JP4134527B2

JP4134527B2 - シート状物の架橋方法

Info

Publication number: JP4134527B2
Application number: JP2001143349A
Authority: JP
Inventors: 有孝辰巳
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2021-05-14
Also published as: JP2002337156A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状物の架橋方法に関し、特に、高効率のもとに作業を遂行することのできるシート状物の架橋方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、フッ素樹脂の機械的強度および伸び不足を改善するため、放射線を照射することによって分子間を架橋することが行われている。照射対象としては、電線被覆やパッキンのような成型品、あるいはシート状物など様々であり、なかでもシート状物は、架橋を均一化できる点で放射線架橋に適している。
【０００３】
シート状物をフッ素樹脂より構成するときの具体例としては、フッ素樹脂をシート状に成型したもの以外に、フッ素樹脂粉末を焼成して嵩密度の小さなシート状に固めたフッ素樹脂特有の形態がある。このシート状物は、最終製品ではなく、架橋後に粉砕されて再度粉末にされ、成型材として使用されることになる。
【０００４】
図３は、粉末焼成体のシート状物を架橋するときの従来の方法を示したもので、１は電子線照射装置、２は照射窓３を介して照射装置１の下方に設置された照射室、４は照射室２内を循環するように配置された搬送体を示し、コンベア５と、これに懸架されたトレー６より構成されている。
【０００５】
トレー６には、シート状に固めたフッ素樹脂粉末の焼成体７が載置されており、焼成体７は、照射窓３の下部を通過するたびに電子線の照射を受ける。
照射室２の内部は、加熱された窒素ガスの循環によってフッ素樹脂の融点より僅かに高い温度に設定されているとともに、酸素の影響をなくすために、この窒素ガスによって無酸素状態に置かれており、さらに、照射された焼成体７は、窒素ガスの循環によって元の温度に冷却され、これによって±１０℃の架橋温度が維持されるように設定されている。
【０００６】
図４は、粉末焼成体の連続したシート状物を架橋するための従来の方法を示したもので、８は照射室２の前に設けられた加熱室、９は加熱室８および照射室２を順に通過するように配置されたコンベア、１０はコンベア９の一方の端部上に設けられたホッパを示し、このホッパ１０からは、フッ素樹脂の粉末１１がコンベア９に供給される。
【０００７】
加熱室８および照射室２の内部は、窒素ガスの循環による加熱および冷却作用によって所定の架橋温度に維持されているとともに、無酸素状態にされており、コンベア９上に供給された粉末１１は、加熱室８を通過する間にシート状物１２として焼成され、その後、照射室２において照射装置１より所定の線量の電子線照射を受け、架橋される。
【０００８】
図５は、ソリッド状のフッ素樹脂シートの架橋方法を示したもので、リール１３より引き出された未架橋のシート状物１４を、加熱された窒素ガスを循環させた加熱室８内に引き込み、ここで架橋温度に加熱した後、照射室２において照射装置１より電子線を照射し、リール１５に巻き取ることによって作業が進められる。
【０００９】
図３の方法は、シート状の焼成体７が照射窓３の位置を通過するたびに電子線を照射することで線量を積算し、これによって所定の架橋を行うことに特徴を有しており、一方、図４の方法は、１パスによって焼成体１２の架橋を行うことに特徴を有している。また、図５の方法は、フッ素樹脂に限らず、他の樹脂類のシート状物にも適用可能であり、これらの方法は、いずれも、シート状物の架橋方法としては実績があり、相応の評価を受けている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上に示した従来のシート状物の架橋方法によると、いずれの方法も低い生産効率しか得られず、製品コストが高くなる問題を有している。
即ち、図３の方法は、焼成体７に高水準の放射線を照射でき、従って、高い架橋密度が得られる反面、焼成体７が短片であることと繰り返しの照射を必要とするため、生産効率を低く評価せざるを得ず、また、図４および図５の方法も、１パスでの架橋であることで高効率のように見受けられるが、実質は、かなりの低速下での作業となるのが実情である。
【００１１】
従って、本発明の目的は、高効率のもとに作業を遂行することのできるシート状物の架橋方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するため、走行するフッ素樹脂のシート状物に放射線を照射することによって前記シート状物の架橋を行うシート状物の架橋方法において、
複数の連続した前記シート状物を多段に配置した状態で走行させ、夫々独立して走行する各段のシート状物に一括して放射線を照射することによって前記複数のシート状物を同時に架橋する方法であって、
前記放射線の照射ステップは、多段に配置された前記複数のシート状物の走行速度を前記放射線の照射源より離れるにしたがって低速になるように設定して行われると共に、多段に配置された前記複数のシート状物の相互間に不活性ガスを循環させた状態で行われることを特徴とするシート状物の架橋方法を提供するものである。
【００１３】
フッ素樹脂の形態としては、ソリッドのシート状物、あるいは架橋後に粉砕されるシート状の粉末焼成体のいずれでもよい。放射線としては、電子線等の電離性放射線が扱いやすく好適である。
【００１４】
多段に配置された各シート状物の走行速度は、放射線の飛程に伴う減衰を考慮して、照射源より離れるにしたがって低速となるように設定する。このようにするときには、各シート状物の照射量を同じにして、架橋度合の均質化を図ることが可能となる。
【００１５】
また、多段に配置されたシート状物の相互間には、窒素ガス等の不活性ガスを循環させ、これによって放射線の照射によるシート状物の昇温を防止するとともに、架橋雰囲気の無酸素化を図る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるシート状物の架橋方法の実施の形態を説明する。
図１において、２１は電子線照射装置、２２は天井に照射窓２３を形成した照射室、２４は照射室２２の前に連結された加熱室、２５は照射室２２の後ろに連結された冷却室を示す。
【００１７】
２６、２７および２８は、それぞれ照射室２２、加熱室２４および冷却室２５内に多段に配置されたコンベアを示し、これらは、各段同士が同速で連動して走行するように構成されているとともに、その相互間には、加熱された窒素ガスが強制循環させられている。
【００１８】
２９は加熱室２４よりそれぞれ突出させられた各段のコンベア２７の端部上に設置されたホッパ、３０はホッパ２９の内部に収容されたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の粉末を示す。図示されてはいないが、ホッパ２９には、ＰＴＦＥ粉末３０の消失分を補うタンクが連結されている。
【００１９】
ＰＴＦＥ粉末３０は、各ホッパ２９より各コンベア２７の端部上に平らになるように所定の量ずつ供給され、加熱室２４内を通過する間に融点以上に加熱されて嵩密度の小さなシート状物３１に固められる。固められたシート状物３１は、照射室２２において照射装置２１より所定の線量の電子線を照射された後、照射による昇温を冷却室２５で冷却され、外部に排出される。
【００２０】
以上のようにして遂行されるこの実施の形態によるシート状物３１の架橋作業は、たとえば、以下の条件のもとに行われる。
電子線照射装置２１の加速電圧：３ＭＶ、照射窓２３：４０μｍ厚さのＴｉ箔、コンベア２６の構成材：同前、コンベア２６の段数：５段、シート状物３１の厚さ：３ｍｍ、シート状物３１の嵩密度：０．６３ｇ／ｃｍ³ 、シート状物３１の相互間隔：１００ｍｍ、循環窒素ガスの温度：３４０℃（ＰＴＦＥの架橋温度）、窒素ガスの循環による熱伝達率：４０〜５０Ｗ／ｍ² Ｋ。
【００２１】
以上の条件によるとき、最下段のシート状物３１に到達する電子線の電圧は、約１．７ＭＶとなり、この電圧は、上記寸法のシート状物３１の架橋には充分な水準となる。従って、この実施の形態によるときには、各段を通過する複数のシート状物３１への一括した電子線照射による同時架橋が可能となり、従来の方法に比べ格段に高い作業効率を得ることができる。
【００２２】
また、条件を上記のように設定することにより架橋温度を好適温度である３４０±１０℃に常時維持することも可能であり、さらには、電子線照射装置２１より離れるにしたがってコンベア２６〜２８の速度を到達電子線の電圧に対応するように調整できるので、各段のシート状物３１を均質に架橋することが可能となる。なお、ベルト２６としては、電子線が透過しやすい金属メッシュベルトより構成することも考えられる。
【００２３】
図２は、本発明によるシート状物の架橋方法の他の実施の形態を示す。
図１との違いは、架橋対象をＰＴＦＥのソリッドのシート状物とした点にあり、他は、作業条件も含めて図１と同じである（図１と同一の符号は、図１と同一部分を示す）。
【００２４】
リール３２より引き出されたＰＴＦＥのシート状物３３は、各段のコンベア２６〜２８に載置されて加熱室２４、照射室２２および冷却室２５を順に通過し、この間に架橋温度への昇温、電子線の照射、および冷却の各処理を施された後、リール３４によって巻き取られる。なお、図では、シート状物を上２段だけ示し、他の段を省略してある。
【００２５】
この実施の形態の場合も、図１の実施の形態と同様の高効率作業が可能であり、さらに、図１と同様に、各段のコンベア速度を到達電子線の電圧に応じた水準に設定することによって、各段の架橋を均一化することができる。ＰＴＦＥのシート状物の代わりに、ポリエチレン等の他の樹脂のシート状物を適用することは可能である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるシート状物の架橋方法によれば、複数のシート状物を多段に配置した状態で走行させ、走行する複数のシート状物に放射線を一括して照射することにより複数のシート状物を同時に架橋するため、高効率の架橋作業を遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシート状物の架橋方法の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は使用される装置の平面図、（ｂ）は正面図を示す。
【図２】本発明によるシート状物の架橋方法の他の実施の形態を示す説明図であり、（ａ）は使用される装置の平面図、（ｂ）は正面図を示す。
【図３】従来のシート状物の架橋方法を示す説明図であり、（ａ）は使用される装置の正面図、（ｂ）は側面図を示す。
【図４】従来の他のシート状物の架橋方法を示す説明図。
【図５】従来のさらに他のシート状物の架橋方法を示す説明図。
【符号の説明】
２１電子線照射装置
２２照射室
２３照射窓
２４加熱室
２５冷却室
２６、２７、２８コンベア
２９ホッパ
３０ＰＴＦＥ粉末
３１、３３シート状物
３２、３４リール

Claims

走行するフッ素樹脂のシート状物に放射線を照射することによって前記シート状物の架橋を行うシート状物の架橋方法において、
複数の連続した前記シート状物を多段に配置した状態で走行させ、夫々独立して走行する各段のシート状物に一括して放射線を照射することによって前記複数のシート状物を同時に架橋する方法であって、
前記放射線の照射ステップは、多段に配置された前記複数のシート状物の走行速度を前記放射線の照射源より離れるにしたがって低速になるように設定して行われると共に、多段に配置された前記複数のシート状物の相互間に不活性ガスを循環させた状態で行われることを特徴とするシート状物の架橋方法。