JP6690101B2 - フッ素樹脂コーティング体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フッ素樹脂コーティング体の製造方法に関する。

フッ素樹脂は、耐熱性、耐薬品性及び耐候性に優れ、かつ粘着性及び摩擦係数が低く摺動特性にも優れ、様々な部材のコーティングに使用されている（特開２０１４−１０９２９２号公報参照）。特に、フッ素樹脂によるコーティングは半導体分野や医療機器分野での利用が注目されている。

特開２０１４−１０９２９２号公報

半導体分野や医療機器分野で用いられる精密部品には、コーティング面に微細な凹凸や孔を有するものがあり、従来技術では完全なコーティングが困難である。また、これらの分野の部材にはクリーンな環境での製造が求められるため、接着剤やブラスト等を用いる表面処理を避ける必要がある。

本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、表面処理を行うことなく、表面が平坦でない被覆対象にもフッ素樹脂コーティングできるフッ素樹脂コーティング体の製造方法の提供を目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係るフッ素樹脂コーティング体の製造方法は、フッ素樹脂を主成分とするシート又はチューブを加熱しつつ被覆対象の表面に密着させる密着工程と、上記密着工程後のシート又はチューブに低酸素雰囲気下かつ上記フッ素樹脂の融点以上の温度で電離放射線を照射する電離放射線照射工程とを備える。

本発明の一態様に係るフッ素樹脂コーティング体の製造方法は、表面処理を行うことなく、表面が平坦でない被覆対象にもフッ素樹脂コーティングできる。

本発明の一実施形態のフッ素樹脂コーティング体の製造方法を示す流れ図である。 本発明の一実施形態のフッ素樹脂コーティング体の製造方法の一工程を示す断面図である。 図２とは異なる実施形態のフッ素樹脂コーティング体の製造方法の一工程を示す断面図である。 図３とは異なる形状の被覆対象の例を示す断面図である。 図３及び図４Ａとは異なる形状の被覆対象の例を示す断面図である。 図３とは異なる形状のゴムシートの例を示す断面図である。

［本発明の実施形態の説明］
本発明の一態様に係るフッ素樹脂コーティング体の製造方法は、フッ素樹脂を主成分とするシート又はチューブを加熱しつつ被覆対象の表面に密着させる密着工程と、上記密着工程後のシート又はチューブに低酸素雰囲気下かつ上記フッ素樹脂の融点以上の温度で電離放射線を照射する電離放射線照射工程とを備える。

当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、フッ素樹脂を主成分とするシート又はチューブを用い、このシート又はチューブを被覆対象表面に密着させた後に、低酸素雰囲気下かつフッ素樹脂の融点以上の温度で電離放射線を照射することで、表面処理を行うことなく、被覆対象にフッ素樹脂をコーティングすることができる。また、当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、上記シート又はチューブを上述のように被覆対象に密着させてから架橋することで、被覆面が平坦でなくても容易かつ確実にフッ素樹脂でコーティングできる。

上記密着工程で、上記シート又はチューブの加熱温度を主成分のフッ素樹脂の融点−１０℃以上とし、１０ＭＰａ以下の圧力でシート又はチューブを被覆対象表面に押圧するとよい。このようにシート又はチューブをフッ素樹脂の融点以上で加熱しつつ比較的低圧でシート又はチューブを押圧することで、容易かつ確実にシート又はチューブを被覆面に密着させることができる。

上記シート又はチューブとして熱収縮チューブを用い、上記密着工程で、上記チューブの加熱温度を主成分のフッ素樹脂のガラス転移点以上としてもよい。このように熱収縮チューブを用いて、このチューブを熱収縮させることでも、容易かつ確実にチューブを被覆面に密着させることができる。

上記シート又はチューブを密着させる被覆対象の表面が凹凸を有するとよい。当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、このように表面に凹凸を有する複雑な形状の被覆対象に対し、好適にフッ素樹脂コーティングを行うことができる。

上記シート又はチューブを密着させる被覆対象の表面が貫通孔を有してもよい。当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、このような貫通孔を含む被覆対象について、貫通孔内への樹脂の浸入を防止しながらフッ素樹脂コーティングを行うことができる。

上記電離放射線照射工程により形成されるコーティング層の上記被覆対象の表面に対するピール強度としては４００Ｎ／ｍ以上が好ましい。このようにピール強度を上記範囲とすることで、フッ素樹脂コーティングの耐剥離性を担保することができる。

上記被覆対象が摺動部材又はパッキング部材であるとよい。当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法で形成されるコーティング層は耐摩耗性、耐剥離性等に優れるので、これらの特性に優れる摺動部材又はパッキング部材を得ることができる。

なお、「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば含有量が５０質量％以上の成分を意味する。「融点」とは、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１（２０１２年）に準拠して示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される融点ピークを意味し、「ガラス転移点」とは、ＪＩＳ−Ｋ−７１２１（２０１２年）に準拠して示差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定される中間点ガラス転移温度を意味する。「ピール強度」とは、ＪＩＳ−Ｋ−６８９４（２０１４年）に準拠して測定される値を意味する。

［本発明の実施形態の詳細］
以下、本発明の実施形態に係るフッ素樹脂コーティング体の製造方法について図面を参照しつつ詳説する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態の当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、図１に示すように、フッ素樹脂を主成分とするシートを加熱しつつ被覆対象の表面に密着させる密着工程Ｓ１と、上記密着工程Ｓ１後のシートに低酸素雰囲気下かつ上記フッ素樹脂の融点以上の温度で電離放射線を照射する電離放射線照射工程Ｓ２とを主に備える。また、当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、電離放射線照射工程Ｓ２後に不要なコーティング層を除去するコーティング層除去工程を備えてもよい。

当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、フッ素樹脂を主成分とするシートを用い、このシートを被覆対象表面に密着させた後に、低酸素雰囲気下かつフッ素樹脂の融点以上の温度で電離放射線を照射することで、表面処理を行うことなく、被覆対象にフッ素樹脂をコーティングすることができる。また、当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、上記シートを上述のように被覆対象に密着させてから架橋することで、被覆面が平坦でなくても容易かつ確実にフッ素樹脂でコーティングできる。

（被覆対象）
当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法でフッ素樹脂コーティングを行う被覆対象としては特に限定されず、様々な物品を用いることができる。被覆対象の材質は、後述する電離放射線照射により分解や変形しない材質であればよく、例えば金属やセラミック等が挙げられる。

具体的な被覆対象物品としては、半導体分野や医療機器分野で使用される比較的小型の摺動部材やパッキング部材が挙げられる。当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法で形成されるコーティング層は耐摩耗性、耐剥離性等に優れるので、これらの特性に優れる摺動部材又はパッキング部材を得ることができる。また、当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、クリーンな環境下で製造を行えるので、上述の分野で用いる部材の製造に好適である。

被覆対象の被覆面は溝や突起による凹凸を有してもよい。当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、このように表面に凹凸を有する複雑な形状の被覆対象に対し、好適にフッ素樹脂コーティングを行うことができる。なお、上記凹凸の高低差としては例えば１０μｍ以上１０ｍｍ以下である。

また、被覆対象の被覆面は貫通孔を有してもよい。塗工によるコーティングでは貫通孔内にフッ素樹脂が浸入し易いが、当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、貫通孔内への樹脂の浸入を防止しながらフッ素樹脂コーティングを行うことができる。つまり、当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法では、マスキングをせずにコーティングを行っても貫通孔内にフッ素樹脂が密着し難く、コーティング後に貫通孔内のフッ素樹脂を容易に除去することができるので、マスキングの手間を省くことができる。なお、上記貫通孔の径としては例えば１００μｍ以上である。

（密着工程）
密着工程Ｓ１では、図２に示すように、フッ素樹脂を主成分とするフッ素樹脂シート１を加熱しつつ、被覆対象２の表面に押圧することで密着させる。具体的には、被覆対象２の被覆面の上にフッ素樹脂シート１を重ね、さらにこのフッ素樹脂シート１の上にゴムシート３を重ねる。その後、これらの積層体を１対の圧着板４間に挟み、１対の圧着板４間の距離を調節する締結具５により、フッ素樹脂シート１を被覆対象２の表面に押圧しつつ加熱する。このとき、フッ素樹脂シート１と被覆面との間から空気を排出し、空気（気泡）が残らないようにする。また、締結具５と圧着版４との間にバネ等の弾性体を配設するとよい。

加熱の方法としては、上記積層体を恒温槽やヒータ等で間接的に加熱する方法のほか、ホットプレートの上に上記積層体を設置して直接加熱する方法などが挙げられる。なお、圧着板４の少なくとも一方をホットプレートとしてもよい。

フッ素樹脂シート１の主成分である「フッ素樹脂」とは、高分子鎖の重合単位を構成する炭素原子に結合する水素原子の少なくとも１つが、フッ素原子又はフッ素原子を有する有機基（以下「フッ素原子含有基」ともいう）で置換されたものをいう。フッ素原子含有基は、直鎖状又は分岐状の有機基中の水素原子の少なくとも１つがフッ素原子で置換されたものであり、例えばフルオロアルキル基、フルオロアルコキシ基、フルオロポリエーテル基等が挙げられる。

上記フッ素樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合（ＥＣＴＦＥ）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）、フルオロオレフィン−ビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体等が挙げられる。上記フッ素樹脂としては、これらの中で、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ及びＦＥＰが好ましく、ＰＦＡ及びＰＴＦＥがより好ましく、機械的強度、耐薬品性及び耐熱性の観点からＰＴＦＥがさらに好ましい。上記フッ素樹脂は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

なお、上記フッ素樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲において、他の共重合性モノマーに由来する重合単位を含んでいてもよい。例えば、ＰＴＦＥは、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）、ヘキサフルオロプロピレン、（パーフルオロアルキル）エチレン、クロロトリフルオロエチレン等の重合単位を含んでいてもよい。上記他の共重合性モノマーに由来する重合単位の含有割合の上限としては、上記フッ素樹脂を構成する全重合単位に対して、例えば３モル％である。

フッ素樹脂シート１におけるフッ素樹脂の含有割合の下限としては、６０質量％が好ましく、８５質量％がより好ましく、９８質量％がさらに好ましい。また、上記含有割合は１００質量％であることが特に好ましい。上記含有割合が上記下限未満の場合、フッ素樹脂コーティングによる耐熱性等の特性を被覆対象に十分に付与できないおそれがある。

フッ素樹脂シート１の融点はフッ素樹脂の種類によって値が違なるが、融点の下限としては、例えば２８０℃が好ましく、３００℃がより好ましい。一方、フッ素樹脂の融点の上限としては、例えば３５０℃が好ましく、３３０℃がより好ましい。上記融点が上記下限未満の場合、耐熱性等の低下によって耐摩耗性が不十分となるおそれがある。逆に、上記融点が上記上限を超える場合、フッ素樹脂シート１の押圧時の加熱温度が過度に高くなり、コーティング体の生産性が低下するおそれがある。

フッ素樹脂シート１は、他の任意成分を含有してもよい。この任意成分としては、例えば固体潤滑剤、強化材等が挙げられる。被覆対象として摺動部材を用いる場合、フッ素樹脂シート１が固体潤滑剤、強化材等を含有することで、摺動特性をより向上できる。上記固体潤滑剤としては、例えば二硫化モリブデン等が挙げられる。また、上記強化材としては、例えばガラスファイバー（ガラス繊維）、球状ガラス等のガラスフィラー、炭素繊維、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム等の無機充填剤などが挙げられる。

フッ素樹脂シート１の平均厚さの下限としては、１０μｍが好ましく、２０μｍがより好ましく、４０μｍがさらに好ましい。一方、上記平均厚さの上限としては、１，５００μｍが好ましく、５００μｍがより好ましく、２００μｍがさらに好ましい。上記平均厚さが上記下限未満の場合、得られるコーティング層の耐久性低下のおそれがある。逆に、上記平均厚さが上記上限を超える場合、フッ素樹脂シート１の柔軟性が低下し、被覆対象への密着が困難になるおそれがある。

密着工程Ｓ１における加熱温度は、フッ素樹脂シート１の主成分のフッ素樹脂の融点−１０℃以上とする。この加熱温度の下限としては、フッ素樹脂の融点−５℃が好ましく、融点がより好ましい。一方、上記加熱温度の上限としては、フッ素樹脂の融点＋１００℃が好ましく、融点＋５０℃がより好ましい。上記加熱温度が上記下限未満の場合、フッ素樹脂シート１と被覆対象との密着が不十分となるおそれがある。逆に、上記加熱温度が上記上限を超える場合、生産性が低下するおそれがある。

密着工程Ｓ１における押圧の圧力は、１０ＭＰａ以下とする。この圧力の上限としては、１ＭＰａが好ましく、１０ｋＰａがより好ましい。一方、上記圧力の下限としては、０．１ｋＰａが好ましく、１ｋＰａがより好ましい。上記圧力が上記下限未満の場合、フッ素樹脂シート１と被覆対象との密着が不十分となるおそれがある。逆に、上記圧力が上記上限を超える場合、被覆対象や押圧用の治具が破損するおそれや、設備コストが増大するおそれがある。

密着工程Ｓ１における加熱及び押圧の時間は、例えば２分以上２時間以下とできる。また、高周波溶着機を用い、高周波を当てながら圧着することで押圧時間の短縮を図ることができる。

押圧用の治具を構成するゴムシート３の材質（主成分）としては、離型性を有するゴム又はエラストマーであれば特に限定されないが、シリコーンゴムが好適に使用できる。また、ゴムシート３の平均厚みとしては、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とできる。

なお、ゴムシート３とフッ素樹脂チューブ１１との間にフッ素樹脂製の離型シートを設けてもよい。この場合、ゴムシート３は離型性を有さなくてもよい。

（電離放射線照射工程）
電離放射線照射工程Ｓ２では、被覆対象に密着させたフッ素樹脂シートに低酸素雰囲気下かつフッ素樹脂シートのフッ素樹脂の融点以上の温度で電離放射線を照射する。この照射によりフッ素樹脂が架橋され、フッ素樹脂が被覆対象表面と化学結合し、フッ素樹脂を主成分とするコーティング層が形成される。これにより、被覆対象とコーティング層とを備えるフッ素樹脂コーティング体が得られる。なお、「化学結合」とは、共有結合、イオン結合及び金属結合に加え、水素結合、配位結合及びファンデルワールス結合を含む概念である。

電離放射線の照射方向としては、被覆対象による電離放射線の遮蔽を抑制する観点から、フッ素樹脂シートの被覆対象とは反対の面側（ゴムシート側）が好ましい。また、電離放射線照射は、密着工程Ｓ１での圧力を加えた状態で行ってもよい。

上記低酸素雰囲気下における酸素濃度の上限としては、１００ｐｐｍが好ましく、１０ｐｐｍがより好ましく、５ｐｐｍがさらに好ましい。上記酸素濃度が上記上限を超える場合、フッ素樹脂の分解や被覆対象の酸化等のおそれがある。

電離放射線照射工程Ｓ２における加熱温度は、フッ素樹脂シート１の主成分のフッ素樹脂の融点以上とする。この加熱温度の下限としては、フッ素樹脂の融点＋５℃が好ましく、融点＋１０℃がより好ましい。一方、上記加熱温度の上限としては、フッ素樹脂の融点＋１００℃が好ましく、融点＋５０℃がより好ましい。上記加熱温度が上記下限未満の場合、フッ素樹脂の架橋が不十分となるおそれがある。逆に、上記加熱温度が上記上限を超える場合、フッ素樹脂が分解するおそれや、生産性が低下するおそれがある。また、上記加熱時間としては、例えば５分以上２時間以下とできる。

上記電離放射線としては、例えばγ線、電子線、Ｘ線、中性子線、高エネルギーイオン線等が挙げられる。また、電離放射線の照射線量の下限としては、１０ｋＧｙが好ましく、７０ｋＧｙがより好ましく、２００ｋＧｙがさらに好ましい。一方、上記照射線量の上限としては、２，０００ｋＧｙが好ましく、１，２００ｋＧｙがより好ましく、４００ｋＧｙがさらに好ましい。上記照射線量が上記下限未満の場合、フッ素樹脂の架橋反応が十分進行しないおそれがある。逆に、上記照射線量が上記上限を超える場合、フッ素樹脂の主鎖が切断されるおそれがある。

電離放射線照射工程Ｓ２により形成されるコーティング層の被覆対象の表面に対するピール強度の下限としては、４００Ｎ／ｍが好ましく、８００Ｎ／ｍがより好ましく、１０００Ｎ／ｍがさらに好ましい。上記ピール強度が上記下限未満の場合、コーティング層が剥離し易くなるおそれがある。

（コーティング層除去工程）
当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法では、フッ素樹脂シートを密着させた部分だけがフッ素樹脂により被覆されるため、被覆を行わない部分（例えば側面や裏面）にマスクをしてフッ素樹脂の付着を防止する必要がない。ただし、被覆対象の形状によっては被覆を行わない箇所にもシートを密着せざるを得ず、不要なコーティング層が形成され得る。その場合、この不要なコーティング層を除去する工程を行うとよい。コーティング層の除去方法としては、化学的又は物理的方法が使用できる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、フッ素樹脂を主成分とするチューブを加熱しつつ被覆対象の表面に密着させる密着工程と、上記密着工程後のチューブに低酸素雰囲気下かつ上記フッ素樹脂の融点以上の温度で電離放射線を照射する電離放射線照射工程とを主に備える。また、当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、電離放射線照射工程後に不要なコーティング層を除去するコーティング層除去工程を備えてもよい。なお、上記被覆対象は、第１実施形態と同様とできる。

（密着工程）
密着工程では、図３に示すように、フッ素樹脂を主成分とするフッ素樹脂チューブ１１を加熱しつつ、被覆対象２の表面に押圧することで被覆対象２の表面に密着させる。具体的には、被覆対象２の被覆面と反対側（下側）に支持板６を配置し、この支持板６と被覆対象２との積層体をフッ素樹脂チューブ１１内に配置する。さらにこのフッ素樹脂チューブ１１の上（支持板６と反対側）にゴムシート３を重ねる。その後、これらの積層体を１対の圧着板４間に挟み、１対の圧着板４間の距離を調節する締結具５により、フッ素樹脂チューブ１１を被覆対象２及び支持板６の表面に押圧しつつ加熱する。

このようにフッ素樹脂チューブ１１内に被覆対象２を配設することで、この密着工程及び次の電離放射線照射工程の間、フッ素樹脂チューブ１１により被覆対象２の周囲が被覆され、フッ素樹脂チューブ１１の開口以外からの不純物の浸入が防止される。また、コーティング層形成後も、被覆対象２の周囲がコーティング層及び支持板６により被覆されるため、不要なコーティング層及び支持板６を除去するまで、被覆対象２に不純物が付着することを防止できる。さらに、複数の被覆対象２を１つのフッ素樹脂チューブ１１内に配設することで、生産性を向上できる。なお、フッ素樹脂チューブ１１の上からさらにアルミ箔等の電離放射線を透過するシートでチューブの開口も含めて被覆することで、不純物の付着防止効果をさらに促進できる。

また、支持板６のフッ素樹脂チューブ１１の軸と垂直方向の幅（図中左右方向の長さ）は、被覆対象２の幅よりも大きいことが好ましい。支持板６の幅を被覆対象２よりも大きくすることで、フッ素樹脂チューブ１１に支持板６側（下側）への引張力が加わり、被覆対象２の表面への密着力を向上させることができる。

フッ素樹脂チューブ１１の材質や平均厚みは、第１実施形態のフッ素樹脂シートと同様とできる。また、加熱温度、押圧の圧力、加熱及び押圧の時間等も第１実施形態と同様とできる。

本実施形態のようにフッ素樹脂チューブを用い、その内部に支持板と共に被覆対象を配置して密着工程を行うと、フッ素樹脂チューブの内径を適切に設計することで被覆対象をフッ素樹脂チューブで固定することができる。そのため、図４Ａに示す断面がＴ字状の被覆対象２ａの上面や、図４Ｂに示す角錐又は円錐の被覆対象２ｂの底面に対し被覆を行う場合でも、特別な治具を用意することなく被覆対象を固定して、密着工程及び電離放射線照射工程を行うことができる。

また、ゴムシートの形状を図５に示す形状としてもよい。このゴムシート１３は、被覆対象２に対応する凹部を被覆対象２の対向面側に有し、この凹部に被覆対象２及びフッ素樹脂チューブ１１の一部（上方部分）を入れて拘束しつつ圧力を加えることができる。これによりフッ素樹脂チューブ１１の凹部に含まれない部分で、支持板６側（下側）への引張力がより大きくなるため、被覆対象２の表面への密着力をさらに向上させることができる。

（電離放射線照射工程）
電離放射線照射工程は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

＜第３実施形態＞
第３実施形態の当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、フッ素樹脂を主成分とする熱収縮チューブを加熱しつつ被覆対象の表面に密着させる密着工程と、上記密着工程後の熱収縮チューブに低酸素雰囲気下かつ上記フッ素樹脂の融点以上の温度で電離放射線を照射する電離放射線照射工程とを主に備える。また、当該フッ素樹脂コーティング体の製造方法は、電離放射線照射工程後に不要なコーティング層を除去するコーティング層除去工程を備えてもよい。なお、上記被覆対象は、第１実施形態と同様とできる。

（密着工程）
密着工程では、フッ素樹脂を主成分とし、熱収縮性を有する熱収縮チューブを加熱することで被覆対象の表面に密着させる。具体的には、第２実施形態と同様に、被覆対象の被覆面と反対側（下側）に支持板を配置し、この支持板と被覆対象との積層体を熱収縮チューブ内に配置する。その後、加熱することで、熱収縮チューブを収縮させ、被覆対象の表面に密着させる。なお、第３実施形態では、第２実施形態のような押圧用の治具（ゴムシート３、圧着板４及び締結具５）は必須ではないが、より確実に密着させるためにこのような治具を用いて熱収縮チューブを押圧するとよい。この場合の圧力は第１実施形態と同様とできる。

熱収縮チューブの材質や平均厚みは、第１実施形態のフッ素樹脂シートと同様とできる。また、熱収縮チューブの主成分のフッ素樹脂のガラス転移点はフッ素樹脂の種類によって値が違なるが、ガラス転移点の下限としては、例えば５０℃が好ましく、７０℃がより好ましい。一方、フッ素樹脂のガラス転移点の上限としては、例えば２００℃が好ましく、１７０℃がより好ましい。上記ガラス転移点が上記下限未満の場合、耐熱性等の低下によって耐摩耗性が不十分となるおそれがある。逆に、上記ガラス転移点が上記上限を超える場合、熱収縮チューブの加熱温度が過度に高くなり、コーティング体の生産性が低下するおそれがある。

密着工程における加熱温度は、熱収縮チューブの主成分のフッ素樹脂のガラス転移点以上とする。この加熱温度の下限としては、フッ素樹脂のガラス転移点＋１０℃が好ましく、ガラス転移点＋５０℃がより好ましい。一方、上記加熱温度の上限としては、フッ素樹脂のガラス転移点＋３００℃が好ましく、ガラス転移点＋２５０℃がより好ましい。上記加熱温度が上記下限未満の場合、熱収縮チューブと被覆対象との密着が不十分となるおそれがある。逆に、上記加熱温度が上記上限を超える場合、生産性が低下するおそれがある。また、上記加熱時間としては、例えば５分以上２時間以下である。

（電離放射線照射工程）
電離放射線照射工程は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

［その他の実施形態］
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

上記密着工程においてシート又はチューブを被覆対象に押圧する方法は上述のものに限定されない。例えば、被覆対象とシート又はチューブとの積層体の上方（シート側）からロールにより加圧をしてもよい。また、積層体の上方に錘を載置することで加圧をしてもよい。なお、フッ素樹脂シートに対しこれらの方法で加圧する際には、フッ素樹脂シートがずれないように例えば図５に示した形状のゴムシートの凹部でフッ素樹脂シートを拘束するとよい。

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜比較例１＞
被覆対象としての平均厚さ５ｍｍのステンレスプレートの上に、ＰＦＡを主成分とする平均厚さ１００μｍのフッ素樹脂シート（市販品）及び平均厚さ４ｍｍのシリコーンゴムシートをこの順で載置し、図２に示す固定治具で積層体を１ｋＰａで押圧しつつ、窒素炉で３１０℃で１時間加熱した。

＜比較例２＞
被覆対象としての平均厚さ５ｍｍのステンレスプレートを図３のように支持板に載置した状態で、ＰＦＡ（三井デュポン社の「ＰＦＡ ９５０ＨＰ Ｐｌｕｓ」）を主成分とする平均厚さ（肉厚）１００μｍのフッ素樹脂チューブ内に入れた。このフッ素樹脂チューブの上に４ｍｍのシリコーンゴムシートを載置し、比較例１と同じ条件で押圧及び加熱をした。

＜実施例１＞
比較例１の手順を行った後、治具を解体し、ゴムを剥がした後、ステンレスプレートとフッ素樹脂シートとの積層体をチャンバー式加熱照射炉内に配設した。次に、炉内の減圧と窒素パージとを繰り返し、炉内の酸素密度を５ｐｐｍ以下とした後、上記積層体を３２０℃に加熱した。次に、加熱したフッ素樹脂シートに電子線加速装置（ＮＨＶコーポレーション社製）を用いて、ステンレスプレートと反対側から電子線（加速電圧１１６０ｋＶ、照射量３００ｋＧｙ）を照射した。

＜実施例２＞
被覆対象としてのステンレスプレートを支持板に載置した状態で、ＰＦＡを主成分とする平均厚さ（肉厚）１００μｍの熱収縮チューブ（熱収縮率１０％）内に入れた。この熱収縮チューブの上に４ｍｍのシリコーンゴムシートを載置し、比較例１と同じ条件で押圧及び加熱をした。次に、実施例１と同じ条件で電子線照射を行った。

＜実施例３＞
比較例２の手順を行った後、実施例１と同じ条件で電子線照射を行った。

＜実施例４＞
被覆対象としてステンレスプレートの代わりに平均厚さ５ｍｍのハステロイプレートを用いた点以外は、実施例３と同様とした。

＜実施例５＞
被覆対象としてステンレスプレートの代わりに平均厚さ５ｍｍのアルミニウムプレートを用いた点以外は、実施例３と同様とした。

＜比較例３＞
被覆対象として表面に溝及び貫通孔を有する円盤状部品を用い、密着工程の圧力を３ｋＰａとした点以外は、比較例１と同様とした。

＜比較例４＞
被覆対象として表面に溝及び貫通孔を有する円盤状部品を用い、密着工程の圧力を３ｋＰａとした点以外は、比較例２と同様とした。

＜実施例６＞
被覆対象として表面に溝及び貫通孔を有する円盤状部品を用い、密着工程の圧力を３ｋＰａとした点以外は、実施例１と同様とした。

＜実施例７＞
被覆対象として円盤状部品を用い、密着工程の圧力を３ｋＰａとした点以外は、実施例２と同様とした。

＜実施例８＞
被覆対象として表面に溝及び貫通孔を有する円盤状部品を用い、密着工程の圧力を３ｋＰａとした点以外は、実施例３と同様とした。

＜実施例９＞
被覆対象として表面に溝及び貫通孔を有する円盤状部品を用い、密着工程の圧力を３ｋＰａとした点以外は、実施例４と同様とした。

＜実施例１０＞
被覆対象として表面に溝及び貫通孔を有する円盤状部品を用い、密着工程の圧力を３ｋＰａとした点以外は、実施例５と同様とした。

＜評価＞
上記実施例及び比較例で得られたフッ素樹脂コーティング体について、コーティング層の接着力を評価した。また、実施例１〜５及び比較例１、２については、コーティング層の耐摩耗性も評価した。結果を表１に示す。

接着力としては、ＪＩＳ−Ｋ−５６００：５−６（１９９９年）に準拠したクロスカット法による付着性を評価した。具体的には、クロスカットしたコーティング層に対しテープの貼付及び剥離を繰り返し、目全体が剥がれた回数を測定した。なお、テープの貼付及び剥離の繰り返し回数は最大１００回とした。

また、実施例１〜５及び比較例１、２については、接着力としてピール強度も測定した。ピール強度は、コーティング体のコーティング層表面にＦＥＰ製の幅１５ｍｍの支持フィルムを融着し、この支持フィルムを５０ｍｍ／ｓで１８０°剥離した際の強度を測定した。

耐摩耗性は、スラスト摩耗試験（リングオンディスク式摩耗評価）により、コーティング体の耐摩耗性（限界ＰＶ値）を評価した。具体的には、コーティング体のコーティング層上に相手材としての金属円筒を載せ、所定の荷重（面圧：Ｐ）を加えた状態で、コーティング体を所定の速度（回転速度：Ｖ）で回転させ、コーティング体の摩耗状態を測定した。このとき、速度（Ｖ）及び荷重（Ｐ）の一方を一定とし、他方を変化させることで限界ＰＶ値（急激な摩耗が発生するＰ・Ｖ値）を求めた。速度を一定とする場合は２５ｍ／ｍｉｎとし、荷重を一定とする場合は１０ＭＰａとした。相手材としては、外径／内径が１１．６／７．４のＳ４５Ｃの円筒を用いた。また、潤滑条件は、ドライ（グリースレス）とした。

表１から、密着工程及び電離放射線照射工程を得た実施例１〜１０で得られたコーティング層は剥離し難いことがわかる。特に、実施例６〜１０の結果から、表面に凹凸を有する被覆対象に好適にコーティングを行えたことがわかる。また、実施例１〜５で得られたコーティング層は、耐摩耗性に優れることもわかる。

本発明の一態様に係るフッ素樹脂コーティング体の製造方法は、表面処理を行うことなく、表面が平坦でない被覆対象にもフッ素樹脂コーティングできるので、フッ素樹脂コーティングされた精密部品の製造に好適に適用できる。

１ フッ素樹脂シート
２、２ａ、２ｂ 被覆対象
３、１３ ゴムシート
４ 圧着板
５ 締結具
６ 支持板
１１ フッ素樹脂チューブ
Ｓ１ 密着工程
Ｓ２ 電離放射線照射工程

Claims (8)

1. フッ素樹脂を主成分とするシート又はチューブを加熱しつつ被覆対象の表面に密着させる密着工程と、
   上記密着工程後のシート又はチューブに低酸素雰囲気下かつ上記フッ素樹脂の融点以上の温度で電離放射線を照射する電離放射線照射工程と
   を備え、
   上記シート又はチューブが無孔質であり、
   上記被覆対象が金属であるフッ素樹脂コーティング体の製造方法。
2. 上記密着工程で、上記シート又はチューブの加熱温度を主成分のフッ素樹脂の融点−１０℃以上とし、１０ＭＰａ以下の圧力でシート又はチューブを被覆対象表面に押圧する請求項１に記載のフッ素樹脂コーティング体の製造方法。
3. 上記シート又はチューブとして熱収縮チューブを用い、
   上記密着工程で、上記チューブの加熱温度を主成分のフッ素樹脂のガラス転移点以上とする請求項１に記載のフッ素樹脂コーティング体の製造方法。
4. 上記シート又はチューブを密着させる被覆対象の表面が凹凸を有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載のフッ素樹脂コーティング体の製造方法。
5. 上記シート又はチューブを密着させる被覆対象の表面が貫通孔を有する請求項１、請求項２又は請求項３に記載のフッ素樹脂コーティング体の製造方法。
6. 上記電離放射線照射工程により形成されるコーティング層の上記被覆対象の表面に対するピール強度が４００Ｎ／ｍ以上である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のフッ素樹脂コーティング体の製造方法。
7. 上記被覆対象が摺動部材である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のフッ素樹脂コーティング体の製造方法。
8. 上記被覆対象がパッキング部材である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のフッ素樹脂コーティング体の製造方法。
   

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