(57)【要約】【課題】流体の帯電を抑制することができる帯電防止チューブを提供する。【解決手段】本発明の帯電防止チューブ１０は、導電性物質を含有する熱溶融性ふっ素樹脂組成物からなる導電部分１２と、熱溶融性ふっ素樹脂からなる透明部分１４とが交互に配置され、中空のチューブ形状に形成されている。これらの導電部分１２と透明部分１４とは、帯電防止チューブの長手方向に互いに平行に伸びており、導電部分１２は、帯電防止チューブ１０の外周に沿って形成され、外周面を構成する外周導電体１２ａと、帯電防止チューブ１０の内周に沿って形成され、内周面を構成する内周導電体１２ｂと、帯電防止チューブ１０の肉厚部分に形成され、外周導電体１２ａと内周導電体１２ｂとを電気的に接続する肉厚部導電体１２ｃとにより構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性物質を含有する熱溶融性樹脂組成物からなる導電部分と、熱溶融性樹脂からなる透明部分とが交互に配置されて中空のチューブ形状に形成された帯電防止チューブであって、前記導電部分は、チューブの外周に沿って形成され、外周面を構成する外周導電体と、チューブの内周に沿って形成され、内周面を構成する内周導電体と、チューブの肉厚部分に形成され、外周導電体と内周導電体とを電気的に接続する肉厚部導電体とにより構成され、前記外周導電体と内周導電体とは、前記透明部分とともにチューブの長手方向にストライプ形状とされていることを特徴とする帯電防止チューブ。
【請求項２】
請求項１記載の帯電防止チューブにおいて、前記導電部分及び透明部分に使用される熱溶融性樹脂は、熱溶融性ふっ素樹脂であることを特徴とする帯電防止チューブ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の帯電防止チューブにおいて、前記導電部分の厚さがチューブ肉厚の０．３〜２０％の範囲内であることを特徴とする帯電防止チューブ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項記載の帯電防止チューブにおいて、前記透明部分の円周方向の幅が、０．５〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とする帯電防止チューブ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項記載の帯電防止チューブにおいて、前記導電性物質が、カーボンブラック、カーボン繊維、グラファイト、コークス、カーボンナノチューブ、金属からなる群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする帯電防止チューブ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項記載の帯電防止チューブにおいて、内面、外面の帯電電位が５ＫＶ以下であることを特徴とする帯電防止チューブ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項記載の帯電防止チューブにおいて、内面の金属溶出量が１０ｎｇ／ｃｍ２・日以下であることを特徴とする帯電防止チューブ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項記載の帯電防止チューブにおいて、チューブの真円度が１５０μｍ以下であることを特徴とする帯電防止チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電防止チューブの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、可燃性流体等の輸送には、静電気の発生を抑制するために帯電防止管が使用されていた。下記特許文献１には、このような帯電防止管の例として、半透明の熱溶融性フッ素系樹脂からなる管壁の内部に導電性充填材を長手方向に沿って帯状に混入した構成が開示されている。
【特許文献１】実公平６−８３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来の技術においては、フッ素樹脂チューブの肉厚部分の内部に導電性物質を混入しているので、流体と直接接触せず、流体の帯電を抑制できないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、流体の帯電を抑制することができる帯電防止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】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、導電性物質を含有する熱溶融性樹脂組成物からなる導電部分と、熱溶融性樹脂からなる透明部分とが交互に配置されて中空のチューブ形状に形成された帯電防止チューブであって、前記導電部分は、チューブの外周に沿って形成され、外周面を構成する外周導電体と、チューブの内周に沿って形成され、内周面を構成する内周導電体と、チューブの肉厚部分に形成され、外周導電体と内周導電体とを電気的に接続する肉厚部導電体とにより構成され、前記外周導電体と内周導電体とは、前記透明部分とともにチューブの長手方向にストライプ形状とされていることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記導電部分及び透明部分に使用される熱溶融性樹脂は、熱溶融性ふっ素樹脂であることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の発明において、前記導電部分の厚さがチューブ肉厚の０．３〜２０％の範囲内であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項記載の発明において、前記透明部分の円周方向の幅が、０．５〜１０ｍｍの範囲であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項記載の発明において、前記導電性物質が、カーボンブラック、カーボン繊維、グラファイト、コークス、カーボンナノチューブ、金属からなる群より選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項記載の発明において、内面、外面の帯電電位が５ＫＶ以下であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項７記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項記載の発明において、内面の金属溶出量が１０ｎｇ／ｃｍ２・日以下であることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項記載の発明において、チューブの真円度が１５０μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、外周導電体と内周導電体とが肉厚部導電体により電気的に接続されているので、流体に生じる静電気を容易に放電させ、流体の帯電を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１５】
図１には、本発明にかかる帯電防止チューブの一実施形態の断面図が示される。図１において、帯電防止チューブ１０は、導電性物質を含有する熱溶融性ふっ素樹脂組成物からなる導電部分１２と、熱溶融性ふっ素樹脂からなる透明部分１４とが交互に配置され、中空のチューブ形状に形成されている。これらの導電部分１２と透明部分１４とは、帯電防止チューブの長手方向に互いに平行に伸びている。なお、図１においては、導電部分１２が４個形成されているが、これに限定されるものではなく、１個以上任意の数とすることができる。ただし、導電部分１２を複数形成する場合には、円周上に等間隔で形成するのが、帯電防止チューブ１０の真円度の確保の点で好ましい。
【００１６】
上記導電部分１２は、帯電防止チューブ１０の外周に沿って形成され、外周面を構成する外周導電体１２ａと、帯電防止チューブ１０の内周に沿って形成され、内周面を構成する内周導電体１２ｂと、帯電防止チューブ１０の肉厚部分に形成され、外周導電体１２ａと内周導電体１２ｂとを電気的に接続する肉厚部導電体１２ｃとにより構成されている。内周導電体１２ｂは、帯電防止チューブの内部を流れる流体と接するので、流体に生じた静電気を肉厚部導電体１２ｃ及び外周導電体１２ａを介して放電することができ、流体の耐電を抑制することができる。
【００１７】
ここで、導電部分１２を構成する外周導電体１２ａ、内周導電体１２ｂ及び肉厚部導電体１２ｃの厚さは、帯電防止チューブ１０の肉厚の０．３〜２０％の範囲内が好適である。導電部分１２の厚さが上記の範囲より薄くなると、帯電防止効果を十分得られず、上記の範囲より厚くなると、帯電防止チューブ１０の真円度及び屈曲疲労性が低下するので、いずれも好ましくない。
【００１８】
また、帯電防止チューブの外周面における上記透明部分１４の円周方向の幅、すなわち外周導電体１２ａの円周方向の間隔は、０．５〜１０ｍｍの範囲が好適である。この範囲より狭いと帯電防止チューブの内部が見えにくくなり、この範囲より広いと帯電防止性能が得られず表面の帯電電位が上昇する。なお、帯電防止チューブの内周面における上記透明部分１４の円周方向の幅、すなわち内周導電体１２ｂの円周方向の間隔も、０．５〜１０ｍｍの範囲が好適である。
【００１９】
導電部分１２に使用される導電性物質としては、カーボンブラック、カーボン繊維、グラファイト、コークス、カーボンナノチューブ及び金属等があり、これらの群より選ばれた少なくとも１種の材料を熱溶融性ふっ素樹と混合して熱溶融性ふっ素樹脂組成物とする。
【００２０】
また、導電部分１２及び透明部分１４に使用される熱溶融性ふっ素樹としては、例えばＰＦＡ（テトラフルオロエチレン／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体）等がある。ＰＦＡを使用することにより、金属溶出量を低減することができ、より清浄な帯電防止チューブを実現できる。
【００２１】
図２には、本実施形態にかかる帯電防止チューブの部分側面図が示される。図２において、導電部分１２と透明部分１４とは、帯電防止チューブの長手方向に互いに平行に伸びており、外周導電体１２ａ、内周導電体１２ｂ及び透明部分１４によりストライプ形状が構成されている。また、透明部分１４から帯電防止チューブの内部が見えるように構成されている。これにより、帯電防止チューブの内部を流れる流体の様子を観察することができる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の具体例を実施例として説明する。
【００２３】
１．帯電防止チューブの製造及び性能評価
押出ダイ及びサイジングダイにより、熱溶融性ふっ素樹脂としてＰＦＡ及び導電性物質としてカーボンブラックを使用して押し出し成型により内径４．３５ｍｍ×外径６．３５４ｍｍ（肉厚１ｍｍ）の帯電防止チューブを成型した。なお、導電部分１２の数は４個及び１個とした。なお、ＰＦＡにカーボンブラックを７重量％含有させて導電部分１２の材料とした。
【００２４】
図５には、上記帯電防止チューブの成型に使用した押出成型機の構成が示される。図５において、押出ダイ１６としてクロスヘッドダイスが使用され、スクリュー径１５ｍｍ及びスクリュー径３０ｍｍの押出機１８、２０を接続した。スクリュー径１５ｍｍの押出機１８は導電部分１２の形成に、スクリュー径３０ｍｍの押出機２０は透明部分１４の形成に使用される。また、押出ダイ１６から押し出された帯電防止チューブは、サイジングダイ２２により上記サイズに成型される。
【００２５】
なお、押出機１８、２０の内部樹脂温度は３５０℃とし、押出ダイ１６の温度は３７０℃とし、サイジングダイ２２の温度は９０℃とした。
【００２６】
本実施例においては、表１に示されるように、導電部分１２の厚みのチューブ肉厚に対する比（導電部分厚み比率）が０．３〜２０％、透明部分１４のチューブ外周面における円周方向の幅（ストライプ間距離）が０．５〜１０ｍｍのものを作製し、後述する測定方法により真円度、外面帯電電位、内面帯電電位、目視性、屈曲疲労性及び金属溶出量を測定した。また、比較例として、導電部分厚み比率が０．１％（比較例１）及び２５〜５０％（比較例３，４，５）のもの、ストライプ間距離が０．３ｍｍ（比較例２）のものを作製し、上記同様に評価した。なお、上記各実施例、比較例においては、それぞれの内周面におけるストライプ間距離を、外周面におけるストライプ間距離×チューブ内周長さ／チューブ外周長さで算出したものとした。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１において、導電部分厚み比率が０．３〜２０％の範囲内（実施例１〜実施例１１）では、外面帯電電位が０．７〜１．９ｋＶ、内面帯電電位が０．８〜１．９ｋＶであり、いずれも５ｋＶ以下となっている。ここで、静電気安全指針（産業安全技術協会発行）によると、爆発・火災を防止するための不導体の帯電量の管理指標として、可燃物の最小着火エネルギーが０．１〜１ｍＪ（トルエン等の溶剤が該当）のときの帯電電位を５ＫＶ以下と定めており、本実施例でもこの数値を採用した。
【００２９】
また、帯電防止チューブ１０の真円度は、全ての実施例において、商品に通常要求される１５０μｍ以下となっている。
【００３０】
さらに、実施例２以外の各実施例において目視性が良好（○）であった。目視性が良好とは、帯電防止チューブの内部を容易に確認できることをいう。なお、実施例２においても目視性は不良ではなく、ストライプ間距離を０．５ｍｍとしたために、他の実施例より若干目視性が低下した程度であった（△）。
【００３１】
これに対して、比較例１（導電部分厚み比率が０．１％）では、外面帯電電位及び内面帯電電位のいずれも５ｋＶを超えている。これは、導電部分１２の厚みが不足しているからである。また、真円度は、比較例３（導電部分厚み比率が２５％）、比較例４（導電部分厚み比率が３０％）、比較例５（導電部分厚み比率が５０％）において、いずれも１５０μｍを超えている。これは、導電部分１２の厚みが厚すぎるからである。さらに、実施例１〜１１では屈曲疲労性が５万回を超えているのに対し、比較例４及び比較例５では４万回であり、屈曲疲労性が不十分となっている。これも、導電部分１２の厚みが厚すぎ、ＰＦＡの耐屈曲疲労性が抑制されたからである。
【００３２】
また、比較例２では、帯電防止チューブ１０の内部の見易さを表す目視性が悪化（×）している。これは、ストライプ間距離が０．３ｍｍであるので、透明部分１４の幅が狭くなり、チューブの内部が見難くなったからである。
【００３３】
さらに、実施例１〜１１及び比較例１〜５では、比較例２を除いて金属溶出量が１０ｎｇ／ｃｍ２・日以下となっており、帯電防止チューブに一般的に要求されるレベルを満たしている。これは、帯電防止チューブ１０の材料にＰＦＡを使用したからである。比較例２の金属溶出量が１０ｎｇ／ｃｍ２・日を超えたのは、カーボンを含有する導電部分１２の表面積が多いためである。
【００３４】
なお、実施例１１は、ストライプ間距離を１０ｍｍにした例であるが、帯電防止チューブの外周の長さが約２０ｍｍ（６．３５４ｍｍ×３．１４＝１９．９５ｍｍ）であるので、図６に断面図が示されるように、導電部分１２及び透明部分１４が各１本ずつ形成されることになる。本実施例においても、真円度、外面帯電電位、内面帯電電位、目視性、屈曲疲労性及び金属溶出量の値は、表１に示されるように、他の実施例１〜１０と同様に良好な値であった。
【００３５】
２．測定方法
（１）帯電電位の測定方法
内径４．３５ｍｍ×外径６．３５ｍｍ、長さ１．５ｍの帯電防止チューブをサンプルとし、その一端を接地して、中央部近傍の２０ｃｍの範囲をベンコットンで５０回擦り、その部分の静電気を測定する。なお、帯電防止チューブの内周面を測定する際は、サンプルを縦にカットして測定する。測定時の外気温２３℃、相対湿度５０％ＲＨであった。また、測定器は、デジタル低電圧測定器ＫＳＤ−０２０２（春日電機株式会社製）である。
【００３６】
（２）屈曲疲労性の測定方法
上記サンプルを３００ｍｍの長さに切断し、図３に示す装置により屈曲疲労性を測定した。
【００３７】
図３において、折り曲げ用の棒Ｐを図の矢印方向に周期的に振り、曲げ半径Ｒを２０ｍｍとして、サンプルＳを１分間に約４４回の頻度で左右に９０゜屈曲させる（往復で１回とする）。サンプルチューブには内圧（０．１ＭＰａ）をかけ、チューブ破断を圧力計で測定した圧力の低下により検出し、破断時に屈曲を停止する。なお、曲げ回数は、最大５００００回とする。
【００３８】
（３）金属溶出量の測定方法
上記サンプルを２つに折り曲げて内部に洗浄液（３．６％塩酸）を入れ、２０時間洗浄する。その後、純水にてすすぐ。次に、洗浄後のサンプルを２つに折り曲げて内部に溶出液を入れ、室温で２０時間静置して金属を溶出させる。溶出液には、３．６％塩酸（関東化学株式会社製電子工業用３６％塩酸を超純水で希釈）を使用した。
【００３９】
次に、上記溶出と同条件でサンプル内部を洗浄し、洗浄液を上記溶出後の溶出液に加え、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ）で溶出した金属を定量した。
【００４０】
検出した元素は、Ｎａ（質量数２３）、Ｍｇ（質量数２４）、Ａｌ（質量数２７）、Ｋ（質量数３９）、Ｃａ（質量数４０）、Ｃｒ（質量数５２）、Ｆｅ（質量数５６）、Ｎｉ（質量数６０）、Ｃｕ（質量数６３）、Ｚｎ（質量数６６）、Ｃｄ（質量数１１１）、Ｐｂ（質量数２０８）の１２元素である。溶出金属量は、これらの元素の合計質量とした。
【００４１】
測定に使用した装置は、Ａｇｉｌｅｎｔ７５００Ｓ（横河アナリティカルシステムズ株式会社製）であり、高周波出力は、６００Ｗ（Ｎａ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｋ，Ｃａ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐｂ）及び１５００Ｗ（Ｚｎ、Ｃｄ）である。
【００４２】
測定ピーク数は、３ｐｏｉｎｔｓ／ｍａｓｓ、積分時間は３秒、繰り返し回数は３回である。また、定量方法としては、絶対検量線法（検量線範囲：０〜１ｐｐｂ）、検量線範囲を超えた場合は試料を希釈した。希釈液には、ＳＰＥＸ製ＩＣＰ用混合標準液ＸＳＴＣ−２２を３．６％塩酸で希釈して使用した。
【００４３】
（４）真円度の測定方法
図４に示された帯電防止チューブの断面図において、異なる２個所における外径ＤＸ及びＤＹを測定し、それらの差（ＤＸ−ＤＹ）を真円度とした。ここで、ＤＸは対向する導電部分１２の位置で測定した外径であり、ＤＹは対向する透明部分１４の位置で測定した外径である。
【００４４】
（５）導電部分厚み比率の測定方法
図４において、帯電防止チューブのチューブ肉厚Ｔ１と、導電部分１２の厚みＴ２とを測定し、（Ｔ２／Ｔ１）×１００の値を導電部分厚み比率とした。
【００４５】
（６）目視性の測定方法
サンプルの内部に純水を流し、サンプルの外表面を目視にて観察して内部の純水の流れが見やすいか否かを評価することにより目視性を測定した。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明にかかる帯電防止チューブの一実施形態の断面図である。
【図２】本発明にかかる帯電防止チューブの部分側面図である。
【図３】屈曲疲労性の測定装置の説明図である。
【図４】真円度及び導電部分厚み比率の測定方法の説明図である。
【図５】帯電防止チューブの成型に使用した押出成型機の構成を示す図である。
【図６】実施例１１の断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  帯電防止チューブ、１２  導電部分、１２ａ  外周導電体、１２ｂ  内周導電体、１２ｃ  肉厚部導電体、１４  透明部分、１６  押出ダイ、１８，２０  押出機、２２  サイジングダイ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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