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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024175555
(43)【公開日】2024-12-18
(54)【発明の名称】ＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法
(51)【国際特許分類】
F16J 15/00 20060101AFI20241211BHJP
F16K 7/12 20060101ALI20241211BHJP
【ＦＩ】
F16J15/00 B
F16K7/12 A
F16J15/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023093426
(22)【出願日】2023-06-06
(71)【出願人】
【識別番号】000101514
【氏名又は名称】アドバンス電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100098545
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 伸一
(74)【代理人】
【識別番号】100189717
【弁理士】
【氏名又は名称】太田 貴章
(72)【発明者】
【氏名】笹尾 起美仁
(57)【要約】
【課題】第１部材と第２部材との接合部に生じる空洞を減らすことができ、更に、第１部材及び第２部材の熱変形や歪の発生を極めて少なくすることができるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する第１工程と、第２ＰＦＡシート２１と第２樹脂からなる第２ブロック２２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材２０を作成する第２工程と、第１部材１０の第１ＰＦＡシート１１と、第２部材２０の第２ＰＦＡシート２１とを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材３０を作成する第３工程と、成形部材３０を切削することでシール部材４０を成形する切削工程とを有し、第１樹脂及び第２樹脂を変性ＰＴＦＥとしたことを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する第１工程と、第２ＰＦＡシート２１と第２樹脂からなる第２ブロック２２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材２０を作成する第２工程と、第１部材１０の第１ＰＦＡシート１１と、第２部材２０の第２ＰＦＡシート２１とを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材３０を作成する第３工程と、成形部材３０を切削することでシール部材４０を成形する切削工程とを有し、第１樹脂及び第２樹脂を変性ＰＴＦＥとしたことを特徴とする。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１ＰＦＡシートと第１樹脂からなる第１ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材を作成する第１工程と、
第２ＰＦＡシートと第２樹脂からなる第２ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材を作成する第２工程と、
前記第１部材の前記第１ＰＦＡシートと、前記第２部材の前記第２ＰＦＡシートとを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材を作成する第３工程と、
前記成形部材を切削することでシール部材を成形する切削工程と
を有し、
前記第１樹脂及び前記第２樹脂を変性ＰＴＦＥとした
ことを特徴とするＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
第２ＰＦＡシートと第２樹脂からなる第２ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材を作成する第２工程と、
前記第１部材の前記第１ＰＦＡシートと、前記第２部材の前記第２ＰＦＡシートとを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材を作成する第３工程と、
前記成形部材を切削することでシール部材を成形する切削工程と
を有し、
前記第１樹脂及び前記第２樹脂を変性ＰＴＦＥとした
ことを特徴とするＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
【請求項2】
第１ＰＦＡシートと第１樹脂からなる第１ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材を作成する第１工程と、
第２ＰＦＡシートと第２樹脂からなる第２ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材を作成する第２工程と、
前記第１部材の前記第１ＰＦＡシートと、前記第２部材の前記第２ＰＦＡシートとを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材を作成する第３工程と、
前記成形部材を切削することでシール部材を成形する切削工程と
を有し、
前記第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、前記第２樹脂をＰＴＦＥとした
ことを特徴とするＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
第２ＰＦＡシートと第２樹脂からなる第２ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材を作成する第２工程と、
前記第１部材の前記第１ＰＦＡシートと、前記第２部材の前記第２ＰＦＡシートとを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材を作成する第３工程と、
前記成形部材を切削することでシール部材を成形する切削工程と
を有し、
前記第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、前記第２樹脂をＰＴＦＥとした
ことを特徴とするＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
【請求項3】
第１ＰＦＡシートと第１樹脂からなる第１ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材を作成する第１工程と、
第２ＰＦＡシートと第２樹脂からなる第２ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材を作成する第２工程と、
前記第１部材の前記第１ＰＦＡシートと、前記第２部材の前記第２ＰＦＡシートとを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材を作成する第３工程と、
前記成形部材を切削することでシール部材を成形する切削工程と
を有し、
前記第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、前記第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとした
ことを特徴とするＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
第２ＰＦＡシートと第２樹脂からなる第２ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材を作成する第２工程と、
前記第１部材の前記第１ＰＦＡシートと、前記第２部材の前記第２ＰＦＡシートとを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材を作成する第３工程と、
前記成形部材を切削することでシール部材を成形する切削工程と
を有し、
前記第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、前記第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとした
ことを特徴とするＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
【請求項4】
前記切削工程では、
前記第１部材によってダイアフラムを成形し、
前記第２部材によって弁体を成形する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
前記第１部材によってダイアフラムを成形し、
前記第２部材によって弁体を成形する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
【請求項5】
前記第１工程では、
前記第１ブロックの一方の面と他方の面とにそれぞれ前記第１ＰＦＡシートを溶着し、
前記第３工程では、
前記第１部材の前記一方の面の前記第１ＰＦＡシートと、前記第１部材の前記他方の面の前記第１ＰＦＡシートとに、それぞれ異なる前記第２部材の前記第２ＰＦＡシートを突き合わせ、
前記切削工程では、
前記第１部材によってベローズを成形し、
一方の前記第２部材によってリング状のフランジを成形し、
他方の前記第２部材によって円盤状部材を成形する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
前記第１ブロックの一方の面と他方の面とにそれぞれ前記第１ＰＦＡシートを溶着し、
前記第３工程では、
前記第１部材の前記一方の面の前記第１ＰＦＡシートと、前記第１部材の前記他方の面の前記第１ＰＦＡシートとに、それぞれ異なる前記第２部材の前記第２ＰＦＡシートを突き合わせ、
前記切削工程では、
前記第１部材によってベローズを成形し、
一方の前記第２部材によってリング状のフランジを成形し、
他方の前記第２部材によって円盤状部材を成形する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
【請求項6】
前記第１ブロックが、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、
前記凸面となる面に前記第１ＰＦＡシートを溶着する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
前記凸面となる面に前記第１ＰＦＡシートを溶着する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
【請求項7】
前記第２ブロックが、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、
前記凸面となる面に前記第２ＰＦＡシートを溶着する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
前記凸面となる面に前記第２ＰＦＡシートを溶着する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
【請求項8】
前記第１工程より前に、前記第１ブロックの溶着面を二次元切削によって表面処理する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
【請求項9】
前記第２工程より前に、前記第２ブロックの溶着面を二次元切削によって表面処理する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、特に先端半導体製造プロセスの薬液用バルブに適したＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造プロセスは微細化を続けており、シリコンウエハーの洗浄やエッチング処理に使用される超純水や薬液には高い清浄度が求められる。具体的にはロジックＩＣの代表的な配線ノードは２０２２年な５ｎｍであったが、２０２５年には２ｎｍになることが計画されている。このような微細加工においては流体中へのｐｐｂレベルの微少な金属イオン、微小な塵（パーティクル）の混入が製品の歩留まりに大きな影響を与える。５ｎｍ以降ではさらにバルブの製造工程で使用される洗浄用の界面活性剤の残渣も製品の歩留まりに影響を与えることが明らかになり、高純度薬液の分配システムに用いられるバルブを構成する接液部材表面の微少な微小な空洞（開気孔）も抑えることが求められている。
このようなバルブは、ダイアフラムと弁体が一体に構成されることが一般的である。ダイアフラム部（膜部）のマテリアルには耐屈曲性が求められるが射出成型用のＰＦＡは耐屈曲性が高くない。そこでダイアフラム部は耐屈曲性の高い変性ＰＴＦＥ、シール部は耐摩耗性の良いＰＦＡで構成することが好ましく、変性ＰＴＦＥ、ＰＴＦＥより耐摩耗性の良いＰＦＡをバルブの弁座と弁体のシール部に採用することにより発塵量が低減する（特許文献１）。
また、ダイアフラム部（膜部）のマテリアルには耐屈曲性が求められるが、架橋ＰＴＦＥは耐屈曲性が高くない。そこでダイアフラム部は耐屈曲性の高い変性ＰＴＦＥ、シール部は耐摩耗性の良い架橋ＰＴＦＥで構成することが好ましく、ＰＦＡより耐摩耗性の良い架橋ＰＴＦＥをバルブの弁座と弁体のシール部に採用することにより発塵量が低減する（特許文献２）。
ところで、特許文献３は、ＰＴＦＥ等の難溶着性のフッ素樹脂材料を、互いにその接合面が対向するように配置し、接合面の間にＰＦＡまたは変性ＰＴＦＥのような熱融着性フッ素樹脂を介在させ、加熱圧着して接合することを提案している。
また、特許文献４は、検出子本体及び蓋部材の少なくともいずれか１種が改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成された構成を有し、接合強度が高く、ピンホ－ル等の発生がなく、インサ－ト部材を所定の位置に固定でき、高精度で流量を測定できる流量計の検出子を提案している。
また、特許文献５は、複数のフッ素樹脂材料の接合面が対向するようにフッ素樹脂材料を固定し、フッ素樹脂材料の接合面の間に熱融着性フッ素樹脂材料を介在させ、フッ素樹脂材料の接合面及びその近傍を、フッ素樹脂材料の溶融温度以上の温度に加熱し、接合面及びその近傍を、フッ素樹脂材料の溶融温度以上の温度に加熱する際に、フッ素樹脂材料の加熱部位の外側を溶融温度より低い温度で予熱する溶着方法を提案しており、フッ素樹脂材料を溶融温度以上の温度に加熱している間、余熱手段により溶融温度より低い温度でフッ素樹脂材料の加熱部位の外側を余熱するので、接合面近傍領域の収縮変形を抑制できる。
また、特許文献６は、４５０～５５０℃に熱せられて波長３．５μｍ以上の遠赤外線を発生するヒーターで、各管材の当接面を、０．５～２ｍｍ離れた位置から１０～６０秒間加熱して、溶融深さが部材の肉厚以下になる範囲で溶かし、各当接面を５～１００ｇの荷重で突き合わせて溶着するフッ素樹脂製流体機器の接合方法を提案しており、フッ素樹脂製部材を変形や溶け過ぎないで互いに接合することができる。
このようなバルブは、ダイアフラムと弁体が一体に構成されることが一般的である。ダイアフラム部（膜部）のマテリアルには耐屈曲性が求められるが射出成型用のＰＦＡは耐屈曲性が高くない。そこでダイアフラム部は耐屈曲性の高い変性ＰＴＦＥ、シール部は耐摩耗性の良いＰＦＡで構成することが好ましく、変性ＰＴＦＥ、ＰＴＦＥより耐摩耗性の良いＰＦＡをバルブの弁座と弁体のシール部に採用することにより発塵量が低減する（特許文献１）。
また、ダイアフラム部（膜部）のマテリアルには耐屈曲性が求められるが、架橋ＰＴＦＥは耐屈曲性が高くない。そこでダイアフラム部は耐屈曲性の高い変性ＰＴＦＥ、シール部は耐摩耗性の良い架橋ＰＴＦＥで構成することが好ましく、ＰＦＡより耐摩耗性の良い架橋ＰＴＦＥをバルブの弁座と弁体のシール部に採用することにより発塵量が低減する（特許文献２）。
ところで、特許文献３は、ＰＴＦＥ等の難溶着性のフッ素樹脂材料を、互いにその接合面が対向するように配置し、接合面の間にＰＦＡまたは変性ＰＴＦＥのような熱融着性フッ素樹脂を介在させ、加熱圧着して接合することを提案している。
また、特許文献４は、検出子本体及び蓋部材の少なくともいずれか１種が改質ＰＴＦＥ又は改質ＰＴＦＥを主成分とする樹脂組成物で形成された構成を有し、接合強度が高く、ピンホ－ル等の発生がなく、インサ－ト部材を所定の位置に固定でき、高精度で流量を測定できる流量計の検出子を提案している。
また、特許文献５は、複数のフッ素樹脂材料の接合面が対向するようにフッ素樹脂材料を固定し、フッ素樹脂材料の接合面の間に熱融着性フッ素樹脂材料を介在させ、フッ素樹脂材料の接合面及びその近傍を、フッ素樹脂材料の溶融温度以上の温度に加熱し、接合面及びその近傍を、フッ素樹脂材料の溶融温度以上の温度に加熱する際に、フッ素樹脂材料の加熱部位の外側を溶融温度より低い温度で予熱する溶着方法を提案しており、フッ素樹脂材料を溶融温度以上の温度に加熱している間、余熱手段により溶融温度より低い温度でフッ素樹脂材料の加熱部位の外側を余熱するので、接合面近傍領域の収縮変形を抑制できる。
また、特許文献６は、４５０～５５０℃に熱せられて波長３．５μｍ以上の遠赤外線を発生するヒーターで、各管材の当接面を、０．５～２ｍｍ離れた位置から１０～６０秒間加熱して、溶融深さが部材の肉厚以下になる範囲で溶かし、各当接面を５～１００ｇの荷重で突き合わせて溶着するフッ素樹脂製流体機器の接合方法を提案しており、フッ素樹脂製部材を変形や溶け過ぎないで互いに接合することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２３－３４７４９号公報
【特許文献2】特開２０２２－７６１２２号公報
【特許文献3】特開２００６－６８９１０号公報
【特許文献4】特許第３５７２１８３号公報
【特許文献5】特許第４３０３６６０号公報
【特許文献6】特開２００１－２３９５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、特許文献３は、バルブ弁体のような小さな部材には適用できない。
また、特許文献４は、耐屈曲性の高い変性ＰＴＦＥが好ましいダイアフラム部（膜部）と、耐摩耗性の良い架橋ＰＴＦＥが好ましいシール部とを接合する必要のあるバルブ部材としては適用できない。
また、特許文献５は、小さい部品であるバルブ弁体には、余熱手段を設置するスペースがないために適用できず、十分な接合強度を得ることができない。
また、特許文献６は、材料の残留応力によって加熱により端面が変形してしまうため全面が溶融せず、接合強度が低くなるとともに空洞（開気孔）が発生してしまう。
従来の接合方法では、接合部に微小な空洞（開気孔）ができ、この空洞が加工工程で開気孔となる。この開気孔に、バルブ部の製造工程で使用される洗浄用の界面活性剤の残渣が入り込むことで、製品の歩溜まりに影響を与えるという問題がある。
また、特許文献４は、耐屈曲性の高い変性ＰＴＦＥが好ましいダイアフラム部（膜部）と、耐摩耗性の良い架橋ＰＴＦＥが好ましいシール部とを接合する必要のあるバルブ部材としては適用できない。
また、特許文献５は、小さい部品であるバルブ弁体には、余熱手段を設置するスペースがないために適用できず、十分な接合強度を得ることができない。
また、特許文献６は、材料の残留応力によって加熱により端面が変形してしまうため全面が溶融せず、接合強度が低くなるとともに空洞（開気孔）が発生してしまう。
従来の接合方法では、接合部に微小な空洞（開気孔）ができ、この空洞が加工工程で開気孔となる。この開気孔に、バルブ部の製造工程で使用される洗浄用の界面活性剤の残渣が入り込むことで、製品の歩溜まりに影響を与えるという問題がある。
【0005】
そこで本発明は、第１部材と第２部材との接合部に生じる空洞を減らすことができ、更に、第１部材及び第２部材の熱変形や歪の発生を極めて少なくすることができるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
請求項１記載の本発明のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する第１工程と、第２ＰＦＡシート２１と第２樹脂からなる第２ブロック２２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材２０を作成する第２工程と、前記第１部材１０の前記第１ＰＦＡシート１１と、前記第２部材２０の前記第２ＰＦＡシート２１とを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材３０を作成する第３工程と、前記成形部材３０を切削することでシール部材４０を成形する切削工程とを有し、前記第１樹脂及び前記第２樹脂を変性ＰＴＦＥとしたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する第１工程と、第２ＰＦＡシート２１と第２樹脂からなる第２ブロック２２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材２０を作成する第２工程と、前記第１部材１０の前記第１ＰＦＡシート１１と、前記第２部材２０の前記第２ＰＦＡシート２１とを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材３０を作成する第３工程と、前記成形部材３０を切削することでシール部材４０を成形する切削工程とを有し、前記第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、前記第２樹脂をＰＴＦＥとしたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する第１工程と、第２ＰＦＡシート２１と第２樹脂からなる第２ブロック２２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材２０を作成する第２工程と、前記第１部材１０の前記第１ＰＦＡシート１１と、前記第２部材２０の前記第２ＰＦＡシート２１とを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材３０を作成する第３工程と、前記成形部材３０を切削することでシール部材４０を成形する切削工程とを有し、前記第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、前記第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとしたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記切削工程では、前記第１部材１０によってダイアフラム４１を成形し、前記第２部材２０によって弁体４２を成形することを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記第１工程では、前記第１ブロック１２の一方の面と他方の面とにそれぞれ前記第１ＰＦＡシート１１を溶着し、前記第３工程では、前記第１部材１０の前記一方の面の前記第１ＰＦＡシート１１と、前記第１部材１０の前記他方の面の前記第１ＰＦＡシート１１とに、それぞれ異なる前記第２部材２０の前記第２ＰＦＡシート２１を突き合わせ、前記切削工程では、前記第１部材１０によってベローズ４３を成形し、一方の前記第２部材２０によってリング状のフランジ４４を成形し、他方の前記第２部材２０によって円盤状部材４５を成形することを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記第１ブロック１２が、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、前記凸面となる面に前記第１ＰＦＡシート１１を溶着することを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記第２ブロック２２が、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、前記凸面となる面に前記第２ＰＦＡシート２１を溶着することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記第１工程より前に、前記第１ブロック１２の溶着面を二次元切削によって表面処理することを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記第２工程より前に、前記第２ブロック２２の溶着面を二次元切削によって表面処理することを特徴とする。
請求項２記載の本発明のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する第１工程と、第２ＰＦＡシート２１と第２樹脂からなる第２ブロック２２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材２０を作成する第２工程と、前記第１部材１０の前記第１ＰＦＡシート１１と、前記第２部材２０の前記第２ＰＦＡシート２１とを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材３０を作成する第３工程と、前記成形部材３０を切削することでシール部材４０を成形する切削工程とを有し、前記第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、前記第２樹脂をＰＴＦＥとしたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する第１工程と、第２ＰＦＡシート２１と第２樹脂からなる第２ブロック２２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材２０を作成する第２工程と、前記第１部材１０の前記第１ＰＦＡシート１１と、前記第２部材２０の前記第２ＰＦＡシート２１とを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材３０を作成する第３工程と、前記成形部材３０を切削することでシール部材４０を成形する切削工程とを有し、前記第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、前記第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとしたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記切削工程では、前記第１部材１０によってダイアフラム４１を成形し、前記第２部材２０によって弁体４２を成形することを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記第１工程では、前記第１ブロック１２の一方の面と他方の面とにそれぞれ前記第１ＰＦＡシート１１を溶着し、前記第３工程では、前記第１部材１０の前記一方の面の前記第１ＰＦＡシート１１と、前記第１部材１０の前記他方の面の前記第１ＰＦＡシート１１とに、それぞれ異なる前記第２部材２０の前記第２ＰＦＡシート２１を突き合わせ、前記切削工程では、前記第１部材１０によってベローズ４３を成形し、一方の前記第２部材２０によってリング状のフランジ４４を成形し、他方の前記第２部材２０によって円盤状部材４５を成形することを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記第１ブロック１２が、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、前記凸面となる面に前記第１ＰＦＡシート１１を溶着することを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記第２ブロック２２が、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、前記凸面となる面に前記第２ＰＦＡシート２１を溶着することを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記第１工程より前に、前記第１ブロック１２の溶着面を二次元切削によって表面処理することを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法において、前記第２工程より前に、前記第２ブロック２２の溶着面を二次元切削によって表面処理することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法によれば、第１工程によって作成した第１部材と第２工程によって作成した第２部材とを第３工程で溶着することで、第１部材と第２部材との接合部に生じる空洞を減らすことができ、更に、第３工程では、ＰＴＦＥの溶融温度よりも低いＰＦＡの溶融温度で溶着するため、第１部材及び第２部材の熱変形や歪の発生を極めて少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の第１の実施の形態によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法は、第１ＰＦＡシートと第１樹脂からなる第１ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材を作成する第１工程と、第２ＰＦＡシートと第２樹脂からなる第２ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材を作成する第２工程と、第１部材の第１ＰＦＡシートと、第２部材の第２ＰＦＡシートとを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材を作成する第３工程と、成形部材を切削することでシール部材を成形する切削工程とを有し、第１樹脂及び第２樹脂を変性ＰＴＦＥとしたものである。本実施の形態によれば、第１工程によって作成した第１部材と第２工程によって作成した第２部材とを第３工程で溶着することで、第１部材と第２部材との接合部に生じる空洞を減らすことができる。また本実施の形態によれば、第３工程では、ＰＴＦＥの溶融温度よりも低いＰＦＡの溶融温度で溶着するため、第１部材及び第２部材の熱変形や歪の発生を極めて少なくすることができる。
【0010】
本発明の第２の実施の形態によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法は、第１ＰＦＡシートと第１樹脂からなる第１ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材を作成する第１工程と、第２ＰＦＡシートと第２樹脂からなる第２ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材を作成する第２工程と、第１部材の第１ＰＦＡシートと、第２部材の第２ＰＦＡシートとを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材を作成する第３工程と、成形部材を切削することでシール部材を成形する切削工程とを有し、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂をＰＴＦＥとしたものである。本実施の形態によれば、第１工程によって作成した第１部材と第２工程によって作成した第２部材とを第３工程で溶着することで、第１部材と第２部材との接合部に生じる空洞を減らすことができる。また本実施の形態によれば、第３工程では、ＰＴＦＥの溶融温度よりも低いＰＦＡの溶融温度で溶着するため、第１部材及び第２部材の熱変形や歪の発生を極めて少なくすることができる。
【0011】
本発明の第３の実施の形態によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法は、第１ＰＦＡシートと第１樹脂からなる第１ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第１部材を作成する第１工程と、第２ＰＦＡシートと第２樹脂からなる第２ブロックとを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材を作成する第２工程と、第１部材の第１ＰＦＡシートと、第２部材の第２ＰＦＡシートとを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材を作成する第３工程と、成形部材を切削することでシール部材を成形する切削工程とを有し、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとしたものである。本実施の形態によれば、第１工程によって作成した第１部材と第２工程によって作成した第２部材とを第３工程で溶着することで、第１部材と第２部材との接合部に生じる空洞を減らすことができる。また本実施の形態によれば、第３工程では、ＰＴＦＥの溶融温度よりも低いＰＦＡの溶融温度で溶着するため、第１部材及び第２部材の熱変形や歪の発生を極めて少なくすることができる。
【0012】
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法において、切削工程では、第１部材によってダイアフラムを成形し、第２部材によって弁体を成形するものである。本実施の形態によれば、屈曲特性に優れたダイアフラムとすることができるとともに、空洞によるパーティクルの発生が極めて少ないシール部材を得ることができる。
【0013】
本発明の第５の実施の形態は、第１から第３の実施の形態によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法において、第１工程では、第１ブロックの一方の面と他方の面とにそれぞれ第１ＰＦＡシートを溶着し、第３工程では、第１部材の一方の面の第１ＰＦＡシートと、第１部材の他方の面の第１ＰＦＡシートとに、それぞれ異なる第２部材の第２ＰＦＡシートを突き合わせ、切削工程では、第１部材によってベローズを成形し、一方の第２部材によってリング状のフランジを成形し、他方の第２部材によって円盤状部材を成形するものである。本実施の形態によれば、屈曲特性に優れたベローズとすることができるとともに、空洞によるパーティクルの発生が極めて少ないシール部材を得ることができる。
【0014】
本発明の第６の実施の形態は、第１から第３の実施の形態によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法において、第１ブロックが、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、凸面となる面に第１ＰＦＡシートを溶着するものである。本実施の形態によれば、残留応力によって生じる凸面を利用して第１部材と第２部材との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
【0015】
本発明の第７の実施の形態は、第１から第３の実施の形態によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法において、第２ブロックが、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、凸面となる面に第２ＰＦＡシートを溶着するものである。本実施の形態によれば、残留応力によって生じる凸面を利用して第１部材と第２部材との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
【0016】
本発明の第８の実施の形態は、第１から第３の実施の形態によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法において、第１工程より前に、第１ブロックの第１ＰＦＡシートを溶着する面を二次元切削によって表面処理するものである。本実施の形態によれば、三次元切削に比べてツールマークがほとんど生じない二次元切削による処理を行うことで、第１部材と第２部材との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
【0017】
本発明の第９の実施の形態は、第１から第３の実施の形態によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法において、第２工程より前に、第２ブロックの第２ＰＦＡシートを溶着する面を二次元切削によって表面処理するものである。本実施の形態によれば、三次元切削に比べてツールマークがほとんど生じない二次元切削による処理を行うことで、第１部材と第２部材との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
【実施例0018】
以下本発明の一実施例のＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法について説明する。
図１は同ＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法を示し、図１（ａ）は第１工程、図１（ｂ）は第２工程、図１（ｃ）は第３工程、図１（ｄ）は切削工程を示している。
図１は同ＰＴＦＥ成形体によるシール部材の製造方法を示し、図１（ａ）は第１工程、図１（ｂ）は第２工程、図１（ｃ）は第３工程、図１（ｄ）は切削工程を示している。
【0019】
本実施例によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材の４０製造方法は、第１部材１０を作成する第１工程と、第２部材２０を作成する第２工程と、成形部材３０を作成する第３工程と、シール部材４０を成形する切削工程とを有している。
図１（ａ）に示す第１工程は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）の溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する。
第１工程では、第１ブロック１２の上に、厚さ０．１ｍｍの第１ＰＦＡシート１１を置き、最大温度３５０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。ＰＴＦＥの溶融温度は３３０～３６０℃、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）の溶融温度は３００～３３０℃であり、ＰＴＦＥはＰＦＡの溶融温度よりも高いため、第１ＰＦＡシート１１と第１ブロック１２とは拡散接合される。
図１（ａ）に示す第１工程は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）の溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する。
第１工程では、第１ブロック１２の上に、厚さ０．１ｍｍの第１ＰＦＡシート１１を置き、最大温度３５０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。ＰＴＦＥの溶融温度は３３０～３６０℃、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）の溶融温度は３００～３３０℃であり、ＰＴＦＥはＰＦＡの溶融温度よりも高いため、第１ＰＦＡシート１１と第１ブロック１２とは拡散接合される。
【0020】
図１（ｂ）に示す第２工程は、第２ＰＦＡシート２１と第２樹脂からなる第２ブロック２２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材２０を作成する。
第２工程では、第２ブロック２２の上に、厚さ０．１ｍｍの第２ＰＦＡシート２１を置き、最大温度３５０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。ＰＴＦＥはＰＦＡの溶融温度よりも高いため、第２ＰＦＡシート２１と第２ブロック２２とは拡散接合される。
第２工程では、第２ブロック２２の上に、厚さ０．１ｍｍの第２ＰＦＡシート２１を置き、最大温度３５０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。ＰＴＦＥはＰＦＡの溶融温度よりも高いため、第２ＰＦＡシート２１と第２ブロック２２とは拡散接合される。
【0021】
図１（ｃ）に示す第３工程は、第１部材１０の第１ＰＦＡシート１１と、第２部材２０の第２ＰＦＡシート２１とを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材３０を作成する。
第３工程では、第１部材１０の第１ＰＦＡシート１１を上にし、第２部材２０の第２ＰＦＡシート２１を下にして、第１部材１０に第２部材２０を置き、０．００３ＭＰａの圧力を加えて、最大温度３２０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。ＰＴＦＥの溶融温度よりも低い温度で加熱するため、第１ブロック１２及び第２ブロック２２は、熱変形や歪を生じにくい。
第３工程では、第１部材１０の第１ＰＦＡシート１１を上にし、第２部材２０の第２ＰＦＡシート２１を下にして、第１部材１０に第２部材２０を置き、０．００３ＭＰａの圧力を加えて、最大温度３２０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。ＰＴＦＥの溶融温度よりも低い温度で加熱するため、第１ブロック１２及び第２ブロック２２は、熱変形や歪を生じにくい。
【0022】
図１（ｄ）に示す切削工程は、成形部材３０を切削することでシール部材４０を成形する。
シール部材４０は、第１部材１０によってダイアフラム４１を成形し、第２部材２０によって弁体４２を成形している。
シール部材４０は、第１部材１０によってダイアフラム４１を成形し、第２部材２０によって弁体４２を成形している。
【0023】
図１（ｅ）は、このシール部材４０を用いる定圧弁１を示している。
定圧弁１は、被制御流体が流入する流入流路２と、被制御流体が流出する流出流路３と、流入流路２と流出流路３との間に位置する流量制御流路４と、流量制御流路４に配置される弁体４２と、弁体４２を押圧する軸体５と、弁体４２の変位とともに変形するダイアフラム４１と、軸体５の変位とともに変形する軸体側ダイアフラム６とを有している。
軸体側ダイアフラム６は、軸体側加圧室７の気体圧力によって軸体５が弁体４２を押圧する方向に変形する。設定エアポート７ａから加圧気体を導入し又は加圧気体を排出することで、軸体側加圧室７の設定圧力を調整する。
ダイアフラム４１は、弁体側加圧室８の押圧力によって弁体４２が軸体５を押圧する方向に変形する。弁体側加圧室８の押圧力は、弾性部材８ａによって設定される。
流量制御流路４に被制御流体が流れている状態では、軸体５は軸体側ダイアフラム６によって弁体４２を押圧し、弁体４２はダイアフラム４１によって軸体５を押圧するので、弁体４２と軸体５は当接した状態である。
定圧弁１は、被制御流体が流入する流入流路２と、被制御流体が流出する流出流路３と、流入流路２と流出流路３との間に位置する流量制御流路４と、流量制御流路４に配置される弁体４２と、弁体４２を押圧する軸体５と、弁体４２の変位とともに変形するダイアフラム４１と、軸体５の変位とともに変形する軸体側ダイアフラム６とを有している。
軸体側ダイアフラム６は、軸体側加圧室７の気体圧力によって軸体５が弁体４２を押圧する方向に変形する。設定エアポート７ａから加圧気体を導入し又は加圧気体を排出することで、軸体側加圧室７の設定圧力を調整する。
ダイアフラム４１は、弁体側加圧室８の押圧力によって弁体４２が軸体５を押圧する方向に変形する。弁体側加圧室８の押圧力は、弾性部材８ａによって設定される。
流量制御流路４に被制御流体が流れている状態では、軸体５は軸体側ダイアフラム６によって弁体４２を押圧し、弁体４２はダイアフラム４１によって軸体５を押圧するので、弁体４２と軸体５は当接した状態である。
【0024】
流入流路２から流入する被制御流体による流入側圧力が上昇し、設定圧力に対して高くなると、軸体側ダイアフラム６は、流入側圧力によって軸体５が弁体４２から離間する方向に変形する。
軸体５が弁体４２から離間する方向に変位することで弁体４２は軸体５とともに変位する。すなわち、弁体４２は、弁座９に近接する方向に変位するため、流量制御流路４が絞られる。
流量制御流路４が絞られることで、流出流路３から流出する被制御流体による流出側圧力が上昇することを防ぐことができる。
一方、流入流路２から流入する被制御流体による流入側圧力が低下し、設定圧力に対して低くなると、軸体側ダイアフラム６は、軸体５が弁体４２を押圧する方向に変形する。
軸体５が弁体４２を押圧する方向に変位することで弁体４２は変位する。すなわち、弁体４２は、弁座９から離間する方向に変位するため、流量制御流路４が拡大する。
流量制御流路４が拡大することで、流出流路３から流出する被制御流体による流出側圧力が低下することを防ぐことができる。
軸体５が弁体４２から離間する方向に変位することで弁体４２は軸体５とともに変位する。すなわち、弁体４２は、弁座９に近接する方向に変位するため、流量制御流路４が絞られる。
流量制御流路４が絞られることで、流出流路３から流出する被制御流体による流出側圧力が上昇することを防ぐことができる。
一方、流入流路２から流入する被制御流体による流入側圧力が低下し、設定圧力に対して低くなると、軸体側ダイアフラム６は、軸体５が弁体４２を押圧する方向に変形する。
軸体５が弁体４２を押圧する方向に変位することで弁体４２は変位する。すなわち、弁体４２は、弁座９から離間する方向に変位するため、流量制御流路４が拡大する。
流量制御流路４が拡大することで、流出流路３から流出する被制御流体による流出側圧力が低下することを防ぐことができる。
【0025】
このように定圧弁１は、流入流路２から流入する被制御流体による流入側圧力が変動しても、軸体側ダイアフラム６が変形することによって、流出流路３から流出する被制御流体による流出側圧力を一定に維持することができる。なお、弁体４２を軸体５とともに変位させるために、ダイアフラム４１も、流入側圧力の変動とともに変形する。
【0026】
架橋ＰＴＦＥは、独立していた分子同士を橋架けする反応で出来ているＰＴＦＥであり、放射線架橋の方法によって製作される。架橋ＰＴＦＥは、摺動特性において、ＰＴＦＥに対して１，０００倍以上の耐摩耗性があり、摺動相手の材料が損傷しにくい。また、架橋ＰＴＦＥは、切削、及び貼り付けなどの加工性、耐薬品性、非粘着性、電気特性はＰＴＦＥと同等である。
変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥの主鎖を部分的変性させたもので、微量のパーフルオロアルキルビニルエーテルなどをコモノマーさせている。変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥと比較して、屈曲特性や耐クリープ特性が改善され、ダイアフラム４１に使用する場合には屈曲寿命が数倍になる。
変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥの主鎖を部分的変性させたもので、微量のパーフルオロアルキルビニルエーテルなどをコモノマーさせている。変性ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥと比較して、屈曲特性や耐クリープ特性が改善され、ダイアフラム４１に使用する場合には屈曲寿命が数倍になる。
【0027】
従って、第１樹脂及び第２樹脂を変性ＰＴＦＥとすることができる。このように、第１樹脂及び第２樹脂を変性ＰＴＦＥとすることで、変性ＰＴＦＥからなる第１ブロック１２と変性ＰＴＦＥからなる第２ブロック２２とを接合した成形部材３０を作成することができる。
また、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂をＰＴＦＥとすることができる。このように、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂をＰＴＦＥとすることで、変性ＰＴＦＥからなる第１ブロック１２とＰＴＦＥからなる第２ブロック２２とを接合した成形部材３０を作成することができる。
また、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとすることができる。このように、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとすることで、変性ＰＴＦＥからなる第１ブロック１２と架橋ＰＴＦＥからなる第２ブロック２２とを接合した成形部材３０を作成することができる。
また、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂をＰＴＦＥとすることができる。このように、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂をＰＴＦＥとすることで、変性ＰＴＦＥからなる第１ブロック１２とＰＴＦＥからなる第２ブロック２２とを接合した成形部材３０を作成することができる。
また、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとすることができる。このように、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとすることで、変性ＰＴＦＥからなる第１ブロック１２と架橋ＰＴＦＥからなる第２ブロック２２とを接合した成形部材３０を作成することができる。
【0028】
そして本実施例のように、第１部材１０によってダイアフラム４１を成形し、第２部材２０によって弁体４２を成形する場合に、第１部材１０を変性ＰＴＦＥとしているため、屈曲特性に優れたダイアフラム４１とすることができるとともに、空洞によるパーティクルの発生が極めて少ないシール部材４０を得ることができる。
【0029】
なお、立方形状である第２ブロック２２は、炉内加熱によって、一方の面が凸面となり、他方の面が凹面となることがある。これは第２ブロック２２の制作工程における残留歪が原因であり、熱処理を行うことで一方の面が凸面となり、他方の面が凹面となる。残留応力による変形は製作工程によって把握できるため、溶融温度で加熱することで凸面となる第２ブロック２２の面に第２ＰＦＡシート２１を載置して溶着することが好ましい。
このように、第２ブロック２２が、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、凸面となる面に第２ＰＦＡシート２１を溶着することで、残留応力によって生じる凸面を利用して第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、図示はしないが、第１ブロック１２についても、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるときには、凸面となる面に第１ＰＦＡシート１１を溶着することで、残留応力によって生じる凸面を利用して第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、第１工程より前に、第１ブロック１２の第１ＰＦＡシート１１を溶着する面を二次元切削によって表面処理することが好ましい。このように、三次元切削に比べてツールマークがほとんど生じない二次元切削による処理を行うことで、第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、第２工程より前に、第２ブロック２２の第２ＰＦＡシート２１を溶着する面を二次元切削によって表面処理することが好ましい。このように、三次元切削に比べてツールマークがほとんど生じない二次元切削による処理を行うことで、第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
このように、第２ブロック２２が、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、凸面となる面に第２ＰＦＡシート２１を溶着することで、残留応力によって生じる凸面を利用して第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、図示はしないが、第１ブロック１２についても、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるときには、凸面となる面に第１ＰＦＡシート１１を溶着することで、残留応力によって生じる凸面を利用して第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、第１工程より前に、第１ブロック１２の第１ＰＦＡシート１１を溶着する面を二次元切削によって表面処理することが好ましい。このように、三次元切削に比べてツールマークがほとんど生じない二次元切削による処理を行うことで、第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、第２工程より前に、第２ブロック２２の第２ＰＦＡシート２１を溶着する面を二次元切削によって表面処理することが好ましい。このように、三次元切削に比べてツールマークがほとんど生じない二次元切削による処理を行うことで、第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
【0030】
【0031】
本実施例によるＰＴＦＥ成形体によるシール部材４０の製造方法は、第１部材１０を作成する第１工程と、第２部材２０を作成する第２工程と、成形部材３０を作成する第３工程と、シール部材４０を成形する切削工程とを有している。
本実施例では、第１部材１０は筒形状、第２部材２０は円盤形状であり、図２は中心軸を通る端面図を示している。
図２（ａ）に示す第１工程は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）の溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する。
第１工程では、第１ブロック１２の一方の面と他方の面とに、それぞれ厚さ０．１ｍｍの第１ＰＦＡシート１１を置き、最大温度３５０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。ＰＴＦＥの溶融温度は３３０～３６０℃、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）の溶融温度は３００～３３０℃であり、ＰＴＦＥはＰＦＡの溶融温度よりも高いため、第１ＰＦＡシート１１と第１ブロック１２とは拡散接合される。
本実施例では、第１部材１０は筒形状、第２部材２０は円盤形状であり、図２は中心軸を通る端面図を示している。
図２（ａ）に示す第１工程は、第１ＰＦＡシート１１と第１樹脂からなる第１ブロック１２とを、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン樹脂）の溶融温度で溶着して第１部材１０を作成する。
第１工程では、第１ブロック１２の一方の面と他方の面とに、それぞれ厚さ０．１ｍｍの第１ＰＦＡシート１１を置き、最大温度３５０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。ＰＴＦＥの溶融温度は３３０～３６０℃、ＰＦＡ（四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂）の溶融温度は３００～３３０℃であり、ＰＴＦＥはＰＦＡの溶融温度よりも高いため、第１ＰＦＡシート１１と第１ブロック１２とは拡散接合される。
【0032】
図２（ｂ）に示す第２工程は、第２ＰＦＡシート２１と第２樹脂からなる第２ブロック２２とを、ＰＴＦＥの溶融温度で溶着して第２部材２０を作成する。
第２工程では、第２ブロック２２の上に、厚さ０．１ｍｍの第２ＰＦＡシート２１を置き、最大温度３５０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。ＰＴＦＥはＰＦＡの溶融温度よりも高いため、第２ＰＦＡシート２１と第２ブロック２２とは拡散接合される。
第２工程では、第２ブロック２２の上に、厚さ０．１ｍｍの第２ＰＦＡシート２１を置き、最大温度３５０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。ＰＴＦＥはＰＦＡの溶融温度よりも高いため、第２ＰＦＡシート２１と第２ブロック２２とは拡散接合される。
【0033】
図２（ｃ）に示す第３工程は、第１部材１０の第１ＰＦＡシート１１と、第２部材２０の第２ＰＦＡシート２１とを突き合わせて加圧し、ＰＦＡの溶融温度で溶着して成形部材３０を作成する。
第３工程では、第１部材１０の一方の面の第１ＰＦＡシート１１と、第１部材１０の他方の面の第１ＰＦＡシート１１とに、それぞれ異なる第２部材２０の第２ＰＦＡシート２１を突き合わせ、０．００３ＭＰａの圧力を加えて、最大温度３２０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。なお、第３工程の前に、第２工程で作成した第２部材２０に呼吸孔２３を形成し、呼吸孔２３を形成した第２部材２０を一方の第２部材２０として用いる。このように、一方の第２部材２０に呼吸孔２３を形成しておくことで、第１部材１０と第２部材２０で囲まれた空間内の気体を呼吸孔２３から導出させることができる。ＰＴＦＥの溶融温度よりも低い温度で加熱するため、第１ブロック１２及び第２ブロック２２は、熱変形や歪を生じにくい。
第３工程では、第１部材１０の一方の面の第１ＰＦＡシート１１と、第１部材１０の他方の面の第１ＰＦＡシート１１とに、それぞれ異なる第２部材２０の第２ＰＦＡシート２１を突き合わせ、０．００３ＭＰａの圧力を加えて、最大温度３２０℃、保持時間を５時間として炉内加熱する。なお、第３工程の前に、第２工程で作成した第２部材２０に呼吸孔２３を形成し、呼吸孔２３を形成した第２部材２０を一方の第２部材２０として用いる。このように、一方の第２部材２０に呼吸孔２３を形成しておくことで、第１部材１０と第２部材２０で囲まれた空間内の気体を呼吸孔２３から導出させることができる。ＰＴＦＥの溶融温度よりも低い温度で加熱するため、第１ブロック１２及び第２ブロック２２は、熱変形や歪を生じにくい。
【0034】
図１（ｄ）に示す切削工程は、成形部材３０を切削することでシール部材４０を成形する。
シール部材４０は、第１部材１０によってベローズ４３を成形し、一方の第２部材２０によってリング状のフランジ４４を成形し、他方の第２部材２０によって円盤状部材４５を成形している。なお、ベローズ４３は、最初に外側を削り、その後に２つの治具で蛇腹部分を密接保持した状態で内側を削る。
シール部材４０は、第１部材１０によってベローズ４３を成形し、一方の第２部材２０によってリング状のフランジ４４を成形し、他方の第２部材２０によって円盤状部材４５を成形している。なお、ベローズ４３は、最初に外側を削り、その後に２つの治具で蛇腹部分を密接保持した状態で内側を削る。
【0035】
本実施例においても、第１樹脂及び第２樹脂を変性ＰＴＦＥとすることができる。このように、第１樹脂及び第２樹脂を変性ＰＴＦＥとすることで、変性ＰＴＦＥからなる第１ブロック１２と変性ＰＴＦＥからなる第２ブロック２２とを接合した成形部材３０を作成することができる。
また、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂をＰＴＦＥとすることができる。このように、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂をＰＴＦＥとすることで、変性ＰＴＦＥからなる第１ブロック１２とＰＴＦＥからなる第２ブロック２２とを接合した成形部材３０を作成することができる。
また、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとすることができる。このように、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとすることで、変性ＰＴＦＥからなる第１ブロック１２と架橋ＰＴＦＥからなる第２ブロック２２とを接合した成形部材３０を作成することができる。
また、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂をＰＴＦＥとすることができる。このように、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂をＰＴＦＥとすることで、変性ＰＴＦＥからなる第１ブロック１２とＰＴＦＥからなる第２ブロック２２とを接合した成形部材３０を作成することができる。
また、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとすることができる。このように、第１樹脂を変性ＰＴＦＥとし、第２樹脂を架橋ＰＴＦＥとすることで、変性ＰＴＦＥからなる第１ブロック１２と架橋ＰＴＦＥからなる第２ブロック２２とを接合した成形部材３０を作成することができる。
【0036】
そして本実施例のように、第１部材１０によってベローズ４３を成形し、一方の第２部材２０によってリング状のフランジ４４を成形し、他方の第２部材２０によって円盤状部材４５を成形する場合に、第１部材１０を変性ＰＴＦＥとしているため、屈曲特性に優れたベローズ４３とすることができるとともに、空洞によるパーティクルの発生が極めて少ないシール部材４０を得ることができる。
【0037】
なお、本実施例においても、第２ブロック２２が、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるとき、凸面となる面に第２ＰＦＡシート２１を溶着することで、残留応力による凸面を利用して第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、第１ブロック１２についても、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるときには、凸面となる面に第１ＰＦＡシート１１を溶着することで、残留応力によって生じる凸面を利用して第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、第１工程より前に、第１ブロック１２の第１ＰＦＡシート１１を溶着する面を二次元切削によって表面処理することが好ましい。このように、三次元切削に比べてツールマークがほとんど生じない二次元切削による処理を行うことで、第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、第２工程より前に、第２ブロック２２の第２ＰＦＡシート２１を溶着する面を二次元切削によって表面処理することが好ましい。このように、三次元切削に比べてツールマークがほとんど生じない二次元切削による処理を行うことで、第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、第１ブロック１２についても、溶融温度での加熱後に一方の面が凸面で他方の面が凹面となるときには、凸面となる面に第１ＰＦＡシート１１を溶着することで、残留応力によって生じる凸面を利用して第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、第１工程より前に、第１ブロック１２の第１ＰＦＡシート１１を溶着する面を二次元切削によって表面処理することが好ましい。このように、三次元切削に比べてツールマークがほとんど生じない二次元切削による処理を行うことで、第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
また、第２工程より前に、第２ブロック２２の第２ＰＦＡシート２１を溶着する面を二次元切削によって表面処理することが好ましい。このように、三次元切削に比べてツールマークがほとんど生じない二次元切削による処理を行うことで、第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。
【0038】
以上のように、本実施例によれば、第１工程によって作成した第１部材１０と第２工程によって作成した第２部材２０とを第３工程で溶着することで、第１部材１０と第２部材２０との接合部に生じる空洞を減らすことができる。また本実施例によれば、第３工程では、ＰＴＦＥの溶融温度よりも低いＰＦＡの溶融温度で溶着するため、第１部材１０及び第２部材２０の熱変形や歪の発生を極めて少なくすることができる。
そして、本実施例によって作成されるシール部材４０は、先端半導体製造プロセスの薬液用バルブやポンプの部品に最適であり、本実施例によって作成されるシール部材４０を薬液用バルブやポンプに用いることで、高純度薬液の分配システムに用いられる流体中の金属イオン、有機物の溶出量やバルブ動作に伴う微小な塵（パーティクル）の発生量を極限まで抑えることができる。
そして、本実施例によって作成されるシール部材４０は、先端半導体製造プロセスの薬液用バルブやポンプの部品に最適であり、本実施例によって作成されるシール部材４０を薬液用バルブやポンプに用いることで、高純度薬液の分配システムに用いられる流体中の金属イオン、有機物の溶出量やバルブ動作に伴う微小な塵（パーティクル）の発生量を極限まで抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【0039】
本発明は、半導体製造分野において精密な流量制御及び高清浄度が要求されるシール部材の製造方法に適している。
【符号の説明】
【0040】
１ 定圧弁
２ 流入流路
３ 流出流路
４ 流量制御流路
５ 軸体
６ 軸体側ダイアフラム
７ 軸体側加圧室
７ａ 設定エアポート
８ 弁体側加圧室
８ａ 弾性部材
９ 弁座
１０ 第１部材
１１ 第１ＰＦＡシート
１２ 第１ブロック
２０ 第２部材
２１ 第２ＰＦＡシート
２２ 第２ブロック
２３ 呼吸孔
３０ 成形部材
４０ シール部材
４１ ダイアフラム
４２ 弁体
４３ ベローズ
４４ フランジ
４５ 円盤状部材
２ 流入流路
３ 流出流路
４ 流量制御流路
５ 軸体
６ 軸体側ダイアフラム
７ 軸体側加圧室
７ａ 設定エアポート
８ 弁体側加圧室
８ａ 弾性部材
９ 弁座
１０ 第１部材
１１ 第１ＰＦＡシート
１２ 第１ブロック
２０ 第２部材
２１ 第２ＰＦＡシート
２２ 第２ブロック
２３ 呼吸孔
３０ 成形部材
４０ シール部材
４１ ダイアフラム
４２ 弁体
４３ ベローズ
４４ フランジ
４５ 円盤状部材
【図1】
【図2】
