JP7348852B2

JP7348852B2 - 可撓性ホースおよび可撓性ホースの使用

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Publication number: JP7348852B2
Application number: JP2020012324A
Authority: JP
Inventors: 宏之福居
Original assignee: Tigers Polymer Corp
Current assignee: Tigers Polymer Corp
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2023-09-21
Anticipated expiration: 2040-01-29
Also published as: JP2021116910A

Description

本発明は、可撓性ホース、特に合成樹脂製のホース壁を有する可撓性ホースに関するものである。

合成樹脂製のホース壁を有する可撓性ホースは、柔軟であり、気体や液体、固体（特に粉体や粒状体）を搬送するといった多彩な用途に使用されている。特に、ホース壁を構成する合成樹脂が塩化ビニル樹脂であると、柔軟で強度等の特性に優れたホースを効率的に製造しやすい。

例えば、特許文献１には、塩化ビニル樹脂製のホース壁に、塩化ビニル樹脂製の螺旋補強体を一体化し、螺旋補強体をポリエステル系熱可塑性エラストマーにより被覆した合成樹脂製ホースの技術が開示されており、当該合成樹脂製ホースによれば、合成樹脂製ホースの耐久性が高められることが開示されている。

特開２０１８－３９２６号公報

ところで、可撓性ホースを使用する際に、ホースの内周面や外周面が抗菌性を有していると好ましい。例えば、食品や飲料を扱う製造設備等に使用されるホースでは、ホース内周面が抗菌性を有していると、雑菌の繁殖が未然に防止されて、食品の衛生上好ましい。また汚泥等で汚れた環境に配置されるホースでは、ホース外周面が抗菌性を有していると、ホース外周に汚れが付着しにくくなり、ホースの見栄えや取り扱いの点で好ましい。

しかしながら、ホース壁等に汎用される塩化ビニル樹脂材料は、一般に抗菌性を有するものではないと考えられてきており、塩化ビニル樹脂に抗菌性を付与するためには、別途高価な抗菌剤を配合するなどする必要があった。

本発明の目的は、ホースの内周もしくは外周に抗菌性を有する可撓性ホースを提供することにある。

発明者は、鋭意検討の結果、硬質塩化ビニル樹脂に特定の安定剤を含ませると、かかる硬質塩化ビニル樹脂に抗菌性が発現することを知見し、かかる硬質塩化ビニル樹脂を可撓性ホースに応用する検討を行って、本発明を完成させた。

本発明は、合成樹脂製の積層構造のホース壁を有し、ホースの内層もしくは外層に抗菌性が求められる可撓性ホースであって、ホースの内部空間に面するホース壁の内層、もしくはホースの外部空間に面するホース壁の外層は、塩化ビニル樹脂製であり、前記塩化ビニル樹脂の硬度は、ＪＩＳ－Ｋ７２１５に規定されるタイプＤ硬度で６５～８５度であり、前記塩化ビニル樹脂はカルシウム－亜鉛系安定剤を含み、かつ、前記塩化ビニル樹脂は公知の抗菌剤を含まず、ＪＩＳ－Ｚ２８０１に規定されるフィルム密着法により測定した前記塩化ビニル樹脂の抗菌活性値が２．０以上である、可撓性ホースである（第１発明）。

また、第１発明において、好ましくは、ホース壁が、蛇腹状のホース壁である（第２発明）。また、第１発明において、好ましくは、可撓性ホースが、更に、ホース壁の外層の外周に一体化された螺旋状補強体を含み、少なくとも螺旋状補強体の外面が、前記塩化ビニル樹脂により形成されている。（第３発明）。
また、本発明は、抗菌性を求められる用途への可撓性ホースの使用であって、可撓性ホースは第１発明ないし第３発明のいずれかに記載の可撓性ホースであり、前記用途は、食品製造装置もしくは食品製造ラインに用いられる配管、または、飲料製造装置もしくは飲料製造ラインに用いられる配管、または、医療機器に用いられる配管もしくはシース部材、または、酸素、水素もしくは呼気を送るための配管、または、住宅の居室、台所もしくはふろの換気を行うための配管、または、農業施設もしくは農場の排水管、または、養殖場、貯水施設、港湾施設もしくは上下水処理施設で水を送るための配管、または、船舶のバラスト水を給排水するための配管である、可撓性ホースの使用、である。

本発明の可撓性ホース（第１発明）は、上記塩化ビニル樹脂製のホースの内層もしくは外層に抗菌性を有する。また、第２発明のようにすれば、ホースの可撓性がより高められる。また、第３発明のようにすれば、ホースの外周の抗菌性がより高められる。また、第４発明によれば、ホース内部もしくは外部の抗菌性が高められ、雑菌の繁殖が抑えられ、飲料製造装置等や飲料等が清浄な状態に保たれる。

第１実施形態の可撓性ホースの構造を示す一部断面図である。第２実施形態の可撓性ホースの構造を示す一部断面図である。第３実施形態の可撓性ホースの構造を示す一部断面図である。

以下図面を参照しながら、飲料の製造設備の配管に用いられる可撓性ホースを例として、発明の実施形態について説明する。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。また、可撓性ホースの用途も以下に示す実施形態の用途に限定されない。

図１は、第１実施形態の可撓性ホース１の構造を示す一部断面図である。図１では、ホースの中心軸よりも上側の部分を断面図で示し、下側の部分を外観で示している。図２、図３でも同様である。
可撓性ホース１は、合成樹脂製のホース壁１２を有する。ホース壁１２は円筒状に形成されていて、ホース壁１２の外周には、合成樹脂製の螺旋状補強体１３が一体化されている。本実施形態ではホース壁１２は平滑な円筒状であるが、ホース壁１２は波付管状、もしくは螺旋状蛇腹管状にされていてもよい。

ホース壁１２は、積層構造のホース壁である。積層構造は、２層以上、好ましくは３層以上の積層構造とされる。本実施形態では、積層構造のホース壁１２は、ホース１の内部空間に面するホース壁の内層１５、主体層１４、ホース１の外部空間に面するホース壁の外層１６がこの順序で積層された構造を有する。

内層１５もしくは外層１６は、以下に説明するような塩化ビニル樹脂製である。この塩化ビニル樹脂は硬質塩化ビニル樹脂である。ここで、硬質塩化ビニル樹脂とは、樹脂の硬度が、ＪＩＳ－Ｋ７２１５に規定されるタイプＤ硬度で６５～８５度の塩化ビニル樹脂である。内層１５もしくは外層１６のいずれか一方のみが塩化ビニル樹脂製であってもよいが、本実施形態のように、内層１５と外層１６がともに塩化ビニル樹脂製であることが好ましい。

内層１５もしくは外層１６を構成する塩化ビニル樹脂は、カルシウム－亜鉛系安定剤を含む。発明者は、硬質塩化ビニル樹脂がカルシウム－亜鉛系安定剤を含むと、塩化ビニル樹脂に抗菌性が発現することを発見した。カルシウム－亜鉛系安定剤としては、例えば株式会社サンエース製の品番ＲＺ－１６１の安定剤が例示される。カルシウム－亜鉛系安定剤の好ましい配合量は、従来公知の安定剤としての配合量でよく、例えば、塩化ビニル樹脂１００重量部に対し、カルシウム－亜鉛系安定剤を１～１０重量部、より好ましくは、２～５重量部である。

塩化ビニル樹脂がカルシウム－亜鉛系安定剤を含むことにより発現する抗菌性は、ＪＩＳ－Ｚ２８０１の抗菌性試験方法に規定されるフィルム密着法により、黄色ぶどう球菌および大腸菌に対し測定した抗菌活性値で２．０以上である。

塩化ビニル樹脂は、カルシウム－亜鉛系安定剤の他に、可塑剤や、他の安定化剤、安定化助剤、滑剤、加工助剤、酸化防止剤、充填剤などの添加剤等を含んでいてもよい。また、塩化ビニル樹脂に対し、塩化ビニル用として市販されている公知の抗菌剤、例えば銀系抗菌剤を含ませてもよい。もちろん、塩化ビニル樹脂に対し、公知の抗菌剤を含ませなくてもよい。

また、本実施形態では、螺旋状補強体１３も上記塩化ビニル樹脂製である。なお、螺旋状補強体１３は、必ずしも上記塩化ビニル樹脂製である必要はなく、ホース壁１２の主体層１４を構成する樹脂材料よりも硬度が高い材料により構成されれば、他の樹脂製であってもよい。なお、ホースの円筒状形状が維持できるのであれば、螺旋状補強体１３は必須ではない。また、螺旋状補強体１３は金属等、他の材料により構成されていてもよい。

ホース壁１２の主体層１４は、内層１５もしくは外層１６を構成する塩化ビニル樹脂に比べ硬度の低い樹脂材料により構成される。必須ではないが好ましい硬度は、ＪＩＳ－Ｋ７２１５に規定されるタイプＡ硬度で５０～９５度である。主体層１４を構成する樹脂の種類は、塩化ビニル樹脂と溶着や接着により一体化できる樹脂材料であれば特に限定されないが、例えば、塩化ビニル樹脂や、ポリウレタン樹脂、アクリロニトリルブタジエンゴムなどが例示される。

上記実施形態の可撓性ホース１は、例えば、飲料の製造設備の配管に用いられる。また、可撓性ホース１を他の用途に用いることもできる。

上記実施形態の可撓性ホース１は、公知の製造方法により製造できる。
例えば、スパイラル成形法により製造するのであれば、まず、ホース材料をらせん状に捲回しながら回転送り動作が可能なホース成型軸を有するホース製造装置を準備する。このホース製造装置は公知である。

上記硬質塩化ビニル樹脂を調製し、所定の幅と厚みのフィルム状条帯に押出成形し、半溶融状態でホース成型軸に供給する。ホース成型軸上で条帯はらせん状に捲回され、隣接する条帯側縁部同士が互いに融着して、円筒状の内層１５が形成される。さらに、主体層１４となるべき樹脂材料を所定の断面形状を有する条帯に押出成形し、内層１５の外周に半溶融状態で供給し、内層１５の外周に主体層１４を一体に成形する。さらに、上記硬質塩化ビニル樹脂を、所定の幅と厚みのフィルム状条帯に押出成形し、半溶融状態で主体層１４の外周に供給し、主体層１４の外周に外層１６を一体に成形する。

さらに、上記硬質塩化ビニル樹脂により、所定の断面形状のひもを押出成形し、ホース成型軸に形成されたホース壁１２（外層１６）の外周に半溶融状態で供給する。すると、硬質塩化ビニル樹脂製のひもがホース壁１２の外周に融着し、螺旋状補強体１３となって、可撓性ホース１が連続的に製造される。

本実施形態では、条帯側縁部の接合や、積層構造のホース壁の各層１４，１５，１６の一体化や、ホース壁１２と螺旋状補強体１３の接合に融着を利用したが、これら接合は他の手段、例えば、接着剤や粘着剤を利用したものであってもよい。また、螺旋状補強体１３をホース壁１２を構成する層１４，１５，１６の間に埋入して両者を一体化するようにしてもよい。

上記第１実施形態の可撓性ホース１の作用および効果を説明する。
上記第１実施形態の可撓性ホース１は、積層構造のホース壁１２を有しており、ホースの内部空間に面するホース壁の内層１５、もしくはホースの外部空間に面するホース壁の外層１６は、ＪＩＳ－Ｋ７２１５に規定されるタイプＤ硬度で６５～８５度の塩化ビニル樹脂製である。従って、主体層１４を構成する樹脂の硬度を調整すれば、ホース壁１２を柔軟なものとでき、ホースを可撓性のホースにできる。

また、ホース壁の内層１５、もしくはホース壁の外層１６を構成する塩化ビニル樹脂にはカルシウム－亜鉛系安定剤が含まれる。これにより、後述するように、ＪＩＳ－Ｚ２８０１に規定されるフィルム密着法により測定した前記塩化ビニル樹脂の抗菌活性値が２．０以上となり、いわゆる抗菌性が発現する。

このような抗菌性を有する塩化ビニル樹脂がホース壁の内層１５や外層１６を構成していると、ホース内部もしくは外部の抗菌性が高められる。従って、ホース内部に飲料や飲料の原材料が滞留しても、雑菌の繁殖が抑えられ、飲料製造装置や飲料が清浄な状態に保たれる。また、ホース外面の抗菌性が高められると、ホースの外面に付着した雑菌が繁殖して他の部分を汚染したりすることが抑制され、飲料製造装置等が清浄な状態に保たれる。

必須ではないが、ホース内部の抗菌性をより高める観点からは、本実施形態のように、ホース内層１５や外層１６の全体が前記塩化ビニル樹脂により構成されることが好ましい。

また、ホース壁を柔軟なものとし、ホース壁の可撓性を高める観点からは、後述する他の実施形態のように、積層構造のホース壁１２が、蛇腹状のホース壁であることが好ましく、螺旋状蛇腹状のホース壁であることが特に好ましい。

また、可撓性ホース１が、更に、ホース壁の外層１６の外周に一体化された螺旋状補強体１３を含む場合には、少なくとも螺旋状補強体１６の外面が、前記塩化ビニル樹脂により形成されていることが好ましい。このようにすれば、ホース外部の抗菌性がより高められる。

以下、上記第１実施形態のように、硬質塩化ビニル樹脂にカルシウム－亜鉛系安定剤を含ませることにより、抗菌性が発現することを例証する。

（実施例）
平均重合度１０５０の塩化ビニル樹脂（株式会社カネカ製、カネビニールＳシリーズ：型番Ｓ１００１）１００重量部に対し、カルシウム－亜鉛系安定剤（株式会社サンエース製、品番ＲＺ－１６１）４重量部、およびその他の添加剤を混練し、実施例の硬質塩化ビニル樹脂を得た。

（比較例１）
カルシウム－亜鉛系安定剤４．０重量部に替えて、有機スズ系安定剤としてジオクチルスズ３．０重量部を配合する以外は実施例と同様の配合で、比較例１の硬質塩化ビニル樹脂を得た。

（比較例２）
カルシウム－亜鉛系安定剤４．０重量部に替えて、有機スズ系安定剤としてジオクチルスズ３．０重量部を配合し、さらに、抗菌剤である第４級アンモニウム塩（三洋化成工業株式会社、オスモリンＤＡ５０）１．０重量部を配合する以外は実施例と同様の配合で、比較例２の硬質塩化ビニル樹脂を得た。

実施例および比較例１、比較例２の軟質塩化ビニルを、それぞれロールにより厚さ１ｍｍのシート状に加工し、抗菌性試験に供した。抗菌性試験は一般財団法人化学研究評価機構高分子試験・評価センター等に委託して、ＪＩＳＺ２８０１：２０１２に準拠したフィルム法により行った。被覆フィルムおよび無加工試験片の材質はポリエチレンフィルムであり、清浄化はエタノールにより行った。

フィルム法による評価時間は２４時間とし、無加工試験片に対する接種直後の生菌数や、２４時間後の生菌数、抗菌評価試験片（実施例、比較例１、比較例２）の２４時間後の生菌数を測定し、抗菌活性値を求めた。

実施例の塩化ビニル樹脂では、抗菌活性値（黄色ぶどう球菌／大腸菌）が３．７／３．１であった。比較例１の塩化ビニル樹脂では、抗菌活性値（黄色ぶどう球菌／大腸菌）が０．１／０．１であった。比較例２の塩化ビニル樹脂では、抗菌活性値（黄色ぶどう球菌／大腸菌）が４．８／４．３であった。

カルシウム－亜鉛系安定剤を含む実施例の塩化ビニル樹脂では、２．０を超える抗菌活性値が得られ、塩化ビニル樹脂に十分な抗菌性が発現した。一方、カルシウム－亜鉛系安定剤を含まず、有機スズ系安定剤を含む比較例１の塩化ビニル樹脂では、ほとんど抗菌性が示されなかった。なお、有機スズ系安定剤を含むものであっても、抗菌剤である第４級アンモニウム塩を含む比較例２の塩化ビニル樹脂では十分な抗菌性が発現している。従って、実施例の塩化ビニル樹脂では、カルシウム－亜鉛系安定剤により抗菌性が発現している。

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。

上記第１実施形態の可撓性ホースにおいて、内層１５、外層１６、螺旋補強体１３を構成するそれぞれの樹脂は、所定の硬度を有し、カルシウム－亜鉛系安定剤を含み、所定の抗菌性を発現する点において共通しているが、これらは全く同じ組成の樹脂である必要はなく、それぞれの層や補強体に求められる特性に応じて、樹脂の具体的配合や特性を異ならせてもよい。ホースを効率的に製造する観点からは、これら樹脂の配合が同じであることが好ましい。

図２は、第２実施形態の可撓性ホース２の構造を示す一部断面図である。可撓性ホースはこのような構成のホースであってもよい。第２実施形態の可撓性ホース２においても、ホース壁２２が、内層２５、主体層２４、外層２６がホース内側からこの順番に積層された積層構造を有している。各層を構成する樹脂材料は第１実施形態の可撓性ホース１と同様である。

また、積層構造のホース壁２２は、本実施形態のように、螺旋状蛇腹状に形成されていてもよい。このような蛇腹状のホース壁は、特に可撓性に富む。また、本実施形態の可撓性ホース２のように、硬鋼線製の螺旋状補強体２３が主体層２４に埋入されていてもよい。

本実施形態では、内層２５と外層２６が、上記第１実施形態に示されたような、硬度がＪＩＳ－Ｋ７２１５に規定されるタイプＤ硬度で６５～８５度であり、カルシウム－亜鉛系安定剤を含み、ＪＩＳ－Ｚ２８０１に規定されるフィルム密着法により測定した前記塩化ビニル樹脂の抗菌活性値が２．０以上である塩化ビニル樹脂により形成されている。かかる硬質塩化ビニル樹脂により、ホース２の内周および外周の全体が覆われていることになり、第２実施形態の可撓性ホース２では、ホースの内周および外周の抗菌性が特に良好なものとなる。

図３は、第３実施形態の可撓性ホース３の構造を示す一部断面図である。第３実施形態の可撓性ホース３は、第１実施形態の可撓性ホース１や第２実施形態の可撓性ホース２と同様の積層構造のホース壁３２を有しており、内層や外層を形成する硬質塩化ビニル樹脂がカルシウム－亜鉛系安定剤を含むことにより、ホース壁については同様な抗菌性が得られる。

また、可撓性ホース３では、螺旋状補強体３３が、ホース壁３２の外周に一体化されているが、螺旋状補強体３３では、硬鋼線製の螺旋状芯材３３ａを包み込むように、上記カルシウム－亜鉛系安定剤を含む硬質塩化ビニル樹脂製の被覆３３ｂが螺旋状芯材３３ａを覆っており、螺旋状補強体３３の外面が、上記カルシウム－亜鉛系安定剤を含む硬質塩化ビニル樹脂により形成されている。かかる構成により、螺旋状補強体３３の外周部分に抗菌性が与えられる。すなわち、螺旋状補強体は、抗菌性向上の観点からは、少なくとも螺旋状補強体の外面が前記塩化ビニル樹脂により形成されていればよい。

以上説明した実施形態の可撓性ホースの用途は特に限定されず、抗菌性が求められる用途に広く利用可能である。上記実施形態の可撓性ホースは、例えば、食品製造装置や食品製造ラインに用いられる配管として使用できる。あるいは、上記実施形態の可撓性ホースは、飲料製造装置や飲料製造ラインに用いられる配管として、医療機器に用いられる配管やシース部材として、酸素や水素、呼気等の気体を送るための配管として、住宅の居室や台所、ふろなどの換気を行うための配管として、あるいは、農業施設や農場の排水管として、あるいは、養殖場や貯水施設、港湾施設、上下水処理施設などで水を送るための配管として、船舶のバラスト水を給排水するための配管として、屋外に設置される発電設備等に備えられる電力ケーブルのシース部材として、情報ケーブル等のシース部材として使用できる。上記実施形態の可撓性ホースは、これら例示した用途に限定されず、広く利用可能である。

上記実施形態の可撓性ホースは、例えば飲料製造装置の配管に使用でき、産業上の利用価値が高い。

１可撓性ホース
１２ホース壁
１４主体層
１５内層
１６外層
１３螺旋状補強体

Claims

合成樹脂製の積層構造のホース壁を有し、ホースの内層もしくは外層に抗菌性が求められる可撓性ホースであって、
ホースの内部空間に面するホース壁の内層、もしくはホースの外部空間に面するホース壁の外層は、塩化ビニル樹脂製であり、
前記塩化ビニル樹脂の硬度は、ＪＩＳ－Ｋ７２１５に規定されるタイプＤ硬度で６５～８５度であり、
前記塩化ビニル樹脂はカルシウム－亜鉛系安定剤を含み、
かつ、前記塩化ビニル樹脂は公知の抗菌剤を含まず、
ＪＩＳ－Ｚ２８０１に規定されるフィルム密着法により測定した前記塩化ビニル樹脂の抗菌活性値が２．０以上である、
可撓性ホース。
ホース壁が、蛇腹状のホース壁である、
請求項１に記載の可撓性ホース。
可撓性ホースが、更に、ホース壁の外層の外周に一体化された螺旋状補強体を含み、
少なくとも螺旋状補強体の外面が、前記塩化ビニル樹脂により形成されている、
請求項１に記載の可撓性ホース。
抗菌性を求められる用途への可撓性ホースの使用であって、
可撓性ホースは請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の可撓性ホースであり、
前記用途は、食品製造装置もしくは食品製造ラインに用いられる配管、
または、飲料製造装置もしくは飲料製造ラインに用いられる配管、
または、医療機器に用いられる配管もしくはシース部材、
または、酸素、水素もしくは呼気を送るための配管、
または、住宅の居室、台所もしくはふろの換気を行うための配管、
または、農業施設もしくは農場の排水管、
または、養殖場、貯水施設、港湾施設もしくは上下水処理施設で水を送るための配管、
または、船舶のバラスト水を給排水するための配管である、
可撓性ホースの使用。