JP4903088B2 - フッ素樹脂被覆織布の製造装置、製造方法及びフッ素樹脂被覆織布 - Google Patents

Description

本発明は、フッ素樹脂被覆織布の製造装置、製造方法及びフッ素樹脂被覆織布に関する。本発明のフッ素樹脂被覆織布は、耐熱性で且つ非粘着性を有することから種々の工業分野で離型用シートして利用可能で、特に基材となる織布の糸目の転写が好ましくない離型用シートとして好適である。

従来、例えば図３に示すような手法で耐熱性織布にフッ素樹脂のコーティングが行われている。図中の符番１は、基材である耐熱性織布２を巻いた巻き出しロールを示す。耐熱性織布２は、フッ素樹脂の水性分散液３を満たした含浸槽４に送られ、ここで耐熱性織布２にフッ素樹脂が塗布される。フッ素樹脂が塗布された耐熱性織布２は乾燥焼成炉５に送られ、フッ素樹脂が乾燥，焼成された後、巻取りロール６で巻き取られる。なお、フッ素樹脂の場合、１回の塗布量が限られているので、このコーティング作業を複数回繰返し、所定の量の樹脂をコーティングして最終製品としている。

ところで、フッ素樹脂をコーティングしたフッ素樹脂被覆織布は、耐熱性を有し、且つその表面が非粘着性である。そのため、従来、粘着性材料をその表面上で熱処理加工するような種々の用途に離型用シート材料として有用に使用されている。その場合、この材料は織布を基材としているので、基本的には織布の糸目が熱処理加工される材料に転写する傾向がある。従って、用途次第では、積極的にこの織物の糸目を模様付けに利用する一方、その転写が問題になる用途もある。

ここで、転写の問題を解決するには、織布表面の凹凸を少なくすることが考えられる。凹凸を少なくする方法としては、従来は下記の（１）〜（３）の手法が考えられている。
（１）フッ素樹脂被覆織布の表面にフッ素樹脂フィルムを積層する方法（特許文献１）。
（２）フッ素樹脂被覆織布をカレンダリング、あるいは、熱プレス等の後加工で表面を平滑にする方法。
（３）フッ素樹脂の塗布量を増加し、織布凹部分の樹脂を多くする方法。

しかしながら、上記（１）及び（２）の方法では、塗布工程とは別の付加的な工程及び装置を必要とするため、得られた材料が高価なものになる。上記（３）の場合は、多くの場合、単純に塗布回数を増加し、フッ素樹脂の塗布量を増加させるだけでは、目的とする表面平滑な材料は得られない。つまり、基材となる織布の製織段階での織り欠点、特に集中的に発生することが多い毛羽糸等にコーティングした樹脂が無欠点部分よりも多く付着して材料表面上に突起が形成される。従って、この突起をサンドペーパーによる研磨、カミソリ等のナイフによる除去工程をコーティングの中間段階に実施し、最終の所定量までコーティングしなければ平滑な材料が得られない。加えて、サンドペーパーによる研磨、カミソリ等のナイフによる除去の場合、研磨粉、除去した突起の残留、取り残し等の可能性があり、新たな欠点の発生につながる可能性がある。結果として、得られた材料は高価なものになる。
特開平１０−１８０９５８号公報

本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、表面平滑性があり且つ低コストのフッ素樹脂被覆織布を製造できるフッ素樹脂被覆織布の製造装置、製造方法及びフッ素樹脂被覆織布を提供することを目的とする。

本発明のフッ素樹脂被覆織布の製造装置は、耐熱性織布に目的とする厚みのフッ素樹脂を塗布したフッ素樹脂被覆耐熱性織布の製造装置であって、目的とする厚みの途中までフッ素樹脂が塗布された耐熱性織布を巻いた巻き出しロールと、この巻き出しロールから送られる耐熱性織布を研磨する湿式研磨ロール装置と、この湿式研磨ロール装置の下流側に配置された，耐熱性織布に目的とする厚みになるまでフッ素樹脂を塗布する含浸槽と、この含浸槽からの耐熱性織布を乾燥，焼成する乾燥焼成炉とを具備することを特徴とする。

本発明のフッ素樹脂被覆織布の製造方法は、耐熱性織布に目的とする厚みのフッ素樹脂を塗布したフッ素樹脂被覆耐熱性織布を製造する方法であって、目的とする厚みの途中までフッ素樹脂が塗布された耐熱性織布を、研磨ロールにより一定の圧力をかけた状態で研磨粉を洗い流しながら研磨する工程、研磨後、耐熱性織布に目的とする厚みまでフッ素樹脂を塗布する工程と、フッ素樹脂を含浸した耐熱性織布を乾燥，焼成する工程を具備することを特徴とする。
本発明のフッ素樹脂被覆織布は、前記製造方法によって得られることを特徴とする。

本発明によれば、表面平滑性があり且つ低コストのフッ素樹脂被覆織布を製造できるフッ素樹脂被覆織布の製造装置、製造方法及びフッ素樹脂被覆織布が得られる。

以下、本発明のフッ素樹脂被覆織布の製造装置、製造方法及びフッ素樹脂被覆織布について更に詳しく説明する。
本発明に係るフッ素樹脂被覆織布の製造装置において、前記湿式研磨ロール装置は、例えば、目的とする厚みの手前までフッ素樹脂が塗布された耐熱性織布の主面を研磨する研磨機構と、この研磨機構を経た耐熱性織布を洗浄する洗浄機構と、この洗浄機構で洗浄された耐熱性織布を乾燥する乾燥機構とを備えた構成になっている。ここで、前記研磨機構は、フッ素樹脂が塗布された耐熱性繊維を上下から一定の圧力をかけた状態で挟持する研磨ロール及びバックアップロールと、これらのロールの近くに配置された，研磨ムラ並びに目詰まり防止用の洗浄用シャワーノズルとを備えた構成のものが挙げられる。

前記研磨ロールとしては特に限定されないが、耐圧性、耐水性を有するセラミック製研磨ロール、ダイヤモンド研磨布を巻いたロール等が好適に使用される。また、研磨ロールの表面粗さ、表面速度、研磨ロールとバックアップロール間の圧力は、基本的には対象とするフッ素樹脂被覆織布の種類に応じて適宜選択される。しかし、通常、ロール表面速度は１００〜６００ｍ／分である。圧力は、研磨される材料に一定の圧力を与え、研磨ロールとバックアップロール間に材料が一様に緩みなく保持されるのに充分な接触圧程度の大きさでよい。

前記バックアップロールとしては特に限定されないが、硬質のゴム製ロールが好適に使用される。このロールは固定されるか、もしくは塗布ライン速度に同期した速度で回転されてもよい。前記研磨ロール及びバックアップロールは２対で用いることが好ましい。この理由は、１回の研磨工程で研磨対象材料の両面の研磨が可能であるからである。但し、１対の研磨ロール及びバックアップロールで片面のみ研磨を行うことも可能である。

前記研磨機構において、耐熱性織布に塗布するフッ素樹脂の樹脂含有率は、特に限定されるものではなく、基本的には織布の種類、番手によって適宜選択可能であるが、織布がガラスクロスの場合、３０質量％以上が好ましい。ここで、３０質量％未満の場合、塗布された樹脂がガラスクロスの織り目が形成される凹部を埋め尽くしておらず、研磨することによってガラスクロスの損傷が大きなものとなる。

本発明において、使用可能な耐熱性織布としては特に限定されないが、フッ素樹脂の融点以上の温度に耐えることが可能な、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維、アラミド繊維、あるいは金属繊維より構成される織布が挙げられる。
また、被覆材としてのフッ素樹脂も特に限定されないが、例えば四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ化エチレンの共重合樹脂（ＰＦＥＰ）、及び四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ樹脂）が挙げられる。

図１は本発明に係るフッ素樹脂被覆織布の製造装置の概略的な図であり、図２は図１の
製造装置の一構成要素である湿式研磨ロール装置の具体的な説明図である。
本製造装置１１は、巻き出しロール１２と、湿式研磨ロール装置１３と、含浸槽１４と、乾燥焼成炉１５と、巻取りロール１６を備えている。巻き出しロール１２は、目的とする厚みの途中までフッ素樹脂が塗布された耐熱性織布１７が巻かれている。湿式研磨ロール装置１３は、図２で詳述するように、巻き出しロール１２から送られる耐熱性織布１７を研磨する機能を備えている。含浸槽１４にはフッ素樹脂の水性分散液１８を満たされており、耐熱性織布１７に目的とする厚みになるまでフッ素樹脂を塗布する。乾燥焼成炉１５は、含浸槽１４からの耐熱性織布１７を乾燥，焼成する機能を有している。巻取りロール１６には、乾燥，焼成されて目的とする厚みになるまでフッ素樹脂が塗布された耐熱性織布１７が巻き取られる。

前記湿気研磨ロール装置１３は、図２に示すように、研磨機構２１と、洗浄機構２２と、乾燥機構２３とを備えている。研磨機構２１は、所定の中間段階の塗布量を有するフッ素樹脂を塗布したフッ素樹脂被覆織布２４の表面を研磨するものであり、研磨ロール２５とバックアップロール２６と洗浄用シャワーノズル２７を備えている。研磨時には、研磨対象材料であるフッ素樹脂被覆織布２４は、前記両ロール２５，２６との間で一定圧力を受けた状態で、その進行方向（矢印Ａ）と同方向（矢印Ｂ）で、且つ、進行方向より速く回転する研磨ロール２５によりその表面を削られる。前記両ロール２５，２６は、研磨ムラ並びに目詰まり防止するために、洗浄用シャワーノズル２７により常時洗浄される。
なお、図示していないが、研磨ムラ及び研磨傷を防止するために、研磨ロールに振動を加える装置を装備してロールに振動を与えることも有効な方法として実証確認している。

前記洗浄機構２２は、上下に対向して配置されたノズル２８ａを有した洗浄用シャワー装置２８を備えている。洗浄用シャワー装置２８によって、研磨の際に使用された研磨粉が洗い流される。但し、研磨粉を洗い流すのに充分な能力を備えたものであれば、いかなるなる洗浄装置を用いてもよい。
前記乾燥機構２３は、洗浄機構２２で洗浄水によって濡れた材料の乾燥を行うもので、熱風ブロワー装置２９を備えている。但し、乾燥するのに充分な能力を備えたものであれば、いかなる研磨装置を用いてもよい。

次に、図１及び図２に示す上記製造装置を用いた具体的な実施例について説明する。
まず、湿式研磨ロール装置を使用せずに、ガラスクロス（日東紡社製の商品名：ＷＬＡ１１６）に四フッ化エチレン樹脂ディスパージョン（旭硝子社製の商品名：ＡＤ−９１１）を塗布速度１．０ｍ／分にて４回塗布し、含浸，乾燥，焼成することにより、樹脂含有率３５質量％フッ素樹脂被覆ガラス織布を得た。次に、湿式研磨ロール装置１３を稼動させた状態でこの樹脂含有率３５質量％のフッ素樹脂被覆ガラス織布を、同装置、同速度にて四フッ化エチレン樹脂ディスパージョン（旭硝子社製の商品名：ＡＤ−９１１）に浸漬，乾燥，焼成させた。引き続き、湿式研磨ロール装置を稼動させずに、得られたフッ素樹脂被覆ガラス織布に塗布速度１．０ｍ／分にて２回、同装置にて四フッ化エチレン樹脂ディスパージョン（旭硝子社製の商品名：ＡＤ−９１１）に浸漬，乾燥，焼成させ、最終的に樹脂含有率５０質量％のフッ素樹脂被覆ガラス織布を得た。なお、湿式研磨ロール装置１３の稼動条件は、研磨ロール材質：セラミック製、研磨ロール表面粗さ（番手）：＃１５０、ロール表面速度：４８０ｍ／分とした。

（比較例１）
まず、湿式研磨ロール装置を使用せずに、ガラスクロス（日東紡社製の商品名：ＷＬＡ１１６）に四フッ化エチレン樹脂ディスパージョン（旭硝子社製の商品名：ＡＤ−９１１、同社製の商品名：ＡＤ−９１２）を塗布速度１．０ｍ／分にて９回塗布し、乾燥，焼成することにより、樹脂含有率６０質量％フッ素樹脂被覆ガラス織布を得た。

（比較例２）
まず、湿式研磨装置を使用せずに、ガラスクロス（日東紡社製の商品名：ＷＬＡ１１６）に四フッ化エチレン樹脂ディスパージョン（旭硝子社製の商品名：ＡＤ−９１１、同社製の商品名：ＡＤ−９１２）を塗布速度１．０ｍ／分にて１２回塗布し、乾燥，焼成することにより、樹脂含有率６３質量％フッ素樹脂被覆ガラス織布を得た。

上記実施例及び比較例１，２で夫々得られたフッ素樹脂被覆ガラス織布の表面粗さを測定したところ、下記表１の結果が得られた。但し、試験装置としては、株式会社ミツトヨ社製のサーフテスト（型式：ＳＪ−２０１Ｐ）を用いた。試験条件は、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１（１９９４）に基づく。

上記の結果により、本発明の実施例により得られた材料は、研磨を実施していない比較例１，２の従来品に較べて、低い樹脂含有率、並びに少ない塗布回数に関わらず、小さい表面粗さを有することが明らかである。また、上記実施例及び比較例１，２に係るガラス織布について、縦糸方向及び横糸方向における長さとフッ素樹脂の厚みとの関係を調べたところ、夫々図４（Ａ），（Ｂ）、図５（Ａ），（Ｂ）、図６（Ａ），（Ｂ）に示す結果が得られた。ここで、各図（Ａ）は縦糸方向、各図（Ｂ）は横糸方向の長さと厚みの関係を示す。図４〜６より、上記実施例に係る図４のガラス織布の方が、図５，６の比較例１，２のガラス織布に比べて厚みのバラツキが少ないことが分かる。従って、本発明によれば、表面平滑性があり且つ安価なフッ素樹脂被覆織布が得られることが明らかである。

なお、この発明は、上記実施例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。具体的には、上記実施例では、研磨手段で研磨ロールとバックアップロールの２対のロールを用いたが、１対のロールを用いてもよい。更には、異なる形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

図１は、本発明に係るフッ素樹脂被覆織布の製造装置の概略的な図を示す。 図２は、図１の製造装置の一構成要素である湿式研磨ロール装置の具体的な説明図を示す。 図３は、従来のフッ素樹脂被覆織布の製造装置の概略的な図を示す。 図４は、本発明のフッ素樹脂被覆織布に係る縦糸方向及び横糸方向における長さとフッ素樹脂の厚みとの関係を示す特性図を示す。 図５は、比較例１のフッ素樹脂被覆織布に係る縦糸方向及び横糸方向における長さとフッ素樹脂の厚みとの関係を示す特性図を示す。 図６は、比較例２のフッ素樹脂被覆織布に係る縦糸方向及び横糸方向における長さとフッ素樹脂の厚みとの関係を示す特性図を示す。

符号の説明

１１…フッ素樹脂ガラス織布の製造装置、１２…巻き出しロール、１３…湿式研磨ロール装置、１４…含浸槽、１５…乾燥焼成炉、１６…巻取りロール、２５…研磨ロール、２６…バックアップロール、２７，２８…洗浄用シャワー装置、２９…乾燥用熱風ブロワー装置。

Claims (7)

1. 耐熱性織布に目的とする厚みのフッ素樹脂を塗布したフッ素樹脂被覆耐熱性織布の製造装置であって、
   目的とする厚みの途中までフッ素樹脂が塗布された耐熱性織布を巻いた巻き出しロールと、この巻き出しロールから送られる耐熱性織布を研磨する湿式研磨ロール装置と、この湿式研磨ロール装置の下流側に配置された，耐熱性織布に目的とする厚みになるまでフッ素樹脂を塗布する含浸槽と、この含浸槽からの耐熱性織布を乾燥，焼成する乾燥焼成炉とを具備することを特徴とするフッ素樹脂被覆耐熱性織布の製造装置。
2. 前記湿式研磨ロール装置は、目的とする厚みの手前までフッ素樹脂が塗布された耐熱性織布の主面を研磨する研磨機構と、この研磨機構を経た耐熱性織布を洗浄する洗浄機構と、この洗浄機構で洗浄された耐熱性織布を乾燥する乾燥機構とを有していることを特徴とする請求項１記載のフッ素樹脂被覆耐熱性織布の製造装置。
3. 前記研磨機構は、フッ素樹脂が塗布された耐熱性繊維を上下から一定の圧力をかけた状態で挟持する研磨ロール及びバックアップロールと、これらのロールの近くに配置された，研磨ムラ並びに目詰まり防止用の洗浄用シャワーノズルとを有していることを特徴とする請求項２記載のフッ素樹脂被覆耐熱性織布の製造装置。
4. 前記研磨機構は、２対の研磨ロール及びバックアップロールを備えていることを特徴とする請求項３記載のフッ素樹脂被覆耐熱性織布の製造装置。
5. 耐熱性織布に目的とする厚みのフッ素樹脂を塗布したフッ素樹脂被覆耐熱性織布を製造する方法であって、
   目的とする厚みの途中までフッ素樹脂が塗布された耐熱性織布を、研磨ロールにより一定の圧力をかけた状態で研磨粉を洗い流しながら研磨する工程、研磨後、耐熱性織布に目的とする厚みまでフッ素樹脂を塗布する工程と、フッ素樹脂を含浸した耐熱性織布を乾燥，焼成する工程を具備することを特徴とするフッ素樹脂被覆耐熱性織布の製造方法。
6. 前記耐熱性織布がガラスクロスである場合、研磨する工程において、フッ素樹脂被覆耐熱性織布のフッ素樹脂含有率は３０質量％以上であることを特徴とする請求項５記載のフッ素樹脂被覆耐熱性織布の製造方法。
7. 請求項５または請求項６記載の製造方法によって得られることを特徴とするフッ素樹脂被覆耐熱性織布。

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