ＰＴＦＥペースト押出成形体及びその製造方法、ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物及びその製造方法
【課題】充填材の含有率が高いＰＴＦＥ組成物をペースト押出成形する場合であっても、ＰＴＦＥ組成物の分散が向上される、ＰＴＦＥペースト押出成形体を提供する。
【解決手段】１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥペースト押出成形体。
【解決手段】１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥペースト押出成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＴＦＥペースト押出成形体及びその製造方法、ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物及びその製造方法に関し、特に、ＰＴＦＥペースト押出成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、耐熱性、耐薬品性、電気的特性、非粘着性、非汚染性、低摩擦性等の様々な特性に優れている。このため、ＰＴＦＥ成形体は、例えば、ガスケット、パッキン等のシール剤の分野等、様々な分野で広く利用されている。
【０００３】
ただし、ＰＴＦＥは、耐摩耗性や耐クリープ性に劣る。このため、ＰＴＦＥに金属、黒鉛、ガラス等の充填材を含有させることによって、耐摩耗性や耐クリープ性を向上させることが行われている。このようなＰＴＦＥ成形体の製造方法の一つとしては、例えば、ＰＴＦＥファインパウダー、充填材及びナフサ等の液状助剤を混合したＰＴＦＥ組成物をペースト押出成形し、次いで、押出成形体を圧延してシート状のＰＴＦＥ成形体を得る方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そして、従来のＰＴＦＥペースト押出成形法においては、充填材の含有率によっては押出圧力が顕著に増加し、押出成形が困難になることがあった。すなわち、押出の際、充填材はそれ自身、塑性変形を起こさないばかりか、ＰＴＦＥの塑性変形をも妨げる。このため、実用に耐え得る強度を備え柔軟性のある連続した充填材入りＰＴＦＥ押出成形体を得るには、充填材の含有率を低く抑える必要があった。このようなＰＴＦＥペースト押出成形時における押出圧力の増加を抑制するＰＴＦＥペースト押出成形法として、特許文献２、３に開示がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２３７１７号公報
【特許文献２】特開２０１０―２８０１０６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、発明者らは、従来のＰＴＦＥペースト押出成形法において、充填材の含有率に起因して増加する押出圧力を低減する押出圧力低減剤を添加することによって、押出圧力を抑制することができるものの、充填材の含有率を高めた場合、充填材の分散が顕著に悪化することによってＰＴＦＥペースト押出成形体が不均一なものとなり成形不良が生じやすいという問題があることを見いだした。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、充填材の含有率が高いＰＴＦＥ組成物をペースト押出成形する場合であっても、ＰＴＦＥペースト押出成形体の成形不良が抑制される、ＰＴＦＥペースト押出成形体及びその製造方法、ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物（ＰＴＦＥペースト押出成形に用いられるＰＴＦＥ組成物）及びその製造方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体は、１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥペースト押出成形体であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形体剤における、前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下であることとしてもよい。
【００１０】
また、上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法は、１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥ組成物を調製する調製工程と、前記調製工程にて調製された前記ＰＴＦＥ組成物を用いてペースト押出成形する成形工程と、を含む、ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法であることを特徴とする。
【００１１】
また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法における、前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下であることとしてもよい。また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法における、前記調製工程は、前記充填材に、５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第一混合工程と、前記第一混合工程の後に、前記第一混合工程にて得られた、前記充填材と５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンとの混合物に、１００万以上の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第二混合工程と、を含む、ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法であることとしてもよい。
【００１２】
また、上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物は、１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物（ＰＴＦＥペースト押出成形に用いられるＰＴＦＥ組成物）であることを特徴とする。
【００１３】
また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物における、前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下であることとしてもよい。
【００１４】
また、上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法は、１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥ組成物を調製する調製工程を含む、ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法であることを特徴とする。
【００１５】
また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法における、前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下であることとしてもよい。また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法における、前記調製工程は、前記充填材に、５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第一混合工程と、前記第一混合工程の後に、前記第一混合工程にて得られた、充填材と５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンとの混合物に、１００万以上の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合させる第二混合工程と、を含むこととしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、充填材の含有率が高いＰＴＦＥ組成物をペースト押出成形する場合であっても、ＰＴＦＥペースト押出成形体の成形不良が抑制される、ＰＴＦＥペースト押出成形体及びその製造方法、ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物（ＰＴＦＥペースト押出成形に用いられるＰＴＦＥ組成物）及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形方法の一例に含まれる主な工程を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形方法において用いられる押出金型の一例について、その断面を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形方法において用いられる押出金型の他の例について、その断面を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。
【００１９】
本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体は、１００万以上の数平均分子量を有するＰＴＦＥ（以下、高分子ＰＴＦＥという）と、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するＰＴＦＥ（以下、低分子ＰＴＦＥという）と、を含有するＰＴＦＥペースト押出成形体である。本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法は、高分子ＰＴＦＥと、充填材と、低分子ＰＴＦＥと、を含有するＰＴＦＥ組成物を調製する調製工程と、前記調製工程にて調製されたＰＴＦＥ組成物を用いてペースト押出成形する成形工程と、を含むことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法である。
【００２０】
すなわち、本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法は、例えば、図１に示すように、高分子ＰＴＦＥと、充填材と、低分子ＰＴＦＥと、を含有するＰＴＦＥ組成物（以下、「ＰＴＦＥ組成物」という。）を調製する調製工程Ｓ１と、前記調製工程にて調製されたＰＴＦＥ組成物に液状助剤を混合する前処理をおこなったものをペースト押出成形する成形工程Ｓ３と、を含む。
【００２１】
調製工程Ｓ１においては、まず、ＰＴＦＥ組成物の原料として、少なくとも高分子ＰＴＦＥ、充填材、及び、低分子ＰＴＦＥを準備する。
【００２２】
高分子ＰＴＦＥは、ペースト押出成形に用いることのできるものであれば特に限られず、例えば、ＰＴＦＥファインパウダー（ＰＴＦＥ凝集ディスパージョンともよばれる）を好ましく用いることができる。ＰＴＦＥファインパウダーは、テトラフルオロエチレンの乳化重合により得られた平均粒径が０．１〜０．５μｍのＰＴＦＥ微粒子の水分散体（ＰＴＦＥディスパージョン、ＰＴＦＥ水生ディスパージョンともよばれる）を凝析及び乾燥して製造される、ＰＴＦＥ粉末である。当該ＰＴＦＥ粉末の平均粒径は、例えば、２００〜１０００μｍである。
【００２３】
また、上記の様に製造されたＰＴＦＥファインパウダーは、数平均分子量が１００万以上である。高分子ＰＴＦＥの数平均分子量は、示差走査熱量計（ＤＳＣ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）を用いて高分子ＰＴＦＥの結晶化熱を求め、求められた結晶化熱に基づいて数平均分子量を算出する方法によって求められる。具体的には島津製作所社製示差走査熱量計ＤＳＣ−６０Ａを用い、高分子ＰＴＦＥのサンプルを９．４００ｍｇ秤量し、室温より１０℃／ｍｉｎの速度で３８０℃まで昇温後、１０℃／ｍｉｎの速度で２００℃まで降温した。そして降温時に３１５℃付近で観測されるピーク面積と、サンプル量とに基づいて結晶化熱（ΔＨｃ：ＤＳＣ結晶化熱ｃａｌ／ｇ）を求めた。そして、下記式（Ｉ）によって示される数平均分子量Ｍｎと、結晶化熱と、の関係式を用いて数平均分子量Ｍｎを求めた。
【００２４】
Ｍｎ＝２．１×１０１０ΔＨｃ−５．１６・・・（Ｉ）
【００２５】
また、本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体に含有される高分子ＰＴＦＥの数平均分子量は、１００万〜２０００万であっても良いし、１００万〜１１００万であっても良い。
【００２６】
また、高分子ＰＴＦＥの具体的な例としては、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のテフロン（登録商標）６−Ｊ、６Ｃ−Ｊ、６４０Ｊ、７Ｊ、７０Ｊ、Ｍ１２、ダイキン工業株式会社製のポリフロン（登録商標）Ｆ−１０４、１０６、１０８、２０１、２０５、２０８、３０２、３０３、旭硝子株式会社製のフルオン（登録商標）ＣＤ１、ＣＤ１４１、ＣＤ１４５、ＣＤ１２３、ＣＤ０７６、ＣＤ０９０、ＣＤ０９７、等である。
【００２７】
なお、高分子ＰＴＦＥとしては、テトラフルオロエチレンのみを重合させたホモポリマーからなる純ＰＴＦＥを用いることとしてもよく、又は少量の他のモノマーを含む共重合体である変性ＰＴＦＥを用いることとしてもよい。すなわち、ＰＴＦＥファインパウダーを製造するための乳化重合においては、モノマーとしてテトラフルオロエチレンのみを用いて純ＰＴＦＥを得ることとしてもよく、又はテトラフルオロエチレンと少量（例えば、０．１重量％以下）の他のモノマーとを共重合させて変性ＰＴＦＥを得ることとしてもよい。テトラフルオロエチレンと共重合させる成分としては、例えば、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロプロピルビニルエーテルの一方又は両方を用いることとしてもよい。
【００２８】
充填材は、ＰＴＦＥの耐摩耗性や耐クリープ性等、所定の特性を改善するものであれば特に限られない。すなわち、充填材としては、粒子状若しくは繊維状の無機充填材又は有機充填材を用いることとしてもよい。また、本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体において、平板状若しくは角状の無機充填材又は有機充填材を用いることは好適である。
【００２９】
無機充填材としては、例えば、珪石、長石、シリカ、アルミナ、ブロンズ、雲母（マイカ）、滑石、タルク、ホワイトカーボン、グラファイト、ガラスファイバー、カーボンファイバー、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄、窒化ケイ素、窒化炭素、窒化アルミニウム、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、炭化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブテン、カオリン、クレー、マイカ、硝子ビーンズ、硝子バルーン、カーボン、コークス、グラファイト、活性炭のうち１種又は２種以上を用いることとしてもよい。有機充填材としては、例えば、ポリイミド樹脂、芳香族ポリエステル、ポリフェニレンサルファイドのうち１種又は２種以上を用いることとしてもよい。また、これら無機充填材の１種又は２種以上と、有機充填材の１種又は２種以上と、を組み合わせて用いることとしてもよい。
【００３０】
低分子ＰＴＦＥは、例えば、添加用低分子ＰＴＦＥ（潤滑粉）ともよばれるものである。低分子ＰＴＦＥは上述の高分子ＰＴＦＥとは異なり、テトラフルオロエチレンの重合度が低く、数平均分子量が１０００〜５０万と低いものである。また、本発明に用いられる低分子ＰＴＦＥの平均粒径は１〜５００μｍであるが非常に崩れやすい粒子であるため、平均粒径によって特に限定されるものではない。
【００３１】
また、低分子ＰＴＦＥの数分子量は、高分子ＰＴＦＥの数平均分子量と同様に、示差走査熱量計（ＤＳＣ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）を用いて高分子ＰＴＦＥの結晶化熱を求め、求められた結晶化熱に基づいて数平均分子量を、前記式（Ｉ）を用いて算出する方法によって求められる。
【００３２】
低分子ＰＴＦＥの具体的な例としては、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のＴＬＰ１０Ｆ−１、ＭＰ１３００、ＭＰ１５００−Ｊ、ダイキン工業株式会社製のルブロン（登録商標）Ｌ−２，Ｌ−５，Ｌ−５Ｆ、旭硝子株式会社製のフルオン（登録商標）Ｌ−１５０Ｊ、Ｌ−１５５Ｊ、Ｌ−１６９Ｊ，Ｌ−１７０Ｊ，Ｌ−１７２Ｊ、Ｌ−１７３ＪＥ、等である。
【００３３】
また、ＰＴＦＥ組成物は、充填材の含有率に起因して増加する押出圧力を低減する押出圧力低減剤を含むこととしてもよい。押出圧力は、充填材の含有量がＰＴＦＥ組成物中に４０ｗｔ％以上含まれると当該充填材の含有量に起因して顕著に増加する。例えば、押出圧力低減剤は、ＰＴＦＥ組成物中に含まれる充填材粒子と高分子ＰＴＦＥ等の他の配合物の粒子との摩擦を低減させる化合物であればよい。また、押出圧力低減剤は、その分子構造に基づき、溶液中でミセルを形成しやすく、分子鎖が並びやすい化合物であればよい。
【００３４】
具体的に押出圧力低減剤としては、炭素数３〜４０の炭化水素基を有する有機シラン化合物、有機チタネート化合物、有機アルミネート化合物、及び界面活性剤からなる群より選択される１又は２以上の化合物を用いることとしてもよい。すなわち、炭素数３〜４０の炭化水素鎖を１又は複数有するものであれば、有機シラン化合物、有機チタネート化合物、有機アルミネート化合物、界面活性剤のうち任意の１又は２以上を用いることとしてもよい。また、界面活性剤のイオン性に関しては特に限定はされず、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤を用いることとしてもよい。
【００３５】
押出圧力低減剤における炭化水素基の炭素数は、好ましくは６〜３０であり、より好ましくは１０〜３０であり、特に好ましくは１２〜２４である。炭化水素基は、例えば、炭素数が上述の範囲である脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基である。より具体的に、この炭化水素基は、例えば、アルキル基、アリール基、アラルキル基、シクロアルキル基、アルケン基、アルケニル基である。
【００３６】
炭化水素基がアルキル基の場合、当該炭化水素基は、炭素数が３〜４０である直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基である。また、これらの炭化水素基は、置換基を有してもよい。すなわち、例えば、アミノ基、エステル基、エーテル基等の官能基を介して他の基につながっていてもよい。
【００３７】
また、押出圧力低減剤として炭素数３〜４０の炭化水素基を有する有機シラン化合物、有機チタネート化合物、及び有機アルミネート化合物からなる群より選択される１又は２以上の化合物が用いられる場合、炭化水素基は、例えば、反応性の官能基を有しない炭化水素基とすることとしてもよい。すなわち、炭化水素基は、例えば、アミノ基、エポキシ基、スルフィド基及びメルカプト基を有しない炭化水素基とすることとしてもよく、好ましくはアミノ基、エポキシ基、スルフィド基、メルカプト基、ビニル基、アリル基及びメタクリル基を有しない炭化水素基とすることとしてもよい。また、炭化水素基は、例えば、反応性の官能基を有しないアルキル基、アリール基、アラルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基とすることとしてもよく、好ましくは反応性の官能基を有しないアルキル基、アリール基、アラルキル基又はシクロアルキル基とすることとしてもよい。
【００３８】
押出圧力低減剤として用いられる有機シラン化合物は、上述の炭化水素基を１つ、２つ又は３つ有することとしてもよい。有機シラン化合物は、例えば、次の一般式（Ｉ）で示される化合物とすることとしてもよい。
【００３９】
【化１】
【００４０】
ここで、一般式（Ｉ）において、Ｒ１〜Ｒ４のうち１つ、２つ又は３つは、炭素数が３〜４０、好ましくは６〜３５、より好ましくは１０〜３０、特に好ましくは１２〜２４の炭化水素基である。Ｒ１〜Ｒ４のうち２つ又は３つが炭化水素基である場合には、これらは同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００４１】
また、Ｒ１〜Ｒ４のうち、上述した炭素数が３〜４０の炭化水素基以外のものは、炭素数が１０以下であって且つ当該炭化水素基より炭素数が小さい炭化水素基又はハロゲン基である。この炭素数が小さい炭化水素基は、例えば、アルコキシ基、アルキル基、ビニル基、ハロゲン基、アミノアルキル基である。また、この炭素数が小さい炭化水素基の炭素数は、好ましくは４以下であり、より好ましくは３以下であり、特に好ましくは２以下である。
【００４２】
また、有機シラン化合物は、例えば、アルコキシ基等の加水分解基以外の炭化水素基として、炭素数が３〜４０の炭化水素基を１つ、２つ又は３つ有する、いわゆるシランカップリング剤又はこれに類似した分子構造を有する有機シラン化合物とすることとしてもよい。すなわち、この有機シラン化合物は、例えば、次の一般式（ＩＩ）で示される化合物とすることとしてもよい。
【００４３】
【化２】
【００４４】
ここで、一般式（ＩＩ）において、ｎは３〜４０、好ましくは６〜３５、より好ましくは１０〜３０、特に好ましくは１２〜２４の整数であり、ｍは１、２又は３であり、ＯＲは互いに独立に炭素数が１〜１０で且つアルキル基の炭素数より小さいアルコキシ基である。すなわち、この場合、有機シラン化合物は、例えば、アルキルトリアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン又はトリアルキルアルコキシシランといったアルキルアルコキシシランとすることとしてもよい。
【００４５】
押出圧力低減剤として用いられるカチオン性界面活性剤としては、例えば、炭素数が上述の範囲である炭化水素基を１又は複数有する第四級アンモニウム塩を用いることとしてもよい。この第四級アンモニウム塩としては、例えば、ジメチルジアルキルアンモニウムクロリド、トリメチルアルキルアンモニウムクロリド、ジメチルジアルキルアンモニウムブロミド、トリメチルアルキルアンモニウムブロミドを用いることとしてもよい。
【００４６】
押出圧力低減剤として用いられるアニオン性界面活性剤としては、例えば、炭素数が上述の範囲である炭化水素基を１又は複数有するカルボン酸塩を用いることとしてもよい。このカルボン酸塩としては、例えば、炭化水素基の炭素数が上述の範囲であるカルボン酸ナトリウムやカルボン酸テトラメチルアンモニウムを用いることとしてもよい。
【００４７】
押出圧力低減剤として用いられる非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを用いることとしてもよい。このポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、例えば、ポリオキシエチレンドデシルエーテルを用いることができる。両イオン性界面活性剤としては、例えば、ステアリルヂメチルベタインを用いることとしてもよい。
【００４８】
すなわち、押出圧力低減剤は、炭素数３〜４０の炭化水素基を有する有機シラン化合物、有機チタネート化合物、有機アルミネート化合物、及び炭素数３〜４０の炭化水素基を有する界面活性剤からなる群より選択される１又は２以上の化合物であることとしてもよい。
【００４９】
また、ＰＴＦＥ組成物は、他の成分を含有することとしてもよい。すなわち、ＰＴＦＥ組成物は、例えば、高分子ＰＴＦＥ及び充填材に基づく特性を損なわない範囲で、他の合成系樹脂を含有することができる。この樹脂としては、例えば、ポリイミド、芳香族ポリアミドを用いることとしてもよい。
【００５０】
調製工程Ｓ１においては、これらの原料から、充填材の含有率が高配合（充填材が４０重量％以上、９０重量％以下の範囲で含有）されたＰＴＦＥ組成物を調製する。ＰＴＦＥ組成物において充填材の含有率が高くなるほど当該充填材と、高分子ＰＴＦＥとの分散状態は均一で無くなる傾向がある。よって、本発明のＰＴＦＥ組成物中において充填材の含有率が高まるほど、本発明の効果は更に高まることとなる。したがって、上述の充填材の含有率の範囲における最小含有率は、例えば５０重量％以上とすることとしてもよい。また、６０重量％以上とすることとしてもよい。また、６５重量％以上とすることとしてもよい。
【００５１】
また、充填材の含有率が高くなるほど、押出成形体の引っ張り強度、柔軟性等が低下する傾向がある。このため、上述の充填材の含有率の範囲における最大含有率は、例えば８０重量％以下とすることが好ましく、より好ましくは。７５重量％以下である。
【００５２】
また、ＰＴＦＥ組成物における高分子ＰＴＦＥの含有率は、例えば、２重量％以上、３５重量％以下とすることとしてもよく、２重量％以上、３０重量％以下とすることとしてもよく、１０重量％以上、３０重量％以下とすることとしてもよく、１２重量％以上、３０重量％以下とすることとしてもよい。
【００５３】
また、ＰＴＦＥ組成物における低分子ＰＴＦＥの含有率は、例えば、０．５重量％以上、２５重量％以下とすることとしてもよく、１重量％以上、２０重量％以下とすることとしてもよく、１．５重量％以上、１５重量％以下とすることとしてもよい。
【００５４】
また、ＰＴＦＥ組成物における押出圧力低減剤の含有率は、例えば、０．２重量％以上、１０重量％以下とすることとしてもよく、０．２重量％以上、８重量％以下とすることとしてもよく、０．５重量％以上、６重量％以下とすることとしてもよい。
【００５５】
調製工程Ｓ１におけるＰＴＦＥ組成物の調製は、上述の原料を混合することにより行われる。以下、各原料を混合する順序について説明を行う。なお、各原料を混合する順序については下記の説明のものに限定されるものではない。
【００５６】
まず、充填材と、低分子ＰＴＦＥとを混合する。当該混合は、例えば、ヘンシェルミキサ等の強い機械的撹拌力をもつ混合機を用いて低分子ＰＴＦＥにせん断力を加えながら行われる。低分子ＰＴＦＥはせん断力が加わることによって、細かく分散し繊維化し、充填材の表面に吸着し、物理的分子間力により強く結ばれる。すなわち、充填材の表面には低分子ＰＴＦＥによる表面吸着層が形成されることとなる。また、低分子ＰＴＦＥはせん断力が加えられたとしても、低分子ＰＴＦＥ同士は、高分子ＰＴＦＥ特有の非常に長い鎖長の分子鎖による物理的絡み合いがなく、架橋することがなく、充填材に対して一様に吸着する。これは、低分子ＰＴＦＥの分子鎖が短いためと考えられる。また、数平均分子量が５０万を超えるＰＴＦＥは、せん断力が加わると、ＰＴＦＥ分子同士を架橋する性質を顕著に有する。仮に、本発明において５０万を超えるＰＴＦＥが、低分子ＰＴＦＥの替わりに用いられた場合、当該ＰＴＦＥ同士が架橋し硬さが増加するため、成形される成形体は機械的強度の低いものとなる。
【００５７】
次いで、低分子ＰＴＦＥと混合された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、をマイルドな力で混合する。ここで、マイルドな力での混合とは、せん断力を出来るだけかけない様に行う混合であり、例えば、Ｖブレンダ、円筒容器回転型混合機、手振り混合等で混合する。また、せん断力の強い羽根を有する各種ミキサ混合機やニーダ等の使用は好ましくない。このようにして、表面に低分子ＰＴＦＥによる表面処理層が形成された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、を混合する。ここで、低分子ＰＴＦＥと、高分子ＰＴＦＥとは、互いの化学構造単位が同じであるため、互いに引き合う性質を有している。したがって表面に低分子ＰＴＦＥが一様に表面吸着層として絡みついている充填材に高分子ＰＴＦＥが混合された場合、高分子ＰＴＦＥは、充填材の表面に絡みついている低分子ＰＴＦＥに一様に引き合うこととなり、結果として、高分子ＰＴＦＥと充填材とは一様に分散されることとなる。そして、高分子ＰＴＦＥと充填材とは一様に分散しているので、成形体における機械的強度が増すこととなる。本発明における低分子ＰＴＦＥは、高分子ＰＴＦＥに分散される充填材の分散剤としての機能を有する。そして、本発明における低分子ＰＴＦＥは、成形体の物性を低下させない。このように、本発明に用いられる低分子ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥ組成物における、高分子ＰＴＦＥと、充填材との分散状態を良化させることにより、結果として成形体の改良、成形不良の抑制に寄与するものである。
【００５８】
本実施形態における低分子ＰＴＦＥの数平均分子量は５０万以下であり、好ましくは１０００〜５０万であり、より好ましくは１０００〜３０万以下である。低分子ＰＴＦＥの数平均分子量が小さいものであれば、低分子ＰＴＦＥ同士の架橋をさらに低減し、より充填材に対して一様に分散し、結果、ＰＴＦＥ組成物における、高分子ＰＴＦＥと、充填材との分散は向上することとなる。
【００５９】
低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、の混合は、例えば、ローラーミキサを用いて行うこととしてもよい。ローラーミキサによる混合とは、円筒状の容器中に低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥとを添加し、当該円筒状の容器を横に倒して回転させ、当該充填材と、高分子ＰＴＦＥとが容器内の斜面を転がり落ちる作用を利用して混合する方法である。また、低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、の混合は、上記方法に限らず、例えば、低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、を同一容器に入れ、振とうされることとしてもよい。すなわち低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、の混合は、振とう機等を用いて行うこととしてもよい。また、この他にも低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、の混合は、Ｖブレンダ等を用いて行うこととしてもよい。高分子ＰＴＦＥは、表面に低分子ＰＴＦＥが表面処理された充填材中に、均一に分散されることとなる。
【００６０】
一方、本発明に用いられる低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と高分子ＰＴＦＥとは、せん断力の伴う（例えばニーダ等の）混合機を用いて行うことは、当該充填材と高分子ＰＴＦＥとが均一に混合されず好ましくない。なぜならば、高分子ＰＴＦＥは高いせん断力が加わると、繊維化（フィブリル化）し、高分子ＰＴＦＥ分子同士が架橋することとなる。結果としてＰＴＦＥ組成物中に高分子ＰＴＦＥが均一に混合されないこととなる。すなわち、低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥとは、高分子ＰＴＦＥが繊維化を起こさないせん断力が低い条件にて混合されることが好ましい。
【００６１】
また、調製工程Ｓ１において、例えば、押出圧力低減剤がＰＴＦＥ組成物に添加される場合、ＰＴＦＥ組成物は、まず充填材を押出圧力低減剤、及び低分子ＰＴＦＥで処理し、次いで、処理された当該充填材をＰＴＦＥと混合することとしてもよい。すなわち、まず、押出圧力低減剤を含有する処理溶液を調製する。処理溶液は、例えば、はじめに押出圧力低減剤を所定の溶媒に溶解することにより調製することとしてもよい。この溶媒は、押出圧力低減剤を溶解し、且つ処理後に蒸発させることのできるものであれば特に限られず、例えば、エタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、アセトンを用いることとしてもよい。
【００６２】
次に、処理溶液と充填材とを混合する。すなわち、例えば、乾燥した充填材に処理溶液を加えて、撹拌等の操作により、これらを均一に混合する。こうして充填材の粒子又は繊維の表面を処理溶液で十分に濡らすことにより、当該表面に押出圧力低減剤が効果的に吸着する。さらに、この充填材と処理溶液との混合物から溶媒を蒸発させ、乾燥させる。この結果、充填材の粒子又は繊維の表面は押出圧力低減剤で効果的に被覆（コーティング）される。次いで、押出圧力低減剤で被覆された充填材と、低分子ＰＴＦＥとを混合する。低分子ＰＴＦＥの混合以降の工程は、上記にて説明した方法にしたがって行うこととしてもよい。
【００６３】
次に、上記にて説明した調製工程Ｓ１によって調製されたＰＴＦＥ組成物と、液状助剤とを混合してする液状助剤混合工程Ｓ２について説明を行う。液状助剤混合工程Ｓ２にて用いられる液状助剤は、高分子ＰＴＦＥを容易に湿潤させて、当該ＰＴＦＥの塑性変形を容易にし、且つ押出成形後に容易に除去できるものであれば特に限られず、例えば、有機系液状助剤を用いることができる。すなわち、液状助剤としては、例えば、脂肪族飽和炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール類を用いることとしてもよい。
【００６４】
具体的に、有機系液状助剤としては、例えば、ソルベントナフサ、ホワイトオイル、石油エーテル等の石油系溶剤や、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶剤を用いることとしてもよい。
【００６５】
なお、有機系液状助剤に加えて、例えば、水等の水性助剤を用いることとしてもよいが、この場合、当該有機系液状助剤を主成分として用いることとする。すなわち、有機系液状助剤と水性助剤との混合助剤における当該有機系液状助剤の割合は全溶媒中８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上、より好ましくは９８重量％以上である。
【００６６】
また、ＰＴＦＥ組成物１００重量部に対する液状助剤の添加量は、例えば、２重量部以上、３０重量部以下とすることとしてもよく、２重量部以上、２５重量部以下とすることとしてもよく、２重量部以上、２０重量部以下とすることとしてもよい。
【００６７】
液状助剤混合工程Ｓ２は、換言すれば、ＰＴＦＥ組成物と液状助剤とを混合してＰＴＦＥ組成物が押出成形されやすいように前処理を行う、湿式前処理されたＰＴＦＥ組成物を調製する押出成形前処理工程である。すなわち、ＰＴＦＥ組成物に液状助剤を添加混合することによって、充填材の粒子又は充填材の表面及びＰＴＦＥパウダーの粒子表面を液状助剤で十分に濡らすことができる。さらに、このＰＴＦＥ組成物及び液状助剤の混合物を所定時間保持することによって、これらを十分になじませる（いわゆる熟成を行う）。このようにすることによって、ＰＴＦＥ、充填材、液状助剤、及び低分子ＰＴＦＥを原料として、湿式前処理されたＰＴＦＥ組成物が調製される。
【００６８】
続く成形工程Ｓ３では、上述のようにして液状助剤混合工程Ｓ２で得られた湿式前処理されたＰＴＦＥ組成物を用いて、ペースト押出成形を行う。この成形工程Ｓ３では、まず、予備成形を行う。すなわち、ＰＴＦＥ組成物を所定の形状の型を用いて、当該型に対応する形状の予備成形体を成形する。
【００６９】
次いで、この予備成形体を、所定形状の押出金型を備えたペースト押出機に充填する。そして、ペースト押出機を作動させて、高圧で押出金型からＰＴＦＥ組成物を押し出す。なお、押出は、例えば、２０〜８０℃の温度で行うことができ、常温で行うこととしてもよい。
【００７０】
こうして、押出金型の吐出口に対応する形状のＰＴＦＥ押出成形体を得ることができる。ＰＴＦＥ押出成形体の形状は、押出金型に対応した形状となり、例えば、チューブ状（円筒状）、ロッド状（棒状）、シート状とすることとしてもよい。
【００７１】
図２及び図３には、このペースト押出に用いられる押出金型の一例についての断面を示す。なお、図２及び図３に示す矢印Ｘの指す方向は、押出方向である。
【００７２】
図２に示す金型１０は、シリンダー２０と、当該シリンダー２０の押出方向の下流端に取り付けられたダイ３０と、を備えている。シリンダー２０の内部にはＰＴＦＥ組成物が通過するシリンダー流路２１が形成されている。
【００７３】
ダイ３０の内部には、押出方向の上流端から中途部分まで径を縮小させながら延びるテーパ形状の縮小流路３１と、当該中途部分から一定の径で押出方向の下流端まで延びる吐出流路３２と、が形成されている。
【００７４】
図３に示す金型４０は、シリンダー５０と、当該シリンダー５０の押出方向の下流端に取り付けられたダイ６０と、当該ダイ６０の押出方向下流側部分の内部に挿入されたマンドレル７０と、を備えている。シリンダー５０の内部にはＰＴＦＥ組成物が通過するシリンダー流路５１が形成されている。
【００７５】
ダイ６０の内部には、径を縮小させながら押出方向の上流端から中途部分まで延びるテーパ形状の縮小流路６１と、再び径を拡大させながら当該中途部分から下流端まで延びるテーパ形状の吐出流路６２と、が形成されている。
【００７６】
この吐出流路６２の内部には、そのテーパ形状に対応して、径を拡大させながらダイ６０の中途部分から下流端まで延びるテーパ形状のマンドレル７０が同心状に配置されている。すなわち、吐出流路６２は、ダイ６０とマンドレル７０とに挟まれた空間として形成されている。
【００７７】
図３に示すダイ６０においては、吐出流路６２内にマンドレル７０が挿入された二重管構造が形成されているため、当該吐出流路６２の内表面積、すなわち当該ダイ６０とＰＴＦＥ組成物との接触面積は、縮小流路６１の下流端の内表面積に比べて増大している。
【００７８】
このように、吐出流路６２の内表面積が、縮小流路６１の下流端の内表面積に比べて増大しているダイ６０においては、図２に示すように縮小流路３１の下流端と吐出流路３２とで内表面積が一定のダイ３０に比べて、押出圧力の上昇が起こりやすい。なお、図３では吐出流路６２及びマンドレル７０の径が押出方向に拡大する場合について示したが、例えば、当該径が一定の場合であっても、二重構造となることによって、内表面積は増大する。
【００７９】
さらに、図３に示すダイ６０においては、吐出流路６２の内表面積が押出方向に向けて増大している。このように、吐出流路６２の内表面積が押出方向に向けて増大しているダイ６０においては、図２に示すように吐出流路３２の内表面積が一定のダイ３０に比べて、押出圧力の上昇が起こりやすい。
【００８０】
この点、本方法で用いるＰＴＦＥ組成物は、上述のとおり、押出圧力低減剤を含有することによって、図３に示すようなダイ６０を備えた金型４０を用いる場合であっても、押出圧力の増加を効果的に低減することなる。
【００８１】
この押出圧力低減剤の使用により押出圧力低減効果が得られるメカニズムは明らかではないが、例えば、押出圧力低減剤は、その分子構造に基づき、溶液中でミセルを形成しやすく、分子鎖が並びやすい。この分子鎖の並んだ構造は互いに滑りやすいと考えられる。そして、このような構造を形成した押出圧力低減剤の分子が、充填材の粒子又は繊維の表面近傍に分散され、且つ当該粒子又は繊維の間に入り込んで、分子鎖が並んでなる分子膜を形成することにより、当該充填材の粒子又は繊維同士、及び当該充填材の粒子又は繊維と高分子ＰＴＦＥの粒子との摩擦が効果的に低減されている（すなわち、充填材と高分子ＰＴＦＥとが滑りやすくなっている）ことが考えられる。
【００８２】
また、本方法は、さらに、上述のペースト押出により得られたＰＴＦＥ押出成形体を所定の形状に加工する工程を含むこととしてもよい。すなわち、この場合、例えば、ＰＴＦＥ押出成形体を所定の圧延ロールを用いて圧延することによって、その形状を所望のシート状とすることができる。
【００８３】
また、本方法は、上述のＰＴＦＥ押出成形体を焼成する工程を含むこととしてもよい。すなわち、この場合、押出により得られたＰＴＦＥ押出成形体をそのまま又は圧延等により加工した後、所定の高温で所定時間保持することにより焼成する。こうして、ＰＴＦＥ押出成形体の焼結体を得ることができる。なお、焼成温度は、例えば、ＰＴＦＥの融点以上であって分解点未満の温度とすることができる。
【００８４】
このような本方法によれば、ＰＴＦＥと充填材との分散に優れたＰＴＦＥペースト押出成形体を成形することとなり、また、例えばＰＴＦＥ組成物に押出圧力低減剤を添加したものは、充填材の含有率が高い場合であっても押出圧力の増加を効果的に低減することとなる。
【００８５】
本成形体における充填材の含有率は、その製造に用いられたＰＴＦＥ組成物に対応して、４０〜９０重量％と高い。そして、このように充填材の含有率が高いにもかかわらず、高分子ＰＴＦＥと充填材とが一様に分散されて製造されるため、また、例えば、押出圧力低減剤をＰＴＦＥ組成物に添加することによってペースト押出時の圧力を効果的に低減して製造されるため、本成形体は、機械的強度に優れ、大きな空孔のない緻密な構造を有するＰＴＦＥ成形体となる。すなわち、本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体は、ＰＴＦＥと４０重量％以上、９０重量％以下の充填材とを含有し、気孔率が３〜３０体積％であり、縦横平均強度が１．５〜１５ＭＰａである。
【００８６】
特に、従来は図３に示すような金型４０を用いた場合には、高分子ＰＴＦＥと充填材とが一様に分散されていないため、また、押出圧力の顕著な増加により良好なペースト押出成形が困難であったが、本方法によれば、実用に耐え得る機械的強度を備え、且つＰＴＦＥと充填材との分散性が優れていることによってＰＴＦＥ成形体に特有の均一な構造を有する、充填材の含有率の高い本成形体を効率よく且つ確実に製造することができる。
【００８７】
次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００８８】
［ＰＴＦＥ組成物の調製］
実施例１のＰＴＦＥ組成物は以下の原料を配合することによって調製された。高分子ＰＴＦＥとしては、ＰＴＦＥファインパウダー（フルオン（登録商標）ＣＤ１４５、旭硝子株式会社製）、２６．０ｗｔ％を用いた。充填材としては、無機系充填材である珪石粉末（鳥屋根珪石Ｎｏ．２０、マルエス株式会社製）、６８．９ｗｔ％を用いた。押出圧力低減剤としては、オクタデシルトリメトキシシラン、１．６０ｗｔ％を用いた。低分子ＰＴＦＥとしては、ＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥ（旭硝子株式会社製）、３．５０ｗｔ％を用いた。ここで、高分子ＰＴＦＥであるフルオン（登録商標）ＣＤ１４５は、数平均分子量２００万〜３２０万を有するＰＴＦＥであり、低分子ＰＴＦＥであるＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥは、数平均分子量５３，０００を有するＰＴＦＥである。
【００８９】
有機系液状助剤としては、イソパラフィン系溶剤（アイソパーＭ、エクソンモービル社製）を用いた。また、有機系液状助剤の添加量は、ＰＴＦＥ組成物１００重量部に対し、１４．４重量部である。
【００９０】
まず、オクタデシルトリメトキシシラン１重量部に対して６重量部のエタノールに溶解、分散させ処理溶液を調製した。調製した処理溶液を、珪石：オクタデシルトリメトキシシラン重量比＝６８．９：１．６０となるように珪石と混合し、これらの混合物を調製した。この混合に際しては、撹拌しながら処理溶液を充填材粉末に少しずつ添加した。混合物を十分に撹拌し、珪石が処理溶液で全体が湿っているのが確認できたら、７０℃で４８時間、あるいは８０℃で一昼夜、乾燥させることによって、エタノールを蒸発させた。
【００９１】
次に珪石とオクタデシルトリメトキシシランとの混合物を粉砕し、粉砕された混合物にＰＴＦＥ Ｌ１７３Ｊを徐々に添加した。ここで、混合物の粉砕、及びＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥの添加は、ヘンシェルミキサにて連続して行った。そして、ＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥの添加後、２８００ｒｐｍ、１０分の撹拌条件でヘンシェルミキサを用いて、混合物とＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥとを撹拌混合した。また、当該撹拌混合工程の途中で、ミキサ内の隔壁等に付着した混合物等をヘラ等で落とす作業を適宜行うこととしてもよい。また、上記撹拌条件は一例を示すものであって、当該条件に限定されるものではない。
【００９２】
次いで、オクタデシルトリメトキシシラン、及びＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥで処理された珪石を、ＰＴＦＥファインパウダーと混合した。混合は、円筒横回転式の混合機（ローラミキサ）で低温混合した。また、この低温混合の前、あるいは途中にて、アイソパーＭを混合機の中に添加した。当該低温混合は１５℃、１５分の低温混合条件にて行った。なお。当該低温混合の条件は一例を示すものであって、この条件に限定されるものではない。そして、低温混合されたＰＴＦＥ組成物は、一晩以上放置（いわゆる熟成を）した。
【００９３】
［ペースト押出成形］
上述のようにして得られたＰＴＦＥ組成物のペースト押出成形を行った。すなわち、所定の型を用いてＰＴＦＥ組成物を０．８ＭＰａの圧力で圧縮することにより、外径３０ｍｍの棒状の予備成形体を成形した。
【００９４】
次いで、この予備成形体をペースト押出機に充填し、常温でペースト押出成形を行った。そして、この押出時の圧力を圧力測定装置（テンシロン測定装置、アズワン株式会社製）にて測定した。測定した結果、押出圧力は７ＭＰａであった。押し出せた量はペースト押出機に充填したＰＴＦＥ組成物の９６．０％で、金型のデットスペースに入った量を除けばほとんどの量を押し出したこととなる。
【００９５】
なお、ペースト押出成形には、図３に示す金型４０に対応する金型を用いた。
【００９６】
金型としては、シリンダー流路５１の内径Ｄｓが３０ｍｍのシリンダー５０と、テーパ角度θｄが９０°の縮小流路６１、上流端の内径Ｄｄ１及び下流端の内径Ｄｄ２がそれぞれ２ｍｍ及び３７ｍｍの吐出流路６２を有するダイ６０と、テーパ角度θｍが５０°のマンドレル７０と、を備えたものを用いた。
【００９７】
この吐出流路６２において、ダイ６０の内表面とマンドレル７０の内表面との間隔（クリアランス）は１．０ｍｍであった。また、押出速度は５ｍｍ／分とした。
【００９８】
実施例１によって得られたＰＴＦＥペースト押出成形体は、ポリテトラフルオロエチレンと６９．８ｗｔ％の充填材とを含有し、気孔率が１３％であり、縦横平均強度が７．４ＭＰａであった。
【００９９】
[比較例１]
実施例１のＰＴＦＥ組成物に含まれる低分子ＰＴＦＥを高分子ＰＴＦＥに代替した以外は実施例１と同様とする、比較利１のＰＴＦＥ組成物を調製し、実施例１と同様の条件にてペースト押出成形を行い、押出時の圧力を測定したところ、２８ＭＰａであった。押し出せた量はペースト押出機に充填したＰＴＦＥ組成物の５２．０％で、金型のデットスペースに入った量を除いたとしても、押し出しした量は少なかった。
【０１００】
比較例１によって得られたＰＴＦＥペースト押出成形体は、ポリテトラフルオロエチレンと６８．９ｗｔ％の充填材とを含有するものであるが、ポリテトラフルオロエチレンと充填材との分散状態が悪く均一な成形体が得られなかったため、気孔率、縦横平均強度は測定できなかった。
【実施例２】
【０１０１】
［ＰＴＦＥ組成物の調製］
実施例２のＰＴＦＥ組成物は以下の原料を配合することによって調製された。高分子ＰＴＦＥとしては、ＰＴＦＥファインパウダー（フルオン（登録商標）ＣＤ１４５、旭硝子株式会社製）、２６．０ｗｔ％を用いた。充填材としては、無機系充填材である珪石粉末（鳥屋根珪石Ｎｏ．２０、マルエス株式会社製）、６８．４ｗｔ％を用いた。押出圧力低減剤としては、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド、２．１ｗｔ％を用いた。低分子ＰＴＦＥとしては、ＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥ（旭硝子株式会社製）、３．５ｗｔ％を用いた。ここで、Ｌ１７３ＪＥは、数平均分子量５３，０００を有するＰＴＦＥである。
【０１０２】
有機系液状助剤としては、イソパラフィン系溶剤（アイソパーＭ、エクソンモービル社製）、１４．４ｗｔ％を用いた。また、有機系液状助剤の添加量は、ＰＴＦＥ組成物１００重量部に対し、１４．４重量部である。
【０１０３】
まず、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド１重量部に対して６重量部のエタノールに溶解、分散させ処理溶液を調製した。調製した処理溶液を、珪石：ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド重量比＝６８．４：２．１となるように珪石と混合し、これらの混合物を調製した。の混合に際しては、撹拌しながら処理溶液を充填材粉末に少しずつ添加した。混合物を十分に撹拌し、珪石が処理溶液で全体が湿っているのが確認できたら、７０℃で４８時間、あるいは８０℃で一昼夜、乾燥させることによって、エタノールを蒸発させた。
【０１０４】
以下、実施例１と同様の調製方法を用いてＰＴＦＥ組成物を調製した。
【０１０５】
［ペースト押出成形］
実施例２にかかるＰＴＦＥ組成物を、実施例１と同様の条件にてペースト押出成形を行い、押出時の圧力を測定したところ、３５ＭＰａであった。押し出せた量はペースト押出機に充填したＰＴＦＥ組成物の８０．０％で、金型のデットスペースに入った量を除くと多くの量を押し出したこととなる。
【０１０６】
実施例２によって得られたＰＴＦＥペースト押出成形体は、ポリテトラフルオロエチレンと６８．４ｗｔ％の充填材とを含有し、気孔率が２５体積％であり、縦横平均強度が５．０ＭＰａであった。
【０１０７】
[比較例２]
実施例２のＰＴＦＥ組成物に含まれる低分子ＰＴＦＥを高分子ＰＴＦＥに代替した以外は実施例２と同様とする、比較利２のＰＴＦＥ組成物を調製し、実施例２と同様の条件にてペースト押出成形を試みたところ、充填材の分散の悪化に起因して押出圧力が高く、押し出しができなかった。したがって、押出時の圧力は測定不能であった。同様に、比較例２によって得られるはずのＰＴＦＥペースト押出成形体の気孔率、縦横平均強度は測定できなかった。
【０１０８】
以上、実施例１，２、比較例１，２にて説明したように、充填材の含有率が高く、押出圧力の増加を効果的に低減できる押出圧力低減剤を含有するＰＴＦＥ組成物をペースト押出成形する場合であっても、当該ＰＴＦＥ組成物に低分子ＰＴＦＥが添加されることによってＰＴＦＥ組成物の分散が向上できるペースト押出成形方法及びペースト押出成形体を提供することができる。
【０１０９】
また、実施例１、２にて示された低分子ＰＴＦＥは例えば、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のＭＰ１３００、ＭＰ１５００−Ｊ、ダイキン工業株式会社製のルブロン（登録商標）Ｌ−２，Ｌ−５，Ｌ−５Ｆ、旭硝子株式会社製のフルオン（登録商標）Ｌ−１５０Ｊ、Ｌ−１５５Ｊ、Ｌ−１６９Ｊ，Ｌ−１７０Ｊ，Ｌ−１７２Ｊ、等に代替することとしてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１０，４０ 金型、２０，５０ シリンダー、２１，５１ シリンダー流路、３０，６０ ダイ、３１，６１ 縮小流路、３２，６２ 吐出流路、７０ マンドレル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＴＦＥペースト押出成形体及びその製造方法、ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物及びその製造方法に関し、特に、ＰＴＦＥペースト押出成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は、耐熱性、耐薬品性、電気的特性、非粘着性、非汚染性、低摩擦性等の様々な特性に優れている。このため、ＰＴＦＥ成形体は、例えば、ガスケット、パッキン等のシール剤の分野等、様々な分野で広く利用されている。
【０００３】
ただし、ＰＴＦＥは、耐摩耗性や耐クリープ性に劣る。このため、ＰＴＦＥに金属、黒鉛、ガラス等の充填材を含有させることによって、耐摩耗性や耐クリープ性を向上させることが行われている。このようなＰＴＦＥ成形体の製造方法の一つとしては、例えば、ＰＴＦＥファインパウダー、充填材及びナフサ等の液状助剤を混合したＰＴＦＥ組成物をペースト押出成形し、次いで、押出成形体を圧延してシート状のＰＴＦＥ成形体を得る方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
そして、従来のＰＴＦＥペースト押出成形法においては、充填材の含有率によっては押出圧力が顕著に増加し、押出成形が困難になることがあった。すなわち、押出の際、充填材はそれ自身、塑性変形を起こさないばかりか、ＰＴＦＥの塑性変形をも妨げる。このため、実用に耐え得る強度を備え柔軟性のある連続した充填材入りＰＴＦＥ押出成形体を得るには、充填材の含有率を低く抑える必要があった。このようなＰＴＦＥペースト押出成形時における押出圧力の増加を抑制するＰＴＦＥペースト押出成形法として、特許文献２、３に開示がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２３７１７号公報
【特許文献２】特開２０１０―２８０１０６号公報
【特許文献３】特開２０１１−１１５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、発明者らは、従来のＰＴＦＥペースト押出成形法において、充填材の含有率に起因して増加する押出圧力を低減する押出圧力低減剤を添加することによって、押出圧力を抑制することができるものの、充填材の含有率を高めた場合、充填材の分散が顕著に悪化することによってＰＴＦＥペースト押出成形体が不均一なものとなり成形不良が生じやすいという問題があることを見いだした。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、充填材の含有率が高いＰＴＦＥ組成物をペースト押出成形する場合であっても、ＰＴＦＥペースト押出成形体の成形不良が抑制される、ＰＴＦＥペースト押出成形体及びその製造方法、ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物（ＰＴＦＥペースト押出成形に用いられるＰＴＦＥ組成物）及びその製造方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体は、１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥペースト押出成形体であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形体剤における、前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下であることとしてもよい。
【００１０】
また、上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法は、１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥ組成物を調製する調製工程と、前記調製工程にて調製された前記ＰＴＦＥ組成物を用いてペースト押出成形する成形工程と、を含む、ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法であることを特徴とする。
【００１１】
また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法における、前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下であることとしてもよい。また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法における、前記調製工程は、前記充填材に、５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第一混合工程と、前記第一混合工程の後に、前記第一混合工程にて得られた、前記充填材と５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンとの混合物に、１００万以上の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第二混合工程と、を含む、ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法であることとしてもよい。
【００１２】
また、上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物は、１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物（ＰＴＦＥペースト押出成形に用いられるＰＴＦＥ組成物）であることを特徴とする。
【００１３】
また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物における、前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下であることとしてもよい。
【００１４】
また、上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法は、１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥ組成物を調製する調製工程を含む、ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法であることを特徴とする。
【００１５】
また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法における、前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下であることとしてもよい。また、前記ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法における、前記調製工程は、前記充填材に、５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第一混合工程と、前記第一混合工程の後に、前記第一混合工程にて得られた、充填材と５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンとの混合物に、１００万以上の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合させる第二混合工程と、を含むこととしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、充填材の含有率が高いＰＴＦＥ組成物をペースト押出成形する場合であっても、ＰＴＦＥペースト押出成形体の成形不良が抑制される、ＰＴＦＥペースト押出成形体及びその製造方法、ＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物（ＰＴＦＥペースト押出成形に用いられるＰＴＦＥ組成物）及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形方法の一例に含まれる主な工程を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形方法において用いられる押出金型の一例について、その断面を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形方法において用いられる押出金型の他の例について、その断面を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。
【００１９】
本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体は、１００万以上の数平均分子量を有するＰＴＦＥ（以下、高分子ＰＴＦＥという）と、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するＰＴＦＥ（以下、低分子ＰＴＦＥという）と、を含有するＰＴＦＥペースト押出成形体である。本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法は、高分子ＰＴＦＥと、充填材と、低分子ＰＴＦＥと、を含有するＰＴＦＥ組成物を調製する調製工程と、前記調製工程にて調製されたＰＴＦＥ組成物を用いてペースト押出成形する成形工程と、を含むことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法である。
【００２０】
すなわち、本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法は、例えば、図１に示すように、高分子ＰＴＦＥと、充填材と、低分子ＰＴＦＥと、を含有するＰＴＦＥ組成物（以下、「ＰＴＦＥ組成物」という。）を調製する調製工程Ｓ１と、前記調製工程にて調製されたＰＴＦＥ組成物に液状助剤を混合する前処理をおこなったものをペースト押出成形する成形工程Ｓ３と、を含む。
【００２１】
調製工程Ｓ１においては、まず、ＰＴＦＥ組成物の原料として、少なくとも高分子ＰＴＦＥ、充填材、及び、低分子ＰＴＦＥを準備する。
【００２２】
高分子ＰＴＦＥは、ペースト押出成形に用いることのできるものであれば特に限られず、例えば、ＰＴＦＥファインパウダー（ＰＴＦＥ凝集ディスパージョンともよばれる）を好ましく用いることができる。ＰＴＦＥファインパウダーは、テトラフルオロエチレンの乳化重合により得られた平均粒径が０．１〜０．５μｍのＰＴＦＥ微粒子の水分散体（ＰＴＦＥディスパージョン、ＰＴＦＥ水生ディスパージョンともよばれる）を凝析及び乾燥して製造される、ＰＴＦＥ粉末である。当該ＰＴＦＥ粉末の平均粒径は、例えば、２００〜１０００μｍである。
【００２３】
また、上記の様に製造されたＰＴＦＥファインパウダーは、数平均分子量が１００万以上である。高分子ＰＴＦＥの数平均分子量は、示差走査熱量計（ＤＳＣ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）を用いて高分子ＰＴＦＥの結晶化熱を求め、求められた結晶化熱に基づいて数平均分子量を算出する方法によって求められる。具体的には島津製作所社製示差走査熱量計ＤＳＣ−６０Ａを用い、高分子ＰＴＦＥのサンプルを９．４００ｍｇ秤量し、室温より１０℃／ｍｉｎの速度で３８０℃まで昇温後、１０℃／ｍｉｎの速度で２００℃まで降温した。そして降温時に３１５℃付近で観測されるピーク面積と、サンプル量とに基づいて結晶化熱（ΔＨｃ：ＤＳＣ結晶化熱ｃａｌ／ｇ）を求めた。そして、下記式（Ｉ）によって示される数平均分子量Ｍｎと、結晶化熱と、の関係式を用いて数平均分子量Ｍｎを求めた。
【００２４】
Ｍｎ＝２．１×１０１０ΔＨｃ−５．１６・・・（Ｉ）
【００２５】
また、本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体に含有される高分子ＰＴＦＥの数平均分子量は、１００万〜２０００万であっても良いし、１００万〜１１００万であっても良い。
【００２６】
また、高分子ＰＴＦＥの具体的な例としては、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のテフロン（登録商標）６−Ｊ、６Ｃ−Ｊ、６４０Ｊ、７Ｊ、７０Ｊ、Ｍ１２、ダイキン工業株式会社製のポリフロン（登録商標）Ｆ−１０４、１０６、１０８、２０１、２０５、２０８、３０２、３０３、旭硝子株式会社製のフルオン（登録商標）ＣＤ１、ＣＤ１４１、ＣＤ１４５、ＣＤ１２３、ＣＤ０７６、ＣＤ０９０、ＣＤ０９７、等である。
【００２７】
なお、高分子ＰＴＦＥとしては、テトラフルオロエチレンのみを重合させたホモポリマーからなる純ＰＴＦＥを用いることとしてもよく、又は少量の他のモノマーを含む共重合体である変性ＰＴＦＥを用いることとしてもよい。すなわち、ＰＴＦＥファインパウダーを製造するための乳化重合においては、モノマーとしてテトラフルオロエチレンのみを用いて純ＰＴＦＥを得ることとしてもよく、又はテトラフルオロエチレンと少量（例えば、０．１重量％以下）の他のモノマーとを共重合させて変性ＰＴＦＥを得ることとしてもよい。テトラフルオロエチレンと共重合させる成分としては、例えば、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロプロピルビニルエーテルの一方又は両方を用いることとしてもよい。
【００２８】
充填材は、ＰＴＦＥの耐摩耗性や耐クリープ性等、所定の特性を改善するものであれば特に限られない。すなわち、充填材としては、粒子状若しくは繊維状の無機充填材又は有機充填材を用いることとしてもよい。また、本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体において、平板状若しくは角状の無機充填材又は有機充填材を用いることは好適である。
【００２９】
無機充填材としては、例えば、珪石、長石、シリカ、アルミナ、ブロンズ、雲母（マイカ）、滑石、タルク、ホワイトカーボン、グラファイト、ガラスファイバー、カーボンファイバー、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄、窒化ケイ素、窒化炭素、窒化アルミニウム、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、炭化ジルコニウム、炭化ケイ素、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、二硫化モリブテン、カオリン、クレー、マイカ、硝子ビーンズ、硝子バルーン、カーボン、コークス、グラファイト、活性炭のうち１種又は２種以上を用いることとしてもよい。有機充填材としては、例えば、ポリイミド樹脂、芳香族ポリエステル、ポリフェニレンサルファイドのうち１種又は２種以上を用いることとしてもよい。また、これら無機充填材の１種又は２種以上と、有機充填材の１種又は２種以上と、を組み合わせて用いることとしてもよい。
【００３０】
低分子ＰＴＦＥは、例えば、添加用低分子ＰＴＦＥ（潤滑粉）ともよばれるものである。低分子ＰＴＦＥは上述の高分子ＰＴＦＥとは異なり、テトラフルオロエチレンの重合度が低く、数平均分子量が１０００〜５０万と低いものである。また、本発明に用いられる低分子ＰＴＦＥの平均粒径は１〜５００μｍであるが非常に崩れやすい粒子であるため、平均粒径によって特に限定されるものではない。
【００３１】
また、低分子ＰＴＦＥの数分子量は、高分子ＰＴＦＥの数平均分子量と同様に、示差走査熱量計（ＤＳＣ：ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ）を用いて高分子ＰＴＦＥの結晶化熱を求め、求められた結晶化熱に基づいて数平均分子量を、前記式（Ｉ）を用いて算出する方法によって求められる。
【００３２】
低分子ＰＴＦＥの具体的な例としては、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のＴＬＰ１０Ｆ−１、ＭＰ１３００、ＭＰ１５００−Ｊ、ダイキン工業株式会社製のルブロン（登録商標）Ｌ−２，Ｌ−５，Ｌ−５Ｆ、旭硝子株式会社製のフルオン（登録商標）Ｌ−１５０Ｊ、Ｌ−１５５Ｊ、Ｌ−１６９Ｊ，Ｌ−１７０Ｊ，Ｌ−１７２Ｊ、Ｌ−１７３ＪＥ、等である。
【００３３】
また、ＰＴＦＥ組成物は、充填材の含有率に起因して増加する押出圧力を低減する押出圧力低減剤を含むこととしてもよい。押出圧力は、充填材の含有量がＰＴＦＥ組成物中に４０ｗｔ％以上含まれると当該充填材の含有量に起因して顕著に増加する。例えば、押出圧力低減剤は、ＰＴＦＥ組成物中に含まれる充填材粒子と高分子ＰＴＦＥ等の他の配合物の粒子との摩擦を低減させる化合物であればよい。また、押出圧力低減剤は、その分子構造に基づき、溶液中でミセルを形成しやすく、分子鎖が並びやすい化合物であればよい。
【００３４】
具体的に押出圧力低減剤としては、炭素数３〜４０の炭化水素基を有する有機シラン化合物、有機チタネート化合物、有機アルミネート化合物、及び界面活性剤からなる群より選択される１又は２以上の化合物を用いることとしてもよい。すなわち、炭素数３〜４０の炭化水素鎖を１又は複数有するものであれば、有機シラン化合物、有機チタネート化合物、有機アルミネート化合物、界面活性剤のうち任意の１又は２以上を用いることとしてもよい。また、界面活性剤のイオン性に関しては特に限定はされず、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤を用いることとしてもよい。
【００３５】
押出圧力低減剤における炭化水素基の炭素数は、好ましくは６〜３０であり、より好ましくは１０〜３０であり、特に好ましくは１２〜２４である。炭化水素基は、例えば、炭素数が上述の範囲である脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基である。より具体的に、この炭化水素基は、例えば、アルキル基、アリール基、アラルキル基、シクロアルキル基、アルケン基、アルケニル基である。
【００３６】
炭化水素基がアルキル基の場合、当該炭化水素基は、炭素数が３〜４０である直鎖アルキル基又は分岐鎖アルキル基である。また、これらの炭化水素基は、置換基を有してもよい。すなわち、例えば、アミノ基、エステル基、エーテル基等の官能基を介して他の基につながっていてもよい。
【００３７】
また、押出圧力低減剤として炭素数３〜４０の炭化水素基を有する有機シラン化合物、有機チタネート化合物、及び有機アルミネート化合物からなる群より選択される１又は２以上の化合物が用いられる場合、炭化水素基は、例えば、反応性の官能基を有しない炭化水素基とすることとしてもよい。すなわち、炭化水素基は、例えば、アミノ基、エポキシ基、スルフィド基及びメルカプト基を有しない炭化水素基とすることとしてもよく、好ましくはアミノ基、エポキシ基、スルフィド基、メルカプト基、ビニル基、アリル基及びメタクリル基を有しない炭化水素基とすることとしてもよい。また、炭化水素基は、例えば、反応性の官能基を有しないアルキル基、アリール基、アラルキル基、シクロアルキル基又はアルケニル基とすることとしてもよく、好ましくは反応性の官能基を有しないアルキル基、アリール基、アラルキル基又はシクロアルキル基とすることとしてもよい。
【００３８】
押出圧力低減剤として用いられる有機シラン化合物は、上述の炭化水素基を１つ、２つ又は３つ有することとしてもよい。有機シラン化合物は、例えば、次の一般式（Ｉ）で示される化合物とすることとしてもよい。
【００３９】
【化１】
【００４０】
ここで、一般式（Ｉ）において、Ｒ１〜Ｒ４のうち１つ、２つ又は３つは、炭素数が３〜４０、好ましくは６〜３５、より好ましくは１０〜３０、特に好ましくは１２〜２４の炭化水素基である。Ｒ１〜Ｒ４のうち２つ又は３つが炭化水素基である場合には、これらは同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００４１】
また、Ｒ１〜Ｒ４のうち、上述した炭素数が３〜４０の炭化水素基以外のものは、炭素数が１０以下であって且つ当該炭化水素基より炭素数が小さい炭化水素基又はハロゲン基である。この炭素数が小さい炭化水素基は、例えば、アルコキシ基、アルキル基、ビニル基、ハロゲン基、アミノアルキル基である。また、この炭素数が小さい炭化水素基の炭素数は、好ましくは４以下であり、より好ましくは３以下であり、特に好ましくは２以下である。
【００４２】
また、有機シラン化合物は、例えば、アルコキシ基等の加水分解基以外の炭化水素基として、炭素数が３〜４０の炭化水素基を１つ、２つ又は３つ有する、いわゆるシランカップリング剤又はこれに類似した分子構造を有する有機シラン化合物とすることとしてもよい。すなわち、この有機シラン化合物は、例えば、次の一般式（ＩＩ）で示される化合物とすることとしてもよい。
【００４３】
【化２】
【００４４】
ここで、一般式（ＩＩ）において、ｎは３〜４０、好ましくは６〜３５、より好ましくは１０〜３０、特に好ましくは１２〜２４の整数であり、ｍは１、２又は３であり、ＯＲは互いに独立に炭素数が１〜１０で且つアルキル基の炭素数より小さいアルコキシ基である。すなわち、この場合、有機シラン化合物は、例えば、アルキルトリアルコキシシラン、ジアルキルジアルコキシシラン又はトリアルキルアルコキシシランといったアルキルアルコキシシランとすることとしてもよい。
【００４５】
押出圧力低減剤として用いられるカチオン性界面活性剤としては、例えば、炭素数が上述の範囲である炭化水素基を１又は複数有する第四級アンモニウム塩を用いることとしてもよい。この第四級アンモニウム塩としては、例えば、ジメチルジアルキルアンモニウムクロリド、トリメチルアルキルアンモニウムクロリド、ジメチルジアルキルアンモニウムブロミド、トリメチルアルキルアンモニウムブロミドを用いることとしてもよい。
【００４６】
押出圧力低減剤として用いられるアニオン性界面活性剤としては、例えば、炭素数が上述の範囲である炭化水素基を１又は複数有するカルボン酸塩を用いることとしてもよい。このカルボン酸塩としては、例えば、炭化水素基の炭素数が上述の範囲であるカルボン酸ナトリウムやカルボン酸テトラメチルアンモニウムを用いることとしてもよい。
【００４７】
押出圧力低減剤として用いられる非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを用いることとしてもよい。このポリオキシエチレンアルキルエーテルとしては、例えば、ポリオキシエチレンドデシルエーテルを用いることができる。両イオン性界面活性剤としては、例えば、ステアリルヂメチルベタインを用いることとしてもよい。
【００４８】
すなわち、押出圧力低減剤は、炭素数３〜４０の炭化水素基を有する有機シラン化合物、有機チタネート化合物、有機アルミネート化合物、及び炭素数３〜４０の炭化水素基を有する界面活性剤からなる群より選択される１又は２以上の化合物であることとしてもよい。
【００４９】
また、ＰＴＦＥ組成物は、他の成分を含有することとしてもよい。すなわち、ＰＴＦＥ組成物は、例えば、高分子ＰＴＦＥ及び充填材に基づく特性を損なわない範囲で、他の合成系樹脂を含有することができる。この樹脂としては、例えば、ポリイミド、芳香族ポリアミドを用いることとしてもよい。
【００５０】
調製工程Ｓ１においては、これらの原料から、充填材の含有率が高配合（充填材が４０重量％以上、９０重量％以下の範囲で含有）されたＰＴＦＥ組成物を調製する。ＰＴＦＥ組成物において充填材の含有率が高くなるほど当該充填材と、高分子ＰＴＦＥとの分散状態は均一で無くなる傾向がある。よって、本発明のＰＴＦＥ組成物中において充填材の含有率が高まるほど、本発明の効果は更に高まることとなる。したがって、上述の充填材の含有率の範囲における最小含有率は、例えば５０重量％以上とすることとしてもよい。また、６０重量％以上とすることとしてもよい。また、６５重量％以上とすることとしてもよい。
【００５１】
また、充填材の含有率が高くなるほど、押出成形体の引っ張り強度、柔軟性等が低下する傾向がある。このため、上述の充填材の含有率の範囲における最大含有率は、例えば８０重量％以下とすることが好ましく、より好ましくは。７５重量％以下である。
【００５２】
また、ＰＴＦＥ組成物における高分子ＰＴＦＥの含有率は、例えば、２重量％以上、３５重量％以下とすることとしてもよく、２重量％以上、３０重量％以下とすることとしてもよく、１０重量％以上、３０重量％以下とすることとしてもよく、１２重量％以上、３０重量％以下とすることとしてもよい。
【００５３】
また、ＰＴＦＥ組成物における低分子ＰＴＦＥの含有率は、例えば、０．５重量％以上、２５重量％以下とすることとしてもよく、１重量％以上、２０重量％以下とすることとしてもよく、１．５重量％以上、１５重量％以下とすることとしてもよい。
【００５４】
また、ＰＴＦＥ組成物における押出圧力低減剤の含有率は、例えば、０．２重量％以上、１０重量％以下とすることとしてもよく、０．２重量％以上、８重量％以下とすることとしてもよく、０．５重量％以上、６重量％以下とすることとしてもよい。
【００５５】
調製工程Ｓ１におけるＰＴＦＥ組成物の調製は、上述の原料を混合することにより行われる。以下、各原料を混合する順序について説明を行う。なお、各原料を混合する順序については下記の説明のものに限定されるものではない。
【００５６】
まず、充填材と、低分子ＰＴＦＥとを混合する。当該混合は、例えば、ヘンシェルミキサ等の強い機械的撹拌力をもつ混合機を用いて低分子ＰＴＦＥにせん断力を加えながら行われる。低分子ＰＴＦＥはせん断力が加わることによって、細かく分散し繊維化し、充填材の表面に吸着し、物理的分子間力により強く結ばれる。すなわち、充填材の表面には低分子ＰＴＦＥによる表面吸着層が形成されることとなる。また、低分子ＰＴＦＥはせん断力が加えられたとしても、低分子ＰＴＦＥ同士は、高分子ＰＴＦＥ特有の非常に長い鎖長の分子鎖による物理的絡み合いがなく、架橋することがなく、充填材に対して一様に吸着する。これは、低分子ＰＴＦＥの分子鎖が短いためと考えられる。また、数平均分子量が５０万を超えるＰＴＦＥは、せん断力が加わると、ＰＴＦＥ分子同士を架橋する性質を顕著に有する。仮に、本発明において５０万を超えるＰＴＦＥが、低分子ＰＴＦＥの替わりに用いられた場合、当該ＰＴＦＥ同士が架橋し硬さが増加するため、成形される成形体は機械的強度の低いものとなる。
【００５７】
次いで、低分子ＰＴＦＥと混合された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、をマイルドな力で混合する。ここで、マイルドな力での混合とは、せん断力を出来るだけかけない様に行う混合であり、例えば、Ｖブレンダ、円筒容器回転型混合機、手振り混合等で混合する。また、せん断力の強い羽根を有する各種ミキサ混合機やニーダ等の使用は好ましくない。このようにして、表面に低分子ＰＴＦＥによる表面処理層が形成された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、を混合する。ここで、低分子ＰＴＦＥと、高分子ＰＴＦＥとは、互いの化学構造単位が同じであるため、互いに引き合う性質を有している。したがって表面に低分子ＰＴＦＥが一様に表面吸着層として絡みついている充填材に高分子ＰＴＦＥが混合された場合、高分子ＰＴＦＥは、充填材の表面に絡みついている低分子ＰＴＦＥに一様に引き合うこととなり、結果として、高分子ＰＴＦＥと充填材とは一様に分散されることとなる。そして、高分子ＰＴＦＥと充填材とは一様に分散しているので、成形体における機械的強度が増すこととなる。本発明における低分子ＰＴＦＥは、高分子ＰＴＦＥに分散される充填材の分散剤としての機能を有する。そして、本発明における低分子ＰＴＦＥは、成形体の物性を低下させない。このように、本発明に用いられる低分子ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥ組成物における、高分子ＰＴＦＥと、充填材との分散状態を良化させることにより、結果として成形体の改良、成形不良の抑制に寄与するものである。
【００５８】
本実施形態における低分子ＰＴＦＥの数平均分子量は５０万以下であり、好ましくは１０００〜５０万であり、より好ましくは１０００〜３０万以下である。低分子ＰＴＦＥの数平均分子量が小さいものであれば、低分子ＰＴＦＥ同士の架橋をさらに低減し、より充填材に対して一様に分散し、結果、ＰＴＦＥ組成物における、高分子ＰＴＦＥと、充填材との分散は向上することとなる。
【００５９】
低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、の混合は、例えば、ローラーミキサを用いて行うこととしてもよい。ローラーミキサによる混合とは、円筒状の容器中に低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥとを添加し、当該円筒状の容器を横に倒して回転させ、当該充填材と、高分子ＰＴＦＥとが容器内の斜面を転がり落ちる作用を利用して混合する方法である。また、低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、の混合は、上記方法に限らず、例えば、低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、を同一容器に入れ、振とうされることとしてもよい。すなわち低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、の混合は、振とう機等を用いて行うこととしてもよい。また、この他にも低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥと、の混合は、Ｖブレンダ等を用いて行うこととしてもよい。高分子ＰＴＦＥは、表面に低分子ＰＴＦＥが表面処理された充填材中に、均一に分散されることとなる。
【００６０】
一方、本発明に用いられる低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と高分子ＰＴＦＥとは、せん断力の伴う（例えばニーダ等の）混合機を用いて行うことは、当該充填材と高分子ＰＴＦＥとが均一に混合されず好ましくない。なぜならば、高分子ＰＴＦＥは高いせん断力が加わると、繊維化（フィブリル化）し、高分子ＰＴＦＥ分子同士が架橋することとなる。結果としてＰＴＦＥ組成物中に高分子ＰＴＦＥが均一に混合されないこととなる。すなわち、低分子ＰＴＦＥで処理された充填材と、高分子ＰＴＦＥとは、高分子ＰＴＦＥが繊維化を起こさないせん断力が低い条件にて混合されることが好ましい。
【００６１】
また、調製工程Ｓ１において、例えば、押出圧力低減剤がＰＴＦＥ組成物に添加される場合、ＰＴＦＥ組成物は、まず充填材を押出圧力低減剤、及び低分子ＰＴＦＥで処理し、次いで、処理された当該充填材をＰＴＦＥと混合することとしてもよい。すなわち、まず、押出圧力低減剤を含有する処理溶液を調製する。処理溶液は、例えば、はじめに押出圧力低減剤を所定の溶媒に溶解することにより調製することとしてもよい。この溶媒は、押出圧力低減剤を溶解し、且つ処理後に蒸発させることのできるものであれば特に限られず、例えば、エタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、アセトンを用いることとしてもよい。
【００６２】
次に、処理溶液と充填材とを混合する。すなわち、例えば、乾燥した充填材に処理溶液を加えて、撹拌等の操作により、これらを均一に混合する。こうして充填材の粒子又は繊維の表面を処理溶液で十分に濡らすことにより、当該表面に押出圧力低減剤が効果的に吸着する。さらに、この充填材と処理溶液との混合物から溶媒を蒸発させ、乾燥させる。この結果、充填材の粒子又は繊維の表面は押出圧力低減剤で効果的に被覆（コーティング）される。次いで、押出圧力低減剤で被覆された充填材と、低分子ＰＴＦＥとを混合する。低分子ＰＴＦＥの混合以降の工程は、上記にて説明した方法にしたがって行うこととしてもよい。
【００６３】
次に、上記にて説明した調製工程Ｓ１によって調製されたＰＴＦＥ組成物と、液状助剤とを混合してする液状助剤混合工程Ｓ２について説明を行う。液状助剤混合工程Ｓ２にて用いられる液状助剤は、高分子ＰＴＦＥを容易に湿潤させて、当該ＰＴＦＥの塑性変形を容易にし、且つ押出成形後に容易に除去できるものであれば特に限られず、例えば、有機系液状助剤を用いることができる。すなわち、液状助剤としては、例えば、脂肪族飽和炭化水素、芳香族炭化水素、アルコール類を用いることとしてもよい。
【００６４】
具体的に、有機系液状助剤としては、例えば、ソルベントナフサ、ホワイトオイル、石油エーテル等の石油系溶剤や、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、グリセリン等のアルコール系溶剤を用いることとしてもよい。
【００６５】
なお、有機系液状助剤に加えて、例えば、水等の水性助剤を用いることとしてもよいが、この場合、当該有機系液状助剤を主成分として用いることとする。すなわち、有機系液状助剤と水性助剤との混合助剤における当該有機系液状助剤の割合は全溶媒中８０重量％以上、好ましくは９０重量％以上、より好ましくは９８重量％以上である。
【００６６】
また、ＰＴＦＥ組成物１００重量部に対する液状助剤の添加量は、例えば、２重量部以上、３０重量部以下とすることとしてもよく、２重量部以上、２５重量部以下とすることとしてもよく、２重量部以上、２０重量部以下とすることとしてもよい。
【００６７】
液状助剤混合工程Ｓ２は、換言すれば、ＰＴＦＥ組成物と液状助剤とを混合してＰＴＦＥ組成物が押出成形されやすいように前処理を行う、湿式前処理されたＰＴＦＥ組成物を調製する押出成形前処理工程である。すなわち、ＰＴＦＥ組成物に液状助剤を添加混合することによって、充填材の粒子又は充填材の表面及びＰＴＦＥパウダーの粒子表面を液状助剤で十分に濡らすことができる。さらに、このＰＴＦＥ組成物及び液状助剤の混合物を所定時間保持することによって、これらを十分になじませる（いわゆる熟成を行う）。このようにすることによって、ＰＴＦＥ、充填材、液状助剤、及び低分子ＰＴＦＥを原料として、湿式前処理されたＰＴＦＥ組成物が調製される。
【００６８】
続く成形工程Ｓ３では、上述のようにして液状助剤混合工程Ｓ２で得られた湿式前処理されたＰＴＦＥ組成物を用いて、ペースト押出成形を行う。この成形工程Ｓ３では、まず、予備成形を行う。すなわち、ＰＴＦＥ組成物を所定の形状の型を用いて、当該型に対応する形状の予備成形体を成形する。
【００６９】
次いで、この予備成形体を、所定形状の押出金型を備えたペースト押出機に充填する。そして、ペースト押出機を作動させて、高圧で押出金型からＰＴＦＥ組成物を押し出す。なお、押出は、例えば、２０〜８０℃の温度で行うことができ、常温で行うこととしてもよい。
【００７０】
こうして、押出金型の吐出口に対応する形状のＰＴＦＥ押出成形体を得ることができる。ＰＴＦＥ押出成形体の形状は、押出金型に対応した形状となり、例えば、チューブ状（円筒状）、ロッド状（棒状）、シート状とすることとしてもよい。
【００７１】
図２及び図３には、このペースト押出に用いられる押出金型の一例についての断面を示す。なお、図２及び図３に示す矢印Ｘの指す方向は、押出方向である。
【００７２】
図２に示す金型１０は、シリンダー２０と、当該シリンダー２０の押出方向の下流端に取り付けられたダイ３０と、を備えている。シリンダー２０の内部にはＰＴＦＥ組成物が通過するシリンダー流路２１が形成されている。
【００７３】
ダイ３０の内部には、押出方向の上流端から中途部分まで径を縮小させながら延びるテーパ形状の縮小流路３１と、当該中途部分から一定の径で押出方向の下流端まで延びる吐出流路３２と、が形成されている。
【００７４】
図３に示す金型４０は、シリンダー５０と、当該シリンダー５０の押出方向の下流端に取り付けられたダイ６０と、当該ダイ６０の押出方向下流側部分の内部に挿入されたマンドレル７０と、を備えている。シリンダー５０の内部にはＰＴＦＥ組成物が通過するシリンダー流路５１が形成されている。
【００７５】
ダイ６０の内部には、径を縮小させながら押出方向の上流端から中途部分まで延びるテーパ形状の縮小流路６１と、再び径を拡大させながら当該中途部分から下流端まで延びるテーパ形状の吐出流路６２と、が形成されている。
【００７６】
この吐出流路６２の内部には、そのテーパ形状に対応して、径を拡大させながらダイ６０の中途部分から下流端まで延びるテーパ形状のマンドレル７０が同心状に配置されている。すなわち、吐出流路６２は、ダイ６０とマンドレル７０とに挟まれた空間として形成されている。
【００７７】
図３に示すダイ６０においては、吐出流路６２内にマンドレル７０が挿入された二重管構造が形成されているため、当該吐出流路６２の内表面積、すなわち当該ダイ６０とＰＴＦＥ組成物との接触面積は、縮小流路６１の下流端の内表面積に比べて増大している。
【００７８】
このように、吐出流路６２の内表面積が、縮小流路６１の下流端の内表面積に比べて増大しているダイ６０においては、図２に示すように縮小流路３１の下流端と吐出流路３２とで内表面積が一定のダイ３０に比べて、押出圧力の上昇が起こりやすい。なお、図３では吐出流路６２及びマンドレル７０の径が押出方向に拡大する場合について示したが、例えば、当該径が一定の場合であっても、二重構造となることによって、内表面積は増大する。
【００７９】
さらに、図３に示すダイ６０においては、吐出流路６２の内表面積が押出方向に向けて増大している。このように、吐出流路６２の内表面積が押出方向に向けて増大しているダイ６０においては、図２に示すように吐出流路３２の内表面積が一定のダイ３０に比べて、押出圧力の上昇が起こりやすい。
【００８０】
この点、本方法で用いるＰＴＦＥ組成物は、上述のとおり、押出圧力低減剤を含有することによって、図３に示すようなダイ６０を備えた金型４０を用いる場合であっても、押出圧力の増加を効果的に低減することなる。
【００８１】
この押出圧力低減剤の使用により押出圧力低減効果が得られるメカニズムは明らかではないが、例えば、押出圧力低減剤は、その分子構造に基づき、溶液中でミセルを形成しやすく、分子鎖が並びやすい。この分子鎖の並んだ構造は互いに滑りやすいと考えられる。そして、このような構造を形成した押出圧力低減剤の分子が、充填材の粒子又は繊維の表面近傍に分散され、且つ当該粒子又は繊維の間に入り込んで、分子鎖が並んでなる分子膜を形成することにより、当該充填材の粒子又は繊維同士、及び当該充填材の粒子又は繊維と高分子ＰＴＦＥの粒子との摩擦が効果的に低減されている（すなわち、充填材と高分子ＰＴＦＥとが滑りやすくなっている）ことが考えられる。
【００８２】
また、本方法は、さらに、上述のペースト押出により得られたＰＴＦＥ押出成形体を所定の形状に加工する工程を含むこととしてもよい。すなわち、この場合、例えば、ＰＴＦＥ押出成形体を所定の圧延ロールを用いて圧延することによって、その形状を所望のシート状とすることができる。
【００８３】
また、本方法は、上述のＰＴＦＥ押出成形体を焼成する工程を含むこととしてもよい。すなわち、この場合、押出により得られたＰＴＦＥ押出成形体をそのまま又は圧延等により加工した後、所定の高温で所定時間保持することにより焼成する。こうして、ＰＴＦＥ押出成形体の焼結体を得ることができる。なお、焼成温度は、例えば、ＰＴＦＥの融点以上であって分解点未満の温度とすることができる。
【００８４】
このような本方法によれば、ＰＴＦＥと充填材との分散に優れたＰＴＦＥペースト押出成形体を成形することとなり、また、例えばＰＴＦＥ組成物に押出圧力低減剤を添加したものは、充填材の含有率が高い場合であっても押出圧力の増加を効果的に低減することとなる。
【００８５】
本成形体における充填材の含有率は、その製造に用いられたＰＴＦＥ組成物に対応して、４０〜９０重量％と高い。そして、このように充填材の含有率が高いにもかかわらず、高分子ＰＴＦＥと充填材とが一様に分散されて製造されるため、また、例えば、押出圧力低減剤をＰＴＦＥ組成物に添加することによってペースト押出時の圧力を効果的に低減して製造されるため、本成形体は、機械的強度に優れ、大きな空孔のない緻密な構造を有するＰＴＦＥ成形体となる。すなわち、本実施形態に係るＰＴＦＥペースト押出成形体は、ＰＴＦＥと４０重量％以上、９０重量％以下の充填材とを含有し、気孔率が３〜３０体積％であり、縦横平均強度が１．５〜１５ＭＰａである。
【００８６】
特に、従来は図３に示すような金型４０を用いた場合には、高分子ＰＴＦＥと充填材とが一様に分散されていないため、また、押出圧力の顕著な増加により良好なペースト押出成形が困難であったが、本方法によれば、実用に耐え得る機械的強度を備え、且つＰＴＦＥと充填材との分散性が優れていることによってＰＴＦＥ成形体に特有の均一な構造を有する、充填材の含有率の高い本成形体を効率よく且つ確実に製造することができる。
【００８７】
次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００８８】
［ＰＴＦＥ組成物の調製］
実施例１のＰＴＦＥ組成物は以下の原料を配合することによって調製された。高分子ＰＴＦＥとしては、ＰＴＦＥファインパウダー（フルオン（登録商標）ＣＤ１４５、旭硝子株式会社製）、２６．０ｗｔ％を用いた。充填材としては、無機系充填材である珪石粉末（鳥屋根珪石Ｎｏ．２０、マルエス株式会社製）、６８．９ｗｔ％を用いた。押出圧力低減剤としては、オクタデシルトリメトキシシラン、１．６０ｗｔ％を用いた。低分子ＰＴＦＥとしては、ＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥ（旭硝子株式会社製）、３．５０ｗｔ％を用いた。ここで、高分子ＰＴＦＥであるフルオン（登録商標）ＣＤ１４５は、数平均分子量２００万〜３２０万を有するＰＴＦＥであり、低分子ＰＴＦＥであるＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥは、数平均分子量５３，０００を有するＰＴＦＥである。
【００８９】
有機系液状助剤としては、イソパラフィン系溶剤（アイソパーＭ、エクソンモービル社製）を用いた。また、有機系液状助剤の添加量は、ＰＴＦＥ組成物１００重量部に対し、１４．４重量部である。
【００９０】
まず、オクタデシルトリメトキシシラン１重量部に対して６重量部のエタノールに溶解、分散させ処理溶液を調製した。調製した処理溶液を、珪石：オクタデシルトリメトキシシラン重量比＝６８．９：１．６０となるように珪石と混合し、これらの混合物を調製した。この混合に際しては、撹拌しながら処理溶液を充填材粉末に少しずつ添加した。混合物を十分に撹拌し、珪石が処理溶液で全体が湿っているのが確認できたら、７０℃で４８時間、あるいは８０℃で一昼夜、乾燥させることによって、エタノールを蒸発させた。
【００９１】
次に珪石とオクタデシルトリメトキシシランとの混合物を粉砕し、粉砕された混合物にＰＴＦＥ Ｌ１７３Ｊを徐々に添加した。ここで、混合物の粉砕、及びＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥの添加は、ヘンシェルミキサにて連続して行った。そして、ＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥの添加後、２８００ｒｐｍ、１０分の撹拌条件でヘンシェルミキサを用いて、混合物とＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥとを撹拌混合した。また、当該撹拌混合工程の途中で、ミキサ内の隔壁等に付着した混合物等をヘラ等で落とす作業を適宜行うこととしてもよい。また、上記撹拌条件は一例を示すものであって、当該条件に限定されるものではない。
【００９２】
次いで、オクタデシルトリメトキシシラン、及びＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥで処理された珪石を、ＰＴＦＥファインパウダーと混合した。混合は、円筒横回転式の混合機（ローラミキサ）で低温混合した。また、この低温混合の前、あるいは途中にて、アイソパーＭを混合機の中に添加した。当該低温混合は１５℃、１５分の低温混合条件にて行った。なお。当該低温混合の条件は一例を示すものであって、この条件に限定されるものではない。そして、低温混合されたＰＴＦＥ組成物は、一晩以上放置（いわゆる熟成を）した。
【００９３】
［ペースト押出成形］
上述のようにして得られたＰＴＦＥ組成物のペースト押出成形を行った。すなわち、所定の型を用いてＰＴＦＥ組成物を０．８ＭＰａの圧力で圧縮することにより、外径３０ｍｍの棒状の予備成形体を成形した。
【００９４】
次いで、この予備成形体をペースト押出機に充填し、常温でペースト押出成形を行った。そして、この押出時の圧力を圧力測定装置（テンシロン測定装置、アズワン株式会社製）にて測定した。測定した結果、押出圧力は７ＭＰａであった。押し出せた量はペースト押出機に充填したＰＴＦＥ組成物の９６．０％で、金型のデットスペースに入った量を除けばほとんどの量を押し出したこととなる。
【００９５】
なお、ペースト押出成形には、図３に示す金型４０に対応する金型を用いた。
【００９６】
金型としては、シリンダー流路５１の内径Ｄｓが３０ｍｍのシリンダー５０と、テーパ角度θｄが９０°の縮小流路６１、上流端の内径Ｄｄ１及び下流端の内径Ｄｄ２がそれぞれ２ｍｍ及び３７ｍｍの吐出流路６２を有するダイ６０と、テーパ角度θｍが５０°のマンドレル７０と、を備えたものを用いた。
【００９７】
この吐出流路６２において、ダイ６０の内表面とマンドレル７０の内表面との間隔（クリアランス）は１．０ｍｍであった。また、押出速度は５ｍｍ／分とした。
【００９８】
実施例１によって得られたＰＴＦＥペースト押出成形体は、ポリテトラフルオロエチレンと６９．８ｗｔ％の充填材とを含有し、気孔率が１３％であり、縦横平均強度が７．４ＭＰａであった。
【００９９】
[比較例１]
実施例１のＰＴＦＥ組成物に含まれる低分子ＰＴＦＥを高分子ＰＴＦＥに代替した以外は実施例１と同様とする、比較利１のＰＴＦＥ組成物を調製し、実施例１と同様の条件にてペースト押出成形を行い、押出時の圧力を測定したところ、２８ＭＰａであった。押し出せた量はペースト押出機に充填したＰＴＦＥ組成物の５２．０％で、金型のデットスペースに入った量を除いたとしても、押し出しした量は少なかった。
【０１００】
比較例１によって得られたＰＴＦＥペースト押出成形体は、ポリテトラフルオロエチレンと６８．９ｗｔ％の充填材とを含有するものであるが、ポリテトラフルオロエチレンと充填材との分散状態が悪く均一な成形体が得られなかったため、気孔率、縦横平均強度は測定できなかった。
【実施例２】
【０１０１】
［ＰＴＦＥ組成物の調製］
実施例２のＰＴＦＥ組成物は以下の原料を配合することによって調製された。高分子ＰＴＦＥとしては、ＰＴＦＥファインパウダー（フルオン（登録商標）ＣＤ１４５、旭硝子株式会社製）、２６．０ｗｔ％を用いた。充填材としては、無機系充填材である珪石粉末（鳥屋根珪石Ｎｏ．２０、マルエス株式会社製）、６８．４ｗｔ％を用いた。押出圧力低減剤としては、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド、２．１ｗｔ％を用いた。低分子ＰＴＦＥとしては、ＰＴＦＥ Ｌ１７３ＪＥ（旭硝子株式会社製）、３．５ｗｔ％を用いた。ここで、Ｌ１７３ＪＥは、数平均分子量５３，０００を有するＰＴＦＥである。
【０１０２】
有機系液状助剤としては、イソパラフィン系溶剤（アイソパーＭ、エクソンモービル社製）、１４．４ｗｔ％を用いた。また、有機系液状助剤の添加量は、ＰＴＦＥ組成物１００重量部に対し、１４．４重量部である。
【０１０３】
まず、ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド１重量部に対して６重量部のエタノールに溶解、分散させ処理溶液を調製した。調製した処理溶液を、珪石：ジオクタデシルジメチルアンモニウムクロライド重量比＝６８．４：２．１となるように珪石と混合し、これらの混合物を調製した。の混合に際しては、撹拌しながら処理溶液を充填材粉末に少しずつ添加した。混合物を十分に撹拌し、珪石が処理溶液で全体が湿っているのが確認できたら、７０℃で４８時間、あるいは８０℃で一昼夜、乾燥させることによって、エタノールを蒸発させた。
【０１０４】
以下、実施例１と同様の調製方法を用いてＰＴＦＥ組成物を調製した。
【０１０５】
［ペースト押出成形］
実施例２にかかるＰＴＦＥ組成物を、実施例１と同様の条件にてペースト押出成形を行い、押出時の圧力を測定したところ、３５ＭＰａであった。押し出せた量はペースト押出機に充填したＰＴＦＥ組成物の８０．０％で、金型のデットスペースに入った量を除くと多くの量を押し出したこととなる。
【０１０６】
実施例２によって得られたＰＴＦＥペースト押出成形体は、ポリテトラフルオロエチレンと６８．４ｗｔ％の充填材とを含有し、気孔率が２５体積％であり、縦横平均強度が５．０ＭＰａであった。
【０１０７】
[比較例２]
実施例２のＰＴＦＥ組成物に含まれる低分子ＰＴＦＥを高分子ＰＴＦＥに代替した以外は実施例２と同様とする、比較利２のＰＴＦＥ組成物を調製し、実施例２と同様の条件にてペースト押出成形を試みたところ、充填材の分散の悪化に起因して押出圧力が高く、押し出しができなかった。したがって、押出時の圧力は測定不能であった。同様に、比較例２によって得られるはずのＰＴＦＥペースト押出成形体の気孔率、縦横平均強度は測定できなかった。
【０１０８】
以上、実施例１，２、比較例１，２にて説明したように、充填材の含有率が高く、押出圧力の増加を効果的に低減できる押出圧力低減剤を含有するＰＴＦＥ組成物をペースト押出成形する場合であっても、当該ＰＴＦＥ組成物に低分子ＰＴＦＥが添加されることによってＰＴＦＥ組成物の分散が向上できるペースト押出成形方法及びペースト押出成形体を提供することができる。
【０１０９】
また、実施例１、２にて示された低分子ＰＴＦＥは例えば、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のＭＰ１３００、ＭＰ１５００−Ｊ、ダイキン工業株式会社製のルブロン（登録商標）Ｌ−２，Ｌ−５，Ｌ−５Ｆ、旭硝子株式会社製のフルオン（登録商標）Ｌ−１５０Ｊ、Ｌ−１５５Ｊ、Ｌ−１６９Ｊ，Ｌ−１７０Ｊ，Ｌ−１７２Ｊ、等に代替することとしてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１０，４０ 金型、２０，５０ シリンダー、２１，５１ シリンダー流路、３０，６０ ダイ、３１，６１ 縮小流路、３２，６２ 吐出流路、７０ マンドレル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有する、
ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形体。
【請求項２】
前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載のＰＴＦＥペースト押出成形体。
【請求項３】
１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥ組成物を調製する調製工程と、
前記調製工程にて調製された前記ＰＴＦＥ組成物を用いてペースト押出成形する成形工程と、を含む、
ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法。
【請求項４】
前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下である、
ことを特徴とする請求項３に記載のＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法。
【請求項５】
前記調製工程は、
前記充填材に、５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第一混合工程と、
前記第一混合工程の後に、前記第一混合工程にて得られた、前記充填材と５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンとの混合物に、１００万以上の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第二混合工程と、を含む、
ことを特徴とする請求項３又は４いずれかに記載のＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法。
【請求項６】
１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有する、
ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物。
【請求項７】
前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下である、
ことを特徴とする請求項６に記載のＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物。
【請求項８】
１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥ組成物を調製する調製工程を含む、
ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法。
【請求項９】
前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下である、
ことを特徴とする請求項８に記載のＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法。
【請求項１０】
前記調製工程は、
前記充填材に、５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第一混合工程と、
前記第一混合工程の後に、前記第一混合工程にて得られた、前記充填材と５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンとの混合物に、１００万以上の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第二混合工程と、を含む、
ことを特徴とする請求項８又は９いずれかに記載のＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法。
【請求項１】
１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有する、
ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形体。
【請求項２】
前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載のＰＴＦＥペースト押出成形体。
【請求項３】
１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥ組成物を調製する調製工程と、
前記調製工程にて調製された前記ＰＴＦＥ組成物を用いてペースト押出成形する成形工程と、を含む、
ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法。
【請求項４】
前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下である、
ことを特徴とする請求項３に記載のＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法。
【請求項５】
前記調製工程は、
前記充填材に、５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第一混合工程と、
前記第一混合工程の後に、前記第一混合工程にて得られた、前記充填材と５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンとの混合物に、１００万以上の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第二混合工程と、を含む、
ことを特徴とする請求項３又は４いずれかに記載のＰＴＦＥペースト押出成形体の製造方法。
【請求項６】
１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有する、
ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物。
【請求項７】
前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下である、
ことを特徴とする請求項６に記載のＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物。
【請求項８】
１００万以上の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、充填材と、５０万以下の数平均分子量を有するポリテトラフルオロエチレンと、を含有するＰＴＦＥ組成物を調製する調製工程を含む、
ことを特徴とするＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法。
【請求項９】
前記充填材の含有率は、４０重量％以上、９０重量％以下である、
ことを特徴とする請求項８に記載のＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法。
【請求項１０】
前記調製工程は、
前記充填材に、５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第一混合工程と、
前記第一混合工程の後に、前記第一混合工程にて得られた、前記充填材と５０万以下の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンとの混合物に、１００万以上の数平均分子量を有する前記ポリテトラフルオロエチレンを混合する第二混合工程と、を含む、
ことを特徴とする請求項８又は９いずれかに記載のＰＴＦＥペースト押出成形用ＰＴＦＥ組成物の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２１９１９０（Ｐ２０１２−２１９１９０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８６４５９（Ｐ２０１１−８６４５９）
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月８日（２０１１．４．８）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
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