JPS62135352A - フオ−ムインサ−トを有する弾性工業用ホ−スおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔皇呈上生剋里立国〕 本発明は、工業目的用の、特に石油を汲み出すだめの海
上浮遊性ホースとして使用されるフオームインサートを
有する弾性ホースおよび新しい型のエラストマー外部被
覆層を用いて前記ホースを製造する方法に関する。

〔従来至及王〕

石油汲み出し用の海上浮遊性ホースは、マニホールド型
の複雑な強化内層、密閉・浮遊力を確保する合成フオー
ム層および全体系を外部から密閉する被覆シートからな
る。便宜上、使用されるホース製造方法は２つの主な段
階を含む。すなわち、第一の段階で、内部強化ホース系
を完全に形成した後、フオーム層を施す前に、そのホー
ス系を熱処理して十分に加硫し、その後、第二の主な段
階で、フオーム層を施し、次いで外被層シートを形成し
、次いで別個に加硫する。

これら工程の限界決定は不可避的なものである。

何となれば、使用する比容積の大きいフオーム層の最も
重要な物理機械的特性はずぺて温度依存性であるからで
ある。熱可塑性合成フオーム製の浮遊性層の比容積は、
微々たる圧力下で熱処理してさえ著しくしかも不可逆的
に減少するが、しかし、天然ゴムを主成分とする３−５
ｆｌ厚の被覆層を加硫するにはこの種の硬化が不可欠で
ある。浮遊性フオーム層は、たとえばポリウレタンを主
成分として特殊の成形技術を用いて最終的には「現場」
で局部的に発泡させて形成す颯ことができる。しかしな
がら、この方法は、独立気泡を持った弾性フオームシー
トを巻くことによってフオーム層を形成する、多くのサ
イズのホースに良く適合できるロールからホースを形成
する方法と比較して、経済的であるとは到底言い難い。

したがって、石油汲み出し用浮遊性ホースー造の重要な
問題は、フオーム層上に外部被覆を形成するのに必要な
熱負荷、すなわち熱硬化温度および（または）熱処理時
間をどの程度低減できるかにある。

英国特許１２０２０９４によれば、第二熱処理過程で熱
可塑性フオーム層の著しい圧縮を避けることに関連する
問題は、形成過程で、フオーム層の圧縮を防止する特殊
のかたい螺旋状強化層をさらに設ける限句解決される。

この強化要素は、結合材として繊維強化反応性合成物質
たとえばエポキシ樹脂を用いてガラス繊維撚糸でつくっ
た高強度渦巻線であることができる。しかしながら、こ
の解決策は技術的に間違いなく優れていると評価される
にしても、最も高価な解決策であり、前記強化手段は石
油輸送ホースの真空−圧力許容度、すなわち最も重要な
作業パラメーターにほとんど寄与しないことを考慮しな
ければならない。これらのパラメーターは低強度のフオ
ーム下の層、すなわち機能的（内部）ホース自身におい
て達成されるべきであるからである。この英国特許には
、マニホールド鋼ワイヤー系を用いて内部ホース層内に
前記強化手段を形成することが提案されている。

英国特許ＣＢ−ＰＳ　ｔ２ａ９３９７によれば、浮遊性
ホースの内部機能系に、ガラス繊維合成渦巻線が挿入さ
れる。

半剛性合成フオームを圧龍から保護することは、合成フ
オームを長方形断面を有する押出ゴムシートから螺旋状
に巻かれたゴム層間に配置し、しかもシートロールから
螺旋状の隣接する巻回の間にかなりの距離を保持するこ
とによって解決される。

この解決策は制限された層厚さでフオームを導入するこ
とを除いて適当であるが、石油汲み出し用の海上ホース
の最も重要な特徴の１つすなわら浮遊力も著しく制限さ
れることはきわめて明らかである。

〔■が”ンしよ゛とする。　占〕

本発明の目的は、ホースのフオーム層およびそれに結合
される包囲する外部被覆シートを公知解決策に比較して
経済的に形成することができ、それほど高価でない外部
強化要素を施すことができ、かつ実際に制限の無い厚さ
のフオーム層の形成が可能であり、しかも同時に巻くこ
とによる組立て原理を保持し、種々のホースサイズに柔
軟に適合できるホースならびにその製造方法を開発する
ことである。

浮遊性ホースに関する要件たとえば機械的強度、弾性、
可撓性、耐候性等を満たす他に、本発明の目的は、外層
の架橋（加硫）エラストマーの特性を、この技術工程が
できるだけ少ない熱負荷を伴うように形成すること、す
なわち、できるだけ短い時間および／またはできるだけ
低い温度の熱処理で技術工程が行われるように形成する
ことであった。この努力は、熱作用により起る不可逆的
変形に敏感なフオーム層の保護、技術的エネルギーの節
約およびより短い技術的サイクル時間の観点に哀別して
いる。

〔七」５！！！今を琴ンするための−〕研究の過程で、
本発明者は、驚（べきことに、外部被覆シートの形成に
は従来の方法によりつくられる完全に加硫された外部エ
ラストマーシートの製造を必要とせず、それは最も簡単
な方法で巻きによって形成できること、および、被覆シ
ートを断面において前以て種々の程度に架橋されかつ長
手方向に延伸された合成エラストマー層でつくり、前記
シートは溶剤を含まない高強度の化学的およびまたは熱
的に活性化された接着剤層で相互に結合されることを見
い出した。

本発明に係る弾性工業用ホースは、（イ）繊維強化材を
有する内部弾性層、（ｏ）ホースの充填状態でさえ浮遊
力を確保する独立気泡を有する合成フオーム層および（
ハ）外部被覆シートからなる、弾性フオームインサート
を有する工業用ホース、たとえば石油汲み出し用の海上
浮遊性ホースであって、ホースの上記外部被覆シートは
多層系であり、その成分は断面が不均一で、前以て部分
的に架橋されかつある場合には長手方向に延伸されてい
る合成エラストマー層であり、これらの合成エラストマ
ー層は熱的および／または化学的に活性化された接着剤
層で相互に結合されていることを特徴とする。

本発明のホースの好ましい実施態様においては、前以っ
て部分的に架橋されかつ外部被覆シートの成分を形成す
るエラストマー層は、断面が不均一であり、その上面の
架橋度が４５〜１００％で、下面の架橋度が０〜５５％
である。

また、本発明に係る上記のような弾性工業用ホ−スの製
造方法は、繊維強化材を有する内層上にその完全加硫後
に、独立気泡を有する合成フオーム層を施し、その後、
前記フオーム層−ヒに螺旋状に巻かれた外部被覆シート
を形成することからなる、前述のようなフオームインサ
ートを有する工業用ホースの製造方法であって、外部被
覆シートを、断面が不均一で、前以って部分的に架橋さ
れておりかつある場合には長手方向に延伸されている合
成エラストマー層で形成し、該エラストマー層は互いに
そして最も内部の層はフオーム層に、熱的におよび／ま
たは化学的に活性化された接着剤層によってそれぞれ結
合することを特徴とする。

本発明の好ましい態様によれば、外部被覆シートのエラ
ストマー層の基本物質として、ポリオレフィン、オレフ
ィン共重合体、ビニル重合体またはそれらの混合物が使
用される。

本発明方法の好ましい態様によれば、外部被覆シートの
成分を形成するエラストマー層の前以っての部分的架橋
は、電子処理、すなわち加速電子による照射または化学
開始剤によって行われる。

架橋を電子処理によって行う場合、好ましくは、所定（
制限された）のエネルギーを有する電子で照射を行って
外部被覆シートの成分を形成する弾性層の断面において
不均一である部分架橋を行いかつ電子透過深さを制御す
る。

本発明方法の他の好ましい態様では、外部被覆シートの
成分を構成するエラストマー層の架橋は、前記層のプラ
スチック成形過程（箔−発泡、押出）で作用する化学開
始剤たとえば熱作用下で分解する有機過酸化物を用いて
行うことができる。

外部被覆シートの成分要素として使用すべき前以って架
橋されたエラストマー箔を製造する本発明方法の過程に
おいて、共押出、被覆、積層または他の類似の工程を、
箔が断面において不均一になり、かつ熱的におよび／ま
たは化学的に活性化された接着剤層を含有し、そして架
橋層が適当に形成され得るように施すことができる。

本発明方法の他の好ましい態様によれば、フオームイン
サートを有する工業用ホースの被覆シートの成分として
使用すべき前以って部分的に架橋されたエラストマー箔
を、当初の重合体の結晶°融点に近い温度で箔の横寸法
を最大１０％減少させながら、長手方向に０〜５０％延
伸し、その後延伸された箔を冷却し、ホース形成の最終
段階で外部被覆シート形成のために冷却状態で使用し、
螺旋形に巻き、次いで局部的にまたは全ホースに及ぶ低
減された（還元性）熱処理を行なう。

〔光皿夏塾来〕

前以って部分的に架橋された箔および熱−機械的前処理
および複数の前記箔の弾性シートから形成されたホース
の被覆の特徴のために、優れた機械的性質が得られるば
かりでなく、公知方法に比較してはるかに低い熱負荷を
以って、熱処理中に被覆シートを形成する層とフオーム
層間に接着剤層を介して優れた接着力を生じる収縮力も
得られる。

本発明方法の重要な技術的効果は次のようである： ａ、フオームインサートを有する工業用ホース上への被
覆シートの形成は、合成または天然ゴムを主成分とする
混合物でつくった同じサイズの被覆シートを加硫する場
合の従来法に比較して、はるかに少ない熱負荷すなわち
短い熱処理時間および／または低い温度で行うことがで
きる。まず、第一に、これによって圧縮に対する保護が
得られ、したがって、フオーム材料が節約される。

５０本方法のより注意深い熱処理段階によって、熱エネ
ルギーが著しく節減される。本方法で巻きに使用される
単一目的機械「サービサー（ｓｅｒｖｉｃｅｒ）　Ｊに
適用できる局部的熱処理により、さらにエネルギーが節
減される。

Ｃ，フオームインサートを有する工業用ホースの製造技
術の第二硬化段階が簡単化されるため、サイクル時間が
著しく短縮され、製造ラインの移送能力および生産性が
増大する。

ｄ、新しい型の被覆シートを形成（製造）する際、被覆
を形成する成分間かあるいは被覆とフオーム層間で溶剤
を含有する接着剤層を使用する必要がない。無溶剤接着
剤の適用によって、溶剤の使用に伴う火災および事故の
危険が回避できる。

本発明方法の効果は下記の実施例から明らかである。

〔天」１舛〕 例　　１ ８〜１０％の酢酸ビニルを含有するエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体エラストマー（フローインデックス＝０．８
０ｇ／１０分、１９０℃、荷重２．１６ｋｐ）から、広
口押出機によって厚さ０．８０ｍｍ、幅１００龍の箔バ
ンドを押出す。このバンドを工業用電子加速器（たとえ
ば加速電圧１．５　ＭｅＶのパンデグラーフ発生器）を
用いて線束下に数回適当に通し全体で７、５　Ｍｒａｄ
のｙＡ量を照射して架橋させる。

架橋ポリオレフィンエラストマーバンドを９５°Ｃの水
浴に通して、長手方向に約４０％延伸し、横方向寸法を
最大１０％減少させて変形する。厚さ約０．５５ｍｍの
架橋筒をこの延伸状態で冷却し、その後、無溶剤熱活性
化接着剤層を被覆する。この接着剤層の主成分は、酢酸
ビニル含量３５％のエチレン−酢酸ビニル共重合体であ
って、融点が７０℃であり、さらにエチレン型の不飽和
基を有する天然樹脂たとえば松脂を１．５％含有する。

接着剤層の最終厚さは０．１６■粛に達する。

その後、従来の内部コアを有し従来法で形成されかつ独
立気泡を有する２０ｍｍ厚のポリエチレンフオーム層を
被覆した工業用ホースに、前述したエラストマー系から
、サービサーを取付けた常用のホース形成機で５層を互
いに重ね合せて螺旋状に巻き付ける。

このようにして形成された生ホースにポリアミド布の包
帯を常法により巻き付け、その後ホースを加硫ボイラー
に入れて１１０”ｃで２０分間硬化する。常用のゴムシ
ートを被覆したホースに比較して、本発明の方法により
製造されたフオームインサートを有する工業用ホース中
６軟質ポリオレフィンフオームインサートの容積減少率
は１０％以下である。

貫り−４ エチレン、アクリル酸およびアクリル酸エステル（たと
えばルポレンＡ２９１０ＭＸ）からなる三元共重合体（
フローインデックス−６〜８ｇ／１０分、１９０℃、荷
重２．１６ｋｐ）から広口押出機を用いて厚さ０．６０
ｍ１および幅８０鶴の箔バンドを押出す。このバンドを
、工業用電子加速器、たとえばタイプニレクロカーテン
の電子処理装置の線束下に加速電圧２００ＫｅＶで１回
通し、全体で５．０　Ｍｒａｄの線量を与えて処理する
。照射の結果、線束に面した箔側の箔の約２の厚さ内に
、５０％を越える架橋度が得られ、一方反対側では架橋
度は０〜５０％である。

形成された材料を用いてフオームインサート付き工業用
ホースに例１と同様にして被覆層を形成するが、ただし
、この場合、箔を螺旋状に巻いて６Ｎを重ね合せる。例
１による熱処理によって、優れた機械的特性を有するホ
ース被覆が得られる。

例　　３ ７０重量部の低密度ポリエチレン（フローインデックス
＝０．３ｇ／１０分、１９０℃、荷重２．１６ｋｐ）と
３０重量部のエチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニ
ル含量１８％、フローインデックス＝２．０ｇ／１０分
、１９０℃、荷重２．１６にρ）から、ポリマー混合物
（ブレンド）を調製し、この混合物を用いて押出により
例２の寸法の箔バンドを調製する。部分的に架橋したポ
リオレフィンバンドを例１により約４０％延伸し、その
後、延伸バンドを冷却する。得られた材料を用いて例１
の方法により、延伸箔に厚さ０．１５ｍｍの接着剤層を
施す。

このようにして得られたエラストマー系を例２によりホ
ース被覆として使用する。このホース被覆は引裂強度が
５ＯＮ／ｃｍより大きいという特徴を有する。

例４ エチレン−酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量１８％
、フローインデックス＝２．０ｇ／１０分、１９０℃、
荷重２．１６ｋｐ）から、ホース発泡箔押出典を用いて
肉厚ｏ、ｅｏｓｍの箔ホースを押出す。このホースから
１００ｓｎ幅バンドを切り出す。このバンドに、前記装
置を用いて例２により放射線を照射する。部分的に架橋
したポリオレフィンエ、ラストマ−バンドを９０℃の水
浴に通し、長手方向に５０％延伸し、横方向寸法を最大
１０％減少させて変形する。

部分架橋して延伸したエラストマーバンドを、例１に記
載の独立気泡を有するポリエチレンフオーム層を被覆し
た工業用ホースに施し、次いで、常用のポリアミド布製
包帯を巻き、１２５℃で３０分間熱処理する。このよう
にして得られた系は、良好な技術的特性を有する高強度
弾性被覆を生じる。

廿［ 例１による基本的材料でつくった押出バンドに例２によ
って照射を行い、その後、部分的に架橋されたがしかし
延伸されていない箔に例１による接着剤層を施す。フオ
ーム層上に例１と同様にしてホース被覆を形成するが、
ただし、巻き機（「サービサー」）の延伸力を通常の力
より５０％大きい値に設定する。ホースの熱処理は加硫
缶で行わないで、サービサーの一部を形成する単一目的
機械でホースを局部的に約１５０℃に加熱する。

この方法により、優れた品質のホース被覆を得ることが
でき、同時に技術的エネルギーが著しく節減出来る。

炭−エ エチレン−酢酸ビニル共重合体に１．５％ジクミルパー
オキシド開始剤を混合したものから、例１と同様にして
、厚さ０．８０鰭、幅１００ｍｍの架橋筒バンドを調製
する。架橋バンドを延伸し、例１による接着剤層を設け
る。続く適用も例１に従って行う。

このようにして得られた被覆シートの下のフオーム層の
圧縮率は１０容量％未満である。

以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（イ）繊維強化材を含有する内部弾性層、（ロ）ホ
   ースの充填状態でさえ浮遊性を確保する独立気泡を有す
   る合成フォーム層および（ハ）外部被覆シートからなる
   、フォームインサートを有する弾性工業用ホース、特に
   石油汲み出し用の海上浮遊性ホースであって、ホースの
   上記外部被覆シートは多層系であり、その成分は断面が
   不均一で、前以って部分的に架橋されておりかつある場
   合には長手方向に延伸されている合成エラストマー層で
   あり、これらの合成エラストマー層は熱的におよび／ま
   たは化学的に活性化された接着剤層により相互に結合さ
   れていることを特徴とする弾性工業用ホース。 ２、前以って部分的に架橋されていて外部被覆シートの
   成分を構成するエラストマー層は、断面が不均一であっ
   て、その上面の架橋度が４５〜１００％で、下面の架橋
   度が０〜５５％である特許請求の範囲第１項に記載のホ
   ース。 ３、繊維強化材を含有する内部弾性層を完全に加硫後、
   該内部弾性層上に独立気泡を有する合成フォーム層を施
   し、その後、該合成フォーム層上に、螺旋状に巻かれた
   外部被覆シートを形成することからなる、（イ）繊維強
   化材を含有する内部弾性層、（ロ）ホースの充填状態で
   さえ浮遊性を確保する独立気泡を有する合成フォーム層
   および（ハ）外部被覆シートからなる、フォームインサ
   ートを有する弾性工業用ホース、特に石油汲み出し用の
   海上浮遊性ホースの製造方法であって、外部被覆シート
   を、断面が不均一で、前以って部分的に架橋されており
   かつある場合には長手方向に延伸されている合成エラス
   トマー層で形成し、該エラストマー層は熱的におよび／
   または化学的に活性化された接着剤層によって互いにそ
   して最も内側の層は上記合成フォーム層にそれぞれ結合
   することを特徴とする弾性工業用ホースの製造方法。 ４、外部被覆シートのエラストマー層の基本物質として
   、ポリオレフィン、オレフィン共重合体、ビニル重合体
   またはそれらの混合物を使用する特許請求の範囲第３項
   に記載の方法。 ５、外部被覆シートの成分を構成するエラストマー層の
   部分的な前以っての架橋を、電子処理、すなわち、加速
   された電子による照射、または化学開始剤により行なう
   特許請求の範囲第３項または４項に記載の方法。 ６、外部被覆シートの成分を構成するエラストマー層の
   部分的架橋（不均一断面を形成する）が、制限された透
   過深さの、すなわち制限されたエネルギーの電子照射に
   より行なう特許請求の範囲第３項から第５項までのいず
   れかに記載の方法。 ７、外部被覆シートの成分を構成するエラストマー層の
   架橋を、前記層のプラスチック成形過程で作用する化学
   開始剤を用いることにより行なう特許請求の範囲第３項
   から第５項までのいずれかに記載の方法。 ８、外部被覆シートの成分要素として使用すべき前以っ
   て架橋されたエラストマー箔の製造過程で、共押出、被
   覆、積層または他の類似の工程を、箔が断面において不
   均一であり、熱的におよび（または）化学的に活性化さ
   れた接着剤層を含有しかつ架橋層が適当に形成され得る
   ように施すことが出来る、特許請求の範囲第３項から第
   ７項までのいずれかに記載の方法。 ９、フォームインサートを有する工業用ホースの被覆シ
   ートの成分として使用すべき前以って部分的に架橋され
   たエラストマー箔を、重合体の結晶融点に近い温度で箔
   の横寸法を最大１０％減少させながら長手方向に０〜５
   ０％延伸し、その後、延伸箔を冷却し、ホース形成の最
   終段階において外部被覆シートの形成に冷却状態で使用
   し、螺旋状に巻き、次いで低減された熱処理を局部的に
   またはホース全体にわたって行なう特許請求の範囲第３
   項から第８項までのいずれかに記載の方法。