カスタムホース素材ガイド：用途に適した素材の選び方

農業灌漑、工業生産、食品加工、医療機器といった流体伝達を必要とする分野において、ホースは重要な部品であり、その安定した性能はシステム全体の安全性と効率性に直接関係しています。使用シーンによってホースに対する性能要件は異なるため、カスタマイズホースが誕生しました。カスタマイズホースは、具体的な使用シーンに合わせて最適な材料と構造を選択できるだけでなく、長期使用における信頼性と耐久性を確保し、システム運用の安全性と効率性を確保します。

では、多くの材質の中から、アプリケーションのニーズに最適なホースを選ぶにはどうすればよいでしょうか？この記事では、カスタムホースの選択において考慮すべき要素を体系的に整理し、一般的なホース材質を比較検討します。

ホース材質の選択に影響を与える主な要因

1. 動作温度範囲

材質によって温度に対する耐性は異なります。

例えば、PVCは高温または低温環境では脆くなったり柔らかくなったりする可能性があるため、常温環境での使用に適しています。シリコーンは-60℃から200℃までの極端な温度環境でも使用でき、高温蒸気や凍結媒体の伝送に適しています。

したがって、材料選択の最初のステップは、アプリケーション環境の温度範囲を決定することです。

2. ミディアムタイプ

ホースで輸送される媒体の特性によって材料の化学的適合性が決まるため、これも考慮すべき重要な要素です。

輸送する媒体が油や燃料などの場合は、漏れを防ぎ、媒体の伝送効率に影響を与えないように、耐油性に優れたNBRまたはフッ素ゴムを選択してホースを作成する必要があります。

酸、アルカリ、有機溶剤などの腐食性液体の輸送には、耐薬品性に優れたEPDMゴムやPTFEをお勧めします。

輸送される媒体が飲料水または食品である場合は、食品グレードの基準（FDA、NSF 認証など）を満たす PVC またはシリコン素材を選択する必要があります。

さまざまな輸送媒体に応じて、伝送の安全性と効率を確保できる適切なホース材質を選択することが重要です。

3. 作動圧力

ホース材質の選択では、適用環境の動作圧力も考慮する必要があります。

油圧機器などの高圧システムでは、強化された ゴムホース スチールワイヤー層を備えたホースを使用する必要があります。工業用真空システムなどの負圧または吸引用途のシステムには、優れた耐圧性を備えたスパイラル補強ホースの使用を検討する必要があります。

4. 柔軟性

ホースは優れた柔軟性を備えているため、狭いスペースでの用途に広く使用されています。例えば、 PUホース 優れた柔軟性だけでなく、強力な耐摩耗性も備えており、自動化機械でよく使用されるホースです。

5. 耐久性

屋外使用や長期使用の場合、ホース材質の耐紫外線性と耐オゾン性は特に重要です。EPDMゴムは優れた耐老化性を備えているため、自動車の冷却システムや屋外機器に幅広く使用できます。

6. 認証要件を満たしているかどうか

食品加工、医療機器、製薬業界では、ホース材料に対して厳格な衛生・安全要件が求められます。例えば、FDAおよびUSP認証を取得したシリコンホースは、輸液や人工呼吸器などの高清浄度が求められる用途システムに非常に適しています。

一般的なホース材質と適用シナリオ

以下は、いくつかの一般的なホース材質の特性と、それらが適している業種の比較です。

1. PVC

材料特性: PVCは、透明性、軽量性、そしてコスト面での優位性を備え、広く使用されているプラスチック材料です。耐腐食性にも優れ、ほとんどの中性液体や一般的な化学薬品に適しています。ホース用途では柔軟な成形が可能で、色の選択が可能で、すっきりとした美しい外観を実現します。また、PVCは優れた機械的強度と絶縁性も備えているため、日常の様々な用途に適しています。

適用可能なシナリオ: PVCホース 家庭用水道管、農業用灌漑、園芸、水槽、そして一般産業用の低圧配管システムに広く使用されています。流体温度の変化が少なく、ホースの強度と耐久性に対する要件が中程度の環境に適しています。

デメリットと選択の提案: PVCは高温で軟化しやすく、低温環境では脆くなります。温水や寒冷地での長期使用には適していません。極端な気候や温水が流れる配管で使用する場合は、より耐熱性の高い他の材料を検討する必要があります。

2. シリコン

材料特性: シリコンホースは優れた高温性能と食品グレードの安全性を備えています。耐熱範囲は一般的に-50℃から200℃で、優れた柔軟性と弾力性を備えています。この素材は無毒・無臭で、有害物質を放出せず、特に衛生管理や生体適合性が求められる環境に適しています。医療・食品業界にとって理想的な素材の一つです。

適用可能なシナリオ: 医療用カテーテル、食品・飲料加工機器、実験装置、バイオ医薬品パイプラインなどの業界で広く使用されています。また、高温耐性、頻繁な消毒、極めて高い衛生要件が求められる用途にも適しています。

デメリットと選択の提案: シリコン材料のコストは比較的高く、高圧環境での耐圧性は平均的です。搬送媒体の圧力が高い場合は、強化シリコンホース、または外部編組層で補強した構造設計を選択することをお勧めします。

3. NBR

材料特性: NBRは優れた耐油性を有し、ガソリン、軽油、作動油などの石油系液体と長時間接触しても膨潤や腐食を起こさず、良好な耐摩耗性とある程度の耐熱性（通常100℃程度まで）を備えています。優れた機械的特性を持ち、強い引裂抵抗と圧縮変形抵抗を有しています。

適用可能なシナリオ: 自動車の燃料パイプライン、オイルシステム、エンジニアリング機械、潤滑装置など、油媒体と接触するシステムに広く使用されています。また、産業用油圧システムやオイルポンプの接続部にも最適な材料です。

デメリットと選択の提案: NBRは耐オゾン性が低く、劣化やひび割れが発生しやすく、日光や強い紫外線への長期曝露には適していません。屋外で使用する場合は、外層に耐老化コーティングを施すか、複合構造のホースをお選びください。

4. EPDM

材料特性: EPDMは、耐熱水、耐酸、耐アルカリ性、耐老化性に優れ、蒸気やほとんどの化学物質による腐食にも耐えます。素材自体は優れた弾力性と長寿命を備え、長期間の高温や屋外環境下でも安定しています。

適用可能なシナリオ: 主に HVAC システムの冷却水パイプ、太陽熱温水システム、化学工場の弱酸およびアルカリ液体輸送、建物のシーリング プロジェクトなどの分野で使用されます。

デメリットと選択の提案: EPDMは耐油性がありませんので、潤滑油や燃料輸送のパイプラインには使用を避けてください。複雑な化学媒体に使用する場合は、事前に試験を行うか、メーカーに問い合わせて適合性を確認することをお勧めします。

5. PU

材料特性: PUホースは優れた耐摩耗性、柔らかさ、高い弾力性を備え、軽量であるため、設備の自動化環境に最適です。また、耐圧性も優れており、中圧の用途にも適しています。

適用可能なシナリオ: 自動化工場の集塵装置、粒子搬送システム、空気圧工具、伝動装置などに広く使用されており、特に動きや曲げ、振動が頻繁な作業環境に適しています。

デメリットと選択の提案: PUは強酸、アルカリ、および特定の溶剤に対する耐腐食性が低いため、搬送媒体に腐食性成分が含まれている場合は、ライニングを追加するか、専用の耐薬品性ホースを使用することをお勧めします。静電気が発生する環境での粉塵搬送には、導電性PUホースも選択可能です。

6. PTFE

材料特性: PTFEは化学的安定性が非常に高く、ほぼ全ての酸、アルカリ、溶剤に対する耐腐食性を備えています。また、高温（最大260℃）および低温（-180℃）にも耐性があり、優れた非粘着性を備え、摩擦係数が極めて低いため、最も要求の厳しい搬送用途にも適しています。

適用可能なシナリオ: 実験室、化学プラント、高純度電子機器、製薬業界における腐食性の高い流体の輸送に適しています。また、高い清浄度が求められるガスまたは液体システムにも広く使用されています。

デメリットと選択の提案: PTFEは比較的高価で、材料の柔軟性が低いため、曲げ半径が小さい、または頻繁に曲げられるパイプラインには適していません。柔軟性と化学的安定性のバランスが必要な場合は、コルゲートPTFEホースまたはコーティング設計の構造を選択してください。

用途に最適なホース材質を選択するにはどうすればよいでしょうか?

ホースの材質を選択するときは、次の点を考慮する必要があります。

1. 媒体特性: ホースの輸送対象が油、酸、アルカリ、水、ガス、粉末のいずれであるかを明確にしてください。媒体によって適した材質が異なります。

2. 環境条件： 使用環境の温度、圧力、屋外使用、日光への露出などを評価し、材料が対応する耐候性を備えていることを確認します。

3. 業界標準： 食品、医薬品などの分野で使用する場合は、FDA、REACH、RoHS、NS、Fなどの認証に準拠しているかどうかに注意する必要があります。

4. 耐用年数： 初期効果だけでなく、耐老化性や耐摩耗性などの長期的な性能も考慮する必要があります。

5. 専門家のアドバイス: ご不明な点がある場合は、メーカーに問い合わせて材料サンプルやカスタマイズされたソリューションを入手し、試行錯誤のコストを削減することができます。

結論

カスタムホースの材質選定は一見シンプルに見えますが、その効果は計り知れません。適切な材質選定は、製品寿命の延長やメンテナンスコストの削減だけでなく、システム全体の安全な運用にもつながります。プロのホースメーカーとして、ホースの1メートル1メートルが最大限の性能を発揮し、信頼性の高い性能を発揮できるよう、設計の初期段階から技術者と綿密なコミュニケーションを図ることをお勧めしています。

サンプルや技術的な選択の提案が必要な場合は、当社のエンジニアリング チームに問い合わせて、個別に対応してもらってください。