DE112021005920T5

DE112021005920T5 - Fluorharzfolie, kautschukformkörper und verfahren zur herstellung eines kautschukformkörpers

Info

Publication number: DE112021005920T5
Application number: DE112021005920.3T
Authority: DE
Inventors: Yuta Kuroki; Narumi Ueda; Kurato Akiba; Keiko FUJIWARA
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2021-08-05
Publication date: 2023-09-07
Also published as: TW202222865A; WO2022102180A1; JPWO2022102180A1; CN116547127A; US20230416477A1

Abstract

Eine Fluorharzfolie, die bereitgestellt werden soll, umfasst ein Fluorharz, wobei die Fluorharzfolie einen Durchschnittswert von 1200 % oder mehr einer Zugbruchdehnung in einer ersten Richtung und einer Zugbruchdehnung in einer zweiten Richtung in einer 180 °C-Atmosphäre aufweist, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung Richtungen in der Ebene und orthogonal zueinander sind. Diese Fluorharzfolie kann als Beschichtungsfolie zum Beschichten der Oberfläche eines Kautschuk-enthaltenden Substrats verwendet werden, das in einen Kautschukformkörper einbezogen ist, und ist zur Herstellung eines Kautschukformkörpers mit einer Oberfläche geeignet, die mit der Folie beschichtet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluorharzfolie, einen Kautschukformkörper und ein Verfahren zur Herstellung eines Kautschukformkörpers.
STAND DER TECHNIK
Fluorharzfolien sind chemisch stabil und werden demgemäß als Folien zum Beschichten der Oberfläche eines Kautschuk-enthaltenden Substrats verwendet. Kautschukformkörper, die ein Kautschuk-enthaltendes Substrat und eine Fluorharzfolie umfassen, welche die Oberfläche des Kautschuk-enthaltenden Substrats beschichtet, werden als Membranen, Walzen, Dichtungselemente und dergleichen verwendet. Das Patentdokument 1 offenbart eine Membran mit einer Oberfläche, die mit einer Fluorharzfolie beschichtet ist. Die Membran von Patentdokument 1 ist gegen Ozon in der Atmosphäre, Kraftstoff, usw., sehr beständig.
DOKUMENTENLISTE
Patentdokumente
Patentdokument 1: Mikrofilm der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. S53 (1978)-182502 (JP S55 (1980)-98854 U)
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Durch Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand, bei dem eine Fluorharzfolie in einem Formwerkzeug angeordnet ist, können die Bildung eines Kautschuk-enthaltenden Substrats und das Beschichten mit der Fluorharzfolie gleichzeitig durchgeführt werden, wodurch ein Kautschukformkörper effizient hergestellt wird. Bei dem vorstehenden Formgebungsvorgang tritt jedoch in der Fluorharzfolie, die das Kautschuk-enthaltende Substrat beschichtet, manchmal ein Riss auf. Darüber hinaus tritt gemäß Untersuchungen durch die vorliegenden Erfinder ein Riss tendenziell insbesondere in dem Fall auf, bei dem die Fluorharzfolie die Oberfläche einer Vorwölbung beschichtet, die von dem Basisabschnitt des Kautschuk-enthaltenden Substrats vorragt.
Die vorliegende Erfindung soll eine Fluorharzfolie bereitstellen, die als Beschichtungsfolie zum Beschichten der Oberfläche eines Kautschuk-enthaltenden Substrats, das in einen Kautschukformkörper einbezogen ist, verwendet werden kann, und zur Herstellung eines Kautschukformkörpers mit einer Oberfläche, die mit der Folie beschichtet ist, geeignet ist.
Lösung des Problems
Die vorliegende Erfindung stellt eine Fluorharzfolie bereit, die ein Fluorharz umfasst, wobei
die Fluorharzfolie einen Durchschnittswert von 1200 % oder mehr einer Zugbruchdehnung in einer ersten Richtung und einer Zugbruchdehnung in einer zweiten Richtung in einer 180 °C-Atmosphäre aufweist, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung Richtungen in der Ebene und orthogonal zueinander sind.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt einen Kautschukformkörper bereit, umfassend:

ein Kautschuk-enthaltendes Substrat; und
eine Harzfolie, wobei
das Kautschuk-enthaltende Substrat eine Oberfläche aufweist, die mit der Harzfolie beschichtet ist, und
die Harzfolie die Fluorharzfolie gemäß der vorliegenden Erfindung ist.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Kautschukformkörpers bereit, der eine Harzfolie und ein Kautschuk-enthaltendes Substrat mit einer Oberfläche, die mit der Harzfolie beschichtet ist, umfasst, wobei das Verfahren
das Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand umfasst, bei dem die Harzfolie in einem Formwerkzeug angeordnet ist, wodurch der Kautschukformkörper erhalten wird, wobei
die Harzfolie eine Fluorharzfolie gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Kautschukformkörpers bereit, der eine Harzfolie und ein Kautschuk-enthaltendes Substrat mit einer Oberfläche, die mit der Harzfolie beschichtet ist, umfasst, wobei

in dem Kautschukformkörper
- die Harzfolie eine Fluorharzfolie ist und keinen Riss aufweist,
- die Oberfläche eine Oberfläche einer Vorwölbung umfasst, die von einem Basisabschnitt des Kautschuk-enthaltenden Substrats vorragt,
- die Vorwölbung eine Höhe von 10 mm oder mehr aufweist, und
- die Harzfolie die Vorwölbung von einem obersten Abschnitt der Vorwölbung in einer Höhenrichtung der Vorwölbung beschichtet, und
das Verfahren
das Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand umfasst, bei dem die Fluorharzfolie gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Formwerkzeug angeordnet ist, wodurch der Kautschukformkörper erhalten wird.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Kautschukformkörpers bereit, der eine Harzfolie und ein Kautschuk-enthaltendes Substrat mit einer Oberfläche, die mit der Harzfolie beschichtet ist, umfasst, wobei

in dem Kautschukformkörper
- die Harzfolie eine Fluorharzfolie ist und keinen Riss aufweist,
- die Oberfläche eine Oberfläche einer Vorwölbung umfasst, die von einem Basisabschnitt des Kautschuk-enthaltenden Substrats vorragt,
- die Vorwölbung eine Höhe von 10 mm oder mehr aufweist, und
- die Harzfolie die Vorwölbung von einem obersten Abschnitt der Vorwölbung in einer Höhenrichtung der Vorwölbung beschichtet, und
das Verfahren
das Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand umfasst, bei dem die Harzfolie in einem Formwerkzeug angeordnet ist, wodurch der Kautschukformkörper erhalten wird, und
die verwendete Harzfolie eine Harzfolie mit einer Zugbruchdehnung ist, die derart ist, dass bei der Veränderung der Harzfolie von einem Folienzustand zu einer Form, die einer Aussparung des Formwerkzeugs in einer Tiefenrichtung der Aussparung des Formwerkzeugs entspricht, wobei die Aussparung der Vorwölbung entspricht, kein Riss auftritt.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Die Fluorharzfolie der vorliegenden Erfindung, welche die vorstehende Zugbruchdehnung aufweist, ist zur Herstellung eines Kautschukformkörpers mit einer Oberfläche, die mit der Folie beschichtet ist, geeignet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch ein Beispiel einer Fluorharzfolie der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Vorrichtung zeigt, mit welcher die Fluorharzfolie der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann.
3A ist eine Draufsicht, die schematisch ein Beispiel eines Kautschukformkörpers der vorliegenden Erfindung zeigt.
3B ist eine Querschnittsansicht, die einen Querschnitt IIIB-IIIB des Kautschukformkörpers in der 3A zeigt.
4A ist eine Draufsicht, die schematisch ein Beispiel des Kautschukformkörpers der vorliegenden Erfindung zeigt.
4B ist eine Querschnittsansicht, die einen Querschnitt IVB-IVB des Kautschukformkörpers in der 4A zeigt.
5A ist eine Draufsicht, die schematisch ein Beispiel des Kautschukformkörpers der vorliegenden Erfindung zeigt.
5B ist eine Querschnittsansicht, die einen Querschnitt VB-VB des Kautschukformkörpers in der 5A zeigt.
6 ist ein Untersuchungsbild, das den Zustand einer Fluorharzfolie von Beispiel 1 nach einer Formgebungsprüfung zeigt.
7 ist ein Untersuchungsbild, das den Zustand einer Fluorharzfolie von Vergleichsbeispiel 1 nach der Formgebungsprüfung zeigt

BESCHREIBUNG EINER AUSFÜHRUNGSFORM
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt.
[Fluorharzfolie]
Die 1 zeigt eine Fluorharzfolie der vorliegenden Ausführungsform. Die Fluorharzfolie 1 in der 1 enthält ein Fluorharz. Die Fluorharzfolie 1 weist einen Durchschnittswert von 1200 % oder mehr der Zugbruchdehnung in einer ersten Richtung und der Zugbruchdehnung in einer zweiten Richtung in einer 180 °C-Atmosphäre auf (nachstehend wird dieser Durchschnittswert als die durchschnittliche Dehnung bezeichnet). Die erste Richtung und die zweite Richtung sind Richtungen in der Ebene und orthogonal zueinander. Gemäß der Fluorharzfolie 1 kann das Auftreten eines Risses in der Folie 1 in dem vorstehend genannten Kautschuk-Formgebungsvorgang vermindert werden. Es sollte beachtet werden, dass 180 °C einer typischen Verfahrenstemperatur in dem Kautschuk-Formgebungsvorgang entspricht.
Die durchschnittliche Dehnung kann 1250 % oder mehr, 1300 % oder mehr, 1350 % oder mehr, 1400 % oder mehr, 1450 % oder mehr, 1500 % oder mehr, 1550 % oder mehr, 1600 % oder mehr, 1650 % oder mehr oder sogar 1700 % oder mehr betragen. Die Obergrenze für die durchschnittliche Dehnung beträgt beispielsweise 1800 % oder weniger.
Die erste Richtung ist beispielsweise die MD. Die zweite Richtung ist beispielsweise die TD. Die MD ist typischerweise die Aufwickelrichtung während der Folienbildung der Fluorharzfolie 1. Die TD ist typischerweise eine Richtung in der Ebene senkrecht zur der vorstehend genannten Aufwickelrichtung der Fluorharzfolie 1. In der streifenförmigen Fluorharzfolie 1 können die erste Richtung und die zweite Richtung die Längsrichtung bzw. die Breitenrichtung sein.
Die Fluorharzfolie 1 kann eine Zugfestigkeit von 7,0 MPa oder mehr, 7,5 MPa oder mehr, 8,0 MPa oder mehr, 8,5 MPa oder mehr, 9,0 MPa oder mehr oder sogar 9,5 MPa oder mehr in der ersten Richtung und/oder der zweiten Richtung in einer 180 °C-Atmosphäre aufweisen. Eine geeignete Einstellung der Zugfestigkeit kann zu einer zuverlässigeren Verminderung des Auftretens eines vorstehend genannten Risses beitragen. Es ist jedoch schwierig, sowohl eine hohe Zugfestigkeit als auch eine hohe Zugbruchdehnung zu erreichen. Die Obergrenze für die Zugfestigkeit beträgt beispielsweise 20,0 MPa oder weniger und kann 17,0 MPa oder weniger, 16,0 MPa oder weniger, 15,0 MPa oder weniger, 14,0 MPa oder weniger, 13,0 MPa oder weniger oder sogar 12,0 MPa oder weniger betragen.
Die Zugbruchdehnung und die Zugfestigkeit können durch eine Zugprüfung der Fluorharzfolie 1 bewertet werden.
Die Fluorharzfolie 1 in der 1 weist eine Oberfläche auf, die einer Modifizierungsbehandlung unterzogen worden ist (nachstehend als modifizierungsbehandelte Oberfläche bezeichnet) 11. Durch die Verwendung der Fluorharzfolie 1 derart, dass die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 mit dem Kautschuk-enthaltenden Substrat in Kontakt ist, kann die Haftung der Fluorharzfolie 1 an dem Kautschuk-enthaltenden Substrat verbessert werden.
Die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 kann ein Haftvermögen, ausgedrückt als die Ablösefestigkeit, die durch eine 180°-Ablöseprüfung bewertet wird, von 4,0 N/19 mm oder mehr, 4,5 N/19 mm oder mehr, 5,0 N/19 mm oder mehr, 5,5 N/19 mm oder mehr, 6,0 N/19 mm oder mehr, 6,5 N/19 mm oder mehr, 7,0 N/19 mm oder mehr oder sogar 7,5 N/19 mm oder mehr aufweisen. Die 180°-Ablöseprüfung wird durch Anbringen der Fluorharzfolie 1 und eines Klebebands (Nr. 31B, hergestellt von NITTO DENKO CORPORATION, 80 µm dick) aneinander, so dass die Haftoberfläche des Klebebands und die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 miteinander in Kontakt sind, und dann Ablösen des Klebebands von der Fluorharzfolie 1 durchgeführt. Die Obergrenze für das Haftvermögen der modifizierungsbehandelten Oberfläche 11 beträgt beispielsweise 15,0 N/19 mm oder weniger, ausgedrückt als die vorstehende Ablösefestigkeit. Es sollte beachtet werden, dass Nr. 31B eine ausreichende Haftkraft zur Bewertung der vorstehenden Ablösefestigkeit aufweist.
Die Fluorharzfolie 1 in der 1 weist die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 auf einer der Hauptoberflächen auf. Die Fluorharzfolie 1 kann die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 auf jeder von beiden Hauptoberflächen aufweisen. In dem Fall, bei dem die Fluorharzfolie 1 die zwei oder mehr modifizierungsbehandelte Oberflächen 11 aufweist, können die modifizierungsbehandelten Oberflächen 11 bezüglich des Haftvermögens identisch oder voneinander verschieden sein.
Die Fluorharzfolie 1 in der 1 weist die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 auf der gesamten einen Hauptoberfläche auf. Die Fluorharzfolie 1 kann die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 auf nur einem Teil der Hauptoberfläche aufweisen. Alternativ kann die Fluorharzfolie 1 die zwei oder mehr modifizierungsbehandelten Oberflächen 11 auf einer Hauptoberfläche aufweisen.
Die Fluorharzfolie 1 weist eine Dicke von beispielsweise 10 bis 300 µm auf und kann eine Dicke von 30 bis 250 µm oder sogar 50 bis 200 µm aufweisen.
Die Fluorharzfolie 1 in der 1 ist einschichtig. Die Fluorharzfolie 1 kann jedwedes Laminat aus zwei oder mehr Schichten sein, solange die Fluorharzfolie 1 die vorstehend genannte Zugbruchdehnung aufweist.
Ein Beispiel des Fluorharzes ist mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE), einem Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), einem Tetrafluorethylen-Perfluoralkoxyethylen-Copolymer (PFA), Polychlortrifluorethylen (PCTFE) und Polytetrafluorethylen (PTFE). Das Fluorharz kann mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus ETFE, FEP und PFA, sein oder kann ETFE sein.
Das Fluorharz (ausschließlich PTFE, das eine extrem hohe Schmelzviskosität aufweist und somit Schwierigkeiten bei der Bewertung der Fließfähigkeit aufweist) weist eine Fließfähigkeit (nachstehend als MFR bezeichnet) von beispielsweise 30 g/10 min oder weniger auf und die MFR kann 28 g/10 min oder weniger, 25 g/10 min oder weniger oder sogar 22 g/10 min oder weniger betragen. Die Untergrenze der MFR beträgt beispielsweise 0,5 g/10 min oder mehr und kann 1 g/10 min oder mehr, 1,5 g/10 min oder mehr, 2 g/10 min oder mehr, 2,5 g/10 min oder mehr, 3 g/10 min oder mehr, 3,5 g/10 min oder mehr, 4 g/10 min oder mehr, 4,5 g/10 min oder mehr, 5 g/10 min oder mehr oder sogar 7 g/10 min oder mehr betragen. Eine geeignete Einstellung der MFR kann zu einer zuverlässigeren Verminderung des Auftretens eines vorstehend genannten Risses beitragen. Die Schmelztemperatur und die Belastung für die Bewertung der MFR kann gemäß der Art des Fluorharzes festgelegt werden, wie es in der nachstehenden Tabelle 1 gezeigt ist. Die Höhe der Schmelztemperatur für jedes der Harze entspricht der Höhe einer typischen Temperatur (Warmformtemperatur) zum Warmformen des Harzes. [Tabelle 1]

Schmelztemperatur (°C) Belastung (kg)

ETFE 297 5

FEP 372 5

PFA 372 2

PCTFE 265 31,6
Das Fluorharz weist einen Schmelzpunkt von beispielsweise 250 °C oder weniger auf, der durch eine Differentialscanningkalorimetrie (nachstehend als DSC bezeichnet) bewertet wird, und der Schmelzpunkt kann 245 °C oder weniger, 240 °C oder weniger, 235 °C oder weniger oder sogar 230 °C oder weniger betragen. Die Untergrenze für den Schmelzpunkt beträgt beispielsweise 200 °C oder mehr und kann 205 °C oder mehr betragen. Eine geeignete Einstellung des Schmelzpunkts kann zu einer zuverlässigeren Verminderung des Auftretens eines vorstehend genannten Risses beitragen. Wie hier verwendet, ist der Schmelzpunkt des Fluorharzes als die Temperatur des maximalen endothermen Peaks festgelegt, der sich aus dem Schmelzen des Fluorharzes (Schmelzpeaktemperatur) ergibt, wobei die Temperatur des maximalen endothermen Peaks mittels DSC beim Erhöhen der Temperatur des Fluorharzes mit einer konstanten Temperaturanstiegsrate (10 °C/min) gemessen wird. Zum Beseitigen einer früheren Wärmeeinwirkung beim Folienformen und folglich zum Bestätigen der Eigenschaften, die für das Harz spezifisch sind, wird der Schmelzpunkt durch einen zweiten Durchgang der DSC bewertet. Der Schmelzpunkt des Fluorharzes variiert beispielsweise abhängig vom Molekulargewicht, von der Molekulargewichtsverteilung, dem Polymerisationsverfahren, von dem Ablauf der Polymerisation und dergleichen.
Die Fluorharzfolie 1 kann ein Fluorharz als deren Hauptkomponente umfassen. Die Hauptkomponente, wie sie hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Komponente mit dem größten Gehalt. Der Gehalt des Fluorharzes in der Fluorharzfolie 1 beträgt beispielsweise 50 Gew.- % oder mehr und kann 60 Gew.- % oder mehr, 70 Gew.- % oder mehr, 80 Gew.- % oder mehr, 90 Gew.- % oder mehr, 95 Gew.- % oder mehr oder sogar 99 Gew.- % oder mehr betragen. Die Fluorharzfolie 1 kann aus dem Fluorharz ausgebildet sein. Die Fluorharzfolie 1 kann zwei oder mehr Fluorharze enthalten.
Die Fluorharzfolie 1 kann zusätzlich zu dem Fluorharz ein zusätzliches Material enthalten. Ein Beispiel für das zusätzliche Material in der Fluorharzfolie 1 ist ein Harz, das von dem Fluorharz verschieden ist. Beispiele für das Harz umfassen ein Polyolefin, wie z.B. Polyethylen und Polypropylen, und ein Polyvinylidenchlorid. Der Gehalt des zusätzlichen Materials in der Fluorharzfolie 1 beträgt beispielsweise 20 Gew.- % oder weniger und kann 10 Gew.- % oder weniger, 5 Gew.- % oder weniger, 3 Gew.- % oder weniger oder sogar 1 Gew.- % oder weniger betragen.
Die Fluorharzfolie 1 liegt in der Form von beispielsweise einem Polygon, wie z.B. einem Quadrat oder einem Rechteck, einem Kreis, einem Oval oder einem Streifen vor. Das Polygon kann eine abgerundete Ecke aufweisen. Die Form der Fluorharzfolie 1 ist jedoch nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt. Die polygonale, kreisförmige oder ovale Fluorharzfolie 1 kann in der Form einer Lage vertrieben werden und die streifenförmige Fluorharzfolie 1 kann in der Form eines gewickelten Körpers (Rolle), die um einen Kern gewickelt ist, vertrieben werden. Es ist möglich, die Breite der streifenförmigen Fluorharzfolie 1 und die Breite des gewickelten Körpers, der aus der streifenförmigen, gewickelten Fluorharzfolie 1 ausgebildet ist, auf jedwede Werte einzustellen.
Die Fluorharzfolie 1 ist üblicherweise nicht-porös. Die Fluorharzfolie 1 kann eine nichtperforierte Folie ohne Löcher, die eine Verbindung zwischen beiden Hauptoberflächen herstellen, zumindest in dem Anwendungsbereich sein.
Die Fluorharzfolie 1 kann eine undurchlässige Folie sein, die das Hindurchtreten eines Fluids, wie z.B. von Wasser, einer wässrigen Lösung, von Öl und einer organischen Flüssigkeit, durch diese in der Dickenrichtung aufgrund der starken Flüssigkeitsabstoßung (Wasserabstoßung und Ölabstoßung) des Fluorharzes verhindert. Ferner kann die Fluorharzfolie 1 aufgrund der sehr guten Isoliereigenschaften des Fluorharzes eine Isolierfolie (nicht-leitende Folie) sein. Die Isoliereigenschaften werden beispielsweise als spezifischer Oberflächenwiderstand von 1 × 10¹⁴ Ω/□ oder mehr ausgedrückt.
Das Verfahren zur Herstellung der Fluorharzfolie 1 ist nicht beschränkt. Die Fluorharzfolie 1 kann durch verschiedene Folienformverfahren, wie z.B. ein Schmelzextrusionsverfahren, ein Schneidverfahren und ein Gießverfahren, hergestellt werden. Die mechanischen Eigenschaften, wie z.B. die Zugbruchdehnung, können durch Einstellen der Zusammensetzung der Fluorharzfolie 1, Durchführen einer mechanischen Behandlung, wie z.B. Strecken und Walzen, mit der Folie, usw., eingestellt werden. Die Fluorharzfolie 1 mit der modifizierungsbehandelten Oberfläche 11 kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass eine ursprüngliche Folie, die ein Fluorharz enthält, einer Modifizierungsbehandlung unterzogen wird. Ein Beispiel für das vorstehende Verfahren wird nachstehend beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung der Fluorharzfolie 1 mit der modifizierungsbehandelten Oberfläche 11 ist jedoch nicht auf das folgende Beispiel beschränkt.
Die ursprüngliche Folie ist typischerweise eine Folie mit dem gleichen Aufbau wie derjenige der Fluorharzfolie 1, mit der Ausnahme, dass die ursprüngliche Folie die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 nicht aufweist.
Beispiele für die Modifizierungsbehandlung der ursprünglichen Folie umfassen eine Sputterätzbehandlung, eine Ionenstrahlbehandlung, eine Laserätzbehandlung, eine Sandstrahlbehandlung und eine Behandlung mit Schleifpapier. Die Modifizierungsbehandlung ist jedoch nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt, solange die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 gebildet wird. Die Modifizierungsbehandlung kann im Hinblick auf deren Vermögen zur effizienten Bildung der modifizierungsbehandelten Oberfläche 11 die Sputterätzbehandlung oder die Ionenstrahlbehandlung sein oder sie kann die Sputterätzbehandlung sein.
Die Sputterätzbehandlung kann typischerweise durch Anlegen einer Hochfrequenzspannung an die ursprüngliche Folie in einem Zustand, bei dem eine Kammer, in der die ursprüngliche Folie aufgenommen ist, evakuiert wird und ein umgebendes Gas in die Kammer eingeführt wird, durchgeführt werden. Das Anlegen der Hochfrequenzspannung kann beispielsweise durch die Verwendung einer Kathode in Kontakt mit der ursprünglichen Folie und einer Anode entfernt von der ursprünglichen Folie durchgeführt werden. In diesem Fall wird die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 auf der Hauptoberfläche auf der Anodenseite gebildet, die eine freiliegende Oberfläche der ursprünglichen Folie ist. Für die Sputterätzbehandlung kann eine bekannte Vorrichtung verwendet werden.
Beispiele für das umgebende Gas umfassen ein Edelgas, wie z.B. Helium, Neon und Argon, ein Inertgas, wie z.B. Stickstoff, und ein reaktives Gas, wie z.B. Sauerstoff und Wasserstoff. Das umgebende Gas kann im Hinblick auf das Vermögen zum effizienten Bilden der modifizierungsbehandelten Oberfläche 11 mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Argon und Sauerstoff, sein oder es kann Sauerstoff sein. Es kann nur ein umgebendes Gas verwendet werden.
Die Frequenz der Hochfrequenzspannung beträgt beispielsweise 1 bis 100 MHz und kann 5 bis 50 MHz betragen. Der Druck in der Kammer während der Behandlung beträgt beispielsweise 0,05 bis 200 Pa und kann 0,5 bis 100 Pa betragen.
Die Energiemenge für die Sputterätzbehandlung (das Produkt aus der elektrischen Leistung pro Einheitsfläche, die auf die ursprüngliche Folie angewendet werden soll, und der Behandlungszeit) beträgt beispielsweise 0,1 bis 100 J/cm² und kann 0,1 bis 50 J/cm², 0,1 bis 40 J/cm² oder sogar 0,1 bis 30 J/cm² betragen.
Die Sputterätzbehandlung kann als Chargenverarbeitung oder kontinuierliche Verarbeitung durchgeführt werden. Ein Beispiel für die kontinuierliche Verarbeitung wird unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben.
Die 2 zeigt ein Beispiel für eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Verarbeitung. Eine Verarbeitungsvorrichtung 100 in der 2 umfasst eine Kammer 101 sowie eine Walzenelektrode 102 und eine gekrümmte, plattenförmige Elektrode 103, die in der Kammer 101 angeordnet sind. Mit der Kammer 101 sind eine Evakuierungsvorrichtung 104 zum Evakuieren der Kammer 101 und eine Gaszuführungsvorrichtung 105 zum Zuführen eines umgebenden Gases zu der Kammer 101 verbunden. Die Walzenelektrode 102 ist mit einer Hochfrequenzstromquelle 106 verbunden und die gekrümmte, plattenförmige Elektrode 103 ist geerdet. Eine ursprüngliche Folie 107 liegt in der Form eines Streifens vor und ist um eine Zuführungswalze 108 gewickelt. Die ursprüngliche Folie 107 wird kontinuierlich von der Zuführungswalze 108 zugeführt und wird zwischen der Walzenelektrode 102 und der gekrümmten, plattenförmigen Elektrode 103 entlang der Walzenelektrode 102 hindurchgeführt, während eine Hochfrequenzspannung angelegt wird. Folglich kann eine kontinuierliche Verarbeitung durchgeführt werden. In dem Beispiel in der 2 wird die modifizierungsbehandelte Oberfläche 11 auf der Hauptoberfläche auf der Seite der gekrümmten, plattenförmigen Elektrode 103 der ursprünglichen Folie 107 gebildet. Die ursprüngliche Folie 107 wird nach der Verarbeitung um eine Wickelrolle 109 gewickelt.
Die Fluorharzfolie 1 kann beispielsweise als Beschichtungsfolie zum Beschichten der Oberfläche eines Kautschuk-enthaltenden Substrats, das in einen Kautschukformkörper einbezogen ist, verwendet werden. Die Beschichtungsfolie wird üblicherweise so verwendet, dass sie sich an die Form der Oberfläche des Kautschuk-enthaltenden Substrats anpasst. In diesem Fall wird die Beschichtungsfolie abhängig von der vorstehend genannten Form zwangsläufig stark gestreckt. Ferner ist gemäß dem Formgebungsvorgang, der in einem Zustand durchgeführt wird, bei dem die Fluorharzfolie 1 in einem Formwerkzeug angeordnet ist, der Grad, zu dem die Fluorharzfolie 1 während des Kautschukformens gestreckt wird, hoch.
Beispiele für den Kautschukformkörper umfassen eine Membran, eine Walze, ein Dichtungselement (eine Dichtung, einen O-Ring, ein Ventilelement und dergleichen) und einen röhrenförmigen Körper (ein Rohr, einen Schlauch und dergleichen). Spezifische Beispiele des Kautschukformkörpers sind nachstehend gezeigt. Der Kautschukformkörper ist jedoch nicht auf die vorstehenden Beispiele und die nachstehenden Beispiele beschränkt.
Die Anwendung der Fluorharzfolie 1 ist nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt.
[Kautschukformkörper]
Die 3A und die 3B zeigen ein Beispiel des Kautschukformkörpers der vorliegenden Ausführungsform. In der 3B ist ein Querschnitt IIIB-IIIB eines Kautschukformkörpers 21 in der 3A gezeigt. Der Kautschukformkörper 21 in der 3A und der 3B ist eine gewellte Membran. Der Kautschukformkörper 21 umfasst ein Kautschuk-enthaltendes Substrat 22 und die Fluorharzfolie 1. Das Kautschuk-enthaltende Substrat 22 weist eine Oberfläche 23 auf, die mit der Fluorharzfolie 1 beschichtet ist. Die Oberfläche 23 ist gewellt und demgemäß wird die Fluorharzfolie 1 während der Herstellung des Kautschukformkörpers 21 teilweise stark gestreckt (z.B. an einem Kamm der Welligkeit).
Die gesamte Oberfläche des Kautschukformkörpers 21 kann die Oberfläche 23 sein oder ein Teil der Oberfläche des Kautschukformkörpers 21 kann die Oberfläche 23 sein.
Das Kautschuk-enthaltende Substrat 22 enthält üblicherweise einen Kautschuk als dessen Hauptkomponente. Beispiele für den Kautschuk umfassen einen Butylkautschuk, einen Naturkautschuk, einen Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM), einen Silikonkautschuk und einen Fluorkautschuk. Das Kautschuk-enthaltende Substrat 22 kann zusätzlich zu dem Kautschuk ein Material, wie z.B. einen anorganischen Füllstoff, einen organischen Füllstoff, eine Verstärkungsfaser, ein Antioxidationsmittel und/oder einen Weichmacher, enthalten.
Der Kautschukformkörper der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt und kann jedweder Kautschukformkörper mit der Oberfläche 23 sein. Der Kautschukformkörper, der von einer Membran verschieden ist, ist beispielsweise eine Walze, ein Dichtungselement (eine Dichtung, ein O-Ring, ein Ventilelement und dergleichen) und ein röhrenförmiger Körper (ein Rohr, ein Schlauch und dergleichen).
Die 4A und die 4B zeigen ein weiteres Beispiel des Kautschukformkörpers der vorliegenden Ausführungsform. In der 4B sind ein Querschnitt IVB-IVB eines Kautschukformkörpers 31 in der 4A und eine teilweise vergrößerte Ansicht der Umgebung einer Vorwölbung 34 gezeigt. Der Kautschukformkörper 31 in der 4A und der 4B ist eine Dichtung. Der Kautschukformkörper 31 weist die Oberfläche 23 auf, die mit der Fluorharzfolie 1 beschichtet ist. Ein Kautschuk-enthaltendes Substrat 32 des Kautschukformkörpers 31 umfasst einen Basisabschnitt 33 und die Vorwölbung 34, die von dem Basisabschnitt 33 vorragt. Die Oberfläche 23 umfasst die Oberfläche der Vorwölbung 34. Während der Herstellung des Kautschukformkörpers 31 wird die Fluorharzfolie 1 teilweise stark gestreckt, wie z.B. an der Oberfläche der Vorwölbung 34 (insbesondere ein oberster Abschnitt 35 der Vorwölbung 34 oder ein Verbindungsabschnitt 40, der den obersten Abschnitt 35 und einen seitlichen Wandabschnitt 37 miteinander verbindet) oder an einem Verbindungsabschnitt 36, der in dem Basisabschnitt 33 eine Fläche 38, von der die Vorwölbung 34 vorragt, und den seitlichen Wandabschnitt 37 der Vorwölbung 34 miteinander verbindet. In dem Kautschukformkörper 31, der die Fluorharzfolie 1 umfasst, ist es jedoch weniger wahrscheinlich, dass in der Fluorharzfolie 1 ein Riss auftritt, und zwar sogar in deren Abschnitt, der während der Herstellung stark gestreckt wird.
Die Vorwölbung 34 kann eine Höhe H von 8 mm oder mehr, 10 mm oder mehr, 12 mm oder mehr, 13 mm oder mehr oder sogar 14 mm oder mehr aufweisen. In diesen Aspekten, insbesondere in dem Aspekt, bei dem die Vorwölbung 34 eine Höhe H von 10 mm oder mehr aufweist, wird der Grad, zu dem die Fluorharzfolie 1 während der Herstellung des Kautschukformkörpers 31 teilweise gestreckt wird, weiter erhöht.
Die Fluorharzfolie 1 kann die Vorwölbung 34 von dem obersten Abschnitt 35 der Vorwölbung 34 in der Richtung der Höhe H der Vorwölbung 34 beschichten. Die Beschichtung kann den Verbindungsabschnitt 36 erreichen oder kann sich zu der Fläche 38 des Basisabschnitts 33 über den Verbindungsabschnitt 36 hinaus erstrecken. Die Fluorharzfolie 1 kann die gesamte Oberfläche oder einen Teil der Oberfläche der Vorwölbung 34 beschichten. Mit anderen Worten, die Oberfläche 23 kann die gesamte Oberfläche oder einen Teil der Oberfläche der Vorwölbung 34 umfassen.
Die Vorwölbung 34 kann eine Breite W₁ von 50 mm oder weniger, 20 mm oder weniger oder sogar 10 mm oder weniger aufweisen. Die Untergrenze für die Breite W₁ beträgt beispielsweise 3 mm oder mehr. Je geringer die Breite W₁ ist, desto mehr wird der Grad weiter erhöht, zu dem die Fluorharzfolie 1 während der Herstellung des Kautschukformkörpers 31 teilweise gestreckt wird. Die Breite W₁ ist die minimale Breite in einem Querschnitt 30 der Vorwölbung 34 parallel zu der Fläche 38 des Basisabschnitts 33, bei welcher der Querschnitt 30 bei einem Abstand des 0,1-fachen der Höhe H (0,1 H) der Vorwölbung 34 von einer Spitze 39 der Vorwölbung 34 vorliegt.
Die Vorwölbung 34 kann eine Breite W₂ von 50 mm oder weniger, 20 mm oder weniger oder sogar 10 mm oder weniger aufweisen. Die Untergrenze für die Breite W₂ beträgt beispielsweise 4 mm oder mehr. Je geringer die Breite W₂ ist, desto mehr wird der Grad, zu dem die Fluorharzfolie 1 während der Herstellung des Kautschukformkörpers 31 teilweise gestreckt wird, weiter erhöht. Die Breite W₂ ist als der minimale Abstand zwischen zwei parallelen Tangentenlinien festgelegt, die dazwischen einen Querschnitt 29 der Vorwölbung 34 parallel zu der Fläche 38 des Basisabschnitts 33 einschließen, wobei der Querschnitt 29 bei einem Abstand des 0,8-fachen der Höhe H (0,8H) der Vorwölbung 34 von der Spitze 39 der Vorwölbung 34 vorliegt.
Das Verhältnis W₁/W₂ der Breite W₁ zu der Breite W₂ kann 0,5 bis 2,0, 0,75 bis 1,33 oder sogar 0,85 bis 1,18 betragen.
Der maximale Wert eines Neigungswinkels θ, der durch den seitlichen Wandabschnitt 37 der Vorwölbung 34 relativ zu der Fläche 38 des Basisabschnitts 33 gebildet wird, kann 60 Grad oder mehr, 70 Grad oder mehr, 80 Grad oder mehr oder sogar 90 Grad oder mehr betragen. Die Obergrenze für den vorstehenden maximalen Wert beträgt beispielsweise 110 Grad oder weniger. Je größer der vorstehende maximale Wert ist, desto mehr wird der Grad, zu dem die Fluorharzfolie 1 während der Herstellung des Kautschukformkörpers 31 teilweise gestreckt wird, weiter erhöht.
Der Kautschukformkörper 31 kann die zwei oder mehr Vorwölbungen 34 umfassen. Die Oberfläche 23 kann die Oberflächen der zwei oder mehr Vorwölbungen 34 umfassen. Die Fluorharzfolie 1 kann die zwei oder mehr Vorwölbungen 34 kontinuierlich oder einzeln beschichten. Der Abstand zwischen den zwei oder mehr Vorwölbungen 34 (der Abstand zwischen den Spitzen 39) kann 50 mm oder weniger, 20 mm oder weniger oder sogar 15 mm oder weniger betragen.
Die 5A und die 5B zeigen ein weiteres Beispiel des Kautschukformkörpers der vorliegenden Ausführungsform. In der 5B ist ein Querschnitt VB-VB eines Kautschukformkörpers 41 in der 5A gezeigt. Der Kautschukformkörper 41 in der 5A und der 5B ist eine Dichtung. Der Kautschukformkörper 41 weist einen Aufbau auf, der demjenigen des Kautschukformkörpers 31 entspricht, ausgenommen den Unterschied bei der Form der Vorwölbung 34. Die Vorwölbung 34 des Kautschukformkörpers 41 weist eine Aussparung 42 an deren oberstem Abschnitt 35 auf. Die Fluorharzfolie 1 beschichtet die Vorwölbung 34 von dem obersten Abschnitt 35 der Vorwölbung 34 in der Richtung der Höhe H der Vorwölbung 34, so dass die Aussparung 42 einbezogen ist. In diesem Aspekt wird der Grad, zu dem die Fluorharzfolie 1 während der Herstellung des Kautschukformkörpers 31 teilweise gestreckt wird, weiter erhöht. Die Fluorharzfolie 1 kann die gesamte Oberfläche oder einen Teil der Oberfläche der Aussparung 42 beschichten
In den Kautschukformkörpern 21, 31 und 41 kann die Fluorharzfolie 1 in einem rissfreien Zustand vorliegen.
Die Kautschukformkörper 21, 31 und 41 können beispielsweise durch Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand, bei dem die Fluorharzfolie 1 in einem Formwerkzeug angeordnet ist, hergestellt werden. Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Kautschukformkörpers bereit, der eine Harzfolie und ein Kautschuk-enthaltendes Substrat mit einer Oberfläche, die mit der Harzfolie beschichtet ist, umfasst, wobei das Verfahren
das Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand umfasst, bei dem die Harzfolie in einem Formwerkzeug angeordnet ist, wodurch der Kautschukformkörper erhalten wird, wobei
die Harzfolie die Fluorharzfolie 1 ist.
Beispiele für den Formgebungsvorgang umfassen ein Aufbringen im Formwerkzeug und ein Folien-Zweistufenspritzgießen. Der Formgebungsvorgang ist jedoch nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt.
Durch die Verwendung der Fluorharzfolie 1 zur Herstellung der Kautschukformkörper 21, 31 und 41 kann ein Kautschukformkörper in einem Zustand erhalten werden, bei dem die Fluorharzfolie 1 keinen Riss aufweist, wobei in dem Kautschukformkörper die Oberfläche 23 die Oberfläche der Vorwölbung 34 umfasst, die von dem Basisabschnitt 33 des Kautschuk-enthaltenden Substrats 32 vorragt, die Vorwölbung 34 eine Höhe von 10 mm oder mehr aufweist und die Fluorharzfolie 1 die Vorwölbung 34 von dem obersten Abschnitt 35 der Vorwölbung 34 in der Richtung der Höhe H der Vorwölbung 34 beschichtet. Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Kautschukformkörpers bereit, der eine Harzfolie und ein Kautschuk-enthaltendes Substrat mit einer Oberfläche, die mit der Harzfolie beschichtet ist, umfasst, wobei

in dem Kautschukformkörper
- die Harzfolie eine Fluorharzfolie ist und keinen Riss aufweist,
- die Oberfläche eine Oberfläche einer Vorwölbung umfasst, die von einem Basisabschnitt des Kautschuk-enthaltenden Substrats vorragt,
- die Vorwölbung eine Höhe von 10 mm oder mehr aufweist, und
- die Harzfolie die Vorwölbung von einem obersten Abschnitt der Vorwölbung in einer Höhenrichtung der Vorwölbung beschichtet, und
das Verfahren
das Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand umfasst, bei dem die Fluorharzfolie 1 in einem Formwerkzeug angeordnet ist, wodurch der Kautschukformkörper erhalten wird.

Der Kautschukformkörper gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein Kautschukformkörper, der die Fluorharzfolie 1 und das Kautschuk-enthaltende Substrat 32 umfasst, dessen Oberfläche 23 mit der Fluorharzfolie 1 beschichtet ist, wobei die Oberfläche 23 die Oberfläche der Vorwölbung 34 umfasst, die von dem Basisabschnitt 33 des Kautschuk-enthaltenden Substrats 32 vorragt, die Vorwölbung 34 eine Höhe von 10 mm oder mehr aufweist und die Fluorharzfolie 1 ohne Rissbildung die Oberfläche der Vorwölbung 34 von dem obersten Abschnitt 35 der Vorwölbung 34 in der Richtung der Höhe H der Vorwölbung 34 beschichtet. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht das Verfahren unter Verwendung eines Formwerkzeugs die Bereitstellung eines Kautschukformkörpers, bei dem eine Fluorharzfolie ohne Rissbildung die Oberfläche einer Vorwölbung mit einer großen Höhe wie vorstehend beschichtet. Dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Kautschukformkörpers bereit, der eine Harzfolie und ein Kautschuk-enthaltendes Substrat mit einer Oberfläche, die mit der Harzfolie beschichtet ist, umfasst, wobei

in dem Kautschukformkörper
- die Harzfolie eine Fluorharzfolie ist und keinen Riss aufweist,
- die Oberfläche eine Oberfläche einer Vorwölbung umfasst, die von einem Basisabschnitt des Kautschuk-enthaltenden Substrats vorragt,
- die Vorwölbung eine Höhe von 10 mm oder mehr aufweist, und die Harzfolie die Vorwölbung von einem obersten Abschnitt der Vorwölbung in einer Höhenrichtung der Vorwölbung beschichtet, und
- das Verfahren
- das Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand umfasst, bei dem die Harzfolie in einem Formwerkzeug angeordnet ist, wodurch der Kautschukformkörper erhalten wird, und
- die verwendete Harzfolie eine Harzfolie mit einer Zugbruchdehnung ist, die derart ist, dass bei der Veränderung der Harzfolie von einem Folienzustand zu einer Form, die einer Aussparung des Formwerkzeugs in einer Tiefenrichtung der Aussparung des Formwerkzeugs entspricht, wobei die Aussparung der Vorwölbung entspricht, kein Riss auftritt.

Die Zugbruchdehnung, die derart ist, dass kein Riss auftritt, kann auf der Basis der Form der Aussparung des Formwerkzeugs (z.B. einer Tiefe D der Aussparung, der Öffnungsabmessung oder des Verhältnisses der Tiefe D zu der Öffnungsabmessung), der Temperatur für den Formgebungsvorgang, der Druckkraft, usw., festgelegt werden. Wie es in den nachstehenden Beispielen gezeigt ist, ist es bei der Fluorharzfolie wichtig, die Priorität auf das Erreichen einer ausreichenden Zugbruchdehnung stärker zu gewichten als das gleichzeitige Erreichen der Zugfestigkeit und der Zugbruchdehnung.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele spezifischer beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die nachstehenden Beispiele beschränkt.
Zuerst wird das Verfahren zur Bewertung von Fluorharzfolien beschrieben.
[Dicke]
Die Dicke wurde als der Durchschnittswert von Werten an vier oder mehr Messpunkten mit einem Mikrometer (hergestellt von Mitutoyo Corporation) bestimmt.
[Zugbruchdehnung und Zugfestigkeit]
Die mechanischen Eigenschaften (Zugbruchdehnung und Zugfestigkeit) auf der Basis der Zugprüfung wurden wie folgt bewertet. Die Fluorharzfolie wurde zu einer Hantelform Nr. 3 gestanzt, die in JIS K 6251: 2017 festgelegt ist, so dass ein Prüfkörper erhalten wurde. Als nächstes wurde zur Verminderung einer Dehnung eines Abschnitts, der von dem parallelen Abschnitt (dem Abschnitt zwischen den Messlinien) des Prüfkörpers verschieden ist, während der Prüfung der Bereich von 35 mm von jedem der beiden Endabschnitte in der Längsrichtung des Prüfkörpers mit einem Verstärkungsband (Nr. 360UL, hergestellt von NITTO DENKO CORPORATION) verstärkt. Das Verstärken wurde durch Anbringen des Verstärkungsbands an einer Seite des Prüfkörpers durchgeführt. Als nächstes wurde mit dem Prüfkörper eine Zugprüfung mit einem Zugprüfgerät (Tensilon Universalprüfgerät, hergestellt von ORIENTEC CO., LTD.) durchgeführt. Die Prüftemperatur wurde auf 180 °C eingestellt (begonnen nach dem Vorwärmen des Prüfkörpers für 5 Minuten) und die Zuggeschwindigkeit wurde auf 200 mm/min eingestellt. Die Zugprüfung wurde für jede der MD (Aufwickelrichtung während der Folienbildung; Längsrichtung) und der TD (Breitenrichtung) der Fluorharzfolie durchgeführt. Das Verhältnis L₁/L₀ der Länge L₁ des Prüfkörpers am Bruchpunkt zu der Länge L₀ des Prüfkörpers vor der Prüfung wurde bestimmt und dieses Verhältnis wurde als die Zugbruchdehnung (Einheit: %) festgelegt. Darüber hinaus wurde bezüglich der Zugprüfung für die MD die maximale Belastung (Zugkraft), die bis zum Bruch des Prüfkörpers aufgezeichnet worden ist, durch die Querschnittsfläche des parallelen Abschnitts des Prüfkörpers vor der Prüfung dividiert. Auf diese Weise wurde die Zugfestigkeit (Einheit: MPa) bestimmt.
[Ablösefestigkeit]
Die Ablösefestigkeit wurde wie folgt bewertet. Zuerst wurde die Fluorharzfolie zu einer rechteckigen Form mit einer Breite von 19 mm und einer Länge von 150 mm geschnitten, so dass ein Prüfkörper erhalten wurde. Als nächstes wurde der Prüfkörper an der Oberfläche eines Blechs aus rostfreiem Stahl mit einem doppelseitigen Klebeband (Nr. 500, hergestellt von NITTO DENKO CORPORATION) angebracht. Das Anbringen wurde so durchgeführt, dass der gesamte Prüfkörper mit dem Blech aus rostfreiem Stahl in Kontakt war, und derart, dass die modifizierungsbehandelte Oberfläche der Fluorharzfolie freilag. Das ausgewählte doppelseitige Klebeband war eines mit einer ausreichenden Haftkraft, so dass ein Ablösen des Prüfkörpers von dem Blech aus rostfreiem Stahl während der Bewertung verhindert wurde. Als nächstes wurde an der freiliegenden Oberfläche des Prüfkörpers ein einseitiges Klebeband (Nr. 31B, hergestellt von NITTO DENKO CORPORATION, 80 µm dick, Acryl-Haftmittel) mit einer Breite von 19 mm und einer Länge von 200 mm angebracht. Das Anbringen wurde so durchgeführt, dass die folgenden Anforderungen erfüllt waren: Die lange Seite des Prüfkörpers und die lange Seite des einseitigen Klebebands fallen zusammen; ein Endabschnitt in der Längsrichtung des einseitigen Klebebands ist ein freies Ende über die Länge von 120 mm, ohne mit dem Prüfkörper in Kontakt zu sein; und die gesamte Haftmittelschicht des einseitigen Klebebands, ausschließlich des vorstehend genannten freien Endes, ist mit dem Prüfkörper in Kontakt. Darüber hinaus wurde beim Anbringen zum noch zuverlässigeren miteinander Verbinden des einseitigen Klebebands und des Prüfkörpers eine Druckverbindungswalze mit einer Masse von 2 kg gemäß JIS Z 0237: 2009 bei einer Temperatur von 25 °C einmal hin- und herbewegt. Als nächstes wurde zum Stabilisieren der Verbindung zwischen dem einseitigen Klebeband und dem Prüfkörper die Prüfprobe nach dem Hin- und Herbewegen der Druckverbindungswalze für 30 Minuten stehengelassen. Dann wurde der Prüfkörper in eine Zugprüfmaschine eingesetzt. Das Einsetzen wurde so durchgeführt, dass die folgenden Anforderungen erfüllt waren: Die Längsrichtung des Prüfkörpers fällt mit der Richtung zwischen den Einspanneinrichtungen der Prüfmaschine zusammen; eine Einspanneinrichtung der Prüfmaschine hält das vorstehend genannte freie Ende des einseitigen Klebebands, während die andere Einspanneinrichtung den Prüfkörper und das Blech aus rostfreiem Stahl hält. Als nächstes wurde eine 180°-Ablöseprüfung durchgeführt, bei der das einseitige Klebeband von dem Prüfkörper bei einem Ablösewinkel von 180° und einer Prüfgeschwindigkeit von 300 mm/min abgelöst wurde. Der Messwert für die Länge der anfänglichen 20 mm, die nach dem Beginn der Prüfung abgelöst worden sind, wurde ignoriert. Dann wurde der Durchschnittswert der Messwerte für die Ablöselänge von 60 mm als die Ablösefestigkeit des Prüfkörpers bestimmt. Die Prüfung wurde in einer Umgebung bei einer Temperatur von 25 ± 1 °C und einer relativen Feuchtigkeit von 50 ± 5 % durchgeführt.
[MFR]
Die MFR von ETFE, das in jeder der Fluorharzfolien der Beispiele und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 enthalten war, wurde gemäß ASTM D3159-20 (Schmelztemperatur 297 °C und Belastung 5 kg) gemessen, wobei es sich um den Industriestandard für ETFE handelt. Die MFR von PFA, das in der Fluorharzfolie von Vergleichsbeispiel 3 enthalten war, wurde durch Messen des Gewichts (g) von PFA, das pro Zeiteinheit (10 Minuten) durch eine Düse mit einem Durchmesser von 2 mm und einer Länge von 8 mm bei Messbedingungen einer Schmelztemperatur von 372 °C und einer Belastung von 2 kg ausfließt, berechnet. Die MFR von FEP, das in der Fluorharzfolie von Vergleichsbeispiel 4 enthalten war, wurde gemäß ASTM D2216 (Schmelztemperatur 372 °C und Belastung 5 kg) gemessen, wobei es sich um den Industriestandard für FEP handelt.
[Schmelzpunkt]
Der Schmelzpunkt des Fluorharzes, das in der Fluorharzfolie enthalten war, wurde mittels DSC wie folgt bewertet. Eine Menge von 10 ± 5 mg der Fluorharzfolie wurde in dem unteren Blech einer Aluminiumschale angeordnet, mit dem oberen Blech bedeckt und vertikal gepresst, so dass sie unter Druck eingekapselt wurde. Als nächstes wurde das Fluorharz für 1 Minute bei 0 °C gehalten, dann wurde dessen Temperatur mit einer Temperaturanstiegsrate von 10 °C/min auf 260°C erhöht, für 1 Minute bei 260 °C gehalten und dann wurde dessen Temperatur mit einer Temperaturabfallrate von 10 °C/min auf 0 °C vermindert (erster Durchgang). Als nächstes wurde das Fluorharz für 1 Minute bei 0 °C gehalten, dann wurde dessen Temperatur erneut mit einer Temperaturanstiegsrate von 10 °C/min auf 260 °C erhöht (zweiter Durchgang). Die Schmelzpeaktemperatur zu diesem Zeitpunkt wurde als der Schmelzpunkt des Fluorharzes bestimmt. Das DSC-Gerät und die Analysesoftware, die verwendet worden sind, waren DSC200F3 bzw. die Proteus-Software, hergestellt von NETZSCH Japan K.K.
[Formgebungsprüfung]
Ein Kautschuk-Formgebungsvorgang, der ein Aufbringen im Formwerkzeug simulierte, wurde unter Verwendung der Fluorharzfolie durchgeführt und eine Sichtprüfung wurde bezüglich dessen durchgeführt, ob ein Riss in der Fluorharzfolie aufgetreten ist, welche die Oberfläche des resultierenden Kautschukformkörpers beschichtet. Der Formgebungsvorgang wurde mit dem folgenden Verfahren durchgeführt.
Die Fluorharzfolie und eine unvulkanisierte Butylkautschuklage (Durometer-Härte 28, bewertet durch ein Typ A-Durometer) wurden übereinander gelegt und auf der Formgebungsoberfläche eines Formwerkzeugs mit zwei oder mehr Aussparungen, die jeweils der Vorwölbung 34 der Dichtung entsprechen, angeordnet. Die Aussparungen wiesen die gleiche Form auf und jede wies eine rechteckige Öffnung, einen rechteckigen Querschnitt (Querschnittsfläche 10 mm²) und eine Tiefe von 15 mm auf. Das Anordnen wurde so durchgeführt, dass die modifizierungsbehandelte Oberfläche der Fluorharzfolie mit der Butylkautschuklage in Kontakt war, und derart, dass die Fluorharzfolie auf der Seite des Formwerkzeugs vorlag. Als nächstes wurde ein Formgebungsvorgang mit einer Hochtemperatur- und Hochdruckpresse (Hochtemperatur-Erwärmungs- und Pressvorrichtung MKP-1500D-WH-ST, hergestellt von MIKADO TECHNOS CO., LTD.) bei den Bedingungen einer Temperatur von 170 °C, von Presskräften von 20 kN × 5 Sekunden (Formpressen), gefolgt von 4,5 kN × 10 Minuten (Vulkanisation) durchgeführt. Aus diese Weise wurde ein Kautschukformkörper erhalten, der zwei oder mehr Vorwölbungen (Höhe H = 15 mm) aufwies, die von einem Basisabschnitt vorragen, und die Aussparungen des Formwerkzeugs entsprechen, und die Oberflächen aufweisen, die vollständig mit der Fluorharzfolie bedeckt sind. Die Vorwölbungen des erhaltenen Kautschukformkörpers wurden visuell geprüft und der Fall, bei dem in der Fluorharzfolie kein Riss aufgetreten ist, wurde als gut bewertet, und der Fall, bei dem ein Riss aufgetreten ist, wurde als inakzeptabel bewertet.
(Beispiel 1)
Ein ETFE-Harz (LM-720AP, hergestellt von AGC Inc.) wurde einem Formen durch eine Schmelzextrusion zur Bildung einer ETFE-Folie mit einer Dicke von 50 µm unterzogen. Als nächstes wurde eine Seite der ETFE-Folie einer Oberflächenmodifizierungsbehandlung durch eine Sputterätzbehandlung zum Erhalten einer Fluorharzfolie von Beispiel 1 unterzogen. Für alle Fluorharzfolien der Beispiele und der Vergleichsbeispiele wurden die gleichen Bedingungen für die Sputterätzbehandlung eingestellt.
(Beispiel 2)
Eine Fluorharzfolie von Beispiel 2 wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass eine ETFE-Folie mit einer Dicke von 100 µm gebildet wurde.
(Beispiel 3)
Eine Fluorharzfolie von Beispiel 3 wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 2 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Charge des ETFE-Harzes (LM-720AP, hergestellt von AGC Inc.) geändert wurde.
(Beispiel 4)
Eine Fluorharzfolie von Beispiel 4 wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass eine ETFE-Folie mit einer Dicke von 200 µm gebildet wurde.
(Beispiel 5)
Eine Fluorharzfolie von Beispiel 5 wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass LM-730AP, hergestellt von AGC Inc., als das ETFE-Harz verwendet wurde.
(Beispiel 6)
Eine Fluorharzfolie von Beispiel 6 wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 5 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Charge des ETFE-Harzes (LM-730AP, hergestellt von AGC Inc.) geändert wurde und eine ETFE-Folie mit einer Dicke von 100 µm gebildet wurde.
(Vergleichsbeispiel 1)
Eine Fluorharzfolie von Vergleichsbeispiel 1 wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass EP-546, hergestellt von DAIKIN INDUSTRIES, LTD., als das ETFE-Harz verwendet wurde.
(Vergleichsbeispiel 2)
Eine Fluorharzfolie von Vergleichsbeispiel 2 wurde in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass eine ETFE-Folie mit einer Dicke von 100 µm gebildet wurde.
(Vergleichsbeispiel 3)
Ein PFA-Harz (920HP Plus, hergestellt von DuPont) wurde einem Formen durch eine Schmelzextrusion zur Bildung einer PFA-Folie mit einer Dicke von 45 µm unterzogen. Als nächstes wurde eine Seite der PFA-Folie einer Oberflächenmodifizierungsbehandlung durch eine Sputterätzbehandlung zum Erhalten einer Fluorharzfolie von Vergleichsbeispiel 3 unterzogen.
(Vergleichsbeispiel 4)
Eine Seite einer FEP-Folie (NF-0050, hergestellt von Daikin Industries, Ltd.) mit einer Dicke von 50 µm wurde einer Oberflächenmodifizierungsbehandlung durch eine Sputterätzbehandlung zum Erhalten einer Fluorharzfolie von Vergleichsbeispiel 4 unterzogen.

Die Bewertungsergebnisse von jedem der Fluorharze und jeder der Fluorharzfolien sind in den nachstehenden Tabellen 2 und 3 gezeigt. Darüber hinaus zeigen die 6 und die 7 für das Beispiel 1 bzw. das Vergleichsbeispiel 1 vergrößerte Untersuchungsbilder der Vorwölbungen in dem Kautschukformkörper, die durch die Formgebungsprüfung erhalten worden sind. [Tabelle 2]

		Fluorharz
		Art	MFR (g/10 min)	Schmelzpunkt (°C)
Beispiel	1	ETFE	15,1	225,2
	2	ETFE	15,1	225,2
	3	ETFE	20,0	225,8
	4	ETFE	15,1	225,2
	5	ETFE	26,0	225,2
	6	ETFE	23,0	225,2
Vergleichsbeispiel	1	ETFE	6,0	252,9
	2	ETFE	6,0	252,9
	3	PFA	2,0	310
	4	FEP	3,0	270

[Tabelle 3]

		Fluorharzfolie
		Dicke (µm)	Zugprüfung (180 °C oder weniger)				Haftkraft (N/19mm)	Formgebungsprüfung
		Dicke (µm)	Bruchdehnung in der MD (%)	Bruchdehnung in der TD (%)	Durchschnittliche Bruchdehnung (%)	Zugfestig keit in der MD (MPa)	Haftkraft (N/19mm)	Formgebungsprüfung
Beispiel	1	50	1650	1620	1635	10,0	7,81	Gut
	2	100	1658	1627	1643	9,6	7,98	Gut
	3	100	1698	1720	1709	8,5	7,84	Gut
	4	200	1672	1640	1656	8,7	7,76	Gut
	5	50	1428	1350	1389	7,8	7,18	Gut
	6	100	1611	1594	1602	7,7	6,92	Gut
Vergleichsbeispiel	1	50	880	891	885	14,2	7,00	Inakzeptabel
	2	100	1080	1093	1086	12,3	7,00	Inakzeptabel
	3	45	711	782	746	27,9	-	Inakzeptabel
	4	50	576	590	583	7,5	-	Inakzeptabel
* Das Zeichen „-“ in der Tabelle steht für keine Messung.

Wie es in der Tabelle 3 gezeigt ist, trat in den Fluorharzfolien der Beispiele während der Formgebungsprüfung kein Riss auf (vgl. z.B. die 6 für das Beispiel 1). Andererseits trat in den Fluorharzfolien der Vergleichsbeispiele ein Riss während der Formgebungsprüfung auf (vgl. die 7 für das Vergleichsbeispiel 1). Wie es in der 7 gezeigt ist, trat in den Vorwölbungen eine Mehrzahl von Rissen 71 auf.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die Fluorharzfolie der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise als Beschichtungsfolie zum Beschichten der Oberfläche eines Kautschuk-enthaltenden Substrats, das in einen Kautschukformkörper einbezogen ist, verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

S53 (1978)-182502 (JP S55 (1980)-98854 U) [0003]

Claims

Fluorharzfolie, die ein Fluorharz umfasst, wobei die Fluorharzfolie einen Durchschnittswert von 1200 % oder mehr einer Zugbruchdehnung in einer ersten Richtung und einer Zugbruchdehnung in einer zweiten Richtung in einer 180 °C-Atmosphäre aufweist, wobei die erste Richtung und die zweite Richtung Richtungen in der Ebene und orthogonal zueinander sind.
Fluorharzfolie nach Anspruch 1, wobei die Fluorharzfolie eine Zugfestigkeit von 7,0 MPa oder mehr in der ersten Richtung und/oder der zweiten Richtung in der 180 °C-Atmosphäre aufweist.
Fluorharzfolie nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fluorharzfolie eine Zugfestigkeit von 20,0 MPa oder weniger in der ersten Richtung und/oder der zweiten Richtung in der 180 °C-Atmosphäre aufweist.
Fluorharzfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Fluorharz einen Schmelzpunkt von 250 °C oder weniger aufweist, der durch eine Differentialscanningkalorimetrie (DSC) bewertet wird.
Fluorharzfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die eine Oberfläche aufweist, die einer Modifizierungsbehandlung unterzogen worden ist.
Fluorharzfolie nach Anspruch 5, wobei die Oberfläche ein Haftvermögen von 4,0 N/19 mm oder mehr, ausgedrückt als Ablösefestigkeit, die durch eine 180°-Ablöseprüfung bewertet wird, aufweist, wobei die 180°-Ablöseprüfung durch Anbringen der Fluorharzfolie und eines Klebebands (Nr. 31B, hergestellt von NITTO DENKO CORPORATION, 80 µm dick) aneinander, so dass eine Haftoberfläche des Klebebands und die Oberfläche miteinander in Kontakt sind, und dann Ablösen des Klebebands von der Fluorharzfolie durchgeführt wird.
Fluorharzfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Fluorharz ein Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer ist.
Fluorharzfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die eine Dicke von 10 bis 300 µm aufweist.
Fluorharzfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die eine Beschichtungsfolie zum Beschichten einer Oberfläche eines Kautschuk-enthaltenden Substrats ist, das in einen Kautschukformkörper einbezogen ist.
Kautschukformkörper, umfassend: ein Kautschuk-enthaltendes Substrat; und eine Harzfolie, wobei das Kautschuk-enthaltende Substrat eine Oberfläche aufweist, die mit der Harzfolie beschichtet ist, und die Harzfolie die Fluorharzfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ist.
Kautschukformkörper nach Anspruch 10, wobei die Oberfläche eine Oberfläche einer Vorwölbung umfasst, die von einem Basisabschnitt des Kautschuk-enthaltenden Substrats vorragt, und die Vorwölbung eine Höhe von 10 mm oder mehr aufweist.
Kautschukformkörper nach Anspruch 11, wobei die Harzfolie die Vorwölbung von einem obersten Abschnitt der Vorwölbung in einer Höhenrichtung der Vorwölbung beschichtet.
Verfahren zur Herstellung eines Kautschukformkörpers, der eine Harzfolie und ein Kautschuk-enthaltendes Substrat mit einer Oberfläche, die mit der Harzfolie beschichtet ist, umfasst, wobei das Verfahren das Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand umfasst, bei dem die Harzfolie in einem Formwerkzeug angeordnet ist, wodurch der Kautschukformkörper erhalten wird, wobei die Harzfolie die Fluorharzfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ist.
Verfahren zur Herstellung eines Kautschukformkörpers, der eine Harzfolie und ein Kautschuk-enthaltendes Substrat mit einer Oberfläche, die mit der Harzfolie beschichtet ist, umfasst, wobei in dem Kautschukformkörper die Harzfolie eine Fluorharzfolie ist und keinen Riss aufweist, die Oberfläche eine Oberfläche einer Vorwölbung umfasst, die von einem Basisabschnitt des Kautschuk-enthaltenden Substrats vorragt, die Vorwölbung eine Höhe von 10 mm oder mehr aufweist, und die Harzfolie die Vorwölbung von einem obersten Abschnitt der Vorwölbung in einer Höhenrichtung der Vorwölbung beschichtet, und das Verfahren das Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand umfasst, bei dem die Harzfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Formwerkzeug angeordnet ist, wodurch der Kautschukformkörper erhalten wird.
Verfahren zur Herstellung eines Kautschukformkörpers, der eine Harzfolie und ein Kautschuk-enthaltendes Substrat mit einer Oberfläche, die mit der Harzfolie beschichtet ist, umfasst, wobei in dem Kautschukformkörper die Harzfolie eine Fluorharzfolie ist und keinen Riss aufweist, die Oberfläche eine Oberfläche einer Vorwölbung umfasst, die von einem Basisabschnitt des Kautschuk-enthaltenden Substrats vorragt, die Vorwölbung eine Höhe von 10 mm oder mehr aufweist, und die Harzfolie die Vorwölbung von einem obersten Abschnitt der Vorwölbung in einer Höhenrichtung der Vorwölbung beschichtet, und das Verfahren das Durchführen eines Formgebungsvorgangs eines Kautschuks in einem Zustand umfasst, bei dem die Harzfolie in einem Formwerkzeug angeordnet ist, wodurch der Kautschukformkörper erhalten wird, und die verwendete Harzfolie eine Harzfolie mit einer Zugbruchdehnung ist, die derart ist, dass bei der Veränderung der Harzfolie von einem Folienzustand zu einer Form, die einer Aussparung des Formwerkzeugs in einer Tiefenrichtung der Aussparung des Formwerkzeugs entspricht, wobei die Aussparung der Vorwölbung entspricht, kein Riss auftritt.