JPH0315077B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、複数本のフツ素樹脂チユーブが束
ねられてスリーブと一体化したフツ素樹脂チユー
ブ束に係り、特に、各フツ素樹脂チユーブの端末
開口部のつぶれや形の少ないフツ素樹脂チユーブ
束に関する。

〔従来の技術〕

フツ素樹脂は、多くの高分子材料の中でも、耐
薬品性、耐熱性、非汚染性等において特に優れた
特性を示すことから、各分野で広く利用されてい
る。フツ素樹脂で形成されたチユーブは、配管材
料として他の材質からなるチユーブと同様に一本
のまま使用されることが多いが、多数本束ねてそ
の両端部を一体化したチユーブ束を、例えば特開
昭60−259898号などに示されるように、その耐薬
品性及び耐熱性に着目して熱交換器の伝熱管とし
て使用したり、あるいは、耐薬品性及び非汚染性
などの面から脱気装置における脱気管としての使
用も検討されている（本出願人の提案による実開
昭62−27703号）。

ところで、これらフツ素樹脂チユーブ束は、端
末接続を容易にするため、端部にフツ素樹脂スリ
ーブを外嵌し、各チユーブとスリーブとを一体結
着させて端部を蜂の巣状の気密結合部に成形する
ものであるから、成形後における各チユーブの開
口面積のバラツキは、実際に上記装置に使用した
ときにはその性能に大きな影響を与える。即ち、
これらのバラツキは、流体をチユーブ内に流した
ときに流速の差となつてあらわれ、熱交換効率あ
るいは脱気効率の低下、バラツキの原因となるた
め、特にかかる用途にチユーブ束を使用する場合
は、チユーブ束には端部において、各チユーブの
つぶれがないことはいうまでもなく、偏平化等の
変形もできるだけ小さいことが望まれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来これらチユーブ束の端末成
形は、フツ素樹脂が非粘着性であることから熱融
着により行なわれており、このため加熱時におけ
るチユーブの軟化や膨張などが原因となつてチユ
ーブがつぶれたり、あるいは、変形したりするこ
とが多く、高度な製造技術が必要であり、作業性
もあまりよくない。

また、フツ素樹脂の中でも機械的強度、耐熱
性、耐薬品性、非汚染性の点で特に優れるフツ化
エチレン樹脂（以下PTFEと称す）からなるチユ
ーブを用いた場合では、PTFEが非粘着性である
ことに加え、他のフツ素樹脂に比べて溶融粘度が
著しく高く、融点以上においてもほとんど流動性
を示さないため、熱融着しにくいという性質があ
る。このため端末成形を行なつたときに、結合部
に気密性不良が発生しやすいという欠点がある。

さらに、PTFEが熱融着しにくいことから、結
合部の強度を高めるために、PTFEチユーブ束の
端末部分に外嵌するスリーブとして内径の小さめ
のものを用い、各PTFEチユーブを密着状態にし
て熱融着を行なうと、各PTFEチユーブが融点を
越えた時点で大幅に膨張し、しかもスリーブが内
側にも膨張するので、その膨張圧により各PTFE
チユーブは圧着して結合強度が向上するものの、
その反面、特にチユーブ束の最外周に位置するチ
ユーブがつぶれやすくなり、その結果、端末開口
部の一部が閉塞したり、あるいは開口部がつぶれ
て流路が狭められるなどの問題点が生じる。

そこで、PTFEチユーブ束を製造する方法とし
て、特開昭60−259898号では、PTFEチユーブの
内部にガラスビーズ、金属粉末等のつぶれ防止の
ための粉末状もしくは粒状の耐熱材料を充填し、
さらにPTFEチユーブの端末外周に熱溶融性フツ
素樹脂を設けて該熱溶融性フツ素樹脂を介して結
着一体化する方法が提案されている。ところが、
この方法では、個々のチユーブに充填剤を充填す
ることが面倒で作業性が悪いばかりか、加熱によ
りPTFEチユーブが溶融したときに、それら充填
剤がチユーブ内周面に付着して残ることがある。
かかるチユーブ束は、脱気管のように内部に高純
度な液体を通すような用途には、汚染の原因とな
るので使用できないという問題点がある。

この発明は、これら従来技術の問題点に鑑み、
各チユーブの開口部の変形が極めて小さく、開口
状態が良好に保持され、しかも製造が容易なフツ
素樹脂チユーブ束の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 上記従来技術の問題点を解決するため、この発
明によれば、束ねられた複数本のフツ素樹脂チユ
ーブと、これら複数本のフツ素チユーブの端部に
個別に外嵌され、加熱により収縮し、さらに溶融
固化して各フツ素樹脂チユーブを接合一体化せし
める熱溶融性フツ素樹脂からなる熱収縮チユーブ
により形成される接合部と、これらフツ素樹脂チ
ユーブの束の端部に外嵌されるフツ素樹脂スリー
ブと、このフツ素樹脂スリーブと前記フツ素樹脂
チユーブの束との間に設けられ、加熱により溶融
し、さらに固化して両者を接合一体化せしめる熱
溶融性フツ素樹脂チユーブにより形成される管状
接合部を備えるフツ素樹脂チユーブ束を構成す
る。

この構成において、フツ素樹脂チユーブとして
は、PTFEで形成されたものが各種特性の面から
好適であり、この場合各フツ素樹脂チユーブの接
合部を形成する熱収縮チユーブ、並びにこれらフ
ツ素樹脂チユーブの束とフツ素樹脂スリーブとの
接合部を形成するチユーブには、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
共重合樹脂（以下PFAと称す）からなるものが
接合強度などの面から好適である。

〔作用〕

この発明によるフツ素樹脂チユーブ束において
は、融点以上に加熱した場合に流動性を示し、且
つPTFEあるいは他のフツ素樹脂と接合しやすい
PFA等の熱溶融性フツ素樹脂からなるチユーブ
が、フツ素樹脂スリーブとフツ素樹脂チユーブの
束の間に設けられ、さらに同様な樹脂からなる熱
収縮チユーブが、各フツ素樹脂チユーブの端部に
外嵌され、これらが、熱溶融性フツ素樹脂の融点
以上に加熱されると、熱収縮チユーブが溶融して
流動し、隣接するフツ素樹脂チユーブ間の隙間を
確実に塞いで固化する。これにより、隣り合うフ
ツ素樹脂チユーブは、この溶融した熱収縮チユー
ブが接合部となつて結着される。さらに、これら
フツ素樹脂チユーブの束とフツ素樹脂スリーブと
の間に介在するチユーブも溶融し、外側に位置す
るフツ素樹脂チユーブとフツ素樹脂スリーブとの
間の隙間を塞いで固化して管状接合部となり、こ
れら接合部により端部に気密一体構造が形成され
る。

この場合、各フツ素樹脂チユーブに外嵌される
熱収縮チユーブは、加熱により収縮して該フツ素
樹脂チユーブを外側より締め付け、加熱によるフ
ツ素樹脂チユーブの膨張を抑制し、軟化したフツ
素樹脂チユーブ同志の圧迫による変形等を阻止し
ながら溶融する。このため、各フツ素樹脂チユー
ブは、熱収縮チユーブの溶融後においても、チユ
ーブを拘束せずに熱融着する従来方法に比べて膨
張率が小さく、互いに圧迫することはほとんどな
い。

また、フツ素樹脂スリーブとフツ素樹脂チユー
ブの束の間に設けられ、加熱により溶融したチユ
ーブは、各フツ素樹脂チユーブ、特に外側に位置
するフツ素樹脂チユーブに残る若干の膨張圧を吸
収しながら該フツ素樹脂チユーブとフツ素樹脂ス
リーブとの間の隙間を埋めると共に、フツ素樹脂
スリーブの内側への膨張圧も無理なく吸収し、内
側のフツ素樹脂チユーブへの圧迫を阻止しながら
固化する。

したがつて、端末成形時に各フツ素樹脂チユー
ブが互いに圧迫することがなく、且つフツ素樹脂
スリーブが内側のフツ素樹脂チユーブを圧迫する
こともないので、各フツ素樹脂チユーブは端部に
おいて、つぶれや変形等を生ずることなく、スリ
ーブと共に確実に接合一体化される。

〔実施例〕

第１図はこの発明によるフツ素樹脂チユーブ束
の一実施例を示す一方の端部を切り欠いた斜視図
で、第２図は端部の縦断側面図である。

このフツ素樹脂チユーブ束１は、束ねられた複
数本のフツ素樹脂チユーブ２と、これらフツ素樹
脂チユーブ２の端部を接合一体化する接合部３
と、これらフツ素樹脂チユーブ２の束の端部に外
嵌されるフツ素樹脂スリーブ４と、このフツ素樹
脂スリーブ４と前記フツ素樹脂チユーブ２の束と
を接合一体化し、前記接合部３と共に、各フツ素
樹脂チユーブ２の開口部を保持した状態で端部に
気密一体構造を形成する管状接合部５から構成さ
れている。

ここで接合部３及び管状接合部５は、融点以上
に加熱すると流動性を示すPFA等の熱溶融性フ
ツ素樹脂からなり、それぞれ第２図に詳細に示さ
れるように、隣り合う各フツ素樹脂チユーブ２間
の隙間、及びフツ素樹脂チユーブ２とフツ素樹脂
スリーブ４との間の隙間を埋めてこれらを結着一
体化するもので、その形成方法の一例としては、
第３図に示すように、まずフツ素樹脂チユーブ２
の端部に熱溶融性フツ素樹脂からなる熱収縮チユ
ーブ３ａを外嵌し、これらを複数本束ねてその端
部に熱流動性フツ素樹脂からなるチユーブ５ａ及
びフツ素樹脂スリーブ４を順次外嵌する。そし
て、この端部をヒータ等を用いて加熱すると、熱
収縮チユーブ３ａが収縮して各フツ素樹脂チユー
ブ２を外側から締め付ける。この熱収縮チユーブ
３ａの締め付けにより、各フツ素樹脂チユーブ２
の径方向への膨張が抑えられ、隣り合うチユーブ
同志の圧迫が阻止されるので、各フツ素樹脂チユ
ーブ２は軟化状態になつてもつぶれたり、あるい
は変化することがない。さらに加熱すると、熱収
縮チユーブ３ａは、フツ素樹脂チユーブ２の膨張
を抑えた状態で溶融すると共に、これらフツ素樹
脂チユーブ２の束とフツ素樹脂スリーブ４の間に
介在するチユーブ５ａも溶融する。この溶融した
熱収縮チユーブ３ａは流動性があるので、各フツ
素樹脂チユーブ２の径方向外方への若干の膨張圧
により押圧されて余分な熱溶融性フツ素樹脂が、
長手方向に逃げてそれらの膨張圧を吸収しながら
フツ素樹脂チユーブ２間の隙間を埋める。また、
溶融したチユーブ５ａも同様に流動性があるか
ら、これらフツ素樹脂チユーブ２の束の特に外側
に位置するフツ素樹脂チユーブ２の径方向外方へ
の膨張圧と、フツ素樹脂スリーブ４の径方向内方
への膨張圧により押圧され、余分な樹脂が長手方
向に逃げてそれらの膨張圧を吸収しながらフツ素
樹脂チユーブ２の束とフツ素樹脂スリーブ４の隙
間を埋める。そして、端部を冷却すると、隙間を
埋めた熱溶融性フツ素樹脂が固化してこれらを結
着せしめ、それぞれ接合部３及び管状接合部５と
なつて気密一体構造を形成する（第１図、第２
図）。

なお、上記実施例では、端部に熱収縮チユーブ
３ａを外嵌したフツ素樹脂チユーブ２を複数本束
ね、この束に熱溶融性フツ素樹脂チユーブ５ａを
外嵌し、さらにフツ素樹脂スリーブ４を外嵌した
後、これらを一度に加熱することにより結着一体
化せしめているが、この方法以外に、例えばあら
かじめ各フツ素樹脂チユーブ２の端部に外嵌した
熱収縮チユーブ３ａを個々に加熱して各フツ素樹
脂チユーブ２に熱融着せしめるか、あるいは熱収
縮だけをさせた状態のものを束ね、そしてこれら
の端部にチユーブ５ａとフツ素樹脂スリーブ４を
順次被せて加熱し、一体化してもよい。また、チ
ユーブ５ａとフツ素樹脂スリーブ４をあらかじめ
結着させておいてもよい。

かくして得られるフツ素樹脂チユーブ束１は、
端末成形時に、加熱によるフツ素樹脂チユーブ２
の熱膨張が各チユーブ２に外嵌された熱収縮チユ
ーブ３ａにより抑制されてチユーブ同志の圧迫が
阻止されると共に、フツ素樹脂スリーブ３の内側
への膨張圧並びにチユーブ束の外側に位置するフ
ツ素樹脂チユーブ２の外方への膨張圧が、両者の
間に設けられたチユーブ５ａによつて吸収される
ことから、成形後のフツ素樹脂チユーブ２につぶ
れや変形等の発生がなく、各フツ素樹脂チユーブ
２の開口部は良好に保持される。このため、チユ
ーブ束１の一方の端部から各フツ素樹脂チユーブ
２内に流体を流した時に、各チユーブ２間で流速
のバラツキがなく、例えば脱気装置の脱気管、あ
るいは熱交換器の伝熱管などに使用した場合に、
安定した脱気、熱交換が可能になる。なお、これ
らの用途以外に各種分野における配管材料として
使用することももちろん可能である。

さらに、本発明のフツ素樹脂チユーブ束１は、
製造時にフツ素樹脂チユーブ２のつぶれを阻止す
るために、あらかじめ内部に充填剤を充填する必
要がないから、端末成形時の作業性がよく、しか
もチユーブ２の内部に充填剤が残ることもないの
で、脱気管のように高純度の液体を流通させる場
合に極めて都合がよい。本発明によるフツ素樹脂
チユーブ束１を脱気管として使用する時は、フツ
素樹脂チユーブ２として、フツ素樹脂の中でも特
にガス透過性の大きいPTFEからなるものが好適
であり、この場合熱収縮チユーブ３ａとしては
PFAからなるものが好適である。さらに、特公
昭51−18991号、特開昭60−104319号等に記載の
方法によつて製造される延伸連続気孔性多孔質四
フツ化エチレン樹脂で形成されたチユーブを使用
すれば、そのチユーブ壁中に多数の微細な連続気
孔を有するものであるから、チユーブ壁を構成す
るポリマー分子間を溶存ガス分子が移動するだけ
の充実質のプラスチツクチユーブに比べ、差圧が
チユーブ内の液体表面に直接かかるのでガス透過
性が著しく増大し、その結果脱気効率が大幅に向
上する。

なお、本発明ではチユーブ２として、各種フツ
素樹脂の中でも熱膨張率が大きく、且つ融着が困
難なため、良好な開口状態を保持して一体化する
ことが難しいPTFEからなるチユーブの一体化に
特に好適であるが、PTFEの代わりに、PFA、
四フツ化エチレン−六フツ化プロピレン共重合樹
脂（FEP）、エチレン−テトラフルオロエチレン
共重合樹脂（ETFE）などからなるものの使用も
可能であり、スリーブ４についてもチユーブ２と
同様に各種フツ素樹脂からなるものを使用するこ
とができ、これらはチユーブ束１の使用条件等に
応じて適宜選定すればよい。

また、溶融固化して接合部３となる熱収縮チユ
ーブ３ａ、並びにチユーブ２の束とスリーブ４の
膨張圧を吸収して両者を接合せしめるチユーブ５
ａを構成する熱溶融性フツ素樹脂としては、
PFA、FEP、ETFEなどの使用が可能であり、
それらの肉厚、熱収縮チユーブ３ａの収縮率等に
ついては、フツ素樹脂チユーブ２の本数、外径、
肉厚等に応じて選択される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、熱溶
融性フツ素樹脂からなる熱収縮チユーブがフツ素
樹脂チユーブの膨張を抑えながら溶融固化して各
フツ素樹脂チユーブを一体化し、さらにこれらフ
ツ素樹脂チユーブの束とフツ素樹脂スリーブとの
間に設けられた熱溶融性フツ素樹脂からなるチユ
ーブが両者の膨張圧を吸収しながら溶融固化し、
これらフツ素樹脂チユーブとフツ素樹脂スリーブ
とを接合一体化せしめてなるフツ素樹脂チユーブ
束であるから、チユーブ端部につぶれや変形がな
く、このため各チユーブにおける流速の差がない
ので、脱気管や伝熱管として使用したときに良好
な性能を得ることができる。

また、端末成形時にチユーブ内部に充填剤を充
填する必要がないから作業性がよく、しかもチユ
ーブ内面に残留物も残らないので、フツ素樹脂本
来の非汚染性が保持されて移送液体を汚染するこ
とがなく、配管材として使用する場合に極めて都
合がよい。

なお、この発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、例えばスリーブの形状を変更したり、
チユーブ本数を増減するなど、あるいは端末成形
を一端部のみに行なうなど、この発明の技術思想
内での種々の変更はもちろん可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるフツ素樹脂チユーブ束
の一実施例を示す一方の端部を切り欠いた斜視
図、第２図は端部の縦断側面図、第３図は加熱前
の端面図である。 ２：フツ素樹脂チユーブ、３：接合部、３ａ：
熱収縮チユーブ、４：フツ素樹脂スリーブ、５：
管状接合部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 束ねられた複数本のフツ素樹脂チユーブと、
   これら複数本のフツ素樹脂チユーブの端部に個別
   に外嵌され、加熱により収縮し、さらに溶融固化
   して各フツ素樹脂チユーブを接合一体化せしめる
   熱溶融性フツ素樹脂からなる熱収縮チユーブによ
   り形成される接合部と、これらフツ素樹脂チユー
   ブの束の端部に外嵌されるフツ素樹脂スリーブ
   と、このフツ素樹脂スリーブと前記フツ素樹脂チ
   ユーブの束との間に設けられ、加熱により溶融
   し、さらに固化して両者を接合一体化せしめる熱
   溶融性フツ素樹脂チユーブにより形成される管状
   接合部を備えるフツ素樹脂チユーブ束。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のフツ素樹脂チ
   ユーブ束において、フツ素樹脂チユーブは四フツ
   化エチレン樹脂からなり、接合部及び管状接合部
   は、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樹脂からなることを特
   徴とするフツ素樹脂チユーブ束。