル等に設置される消火栓においては、軽量で、柔軟性があり、外力を加えても容易に潰れることなく円形に保たれた保形ホースがリールに対して螺旋状に巻回されている。そして、このホースの基端部が接続口金を介して消火栓に接続され、先端部に放水口金が設けられている。

したがって、消火時にはホースの先端部を持って引き出すことにより、リールが回転してホースを必要な長さだけ引き出すことができ、ホースを途中まで引き出したときにはホースの基端側はリールに巻回されたままであるが、円形に保たれた保形ホースであるため通水することができる。

この種のホースは、繊維を筒状に織成したジャケットの内面にゴムまたは合成樹脂のライニング層を施したジャケットホースが用いられている。すなわち、繊維よりなるたて糸と、金属線状体または合成樹脂線状体からなるよこ糸とを筒状に織成し、このジャケットの内側にゴムまたは合成樹脂のライニング層を施している。

すなわち、従来のホースは、図３に示すように構成されている。ホース１のジャケット２は、たて糸３はポリエステルスパン糸を複数本燃り合わせた糸条を使用し、よこ糸４は鋼線またはポリエステルモノフィラメント糸を使用し、筒状に織成したものである。そして、このジャケット２の内面にポリエステル系ＴＰＥのライニング層５を施している。

このジャケット２のよこ糸４の密度が粗いため、ホース１を曲げても、曲げの内側でよこ糸４とよこ糸４とが干渉せず、近付く余裕があり、しわが発生しないが、よこ糸４の密度が粗い（通常、よこ糸の直径の２倍以上）ため、ホース１の内面の凹凸が大きく、圧力損失が大きいという問題がある。

そこで、この問題を解決するために、特許文献１に示すように、コンポジットホースのホース内面に設けられる内螺旋輪の接液面を平坦面として形成し、ホース内面が略平坦面として形成されるようにし、ホース内における流体の圧力損失と液溜りを減少させるようにしたホースが開発された。
特開平８−２８７６２号公報

しかしながら、特許文献１のものは、断面がかまぼこ形状、略三角形状の内螺旋輪を芯とし、この芯を中心として積層体を形成し、この積層体の外表面に外螺旋輪を設け、内螺旋輪の接液面を平坦面としたものであり、流体の圧力損失と液溜りを減少させることはできるものの、芯が接液面に露出しているため圧力損失の減少が十分とはいえず、またホース全体が大重量となり、取扱いが困難である。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、軽量、柔軟性に優れているとともに、圧力損失を小さくすることができるホースの製造方法を提供することにある。

この発明は、前述した目的を達成するために、請求項１は、たて糸１３と、よこ糸を筒状に織成したジャケット１２の内周および外周にライニング層を設けたホースの製造方法において、断面略三角形状で、その平坦面の底辺部１６をジャケット１２の内周側Ａに、頂部１７をジャケット１２の外周側Ｂに向けた第１のよこ糸１４と、この第１のよこ糸１４より細い第２のよこ糸１５とを交互に、かつ第１のよこ糸１４の底辺部１６に隣接して第２のよこ糸１５を位置して前記たて糸１３と筒状に織成して、前記ジャケット１２の外周側Ｂに現れる部分は前記第１のよこ糸１４の頂部１７と前記第２のよこ糸１５によって凹凸部１８が形成されるジャケット１２を形成する第１の工程と、前記ジャケット１２の外周に接着性を有するエラストマーからなる外層チューブ１９を外挿する第２の工程と、
前記ジャケット１２を含む外層チューブ１９の内部を負圧にした状態で加熱処理することにより、加熱軟化状態の外層チューブ１９をジャケットの外周面に大気圧で加圧しながら加熱接着する第３の工程と、接着性を有するエラストマーからなる内層チューブ２３を前記ジャケットの内部に引き込み、その内層チューブ２３の内部を加圧した状態で加熱処理することにより、加熱軟化状態の内層チューブ２３をジャケット１２の内周面に加圧加熱接着する第４の工程と、からなることを特徴とする。

請求項２は、請求項１の前記接着性を有するエラストマーからなる外層チューブ及び内層チューブは、接着層を有する樹脂チューブを使用したことを特徴とする。
請求項３は、請求項１の前記接着性を有するエラストマーからなる外層チューブ及び内層チューブは、未加硫ゴムチューブを使用したことを特徴とする。

請求項４は、たて糸１３と、よこ糸を筒状に織成したジャケット１２の内周および外周にライニング層を設けたホースにおいて、前記よこ糸は、断面略三角形状で、その平坦面の底辺部１６をジャケット１２の内周側Ａに、頂部１７をジャケット１２の外周側Ｂに向けた第１のよこ糸１４と、この第１のよこ糸１４より細い第２のよこ糸１５とからなり、前記第１のよこ糸１４と第２のよこ糸１５とを交互に配置するとともに、第１のよこ糸１４の底辺部１６に隣接して第２のよこ糸１５を位置し、前記たて糸１３は、２本の第２のよこ糸１５の周面部と、これらの間に配置された第１のよこ糸１４の底辺部１６とを通って前記ジャケット１２の内周側Ａに現れる部分と、第１のよこ糸１４の頂部１７を通ってジャケット１２の外周側Ｂに現れる部分とを所定の比率で交互に、かつ互いに隣り合うたて糸１３同士が第２のよこ糸１５の部分で交叉するように織成することにより、前記ジャケット１２の内周側Ａを軸方向に略同一平面に成形し、外周側Ｂを軸方向に山部１８ａと谷部１８ｂとが交互に連続する凹凸部１８に成形し、前記ジャケット１２の内周面に平滑なライニング層２４を、前記ジャケット１２の外周面に波状凹凸部２６を有するライニング層を設けたことを特徴とする。

請求項１，２の発明によれば、ジャケットのよこ糸を、断面が略三角形状の第１のよこ糸と、第１のよこ糸より細い第２のよこ糸とすることにより、ジャケットの内周面のライニング層が平滑となり圧力損失を小さく、ジャケットの外周面のライニング層は波状凹凸面となり、軽量、柔軟性に優れたホースを製造できる。請求項３によれば、接着性を有するエラストマーとして未加硫ゴムチューブを使用することにより、ライニング層の形成が容易に行なえ、生産性の向上が図れるという効果がある。

請求項４によれば、ジャケットのよこ糸を、断面が略三角形状の第１のよこ糸と、第１のよこ糸より細い第２のよこ糸とすることにより、ジャケットの内周面のライニング層は平滑となり圧力損失を小さく、ジャケットの外周面のライニング層は波状凹凸面となり、保形機能を持ちながら柔軟性が得られ、吸管や保形ホースとして有効である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は第１の実施形態を示し、図１は保形ホースとしての吸管の半断面図である。図１（ａ）に示すように、ホース１１のジャケット１２は、たて糸１３と第１のよこ糸１４および第２のよこ糸１５とを筒状に織成する。

たて糸１３は合成繊維糸として、呼称７５の保形ホースの場合、ポリエステルスパン糸の１０／１０^Ｓを２６４本とポリエステルスパン糸の２０／１０^Ｓを１本を使用する。ポリエステルスパン糸の１０／１０^Ｓと２０／１０^Ｓの２種類のかわりにポリエステルフィラメント１５００Ｄ×１、ナイロンフィラメント１２６０Ｄ×５、ビニロンフィラメント１２００Ｄ×５等を使用してもよい。

第１のよこ糸１４はアルミニウム、スチール等の線状体または合成繊維のモノフィラメント糸を使用している。この第１のよこ糸１４は、断面が例えば二等辺三角形で、その３つの角部に丸みを付けるとともに、平坦面の底辺部１６をジャケット１２の内周側に、頂部１７をジャケット１２の外周側に向けて配列している。

ここで、第１のよこ糸１４（例えば、一辺の長さが３．５ｍｍの三角形）の打込み数について述べると、内径がφ７５ｍｍの吸管の場合、アルミニウム、スチール等の線状体を１７本／１０ｃｍ、または前記線状体とポリエステルフィラメント糸を引き揃えて１５本／１０ｃｍ程度とする。

第２のよこ糸１５は第１のよこ糸１４より細いフィラメント糸、スパン糸、モノフィラメント糸あるいはスチールワイヤを使用しており、この第２のよこ糸１５は第１のよこ糸１４と交互に配置しているとともに、第１のよこ糸１４の底辺部１６を隣接した状態に配置している。

前記たて糸１３は、２本の第２のよこ糸１５，１５の間に配置された第１のよこ糸１４の底辺部１６を通って前記ジャケット１２の内周側Ａに現れる直線部分１３ａと第１のよこ糸１４の頂部１７を通ってジャケット１２の外周側Ｂに現れる屈曲部分１３ｂとを交互に形成している。

さらに、互いに隣り合うたて糸１３，１３同士は第２のよこ糸１５の部分、つまり、ジャケット１２の内周側Ａで交叉した状態で織成する。したがって、互いに隣り合うたて糸１３，１３はジャケット１２の軸方向に直線部分１３ａと屈曲部分１３ｂとが１ピッチずつずれており、ジャケット１２の内周面を軸方向に略同一平面に形成し、前記ジャケット１２の外周面を軸方向に凹凸形状に形成している。

すなわち、ジャケット１２の内周面は、第１のよこ糸１４に平坦面の底辺部１６を有していること、第２のよこ糸１５が第１のよこ糸１４の底辺部１６を近接した状態に配置していることから、軸方向が略同一平面に形成され、外周面は第１のよこ糸１４と第２のよこ糸１５が交互に配置されていること、第１のよこ糸１４の頂部１７が所定間隔を存して配置されていることから略三角形の山部１８ａと谷部１８ｂとが交互に連続する凹凸部１８に形成される。

前述のように織成された筒状のジャケット１２に接着性を有するエラストマー、例えばポリウレタン等の樹脂チューブ１９を外挿する。この樹脂チューブ１９の内周面にはあらかじめ接着層２０が設けられ、２層構造に形成されている。

次に、樹脂チューブ１９の両端部を封止し、一方の端部から真空吸引するとともに、ジャケット１２を含む樹脂チューブ１９を遠赤外線等の熱源を持った電気炉を通過させると、樹脂チューブ１９の内部は負圧となり、しかもジャケット１２は通気性を有するために、加熱軟化した樹脂チューブ１９が軸心方向に引き込まれる。

したがって、図１（ｂ）に示すように、樹脂チューブ１９はジャケット１２の外周面の形状、つまり、山部１８ａと谷部１８ｂとが交互に連続する凹凸部１８に倣って波状凹凸面２１となり、内周面の接着層２０によって樹脂チューブ１９がジャケット１２の外周面に接着されて一体となる。

次に、外周面に、接着性を有するエラストマー、例えば接着層２２を有する内層樹脂チューブ２３を前記ジャケット１２の内部に引き込み、その内層樹脂チューブ２３の内部に蒸気を送り込み、内層樹脂チューブ２３の内部を大気圧で加圧した状態で加熱処理することにより、図１（ｃ）に示すように、加熱軟化状態の内層樹脂チューブ２３がジャケット１２の内周面に接着層２２を介して加熱接着する。

前述したように、ジャケット１２の内周面は、第１のよこ糸１４に平坦面の底辺部１６を有していること、第２のよこ糸１５が第１のよこ糸１４の底辺部１６を隣接した状態に配置され、軸方向が略同一平面に形成されていることから、内層樹脂チューブ２３には凹凸が生じることなく、内面平滑なライニング層２４となる。

したがって、前記製造方法によって得られたホース１１は、内面平滑なライニング層２４となり、外周面は波状凹凸面２１となる。したがって、ホース１１の内部を流れる流体は層流状態となり、圧力損失の小さい流路を構成することができ、また外周面は波状凹凸面２１となるため、保形機能を持ちながら柔軟性が得られ、取り扱いやすいホースを得ることができる。

図２は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。図２（ａ）に示すように、筒状のジャケット１２に接着性を有するエラストマーとしての未加硫ゴムチューブ２５を外挿する。この未加硫ゴムチューブ２５の両端部を封止し、一方の端部から真空吸引するとともに、ジャケット１２を含む未加硫ゴムチューブ２５を加硫炉に入れて加硫すると、未加硫ゴムチューブ２５の内部は負圧となり、しかもジャケット１２は通気性を有するために、未加硫ゴムチューブ２５が軸心方向に引き込まれる。

したがって、図２（ｂ）に示すように、未加硫ゴムチューブ２５はジャケット１２の外周面の形状、つまり、山部１８ａと谷部１８ｂとが交互に連続する凹凸部１８に倣って波状凹凸面２６となり、内周面がジャケット１２の外周面に接着されて加硫され一体となる。

次に、接着性を有するエラストマーとしての未加硫ゴムチューブからなる内層樹脂チューブ２３を前記ジャケット１２の内部に引き込み、その内層樹脂チューブ２３の内部に蒸気を送り込み、内層樹脂チューブ２３の内部を大気圧で加圧した状態で加熱処理することにより、図２（ｃ）に示すように、加熱軟化状態の内層樹脂チューブ２３がジャケット１２の内周面に加熱接着する。

前述したように、ジャケット１２の内周面は、第１のよこ糸１４に平坦面の底辺部１６を有していること、第２のよこ糸１５が第１のよこ糸１４の底辺部１６を隣接した状態に配置され、軸方向が略同一平面に形成されていることから、内層樹脂チューブ２３には凹凸が生じることなく、内面平滑なライニング層２４となる。

したがって、前記製造方法によって得られたホース１１は、内面平滑なライニング層２４となり、外周面は波状凹凸面２６となる。したがって、ホース１１の内部を流れる流体は層流状態となり、圧力損失の小さい流路を構成することができ、また外周面は波状凹凸面２６となるため、保形機能を持ちながら柔軟性が得られ、取り扱いやすいホースを得ることができる。

前記第１〜第３の実施形態においては全てジャケット織りの基本的な組織が平織りですが、斜文織りや朱子織りでもよく、また、消防用吸管について説明したが、これに限定されず、通常の消防ホースや消火栓用の保形ホースをはじめあらゆる技術分野のホースに適用できる。

この発明の第１の実施形態を示すホースの製造方法の工程を示すホースの半断面図。 この発明の第２の実施形態を示すホースの製造方法の工程を示すホースの半断面図。 従来の消防用吸管の半断面図。

符号の説明

１１…ホース、１２…ジャケット、１３…たて糸、１４…第１のよこ糸、１５…第２のよこ糸、１６…底辺部、１７…頂部、１９…樹脂チューブ、２０，２２…接着層、２３…内層樹脂チューブ。

Claims (4)

1. たて糸１３と、よこ糸を筒状に織成したジャケット１２の内周および外周にライニング層を設けたホースの製造方法において、
   断面略三角形状で、その平坦面の底辺部１６をジャケット１２の内周側Ａに、頂部１７をジャケット１２の外周側Ｂに向けた第１のよこ糸１４と、この第１のよこ糸１４より細い第２のよこ糸１５とを交互に、かつ第１のよこ糸１４の底辺部１６に隣接して第２のよこ糸１５を位置して前記たて糸１３と筒状に織成して、前記ジャケット１２の外周側Ｂに現れる部分は前記第１のよこ糸１４の頂部１７と前記第２のよこ糸１５によって凹凸部１８が形成されるジャケット１２を形成する第１の工程と、
   前記ジャケット１２の外周に接着性を有するエラストマーからなる外層チューブ１９を外挿する第２の工程と、
   前記ジャケット１２を含む外層チューブ１９の内部を負圧にした状態で加熱処理することにより、加熱軟化状態の外層チューブ１９をジャケットの外周面に大気圧で加圧しながら加熱接着する第３の工程と、
   接着性を有するエラストマーからなる内層チューブ２３を前記ジャケット１２の内部に引き込み、その内層チューブ２３の内部を加圧した状態で加熱処理することにより、加熱軟化状態の内層チューブ２３をジャケット１２の内周面に加圧加熱接着する第４の工程と、
   からなることを特徴とするホースの製造方法。
2. 前記接着性を有するエラストマーからなる外層チューブ及び内層チューブは、接着層を有する樹脂チューブを使用したことを特徴とする請求項１記載のホースの製造方法。
3. 前記接着性を有するエラストマーからなる外層チューブ及び内層チューブは、未加硫ゴムチューブを使用したことを特徴とする請求項１記載のホースの製造方法。
4. たて糸１３と、よこ糸を筒状に織成したジャケット１２の内周および外周にライニング層を設けたホースにおいて、
   前記よこ糸は、断面略三角形状で、その平坦面の底辺部１６をジャケット１２の内周側Ａに、頂部１７をジャケット１２の外周側Ｂに向けた第１のよこ糸１４と、この第１のよこ糸１４より細い第２のよこ糸１５とからなり、
   前記第１のよこ糸１４と第２のよこ糸１５とを交互に配置するとともに、第１のよこ糸１４の底辺部１６に隣接して第２のよこ糸１５を位置し、
   前記たて糸１３は、２本の第２のよこ糸１５の周面部と、これらの間に配置された第１のよこ糸１４の底辺部１６とを通って前記ジャケット１２の内周側Ａに現れる部分と、第１のよこ糸１４の頂部１７を通ってジャケット１２の外周側Ｂに現れる部分とを所定の比率で交互に、かつ互いに隣り合うたて糸１３同士が第２のよこ糸１５の部分で交叉するように織成することにより、前記ジャケット１２の内周側Ａを軸方向に略同一平面に成形し、外周側Ｂを軸方向に山部１８ａと谷部１８ｂとが交互に連続する凹凸部１８に成形し、
   前記ジャケット１２の内周面に平滑なライニング層２４を、前記ジャケット１２の外周面に波状凹凸部２６を有するライニング層を設けたことを特徴とするホース。

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