JPH01247432A - ポリテトラフルオロエチレン樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

ポリテトラフルオロエチレン樹脂成形体の製造方法

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JPH01247432A
JPH01247432A JP63075236A JP7523688A JPH01247432A JP H01247432 A JPH01247432 A JP H01247432A JP 63075236 A JP63075236 A JP 63075236A JP 7523688 A JP7523688 A JP 7523688A JP H01247432 A JPH01247432 A JP H01247432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ptfe
molded body
temperature
molding
stretching
Prior art date
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Pending
Application number
JP63075236A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigetaka Hashida
橋田 茂荘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Valqua Industries Ltd
Nihon Valqua Kogyo KK
Original Assignee
Nippon Valqua Industries Ltd
Nihon Valqua Kogyo KK
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

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】 九肌血弦亘±1 本発明は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂(以下PT
FEという)からなる成形体に関し、さらに詳しくはv
1f目的強度および熱的性質に潰れたPTFE成形体に
開する。
0 (’)   rl” y ’ ラヒニノu  FP
TFEフィルムあるいはPTFEシートなどのPTFE
成形体では、より高度に結晶配向さぜると、得られるP
 TF E成形体のfitIIli的強度および熱強度
質が向上することが知られている。
PTFE成形体の結晶配向度を高めて得られるP T 
F F、成形体のIi械的強度および熱的性質を向上さ
せるには、たとえば特UF]昭54−61259号公報
に提案されているように、PTFE成形体を一対のロー
ルを用いて圧延する方法が知られれている。すなわち上
記公報には、PTFE成形体を互いに反対方向に回転す
る一対のロール間隙に、PTFEの融点より低い温度で
供給し、一対のロールに供給することによって該成形体
の幅を元の幅の85〜70%に減少させ、一対のロール
から圧出させる際に、該成形体の自然圧出速度よりも大
きな速度で引取ることを特徴とするP 1” FE成形
体の加工方法が開示されている。
ところが上記のようにしてロール圧延によってPTFE
成形体を製造しようとすると、特に薄いシート状の高度
に結晶配向されたP ’I’ F E成形体を得るには
圧延率を高める必要があるが1.圧延率を高めることは
難しく、もし高圧延率まで圧延しようとすると、シート
状のP ’I” F E成形体が破壊されやすく、しか
も該公報に開示された圧延工程では圧延温度が低いため
に圧延ロールに対する負荷が大きく、ロールに歪が発生
しやすく、均一に圧延することができないという問題点
があった。
一方、特開昭61−141529号公報には、溶融点温
度付近以上に加熱されたPTFEの予備成形品を、潤滑
されたダイ内で加圧下に延伸することによって、機械的
強度、電気絶縁性に優れたPTFE成形体の製造方法が
提案されている。具体的には、PTFEをダイ内でP 
’T” F Eの溶融点(327°C)以上の非結晶状
態で加圧下にフローさせて延伸し、次いでダイ内に満た
された該P T F Eをその状態で冷却固化し、充分
に結晶化させてからダイから取り出す方法が開示されて
いる。
この特開昭61−141529号公報に開示された方法
では、上述のようなロール圧延によりP T F E成
形品を得ようとする際に生ずる問題点は解決されるが、
高度に結晶配向されたPTFE成形体を得ることはでき
ない、また得ようとするPTFE成形体の形状に合致し
たダイを準備する必要があり、しかも加圧、冷却装置な
どの周辺装置が必要であるという問題点があった。
また上記のようにして得られるフィルム状のPTFE成
形体は、特に高温条件下に置かれると、収縮してしわが
生じてしまうという大きな問題点があった。
1皿二五週 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、機械的強度に優れるとともに
熱安定性にも優れた、高度に結晶配向されたシート状、
フィルム状あるいはロッド状などのPTFE成形品の製
造方法を提供することを目的としている。
魚曹LIL衆 本発明に係るポリテトラフルオロエチレン樹脂成形体の
製造方法は、予め融点以上の温度で焼成されたポリテト
ラフルオロエチレン樹脂成形体を、融点以上の温度に加
熱してゲル化状態とし、この状態で該ポリテトラフルオ
ロエチレン樹脂成形体を1軸または2軸方向に延伸し、
次いで該ポリテトラフルオロエチレン樹脂成形体を冷却
し、融点未満でかつ300°C以上の温1亥でさらに延
伸することを特徴としている。
本発明に係るPTFE成形体の製造方法によれば、予め
融点以上の温度で焼成されたPTFE成形体を、融点以
上の温度に加熱してゲル化状態とし、この状態で1軸方
向または2軸方向に延伸し、次いでP ’I’ F E
成形体を冷却し、融点未満でがっ300°C以上の温度
でさらに延伸しているため、得られるP ’I’ F 
E成形体は多孔質化せず、かつ高度に結晶配向しており
、優れた機械的強度を有し、しかも熱安定性にも優れて
、高温条件下で用いても収縮する、二とがない。
以下本発明に係るP ’T” F E成形体の製造方法
について具体的に説明する。
本発明でPTFE成形体を製造する際に原料としては、
テトラフルオロエチレンを懸濁重合して得られる粒径2
5〜800μm程度のポリテトラフルオロエチレンが用
いられる。また場合によっては、テトラフルオロエチレ
ンと、少呈の他のフッ素含有モノマーたとえばヘキサフ
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、エチレンなどとを共重合させた含フツ素共重合体を
用いることもできる。さらに本発明では、場合によって
は、テトラフルオロエチレンを乳化重合させて得られる
一次粒子の粒径0.05〜0.5μm程度のポリテトラ
フルオロエチレンを用いることもできる。
本発明では、まず、上記のようなPTFE粒子を金型に
充填し、成形圧150〜500ksr/−程度で圧縮し
て予備成形し、次いでP TF Eの融点(327°C
)以上の温度に加熱焼成して成形体を製造する。この成
形体が、たとえばブロック状である場合に°は、該ブロ
ックを切削することによってフィルム状PTFE成形体
を得ることができる。
このようにPTFE成形体がフィルム状である場合には
、フィルム状物の膜厚は、50〜200μm程度である
ことが好ましい、このようにして得られた切削PTFE
フィルムは、切削による残留応力を除去するため、融点
以上の温度たとえば340〜360℃程度で再焼成処理
しておくことが好ましい。
なおPTFE成形体は、上記のような方法に限らず、従
来公知のどのような方法で製造されたものであっても用
いることができる。
次に本発明では、上記のようにして調製されたPTFE
予備成形体を、PTFEの融点以上好ましくは340〜
360℃の温度に加熱してゲル化状態とし、この状態で
該PTFE成形体を1軸または2軸方向に延伸する。こ
の際の延伸倍率は、1軸延伸の場合には1.1〜3.0
倍好ましくは1.5〜2.0倍であることが望ましく、
また2軸延伸の場合には1.3X1.3倍から2.0×
2.0倍程度であることが望ましい。なお本発明におい
て延伸とは、PTFEの融点以上に加熱されてゲル状態
となったP T” F Eフィルムと積極的に延伸する
場合だけでなく、このフィルムが、たるまないよう多小
の張力をかける場合をも含んで意味する。この際の延伸
速度は、1〜10關/sec程度であることが好ましい
このようにPTFE成形体を、P ’T’ F Eの融
点以上の温度に加熱してゲル化状態とし、この状態で延
伸すると、得られるP T F E成形体は多孔質化す
ることはない。
次に上記のようにしてP ’T” F Eの融点以上の
温度で延(+11されなPTFE成形体を、冷却して融
点未満でかつ300℃以上好ましくは305〜321 
’Cの温度でさらに1軸または2軸方向に延伸する。こ
の延伸は1軸延伸の場合には1.1〜2.0倍好ましく
は1.3〜2.0倍程度であることが望ましく、2軸延
伸の場合には1.1×1.1倍から2.0X2.0倍程
度であることが望ましい、この際の延伸速度は1〜10
 am / SeCであることが好ましい、なお上記の
ようにして融点以上の温度で延伸されたPTFE成形体
を冷却すると収縮するが、この収縮を防止することも、
本発明でいう延伸に含まれる。
本発明では、上記のようにPTFE予備成形体を少なく
とも2回延伸してPTFE成形体を製造しているが、ト
ータルの延伸倍率は1,4〜6倍好ましくは2〜4倍程
度である。
本発明では、上記のようにしてPTFE成形体をPTF
Eの融点以上で延伸し、次いで融点未満でかつ300℃
以上の温度で延伸しているので、得られる延伸されたP
TFE成形体は多孔質化しておらず、機械的強度に優れ
、しかも熱的安定性にも優れている。このように融点未
満で、がっ300 ’C以上で延伸するに先だってPT
F’E成形体をPTFEの融点以上でゲル化すると延伸
しても多孔質化しない理由は、ゲル化状態では分子間の
接着力(autoadhesion)があるためと推定
できる。またPTFHの融点未満で、かつ300℃以上
の温度で延伸するとこの温度範囲内ではヤング率が最も
低下するため無理なく延伸できる。このことは一定荷重
を与えたP ’T” F EサンプルをTMAで測定す
ると300℃〜320℃でサンプルが著しく延伸される
ことも明らかである。このようにして得られるPTFE
成形体が多孔質化していないことは、電子顕微鏡から確
かめられるが、N2ガス(4、5kg−f /ad)の
透過斌がないことからも確認される。
このようにして得られるPTPE成形体は、85%以上
好ましくは90%以上さらに好ましくは92〜95%程
度の高度な結晶配向度を存しており、前述のように熱的
安定性に優れている。
たとえば本発明により得られるフィルム状PTFE成形
体は、T M A (Thcrial Mechani
cal^nalysis)の測定によれば熱収縮開始温
度が250℃という熱安定性を有している。しかも28
0℃程度の温度に置かれても3.7%程度しか収縮しな
い、(測定条件は表1g照)これに対して、本発明で用
いられるP ’T’ F E成形体を250°Cの温度
で1軸方向に2.5倍延伸して得られれるフィルム状P
TFE成形体は、55℃程度から収縮が開始し、200
°C程度の温度まで加熱すると、30%程度も収縮して
しまう、また本発明により得られるフィルム状PTFE
成形体は、前述のように機械的強度に優れており、2.
7倍に延伸した場合には、90MPaにも達する破壊強
度を有している。
九咄例力J 本発明に係るPTFE成形体の製造方法によれば、予め
融点以上の温度で焼成されたPTFE成形体を、融点以
上の温度に加熱してゲル化状態とし、この状態で1軸方
向または2軸方向に延伸し、次いでPTFE成形体を冷
却し、融点未満でかつ300℃以上の温度でさらに延伸
しているため、得られるPTFE成形体は多孔質化せず
、かつ高度に結晶配向しており、優れた機械的強度を有
し、しかも熱安定性にも優れており高温条件下で使用し
ても収縮することがない。
尺土旦ユ 平均粒径25μmのモールディングパウダーM12(ダ
イキン工業■社製)を金型内に充填した後、成形圧力2
0 MPaで予備成形し、外径100間、内径20止の
円筒体を得な0次にこの円筒体を370℃の電機炉中で
2時間焼成した。
次いで、この焼成体を切削して厚さ200μmのPTF
Eフィルムを得た。このP ’I” F’ Eフィルム
は切削による残留応力を除去するために350°Cで2
時間再焼成した後、除冷した。
なお得られたPTFEフィルムの結晶化度は65%であ
った。
次に、上記P ”I” F Eフィルムを350 ’C
まで加熱してゲル化状態とし、このとき延伸速度5 m
+ /secにて固定端一軸延伸を行ないゲル化状態の
PTFEフィルムを1.8倍に延伸し、次いで、この状
態で該P T F F、フィルムを冷却し、310℃ま
で降温しなところで−さらに同じ延伸速度にて1.5倍
に一軸延伸し、トータルの延伸倍率を2.7倍とした。
得られたP ’I’ F E延伸フィルムの膜厚は80
μmであった。このようにして得られたPTFE延伸フ
ィルムの温度が100℃以下に冷却したところで、PT
FE延伸フィルムを延伸機から取り出して試験片を打ち
抜いた。
この試験片の引張強度、結晶配向度、熱収縮率等を測定
し、結果を表1に示す。
火力i%+2ユ」。
トータルの延伸倍率を表1に示す倍率に変えた以外は実
施例1と同様にしてPTFE延伸フィルムを製造した。
このP T’ F E延伸フィルムから試験片を打ち抜
き、実施例1と同様に諸特性を測定した。なお実施例2
で得られたP T’ F E延伸フィルムの膜厚は11
0μmであり、実施例3で得られたPTFE延伸フィル
ムの膜厚は120μmであり、実施例4で得られたP 
T’ F E延伸フィルムの膜厚は170μmであった
。結果を表1に示す。
暑ξ二に 実施例1で得た、未延伸の1) ’I’ FEフィルム
を、250℃に加熱した後、延伸速度5 +u+ / 
Secにて固定端一軸延伸を行ない延伸fΔ率2.7倍
に延伸した。得られたP TF E延伸フィルムの膜厚
は110μmであった。このようにして得られなPTF
E延伸フィルムから試験片を打ち抜き、実施例1と同様
にして、引張強度、結晶配向度、熱収縮率等を測定し、
結果を表2に示す。
ルJL(引l 延伸倍率を1.3倍に変えた以外は、比較例1と同様に
してP TF E延伸フィルムを製造した。
得られたPTFE延伸フィルムの膜厚は170μrn’
′C″あった。こめPTFE延沖フ延伸ムから試験片を
打ち抜き、実施例1と同様にして諸特性を測定した。結
果を表2に示づ。
)え−21 代理人  弁理士  銘木 俊一部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 予め融点以上の温度で焼成されたポリテトラフルオロエ
    チレン樹脂成形体を、融点以上の温度に加熱してゲル化
    状態とし、この状態で該ポリテトラフルオロエチレン樹
    脂成形体を1軸または2軸方向に延伸し、次いで該ポリ
    テトラフルオロエチレン樹脂成形体を冷却し、融点未満
    でかつ300℃以上の温度でさらに延伸することを特徴
    とするポリテトラフルオロエチレン樹脂成形体の製造方
    法。
JP63075236A 1988-03-29 1988-03-29 ポリテトラフルオロエチレン樹脂成形体の製造方法 Pending JPH01247432A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100681785B1 (ko) * 2005-02-02 2007-02-12 성균관대학교산학협력단 불소수지 소재를 가공한 메모리폼 이어플러그용반응사출성형식 금형
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