特許 6737547 合成樹脂製ホース

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6737547

(24)【登録日】2020年7月20日

(45)【発行日】2020年8月12日

(54)【発明の名称】合成樹脂製ホース

(51)【国際特許分類】

   F16L 11/10 20060101AFI20200730BHJP

   F16L 11/08 20060101ALI20200730BHJP

【ＦＩ】

   F16L11/10 B

   F16L11/08 B

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-129529(P2016-129529)

(22)【出願日】2016年6月30日

(65)【公開番号】特開2018-3926(P2018-3926A)

(43)【公開日】2018年1月11日

【審査請求日】2019年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000108498

【氏名又は名称】タイガースポリマー株式会社

(72)【発明者】

【氏名】福居 宏之

(72)【発明者】

【氏名】野村 憲吾

【審査官】 豊島 ひろみ

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５２−０７５９１５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−１４４８０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２０１８８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｌ ９／００ − １１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

塩化ビニル樹脂製のホース壁にポリエステル系熱可塑性エラストマー製の螺旋補強体が一体化された合成樹脂製ホースであって、
前記螺旋補強体がホース壁よりも硬質な塩化ビニル樹脂により被覆された状態でホース壁に一体化されている
合成樹脂製ホース。

【請求項2】

ポリエステル系熱可塑性エラストマーがハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合体を主体とし、ハードセグメントがポリブチレンテレフタレートである
請求項１に記載の合成樹脂製ホース。

【請求項3】

ホース壁が可塑剤を含む塩化ビニル樹脂で形成されており、螺旋補強体を被覆する樹脂が可塑剤を含まない塩化ビニル樹脂である
請求項１または請求項２に記載の合成樹脂製ホース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、螺旋補強体が一体化された可撓性を有する合成樹脂製ホースに関する。特に塩化ビニル樹脂製のホース壁を有する合成樹脂製ホースに関する。

【背景技術】

【0002】

螺旋補強体が一体化された合成樹脂製ホースは、液体や空気や粉、粒状体の移送などの多彩な用途に使用されている。特に、塩化ビニル樹脂によりホース壁が構成されていると、塩化ビニル樹脂が成形性に優れていることから、多彩なホースを製造できて便利である。

【0003】

例えば、特許文献１には、積層構造を有する軟質塩化ビニル樹脂製のホース壁と、硬質塩化ビニル樹脂製の補強体で構成される可撓性ホースが開示されており、当該可撓性ホースによれば、高温のペレットを搬送する際のホースの耐久性や耐熱性を向上できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−８２３９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

こうした可撓性ホースは多彩な用途に使用されうるものであることから、より高いレベルの強度や耐久性が求められるに至っている。例えば、特許文献１に開示されるような塩化ビニル樹脂製のホースを、曲げた状態で使用していると、時間の経過とともに補強体に割れやひびが生じ、その部分を起点として、ホース壁が破断してしまうことがあることが判明した。

【0006】

特にホースの使用環境の温度が高いと、補強体やホース壁に損傷が発生しやすくなる。高温で減圧してホースを使用すると、ホースがつぶれやすい。また、ホースに繰り返し圧力が加えられる場合にも、損傷が発生しやすくなる。
本発明の目的は、可撓性ホースの耐久性を高めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

発明者は、鋭意検討の結果、樹脂製の螺旋補強体を、他の樹脂により被覆した状態でホース壁に一体化すると、合成樹脂製ホースの耐久性が向上することを知見し、本発明を完成させた。

【0008】

本発明は、塩化ビニル樹脂製のホース壁にポリエステル系熱可塑性エラストマー製の螺旋補強体が一体化された合成樹脂製ホースであって、前記螺旋補強体がホース壁よりも硬質な塩化ビニル樹脂により被覆された状態でホース壁に一体化されている合成樹脂製ホースである（第１発明）。

【0009】

第１発明においては、ポリエステル系熱可塑性エラストマーがハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合体を主体とし、ハードセグメントがポリブチレンテレフタレートであることが好ましい（第２発明）。また、第１発明もしくは第２発明においては、ホース壁が可塑剤を含む塩化ビニル樹脂で形成されており、螺旋補強体を被覆する樹脂が可塑剤を含まない塩化ビニル樹脂であることが好ましい（第３発明）。

【発明の効果】

【0010】

本発明の合成樹脂製ホース（第１発明）によれば、ホースの耐久性が高められる。さらに、第２発明や第３発明のようにすれば、ホースの耐久性の向上がより顕著なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態の合成樹脂製ホースの構造を示す一部断面図である。

【図2】第１実施形態の合成樹脂製ホースの製造方法を示す模式図である。

【図3】第２実施形態の合成樹脂製ホースの構造を示す一部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下図面を参照しながら、温水配管に使用される合成樹脂製ホースを例として、発明の実施形態について説明する。なお、発明は以下に示す個別の実施形態に限定されるものではなく、その形態を変更して実施することもできる。図１に、発明の第１実施形態の合成樹脂製ホース１を、一部断面図で示す。

【0013】

合成樹脂製ホース１は、合成樹脂により形成された可撓性ホースであり、略円筒状のホース壁１１と螺旋補強体１４を有している。必要に応じ、他の部材、例えば、ホース外側に保護カバーなどを備えさせてもよい。ホース壁１１は塩化ビニル樹脂製である。本実施形態においては、螺旋補強体１４も塩化ビニル樹脂製である。本実施形態では、ホース壁１１の外周に螺旋補強体１４が一体化されている。ホース壁１１と螺旋補強体１４の一体化は、ホース壁１１に螺旋補強体１４が埋入される形態であってもよいし、ホース壁１１の内周に螺旋補強体１４が一体化される形態であってもよい。

【0014】

ホース壁１１の具体的形態は特に限定されない。ホース壁１１は中心軸とほぼ平行に形成された円筒状であってもよいし、ホース壁１１は凹凸波型を有する蛇腹状であってもよい。また、螺旋補強体１４の具体的形態も、螺旋状に形成された補強体である限り、特に限定されない。螺旋補強体１４の断面形状は、本実施形態のように円形であってもよいし、半円形、楕円形、矩形状など、他の断面形状であってもよく、螺旋補強体１４を中空形状に設けてもよい。また、螺旋補強体の条数は、特に限定されず、本実施形態のように１条であってもよいが、２条もしくはそれ以上の条数で螺旋補強体が設けられていてもよい。

【0015】

本実施形態では、螺旋補強体１４はホース壁１１よりも硬質な塩化ビニル樹脂により形成されている。すなわち、ホース壁１１が比較的柔軟で可撓性を有する軟質塩化ビニル樹脂により構成される一方で、螺旋補強体１４は、より硬質な塩化ビニル樹脂により構成されている。ホース壁１１を構成する塩化ビニル樹脂には可塑剤が含まれていてもよい。ホース壁１１に含まれる可塑剤は非移行性の可塑剤であることが好ましい。また、螺旋補強体１４を構成する塩化ビニル樹脂には可塑剤が含まれないことが好ましい。

【0016】

本実施形態では、螺旋補強体１４は、ポリエステル系熱可塑性エラストマーにより被覆された状態で、ホース壁１１に一体化されている。ポリエステル系熱可塑性エラストマーによる被覆によって、螺旋補強体１４の外周には、被覆層１５が形成されている。そして、螺旋補強体１４はポリエステル系熱可塑性エラストマー製の被覆層１５を介して、ホース壁１１に接合されている。被覆層１５とホース壁１１の接合は、通常は溶着によるが、接合強度を高めるために接着剤などを併用してもよい。

【0017】

被覆層１５を構成するポリエステル系熱可塑性エラストマーについて説明する。ポリエステル系熱可塑性エラストマーは、ポリエステル系成分からなるハードセグメントと、ポリエーテル系成分からなるソフトセグメントを有するブロック共重合体を主成分とする熱可塑性樹脂であることが好ましい。また、ハードセグメントが結晶層となって、樹脂としての基本的な性質を発現しつつ、ソフトセグメントが非晶相となって、エラストマーとしての性質を発現するものであることが好ましい。また、上記ブロック共重合体は、一部が変性されたものや、官能基が導入された物を含む。

【0018】

さらに、被覆層１５を構成するポリエステル系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントがポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であることが特に好ましい。そのようなポリエステル系熱可塑性エラストマーは、東レ・デュポン株式会社から、ハイトレル（商標登録）の商品名で市販されている。

【0019】

被覆層１５を構成するポリエステル系熱可塑性エラストマーの硬度は、螺旋補強体１４を構成する塩化ビニル樹脂の硬度よりも低くなるようにされることが好ましい。また、被覆層１５を構成するポリエステル系熱可塑性エラストマーの硬度は、ホース壁１１を構成する塩化ビニル樹脂の硬度よりも高くなるようにされることが好ましい。

【0020】

第１実施形態の合成樹脂製ホース１の製造方法について説明する。合成樹脂製ホース１は、公知のホース成形装置Ｍを利用した、いわゆるスパイラル成形法により製造できる。図２に示すように、平行四辺形状の断面を有する軟質塩化ビニル樹脂条帯Ｔ１を半溶融状態で押出成型しながら、ホース成形装置Ｍの成形軸ＳＦＴに供給し、螺旋回転送り動作をするホース成形軸ＳＦＴ上で、樹脂条帯Ｔ１の両側縁部が互いに重なり合うようにらせん状に捲回してホース壁１１が形成される。また、螺旋補強体１４となるべき硬質な塩化ビニル樹脂と、被覆層１５となるべきポリエステル系熱可塑性エラストマーとを、半溶融状態で共押出しして樹脂条帯Ｔ２を形成し、ホース成形軸ＳＦＴ上に形成されたホース壁１１の外周に螺旋状に巻きつける。すると、樹脂条帯Ｔ２が、円筒状のホース壁１１に溶着一体化する。その後、適宜冷却して上記合成樹脂製ホース１が得られる。

【0021】

本発明の合成樹脂製ホース１の作用及び効果について説明する。合成樹脂製ホース１によれば、従来のホースに比べ、ホースの耐久性が高められる。

【0022】

特許文献１に開示されるような塩化ビニル樹脂製のホースを、曲げた状態で使用していると、時間の経過とともに補強体に割れやひびが生じ、その部分を起点として、ホース壁が破断してしまうことがある。特に高温の環境下でホースを使用すると、破断が生じやすい。この原因は定かではないが、補強体を構成する樹脂の熱老化等による補強体の強度低下や、いわゆるストレスクラックの発生により、補強体にクラックが生じ、その後、クラックが成長して、補強体と一体化したホース壁の部分までクラックが進行してホース壁が破断するものと推定される。

【0023】

本発明の合成樹脂製ホース１においては、螺旋補強体１４がポリエステル系熱可塑性エラストマーの被覆層１５により被覆された状態でホース壁１１に一体化されているので、螺旋補強体１４にクラックが生じたとしても、その周囲をポリエステル系熱可塑性エラストマーの被覆層１５が包んでいて、クラックの成長を抑制する。また、補強体１４の中でクラックが拡大したとしても、柔軟な被覆層１５がホース壁１１と補強体１４の間に設けられていて、補強体のクラックがそのままホース壁に進行してしまうことが抑制される。したがって、補強体のクラックを起点としてホース壁が破断してしまうことが抑制され、ホースの耐久性が向上する。

【0024】

特に、ポリエステル系熱可塑性エラストマーがハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合体を主体とし、ハードセグメントがポリブチレンテレフタレートである場合には、被覆層１５が高温でも高い強度を有するため、上記耐久性の向上効果が、ホースを高温で使用した際にも顕著なものとなる。

【0025】

また、ホース壁１１を構成する塩化ビニル樹脂が可塑剤、特に移行性の可塑剤を有する場合には、以下の観点からも、ホースの耐久性が向上する。

【0026】

特許文献１に開示されるような塩化ビニル樹脂製のホースにおいて、ホース壁の塩化ビニル樹脂に可塑剤が含まれていると、ホースを使用するにつれて、ホース壁に含まれる可塑剤が補強体に移行していく。ホースの使用環境が高温であると、移行しやすくなる。可塑剤が移行すると、補強体が軟化し、ホースの円筒状形状を維持する働きが弱くなり、ホースがつぶれたり、キンクしたりしやすくなる。また、ホース壁からは可塑剤が抜けていくため、ホース壁が剛直になりやすく、ホースの柔軟性が損なわれて破断しやすくなる。

【0027】

本発明の合成樹脂製ホース１においては、螺旋補強体１４がポリエステル系熱可塑性エラストマーの被覆層１５により被覆された状態でホース壁に一体化されているので、ホース壁１１を構成する塩化ビニル樹脂に可塑剤が含まれていても、ポリエステル系熱可塑性エラストマーの被覆層１５がバリア層として働き、可塑剤が螺旋補強体１４に移行することが抑制される。したがって、可塑剤の移行によるホース１の劣化を抑制し、耐久性を高めることができる。

【0028】

特に、ポリエステル系熱可塑性エラストマーがハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合体を主体とし、ハードセグメントがポリブチレンテレフタレートである場合には、塩化ビニル樹脂に使用される可塑剤の移行抑制の効果が特に高い。

【実施例】

【0029】

（実施例）
上記第１実施形態の合成樹脂製ホース１に対応するホースをホース内径（直径）２５ｍｍで製作し、実施例のホースとした。なお、ポリエステル系熱可塑性エラストマーとしては、東レ・デュポン株式会社製のハイトレル（登録商標）の押出グレードのエラストマーを用いた。一方で、被覆層１５がないことを除いて、形状等の他の点は同様としたホースを製作し、比較例のホースとした。

【0030】

（耐キンク試験）
得られたホースのそれぞれを、ホース中心線の曲げＲが半径８０ｍｍとなるように１８０度曲げた状態になるように取り付け、雰囲気温度を８０℃として放置した。
比較例のホースは３時間経過時点で、ホースのキンクが発生した。一方、実施例のホースは２４時間経過しても、キンクの発生は認められなかった。

【0031】

（高温減圧耐久試験）
得られたホースのそれぞれを、雰囲気温度を８０℃として、７６０ｍｍＨｇ（０．１ＭＰａ）の減圧を実施した。比較例のホースは、５分経過時点でホース壁が減圧により閉塞した。一方、実施例のホースは１時間経過してもホース壁の閉塞は認められなかった。

【0032】

発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をして実施することができる。以下に発明の他の実施形態について説明するが、以下の説明においては、上記実施形態と異なる部分を中心に説明し、同様である部分についてはその詳細な説明を省略する。また、これら実施形態は、その一部を互いに組み合わせて、あるいは、その一部を置き換えて実施できる。

【0033】

図３には、第２実施形態の合成樹脂製ホース２を示す。本実施形態においては、被覆層２５で被覆された螺旋補強体２４がホース壁２１の内部に埋入されている点、および、ホース壁２１の外周に保護層２２が設けられている点において、第１実施形態の合成樹脂製ホース１と異なっているが、他の点は同様である。本実施形態においても、同様に、ホースの耐久性、特に高温環境下における耐久性が高められる。なお、保護層２２は塩化ビニル製である必要はなく、他の樹脂により形成された層であってもよい。すなわち、ホース壁は、螺旋補強体や被覆層に接合される部分が塩化ビニル樹脂製であればよく、ホース壁の他の部分に他の樹脂を含むのものであってもよい。

【0034】

上記第１実施形態及び第２実施形態においては、いずれも、螺旋補強体が塩化ビニル樹脂製であり、螺旋補強体がポリエステル系熱可塑性エラストマーにより被覆された状態でホース壁に一体化されている実施形態について説明したが、螺旋補強体（１４，２４）の樹脂と被覆層（１５，２５）の樹脂を入れ替えて発明を実施してもよい。すなわち、塩化ビニル樹脂製のホース壁にポリエステル系熱可塑性エラストマー製の螺旋補強体が一体化された合成樹脂製ホースにおいて、ホース壁よりも硬質な塩化ビニル樹脂により前記螺旋補強体が被覆された状態でホース壁に一体化されるように、合成樹脂製ホースを構成してもよい（第３実施形態）。

【0035】

第３実施形態のような構成としても、ホースの耐久性を向上できる。その理由は、仮に、螺旋補強体を被覆する硬質な塩化ビニル樹脂にクラックが生じたとしても、被覆の内側に一体化されたポリエステル系熱可塑性エラストマー製の螺旋補強体が存在することにより、クラックの成長が進行せず、ホース壁が破断してしまうことが抑制されるからである。また、ホース壁を構成する塩化ビニル樹脂に可塑剤が含まれる際に、可塑剤が移行してホース壁等の強度低下が生ずる課題についても、第３実施形態のような構成とすれば、ホース壁と接する硬質な塩化ビニル樹脂が、被覆層状の薄いものとなっているため、移行する可塑剤の絶対量が少なくなり、ホース壁の強度低下が生じにくくなる。この観点から、本実施形態においては、螺旋補強体を被覆する層の厚みが、螺旋補強体の直径の１／３以下であることが好ましい。

【0036】

また、第３実施形態においても、ポリエステル系熱可塑性エラストマーがハードセグメントとソフトセグメントを有するブロック共重合体を主体とし、ハードセグメントがポリブチレンテレフタレートであることが好ましく、ホースの耐久性がより向上する。また、第３実施形態においても、ホース壁が可塑剤を含む塩化ビニル樹脂で形成されており、螺旋補強体を被覆する樹脂が可塑剤を含まない塩化ビニル樹脂であることが好ましく、ホースの耐久性がより向上する。

【0037】

本発明の合成樹脂製ホースの用途は特に限定されない。上記実施形態の説明では、温水が通流されるホースを例示したが、それ以外の用途、例えば、空気や粉、粒状体の移送にも使用できる。

【産業上の利用可能性】

【0038】

本発明の合成樹脂製ホースは、例えば温水の移送に使用でき、産業上の利用価値が高い。

【符号の説明】

【0039】

１，２ 合成樹脂製ホース
１１，２１ ホース壁
１４，２４ 螺旋補強体
１５，２５ ポリエステル系熱可塑性エラストマー製の被覆層

【図1】

【図2】

【図3】