(57)【要約】【課題】  流体との摩擦静電気によるピンホールの発生を低減し、内層と外層との接着性が良く、耐圧性、耐久性に優れたホースを提供する。【解決手段】  ホース１０は、ポリエステル系エラストマーからなる内層１２の外側に、ポリウレタン系エラストマーからなる外層１４が形成された積層構造であり、内層１２と外層１４とは共押出成形により熱溶融圧着して一体化した。外層１４には、導電剤や帯電防止剤などを配合してもよい。また、耐圧性が向上するために、外層１４の外側に繊維などの補強部材を編み上げ、ポリウレタン系エラストマーで外皮コーティングしてもよい。【選択図】  図１
2006029389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル系エラストマーで内層を形成すると共に、前記内層の外周に形成される外層として、ポリウレタン系エラストマーを熱溶融圧着して一体とした、２層積層構造からなることを特徴とするホース。
【請求項２】
前記内層は、ポリブチレンテレフタレートとポリエーテルとの共重合樹脂からなる接着性ポリエステル系エラストマーであり、
前記内層と前記外層とは、共押出成形により熱溶融圧着して一体としたことを特徴とする請求項１に記載のホース。
【請求項３】
前記外層は、体積固有抵抗が１０3Ω・ｃｍ〜１０9Ω・ｃｍの導電性を有するポリウレタン系エラストマーからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のホース。
【請求項４】
前記外層の外周に、耐圧補強部材を設け、
前記耐圧補強部材の外側に、導電性を有するポリウレタン系エラストマーを被覆したことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のホース。
【請求項５】
前記内層の厚みが、０．０１ｍｍ〜２．０ｍｍに設定されていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のホース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２層以上の積層構造のホースに関し、特に、半導体製造装置、検査装置等の冷却用、冷媒配管用、又は洗浄用のホースであって、フッ素系流体、純水等に使用されるホースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から半導体製造装置、検査装置等に用いられる各種配管用のホースとして、積層構造のホースが知られている。
【０００３】
例えば、フッ素樹脂からなる内層にポリウレタン系エラストマーを積層した２層構造のホースが使用されている。また、ポリウレタン系エラストマーの外周に、繊維で補強層を編み上げ、この外側に導電性の塩化ビニルを外皮コーティングしたものが使用されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００４】
しかし、これらのホースは、内層のフッ素樹脂が高価であること、また、フッ素樹脂の接着性が乏しいことから、使用できるポリウレタン系エラストマーが限定されるという難点がある。
【０００５】
また、内層を構成するフッ素樹脂は、体積固有抵抗が１０15Ω・ｃｍと大きく、流体との摩擦により静電気が発生し、ピンホールが生じることが懸念される。特に、フッ素系流体の配管用に使用する場合は、摩擦静電気によりピンホールが起こりやすい。この対策として、内層のフッ素樹脂に、カーボンなどの帯電防止剤を配合する手法がとられることがある。しかし、押出成形時に金型内に滞留したカーボンが、成形したホースの内壁に付着し、流体中に流出するという不具合が発生する。
【特許文献１】特開平１０−２８６８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、流体との摩擦静電気によるピンホールの発生を低減できると共に、内層と外層との接着性がよく、耐久性に優れた積層構造のホースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係るホースは、ポリエステル系エラストマーで内層を形成すると共に、前記内層の外周に形成される外層として、ポリウレタン系エラストマーを熱溶融圧着して一体とした、２層積層構造からなることを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載のホースによれば、内層がポリエステル系エラストマーで形成されており、冷媒用のフッ素系液体に対する耐薬品性に優れている。また、従来のように内層にフッ素樹脂を用いる場合と比較して、材料が安価であり、製造コストを低減できる。また、ポリエステル系エラストマーだけの単層構造のホースでは、剛性が高くなり、柔軟性に欠ける場合があるが、本発明のように、ポリエステル系エラストマーの内層の外側に、柔軟性のあるポリウレタン系エラストマーの外層を形成することで、ホースの柔軟性を向上できる。また、ポリエステル系エラストマーの体積固有抵抗は、フッ素樹脂よりも小さいので、静電気の発生が低減され、ピンホールなどの発生を解消できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明に係るホースは、請求項１に記載のホースにおいて、前記内層は、ポリブチレンテレフタレートとポリエーテルとの共重合樹脂からなる接着性ポリエステル系エラストマーであり、前記内層と前記外層とは、共押出成形により熱溶融圧着して一体としたことを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、内層として、ポリブチレンテレフタレートとポリエーテルとの共重合樹脂からなる接着性ポリエステル系エラストマーを用い、内層と外層とを共押出成形により熱溶融圧着することで、内層と外層とが強固に接着した２層積層構造のホースを作製することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明に係るホースは、請求項１又は請求項２に記載のホースにおいて、前記外層は、体積固有抵抗が１０3Ω・ｃｍ〜１０9Ω・ｃｍの導電性を有するポリウレタン系エラストマーからなることを特徴としている。
【００１２】
ここで、外層に所望の導電性を付与するためには、例えば、ポリウレタン系エラストマーの製造時に、カーボンブラックなどの導電剤や帯電防止剤を配合すればよい。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、外層として、所定の体積固有抵抗に設定された導電性を有するポリウレタン系エラストマーが用いられており、静電気によりホースが帯電するのを防止できる。また、外層に導電性を付与することで、液体中に導電剤や帯電防止剤が流出するのを防止できる。なお、体積固有抵抗が１０3Ω・ｃｍより小さいと製造が困難であり、また、体積固有抵抗が１０9Ω・ｃｍより大きいと帯電防止効果が期待できないため、上記範囲に設定されている。
【００１４】
請求項４に記載の発明に係るホースは、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のホースにおいて、前記外層の外周に、耐圧補強部材を設け、前記耐圧補強部材の外側に、導電性を有するポリウレタン系エラストマーを被覆したことを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、外層の外周に、耐圧補強部材を設け、この耐圧補強部材の外側に、導電性を有するポリウレタン系エラストマーを被覆することで、耐圧性に優れたホースを実現できる。この耐圧補強部材としては、補強繊維を編み上げたり、金属製のワイヤーなどをコイル状に巻き付けることができる。これにより、ホースを揺動や捩れのかかる装置に配管することが可能となる。
【００１６】
請求項５に記載の発明に係るホースは、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のホースにおいて、前記内層の厚みが、０．０１ｍｍ〜２．０ｍｍに設定されていることを特徴としている。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、ポリエステル系エラストマーからなる内層の厚みが０．０１ｍｍより小さいとホースの剛性や、耐圧性、耐久性に問題があり、内層の厚みが２．０ｍｍより大きいとホースの剛性が大きくなる。このため、上記厚みに設定することにより、柔軟性、耐圧性及び耐久性に優れたホースを実現できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るホースは、上記のように構成したので、流体との摩擦静電気によるピンホールの発生を低減できると共に、内層と外層との接着性がよく、耐圧性、耐久性に優れたホースを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明のホースにおける最良の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は、本発明のホース１０の第１実施形態を示す断面図である。
【００２１】
このホース１０は、ポリエステル系エラストマーからなる内層１２の外側に、ポリウレタン系エラストマーからなる外層１４が形成された２層積層構造のホースである。
【００２２】
内層１２としては、例えば、ポリブチレンテレフタレートとポリエーテルとの共重合樹脂からなる接着性ポリエステル系エラストマーなどが用いられる。ポリエステル系エラストマーは、冷媒用のフッ素系液体に対する耐薬品性に優れている。また、内層にフッ素樹脂を用いる場合と比較して、安価に製造できる。
【００２３】
ポリエステル系エラストマーとしては、例えば、東レ・デュポン株式会社製ハイトレル、ＪＩＳ  Ｋ７２１５（デュロメータ  タイプＤ）表面硬度が４０〜６０の接着性樹脂、又は、東洋紡株式会社製バイロン、ＪＩＳ  Ｋ７２１５（デュロメータ  タイプＤ）表面硬度が４０〜６０の接着性樹脂などが選択可能である。また、これらの体積固有抵抗は、１０12Ω・ｃｍであり、フッ素樹脂（１０15Ω・ｃｍ）に比べて小さいので、帯電防止の観点から有利であり、流体との摩擦静電気によるピンホールなどの発生を低減できる。
【００２４】
また、外層１４に使用するポリウレタン系エラストマーとしては、ＪＩＳ  Ｋ７２１５（デュロメータ  タイプＡ）表面硬度が６０〜９８であって、ポリオール組成がポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート系各種樹脂の選択が可能である。
【００２５】
このような内層１２と外層１４の組み合わせで、両者を共押出成形により熱溶融圧着して一体とすることにより、内層１２と外層１４とが強固に接着した２層のホースを作製することができる。ポリエステル系エラストマーだけの単層チューブでは、チューブの剛性が高くなり、柔軟性に欠ける場合があるが、本実施形態のホース１０のように、ポリエステル系エラストマーの内層１２の外側に、柔軟性のあるポリウレタン系エラストマーの外層１４を形成することで、ホース１０の柔軟性が向上する。
【００２６】
また、ホース１０に導電性、帯電防止効果を付与するには、外層１４に、カーボンブラックなどの導電剤又は帯電防止剤を配合し、体積固有抵抗を１０3Ω・ｃｍ〜１０9Ω・ｃｍとしたポリウレタン系エラストマーを使用すれば良い。外層１４に導電性を付与することで、流体に導電剤又は帯電防止剤が流出するのを防止できると共に、外部の物体やホース１０同士の摩擦静電気によるスパークなどの発生を防止できる。外層１４の体積固有抵抗は、導電剤又は帯電防止剤などの材料コストの低減や、摩擦静電気を有効に防止する観点から、特に１０4 Ω・ｃｍ〜１０8Ω・ｃｍが好ましい。
【００２７】
このようなホース１０は、内径が１〜１００ｍｍ、内層１２の厚みが０．０１〜２．０ｍｍ、外層１４の厚みが１〜１０ｍｍの範囲で設定できる。内層１２の厚みを上記範囲で設定することにより、ホース１０の柔軟性、耐久性を向上できる。
【００２８】
次に、本発明のホース２０の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
なお、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３０】
図２に示すように、このホース２０は、内層１２の外側に外層１４が積層されており、さらに外層１４の外側に、補強部材２２として、繊維を編み上げている。さらに、補強部材２２の外側には、カーボンブラックなどの導電剤又は帯電防止剤を配合したポリウレタン系エラストマーを押出しコーティングすることで、外皮被覆層２４が形成されている。補強部材２２としては、例えばポリエステル繊維、アラミド繊維などを用いることができる。また、補強部材２２はブレード編みやスパイラル編みなどで編み上げている。このようなホース２０は、耐圧性が必要な装置の配管に好適に使用できる。
【００３１】
繊維からなる補強部材２２と、導電性のポリウレタン系エラストマーとの接着は、ホース２０の耐圧性が低くてよい場合は、補強部材２２と外皮被覆層２４との間に隙間ができる構造が可能であり、押出しコーティングで外皮被覆層２４と外層１４とを熱溶融圧着して作製することが可能である。また、ホース２０の耐圧性が高く、補強部材２２の密度が高くて補強部材２２と外皮被覆層２４との間に隙間ができない構造の場合は、ポリウレタン系接着剤を使用して外皮被覆層２４と外層１４とを接着することで作製できる。
【００３２】
次に、本発明のホース３０の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
【００３４】
図３に示すように、このホース３０は、内層１２の外側に外層１４が積層されており、さらに外層１４の外側に、補強部材３２として、鉄線ワイヤーがコイル状に巻き付けられている。さらに補強部材３２の外側には、ポリウレタン系エラストマーを押出しコーティングすることで、外皮被覆層３４が形成されている。  このようなホース３０は、補強部材３２として、鉄線ワイヤーがコイル状に巻き付けられているので、ホース３０の耐圧性、耐久性を向上できる。このため、ホース３０を揺動や捩れのかかる装置の配管に好適に使用することができる。
【実施例】
【００３５】
表１に示す材料を用い、前述の第１実施形態の製法に従って、２層積層構造（図１参照）の実施例１〜３のホースを作製した。また、表１に示すように、比較例１及び２として、内層にフッ素系樹脂を用い、この外周にポリウレタン系エラストマーを用いて２層積層構造のホースを作製した。これらのホースの寸法は、外径が８ｍｍ、内径が６ｍｍとなっている。また、硬度は、ＪＩＳ  Ｋ７２１５（デュロメータ  タイプＡ）で測定した値である。
【００３６】
【表１】
2006029389.tif 000003
表１に示すように、実施例１〜３、比較例１及び２のホースについて、剥離性、耐薬品性、柔軟性を評価すると共に、体積固有抵抗を測定した。
【００３７】
ここで、剥離性は、内層と外層との剥離を検査したものであり、流体（水）により連続加圧を行い、剥離しなかったものを「なし」、剥離したものを「あり」とした。
【００３８】
耐薬品性１は、フロリナートに６０℃で３３６時間の浸漬実験を行い、引張り強さの保持率（％）で評価した。耐薬品性２は、同様にフロリナートに６０℃で３３６時間の浸漬実験を行い、重量変化率（％）で評価した。
【００３９】
柔軟性は、長さ１５０ｍｍのホース端末を保持し、半径４０ｍｍの半円形状の板状に沿わせて１８０°巻き付けるために必要な荷重（Ｎ）の測定値で評価した。
【００４０】
その結果、表１中の剥離性の欄に示すように、実施例１〜３のホースでは内層と外層とが剥離しなかったのに対し、比較例１では内層と外層との剥離が生じ、比較例２では剥離しなかった。このことから比較例のフッ素樹脂は、ポリオール成分がエーテル系ポリウレタンでは接着性に乏しいことがわかった。また実施例１〜３のホースは、使用時の耐久性、耐圧性が向上することが確認された。
【００４１】
また、表１中の耐薬品性１及び２の欄に示すように、実施例１〜３のホースでは、比較例１及び２のホースと較べて引張り強さがほとんど低下せず、重量変化率もほとんど変化しなかった。このため、耐薬品性の優れているフッ素系樹脂と較べて遜色がないことがわかった。
【００４２】
また、表１中の柔軟性の欄に示すように、実施例１〜３のホースでは、比較例１及び２のホースと較べて曲げるときの力が小さく、フッ素系樹脂の内層を用いた場合よりも柔軟性に優れていることが確認された。
【００４３】
さらに、表１中の体積固有抵抗の欄に示すように、外層に導電性カーボンを配合した実施例３のホースでは、導電性がよいため、摩擦による静電気などの発生を有効に防止できることがわかる。
【００４４】
次に、表２に示す材料を用い、前述の第２実施形態の製法に従って、実施例４のホース（図２参照）を、前述の第３実施形態の製法に従って、実施例５のホース（図３参照）を作製した。また、表２に示すように、比較例３として、内層にフッ素系樹脂を用い、ポリエステル繊維からなる補強層を形成したホースを作製した。これらのホースの寸法は、外径が３４ｍｍ、内径が２５ｍｍとなっている。
【００４５】
【表２】
2006029389.tif 000004
表２において、柔軟性は、長さ４００ｍｍのホース端末を保持し、半径１００ｍｍの半円形状の板状に沿わせて１８０°巻き付けるために必要な荷重（Ｎ）の測定値で評価した。
【００４６】
また、コストは、実施例４のコストを１とした場合の値で評価した。
【００４７】
その結果、表２中の柔軟性の欄に示すように、実施例４及び５のホースでは、比較例３のホースと較べて曲げるときの力が小さく、フッ素系樹脂の内層を用いた場合よりも柔軟性に優れていることが確認された。また、表２中の柔軟性の欄に示すように、実施例４及び５のホースでは、比較例３のホースと較べてコストを低減できることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明のホースの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明のホースの第２実施形態を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明のホースの第３実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０   ホース
１２   内層
１４   外層
２０   ホース
２２   補強部材
２４   外皮被覆層
３０   ホース
３２   補強部材
３４   外皮被覆層
【図１】
2006029389.tif 000005
【図２】
2006029389.tif 000006
【図３】
2006029389.tif 000007