PTFEチューブとは
PTFEチューブとは、ポリテトラフルオロエチレン (英: Polytetrafluoroethylene) という素材で作られたチューブです。
PTFE自体はテフロン (英: Teflon、デュポン社の商標名) とも呼ばれており、フライパン表面のコーティング剤として有名です。PTFEチューブには耐薬品性があり、ガスや液体を移送する用途で使用されます。チューブ自体に含まれる添加物が少なく、清潔な環境が求められる工場ラインや食品ラインで使用されます。
PTFEチューブの使用用途
PTFEチューブには耐薬品性があり、ガラスやプラスチックなどでは腐食してしまうような薬液や燃料の移送に使用されます。様々な化学薬品を使用する分析装置では多く使用され、チューブ自体に含まれる添加物の量が少ないため送液する際の不純物の溶出を抑えることが可能です。
非粘着性にも優れており、汚れやスケールの付着を低減することもできます。これらの性質を利用して食品工場や半導体製造装置の送液チューブとして多用されます。
PTFEチューブの原理
PTFEは炭素とフッ素が結合してできた高分子化合物です。正式名称はポリテトラフルオロエチレン (英: Polytetrafluoroethylene) で、テフロン (英: Teflon、デュポン社の商標名) として有名です。モノマーであるTFE (テトラフルオロエチレン) を重合することで合成が可能となります。
PTFEには、炭素とフッ素が結合したC-F結合が数多く含まれます。C-F結合は非常に強く安定した結合であるため、PTFEも熱や腐食などに強く安定的な性質になります。
PTFEチューブは耐熱性、耐薬品性、耐摩耗性、非粘着性、絶縁性、耐候性などに優れています。フッ化水素酸にも溶けないため、フッ化水素酸の輸送などに使用されます。また、自動車のエンジン周りなどの高温箇所でも使用可能です。一方で、高温になりすぎると分解してしまうので、耐熱温度を考慮して使用する必要があります。
PTFEチューブのその他情報
1. PTFEチューブの耐熱温度
PTFEチューブの耐熱温度は商品により異なりますが、範囲としては約-40～260℃です。破壊圧力値は温度によって異なり、温度が高いほど破壊圧力値が低下します。
2. PTFEチューブの曲げ半径
PTFEチューブの最小曲げ範囲はチューブの内径・外径の値と関係しています。一例として、内径1mm・外径2mmのPTFEチューブの最小曲げ半径は約5mmで内径23mm・外径25mmのPTFEチューブの最小曲げ半径は425mmです。
曲げる際は推奨使用値より大きい曲げ半径が推奨されます。推奨使用値よりも小さい値で使用するとチューブが折れる可能性があります。
最小曲げ半径の測定方法は以下の通りです。
- 温度20℃の条件下でチューブをU字の形の曲げます
- 片方の端を固定し、もう一方の端を徐々に近づけます
- 曲がった部分の外見変化率が5％となったときの2Rを測定します
3. PTFEチューブの継手の種類
フレア式
チューブの先端にシール部品を入れ込む種類です。事前にフランジ上に成形された部品をチューブ先端に入れ込みます。
フランジ式
チューブ先端をフランジ状に加工している種類です。工具を用いてチューブをフランジ状に広げ、バルブポートの底に押し付けてシールします。
管用テーパねじ用の継手
ストレートタイプ・エルボータイプのものがあります。PTFEチューブの内径を広げ、シールジョイントを接続して組み立てます。取り付けにはシナプス組み立て工具を用います。
4. シナプス組立工具の使用方法
シナプス組み立て工具は、下記のような手順で使用します。
- PTFEチューブの先端を6~12mm程度を透明になるまで加熱します。
- 適切なサイズの組み立て工具を入れ込んで、内径を広げます。
- 水などでPTFEチューブを冷やして、工具を抜きます。
- 先端1mmを刃物で直角に切り落とします。
加熱温度は280℃~380℃が適切で、430℃を超えるとPTFEチューブから毒性物質を含む気体が発生するため危険性です。換気をしながら加熱をすることが推奨されます。
参考文献
https://www.packing.co.jp/PTFE/ptfe_tokusei1.htm
http://www.kyoritsuka.co.jp/fluorine_resin/index.html
https://www.meikou.jp/fluororesin-2.html
https://www.chukoh.co.jp/products/tube/ptfe/
http://www.smcworld.com/upfiles/item/207/pdf1-TD-TID.pdf
https://takasago-elec.co.jp/products/products_fittings/ptfe_tube/