JP2011105873A - ポリテトラフルオロエチレン造粒粉末の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】オゾン層破壊係数が零で、地球温暖化係数の小さい有機媒体を使用して、引張り強度や伸度等に優れた成形品を得ることが可能なＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法を提供する。
【解決手段】平均粒径２００μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粉末を、水と下式（１）で表されるヒドロフルオロアルキルエーテルとからなる２相液体媒質中で攪拌して造粒し、ポリテトラフルオロエチレン造粒粉末を製造する。
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２ ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はポリフルオロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は水素原子を有し、Ｒ１とＲ２の合計の炭素原子数は３〜８である。）
【選択図】なし
【解決手段】平均粒径２００μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粉末を、水と下式（１）で表されるヒドロフルオロアルキルエーテルとからなる２相液体媒質中で攪拌して造粒し、ポリテトラフルオロエチレン造粒粉末を製造する。
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２ ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はポリフルオロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は水素原子を有し、Ｒ１とＲ２の合計の炭素原子数は３〜８である。）
【選択図】なし
Description
本発明は、引張強度や伸度等の特性に優れる成形品を得ることが可能なポリテトラフルオロエチレン造粒粉末の製造方法に関する。
ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」という）は、熱可塑性樹脂とは異なり溶融成形できないため、粉末の形のままで成形に供される。このため、ＰＴＦＥの成形に供される粉末には特別の粉体特性が要求される。要求される粉末特性としては、流動性が良いこと、かさ密度が大きいこと、脆すぎず壊れにくいことなどが挙げられる。
テトラフルオロエチレン（以下、「ＴＦＥ」という）を懸濁重合して得られるＰＴＦＥの粒状固体を微粉砕したＰＴＦＥの一次粉末（以下、「ＰＴＦＥ粉末」という）は、平均粒径が２００μｍ以下であり、また、上記粉体特性を有していない。このため、ＰＴＦＥ粉末を造粒して、上記粉体特性を有するＰＴＦＥ造粒粉末が製造される。
ＰＴＦＥ粉末の造粒方法としては、ＰＴＦＥ粉末を、水と有機媒体とからなる２相液体媒質中で攪拌してＰＴＦＥ粉末を凝集し、造粒する方法が主に行われている。
有機媒体としては、従来よりハロゲン化炭化水素（特許文献１）や、ヒドロフルオロカーボン（特許文献２）等が使用されている。しかしながら、ハロゲン化炭化水素はオゾン破壊係数が大きいため、２０２０年で使用が禁止される。ヒドロフルオロカーボンは地球温暖化係数が大きい。そこで、近年においては、オゾン破壊係数が零で、かつ、地球温暖化係数の小さい有機媒体を用いる試みがなされている。
下記特許文献３には、平均粒径２００μｍ以下のＰＴＦＥ粉末を、水とＲ−Ｏ−Ｒ’（式中、Ｒは炭素数２〜６のポリフルオロアルキル基であり、Ｒ’は炭素数１または２のアルキル基である）で表される（ポリフルオロアルキル）アルキルエーテルとからなる２相液体媒質中で攪拌、造粒してＰＴＦＥ造粒粉末を製造することが開示されている。
しかしながら、特許文献３の方法で使用される（ポリフルオロアルキル）アルキルエーテルは、オゾン破壊係数が零で、かつ、地球温暖化係数が小さいが、得られるＰＴＦＥ造粒粉末は、得られる成形品の引張り強度や伸度等の物性が十分ではなかった。
したがって、本発明の目的は、オゾン層破壊係数が零で、地球温暖化係数の小さい有機媒体を使用して、引張り強度や伸度等に優れた成形品を得ることが可能なＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法を提供することにある。
本発明は、以下を提供する。
［１］ 平均粒径２００μｍ以下のＰＴＦＥ粉末を、水と下式（１）で表されるヒドロフルオロアルキルエーテルとからなる２相液体媒質中で攪拌して造粒することを特徴とする、ＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２ ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はポリフルオロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は水素原子を有し、Ｒ１とＲ２の合計の炭素原子数は３〜８である。）
［２］ 前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの沸点が２５〜６０℃である、［１］に記載のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
［３］ 前記ヒドロフルオロアルキルエーテルが、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＨＦ２及びＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＨＦ２からなる群から選ばれる１種以上である、［１］又は［２］に記載のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
［４］ 前記２相液体媒質は、前記ＰＴＦＥ粉末の１質量部に対し、前記水の１〜４０質量部、前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの０．１〜３質量部、を含むものである、［１］〜［３］のいずれかに記載のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
［５］ 前記ＰＴＦＥ粉末を、前記２相液体媒質中にて、１０℃〜前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの沸点以下の温度範囲で攪拌し、最終的に前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの沸点まで昇温して前記ヒドロフルオロアルキルエーテルを蒸発させ、除去する、［１］〜［４］のいずれかに記載のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
［６］ ＰＴＦＥ粉末の造粒物を分別し、乾燥する、［１］〜［５］のいずれかに記載のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
［１］ 平均粒径２００μｍ以下のＰＴＦＥ粉末を、水と下式（１）で表されるヒドロフルオロアルキルエーテルとからなる２相液体媒質中で攪拌して造粒することを特徴とする、ＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２ ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はポリフルオロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は水素原子を有し、Ｒ１とＲ２の合計の炭素原子数は３〜８である。）
［２］ 前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの沸点が２５〜６０℃である、［１］に記載のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
［３］ 前記ヒドロフルオロアルキルエーテルが、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＨＦ２及びＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＨＦ２からなる群から選ばれる１種以上である、［１］又は［２］に記載のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
［４］ 前記２相液体媒質は、前記ＰＴＦＥ粉末の１質量部に対し、前記水の１〜４０質量部、前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの０．１〜３質量部、を含むものである、［１］〜［３］のいずれかに記載のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
［５］ 前記ＰＴＦＥ粉末を、前記２相液体媒質中にて、１０℃〜前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの沸点以下の温度範囲で攪拌し、最終的に前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの沸点まで昇温して前記ヒドロフルオロアルキルエーテルを蒸発させ、除去する、［１］〜［４］のいずれかに記載のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
［６］ ＰＴＦＥ粉末の造粒物を分別し、乾燥する、［１］〜［５］のいずれかに記載のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法。
本発明のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法によれば、引張り強度や伸度等に優れた成形品を得ることが可能なＰＴＦＥ造粒粉末を製造できる。また、上式（１）で表されるヒドロフルオロアルキルエーテルは、オゾン破壊係数が零であり、地球温暖化係数が小さいので、環境負荷が極めて小さい。
本発明のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法は、平均粒径２００μｍ以下のＰＴＦＥ粉末を、水と下式（１）で表されるヒドロフルオロアルキルエーテル（以下、「ＨＦＥ」という）とからなる２相液体媒質中で攪拌して造粒する。
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２ ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はポリフルオロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は水素原子を有し、Ｒ１とＲ２の合計の炭素原子数は３〜８である。）
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２ ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はポリフルオロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は水素原子を有し、Ｒ１とＲ２の合計の炭素原子数は３〜８である。）
本発明のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法で使用するＰＴＦＥ粉末は、平均粒径２００μｍ以下のものである。このようなＰＴＦＥ粉末としては、例えば、ＴＦＥを懸濁重合して得られるＰＴＦＥの粒状固体を、平均粒径２００μｍ以下の一次粉末に微粉砕したものが挙げられる。ＰＴＦＥ粉末の平均粒径は、１０〜７０μｍが好ましく、１５〜６０μｍがより好ましい。ＰＴＦＥ粉末の平均粒径が２００μｍを超えると、かさ密度の小さいＰＴＦＥ造粒粉末になり易い。更には、ＰＴＦＥ造粒粉末中に空隙が残り易く、均一性が損なわれ易い。ＰＴＦＥ粉末の平均粒径が１０μｍ未満であると、ＰＴＦＥ粉末の造粒性の低下や、ＰＴＦＥ成形品の引張強度や伸度が低下する傾向となる。本発明において、平均粒径が２００μｍ以下のＰＴＦＥ粉末の平均粒径はレーザー式粒径測定器で測定した値である。
ＰＴＦＥ粉末は、未焼成であることが好ましい。未焼成のＰＴＦＥ粉末は造粒に適しているので、造粒に要する時間を低減できる。本発明において未焼成とは、ＴＦＥの重合後、その融点以上に加熱されていない状態の粉末を意味する。
なお、本発明において、ＰＴＦＥとしては、ＴＦＥの単独重合体に加えて、実質的に溶融加工性を付与しない程度の微量、好ましくは２質量％以下の割合でＴＦＥと共重合しうるコモノマーに基づく重合単位を含むＰＴＦＥである、いわゆる変性ＰＴＦＥを含むものとする。該コモノマーとしては、ヘキサフルオロプロピレン等の炭素数３〜６のペルフルオロアルケン、ペルフルオロ（プロピルビニルエーテル）等の炭素数３〜６のペルフルオロ（アルキルビニルエーテル）等が挙げられる。
本発明のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法では、水とＨＦＥとからなる２相液体媒質を用いる。
ＨＦＥは、オゾン破壊係数が零であり、更には地球温暖化係数が小さいので、環境負荷が極めて小さい。また表面張力が小さく、水不溶性の有機媒体である。ＨＦＥのみを媒体として用い、ＰＴＦＥ粉末の造粒を行った場合、得られるＰＴＦＥ造粒粉末の内部が固くしまった状態になり、引張り強度や伸度等に優れた成形品が得られ難い。また、ＨＦＥの代わりに有機媒体として特許第３６６６２１０号公報に記載されている、（ポリフルオロアルキル）アルキルエーテル（以下、「ＰＦＡＥ」という）を用いて、水とＰＦＡＥとの２相液体媒質中でＰＴＦＥ粉末を造粒しても、後述する実施例（比較例）の例２及び３に示すように、引張り強度や伸度等に優れた成形品が得られ難い。これに対し、水とＨＦＥとからなる２相液体媒質中でＰＴＦＥ粉末を造粒することにより、引張り強度や伸度等に優れた成形品を得ることが可能なＰＴＦＥ造粒粉末を製造できる。この理由は、必ずしも明らかではないが、ＨＦＥの方がＰＦＡＥよりも比熱が大きく、蒸発潜熱も大きいことから、湿潤状態のＰＴＦＥ粉末の造粒物（以下、「ＰＴＦＥ造粒物」という）と有機媒体との分別が穏やかに進行すると考えられる。そのため、水とＨＦＥとからなる２相液体媒質中でＰＴＦＥ粉末を攪拌し、造粒することにより、ＰＴＦＥ粉末が適度に湿潤し、ＰＴＦＥ粉末の凝集が過度に進まず、適度に軟らかく、内部は均一で空隙が少なく、かさ密度が大きく、表面が平滑で流動性のよいＰＴＦＥ造粒粉末が得られると考えられる。
ＨＦＥは、上式（１）のＲ１及びＲ２が、直鎖状又は分岐状のヒドロフルオロアルキル基又はペルフルオロアルキル基が好ましい。また、Ｒ１とＲ２は同一又は異なるポリフルオロアルキル基であってよい。Ｒ１とＲ２が有するフッ素原子の合計数は、水素原子の合計数よりも多いことが好ましい。Ｒ１及びＲ２が有するフッ素原子の割合は、水素原子とフッ素原子の合計数に対して６０％以上が好ましく、６５％以上がより好ましい。Ｒ１及びＲ２が有するフッ素原子の割合が少なすぎると、ＰＴＦＥ造粒粉末が固くなりやすい傾向となる。Ｒ１とＲ２の合計の炭素原子数は、３〜８個であり、４〜６個が好ましい。Ｒ１とＲ２の合計の炭素原子数が少なすぎると、ＨＦＥの沸点が低くなり、造粒に用いる有機媒体としての取り扱い性が損なわれ易い。また、得られるＰＴＦＥ造粒粉末は、かさ密度が小さく、流動性の悪いＰＴＦＥ造粒粉末となる傾向となる。Ｒ１とＲ２の合計の炭素原子数が多すぎると、ＨＦＥの沸点が高くなり、造粒媒体からＰＴＦＥ造粒物を分別することが困難になる。更には、得られるＰＴＦＥ造粒粉末が固くなり易く、成形品の引張強度、伸度が損なわれ易い。
ＨＦＥの沸点は、２５〜６０℃が好ましく、４０〜６０℃がより好ましく、４５〜６０℃が最も好ましい。ＨＦＥの沸点が高すぎると、ＰＴＦＥ造粒物からＨＦＥを除去する際に温度を高める必要がある。その結果、ＰＴＦＥ造粒物の内部が固くしまり、成形品の引張強度、伸度が損なわれ易い。ＨＦＥの沸点が低すぎると、ＰＴＦＥ粉末の凝集が不完全になり易く、得られるＰＴＦＥ造粒粉末は、小さい外力で壊れ易くなる傾向にある。
ＨＦＥは、好ましくは、下式（２）で表わされる化合物である。
Ｒ１ａ−ＣＨ２−Ｏ−Ｒ２ａ ・・・（２）
（式（２）中、Ｒ１ａ及びＲ２ｂは、水素原子を有しても良いポリフルオロアルキル基であり、Ｒ１ａとＲ２ｂの合計の炭素原子数は２〜７である。）
Ｒ１ａ−ＣＨ２−Ｏ−Ｒ２ａ ・・・（２）
（式（２）中、Ｒ１ａ及びＲ２ｂは、水素原子を有しても良いポリフルオロアルキル基であり、Ｒ１ａとＲ２ｂの合計の炭素原子数は２〜７である。）
（２）において、Ｒ１ａは、直鎖状又は分岐状のヒドロフルオロアルキル基又はペルフルオロアルキル基が好ましい。Ｒ２ａは、直鎖状又は分岐状のヒドロフルオロアルキル基が好ましい。
ＨＦＥの好ましい具体例としては、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＨＦ２（沸点５６℃）、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＨＦ２（沸点４６℃）等が挙げられる。
本発明のＰＴＦＥ造粒粉末の製造方法で使用する上記２相液体媒質は、ＰＴＦＥ粉末の１質量部に対し、水の１〜４０質量部、ＨＦＥの０．１〜３質量部、を含むことが好ましく、水の２〜３０質量部、ＨＦＥの０．２〜２質量部、を含むことがより好ましく、水の２〜２０質量部、ＨＦＥの０．２〜１．５質量部、を含むことが最も好ましい。ＰＴＦＥ粉末に対する２相液体媒質中のＨＦＥの割合がこの範囲より多いと、ＰＴＦＥ造粒粉末の平均粒径が大きくなる傾向にあり、ＨＦＥの割合がこの範囲より少ないと、ＰＴＦＥ造粒粉末の平均粒径が小さくなる傾向にある。ＰＴＦＥ造粒粉末に対し、水とＨＦＥとをそれぞれ上記割合で含む２相液体媒質を用いることにより、引張り強度や伸度等に優れた成形品を得ることが可能な、適度な粒径のＰＴＦＥ造粒粉末が得られ易くなる。
また、水の使用量は特に限定されないが、ＨＦＥとＰＴＦＥ粉末との総容量に対して２０〜１５００容量％が好ましく、５０〜１１００容量％がより好ましい。
ＰＴＦＥ粉末の造粒は、攪拌翼を備えた造粒装置などに、ＰＴＦＥ粉末、水、ＨＦＥを加え、攪拌することによって行う。造粒装置としては、通常の攪拌槽、邪魔板付き攪拌槽等を使用できる。攪拌翼としては、タービン翼、イカリ型翼等の通常使用される攪拌翼が使用できる。
攪拌温度は、１０℃〜ＨＦＥの沸点以下の温度範囲が好ましく、２０℃〜ＨＦＥの沸点以下の温度範囲がより好ましく、２５℃〜ＨＦＥの沸点以下の温度範囲が最も好ましい。１０℃未満の温度下で攪拌を行っても、ＰＴＦＥ粉末が十分に軟化しないので、ＰＴＦＥ粉末が凝集し難く、造粒に時間を要する。ＨＦＥの沸点よりも高い温度下で攪拌すると、ＰＴＦＥ造粒物の内部が固くしまり、成形品の引張強度、伸度が損なわれ易い。
なお、ＰＴＦＥ造粒物は、ＨＦＥを含んでいるので、最終的にＨＦＥの沸点まで昇温してＰＴＦＥ造粒物が含んでいるＨＦＥを蒸発させ、除去して、ＰＴＦＥ造粒粉末を得ることが好ましい。ＰＴＦＥ粉末の造粒は、１０℃以上で、かつ、ＨＦＥの沸点よりも１０℃以上低い温度で攪拌を開始し、次第に温度を高めて、最終的にＨＦＥの沸点まで昇温してＨＦＥを蒸発させ、除去することが好ましい。ＨＦＥを蒸発させる際にＰＴＦＥ造粒物の内部が適度にしまり、適度な強度のＰＴＦＥ造粒粉末が得られる。ＨＦＥの沸点まで昇温するには、連続的に昇温してもよく、段階的に昇温してもよい。また、ＰＴＦＥ造粒物から蒸発させたＨＦＥは、別工程で回収して再利用することが好ましい。
攪拌時間は、１分〜１０時間が好ましく、３分〜５時間がより好ましく、５分〜３時間が最も好ましい。
攪拌速度は、攪拌翼の周速度として０．５〜１００ｍ／秒が好ましく、１〜５０ｍ／秒がより好ましく、２〜５０ｍ／秒が最も好ましい。攪拌翼の周速度が速いと、ＰＴＦＥ粉末が強固に凝集し易いので、得られるＰＴＦＥ造粒粉末は内部が固くしまり、かさ密度が大きくなる傾向にある。攪拌翼の周速度が遅いと、ＰＴＦＥ粉末の凝集が不十分になり易いので、得られるＰＴＦＥ造粒粉末が脆く、流動性が損なわれる傾向にある。
また、造粒後のＰＴＦＥ造粒物を媒体から分別し易くするため、減圧下でＰＴＦＥ粉末、水、ＨＦＥの混合物を攪拌しても良い。減圧下で攪拌することにより、系内からＨＦＥの蒸気を多量に含むガスが吸引され、混合物から連続的に速やかにＨＦＥを蒸発させることができる。また、吸引ガスからＨＦＥを回収して再利用する上でも有利となる。
ＰＴＦＥ粉末、水、ＨＦＥの他に、更に、ガラス繊維、カーボン繊維、ブロンズ、グラファイト等の粉末状のフィラー、溶融成形可能な他のフッ素樹脂や耐熱性樹脂等のＰＴＦＥ以外の粉末材料を配合して造粒を行うと、ＰＴＦＥ以外の粉末材料を含有するＰＴＦＥ造粒粉末が得られる。ＰＴＦＥ以外の粉末材料を配合する場合、ＰＴＦＥ粉末と他の粉末材料とを予め乾式で均一に混合して混合粉末を得て、この混合粉末を水とＨＦＥとの２相液体媒質中で、攪拌して造粒することが好ましい。
また、フィラーを配合する場合、造粒時に平均粒径０．１〜０．５μｍのＰＴＦＥコロイド状分散液を更に配合することが好ましい。該ＰＴＦＥコロイド状分散液を配合するとＰＴＦＥ粉末とフィラーの分離が防止できる。ＰＴＦＥコロイド状分散液の配合は、フィラーの配合割合が多い場合により有用である。ＰＴＦＥコロイド状分散液の使用量は、ＰＴＦＥ粉末に対し１〜５質量％が好ましい。
造粒後、ＰＴＦＥ造粒物を媒体から分別し、得られたＰＴＦＥ造粒物を乾燥することによってＰＴＦＥ造粒粉末が得られる。
分別は、メッシュフィルター、フルイ等を用いて行うことができる。また、ＰＴＦＥ造粒物の乾燥は、５０〜３２０℃で３０分〜２４時間行うことが好ましい。これにより、ＰＴＦＥ造粒物から、含有される水やＨＦＥをほぼ完全に除去できる。
本発明の製造方法によって得られるＰＴＦＥ造粒粉末の平均粒径は、原料であるＰＴＦＥ粉末の平均粒径の好ましくは５倍以上であって、１５０〜１０００μｍが好ましい。より好ましくは２００〜８００μｍである。本明細書において、ＰＴＦＥ造粒粉末の平均粒径は、実施例に記載の方法で、メッシュのフルイを重ねて、ＰＴＦＥ造粒粉末をフルイ分けし、その質量が積算で５０％となる値である。
ＰＴＦＥ造粒粉末のかさ密度は０．５０〜１．２０が好ましく、０．６０〜１．００がより好ましい。この範囲にあると、圧縮成形時の圧力伝達性が良好で、引張強さや伸びに優れた成形品を与えることができる。
次に、実施例及び比較例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
［測定方法］
ＰＴＦＥ造粒粉末のかさ密度：ＪＩＳ−Ｋ ６８９１に準じて、１００ｍｌ容量のＰＴＦＥ造粒粉末の質量を測定し、求めた。
ＰＴＦＥ造粒粉末の平均粒径：上から順に１６、２０、２４、２８、３５、６０および１５０メッシュのフルイを重ね、１６メッシュのフルイに１００ｇのＰＴＦＥ造粒粉末をのせてふるい、各フルイ上に残る粉末の質量を求め、積算で５０％となる粒径（Ｄ＝５０）を平均粒径とした。
引張強度及び伸び：ＰＴＦＥ造粒粉末を、３１．４ＭＰａの圧力で予備成形を行い、３８０℃で４時間焼成したのち、室温まで冷却して得られたブロックを厚さ０．５ｍｍにかつら剥きしたシートを、ＪＩＳ−Ｋ ６８９１に規定された３号ダンベルで打ち抜いた試料を用い、ＪＩＳ−Ｋ ６８９１の条件で測定した。
ＰＴＦＥ造粒粉末のかさ密度：ＪＩＳ−Ｋ ６８９１に準じて、１００ｍｌ容量のＰＴＦＥ造粒粉末の質量を測定し、求めた。
ＰＴＦＥ造粒粉末の平均粒径：上から順に１６、２０、２４、２８、３５、６０および１５０メッシュのフルイを重ね、１６メッシュのフルイに１００ｇのＰＴＦＥ造粒粉末をのせてふるい、各フルイ上に残る粉末の質量を求め、積算で５０％となる粒径（Ｄ＝５０）を平均粒径とした。
引張強度及び伸び：ＰＴＦＥ造粒粉末を、３１．４ＭＰａの圧力で予備成形を行い、３８０℃で４時間焼成したのち、室温まで冷却して得られたブロックを厚さ０．５ｍｍにかつら剥きしたシートを、ＪＩＳ−Ｋ ６８９１に規定された３号ダンベルで打ち抜いた試料を用い、ＪＩＳ−Ｋ ６８９１の条件で測定した。
［例１（実施例）］
容量１３５リットルで、中央に平ブレード６枚羽根を上下２段に配した攪拌機を有する邪魔板４枚付きのステンレス製円筒形の造粒槽に、水の７９ｋｇと、有機媒体としてＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＨＦ２（沸点は５６℃）の１１．２ｋｇと、平均粒径３６μｍのグラニュラータイプのＰＴＦＥ粉末の１６．２ｋｇとを加えた。槽内温度を２８℃に調整し、回転数６００ｒｐｍで４５分間攪拌を続けた。次いで、回転数を３４０ｒｐｍとし、槽内温度を有機媒体の沸点まで上昇させながら３６分間攪拌を行った。そして、回転数を３４０ｒｐｍとし、槽内温度を有機媒体の沸点に維持し、蒸気を１０分間かけて回収した。その後、回転数を１３０ｒｐｍとし、槽内温度を有機媒体の沸点に維持した状態で１０分かけて槽内圧力を０．０２３ＭＰａ（絶対圧）に減圧し、有機媒体を蒸発回収してＰＴＦＥ粉末が凝集した造粒物を得た。槽内温度を室温まで冷却し、水中に分散した造粒物をひらき目２００μｍのメッシュフィルターで分別し、３００℃で９時間乾燥してＰＴＦＥ造粒粉末を得た。得られたＰＴＦＥ造粒粉末のかさ密度は、０．８０ｇ／ｍｌで、平均粒径は４４０μｍであった。また、このＰＴＦＥ造粒粉末を用いて得た成形品の引張強度は４０．４ＭＰａで、伸びは３４９％であった。
容量１３５リットルで、中央に平ブレード６枚羽根を上下２段に配した攪拌機を有する邪魔板４枚付きのステンレス製円筒形の造粒槽に、水の７９ｋｇと、有機媒体としてＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＨＦ２（沸点は５６℃）の１１．２ｋｇと、平均粒径３６μｍのグラニュラータイプのＰＴＦＥ粉末の１６．２ｋｇとを加えた。槽内温度を２８℃に調整し、回転数６００ｒｐｍで４５分間攪拌を続けた。次いで、回転数を３４０ｒｐｍとし、槽内温度を有機媒体の沸点まで上昇させながら３６分間攪拌を行った。そして、回転数を３４０ｒｐｍとし、槽内温度を有機媒体の沸点に維持し、蒸気を１０分間かけて回収した。その後、回転数を１３０ｒｐｍとし、槽内温度を有機媒体の沸点に維持した状態で１０分かけて槽内圧力を０．０２３ＭＰａ（絶対圧）に減圧し、有機媒体を蒸発回収してＰＴＦＥ粉末が凝集した造粒物を得た。槽内温度を室温まで冷却し、水中に分散した造粒物をひらき目２００μｍのメッシュフィルターで分別し、３００℃で９時間乾燥してＰＴＦＥ造粒粉末を得た。得られたＰＴＦＥ造粒粉末のかさ密度は、０．８０ｇ／ｍｌで、平均粒径は４４０μｍであった。また、このＰＴＦＥ造粒粉末を用いて得た成形品の引張強度は４０．４ＭＰａで、伸びは３４９％であった。
［例２（比較例）］
実施例１において、有機媒体として、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＨＦ２のかわりに、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ３（沸点は６１℃）を用いた以外は例１と同等の操作を行い、ＰＴＦＥ造粒粉末を製造した。得られたＰＴＦＥ造粒粉末のかさ密度は、０．８２ｇ／ｍｌで、平均粒径は４６０μｍであった。また、このＰＴＦＥ造粒粉末を用いて得た成形品の引張強度は３４．９ＭＰａで、伸びは３１９％であった。
実施例１において、有機媒体として、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＨＦ２のかわりに、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ３（沸点は６１℃）を用いた以外は例１と同等の操作を行い、ＰＴＦＥ造粒粉末を製造した。得られたＰＴＦＥ造粒粉末のかさ密度は、０．８２ｇ／ｍｌで、平均粒径は４６０μｍであった。また、このＰＴＦＥ造粒粉末を用いて得た成形品の引張強度は３４．９ＭＰａで、伸びは３１９％であった。
［例３（比較例）］
実施例１において、有機媒体として、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＨＦ２のかわりに、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ２ＣＨ３（沸点は７６℃）を用い、有機媒体を蒸発回収時に槽内温度を有機媒体の沸点に維持した状態で１０分かけて槽内圧力を０．０４０ＭＰａ（絶対圧）に減圧した以外は例１と同等の操作を行い、ＰＴＦＥ造粒粉末を製造した。得られたＰＴＦＥ造粒粉末のかさ密度は、０．８４ｇ／ｍｌで、平均粒径は４７０μｍであった。また、このＰＴＦＥ造粒粉末を用いて得た成形品の引張強度は３４．７ＭＰａで、伸びは３２９％であった。
実施例１において、有機媒体として、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＨＦ２のかわりに、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ２ＣＨ３（沸点は７６℃）を用い、有機媒体を蒸発回収時に槽内温度を有機媒体の沸点に維持した状態で１０分かけて槽内圧力を０．０４０ＭＰａ（絶対圧）に減圧した以外は例１と同等の操作を行い、ＰＴＦＥ造粒粉末を製造した。得られたＰＴＦＥ造粒粉末のかさ密度は、０．８４ｇ／ｍｌで、平均粒径は４７０μｍであった。また、このＰＴＦＥ造粒粉末を用いて得た成形品の引張強度は３４．７ＭＰａで、伸びは３２９％であった。
上記結果を表１にまとめて記す。
Claims (6)
- 平均粒径２００μｍ以下のポリテトラフルオロエチレン粉末を、水と下式（１）で表されるヒドロフルオロアルキルエーテルとからなる２相液体媒質中で攪拌して造粒することを特徴とする、ポリテトラフルオロエチレン造粒粉末の製造方法。
Ｒ１−Ｏ−Ｒ２ ・・・（１）
（式（１）中、Ｒ１及びＲ２はポリフルオロアルキル基であり、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方は水素原子を有し、Ｒ１とＲ２の合計の炭素原子数は３〜８である。） - 前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの沸点が２５〜６０℃である、請求項１に記載のポリテトラフルオロエチレン造粒粉末の製造方法。
- 前記ヒドロフルオロアルキルエーテルが、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＨＦ２及びＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＨＦ２からなる群から選ばれる１種以上である、請求項１又は２に記載のポリテトラフルオロエチレン造粒粉末の製造方法。
- 前記２相液体媒質は、前記ポリテトラフルオロエチレン粉末の１質量部に対し、前記水の１〜４０質量部、前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの０．１〜３質量部、を含むものである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリテトラフルオロエチレン造粒粉末の製造方法。
- 前記ポリテトラフルオロエチレン粉末を、前記２相液体媒質中にて、１０℃〜前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの沸点以下の温度範囲で攪拌し、最終的に前記ヒドロフルオロアルキルエーテルの沸点まで昇温して前記ヒドロフルオロアルキルエーテルを蒸発させ、除去する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリテトラフルオロエチレン造粒粉末の製造方法。
- ポリテトラフルオロエチレン粉末の造粒物を分別し、乾燥する、請求項１〜５のいずれか１項に記載のポリテトラフルオロエチレン造粒粉末の製造方法。
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