JP3347823B2 - ポリテトラフルオロエチレン造粒物 - Google Patents

ポリテトラフルオロエチレン造粒物

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JP3347823B2 JP18069493A JP18069493A JP3347823B2 JP 3347823 B2 JP3347823 B2 JP 3347823B2 JP 18069493 A JP18069493 A JP 18069493A JP 18069493 A JP18069493 A JP 18069493A JP 3347823 B2 JP3347823 B2 JP 3347823B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリテトラフルオロエ
チレン造粒物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリテトラフルオロエチレン(以下、P
TFEという。)粉末は、懸濁重合して得られる粗粉を
微粉砕したもので、圧縮成形又はラム押出法による成形
に使用される。粉砕後のPTFE粉末の平均粒径は、通
常は平均粒径が25μm以上である。このPTFE粉末
に200〜1000μmのフィラーを均一に混合したフ
ィラー入りPTFE成形粉末は、フィラーを含まないP
TFE粉末より成形品の耐摩耗性、硬度等の向上に効果
があるので使用されている。
【0003】近年、成形の自動化及び生産性向上が重視
されるのに伴い、粉末の取扱い性、特に粉末流動性に優
れた、見掛密度の高いフィラー入り成形粉末が強く要望
されるようになってきた。即ち、成形金型(特に薄肉又
は小型成形品用の金型)への自動化充填には優れた粉末
流動性が必要であり、フィラー入りPTFEの成形用造
粒粉末(以下、PTFE造粒物という。)の見掛密度が
高いほど成形金型1台当たりの生産性が向上することに
なる。
【0004】しかし、従来から使用されている平均粒径
25〜35μmのPTFE粉末を、ヘンシェルミキサー
等で混合し、有機溶媒の存在下に、転動型、撹拌型又は
流動層型等の造粒機で造粒して得られるPTFE造粒物
は、粉末流動性が劣り、見掛密度が低いために、成形の
自動化及び生産性向上の要請に対応するには物性が不十
分なものであった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の課題を解消し、優れた粉末流動性、極めて高い見掛密
度を有するPTFE造粒物を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、平均粒径3〜
15μmのPTFE粉末及びフィラーからなるPTFE
造粒物、又は平均粒径3〜15μmのPTFE粉末の9
0〜10質量%と平均粒径25〜100μmのPTFE
粉末の10〜90質量%とからなるPTFE粉末及びフ
ィラーからなるPTFE造粒物であって、フィラーは平
均粒径が50μm以下のフィラー又は平均繊維長が30
0μm以下かつ平均繊維径が30μm以下のフィラーで
あることを特徴とするPTFE造粒物を提供する。
【0007】本発明において、PTFE粉末の平均粒径
は、3〜15μmの範囲である。粉末状のPTFEを粒
状にするには、PTFE粉末に媒体を添加して造粒する
が、3〜15μmの範囲で粉末の粒径が小さいほど粉末
同志の密着性が増し、PTFE粉末が造粒され易くな
る。PTFE粉末の平均粒径が上記範囲を超えるとPT
FE粉末同志の密着性が悪くなり、造粒性が低下して、
粉末流動性に優れた、見掛密度の高い造粒粉末が得られ
ない。本発明において、PTFE粉末は平均粒径25〜
100μmの(より好ましくは平均粒径25〜40μm
の)PTFE粉末を含むことが好ましい。平均粒径25
〜100μmのPTFE粉末は、好ましくは10〜90
質量%含まれる。平均粒径25〜100μmのPTFE
粉末が上記範囲より多く含まれると、造粒性が低下し、
粉末流動性に優れた、高い見掛密度を有する造粒粉末が
得られない。
【0008】本発明において、フィラーは、粉末状のも
のでは平均粒径50μm以下、好ましくは35μm以下
のフィラーである。繊維状のものでは平均繊維長300
μ以下かつ平均繊維径30μm以下、好ましくは平均繊
維長150μm以下かつ平均繊維径20μm以下のフィ
ラーである。フィラーの平均粒径(又は平均繊維長及び
平均繊維径)も小さいものが望ましく、大きくなると造
粒性が低下する。
【0009】
【0010】本発明のPTFE造粒物を製造する方法に
は、大別して乾式法と湿式法がある。前者は水を使用し
ない方法で、後者は水を使用する方法である。乾式法で
は、PTFE粉末とフィラーがヘンシェルミキサー等で
混合され、ついで媒体としての有機溶媒の存在下に、転
動型、撹拌型又は流動層型等の造粒機で造粒される。
【0011】湿式法では、PTFE粉末とフィラーの混
合粉末が、水に不溶性の有機液体を媒体として、水中で
撹拌して造粒される。湿式法で親水性又は半親水性のフ
ィラーを使用する場合には、フィラーにあらかじめ疎水
化表面処理を施すとよい。本発明のPTFE造粒物は、
乾式法又は湿式法のどちらの方法でも製造できる。
【0012】本発明のPTFE造粒物は、極めて優れた
粉末流動性と極めて高い見掛密度と成形品の高い伸びを
有し、成形の自動化及び生産性向上の要請に対して十分
に応えるものである。
【0013】本発明におけるPTFE粉末には、テトラ
フルオロエチレンの単独重合体にとどまらず、溶融流動
性を付与するには到らない程度、例えば0.5モル%程
度以下の少量の他の共単量体を共重合して変成されたも
のも含まれる。かかる共単量体としては、ヘキサフルオ
ロプロピレン、クロロトリフロオロエチレン、パーフル
オロ(アルキルビニルエーテル)、パーフルオロ(アル
コキシアルキルビニルエーテル)、トリフルオロエチレ
ン又は(パーフルオロアルキル)エチレン等が例示され
る。
【0014】本発明におけるフィラーとしては、平均繊
維長300μm以下で平均繊維径30μm以下のガラス
繊維、カーボン繊維、チタン酸カリウム繊維又は平均粒
径50μm以下のガラスビーズ、シリカ粉末、アルミナ
粉末、カーボン粉末、青銅粉末、タルク粉末、炭酸カル
シウム粉末、フッ化カルシウム粉末、炭化ケイ素粉末、
窒化ホウ素粉末、窒化ケイ素粉末、球状カーボン粉末、
二硫化モリブデン粉末、グラファイト粉末、ポリアミド
イミド樹脂粉末、ポリイミド樹脂粉末、ポリエーテルサ
ルホン樹脂粉末、ポリフェニレンサルファイド樹脂粉
末、ポリエーテルエーテルケトン樹脂粉末、酸化亜鉛粉
末、酸化スズ粉末等が例示される。好ましくは、ガラス
繊維、グラファイト粉末、青銅粉末及びカーボン繊維が
採用される。本発明のPTFE造粒物中のフィラーの配
合割合は、1〜80質量%が好ましく、3〜60質量%
がより好ましい。
【0015】
【作用】本発明において、特に平均粒径の小さいPTF
E粉末と特定の平均粒径のフィラー又は特定の平均繊維
長及び平均繊維径のフィラーを使用することにより、P
TFE粉末同志又はPTFE粉末とフィラーとの密着性
が増加することにより造粒性が向上し、緻密な粒子が形
成され、優れた粉末流動性と極めて高い見掛密度を有す
るPTFE造粒物が得られるものと考えられる。
【0016】
【実施例】以下に、本発明を実施例によりさらに具体的
に説明するが、かかる説明によって本発明は限定されな
い。なお、PTFE造粒物及び成形品の試験は次の要領
で実施した。
【0017】平均粒径(μm):上から順に10、2
0、35、40、60メッシュ標準フルイを重ね、10
メッシュフルイ上に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、この各質量に基づいて対数確率紙
で算出した50%粒径である。
【0018】見掛密度(g/ml):JIS K689
1に準じて測定した。内容積100mlのステンレス製
円筒容器にダンパーより試料を落として、平板で擦り落
とした試料の質量(g)を内容積(ml)で割った値で
ある。
【0019】粉末流動性[スリットフロー値(m
m)]:底部が一定の速度で開くようになっているホッ
パー形状をした容器に試料の100gを投入し、ホッパ
ーの底部を一定の速度で開いて試料が約半分落下した時
の開口部(スリット)の大きさである。
【0020】引張強さ(kg/cm2)及び伸び
(%):600kg/cm2の圧力下で予備成形を行
い、370℃で4時間焼成したのち、炉外で放冷して厚
さ2mmのシートを得た。JIS K6891に準じ
て、ダンベル3号型でシートを打ち抜いて得た試料の破
断時の強度及び伸びを測定した。
【0021】[実施例1〜3] PTFE粉末の800gに平均繊維長40μm及び平均
繊維径9μmのガラス繊維の200gを添加して、ヘン
シェルミキサーで撹拌翼周速度40m/secで60秒
間混合した。混合粉末を石油ナフサを媒体として造粒
し、パン整粒機で整粒したのち、乾燥工程を経て、PT
FE造粒物を得た。原料のPTFE粉末の平均粒径、P
TFE造粒物の平均粒径、見掛密度、粉末流動性及び成
形品の引張強さ、伸びを測定した結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】[比較例1〜2] 表2に示す原料を用いた他は、実施例1と同様にしてP
TFE造粒物を得た。原料のPTFE粉末の平均粒径、
得られたPTFE造粒物及び成形品の物性を実施例1と
同様に測定した。結果を表2に示す。
【0024】
【表2】
【0025】[実施例4〜5] 表3に示す原料を用いた他は、実施例1同様にしてPT
FE造粒物を得た。得られたPTFE造粒物及び成形品
の物性を実施例1と同様に測定した。結果を表3に示
す。なお、使用したグラファイト粉末、青銅粉末の平均
粒径は、それぞれ25μm、27μmである。
【0026】
【表3】
【0027】[比較例3〜4] 表4に示す原料を用いた他は、実施例1と同様にしてP
TFE造粒物を得た。得られたPTFE造粒物及び成形
品の物性を実施例1と同様に測定した。結果を表4に示
す。なお、使用したグラファイト粉末、青銅粉末の平均
粒径はそれぞれ25μm、27μmである。
【0028】
【表4】
【0029】[実施例6〜] 平均粒径5μmの原料PTFE粉末と平均粒径25μm
の原料PTFE粉末とを併用した他は、実施例1と同様
にしてPTFE造粒物を得た。得られたPTFE造粒物
及び成形品の物性を実施例1と同様に測定した。結果を
表5に示す。
【0030】
【表5】
【0031】
【発明の効果】本発明のPTFE造粒物は、極めて優れ
た粉末流動性と高い見掛け密度を有し、成形の自動化、
生産性の向上等の適用に極めて有用である。また高い伸
びを有しているので、ショックアブソーバーへのシール
リングの装着等のように延伸装着される用途への適用に
も有用である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−73189(JP,A) 特開 平1−225652(JP,A) 特開 昭53−139661(JP,A) 特開 平4−20555(JP,A) 特開 昭52−38565(JP,A) 特開 昭63−89560(JP,A) 特開 平1−103642(JP,A) 特開 平5−117477(JP,A) 特開 昭61−53349(JP,A) 特開 昭51−126241(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 27/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒径3〜15μmのポリテトラフルオ
    ロエチレン粉末及びフィラーからなるポリテトラフルオ
    ロエチレン造粒物、又は平均粒径3〜15μmのポリテ
    トラフルオロエチレン粉末の90〜10質量%と平均粒
    径25〜100μmのポリテトラフルオロエチレン粉末
    の10〜90質量%とからなるポリテトラフルオロエチ
    レン粉末及びフィラーからなるポリテトラフルオロエチ
    レン造粒物であって、フィラーは平均粒径が50μm以
    下のフィラー又は平均繊維長が300μm以下かつ平均
    繊維径が30μm以下のフィラーであることを特徴とす
    るポリテトラフルオロエチレン造粒物。
  2. 【請求項2】フィラーが、ガラス繊維、グラファイト粉
    末、青銅粉末及びカーボン繊維から選ばれる少なくとも
    1種である請求項1に記載の造粒物。
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