JP5578537B2 - 積層補強ホース - Google Patents

Description

本発明は、例えば食品、飲料、医療機器、化学やその他の工業に用いられる耐圧性能に優れたシリコーン積層補強ホースや、その他の材料からなる耐圧性に優れた積層補強ホースに関する。
詳しくは、合成樹脂やゴムなどからなる内層と外層との間に、補強糸又は補強繊維などを配置した積層補強ホースに関する。

従来、この種の積層補強ホースとして、シリコーンゴムが含まれた内ゴムを押し出しながら、その外周面に補強糸を編み込み、更にシリコーンゴムが含まれた外ゴムを押し出して、該補強糸の外周面に被覆することにより、これらを一体化したものがある（例えば、特許文献１参照）。
更に、シリコーンゴム製の中間ゴム層と外面ゴム層の間に、補強繊維をスパイラルに巻き付けて層状に形成し、この補強繊維層の表面にシリコーンゴム系プライマーで処理したプライマー処理部が設けられ、架橋接着により中間ゴム層と外面ゴム層を強固に接着し、全体を一体化したものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開平８−２０７１１０号公報（第１頁−第２頁、図１） 特開２００１−１２６５９号公報（第２頁、図１）

しかし乍ら、このような従来の積層補強ホースでは、使い易くするために内層及び外層を柔らかくすると、ホースの軸線方向へ引っ張り力が作用したり内圧変化に伴いホース全体が膨張した際に、内層及び外層は軸線方向へ伸縮するが、補強糸の材質は内層及び外層の伸縮率に比べて著しく低いので、ホースが伸縮する度に補強糸が徐々にホースの軸線方向端部から移動して糸抜けし、この糸抜けした部分の耐圧性能が著しく低下するという問題があった。
特に内層及び外層がシリコーン製である場合、シリコーンは離型性や潤滑性が高いため、他のゴムや合成樹脂よりも補強糸が移動し易くなり、糸抜けによる耐圧性能の低下が発生し易くなるという問題があった。
そこで、補強糸の糸抜けを防止する手段として、補強糸の表面全体にシリコーンゴム系プライマーなどの接着剤を塗布するなどして内層及び外層との接着性を高めることも考えられるが、コストアップになるという問題がある。

本発明のうち第一の発明は、補強糸の糸抜けによるホースの伸びや捩れを防止することを目的としたものである。
さらに加えて、簡単に補強糸と補強線材の交点を熱接着することを目的としたものである。
第二の発明は、第一の発明の目的に加えて、シリコーンゴム製ホースの糸抜けによる耐圧性能の低下を完全に防止することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち第一の発明は、可撓性材料からなる内層と外層との間に補強糸を配置し、ホース全体を加熱処理することで製造される積層補強ホースであって、前記内層と前記外層との間に、前記補強糸を螺旋状に巻き付けるとともに、逆向きの螺旋状に硬質合成樹脂製又は金属製の補強線材を巻き付けて、前記補強糸及び前記補強線材が接触するように交差させ、前記補強糸又は前記補強線材のどちらか一方又は両方の外周面に、その芯材より低融点の接着層を被覆し、前記ホース全体の加熱処理により前記接着層を熱溶融して前記補強糸と前記補強線材の交点が融着されることで網構造の補強層を形成したことを特徴とするものである。
第二の発明は、第一の発明の構成に、前記内層と前記外層をシリコーンゴムで形成した構成を加えたことを特徴とする。

本発明のうち第一の発明は、内層と外層との間に、補強糸と交差するように補強線材を巻き付け、これら補強糸と補強線材の交点を接着することにより、補強糸と補強線材で堅固な網構造の補強層が形成される。
従って、補強糸の糸抜けによるホースの伸びや捩れを防止することができる。
その結果、内層及び外層を柔らかくすると補強糸が糸抜けし易い従来のものに比べ、ホース全体の耐圧性能を高く維持して破裂の防止ができると共に、補強糸の表面全体に接着剤を塗布するなどして内層及び外層との接着性を高めることで糸抜けを防止するものに比べ、製造コストを低減できる。
更に、互いに接する補強糸と補強線材が擦れ合って切れることも防止できる。

さらに加えて、補強糸又は補強線材のどちらか一方又は両方の外周面に、その芯材より低融点の接着層を被覆することにより、この接着層を熱溶融するだけで、補強糸と補強線材の交点が融着される。
従って、簡単に補強糸と補強線材の交点を熱接着することができる。
その結果、ホースの製造過程で加熱処理は一般的に行われるため、特別な設備を追加することなく従前どおりにホースを製造できるから、コストの低減化が図れる。

第二の発明は、第一の発明の効果に加えて、内層と外層を、他のゴムや合成樹脂よりも離型性や潤滑性が高いシリコーンゴムで形成しても、補強糸は補強線材との交点で接着されるから位置ズレや移動が発生しない。
従って、シリコーンゴム製ホースの糸抜けによる耐圧性能の低下を完全に防止することができる。

本発明の積層補強ホースＨの実施形態は、合成樹脂やゴムなどの可撓性材料からなる内層１と外層２との間に、補強糸３を配置すると共に、この補強糸３と交差して接触するように補強線材４を巻き付け、これら補強糸３と補強線材４の交点５を接着することで補強層６を形成している。

上記補強糸３は、例えばポリエステルやナイロンやアラミド繊維や細いモノフィラメント（monofilament:単繊維）を編んだマルチフィラメントなどの糸又は補強繊維などであり、内層１の外周面１ａに沿って配置される。

この補強糸３の配置例としては、ホース軸線方向へ適宜間隔で螺旋状に巻き付けたり、軸線方向へ向けて直線状に配置したり、これら複数本の補強糸３を編み込みしたり、筒状にニット編みするなど、所望形態に配置させることも可能である。

上記補強線材４は、例えば太いモノフィラメント（延伸モノフィラメント）などの硬質合成樹脂製の線材やステンレスなどの金属線などからなり、これを該補強糸３の外側か又は内側に巻き付けることにより、潰れ難くして保形性能の向上を図る。

この補強線材４の巻き付け例としては、上記補強糸３と交差すればどのように巻き付けても良いが、周方向へ等間隔毎に複数本夫々が軸線に対して所定角度傾斜するように巻き付けることが好ましい。

また、この補強線材４として太いモノフィラメント（延伸モノフィラメント）を使用すれば、剛性に優れ、金属線に比べホースＨの切断が容易で軽量化も図れることから望ましい。

更に、これら補強糸３又は補強線材４としては、そのどちらか一方又は両方の外周面に、その芯材より低融点の接着層が予め被覆されたものを使用し、この接着層を熱溶融することで、補強糸３と補強線材４の交点５を融着させることが好ましい。
以下、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１は、図１（ａ）（ｂ）に示す如く、前記内層１及び外層２が、その主成分を柔軟性に優れた透明又は半透明のシリコーンゴムで形成し、これら内層１及び外層２の間に、芯材３ａの外周面に低融点の接着層３ｂが予め被覆された補強糸３を螺旋状に配置し、その外側にこれと逆向きの螺旋状に太いモノフィラメントからなる補強線材４を巻き付け、該補強糸３のポリエステルからなる芯材３ａの外周面に予め被覆された低融点の接着層３ｂを熱溶融することにより、補強線材４の交点５が夫々融着される場合を示すものである。

上記補強糸３として、その芯材３ａがポリエステルである場合には、低融点の接着層３ｂが共重合ポリエステルである熱融着性繊維を使用している。

このような積層補強ホースＨの製造方法としては、押し出し成形装置によって、先ず内層１を押出成形した後に、その外周面に沿って熱融着性繊維の補強糸３を螺旋状に巻き付け、その外側に補強線材４を巻き付けてから、その外側に外層２を押出成形して積層することで一体化され、上記補強線材４の巻き付け後にホース全体を加熱処理することにより、補強糸３の接着層３ｂを補強線材４の表面に融着させる。

次に、斯かる積層補強ホースＨの作用効果について説明する。
その耐圧性能を比較するために、上述した実施例１の積層補強ホースＨと、それと同様に内層１と外層２の間に補強糸３と補強線材４を夫々逆向きの螺旋状に巻き付けたが、その交点５を接着しない比較例とを、夫々複数本ずつ用意し、これら両者について同じ計測条件で屈曲試験を行った。

この屈曲試験では、各ホースの一端に耐圧ニップル（図示せず）を挿着して閉塞させ、他端部を閉塞し荷重が取り付けられて略垂直状に支持されると共に、ホース内部へ所定圧力の空気を断続的に供給してエアーハンマー状態とし、上記耐圧ニップル側を垂直状態から一定時間毎に左右方向へ約９０度ずつ屈曲して首振りさせ、該ホースの漏れや異常を確認した。
荷重：１．５ｋｇ、圧力：最大０．５ＭＰａ⇔最小０ＭＰａ、屈曲速度：２秒／回

その結果、比較例ではホースの屈曲回数が3,292〜3,763回に到達すると、補強糸３の糸抜けが発生し、それによりホースが破裂してしまった。
これに対し、実施例１の積層補強ホースＨでは、ホースの屈曲回数が20,000回を越えても補強糸３の糸抜けによる異常が無く、耐圧性能が大幅に改善されたことが解った。

その理由としては、補強糸３と補強線材４の交点が接着されることで堅固な網構造の補強層６が形成されるため、補強糸３が螺旋状に巻き付けられただけのものと比べ、補強糸３の位置ズレや移動が防止されて、その糸抜けによるホース全体の伸びや捩れが防止されたと推測される。

更に実施例１のように、補強糸３の巻き付け方向と補強線材４の巻き付け方向を全く逆にした場合には、補強糸３が径方向へ膨張変化し易い欠点と、補強線材４が捩れたり軸線方向へ伸び易い欠点が打ち消され、相互に補って、これらの組み合わせ以上の保形性能が得られ、それにより、保形性能が優れたバランスの良いホース補強構造を得られることも確認できた。

この実施例２は、図２に示す如く、前記補強糸３を螺旋状に配置するのではなく、周方向へ等間隔毎に複数本夫々が軸線に対して所定角度傾斜するように配置して、螺旋状の補強線材４と交差させた構成が、前記図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１とは異なり、それ以外の構成は図１（ａ）（ｂ）に示した実施例１と同じものである。
従って、図２に示す実施例２は、上述した実施例１と同様な作用効果が得られる。

尚、前示両実施例では、内層１及び外層２がシリコーンゴムで形成される場合を示したが、これに限定されず、それ以外のゴムや合成樹脂で形成しても良い。
更に、補強糸３と交差するように補強線材４を螺旋状に巻き付けたが、これも限定されず、補強糸３と交差して接触すれば、螺旋以外に巻き付けても良い。
また、補強糸３のみを、その芯材３ａの外周面に低融点の接着層３ｂが予め被覆されたものを使用したが、これも限定されず、補強線材４のみや補強糸３及び補強線材４の両方に、その芯材より低融点の接着層が予め被覆されたものを使用しても良い。
これらの場合も上述した両実施例と同様な作用効果が得られる。

本発明の積層補強ホースの一実施例を示し、（ａ）が一部切欠斜視図であり、（ｂ）が補強糸の拡大断面図である。 本発明の積層補強ホースの他の実施例を示す一部切欠斜視図である。

符号の説明

Ｈ 積層補強ホース １ 内層
１ａ 外周面 ２ 外層
３ 補強糸 ３ａ 芯材
３ｂ 接着層 ４ 補強線材
５ 交点 ６ 補強層

Claims (2)

1. 可撓性材料からなる内層と外層との間に補強糸を配置し、ホース全体を加熱処理することで製造される積層補強ホースであって、
   前記内層と前記外層との間に、前記補強糸を螺旋状に巻き付けるとともに、逆向きの螺旋状に硬質合成樹脂製又は金属製の補強線材を巻き付けて、前記補強糸及び前記補強線材が接触するように交差させ、前記補強糸又は前記補強線材のどちらか一方又は両方の外周面に、その芯材より低融点の接着層を被覆し、前記ホース全体の加熱処理により前記接着層を熱溶融して前記補強糸と前記補強線材の交点が融着されることで網構造の補強層を形成したことを特徴とする積層補強ホース。
2. 前記内層と前記外層をシリコーンゴムで形成したことを特徴とする請求項１記載の積層補強ホース。

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