JP2000301671A - 積層シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性有機繊維織物を強度材とし、表面にＰ
ＴＦＥ層があって一体化しており、耐薬品性、耐熱性、
気密性、防汚性に優れ、耐屈曲性及び耐引裂性の向上に
より施工がしやすく耐久性に富む均一な積層シートなら
びにそのような積層シートの製造方法を提供する。 【解決手段】 ポリフルオロテトラエチレン樹脂シート
（ＰＴＦＥシート）と、厚みが０．０１ｍｍ以上で０．
０５ｍｍ未満の熱可塑性フッ素樹脂フィルムと、耐熱性
有機繊維織物とが一体化された積層シートであって、前
記フィルムがＰＴＦＥシートと耐熱性有機繊維織物との
間に挟まれ、少なくとも一方の表面層がＰＴＦＥシート
となるように積層されてなることを特徴とする積層シー
ト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐薬品性、耐熱
性、気密性、耐屈曲性、耐引裂性、防汚性及び均一性に
優れた積層シートに関するものである。さらに詳しく
は、施工性に優れたテント用膜材、耐腐食パッキング部
材、非接着性搬送ベルト部材等に好適な均一性に優れた
積層シートに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フッ素系樹脂、とりわけポリテトラフル
オロエチレン樹脂（以下、ＰＴＦＥと略記する）は、耐
薬品性、耐熱性、電気的特性、防汚性等に優れるため、
種々の工業分野に使用されている。このＰＴＦＥの特性
を利用した材料として、ガラスクロスの表面にＰＴＦＥ
被膜を形成させたシートが広く使用されている。そのよ
うなシートを製造する方法としては、ガラスクロスにＰ
ＴＦＥエマルジョンをデイッピング法、塗布法、トッピ
ング法などでコーテイングして３７０℃程度の温度で焼
結するという工程を複数回繰り返して、所望の厚みの被
膜を形成させる方法が一般に採用されている。これは、
ＰＴＦＥが表面活性と熱可塑性に乏しく、たとえばＰＴ
ＦＥフィルムをガラスクロスに熱接着するというような
通常の手段では、固着した被膜を形成できないためであ
る。

【０００３】上記のようなガラスクロスを強度材とする
シートでは、耐屈曲性、耐引裂性が充分とは言えず、特
に施工時や使用中に該シートが曲げられる場合には、施
工性や耐久性に問題があった。これに対し、上記のガラ
スクロスの代わりに耐熱性有機繊維を使用したシートを
得ようとする場合、耐熱有機繊維織物自体は耐屈曲性や
耐引裂性が非常に優れているものの、上記したようなシ
ートの製造工程においては、ＰＴＦＥエマルジョン中の
溶媒によって湿潤され、引き続き加熱されるため、耐熱
有機繊維がいわゆる湿熱劣化を起こし、性能が低下する
という問題があった。

【０００４】さらに、特公平８−１８４１０号公報に
は、ガラスクロスとＰＴＦＥシートとの間に、熱接着成
分として厚さ０．０５〜０．３ｍｍの熱可塑性フッ素樹
脂フィルムを挟み、ヒートロール対間で加熱圧着して一
体化させた積層シートの製造方法が開示されている。し
かしながらこの方法においては、比較的厚みの大きい高
価な熱可塑性樹脂フィルムを使用しなければならない点
において経済的でなく、もとよりガラスクロスを使用し
ているため、得られる積層シートの耐屈曲性や耐引裂性
が劣るという問題がある。

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】このような事情から、従来のガラスクロス
の表面にＰＴＦＥ被膜を形成させたシートが持つ耐薬品
性、耐熱性、防汚性等を備えつつ、さらに耐屈曲性や耐
引裂性に優れたシートが求められていた。

【０００６】本発明は、上記のような従来技術の欠点を
解消するものであり、耐熱性有機繊維織物を強度材と
し、表面にＰＴＦＥ層があって一体化しており、耐薬品
性、耐熱性、気密性、防汚性に優れ、耐屈曲性及び耐引
裂性の向上により施工がしやすく耐久性に富む均一な積
層シートならびにそのような積層シートの製造方法を提
供することを課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、このような
課題を解決するために鋭意研究の結果、耐熱性有機繊維
織物と、ＰＴＦＥシートとの間に、厚さが０．０１ｍｍ
以上で０．０５ｍｍ未満の熱可塑性フッ素樹脂フィルム
を挟み、一体化させた積層シートが上記課題を達成でき
ることを見出し、本発明に到達した。

【０００８】すなわち、本発明の要旨は、第一に、ポリ
フルオロテトラエチレン樹脂シート（ＰＴＦＥシート）
と、厚さが０．０１ｍｍ以上で０．０５ｍｍ未満の熱可
塑性フッ素樹脂フィルムと、耐熱性有機繊維織物とが一
体化された積層シートであって、前記フィルムがＰＴＦ
Ｅシートと耐熱性有機繊維織物との間に挟まれ、少なく
とも一方の表面層がＰＴＦＥシートとなるように積層さ
れてなることを特徴とする積層シートである。

【０００９】第二に、下記の３つの工程からなることを
特徴とする、上記の積層シートの製造方法である。 （１）ＰＴＦＥ樹脂シートと、耐熱性有機繊維織物と、
熱可塑性フッ素樹脂フィルムとを積層させる工程、
（２）上記（１）で得られた積層物に上記フィルムの融
点以上の温度で加熱加圧して接着させる工程、（３）上
記（２）によって接着させた積層物を加圧下で冷却させ
る工程。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられる耐熱性有機繊維織物としては、例え
ば３２０℃程度以上の温度に耐え、強度特性、耐屈曲性
に優れた有機繊維からなる織物があげられる。そのよう
な有機繊維の具体例としては、ポリ−ｐ−フェニレンテ
レフタルアミドやポリ−ｍ−フェニレンイソフタルアミ
ド等からなるアラミド系繊維、ポリアリレート系繊維
（例：商品名「ベクトラン」）、ポリパラフェニレンベン
ズビスチアゾールやポリパラフェニレンベンズビスオキ
サゾール等からなるポリアゾール系繊維等があげられ
る。また、織物の組織としては、平織、朱子織、綾織、
斜子織、からみ織、模紗織等があげられ、織物には編物
も含まれる。

【００１１】また、耐熱性有機繊維織物の坪量として
は、１００ｇ／ｍ²以上であることが好ましく、より好
ましくは１００〜１０００ｇ／ｍ²である。坪量が１０
０ｇ／ｍ²未満では、積層シート材の強度や厚みが不足
する場合があるので好ましくない。また、耐熱性有機繊
維織物には予め、耐候性、耐光性を改良する処理を施し
ておいてもよい。

【００１２】本発明に用いられるＰＴＦＥシートの厚さ
としては、０．０５ｍｍ以上であることが好ましく、
０．１〜０．５ｍｍがより好ましい。ＰＴＦＥシートの
厚さが０．０５ｍｍ未満では、ＰＴＦＥの特性を充分に
発揮できず、積層シートの耐薬品性等が不足する場合が
ある。また、ＰＴＦＥシートには防汚性を向上させる目
的で酸化チタンなどの光触媒粒子が含有されていてもよ
い。

【００１３】本発明に用いられる熱可塑性フッ素樹脂フ
ィルムを構成する熱可塑性フッ素樹脂としては、熱可塑
性フッ素樹脂であれば特に限定されないが、好ましい例
としては、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の共重合ポリマー（以下ＰＦＡと略
記する）及びテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロ
プロピレンの共重合ポリマー（以下ＦＥＰと略記する）
があげられる。これらの樹脂は共に常用２００℃程度の
条件下で使用できる耐熱性を有しているが、特に耐熱性
を要求される場合には、ＰＦＡの方がより耐熱性が高い
ので好ましい。

【００１４】ここで、熱可塑性フッ素樹脂フィルムの厚
さとしては、０．０１ｍｍ以上で０．０５ｍｍ未満であ
ることが必要であり、０．０２〜０．０４ｍｍが好まし
い。フィルムの厚さが０．０１ｍｍ未満では接着強度が
不足する。一方０．０５ｍｍ以上であると、熱可塑性フ
ッ素樹脂フィルムが非常に高価である点から経済的でな
い。また、熱可塑性フッ素樹脂フィルムには耐候性（耐
光性）を向上させる目的で酸化チタンなどの無機顔料が
配合されていてもよい。

【００１５】本発明の積層シートの製造方法において、
積層シート材を一体化させる装置としては、加熱加圧す
る機構の後段に連続して、冷却加圧する機構を備えた装
置を用いればよい。そのような装置としては、前記した
ような機構を備えていれば特に限定されないが、下記の
ような例があげられる。 （ａ）加熱加圧用ニップロール対の後段に冷却加圧用ニ
ップロール対が設置された連続熱圧着装置。 （ｂ）繰り出し用リールと巻き取り用リール装置の中間
に、加熱用プレス機と後段の冷却用プレス機を並べて設
置した装置。 （ｃ）対向する一対の連続加圧用ベルトからなり。加熱
ゾーンと冷却ゾーンを備えたいわゆるダブルベルトプレ
ス装置。 これらの中でも、ダブルベルトプレス装置が特に好まし
い。

【００１６】本発明の積層シートは、本発明の製造方法
によって、例えばダブルベルトプレス装置を用いて以下
のように製造することができる。

【００１７】（第１工程）一方の表面層だけがＰＴＦＥ
樹脂シートであるような、例えば３層構造の積層シート
の場合には、耐熱性有機繊維織物とＰＴＦＥシートの間
に熱可塑性フッ素樹脂フィルムが入るように積層して、
ダブルベルトプレス装置へ導入する。また、両方の表面
層がＰＴＦＥ樹脂シートであるような、例えば５層構造
の積層シート材の場合は、耐熱性有機繊維織物の両面に
熱可塑性フッ素樹脂フィルムが、さらにその両外側にＰ
ＴＦＥシートが積層されるようにして、ダブルベルトプ
レス装置へ導入する。積層する方法としては、導入側に
必要数の繰り出し用リールを設置して、積層する順に前
記の織物、フィルム及びシートをそれぞれの巻回ロール
から繰り出して重ねて行けばよい。繰り出して積層した
ものをはじめダブルベルトプレス装置に導入すれば、後
はベルトの駆動力により、またフィルム等の強度上必要
なときは繰り出し用リールを駆動させることにより、自
動的に積層シートが送られて行く。なお、ダブルベルト
プレス装置以外の装置においても、ニップロールの駆動
力や巻き取り用リールの駆動力によって、同様に積層シ
ートが自動的に送られるようにすることができる。

【００１８】（第２工程）ダブルベルト装置に導入され
た積層シートは、まず加熱加圧される。この時の加熱温
度としては、積層シート中の熱可塑性フッ素樹脂フィル
ムの融点以上の温度であることが必要であり、好ましく
は３２０〜４００℃である。加熱温度が熱可塑性フッ素
樹脂フィルムの融点未満の温度では積層シートの層間の
接着が充分でなく、一方、加熱温度が４００℃を超える
と積層シートが熱により劣化する傾向にある。また、加
熱加圧時間としては０．５〜１０分が好ましく、１〜５
分がより好ましい。加熱加圧時間が０．５分未満では積
層シートの層間の接着が充分でなく、一方、１０分を超
えると生産性が悪く、積層シートが熱により劣化する場
合もあるので好ましくない。さらに、加熱加圧の際の圧
力としては、溶融させた熱可塑性フッ素樹脂の耐熱性有
機繊維織物に対するアンカー効果を適度にするうえで、
特に２〜１００ｋｇｆ／ｃｍ²にすることが好ましい。
なお、上記の圧力は積層シートの厚みに応じてダブルベ
ルトプレス機の上下ベルト間のクリアランスを調節する
ことによって制御できる。

【００１９】（第3工程）次に、冷却加圧がなされる
が、この冷却加圧工程は、前記の加熱加圧に続いて、特
に熱可塑性樹脂フィルムの流動性が失われないうちに行
われることが好ましい。この工程においては、好ましく
は加熱加圧の際と同程度の圧力で加圧した状態で、積層
シートの各層間を強く密着させたまま熱可塑性フッ素樹
脂を冷却固化させる。このときの冷却温度としては、７
０℃以下が好ましく、取り扱い上、４０℃以下がより好
ましい。このようにして積層一体化されてダブルベルト
プレス機から排出される長尺シートを連続的に巻き取る
か、裁断しつつ一定長さにして、本発明の積層シートが
得られる。

【００２０】本発明の積層シートにおいては、上記した
一連の加熱加圧と冷却加圧の工程により、積層シート中
の熱可塑性フッ素樹脂による熱接着効果が有効に活用さ
れるため、熱可塑性フッ素樹脂フィルムの厚さが０．０
１ｍｍ以上で０．０５ｍｍ未満という薄いものであるに
もかかわらず、充分に接着されて一体化している。この
とき、一体化していることの目安としては、取り扱い時
や使用時に層間が剥離しなければ充分に一体化している
とみなせるが、例えば、ＪＩＳ Ｋ ６３２８に基づい
て測定した、熱可塑性樹脂フィルムとＰＴＦＥシートと
の間の層間剥離強度が、２ｋｇｆ／（２０ｍｍ幅）であ
ることが好ましい。

【００２１】なお、本発明の積層シートの製造方法にお
いては、上記したような連続した長尺の材料を用いてダ
ブルベルトプレス機などによって製造する方法以外に、
予め一定長さに切断した材料を積層し、バッチプレス機
を用いて製造することも可能である。しかしながらその
ような方法では、生産性や製品の均一性が劣るので、前
述したような連続的な方法がより好ましく採用される。

【００２２】本発明の積層シートは、耐熱性有機繊維織
物と常用２００℃以上の温度条件下で使用可能な熱可塑
性フッ素樹脂フィルム及びＰＴＦＥシートで構成されて
おり、耐熱性、耐薬品性、気密性及び防汚性を兼ね備え
ているが、特に耐熱性等が要求される用途には、熱可塑
性フッ素樹脂フィルムとして、常用２６０℃以上の温度
条件下で使用可能なＰＦＡフィルムを用いたものが好適
である。なお、本発明の積層シートのうち、特に両方の
表面層がＰＴＦＥシートとなっている積層シートは、耐
熱性、耐薬品性、気密性及び防汚性が優れている。ま
た、一方の表面層だけがＰＴＦＥシートである積層シー
トは、その反対の面を接着材等を用いて他の材料表面に
接着することが容易であり、ライニング材として好適に
使用できる。

【００２３】また、本発明の積層シートでは、強度材と
して耐熱性有機繊維織物を使用しているため、ガラスク
ロスを使用した従来のシートと比較して耐屈曲性に優れ
ており、テントドーム等の構造物用途や搬送用ベルト等
の機械用途において要求される、耐繰り返し疲労性能、
耐屈曲性能及び耐摩耗性能を充分に備えている。

【００２４】さらに、本発明の積層シートは施工性に優
れている。すなわち、ガラスクロスを強度材とした従来
のシートの場合、ガラス繊維を用いているため縫製する
ことは好ましくなく、そのようなシートの接合には、熱
風溶着、熱板溶着及び高周波溶着による方法が用いら
れ、また、他の部材への取付には、シートを重ねた部分
にゴムシートを介し、プレートとボルトによって取付る
方法が一般的である。これに対し、本発明の積層シート
の場合、強度材が耐熱性有機繊維織物であって耐引き裂
き性に優れているため、上記した接合・取付方法以外
に、縫製、ハトメ及び各種取付金具による加工が可能で
あり、容易に施工ができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
する。なお、実施例における積層シートの層間剥離強度
は、ＪＩＳ Ｋ ６３２８に基づいて、熱可塑性樹脂フ
ィルム（ＰＦＡ又はＦＥＰ）とＰＴＦＥシートとの間の
層間剥離強度を測定したものである。

【００２６】実施例１ 平織りで坪量１２０ｇ／ｍ²となるように製織されたメ
タ型アラミド繊維織物（帝人製）と、中間層として厚さ
０．０２５ｍｍの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ポリマー（ＰＦＡ）フ
ィルム（ダイキン工業製）と、厚さ０．２ｍｍのポリテ
トラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）シート（ダイキ
ン工業製）とをそれぞれ同幅の巻回ロールから連続的に
繰り出し、上記した順に積層させたものを、加熱温度を
３５０℃、上下ベルト間のクリアランスを０．３ｍｍに
設定したダブルベルトプレス機（サンドビック社製）の
加熱ゾーン（長さ２ｍ）に１．２ｍ／分の速度で連続的
に供給し、加熱部以降に連続して設置された冷却ゾーン
（長さ２ｍ、冷却水温度２５℃）を同一速度、同一クリ
アランス条件で通過させた後、巻き取って３層構造の一
体化した長尺の積層シート（幅５０ｃｍ）を得た。この
積層シートの層間剥離強度は、３ｋｇｆ／（２０ｍｍ
幅）以上であった。

【００２７】実施例２ 中心に実施例１と同じメタ型アラミド繊維織物、その両
外側に中間層として実施例１と同じＰＦＡフィルム、さ
らにその両外側に表面層として実施例１と同じＰＴＦＡ
シートを積層させたものを用い、ダブルベルトプレス機
上下ベルト間のクリアランスを０．５ｍｍに変更した以
外は実施例１と同様にして、５層構造の一体化した長尺
の積層シート（幅５０ｃｍ）を得た。この積層シートの
層間剥離強度は、両面とも３ｋｇｆ／（２０ｍｍ幅）以
上であった。

【００２８】実施例３ 中間層としてＰＦＡフィルムに代えて厚さ０．０２５ｍ
ｍのテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合ポリマー（ＦＥＰ）フィルム（ダイキン工業製
を用い、加熱温度を３３５℃にした以外は実施例１と同
様にして、３層構造の一体化した長尺の積層シート（幅
５０ｃｍ）を得た。この積層シートの層間剥離強度は、
２．２ｋｇｆ／（２０ｍｍ幅）以上であった。

【００２９】なお、実施例１〜３までの積層シートは施
工性に優れており、ハトメ金具を取り付けてのテント施
工が容易であった。

【００３０】比較例 アラミド繊維織物に代えて坪量２１０ｇ／ｍ²の平織り
ガラスクロス（ユニチカグラスファイバー製）を用いた
以外は、実施例１と同様にして、３層構造の一体化した
長尺の積層シート（幅５０ｃｍ）を得た。この積層シー
トの層間剥離強度は、３ｋｇｆ／（２０ｍｍ幅）以上で
あったが、施工性に劣り、ハトメ金具の取り付けが困難
であった。

【００３１】

【発明の効果】本発明の積層シートは、耐熱性有機織物
を強度材とし、中間層としてのごく薄い熱可塑性フッ素
樹脂フィルムを介して、ＰＴＦＥシートが積層されて一
体化しているので、耐熱性、耐薬品性、気密性及び防汚
性を備えている。さらに、本発明の積層シートは、耐屈
曲性や耐引裂性にも優れているため、施工性も良好で耐
久性にも富んでおり、テントドーム等の構造物用途や搬
送用ベルト等の機械用途に好適に応用できる。また、本
発明の製造方法によれば、そのような優れた積層シート
を容易に製造することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリフルオロテトラエチレン樹脂シート
   （ＰＴＦＥシート）と、厚さが０．０１ｍｍ以上で０．
   ０５ｍｍ未満の熱可塑性フッ素樹脂フィルムと、耐熱性
   有機繊維織物とが一体化された積層シートであって、前
   記フィルムがＰＴＦＥシートと耐熱性有機繊維織物との
   間に挟まれ、少なくとも一方の表面層がＰＴＦＥシート
   となるように積層されてなることを特徴とする積層シー
   ト。
2. 【請求項２】 下記の３つの工程からなることを特徴と
   する、請求項１記載の積層シートの製造方法。 （１）ＰＴＦＥ樹脂シートと、耐熱性有機繊維織物と、
   熱可塑性フッ素樹脂フィルムとを積層させる工程、 （２）上記（１）で得られた積層物に上記フィルムの融
   点以上の温度で加熱加圧して接着させる工程、 （３）上記（２）によって接着させた積層物を加圧下で
   冷却させる工程。