(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状のフッ素樹脂を酸素濃度１００ｔｏｒｒ以下に維持した低酸素雰囲気中でその融点温度の±２０℃の範囲となるように加熱してこれを移動させながら電離性放射線を照射することにより架橋して改質する改質フッ素樹脂の製造方法において、
前記フッ素樹脂の架橋時の温度が常にその融点温度の±２０℃の範囲となるように、前記フッ素樹脂の厚さと前記電離性放射線の線量率を調節することを特徴とする改質フッ素樹脂の製造方法。
【請求項２】
前記フッ素樹脂の厚さ（ｍｍ）と、前記フッ素樹脂を透過できる電圧での前記電離性放射線の線量率（ｋＧｙ／ｓ）との関係が、前記フッ素樹脂の厚さ（ｍｍ）／前記電離性放射線の線量率（ｋＧｙ／ｓ）＞１となるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の改質フッ素樹脂の製造方法。
【請求項３】
前記フッ素樹脂は、ブロック状に分割され、複数のトレーに載せて移動させながら前記電離性放射線を照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の改質フッ素樹脂の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に耐摩耗性，耐クリープ性，耐放射線性等の諸特性に優れた架橋フッ素樹脂成形品を得ることができる改質フッ素樹脂の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、広範な用途を有するフッ素樹脂は、ポリエチレン樹脂等のように架橋させることによって各種特性を向上させることが技術的に困難とされていたが、最近、フッ素樹脂を効果的且つ容易に架橋処理して改質する方法が提案されている。
【０００３】
この改質フッ素樹脂の製造方法は、未架橋のフッ素樹脂を低酸素雰囲気中でその融点より若干高い温度に保った状態で所定量の放射線を照射して架橋処理を行って改質するようにしたものであり、耐摩耗性，耐クリープ性，耐放射線性等の諸特性に優れた改質フッ素樹脂材料及びその成形品を容易に得ることを可能としたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような改質フッ素樹脂の製造方法にあっては、架橋処理すべく放射線を照射した際に、その放射線の一部がフッ素樹脂内で熱エネルギーに変化するため、フッ素樹脂自体の温度が最適な架橋温度範囲を超えてしまい、良好な架橋処理を行うことができなくなってしまう。
【０００５】
そのため、従来では、このフッ素樹脂の温度が、最適な架橋温度範囲、すなわちその融点±２０℃を超えた場合には、その照射を一時休止してフッ素樹脂の温度が自然冷却により下がるのを待ってから再び照射を繰り返すといった間欠的な照射を行わなければならないため、連続的な照射を行うことができず生産性が低いといった問題点がある。
【０００６】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、放射線架橋時におけるフッ素樹脂の温度が常に最適な架橋温度範囲内になるようにして連続照射・架橋処理を可能とした新規な改質フッ素樹脂の製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、シート状のフッ素樹脂を酸素濃度１００ｔｏｒｒ以下に維持した低酸素雰囲気中でその融点温度の±２０℃の範囲となるように加熱してこれを移動させながら電離性放射線を照射することにより架橋して改質する改質フッ素樹脂の製造方法において、前記フッ素樹脂の架橋時の温度が常にその融点温度の±２０℃の範囲となるように、前記フッ素樹脂の厚さと前記電離性放射線の線量率を調節するようにしたものであり、具体的には、前記フッ素樹脂の厚さ（ｍｍ）と、前記フッ素樹脂を透過できる電圧での前記電離性放射線の線量率（ｋＧｙ／ｓ）との関係が、前記フッ素樹脂の厚さ（ｍｍ）／前記電離性放射線の線量率（ｋＧｙ／ｓ）＞１となるようにそれぞれを設定したものである。
【０００８】
これによって、フッ素樹脂に照射された放射線の一部が熱エネルギーに変化しても、フッ素樹脂自体の温度が最適な架橋温度範囲、すなわちフッ素樹脂の融点の±２０℃の範囲を外れることがなくなるため、従来のような間欠的な照射を行う必要がなくなり、連続的・且つ効率的な放射線照射による架橋処理を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、本発明方法を実現する改質フッ素樹脂製造装置（以下、製造装置と略す。）の実施の一形態を示す概略図である。
【００１１】
図中Ａは、厚さが均一なシート状のフッ素樹脂であり、繰出しドラム１側から水平に繰り出された後、一定の間隔を置いてこの繰出しドラム１と平行に位置する巻取りドラム２側へ連続的に巻き取られるようになっている。
【００１２】
また、このシート状のフッ素樹脂Ａは、繰出しドラム１及び巻取りドラム２と共に密閉容器３内に収容されており、その上下に位置する複数の赤外線ヒータ４，４…によって所定の温度に加熱されるようになっている。
【００１３】
また、この密閉容器３の直上部には電離性放射線、例えば工業的に比較的容易に得ることができる電子線を発生する電子線加速器を備えた放射線照射手段５が設けられており、密閉容器３の天井部に形成された照射窓６を介してその内部のフッ素樹脂Ａの上面に電離性放射線が照射されるようになっている。尚、この照射窓６には電離性放射線を容易に通過させると共に、密閉容器３内の気密性を保持するために、例えば厚さ１０〜２００μｍ程度のチタン箔７が張り渡されている。
【００１４】
さらに、図示するように、この密閉容器３には内部の空気を脱気する真空引き手段８と、内部に窒素ガスや不活性ガス等の低酸素ガスを供給する低酸素ガス供給手段９とが設けられており、真空引き手段８によって密閉容器３には内部の空気（酸素）を除去すると共に、低酸素ガス供給手段９からの低酸素ガスで置換して内部雰囲気の酸素濃度を、架橋処理に分解等の不都合を起こさない、１００ｔｏｒｒ以下の低酸素濃度にするようになっている。
【００１５】
次に、以上のような構成をした製造装置を用いて本発明方法の一例を説明する。
【００１６】
図示するように、繰出しドラム１から巻取りドラム２方向へ水平に巻き取られる（搬送される）シート状のフッ素樹脂Ａは、その上流側で複数の赤外線ヒータ４，４によって予め所定の温度、すなわち、このシート状のフッ素樹脂Ａの最低架橋温度の±２０℃の範囲になるように予熱された後、照射窓６の直下に達したときに、この照射窓６のチタン箔７を通過してくる電離性放射線の照射（０．１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙ）を受けることによって放射線架橋処理が行われることになる。
【００１７】
この時、上述したように、照射される放射線の線量が多すぎると、その一部が熱エネルギーに変化してフッ素樹脂Ａの温度が上昇し、最適架橋温度であるその融点の±２０℃の範囲を超えてしまい、従来のように照射及び搬送を一時休止し、最適温度内に降温するのを待ってから再び照射を開始するといった間欠的な照射作業が必要となり、また、反対にこの照射される放射線の線量が少なすぎるとフッ素樹脂Ａからの放熱により、最適架橋温度の範囲を下回ってしまい、良好な架橋を行うことが困難となる。
【００１８】
そこで、本発明はこのフッ素樹脂Ａの温度が常に最適架橋温度内に収まるように上記シート状フッ素樹脂の厚さ（ｍｍ）と、上記フッ素樹脂を透過できる電圧での上記電離性放射線の線量率（ｋＧｙ／ｓ）との関係が、上記シート状フッ素樹脂の厚さ（ｍｍ）／線量率（ｋＧｙ／ｓ）＞１となるようにそれぞれを設定したものである。
【００１９】
具体的には、発熱量は電離性放射線の線量率に比例し、放熱量は板厚に反比例することから、発熱量が放熱量を上回る場合には、電離性放射線の線量率を下げたり、板厚を薄くすることで発熱量の上昇を防止することができ、反対に、放熱量が発熱量を上回る場合には、電離性放射線の線量率を増大させたり、板厚を厚くすることで放熱量の増大を防止することができる。
【００２０】
ここで、この電離性放射線の線量率を増減させるためには、電離性放射線の線量（ｋＧｙ）とフッ素樹脂Ａの搬送速度を調節することで達成することができる。また、電離性放射線の線量の調節は照射電流と加速電圧を調節することで容易に達成することができる。
【００２１】
この結果、フッ素樹脂Ａに対する架橋処理時の放熱量と発熱量のバランスがとれてフッ素樹脂Ａの温度が常に最適架橋温度内に収まるようになるため、従来のような間欠的な照射方法を採ることなく、良好な連続照射を行うことが可能となる。
【００２２】
尚、本発明に用いることができるシート状フッ素樹脂Ａとしては、特に限定されるものではないが、テトラフルオロエチレン系共重合体（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）系共重合体（ＰＦＡ）あるいはテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン系共重合体（ＦＥＰ）等を用いることができる。また、上記ＰＴＦＥの中には、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、あるいはクロロトリフルオロエチレン等の共重合性モノマーに基づく重合単位を０．２％モル以下含有するものも含まれる。また、共重合体形式のフッ素樹脂の場合、その分子構造の中に少量の第三成分を含むものでも良い。
【００２３】
また、本発明方法を実現するためには、図２及び図３に示すような構成をした製造装置を用いることもできる。
【００２４】
先ず、図２に示す製造装置は、シート状のフッ素樹脂Ａを搬送するベルトコンベア１０内にヒータ４，４…を備え、このベルトコンベア１０の上方に遮蔽壁１１を備えると共にこの遮蔽壁１１内に低酸素ガスを供給する低酸素ガス供給管１２を備えたものであり、図１に示す製造装置を簡略化したものである。
【００２５】
すなわち、この製造装置は、シート状のフッ素樹脂Ａをベルトコンベア１０上流側（図中右側）に設けられた案内ローラ１３によってベルトコンベア１０上に案内し、これを水平に下流側へ搬送する際に、ヒータ４，４…によって所定の温度に加熱しつつ、遮蔽壁１１の上部に設けられた放射線照射手段５から照射される電離性放射線を遮蔽壁１１の略中央部に形成された遮蔽窓６からシート状のフッ素樹脂Ａに照射して、架橋処理するようにしたものである。
【００２６】
そして、この架橋処理と同時に低酸素ガス供給管１２から分離する複数の分離管１４，１４…によって低酸素ガスをシート状のフッ素樹脂Ａの表面に吹き付けることで、フッ素樹脂Ａの表面を低酸素雰囲気としたものである。
【００２７】
従って、本発明装置を用いれば、上述したような密閉容器３や真空引き手段８が不要となって装置が簡略化と大型化が容易に達成できると同時に、フッ素樹脂Ａ雰囲気を低酸素状態にするための真空引き作業や低酸素ガス置換作業が不要となって生産性も向上する。この時、ベルトコンベア１０の両端左右側に、さらに図示しない仕切壁等を設けておけば、ベルトコンベア１０上を流れるシート状のフッ素樹脂Ａの両端からの低酸素ガスの流出量が減少するため、低酸素ガスの供給量をより少なくすることも可能である。
【００２８】
一方、図３に示す製造装置は、図２に示す製造装置のベルトコンベア１０に、さらにトレー１５を複数備えたものであり、各トレー１５，１５…に、それぞれブロック状に分割されたフッ素樹脂Ａを載せて搬送することで、ブロック状に分割されたフッ素樹脂Ａであってもそれぞれ良好に架橋処理するようにしたものである。
【００２９】
すなわち、ブロック状に分割されたフッ素樹脂Ａを架橋処理する場合、そのまま図２に示すような製造装置を用いて架橋処理することも可能であるが、図３に示すように、ベルトコンベア１０上に複数のトレー１５，１５…を備え、この各トレー１５，１５…にブロック状に分割された各フッ素樹脂Ａをそれぞれ載せながら架橋処理することで、低酸素ガスの流出量がさらに減少するため、低酸素ガスの供給量を減少することができる上に、供給された低酸素ガスが各トレー１５，１５…に溜まってフッ素樹脂Ａの雰囲気が確実に低酸素雰囲気となるため、さらに良好な架橋処理を行うことが可能となる。
【００３０】
さらに、図示するように、各トレー１５，１５…間に、のれん状の揺動壁１６，１６…を備えれば、さらに、低酸素ガスの流出量を減少することが可能となり、酸素濃度１００ｔｏｒｒ以下を確実に維持することができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、常に最適な架橋温度範囲内で間断無く放射線を連続照射することができるため、連続してフッ素樹脂の架橋処理を行うことができる。この結果、従来のような間欠的な放射線照射による架橋処理に比べて大幅に生産性が向上すると共に、製造コストも低減することができる等といった優れた効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法及び本発明方法に用いる改質フッ素樹脂製造装置の実施の一形態を示す概略図である。
【図２】本発明方法及び本発明方法に用いる改質フッ素樹脂製造装置の他の実施の一形態を示す概略図である。
【図３】本発明方法及び本発明方法に用いる改質フッ素樹脂製造装置の他の実施の一形態を示す概略図である。
【符号の説明】
１  繰出しドラム
２  巻取りドラム
３  密閉容器
４  ヒータ
５  放射線照射手段
６  照射窓
７  チタン箔
８  真空引き手段
９  低酸素ガス供給手段
12  低酸素ガス供給管
13  案内ローラ
14  分岐管
15  トレー
16  揺動壁
Ａ  フッ素樹脂
【図１】
0003659039.tif 000002
【図２】
0003659039.tif 000003
【図３】
0003659039.tif 000004