KR20230127353A - 관 조인트 및 관 조인트의 제조 방법 - Google Patents

관 조인트 및 관 조인트의 제조 방법 Download PDF

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KR20230127353A
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다다하루 이사카
유미 젠케
유카리 야마모토
야스유키 야마구치
히로유키 하마다
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

원통상의 중공부를 구비하는 관 조인트이며, 상기 관 조인트의 두께가 가장 큰 개소의 두께가 2 내지 7㎜이고, 상기 중공부의 축방향의 길이(L)와, 상기 중공부의 직경(D)의 비율(L/D)이 5 이하이고, 상기 관 조인트가, 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로(알킬비닐에테르) 단위를 함유하는 공중합체를 함유하고 있고, 상기 공중합체의 플루오로(알킬비닐에테르) 단위의 함유량이, 전체 단량체 단위에 대하여, 2.8 내지 6.0질량％이고, 상기 공중합체의 372℃에서의 멜트 플로 레이트가, 4.0g/10분 이상 11.0g/10분 미만이고, 상기 공중합체의 관능기수가 50개 이하인 관 조인트를 제공한다.

Description

관 조인트 및 관 조인트의 제조 방법
본 개시는, 관 조인트 및 관 조인트의 제조 방법에 관한 것이다.
종래부터 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체에 의해 형성되는 관 조인트가 알려져 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 공중합체(A)를 포함하고, 멜트 플로 레이트가 0.1 내지 50g/10분인 내오존성 물품용 성형 재료이며, 상기 공중합체(A)는 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로비닐에테르를 포함하는 공중합체이고, 퍼플루오로비닐에테르 단위를 3.5질량％ 이상 포함하고, 융점이 295℃ 이상이고, 불안정 말단기가 상기 공중합체(A) 중의 탄소수 1×106개당 50개 이하인 내오존성 물품용 성형 재료를 성형함으로써, 반도체 제조 장치용 조인트를 얻는 것이 기재되어 있다.
국제 공개 제2003/048214호
본 개시에서는, 두께 및 길이가 큰 경우라도, 용이하게 제조할 수 있고, 중공부 및 외관이 모두 미려하고, 고온 고압의 유체에 대한 내변형성이 우수한 관 조인트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에 의하면, 원통상의 중공부를 구비하는 관 조인트이며, 상기 관 조인트의 두께가 가장 큰 개소의 두께가 2 내지 7㎜이고, 상기 중공부의 축방향의 길이(L)와, 상기 중공부의 직경(D)의 비율(L/D)이 5 이하이고, 상기 관 조인트가, 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로(알킬비닐에테르) 단위를 함유하는 공중합체를 함유하고 있고, 상기 공중합체의 플루오로(알킬비닐에테르) 단위의 함유량이, 전체 단량체 단위에 대하여, 2.8 내지 6.0질량％이고, 상기 공중합체의 372℃에서의 멜트 플로 레이트가, 4.0g/10분 이상 11.0g/10분 미만이고, 상기 공중합체의 관능기수가 50개 이하인 관 조인트가 제공된다.
상기 중공부의 축방향의 길이(L)가 20㎜ 이상인 것이 바람직하다.
상기 공중합체의 상기 플루오로(알킬비닐에테르) 단위가, 퍼플루오로(프로필비닐에테르) 단위인 것이 바람직하다.
상기 공중합체의 상기 플루오로(알킬비닐에테르) 단위의 함유량이, 전체 단량체 단위에 대하여, 3.5 내지 5.5질량％인 것이 바람직하다.
상기 공중합체의 372℃에서의 멜트 플로 레이트가, 5.0 내지 9.0g/10분인 것이 바람직하다.
상기 공중합체의 융점이, 295 내지 315℃인 것이 바람직하다.
본 개시의 관 조인트는, 사출 성형체인 것이 바람직하다.
또한, 본 개시의 관 조인트의 제조 방법은, 금형의 캐비티 내에 원기둥상의 코어재를 삽입하고, 상기 금형의 캐비티 내에 사출 성형기로부터 용융된 공중합체를 충전하고, 용융된 상기 공중합체를 냉각하여, 고화시키고, 상기 코어재를 관 조인트의 축방향을 따라서 인발함과 함께, 상기 금형으로부터 상기 관 조인트를 취출하는 관 조인트의 제조 방법이며, 상기 코어재를 인발함으로써 형성되는 상기 관 조인트의 중공부의 축방향의 길이(L)와, 상기 중공부의 직경(D)의 비율(L/D)이 5 이하이고, 상기 관 조인트의 두께가 가장 큰 개소의 두께가 2 내지 7㎜인 관 조인트의 제조 방법이 제공된다.
상기 코어재의 길이가, 상기 관 조인트의 중공부의 축방향의 길이(L)와 동일한 것이 바람직하다.
본 개시에 따르면, 두께 및 길이가 큰 경우라도, 용이하게 제조할 수 있고, 중공부 및 외관이 모두 미려하고, 고온 고압의 유체에 대한 내변형성이 우수한 관 조인트를 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시의 관 조인트의 일 실시 형태를 도시하는 평면도, 단면도 및 측면도이다.
이하, 본 개시의 구체적인 실시 형태에 대해서 상세하게 설명하지만, 본 개시는, 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 개시의 관 조인트는, 원통상의 중공부를 구비하고 있고, 관 조인트의 두께가 가장 큰 개소의 두께가 2 내지 7㎜이다.
이러한 두께가 큰 관 조인트는, 통상, 중공부를 형성하기 위한 코어재를 사용하여, 공중합체를 사출 성형함으로써 제조된다. 두께가 큰 관 조인트를 사출 성형에 의해 제조하려고 하면, 싱크 마크, 보이드 등의 성형 불량이 발생하기 쉬운 점에서, 성형 불량을 억제하기 위해, 보유 지지 압력(2차 압력)을 높게 할 필요가 있다. 그러나, 보유 지지 압력을 높게 하면, 버라고 하는 다른 성형 불량이 발생하거나, 코어재의 원활한 인발이 곤란해져, 중공부(관 조인트의 내면)에 흠집이 생기거나 하는 문제가 있다. 한편, 이들 문제를 해결하려고 하면, 코어재의 인발 자체가 곤란해지거나, 거칠기나 플로 마크 등의 성형 불량이 발생하거나 한다.
또한, 관 조인트 두께를 크게 함과 함께, 관 조인트의 길이를 크게 하려고 하면, 더한층의 문제가 발생한다. 즉, 관 조인트 길이(관 조인트의 중공부의 축방향의 길이(L))를 크게 하는 경우, 코어재를 인발하는 길이도 커져, 코어재가 인발되기 어려워지는 점에서, 관 조인트의 직경(관 조인트의 중공부의 직경(D)(관 조인트의 내경))을 크게 할 필요가 있다. 관 조인트의 중공부의 직경(D)이 커지면, 약간의 비율로 관 조인트가 변형된 것만으로도, 관 조인트의 전체의 형상이 크게 변화되어 버린다.
따라서, 두께 및 길이가 큰 경우라도, 중공부 및 외관이 모두 미려하고, 고온 고압의 유체에 대한 내변형성이 우수하고, 코어재를 원활하게 인발할 수 있음으로써 생산성도 우수한 관 조인트가 요구된다.
본 개시의 관 조인트는, 원통상의 중공부를 구비하고 있고, 관 조인트의 두께가 가장 큰 개소의 두께가 2 내지 7㎜인 동시에, 중공부의 축방향의 길이(L)와, 중공부의 직경(D)의 비율(L/D)이 5 이하이다. 또한, 본 개시의 관 조인트는, 테트라플루오로에틸렌(TFE) 단위 및 플루오로(알킬비닐에테르)(FAVE) 단위를 함유하는 공중합체를 함유하고 있고, 해당 공중합체의 FAVE 단위의 함유량, 멜트 플로 레이트(MFR) 및 관능기수가 적절하게 조정되어 있다. 따라서, 본 개시의 관 조인트는, 두께 및 길이가 큰 경우라도, 용이하게 제조할 수 있고, 중공부 및 외관이 모두 미려하고, 고온 고압의 유체에 대한 내변형성이 우수하다.
본 개시의 관 조인트의 일 실시 형태를 도 1에 도시한다. 도 1에 도시하는 관 조인트는, T형 조인트이고, 두께(T) 및 직경(D)을 갖고 있다.
관 조인트의 두께가 가장 큰 개소의 두께는, 2 내지 7㎜이고, 바람직하게는 5㎜ 이하이고, 보다 바람직하게는 3㎜ 이하이다. 본 개시의 관 조인트는, 두께가 비교적 큰 점에서, 강성 및 내충격성이 우수하다.
도 1에 도시하는 관 조인트에 있어서는, 두께가 균일하지만, 관 조인트의 두께가 가장 큰 개소의 두께가 2 내지 7㎜의 범위 내가 되도록 두께를 변화시켜도 된다. 일 실시 형태에 있어서는, 관 조인트의 전체의 두께를 2 내지 7㎜의 범위 내로 할 수도 있다. 관 조인트의 전체의 두께는, 바람직하게는 5㎜ 이하이고, 보다 바람직하게는 3㎜ 이하이다.
도 1에 도시하는 관 조인트는, 축방향이 다른 2개의 중공부를 갖고 있고, 2개의 중공부는 축방향의 길이도 다르다. 본 개시에서는, 관 조인트가 2 이상의 축방향이 다른 중공부를 갖는 경우는, 가장 큰 길이를 갖는 중공부의 축방향의 길이를, 「관 조인트의 중공부의 축방향의 길이(L)」로서 정의한다.
본 개시의 관 조인트의 중공부의 축방향의 길이(L)와, 중공부의 직경(D)의 비율(L/D)은 5 이하이고, 바람직하게는 4 이하이고, 보다 바람직하게는 3 이하이고, 바람직하게는 0.1 이상이고, 보다 바람직하게는 1 이상이다. 비율(L/D)이 너무 크면, 사출 성형 시에 코어재가 인발되기 어려워져, 높은 생산성으로 관 조인트를 제조하는 것이 곤란해진다. 본 개시의 관 조인트는, 고온 고압의 유체에 대한 내변형성이 우수한 점에서, 치수가 변화되기 어렵다. 따라서, 길이(L)에 대하여, 비교적 큰 직경(D)을 갖고 있음에도 불구하고, 고온 고압의 유체가 흐른 경우라도, 배관과 관 조인트의 접속 부분으로부터의 유체의 누설을 확실하게 방지할 수 있다.
본 개시의 관 조인트의 중공부의 축방향의 길이(L)는, 바람직하게는 20㎜ 이상이고, 보다 바람직하게는 25㎜ 이상이고, 더욱 바람직하게는 30㎜ 이상이고, 특히 바람직하게는 35㎜ 이상이고, 가장 바람직하게는 40㎜ 이상이다. 또한, 본 개시의 관 조인트의 중공부의 축방향의 길이(L)는, 바람직하게는 80㎜ 이하이고, 보다 바람직하게는 70㎜ 이하이고, 더욱 바람직하게는 60㎜ 이하이고, 특히 바람직하게는 50㎜ 이하이다. 본 개시의 관 조인트는, 길이를 크게 한 경우라도, 사출 성형 시에 코어재를 원활하게 인발할 수 있어, 높은 생산성으로 제조할 수도 있다. 본 개시의 관 조인트는 길이에 큰 제약이 없으므로, 본 개시의 관 조인트를 사용함으로써, 배관의 설계 자유도를 높일 수 있다.
본 개시의 관 조인트는, 테트라플루오로에틸렌(TFE) 단위 및 플루오로(알킬비닐에테르)(FAVE) 단위를 함유하는 공중합체를 함유한다. 이 공중합체는, 용융 가공성의 불소 수지이다. 용융 가공성이란, 압출기 및 사출 성형기 등의 종래의 가공 기기를 사용하여, 폴리머를 용융하여 가공하는 것이 가능한 것을 의미한다.
상기 FAVE 단위를 구성하는 FAVE로서는, 일반식 (1):
CF2=CFO(CF2CFY1O)p-(CF2CF2CF2O)q-Rf (1)
(식 중, Y1은 F 또는 CF3을 나타내고, Rf는 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타냄. p는 0 내지 5의 정수를 나타내고, q는 0 내지 5의 정수를 나타냄.)로 표시되는 단량체, 및 일반식 (2):
CFX=CXOCF2OR1 (2)
(식 중, X는, 동일하거나 또는 다르고, H, F 또는 CF3을 나타내고, R1은, 직쇄 또는 분지된, H, Cl, Br 및 I로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원자를 1 내지 2개 포함하고 있어도 되는 탄소수가 1 내지 6인 플루오로알킬기, 혹은, H, Cl, Br 및 I로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원자를 1 내지 2개 포함하고 있어도 되는 탄소수가 5 또는 6인 환상 플루오로알킬기를 나타냄.)로 표시되는 단량체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다.
그 중에서도, 상기 FAVE로서는, 일반식 (1)로 표시되는 단량체가 바람직하고, 퍼플루오로(메틸비닐에테르), 퍼플루오로(에틸비닐에테르)(PEVE) 및 퍼플루오로(프로필비닐에테르)(PPVE)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 보다 바람직하고, PEVE 및 PPVE로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 더욱 바람직하고, PPVE가 특히 바람직하다.
공중합체의 FAVE 단위의 함유량은, 전체 단량체 단위에 대하여, 2.8 내지 6.0질량％이다. 공중합체의 FAVE 단위의 함유량은, 보다 바람직하게는 3.0질량％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 3.2질량％ 이상이고, 보다 더 바람직하게는 3.3질량％ 이상이고, 특히 바람직하게3.4질량％ 이상이고, 가장 바람직하게는 3.5질량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 5.8질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 5.7질량％ 이하이고, 더욱더 바람직하게는 5.6질량％ 이하이고, 특히 바람직하게는 5.5질량％ 이하이다. 공중합체의 FAVE 단위의 함유량이 너무 많으면, 사출 성형 시에 버가 발생하거나, 코어재를 인발할 때에 중공부(관 조인트의 내면)에 흠집이 생기거나 한다. 공중합체의 FAVE 단위의 함유량이 너무 적으면, 코어재의 인발 자체가 곤란해지거나, 고온 고압의 유체에 대한 우수한 내변형성이 얻어지지 않거나 한다.
공중합체의 TFE 단위의 함유량은, 전체 단량체 단위에 대하여, 바람직하게는 94.0 내지 97.2질량％이고, 보다 바람직하게는 94.2질량％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 94.3질량％ 이상이고, 보다 더 바람직하게는 94.4질량％ 이상이고, 특히 바람직하게는 94.5질량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 97.0질량％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 96.8질량％ 이하이고, 더욱더 바람직하게는 96.7질량％ 이하이고, 특히 바람직하게는 96.6질량％ 이하이고, 가장 바람직하게는 96.5질량％ 이하이다. 공중합체의 TFE 단위의 함유량이 너무 적으면, 사출 성형 시에 버가 발생하거나, 코어재를 인발할 때에 중공부(관 조인트의 내면)에 흠집이 생기거나 할 우려가 있다. 공중합체의 TFE 단위의 함유량이 너무 많으면, 코어재의 인발 자체가 곤란해지거나, 고온 고압의 유체에 대한 우수한 내변형성이 얻어지지 않거나 할 우려가 있다.
본 개시에 있어서, 공중합체 중의 각 단량체 단위의 함유량은, 19F-NMR법에 의해 측정한다.
공중합체는, TFE 및 FAVE와 공중합 가능한 단량체에서 유래되는 단량체 단위를 함유할 수도 있다. 이 경우, TFE 및 FAVE와 공중합 가능한 단량체 단위의 함유량은, 공중합체의 전체 단량체 단위에 대하여, 바람직하게는 0 내지 3.2질량％이고, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1.0질량％이고, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.3질량％이다.
TFE 및 FAVE와 공중합 가능한 단량체로서는, 헥사플루오로프로필렌(HFP), CZ1Z2=CZ3(CF2)nZ4(식 중, Z1, Z2 및 Z3은, 동일하거나 또는 다르고, H 또는 F를 나타내고, Z4는, H, F 또는 Cl을 나타내고, n은 2 내지 10의 정수를 나타냄.)로 표시되는 비닐 단량체, 및 CF2=CF-OCH2-Rf1(식 중, Rf1은 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타냄.)로 표시되는 알킬퍼플루오로비닐에테르 유도체 등을 들 수 있다. 그 중에서도, HFP가 바람직하다.
공중합체로서는, TFE 단위 및 FAVE 단위만을 포함하는 공중합체, 및 TFE/HFP/FAVE 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, TFE 단위 및 FAVE 단위만을 포함하는 공중합체가 보다 바람직하다.
공중합체의 멜트 플로 레이트(MFR)는 4.0g/10분 이상, 11.0g/10분 미만이다. 공중합체의 MFR은, 바람직하게는 4.5g/10분 이상이고, 보다 바람직하게는 5.0g/10분 이상이고, 바람직하게는 10.5g/10분 이하이고, 보다 바람직하게는 10.0g/10분 이하이고, 더욱 바람직하게는 9.5g/10분 이하이고, 특히 바람직하게는 9.0g/10분 이하이다. 공중합체의 MFR이 너무 낮으면, 거칠기나 플로 마크 등의 성형 불량이 발생한다. 공중합체의 MFR이 너무 높으면, 버가 발생하거나, 코어재를 인발할 때에 중공부(관 조인트의 내면)에 흠집이 생기거나 한다. 또한, 고온 고압의 유체에 대한 우수한 내변형성을 얻을 수 없다.
본 개시에 있어서, 공중합체의 주쇄 탄소수 106개당의 관능기수는, 50개 이하이고, 바람직하게는 40개 이하이고, 보다 바람직하게는 30개 이하이고, 더욱 바람직하게는 20개 이하이고, 더욱더 바람직하게는 15개 이하이고, 특히 바람직하게는 10개 이하이고, 가장 바람직하게는 6개 미만이다. 공중합체의 관능기수가 너무 많으면, 거칠기나 플로 마크 등의 성형 불량이 발생하고, 또한 고온 고압의 유체에 대한 우수한 내변형성을 얻을 수 없다.
상기 관능기의 종류의 동정 및 관능기수의 측정에는, 적외 분광 분석법을 사용할 수 있다.
관능기수에 대해서는, 구체적으로는, 이하의 방법으로 측정한다. 먼저, 상기 공중합체를 콜드 프레스에 의해 성형하여, 두께 0.25 내지 0.30㎜의 필름을 제작한다. 이 필름을 푸리에 변환 적외 분광 분석에 의해 분석하여, 상기 공중합체의 적외 흡수 스펙트럼을 얻고, 완전히 불소화되어 관능기가 존재하지 않는 베이스 스펙트럼과의 차이 스펙트럼을 얻는다. 이 차이 스펙트럼에 나타나는 특정한 관능기의 흡수 피크로부터, 하기 식 (A)에 따라서, 상기 공중합체에 있어서의 탄소 원자 1×106개당의 관능기수 N을 산출한다.
N=I×K/t (A)
I: 흡광도
K: 보정 계수
t: 필름의 두께(㎜)
참고로, 몇 개의 관능기에 대해서, 흡수 주파수, 몰 흡광 계수 및 보정 계수를 표 1에 나타낸다. 또한, 몰 흡광 계수는 저분자 모델 화합물의 FT-IR 측정 데이터로부터 결정한 것이다.
Figure pct00001
-CH2CF2H, -CH2COF, -CH2COOH, -CH2COOCH3, -CH2CONH2의 흡수 주파수는, 각각 표 중에 나타내는, -CF2H, -COF, -COOH free와 -COOH bonded, -COOCH3, -CONH2의 흡수 주파수로부터 수십 카이저(㎝-1) 낮아진다.
예를 들어, -COF의 관능기수란, -CF2COF에 기인하는 흡수 주파수 1883㎝-1의 흡수 피크로부터 구한 관능기수와, -CH2COF에 기인하는 흡수 주파수 1840㎝-1의 흡수 피크로부터 구한 관능기수의 합계이다.
관능기는, 공중합체의 주쇄 말단 또는 측쇄 말단에 존재하는 관능기, 및 주쇄 중 또는 측쇄 중에 존재하는 관능기이다. 관능기수는, -CF=CF2, -CF2H, -COF, -COOH, -COOCH3, -CONH2 및 -CH2OH의 합계수여도 된다.
상기 관능기는, 예를 들어 공중합체를 제조할 때에 사용한 연쇄 이동제나 중합 개시제에 의해, 공중합체에 도입된다. 예를 들어, 연쇄 이동제로서 알코올을 사용하거나, 혹은 중합 개시제로서 -CH2OH의 구조를 갖는 과산화물을 사용한 경우, 공중합체의 주쇄 말단에 -CH2OH가 도입된다. 또한, 관능기를 갖는 단량체를 중합함으로써, 상기 관능기가 공중합체의 측쇄 말단에 도입된다.
이러한 관능기를 갖는 공중합체를, 불소화 처리함으로써, 상기 범위 내의 관능기수를 갖는 공중합체를 얻을 수 있다. 즉, 본 개시의 관 조인트에 포함되는 공중합체는, 불소화 처리된 것인 것이 바람직하다. 본 개시의 관 조인트에 포함되는 공중합체는, -CF3 말단기를 갖는 것도 바람직하다.
공중합체의 융점은, 바람직하게는 295 내지 315℃이고, 보다 바람직하게는 300℃ 이상이고, 더욱 바람직하게는 301℃ 이상이고, 특히 바람직하게는 302℃ 이상이고, 보다 바람직하게는 310℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 305℃ 이하이다. 융점이 상기 범위 내에 있음으로써, 관 조인트의 두께 및 길이가 큰 경우라도, 관 조인트를 한층 용이하게 제조할 수 있고, 관 조인트의 중공부 및 외관이 모두 한층 미려하게 되고, 관 조인트가 고온 고압의 유체에 대한 내변형성이 한층 우수한 것이 된다.
본 개시에 있어서, 융점은 시차 주사 열량계〔DSC〕를 사용하여 측정할 수 있다.
본 개시의 관 조인트는, 충전제, 가소제, 가공 보조제, 이형제, 안료, 난연제, 활제, 광안정제, 내후 안정제, 도전제, 대전 방지제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 발포제, 향료, 오일, 유연화제, 탈불화수소제 등의 그 밖의 성분을 함유해도 된다.
충전제로서는, 예를 들어 실리카, 카올린, 클레이, 유기화 클레이, 탈크, 마이카, 알루미나, 탄산칼슘, 테레프탈산칼슘, 산화티타늄, 인산칼슘, 불화칼슘, 불화리튬, 가교 폴리스티렌, 티타늄산칼륨, 카본, 질화붕소, 카본 나노튜브, 유리 섬유 등을 들 수 있다. 도전제로서는 카본 블랙 등을 들 수 있다. 가소제로서는, 디옥틸프탈산, 펜타에리트리톨 등을 들 수 있다. 가공 보조제로서는, 카나우바 왁스, 술폰 화합물, 저분자량 폴리에틸렌, 불소계 보조제 등을 들 수 있다. 탈불화수소제로서는 유기오늄, 아미딘류 등을 들 수 있다.
상기 그 밖의 성분으로서, 상기한 공중합체 이외의 그 밖의 폴리머를 사용해도 된다. 그 밖의 폴리머로서는, 상기한 공중합체 이외의 불소 수지, 불소 고무, 비불소화 폴리머 등을 들 수 있다.
본 개시의 관 조인트가 함유하는 공중합체는, 현탁 중합, 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합 등의 중합 방법에 의해 제조할 수 있다. 중합 방법으로서는, 유화 중합 또는 현탁 중합이 바람직하다. 이들 중합에 있어서, 온도, 압력 등의 각 조건, 중합 개시제나 그 밖의 첨가제는, 공중합체의 조성이나 양에 따라서 적절히 설정할 수 있다.
중합 개시제로서는, 유용성 라디칼 중합 개시제, 또는 수용성 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있다.
유용성 라디칼 중합 개시제는 공지된 유용성의 과산화물이어도 되고, 예를 들어
디노르말프로필퍼옥시디카르보네이트, 디이소프로필퍼옥시디카르보네이트, 디sec-부틸퍼옥시디카르보네이트, 디-2-에톡시에틸퍼옥시디카르보네이트 등의 디알킬퍼옥시카보네이트류;
t-부틸퍼옥시이소부틸레이트, t-부틸퍼옥시피발레이트 등의 퍼옥시에스테르류;
디t-부틸퍼옥사이드 등의 디알킬퍼옥사이드류;
디[플루오로(또는 플루오로클로로)아실]퍼옥사이드류;
등을 대표적인 것으로서 들 수 있다.
디[플루오로(또는 플루오로클로로)아실]퍼옥사이드류로서는, [(RfCOO)-]2(Rf는, 퍼플루오로알킬기, ω-하이드로퍼플루오로알킬기 또는 플루오로클로로알킬기)로 표시되는 디아실퍼옥사이드를 들 수 있다.
디[플루오로(또는 플루오로클로로)아실]퍼옥사이드류로서는, 예를 들어 디(ω-하이드로-도데카플루오로헥사노일)퍼옥사이드, 디(ω-하이드로-테트라데카플루오로헥타노일)퍼옥사이드, 디(ω-하이드로-헥사데카플루오로노나노일)퍼옥사이드, 디(퍼플루오로프로피오닐)퍼옥사이드, 디(퍼플루오로부티릴)퍼옥사이드, 디(퍼플루오로팔레릴)퍼옥사이드, 디(퍼플루오로헥사노일)퍼옥사이드, 디(퍼플루오로헵타노일)퍼옥사이드, 디(퍼플루오로옥타노일)퍼옥사이드, 디(퍼플루오로노나노일)퍼옥사이드, 디(ω-클로로-헥사플루오로부티릴)퍼옥사이드, 디(ω-클로로-데카플루오로헥사노일)퍼옥사이드, 디(ω-클로로-테트라데카플루오로옥타노일)퍼옥사이드, ω-하이드로-도데카플루오로헵타노일-ω-하이드로헥사데카플루오로노나노일-퍼옥사이드, ω-클로로-헥사플루오로부티릴-ω-클로로-데카플루오로헥사노일-퍼옥사이드, ω-하이드로도데카플루오로헵타노일-퍼플루오로부티릴-퍼옥사이드, 디(디클로로펜타플루오로부타노일)퍼옥사이드, 디(트리클로로옥타플루오로헥사노일)퍼옥사이드, 디(테트라클로로운데카플루오로옥타노일)퍼옥사이드, 디(펜타클로로테트라데카플루오로데카노일)퍼옥사이드, 디(운데카클로로트리아콘타플루오로도코사노일)퍼옥사이드 등을 들 수 있다.
수용성 라디칼 중합 개시제는 공지된 수용성 과산화물이어도 되고, 예를 들어 과황산, 과붕산, 과염소산, 과인산, 과탄산 등의 암모늄염, 칼륨염, 나트륨염, 디숙신산퍼옥사이드, 디글루타르산퍼옥사이드 등의 유기 과산화물, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드 등을 들 수 있다. 아황산염류와 같은 환원제를 과산화물에 조합하여 사용해도 되고, 그 사용량은 과산화물에 대하여 0.1 내지 20배여도 된다.
중합에 있어서는, 계면 활성제, 연쇄 이동제, 및 용매를 사용할 수 있고, 각각 종래 공지된 것을 사용할 수 있다.
계면 활성제로서는, 공지된 계면 활성제를 사용할 수 있고, 예를 들어 비이온성 계면 활성제, 음이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 불소 함유 음이온성 계면 활성제가 바람직하고, 에테르 결합성 산소를 포함해도 되고(즉, 탄소 원자 사이에 산소 원자가 삽입되어 있어도 됨), 탄소수 4 내지 20의 직쇄 또는 분지된 불소 함유 음이온성 계면 활성제가 보다 바람직하다. 계면 활성제의 첨가량(대 중합수)은, 바람직하게는 50 내지 5000ppm이다.
연쇄 이동제로서는, 예를 들어 에탄, 이소펜탄, n-헥산, 시클로헥산 등의 탄화수소류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족류; 아세톤 등의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 아세트산에스테르류; 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 메틸머캅탄 등의 머캅탄류; 사염화탄소, 클로로포름, 염화메틸렌, 염화메틸 등의 할로겐화 탄화수소 등을 들 수 있다. 연쇄 이동제의 첨가량은, 사용하는 화합물의 연쇄 이동 상수의 크기에 따라 바뀔 수 있지만, 통상 중합 용매에 대하여 0.01 내지 20질량％의 범위에서 사용된다.
용매로서는, 물이나, 물과 알코올의 혼합 용매 등을 들 수 있다.
현탁 중합에서는, 물 외에도, 불소계 용매를 사용해도 된다. 불소계 용매로서는, CH3CClF2, CH3CCl2F, CF3CF2CCl2H, CF2ClCF2CFHCl 등의 하이드로클로로플루오로알칸류; CF2ClCFClCF2CF3, CF3CFClCFClCF3 등의 클로로플루오로알칸류; CF3CFHCFHCF2CF2CF3, CF2HCF2CF2CF2CF2H, CF3CF2CF2CF2CF2CF2CF2H 등의 하이드로플루오로알칸류; CH3OC2F5, CH3OC3F5CF3CF2CH2OCHF2, CF3CHFCF2OCH3, CHF2CF2OCH2F, (CF3)2CHCF2OCH3, CF3CF2CH2OCH2CHF2, CF3CHFCF2OCH2CF3 등의 하이드로플루오로에테르류; 퍼플루오로시클로부탄, CF3CF2CF2CF3, CF3CF2CF2CF2CF3, CF3CF2CF2CF2CF2CF3 등의 퍼플루오로알칸류 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 퍼플루오로알칸류가 바람직하다. 불소계 용매의 사용량은 현탁성 및 경제성의 면으로부터, 수성 매체에 대하여 10 내지 100질량％가 바람직하다.
중합 온도로서는 특별히 한정되지 않고, 0 내지 100℃여도 된다. 중합 압력은, 사용하는 용매의 종류, 양 및 증기압, 중합 온도 등의 다른 중합 조건에 따라서 적절히 정해지지만, 통상, 0 내지 9.8MPaG여도 된다.
중합 반응에 의해 공중합체를 포함하는 수성 분산액이 얻어지는 경우는, 수성 분산액 중에 포함되는 공중합체를 응석시켜, 세정하고, 건조시킴으로써 공중합체를 회수할 수 있다. 또한, 중합 반응에 의해 공중합체가 슬러리로서 얻어지는 경우는, 반응 용기로부터 슬러리를 취출하고, 세정하고, 건조시킴으로써 공중합체를 회수할 수 있다. 건조시킴으로써 파우더의 형상으로 공중합체를 회수할 수 있다.
중합에 의해 얻어진 공중합체를, 펠릿으로 성형해도 된다. 펠릿으로 성형하는 성형 방법으로서는, 특별히 한정은 없고, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 단축 압출기, 2축 압출기, 탠덤 압출기를 사용하여 공중합체를 용융 압출하고, 소정 길이로 절단하여 펠릿 형상으로 성형하는 방법 등을 들 수 있다. 용융 압출할 때의 압출 온도는, 공중합체의 용융 점도나 제조 방법에 따라 바꿀 필요가 있고, 바람직하게는 공중합체의 융점+20℃ 내지 공중합체의 융점+140℃이다. 공중합체의 절단 방법은, 특별히 한정은 없고, 스트랜드 커트 방식, 핫 커트 방식, 언더워터 커트 방식, 시트 커트 방식 등의 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다. 얻어진 펠릿을, 가열함으로써, 펠릿 중의 휘발분을 제거해도 된다(탈기 처리). 얻어진 펠릿을, 30 내지 200℃의 온수, 100 내지 200℃의 수증기, 또는 40 내지 200℃의 온풍과 접촉시켜서 처리해도 된다.
중합에 의해 얻어진 공중합체를, 불소화 처리해도 된다. 불소화 처리는, 불소화 처리되어 있지 않은 공중합체와 불소 함유 화합물을 접촉시킴으로써 행할 수 있다. 불소화 처리에 의해, 공중합체의 -COOH, -COOCH3, -CH2OH, -COF, -CF=CF2, -CONH2 등의 열적으로 불안정한 관능기, 및 열적으로 비교적 안정된 -CF2H 등의 관능기를, 열적으로 매우 안정된 -CF3으로 변환할 수 있다. 결과적으로, 공중합체의 -COOH, -COOCH3, -CH2OH, -COF, -CF=CF2, -CONH2, 및 -CF2H의 합계수(관능기수)를 용이하게 상술한 범위로 조정할 수 있다.
불소 함유 화합물로서는 특별히 한정되지 않지만, 불소화 처리 조건하에서 불소 라디칼을 발생하는 불소 라디칼원을 들 수 있다. 상기 불소 라디칼원으로서는, F2 가스, CoF3, AgF2, UF6, OF2, N2F2, CF3OF, 불화 할로겐(예를 들어 IF5, ClF3) 등을 들 수 있다.
F2 가스 등의 불소 라디칼원은, 100％ 농도의 것이어도 되지만, 안전성의 면으로부터 불활성 가스와 혼합하여, 5 내지 50질량％로 희석하여 사용하는 것이 바람직하고, 15 내지 30질량％로 희석하여 사용하는 것이 보다 바람직하다. 상기 불활성 가스로서는, 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스 등을 들 수 있지만, 경제적인 면에서 질소 가스가 바람직하다.
불소화 처리의 조건은, 특별히 한정되지 않고, 용융시킨 상태의 공중합체와 불소 함유 화합물을 접촉시켜도 되지만, 통상, 공중합체의 융점 이하, 바람직하게는 20 내지 240℃, 보다 바람직하게는 100 내지 220℃의 온도하에서 행할 수 있다. 상기 불소화 처리는, 일반적으로 1 내지 30시간, 바람직하게는 5 내지 25시간 행한다. 불소화 처리는, 불소화 처리되어 있지 않은 공중합체를 불소 가스(F2 가스)와 접촉시키는 것이 바람직하다.
본 개시의 관 조인트는, 예를 들어 금형의 캐비티 내에 원기둥상의 코어재를 삽입하고, 금형의 캐비티 내에 사출 성형기로부터 용융된 공중합체를 충전하고, 용융된 공중합체를 냉각하여, 고화시키고, 코어재를 관 조인트의 축방향을 따라서 인발함과 함께, 금형으로부터 관 조인트를 취출하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
상기의 제조 방법은, FAVE 단위의 함유량, MFR 및 관능기수가 적절하게 조정된 공중합체를 사출 성형하는 것인 점에서, 두께 및 길이가 큰 관 조인트를 제조하는 경우라도, 중공부에 흠집을 내는 일 없이 원활하게 코어재를 인발할 수 있고, 거칠기나 플로 마크 등의 성형 불량도 보이지 않는 관 조인트를, 높은 생산성으로 제조할 수 있다. 게다가, 얻어지는 관 조인트(사출 성형체)는 고온 고압의 유체에 대한 내변형성이 우수하다.
상기의 제조 방법에 있어서는, 관 조인트의 중공부의 축방향의 길이(L)와 동일한 길이를 갖는 코어재를 사용할 수 있다. 코어재는, 1개여도 되고, 복수개여도 된다. 축방향의 길이(L)가 큰 중공부를 형성하는 경우는, 이형 시에 길이가 큰 코어재를 인발할 필요가 발생하지만, 상기의 제조 방법은, FAVE 단위의 함유량, MFR 및 관능기수가 적절하게 조정된 공중합체를 사출 성형하는 것인 점에서, 중공부에 흠집을 내는 일 없이 원활하게 코어재를 인발할 수 있다.
본 개시의 관 조인트는, 중공부(관 조인트의 내면)가 원활하고, 내약품성 및 내열성도 우수한 점에서, 약액을 유통시키기 위한 배관으로서 적합하게 이용할 수 있다.
이상, 실시 형태를 설명했지만, 특허 청구 범위의 취지 및 범위로부터 일탈하지 않고, 형태나 상세의 다양한 변경이 가능한 것이 이해될 것이다.
실시예
다음으로 본 개시의 실시 형태에 대해서 실시예를 들어 설명하지만, 본 개시는 이러한 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예의 각 수치는 이하의 방법에 의해 측정하였다.
(단량체 단위의 함유량)
각 단량체 단위의 함유량은, NMR 분석 장치(예를 들어, 브루커 바이오스핀사제, AVANCE300 고온 프로브)에 의해 측정하였다.
(멜트 플로 레이트(MFR))
ASTM D1238에 따라서, 멜트 인덱서 G-01(도요 세이키 세이사쿠쇼사제)을 사용하여, 372℃, 5㎏ 하중하에서 내경 2.1㎜, 길이 8㎜의 노즐로부터 10분당 유출되는 폴리머의 질량(g/10분)을 구하였다.
(융점)
시차 주사 열량계(상품명: X-DSC7000, 히타치 하이테크 사이언스사제)를 사용하여, 승온 속도 10℃/분으로 200℃로부터 350℃까지의 1번째의 승온을 행하고, 계속해서, 냉각 속도 10℃/분으로 350℃로부터 200℃까지 냉각하고, 다시, 승온 속도 10℃/분으로 200℃로부터 350℃까지의 2번째의 승온을 행하여, 2번째의 승온 과정에서 발생하는 용융 곡선 피크로부터 융점을 구하였다.
(관능기수)
공중합체의 펠릿을, 콜드 프레스에 의해 성형하여, 두께 0.25 내지 0.30㎜의 필름을 제작하였다. 이 필름을 푸리에 변환 적외 분광 분석 장치〔FT-IR(Spectrum One, 퍼킨엘머사제)〕에 의해 40회 스캔하고, 분석하여 적외 흡수 스펙트럼을 얻고, 완전히 불소화되어 관능기가 존재하지 않는 베이스 스펙트럼과의 차이 스펙트럼을 얻었다. 이 차이 스펙트럼에 나타나는 특정한 관능기의 흡수 피크로부터, 하기 식 (A)에 따라서 시료에 있어서의 탄소 원자 1×106개당의 관능기수 N을 산출하였다.
N=I×K/t (A)
I: 흡광도
K: 보정 계수
t: 필름의 두께(㎜)
참고로, 본 개시에 있어서의 관능기에 대해서, 흡수 주파수, 몰 흡광 계수 및 보정 계수를 표 2에 나타낸다. 몰 흡광 계수는 저분자 모델 화합물의 FT-IR 측정 데이터로부터 결정한 것이다.
Figure pct00002
합성예 1
174L 용적의 오토클레이브에 순수 51.8L를 투입하고, 충분히 질소 치환을 행한 후, 퍼플루오로시클로부탄 40.9kg과 퍼플루오로(프로필비닐에테르)(PPVE) 0.54kg, 메탄올 5.10kg을 투입하고, 계 내의 온도를 35℃, 교반 속도를 200rpm으로 유지하였다. 이어서, 테트라플루오로에틸렌(TFE)을 0.64㎫까지 압입한 후, 디-n-프로필퍼옥시디카르보네이트의 50％ 메탄올 용액 0.051kg을 투입하여 중합을 개시하였다. 중합의 진행과 함께 계 내 압력이 저하되므로, TFE를 연속 공급하여 압력을 일정하게 하고, PPVE를 TFE의 공급 1kg마다 0.020kg 추가 투입하였다. TFE의 추가 투입량이 40.9kg에 도달한 시점에서 중합을 종료시켰다. 미반응 TFE를 방출하여, 오토클레이브 내를 대기압으로 복귀시킨 후, 얻어진 반응 생성물을 수세, 건조시켜서 41.1kg의 분말을 얻었다.
얻어진 분말을, 스크루 압출기(상품명: PCM46, 이케가이사제)에 의해 360℃에서 용융 압출하여, TFE/PPVE 공중합체의 펠릿을 얻었다. 얻어진 펠릿을 사용하여 상기한 방법에 의해 PPVE 함유량을 측정하였다.
얻어진 펠릿을, 진공 진동식 반응 장치 VVD-30(오카와라 세이사쿠쇼사제)에 넣고, 210℃로 승온하였다. 진공화 후, N2 가스로 20체적％로 희석한 F2 가스를 대기압까지 도입하였다. F2 가스 도입 시로부터 0.5시간 후, 일단 진공화하고, 다시 F2 가스를 도입하였다. 또한 그 0.5시간 후, 다시 진공화하고, 다시 F2 가스를 도입하였다. 이후, 상기 F2 가스 도입 및 진공화의 조작을 1시간에 1회 계속해서 행하고, 210℃의 온도하에서 10시간 반응을 행하였다. 반응 종료 후, 반응기 내를 N2 가스로 충분히 치환하여, 불소화 반응을 종료하였다. 불소화된 펠릿을 사용하여, 상기한 방법에 의해, 각종 물성을 측정하였다.
합성예 2
PPVE를 3.47kg, 메탄올을 3.28kg, 디-n-프로필퍼옥시디카르보네이트의 50％ 메탄올 용액을 0.026kg, PPVE를 TFE의 공급 1kg마다 0.071kg 추가 투입으로 변경하고, 건조 분말 43.8kg을 얻은 것 이외에는, 합성예 1과 마찬가지로 하여, 불소화된 펠릿을 얻었다.
합성예 3
PPVE를 2.69kg, 메탄올을 0.10kg, 디-n-프로필퍼옥시디카르보네이트의 50％ 메탄올 용액을 0.026kg, PPVE를 TFE의 공급 1kg마다 0.057kg 추가 투입으로 변경하고, 건조 분말 43.2kg을 얻은 것 이외에는, 합성예 1과 마찬가지로 하여, 불소화된 펠릿을 얻었다.
합성예 4
PPVE를 2.69kg, 메탄올을 2.48kg, PPVE를 TFE의 공급 1kg마다 0.057kg 추가 투입으로 변경하고, 건조 분말 43.2kg을 얻은 것 이외에는, 합성예 1과 마찬가지로 하여, 불소화된 펠릿을 얻었다.
합성예 5
PPVE를 2.75kg, 메탄올을 0.88kg, PPVE를 TFE의 공급 1kg마다 0.058kg 추가 투입으로 변경하고, 건조 분말 43.3kg을 얻은 것 이외에는, 합성예 1과 마찬가지로 하여, 불소화되어 있지 않은 펠릿을 얻었다.
합성예 6
PPVE를 1.49kg, 메탄올을 1.65kg, PPVE를 TFE의 공급 1kg마다 0.036kg 추가 투입으로 변경하고, 건조 분말 42.4kg을 얻은 것 이외에는, 합성예 1과 마찬가지로 하여, 불소화된 펠릿을 얻었다.
합성예 7
PPVE를 2.11kg, 메탄올을 1.28kg, PPVE를 TFE의 공급 1kg마다 0.047kg 추가 투입, 진공 진동식 반응 장치의 승온 온도를 170℃, 반응을 170℃의 온도하에서 5시간으로 변경하고, 건조 분말 42.8kg을 얻은 것 이외에는, 합성예 1과 마찬가지로 하여, 불소화된 펠릿을 얻었다.
합성예 8
PPVE를 2.75kg, 메탄올을 0.60kg, PPVE를 TFE의 공급 1kg마다 0.058kg 추가 투입으로 변경하고, 건조 분말 43.3kg을 얻은 것 이외에는, 합성예 1과 마찬가지로 하여, 불소화된 펠릿을 얻었다.
합성예에서 얻어진 펠릿을 사용하여, 상기한 방법에 의해, 각종 물성을 측정하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure pct00003
표 3 중의 「<6」이라는 기재는, 관능기수가 6개 미만인 것을 의미한다.
상기에서 얻어진 펠릿을 사용하여, 이하의 방법에 의해, 관 조인트를 제작하였다. 얻어진 관 조인트의 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
(관 조인트 (1)의 제작)(참조예)
사출 성형기(스미토모 쥬기카이 고교사제, SE50EV-A)를 사용하고, 실린더 온도를 400℃, 금형 온도를 220℃로 하고, 사출 속도를 5㎜/s로 하여, 펠릿을 사출 성형함으로써, 원통상 사출 성형체(내경 Φ1.5㎝(중공부의 직경(D)=15㎜), 외경 Φ1.9㎝, 두께 2㎜, 관의 축방향의 길이 10.5㎝(축방향의 길이(L)=105㎜))를 제작하였다. 가동측의 금형에, 분리 가능한, 직경 Φ1.5㎝, 높이 10.5㎝의 코어재가 설치되어 있다.
이하의 기준에 의해, 이형성을 평가하였다.
○: 원통상 사출 성형체를 코어재로부터 인발할 수 있었음
×: 원통상 사출 성형체를 코어재로부터 인발할 수 없었음
(관 조인트 (2)의 제작)
사출 성형기(스미토모 쥬기카이 고교사제, SE50EV-A)를 사용하고, 실린더 온도를 400℃, 금형 온도를 220℃로 하고, 사출 속도를 5㎜/s로 하여, 펠릿을 사출 성형함으로써, 원통상 사출 성형체(내경 Φ1.5㎝(중공부의 직경(D)=15㎜), 외경 Φ1.9㎝, 두께 2㎜, 관의 축방향의 길이 4.5㎝(축방향의 길이(L)=45㎜))를 제작하였다. 캐비티에는, 가동측의 금형에 분리 가능한, 직경 Φ1.5㎝, 높이 4.5㎝의 코어가 설치되어 있다.
이하의 평가에는, 관 조인트 (2)를 사용하였다.
(외관 평가(버))
관 조인트 (2)의 중공부의 단부(코어와 금형의 계면이 되는 부위)를 육안으로 관찰하고, 이하의 기준에 의해 평가하였다.
○: 버가 보임
×: 버가 보이지 않음
(외관 평가(중공부))
관 조인트 (2)의 중공부(내면)를 육안으로 관찰하고, 이하의 기준에 의해 평가하였다.
○: 중공부에 흠집이 보이지 않음
×: 중공부에 흠집이 보임
(이형성 평가)
상기한 방법에 따라서, 관 조인트 (2)의 제작을 20회 반복하고, 이하의 기준에 의해 평가하였다.
○: 모든 제작에 있어서, 코어재를 인발할 수 있었음
×: 1회 이상의 제작에 있어서, 코어재를 인발할 수 없는 경우가 있었음
(외관 평가(게이트부))
관 조인트 (2)의 금형의 게이트부에 대응하는 조인트의 위치(도 1에 도시하는 위치 A)의 주변의 내벽의 거칠기를 눈으로 보아 확인하고, 이하의 기준에 의해 평가하였다.
○: 표면 거칠기 있음
×: 표면 거칠기 없음
(외관 평가(플로 마크))
관 조인트 (2)의 외관을 이하의 기준에 의해 평가하였다.
○: 표면 전체가 평활하고, 성형체 전체에 플로 마크도 보이지 않음
×: 표면에 거칠기가 보이거나, 플로 마크가 보이거나 함
(인장 크리프 시험)
히타치 하이테크 사이언스사제 TMA-7100을 사용하여 인장 크리프 변형을 측정하였다. 관 조인트 (2)로부터 폭 1㎜, 길이 20㎜의 샘플을 제작하였다. 샘플을 지그간 거리 10㎜로 측정 지그에 장착하였다. 샘플에 대하여, 단면 하중이 2.41N/㎟가 되도록 하중을 부하하고, 240℃에 방치하고, 시험 개시 후 70분의 시점으로부터 시험 개시 후 300분의 시점까지의 샘플의 길이의 변위(㎜)를 측정하고, 초기의 샘플 길이(10㎜)에 대한 길이의 변위(㎜)의 비율(인장 크리프 변형(％))을 산출하였다. 240℃, 300분간의 조건에서 측정하는 인장 크리프 변형(％)이 작은 사출 성형체는, 매우 고온의 환경 중에서 인장 하중이 부하되어도 신장되기 어려워, 고온 고압의 유체에 대한 내변형성이 우수하다.
두께가 큰 관 조인트를 제작하려고 하면, 싱크 마크, 보이드 등의 성형 불량이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 두께가 큰 관 조인트를 제작하기 위해서는, 사출 성형 시의 보유 지지 압력(2차 압력)을 높게 할 필요가 있다. 표 4의 결과가 나타내는 바와 같이, 사출 성형 시의 보유 지지 압력을 높게 하면, 버가 발생하거나, 코어재를 인발할 때에 중공부(관 조인트의 내면)에 흠집이 생기거나 한다(비교예 1 및 4). 한편, 이들 성형 불량을 해소하려고 하면, 코어재의 인발 자체가 곤란해지거나(비교예 2), 거칠기나 플로 마크 등의 성형 불량이 발생하거나 한다(비교예 3 및 5).
또한, 중공부의 직경(D)에 대한 중공부의 축방향의 길이(L)의 비율이 너무 크면, 코어재의 인발이 곤란해진다(참조예). 따라서, 중공부의 축방향의 길이(L)가 큰 관 조인트를 제작하기 위해서는, 중공부의 직경(D)을 크게 할 필요가 있다. 중공부의 직경(D)을 크게 하면, 조금의 비율로 관 조인트가 변형된 것만으로도, 관 조인트의 전체의 형상이 크게 변화되어 버리므로, 고온 고압의 유체에 대한 우수한 내변형성이 요구된다. 그러나, 종래의 관 조인트는, 반드시 충분한 내변형성을 갖고 있지는 않다고 하는 문제가 있다(비교예 2, 4 및 5).
이에 반해, 본 개시의 관 조인트는, 그 제조 시에 코어재를 원활하게 인발할 수 있으므로, 제조가 용이하다(실험예 1 내지 3). 또한, 본 개시의 관 조인트는, 두께 및 길이가 큰 경우라도, 중공부 및 외관이 모두 미려하고, 고온 고압의 유체에 대한 우수한 내변형성을 갖고 있다(실험예 1 내지 3).

Claims (9)

  1. 원통상의 중공부를 구비하는 관 조인트이며,
    상기 관 조인트의 두께가 가장 큰 개소의 두께가 2 내지 7㎜이고,
    상기 중공부의 축방향의 길이(L)와, 상기 중공부의 직경(D)의 비율(L/D)이 5 이하이고,
    상기 관 조인트가, 테트라플루오로에틸렌 단위 및 플루오로(알킬비닐에테르) 단위를 함유하는 공중합체를 함유하고 있고,
    상기 공중합체의 플루오로(알킬비닐에테르) 단위의 함유량이, 전체 단량체 단위에 대하여, 2.8 내지 6.0질량％이고, 상기 공중합체의 372℃에서의 멜트 플로 레이트가, 4.0g/10분 이상 11.0g/10분 미만이고, 상기 공중합체의 관능기수가 50개 이하인
    관 조인트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중공부의 축방향의 길이(L)가 20㎜ 이상인 관 조인트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공중합체의 상기 플루오로(알킬비닐에테르) 단위가, 퍼플루오로(프로필비닐에테르) 단위인 관 조인트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공중합체의 상기 플루오로(알킬비닐에테르) 단위의 함유량이, 전체 단량체 단위에 대하여, 3.5 내지 5.5질량％인 관 조인트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공중합체의 372℃에서의 멜트 플로 레이트가, 5.0 내지 9.0g/10분인 관 조인트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공중합체의 융점이, 295 내지 315℃인 관 조인트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    사출 성형체인 관 조인트.
  8. 금형의 캐비티 내에 원기둥상의 코어재를 삽입하고,
    상기 금형의 캐비티 내에 사출 성형기로부터 용융된 공중합체를 충전하고,
    용융된 상기 공중합체를 냉각하여, 고화시키고,
    상기 코어재를 관 조인트의 축방향을 따라서 인발함과 함께, 상기 금형으로부터 상기 관 조인트를 취출하는 관 조인트의 제조 방법이며,
    상기 코어재를 인발함으로써 형성되는 상기 관 조인트의 중공부의 축방향의 길이(L)와, 상기 중공부의 직경(D)의 비율(L/D)이 5 이하이고,
    상기 관 조인트의 두께가 가장 큰 개소의 두께가 2 내지 7㎜인
    관 조인트 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코어재의 길이가, 상기 관 조인트의 중공부의 축방향의 길이(L)와 동일한 제조 방법.
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