(57)【要約】焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体とを、予め定められた強度に基づく比率で混合させることにより、被焼成部材を生成する混合工程と、生成された被焼成部材に対し、焼成を行う焼成工程とを含むことを特徴とする。
2019244433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体とを、予め定められた強度に基づく比率で混合させることにより、被焼成部材を生成する混合工程と、
生成された前記被焼成部材に対し、焼成を行う焼成工程と
を含むことを特徴とするフッ素樹脂焼成体の生産方法。
【請求項２】
請求項１に記載のフッ素樹脂焼成体の生産方法において、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とするフッ素樹脂焼成体の生産方法。
【請求項３】
請求項２に記載のフッ素樹脂焼成体の生産方法において、
前記比率は、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂が略５０ｗｔ％であること
を特徴とするフッ素樹脂焼成体の生産方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフッ素樹脂焼成体の生産方法において、
前記混合工程は、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材を混合させる異特性部材混合工程
をさらに含むことを特徴とするフッ素樹脂焼成体の生産方法。
【請求項５】
焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、
乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体と
が混合された後に焼成されていることを特徴とするフッ素樹脂焼成体。
【請求項６】
請求項５に記載のフッ素樹脂焼成体において、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とするフッ素樹脂焼成体。
【請求項７】
請求項６に記載のフッ素樹脂焼成体において、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂は、
全体の略５０ｗｔ％を占めること
を特徴とするフッ素樹脂焼成体。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のフッ素樹脂焼成体において、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材がさらに混合されていること
を特徴とするフッ素樹脂焼成体。
【請求項９】
焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体とを、予め定められた強度に基づく比率で混合させることにより、被焼成部材を生成する混合工程と、
生成された前記被焼成部材を分散媒及び界面活性剤により分散させる分散工程と
を含むことを特徴とするフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法において、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とするフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法において、
前記比率は、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂が略５０ｗｔ％であること
を特徴とするフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法において、
前記混合工程は、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材を混合させる異特性部材混合工程
をさらに含むことを特徴とするフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法により生産されたフッ素樹脂ディスパージョンと、被接触部材とを接触させる接触工程と、
前記接触工程により接触させられた被接触部材と前記フッ素樹脂ディスパージョンとを一体として焼成する一体焼成工程と
を含むことを特徴とする焼成体の生産方法。
【請求項１４】
焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、
乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体と
が混合させられて、分散媒及び界面活性剤により分散させられていることを特徴とするフッ素樹脂ディスパージョン。
【請求項１５】
請求項１４に記載のフッ素樹脂ディスパージョンにおいて、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とするフッ素樹脂ディスパージョン。
【請求項１６】
請求項１５に記載のフッ素樹脂ディスパージョンにおいて、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂は、
全体の略５０ｗｔ％を占めること
を特徴とするフッ素樹脂ディスパージョン。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載のフッ素樹脂ディスパージョンにおいて、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材がさらに混合されていること
を特徴とするフッ素樹脂ディスパージョン。
【請求項１８】
請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載のフッ素樹脂ディスパージョンと、
被接触部材と
が接触させられた後に一体として焼成されていることを特徴とする焼成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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、及び焼成体に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂には、フッ素を含んで高耐熱性及び低摩擦係数などの特徴を備えるフッ素樹脂などがある。また、フッ素樹脂には、完全フッ素化樹脂、部分フッ素化樹脂及びフッ素化樹脂共重合体などがある。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：polytetrafluoroethylene）は、耐熱性、耐薬品性、耐候性及び摺動性などの様々な優れた特性を併せ持つ極めて優秀なフッ素樹脂（高分子材料）である。【０００３】
しかし、ＰＴＦＥは、熱可塑性のポリマーに属するが、融点以上の温度でも高い粘度（１０10〜１０12Ｐａ・Ｓ）を保ち、流動性を示さない。そのため、ＰＴＦＥ製品は、一般的なポリマーの製造工程とは異なり、例えば金属の粉末冶金法の様に粉末を圧縮成形し、焼成して焼成体をつくり、所定の形状にするために切削加工して製造される。【０００４】
ＰＴＦＥの切削工程では、大量の切削屑が発生する。ＰＴＦＥは、極めて化学的に安定であるため、土壌中での微生物分解も受け付けない。また、ＰＴＦＥは、完全な気化をさせるためには６００°Ｃ以上の温度を要し、加熱時に有害ガス（フッ化水素等）が発生するために、焼却処分もされていない。そのため、現状では、大量の切削屑は、産業廃棄物として埋め立てに用いるしか処分方法がなく、効果的な処分方法やリサイクル方法が求められている。【０００５】
ＰＴＦＥは、蛍石と呼ばれる鉱石を主原料とした希少性の高い高分子である。蛍石は、中国、英国、南アフリカ及びメキシコを中心に産出されているが、枯渇の懸念からもＰＴＦＥのリサイクル技術が古くから求められている。日本国内での蛍石産出量は少なく、日本は蛍石の世界第一位の輸入国でもある。【０００６】
また、一度焼成を行ったＰＴＦＥ製品や切削屑を原料として作製したリサイクルＰＴＦＥ焼成体は、蛍石から作られたばかりのＰＴＦＥ粉末を成形し焼成した焼成体に対して、機械強度が大きく劣る傾向が確認されている。一方、近年、フッ素ゴムがウエアラブル用途に使用されている例もある。【０００７】
そして、フッ素樹脂をリサイクルする従来技術として、加熱済みフッ素樹脂粉砕物からなる再生原料粉末３０重量％以下と、未加熱フッ素樹脂粉末７０重量％以上を混合して混合系フッ素樹脂原料とし、この混合系フッ素樹脂原料を用いて通常の成形条件よりも予備成形圧力が高圧力の成形条件の成形法又は溶融状態のまま加圧し冷却する成形条件の成形法によって混合系フッ素樹脂成形品を得る方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−１０８１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来は、未加熱フッ素樹脂粉末７０重量％以上を混合し、かつ、通常の成形条件よりも予備成形圧力が高圧力の成形条件の成形法又は溶融状態のまま加圧し冷却する成形条件の成形法を用いる必要があり、効率的にフッ素樹脂をリサイクルすることはできないという問題があった。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、焼成後に粉砕されたフッ素樹脂を効率的に用いた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、及び焼成体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂焼成体の生産方法は、焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体とを、予め定められた強度に基づく比率で混合させることにより、被焼成部材を生成する混合工程と、生成された前記被焼成部材に対し、焼成を行う焼成工程とを含むことを特徴とする。【００１２】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂焼成体の生産方法において、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする。【００１３】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂焼成体の生産方法において、前記比率は、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂が略５０ｗｔ％であることを特徴とする。【００１４】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂焼成体の生産方法において、前記混合工程は、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材を混合させる異特性部材混合工程をさらに含むことを特徴とする。【００１５】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂焼成体は、焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体とが混合された後に焼成されていることを特徴とする。【００１６】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂焼成体において、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする。【００１７】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂焼成体において、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂は、全体の略５０ｗｔ％を占めることを特徴とする。【００１８】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂焼成体において、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材がさらに混合されていることを特徴とする。【００１９】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法は、焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体とを、予め定められた強度に基づく比率で混合させることにより、被焼成部材を生成する混合工程と、生成された前記被焼成部材を分散媒及び界面活性剤により分散させる分散工程とを含むことを特徴とする。【００２０】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法において、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする。【００２１】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法において、前記比率は、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂が略５０ｗｔ％であることを特徴とする。【００２２】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法において、前記混合工程は、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材を混合させる異特性部材混合工程をさらに含むことを特徴とする。【００２３】
また、本発明の一態様にかかる焼成体の生産方法は、上述のフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法により生産されたフッ素樹脂ディスパージョンと、被接触部材とを接触させる接触工程と、前記接触工程により接触させられた被接触部材と前記フッ素樹脂ディスパージョンとを一体として焼成する一体焼成工程とを含むことを特徴とする。【００２４】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂ディスパージョンは、焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体とが混合させられて、分散媒及び界面活性剤により分散させられていることを特徴とする。【００２５】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂ディスパージョンにおいて、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする。【００２６】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂ディスパージョンにおいて、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂は、全体の略５０ｗｔ％を占めることを特徴とする。【００２７】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂ディスパージョンにおいて、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材がさらに混合されていることを特徴とする。【００２８】
また、本発明の一態様にかかる焼成体は、上述のフッ素樹脂ディスパージョンと、被接触部材とが接触させられた後に一体として焼成されていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一実施形態にかかるフッ素樹脂焼成体の生産方法の概要を（ａ）〜（ｇ）の処理により例示する図である。
【図２】一実施形態にかかるフッ素樹脂焼成体の生産方法の概要を例示するフローチャートである。
【図３】（ａ）は、一般的な条件で焼結させたＰＴＦＥの再成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。（ｂ）は、粒子と粒子の間の空洞を除去するように圧縮圧力を意図的に高く変えて焼結させたＰＴＦＥの再成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。
【図４】未焼成ＰＴＦＥ粉末と、焼成後ＰＴＦＥ粉末とをそれぞれ焼結させた場合の相違点を示す図である。
【図５】（ａ）は、未焼成ＰＴＦＥ粉末の焼成前後の状態をＳＥＭにより撮影した写真である。（ｂ）は、焼成後ＰＴＦＥ粉末の焼成前後の状態をＳＥＭにより撮影した写真である。
【図６】未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合と、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合の、引張強度及び引張伸びを対比するグラフである。
【図７】ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合の気孔率に対する引張伸び及び引張強度を示すグラフである。
【図８】気孔率が０％となるように焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合と、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合の、引張強度及び引張伸びを対比するグラフである。
【図９】焼成後ＰＴＦＥ粉末に対し、繊維状組織になるＰＴＦＥ粉末を添加して被焼成部材を生成する方法の具体例を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）は、再度焼成される前の粉砕された焼成後ＰＴＦＥ粉末をＳＥＭにより撮影した写真である。（ｂ）は、ＰＴＦＥディスパージョンに含まれる未焼成のＰＴＦＥ粉末をＳＥＭにより撮影した写真である。（ｃ）は、未焼成のＰＴＦＥモールディングパウダーをＳＥＭにより撮影した写真である。（ｄ）は、被焼成部材（未焼成のＰＴＦＥ粉末が５０ｗｔ％）をＳＥＭにより撮影した写真である。（ｅ）は、被焼成部材（未焼成のＰＴＦＥ粉末が８０ｗｔ％）をＳＥＭにより撮影した写真である。（ｆ）は、焼成後ＰＴＦＥ粉末と、未焼成のＰＴＦＥモールディングパウダーとを混合した粉末をＳＥＭにより撮影した写真である。
【図１１】（ａ）は、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の混合割合と、かさ密度との関係を示すグラフである。（ｂ）は、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の混合割合と、焼成後の気孔率との関係を示すグラフである。
【図１２】（ａ）は、第２粉体に『繊維化する第１粉体』が５０ｗｔ％の割合で混合された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。（ｂ）は、第２粉体に『繊維化する第１粉体』が８０ｗｔ％の割合で混合された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。（ｃ）は、第２粉体に未焼成のＰＴＦＥモールディングパウダーが５０ｗｔ％の割合で混合された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。
【図１３】（ａ）は、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の混合割合と、焼成後の引張強度との関係を示すグラフである。（ｂ）は、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の混合割合と、焼成後の引張伸びとの関係を示すグラフである。
【図１４】第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の混合割合が５０ｗｔ％で混合された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。
【図１５】被焼成部材となり得る各粉体それぞれの引張強度と引張伸びを対比させてまとめた図である。
【図１６】『繊維化する第１粉体』が混合された被焼成部材を用いてフッ素樹脂ディスパージョンを生産する方法を示すフローチャートである。
【図１７】『繊維化する第１粉体』が混合された被焼成部材を含むフッ素樹脂ディスパージョンを用いて焼成体を生産する方法を示すフローチャートである。
【図１８】焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した焼成体について、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率と引張強度との関係を示すグラフである。
【図１９】焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した焼成体について、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率と引張伸びとの関係を示すグラフである。
【図２０】焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した焼成体について、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率とかさ密度との関係を示すグラフである。
【図２１】焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した焼成体について、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率と気孔率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下に、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、及び焼成体の一実施形態を、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）をフッ素樹脂の例として詳細に説明する。
【００３１】
図１は、一実施形態にかかるフッ素樹脂焼成体の生産方法の概要を（ａ）〜（ｇ）の処理により例示する図である。すなわち、作業者は、図１（ａ）〜（ｇ）の順に処理を行うことにより、蛍石Ｘを主原料とするＰＴＦＥ焼成体Ｚを生産することができる。
【００３２】
図１（ａ）に示すように、例えば原料となる蛍石Ｘは、粉体生成機１０によって粉体にされることにより、未焼成のＰＴＦＥ粉体（以下、第１粉体と記す）となる。蛍石Ｘは、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）を主に含む鉱石である。
【００３３】
具体的には、粉体生成機１０は、例えば蛍石Ｘに硫酸を混合して加熱し、フッ化水素（ＨＦ）ガスを発生させる。そして、粉体生成機１０は、フッ化水素ガスをクロロホルム（ＣＨＣｌ3）と反応させることにより、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ：tetrafluoroethylene）を合成する。そして、粉体生成機１０は、ＴＦＥを重合させて第１粉体を生成する。なお、第１粉体は、蛍石Ｘから物理的に生成されてもよい。
【００３４】
第１粉体は、後述する炉体１８内で焼成される被焼成部材Ｙである。なお、被焼成部材Ｙは、第１粉体に対して、第２粉体、及び異特性部材などが混合されたものであってもよい。なお、第２粉体は、焼成後に粉砕されたフッ素樹脂の粉体であるとする。つまり、第２粉体は、一度焼成されたＰＴＦＥ製品が粉砕されたリサイクルＰＴＦＥ粉末などである。また、異特性部材は、第１粉体及び第２粉体のいずれとも特性が異なる部材であるとする。つまり、異特性部材は、フッ素樹脂の耐クリープ性、圧縮強度、硬度などの特性を変えるために混合される部材である。
【００３５】
被焼成部材Ｙは、成形型１２内へ均一に充填機１４によって充填される（図１（ｂ））。成形型１２内に充填された被焼成部材Ｙは、圧縮機１６によって所定の圧力・時間で圧縮され（図１（ｃ））、予備成形体Ｚ１となる（図１（ｄ））。
【００３６】
そして、予備成形体Ｚ１は、炉体１８内で焼成機２０によって例えば３７０°Ｃ程度の焼成温度で焼成される（図１（ｅ））。焼成された予備成形体Ｚ２は、炉体１８内で冷却機２２によって所定の冷却時間で常温まで冷却され（図１（ｆ））、ＰＴＦＥ焼成体Ｚとして取り出される（図１（ｇ））。
【００３７】
次に、上述したフッ素樹脂焼成体の生産方法を、フローチャートを用いて説明する。
【００３８】
図２は、一実施形態にかかるフッ素樹脂焼成体の生産方法の概要を例示するフローチャートである。図２に示すように、ステップＳ１００において、作業者は、まず粉体の被焼成部材Ｙを生成する（被焼成部材Ｙの生成工程）。例えば、被焼成部材Ｙは、第１粉体に対して、第２粉体が混合される場合、ステップＳ１００において混合される（混合工程）。また、混合工程は、第１粉体及び第２粉体に対してさらに異特性部材を混合させる異特性部材混合工程を含んでいてもよい。
【００３９】
ステップＳ１０２において、被焼成部材Ｙは、成形型１２に充填される（充填工程）。
【００４０】
ステップＳ１０４において、成形型１２内に充填された被焼成部材Ｙは、圧縮機１６によって所定の圧力・時間で圧縮され、予備成形体Ｚ１となる（圧縮工程）。
【００４１】
ステップＳ１０６において、予備成形体Ｚ１は、炉体１８内で焼成機２０によって例えば３７０°Ｃ程度の焼成温度で焼成される（焼成工程）。
【００４２】
ステップＳ１０８において、焼成された予備成形体Ｚ２は、炉体１８内で冷却機２２によって所定の冷却時間で常温まで冷却される（冷却工程）。
【００４３】
ＰＴＦＥ焼成体Ｚは、加工性が良く、白色度が高いため、美術工芸品やジュエリーなどを制作するために最適な感性表現素材となる。
【００４４】
ところで、従来は、上述したようにＰＴＦＥなどのフッ素樹脂の効果的なリサイクル方法が確立されていない。一度焼成されたＰＴＦＥを再度成形する場合の成形性及び機械強度の低下の原因が明らかになっていないためである。
【００４５】
そこで、発明者は、一度焼成されたＰＴＦＥの強度が低下するメカニズムを解析し、ＰＴＦＥの効果的なリサイクルの方法を検討することとした。
【００４６】
従来は、一度焼成されたＰＴＦＥを再度成形すると、ＰＴＦＥの粒子と粒子の間に空洞ができてしまっていた。ＰＴＦＥの粒子と粒子の間の空洞が、ＰＴＦＥの強度を低下させる原因とも考えられたため、発明者は、ＰＴＦＥの粒子と粒子の間の空洞を除去するようにＰＴＦＥを焼結させて、空洞の強度に対する影響を評価した。
【００４７】
図３は、焼結させたＰＴＦＥの再成形品における空洞の有無を比較する拡大写真である。図３（ａ）は、一般的な条件で焼結させたＰＴＦＥの再成形品をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）により撮影した写真である。図３（ｂ）は、粒子と粒子の間の空洞を除去するように圧縮圧力を意図的に高く変えて焼結させたＰＴＦＥの再成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。
【００４８】
図３（ａ）に示すように、一般的な条件で焼結させたＰＴＦＥの再成形品は、ＰＴＦＥの粒子Ｐと粒子Ｐの間に空洞Ｃができており、粒子Ｐの一部が融着部分Ｆとなっている。一方、図３（ｂ）に示すように、粒子と粒子の間の空洞を除去するように圧縮圧力等の条件を変えて焼結させたＰＴＦＥの再成形品では、ＰＴＦＥの粒子と粒子の間の空洞がなくなっている。
【００４９】
しかし、ＰＴＦＥの粒子と粒子の間の空洞を除去しても、粒子間に粒界面の筋が残っており、粒子同士が十分に融着していないため、再成形品としての強度の向上は小さく、初めて焼結させたＰＴＦＥの強度の半分以下の強度であった。すなわち、一度焼成されたＰＴＦＥを再成形した場合に強度が低下する原因は、粒子間の空洞のみではないと考えられる。詳細には、図８等を用いて後述する。
【００５０】
次に、ＰＴＦＥを焼結させる場合に、以前に焼結したものであるか否かの違いを比較する。
【００５１】
図４は、初めて焼結させるＰＴＦＥ粉末（未焼成ＰＴＦＥ粉末）と、以前に焼結したＰＴＦＥを粉砕した粉末（焼成後ＰＴＦＥ粉末）とをそれぞれ焼結させた場合の相違点を示す図である。
【００５２】
図４に示すように、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合には、結晶化度が高く、結晶状態が伸びきり鎖であり、一次加熱の場合の融点が過熱現象により高温側へシフトして３４２°Ｃとなっている。また、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合には、凝固温度が３１５°Ｃであり、二次加熱の場合の融点が３２６°Ｃとなっている。
【００５３】
一方、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合には、非結晶部分が生成され、結晶状態が折りたたみとなっており、一次加熱の場合の融点が３２７°Ｃとなっている。また、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合には、凝固温度が３１１°Ｃであり、二次加熱の場合の融点が３２８°Ｃとなっている。
【００５４】
なお、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合、及び焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合のいずれも、不純物はほぼなく、色調は白色となっている。
【００５５】
次に、図５を用いて、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合と、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合の焼成前後の差異を説明する。
【００５６】
図５は、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合と、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合との焼成前後の差異を示す拡大写真である。図５（ａ）は、未焼成ＰＴＦＥ粉末の焼成前後の状態をＳＥＭにより撮影した写真である。図５（ｂ）は、焼成後ＰＴＦＥ粉末の焼成前後の状態をＳＥＭにより撮影した写真である。
【００５７】
未焼成ＰＴＦＥ粉末は、図５（ａ）に示すように、焼成前には繊維状組織Ｗが多くみられ、焼成後には結晶化度が高くなっている。一方、焼成後ＰＴＦＥ粉末は、図５（ｂ）に示すように、焼成前に繊維状組織Ｗがなく、焼成後には空洞Ｃが多くみられる。
【００５８】
このように、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合と、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合とでは、結晶構造、粒子形状、及び熱的特性に相違点があることが確認された。
【００５９】
次に、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合と、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合の強度について説明する。
【００６０】
図６は、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合と、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合の、引張強度及び引張伸びを対比するグラフである。図６に示すように、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合は、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合に比べて引張強度が約２０％まで低下している。また、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合は、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合に比べて引張伸びが約１３％まで低下している。
【００６１】
図７は、ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合の気孔率に対する引張伸び及び引張強度を示すグラフである。図７に示すように、ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合の気孔率が高くなると、引張伸び及び引張強度が低くなることが確認されている。
【００６２】
図８は、気孔率が０％となるように焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合と、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合の、引張強度及び引張伸びを対比するグラフである。図８に示すように、気孔率が０％となるように焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合は、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合に対して引張強度が約４５％となっている。また、気孔率が０％となるように焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合は、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合に対して引張伸びが約６０％となっている。
【００６３】
焼成後ＰＴＦＥ粉末を気孔率が０％となるように再度焼結させた場合には、焼成後ＰＴＦＥ粉末を一般的条件で再度焼結させた場合に比べて、引張強度が２倍以上となり、引張伸びが４倍以上となっている（図６参照）。このように、焼成後ＰＴＦＥ粉末は、気孔率が０％となるように再度焼結させられると、引張強度及び引張伸びは向上させられる。しかし、焼成後ＰＴＦＥ粉末と、未焼成ＰＴＦＥ粉末とは、それぞれ気孔率が０％となるように焼結されても、引張強度及び引張伸びには大きな差がある。
【００６４】
これらの評価結果から、未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた場合と、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた場合との特性の差は、気孔率のみが原因ではなく、未焼成ＰＴＦＥ粉末にあって焼成後ＰＴＦＥ粉末にない繊維状組織に起因しているものと考えられる。具体的には、未焼成ＰＴＦＥ粉末は、繊維状組織によりＰＴＦＥの粒子同士が絡み合い、粒子同士が絡み合った状態で焼成されることにより、強い界面結合が形成されると考えられる。一方、焼成後ＰＴＦＥ粉末は、繊維状組織がないため、焼成されても強い界面結合が形成されないものと考えられる。
【００６５】
すなわち、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた成形品の強度が未焼成ＰＴＦＥ粉末を焼結させた成形品の強度よりも大きく低下する原因は、気孔の存在に加えて、焼成により繊維状組織が消失し、ＰＴＦＥ粒子間での強固な界面結合が形成されないためであると考えられる。
【００６６】
次に、焼成後ＰＴＦＥ粉末を再度焼結させた成形品の強度を向上させる方法について説明する。
【００６７】
上述したように、焼成後ＰＴＦＥ粉末には、繊維状組織がない。一方、未焼成ＰＴＦＥ粉末にある繊維状組織は、焼成によるＰＴＦＥの成形品の強度に寄与していると考えられる。そこで、発明者は、焼成後ＰＴＦＥ粉末に対し、繊維状組織になるＰＴＦＥ粉末を添加することにより、再度焼結させた成形品の強度を向上させることとした。
【００６８】
ＰＴＦＥは、ＴＦＥを重合させたものである。また、ＰＴＦＥを重合させる方法には、懸濁重合と乳化重合とがある。以下、ＴＦＥが懸濁重合後に粉砕されたものをＰＴＦＥモールディングパウダーと呼ぶ。また、ＴＦＥが乳化重合されて濃縮・安定化されたものをＰＴＦＥディスパージョンと呼ぶ。ＰＴＦＥディスパージョンは、ＰＴＦＥの微粒子が水に分散させられた乳白色の液体であり、せん断力が加えられると繊維化する特性がある。また、ＴＦＥが乳化重合後に凝析されたものをＰＴＦＥファインパウダーと呼ぶ。例えば、ＰＴＦＥファインパウダーは、ＰＴＦＥディスパージョンからＰＴＦＥの微粒子が凝集された白色粉末であり、ＰＴＦＥディスパージョンと同様に、せん断力が加えられると繊維化する特性がある。
【００６９】
よって、焼成後ＰＴＦＥ粉末に対し、ＰＴＦＥディスパージョン又はＰＴＦＥファインパウダーなどの繊維状組織になるＰＴＦＥ粉末を添加（混合）することにより、再度焼結させたＰＴＦＥの成形品の強度を向上させることができると考えられる。
【００７０】
次に、焼成後ＰＴＦＥ粉末に対し、繊維状組織になるＰＴＦＥ粉末を添加する方法の具体例について説明する。
【００７１】
図９は、焼成後ＰＴＦＥ粉末に対し、繊維状組織になるＰＴＦＥ粉末を添加して被焼成部材Ｙを生成する方法の具体例を示すフローチャートである。図９に示すように、ステップＳ２００において、作業者は、フラスコなどの容器内でＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などを溶媒として焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥディスパージョンとを混合させる。
【００７２】
ここで、焼成後ＰＴＦＥ粉末は、平均粒径が例えば約５０μｍとなるようにされている。また、ＰＴＦＥディスパージョンに含まれる未焼成のＰＴＦＥ粉末は、平均粒径が例えば約０．２〜０．２５μｍにされている。
【００７３】
ステップＳ２０２において、ＩＰＡを溶媒として混合させられた焼成後ＰＴＦＥ粉末及びＰＴＦＥディスパージョンは、吸引濾過されることによって粉体の混合物がＩＰＡなどから分離される。
【００７４】
ステップＳ２０４において、ＩＰＡなどから分離された粉体の混合物は、水及びＩＰＡなどによって洗浄され、乳化剤などが除去される。
【００７５】
ステップＳ２０６において、乳化剤などが除去された粉体の混合物は、乾燥させられる。
【００７６】
ステップＳ２０８において、乾燥させられた粉体の混合物は、例えばブレンダーなどが用いられて均一に粉砕混合される。つまり、焼成後ＰＴＦＥ粉末と、ＰＴＦＥディスパージョンに含まれる未焼成のＰＴＦＥ粉末とが混合された混合粉末が生成される。なお、ここで生成された混合粉末は、上述した被焼成部材Ｙとされる。つまり、図９に示した方法により生成される被焼成部材Ｙは、図２に示した被焼成部材Ｙの生成工程（混合工程）により生成される被焼成部材Ｙに対応し、炉体１８内で焼成される。
【００７７】
なお、図９に示した方法においては、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥディスパージョンとを混合させた後に混合物を洗浄しているが、ＰＴＦＥディスパージョンをＩＰＡなどによって洗浄して乾燥させた後に焼成後ＰＴＦＥ粉末が混合されてもよい。また、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとが混合されて、混合粉末が生成されてもよい。
【００７８】
次に、図９に示した方法により生成された被焼成部材Ｙと、その他のＰＴＦＥ粉末との差異について説明する。
【００７９】
図１０は、図９に示した方法により生成された被焼成部材Ｙと、その他のＰＴＦＥ粉末とを比較する拡大写真である。図１０（ａ）は、再度焼成される前の粉砕された焼成後ＰＴＦＥ粉末をＳＥＭにより撮影した写真である。図１０（ａ）に示した写真には、繊維状組織がないことが分かる。
【００８０】
図１０（ｂ）は、ＰＴＦＥディスパージョンに含まれる未焼成のＰＴＦＥ粉末をＳＥＭにより撮影した写真である。図１０（ｂ）に示した写真には、多くの繊維状組織が含まれていることが分かる。
【００８１】
図１０（ｃ）は、未焼成のＰＴＦＥモールディングパウダーをＳＥＭにより撮影した写真である。図１０（ｃ）に示した写真には、図１０（ｂ）に示した写真のような繊維状組織は含まれていないことが分かる。
【００８２】
図１０（ｄ）は、図９に示した方法により生成された被焼成部材Ｙ（ＰＴＦＥディスパージョンに含まれる未焼成のＰＴＦＥ粉末が５０ｗｔ％）をＳＥＭにより撮影した写真である。図１０（ｄ）に示した写真では、繊維状組織の束が粒子にまとわりついていることが分かる。
【００８３】
図１０（ｅ）は、図９に示した方法により生成された被焼成部材Ｙ（ＰＴＦＥディスパージョンに含まれる未焼成のＰＴＦＥ粉末が８０ｗｔ％）をＳＥＭにより撮影した写真である。図１０（ｅ）に示した写真では、繊維状組織の束が図１０（ｄ）に示した写真よりも多く粒子にまとわりついていることが分かる。
【００８４】
図１０（ｆ）は、焼成後ＰＴＦＥ粉末と、未焼成のＰＴＦＥモールディングパウダーとを混合した粉末（未焼成のＰＴＦＥモールディングパウダーが５０ｗｔ％）をＳＥＭにより撮影した写真である。図１０（ｆ）に示した写真には、図１０（ｃ），（ｄ）に示した写真のような繊維状組織は含まれていないことが分かる。
【００８５】
以下、乳化重合された後に凝集されるＰＴＦＥディスパージョンに含まれていた未焼成のＰＴＦＥ粉末（又は、未焼成のＰＴＦＥファインパウダー）などの繊維状組織になるＰＴＦＥ粉末を、『繊維化する第１粉体』として、懸濁重合後に粉砕された未焼成のＰＴＦＥモールディングパウダーとは区別する。
【００８６】
図１１は、焼成後ＰＴＦＥ粉末（第２粉体）に対する『繊維化する第１粉体』の添加率（混合割合）と、かさ密度及び焼成後の気孔率との関係を示すグラフである。図１１（ａ）は、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の添加率（混合割合）と、かさ密度との関係を示すグラフである。図１１（ｂ）は、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の添加率（混合割合）と、焼成後の気孔率との関係を示すグラフである。
【００８７】
図１１（ａ）に示すように、かさ密度は、『繊維化する第１粉体』の混合割合が増加するにつれて高くなった。また、『繊維化する第１粉体』の混合割合が５０ｗｔ％以上になると、かさ密度は、未焼成ＰＴＦＥ粉末のみのかさ密度と同程度となった。
【００８８】
図１１（ｂ）に示すように、焼成後の気孔率は、『繊維化する第１粉体』の混合割合が増加するにつれて低くなった。また、『繊維化する第１粉体』の混合割合が５０ｗｔ％以上になると、焼成後の気孔率は、１％以下となった。また、『繊維化する第１粉体』の混合割合が１００ｗｔ％（すなわち繊維化する第１粉体のみ）になると、焼成後の気孔率は、０％となった。
【００８９】
また、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の混合割合と、第２粉体に対するＰＴＦＥモールディングパウダーの混合割合とが同じである場合には、『繊維化する第１粉体』が混合される場合の方が緻密化に効果的となっている。なお、図１１においては、第２粉体とＰＴＦＥモールディングパウダーとが混合されたものが白丸印で示されている。
【００９０】
図１２は、第２粉体に第１粉体が添加（混合）された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品の拡大写真である。図１２（ａ）は、第２粉体に『繊維化する第１粉体』が５０ｗｔ％の割合で混合された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。図１２（ｂ）は、第２粉体に『繊維化する第１粉体』が８０ｗｔ％の割合で混合された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。図１２（ｃ）は、第２粉体に未焼成のＰＴＦＥモールディングパウダーが５０ｗｔ％の割合で混合された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。
【００９１】
図１２（ａ）に示されたＰＴＦＥの成形品は、『繊維化する第１粉体』の粒子が第２粉体の粒子を取り巻いており、焼成時に『繊維化する第１粉体』の粒子がマトリクスを形成し、その空隙中に第２粉体が充填された構造となっている。また、図１２（ａ）に示されたＰＴＦＥの成形品は、『繊維化する第１粉体』の繊維状組織による偏析があり、『繊維化する第１粉体』の粒子同士によって緻密化されており、第２粉体による緻密化はほとんどないが、ＰＴＦＥの焼成体として緻密化されている。
【００９２】
図１２（ｂ）に示されたＰＴＦＥの成形品は、図１２（ａ）に示されたＰＴＦＥの成形品よりも、『繊維化する第１粉体』により緻密化されている。
【００９３】
なお、第２粉体に『繊維化する第１粉体』が５０ｗｔ％未満の割合で混合された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品は、『繊維化する第１粉体』の粒子が第２粉体を十分に取り囲むことができず、第２粉体同士が接触していることが確認されている。また、『繊維化する第１粉体』が混合されている割合が低いほど、第２粉体同士の接触は増加し、第２粉体による３次元骨格構造が形成される。つまり、緻密化が第２粉体の粒子に依存しやすくなり、気孔率を０％近くにすることができなかった。
【００９４】
図１２（ｃ）に示されたＰＴＦＥの成形品は、第２粉体に未焼成のＰＴＦＥモールディングパウダーが５０ｗｔ％の割合で混合されていても、焼成後には繊維状組織がないことによる空隙が確認されており、『繊維化する第１粉体』が混合されている場合ほど緻密化していない。
【００９５】
図１３は、焼成後ＰＴＦＥ粉末（第２粉体）に対する『繊維化する第１粉体』の添加率（混合割合）と、焼成後の引張強度及び引張伸びとの関係を示すグラフである。図１３（ａ）は、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の添加率（混合割合）と、焼成後の引張強度との関係を示すグラフである。図１３（ｂ）は、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の添加率（混合割合）と、焼成後の引張伸びとの関係を示すグラフである。
【００９６】
図１３（ａ）に示すように、引張強度は、『繊維化する第１粉体』の混合割合が増加するにつれて高くなった。また、『繊維化する第１粉体』の混合割合が０ｗｔ％から５０ｗｔ％まで増加されると、引張強度は、約５ＭＰａから約２１ＭＰａ（約４倍）に増加した。一方、『繊維化する第１粉体』の混合割合が５０ｗｔ％より多くされても、引張強度は、『繊維化する第１粉体』の混合割合が５０ｗｔ％の場合に対して緩やかな増加となる。
【００９７】
また、『繊維化する第１粉体』の混合割合が８０ｗｔ％及び１００ｗｔ％の場合には、引張強度は、約２３Ｍｐａとなっており、未焼成ＰＴＦＥ粉末のみが焼成された場合の引張強度より約４０％低くなっている。
【００９８】
図１３（ｂ）に示すように、引張伸びも、『繊維化する第１粉体』の混合割合が増加するにつれて高くなった。また、『繊維化する第１粉体』の混合割合が０ｗｔ％から５０ｗｔ％まで増加されると、引張伸びは、約５０％から約４００％（約８倍）に増加した。一方、『繊維化する第１粉体』の混合割合が５０ｗｔ％より多くされても、引張伸びは、『繊維化する第１粉体』の混合割合が５０ｗｔ％の場合に対して緩やかな増加となる。
【００９９】
また、『繊維化する第１粉体』の混合割合が８０ｗｔ％の場合には、引張伸びは、約４６０％となっており、未焼成ＰＴＦＥ粉末のみが焼成された場合の引張伸びより約３０％向上している。つまり、『繊維化する第１粉体』が焼成後ＰＴＦＥ粉末（第２粉体）と混合されることにより、未焼成のＰＴＦＥとは特性が異なる新たなフッ素樹脂が生成される。
【０１００】
また、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の混合割合と、第２粉体に対するＰＴＦＥモールディングパウダーの混合割合とが同じである場合には、『繊維化する第１粉体』が混合される場合の方が、引張強度及び引張伸びのいずれも高い値となっている。なお、図１３においては、第２粉体とＰＴＦＥモールディングパウダーとが混合されたものが白丸印で示されている。
【０１０１】
図１４は、第２粉体に対する『繊維化する第１粉体』の混合割合が５０ｗｔ％で混合された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品をＳＥＭにより撮影した写真である。図１４に示したように、第２粉体に対して『繊維化する第１粉体』が混合された後に焼成されたＰＴＦＥの成形品は、繊維状組織が形成されている。繊維状組織は、『繊維化する第１粉体』から繊維化した細い繊維が微細な粒子を介して束となっている繊維束と繊維径が同程度になっている。
【０１０２】
図１５は、上述した被焼成部材Ｙとなり得る各粉体それぞれの引張強度と引張伸びを対比させてまとめた図である。図１５に示すように、被焼成部材Ｙは、『繊維化する第１粉体』の混合割合が変えられることにより、焼成後の引張強度及び引張伸びが変化する。よって、ＰＴＦＥ成形品ごとに必要な引張強度及び引張伸びに応じて被焼成部材Ｙにおける『繊維化する第１粉体』の混合割合を予め設定することにより、焼成後のＰＴＦＥ成形品の引張強度及び引張伸びを設計することが可能となる。
【０１０３】
次に、『繊維化する第１粉体』が混合された被焼成部材Ｙを用いてフッ素樹脂ディスパージョンを生産する方法について説明する。
【０１０４】
図１６は、『繊維化する第１粉体』が混合された被焼成部材Ｙを用いてフッ素樹脂ディスパージョンを生産する方法を示すフローチャートである。図１６において、ステップＳ１００は、図２に示したステップＳ１００の被焼成部材Ｙの生成工程（混合工程）、及び図９に示した被焼成部材Ｙを生成する方法（ステップＳ２００〜Ｓ２０８）と実質的に同じ工程である。
【０１０５】
ステップＳ３００において、ステップＳ１００の混合工程により生成された被焼成部材Ｙに対し、例えば水などの分散媒と乳化剤（界面活性剤）等を用いて分散させ、乳化液のようにコロイド状にさせる（分散工程）。
【０１０６】
つまり、図１６に示した方法によれば、『繊維化する第１粉体』が混合された被焼成部材Ｙを含む乳化液状のフッ素樹脂ディスパージョンを生産することができる。
【０１０７】
次に、『繊維化する第１粉体』が混合された被焼成部材Ｙを含むフッ素樹脂ディスパージョンを用いて焼成体を生産する方法について説明する。
【０１０８】
図１７は、『繊維化する第１粉体』が混合された被焼成部材Ｙを含むフッ素樹脂ディスパージョンを用いて焼成体を生産する方法を示すフローチャートである。図１７に示すように、ステップＳ４００において、作業者は、『繊維化する第１粉体』が混合された被焼成部材Ｙを含むフッ素樹脂ディスパージョン（図１６参照）と、被接触部材とを接触させる処理を行う（接触工程）。
【０１０９】
ここで、被接触部材とは、例えばガラス繊維や、金属板などである。また、接触工程における接触させる処理は、例えばガラス繊維に上述のフッ素樹脂ディスパージョンを含侵させたり、金属板に対して上述のフッ素樹脂ディスパージョンを塗装する処理などである。
【０１１０】
ステップＳ４０２において、作業者は、接触工程により接触させられた被接触部材と上述のフッ素樹脂ディスパージョンとを一体として焼成する処理を行う（一体焼成工程）。
【０１１１】
つまり、図１７に示した方法によれば、『繊維化する第１粉体』が混合された被焼成部材Ｙを含むフッ素樹脂ディスパージョンが一体として焼成されたガラスクロスコーティングやテント膜材などを生産することができる。
【０１１２】
次に、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合し、炉体１８内で焼成した場合の焼成体の特徴及び特性について説明する。
【０１１３】
まず、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率を徐々に増やしながら、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した場合に、焼成前の状態をそれぞれＳＥＭにより撮影した。ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が３０％以下では、混合後に隙間が多く見られた。しかし、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が約６０％以上になったときには、混合後にほぼ隙間がなくなることが観察された。このとき、焼成後ＰＴＦＥの粒子は、ＰＴＦＥファインパウダーの粒子に取り囲まれている。
【０１１４】
また、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した後に焼成されたＰＴＦＥの成形品をＳＥＭにより撮影してみると、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が約７０％以上になったときに、表面がほぼ滑らかになっていることが確認された。ここでは、焼成前の予備成形時の圧密性、隙間の状況（特に気孔率）が焼成後にそのまま影響していると思われる。
【０１１５】
図１８は、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した焼成体について、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率と引張強度との関係を示すグラフである。ここで、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が５０％になると、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が０％である場合に対して、強度が約３．１２倍になっている。また、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が５０％になると、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が１００％である場合に対して、約７４％の強度が得られている。
【０１１６】
図１９は、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した焼成体について、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率と引張伸びとの関係を示すグラフである。ここで、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が５０％になると、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が０％である場合に対して、伸び率が約８．７５倍になっている。また、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が５０％になると、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が１００％である場合に対して、約９４％の伸び率が得られている。
【０１１７】
図２０は、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した焼成体について、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率とかさ密度との関係を示すグラフである。ここで、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が５０％以上になると、かさ密度はほぼ一定となっている。
【０１１８】
図２１は、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した焼成体について、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率と気孔率との関係を示すグラフである。ここで、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が５０％になると、気孔率は１．７％になっている。また、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が６０％以上になると、気孔率はほぼ一定となっている。
【０１１９】
このように、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した焼成体と、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥディスパージョンとを混合した焼成体とは、それぞれ同じような特性の傾向がみられた。しかし、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥファインパウダーとを混合した焼成体と、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥディスパージョンとを混合した焼成体とを比較すると、焼成後ＰＴＦＥ粉末とＰＴＦＥディスパージョンとを混合した焼成体の方が、強度が高くなる傾向があった。
【０１２０】
例えば、ＰＴＦＥファインパウダーの含有率が５０％である場合、ＰＴＦＥディスパージョンの含有率が５０％である場合に対して、強度が約２０％低くなっている。これは、粉体であるＰＴＦＥファインパウダーが、焼成後ＰＴＦＥ粉末に対して分散性が低いことが要因と考えられる。すなわち、ＰＴＦＥディスパージョンの方が、焼成後ＰＴＦＥ粉末の粒子の周りをより均一に囲み、分散性がよいと考えられる。
【０１２１】
なお、本願におけるフッ素樹脂は、フッ素原子を含む高分子材料であり、例えば、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体）などのいずれであってもよく、これらが混合（例えば粉体の状態において）されていてもよい。
【０１２２】
このように、上述した実施形態によれば、乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体が混合されるので、焼成後に粉砕されたフッ素樹脂を効率的に用いて、フッ素樹脂焼成体、フッ素樹脂ディスパージョン、及び焼成体を生産することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
Ｘ・・・蛍石、Ｙ・・・被焼成部材、Ｚ１・・・予備成形体、Ｚ２・・・焼成された予備成形体、Ｚ・・・ＰＴＦＥ焼成体（フッ素樹脂焼成体）、１０・・・粉体生成機、１２・・・成形型、１４・・・充填機、１６・・・圧縮機、１８・・・炉体、２０・・・焼成機、２２・・・冷却機
【図１】
2019244433.tif 000003
【図２】
2019244433.tif 000004
【図３】
2019244433.tif 000005
【図４】
2019244433.tif 000006
【図５】
2019244433.tif 000007
【図６】
2019244433.tif 000008
【図７】
2019244433.tif 000009
【図８】
2019244433.tif 000010
【図９】
2019244433.tif 000011
【図１０】
2019244433.tif 000012
【図１１】
2019244433.tif 000013
【図１２】
2019244433.tif 000014
【図１３】
2019244433.tif 000015
【図１４】
2019244433.tif 000016
【図１５】
2019244433.tif 000017
【図１６】
2019244433.tif 000018
【図１７】
2019244433.tif 000019
【図１８】
2019244433.tif 000020
【図１９】
2019244433.tif 000021
【図２０】
2019244433.tif 000022
【図２１】
2019244433.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月29日(2019.8.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体とを、予め定められた強度に基づく比率で混合させることにより、被焼成部材を生成する混合工程と、
生成された前記被焼成部材に対し、焼成を行う焼成工程と
を含むことを特徴とするフッ素樹脂焼成体の生産方法。
【請求項２】
請求項１に記載のフッ素樹脂焼成体の生産方法において、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とするフッ素樹脂焼成体の生産方法。
【請求項３】
請求項２に記載のフッ素樹脂焼成体の生産方法において、
前記比率は、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂が５０ｗｔ％以下であること
を特徴とするフッ素樹脂焼成体の生産方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のフッ素樹脂焼成体の生産方法において、
前記混合工程は、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材を混合させる異特性部材混合工程
をさらに含むことを特徴とするフッ素樹脂焼成体の生産方法。
【請求項５】
焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、
乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体と
が混合された後に焼成されていることを特徴とするフッ素樹脂焼成体。
【請求項６】
請求項５に記載のフッ素樹脂焼成体において、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とするフッ素樹脂焼成体。
【請求項７】
請求項６に記載のフッ素樹脂焼成体において、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂は、
全体の５０ｗｔ％以下を占めること
を特徴とするフッ素樹脂焼成体。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のフッ素樹脂焼成体において、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材がさらに混合されていること
を特徴とするフッ素樹脂焼成体。
【請求項９】
焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体とを、予め定められた強度に基づく比率で混合させることにより、被焼成部材を生成する混合工程と、
生成された前記被焼成部材を分散媒及び界面活性剤により分散させる分散工程と
を含むことを特徴とするフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法において、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とするフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法において、
前記比率は、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂が５０ｗｔ％以下であること
を特徴とするフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法において、
前記混合工程は、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材を混合させる異特性部材混合工程
をさらに含むことを特徴とするフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法により生産されたフッ素樹脂ディスパージョンと、被接触部材とを接触させる接触工程と、
前記接触工程により接触させられた被接触部材と前記フッ素樹脂ディスパージョンとを一体として焼成する一体焼成工程と
を含むことを特徴とする焼成体の生産方法。
【請求項１４】
焼成後に粉砕されたフッ素樹脂と、
乳化重合された後に凝集される未焼成のフッ素樹脂粉体と
が混合させられて、分散媒及び界面活性剤により分散させられていることを特徴とするフッ素樹脂ディスパージョン。
【請求項１５】
請求項１４に記載のフッ素樹脂ディスパージョンにおいて、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体は、いずれもポリテトラフルオロエチレンであること
を特徴とするフッ素樹脂ディスパージョン。
【請求項１６】
請求項１５に記載のフッ素樹脂ディスパージョンにおいて、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂は、
全体の５０ｗｔ％以下を占めること
を特徴とするフッ素樹脂ディスパージョン。
【請求項１７】
請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載のフッ素樹脂ディスパージョンにおいて、
前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂、及び前記未焼成のフッ素樹脂粉体のいずれとも特性が異なる異特性部材がさらに混合されていること
を特徴とするフッ素樹脂ディスパージョン。
【請求項１８】
請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載のフッ素樹脂ディスパージョンと、
被接触部材と
が接触させられた後に一体として焼成されていることを特徴とする焼成体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂焼成体の生産方法において、前記比率は、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂が５０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂焼成体において、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂は、全体の５０ｗｔ％以下を占めることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂ディスパージョンの生産方法において、前記比率は、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂が５０ｗｔ％以下であることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、本発明の一態様にかかるフッ素樹脂ディスパージョンにおいて、前記焼成後に粉砕されたフッ素樹脂は、全体の５０ｗｔ％以下を占めることを特徴とする。
【国際調査報告】
2019244433.tif 000024
2019244433.tif 000025
2019244433.tif 000026