JPS5949464B2

JPS5949464B2 - 可撓性チユ−ブ

Info

Publication number: JPS5949464B2
Application number: JP51074288A
Authority: JP
Inventors: 悦男山崎; 昌章寺田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1976-06-25
Filing date: 1976-06-25
Publication date: 1984-12-03
Also published as: DE2728636C2; JPS53422A; DE2728636A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、可撓性チューブ、更に特に小さな曲げ半径に
おいて使用される可撓性多層チューブに関するものであ
る。

実質的に小さな曲げ半径において湾曲または繰わ返し屈
曲される様な用途に用いられるチューブ、例えば小型の
流体（気体および／または液体）制御機器内および／ま
たは機器間の配管、医療用および工業用内視鏡内の各種
導管、チヤンネルチユｏ−ブなどには、主として柔軟性
、可撓性、および小さな曲げ半径においてもキック（折
れ曲わ）、潰れ、管壁の皺の発生がないこと、滑ク性の
良い内壁面であることなどが要求される。

しかし、従来知られている各種のチューブにお５いては
、自己径（Ｒ）の１０倍程度に湾曲された際に、キック
、潰れ、表面皺の発生の無いものは知られていないし、
また、たとえＩＯＲ程度の湾曲においてキックおよび潰
れが無いとしても、この様な小さな径に迄湾曲させるた
めには、大きなＯ力を加えるか、あるいは加熱、加圧等
の特殊な処置を必要とする。

更にまた、従来の多層チューブにおいては、その多層化
の目的は、チューブの耐圧性を向上させることであつて
、屈曲性、可撓性、小さなＲにおける耐キック性、湾曲
性の向上など５を目的としたものではなく、従つて上
述の様な用途に適する多層チューブは知られていない。
ところが、前述の様な用途において、チューブの可撓性
、柔軟性（または易湾曲性）、耐キック性、防皺性に対
する要求は、非常に高いものである。このような観点か
ら、本発明者等は、前記のような用途に使用されるチユ
ーブに関する諸問題を解決すべく種々研究した結果、こ
れらの諸問題を解決し、更に高い可撓性（僅かな力で湾
曲する性質）、耐熱性、耐薬品性、非接着性（内および
外面への他物質の付着性が少い）、滑）性、軽重などの
諸点において、従来のチユープを遥かに凌ぐ理想的な可
撓性チユーブを完成した。

即ち、本発明け、多数の微小結節が微細繊維（フィフリ
ル）によつて互に結合された多孔性微細構造を有するポ
リテトラフロロエチレンの内層、該内層の外側に設けた
気密性材料によジ形成された中間層、および該中間層の
外側に設けた前記内層の材料と同質の外層よジなること
を特徴とする可撓性チユーブである。

本発明の可撓性チユーブの内層および外層として使用さ
れる材料は、多数の微小結節が微細繊維（フィフリル）
によつて互に結合された多孔性微細構造を有するポリテ
トラフロロエチレンであつて、これらの微小結節と微細
繊維の間に多数の空隙が形成され、全体として連続気孔
性の多孔構造を有するものである。

なお、ポリテトラフロロエチレン（以下ＰＴＦＥという
）としては、これに抽出可能な無機添加物、例えば珪酸
塩、炭酸塩、金属、金属酸化物、塩化ナトリウム、塩化
アンモニウムなど、あるいは有機粉末、例えばテトラフ
ロロエチレンとヘキサフロロプロピレンとの共重合体（
以下ＦＥＰという）、澱粉、砂糖などの粉末を加えたも
のなども用いることができる。つぎに中間層の材料とし
ては、気密性および／または水密性を付与するために適
した材料であればよく、例えば薄いプラスチツクのよう
なプラスチツク材料〔例えばＦＥＰ．．ＰＦＡ（４フツ
化エチレンとパーフロロアルキルピニルエーテルとの共
重合体）弗素・ゴムなど〕、付着性プラスチツク層を有
する金属箔のような金属材料などが用いられる。ここで
、ＰＴＦＥから前記多孔性微細構造を有するＰＴＦＥの
シートおよびチユーブを製造する代表的方法について詳
しく説明する。

ＰＴＦＥからの前記多孔性微細構造を有する結晶性高分
子材料の製造は、例えば特公昭４８−４４６６４号公報
、特開昭４６−７２８４号公報、あるいは特開昭５０−
２２８８１号公報などに記載された方法に準じて行なわ
れる。

即ちＰＴＦＥ微粉末（またはＰＴＦＥデイスパージヨン
凝縮物）に液状潤滑剤（例えばソルベントナフサ、ホワ
イトオイルなどの炭化水素油、石油エーテル等）を添加
混合（混合比ＰＴＦＥ：液状潤滑剤−８０：２０）し、
またはこれに少量の有機または無機の添加物を加えたも
のから予備成形物をつくう、該予備成形物をラム押出機
を用いてシート状またはチユーブ状に押出し、シート状
物は必要に応じて圧延して成形物をつくる。この成形物
から液状潤滑剤を除去し一除去しなくても良いが、結果
的に良くない一、次にこれを未焼結状態（３２７℃以下
）において長手方向に１．２〜１５倍程度延伸する。次
に、該延伸物を延伸状態において内部歪を融点以上また
はそれよシ多少低い温度、好ましくは２００〜３９０℃
で熱固定することにより製造される。こうして得られた
多孔性微細構造を有するＰＴＦＥは、柔軟性、可撓性、
耐熱性、耐薬品性、撥水性、非接着性、滑ク性、撥縮性
、弾性回復力などに富むものであつて、通常、肉厚０．
０５〜３．５Ｖ１ｔ１特に０。

１〜２．０ｔＩＵ１ｔ１気孔率３０〜９０％、特に６０
〜８０％、平均孔径０．０１〜２０μ、特に１〜５μ、
ガーレーナンバ一（６．４５ｄの断面を１２．７闘Ｈ′
の圧力下に１００ＣＣの空気が透過するのに要する時間
）０．０１〜５０００秒、水漏れ圧力０．１〜１．５Ｋ
１ｆＩ／ｄである。

これらの諸性質は、製造条件を調節することによシ、広
範囲に変え得るので、目的に合つた材料が容易に得られ
る。次に、内層と外層の間に設けられる中間層、例えば
薄いプラスチツクまたはプラスチツク層を有する金属箔
の中間層は、チユーブ内を流れる流体がチユーブ壁を透
過するのを防ぐのに充分な厚さ５〜２００μ、特に１０
〜１００μを有し、しかも柔軟性および可撓性を有する
プラスチツク材料層またはプラスチツク層を有する金属
箔のような金属材料層である。

このようなプラスチツク材料としては、例えばＦＥＰｌ
４弗化エチレンーバーフロロアルキルビニルエーテル共
重合体（ＰＦＡ）などの弗素樹脂、弗素ゴム、ポリウレ
タン、ポリイミド、ポリスチル、ナイロン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリエチレンまたは金属箔土にこれらのプラスチ
ツクのフイルムまたは上記材料の液によシ接着剤層を形
成したものなどが挙げられる。上記の多孔性微細構造を
有するＰＴＦＥの内層の外側に薄いプラスチツクまたは
プラスチツク層を有する金属箔の中間層および該中間層
の外側に更に内層の材料と同質の外層を設けるには、先
ずチユーブ状の内層の周囲に前記中間層材料よシなる薄
いブラスチツクテープまたはプラスチツク層を有する金
属箔を接着剤の不存在または存在下に重ね巻きするか、
前記プラスチツクの液状物を塗布するか、押し出しする
か、あるいは熱収縮性に加工したチユーブ状の前記プラ
スチツクをかぶせ、これを加熱することによつて中間層
を形成する。

次に、こうして得られた内層上の中間層の外側に内層と
同質の材料よりなるシートから得たテープ状の多孔質材
料を巻回するか、あるいは内層と同質の材料よりなるチ
ユーブ次の多孔質材料をかぶせて外層とする。この外層
の厚さは、内層の肉厚および／または所望チユーブの用
途に応じて自由に変化させることができ、そして一般に
０。０５〜４闘であるのが好ましく、特に０．２〜２闘
がよい。

そして内層の肉厚の比は１：（０．７〜１．３）である
のがよく、特に内層と外層が同じ厚さであるのがよい。
但し、弗素ゴム等の柔軟なコーテイング被覆を中間層と
して使用する場合には、外層の厚さは、前記と同様に調
節可能であるが、特に０．１〜１闘程度と薄めでもよく
、そして内層／外層の肉厚の比は１／（０．１〜１）程
度でもよい。

こうして得られた内一中一外の三層を、中間層のプラス
チツクが溶融する温度一般に２００〜３００℃、特に３
３０〜３９０℃に加熱すると、該中間層が多少流動して
、溶融物が内層の外面および外層の内面に在る微孔の内
に入り込み、同時に外層も適当に収縮し、これらを冷却
すると中間層のプラスチツクは固化し、流動して微孔内
に入り込んだものがアンカーの役を果して、三層が均一
に一体化されたチユーブが得られる。

また接着剤により各層を接着することにより内層、中間
層、外層の三層が一体化されたチユーブを得ることもで
き、この場合には使用する接着剤の性質に応じて接着す
れば良い。なお、場合によつては、上記の内一中一外層
の構成を繰り返す様な４層以上の構成とすることもでき
る。

土述したような本発明の可撓性チユーブは、上記の構成
によつて、中間層は薄くかつチユーブ肉厚の殆ど中間部
に位置するので、チユーブを湾曲させた際の応力の極小
点に在り、従つて延ばされたり圧縮されたりしないので
皺、キックは起り難く、そのため破損することなく、長
期間チユーブの気密性または水密性を保つのに役立つ。

但し、弗素ゴム等の非常に柔軟なコーテイングの中間層
を施す場合は、内層と外層の肉厚の比が前記のように多
少偏つていてもよい。

一方、内層および外層は、マシユマロ状のフィフリル構
造を持つているので、長さ方向に延ばされた場合は、フ
ィフリルが伸び、また縮められるとフィフリルが空隙に
入り込むので、伸長および圧縮によシ生ずる皺の原因と
なる歪は層内に吸収されて、チユーブの湾曲部に皺が発
生すること、あるいはキックの原因となる歪の発生する
ことも無い。

しかも、前記フィフリル構造の内層および外層を有する
チユーブの柔軟性は、極めてすぐれているので湾曲の際
に要する力は、極めて小さい（同寸法の充実形ＦＥＰチ
ユーブの１４０以下、但しＦＥＰの最小曲げ半径で比較
）。かくして本発明の可撓性チユーブでは、前述の従来
品に伴う欠点は、全て解決される他、軽量なこと、小さ
な湾曲径が得られることによる配管空間の節約および継
手の不要な配管が可能なこと、腐蝕性流体の輸送が可能
なこと、チユーブ内壁への内容物の付着の無いこと、管
の断熱性のよいこと、管からの浸出物のないこと、小さ
な力で湾曲できること等の特徴がある。

本発明の可撓性チユーブは、例えばガスセンサーの被検
ガス採取用チユーブ、各種液体の輸送用チユーブ、内視
鏡内のチヤンネルチユーブなどとして非常に有用である
。

以下、実施例によつて本発明を更に詳しく説明するが、
本発明はこれらにより限定されるものではない。

実施例１内径２．８闘、肉厚０．３５闘の、特開昭４６−７２８
４号公報に記載の方法で得た多数の微小結節が微細繊維
によつて互に結合された多孔性微細構造を有するＰＴＦ
Ｅチユーブ（延伸倍率１．６倍、商品名ＧＯｒｅ−Ｔｅ
ｘ）（７）周囲に厚さ１２μ、巾１２綱のＦＥＰフイル
ムの重ね巻き層を２層（各層共１。

２ラツプ）設け、その外側を更に肉厚０．１７〜０．１
８Ｉｍ１巾２４．５顛の、上記公報に記載の方法で得た
多数の微小結節が微細繊維によつて互に結合された多孔
性微細構造を有するＰＴＦＥシートより得たテープを巻
回（２ラツプ）する。

こうして得た三層チユーブを約３８０℃で約１．５分加
熱して中間層を溶融させ、各層を融着一体化させた。こ
うして得られた三層チユーブは、極めて可撓性に富んで
おう、自己径（Ｒ）の８倍の径で湾曲させてもキック、
潰れ、内側表面に皺の発生は、全く起らなかつた。

また可撓性力量〔長さ８０Ｕのチユーブ試料を指および
テンシヨン・ゲージで１２Ｒに湾曲させ、湾曲半円（直
径２４闘）の端から１５！１１Ｊｌｔの所でのゲージの
読み〕は７０′であつた。更にまた１２Ｒの湾曲を１０
，０００回繰シ返しても層間の剥離は全く無く、気密性
は１即／Ｃｌｌの圧力において保持された。比較のため
に、同程度の寸法のチユーブについて可撓性力量、キッ
クの状況を各長さ１０ｃｍのチユープを曲げ半径５．５
ｄおよび３。

５Ｃｆｆ１で測定した結果を第１表に示す。

第１表から明らかな様に、実施例１のチユープは、小さ
な力で小さな半径に曲げることができることは明らかで
ある。

また同程度の押出しＦＥＰチユーブは、湾曲させるのに
非常に大きな力を要するばかｂか、曲げ半径を小さくす
るとキックする性質を示した。実施例１によつて得られ
た三層チユープを縦１５×横２５Ｘ高さ１５Ｃ＃！のガ
ス検知器内のセンサーと吸入ポンプの連結管として使用
したところ、狭い空間内で容易に配管でき、しかも従来
耐蝕性のチユープとして使つていた可撓性の乏しい押出
し弗素樹脂チユーブの配管の際に必要であつた継手は不
要となつた。

また、このチユーブは、内層および外層として連続気孔
性の材料を使用しているにもかかわらず、気密性でガス
の漏れは全く無かつた。更に、実施例１のチユーブを上
記ガスセンサーの被検知ガス採取用のチユーブとして使
つたところ、軽量でしかも柔軟性に富むので従来のチユ
ーブようはるかに使い易かつた。

実施例２内層として実施例１に記載したと同様にして得たＰＴＦ
Ｅチユーブ（内径２．８ＷｔＲ１肉厚０．３５１１ｔ１
１延伸率１６０％、商品名ＧＯｒｅ−Ｔｅｘ）の外側に
内径４１１！１１肉厚０．１５ｇ１のＦＥＰ熱収縮チユ
ープをかぶせ、これを約２００℃に加熱して収縮させ二
層チユーブとし、その外側に更に実施例１に記載したと
同様にして得たＰＴＦＥチユーブ（内径３。

９１Ｕ！、肉厚０．。

３５ｔｔ０をわぶせ、その全体を約３８０℃に約１。

５分加熱撓成して一体化させて三層チユーブをつくつた
。

こうして得られたチユーブは、１５Ｒまで湾曲させても
キック、潰れ、皺の発生は無かつた。

また水密性も極めて良好であつた。この実施例２のチユ
ープをＩＣチツブやＣＭＯＳ半導体加工におけるすすぎ
用の純水の輸送チユーブ、薬品製造用の水溶液の移送用
チユーブ、微生物用培養液の移送用チユーブとして使用
したところ、いずれの場合においても当該移送液のチユ
ーブ材料による汚染は全く無く、柔軟性のためにキック
もなくて極めて使い易く、長寿命で、しかも保守も容易
で酸洗と水洗により洗浄できる等０利点が有つた。

実施例３内径２．０闘、外径２．５Ｗ１ｉｔの、実施例１に記載
したと同様にして得たＰＴＦＥチユーブ（延伸率１６０
％、商品名ＧＯｒｅ−Ｔｅｘ）の周囲に厚さ１２μ、巾
９顛のＦＥＰフイルムを２ラツプ重ね巻きし、その外側
を更に厚さ０．２０ＷＩ！ｉ１巾１８顛の、実施例１に
記載したと同様にして得たＰＴＦＥテープ（延伸倍率３
倍）を２ラツプ巻回し、こうして得られるチユーブを約
３８０℃で約１．５分焼成し、中間層を溶融させて三層
のチユーブを得た。

こうして得られたチユーブは、可撓性、柔軟性に富んで
おｐぃ最小曲げ半径５Ｒに湾曲させても、キック、潰れ
、内側外面の皺は全く発生せず、１２刊における繰り返
し湾曲後もチユーブの気密性は保持された。

捷た可撓性力量け４０ｔであつた。一方、チヤンネルチ
ユーブとして従来一般に使用されている同寸法の架橋ポ
リエチレンチユーブの可撓性力量は曲げ半径２０Ｒで約
２００ｆであつた。

この実施例３のチユーブを内視鏡内のチヤンネルチユー
ブとして組込んだ内視鏡の曲げ特性ぱ、チャンネルチユ
ーブとして架橋ポリエチレンチユーブを使つた同寸法の
内視鏡と比べて著しく向上した。

すなわち可撓性が高塘り曲げに要する力がきわめて小さ
くなつたので、胃の噴門部の逆視、Ｓ字結腸などの曲り
くねつた経路の通過が可能となつた。塘た実施例３のチ
ヤンネルチユーブは、内面が滑らかであり、湾曲時にも
内面皺、管断面の潰れが無いので、このチユーブ内への
生検用鉗子の挿入、壕たこのチユーブから生検用鉗子の
引抜きを極めて円滑に行なうことができる。

実施例４内径２．８龍、肉厚０。

３５鰭の、特開昭４６ー７２８４号公報に記載された方
法で得た多数の微小結節が微細繊維によつて互に結合さ
れた多孔性微細構造を有するＰＴＦＥチユーブ（延伸倍
率１．６倍、商品名ＧＯｒｅ−Ｔｅｘ）の周囲に弗素ゴ
ム被覆層を形成する。この層の形成に使用する液け、弗
素ゴム１００重量部、受酸剤（ＭｇＯ）１５重量部、カ
ーボンブラツク３０重量部の組成部をメチルエチルケト
ンの１７チ溶液とし、この溶液加流剤２部を添加したも
のである。弗素ゴム層を形成すには、前記ＰＴＦＥチユ
ーブを前記液中に浸漬し、弗素ゴムの被覆を付着させ、
それを乾燥する。乾燥された弗素ゴムの被覆層の厚さは
約２５Ｐである。次に上記の様にして被覆された管の土
に、実施例１と同寸法で比重１．３の多孔質ＰＴＦＥテ
ープを２ラツプ巻回する。

こうして得られた三層チユーブを約３８０Ｃで約１．５
分加熱して中間層を溶解させて各層を一体化させる。こ
うして得られた三層チユーブは、実施例３のチユーブと
殆ど同様の優れた特性を有し、その可撓性力量は、約５
０ｔで１２Ｒの湾曲を５００００回繰返しても層間の剥
離は全くなかつた。

Claims

【特許請求の範囲】１多数の微小結節が微細繊維によつて互いに結合され
た多孔性微細構造を有するポリテトラフロロエチレンの
内層、該内層の外側に設けた気密性材料により形成され
た中間層、および該中間層の外側に設けた前記内層の材
料と同質の外層よりなることを特徴とする可撓性チュー
ブ。２内層の肉厚と外層の肉厚の比が１：（０．７〜１．
３）である特許請求の範囲第１項記載の可撓性チューブ
。３中間層の材料が柔軟性および可撓性を有するプラス
チック材料である特許請求の範囲第１項または第２項記
載の可撓性チューブ。４中間層の材料がプラスチック層を有する金属材料で
ある特許請求の範囲第１項または第２項記載の可撓性チ
ューブ。５内層、中間層、および外層が中間層材料を溶融する
ことにより、一体化された特許請求の範囲第１項〜第４
項のいずれかに記載の可撓性チューブ。６内層、中間層、および外層が接着により一体化され
た特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに記載の可
撓性チューブ。