CN105370915A - 夹管阀用管及其制造方法、和夹管阀 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种夹管阀用管及其制造方法、以及使用了该夹管阀用管的夹管阀，所述夹管阀用管在不使流体的流路的截面形状为变形形状、不在该流路的内表面形成引起污染的覆膜的情况下，能够形成特别是闭→开的应答速度高的夹管阀。夹管阀用管由内部的空洞作为流体的流路的氟橡胶管构成，使形成上述流路的内表面的氟橡胶的交联密度高于整体的平均交联密度。制造方法包括下述工序：使上述流路的内表面与交联剂的有机溶剂溶液接触，使氟橡胶管所含有的交联剂的量在内表面高于整体的平均值后，使氟橡胶交联。夹管阀具备上述夹管阀用管。

Description

夹管阀用管及其制造方法、和夹管阀

技术领域

本发明涉及组装在夹管阀中而构成流体的流路的夹管阀用管及其制造方法、以及组装了该夹管阀用管的夹管阀。

背景技术

作为控制流体流通的阀(阀)，已知有夹管阀，夹管阀具备内部的空洞为流体的流路的软质的管(夹管阀用管)和手动式或电动式的开闭机构，该开闭机构用于在径向上按压该管而关闭流路的状态与解除按压而打开流路的状态这两种状态间进行切换

所述夹管阀除了构成流路的管的内表面以外，不与流体接触，因此例如通过在使用后更换管，从而可以始终保持流路清洁，具有防止流体的交叉污染等效果。另外，例如还具有在混杂有固体颗粒的浆料等中也不会产生堵塞或阀的工作不良等，可以良好地使用的优点。

因此，夹管阀例如在化学、半导体、食品、生物等各种领域中被广泛使用。

作为夹管阀用的管，适合使用柔软、而且化学稳定、耐化学药品性等优异的氟橡胶管。

但是，氟橡胶一般粘合性高，因此在用作夹管阀用管反复开闭时，闭→开的应答速度低尤其成为问题。即，通常的氟橡胶管基于氟橡胶的粘合性而存在应答时间长、应答速度低的问题，应答时间是指从径向上按压而关闭流路的状态起至使开闭机构工作解除按压后、利用自身的弹性使管复原而将流路实际上打开到特定状态的时间。

然而，在利用夹管阀的用途中，在很多情况下要求迅速送出微量的流体或使其停止，因此该应答速度低成为问题。

于是，正在进行下述研究：例如使管内的流路的截面形状不为通常的圆形而为近似纺锤形状等变形形状，或者在流路的内表面设置由氟树脂的覆膜形成的非自粘合层，从而特别地提高闭→开的应答速度(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-207470号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，如专利文献1中记载的那样，在使流路的截面形状为变形形状时，流路内的流体的流动变得复杂，例如在浆料等中发生固体颗粒的分离、析出等，有可能对流体的状态造成影响。

另外，在流路的内表面设置非自粘合层时，形成该非自粘合层的氟树脂的覆膜由于与流体或其中含有的固体颗粒等的摩擦，而在短时间内发生磨损或剥离，有可能引起污染。

本发明的目的在于提供一种夹管阀用管及其制造方法、以及使用了该夹管阀用管的夹管阀，所述夹管阀用管在不使流路的截面形状为变形形状、不形成引起污染的覆膜的情况下，能够形成特别是闭→开的应答速度高的夹管阀。

用于解决课题的方案

本发明涉及一种夹管阀用管，其由氟橡胶管构成，该氟橡胶管整体由氟橡胶一体形成，内部的空洞为流体的流路，形成上述流路的内表面的氟橡胶的交联密度高于整体的平均交联密度。

另外，本发明涉及上述本发明的夹管阀用管的制造方法，其包括下述工序：使氟橡胶管的流路的内表面与交联剂的有机溶剂溶液(下文中有时简称为“交联剂溶液”)接触，从而使上述氟橡胶管所含有的交联剂的量在上述内表面高于整体的平均值后，使氟橡胶交联。

此外，本发明涉及一种夹管阀，其具备上述本发明的夹管阀用管和开闭机构，该开闭机构用于在径向上按压该夹管阀用管而关闭上述流路的状态与解除上述按压而打开上述流路的状态这两种状态间进行切换。

发明的效果

若利用本发明的夹管阀用管，通过使整体由氟橡胶一体形成的氟橡胶管内的、形成流体的流路的内表面的氟橡胶的交联密度高于整体的平均交联密度，从而可以不形成引起污染的覆膜而抑制该内表面本身的粘合性。

因此，若利用本发明的夹管阀用管，在不形成上述覆膜、或者不使流路的截面形状为变形形状的情况下，能够提高组装至夹管阀的状态下的特别是闭→开的应答速度。

另外，根据本发明的制造方法，仅仅经过下述工序即可以高生产率、低成本地制造该夹管阀用管，该工序为：使成为所述本发明的夹管阀用管的基础的氟橡胶管的流路的内表面与交联剂溶液接触后，使氟橡胶交联。

进而，根据本发明，通过组装所述本发明的夹管阀用管，可以提供与以往相比特别是闭→开的应答速度优异的夹管阀。

附图说明

图1是示出本发明的实施例中的交联剂溶液中的交联剂的浓度与夹管阀的应答时间的关系的曲线图。

具体实施方式

〈夹管阀用管及其制造方法〉

本发明涉及一种夹管阀用管，其由氟橡胶管构成，该氟橡胶管整体由氟橡胶一体形成，内部的空洞为流体的流路，形成上述流路的内表面的氟橡胶的交联密度高于整体的平均交联密度。

另外，本发明涉及上述本发明的夹管阀用管的制造方法，其包括下述工序：使氟橡胶管的流路的内表面与交联剂溶液接触，从而使上述氟橡胶管所含有的交联剂的量在上述内表面高于整体的平均值后，使氟橡胶交联。

(氟橡胶)

作为成为氟橡胶管的基础的氟橡胶，例如可以举出偏二氟乙烯-三氟氯乙烯二元共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯二元共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物等偏二氟乙烯系橡胶(FKM)；或者四氟乙烯-丙烯系橡胶(FEPM)、四氟乙烯-全氟乙烯基醚系橡胶(FFKM)等分子中具有氟且具有交联性、同时可通过交联表现出橡胶弹性的各种氟橡胶中的1种或2种以上。

另外，根据交联体系(硫化体系)的种类的不同，氟橡胶被分类为二胺交联体系、双酚类等多元醇交联体系和过氧化物交联体系等，本发明中可以使用其中任一种。另外，作为氟橡胶，还有以内部已添加有交联剂的状态供给的氟橡胶，本发明中也可以使用该交联剂添加型的氟橡胶。

其中，特别是为偏二氟乙烯系且内部添加有多元醇交联体系的交联剂型的氟橡胶的通用性、操作性优异，而且可以形成橡胶弹性及耐磨损性、拉伸强度等优异的氟橡胶管，因而可以适当使用。

作为为该偏二氟乙烯系且内部添加有多元醇交联体系的交联剂型的氟橡胶的具体例，例如可以举出DuPontelastomer株式会社制造的Viton(注册商标)系列中的A-401C、A-201C等中的1种或2种以上。

(添加剂)

在氟橡胶中可以与以往同样地混配促进助剂、酸性接受体、加工助剂、填充剂等。

其中，作为促进助剂，例如在多元醇交联体系的情况下，适合使用氢氧化钙。氢氧化钙的混配比例优选相对于氟橡胶100质量份为3质量份以上，优选为10质量份以下。

另外，作为酸性接受体，例如可以举出氧化镁等镁盐或氧化铅(一氧化铅)等。酸性接受体的混配比例优选相对于氟橡胶100质量份为1质量份以上，优选为5质量份以下。

作为加工助剂，可以举出各种蜡等。特别优选各种等级的巴西棕榈蜡。加工助剂的混配比例优选相对于氟橡胶100质量份为0.5质量份以上，优选为5质量份以下。

作为填充剂，可以举出炭黑等。炭黑的混配比例优选相对于氟橡胶100质量份为20质量份以上，优选为40质量份以下。

另外，作为氟橡胶，在使用之前说明的内部添加有交联剂型的氟橡胶时，将包含内部添加的交联剂的总量设为氟橡胶100质量份，将上述各成分的混配比例设定为上述范围。

(成型和一次交联)

将包含上述各成分的氟橡胶的组合物成型为管状，根据需要进行一次交联，从而制作氟橡胶管。

对于氟橡胶管来说，例如如专利文献1中记载的那样，按照流路的截面形状为近似纺锤形状等变形形状的方式，可以形成为使其整体变形的管状，但根据本发明，即便流路的截面形状为通常的圆形，也可以确保高的应答速度。

因此，若考虑防止上述流路内的流体的流动变得复杂而对流体状态产生影响的情况；或简化形状、提高氟橡胶管的成型性、生产率的情况等，则氟橡胶管优选形成为流路的截面形状为圆形的通常的管状。

成型及一次交联的工序可以与以往同样地实施。即，作为成型方法，模压成型法、挤出成型法、传递成型法、注射成型法等各种成型方法均可采用，在模压成型法或传递成型法中，通过与成型同时的加热，可以使氟橡胶进行一次交联。另外，在其他成型法中，成型为特定的形状后，利用硫化罐等加热使其一次交联即可。

成型和一次交联的条件可以任意设定。

(利用交联剂溶液的处理和二次交联)

接着，在成型后，根据需要使经一次交联的氟橡胶管的流路的内表面与交联剂溶液接触。于是，交联剂溶液从该内表面慢慢地渗透至氟橡胶管的内部，与之相伴，交联剂溶液中的交联剂也从上述内表面慢慢地渗透至内部。

使氟橡胶管的流路的内表面与交联剂溶液接触的方法可以任意选择。例如可以认为：按照交联剂溶液进入至流路内的方式将氟橡胶管的整体浸渍到该交联剂溶液中，或者将交联剂溶液仅注入氟橡胶管的流路内。

接下来，根据需要静置一定时间后，在前者的浸渍的情况下，将氟橡胶管从交联剂溶液中提起，同时将流路内的交联剂溶液排出；在后者的注入的情况下，将流路内的交联剂溶液排出后，进一步干燥，停止与交联剂溶液的渗透相伴的交联剂的渗透。

于是，显示出氟橡胶管中的交联剂的含量在与交联剂溶液接触的流路的内表面处最大、越向该氟橡胶管的内部则越慢慢减少的分布，结果形成在上述内表面比整体的平均值高的状态。

作为成为交联剂溶液的原料的交联剂，能够使氟橡胶交联的上述各种交联体系的交联剂均可使用。

但是，如之前说明的那样，在氟橡胶为预先内部添加有交联剂型的氟橡胶时，使用该内部添加的交联剂和同体系的交联剂在使交联顺利进行的方面是优选的。

例如，在氟橡胶为内部添加有多元醇交联体系的交联剂型的氟橡胶时，作为混配至交联剂溶液中的交联剂，也优选使用多元醇系交联剂。

作为该多元醇系交联剂，例如可以举出双酚AF、或苄基三苯基磷鎓与双酚AF的质量比为1：1的盐等双酚类。特别优选以质量比(双酚AF)/(双酚AF的盐)＝1.3/0.7～1.7/0.3的比例合用这两种多元醇系交联剂。

另外，作为成为交联剂溶液的原料的有机溶剂，可以使用对交联剂具有溶解性且对氟橡胶具有渗透性的各种有机溶剂。

作为该有机溶剂，例如在交联剂为多元醇系交联剂时，优选将丙酮等酮类与甲醇、乙醇等醇类在以质量比计为0.8/1.2～1.2/0.8的范围混配而成的混合溶剂。

接着，若将上述氟橡胶管加热一定时间使其二次交联，则基于之前说明的交联剂的含量之差，形成流路的内表面的氟橡胶的交联密度高于整体的平均交联密度，由此可制造抑制了该内表面的粘合性的本发明的夹管阀用管。

关于以何种程度提高形成内表面的氟橡胶的交联密度，可以任意设定。这是因为，若使内表面的交联密度略高于整体的平均交联密度，则可以抑制该内表面的粘合性，可以提高夹管阀的闭→开的应答速度。

根据之前的交联机理，内表面的交联密度之差可以基于交联剂的存在比例之差来调整，交联剂的存在比例之差可以根据使氟橡胶管的流路的内表面与交联剂溶液接触而渗透交联剂时的、该交联剂溶液中的交联剂的浓度、使上述内表面与交联剂溶液接触的时间、此时的交联剂溶液的液温等条件而进行一定程度的调整。

但是，若交联剂溶液的浓度达到一定程度以上，则提高内表面的交联密度所产生的上述效果饱和，具有难以进一步提高夹管阀的应答速度的倾向。

不仅如此，还有可能发生下述情况：氟橡胶管容易产生裂纹，若产生裂纹，则从此处脱落的氟橡胶会引起污染；或者氟橡胶管的整体变硬，夹管阀的应答速度反而降低；或者从裂纹部分发生液体泄漏。

在使流路的内表面与交联剂溶液接触的时间过长、或此时的液温过高的情况下，也同样会产生上述问题。

因此，希望在能够充分提高夹管阀的应答速度、而且氟橡胶管不产生裂纹的范围内设定上述交联剂溶液的交联剂的浓度、接触时间和温度等条件。

例如以下述情况为例，即，以上述比例合用上述2种交联剂，同时以上述比例合用作为有机溶剂的丙酮和甲醇，并且将接触交联剂溶液的温度设定为常温(20±15℃)，将接触的时间设定为15分钟，为了在该条件下不产生裂纹而充分提高夹管阀的应答速度，由后述实施例的结果也可知，优选将交联剂溶液中的2种交联剂的合计浓度设定为0.4质量％以上、特别优选设定为1质量％以上，优选设定为5质量％以下、特别优选设定为4质量％以下。

需要说明的是，在将氟橡胶管的整体浸渍到交联剂溶液中时，不仅是氟橡胶管的流路的内表面，外表面也因同样的机理而提高了交联密度，粘合性得到抑制。虽然该外表面的粘合性低不会影响夹管阀的应答性，但具有例如在将夹管阀用管与开闭机构组合而制作夹管阀时可以提高处理性的优点。

〈夹管阀〉

本发明涉及一种夹管阀，其具备上述本发明的夹管阀用管和开闭机构，该开闭机构用于在径向上按压该夹管阀用管而关闭上述流路的状态与解除上述按压而打开上述流路的状态这两种状态间进行切换。

作为开闭机构，例如具备手动式、使用螺线管或电动马达等的电动式、或者空压式或油压式等压力式的驱动部并通过该驱动部的工作能够在径向上按压夹管阀用管而关闭上述流路的状态与解除上述按压而打开上述流路的状态这两种状态间进行切换的各种开闭机构均可采用。

若利用所述本发明的夹管阀，与以往相比特别是可提高闭→开的应答速度。

实施例

〈氟橡胶管的制作〉

在为偏二氟乙烯系且内部添加有多元醇交联体系的交联剂型的氟橡胶[上述DuPontelastomer株式会社制造的VitonA-401C]100质量份中，混配炭黑30质量份、氢氧化钙6质量份和镁盐3质量份，混炼后在182℃模压成型为管状，同时使其一次交联，制作氟橡胶管。

〈交联剂溶液的制备〉

作为多元醇系交联剂，以质量比1.52/0.48合用双酚AF、和苄基三苯基磷鎓与双酚AF的质量比为1：1的盐这两种物质。

并且，按照后述表1所示的浓度，将所述两种多元醇系交联剂溶解于丙酮与甲醇的质量比为1/1的混合溶剂中，制备交联剂溶液。

〈夹管阀用管的制造〉

按照交联剂溶液进入至流路内的方式，将之前制作的氟橡胶管整体浸渍到上述制备的交联剂溶液中，在常温静置15分钟后提起，同时将流路内的交联剂溶液排出，使其干燥。

接下来，在232℃加热24小时，使其二次交联，制造外径2.08mm、内径1.14mm的夹管阀用管。

〈交联密度的评价〉

从浸渍到交联剂溶液中前的氟橡胶管、和将该氟橡胶管浸渍到交联溶剂中所制造的夹管阀用管中分别采集样品，由在作为溶剂的丙酮中以温度23℃的条件浸渍24小时前后的质量变化求出各样品的溶胀率，评价交联密度。即，溶胀率越低，则可以判定交联密度越高。

〈夹管阀的制作、应答时间和裂纹产生率的测量〉

将所制造的夹管阀用管与螺线管驱动式的开闭机构组合，制作夹管阀，将上述夹管阀用管的一端作为入口侧(IN侧)与空气的供给部连接，同时将另一端作为出口侧(OUT侧)与压力计连接。

并且，在使开闭机构工作、径向上按压夹管阀用管而关闭流路的状态下，一边对该夹管阀用管的IN侧施加100kPa的空气压力一边使开闭机构工作，从解除该开闭机构所产生的夹管阀用管的按压的时刻起，将至夹管阀用管的流路实际被打开、OUT侧的压力计检测到特定压力为止所需要的时间作为应答时间，由此进行测量，评价应答速度。

另外，在径向上按压夹管阀用管而关闭流路的状态下，向该夹管阀用管的IN侧施加100kPa的空气压力时产生了漏气声音的情况作为有裂纹，求出用相同浓度的交联剂进行了处理的多根夹管阀用管中的几％产生了裂纹。

将溶胀率和裂纹的产生率示于表1，将应答时间的测量结果示于表1。需要说明的是，表1中的“未处理”表示，将上述制作的氟橡胶管浸渍到交联剂溶液中后不进行使其二次交联的处理而直接作为夹管阀用管与开闭机构组合时的测量结果，相当于图1中浓度为0质量％的数据。

[表1]

表1

由表1、图1的结果可知，通过在将氟橡胶管浸渍到交联剂溶液中后进行使其二次交联的处理，提高流路的内表面的交联密度，抑制该内表面的粘合性，从而可以大幅提高夹管阀的应答速度，越提高交联剂溶液中的交联剂的浓度，则该效果越可以提高。

但是，由表1、图1的结果可知，若交联剂溶液的浓度达到一定程度以上，则上述效果饱和，不仅无法进一步提高应答速度，而且裂纹的产生率提高；因此，在上述浸渍条件下，优选将交联剂溶液中的两种交联剂的合计浓度设定为0.4质量％以上、特别优选设定为1质量％以上，优选设定为5质量％以下、特别优选设定为4质量％以下。

Claims (5)

1.一种夹管阀用管，其由氟橡胶管构成，该氟橡胶管整体由氟橡胶一体形成，内部的空洞为流体的流路，形成所述流路的内表面的氟橡胶的交联密度高于整体的平均交联密度。

2.如权利要求1所述的夹管阀用管，其是在使氟橡胶管所含有的交联剂的量在所述内表面高于整体的平均值的状态下使氟橡胶交联而制造的。

3.如权利要求1或2所述的夹管阀用管，其是使所述内表面与交联剂的有机溶剂溶液接触，从而使所述氟橡胶管所含有的交联剂的量在所述内表面高于整体的平均值后使氟橡胶交联而制造的。

4.权利要求1～3中任一项所述的夹管阀用管的制造方法，其包括下述工序：使氟橡胶管的流路的内表面与交联剂的有机溶剂溶液接触，从而使所述氟橡胶管所含有的交联剂的量在所述内表面高于整体的平均值后，使氟橡胶交联。

5.一种夹管阀，其具备上述权利要求1～3中任一项所述的夹管阀用管和开闭机构，该开闭机构用于在径向上按压该夹管阀用管而关闭所述流路的状态与解除所述按压而打开所述流路的状态这两种状态间进行切换。