JPH0462032A - テトラフルオロエチレン樹脂パイプの製造法 - Google Patents

テトラフルオロエチレン樹脂パイプの製造法

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JPH0462032A
JPH0462032A JP90164897A JP16489790A JPH0462032A JP H0462032 A JPH0462032 A JP H0462032A JP 90164897 A JP90164897 A JP 90164897A JP 16489790 A JP16489790 A JP 16489790A JP H0462032 A JPH0462032 A JP H0462032A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、テトラフルオロエチレン樹脂(以下、TFE
樹脂という)パイプの製造法に関する。
さらに詳しくは、TFE樹脂の未焼成多孔体シートを棒
または管体などのマンドレル上に巻回して焼成するTF
E樹脂パイプの製造法に関する。
[従来の技術] TFE樹脂パイプは、金型内にTPE樹脂粉末を充填し
、プレス機などで加圧したのち焼成する方法、ゲル化し
た材料を押出し成形する方法、およびTFE樹脂の未焼
成シートをマンドレル上に巻回したものを焼成する方法
などで製造されている。
これらのうち最後の巻回法は、シートの巻回量によって
任意の長さや肉厚のパイプかえられる点、マンドレルの
外形により種々の形状のパイプが製造できる点、多層構
造のパイプが製造できる点、真円の薄肉パイプを容易に
製造できる点などの点で優れている。
この方法は一般に、パイプの内形に対応した外形を有す
るマンドレル上にTPE樹脂の未焼成シートを通常螺旋
状に所望の長さと肉厚になるまで重ねて巻回し、これを
加熱焼成するものである。また、このシートの層間また
は外周に異種のシート、たとえば金網やガラスクロス、
鋼線などを巻回することにより補強パイプも製造でき、
さらにツバ付のパイプも容易に製造できる(たとえば特
公昭59−25647号公報参照)。
[発明が解決しようとする課題] こうした巻回法には前記の種々の利点があるが、焼成時
に多数のボイドが発生し、見掛密度が小さくなるという
問題がある。これを解消するべく、巻回したシートの外
周にガラスクロスを巻回したのちに焼成することも提案
されているが、このものは肉厚が薄いばあい何ら効果が
なく、また焼成後のパイプ表面が粗いという欠点がある
本発明の目的は、前記巻回法の利点を保持したまま、緻
密で表面が平滑なTFE樹脂パイプの製造法を提供する
ことにある。
[課題を解決するための手段] 本発明は、TPE樹脂の未焼成多孔体シートをマンドレ
ル上に巻回し、この巻回部分をゴム状弾性体により被包
し、これを等圧的に加圧したのちゴム状弾性体を取りは
ずし、ついで巻回部分を焼成するTPE樹脂パイプの製
造法に関する。
[作 用] TFE樹脂自体の見掛密度は約2.2g/ajであるが
、これを未焼成多孔体シートにすることにより多孔体シ
ートの見掛密度は約1 、2g/−まで下がる。したが
って、この多孔体シートを巻回しただけでは比重はそれ
ほど大きくならず、せいぜい約1 、5g/−までであ
る。本発明の方法によれば、巻回部分を外部から等圧的
に加圧することにより、巻回部分を加圧して圧縮し、焼
成前に予じめ巻回部分を緻密化することができ、したが
って焼成後のパイプの見掛密度も約2.2g/−とほぼ
TFE樹脂と同程度となる。また、加圧も等圧的にかけ
るので、肉厚の偏りもなく、さらにゴム状弾性体で被包
するのでガラスクロスを巻回する方法に比してパイプの
表面が平滑となる。
[実施例] つぎに本発明の製造法を好ましい実施態様をあげつつ、
図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の製造法の好ましい実施態様の模式的フ
ローチャートであり、(a)巻回工程−曲被包工程→(
C)等圧的加圧工程→(d)取りはずし工程−焼成工程
を示す。
第1図(ωはマンドレル(1)にTPE樹脂の未焼成多
孔体シート(aを172の重ね巻きしたときの巻回部分
(3)のみ断面で表わした図である。マンドレル(1)
の種類や形状、多孔体シート(2)の種類、巻回の仕方
などは後述するごとく、種々の態様が採用できる。
従来の巻回法では、第1図(田に示される巻回物をその
まま、あるいはガラスクロスなどを重ね巻きしたのち直
ちに焼成していたのであるが、本発明においては、巻回
物を第1図中)に示すごとくゴム状弾性体(4)で巻回
部分(3)を被包する(第1図中)はゴム状弾性体のみ
を一部切欠いた概略側面図である)。ゴム状弾性体によ
る被包は、少なくとも巻回部分の全部を包み込むように
する必要がある、これは圧力を巻回部分に等しく伝える
ためであり、また加圧を液圧で行なうばあい圧力媒体の
巻回部分への侵入を防ぐためでもある。
ゴム状弾性体で包まれた巻回物は第1図(C)に示され
る等圧的加圧工程(C)で巻回部分が等圧的に加圧され
、巻回部分の見掛密度を高める。第1図(C)は第1図
中)のx−X線断面図であり、等圧的加圧は液状の圧力
媒体(5)中で行なわれている。
等圧的に加圧された巻回物は第1図(小に示されるよう
ににゴム状弾性体が取りはずされ、ついで焼成工程にお
いて焼成される。
以上に、本発明の製造法の好ましい実施態様を概説した
が、以下、各工程についてさらに具体的に説明する。
本発明に用いる未焼成多孔体シートとしては、TFE樹
脂のファインパウダーにナフサなどの液状助剤を添加し
てペースト状にしたものを押出し、これをロールなどに
よって圧延してシート状にし、焼成温度以下の加熱また
は抽出によって助剤を除去した多孔体シートがあげられ
る。
また、シート状に加工する際、約20倍以下に延伸して
えられる延伸多孔体シートも使用でき、延伸多孔体シー
トを用いるばあいは、さらに延伸方向の強度や圧縮強さ
、圧縮クリープが向上するほか熱膨脹係数が小さくなり
、ガス透過率も摩擦係数も小さくなる。そのほか、カー
ボン繊維、ガラス繊維、グラファイト、カーボン粉末な
どのフィラーの1種または2種以上をTPE樹脂の約3
0重量%まで配合したフィラー入りTFE樹脂などの未
焼成のTPE樹脂多孔体シートも使用できる。
なお、TFE樹脂としてはTFEの単独重合体あるいは
クロロトリフルオロエチレン、ノ(−フルオロ(アルキ
ルビニルエーテル)、ヘキサフルオロプロピレンなどが
2重量%まで共重合されたTFE共重合体など、非溶融
成形性のTFE樹脂があげられる。
多孔体シートの大きさ、形状などは目的とするパイプの
径や肉厚、形状などに応じて適宜選定すればよいが、通
常幅10〜100mm、好ましくは15〜50mm、厚
さ0.05〜20mm、好ましくは0.1〜1關、特に
好ましくは0.1〜0.8mmのものが用いられる。見
掛密度は通常0.1〜1.8g/aa。
好ましくは0.3〜1 、0g/−程度であり、延伸す
るばあいは延伸倍率約20倍以下、通常5倍以下とする
のが好ましい。
多孔体シートを巻回するマンドレルは、目的とするパイ
プの内面形状に対応する外形を有し、かつ充分な長さを
有するものであれば使用できる。しかし、パイプ内面の
平滑さや耐久性などの点から、耐熱性や耐水性などに優
れた金属製や樹脂製の棒または管体が好ましく、巻回し
たまま焼成するばあいは金属製のマンドレルが好ましい
。また、マンドレルの表面をメツキ処理または研磨処理
しておけば、平滑な内面のパイプがえられる。マンドレ
ルの外形は前記のごとくパイプの内面形状によって決め
られ、断面形状が円形でも多角形でもよく、また円錐状
のものでもよい。
マンドレルへの多孔体シートの巻回は、紙管製造装置な
どのラッピイング装置により所望の長さと厚さになるま
で、シワを生じない程度のテンションを与えながら行な
えばよい。隣接するシート同士は重なっていても接して
いても、また離れていてもよいが、特にl/2程度重な
るように巻回するのが好ましい。多孔体シートはマンド
レルに対して0度から90度までの角度で巻回されるが
、通常30〜60度の角度でスパイラル状に巻回する。
そのほか、巻回する前または後、あるいは途中に異種の
材料を巻回または挿入することにより、異種多層型のパ
イプを製造することができる。異種の材料としては、た
とえば金網、ガラスクロス、ガラスペーパーまたはガラ
スヤーンや金属線などの繊維などがあげられる。
巻回部分の長さおよび厚さはパイプの用途に応じて適宜
決定すればよいが、本発明によれば最長約3 m s最
大厚約50龍のものまで製造可能である。多孔体シート
の重ね合せの回数(巻き数)はシートの厚さや肉厚、見
掛密度などによって異なるが、通常5〜500回、好ま
しくは20〜100回である。
かくしてえられた巻回物は、直ちに被包工程(第1図(
b+)に送られる。被包工程はゴム状弾性体(4)で巻
回物を被包する工程であり、ゴム状弾性体は巻回部分を
すべて覆うように配置される。被包部の末端は、たとえ
ばホースバンド、針金、輪ゴムなどで密閉する。
ゴム状弾性体としてはチューブ状のものが好ましい。そ
のほかシート状のゴム状弾性体を引っ張りながら巻回物
上に1ノ2程度重なるように巻回する方法なども採用で
きるが、これらの方法のみに限定されるものではない。
この被包はできるだけゴム状弾性体と巻回部分が密着し
、間に空気が入らないようにするのがエアー溜りなどを
なくし、巻回されたシート同士の融着性をあげる点から
好ましく、したがってゴム状弾性体材料としては伸縮性
のある天然ゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、クロロ
ブレンゴムなどが例示できる。
被包が完了すると、被包物は脱気処理され、あるいはさ
れずに等圧的加圧工程(第1図(C))に送られ、ゴム
状弾性体(4)の外側から多孔体シー4(2]に等圧的
な圧力がかけられる。印加圧力が等圧的であるとは、軸
芯方向および軸線方向で実質的に等しい圧力がかけられ
ることをいう圧力が等圧的でなければ偏肉が生じたり、
マンドレルの形状に従わないパイプ形状となり、好まし
くない。印加圧力としてはシートの種類、巻回量、マン
ドレルの形状などによって異なるが、通常100〜50
0kgf /cシ、好ましくは150〜300 kgf
 /c−であり、圧力が小さすぎれば多数のボイドなど
が発生したり、見掛密度が小さくなったりする傾向にあ
る。
等圧的加圧の目的は均一な比重のパイプの製造、偏肉の
ないパイプの製造などにあり、したがって、その目的が
達成されるまで加圧状態を維持することが必要である。
維持時間はシートの種類や巻回量などによって異なるが
、通常2分間以上、好ましくは10〜30分間である。
また、段階的または連続的に圧力を高めてもよい。
等圧的に圧力をかる方法としては、液圧による方法、ガ
ス圧による方法などが採用できる。
これらのうち、取扱い上または設備費などの点から液圧
による方法が好ましい。液圧法としては、たとえば耐圧
容器内に被加圧体を入れ、水または油性の液体をポンプ
などで送り込みながら加圧する方法などがあげられる。
等圧的加圧の結果、多孔体シートの巻回部分は、内側は
用いたマンドレルの形状に従った形状となり、その見掛
密度も約2.2g/CIAまで高まる。
ついで等圧的に加圧された被包物は取除き工程(第1図
(d))でゴム状弾性体(4)が取り除かれ、焼成工程
で焼成される。焼成工程に送られるまえに巻回物をマン
ドレルがらはずしてもよいが、薄肉のパイプのばあいは
変形を防止する点がらマンドレル上に巻回したまま焼成
するのが好ましい。
焼成条件は従来のTFE樹脂パイプの焼成条件と同様で
あり、通常350〜380 ”Cで3〜7時間、たとえ
ば電気炉、ガス炉などを用いて行なう。
焼成されたパイプは冷却後、マンドレルがら熱膨脹係数
の差、プレス機などを利用してはずされる。
本発明の製造法によるときは、同一または異なる形状、
寸法の成形品を一度に複数個製造することができ、その
結果、 ■ 巻回量で長さや肉厚を任意に調節できる、■ マン
ドレルの外形を選定することにより種々の形状のパイプ
が製造できる、 ■ 金網やガラスクロスなどを積層することにより異種
多層構造のものを製造できる、■ 特に、薄肉で真円の
パイプを容易に製造できる、 ■ 延伸未焼成多孔体シートを用いるときは、機械的強
度や耐クリープ性が向上する、■ ボイドの少ない緻密
なパイプを製造できる、■ 平滑な内面のパイプを製造
できる、■ 延伸方向の引張強度が増大したパイプを製
造できる などの効果が奏される。
つぎに本発明の製造法を実施例および比較例に基づいて
説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるも
のではない。
実施例1 見掛密度1−5g/cj、延伸率0%、幅25 、4 
am厚さ 0.5+nの未焼成多孔体シー) (TPE
樹脂ファインパウダーから作製)を用い、断面形状が真
円(外径100m1)のステンレス製マンドレルに巻付
は機により軽くテンションをかけながら、45度の角度
でシートの1/2が重なるように長さ50cmに1往復
半巻回した(ブライ数6、巻回後の厚さ3mm)。
マンドレルを巻付は機からはずし、天然ゴム製のラバー
チューブ(内径95+a+*、長さ70cn+)を巻回
部分が完全に隠れるようにかぶせ、両端をホースバンド
でしっかりと緊縛した。
このものを液圧成形機(圧力媒体:水)に入れ、圧力3
0[1kgf/c−で5分間加圧したのち、ラバーチュ
ーブをはずし、温度370℃で3時間マンドレルと共に
加熱焼成した。冷却後、マンドレルをはずしてTFE樹
脂)ずイブを製造した。
このパイプにつき、以下の諸性質を調べた。
結果を第2表に示す。
(見掛密度) JIS K 6889の5,2に基づく水中置換法によ
って測定。
(内径、外形、肉厚) 25℃の室内でノギスにより計測。
(引張強さおよび伸び) JIS K 6891の方法に準じて軸方向および径方
向について行なう。
(圧縮強さ) ASTM D621に準じて測定。
(圧縮弾性率) ASTM D621に準じて測定。
(圧縮クリープ) 成形品から3方向(軸、厚さ、周方向)に直径11.3
mm、高さlO+amの試料を切削により切り取り、こ
の試料をASTM D621に規定された方向に準じて
測定。
(硬 度) 25℃の温度でデュロメーターDにより測定。
実施例2〜6 第1表に示す未焼成多孔体シートを用い、同表に示す巻
回条件、加圧条件および焼成条件を採用したほかは実施
例1と同様にして巻回、被包、加圧、取はずしおよび焼
成を行なった。えられた各パイプにつき、実施例1と同
様にして物性を調べた。結果を第2表に示す。
比較例1 マンドレン上に巻回した未焼成多孔体シートをラバーチ
ューブで被包せずかつ加圧を行なわずに直ちに焼成した
ほかは実施例1と同様の条件、操作で比較用TPE樹脂
パイプを製造した。
比較例2 ラバーチューブの被包工程を省略したほかは実施例1と
同様にして等圧的加圧を行なったところ、巻回した多孔
体シートの各間隙に加圧時に水が入り、シート間が密着
せず、一体で緻密な成形品かえられなかった。
比較例3 TFE樹脂モールディングパウダー(平均粒径2511
ダイキン工業■製)を外径130mm、内径110mm
、深さ100mmの環状の凹部を有する組み金型に充填
し、300kgf/c−で5分間プレス成形したのちえ
られたパイプ状の成形品(内径110關、外径130m
m、長さ100mm)を電気炉で370℃、7時間焼成
して比較用TFE樹脂パイプを製造した。
比較例4 比較例3で用いたTPE樹脂モールディングパウダーに
ガラス繊維粉末を15重量%混合した成形材料を用い、
プレス圧を700kgf’/c−にしたほかは比較例3
と同様にプレス成形し、焼成して比較用TFE樹脂パイ
プを製造した。
比較例5 ガラス繊維粉末に代えてカーボン繊維粉末を用いたほか
は比較例4と同様にプレス成形し、焼成して比較用TP
E樹脂パイプを製造した。
比較例6 見掛密度1 、5g/ eta3、厚さ0.5m+*、
幅50關のTPE樹脂未焼成シートを直径]、00mm
、長さ 600IImのマンドレルにシートの幅の1/
2が重なるように45″の角度で1往復半巻回し、さら
にその上にガラスクロステープを1/2ずつ重なるよう
に1重に巻回したのち、ガラスクロステープ−端をホー
スバンドで固定した。この巻回物をマンドレルと共に電
気炉に入れ、370℃にて3時間焼成し、冷却したのち
ガラスクロステープを除去し、マンドレルから脱型して
、比較用TFE樹脂パイプを製造した。
比較例7 直径100m+*、長さ 800 mmのマンドレル上
に厚さ0.2mm、幅50II11の焼成済TPE樹脂
テープをその幅の1/2が重なるように45″の角度で
10ブライになるまで巻回し、さらにその上にガラスク
ロステープをl/2が重なるように巻回したのち、ガラ
スクロステープの端をホースバンドで固定した。この巻
回物をマンドレルと共に電気炉に入れ、370℃にて3
時間焼成し、冷却したのちガラスクロステープを除去し
、マンドレルから脱型して比較用TPE樹脂パイプを製
造した。
比較例で製造した各比較用TFE樹脂パイプにつき、実
施例1と同様にしてその性質を調べた。
結果を第2表にまとめて示す。
[発明の効果] 本発明の製造法によれば、従来の巻回法の利点を具備し
たうえ、さらに緻密で外観、平滑性に優れたTPE樹脂
パイプを提供することができる。
第1 (a)
【図面の簡単な説明】
111Zは本発明の製造法の工程を示す概略フローチャ
ートである。 (図面の主要記号) (1):マンドレル (21:多孔体シート (3)二巻同部分 (4):ゴム状弾性体

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 テトラフルオロエチレン樹脂の未焼成多孔体シート
    をマンドレル上に巻回し、この巻回部分をゴム状弾性体
    により被包し、これを等圧的に加圧したのちゴム状弾性
    体を取りはずし、ついで巻回部分を焼成するテトラフル
    オロエチレン樹脂パイプの製造法。 2 加圧手段が液圧である請求項1記載の製造法。 3 テトラフルオロエチレン樹脂の未焼成多孔体シート
    が、テトラフルオロエチレン樹脂ファインパウダーをペ
    ースト押出したのち、圧延して調製した多孔体シート、
    または該シートを延伸してえられる見掛密度が小なる多
    孔体シートである請求項1記載の製造法。 4 焼成を多孔体シートがマンドレル上に巻回された状
    態で行なう請求項1または2記載の製造法。 5 多孔体シートがフィラーを含有する請求項1記載の
    製造法。
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