JP3726719B2 - ポリテトラフルオロエチレンの改質方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」という。）の改質方法に関し、特に効率的、かつ、低コストに改質することができるＰＴＦＥの改質方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＴＦＥは、耐熱特性、化学的特性、電気的特性及び潤滑性等に優れているため、絶縁材料あるいは各種機器の構成部品など広い用途において使用されている。しかし、ＰＴＦＥは、耐摩耗性及び耐クリープ性等の機械的特性が劣るため、これらの特性向上を目的として、電離性放射線の照射によって、分子間を架橋することが行われている。
【０００３】
特に、架橋により改質したＰＴＦＥ粉末を、たとえば、未架橋のＰＴＦＥあるいはテトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体等にブレンドして成形固化し、これを所定の形状に加工することによって得られる機械部品は、摺動体の部品などとして優れた特質を有しており、従来にはない有用かつ得意な機械部品として重用されている。
【０００４】
図２は、従来のＰＴＦＥの改質方法を示す図である。従来は、未架橋のＰＴＦＥ粉末１を型２に入れた後（図２（ａ））、恒温槽３内でマット状に固め（図２（ｂ））、このマット状ＰＴＦＥ４を、低酸素濃度の雰囲気下で照射ホーン５により電離性放射線を照射することによって改質を行っていた（図２（ｃ））。符号１ａは、改質されたＰＴＦＥ粉末である（図２（ｄ））。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のＰＴＦＥの改質方法によると、ＰＴＦＥ粉末をマット状に成型すること、あるいは放射線照射後の製品取り出し等の作業をバッチ式で行うために多くの時間と手間を要することから作業効率が悪く、その上、生産性が低く、高コストの改質とならざるを得ないという問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、効率的に優れ、低コストで改質を行うことのできるＰＴＦＥの改質方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、電離性放射線を照射することによるポリテトラフルオロエチレンを改質するポリテトラフルオロエチレンの改質方法において、２０℃以下の温度のポリテトラフルオロエチレンの粉末を用意する第１のステップと、前記ポリテトラフルオロエチレンの粉末を層状に形成しながら搬送する第２のステップと、前記層状に形成したポリテトラフルオロエチレンの粉末を搬送しながら加熱するステップと電離性放射線を照射するステップを含む第３のステップとを備えたことを特徴とするポリテトラフルオロエチレンの改質方法を提供する。
【０００８】
前記第１のステップは、２０℃以下の温度の管理下におかれたホッパ及び攪拌機を用いて前記ポリテトラフルオロエチレンの粉末を供給するステップを含むことを特徴とするポリテトラフルオロエチレンの改質方法を提供する。
【０００９】
また、前記第１のステップは、熱伝導率の高い材料で構成した前記ホッパ及び前記攪拌機を用い、前記ホッパの外周を巡らした配管中に冷却液を通過させてホッパを冷却するステップを含むことを特徴とするポリテトラフルオロエチレンの改質方法を提供する。
【００１０】
更に、前記第３のステップは、不活性ガス雰囲気下、前記ポリテトラフルオロエチレンの粉末に前記電離性放射線を照射するステップを含むことを特徴とするポリテトラフルオロエチレンの改質方法を提供する。
【００１１】
また、前記第３のステップは、融点付近に加熱された前記ポリテトラフルオロエチレンの粉末に前記電離性放射線を照射するステップを含むことを特徴とするポリテトラフルオロエチレンの改質方法を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によるＰＴＦＥの改質方法の実施の形態を説明する。
図１は、本発明によるＰＴＦＥの改質方法の実施に使用される改質装置の概略を示す図である。適度に冷却されたＰＴＦＥ粉末１をホッパ６に投入し、凝集を防ぐため攪拌機８により攪拌する。符号９は、攪拌機８の駆動源であるモータである。
【００１３】
このとき、ＰＴＦＥ粉末１は、ガラス転移点が１７℃付近と低いので、常温である２０℃以上において凝集する性質がある。そのため、２０℃以下にホッパ内を冷却する必要がある。ホッパ６や攪拌機８を銅などの熱伝導度の高い材料を用いて製作し、ホッパ６の外周を配管７で巡らして、配管中を低温水などの冷却液を流すことによりホッパ６中の温度の上昇を防止すると共に、連続供給が可能となる。
【００１４】
ＰＴＦＥ粉末１は、ホッパ６の下方から連続運転されている第１のコンベアベルト１０の上に落とされ、第１のコンベアベルト１０は、ならし板１１によって連続的に所定の厚さの層１２にならされたＰＴＦＥ粉末１を搬送する。
【００１５】
所定の厚さの層１２にならされたＰＴＦＥ粉末１は、加熱ゾーン１３に移動する。ＰＴＦＥ粉末１は、加熱ゾーン１３に設けられている連続運転されている第２のコンベアベルト１４により移動しながら、加熱装置１５により所定温度に加熱される。加熱温度は、架橋効率を高めるためにＰＴＦＥ粉末１の融点より若干高い温度、例えば３４０℃に設定される。
なお、加熱装置１５の熱源としては、抵抗加熱あるいは誘導加熱のいずれでもよい。この実施例では、抵抗加熱方式を採用した。
【００１６】
第２のコンベアベルト１４により搬送されて加熱された層１２は、連続運転されている第３のコンベアベルト１７が設けられた照射ゾーン１６に移動する。この照射ゾーン１６は、コンベアベルト１７の上方にＴｉ箔の照射窓１８を有し、コンベアベルト１７の下方に配置されたビームキャッチャ１９より構成される部屋２０によって囲まれており、部屋２０の内部には、照射による有毒ガスの発生を防ぐため、不活性ガスが封入されている。
【００１７】
加熱された層１２は、連続運転されているコンベアベルト１７によって搬送される間に照射ホーン５により所定線量、例えば、１００ｋＧｙの電離性放射線を照射されて分子間を架橋されたＰＴＦＥ粉末１ａに改質される。
【００１８】
電離性放射線の照射線量は、層１２の厚さに応じて調整される。調整は、照射ホーン５から照射される放射線出力が一定の場合、第１〜第３のコンベアベルト１０、１４および１７の速度の変更によって行われ、これによりＰＴＦＥ粉末１ａの架橋改質度合が調整される。コンベアベルトの搬送速度を一定にして放射線出力を変えることによっても改質度合の調整を行うことは可能である。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるＰＴＦＥの改質方法によれば、冷却したＰＴＦＥの粉末を所定の厚さの層にして連続搬送し、連続搬送されているＰＴＦＥの粉末の層に加熱及び電離性放射線を照射することによってＰＴＦＥの粉末の改質を行うこととしたため、作業が連続して行われることになり、効率がよく、かつ、低コストでＰＴＦＥの改質を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるＰＴＦＥの改質方法の実施に使用される改質装置の概略を示す図である。
【図２】 従来のＰＴＦＥの改質方法を示す図である。
【符号の説明】
１ ＰＴＦＥ粉末
１ａ 改質されたＰＴＦＥ粉末
２ 型
３ 恒温槽
４ マット状ＰＴＦＥ
５ 照射ホーン
６ ホッパ
７ 配管
８ 攪拌機
９ モータ
１０ コンベアベルト
１１ ならし板
１２ 層
１３ 加熱ゾーン
１４ コンベアベルト
１５ 加熱装置
１６ 照射ゾーン
１７ コンベアベルト
１８ 照射窓
１９ ビームキャッチャ
２０ 部屋

Claims (5)

1. 電離性放射線を照射することによるポリテトラフルオロエチレンを改質するポリテトラフルオロエチレンの改質方法において、
   ２０℃以下の温度のポリテトラフルオロエチレンの粉末を用意する第１のステップと、
   前記ポリテトラフルオロエチレンの粉末を層状に形成して搬送する第２のステップと、
   前記層状に形成したポリテトラフルオロエチレンの粉末を搬送しながら加熱するステップと電離性放射線を照射するステップを含む第３のステップとを備えたことを特徴とするポリテトラフルオロエチレンの改質方法。
2. 前記第１のステップは、２０℃以下の温度の管理下におかれたホッパ及び攪拌機を用いて前記ポリテトラフルオロエチレンの粉末を供給するステップを含むことを特徴とする請求項１記載のポリテトラフルオロエチレンの改質方法。
3. 前記第１のステップは、熱伝導率の高い材料で構成した前記ホッパ及び前記攪拌機を用い、前記ホッパの外周を巡らした配管中に冷却液を通過させてホッパを冷却するステップを含むことを特徴とする請求項１又は２のうちいずれか１項記載のポリテトラフルオロエチレンの改質方法。
4. 前記第３のステップは、不活性ガス雰囲気下、前記ポリテトラフルオロエチレンの粉末に前記電離性放射線を照射するステップを含むことを特徴とする請求項１記載のポリテトラフルオロエチレンの改質方法。
5. 前記第３のステップは、融点付近に加熱された前記ポリテトラフルオロエチレンの粉末に前記電離性放射線を照射するステップを含むことを特徴とする請求項１記載のポリテトラフルオロエチレンの改質方法。

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