JP7233810B2

JP7233810B2 - 管状部材

Info

Publication number: JP7233810B2
Application number: JP2018110171A
Authority: JP
Inventors: 英樹菊池; 徹也中島; 克典桑原; 大介山本
Original assignee: Nissei Electric Co Ltd
Current assignee: Nissei Electric Co Ltd
Priority date: 2018-06-08
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2023-03-07
Anticipated expiration: 2038-06-08
Also published as: JP2019211051A

Description

本発明は、食品、製薬、化学、医療、分析機器、等の様々な分野において用いられる管状部材であって、特に、線方向の引張強度が大きいことにより、低伸長性に優れる管状部材に関する。

長尺の配管等の狭所へ、ガスや液体、器具類等を搬送するために用いられる管状部材は、予め、搬送先の被対象物まで挿入され、繰り返し挿入・引き抜きして用いられる。その際、被挿入体の管壁との抵抗力により、部材の一部が伸びる問題が生じる。特に、管状部材の先端部は伸びやすく、その結果、位置調整性が低下するなど様々な問題が発生する。
そこで、線方向の引張強度が大きく、低伸長性に優れる管状部材が切望されている。

特許文献１では、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ）系樹脂製原チューブを延伸処理することで、線方向の引張強度に優れるＰＴＦＥチューブが記載されている。
特許文献１のＰＴＦＥチューブは、延伸処理により、押出成形では難しい薄肉化についても実現可能であるとともに、ＰＴＦＥ分散液を塗布（ディッピング）し焼結する方法により得られるチューブよりも、引張強度に優れることが記載されている。
さらに、延伸処理は、延伸後のＰＴＦＥチューブの外径が、延伸前のＰＴＦＥ原チューブの０．７倍以下０．１倍以上であると、線方向の引張強度が６０ＭＰａであるとの記載より、延伸処理によりＰＴＦＥチューブの引張強度が向上することは一般的に知られている。

特許文献２では、管状部材の上に、補強層として、金属部材及び複数のポリマー部材（例えばＬＣＰ）からなる編組部材、さらには、補強層に沿って延伸する軸方向部材を有する等の管状部材が開示されている。これは、管状部材に張力が加わった際、軸方向部材が伸長を制限する、という特徴がある。

しかし、特許文献１では、引張強度が大きいことで伸びの問題が解決される一方、チューブ（管状部材）全体が硬くて扱いにくいという問題がある。特許文献２においても、伸びの問題が解決されても、補強層や軸方向部材を用いるため高価である上、硬くなってしまうという問題が生じる。

特許第４８２７３７２号特表２００２－５３５０４９号公報

本発明の課題は、低伸長性かつ柔軟性に優れる管状部材を、安価に提供することにある。

本発明の要旨は以下のとおりである。

（１）本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から成る、端部より順に細径部、テーパー部、太径部で構成される管状部材であって、細径部の外径は太径部の外径より小さく且つ細径部の内径は太径部の内径より小さく、細径部及び太径部は略ストレート形状であり、テーパー部の肉厚は、太径部から細径部に向かって薄くなり、テーパー部の長さは、太径部の外径より長く、細径部における引張強度は、該太径部における引張強度より大きいことを特徴とする。
（２）少なくとも内層、補強層、外層からなる管状体であって、（１）の管状部材を内層として用いることを特徴とする。

本発明によれば、以下に記載する優れた効果が期待できる。

（１）テーパー部を介して、太径部と細径部の内外径が変化することで、管状部材内において引張強度が変化する。
細径部における引張強度は、太径部に引張強度より大きいため、特に細径部において伸長が抑制される一方、太径部は柔軟性を維持することが可能となる。
（２）細径部は引張強度が大きく伸びにくく、かつ、太径部は細径部に比べて柔軟性に優れるため、１つの管状部材内において、伸長性及び柔軟性を所望のとおり調整可能となる。
（３）先端部が細径であるため狭所へ挿入しやすく、また、細径部（先端部）ほど肉厚も薄く、かつ、引張強度が大きいため、伸びにくく作業性に優れる。
（４）テーパー部の肉厚は、太径部から細径部に向かって薄くなることで、細径部における引張強度は、太径部の引張強度より大きく調整可能となる。
（５）管状部材の材質がＰＴＦＥの場合、耐熱性、耐薬品性、低摩擦性、非粘着性、耐候性、難燃性等に優れ、食品、製薬、化学、医療、分析機器等の様々な分野において有用である。

本発明の管状部材の一例を示す図である。

以下、本発明の管状部材の基本構成について、図面を参照しながら説明する。

図１の管状部材１は、細径部２、テーパー部３、太径部４から構成され、細径部の外径は太径部の外径より小さく且つ細径部の内径は太径部の内径より小さく、細径部２及び太径部４は略ストレート形状である。さらに、テーパー部の肉厚は太径部から細径部に向かって薄くなり、テーパー部の長さは太径部の外径より長いことを特徴とする。また、細径部２における引張強度は、太径部４における引張強度より大きい。そのため、細径部２は伸びにくく、長尺の配管等の狭所へ差し込まれる際の先端部として、好適である。

ここで、本発明における引張強度について、詳細を示す。
本発明における引張強度とは、管状部材の両端を、線方向に引張り１０％延伸させた際の強度をいい、単位はＭＰａである。

（引張強度の測定方法）
引張強度の測定方法は、ＡＳＴＭＤ６３８－００に基づく。
測定サンプルとして、管状部材１を約５０ｍｍ準備する。サンプルの両端部を測定機のチャックで挟んで固定する。チャック間距離２５ｍｍ、引張速度５００[ｍｍ／ｍiｎ]とし、両方向へ引っ張り、１０％延伸時の引張強度［ＭＰａ］を測定する。測定機は、一般の引張試験機を用いる。

管状部材１の材質は、ＰＴＦＥ等のふっ素樹脂、ポリオレフィン、ナイロン等の熱可塑性樹脂や、熱可塑性エラストマー等挙げられるが、耐熱性、耐薬品性、低摩擦性の観点で、ふっ素樹脂が好ましく、特にＰＴＦＥが用いられる。

テーパー部３の肉厚は、太径部４から細径部２に向かって薄くなることが好ましい。
テーパー部３の肉厚は、特に限定されないが、好ましくは３μｍ～２００μｍであり、より好ましくは５μｍ～１５μｍである。

テーパー部３は、細径部２と太径部４の間にあって、内径及び外径が変化する部分である。
内径及び外径の変化率は、同じでなくてもよく、特に限定されない。

管状部材１の内径及び外径は、特に限定されないが、ＰＴＦＥの場合、φ０．１ｍｍ～φ１０ｍｍが好ましい。
太径部及び太径部の外径差について、外径差は大きい程、伸長性及び柔軟性の特性について差をつけることができる。

細径部２、テーパー部３、太径部４の長さは、特に限定されない。
好ましくは、細径部２の長さは１５０～３００ｍｍ、テーパー部３の長さは２０～１５０ｍｍ、太径部４の長さは１５０～２０００ｍｍである。

本発明の製造方法について特に限定しないが、例えば、テーパー状の芯材上に、ＰＴＦＥ分散液を塗布（ディッピング）し焼結する方法の他、ペースト押出による成型方法、または、原チューブを作製し、これを芯材上に被覆する方法等が挙げられる。管状部材１が芯材上に成型される場合、芯材を後工程で除去することにより、管状部材１が得られるため、管状部材１は芯材を有していてもよい。

管状部材１は、管状体の内層として用いてもよく、内層（管状部材１）の上に補強層、外層を施す構造であってもよい。

以下、図１に示す本発明の管状部材１について、実施例をあげてさらに具体的に説明するが、本発明の範囲について、これらに限定されるものではない。

（実施例１～５）
実施例１は、ＰＴＦＥからなる管状部材１のうち、細径部２として内径０．３８ｍｍ、肉厚３７μｍ、長さ２００ｍｍ、太径部４として内径０．５９ｍｍ、肉厚４８μｍ、長さ１５００ｍｍ、さらに、細径部２及び太径部の間にテーパー部として長さ８０ｍｍで構成される。
テーパー部の内径及び外径は、太径部から細径部に向かって、一定の変化率で変化する。

実施例２は、実施例１のうち、細径部２として内径０．４４ｍｍ、肉厚４０μｍとする。

実施例３は、実施例１のうち、細径部２として内径０．４４ｍｍ、肉厚４０μｍとする。

実施例４は、実施例１のうち、細径部２として内径０．４７ｍｍ、肉厚４２μｍとする。

実施例５は、実施例１のうち、細径部２として内径０．５１ｍｍ、肉厚４４μｍとする。

（実施例６～８）
実施例６は、管状部材１のうち、細径部２として内径０．９１ｍｍ、肉厚２１μｍ、長さ２００ｍｍ、太径部４として内径１．３０ｍｍ、肉厚２７μｍ、長さ１５００ｍｍ、さらに、細径部２及び太径部の間にテーパー部として長さ８０ｍｍで構成される。
テーパー部の内径及び外径は、太径部から細径部に向かって、一定の変化率で変化している。

実施例７は、実施例６のうち、細径部２として内径１．００ｍｍ、肉厚２２μｍとする。

実施例８は、実施例６のうち、細径部２として内径１．１０ｍｍ、肉厚２４μｍとする。

（実施例９～１１）
実施例９は、管状部材１のうち、細径部２として内径１．６５ｍｍ、肉厚１２μｍ、長さ２００ｍｍ、太径部４として内径３．８２ｍｍ、肉厚２３μｍ、長さ１５００ｍｍ、さらに、細径部２及び太径部の間にテーパー部として長さ８０ｍｍで構成される。
テーパー部の内径及び外径は、太径部から細径部に向かって、一定の変化率で変化している。

実施例１０は、実施例９のうち、細径部２として内径１．９０ｍｍ、肉厚１４μｍとする。

実施例１１は、実施例９のうち、細径部２として内径１．９２ｍｍ、肉厚１５μｍとする。

実施例１～１１について、線方向の引張強度について評価し、表１に結果を示す。

各評価方法及び基準について以下に示す。

（表１）

実施例において、細径部２の引張強度が大きいほど、伸びにくい、すなわち、低伸長性に優れると言える。
引張強度が大きいことは、線方向への引張に対し分子鎖の伸長が起こりにくい、すなわち、低伸長性に優れることを示す。
実施例１～５は、管状部材１の内径が０．５９ｍｍ、肉厚が約４０μｍであり、細径部２の内径が小さい（肉厚が薄い）ほど、引張強度が大きくなり、その結果低伸長性においても優れると言える。
実施例６～８は、管状部材１の内径が１．３ｍｍ、肉厚が約３０μｍであり、細径部２の内径が小さい（肉厚が薄い）ほど、引張強度が大きくなり、その結果低伸長性においても優れると言える。
実施例９～１１は、管状部材１の内径が３．８２ｍｍ、肉厚が約２０μｍであり、細径部２の内径が小さい（肉厚が薄い）ほど、引張強度が大きくなり、その結果低伸長性においても優れると言える。
管状部材のサイズにより、線方向の引張強度が異なるが、これは管状部材の製造方法や成型条件に由来するものであり、使用用途に応じて調整可能である。

以上のように、本発明の管状部材１は、特に、先端部である細径部２の引張強度が優れるため伸びにくく、かつ、先端部以外は柔軟性に優れる。
本発明の管状部材１は、管状部材１の他に部材を追加せず、管状部材の形状及び引張特性に着目して、低伸長性及び柔軟性を両立させるものであり、安価に提供することが可能である。
以上の実施例は、本発明の一例に過ぎず、本発明の思想の範囲内であれば、種々の変更及び応用が可能であり、適宜変更されても供されることはいうまでもない。

本発明の管状部材は、低伸長性及び柔軟性に優れ、かつ、安価に得られる他、絶縁性あるいは耐空圧・耐水圧性等においても優れる、ため、食品、製薬、化学、医療、分析機器等の広い分野においての使用が見込まれる。

１管状部材
２細径部
３テーパー部
４太径部

Claims

ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から成る、端部より順に細径部、テーパー部、太径部で構成される管状部材であって、
該細径部の外径は、該太径部の外径より小さく、
且つ該細径部の内径は、該太径部の内径より小さく、
該細径部及び該太径部は略ストレート形状であり、
該テーパー部の肉厚は、太径部から細径部に向かって薄くなり、
該テーパー部の長さは、太径部の外径より長く、
該細径部における引張強度は、該太径部における引張強度より大きいことを特徴とする管状部材。
少なくとも内層、補強層、外層からなる管状体であって、
該内層は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から成る、端部より順に細径部、テーパー部、太径部で構成される管状部材であって、
該管状部材の細径部の外径は、太径部の外径より小さく、
且つ該管状部材の細径部の内径は、太径部の内径より小さく、
該管状部材の細径部及び太径部は略ストレート形状であり、
該管状部材のテーパー部の肉厚は、太径部から細径部に向かって薄くなり、
該管状部材のテーパー部の長さは、太径部の外径より長く、
該管状部材の細径部における引張強度は、太径部における引張強度より大きいことを特徴とする管状体。