JPH0633822B2 - ダイヤフラム弁膜の製造方法 - Google Patents

ダイヤフラム弁膜の製造方法

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JPH0633822B2
JPH0633822B2 JP60057886A JP5788685A JPH0633822B2 JP H0633822 B2 JPH0633822 B2 JP H0633822B2 JP 60057886 A JP60057886 A JP 60057886A JP 5788685 A JP5788685 A JP 5788685A JP H0633822 B2 JPH0633822 B2 JP H0633822B2
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fluororesin
diaphragm valve
reinforcing cloth
diaphragm
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信生 川東
正美 飯田
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ダイヤフラム弁膜の製造方法に関し、さらに
詳しくは、ポリテトラフルオロエチレン(以下、PTF
Eと略記することがある)などに代表されるフッ素樹脂
製ダイヤフラム弁膜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 ダイヤフラムポンプあるいはダイヤフラム弁において
は、空気圧によってダイヤフラム弁膜を変位駆動させる
ことによって、流体移動を制御している。このようなダ
イヤフラムポンプあるいはダイヤフラム弁に用いられる
ダイヤフラム弁体は、一般的には、第3図に示すような
構成を有している。すなわち、ダイヤフラム弁体1は、
円周部を除いて中央部が円弧状に湾曲されたPTFEな
どのフッ素樹脂製の弁膜本体2と、この弁膜本体2の裏
面に、該本体2とほぼ同形に設けられた裏ゴムと称され
るゴム製補強弁膜3とから構成されており、そして弁膜
本体2をダイヤフラムポンプ本体あるいはダイヤフラム
弁本体に取り付けるためのボス部4が弁膜2の中央部に
設けられている。そしてこのゴム製補強弁膜3中には、
補強芯材3aが埋設されていることがあり、弁膜本体2
を補強している。
ところで、PTFEなどのフッ素樹脂は、優れた耐薬品
性ならびに耐熱性を有しているため、半導体製造産業の
ように、ダイヤフラム弁体あるいはダイヤフラムポンプ
によって制御される流体の汚染を極度に嫌う業界では好
んで用いられている。そして近年半導体製造分野では、
処理能力の向上を目的として装置の大型化が図られてお
り、それに伴なって、高温度下での使用が可能でかつ高
圧条件下での使用が可能な装置が求められている。
ところが、上記のようなゴム製補強弁膜3を有するPT
FEなどのフッ素樹脂製弁膜は、高温高圧条件下での使
用に耐えることができないという重大な問題点があっ
た。というのは、PTFEなどのフッ素樹脂は、高温下
ではその強度が急激に低下してしまうためである。
このような問題点を解決するため、ゴム製補強弁膜を厚
くしたり、あるいはPTFEなどのフッ素樹脂製弁膜自
体を厚くすることも考えられる。しかしながら、弁膜を
厚くすると、弁膜の可撓性あるいは作動性が損なわれる
とともに、弁膜の耐久性も低下してしまうという問題点
が新たに生じてしまう。また、上述のように半導体製造
分野では処理流体の汚染を極度に嫌うため、ゴム製補強
弁膜を用いることは必ずしも好ましいことではない。
したがって、ゴム製補強弁膜を用いずに、しかも高温高
圧条件下でも使用可能な優れた可撓性および作動性を有
するダイヤフラム弁体を得ることができるようなダイヤ
フラム弁膜の製造方法の出現が強く望まれていた。
発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を解決
しようとするものであって、処理流体を汚染する可能性
のあるゴム製補強弁膜を用いることなく、しかも高温高
圧条件下で使用しても優れた可撓性および作動性を示す
ダイヤフラム弁膜の製造方法を提供することを目的とし
ている。
発明の概要 本発明に係るダイヤフラム弁膜の製造方法は、フッ素樹
脂製弁膜形成用シート間に、耐熱性を有する補強布を、
フッ素樹脂粉末または熱溶融性フッ素樹脂フィルムある
いはこの両者を介して挿入し、次いで弁膜を形成してい
るフッ素樹脂の融点以上の温度に加熱しながら圧縮して
前記シートと補強布とを一体化させることを特徴として
いる。
発明の具体的説明 以下、本発明に係るダイヤフラム弁膜の製造方法につい
て図面を参照しつつ説明する。
第1図は、本発明により得られるダイヤフラム弁膜を含
んでなるダイヤフラム弁体の断面図であり、第2図は、
本発明により得られるダイヤフラム弁膜を説明する模式
断面図である。なお以下の説明において、第3図に示す
ダイヤフラム弁体と同一部材には同一符号を付してあ
る。
本発明により得られるダイヤフラム弁膜8を含んでなる
ダイヤフラム弁体1は、円周部を除いて中央部が円弧状
に湾曲されたダイヤフラム弁膜8と、このダイヤフラム
弁膜8をダイヤフラムポンプ本体あるいはダイヤフラム
弁本体に取り付けるためのボス部4とから構成されてお
り、上記ダイヤフラム弁膜8は、フッ素樹脂製の弁膜本
体2と、この弁膜本体2内に埋設された補強材5とから
構成されている。
次に、上記のようなダイヤフラム弁膜の製造方法につい
て具体的に説明する。
本発明に係るダイヤフラム弁膜の製造方法では、まず、
弁膜本体2形成用シートをフッ素樹脂にて作成する。
用いられるフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエ
チレン(PTFE)、テトラフロ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PF
A、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレ
ンとの共重合体であるFEP、テトラフルオロエチレン
とヘキサフロ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などが挙げられ
る。このうち、弁膜本体2の機械的強度を考慮すると、
PTFEが特に好ましい。
このように、弁膜本体2形成用シートをフッ素樹脂にて
作成する段階では、弁膜本体形成用シートにくせ付けを
行なったものを用いる必要はなく、フラットな膜状のフ
ッ素樹脂が用いられる。なお、膜状のフッ素樹脂の中央
部にくせ付けを行なったシートを用いてもよい。
このようなフッ素樹脂から、膜状の弁膜本体形成用シー
トを形成する技術は既知であって、これら既知の方法の
いずれも採用できる。たとえばPTFEモールディング
パウダーを100〜300kg/cmの圧力下で予備
成形し、得られた予備成型物を327℃以上の温度に焼
成して円筒状成形品を調製し、次いでこの円筒状成形品
を削除して膜状とし、この膜状のPTFEを327℃以
上の温度に加熱してゲル状態とした後急冷すれば、弁膜
本体2形成用シートが得られる。あるいはまた、弁膜本
体形成用シートの形状に対応する空間を有する金型に、
PTFEモールディングパウダーを充填して加圧して予
備成形し、得られた膜状の予備成形品を327℃以上の
温度に予備焼成し、次いで再度327℃以上の温度に加
熱してゲル状態とした後急冷すればよい。さらにまた、
未焼結のPTFEファインパウダーと液状潤滑剤とから
なる混和物を2軸方向に圧延して膜状とし、得られた膜
体から液状潤滑剤を除去するとともに327℃以上の温
度に焼成して急冷して弁膜本体形成用シートを得てもよ
い。
次に、上記のようなフッ素樹脂製弁膜本体形成用シート
間に、下記のような耐熱性を有する補強布5を、フッ素
樹脂粉末または熱溶融性フッ素樹脂フイルムあるいはこ
の両者を介して挿入する。
このような弁膜本体中に埋設される補強布5は、耐熱性
を有していることが好ましく、具体的には、芳香族ポリ
アミド繊維などからなる布が好ましく用いられる。布と
しては、織物、ニット、組物、レース、網などの織布
と、不織布とのいずれもが用いられる。なお不織布とし
ては、フェルトも用いられる。
具体的には、上述したような補強布5に、PTFEディ
スパージョン、PFEディスパージョン、FEPデイス
パージョンまたはEPEディスパージョンを充分に含浸
させて、補強布5にフッ素樹脂粉末6を付着させる。こ
のディスパージョンは、弁膜本体を形成するフッ素樹脂
と同一のフッ素樹脂材料からなることが好ましく、たと
えばPTFE製弁膜を用いる場合には、PTFEディス
パージョンを用いることが好ましい。
次いで上記のようにして処理された補強布5を、ディス
パージョン中に含まれるフッ素樹脂粉末6の融点以下の
温度に加熱して、溶剤などを蒸散させた後に、2枚のフ
ッ素樹脂製弁膜成形用シートの間に挟み込めばよい。
なおPTFEディスパージョンは、25℃で25c.
p.の粘度を有し、樹脂分60重量%の水性懸濁液とし
て市販されており、このままの状態で補強布に塗布ある
いは含浸させることができる。このようにして補強布5
に、フッ素樹脂粉末6を付着させる目的は、フッ素樹脂
製弁膜形成用シートと補強布5との接着性を向上させる
ことにある。
本発明においては、上記のように、フッ素樹脂粉末を付
着させた補強布をフッ素樹脂製弁膜形成用シートで挟み
込んでもよく、また、フッ素樹脂製弁膜形成用シート間
に、PFAまたはFEPなどの熱溶融性フィルム7を介
して、補強布5を挿入してもよい。
もちろん、第2図に示すように、上記のようなフッ素樹
脂粉末6が付着された補強布5をPFAまたはFEPな
どの熱溶融性のフッ素樹脂フィルム7を介して、フッ素
樹脂製弁膜形成用シート2a間に挿入してもよく、この
場合には、弁膜本体2と補強布5との間に強固な接着が
得られる。
補強布5は、その表面に多数の網目あるいは凹凸を有し
ているため、フッ素樹脂粉末6あるいはフッ素樹脂フィ
ルム7を介して、フッ素樹脂製弁膜本体2と強固に接着
されるのであろうと考えられる。
次に、上記のようにしてフッ素樹脂製弁膜形成用シート
2a間に補強布5を挿入した後、得られた補強布挿入物
を、フッ素樹脂製弁膜形成用シート2aを形成している
フッ素樹脂の融点以上の温度に加熱しながら加圧(圧
縮)して、フッ素樹脂製弁膜形成用シート2aと補強布
5との接着を図り、両者を一体化させる。たとえばPT
FE製弁膜形成用シート2aを用いる場合には、327
〜380℃好ましくは340℃の温度で2〜3kg/c
の圧力をかければ充分である。なお、補強布5とし
て芳香族ポリアミド繊維(ケブラー)を用いる場合に
は、ケブラーの分解温度は425℃前後であるため、こ
のような温度条件下で加圧してもケブラーの著しい劣化
は認められない。
このようにしてフッ素樹脂製弁膜本体2と補強布5とを
一体化した後、得られた補強布入り弁膜(ダイヤフラム
弁膜)8を、該ダイヤフラム弁膜を形成しているフッ素
樹脂の融点以下の温度(換言すれば該弁膜本体2を形成
しているフッ素樹脂の融点以下の温度)に加熱して、ダ
イヤフラム弁膜8の中央部を円弧状にくせ付けするが、
この方法は従来既知である。
このようにして得られたダイヤフラム弁膜8では、ほぼ
全長にわたって耐熱性を有する補強布5が埋設されてい
る。
このようにフッ素樹脂製の弁膜本体2中に、上記のよう
に補強布5を埋設すると、弁膜の強度は飛躍的に向上す
るとともに可撓性をも有する弁体が得られ、ゴム製補強
弁膜を用いなくとも、充分単独で使用可能なダイヤフラ
ム弁膜が得られる。特に高温高圧条件下でも、その作動
性が失なわれず、耐久性、屈曲疲労特性に優れたダイヤ
フラム弁膜が得られる。また、補強布5は、フッ素樹脂
内に埋設されているので、直接流体と接触することがな
く、したがって流体を汚染する恐れも全く生じないとい
う効果も得られる。
本発明により得られるダイヤフラム弁膜の使用方法は、
従来のダイヤフラム弁膜と同様である。
また、ダイヤフラム弁膜8にボス部4を取り付けるため
の方法は既知であって、たとえばダイヤフラム弁膜8と
ボス部4とは、機械的に取り付けることもでき、あるい
は熱溶融性フッ素樹脂を介して取り付けることもでき
る。
このようにして得られるダイヤフラム弁体1は、円周部
を除いて中央部が円弧状に湾曲されたダイヤフラム弁膜
8と、このダイヤフラム弁膜8をダイヤフラムポンプ本
体あるいはダイヤフラム弁本体に取り付けるためのボス
部4とから構成されており、上記ダイヤフラム弁膜8
は、フッ素樹脂製の弁膜本体2と、この弁膜本体2内に
埋設された補強布5とから構成されている。
本発明により得られるダイヤフラム弁膜は、上記のよう
にボス部を取り付けて用いることもできるが、ボス部を
取り付けることなく、ダイヤフラム弁膜のみからなる平
板形ダイヤフラム、皿形ダイヤフラム、折返し形ダイヤ
フラムなどにも適用できる。
発明の効果 本発明に係るダイヤフラム弁膜の製造方法では、PTF
Eなどのフッ素樹脂製弁膜形成用シート間に芳香族ポリ
アミドなどの耐熱性を有する補強布を、フッ素樹脂粉末
および/または熱溶融性フッ素樹脂フィルムを介して挿
入し、次いで弁膜を形成するフッ素樹脂(すなわち弁膜
本体を形成するフッ素樹脂)の融点以上の温度に加熱し
ながら圧縮して弁膜本体と補強布とを一体化させている
ため、フッ素樹脂製弁膜本体と補強布とが強く接着し、
高温高圧下で使用しても両者が剥離することがなく、高
温高圧下で優れた可撓性および作動性を示すダイヤフラ
ム弁膜が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明により得られるダイヤフラム弁膜を含
んでなるダイヤフラム弁体の断面図であり、第2図は本
発明により得られるダイヤフラム弁膜の断面図であり、
そして第3図は従来のダイヤフラム弁体の断面図であ
る。 1……ダイヤフラム弁体、2……弁体本体、2a……ダ
イヤフラム弁膜形成用シート、 3……補強弁膜、4……ボス部、5……補強布、6……
フッ素樹脂粉末、7……フッ素樹脂フィルム、8……ダ
イヤフラム弁膜。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フッ素樹脂製弁膜形成用シート間に、耐熱
    性を有する補強布を、フッ素樹脂粉末または熱溶融性フ
    ッ素樹脂フィルムあるいはこの両者を介して挿入し、次
    いで弁膜を形成しているフッ素樹脂の融点以上の温度に
    加熱しながら圧縮して前記シートと補強布とを一体化さ
    せることを特徴とする、ダイヤフラム弁膜の製造方法。
  2. 【請求項2】弁膜を形成するフッ素樹脂がポリテトラフ
    ルオロエチレンである特許請求の範囲第1項に記載のダ
    イヤフラム弁膜の製造方法。
  3. 【請求項3】補強布が芳香族ポリアミド繊維からなる織
    布である特許請求の範囲第1項に記載のダイヤフラム弁
    膜の製造方法。
  4. 【請求項4】補強布に、フッ素樹脂粉末を含有するフッ
    素樹脂ディスパージョンを含浸させて、フッ素樹脂製弁
    膜形成用シート間に挿入することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載のダイヤフラム弁膜の製造方法。
  5. 【請求項5】補強布に、フッ素樹脂粉末を含有するフッ
    素樹脂デイスパージョンを含浸させ、次いでこの補強布
    を熱溶融性フッ素樹脂フィルムを介してフッ素樹脂製弁
    膜形成用シート間に挿入することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載のダイヤフラム弁膜の製造方法。
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