TW202326017A - 可撓管 - Google Patents
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Abstract
為提供一種可撓管,其具有良好的壓縮復原性,同時具有優越的非溶出性而適用於作為滾筒幫浦用的可撓管,該可撓管以苯乙烯系彈性物作為主成分,其內面的算術平均粗糙度Ra為1.5以下,且內面的最大高度Rz為7μm以下。
Description
本發明係關於一種可撓管。
過去以來,提案有一種使用在各式用途之具可撓性的可撓管。例如,在日本發明專利第5475794號公告公報中,揭示一種多層可撓性管,其包含有:含聚烯烴材料的第1層、以及含丙烯聚合物及苯乙烯嵌段共聚物之摻合物的第2層。在此種多層可撓性管中,由於不含聚氯乙烯系材料,據此,可防止伴隨著燃燒聚氯乙烯系可撓性組成物而導致之有害物發生或該組成物溶出至管內等現象,進而降低對環境及健康造成的不安。此外,在日本發明專利第4169840號公告公報中,揭示有一種積層軟管,其包含有:由乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMMA)所構成的內層、以及由乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)所構成的外層。
然而,當將可撓管作為在食品製造等滾筒幫浦用的可撓管而使用的情況下,將會因可撓管被壓縮而造成可撓管的磨耗、或是構成可撓管之樹脂組成物的溶出,而容易將該樹脂組成物混入可撓管內的流體,因此,從衛生上的觀點來看,非溶出性係為特別重要的課題。再者,由於反覆壓縮會對可撓管施加負荷,故亦要求已被壓縮之可撓管的壓縮復原性。當上述日本發明專利第5475794號公告公報的多層可撓性管及上述日本發明專利第4169840號公告公報的積層軟管作為滾筒幫浦用之可撓管而使用的情況下,由於反覆壓縮可撓管、使其反覆受到應力施加,而有構成可撓管之樹脂組成物溶出至可撓管內的流體之虞,此外,亦有無法獲得充分的壓縮復原性之虞。
本發明之目的在於提供一種可撓管,其具有良好的壓縮復原性,同時具有優越的非溶出性而適用於作為滾筒幫浦用的可撓管。
本發明的可撓管係以苯乙烯系彈性物作為主成分的可撓管,其中,前述可撓管內面的算術平均粗糙度Ra為1.5μm以下,且前述可撓管內面的最大高度Rz為7μm以下。
藉由本發明,可提供一種可撓管,其具有良好之壓縮復原性的同時,還具有優越之非溶出性而適用於作為滾筒幫浦用的可撓管來使用。
有關本發明的實施形態之可撓管係為一種可使用在滾筒幫浦等的可撓管,以主成分為苯乙烯系彈性物之可撓管所構成。此種可撓管之內面的算術平均粗糙度Ra為1.5μm以下。另外,在本說明書中,所謂的「主成分」,係指相對於全量為含有50質量%以上之意。亦即,有關實施形態之可撓管,係由至少含有50質量%以上之苯乙烯系彈性物的可撓管所構成。
滾筒幫浦,又被稱為管式幫浦(tube pump)、細管幫浦(tubing pump)、軟管幫浦(hose pump)、蠕動幫浦(peristaltic pump)、蠕動型幫浦等,係以可撓管及具有複數個突起的滾筒所構成。滾筒幫浦係為一種旋轉滾筒幫浦、利用突起按壓可撓管,藉由擠出可撓管內之流體以輸送流體的幫浦。
苯乙烯系彈性物為一種具有優越之彈性、透明性、抗化學性的素材。因此,適用於作為要求壓縮復原性、透明性、非溶出性等之滾筒幫浦用的可撓管素材。
作為苯乙烯系彈性物,例如可列舉:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-乙烯・丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯・丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)等,可使用該等之1種,或是組合2種以上而使用。
另外,在可撓管中,作為苯乙烯系彈性物以外的組成物,可包含聚烯烴或塑化劑(軟化劑)等。
此外,藉由將可撓管內面的算術平均粗糙度Ra設為1.5μm以下,而可減少接液面、實現優越之非溶出性。假設可撓管內面的表面粗糙度較粗的情況下,可撓管將因滾筒幫浦而重複被壓縮,使得可撓管的內面彼此之間激烈的摩擦、造成局部被削除,而有可撓管的成分混入在可撓管內部流動之流體之虞。相對於此,在本實施形態的可撓管中,藉由將可撓管內面的表面粗糙度設定為上述範圍之値,由於可提高內面的平滑性、縮小可撓管受到壓縮時之內面彼此之間的摩擦程度,進而可抑制內面彼此之間的摩擦阻抗。再者,可減低相對於可撓管內部之流體的管路摩擦。藉此,可防止並抑制可撓管的成分混入至可撓管內的流體中。
又,藉由設可撓管內面的最大高度Rz為7μm以下、且設算術平均粗糙度Ra為1.5μm以下,將可更加提升可撓管內面的平滑性。藉此,可實現更加優越之非溶出性。
再者,藉由將相對於可撓管內面中之算術平均粗糙度Ra的最大高度Rz比Rz/Ra設為10以下,將形成內面凹凸少、且在減低對於在可撓管內部流動之流體的管路摩擦的同時,可提升流體的吐出量,並可減低來自內部的汙染(contamination)。
可撓管外表面之算術平均粗糙度Ra係以20μm以下為佳。藉由將可撓管外表面的算術平均粗糙度Ra設定為如上所述,將可獲得外表面之平滑性為高的可撓管,並可防止並抑制起因於滾筒幫浦反覆壓縮可撓管所造成之可撓管外表面產生龜裂等現象。
可撓管的蕭氏硬度係以50~75度為佳。當可撓管的蕭氏硬度小於50度時,將由於可撓管過軟而難以獲得良好的壓縮復原性。此外,當可撓管的蕭氏硬度大於75度時,將由於可撓管過硬而難以獲得良好的壓縮復原性。藉由將可撓管的蕭氏硬度設定為上述範圍內之數值,作為使用在滾筒幫浦的圓形可撓管將可實現合適的壓縮復原性。此外,可撓管的蕭氏硬度係可藉由「硫化橡膠及熱塑性橡膠-探求硬度的方法-第3部:硬度計硬度(JIS K 6253)」進行測定。
可撓管的延伸係數以700%~1000%為佳。藉由將可撓管的延伸係數設定為該範圍內之數值,將可抑制起因於由滾筒幫浦反覆壓縮可撓管所造成之可撓管的彈性及壓縮復原性的劣化,並可提高可撓管的耐久性。另外,可撓管的延伸係數係為,依據「硫化橡膠及熱塑性橡膠-探求拉伸特性的方法(JIS K 6251)」,可藉由拉伸速度200mm/min、啞鈴狀5號形狀進行測定。
本實施形態的可撓管係以滾筒幫浦用的可撓管為佳。如上述之本實施形態的可撓管係可實現優越的非溶出性與壓縮復原性。因此,作為要求壓縮復原性、非溶出性之滾筒幫浦用的可撓管,較佳為本實施形態的可撓管。
接著,針對有關本發明的實施形態之滾筒幫浦所用之可撓管的製造方法進行說明。有關實施形態的可撓管係可藉由擠出成形製造。亦即,將主成分為苯乙烯系彈性物的樹脂組成物投入至擠出成形機(投入製程),將已投入的樹脂組成物藉由擠出成形而製造可撓管(成形製程)。此時,以使成形之可撓管內徑中的拉下比(pull-down ratio)形成為0.8~1.1的條件,使用例如如圖1所示的模具1(噴嘴4、模件6)進行擠出成形。此外,有關拉下比的計算方法係為,令可撓管內徑之拉下比為:相對於噴嘴4外徑D1(mm)之成形後的可撓管內徑(mm)之比,令可撓管外徑之拉下比為:相對於模件6內徑D2(mm)之成形後的可撓管外徑(mm)之比。
藉由使用已將拉下比規範於上述範圍內的模具1而進行擠出成形,便可製造出內面的表面粗糙度Ra為1.5μm以下的可撓管。換言之,將主成分為苯乙烯系彈性物的樹脂組成物,以所製造之可撓管之內徑中的拉下比形成為0.8~1.1的條件進行擠出成形,便可製造如實施形態之圓形、且壁厚均勻的可撓管。
在上述成形製程中,擠出成形係以可撓管外徑中的拉下比高於可撓管內徑中之拉下比為佳。藉此,在擠出成形中,藉由將可撓管內徑中的拉下比設定在0.8~1.1之範圍內、且改變可撓管外徑中的拉下比(藉由改變噴嘴與模件之縫隙間隔),便可調整藉由擠出成形所製造的可撓管厚度。因此,可在任意厚度實現內面的表面粗糙度Ra為1.5μm以下之可撓管。
藉由以上說明之本實施形態的可撓管,藉由使可撓管構成為以苯乙烯系彈性物作為主成分,便可形成具良好之壓縮復原性、透明性、非溶出性的製品。再加上令可撓管內面的表面粗糙度Ra為1.5μm以下、再藉由令相對於可撓管內面中之算術平均粗糙度Ra的最大高度Rz之比Rz/Ra為10以下,便可減少內面的凹凸、提高內面的平滑性、縮小與可撓管內的流體之間的接觸面積,進而獲得難以溶出可撓管成分之具優越非溶出性之物。具有此種表面粗糙度的可撓管係為,在利用擠出成形所進行的製造過程中,將主成分為苯乙烯系彈性物的樹脂組成物投入至擠出成形機,便可製造可撓管內徑中之拉下比形成所規定之0.8~1.1條件之物。其結果,可實現具有良好的壓縮復原性、且具優越之非溶出性的可撓管。從而,有關本實施形態之可撓管係為,可適用於作為食品製造、藥品製造、化學品製造等領域中的滾筒幫浦用之可撓管。
以上,雖針對本發明之實施形態進行說明,但本發明並非被限定於上述實施形態,在不脫離其主旨的情況下,可進行各種變更。
實施例1
(1)準備可撓管試料
以下,藉由實施例詳細說明本發明。在實施例中,分別準備試料:實施例1、實施例2之可撓管試料為以苯乙烯系彈性物為主成分,比較例1、比較例2之可撓管試料為以烯烴系彈性物為主成分。且對各試料實施可撓管內面之表面粗糙度測定、以及溶出實驗。再者,於溶出實驗中,為了比較與實施例1、實施例2的製造端相異之製造商的溶出性能的相異狀況,準備了實施例3,係主成分為苯乙烯系彈性物的可撓管之試料,此外,為了比較等級不同於比較例2之溶出性能的相異狀況,追加準備了比較例3,係主成分為烯烴系彈性物的可撓管之試料。
作為實施例1、實施例2、實施例3而準備的可撓管係為,以與上述實施形態中所述之製造方法相同的製造方法製作。實施例1係使用作為樹脂組成物的三菱化學公司製的「Tefabloc ME5309C」,將其藉由擠出成形而形成。實施例2係使用作為樹脂組成物的三菱化學公司製的「Tefabloc ME6301C」,將其藉由擠出成形而形成。實施例3係使用作為樹脂組成物的ARONKASEI CO., LTD.製的「AR875C」,將其藉由擠出成形而形成。比較例1係準備Saint-Gobain S.A.製的「PharMed BPT」作為可撓管。比較例2、比較例3係分別準備Tigers Polymer Corporation製的「Medil P640I」、「Medil T740C」作為可撓管。
(2)測定表面粗糙度
針對實施例1、實施例2、以及比較例1、比較例2之各試料,分別測定算術平均粗糙度Ra、最大高度Rz、以及對於算術平均粗糙度Ra之最大高度Rz之比Rz/Ra。將該測定結果揭示於下述表1。另外,表面粗糙度測定係為,作為測定機器,為使用小林研究所株式會社製的「Surfcorder SE500A」,分別於長邊方向測定軟管之內面、軟管之外表面。測定條件係設定為,傳送速度為0.5mm/秒、測定長度為2.000mm。
表1
由表1所示的結果可知,關於以上述實施形態之製造方法所製作的實施例1,所獲得的測定結果為,算術平均粗糙度Ra為1.5μm以下、最大高度Rz為7μm以下、且Rz/Ra為10以下。此外,針對於同樣以上述實施形態之製造方法所製作的實施例2,所獲得的測定結果為,算術平均粗糙度Ra為1.5μm以下、且最大高度Rz為7μm以下。關於比較例1,所獲得的測定結果為,算術平均粗糙度Ra為大於1.5μm、且最大高度Rz為大於7μm。關於比較例2,所獲得的測定結果為,算術平均粗糙度Ra為小於1.5、且最大高度Rz為大於7μm。
據此,關於實施例1、實施例2,其等之算術平均粗糙度Ra之值均形成為小於比較例1,此外,其等之最大高度Rz之值均形成為小於比較例1、2,且可確認其等具有優於比較例1、2之可撓管內面的平滑性。此外,在比較實施例1與實施例2後,可得知在實施例2中,Rz/Ra係形成為大於10之數值,而實施例1則具有更加優越的內面平滑性。
(3)溶出實驗
針對實施例1、實施例2、實施例3及比較例1、比較例2、比較例3的各試料,實施材質實驗、溶出實驗、蒸發殘留物實驗。該等各項實驗為依據「食品、添加物等之規格基準(2020年12月4日,日本厚生勞動省第380號)」的實驗方法所進行。各實驗結果揭示於下述表2。
表2
有關於材質實驗的結果,作為一般規格,任一試料中,鎘及鉛的含量均為100μg/g以下,作為個別規格,任一試料中,揮發性物質的含量均為5mg/g以下。從而,實施例1、實施例2、實施例3在材質實驗方面,其試料均符合規格基準。
有關於溶出實驗的結果,作為一般規格,任一試料中,重金屬(即:鉛)的含量為1μg/ml以下、過錳酸鉀消費量為10μg/ml以下。從而,實施例1、實施例2、實施例3在溶出實驗方面,其等試料均符合規格基準。
有關於蒸發殘留物實驗的結果,作為個別規格,任一試料中,除了庚烷以外的蒸發殘留物量為30μg/ml以下。從而,實施例1、實施例2、實施例3在溶出實驗方面,其試料均符合規格基準,且低於比較例1、比較例2、比較例3。
據此,有關於實施例1、實施例2、實施例3的試料,係可確認到均為符合溶出實驗之規格基準的試料、抑或可確認為低溶出且得以實現優越之低溶出性的試料。此外,由表面粗糙度的測定結果可知,實施例1、實施例2之中,以實施例1的試料最具有優越之可撓管內面的平滑性,據此可判斷實施例1、實施例2、實施例3之中,以實施例1的試料最具有優越之非溶出性。
1:模具
4:噴嘴
6:模件
圖1所示之斷面圖,為用以製造有關實施形態之可撓管之模具的一例。
Claims (10)
- 一種可撓管,係以苯乙烯系彈性物作為主成分,其中,前述可撓管之內面的算術平均粗糙度Ra為1.5μm以下,且該可撓管之內面的最大高度Rz為7μm以下。
- 如請求項1所述的可撓管,其中,相對於該可撓管之內面的該算術平均粗糙度Ra之該最大高度Rz之比Rz/Ra為10以下。
- 如請求項1所述的可撓管,其中,該可撓管之外表面的表面粗糙度Ra為在20μm以下的範圍內。
- 如請求項2所述的可撓管,其中,該可撓管之外表面的表面粗糙度Ra為在20μm以下的範圍內。
- 如請求項1所述的可撓管,其中,該可撓管之蕭氏硬度為50~75度。
- 如請求項2所述的可撓管,其中,該可撓管之蕭氏硬度為50~75度。
- 如請求項3所述的可撓管,其中,該可撓管之蕭氏硬度為50~75度。
- 如請求項4所述的可撓管,其中,該可撓管之蕭氏硬度為50~75度。
- 如請求項1至8中任一項所述的可撓管,其中,該可撓管的延伸係數為700%~1000%。
- 如請求項1至8中任一項所述的可撓管,其係為滾筒幫浦用的可撓管。
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