JP2007038423A - フッ素樹脂成形品の製造方法及び該製造方法により製造されたフッ素樹脂成形品 - Google Patents
フッ素樹脂成形品の製造方法及び該製造方法により製造されたフッ素樹脂成形品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007038423A JP2007038423A JP2005221957A JP2005221957A JP2007038423A JP 2007038423 A JP2007038423 A JP 2007038423A JP 2005221957 A JP2005221957 A JP 2005221957A JP 2005221957 A JP2005221957 A JP 2005221957A JP 2007038423 A JP2007038423 A JP 2007038423A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- molded product
- producing
- molding
- film
- ptfe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000011347 resin Substances 0.000 title claims abstract 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 title claims abstract 4
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical compound FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 61
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims abstract description 61
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 42
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 28
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 41
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 31
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 54
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 27
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 23
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 22
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 15
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000004031 devitrification Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010702 perfluoropolyether Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 1
- 229920001774 Perfluoroether Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920006361 Polyflon Polymers 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N oxygen difluoride Chemical compound FOF UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
【課題】 本発明は、高品質のフッ素樹脂成形品を製造する方法及び該方法により製造された高品質のフッ素樹脂成形品を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明に係るフッ素樹脂成形品の製造方法は、CnF2n+2(n:6〜12)で表されるパーフルオロアルカン2種を少なくとも含む混和物をPTFEファインパウダーの成形助剤に使用し、ペースト押出成形によりシート状成形品を製造し、該シート状成形品をカレンダーロールで圧延して厚み25μ〜1μの未焼成、半焼成又は焼成ポリテトラフルオロエチレンフィルムに成形加工する方法である。
【選択図】 図2
【解決手段】 本発明に係るフッ素樹脂成形品の製造方法は、CnF2n+2(n:6〜12)で表されるパーフルオロアルカン2種を少なくとも含む混和物をPTFEファインパウダーの成形助剤に使用し、ペースト押出成形によりシート状成形品を製造し、該シート状成形品をカレンダーロールで圧延して厚み25μ〜1μの未焼成、半焼成又は焼成ポリテトラフルオロエチレンフィルムに成形加工する方法である。
【選択図】 図2
Description
本発明は、フッ素樹脂成形品の製造方法及び該製造方法により製造されたフッ素樹脂成形品に関する。
従来より、ポリテトラフルオロエチレン(以下、本明細書においては単に「PTFE」という。)の薄膜フィルム(25μ以下)を製造する方法として、以下のような技術が提案されている。
PTFEの焼結されたブロックから作る方法:このPTFEフィルムの製造方法は、PTFEパウダーの圧縮成形によるブロック焼結体を皮を剥くように切削してフィルムを得るスカイビング製法が知られているが、この方法では直接的に厚み50μm以下のフィルムを得ることは困難であり、2次的に圧延処理の必要があった。そして、特開昭56−24431にはこの2次的加工処理方法が提案されており、PTFEの焼結されたブロックから切削してフィルムを製造し、続いてPTFEの融点以上に加熱処理した後300℃以上で一対のロール速度の異なる圧延処理によって厚み50μmのフィルムをさらに薄くすることが開示されているが、フィルムの厚みを20μmより薄くすることは困難であった。
PTFE粒子の分散液からキャスティングして製造する方法:このPTFEフィルムの製造方法は、PTFE粒子の水性分散体を、ガラス板、ポリイミドフィルム等の基材上に塗布して、界面活性剤を含む水性媒体類を乾燥除去した後、さらにPTFE粒子の融点以上(工業的には350℃以上の温度)で焼結し、その後基材から剥がしてフィルムを得る方法である。しかしながらPTFE粒子は単に自然凝集なので成形フィルムにボイドが多く、その引張り試験などの強度はPTFEのカレンダーによって得られたフィルムより弱いという問題もあり、剥離の困難性も指摘されている。そして、特開平9−278927には、キャスティングフィルムの困難性、フィルムの平滑性の問題を解決することが提案されている。しかし、この提案はPTFE膜と基材との間に有機溶剤に可溶な層をわざわざ設けなければならないという新たな課題を必要としている。
そこで、上記のような課題を解決する製造方法として、PTFE延伸多孔膜を加熱・加圧して製造する方法が提案された(特開2002−275280)。該製造方法は、PTFEのファインパウダーを成形助剤と混合することにより得られるペーストの成形体から、成形助剤を除去した後、高温高速度で延伸、さらに必要に応じて焼成することにより得られる1軸又は2軸延伸多孔質PTFEフィルムを、第1圧縮工程において、その融点未満の温度で圧縮(加圧)し、第2圧縮工程において、PTFEの融点以上の温度で圧縮(加圧)して薄膜フィルムを得る方法である。
特開2002−275280
しかし、上記の製造方法はPTFEパウダーのペースト押出、成形助剤除去、延伸加工(必要に応じて焼成加工)した延伸多孔質PTFEフィルムを原料として、第1圧縮工程及び第2圧縮工程を経て薄膜フィルムを得るものであり、工程が長く複雑という課題がある。
この工程が長く複雑となる原因の一つとして、上記従来の製造方法においては、PTFEファインパウダーのペースト押出の成形助剤として炭化水素系の石油溶剤が用いられてきた。しかし、この炭化水素系の石油溶剤を用いると延伸加工で厚み30μが工業的生産の限界であった。また、スパゲティーチューブを製造する場合は絞り比3000分の1程度が限界であった。
すなわち、PTFEファインパウダーのペースト押出および押出品のカレンダーロールを用いての成形の本質はPTFEの乳化重合によって得られる直径0.2〜0.3μのほぼ球形の粒子を粒子間の潤滑の助剤として液体を媒体として絞り加工や、絞り加工によって得られたシートなどを圧延によりPTFE成形体を得る方法である。この液体として炭化水素系の溶剤、オイルが用いられている。しかし、炭化水素系の表面エネルギーとPTFE粒子の表面エネルギーはあまりにもかけ離れているために大きな絞り比のペースト押出加工時に、またペースト押出品の薄肉の圧延加工時にPTFE粒子間極圧で、潤滑のために形成されている炭化水素系の潤滑膜(油膜とも言う)が破壊されて排除される現象が生じるために上記の限界があった。
本発明は、PTFEファインパウダーを原料とし、フッ素系溶剤を成形助剤として使用することにより、厚みの薄いPTFEフィルムを得るための圧延加工を容易にするフッ素樹脂成形品の製造方法を提供することにある。
上記のペースト押出し成形によるフッ素樹脂成形品は、乳化重合でできた一次粒子の表面を成形助剤で満遍なく覆う助剤混合熟成工程、一次粒子の形状を崩さないで一次粒子の細密充填状態を得るために、層流状態の絞り加工およびカレンダー加工で一次粒子を整列させるペースト押出工程と圧延工程、細密充填状態の粒子間のスキマに存在する潤滑剤を除去する乾燥工程、重合体の融点以上で溶融させ結晶を構成している分子の緩やかな自由運動で粒子間のスキマを埋め均一な溶融層を形成する焼結工程、焼成体の融点以下まで冷却して任意の成形品を得る仕上げ工程の各工程を経て製造される。
ペースト押出し成形での乳化重合粒子の最密充填の課題は粒子の充填状態を考察することから始まる。粒子の最密充填状態が得られれば良い成形品も得られる。1次粒子の大きさを0.2μm真球と見なし、密度2.3(結晶化度99%)とすると、細密充填空隙率は25.95%で見掛けの比重は1.7となる。楕円体の形状の一次粒子とした場合、最密充填空隙率を30.19%とすると、同じく1.60となる。生テープ用のパウダーは楕円粒子からなる材料が主流で、生テープの比重は1.55レベルであり、理論値より少し小さい。しかし、現実の未焼結成形品での最密充填は厳密には球状、大きさなど複合的な理由で理論値から乖離する。
適正助剤量は一次粒子の表面を覆う潤滑スキン層形成に必要な量であって、助剤は一次粒子の98%以上もある結晶の中には入れない。したがって、助剤量は粉末の比表面積に比例する。PTFE一次粒子の比表面積は丸く、粒径大の方が小さいから助剤量は少なくなる。
スキン層は粒子同士が押出し流動時に成形助剤を介して流動する。せん断変形を受けない液膜の厚みがスキン層の最低必要量である。助剤量が不足すると押出し圧力の異常な上昇となり、極端に少なくなってくると、もはや成形品内部に一次粒子の存在がなくなっていく。スキン層のせん断を生じる現象は生テープカレンダー時の失透白化現象でしばしば観察される。
したがって、助剤の種類は圧延可能厚み(失透白化現象が起こる厚み)にも影響する。従来石油系溶剤を用いてPTFEファインパウダーからカレンダー成形加工で得られる工業的なフィルム厚みはせいぜい30μであった。また、助剤の種類は圧延テープのような加工を行うか、電線被覆のような加工を行うか加工方法、工程で決められるが助剤条件が微妙な影響を与える場合がある。
乾燥速度は生産速度に影響し、蒸発残渣のあるものは着色させる、急激な助剤の揮発はブリスターを起こすまた白化部分とともに機械的強度や電気的絶縁特性を悪化させる。
当該発明は従来課題となっていた上記事項を大幅に改良する技術を生み出した。すなわち、一次粒子の表面を助剤が覆い尽くしてもPTFE表面と助剤の強固な親和性が必要であることからフッ素系溶剤がそれにふさわしく、とりわけPTFEと同じ構造であるPFC溶剤が最強の親和力を有していて油膜の局圧耐力によってスキン層破壊を起こさず、沸点範囲の広い混合PFCが助剤の揮発が段階的でブリスターを起こさず、また白化部分の発生がフィルム厚み1μレベルまで起こらず、しかも残留物を残さない点でも、最も優れた加工助剤であることを見出した。
また、押出成形時に一次粒子が独立してかつ層流的に流動しなければならない、粒子が団塊状の数珠繋がりになっていると乱流状になり、連続的な滑らかな成形品が得られない課題があり、粒子が団塊状になる原因は原料パウダーの製造から流通過程振動や保管温度、転移点21℃以上での長期保存などに起因するが、本発明のフッ素系溶剤はPTFEパウダー内のPTFE一次粒子表面にも十分に浸透するのでこれらによる品質不良が大幅に解決されることを思いついた。
さらに、流動パラフィン等の高粘度助剤やパーフルオロポリエーテル、一例としてデムナム(ダイキン工業株式会社製)、フロリナート(スリーエム社製)あるいはフォンブリンY(アウジモント社)等の分留点200℃程度の高沸点助剤を用いて成形する圧延テープ加工においては、助剤量の濃淡分布が存在し易く圧延時テープの蛇行、幅、厚みの変化として現れて、品質低下の問題が生ずるが、本発明におけるフッ素系溶剤を使用すると、上記のような品質低下が生じない。
圧力を加えてFPを押出、圧延すると金型面と接触する一次粒子はせん断破壊されて連続の膜状を形成し、乾燥時に助剤はこの連続層を通過して外部に出て行き、この助剤通過が急激に起こるとブリスターや表面裂けキズが発生するので、急激に乾燥しないようにする必要があるが、本発明の2種以上の分子量の混合PFCは乾燥を段階的に行なうことができるのでブリスターが発生しにくい。
単一の沸点を持つ溶剤は沸点温度に達すると一気にガス化蒸発するが、沸点の異なる混合溶剤の蒸発速度の変化は低沸側の沸点温度を初留点とし、高沸側の沸点温度を終了点として、その間分圧に比例した濃度で推移していき、この沸点温度以下では分圧分のみ気化する状態にある。これらの性質を背景にPTFEペースト押出に用いる成形助剤としての溶剤は通常の作業工程の温度では溶剤の気化を防いで、乾燥工程で気化蒸発していく必要がある。このことは特に乾燥と焼結が連続的に行われる工程において焼結工程に入る前に助剤の乾燥が充分に行われていないと助剤の急激な蒸発により成形品の表面を裂いたり、あるいは、助剤の分解が起こり成形品の品質(化学的性質、物理的性質、機械的性質)を低下させたり、可燃性溶剤では引火なども起こす。したがってペースト押出成形品では乾燥工程が重要である。一方、ペースト押出および圧延された成形品表面はPTFEの一次粒子がフィビリル化して粒子の形状で残らず緻密な膜としてフィルム化されている。この膜は助剤のガス化拡散のバリアとして存在し、急激なガス化はこの緻密な膜を破壊してしまう。そのために助剤のガス化拡散は除々に行う必要がある。そのために、加熱により助剤除去が行われる工程においては沸点範囲をもつ溶剤が選ばれる。例えば、PTFEファインパウダーで金属線を被覆する場合とかスパゲティチューブと言われる細管の成形助剤には沸点範囲をもつ石油溶剤(ダイキン工業株式会社のポリフロンハンドブックにはエクソン社のアイソパーEという沸点範囲115℃〜142℃が推奨されている)が用いられる。本発明はPTFEと同一構造を持つパーフルオロアルカンの親和力と同時に2種類以上の沸点からなる混合溶剤が成形工程でのPTFE粒子に掛かる極圧による乖離を防ぐとともに乾燥工程でのガス化拡散を緩やかに行わせることを見出したことにある。
本発明に係るフッ素樹脂成形品の製造方法は、フッ素系溶剤をPTFEファインパウダーの成形助剤に使用し、ペースト押出成形により製造したことを特徴とするものである。
上記の製造方法において、フッ素系溶剤をPTFEファインパウダーの成形助剤に使用してペースト押出成形により製造した成形品をカレンダーロールで圧延して厚み25μ〜1μの未焼成、半焼成又は焼成PTFEフィルムに成形するようにしてもよい。
また、上記の製造方法において、2軸に配向を与える成形型でペースト押出成形してもよい。
さらに、上記の製造方法において、カレンダーロールの回転方向と、該回転方向と直交する方向との2軸に配向してもよい。
また、上記の製造方法において使用するフッ素系溶剤は、CnF2n+2(n:6〜12)で表されるパーフルオロアルカン2種を少なくとも含む混和物を使用することが望ましい。
さらに、上記の混和物であるCnF2n+2(n:6〜12)で表されるパーフルオロアルカン2種の混合比が、低分子量のCnF2n+210〜50%、高分子量のCnF2n+250〜90%とすることが望ましい。
また、上記の製造方法において使用するフッ素系溶剤は、沸点が50℃以上180℃以下の2種のフッ素系溶剤を含む混和物とするとことが望ましい。
さらに、上記の沸点が50℃以上180℃以下の2種のフッ素系溶剤の混合比は、低沸成分10〜50%、高沸成分が50〜90%とすることが望ましい。
本発明に係るフッ素樹脂成形品は、上記のフッ素樹脂成形品の製造方法により製造されてなることを特徴とするものである。
本発明はPTFE粒子と化学的に同一構造のCnF2n+2(n:6〜12)で表されるパーフルオロアルカン溶剤、主としてC6F14とC12F26の混和物は化学的相互作用が強く、当該パーフルオロアルカン溶剤をPTFEペースト押出の成形助剤に使用して押出成形品を成形することにより上記現象を解決することにある。
上記の押出成形品をカレンダーロールで圧延するときに生ずるPTFE粒子間の油膜切れを防ぎ、潤滑を保持して厚みの薄いフィルムを得ることができる。
また、パーフロロ溶剤を主としてC6F14とC12F26の混和物にすることにより、カレンダーロールで圧延後120℃程度の加熱によりパーフルオロアルカン溶剤を乾燥除去することにより厚みの薄いPTFEフィルムを得ることができる。ちなみに単一の分子量のパーフルオロアルカン溶剤を使用すると乾燥時に瞬間的に蒸発が起こり成形品の表面を水膨れや風船の様になるブリスター現象が起こりやすく、コロナ放電による電気絶縁性により成形品の表面に肌荒れなどの品質を悪化させる。
さらに、重要なことはパーフルオロアルカン溶剤がC6F14とC12F26の混和物であり、パーフルオロアルカンC6F14の沸点が56℃、C12F26の沸点が117℃の混和物であることである。この混和物はPTFE粒子と化学的相互作用が強いために室温では容易に離れないために室温での加工性に優れている。他の例えば同等レベルの沸点のn−ヘキサンなどは飛散が早く、開放系での加工が困難である。また、沸点まで加熱することにより、順次成形品から、成形助剤を容易に乾燥除去し、回収することができる。単一の物質では乾燥時に突沸が起こり、しかも、C12F26は沸点温度までは固体であり室温でPTFE粒子の粉末と室温では混ぜることができない。また、該混和物と同じレベルの表面エネルギーであるパーフルオロエーテルのオイル、デムナム(ダイキン工業株式会社製)があるがこれは蒸気圧が小さく、沸点が高いために通常の加熱により乾燥することに困難がある。
本発明のようにフッ素樹脂成形品の製造におけるペースト押出成形において、フッ素系溶剤を成形助剤として使用したことにより、従来のように複雑な工程を要せず、高品質の薄膜PTFEフィルムを得ることが可能となった。
本発明におけるフッ素系溶剤として、CnF2n+2(n:6〜12)で表される化学名パーフルオロアルカン、フッ素系不活性液体、化学名パーフルオロポリエーテル(構造式の一例:CF3‐((O−CF2‐CF2)n−(O−CF2)m)−O−CF3)、化学名ハイドロフルオロポリエーテル(構造式の一例:HCF2O−(CF2O)p(CF2CF2O)q−CF2H)を挙げることができる。なお、CnF2n+2(n:6〜12)で表されるパーフルオロアルカン2種の混合比が、低分子量のCnF2n+210〜50%、高分子量のCnF2n+250〜90%の2種類、例えばC6F14が約20%、C12F26が約80%の2種類と若干のC8F20とC11F24の混和物からなるものが好適に使用できる。
また、本発明におけるフッ素系溶剤として、沸点が50℃以上180℃以下の少なくとも2種のフッ素系溶剤を含む混和物を使用するが、その中でもパーフルオロアルカンC6F14の沸点が56℃、パーフルオロアルカンC12F26の沸点が117℃であり、これら2種のフッ素系溶剤を含む混和物が好適である。
以下、本発明に係る薄膜PTFEフイルムの製造方法の実施例について詳述する。
a:成形助剤の混合
PTFEファインパウダーF−104(ダイキン工業株式会社製)1Kgを10メッシュの篩いを通して5リットルの広口ポリエチレン容器に入れた。次にファインパウダー100重量部に、成形助剤としてフッ素系溶剤であるパーフルオロアルカン(C6F14が約20%、C12F26が約80%の2種類と若干のC8F20とC11F24の混和物からなるもの)590g(59重量部の割合)を注ぎ混合した。パーフルオロアルカンの比重は2.0であり、この混合割合は石油系溶剤の容積に合わせている。なお、助剤混合後からペースト押出工程まで一連の作業は25℃の空調室で行なった。PTFEは19℃に転移点を持つので通常この転移点より2〜3℃以上の温度で扱う。
PTFEファインパウダーF−104(ダイキン工業株式会社製)1Kgを10メッシュの篩いを通して5リットルの広口ポリエチレン容器に入れた。次にファインパウダー100重量部に、成形助剤としてフッ素系溶剤であるパーフルオロアルカン(C6F14が約20%、C12F26が約80%の2種類と若干のC8F20とC11F24の混和物からなるもの)590g(59重量部の割合)を注ぎ混合した。パーフルオロアルカンの比重は2.0であり、この混合割合は石油系溶剤の容積に合わせている。なお、助剤混合後からペースト押出工程まで一連の作業は25℃の空調室で行なった。PTFEは19℃に転移点を持つので通常この転移点より2〜3℃以上の温度で扱う。
b:ペースト押出成形
助剤混合後48時間経過した後、図1及び図2に示すペースト押出成形機Aによりシートを押出成形する。ペースト押出成形機Aは、内側の断面形状が1辺75mm四方の角筒よりなるシリンダー1と、その下部に連設された角度θが60度の先細のテーパダイ2と、シリンダー1内に充填されたPTFEファインパウダー及び該パウダーに混合した成形助剤よりなる充填物Pを押し出すための押出用ラム3とから構成されており、テーパダイ2の先端部のダイランドを、短辺5mm、長辺75mmの矩形で長さ30mmに構成したことにより、絞り比は15:1となる。そして、図2に示すように、前記シリンダー1にPTFEファインパウダーを含む充填物Pを充填して押出用ラム3の降下速度20mm/分で加圧しながらテーパダイ先端からシートSを押出した。なお、ペースト押出成形を良好に行なうために助剤がパウダーに均一にいきわたるようにするため通常、助剤の蒸気圧や浸透速度にもよるが、48時間経過した後に行なうのが好ましい。また、テーパダイの先端部のダイランドを幅方向に拡開させたものを使用して押出シートを2軸配交させるようにしてもよい。
助剤混合後48時間経過した後、図1及び図2に示すペースト押出成形機Aによりシートを押出成形する。ペースト押出成形機Aは、内側の断面形状が1辺75mm四方の角筒よりなるシリンダー1と、その下部に連設された角度θが60度の先細のテーパダイ2と、シリンダー1内に充填されたPTFEファインパウダー及び該パウダーに混合した成形助剤よりなる充填物Pを押し出すための押出用ラム3とから構成されており、テーパダイ2の先端部のダイランドを、短辺5mm、長辺75mmの矩形で長さ30mmに構成したことにより、絞り比は15:1となる。そして、図2に示すように、前記シリンダー1にPTFEファインパウダーを含む充填物Pを充填して押出用ラム3の降下速度20mm/分で加圧しながらテーパダイ先端からシートSを押出した。なお、ペースト押出成形を良好に行なうために助剤がパウダーに均一にいきわたるようにするため通常、助剤の蒸気圧や浸透速度にもよるが、48時間経過した後に行なうのが好ましい。また、テーパダイの先端部のダイランドを幅方向に拡開させたものを使用して押出シートを2軸配交させるようにしてもよい。
c:押出シートの圧延
次に押出シートSをカレンダーロールRで圧延する工程について説明する。上記の押出成形により作成した押出シートSを50℃の恒温水槽で30分加温した後、押出方向Lに沿って長さ100mmに裁断し、裁断したシートS1を、図3に示すように、上下一対の表面温度50℃に加熱した圧延ロールR1,R2よりなるカレンダーロールRに挿入してシートS1を所定の厚みに圧延する。圧延ロールR1,R2は、0.1μmの表面仕上げのロールであって、幅350mm、直径300mmの周速5m/分で回転し、このロール間は各ロールが接触するまでその間隙が調整できるようになっている。カレンダーロールRにシートS1を挿入する際、シートS1の押出方向Lに直交するシートS1の幅方向Wと、カレンダーロールRである圧延ロールの回転方向Hとが同一方向になるようにカレンダーロールRに挿入して、押出方向Lと幅方向Wとの2軸に配交を与えるようにする。カレンダーロールRの圧延ロールR1,R2の間隙を適宜変更して圧延厚みを変えると、圧延されたシートS2は幅をほとんど変えず厚み50μm、30μm、20μm、10μm、5μmの加工中失透現象の発生しないフィルムを連続的に得ることができた。また、裁断シートの幅を20mmにしたところ厚み2μmで前記と同様なフィルムが連続して得られた。
次に押出シートSをカレンダーロールRで圧延する工程について説明する。上記の押出成形により作成した押出シートSを50℃の恒温水槽で30分加温した後、押出方向Lに沿って長さ100mmに裁断し、裁断したシートS1を、図3に示すように、上下一対の表面温度50℃に加熱した圧延ロールR1,R2よりなるカレンダーロールRに挿入してシートS1を所定の厚みに圧延する。圧延ロールR1,R2は、0.1μmの表面仕上げのロールであって、幅350mm、直径300mmの周速5m/分で回転し、このロール間は各ロールが接触するまでその間隙が調整できるようになっている。カレンダーロールRにシートS1を挿入する際、シートS1の押出方向Lに直交するシートS1の幅方向Wと、カレンダーロールRである圧延ロールの回転方向Hとが同一方向になるようにカレンダーロールRに挿入して、押出方向Lと幅方向Wとの2軸に配交を与えるようにする。カレンダーロールRの圧延ロールR1,R2の間隙を適宜変更して圧延厚みを変えると、圧延されたシートS2は幅をほとんど変えず厚み50μm、30μm、20μm、10μm、5μmの加工中失透現象の発生しないフィルムを連続的に得ることができた。また、裁断シートの幅を20mmにしたところ厚み2μmで前記と同様なフィルムが連続して得られた。
d:シートの助剤の乾燥と焼結
次に作成したそれぞれのフィルムを長さ50cmに切断し、アルミニウムの板の上に置いて両端をクリップで挟み、200℃の熱風炉で10分間加熱して助剤を乾燥し、続いて360℃に昇温した熱風炉で15分間焼成した。その結果、各々の焼結した透明なフィルムを得た。なお、場合によっては、焼成せずに未焼成フィルムとして使用したり、半焼成フィルムとして使用してもよい。
次に作成したそれぞれのフィルムを長さ50cmに切断し、アルミニウムの板の上に置いて両端をクリップで挟み、200℃の熱風炉で10分間加熱して助剤を乾燥し、続いて360℃に昇温した熱風炉で15分間焼成した。その結果、各々の焼結した透明なフィルムを得た。なお、場合によっては、焼成せずに未焼成フィルムとして使用したり、半焼成フィルムとして使用してもよい。
a’:成形助剤の混合
PTFEファインパウダーF−104(ダイキン工業株式会社製)1Kgに、成形助剤として石油系溶剤アイソパーM(エクソン社製)230gを注ぎ混合した(容積比を実施例と同一にした。アイソパーMの比重0.78)。成形助剤を変更した以外は実施例と同様に行なった。
PTFEファインパウダーF−104(ダイキン工業株式会社製)1Kgに、成形助剤として石油系溶剤アイソパーM(エクソン社製)230gを注ぎ混合した(容積比を実施例と同一にした。アイソパーMの比重0.78)。成形助剤を変更した以外は実施例と同様に行なった。
b’c’:ペースト押出成形及び圧延
ペースト押出と圧延を実施例と同様に行なった。フィルム厚み50μm、30μmは実施例と同様に成形されたが20μm、10μmではフィルムが失透していた。5μmのフィルムは裂けたり、切れたりして連続したシートが得られなかった。
ペースト押出と圧延を実施例と同様に行なった。フィルム厚み50μm、30μmは実施例と同様に成形されたが20μm、10μmではフィルムが失透していた。5μmのフィルムは裂けたり、切れたりして連続したシートが得られなかった。
d’:シートの助剤の乾燥と焼結
連続して得られた上記フィルムを実施例と同様に助剤の乾燥、焼成を行なった。その結果フィルム厚み50μm、30μmでは透明な焼結フィルムを得ることができたが20μm、10μmのフィルムは白化した不透明なフィルムであった。5μmフィルムはこの様な乾燥・焼成を行なう長さを得ることができなかった。
連続して得られた上記フィルムを実施例と同様に助剤の乾燥、焼成を行なった。その結果フィルム厚み50μm、30μmでは透明な焼結フィルムを得ることができたが20μm、10μmのフィルムは白化した不透明なフィルムであった。5μmフィルムはこの様な乾燥・焼成を行なう長さを得ることができなかった。
パーフルオロアルカン中のC6F14のみで実施例と同様にa、b、cの工程順で成形したが加温されたシート表面から助剤の揮発があり20μmから失透現象が起こった。dの焼結後もフィルムの透明性に欠けていた。
パーフルオロアルカン中のC6F14を精留で取り除いたがそれらのものは室温固体でパウダーと混ぜることはできなかった。
本発明の製造方法により製造されたフッ素樹脂成形品は、既に用途開発がなされている各種産業分野に利用される他、特に、コンデンサの絶縁膜、IC回路のフォトプリント用のペリクル膜、X線不透過物質を混入した医療用膜、導電性物質を混入した導電膜、通信線の被覆膜、OA機器の摺動被覆膜に好適に利用できる。
A・・・ペースト押出成形機
1・・・シリンダー
2・・・テーパダイ
3・・・押出用ラム
R・・・カレンダーロール
R1・・圧延ロール
R2・・圧延ロール
P・・・PTFEファインパウダー及び該パウダーに混合した成形助剤よりなる充填物
S・・・押出シート
S1・・裁断後のシート
S2・・圧延後のシート
L・・・シートの押出方向
W・・・シートの幅方向
H・・・圧延ロールの回転方向
1・・・シリンダー
2・・・テーパダイ
3・・・押出用ラム
R・・・カレンダーロール
R1・・圧延ロール
R2・・圧延ロール
P・・・PTFEファインパウダー及び該パウダーに混合した成形助剤よりなる充填物
S・・・押出シート
S1・・裁断後のシート
S2・・圧延後のシート
L・・・シートの押出方向
W・・・シートの幅方向
H・・・圧延ロールの回転方向
Claims (9)
- フッ素系溶剤をポリテトラフルオロエチレンファインパウダーの成形助剤に使用し、ペースト押出成形により製造したことを特徴とするフッ素樹脂成形品の製造方法。
- フッ素系溶剤をポリテトラフルオロエチレンファインパウダーの成形助剤に使用してペースト押出成形により製造した成形品をカレンダーロールで圧延して厚み25μ〜1μの未焼成、半焼成又は焼成ポリテトラフルオロエチレンフィルムに成形したことを特徴とするフッ素樹脂成形品の製造方法。
- 2軸に配向を与える成形型でペースト押出成形したことを特徴とする請求項1又は2に記載のフッ素樹脂成形品の製造方法。
- カレンダーロールの回転方向と、該回転方向と直交する方向との2軸に配向したことを特徴とする請求項2に記載のフッ素樹脂成形品の製造方法。
- フッ素系溶剤は、CnF2n+2(n:6〜12)で表されるパーフルオロアルカン2種を少なくとも含む混和物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のフッ素樹脂成形品の製造方法。
- CnF2n+2(n:6〜12)で表されるパーフルオロアルカン2種の混合比が、低分子量のCnF2n+210〜50%、高分子量のCnF2n+250〜90%であることを特徴とする請求項5に記載のフッ素樹脂成形品の製造方法。
- フッ素系溶剤は、沸点が50℃以上180℃以下の2種のフッ素系溶剤を含む混和物であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のフッ素樹脂成形品の製造方法。
- 沸点が50℃以上180℃以下の2種のフッ素系溶剤の混合比は、低沸成分10〜50%、高沸成分が50〜90%であることを特徴とする請求項7に記載のフッ素樹脂成形品の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載のフッ素樹脂成形品の製造方法により製造されてなることを特徴とするフッ素樹脂成形品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005221957A JP2007038423A (ja) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | フッ素樹脂成形品の製造方法及び該製造方法により製造されたフッ素樹脂成形品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005221957A JP2007038423A (ja) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | フッ素樹脂成形品の製造方法及び該製造方法により製造されたフッ素樹脂成形品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007038423A true JP2007038423A (ja) | 2007-02-15 |
Family
ID=37796854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005221957A Pending JP2007038423A (ja) | 2005-07-29 | 2005-07-29 | フッ素樹脂成形品の製造方法及び該製造方法により製造されたフッ素樹脂成形品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007038423A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007111178A1 (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Nippon Valqua Industries, Ltd. | 充填材入りフッ素樹脂シートの製造方法および充填材入りフッ素樹脂シート |
| WO2008102878A1 (ja) * | 2007-02-22 | 2008-08-28 | Daikin Industries, Ltd. | ポリテトラフルオロエチレン成形品の製造方法 |
| JP2008238828A (ja) * | 2008-06-11 | 2008-10-09 | Nippon Valqua Ind Ltd | 充填材入りフッ素樹脂シート |
| US9881714B2 (en) | 2014-06-19 | 2018-01-30 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Laser-markable insulation material for wire or cable assemblies |
| US10256009B2 (en) | 2014-06-19 | 2019-04-09 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Laser-markable insulation material for wire or cable assemblies |
| JP6612001B1 (ja) * | 2018-06-21 | 2019-11-27 | Blanc Bijou株式会社 | フッ素樹脂焼成体の生産方法、フッ素樹脂焼成体、フッ素樹脂ディスパージョンの生産方法、焼成体の生産方法、フッ素樹脂ディスパージョン、及び焼成体 |
| WO2020100811A1 (ja) * | 2018-11-15 | 2020-05-22 | 有限会社ヤマカツラボ | 未焼成ポリテトラフルオロエチレンフィルム及びその多孔質膜の製造方法 |
| CN112026129A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-12-04 | 江阴市江南氟塑有限公司 | 增强四氟管耐负压强度的成型工艺 |
| CN112543700A (zh) * | 2018-06-21 | 2021-03-23 | 永恒的白株式会社 | 氟树脂烧制体的生产方法、氟树脂烧制体、氟树脂分散体的生产方法、烧制体的生产方法、氟树脂分散体以及烧制体 |
-
2005
- 2005-07-29 JP JP2005221957A patent/JP2007038423A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007111178A1 (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Nippon Valqua Industries, Ltd. | 充填材入りフッ素樹脂シートの製造方法および充填材入りフッ素樹脂シート |
| US9061449B2 (en) | 2006-03-24 | 2015-06-23 | Nippon Valqua Industries, Ltd. | Process for producing a fluororesin sheet containing a filler and a fluoroesin sheet containing a filler |
| WO2008102878A1 (ja) * | 2007-02-22 | 2008-08-28 | Daikin Industries, Ltd. | ポリテトラフルオロエチレン成形品の製造方法 |
| JPWO2008102878A1 (ja) * | 2007-02-22 | 2010-05-27 | ダイキン工業株式会社 | ポリテトラフルオロエチレン成形品の製造方法 |
| JP4900472B2 (ja) * | 2007-02-22 | 2012-03-21 | ダイキン工業株式会社 | ポリテトラフルオロエチレン成形品の製造方法 |
| JP2008238828A (ja) * | 2008-06-11 | 2008-10-09 | Nippon Valqua Ind Ltd | 充填材入りフッ素樹脂シート |
| US9881714B2 (en) | 2014-06-19 | 2018-01-30 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Laser-markable insulation material for wire or cable assemblies |
| US10256009B2 (en) | 2014-06-19 | 2019-04-09 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Laser-markable insulation material for wire or cable assemblies |
| JP6612001B1 (ja) * | 2018-06-21 | 2019-11-27 | Blanc Bijou株式会社 | フッ素樹脂焼成体の生産方法、フッ素樹脂焼成体、フッ素樹脂ディスパージョンの生産方法、焼成体の生産方法、フッ素樹脂ディスパージョン、及び焼成体 |
| CN112543700A (zh) * | 2018-06-21 | 2021-03-23 | 永恒的白株式会社 | 氟树脂烧制体的生产方法、氟树脂烧制体、氟树脂分散体的生产方法、烧制体的生产方法、氟树脂分散体以及烧制体 |
| CN112543700B (zh) * | 2018-06-21 | 2023-06-06 | 永恒的白株式会社 | 氟树脂烧制体及其生产方法、氟树脂分散体及其生产方法 |
| WO2020100811A1 (ja) * | 2018-11-15 | 2020-05-22 | 有限会社ヤマカツラボ | 未焼成ポリテトラフルオロエチレンフィルム及びその多孔質膜の製造方法 |
| JP2020083917A (ja) * | 2018-11-15 | 2020-06-04 | 有限会社ヤマカツラボ | 未焼成ポリテトラフルオロエチレンフィルム及びその多孔質膜の製造方法 |
| CN113195187A (zh) * | 2018-11-15 | 2021-07-30 | 山勝实验室有限公司 | 未烧结聚四氟乙烯薄膜及其多孔膜的制备方法 |
| CN113195187B (zh) * | 2018-11-15 | 2022-11-15 | 重庆宝曼新材料有限公司 | 未烧结聚四氟乙烯薄膜及其多孔膜的制备方法 |
| CN112026129A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-12-04 | 江阴市江南氟塑有限公司 | 增强四氟管耐负压强度的成型工艺 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5110527A (en) | Polytetrafluoroethylene porous material and process for producing the same | |
| US5234751A (en) | Porous material of polytetrafluoroethylene and process for producing the same | |
| US7976751B2 (en) | Expanded porous polytetrafluoroethylene film having elastic recovery property in thickness-wise direction of the film, production process thereof, and use of the porous film | |
| TWI706977B (zh) | 用於製備多孔氟基樹脂膜的方法及多孔氟基樹脂膜 | |
| EP2837653A1 (en) | Fluororesin microporous film, method for producing same, and filter element using fluororesin microporous film | |
| EP0087149A2 (en) | Semisintered polytetrafluoroethylene article and production thereof | |
| CN113195187B (zh) | 未烧结聚四氟乙烯薄膜及其多孔膜的制备方法 | |
| JP2007038423A (ja) | フッ素樹脂成形品の製造方法及び該製造方法により製造されたフッ素樹脂成形品 | |
| JP5873389B2 (ja) | 変性ポリテトラフロオロエチレン製微細孔径膜の製造方法 | |
| WO2019083140A1 (ko) | 불소계 수지 다공성 막 및 그 제조방법 | |
| JP6053559B2 (ja) | 延伸材料 | |
| JP5154784B2 (ja) | フィルター | |
| JPH03179039A (ja) | ポリテトラフルオロエチレン複層多孔膜の製造方法 | |
| JP7316893B2 (ja) | 高強度小孔径のポリテトラフルオロエチレン多孔膜 | |
| EP2808075A1 (en) | Microporous modified polytetrafluoroethylene film, porous modified polytetrafluoroethylene resin film composite and method for producing same, and membrane separation element | |
| US11872531B2 (en) | Fluorine-based resin porous membrane and method for preparing the same | |
| EP0418155B1 (en) | Porous material of polytetrafluoroethylene and process for producing the same | |
| JPH03174452A (ja) | ポリテトラフルオロエチレン多孔質体とその製造方法 | |
| TW202200259A (zh) | 具有高強度及小孔徑之聚四氟乙烯及/或經改質之聚四氟乙烯的多孔膜 | |
| Lontz et al. | Extrusion properties of lubricated resin from coagulated dispersion | |
| KR20210061777A (ko) | 불소계 수지 다공성 막 및 이의 제조 방법 | |
| JP3260890B2 (ja) | ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造法 | |
| JP3456284B2 (ja) | 多孔質四弗化エチレン樹脂積層体とその製造方法 | |
| JPH07290551A (ja) | フッ素樹脂成形方法 | |
| KR102160652B1 (ko) | 불소계 수지 다공성 막 |