(57)【要約】【目的】品質にバラツキのない高品質のフッ素樹脂製容器状成形物を容易且つ安価に製造することができるようにする。【構成】  融点がＸ℃である熱溶融性フッ素樹脂からなる無延伸且つ単一層のシート材１１を、ヒータ1４で（Ｘ−６０）℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱した上で、所定形状に真空成形することによって、容器状成形物１２を製造する。シート材１１がメルトフローレートが０．５〜２０ｇ／１０分であるフッ素樹脂（ＰＴＦＥ樹脂を除く）で構成される場合には、シート材１１の加熱温度を（Ｘ−６０）℃〜Ｘ℃とする。また、シート材１１がＰＴＦＥ樹脂が構成される場合にあって、それが変性ＰＴＦＥ又はこれとＰＴＦＥホモポリマとの混合樹脂であるときにはシート材１１の加熱温度を（Ｘ−３０）℃〜（Ｘ＋３０）℃とし、ＰＴＦＥホモポリマであるときにはシート材１１の加熱温度をＸ℃〜（Ｘ＋３０）℃とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点がＸ℃である熱溶融性フッ素樹脂からなる無延伸且つ単一層のシート材を、（Ｘ−６０）℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱した上で、所定の容器形状又は箱形状に真空成形又は真空圧空成形するようにしたことを特徴とする容器状成形物の製造方法。
【請求項２】
シート材が、ＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＥＴＦＥ樹脂、ＰＶＤＦ樹脂、ＰＣＴＦＥ樹脂、ＥＣＴＦＥ樹脂及びＥ−ＨＦＰ樹脂から選択された熱溶融性フッ素樹脂からなるものであることを特徴とする、請求項１に記載する容器状成形物の製造方法。
【請求項３】
シート材が、ＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＥＴＦＥ樹脂、ＰＶＤＦ樹脂、ＰＣＴＦＥ樹脂、ＥＣＴＦＥ樹脂又はＥ−ＨＦＰ樹脂であってメルトフローレートが０．５〜２０ｇ／１０分である熱溶融性フッ素樹脂からなるものであることを特徴とする、請求項２に記載する容器状成形物の製造方法。
【請求項４】
シート材を構成するＰＴＦＥ樹脂が、変性ＰＴＦＥ、ＰＴＦＥホモポリマ又は変性ＰＴＦＥとＰＴＦＥホモポリマとの混合樹脂であることを特徴とする、請求項２に記載する容器状成形物の製造方法。
【請求項５】
融点がＸ℃である熱溶融性フッ素樹脂からなる無延伸且つ単一層のシート材を、（Ｘ−６０）℃〜Ｘ℃に加熱した上で、所定の容器形状又は箱形状に真空成形又は真空圧空成形するようにしたことを特徴とする、請求項３に記載する容器状成形物の製造方法。
【請求項６】
融点がＸ℃である熱溶融性フッ素樹脂からなる無延伸且つ単一層のシート材を、（Ｘ−３０）℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱した上で、所定の容器形状又は箱形状に真空成形又は真空圧空成形するようにしたことを特徴とする、請求項４に記載する容器状成形物の製造方法。
【請求項７】
シート材がＰＴＦＥホモポリマで構成されている場合において、当該シート材をＸ℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱するようにしたことを特徴とする、請求項６に記載する容器状成形物の製造方法。
【請求項８】
シート材の厚みが１ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載する容器状成形物の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れかに記載する方法によって製造されたものであることを特徴とする容器状成形物。
【請求項１０】
アンダーカット部分を有する形状をなすものであることを特徴とする、請求項９に記載する容器状成形物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造分野で使用される薬液容器や機器カバー等のような容器形状又は箱形状をなす熱溶融性フッ素樹脂製の容器状成形物を製造する方法及びこれによって製造された容器状成形物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱溶融性フッ素樹脂製の容器状成形物は、一般に、射出成形，トランスファー成形，ブロー成形により一体成形物として製造されている（例えば、特許文献１又特許文献２を参照）。また、このような一般的な製造方法の他、特殊な製造方法として、容器状成形物を複数の板状部品に分割した構造のものとなし、その板状部品相互を熱溶着等により連結することによって容器状成形物に組み立てるようにすることも行われている（例えば、特許文献３又は特許文献４を参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０１２６２６公報
【特許文献２】特開２００５−２１２８４９公報
【特許文献３】特開２００１−０８８２１７公報
【特許文献４】特開２００７−０２２５４７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、射出成形，トランスファー成形，ブロー成形による製造方法では、フッ素樹脂の溶融粘度が他のポリオレフィン，ポリエステル，ポリスチレン等の一般的な樹脂材に比して極めて高いために、高品質の成形物を得ることが技術的に困難であり、成形物の形状も限定される（例えば、射出成形ではアンダーカット部分を有する容器状成形物を得ることができない）。
【０００５】
また、容器状成形物を複数の板状部品で組み立てるようにする方法では、複数の板状部品を個々に切削等により製造する必要があるため、材料ロスが多くなると共に、複数の板状部品を熱溶着や溶接等により連結する必要があるため、製造工程が多くなり、製作経済上、問題がある。しかも、熱溶着等を行う作業者の熟練度や熱溶着工程における板状部品の変形等により、完成された容器状成形物の品質にバラツキが生じる。
【０００６】
本発明は、熱溶融性フッ素樹脂からなる容器状成形物を上記した問題を生じることなく容易に一体成形することができる容器状成形物の製造方法を提供すると共に、これによって製造された高品質の容器状成形物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成すべく、融点がＸ℃である熱溶融性フッ素樹脂からなる無延伸且つ単一層のシート材を、（Ｘ−６０）℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱した状態で、真空成形又は真空圧空成形するようにしたことを特徴とする容器状成形物の製造方法を提案する。なお、単一層のシート材には、複数枚のフィルムないしシートを（それらが同種材質であると異種材質であるとを問わず）積層してなる積層構造のシート材は含まれない。
【０００８】
かかる製造方法の好ましい実施の形態にあって、シート材としては、ＰＴＦＥ樹脂（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ樹脂（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）、ＦＥＰ樹脂（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）、ＥＴＦＥ樹脂（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ樹脂（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＣＴＦＥ樹脂（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ樹脂（クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体）及びＥ−ＨＦＰ樹脂（エチレン・ヘキサフルオロプロピレン）から選択された熱溶融性フッ素樹脂からなるものが使用される。
【０００９】
特に、シート材の構成材料として、ＰＦＡ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＥＴＦＥ樹脂、ＰＶＤＦ樹脂、ＰＣＴＦＥ樹脂、ＥＣＴＦＥ樹脂又はＥ−ＨＦＰ樹脂を選択する場合においては、そのメルトフローレート（以下「ＭＦＲ」と略称する）が０．５〜２０ｇ／１０分であるものを使用することが好ましい。また、かかる熱溶融性フッ素樹脂（融点をＸ℃とする）からなるシート材を使用して真空成形又は真空圧空成形する場合にあっては、当該シート材を（Ｘ−６０）℃〜Ｘ℃に加熱しておくことが好ましい。
【００１０】
また、シート材の構成材料としてＰＴＦＥ樹脂を選択する場合において、当該ＰＴＦＥ樹脂として変性ＰＴＦＥ、ＰＴＦＥホモポリマ又はこれら変性ＰＴＦＥとＰＴＦＥホモポリマとの混合樹脂を使用することができるが、かかるＰＴＦＥ樹脂（（融点をＸ℃とする）からなるシート材を使用して真空成形又は真空圧空成形する場合にあっては、当該シート材を（Ｘ−３０）℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱しておくことが好ましい。ただし、ＰＴＦＥ樹脂としてＰＴＦＥホモポリマを使用する場合には、当該シート材をＸ℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱しておくことが好ましい。
【００１１】
シート材としては、所望する容器状成形物の形状等に応じて、種々の平面形状(例えば、円形，方形等)をなすものが使用され、その肉厚も一定のものや部分的に変化するものが使用される。例えば、肉厚が一定の容器状成形物を製造する場合には、シート材の成形時における肉厚変化を考慮して、当該肉厚変化が大きい部分を当該肉厚変化が小さい部分より厚肉としたシート材を使用する。シート材の肉厚は、それが一定であると否とに拘らず、１ｍｍ〜２０ｍｍ(より好ましくは１ｍｍ〜１５ｍｍ)としておくことが好ましい。肉厚が一定でないシート材にあっては、最大厚肉部分が２０ｍｍを超えず(より好ましくは１５ｍｍを超えず)且つ最小薄肉部分が１ｍｍ以上となるように、その厚みを設定しておくことが好ましい。
【００１２】
また、本発明は、上記した方法により得られた容器状成形物を提案する。本発明の容器状成形物には、アンダーカット部分を有する形状をなすものが含まれる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、射出成形，トランスファー成形，ブロー成形による場合に比して、熱溶融性フッ素樹脂製の容器状成形物を技術的な困難を伴うことなく容易に一体成形することができ、複数の板状部品を熱溶着等により組み立てる場合に比して、品質にバラツキのない高品質の容器状成形物を容易且つ安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１及び図２は本発明の第１の実施の形態を示す製造工程の縦断正面図であり、図１（Ａ）は加熱工程を、同図（Ｂ）は延伸工程を、同図（Ｃ）は成形工程を、図２（Ｄ）は冷却工程を、同図（Ｅ）は離型開始工程を、また同図（Ｆ）は離型完了工程を、夫々示している。また、図２は本発明の第２の実施の形態を示す製造工程の縦断正面図であり、同図（Ａ）は加熱工程を、同図（Ｂ）は延伸工程を、同図（Ｃ）は成形工程を、同図（Ｄ）は冷却工程を、また同図（Ｅ）は離型完了工程を、夫々示している。
【００１５】
第１の実施の形態は、シート材１を真空圧空成形することによりアンダーカット部分２ａを有する容器状成形物２を製造する方法（以下「第１製造法」という）に係るものであり、公知の真空圧空成形機を使用して、次のように実施される。
【００１６】
すなわち、シート材１を、その周縁部をクランプ３した上で、ヒータ４により加熱する（図１（Ａ））。シート材１は、融点がＸ℃である熱溶融性フッ素樹脂からなる無延伸且つ単一層のものが使用される。シート材１の構成材料たる熱溶融性フッ素樹脂としては、当該容器状成形物２の用途に応じて、ＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＥＴＦＥ樹脂、ＰＶＤＦ樹脂、ＰＣＴＦＥ樹脂、ＥＣＴＦＥ樹脂又はＥ−ＨＦＰ樹脂が使用される。ＰＴＦＥ樹脂としては、変性ＰＴＦＥ又はＰＴＦＥホモポリマが使用され、或いは変性ＰＴＦＥとＰＴＦＥホモポリマとの混合樹脂が使用される。ＰＴＦＥ樹脂を除く上記フッ素樹脂（ＰＦＡ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＥＴＦＥ樹脂、ＰＶＤＦ樹脂、ＰＣＴＦＥ樹脂、ＥＣＴＦＥ樹脂又はＥ−ＨＦＰ樹脂（以下、これらの樹脂をＰＴＦＥ樹脂(変性ＰＴＦＥ、ＰＴＦＥホモポリマ又は変性ＰＴＦＥとＰＴＦＥホモポリマとの混合樹脂)と区別して総称する必要があるときは「ＰＴＦＥ除外フッ素樹脂」という））については、ＭＦＲが０．５〜２０ｇ／１０分であるものが使用される。これらの樹脂については、ＭＦＲが０．５ｇ／１０分未満であると成形に伴うシート材の延伸が不十分となり、逆に２０ｇ／１０分を超えると、成形性がやや低下し、成形物にピンホールが発生し易くなり、引張り強さや耐ストレスクラッキング性が低下する。何れの場合にも、物性面において良好な真空圧空成形ないし真空成形を行い得ない。
【００１７】
シート材１の加熱温度は、その構成材料の融点Ｘ℃に応じて、（Ｘ−６０）℃〜（Ｘ＋３０）℃の範囲に設定されるが、特に、成形上、シート材１の構成材料をＰＴＦＥ樹脂（変性ＰＴＦＥ、ＰＴＦＥホモポリマ又は変性ＰＴＦＥとＰＴＦＥホモポリマとの混合樹脂）である場合には、（Ｘ−３０）℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱しておくことが好ましく、特に、シート材１がＰＴＦＥホモポリマ製のものである場合には、融点以上に加熱しておくことが好ましく、Ｘ℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱しておくことが好ましい。また、シート材１の構成材料がＰＴＦＥ除外フッ素樹脂である場合には、（Ｘ−６０）℃〜Ｘ℃に加熱しておくことが好ましい。
【００１８】
シート材１は、上記した温度に加熱されると、クランプ３されていない部分が軟化延伸することになる（図１（Ｂ））が、この状態において、シート材１の下方に配置された割型構造の成形型５を上昇させると共に当該シート材１の上方に配置されたブロー型６を下降させ、両型５，６がシート材１を上下から挟持する状態とした上で、真空圧空成形を行う（図１（Ｃ））。
【００１９】
すなわち、成形型５に設けた吸引孔５ａから真空吸引させると共に、ブロー型６に設けたブロー孔６ａからエアブロー(圧空)させることにより、シート材１を成形型５の成形面５ｂへと密着変形させて、アンダーカット部分２ａを有する容器状成形物２を得る。
【００２０】
しかる後、成形されたシート材１つまり容器状成形物２を冷却させた（図２（Ｄ））上で、成形型５及びブロー型６を離型させる（同図（Ｅ））が、このとき、成形型５は割型構造であるから、アンダーカット部分２ａからの離型も容易に行うことができる（同図（Ｆ））。
【００２１】
第２の実施の形態は、シート材１１を真空成形することによりアンダーカット部分を有しない容器状成形物１２を製造する方法（以下「第２製造法」という）に係るものであり、公知の真空圧空成形機（又は真空成形機）を使用して、次のように実施される。
【００２２】
すなわち、シート材１１を、その周縁部をクランプ１３した上で、ヒータ１４により加熱する（図３（Ａ））。シート材１１の構成材料及び加熱温度については、第１製造法と同様である。すなわち、シート材１１の構成材料がＰＴＦＥ樹脂である場合において、変性ＰＴＦＥ又はこれとＰＴＦＥホモポリマとの混合樹脂である場合にはシート材１１を（Ｘ−３０）℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱し、ＰＴＦＥホモポリマである場合にはシート材１１をＸ℃〜（Ｘ＋３０）℃に加熱しておく。また、シート材１１の構成材料がＰＴＦＥ除外フッ素樹脂（ＰＦＡ樹脂、ＦＥＰ樹脂、ＥＴＦＥ樹脂、ＰＶＤＦ樹脂、ＰＣＴＦＥ樹脂、ＥＣＴＦＥ樹脂又はＥ−ＨＦＰ樹脂）である場合には、ＭＦＲが０．５〜２０ｇ／１０分であるものが使用され、シート材１１を（Ｘ−６０）℃〜Ｘ℃に加熱する。
【００２３】
次に、加熱されたシート材１１に、その下方に配置した非割型構造の成形型１５の給排気孔１５ａからエアブローさせることにより、シート材１１の中央部分（クランプ１３されてない部分）を延伸させる（図３（Ｂ））。
【００２４】
そして、成形型１５を上昇させると共に給排気孔１５ａから真空吸引させることにより、シート材１１を成形型１５の成形面１５ｂへと密着変形させて、成形面１５ｂに対応する形状の容器状成形物１２を得る（図３（Ｃ））。
【００２５】
しかる後、成形されたシート材１１つまり容器状成形物１２を冷却させた（図３（Ｄ））上で、成形型１５を離型させる（同図（Ｅ））。
【実施例】
【００２６】
実施例として、第１製造法により、図２に示す同一形状の容器状成形物(以下「実施例成形物」という)Ｎｏ．１，Ｎｏ．２を製造した。これに使用したシート材１の性状及び加熱温度は表１に示す通りである。すなわち、実施例成形物Ｎｏ．１は、肉厚が均一(厚さ：６ｍｍ)で且つＭＦＲが３ｇ／１０分のＰＦＡ製シート材１を使用し、当該シート材１を（Ｘ−６０）℃〜Ｘ℃の加熱条件を満足する２６０℃に加熱した上で真空圧空成形することにより得られたものである。また、実施例成形物Ｎｏ．２は、表１に示す如く、肉厚が均一(厚さ：６ｍｍ)の変性PTFE製シート材１を使用し、当該シート材１を（Ｘ−３０）℃〜（Ｘ＋３０）℃の加熱条件を満足する３６０℃に加熱した上で真空圧空成形することにより得られたものである。
【００２７】
また、比較例として、実施例成形物Ｎｏ．１，Ｎｏ．２と同一形状の容器状成形物(以下「比較例成形物」という)Ｎｏ．３，Ｎｏ．４，Ｎｏ．５を、表１に示す如く、シート材１の性状又は加熱温度を異にする点を除いて、上記実施例と同一工程により製造した。すなわち、比較例成形物Ｎｏ．３は、実施例成形物Ｎｏ．１と同質のＰＦＡ製シート材１を使用しているが、当該シート材１を２２０℃に加熱した点で実施例成形物Ｎｏ．１と異なる。比較例成形物Ｎｏ．４は、ＭＦＲが２２ｇ／１０分であるＰＦＡ製シート材１を使用している点を除いて、実施例成形物Ｎｏ．１と同一条件により製造されている。比較例成形物Ｎｏ．５は、シート材１の構成材として、実施例成形物Ｎｏ．２と同様のＰＴＦＥ樹脂であるＰＴＦＥホノポリマを使用しているが、その加熱温度をＸ℃〜（Ｘ＋３０）℃の条件から外れた２８０℃としている。
【００２８】
而して、各成形物Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５について、成形不良箇所の有無及びピンホールの有無を調査して、表１において、成形不良箇所がなく且つピンホールを生じていないものを良品と評価して「○」で示し、ピンホールが生じていないが成形不良箇所のあるものを不良品として「×」で示し、成形不良箇所はないが顕著なピンホールが生じているものを半不良品として「△」で示した。
【００２９】
すなわち、表１から理解されるように、実施例成形物Ｎｏ．１，Ｎｏ．２については成形不良箇所及びピンホールのない良品であったが、上記したシート材１の加熱温度条件を満足しない比較例成形物Ｎｏ．３，Ｎｏ．５については成形不良箇所が生じた不良品であり、当該加熱温度条件を満足するもののＰＴＦＥ除外フッ素樹脂製シート材に必要なＭＦＲ条件を満足しない比較例成形物Ｎｏ．４については成形不良箇所は生じないもののピンホールが生じており、用途によっては不良品となる半不良品であった。
【００３０】
以上の点から、シート材の真空圧空成形(又は真空成形)により良品質の容器状成形物を得るためには、シート材の加熱温度が極めて重要であり、シート材の構成材料がＰＴＦＥ除外フッ素樹脂である場合にＭＦＲも重要な条件であることが理解される。
【００３１】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】第１製造法の工程を示す縦断正面図である。
【図２】図１と異なる第１製造法の工程を示す縦断正面図である。
【図３】第２製造法の工程を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    シート材
２    容器状成形物
２ａ  アンダーカット部分
５    成形型
５ｂ  成形面
１１  シート材
１２  容器状成形物
１５    成形型
１５ｂ  成形面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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