WO2022059501A1 - チューブの製造方法、押出成形機、押出成形用金型、巻取装置およびチューブ - Google Patents

チューブの製造方法、押出成形機、押出成形用金型、巻取装置およびチューブ Download PDF

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melt
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均 今村
博之 濱田
恵吏 向井
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ダイキン工業株式会社
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    • F16L11/04Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics
    • F16L11/042Hoses, i.e. flexible pipes made of rubber or flexible plastics formed by bending a sheet and connecting the edges

Definitions

  • the present disclosure relates to a tube manufacturing method, an extrusion molding machine, an extrusion molding die, a winding device, and a tube.
  • Patent Document 1 describes, in a method for manufacturing a fluororesin tube in which a fluororesin or a resin admixture based on a fluororesin is melt-extruded and molded into a tube shape, clean air is flowed into the tube after or during tube molding.
  • a method for manufacturing a particle-reducing fluororesin tube, which comprises purging particles in a tube, is described.
  • a tube having a clean inner surface and excellent dimensional stability can be manufactured with high productivity, and is used in a method for manufacturing a tube and a method for manufacturing the tube, which can easily maintain a clean inner surface.
  • the purpose is to provide the device. It is also an object of the present disclosure to provide a tube that can be handled while maintaining a clean inner surface.
  • a melt-processable fluororesin extruded into a tube shape from a mold provided in an extruder is guided to a cooling device to be cooled, and then the cooled tube is cooled by using a winding device.
  • a method for manufacturing a tube to be wound on a take-up reel in which gas is supplied from the tip of the tube wound on the take-up reel to the hollow portion of the tube and from a gas inlet provided in the mold. By discharging the gas in the hollow portion to the outside through the gas discharge hole provided in the mold, the gas is circulated through the hollow portion and the internal pressure of the hollow portion is made higher than the atmospheric pressure.
  • a manufacturing method for keeping the pressure lower than 0.5 kgf / cm 2 is provided.
  • the gas supplied to the hollow portion is a gas that has passed through a filter.
  • the gas supplied to the hollow portion is air that has passed through a filter.
  • the extrusion molding machine is provided with the mold and a backflow prevention device, and the mold has a resin discharge port for discharging the melt-processable fluororesin in a tube shape and a tube shape.
  • the mold is provided with a resin discharge port for discharging the melt-processable fluororesin in a tube shape and a gas in a hollow portion of the tube-shaped melt-processable fluororesin in the mold.
  • the take-up device is provided with a gas supply port for supplying gas to the hollow portion of the tube and a downstream side of the gas supply port, and is supplied from the gas supply port. It may be provided with one or more filters for removing contaminants in the gas, a tube connection port provided downstream of the filter to connect the tube, and a take-up reel around which the tube is wound. preferable.
  • the take-up device is connected to a gas supply port for supplying gas to the hollow portion of the tube and the gas supply port, and the tip of the tube before winding is supplied with the gas. It is preferable to include a lead tube connected to the mouth and a take-up reel around which the tube and the lead tube are wound.
  • the winding device includes a lead tube, and the tip of the lead tube is extruded from the mold while supplying the gas to the lead tube. It is preferable to supply the gas to the hollow portion of the tube by connecting to the tip of the resin.
  • the tip of the lead tube is connected to the tip of the melt-processable fluororesin extruded from the mold in a state where the lead tube is fed from the winding device to the mold. After that, it is preferable to start continuous extruding of the melt-processable fluororesin from the mold and winding of the lead tube and the cooled tube.
  • the melt-processable fluororesin is a tetrafluoroethylene / fluoroalkyl vinyl ether copolymer.
  • an extrusion molding machine provided with a mold for forming a melt-processable fluorine resin into a tube shape and a backflow prevention device, and the mold discharges the melt-processable fluorine resin into a tube shape.
  • a gas inlet for introducing the gas in the hollow portion of the tubular melt-processable fluororesin into the gas discharge hole provided in the mold, and the gas introduced from the gas inlet.
  • An extrusion molding machine provided with a gas discharge hole for discharging to the outside of the mold, and to which the backflow prevention device for preventing the backflow of the gas is connected to the downstream side of the gas discharge hole of the mold. Is provided.
  • the backflow prevention device is a bubbling device.
  • an extrusion mold for forming a melt-processable fluorine resin into a tube shape
  • the mold has a resin discharge port for discharging the melt-processable fluorine resin into a tube shape.
  • a gas inlet for introducing the gas in the hollow portion of the tubular melt-processable fluororesin into a gas discharge hole provided in the mold, and the gas introduced from the gas inlet to the outside of the mold.
  • an extrusion molding die comprising: a gas discharge hole for discharging, and the gas introduction port is formed so that the opening diameter increases from the gas discharge hole toward the gas introduction port.
  • the gas introduction port has a reverse taper shape.
  • the winding device for winding a tube is provided with a gas supply port for supplying gas to the hollow portion of the tube and a gas supply port on the downstream side of the gas supply port.
  • One or more filters that remove contaminants in the gas supplied from the supply port a tube connection port that is provided downstream of the filter and connects the tube, and a take-up reel around which the tube is wound.
  • a take-up device comprising.
  • the winding device of the present disclosure includes two or more of the filters connected in series, and the filtration accuracy of the filters is different from each other. It is preferable that the winding device of the present disclosure further includes a rotary joint provided on the downstream side of the gas supply port and on the upstream side of the filter.
  • a winding device for winding a tube, and is connected to a gas supply port for supplying gas to the hollow portion of the tube and the gas supply port, and the tube before winding.
  • a winding device including a lead tube for connecting the tip of the lead tube to the gas supply port and a winding reel for winding the lead tube is provided.
  • the length of the lead tube is preferably 3 m or more.
  • a tube containing a melt-processable fluororesin both ends of which are sealed, and a hollow portion is filled with a gas that has passed a filter.
  • the tubes of the present disclosure are preferably welded at both ends. In the tubes of the present disclosure, it is preferable that the inner surface of the tube has never come into contact with a gas that has not passed through the filter.
  • the tubes of the present disclosure preferably have a length of 25 m or more.
  • the tubes of the present disclosure are preferably wound on a take-up reel.
  • a tube manufacturing method and a manufacturing method thereof capable of manufacturing a tube having a clean inner surface and excellent dimensional stability with high productivity and easily maintaining a clean inner surface.
  • the device used for the above can be provided. Further, in the present disclosure, it is possible to provide a tube that can be handled while maintaining a clean inner surface.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a tube manufacturing apparatus.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an extruder.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the shape of the gas introduction port of the conventional mold.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a backflow prevention device provided in the extruder.
  • FIG. 5 is a schematic front view of the winding device.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a method of connecting the tip of the lead tube to the tip of the melt-processable fluororesin extruded from the mold.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a tube in which both ends are welded.
  • a melt-processable fluororesin is melted and extruded into a tube shape from a mold provided in an extruder, and melt-processed by being extruded into a tube shape from a mold provided in an extruder.
  • the sex fluororesin is guided to a cooling device to be cooled, and then the cooled tube is wound on a take-up reel using a take-up device to manufacture the tube.
  • gas is supplied to the hollow portion of the tube from the tip of the tube wound on the take-up reel, and the gas in the hollow portion is transferred to the mold from the gas inlet provided in the mold.
  • the gas is circulated in the hollow part, and the internal pressure of the hollow part is kept higher than the atmospheric pressure and lower than 0.5 kgf / cm 2 . ing.
  • the shape of the tube (the tube between the mold and the cooling device) before cooling and solidification can be maintained, and the contaminants contained in the hollow portion of the tube can be discharged from the hollow portion.
  • the cooled tube is wound on the take-up reel, and by circulating gas from the take-up reel side toward the mold, the inner surface of the tube wound on the take-up reel is also formed. It can be kept clean. Even if the mold is corroded, the contaminants generated by the corrosion of the mold are discharged from the mold to the outside and do not adhere to the inner surface of the tube.
  • Patent Document 1 describes that clean air is supplied into the tube from the tip of the delivered tube to perform a purge process.
  • a conventional method it is difficult to remove contaminants (such as volatile substances generated from the melt-processable fluororesin) adhering to the inner surface of the tube.
  • contaminants such as volatile substances generated from the melt-processable fluororesin
  • the pollutant adheres to the melt-processable fluororesin in a molten state it adheres to the inner surface extremely strongly, and when trying to blow off the pollutant adhered by the gas flow, it is necessary to use a high-pressure gas flow.
  • the tube before the melt-processable fluororesin in the molten state is cooled and solidified is very soft and the shape is liable to change.
  • the melt-processable fluorine in a molten state extruded into a tube shape is maintained. It is possible to easily manufacture a tube having a clean inner surface and excellent dimensional stability while maintaining the shape of the resin.
  • a take-up reel is used, and the cooled tube is taken up by the take-up reel, and gas is supplied from the tip of the taken-up tube, so that the inner surface is formed. It is clean and long tubes can be easily manufactured. Moreover, since the air does not flow into the hollow part of the tube during manufacturing, pollutants in the atmosphere do not adhere to the inner surface of the tube during manufacturing, and the clean inner surface does not need to be purged with a high-pressure gas flow. Is kept.
  • the gas supplied from the tip of the wound tube is discharged to the outside through the mold.
  • the mold used for extrusion molding of the melt-processable fluororesin may corrode. Contaminants such as metal components are generated from the corroded mold. According to the manufacturing method of the present disclosure, even if the mold is corroded, the contaminants generated by the corrosion of the mold are discharged from the mold to the outside and flow into the hollow portion of the tube extruded from the mold. Since there is no need to do so, a tube with a clean inner surface can be manufactured.
  • pollutants include volatile substances generated from melt-processable fluororesins, metallic substances, particles, organic substances such as plasticizers existing in the atmosphere, and the like.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a tube manufacturing apparatus
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of an extruder
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of a backflow prevention device provided in the extruder
  • FIG. 5 is a winding apparatus. It is a schematic front view of.
  • the tube manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 1 includes an extrusion molding machine 10 that melts a melt-processable fluororesin and extrudes it into a tube shape, a sizing die 40 that defines the outer diameter of the extruded molten tube, and a molten state.
  • the cooling water tank 50 for cooling and solidifying the tube the take-up machine 60 for taking up the cooled melt-processable fluororesin tube, the take-up device 70 for taking up the tube sent out from the take-up machine, and the take-up device 70. It is provided with a gas supply device 80 for supplying gas.
  • the melt-processable fluororesin charged from the hopper 11 of the extruder 10 is melted in the cylinder 12 of the extruder 10, and the screw 13 is rotated to melt the melt process.
  • the fluororesin is extruded from the mold 20 into a tube shape.
  • the melt-processable fluororesin in a molten state extruded into a tube shape passes through the sizing die 40, and its outer shape is defined.
  • the melt-processable fluororesin that has passed through the sizing die 40 is cooled in the cooling water tank 50, then passes through a take-up machine 60 that takes up the cooled melt-processable fluororesin tube, and is wound by the take-up device 70. It is wound on the take-up reel 75 provided in the device.
  • the take-up speed (line speed) at this time is generally 30 to 150 cm / min, and may be 30 to 120 cm / min.
  • the molten tubular melt-processable fluororesin conveyed between the mold 20 and the sizing die 40 is particularly soft and easily changes in shape. Therefore, it is necessary to supply gas to the hollow portion of the tube at a pressure that can suppress the adhesion of contaminants to the inner surface of the tube while suppressing the deformation of the tube.
  • the internal pressure (gauge pressure) of the hollow portion may be higher than the atmospheric pressure and lower than 0.5 kgf / cm 2 , but is preferably 0.4 kgf / cm 2 or less, and more preferably 0. It is 3 kgf / cm 2 or less, preferably 0.1 kgf / cm 2 or more, and more preferably 0.2 kgf / cm 2 or more.
  • the extruder 10 is housed in a hopper 11 for charging a melt-processable fluororesin into a cylinder, a cylinder 12 for melting the melt-processable fluororesin, and a cylinder.
  • the screw 13 for extruding the melt-processable fluororesin, the adapter 14 for connecting the cylinder and the mold, and the mold 20 for forming the extruded molten-processable fluororesin into a tube shape are provided. ..
  • the mold 20 is provided with a resin discharge port 21 for discharging a melt-processable fluororesin in a tube shape and a gas in a hollow portion 2 of a tube-shaped melt-processable fluororesin 1 in the mold. It is provided with a gas introduction port 22 to be introduced into the gas discharge hole, and a gas discharge hole 23 to discharge the gas introduced from the gas introduction port to the outside of the mold.
  • the extrusion molding machine 10 further includes a backflow prevention device 30, and the backflow prevention device 30 is connected to the gas discharge hole 23 of the mold 20 to discharge the gas to the outside of the extrusion molding machine 10 and to prevent the backflow of the gas. To prevent.
  • FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the backflow prevention device 30.
  • the backflow prevention device 30 shown in FIG. 4 is a bubbling device, and collects the gas introduction pipe 31 connected to the gas discharge hole 23 of the mold 20 and the pollutants in the gas introduced from the gas introduction pipe.
  • the container 32 of 1 the pipe 33 connecting the first container and the second container, the second container 34 for bubbling the gas introduced from the pipe 33, and the liquid 35 contained in the second container.
  • a pipe 36 for discharging the gas bubbling in the second container.
  • One end of the pipe 33 is arranged at a position lower than the water surface of the liquid 35 contained in the second container 34, and one end of the pipe 36 is the water surface of the liquid 35 contained in the second container 34. It is located higher than the above.
  • the height of the water surface of the liquid 35 can be appropriately adjusted, and the type of the liquid 35 is not particularly limited, and may be, for example, water.
  • the liquid 35 contained in the second container 34 allows the gas existing in the pipe 33 and the gas existing in the second container 34 to freely flow. It is prevented.
  • the liquid 35 contained in the second container 34 maintains the high pressure in the pipe 33. Since the pressure of the gas existing in the container is also equal to or higher than the atmospheric pressure, the gas is blown into the liquid 35 contained in the second container 34 from the pipe 33 to generate bubbles. The gas that has passed through the liquid 35 as bubbles is discharged to the outside of the extruder through the pipe 36.
  • the backflow prevention device 30 is further provided with a first container 32, in which contaminants discharged from the extruder (particularly volatile substances generated from the melt-processable fluororesin) are trapped, and the piping 33 due to the contaminants is trapped. Blockage is prevented.
  • the gas introduction pipe 31 may also be blocked by the pollutant, but by installing a heater in the gas introduction pipe 31 to heat the gas introduction pipe 31, adhesion of the pollutant can be prevented.
  • the gas introduction port 22 is formed in a reverse taper shape. In this way, by forming the gas introduction port 22 so that the opening diameter increases from the gas discharge hole 23 toward the gas introduction port 22, the adhesion of pollutants to the periphery of the gas introduction port 22 is reduced.
  • the shape of the gas introduction port 22 is not limited to the reverse taper shape, but may be a stepped shape.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the shape of the gas inlet of the conventional mold.
  • the gas discharge hole 203 having a uniform diameter is provided, and the opening diameter of the gas introduction port 202 is the same as the diameter of the gas discharge hole.
  • An exposed surface 204 surrounded by the resin discharge port 201 is formed. Gas collides with the exposed surface 204 from a direction perpendicular to the exposed surface 204, and gas tends to stay around the exposed surface 204. Therefore, pollutants (generated from melt-processable fluororesin) contained in the hollow portion of the tube. There is a problem that (such as volatile substances) easily adhere to the exposed surface 204. When contaminants are deposited on the exposed surface 204, they adhere to the melt-processable fluororesin in a molten state discharged from the resin discharge port 201 and are mixed as foreign matter in the finally obtained tube, causing molding defects.
  • the mold 20 is formed so that the opening diameter increases from the gas discharge hole 23 toward the gas introduction port 22, so that the tube wound on the take-up reel is formed.
  • the gas supplied from the tip reaches the mold 20
  • the gas is smoothly introduced into the gas discharge hole 23 without staying around the gas introduction port 22 of the mold 20. Therefore, since the gas supplied to the tube is smoothly exhausted to the outside in a state containing contaminants, it is possible to effectively prevent the contaminants from adhering to the periphery of the gas inlet 22 and suppress the occurrence of molding defects. be able to.
  • the opening diameter of the gas introduction port is not particularly limited, but as shown in FIG. 2, when the opening diameter of the gas introduction port 22 is substantially the same as the inner diameter of the resin discharge port 21, the exposed surface is almost eliminated and the pollutant gas is eliminated. Adhesion to the periphery of the introduction port 22 can be further prevented.
  • the tube manufacturing device 100 includes a winding device 70.
  • FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the winding device 70.
  • the take-up device 70 shown in FIG. 5 is a take-up device for winding the tube 1, and is provided with a gas supply port 72 for supplying gas to the hollow portion of the tube 1 and a port downstream of the gas supply port 72.
  • a filter 73 that removes contaminants in the gas supplied from the gas supply port 72, a tube connection port 74 that is provided on the downstream side of the filter 73 and connects the tube 1, and a reel around which the tube is wound. It is equipped with a reel 75.
  • the take-up reel 75 is rotatably supported (shaft-supported) by a rotating shaft 77 provided on the support column 76 of the support frame, and the drive device 78 is driven to rotate with the rotating shaft 77, and the tube 1 is wound. Taken. One end of the tube 1 is connected to the tube connection port 74 via the lead tube 71. Gas is supplied from the tube connection port 74 to the hollow portion of the tube 1. The tube 1 is wound on a take-up reel 75 while flowing gas through the hollow portion.
  • the gas supply port 72 is connected to the gas supply device 80.
  • the gas supply device 80 may be a gas cylinder filled with high-pressure gas, a compressor, a blower, or the like.
  • the gas supply device 80 may be provided with a needle valve (not shown) to adjust the gas supply pressure. The pressure may be adjusted to an appropriate level by opening and closing the needle valve while simply checking the amount of air bubbles generated in the backflow prevention device 30.
  • the tube connection port 74 is connected to the gas supply port 72 via the filter 73.
  • the filter 73 By supplying the gas that has passed through the filter 73 to the hollow portion of the tube 1, a tube having a clean inner surface can be manufactured.
  • the type of gas supplied to the hollow portion of the tube 1 is not particularly limited, and may be an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, or helium gas, air, oxygen gas, halogen gas, or the like. From the viewpoint of cost reduction, air is preferable.
  • an inert gas such as nitrogen gas, argon gas, or helium gas, air, oxygen gas, halogen gas, or the like. From the viewpoint of cost reduction, air is preferable.
  • a gas that has passed through a filter is used as the gas to be supplied to the hollow portion, a tube having a clean inner surface can be manufactured even if the type of gas is air.
  • the filtration accuracy of the filter is not particularly limited, but is preferably 30 nm or less, more preferably 10 nm or less, still more preferably 5 nm or less, and particularly preferably 3 nm or less. If the filtration accuracy of the filter is too low, there are drawbacks that the gas resistance rises too much and the filter is easily clogged by contaminants in the gas. Therefore, the filtration accuracy of the filter is preferably 1 nm or more. ..
  • the collection efficiency of the filter is not particularly limited, but as the filter, a filter that collects 99.99% or more of particles of 30 nm or more is preferable, and a filter that collects 99.99% or more of particles of 10 nm or more is more preferable. A filter that collects 99.99% or more of particles having a size of 5 nm or more is more preferable, and a filter that collects 99.99% or more of particles having a size of 3 nm or more is particularly preferable.
  • the first filter 73a, the second filter 73b, and the third filter 73c are connected and provided in series.
  • the number of filters is not particularly limited, and one or more filters can be provided.
  • a gas having a higher degree of cleanliness can be easily supplied to the hollow portion of the tube 1.
  • filters having different filtration accuracy or collection efficiency can be provided, whereby a gas having a higher degree of cleanliness can be easily supplied to the hollow portion of the tube 1. can do.
  • a filter having a low filtration accuracy can be provided upstream, and a filter having a high filtration accuracy can be provided downstream thereof.
  • a first filter 73a, a second filter 73b, and a third filter 73c are provided.
  • the first filter 73a a filter having a filtration accuracy of more than 10 nm and 30 nm or less is used, and the second filter is used.
  • the filter 73b a filter having a filtration accuracy of more than 5 nm and 10 nm or less can be used, and as the third filter 73c, a filter having a filtration accuracy of 5 nm or less can be used.
  • a filter for removing impurities from the gas may be provided by a mechanism such as chemisorption.
  • filters are sometimes referred to as chemical filters.
  • the chemical filter can be installed upstream of the filter that physically removes impurities from the gas as described above.
  • the take-up device 70 further includes a rotary joint 79 provided on the downstream side of the gas supply port 72 and on the upstream side of the filter.
  • the gas introduced from the gas supply port 72 passes through the hollow portion of the rotary joint 79 and reaches the tube connection port 74, and the gas is supplied to the hollow portion of the tube 1.
  • the gas that has passed through the rotary joint 79 may contain contaminants such as fine particles generated by friction caused by the rotation of the rotary joint 79.
  • the filter 73 on the downstream side of the rotary joint 79, the contaminants generated from the rotary joint 79 can be filtered, so that the tube 1 can be pressed while supplying a gas having a higher degree of cleanliness to the hollow portion of the tube 1. It can be wound on the take-up reel 75.
  • the take-up device 70 further includes a lead tube 71 having one end connected to the tube connection port 74 and the other end connected to the tube 1. Gas is supplied to the hollow portion of the lead tube 71 from the tube connection port 74, and gas is also supplied to the hollow portion of the tube 1 connected to the lead tube 71.
  • one end of the lead tube 71 is connected to the tube 1, but before starting extrusion molding of the melt-processable fluororesin, one end of the lead tube 71 is connected to the tube 1. It has not been. While supplying gas to the lead tube 71 with the tip of the lead tube 71 exposed, the lead tube 71 is sent out from the take-up reel 75, and the lead tube 71 is inserted through the take-up machine 60, the cooling water tank 50, and the sizing die 40. And let it reach the front of the mold 20.
  • the tip of the lead tube 71 is connected to the tip of the melt-processable fluororesin extruded from the mold 20.
  • gas is supplied to the lead tube 71, and the tip of the lead tube 71 is connected to the tip of the melt-processable fluororesin extruded from the mold 20 while flowing out the gas from the tip of the lead tube 71.
  • Gas is supplied to the hollow portion of the molten tube 1. Clean gas is continuously supplied to the hollow portion of the molten tube 1 connected to the tip of the lead tube 71 from the time when it is connected to the tip of the lead tube 71. Contact with the atmosphere on the inner surface of the tube can be minimized while maintaining the shape of the hollow portion.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a method of connecting the tip of the lead tube 71 to the tip of the melt-processable fluororesin extruded from the mold 20.
  • the tip 71a of the lead tube 71 sent out from the winding device 70 is inserted into the tip 61a of the melt-processable fluororesin 61 in a molten state extruded from the mold 20.
  • the tip 61a of the lead tube 71 With the tip 71a of the lead tube 71 inserted into the tip 61a of the melt-processable fluororesin 61, the tip 61a is sandwiched and welded to the tip 71a using tweezers or the like.
  • the tip of the lead tube 71 and the tip of the melt-processable fluororesin can be connected to each other while allowing gas to flow out from the tip 71a of the lead tube 71.
  • the melt-processable fluororesin After connecting the tip of the lead tube 71 to the tip of the melt-processable fluororesin extruded from the mold 20, the melt-processable fluororesin is continuously extruded from the mold 20 and cooled with the lead tube 71. The winding of the tube 1 is started. In this way, long tubes can be manufactured with high productivity while maintaining a clean inner surface.
  • the length of the lead tube 71 may be the same as or longer than the distance from the winding device 70 to the mold 20, and is not particularly limited.
  • the length of the lead tube 71 may be 3 m or more, 5 m or more, and 100 m or less.
  • the material forming the lead tube 71 is not particularly limited as long as it is a material having the flexibility to be smoothly wound around the take-up reel. However, when a lead tube containing a melt-processable fluororesin is used, it is in a molten state. It is preferable because it is easily welded to a melt-processable fluororesin.
  • the extrusion of the melt-processable fluororesin and the winding of the tube are stopped.
  • the tube in which gas is sealed can be manufactured by welding and cutting any two points of the tube.
  • the inner surface of the tube obtained by such a manufacturing method has never been in contact with the atmosphere and is extremely clean.
  • a tube having a clean inner surface can be easily manufactured. Furthermore, when molding a melt-processable fluororesin while supplying a gas that has passed through a filter, clean gas is introduced into the tube without contacting the inner surface of the tube with a gas that has never passed through the filter. Can be enclosed in. Further, any two locations may be welded while maintaining the internal pressure at the time of molding, whereby the inner surface of the tube can be kept even more clean. The clean inner surface is maintained until the tube is cut to the desired length during use and air flows into the hollow through the cut.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of a tube 1 in which both ends are welded.
  • a welded portion 4 is provided around the cut surface 3 exposed at both ends, and the hollow portion of the tube 1 is sealed.
  • the welding location of the tube is not particularly limited, but for example, if one location of the tube is welded between the mold 20 and the sizing die 40 and one location of the tube is welded in the vicinity of being connected to the lead tube 71, Tubes can be manufactured without waste.
  • the melt-processable fluororesin of the tube at the portion to be welded is in a molten state, it can be welded by sandwiching it with tweezers or the like.
  • the tube at the portion to be welded is cooled and solidified, it can be welded by heating it with a heat gun or the like to partially melt the welded portion and sandwiching it with tweezers or the like.
  • the distance between the welding points is not particularly limited, and the welding points can be selected so that a tube having a desired length can be obtained. That is, according to the manufacturing method of the present disclosure, it is possible to easily manufacture a tube preferably 25 m or more, more preferably 30 m or more, still more preferably 40 m or more.
  • the upper limit of the length is not particularly limited, but may be 500 m.
  • the tube After welding any two points of the tube, the tube is completely wound on the take-up reel 75, and the take-up reel 75 is removed from the support stand to obtain the tube wound on the take-up reel.
  • a gas that has passed through a filter having a filtration accuracy of 30 nm or less is preferable.
  • the filtration accuracy of the filter is not particularly limited, but is preferably 10 nm or less, more preferably 5 nm or less, and further preferably 3 nm or less.
  • the tube filled with gas that has passed through a filter with a filtration accuracy of 5 nm or less is filled with gas that has collected particles with a collection efficiency of 99% or more.
  • the number of particles has a peak in the size of several tens of nm, and the number of particles in the size of several tens of nm in the atmosphere is said to be about tens of thousands to tens of millions / cc.
  • the collection efficiency of the filter is 99%, the number of particles having a size of several tens of nm in the filtered gas is several hundred to several tens of thousands / cc, and if the collection efficiency is 99.99%, the number of particles is several hundred to several tens of thousands.
  • the number of particles having a size of several tens of nm in the filtered gas is 1 to 1000 particles / cc.
  • two filters having a collection efficiency of 99% are installed in series, the number of particles having a size of several tens of nm in the gas after filtration is 1 to 1000 / cc.
  • the number of particles having a size of 5 nm or more can be reduced to 1000 particles / cc or less, preferably 500 particles / cc or less, and more preferably 100 particles / cc or less.
  • the collection efficiency of a commercially available filter is determined by passing a large amount of contaminated gas and measuring the number of fine particles in the concentrated gas, and in principle, a tube in which the gas is enclosed. By recovering the enclosed gas and measuring the number of particles in the gas, the number of particles in the enclosed gas can be grasped.
  • the internal space capacity of the tube is small, it is difficult to collect enough gas to concentrate to a measurable concentration in order to measure the number of particles in the gas in the tube.
  • the inventors propose a method for measuring the number of fine particles existing inside a tube in a liquid.
  • the measured particle size of the particle counter in the liquid is 30 nm or more, and in the manufacturing method of the present disclosure and the tube of the present disclosure, particles of this size are removed by a filter and are extremely low to the extent that they cannot be measured in principle. It is presumed to be the concentration.
  • a tube having an extremely clean inner surface can be manufactured as compared with the case where the current tube manufacturing method is used. You can see what you can do.
  • the method of manufacturing a tube in which both ends are welded has been described, but the method of sealing the tube is not limited to welding, and by installing a cap or the like at both ends, a filter is formed in the hollow portion. It is also possible to enclose the gas that has passed through. However, in order to obtain a tube in which the inner surface of the tube has never come into contact with a gas that has not passed through a filter, it is necessary to manufacture the tube by the above-mentioned manufacturing method. Therefore, a tube having a cleaner inner surface is used. If necessary, a tube in which both ends are welded is suitable.
  • the melt-processable fluororesin that forms the tube is a fluororesin that has melt-processability.
  • the melt processability means that a polymer can be melted and processed by using conventional processing equipment such as an extruder and an injection molding machine. Therefore, the melt-processable fluororesin usually has a melt flow rate of 0.01 to 500 g / 10 minutes as measured by the measuring method described later.
  • the melt flow rate (MFR) of the fluororesin is preferably 0.5 to 100 g / 10 minutes, more preferably 1 to 50 g / 10 minutes, and further preferably 2 to 40 g / 10 minutes.
  • MFR conforms to ASTM D-1238, with a die having a diameter of 2.1 mm and a length of 8 mm, a load of 5 kg, and an arbitrary temperature in the range of about 230 to 400 ° C, which is a general molding temperature of fluororesin. Measure at (eg, 372 ° C.).
  • the melting point of the fluororesin is not particularly limited, but is preferably 100 to 324 ° C, more preferably 220 to 315 ° C.
  • the melting point is a temperature corresponding to the maximum value in the heat of fusion curve when the temperature is raised at a rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter [DSC].
  • melt-processable fluororesin examples include tetrafluoroethylene / fluoroalkyl vinyl ether copolymer, tetrafluoroethylene (TFE) / hexafluoropropylene (HFP) copolymer, TFE / ethylene copolymer [ETFE], and TFE /.
  • Ethylene / HFP copolymer ethylene / chlorotrifluoroethylene (CTFE) copolymer [ECTFE], polychlorotrifluoroethylene [PCTFE], CTFE / TFE copolymer, polyvinylidenefluoride [PVdF], TFE / vinylidene
  • CTFE chlorotrifluoroethylene
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • VdF polyvinylidenefluoride
  • VdF polyvinylidenefluoride
  • VdF fluorolide copolymer
  • VT fluorolide copolymer
  • PVTC polyvinyl fluoride
  • HFP / VdF copolymer and the like.
  • melt-processable fluororesin a tetrafluoroethylene (TFE) / fluoroalkyl vinyl ether (FAVE) copolymer is preferable because it has excellent chemical resistance, heat resistance, and crack resistance.
  • TFE tetrafluoroethylene
  • FAVE fluoroalkyl vinyl ether
  • the TFE / FAVE copolymer has a problem that it is difficult to manufacture a tube having a clean inner surface due to the high molding temperature.
  • a tube containing a TFE / FAVE copolymer and having a clean inner surface can be produced with high productivity.
  • the TFE / FAVE copolymer is not particularly limited, but a copolymer having a molar ratio of TFE units to FAVE units (TFE unit / FAVE unit) of 70/30 or more and less than 99/1 is preferable. A more preferable molar ratio is 70/30 or more and 98.9 / 1.1 or less, and a more preferable molar ratio is 80/20 or more and 98.9 / 1.1 or less. If the TFE unit is too small, the mechanical properties tend to deteriorate, and if it is too large, the melting point tends to be too high and the moldability tends to deteriorate.
  • the TFE / FAVE copolymer contains 0.1 to 10 mol% of monomer units derived from TFE and a monomer copolymerizable with FAVE, and 90 to 99 to 99 in total of TFE units and FAVE units. It is also preferable that the copolymer is 9 mol%.
  • TFE / FAVE copolymer at least one selected from the group consisting of only TFE units and FAVE units and the group consisting of TFE / HFP / FAVE copolymers is preferable, and TFE units and FAVE are preferable. Copolymers consisting only of units are more preferable.
  • the melting point of the TFE / FAVE copolymer is preferably 280 to 322 ° C, more preferably 290 ° C or higher, further preferably 295 ° C or higher, particularly preferably 300 ° C or higher, and more preferably. It is 315 ° C or lower.
  • the melting point can be measured using a differential scanning calorimeter [DSC].
  • the glass transition temperature (Tg) of the TFE / FAVE copolymer is preferably 70 to 110 ° C, more preferably 80 ° C or higher, and more preferably 100 ° C or lower.
  • the glass transition temperature can be measured by dynamic viscoelasticity measurement.
  • the melt flow rate (MFR) of the TFE / FAVE copolymer at 372 ° C. is preferably 0.1 to 100 g / 10 minutes, more preferably 0.5 g / 10 minutes or more, still more preferably 1 g / g. It is 10 minutes or more, more preferably 80 g / 10 minutes or less, further preferably 40 g / 10 minutes or less, and particularly preferably 30 g / 10 minutes or less.
  • the TFE / FAVE copolymer a copolymer having a small number of functional groups is preferable because a cleaner tube can be obtained and the moldability is excellent, and the total number of functional groups is 106 carbon atoms. It is preferably 400 or less per unit.
  • the number of functional groups per 10 to 6 carbon atoms is more preferably 200 or less, further preferably 200 or less, particularly preferably 50 or less, and even more preferably 15 or less.
  • the functional group is a functional group existing at the main chain end or the side chain end of the TFE / FAVE copolymer, and a functional group existing in the main chain or the side chain.
  • Infrared spectroscopy can be used to identify the type of functional group and measure the number of functional groups.
  • the number of functional groups is measured by the following method.
  • the TFE / FAVE copolymer is melted at 340 to 350 ° C. for 30 minutes and compression molded to prepare a film having a thickness of 0.05 to 0.25 mm.
  • This film is analyzed by Fourier transform infrared spectroscopic analysis to obtain an infrared absorption spectrum of the TFE / FAVE copolymer, and a difference spectrum from a base spectrum that is completely fluorinated and has no functional group. From the absorption peak of a specific functional group appearing in this difference spectrum, the number N of functional groups per 1 ⁇ 10 6 carbon atoms in the TFE / FAVE copolymer is calculated according to the following formula (A).
  • N I ⁇ K / t (A)
  • Table 1 shows the absorption frequency, molar absorption coefficient, and correction coefficient for the functional groups in the present disclosure.
  • the molar extinction coefficient was determined from the FT-IR measurement data of the small molecule model compound.
  • the number of functional groups of -COF is derived from the number of functional groups obtained from the absorption peak having an absorption frequency of 1883 cm -1 due to -CF 2 COF and the absorption peak having an absorption frequency of 1840 cm -1 due to -CH 2 COF. It is the total with the obtained number of functional groups.
  • the functional group is introduced into the TFE / FAVE copolymer by, for example, a chain transfer agent or a polymerization initiator used in producing the TFE / FAVE copolymer.
  • a chain transfer agent or a polymerization initiator used in producing the TFE / FAVE copolymer.
  • a chain transfer agent or a polymerization initiator used in producing the TFE / FAVE copolymer.
  • -CH 2 OH is attached to the end of the main chain of the TFE / FAVE copolymer.
  • the functional group is introduced into the side chain terminal of the TFE / FAVE copolymer.
  • the TFE / FAVE copolymer having the number of functional groups within the above range can be obtained. That is, the TFE / FAVE copolymer is preferably fluorinated. It is also preferable that the TFE / FAVE copolymer has a -CF 3 terminal group.
  • the above fluorination treatment can be performed by contacting the non-fluorinated TFE / FAVE copolymer with the fluorine-containing compound.
  • the fluorine-containing compound is not particularly limited, and examples thereof include a fluorine radical source that generates fluorine radicals under fluorination treatment conditions.
  • a fluorine radical source that generates fluorine radicals under fluorination treatment conditions.
  • the fluorine radical source include F 2 gas, CoF 3 , AgF 2 , UF 6 , OF 2 , N 2 F 2 , CF 3 OF, and halogen fluoride (for example, IF 5 , ClF 3 ).
  • the fluorine radical source such as the F 2 gas may have a concentration of 100%, but from the viewpoint of safety, it is preferably mixed with an inert gas and diluted to 5 to 50% by mass before use. It is more preferable to dilute it to about 30% by mass before use.
  • the inert gas include nitrogen gas, helium gas, argon gas and the like, but nitrogen gas is preferable from the economical point of view.
  • the conditions for the fluorination treatment are not particularly limited, and the melted TFE / FAVE copolymer may be brought into contact with the fluorine-containing compound, but usually, it is preferably below the melting point of the TFE / FAVE copolymer. Can be carried out at a temperature of 20 to 220 ° C, more preferably 100 to 200 ° C.
  • the fluorination treatment is generally carried out for 1 to 30 hours, preferably 5 to 25 hours.
  • the fluorination treatment is preferably such that the non-fluorinated TFE / FAVE copolymer is brought into contact with a fluorine gas (F 2 gas).
  • the TFE / FAVE copolymer is produced by a conventionally known method such as emulsion polymerization or suspension polymerization by appropriately mixing a monomer as a constituent unit thereof or an additive such as a polymerization initiator. Can be done.
  • the outer diameter of the tube is not particularly limited, but may be 2 to 100 mm, 3 to 100 mm, or 5 to 50 mm.
  • the thickness of the tube may be 0.1 to 10 mm and may be 0.3 to 5 mm.
  • the tube of the present disclosure can be suitably used as a tube for chemical liquid piping for circulating chemical liquid, and can be particularly preferably used as a tube for chemical liquid piping used for transferring high-purity chemical liquid for manufacturing semiconductor devices.
  • the tube of the present disclosure has the above-mentioned structure, almost no contaminants adhere to the inner surface, and it is difficult to contaminate ultrapure water or high-purity chemicals used for manufacturing semiconductor devices. Since the tube of the present disclosure has such an effect, it is preferable that the tube is a tube for piping the chemical solution for circulating the chemical solution.
  • the chemical solution include chemical solutions used for semiconductor production, and examples thereof include chemical solutions such as ammonia water, ozone water, hydrogen peroxide solution, hydrochloric acid, sulfuric acid, resist solution, thinner solution, and developer solution.
  • the tube of the present disclosure can be used, for example, as a tube used in a semiconductor manufacturing facility such as a semiconductor manufacturing chemical supply line, a semiconductor manufacturing chemical liquid supply facility, a semiconductor cleaning device, a coater developer, or a semiconductor manufacturing device.
  • a semiconductor manufacturing facility such as a semiconductor manufacturing chemical supply line, a semiconductor manufacturing chemical liquid supply facility, a semiconductor cleaning device, a coater developer, or a semiconductor manufacturing device.
  • a high-purity chemical solution can be reliably supplied to a point of use.
  • a semiconductor device having a line width of 5 nm or less is manufactured, defect defects due to particles and metal contaminants of the semiconductor device are reduced, and the yield in the manufacture of the semiconductor device is improved. Can be expected.
  • the MFR is a copolymer of a copolymer that flows out from a nozzle having an inner diameter of 2.1 mm and a length of 8 mm per 10 minutes under a load of 372 ° C. and 5 kg using a melt indexer (manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.) according to ASTM D1238. It was determined by measuring the mass (g / 10 minutes).
  • the melting point was determined as the temperature corresponding to the maximum value in the heat of fusion curve when the temperature was raised at a rate of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter [DSC].
  • the length of the unstretched tube was measured and evaluated according to the following criteria. In the experimental example in which a tube of 20 m or more was obtained, continuous molding of the tube was possible, and a non-stretched tube could be manufactured with high productivity. In the experimental example in which a tube of less than 20 m was obtained, the tube extruded from the mold 20 was torn between the mold 20 and the sizing die 40, and continuous molding was impossible. Evaluation criteria ⁇ : The tube length was 20 m or more ⁇ : The tube length was less than 20 m

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Abstract

押出成形機に備えられた金型からチューブ状に押し出された溶融加工性フッ素樹脂を、冷却装置に導いて冷却した後、巻取装置を用いて、冷却されたチューブを巻取リールに巻き取るチューブの製造方法であって、前記巻取リールに巻き取られた前記チューブの先端から前記チューブの中空部にガスを供給し、前記金型に設けられたガス導入口から、前記中空部のガスを、金型に設けられたガス排出孔を通して、外部に排出することによって、前記中空部に前記ガスを流通させるとともに、前記中空部の内圧を、大気圧よりも高く、0.5kgf/cmよりも低い圧力に保つチューブの製造方法を提供する。

Description

チューブの製造方法、押出成形機、押出成形用金型、巻取装置およびチューブ
 本開示は、チューブの製造方法、押出成形機、押出成形用金型、巻取装置およびチューブに関する。
 特許文献1には、ふっ素樹脂またはふっ素樹脂をベースとする樹脂混和物を溶融押し出してチューブ状に成形するふっ素樹脂チューブの製造方法において、チューブ成形後、または成形中クリーンエアをチューブ中に流し、チューブ内のパーティクルをパージ処理することを特徴とするパーティクル低減ふっ素樹脂チューブの製造方法が記載されている。
特開2000-233435号公報
 本開示では、清浄な内面を有しており、寸法安定性に優れたチューブを、高い生産性で製造できるとともに、清浄な内面を容易に保つことができるチューブの製造方法およびその製造方法に用いる装置を提供することを目的とする。
 また、本開示では、清浄な内面を保った状態で取り扱うことができるチューブを提供することを目的とする。
 本開示によれば、押出成形機に備えられた金型からチューブ状に押し出された溶融加工性フッ素樹脂を、冷却装置に導いて冷却した後、巻取装置を用いて、冷却されたチューブを巻取リールに巻き取るチューブの製造方法であって、前記巻取リールに巻き取られた前記チューブの先端から前記チューブの中空部にガスを供給し、前記金型に設けられたガス導入口から、前記中空部のガスを、前記金型に設けられたガス排出孔を通して、外部に排出することによって、前記中空部にガスを流通させるとともに、前記中空部の内圧を、大気圧よりも高く、0.5kgf/cmよりも低い圧力に保つ製造方法が提供される。
 本開示の製造方法において、前記中空部に供給するガスが、フィルターを通過させたガスであることが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記中空部に供給するガスが、フィルターを通過させた空気であることが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記溶融加工性フッ素樹脂の押し出しを停止した後、チューブの任意の二箇所を溶着し、切断することによって、ガスが封入されているチューブを製造することが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記押出成形機が、前記金型および逆流防止装置を備えており、前記金型が、前記溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に吐出する樹脂吐出口と、チューブ状の前記溶融加工性フッ素樹脂の中空部のガスを、前記金型に設けられたガス排出孔に導入するガス導入口と、前記ガス導入口から導入した前記ガスを前記金型の外部に排出するガス排出孔と、を備えており、前記金型の前記ガス排出孔の下流側に、前記ガスの逆流を防止する前記逆流防止装置が接続されていることが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記金型が、前記溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に吐出する樹脂吐出口と、チューブ状の前記溶融加工性フッ素樹脂の中空部のガスを、前記金型に設けられたガス排出孔に導入するガス導入口と、前記ガス導入口から導入した前記ガスを前記金型の外部に排出するガス排出孔と、を備えており、前記ガス導入口が、前記ガス排出孔から前記ガス導入口に向かって、開口径が大きくなるように形成されていることが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記巻取装置が、前記チューブの中空部にガスを供給するガス供給口と、前記ガス供給口よりも下流側に設けられており、前記ガス供給口から供給されるガス中の汚染物質を除去する1個以上のフィルターと、前記フィルターよりも下流側に設けられており、前記チューブを接続するチューブ接続口と、前記チューブを巻き付ける巻取リールと、を備えることが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記巻取装置が、前記チューブの中空部にガスを供給するガス供給口と、前記ガス供給口に接続されており、巻き取る前の前記チューブの先端を前記ガス供給口と接続するリードチューブと、前記チューブおよび前記リードチューブを巻き付ける巻取リールと、を備えることが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記巻取装置が、リードチューブを備えており、前記リードチューブに前記ガスを供給しながら、前記リードチューブの先端を、前記金型から押し出された前記溶融加工性フッ素樹脂の先端と接続することにより、前記チューブの中空部に前記ガスを供給することが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記リードチューブを、前記巻取装置から前記金型まで送り出した状態で、前記リードチューブの先端を、前記金型から押し出された前記溶融加工性フッ素樹脂の先端と接続した後、前記金型からの前記溶融加工性フッ素樹脂の連続的な押し出し、および、前記リードチューブおよび冷却された前記チューブの巻き取りを開始することが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記溶融加工性フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン/フルオロアルキルビニルエーテル共重合体であることが好ましい。
 また、本開示によれば、溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に成形する金型および逆流防止装置を備える押出成形機であって、前記金型が、前記溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に吐出する樹脂吐出口と、前記チューブ状の溶融加工性フッ素樹脂の中空部のガスを、前記金型に設けられたガス排出孔に導入するガス導入口と、前記ガス導入口から導入した前記ガスを前記金型の外部に排出するガス排出孔と、を備えており、前記金型の前記ガス排出孔の下流側に、前記ガスの逆流を防止する前記逆流防止装置が接続されている押出成形機が提供される。
 本開示の押出成形機において、前記逆流防止装置が、バブリング装置であることが好ましい。
 また、本開示によれば、溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に成形する押出成形用金型であって、前記金型が、前記溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に吐出する樹脂吐出口と、前記チューブ状の溶融加工性フッ素樹脂の中空部のガスを、前記金型に設けられたガス排出孔に導入するガス導入口と、前記ガス導入口から導入した前記ガスを前記金型の外部に排出するガス排出孔と、を備えており、前記ガス導入口が、前記ガス排出孔から前記ガス導入口に向かって、開口径が大きくなるように形成されている押出成形用金型が提供される。
 本開示の押出成形用金型において、前記ガス導入口が、逆テーパー状であることが好ましい。
 また、本開示によれば、チューブを巻き取る巻取装置であって、前記チューブの中空部にガスを供給するガス供給口と、前記ガス供給口よりも下流側に設けられており、前記ガス供給口から供給されるガス中の汚染物質を除去する1個以上のフィルターと、前記フィルターよりも下流側に設けられており、前記チューブを接続するチューブ接続口と、前記チューブを巻き付ける巻取リールと、を備える巻取装置が提供される。
 本開示の巻取装置において、直列に連結された2個以上の前記フィルターを備え、前記フィルターのろ過精度がお互いに異なることが好ましい。
 本開示の巻取装置は、前記ガス供給口よりも下流側であって、前記フィルターよりも上流側に設けられた回転継手をさらに備えることが好ましい。
 また、本開示によれば、チューブを巻き取る巻取装置であって、前記チューブの中空部にガスを供給するガス供給口と、前記ガス供給口に接続されており、巻き取る前の前記チューブの先端を前記ガス供給口と接続するリードチューブと、前記リードチューブを巻き付ける巻取リールと、を備える巻取装置が提供される。
 本開示の巻取装置において、前記リードチューブの長さが、3m以上であることが好ましい。
 また、本開示によれば、溶融加工性フッ素樹脂を含有するチューブであって、両末端が封止されており、中空部にフィルターを通過させたガスが封入されているチューブが提供される。
 本開示のチューブは、両末端が溶着されていることが好ましい。
 本開示のチューブにおいて、前記チューブの内面が、フィルターを通過させていないガスと接触したことがないことが好ましい。
 本開示のチューブは、25m以上の長さを有することが好ましい。
 本開示のチューブは、巻取リールに巻かれていることが好ましい。
 本開示によれば、清浄な内面を有しており、寸法安定性に優れたチューブを、高い生産性で製造できるとともに、清浄な内面を容易に保つことができるチューブの製造方法およびその製造方法に用いる装置を提供することができる。
 また、本開示では、清浄な内面を保った状態で取り扱うことができるチューブを提供することができる。
図1は、チューブ製造装置の概略側面図である。 図2は、押出成形機の概略断面図である。 図3は、従来の金型が有するガス導入口の形状を示す概略断面図である。 図4は、押出成形機に設ける逆流防止装置の概略断面図である。 図5は、巻取装置の概略正面図である。 図6は、リードチューブの先端を、金型から押し出された溶融加工性フッ素樹脂の先端と接続する方法の一例を説明するための図である。 図7は、両端が溶着されたチューブの実施形態を示す概略断面図である。
 以下、本開示の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本開示は、以下の実施形態に限定されるものではない。
 本開示の製造方法においては、溶融加工性フッ素樹脂を溶融させて押出成形機に備えられた金型からチューブ状に押し出し、押出成形機に備えられた金型からチューブ状に押し出された溶融加工性フッ素樹脂を、冷却装置に導いて冷却した後、巻取装置を用いて、冷却されたチューブを巻取リールに巻き取ることにより、チューブを製造する。
 本開示の製造方法においては、巻取リールに巻き取られたチューブの先端からチューブの中空部にガスを供給し、金型に設けられたガス導入口から、中空部のガスを、金型に設けられたガス排出孔を通して、外部に排出することによって、中空部にガスを流通させるとともに、中空部の内圧を、大気圧よりも高く、0.5kgf/cmよりも低い圧力に保つようにしている。
 これによって、冷却固化前のチューブ(金型と冷却装置との間にあるチューブ)の形状を保つことができるとともに、チューブの中空部に含まれる汚染物質を、中空部から排出できる。さらに、冷却されたチューブを巻取リールに巻き取るようにしており、巻取リール側から金型の方向にガスを流通させることにより、巻取リールに巻き取られた状態のチューブの内面をも清浄な状態に保つことができる。金型が腐食した場合でも、金型の腐食により生じる汚染物質は、金型から外部に排出されるので、チューブの内面には付着しない。
 特許文献1には、送り出されたチューブの先端からチューブ内にクリーンエアを供給してパージ処理を施すことが記載されている。このような従来の方法では、チューブの内面に付着してしまった汚染物質(溶融加工性フッ素樹脂から発生する揮発物など)を除去することは困難である。汚染物質は、溶融状態の溶融加工性フッ素樹脂に付着すると、極めて強固に内面に付着するし、ガス流により付着した汚染物質を吹き飛ばそうとすると、高圧のガス流を用いる必要が生じる。溶融状態の溶融加工性フッ素樹脂が冷却されて固化する前のチューブは、非常に柔らかく、形状が変化しやすいことから、チューブの中空部に高圧のガスを流通させると、チューブの厚みの変動やチューブの径の変動が生じ、寸法安定性に優れたチューブを製造できないことがある。さらに、このような従来の方法では、長いチューブを製造するために広大な敷地を必要とする上、送り出されるチューブの先端が刻々と移動しつづけるために、チューブ内にクリーンエアを供給し続けることが困難である。
 本開示の製造方法によれば、中空部の内圧が大気圧よりも高く、0.5kgf/cmよりも低い圧力に保たれることから、チューブ状に押し出された溶融状態の溶融加工性フッ素樹脂の形状を保ちながら、清浄な内面を有しており、寸法安定性に優れたチューブを容易に製造することができる。
 さらに、本開示の製造方法によれば、巻取リールが用いられ、冷却後のチューブが巻取リールに巻き取られるとともに、巻き取られたチューブの先端からガスが供給されることから、内面が清浄であって、なおかつ、長いチューブを容易に製造することができる。しかも、製造中にチューブの中空部に大気が流入しないことから、製造中にチューブの内面に大気中の汚染物質が付着することがなく、高圧のガス流でパージしなくても、清浄な内面が保たれる。
 さらに、巻き取られたチューブの先端から供給されたガスは、金型を通って外部に排出される。溶融加工性フッ素樹脂は、溶融状態では金属を腐食させやすい性質を有していることから、溶融加工性フッ素樹脂の押出成形に用いる金型が腐食することがある。腐食した金型からは、金属成分などの汚染物質が生じる。本開示の製造方法によれば、金型が腐食した場合であっても、金型の腐食により生じる汚染物質は、金型から外部に排出され、金型から押し出されたチューブの中空部に流入することがないので、清浄な内面を有するチューブを製造することができる。
 本開示において、汚染物質には、溶融加工性フッ素樹脂から発生する揮発物、金属物質、パーティクル、大気中に存在する可塑剤等の有機物などが含まれる。
 以下、本開示の製造方法の実施形態およびその製造方法に用いる装置の実施形態について、図面を参照して説明する。
 図1はチューブ製造装置の概略側面図であり、図2は押出成形機の概略断面図であり、図4は押出成形機に設ける逆流防止装置の概略断面図であり、図5は巻取装置の概略正面図である。
 図1に示すチューブ製造装置100は、溶融加工性フッ素樹脂を溶融させてチューブ状に押し出す押出成形機10と、押し出された溶融状態のチューブの外径を規定するサイジングダイ40と、溶融状態のチューブを冷却して固化させる冷却水槽50と、冷却された溶融加工性フッ素樹脂のチューブを引き取る引取機60と、引取機から送り出されたチューブを巻き取る巻取装置70と、巻取装置70にガスを供給するガス供給装置80と、を備えている。
 チューブ製造装置100においては、押出成形機10のホッパー11から投入された溶融加工性フッ素樹脂が、押出成形機10のシリンダー12内で溶融され、スクリュ13が回転することにより、溶融された溶融加工性フッ素樹脂が、金型20からチューブ状に押し出される。チューブ状に押し出された溶融状態の溶融加工性フッ素樹脂は、サイジングダイ40を通過して、その外形が規定される。サイジングダイ40を通過した溶融加工性フッ素樹脂は、冷却水槽50において冷却された後、冷却された溶融加工性フッ素樹脂のチューブを引き取る引取機60を通過して、巻取装置70により、巻取装置が備える巻取リール75に巻き取られる。この際の引取速度(ラインスピード)は、一般的に30~150cm/分であり、30~120cm/分であってもよい。
 金型20とサイジングダイ40との間を搬送される溶融状態のチューブ状の溶融加工性フッ素樹脂は、特に柔らかく、形状が容易に変化する。したがって、チューブの変形を抑制しながら、チューブの内面への汚染物質の付着を抑制できる圧力で、チューブの中空部にガスを供給する必要がある。中空部の内圧(ゲージ圧)としては、大気圧よりも高く、0.5kgf/cmよりも低い圧力であればよいが、好ましくは0.4kgf/cm以下であり、より好ましくは0.3kgf/cm以下であり、好ましくは0.1kgf/cm以上であり、より好ましくは0.2kgf/cm以上である。中空部の内圧を上記範囲内に調整することにより、チューブ内面の汚染を抑制しながら、所望の形状を有するチューブを安定して製造できることが、発明者らの検討により実験的に確認された。中空部の内圧が低すぎても高すぎても、チューブの変形を十分に抑制することができない。
 図1および図2に示すように、押出成形機10は、溶融加工性フッ素樹脂をシリンダー内に投入するホッパー11と、溶融加工性フッ素樹脂を溶融させるシリンダー12と、シリンダー内に収容されており、溶融加工性フッ素樹脂を押し出すスクリュ13と、シリンダーと金型とを連結するアダプタ14と、押し出された溶融状態の溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に成形する金型20と、を備えている。
 図2に示すように、金型20は、溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に吐出する樹脂吐出口21と、チューブ状の溶融加工性フッ素樹脂1の中空部2のガスを、金型に設けられたガス排出孔に導入するガス導入口22と、ガス導入口から導入したガスを金型の外部に排出するガス排出孔23と、を備えている。
 押出成形機10は、逆流防止装置30をさらに備えており、逆流防止装置30は金型20のガス排出孔23に接続され、押出成形機10の外部にガスを排出するとともに、ガスの逆流を防止する。
 逆流防止装置30として、逆止弁、バブリング装置などを用いることができる。図4は、逆流防止装置30の実施形態を示す図である。図4に示す逆流防止装置30は、バブリング装置であり、金型20のガス排出孔23に接続されるガス導入管31と、ガス導入管から導入されるガス中の汚染物質を捕集する第1の容器32と、第1の容器と第2の容器とを連結する配管33と、配管33から導入されるガスをバブリングする第2の容器34と、第2の容器に収容される液体35と、第2の容器中でバブリングされたガスを排出する配管36と、を備えている。配管33の一端は、第2の容器34内に収容された液体35の水面よりも低い位置に配置されており、配管36の一端は、第2の容器34内に収容された液体35の水面よりも高い位置に配置されている。液体35の水面の高さは適宜調整することができ、液体35の種類も特に限定されず、たとえば、水であってよい。
 図4に示す逆流防止装置30では、第2の容器34内に収容された液体35により、配管33中に存在するガスと第2の容器34内に存在するガスとが自由に流通することが防止されている。チューブを押出成形する際に、チューブ内の内圧が大気圧よりも高い圧力に保たれている状態では、第2の容器34内に収容された液体35により高い圧力が保たれて、配管33中に存在するガスの圧力も大気圧以上となるので、配管33からガスが第2の容器34内に収容された液体35中に吹き込まれて気泡が生じる。気泡として液体35を通過したガスは、配管36を通って、押出成形機の外部に排出される。チューブの押出成形を停止し、巻取リールに巻き取られたチューブの先端からのガスの供給を停止すると、チューブ内の内圧が次第に大気圧に戻るが、第2の容器34内に収容された液体35により、第2の容器34内のガスが第1の容器32に逆流することが防止される。これによって、押出成形機10から押し出されて得られるチューブ1の中空部2内に、大気が流入してしまうことがないので、チューブの先端からのガスの供給を停止した後でも、チューブの内面に大気中の汚染物質が付着することがなく、清浄な内面が保たれる。
 逆流防止装置30には、第1の容器32がさらに設けられており、押出成形機から排出される汚染物質(特に溶融加工性フッ素樹脂から生じる揮発物)がトラップされて、汚染物質による配管33の閉塞が防止される。ガス導入管31も、汚染物質により閉塞する可能性があるが、ガス導入管31にヒータを設置して加熱することにより、汚染物質の付着を防止することができる。
 金型20においては、ガス導入口22が逆テーパー状に形成されている。このように、ガス導入口22を、ガス排出孔23からガス導入口22に向かって、開口径が大きくなるように形成することによって、ガス導入口22の周辺への汚染物質の付着が低減される。ガス導入口22の形状は、逆テーパー状に限られず、階段状であってもよい。
 図3は、従来の金型が有するガス導入口の形状を示す概略断面図である。従来の金型200では、均一の径を有するガス排出孔203が設けられており、ガス導入口202の開口径もガス排出孔の径と同じであることから、ガス導入口202の周辺には、樹脂吐出口201に囲まれた露出面204が形成される。露出面204には、露出面204に対して垂直な方向からガスが衝突する上、その周辺にガスが滞留しやすいことから、チューブの中空部に含まれる汚染物質(溶融加工性フッ素樹脂から発生する揮発物など)が露出面204に付着しやすい問題がある。露出面204に汚染物質が堆積すると、樹脂吐出口201から吐出される溶融状態の溶融加工性フッ素樹脂に付着し、最終的に得られるチューブに異物として混入し、成形不良を生じさせる。
 金型20においては、図2に示すように、ガス排出孔23からガス導入口22に向かって、開口径が大きくなるように形成されていることから、巻取リールに巻き取られたチューブの先端から供給されたガスが金型20に到達した際に、金型20のガス導入口22の周辺で滞留することなく円滑にガス排出孔23に導入される。したがって、チューブに供給されたガスが汚染物質を含んだ状態で円滑に外部に排気されるので、汚染物質のガス導入口22の周辺への付着を有効に防止し、成形不良の発生を抑制することができる。
 ガス導入口の開口径は、特に限定されないが、図2に示すように、ガス導入口22の開口径を樹脂吐出口21の内径と略同じにすると、露出面がほとんどなくなり、汚染物質のガス導入口22の周辺への付着を一層防止できる。
 チューブ製造装置100は、巻取装置70を備えている。図5は、巻取装置70の実施形態を示す図である。図5に示す巻取装置70は、チューブ1を巻き取る巻取装置であって、チューブ1の中空部にガスを供給するガス供給口72と、ガス供給口72よりも下流側に設けられており、ガス供給口72から供給されるガス中の汚染物質を除去するフィルター73と、フィルター73よりも下流側に設けられており、チューブ1を接続するチューブ接続口74と、チューブを巻き付ける巻取リール75と、を備えている。
 巻取リール75は、支持架台の支柱76に設けられた回転軸77に回転可能に支持(軸支)されており、駆動装置78が駆動されて、回転軸77とともに回転し、チューブ1が巻き取られる。チューブ1の一端は、リードチューブ71を介して、チューブ接続口74に接続されている。チューブ接続口74からは、チューブ1の中空部にガスが供給される。チューブ1は、中空部にガスを流通させながら、巻取リール75に巻き取られる。
 ガス供給口72は、ガス供給装置80に接続される。ガス供給装置80は、図1に示すように、高圧のガスが充填されたガスボンベであってもよいし、コンプレッサー、ブロアなどであってもよい。ガス供給装置80にニードルバルブ(図示せず)を設けて、ガスの供給圧力を調整してもよい。簡易的に、逆流防止装置30において発生する気泡の量を確認しながら、ニードルバルブを開閉することにより、適切な圧力に調整してもよい。
 チューブ接続口74は、フィルター73を介して、ガス供給口72に接続されている。フィルター73を通過させたガスを、チューブ1の中空部に供給することにより、清浄な内面を有するチューブを製造することができる。
 チューブ1の中空部に供給するガスの種類は、特に限定されず、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガス、空気、酸素ガス、ハロゲンガスなどであってよい。コストを低減する観点からは、空気が好適である。中空部に供給するガスとして、フィルターを通過させたガスを用いる場合には、ガスの種類が空気であっても、清浄な内面を有するチューブを製造することができる。
 フィルターのろ過精度は特に限定されないが、好ましくは30nm以下、より好ましくは10nm以下、さらに好ましくは5nm以下、特に好ましく3nm以下である。フィルターのろ過精度が低すぎると、ガス抵抗が上昇しすぎたり、ガス中の汚染物質によってフィルターの目詰まりが起きやすくなったりなる欠点があるので、フィルターのろ過精度は、好ましくは1nm以上である。
 フィルターの捕集効率は特に限定されないが、フィルターとしては、30nm以上の粒子を99.99%以上捕集するフィルターが好ましく、10nm以上の粒子を99.99%以上捕集するフィルターがより好ましく、5nm以上の粒子を99.99%以上捕集するフィルターがさらに好ましく、3nm以上の粒子を99.99%以上捕集するフィルターが特に好ましい。
 図5では、第1のフィルター73a、第2のフィルター73bおよび第3のフィルター73cが直列に連結されて設けられている。フィルターの数は特に限定されず、1個以上のフィルターを設けることができる。直列に連結された2個以上のフィルターを設けることにより、清浄度が一層高いガスをチューブ1の中空部に容易に供給することができる。2個以上のフィルターを設ける場合には、フィルターのろ過精度または捕集効率がお互いに異なるフィルターを設けることができ、これによって、清浄度がより一層高いガスをチューブ1の中空部に容易に供給することができる。
 たとえば、低いろ過精度を有するフィルターを上流に設けて、その下流に高いろ過精度を有するフィルターを設けることができる。図5では、第1のフィルター73a、第2のフィルター73bおよび第3のフィルター73cが設けれているが、第1のフィルター73aとして、ろ過精度が10nm超30nm以下のフィルターを用い、第2のフィルター73bとして、ろ過精度が5nm超10nm以下のフィルターを用い、第3のフィルター73cとして、ろ過精度が5nm以下のフィルターを用いることができる。
 また、化学吸着などの機構により、ガスから不純物を除去するフィルターを設けてもよい。このようなフィルターは、ケミカルフィルターと呼ばれることがある。たとえば、ケミカルフィルターを、上記したような物理的にガスから不純物を除去するフィルターの上流に設置することができる。
 巻取装置70は、ガス供給口72よりも下流側であって、フィルターよりも上流側に設けられた回転継手79をさらに備える。ガス供給口72から導入されたガスは、回転継手79の中空部を通って、チューブ接続口74に到達し、チューブ1の中空部にガスが供給される。回転継手79を通過したガスには、回転継手79の回転による摩擦によって生じる微粒子などの汚染物質が含まれるおそれがある。回転継手79よりも下流側にフィルター73を設けることによって、回転継手79から生じる汚染物質をろ過することができるので、清浄度が一層高いガスをチューブ1の中空部に供給しながら、チューブ1を巻取リール75に巻き取ることができる。
 巻取装置70は、チューブ接続口74にその一端が接続されており、その他端がチューブ1に接続されているリードチューブ71をさらに備えている。リードチューブ71の中空部には、チューブ接続口74からガスが供給され、リードチューブ71に接続されたチューブ1の中空部にもガスが供給される。
 図5に示す巻取装置70では、リードチューブ71の一端がチューブ1に接続されているが、溶融加工性フッ素樹脂の押出成形を開始する前には、リードチューブ71の一端はチューブ1に接続されていない。リードチューブ71の先端が露出した状態でリードチューブ71にガスを供給しながら、巻取リール75からリードチューブ71を送り出して、リードチューブ71を引取機60、冷却水槽50およびサイジングダイ40を挿通させて、金型20の手前まで到達させる。このようにして、リードチューブ71を、巻取装置70から金型20まで送り出した状態で、リードチューブ71の先端を、金型20から押し出された溶融加工性フッ素樹脂の先端と接続する。この際、リードチューブ71にガスを供給し、リードチューブ71の先端からガスを流出させながら、リードチューブ71の先端を、金型20から押し出された溶融加工性フッ素樹脂の先端と接続して、溶融状態のチューブ1の中空部にガスを供給する。リードチューブ71の先端と接続された溶融状態のチューブ1の中空部には、リードチューブ71の先端と接続した時点から、清浄なガスが継続して供給されるので、ガスの供給圧力によってチューブの中空部の形状を保ちながら、チューブの内面の大気との接触を最小限に抑制することができる。
 図6は、リードチューブ71の先端を、金型20から押し出された溶融加工性フッ素樹脂の先端と接続する方法の一例を説明するための図である。図6に示すように、巻取装置70から送り出されたリードチューブ71の先端71aを、金型20から押し出された溶融状態の溶融加工性フッ素樹脂61の先端61aに挿入する。リードチューブ71の先端71aを、溶融加工性フッ素樹脂61の先端61aに挿入した状態で、ピンセットなどを用いて、先端61aを挟んで先端71aに溶着させる。このような方法によって、リードチューブ71の先端71aからガスを流出させながら、リードチューブ71の先端と、溶融加工性フッ素樹脂の先端とを接続することができる。
 リードチューブ71の先端を、金型20から押し出された溶融加工性フッ素樹脂の先端と接続した後、金型20からの溶融加工性フッ素樹脂の連続的な押し出し、および、リードチューブ71および冷却されたチューブ1の巻き取りを開始する。このようにして、清浄な内面を保った状態で、長いチューブを高い生産性で製造することができる。
 リードチューブ71の長さは、巻取装置70から金型20までの距離と同じ又はそれを超える長さであればよく、特に限定されない。リードチューブ71の長さは、3m以上であってよく、5m以上であってよく、100m以下であってよい。
 リードチューブ71を形成する材料は、特に限定されず、巻取リールに円滑に巻き取れる柔軟性を有する材料であればよいが、溶融加工性フッ素樹脂を含有するリードチューブを用いると、溶融状態の溶融加工性フッ素樹脂と溶着させやすいことから好ましい。
 所望の長さのチューブを製造した時点で、溶融加工性フッ素樹脂の押し出しおよびチューブの巻き取りを停止する。溶融加工性フッ素樹脂の押し出しを停止した後、チューブの任意の二箇所を溶着し、切断することによって、ガスが封入されているチューブを製造することができる。このような製造方法により得られるチューブの内面は、一度も大気と接触したことがなく、極めて清浄である。
 チューブの中空部にガスを流通させることにより、チューブ内面への汚染物質の付着を抑制し、清浄な内面を有するチューブを製造しても、チューブの梱包、出荷、輸送、使用などの際に、チューブの中空部に流入する大気中の汚染物質がチューブ内面に付着してしまい、清浄な内面を保つことができないおそれがある。チューブを製造してから実際に使用されるまでには、相当の期間を要することが通常であるにも関わらず、従来の製造方法により得られるチューブでは、清浄な内面を保つことが困難である。
 成形完了後にチューブの任意の二箇所を溶着し、切断することによって、清浄な内面を有するチューブを容易に製造することができる。さらには、フィルターを通過させたガスを供給しながら溶融加工性フッ素樹脂を成形する場合には、チューブの内面を一度もフィルターを通過させていないガスと接触させることなく、清浄なガスをチューブ内に封入することができる。さらに、成形時の内圧を保った状態で任意の二箇所を溶着させてもよく、これによって、チューブの内面をより一層清浄な状態に保つことができる。清浄な内面は、使用時に所望の長さにチューブが切断され、切断口から大気が中空部に流入するまで保たれる。
 図7は、両端が溶着されたチューブ1の実施形態を示す概略断面図である。図7に示すチューブ1では、両末端に露出する切断面3の周辺に溶着部4が設けられており、チューブ1の中空部が封止されている。
 チューブの溶着箇所は特に限定されないが、たとえば、金型20からサイジングダイ40の間でチューブの一か所を溶着し、リードチューブ71に接続されている付近でチューブの一か所を溶着すると、無駄なくチューブを製造することができる。溶着しようとする箇所のチューブの溶融加工性フッ素樹脂が溶融状態にある場合には、ピンセットなどで挟むことにより、溶着させることができる。溶着しようとする箇所のチューブが冷却固化している場合は、ヒートガンなどで加熱して、溶着箇所を部分的に溶融状態にし、ピンセットなどで挟むことにより、溶着させることができる。
 溶着箇所間の距離は、特に限定されず、所望の長さのチューブが得られるように溶着箇所を選択することができる。すなわち、本開示の製造方法によれば、好ましくは25m以上、より好ましくは30m以上、さらに好ましくは40m以上のチューブを容易に製造することができる。長さの上限は特に限定されないが、500mであってよい。
 チューブの任意の二箇所を溶着した後、チューブを巻取リール75に全て巻き取り、巻取リール75を支持架台から取り外すことにより、巻取リールに巻かれているチューブを得ることができる。
 このようにして、溶融加工性フッ素樹脂を含有するチューブであって、両末端が封止されており、中空部にフィルターを通過させたガスが封入されているチューブを製造することができる。
 フィルターを通過させたガスとしては、ろ過精度が30nm以下のフィルターを通過させたガスが好ましい。フィルターのろ過精度は特に限定されないが、好ましくは10nm以下、より好ましくは5nm以下、さらに好ましくは3nm以下である。
 ろ過精度が5nm以下のフィルターを通過させたガスを封入したチューブには、捕集効率が99%以上で粒子が捕集されたガスが封入されていると推認できる。具体的には、大気中のナノ粒子の研究として、測定装置の性能の限界から、5~500nmのナノ粒子に関する研究が多くある。粒子数の分布は数十nmサイズにピークがあり、大気中の数十nmサイズの粒子の数は数万~数千万個/cc程度とされている。フィルターの捕集効率が99%であれば、ろ過後のガス中の数十nmサイズの粒子の数は数百~数万個/ccであり、捕集効率が99.99%であれば、ろ過後のガス中の数十nmサイズの粒子の数は1~1000個/ccとなる。また、捕集効率が99%のフィルターを2個直列に設置すれば、ろ過後のガス中の数十nmサイズの粒子の数は1~1000個/ccとなる。つまり、5nmサイズのフィルターで空気をろ過することにより、5nm以上の粒子数を1000個/cc以下、好ましくは500個/cc以下、更に好ましくは100個/cc以下とすることが可能である。
 一般に市販フィルターの捕集効率は、汚染された大容量のガスを通過させて、濃縮されたガス中の微粒子数を測定する事で決定されており、原理的にはガスが封入されているチューブから、封入されたガスを回収し、ガス中のパーティクル数を測定することにより、封入されているガス中の粒子数を把握することができる。しかし、チューブでは内部空間容量が少ない為に、チューブ内のガス中のパーティクル数を測定するには、測定できる濃度まで濃縮できるに足るガス量を捕集する事が難しい。発明者らは、チューブ内部に存在する微粒子数を液中で測定する方法を提案する。具体的には微粒子がフィルターにより除去された超純水、又はアルコールなどの溶剤をチューブに封入した後、リオン社製、光散乱式液中粒子検出器KS-19Fなどを用いて測定する方法である。液中パーティクルカウンターの測定粒子サイズは30nm以上であり、本開示の製造方法および本開示のチューブにおいては、このサイズのパーティクルはフィルターで除去されており、原理的には測定されない程度に、極めて低濃度である事が推測される。パーティクル測定作業での、二次汚染を十分に注意する必要があるが、現状のチューブ製造方法を用いる場合に比べて、本開示の製造方法を用いることにより、極めて清浄な内面を有するチューブが製造できる事を確認する事ができる。
 上記した実施形態では、両末端が溶着されているチューブの製造方法を説明したが、チューブの封止方法は融着に限定されず、キャップなどを両末端に設置することにより、中空部にフィルターを通過させたガスを封入することもできる。しかしながら、チューブの内面が、フィルターを通過させていないガスと接触したことがないチューブを得るためには、上述した製造方法によりチューブを製造する必要があることから、一層清浄な内面を有するチューブを要する場合には、両末端が溶着されているチューブが好適である。
 チューブを形成する溶融加工性フッ素樹脂は、溶融加工性を有するフッ素樹脂である。本開示において、溶融加工性とは、押出機および射出成形機などの従来の加工機器を用いて、ポリマーを溶融して加工することが可能であることを意味する。従って、溶融加工性のフッ素樹脂は、後述する測定方法により測定されるメルトフローレートが0.01~500g/10分であることが通常である。
 フッ素樹脂のメルトフローレート(MFR)は、好ましくは0.5~100g/10分であり、より好ましくは1~50g/10分であり、さらに好ましくは2~40g/10分である。
 MFRは、ASTM D-1238に準拠して、直径2.1mmで長さが8mmのダイにて、荷重5kg、フッ素樹脂の一般的な成形温度である約230~400℃の範囲の任意の温度(たとえば、372℃)で測定する。
 フッ素樹脂の融点は、特に限定されないが、好ましくは100~324℃であり、より好ましくは220~315℃である。上記融点は、示差走査熱量計〔DSC〕を用いて10℃/分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度である。
 溶融加工性フッ素樹脂としては、たとえば、テトラフルオロエチレン/フルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン(TFE)/ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体、TFE/エチレン共重合体〔ETFE〕、TFE/エチレン/HFP共重合体、エチレン/クロロトリフルオロエチレン(CTFE)共重合体〔ECTFE〕、ポリクロロトリフルオロエチレン〔PCTFE〕、CTFE/TFE共重合体、ポリビニリデンフルオライド〔PVdF〕、TFE/ビニリデンフルオライド(VdF)共重合体〔VT〕、ポリビニルフルオライド〔PVF〕、TFE/VdF/CTFE共重合体〔VTC〕、TFE/HFP/VdF共重合体などが挙げられる。
 溶融加工性フッ素樹脂としては、なかでも、耐薬品性、耐熱性、耐クラック性に優れていることから、テトラフルオロエチレン(TFE)/フルオロアルキルビニルエーテル(FAVE)共重合体が好ましい。
 TFE/FAVE共重合体は、成形温度が高いこともあって、清浄な内面を有するチューブを製造することが難しい問題がある。本開示の製造方法を用いることにより、TFE/FAVE共重合体を含有するチューブであって、清浄な内面を有するチューブを高い生産性で製造することができる。
 上記TFE/FAVE共重合体としては、特に限定されないが、TFE単位とFAVE単位とのモル比(TFE単位/FAVE単位)が70/30以上99/1未満である共重合体が好ましい。より好ましいモル比は、70/30以上98.9/1.1以下であり、さらに好ましいモル比は、80/20以上98.9/1.1以下である。TFE単位が少なすぎると機械物性が低下する傾向があり、多すぎると融点が高くなりすぎ成形性が低下する傾向がある。
 上記TFE/FAVE共重合体は、TFEおよびFAVEと共重合可能な単量体に由来する単量体単位が0.1~10モル%であり、TFE単位およびFAVE単位が合計で90~99.9モル%である共重合体であることも好ましい。
 TFEおよびFAVEと共重合可能な単量体としては、HFP、CZ=CZ(CF(式中、Z、ZおよびZは、同一または異なって、HまたはFを表し、Zは、H、FまたはClを表し、nは2~10の整数を表す。)で表されるビニル単量体、および、CF=CF-OCH-Rf(式中、Rfは炭素数1~5のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるアルキルパーフルオロビニルエーテル誘導体等が挙げられる。なかでも、HFPが好ましい。
 上記TFE/FAVE共重合体としては、TFE単位およびFAVE単位のみからなる共重合体、および、上記TFE/HFP/FAVE共重合体からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、TFE単位およびFAVE単位のみからなる共重合体がより好ましい。
 上記TFE/FAVE共重合体の融点は、好ましくは280~322℃であり、より好ましくは290℃以上であり、さらに好ましくは295℃以上であり、特に好ましくは300℃以上であり、より好ましくは315℃以下である。上記融点は、示差走査熱量計〔DSC〕を用いて測定できる。
 上記TFE/FAVE共重合体のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは70~110℃であり、より好ましくは80℃以上であり、より好ましくは100℃以下である。上記ガラス転移温度は、動的粘弾性測定により測定できる。
 上記TFE/FAVE共重合体の372℃におけるメルトフローレート(MFR)は、好ましくは0.1~100g/10分であり、より好ましくは0.5g/10分以上であり、さらに好ましくは1g/10分以上であり、より好ましくは80g/10分以下であり、さらに好ましくは40g/10分以下であり、特に好ましくは30g/10分以下である。
 上記TFE/FAVE共重合体としては、一層清浄なチューブが得られること、および成形性に優れることから、少ない官能基数を有する共重合体が好ましく、官能基数は、合計で、炭素原子10個あたり400個以下であることが好ましい。炭素原子10個あたりの官能基の個数は、より好ましくは200個以下であり、さらに好ましくは200個以下であり、特に好ましくは50個以下であり、より好ましくは15個以下である。
 上記官能基は、上記TFE/FAVE共重合体の主鎖末端または側鎖末端に存在する官能基、および、主鎖中または側鎖中に存在する官能基である。上記官能基としては、-CF=CF、-CFH、-COF、-COOH、-COOCH、-CONHおよび-CHOHからなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
 上記官能基の種類の同定および官能基数の測定には、赤外分光分析法を用いることができる。
 官能基数については、具体的には、以下の方法で測定する。まず、上記TFE/FAVE共重合体を340~350℃にて30分間溶融し、圧縮成形して、厚さ0.05~0.25mmのフィルムを作製する。このフィルムをフーリエ変換赤外分光分析により分析して、上記TFE/FAVE共重合体の赤外吸収スペクトルを得、完全にフッ素化されて官能基が存在しないベーススペクトルとの差スペクトルを得る。この差スペクトルに現れる特定の官能基の吸収ピークから、下記式(A)に従って、上記TFE/FAVE共重合体における炭素原子1×10個あたりの官能基数Nを算出する。
   N=I×K/t  (A)
    I:吸光度
    K:補正係数
    t:フィルムの厚さ(mm)
 参考までに、本開示における官能基について、吸収周波数、モル吸光係数および補正係数を表1に示す。また、モル吸光係数は低分子モデル化合物のFT-IR測定データから決定したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 -CHCFH、-CHCOF、-CHCOOH、-CHCOOCH、-CHCONHの吸収周波数は、それぞれ表中に示す、-CFH、-COF、-COOH freeと-COOH bonded、-COOCH、-CONHの吸収周波数から数十カイザー(cm-1)低くなる。
 従って、たとえば、-COFの官能基数とは、-CFCOFに起因する吸収周波数1883cm-1の吸収ピークから求めた官能基数と、-CHCOFに起因する吸収周波数1840cm-1の吸収ピークから求めた官能基数との合計である。
 上記官能基数は、-CF=CF、-CFH、-COF、-COOH、-COOCH、-CONHおよび-CHOHの合計数であってよい。
 上記官能基は、たとえば、上記TFE/FAVE共重合体を製造する際に用いた連鎖移動剤や重合開始剤によって、上記TFE/FAVE共重合体に導入される。たとえば、連鎖移動剤としてアルコールを使用したり、重合開始剤として-CHOHの構造を有する過酸化物を使用したりした場合、上記TFE/FAVE共重合体の主鎖末端に-CHOHが導入される。また、官能基を有する単量体を重合することによって、上記官能基が上記TFE/FAVE共重合体の側鎖末端に導入される。
 このような官能基を有する上記TFE/FAVE共重合体を、フッ素化処理することによって、上記範囲内の官能基数を有する上記TFE/FAVE共重合体を得ることができる。すなわち、上記TFE/FAVE共重合体は、フッ素化処理されたものであることが好ましい。また、上記TFE/FAVE共重合体は、-CF末端基を有することも好ましい。
 上記フッ素化処理は、フッ素化処理されていないTFE/FAVE共重合体とフッ素含有化合物とを接触させることにより行うことができる。
 上記フッ素含有化合物としては特に限定されないが、フッ素化処理条件下にてフッ素ラジカルを発生するフッ素ラジカル源が挙げられる。上記フッ素ラジカル源としては、Fガス、CoF、AgF、UF、OF、N、CFOF、フッ化ハロゲン(例えばIF、ClF)等が挙げられる。
 上記Fガス等のフッ素ラジカル源は、100%濃度のものであってもよいが、安全性の面から不活性ガスと混合し5~50質量%に希釈して使用することが好ましく、15~30質量%に希釈して使用することがより好ましい。上記不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等が挙げられるが、経済的な面より窒素ガスが好ましい。
 上記フッ素化処理の条件は、特に限定されず、溶融させた状態のTFE/FAVE共重合体とフッ素含有化合物とを接触させてもよいが、通常、TFE/FAVE共重合体の融点以下、好ましくは20~220℃、より好ましくは100~200℃の温度下で行うことができる。上記フッ素化処理は、一般に1~30時間、好ましくは5~25時間行う。上記フッ素化処理は、フッ素化処理されていないTFE/FAVE共重合体をフッ素ガス(Fガス)と接触させるものが好ましい。
 上記TFE/FAVE共重合体は、例えば、その構成単位となるモノマーや、重合開始剤等の添加剤を適宜混合して、乳化重合、懸濁重合を行う等の従来公知の方法により製造することができる。
 チューブの外径は、特に限定されないが、2~100mmであってよく、3~100mmであってよく、5~50mmであってよい。上記チューブの厚みは、0.1~10mmであってよく、0.3~5mmであってよい。
 本開示のチューブは、薬液を流通させるための薬液配管用チューブとして好適に用いることができ、半導体デバイス製造用高純度薬液を移送するために用いる薬液配管用チューブとして特に好適に用いることができる。
 半導体工場においては、半導体デバイスを製造するために用いる超純水や高純度薬液を流通させるためのチューブが多く使用されている。チューブの内面は、空気中に存在する微粒子、TFE/FAVE共重合体を溶融成形する際に生じるポリマーヒュームなどの汚染物質により汚染される可能性がある。特に、ナノサイズの汚染物質は、ファンデルワールス力、静電気力などにより、ポリマー内面に付着するので、純水などの洗浄水による除去が困難である。したがって、半導体工場において新しいチューブを用いる場合には、チューブ内を洗浄(フラッシング)するために、多量の超純水や薬液が必要になったり、長時間の洗浄が必要になったりするなどの問題がある。
 本開示のチューブは、上記構成を有することから、汚染物質が内面にほとんど付着しておらず、半導体デバイスを製造するために用いる超純水や高純度薬液を汚染させにくい。本開示のチューブは、このような効果を奏することから、薬液を流通させるための薬液配管用チューブであることが好ましい。上記薬液としては、半導体製造に用いる薬液が挙げられ、たとえば、アンモニア水、オゾン水、過酸化水素水、塩酸、硫酸、レジスト液、シンナー液、現像液などの薬液が挙げられる。
 本開示のチューブは、たとえば、半導体製造用薬液供給ライン、半導体製造用薬液供給設備、半導体洗浄装置、コーターディベロッパーなどの半導体製造設備または半導体製造装置に用いるチューブとして利用することができる。本開示のチューブを半導体製造設備または半導体製造装置に用いることにより、高純度の薬液を確実にユースポイントに供給することができる。本開示のチューブを用いることにより、線幅が5nm以下の半導体デバイスを製造する場合であっても、半導体デバイスのパーティクルや金属汚染物質による欠陥不良を低減して、半導体デバイスの製造における歩留まりの向上が期待できる。
 以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
 つぎに本開示の実施形態について実施例をあげて説明するが、本開示はかかる実施例のみに限定されるものではない。
 各実験例において、溶融加工性フッ素樹脂として、以下の樹脂を用いた。
   PFA(1):ダイキン工業製 ネオフロン(登録商標) PFA AP-230SH
      テトラフルオロエチレン/パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)共重合体
      メルトフローレート(MFR)2.0g/10min
      融点307℃
 MFRは、ASTM D1238に従って、メルトインデクサー(安田精機製作所社製)を用いて、372℃、5kg荷重下で、内径2.1mm、長さ8mmのノズルから10分間あたりに流出する共重合体の質量(g/10分)を測定することにより、求めた。
 融点は、示差走査熱量計〔DSC〕を用いて、10℃/分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度として求めた。
実験例1~5
(フッ素樹脂チューブの成形)
 PFA(1)を用い、図1に示すチューブ製造装置を用いて、表2に示す成形条件にて外径6.35mm、内径4.35mmの無延伸チューブを製造した。押出成形機10として、スクリュ径φ30mmの溶融押出成形機(田辺プラスチックス社製)を使用した。評価方法を以下に示す。また、評価結果を表2に示す。
(1)ガス供給可否
 巻取リール75に巻き取られたチューブの先端からチューブの中空部にガスを供給し、バブリング装置(逆流防止装置30)中で発生する気泡の有無を確認した。気泡の発生は、供給したガスが、金型20に設けられたガス排出孔を通して、金型20の外部に排出されていることを意味する。
評価基準
   〇:気泡が確認できた
   ×:気泡が確認できなかった
(2)チューブ成形可否
 無延伸チューブの長さを測定し、以下の基準で評価した。20m以上のチューブが得られた実験例においては、チューブの連続成形が可能であり、高い生産性で無延伸チューブを製造できた。20m未満のチューブしか得られなかった実験例においては、金型20とサイジングダイ40との間で、金型20から押し出されたチューブが破れ、連続成形が不可能であった。
評価基準
   〇:チューブ長が20m以上であった
   ×:チューブ長が20m未満であった
(3)チューブ寸法安定性
 図1に示す冷却装置(冷却水槽)50と引取機60との間に外径測定器(KEYENCE製、商品名LS-9030)を設置し、得られたチューブのうち、任意の20m分の範囲の外径を測定し、以下の基準で評価した。
評価基準
   〇:測定した範囲のチューブの全部の外径が6.35±0.10mmの範囲内であった
   ×:測定した範囲のチューブの一部の外径が6.35±0.10mmの範囲外であった
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
1    チューブ
2    中空部
100  チューブ製造装置
10   押出成形機
20   金型
30   逆流防止装置
40   サイジングダイ
50   冷却装置(冷却水槽)
60   引取機
70   巻取装置
71   リードチューブ
80   ガス供給装置

Claims (25)

  1.  押出成形機に備えられた金型からチューブ状に押し出された溶融加工性フッ素樹脂を、冷却装置に導いて冷却した後、巻取装置を用いて、冷却されたチューブを巻取リールに巻き取るチューブの製造方法であって、
     前記巻取リールに巻き取られた前記チューブの先端から前記チューブの中空部にガスを供給し、前記金型に設けられたガス導入口から、前記中空部のガスを、前記金型に設けられたガス排出孔を通して、外部に排出することによって、前記中空部にガスを流通させるとともに、前記中空部の内圧を、大気圧よりも高く、0.5kgf/cmよりも低い圧力に保つ製造方法。
  2.  前記中空部に供給するガスが、フィルターを通過させたガスである請求項1に記載の製造方法。
  3.  前記中空部に供給するガスが、フィルターを通過させた空気である請求項1または2に記載の製造方法。
  4.  前記溶融加工性フッ素樹脂の押し出しを停止した後、チューブの任意の二箇所を溶着し、切断することによって、ガスが封入されているチューブを製造する請求項1~3のいずれかに記載の製造方法。
  5.  前記押出成形機が、前記金型および逆流防止装置を備えており、
     前記金型が、前記溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に吐出する樹脂吐出口と、チューブ状の前記溶融加工性フッ素樹脂の中空部のガスを、前記金型に設けられたガス排出孔に導入するガス導入口と、前記ガス導入口から導入した前記ガスを前記金型の外部に排出するガス排出孔と、を備えており、
     前記金型の前記ガス排出孔の下流側に、前記ガスの逆流を防止する前記逆流防止装置が接続されている
    請求項1~4のいずれかに記載の製造方法。
  6.  前記金型が、前記溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に吐出する樹脂吐出口と、チューブ状の前記溶融加工性フッ素樹脂の中空部のガスを、前記金型に設けられたガス排出孔に導入するガス導入口と、前記ガス導入口から導入した前記ガスを前記金型の外部に排出するガス排出孔と、を備えており、
     前記ガス導入口が、前記ガス排出孔から前記ガス導入口に向かって、開口径が大きくなるように形成されている
    請求項1~5のいずれかに記載の製造方法。
  7.  前記巻取装置が、
     前記チューブの中空部にガスを供給するガス供給口と、
     前記ガス供給口よりも下流側に設けられており、前記ガス供給口から供給されるガス中の汚染物質を除去する1個以上のフィルターと、
     前記フィルターよりも下流側に設けられており、前記チューブを接続するチューブ接続口と、
     前記チューブを巻き付ける巻取リールと、
    を備える請求項1~6のいずれかに記載の製造方法。
  8.  前記巻取装置が、
     前記チューブの中空部にガスを供給するガス供給口と、
     前記ガス供給口に接続されており、巻き取る前の前記チューブの先端を前記ガス供給口と接続するリードチューブと、
     前記チューブおよび前記リードチューブを巻き付ける巻取リールと、
    を備える請求項1~7のいずれかに記載の製造方法。
  9.  前記巻取装置が、リードチューブを備えており、前記リードチューブに前記ガスを供給しながら、前記リードチューブの先端を、前記金型から押し出された前記溶融加工性フッ素樹脂の先端と接続することにより、前記チューブの中空部に前記ガスを供給する請求項1~8のいずれかに記載の製造方法。
  10.  前記リードチューブを、前記巻取装置から前記金型まで送り出した状態で、前記リードチューブの先端を、前記金型から押し出された前記溶融加工性フッ素樹脂の先端と接続した後、前記金型からの前記溶融加工性フッ素樹脂の連続的な押し出し、および、前記リードチューブおよび冷却された前記チューブの巻き取りを開始する、請求項9に記載の製造方法。
  11.  前記溶融加工性フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン/フルオロアルキルビニルエーテル共重合体である請求項1~10のいずれかに記載の製造方法。
  12.  溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に成形する金型および逆流防止装置を備える押出成形機であって、
     前記金型が、前記溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に吐出する樹脂吐出口と、前記チューブ状の溶融加工性フッ素樹脂の中空部のガスを、前記金型に設けられたガス排出孔に導入するガス導入口と、前記ガス導入口から導入した前記ガスを前記金型の外部に排出するガス排出孔と、を備えており、
     前記金型の前記ガス排出孔の下流側に、前記ガスの逆流を防止する前記逆流防止装置が接続されている
    押出成形機。
  13.  前記逆流防止装置が、バブリング装置である請求項12に記載の押出成形機。
  14.  溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に成形する押出成形用金型であって、
     前記金型が、前記溶融加工性フッ素樹脂をチューブ状に吐出する樹脂吐出口と、前記チューブ状の溶融加工性フッ素樹脂の中空部のガスを、前記金型に設けられたガス排出孔に導入するガス導入口と、前記ガス導入口から導入した前記ガスを前記金型の外部に排出するガス排出孔と、を備えており、
     前記ガス導入口が、前記ガス排出孔から前記ガス導入口に向かって、開口径が大きくなるように形成されている
    押出成形用金型。
  15.  前記ガス導入口が、逆テーパー状である請求項14に記載の押出成形用金型。
  16.  チューブを巻き取る巻取装置であって、
     前記チューブの中空部にガスを供給するガス供給口と、
     前記ガス供給口よりも下流側に設けられており、前記ガス供給口から供給されるガス中の汚染物質を除去する1個以上のフィルターと、
     前記フィルターよりも下流側に設けられており、前記チューブを接続するチューブ接続口と、
     前記チューブを巻き付ける巻取リールと、
    を備える巻取装置。
  17.  直列に連結された2個以上の前記フィルターを備え、前記フィルターのろ過精度がお互いに異なる請求項16に記載の巻取装置。
  18.  前記ガス供給口よりも下流側であって、前記フィルターよりも上流側に設けられた回転継手をさらに備える請求項16または17に記載の巻取装置。
  19.  チューブを巻き取る巻取装置であって、
     前記チューブの中空部にガスを供給するガス供給口と、
     前記ガス供給口に接続されており、巻き取る前の前記チューブの先端を前記ガス供給口と接続するリードチューブと、
     前記リードチューブを巻き付ける巻取リールと、
    を備える巻取装置。
  20.  前記リードチューブの長さが、3m以上である請求項19に記載の巻取装置。
  21.  溶融加工性フッ素樹脂を含有するチューブであって、両末端が封止されており、中空部にフィルターを通過させたガスが封入されているチューブ。
  22.  両末端が溶着されている請求項21に記載のチューブ。
  23.  前記チューブの内面が、フィルターを通過させていないガスと接触したことがない請求項21または22に記載のチューブ。
  24.  25m以上の長さを有する請求項21~23のいずれかに記載のチューブ。
  25.  巻取リールに巻かれている請求項21~24のいずれかに記載のチューブ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024053707A1 (ja) * 2022-09-09 2024-03-14 ダイキン工業株式会社 チューブおよびチューブの製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000233435A (ja) 1999-02-16 2000-08-29 Nichias Corp パーティクル低減ふっ素樹脂チューブの製造方法
JP2008238664A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Tohoku Univ 樹脂成型装置
JP2020002341A (ja) * 2018-06-26 2020-01-09 ダイキン工業株式会社 成形品およびその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001088816A (ja) 1999-09-17 2001-04-03 Daikin Ind Ltd 含フッ素ポリマーチューブ成形体およびその製造法
JP5477849B2 (ja) 2009-11-20 2014-04-23 エア・ウォーター株式会社 導電性樹脂チューブの製造方法、導電性樹脂チューブの製造装置およびローラの製造方法
US11826975B2 (en) * 2016-08-16 2023-11-28 Daikin Industries, Ltd. Molded article and manufacturing method for molded article

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000233435A (ja) 1999-02-16 2000-08-29 Nichias Corp パーティクル低減ふっ素樹脂チューブの製造方法
JP2008238664A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Tohoku Univ 樹脂成型装置
JP2020002341A (ja) * 2018-06-26 2020-01-09 ダイキン工業株式会社 成形品およびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024053707A1 (ja) * 2022-09-09 2024-03-14 ダイキン工業株式会社 チューブおよびチューブの製造方法

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