專利名稱：使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成型品的制造方法和帶壓型脫水裝置及固體濕潤(rùn)物的脫水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用潤(rùn)滑劑來(lái)制造聚四氟乙烯(PTFE)成形品的制造方法，更具體地說(shuō)，涉及一種使用潤(rùn)滑劑均勻分散的PTFE濕潤(rùn)粉末，以少數(shù)的工序來(lái)制造PTFE成形品的方法。
另外本發(fā)明還涉及一種用于從固體濕潤(rùn)物中除去水分的帶壓型脫水裝置及脫水方法。
迄今為止，通過(guò)乳化聚合法制得的PTFE的成形都是使用潤(rùn)滑劑來(lái)進(jìn)行。例如，特公照61-54578號(hào)公報(bào)、特開(kāi)昭50-34661號(hào)公報(bào)中公開(kāi)的PTFE成形品的制造方法如下所述。
①通過(guò)將PTFE的水性分散液凝析而獲得PTFE的濕潤(rùn)粉末。
②將PTFE濕潤(rùn)粉末干燥而獲得PTFE細(xì)粉。
③將潤(rùn)滑劑按照相當(dāng)于PTFE細(xì)粉的15～25重量％混合，從而獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末。
④將PTFE粉末預(yù)成形為圓筒狀，然后將此預(yù)成形體裝入擠壓機(jī)的圓筒中，用柱塞加壓，從而獲得PTFE的膏狀擠出成形體。
⑤通過(guò)加熱或抽提法除去潤(rùn)滑劑，最后將其燒結(jié)。
上述的方法存在工序多、特別是用于獲得PTFE細(xì)粉的干燥工序花費(fèi)的時(shí)間長(zhǎng)(通常為10～20小時(shí))和制造成本高的問(wèn)題。另外，為了將潤(rùn)滑劑混合并浸透入PTFE細(xì)粉中也存在花較長(zhǎng)時(shí)間的問(wèn)題。也就是說(shuō)，為了與潤(rùn)滑劑混合，將預(yù)定量的潤(rùn)滑劑與PTFE細(xì)粉一起裝入容器中，將容器密封，混合5～20分鐘以使其分散吸收，然后，為了使?jié)櫥瑒┚鶆蚪?，必須在密封狀態(tài)和室溫下進(jìn)行5～15小時(shí)的熟化。而且，即使進(jìn)行這樣長(zhǎng)時(shí)間的熟化也難以使?jié)櫥瑒┚鶆虻胤稚⒃赑TFE細(xì)粉中，因此在后續(xù)的成形工序中存在成形不良的傾向。另外，由于必須預(yù)成形，因此不能連續(xù)成形，這也是其不利之處。
另外，作為不需要將潤(rùn)滑劑混合入PTFE細(xì)粉中的工序的方法有美國(guó)專利US 2593582號(hào)說(shuō)明書中公開(kāi)的如下所述的方法。
①將潤(rùn)滑劑混合進(jìn)PTFE的水性分散液中，然后使PTFE與潤(rùn)滑劑共凝析，從而獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。
②為了除去該濕潤(rùn)粉末中的水分，將其在110℃下干燥，從而獲得除去水分的含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末。
③用這種除去水分的含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末制得成形體。
④通過(guò)加熱或抽提除去潤(rùn)滑劑，最后進(jìn)行燒結(jié)。
然而，按照這種方法，雖然在110℃的脫水工序中也能除去一部分潤(rùn)滑劑，但是由于潤(rùn)滑劑的分布不均勻，因此存在成形不良的問(wèn)題。另外，根據(jù)潤(rùn)滑劑種類的不同，在除水的工序中，潤(rùn)滑劑也幾乎被全部除去。因此，必須使用高沸點(diǎn)的潤(rùn)滑劑，然而在此情況下，難以除去成形后的潤(rùn)滑劑，而如果殘存有潤(rùn)滑劑，則存在燒結(jié)后成形體帶色的問(wèn)題。即使在潤(rùn)滑劑能夠除去的情況下，為了能有足夠量的潤(rùn)滑劑保留下來(lái)，也可以考慮將較多量的潤(rùn)滑劑混合到水性分散液中，但是混合進(jìn)濕潤(rùn)粉末中的潤(rùn)滑劑不能超過(guò)一定量，因此如果混合量較多，則會(huì)使得PTFE的水性分散液本身作為溶液存在不穩(wěn)定的傾向，從而導(dǎo)致未凝析的聚合物增加。而且也象上述方法一樣，存在脫水工序的時(shí)間長(zhǎng)(通常為10～20小時(shí))和生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。
本發(fā)明鑒于上述的問(wèn)題，其目的是要提供一種使用潤(rùn)滑劑均勻分散的PTFE濕潤(rùn)粉末，以少數(shù)的工序來(lái)制造PTFE成形品的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能對(duì)固體濕潤(rùn)物施加任意方向和任意大小的剪切力以進(jìn)行脫水，從而獲得作業(yè)性良好的處理物的脫水裝置及固體濕潤(rùn)物的脫水方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是要提供一種在上述PTFE成形品的制造方法中，用于從含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末中除去水分，從而獲得含有經(jīng)脫水的潤(rùn)滑劑的PTFE粉末的脫水裝置和脫水方法。
本發(fā)明人等為了達(dá)到上述目的而進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向PTFE水性分散液中添加潤(rùn)滑劑，使PTFE與潤(rùn)滑劑共凝析而獲得的含潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末，與上述現(xiàn)有的兩種含潤(rùn)滑劑的PTFE粉末相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)①潤(rùn)滑劑能較充分均勻地分散，因此用其制得的成形品很少有成形不良的現(xiàn)象，所獲產(chǎn)品具有表面平滑和機(jī)械特性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)；以及②在其制備工序中省去了加熱干燥工序，操作也簡(jiǎn)單，可以花較短時(shí)間處理，而且，由于潤(rùn)滑劑為均勻分散的狀態(tài)，所以能夠僅僅將多余的那部分含水量有選擇地分離?；谶@一發(fā)現(xiàn)，從而完成了本發(fā)明。
另外，現(xiàn)有的上述含潤(rùn)滑劑的PTFE粉末通常只能適用于膏狀擠出成形法，但本發(fā)明的含潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末還能廣泛地適用于其他的成形法，例如螺桿擠壓成形法、輥軋成形法、加壓浸透法或涂覆法等。
也就是說(shuō)，本發(fā)明涉及一種使用潤(rùn)滑劑的PTFE成形品的制造方法，該方法包括下列工序，即，向PTFE的水性分散液中添加潤(rùn)滑劑，然后，使PTFE與潤(rùn)滑劑共凝析而獲得含潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末的工序；如果需要，可以包括調(diào)節(jié)該濕潤(rùn)粉末中的水分的工序(但是不包含通過(guò)加熱干燥除水步驟)；將該濕潤(rùn)粉末成形為成形體的工序；以及從該成形體除去潤(rùn)滑劑的工序；根據(jù)需要還可包含將該成形體燒結(jié)的工序。
本發(fā)明人等為了達(dá)到上述的另一個(gè)目的而進(jìn)行了深入的研究，結(jié)果完成了一種帶壓型脫水裝置，其特征在于，該脫水裝置具有兩條保持著對(duì)向面行進(jìn)的帶狀濾布帶，在該兩條濾布帶對(duì)向面之間所形成的間隙中夾帶固體濕潤(rùn)物，該兩條濾布帶一邊行進(jìn)，一邊使該固體濕潤(rùn)物脫水，在該裝置中設(shè)置有能使該兩條濾布帶具有相互不同行進(jìn)速度的裝置以及能使該兩條濾布帶中的至少一條濾布帶按垂直于該濾布帶的方向振動(dòng)的裝置。
另外，本發(fā)明涉及一種使固體濕潤(rùn)物脫水的方法，其特征在于，在保持著對(duì)向面行進(jìn)的兩條帶狀濾布帶的對(duì)向面之間所形成的間隙中夾帶固體濕潤(rùn)物，在該兩條濾布帶一邊行進(jìn)，一邊使該固體濕潤(rùn)物脫水時(shí)，使該兩條濾布帶具有不同的行進(jìn)速度，同時(shí)使該兩條濾布帶中的至少一條濾布帶按垂直于濾布帶的方向振動(dòng)。
本發(fā)明人等為了達(dá)到上述的再一個(gè)目的而進(jìn)行了深入研究，結(jié)果完成了一種壓帶脫水裝置，該裝置是在上述用于調(diào)節(jié)含潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末的水分的工序中使用的脫水裝置，其特征在于，該脫水裝置具有兩條保持著對(duì)向面行進(jìn)的帶狀濾布帶，在該兩條濾布帶對(duì)向面之間所形成的間隙中夾帶含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末，該兩條濾布帶一邊行進(jìn)，一邊使該含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末脫水，在該裝置中設(shè)置有能使該兩條濾布帶具有相互不同行進(jìn)速度的設(shè)備以及能使該兩條濾布帶中的至少一條濾布帶按垂直于濾布帶的方向振動(dòng)的設(shè)備。
另外，本發(fā)明涉及一種使含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末脫水的方法，其特征在于，在用于調(diào)節(jié)上述含潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末中的水分的工序中，在保持著對(duì)向面前進(jìn)的兩條帶狀濾布帶的對(duì)向面之間所形成的間隙中夾帶含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末，在該兩條濾布帶一邊行進(jìn)，一邊使該含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末脫水時(shí)，使該兩條濾布帶具有不同的行進(jìn)速度，同時(shí)使該兩條濾布帶中的至少一條濾布帶按垂直于濾布帶的方向振動(dòng)。
以上的本發(fā)明的裝置和脫水方法除了能用于含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末之外，還可用于污泥和聚合后的濕潤(rùn)合成樹(shù)脂等各種固體濕潤(rùn)物。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶壓型脫水裝置的側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶壓型脫水裝置的正視圖。
圖3是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶壓型脫水裝置的支持臺(tái)結(jié)構(gòu)的斜視圖。
可用于本發(fā)明中的PTFE水性分散液是一種通過(guò)四氟乙烯(TFE)的乳化聚合而獲得的分散液，或者是把通過(guò)懸浮聚合法或溶液聚合法等獲得的粉末狀PTFE微粒，在表面活性劑的存在下分散于水中而形成的分散液。在這些分散液中，優(yōu)選是通過(guò)TFE的乳化聚合獲得的分散液，因?yàn)樗且环N凝聚性低的水性分散液。
作為PTFE，不僅包含單獨(dú)由TFE形成的聚合物，同時(shí)還包含通過(guò)由TFE與少量的，不致于賦予熔融流動(dòng)性的其他共聚用單體進(jìn)行共聚而達(dá)到改性的改性PTFE。作為這種共聚用單體，可以舉出六氟丙烯、三氟氯乙烯、全氟(烷基乙烯基醚)、全氟(烷氧基乙烯基醚)、三氟乙烯和全氟烷基乙烯等。所說(shuō)共聚用單體的共聚合比例根據(jù)其種類而有差異，但是，在使用全氟(烷基乙烯基醚或全氟(烷氧基乙烯基醚)作為共聚用單體的情況下，通常是使用不超過(guò)2重量％，優(yōu)選是0.01～1重量％的量作為共聚合成分。
PTFE的標(biāo)準(zhǔn)比重(SSG)沒(méi)有特殊限定，但從成形時(shí)的取向性、纖維化等原因來(lái)考慮，優(yōu)選為2.10～2.24左右，更優(yōu)選為2.14～2.20左右。
該標(biāo)準(zhǔn)比重(SSG)是由按標(biāo)準(zhǔn)法制得的樣品(標(biāo)準(zhǔn)樣品)在空氣中的重量與同體積的水(23℃)的重量之比來(lái)決定。該標(biāo)準(zhǔn)樣品的制備方法是將干燥的聚合物粉末樣品12g平放于一個(gè)直徑2.86cm的圓筒形金屬模中的兩塊鋁箔之間，在約30秒鐘內(nèi)慢慢施加壓力至最終壓力約為352kg/cm2，將該壓力保持2分鐘，然后將所獲的預(yù)成形物放入一臺(tái)290℃的空氣烘箱中，將該烘箱的溫度按2℃/分的速度從290℃升至380℃，然后在380℃下保持30分鐘，接著再按1分鐘1℃的速度冷卻至294℃，然后將其從烘箱中取出，并在23℃下靜置3小時(shí)。
SSG通常是用來(lái)間接地表示不含改性劑的TFE聚合物的數(shù)均分子量的方法，一般地說(shuō)，SSG越低，其分子量越大。
在由TFE乳化聚合獲得的PTFE水性分散液中的PTFE，優(yōu)選是以平均粒徑為0.05～0.6μm，更優(yōu)選為0.1～0.5μm，最優(yōu)選為0.2～0.4μm的微粒子的形式存在。水性分散液中的PTFE粒子的含量?jī)?yōu)選為5～70重量％，更優(yōu)選為10～40重量％，最優(yōu)選為10～20重量％。
也可以向PTFE的水性分散液中添加填充劑。作為填充劑，可以使用碳質(zhì)粉末、碳質(zhì)纖維、無(wú)機(jī)質(zhì)粉末、無(wú)機(jī)質(zhì)纖維、金屬或合金粉末、有機(jī)質(zhì)粉末或纖維等。具體地可以例舉炭黑、碳纖維、石墨等碳質(zhì)粉末或纖維，長(zhǎng)石、二氧化硅、氧化鋁、氧化鈦、氧化鐵等的氧化質(zhì)粉末，氮化硅、氮化碳、氮化鋁、氮化硼、碳化鋯、碳化硅、碳化鎢、碳化鎳、硫酸鋯、硫酸鋇、高嶺土、粘土、滑石、玻璃珠、玻璃空心球(glass bloon)等的無(wú)機(jī)質(zhì)粉末，玻璃纖維、氧化鋁纖維、鈦酸鉀纖維、二氧化硅纖維等的無(wú)機(jī)質(zhì)纖維，銅合金、氧化鋅、二硫化鉬、鋁、鋁合金等的金屬或合金粉末，全氟烷氧基樹(shù)脂、全氟乙烯丙烯樹(shù)脂、聚三氟氯乙烯樹(shù)脂、聚酰胺-酰亞胺樹(shù)脂、聚醚-砜樹(shù)脂、聚醚-酰亞胺樹(shù)脂、聚砜樹(shù)脂、聚苯硫樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、聚苯氧樹(shù)脂、羥苯甲酰聚酯樹(shù)脂、液晶聚合物等有機(jī)質(zhì)粉末或纖維等。添加這些填充劑是為了提高成形品的機(jī)械性能(耐磨性、壓縮強(qiáng)度、耐冷流動(dòng)性)和電學(xué)性能(消除靜電)等。這些填充劑的添加量，從保持PTFE成形品的形態(tài)考慮，相對(duì)于PTFE和填充劑的總重量，該添加量在98重量％以下，優(yōu)選在60重量％以下，更優(yōu)選在40重量％以下。
在使用本發(fā)明潤(rùn)滑劑的PTFE成形品制造方法(以下也稱為成形方法)中，一旦將潤(rùn)滑劑添加入水性分散液中時(shí)，PTFE粒子就聚集到具有比水更大親和性的潤(rùn)滑劑一方，當(dāng)這些粒子凝析時(shí)，就獲得了一種由潤(rùn)滑劑均勻地分散在PTFE粒子中的濕潤(rùn)粉末。
作為潤(rùn)滑劑，只要是能容易地使PTFE濕潤(rùn)，并在成形加工后容易除去的任一種潤(rùn)滑劑都可以使用，但優(yōu)選是其沸點(diǎn)在PTFE熔點(diǎn)以下的那些潤(rùn)滑劑。這是因?yàn)樵讷@得成形體之后，最好能容易地通過(guò)加熱而將潤(rùn)滑劑除去。另外，作為潤(rùn)滑劑，可以是難以水混合的潤(rùn)滑劑或水溶性潤(rùn)滑劑中的任何一種，但主要是使用難水混合性的潤(rùn)滑劑。這是因?yàn)?，在使用水溶性?rùn)滑劑時(shí)，潤(rùn)滑劑要溶解在水性分散液的水中，因此，與使用難水混合性的潤(rùn)滑劑的情況相比，需要使用較大量的潤(rùn)滑劑，另外，如果使用水溶性的潤(rùn)滑劑，則在凝析完畢后難以將含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末與水分離，另外，在用水洗來(lái)將凝析劑等從所獲的濕潤(rùn)粉末中除去時(shí)，潤(rùn)滑劑也一起被除去，因此使水洗操作變得困難。作為這樣的難水混合性的潤(rùn)滑劑，可以舉出，現(xiàn)有作為PTFE的潤(rùn)滑劑使用的溶劑石腦油、石油醚、液體石蠟等。在這些潤(rùn)滑劑中，根據(jù)應(yīng)與PTFE有較好親和性的理由考慮，優(yōu)選是使用在25℃時(shí)的表面張力在40dyn/cm以下，更優(yōu)選是在30dyn/cm以下的潤(rùn)滑劑。關(guān)于潤(rùn)滑劑的添加量，根據(jù)應(yīng)能均勻地覆蓋PTFE粒子表面等理由，優(yōu)選是相對(duì)于PTFE水性分散液中的PTFE 100g，潤(rùn)滑劑在25℃的體積為5～150ml，更優(yōu)選為14～75ml。另外，為了調(diào)節(jié)所獲PTFE粒子的粒徑，可以將上述的潤(rùn)滑劑兩種以上合并使用。在難水混合性的潤(rùn)滑劑中，可以添加少量0.01～10重量％左右的含氟類或烴類的醇、二元醇、三元醇、乙二醇丁基醚等醚類溶劑，丙酮、丁酮等酮類溶劑等的水溶性潤(rùn)滑劑，也可以添加少量(0.001～10重量％左右)的含氟類或烴類表面活性劑，通過(guò)添加這些物質(zhì)，可以使水性分散液的表面張力降低，而由于與PTFE粒子間的表面張力降低，從而可以使PTFE粒子的粒徑變小。
為了使PTFE與潤(rùn)滑劑共凝析，可以使用凝析劑。這是因?yàn)樵谔砑訚?rùn)滑劑之后造成了凝析困難的緣故。作為凝析劑，凡是通常用于使PTFE水性分散液凝析的任一種凝析劑都可以使用。具體地可以舉出氯化鎂、氯化鋁、硝酸鋁等水溶性鹽、硝酸、鹽酸、硫酸等無(wú)機(jī)酸類，乙醇、丙酮等水溶性有機(jī)液體類，陽(yáng)離子表面活性劑等。
另外，潤(rùn)滑劑可以在凝析開(kāi)始時(shí)添加，也可以在攪拌水性分散液而使其成為漿液化的狀態(tài)時(shí)添加。如果在漿液化后添加潤(rùn)滑劑，則可以獲得不需要添加凝析劑的效果。
作為凝析的方法，除了間歇式方法之外，還可以使用管道式混合機(jī)和管道式研磨機(jī)等高剪切機(jī)、帶式造粒機(jī)等一邊送入原料，一邊連續(xù)地進(jìn)行凝析的方法。另外，凝析步驟除可以利用攪拌等機(jī)械的剪切作用之外，還可以利用超聲波來(lái)進(jìn)行，或者可以同時(shí)采用這兩種方法。
高剪切機(jī)的作用是瞬時(shí)地對(duì)PTFE水性分散液施加均勻的高剪切力，從而使該分散液漿液化。由于能瞬時(shí)地施加均勻的剪切力，從而可以制得均勻的凝聚體。在這方面，與需要長(zhǎng)時(shí)間攪拌的間歇式和剪切力容易不均勻的現(xiàn)有毛細(xì)管法(US 3,046,263)相比，高剪切機(jī)可以獲得好得多的均勻的漿液。另外，通過(guò)改變用于施加剪切力的混合機(jī)的旋轉(zhuǎn)數(shù)，即可容易地控制漿液化度。
作為本發(fā)明中使用的高剪切機(jī)，例如可以使用象特開(kāi)平2-239911號(hào)公報(bào)中記載的那類剪切機(jī)，該剪切機(jī)具有一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的攪拌漿和定子，在上述攪拌漿與定子之間具有微小的間隙，在該微小的間隙中，由于攪拌漿與定子的速度梯度而對(duì)PTFE分散液施加強(qiáng)烈的剪切力。另外，還可以使用一種同時(shí)具有定子與相反旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的混合機(jī)殼體本身與攪拌漿之間具有微小的間隙。作為高剪切機(jī)的優(yōu)選例子，可以使用管道式混合機(jī)和管道式研磨機(jī)，但不限于這兩種機(jī)械，只要是能夠瞬時(shí)地施加均勻的高剪切力的機(jī)械即可。
另外，即使在管道式混合機(jī)中，PTFE粒子也可能粘附在攪拌漿與定子的滑動(dòng)部分上，在此情況下，可以用水來(lái)沖洗滑動(dòng)部分，優(yōu)選是用離子交換水來(lái)沖洗，以便進(jìn)行水封。
根據(jù)本發(fā)明，把乳化的潤(rùn)滑劑與PTFE水性分散液按預(yù)定的比例進(jìn)行混合，然后將其連續(xù)地供入高剪切機(jī)中，同時(shí)將凝析劑添加到水封的位置，這樣便可連續(xù)地獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。另外，通過(guò)將潤(rùn)滑劑定量地加入由高剪切機(jī)制得的漿液化的PTFE水性分散液中并加以攪拌，這樣就可以不需凝析劑就能連續(xù)地獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。另外，將填充料預(yù)混合入PTFE水性分散液中，或者將其混合入密封水或潤(rùn)滑劑中，然后再將其定量地供入，即可以獲得同時(shí)含有填充材料和潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。
在進(jìn)行共凝析時(shí)，含有潤(rùn)滑劑的PTFE粒子從水性分散液中沉降下來(lái)，然后，例如使用篩網(wǎng)等將水除去，另外，為了除去未凝析的聚合物，根據(jù)需要，可在除去原有的水分之后，再用水洗滌，從而獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。這時(shí)，也可以向含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末中混合進(jìn)水溶性的潤(rùn)滑劑。這樣，在后續(xù)工序的成形步驟中，即使在PTFE粒子中有水分殘留，這些水也能起潤(rùn)滑劑的作用。
在本發(fā)明中，所謂濕潤(rùn)的粉末是指在共凝析后獲得的含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末，它是一種在粉末中殘存有水分的粉末。在該濕潤(rùn)粉末中的水分一般為PTFE粒子的1～200重量％，更一般地為5～100重量％。因此，共凝析后所獲的粉末即可直接地供給成形工序，但也可以通過(guò)各種水分調(diào)節(jié)工序來(lái)選擇性地減少其中的水分，然后再供給成形工序。另外，為了便于輸送，可以往濕潤(rùn)的粉末中添加水，然后將其供往后續(xù)的成形工序。
作為調(diào)節(jié)水分的工序，可以使用過(guò)濾、加壓(壓縮)等方法，除此之外，還可以使用高頻法或電滲法、離心脫水法等。這種水分調(diào)節(jié)工序可以與成形工序分開(kāi)進(jìn)行，也可以與成形工序連續(xù)地進(jìn)行。這個(gè)水分除去工序如果是通過(guò)加熱干燥來(lái)進(jìn)行，則在加熱時(shí)，潤(rùn)滑劑也一起揮發(fā)，另外還由于加熱不均勻，因此使得潤(rùn)滑劑的分布不均勻。
作為使用這樣獲得的濕潤(rùn)粉末進(jìn)行成形的方法，可以舉出膏狀擠出成形法、柱塞擠出成形法、螺桿擠出成形法、使用帶式壓力機(jī)或混合輥的成形法、使用軋輥的成形法、包含異形金屬模的壓縮成形法、使用具有凹凸截面的雙輥的成形法、使用軋輥和壓力的浸漬或涂覆的方法，也可用混煉機(jī)或手來(lái)捏和含有必要量低沸點(diǎn)潤(rùn)滑劑的粉末，然后除去其中的水分，然后將所獲的具有適當(dāng)硬度并可自由改變形狀的粉末作為密封劑，直接涂敷在使用的部位上的方法等。
可以考慮將下列方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，例如由數(shù)臺(tái)軋輥機(jī)組合的方法、由混煉機(jī)與軋輥機(jī)組合的方法、由輥煉機(jī)與柱塞擠出成形機(jī)組合的方法、由軋輥機(jī)與柱塞擠出成形機(jī)組合的方法、由混煉機(jī)與膏狀擠出成形機(jī)組合的方法、由壓力機(jī)與軋輥機(jī)組合的方法、由螺桿擠出成形機(jī)與軋輥機(jī)組合的方法等。在此情況下，在上述的成形工序中可以除去其中全部的水或一部分的水。按照這些成形法，可以制得帶、薄板、薄膜、管、管道、棒、電線、浸漬物、涂覆物品等所有形狀的成形體。另外還可制得包裹有這些成形體的電線和扁平電線。另外，可以將這些薄板、薄膜等按成形后的公知方法拉伸，從而獲得PTFE的多孔體。
在上述的成形方法中可以通過(guò)加壓擠出步驟除去其中的水分。之所以能夠僅僅將其中的水分除去，這是因?yàn)镻TFE與潤(rùn)滑劑的親和性比PTFE與水的親和性大的緣故。關(guān)于二者親和性的差別，可以通過(guò)比較在PTFE薄板上，潤(rùn)滑劑的接觸角與水的接觸角而很容易證實(shí)。除去水分的程度根據(jù)潤(rùn)滑劑的量和成形體的種類等不同而各有差異，在殘留水分較多的情況下，所獲成形品的粘結(jié)性不好，容易產(chǎn)生裂紋，因此水分含有量?jī)?yōu)選為1重量％以下，更優(yōu)選為0.1重量％以下。
然后，從已除去水的成形體中除去潤(rùn)滑劑。作為用于除去潤(rùn)滑劑的方法，可以采用加熱或抽提的方法。通過(guò)抽提除水的方法根據(jù)所用的潤(rùn)滑劑的不同而各有差異，可以使用三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯、乙醇、丙酮、水等作為抽提溶劑，將成形體從溶劑中通過(guò)1～3分鐘。通過(guò)加熱除去潤(rùn)滑劑的方法是將該成形體加熱至潤(rùn)滑劑的沸點(diǎn)以上和下述的PTFE的熔點(diǎn)以下。在此情況下，例如可用水蒸汽干燥法來(lái)加快干燥速度。對(duì)于那些沸點(diǎn)比水蒸汽高的潤(rùn)滑劑，可以在水蒸汽干燥后再用加熱法將其除去。
這樣獲得的成形品，可以是未燒結(jié)的狀態(tài)，或者根據(jù)需要，進(jìn)一步將其進(jìn)行燒結(jié)處理。
對(duì)成形品的燒結(jié)工序通常是將其加熱至340～400℃，優(yōu)選是加熱至360～380℃。
在本發(fā)明的制造方法中，在使用螺桿擠出機(jī)的情況下，可以將凝析與成形兩個(gè)步驟連續(xù)地進(jìn)行。
在本發(fā)明的成形方法中，在進(jìn)行浸漬的情況下，這類被浸漬的對(duì)象物是通常使用的多孔質(zhì)體。在進(jìn)行浸漬的情況下，可按照與上述同樣的方法進(jìn)行，首先是將潤(rùn)滑劑添加到PTFE的水性分散液中，然后使PTFE與潤(rùn)滑劑共凝析，從而獲得共凝析分散液。將該共凝析分散液中的共凝析粒子按照與上述同樣的方法取出，從而獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。然后，根據(jù)需要，在經(jīng)過(guò)上述水分調(diào)節(jié)工序之后，用該濕潤(rùn)的粉末來(lái)浸漬一種多孔質(zhì)體，從而獲得一種多孔質(zhì)的浸漬物。在多孔質(zhì)體的小孔較小的情況下，最好是在將該多孔質(zhì)體浸漬于濕潤(rùn)粉末之前，先將其浸漬于PTFE的水性分散液中。然后，按照與上述相同的方法從所獲的浸漬物除去潤(rùn)滑劑，最后根據(jù)需要將所獲的成形體進(jìn)行燒結(jié)。
作為多孔質(zhì)體，例如可以舉出在金屬表面上涂敷多孔質(zhì)金屬層的材料、金屬絲網(wǎng)等編織成格子狀的材料、玻璃布等等。
作為能夠通過(guò)加壓除水的成形方法，可以舉出上述的輥軋法、壓力法等。
按照所說(shuō)的浸漬法，有可能使PTFE水性分散液滲透入那些按現(xiàn)有再涂覆的方法所不能滲透入的較大的孔隙中，另外，由于再涂覆工序可以省去現(xiàn)有技術(shù)的干燥、燒結(jié)步驟，因此可以提高生產(chǎn)率。
利用PTFE的耐熱性、強(qiáng)韌性和可撓性、低介電損耗、低介電常數(shù)、大的體積電阻率和表面電阻率、非吸水性、耐氣候性、耐腐蝕性等各種特性，可以將其應(yīng)用到電線等制品上。例如，將一種芯線通過(guò)膏狀擠出成形機(jī)的套筒擠出，再經(jīng)過(guò)干燥和燒結(jié)之后便形成了襯層。按照這種常規(guī)方法，在使用PTFE均聚物的情況下只能成形為一種壓縮比(斷面收縮比)小于改性PTFE的制品，而對(duì)于細(xì)直徑的物品則不能制造，即使能夠制造，也存在生產(chǎn)率低等加工方面的問(wèn)題，因此使用改性PTFE來(lái)成形。使用本發(fā)明的成形方法可使?jié)櫥瑒┚鶆虻胤稚⒉⑹估w維化難以進(jìn)行，因此使用PTFE的均聚物也能制得薄壁的電線外襯層。使用PTFE均聚物可以制得一種電學(xué)性能比改性PTFE更優(yōu)良的電線。
根據(jù)本發(fā)明的固體濕潤(rùn)物的脫水方法(以下也稱為脫水方法)，有兩條在保持著對(duì)向面的條件下行進(jìn)的帶狀濾布，在這兩條濾布帶的對(duì)向面之間形成的間隙中夾帶固體濕潤(rùn)物，通過(guò)使濾布帶行進(jìn)而使固體濕潤(rùn)物受到來(lái)自濾布表面的壓力而脫水。這時(shí)，在這兩條濾布帶相互間存在行進(jìn)速度差，在這兩條濾布帶中至少有一條濾布帶按垂直于濾布帶的方向振動(dòng)，從而能達(dá)到高效率地脫水。
下面解釋本發(fā)明的脫水方法及在該方法中使用的脫水裝置。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶壓型脫水裝置的側(cè)視圖。
圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶壓型脫水裝置的正視圖。
圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶壓型脫水裝置的支持臺(tái)結(jié)構(gòu)的斜視圖。
在裝置1中，有一條卷繞在輥?zhàn)?、3上的作為環(huán)形帶的上側(cè)濾布4和一條卷繞在輥?zhàn)?、6上的作為環(huán)形帶的下側(cè)濾布7，濾布7與濾布4保持著對(duì)向面行進(jìn)，在上述的對(duì)向面之間夾帶固體濕潤(rùn)物，從而使該固體濕潤(rùn)物脫水。如圖1所示，在下側(cè)濾布帶7表面上方是上側(cè)濾布帶4，在這兩條對(duì)向面的濾布帶轉(zhuǎn)動(dòng)方向的上游側(cè)是一段抽吸過(guò)濾區(qū)8，而上述的對(duì)向面區(qū)段則是一段加壓脫水區(qū)9。
作為被處理物的固體濕潤(rùn)物從貯槽10經(jīng)過(guò)進(jìn)料段11供給到上述抽吸過(guò)濾區(qū)8內(nèi)的下側(cè)濾布帶7上。在該下側(cè)濾布帶7部分，有一個(gè)漏斗形接受器12設(shè)置在下側(cè)濾布帶7的內(nèi)側(cè)，該漏斗形接受器12以其開(kāi)口邊緣緊密接觸在下側(cè)濾布的內(nèi)表面上。在該漏斗形接受器12的下方連接有一臺(tái)水封式真空泵13，通過(guò)抽吸過(guò)濾進(jìn)行脫水。另外，在向抽吸過(guò)濾區(qū)8供給固體濕潤(rùn)物時(shí)，為了防止該固體濕潤(rùn)物從下側(cè)濾布帶7上灑落，設(shè)置一種由上往下看呈“コ”字形的結(jié)構(gòu)，該“コ”字形的上邊和下邊設(shè)置有平行于下側(cè)濾布帶7兩側(cè)面而豎立著的作為側(cè)板的擋板14。該擋板14垂直于下側(cè)濾布帶7并且無(wú)間隙地與其緊密接觸。
然后，被上述抽吸過(guò)濾區(qū)8脫水后的固體濕潤(rùn)物依靠下側(cè)濾布帶被直接送往加壓脫水區(qū)9。該加壓脫水區(qū)9由上側(cè)濾布帶4和下側(cè)濾布帶7構(gòu)成。上述上側(cè)濾布帶4卷繞在輥?zhàn)?、3上，在上側(cè)濾布帶4的范圍內(nèi)，在輥?zhàn)?和3之間，設(shè)置有支持輥15a、15b以及支持臺(tái)16a、16b、16c，所有輥?zhàn)?、3、支持輥15a、15b以及支持臺(tái)16a、16b、16c全部都由圖2所示的一個(gè)下部支持體17的臂18軸支撐著。該下部支持體17由上部元件19和從其兩端下垂地設(shè)置的臂18構(gòu)成，在上部元件19上，在圖2的左右方向(與濾布轉(zhuǎn)動(dòng)方向成直角的方向)設(shè)置有導(dǎo)軌20。在下部支持體17的上方設(shè)置有上部支持體21，使上述的導(dǎo)軌20穿過(guò)安裝在所說(shuō)上部支持體21上的支持元件22，從而使下部支持體17可以左右移動(dòng)地支持在上部支持體21上。在該下部支持體17的一側(cè)(圖2中的左側(cè))，在上部支持體21的下垂部23與下部支持體17之間，設(shè)置一個(gè)與它們相連接的振動(dòng)裝置24。上述振動(dòng)裝置24通過(guò)導(dǎo)軌20而懸掛在上述支持體21的支持元件22上，這樣通過(guò)驅(qū)動(dòng)上述的振動(dòng)裝置24即可使下部支持體17左右振動(dòng)。
另外，在該上部支持體21的周圍設(shè)置一個(gè)框架25，在該框架25的內(nèi)壁側(cè)面，設(shè)置一個(gè)沿上下方向延伸的導(dǎo)軌26。在上部支持體21的下垂部23的外側(cè)，設(shè)置一個(gè)支持元件27，而上述導(dǎo)軌26則從所說(shuō)支持元件27中穿過(guò)，從而使得支持在框架25側(cè)面上的上部支持體21可以上下移動(dòng)。在該框架25的上部，安裝有一個(gè)氣缸28，該氣缸28通過(guò)支持棒29而與上部支持體21結(jié)合成一體，上述的氣缸28通過(guò)支持棒29、上部支持體21、支持元件22和導(dǎo)軌20，將驅(qū)動(dòng)力作用于下部支持體17，然后再將該驅(qū)動(dòng)力通過(guò)各自的軸而傳送到配置在上側(cè)濾布帶4內(nèi)部的輥?zhàn)?、3、支持輥15a、15b以及支持臺(tái)16a、16b、16c，結(jié)果導(dǎo)致上側(cè)濾布帶4有彈力地向下方擠壓。
上述的下側(cè)濾布帶7繞卷在輥?zhàn)?、6上，在下側(cè)濾布帶7的內(nèi)側(cè)，在輥?zhàn)?和6之間設(shè)置有支持輥30a、30b、30c以及支持臺(tái)31a、31b、31c，如圖2所示，上述的所有元部件都支持在一個(gè)安裝在框架25下部的軸柱32上。固體濕潤(rùn)物被夾帶在所說(shuō)上側(cè)濾布帶4與下側(cè)濾布帶7的對(duì)向面之間，通過(guò)加壓而使其脫水。在加壓時(shí)，上側(cè)濾布帶4和下側(cè)濾布帶7在各輥?zhàn)又g都有下垂的傾向，因此，為了防止濾布帶下垂，設(shè)置了支持輥15a、15b、30a、30b、30c和支持臺(tái)16a、16b、16c、31a、31b、31c。在圖3中簡(jiǎn)單地示出了上述的支持臺(tái)16a、16b、16c、31a、31b、31c，為了使得通過(guò)加壓脫水而從固體濕潤(rùn)物中擠出的水分容易地從上述的對(duì)向面中排出，如圖3所示，在各個(gè)支持臺(tái)16a、16b、16c、31a、31b、31c與濾布接觸的表面上，按照與所說(shuō)接觸面成直角的方向設(shè)置多個(gè)孔33。
另外，上側(cè)濾布帶4與下側(cè)濾布帶7可以通過(guò)改變輥?zhàn)?、3和輥?zhàn)?、6的旋轉(zhuǎn)速度而形成行進(jìn)速度差。這時(shí)，輥?zhàn)?、3和輥?zhàn)?、6通過(guò)圖中沒(méi)有示出的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)，所說(shuō)的驅(qū)動(dòng)裝置可以分別地由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)，也可以由一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)傳動(dòng)作用來(lái)驅(qū)動(dòng)。
最后，在抽吸過(guò)濾區(qū)8和加壓脫水區(qū)9中經(jīng)過(guò)脫水的固體濕潤(rùn)物落下到設(shè)置在輥?zhàn)?下方的接受皿34中。這時(shí)，如有必要，也可用一塊刮板等把粘附在濾布帶上的固體濕潤(rùn)物刮下來(lái)。另外，被所說(shuō)帶壓型脫水裝置脫出的水分集中到設(shè)置在下側(cè)濾布帶7內(nèi)側(cè)的水槽35中并通過(guò)出口排出。
下面通過(guò)實(shí)施例和比較例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實(shí)施例的限定。
制造例1向一個(gè)配備有不銹鋼錨式攪拌漿和溫度調(diào)節(jié)夾套的容量為6升的不銹鋼(SUS316)高壓釜中，加入去離子水2980ml、熔點(diǎn)為56℃的固體石蠟130g和全氟辛酸銨4.4g，在加熱至85℃的條件下用氮?dú)庵脫Q3次，用TFE氣置換2次以除去其中的氧，然后通入TFE氣使內(nèi)壓達(dá)到7.5kg/cm2G，同時(shí)以250rpm的轉(zhuǎn)速攪拌，將釜內(nèi)溫度保持85℃。然后用TFE壓入一種由18.9mg過(guò)硫酸銨(APS)溶解在20ml水中而形成的水溶液，使高壓釜的內(nèi)壓升至8.0kg/cm2G。使反應(yīng)加速地進(jìn)行，但保持反應(yīng)溫度為85℃和攪拌速度為250rpm。連續(xù)地供入TFE以便使高壓釜的內(nèi)壓經(jīng)常保持8.0±0.5kg/cm2G。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到消耗掉1200g的TFE氣體時(shí)，停止攪拌并停止TFE氣體的供料，同時(shí)立即放出高壓釜內(nèi)的氣體使壓力降至常壓，從而使反應(yīng)終止。全部反應(yīng)時(shí)間為9小時(shí)，在所獲PTFE水性分散液中的PTFE粒子的平均粒徑為0.28μm。
通過(guò)向其中添加純水來(lái)調(diào)節(jié)比重，從而獲得一種比重為1.08的PTFE水性分散液(內(nèi)含PTFE的標(biāo)準(zhǔn)比重為2.18，內(nèi)含PTFE粒子的數(shù)均粒徑為0.28μm，PTFE粒子濃度為13重量％)。
準(zhǔn)備上述PTFE水性分散液1000ml，并以100重量份的PTFE粒子為基準(zhǔn)，準(zhǔn)備25重量份(相對(duì)于100g PTFE，其體積在25℃下為31.5ml)的液體石蠟(難水溶性潤(rùn)滑劑)(出光石油化學(xué)(株)制的IP溶劑2028，在25℃下的表面張力為25.2dyn/cm)，將上述二者一起裝入一個(gè)容量為5000ml并配備有攪拌裝置的容器中。以450rpm的轉(zhuǎn)速開(kāi)始攪拌1分鐘后，往其中加入50％的硝酸水溶液(凝析劑)10ml，繼續(xù)攪拌直至凝析完全。凝析完全后，把容器內(nèi)分離出的水除去，從而分離出凝析的粒子，用水洗滌，然后再將水除去，從而獲得了含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。
制造例2除了使用ISOPARM(由Exxon化學(xué)社制的液體石蠟，在25℃的表面張力為24.1dyn/cm)代替IP溶劑2028之外，其他皆與制造例1同樣地制得含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。
制造例3按制造例1的方法將一種比重已調(diào)節(jié)至1.08的PTFE水性分散液1000ml加入一個(gè)配備有攪拌裝置的5000ml容器中，以450rpm的轉(zhuǎn)速將其攪拌成漿液狀。在攪拌成漿液的階段，相對(duì)于每100重量份的PTFE粒子，加入25重量份的液體石蠟(IP溶劑2028)，繼續(xù)攪拌直至凝析完全。這次沒(méi)有加入凝析劑。當(dāng)凝析完畢后，除去其中所含的水，從而獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。
制造例4與制造例1同樣地制造PTFE水性分散液，通過(guò)添加純水來(lái)調(diào)節(jié)比重，獲得一種比重為1.08的PTFE水性分散液(PTFE的SSG2.18，PTFE粒子的數(shù)均粒徑0.28μm，PTFE粒子濃度13重量％)。將這種PTFE水性分散液1000ml、相對(duì)于每100重量份PTFE粒子為35重量份(相對(duì)于100g PTFE，其體積在25℃下為44.3ml)的液體石蠟(IP溶劑2028)以及相對(duì)于每100重量份PTFE粒子為35重量份的炭黑(填充劑鐘紡(株)制的BELL PEARL C-2000)，一起加入一個(gè)設(shè)置有攪拌裝置的5000ml容器中。450rpm的轉(zhuǎn)速開(kāi)始攪拌1分鐘后，往其中加入50％的硝酸水溶液10ml，繼續(xù)攪拌直至凝析完全。用水洗滌，然后將水除去，從而獲得含有潤(rùn)滑劑和填充劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。
比較制造例1把在制造例1中獲得的含有潤(rùn)滑劑(液體石蠟)的PTFE濕潤(rùn)粉末在110℃下干燥10小時(shí)，以除去水分，從而獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末。
比較制造例2除了使用同體積的SM0IL P-55(松村石油(株)制，沸點(diǎn)約350℃)代替IP溶劑2028作為潤(rùn)滑劑之外，其他皆與制造例1同樣地制得含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末，然后再與比較制造例1同樣地進(jìn)行干燥，從而獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末。
比較制造例3險(xiǎn)了不添加潤(rùn)滑劑(液體石蠟)之外，其他皆與制造例1同樣地進(jìn)行凝析和分離水，從而獲得PTFE濕潤(rùn)粉末。將該P(yáng)TFE濕潤(rùn)粉末在130℃下干燥15小時(shí)，獲得了PTFE細(xì)粉(PTFE的SSG2.18，PTFE粒子的平均粒徑為500μm)。相對(duì)于每100重量份的PTFE粒子，向其中加入相當(dāng)于25重量份的潤(rùn)滑劑(IP溶劑2028)，用振動(dòng)混合器(愛(ài)知電機(jī)(株)制的振動(dòng)混合器)混合20分鐘，然后在25℃熟化10小時(shí)，獲得了含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末(水分含量0％)。
實(shí)施例1使用一臺(tái)圓筒內(nèi)徑為25mmΦ的雙軸逆向旋轉(zhuǎn)的螺桿擠出機(jī)(東洋精機(jī)(株)制的LABO PLASTOMILL)，在圓筒溫度為30℃，模子溫度為50℃的條件下把在制造例1中獲得的含潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末擠出成形，獲得一種薄板狀擠出物。此處，螺桿壓縮比為1.2，L/D為7，旋轉(zhuǎn)數(shù)為20rpm。用軋輥將該擠出物按照與擠出方向相同的方向軋制，將其制成薄板。該薄板的含水量在1％以下。
在1小時(shí)內(nèi)將該薄板從常溫升溫至365℃，然后在365℃下保持10分鐘以進(jìn)行燒結(jié)。通過(guò)該操作能同時(shí)除去潤(rùn)滑劑。由燒結(jié)制得的薄板表面狀態(tài)是平滑的。另外，按照J(rèn)IS-K 6891規(guī)定的方法測(cè)定該薄板在擠出方向上的抗拉強(qiáng)度。其結(jié)果示于表1。
實(shí)施例2～3把在制造例2和3中分別獲得的含潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末與實(shí)施例1同樣地?cái)D出，獲得了擠出物，然后再用軋輥軋制來(lái)制造薄板。所獲薄板中的每一種的含水量皆在1％以下。
將這些薄板按照與實(shí)施例1同樣的方法燒結(jié)，觀察其表面狀態(tài)并測(cè)定其抗拉強(qiáng)度。結(jié)果示于表1中。
實(shí)施例4把在制造例4中制得的含有潤(rùn)滑劑與填充劑的PTFE濕潤(rùn)粉末，使用與實(shí)施例1同樣的螺桿擠出機(jī)和軋輥，按照與實(shí)施例1同樣的方法制成薄板。該薄板的含水量在1％以下。
將該薄板按照與實(shí)施例1同樣的方法燒結(jié)，觀察其表面狀態(tài)并測(cè)定其抗拉強(qiáng)度。結(jié)果示于表1中。
實(shí)施例5把在制造例1中獲得的含潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末用一臺(tái)制面用混煉機(jī)((株)尾久葉鐵工所制)混煉，從而獲得混煉物，將該混煉物與實(shí)施例1同樣地軋制，從而制得薄板。將其中的兩張薄板重疊在一起再用軋輥軋制。所獲薄板的含水量在1％以下。
將該薄板按照與實(shí)施例1同樣的方法燒結(jié)，觀察其表面狀態(tài)并測(cè)定其抗拉強(qiáng)度。結(jié)果示于表1中。
實(shí)施例6把在制造例1中制得的含潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末與實(shí)施例1同樣地軋制，重復(fù)軋制共5次，從而獲得薄板。該薄板的含水量在1％以下。
將該薄板按照與實(shí)施例1同樣的方法燒結(jié)，觀察其表面狀態(tài)并測(cè)定其抗拉強(qiáng)度。結(jié)果示于表1中。
比較例1把在比較制造例3中獲得的含潤(rùn)滑劑的PTFE粉末裝入預(yù)成形機(jī)中加壓，將其預(yù)成形為圓筒狀，然后用膏狀擠出機(jī)擠出，獲得一種圓棒。該擠出機(jī)的圓筒內(nèi)徑為30mmΦ，噴嘴內(nèi)徑5mm，圓筒與噴嘴的截面積比為36。將該圓棒與實(shí)施例1同樣地用軋輥沿?cái)D出方向軋制，獲得了薄片。將該薄片按照與實(shí)施例1同樣的方法進(jìn)行干燥和燒結(jié)，然后觀察其表面狀態(tài)和測(cè)定其抗拉強(qiáng)度。結(jié)果示于表1中。雖然獲得了一種抗拉強(qiáng)度和表面狀態(tài)均與實(shí)施例1同樣的制品，但是在該方法中，PTFE濕潤(rùn)粉末的干燥工序和潤(rùn)滑劑的熟化工序都要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。
表1
實(shí)施例7將一塊玻璃布(Nitto Boseki社制的WEAO5E 105F 206)浸漬于在制造例1中制得的PTFE水性分散液中(其比重調(diào)節(jié)同上)。把在制造例2中獲得的含有上述潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末(但是，相對(duì)于PTFE粒子100重量份，ISOPAR M的加入量為30重量份)，涂敷在所獲玻璃布的兩側(cè)表面上，然后使用與實(shí)施例1同樣的軋輥軋制，以使所說(shuō)粉末浸漬入玻璃布中。
浸漬在布上的PTFE的含水量在1％以下。另外，將一種含有上述潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末與實(shí)施例5同樣地用混煉機(jī)混煉，獲得了混煉物。然后用上述的軋輥將所獲混煉物壓涂在上述玻璃布的兩面，獲得了層壓體。被涂敷的PTFE塊的水分含量在1％以下。將該層壓體按照與實(shí)施例1同樣的方法燒結(jié)。所獲層壓體的PTFE附著量于表2中。PTFE的附著量是將層壓體中的PTFE的重量除以層壓體的重量然后再乘以100所獲的數(shù)值(％)。另外，用索尼公司制的電視顯微鏡觀察，以調(diào)查是否產(chǎn)生層間剝離。結(jié)果示于表2中。
比較例2將一塊與實(shí)施例7同樣的玻璃布浸漬于市售的PTFE水性分散液(大金工業(yè)(株)制的Polyllon TFE分散液D-2)中，然后將其連續(xù)地通過(guò)一個(gè)其溫度從室溫(25℃)至380℃的加熱爐以進(jìn)行干燥和燒結(jié)。將該操作反復(fù)3次至PTFE的附著量達(dá)到60％為止。將所獲浸漬體對(duì)每次測(cè)得的附著量和層間剝離的結(jié)果示于表2中。
表2
實(shí)施例8使用與實(shí)施例1相同的軋輥把在實(shí)施例4中獲得的含有潤(rùn)滑劑和填充劑的PTFE濕潤(rùn)粉末浸漬到一塊多孔質(zhì)金屬基體(熔融青銅噴射到鐵基板上，多孔質(zhì)層厚度200μm)上。該浸漬體的PTFE的水分含量在1％以下。將該浸漬體加熱至380℃以進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)后的浸漬體的表面狀態(tài)是平滑的。該浸漬體的厚度為80μm，沒(méi)有發(fā)生層間剝離。
比較例3將一塊與實(shí)施例7同樣的玻璃布浸漬于在制造例1獲得的PTFE水性分散液(調(diào)節(jié)比重同上。比重1.20，PTFE粒子濃度30重量％)中，然后將其從常溫加熱至380℃。第1次的附著量為10～20％，但從第2次起由于排斥作用而無(wú)法浸漬上去。
比較例4、5把在比較制造例3中制得的含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末按照與實(shí)施例1和實(shí)施例5同樣的方法成形，結(jié)果各薄片間不能粘結(jié)在一起。這可能是由于潤(rùn)滑劑不能均勻地分散到PTFE粉末中，以致于沒(méi)有潤(rùn)滑劑的部分發(fā)生了纖維化，因此不能粘結(jié)。
比較例6把在比較制造例3中制得的含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末按照與實(shí)施例6同樣的方法成形，這時(shí)獲得的薄板有一部分穿孔。這可能是由于在PTFE粉末中不存在潤(rùn)滑劑的部分不能粘結(jié)的緣故。
比較例7把在比較制造例3中制得的含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末按照與實(shí)施例7同樣的方法成形，這時(shí)雖然能在玻璃布表面形成PTFE的膜，但是PTFE粉末不能滲入玻璃布的纖維中，與玻璃布之間發(fā)生了剝離現(xiàn)象。這可能是因?yàn)樵赑TFE粉末中不存在潤(rùn)滑劑的那部分發(fā)生了纖維化的緣故。
比較例8把在比較制造例1中制得的含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末按照與實(shí)施例1同樣的方法成形，這時(shí)不能成形。為了找出原因，把在制造例1中制得的含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末在260℃下干燥10小時(shí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其失重與在110℃下干燥10小時(shí)的失重相同，因此可以認(rèn)為，在比較制造例1的脫水工序中，潤(rùn)滑劑也同時(shí)被除去的緣故。
比較例9使用在比較制造例2中制得的含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末，按照與實(shí)施例1同樣的方法成形和燒結(jié)，結(jié)果發(fā)生了不希望的著色。這可能是因?yàn)闈?rùn)滑劑不能完全從薄板中除去的緣故。
實(shí)施例9與制造例1同樣地制造PTFE的水性分散液，將所獲分散液通過(guò)一個(gè)質(zhì)量流量計(jì)(Tokico(株)制J-MASSII)和一個(gè)氣動(dòng)控制閥而定量地供入一臺(tái)管式均化器(特殊機(jī)化工業(yè)(株)制，PL-2SL)中，該均化器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸部位采用純水沖洗法進(jìn)行水封，依靠剪切作用進(jìn)行漿液化，這時(shí)對(duì)每100重量份的PTFE粒子，加入相當(dāng)于25重量份的液體石蠟(IP溶劑2028)，然后將其供入一臺(tái)同一型號(hào)的管式均化器中，通過(guò)攪拌作用而獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末。將所獲的含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末連續(xù)地送入本發(fā)明帶壓型脫水機(jī)的抽吸過(guò)濾區(qū)8，接著把經(jīng)過(guò)本發(fā)明帶壓型脫水機(jī)的脫水而成為顆粒狀的，含有潤(rùn)滑劑的PTFE粉末連續(xù)地供入膏狀擠出機(jī)中進(jìn)行擠出，從而獲得擠出物。將此擠出物按照與實(shí)施例1同樣的方法用軋輥沿著擠出方向軋制，從而獲得薄板。將此薄板用蒸汽干燥以除去其中的助劑。觀察此薄板的表面狀態(tài)，并按照與實(shí)施例1同樣的方法測(cè)定其抗拉強(qiáng)度，測(cè)定結(jié)果為250kgf/mm2。在該方法中，從共凝析開(kāi)始至獲得薄板為止，所有工序連續(xù)地進(jìn)行。
實(shí)施例10把在制造例1中制得的含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末從圖1所示帶壓型脫水裝置的貯槽10經(jīng)過(guò)供料部11而送入抽吸過(guò)濾區(qū)8。這時(shí)，貯槽10也可以是用于凝析PTFE分散液的凝析槽。此處，在抽吸過(guò)濾區(qū)8中，由于水封式真空泵13的抽吸，使得在含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末表面上附著的水和內(nèi)部含有的水大部分被除去。
經(jīng)過(guò)抽吸過(guò)濾的含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末依靠下側(cè)濾布帶7被直接送入加壓脫水區(qū)9。在該加壓脫水區(qū)9中，上述在脫水區(qū)中經(jīng)過(guò)抽吸過(guò)濾的含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末被夾帶在上側(cè)濾布帶4和下側(cè)濾布帶7之間，由于上側(cè)濾布帶4與下側(cè)濾布帶7相互間存在行進(jìn)速度差，并且上側(cè)濾布帶4按照垂直于濾布帶的方向振動(dòng)，這樣使所說(shuō)粉末既受到剪切力的作用，又受到壓力的作用，從而使其脫水。
這時(shí)，含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末處于上側(cè)濾布帶4與下側(cè)濾布帶7的間隙中，一邊由于與濾布的接觸面不斷地變化，一邊由于被加壓，從而使其脫水。通常在加壓脫水時(shí)，被處理物的脫水效率，在與濾布的接觸面處和在被處理物的內(nèi)部是不同的，當(dāng)然是被處理物內(nèi)部的脫水較為困難。即使對(duì)于含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末來(lái)說(shuō)，其情況也一樣。因此，為了盡量地降低含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末內(nèi)部的水分含量，將上側(cè)濾布帶4相對(duì)于下側(cè)濾布帶7的行進(jìn)速度設(shè)計(jì)成或快或慢的速度差，并使上側(cè)濾布帶4按照相對(duì)于濾布帶的行進(jìn)方向呈水平地左右振動(dòng)，從而對(duì)含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末施加剪切力，并且使粉末與濾布帶的接觸面經(jīng)常地發(fā)生變化，這對(duì)脫水是有利的。所以按此方法即可以提高脫水效率。
另外，施加于含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末的剪切力的方向和大小都可以任意地調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)可以通過(guò)改變各條無(wú)頭濾布帶的行進(jìn)速度和改變?yōu)V布帶的左右振動(dòng)速度和振幅來(lái)達(dá)到。
另外，在本發(fā)明的方法中，脫水后的固體濕潤(rùn)物或PTFE濕潤(rùn)粉末的形狀，可以通過(guò)改變各條濾布帶的行進(jìn)速度和改變其左右振動(dòng)的速度或強(qiáng)弱而將其制成薄板狀、棒狀、橢圓狀或顆粒狀。而且還能夠獲得按常規(guī)方法所不能獲得的混煉效果。
在本發(fā)明中，含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末，由于在其最初的粒子表面上均勻地覆蓋有一層潤(rùn)滑劑，因此難以發(fā)生纖維化，但是為了獲得良好的成形品，又必須進(jìn)行適度的纖維化。然而現(xiàn)有的各種機(jī)械，其剪切力或者過(guò)強(qiáng)，或者過(guò)弱。剪切力過(guò)強(qiáng)的機(jī)械不能使用，而剪切力過(guò)弱的機(jī)械則必須增加剪切次數(shù)。而且其剪切的方向性能以控制。然而本發(fā)明的帶壓型脫水機(jī)則可以施加任意方向和任意強(qiáng)弱的剪切力。而且，這種機(jī)械不但能很有效地脫水，同時(shí)在用于本發(fā)明的成形工序中也非常有效。
按照使用本發(fā)明潤(rùn)滑劑的PTFE成形品的制造方法，可以使用較少的工序和較短的時(shí)間和低成本地將PTFE成形。而且，由于潤(rùn)滑劑均勻地分散，因此不會(huì)產(chǎn)生成形不良的現(xiàn)象，可以獲得表面平滑和機(jī)械性能優(yōu)良的成形體，而且可以高效率地在多孔質(zhì)體的表面上形成PTFE的成形體。
另外，按照本發(fā)明的脫水方法，可以通過(guò)改變各條濾布帶的行進(jìn)速度和調(diào)節(jié)其左右振動(dòng)的速度和強(qiáng)弱來(lái)使脫水后的固體濕潤(rùn)物或PTFE濕潤(rùn)粉末的形狀成為薄板狀、棒狀、橢圓狀或顆粒狀。另外，按照本發(fā)明，可以獲得按現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法獲得的混煉效果，而且本發(fā)明還可以提供一種在上述脫水方法中使用的脫水裝置。
另外，根據(jù)本發(fā)明，在上述PTFE成形品的制造方法中，可以采用上述的脫水方法。
權(quán)利要求
1.一種使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，該方法包含下列工序向聚四氟乙烯的水性分散液中添加潤(rùn)滑劑，使聚四氟乙烯與潤(rùn)滑劑一起共凝析，以獲得含有潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯濕潤(rùn)粉末的工序；如果需要，還包括調(diào)節(jié)該濕潤(rùn)粉末的水分的工序；將該濕潤(rùn)粉末成形為成形體的工序；以及從該成形體中除去潤(rùn)滑劑的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，在獲得濕潤(rùn)粉末的工序中，使用高剪切機(jī)進(jìn)行連續(xù)的共凝析。
3.如權(quán)利要求1或2所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，在獲得成形體的工序中，使用螺桿擠出成形機(jī)和輥軋機(jī)。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，其中所說(shuō)聚四氟乙烯的水性分散液是通過(guò)四氟乙烯的乳化聚合而獲得的水性分散液。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，其中所說(shuō)的聚四氟乙烯是改性聚四氟乙烯。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，在進(jìn)行共凝析時(shí)還添加填充劑。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，在除去潤(rùn)滑劑的工序中，采用加熱、抽提、蒸汽干燥中的任一種方法或者合并使用這些方法來(lái)除去潤(rùn)滑劑。
8.一種使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，該方法包含下列工序向聚四氟乙烯的水性分散液中添加潤(rùn)滑劑，使聚四氟乙烯與潤(rùn)滑劑一起共凝析，以獲得含有潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯濕潤(rùn)粉末的工序；如果需要，還包括調(diào)節(jié)該濕潤(rùn)粉末的水分的工序；將該濕潤(rùn)粉末浸漬入多孔質(zhì)體中，以獲得多孔質(zhì)體浸漬物的工序以及從該浸漬物除去潤(rùn)滑劑的工序。
9.如權(quán)利要求1～8中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，其中所說(shuō)的潤(rùn)滑劑是一種沸點(diǎn)在聚四氟乙烯熔點(diǎn)以下的潤(rùn)滑劑。
10.如權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，其中所說(shuō)的潤(rùn)滑劑是一種難水混合性的潤(rùn)滑劑。
11.如權(quán)利要求1～10中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，其中所說(shuō)的潤(rùn)滑劑是選自溶劑石腦油、石油醚和液體石蠟中的至少一種。
12.如權(quán)利要求1～11中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，其中，通過(guò)攪拌聚四氟乙烯的水性分散液而使該水性分散液漿液化，然后再向其中添加潤(rùn)滑劑。
13.如權(quán)利要求1～12中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，其中所說(shuō)的成形品是未燒結(jié)的。
14.如權(quán)利要求1～13中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，其中還包含將該成形體燒結(jié)的工序。
15.一種使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，該方法包含下列工序向聚四氟乙烯的水性分散液中添加潤(rùn)滑劑，使聚四氟乙烯與潤(rùn)滑劑一起共凝析，以獲得含有潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯濕潤(rùn)粉末的工序；調(diào)節(jié)該濕潤(rùn)粉末的水分的工序；使該濕潤(rùn)粉末成形以獲得成形體的工序以及從該成形體除去潤(rùn)滑劑的工序。
16.一種使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，該方法包含下列工序向聚四氟乙烯的水性分散液中添加潤(rùn)滑劑，使聚四氟乙烯與潤(rùn)滑劑一起共凝析，以獲得含有潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯濕潤(rùn)粉末的工序；調(diào)節(jié)該潤(rùn)濕粉末的水分的工序；將該濕潤(rùn)粉末浸漬入多孔質(zhì)體中，以獲得多孔質(zhì)體浸漬物的工序以及從該浸漬物除去潤(rùn)滑劑的工序。
17.如權(quán)利要求15或16所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，在獲得濕潤(rùn)粉末的工序中使用高剪切機(jī)進(jìn)行連續(xù)的共凝析。
18.如權(quán)利要求15～17中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，在獲得成形體的工序中，使用螺桿擠出機(jī)和輥軋機(jī)。
19.如權(quán)利要求15～18中任一項(xiàng)所述的使用潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯成形品的制造方法，在除去潤(rùn)滑劑的工序中，采用加熱、抽提、蒸汽干燥中的任一種方法或者合并使用這些方法來(lái)除去潤(rùn)滑劑。
20.一種帶壓型脫水裝置，其特征在于，該脫水裝置具有兩條保持著對(duì)向面行進(jìn)的帶狀濾布帶，在該兩條濾布帶對(duì)向面之間所形成的間隙中夾帶固體濕潤(rùn)物，該兩條濾布帶一邊行進(jìn)，一邊使該固體濕潤(rùn)物脫水，在該裝置中設(shè)置有能使該兩條濾布帶具有相互不同行進(jìn)速度的裝置以及能使該兩條濾布帶中的至少一條濾布帶按垂直于該濾布帶的方向振動(dòng)的裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的帶壓型脫水裝置，其中所說(shuō)的固體濕潤(rùn)物是一種含有潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯的濕潤(rùn)粉末。
22.一種固體濕潤(rùn)物的脫水方法，其特征在于，在保持著對(duì)向面行進(jìn)的兩條帶狀濾布帶的對(duì)向面之間所形成的間隙中夾帶固體濕潤(rùn)物，在該兩條濾布帶一邊行進(jìn)，一邊使該固體濕潤(rùn)物脫水時(shí)，使該兩條濾布帶具有不同的行進(jìn)速度，同時(shí)使該兩條濾布帶中的至少一條濾布帶按垂直于濾布帶的方向振動(dòng)。
23.如權(quán)利要求22所述的脫水方法，其中所述的固體濕潤(rùn)物是含有潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯濕潤(rùn)粉末。
24.一種帶壓型脫水裝置，它是在權(quán)利要求15～19中任一項(xiàng)所述的用于調(diào)節(jié)濕潤(rùn)粉末水分的工序中使用的脫水裝置，其特征在于，該脫水裝置具有兩條保持著對(duì)向面行進(jìn)的帶狀濾布帶，在該兩條濾布帶對(duì)向面之間所形成的間隙中夾帶含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末，該兩條濾布帶一邊行進(jìn)，一邊使該固體濕潤(rùn)物脫水，在該裝置中設(shè)置有能使該兩條濾布帶具有相互不同行進(jìn)速度的裝置以及能使該兩條濾布帶中的至少一條濾布帶按垂直于該濾布帶的方向振動(dòng)的裝置。
25.如權(quán)利要求24所述的帶壓型脫水裝置，其中所說(shuō)的固體濕潤(rùn)物是含有潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯濕潤(rùn)粉末。
26.一種固體濕潤(rùn)物的脫水方法，其特征在于，在權(quán)利要求15～19任一項(xiàng)所述的用于調(diào)節(jié)濕潤(rùn)粉末的水分的工序中，在保持著對(duì)向面行進(jìn)的兩條帶狀濾布帶的對(duì)向面之間所形成的間隙中夾帶固體濕潤(rùn)物，在該兩條濾布帶一邊行進(jìn)，一邊使該固體濕潤(rùn)物脫水時(shí)，使該兩條濾帶具有不同的行進(jìn)速度，同時(shí)使該兩條濾布帶中的至少一條濾布帶按垂直于濾布帶的方向振動(dòng)。
27.如權(quán)利要求26所說(shuō)的脫水方法，其中所說(shuō)的固體濕潤(rùn)物是含有潤(rùn)滑劑的聚四氟乙烯的濕潤(rùn)粉末。
全文摘要
一種工序數(shù)少的PTFE(聚四氟乙烯)成型品的制造方法，包含向PTFE的水性分散液中添加潤(rùn)滑劑，使PTFE與潤(rùn)滑劑共凝析以獲得含有潤(rùn)滑劑的PTFE濕潤(rùn)粉末的工序，將該濕潤(rùn)粉末成型，以獲得成型體的工序以及從該成型體除去潤(rùn)滑劑的工序，以及一種用于使固體濕潤(rùn)物脫水的方法及裝置，其特征在于，使夾帶固體濕潤(rùn)物的兩條濾布帶具有不同的行進(jìn)速度，并使該兩條濾布帶中的至少一條按垂直于濾布帶的方向振動(dòng)。
文檔編號(hào)B29C43/22GK1141640SQ9519172
公開(kāi)日1997年1月29日 申請(qǐng)日期1995年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月25日
發(fā)明者村上真司, 內(nèi)田達(dá)郎, 河內(nèi)正治 申請(qǐng)人:大金工業(yè)株式會(huì)社