JPH10264327A - 複合チューブ - Google Patents

複合チューブ

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JPH10264327A
JPH10264327A JP7581097A JP7581097A JPH10264327A JP H10264327 A JPH10264327 A JP H10264327A JP 7581097 A JP7581097 A JP 7581097A JP 7581097 A JP7581097 A JP 7581097A JP H10264327 A JPH10264327 A JP H10264327A
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JP
Japan
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formula
copolymer
tube
fluorine
mol
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JP7581097A
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English (en)
Inventor
Atsushi Funaki
篤 船木
Naoko Sakai
直子 酒井
Teruo Takakura
輝夫 高倉
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AGC Inc
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Asahi Glass Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】液体や気体の透過性が低く、高温での弾性率が
高く、配管の接液部分から液体や気体が洩れにくいチュ
ーブを提供する。 【解決手段】CF2 =CF2 、CF2 =CFO(CF
23 CO2 CH3 およびCF2 =CFO(CF22
CF3 に基づく重合単位が各70〜99.9、0.1〜
20、0〜10モル%の割合である含フッ素共重合体を
溶融成形した後、熱処理して得られるチューブの層を1
層以上有する複合チューブ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高弾性で、金属の
溶出が少なく、ガスおよび液の透過性の少ない樹脂から
得られるチューブの層を有する複合チューブに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体関連分野では液体や気体の輸送の
ために用いられる配管に、耐薬品性の良いフッ素樹脂、
特にテトラフルオロエチレン/パーフルオロ(アルキル
ビニルエーテル)系共重合体(以下、PFAという)が
用いられている。フッ素樹脂の欠点の一つに、液体や気
体の透過性が高いことが挙げられる。液体や気体の透過
性が高いと、時間の経過とともにフッ素樹脂製配管から
内容物がにじみ出てしまい、周りの環境を汚染する、ま
たは透過した液体や気体により配管にクラックが生じる
問題がある。また、フッ素樹脂は高温での弾性率が低
く、高温のガスおよび液を輸送する場合には配管がたわ
んだり、配管の接続部分から液体や気体が洩れる問題が
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、液体や気体
の透過性が低く内容物がにじみ出にくく、また高温での
弾性率が高く配管がたわみにくく、配管の接液部分から
液体や気体が洩れにくいチューブを提供する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、下記式1で表
される単位を70〜99.9モル%、下記式2で表され
る単位を0.1〜20モル%、および任意成分として下
記式3で表される単位を0〜10モル%の割合で含有す
る含フッ素共重合体(以下、共重合体Aという)を溶融
成形した後、熱処理して得られるチューブの層を1層以
上有する複合チューブである。
【0005】 −(CF2 −CFX)− …式1、 −(CF2 −CFZ)− …式3。
【0006】ただし、式中、Xはフッ素原子または塩素
原子であり、Rfは2価のフッ素置換有機基であり、Y
はヒドロキシアルキル基、カルボキシル基、または1価
のカルボン酸誘導体基であり、Zは−O−RfY以外の
1価のフッ素置換有機基である。なお、熱処理前の上記
の共重合体Aおよびその製造法は公知である(特開平3
−91513、特開平3−234753)。
【0007】
【発明の実施の形態】式1の単位において、Xはフッ素
原子であるものが耐薬品性などの面からより好ましい。
共重合体A中の式1の単位の割合は、70〜99.9モ
ル%であり、特に90〜99.9モル%が好ましい。共
重合体A中に式1の単位は1種含まれてもよく2種含ま
れてもよい。
【0008】式2の単位において、Rfすなわち2価の
フッ素置換有機基は、置換フッ素原子の数が1個以上で
あればよく、完全フッ素化された2価のフッ素置換有機
基がより好ましい。また、Rfは、炭素原子のみまたは
炭素原子と酸素原子により鎖が形成された2価のフッ素
置換有機基が好ましい。
【0009】その具体例としては、例えばパーフルオロ
アルキレン基またはエーテル結合を有するパーフルオロ
アルキレン基が挙げられる。Rfの鎖を構成する炭素数
は、1〜15、特に1〜10の範囲が好ましい。Rf
は、直鎖の構造が好ましいが、分岐の構造であってもよ
い。分岐の構造である場合には、分岐部分の炭素数が1
〜3程度の短鎖であるものが好ましい。
【0010】Rfの具体例としては、例えば−(CF
22 −、−(CF23 −、−(CF24 −、−
(CF25 −、−(CF26 −、−CF2 CF(C
3 )O(CF23 −、−CF2 CF(CF3 )OC
2 CF(CF3 )O(CF22 −、−(CF2 CF
2 O)2 −(CF23 −、−CF2 CF(CF3 )C
2 CF2 CF(CF3 )CF2 −などが挙げられる。
【0011】式2におけるYはヒドロキシアルキル基、
カルボキシル基、または1価のカルボン酸誘導体基であ
る。カルボン酸誘導体基としては−COOA(Aは炭素
数1〜3程度のアルキル基、炭素数1〜3程度のフルオ
ロアルキル基、アルカリ金属、アンモニウム塩基、また
は置換アンモニウム塩基)または−COB(Bはフッ素
原子または塩素原子)が例示される。これらのうち、好
ましいものは、−CH2 OH、−CH2 CH2 OH、−
COOCH3 である。
【0012】共重合体A中の式2の単位の含有割合は
0.1〜20モル%であり、特に0.2〜5モル%が好
ましい。式2の単位は、共重合体Aの弾性率を高める
が、多すぎると融点が低下する傾向がある。式2の単位
は1種のみ含まれてもよく2種以上含まれてもよい。
【0013】式3の単位において、Zすなわち1価のフ
ッ素置換有機基は上記−O−RfY以外の1価のフッ素
置換有機基であり、炭素数1〜10のものが好ましく、
特に炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基または炭
素数1〜10のパーフルオロアルコキシ基が好ましい。
【0014】式3の単位は存在しなくてもよいが、存在
する場合その含有割合は、10モル%以下とされ、特に
5モル%以下が好ましい。式3の単位は、共重合体A中
の溶融成形性の向上、 熱処理後の耐衝撃性、強靭性など
の物性向上などに寄与する。したがって、この物性付与
のために式3の単位を存在させる場合は、好ましくは
0.1モル%以上存在させる。この場合、式3の単位は
1種のみ存在させてもよく2種以上存在させてもよい。
【0015】共重合体Aは、融点が250〜320℃、
特に280〜320℃のものが好ましい。また、共重合
体Aは、メルトフローレートが0.01〜100、特に
0.5〜50、のものが好ましい。
【0016】メルトフローレートとは共重合体Aの融点
以上の温度で測定される押出し速度(g/分)であり、
具体的には次に示す方法で測定する。すなわち、メルト
インデクサを用い、共重合体Aを内径9.5mmのシリ
ンダに装填し、380℃で5分間保持した後、その温度
で5kgのピストン荷重下に内径2.1mm、長さ8.
0mmのオリフィスを通して押出し、このときの押出し
速度(g/分)をメルトフローレートとする。また、共
重合体Aの融点とは、示差熱分析(DTA)で測定され
る吸熱ピークの温度であり、後述する熱処理によっても
実質的に変化しないものである。
【0017】共重合体Aは、式4で表される単量体、式
5で表される単量体、および必要により式6で表される
単量体を重合開始源の存在下に共重合することにより得
られる。ただし式4におけるX、式5におけるRfおよ
びY、式6におけるZはいずれも前述と同じである。
【0018】CF2 =CFX …式4、 CF2 =CF−ORfY …式5、 CF2 =CFZ …式6。
【0019】重合開始源としては、電離性放射線や、有
機パーオキシド系重合開始剤、酸化還元系重合開始剤な
どの重合開始剤などが採用できる。重合方法としては、
懸濁重合、乳化重合、溶液重合、塊状重合など従来公知
の重合方法が採用できる。
【0020】重合開始剤としては、ビス(フルオロアシ
ル)パーオキシド類、ビス(クロロフルオロアシル)パ
ーオキシド類、ジアルキルパーオキシジカーボネート
類、ジアシルパーオキシド類、パーオキシエステル類、
過硫酸塩類などが挙げられる。
【0021】重合媒体としては、溶液重合ではCCl3
F、C2 Cl33 などのクロロフルオロカーボン類、
CClF2 CF2 CClFH(以下、HCFC225c
bという)などのヒドロクロロフルオロカーボン類の
他、t−ブタノールなどが挙げられ、懸濁重合、乳化重
合では水または水と他の溶媒との混合溶媒が用いられ
る。重合温度は0〜100℃、重合圧力は0.5〜30
kg/cm2 Gの範囲から選択できる。
【0022】本発明に使用される共重合体Aは、溶融成
形できる。共重合体Aは、溶融成形後熱処理することに
より融点以上の温度にしても強度を保ち、ガスや液体の
透過性が向上する特徴を有する。
【0023】共重合体Aを用いてチューブに成形する場
合は、熱可塑性フッ素樹脂の成形方法と同様に通常の押
出し成形機や射出成形機を用いて行える。押出し成形や
射出成形における共重合体Aの溶融温度は、340〜4
00℃の範囲で選定される。
【0024】共重合体Aの熱処理は、200℃以上かつ
共重合体Aの融点以下の温度で行うことが好ましく、2
50℃以上かつ共重合体Aの融点以下の温度で行うこと
が特に好ましい。また、熱処理を空気中で行うことが好
ましい。熱処理時間は5時間以上、特に10〜100時
間が好ましい。熱処理を行うことにより共重合体Aの融
点以上の高温にさらされた場合でも溶融することがなく
なる。これは、熱処理により架橋反応が起こるためと考
えられる。共重合体Aの熱処理工程を、成形工程中に入
れる必要があるが、チューブ成形後に行ってもよい。
【0025】共重合体Aのみからなる単層チューブを用
いる場合、次の欠点がある。共重合体Aの熱処理には空
気中で行う必要があり、厚肉チューブの場合、内部まで
充分に架橋反応させるためには長時間を要し生産性が低
下すること、チューブに亀裂が生じ液洩れが生じた場合
に周りの環境汚染を起こしやすいこと、共重合体Aのコ
ストが高く肉厚チューブではコストアップになること、
などが挙げられる。
【0026】したがって、複合チューブは、構成するチ
ューブ層のうち1層以上が共重合体Aを熱処理して得ら
れる層を有することが、耐薬品性があり、液体や気体の
透過性が少なく、高温での弾性率が高いために必要であ
る。
【0027】共重合体Aのチューブ層以外の層に使用さ
れる樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリウ
レタン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネー
ト、ポリメチルメタクリレートなどの汎用樹脂が挙げら
れる。この場合、共重合体Aの層が最内側層である必要
がある。
【0028】また、耐熱性が要求されるチューブに関し
共重合体Aの層以外の層に使用される樹脂としては、ポ
リテトラフルオロエチレン、PFA、テトラフルオロエ
チレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロ
ロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチ
レン/テトラフルオロエチレン系共重合体(以下、ET
FEという)、エチレン/クロロトリフルオロエチレン
共重合体などのフッ素樹脂が挙げられる。成形性、耐熱
性、耐ストレスクラック性などから、特にPFAやET
FEを用いることが好ましい。この場合、共重合体Aの
層は最内側層でなく、最外側層や中間層としてもよい。
【0029】複合チューブを構成する層の数は特に限定
されないが、成形性、経済性などを考慮して2層以上5
層以下、特に2層または3層が好ましい。複合チューブ
の厚みは特に限定されないが、通常0.5〜5mmの範
囲であり、各層チューブあたりの厚みは0.2〜4mm
の範囲である。
【0030】複合チューブの成形は、各層のチューブを
各々別々に押出し成形し挿し込んで作る方法、共押出し
成形で複層のチューブを一挙に成形する方法、内側層の
チューブをまず作りその外側に外側層の樹脂を溶融被覆
する方法などを採用できる。
【0031】
【実施例】
[例1(実施例)]溶媒HCFC225cb中で共重合
して得られるCF2 =CF2 、CF2 =CFO(CF
23 COOCH3 およびCF2 =CFO(CF22
CF3 に基づく重合単位の割合がそれぞれ98.5/
0.4/1.1(モル比)である含フッ素共重合体1
(メルトフローレート3.0、融点305℃)をスクリ
ュー径30mmの一軸押出し機を用い、溶融温度360
℃で溶融押出して、内径10mm、外径12mmのチュ
ーブを作成した。このチューブを300℃で72時間空
気中で熱処理を行った。
【0032】このチューブの外側にETFE(旭硝子
製、アフロンLM720)をスクリュー径30mmの一
軸押出し機を用いて、溶融温度280℃で溶融押出し
て、外径13mmの複合チューブを作成した。
【0033】このチューブを幅5mm、長さ5cmの短
冊状に切ったサンプルについて、150℃の引張弾性率
をテンシロン(エーアンドデー社製)で測定した結果、
2800kg/cm2 であった。
【0034】このチューブの金属溶出度として、長さ3
0cmのチューブに濃度6.8重量%かつ溶存金属を含
まない高純度硝酸を満たして両端をPTFEでキャップ
し80℃で2時間保持した後、硝酸中の溶存金属をIC
P−MS法により測定して求めた。硝酸1ml中、Na
は150ng、Alは172ng、Kは27ng、Fe
は64ng、Niは5ngであった。
【0035】このチューブの薬液透過性は、長さ30c
mのチューブに濃塩酸を満たして両端をPTFEでキャ
ップし、室温で1週間放置前後の重量変化を測定した。
0.007%の重量減少があった。
【0036】[例2(比較例)]PFA(旭硝子製、ア
フロンPFA P66)をスクリュー径30mmの一軸
押出し機を用い、溶融温度360℃で溶融押出して、内
径10mm、外径12mmのチューブを作成した。この
チューブの外側にETFE(旭硝子製、アフロンLM7
20)をスクリュー径30mmの一軸押出し機を用い
て、溶融温度280℃で溶融押出して外径13mmの複
合チューブを作成した。
【0037】例1と同様にして、このチューブの高温で
の弾性率を測定した結果、2100kg/cm2 であっ
た。また、このチューブの金属溶出度は、Naは140
ng、Alは254ng、Kは47ng、Feは91n
g、Niは4ng、薬液透過性は0.01%の重量減少
があった。
【0038】
【発明の効果】共重合体Aを溶融成形し、熱処理して得
られるチューブの層を1層以上有する複合チューブは、
耐薬品性があり、高温での弾性率が高く、液体や気体の
透過性が向上する。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式1で表される単位を70〜99.9モル
    %、式2で表される単位を0.1〜20モル%、および
    任意成分として式3で表される単位を0〜10モル%の
    割合で含有する含フッ素共重合体を溶融成形した後、熱
    処理して得られるチューブの層を1層以上有する複合チ
    ューブ。 −(CF2 −CFX)− …式1、 −(CF2 −CFZ)− …式3。 ただし、式中、Xはフッ素原子または塩素原子であり、
    Rfは2価のフッ素置換有機基であり、Yはヒドロキシ
    アルキル基、カルボキシル基、または1価のカルボン酸
    誘導体基であり、Zは−O−RfY以外の1価のフッ素
    置換有機基である。
  2. 【請求項2】複合チューブを構成する他の層の1層以上
    が、請求項1記載の含フッ素共重合体以外のフッ素樹脂
    からなるチューブの層である複合チューブ。
  3. 【請求項3】請求項1記載の含フッ素共重合体以外のフ
    ッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン/パーフルオロ
    (アルキルビニルエーテル)系共重合体またはエチレン
    /テトラフルオロエチレン系重合体である請求項2記載
    の複合チューブ。
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