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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024062455
(43)【公開日】2024-05-10
(54)【発明の名称】可撓管
(51)【国際特許分類】
   F16L 11/04 20060101AFI20240501BHJP
   B32B 27/30 20060101ALI20240501BHJP
   B32B 1/08 20060101ALI20240501BHJP
【FI】
F16L11/04
B32B27/30 D
B32B1/08 B
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022170286
(22)【出願日】2022-10-25
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-06-12
(71)【出願人】
【識別番号】000134534
【氏名又は名称】株式会社トヨックス
(74)【代理人】
【識別番号】110002022
【氏名又は名称】弁理士法人コスモ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】沼田 健一
(72)【発明者】
【氏名】大蔵 優
【テーマコード(参考)】
3H111
4F100
【Fターム(参考)】
3H111BA15
3H111CB04
3H111CC02
3H111CC03
3H111CC07
4F100AK01B
4F100AK01C
4F100AK17A
4F100AK46B
4F100AK51C
4F100AL09C
4F100BA02
4F100BA03
4F100BA04
4F100BA05
4F100BA07
4F100DA11
4F100DG00D
4F100JB01
4F100JB16B
4F100JB16C
4F100JK07A
4F100YY00A
(57)【要約】
【課題】飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などで用いられる、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や苛性ソーダ水溶液などの酸・アルカリ性流体への耐性に優れた柔軟な可撓管を提供する。
【解決手段】本発明の可撓管は、フッ素樹脂からなる厚みが0.05~0.5mm且つ可撓管全体の厚みに対して1~16%である第一樹脂層と、前記第一樹脂層と異なる熱可塑性樹脂からなる第二樹脂層とを少なくとも含む可撓管において、前記フッ素樹脂は、ASTM D790で測定された曲げ弾性率が500~1200MPaであり、且つ、FTIR測定で得られた波数1400~1500cm-1のC-H結合に対応するピーク面積(A)と波数1000~1100cm-1のC-F結合に対応するピーク面積(B)の比(A)/(B)が0.2~4.0である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フッ素樹脂からなる厚みが0.05~0.5mm且つ可撓管全体の厚みに対して1~16%である第一樹脂層と、前記第一樹脂層と異なる熱可塑性樹脂からなる第二樹脂層とを少なくとも含む可撓管において、前記フッ素樹脂は、ASTM D790で測定された曲げ弾性率が500~1200MPaであり、且つ、FTIR測定で得られた波数1400~1500cm-1のC-H結合に対応するピーク面積(A)と波数1000~1100cm-1のC-F結合に対応するピーク面積(B)の比(A)/(B)が0.2~4.0である可撓管。
【請求項2】
前記第二樹脂層の熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂であり、前記第二樹脂層の厚みが0.05~0.4mmであることを特徴とする請求項1に記載の可撓管。
【請求項3】
前記第二樹脂層の外側に熱可塑性樹脂からなる第三樹脂層を積層し、可撓管の内径(C)と可撓管全体の厚み(D)の比(E)=(D)/(C)が0.4以下、第一樹脂層の厚み(F)と第三樹脂層の厚み(G)の比(H)=(G)/(F)が4.0以上、且つ前記比(E)と(H)の積(E)×(H)が0.8~1.7を満たすことを特徴とする請求項2に記載の可撓管。
【請求項4】
隣接する層の間に、繊維、モノフィラ、ワイヤー、スプリングからなる補強材を少なくとも一つ含む請求項3に記載の可撓管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などで用いられる、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や苛性ソーダ水溶液などの酸・アルカリ性流体への耐性に優れた柔軟な可撓管に関する。
【背景技術】
【0002】
フッ素樹脂は耐薬品性、耐熱性、耐候性、ガスバリア性等の優れた特性を有し溶出物が少なく、流体に直接接触する材料にフッ素樹脂を使用した可撓管は、種々の産業分野で使用されているが、フッ素樹脂は硬く高価であることから、外周面に熱可塑性樹脂を積層しフッ素樹脂の使用量を抑えた積層ホースが提案されている。
【0003】
例えば、特許文献1では、燃料バリア性や耐薬品性、耐熱性に優れたエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(以下、ETFE)を内層材料に使用し、機械特性や耐久性に優れたポリアミドを外層材料として積層した燃料用ホースが開示されている。また、特許文献2では、PVDFからなる内層と熱可塑性樹脂からなる外層を共有結合することで炭化水素燃料及び燃料蒸気に対して高い耐性を有する燃料用ホースが開示されている。
【0004】
しかしながら、これらの燃料用ホースは燃料バリア性や耐薬品性には優れるものの柔軟性に乏しく、特に飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場など配管自由度が求められる用途において、可撓管が描く円の半径(曲げ半径)が小さくなるよう設置すると、可撓管がキンクし流路を閉塞するという問題があった。
そこで、外周面に積層する熱可塑性樹脂としてより柔軟なポリウレタンを使用した積層ホースが提案されている。
【0005】
特許文献3では、ETFEからなる内層に、ポリアミド層とポリウレタン層とを積層した、柔軟性に優れた食品用ホースが開示されている。
しかしながら、食品、化粧品、香料、医薬品などの製造工場では、製造過程における製品への異物混入対策として、複数種類の製品に対応して管内を流れる流体が変わる度に管内面を次亜塩素酸ナトリウム水溶液や苛性ソーダ水溶液などの酸・アルカリ性流体で洗浄する工程を含み、洗浄に使用される薬液の酸・アルカリ成分が接液面を透過しポリアミド層を腐食することで層間剥離が発生し、流路を閉塞するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第4247103号公報
【特許文献2】特表2020-535986公報
【特許文献3】特許第4696293号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などで用いられる、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や苛性ソーダ水溶液などの酸・アルカリ性流体への耐性に優れた柔軟な可撓管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の目的は、下記の(1)~(4)により達成される。
(1) フッ素樹脂からなる層の厚みが0.05~0.5mm且つ可撓管全体の厚みに対してフッ素樹脂からなる層の厚みが1~16%である第一樹脂層と、前記第一樹脂層と異なる熱可塑性樹脂からなる第二樹脂層とを少なくとも含む可撓管において、前記フッ素樹脂は、ASTM D790で測定された曲げ弾性率が500~1200MPaであり、且つ、FTIR測定で得られた波数1400~1500cm-1のC-H結合に対応するピーク面積(A)と波数1000~1100cm-1のC-F結合に対応するピーク面積(B)の比(A)/(B)が0.2~4.0である。
【0009】
(2) 前記第二樹脂層の熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂であり、前記第二樹脂層の厚みが0.05~0.4mmであることを特徴とする、前記(1)に記載の可撓管。
【0010】
(3) 前記第二樹脂層の外側に熱可塑性樹脂からなる第三樹脂層を積層し、可撓管の内径(C)と可撓管全体の厚み(D)の比(E)=(D)/(C)が0.4以下、第一樹脂層の厚み(F)と第三樹脂層の厚み(G)の比(H)=(G)/(F)が4.0以上、且つ前記比(E)と(H)の積(E)×(H)が0.8~1.7を満たすことを特徴とする、前記(2)に記載の可撓管。
【0011】
(4) 隣接する層の間に、繊維、モノフィラ、ワイヤー、スプリングからなる補強材を少なくとも一つ含む、前記(3)に記載の可撓管。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などに用いられる、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や苛性ソーダ水溶液などの酸・アルカリ性流体への耐性に優れた柔軟な可撓管が得られる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の可撓管の好適な実施形態を詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る可撓管は、例えば飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などに用いられる、次亜塩素酸ナトリウム水溶液や苛性ソーダ水溶液などの酸・アルカリ性流体への耐性に優れた柔軟な可撓管である。
【0014】
<第一樹脂層>
第一樹脂層はフッ素樹脂から形成される。導電性を付与するためにカーボン系や金属系の導電性フィラーを添加してもよいが、これに限定されるものではない。
第一樹脂層の厚みは0.05~0.5mmが好ましく、より好ましくは0.1~0.4mmである。当該厚みが0.05mmより薄いと酸・アルカリ性流体を透過し第二樹脂層を腐食するため酸・アルカリ性流体を流す可撓管として使用できない。一方、0.5mmより厚いと酸・アルカリ性流体の透過は抑えられるものの、曲げた際にキンクが発生しやすくなり、小さい曲げ半径で配管が可能な可撓管を得ることが出来ない。従って、当該厚みを前記範囲のものとすることにより、第一樹脂層の柔軟性及び酸・アルカリ性流体の透過耐性が向上し、酸・アルカリ性流体を流しても腐食せず、小さい曲げ半径で設置してもキンクしない、従来にない柔軟な可撓管を得ることが出来る。
【0015】
また、第一樹脂層の厚みが可撓管全体の厚みに対して16%より大きいと、可撓管を曲げた時に、第一樹脂層の外側にある他の層が第一樹脂層の断面円形形状を保持できず、断面形状が扁平することでキンクが発生する。第一樹脂層の厚みが可撓管全体の厚みに対して1%より小さいと、可撓管を曲げた時の曲げ方向内側で、第一樹脂層が外側にある他の層の圧縮方向の動きに追従し、第一樹脂層にシワが発生することで、シワを起点として可撓管がキンクするため好ましくない。
【0016】
第一樹脂層には流体を汚染せず、流体からの腐食などの影響を受けない材料が好ましい。具体的にはフッ素樹脂であり、例示するならばエチレン/テトラフルオロエチレンコポリマー(ETFE)、ポリビニルフルオライド(PVF)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、エチレン/クロロトリフルオロエチレンコポリマー(ECTFE)、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン/ビニリデンフルオライドターポリマー(THV)などがあげられるが、これに限定されるものではない。好ましくは、高い機械的強度と溶融成形性を有するETFEであり、より好ましくは酸変性した接着性官能基が付与された接着性ETFEである。
【0017】
前記フッ素樹脂はASTM D790で測定された曲げ弾性率が500~1200MPaである。曲げ弾性率はフッ素樹脂の数平均分子量に依存し、数平均分子量の目安とすることが出来る。すなわち、曲げ弾性率が高いほど数平均分子量が高く、曲げ弾性率が低いほど数平均分子量が低い。従って、曲げ弾性率が500MPa未満だと数平均分子量が低く分子鎖の絡み合いが少なく、分子鎖間の自由体積が大きくなり酸・アルカリ性流体を透過しやすく、曲げ弾性率が1200MPaより大きいと数平均分子量が高く溶融成形性が低下し、柔軟な可撓管を得ることが出来ない。好ましくは、曲げ弾性率が600~1100MPaである。
【0018】
また、前記フッ素樹脂はFTIR測定で得られた波数1400~1500cm-1のC-H結合に対応するピーク面積(A)と波数1000~1100cm-1のC-F結合に対応するピーク面積(B)の比(A)/(B)が0.2~4.0である。当該ピーク面積比はフッ素樹脂中のC-H単位とC-F単位の比に相当し、すなわち、ピーク面積比が高いほどC-H単位が多く、ピーク面積比が低いほどC-F単位が多い。従って、ピーク面積比が0.2未満だとC-F単位が多くフッ素樹脂として機械的強度が高く、溶融成形性が低下し、柔軟な可撓管を得ることが出来ない。一方、ピーク面積比が4.0より大きいとC-H単位が多くなり、F原子に比べH原子は原子直径が小さいことからH原子と結合しているC-C結合が回転しやすく、自由体積が大きくなり酸・アルカリ性流体を透過しやすい。
【0019】
<第二樹脂層>
第二樹脂層は第一樹脂層と異なる熱可塑性樹脂から形成され、柔軟性、熱安定性、光安定性、耐候性などの機能を発現させるため添加剤を添加してもよい。添加剤としては、柔軟性を付与する可塑剤や安定剤などあり、例えば可塑剤としては分子量200~400のヒドロキシ安息香酸アルキル系可塑剤などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【0020】
第二樹脂層には柔軟性がありフッ素樹脂への接着性に優れた材料が好ましく、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマーや、これらの相互混合材料、それらを従来公知の方法で処理した変性樹脂などがあげられるが、これに限定されるものではない。好ましくは、ISO178で測定された曲げ弾性率が200~1300MPaのポリアミド11やポリアミド12、ポリアミド系エラストマー、およびこれらの相互混合材料である。
第二樹脂層の厚みは0.05~0.4mmが好ましく、より好ましくは0.1~0.35mmである。
当該厚みが0.05mmより薄いと可撓管の機械的強度が低下し、一方、0.4mmより厚いと柔軟な可撓管を得ることが出来ない。従って、当該厚みを前記範囲のものとすることにより、第二樹脂層が柔軟性を得ることが出来る。
【0021】
<第三樹脂層>
第三樹脂層は熱可塑性樹脂から形成され、柔軟性、熱安定性、光安定性、耐候性などの機能を発現させるため添加剤を添加してもよい。添加剤としては、柔軟性を付与する可塑剤や安定剤などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
第三樹脂層には柔軟性に優れた材料が好ましく、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマーや、これらの相互混合材料などがあげられるが、これに限定されるものではない。好ましくは機械的強度が低く柔軟性に優れたポリウレタン系エラストマーであり、より好ましくはJIS K 7311で測定されたショアA硬度60~95、反発弾性40~70%のエステル系、カプロ系、カーボネート系、エーテル系のポリウレタンエラストマーである。
第三樹脂層の厚みは、可撓管に適切な柔軟性を付与するため、0.1~5.0mmが好ましく、より好ましくは0.5~3.5mmである。
【0022】
<補強材>
補強材としては、例えば、ポリエステル、PET、ナイロン(登録商標)またはアラミド繊維等からなる複数本または単数本のブレード、オレフィン樹脂、ポリエステル樹脂等からなるモノフィラメント、細いモノフィラメント(monofilament:単繊維)を編んだマルチフィラメント、テープ状の糸からなるフラットヤーン(またはテープヤーン)、ステンレス等からなる金属線またはステンレスに類する硬質材料からなるコイル等が挙げられる。
【0023】
<積層構成>
本発明の可撓管は、本発明におけるフッ素樹脂からなる第一樹脂層と熱可塑性樹脂からなる第二樹脂層を積層した積層構造を含む可撓管である。
本発明の可撓管において、第一樹脂層が耐薬品性を備え溶出物が少なく、第二樹脂層が柔軟性と第一樹脂層との接着性を備えることで、耐薬品性に優れ溶出物が極々少量でありフッ素樹脂からなる単層チューブと比べて折れにくい可撓管が出来、更に柔軟な第三樹脂層を積層することで、小さい曲げ半径で設置してもキンクしない、従来にない柔軟な可撓管を得ることが出来る。
【0024】
前記基本積層構造を含む限り、それに他の熱可塑性樹脂からなる層を更に積層した可撓管としてもよく、任意の隣接する層間に補強材を備えてもよい。可撓管全体の層数は特に制限されず、少なくとも3層以上、通常は3~8層、好ましくは3~5層である。
【0025】
可撓管としての全体の肉厚は可撓管の内径と用途に応じた柔軟性や耐圧性などの各種特性を考慮して決定される。耐圧性や耐キンク性、取り扱いの観点から、可撓管の内径が大きくなるにつれ肉厚も増加することが好ましい。具体的には、可撓管の内径(C)と可撓管全体の厚み(D)の比(E)=(D)/(C)が0.4以下であることが好ましく、(E)が0.4より大きいと、可撓管の内径に対して肉厚が厚く、可撓管の柔軟性が損なわれ配管の自由度が求められる各種製造工場などでの使用に適さない。また、第一樹脂層の厚み(F)と第三樹脂層の厚み(G)の比(H)=(G)/(F)は4.0以上であることが好ましく、(H)が4.0未満の場合、第三樹脂層の厚みが可撓管に柔軟性を付与するのに十分な厚みではなく、柔軟な可撓管を得ることが出来ない。
【0026】
さらに、(E)と(H)から、第一樹脂層の厚みと第三樹脂層の厚みを、内径によって変化する可撓管全体の厚みに対して規定することができ、(E)×(H)が0.8~1.7の範囲を満たすことが好ましい。(E)×(H)が0.8未満の場合、可撓管の内径に対して可撓管全体の厚みが薄いため、可撓管を曲げた際に断面円形形状を保持できず、断面形状が扁平することでキンクが発生する。1.7より大きい場合、可撓管の内径に対して可撓管全体の厚みが厚いため、可撓管を曲げた時の曲げ方向内側が圧縮されることでシワが発生し、シワを起点として可撓管がキンクする。
【0027】
曲げ半径(R)は可撓管の内径が大きくなるにつれ増加する。本発明の可撓管は、曲げ半径(R)を内径(C)で割った値(R)/(C)が15未満であり、(R)/(C)が15未満の場合、小さい曲げ半径で設置してもキンクせず好ましい。好ましくは13未満であり、更に好ましくは11未満である。
【0028】
<積層方法>
本発明の可撓管の成形方法としては、(1)第一樹脂層をなす接着性フッ素樹脂と第二樹脂層をなす熱可塑性樹脂を溶融状態で共押出し成形し、両者を溶融接着して一段で二層構造の可撓管を形成する共押出し成形による方法や、(2)第一樹脂層をなすフッ素樹脂を押出し成形して得られた管の外側表面を、プラズマ放電、コロナ放電などの放電処理、ナトリウムエッチングなどの薬液処理で改質し、種々の接着性官能基を当該表面に導入し、ついで外表面処理されたフッ素樹脂管に第二樹脂層をなす熱可塑性樹脂を押出し成形し積層する方法などがある。
生産性の観点から共押出し成形による方法が好ましく、層間の接着性を向上するために、第一樹脂層は接着性を有するフッ素樹脂を使用することが出来る。
酸変性した接着性を有するフッ素樹脂としては、接着性官能基を導入したETFEとして「Fluon(登録商標) LM-ETFE AH Series(AGC株式会社製)」や「ネオフロン(登録商標) EFEP RPシリーズ(ダイキン工業株式会社製)」などがある。
【0029】
一例として、第一樹脂層に酸変性した接着性フッ素樹脂を使用した場合、第二樹脂層には酸変性した接着性フッ素樹脂と相溶性が良いポリアミド、第三樹脂層にはポリアミドと相溶性が良く耐熱性に優れたポリウレタンエラストマーを使用し、三層を共押出し成形で同時に積層することで、耐薬品性と耐熱性に優れた柔軟な可撓管を得ることが出来る。
本発明の可撓管は、耐薬品性と柔軟性に優れるものである。また、耐熱性、耐食性、耐油性、耐候性等に優れることから、食品用、化粧品用、香料用、医薬品用、医療用、燃料用、冷却液用、純水用、インク用などのチューブ、ホース類として好適に使用することが出来る。
【実施例0030】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の技術的範囲がこれに限定されるものではない。
なお、測定項目である、ピーク面積比、耐薬品性、柔軟性は下記の方法によって測定した。
【0031】
<ピーク面積比>
ピーク面積比は、FTIR測定は日本分光製フーリエ変換赤外分光光度計「FT/IR-6100typeA(波数間隔0.482117cm-1)」を使用し、ペレット化された樹脂を試料として用いて測定した。まず、透過率の増加量を波数の増加量で除した一次微分値と、一次微分値の増加量を波数の増加量で除した二次微分値をそれぞれ算出し、一次微分値の正負が変化する点を極値、二次微分値の正負が変化する点を変曲点とした。極値の内、透過率が最小の値を取る点をピーク、その両隣の変曲点をベース〔1〕、ベース〔2〕として、ピークの波数におけるベース〔1〕とベース〔2〕を結ぶ直線の透過率とピークの透過率の差をピーク高さとした。次に、ピークの波数におけるベース〔1〕とベース〔2〕を結ぶ直線の透過率とピークの透過率の中央値を半値として、半値における波形の幅(半値幅)を求めた。
【0032】
波数1400~1500cm-1に現れるC-H結合に対応するピークから、ピーク高さと半値幅を求め、その積をC-H結合に対応するピーク面積(A)、波数1000~1100cm-1に現れるC-F結合に対応するピークから、ピーク高さと半値幅を求め、その積をC-F結合に対応するピーク面積(B)として、それらの比(A)/(B)をピーク面積比とする。ここで、接着性ETFE5の波数1000~1100cm-1でのC-F結合に対応するピーク面積の算出例を表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
<耐薬品性>
耐薬品性は、実施例1~31、及び比較例1~5の可撓管(実施例及び比較例毎に、同一の生産ロットから得た30cmの可撓管12本)に35%塩酸水溶液を封入し、23℃環境下で放置した際に、剥離が生じるまでの時間を測定した。可撓管の端から10cm、20cmの位置をそれぞれ切断した後、内面同士が接触するまで外力を加え扁平させた後可撓管自体の復元力で円周方向に復元させた際に、層間に剥離が発生しているかを確認した。剥離の確認は1週間毎に1本ずつ行い、剥離までの時間が2ヶ月以上を◎、1.5ヶ月以上2ヶ月未満を〇、1ヶ月以上1.5ヶ月未満を△、1ヶ月未満を×とした。
【0035】
<柔軟性>
柔軟性は実施例1~31、及び比較例1~5の可撓管を曲げることで評価した。23℃環境下で、直交する2方向の直径の比が1:1の円形となるように可撓管を曲げ、可撓管の外径が通常時の90%まで扁平した時の可撓管が描く円の半径(曲げ半径)Rを測定した。一般に曲げ半径Rは可撓管の内径が大きくなるにつれ増加するため、その評価には可撓管の内径(C)、曲げ半径(R)の比を用いて
(R)/(C)が11未満を◎、11以上13未満を〇、13以上15未満を△、15以上を×とした。
【0036】
<総合評価>
まず、耐薬品性において評価◎(2ヶ月以上)の内、2ヶ月以上2.5ヶ月未満を「◎-」、2.5ヶ月以上を「◎+」とし、柔軟性において評価◎(11未満)の内、9以上11未満を「◎-」、9未満を「◎+」とした。
そのうえで、耐薬品性と柔軟性の評価◎+~×をもとに、×が一つでもあると1点、△が一つでもあると2点、〇が一つでもあると3点、◎-が一つでもあると4点、どちらも◎+を5点として5段階で総合評価した。
【0037】
実施例に示す可撓管を作成するにあたって、下記の特徴を有する接着性ETFE1~9を準備した。曲げ弾性率、及びピーク面積比は、重合時のエチレン、テトラフルオロエチレンのモル比を変えることで操作し、接着性は、重合時に仕込むエチレン、テトラフルオロエチレンの合計モル数に対して0.4モル%に相当する量の無水イタコン酸を同時に仕込むことで得た。
接着性ETFE1は、曲げ弾性率が1200MPa、ピーク面積比が4.0である。
接着性ETFE2は、曲げ弾性率が1200MPa、ピーク面積比が1.0である。
接着性ETFE3は、曲げ弾性率が1200MPa、ピーク面積比が0.2である。
接着性ETFE4は、曲げ弾性率が770MPa、ピーク面積比が4.0である。
接着性ETFE5は、曲げ弾性率が770MPa、ピーク面積比が1.0である。
接着性ETFE6は、曲げ弾性率が770MPa、ピーク面積比が0.2である。
接着性ETFE7は、曲げ弾性率が500MPa、ピーク面積比が4.0である。
接着性ETFE8は、曲げ弾性率が500MPa、ピーク面積比が1.0である。
接着性ETFE9は、曲げ弾性率が500MPa、ピーク面積比が0.2である。
【0038】
実施例1は、表2に示す通り接着性ETFE1からなる第一樹脂層と、可塑剤として分子量250~350のヒドロキシ安息香酸アルキル系可塑剤を添加した曲げ弾性率300MPaのポリアミド12(ポリプラ・エボニック株式会社製 ZL1105)からなる第二樹脂層と、ショアA硬度83、反発弾性45%のカーボネート系ポリウレタンエラストマー(大日精化工業株式会社製 P-880)からなる第三樹脂層を、第一樹脂層が厚み0.5mm、第二樹脂層が厚み0.2mm、第三樹脂層の厚みが1.3mmとなるよう共押出し成形で一体に溶融成形した後、編組機を用いてポリエステル繊維を巻回し、その外側にカーボネート系ポリウレタンエラストマー(大日精化工業株式会社製 P-880)からなる厚み1.5mmの最外層を押出し成形して積層し、内径19mm、外径26mmの可撓管を得た。
【0039】
【表2】
【0040】
実施例2~31、及び比較例3~5は、表2に示す値を取るよう各層の材質と厚みを適宜操作し、実施例1と同様の手法で可撓管を得た。
比較例1は、表2に示す通り接着性ETFE5を、厚みが0.2mmとなるよう押出し成形し、内径9mm、外径9.4mmの単層のチューブを得た。
比較例2は、表2に示す通りポリウレタンエラストマー(BASF社製 1180A)からなる第一樹脂層と、可塑剤として分子量250~350のヒドロキシ安息香酸アルキル系可塑剤を添加した曲げ弾性率300MPaのポリアミド12(ポリプラ・エボニック株式会社製 ZL1105)からなる第二樹脂層と、ショアA硬度83、反発弾性45%のカーボネート系ポリウレタンエラストマー(大日精化工業株式会社製 P-880)からなる第三樹脂層を、第一樹脂層が厚み0.2mm、第二樹脂層が厚み0.2mm、第三樹脂層の厚みが1.6mmとなるよう共押出し成形で一体に溶融成形した後、編組機を用いてポリエステル繊維を巻回し、その外側にカーボネート系ポリウレタンエラストマー(大日精化工業株式会社製 P-880)からなる最外層を可撓管全体の厚みが3.5mmとなるよう押出し成形して積層し、内径19mm、外径26mmの可撓管を得た。
【0041】
比較例5は、表2に示す通り接着性ETFE5からなる第一樹脂層と、可塑剤として分子量250~350のヒドロキシ安息香酸アルキル系可塑剤を添加した曲げ弾性率300MPaのポリアミド12(ポリプラ・エボニック株式会社製 ZL1105)からなる第二樹脂層と、ショアA硬度83、反発弾性45%のカーボネート系ポリウレタンエラストマー(大日精化工業株式会社製 P-880)からなる第三樹脂層を、第一樹脂層が厚み0.2mm、第二樹脂層が厚み0.1mm、第三樹脂層の厚みが0.3mmとなるよう共押出し成形で一体に溶融成形した後、編組機を用いてポリエステル繊維を巻回し、その外側にカーボネート系ポリウレタンエラストマー(大日精化工業株式会社製 P-880)からなる最外層を可撓管全体の厚みが2.0mmとなるよう押出し成形して積層し、内径19mm、外径23mmの可撓管を得た。
前記試験方法に準じて測定し、得た結果は次の通りであった。
【0042】
実施例1~31は、第一樹脂層の厚みが0.05~0.5mmの範囲内で、且つ、可撓管全体の厚みに対して第一樹脂層の厚みが1~16%であることから、総合評価が2点以上(<耐薬品性>が△以上(1ヶ月以上1.5ヶ月未満)、且つ、<柔軟性>が△以上(13以上15未満))と、飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などで使用するのに十分な耐薬品性と柔軟性を備える。
【0043】
その中でも、実施例1~2、実施例4~28、実施例30~31は総合評価が3点以上(<耐薬品性>が〇以上(1.5ヶ月以上2ヶ月未満)、且つ、<柔軟性>が〇以上(11以上13未満))と耐薬品性と柔軟性が優れており、特に、実施例10~22は総合評価が4以上(<耐薬品性>が◎(2ヶ月以上)、且つ、<柔軟性>が◎(11未満))と耐薬品性と柔軟性がさらに優れている。
【0044】
また、実施例11~21は第二樹脂層の厚みが0.05~0.4mmの範囲内であることから、総合評価が5点(<耐薬品性><柔軟性>のいずれも◎+)と耐薬品性と柔軟性が実施例1~31の中で最も優れている
【0045】
比較例1~5は総合評価が1点(<耐薬品性><柔軟性>のいずれかが×)で、<耐薬品性><柔軟性>のいずれかが不良な評価結果となった。
比較例1は、単層構造であることから剥離は発生せず、<耐薬品性>の評価はできなかった。また、可撓管を曲げた際に断面円形形状を保持する外層がないことから<柔軟性>は×(15以上)と不良な評価結果となり、酸・アルカリ性流体による剥離などは発生しないものの、柔軟性が著しく低く、飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などで使用するのに十分な柔軟性を備えない。
【0046】
比較例2は、<柔軟性>が◎(11未満)と柔軟性に優れるものの、第一樹脂層の樹脂自体が酸・アルカリ性流体に侵され、<耐薬品性>が×(1ヶ月未満)と耐薬品性が著しく低く、飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などで使用するのに十分な耐薬品性を備えない。
比較例3は、第一樹脂層の厚みが0.03mmと薄いことから<柔軟性>が◎(11未満)と柔軟性に優れるものの、酸・アルカリ性流体の透過が多く、<耐薬品性>が×(1ヶ月未満)と不良な評価結果となり、飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などで使用するのに十分な耐薬品性を備えない。
比較例4は、第一樹脂層の厚みが0.8mmと厚いことから酸・アルカリ性流体の透過が抑制され、<耐薬品性>が◎(2ヶ月以上)と耐薬品性に優れるものの、<柔軟性>は×(15以上)と不良な評価結果となり、柔軟性が著しく低く、飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などで使用するのに十分な柔軟性を備えない。
比較例5は、第一樹脂層の厚みが0.05~0.5mmの範囲内で、<耐薬品性>が◎(2ヶ月以上)と耐薬品性に優れるものの、可撓管全体の厚みに対して第一樹脂層の厚みが20%と厚いため、第一樹脂層の外側にある他の層が第一樹脂層の断面円形形状を保持できず扁平し、<柔軟性>は×(15以上)と不良な評価結果となり、柔軟性が著しく低く、飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などで使用するのに十分な柔軟性を備えない。
【0047】
この結果より、フッ素樹脂からなる厚みが0.05~0.5mm且つ可撓管全体の厚みに対して1~16%である第一樹脂層と、前記第一樹脂層と異なる熱可塑性樹脂からなる第二樹脂層とを少なくとも含む可撓管において、前記フッ素樹脂は、ASTM D790で測定された曲げ弾性率が500~1200MPaであり、且つ、FTIR測定で得られたC-H結合に対応するピーク面積(A)とC-F結合に対応するピーク面積(B)の比(A)/(B)が0.2~4.0である場合、耐薬品性と柔軟性に優れ、飲料を含む食品、化粧品、香料、医薬品やその他の製造工場などで使用するのに十分な耐薬品性と柔軟性を備える。
【手続補正書】
【提出日】2023-02-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
接着性官能基が付与されたフッ素樹脂である接着性ETFEからなる厚みが0.05~0.5mm且つ可撓管全体の厚みに対して1~16%である第一樹脂層と、前記第一樹脂層と異なる熱可塑性樹脂からなる第二樹脂層とを少なくとも含む可撓管において、前記接着性ETFEは、ASTM D790で測定された曲げ弾性率が500~1200MPaであり、且つ、FTIR測定で得られた波数1400~1500cm-1のC-H結合に対応するピーク面積(A)と波数1000~1100cm-1のC-F結合に対応するピーク面積(B)の比(A)/(B)が0.2~4.0である。
【請求項2】
前記第二樹脂層の熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂であり、前記第二樹脂層の厚みが0.05~0.4mmであることを特徴とする請求項1に記載の可撓管。
【請求項3】
前記第二樹脂層の外側に熱可塑性樹脂からなる第三樹脂層を積層し、可撓管の内径(C)と可撓管全体の厚み(D)の比(E)=(D)/(C)が0.4以下、第一樹脂層の厚み(F)と第三樹脂層の厚み(G)の比(H)=(G)/(F)が4.0以上、且つ前記比(E)と(H)の積(E)×(H)が0.8~1.7を満たすことを特徴とする請求項2に記載の可撓管。
【請求項4】
隣接する層の間に、繊維、モノフィラ、ワイヤー、スプリングからなる補強材を少なくとも一つ含む請求項3に記載の可撓管。
【手続補正書】
【提出日】2023-03-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
接着性官能基が付与されたフッ素樹脂である接着性ETFEからなる厚みが0.05~0.5mm且つ可撓管全体の厚みに対して1~16%である第一樹脂層と、前記第一樹脂層の外側に設けられ、前記第一樹脂層と異なる熱可塑性樹脂からなる第二樹脂層とを少なくとも含む可撓管において、前記接着性ETFEは、ASTM D790で測定された曲げ弾性率が500~1200MPaであり、且つ、FTIR測定で得られた波数1400~1500cm-1のC-H結合に対応するピーク面積(A)と波数1000~1100cm-1のC-F結合に対応するピーク面積(B)の比(A)/(B)が0.2~4.0である。
【請求項2】
前記第二樹脂層の熱可塑性樹脂がポリアミド樹脂であり、前記第二樹脂層の厚みが0.05~0.4mmであることを特徴とする請求項1に記載の可撓管。
【請求項3】
前記第二樹脂層の外側に熱可塑性樹脂からなる第三樹脂層を積層し、可撓管の内径(C)と可撓管全体の厚み(D)の比(E)=(D)/(C)が0.4以下、第一樹脂層の厚み(F)と第三樹脂層の厚み(G)の比(H)=(G)/(F)が4.0以上、且つ前記比(E)と(H)の積(E)×(H)が0.8~1.7を満たすことを特徴とする請求項2に記載の可撓管。
【請求項4】
隣接する層の間に、繊維、モノフィラ、ワイヤー、スプリングからなる補強材を少なくとも一つ含む請求項3に記載の可撓管。