JP4894096B2 - Fluoropolymer powder manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体塗装に用いることができるフッ素系重合体粉末の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
フッ素系重合体は、耐薬品性、耐熱性等に優れた特性を有することから、化学・医療用器具、半導体製造設備等の耐食ライニングをはじめとする様々な用途に用いられている。フッ素系重合体は、耐薬品性等を利用して耐食ライニング等に用いる場合、耐薬品性等の特性を発揮するに足る充分な量を被施工物の様々な形状に合わせて施工することができるとともに、施工時に廃棄分が少なく、取り扱いが容易である等の点から、粉体塗料として好適に用いられている。
【0003】
フッ素系粉体塗料は、一般的に、フッ素系重合体の特性を生かすように構成されており、用途に応じて、更に顔料、導電性付与材等のその他の成分を含有させて、着色、導電性等の特性を追加することができる。
【0004】
フッ素系重合体を主要成分とする粉体塗料は、その他の成分を含有させる場合、フッ素系重合体からなる粒子と、その他の成分からなる粒子とを乾式で混合するドライブレンドにより製造されるのが通常である。しかしながら、このようなドライブレンドによる方法では、その他の成分は、フッ素系重合体からなる粒子の内部には入り込まずに外部に別の粒子として存在しているので、得られる粉体塗料を静電塗装等により塗装しても、その他の成分の影響で塗装性、均一塗装性(静電付着性が違うためのむら)が悪くなり、着色、導電性等の特性が充分に得られないという問題があった。
【0005】
この問題を解決するため、フッ素系重合体を主要成分とする粉体塗料の製造方法として、フッ素系重合体及びその他の成分を溶融混練した後、粉砕し分級する方法がある。しかしながら、この方法では、フッ素系重合体のガラス転移温度が比較的低いので、粉砕により得られる粒子は表面にヒゲ様の繊維状突出部ができてしまうこととなり、高密度で流動性の良い粉末を得ることが困難であった。そこで、溶融混練後の粉砕を低温下で行う方法が考えられるが、このようにすると、液体窒素等による極低温が必要であり、エネルギー効率等でコスト的な点から問題があった。
【0006】
特公昭53−11296号公報には、高密度で流動性の良い粉体塗料を提供することを目的として、テトラフルオロエチレン系共重合体のディスパージョンを凝集させ、次いで融点以上の雰囲気の中にスプレーにより分散させて凝結させる方法が開示されている。しかしながら、この技術は、膨大な設備と多大な設備費用とを要し、また、粒子同士の融着が起こるので高い収率が得られないという問題があった。
【0007】
特開昭63−270740号公報には、粉体塗装等に利用することができるテトラフルオロエチレン系共重合体粉末を提供することを目的として、テトラフルオロエチレン系共重合体をロールでシート化し、次いで粉砕する方法が開示されている。しかしながら、この技術では、フッ素系重合体以外のその他の成分が均一に分散されないので、粉体塗料として着色、導電性等の特性を均一に付与することができない等の問題があった。
【0008】
また、近年、フッ素系重合体を用いた成形品について、省資源、廃棄量削減等の環境上の観点から、使用済みのものや、成形過程において生じる不良品等をリサイクルすることが要望されてきており、これに対応する簡便で効率的なリサイクル方法の開発が望まれている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の現状に鑑み、ペレット、シート、その他の成形物等の形状の如何を問わずに原材料にすることができ、高密度で流動性が良く、粉体塗料に好適に用いられるフッ素系重合体粉末を得ることができる製造方法であって、フッ素系重合体を用いた成形品等のリサイクルに適用することができるものを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、フッ素系重合体含有物を一定の温度範囲において粉砕することによりフッ素系重合体粉末を製造するフッ素系重合体粉末製造方法であって、上記一定の温度範囲は、上記フッ素系重合体含有物の融解開始温度より100℃低い温度以上、かつ、上記フッ素系重合体含有物の融点以下であることを特徴とするフッ素系重合体粉末製造方法である。
【0011】
上記フッ素系重合体粉末製造方法は、更に、上記フッ素系重合体含有物を一定の温度範囲において粉砕することにより得られる粉砕物に対し、上記フッ素系重合体含有物の融解開始温度より50℃低い温度以上であって、上記フッ素系重合体含有物の融点以下である温度において熱処理を行うものであることが好ましい。
【0012】
上記フッ素系重合体含有物は、溶融されたものであることが好ましい。
上記粉砕は、せん断又は切断を用いる方法により行うものであることが好ましい。
上記フッ素系重合体粉末は、見掛け密度ρ(g/ml)及び平均粒子径P(μm)が、式
ρ>0.23lnP−0.45
を満たすものであることが好ましい。
【0013】
上記フッ素系重合体粉末は、平均粒子径が10〜1000μmであることが好ましい。
上記フッ素系重合体粉末は、導電性付与材からなる微粒子又は顔料からなる微粒子と、フッ素系重合体からなるマトリックスとから構成される粒子を含むものであって、上記微粒子は、上記マトリックス中に存在するものであることが好ましい。
本発明はまた、導電性付与材からなる微粒子又は顔料からなる微粒子と、フッ素系重合体からなるマトリックスとから構成される粒子を含むフッ素系重合体粉末であって、上記微粒子は、上記マトリックス中に存在するものであるフッ素系重合体粉末である。
上記フッ素系重合体粉末は、見掛け密度ρ(g/ml)及び平均粒子径P(μm)が、式
ρ>0.23lnP−0.45
を満たすものであることが好ましい。
以下、本発明を詳細に説明する。
【0014】
本発明のフッ素系重合体粉末製造方法は、フッ素系重合体含有物を一定の温度範囲において粉砕することによりフッ素系重合体粉末を製造するものである。
本明細書において、上記フッ素系重合体含有物とは、フッ素系重合体を含有する物質を意味する。上記フッ素系重合体含有物は、フッ素系重合体そのもののみにより構成されていてもよいし、所望により、上記フッ素系重合体以外のその他の成分を含有していてもよい。
【0015】
本明細書において、上記フッ素系重合体粉末とは、フッ素系重合体を含有する粉末を意味する。上記フッ素系重合体粉末は、フッ素系重合体そのもののみにより構成されていてもよいし、所望により、上記フッ素系重合体以外のその他の成分及び/又は配合成分を含有していてもよい。上記フッ素系重合体粉末において、フッ素系重合体及び上記フッ素系重合体以外のその他の成分は、通常、原材料となる上記フッ素系重合体含有物に由来するものである。上記配合成分は、上記フッ素系重合体粉末を製造する工程において、上記フッ素系重合体含有物とは別に所望により配合された成分である。
【0016】
上記フッ素系重合体粉末は、ニーズに応じて様々な用途に用いることができるが、本発明のフッ素系重合体粉末製造方法により高密度で流動性の高い粉末として得ることができるので、そのまま又は必要に応じ添加剤等を適宜混合させて、粉体塗料に好適に用いることができる。
【0017】
本発明のフッ素系重合体粉末製造方法は、フッ素系重合体含有物を粉砕することにより行うものであるが、必要に応じ、原材料となるフッ素系重合体含有物の洗浄、熱処理、乾燥、粗粉砕等の前処理、上記粉砕後の粒度調整等の工程を含むものであってよい。
【0018】
上記フッ素系重合体としては分子中にフッ素原子を含有する重合体であれば特に限定されないが、熱可塑性のものが好ましい。上記熱可塑性のフッ素系重合体としては、例えば、単量体成分として、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)等の含フッ素ビニル系単量体成分、及び、必要に応じ、エチレン、プロピレン等のその他のビニル系単量体成分を用いて重合することにより得られるものが挙げられ、単独重合体であってもよいし、共重合体であってもよい。
【0019】
上記熱可塑性のフッ素系重合体としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン/クロロトリフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、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)共重合体等のフッ素系溶融加工性重合体が挙げられる。これらのうち、得られるフッ素系重合体粉末を粉体塗料に用いる場合における耐食性等の点から、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、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)共重合体等のテトラフルオロエチレン系共重合体が好ましい。
【0020】
上記フッ素系重合体含有物に含有されていてもよいフッ素系重合体以外のその他の成分としては特に限定されず、例えば、塗膜に対する性質付与又は塗膜の性能向上を目的として粉体塗料に一般的に用いられる成分等が挙げられ、例えば、顔料、塗膜補強材、導電性付与材等の充填剤(フィラー)等が挙げられる。
【0021】
上記顔料は、主として着色を目的として用いられるものであり、例えば、二酸化チタン、カーボンブラック、コバルト、酸化クロム等が挙げられる。上記塗膜補強材は、得られる塗膜の補強を目的として用いられるものであり、例えば、カーボン繊維、ガラス繊維、ガラスフレーク等が挙げられる。上記導電性付与材は、得られる塗膜に導電性を付与するために用いられるものであり、例えば、導電性カーボン、チタン酸カリウイスカー、酸化錫等が挙げられる。
【0022】
上記フッ素系重合体以外のその他の成分の含有量としては特に限定されないが、質量基準で上記フッ素系重合体の0〜60%であることが好ましい。60%を超えると、得られるフッ素系重合体粉末は、上記フッ素系重合体の含有率が低くなりすぎ、粉体塗料に用いる場合に、造膜時のレベリングが悪化し、塗膜に割れ、ピンホール等の欠陥が起き、耐食用塗膜としては不充分なものになるので好ましくない。より好ましくは、0〜40%である。
【0023】
上記フッ素系重合体含有物は、溶融されたものである場合、本発明のフッ素系重合体粉末製造方法を好適に用いることができる。上記フッ素系重合体含有物は、特に上記フッ素系重合体以外のその他の成分を含有するものである場合、上記その他の成分が内部に均一に分散した状態にすることができるので、溶融されたものであることが好ましい。上記フッ素系重合体含有物は、溶融され、更に混練されたものであることがより好ましい。上記溶融・混練としては、通常、上記フッ素系重合体及び必要に応じて上記その他の成分を予め混合機で混合し、次いで、ニーダー、溶融押出し機等で溶融・混練することにより行われる。
【0024】
上記フッ素系重合体含有物は、その形状の如何を問わず用いることができる。上記フッ素系重合体含有物としては、例えば、上記フッ素系重合体及び必要に応じ上記その他の成分をブレンドし、ペレット化したものが挙げられる。上記ペレットとしては、例えば、所望により上述の溶融混練を行った後、押出しペレット化したもの等が挙げられる。
【0025】
上記フッ素系重合体含有物としては、また、成形品;各種射出成形物及びシート、フィルム、電線被覆等の押出成形品;パイプ、チューブ等の成形品あるいはこれらは成形加工時に発生した不良品、使用後に回収したもの等であってもよい。上記使用後に回収したものとしては、通常、回収後必要に応じて水洗、熱処理、乾燥等を施したものが用いられる。上記フッ素系重合体含有物としては、更に、成形加工の余剰原料、成形加工装置への付着分等であってもよい。このようなフッ素系重合体を用いた成形品、成形加工の余剰原料、装置付着分等は、従来、適切なリサイクル方法がなかったが、本発明のフッ素系重合体粉末製造方法によれば、リサイクルが可能となる。
【0026】
上記フッ素系重合体含有物の粉砕は、一定の温度範囲において行うものである。上記一定の温度範囲は、上記フッ素系重合体含有物の融解開始温度より100℃低い温度以上、かつ、上記フッ素系重合体含有物の融点以下である。上記一定の温度範囲内であると、上記フッ素系重合体の強度や伸びが低下するので、粉砕において、粒子表面に繊維状突出部が発生することが少なく、粒子の形状変形を抑えることができる。従来は液体窒素等により冷却して粉砕する必要があったが、本発明のフッ素系重合体粉末製造方法によれば、上記一定の温度範囲に設定することにより、比較的容易に粉砕を行うことができる。
【0027】
上記フッ素系重合体含有物の粉砕を行う一定の温度範囲の下限が上記溶融開始温度より100℃低い温度未満であると、得られる粒子表面に繊維状突出部が生じて、高密度で流動性の良い粉末が得られず、上限が上記融点を超えると、被粉砕物の流動性が高まり、粉砕が困難となる。上記一定の温度範囲は、好ましくは、上記フッ素系重合体含有物の融解開始温度より50℃低い温度以上、かつ、上記フッ素系重合体含有物の融点以下の温度である。
【0028】
本明細書において、上記溶融開始温度は、上記フッ素系重合体含有物を示差熱量式試験機(DSC)を用いて10℃/分で昇温させた場合における溶融熱発生開始点の温度であり、上記融点は、このように昇温させた場合におけるピーク点の温度である。
【0029】
上記粉砕は、せん断又は切断を用いる方法により行うものであることが好ましい。上記せん断を用いる方法は、通常、フッ素系重合体に圧力をかけ、せん断力を加えることにより粉砕する方法である。上記切断を用いる方法は、通常、ナイフ等の切断具による切断を用いて粉砕する方法である。
【0030】
上記粉砕は、粉砕機を用いて行うことができ、上記粉砕機としてはターボカッター、クロスビターミル、ロータービターミル、カッティングミル等が挙げられる。なお、一般的な粉砕方法として遠心力による衝撃を用いる方法があるが、本発明においては、比較的弾力性のあるフッ素系重合体含有物を被粉砕物とするので、得られる粒子の形状変形が大きい点から、好ましくない。
【0031】
上記フッ素系重合体含有物の粉砕により得られる粉砕物に対し、必要に応じて熱処理を行ってもよい。上記熱処理は、行わない場合においても上記フッ素系重合体粉末を得ることができるが、上記熱処理を行うことにより、粉砕により粒子表面に生じ得る少量の繊維状突出部を収縮させてなくすことができ、より高密度で流動性が向上されたフッ素系重合体粉末を得ることができる。
【0032】
上記熱処理は、上記フッ素系重合体含有物の融解開始温度より50℃低い温度以上であって、上記フッ素系重合体含有物の融点以下である温度において行うものである。上記融解開始温度より50℃低い温度未満であると、上記繊維状突出部の収縮が不充分となって、上記熱処理による高密度化及び流動性の向上という効果が現れず、上記フッ素系重合体含有物の融点を超えると、粉砕により得られた粒子の融着が起こる。好ましくは、上記フッ素系重合体含有物の融解開始温度以上であって、上記フッ素系重合体含有物の融点以下である温度において行う。上記熱処理は、数分〜数10時間行うことが好ましい。
【0033】
上記により得られるフッ素系重合体粉末は、上述のようにフッ素系重合体含有物を一定の温度範囲において粉砕することにより得られる粉砕物、又は、上記粉砕物に上述のように熱処理を施すことにより得られる熱処理物であり、所望により、更に配合成分を含むものであってもよい。上記粉砕物及び上記熱処理物は、粒子の集合体である。
【0034】
上記フッ素系重合体粉末は、上述のフッ素系重合体含有物として上記フッ素系重合体以外のその他の成分を含有するものを用いて得られたものである場合、通常、フッ素系重合体からなるマトリックスと、顔料、塗膜補強材、導電性付与材等のその他の成分からなる微粒子とから構成される粒子を含むものであって、上記微粒子は、少なくとも一部が上記マトリックス中に存在するものである。
【0035】
上記微粒子とマトリックスとから構成される粒子は、上述の粉砕物を構成する粒子又は熱処理物を構成する粒子である。従って、上記その他の成分からなる微粒子及び上記フッ素系重合体からなるマトリックスは、上記フッ素系重合体含有物に由来するものである。
【0036】
上記フッ素系重合体粉末は、上述のように上記微粒子が上記マトリックス中に存在している構造を有する粒子からなるので、粉体塗料に用いて静電塗装等により塗装する場合に上記その他の成分の塗着が充分に行われ、用途に応じて着色、塗膜補強、導電性付与等の期待される性質を有する塗膜を得ることができる。
【0037】
上記フッ素系重合体粉末に所望により含まれる配合成分は、本発明のフッ素系重合体粉末製造方法の何れかの段階において、上記フッ素系重合体含有物とは別に配合したものであり、上述の粉砕時に上記フッ素系重合体含有物と併存させて配合したものであってもよいし、上記粉砕後又は上記熱処理後に配合したものであってもよい。上記配合成分としては特に限定されず、例えば、粉体塗料に通常用いられるレベリング剤等の添加剤等であってもよいし、上記その他の成分として既に説明したものと同様の成分であってもよい。
【0038】
上記フッ素系重合体粉末は、見掛け密度が0.4g/ml以上であることが好ましい。0.4g/ml未満であると、得られるフッ素系重合体粉末を粉体塗料に用いる場合に、塗装時の発泡を起こしたり、塗装回数の増加を招く場合がある。本発明のフッ素系重合体粉末製造方法によれば、上述のように、一定の温度範囲において粉砕し、必要に応じて熱処理を行うことから、表面に繊維状突出部が殆どない粒子を得ることができるので、上記範囲のような高い見掛け密度を有するフッ素系重合体粉末を容易に得ることができる。本明細書において、上記見掛け密度(g/ml)は、JIS K 6891に準拠した測定により得られる値である。
【0039】
上記フッ素系重合体粉末は、平均粒子径が10〜1000μmであることが好ましい。10μm未満であると、粉体塗料に用いてライニング用途等に塗装する場合において静電反発を生じやすくなるので、厚膜化が困難となる傾向にあり、1000μmを超えると、得られる塗膜のレベリング性等が悪化する。上述の粉砕の条件により及び必要に応じて分級することにより、上記フッ素系重合体粉末が上記範囲内の平均粒子径を有するように粒度調整することができる。好ましくは、20〜500μmである。本明細書において、上記平均粒子径は、レーザー回析式粒度分布測定機を用いて得られる値である。
【0040】
上記フッ素系重合体粉末は、上記見掛け密度をρ(g/ml)で表し、上記平均粒子径をP(μm)で表す場合に、ρ及びPが、式
ρ>0.23lnP−0.45
を満たすものであることが好ましい。上記フッ素系重合体粉末が上記式を満たすものであると、塗装作業性、厚膜化等の点から好ましい粉体塗料が得られやすい。上記式を満たすフッ素系重合体粉末は、主として、上述の粉砕の条件や熱処理の条件を調整することにより、得ることができる。
【0041】
上記フッ素系重合体粉末は、粉体塗料に用いることができる。上記フッ素系重合体粉末は、粉体塗料に用いる場合、上記フッ素系重合体粉末製造方法により得られるものをそのまま粉体塗料として用いることができ、必要に応じ添加剤等を適宜混合させて粉体塗料を調製してもよい。上記添加剤等としては特に限定されず、例えば、粉体塗料に通常用いられる添加剤等が挙げられ、上述のフッ素系重合体以外のその他の成分や配合成分について既に説明したものと同様のものであってもよい。
【0042】
上記粉体塗料は、通常、被塗装物に塗装した後、加熱焼成により造膜することにより施工される。上記被塗装物としては特に限定されず、例えば、耐食ライニング用途として、タンク、ベッセル、塔、バルブ、ポンプ、継手、その他の配管材料等で化学プラント、医薬、農薬製造装置、半導体製造装置等に幅広く使用される。上記被塗装物は、必要に応じ、洗浄、表面処理やプライマー塗装を行ったものであってよい。
【0043】
上記粉体塗料の塗装の方法としては特に限定されず、例えば、静電塗装方法、ロトライニング方法等が挙げられる。上記加熱焼成の温度としては、例えば250〜350℃等が挙げられる。
【0044】
本発明のフッ素系重合体粉末製造方法は、上述のように、一定の温度範囲においてフッ素重合体含有物を粉砕することにより行うものであることから、粉砕により得られる粒子は表面にヒゲ様の繊維状突出部を殆ど生じないので、高密度で流動性の良いフッ素系重合体粉末を得ることができ、このようなフッ素系重合体粉末は粉体塗料に好適に用いられる。
【0045】
本発明のフッ素系重合体粉末製造方法は、また、上記フッ素系重合体含有物が顔料、塗膜補強材、導電性付与材等の上記フッ素系重合体以外のその他の成分を含有するものであってもよいことから、得られるフッ素系重合体粉末は、粒子内部に上記その他の成分を含有するので、粉体塗料に用いて塗装されることにより上記その他の成分が被塗装物の表面に充分に塗着し、着色、塗膜補強、導電性付与等のニーズに応じた特性を有する塗膜を得ることができる。
【0046】
本発明のフッ素系重合体粉末製造方法は、上記フッ素重合体含有物としてペレットのみならず成形品を用いてもよいので、使用後に回収した成形品、成形加工時に発生した不良品等のフッ素系重合体を用いた成形品等のリサイクルに用いることができる。リサイクルが望まれる成形品等は、顔料、導電性付与剤、炭素繊維等のフッ素系重合体以外のものを含有する場合が多いが、このようなものであっても、上記フッ素系重合体粉末製造方法によれば、使用することが可能である。
【0047】
【実施例】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
実施例1
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(PFA)ペレット(溶融開始温度285℃、融点305℃、ダイキン工業社製)を剪断式粉砕機としてRapidR−1528型(商品名;カワタ社製)を使用して回転数1800rpm、スクリーン径3mmφ、温度280℃の条件で粉砕した。
【0048】
比較例1
PFAペレット(溶融開始温度285℃、融点305℃、ダイキン工業社製)をRapidR−1528型(商品名;カワタ社製)を使用して回転数1800rpm、スクリーン径3mmφ、温度120℃の条件で粉砕した。
【0049】
実施例2
テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)ペレット(溶融開始温度240℃、融点270℃、ダイキン工業社製)をRapidR−1528型(商品名;カワタ社製)を使用して回転数1500rpm、スクリーン径3mmφ、温度265℃の条件で粉砕した。
【0050】
比較例2
FEPペレット(溶融開始温度240℃、融点270℃、ダイキン工業社製)をRapidR−1528型(カワタ社製)を使用して回転数1500rpm、スクリーン径3mmφ、温度120℃の条件で粉砕した。
【0051】
実施例3
エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)ペレット(溶融開始温度240℃、融点260℃、ダイキン工業社製)をRapidR−1528型(商品名;カワタ社製)を使用して回転数1500rpm、スクリーン径3mmφ、温度255℃の条件で粉砕した。
【0052】
実施例4
使用済みPFA製ウエハーキャリア(溶融開始温度285℃、融点305℃)を150℃で1時間熱処理したのち純水煮沸洗浄を行い乾燥した。RapidR−1528型(商品名;カワタ社製)を使用して回転数270rpm、スクリーン径5mmφ、温度280℃の条件でペレット状粗粉砕品を得た。
【0053】
実施例5
導電性付与材としてカーボンブラックをPFAの20質量%添加し溶融混練して得られたPFA導電性ペレット(溶融開始温度290℃、融点310℃、ダイキン工業社製)を実施例1と同様にRapidR−1528型(商品名;カワタ社製)を使用し回転数1800rpm、スクリーン径0.7mmφ、温度280℃の条件で粉砕を行った後、厚み70mmのトレイに10kg仕込みの箱型乾燥機を使用して300℃で4時間熱処理を行った。冷却後、振動篩い機(250μm目開き)で分級した。
【0054】
比較例3
PFA粉体塗料としてAC−5539(商品名;溶融開始温度290℃、融点310℃、ダイキン工業社製)に、カーボンブラックをAC−5539の20質量%となるように添加し、攪拌機としてスピードニーダー(昭和エンジニアリング社製)を使用して1500rpmで20分間混合し、導電性粉体塗料を得た。
【0055】
実施例6
白色顔料として酸化チタンをFEPの5質量%添加し溶融混練して得られたFEP白色カラーペレット(溶融開始温度240℃、融点270℃、ダイキン工業社製)を実施例2と同様にRapidR−1528型(商品名;カワタ社製)を使用し回転数1500rpm、スクリーン径0.7mmφ、温度260℃の条件で粉砕した後、厚み70mmのトレイに10kg仕込みの箱型乾燥機を使用して250℃で4時間熱処理を行った。冷却後、振動篩い機(250μm目開き)で分級した。
【0056】
比較例4
FEP粉体塗料としてNC1500(商品名;溶融開始温度240℃、融点270℃、ダイキン工業社製)に、酸化チタンとしてタイペークCR93(商品名;石原産業社製)をNC1500の5質量%となるように添加し、攪拌機としてスピードニーダー(昭和エンジニアリング社製)を使用して1500rpmで30分間混合した。
【0057】
実施例7
PFA原末をロールにより圧縮しシート化して衝撃式粉砕機で90μm以下に粉砕したPFA粉末と、PFA粉末の40質量%のカーボンブラックとを攪拌機としてスピードニーダー(昭和エンジニアリング社製)を使用して1500rpmで30分間混合し、更に、この混合物と質量比で1:1の割合になるように定量供給機でPFAペレット(溶融開始温度285℃、融点305℃、ダイキン工業社製)を供給し、溶融押出し機で押出してペレット化し、実施例1と同様にRapidR−1528型(商品名;カワタ社製)を使用して回転数1500rpm、スクリーン径0.7mmφ、温度280℃の条件で粉砕を行った後、厚み70mmのトレイに10kg仕込みの箱型乾燥機を用いて300℃で4時間熱処理を行った。冷却後、振動篩い機(250μm目開き)で分級した。
【0058】
(評価方法)
上記により得られた粉末を下記方法により評価した。
1.平均粒子径の測定方法
レーザー回析式粒度分布測定機としてMicrotracX−100型(商品名;日機装社製)を使用し、分散剤としてチャーミー(商品名;ライオン社製)1質量%水溶液で分散させて測定した。結果を表1に示す。
【0059】
2.見掛け密度の測定方法
JIS K 6891に準拠して測定した。結果を表1に示す。
【0060】
3.盛置きテスト
サンドブラスト処理した鉄板に載置した10cm×10cmの長方形の型枠内に、上記により得た粉末を粉体塗料として、焼付け後の膜厚が約2000μmとなるように充填した。型枠を静かに取り外したのち、PFA及びFEPは350℃で60分間、ETFEは290℃で60分間の各条件でそれぞれ電気炉中において焼成し、焼成後の塗膜の発泡状態を目視で観察し、次の基準で評価した。結果を表1に示す。
◎:発泡が全く認められなかった。
○:発泡が殆ど認められなかった。
×:全面に発泡が認められた。
【0061】
4.静電塗装性テスト
アルミニウム板(100mm×100mm×1.5mm)に、静電塗装機としてGX3300(商品名;小野田セメント社製)を用いて印加電圧40kVにて、上記により得た粉末を粉体塗料として、焼付け後の膜厚が約100μmとなるように静電塗装した。塗装後、PFA及びFEPは350℃で60分間、ETFEは290℃で60分間の各条件でそれぞれ電気炉中において焼成した。焼成後の塗膜の発泡状態を目視で観察し、次の基準で評価した。結果を表1に示す。
◎:発泡が全く認められなかった。
○:発泡が殆ど認められなかった。
×:全面に発泡が認められた。
【0062】
【表1】
【0063】
表1から、本発明の範囲内にない温度で粉砕した比較例1〜2及びドライブレンドによる比較例3〜4では、焼成後の塗膜の全面に発泡が認められ、上述のρ及びPに関する式
ρ>0.23lnP−0.45
を満たさない場合があるのに対し、本発明の範囲内の温度で粉砕した実施例1〜7では、焼成後の塗膜に発泡は認められず、上記式を満たすことがわかった。表1から、また、フッ素系重合体以外のその他の成分を含有する場合について、ドライブレンドによる比較例3〜4と異なり、溶融混練物を粉砕する実施例5〜7では、焼成後の塗膜に発泡が認められないことがわかった。
【0064】
5.電子顕微鏡による観察
実施例1により得られた粉末及び実施例2により得られた粉末を、走査型電子顕微鏡で観察した。図1及び図2に走査型電子顕微鏡写真(倍率50倍)を示す。これらの写真から、得られる粉末はヒゲ様の繊維状突出部がなく、比較的滑らかな表面を有することがわかった。
【0065】
【発明の効果】
本発明のフッ素系重合体粉末製造方法は、上述の構成を有することから、得られるフッ素系重合体粉末は、粒子表面にヒゲ様の繊維状突出部が殆ど発生しないので、高密度で流動性が良好であり、粉体塗料に好適に用いられる。本発明のフッ素系重合体粉末製造方法は、原材料としてペレット、シート、成形物等の形状の如何を問わないので、フッ素系重合体を用いた成形品等のリサイクルに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1により得られた粉末の走査型電子顕微鏡写真(倍率50倍)である。
【図2】実施例2により得られた粉末の走査型電子顕微鏡写真(倍率50倍)である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a fluoropolymer powder that can be used for powder coating.
[0002]
[Prior art]
Fluoropolymers have excellent properties such as chemical resistance and heat resistance, and are therefore used in various applications including corrosion-resistant linings for chemical / medical instruments and semiconductor manufacturing equipment. When using fluorine-based polymers for corrosion-resistant lining, etc. using chemical resistance, etc., it is necessary to apply a sufficient amount to exhibit various characteristics such as chemical resistance according to the various shapes of workpieces. In addition, it is suitably used as a powder coating because it has a small amount of waste during construction and is easy to handle.
[0003]
The fluorine-based powder coating is generally configured to take advantage of the characteristics of the fluorine-based polymer, and further contains other components such as a pigment and a conductivity-imparting material, depending on the application. Properties such as conductivity can be added.
[0004]
Powder coatings mainly composed of fluoropolymers are produced by dry blending, where other components are contained, the particles composed of fluoropolymers and the particles composed of other components are dry-mixed. Is normal. However, in such a dry blend method, the other components do not enter the inside of the particles made of the fluorine-based polymer, but are present outside as separate particles. Even if it is applied by painting, etc., there is a problem that paintability and uniform paintability (unevenness due to different electrostatic adhesion) deteriorate due to the influence of other components, and characteristics such as coloring and conductivity cannot be obtained sufficiently. there were.
[0005]
In order to solve this problem, as a method for producing a powder coating material containing a fluoropolymer as a main component, there is a method in which a fluoropolymer and other components are melt-kneaded and then pulverized and classified. However, in this method, since the glass transition temperature of the fluoropolymer is relatively low, the particles obtained by pulverization will have a beard-like fibrous protrusion on the surface, which is a high-density and fluid powder. It was difficult to get. Therefore, a method of performing pulverization after melt-kneading at a low temperature is conceivable. However, in this case, an extremely low temperature using liquid nitrogen or the like is necessary, which causes a problem in terms of energy efficiency and cost.
[0006]
In Japanese Patent Publication No. 53-11296, for the purpose of providing a powder coating having high density and good fluidity, a dispersion of a tetrafluoroethylene copolymer is agglomerated and then placed in an atmosphere having a melting point or higher. A method of dispersing and condensing by spray is disclosed. However, this technique requires a large amount of equipment and a large equipment cost, and there is a problem that high yield cannot be obtained because particles are fused.
[0007]
In JP-A-63-270740, for the purpose of providing a tetrafluoroethylene copolymer powder that can be used for powder coating or the like, the tetrafluoroethylene copolymer is formed into a sheet with a roll, Next, a method for grinding is disclosed. However, in this technique, other components other than the fluorine-based polymer are not uniformly dispersed, so that there are problems such as being unable to uniformly impart properties such as coloring and conductivity as a powder coating.
[0008]
In recent years, it has been demanded to recycle used products and defective products generated in the molding process from the environmental point of view, such as resource saving and waste reduction, for molded products using fluoropolymers. Therefore, development of a simple and efficient recycling method corresponding to this is desired.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above situation, the object of the present invention can be used as a raw material regardless of the shape of pellets, sheets, other molded articles, etc., and has high density and good fluidity, and is suitable for powder coatings. The present invention is to provide a production method capable of obtaining a fluoropolymer powder to be used, which can be applied to recycling of molded articles using the fluoropolymer.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a fluoropolymer powder production method for producing a fluoropolymer powder by pulverizing a fluoropolymer-containing material in a certain temperature range, wherein the certain temperature range is the above-mentioned fluoropolymer weight. A method for producing a fluoropolymer powder, characterized in that the temperature is 100 ° C. lower than the melting start temperature of the coal-containing material and not more than the melting point of the fluoropolymer-containing material.
[0011]
The fluoropolymer powder production method further comprises a pulverized product obtained by pulverizing the fluoropolymer-containing material in a certain temperature range to a temperature of 50 ° C. from the melting start temperature of the fluoropolymer-containing material. It is preferable that the heat treatment is performed at a temperature that is lower than the low temperature and lower than the melting point of the fluoropolymer-containing material.
[0012]
The fluorine-containing polymer-containing material is preferably melted.
The pulverization is preferably performed by a method using shearing or cutting.
The fluoropolymer powder has an apparent density ρ (g / ml) and an average particle size P (μm) of the formula
ρ> 0.23lnP−0.45
It is preferable that
[0013]
The fluoropolymer powder preferably has an average particle size of 10 to 1000 μm.
The fluorine-based polymer powder includes particles composed of fine particles composed of a conductivity-imparting material or fine particles composed of a pigment and a matrix composed of a fluorine-based polymer, and the fine particles are contained in the matrix. It is preferable that it exists.
The present invention is also a fluoropolymer powder comprising particles composed of fine particles comprising a conductivity-imparting material or fine particles comprising a pigment and a matrix comprising a fluoropolymer, wherein the fine particles are contained in the matrix. Is a fluorine-based polymer powder.
The fluoropolymer powder has an apparent density ρ (g / ml) and an average particle size P (μm) of the formula
ρ> 0.23lnP−0.45
It is preferable that
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0014]
The method for producing a fluoropolymer powder of the present invention is to produce a fluoropolymer powder by pulverizing a fluoropolymer-containing material in a certain temperature range.
In the present specification, the fluoropolymer-containing material means a substance containing a fluoropolymer. The fluorine-containing polymer-containing material may be composed only of the fluorine-based polymer itself, or may contain other components other than the fluorine-based polymer as desired.
[0015]
In the present specification, the fluorine polymer powder means a powder containing a fluorine polymer. The fluoropolymer powder may be composed only of the fluoropolymer itself, or may contain other components and / or compounding components other than the fluoropolymer as desired. In the fluoropolymer powder, the other components other than the fluoropolymer and the fluoropolymer are usually derived from the fluoropolymer-containing material as a raw material. The blending component is a component blended as desired separately from the fluoropolymer-containing material in the step of producing the fluoropolymer powder.
[0016]
The fluorine-based polymer powder can be used for various applications according to needs, but can be obtained as a high-density and high-fluidity powder by the fluorine-based polymer powder manufacturing method of the present invention. If necessary, additives and the like can be appropriately mixed and used suitably for powder coatings.
[0017]
The fluoropolymer powder production method of the present invention is carried out by pulverizing a fluoropolymer-containing material, and if necessary, washing, heat treatment, drying, roughening of the fluoropolymer-containing material as a raw material. It may include steps such as pretreatment such as pulverization and particle size adjustment after the pulverization.
[0018]
The fluorine-based polymer is not particularly limited as long as it is a polymer containing a fluorine atom in the molecule, but a thermoplastic one is preferable. Examples of the thermoplastic fluorine-based polymer include, as monomer components, fluorine-containing vinyl-based monomers such as vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, hexafluoropropylene, and perfluoro (alkyl vinyl ether). Body components and, if necessary, those obtained by polymerization using other vinyl-based monomer components such as ethylene and propylene, and the like may be homopolymers or copolymers. There may be.
[0019]
Examples of the thermoplastic fluoropolymer include, for example, polyvinylidene fluoride, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer, ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, and tetrafluoroethylene. / Fluoro-type melt processable polymer such as perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer. Of these, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene / perfluoroethylene copolymer, and the like in terms of corrosion resistance when the obtained fluoropolymer powder is used for powder coatings. Tetrafluoroethylene copolymers such as fluoro (alkyl vinyl ether) copolymers are preferred.
[0020]
Other components other than the fluoropolymer that may be contained in the fluoropolymer-containing material are not particularly limited. For example, for the purpose of imparting properties to the coating film or improving the performance of the coating film, Examples of the commonly used component include fillers (fillers) such as pigments, coating film reinforcing materials, and conductivity imparting materials.
[0021]
The pigment is mainly used for coloring purposes, and examples thereof include titanium dioxide, carbon black, cobalt, and chromium oxide. The coating film reinforcing material is used for the purpose of reinforcing the obtained coating film, and examples thereof include carbon fiber, glass fiber, and glass flake. The said electroconductivity imparting material is used in order to provide electroconductivity to the coating film obtained, for example, electroconductive carbon, a potassium titanate whisker, a tin oxide etc. are mentioned.
[0022]
Although it does not specifically limit as content of other components other than the said fluoropolymer, It is preferable that it is 0 to 60% of the said fluoropolymer on a mass basis. When it exceeds 60%, the resulting fluoropolymer powder has a too low content of the fluoropolymer, and when used in a powder coating, the leveling during film formation deteriorates and cracks in the coating film. Defects such as pinholes occur, which is not preferable as a corrosion-resistant coating film. More preferably, it is 0 to 40%.
[0023]
When the fluoropolymer-containing material is melted, the fluoropolymer powder production method of the present invention can be suitably used. The fluoropolymer-containing material is melted because the other components can be uniformly dispersed inside, particularly when the fluoropolymer-containing material contains other components other than the fluoropolymer. It is preferable. More preferably, the fluoropolymer-containing material is melted and further kneaded. The melting / kneading is usually carried out by mixing the fluoropolymer and, if necessary, the other components in advance with a mixer, and then melting and kneading with a kneader, a melt extruder, or the like.
[0024]
The fluoropolymer-containing material can be used regardless of its shape. Examples of the fluorine-containing polymer-containing material include those obtained by blending the above-mentioned fluorine-based polymer and, if necessary, the above-mentioned other components, into pellets. Examples of the pellets include those obtained by extruding pellets after performing the above-described melt-kneading as desired.
[0025]
Examples of the fluoropolymer-containing material include: molded products; various injection-molded products and extruded products such as sheets, films, and wire coverings; molded products such as pipes and tubes; What was collect | recovered after use may be used. As what was collect | recovered after the said use, what gave water washing, heat processing, drying, etc. as needed after collection | recovery is normally used. The fluorine-containing polymer-containing material may further be a surplus raw material for the molding process, an amount attached to the molding apparatus, or the like. Molded products using such fluoropolymers, surplus raw materials for molding processing, apparatus adhering parts, etc. have not been conventionally recycled properly, but according to the fluoropolymer powder production method of the present invention, Recycling is possible.
[0026]
The pulverization of the fluoropolymer-containing material is performed within a certain temperature range. The certain temperature range is not less than 100 ° C. lower than the melting start temperature of the fluorine-containing polymer-containing material and not more than the melting point of the fluorine-containing polymer-containing material. When the temperature is within the certain temperature range, the strength and elongation of the fluoropolymer are reduced, so that in the pulverization, fibrous protrusions are rarely generated on the particle surface, and deformation of the particle shape can be suppressed. . Conventionally, it has been necessary to cool and pulverize with liquid nitrogen or the like, but according to the fluoropolymer powder production method of the present invention, the pulverization can be performed relatively easily by setting the above-mentioned constant temperature range. Can do.
[0027]
When the lower limit of a certain temperature range for pulverizing the fluoropolymer-containing material is less than 100 ° C. lower than the melting start temperature, fibrous protrusions are formed on the obtained particle surface, resulting in high density and fluidity. If a good powder is not obtained and the upper limit exceeds the melting point, the fluidity of the material to be pulverized increases and pulverization becomes difficult. The certain temperature range is preferably a temperature not less than 50 ° C. lower than the melting start temperature of the fluorine-containing polymer-containing material and not more than the melting point of the fluorine-containing polymer-containing material.
[0028]
In the present specification, the melting start temperature is a temperature at which the melting heat generation starts when the fluorine-containing polymer-containing material is heated at 10 ° C./min using a differential calorimetric tester (DSC). The melting point is the peak point temperature when the temperature is raised in this way.
[0029]
The pulverization is preferably performed by a method using shearing or cutting. The method using shearing is usually a method of crushing by applying pressure to the fluoropolymer and applying shearing force. The method using the above-described cutting is usually a method of pulverizing using cutting with a cutting tool such as a knife.
[0030]
The pulverization can be performed using a pulverizer, and examples of the pulverizer include a turbo cutter, a cross bitter mill, a rotor bitter mill, and a cutting mill. Although there is a method of using impact by centrifugal force as a general pulverization method, in the present invention, a relatively elastic fluoropolymer-containing material is used as a material to be crushed, so that the shape of the resulting particles is deformed. Is not preferable from the viewpoint of large.
[0031]
A pulverized product obtained by pulverizing the fluoropolymer-containing material may be subjected to heat treatment as necessary. Even when the heat treatment is not performed, the fluoropolymer powder can be obtained, but by performing the heat treatment, it is possible to eliminate a small amount of fibrous protrusions that may be generated on the particle surface by pulverization. Thus, a fluorine-based polymer powder with higher density and improved fluidity can be obtained.
[0032]
The heat treatment is performed at a temperature that is 50 ° C. or more lower than the melting start temperature of the fluorine-containing polymer-containing material and not more than the melting point of the fluorine-containing polymer-containing material. When the temperature is less than 50 ° C. lower than the melting start temperature, the shrinkage of the fibrous protrusions becomes insufficient, and the effects of densification and fluidity improvement due to the heat treatment do not appear, and the fluoropolymer When the melting point of the inclusion is exceeded, fusion of particles obtained by pulverization occurs. Preferably, it is carried out at a temperature that is not lower than the melting start temperature of the fluoropolymer-containing material and not higher than the melting point of the fluoropolymer-containing material. The heat treatment is preferably performed for several minutes to several tens of hours.
[0033]
The fluoropolymer powder obtained as described above is subjected to heat treatment as described above, or a pulverized product obtained by pulverizing a fluoropolymer-containing material in a certain temperature range as described above, or the pulverized product as described above. It may be a heat-treated product obtained by the above, and may further contain a blending component if desired. The pulverized product and the heat-treated product are aggregates of particles.
[0034]
When the fluoropolymer powder is obtained using the above-described fluoropolymer-containing material containing other components other than the fluoropolymer, it is usually composed of a fluoropolymer. Including particles composed of a matrix and fine particles composed of other components such as a pigment, a coating film reinforcing material, and a conductivity imparting material, and at least a part of the fine particles is present in the matrix It is.
[0035]
The particles composed of the fine particles and the matrix are particles constituting the above-mentioned pulverized product or heat-treated product. Accordingly, the fine particles comprising the other components and the matrix comprising the fluoropolymer are derived from the fluoropolymer-containing material.
[0036]
The fluoropolymer powder is composed of particles having a structure in which the fine particles are present in the matrix as described above. Therefore, when the powder is applied to a powder coating material by electrostatic coating or the like, the other components described above are used. Is sufficiently applied, and a coating film having expected properties such as coloring, coating film reinforcement, and conductivity imparting can be obtained depending on the application.
[0037]
The blending component optionally contained in the fluoropolymer powder is blended separately from the fluoropolymer-containing material in any stage of the fluoropolymer powder production method of the present invention. It may be blended in combination with the fluoropolymer-containing material at the time of pulverization, or may be blended after the pulverization or after the heat treatment. The compounding component is not particularly limited, and may be, for example, an additive such as a leveling agent ordinarily used in a powder coating, or may be the same component as already described as the other component. Good.
[0038]
The fluoropolymer powder preferably has an apparent density of 0.4 g / ml or more. When it is less than 0.4 g / ml, when the obtained fluoropolymer powder is used for a powder coating, foaming may occur during coating or the number of coating may be increased. According to the fluoropolymer powder production method of the present invention, as described above, the particles are pulverized in a certain temperature range and heat-treated as necessary, so that particles having almost no fibrous protrusions on the surface can be obtained. Therefore, a fluoropolymer powder having a high apparent density in the above range can be easily obtained. In the present specification, the apparent density (g / ml) is a value obtained by measurement based on JIS K 6891.
[0039]
The fluoropolymer powder preferably has an average particle size of 10 to 1000 μm. When it is less than 10 μm, electrostatic repulsion is likely to occur when it is used for powder coatings for lining applications, etc., so it tends to be difficult to increase the film thickness. Leveling properties, etc. deteriorate. The particle size can be adjusted so that the fluoropolymer powder has an average particle diameter within the above range by classification according to the above-mentioned pulverization conditions and if necessary. Preferably, it is 20-500 micrometers. In the present specification, the average particle diameter is a value obtained using a laser diffraction particle size distribution analyzer.
[0040]
When the above-mentioned fluoropolymer powder represents the above apparent density by ρ (g / ml) and the average particle diameter by P (μm), ρ and P are
ρ> 0.23lnP−0.45
It is preferable that When the fluoropolymer powder satisfies the above formula, a preferable powder coating can be easily obtained from the viewpoints of coating workability and thickening. The fluoropolymer powder satisfying the above formula can be obtained mainly by adjusting the above-mentioned pulverization conditions and heat treatment conditions.
[0041]
The said fluoropolymer powder can be used for a powder coating material. When the fluoropolymer powder is used in a powder coating, the powder obtained by the fluoropolymer powder production method can be used as it is as a powder coating, and if necessary, an additive or the like can be mixed as appropriate. Body paints may be prepared. The additive is not particularly limited, and examples thereof include additives usually used in powder coatings, and the same as those already described for other components and blending components other than the above-mentioned fluoropolymers. It may be.
[0042]
The powder coating is usually applied by coating a material to be coated and then forming a film by heating and baking. The material to be coated is not particularly limited. For example, as a corrosion-resistant lining application, tanks, vessels, towers, valves, pumps, joints, other piping materials, etc., for chemical plants, pharmaceuticals, agricultural chemical manufacturing equipment, semiconductor manufacturing equipment, etc. Widely used. The object to be coated may be subjected to cleaning, surface treatment or primer coating as necessary.
[0043]
The method for applying the powder coating is not particularly limited, and examples thereof include an electrostatic coating method and a rolining method. Examples of the temperature for the heating and baking include 250 to 350 ° C.
[0044]
Since the fluoropolymer powder production method of the present invention is performed by pulverizing the fluoropolymer-containing material in a certain temperature range as described above, the particles obtained by pulverization have a beard-like surface. Since almost no fibrous protrusions are produced, it is possible to obtain a fluorinated polymer powder having high density and good fluidity, and such a fluorinated polymer powder is suitably used for powder coatings.
[0045]
The fluoropolymer powder production method of the present invention is such that the fluoropolymer-containing material contains other components other than the fluoropolymer such as a pigment, a coating film reinforcing material, and a conductivity imparting material. Since the fluoropolymer powder thus obtained contains the above-mentioned other components inside the particles, the above-mentioned other components are applied to the surface of the object to be coated by being applied to the powder coating. It is possible to obtain a coating film that is sufficiently coated and has characteristics according to needs such as coloring, coating film reinforcement, and conductivity imparting.
[0046]
Since the fluoropolymer powder production method of the present invention may use not only pellets but also molded products as the fluoropolymer-containing material, the fluoropolymers such as molded products recovered after use, defective products generated during molding processing, etc. It can be used for recycling molded articles using polymers. Molded articles that are desired to be recycled often contain pigments, electrical conductivity-imparting agents, carbon fibers, and other fluoropolymers. According to the manufacturing method, it can be used.
[0047]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
Example 1
RapidR-1528 type (trade name; manufactured by Kawata Co., Ltd.) using tetrafluoroethylene / perfluoro (alkyl vinyl ether) copolymer (PFA) pellets (melting start temperature 285 ° C., melting point 305 ° C., Daikin Industries, Ltd.) as a shearing pulverizer ) Was used and pulverized under the conditions of a rotation speed of 1800 rpm, a screen diameter of 3 mmφ, and a temperature of 280 ° C.
[0048]
Comparative Example 1
PFA pellets (melting start temperature 285 ° C., melting point 305 ° C., manufactured by Daikin Industries, Ltd.) were crushed using RapidR-1528 type (trade name; manufactured by Kawata Corp.) under the conditions of a rotation speed of 1800 rpm, a screen diameter of 3 mmφ, and a temperature of 120 ° C. did.
[0049]
Example 2
Tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP) pellets (melting start temperature 240 ° C., melting point 270 ° C., manufactured by Daikin Industries, Ltd.) using RapidR-1528 type (trade name; manufactured by Kawata Corp.), rotation speed 1500 rpm Then, it was pulverized under the conditions of a screen diameter of 3 mmφ and a temperature of 265 ° C.
[0050]
Comparative Example 2
FEP pellets (melting start temperature 240 ° C., melting point 270 ° C., manufactured by Daikin Industries, Ltd.) were pulverized using a Rapid R-1528 type (manufactured by Kawata Corp.) under the conditions of a rotational speed of 1500 rpm, a screen diameter of 3 mmφ, and a temperature of 120 ° C.
[0051]
Example 3
Ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) pellets (melting start temperature 240 ° C., melting point 260 ° C., manufactured by Daikin Industries, Ltd.) using RapidR-1528 type (trade name; manufactured by Kawata Corp.), rotation speed 1500 rpm, screen It grind | pulverized on the conditions of diameter 3mmphi and temperature 255 degreeC.
[0052]
Example 4
A used PFA wafer carrier (melting start temperature: 285 ° C., melting point: 305 ° C.) was heat-treated at 150 ° C. for 1 hour, then washed with pure water and dried. Using a Rapid R-1528 type (trade name; manufactured by Kawata Corporation), a pellet-like coarsely pulverized product was obtained under the conditions of a rotational speed of 270 rpm, a screen diameter of 5 mmφ, and a temperature of 280 ° C.
[0053]
Example 5
PFA conductive pellets (melting start temperature 290 ° C., melting point 310 ° C., manufactured by Daikin Industries, Ltd.) obtained by adding 20% by mass of PFA as a conductivity-imparting material and melting and kneading the same are used in the same manner as in Example 1. -1528 type (trade name; manufactured by Kawata Corp.) was used for pulverization under the conditions of 1800 rpm, screen diameter 0.7 mmφ, temperature 280 ° C, and then a box dryer with 10 kg charged in a 70 mm thick tray was used. Then, heat treatment was performed at 300 ° C. for 4 hours. After cooling, it was classified with a vibration sieve (250 μm opening).
[0054]
Comparative Example 3
Carbon black was added to AC-5539 as a PFA powder coating (trade name; melting start temperature 290 ° C., melting point 310 ° C., manufactured by Daikin Industries, Ltd.) so as to be 20% by mass of AC-5539, and a speed kneader as a stirrer. (Made by Showa Engineering Co., Ltd.) was mixed for 20 minutes at 1500 rpm to obtain a conductive powder coating material.
[0055]
Example 6
FEP white color pellets (melting start temperature: 240 ° C., melting point: 270 ° C., manufactured by Daikin Industries, Ltd.) obtained by adding 5% by mass of FEP to titanium oxide as a white pigment and melting and kneading them are the same as in Example 2, RapidR-1528. After pulverizing using a mold (trade name; manufactured by Kawata Co., Ltd.) at a rotation speed of 1500 rpm, a screen diameter of 0.7 mmφ, and a temperature of 260 ° C., it is 250 ° C. using a box dryer with 10 kg charged in a 70 mm thick tray. For 4 hours. After cooling, it was classified with a vibration sieve (250 μm opening).
[0056]
Comparative Example 4
NC1500 (trade name; melting start temperature 240 ° C., melting point 270 ° C., manufactured by Daikin Industries, Ltd.) as FEP powder coating, and Taipei CR93 (trade name; manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) as titanium oxide is 5% by mass of NC 1500. And mixed at 1500 rpm for 30 minutes using a speed kneader (manufactured by Showa Engineering Co., Ltd.) as a stirrer.
[0057]
Example 7
Using a speed kneader (manufactured by Showa Engineering Co., Ltd.) as a stirrer with PFA powder compressed with a roll into a sheet, made into a sheet, pulverized to 90 μm or less with an impact pulverizer, and 40% by mass of carbon black of the PFA powder Mixing at 1500 rpm for 30 minutes, and further supplying PFA pellets (melting start temperature 285 ° C., melting point 305 ° C., manufactured by Daikin Industries, Ltd.) with a quantitative feeder so that the mass ratio with this mixture is 1: 1. Extruded with a melt extruder to be pelletized, and crushed under the conditions of a rotational speed of 1500 rpm, a screen diameter of 0.7 mmφ, and a temperature of 280 ° C. using a Rapid R-1528 type (trade name; manufactured by Kawata) as in Example 1. After that, heat treatment was performed at 300 ° C. for 4 hours using a box-type dryer charged with 10 kg on a tray having a thickness of 70 mm. After cooling, it was classified with a vibration sieve (250 μm opening).
[0058]
(Evaluation methods)
The powder obtained as described above was evaluated by the following method.
1. Measuring method of average particle size
Microtrac X-100 type (trade name; manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) was used as a laser diffraction type particle size distribution measuring instrument, and the dispersion was measured with a 1% by weight aqueous solution of Charmy (trade name; manufactured by Lion Corporation) as a dispersant. The results are shown in Table 1.
[0059]
2. Apparent density measurement method
It measured based on JISK6891. The results are shown in Table 1.
[0060]
3. Prime test
A 10 cm × 10 cm rectangular mold placed on a sandblasted iron plate was filled with the powder obtained above as a powder coating so that the film thickness after baking was about 2000 μm. After gently removing the formwork, PFA and FEP were baked in an electric furnace at 350 ° C for 60 minutes and ETFE was 290 ° C for 60 minutes, respectively, and the foamed state of the coating film after baking was visually observed. And evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
(Double-circle): Foaming was not recognized at all.
○: Almost no foaming was observed.
X: Foaming was observed on the entire surface.
[0061]
4). Electrostatic paintability test
After baking the powder obtained above as a powder coating on an aluminum plate (100 mm × 100 mm × 1.5 mm) using GX3300 (trade name; manufactured by Onoda Cement) as an electrostatic coating machine at an applied voltage of 40 kV The film was electrostatically coated so that the film thickness was about 100 μm. After coating, PFA and FEP were baked in an electric furnace under conditions of 350 ° C. for 60 minutes and ETFE at 290 ° C. for 60 minutes. The foamed state of the coating film after firing was visually observed and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
(Double-circle): Foaming was not recognized at all.
○: Almost no foaming was observed.
X: Foaming was observed on the entire surface.
[0062]
[Table 1]
[0063]
From Table 1, in Comparative Examples 1 and 2 pulverized at a temperature not within the scope of the present invention and Comparative Examples 3 and 4 by dry blending, foaming was observed on the entire surface of the fired coating film, and the above ρ and P were related to each other. formula
ρ> 0.23lnP−0.45
In Examples 1 to 7 pulverized at a temperature within the range of the present invention, foaming was not observed in the fired coating film, and it was found that the above formula was satisfied. From Table 1, also in the case of containing other components other than the fluorine-based polymer, unlike Comparative Examples 3 to 4 by dry blending, in Examples 5 to 7 where the melt-kneaded material is pulverized, the coating film after firing It was found that no foaming was observed.
[0064]
5. Observation by electron microscope
The powder obtained in Example 1 and the powder obtained in Example 2 were observed with a scanning electron microscope. 1 and 2 show scanning electron micrographs (50 times magnification). From these photographs, it was found that the obtained powder had no beard-like fibrous protrusions and had a relatively smooth surface.
[0065]
【Effect of the invention】
Since the fluoropolymer powder production method of the present invention has the above-described configuration, the resulting fluoropolymer powder has almost no whisker-like fibrous protrusions on the particle surface. Is favorable and is suitably used for powder coatings. The fluoropolymer powder production method of the present invention can be used for recycling molded products using a fluoropolymer, since it does not matter if the raw material is in the form of pellets, sheets, molded products or the like.
[Brief description of the drawings]
1 is a scanning electron micrograph (magnification 50 times) of a powder obtained in Example 1. FIG.
2 is a scanning electron micrograph (magnification 50 times) of the powder obtained in Example 2. FIG.
Claims (6)
前記一定の温度範囲は、前記フッ素系重合体含有物の融解開始温度より100℃低い温度以上、かつ、前記フッ素系重合体含有物の融点以下である
ことを特徴とするフッ素系重合体粉末製造方法。A fluoropolymer powder production method for producing a fluoropolymer powder by grinding a fluoropolymer-containing material in a certain temperature range,
The certain temperature range is not less than 100 ° C. lower than the melting start temperature of the fluorine-containing polymer-containing material and not more than the melting point of the fluorine-containing polymer-containing material. Method.
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