KR20000064416A

KR20000064416A - 폴리테트라플루오로에틸렌 시트의 성형방법, 그 장치 및 조립(造粒)·혼련장치

Info

Publication number: KR20000064416A
Application number: KR1019980704512A
Authority: KR
Inventors: 신지 무라카미; 다츠로 우치다; 쇼지 가와치
Original assignee: 이노우에 노리유끼; 다이킨 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1995-12-15
Filing date: 1996-12-12
Publication date: 2000-11-06
Also published as: RU2181325C2; WO1997022452A1; EP0875349A4; EP0875349A1

Abstract

윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)파우더를 시트상으로 압축하고(110), 대향면을 지지하면서 주행하는 띠상의 한쌍의 출구측 면사이가 입구측 면사이보다 좁은 벨트면간에 끼워넣어 압연(120)함으로써, PTFE 시트를 연속적으로 효율좋게 성형하는 방법과 장치를 제공한다. 추가하여 한쌍의 수지제 벨트사이(4,7)의 대향면간에 형성되는 간극에 조립·혼련해야할 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 협지하고, 각 벨트의 주행속도차와 적어도 한쪽 벨트의 폭방향으로 진동을 부여하여, 벨트의 주행방향에 대해 경사방향으로 사행시킴으로써, 수지제 벨트에서의 면압으로 가압됨과 동시에, 비비는 작용으로 조립 및 혼련하는 장치를 제공한다.

Description

폴리테트라플루오로에틸렌 시트의 성형방법, 그 장치 및 조립(造粒)·혼련장치

종래 폴리테트라플루오로에틸렌(이하 PTFE라고 칭한다)의 시트상물의 성형방법은, 나프타등의 윤활제를 혼합하여 활성을 부여한 것을 압출기의 실린더 형상으로 예비성형하고, 페이스트 압출하여 윤활제가 휘산하지 않는 중에 압연 롤에 의해 압연하고, 시트상으로 형성하고, 그 후에 윤활제를 제거하는 방법이 공업적으로 채용되고 있다.

그러나, 상기 종래기술은 예비성형, 페이스트 압출과 배치처리 공정이 있어, 연속화할 수 없는 문제가 있었다. 또한 시트폭을 바꾸기 위해서는, 그 때마다 다이스를 변경하지 않으면 안되는 제조공정상의 문제점이 있었다.

또한, 유화중합법에 의해 얻어진 PTFE의 수성분산액에서 최종적인 성형품을 얻기 위해서는, PTFE의 수성 분산액을 응결하여 PTFE습윤 파우더를 얻는 공정, PTFE 습윤 파우더를 건조하여 PTFE 파인 파우더를 얻는 공정, 유기용제등의 윤활제를 혼합하여 윤활제 함유PTFE 파우더를 얻는 공정, 이 윤활제 함유 PTFE 파우더를 미리 예비성형하고, 완성된 예비성형을 압출기의 실린더에 넣어, 램으로 가압하여 PTFE 페이스트 압출성형체를 얻는 공정, 및 가열 또는 압출에 의해 윤활제를 제거하고, 소성하는 공정의 다수 공정을 거칠 필요가 있다(특공소61-54578호 공보, 특개소50-34661호 공보등).

그런데, 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더나 윤활제 함유 PTFE 파우더와 같은, 셰어에 의해 섬유화가 진행하고, 변화하는 것을 그 후의 공정에 영향을 주지않을 정도로 단련하기 위해서는 사람의 손에 의해 몇회 단련하는 것이 최적이다. 종래의 혼련기로는 피처리물에 대해 항상 일정한 힘을 줄 수 없고, 연속한 운전에 의해 전체에 주는 힘을 균일화해 간다. 예를들면, 니더등의 혼련기로는 혼합과 단련의 2개의 요소가 필요하므로, 용기내를 기계적인 전단을 주는 부분이 이동하여 단련을 행하고, 나머지 공간에서 혼합이 행해진다.

그러나, 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더나 윤활제 함유 PTFE 파우더를 상기 종래의 혼련기에 적용해도, 혼련물 전체에 받는 셰어가 균일하게 되기 전에 섬유화가 진행하고, 그 후 가공을 할 수 없게 된다. 또한, 단시간의 혼련으로는 섬유화의 정도에 편차가 발생하고, 성형불량이 되는 문제가 있다. 또한, 종래방법에서는 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더나 윤활제 함유 PTFE 파우더를 이용하여 효율좋게 연속적으로 조립(造粒) 및 혼련하는 것이 곤란했다.

본 발명자들은 상기 종래의 조립 및 방법을 개선하기 위해, 여과포를 이용하여 PTFE의 습윤 파우더를 탈수하면서 효율좋게 연속적으로 조립 및 혼련하는 방법을 제안했다(국제공개 WO 95/23178호). 그러나, 이 방법으로는 여과포의 표면에서 PTFE의 습윤 파우더가 흘러버리거나 여과포의 그물눈막힘이 일어나는 문제가 있었다.

본 발명은 폴리테트라플루오로에틸렌 원료를 이용하여 연속적으로 조립·혼련하여, 시트상 성형품을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 자세하게는 예를들면 수도관, 가스관등의 시일 테이프등으로써 이용되는 불소수지 테이프등에 유용한 폴리테트라플루오로에틸렌파우더를 이용하여 연속적으로 조립·혼련하여, 시트 성형품을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 점성체 또는 그 전구체등의 원료를 이용하여 연속적으로 조립·혼련하기 위한 장치에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 일실시예의 PTFE 시트의 연속적 제조방법을 도시하는 개략도,

도2는 본 발명의 별도 실시예의 PTFE 시트의 연속적 제조방법을 도시하는 개략도,

도3은 본 발명의 별도 실시예의 PTFE 시트의 연속적 제조방법을 도시하는 개략도,

도4는 본 발명의 일실시예의 조립·혼련장치(벨트프레스형 조립·혼련장치)의 측면 설명도,

도5는 본 발명의 일실시예의 조립·혼련장치(벨트프레스형 조립·혼련장치)의 정면 설명도,

도6A는 본 발명의 일실시예의 수지제 벨트(40)의 평면 확대도, 도6B는 도6A의 I-I단면도, 도6C는 도6A의 II-II단면도,

도7은 본 발명의 일실시예의 조립·혼련장치(벨트 프레스형 조립·혼련장치)의 벨트상의 조립·혼련물의 움직임을 설명하는 도면.

본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하기 위해, PTFE의 시트를 연속적으로 효율좋게 합리적으로 제조하는 성형방법 및 장치를 제공하는 것을 첫번째 목적으로 한다.

본 발명의 두번째 목적은, 다이스의 교환등의 수고를 들이지않고 간편하게 시트폭을 변경할 수 있는 PTFE 시트의 성형방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 세번째 목적은, PTFE 시트의 성형에 적합한 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 이용하여 효율좋게 연속적으로 조립·혼련하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 네번째 목적은, 점성체 또는 그 전구체등의 원료를 이용하여 효율좋게 연속적으로 조립·혼련할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 PTFE 시트의 성형방법은 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 대향면을 유지하면서 주행하는 띠상의 한쌍의 출구측의 면사이가 입구측의 면사이보다 좁은 적어도 한쌍의 벨트의 면간에 끼워넣어 압연하는 구성을 구비한 것이다.

상기 방법에 있어서는, 벨트면간에 끼워넣어 압연하기 전에, 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 시트상으로 압축해 두는 것이 바람직하다.

상기 방법에 있어서는, 벨트면간에 끼워넣어 압연한 후, 다시 적어도 한쌍의 압연 롤로 압연하는 것이 바람직하다. 시트 표면을 평활하게 성형할 수 있기 때문이다.

또한 상기 방법에 있어서는, 압연 또는 압연까지의 공정의 적어도 한개의 공정에서 피성형물인 PTFE를 30∼80℃범위의 온도로 가열하는 것이 바람직하다. 가열에 의해 PTFE를 섬유화하기 쉽게 하고, 또한 PTFE를 유연하게 하여 압연하기 쉽게 하기 위함이다.

또한 상기 방법에 있어서는, 가열수단이 피성형물인 PTFE의 시트상물에 온탕을 접촉시키는 방법, 가열 롤에서 가열하는 방법 및 스팀을 내뿜는 방법에서 선택되는 적어도 한개의 방법인 것이 바람직하다. 시트상으로 압축해 두면 효율좋게 가열할 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 압축을 적어도 한쌍의 벨트면간에서 행하는 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 압축하는 벨트의 내측에, 서포트 롤 및 서포트대에서 운반되는 적어도 한개의 극간유지수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이에따라 적어도 한쌍의 벨트면간에서 균일하게 PTFE를 압축할 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, PTFE 시트상물을 압연하는 벨트의 내측에, 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 압력부여수단을 포함하는 것이 바람직하다. 이에따라 적어도 한쌍의 벨트면간에서 균일하게 PTFE를 압연할 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 압연공정에 있어서, PTFE 시트상물을 폭방향으로 2∼6배 압연하는 것이 바람직하다. 상기 범위의 배율이면 넓은 폭의 PTFE 시트를 균일하게 안정시켜 압연할 수 있다.

또한 상기 방법에 있어서는, 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더가 PTFE의 수성분산액을 응결·건조한 것에 윤활제를 첨가하여 혼합한 윤활제 함유PTFE 파우더, 및 WO95/23178호에 개시되어 있는 응결시나 응결의 슬러리시에 윤활제를 첨가하고, 함께 응결시킨 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더에서 선택되는 적어도 한개인 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를, 다음 방법에 의해 조립·혼련해 두는 것이 바람직하다.(a)대향면을 지지하면서 주행하는 띠상의 한쌍의 발수성 재료제 벨트와, 상기 한쌍의 각 벨트의 주행속도에 차를 주는 수단과, 상기 한쌍의 발수성 재료제 벨트중 적어도 한쪽의 벨트를 폭방향으로 진동시키는 수단을 적어도 구비한 장치를 이용하고, (b)상기 한쌍의 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 협지하고, 상기 한쌍의 벨트의 주행방향에 대해 경사방향으로 사행시킴으로써, 상기 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 연속적으로 조립·혼련한다.

또한, 상기 방법에 있어서는, 한쌍의 벨트가 섬유보강된 수지제 벨트이고, 그 표면이 엠보스 凹凸가공되어 있는 것이 바람직하다. 마찰력을 부여하여 효율좋게 조립 혼련할 수 있기 때문이다.

또한 상기 방법에 있어서는, 한쌍의 벨트의 내측에 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 극간유지수단을 구비해도 된다.

또한 상기 방법에 있어서는, PTFE 조립·혼련체의 평균 입자직경을 2∼10mm의 범위에 조립·혼련하는 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더의 조립·혼련체를, 탈수처리한 후에 시트로 성형하는 것이 바람직하다.

또한 상기 방법에 있어서는, 윤활제가 용매 나프타, 석유 에테르, 유동 파라핀에서 선택되는 적어도 한개의 물질인 것이 바람직하다.

또한, 상기 방법에 있어서는, 윤활제를, PTFE 100g에 대해 25℃의 용적으로 5∼150ml의 범위에 존재시키는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 PTFE100g에 대해 25℃의 용적으로 14∼75ml의 범위이다.

또한 상기 방법에 있어서는, PTFE가 유화중합에 의해 얻어진 것이 바람직하다.

PTFE로써는, 테트라플루오로에틸렌의 단독중합체뿐만 아니라, 융점이상에서는 용융하지만 유동하지 않는 정도의 소량의 다른 공단량체를 공중합시켜 변성시킨 변성PTFE도 포함한다.

또한 상기 방법에 있어서는, PTFE가 충전재를 함유하던지 혹은 PTFE와 충전재를 혼합시켜도 된다.

다음에 본 발명의 PTFE시트는 상기 방법에 의해 성형된 것이다. 이 PTFE 시트는 벨트 압연에 의해 폭방향으로의 압연을 행하기 때문에, 출구측 면사이의 조제만으로 자유롭게 횡방향의 배향성과 강도를 콘트롤할 수 있다.

다음에 본 발명의 PTFE 시트의 성형장치는, 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 대향면을 지지하면서 주행하는 띠상의 한쌍의 출구측 면사이가 입구측 면사이보다 좁은 적어도 한쌍의 벨트의 면사이에 끼워넣어 압연하는 수단을 포함하는 구성을 구비한 것이다.

상기 장치에 있어서는, 벨트면간에 끼워넣어 압연하기 전에 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 시트상으로 압축하는 수단을 구비한 것이 바람직하다.

상기 장치에 있어서는, 압연수단후에, 다시 적어도 한쌍의 압연 롤 수단을 구비한 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, 압연 또는 압연까지의 공정의 적어도 한개의 공정에서, 피성형물인 PTFE를 30∼80℃의 범위의 온도로 가열하는 수단을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, 가열수단이 피성형물인 PTFE 시트상물에 온탕을 접촉시키는 수단, 가열 롤에서 가열하는 수단 및 스팀을 내뿜는 수단에서 선택되는 적어도 한개의 수단인 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, 압축을 적어도 한쌍의 벨트면사이에서 행하는 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, PTFE를 압축하는 벨트의 내측에 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 극간유지수단을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, PTFE 시트상물을 압연하는 벨트의 내측에, 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 압력부여수단을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, 압연공정에 있어서, PTFE 시트상물을 폭방향으로 2∼6배 압연하는 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, 시트상으로 압연해야할 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를, 다음 수단에 의해 조립·혼련하는 것이 바람직하다.

(a)대향면을 지지하면서 주행하는 띠상의 한쌍의 발수성 재료제 벨트와, 상기 한쌍의 각 벨트의 주행속도에 차를 주는 수단과, 상기 한쌍의 발수성 재료제 벨트중 적어도 한쪽의 벨트를 폭방향으로 진동시키는 수단을 적어도 구비하고,

(b)상기 한쌍의 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 협지하고, 상기 한쌍의 벨트의 주행방향에 대해 경사방향으로 사행시킴으로써, 상기 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 연속적으로 조립·혼련한다.

또한 상기 장치에 있어서는, 한쌍의 벨트가 섬유보강된 수지제 벨트이고, 그 표면이 엠보스 凹凸가동되어 있는 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, 한쌍의 벨트의 내측에 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 극간유지수단을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, PTFE 조립·혼련체의 평균입자 직경을, 2∼10mm의 범위로 조립·혼련하는 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더를 이용한 경우는, 조립·혼련수단과, 시트 성형수단간에 탈수수단을 구비한 것이 바람직하다.

다음에 본 발명의 조립·혼련장치는, 한쌍의 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 조립·혼련해야할 원료를 협지하고, 상기 원료를 상기 한쌍의 벨트의 주행방향에 대해 경사방향으로 사행시킴으로써, 상기 원료를 연속적으로 조립·혼련하기 위한 장치로써, 상기 한쌍의 벨트는 발수성 재료제로 구성되며, 상기 한쌍의 각 벨트의 주행속도에 차를 주는 수단과, 상기 한쌍의 벨트중 적어도 한쪽의 벨트를 폭방향으로 진동시키는 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 장치에 있어서는, 조립·혼련해야 할 원료가 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더인 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, 한쌍의 벨트가 유지 보강된 수지제 벨트이고, 그 표면이 엠보스 凹凸가공되어 있는 것이 바람직하다.

또한 상기 장치에 있어서는, 한쌍의 벨트 내측에, 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 극간유지수단을 구비해도 된다.

또한 상기 장치에 있어서는, 조립·혼련체의 평균입자직경을, 2∼10mm의 범위로 조립·혼련하는 것이 바람직하다.

상기한 본 발명의 성형방법 및 장치에 의하면, PTFE 시트를 연속적으로 효율좋게 합리적으로 제조할 수 있다. 또한 한쌍의 수지제 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 조립·혼련해야할 원료를 협지하고, 각 벨트의 주행속도차와 적어도 한쪽의 벨트의 폭방향의 진동을 부여하고, 벨트의 주행방향에 대해 경사방향으로 사행시킴으로써, 효율좋게 연속적으로 조립 및 혼련할 수 있다. 또한, 윤활제함유 PTFE 혼련 파우더등의 고체 습윤물을 원료로써 이용한 경우는, 연속적인 조립 및 혼련과 동시에, 수지제 벨트에서의 면압으로 가압되어 효율좋게 탈수처리도 할 수 있다. 또한, 다이스의 교환등의 번거로움없이 간편하게 시트폭을 변경할 수 있는 PTFE 시트의 성형방법 및 장치를 제공할 수 있다.

또한 본 발명의 조립·혼련장치에 의하면, 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더등의 고체 습윤물을 원료로써 이용한 경우는 연속적인 조립 및 혼련과 동시에, 수지제 벨트에서의 면압으로 가압되어 효율좋게 탈수처리할 수 있다. 이 장치는 더러운 흙이나 중합후의 습윤합성수지등 다양한 고체습윤물에 이용할 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치에 있어서, 적합하게는 습윤제 함유 PTFE 파우더(PTFE의 수성분산액을 응결, 건조후에 윤활제를 첨가하여 혼합한 것) 및 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더(WO95/23178호)에 개시되어 있는 응결시나 응결의 슬러리시에 윤활제를 첨가하고, 함께 응결시킨 것)에서 선택되는 적어도 한개의 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를, 수평 벨트 프레스로 일단 시트상으로 성형하여 30∼60℃정도로 가온한다. 그것을 대향면을 지지하면서 주행하는 띠상의 한쌍의 출구측 면사이가 입구측 면사이보다 좁은 벨트면간에 끼워넣어 압연한다.(이하 「벨트프레스 압연」이라고 한다). 이 압연에 의해 피압연물인 PTFE 시트상물은 벨트에 끼워져 서서히 압축되는 형이 된다.

일반적으로 물체를 천천히 상방에서 가압해 압축하면 주위의 조건이 같으면 사방으로 압연된다. 그러나, 이 때에 2방향으로 움직이지 않도록 장해물을 두면, 나머지 2방향만으로 압연된다. PTFE 시트상물의 벨트 프레스 압연이라도 이와 같아진다. PTFE 시트상물은 벨트에 협지되며, 벨트와 동기하여 벨트의 진행방향으로 보내진다. 이 때, 시트의 진행방향의 전후는, 시트 자체가 장해물로써 존재한다. 또한, 벨트의 진행에 따라 벨트의 면사이가 좁아지기 때문에, PTFE 시트상물은 상방부터 서서히 압축되어 간다. 이 때문에, PTFE 시트상물은 진행방향에 대해 직각방향, 즉 시트의 폭방향으로 압연된다. PTFE 파우더는 이동방향으로 배향, 섬유화한다. 배향·섬유화한 PTFE가 상호 얽힘으로써 강도, 신축이 발생한다. 벨트 프레스 압연후는 필요에 따라 통상의 압연 롤로 압연하여 두께를 얇게하거나, 벨트를 표면 거침도가 거친 것을 사용한 경우, 표면을 평활하게 한다. 그 후 건조, 추출등에 의해 윤활제를 제거한다. 또한, 필요에 따라 시트를 소성한다.

시트상으로 성형후, 본 발명의 벨트 프레스 압연이 아닌, 통상의 압연 롤이나 벨트면간을 평행하게 유지한 수평 벨트 프레스에 의해 압연을 행하면, 진행방향과 직각방향으로의 움직임이 거의 없고, 그 방향의 섬유화, 배향이 거의 없으므로 건조후 시트의 압연방향과 직각방향으로는 신축, 강도가 거의 없어, 금방 찢어지게 되버린다.

PTFE의 배향, 섬유화는 온도가 높을수록 촉진되어 50℃를 넘는 시점에서 일정하게 된다. 이 때문에 벨트 프레스 압연시에는 가온해 두는 것이 바람직하다. 가온에 의해 윤활제를 증발시키지 않기 위해서는 온수에 담그는 것이 바람직하다. 벨트 압연은 시트상으로 압축하지 않고 1단에서 행해도 되지만, 시트상으로 압축하고 나서 압연하는 것이 바람직하다. 벨트 압연할시는 가온해 두는 것이 바람직하다. 또한 가온은 온탕에 접촉시켜 행하는 것이 바람직하다. 파우더 또는 혼련·조립품을 그대로 온탕에 접촉시켜 가온하고, 1단에서 벨트 압연을 한 경우, 대부분은 압축단계에서 부착수(付着水)는 외부로 나가지만, 시트 내부에 파우더 표면의 부착수가 잔존하는 것이 있다. 시트 내부에 물이 잔존하면 섬유화에 의한 연결을 저해하여 불량의 원인이 된다. 또한 가온후 탈수를 행하면 온도가 내려가 가온한 의미가 없어진다. 시트상으로 압축하고 나서 온탕에 접촉시켜 가온하여 벨트 압연을 행하면, 물은 시트내부로 들어가지않고 가온할 수 있으므로, 탈수 필요도 없고 벨트 압연을 행할 수 있어 효율적으로 시트를 형성할 수 있다.

벨트 프레스 압연시에 피압연물이 슬립할 때는, 벨트의 피압연물과의 접촉면을 거친 것이나 凹凸이 있는 것이나 엠보스 가공된 것으로 하는 것이 바람직하다.

성형품의 폭에 대한 벨트 압연시, 압축된만큼 폭방향으로 압연되므로, 시트의 두께와 출구측 면간의 비에 따라, 또한 시트의 두께가 입구측의 면사이보다 두께운 경우는, 입구측의 면사이와 출구측의 면사이의 비에 따라, 폭방향으로의 신축을 알 수 있다. 반대로 통상의 압연 롤로는 폭방향으로는 거의 신축되지 않고, 진행방향으로 압연되므로, 시트상으로 할 때에 가이드를 설치해 두면 폭 조정을 할 수 있다.

본 발명의 성형방법에서는, 페이스트 압출성형방법보다 섬유화가 약해지므로 미리 섬유화를 촉진해 두는 것이 바람직하다. 구체적으로는 응결시간 및 윤활제 혼합시의 혼합시간의 연장이나, 보다 자유롭게 쉐어의 콘트롤을 할 수 있는 대향면을 지지하면서 주행하는 한쌍의 수지성 벨트와, 상기 한쌍의 각 벨트의 주행속도에 차를 주고, 한쪽 벨트를 폭방향으로 진폭시키는 장치에 의해, 윤활제 함유 PTFE 파우더나 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더를 처리함으로써, 손으로 가볍게 단련한 정도의 완만한 섬유화를 일으키는 것이 바람직하다.

PTFE로써는, 테트라플루오로에틸렌(TFE)의 유화중합에 의해 얻어진 것, 현탁중합에 의해 얻어진 것등이다. 이들 중 TFE의 유화중합에 의해 얻어진 파우더가 섬유화되기 쉬운 이유때문에 바람직하다.

PTFE로써는, 테트라플루오로에틸렌의 단독중합체뿐만 아니라 융점이상에서는 용융하지만 유동하지 않는 정도의 소량의 다른 공단량체를 공중합시켜 변성시킨 변성PTFE도 포함한다.

이 공단량체로써는, 헥사플루오로프로펜, 클로로트리플루오로에틸렌, 퍼(per)플루오로(알킬비닐에테르), 퍼플루오로(알콕시비닐에테르), 트리플루오로에틸렌 및 퍼플루오로알킬에틸렌등을 들 수 있다. 공단량체의 공중합 비율은 그 종류에 따라 다른데, 예를들면 퍼플루오로(알킬비닐에테르), 또는 퍼플루오로(알콕시비닐에테르)을 이용하는 경우는, 통상 2중량%이하, 바람직하게는 0.01∼1중량%범위에서 공중합할 수 있다.

PTFE는 충전재를 함유해도 된다. 충전재는 응결시에 첨가하여 함께 응결해도 응결후 혼합해도 된다. 충전재의 종류로써는, 탄소질 분말, 탄소질 섬유, 무기질 분말, 무기질 섬유, 금속 또는 합금분말, 유기질 분말 또는 섬유등이 이용된다. 보다 구체적으로는, 카본블랙, 카본섬유, 흑연등의 탄소질 분말 또는 섬유, 장석, 실리카, 알루미나, 산화티탄, 산화철등의 산화질 분말, 질화규소, 질화탄소, 질화알루미늄, 질화붕소, 탄화지르코늄, 탄화규소, 탄화텅스텐, 탄화 니켈, 황산지르코늄, 황산바륨, 카올린, 점토, 탤크, 운모, 유리구슬, 유리벌룬(balloon)등의 무기질분말, 유리섬유, 알루미나 섬유, 티탄산칼리(potash)섬유, 실리카섬유등의 무기질섬유, 동합금, 아연화, 이황화몰리브덴, 알루미늄, 알루미합금등의 금속 또는 합금분말, 퍼플루오로알콕시수지, 퍼플루오로에틸렌프로펜수지, 폴리클로로트리플루오로에틸렌수지, 폴리아미드이미드수지, 폴리에테르술폰수지, 폴리에테르이미드수지, 폴리술폰수지, 폴리페닐렌설파이드수지, 폴리카보네이트수지, 폴리이미드수지, 폴리페닐렌옥사이드수지, 옥시벤조일폴리에스텔수지, 액정 폴리머등의 유기질 분말 또는 섬유등이 예시된다. 이들 충전재는 성형품의 기계적 특성(내마모성, 압축강도, 콜드 플로(cold flow)저항성등)이나 전기특성(정전제거, 도전성등)등을 향상시키기 위해 첨가한다. 이들 충전재의 첨가량은 PTFE에 의해 성형품의 형태를 유지한다는 이유로 압연후의 PTFE와의 합계용량에 대해 90%이하, 바람직하게는 60%이하, 보다 바람직하게는 40%이하인 것이 바람직하다.

윤활제로써는, PTFE에 용이하게 습윤할 수 있고, 성형가공시에는 PTFE에 활성을 부여할 수 있고, 가공후 용이하게 제거할 수 있는 것이면 모두 사용가능하다.

윤활제의 첨가혼합시기는 임의의 단계에서 첨가 혼합할 수 있다. 예를들면 응결시, 응결중의 슬러리시, 응결 건조후등 성형전 어느 시기에 첨가해도 된다.

PTFE와 윤활제를 함께 응결시키는 방법으로써는, 국제공개WO95/23178호에 개시되어 있는 다양한 방법을 적용할 수 있다. 함께 응결시키기 위해서는, 응결제를 이용해도 된다. 윤활제의 첨가에 의해 응결되기 어렵기 때문이다. 응결제로써는 PTFE 수성분산액의 응결에 통상 사용되는 것은 어느것이라도 이용할 수 있다. 구체적으로는, 염화마그네슘, 염화알루미늄, 초산알루미늄등의 수용성염, 초산, 염산, 황산등의 무기산류, 알콜, 아세톤등의 수용성 유기 액체류, 양이온 계면활성제등을 들 수 있다. 또한, 윤활제의 첨가는 응결 개시시에도 되지만, 수성분산액이 교반에 의해 슬러리화한 상태가 된 시점에서 첨가해도 된다. 슬러리화후에 첨가함으로써, 응결제의 첨가가 불필요해지는 효과를 얻을 수 있다. 응결의 방법으로써는, 배치식 이외, 파이프라인 믹서나 파이프라인 밀등의 고전단기, 리본 조립기등으로 원료를 보내면서 연속적으로 행하는 방법도 이용할 수 있다. 또한 응결은 교반등의 기계적 전단을 거는 이외에, 초음파를 걸어도 가능하고, 이들을 겸용해도 된다.

유화한 윤활제와 PTFE 수성분산액을 미리 소정의 비율로 혼합하여 고전단기에 연속적으로 공급하고, 접동부의 시일용으로써 이용하는 시일수의 일개소에 응결제를 첨가해 둠으로써, 연속적으로 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더를 얻을 수 있다. 또한, 고전단기에 의해 슬러리화한 PTFE 수성 분산액에 정량적으로 윤활제를 공급하여 교반함으로써 응결제없이 연속적으로 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더를 얻을 수 있다. 또한 충전재를 PTFE 수성분산액에 미리 혼합해 두던지, 시일수나 윤활제에 혼합해 두어 정량공급함으로써, 충전재를 넣은 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더를 연속적으로 얻을 수 있다.

다음에 윤활제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 연속적으로 조립·혼련하는 공정에 대해 설명한다. 이 장치는 벨트 프레스형 장치를 응용하고, 한쌍의 발수성 재료제 벨트의 각 벨트의 주행속도에 차를 줌과 동시에, 적어도 한쪽의 벨트를 폭방향으로 진동시킴으로써, 조립·혼련해야할 원료를 협지하면서 벨트의 주행방향에 대해 경사방향으로 사행시키도록 개량한 것이다.

상기 장치에 있어서, 한쌍의 발수성 재료제 벨트란, 수지제 벨트, 기포의 표면에 수지 코팅등을 실시한 코팅포제 벨트, 금속제 벨트등을 말한다. 이중 특히 바람직한 것은 수지제 벨트이다. 수지제 벨트는 폴리우레탄제, 염화비닐제등의 수지 및 고무를 포함하는 것이다. 벨트 내부 또는 안측은 나일론, 폴리에스테르등의 합성섬유직물 또는 유리섬유직물등으로 보강되어 있는데, 강도유지 및 치수안정성을 위해 바람직하다. 또한 수지제 벨트의 표면(조립·혼련해야할 원료와 접촉하는 면)은 엠보스 凹凸가공되어 있는 것이 바람직하다. 미끄러지지않고 혼련할 수 있기 때문이다. 엠보스형상으로써는 10mm당 2∼5개의 凸부를 가지고, 凹부의 바닥에서 凸부의 정상부까지의 높이는 0.2∼1.5mm의 범위가 바람직하다. 엠보스 형상 그 자체는 어떠한 형상이어도 지장이 없다.

한쌍의 발수제 재료제 벨트는 조립·혼련해야할 원료에 이송작용을 주기 때문에, 그 대향면이 동일방향으로 주행한다. 또한, 한쌍의 발수성 재료제 벨트의 각 벨트에는 주행속도에 차이를 준다. 또한, 한쌍의 발수성 재료제 벨트중 적어도 한쪽 벨트, 예를들면 상부벨트를 폭방향으로 진동시킨다. 이에따라, 한쌍의 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 조립·혼련해야할 원료를 협지하고, 벨트의 주행방향에 대해 원료는 사인 커브를 그리고 진행방향으로 진행한다. 바람직한 사인 커브의 사이클수는 2∼10회정도이다. 이 동작에 대해서는, 후에 도7을 이용하여 설명한다. 상기한 한쌍의 발수성 재료제 벨트의 각 벨트의 주행속도차와 적어도 한쪽 벨트의 폭방향으로 진동을 부여함으로써, 조립·혼련해야할 원료는 주행방향 및 그 직각방향으로 전단력을 받아, 연속적으로 조립 및 혼련이 행해진다.

본 발명의 방법 및 장치에 의하면, 한쌍의 발수성 재료제 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 조립·혼련해야할 원료를 협지하고, 각 벨트의 주행속도에 차를 주며, 적어도 한쪽 벨트의 폭방향으로 진동을 부여하고, 벨트의 주행방향에 대해 경사방향으로 사행시킴으로써, 효율좋게 연속적으로 조립 및 혼련할 수 있다. 또한, 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더등의 고체 습윤물을 원료로 이용한 경우는, 연속적인 조립 및 혼련과 동시에, 발수성 재료제 벨트에서의 면압으로 가압되어 효율좋게 탈수도 할 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치에 의하면, 습윤제에 의해 활성이 부여된 PTFE 파우더를 조립·혼련하고, 이것을 시트상물로 예비성형한 후, 벨트 압연하는 공정에 적용할 경우, 특히 유용하다.

다음에 도면을 이용하여 설명한다.

도1은 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더를 이용할 경우의, 본 발명의 일실시예의 PTFE 시트의 연속적 제조공정을 도시하는 개략도이다. 도1에 있어서, 유화중합법으로 얻어진 PTFE 수성분산액(평균입자직경0.2㎛∼0.4㎛, PTFE 입자함유량10∼30중량%를 함유하는 수성분산액)과, 용매나프타, 석유 에테르, 유동 파라핀등에서 선택되는 윤활제(25℃의 표면장력이 40dyne/cm이하, 바람직하게는 30dyne/cm이하)를 함께 응결하고, 예비탈수한 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더를 공급 라인(A)에서 공급한다.

이 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더는, 조립·혼련장치(1)(상세하게는 도4∼5에 도시한다)를 이용하여 한쌍의 벨트의 주행방향에 대해 경사방향으로 사행시켜, 가압 및 문지르는 작용에 의해 조립·혼련 및 내용의 탈수를 행한다.

다음에 상기 윤활제 함유 PTFE 조립·혼련물은 진동탈수장치(43)에 의해 표면의 수분을 제거한다. 이어서 탈수한 윤활제 함유 PTFE 조립·혼련물(117)은 폭결정 가이드(151)로 일정폭으로 제어되며, 압축공정(110)으로 공급된다. 우선 압축공정(110)에 있어서는, 롤(111), (112)의 사이에 주회(周回)시킨 수평 벨트(113)와, 롤(114), (115) 사이에 주회시킨 압축 벨트(116)를 구비한 장치를 이용한다. 롤(114)측의 개구부를 넓게, 롤(115)측의 개구부를 좁게 해도 된다.

상기 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더의 조립·혼련물은 롤(111)측의 수평 벨트(113)상에 공급되며, 진행방향을 향해 압축되며, 롤(112), (115)의 벨트간을 통과하여 압축 시트에 형성된다. 한쌍의 벨트(113), (116)의 내측에는 서포트 롤(118) 및 서포트대(119)에서 선택되는 적어도 한개의 극간유지수단을 설치하는 것이 바람직하다. 이 공정에 의해 PTFE의 시트상물이 형성된다. 이 시트상물은 다음에 온수조(160)로 인도되며, 온수(161)에 의해 30∼80℃, 바람직하게는 약40∼60℃로 가온된다.

다음에 벨트 압연공정(120)에 있어서는, 대향하는 롤(121), (122)사이에 주회시킨 수평 벨트(123)와, 대향하는 롤(124), (125)사이에 주회시킨 압축 벨트(126)로써, 롤(121), (124)측의 개구부가 넓고, 롤(122), (125)측의 개구부가 좁은 장치를 이용한다. 상기 압축 시트는 벨트 압연공정(120)에 있어서 시트에 형성된다. 이 벨트 압연공정(120)을 이용함으로써, 실용적으로는 충분한 두께와 강도의 시트를 얻을 수 있다. 한쌍의 벨트(123), (126)의 내측에는 서포트 롤(128) 및 서포트대(129)에서 선택되는 적어도 한개의 압력부여수단을 설치하는 것이 바람직하다.

상기 벨트 압연공정의 벨트 프레스 장치의 수평 벨트(123)와 압축 벨트(126)는 등속으로 진행방향으로 진행한다. 상기 조립·혼련장치와 같이 진행방향에 대해 좌우로 진동하는 동작은 없다. 또한, 수평 벨트(123)와 압축 벨트(126)는 공급측의 개구부는 넓고, 배출측의 개구부는 좁다. 적합하게는 압축 벨트(126)는 공급측에서 배출측을 향해 각도가 있고, 공급측의 개구부는 넓고, 배출측의 개구부는 좁게 되어 있다.

또한 PTFE 시트표면을 평활화하기 위해, 롤 압연공정(130)을 추가해도 된다. 롤 압연공정(130)의 일예로써는, 한쌍의 압연 롤(131), (132)의 압연 롤을 이용한다. 이 때 압연 롤(131), (132)을 40∼60℃정도로 가열하는 것이 바람직하다.

다음에 압연된 시트는 윤활제를 제거하기 위해 건조기(140)로 공급된다. 건조기(140)에 있어서는, 예를들면 120℃의 고압 스팀(141)에 의해 윤활제를 제거한다. 이어서 260℃로 가열한 롤(142)을 통과시켜 수분 및 윤활제를 완전하게 없애 권취기(150)에 의해 감는다. 가열한 롤은 다단으로 하고, 서서히 온도를 올려도 된다.

또한 다른 가열수단을 이용한 건조기를 건조기(140)로 바꾸고, 또는 건조기(140)의 뒤에 직렬로 배치하여 사용해도 된다. 압축된 시트에서 윤활제를 제거하는 다른 수단은, 용매에 의한 추출이 있다. 용매로써는 예를들면, 트리클로로에탄, 트리클로로에틸렌, 퍼크렌, 알콜, 아세톤, 물등을 이용하여, 1∼3분간 침지함으로써 행한다. 이렇게하여 얻어진 PTFE 시트 성형품은 미소성인채로 권취기(150)에 의해 감겨지던지 또는 필요에 따라 가열 소성된다. 또한 가열 소성할 경우는 340∼400℃, 더욱 바람직하게는 360∼380℃로 가열처리한다.

다음에 도2는 윤활제 함유 PTFE 파우더 사용에 적합한 본 발명의 별도의 실시예의 공정도이다. PTFE 건조 파우더에 윤활제를 첨가·혼합한 윤활제 함유 PTFE 파우더를 공급 라인(B)에서 공급한다.

공급된 윤활제 함유 PTFE 파우더는 그대로 하측 수지제 벨트(7)에 동반되어 조립 혼련 존(9)(도4)으로 보내진다. 이 조립 혼련 존(9)에서 상측 수지제 벨트(4)와 하측 수지제 벨트(7)로 공급된 윤활제 함유 PTFE 파우더가 협지되며, 상측 수지제 벨트(4)와 하측 수지제 벨트(7)와의 주행속도에 차를 줌과 동시에(도2의 화살표Y₁, Y₂), 상측 수지제 벨트(4)를 벨트의 폭방향으로 진동시킴으로써(도2의 화살표X₁), 전단력을 받으면서 가압에 의해 조립 혼련된다. 이 때, 상측 수지제 벨트(4)를 하측 수지제 벨트(7)보다 빠르게해 두는 것이 바람직하다. 조립·혼련 존(9)에 들어갈 시, 진행방향의 속도가 빨라져 조립·혼련물을 작게할 수 있기 때문이다.

이 때, 윤활제 함유 PTFE파우더는 상측 수지제 벨트(4)와 하측 수지제 벨트(7)의 간극에 있어서 수지제 벨트와의 접촉면을 차차 바꾸면서 가압 및 전단에 의해 조립·혼련된다. 윤활제 함유 PTFE 파우더(처리전)는 평균입자직경이 500㎛∼1mm정도였는데, 조립·혼련 처리후는 평균입자직경이 2∼6mm정도가 되었다.

조립·혼련 처리후의 PTFE 조립·혼련물은 도1과 같은 압축공정(110)으로 공급되며, 폭결정 가이드(151)에서 일정폭으로 제어되며, 이하 도1과 마찬가지로 시트 형성된다.

다음에 도3은 윤활제 함유 PTFE 파우더 사용에 적합한 본 발명의 별도의 실시예의 공정도이다. PTFE 건조 파우더에 윤활제를 첨가·혼합한 윤활제함유 PTFE 파우더를, 공급 라인(C)에서 공급한다. 도2의 실시예와 다른 것은, 조립·혼련을 행하지 않고 직접 도1과 같은 압축공정(110)으로 공급하는 점이다. 이하 도1과 마찬가지로 시트 형성된다.

다음에, 도4는 본 발명의 일실시예의 조립·혼련장치(이하, 「벨트프레스형 조립·혼련장치」라고도 한다)의 측면 설명도이다. 도5는 본 발명의 일실시예의 벨트프레스형 조립·혼련장치의 정면 설명도이다.

이 장치(1)는 롤(2), (3)에 감겨있는 무단벨트의 상측 수지제 벨트(4)(섬유 보강된 폴리우레탄 수지제 벨트)와, 롤(5), (6)에 감겨 있는 무단 벨트의 하측 수지제 벨트(7)(섬유보강된 폴리우레탄 수지제 벨트)로 구성되며, 상측 수지제 벨트(4)와 하측 수지제 벨트(7)는 대향면을 지지하여 주행한다.

조립·혼련해야할 원료는 저류조(10)에서 공급부(11)를 거쳐 하측수지제 벨트(7)상의 원료공급 존(8)으로 공급되며, 하측 수지제 벨트(7)에 동반되어 조립·혼련 존(9)으로 보내진다. 원료공급 존(8)의 하측 수지제 벨트(7)상의 양단부에는 공급부에서 횡으로 넘어지지 않도록 버팀목(parquet)(14)가 설치되어 있다.

상기 상측 수지제 벨트(4)는 롤(2), (3)에 감겨 상측 수지제 벨트(4)의 내측이고, 롤(2)과(3)사이에는 서포트 롤(15a), (15b) 및 서포트대(16a), (16b), (16c)가 설치되며, 이들 롤(2), (3), 서포트 롤(15a), (15b) 및 서포트대(16a), (16b), (16c)가 도5에 도시되는 한개의 하부지지체(17)의 가로대(18)에 축지되어 있다. 이 하부지지체(17)는 상변부재(19)와 그 양단에서 하수(下垂)하여 설치된 가로대(18)로 이루어지고, 상변부재(19)상에는 좌우방향(수지제 벨트의 회동방향과 직각방향)으로 레일(20)이 부착되어 있다. 하부 지지체(17)의 위에는 상부 지지체(21)가 놓여지고, 이 상부 지지체(21)에 부착된 지지부재(22)를 상기 레일(20)을 관통시킴으로써, 상부 지지체(21)에 하부 지지체(17)가 좌우동가능하게 지지되어 있다. 이 하부지지체(17)의 편측(도5에서는 좌측)이고, 상부지지체(21)의 하수부(23)와 하부지지체(17)와의 사이에 진동장치(24)가 이들을 연결하는 상태에서 설치되어 있다. 진동장치(24)는 도시되지 않은 구동장치에 의해 구동된다. 하부지지체(17)는 상기 진동장치(24)를 구동함으로써, 상부지지체(21)의 지지부재(22)에 레일(20)을 통하여 상기 진동장치(24)가 걸쳐진 상태에서 좌우진동한다.

또한, 이 상부지지체(21)의 주위에는 틀체(25)가 설치되며, 이 틀체(25)의 내측의 측면부에는, 상하방향으로 뻗는 레일(26)이 부착되어 있다. 상부 지지체(21)의 하수부(23)의 외측에는 지지부재(27)가 설치되며, 이 지지부재(27)에 상기 레일(26)을 관통시킴으로써, 틀체(25)의 측면부에 상부지지체(21)가 상하동가능하게 지지되어 있다.이 틀체(25)의 상부에는 에어 실린더(28)가 부착되어 있고, 이 에어실린더(28)는 지지봉(29)에 의해 상부지지체(21)와 일체적으로 결합하고 있고, 상기 에어실린더(28)는 지지봉(29), 상부지지체(21), 지지부재(22) 및 레일(20)을 통하여 하부지지체(17)에 힘을 작용시키고, 또한 이 힘은 각각의 축을 통하여 상측 수지제 벨트(4)의 내부에 배치된 롤(2), (3), 서포트 롤(15a), (15b) 및 서포트대(16a), (16b), (16c)로 전달되며, 그 결과, 상측 수지제 벨트(4)가 탄력적으로 하방으로 압압된다.

상기 하측 수지제 벨트(7)는 롤(5), (6)에 감기고, 하측수지제 벨트(7)의 내측으로써, 롤(5)과 (6)간에는 서포트 롤(30a), (30b), (30c) 및 서포트대(31a), (31b), (31c)가 설치되고, 이들 롤(5), (6), 서포트 롤(30a), (30b), (30c) 및 서포트대(31a), (31b), (31c)전체가 도5에 도시되는 바와같이 틀체(25)의 하변에 부착된 한개의 축기둥(32)에 축지되어 있다.

조립·혼련해야할 원료는, 이 상측 수지제벨트(4)와 하측 수지제벨트(7)와의 대향면에 협지되며, 가압 및 문지르는 작용에 의해 조립 및 혼련된다. 원료에 물을 포함하는 경우는, 탈수작용도 동반한다. 이 가압시, 상측 수지제벨트(4)와 하측 수지제벨트(7)의 각 수지제 벨트는 각 롤간에서 휘는 경향이 있으므로, 이를 방지하기 위해 설치한 것이 서포트 롤(15a), (15b), (30a), (30b), (30c) 및 서포트대(16a), (16b), (16c), (31a), (31b), (31c)이다.

또한, 상측 수지제벨트(4)와 하측 수지제벨트(7)는 롤(2), (3)과 롤(5), (6)의 회전속도를 바꿈으로써 주행속도에 차를 줄 수 있도록 구성되어 있다. 이 때, 롤(2), (3)과 롤(5), (6)은 도시되지않은 구동장치에 의해 구동되고, 이 구동장치는 별도의 2개의 구동장치에 의해 구동시켜도 되고, 또한, 1개의 구동장치에서의 전동에 의해 구동시켜도 된다.

상측 수지제벨트(4)는 길이:1785mm, 폭300mm, 하측 수지제벨트(7)는 길이:3235mm, 폭400mm이고, 동시에 표면은 폴리우레탄 수지제, 이면은 나일론 직물에 의해 보강되어 있다. 또한 수지제 벨트의 표면(조립·혼련해야할 원료와 접촉하는 면)은 엠보스 凹凸가공되어 있다.

조립·혼련된 피처리물(예를들면 고체습윤물)은 롤(6)의 하측에 설치한 받침접시(34)에 낙하하도록 되어 있다. 자체 무게의 낙하에 가하여, 스크레이퍼(scraper)등을 이용하여 강제 낙하시켜도 된다.

다음에 엠보스 가공된 일실시예의 수지제 벨트를 도6A∼C를 이용하여 설명한다. 도6A는 수지제 벨트(40)의 평면확대도, 도6B는 도6A의 I-I단면도, 도6C는 도6A의 II-II 단면도이다. 수지제 벨트(40)는 우레탄수지, 염화비닐수지등의 수지층(41)과 수지직물층(42)으로 구성되며, 수지층(41)은 섬유직물층(42)에 함침(含浸) 혹은 접착에 의해 접합되어 있다. 수지층(41)의 최대 두께는 약1mm, 섬유직물층(42)의 두께는 약1.2mm이다. 또한 엠보스 형상은 도6A의 w가 약2mm, 1이 약3mm의 하니캠상의 凹부로, 최대 깊이는 약0.5mm이다. 물론 엠보스형상은 상기에 것에 한정되지 않는다.

한쌍의 수지제 벨트(4), (7)는 조립·혼련해야할 원료에 이송작용을 주기 때문에, 그 대향면이 동일방향으로 주행함과 동시에, 각 벨트에는, 주행속도에 차를 준다. 바람직한 주행 속도차는 하부벨트를 2m/분으로 주행시킬 경우, 예를들면 1∼2m/분(상부벨트가 빠르고, 하부벨트가 느리다)정도이다. 구체적으로는 상부벨트는 2∼3m/분으로 주행시킨다.

또한, 한쌍의 수지제 벨트중 적어도 한쪽의 벨트, 예를들면 상부 벨트를 폭방향으로 진동시킨다. 바람직한 진동수는 10∼30사이클/분, 보다 바람직한 것은 20사이클/분 정도이며, 진동길이는 1사이클의 끝에서 끝까지로 10∼100mm정도이고, 보다 바람직하게는 50mm정도이다. 이에따라, 한쌍의 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 조립·혼련해야할 원료를 협지하고, 벨트의 주행방향에 대해 원료는 경사방향으로 지그재그상으로 사행한다. 이 상태를 도7에 도시한다. 도7은 설명의 간략화를 위해, 상측 수지제벨트(4)를 생략하고, 하측 수지제벨트(7)상의 조립·혼련되어야 할 물질의 이동을 선z로 표시한 것이다. 하측 수지제 벨트(7)는 Y₂의 방향으로 진행되는데, 상측 벨트가 횡방향으로 진동하므로, 조립·혼련물질은 선z로 표시되는 것처럼 지그재그로 사행한다.

경사방향으로 사행하는 바람직한 사이클수는 2∼10회 정도이고, 보다 바람직하게는 3∼5회 정도이다. 상기한 한쌍의 수지제 벨트의 각 벨트의 주행속도차와 적어도 한쪽 벨트의 폭방향의 진동을 부여함으로써, 조립·혼련해야할 원료는 주행방향 및 그 직각방향의 전단력을 받아, 조립 및 혼련이 행해진다.

상측 수지제벨트(4)와 하측 수지제벨트(7)와의 주행속도차와, 진동장치(24)에 의한 상측 수지제벨트(4)의 폭방향으로의 진동에 의해, 조립·혼련해야할 원료는 양 벨트간에서 지그재그상으로 주행하고, 조립과 혼련이 행해진다.

이상 설명한 대로 본 발명의 일실시예의 벨트 프레스형 조립·혼련장치에 의하면, 하기의 작용·효과를 얻을 수 있다.

(1)혼련해야할 원료를, 손으로 반죽한 것같은 단련이 얻어진다.

(2)혼련해야할 원료전체에 일정하게 힘을 가하므로, 균일한 단련이 얻어진다.

(3)연속처리할 수 있다.

(4)조립(造粒)효과가 우수하다.

(5)탈수작용도 있다.

이하 실시예를 이용하여 본 발명을 더 구체적으로 설명한다.

실시예1

도3에 도시하는 장치를 이용하여 PTFE 건조 파우더(파인 파우더, F-104 다이킨고교(주)제)100중량부에 윤활제로써 탄화수소유(IP2028 슈코우세키유(주)제)25중량부를 첨가하고, 록킹 믹서(아이치덴키(주)제)로 혼합했다. 다음에 도3에 도시하는 압축장치로 일단 시트상으로 압축하고, 60℃의 뜨거운물에서 3분간 가온하고, 벨트 프레스 압연장치로 압연했다.

그 후, 50℃로 가열한 통상의 압연 롤로 100㎛까지 압연하고, 가열에 의해 윤활제를 제거했다.

구체적인 조건은 하기와 같다.

(1)벨트 압축공정

벨트속도 : 3.0m/min(상하벨트 모두)

가이드폭 : 80mm

압축공정후의 시트두께 : 5mm

압축공정후의 시트폭 : 100mm

벨트 유효길이 : 500mm

(2)벨트 압연공정

벨트속도 : 3.0m/min (상하 벨트 모두)

압연공정후의 시트 두께 : 1.25mm

압연 공정후의 시트 폭 :400mm

벨트유효길이 : 1000mm

입구면의 벨트간의 거리 : 5.5mm

출구면의 벨트간의 거리 : 1.25mm

(3)롤 압연공정

압연공정후의 시트두께 : 100㎛

압연 공정후의 시트폭 : 400mm

롤 온도 : 50℃

얻어진 시트의 표면상태는 평활했다. 또한, 이 시트비중과 JIS-K6885에 규정된 방법에 준해 길이방향, 폭방향의 인장강도 및 신축을 측정한 결과를 후에 정리하여 표1에 표시한다.

실시예2

실시예1과 마찬가지로 PTFE와 윤활제를 혼합 후, 도2에 도시하는 조립·혼련장치를 이용하여 조립·혼련을 행하고, 실시예1과 같은 방법으로 압연 시트를 얻었다. 결과를 후에 정리하여 표1에 표시한다.

(1)조립·혼련공정

상부벨트의 속도: 3.9m/min

하부벨트의 속도: 2.1m/min

상부벨트의 진폭 : 18회/min

벨트 유효길이 : 500mm

실시예3

원료로써 PTFE의 응결시에, PTFE 100중량부에 대해 25중량부의 윤활제를 함께 응결시키는 WO95/23178에 개시되어 있는 윤활제함유 PTFE 습윤 파우더를 이용하여, 도1의 장치를 이용했다. 그 이외의 조건은 실시예2와 같은 방법으로 압연 시트를 얻었다, 결과를 후에 정리하여 표1에 표시한다.

실시예4

응결시, 충전재로써 탤크를 PTFE 100중량부에 대해 25중량부 첨가하는 이외는 실시예3과 같은 방법으로 압연 시트를 얻었다. 결과를 뒤에 정리하여 표1에 표시한다.

비교예1

시트상으로 할 시에, 수평 벨트 프레스를 이용하여, 압연을 벨트 프레스 압연을 행하지않고 한쌍의 롤을 이용하는 통상의 압연 롤만을 이용하는 이외는 실시예1과 같은 방법으로 압연 시트를 얻었다. 결과를 정리하여 표1에 표시한다.

<표1>

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1
길이방향
인장강도(kgf/mm²)	1.00	1.00	1.00	0.80	1.00
신축(%)	130	130	130	100	130
폭방향
인장강도(kgf/mm²)	0.10	0.15	0.15	0.12	측정 불가능
신축(%)	800	800	800	500	0
외관밀도(g/ml)	1.6	1.6	1.6	1.6	1.6
표면상태	평활	평활	평활	평활	평활

실시예5

다음에, 실시예5를 도1 및 도4를 이용하여 설명한다. 도1은 윤활제 함유PTFE 습윤 파우더를 원료로 이용하여 조립·혼련하고, 테이프를 제조하는 공정을 도시한다. 유화중합법에 의해 제조된 PTFE 분산재에 윤활제를 추가한 후, 응결하고, 얻어진 윤활제함유 PTFE 습윤 파우더를 공급 라인(A)에서 공급한다.

공급된 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더는 그대로 하측 수지제벨트(7)에 동반되어 조립 혼련 존(9)(도4)으로 이송된다. 이 조립 혼련 존(9)에 있어서, 상측수지제 벨트(4)와 하측 수지제벨트(7)로 상기 공급된 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더가 협지되며, 상측 수지제벨트(4)와 하측 수지제벨트(7)와의 주행속도에 차를 줌과 동시에, 상측 수지제벨트(4)를 벨트의 폭방향으로 진동시킴으로써, 전단력을 받으면서 가압에 의해 조립혼련된다.

이 때, 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더는 상측 수지제벨트(4)와 하측 수지제벨트(7)의 간극에서 수지제벨트와의 접촉면을 차차 바꾸면서 가압 및 전단에 의해 조립·혼련된다. 물론 탈수작용도 받는다. 일반적으로 탈수의 효율은 피처리물의 내부와 표면에서는 다르고, 당연 피처리물의 내부쪽이 탈수되기 어렵다. 조립·혼련할 시의 탈수의 효율도 마찬가지로 수지제 벨트와의 접촉면과 피처리물 내부에서는 달라, 당연 피처리물 내부쪽이 탈수되기 어렵다. 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더에 대해서도 마찬가지이다. 여기서 윤활제함유 PTFE 습윤 파우더 내부의 수분함량을 최대한으로 낮추기 위해, 상측 수지제벨트(4)를 하측 수지제벨트(7)에 대해 주행속도를 빠르게하던지 또는 느리게하는지에 따라 차이를 주거나 상측 수지제벨트(4)를 수지제벨트 진행방향에 대해 수평으로 좌우로 진동시킴으로써 윤활제함유 PTFE 습윤 파우더에 전단력을 주고, 항상 수지제벨트와의 전측면이 변화하도록 유지하는 것이 유용하다. 이에따라 탈수효율도 개량된다. 윤활제함유 PTFE 습윤파우더 원료(처리전)는 평균입자직경이 500㎛∼2mm정도였는데, 조립·혼련처리후는 평균입자직경이 2∼6mm정도로 되었다.

또한, 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더에 주어지는 전단력은 각 무단수지제 벨트의 주행속도를 바꾸거나, 좌우의 진동속도 및 진폭에 변화를 줌으로써, 그 방향과 량을 임의로 조절할 수 있었다.

조립·혼련 처리후의 PTFE 입자는 진동탈수수단(43)으로 탈수처리되며, 압축공정(110)으로 공급하고, 실시예1과 마찬가지로 시트 형성된다.

이상 설명한 대로 본 발명의 실시예의 성형방법 및 장치에 의하면, PTFE 시트를 연속적으로 효율좋게 합리적으로 제조할 수 있다. 또한 한쌍의 수지제 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 조립·혼련해야할 원료를 협지하고, 각 벨트의 주행속도차와 적어도 한쪽 벨트의 폭방향으로의 진동의 부여에 따라 벨트의 주행방향에 대해 경사방햐으로 사행시킴으로써, 효율좋게 연속적으로 조립 및 혼련할 수 있다.

또한 본 발명의 조립·혼련장치에 의하면, 윤활제 함유 PTFE 습윤 파우더등의 고체 습윤물을 원료로써 이용한 경우는, 연속적인 조립 및 혼련과 함께 수지제 벨트에서의 면압으로 가압되어 효율좋게 탈수도 할 수 있다.

Claims

윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더를, 대향면을 지지하면서 주행하는 띠상의 한쌍의 출구측 면사이가 입구측 면사이보다 좁은 적어도 한쌍의 벨트의 면사이에 끼워넣어, 압연하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 벨트면간에서 압연하기 전에 시트상으로 압축하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 벨트면간에서 끼워넣어 압연한 후, 다시 적어도 한쌍의 압연 롤로 압연하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 압연 또는 압연까지의 공정의 적어도 한개의 공정에서, 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더 혹은 폴리테트라플루오로에틸렌의 시트상물을 30∼80℃의 범위의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제4항에 있어서, 가열수단이 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더 혹은 폴리테트라플루오로에틸렌의 시트상물에 온탕을 접촉시키는 방법, 가열롤에서 가열하는 방법 및 스팀을 내뿜는 방법에서 선택되는 적어도 한 개의 방법인 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제2항에 있어서, 압축을 적어도 한쌍의 벨트면간에서 행하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제6항에 있어서, 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더를 압축하는 벨트의 내측에, 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 극간유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더를 압연하는 벨트의 내측에, 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 압력부여수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 압연공정에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌시트상물을 폭방향으로 2∼6배 압연하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더가, 건조 파우더에 윤활제를 첨가 혼합한 윤활제 함유 폴리테트라플루오로에틸렌파우더 및 응결시 또는 응결의 슬러리시에 윤활제를 첨가 혼합하고, 함께 응결시킨 윤활제 함유 폴리테트라플루오로에틸렌 습윤파우더에서 선택되는 적어도 한개인 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌을, 다음 방법에 의해 처리하여 성형에 이용하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.

(a)대향면을 지지하면서 주행하는 띠상의 한쌍의 발수성 재료제 벨트와, 상기 한쌍의 각 벨트의 주행속도에 차를 주는 수단과, 상기 한쌍의 발수성 재료제 벨트중 적어도 한쪽의 벨트를 폭방향으로 진동시키는 수단을 적어도 구비한 장치를 이용하고,

(b)상기 한쌍의 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더를 협지하고, 상기 한쌍의 벨트의 주행방향에 대해 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 경사방향으로 사행시킴으로써,연속적으로 조립·혼련한다.
제11항에 있어서, 한쌍의 벨트가 섬유보강된 수지제 벨트이고, 그 표면이 엠보스 凹凸가공되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제11항에 있어서, 한쌍의 벨트의 내측에 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 극간유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제11항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 조립·혼련체의 평균입자 직경이 2∼10mm의 범위의 조립체인 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 윤활제 함유 폴리테트라플루오로에틸렌 습윤 파우더의 조립·혼련체를, 탈수처리한 후에 시트에 성형하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 윤활제가 용매 나프타, 석유 에테르, 유동 파라핀에서 선택되는 적어도 한개의 물질인 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 윤활제를, 폴리테트라플루오로에틸렌 100g에 대해 25℃의 용적으로 5∼150ml의 범위에 존재시키는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌이 유화중합에 의해 얻어진 것인 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌이 변성 폴리테트라플루오로에틸렌인 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌이 충전재를 함유하던지 혹은 폴리테트라플루오로에틸렌과 충전재를 혼합하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형방법.
제1항의 방법에 의해 성형된 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트.
윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더를, 대향면을 지지하면서 주행하는 띠상의 한쌍의 출구측의 면사이가 입구측의 면사이보다 좁은 벨트의 입구측으로 공급하고, 면사이에 끼워넣어 압연하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제22항에 있어서, 벨트의 면사이에서 압연하기 전에, 시트상으로 압축하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제22항에 있어서, 압연수단 후에, 다시 압연 롤 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제22항에 있어서, 압연 또는 압연까지의 공정의 적어도 한개의 공정에서, 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더 혹은 폴리테트라플루오로에틸렌의 시트상물을 30∼80℃범위의 온도로 가열하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제25항에 있어서, 가열수단이 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더 혹은 폴리테트라플루오로에틸렌의 시트상물에 온탕을 접촉시키는 수단, 가열 롤에서 가열하는 수단 및 스팀을 내뿜는 수단에서 선택되는 적어도 한개의 수단인 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제22항에 있어서, 압축을 적어도 한쌍의 벨트면간에서 행하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제27항에 있어서, 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로파우더를 압축하는 벨트 내측에, 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 극간유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제22항에 있어서, 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌파우더를 압축하는 벨트내측에, 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 압력부여수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제22항에 있어서, 압연공정에 있어서, 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌시트상물을 폭방향으로 2∼6배 압연하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제22항에 있어서, 시트상으로 압연해야할 폴리테트라플루오로에틸렌을, 다음 수단에 의해 조립 혼련하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.

(a)대향면을 지지하면서 주행하는 띠상의 한쌍의 발수성 재료제 벨트와, 상기 한쌍의 각 벨트의 주행속도에 차를 주는 수단과, 상기 한쌍의 발수성 재료제 벨트중 적어도 한쪽의 벨트를 폭방향으로 진동시키는 수단을 적어도 구비하고,

(b)상기 한쌍의 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌 파우더를 협지하고, 상기 한쌍의 벨트의 주행방향에 대해 상기 폴리테트라플루오로에틸렌을 경사방향으로 사행시킴으로써, 연속적으로 조립·혼련한다.
제31항에 있어서, 한쌍의 벨트가 섬유 보강된 수지제 벨트이고, 그 표면이 엠보스 凹凸가공되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제31항에 있어서, 한쌍의 벨트 내측에 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 극간유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제31항에 있어서, 폴리테트라플루오로에틸렌 조립·혼련체의 평균 입자직경을, 2∼10mm의 범위로 조립하는 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
제22항에 있어서, 윤활제 함유 폴리테트라플루오로에틸렌 습윤 파우더의 조립·혼련수단과, 시트 성형수단사이에 탈수수단을 구비한 것을 특징으로 하는 폴리테트라플루오로에틸렌시트의 성형장치.
한쌍의 벨트간의 대향면간에 형성되는 간극에 조립·혼련해야할 원료를 협지하고, 상기 원료를 상기 한쌍의 벨트의 주행방향에 대해 경사방향으로 사행시킴으로써, 상기 원료를 연속적으로 조립·혼련하기 위한 장치로써, 상기 한쌍의 벨트는 발수성 재료제로 구성되며, 상기 한쌍의 각 벨트의 주행속도에 차를 주는 수단과, 상기 한쌍의 벨트중 적어도 한쪽 벨트를 폭방향으로 진동시키는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 조립·혼련장치.
제36항에 있어서, 조립·혼련해야할 원료가 윤활제에 의해 활성이 부여된 폴리테트라플루오로에틸렌인 것을 특징으로 하는 조립·혼련장치.
제36항에 있어서, 한쌍의 벨트가 섬유 보강된 수지제 벨트이고, 그 표면이 엠보스 凹凸가공되어 있는 것을 특징으로 하는 조립·혼련장치.
제36항에 있어서, 한쌍의 벨트 내측에 서포트 롤 및 서포트대에서 선택되는 적어도 한개의 극간유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 조립·혼련장치.
제36항에 있어서, 조립·혼련체의 평균입자직경을, 2∼10mm의 범위로 조립하는 것을 특징으로 하는 조립·혼련장치.