JPH02251421A - 識別表示が付されたフッ素樹脂製品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、識別表示が付されたフッ素樹脂製品と、その
製造方法に関する。

発明の技術的背景ならびにその問題点 ポリテトラフルオロエチレン（以下ＰＴＦＥということ
がある）などのフッ素樹脂は、耐熱性、耐候性、耐化学
薬品性、離型性、滑り特性、非粘着性、機械的強度など
の点において、他の合成樹脂と比較して、著しく優れた
特性を有することから、この特性を利用して、腐蝕性流
体あるいは高温流体を扱うパイプライン、タンクあるい
は機械装置などの耐食性ライニング材として広く利用さ
れている。

しかし、このＰＴＦＨなどのフッ素樹脂は、水や油に濡
れに＜＜、接着エネルギが小さいという特徴を有してい
る。

これは、ＰＴＦＨなどのフッ素樹脂が、水に対する接触
角が大きく、また分子間凝集力が低いので、空気／ポリ
マー界面の分子間力が低くなり、表面自由エネルギーが
著じるしく低いため、分子間凝集力の大きい液体や固体
に対して濡れにくく、接着しにくいのである。

したがって、このフッ素樹脂を用いて成形した製品、例
えば容器のようなものも、その表面に直接文字を書いた
りあるいはラベル等を貼ることが難しく、その内容物が
何たるかの識別表示を付すことができないか、またでき
たとしてもその表示を長期にわたり保持させることが難
しいという不具合がある。

例えば、ＩＣ，ＬＳＩ用の偏平なシリコンウェハを多数
枚収容して搬送するためのウェハ用バスケットにおいて
も同様である。このウェハ用バスケットは、フッ素樹脂
で成形されたものが広く用いられているが、このウェハ
用バスケットは、工程管理面からの要請により、製造ロ
フトの番号、製造年月日等を表示する識別マークが付さ
れ、バスケット内に収容されたシリコンウェハを個別に
管理している。

ところが、フッ素樹脂製のウェハ用バスケットは、上述
した撥水性、撥油性、非粘着性等の特徴を有することか
ら、直接ウェハ用バスケットに識別マークをフェルトベ
ン等を用いて書いても、あるいは識別マークを書き込ん
だシールを貼っても、容易に識別マークが消えたり、シ
ールが剥れ易いという欠点があった。

ところで、このようなフッ素樹脂製品に他の部材を接着
させる方法の１つとして、フッ素樹脂表面を、液体アン
モニアに金属ナトリウムを溶かした溶液で処理して、そ
の表面を化学的に活性化する方法がある。この方法を利
用してフッ素樹脂製品の表面に識別表示を付することも
考えられる。

ところが、この方法では、処理液自体が環境汚染を引起
す虞があるとともに、その取扱いに危険が伴なうため、
それを防止するための高価な装置を必要とするという問
題点があった。また、この方法で処理したフッ素樹脂表
面は、茶かっ色に変色し、外観が悪いばかりでなく、処
理表面が長いこと太陽光線にさらされると、接着性が低
下するという不具合もあった。

さらに、フッ素樹脂表面にプラズマ処理ないしスパッタ
リング処理などの物理的処理を施したり、あるいはフッ
素樹脂表面を機械的に粗面化するなどの方法も提案され
ているが、この方法では、処理に手間がかかったりある
いはコスト上昇を伴なうなどの問題点があった。

発明の目的 本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、容易には消えない明瞭な識別表示を容易に付すことが
可能なフッ素樹脂製品を提供することを目的とし、また
このようなフッ素樹脂製品を安価、かつ容易に製造でき
るフッ素樹脂製品の製造方法を提供することを目的とす
る。

発明の概要 かかる目的を達成するために、本発明に係るフッ素樹脂
製品は、フッ素樹脂基体をその融点以上の温度に再焼成
した後に冷却することにより１０００個／Ｃ−以上の粒
状突起物を形成したフッ素樹脂基体の表面に形成された
識別表示形状の凹部と、この凹部内に埋め込まれた着色
材料とから成る識別表示が付されていることを特徴とし
ている。

このようなフッ素樹脂製品によれば、粒状突起物がアン
カー（定着媒体）として作用し、粒状突起物が生成され
た表面に塗布された着色材料をフッ素樹脂基体に良好に
定着させることが可能になる。

特に、このようなフッ素樹脂基体の表面に識別表示形状
の凹部を設け、この凹部内に着色材料を埋め込んでフッ
素樹脂基体の表面に識別表示を付すようにした本発明に
よれば、着色材料がフッ素樹脂基体の表面により良好に
定着することになる。

また、本発明に係る識別表示が付されたフッ素樹脂製品
の製造方法は、フッ素樹脂の粉末を所定形状に予備成形
し、これをその融点以上の温度で焼成した後に冷却して
フッ素樹脂基体を形成し、さらにこのフッ素樹脂基体を
その融点以上の温度に再焼成した後に冷却する工程を少
なくとも１回以上繰返すことにより表面に粒状突起物を
１０００個／Ｃ−以上生成し、この基体の表面に識別表
示形状の凹部を形成し、この凹部内に着色材料を埋め込
むことにより識別表示を付すことを特徴としている。

この方法によれば、前述したような表面を化学的に活性
化する方法とか、プラズマ処理ないしスパッタリング処
理などの物理的処理を施す方法とか、あるいはフッ素樹
脂表面を機械的に粗面化する方法等に比較して安価とな
り、また容易にフッ素樹脂製品を製造することができる
。

発明の詳細な説明 以下、本発明を実施例に基づき、より具体的に説明する
。

本発明では、フッ素樹脂基体を形成するための原料とし
て、たとえばＰＴＦＥ　（ポリテトラフルオロエチレン
）のモールディングパウダあるいはファインパウダ等の
粉末を用い、これを所定形状、例えば円筒状に予備成形
する。

そして、これをその融点（３２７℃）以上の温度で焼成
し、その後冷却する。冷却すると円筒状の予備成形品が
できる。この予備成形品に対し、切削加工を施こし、フ
ィルム状あるいはシート状のフッ素樹脂基体を成形する
。なお、本発明では、後述するように、基体の形状は必
ずしも平板形状に限らず、立体的ないかなる形状であっ
ても良い。

このＰＴＦＥから成るフッ素樹脂基体は、撥水性、撥油
性、非粘着性等の特徴を有することから塗料あるいはイ
ンク等（以下総称して着色材料と称す）の乗りが悪く、
そのままでは何らかの表示を付すことは不可能である。

実験では、ポリフロンＭ１２（商品名）で成形したＰＴ
ＦＥ基体には、ロットリング５９６−１１７（商品名）
やペンチルＮ５０（商品名）により識別表示を付しても
着色材料は乗らなかった。

そこで、本発明では、このＰＴＦＥから成るフッ素樹脂
基体を再度その融点（３２７℃）以上の温度で焼成した
後に、冷却する。すると第１図に示すように、フッ素樹
脂基体１の切削面に直径２〜５μｍ１高さ約３〜６μｍ
の粒状突起物２が生成される。この粒状突起物２は、植
物の根のようなものを有し、これによりフッ素樹脂基体
１に固く結びついている。

この粒状突起物２の直径及び高さは、焼成温度（融点以
上が条件となる）及び焼成時間に依存して成長する。ま
た、この粒状突起物２の数（密度）も焼成温度と焼成時
間に依存して増加する。ただし、粒状突起物２の密度は
、第２図に示すように、所定の焼成時間以上ではほとん
ど増加しなくなる。

なお、第２図中、曲線Ａは、ＰＴＦＥから成るフッ素樹
脂基体１を３７０℃で再焼成した場合の粒状突起物の密
度と焼成時間との関係を示すグラフである。また、図中
曲線Ｂは、同様なＰＴＦＥから成るフッ素樹脂基体１を
３５０℃で再焼成した場合の同様なグラフである。

実験によれば、粒状突起物２の生成は、再焼成後の冷却
速度に依存しないことが判明している。

このような粒状突起物２がＰＴＦＥ基体１を再焼成する
ことにより得られる理由は次のように考えられている。

このような粒状突起物に対して科学的な根拠はないが、
１９７５年にピー　エイチ、ゲイル（Ｐ、Ｈ，Ｇｅ１ｌ
）が、非晶質重合体としてのポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）やポリカーボネイト（ｐｃ）の表面に本発
明に係る粒状突起物とはサイズが異なるが、似たような
粒状突起物を発見し、これをノジュールストラクチ＋　
（Ｎｏｄｕｌｅ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ）と呼んでいる。

ゲイルによれば、すべてが均一なものだと、このような
粒状突起物は発生せず、均一なものの中に“不均一さ゛
が存在（ａ度が異なったものが存在）するため、濃度の
低い部分で拡散と吸着が起こり易く、その結果発生する
と推定している。ＰＴＦＥから成るフッ素樹脂基体１で
は、これを融点以上に溶融しても、その溶融粘度が高い
ため、その形状を保った状態で溶融する。これを非晶質
重合体と考えると、（溶融状態では結晶が存在しない）
、ゲイルの仮説を適用できると考えられる。ＰＥＴ等に
おいては、ガラス転移温度以上でのアニーリング（ａｎ
ｎｅａｌｉｎｇ）によって表面にノジュールストラクチ
ュアが現われていることからも、ＰＴＦＥ基体１を再焼
成することによってその表面に現われる粒状突起物もノ
ジュールストラクチュアではないかと考えられる。

このような粒状突起物の密度は、前述したように、焼成
温度及び時間に依存するが、本発明では、粒状突起物の
密度を１０００個／Ｃ−以上好ましくは１万個／Ｃ−以
上となるように焼成する。第１図に示すＰＴＦＥから成
るフッ素樹脂基体１に密度６０００〜７０００個／Ｃ−
以上の粒状突起物２を形成するには、焼成温度３５０℃
及び焼成時間１時間以上であれば良かった。このような
密度で粒状突起物を形成することで、この粒状突起物に
後述するアンカー作用を良好に果させることができる。

第１図に示すように、粒状突起物２が形成されたフッ素
樹脂基体１の表面には、塗料あるいはインク等の着色材
料を直接塗布して識別表示を付すようにしても良い。着
色材料は、通常では付着が困難なフッ素樹゛脂基体１の
表面でも、粒状突起物２がアンカー（定着媒体）として
作用し、着色材料はフッ素樹脂基体１上により強固に定
着することになる。

この着色材料のフッ素樹脂基体１の表面への塗布は、Ｘ
−Ｙプロッタ、スクリーン印刷、グラビア印刷、コート
法、スピンコード法、はけ塗り等種々の方法を用いて行
なうことが可能である。なお、本発明で着色材料とは、
塗料、インク等の概念にこだわらず、識別表示を施せる
材料であれば何でもよい。また、このようにしてＰＴＦ
Ｅから成るフッ素樹脂基体１の表面に識別表示を付した
後に、この基体１の表面に熱溶融性のフィルムをコーテ
ィングしてもよい。このようにすれば、永年使用によっ
ても前記識別表示が消えたりしないものとなる。

識別表示を付すための手段としては、単に着色材料を塗
布するだけでなく、次に述べるような方法を本発明では
採用している。

第３図（Ａ）に示すように、再焼成後のフッ素樹脂基体
１の表面に、まず識別表示形状の凹部４を形成する。識
別表示形状の凹部４は、フッ素樹脂基体１の表面側（矢
印入方向）から見た凹部４の全体形状が何らかの識別表
示を構成している。

識別表示形状としては、言語、文字、数字、絵、バーコ
ード等に限らず、何らかの識別表示を構成する形状であ
れば何でも良い。

凹部４をフッ素樹脂基体１の表面に形成するための手段
としては、たとえば、何らかの識別表示形状の突部が設
けられた型体をフッ素樹脂基体１の表面に打刻もしくは
押印すれば良い。凹部４の深さは特に限定されないが、
好ましくは１０〜１００μｍ１特に好ましくは４０〜６
０μｍである。

次に本実施例では、第３図（Ｂ）に示すように、フッ素
樹脂基体１の四部４内に、着色材料３を埋め込めば、本
発明に係る識別表示が付され□たフッ素樹脂製品１０ａ
を得ることができる。着色材料３を凹部４内に埋め込む
ための具体的手段としては、たとえば型体による打刻工
程の際に、型体の表面にインク等を塗布して置き、打刻
時に凹部４の形成と同時に、凹部４内にインク等の着色
材料を埋め込むことが好ましい。より具体的には、市販
のタイプライタ−等により、打刻工程と着色工程とを同
時に行なうことができる。現在のタイプライタ−では、
文字や数字等しか打刻できないが、バーコード等も打刻
できるようにしても良い。その他の着色材料理め込み手
段としては、凹部４を形成した成形体２の上をインク等
で塗り、表面を拭き取る手段や、凹部４を形成した基体
１を着色材料にディッピングした後に表面を拭き取る手
段等が考えられる。

このように、着色材料３が凹部４内に埋め込まれると、
この着色材料３が凹部４の形状に沿って、成形体２の表
面側から見て識別表示Ｍを構成することになる。この識
別表示Ｍは、前述した粒状突起物２によるアンカー作用
と、凹部４内に着色材料３が埋め込まれることとによっ
て、フ・ツ素樹脂基体１の表面から容易に消えることは
なくなる。

なお、本実施例では、このように着色材料３が凹部４内
に埋め込まれたフッ素樹脂基体１の少なくとも表面側に
フィルム８を密着させて、本発明に係る識別表示が付さ
れたフッ素樹脂製品１０ｂを得るようにしても良い。第
１図（Ｃ）示す実施例では、成形体２の表裏面全体にフ
ィルム８を密着させる。フィルム８は、凹部４内に埋め
込まれた着色材料６による識別表示が外部から見える程
度に実質的に透明であれば良い。このフィルム８として
は、耐薬品性に優れ、しかも成形体２との密着性に優れ
たフィルムであることが好ましく、たとえばＰＦＡＳＰ
ＴＦＥ等のフッ素樹脂製フィルムが用いられる。

このような識別表示が付されたフッ素樹脂製品１０ａ、
１０ｂの適用例としては、例えば、第４図に示すような
ウェハ用バスケットを挙げることができる。

このウェハ用バスケットは、半導体回路を構成するため
のシリコンウェハＷを並列的に多数収容するバスケット
本体１１を有する。このバスケット本体１１は、シリコ
ンウェハＷに順次化学処理を施こすために、耐薬品性を
有する素材でなければならないことから、フッ素樹脂に
より形成されている。そして、このバスケット本体１１
の内部には、前記シリコンウェハＷを多数収容する溝部
１２が形成され、端壁１５には、前記識別表示が付され
たフッ素樹脂製品１０．１０ａ、１０ｂがら成るマーク
プレート１３が着脱自在に取付けられるようになってい
る。

このマークプレート１３には、その表面にバーコード等
の識別表示Ｍが、前述した種々の表示方法により付され
ている。

ただし、識別表示Ｍを薬品から保護するには、全体を耐
薬品性フィルム、例えばフッ素樹脂フィルム（ＰＦＡＳ
ＰＴＰＥ等）によりラミネートされたフッ素樹脂製品で
あることが好ましい。

このマークプレート１３は、前記バスケット本体１１の
端壁１５に設けたプレート取付部Ｔに着脱自在に取付け
られている。このプレート取付部Ｔは、第４図の実施例
では突起Ｔａであり、この突起Ｔａに前記マークプレー
ト１３の取付孔。を嵌合するようにしている。

このようにしてマークプレート１３が取付けられたウェ
ハ用バスケットは、そのバスケット本体１１の内部に多
数収容したシリコンウェハＷを、工程管理することがで
きる。つまり、このシリコンウェハＷを製造するに当っ
ての必要な情報、例えば、製造ロットの番号、製造年月
日等は、マークプレート１３に付された識別マークＭを
、バーコード読取り装置により読取れば、直ちに知るこ
とができ、これにより確実に工程管理を行なうことがで
きる。

前記プレート取付部Ｔは、第５図に示すようにバスケッ
ト本体１１の端壁１５に一対のＬ字状アングル材１６．
１６を取付け、この両アングル材１６．１．６の側内側
面によりマークプレート挿入溝１７を形成し、このマー
クプレート挿入溝１７にマークプレート１３を挿入する
ようにした構造であってもよく、また、第６図に示すよ
うにバスケット本体１１の端壁１５に一対の取付孔１８
゜１８を形成し、この両数付孔１８．１８にマークプレ
ート１３側より突出したビン１９を嵌合するようにした
構造であってもよい。さらに、第７図に示すようにマー
クプレート１３に弾性脚部２０゜２０を設け、この弾性
脚部２０．２０がバスケット本体１１の突部２１を挟持
するようにした構造であってもよい。

また、上述した実施例は、本発明に係る識別表示が付さ
れたフッ素樹脂製品をマークプレートとして用いたもの
であるが、バスケット本体１１に直接粒状突起物を形成
し、このバスケット本体１１に直接識別表示を付しても
よいことは言うまでもない。さらに、ウェハバスケット
以外の用途に用いられるフッ素樹脂製品にも適用が可能
である。

また上述した実施例では、フッ素樹脂としてＰＴＦＥを
用いたが、本発明はこれに限らず、テトラフルオロエチ
レンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合
体であるＰＦＡ、テトラフルオロエチレンとへキサフル
オロプロピレンとの共重合体であるＦＥＰ、あるいはテ
トラフルオロエチレンとへキサフルオロプロピレンとパ
ーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体である
ＥＰＥなどの熱溶融性フッ素樹脂を広く用いることがで
きる。

発明の詳細 な説明してきたように、本発明によれば、表面に１００
０個／　ｃｄ以上の粒状突起物を生成したフッ素樹脂基
体の表面に所定の識別表示を付すようにしたので、フッ
素樹脂製品であるにも拘らず、表面に直接識別表示を付
したりあるいは識別表示が付されたシールを容易に貼着
させることが可能となる。

特に、このようなフッ素樹脂基体の表面に識別表示形状
の凹部を設け、この凹部内に着色材料を埋め込んでフッ
素樹脂基体の表面に識別表示を付すようにした本発明に
よれば、着色材料がフッ素樹脂基体の表面により良好に
定着することになる。

また、本発明方法によれば、融点以上の温度での焼成と
冷却とを複数回繰返すことにより、フッ素樹脂基体の表
面に１０００個／Ｃ−以上の粒状突起物を生成するよう
にしたので、表面を化学的に活性化する方法などに比し
安価となり、また製造作業的にも容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るフッ素樹脂製品を得る
ためのフッ素樹脂基体の要部断面図、第２図は同実施例
の作用を示すグラフ、第３図は同実施例に係る識別表示
が付されたフッ素樹脂製品の製造過程を示す要部断面図
、第４〜７図は同フッ素樹脂製品の使用例を示す要部斜
視図である。 １・・・フッ素樹脂基体　　２・・・粒状突起物、３・
・・着色材料　　　　　４・・・凹部８・・・フィルム １０ａ、１０ｂ・・・識別表示が付されたフッ素樹脂製
品 代理人　　弁理士　　鈴　木　俊一部 代理人　　弁理士　　前　１）　均 第　　１ 図 第　　３ 図 ］ 第　　２ 図 （Ｃ） 焼　　成 時　　間 第 図 ■ 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）フッ素樹脂基体をその融点以上の温度に再焼成した
   後に冷却することにより１０００個／ｃｍ＾２以上の粒
   状突起物を形成したフッ素樹脂基体の表面に形成された
   識別表示形状の凹部と、この凹部内に埋め込まれた着色
   材料とから成る識別表示が付されていることを特徴とす
   るフッ素樹脂製品。 ２）前記識別表示が、バーコードである請求項第１項に
   記載のフッ素樹脂製品。 ３）フッ素樹脂の粉末を所定形状に予備成形し、これを
   その融点以上の温度で焼成した後に冷却してフッ素樹脂
   基体を形成し、さらにこのフッ素樹脂基体をその融点以
   上の温度に再焼成した後に冷却する工程を少なくとも１
   回以上繰返すことにより表面に粒状突起物を１０００個
   ／ｃｍ＾２以上生成し、この基体の表面に識別表示形状
   の凹部を形成し、この凹部内に着色材料を埋め込むこと
   により識別表示を付すことを特徴とする識別表示が付さ
   れたフッ素樹脂製品の製造方法。