(e) ふっ素樹脂ライニング材の特性

(イ)機械的特性

<技・製> 図2.2.1 PTFE・PFA Tensile Strength

<技・製>図2.2.2 PTFE・PFA Elongation

<技・製>図 2.2.3  PTFE・PFA Young's Modulus


<技・製> 表2.2.1  PTFE・PFA 圧縮クリープ特性

<技・製> 表2.2.2 PTFE・PFA 曲げ寿命特性

材 質 破壊に至るまでのサイクル数
PTFE >500    万 回
PFA(350) 50~100    〃 
PFA(340) 5~10     〃 
FEP(160) 10~20      〃 

テスト方法
MIT法

試料寸法  0.25t×12.7W(mm)
温   度  23℃
荷   重  12.3N{1.25kgf}
折り曲げ角度  ±135°

 

<技・製> 図2.2.4 PTFE・Thermal Expansion

<技・製> 表2.2.3 ライニングシートの物性(PTFE)


項   目 融点
(℃)
比重 引張り強さ
MPa{kgf/cm2
伸び
(%)
引張り弾性率
MPa{kgf/cm2}
降伏点強度
MPa{kgf/cm2}
破電値
kV/0.1mm
物性値 327 2.18 32 {330} 410 430 {4400} 15 {150} 11

(ロ)透過性

<技・製> 図2.2.5 PTFE・PFA シートの透過性 35% HCl at 70℃ 大気圧

<技・製> 図2.2.6 PFA・PTFEシートの透過性70% HNO3 at 70℃/25℃ 大気圧

<技・製> 図2.2.7 比重と透過度(70℃)

<技・製> 図2.2.8 厚さと透過度( 70℃)


(ハ) 溶接特性
バルフロンふっ素樹脂ライニング容器のシート相互やノズルの取り付けに使用している溶接特性を以下に示す。
溶接は一般的には、シート相互の継ぎ部の開先をとり、PTFEシートの場合はPFAディスパージョンを焼付け、PFA溶棒とPFAリボンの溶接を行う。
PFAシートはPFA溶棒とPFAリボンにて溶接する。溶接機は熱風溶接機を用い、手動タイプ と自動タイプがある。溶接部の構造を図2.2.9に示す。

<技・製> 図2.2.9 溶接部構造

*溶接特性
PTFE・PFAの溶接強度を図2.2.10剥離強度、図2.2.11剪断強度に示す。

<技・製> 図2.2.10 溶接特性(剥離強度)

<技・製>図2.2.11 溶接特性(剪断強度)

図2.2.10、図2.2.11に示すように、同種材のPFA-PFAが、PTFE-PFAより高温ですぐれた溶接強度を示す。このため、PTFE-PFAは使用温度を120℃までとしている。
これより、使用温度の高い場合は、PTFE-PFAの熱プレスによる融着またはPFA材を選択している。

(ニ)接着特性
バルフロンふっ素樹脂ライニング容器に使用されるゴム系接着剤(クロロプレン系)の接着特性を以下に示す。

<接着強度温度特性>
①試 料 ライニング材:片面処理PTFEシート(t3)、PTFE GBシート(t3)
      金属板:SS400(75W×100L×6t)
      接着剤:ゴム系(クロロプレン系)
②試料の製作
  ショットブラスト処理済み金属板、およびPTFEシートを脱脂する。
  次いで接着剤を塗布乾燥後、蒸気加硫器に取り付け加圧、加硫して試料を製作する。
③測 定
  加硫接着した試料を図2.2.12、2.2.13に示すようにタンザク状にカットする。
  この試料を恒温槽中で、各温度に1時間保持後、恒温槽中で剥離試験を行う。

試験機:島津オートグラフ
試 験 形 状:図2.2.12、図2.2.13による。
試 験 温 度:0℃、10℃、25℃、80℃、100℃
試 験 速 度:50mm/min
剥 離 方 法:180°および剪断
試 料 数:各5点

<技・製> 図2.2.12 180℃剥離試験試料図

<技・製> 図2.2.13 剪断剥離試験試料

④測定結果

測定結果を2.2.14、図2.2.15に示す。

<技・製> 図 2.2.14 接着強度-温度特性(180°剥離-ゴム系接着剤)

<技・製> 図 2.2.15 接着強度-温度特性(剪断-ゴム系接着剤)

(ホ)対真空特性

①試 料
形状:直管  φ450×1000mm
タンク(下部10%皿鏡板、上部平板)内径:φ850
材 料:ライニング材:PTFEシート(t3)片面エッチング
    缶 体:SGP・SS400
    接着材:ゴム系(クロロプレン)

②真空試験結果

温度 試験結果
直管φ450×1000mm タンクφ850(500r)
50℃ 1.3kPa{10Torr}15h減圧
異常なし
0.4kPa{3Torr}75h減圧異常なし
80℃ 1.3kPa{10Torr}15h減圧
異常なし
1.3kPa{10Torr}75h減圧異常なし
100℃ 1.3kPa{10Torr}15h減圧
異常なし
 
120℃ 1.6kPa{12Torr}
3h減圧中に陥没
 

(ヘ)ヒートサイクル特性
①試 料
形 状:直 管 φ450×1000mm
材 料:ライニング材:PTFEシート(t3)片面エッチング
    缶 体:SGP
    接着材:ゴム系(クロロプレン)

②試験方法
試料両端にフランジをセットし、ポンプにて温水80℃、冷水15℃~20℃を交互に流して加熱、冷却を行う。所定サイクル終了後、ライナーの状況を観察する。
 試験条件 流 体:水 ヒートサイクル  :温水80℃ 40分間
  :冷水15℃~20℃ 80分間
圧 力 :0.3MPa{3kgf/cm2

③試験結果

サイクル数 試 験 結 果

0

ライナーの剥離、陥没、クラックなし

500

ライナーの剥離、陥没、クラックなし

1000

ライナーの剥離、陥没、クラックなし

2000

ライナーの剥離、陥没、クラックなし


   

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