JP2005014515A - 四フッ化エチレン樹脂積層シートの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】PTFE樹脂微粒子を溶剤とともに混合してなる原料ペースト10を油圧装置11によって加圧して紐状の原料バー14を押出し成形する。この原料バー14をカレンダーロール23によってシート状に圧着成形し、溶剤抽出および乾燥後に巻取機27によって巻き取り、さらに、必要に応じてスリッター28によって切断し、目的の幅を有するPTFE樹脂未焼成テープ29を得る。この未焼成テープ29を金網30と貼り合わせてカレンダーロール31でプレス成形する。続いて焼成機32に導入して焼成し、PTFE樹脂積層シート33を得る。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐薬品性、耐熱性、耐候性、耐屈曲性、耐引裂性、防汚性および均一性に優れた四フッ化エチレン樹脂シートに係り、特に、耐腐食パッキング部材、食品・薬品等の非接着性搬送ベルト部材、機械工作物、構造材料部材等に好適な均一性に優れた四フッ化エチレン樹脂シートに関する。
【0002】
【従来の技術】
フッ素系樹脂、とりわけ四フッ化エチレン樹脂(以下、PTFE樹脂と略記する)は、耐薬品性、耐熱性、耐候性、電気的特性、防汚性、非接着性等に優れるため、種々の工業分野に使用されている。
【0003】
しかしながら、その反面、PTFE樹脂は、ポリエチレンやポリプロピレンのような溶融樹脂と異なり、溶融状態でも粘度が高く押出成形や射出成形が難しいため、一般のフィルム成膜で用いられる溶融押出法、溶液流延法(キャスティング)等の方法が適用できず、加工が非常に困難な材料である。さらに、PTFE樹脂は、耐薬品性、耐熱性、耐候性、電気的特性、防汚性、非接着性等には優れているものの、耐屈曲性、耐引裂性、引張強度等の物理特性が劣り、構造材としては使用が困難であった。
【0004】
ところで、従来のPTFE樹脂フィルムの製造方法は、PTFE粉末を円筒状に成形して焼成し、これをいわゆる桂剥きに切削してフィルム化するスカイビング製法が、一般的に行われている。さらに、基板上に有機溶剤可溶性のフッ素樹脂薄膜を形成し、この表面にPTFE樹脂水性ディスパージョンを塗布乾燥して焼成後、有機溶剤中に浸漬してPTFE樹脂フィルムを分離する製造方法も提案されている(特許文献1参照。)。
【0005】
また、物理特性を向上させるために、ガラスクロスやアラミド織布にPTFE樹脂エマルジョンをディッピング法、塗布法などでコーテイングして370℃程度の温度で焼成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樹脂が接着性に乏しく、たとえばPTFE樹脂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。
【0006】
【特許文献1】
特開平9−278927号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したようなフィルムやシートの製造方法においては、物理的強度は考慮されていないため、依然として構造材としての強度に劣り使用できないものであり、また、ガラスクロスなどのクロス基材はPTFE樹脂エマルジョンをコーティングする方法では溶媒によって繰り返し湿潤・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り、十分な強度は得られていない。
【0008】
したがって、本発明は、含浸・焼成工程を繰り返さずに一度の圧着および焼成によって耐屈曲性、耐引裂性等の構造材料として適した特性を有し、さらに所望の厚さを有するPTFE樹脂積層シートの製造方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明のPTFE樹脂積層シートの製造方法は、PTFE樹脂微粒子を押出成形し、これをプレスしてPTFE樹脂未焼成テープに成形し、このPTFE樹脂未焼成テープと金網を貼り合わせてプレスし、続いて焼成することを特徴としている。
【0010】
本発明のPTFE樹脂積層シートの製造方法によれば、PTFE樹脂微粒子を押出成形し、これを目的の厚さのPTFE樹脂未焼成テープにプレス成形した後に金網を貼り合わせて圧着・焼成するので、ガラスクロスをPTFE樹脂エマルジョンに複数回含浸・焼成する従来の方法のように同じ工程を繰り返す必要がなく、所望の厚さを有するPTFE樹脂積層シートを一度の工程で製造することができて好適である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は本発明のPTFE樹脂未焼成テープの原料となるPTFE樹脂原料バーを製造する押出機である。原料のPTFE樹脂微粒子は、溶剤とともにペースト状に混合され、押出機に充填される。PTFE樹脂原料ペースト10は油圧装置11によって加圧され、押出口12に設けられたヒーター13によって加熱され、PTFE樹脂原料バー14として押出される。この原料バー14は巻取機15によって巻き取られ、図2に示す次の工程に送られる。
【0012】
図2は本発明のPTFE樹脂未焼成テープの製造装置である。押出機によって製造されたPTFE樹脂原料バー14は温水層21に浸漬させられ、そこからガイド22によってカレンダーロール23に導入され、カレンダーロール23によってシート状に圧延・加圧プレス成形される。ここで、カレンダーロール23の線圧およびロールギャップを調節することによって、プレス成形されるPTFE樹脂シートの厚みを任意に調整することができる。また、必要に応じてカレンダーロール23を複数段設け、プレス成形を段階的に行ってもよい。プレス成形された原料は、複数のガイドローラ24を経由して抽出槽25に導入され、PTFE樹脂中に含有される溶剤が除去される。続いて乾燥機26に送られた後、巻取機27によって巻き取られる。さらに、必要に応じてスリッター28によって切断され、目的の幅を有するPTFE樹脂未焼成テープ29が得られる。
【0013】
なお、PTFE樹脂未焼成テープの製造方法は、上記の図1および図2による方法に限定されるものではなく、厚さ20μm〜2mm、幅1〜100cm程度のテープ(シート)状に製造されるものであれば、例えばPTFE樹脂微粒子や押出機を適宜選択することにより溶媒を用いないなど、その製造方法は適宜選択することができる。
【0014】
図3は、本発明の請求項1に係るPTFE樹脂積層シートの製造装置である。上述のPTFE樹脂未焼成テープ29は、金網30と貼り合わせられた状態でカレンダーロール31に送られ、プレスすることによって仮成形される。続いて焼成機32に導入されて焼成され、片面に金網の積層されたPTFE樹脂積層シート33が得られる。
【0015】
本発明のPTFE樹脂積層シートの製造方法においては、図4に示すように、金網の両面にPTFE樹脂未焼成テープを貼り合わせてプレス成形し、続いて焼成することもできる。このような態様によれば、PTFE樹脂中に金網が埋設されたPTFE樹脂積層シートを製造することができる。また、PTFE樹脂中に積層する金網としては、ステンレス、鉄、銅、真鍮等からなるものが挙げられる。また、特に金網に限るものではなく、ガラスクロス、アラミドクロス、金属繊維の織物や不織布、パンチングメタル、エキスパンドメタル等の多孔性もしくはメッシュ状のシートであれば金属、セラミックス、有機高分子等の材質に限定されることなくあらゆるものを適用することが可能である。
【0016】
本発明のPTFE樹脂積層シートの製造方法においては、金網に貼り合わせられるPTFE樹脂未焼成テープが複数枚のテープを重ねたものであると好ましい。このようなPTFE樹脂積層シートの製造装置の一例を図5に示した。このような製造装置によれば、金網と、その両面にそれぞれ複数枚ずつPTFE樹脂未焼成テープを供給することができる。続いてこれらをカレンダーロールでプレス成形して金網の両面にそれぞれ複数層のPTFE樹脂未焼成テープを貼り合わせて焼成し、PTFE樹脂積層シートを得ることができる。
【0017】
一般にPTFE樹脂未焼成テープには微細な孔が多数形成されているが、上記のように複数枚貼り合わせてプレス成形することで、このような微孔が複数のPTFE樹脂シート相互によって塞がれて気密性がより向上する。また、複数枚のPTFE樹脂未焼成テープを用いることで、所望の厚さを有する積層PTFE樹脂シートを一度の工程で得ることができる。
【0018】
本発明のPTFE樹脂積層シートの製造方法においては、種々のPTFE樹脂微粒子を用いることが可能であるが、特に乳化重合法によって製造されたPTFE樹脂微粒子であると好ましい。このPTFE樹脂微粒子は可塑性に優れており、混合・押出成形後のプレス成形によって粒子相互が容易に接着され、欠点(例えば穴)の少ない密なPTFE樹脂シートを製造することができる。
【0019】
以上のように、本発明のPTFE樹脂積層シートの製造方法によれば、PTFE樹脂微粒子を溶剤と混合して押出成形し、これを目的の厚さのPTFE未焼成テープにプレス成形した後に金網を貼り合わせて圧着・焼成するので、ガラスクロスをPTFE樹脂エマルジョンに複数回含浸・焼成する従来の方法のように同じ工程を繰り返す必要がなく、所望の厚さを有するPTFE樹脂積層シートを一度の工程で製造することができて好適である。
【0020】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。まず、本発明のPTFE樹脂積層シートの製造に用いるPTFE樹脂未焼成テープを下記のとおり作製した。
【0021】
ペースト押出用成形粉(PTFE樹脂微粒子)に溶剤(商品名:アイソパーG、エクソンモービル社製)を押出助剤として25%添加して10rpm/10minの条件にて混合し、均一に湿潤させた。続いてこの混合物を1MPaで圧縮して予備成形し、ヒーター温度50から60℃、5mm/minの速度でラム押出機によって丸紐状に押し出した。押出物をカレンダーロールに数回通して、厚さ0.6mm(0.2mm)テープに圧延した。このテープに含まれている押出助剤を抽出槽で除去、乾燥し、所定の寸法に切断した。
【0022】
[実施例1]
上記の方法で、厚さ0.6mmのPTFE樹脂未焼成テープを作製し、図4に示すように金網(線径0.3mmφ、36メッシュ)の上下の面をこのPTFE樹脂未焼成テープで挟み、カレンダーロールに通し、線圧140kg/cm、ロールギャップ400μm、温度30℃の条件でプレスした。続いて380℃で10分間焼成して金網の埋め込まれた厚さ500μmの本発明のPTFE樹脂積層シートを得た。
【0023】
[実施例2]
上記の方法で、厚さ0.2μmのPTFE樹脂未焼成テープを作製し、図5に示すように金網(線径0.1mmφ、100メッシュ)の上側と下側にそれぞれ3枚ずつのPTFE樹脂未焼成テープを貼り合わせてカレンダーロールに通し、線圧140kg/cm、ロールギャップ400μm、温度30℃の条件でプレスした。続いて380℃で10分間焼成して金網の埋め込まれた厚さ500μmの本発明のPTFE樹脂積層シートを得た。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のPTFE樹脂積層シートの製造方法によれば、芯材をPTFE樹脂エマルジョンに含浸させる工程や焼成工程を繰り返すことなく一度の圧着および焼成によって所望の厚さを有し、かつ耐屈曲性、耐引裂性等の構造部材として良好な物理特性を有するPTFE樹脂積層シートを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のPTFE樹脂未焼成テープの原料バー押出機の縦断面図である。
【図2】本発明のPTFE樹脂未焼成テープの製造装置を示す斜視図である。
【図3】本発明のPTFE樹脂積層シートの製造装置を示す斜視図である。
【図4】本発明のPTFE樹脂積層シートの製造装置を示す斜視図である。
【図5】本発明のPTFE樹脂積層シートの製造装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 PTFE樹脂原料ペースト
11 油圧装置
12 押出口
13 ヒーター
14 PTFE樹脂原料バー
15 原料バー巻取機
21 温水槽
22 ガイド
23 カレンダーロール
24 ガイドローラ
25 抽出槽
26 乾燥機
27 巻取機
28 スリッター
29 PTFE樹脂未焼成テープ
30 金網
31 カレンダーロール
32 焼成機
33 PTFE樹脂積層シート
Claims (4)
- 四フッ化エチレン樹脂微粒子を押出成形し、これをプレスして四フッ化エチレン樹脂未焼成テープに成形し、この四フッ化エチレン樹脂未焼成テープと金網を貼り合わせてプレスし、続いて焼成することを特徴とする四フッ化エチレン樹脂積層シートの製造方法。
- 前記金網の両面に前記四フッ化エチレン樹脂未焼成テープを貼り合わせてプレスし、続いて焼成することを特徴とする請求項1に記載の四フッ化エチレン樹脂積層シートの製造方法。
- 前記金網に、複数枚の四フッ化エチレン樹脂未焼成テープを貼り合わせることを特徴とする請求項1または2に記載の四フッ化エチレン樹脂積層シートの製造方法。
- 前記四フッ化エチレン樹脂微粒子は、乳化重合法によって製造されたものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の四フッ化エチレン樹脂積層シートの製造方法。
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