氟化彈性管的製作方法

2023-05-31 01:44:36

專利名稱：氟化彈性管的製作方法
技術領域：
本發明涉及彈性管，它涉及可用來藉助管徑方向的壓力控制管內流體流通的彈性管，如優選用於夾閥或滾子泵的彈性管。
背景技術：
當使用夾閥時，由於彈性管受到其徑向上的壓力，流體(例如液體)停止流通；當撤除壓力時，流體開始流通。此外，當使用滾子泵時，利用滾子沿彈性管徑向對其施加壓力， 在滾子沿管子軸向移動的同時，管子保持此受壓狀態，從而送出流體(例如液體)。與普通閥和泵相比，夾閥和滾子泵具有簡單的流動路徑結構，流體受汙染的可能性小。因此，它們常用於食品、醫療設備及其他領域。近年來，它們在半導體生產中用來輸送光致抗蝕液。彈性管一般使用矽橡膠，因為矽橡膠在保持彈性方面具有優勢。但與氟樹脂及其他材料相比，矽橡膠的耐化學性較差。因此，當強腐蝕性流體(例如光致抗蝕液、機械加工設備運行時使用的液體，以及諸如醫藥、食品、醫療設備和化學這樣的領域所用的強腐蝕性液體)流通通過專利文件1所揭示的彈性管時，管子的耐久性受到極大削弱。為提高管子的耐久性，有人提出了用氟樹脂層保護矽酮彈性體管內表面的技術 (例如專利文件1)，以及用氟彈性體形成管子的技術(例如專利文件2、。但是，即便矽酮彈性體管內表面受到氟樹脂層保護，彈性體層與其內表面上的氟樹脂層之間的黏附力也不夠強。特別是沿管子徑向反覆壓縮和放鬆並在其中產生應力時，應力集中在內表面層與彈性體層的連接界面上，導致層間發生脫落，特別是在稱作「頰部(cheek portion)」的彎曲部， 因而無法得到足夠的耐久性。另一方面，與矽酮彈性體及其他材料相比，氟彈性體管具有高黏性。「黏性」是指容易黏附到與自身相同的材料或者不同的材料上的性質；當黏性高時，例如當滾子泵的滾子壓住彈性管並保持此狀態時，其內表面會相互粘結，無法恢復，導致管子堵塞。此外，當管子反覆使用時，由於黏性高，管子內表面可能容易受損，因此其耐受性變差。為了提高氟彈性體管的耐久性，專利文件3和4提出用具有特定硬度的氟樹脂層覆蓋管子內表面。氟樹脂層的厚度在專利文件3中規定為5-300微米，在專利文件4中規定為管子基材厚度的0.5%-70% (在實施例中為200微米)。此外，所用的氟樹脂是具有高結晶度的非無定形氟樹脂，如聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯(PVDF)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)和偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物。可是，即便是這些例子，重複使用後氟彈性體與其內表面上的氟樹脂層還是會發生脫落，因而無法獲得足夠的耐久性。為解決矽酮彈性體管內表面覆蓋氟樹脂層時的脫落問題，以及氟彈性體管內表面覆蓋氟樹脂層時的脫落問題，本發明人提出使用孔內填有彈性體的多孔氟樹脂，作為彈性管與其內表面上氟樹脂層之間的中間層(專利文件幻。雖然此項技術能極大地改進管子的耐久性，但其耐久性仍須進一步改進。現有技術文件
專利文件專利文件1 日本實用新型公開第4-47185號專利文件2 日本實用新型公開第59-41687號專利文件3 日本專利特許公開第2001-193659號專利文件4 日本專利特許公開第2004-1467號專利文件5 日本專利特許公開第2008-30471號

發明內容
本發明要解決的問題本發明的目的是提供一種具有進一步改進的耐久性同時確保耐溶劑性的彈性管。解決問題的方案為解決上述問題，本發明人進行深入研究，結果發現通過選擇氟彈性體作為彈性體，用無定形全氟樹脂覆蓋此氟彈性體製成的空心體內表面，並利用無定形全氟樹脂在溶劑中的溶解性將其厚度調節至不超過1微米，可以顯著改善彈性管對反覆受壓的耐久性， 從而完成本發明。也就是說，本發明的氟化彈性管的特徵在於，它包含由氟化聚合物製成的彈性空心體和無定形全氟樹脂膜，所述樹脂膜的厚度不大於1微米，直接緊密接觸空心體的下表面。無定形全氟樹脂膜的臨界表面張力例如不高於20毫牛/米。無定形全氟樹脂可以具有例如化學式(1) > (2a)或(2b)所示的重複單元[化學式1]
權利要求
1.一種氟化彈性管，其包含由氟化聚合物製成的彈性空心體；以及厚度不大於1微米、與所述空心體內表面直接緊密接觸的無定形全氟樹脂膜。
2.如權利要求1所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述無定形全氟樹脂是其主鏈上具有環結構的全氟樹脂。
3.如權利要求1或2所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述無定形全氟樹脂具有化學式 (1) > (2a)或(2b)所示的重複單元[化學式1]
4.如權利要求1-3中任一項所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述無定形全氟樹脂膜的臨界表面張力不高於20毫牛/米。
5.如權利要求1-4中任一項所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述由氟化聚合物製成的彈性空心體包含多孔氟樹脂和填充所述多孔氟樹脂的孔的氟彈性體。
6.如權利要求5所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述由氟化聚合物製成的彈性空心體是圓筒形產品，其具有由氟彈性體製成的第一層和由多孔氟樹脂製成的第二層，所述多孔氟樹脂的孔用氟彈性體填充。
7.如權利要求6所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述第一層與所述第二層之厚度比 (第一層/第二層)不高於6. 5/1。
8.如權利要求5-7中任一項所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述多孔氟樹脂是膨脹型多孔聚四氟乙烯。
9.如權利要求5-8中任一項所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述多孔氟樹脂的孔隙率為 40% -98%。
10.如權利要求5-9中任一項所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述多孔氟樹脂的最大孔徑為0.01-20微米。
11.如權利要求1-10中任一項所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述彈性空心體的內徑為1-40毫米，厚度為0. 5-25毫米。
12.如權利要求1-11中任一項所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述彈性空心體包含在其外表面上形成的增強層和/或低摩擦層。
13.如權利要求12所述的氟化彈性管，其特徵在於，所述增強層和/或低摩擦層是由氟樹脂製成的管形製品、氟樹脂塗層或基於碳的塗層。
14.一種包含如權利要求1-13中任一項所述的氟化彈性管的夾閥。
15.一種包含如權利要求1-13中任一項所述的氟化彈性管的滾子泵。
全文摘要
一種氟化彈性管，其包含由氟化聚合物製成的彈性空心體；以及厚度不大於1微米、與所述空心體內表面直接緊密接觸的無定形全氟樹脂膜。所述無定形全氟樹脂膜具有化學式(1)、(2a)或(2b)所示的重複單元。所述氟化彈性管可具有進一步改進的耐久性，同時確保耐溶劑性。其中R1、R2和R3各自獨立地為氟原子或全氟烷基；p+q+r是1-6之間的整數；p是0-5之間的整數；q是0-4之間的整數；r是0或1。
文檔編號B32B27/30GK102421592SQ201080020910
公開日2012年4月18日 申請日期2010年3月1日 優先權日2009年3月6日
發明者菊川裕康, 野見溫雄 申請人:日本奧亞特克斯股份有限公司