JP2000015700A - フッ素樹脂製管の製造方法 - Google Patents

フッ素樹脂製管の製造方法

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JP2000015700A
JP2000015700A JP10186641A JP18664198A JP2000015700A JP 2000015700 A JP2000015700 A JP 2000015700A JP 10186641 A JP10186641 A JP 10186641A JP 18664198 A JP18664198 A JP 18664198A JP 2000015700 A JP2000015700 A JP 2000015700A
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JP
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fluororesin
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raw
flange
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JP10186641A
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Masahiro Takazawa
政博 高澤
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Nippon Valqua Industries Ltd
Nihon Valqua Kogyo KK
Original Assignee
Nippon Valqua Industries Ltd
Nihon Valqua Kogyo KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高精度で生産性に富む、フランジ部を有するフ
ッ素樹脂製管体の製造方法を提供する。 【解決手段】外型1の内周側に形成されたフランジ部材
装着用切欠部2に、熱溶融性フッ素樹脂からなるフラン
ジ部材3をほぼ密着状態で装着する工程と、前記外型1
と、この外型1の内周側に装着した中子型4との隙間に
熱溶融性フッ素樹脂からなる素管5をほぼ密着状態で装
着する工程と、前記フランジ部材3と素管5の開口端部
とを嵌合若しくは突き合わせた状態にする工程と、前記
フランジ部材3と素管5の開口端部近傍を加熱溶融した
後冷却する工程とを有する。この冷却工程では、熱溶融
性フッ素樹脂の収縮に追随して、前記樹脂を押圧部材6
により押圧しながら、前記フランジ部材3と素管5の開
口端部とを一体に融着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はフッ素樹脂製管の製
造方法に関し、更に詳細には熱溶融性のフッ素樹脂製管
にフランジ部を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】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(FEP)、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との共
重合体(PFA)、またはポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)などの熱溶融性のフッ素樹脂は他の合成樹
脂に比較して耐熱性、耐薬品性、非粘着性など緒特性に
優れているため、各種配管用素材として多用されるよう
になってきた。
【0003】しかしながら、このような熱溶融性のフッ
素樹脂はその融点が高くしかも溶融粘度が高いのでその
成型加工が技術的に困難であるという問題点を有してい
る。
【0004】例えば、フランジ付きの熱溶融性のフッ素
樹脂管を成型するには、トランスファ成型法が知られて
いるが、この方法では長尺寸法のフランジ付きのフッ素
樹脂製管体を成型するのは困難であった。
【0005】そこで、押し出し成型法によって予め長尺
寸法の素管を形成し、この素管の開口部端を加熱しT型
治具にて外径側に拡開してフランジ部を形成する方法が
ある。
【0006】ところが、この方法では素管を加熱してフ
ランジ部を形成するものであるため高熱流体を輸送する
用途に用いた場合にはその熱によってフランジ部分が元
の形状に戻る傾向があった。さらに、一定厚さの素管の
端部を拡開しているため、フランジ部分の厚みが薄くな
り易くシール特性に悪影響を与えることがある他、拡開
時の残留応力によってクラックが入る虞れもあった。
【0007】本願出願人は前記した問題を解決するた
め、特許第1813516号に示す方法を発明した。こ
れは図6に示すように、フランジ部20と素管21とを
別体で用意し、分割可能な金型内で熱膨張圧で両者を融
着するようにしたものである。すなわち、図7に示すよ
うに、フランジ部20が内装されるようにした外型の内
側に素管21を装着し、この素管21の内側に中子型2
2を設けて構成されている。そして、外型と中子型22
とはボルト23で締着できるようになっている。このよ
うに、フランジ部20と素管21とを定位置に保持させ
た状態で加熱することで両者が一体に成型される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法では
樹脂が冷却固化する際に発生する収縮によって、製品表
面にヒケや気泡が生じる場合があるので、寸法精度や強
度が低下するという問題がある。
【0009】なお、製品を予め大きめに成型しておき切
削加工によって寸法精度を得るという方法もあるが、生
産性に欠けコスト高になるという問題がある。
【0010】本発明はかかる従来の問題点を解決するた
めになされたもので、高精度で生産性にも富む、フラン
ジ部を有するフッ素樹脂製管の製造方法を提供すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明はフッ素樹脂製管
の製造方法であり、前述した技術的課題を解決するため
に以下のようにした。
【0012】すなわち、外型1の内周側に形成されたフ
ランジ部材装着用切欠部2に、熱溶融性フッ素樹脂から
なるフランジ部材3をほぼ密着状態で装着する工程と、
前記外型1と、この外型1の内周側に装着した中子型4
との隙間に熱溶融性フッ素樹脂からなる素管5をほぼ密
着状態で装着する工程と、前記フランジ部材3と素管5
の開口端部とを嵌合若しくは突き合わせた状態にする工
程と、前記フランジ部材3と素管5の開口端部近傍を加
熱溶融した後冷却する工程を含むフッ素樹脂製管の製造
方法において、前記冷却工程では、熱溶融性フッ素樹脂
の収縮に追随して、前記樹脂を押圧部材6により押圧し
ながら、前記フランジ部材3と素管5の開口端部とを一
体に融着するものである。 (押圧部材)溶融したフッ素樹脂を押圧する前記押圧部
材6の構造としては、スクリューやボルトを締め込むよ
うにしたものが使用できる他、液圧シリンダによるもの
も使用できる。
【0013】押圧力は、フッ素樹脂を1kgf/cm2以上、
好ましくは10kgf/cm2から100kgf/cm2で押圧する。 (熱溶融性フッ素樹脂)例えば、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(FE
P)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキル
ビニルエーテルとの共重合体(PFA)、フッ化ビニリ
デン樹脂(PVdF)、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パーフルオロアルキルビニルエ
ーテルとの共重合体(EPE)、ポリクロロトリフルオ
ロエチレン(PCTFE)、エチレンとテトラフルオロ
エチレンとの共重合体(ETFE)、またはポリテトラ
フルオロエチレン(PTFE)などを用いることができ
る。 (フランジ部材)予め別に形成しておいたものを使用す
ることができる他、フランジ部材装着用切欠部に原料ペ
レットを充填しておき、これを加熱することで完成品の
形状に成型することもできる。予め成形しておいたフラ
ンジ部3は、熱溶融時の膨張を考慮した隙間をもたせ
て、フランジ部材装着用切欠部2にほぼ密着状態で装着
する。 (素管)直管状のもので、熱溶融性のフッ素樹脂からな
り、原則としてフランジ部材3と同一の合成樹脂のもの
を使用する。 これは、外型1の内周側に装着した中子
型4との隙間に、熱溶融時の膨張を考慮してほぼ密着状
態で装着する。 (冷却速度)冷却速度は、金型を1C゜/分以上、好ま
しくは10C゜/分から20C゜/分の速度で冷却すれ
ば、生産性を損なうことなく、ヒケや気泡をさらに低減
させることができる。
【0014】なお本発明では、フッ素樹脂管を別個に製
造して素管に溶着するのではなく、前記原料ペレットを
加熱して溶融させた状態で、原料ペレットを素管側に押
圧して、原料ペレットをフランジ部材として形成し、フ
ランジ部材と素管とを一体に融着することも可能であ
る。
【0015】本発明によれば、熱溶融性フッ素樹脂の収
縮に追随して、前記樹脂を押圧部材6により押圧するこ
とで、ヒケや気泡に伴う変形や接合強度が低下するピン
ホールを防止でき、寸法精度の高い製品を得ることがで
きる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明のフランジ部を有す
るフッ素樹脂製管の製造方法を図1から図5に示される
実施形態について更に詳細に説明する。
【0017】この発明の実施の形態ではフランジ部材3
と素管5との素材として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との共重合体(PF
A)を使用した。
【0018】図1は第1実施形態を示し、素管5の一端
に有穴円盤状に形成したフランジ部材3を設けるための
装置を示しており、外型1は径縮部1aと径大のフラン
ジ部材装着用切欠部2とを有する段つきの管状に形成さ
れている。そして、径縮部1aの内側には素管5が内嵌
し、フランジ部材装着用切欠部2にはフランジ部材3が
夫々内嵌するようになっている。そして、素管5の内側
には円柱状の中子型4が内嵌される。
【0019】フランジ部材装着用切欠部2には押圧部材
6がスライド可能に内嵌される。この押圧部材6は円盤
状に形成した本体部分に円柱状の押圧部6aを設けて構
成されており、押圧部6aは外部に露出させてある。こ
の押圧部6aは図示しない押圧手段、例えば、油圧機器
により押圧される。
【0020】前記した各部品は図1のように組み立てる
が、その組み立て手順は問わない。前記した構成におい
て、フランジ部材3を素管5に溶着する場合、まず各金
型を350度に加熱し、熱溶融性フッ素樹脂が溶融した
段階で、押圧部材6を矢示F方向に前進させ、10kg
/センチ平方の押圧力で加圧する。加圧させた状態で金
型を空冷または水冷で冷却する。
【0021】このとき熱溶融性フッ素樹脂は収縮しよう
とするが、押圧部材6で加圧されているため、ヒケなど
が生じる余地はなく、型通りの形状に成型される。な
お、冷却速度は10度ないし20度/分が適当である。
冷却後は金型を分解して製品を取り出す。
【0022】図2は第2実施形態を示している。
【0023】これはフランジ部材3の内径を素管5の内
径より大きくしたものであり、フランジ部材3の形状は
図2のように直管部分3aの一端にフランジ3bが形成
され、さらに直管部分3aの他端に肉厚部3cを形成し
た形状となっている。肉厚部3cの内径は素管5の外径
と同一寸法に形成されている。
【0024】一方、素管5の内部に装着される中子型4
は素管5の内径と同一の外径を有する径縮部4aと、直
管部分3aの内径と同一寸法の外径を有する本体部から
なっている。
【0025】そして、外型1の一端にはネジ1bが切っ
てあり、このネジ1bに螺合するよう形成した押圧部材
6が内嵌するようになっている。
【0026】この例では押圧部材6を外型1の内部に螺
入させることで、押圧部材6を矢示F方向に進行させる
ことができ、フランジ部材3に圧力を与えることができ
るようになっている。この実施形態ではフランジ部材側
に径が大きい、2段の内径を有する製品が得られる。成
型工程については前記第1実施形態と同様のため省略す
る。
【0027】図3は第3実施形態を示している。
【0028】これは、押圧部材6の形状が第2実施形態
と異なっているものであり、外型1を有蓋(1c)とす
るとともに、この蓋部1cに中子型4の頭部を当接させ
る構造となっている。
【0029】この中子型4にボルトネジ4bを形成し、
蓋部1cに設けられたボルト穴1dを介してボルト8を
螺入するようになっている。ボルト8にはワッシャ9が
設けられ押圧部材6に設けられた押圧部6aを押すこと
ができるようになっている。
【0030】その他の構成は第2実施形態と同様のため
省略する。
【0031】図4は第4実施形態を示している。
【0032】これはフランジ部材3に代えて原料ペレッ
ト7を使用し、フランジ部材の成型と素管との溶着を同
時に行うようにしたものである。なお、ペレットとは粉
末や切粉を含む概念である。
【0033】外型1の内周側に装着した中子型4との隙
間に熱溶融性フッ素樹脂からなる素管5をほぼ密着状態
で装着した後、外型の内周側に形成されたフランジ部材
装着用切欠部に、フランジ部を形成するための原料ペレ
ットを充填する。
【0034】各金型を350度に加熱し、熱溶融性フッ
素樹脂が溶融した段階で、押圧部材6を矢示F方向に前
進させ、10kg/センチ平方の押圧力で加圧する。こ
のとき原料ペレット7の体積(空間含む)が2/3程度
になるように圧縮する。
【0035】溶着が完了した時点で空冷または水冷で冷
却するが、金型温度が280度程度に低下したした時点
で押圧力を解除し、金型を分解する。なお、冷却速度は
10度ないし20度/分が適当であり、これ以上の速度
で冷却した場合は熱溶融性フッ素樹脂内の気泡が脱気し
難く、製品に気泡が内在する可能性がある。
【0036】このようにフランジ部材に代えて原料ペレ
ットを使用したものでは、フランジ部材の成型と素管と
の溶着を同時に行うことができる。
【0037】また図5に示すように、両端部にフランジ
部30を有する管を製造する場合には、外型1は少なく
とも二分割できるような割金型にすることが望ましい。
【発明の効果】本発明によれば、フランジ部材と素管の
開口端部とを嵌合若しくは突き合わせた状態とし、前記
フランジ部材と素管の開口端部近傍を加熱溶融した後冷
却する冷却工程において、熱溶融性フッ素樹脂の収縮に
追随して、前記樹脂を押圧部材により押圧しながら前記
フランジ部材と素管の開口端部とを一体に融着するよう
にしたので、熱溶融性フッ素樹脂の収縮に伴うヒケなど
が生ずることはなく、寸法精度の高い製品を得ることが
できた。
【0038】また、フランジ部材に代えて原料ペレット
を使用したものでは、フランジ部材の成型と素管との溶
着を同時に行うことができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態であるフランジ部を有す
るフッ素樹脂製管の製造方法を金型の断面で示す断面図
である。
【図2】本発明の第2実施形態であるフランジ部を有す
るフッ素樹脂製管の製造方法を金型の断面で示す断面図
である。
【図3】本発明の第3実施形態であるフランジ部を有す
るフッ素樹脂製管の製造方法を金型の断面で示す断面図
である。
【図4】本発明の第4実施形態であるフランジ部を有す
るフッ素樹脂製管の製造方法を金型の断面で示す断面図
である。
【図5】両端にフランジ部を有するフッ素樹脂管を示す
断面図である。
【図6】従来のフランジ部を有するフッ素樹脂製管の製
造方法を示す断面図である。
【図7】従来のフランジ部を有するフッ素樹脂製管の製
造方法を示す金型周辺の断面図である。
【符号の説明】
1 外型 2 フランジ部材装着用切欠部 3 フランジ部材 4 中子型 5 素管 6 押圧部材 7 原料ペレット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F204 AA16 AC01 AD12 AG08 AG24 EF01 FA01 FB01 FB12 FF01 FF05 FN02 FN03 FN11 FN15 FQ01 FQ15 FW15 4F211 AA16 AD08 AD12 AG08 AG24 TA01 TC07 TC11 TD07 TD11 TN02 TN81 TN87 TQ01 TQ10 TQ11 TQ13

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外型の内周側に形成されたフランジ部材装
    着用切欠部に、熱溶融性フッ素樹脂からなるフランジ部
    材をほぼ密着状態で装着する工程と、前記外型と、この
    外型の内周側に装着した中子型との隙間に熱溶融性フッ
    素樹脂からなる素管をほぼ密着状態で装着する工程と、
    前記フランジ部材と素管の開口端部とを嵌合若しくは突
    き合わせた状態にする工程と、前記フランジ部材と素管
    の開口端部近傍を加熱溶融した後冷却する工程と、を含
    むフランジ部を有するフッ素樹脂製管の製造方法におい
    て、 前記冷却工程では熱溶融性フッ素樹脂の収縮に追随し
    て、前記樹脂を押圧部材により押圧しながら、前記フラ
    ンジ部材と素管の開口端部とを一体に融着することを特
    徴とするフッ素樹脂製管の製造方法。
  2. 【請求項2】外型の内周側に形成されたフランジ部材装
    着用切欠部に、フランジ部を形成するための原料ペレッ
    トを充填する工程と、前記外型と、この外型の内周側に
    装着した中子型との隙間に熱溶融性フッ素樹脂からなる
    素管をほぼ密着状態で装着する工程と、 前記原料ペレ
    ットを加熱して溶融させた状態で、原料ペレットを素管
    側に押圧して、原料ペレットをフランジ部材として形成
    するとともに、フランジ部材と素管とを一体に融着する
    工程と、を含むことを特徴とするフッ素樹脂製管の製造
    方法。
  3. 【請求項3】フランジ部材と素管とを溶着した後、10
    ゜C/分以上の速度で冷却する請求項1および2のいず
    れかに記載のフッ素樹脂製管の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011018581A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Suzuki Motor Corp 燃料電池システム用消音器及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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