JP4858545B2 - ポリテトラフルオロエチレン成形体及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ポリテトラフルオロエチレン成形体及びその製造方法に関する。
ポリテトラフルオロエチレン〔PTFE〕の成形体は、一般に、成形に由来する微小な空隙(ボイド)や粒界を含有する。この微小な空隙や粒界は、(1)成形体に屈曲や引張を与えると破断起点となり機械的物性を低下させたり、(2)薬液やガスの成形体内部への浸透口となりシール性を低下させることがある。
PTFE成形体として、PTFE予備成形体を該樹脂の融点以上の温度にて焼結したのち結晶化温度付近の温度下で0.5〜10分間かけて冷却して得られる成形体が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法から得られる成形体は、結晶化度が高く薬液やガスのバリア性が良いが、これは微小な空隙や粒界を含まないことが前提であり、実際は微小な空隙や粒界を含んでいる為、それらの欠陥部分は、薬液・ガスの浸透口となり成形体全体としてはシール性が充分でなかった。また機械的物性も充分ではなかった。
PTFE成形体を作成する方法として、予備成形したプレフォームを金型内に残したまま無加圧下で焼成炉にてPTFEが溶融するまで加熱した後、溶融状態のまま焼成炉から金型ごと取り出し、溶融状態のまま再び加圧下に保持し、水冷する方法(ホットコイニング)が知られている。この方法から得られる成形体は、圧縮成形で得られた(フリーベーキング)成形体に比べ、ボイドや粒界が圧倒的に少なく、欠陥部分由来の浸透口が無くなりシール性には優れる。しかしながら圧縮方向に対して薄い成形体を作成する場合に、原料粉の均一充填が困難であり、また生産性に乏しい。
PTFE成形体を作成する方法として、更に、変性ポリテトラフルオロエチレン〔変性PTFE〕粉末を用いてなる未焼成圧縮成形体を焼成する工程と、この工程から得られる処理前焼成圧縮成形体に焼成処理を施す工程とを含む方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。この方法は、処理前焼成圧縮成形体を焼成する工程において加圧しないので、得られる成形体において、処理前焼成圧縮成形体に含まれるボイドや粒界が偏在した構造が維持され、機械的強度やシール性が損なわれる可能性がある。
PTFE等のフッ素系樹脂からなる成形体を作成する方法に関し、特定のキャビティーと一次金型とを備えた装置を用いてフッ素系樹脂の予備成形体を作成する工程A、焼成体を得る工程B、得られた焼成体を二次金型に装着して加熱処理する工程C、及び、得られた加熱処理体を該二次金型に装着した状態で高温プレスするとともに、急冷してダイヤフラムを得る工程Dを実施する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。この方法には、工程Aにおいて特殊な装置を要し、成形体の形状を自由に設定できない問題や、工程Aにおいて粉の均一充填が困難である問題がある。
PTFE成形体の材料として、成形作業性の点で、取り扱い性が良いPTFEの造粒粉末を用いることが好ましい。しかしながら、PTFEの造粒粉末から得られる成形体は、PTFEの微粉末から得られるものよりボイドや粒界が著しく多いので、機械的物性やシール機能を重視する用途には適用できない問題があった。
特開平6−8344号公報 国際公開第2006/059642号パンフレット 特開平5−10444号公報
本発明の目的は、上記現状に鑑み、ボイドや粒界が少なく、機械的強度やシール性に優れたPTFE成形体を効率よく得ることにある。
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン〔PTFE〕粉末を予備成形して焼成することによりPTFE焼成体を作成した後、上記PTFE焼成体を0.5〜29.4MPaの圧力下において330〜390℃の温度で加熱することを特徴とするPTFE成形体の製造方法である。
本発明は、上記PTFE成形体の製造方法から得られることを特徴とするPTFE成形体である。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明のPTFE成形体の製造方法は、PTFE粉末を予備成形して焼成した後、更に、得られたPTFE焼成体をPTFEの融点よりも高い温度範囲で加圧下において加熱するものなので、何れの部分であっても均等にボイドや粒界が少ない成形体を得ることができる。
このため、本製造方法から得られるPTFE成形体は、破断強度や耐屈曲性等の機械的強度に優れ、薬液やガスに対するバリア性が高く、ダイヤフラム弁体、ベロース等のシール用製品や絶縁フィルム、離型フィルム、ラッピング用フィルム等として好適に使用することができる。
更に驚くべきことに、この加圧下での加熱に基づく効果は、PTFEの造粒粉末を材料とした場合であっても発揮することができる。PTFEの造粒粉末は、取り扱い性が良いものの、従来の方法により成形した場合、ボイドや粒界が著しく多い成形体となるので、耐屈曲性を要する用途とする成形体の材料として適さないと考えられていた。しかしながら、本製造方法では、PTFEの造粒粉末を材料とした場合であっても、ボイドや粒界を低減させた成形体を効率よく作成することが可能である。
本発明におけるPTFEは、テトラフルオロエチレン〔TFE〕の単独重合体のみならず、変性ポリテトラフルオロエチレン〔変性PTFE〕をも含む概念である。
上記PTFEは、溶融粘度が低く成形加工しやすい点及び耐クリープ性等の機械的強度に優れた成形体が得られる点で、変性PTFEであることが好ましい。
上記変性PTFEとは、TFEと、TFE以外の微量単量体との共重合体であって、非溶融加工性であるものを意味する。
上記微量単量体としては、例えば、ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕、クロロトリフルオロエチレン〔CTFE〕等のフルオロオレフィン;フルオロ(アルキルビニルエーテル);フルオロジオキソール;パーフルオロアルキルエチレン;ω−ヒドロパーフルオロオレフィン等が挙げられる。
上記フルオロ(アルキルビニルエーテル)としては、例えば、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)〔PAVE〕が挙げられる。
上記PAVEとしては、例えば、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)〔PMVE〕、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)〔PEVE〕、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)〔PPVE〕、パーフルオロ(ブチルビニルエーテル)等が挙げられる。
上記フルオロ(アルキルビニルエーテル)としては、熱的安定性の点で、PPVE、PEVE、PMVEであることが好ましく、PPVEであることがより好ましい。
上記変性PTFEにおいて、上記微量単量体は1種であってもよいし2種以上であってもよい。
上記変性PTFEにおいて、上記微量単量体に由来する微量単量体単位の全単量体単位に占める含有率は、通常2モル%以下の範囲である。
本明細書において、「全単量体単位に占める微量単量体単位の含有率(モル%)」とは、上記「全単量体単位」が由来する単量体、即ち、変性PTFEを構成することとなった単量体全量に占める、上記微量単量体単位が由来する微量単量体のモル分率(モル%)を意味する。
本明細書において、上記微量単量体単位は、赤外分光分析を行うことにより得られる値である。
本発明におけるPTFEは、TFE、及び、所望により微量単量体を重合することにより得ることができる。
上記PTFEは、平均粒径が小さいPTFEを調製できる点で、懸濁重合により得られるものが好ましい。平均粒径が小さいPTFEは、ボイドが少ない成形体を得ることができる点で好ましい。
上記懸濁重合は、例えば、重合温度を0〜100℃に設定して、水性媒体の存在下にて行うことが好ましい。
上記懸濁重合において、乳化剤等を使用することもできる。重合開始剤として過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩等を使用することが好ましい。
上記乳化剤及び上記重合開始剤の使用量は、使用する単量体等の種類、所望の組成等に応じて適宜設定することができる。
懸濁重合により得られるPTFEの粉末は、モールディングパウダーと称されることがある。
本発明におけるPTFE粉末は、重合後に得られる重合反応液から乾燥して得た粉末又は該粉末を適宜粉砕してなる微粉末を造粒したものである。
上記乾燥、粉砕処理及び造粒の工程は、国際公開第93/16126号パンフレットに記載の方法等、公知の方法で行うことができる。
上記PTFE粉末は、取り扱い性、作業性の点で、造粒したものが好ましい。
上記重合後に得られる重合反応液から乾燥して得た粉末又は該粉末を適宜粉砕してなる微粉末は、平均粒径が100μm以下であることが好ましい。上記平均粒径は、より好ましい上限が50μm、更に好ましい上限が40μm、特に好ましい上限が30μmであり、これらの範囲内であれば、3μm以上であってよい。
本発明におけるPTFE粉末は、造粒後の平均粒径が200〜1000μmであるものであり、600μm以下であることがより好ましい。
上記平均粒径は、造粒前のものである場合、粒子径分布測定装置HELOS&RODOS(SYMPATEC社製)を用いて、乾式レーザー法により測定したものである。
上記造粒後の平均粒径は、JIS K 6891−5.4に準拠して、振動時間を10分間として測定したものである。
上記PTFE粉末は、造粒粉末である場合、取り扱い性が良い点で、見掛密度が0.6〜0.9g/mlであることが好ましい。
上記見掛密度は、より好ましい下限が0.65g/mlであり、より好ましい上限が0.85g/mlである。
本明細書において、上記見掛密度は、JIS K 6891−5.3に準拠して測定した値である。
本発明のPTFE成形体の製造方法は、上述のPTFE粉末を予備成形して焼成することによりPTFE焼成体を作成した後、該PTFE焼成体を後述の条件下で加圧・加熱するものである。
本発明において、上記PTFE粉末は、PTFE粉末のみからなるものであってもよいが、PTFE粉末の性質を損なわない範囲で、着色剤、帯電防止剤等の添加剤を配合したものであってもよい。
上記予備成形は、0.1MPa〜100MPaの加圧下で行うことが好ましい。上記圧力は、より好ましい下限が1MPa、より好ましい上限が80MPaである。上記予備成形は、従来公知の装置で行うことができる。また、得られる予備成形体の形状は特に限定されない。
本発明における焼成工程は、上述の予備成形体を焼成炉に入れ、一定速度で室温から焼成温度まで昇温させた後、該焼成温度を維持して行ってもよいし、上記予備成形体を予め後述の焼成温度に調温した焼成炉内に入れることにより行ってもよい。
上記焼成工程は、予備成形体の厚み、焼成時間等にもよるが、345〜400℃の温度にて加熱することにより行うことが好ましい。
上記焼成温度は、より好ましい下限が360℃、より好ましい上限が390℃である。
上記PTFE焼成体は、板状、円盤、円柱、円筒等、何れの形状であってもよいが、後述の加圧・加熱における加圧方向の厚みが0.1mm〜30mmであるものが好ましく、0.1mm〜2.0mmであるものがより好ましい。
このような厚みの焼成体は、特に本発明によるボイドや粒界を低減する効果が大きく、機械的特性やシール性に優れた成形体にすることができる。
本発明の製造方法において、上記PTFE焼成体は、加圧・加熱を行う前に適当な形状やサイズに切削してもよい。すなわち、該加圧・加熱工程は、上記PTFE焼成体を切削加工することにより切削加工体とした後に行うこともできる。本発明の製造方法は、該切削加工を含む場合、該切削加工工程において成形体の形状を適宜選択することができるので、最終的に得られるPTFE成形体を容易に所望の形状にすることができる。
例えばダイヤフラム用途に使用する場合、焼成時に最終形状に成形してしまうと、薄い形状とすることが必要であることから予備成形体の作成時に使用する金型が薄いものとなり、PTFEの均一充填が困難となることがある。一方、本発明の製造方法では、PTFEの均一充填が比較的容易な金型を用いて、厚み10mm以上の予備成形体の作成、焼成を行った後、切削加工することにより容易に所望の形状、例えば厚み1〜2mmのものに加工することができる。更に、ボイドや粒界の問題もより効率よく解消することができる。
本発明における加圧・加熱は、330〜390℃の温度で行うことができる。
上記加熱温度は、好ましい下限が340℃、より好ましい下限が350℃であり、好ましい上限が380℃である。
本発明の製造方法は、成形し焼成した後、更にこのような高い温度範囲下で加圧・加熱を行うものなので、得られる成形体におけるボイドや粒界を、従来の方法より効果的に低減することができる。このような優れた効果を奏する機構は明らかでないが、上記PTFE焼成体をPTFEの融点(324〜327℃)よりも高い温度下で加熱すると、焼成時に生じたボイドや粒界が一部溶融し、その温度状態で加圧下におくと、溶融したPTFEがボイドや粒界を埋めることとなり、ボイドや粒界が少なくなるものと考えられる。
これに対し、ホットコイニング等の従来の方法において行われる成形後の加圧・加熱は、アニーリングを目的とするものであり、本発明における温度範囲より低い温度(120〜250℃程度)で行うものなので(フッ素樹脂ハンドブック、里川孝臣著、日刊工業新聞社、108頁参照)、本発明により得られるようなボイドや粒界が少ない成形体を得ることができない。
上記PTFE焼成体の加圧・加熱は、0.5〜29.4MPaの圧力下で行うことができる。
上記圧力は、好ましい下限が0.98MPa、より好ましい下限が2.0MPaであり、好ましい上限が9.8MPa、より好ましい上限が7.9MPaである。
上記加圧・加熱は、例えば、PTFE焼成体をステレンス製等の金属板に挟み、ヒートプレスにセットして、加熱温度まで昇温させた後、該加熱温度を維持したまま設定圧力に加圧することにより行うことができる。
上記加圧・加熱は、好ましくは1〜60分間、より好ましくは10分以上、更に好ましくは30分間以上行うものであってもよい。
上記PTFE成形体の製造方法を行うことにより得られるPTFE成形体もまた、本発明の一つである。
上記PTFE成形体は、機械的強度の点で、変性PTFEから得られるものが好ましく、また、取り扱い性が良く調製し易い点で、平均粒径200〜1000μmの造粒粉末である変性PTFEから得られるものが好ましい。
本発明のPTFE成形体は、上述のPTFE成形体の製造方法を行うことにより得られるものであるので、何れの部分であっても均等にボイドや粒界が少ない。
上記PTFE成形体は、0.1cmあたりのボイド数が好ましくは10個以下であり、より好ましくは5個以下である。
上記「0.1cmあたりのボイド数」は、何れの部分であるか特に断りがない限り、成形体の全ての部分に関するボイド数を表す。PTFE成形体において、ボイドは、一般に図1や図2に示されるような白斑として観察される。本明細書において、上記ボイド数は、厚み0.1cmのサンプルについて拡大鏡(倍率10倍)を用いて加圧方向から観察される白斑数から算出したものである。
本発明のPTFE成形体は、何れの部分であっても均等にボイドや粒界が少ないので、ボイドが最も多い部分(A)における0.1cmあたりのボイド数と、ボイドが最も少ない部分(B)における0.1cmあたりのボイド数との差を、一般に10個以下とすることができ、好ましくは5個以下とすることができる。
上記部分(A)はPTFE成形体において観察面1cmの任意の領域のうちボイドが最も多い部分であり、上記部分(B)は該任意の領域のうちボイドが最も少ない部分である。
上述の各部分におけるボイド数は、厚み0.1cmのサンプルについて拡大鏡(倍率10倍)を用いて加圧方向から観察される白斑数を数えたものである。
本発明のPTFE成形体は、上述のように0.1cmあたりのボイド数が少ないことに加え、一般に、図3に示すように粒界模様を有しない。
上記粒界模様は、互いに隣接する粒子間の境界に生じる空隙が形成するものである。上記粒界模様を構成する空隙部分は、破断が生じ易く、ガスや薬品等が流入し易いので、機械的強度やシール性が低い。
上記粒界模様は、例えば、拡大鏡(倍率10倍)を用いて加圧方向から観察した場合、図1に示すような複数のボイドから形成された模様として観察することができる。
本発明のPTFE成形体は、結晶化度が低く、耐屈曲性等の機械的物性やシール性に優れている。
本発明のPTFE成形体は、示差走査熱測定〔DSC〕から測定される融解熱が25J/g以下であるものが好ましい。
上記PTFE成形体は、上述のように、融解熱が低いものであるので、構造が均一であるといえる。
本明細書において、上記融解熱は、PTFE成形体から約3mgの小片を示差走査型熱量計RDC220(セイコー電子工業社製)にて、窒素雰囲気下250℃まで昇温して1分間保持し、更に10℃/分の速度にて380℃まで昇温して結晶を充分融解させた後、次いで380℃から10℃/分の速度にて250℃まで降温した際に測定される結晶化点の曲線ピークを換算した値である。
本発明のPTFE成形体は、機械的特性、特に耐屈曲性及び耐クリープ性に優れているので、例えば、ベロース、ダイヤフラム、ホース、ピストンリング、バタフライバブル等の耐屈曲性が求められる成形体;ボールバブルシート、ダイヤフラム、パッキン、ガスケット、ピストンリング、ベロース、ダイヤフラム、バタフライバブル等の耐クリープ性が求められる成形体;とすることができる。また、空隙や粒界が少ないことを利用して、電気絶縁用フィルムや離型フィルム、ラッピング用フィルム等、種々の用途に適用することができる。
本発明のPTFE成形体の製造方法は、上記構成よりなるものであるので、空隙や粒界が少ない成形体を効率よく製造することができる。このため、本製造方法から得られるPTFE成形体は、機械的特性、特に耐屈曲性及び耐クリープ性に優れており、ベロース、ダイヤフラム等の耐屈曲性が求められる成形体や、絶縁フィルム、離型フィルム、ラッピング用フィルム等として好適に使用することができる。更に、本発明のPTFE成形体は、機械的特性やシール性に優れている。
以下に実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例及び比較例に限定されるものではない。
なお、下記合成例から得られたテトラフルオロエチレン〔PTFE〕粉末に関するパーフルオロ(プロピルビニルエーテル)〔PPVE〕含有量、結晶化熱、見掛密度及び平均粒径は、以下の方法に従い測定した。
(1)PPVE含有量
特性吸収1040〜890cm−1の間において赤外分光分析を行うことにより測定した。
(2)結晶化熱
3mgの試料を、示差走査型熱量計DSC−50(島津製作所社製)にて、10℃/分の速度で380℃まで昇温させた際に測定できる融解熱ピークを解析して求めた。
(3)見掛密度
JIS K6891−5.3に準拠して測定した。
(4)粉砕粉末の平均粒径
粒子径分布測定装置HELOS&RODOS(SYMPATEC社製)を用いて、乾式レーザー法により測定した。
(5)造粒後の平均粒径
JIS K 6891−5.4に準拠して、10分間の振動時間にて測定した。
合成例1
炭酸アンモニウム3.3gを純水(水性媒体)54.8Lに溶かした溶液を170L容のオートクレーブに仕込み、イカリ型撹拌翼で攪拌速度110r.p.m.で撹拌し、脱気した後、テトラフルオロエチレン〔TFE〕を0.5kg/cm(ゲージ圧)まで仕込む。この操作を3回繰り返したのちパーフルオロ(プロピルビニルエーテル)〔PPVE〕85gをTFEと合わせて圧入し、反応系の温度を50℃に上昇させた後、TFEを反応系内圧が8kg/cmになるまで圧入する。続いて、過硫酸アンモニウム水溶液(濃度約0.36質量%)0.2Lを加えて重合を開始した。上記重合は、反応系内圧が8kg/cmに維持されるようTFEを連続的に圧入して行い、水性媒体の22.5質量%のTFEが消費された時点で、オートクレーブからTFE及びPPVEを放出して、反応を終了させた。上記重合の終了後、室温にまで冷却し、乾燥させて、PPVE含有量0.062質量%の変性PTFE粉末を得た。
得られた変性PTFE粉末を取り出し、エアジェットミルにて平均粒径が20μmになるまで粉砕し、見掛密度0.37g/mlの変性PTFE粉末1を得た。
合成例2
合成例1と同様に調製した変性PTFE粉末(PPVE含有量0.062質量%)を、エアジェットミルを用いて衝撃式粉砕を行い、平均粒径20μmの微粉末とした後、更に該微粉末を造粒して、見掛密度0.78g/ml、平均粒径510μm、結晶化熱22.1J/gの造粒粉末(変性PTFE粉末2)を得た。
合成例3
炭酸アンモニウム3.3gを純水(水性媒体)54.8Lに溶かした溶液を170L容のオートクレーブに仕込み、イカリ型撹拌翼で攪拌速度110r.p.m.で撹拌し、脱気した後、テトラフルオロエチレン〔TFE〕を0.5kg/cm(ゲージ圧)まで仕込み、反応系の温度を70℃に上昇させた後、TFEを反応系内圧が8kg/cmになるまで圧入する。続いて、過硫酸アンモニウム水溶液(濃度約0.36質量%)0.04Lを加えて重合を開始した。上記重合は、反応系内圧が8kg/cmに維持されるようTFEを連続的に圧入して行い、水性媒体の22.5質量%のTFEが消費された時点で、オートクレーブからTFEを放出して、反応を終了させた。上記重合の終了後、室温にまで冷却し、乾燥させて、TFEホモ重合体粉末を得た。
得られたTFEホモ重合体粉末を取り出し、エアジェットミルにて平均粒径が20μmになるまで粉砕した後、更に造粒して、見掛密度0.85g/ml、平均粒径490μmの造粒粉末(PTFE粉末)を得た。
参考例1
変性PTFE粉末1(200g)を、金型内径50φ、金型長さ500mmの圧縮成形用金型に投入し、室温にて9.8MPaに加圧した後、上記金型から取り出した。続いて、得られた予備成形体を電気炉で50℃/時間の速度にて370℃に昇温した後、370℃にて焼成し、電気炉で50℃/時間の速度にて室温にまで降温し、変性PTFE焼成体を得た。更に、上記変性PTFE焼成体を切削して直径約47mm、厚さ0.2cmの変性PTFE焼成体のシートを作成した。
得られたシートを厚さ150mm角のステンレス製の板に挟み、ヒートプレス(ミカドテクノス社製)にセットし、330℃に昇温し、0.98MPaまで加圧して10分間保持した後、冷却して厚み0.1cmの変性PTFE成形体を作成した。
参考例2
参考例1で得られたシートを7.84MPaまで加圧する以外は、参考例1と同様の方法で変性PTFE成形体を作成した。
参考例3
参考例1で得られたシートを340℃に昇温する以外は、参考例1と同様の方法で変性PTFE成形体を作成した。
実施例
変性PTFE粉末2(200g)を用いる以外は、参考例1と同様の方法で変性PTFE成形体を作成した。
実施例
変性PTFE粉末2(200g)を用い、得られたシートを340℃に昇温する以外は、参考例1と同様の方法で変性PTFE成形体を作成した。
実施例
得られたシートを7.84MPaまで加圧する以外は、実施例と同様の方法で変性PTFE成形体を作成した。
実施例
PTFE粉末(200g)を用い、得られたシートを350℃に昇温し、7.84MPaまで加圧する以外は、参考例1と同様の方法によりPTFE成形体を作成した。
比較例1
参考例1で得られたシートを、そのまま変性PTFE成形体とした。
比較例2
実施例で得られたシートを、そのまま変性PTFE成形体とした。
比較例3
実施例で得られたシートを320℃に昇温する以外は、実施例と同様の方法で変性PTFE成形体を作成した。
比較例4
得られたシートを2.94MPaまで加圧する以外は、比較例3と同様の方法で変性PTFE成形体を作成した。
比較例5
得られたシートを7.84MPaまで加圧する以外は、比較例3と同様の方法で変性PTFE成形体を作成した。
比較例6
得られたシートを327℃に昇温する以外は、比較例3と同様の方法で変性PTFE成形体を作成した。
比較例7
得られたシートを無加圧で加熱する以外は、実施例と同様の方法で変性PTFE成形体を作成した。
比較例8
PTFE粉末を用い、得られたシートを325℃に昇温する以外は、参考例1と同様にしてPTFE成形体を作成した。
比較例9
得られたシートを325℃に昇温する以外は、実施例と同様にしてPTFE成形体を作成した。
試験例
各実施例及び各比較例から得られた成形体について、それぞれ観察面1cmごとに拡大鏡(倍率10倍)を用いて加圧方向から観察することにより粒界模様と白斑数とを評価した。
得られた結果を表1に示す。
各実施例の成形体は、何れも粒界模様がなく、白斑数が0.1cmあたり10個未満であったのに対し、各比較例の成形体では、0.1cmあたり10個を超える白斑が確認され、粒界模様もあった。
本発明のPTFE成形体の製造方法は、上記構成よりなるものであるので、空隙や粒界が少ない成形体を効率よく製造することができる。このため、本製造方法から得られるPTFE成形体は、機械的特性、特に耐屈曲性及び耐クリープ性に優れており、ベロース、ダイヤフラム等の耐屈曲性が求められる成形体や、絶縁フィルム、離型フィルム、ラッピング用フィルム等として好適に使用することができる。更に、本発明のPTFE成形体は、機械的特性やシール性に優れている。
変性PTFE造粒粉末の圧縮成形品(未処理品、加圧・加熱なし)の断面写真である。丸で囲った部分にある白斑は、ボイドである。 変性PTFE未造粒粉末の圧縮成形品(未処理品、加圧・加熱なし)の断面写真である。丸で囲った部分にある白斑は、ボイドである。 本発明のPTFE成形体の断面写真である。

Claims (9)

  1. 平均粒径200〜1000μmのポリテトラフルオロエチレン〔PTFE〕造粒粉末であるPTFE粉末を予備成形して焼成することによりPTFE焼成体を作成した後、前記PTFE焼成体を0.5〜29.4MPaの圧力下において330〜390℃の温度で加熱する
    ことを特徴とするPTFE成形体の製造方法。
  2. PTFE造粒粉末は見掛密度が0.6〜0.9g/mlである請求項記載のPTFE成形体の製造方法。
  3. PTFE粉末は変性ポリテトラフルオロエチレン〔変性PTFE〕からなるものである請求項1又は2記載のPTFE成形体の製造方法。
  4. PTFE焼成体は、加圧方向の厚みが0.1〜30mmであるものである請求項1、2又は3記載のPTFE成形体の製造方法。
  5. PTFE焼成体を0.5〜29.4MPaの圧力下において330〜390℃の温度で加熱する工程は、前記PTFE焼成体を切削加工することにより切削加工体とした後に行う請求項1、2、3又は4記載のPTFE成形体の製造方法。
  6. 請求項1、2、3、4又は5記載のPTFE成形体の製造方法から得られることを特徴とするPTFE成形体。
  7. 平均粒径200〜1000μmの造粒粉末である変性PTFEから得られる請求項記載のPTFE成形体。
  8. 0.1cmあたりのボイド数が10個以下である請求項6又は7記載のPTFE成形体。
  9. 示差走査熱測定〔DSC〕から測定される融解熱が25J/g以下である請求項6、7又は8記載のPTFE成形体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5782897B2 (ja) * 2011-07-26 2015-09-24 ダイキン工業株式会社 ポリテトラフルオロエチレン成形品の製造方法、ポリテトラフルオロエチレンシートの製造方法
CN106564204A (zh) * 2016-08-31 2017-04-19 浙江德清科赛塑料制品有限公司 蝶阀用ptfe抗疲劳膜片的加工方法
CN108773088A (zh) * 2018-05-18 2018-11-09 浙江德清科赛塑料制品有限公司 一种具有自洁功能的聚四氟乙烯保鲜膜及其制备方法
WO2020017107A1 (ja) 2018-07-20 2020-01-23 Jasi株式会社 フッ素樹脂成形体、医療用ダイヤフラム、及び半導体用ダイヤフラム
JP6634574B1 (ja) * 2018-07-20 2020-01-22 Jasi株式会社 フッ素樹脂成形体の成形方法、医療用ダイヤフラムの製造方法、及び半導体用ダイヤフラムの製造方法
EP3825088A4 (en) * 2018-07-20 2022-04-13 Taiyo Packing Co.,Ltd. FLUORINE RESIN CAST ARTICLE, MEDICAL DIAPHRAGM AND SEMICONDUCTOR DIAPHRAGM

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6319213A (ja) * 1986-07-11 1988-01-27 Mitsubishi Electric Corp フツ素樹脂の成形加工方法
JPS63242610A (ja) * 1987-03-31 1988-10-07 Nippon Valqua Ind Ltd ポリテトラフルオロエチレン樹脂製シ−ル部品の製造方法
JPH04159334A (ja) * 1990-10-22 1992-06-02 Nitto Denko Corp 防湿性フィルムの製造法
JPH06293069A (ja) * 1993-04-09 1994-10-21 Tadahiro Omi フッ素樹脂成形品の平滑化方法および平滑成形品

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6319213A (ja) * 1986-07-11 1988-01-27 Mitsubishi Electric Corp フツ素樹脂の成形加工方法
JPS63242610A (ja) * 1987-03-31 1988-10-07 Nippon Valqua Ind Ltd ポリテトラフルオロエチレン樹脂製シ−ル部品の製造方法
JPH04159334A (ja) * 1990-10-22 1992-06-02 Nitto Denko Corp 防湿性フィルムの製造法
JPH06293069A (ja) * 1993-04-09 1994-10-21 Tadahiro Omi フッ素樹脂成形品の平滑化方法および平滑成形品

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