(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
５倍以上に延伸された未架橋のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）繊維に、自由に収縮できる状態で移動させながら、１００ｔｏｒｒ以下の酸素分圧の下に融点の上下２０℃の範囲の温度で放射線を照射して、ＰＴＦＥ分子を架橋させることを特徴とする、架橋ＰＴＦＥ繊維の製造方法。
【請求項２】
前記未架橋のＰＴＦＥ繊維が連続的に移動される、請求項１の架橋ＰＴＦＥ繊維の製造方法。
【請求項３】
前記５倍以上に延伸された未架橋のＰＴＦＥ繊維が、融点の上下５℃の範囲の温度で放射線を照射される、請求項１または２の架橋ＰＴＦＥ繊維の製造方法。
【請求項４】
５倍以上に延伸された未架橋のＰＴＦＥ繊維に、自由に収縮できる状態で移動させながら、１００ｔｏｒｒ以下の酸素分圧の下に融点の上下２０℃の範囲の温度で放射線を照射することによって架橋ＰＴＦＥ繊維を製造し、
前記架橋ＰＴＦＥ繊維を粉砕してＰＴＦＥ粉体とし、前記ＰＴＦＥ粉体と他のモールディングパウダとを混合して混合体とし、前期混合体を圧縮成形して成形体とすることを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項５】
前記架橋ＰＴＦＥ繊維を粉砕する工程は、前記ＰＴＦＥ粉体を２０マイクロメートル未満の平均粒子径にする、請求項４の成形体の製造方法。
【請求項６】
前記混合体とする工程は、２５重量％未満の前記ＰＴＦＥ粉体を混合する、請求項４の成形体の製造方法。
【請求項７】
前記混合体とする工程は、前記ＰＴＦＥ粉体と他のＰＴＦＥモールディングパウダとを混合して混合体とする、請求項４の成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は架橋ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）繊維の製造方法および架橋ＰＴＦＥ繊維を加工して得られる成形品に関し、特に、耐摩耗性に優れた架橋ＰＴＦＥ繊維の製造方法、および耐摩耗性に優れた、架橋ＰＴＦＥ繊維を加工して得られる成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
架橋ＰＴＦＥ繊維は結晶性が低く、ゴム特性を有するだけでなく、耐摩耗性が極めて優れており、架橋によりＰＴＦＥ繊維の比摩耗量は約１万分の一に減少するので、摺動材料として有用である。架橋ＰＴＦＥ繊維を製造するには、米国特許第５４４４１０３号に記載されているように、未架橋のＰＴＦＥ繊維に低い酸素分圧の下で融点（約３４０℃）付近の温度で放射線を照射して、分子を架橋させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＰＴＦＥ繊維の放射線による架橋のためには、温度をＰＴＦＥの融点の上下２０℃以内の範囲に入るよう、精密に制御しながら放射線を照射する設備が必要で、多大の投資を要する。それ故、架橋ＰＴＦＥ繊維は高価であった。
【０００４】
従来の架橋ＰＴＦＥ繊維を用いた成形品は、優れた耐摩耗性を有するが、架橋ＰＴＦＥ繊維が高価であるため、価格が高かった。
【０００５】
成形品の価格を低く抑えるためには、架橋ＰＴＦＥ繊維の粉体に他の合成樹脂の粉体を混和して成形品を構成することが必要であった。混和物による成形品で十分な耐摩耗性を得るには、架橋ＰＴＦＥ繊維の粉体の粒度を細かくすることが必要である。架橋ＰＴＦＥ繊維の粉砕のためのコストは、混和物による成形品での新たな問題となる。細かく粉砕することを避けようとすれば、架橋ＰＴＦＥ繊維の粉体の含有率を高く保つほかなく、成形品の高価格は解決できない。
【０００６】
本発明の目的は、価格が安く耐摩耗性が高い成形品を得ることができる、架橋ＰＴＦＥ繊維の製造方法を実現することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、成形品を混和物で構成する場合に、粉砕のためのコストを低減できる、架橋ＰＴＦＥ繊維の製造方法を実現することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、放射線架橋ＰＴＦＥ繊維の粉体から成る、価格が安く耐摩耗性が高い成形品を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するため、本発明の架橋ＰＴＦＥ繊維の製造方法は、５倍以上に延伸された未架橋のＰＴＦＥ繊維に、自由に収縮できる状態で移動させながら、１００ｔｏｒｒ以下の酸素分圧の下に融点の上下２０℃の範囲の温度で放射線を照射して、ＰＴＦＥ分子を架橋させる。
【００１０】
また、上記目的を達成するため、本発明の成形体の製造方法は、５倍以上に延伸された未架橋のＰＴＦＥ繊維に、自由に収縮できる状態で移動させながら、１００ｔｏｒｒ以下の酸素分圧の下に融点の上下２０℃の範囲の温度で放射線を照射することによって架橋ＰＴＦＥ繊維を製造し、前記架橋ＰＴＦＥ繊維を粉砕してＰＴＦＥ粉体とし、このＰＴＦＥ粉体と他のモールディングパウダとを混合して混合体とし、この混合体を圧縮成形する各工程から成る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
放射線を照射する際には、ふっ素樹脂の温度が融点の上下２０℃の範囲内になるように、好ましくは上下５℃の範囲内に、雰囲気の温度を調整することが望ましい。ふっ素樹脂の温度の検出、検出温度に基づく温度の制御は、公知の通常の手段により行なえばよい。
【００１２】
ふっ素樹脂を架橋させる雰囲気は、酸素分圧の低い、窒素等の不活性ガスが好ましく、その酸素分圧は１００torr以下が好ましい。
【００１３】
放射線（電離放射線）としては、ベータ線、ガンマ線、Ｘ線、電子線、アルファ線、陽子線等を用いることができるが、工業的には電子線が便利である。照射される放射線量は、通常、１ｋＧｙないし１０ＭＧｙの範囲から選ばれる。
【００１５】
未架橋の超延伸されたＰＴＦＥ繊維を、自由に収縮できる状態で移動させながら、放射線を照射するには、例えば炭素繊維（カーボンファイバー）の製造の場合と同様な工程を用いることができる。超延伸されたＰＴＦＥ繊維に、収縮を許さない状態で放射線を照射すると、収縮により繊維は破断してしまう。
【００１６】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示す。
［実施例１ないし５］
ファインパウダー型ＰＴＦＥ粉体（ダイキン工業社、商品名ポリフロンＦ−１０４）をペースト押し出しした後、温度３５０℃で１．５時間、焼結し、直径約４００マイクロメートルのモノフィラメントとした。
【００１７】
このモノフィラメントを通常の方法により、実施例１では３８０℃で５倍に、実施例２では１０倍、実施例３では２０倍、実施例４では５０倍、実施例５では１００倍に、それぞれ超延伸して、直径約１０マイクロメートルの超延伸ＰＴＦＥ繊維を得た。
【００１８】
この超延伸ＰＴＦＥ繊維を、０.1torr以下の真空下に、温度３４０℃で、自由収縮を許すように連続走行させながら、線量１００ｋＧｙの電子線を照射した。照射後の繊維を、ジェットミルで粉砕した。得られた改質ＰＴＦＥ粉体の平均粒子径を、通常の方法で測定した。
【００１９】
粉砕した改質ＰＴＦＥ粉体を、平均粒子径４０マイクロメートルのＰＴＦＥモールディングパウダ（旭ガラス社Ｇ−１６３）に、重量比で２０％混合し（実施例１ないし５共通）、圧力３０ＭＰａで１時間、圧縮成形し、縦５０mm、横５０mm、厚さ１０mmのブロックとした。
【００２０】
このブロックについて、比摩耗量を測定した。測定結果を、改質ＰＴＦＥ粉体の平均粒子径とともに、表１に示した。
【００２１】
［比較例］
比較のため、実施例１で用いたＰＴＦＥモールディングパウダに、実施例１と同じ照射条件で放射線を照射した後、平均粒子径が２０マイクロメートルになるように、ジェットミルで粉砕した。得られたＰＴＦＥ粉体の平均粒子径を、通常の方法で測定した。
【００２２】
照射済みの（改質）ＰＴＦＥ粉体を、元のＰＴＦＥモールディングパウダに対し重量比で２０％混合した。この混合物を実施例１と同じ条件で圧縮成形し、実施例１と同様にブロックとした。
【００２３】
このブロックについて比摩耗量を測定した。測定結果を、平均粒子径、実施例１ないし５の比摩耗量および粉体の平均粒子径とともに、表１に示した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１に示す通り、実施例１ないし５の比摩耗量は、比較例の比摩耗量よりいずれも小さい。延伸比２０の場合に最も小さくなった。
【００２６】
実施例１ないし５の平均粒子径は、比較例の平均粒子径よりも若干小さい。実施例１ないし３の間では、平均粒子径が変わっていないに拘らず、比摩耗量は減少している。
【００２７】
実施例３ないし５の間では、平均粒子径が延伸比の増大とともに大きくなっている。これは、超延伸ＰＴＦＥ繊維の延伸比が大きいほど、繊維の外径が、放射線照射の下で収縮率が大きいためであろう。
【００２８】
実施例１ないし３の間で、平均粒子径が変わっていないのに比摩耗量が減少する理由は不明であるが、延伸比が大きいほど繊維の有する異方性が残るためではないかと思われる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の架橋ＰＴＦＥ繊維の製造方法によると、価格が安く耐摩耗性が高い架橋ＰＴＦＥ成形品を得ることができる。これは、放射線による架橋のような、温度をＰＴＦＥの融点付近に精密に制御しながら放射線を照射する設備を、必要としないためである。
【００３０】
本発明によると、成形品を架橋ＰＴＦＥ繊維の混和物で構成する場合に、ＰＴＦＥ粉体の混合比を低くできるので、粉砕のためのコストを低減できる。
【００３１】
また本発明により、放射線架橋ＰＴＦＥ繊維から成る、価格が安く耐摩耗性が高い成形品を提供することができる。