JP4322524B2 - フッ素樹脂複合板材の製造方法及びその装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フッ素樹脂複合シートの製造方法及びその装置に関する。特に、最良の性能のフッ素樹脂複合シートを製造可能なフッ素樹脂複合シートの製造方法及びその装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
フッ素樹脂は優れた耐熱性、耐化学薬品腐食性、及び高純度という特性を具えるため、現代産業における高純度化学品の製造、保存、運搬等の使用環境に非常に適している。
例えば、半導体を製造するハイテク産業においては、使用する化学品の純度、或いはこれら化学品を入れる容器のクリーン度共に、非常に厳格な基準が設定されている。
一般に見られるフッ素樹脂材料にはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、四フッ化エチレン-パーフロロアルキルビニルエーテル共重合樹脂(PFA)、フッ化エチレンプロピレン共重合物(FEP)、四フッ化エチレン-エチレン共重合樹脂(ETFE)、三フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE)、三フッ化塩化エチレン・エチレン 共重合体(ECTFE)、 ポリフッ化ビニリデン（PVDF）等がある。これらにより製造するシートで化学品を保存することにより、耐腐食性と化学品の純度維持を実現することができる。
しかし、公知のフッ素樹脂材料で製造するシートは上述の特性を具えてはいるが、フッ素樹脂は優れた表面張力抗粘着性をも具えるため、設備基材を相互に接着固定する時の困難を招いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公知構造の欠点を解決するため、本発明はフッ素樹脂複合シートの製造方法及びその装置の提供を課題とする。
それは、加熱と残留応力に関するフッ素樹脂特性に対するマイナスの影響を防止することができる。
またそれは、別種の強化材シートなどの補強材と設備における基材接着固定手段を提供することができ、公知のフッ素樹脂と基材の粘着関係を改善することができる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は下記のフッ素樹脂複合シートの製造方法及びその装置を提供する。
すなわち、赤外線などの輻射加熱源を用いてフッ素樹脂シートとグラスファイバー布をフッ素樹脂の溶解点以上の温度に加熱し、さらに、装置中の温度制御ローラーユニットによりフッ素樹脂シートとグラスファイバー布を圧着する。また、該製造工程は低張力負荷の条件下でフッ素樹脂シートにグラスファイバー布を重ねた側からの片側局部加熱によりフッ素樹脂の溶解点以上の温度に加熱する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本発明の装置は以下の構成からなる。
フッ素樹脂シート供給コイルを設置し供給する張力調整軸台１１、フッ素樹脂薄膜供給コイルから供給する張力調整軸台２１、グラスファイバー布供給コイルから供給する張力調整軸台３１、ローラー１２、２２、３２。
第一ガイドローラーa。
予熱炉５、該予熱炉５内に設置する上層加熱器５１、下層加熱器５２。
第二ガイドローラーb。
上層高温溶接加熱器６１、下層高温溶接加熱器６２。
上ローラーc１、下ローラーc２を含む第三ガイドローラーc。
定型用熱風機７。
ローラーd、複数の温度制御ローラーユニットd１、d２、d３、d４。
PVC粘着膜供給コイルから供給する張力調整軸台８、伝動ローラー８１、８２。
完成品巻取りローラー９。
【０００６】
本発明の製造工程は、以下のステップからなる。
１．フッ素樹脂シート１０とフッ素樹脂薄膜２０（PFA 或いはFEP薄膜。PTFE複合シートは必要に応じて使用）とグラスファイバー布３０の素材を、図１の個別の張力調整軸台１１、２１、３１上に配置する。
２．順序に従い設置した材料１１、２１、３１を個別にローラー１２、２２、３２を経てガイドし、同位置に重ねる。続いて、第一ガイドローラーaを経由し予熱エリアに送入する。該予熱エリアにおいて使用する予熱炉５内には上層輻射加熱器５１と下層輻射加熱器５２を有し、材料の規格に応じてそれぞれ温度を調整する。該予熱炉５の熱源温度設定値は、フッ素樹脂シートの厚さ、製造工程の生産速度等のファクターに応じて調整する。しかも、フッ素樹脂シートの予熱後の材料温度はフッ素樹脂シート溶解点以下の温度に制御されていなければならない。
３．予熱が完了した複合材料は該第二ガイドローラーbを経由し、溶融エリアへと進入する。該溶融エリア上層の半円形高温輻射加熱器６１は、低い張力負荷条件下でグラスファイバー布を重ねたローラー外側からの照射により、該フッ素樹脂シート１０の外側表面部をフッ素樹脂溶解点以上の温度に加熱する。この時、該フッ素樹脂シート１０と接触する該第三ガイドローラーc上ローラーc１の表面温度はフッ素樹脂シートの溶解点以下の温度に制御されていなければならない。該フッ素樹脂シート１０は該半円形高温輻射加熱器６１を離れ、該下ローラーc２に進入する前に熱風機７を使用し、該グラスファイバー布３０の表面を加熱することもできる。これにより、該グラスファイバー布３０の温度を該フッ素樹脂シート１０と同一の温度にする。しかも、該下ローラーc２は下層半円形高温輻射加熱器６２を経てフッ素樹脂溶解温度まで加熱される。こうして、該フッ素樹脂シート１０と該グラスファイバー布３０は溶接可能な状態を形成する。これにより、該上ローラーc１と該下ローラーc２間の間隙において、フッ素樹脂複合シートの最終完成品の厚さに基づき調整する。すべての材料はこの条件下で最良の溶接効果を達成することができる。
４．加熱完成後の複合材料１０、２０、３０はローラーdにより圧着エリアにガイドされる。該圧着エリアの温度制御ローラーユニットd１、d２、d３、d４により、該複合材料の圧着溶接を実施する。同時に、複合シートの残留応力を防止し、フッ素樹脂複合シートの結晶性を制御する熱処理を行なう。
５．圧着完成後のフッ素樹脂複合シートは品質検査エリアに輸送され、該品質検査エリアにおいて、高電圧漏電検査を行い、該フッ素樹脂複合シートに孔、或いは破れ等の欠陥がないかを検査する（図示略）。
６．検査通過後のフッ素樹脂複合シート９１は包装エリア（図示略）を経て伝動ローラー８１、８２を通り、PVC膜８aを片面に接着する。続いて、完成品巻取りローラー９を経てすべての工程を終了する。
【０００７】
上記において、実際に生産する２．５ｍｍのPTFE複合シートを例とし、予め設定する数値は以下の通りである。
PTFE複合シート１０の厚さ：２ｍｍ
PFA薄膜２０の厚さ：０．１２７ｍｍ
グラスファイバー布３０の厚さ：０．５ｍｍ
張力調整軸台１１，２１，３１の張力：１５０ｋｇ
予熱炉の上層輻射加熱器５１の温度設定値：３００℃
予熱炉の下層輻射加熱器５１の温度設定値：２５０℃
溶融エリア上層の半円形高温輻射加熱器６１の温度設定値：４００℃
溶融エリア下層の半円形高温輻射加熱器６２の温度設定値：３６０℃
溶融エリア上ローラーc１の温度設定値：３００℃
溶融エリア下ローラーc２の温度設定値：３３０℃
溶融エリア上ローラーc１と下ローラーc２間の間隙設定値：２．５ｍｍ
溶融エリア熱風機７の温度設定値：４００℃
圧着エリア温度制御ローラーdの温度設定値：３３０℃
圧着エリア温度制御ローラーd１の温度設定値：３００℃
圧着エリア温度制御ローラーd２の温度設定値：２５０℃
圧着エリア温度制御ローラーd３の温度設定値：８０℃
圧着エリア温度制御ローラーd４の温度設定値：２０℃
品質検査エリア高電圧漏電検査の検査測定設定値：DC２００００V
PVC膜８aの厚さ：０．３ｍｍ
製造工程の進行速度：５M/Hr
【０００８】
上記製造工程において、実際に生産することができる厚さ２．５ｍｍのPTFE複合シートは以下の物性を有する。
１．比重：２．１７４（加工前のPTFEシートの比重は２．１８２）
２．PTFEシートとグラスファイバー布間の剥離強度値：21.9N/cm
【０００９】
【発明の効果】
上記のように、本発明によりフッ素樹脂シートとグラスファイバー布は溶接により複合式のシートと成り、これにより設備基材の相互接着性をより堅固にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置を利用しフッ素樹脂複合シートを製造する製造工程の状態図である。
【符号の説明】
１０ フッ素樹脂シート
１１ フッ素樹脂シートコイルを設置する張力調整軸台
１２ ローラー
２２ ローラー
３２ ローラー
２０ フッ素樹脂薄膜
２１ フッ素樹脂薄膜を巻き取り設置する張力調整軸台
３０ グラスファイバー布
３１ グラスファイバー布コイルを設置する張力調整軸台
５ 予熱炉
５１ 上層加熱器
５２ 下層加熱器
６１ 上層半円形高温輻射加熱器
６２ 下層半円形高温輻射加熱器
７ 熱風機
８ PVC粘着膜コイルを設置する張力調整軸台
８a PVC膜
８１ 伝動ローラー
８２ 伝動ローラー
９ 完成品巻取りローラー
９１ フッ素樹脂複合シート
a 第一ガイドローラー
b 第二ガイドローラー
c 第三ガイドローラー
d ローラー
d１ 温度制御ローラーユニット
d２ 温度制御ローラーユニット
d３ 温度制御ローラーユニット
d４ 温度制御ローラーユニット

Claims (9)

  1. フッ素樹脂シート１０、フッ素樹脂薄膜２０およびグラスファイバー布３０を一緒に予熱エリアに送入し、熱源によりこれらの材料を張力負荷条件で均一に予熱して、フッ素樹脂シートの予熱後の材料温度をフッ素樹脂溶解点以下の温度に制御して、フッ素樹脂シートの残留応力を解消し、
    予熱が完了したフッ素樹脂シート１０、フッ素樹脂薄膜２０およびグラスファイバー布３０をガイドローラーを経由し、溶融エリアへと送り、張力負荷条件下でグラスファイバー布を重ねたローラー外側からの加熱により、該フッ素樹脂シートの外側表面部をフッ素樹脂溶解点以上の温度に加熱すると共に該フッ素樹脂シートと接触する該ローラー表面温度をフッ素樹脂の溶解点より低く保ち、
    これによりフッ素樹脂シートに溶着性を持たせ、
    上記フッ素樹脂溶解点以上の高温加熱完了後の複合シートをローラーにより圧着エリアヘとガイドして、温度制御ローラーユニットによって該フッ素樹脂シートとグラスファイバー布３０の圧着による溶着を行うと共に、複合シートの残留応力を防止することを特徴とするフッ素樹脂複合シートの製造方法。
  2. 前記圧着完了後のフッ素樹脂複合シートは、高電圧漏電検査を行い、該フッ素樹脂複合シートに欠陥がないかを検査することを特徴とする請求項１記載のフッ素樹脂複合シートの製造方法。
  3. 前記検査通過後のフッ素樹脂複合シートは、PVC膜を片面に接着し、続いて、完成品巻取りローラーを経てすべての工程を終了することを特徴とする請求項２記載のフッ素樹脂複合シートの製造方法。
  4. 前記予熱エリアの熱源は輻射加熱であることを特徴とする請求項１記載のフッ素樹脂複合シートの製造方法。
  5. 前記予熱エリアの熱源温度設定値はフッ素樹脂シートの厚さ、製造工程の生産速度等のファクターに応じて調整することを特徴とする請求項１、或いは４記載のフッ素樹脂複合シートの製造方法。
  6. 前記溶融エリアの熱源は輻射加熱であることを特徴とする請求項１記載のフッ素樹脂複合シートの製造方法。
  7. フッ素樹脂シートコイルを設置する張力調整軸台、フッ素樹脂薄膜コイルを設置する張力調整軸台、グラスファイバー布コイルを設置する張力調整軸台、
    該各材料をガイドするローラー、
    該各材料を重ねる第一ガイドローラーa、
    内部に予熱炉を設置する予熱エリア、
    第二ガイドローラーb、
    内部に上層半月形高温輻射加熱器６１、下層半月形高温輻射加熱器６２、上ローラー、下ローラー、定型用熱風機７、複数の温度制御ローラーユニットを設置する溶融エリア、完成品巻取りローラー９、を備え、
    予熱後のフッ素樹脂複合シート材料は、該第二ガイドローラーを経由し、溶融エリアへとガイドされ、該溶融エリアの上層半月形高温輻射加熱器６１により、負荷条件下でグラスファイバー布を重ねた外側からの輻射加熱により、該フッ素樹脂シートの該外側部をフッ素樹脂溶解点以上の温度に加熱し、この時、該フッ素樹脂シートと接触する上ローラーの表面温度はフッ素樹脂シート溶解点以下の温度に制御し、該フッ素樹脂シートは上層半月形高温輻射加熱器６１を離れ、該下ローラーに進入する前に熱風機を使用し、該グラスファイバー布の表面を加熱し、該グラスファイバー布の温度を該フッ素樹脂シートと同一の温度にし、かつ、該下ローラーは下層半月形高温輻射加熱器６２を経てフッ素樹脂溶解温度まで加熱され、こうして、該フッ素樹脂シートと該グラスファイバー布は溶着可能な状態とすることを特徴とするフッ素樹脂複合シートの製造装置。
  8. 前記圧着完成後のフッ素樹脂複合シートは品質検査エリアに輸送され、該品質検査エリアにおいて、高電圧漏電検査を行い、該フッ素樹脂複合シートに欠陥がないかを検査するようにしたことを特徴とする請求項７記載のフッ素樹脂複合シートの製造装置。
  9. 前記溶融エリアと完成品巻取りローラー間にはPVC膜を巻き設置した張力調整軸台及び伝動ローラーを設置し、検査を通過したフッ素樹脂複合シートは包装エリアを経て伝動ローラーを通り、該PVC膜を片面に接着し、続いて、完成品巻取りローラーを経てすべての工程を終了するようにしたことを特徴とする請求項７記載のフッ素樹脂複合シートの製造装置。
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