PTFE制层积管以及其制造方法与流程

ptfe制层积管以及其制造方法
技术领域
1.本发明涉及聚四氟乙烯(以下称为ptfe)制层积管以及其制造方法，其因内层的表面性优越，并且不用担心层间剥离、机械特性的耐久性优越，特别适合使用于医疗设备、油墨输送、半导体制造装置等。


背景技术：

2.作为现有的ptfe制层积管，已知有由致密构造和多孔质构造的层组成，并通过热熔接将各层间一体化的管(专利文献1)。通过除致密层之外还包含多孔质层，在可弯曲性或耐弯曲性上优越，但容易产生由于热熔接而导致的接合部剥离等耐久性的问题。另外，在分别成型致密层和多孔质层后，需要进行热熔接的工序，因此生产成本变高，而且通过脱模而产生的内层的刮痕，可能引起耐久性或异物附着等各种各样的问题。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：(日本)特开平7-1630号公报


技术实现要素：

6.发明所要解决的技术问题
7.本发明的技术问题在于提供内层的表面性优越，另外不用担心层间剥离机械特性的耐久性优越且生产率优越的ptfe制层积管。
8.用于解决技术问题的手段
9.本发明中的ptfe制层积管的要点如下。
10.(1)一种ptfe制层积管，其至少由2层以上组成，其特征在于，层积管具有至少1层致密层以及至少1层多孔质层，层积管的最内层是致密层，关于该层积管的内表面的表面粗糙度，成型为算术平均粗糙度(ra)为1.5μm以上且6μm以下，且最大高度(rz)为20μm以上且50μm以下。
11.(2)最内层的致密层、和与致密层邻接的多孔质层间的剥离强度优选为1.6n/mm以上。
12.(3)在2万倍的tem测定中，优选在最内层的致密层、和与致密层邻接的多孔质层之间，不能看到交界部。
13.(4)层积管的最内层的厚度优选为2μm～1000μm，且其他层的厚度优选为20μm～1000μm。
14.(5)层积管的外径优选为15.0mm以下。
15.(6)层积管的长度方向的长度优选为3m以上。
16.(7)一种层积管的制造方法，其特征在于，各层同时一体成型。
17.发明效果
18.根据本发明，能够得到内层表面性优越，且不用担心层间剥离机械特性的耐久性
优越的ptfe制层积管。另外，通过一体成型的制造方法，生产率也被改善。
附图说明
19.图1是本发明的ptfe制层积管的径向截面的sem(扫描电子)显微镜图像(10kv、100倍)。
20.图2是示出管内表面的表面粗糙度的测定方法的概略图。
21.图3是示出层间剥离强度的测定方法的概略图。
22.图4是层积管径向截面的致密层和多孔质层间的tem(投射电子显微镜)测定(2万倍)图像，(a)本发明的ptfe制层积管，(b)现有产品(比较例)的ptfe制层积管。
23.附图标记说明
24.1：ptfe制层积管；
25.2：致密层；
26.3：多孔质层；
27.x：交界部。
具体实施方式
28.以下，对本发明的基本结构参照附图说明。
29.本发明的ptfe制层积管1(以下，称为层积管)具有以下特征：其至少由2层以上组成，且具有至少1层致密层以及至少1层多孔质层，并且最内层为致密层。图1的层积管1构成为内层为致密层2，外侧为多孔质层3。
30.另外，关于层积管1的内表面的表面粗糙度，其特征在于，成型为算术平均粗糙度(ra)为1.5μm以上且6μm以下，且最大高度(rz)为20μm以上且50μm以下。因为内表面的表面性(平滑性)改善，所以在液体输送等的使用时，能够防止异物或污垢附着堆积，且有助于流动性的改善。
31.测定层积管1的内表面的表面粗糙度的方法使用激光显微镜。具体地，使用激光共聚焦显微镜(株式会社基恩士制的vk-x1000)，并通过附属的“观察软件”对管内表面放大100倍观察，从而得到图像。然后，通过“多文件分析软件”的基准面设定功能对图像补正后，进行面形状补正功能的图像补正。对补正的图像使用图像处理软件的线粗糙度测定功能(根据jis b0601(日本表面粗糙度测试标准))，如图2所示，沿着管内表面的径向，测定算术平均粗糙度(ra)以及最大高度(rz)(n＝30)。
32.管的材质的主要材料为ptfe，但也可以为含有其他的热塑性树脂或颜料等添加剂的混合材料。
33.最内层的致密层、和与致密层邻接的多孔质层间的剥离强度未特别限定，但优选成型为1.6n/mm以上。层间的剥离和伴随剥离的管破损未发生，因此能够长期使用。
34.(层间剥离强度的测定方法)
35.进行jis z 0237(压敏胶粘带试验方法)所记载的180度剥离试验(图3)。关于测定样品，将长度大约12cm的多层管在长度方向上切开，作成片状的试验片。如图3所示，从试验片的长度方向的端部将层间一部分剥离后，使用拉伸试验机，在50mm/分的拉伸速度下实施180度剥离试验。测定长度为100mm，以拉伸强度的最大值作为层间剥离强度而测定。
36.优选在tem测定(2万倍)中，不能看到最内层的致密层和与致密层邻接的多孔质层之间的交界部(参照图4)。
37.(tem测定条件)
38.样本通过包含重金属染色的冻结超薄切片法(使用超薄切片机在-60℃下回收切片后，利用四氧化钌染色)作成，利用tem(2万倍)对层积管的径向截面(最内层的致密层和与致密层邻接的多孔质层之间)进行观察。装置是日立制的ht7820、加速电压为100kv。取得的tem图像使用imagej进行补正。
39.各层的厚度未特别限定，但最内层优选为2μm～1000μm，其他层优选为20μm～1000μm。关于最内层的厚度，更优选为2μm～100μm，在用于脱气模块的情况下，更优选为20μm～40μm。通过使致密层薄片化，使脱气性能(气体透过系数)提高。
40.层积管1的外径未特别限定，优选为15.0mm以下。
41.各层的厚度不均匀度未特别限定，优选为70％以上。更优选为80％以上，最优选为90％以上。
42.致密层的比重未特别限定，但优选为1.95～2.18。更优选为2.00～2.16，最优选为2.10～2.15。多孔质层的比重为特别限定，利用多孔体的比率(多孔率)调整。比重的试验方法根据jis z8807(致密密度和比重的测量方法)所记载的液中称量法，标准物质是水。
43.层积管1的机械的物理性质未特别限定，但优选延展率为300％以上、抗拉强度为35mpa以上。测定方法是根据jis k7161(拉伸特性的测定方法)的拉伸试验。
44.层积管1的最小曲率半径优选管内径的3.0倍以下。测定方法是根据jis b8381(气动挠性管接头的测定)的方法。
45.通过将上述特征多个组合，由于协同作用，能够得到除了内层的表面性提高之外，且层间不剥离的机械特性的耐久性优越的层积管。任何组合都具有本发明的ptfe制层积管相同的效果。
46.长度方向的长度未特别限定，但优选为3m以上。由此，能够应用于以提高脱气效率的目的而特别需求长尺寸化的脱气模块。
47.本发明的制造方法未特别限定，优选各层同时一体成型。在长尺寸化变得容易且生产率被改善的基础上，还有助于改善层间的剥离强度。
48.[实施例]
[0049]
以下，对本发明的ptfe制层积管列举实施例以及比较例，进一步具体说明，但本发明的范围不限于这些。
[0050]
实施例1的ptfe制层积管是内层的致密层厚度为0.13mm，外层的多孔质层厚度为0.44mm的2层管，内径为3.75mm，外径为4.89mm。成型方法是一般的挤压成型，是两层同时一体地成型的方法。
[0051]
实施例2是实施例1中，内层的致密层厚度为0.15mm，外层的多孔质层厚度为0.42mm的2层管，内径为3.22mm，外径为4.36mm。
[0052]
实施例3是实施例1中，内层的致密层厚度为0.40mm，外层的多孔质层厚度为0.60mm的2层管，内径为6.00mm，外径为8.00mm。
[0053]
比较例1是与实施例1相同的结构，是通过现有方法，即内外层分别成型后通过热处理一体化的方法而成型的ptfe制层积管。
[0054]
比较例2是与实施例2相同的结构，是通过现有方法，即内外层分别成型后通过热处理一体化的方法而成型的ptfe制层积管。
[0055]
比较例3是与实施例3相同的结构，是通过现有方法，即内外层分别成型后通过热处理一体化的方法而成型的ptfe制层积管。
[0056]
以上，对实施例以及比较例，进行层间的剥离强度以及内表面的表面粗糙度的评价，结果如表1所示。
[0057]
[表1]
[0058][0059]
实施例任何一项与比较例相比较，层间剥离强度优越，内层的表面粗糙度小，且内表面的表面性也优越。
[0060]
另外，对实施例1和比较例1，利用tem测定(2万倍)，进行致密层和多孔质层间的观察。在作为本发明的图4(a)中，不能看到致密层和多孔质层间之间的交界部，与此相对地，在作为现有产品的图4(b)中，层间的交界部能够清楚地看到。
[0061]
本发明的特征在于，在通过图1的sem显微镜图像(10kv、100倍)对致密层和多孔质层间的交界部的截面观察中，很难观察到实施例和比较例的差异性，但在tem测定(2万倍)中能够通过交界部能否目视观察到差异性。可以说本发明的层积管的交界部被一体化(即使利用tem测定(2万倍)也不能观察清楚)，有助于提高层间的剥离强度，即耐久性的向上。
[0062]
产业上的可利用性
[0063]
本发明的ptfe制的层积管以及制造方法虽特别适合使用于医疗设备、油墨输送、半导体制造装置等，但未特别限定。