(57)【要約】【課題】平均粒径２５μｍ以下の改質ふっ素樹脂パウダを効率よく製造することができる改質ふっ素樹脂パウダの製造方法を提供する。【解決手段】工程Ｓ１において、焼成したふっ素樹脂をこの樹脂の融点以上の温度に加熱し、酸素濃度が２ｔｏｒｒ以下の不活性ガス中、１〜１０００ｋＧｙの電離性放射線を照射することによりふっ素樹脂を改質する。工程Ｓ２において、フェザーミルにより粗粉砕した後、工程Ｓ３において、ローターミルにより中粉砕し、次いで工程Ｓ４において、ジェットミルにより微粉砕することで工程Ｓ５において、改質ふっ素樹脂パウダを生成する。【選択図】図１
2004010716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼成したふっ素樹脂を、この樹脂の融点以上の温度に加熱し、所定の酸素濃度の不活性ガス中、所定量の電離性放射線を照射することにより改質した改質ふっ素樹脂を、粗粉砕機により粗粉砕した後、ローターミルにより中粉砕し、次いでジェットミルにより微粉砕することで改質ふっ素樹脂パウダを生成する
ことを特徴とする改質ふっ素樹脂パウダの製造方法。
【請求項２】
前記改質ふっ素樹脂は、焼成したふっ素樹脂をこの樹脂の融点以上の温度に加熱し、酸素濃度が２ｔｏｒｒ以下の不活性ガス中、１〜１０００ｋＧｙの電離性放射線を照射することにより改質したふっ素樹脂である
ことを特徴とする請求項１に記載の改質ふっ素樹脂パウダの製造方法。
【請求項３】
前記焼成したふっ素樹脂の融点以上の温度に加熱する場合、前記ふっ素樹脂を構成する分子主鎖の切断と分解を招かない温度とする
ことを特徴とする請求項２に記載の改質ふっ素樹脂パウダの製造方法。
【請求項４】
前記ふっ素樹脂は、テトラフルオロエチレン系重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルピニルエーテル）系共重合体、およびテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン系共重合体の何れかである
ことを特徴とする請求項１記載の改質ふっ素樹脂パウダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐摩耗性や耐クリープ性に優れ、摺動部品、シール部品、パッキン、ガスケット、半導体製造用容器・冶具等に適用することができる改質ふっ素樹脂パウダを効率よく製造する改質ふっ素樹脂パウダの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるふっ素樹脂は、耐熱特性、化学的特性、電気的特性および潤滑性等に優れ、絶縁材料、あるいは各種機器の構成部品など広い用途に実用されている。しかし、ＰＴＦＥ等のふっ素樹脂は、摺動環境下や高温での圧縮環境下で、摩耗やクリープ変形が大きく、使用できないケースがある。これを解決する方法として、開発の中で、ＰＴＦＥ等の樹脂に、後述する改質ふっ素樹脂パウダをブレンドすることにより、耐摩耗性、耐クリープ性が向上し、特に耐摩耗性の向上が著しいことを見い出した。
【０００３】
改質ふっ素樹脂とは、焼成したＰＴＦＥ等のふっ素樹脂を、この樹脂の融点以上の温度に加熱し、所定の酸素濃度の不活性ガス中、所定量（単位：ｋＧｙ）の電離性放射線を照射することにより改質したふっ素樹脂である。つまり、改質ふっ素樹脂パウダとは、その改質ふっ素樹脂を微粉化することによりパウダ状にしたものである。その製造方法は、粗粉砕機で平均粒径を数ｍｍ程度に粗粉砕した後、ジェットミルで平均粒径２０〜２５μｍに微粉砕することによる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の改質ふっ素樹脂パウダの製造方法においては、ふっ素樹脂の融点より少し高い温度で改質を行うためパウダが融着し、また改質によりゴム弾性が高くなることが、微粉化を難しくしている。この理由のため、上記製造方法によって粗粉砕した後、さらに微粉砕したときの粉砕歩留が、約７０％以下と低くなるという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、平均粒径２５μｍ以下の改質ふっ素樹脂パウダを効率よく製造することができる改質ふっ素樹脂パウダの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の改質ふっ素樹脂パウダの製造方法は、焼成したふっ素樹脂を、この樹脂の融点以上の温度に加熱し、所定の酸素濃度の不活性ガス中、所定量の電離性放射線を照射することにより改質した改質ふっ素樹脂を、粗粉砕機により粗粉砕した後、ローターミルにより中粉砕し、次いでジェットミルにより微粉砕することで改質ふっ素樹脂パウダを生成することを特徴としている。
【０００７】
また、前記改質ふっ素樹脂は、焼成したふっ素樹脂をこの樹脂の融点以上の温度に加熱し、酸素濃度が２ｔｏｒｒ以下の不活性ガス中、１〜１０００ｋＧｙの電離性放射線を照射することにより改質したふっ素樹脂であることを特徴としている。
【０００８】
また、前記焼成したふっ素樹脂の融点以上の温度に加熱する場合、前記ふっ素樹脂を構成する分子主鎖の切断と分解を招かない温度とすることを特徴としている。
【０００９】
また、前記ふっ素樹脂は、テトラフルオロエチレン系重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルピニルエーテル）系共重合体、およびテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン系共重合体の何れかであることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る改質ふっ素樹脂パウダの製造方法を説明するための工程図である。
【００１２】
この図１に示す工程Ｓ１において、ふっ素樹脂（例えばＰＴＦＥ）の改質を行う。この改質は、焼成したＰＴＦＥを、酸素濃度２ｔｏｒｒ以下の不活性ガス雰囲気下で、１ｋＧｙ〜１０ＭＧｙの範囲内（例えば１００ｋＧｙが望ましい）の電離性放射線を照射することにより行う。
【００１３】
電離性放射線としては、γ線、電子線、Ｘ線、中性子線、あるいは高エネルギーイオン等が使用される。また、電離性放射線、例えば電子線の照射を行うに際しては、ふっ素樹脂をその結晶融点以上に加熱しておく必要がある。例えば、ふっ素樹脂として上記のようにＰＴＦＥを使用する場合には、この材料の結晶融点である３２７℃よりも高い温度、例えば３３５℃にＰＴＦＥを加熱した状態で電離性放射線を照射する必要がある。
【００１４】
また、他のふっ素樹脂であるＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルピニルエーテル共重合樹脂）や、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樹脂）を使用する場合には、ＰＦＡが３１０℃、ＦＥＰが２７５℃に特定される融点よりも高い温度に加熱して照射する。ふっ素樹脂をその融点以上に加熱することは、ふっ素樹脂を構成する主鎖の分子運動を活発化させることにより、その結果、分子間の架橋反応（高分子などの分子鎖間を化学結合により橋架けする反応）を効率良く促進させることが可能となる。但し、過度の加熱は逆に分子主鎖の切断と分解を招くようになるので、このような解重合現象の発生を抑制する意味合いから、加熱温度はふっ素樹脂の融点よりも１０〜３０℃高い範囲内に抑えるべきである。
【００１５】
なお、改質ふっ素樹脂パウダの架橋形態は、シート、ブロック又はその他の形状のふっ素樹脂成形体を架橋後粉砕する場合とふっ素樹脂パウダを架橋後粉砕する場合のいずれであってもよい。
【００１６】
次に、工程Ｓ２において、上記のように改質したふっ素樹脂（例えば改質したＰＴＦＥ）をフェザーミルにより粗粉砕する。この粗粉砕には、例えばホソカワミクロン社製のフェザーミル（ＦＭ−１）による打撃式を適用する。この粗粉砕後に、工程Ｓ３において、ローターミルにより中粉砕する。この中粉砕には、例えば日清エンジニアリング社製のローターミル（ＢＭ−２５）による機械式を適用する。この中粉砕後に、工程Ｓ４において、ジェットミルにより微粉砕する。この微粉砕には、例えば日清エンジニアリング社製のジェットミル（ＣＪ−５０）による気流式がある。この微粉砕によって、工程Ｓ５において、平均粒径が２５μｍ以下の改質ふっ素樹脂（例えばＰＴＦＥ）パウダが生成される。
【００１７】
但し、上記工程Ｓ３のローターミルの粉砕機構は、独自の渦構造を持つローターとライナーにより発生する高速渦流を利用し粉砕する。また渦流は、改質したふっ素樹脂が粉砕ゾーンに長く滞留するような流れを形成するので、より微粉砕化を促進する。
【００１８】
このような工程Ｓ１〜Ｓ５を適用して実際に改質ふっ素樹脂パウダを製造した場合の実施例を説明する。
【００１９】
まず、平均粒径が４０μｍのＰＴＦＥモールディングパウダ（旭硝子社製Ｇ−１６３）を準備し、これに、酸素濃度が２ｔｏｒｒの真空下および、この材料の結晶融点よりも高い温度である３３５℃の加熱温度のもとで、吸収線量が１００ｋＧｙとなるように電子線による照射処理を施した。
【００２０】
次いで、これを、上記工程Ｓ２〜Ｓ４の粉砕方法により微粉砕した。このときの実施例１および２を下記の表１に示す。このときの粉砕条件は、粉砕時間が３時間、供給速度が約１１８８ｇ／ｈで行った。また比較例１および２として、ローターミルでの中粉砕を省略した場合についても併せて行い、その結果を同表１に示した。
【００２１】
【表１】
2004010716.tif 000003
ここで、粉砕歩留の単位は重量％であり、平均粒径が２５μｍ以下の改質ＰＴＦＥパウダを分子、平均粒径が２５μｍを超える改質ＰＴＦＥパウダを分母とした。また、比摩耗量の測定は、各例のＰＴＦＥパウダと未照射のＰＴＦＥパウダを重量比で前者２０に対して後者が８０となるように混合し、この混合パウダを３５０℃下に圧縮成形することによって得られたロッドを０．５ｍｍの厚さのシートにスライスし、このシートを使用して行った結果である。摺動試験には、リングオンディスク型摩擦摩耗試験器（ＪＩＳ　Ｋ　７２１８）を使用し、相手材には、表面粗さが０．２μｍのＳＵＳ３０４を使用した。なお、測定は、面圧を０．３９ＭＰａおよび周速を１２５ｍ／分に設定して行った。
【００２２】
表１の結果から、上記実施の形態の製造方法における粉砕方法では、比較例に比べ、平均粒径２５μｍ以下の改質ＰＴＦＥパウダを効率よく製造できることが分かる。
【００２３】
また、ＰＴＦＥパウダ単独の比摩耗量が１０００００×１０−８ｍｍ３／Ｎ・ｍであるのに対し、実施例２により得られた改質ＰＴＦＥパウダの比摩耗量は、非常に小さく優れた特質を備えているものであり、その実用性を高く評価することができる。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態による改質ふっ素樹脂パウダの製造方法によれば、改質したふっ素樹脂を粗粉砕機により粗粉砕した後、ローターミルにより中粉砕し、次いでジェットミルにより微粉砕したことにより、平均粒径２５μｍ以下の改質ふっ素樹脂パウダを効率よく製造することができ、これにより優れた耐摩耗性を有する成形体を実現することが可能となり、ふっ素樹脂の応用範囲を広げる上で大きく貢献することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、焼成したふっ素樹脂をこの樹脂の融点以上の温度に加熱し、酸素濃度が２ｔｏｒｒ以下の不活性ガス中、１〜１０００ｋＧｙの電離性放射線を照射することにより改質した改質ふっ素樹脂を、粗粉砕機により粗粉砕した後、ローターミルにより中粉砕し、次いでジェットミルにより微粉砕することで改質ふっ素樹脂パウダを生成するようにしたので、平均粒径２５μｍ以下の改質ふっ素樹脂パウダを効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る改質ふっ素樹脂パウダの製造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
Ｓ１　ふっ素樹脂の改質工程
Ｓ２　粗粉砕工程
Ｓ３　中粉砕工程
Ｓ４　微粉砕工程
Ｓ５　改質ふっ素樹脂パウダの生成工程
【図１】
2004010716.tif 000004