JP4319472B2

JP4319472B2 - チューブの製造方法

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Publication number: JP4319472B2
Application number: JP2003170137A
Authority: JP
Inventors: 晃司高野; 純明村木
Original assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Current assignee: Kurabe Industrial Co Ltd
Priority date: 2003-06-16
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2023-06-16
Also published as: JP2005002531A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、編組で被覆された弾性体チューブにワニスを塗布し、弾性体チューブと編組を接着一体化させた構成のチューブを製造するための製造方法に係り、特に、弾性体チューブ上に繊維糸を編組する工程、ワニスを塗布する工程、ワニスを加熱硬化する工程を連続して行うことにより製造工程を簡略化して生産性を向上させることができるととともに、無溶剤のワニスを使用することにより作業環境の悪化を効果的に防止することができるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、シリコーンゴムからなる弾性体チューブは、編組ワニスチューブ（例えば、ガラス繊維糸を円筒状に編組してなる編組スリーブに、シリコーンワニス等により表面処理を施したもの）に比べて電気絶縁性能に優れることから、主に高圧電線の保護用チューブなどとして使用されている。しかしながら、弾性体チューブは外部圧力等によって表面が損傷し易いため、その周上にガラス繊維糸等からなる編組被覆を施して補強することが一般的に行われている。図２は、この種のチューブの構成を説明するための図である。図２において、符号１１は弾性体チューブ、符号１２は編組被覆、符号１３はワニスである。この種のチューブの製造方法としては、例えば、予め成形された弾性体チューブ１１上に、製紐機を用いて編組被覆を施し、次いで別工程で、この編組被覆１２を備えた弾性体チューブ１１をシリコーンゴム等を溶剤で希釈したワニス液中に浸漬し、その後、加熱炉に導入してワニス１３を加熱硬化させる方法がある。
【０００３】
尚、この種のチューブに関する直接的な先行技術ではないが、関連する製造方法が開示されたものとして、例えば、特許文献１乃至特許文献６が挙げられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平４−３６４９２８号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平５−１７４６５２号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開平２−１０６８２６号公報
【０００７】
【特許文献４】
特開平６−３１４５２４号公報
【０００８】
【特許文献５】
特開平７−７３７３６号公報
【０００９】
【特許文献６】
特開２００２−３５８８４７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のチューブは、機械的強度に優れ外部からのストレスに強く、シリコーンゴム特有の柔軟性を兼ね備えている。又、使用温度範囲も−６０〜１８０℃程度の広い範囲で使用可能である。
【００１１】
しかしながら、上記のような工法で製造したチューブは、弾性体チューブを成形する工程、弾性体チューブ上に編組する工程、ワニスを塗布する工程、ワニスを加熱硬化する工程が、それぞれ別々であるため、製造工程が複雑で生産性が悪かった。又、ワニスが溶剤を含んでいるため、製造時の作業環境を悪化させてしまうという問題点があった。
【００１２】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、弾性体チューブ上に繊維糸を編組する工程、ワニスを塗布する工程、ワニスを加熱硬化する工程を連続して行うことにより製造工程を簡略化して生産性を向上させることができるととともに、無溶剤のワニスを使用することにより作業環境の悪化を効果的に防止することが可能な、例えば、家電機器、産業機器、計測機器、医療機器、自動車等の電気絶縁用、耐熱保護用、機械的保護用、集束用等で好適に使用されるチューブを製造する製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するべく本発明の請求項１によるチューブは、連続的に供給される弾性体チューブ上に製紐機を用いて繊維糸を編組し、次いで連続的に該編組被覆が施された弾性体チューブに溶剤を含まず且つ粘度が１０００〜５００００ｃｐのワニスを塗布し、該ワニスを編組被覆内部に充分に含浸させた後、そのまま連続的に加熱炉に導入してワニスを加熱硬化させ、前記弾性体チューブと前記編組とを接着一体化させたことを特徴とするものである。
又、請求項２によるチューブの製造方法は、連続的に供給される弾性体チューブ上に製紐機を用いて繊維糸を編組し、次いで連続的に該編組被覆が施された弾性体チューブに溶剤を含まず且つ粘度が２０００〜４０００ｃｐのワニスを塗布した後、そのまま連続的に加熱炉に導入してワニスを加熱硬化させ、前記弾性体チューブと前記編組とを接着一体化させたことを特徴とするものである。
また、請求項３によるチューブの製造方法は、請求項１又は請求項２記載のチューブの製造方法において、上記編組の編組密度を５〜４０としたことを特徴とするものである。
又、請求項４によるチューブの製造方法は、請求項１又は請求項２記載のチューブの製造方法において、上記ワニスの編組への付着量が０．００１〜０．０５０ｇ・ｃｍ^２であることを特徴とするものである。
【００１４】
弾性体チューブとしては、例えば、シリコーンゴムチューブ、ＥＰＤＭゴムチューブ、シリコーン変性ＥＰＤＭゴムチューブ、クロロプレンゴムチューブ、フッ素ゴムチューブ、塩化ビニル樹脂チューブなどが挙げられ特に限定されない。これらは使用条件等を考慮して適宜選択すれば良い。
【００１５】
繊維糸としては、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ−シリカ繊維、カーボン繊維等の無機繊維、ポリエステル繊維、全芳香族ポリエステル繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ナイロン繊維等の有機繊維、銅線、銅合金線、ステンレス線等の金属細線などが挙げられ特に限定されない。これらは使用条件等を考慮して適宜選択すれば良い。勿論、単独で編組しても良いし、複数種を併用して編組しても良い。
【００１６】
本発明では、製紐機を用いて上記の繊維糸を弾性体チューブ上に編組するのであるが、この際、編組密度は、好ましくは５〜４０の範囲、更に好ましくは１０〜２０の範囲に設定する。編組密度が５未満では、編組目が粗くなり過ぎてしまい、本発明によって得られるチューブの機械的強度（引張り強さ，伸び，耐磨耗性等）が大幅に低下してしまう。一方、編組密度が４０を超えてしまうと、ワニスを塗布する際、ワニスが編組の内部まで充分に含浸せず、弾性体チューブと編組との間に部分的に隙間が生じて両者の接着性が損なわれてしまう。弾性体チューブと編組との接着性が損なわれた場合には、加工時などに編組の位置がずれて内部の弾性体チューブが剥き出しになってしまう危険性がある。この場合には、本発明によって得られるチューブの機械的強度（引張り強さ，伸び，耐磨耗性等）が大幅に低下してしまう。更に、編組密度が４０を超えてしまうと、編組重量が増加したり編組時間が増大するなどして生産性が悪化しコストが上昇してしまうとともに、編組糸として例えばガラス繊維糸を使用した場合には、毛羽立ちが発生し外観不良の要因となってしまう恐れがある。尚、本発明でいう「編組密度」とは、２５ｍｍ間に交差している繊維束の数をいう。
【００１７】
ワニスは、溶剤を含まず且つ粘度が１０００〜５００００ｃｐの範囲のものを使用する。更に好ましくは、２０００〜４０００ｃｐの範囲のワニスを使用する。溶剤で希釈したタイプのワニスを使用すると、蒸発した溶剤により作業環境が汚染されるので好ましくない。ここで、ワニスの粘度が１０００ｃｐ未満では、ワニスの塗膜強度が低下してしまい編組にホツレが生じる恐れがある。一方、粘度が５００００ｃｐを超えてしまうと、ワニスを塗布する際、ワニスが編組の内部まで充分に含浸せず、弾性体チューブと編組との間に部分的に隙間が生じて両者の接着性が損なわれてしまう。弾性体チューブと編組との接着性が損なわれた場合には、加工時などに編組の位置がずれて内部の弾性体チューブが剥き出しになってしまう危険性がある。この場合には、本発明によって得られるチューブの機械的強度（引張り強さ，伸び，耐磨耗性等）が大幅に低下してしまう。
【００１８】
ワニスの編組への付着量は０．００１〜０．０５０ｇ・ｃｍ^２の範囲となるように制御することが好ましいが、更に好ましくは、０．００７〜０．０２０ｇ・ｃｍ^２の範囲に制御する。ワニスの付着量が０．００１ｇ・ｃｍ^２未満では、編組にホツレが生じる恐れがある。更に、弾性体チューブと編組との間に部分的に隙間が生じて両者の接着性が損なわれてしまう。弾性体チューブと編組との接着性が損なわれた場合には、加工時などに編組の位置がずれて内部の弾性体チューブが剥き出しになってしまう危険性がある。この場合には、本発明によって得られるチューブの機械的強度（引張り強さ，伸び，耐磨耗性等）が大幅に低下してしまう。一方、付着量が０．０５０ｇ・ｃｍ^２を超えてしまうと、外観状態が悪化してしまうとともに、コストが上昇してしまう。
【００１９】
ワニスとしては、例えば、シリコーン系ワニス、ウレタン系ワニス、エポキシ系ワニス、アクリル系ワニス、不飽和ポリエステル系ワニス、アミドイミドエステル系ワニス、ポリブタジエン系ワニス、ポリイミド系ワニスなどが挙げられ特に限定されない。これらは使用条件等を考慮して適宜選択すれば良い。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。図１は、本発明のチューブの製造方法を実施するための装置の一例を示す説明図である。
【００２１】
図１において、符号１は弾性体チューブ、符号２は給線ドラム、符号３は製紐機、符号４は繊維糸、符号５はワニスタンク、符号６はワニス絞り、符号７は加熱炉、符号８はチューブ、符号９はガイドプーリー、符号１０は巻取装置である。尚、本実施の形態では、弾性体チューブ１としては、シリコーンゴムチューブを使用した。又、繊維糸としては、無アルカリ性ガラス繊維糸を使用した。又、ワニスとしては、無溶剤のシリコーン系ワニスを使用した。
【００２２】
製造工程の流れを説明する。まず、内径２４ｍｍ、肉厚２．０ｍｍに成形されたシリコーンゴムチューブからなる弾性体チューブ１を、給線ドラム２から製紐機３に連続的に供給し、その上に、無アルカリ性ガラス繊維糸４を編組密度１３、編組厚さ０．２５ｍｍの条件で編組する。次いで、編組被覆が施された弾性体チューブ１を、溶剤を含まず且つ粘度が３０００ｃｐのシリコーン系ワニス液で満たされたワニスタンク５内に連続的に導入してシリコーン系ワニスを塗布する。このとき、過剰に付着したシリコーン系ワニスは、スポンジ等からなるワニス絞り６によって除去され、付着量が０．０１１ｇ・ｃｍ^２となるように制御される。このようにして所定量のシリコーン系ワニスを塗布した後、１４５〜１６５℃の温度に保持された長さ１.０ｍの加熱炉７内に連続的に導入してシリコーン系ワニスを加熱硬化させ、弾性体チューブ１と編組とを接着一体化させた。弾性体チューブ１の走行速度は約２５ｃｍ／分である。このようにして無溶剤のシリコーン系ワニスが塗布、加熱硬化されたチューブ８は、ガイドプーリー９を経て、巻取装置１０に巻き取られる。
【００２３】
ここで、このようにして得られた本実施の形態によるチューブの特性を評価するために、機械的強度（引張り強さ，伸び）、耐電圧特性、絶縁抵抗について、以下に示すような評価試験をＵＬ２２４「extruded insulating tubing」に準拠して行った。試料数（ｎ数）は５とし、その平均値で評価した。尚、比較のために、従来工法（各工程が別工程であり溶剤で希釈したワニスを使用）で製造したチューブも比較例として用意し、上記と同様の評価試験を行った。実施の形態、比較例の試験結果とＵＬ２２４の基準値を併せて表１に示した。
【００２４】
機械的強度（引張り強さ，伸び）
長さ約１５０ｍｍの試験片をとり、それを長さ軸に平行に切り開き、編組を取り除いて、形状をＪＩＳＫ６２５２−２００１「加硫ゴム物理試験方法」に規定された３号形ダンベル状とし、その中央部に２０ｍｍの間隔に標線を付けたものを試験片とする。次に試験片をＪＩＳＢ７７２１−２００２「引張試験機」に規定された引張試験機に取り付け、約２００ｍｍ/ｍｉｎの一定の速度にて引張り、単位面積当たりの引張り強さ及び伸びを測定する。
【００２５】
耐電圧特性
長さ約６００ｍｍのチューブを試験片とし、それにＪＩＳＣ３１０２−１９８４「電気用軟銅線」に規定された軟銅線をチューブの全長にわたり差し入れ、これをＵ字形に曲げ、試験片の中に塩水（濃度２％）を満たす。次にＪＩＳＲ３５０３−１９９４「化学分析用ガラス器具」に規定されたビーカーに塩水（濃度２％）を入れた中に試験片の上部各１５０ｍｍ以上残して浸し、２０±２℃の温度に２４時間放置した後、ビーカーの塩水と試験片中の軟銅線との間に５０又は６０Ｈｚの正弦波に近い波形の電圧を加え、規定値（ＡＣ２．５ｋＶ）まで徐々に上昇させた後、この電圧に規定時間（１分間）耐えるかどうかを調べる。
【００２６】
絶縁抵抗
耐電圧試験と同様の方法で、ビーカーの塩水と試験片中の軟銅線との間にＤＣ１００Ｖの電圧を１分間加えた後、超絶縁計により絶縁抵抗を測定する。次に、ビーカーの中に浸した部分の長さをＪＩＳＢ７５０７−１９９３のノギス又は同等以上の精度を有する測定器具により測定し、絶縁抵抗を長さ１ｋｍ当たりの値に換算する。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１の結果を見ても解るように、本実施の形態によるチューブは、比較例と比べて遜色のない数値を示しており、又、ＵＬ２２４の基準値を全て満足していた。
【００２９】
尚、弾性体チューブと編組との接着状態についても、次のような評価試験を行ってみた。まず、長さ約９０ｍｍの試験片の一端から約３０ｍｍの部分までは、編組を除去して弾性体チューブのみとし、他端から約３０ｍｍの部分までは、弾性体チューブを除去して編組のみとする。次いで、ショッパー引張り試験機を使用して弾性体チューブと編組とが完全に剥離する時の引張り強さを測定してみたところ、剥離する前に編組にホツレが生じてしまった。このように弾性体チューブと編組とは良好に接着一体化していた。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、弾性体チューブ上に繊維糸を編組する工程、ワニスを塗布する工程、ワニスを加熱硬化する工程を連続して行うことにより製造工程を簡略化して生産性を向上させることができるととともに、無溶剤のワニスを使用することにより作業環境の悪化を効果的に防止することが可能な、例えば、家電機器、産業機器、計測機器、医療機器、自動車等の電気絶縁用、耐熱保護用、機械的保護用、集束用等で好適に使用されるチューブを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のチューブの製造方法を実施するための装置の一例を示す説明図である。
【図２】チューブの構成を説明するための一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
１弾性体チューブ
２給線ドラム
３製紐機
４繊維糸
５ワニスタンク
６ワニス絞り
７加熱炉
８チューブ
９ガイドプーリー
１０巻取装置

Claims

連続的に供給される弾性体チューブ上に製紐機を用いて繊維糸を編組し、次いで連続的に該編組被覆が施された弾性体チューブに溶剤を含まず且つ粘度が１０００〜５００００ｃｐのワニスを塗布し、該ワニスを編組被覆内部に充分に含浸させた後、そのまま連続的に加熱炉に導入してワニスを加熱硬化させ、前記弾性体チューブと前記編組とを接着一体化させたことを特徴とするチューブの製造方法。
連続的に供給される弾性体チューブ上に製紐機を用いて繊維糸を編組し、次いで連続的に該編組被覆が施された弾性体チューブに溶剤を含まず且つ粘度が２０００〜４０００ｃｐのワニスを塗布した後、そのまま連続的に加熱炉に導入してワニスを加熱硬化させ、前記弾性体チューブと前記編組とを接着一体化させたことを特徴とするチューブの製造方法。
請求項１又は請求項２記載のチューブの製造方法において、上記編組の編組密度を５〜４０としたことを特徴とするチューブの製造方法。
請求項１又は請求項２記載のチューブの製造方法において、上記ワニスの編組への付着量が０．００１〜０．０５０ｇ・ｃｍ^２であることを特徴とするチューブの製造方法。