JP2010155361A - ポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造装置及びその製造方法並びにポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、極細のＰＴＦＥ樹脂製チューブを煩雑な工程を経ることなく製造することができるＰＴＦＥ樹脂製チューブの製造装置及びその製造方法並びにＰＴＦＥ樹脂製チューブを提供する。
【解決手段】押出成形装置１０のマンドレルを、マンドレル芯材２とマンドレル補強管３とからなる二重軸構造とする。マンドレル補強管３の下端部から突出されたマンドレル芯材２の下端部２Ａを、ダイ６の開口部６Ａを介してトップダイ７の形成用開口部７Ａに貫通配置する。マンドレル芯材２の外径は、０．０５〜１．０ｍｍであり、マンドレル補強管３の内径はマンドレル心材２の外径と同寸法である。トップダイ７の形成用開口部７Ａの直径は０．１１〜１．４ｍｍである。押出成形装置１０によって製造されるＰＴＦＥ樹脂製チューブの内径は０．０５〜１．０ｍｍであり、厚さは、０．０３〜０．２ｍｍである。
【選択図】図１

Description

本発明は、特にカテーテルに有用なポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂製の極細チューブの製造装置及びその製造方法並びにポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブに関する。

従来から、ＰＴＦＥ樹脂を用いてシート、チューブを成形する方法として、押出助剤を配合してペースト押し出しを行う方法が知られている。

特許文献１には、ＰＴＦＥ樹脂をペースト押し出しし、厚さ０．０８ｍｍ以下の薄肉チューブの成形方法が提案されている。しかしながら、特許文献１に開示されたマンドレルの直径は１ｍｍ以上であるため、特許文献１には、極細と称される内径１ｍｍ以下のチューブについては開示されていない。なお、棒状体であるマンドレルの直径を１ｍｍ以下にすれば、極細の薄肉チューブを製造することができるが、直径が１ｍｍ以下であるマンドレルは、その強度を保証することができないため、現実的には使用困難であった。

また、特許文献２には、ＰＴＦＥ樹脂をペースト押し出しする際、マンドレルとしてワイヤーを用いて共押し出しする方法が提案されている。しかしながら、特許文献２の製法では、後工程でワイヤーを引き抜く工程があるため、工程が煩雑になるという欠点があった。また、ワイヤーを引き抜くためには製品長さの制限も受けるという問題もあった。

一方、特許文献３には、ディップコーティング法による薄肉チューブの成形方法が提案されている。しかしながら、特許文献３の製法では、所望の肉厚とするためにコーティングの重ね塗りが必要で手間がかかり、コーティング毎に焼成工程が不可欠であった。また、特許文献３の製法では、後工程でワイヤーを引き抜く工程があるため、特許文献２の製法と同様に工程が煩雑になるという欠点があった。
特開２００７−１８５９３１号公報 ＵＳＰ４８９８７０２号公報 特開２００６−２０５６８０号公報

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、極細のポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブを煩雑な工程を経ることなく製造することができるポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造装置及びその製造方法並びにポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブを提供することを目的とする。

本発明者は、前述の従来技術の課題を解決するために実験を重ねた結果、極細チューブに適したマンドレルの構造を見出し、この装置を使用してペースト押し出しを行うことにより前述の問題点をすべて解決可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、マンドレルを二重軸構造にすることにより極細でありながらマンドレルの強度を維持し、後工程が煩雑となるワイヤーとの共押し出しではない極細チューブのペースト押し出しを可能とし、煩雑な後工程を必要としないペースト押し出し法による極細のポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造装置、及び製造方法、並びにポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブを提供できる。

すなわち、本発明は、前記目的を達成するために、ポリテトラフルオロエチレン樹脂に押出助剤を加えた組成物が充填されるシリンダと、前記シリンダに連結されたトップダイと、前記シリンダ内に配置されるとともに前記トップダイの成形用開口部にその先端部が挿入配置された棒状のマンドレルと、前記シリンダに充填された前記組成物を前記トップダイに向けて押し出すピストンとを備えたポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造装置において、前記マンドレルは、先端部が前記トップダイの成形用開口部に挿入配置されるマンドレル芯材と、該マンドレル芯材の前記先端部を除く部分が挿入されてマンドレル芯材を補強するマンドレル補強管と、を有する二重軸構造に構成されていることを特徴とするポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造装置を提供する。

また、本発明は、前記目的を達成するために、本発明のポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造装置を使用してポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブを製造することを特徴とするポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造方法を提供する。

更に、本発明は、前記目的を達成するために、本発明のポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造方法により製造されたことを特徴とするポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブを提供する。

また、本発明によれば、前記マンドレル芯材の直径は０．０５〜１．０ｍｍであり、前記トップダイの形成用開口部の直径は０．１１〜１．４ｍｍであることが好ましい。

更に、本発明によれば、前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブは、内径が０．０５〜１．０ｍｍであり、厚さが０．０３〜０．２ｍｍであることが好ましい。

本発明によれば、マンドレルをマンドレル芯材とマンドレル補強管との二重軸構造とすることにより、極細のマンドレル芯材を使用することが可能となり、これによって、従来には無い極細のポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブを製造することができる。例えば、チューブ内径が０．０５〜１．０ｍｍであり、厚さが０．０３〜０．２ｍｍの極細のポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブを提供することができる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。

図１は、実施の形態のＰＴＦＥ樹脂製チューブの製造装置である、押出成形装置１０の断面図である。

図１において、符号１は、押出成形装置１０によって押し出されたチューブ成形体である。このチューブ成形体１が、後段の乾燥工程及び焼成工程を経て、実施の形態のＰＴＦＥ樹脂製チューブとなる。また、図１において、符号２はマンドレル芯材、３はマンドレル補強管、４は押出ピストン、５は押出シリンダ、６はダイ、７はトップダイ、８はマンドレル保持部材、９はバンドヒーターである。

実施の形態のマンドレルは、マンドレル芯材２とマンドレル補強管３とからなる二重軸構造体である。このマンドレルは、上端部がマンドレル保持部材８に固定されている。また、マンドレルは、押出ピンストン４の中央部に形成された貫通孔４Ａに挿通され、マンドレル補強管３の下端部から突出されたマンドレル芯材２の下端部（先端部）２Ａが、ダイ６の開口部６Ａを介してトップダイ７の形成用開口部７Ａに貫通配置されている。

したがって、押出シリンダ５内に供給されたＰＴＦＥ樹脂と押出助剤とからなる成形材料は、押出ピストン４の押し出し動作によってダイ６の傾斜面に案内されたのち、トップダイ７の成形用開口部７Ａから押し出されるとともに、マンドレル芯材２の先端部２Ａによってチューブ成形体１となる。

実施の形態の押出成形装置１０によって製造されるＰＴＦＥ樹脂製チューブの内径は０．０５〜１．０ｍｍであることが好ましく、０．０７〜０．９ｍｍがより好ましく、０．０８〜０．８ｍｍが最も好ましい。ＰＴＦＥ樹脂製チューブの厚さは、０．０３〜０．２ｍｍであることが好ましい。この厚さを達成するために、トップダイ７の形成用開口部７Ａの直径は０．１１〜１．４ｍｍに設定することが好ましい。

使用するマンドレル芯材２は、ステンレス鋼製が好ましく、所望するＰＴＦＥ樹脂製チューブの内径と略同寸法の外径（０．０５〜１．０ｍｍ）を有している。マンドレル補強管３は、その内径がマンドレル芯材２の前記外径と同寸法であり、また、管厚さは０．０５〜０．５ｍｍであることが好ましい。

ダイ６の傾斜面の角度θは、４〜４０°であることが好ましく、６〜３０°であることがより好ましく、８〜２０°が最も好ましい。上記範囲の上限値４０°よりもダイ６の角度が大きい場合には、ＰＴＦＥ樹脂製チューブの薄膜化が困難となることがあり、上記範囲の下限値４°よりも小さい場合には、ＰＴＦＥ樹脂製チューブが偏芯することがあるからである。

マンドレル芯材２及びマンドレル補強管３は、棒状支持材８Ａと、図２に示す補強管保持角材８Ｂとからなるマンドレル保持部材８の補強管保持角材８Ｂに固定されている。また、図１に示すようにマンドレル補強管３の下端部３Ａの位置は、ダイ６の下端部より５〜１０ｍｍ上方側であることが好ましい。上記範囲の上限値である１０ｍｍよりも上方側（ピストン４側）ではマンドレル芯材２の補強効果が低下するため、ＰＴＦＥ樹脂製チューブが偏肉することがあり、上記範囲の下限値である５ｍｍよりも下方側（トップダイ７側）ではＰＴＦＥ樹脂の流れが乱れ、ＰＴＦＥ樹脂製チューブの内面に肌荒れが発生することがあるからである。

マンドレル芯材２の下端部２Ａの位置は、トップダイ７よりも下方側に１〜５ｍｍ突出していることが好ましい。上記範囲の下限値である１ｍｍよりも小さい場合にはＰＴＦＥ樹脂製チューブが座屈することがあり、上記範囲の上限値である５ｍｍよりも大きい場合にはＰＴＦＥ樹脂製チューブの内面に傷を付けることがあるからである。

リダクションレシオ（ＲＲ）は、１００〜２０００が好ましく、３００〜１５００がより好ましく、５００〜１０００が最も好ましい。

極細のＰＴＦＥ樹脂製極細チューブは、ＰＴＦＥ樹脂と押出助剤とからなる成形材料を用いてペースト押出法により製造する。

ＰＴＦＥ樹脂としては、ＴＦＥの単独重合物のみでなく、実質的に溶融加工性を付与しない程度の微量のクロロトリフルオロエチレン等のハロゲン化エチレン、ヘキサフルオロプロピレン等のハロゲン化プロピレン、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）等のフルオロビニルエーテル等の、ＴＦＥと共重合しうる共重合成分に基づく重合単位を含むいわゆる変性ＰＴＦＥも含まれる。

また、前記押出助剤は、例えば、ＩＰソルベント２０２８、ＩＰソルベント２０３５（以上、商品名。出光石油社製）；アイソパーＭ、アイソパーＨ（以上、商品名。エクソンモービル社製）等が挙げられ、アイソパーＭ、アイソパーＨが好ましい。

更に、前記成形材料は、上記製品の動粘度を有する押出助剤を１種のみ含有するものであってもよいし、２種以上含有するものであってもよい。

また、前記押出助剤は、ＰＴＦＥ樹脂１００質量部に対し、１７〜２２質量部であることが好ましい。上記範囲の下限値１７質量部よりも押出助剤が少ない場合には、ＰＴＦＥ樹脂製チューブの薄膜化が困難となることがあり、上記範囲の上限値２２質量部よりも押出助剤が多い場合には、ＰＴＦＥ樹脂製チューブの強度が不足することがあるからである。

押出成形装置１０による押出成形において、ダイ６の温度は３０〜９０℃に設定することが好ましい。

また、ラム速度０．００１〜０．１ｍ／分で行うことができる。

押出成形装置１０によって押し出されたチューブ成形体１の乾燥温度は８０〜３００℃であることが好ましく、チューブ成形体１の焼成温度は３５０〜４５０℃であることが好ましい。

１）実施例
ＰＴＦＥ樹脂ＣＤ０９７（旭硝子（株）製）１００ｇに、押出助剤としてＩｓｏｐｅｒ Ｈ（エクソンモービル化学製）１８ｇをポリビンに入れて、常温（２３℃±２℃）下で３０分間攪拌、混合した後、常温下に１０時間熟成した。熟成後、図１の押出成形装置１０に上記熟成品をすり切りに入れ、１ＭＰａの圧力で２分間圧縮することで予備成形を行った後、押出成形を行った。

押出成形装置１０の部品は、全てステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製であり、シリンダ径５ｍｍ、マンドレル芯材径０．１ｍｍ、マンドレル補強管外径０．４ｍｍ×内径０．２ｍｍ、トップダイの形成用開口部の直径０．２ｍｍ、ダイ角度１０°である。マンドレル補強管の先端位置は、ダイの先端より８ｍｍ手前側に設定し、マンドレル芯材の先端位置はトップダイよりも２ｍｍ突出させた位置に設定した。

次いで、ダイ温度を４０℃に設定し、押出成形装置１０のラム速度４ｍｍ／分で押し出したチューブ成形体を３００℃に設定した乾燥炉に１０分間入れ乾燥させた後、３７０℃に設定した長さ５０ｃｍの焼成炉内を３ｍ／分で引き上げた。

得られたＰＴＦＥ樹脂製チューブは、外径０．２ｍｍ、内径０．１ｍｍで偏肉の少ない極細のチューブであった。

２）比較例
マンドレル補強管を使用しない以外は、実施例と同様にして、ＰＴＦＥ樹脂製チューブを製作した。

実施例は、偏肉の少ないＰＴＦＥ樹脂製チューブであったが、比較例のＰＴＦＥ樹脂製チューブは、偏肉が大きく破れを生じた。

よって、二重軸構造のマンドレルを使用することにより、品質の安定した極細のＰＴＦＥ樹脂製チューブを製造することができた。

本発明のＰＴＦＥ樹脂製チューブの製造装置及びその製造方法によって製造されるＰＴＦＥ樹脂製チューブは、偏肉の少ない薄肉で極細のチューブであり、特に医療用として使用されるカテーテルとして最適である。

実施の形態のＰＴＦＥ樹脂製チューブの製造装置である押出成形装置の構成を示した断面図 図１に示した押出成形装置の上面図

符号の説明

１…チューブ成形体、２…マンドレル芯材、３…マンドレル補強管、４…押出ピストン、５…押出シリンダ、６…ダイ、７…トップダイ、８…マンドレル保持部材、９…バンドヒーター、１０…押出成形装置

Claims (5)

1. ポリテトラフルオロエチレン樹脂に押出助剤を加えた組成物が充填されるシリンダと、前記シリンダに連結されたトップダイと、前記シリンダ内に配置されるとともに前記トップダイの成形用開口部にその先端部が挿入配置された棒状のマンドレルと、前記シリンダに充填された前記組成物を前記トップダイに向けて押し出すピストンとを備えたポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造装置において、
   前記マンドレルは、先端部が前記トップダイの成形用開口部に挿入配置されるマンドレル芯材と、該マンドレル芯材の前記先端部を除く部分が挿入されてマンドレル芯材を補強するマンドレル補強管とを有する二重軸構造に構成されていることを特徴とするポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造装置。
2. 前記マンドレル芯材の直径は０．０５〜１．０ｍｍであり、前記トップダイの形成用開口部の直径は０．１１〜１．４ｍｍである請求項１に記載のポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造装置。
3. 請求項１又は２に記載のポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造装置を使用してポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブを製造することを特徴とするポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造方法。
4. 請求項３に記載のポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブの製造方法により製造されたことを特徴とするポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブ。
5. 前記ポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブは、内径が０．０５〜１．０ｍｍであり、厚さが０．０３〜０．２ｍｍである請求項４に記載のポリテトラフルオロエチレン樹脂製チューブ。

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