WO2023101011A1

WO2023101011A1 - 樹脂接合体製造方法

Info

Publication number: WO2023101011A1
Application number: PCT/JP2022/044573
Authority: WO
Inventors: 博士末永; 浩幸松下
Original assignee: 旭有機材株式会社
Priority date: 2021-12-03
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2023-06-08
Also published as: TW202330234A; CN118201761A

Abstract

フッ素系樹脂材料から形成される成形体を接合した接合体を製造する樹脂接合体製造方法は、融点以上となってもゲル化して形状を維持することができる第１のフッ素系樹脂材料から、収容部（５１ａ）を有した形状の第１の樹脂集合体（５１）を形成するステップと、融点以上になると溶融して液状になる第２のフッ素系樹脂材料からなる第２の樹脂集合体（５３）を収容部（５１ａ）内に収容するステップと、収容部（５１ａ）に第２の樹脂集合体（５３）を配置した第１の樹脂集合体（５１）を第１のフッ素系樹脂材料及び第２のフッ素系樹脂材料の融点以上に加熱した後に冷却して、第１の樹脂集合体（５１）を第１の樹脂成形体に、第２の樹脂集合体（５３）を第２の樹脂成形体に変化させると共に、第１の樹脂成形体と第２の樹脂成形体とを接合させるステップとを含む。

Description

樹脂接合体製造方法

　本発明は、異なるフッ素系樹脂材料から形成される二つの樹脂成形体を接合した樹脂接合体を製造する樹脂接合体製造方法に関する。

　例えば、半導体製造装置に用いられる薬液の流量を制御する際には、薬液が流れる流路又は弁室と駆動部とを区画する隔膜部と隔膜部の中央に支持された弁体部とを有したダイヤフラムを備えるダイヤフラム弁が用いられることが多い。ダイヤフラム弁では、隔膜部が弾性変形を繰り返し行って弁体部を弁座に接離させることによって、流量の制御を行う。このような隔膜部は、薬液に接することから耐薬品性を求められると共に、弾性変形を繰り返すことから屈曲耐久性を求められる。このため、ダイヤフラムは屈曲耐久性の高いポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成されることが一般的である。ＰＴＦＥには射出成形を適用することができないので、ダイヤフラムは、粉体状のＰＴＦＥを圧縮成形した後に焼成したブロック体を切削加工して作製される。しかしながら、ダイヤフラムをＰＴＦＥから形成している場合、ＰＴＦＥは発塵しやすいことから、弁座に繰り返し接離するダイヤフラムの弁体部からパーティクルを発生させる恐れがある。半導体製造では、パーティクルが薬液に混入すると、半導体製造の歩留まりに大きな影響を与える。したがって、薬液に接するダイヤフラムの弁体部からの発塵は抑制することが好ましい。

　弁体部からの発塵を抑制する一つの方法として、発塵を生じにくいフッ素系樹脂材料であるパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）から弁体部を形成することが考えられる。一方、ＰＦＡは屈曲耐久性が低いので、弾性変形を繰り返す隔膜部には適していない。そこで、ＰＴＦＥから形成した隔膜部にＰＦＡから形成した弁体部を接合することが提案されてきた。このように、異なるフッ素系樹脂材料からなる成形体を接合する要求が存在し、このような要求の解決策も提案されている。

　例えば、特許文献１は、第１のフッ素系樹脂材料であるＰＴＦＥから、ダイヤフラム膜とダイヤフラム膜の中央に設けられた棒状部とを備え且つ棒状部の一部の外周に外周周凹凸面を設けたダイヤフラム部材（すなわち隔膜部）を形成し、このダイヤフラム部材を第１のフッ素系樹脂材料であるＰＴＦＥから形成すると共に、射出成形可能な第２のフッ素系樹脂材料であるＰＦＡから、弁座当接面とこれと反対側に設けられた凹部とを有した弁座当接部材（すなわち弁体部）を形成し、ダイヤフラム部材の棒状部の外周に形成した外周凹凸面と弁座当接部材の凹部の内周に形成された内周凹凸面とを互いに密着係合させるように棒状部を凹部に嵌合させてダイヤフラム部材と弁座当接部材とを接合させた流体制御弁を開示している。さらに、特許文献１は、第１のフッ素系樹脂材料から形成された第１の丸棒をインサートした状態で第２のフッ素系樹脂材料から第２の丸棒を射出成形するインサート成形工程の後に、第１の丸棒を上述のダイヤフラム部材の形状に、第２の丸棒を上述の弁座当接部材の形状に切削加工をする流体制御弁製造方法を開示している。また、第２の特許文献は、本体部材と弁座に当接する着座部材との結合体によって弁体を構成し、着座部材の材料である着座部材材料と本体部材の材料である本体部材材料との接触面を赤外線ビームの照射や熱板により溶融させて溶着した材料結合体から削り出すことによって、結合体を作製するようにした流体制御機器の製造方法を開示している。

特許第６８７３９９１号公報特開２０２０－２００８４０号公報

　特許文献１に開示の技術のように、凹凸面同士の係合（機械的結合）によって異なるフッ素系樹脂材料から形成された二つの樹脂成形体を接合している場合、例えば弁閉時の弁体と弁座との当接のように樹脂接合体に衝撃が加わると、材料の硬度の違いから、凹凸面同士の間に微細な隙間が生じることがある。また、流体の温度変化によっても、接合体は膨張収縮して凹凸面の間に微細な隙間を生じることがある。特に弁のような流体機器では、このような隙間に液体が侵入して溜まると、弁体部の劣化を招き、パーティクルが経時的に増加してしまう問題が生じる。

　さらに、特許文献１に開示の技術のように、インサート成形によって接合体を形成する場合でも、インサートとなる成形体と射出成形した樹脂材料の温度差が大きくなり、凹凸面に熱ひずみが発生して結合面の強度が低下するという問題も生じることがある。同様に、特許文献２に開示の技術のように、赤外線ビームや熱板により二つの樹脂成形体を接合面で溶着する場合でも、溶融した接合面と溶融されていない部分の温度差が大きくなるので、熱ひずみが発生して接合面の強度が低下する問題が生じることがある。

　よって、本発明の目的は、従来技術に存する問題を解決するために、機械的結合によらず且つ接合面の強度の低下を生じないように、異なるフッ素系樹脂材料から形成される二つの樹脂成形体を接合することにある。

　上記目的に鑑み、本発明は、異なるフッ素系樹脂材料から形成される二つの樹脂成形体を接合した樹脂接合体を製造する樹脂接合体製造方法であって、融点以上になってもゲル化して形状を維持することができる第１のフッ素系樹脂材料から、筒状の収容部を有したカップ形状の第１の樹脂集合体を形成するステップと、融点以上になると溶融して液状になる第２のフッ素系樹脂材料からなる第２の樹脂集合体を前記収容部内に収容するステップと、前記収容部内に前記第２の樹脂集合体を収容した第１の樹脂集合体を前記第１のフッ素系樹脂材料及び前記第２のフッ素系樹脂材料の融点以上に加熱した後に冷却して、前記第１の樹脂集合体を第１の樹脂成形体に、前記第２の樹脂集合体を第２の樹脂成形体に変化させると共に、前記第１の樹脂成形体と前記第２の樹脂成形体とを接合させるステップとを含む樹脂接合体製造方法を提供する。

　上記樹脂接合体製造方法では、第１のフッ素系樹脂材料から形成されたカップ形状の第１の樹脂集合体の筒状の収容部内に第２のフッ素系樹脂材料からなる第２の樹脂集合体を収容するので、形態にかかわらず第２のフッ素系樹脂材料を第１の樹脂集合体内に容易に保持することができる。また、第１の樹脂集合体は、融点以上になって溶融してもゲル化して（すなわち、ゲル状になって）形状を維持できる第１のフッ素系樹脂材料から形成されているので、第１のフッ素系樹脂材料及び第２のフッ素系樹脂材料の融点以上（すなわち、第１のフッ素系樹脂材料の融点と第２のフッ素系樹脂材料の融点のうちの高い方以上の温度）になり、第２のフッ素系樹脂材料からなる第２の樹脂集合体が溶融して液状になっても、第１の樹脂集合体の収容部内に保持された状態を維持することができる。さらに、収容部内に第２の樹脂集合体を収容した第１の樹脂集合体を加熱すると、第１の樹脂集合体と第２の樹脂集合体の両方が全体的に加熱されて融点以上になって溶融し、第１の樹脂集合体を構成する第１のフッ素系樹脂材料と第２の樹脂集合体を構成する第２のフッ素系樹脂材料が一体化される。これを冷却すると、第１のフッ素系樹脂材料から形成される第１の樹脂成形体と第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体とが一体化されて成形（以下、「一体溶融成形」と記載する。）され、一体的に接合された接合体を製造することができる。また、第１の樹脂成形体と第２の樹脂成形体は全体を加熱された後に一体溶融成形されるので、熱ひずみの発生を抑制することができる。

　上記樹脂接合体製造方法では、前記第１の樹脂集合体は、端部に凹部を有したカップ形状に形成されることが好ましい。

　前記第１の樹脂集合体は筒形状の管状体を含み、該管状体の内部が前記収容部となるようにしてもよい。この場合、前記第１の樹脂集合体は、筒形状の管状体と該管状体の下部に隣接して配置される中実棒状体又は板状体とから構成されることが好ましい。

　上記樹脂接合体製造方法では、前記第１の樹脂集合体は、前記第１のフッ素樹脂材料を成形した丸棒又はプレート若しくはこれを切削加工したものとしてもよく、前記第１のフッ素樹脂材料を冷間圧縮成形又は予備成形したものとしてもよい。

　また、前記樹脂接合体製造方法では、前記第２の樹脂集合体は、前記収容部内に収容可能な形状及び大きさを有するように第２のフッ素系樹脂材料を成形したものであってもよい。この場合、前記第２の樹脂集合体は、前記収容部内に収容可能な形状及び大きさを有するように前記第２のフッ素系樹脂材料を冷間圧縮成形又は予備成形したものとすることも可能である。さらに、前記第２の樹脂集合体は、前記第２のフッ素系樹脂材料の粉体又はペレットからなっていてもよい。第２のフッ素系樹脂材料は、第１の樹脂集合体の収容部内に収容されて保持されるので、融点以上になると溶融して液状になる材料であっても、様々な形態とすることができる。

　前記第１のフッ素系樹脂材料がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であり、前記第２のフッ素系樹脂材料がパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）であることが好ましい。

　また、一つの実施形態として、上記樹脂接合体製造方法は、前記樹脂接合体から、隔膜部と、弁座に接離するように前記隔膜部の中央に支持された弁体部とを有したダイヤフラム弁用のダイヤフラムを製造するダイヤフラム製造ステップをさらに含み、該ダイヤフラム製造ステップが、第１の樹脂成形体と前記第２の樹脂成形体とを接合した樹脂接合体を製造するステップと、前記樹脂接合体の前記第２の樹脂成形体によって構成される部分を切削加工して、少なくとも前記弁座に当接する前記弁体部の部分を形成するステップと、前記樹脂接合体の前記第１の樹脂成形体によって構成される部分を切削加工して、前記隔膜部及び前記弁体部の残余の部分を形成するステップとを含むようにすることができる。

　上記ダイヤフラム製造ステップでは、繰り返しの変形を行う隔膜部を屈曲耐久性の高いＰＴＦＥから形成すると共に、少なくとも弁座と当接する弁体部の部分を発塵性が低いＰＦＡから形成することができる。したがって、隔膜部の屈曲耐久性を確保しながら、弁体部と弁座との接離によるパーティクルの発生を抑制することができる。

　他の実施形態として、上記樹脂接合体製造方法は、前記樹脂接合体から、第１の流路と第２の流路と前記第１の流路及び前記第２の流路が連通する弁室とが形成された弁本体と、隔膜部と該隔膜部の中央部に支持された弁体部とを有したダイヤフラムとを備えるダイヤフラム弁を製造するダイヤフラム弁製造ステップをさらに含み、該ダイヤフラム弁製造ステップが、少なくとも前記樹脂接合体の前記第２の樹脂成形体に前記弁座が形成されるように、前記樹脂接合体を切削加工して前記第１の流路と前記第２の流路と前記弁室を前記樹脂接合体から形成するステップを含むようにすることができる。

　上記ダイヤラム弁製造ステップでは、弁体部と接離してパーティクルを発生しやすい弁座が発塵性が低いＰＦＡによって形成された第２の樹脂成形体から作製することが可能となり、弁体部と弁座との接離によるパーティクルの発生を抑制することができる。また、ダイヤフラム弁の弁本体の残余の部分がＰＦＡよりも安価なＰＴＦＥから作製することができるので、弁本体全体をＰＦＡから形成する場合と比較して、ダイヤフラム弁（詳細には弁本体）のＰＦＡの使用量を減らして原材料費用を減少させることが可能となる。

　本発明によれば、筒状の収容部内に第２の樹脂集合体を収容した第１の樹脂集合体を加熱すると、第１の樹脂集合体と第２の樹脂集合体の両方が全体的に加熱されて第１のフッ素系樹脂材料及び第２のフッ素系樹脂材料の融点以上になり、第１の樹脂集合体を構成する第１のフッ素系樹脂材料と第２の樹脂集合体を構成する第２のフッ素系樹脂材料の両方が溶融して一体化される。このとき、第１の樹脂集合体はゲル化して形状を維持するので、溶融して液状になった第２の樹脂集合体は第１の樹脂集合体の筒状を維持した収容部内に保持され、第１の樹脂集合体と一体化される。これを冷却すると、第１のフッ素系樹脂材料から形成される第１の樹脂成形体と第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体とが一体溶融成形され、一体的に接合された接合体を製造することができる。異なるフッ素系樹脂材料から形成される成形体を一体溶融成形により一体的に接合した接合体を製造することができるので、接合体からダイヤフラムを製造する場合でも、弁閉時の衝撃を受けても二つの樹脂成形体の接合面に隙間が生じることを防ぐことができる。また、二つの樹脂集合体を同時に加熱するので、熱ひずみの発生を抑制することができ、第１の樹脂成形体と第２の樹脂成形体との接合面の強度低下を防ぐことが可能となる。

本発明の樹脂接合体製造方法により製造した樹脂接合体から作製した弁本体及びダイヤフラムを備えるダイヤフラム弁の一つの実施形態の全体構成を示す断面図である。本発明による樹脂接合体製造方法の第１の実施形態を説明するための説明図である。本発明による樹脂接合体製造方法により製造された樹脂接合体を示す断面図である。本発明による樹脂接合体製造方法の第２の実施形態を説明するための説明図である。本発明による樹脂接合体製造方法の第３の実施形態を説明するための説明図である。図３に示されている樹脂接合体から切削加工により図１に示されているダイヤフラム弁のダイヤフラムを製造する工程を説明するために、樹脂接合体に重ねて切削後の形状を破線で示した樹脂接合体の断面図である。図６に示されている樹脂接合体から切削加工により作製されたダイヤフラムを示す断面図である。図３に示されている樹脂接合体から切削加工により作製されたダイヤフラムの変形形態を示す断面図である。図３に示されている樹脂接合体から切削加工により図１に示されているダイヤフラム弁の弁本体を製造する工程を説明するために、樹脂接合体に重ねて切削後の形状を破線で示した樹脂接合体の断面図である。図９に示されている樹脂接合体から切削加工により作製された弁本体を示す断面図である。本発明の樹脂接合体製造方法により製造された樹脂接合体の第１の変形形態を示す断面図である。図１１に示されている第１の変形形態の樹脂接合体から切削加工により作製された弁本体の第１の変形形態を示す断面図である。本発明の樹脂接合体製造方法により製造された樹脂接合体の第２の変形形態を示す断面図である。図１３に示されている第２の変形形態の樹脂接合体から切削加工により作製された弁本体の第２の変形形態を示す断面図である。図３に示されている樹脂接合体から切削加工により作製されたダイヤフラムの他の変形形態を示す断面図である。本発明の樹脂接合体製造方法により製造された樹脂接合体の第３の変形形態を示す断面図である。図１６に示されている第３の変形形態の樹脂接合体から切削加工により作製された弁本体の第３の変形形態を示す断面図である。本発明の樹脂接合体製造方法により製造された樹脂接合体から切削加工により作製されたウエハ搬送ボックスを示す断面図である。本発明の樹脂接合体製造方法により製造された樹脂接合体から切削加工により作製されたタンクを示す断面図である。

　以下、図面を参照して、本発明による樹脂接合体製造方法の実施の形態を説明する。

　最初に、図１を参照して、本発明による樹脂接合体製造方法により製造した樹脂接合体から作製したダイヤフラム及び弁本体を用いたダイヤフラム弁の一つの実施形態の全体構成を説明する。ダイヤフラム弁１１は、弁本体１３と、ダイヤフラム１５と、ダイヤフラム１５を駆動する駆動部１７とを備え、駆動部１７は弁本体１３の上部に取り付けられている。

　弁本体１３には、上部中央に弁室１９が形成されていると共に、弁室１９に連通する第１の流路及び第２の流路が形成されている。弁室１９には、第１の流路から弁室１９への開口の周囲に、ダイヤフラム１５が接離する環状の弁座２１が形成されている。図示されている実施形態では、第１の流路として、弁本体１３の対向する側面の一方に形成された流入口２３から延び且つ弁室１９の底部中央に開口する入口流路２５が形成されていると共に、第２の流路として、弁本体１３の対向する側面の他方に形成された流出口２７から延び且つ弁室１９の側面に開口する出口流路２９が形成されており、入口流路２５から弁室１９への開口の周囲に環状の弁座２１が形成されている。

　駆動部１７は、弁本体１３の上部に取り付けられ且つ内部に機構収容空間が形成されている駆動部筐体３１と、駆動部筐体３１の上部に取り付けられる蓋部材３３と、ダイヤフラム１５に連結されているステム３５と、機構収容空間に収容され且つステム３５を駆動する駆動機構とを備えている。本実施形態では、駆動部筐体３１内に機構収容空間としてシリンダ部が形成されており、駆動機構は、シリンダ部内に収容されているピストン３７と、付勢部材としてのコイルばね３９とによって構成されている。

　ピストン３７は、駆動部筐体３１のシリンダ部内に摺動可能に収容されるピストン本体３７ａと、ピストン本体３７ａから上方に延びる案内軸３７ｂとを有しており、ピストン本体３７ａから下方に向かって延びるようにステム３５がピストン本体３７ａに連結されている。ステム３５は、駆動部筐体３１の底部を貫通して設けられた貫通孔に摺動可能に挿入されて、その先端がダイヤフラム１５（詳細には、後述する弁体部１５ｃ）に接続されている。ピストン本体３７ａは、外周面がシリンダ部の内周面に上下方向に摺動可能に接触しており、シリンダ部の内部空間を、ピストン本体３７ａの上面とシリンダ部の内周壁とシリンダ部の天井面（すなわち蓋部材３３の下面）によって囲まれた上部空間４１と、ピストン本体３７ａの下面とシリンダ部の内周壁とシリンダ部の底面（すなわち駆動部筐体３１の底部）とによって囲まれた下部空間４３とに区画している。案内軸３７ｂは、蓋部材３３を貫通して設けられた貫通孔に摺動可能に挿入されており、ピストン３７の上下動を案内するようになっている。

　蓋部材３３には、上部空間４１を区画するシリンダ部に連通する通気口４５が形成されており、通気口４５を通して上部空間４１と外部との間で通気を行うことができるようになっている。また、駆動部筐体３１の側部には、下部空間４３を区画するシリンダ部の底部に連通する作動流体供給口４７が形成されており、作動流体供給口４７から下部空間４３内へ作動流体を供給できるようになっている。さらに、蓋部材３３の下面（シリンダ部の天井面）とピストン本体３７ａの上面との間にコイルばね３９が圧縮状態で配置されている。

　ダイヤフラム１５は、下方に向かって突出する基台部１５ａを中央部に有した隔膜部１５ｂと、基台部１５ａに接合された弁体部１５ｃとを含んでいる。隔膜部１５ｂは、基台部１５ａの上端部の外周部から半径方向外方に延びるように形成され、隔膜部１５ｂの外周は概略円形状を有している。また、隔膜部１５ｂの外周縁部は、弁本体１３の弁室１９の上部開口の周囲領域の上面と駆動部筐体３１の底面との間に挟持されている。弁体部１５ｃは、円柱上に円錐台が連結されたような形状を有しており、底面（弁座当接面）が弁座２１に対向するように配置されている。基台部１５ａは、その周面が弁体部１５ｃの円錐台部の側面と滑らかに接続されるように、弁体部１５ｃに接合されている。このように、ダイヤフラム１５は、隔膜部１５ｂを介して弁室１９の上方に弁体部１５ｃを支持した状態で、弁室１９と駆動部１７との間を区画している。

　図示されている実施形態では、ダイヤフラム１５の基台部１５ａを貫通して弁体部１５ｃまで延びる連結孔４９が設けられている。また、連結孔４９は、駆動部１７に近い側に位置する小径孔部４９ａと弁体部１５ｃ内に位置する連結孔４９の下端部に設けられた大径孔部４９ｂとを含んでいる。ステム３５の先端部（下端部）には中間部よりも拡大された係止部３５ａが設けられており、係止部３５ａを小径孔部４９ａを通して大径孔部４９ｂまで圧入することによって、ダイヤフラム１５とステム３５とが接続され、ピストン３７の上下動に伴って、ステム３５を介してダイヤフラム１５（詳細には、その弁体部１５ｃ）が弁座２１に接離できるようになっている。ステム３５が上述のように弁体部１５ｃに連結されていれば、基台部１５ａと弁体部１５ｃとが万一剥離しても、ダイヤフラム１５から離脱することを防ぐことができる。図示されている実施形態では、ステム３５が弁体部１５ｃに接続されているが、ステム３５を介してピストン３７の上下動により弁体部１５ｃが弁座２１に接離できれば、例えばステム３５は弁体部１５ｃに接合された基台部１５ａのみに連結されていてもよく、他の構成を有していてもよい。

　また、図示されている実施形態では、弁本体１３は、弁室１９が形成される第１の弁本体部分１３ａと、残余の部分である第２の弁本体部分１３ｂとを含んでおり、第１の弁本体部分１３ａが低発塵性のパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）から形成され、第２の弁本体部分１３ｂがＰＦＡよりも安価で屈曲耐久性の高いポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）から形成されている。このように弁体部１５ｃと接離する弁座２１を含む弁室１９がＰＦＡから形成されているので、弁体部１５ｃと弁座２１との当接によるパーティクルの発生を抑制することができる。また。第２の弁本体部分１３ｂがＰＦＡよりも安価なＰＴＦＥから形成されているので、弁本体１３の全体をＰＦＡから形成する場合と比較して、パーティクルの発生を抑制しながら弁本体１３の原材料費を低減させることが可能となる。また、ダイヤフラム１５は、特に隔膜部１５ｂが繰り返しの曲げを伴う部分となることから、基台部１５ａ及び隔膜部１５ｂが高い屈曲耐久性を有するＰＴＦＥから形成される一方、弁体部１５ｃが、弁座２１に当接してパーティクルを発生しやすいことから、発塵性が低いＰＦＡから形成されている。弁本体１３やダイヤフラム１５を形成するＰＴＦＥやＰＦＡとして、化学的に変性させたものや、電離性放射線により架橋したものを使用してもよい。特にＰＴＦＥは化学的に変性させたものであることが好ましい。駆動部１７の駆動部筐体３１、蓋部材３３、ステム３５、ピストン３７は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）など適宜の材料から形成することができる。

　上述したように、図示されている実施形態では、弁本体１３及びダイヤフラム１５がＰＴＦＥとＰＦＡという異なるフッ素系樹脂材料から形成される部分を含んでいる。このような場合、従来は、異なる材料から形成される二つの部分を、特許文献１に記載のように機械的に結合したり、特許文献２に記載のように溶着したり、接着剤を用いて接合したりしていた。しかしながら、機械的結合の場合には、ダイヤフラム１５（特にその弁体部１５ｃ）のように弁座２１に接離して衝撃を受ける部分では、衝撃による変形で例えば基台部１５ａと弁体部１５ｃとの結合面に隙間が生じ、この隙間に弁室１９内の液体が侵入したことによる材料の劣化でパーティクルが発生しやすくなることがある。また、溶着の場合には、例えば基台部１５ａと弁体部１５ｃとの結合境界面のみを赤外線ビームなどにより加熱して溶融させるので、溶融された部分と溶融されなかった部分との温度差に起因して熱ひずみが生じ、結合境界面の強度が低下する問題が生じる。さらに、接着剤を使用する場合、特に基台部１５ａと弁体部１５ｃは弁室１９内に配置されるので、基台部１５ａと弁体部１５ｃとの間の結合境界面から接着剤の成分が溶け出して弁室１９内の液体に混入する恐れがある。

　そこで、本発明では、筒状の収容部５１ａを有した第１の樹脂集合体５１をＰＴＦＥからから作製し、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ内にＰＦＡによって構成される第２の樹脂集合体５３を収容したものをＰＴＦＥ及びＰＦＡの融点以上（すなわち、ＰＴＦＥの融点とＰＦＡの融点のうちの高い方以上の温度）まで加熱して、ＰＴＦＥから形成される第１の樹脂集合体５１とＰＦＡから形成される第２の樹脂集合体５３とを溶融させて一体化させて成形すること（以下、「一体溶融成形」と記載する。）により一体的に接合させた樹脂接合体を作製し、作製した樹脂接合体に切削加工を行うことによって、上述のようにＰＴＦＥから形成される部分とＰＦＡから形成される部分とを含む弁本体１３及びダイヤフラム１５を製造するようにしている。第１の樹脂集合体５１と第２の樹脂集合体５３（すなわち、それを構成するＰＴＦＥ及びＰＦＡ）の融点以上までの加熱は、特に加圧下で行う必要はなく、無圧の状態（加圧を特に行わない状態）で行うことができる。

　なお、本明細書において、「一体溶融成形」とは、二つの物体の全体を溶融し一体化させて一体的に接合することを意味し、固形化された物体の接合面のみを溶融させて接合する「溶着」や一方のみを溶融させる「インサート成形」などを除外した、これらと異なる概念として用いている。さらに、本明細書における「樹脂集合体」とは、粉体状又はペレット状の樹脂材料を所定形状となるようにしたものを意味し、樹脂材料の粉体を例えば冷間圧縮成形又は予備成形したり、圧縮成形や射出成形により樹脂材料を成形したプレートや棒状体に切削加工を行ったりして所定形状にしたものや、金型等に粉体状又はペレット状の樹脂材料を充填したものを含むものとし、固形状になっているか否かを問わないものとする。また、「樹脂集合体」は、一体的に構成されている必要はなく、個別の複数の部品を組み立てて構成されていてもよい。

　以下に、図２及び図３を参照して、第１のフッ素系樹脂材料から形成される第１の樹脂成形体と第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体とを接合した樹脂接合体を製造するための樹脂接合体製造方法の第１の実施形態を詳細に説明する。以下では、第１のフッ素系樹脂材料としてＰＴＦＥを、第２のフッ素系樹脂材料としてＰＦＡを使用したものを例示する。ＰＴＦＥやＰＦＡとして、化学的に変性させたものや、電離性放射線により架橋したものを使用してもよい。特にＰＴＦＥは化学的に変性させたものであることが好ましい。

　最初に、第１のフッ素系樹脂材料であるＰＴＦＥから、筒状の収容部５１ａを有した第１の樹脂集合体５１を作製する。第１の実施形態では、図２に示されているような、上端部に収容部５１ａとして機能する凹部を有したカップ形状の第１の樹脂集合体５１を作製する。第１の樹脂集合体５１は、フリーベーキング法やホットモールディング法などによって金型を用いてＰＴＦＥから圧縮成形された棒状体又はプレートの上端部に切削加工により凹部を設けることにより作製してもよく、同様にフリーベーキング法やホットモールディング法などによって金型を用いてＰＴＦＥから上端部に凹部を有したカップ形状の棒状体又はプレートを圧縮成形することによって作製してもよい。また、第１の樹脂集合体５１は、一体的に構成されている必要はなく、例えば筒状の管状体とこれの下部に隣接して配置される中実棒状体又は板状体（シート状のものを含む。）とを組み合わせて作製してもよい。この場合、管状体と棒状体又は板状体とは螺合や凹凸の嵌合により結合されていてもよい。さらに、管状体と棒状体又は板状体（シート状のものを含む。）とを一体的に構成する場合は、個別に作製された後に溶着により接合されてもよい。溶着は、例えば、レーザ溶着、熱板溶着、熱風溶着、焼成などによって行うことができる。第１の樹脂集合体５１をＰＴＦＥの棒状体から作製する場合には、ＰＴＦＥの棒状体を押出成形により作製してもよい。さらに、第２のフッ素系樹脂材料であるＰＦＡから、図２に示されているような、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ（凹部）内に収容可能な形状及び大きさを有した第２の樹脂集合体５３を作製する。第２の樹脂集合体５３は、外周形状が筒状の収容部５１ａの内周面と相補的形状となっている棒状体であることが好ましい。しかしながら、第２の樹脂集合体は、融点以上まで加熱されて溶融することによって液状化して、収容部５１ａの内周面と相補的形状となるので、収容部５１ａ内に収容可能な形状及び大きさであればよい。また、第２の樹脂集合体の高さは、第２の樹脂集合体が融点以上まで加熱されて液状化したときに収容部５１ａからあふれでなければ、収容部５１ａの深さと概略等しくてもよく、収容部５１ａの深さよりも短くてもよい。第２の樹脂集合体は、例えば、ＰＦＡから、押出成形や金型を用いた射出成形などにより直接作製することができる。

　次に、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ（凹部）内に第２の樹脂集合体５３を収容したものを焼成炉内で加熱して焼成する。第１の樹脂集合体５１は、ＰＴＦＥから形成されているので、融点以上に加熱されて溶融しても、ゲル化してカップ形状を維持することができる。一方、第２の樹脂集合体５３は、ＰＦＡから形成されているので、融点以上に加熱されて溶融すると、液状化する。しかしながら、第２の樹脂集合体５３は、融点以上になって溶融してもゲル化してカップ形状を維持することができる第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ内に収容されているので、融点以上に加熱されて溶融して液状になっても収容部５１ａ内に保持された状態を維持することができる。したがって、ＰＦＡが液状化してもＰＴＦＥに接触した状態を維持するための金型が必要ではなくなり、製造コストを低減することが可能となる。第１の樹脂集合体５１と第２の樹脂集合体５３とは、第１のフッ素系樹脂材料であるＰＴＦＥと第２のフッ素系樹脂材料であるＰＦＡの融点以上（すなわち、ＰＴＦＥの融点とＰＦＡの融点のうちの高い方以上の温度）まで加熱されて溶融することにより一体溶融成形され、互いと一体的に接合される。また、第１の樹脂集合体５１と第２の樹脂集合体５３の加熱は、特に加圧下で行う必要はなく、無圧の状態（加圧を特に行わない状態）で行うことが可能である。無圧の状態で加熱を行って第１の樹脂集合体５１と第２の樹脂集合体５３とを一体溶融成形することにより、他の方法と異なり、ひずみや残留応力の発生を抑制することができる。

　第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ（凹部）内に第２の樹脂集合体５３を収容した状態で、焼結炉内で第１の樹脂集合体５１及び第２の樹脂集合体５３をＰＴＦＥ及びＰＦＡの融点以上まで加熱した後に冷却すると、図３に示されているように、第１の樹脂集合体５１は第１の樹脂成形体５５となると共に第２の樹脂集合体５３は収容部５１ａ（凹部）と概略相補的形状の第２の樹脂成形体５７となって、全体として、第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７とがその接触面全体にわたって一体的に接合された樹脂接合体５９となる。

　このように製造された樹脂接合体５９では、第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７は接触面の全体にわたって一体化されて接合しているので、樹脂接合体５９に外力が作用しても第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７との間に隙間が生じることがない。また、第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７は全体を加熱されて溶融されるので、熱ひずみが発生せず、熱ひずみの発生により第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７との接合面の強度が低下することもない。なお、上述のような方法により作製した樹脂接合体５９からなる棒状のテストピースを用いて引張試験を行ったところ、第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７との接合部よりも先に他の箇所が破断し、接合部が剥離することがないほどの接合強度を樹脂接合体５９が有することが確認された。

　本発明による、第１のフッ素系樹脂材料から形成される第１の樹脂成形体５５と第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体５７とを接合した樹脂接合体５９を製造するための樹脂接合体製造方法では、第１のフッ素系樹脂材料から収容部５１ａを有した第１の樹脂集合体５１を作製して、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ（凹部）内に第２のフッ素系樹脂材料からなる第２の樹脂集合体５３を収容し、第１のフッ素系樹脂材料及び第２のフッ素系樹脂材料の融点以上まで加熱したときにゲル化した第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ内に液状化した第２の樹脂集合体５３の第２のフッ素系樹脂材料を保持できればよい。したがって、ＰＴＦＥから形成される第１の樹脂成形体５５とＰＦＡから形成される第２の樹脂成形体５７とを接合した樹脂接合体５９を製造するための樹脂接合体製造方法は、第１の実施形態に限定されるものではない。

　第１の実施形態において、ＰＦＡから押出成形や射出成形のような成形方法により作製した第２の樹脂集合体５３に代えて、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ（凹部）内に充填したＰＦＡの粉体又はペレットを第２の樹脂集合体５３としてもよい。第１の樹脂集合体５１はカップ形状に形成されていることから、第２の樹脂集合体がＰＦＡの粉体又はペレットによって構成されていても、収容部５１ａ内に保持することができる。また、第２のフッ素系樹脂材料であるＰＦＡの粉体又はペレットは、焼成炉内で融点以上に加熱されると、第１の実施形態による樹脂接合体製造方法における第２の樹脂集合体５３と同様に、ゲル化しても形状を維持できる第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ内で溶融して液状化する。したがって、第２のフッ素系樹脂材料であるＰＦＡは、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａの底面及び周面と隙間なく接して、ゲル化した第１の樹脂集合体５１のＰＴＦＥと一体化する。これを冷却することにより、第１の実施形態の樹脂接合体製造方法と同様に、金型を用いることなく、第１の樹脂集合体５１から形成された第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂集合体５３から形成された第２の樹脂成形体５７とが一体的に接合された樹脂接合体５９を製造することができる。また、このような方法で製造された樹脂接合体５９は、第１の実施形態の樹脂接合体製造方法により製造された樹脂接合体５９と同様の特徴を有することができる。

　また、第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７とを接合した樹脂接合体５９を製造するための樹脂接合体製造方法の第２の実施形態として、第１の実施形態の樹脂接合体製造方法におけるＰＴＦＥの粉体から作製する成形体に代えて、ＰＴＦＥの粉体から冷間圧縮成形により筒状の収容部５１ａ（凹部）を有するカップ形状に形成したものを第１の樹脂集合体５１として使用し、第１の実施形態の樹脂接合体製造方法におけるＰＦＡの粉体から作製する成形体に代えて、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ内に収容可能な形状及び大きさを有するようにＰＦＡの粉体から冷間圧縮成形により形成したものを第２の樹脂集合体５３として使用してもよい。なお、第１の実施形態と同様に、第１の樹脂集合体５１は、一体的に構成されている必要はなく、例えば筒状の管状体とこれの下部に隣接して配置される中実棒状体又は板状体（シート状のものを含む。）とを別個に冷間圧縮成形したものを互いと組み合わせて作製してもよい。また、管状体と棒状体又は板状体（シート状のものを含む。）とを一体的に構成する場合は、個別に作製された後に溶着により接合されてもよい。溶着は、例えば、レーザ溶着、熱板溶着、熱風溶着、焼成などによって行うことができる。

　冷間圧縮成形により上端部に筒状の収容部５１ａ（凹部）を有したカップ形状に形成された第１の樹脂集合体５１も、焼成炉内で融点以上に加熱すると、押出成形や射出成形などの成形方法によりカップ形状に形成された第１の樹脂集合体５１と同様に、溶融してもゲル化してカップ形状を維持することができる。また、冷間圧縮成形により形成された第２の樹脂集合体５３も、焼成炉内で融点以上に加熱すると、押出成形や射出成形などの成形方法により形成された第２の樹脂集合体５３と同様に、溶融して液状化する。したがって、第２のフッ素系樹脂材料であるＰＦＡは、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａの底面及び周面と隙間なく接して、ゲル化した第１の樹脂集合体５１のＰＴＦＥと一体化される。これを冷却することにより、第１の実施形態の樹脂接合体製造方法と同様に、金型を用いることなく、第１の樹脂集合体５１から形成された第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂集合体５３から形成された第２の樹脂成形体５７とが一体溶融成形により一体的に接合された樹脂接合体５９を製造することができる。また、このような方法で製造された樹脂接合体５９は、第１の実施形態による樹脂接合体製造方法により製造された樹脂接合体５９と同様の特徴を有することができる。

　第２の実施形態の樹脂接合体製造方法では、図４に示されているように、収容部５１ａ（凹部）内に第２の樹脂集合体５３を収容した状態の第１の樹脂集合体５１を金型６１内に配置すると共に金型６１において第２の樹脂集合体５３が配置されている側を断熱材６３によって覆った状態で、焼結炉内で金型６１を加熱することが好ましい。融点が低いＰＦＡからなる第２の樹脂集合体５３が配置された側を断熱材６３で覆うことにより、焼成炉の熱が第２の樹脂集合体５３に伝達しにくくして、第１の樹脂集合体５１を形成するＰＴＦＥと第２の樹脂集合体５３を形成するＰＦＡをほぼ同時に溶融させることが可能となる。

　第２の実施形態の樹脂接合体製造方法でも、冷間圧縮成形により作製した第２の樹脂集合体５３に代えて、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ（凹部）内に充填したＰＦＡの粉体又はペレットを第２の樹脂集合体５３とすることができる。第２のフッ素系樹脂材料であるＰＦＡは粉体状のものよりもペレット状のものを採用した方が溶融するまでの時間を遅らせることができる。

　さらに、第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７とを接合した樹脂接合体５９の樹脂接合体製造方法の第３の実施形態として、第１の実施形態の樹脂接合体製造方法におけるＰＴＦＥの粉体から作製した成形体に代えて、ＰＴＦＥの粉体から予備成形により収容部５１ａとして機能する凹部を有したカップ形状に形成したものを第１の樹脂集合体５１として使用し、第１の実施形態の樹脂接合体製造方法におけるＰＦＡの粉体から作製した成形体に代えて、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ内に収容可能な形状及び大きさを有するようにＰＦＡの粉体から予備成形により形成したものを第２の樹脂集合体５３として使用し、ホットモールディングにより樹脂接合体５９の作製を行うこともできる。この場合には、収容部５１ａ内に第２の樹脂集合体５３を収容した第１の樹脂集合体５１を金型６１内に配置して加熱を行う。なお、第１の実施形態と同様に、第１の樹脂集合体５１は、一体的に構成されている必要はなく、例えば筒状の管状体とこれの下部に隣接して配置される中実棒状体又は板状体（シート状のものを含む。）とを別個に予備成形したものを互いと組み合わせて作製してもよい。

　予備成形により上端部に収容部５１ａとして機能する凹部を有したカップ形状に形成された第１の樹脂集合体５１も、融点以上に加熱すると、押出成形や射出成形などの成形方法によりカップ形状に形成された第１の樹脂集合体５１と同様に、溶融してもゲル化して、カップ形状を維持することができる。また、予備成形により形成された第２の樹脂集合体５３も、融点以上に加熱すると、押出成形や射出成形などの成形方法により形成された第２の樹脂集合体５３と同様に、溶融して液状化する。したがって、第２のフッ素系樹脂材料であるＰＦＡは、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａの底面及び周面と隙間なく接して、ゲル化した第１の樹脂集合体５１のＰＴＦＥと一体化される。これを冷却することにより、第１の実施形態の樹脂接合体製造方法と同様に、第１の樹脂集合体５１から形成された第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂集合体５３から形成された第２の樹脂成形体５７とが一体溶融成形により一体的に接合された樹脂接合体５９を製造することができる。このような方法で製造された樹脂接合体５９も、第１の樹脂接合体の製造方法により製造された樹脂接合体５９と同様の特徴を有することができる。

　第３の実施形態の樹脂接合体製造方法では、図５に示されているように、収容部５１ａ（凹部）内に第２の樹脂集合体５３を収容した状態の第１の樹脂集合体５１を金型６１内に配置し、金型６１において第２の樹脂集合体５３が配置されている部分の周囲を第１のバンドヒータ６５により加熱すると共に、その下方部分を第２のバンドヒータ６７により加熱することが好ましい。異なるバンドヒータ６５，６７を用いることによって、相対的に融点が低いＰＦＡからなる第２の樹脂集合体５３が配置された部分を加熱する第１のバンドヒータ６５の加熱温度を、相対的に融点が高いＰＴＦＥからなる第１の樹脂集合体５１のみが配置された部分を加熱する第２のバンドヒータ６７の加熱温度よりも低く設定することができるようになる。これにより、第１の樹脂集合体５１を形成するＰＴＦＥと第２の樹脂集合体５３のＰＦＡをほぼ同時に溶融させることが可能となる。なお、第１のバンドヒータ６５及び第２のバンドヒータ６７は金型を加熱できればよく、これに代えて棒ヒータなど他の加熱機器を用いてもよい。

　第３の実施形態の樹脂接合体製造方法でも、予備成形により作製した第２の樹脂集合体５３に代えて、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ（凹部）内に充填したＰＦＡの粉体又はペレットを第２の樹脂集合体５３としてもよい。ＰＦＡは、粉体状のものよりもペレット状のものの方が溶融するまでの時間を遅らせることができる。

　このように作製した樹脂接合体５９は様々な部品の中間材料として使用することができる。以下では、樹脂接合体５９からダイヤフラム弁１１の部品を製造する方法を例示として説明する。

　図６は、樹脂接合体５９からダイヤフラム１５を作製する方法を示している。図６に破線で示されているように樹脂接合体５９を切削加工することにより、図７に示されているようなダイヤフラム１５を作製することができる。図７に示されているダイヤフラム１５は、図１に示されているダイヤフラム弁１１において使用されているものである。ダイヤフラム１５において、基台部１５ａを中央部に有した隔膜部１５ｂは、樹脂接合体５９において第１のフッ素系樹脂樹材料から形成される第１の樹脂成形体５５から作製されている、すなわち屈曲耐久性の高いＰＴＦＥから形成されている。また、ダイヤフラム１５の弁体部１５ｃは、樹脂接合体５９において第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体５７から作製されている、すなわち発塵性の低いＰＦＡから形成されている。樹脂接合体５９の第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７は一体溶融成形により一体的に接合されているので、ダイヤフラム１５の基台部１５ａと弁体部１５ｃとの境界面（接合面）も一体的に接合されている。したがって、弁閉時に弁体部１５ｃが弁座２１に当接して衝撃を受けて変形しても基台部１５ａと弁体部１５ｃとの境界面に隙間が生じることがなく、弁室１９内の液体が隙間に侵入したことによる強度の低下も防止することができる。また、第１の樹脂集合体５１と第２の樹脂集合体５３とは共に全体的に加熱された後に冷却されているので、熱ひずみの発生が抑制され、熱ひずみによる強度の低下も抑制することができる。

　また、図６において切削する位置を変えることにより、例えば図８に示されているダイヤフラム１５’のように、弁座２１に当接する弁座当接面の近傍のみを樹脂接合体５９の第２の樹脂成形体５７から作製し、弁座２１に対する当接面の近傍のみを発塵性の低いＰＦＡから形成されることも可能である。この場合、連結孔４９は、基台部１５ａのみに設けられることになる。樹脂接合体５９の第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７とは一体溶融成形されており、これらから作製される基台部１５ａと弁体部１５ｃとは一体的に形成されているので、ステム３５の上下動に伴って基台部１５ａを介して弁体部１５ｃが連動し、弁座２１に接離することができる。

　図９は、樹脂接合体５９から弁本体１３を作製する方法を示している。図９に破線で示されているように樹脂接合体５９を切削加工することにより、図１０に示されているような弁本体１３を作製することができる。図１０に示されている弁本体１３は、図１に示されているダイヤフラム弁１１において使用されているものである。弁本体１３では、弁室１９が形成される第１の弁本体部分１３ａが、樹脂接合体５９において第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体５７から作製されている、すなわち発塵性の低いＰＦＡによって形成されている。また、弁本体１３の流入口２３及び流出口２７が形成される第２の弁本体部分１３ｂが、樹脂接合体５９において第１のフッ素系樹脂材料から形成される第１の樹脂成形体５５から作製されている、すなわちＰＦＡと比較して安価なＰＴＦＥによって形成されている。入口流路２５及び出口流路２９は、流入口２３及び流出口２７から弁室１９まで延びるように第１の弁本体部分１３ａと第２の弁本体部分１３ｂとに跨るように設けられている。第１の弁本体部分１３ａに設けられた弁座２１が発塵性の低いＰＦＡによって形成されている。したがって、弁の開閉時に弁体部１５ｃが弁座２１に当接してもパーティクルの発生を抑制でき、発生したパーティクルによる弁室１９内の液体の汚染を低減させることができる。また、第１の弁本体部分１３ａが相対的に高価なＰＦＡから形成される第２の樹脂成形体５７から作製されていると共に、弁本体１３の第２の弁本体部分１３ｂが相対的に安価なＰＴＦＥから形成される第１の樹脂成形体５５から作製される。したがって、弁本体１３の第１の弁本体部分１３ａ及び第２の弁本体部分１３ｂの両方をＰＦＡから作製する場合と比較して、弁体部１５ｃが弁座２１に当接することによるパーティクルの発生を抑制しつつ、弁本体１３の原材料費を低減させることができる。

　また、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ（凹部）内に配置された第２の樹脂集合体５３の上にさらに第３のフッ素系樹脂材料からなる第３の樹脂集合体を配置したものを融点以上に加熱した後に冷却することによって、図１１に示されているように、第１のフッ素系樹脂材料から形成される第１の樹脂成形体と第３のフッ素系樹脂材料から形成される第３の樹脂成形体６９の間に第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体を挟んだ状態で一体溶融成形により一体的に接合された樹脂接合体５９’を作製することもできる。第１のフッ素系樹脂材料及び第３のフッ素系樹脂材料としてＰＴＦＥを、第２のフッ素系樹脂材料としてＰＦＡを採用して、図１１に破線で示されているように切削加工を行えば、図１２に示されているような弁本体１３’を作製することができる。

　弁本体１３’は、第１のフッ素系樹脂材料から形成される第１の樹脂成形体５５から作製される第２の弁本体部分１３ｂと、第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体５７から作製される第１の弁本体部分１３ａとに加えて、第３のフッ素系樹脂材料から形成される第３の樹脂成形体６９から作製される第３の弁本体部分１３ｃを含んでいる。弁座２１が第２の樹脂成形体５７から作製されるように、弁室１９が第１の弁本体部分１３ａ及び第３の弁本体部分１３ｃに跨って作製される。また、弁本体１３の流入口２３及び流出口２７は第１の樹脂成形体５５から作製された第２の弁本体部分１３ｂに設けられ、入口流路２５及び出口流路２９は、流入口２３及び流出口２７から弁室１９まで延びるように樹脂接合体５９の第１の樹脂成形体５５から作製された第２の弁本体部分１３ｂ及び第２の樹脂成形体５７から作製された第１の弁本体部分１３ａに跨るように設けられている。このような弁本体１３’では、弁の開閉時に弁体部１５ｃが接離する弁座２１を含む弁室１９の一部のみが低発塵性だが相対的に高価なＰＦＡから形成されており、弁閉時の弁体部１５ｃが弁座２１に当接したときの衝撃によるパーティクルの発生を抑制できる一方で、図１０に示されているような弁本体１３よりもさらに原材料費を低減させることができる。

　さらに、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａ（凹部）内に収容部５１ａの容積と比較して小さい体積の第２の樹脂集合体５３を配置したものを第１のフッ素系樹脂材料及び第２のフッ素系樹脂材料の融点以上（すなわち、第１のフッ素系樹脂材料の融点と第２のフッ素系樹脂材料の融点のうちの高い方以上の温度）に加熱した後に冷却することによって、図１３に示されているように、収容部５１ａの一部のみが第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体で充填されて一体溶融成形により互いに一体的に接合された樹脂接合体５９”を作製することもできる。第１のフッ素系樹脂材料としてＰＴＦＥを、第２のフッ素系樹脂材料としてＰＦＡを採用して、図１３に破線で示されているように切削加工を行えば、図１４に示されているような弁本体１３”を作製することができる。弁本体１３”では、弁室１９のうち弁座２１を形成する部分のみが第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体５７から作製される第１の弁本体部分１３ａとなり、残余の部分が第１のフッ素系樹脂材料から形成される第１の樹脂成形体５５から作製される第２の弁本体部分１３ｂとなる。弁の開閉時に弁体部１５ｃが接離する弁座２１を形成する弁室１９の一部のみが発塵性が低いが相対的に高価なＰＦＡから形成されており、弁閉時の弁体部１５ｃが弁座２１に当接したときの衝撃によるパーティクルの発生を抑制できる一方で、図１２に示されているような弁本体１３よりもさらに原材料費を低減させることができる。また、弁室１９の空間部分が収容部５１ａにおいて第２の樹脂成形体として使用されていない部分と重なるので、無駄に切削する量を減らすことができ、原材料費を抑制することができる。

　上記では、本発明の樹脂接合体製造方法により作製した樹脂接合体５９，５９’，５９”からダイヤフラム弁１１のダイヤフラム１５，１５’や弁本体１３，１３，１３”を作製する方法について説明している。しかしながら、本発明の樹脂接合体製造方法により作製した樹脂接合体から、定圧弁や流量調整弁など他のタイプの弁の弁体部や弁本体を作製しても、上述のように作製したダイヤフラム弁１１のダイヤフラム１５，１５’や弁本体１３，１３，１３”と同様の効果を奏することができる。

　次に、図１を参照して、ダイヤフラム弁１１の動作を説明する。図１に示されているように、作動流体供給口４７から駆動部１７に作動流体が供給されていない通常時は、駆動部１７のピストン３７がコイルばね３９によって下方に付勢されて押し下げられる。この結果、弁体部１５ｃがステム３５を介して弁座２１に接近する方向に移動して弁座２１に圧接されて、ダイヤフラム弁１１が図１に示されているように閉状態となる。これに伴って、基台部１５ａを介して弁体部１５ｃを支持する隔膜部１５ｂも駆動部１７から離れる方向に変形する。この状態から、駆動部１７の作動流体供給口４７に作動流体を供給すると、シリンダ部の下部空間４３に流入した作動流体の流体圧がピストン本体３７ａに上向きに作用し、ピストン３７がコイルばね３９の付勢力に抗して押し上げられる。このとき、上部空間４１内の空気は通気口４５から外部に放出される。この結果、弁体部１５ｃがステム３５を介して弁座２１から離間する方向に移動させられ、ダイヤフラム弁１１が開状態となる。これに伴って隔膜部１５ｂも駆動部１７へ接近する方向に変形する。作動流体供給口４７への作動流体の供給が停止されると、コイルばね３９により、再びピストン３７が下方に付勢されて押し下げられ、弁体部１５ｃが弁座２１に圧接して、再び閉状態となる。

　上述したように、ダイヤフラム弁１１では、弁体部１５ｃが弁座２１への接離を繰り返し、特に弁体部１５ｃが弁座２１に当接したときに、衝撃でパーティクルを発生しやすい。しかしながら、ダイヤフラム弁１１では、弁座２１に当接する弁体部１５ｃが発塵性の低いＰＦＡから形成されているので、弁体部１５ｃからのパーティクルの発生を抑制することができる。同様に、弁室１９が形成される弁本体１３の第１の弁本体部分１３ａも発塵性の低いＰＦＡから形成されているので、弁座２１からのパーティクルの発生を抑止することができる。また、ダイヤフラム１５の中間材料は、ＰＴＦＥから形成される第１の樹脂成形体５５とＰＦＡから形成される第２の樹脂成形体５７の両方を全体的に加熱して溶融させ、第１の樹脂成形体５５と第２の樹脂成形体５７とが一体溶融成形により互いに一体的に接合された樹脂接合体５９として作製される。したがって、弁体部１５ｃが弁座２１に当接して衝撃を受けて変形しても、弁体部１５ｃと基台部１５ａとの間に隙間が生じることはなく、熱ひずみの発生もないので弁本体１３でもダイヤフラム１５でも加熱による強度の低下を防止することができる。さらに、弁体部１５ｃとの接離を繰り返す第１の弁本体部分１３ａ以外の第２の弁本体部分１３ｂはＰＦＡよりも材料が安価なＰＴＦＥから形成されているので、弁本体１３全体をＰＦＡから製造する場合と比較して、弁本体１３の製造コストの増加も抑制することができる。このような効果は、上述したダイヤフラム弁１１のような開閉弁以外に、基台部及び弁体部と弁体部が接離する弁座を有した弁本体とを備える定圧弁や流量調整弁に本発明による樹脂接合体を適用した場合でも、同様に得ることができる。

　以上、図示される実施形態を参照して、本発明による樹脂接合体製造方法、並びに、この樹脂接合体製造方法により作製した樹脂接合体５９からダイヤフラム弁用のダイヤフラム１５及びこのダイヤフラム１５を用いたダイヤフラム弁１１を製造する製造方法を説明したが、本発明は図示されている実施形態に限定されるものではない。例えば、上記説明では、第１のフッ素系樹脂材料としてＰＴＦＥ、第２のフッ素系樹脂材料としてＰＦＡを例示しているが、第１のフッ素系樹脂材料は融点以上に加熱されたときに溶融してもゲル化して形状を維持することができ、第２のフッ素系樹脂材料は融点以上に加熱されたときに溶融して液体化すれば、第１のフッ素系樹脂材料及び第２のフッ素系樹脂材料はＰＴＦＥやＰＦＡに限定されるものではない。例えば、第２のフッ素系樹脂材料として、ＰＴＦＥに代えて、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマ（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレンプロペンコポリマ（ＦＥＰ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）などを使用してもよい。また、本発明による樹脂接合体製造方法では、収容部５１ａに第２の樹脂集合体５３を収容できるようになっていればよく、筒状に形成した第１の樹脂集合体５１の底部を金型上に載置して、筒状の第１の樹脂集合体５１の内部空間の底部を金型で塞ぐことによって収容部５１ａとして機能する凹部を形成し、こうして形成された凹部内に第２の樹脂集合体５３を収容するようにしてもよい。この場合、金型を桶形状又は皿状にすることが好ましい。

　さらに、樹脂接合体５９から作製する部品も適宜の位置から切り出すことによって、部品のどの範囲を異なるフッ素系樹脂材料から形成するかを変えることができる。例えば、樹脂接合体５９から切り出す位置を変えることによって、図７に示されているダイヤフラム１５や図８に示されているようにダイヤフラム１５’のように、ダイヤフラム１５又は１５’の弁体部１５ｃにおいて弁座２１に当接する弁座当接面全体が発塵性の低いＰＦＡから形成される第２の樹脂成形体５７から作製されるようにするのではなく、図１５に示されているダイヤフラム１５”のように、ダイヤフラム１５”の弁座当接面の一部のみが第２の樹脂成形体５７から作製されるようにすることもできる。

　また、異なるフッ素系樹脂材料から形成することを所望する部位の配置に応じて、第１の樹脂集合体５１の収容部５１ａの数や、各収容部５１ａ内に配置する第２の樹脂集合体５３の体積を変えて、樹脂接合体５９を製造してもよい。例えば、第１の樹脂集合体５１に三つの収容部５１ａを形成すると共に、第１のフッ素樹脂材料としてＰＴＦＥを、第２のフッ素樹脂材料としてＰＦＡを採用して、図１６に示されているように第１のフッ素樹脂系材料からなる第１の樹脂成形体１５５内の離れた位置に第２のフッ素樹脂系材料からなる第２の樹脂成形体１５７Ａ，１５７Ｂ，１５７Ｃが形成された樹脂接合体１５９を製造する。この樹脂接合体１５９に対して図１６に破線で示されているように切削加工を行うことによって、図１７に示されているような弁本体１１３を作製することができる。弁本体１１３では、弁室１９のうちの弁座２１を形成する部分のみと、入口流路２５に接続する流入口２３が形成された入口継手部と、出口流路２９に接続する流出口２７が形成された出口継手部とが、第２のフッ素系樹脂材料から形成される第２の樹脂成形体５７から作製される第１の弁本体部分１３ａとなり、残余の部分が第１のフッ素系樹脂材料から形成される第１の樹脂成形体５５から作製される第２の弁本体部分１３ｂとなる。弁の開閉時に弁体部１５ｃが接離する弁座２１を形成する弁室１９の一部のみと、チューブが接続される継手部を発塵性が低く耐摩耗性が高いが相対的に高価なＰＦＡから形成することによって、弁閉時に弁体部１５ｃが弁座に当接したときの衝撃によるパーティクルの発生を抑制できると共に、チューブの接続時の継手の摩耗を抑制することができる。

　加えて、上述の説明では、本発明により製造した樹脂接合体５９からダイヤフラム弁１１の構成部品を作製することを例示しているが、本発明により製造した樹脂接合体５９から作製する部品は、ダイヤフラム弁の構成部品に限定されるものではなく、他の種類の弁の構成部品や、他の種類の部品とすることも可能である。例えば、図１８に示されているように、第２の樹脂成形体５７の形状を変え、第１のフッ素樹脂材料としてＰＴＦＥを、第２のフッ素樹脂材料としてＰＦＡを採用して樹脂接合体５９を製造することによって、内面側に位置し且つＰＦＡによって形成された第１の部分２０３と、外面側に位置し且つＰＴＦＥによって形成された第２の部分２０５とを有したウエハ搬送ボックス（いわゆるフープ）２０１を作製することができる。ウエハ搬送ボックス２０１では、ウエハと接触する内面側が耐摩耗性が高いＰＦＡから形成されているので、摩耗を抑制することができる。また、図１９に示されているように、第１のフッ素樹脂材料としてＰＴＦＥを、第２のフッ素樹脂材料としてＰＦＡを採用して樹脂接合体５９を製造することによって、内面側に位置し且つＰＦＡによって形成された内層３０３と、外面側に位置し且つＰＴＦＥによって形成された外層３０５とを有したタンク３０１を作製することができる。その他にも、本発明により製造した樹脂接合体５９から、ポンプ、ノズル、圧力センサ等を作製することが可能である。

　１１　　ダイヤフラム弁
　１３　　弁本体
　１３’　　弁本体
　１３”　　弁本体
　１３ａ　　第１の弁本体部分
　１３ｂ　　第２の弁本体部分
　１３ｃ　　第３の弁本体部分
　１５　　ダイヤフラム
　１５’　　ダイヤフラム
　１５”　　ダイヤフラム
　１５ａ　　基台部
　１５ｂ　　隔膜部
　１５ｃ　　弁体部
　１９　　弁室
　２１　　弁座
　２５　　入口流路
　２９　　出口流路
　５１　　第１の樹脂集合体
　５１ａ　　収容部
　５３　　第２の樹脂集合体
　５５　　第１の樹脂成形体
　５７　　第２の樹脂成形体
　５９　　樹脂接合体
　５９’　　樹脂接合体
　５９”　　樹脂接合体
　１１３　　弁本体
　１５５　　第１の樹脂成形体
　１５７Ａ　　第２の樹脂成形体
　１５７Ｂ　　第２の樹脂成形体
　１５７Ｃ　　第２の樹脂成形体
　１５９　　樹脂接合体
　２０１　　ウエハ搬送ボックス
　２０３　　第１の部分
　２０５　　第２の部分
　３０１　　タンク
　３０３　　内層
　３０５　　外層

Claims

　異なるフッ素系樹脂材料から形成される二つの樹脂成形体を接合した樹脂接合体を製造する樹脂接合体製造方法であって、
　融点以上になってもゲル化して形状を維持することができる第１のフッ素系樹脂材料から、筒状の収容部を有した第１の樹脂集合体を形成するステップと、
　融点以上になると溶融して液状になる第２のフッ素系樹脂材料からなる第２の樹脂集合体を前記収容部内に収容するステップと、
　前記収容部内に前記第２の樹脂集合体を収容した第１の樹脂集合体を前記第１のフッ素系樹脂材料及び前記第２のフッ素系樹脂材料の融点以上に加熱した後に冷却して、前記第１の樹脂集合体を第１の樹脂成形体に、前記第２の樹脂集合体を第２の樹脂成形体に変化させると共に、前記第１の樹脂成形体と前記第２の樹脂成形体とを接合させるステップと、
　を含むことを特徴とする樹脂接合体製造方法。
　前記第１の樹脂集合体は、端部に凹部を有したカップ形状に形成される、請求項１に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第１の樹脂集合体は筒形状の管状体を含み、該管状体の内部が前記収容部となる、請求項１に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第１の樹脂集合体は、筒形状の管状体と該管状体の下部に隣接して配置される中実棒状体又は板状体とから構成される、請求項３に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第１の樹脂集合体は、前記第１のフッ素系樹脂材料を成形した丸棒又はプレート若しくはこれを切削加工したものである、請求項１に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第１の樹脂集合体は、前記第１のフッ素系樹脂材料を冷間圧縮成形又は予備成形したものである、請求項１に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第２の樹脂集合体は、前記収容部内に収容可能な形状及び大きさを有するように第２のフッ素系樹脂材料を成形したものである、請求項５に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第２の樹脂集合体は、前記収容部内に収容可能な形状及び大きさを有するように第２のフッ素系樹脂材料を成形したものである、請求項６に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第２の樹脂集合体は、前記収容部内に収容可能な形状及び大きさを有するように前記第２のフッ素系樹脂材料を冷間圧縮成形又は予備成形したものである、請求項７に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第２の樹脂集合体は、前記収容部内に収容可能な形状及び大きさを有するように前記第２のフッ素系樹脂材料を冷間圧縮成形又は予備成形したものである、請求項８に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第２の樹脂集合体は、前記第２のフッ素系樹脂材料の粉体又はペレットからなる、請求項５に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第２の樹脂集合体は、前記第２のフッ素系樹脂材料の粉体又はペレットからなる、請求項６に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記樹脂接合体から、隔膜部と、弁座に接離するように前記隔膜部の中央に支持された弁体部とを有したダイヤフラム弁用のダイヤフラムを製造するダイヤフラム製造ステップをさらに含み、
前記ダイヤフラム製造ステップが、
　前記樹脂接合体の前記第２の樹脂成形体によって構成される部分を切削加工して、少なくとも前記弁座に当接する前記弁体部の部分を形成するステップと、
　前記樹脂接合体の前記第１の樹脂成形体によって構成される部分を切削加工して、前記隔膜部及び前記弁体部の残余の部分を形成するステップと、
　を含む、請求項１に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記樹脂接合体から、第１の流路と第２の流路と前記第１の流路及び前記第２の流路が連通する弁室とが形成された弁本体と、隔膜部と該隔膜部の中央部に支持された弁体部とを有したダイヤフラムとを備えるダイヤフラム弁を製造するダイヤフラム弁製造ステップをさらに含み、
　該ダイヤフラム弁製造ステップが、少なくとも前記樹脂接合体の前記第２の樹脂成形体に前記弁座が形成されるように、前記樹脂接合体を切削加工して前記第１の流路と前記第２の流路と前記弁室を前記樹脂接合体から形成するステップを含む、請求項１に記載の樹脂接合体製造方法。
　前記第１のフッ素系樹脂材料がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であり、前記第２のフッ素系樹脂材料がパーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）である、請求項１から請求項１４の何れか一項に記載の樹脂接合体製造方法。