CN107200973A - 氟橡胶管 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种氟橡胶管，其不形成使管的结构、制造工序复杂化或是成为污染原因的被膜，抑制了交联后的氟橡胶本身的黏连，用于例如管泵的情况下，能够提高流体的输送性，此外，用于夹管阀的情况下，能够提高开关的应答性。利用在多元醇交联类型的氟橡胶中混配相对于该氟橡胶100质量份为3.8质量份以上4.1质量份以下的多元醇系交联剂和3质量份以上7质量份以下的炭黑而得到的橡胶组合物形成上述氟橡胶管。

Description

氟橡胶管

技术领域

本发明涉及一种氟橡胶管，其组装至例如管泵、夹管阀等进行使用。

背景技术

已知有例如管泵、夹管阀，其组装有由橡胶、软质塑料等构成的柔软的管。

对于该管泵、夹管阀，构成流路的管的内表面以外不与流体接触，因此例如使用后通过替换管，能够始终保持流路清洁，对防止流体的交叉污染等有效。

此外，例如对于混合有固体颗粒的浆料等而言，其不会产生堵塞、动作不良等，存在能够良好地进行使用的优点。

因此，上述管泵、夹管阀被广泛用于例如化学、半导体、食品、生物等各种领域。

其中，在管泵中，将管在其长度方向向一个方向挤刮，即，从径向对管上的一部分区域进行挤压，压扁内部的流路，在该状态使该压扁的区域在管上沿一个方向移动，由此上述流路内的流体在同方向送出。

因此，在管泵用的管中，上述区域通过而解除挤压后，能够利用本身具有的弹力性、复原性，尽可能快速地恢复至原本的状态，确保流路中可容纳足够量的流体的容积，这在该管泵的流体的输送性方面很重要。

此外，在夹管阀中，在径向对管的一部分进行挤压，将内部的流路压扁而形成闭合的状态；解除挤压，利用本身具有的弹力性、复原性使上述管恢复至原本的状态而形成开放流路的状态，通过选择状态来开关控制该流路内的流体的流通。

因此，在夹管阀用的管中，解除挤压后，能够利用本身具有的弹力性、复原性，尽可能快速地恢复至原本的状态而开放流路，这同样在该夹管阀的应答性的方面很重要。

作为组装至管泵、夹管阀的管，研究了使用柔软且化学稳定、耐化学药品性等也优异的氟橡胶管。

但是，氟橡胶交联后的粘合性(粘着性、黏连性)高，因此存在从管在挤压下被压扁的状态到解除挤压后如上述那样利用本身具有的弹力性、复原性恢复至原本的状态需要花费时间的问题。

因此，例如管泵的情况下，流体的输送性下降，特别是有可能无法迅速送出微量的流体。此外，夹管阀的情况下，开关的应答性有可能下降。

因此，提出了例如在构成流路的氟橡胶管的内面形成由氟树脂等构成的被膜来抑制黏连(专利文献1、2等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2002-502735号公报

专利文献2：日本特开2008-30471号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述构成中，管的结构和制造工序有可能复杂化。

此外，由于与在流路中流动的流体、其中所含的固体颗粒等的摩擦，形成的被膜在短期间内发生磨耗或是剥落，也有可能成为流体污染的原因。

本发明的目的在于提供一种氟橡胶管，其未形成使管的结构、制造工序复杂化或是成为污染原因的被膜，抑制了交联后的氟橡胶本身的黏连，用于例如管泵的情况下，能够提高流体的输送性，此外，用于夹管阀的情况下，能够提高开关的应答性。

用于解决课题的手段

本发明为一种氟橡胶管，其由橡胶组合物构成，所述橡胶组合物含有多元醇交联类型的氟橡胶和多元醇系交联剂和炭黑，相对于每100质量份该氟橡胶，所述多元醇系交联剂为3.8质量份以上4.1质量份以下，相对于每100质量份所述氟橡胶，所述炭黑为3质量份以上7质量份以下。

发明效果

根据本发明，能够提供一种氟橡胶管，其未形成使管的结构、制造工序复杂化、或是成为污染原因的被膜，抑制了交联后的氟橡胶本身的黏连，用于例如管泵的情况下，能够提高流体的输送性，此外，用于夹管阀的情况下，能够提高开关的应答性。

附图说明

图1为示出本发明的实施例、比较例中的多元醇系交联剂的混配比例与夹管阀的应答时间的关系的曲线图。

具体实施方式

<氟橡胶管>

本发明的氟橡胶管的特征在于，其由橡胶组合物构成，所述橡胶组合物含有多元醇交联类型的氟橡胶、多元醇系交联剂和炭黑，相对于所述氟橡胶100质量份，所述多元醇系交联剂为3.8质量份以上4.1质量份以下，相对于所述氟橡胶100质量份，所述炭黑为3质量份以上7质量份以下。

由后述的实施例、比较例的结果也可知，根据本发明，通过使多元醇系交联剂的混配比例为上述范围，能够在不形成使管的结构、制造工序复杂化或是成为污染原因的被膜的情况下提高交联后的氟橡胶本身的交联密度而抑制其黏连。

此外，根据本发明，通过使多元醇系交联剂的混配比例为上述范围，同时使炭黑的混配比例为上述范围，能够抑制交联后的氟橡胶管的柔软性随着上述交联密度的上升而下降，能够确保适度的柔软性。

因此，能够提供一种氟橡胶管，通过利用上述橡胶组合物形成氟橡胶管，用于例如管泵的情况下，能够提高流体的输送性，此外，用于夹管阀的情况下，能够提高开关的应答性。

(氟橡胶)

作为氟橡胶，可以使用下述各种氟橡胶中能够利用多元醇系交联剂进行交联的多元醇交联类型的氟橡胶的1种或2种以上，例如偏氟乙烯-三氟氯乙烯二元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯二元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物等偏氟乙烯系橡胶(FKM)、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且利用交联能够表现出橡胶弹性的各种氟橡胶。

其中，偏氟乙烯系的氟橡胶通用性、操作性等优异，而且能够形成橡胶弹性、耐磨耗性、拉伸强度等优异的氟橡胶管，因此优选使用偏氟乙烯系氟橡胶。

此外，作为氟橡胶，有在预先内添有多元醇系交联剂的状态下供给的预混物类型的氟橡胶和在未内添多元醇系交联剂的生橡胶的状态下供给的生橡胶类型的氟橡胶，在本发明中，可以使用任一类型的氟橡胶。

作为偏氟乙烯系且多元醇交联系的预混物类型的氟橡胶的具体例，可以举出例如DuPont Elastomers(株)制的viton(注册商标)系列中的A201C、A401C、B601C、F605C等1种或2种以上。

此外，作为偏氟乙烯系且多元醇交联系的生橡胶类型的氟橡胶的具体例，可以举出上述viton系列中的A200、A500、A700、AHV、AL300、AL600、B202、B600等1种或2种以上。

(多元醇系交联剂)

作为多元醇系交联剂，可以举出例如双酚AF[2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷]等双酚类。此外，也可以将双酚类混配至氟橡胶中，以得到的母料的状态进行使用。

进一步，双酚类等与促进剂的混合物也可以用作多元醇系交联剂，所述促进剂发挥用于促进氟橡胶基于该双酚类的交联反应的功能。作为上述混合物，可以举出例如上述双酚AF与苄基三苯基鏻氯化物的质量比约4/1的混合盐[DuPont Elastomers(株)制的VC-50]等。

如上所述，相对于氟橡胶100质量份，多元醇系交联剂的混配比例需要为3.8质量份以上4.1质量份以下。

多元醇系交联剂的混配比例小于该范围时，无法得到抑制交联后的氟橡胶的黏连的效果，从管在挤压下被压扁的状态到解除挤压后利用本身具有的弹力性、复原性恢复至原本的状态需要时间。

因此，将氟橡胶管用于例如管泵的情况下，流体的输送性下降，特别是产生无法迅速送出微量的流体的问题，用于夹管阀的情况下，产生开关的应答性下降的问题。

另一方面，多元醇系交联剂的混配比例即使超过上述范围，也无法得到更好的效果，而且交联密度过高，交联后的氟橡胶的柔软性会大幅下降。因此，例如使用与其形状对应的模具通过压制成型等制造氟橡胶管时，有可能产生无法从上述模具脱模的问题。

与此相对，通过使多元醇系交联剂的混配比例为上述范围，能够提供一种氟橡胶管，其抑制了交联密度过高导致的柔软性下降，同时尽可能地抑制了黏连，例如用于管泵的情况下，能够提高流体的输送性，此外，用于夹管阀的情况下，能够提高开关的应答性。

需要说明的是，若考虑更进一步提高该效果，在上述范围中，相对于氟橡胶100质量份，多元醇系交联剂的混配比例优选为3.9质量份以上，特别优选为3.95质量份以上。

对于多元醇系交联剂的混配比例，单独使用双酚类作为该多元醇系交联剂的情况下，其仅为该双酚类的混配比例。

此外，使用双酚类与促进剂的混合物作为多元醇系交联剂的情况下，其为该混合物总体的混配比例。

进一步，使用母料的情况下，其为该母料中的多元醇系交联剂的混配比例。

此外，使用预混物类型的氟橡胶的情况下，考虑内添的多元醇系交联剂的量，按照多元醇系交联剂总体的混配比例为上述范围的方式进一步添加多元醇系交联剂即可。

(炭黑)

作为炭黑，可以使用可作为对于氟橡胶的增强剂、填充剂发挥功能的各种炭黑。

如上所述，相对于氟橡胶100质量份，炭黑的混配比例需要为3质量份以上7质量份以下。

炭黑的混配比例小于该范围时，无法得到作为该炭黑的增强剂、填充剂的功能，因此氟橡胶管的强度等有可能下降。

另一方面，炭黑的混配比例即使超过上述范围，也无法得到更好的效果，而且交联后的氟橡胶的柔软性会大幅下降。因此，例如使用与其形状对应的模具通过压制成型等制造氟橡胶管时，有可能产生无法从上述模具脱模的问题。

与此相对，通过使炭黑的混配比例为上述范围，能够提供一种氟橡胶管，其抑制了交联密度过高导致的柔软性下降，具有适度的强度。

需要说明的是，若考虑更进一步提高该效果，在上述范围中，相对于氟橡胶100质量份，炭黑的混配比例优选为5质量份以上。

(其他成分)

橡胶组合物中可以进一步混配促进助剂、受酸剂、加工助剂等。

其中，作为促进助剂，优选使用氢氧化钙。相对于氟橡胶100质量份，氢氧化钙的混配比例优选为3质量份以上，优选为10质量份以下。

作为受酸剂，可以举出例如氧化镁等镁盐、氧化铅(密陀僧)等。相对于氟橡胶100质量份，受酸剂的混配比例优选为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。相对于氟橡胶100质量份，加工助剂的混配比例优选为0.5质量份以上，优选为5质量份以下。

(成型和交联)

对于将含有上述各成分的橡胶组合物成型为管状并使其交联来制造氟橡胶管的工序，其可以与以往同样地实施。

即，作为成型方法，例如压制成型法、挤出成型法、传塑成型法、注塑成型法等各种成型方法均可采用。在压制成型法、传塑成型法中，可以利用与成型同时进行的加热使橡胶组合物交联来制造氟橡胶管。此外，在其他成型法中，成型后使用硫化罐等使其交联即可。

此外，利用压制成型法、传塑成型法与成型同时进行交联(一次交联)而得到的氟橡胶管后，可以在脱模后进一步进行二次交联。

成型、交联的条件可以任意设定。

如上所述，上述本发明的氟橡胶管适合组装至管泵、夹管阀中进行使用。

实施例

<实施例1>

在偏氟乙烯系且多元醇交联系的生橡胶类型的氟橡胶[上述DuPont Elastomers(株)制的vitonA700]100质量份中混配炭黑[MT carbon]5质量份、氢氧化钙6质量份、氧化镁3质量份和多元醇系交联剂[上述DuPont Elastomers(株)制的VC-50、双酚AF与苄基三苯基鏻氯化物的质量比约4/1的混合盐]3.8质量份并进行混炼，制备橡胶组合物。

接着，将制备的橡胶组合物填充至模具中，在177℃压制成型为管状，同时使其进行一次交联，进一步脱模后，在232℃加热24小时使其进行二次交联，制造内径：1mm、外径：2mm的氟橡胶管。

<实施例2、3、比较例1、2>

使多元醇系交联剂相对于氟橡胶100质量份的混配比例为2.5质量份(比较例1)、3.5质量份(比较例2)、3.95质量份(实施例2)和4.1质量份(实施例3)，除此之外，与实施例1同样地进行，制造氟橡胶管。

<实施例4、5>

使炭黑相对于氟橡胶100质量份的混配比例为7质量份，除此之外，与实施例1(实施例4)和实施例3(实施例5)同样地进行，制造氟橡胶管。

<比较例3>

使多元醇系交联剂的混配比例为4.3质量份，除此之外，与实施例1同样地进行，制造氟橡胶管，但压制成型后无法从模具脱模。

<比较例4、5>

使炭黑相对于氟橡胶100质量份的混配比例为10质量份，除此之外，与比较例2(比较例4)和实施例1(比较例5)同样地进行，制造氟橡胶管，但压制成型后均无法从模具脱模。

<应答时间的测量>

将上述实施例1～5、比较例1、2中制造的氟橡胶管与螺线管驱动用的开关机构组合，制作夹管阀，将上述氟橡胶管的一端作为IN侧，与空气的供给部连接，同时将另一端作为OUT侧，与压力计连接。

并且，使开关机构动作，在径向对氟橡胶管的一部分进行挤压，将内部的流路压扁，在该流路闭合的状态下，在该氟橡胶管的IN侧施加100kPa的气压，同时再次使开关机构动作解除挤压，测量从该时刻起至氟橡胶管的流路实际打开、OUT侧的压力计检测到规定值所需要的时间作为应答时间。

将结果列于表1、表2。此外，将实施例1～3、比较例1、2的结果示于图1。

【表1】

【表2】

由表1、表2和图1的实施例1～5、比较例1～5的结果可知，为了抑制交联后的氟橡胶的黏连，提高用作夹管阀等时的氟橡胶管的开关应答性，需要使多元醇系交联剂相对于氟橡胶100质量份的混配比例为3.8质量份以上，其中，优选为3.9质量份以上，特别优选为3.95质量份以上。

此外可知，为了抑制交联后的氟橡胶的交联密度过高导致的柔软性下降，可进行基于例如压制成型等的脱模等，在上述范围中，需要使多元醇系交联剂相对于氟橡胶100质量份的混配比例为4.1质量份以下。

此外可知，为了维持上述效果，同时抑制柔软性下降，可进行上述脱模等，需要炭黑相对于氟橡胶100质量份的混配比例为3质量份以上7质量份以下，其中，优选为5质量份以上。

Claims (4)

1.一种氟橡胶管，其由橡胶组合物构成，所述橡胶组合物含有多元醇交联类型的氟橡胶、多元醇系交联剂和炭黑，

相对于每100质量份该氟橡胶，所述多元醇系交联剂为3.8质量份以上4.1质量份以下，

相对于每100质量份该氟橡胶，所述炭黑为3质量份以上7质量份以下。

2.如权利要求1所述的氟橡胶管，其中，所述氟橡胶为偏氟乙烯系橡胶。

3.如权利要求1或2所述的氟橡胶管，其中，所述多元醇系交联剂为双酚AF与苄基三苯基鏻盐的混合盐。

4.如权利要求1至3中任一项所述的氟橡胶管，其中，其作为管泵用管或夹管阀用管。