JP2825824B2 - ポリテトラフルオロエチレン樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

ポリテトラフルオロエチレン樹脂成形品の製造方法

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JP2825824B2 JP63238426A JP23842688A JP2825824B2 JP 2825824 B2 JP2825824 B2 JP 2825824B2 JP 63238426 A JP63238426 A JP 63238426A JP 23842688 A JP23842688 A JP 23842688A JP 2825824 B2 JP2825824 B2 JP 2825824B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂成形品の
製造方法に関し、さらに詳しくは、寸法のバラツキがな
く、またそりのない特に長尺のポリテトラフルオロエチ
レン樹脂チューブ、ロッド等の成形品を押出成形方法に
よって得るための製造方法に関する。
発明の技術的背景ならびにその問題点 ポリテトラフルオロエチレン樹脂は、周知のように融
点(327℃)以上の380℃においても、その融点粘度が10
11ポアズ程度で通常のプラスチックの成形温度における
粘度103〜104ポアズに比べてはるかに高い。
そのために、通常のプラスチックの如く、加熱により
軟化または流動状態で押出、圧延等を行なうことができ
ない。そこでポリテトラフルオロエチレン樹脂(以下PT
FE樹脂)からなるチューブ、ロッド等は、ペースト押出
法により行なわれている。
このペースト押出法は、未焼成のPTFE樹脂粉末に室温
付近での流動性を与えるために通常ソルベントナフサ、
白灯油あるいはトルオール等の押出助剤を配合し、これ
を円筒状に予備成形し、得られた予備成形品(ビレッ
ト)を押出機のシリンダーに入れ、ラムにより加圧して
押出すことにより行なわれる。この押出法によれば、PT
FE樹脂粒子が助剤の力をかりて塑性変形し、シリンダー
先端に取付けられたダイから押出され、所定形状の連続
した未焼成PTFE樹脂成形品を得ることができる。次に、
この未焼成PTFE成形品は、次工程で、長い円筒状の炉体
に入るが、ここでは第1段階の約100〜250℃の乾燥ゾー
ンで上記未焼成PTFE樹脂成形品に含まれる押出助剤が除
去され、次いでPTFE樹脂の融点以上の温度、たとえば36
0〜380℃の焼成ゾーンで未焼成PTFE樹脂が焼成され、最
後に冷却されて、最終的に充分な機械的強度を持った緻
密な既焼成PTFE樹脂成形品が得られる。
ところが、特にチューブやロッド等の長尺物を押出成
形すると、助剤乾燥後の焼成工程で成形品の外径寸法が
不均一になったり、チューブやロッドの断面の真円度が
出なくなったり、あるいは上記長尺物が直線状に焼成さ
れず、長さ方向にそりを生じてしまうなどの問題点があ
った。しかも所望の寸法精度がmm単位で得られないなど
の問題点があった。この傾向は特に外径が大きい成形品
程著しかった。
このようにして製造された製品は、商品価値を損うの
みならず、このチューブをたとえば鋼管内にライニング
する場合、以下のような不都合を生じる虞があった。
PTFEライニング鋼管の製造方法の一例として、押出成
形されたPTFEチューブを鋼管内に引込んでライニングす
る方法がある。この場合、ライニングチューブの外径寸
法とライニングされる鋼管の内径寸法との間には適切な
クリアランスが必要であり、このクリアランスは通常、
鋼管内径の2%程度が適当である。ところが従来の製造
方法で成形されたPTFEチューブは、各部分での径寸法が
不均一であったり、チューブ断面の真円度がとれない等
の理由に基因して、このチューブを鋼管内に引込むと、
鋼管内面に対するPTFEチューブの張り代が各部分で異な
るため特に、長手方向のストップエンドであるフランジ
のコーナー部に負担がかかり、この部分での損傷が生じ
やすいという欠点を有すると共に、使用中ライニングチ
ューブが座屈してしまうなどの不具合も生じ易かった。
また、チューブの断面が真円でなく、偏平しているため
に、それだけ鋼管内に引込むに際しては、ライニングチ
ューブにムリが生じていた。
一方、上述のような不具合の発生を防止する手段とし
て、鋼管内に引込まれたライニングチューブをそのまま
電気炉等で加熱して歪を除去する、いわゆるアニール処
理が知られている。
しかし、このようなアニール処理を行なうためには、
特別設備を必要とし、多大な労力とエネルギーを要し、
生産コストの増大を招く虞があった。また、このような
アニール処理によって、得られる成形品に部分的に残留
ひずみが発生する虞があり、成形品の機械的強度を低下
させる虞があった。
発明の目的 本発明は、このような従来の押出成形法によってPTFE
製チューブやロッド等の成形品を製造する際の不具合を
一挙に解決するためになされ、所望寸法の押出成形品を
精度よく、しかも容易かつ低コストで製造し得るPTFE押
出成形品の製造方法を提供することを目的とする。
発明の概要 このような目的を達成するために、本発明に係るPTFE
樹脂成形品の製造方法は、押出機から押出された未焼成
ポリテトラフルオロエチレン樹脂ペースト押出し成形物
を、該成形物の外径寸法より僅かに大きい内径を有する
焼成金型内に挿入した状態で、ポリテトラフルオロエチ
レン樹脂の融点以上の温度で焼成することを特徴として
している。
また、本発明に係るPTFE樹脂成形品の製造方法は、押
出機から押出された直後の未焼成ポリテトラフルオロエ
チレン樹脂ペースト押出し成形物をサイジング用ダイに
よりサイジングした後、該サイジングされた成形物を、
この成形物の外径より僅かに大きい内径を有する焼成金
型内に挿入した状態で炉内に入れて、ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂の融点以上の温度で焼成することにより
膨張させて前記焼成金型の内周面に圧接させることを特
徴としている。
このような本発明に係るPTFE樹脂成形品の製造方法に
よれば、押出機から押出されたPTFE樹脂ペースト押出成
形物を、焼成金型内に挿入した状態で、焼成するように
しているので、焼成時に成形物が熱膨張したとしても、
その径方向外方の膨張は焼成金型の内周面によって制限
され、その後の成形品の冷却に伴う成形品の収縮が均一
となり、軸方向にも外径寸法が一定な所望寸法のPTFE樹
脂成形品を、精度良くしかも容易かつ低コストで製造す
ることが可能になる。
発明の具体的説明 以下、本発明を図面に示す実施例に基づき説明する。
第1〜4図は本発明の一実施例に係るPTFE樹脂成形品
の製造方法の各工程を示す概略断面図、第5図は本発明
の他の実施例に係るPTFE樹脂成形品の製造方法を示す概
略断面図である。
第1〜4図に示す本発明の実施例は、チューブ形状の
PTFE樹脂成形品を製造する場合を示している。なお、本
実施例では、未焼成PTFEチューブを上方を押出すいわゆ
る上方押出の例であるが、本発明では、これに限定され
ることなくたとえばPTFEチューブを下方へ押出すことも
できる。
本発明方法では、まず、未焼成のPTFE樹脂粉末に室温
付近での流動性を与えるために、ソルベントナフサ、白
灯油あるいはトルオール等の押出助剤を配合し、これを
筒状もしくは柱状に予備成形して予備成形品を得る。予
備成形品を得るためのPTFE樹脂粉末の粒径は、特に限定
されないが、好ましくは平均一次粒径0.05〜1.0μmの
微細粉末であって、これが二次粒子を形成して凝集粒子
となったいわゆるPTFEファインパウダーである。
次に、この予備成形品を押出機のシリンダーに入れ、
ラムにより加圧して、たとえば第1図に示すように、押
出機のダイ1よりチューブ状に押出成形する。その際
に、本実施例では、押出されたチューブ状の未焼成PTFE
樹脂ペースト押出し成形物2の先端部にフック3を係止
し、このフック3をワイヤ4および滑車5により引き上
げることにより、ペースト押出し成形物2の押出成形を
スムーズにしている。
本発明では、押出機のダイ1より押出された未焼成PT
FE樹脂ペースト押出し成形物2は、この成形物2の外径
dより僅かに大きい内径Dを有する焼成金型6内に挿入
される。焼成金型6の内径Dは、その後の工程でペース
ト押出し成形物2を焼成する際に、この成形物2が径方
向外方に膨張し、焼成金型6の内周面に圧接するように
決定される。焼成金型6の内径Dと、ペースト押出成形
物2の外径d1とは、次の関係式で表わせる範囲にあるこ
とが好ましい。
1<D/d1≦1.2 また、焼成金型6を構成する管体は、薄肉の金属製シ
ームレス管が好ましい。シームレス管が好ましいのは、
作業性向上のためと、焼成金型6内の焼成されるPTFE樹
脂成形品の外観に悪影響を与えないためとである。な
お、金属製シームレス管の内でもステンレス製シームレ
ス管が好ましい。
このような焼成金型6内にPTFE樹脂ペースト押出し成
形物2を長手方向に沿って挿入した後に、第2図に示す
ように、焼成金型6の下端とダイ1との間の位置するペ
ースト押出し成形物2を切断する。そして、フック3と
ワイヤ4との係止を外し、フック3を移動手段7に係止
し、この移動手段7によりペースト押出し成形物2と焼
成金型6とを保持する。
次に、この移動手段7により、ペースト押出し成形物
2が挿入された焼成金型6を第3図に示す炉8内に移動
させ、この焼成金型6をワイヤ9により保持する。それ
と同時に、もしくはその前に、焼成金型6の下端部を盲
板10で蓋をしておく。
このような状態で、炉8内の温度を上昇させ、焼成金
型6内のペースト押出し成形物2を焼成するが、その前
に、ペースト押出し成形物2中に含まれる押出助剤を乾
燥除去させる。このような乾燥除去工程は、100〜250℃
程度の温度で加熱することにより行なわれるが、焼成と
同時に行なっても良いが、別工程で行なうようにしても
良い。
ペースト押出し成形物2の焼成温度は、PTFEの融点
(327℃)以上の温度で、通常340〜380℃が適当であ
る。また、焼成時間は2〜6時間が好ましい。
このような焼成工程において、焼成中のペースト押出
し成形物2は、径方向外方にも長手方向にも膨張する
が、径方向外方には焼成金型6が存在し、この焼成金型
6により成形物2の膨張が制限され、成形物2の外周面
と焼成金型6の内周面とは圧接状態となる。すなわち、
焼成中の成形物2の外径d2は、焼成金型6の内径Dに等
しくなる(d2=D)。この場合、焼成金型6は金属製で
あるから、その熱膨張は、成形物2の熱膨張に比べ無視
できる。したがって、焼成中の成形物2は、焼成金型6
の内周面を押圧し、各部均一な熱応力が付与された状態
で膨張している。
次に本発明では、焼成された成形物2が挿入された焼
成金型6を炉8から取り出し、第4図に示すように室温
まで冷却する。PTFEの融点以下まで冷却すると、焼成さ
れた成形物は、収縮を開始し、熱応力が徐々に解除さ
れ、やがて焼成金型6の内径Dよりも小さい外径d3を有
するPTFE樹脂成形品2aが得られる。この最終製品として
のPTFE樹脂成形品2aの外径d3は、未焼成のPTFE樹脂ペー
スト押出し成形物2の外径d1と、焼成金型6の内径Dと
の比D/d1、および冷却速度等の種々の要因によって決定
される。
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるもので
はなく、本発明の範囲内で種々に改変することができ
る。
たとえば第5図に示すように、押出機のダイ1の端部
にサイジング用ダイ11を取付け、押出機のダイ1から押
出された直後の未焼成PTFE樹脂ペースト押出し成形物2
をサイジング用ダイ11でサイジング(縮径)させた後、
このサイジングされた成形物2を、成形物2の外径寸法
d1より僅かに大きい内径を有する焼成金型6a内に挿入す
るようにしても良い。以下の工程は、第1〜4図に示す
実施例と同様である。
第5図に示す例では、押出機のダイ1の口径aとサイ
ジング用ダイ11の口径bとの関係は、(a−b)/a<0.
08であることが好ましい。
このように、押出機のダイ1から押出された直後の未
焼成PTFE樹脂ペースト押出成形物2をサイジングする
と、より径の小さい焼成金型に成形物2を挿入すること
が可能で、挿入後は未焼成PTFE成形物2の応力回復によ
り、焼成管内面により良く密着し、サイジングしない成
形物よりも寸法精度のよい製品が得られる。
また、本発明方法により製造されるPTFE樹脂成形品
は、チューブ形状に限らず、中実柱形状、ベローズ形
状、補強材との積層形状等のあらゆる形状であっても良
い。
発明の効果 このような本発明に係るPTFE樹脂成形品の製造方法に
よれば、押出機から押出されたPTFE樹脂ペースト押出成
形物を、焼成金型内に挿入した状態で炉内に入れて、焼
成するようにしているので、焼成時に成形物が熱膨張し
たとしても、その径方向外方の膨張は焼成金型の内周面
によって制限され、その後の成形品の冷却に伴う成形品
の収縮が均一となり、軸方向にも外径寸法が一定な所望
寸法のPTFE樹脂成形品を、精度良くしかも容易かつ低コ
ストで製造することが可能になる。
以下、本発明を、より具体的な実施例に基づき説明す
る。
実施例1 PTFE粉末(テフロン 6J)に押出助剤(アイソパー
E)を約20重量%を加えて混合し、これを5kg f/cm2
予備成形した後、内径55.5mmの口金を有する押出機用ダ
イから呼び寸法50A(外径55.9mm)、長さ7.2mの未焼成P
TFEチューブを押出した。
次いで、このチューブを内径57.2mm、長さ7.2mの焼成
管内に挿入した後、約150℃で前記押出助剤を除去乾燥
した。
次に乾燥工程を経た前記未焼成PTFEチューブを前記焼
成管内に挿入した状態で、炉に入れ、370℃で前記未焼
成チューブを焼成した。焼成後、炉より室温まで冷却し
た。冷却後、焼成されたPTFEチューブの外径寸法のバラ
ツキ、偏平度等を表1および表2に示す。
実施例2 PTFE粉末(テフロン 6J)に押出助剤(アイソパー
E)を約20重量%加えて混合し、これを5kg f/cm2で予
備成形した後、内径55.5mmの口金を有する押出機用ダイ
から未焼成PTFEチューブを押出すと同時に、前記押出機
用ダイに連設した最小内径52.8mmのPTFE製サイジング用
ダイを通過させた。サイジング用ダイを通過した未焼成
PTFEチューブの外径は54.5mmであった。
次に、内径56mmの焼成管に、該未焼成PTFEチューブを
挿入した後、実施例1と同一条件にて助剤の乾燥および
PTFEの焼成を行なった。
冷却後、焼成されたPTFEチューブの外径寸法のバラツ
キ偏平度等を表1および表2に示す。
比較例1 実施例1で押出した未焼成PTFEチューブを焼成管に挿
入せず、フックにつるした状態で、助剤を乾燥させた
後、実施例1と同一条件にて焼成した。
冷却後、焼成されたPTFEチューブの外径寸法のバラツ
キ偏平度等を表1および表2に示す。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は本発明の一実施例に係るPTFE樹脂成形品の
製造方法の各工程を示す概略断面図、第5図は本発明の
他の実施例に係るPTFE樹脂成形品の製造方法を示す概略
断面図である。 1……ダイ、2……ペースト押出し成形物 2a……PTFE樹脂成形品 6,6a……焼成金型、8……炉 11……サイジング用ダイ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−17474(JP,A) 「プラスチック材料講座(6)ふっ素 樹脂」昭和44年10月31日 日刊工業新聞 社 第69−77頁 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 67/00 - 67/06 B29C 47/00 - 47/96

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】押出機から押出された直後の未焼成ポリテ
    トラフルオロエチレン樹脂ペースト押出し成形物をサイ
    ジング用ダイによりサイジングした後、該サイジングさ
    れた成形物を、この成形物の外径より僅かに大きい内径
    を有する焼成金型内に挿入した状態で炉内に入れて、ポ
    リテトラフルオロエチレン樹脂の融点以上の温度で焼成
    することにより膨張させて前記焼成金型の内周面に圧接
    させることを特徴とするポリテトラフルオロエチレン樹
    脂成形品の製造方法。
JP63238426A 1988-09-22 1988-09-22 ポリテトラフルオロエチレン樹脂成形品の製造方法 Expired - Lifetime JP2825824B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005512687A (ja) * 2001-12-20 2005-05-12 トリバスキュラー,インコーポレイティド 血管内移植切片を製造するための方法及び装置
US7678217B2 (en) 2001-12-20 2010-03-16 Trivascular2, Inc. Method for manufacturing an endovascular graft section

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
「プラスチック材料講座(6)ふっ素樹脂」昭和44年10月31日 日刊工業新聞社 第69−77頁

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005512687A (ja) * 2001-12-20 2005-05-12 トリバスキュラー,インコーポレイティド 血管内移植切片を製造するための方法及び装置
US7678217B2 (en) 2001-12-20 2010-03-16 Trivascular2, Inc. Method for manufacturing an endovascular graft section

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