聚四氟乙烯管材及其制造用挤压机制造技术

一种制造聚四氟乙烯管材的挤压机，为使以聚四氟乙烯膏状物挤压成型方法制造的管状成型品的偏厚度达到最小限度，作为通过由芯杆（３０）和其周围的型孔模（５０）所形成的环形部分挤压聚四氟乙烯芯杆具有连接在顶杆上的顶杆结合端部（３４）和位于型孔模出口处的型孔模出口端部（３６），芯杆在其两个端部之间具有与芯杆的轴向相垂直的断面面积小于所说两个端部的断面面积的部分。使用该挤压机能够获得偏厚度在１５％以下的管材。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种偏厚较小的聚四氟乙烯管材及其制造装置和方法。
技术介绍
过去，作为聚四氟乙烯管材的制造方法，膏状物挤压法已经公知。这种方法是以乳液聚合法获得的聚四氟乙烯(以下，也称作“PTFE”)微细粉末中加入称作挤压辅助剂的适当的有机溶剂以获取膏状物，将该膏状物预制成圆筒状而获得坯料，将该坯料(billet)放入挤压机中，通过压头加压、经模具挤压成管状，之后，通过加热或萃取等方法除去挤压辅助剂，经烧成而最终获得既定的管材(例如，可参照氟树脂手册(1990年，日刊工业新闻社刊，里川孝臣编))。这种制造方法所使用的压头挤压机，其挤压管材的前端部分的断面示意图如附图说明图1所示。挤压机10具有缸体12、主模14以及型孔模16，在由这些部分所形成的空隙18内，与空隙18成同轴地配置有顶杆20以及安装在该顶杆20上的芯杆22。向挤压机的上述空隙内供给坯料，以压头(未图示)从图中的上方向下方进行挤压，从而从型孔模的环形出口24获得管材。从该管材中除去挤压辅助剂并经烧成最终获得既定的管材。以这种方法制造聚四氟乙烯管状成型品时，需要将顶杆20和芯杆22配置成与由缸体12、主模14以及型孔模16所形成的空隙18的中心轴一致。但是，由于不能在芯杆22端部处的型孔模16的出口24处对其进行支承，因此，芯杆22处于在与之连接的顶杆20的下端部受到单端支承的状态，而顶杆20在上端部受到单端支承。因此，要使芯杆22的中心在型孔模16的出口24的水平附近与型孔模16的中心对准是非常不容易的，实际上，使它们的中心轴实现实质性重合是非常困难的，几乎不可能做到。因此，目前市售的PTFE管材，特别是直径较大的管材(例如内径在10mm以上)，其壁厚存在着很大的分散性。即，从管材的垂直于长度方向的断面来看，存在着管材在径向上的厚度(壁厚)随其径向位置的不同而不同的偏厚现象。专利技术的公开因此，本专利技术所要解决的问题是使通过对PTFE膏状物进行挤压成型而制造出的管材成型品的偏厚度在最小限度内。专利技术人为解决上述问题而进行锐意研究后发现，将芯杆的至少一部分设计成这样的尺寸，即，在挤压时的压力的作用下产生挠曲，可使之具有在挤压机的芯杆的出口处自动进行对心(即使芯杆与型孔模的中心轴重合)的功能，由此，可使上述问题得到解决。一般来说，在流动的流体中，放置有以一点进行支承的长条状物时，该物体将向阻力最小的方向移动。即，当支承部被可自由旋转地支承时，长条状物在长度方向上趋于与流体的流动相平行，而当支承部受到约束时，长条状物通过自身的挠曲指向阻力最小的方向。专利技术人发现，若与这种现象相同的现象也能够在PTFE膏状物挤压机内发生，则定位后的芯杆将趋于使阻力为最小，因此，能够与型孔模同心，其结果，能够获得偏厚度被控制在最小限度的PTFE管材。一般来说，在挤压机内，将顶杆以型孔模出口相反一侧的端部呈与缸体同心的状态进行机械性固定，另一端端部上有芯杆安装在顶杆上。在这种挤压机中，之所以在压头向顶杆的长度方向加压而挤压出的管材出现偏厚现象，是由于即使顶杆被坚固地固定，当因某种原因芯杆发生偏厚(即，不与型孔模同心，例如，芯杆的中心轴相对于型孔模的中心轴发生偏斜)时，这种偏厚被扩大而在型孔模出口侧芯杆的中心相对于型孔模的中心发生相当大的偏移。此时，在所获得的管材中壁厚较薄一侧，芯杆形成沿着压头加压所产生的缸体内树脂整体的流动方向相对于缸体部原来的中心轴方向小于180度的角度(即，顶杆与芯杆的夹角)。反之，在所获得的管材中壁厚较厚一侧，芯杆形成相对于树脂的流向大于180度的角度(即，顶杆与芯杆的夹角)。在这种场合下，小于180度的角度将对树脂的流动产生阻力，因此，芯杆将移动以使阻力趋于减小(即，向着靠近型孔模中心轴的方向)。如果，芯杆的移动能够使阻力减小，其结果是在型孔模的出口端部处可使芯杆的中心在实质上向型孔模的中心靠近。即，芯杆向使得偏厚度为最小的方向移动。例如，在进行挤压操作之前，因某种原因，在型孔模出口附近，芯杆的中心与型孔模的中心偏离的情况下，在型孔模出口附近，芯杆中心能否回到型孔模中心处(即，中心线在一条直线上)或向其靠近，取决于挤压条件下芯杆能否产生挠曲。因此，在本专利技术中，将挤压机的芯杆的形状做成在进行挤压时能够比现有的芯杆更容易产生挠曲的形状，以此使得芯杆的中心易于回到其周围的型孔模的中心，因此，趋向于使同心度得到提高的状态，更理想的情况是能够达到同心状态，其结果，能够使挤压后的管材的同心度得到提高。因此，作为第1目的，本专利技术能够提供一种通过挤压聚四氟乙烯使其通过由芯杆及其周围的型孔模所形成的环形部分而制造聚四氟乙烯管材的挤压机，其特征是，芯杆具有连接在顶杆上的顶杆结合端部和位于型孔模出口处的型孔模出口端部，芯杆在其两个端部之间具有这样的部分，即该部分中垂直于芯杆轴向的断面面积小于所述两个端部的断面面积。在现有的挤压机中，对芯杆的设计未考虑如上所述的挠曲。为将芯杆连接在挤压机顶杆端部上，芯杆具有直径与顶杆端部的直径实质上相同的一端，并且，还具有直径与所挤压的管材内径实质上相对应的另一端，在上述两个端部之间的部分逐渐从一端的直径过渡到另一端的直径(即，垂直于芯杆轴向的断面面积渐渐增大或减小，或者固定不变)。另外，一般来说，如后述的比较例中所使用的芯杆那样，虽然芯杆具有直径固定不变的部分，但这部分的直径不会小于顶杆的断面或芯杆的型孔模出口端部处断面直径。因此，现有芯杆的形状不外乎是，其两端之间部分的直径或者大于一端的直径而小于另一端的直径，或者与一端的直径相等并与另一端的直径也相等。而在本专利技术的挤压机中，其芯杆具有断面小于所述两个端部的部分，其结果，比不具有这部分的现有挤压机的芯杆更容易挠曲。附图的简单说明图1是压头挤压机中挤压管材的前端部分的示意性剖视图。图2是本专利技术的挤压机中所使用的芯杆(以实施例1的形式使用)的示意性轴向剖视图。图3是本专利技术的挤压机中所使用的芯杆(以实施例2的形式使用)的示意性轴向剖视图。图4是现有挤压机中所使用的芯杆(以比较例1的形式使用)的示意性轴向剖视图。图5是现有挤压机中所使用的芯杆(以比较例2的形式使用)的示意性轴向剖视图。附图中，编号10是挤压机，编号12是缸体，编号14是主模，编号16是型孔模，编号18是空隙，编号20是顶杆，编号22是芯杆，编号24是环形出口，编号30是芯杆，编号32是螺纹，编号34是顶杆结合端部，编号36是型孔模出口端部，编号38是顶杆结合部分，编号40是第1过渡部分，编号42是断面减小部分，编号44是第2过渡部分，编号46是整流部分，编号48是通孔，编号50是型孔模，编号52是螺纹部分。专利技术的详细说明本专利技术的挤压机其一个形式的特征是，按照自顶杆结合端部向型孔模出口端部方向的顺序，由顶杆结合部分、第1过渡部分、断面减小部分、第2过渡部分以及整流部分(各部分中垂直于芯杆轴向的断面实质上为圆形)构成芯杆，各构成部分与相邻接的构成部分之间以相同直径的端部连接成一体，作为与芯杆的轴垂直的断面的面积，断面减小部分要小于顶杆结合部分及整流部分。顶杆结合部分在连接顶杆时可增加芯杆的强度。通常，在顶杆结合部分上设置具有用来将芯杆与顶杆结合的结合机构的部分(例如带有螺纹的部分)。对于该部分，由于要伸入顶杆内部，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚四氟乙烯管材，偏厚度在１５％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：内田达郎，村上真司，河内正治，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]