(57)【要約】      （修正有）【課題】柔軟性を維持しつつ耐圧性に優れるチューブの提供。【解決手段】少なくとも二層からなるチューブ１であって、樹脂からなる内層２、及び、引張強度が２０００ＭＰａ以上である高強度材料からなる保護層３を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二層からなるチューブであって、樹脂からなる内層、及び、引張強度が２０００ＭＰａ以上である高強度材料からなる保護層を有することを特徴とする、保護層付チューブ。
【請求項２】
前記保護層は、複数本の高強度材料の素線を有する編組構造体であることを特徴とする、
請求項１に記載の保護層付チューブ。
【請求項３】
前記保護層は、ステンレス鋼、及び／または、タングステンを含むことを特徴とする、
請求項１または２に記載の保護層付チューブ。
【請求項４】
前記内層は、ふっ素樹脂からなることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護層付チューブ。
【請求項５】
前記ふっ素樹脂は、非晶質ふっ素樹脂であることを特徴とする、
請求項４に記載の保護層付チューブ。
【請求項６】
前記内層は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）からなることを特徴とする、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の保護層付チューブ。
【請求項７】
前記チューブの最小曲げ半径Ｒの値が、前記チューブの外径Ｄの値に対して、Ｒ≦２Ｄであることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の保護層付チューブ。
【請求項８】
脱気用途に用いられる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の保護層付脱気用チューブ。
【請求項９】
２５℃における、窒素ガスの気体透過係数が１．５×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以上６５０×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下であることを特徴とする、
請求項９項に記載の保護層付脱気用チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば各種部材の保護、あるいは、気体や液体等の流体を搬送する目的において好適に使用されるチューブに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療、製薬、食品、化学、分析機器等の分野において使用されるチューブの使用環境は様々であるため、使用方法や設置状態によっては、部分的にチューブが折れる、潰れる等の不具合が生じる。
そのため、様々な屈曲半径に対して折れないよう柔軟性に優れるチューブが求められる。また、使用方法や設置状態により、チューブへ内外圧がかかる環境下で用いることがあるため、耐圧性に優れるチューブが求められる。
【０００３】
柔軟性に優れるチューブとして、従来では、特許文献１に示される、ふっ素樹脂の発泡成形により形成された多孔質チューブが用いられている。
しかし、特許文献１に示されるような多孔質チューブのみでは、耐圧性に懸念があるため、内外圧がかかる環境下での使用には不適である。
【０００４】
特許文献２では、内管がポリエーテルエーテルケトン（以下、ＰＥＥＫという）等の樹脂層で、外管が筒状の金属で構成されたカラムが示されている。上記構造のカラムは、耐圧性に優れるが、柔軟性に乏しいため、配管の自由度が限られる。
そのため、耐圧性と柔軟性を兼ね備えたチューブの開発が切望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１６０２９１号公報
【特許文献２】特開２０１７−２１５３０４号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、柔軟性を維持しつつ耐圧性に優れるチューブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の要旨は以下のとおりである。
【０００８】
（１）少なくとも二層からなるチューブであって、樹脂からなる内層、及び、引張強度が２０００ＭＰａ以上である高強度材料からなる保護層を有することを特徴とする。
（２）保護層は、複数本の高強度材料の素線を有する編組構造体であることが好ましい。
（３）保護層は、ステンレス鋼、及び／または、タングステンを含むことが好ましい。
（４）内層は、ふっ素樹脂からなることが好ましい。
（５）ふっ素樹脂は、非晶質ふっ素樹脂であることが好ましい。
（６）内層は、ＰＥＥＫからなることが好ましい。
（７）チューブの最小曲げ半径Ｒの値が、チューブの外径Ｄの値に対して、Ｒ≦２Ｄであることが好ましい。
（８）脱気用途で用いる場合、２５℃における、窒素ガスの気体透過係数が１．５×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以上６５０×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下に記載する優れた効果が期待できる。
【００１０】
（１）少なくとも二層からなるチューブであって、引張強度が２０００ＭＰａ以上である高強度材料からなる保護層を有するため、チューブの耐圧性が向上する。
（２）保護層は、複数本の高強度材料の素線を有する編組構造体である場合、チューブは、柔軟性を維持しつつ耐圧性に優れる。
（３）保護層は、ステンレス鋼、及び／または、タングステンを含む場合、チューブは、機械的強度が向上する。
（４）内層は、ふっ素樹脂からなる場合、チューブは、耐薬品性、耐熱性、柔軟性、低摩擦性、非粘着性、耐候性、難燃性等に優れる。
（５）ふっ素樹脂は、非晶質ふっ素樹脂である場合、チューブは、気体の透過性能が特に優れる。
（６）内層は、ＰＥＥＫからなる場合、チューブは、耐熱性、機械的強度、耐薬品性、耐放射性等に優れる。
（７）チューブの最小曲げ半径Ｒの値が、チューブの外径Ｄの値に対して、Ｒ≦２Ｄである場合、チューブは柔軟性に優れ、配管の自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るチューブの一例を示す断面図である
【図２】最小曲げ半径の測定方法を示す概略図である
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１において、１はチューブ、２は内層、３は保護層である。
【００１３】
本発明では、チューブ１は、少なくとも二層からなり、樹脂からなる内層２、及び、引張強度が２０００ＭＰａ以上である高強度材料からなる保護層３を有することを特徴とする。チューブ１は、引張強度が２０００ＭＰａ以上である高強度材料からなる保護層３を有するため、チューブ１の耐圧性が向上する。
本明細書における「高強度材料」とは、引張強度が２０００ＭＰａ以上である材質を表す。測定方法は、各材料に対応したＪＩＳの試験方法に準拠する。例えば、金属材料であれば、ＪＩＳ  Ｚ２２４１等の試験方法に準拠する。
チューブ１は、二層構造が好ましい。チューブ１の細径化及び製造の簡易性等で優れる。
【００１４】
保護層３は、複数本の高強度材料の素線を有する編組構造体であることが好ましい。保護層３が円筒状の場合と比較して、チューブ１は、柔軟性を維持することが可能であり、耐圧性にも優れる。
保護層３の編組密度は、特に限定されないが、６５％以上が好ましい。チューブ１の機械的強度が向上する。より好ましくは、保護層３の編組密度は、７５％以上であり、最も好ましくは、９０％以上である。
保護層３の編組角度は、特に限定されないが、中立角が好ましい。チューブ１が径方向に膨張することを効果的に抑制出来る。
高強度材料の素線の断面形状は、特に限定されないが、略円形または略長方形が好ましい。編組構造体の製造の簡易性に優れる。
保護層３の肉厚や外径等は、特に限定されないが、チューブ１を、脱気用途に用いる場合には、保護層３の外径は、１０ｍｍ以下が好ましい。例えば分析装置等の極小部の限られたスペースへの配管が可能である。より好ましくは、保護層３の外径は、５ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、３ｍｍ以下である。
また、保護層３は、二層以上の多層構造としても良い。
【００１５】
保護層３の材質は、引張強度が２０００ＭＰａ以上である高強度材料であれば、特に限定されない。各種金属材料や、炭素繊維、アラミド繊維等の高強度繊維等が挙げられる。
好ましくは、ステンレス鋼、及び／または、タングステンを含む場合である。チューブ１の機械的強度が向上する。
【００１６】
チューブ１の最小曲げ半径Ｒの値は、チューブ１の外径Ｄの値に対して、Ｒ≦２Ｄであることが好ましい。チューブ１は柔軟性に優れ、配管の自由度が向上する。
ここで、最小曲げ半径Ｒの値とは、図２に示すように、チューブ１をバイスで挟みＵ字型に屈曲し、少しずつ曲げ半径を小さくしていった際に、屈曲部におけるチューブ１の外径の最小値が、未屈曲部のチューブ１の外径の値と比較して、５０％以下になった際のチューブ１の曲げ半径Ｒの値である。
好ましくは、Ｒ≦１．５Ｄであり、さらに好ましくは、Ｒ≦Ｄである。
【００１７】
内層２は、熱可塑性樹脂あるいは熱硬化性樹脂の樹脂からなり、成形性、柔軟性の観点において、好ましくは熱可塑性樹脂である。より好ましくは、ふっ素樹脂、またはＰＥＥＫからなる場合である。ふっ素樹脂からなる場合、チューブ１は、耐薬品性、耐熱性、柔軟性、低摩擦性、非粘着性、耐候性、難燃性等に優れる。ＰＥＥＫからなる場合、チューブ１は、不活性で化学的安定性に優れ、耐薬品性等にも優れる。
また、チューブ１を、脱気用途に用いる場合は、内層２が、非晶質ふっ素樹脂からなることが、より好ましい。チューブ１は、気体の透過性能が特に優れ、柔軟性、機械的強度も確保できる。
非晶質構造のふっ素樹脂は、高分子鎖の熱運動により、小さな空隙が生じる。気体分子は、この空隙から透過されるため、内層２に非晶質ふっ素樹脂からなる場合は、チューブ１の気体の透過性能が特に優れる。
したがって、チューブ１を、脱気用途に用いる場合は、内層２が、非晶質ふっ素樹脂からなり、かつ、保護層３は、複数本の高強度材料の素線を有する編組構造体であることが、最も好ましい。編組構造体は、柔軟性に優れることから、例えば分析装置等の極小部の限られたスペースへの配管が可能となる。
【００１８】
チューブ１を脱気用途に用いる場合は、２５℃における、窒素ガスの気体透過係数が１．５×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以上６５０×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下であることが好ましい。
気体透過係数は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−２に記載のガスクロマトグラフ法による試験方法に準拠し、気温２５℃、大気圧雰囲気下における、窒素ガスの気体透過係数を測定する。キャリアガスの流量は１０ｍｌ／ｍｉｎである。
気体透過係数が１．５×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以上であるチューブ１は、脱気用途に好適に用いることが出来る。また、気体透過係数が６５０×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下であるチューブ１は、液体の透過を防ぐことが可能である。
より好ましくは、内層２が、ふっ素樹脂からなる、またはＰＥＥＫからなる場合は、気体透過係数が１．５×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以上３００×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下である。
内層２が、非晶質ふっ素樹脂からなる場合は、気体透過係数が１００×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以上６５０×１０−１０ｃｍ３・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ以下であることが、より好ましい。
【００１９】
内層２の製法は特に限定されず、例えば、押出成型、射出成型、フィルムをチューブ状に巻き付ける製法等が挙げられ、必要に応じて、延伸処理、ケミカル処理、プラズマ処理、レーザー処理、電子架橋処理等施しても良い。
内層２の肉厚や外径等は、特に限定されないが、チューブ１を、脱気用途に用いる場合には、内層２の外径は、８ｍｍ以下が好ましい。チューブ１に内圧を効率的に加えることが可能であり、その結果、チューブ１の脱気効率を高めることが可能となる。より好ましくは、内層２の外径は、４ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、２．５ｍｍ以下である。
また、内層２は、二層以上の多層構造としても良い。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明のチューブ（図１）について、実施例及び比較例を挙げ、さらに具体的に説明するが、本発明の範囲について、これらに限定されるものではない。
【００２１】
実施例１、比較例１及び比較例２は、内層の材質として、非晶質ふっ素樹脂を用いる。実施例２は、内層の材質として、ＦＥＰを用いる。内層の外径及び肉厚は、表１に記載する。
また、実施例１及び実施例２は、保護層として、断面が略円形状であるステンレス鋼の素線を複数有する、編組構造体を用いる。素線径は０．０５ｍｍである。
比較例１は、保護層を用いないため、内層の非晶質ふっ素樹脂の単層構造のチューブである。
比較例２は、保護層として、円筒状のステンレス鋼のパイプを用いる。保護層の外径及び肉厚は、表１に記載する。
【００２２】
実施例及び比較例について、最小曲げ半径、耐水圧、気体透過係数の測定を行い、結果を表１に示す。
【００２３】
（最小曲げ半径の測定方法）
図２に示すように、チューブをバイスで挟みＵ字型に屈曲し、少しずつ曲げ半径を小さくしていった際に、屈曲部におけるチューブの外径の最小値が、未屈曲部のチューブの外径の値と比較して、５０％以下になった際のチューブの曲げ半径Ｒの値を測定する。
チューブの長さは、３００ｍｍである。
【００２４】
（耐水圧の測定方法）
チューブ内部に水を満たし、チューブ内の空気を全て抜いてから、チューブ内部に水圧を徐々に加え、チューブから液漏れが発生した際の圧力を測定する。
チューブの長さは、３００ｍｍである。
【００２５】
（気体透過係数の測定方法）
ＪＩＳ  Ｋ  ７１２６−２に記載のガスクロマトグラフ法に準拠し、２５℃における、窒素ガスの気体透過係数を測定する。
測定器は、ジーエルサイエンス株式会社製ガス透過試験機を用い、キャリアガスの流量は１０ｍｌ／ｍｉｎ、試験時の大気圧は１０１．３ｋＰａであり、ガスを流してから平衡状態に達するまでの時間は１０分である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
チューブの外径が同じで、保護層の構造が異なっている、実施例及び比較例２を比較すると、実施例の方が、チューブの最小曲げ半径の値が小さい。これは、保護層が編組構造であることによって、円筒状のパイプ構造と比較して、チューブの最小曲げ半径の値が小さくなることを示している。すなわち、保護層が編組構造であることによって、チューブの柔軟性が向上する。
【００２８】
保護層が編組構造である実施例は、保護層を用いない比較例１と比較して、チューブの耐水圧が向上している。これは、保護層の効果により、チューブの耐圧性が向上したことを示している。
【００２９】
内層の材質以外の構成が同じである、実施例１と実施例２を比較すると、実施例１の方が、チューブの気体透過係数が高い。これは、チューブを脱気装置等に用いる場合は、内層が、非晶質ふっ素樹脂からなることが、より好ましいことを示している。
【符号の説明】
【００３０】
１        チューブ
２        内層
３        保護層
【図１】
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【図２】
2020106141.tif 000005