JPH06166101A - 螺旋状フツ素樹脂成形体の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 螺旋状のフツ素樹脂成形体を、容易にかつ加
工精度良好に製造できる方法を提供する。 【構成】 周面に螺旋状の溝２ａを形成した金型２と、
筒状ゴム型３とを、同軸に配置するとともに、上記溝２
ａ内にフツ素樹脂の棒状ないし紐状体４を装着し、これ
を加圧することにより、上記棒状ないし紐状体４を螺旋
状に賦形し、ついで上記金型２から離型して、螺旋状の
フツ素樹脂成形体を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、螺旋状フツ素樹脂成形
体の製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フツ素樹脂の中でも、とくに
ポリテトラフルオロエチレンは、そのすぐれた撥水性、
撥油性、非粘着性、低摩擦性、耐薬品性、安全性などの
点から、成形材料、シ―ト材料、塗料などの種々の形態
に加工され、化学プラントの耐蝕材料、非粘着コ―テイ
ングを行つた各種家庭用品、ピストンリング、シ―ルリ
ング、軸受けなどの低摩擦係数が要求される機械部品、
摺動部品などの幅広い分野に使用されている。

【０００３】ところで、近年、フツ素樹脂成形体の使用
分野の拡大に伴い、特殊な条件下での使用検討やそれに
応じた厳密な物性が要求されてきており、とくにピスト
ンの摺動部材、ピストンリング、シ―ルリングなどに応
用される螺旋状のフツ素樹脂成形体が求められている。

【０００４】この螺旋状のフツ素樹脂成形体は、一般
に、所定の金型に充てんしたフツ素樹脂粉末をプレスに
より圧縮成形して、ロツド状などの成形体を作製したの
ち、この成形体を螺旋状に切削加工することにより、製
造されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、ロツド状な
どの成形体から螺旋状に切削加工する操作は、非常に面
倒であるとともに、加工精度が上がりにくいために、前
記の用途に応用する際、異常摩耗やシ―ル性低下などの
問題をきたすことがあつた。

【０００６】本発明は、上記従来の事情に鑑み、螺旋状
のフツ素樹脂成形体を、容易にかつ加工精度良好に製造
できる方法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するために、鋭意検討した結果、フツ素樹脂の
成形体を用いて、これを特定の金型により螺旋状に賦形
する方法によれば、螺旋状のフツ素樹脂成形体を容易に
かつ加工精度良好に製造できることがわかり、本発明を
完成するに至つた。

【０００８】すなわち、本発明は、周面に螺旋状の溝を
形成した金型の上記溝にフツ素樹脂の成形体を装着し、
ついで、この成形体を加圧することにより螺旋状に賦形
し、その後金型から離型することを特徴とする螺旋状フ
ツ素樹脂成形体の製造法に係るものである。本発明の方
法においては、筒状ゴム型を金型と同軸に配置し、この
ゴム型を介して、金型の上記溝に装着されたフツ素樹脂
の成形体を加圧するようにして、この成形体を螺旋状に
賦形することができ、また螺旋状に賦形したのち、金型
から離型する前または後に、加熱処理することもでき
る。

【０００９】

【発明の構成・作用】本発明の螺旋状フツ素樹脂成形体
の製造法においては、まず、図１に示すように、下型１
に、外周面に螺旋状の溝２ａを形成しこの溝２ａにフツ
素樹脂の成形体、たとえば、フツ素樹脂製の棒状ないし
紐状体４を装着した金型２と、これと同軸に配置した筒
状ゴム型３とを嵌合し、上型５を嵌合して密閉する。

【００１０】金型２は、周面に螺旋状（スパイラル状）
の溝２ａが形成されたものであればよく、この溝２ａの
断面形状は、溝内に加圧されるフツ素樹脂の棒状ないし
紐状体４が成形後に容易に取り出しうる形状であればよ
く、四角、Ｖ字、Ｕ字などの任意の形状をとりうる。ま
た、溝２ａ間のピツチは、等ピツチでも不等ピツチでも
よく、さらに軸全長にわたつて連続でも不連続でもよ
い。

【００１１】この金型２を被覆する筒状ゴム型３として
は、たとえば、天然ゴム、合成ゴム、クロロプレンゴ
ム、ウレタンゴム、シリコ―ンゴム、ニトリルゴムなど
からなるものが挙げられるが、圧力伝達が可能な弾性体
であればいかなる材質のものであつてもよい。

【００１２】フツ素樹脂の棒状ないし紐状体４は、丸
棒、角棒、管状棒などの棒状体や紐状体など、任意の断
面形状のものを使用できる。また、このフツ素樹脂の棒
状ないし紐状体４は、加熱焼成されたものであつてもよ
いし、未焼成のものであつてもよい。未焼成のもので
は、成形後に加熱焼成されるか、あるいは未焼成の最終
製品（螺旋状成形体）として使用に供される。

【００１３】このような棒状ないし紐状体４は、たとえ
ば、フツ素樹脂粉末をラム押出機により直接棒状ない
し紐状に成形する方法、フツ素樹脂粉末を圧縮成形に
よりロツド状などのブロツク体に成形したのち、これを
棒状ないし紐状に切削加工する方法、フツ素樹脂粉末
を圧縮成形によりスリ―ブ状のブロツク体に成形したの
ち、これを旋盤加工により輪切りし、さらにこれを開切
して棒状ないし紐状にする方法などにより、得ることが
できる。

【００１４】これらの方法に用いるフツ素樹脂粉末は、
モ―ルデイングパウダ―（圧縮成形用粉末をベ―スとし
たもの）、あるいはフアインパウダ―（ペ―スト押出用
粉末をベ―スとしたもの）のどちらでもよい。樹脂の種
類は、溶融成形が困難なポリテトラフルオロエチレンが
好ましく用いられるが、他のフツ素樹脂、たとえばテト
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―フルオロアルキルビ
ニルエ―テル共重合体、エチレン−テトラフルオロエチ
レン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、エチ
レン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、あるいは
その変性重合体または２種以上のブレンド物などを用い
てもよい。

【００１５】このフツ素樹脂粉末は、目的に応じて、上
記のフツ素樹脂に各種フイラ―、たとえば、補強用フイ
ラ―、摺動性フイラ―、導電性フイラ―、熱伝導性フイ
ラ―、吸着性フイラ―、機能性フイラ―などの１種また
は２種以上を、タンブラ―ミキサ―、ヘンシエルミキサ
―、ス―パ―ミキサ―などの公知の混合機を用いて、均
一に混合したものであつてもよい。

【００１６】補強用フイラ―としては、ガラス繊維、炭
素繊維、アラミド繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、ガ
ラスビ―ズ、炭化ケイ素ウイスカ―、窒化ケイ素ウイス
カ―、チタン酸カリウムウイスカ―などが、摺動性フイ
ラ―としては、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タング
ステン、窒化ホウ素、雲母、芳香族ポリエステル樹脂、
シリコ―ン樹脂、フツ化カルシウム、フツ化黒鉛、ガラ
スフレ―ク、カ―ボンブラツク、グラフアイト、青銅な
どが、それぞれ挙げられる。

【００１７】また、導電性フイラ―としては、各種金属
粉、金属フレ―ク、金属繊維などを、熱伝導性フイラ―
としては、酸化ベリリウム、窒化アルミニウム、アルミ
ナ、マグネシア、チタニアなどを、吸着性フイラ―とし
ては、シリカゲル、ゼオライト、タルク、ベントナイ
ト、チタン酸カリウムなどを、機能性フイラ―として
は、炭酸カルシウム、チタン酸バリウム、カオリン、ク
レ―などを、それぞれ挙げることができる。

【００１８】図２は、上記方法で得られる棒状ないし紐
状体４を、溝２ａへの装着操作を容易にするため、巻回
体にしたもので、上記装着に際しては、この巻回体を巻
きほぐしながら、装着操作する。この棒状ないし紐状体
４の幅ｍおよび厚さｎは、溝２ａの幅および深さに比べ
±０．１mm内の寸法に形成されているのがよい。

【００１９】このように金型２の溝２ａに装着されて、
筒状ゴム型３および上下型１，５で密閉状態とされた上
記フツ素樹脂の棒状ないし紐状体４は、図１に示すよう
に、耐圧容器６と上下蓋７，８よりなる加圧装置９内に
おいて、ドレイン１０より圧入される水、油、空気など
の圧力媒体１１により、上記ゴム型３を介して、一般
に、１０〜５，０００Kg／cm² 程度の圧力で加圧され
る。

【００２０】ここで、上記の棒状ないし紐状体４にかか
る圧は、金型２の軸方向が金型自身によつて拘束される
ために、軸方向に対して垂直な方向のみから、ゴム型３
を介して印加されることになり、この印加により、上記
棒状ないし紐状体４は、螺旋状の溝２ａ内に均一かつ密
に圧縮される。なお、上記ゴム型３の配置を省略し、液
体圧により直接棒状ないし紐状体４を加圧してもよい。

【００２１】また、このように溝に装着されたフツ素樹
脂の成形体を加圧できる方法であれば、図１に示す加圧
装置に限定されず、たとえば、一般に用いられるプレス
機を用いて金型の側面から均等に圧力を印加してもよ
い。さらに、金型として筒状のものを用い、その内周面
に螺旋状の溝を形成し、これにフツ素樹脂の棒状ないし
紐状体を装着するとともに、この金型内に筒状ゴム型を
同軸に配置して、これを圧力媒体によつて径方向に膨張
させることにより、上記棒状ないし紐状体を金型の軸方
向に対し垂直な方向からゴム型を介して加圧するように
してもよい。

【００２２】このようにして溝２ａ内への圧縮成形で螺
旋状に賦形したのち、加圧装置９内から取り出し、ゴム
型３および上下型１，５を取りはずして、加熱処理す
る。この加熱処理後、金型２から離型することにより、
目的とする螺旋状フツ素樹脂成形体が得られる。

【００２３】この螺旋状フツ素樹脂成形体は、図３に示
すように、中空部２ｓを有する成形体４０からなり、上
記中空部２ｓの芯方向ｘに対して平行な方向ａよりも、
垂直な方向ｂから均一に圧縮成形された構造となつてい
る。

【００２４】なお、上記の例では、金型２からの離型前
に加熱処理しているが、場合により離型後に加熱処理し
てもよい。また、この加熱処理は、高温使用時の形状保
持性を良くするためのものであるため、高温で使用する
のでなければ、このような加熱処理を一切施さなくても
よい。さらに、用いたフツ素樹脂の棒状ないし紐状体４
が未焼成品の場合で、これを最終的に加熱焼成するとき
は、上記の加熱処理に際し、その温度をフツ素樹脂の融
点以上に設定して、高温使用時の形状保持性の確保と焼
成処理とを同時に達成してもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明では、フツ素樹脂
の成形体を用いて、これを特定の金型により螺旋状に賦
形することにより、従来の切削加工法に比べて、加工精
度良好な螺旋状フツ素樹脂成形体を容易に得ることがで
きる。とくに、上記螺旋状に賦形したのち加熱処理する
ことにより、ピストンの摺動部材やピストンリングなど
の高温使用に十分に耐えうる螺旋状フツ素樹脂成形体と
して、異常摩耗の低減やシ―ル性の向上を図れるものを
提供することができる。

【００２６】

【実施例】つぎに、本発明の実施例を記載して、より具
体的に説明する。

【００２７】実施例１ ポリテトラフルオロエチレン（フアインパウダ―）を、
ラム押出機により成形し、引き続き３８０℃で焼成し
て、幅４．８mm、厚さ４．８mmの長尺状の角棒状体を作
製した。

【００２８】つぎに、この角棒状体を、図１に示すよう
に、周面に螺旋状の溝を形成した金型の上記溝に装着
し、これと同軸に配置した筒状ゴム型および上下型で密
閉系としたうえで、高圧装置内にセツトし、圧力媒体と
して水を用いて、印加圧力５００Kg／cm² 、保持時間５
分で賦形した。

【００２９】なお、用いた金型は、半径１５mm、全長３
５０mmのステンレス製円筒体の外周面に、ピツチ間の距
離１０mmで等間隔の螺旋状の溝（断面形状が四角、幅
５．０mm、深さ５．０mm）を形成したもので、この金型
の螺旋状の溝の幅と角棒状体の幅とが対応するように、
前記装着を行つたものである。

【００３０】この賦形後、高圧装置内から取り出し、ゴ
ム型および上下型を取りはずして、２５０℃で１時間加
熱処理したのち、金型から離型して、図３に示すような
螺旋状フツ素樹脂成形体を作製した。この成形体は、螺
旋状の溝の寸法に対応する、良好な寸法精度を有するも
のであつた。

【００３１】実施例２ ポリテトラフルオロエチレン（モ―ルデイングパウダ
―）を、圧縮成形機により、外径４５０mm、内径１５０
mm、高さ３００mmの大きさの筒状ブロツク体に成形し
た。ついで、これを切削加工して、厚さ４．８mm、幅３
００mmの長尺のシ―トを作製したのち、さらに幅４．９
mm、厚さ４．８mm、長さ３００mmの角棒状体を作製し
た。

【００３２】この角棒状体を用いた以外は、実施例１と
全く同様にして、図３に示すような螺旋状フツ素樹脂成
形体を作製した。この成形体は、実施例１の場合と同様
に、螺旋状の溝の寸法に対応する、良好な寸法精度を有
するものであつた。

【００３３】実施例３ ポリテトラフルオロエチレン（モ―ルデイングパウダ
―）を、圧縮成形機により、外径１５０mm、内径１４５
mm、高さ１００mmの大きさのスリ―ブ状のブロツク体に
成形し、これを旋盤加工で厚さ４．９mmの大きさに輪切
りし、さらにこれを開切して、幅５．０mm、厚さ４．９
mm、長さ４７１mmの紐状体を作製した。

【００３４】この紐状体を用いた以外は、実施例１と全
く同様にして、図３に示すような螺旋状フツ素樹脂成形
体を作製した。この成形体は、実施例１，２の場合と同
様に、螺旋状の溝の寸法に対応する、良好な寸法精度を
有するものであつた。

【００３５】実施例４ ポリテトラフルオロエチレン（モ―ルデイングパウダ
―）を、圧縮成形機により、外径３０mm、内径２０mmの
スリ―ブ状の成形体を作製したのち、これをスパイラル
状に切削加工して、厚さ５．０mm、幅４．５mmの螺旋形
状につながつた紐状体を作製した。

【００３６】この紐状体を用いた以外は、実施例１と全
く同様にして、図３に示すような螺旋状フツ素樹脂成形
体を作製した。この成形体は、実施例１〜３の場合と同
様に、螺旋状の溝の寸法に対応する、良好な寸法精度を
有するものであつた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の螺旋状フツ素樹脂成形体の製造法に用
いる装置の一構成例を示す断面図である。

【図２】本発明の螺旋状フツ素樹脂成形体の製造法に用
いるフツ素樹脂の棒状ないし紐状体の一例を示す斜視図
である。

【図３】本発明の螺旋状フツ素樹脂成形体の一例を示す
斜視図である。

【符号の説明】

２ 金型 ２ａ 螺旋状の溝 ３ 筒状ゴム型 ４ フツ素樹脂の棒状ないし紐状体 ９ 加圧装置 ４０ 螺旋状フツ素樹脂成形体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高畠 栄治 大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号 日東 電工株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面に螺旋状の溝を形成した金型の上記
   溝にフツ素樹脂の成形体を装着し、ついで、この成形体
   を加圧することにより螺旋状に賦形し、その後金型から
   離型することを特徴とする螺旋状フツ素樹脂成形体の製
   造法。
2. 【請求項２】 筒状ゴム型を金型と同軸に配置し、この
   ゴム型を介して、金型の螺旋状の溝に装着されたフツ素
   樹脂の成形体を加圧する請求項１に記載の螺旋状フツ素
   樹脂成形体の製造法。
3. 【請求項３】 螺旋状に賦形したのち、金型から離型す
   る前または後に、加熱処理する請求項１または２に記載
   の螺旋状フツ素樹脂成形体の製造法。