JP5410081B2

JP5410081B2 - 給水・給湯用ホース

Info

Publication number: JP5410081B2
Application number: JP2008310660A
Authority: JP
Inventors: 吉博福島
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-12-05
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2014-02-05
Anticipated expiration: 2028-12-05
Also published as: JP2010133502A

Description

本発明は、成形が容易で、且つ、適度な柔軟性を有する給水・給湯用のホースに関し、特には、ヒートポンプ式給湯器や、家庭用コージェネレーションシステムの熱交換ユニットと貯湯槽との間の配管として好適に使用できるホースに関する。

従来、耐熱性が高く、且つ、水道水中に含まれる塩素の影響を受け難い給水・給湯用ホースとして、フッ素樹脂からなる内層と、その外側に配置された、ポリアミド系樹脂製の内側層およびポリウレタン系エラストマー製の外側層からなる中間層と、補強材を巻回した補強層と、軟質合成樹脂からなる外層とを一体的に積層した給水・給湯用ホースであって、内層と中間層とを共押出しにより同時に成形したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−３０１８３４号公報

しかしながら、上記従来技術に係る給水・給湯用ホースでは、硬いフッ素樹脂を内層に使用しており、また、外層等の他の層も硬いため、柔軟性を確保することが困難であった。従って、柔軟性を確保してホースの配置の自由度や施工性を高めるという点において更なる改善の余地があった。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の給水・給湯用ホースは、径方向内側から順に、フッ素樹脂からなる内層と、ポリアミド樹脂からなる中間層と、ウレタン樹脂からなる外層と、補強材を巻回してなる補強層と、最外層とを備える給水・給湯用ホースにおいて、前記内層、前記中間層、および前記外層は、一体押出し成形してなり、前記フッ素樹脂の成形温度が１９０〜２８０℃、前記ポリアミド樹脂の成形温度が１９０〜２３０℃、前記ウレタン樹脂の成形温度が１９０℃〜２３０℃であり、前記最外層が、２３℃における硬度が９０〜９５のウレタン樹脂からなり、且つ、厚みが０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする。このように内層、中間層および外層の各層に形成温度の近い樹脂を用いれば、３層同時押出し成形が可能となり、内層の素材に硬いフッ素樹脂を用いつつ、ホースの柔軟性を確保してホース取り付け時等における施工性を向上することができる。ここで、ウレタン樹脂の成形温度は、１９０℃〜２３０℃であることが好ましく、１９０℃〜２１０℃であることが更に好ましい。また、本発明の給水・給湯用ホースは、内層、中間層および外層を３層押出しにて一体成形しているので、生産性が高い。更に、本発明の給水・給湯用ホースは、内層が耐熱性および浮遊塩素に対する耐久性が高いフッ素樹脂からなるので、例えばヒートポンプ式給湯器や、家庭用コージェネレーションシステムの熱交換ユニットと貯湯槽との間の配管のような、耐熱性・耐塩素性が求められる場所においても、長期に亘り使用することが可能である。また、外層と最外層とが同一種の樹脂（ウレタン樹脂）からなる場合、最外層の成形時に補強層の網目で最外層と外層とが溶着することができるので、ホースの耐キンク性（耐折れ性）を高くすることが可能であると共に、接着剤を使用しなくても外層と補強層と最外層との間の接着性を確保することが可能である。また、最外層に用いるウレタン樹脂の硬度を９０以上とすれば、ホースの取り付け時等に取り付け具の爪等が付け易くなり、硬度を９５以下とすれば、ホースの柔軟性を確保することができる。更に、最外層の厚みが０．５ｍｍより薄い場合には、ホースの取り付け時等に取り付け具の爪等が付け難く、１．０ｍｍより厚い場合には、ホースの柔軟性確保という目的達成が困難である。なお、製造時に接着剤を用いない場合、補強繊維に接着剤が浸透することがないので、ホース自体の剛性を低減することもできる。

ここで、本発明の給水・給湯用ホースは、前記ウレタン樹脂の２３℃における硬度が９０〜１００であり、前記外層の厚みが０．８〜１．５ｍｍであることが好ましい。外層に用いるウレタン樹脂の硬度が１００より高い場合には、ホースの柔軟性を確保することが難しく、一方、硬度が９０より低い場合には、３層共押出しが困難だからである。また、外層の厚みが０．８ｍｍより薄い場合には、成形性が悪くなり、１．５ｍｍより厚い場合には、ホースの柔軟性確保という目的達成が困難だからである。なお、硬度とは、ＪＩＳＫ７２１５に基づき測定した値をいう。

本発明によれば、柔軟性を確保してホースの配置の自由度や施工性を高めた給水・給湯用ホースを提供することができる。

以下に、本発明の給水・給湯用ホースを図面に基づき詳細に説明する。ここで、図１は、本発明の一態様の給水・給湯用ホースを示す一部切欠斜視図である。

本発明の給水・給湯用ホース１０は、図１に示す如く、フッ素樹脂からなる内層１と、内層１の外側に配置されたポリアミド樹脂製の中間層２と、中間層２の外側に配置されたウレタン樹脂製の外層３と、補強材を巻回した補強層４と、補強層４の外側に配置された最外層５とを備え、内層１と、中間層２と、外層３とを３層共押出しにより同時に成形したものである。

＜内層＞
内層１のフッ素樹脂としては、成形温度が１９０〜２８０℃の任意のフッ素樹脂を用いることができるが、特に、高い機械的強度及び高いガスバリア性能を有して、厚生労働省告示の食品衛生規格に適合する無臭無害なエチレン−四フッ化エチレン共重合体（以下ＥＴＦＥという）を使用することが好ましい。ここで、内層１は、コスト削減および柔軟性の確保の観点から、厚さが０．０５〜０．３０ｍｍであることが好ましく、０．０５〜０．２０ｍｍであることが更に好ましい。厚さを０．０５ｍｍより薄くするのは製造上困難である一方、厚さを０．３０ｍｍより厚くすると、ホースの柔軟性が確保し難くなると共にコストが増大してしまうからである。

なお、ＥＴＦＥとしては、ＥＦＥＰ（ダイキン工業株式会社製「ネオフロン（商標）ＥＦＥＰＲＰ−５０００又はＲＰ−４０００系」等）を用いることが好ましい。ＥＦＥＰは、優れた耐薬品性、非粘着性、電気絶縁性、耐候性を有し、また、ポリアミド系樹脂からなる中間層２との接着性が良いと共に、融点が２００℃以下と低いために低温環境で共押出し成形が可能だからである。

＜中間層＞
中間層２のポリアミド樹脂としては、成形温度が１９０〜２３０℃のものであれば、ナイロンエラストマーなど既知のポリアミド樹脂を用いることができるが、内層１がＥＴＦＥである場合には、ナイロンが望ましく、特にヒドロキシ安息香酸アルキル系可塑剤を添加した変性ナイロン１２（ダイセル・エボニック株式会社製の「ダイアミド（商品名）：ポリアミド１２樹脂」等）が好ましい。ＥＴＦＥとナイロンとは接着性が良好だからである。ここで、中間層２の厚みは、０．０５〜０．３０ｍｍであることが好ましい。ホースの柔軟性を確保するためには、中間層２の厚みが薄い方が良いからである。

＜外層＞
外層３のウレタン樹脂としては、成形温度が１９０℃〜２３０℃のものであれば、ポリウレタン系エラストマーなどの任意のウレタン樹脂を用いることができるが、特に、耐熱性に優れたポリ炭酸エステル系か又はカプロ系、或いは、エーテル系のポリウレタン系エラストマー等を選択することが好ましい。ここで、成形性の観点から、外層３のウレタン樹脂は硬度が９０〜１００であることが好ましく、外層３の厚みは０．８〜１．０ｍｍであることが好ましい。

＜補強層＞
補強層４の補強材としては、ポリエステルやナイロンやアラミドなどの合成樹脂製補強糸または補強繊維またはモノフィラメント（単繊維）か、或いは、ステンレスなどの金属製補強線を用いることができる。そして、補強層４は、通常用いられる方法を用いて、上記補強材を外層３の外周面に例えばブレード構造またはスパイラル構造に編上げてなる。ここで、補強材は、表面の凹凸が少なくキンク性能が高いホースを得るためにはブレード構造で編上げることが好ましく、柔軟なホースを得るためにはスパイラル構造で編上げることが好ましい。

＜最外層＞
最外層５には、給水・給湯用ホースに通常用いられる樹脂を用いることができるが、外層３と最外層５とを強く接着するという観点からは、外層３と同質の樹脂、即ちウレタン樹脂を用いることが好ましく、特に、硬度が８０〜９５のウレタン樹脂を用いることが好ましい。外層３と最外層５との双方がウレタン樹脂からなる場合、最外層５の成形時に補強層３の補強材の間に樹脂が入り込んで最外層５が外層３と溶着するので、接着剤を使用することなく、外層３、補強層４、最外層５を接着できるからである。一方、最外層５に外層３と異なる樹脂を使用する場合には、既知の接着剤を用いて外層３、補強層４、最外層５を接着しても良い。なお、ホースの柔軟性確保の観点からは、最外層５の厚みは、０．５〜１．０ｍｍであることが好ましい。

＜給水・給湯用ホース＞
この給水・給湯用ホース１０は、例えば以下のようにして製造することができる。即ち、既知の押出し機を用いて内層１と、中間層２と、外層３とを三層重ねて共押出しにより同時に成形した直後に、それらが冷めないうちに外層３の外周面に沿って塩化ビニルなどの軟質合成樹脂からなる接着剤を塗布すると共に、その外周面に沿って補強材を螺旋状に巻き付けて補強層４とし、更に、その外側に塩化ビニルなどの透明な軟質合成樹脂からなる最外層５を熱融圧着により積層・一体化して、給水・給湯用ホース１０とすることができる。なお、外層３と最外層５との双方がウレタン樹脂からなる場合、接着剤を塗布する工程を省略することができる。

そして、このような構造の給水・給湯用ホース１０は、例えば家庭用コージェネレーションシステムや、ヒートポンプ給湯機のヒートポンプユニットなどの給湯源と貯湯ユニットとを連絡するホース管路として用いることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１〜２、参考例３）
表１に示す材料を用いて、内層、中間層および外層を３層押出し機（プラ技研製）で一体成形した後、編組機（ＫＡＲＧ、ＷＡＲＤ、プラ技研製）を用いてスパイラル構造で補強層を形成し、更に最外層を熱融圧着することにより、各層が表１に示す厚みを有する給水・給湯用ホースを作製した。作製した給水・給湯用ホースにつき、接着性、成形性、キンク半径、爪のチャック力を下記の方法で測定・評価した。結果を表１に示す。なお、表１中における樹脂の硬度はＪＩＳＫ７２１５に基づき測定した値である。

（比較例１〜３）
使用する材料を変更した以外は実施例１〜２、参考例３と同様にして給水・給湯用ホースを作製した。作製した給水・給湯用ホースにつき、実施例１〜２、参考例３と同様にして接着性、成形性、キンク半径、爪のチャック力を測定・評価した。結果を表１に示す。

（接着性）
作製したホースが成形（押出し）時に手で剥離できるか及びホースを塩素水（濃度５０ｐｐｍ、温度８０℃）中で循環させた場合の剥離するまでの循環回数に基づき、接着性を評価した。接着性が非常に良好なものを「◎」、悪いものを「×」とした。

（成形性）
作製したホースの成形（押出し）時の寸法安定性を評価した。内径公差が±０．３ｍｍ、外径公差が±０．３ｍｍの範囲内のものを「◎」、それ以外を「×」とした。

（キンク半径）
作製したホースを曲げた際の内管閉塞時の半径を測定した。Ｒ５０ｍｍ以下のものを「◎」とした。

（爪のチャック力）
作製したホースの一方の端部を継ぎ手に固定し、他方の端部を引っ張った場合の継ぎ手が抜ける時の引抜き力を測定した。引抜き力が５２０Ｎ以上のものを「◎」とした。

なお、素材として使用した商品は、下記の通り市販されているものである。
・ネオフロン EFEP：ダイキン工業（株）製
・VESTAMID：ダイセル・エボニック（株）製
・パンデックス：ディーアイシーバイエルポリマー（株）製
・エラストラン：BASFジャパン（株）製
・レザミン：大日精化工業（株）製

本発明の一態様の給水・給湯用ホースを示す一部切欠斜視図である。

符号の説明

１内層
２中間層
３外層
４補強層
５最外層
１０ホース

Claims

径方向内側から順に、フッ素樹脂からなる内層と、ポリアミド樹脂からなる中間層と、ウレタン樹脂からなる外層と、補強材を巻回してなる補強層と、最外層とを備える給水・給湯用ホースにおいて、
前記内層、前記中間層、および前記外層は、一体押出し成形してなり、
前記フッ素樹脂の成形温度が１９０〜２８０℃、前記ポリアミド樹脂の成形温度が１９０〜２３０℃、前記ウレタン樹脂の成形温度が１９０℃〜２３０℃であり、
前記最外層が、２３℃における硬度が９０〜９５のウレタン樹脂からなり、且つ、厚みが０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする、給水・給湯用ホース。
前記ウレタン樹脂の２３℃における硬度が９０〜１００であり、
前記外層の厚みが０．８〜１．５ｍｍであることを特徴とする、請求項１に記載の給水・給湯用ホース。