JP2587939B2 - ポリテトラフルオルエチレンを含有するシ−トのライニング方法 - Google Patents

ポリテトラフルオルエチレンを含有するシ−トのライニング方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリテトラフルオルエチレンを含有するシ
ート（以下、PTFEシートという）のライニング方法に係
り、より詳細には、例えば、PTFEシートをシートライニ
ングするに際し、該シート端末部の接合状態を向上さ
せ、リーク事故等のおそれを軽減できるようにしたシー
トのライニング方法に関する。
〔発明の技術的背景〕 PTFEは、優れた耐薬品性を有するため、耐蝕ライニン
グ材料として用いることが種々試みられている。特に、
シートライニングとして用いる場合、ピンホールのない
均一な厚みのライニングが得られることから徐々にその
用途が広がりつつある。しかし、PTFEは、化学安定性が
良いため、相手物との接着には通常の接着材で接着でき
ないことにより、シートライニングするには、種々の手
法が採られている。
例えば、該PTFEシートのライニング方法としては、 PTFEシートの裏面にテフロンPFAと称されるフッ素樹
脂であるテトラフルオルエチレンとパーフルオルアルキ
ルおよびパーフルオルアルキルビニルエーテルとの共重
合体（以下、PFAという）を介在させて、ガラス繊維を
融着したものを用いる方法 PTFEシートの表面をエッチング処理し、ゴム裏打ちし
たものを用いる方法 等が採用されている。
しかし、該方法の場合はシートとシートとの接合部を
PFAで溶接している構成であるので、この溶接部の施工
安定性が極めて悪く、その性能が不安定で、しばしばリ
ーク事故を起こしてPTFEシートライニングの信頼性をな
くし、この溶接部の施工安定性の改善がまたれている。
ところで、本発明者が検討した処、該PTFEシートライ
ニングの溶接部の不安定さは、次ぎのような原因による
ものであることが判明した。すなわち、 PTFEシートの接合は、ホットエアーにて加熱しながら
PFA溶接棒を溶融すると同時に、PTFEシートに溶接して
いるが、PTFEは溶接粘度が高く、溶接最適温度範囲が狭
いこと、およびホットエアーによる加熱が均一に行われ
難いことより、作業者の熟練度および同一作業者にても
パラツキが非常に大きく、実使用上における大きな不安
定要因となっている。特に、ライニングの如くただ１ケ
所のピンホールまたは微小な溶接不良にても液漏れを起
こし、全体が使用不可能になるような用途には不適であ
った。
PTFEとPFAとの接合において、両者を加熱溶融した上
に、加圧し、両者の接触を大きくした方が良り安定した
接着が得られるが、タンク内面シートライニングのよう
に複雑な形状、および形状が一定でないものについて、
加圧することが困難であるため、通常、溶融したPFA溶
接棒を軽く押さえつけるのみで溶接していることも溶接
の不安定さの原因の１つとなっている。
PTFEシートは、通常、母材（鉄、サス等の金属が主で
ある）に貼着けた後、接合部を300〜400℃に加熱して溶
接するのであるが、加熱空気で接合部近辺を加熱しても
シートの裏面より熱は放散され、シート全体を均一な温
度に加熱するのが極めて困難である結果として溶接部の
強度にもバラツキを生じて、不安定な接合となる。
なお、PTFEシートライニングは、たまたまうまく接合
できると、極めて優れた耐蝕性を示すが、リーク事故が
多く、実用上大きな問題となっており、これらのリーク
事故の殆どは、PTFEとPFAの界面剥離が主原因となって
いる。
本発明は、以上の問題に対処して創案したものであっ
て、その目的とする処は、PTFEシートのシート接合部に
おける溶接界面をより安定化し、ひいてはPTFEシートラ
イニングの施工安定性を向上させることができるポリテ
トラフルオロエチレンを含有するシートのライニング方
法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
そして、上記目的を達成するための手段としての本発
明のポリテトラフルオロエチレンを含有するシートのラ
イニング方法は、タンク等の母材にポリテトラフルオル
エチレンを含有するシートをシートライニングする方法
において、該シート端末部をテーパーカット、あるいは
段差カットし、該カットしたシート端末部にテトラフル
オルエチレンを90〜99.5％重量％と式CF2＝CF−OR（式
中、Ｒは１〜10個のＣ−原子を有するパーフルオルアル
キル鎖）で与えられるパーフルオルアルキル−パーフル
オルビニルエーテルを0.5〜10重量％を含有する一種ま
たは多種のテトラフルオルエチレン−パーフルオルアル
キル−パーフルオルビニルエーテル共重合体を溶着して
PFA溶着部を形成する工程と、前記シート端末部のPFA溶
着部同士を接触させてシートを前記母材にライニングす
る工程と、該両シート端末部のPFA溶着部間を、該PFA溶
着部を形成する前記テトラフルオルエチレン−パーフル
オルアルキル−パーフルオルビニルエーテル共重合体と
同種の材料にて接合する工程、を有することを特徴とす
る。
〔作用〕
そして、上記構成に基づく、本発明のポリテトラフル
オルエチレンを含有するシートのライニング方法によれ
ば、ライニングする該シートの端末部を上記共重合体よ
りなる材料でもって予め処理し、該材料と同種の材料で
もって、シート接合部溶接等接合するようにするので、
シート接合部において同種材料間の接合状態が呈せら
れ、優れた接合状態が得られるように作用する。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら、本発明のポリテトラフル
オルエチレンを含有するシートのライニング方法を具体
化した実施例について説明する。
ここに、第１〜４図は、本発明のライニング方法を説
明するためのシート端末部の説明図であって、第１図は
断面図、第２図はシート端末部の処理をする状態を示す
断面図、第３図はシート端末部の処理形状を示す断面
図、第４図はシート接合部の接合状態を示す断面図であ
る。
本実施例のポリテトラフルオルエチレンを含有するシ
ートのライニング方法は、次ぎの工程より具体化される
ようになっている。
（第１工程） ライニングする母材に応じて、PTFEシート１を所定長
さに切断して、該切断端末部２に段差カット部３を形成
し、該段差カット部３の表出面にPFA（ここでは、その
成分割合をテトラフルオルエチレンを90〜99.5重量％と
式CF2＝CF−OR（式中、Ｒは１〜10個のＣ−原子を有す
るパーフルオルアルキル鎖）のパーフルオルアルキル−
パーフルオルビニルエーテルを0.5〜10重量％とした一
種または多種の共重合体を用いている）を溶着すること
によりPFA溶着部を形成する。
ここで、PFA溶着部４は、第２図に示すように、加熱
・加圧装置５を用いてPTFEシート１の段差カット部３の
表出面に溶着するようにしている。すなわち、段差カッ
ト部３にPFAを臨ませると共に、該PFAが流動しないよう
にスペーサー６を配置した後、PTFEシート１を上下方向
より加熱・加圧５で加圧し、かつ300〜400℃の加熱温度
でもって加熱できるように温度コントロール（ここで
は、温度センサーを用い、その検出温度に応じて加熱温
度をコントロールするようにしている）しながら該装置
５のヒーター７で加熱して溶着した後、該加圧状態で、
該加熱を停止すると共に冷却することによりPTFEシート
１の段差カット部３の表出面に上記PFAを溶着し、PFA溶
着部４を得るようにしている。
また、段差カット部３は、第３図に示すように他の形
状としてもよい。すなわち、テーパー状（第３図ａ）、
段差状（第３図ｂ）、段差を形成すると共にその表面に
凹凸形状を形成したもの（第３図ｃ）としてもよい。
（第２工程） 第１工程により得たシート端末部をPFA処理をしたPTF
Eシート１の裏面にガラス繊維を融着し、該ガラス繊維
面を被ライニング面に、エポキシ樹脂でもって接着し、
シート両端末部におけるPFA溶着部４が接触するように
してライニングする。
（第３工程） 第２工程で、ライニングしたPTFEシート１の端末部に
おけるPFA溶着部４、４に、PFAを成分とするPFA溶接棒
を接触させ、両端末部のPFA溶着部４、４間を溶着してP
FR接合部８を形成する。すると、シート端末部のPFA溶
着部４、４は該シート１に一体化されていて、PFA溶接
棒がシート端末部と同一種の材料でもって配置されてい
るので、PFA相互の溶接となり、その接合の安全性が向
上する。
ここで、PFA溶接棒の代わりに例えば、PFAをシート状
にしたPFAシートを用いるようにしてもよい。そして、
具体的には第４図に示すような構成としてシート接合部
を溶接するようにしている。すなわち、第４図ａ〜ｃの
ようにPFA溶接棒等を用いて溶接するようにしている。
次ぎに、本実施例に基づいて得られるPTFEシートのシ
ートライニングの接合状態の良否を確認するために、従
来のライニング方法で得たPTFEシートのシートライニン
グの接合状態との比較試験を行った。
まず、1m3タンクを二基用意し、その一方に本実施例
によるシートライニングをし、また他方にPTFEシートを
ライニングした後、そのシート接合部をPFAにより溶接
し、それぞれについてピンホールテスト（20000V）でピ
ンホールのないことを確認した後、昼間90〜95℃（スチ
ーム加熱、約10時間／日）、夜間放冷を１ケ月間繰り返
すテストを行い、そのシート接合部を再度ピンホールテ
ストでチェックをした。
その結果、本実施例によるものは、ピンホールが全く
認められなかったのに対し、従来例のものはその溶接部
界面に、再度８ケ所のピンホールの発生が認められた。
更に、本実施例と従来例とのそれぞれのシート接合部
について強度（kg/cm2）試験と破断状況試験とを行い、
本実施例に於けるシートライニングの効果の確認を行っ
た。すなわち、PTFEシートの両端部を段差カットし、該
カット部分にPFAをおき、350〜400℃の熱板間（熱盤重
量20kg/12×10＝0.2kg/cm2）でPTFEが透明になるまで加
熱（５〜７分間程度）した後、放冷してPFA処理シート
を得て、これをそのPFA溶着部を突き合わせてそのシー
ト接合部についてPFA溶着した本実施例手法によるもの
（３例）と、同じ大きさのPTFEシートの両端部を突き合
わせPFA溶接棒にてシート接合部をPFA溶接した従来例手
法によるもの（４例）について、強度（kg/cm2）試験と
破断状況試験（引張速度・50mm/分）とを行った。
そして、その試験結果は、次表の通りで、本実施例手
法によるものは、その強度がいずれも180kg/cm2前後あ
り、また破断状況より溶接界面よりの剥離は殆ど認めら
れず、十分な強度を有することが確認できたのに対し、
従来例手法によるものは、その強度は130kg/cm2前後認
められたものの溶接部分は50％が界面破断となることが
認められた。この結果、本実施例によるシートライニン
グによる効果が十分に確認出来た。
（本実施例手法によるもの） 試料……強度は190kg/cm2 破断状況は溶接界面でなく、PFTFEシート自体が破断し
た。
試料……強度は178kg/cm2 破断状況は溶接界面でなく、PFTFEシート自体が破断し
た。
試料……強度は170kg/cm2 破断状況は溶接界面でなく、PFTFEシート自体が破断し
た。
（従来例手法によるもの） 試料……強度は148kg/cm2 破断状況は50％がPTFEシート自体より、50％がPTFEとPF
Aとの界面よりの剥離 試料……強度は120kg/cm2 破断状況は50％がPTFEシート自体より、50％がPTFEとPF
Aとの界面よりの剥離 試料……強度は133kg/cm2 破断状況は50％がPTFEシート自体より、50％がPTFEとPF
Aとの界面よりの剥離 試料……強度は118kg/cm2 破断状況は50％がPTFEシート自体より、50％がPTFEとPF
Aとの界面よりの剥離 また、従来例手法において、鉄:SS-41を母材とし、こ
れをPTFEシートをガラス繊維でバックアップしてライニ
ングし、これを再び母材より剥離したものについて前述
と同様の試験を行ってみた。
試料……強度は115kg/cm2 破断状況は40％がPTFEシート自体より、60％がPTFEとPF
Aとの界面よりの剥離 試料……強度は80kg/cm2 破断状況は10％がPTFEシート自体より、90％がPTFEとPF
Aとの界面よりの剥離 試料……強度は130kg/cm2 破断状況は40％がPTFEシート自体より、60％がPTFEとPF
Aとの界面よりの剥離 試料……強度は96kg/cm2 破断状況は20％がPTFEシート自体より、80％がPTFEとPF
Aとの界面よりの剥離 そして、この結果は、溶接強度は80〜130133kg/cm2と
大きなバラツキが認められ、また、この場合熱が母材に
逃げやすいこと等より80％が界面破断として認められ
た。
ところで、上述した本実施例においては、PTFEシート
の端末部の段差カット部へのPFAの溶着をPFA溶接棒を用
いたもので説明したが、PFAパウダーを用い、これを熱
処理して溶着接合するようにしたものであってもよい。
そして、これについても前述試験と同様の試験をおこな
って見た処、その強度が150kg/cm2、また破断状況は80
％がPTFE自体の材料破断で、20％がPTFEとPFAとの界面
剥離であって、前述実施例のものに比べると、若干劣る
ものの従来例手法によるものより、優れた効果を確認で
きた。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでな
く、本発明の要旨を変更しない範囲で変形実施できるも
のを含む。
〔発明の効果〕
以上の記載より明らかなように、本発明のポリテトラ
フルオルエチレンを含有するシートのライニング方法に
よれば、PTFEシートのシート接合部において、PTFEシー
トのシート端末部をテーパーカット、あるいは段差カッ
トし、該カット部分にテトラフルオルエチレン−パーフ
ルオルアルキル−パーフルオルビニルエーテル共重合体
を溶着してPFA溶着部を形成し、該PFA溶着部間を、該PF
A溶着部を形成する材料と同種の材料でもって接合する
ので、接合強度が高くなり、かつその接合状態が安定
し、リーク事故等を軽減できる施工安定性を改善できる
ライニング方法を提供できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１〜４図は、本発明のライニング方法を説明するため
のシート端末部の説明図であって、第１図は断面図、第
２図はシート端末部の処理をする状態を示す断面図、第
３図はシート端末部の処理形状を示す断面図、第４図は
シート接合部の接合状態を示す断面図である。 １……PTFEシート、２……シート切断端末部、３……段
差カット部、４……PFA溶着部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】タンク等の母材にポリテトラフルオルエチ
    レンを含有するシートをシートライニングする方法にお
    いて、 該シート端末部をテーパーカット、あるいは段差カット
    し、該カットしたシート端末部にテトラフルオルエチレ
    ンを90〜99.5重量％と式CF2＝CF−OR（式中、Ｒは１〜1
    0個のＣ−原子を有するパーフルオルアルキル鎖）で与
    えられるパーフルオルアルキル−パーフルオルビニルエ
    ーテルを0.5〜10重量％を含有する一種または多種のテ
    トラフルオルエチレン−パーフルオルアルキル−パーフ
    ルオルビニルエーテル共重合体を溶着してPFA溶着部を
    形成する工程と、 前記シート端末部のPFA溶着部同士を接触させてシート
    を、前記母材にライニングする工程と、 該両シート端末部のPFA溶着部間を、該PFA溶着部を形成
    する前記テトラフルオルエチレン−パーフルオルアルキ
    ル−パーフルオルビニルエーテル共重合体と同種の材料
    にて接合する工程、 を有することを特徴とするポリテトラフルオルエチレン
    を含有するシートのライニング方法。
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WO2004052627A1 (ja) * 2002-12-12 2004-06-24 Daikin Industries, Ltd. 溶接被覆材、接合構造体、溶接施工方法、溶接施工品及び複合物品

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