JP2912409B2

JP2912409B2 - フッ素樹脂の深絞り成形方法

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Publication number: JP2912409B2
Application number: JP6225490A
Authority: JP
Inventors: 哲也森久保; 尊広蒲原
Original assignee: NIPPON BARUKAA KOGYO KK
Current assignee: NIPPON BARUKAA KOGYO KK
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1990-03-13
Publication date: 1999-06-28
Anticipated expiration: 2014-06-28
Also published as: JPH03262630A

Description

【発明の詳細な説明】発明の技術分野本発明は、フッ素樹脂シートを効率よく深絞り成形す
るためのフッ素樹脂の深絞り成形方法と、この方法を用
いたフッ素樹脂製鏡板の製造方法に関する。

発明の技術的背景ポリテトラフルオロエチレン（以下PTFEということが
ある）などのフッ素樹脂は、耐熱性、耐候性、耐化学薬
品性、離型性、滑り特性、非粘着性、機械的強度などの
点において、他の合成樹脂と比較して、著しく優れた特
性を有している。

この特性を利用して、腐蝕性流体あるいは高温流体を
扱うパイプライン、タンクあるいは機械装置などの内周
面をシート状のフッ素樹脂により覆い、耐食性のライニ
ング材として利用することがある。

このライニング材は、タンク等の内周面に沿った形状
に形成する場合には、深絞り成形することになるが、こ
の深絞り成形方法の従来例としては、例えば特開昭58−
136,408号公報に開示されているものがある。

この方法は、第７図に示すように、先ず、鍔付きの本
体２と鍔付きの蓋体３とからなる深絞り用成形容器１を
準備し、この本体２内の凹部４を覆うようにフッ素樹脂
シート５を被せ、本体２と蓋体３とにより挟持する。

そして、前記両鍔部2a,3aを適当な加圧手段Ｐにより
加圧し、フッ素樹脂シート５を移動しないように支持す
る。この容器１全体を所定温度で加熱しつつ、蓋体３の
頂部に設けた送入口６から加圧空気を注入し、フッ素樹
脂シート５を破線で示すように徐々に変形させる。いわ
ゆるくせ付けである。このくせ付けを容易にするため、
下方の本体２の底部に設けた排気口７から本体２内の空
気を排出する。

このようにして容器１の内面に沿った形状にフッ素樹
脂シートを成形している。なお、このようにして成形し
たフッ素樹脂シートは、容器１から取り出し、これを別
の容器の内周面に接着等し、ライニング材として使用
し、その容器内に注入される腐蝕性流体等から容器自体
を保護するようにしている。

ところが、このような深絞り成形方法では、深絞り成
形時に、フッ素樹脂シートを移動しないように支持した
状態で加圧成形しているので、この支持部分の近傍のフ
ッ素樹脂シートは、第８図に示すように引き伸ばされて
肉厚が薄くなり、ポーラス化し、これをライニング材と
して使用する場合には、そのポーラス部分でのライニン
グ効果が低減するという欠点がある。例えば、タンクの
鏡板を前述の方法でフッ素樹脂シートから製造すると、
そのナックル部と称される湾曲部分におけるフッ素樹脂
シートが引き伸ばされてポーラス化し、ライニング効果
が低減するという欠点がある。

また、従来の方法では、シートの加工度が大きいた
め、成形後のフッ素樹脂シート５の収縮率が大きくな
り、寸法のバラツキも大きくなる。

一方、ライニング材としては、耐透過特性に優れた高
結晶化度のフッ素樹脂が好ましいが、高結晶化度のフッ
素樹脂シートを従来方法で深絞り成形しようとすると、
高結晶化度のフッ素樹脂シートの伸び率が小さいことか
ら、加工度の大きい部分が破断したりポーラス化する虞
が大きいという不具合がある。

発明の目的本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであ
り、第１の目的は、高結晶化度のフッ素樹脂シートであ
っても、破断やポーラスが生じないように均一な肉厚で
深絞り成形できるフッ素樹脂の深絞り成形方法を提供す
ることにある。

また、第２の目的は、ライニング用の鏡板を簡便に製
造できるフッ素樹脂製鏡板の製造方法を提供することに
ある。

発明の概要前記第１の目的を達成するために、本発明に係るフッ
素樹脂の深絞り成形方法は、成形用型部材に形成された
凹部の上面を、フッ素樹脂シートで前記凹部の口縁部分
に所定の余長部分が生じるように覆い、前記口縁部分上
のフッ素樹脂シートを押えリングにより加圧シールする
際に、前記口縁部分と押えリングのシート加圧面側との
少くともいずれか一方に設けられたシート状の滑り部材
が前記フッ素樹脂シートに圧接するように配置し、この
フッ素樹脂シートを加熱し、前記凹部内の空気を吸引排
出することにより、前記成形用型部材の凹部口縁部分と
押えリングのシート加圧面側との間で、前記フッ素樹脂
シートを前記シート状の滑り部材に対して滑らせつつ前
記凹部の内周面に沿うように変形させ、前記フッ素樹脂
シートが前記凹部の内周面に沿って密着した段階で、前
記凹部内を吸引しつつ前記フッ素樹脂シートを冷却する
ようにしたことを特徴としている。

このように滑り部材に対してフッ素樹脂シートを滑ら
せつつ成形加工すれば、伸縮性が劣る高結晶化度のフッ
素樹脂シートを使用しても、フッ素樹脂シートをポーラ
ス化することなく、容易に深絞り成形することができ
る。しかも加工後でも収縮率の変化幅が小さくなり、得
られる成形品における寸法のバラツキも小さくなる。し
たがって、この成形後のシートを、例えば、ライニング
材として良好に使用することができる。

また、上記第２の目的を達成するため、本発明に係る
フッ素樹脂製鏡板の製造方法は、鏡板金型に形成された
凹部の上面を、フッ素樹脂シートで前記凹部の口縁部分
に所定の余長部分が生じるように覆い、前記口縁部分上
のフッ素樹脂シートを押えリングにより加圧シールする
際に、前記口縁部分と押えリングのシート加圧面側との
少くともいずれか一方に設けられたシート状の滑り部材
が前記フッ素樹脂シートに圧接するように配置し、この
フッ素樹脂シートを加熱し、前記凹部内の空気を吸引排
出することにより、前記鏡板金型の凹部口縁部分と押え
リングのシート加圧面側との間で、前記フッ素樹脂シー
トを前記シート状の滑り部材に対して滑らせつつ前記凹
部の内周面に沿うように変形させ、前記フッ素樹脂シー
トが前記凹部の内周面に沿って密着した段階で、前記凹
部内を吸引しつつ前記フッ素樹脂シートを冷却するよう
にしたことを特徴としている。

このようにすれば、滑り部材に対してフッ素樹脂シー
トを滑らせつつ変形させているため、フッ素樹脂製の鏡
板を製造する場合に、ナックル部で破損が生じることが
なくなり、加工後でも収縮率の変化幅が小さくなり、得
られる鏡板における寸法のバラツキも小さくなる。

発明の具体的説明以下、本発明を実施例に基づき、より具体的に説明す
る。

第１〜３図は本発明の一実施例に係るフッ素樹脂の深
絞り成形方法を工程順に示す要部断面図である。

フッ素樹脂シートを深絞り成形するには、まず第１図
に示すように、上面10が平坦であって、略中央部に所定
の深さｄ、口径Ｄの凹部11が形成された成形用型部材12
である金型を準備する。

この成形用型部材12の凹部11および口縁部分11aをフ
ッ素樹脂シート13により覆うが、このフッ素樹脂シート
13は、高結晶化度のものを使用することが望ましい。高
結晶化度のフッ素樹脂の方が耐透過特性に優れているの
で、ライニング材として用いる場合に適しているからで
ある。高結晶化度のフッ素樹脂シートを得るためには、
焼成したフッ素樹脂製ブロックをシート状に切削加工し
たそのままの切削シートを用いればよい。

フッ素樹脂シート13の外周部分は、凹部11の口縁部分
11aより外周に所定長ａだけ突出する余長部分13aが形成
されるようにしておくことが好ましい。

次に、第２図に示すように、このフッ素樹脂シート13
上に押えリング14を載置する。この押えリング14は、前
記フッ素樹脂シート13と成形用型部材12の上面10との間
を加圧シールするためのものである。

特に、本発明では、前記成形用型部材12の凹部口縁部
分11aと、押えリング14のシート加工面側との少くとも
いずれか一方（本実施例では、双方）に、滑り部材S,S
を設けている。これは、この両滑り部材S,S間に挟持さ
れるフッ素樹脂シート13の滑りを向上させる為と、凹部
11の口縁部分11aとフッ素樹脂シート13との間のシール
性を向上させるためである。滑り部材Ｓは、フッ素樹脂
製であることが好ましいが、滑り特性およびシール性に
優れているものであれば何でも良い。滑り部材Ｓを、成
形用型部材12の凹部口縁部分11aと、押えリング14のシ
ート加圧面側との少くともいずれか一方に設けるために
は、例えばシート状の滑り部材Ｓをこれらの部分に接着
などの手段で固着すれば良い。

そして、前記フッ素樹脂シート13を所定温度に加熱す
るため、前記成形用型部材12と共に例えば加熱炉内に入
れて加熱する。あるいは又、フッ素樹脂シートのみをシ
ート上面から加熱する。この加熱温度は、フッ素樹脂シ
ートの融点以下の温度で、しかも実際に使用する状態に
おける温度よりも高い温度で行なうことが好ましく、こ
の加熱によりフッ素樹脂シート13は容易に変形し得る状
態となる。加熱温度は、例えば、前記フッ素樹脂シート
13がPTFEであれば、約300℃程度とすることが好まし
い。

そして、この加熱により、ある程度軟化したフッ素樹
脂シート13を所定形状に深絞り成形する。この成形は、
前記成形用型部材12の底部12aに開設された排出口15に
より前記凹部11内の空気を排出する真空吸引により行な
う。この工程は、フッ素樹脂シート13に、いわゆるくせ
付け加工を行なう工程である。

この真空吸引を行うに当たり、フッ素樹脂シート13と
成形用型部材12の凹部口縁部分11aとの間は、滑り部材
S,Sによりシールしているので、その吸引力は、フッ素
樹脂シート13の変形に有効に作用し、フッ素樹脂シート
13は、第２図に破線で示すように徐々に変形される。

この場合、前記押えリング14によるフッ素樹脂シート
13の加圧力は、フッ素樹脂シートが押えリング14と成形
用型部材12の上面10との面で滑りつつ深絞り成形される
ように、上面10とフッ素樹脂シート13との間をシールす
る程度の加圧力に設定する。

このため、フッ素樹脂シート13は、変形しつつ、その
余長部分13aが次第に凹部11内に引き込まれつつ変形す
ることになる。したがって、前記口縁近傍のように引張
り変形が大きな部分でも、フッ素樹脂シート13の肉厚が
不均一に変化することなく成形できる。

なお、この加圧力は、前記押えリング14を成形用型部
材12に取り付ける取付手段の締付力によって調節され
る。

本実施例では、前記成形用型部材12の凹部口縁部分11
aと、押えリング14のシート加圧面側に滑り部材S,Sを設
けることによりフッ素樹脂シート13の移動を容易にして
いるので、フッ素樹脂シート13は、その余長部分13aが
次第に凹部11内に容易に引き込まれつつ変形することに
なる。

したがって、前記口縁近傍のように引張り変形が大き
な部分でも、フッ素樹脂シート13の肉厚が変化すること
なく成形できる。

ここに使用されているフッ素樹脂シート13は、高結晶
化度のものであり、透過性特性が良く、ライニング効果
に優れたものであるものの、伸縮性に劣るという特性を
有しているが、前記のように滑り部材S,Sによる移動抵
抗の低減と、余長部分13aの入り込みによる円滑な成形
とにより、伸縮性による不具合を解消し、ポーラスを生
じることなく第３図に示すように凹部11の内周面に沿っ
た形状に形成されることになる。したがって、前記口縁
近傍のように引張り変形が大きな部分でも、フッ素樹脂
シート13の肉厚がほとんど変化することなく成形でき
る。

このようにしてフッ素樹脂シート13が凹部11の内周面
に完全に密着した状態になると、この形状を保持するた
め、フッ素樹脂シート13を冷却する。その際に、前記押
えリング14を前記成形用型部材12の鍔部12b,12bに所定
の締付手段でさらに締付け（増締め）、真空吸引を行な
いつつ冷却することが好ましい。なお、本発明では必ず
しも増締めは必要ではない。

そして、凹部11の形状とほぼ同形状に成形されたフッ
素樹脂シート13は、成形用型部材12より取出される。こ
の取出し後は、例えば金属製の容器の内周面に接着剤等
を塗布することによりライニング材として使用すること
もできる。あるいは、このようにくせづけされたフッ素
樹脂シート13自体を容器として使用することも可能であ
る。

本発明方法は、フッ素樹脂シートを用いて深絞り成形
しなければならない種々の成形部品の製造に適用するこ
とができる。

例えば、第5,6図に示すようなフッ素樹脂製鏡板の製
造方法にも適用できる。なお第5,6図では、第１〜３図
に示す部材と同一部材には同一符号を付してある。

この第5,6図に示す実施例では、前述した成形用型部
材12として鏡板金型12aを使用し、フッ素樹脂製ライニ
ング用鏡板を製造する例を示す。

この実施例の場合も、先の方法と同様にフッ素樹脂シ
ートを滑らせつつ変形させることができ、ナックル部19
で破損が生じることがなく、成形作業が容易になり、ま
た成形後の収縮率の変化幅が小さくなり、寸法のバラツ
キが小さくなり、寸法精度の良いものを簡単に得ること
ができる。このようにして得られたフッ素樹脂製鏡板
は、例えば第４図に示すように、同様にフッ素樹脂から
なる円筒上に成形された胴部17に接合されて、タンクＴ
用ライニング材として利用される。

本発明方法により成形したライニング材を試験した結
果、当初フッ素樹脂シート13の肉厚が3.15mmのものを用
いて成形した結果、成形後には肉厚は、3.05mm程度とな
り、肉厚の減少はきあめて少ないものであることが判明
した。因みに、従来の方法では、当初の肉厚3.00mmが、
成形後には2.63mmとなり、大きく肉厚が減少することが
分かる。

また、本発明方法では、ポーラス化の状態を調べる
と、SG値で、2.18であり、成形後も変化しないことが判
明した。

本発明で用いられるフッ素樹脂シート13は、特に限定
されないが、その厚さが１〜4mm、特に2.5〜3.5mmが好
ましい。また、その余長寸法は、成形時にフッ素樹脂シ
ート13の端部が金型の鍔部11aとか鏡板の口縁部分上に
存在するような寸法にする必要はなく、鍔部11a等の上
を全体にわたり覆うような寸法にしても良い。

また、前述したフッ素樹脂シート13の材質としては、
PTFEに限らず、例えば、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であるPF
A、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレ
ンとの共重合体であるFEP、あるいはテトラフルオロエ
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であるEPEなどのフッ
素樹脂であってもよい。

発明の効果以上説明してきたように、本発明によれば、滑り部材
に対してフッ素樹脂シートを滑らせつつ成形加工するよ
うにしたので、耐透過製に優れるが、伸縮率が比較的小
さい高結晶化度のフッ素樹脂シートを用いても、破断や
ポーラスが生じないように、しかも均一の厚さで深絞り
成形することができる。また、成形後の収縮率も小さ
く、寸法精度に優れた成形品を得ることが可能になる。
したがって、このような成形品は、特にライニング材と
して好適に使用することができる。

また、このようなフッ素樹脂の深絞り成形方法を用い
れば、ナックル部での破損あるいはポーラス化のないフ
ッ素樹脂製の鏡板を製造することができ、しかもその成
形も容易で、収縮率の変化幅が小さく、寸法のバラツキ
の小さいものを容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明の一実施例に係るフッ素樹脂の深絞
り成形過程を工程順に示す要部断面図、第４図はライニ
ング材の断面図、第5,6図は本発明方法の他の実施例を
示す要部断面図、第７図は従来の方法を示す要部断面
図、第８図は第７図の要部拡大断面図である。 10……上面、11……凹部、 11a……口縁部分、12……成形用型部材、 13……フッ素樹脂シート、 13a……余長部分、14……押えリング、 S,S……滑り部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 51/00 - 51/46 B29C 33/12 - 33/54 B29C 43/32 - 43/42 B29C 67/12 - 67/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】成形用型部材に形成された凹部の上面を、
フッ素樹脂シートで前記凹部の口縁部分に所定の余長部
分が生じるように覆い、前記口縁部分上のフッ素樹脂シートを押えリングにより
加圧シールする際に、前記口縁部分と押えリングのシー
ト加圧面側との少くともいずれか一方に設けられたシー
ト状の滑り部材が前記フッ素樹脂シートに圧接するよう
に配置し、このフッ素樹脂シートを加熱し、前記凹部内の空気を吸
引排出することにより、前記成形用型部材の凹部口縁部
分と押えリングのシート加圧面側との間で、前記フッ素
樹脂シートを前記シート状の滑り部材に対して滑らせつ
つ前記凹部の内周面に沿うように変形させ、前記フッ素樹脂シートが前記凹部の内周面に沿って密着
した段階で、真空吸引を行ないつつ冷却する前記凹部内
を吸引しつつ前記フッ素樹脂シートを冷却するようにし
たことを特徴とするフッ素樹脂の深絞り成形方法。
【請求項２】鏡板金型に形成された凹部の上面を、フッ
素樹脂シートで前記凹部の口縁部分に所定の余長部分が
生じるように覆い、前記口縁部分上のフッ素樹脂シートを押えリングにより
加圧シールする際に、前記口縁部分と押えリングのシー
ト加圧面側との少くともいずれか一方に設けられたシー
ト状の滑り部材が前記フッ素樹脂シートに圧接するよう
に配置し、このフッ素樹脂シートを加熱し、前記凹部内の空気を吸
引排出することにより、前記鏡板金型の凹部口縁部分と
押えリングのシート加圧面側との間で、前記フッ素樹脂
シートを前記シート状の滑り部材に対して滑らせつつ前
記凹部の内周面に沿うように変形させ、前記フッ素樹脂シートが前記凹部の内周面に沿って密着
した段階で、前記凹部内を吸引しつつ前記フッ素樹脂シ
ートを冷却するようにしたことを特徴とするフッ素樹脂
製鏡板の製造方法。