JP2005504233A

JP2005504233A - 流体処理用ポリマーバリア管の製造方法

Info

Publication number: JP2005504233A
Application number: JP2003530490A
Authority: JP
Inventors: ベルゲヴィンケヴィン; エイ．キャンベルグレッグ; アールスティーブンズケネス
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2005-02-10
Also published as: CA2458663A1; EP1429909A1; US20030070751A1; WO2003026874A1

Abstract

少なくとも管と向き合う側にプラスチックを有し、金属製の箔（１４）のシート上に間隔をあけてポリマー管（１２）を配置して位置決めし、このような別の箔（１４）を追加して管（１２）の他方の側に結合し、箔の第２の層を加える前または後で、得られるアセンブリを加熱し、間隔をあけて配置された管が両側で箔に封入された状態でこれを構造体に結合させることで、流体処理構造体を製造するための方法。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料系統、冷凍装置用ホース、床暖房用パイプ、太陽熱温水加熱システムなどに用いられるプラスチック管式流体処理手段の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック式流体処理装置の製造に伴う課題のひとつに、バリア特性の改善が必要なことがある。こうした低浸透性に対する需要が最も高い用途として、燃料系統および冷凍用のホースがあげられる。前者においては、多くの分野の法律で、ナイロン１１または１２などの既存物質あるいはこうした既存物質にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）などのフルオロポリマーを組み合わせたものよりも、（原動機）燃料に含まれる揮発性物質に対する浸透性が低い構造体が要求されている。後者については、高圧の作業条件下で冷媒を吸入して水蒸気または水分と空気の両方を吐出する状態を保つ必要がある。
【０００３】
【特許文献１】
ＥＰＡ００２４２２０号明細書
【特許文献２】
米国特許第４，３７０，１８６号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，９９１，４８５号明細書
【特許文献４】
米国特許第４，０６９，８１１号明細書
【特許文献５】
米国特許第５，４６９，９１５号明細書
【特許文献６】
欧州特許出願公開第８６４，８２３Ａ２号明細書
【特許文献７】
米国特許第３，６４８，７６８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属層を使用すれば床下暖房や他の用途に用いられるポリマー管に不浸透性を持たせられるとされてきた。しかしながら、これらのシステムでの実用に耐えうる良好な不浸透性を達成するための構造体を金属とプラスチックまたはポリアミドとアルミニウムとを組み合わせたものから得ることはできないか、そうでなければ製造にコストがかかってしまう。構造体を組み立てた後でスパッタリングなどの方法で金属を塗布したらどうかという提案が何名かから出されてきた。しかしながら、スパッタリングを用いれば完全なコーティングを得られることもあるが、これによって必要な不浸透性を与えることはできない。また、予備成形した管に箔の層を長手方向または螺旋状のいずれかで巻いている者もいる。これらの箔については、（（特許文献１）および米国特許公報（特許文献２）などに記載されているように）継ぎ目の部分で折り畳んで重ね、完全なシール材を提供したり、（米国特許公報（特許文献３）に記載されているように）たとえばレーザによって溶接することが可能である。通常、この箔にはさらに別のプラスチック層をオーバーコートする。こうしたプロセスは生産性が比較的低くなってしまうため、これによって作られる管材は高価なものである。
【０００５】
米国特許公報（特許文献４）では、間隔をあけて配置された複数本の銅管またはプラスチック管を、剛性で好ましくは黒色の金属製吸収板からなる複数枚の点溶接シートで囲んで包み込んだ熱交換素子が図７に開示されている。米国特許公報（特許文献５）には、複数枚のプラスチックシートで包まれ、このシートによって互いに離れた状態に保持された複数本のプラスチック管または金属管が示されている。（特許文献６）には、エラストマーまたはプラスチックからなる内層と、アルミニウムなどの熱伝導性金属をメッシュの形にした補強層または螺旋形（ｈｅｌｉｃａｌ）の層と、任意に同じエラストマーまたはプラスチックからなる外層とで構成された太陽熱交換器用の管が開示されている。内側のポリマー層については厚さを０．１〜２．５ｍｍ（０．００４インチから０．１インチ）とすることが可能であり、好ましくは０．１〜０．３ｍｍ（０．００４インチから０．０１２インチ）であり、補強材については厚さ０．１〜２ｍｍ（０．００４インチから０．０７９インチ）とすることが可能である。しかしながら、金属の補強材は熱を十分に吸収できるが、これはメッシュまたは螺旋形の層として用いられると教示されているため、程度を問わず不浸透性が得られることはなかろう。
【０００６】
米国特許公報（特許文献７）には、プラスチックのひれを作成し、平行に配置した複数本の管をひれの内側で互いに離して配置することが示されている。この公報ではバリア層については何ら触れられておらず、あるいはひれに金属を用いることも触れられていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、積層箔に囲まれて該積層箔にシールされた少なくとも１本のポリマー管を備え、前記箔が２つの面を有し、片面が管の方を向いて他面が管の反対の方を向き、前記箔が、少なくとも管に面している側にポリマー層が設けられた金属層を少なくとも１層含み、
前記管の内径が０．５〜５０ｍｍの範囲、壁厚が０．１〜１．０ｍｍの範囲にあり、
前記箔の総厚が０．０５〜０．２５ｍｍの範囲、金属の総厚が０．００２〜０．１ｍｍの範囲にある、流体処理装置を製造するための方法であって、
一方の側にある管を第１の箔と接触させる工程と、
管の他方の側にある管を第２の箔と接触させる工程と、
管を前記第２の箔と接触させる前または後で、少なくとも一方の側に箔のある管を加熱して箔を管に接着させ、前記第１の箔および第２の箔を管に合わせ、気泡またはギャップを基本的に排除し、任意に第１の箔と第２の箔の両方を第２の加熱工程で管にヒートシールすることを完了する工程と、を含む、流体処理装置を製造するための方法を提供するものである。
【０００８】
好ましくは、箔の厚さが０．０７〜０．２ｍｍ（最も好ましくは０．１〜０．１５ｍｍ）の範囲、金属の厚さが０．００５〜０．０２ｍｍ（最も好ましくは０．００５〜０．０１ｍｍ）の範囲である。さらに、管の内径が好ましくは１〜２５ｍｍの範囲、管の壁厚が０．１〜０．５ｍｍの範囲である。
【０００９】
２本以上の管を用いる場合、このような構造体を本願明細書ではバリアリボンと呼ぶ。単管構造体および多管構造体のどちらも本発明の範囲内である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
多数の工業用途に用いられる管材やホースの要件には、水または空気／酸素または冷媒などの含有物質に対する極めて高いバリア性がある。たとえば、冷媒によるホースをポリマー管材から設計しようとする場合、多くの要素を考慮しなければならない。
ｉ）冷媒が数年などの長時間にわたって最小限の損失で管材構造体内に保持されなければならない。
ｉｉ）水分と空気とが管材の中に侵入するのを防止しなければならない。空気の凝縮はできないため、熱交換器の性能が落ちることになる。水分はヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）やヒドロクロロフルオロカーボン（ＨＣＦＣ）などの冷媒と反応し、この反応による生成物が原因で腐食やスラッジによるシステムの故障が生じかねない。
ｉｉｉ）多くの冷媒は高圧（数百ｐｓｉｇ）下で動作するため、管材は通常のシステム作動圧力の３〜５倍の力に耐え得るものでなければならない。
【００１１】
残念なことに、ときには入手できる中で最良のポリマーバリア材料でも水分と空気の混入を許容レベル未満に維持するには不十分な場合がある。
【００１２】
本件全体をとおして、管（単数形の「ｔｕｂｅ」と複数形の「ｔｕｂｅｓ」のどちらでもよく、あるいは「管（単数または複数）」も含む）、「管材」などを用いるが、該当する用途次第で、各場面ごとに１本の管および／または複数本の管を選択できることは理解できよう。したがって、本件全体をとおして、これらの用語は同義に用いられることが多く、単数形や複数形であろうと、その両方であろうと適用されることは読み手にとって自明であろう。
【００１３】
さらに、本発明の明細書をとおして、「箔」、「積層箔」、「フィルム」などの用語は、同じ意味を伝達することを想定している点も、本発明の関係する分野の当業者であれば分かるであろう。
【００１４】
図１および図２を参照すると、本発明は、１本以上のポリマー管１２が金属層を含むフィルム１４によって完全に囲まれた複合構造体を想定している。図１のように本発明に複数の管が含まれる場合、これらの管を各管１２の間と横で熱伝導性フィルムのひれ部（ｗｅｂｂｉｎｇ）１６によって連結する。
【００１５】
図３に示されるように、金属層２０を含むフィルム１４がぴったり合う状態でこのフィルムを管１２に巻き、好ましくはこのフィルムを管１２に接触する場所である管１２の外面１８に結合するか、あるいは管１２に隣接するエリアで自己に結合すると好ましい。管１２の外側の表面１８とフィルム１４の内側の表面との間に十分な自由体積のない状態で、管１２のまわりにしっかりとした包みをを作り出せると望ましい。このようにすれば、箔と管との間に際立った空気ギャップまたは空隙ができることはない。特に、金属層２０を含むフィルム１４が、アルミニウムなどの金属（アルミニウムなどの）とポリマー層２２とのラミネートで構成される場合、金属層２０が十分な障壁となり、余分な水分や空気が侵入するのを防ぐことができる。このような箔ラミネートは広く一般に入手でき、同様のバリア特性を持つ他の素材に比して相対的に低コストである。さらに、管材の外側で管材を囲む高バリア層を図１、図２、図３に示すような位置にしておくことで、管材を比較的乾燥した状態に保つことができる。これは管材がポリアミドなどの水分に影響されやすい素材で作られている場合に有意義である。乾燥したポリアミド管材では破裂圧力が環境の湿度にさらされたポリアミドの場合よりもかなり高い。この特徴がゆえに管の直径を大きくして管材を設計することが可能である。
【００１６】
上記の特徴をすべて兼ね備えることで、低コストのプロセスで製造でき、燃料系統、冷凍装置用ホース、床暖房用パイプなどとして十分に機能的なものである比較的単純で低コストの材料（内側のボンディング層を有する箔積層体の内側に外側のボンディング層を有する１本以上のポリアミド管からなる構造体）を得ることができる。複数本の管が平行に保持された広いシートから太陽集熱器のパネルを製造することもできる。ポリアミドが有用なポリマー材料である限り、同じく好ましいポリアミドを取り入れた構造的配置はいくつでもある。たとえば、このような構成のひとつにおいて、少なくとも箔の管から反対の方を向いている層のポリマーがポリアミドである。別の例では、管のポリマーと箔の少なくとも１つのポリマー層とがいずれもポリアミドである。
【００１７】
本発明の好ましい一方法では、積層箔によって管を適所に保持し、これで囲んでシールした状態で、複数の管が平行に配置された構造体を作製する。また、管と管との間に適切な間隔をとって２本以上の管を平行して製造する場合、必要に応じて（すなわち管と管との間の箔で）積層体を細長く切り、個々の管または何本かの管からなる小さな群を得ることが可能である。
【００１８】
金属層の外側にポリマー層を持たせる、すなわち、金属層を挟むことで、金属層の腐食を最小限に抑えることが可能である。あるいは、さらに腐食性の高い用途では、金属層にニッケルまたはスズなどの耐腐食性がさらに高い金属を用いてもよい。
【００１９】
用途によっては、金属層を含むフィルムを極めて可撓性の高いものにすることが望まれる場合がある。バリアリボンから作られる燃料系統、冷凍装置用ホース、床暖房用パイプ、太陽集熱器のパネルなどは、既存のすべてが金属でできた構造体よりも重量が軽い。
【００２０】
リボン内での管の隙間は可変であり、リボン全体で均一であっても変化していてもよい。管は断面を円形にすることも楕円形にすることも可能であり、あるいは円形以外の他の形状にすることも可能である。管材については、楕円形の形状として押出成形してもよいし、円形の形状として押出成形した上でリボンを作製するプロセスで楕円形にしてもよい。
【００２１】
管材の材料には多数の異なるポリマーを選択することができるが、何を選択するかは具体的な用途に合った要件に左右され、稼動温度、耐薬品性、圧力を踏まえなければならない。管の直径と壁厚は、それぞれの用途での圧力を制御できるような大きさにしておく。
【００２２】
箔に複数のポリマー層を取り入れてもよいことは容易に理解できよう。別の構成では、箔の管から反対側にはポリマー層がないようにする。好ましい一方法では、管の方を向いている側の層としてポリオレフィンを使用し、箔が、管から反対側にポリアミド層を適用する。任意に、管材の外側に層を同時押出したり、あるいはフィルム材料の一方の側に層を加えたりして、結合性を高めるようにしても構わない。管材と箔のラミネートとの間に冷媒の「ポケットが形成される」のを防ぐには、フィルム層を管材と対向するフィルム層とに結合させることが重要な場合もある。
【００２３】
金属は接点と縁の小さな部分を除いて管材を囲んでおり、これによって冷媒、水分および空気の浸透に対する遮断性が大幅に改善される。箔のラミネート内に、２以上の金属層を用いるようにしてもよいし、あるいは金属層の厚さを可変にして所望のバリアレベルを達成するようにしてもよい。
【００２４】
図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）を参照すると、上述したような流体処理ポリマーバリア管の製造方法について以下のように説明することができる。
【００２５】
図４（ａ）では、加熱板２６の上に設けられたジグ２４を介して管１２を引っ張る。同時に、かつ同一の速度で、管１２と加熱板２６との間でフィルム１４を引っ張る。図４（ｂ）においてなお一層詳細に示すように、管１２の表面が加熱板２６上のフィルム１４の表面と接触する。加熱板からの熱によって管１２がフィルム１４に結合され、仮付け溶接構造体２８が得られる。管１２をフィルム１４に結合するための圧力は、おもり３０と接触式ローラ（ｌａｙ−ｏｎｒｏｌｌｅｒ）３２とによって提供される。この第１の工程で材料を引っ張るための原動力はベルト牽引装置３４によって得られる。第２の工程では、仮付け溶接構造体２８を第２のフィルム層１４と一緒に回転式エッジシーラー３６に送る。回転式エッジシーラー３６で両縁をヒートシールし、リボンスリーブ３８を得るが、これについては図４（ｃ）になお一層詳細に示してある。次に、真空ポーチ（ｖａｃｕｕｍｐｏｕｃｈ）を形成する際に一般に行われているようにして管とフィルムの間から空気を除去して端部をシールする第３の工程（図示せず）で、上記のリボンスリーブ３８を真空封入装置内に入れる。第４の工程（図示せず）では、リボンスリーブを高温のオーブンに入れて結合を完了させる。
【００２６】
生産性については、スロットが数本設けられたＰＴＦＥのブロックで数本の管を平行に保持して一度に積層した後、この構造体を管と管との間まで走行方向に細長く切ってバラバラの管または個々の用途に必要な所望の幅の数本の接合管を製造する形で、積層構造体の幅を増すことで改善できる。
【００２７】
別の装置を図５（ａ）に示す。ガイド４０を介し、続いて加熱した２枚の揃いのダイプレート４２を介して管１２を２枚のフィルム１４と一緒に引っ張る。加熱したダイプレートには半円形の溝４３が設けられている。溝４３のパターンは、図５（ｃ）においてなお一層詳細に示すように、プレートの各端における溝と溝との間の隙間がプレートの出口端での隙間よりも大きくなるように収束している。ダイプレート上のおもり４４によって圧力を印加するための手段を得る。これらのプレートについては、アライメントタブ４６によって整列配置させることができる。次に、溝が平行に設けられた揃いの一組の溝付き冷却板４８を介してフィルム１４と管１２を引っ張る。冷却板については、冷却システム５０から供給される循環冷水によって冷却する。リボンに圧力を印加する目的で冷却板の上におもり５２をのせる。このプロセスではベルト牽引装置３４によって材料を引っ張り、リボンを得る。その後、このリボンを任意に細長くし、必要に応じて単管または多管構造にしてもよい。
【００２８】
実施例１で使用し、図４（ａ）、図４（ｂ）、図（ｃ）に示す真空／熱積層プロセスは、拡張して磨きをかけることの可能なものであるが、このプロセスには固有の制約がいくつかある。すなわち、
ｉ）真空工程ではバラバラに切断したものを用意して真空チャンバに入れる必要であるため、プロセスの生産性に制約が出る場合がある。構造体の内部で高真空を生じさせるには不連続なプロセスが必要であるように思われる。制御の少ない連続プロセスの方が好ましいこともあろう。
ｉｉ）最後のヒートシールの工程は拘束されていないフィルムで行われるため、フィルムの残留応力が原因で、その融点前後でフィルムが縮んでしまう。金属層は縮むことができないため、最終製品に一連の横方向の小さなしわが生じるという結果につながる。
【００２９】
最初の問題に対処するには、連続的に真空をかけるゾーンにリボンを通すプロセスが考えられるが、これではそのゾーンに入って（そのゾーンから出る）入るリボンの構成要素をいくつかの狭い開口に通す必要がある。これによってエンクロージャへの空気の流入が大幅に妨げられるか、そうでなければ真空による効果が低減されてしまう。意図した用途のうちの少なくともいくつか、すなわち圧力下で冷媒を用いる用途では、加圧された冷媒のポケットが管とフィルム層との間に形成されてしまうのを防止するために、完全に結合された構造体を達成すると望ましい。これには、基本的にフィルム層と管との間にあるすべての空気を製造工程で除去しなければならないという要件がある。真空によって空気を抜く代わりに、外から圧力を加えて空気を絞り出してもよい。理論的にはリボン構造体の外側に流体のジェットを印加すればこれを達成することが可能である。
【００３０】
もうひとつの、おそらくさらに従来からある空気の押し出し方法に、構造体を２本のニップロールの間に挟んで圧迫する方法がある。フィルム層を金属ロールとゴムロールとの間で圧迫してフィルム層同士を積層できることは、従来技術において周知である。ここで厄介なのが、リボンの断面形状が一様にならないことである。
【００３１】
リボンに対して押し付けたときに断面が一様なゴムコーティングローラーでは、管のすぐ隣の場所で適切な圧力を印加できない。流体を充填した袋をニップロールとして用いる場合も同じことが言える。
【００３２】
成形ローラを構成する前に、実験を踏まえて溝付きの２枚のプレート間でリボン構造体を圧迫することについて検討した。揃いの金属板を用いる最初の試験では、金属層が破損したサンプルが得られた。また、金属板が極めて硬質であるため、均一な圧力を印加することはできないように思われた。これらのプレートを正確に機械加工することで、上記の問題が軽減または回避されることが後に実証された。
【００３３】
フィルム層と管とを一緒に固定するのに、一方が金属で他方が金属で支持されたゴムの揃いの組の溝付きプレートを使用すると前向きな結果が得られた。正しい条件下では、管とフィルム層との間の空気をすべて絞り出し、金属層に引き裂くことなく、かつ、多くのしわを発生させることもなく、層同士を完全に結合させることが可能である。
【００３４】
次の工程は、ゴム製の溝付きニップロールを作製し、層と層との間にメルトボンドを形成すべく金属板を加熱した状態で、金属板に設けられた一連の溝の中にあるリボンに上記のロールを押圧することであった。この手法の可用性の最初の立証がなされた。溝付きで、ＰＴＦＥコーティングを施した、加熱された金属板と、ゴム製の溝付きニップロールとの間で単一の管構造体を圧迫して結合した連続プロセスについても立証した。管のまわりに箔をプレスするように一組のローラを調整してもよい。
【００３５】
この基本的な手法には、多数の変形例および改善例がある。
ａ）管の外の領域で箔を互いに押圧することで、箔を管に合わせることができる。したがって、管を直接圧迫する必要は全くないことがある。隣り合った管と管との間のギャップにフィルムを押し込む際、ローラまたはプレートの外面で管の上にフィルムをしっかりと引っ張ることができる場合もある。よって、管の円形の形状に合うように溝の輪郭を定める必要はないことがある。特に高温時には過剰な圧力下で歪んだり破裂したりすることがあるため、プラスチック管材を強く圧迫しすぎない方が望ましいこともある。
ｂ）一方のローラまたはプレートにリボンと接触する成形溝を設け、他方に上記の項目（ａ）で説明した深い溝を設けてもよい。
ｃ）接触を促進するために用いる材料の硬度または厚さを変更可能にすることができる。
【００３６】
ひとつ問題になるのは、フィルムが管に完全に合った後でフィルムの幅が狭くなるため、フィルムよりも幅の狭い構造体にフィルムを持ち込むことである。これに対処する上で考え得る手法にはいくつかある。
【００３７】
ａ）ニップ点よりも前でフィルムをローラと接触させることで、ローラに設けた溝にフィルムを持ち込める場合がある。
ｂ）圧迫プロセスの直前でフィルム温度をいずれかの中間温度（融点未満）まで上昇させ、曲げ弾性率を下げてフィルムをさらに合わせることができる。
ｃ）空気を絞り出して管の周りにフィルムを合わせる第１の組の溝付きローラ（またはプレート）間でフィルム層と管とを接触させた後、熱を印加して構造体同士を結合する第２の組のローラ（またはプレート）と接触させることができる。
ｄ）正しい位置で管をフィルムに接合する第１の組の溝付き加熱ローラ（またはプレート）間でフィルム層と管とを接触させた後、溝間の距離を狭めた第２の組の溝付き加熱ローラ（またはプレート）間で接触させ、これによって構造体の圧迫と結合とを完了することもできる。
【００３８】
上記の（ｄ）で説明した手法を進めるにあたって、溝と溝との間の距離が異なる二組の溝付きプレート間にフィルムと管とを入れる際にいくつかの実用上の難点に遭遇した。この問題を軽減するために、溝が収束する一組のプレートを構成した。収束していく溝は同一サイズであるがプレートの入口端よりも出口端で互いに近くなっていた。収束していく溝のあるプレートを用いることで、実施例２で説明し、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す別のプロセスが成功した。
【００３９】
上記に基づき、
ｉ）フィルムおよび管をすべて一緒にまとめて圧迫した上で加熱することができる、および／または
ｉｉ）徐々に圧迫して加熱した後、（溝同士を近付けて）さらに圧迫して加熱することができる。
【００４０】
さまざまな方法を用いて直接または間接的に熱を印加し、サーマルラミネーションを作製できることは、本発明が関連する分野の当業者であれば理解できよう。
【００４１】
上記で述べた別の手法では、管とフィルムとを積層物として熱的に結合させ、管材の外層がフィルムの内層にメルトボンドされるようにする。いくぶん関連のあるプロセスのひとつに、溶融ポリマーを（たとえば）２つのフィルム表面に塗布した後、構造体をまとめてニップする押出ラミネーションがあろう。
【００４２】
もうひとつ別の例に、管材のフィルム層への結合に熱硬化性接着剤を用いる、すなわち、層に熱硬化性樹脂をコーティングするために別のステーションを加えることがあろう。これでもニッピング作業は必要であり、場合によっては熱が都合がよいこともあるが、必要とされる熱量対サーマルラミネーションの手法が小さくなろう。
【実施例】
【００４３】
（実施例１）
内側の径２．９ｍｍ（０．１１４インチ）、壁厚０．３４ｍｍ（０．０１３３インチ）の管材を使用し、この管材を２枚のフィルム層に結合してリボン構造体を作製した。この管材は、内層が０．３０ｍｍ（０．０１１８インチ厚）のナイロン６６からなり、外層が０．０４ｍｍ（０．００１５インチ）厚の無水物で変性させた低密度ポリエチレンからなり、本願特許出願人からバイネル（Ｂｙｎｅｌ）（登録商標）４２０６として入手可能な同時押出構造体であった。外層のポリマーの融点は約１０２℃、そのメルトインデックスは２．５、その密度は０．９２ｇ／ｃｃであった。外層の目的は、最終構造体における管材とフィルムとの間の結合を改善することであった。上記の組成物からなる８本の管を、ラドゥロウ・コーポレーション（ＬｕｄｌｏｗＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手したＢＦＷ−４８フィルムのポリエチレン表面層に貼り付けた。ＢＦＷ−４８フィルムは、（順に）ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）約０．０３８ｍｍ（０．００１５インチ）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）０．０２２ｍｍ（０．０００８５インチ）、アルミニウム箔０．００７ｍｍ（０．０００２９インチ）、ＬＤＰＥ０．０２２ｍｍ（０．０００８５インチ）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）０．０１２ｍｍ（０．０００４８インチ）で構成され、総厚約０．１０ｍｍ（０．００４インチ）であった。
【００４４】
溝付き管ガイドを介して管を引っ張った上で管をフィルムの表面に押圧して管をフィルムに貼り付けた。これらの管については間隔をあけて配置し、構造体の中で１本の管が隣接する管と接触しないようにした。コール・パーマー（Ｃｏｌｅ−Ｐａｒｍｅｒ）製の「データプレートデジタル加熱板」によってフィルムを下から加熱し、その表面を約１２５℃の一定温度に維持した。フィルムの２つのポリエチレン表面が互いに対向するようにして、第２のＢＦＷ−４８フィルム層を第１の層（すでに管が取り付けられている）の方を向けて配置した。フィルムはそれぞれ幅１２７ｍｍ（５インチ）であった。次に、「ドゥボーイ・ホスピタル・シーラー（ＤＯＢＯＹＨｏｓｐｉｔａｌＳｅａｌｅｒ）」（連続／回転式ヒートシーラー）を用いてフィルムの縁を一緒にシールした。約１００ｃｍ（３．３フィート長）のスリーブ長を生成した。次に工程を進めることができるように、短い管材を再び剥離して両端で切り離した。
【００４５】
次に、このようにして形成したスリーブをＡＵＤＩＯＮＶＡＣＡＥ４０１真空封入装置に入れた。フィルム層と管との間にある空気を脱気し、スリーブの端部をシールした。この真空シールスリーブをブルー（Ｂｌｕｅ）Ｍオーブン（モデルＯＶ−４９０Ａ−３）に入れ、１２０℃で１５分間加熱した。この熱によりポリエチレン層が溶融し、構造体全体が結合された。リボンの外側の余分な縁をトリミングした。リボンのサンプルを冷媒ホースとして試験し、また、他のリボンのサンプルを細長く切ってバラバラの管を形成し、同じく冷媒ホースとして試験した。
【００４６】
（実施例２）
内側の径１．５５ｍｍ（０．０６１インチ）、壁厚０．２３ｍｍ（０．００９インチ）の管材を使用し、この管材を２枚のフィルム層に結合してリボン構造体を作製した。この管材は、内層が０．１９ｍｍ（０．００７５インチ厚）のナイロン６６からなり、外層が０．０４ｍｍ（０．００１５インチ）厚の無水物で変性させた低密度ポリエチレンからなり、本願特許出願人からバイネル（Ｂｙｎｅｌ）（登録商標）４２０６として入手可能な同時押出構造体であった。外層のポリマーの融点は約１０２℃、そのメルトインデックスは２．５、その密度は０．９２ｇ／ｃｃであった。外層の目的は、最終リボン構造体における管材とフィルムとの間の結合を改善することであった。上記の組成物からなる１０本の管を、ラドゥロウ・コーポレーション（ＬｕｄｌｏｗＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手したＢＦＷ−４８フィルムからなる２つの層に同時に結合した。ＢＦＷ−４８フィルムは、（順に）ＬＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）約０．０３８ｍｍ（０．００１５インチ）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）０．０２２ｍｍ（０．０００８５インチ）、アルミニウム箔０．００７ｍｍ（０．０００２９インチ）、ＬＤＰＥ０．０２２ｍｍ（０．０００８５インチ）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）０．０１２ｍｍ（０．０００４８インチ）で構成され、総厚約０．１０ｍｍ（０．００４インチ）であった。
【００４７】
１０本の管と２枚のフィルムとを、長さ約１７８ｍｍ（７インチ）の一対の溝付きアルミニウムプレートの間で引っ張った。各プレートにはその長さ方向に沿って半円形の溝が１０本設けられ、各溝の幅は２．３ｍｍ（０．０９０インチ）であった。プレートを互いに対向させ、材料の位置を、一番下のプレート、一番下のフィルム、管、一番上のフィルム、一番上のプレートの順にした。プレートに設けられた溝は平行ではなかったが、真っ直ぐであった。プレートの入口側の端で、溝（芯間）の隙間は６．５２ｍｍ（０．２５６７インチ）、プレートの出口側の端で芯間の隙間は５．９４ｍｍ（０．２３３８インチ）であった。これらのプレートを加熱し、１４５℃の温度で維持した。５ｋｇ（１１ポンド）のおもりを一番上の板にのせ、圧力を加えた。この熱により、管材上のポリエチレン層とフィルムとが溶融して互いに結合された。
【００４８】
次に、溝が平行で長さ方向全体に沿って５．９４ｍｍ（０．２３３８インチ）ずつ離れて（芯間）いたこと以外は上記と同様にして、フィルムと管とを揃いの溝付きプレートの組に通した。冷却板を中空の金属板に接触させ、これを介して１分あたり２リットルで冷却水（入口温度１２℃）を循環させた。プレートを通る材料を加圧するために、３．５ｋｇ（７．７ポンド）の小さなおもりを一番上のプレートにのせた。摩擦を最小限に抑える目的で４枚の溝付きプレートすべてをＰＴＦＥ（厚さ約０．００３インチ）で覆った。キリオン（Ｋｉｌｌｉｏｎ）モデル４〜２４のベルト牽引装置を用いてフィルムと管とを１分あたり２１ｃｍ（０．７フィート）の一定速度で引っ張り、縁をトリミングした。得られた構造体は、実施例１で作製したサンプルよりもしわが少なく、かつ、フィルム供給ローラと管材供給スプールの大きさのみが制限となる、極めて長い長さに作製することが可能なリボンであった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の多管構造体を斜めに示す図である。
【図２】本発明の単管構造体を斜めに示す図である。
【図３】本発明の単管構造体の断面の詳細端面図である。
【図４Ａ】本発明によるポリマーバリア管を製造する方法で用いられる装置の側面図である。
【図４Ｂ】図４（ａ）で用いられる加熱板およびジグと、そこから製造される製品の断面図である。
【図４Ｃ】図４（ａ）の製品を、完全に最終製品になる前の状態で示した断面図である。
【図５Ａ】本発明によるポリマーバリア管を製造する方法で用いられる別の装置の側面図である。
【図５Ｂ】図５（ａ）で用いられるダイプレートとおもりの構成を示す断面図である。
【図５Ｃ】図５（ａ）および図５（ｂ）で用いられるダイプレートの平面図である。

Claims

積層箔に囲まれて該積層箔にシールされた少なくとも１本のポリマー管を備え、前記箔が２つの面を有し、片面が管の方を向いて他面が管の反対の方を向き、前記箔が、少なくとも管に面している側にポリマー層が設けられた金属層を少なくとも１層含み、
前記管の内径が０．５〜５０ｍｍの範囲、壁厚が０．１〜１．０ｍｍの範囲にあり、
前記箔の総厚が０．０５〜０．２５ｍｍの範囲、金属の厚さが０．００２〜０．１ｍｍの範囲にある、流体処理装置を製造するための方法であって、
一方の側にある管を第１の箔と接触させる工程と、
管の他方の側にある管を第２の箔と接触させる工程と、
管を前記第２の箔と接触させる前または後で、少なくとも一方の側に箔のある管を加熱して箔を管に接着させ、前記第１の箔および第２の箔を管に合わせ、気泡またはギャップを基本的に排除し、任意に第１の箔と第２の箔の両方を第２の加熱工程で管にヒートシールすることを完了する工程と、を含むことを特徴とする流体処理装置を製造するための方法。
前記管が前記積層箔によって適所に保持され、囲まれ、シールされることを特徴とする、複数の管が平行に配置された構造体を作製するための請求項１に記載の方法。
箔を管と管との間で細長く切ることで、製造後に多管構造体から個々の管を分離することを特徴とする請求項２に記載の方法。
箔を管に合わせる工程が真空によって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
箔を管に合わせる工程が、管の両側でプレートに設けられた揃いの溝に管と箔とを滑りこませることによって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
箔を管に合わせる工程が、管の外の領域で箔を互いに押圧することによって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
箔を管に合わせる工程が、箔を管のまわりに押圧するローラによって行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１本の管が複数のポリマー層をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
管から反対の方を向いている箔の少なくとも１つの層のポリマーがポリアミドであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
管の外側の層のポリマーが、管の方を向いている箔のポリマー層と結合可能なものであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
管の少なくとも１つのポリマー層と箔の少なくとも１つのポリマー層とがいずれもポリアミドであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
箔の厚さが０．０７〜０．２ｍｍの範囲であり、金属の厚さが０．００５〜０．０２ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
箔の厚さが０．１〜０．１５ｍｍの範囲であり、金属の厚さが０．００５〜０．０１ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
管の内径が１〜２５ｍｍの範囲、管の壁厚が０．１〜０．５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
金属がアルミニウムであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記箔が、管と向き合っている側にポリオレフィンの層を有し、箔の管から反対の方にポリアミドの層を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記箔が、管から反対側にポリマーの層を持たないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
箔に複数のポリマー層があることを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法で製造される構造体であって、箔と管との間に際立った空気ギャップまたは空隙がないことを特徴とする構造体。