JP6857445B2 - Hose and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、トイレ、台所や洗面台や浴室の水栓金具、浴室乾燥機の温水配管、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。 The present invention can be suitably used for, for example, toilets, faucet fittings for kitchens, washbasins and bathrooms, hot water pipes for bathroom dryers, water storage tanks, dishwashers, water pipes, and other water and hot water supply pipes. It's about possible hoses.
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糸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やクリップバンド止め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。 Conventionally, metal pipes mainly made of copper, stainless steel, etc. have been used for water and hot water supply pipes, but there is a problem that the metal pipes are hard and inferior in flexibility, resulting in poor handleability and workability. Therefore, recently, instead of metal pipes, hose fittings are crimped or clipped to both ends of a hose consisting of a highly flexible polymer material and a reinforcing layer made of metal wire or fiber thread. Has come to be used as.
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、さらに、使用するホースの長さは短いため、施工時にホースが無理に曲げられたりすることが多い。その結果、ホースが折れ曲がってキンクが発生することがおき、その場合、通水路が塞がれて通水ができなくなったり、通水量が減ったりすることになっていたため、キンクが発生し難いホースが必要とされていた。また、給水給湯用配管が設けられるような限られたスペースの中で、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。 In addition, the space where the water and hot water supply pipes are provided is relatively small, and the length of the hose used is short, so the hose is often forcibly bent during construction. As a result, the hose may be bent and kink may occur. In that case, the water passage may be blocked and water flow may not be possible, or the amount of water flow may be reduced, so that the hose is less likely to cause kink. Was needed. Further, in order to obtain good workability in a limited space where a water supply / hot water supply pipe is provided, it is necessary to use a hose having excellent flexibility.
このような点から、ホースの柔軟性を損なうことなく、施工時の折れ曲がりによるキンクに強いホースが要求されていた。この要求に応えるべく、特許文献1〜3のように、内層チューブと繊維補強層間、或いは、繊維補強層と外層間を接着させ、各層を一体化することなどが提案されている。また、本発明に関連する文献として、例えば、特許文献4〜特許文献10が参考として挙げられる。 From this point of view, there has been a demand for a hose that is resistant to kink due to bending during construction without impairing the flexibility of the hose. In order to meet this demand, as in Patent Documents 1 to 3, it has been proposed to bond the inner layer tube and the fiber reinforced layer or the fiber reinforced layer and the outer layer to integrate each layer. Further, as documents related to the present invention, for example, Patent Documents 4 to 10 can be cited as references.
ここで、昨今ではホースの外層として、耐水性、耐薬品性、耐候性、加工性、耐汚れ性などに優れ、柔軟性がある材料であるオレフィン系のポリマーが好ましく選択されている。しかし、オレフィン系ポリマーは表面エネルギーが低く、化学的に不活性であるため、隣接する繊維補強層との接着が特に困難であるといったことも問題となっている。 Here, recently, as an outer layer of a hose, an olefin-based polymer which is a flexible material having excellent water resistance, chemical resistance, weather resistance, processability, stain resistance and the like is preferably selected. However, since the olefin polymer has a low surface energy and is chemically inert, it is particularly difficult to adhere to the adjacent fiber reinforced layer.
上記特許文献1によるホースは、繊維補強層の外側に備えた外層がポリウレタン系熱可塑性エラストマー又はポリエステル系熱可塑性エラストマーの構成において、特定の接着層を用いることで、繊維補強層と外層との接着性を発揮するものである。この特許文献1に記載された接着層では、オレフィン系ポリマーを含む外層に適用した場合、十分な接着性が得られないことが考えられる。 In the hose according to Patent Document 1, the outer layer provided on the outside of the fiber reinforcing layer is composed of a polyurethane-based thermoplastic elastomer or a polyester-based thermoplastic elastomer, and by using a specific adhesive layer, the fiber reinforcing layer and the outer layer are adhered to each other. It exerts its sexuality. It is considered that the adhesive layer described in Patent Document 1 cannot obtain sufficient adhesiveness when applied to an outer layer containing an olefin polymer.
また、特許文献2のホースは、接着剤を介して表面処理された繊維補強層と外層との接着に特定のウレタン系接着剤を使用しているが、特定のウレタン系接着剤は、取扱いが難しいという問題もある。また、この特許文献2に記載された接着剤では、オレフィン系ポリマーを含む外層に適用した場合、十分な接着性が得られないことが考えられる。更には、接着剤を介して表面処理された繊維補強層を使用しているため、ホースの柔軟性を損なうことが考えられる
Further, the hose of
また、特許文献3のホースは、熱可塑性接着樹脂として、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂を使用している。しかし、この特許文献3では、無水マレイン酸変性ポリオレフィンを樹脂そのままの形態で使用しているため、十分な接着性が得られていない。また、外層として、少なくともその一部分が架橋されているエラストマー成分を含んだポリオレフィン系熱可塑樹脂を使用しないと十分な接着性が得られないなど、使用材料が制限される。 Further, the hose of Patent Document 3 uses a maleic anhydride-modified polyolefin resin and a polyester resin as the thermoplastic adhesive resin. However, in Patent Document 3, since the maleic anhydride-modified polyolefin is used in the form of the resin as it is, sufficient adhesiveness is not obtained. Further, the material to be used is limited, for example, sufficient adhesiveness cannot be obtained unless a polyolefin-based thermoplastic resin containing an elastomer component in which at least a part thereof is crosslinked is used as the outer layer.
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、過度の機械的な外力や曲げが加わった場合にも、キンクが発生することのない優れた耐キンク性と優れた可撓性を備えることにより、取扱性や施工性に優れるとともに、生産性にも優れたものを提供することである。 The present invention has been made to solve such a problem of the prior art, and an object of the present invention is to generate a kink even when an excessive mechanical external force or bending is applied. By providing excellent kink resistance and excellent flexibility, it is possible to provide a product having excellent handleability and workability as well as excellent productivity.
上記目的を達成するべく、本発明によるホースは、内層と、該内層チューブの外周に形成された中間層と、該中間層の外周に形成された補強層と、該補強層の外周に形成された外層からなり、上記内層が架橋ポリオレフィン系樹脂を主体としたものからなり、上記中間層が架橋ポリプロピレン系樹脂を主体としたものからなり、上記補強層が、繊維糸の編組又は横巻からなり、上記外層が、オレフィン系熱可塑性エラストマーを主体としたものからなるものである。
また、上記中間層の架橋ポリプロピレン系樹脂が、プロピレンエチレン共重合体と、ポリプロピレンと、スチレン系エラストマーと、カーボンブラックを含むことが考えられる。
また、本発明によるホースの製造方法は、ポリオレフィン系樹脂を主体とした内層とポリプロピレン系樹脂を主体とした中間層を同時に押出成形し、上記内層と上記中間層に電子線を照射して上記内層と上記中間層を同時に架橋し、該中間層の外周に繊維糸を編組又は横巻することにより補強層を形成し、該補強層の外周にオレフィン系熱可塑性エラストマーを主体とした外層を押出成形するものである。
In order to achieve the above object, the hose according to the present invention is formed on the inner layer, the intermediate layer formed on the outer periphery of the inner layer tube, the reinforcing layer formed on the outer periphery of the intermediate layer, and the outer periphery of the reinforcing layer. The inner layer is mainly composed of crosslinked polyolefin resin, the intermediate layer is mainly composed of crosslinked polypropylene resin, and the reinforcing layer is composed of braided fiber yarn or horizontal winding. The outer layer is mainly composed of an olefin-based thermoplastic elastomer.
Further, it is considered that the crosslinked polypropylene-based resin in the intermediate layer contains a propylene ethylene copolymer, polypropylene, a styrene-based elastomer, and carbon black.
Further, in the method for manufacturing a hose according to the present invention, an inner layer mainly composed of a polyolefin resin and an intermediate layer mainly composed of a polypropylene resin are extruded at the same time, and the inner layer and the intermediate layer are irradiated with an electron beam to irradiate the inner layer with an electron beam. And the above intermediate layer are crosslinked at the same time, a reinforcing layer is formed by braiding or horizontally winding a fiber thread on the outer periphery of the intermediate layer, and an outer layer mainly composed of an olefin thermoplastic elastomer is extruded on the outer periphery of the reinforcing layer. Is what you do.
本発明によれば、中間層として架橋ポリプロピレン系樹脂を主体としたものを使用することにより、オレフィン系熱可塑性エラストマーを含む外層であっても、補強層を介して中間層と外層とが良好に接着される。そのため、過度の機械的な外力や曲げが加わった場合にも、キンクが発生することのない優れた耐キンク性を有し、取扱性や施工性に優れる。また、曲げが加わった際、外層にシワが発生し難い外層平滑性も有することになる。また、外層を構成する材料がオレフィン系熱可塑性エラストマーを含んでいるため、耐水性、耐薬品性、耐候性、加工性、耐汚れ性などに優れ、柔軟性にも優れたものとなる。また、内層が架橋ポリオレフィン系樹脂を主体とし、中間層が架橋ポリプロピレン系樹脂を主体とすることから、これらは同時に押出成形できるとともに、電子線照射によって同時に架橋することができるため、生産性に優れることとなる。 According to the present invention, by using a material mainly composed of a crosslinked polypropylene resin as the intermediate layer, even if the outer layer contains an olefin-based thermoplastic elastomer, the intermediate layer and the outer layer can be satisfactorily separated from each other via the reinforcing layer. Be glued. Therefore, even when an excessive mechanical external force or bending is applied, it has excellent kink resistance that does not generate kink, and is excellent in handleability and workability. In addition, when bending is applied, the outer layer also has smoothness that makes it difficult for wrinkles to occur in the outer layer. Further, since the material constituting the outer layer contains an olefin-based thermoplastic elastomer, it is excellent in water resistance, chemical resistance, weather resistance, processability, stain resistance, etc., and is also excellent in flexibility. Further, since the inner layer is mainly composed of a crosslinked polyolefin resin and the intermediate layer is mainly composed of a crosslinked polypropylene resin, these can be extruded at the same time and can be crosslinked at the same time by electron beam irradiation, resulting in excellent productivity. It will be.
本発明において用いられる内層の材料は、樹脂やゴムなどのような、可撓性材料から構成される。具体的には、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、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、天然ゴム、イソプレンゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ニトリル‐ブタジエンゴム、などが挙げられる。この中でも、ポリオレフィン系樹脂を主体としたものからなるものが好ましく、このポリオレフィン系樹脂が架橋されたものが好ましい。なお、ポリオレフィン系樹脂を主体としたものとは、構成材料の重量部数で半分以上をポリオレフィン系樹脂が占めるものである。ポリオレフィン系樹脂としては、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、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−メタクリル酸エチル共重合体などが挙げられる。これらの中でも、ポリエチレンとエチレン−α−オレフィン共重合体とを含有してなる組成物であれば、ホースの可撓性及び耐塩素性を向上させることができるため更に好ましい。 The inner layer material used in the present invention is composed of a flexible material such as resin or rubber. Specifically, for example, polyolefin resin, polyamide resin, polyurethane resin, polyester resin, olefin elastomer, polyurethane elastomer, polyester elastomer, styrene elastomer, natural rubber, isoprene rubber, acrylic rubber, ethylene propylene. Examples thereof include rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, butyl rubber, chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene, chlorinated polyethylene, and nitrile-butadiene rubber. Among these, those mainly composed of polyolefin-based resin are preferable, and those obtained by cross-linking this polyolefin-based resin are preferable. In addition, the thing mainly composed of a polyolefin resin means that the polyolefin resin occupies more than half of the number of parts by weight of the constituent material. Examples of the polyolefin resin include high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, polypropylene, polybutene, ethylene-α-olefin copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, and methyl ethylene-acrylate. Examples thereof include a polymer, an ethylene-ethyl acrylate copolymer, an ethylene-methyl methacrylate copolymer, and an ethylene-ethyl methacrylate copolymer. Among these, a composition containing polyethylene and an ethylene-α-olefin copolymer is more preferable because it can improve the flexibility and chlorine resistance of the hose.
ポリエチレンは、元来耐塩素性に優れた性質を有しており、種々のポリエチレンが公知であるが、本発明では、密度が0.942g/cm3以下となるものを適宜に選択又は組合せて使用することが好ましい。ポリエチレンの密度が0.942g/cm3を超えてしまうと、ホースの可撓性が低下し、本発明によって得られるホースの取扱性や施工性が悪くなる傾向がある。但し、ポリエチレンの密度が0.942g/cm3を超えてしまっても、ポリエチレンを含む層を薄くしたり、柔軟性に優れる材料を適宜配合したりすることで、柔軟性を損なわずに使用できる場合も有る。 Polyethylene originally has excellent chlorine resistance, and various types of polyethylene are known. However, in the present invention, polyethylene having a density of 0.942 g / cm 3 or less is appropriately selected or combined. It is preferable to use it. If the density of polyethylene exceeds 0.942 g / cm 3 , the flexibility of the hose tends to decrease, and the handleability and workability of the hose obtained by the present invention tend to deteriorate. However, even if the density of polyethylene exceeds 0.942 g / cm 3 , it can be used without impairing the flexibility by thinning the layer containing polyethylene or appropriately blending a material having excellent flexibility. In some cases.
エチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレンとα−オレフィンが共重合されたものであり、柔軟性に優れた材料である。α−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−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などが挙げられる。特に、エチレン−オクテン共重合体が好ましい。尚、エチレン−α−オレフィン共重合体は各種市販されているので、それらを適宜に選択して使用しても良い。 The ethylene-α-olefin copolymer is a copolymer of ethylene and α-olefin, and is a material having excellent flexibility. Examples of the α-olefin include propylene, butene-1, penten-1, hexene-1, 4-methylpentene-1, heptene-1, octene-1, decene-1, dodecene-1, and the like. In particular, an ethylene-octene copolymer is preferable. Since various ethylene-α-olefin copolymers are commercially available, they may be appropriately selected and used.
これら柔軟性及び耐塩素性に優れたポリエチレンと、柔軟性に優れたエチレン−α−オレフィン共重合体を適宜に配合すれば、特に可撓性及び耐塩素性に優れたホースの内層を得ることが可能となる。尚、上記組成物に、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、更に耐塩素性を向上させても良い。また、金属不活性化剤、滑剤、充填剤、難燃剤、架橋助剤等、種々の添加剤を配合することも考えられる。 If these polyethylenes having excellent flexibility and chlorine resistance and the ethylene-α-olefin copolymer having excellent flexibility are appropriately blended, an inner layer of a hose having particularly excellent flexibility and chlorine resistance can be obtained. Is possible. It is also possible to add other compounding materials to the above composition to obtain desired properties. For example, the chlorine resistance may be further improved by appropriately adding an anti-aging agent or the like. It is also conceivable to add various additives such as a metal inactivating agent, a lubricant, a filler, a flame retardant, and a cross-linking aid.
本発明の中間層として用いられる材料としては、ポリプロピレン系樹脂を主体としたものが使用され、このポリプロピレン系樹脂は架橋されたものである。なお、ポリプロピレン系樹脂を主体としたものとは、構成材料の重量部数で半分以上をポリプロピレン系樹脂が占めるものである。ポリプロピレン系樹脂としては、ポリプロピレンが挙げられ、アイソタクチック、シンジオタクチック、アタクチックの立体規則性(タクティシティー)の異なったもの何れも使用できる。また、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体のようなポリプロピレン系共重合体も使用できる。共重合体としては、ランダムコポリマー、ブロックコポリマー何れも使用できる。また、ポリプロピレンの重合方式としては、種々のものが公知であるが、メタロセン触媒による重合は、分子量分布が揃ったポリマーを得ることができるため好ましく、これによって得られたポリプロピレンは、2,1挿入や1,3挿入により見かけ上エチレンが共重合された構造となる。 As the material used as the intermediate layer of the present invention, a material mainly composed of a polypropylene resin is used, and this polypropylene resin is a crosslinked material. In addition, the polypropylene-based resin as the main component means that the polypropylene-based resin accounts for more than half of the weight of the constituent material. Examples of the polypropylene-based resin include polypropylene, and any of isotactic, syndiotactic, and tactic with different three-dimensional regularity (tacticity) can be used. Further, polypropylene-based copolymers such as propylene-ethylene copolymer and propylene-butene copolymer can also be used. As the copolymer, either a random copolymer or a block copolymer can be used. In addition, various polypropylene polymerization methods are known, but metallocene-catalyzed polymerization is preferable because a polymer having a uniform molecular weight distribution can be obtained, and the polypropylene obtained thereby can be inserted in a few layers. By inserting 1 or 3, the structure is apparently copolymerized with ethylene.
また、中間層には、ポリプロピレン系樹脂以外の材料を配合してもよく、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、上記したポリオレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系共重合樹脂、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、シリコーンゴムなどをブレンドすることも可能である。これらの中でも、スチレン系エラストマー、特にスチレン−エチレン−ブチレン−スチレン共重合体を使用すれば、中間層の柔軟性が向上するため好ましい。また、例えば、老化防止剤等を適宜に添加することによって、更に耐塩素性を向上させても良い。また、その他にも、金属不活性化剤、滑剤、充填剤、難燃剤等、種々の添加剤を配合することも考えられる。充填剤としては、例えば、シリカ、カーボンブラック、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸アルミニウム(クレー)などが挙げられる。充填剤を配合することで、特に引張強度向上等、所望の材料強度に調整することができる。これらの中でも、カーボンブラックを有していることが好ましい。カーボンブラックは耐候性付与の効果があり、特に導電性を有していることで、架橋に必要な電子線のエネルギーを小さくすることができるため、製造コストを下げることができる。また、架橋助剤を配合することで、架橋効率を向上させ、高温物性、特に高温の材料強度を向上させることができる。架橋助剤としては、例えば、トリアリルシアヌレート(TAC)、トリアリルイソシアヌレート(TAIC)などのアリル系モノマーや、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アクリル(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレートなどが挙げられる。なお、(メタ)アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートの何れかを示す。これらの中でも、多官能(メタ)アクリレートが好ましい。これら添加剤は、マスターバッチの形態のものを使用しても良い。 Further, a material other than the polypropylene-based resin may be blended in the intermediate layer, and it is also possible to add other blended materials to obtain desired characteristics. For example, the above-mentioned polyolefin resin, urethane resin, polyester resin, polyamide resin, styrene copolymer resin, polyurethane elastomer, polyester elastomer, styrene elastomer, silicone rubber and the like can be blended. Among these, it is preferable to use a styrene-based elastomer, particularly a styrene-ethylene-butylene-styrene copolymer because the flexibility of the intermediate layer is improved. Further, for example, the chlorine resistance may be further improved by appropriately adding an anti-aging agent or the like. In addition, it is also conceivable to add various additives such as a metal inactivating agent, a lubricant, a filler, and a flame retardant. Examples of the filler include silica, carbon black, magnesium carbonate, calcium carbonate, magnesium silicate, aluminum silicate (clay) and the like. By blending the filler, it is possible to adjust the material strength to a desired level, particularly for improving the tensile strength. Among these, it is preferable to have carbon black. Carbon black has the effect of imparting weather resistance, and in particular, because it has conductivity, the energy of the electron beam required for cross-linking can be reduced, so that the manufacturing cost can be reduced. Further, by blending a cross-linking aid, the cross-linking efficiency can be improved and the high-temperature physical properties, particularly the high-temperature material strength can be improved. Examples of the cross-linking aid include allyl-based monomers such as triallyl cyanurate (TAC) and triallyl isocyanurate (TAIC), ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, and triethylene glycol di ( Meta) acrylate, acrylic (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, dimethylol tricyclodecandi (meth) acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate ) Polyfunctional (meth) acrylate such as acrylate can be mentioned. The (meth) acrylate indicates either acrylate or methacrylate. Among these, polyfunctional (meth) acrylate is preferable. These additives may be in the form of a masterbatch.
本発明では、内層と中間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、内層と中間層を同時に架橋させる共架橋を施すことが好ましい。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。電子線架橋であれば、過酸化物架橋で必要となる過酸化物架橋剤や、シラン架橋で必要となるシランカップリング剤を配合する必要が無い。例えば、過酸化物架橋剤としてジクミルパーオキサイド(DCP)を使用した場合には、アセトフェノン、クミルアルコール、メチルスチレン、水分などが架橋反応の副生成物、すなわち分解残渣として生ずる。またシラン架橋で使用するシランカップリング剤は、未反応の状態で残存する可能性がある。それらに対して電子線照射では、過酸化物架橋剤やシランカップリング剤のような添加物が無添加でも架橋が可能で有り、少量の架橋助剤で効率を上げることができる。そのため、流体に溶出する成分を少なくでき、自由度の高い材料の選択が可能となる。このような点より、本発明においては、電子線架橋によって内層と中間層を共架橋することが最も好ましい。 In the present invention, in order to integrate the inner layer and the intermediate layer, it is preferable to perform co-crosslinking in which the inner layer and the intermediate layer are simultaneously crosslinked by molding into a tubular shape using a molding means such as coextrusion molding. The above-mentioned polyolefin resin is crosslinked because its heat resistant temperature is low, and when it is used as a hot water supply hose, the temperature of the hot water transferred in the hose may reach about 90 ° C. In this case, it is necessary to improve the durability at high temperature by performing cross-linking. Examples of the cross-linking means include electron beam cross-linking, silane cross-linking, and peroxide cross-linking. In the present invention, among these, electron beam cross-linking is preferably adopted. In the case of electron beam cross-linking, it is not necessary to add a peroxide cross-linking agent required for peroxide cross-linking or a silane coupling agent required for silane cross-linking. For example, when dicumyl peroxide (DCP) is used as the peroxide cross-linking agent, acetophenone, cumyl alcohol, methyl styrene, water and the like are produced as by-products of the cross-linking reaction, that is, decomposition residues. Further, the silane coupling agent used for silane cross-linking may remain in an unreacted state. On the other hand, in electron beam irradiation, cross-linking is possible even without additives such as peroxide cross-linking agent and silane coupling agent, and efficiency can be improved with a small amount of cross-linking aid. Therefore, the number of components eluted in the fluid can be reduced, and a material having a high degree of freedom can be selected. From this point of view, in the present invention, it is most preferable to co-crosslink the inner layer and the intermediate layer by electron beam cross-linking.
本発明においては、上記した中間層の外周に少なくとも一層の補強層を形成することになる。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。また、耐キンク性が向上する。補強層としては、繊維糸を編組又はスパイラル形状に横巻することから構成される。もちろん、補強層は多層であっても良い。例えば、繊維糸を横巻する場合、巻き方向の異なる複数の横巻を行う、所謂SZ巻を行うことが考えられる。 In the present invention, at least one reinforcing layer is formed on the outer periphery of the above-mentioned intermediate layer. With this reinforcing layer, sufficient breaking pressure can be applied to the hose, and greater durability can be imparted. In addition, kink resistance is improved. The reinforcing layer is composed of braided or spirally wound fiber threads. Of course, the reinforcing layer may be multi-layered. For example, when the fiber yarn is wound horizontally, it is conceivable to perform so-called SZ winding, in which a plurality of horizontal windings having different winding directions are performed.
また、繊維糸としては、各種有機繊維や無機繊維などを用いることができ、例えば、ビニロン繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、レーヨン繊維、ポリエチレン繊維、ポリフェニレンスルフィド繊維、木綿、ガラス繊維などが挙げられる。これらの繊維は、遮蔽率80%以下、撚り数0〜250回/m、引き揃え本数1〜8本、打数(立本数)12〜48本、ピッチ15〜60mmで編組又は横巻されるのが好ましく、これはホースの使用条件によって選択される。ここで言う遮蔽率とは、繊維糸が中間層の表面を覆っている比率のことを言う。遮蔽率が80%を越えると、隙間を通じて中間層と外層を一体化させることが困難となり、キンクが発生しやすくなる。尚、この繊維糸と併せて、補強のため適宜ステンレス線などの金属線を混合しても良い。 Further, as the fiber yarn, various organic fibers, inorganic fibers and the like can be used, and for example, vinylon fiber, polyester fiber, nylon fiber, aramid fiber, rayon fiber, polyethylene fiber, polyphenylene sulfide fiber, cotton, glass fiber and the like can be used. Can be mentioned. These fibers are braided or horizontally wound with a shielding rate of 80% or less, a number of twists of 0 to 250 times / m, a number of aligned fibers of 1 to 8, a number of strokes (standing number) of 12 to 48, and a pitch of 15 to 60 mm. Is preferred, and this is selected according to the conditions of use of the hose. The shielding ratio referred to here is the ratio of the fiber yarn covering the surface of the intermediate layer. If the shielding rate exceeds 80%, it becomes difficult to integrate the intermediate layer and the outer layer through the gap, and kink is likely to occur. In addition to this fiber yarn, a metal wire such as a stainless steel wire may be appropriately mixed for reinforcement.
本発明においては、上記した補強層の外周に外層を形成することになる。外層の構成材料としては、公知の材料から任意に選ばれるが、本発明においてはオレフィン系熱可塑性エラストマーを主体とするものが好ましい。なお、オレフィン系熱可塑性エラストマーを主体としたものとは、構成材料の重量部数で半分以上をオレフィン系熱可塑性エラストマーが占めるものである。外層の構成材料には、オレフィン系熱可塑性エラストマー以外をブレンドしても良い。例えば、上記したポリオレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン系共重合樹脂、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、シリコーンゴムなどをブレンドすることも可能である。また、外層には柔軟性向上の為のオイルを入れることが可能だが、一方で、移行による内層への悪影響やホース内部流体へ混入するおそれがある。そのため、ホースの用途によっては、外層へのオイルの添加量はできるだけ少なくすることが好ましく、オイル成分を含まないことが更に好ましい。このようなオレフィン系熱可塑性エラストマーは、耐水性、耐薬品性、耐候性に優れたものであるため、このオレフィン系熱可塑性エラストマーを含む外層を形成することで、ホースの耐水性、耐薬品性、耐候性が向上することになる。また、このようなオレフィン系熱可塑性エラストマーは、柔軟性にも優れているため、外層を形成することによる可撓性の低下を抑えることができる。 In the present invention, an outer layer is formed on the outer periphery of the reinforcing layer described above. As the constituent material of the outer layer, a known material is arbitrarily selected, but in the present invention, a material mainly composed of an olefin-based thermoplastic elastomer is preferable. The olefin-based thermoplastic elastomer as the main component means that the olefin-based thermoplastic elastomer accounts for more than half of the weight of the constituent material. A material other than the olefin-based thermoplastic elastomer may be blended with the constituent material of the outer layer. For example, the above-mentioned polyolefin resin, urethane resin, polyester resin, polyamide resin, styrene copolymer resin, polyurethane elastomer, polyester elastomer, styrene elastomer, silicone rubber and the like can be blended. In addition, although it is possible to put oil in the outer layer to improve flexibility, on the other hand, there is a risk of adverse effects on the inner layer due to migration and mixing with the fluid inside the hose. Therefore, depending on the use of the hose, the amount of oil added to the outer layer is preferably as small as possible, and it is more preferable that the oil component is not contained. Since such an olefin-based thermoplastic elastomer has excellent water resistance, chemical resistance, and weather resistance, the water resistance and chemical resistance of the hose can be obtained by forming an outer layer containing the olefin-based thermoplastic elastomer. , Weather resistance will be improved. Further, since such an olefin-based thermoplastic elastomer is also excellent in flexibility, it is possible to suppress a decrease in flexibility due to the formation of an outer layer.
このような外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。 By forming such an outer layer, it is possible to further reduce the occurrence of kink due to bending, it is difficult for dust and dirt to adhere to the surface of the hose, and the surface can be easily cleaned, which makes it resistant. The dirtiness can be improved.
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。 Most of the hoses obtained in this way are put into actual use with connecting joints attached to both ends thereof for connecting to the mating member. As the connecting joint, one processed by metal, resin or the like is known.
このように、ホースの中間層と外層とが補強層を介して良好に一体化されていることにより、施工時等に過度の機械的な外力や曲げが加わった場合にも、キンクが発生することのない優れた耐キンク性を得ることができる。ここで、曲げを加えた際などに外層にシワが発生すると、このシワの谷部分から亀裂が生じ材料破壊が起こる可能性が高く、また意匠性を損なうという点からも、シワの発生は極力おさえる必要がある。上記したホースは、中間層と外層とが良好な接着により、曲げを加えた際に外層にシワが発生し難い外層平滑性を有することになるため、シワに起因した亀裂を防止することができる。 In this way, since the intermediate layer and the outer layer of the hose are well integrated via the reinforcing layer, kinking occurs even when an excessive mechanical external force or bending is applied during construction or the like. It is possible to obtain excellent kink resistance that never occurs. Here, if wrinkles occur in the outer layer when bending is applied, there is a high possibility that cracks will occur from the valleys of the wrinkles and material destruction will occur, and wrinkles will occur as much as possible from the viewpoint of impairing the design. I need to keep it down. The hose described above has good adhesion between the intermediate layer and the outer layer, so that the outer layer has smoothness that does not easily cause wrinkles when bent, so that cracks due to wrinkles can be prevented. ..
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。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings together with comparative examples.
実施例
図1は、本発明ホース1の切欠斜視図である。まず、内層2の材料として、ポリエチレン樹脂とエチレン−オクテン共重合体を混合して内層用組成物とする。中間層3の材料として、プロピレンーエチレン共重合体、ポリプロピレン、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、カーボンブラックマスターバッチ、及び、トリメチロールプロパントリアクリレート架橋助剤を混合して中間層用組成物とする。内側に内層用組成物、外側に中間層用組成物となるように、押出機により共押出成形し、内層2の肉厚0.8mm、中間層3の肉厚0.1mm、内径7.1mmとなるように管状に成形する。引き続いて、この内層2と中間層3について、電子線を照射し、内層2と中間層3に共架橋を施す。次に、1670dtex、撚り回数100回/mのポリエステル撚糸について、中間層3の外周に、引き揃え本数1本、打数16本、ピッチ28mmでSZ巻をし、補強層4を形成した。次に、補強層4の外周に、オレフィン系熱可塑性エラストマーを押出被覆して外層5を形成した。このようにして得られたホース1は、内径は7.1mm、外径は11.1mmであった。
Example FIG. 1 is a notched perspective view of the hose 1 of the present invention. First, as a material for the
このようにして得られたホースを試料として、耐キンク性、柔軟性、継手引抜力についての試験を行った。尚、これらの試験の内、継手引抜力の試験については、図2に示すように、ホース両端に接続継手加工を施したもので行った。本試験で使用した接続継手10は、銅合金等からなるノズル11、銅合金等からなるナット12、SUS304等からなるスリーブ13から構成されている。接続継手加工の方法としては、まず、かしめ前のスリーブ13をホース1に配置した状態で、ナット12に予め通したノズル11をホース1の内側に挿入した。そして、スリーブ13をノズル11に対して略同心円筒状に押圧変形させて、かしめ加工を施すことによって行った。尚、上記試験の結果については表1に示す。
Using the hose thus obtained as a sample, tests were conducted for kink resistance, flexibility, and joint pull-out force. Of these tests, the joint pull-out force test was performed with connection joint processing applied to both ends of the hose, as shown in FIG. The connection joint 10 used in this test is composed of a
実施例によって得られたホースを試料として、耐キンク性(取扱性、施工性)の確認としてキンク半径についての評価試験を行った。キンク半径については、各試料を曲げていき、ホースがキンクして折れ曲がる最小の半径を測定した。尚、試験温度は25℃とした。 Using the hose obtained in the examples as a sample, an evaluation test on the kink radius was performed to confirm the kink resistance (handleability, workability). As for the kink radius, each sample was bent, and the minimum radius at which the hose kinks and bends was measured. The test temperature was 25 ° C.
給水・給湯として実際に用いるホースは、取扱性、施工性を向上させるため、柔軟で容易にキンクしないことが必要であることから、キンク半径はホース外径の2倍以下であることが好ましく、もちろん、より小さいキンク半径であるほうが良い。本実施例によるホースでは、キンク半径が14mmと、ホース外径の2倍以下であることから、優れた耐キンク性を示し、より小さい曲げ半径で曲げた場合にもキンクが発生しないことが認められた。試験後にホースを切り開いて確認したところ、中間層と外層が接着して固定されていることが確認された。 The hose actually used for water supply and hot water supply needs to be flexible and not easily kinked in order to improve handleability and workability. Therefore, the kink radius is preferably twice or less the outer diameter of the hose. Of course, it is better to have a smaller kink radius. Since the hose according to this embodiment has a kink radius of 14 mm, which is less than twice the outer diameter of the hose, it exhibits excellent kink resistance, and it is recognized that kink does not occur even when bent with a smaller bending radius. Was done. When the hose was cut open and checked after the test, it was confirmed that the intermediate layer and the outer layer were adhered and fixed.
次に、本実施例によって得られたホースを試料として、柔軟性(取扱性、施工性)の評価試験として、曲げ反力の測定を行った。曲げ反力は、半径50mmに曲げた際の反力を測定した。尚、試験温度は25℃とした。 Next, using the hose obtained in this example as a sample, the bending reaction force was measured as an evaluation test of flexibility (handleability, workability). As for the bending reaction force, the reaction force when bent to a radius of 50 mm was measured. The test temperature was 25 ° C.
狭い位置や奥まった位置にホースを取り付けする際には、軽微な力でホースを曲げられることが必要であるため、本試験による曲げ反力が小さい方が良く、特に、曲げ反力が5N以下となることが好ましい。本実施例によるホースは、曲げ反力が2.3Nであり、特に優れた柔軟性を有していることが確認された。 When installing the hose in a narrow position or in a recessed position, it is necessary to bend the hose with a slight force, so it is better that the bending reaction force in this test is small, especially the bending reaction force is 5N or less. Is preferable. It was confirmed that the hose according to this example had a bending reaction force of 2.3 N and had particularly excellent flexibility.
次に、本実施例によって得られたホースについて、継手引抜力の測定を行った。継手引抜力は、ホース両端のナット12と試験装置を接続し、荷重をホースに徐々にかけていき、継手が抜ける力を測定した。尚、試験温度は25℃とした。 Next, the joint pulling force of the hose obtained in this example was measured. The joint pulling force was measured by connecting the nuts 12 at both ends of the hose and the test device, gradually applying a load to the hose, and measuring the force at which the joint was pulled out. The test temperature was 25 ° C.
給水給湯用ホースとして使用する際には、5MPa以上の破壊圧力を有することが好ましい。本実施例によるホースは、破壊圧力が9.9MPaであり、充分な破壊圧力を有することが確認された。 When used as a water / hot water supply hose, it preferably has a breaking pressure of 5 MPa or more. It was confirmed that the hose according to this example had a breaking pressure of 9.9 MPa and had a sufficient breaking pressure.
給水給湯用ホースとして使用する際には、0.5kN以上の継手引抜力を有することが好ましい。本実施例によるホースは、継手引き抜き力が0.88kNであり、充分な継手引き抜き力を有することが確認された。 When used as a water / hot water supply hose, it is preferable to have a joint pulling force of 0.5 kN or more. It was confirmed that the hose according to this embodiment had a joint pulling force of 0.88 kN and had a sufficient joint pulling force.
以上説明したとおり、本発明のホースは、キンクの発生を低減でき優れた取扱性や施工性を有する。従って、例えば、トイレ、台所や洗面台や浴室の水栓金具、浴室乾燥機の温水配管、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。 As described above, the hose of the present invention can reduce the occurrence of kink and has excellent handleability and workability. Therefore, for example, it should be suitably used in a wide range of applications such as toilets, faucet fittings for kitchens, washbasins and bathrooms, hot water pipes for bathroom dryers, water storage tanks, dishwashers, water pipes, and other water and hot water supply pipes. Can be done.
1 ホース
2 内層
3 中間層
4 補強層
5 外層
10 接続継手
11 ノズル
12 ナット
13 スリーブ
1
Claims (2)
上記内層が架橋ポリオレフィン系樹脂を主体としたものからなり、
上記中間層が、プロピレンエチレン共重合体と、ポリプロピレンと、スチレン系エラストマーと、カーボンブラックを含むとともに、構成材料の重量部数で半分以上を架橋ポリプロピレン系樹脂が占めており、
上記補強層が、繊維糸の編組又は横巻からなり、
上記外層が、オレフィン系熱可塑性エラストマーを主体としたものからなるホース。 It is composed of an inner layer, an intermediate layer formed on the outer periphery of the inner layer, a reinforcing layer formed on the outer periphery of the intermediate layer, and an outer layer formed on the outer periphery of the reinforcing layer.
The inner layer is mainly composed of crosslinked polyolefin resin.
The intermediate layer contains a propylene ethylene copolymer, polypropylene, a styrene elastomer, and carbon black, and the crosslinked polypropylene resin occupies more than half of the weight of the constituent material.
The reinforcing layer is made of a braided fiber yarn or a horizontal winding.
A hose in which the outer layer is mainly composed of an olefin-based thermoplastic elastomer.
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