聚四氟乙烯成型制品及其制造方法技术

一种采用聚四氟乙烯成型制品的制造方法制得的无变形和无残留应力的大型块状成型制品，其特征是，把聚四氟乙烯粉末进行压缩成型，形成预成型制品后，一边把所得到的预成型制品旋转一边进行烧结。另外，通过切削上述成型制品，可以得到卷边和褶边少的膜和片。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚四氟乙烯(下面也称作“PTFE”)构成的成型制品及其制造方法。按照本专利技术，可以制造变形和残留应力少的大型块状PTFE成型制品。详细地说，本专利技术涉及变形少、高度(即长度)800mm以上的PTFE块状成型制品(通称为大型块)。本专利技术还涉及从这种块切削成的薄膜及片，而且是一种变形和残留应力少的薄膜及片。现有技术PTFE的熔融粘度，380℃时约为1011泊，极高，不能采用一般的热塑性树脂(成型时的熔融粘度为103～104泊)所用的挤压、注射等成型方法。因此，作为PTFE成型方法，下述压缩成型是最一般的方法，块状成型制品可用该法成型。(a)均匀地把原料粉末充填至模具中，夹在常温的压力机内，于100～1000kg/cm2的压力下进行压缩。(b)把所得到的较脆弱的预成型制品放入炉内，把烧结温度上升至360～380℃，在该温度下保持到使烧结完成，即，使该预成型制品成为均一整体。(c)把上述炉温原封不动的降至室温，制得块状成型制品。切削这样得到的块，制成厚度为25μ左右的薄膜。所得到的PTFE膜可用作耐热电线、车辆发动机、发电机等耐热绝缘带等。然而，当想要用该法制得特大型的块状成型制品时，有下列一些问题。(1)由于原料粉末本身的重量，烧结后，在块状成型制品中残存有内应力。(2)特别是用改性的PTFE作为原料粉末时，烧结时块状成型制品变形。当切削这种块状成型制品时，昂贵的PTFE材料损失大，并在所得到的膜上产生卷边。专利技术要点本专利技术的目的是制造变形和残留应力没有的大型块状成型制品。本专利技术提供一种聚四氟乙烯成型制品的制造方法，其特征是，把聚四氟乙烯粉末压缩成型，制成预成型制品后，将得到的预成型制品一边旋转一边进行烧结。本专利技术也提供，达到可以切削稳定的膜或片时的重量损失(全部成型制品的重量-最小外径下的重量)÷全部成型制品的重量×100为0.7％(重量)以下、高度800mm以上的聚四氟乙烯成型制品。另外，本专利技术提供从聚四氟乙烯成型制品切削成的、变形少的膜或片。附图的简单说明附图说明图1为表示本专利技术的预成型制品的侧视图。图2为表示旋转预成型制品的第1种实施方案的断面图。图3为表示旋转预成型制品的第2种实施方案的断面图。图4为表示旋转预成型制品的第3种实施方案断面图。图5为表示旋转预成型制品的第4种实施方案的侧视图。图6为表示轴形状的断面图。图7为测定变形度、正圆度和弯曲(对成型制品高度)的测定方法图。专利技术的详细说明聚四氟乙烯粉末，优选用悬浮聚合得到的粉末，但是，用其他聚合方法(例如，乳液聚合)制造的粉末也行。聚四氟乙烯粉末的平均粒径为10～1000μm也可以。聚四氟乙烯粉末是四氟乙烯均聚物或四氟乙烯和其他氟单体的共聚物。在共聚物中，四氟乙烯和氟单体的摩尔比为95∶5～99.999∶0.001。共聚物可以是四氟乙烯和全氟乙烯醚构成的共聚物(即，乙烯醚改性的聚四氟乙烯)。全氟乙烯醚可以是用下式(I)表示的化合物CF2＝CF-ORf(I)(Rf是必须具有碳原子及氟原子的、不具有氢原子，可以具有氧原子的有机基团)。在全氟乙烯醚(I)中，Rf基为碳原子数1～10个全氟烷基、碳原子数4～9个的全氟(烷氧基烷基)、用下列式(II)和式(III)表示的基团也可以式(II) (式中，m为0～4的数)；式(III) (式中，n为1～4的数)。在压缩成型时，压缩压力一般为100～1000kg/cm2。保持压缩的时间一般为1分钟～5小时。所得到的预成型制品的形状未作特别限定，可以是圆柱状。圆柱状的预成型制品，在圆柱的对称轴有一个孔用于插入旋转轴。在预成型制品中，最小的长度为10～100cm，最长的长度为50～500cm。一边所得到的预成型制品旋转，一边通过烧结，制得块状成型制品。一般情况下，在圆柱的对称轴成为水平方向地配置圆柱的状态下，以圆柱的对称轴为中心，连续进行旋转是理想的。或者，从圆柱对称轴成为竖直方向地配置圆柱的状态，向垂直于对称轴的方向上旋转圆柱，使圆柱处于倒置的状态，然后，再使圆柱成为原先的配置状态地进行旋转。在向该对称轴垂直方向进行旋转时，旋转可以是连续的，或者是断续的(例如，让圆柱在对称轴成为竖直方向的位置静置一定时间，例如1～60分钟)。旋转速度通常为1～300转/小时。在烧结时，把预成型制品在比预成型制品的熔点高10～100℃的，温度，例如高15～50℃的温度下进行加热。加热时间，通常为1～500小时。在烧结时，必须使预成型制品旋转，并且因为预成型制品即使在其熔点以下加热也开始变形，所以在预成型制品的表面温度达到比预成型制品熔点低100℃的温度之前，就开始旋转是理想的。在预成型制品冷却并完成结晶后停止旋转是理想的。在预成型制品的孔中插入一根轴。该轴可以是SUS或镀镍金属(例如，铁)。通过烧结，制得聚四氟乙烯成型制品。烧结后的聚四氟乙烯成型制品的尺寸与预成型制品几乎相同。本专利技术提供在达到可以切削稳定的膜或片时的重量损失(成型制品总重-在最小外径下的重量)÷成型制品总重×100)为0.7％(重量)以下的聚四氟乙烯成型制品。本专利技术的成型制品变形少。所谓变形，系指具有图7所示直径变化的成型制品，正圆性差的成型制品或者有弯曲的成型制品。在聚四氟乙烯成型制品中，正圆度在0.3％以下，特别是在0.2％以下；变形度在1.0％以下，特别是在0.8％以下；弯曲(对成型制品高度)在0.1％以下，特别是在0.07％以下是理想的。正圆度＝(最大外径(D)-最小外径(C))÷最小外径×100变形度＝(最大外径(B)-最小外径(A))÷最小外径×100弯曲＝(成型制品底面的中心位置和成型制品上面的中心位置之差(E))÷成型制品高×100。对于成型制品的一处在高度方向的比重偏差在0.005以下，和整个成型制品的比重偏差在0.01以下是理想的。把得到的烧结成型制品通过旋刮加工，可以得到聚四氟乙烯膜(厚度例如，5μm～10000μm)。所得到的膜均匀，变形(特别是卷边)和残留应力少。所谓切削膜或片的变形，系指将块通过切削成膜或片的成型时，在烧结时的弯曲打开，膜或片成卷边状、褶边状的弯曲变形状。所谓切削膜或片的残留应力，系指采用切削膜、片进行熔敷、熔接等二次加工时，由于膜和片内残留的应力使之不能均匀膨胀和收缩，引起不均匀的尺寸变化的应力。本专利技术提供，从聚氟乙烯成型制品切削成的，变形(特别是卷边)少的膜或片。把切削成的膜和片，在其长度方向(图1中的D方向)(片的纵向)切割600mm，在高度方向(图1中的L方向)(片的横向)切割50mm，该膜或片的长度，即使对成型制品的任何位置(即，对切割成的全部膜或片无论怎样地比较)，对长度600mm其变形为±5mm以下是理想的。把从烧结后的成型制品切削的膜或片进行加热处理，其变形也少(即，进行均匀地膨胀、收缩)。把切削成的膜或片沿纵向和横向切成200mm的正方形，于360℃加热处理2小时后，以每小时25℃的速度冷却时，膜或片的变形，即使对成型制品的任何位置(即，与切削成的膜或片无论怎样地比较)，无论在长度方向(与成型制品孔的延伸方向成垂直的方向)，还是在高度方向(成型制品的孔延伸方向)，其最大长度和最小长度的差在5mm以下是理想的。所得到的聚四氟乙烯膜或片，可用于耐热电线、车辆发动机、发电机等的耐热绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚四氟乙烯成型制品的制造方法，其特征在于，把聚四氟乙烯粉末进行压缩成型，形成预成型制品后，一边把所得到的预成型制品进行旋转一边加以烧结。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：河内正治，本地邦彦，内田达郎，白崎治，山田雅彦，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]