JP2001064466A - フルオロポリマー分散体混合物 - Google Patents
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Abstract
とができ、高温においても良好な光学特性と機械的特性
とを有し、多孔度と粗さとが減少しており、工業的に許
容できる保存寿命、すなわち、少なくとも6ヶ月保存し
た後でも上記の特性を有する水性フルオロポリマー分散
体を提供することを目的とする。 【解決手段】 (a)TFE単独重合体または平均粒子
径180〜400nmの共重合体で構成される1以上の
分散体;(b)少なくとも1種のエチレン不飽和体を含
む1以上のモノマーを含有する1以上のTFE共重合体
を含むことを特徴とするフルオロポリマー分散体の混合
物を提供する。
Description
しくは金属およびセラミックの表面を被覆するため、お
よび繊維製品の含浸とキャストフィルムの製造に使用す
る水性フルオロポリマー分散体に関する。より詳細に
は、本発明は、高い臨界厚さを有するフィルムを形成
し、工業用サイクルが受け入れることができる6ヶ月以
上の保存寿命を有するフルオロポリマーに関する。これ
らの分散体から得られるフィルムは、高温時における良
好な機械的特性と良好な光学的特性とを有し、並びに多
孔度とフィルム表面の粗さが減少している。
よび表面欠陥を生じることなく得られる最大厚さを意味
する。より高い厚さに対応して、フィルムにクラックを
生じることなく臨界厚さを増加させることは、適用の用
面から重要である。臨界圧さが大きくなると、配合や種
々の技術によって配合を変えることについての自由度を
大きくし、変成工程における生成物の信頼性を高める。
「より高い臨界厚さ」は、金属表面のコーティング、含
浸およびキャストフィルムの工業的サイクルにおける高
い生産性を意味する。
る重合体の分散体は、分散体中の固形画分の量は同じで
あるが、多くの産業上の利用分野における応用という見
地から、レオロジー特性、とりわけ低粘度の改善を示す
ことが知られている。例えば、J. of Applied Polymer
Sci., 15, 2007-2021(1971)およびPolymer, 33(22), 48
32-4837(1992)を参照されたい。この概念は、バイモー
ダルまたはマルチモーダルなPSDsを有する分散体粒
子を得るために応用される。例えば、スチレン−ブタジ
エンゴムラテックス(SBR)についてはUSP 4,657,96
6を、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)
ラテックスについてはUSP 4,385,157を、ゴムラテック
スブレンドについてはUSP 4,334,039を参照されたい。
lied Polymer Sci., 70, 2667-2677(1998)、Colloid Po
lymer Sci., 276, 305-312(1998)、Colloid Polymer Sc
i.,275, 986-991(1997)、J. of Rheology 32, 751-771
(1988)などが挙げられる。フルオロポリマーの水性分散
体に応用された同じ概念は、EP 657,514で報告されてい
る。この特許には、乳化重合され、各通路でクラックを
生成することなく適用される重合体量を最適化するため
に(特に、繊維製品の含浸分野において)、バイモーダ
ル粒子径分布を得るために混合されることによって製造
されたフルオロポリマー分散体の混合物(熱可塑性の重
合体は明白に除かれている)の使用が記載されている。
径の小さな粒子と径の大きな粒子との粒径の比は0.3
〜0.7の範囲である。
0nmであり、第二のフルオロポリマー分散体の平均粒
径は50〜150nmである。平均粒径の大きい粒子に
対する平均粒径の小さい粒子の量は、5〜50重量%、
好ましくは5〜20重量%である。この特許の実施例に
は、実質的に繊維製品の含浸処理が記載されており、小
さな粒径の成分を10重量%および18重量%使用する
ことによって、クラックを生成させずに、各通路におけ
るフルオロポリマーの適用量が増加することが記載され
ている。もしも、これら2つ以外の値の量で使用した場
合には、クラックが認められた。実施例においては、粒
径の小さい粒子の径は100〜110nmであり、上記
の比は0.45〜0.5である。金属コーティングに関
する唯一の実施例では、粒径の小さいフルオロポリマー
の量が10%であると、平均粒子径が大きい上記フルオ
ロポリマーのみを用いて作成したフィルムと比較して、
フィルム硬度が増大することが記載されている。
ていた最も小さい値の粒径の小さい粒子を用いて、およ
び、例えば、上記特許が教示する多量の界面活性剤を上
記特許の実施例で挙げられていた量で用いて、実施例の
再現を試みた。本発明の発明者等はまた、上記特許にお
いて示唆された粒径の小さい粒子と粒径の大きい粒子の
最も低い比の限界を超える教示(0.3より小さい)を
外挿することによって、上記特許を再現しようとした。
本発明の発明者らによるこうした試みはすべてラテック
スをそれ自身として不安定なものとし、ノニオン性界面
活性剤で安定化されたが、臨界厚さ、機械的特性、フィ
ルムの光沢などの全体的な特性を、1〜2日または1〜
2週間の保存で低下させた。このことは、分散体は短期
間に製造し、使用すべきであり、工業的サイクルとは適
合しないことから、この出願の限界を示している。2〜
3ヶ月老化した後の上記のラテックスの場合には、いず
れの場合も、上述したように初期の特性を維持できなか
った。工業的観点からは、上記のラテックスは有用性に
乏しい。
れたバイモーダルについて応用されており、ここでは、
EP 657,514と比較して、混合物成分の1つとしてフッ素
化熱可塑性重合体が使用されている。この特許の教示に
より、好適なバイモーダル効果を実体化し、80nm以
下の小粒子の数を増加させることができたが、これは熱
加工可能な重合体に限定された特別なものである。この
ため、高温では機械的特性が低下するという欠点があ
る。100nm以下の粒径の小さなフルオロポリマーを
得るための従来の方法は、大量に界面活性剤を使用す
る。ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粒子に関
連するEP 248,446およびEP 369,466を参照されたい。得
られた粒子は、長さ−直径 L/D比が5より大きく異
方性である。これらの粒子は、通常、フィブリルと呼ば
れる。
み、本発明の目的は、高い臨界厚さを有するフィルムを
形成することができ、高温においても良好な光学特性と
機械的特性とを有し、多孔度と粗さとが減少しており、
工業的に許容できる保存寿命、すなわち、少なくとも6
ヶ月保存した後でも上記の特性を有する水性フルオロポ
リマー分散体を提供することにある。本発明の発明者等
は、驚くべき事に、不安定性(保存寿命)の問題と所望
のフィルム性能が得られないという問題とが、粒径の小
さな粒子数中のフィブリルの存在に関連することを発見
した。また、本発明の発明者等は、上記の技術的な問題
を以下に定義される分散体を使用することによって解決
できるということをもまた、発見した。
ば、下記の成分(a)および(b)を含むフルオロポリ
マー分散体の混合物が提供される。 (a)テトラフルオロエチレン(TFE)の単独重合
体、またはTFEと少なくとも1つのエチレン系不飽和
結合を有する1以上のコモノマー0〜8重量%、好まし
くは0.01〜3重量%との共重合体であって、平均粒
子径180〜400nm、好ましくは200〜300n
mを有するものによって構成される1種以上の分散体; (b)少なくとも1つのエチレン系不飽和結合を有する
単量体とテトラフルオロエチレン(TFE)との少なく
とも1種の共重合体の分散体であって、長さ/直径(L
/D)比が5より大きい重合体粒子であるフィブリルが
分散体の総粒子数の10%未満、好ましくは5%未満、
さらに好ましくは1%未満となる量のコモノマーを含
み、該分散体成分(b)は、生じた重合体がエラストマ
ーでない重合体を生じる量のコモノマーを含み、さらに
熱加工性でない溶融体の組成および粘度特性を示す量の
コモノマーを含み、分散体の平均粒子径が約90nm未
満、好ましくは10〜80nm、より好ましくは20〜
60nmである分散体。
重量比は、乾燥物換算重量比で99/1〜80/20、
より好ましくは92/8〜95/5であることが好まし
い。また、分散体(b)の粒子径と分散体(a)の粒子
径との比が0.3以下であることが好ましく、分散体
(b)は分散体(a)の小粒子径画分に対して広い粒子
径分布を有することが好ましい。本発明はまた、下記
(a)〜(e)の工程を含むことを特徴とする上記分散
体(b)の製造方法である。
によりフッ素に代えて1以上のH、Clを有する端基を
有するパーフルオロポリエーテル(PFPE)の水性微
細乳化物を製造する工程と、(b)重合容器中に前記微
細乳化物を、微細乳化物のパーフルオロエーテル油相が
反応媒体1Lに対して2mLより多量に存在するように
供給する工程と、(c)前記重合容器中に反応溶媒を供
給し、反応容器中の気体を排出し、TFEガスで加圧
し、所望により、界面活性剤、安定剤、コモノマーおよ
び連鎖移動剤を添加する工程と、(d)開始剤を添加
し、界面活性剤、安定剤、コモノマーおよび連鎖移動剤
を所望により添加する工程と、(e)重合体ラテックス
を取出す工程。
明する。一般的に、上記の(a)と(b)とで形成され
る分散体混合物は、熱加工できない溶融体の組成と粘度
とを示す。上記の分散体(b)は粒子総数の10%未
満、好ましくは5%未満、さらに好ましくは1%未満の
フィブリルを含む。上記のフィブリルを多量に含む分散
体は、この分散体が当初は臨界厚さを増加させるのに効
果的であったとしても、状況によって異なるが2〜3日
から1〜2ヶ月の間に臨界厚さの増加が減少しバイモー
ダル(多分散)混合物の使用による利点を失わせるほど
に、他の性能をも低下させるということは、本発明の発
明者等によって発見された。なお、コーティングに適用
している間に分散体とそれから得られた配合が不安定で
あるという問題が生じ、この問題は分散体を使用不可能
なものとしている。
いが、本発明の発明者等は、分散体中に存在しているフ
ィブリルは分離相を形成しやすく、互いにかつ大きな粒
子の分散体の球形粒子と連結しやすいこと、そして、不
安定な部位を生じさせ、分散体が上述のような特性が組
み合わさった質の良いコーティングを与えるために正確
な適用を妨げるものと考えた。こうした分離および凝集
現象は、分散体が重合によって直接に得られる場合、お
よび界面活性剤でさらに安定化される場合のいずれでも
起こる。本発明の発明者等は、本発明の結果物を得るた
めには、上記の粒径分布を有し、かつ上述したよりも少
ない分散体(b)中のフィブリルの割合を有する少なく
とも2種の分散体が必要であるということを発見した。
の重量比は、99/1〜80/20、好ましくは99/
1〜90/10、さらに好ましくは98/2〜95/5
である。この分散体は、通常、乾燥重量換算で25重量
%〜75重量%、好ましくは40重量%〜65重量%の
濃度で使用される。公知の方法(ノニオン性界面活性剤
を添加して加熱するか、または限外ろ過する)で予め濃
縮された(a)成分と、(b)成分がオートクレーブで
の重合または(a)成分と同様の上記の濃縮で得られる
場合には(b)成分とを単純に混合することによって混
合物が得られる。または2種のラテックスを濃縮するこ
とによって混合物を得ることもできる。分散体(a)の
粒径に対する分散体(b)の粒径の比は、好ましくは
0.3より小さく、より好ましくは0.1〜0.25で
ある。
(b)の粒径分布を分散体(a)の分布範囲の下限を含
むように広げると、より広範な組成の範囲で臨界厚さを
安定して増加させることができることを発見した。異な
る平均粒径を有する(b)型の分散体をより多量に混合
することで、上記のような拡張が可能となる。TFEコ
モノマーの中で、フッ素化されたコモノマーとしては以
下のものを挙げることができる。ヘキサフルオロプロペ
ン(HFP)などのC3〜C8パーフルオロオレフィン;
フッ化ビニル(VF)、フッ化ビニリデン(VDF)、
トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロイソブテン、式
CH2=CF−Rf(Rf=C1〜C6パーフルオロアルキ
ルである)で表されるパーフルオロアルキルエチレンな
どの水素化されたC2〜C8フルオロオレフィン;
などのC2〜C8のクロロフルオロオレフィンおよび/ま
たはブロモフルオロオレフィンおよび/またはヨードフ
ルオロオレフィン;式CF2=CFORfで表される(パ
ー)フルオロアルキルビニルエーテル(式中、Rfは、
例えば、CF3、C2F5、C3F7などのC1〜C6(パ
ー)フルオロアルキルである);式CF2=CFOXで
表される(パー)フルオロオキシアルキルビニルエーテ
ル(式中、XはC1〜C12のアルキル基、C1〜C12のオ
キシアルキル基、またはエーテル性基を1つ以上有する
C1〜C12(パー)フルオロオキシアルキル基、例え
ば、パーフルオロ−2−プロポキシープロピル基であ
る);
ルオロジオキソール;式CF2=CFOCF2CF2CF
=CF2またはCFX1=CX2OCX3X4OCX2=CX
1Fで表される型の非共役ジエン(式中、X1およびX2
は互いに同一であっても異なっていてもよく、F、Cl
またはHであり、X3およびX4は、同一であっても異な
っていてもよく、FまたはCF3であり、重合中に環状
重合する)。一般的には、上記の重合体分散体(b)中
のコモノマー量は、コノモマーの種類によって、約0.
5〜20重量%、好ましくは1.5〜18重量%である
ことが好ましい。当業者は、熱加工できない重合体、す
なわち、溶融体から加工できないもの(押出によって熱
成形して製品とすることができないもの)となるかどう
かを、日常試験によって、コモノマーの量を定量するこ
とで知ることができる。本発明の発明者等は、フッ素化
微細乳化物にその重合技術を同時に使用することで、も
っともよい結果が得られることをも発見した。これは、
本出願人による欧州特許出願EP 99112083.3に記載され
ており、コモノマーは高い改質性を有している。例え
ば、下記式(I)で表される(パー)フルオロジオキソ
ールが好ましい。
CF3;X1およびX2は同一であっても異なっていても
よく、FまたはCF3である。)EP 633,257に記載され
たこれらのコモノマーの合成方法では、80/20のs
in/anti構造のジオキソールが得られることか
ら、Y’=OCF3であり、X1およびX2はFであるこ
とが好ましい。本発明によれば、好適なコモノマーは、
PTFEよりも熱安定性が実質的に低くはなく、そして
分子量も実質的に小さくはないものである。あるいは、
式(I)で表されるジオキソール、重合中に環状重合す
る上記のようなジエンなどを使用することができる。ジ
オキソールクラス(I)は、PCSで測定した平均寸法
が20〜80nmの分散体であって、実質的にフィブリ
ルがなく、重合体の乾燥画分が20重量%以上、好まし
くは25重量%以上のものを得ることを可能にする。分
散体(b)を形成する重合体は、コモノマー(I)を好
ましくは1.1〜3重量%、より好ましくは1.5〜
2.5重量%含有する。
(I)の利点は、コモノマーが高分子鎖中に入ったとき
に単分子停止反応を起こさず、このために高分子量とす
ることができ、機械的特性の向上、特に200℃以上の
高温における特性の改善が保証されることにある。本発
明の発明者等は、上述した値の下でフィブリル形成を制
限することができること、またこうした条件の下で重合
することによって平均粒径が100nmを超える分散体
(b)が得られるように制限できることを発見した。し
かしながら、これらの分散体は、バイモーダル(多分
散)分布と組合せた肯定的な効果は生じない。コモノマ
ーとしてのパーフルオロアルキルビニルエーテルは、パ
ーフルオロプロピルビニルエーテル(PVE)の量が3
〜5重量%;PVEとパーフルオロメチルビニルエーテ
ル(MVE)との混合物が4〜10重量%、好ましくは
3〜5重量%で使用することができる。
いる連鎖移動剤、例えば、エタンなどによって調節する
ことができる。分子量はまた、重合開始剤の量によって
も調節することができる。しかし、分子量が低下すると
高温における機械的特性が低下することには留意すべき
である。ジオキソール(I)とは別のコモノマーを使用
すると、本発明の良好な機械的特性を有するために必要
な高い分子量が得られないことにも留意すべきである。
公知のように、溶融体の粘度は、重合体が熱加工性では
ないので、一般的には109Pa・sよりも高い。ま
た、組成によって共重合体が熱加工できない場合には、
103〜109Pa・sの粘度を有する共重合体を使用す
ることもできる。
組み合わせ、特に臨界厚さの顕著な増加は、いかなる理
論に拘束されることなく、以下の機構を仮説として取り
上げることによって説明することができる。この機構で
は、分散体(b)の粒子は大きな粒子(分散体(a))
と統計的に結合はしないが、それらは相互に分離し、か
つ隙間を形成することが好ましく、臨界工程、すなわち
乾燥段階でのフィルム形成において、どのような速度で
も凝集密度が高いことが有利である。これによって作り
出されるより厚みのある構造が、フィルム内に二軸応力
が存在するときには、フィルムの乾燥段階で通常生じる
クラックの生成に対して高い抵抗性を有することを説明
できるはずである。
法によって得ることができる。(b)型の分散体は、欧
州特許出願EP 99112083.3に詳細に記載された方法(こ
の出願は参考文献として本明細書中に含まれている)に
よって得ることができる。特に、下記(a)〜(e)の
工程を含む方法によって得ることができる。 (a)パーフルオロ化末端基または所望によりフッ素に
代えて1以上のH、Clを含む末端基を有するパーフル
オロポリエーテル(PFPE)の水性微細乳化物を調製
し; (b)微細乳化物のパーフルオロエーテル油相が反応溶
媒1L当たり2mLよりも多量に存在するように、反応
容器中に微細乳化物を供給し; (c)反応溶媒を反応容器中に供給し、反応容器中の空
気を排気し、TFEガスで加圧し、所望により界面活性
剤、安定剤、コモノマーおよび連鎖移動剤を添加し; (d)開始剤を添加し、重合中に所望によりさらに界面
活性剤、安定剤、コモノマーおよび連鎖移動剤を添加
し; (e)重合体ラテックスを反応容器から取り出す。
溶媒の供給後に供給することもでき、(c)工程で挙げ
た他の添加剤の供給後に添加することもできる。 (c)工程および(d)工程で挙げた添加物の他に、TF
Eの重合で通常使用される他の成分を加えることもでき
る。こうした成分としては、例えば、重合防止剤、緩衝
液などが挙げられる。反応開始時に重合開始剤および
(c)工程と(d)工程とで挙げた他の成分を投入して
いたとしても、反応容器中に追加の重合開始剤およびこ
れらを追加することもできる。すでに述べたように、本
発明の発明者等は、粒径分布における平均粒径のみなら
ず得られた一次粒子の形状因子にも注目する必要がある
ことを、予想外にも発見した。特に、多くの粒子が球状
であり、フィブリル数が上述した限界よりも低いことは
重要である。
USP 4,864,006およびUSP 4,990,283に記載されており
(これらは、参考文献として本明細書に含まれてい
る)、ここで、上述した反応性でない末端基を有するパ
ーフルオロポリエーテルに代えて、水素原子を1つ含む
末端基を一端または両端に有するヒドロフルオロポリエ
ーテルまたは鎖の末端基中にフッ素に代えて1以上の塩
素を有するヒドロフルオロポリエーテルを使用すること
もできる。この界面活性剤は、上記の特許に記載されて
おり、微細乳化物の調製、および重合中のいずれにおい
ても使用することができるが、また、これらは、1以上
のフッ素が塩素および/または水素で置換された末端基
を有している。使用することができるPEPEの分子量
は、数平均分子量として、500未満、例えば、300
であってもよい。PEPEの使用によって得られたナノ
乳化物は、350〜600、好ましくは350〜500
という範囲の低分子量を有し、さらに有利に各種用途に
使用することができるが、定量的な除去が必要である。
剤と重合体に転化されたTFEとの比で、好ましくは1
より小さい。本発明の方法で得られた分散体(b)の共
重合体の分子量は、重合体に良好な化学的安定性および
熱安定性を付与できる程度であった。一般的には、得ら
れた分子量は50,000より大きく、例えば、50
0,000〜5,000,000である。重合中は、従
来のTFE重合方法の温度と圧力とを使用する。すでに
述べたように、本発明の分散体を用いて得られたフィル
ムの光沢と耐引掻性は、200℃より高い温度において
もまた改善されていた。特に、小さい粒子(b)中およ
び大きな粒子(a)中のコモノマー量を増加することに
より、高い光沢度をも得ることができる。好ましくは、
コモノマーとして、高分子量(500,000〜5,0
00,000)を得ることができる式(I)のジオキソ
ールを使用する。
散体、例えば、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリア
ミドアミジン樹脂、イミド樹脂など;色素、界面活性
剤、無機充填剤および消泡剤、増量剤などの他の添加剤
を添加した特別の応用に関して、安定に形成され得る。
混合物を所望の表面に適用した後に、フィルムを乾燥さ
せ、次いで重合体の溶融温度よりも高い温度で焼結す
る。本発明の分散体混合物を安定させるために必要な界
面活性剤の総量は、一般的には、分散体重量に対して2
〜10重量%であり、好ましくは3〜6重量%である。
本発明のフルオロポリマーの水性分散体は、金属表面の
コーティングに適用するほか、セラミック表面に対して
使用することもでき、繊維製品の含浸やキャストフィル
ムを得るために使用することもできる。
にクラックを生じない(臨界厚さが高い)という顕著な
改善を可能にした。しかし、この高い特性は、垂直支持
のコーティングの場合(繊維製品の含浸およびキャスト
フィルム製造の場合に典型的であるが)には、十分には
活用されていない。実際に、沈着された固形物の総量は
分散体のぬれ性とレオロジー特性とに依存する。本発明
の発明者等は、驚くべき事に、下記の式で表されるノニ
オン性フッ素化界面活性剤を本発明の分散体に添加する
ことによって、よりよいフィルム形成(クラックなし)
の利点が活用されることを見出した。
0の整数を表し;LおよびL’は互いに同一であっても
異なっていてもよく、下記式で表される化合物からなる
群から選ばれる。
たはCF3であり;R’はC1〜C5のアルキレンラジカ
ルであり;R1およびR2は、ともにHであるか、または
一方がHで他方がCH3である。RfおよびRf’は、互
いに同一でも異なっていてもよく、平均分子量250〜
1,500、好ましくは400〜1,000を有するパ
ーフルオロポリエーテルラジカル、または上記の分子量
を有するパーフルオロカーボンラジカルである。) RfおよびRf’で、表されるパーフルオロポリエーテル
ラジカルが、T末端基と、下記の基からなる群から選ば
れる繰返し単位を重合体鎖中に含むものであることが好
ましい。
(式中、Fまたは−CF3である。)、 −CF2(CF2)zO−(式中、zは2または3であ
る。)、 −CF2CF(ORf'')O−または−CF(ORf'')
O−(式中、Rf''は、−CF3、−C2F5または−C3
H7から選ばれる。)。パーフルオロポリエーテルラジ
カルのT末端基は、−CF3、−C2F5 、−C3H7、Cl
CF2CF(CF3)−、CF3CFClCF2−、ClC
F2CF2−、およびClCF2−、CF3CFHCF
2−、HCF2CF2−およびHCF2−。特に、下記のR
fおよびRf’としては、パーフルオロポリエーテルラジ
カルが挙げられる:
は分子量が上記の範囲となる整数;a/bは10〜10
0、およびTは上記の末端基の1つである。)
範囲となる整数;c/dは0.1〜10;h/(c+
d)は0〜0.05、zは2または3、およびTは上記
の末端基の1つである。)
fおよびgは分子量が上記の範囲となる整数;e/(f
+g)は0.1〜10;f/gは2〜10、およびTは
上記の末端基の1つである。)
あり;j、kおよびlは分子量が上記の範囲となる整
数;k+lとj+k+lは少なくとも2であり、k/
(j+l)は0.01〜1,000;Tは上記の末端基
の1つである。)
数;z上記の通りであり、Tは上記の末端基の1つであ
る。)
ても異なっていてもよく、H、Cl、または、例えば炭
素数1〜4のパーフルオロアルキルであり、j’は分子
量が上記の範囲となる整数、およびTは上記の末端基の
1つである。)
整数であり、Tは上記の末端基の1つである。) これらの化合物とそれらの製造方法は、GB 1,104,482、
USP 3,242,218、USP 3,665,041、USP 3,715,378およびU
SP 3,665,041、EP 148,482およびUSP 4,523,039、USP
5,144,092に記載されている。本発明の好適なパーフル
オロポリエーテルラジカルは、下記の構造を有する:
り、Rf''は上記の通りである。) 下記式(Ia)で表される界面活性剤は、支持体のレオ
ロジーとぬれ性を向上させることができる。ラテックス
特性を完全に利用するためにはぬれ性をさらに向上させ
ることが必要であり、下記式(Ib)を有するフッ素化
ノニオン性界面活性剤を添加することができる。
L、R1、R2およびnは上記界面活性剤(Ia)と同じ
意味である。)。式(Ia)で表される界面活性剤は、
適用のためには適当な粘度となるものでなければならな
い。一般的には、界面活性剤の量は成分(b)および分
散体中に存在する所望の成分の量に依存する。例えば、
粒径約50nmの成分(b)を5重量%(成分(a)が
95重量%)で用いるときには、効果的な界面活性剤の
量は約0.1重量%までである。式(Ia)および(I
b)のノニオン性界面活性剤は、一般的には、0.1〜
5重量%で分散体に添加することができる。両方の界面
活性剤を添加したときに、合計量は5重量%より小さい
ことが必要である。
に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら制限され
るものではない。特徴づけ 平均粒子径は、レーザー光散乱、特に光子相関分光分析
装置で測定した。この装置には、ブルックヘブン相関測
定装置(Brookhaven correlator)モデル2030AT
および波長514.5nmのアルゴンレーザー光源が装備さ
れている(Spectra−Phisics製)。測定に供するラテッ
クス試料は、二次蒸留水を用いて適宜希釈し、0.2μ
mのミリポアフィルター(Millipore製)でろ過した。
光散乱測定は、室温にて、角度90°で行った。ラテッ
クス粒子径は濃縮法(the accumulator method)で得
た。
体試料はガラス板または金属板上に形成した薄膜(約1
0μm)上に沈着させ、室温で乾燥させた。原子間力顕
微鏡を用いて写真を撮影し、フィブリル数のパーセンテ
ージを少なくとも250〜300個の粒子に基づいて求
めた。以下の実施例1〜9では、分散体(b)を調製す
るために異なる重合技術を用いた。異なるコモノマー含
量を有するテトラフルオロエチレン(TFE)共重合体
分散体が得られた。
Lのオートクレーブ中に、好ましくは脱気した30Lの
水を入れ、ここに40gのパーフルオロオクタン酸アン
モニウム水溶液を添加した。この反応容器内に、140
gの軟化点が52〜54℃のパラフィンと125gのパ
ーフルオロ−5−メトキシ−1,3−ジオキソール(M
DO)とを投入した。攪拌しながら、テトラフルオロエ
チレン(TFE)で83℃、20barまでオートクレ
ーブを加圧した。この時点で、500ccの(NH4)2
S2O8(以下、APSということがある。この溶液に含
まれるAPSの量は2,000mg相当である。)をオ
ートクレーブ中に供給した。
させ、TFEをコンプレッサーで送り込みこの反応容器
内の圧力が20barとなるように維持した。同時に、
反応容器の内温を0.7℃/分の割合で92℃まで上げ
た。13分後にTFEの供給を止め、反応容器内にある
気体を排気して減圧にし、反応容器を冷却した。レーザ
ー光スキャッタリング(LLS)で測定した重合体の一
次粒子径は、114nmであった。赤外吸収分析(FT
IR)では、重合体中のMDO含量が1重量%であるこ
とが示された。ASTMD1238−52T法によるメ
ルトフローインデックス(MFI)は、測定できなかっ
た。このことから、この重合体は溶融状態で加工できな
いことが示された。
る化合物のアンモニウム塩
が530である。)と、3重量部の下記式(6)で表さ
れるパーフルオロポリエーテル
0となる整数であり、XはFまたはCF3であり;Rfお
よびR'fは互いに同一であっても異なっていてもよく、
炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基である。)と、
8重量部の水とを投入した。得られた微細乳化物は、完
全に透明であった。
ておいた440Lのオートクレーブ中に、好ましくは脱
気した275Lの水を入れ、ここに16,500gの微
細乳化物を添加した。この反応容器中に、1,000g
の軟化点が52〜54℃のパラフィンと2,150gの
パーフルオロ−5−メトキシ−1,3−ジオキソール
(MDO)とを投入した。攪拌しながら、テトラフルオ
ロエチレン(TFE)で78℃、20barまでオート
クレーブを加圧した。この時点で、1,500ccの
(NH4)2S2O8(この溶液に含まれるAPSの量は1
8gに相当する。)をオートクレーブ中に供給した。
させ、TFEをコンプレッサーで送り込みこの反応容器
内の圧力が20barとなるように維持した。同時に、
反応容器の内温を0.6℃/分の割合で91℃まで上げ
た。35分後、90kgのTFEが反応したときに、T
FEの供給を止め、反応容器内にある気体を排気して減
圧にし、反応容器を冷却した。レーザー光スキャッタリ
ング(LLS)で測定した重合体の一次粒子径は、40
nmであった。FTIR分析では、重合体中のMDO含
量が1.67重量%であり、熱量分析(DSC)では第
一融点が326℃であることが示された。ASTMD1
238−52T法によるメルトフローインデックス(M
FI)は、測定できなかった。このことから、この重合
体は溶融状態で加工できないことが示された。上記のよ
うに定量されたフィブリル数は、5%より少なかった。
Lのオートクレーブ中に、好ましくは脱気した30Lの
水を入れ、ここに2,130gの実施例2に記載した微
細乳化物を添加した。この反応容器内に、140gの軟
化点が52〜54℃のパラフィンを投入した。500c
cの(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O(SdM、こ
れは500mgのSdMに相当する。)をオートクレー
ブ中に供給した。攪拌しながら、TFEで75℃、20
barまでオートクレーブを加圧した。この時点で、5
00ccの(NH4)2S2O8(APS、1,500mg
のAPSに相当する)をオートクレーブ中に供給した。
させ、TFEをコンプレッサーで送り込みこの反応容器
内の圧力が20barとなるように維持した。同時に、
反応容器の内温を0.2℃/分の割合で85℃まで上げ
た。18分後にTFEの供給を止め、反応容器内にある
気体を排気して減圧にし、反応容器を冷却した。225
g/kgの重合体樹脂を含む水性分散体が得られた。レ
ーザー光スキャッタリング(LLS)で測定した重合体
の一次粒子径は、108nmであった。5,000rp
mで1時間遠心した後に、総重量に対して23.2重量
%の固形物量が分離され、上相のLLS測定から35n
mという値が得られた。上述のように定量したフィブリ
ル数は、50%より大きかった。
Lのオートクレーブ中に、好ましくは脱気した30Lの
水を入れ、ここに600gの実施例1に記載したパーフ
ルオロオクタン酸アンモニウムを添加した。この反応容
器内に、140gの軟化点が52〜54℃のパラフィン
と15gのヘキサフルオロプロペン(HFP)とを投入
した。500ccの(NH4)2Fe(SO4)2・6H2
O(SdM、500mgのSdMに相当する)をオート
クレーブ中に供給した。攪拌しながら、TFEで75
℃、20barまでオートクレーブを加圧した。この時
点で、500ccの(NH4)2S2O8(APS、2,5
00mgのAPSに相当する)をオートクレーブ中に供
給した。
させ、TFEをコンプレッサーで送り込みこの反応容器
内の圧力が20barとなるように維持した。同時に、
反応容器の内温を0.2℃/分の割合で85℃まで上げ
た。70分後にTFEの供給を止め、反応容器内にある
気体を排気して減圧にし、反応容器を冷却した。100
g/kgの重合体樹脂を含む水性分散体が得られた。こ
の重合体は0.4重量%のHFPを含有していた。レー
ザー光スキャッタリング(LLS)で測定した重合体の
一次粒子径は、55nmであった。上述のように定量し
たフィブリル数は、50%より高かった。
0Lのオートクレーブ中に、好ましくは脱気した275
Lの水を入れ、ここに実施例2に記載した16,500
gの微細乳化物を添加した。この反応容器内に、1,0
00gの軟化点が52〜54℃のパラフィンと3,20
0gのパーフルオロ−5−メトキシ−1,3−ジオキソ
ール(MDO)とを投入した。攪拌しながら、TFEで
78℃、20barまでオートクレーブを加圧した。こ
の時点で、1,500ccの(NH4)2S2O8(18g
のAPSに相当する)をオートクレーブ中に供給した。
反応容器中の圧力を0.5barまで低下させ、TFE
をコンプレッサーで送り込みこの反応容器内の圧力が2
0barとなるように維持した。同時に、反応容器の内
温を0.6℃/分の割合で91℃まで上げた。41分後
に、90kgのTFEが反応したときにTFEの供給を
止め、反応容器内にある気体を排気して減圧にし、反応
容器を冷却した。
測定した重合体の一次粒子径は、46nmであった。F
TIR分析では、重合体中のMDO含量が2.22重量
%であることが示され、DSC分析では第一融点が32
6.4℃であることが示された。ASTMD1238−
52T法によるメルトフローインデックス(MFI)
は、測定できなかった。このことから、この重合体は溶
融状態で加工できないことが示された。上述のように定
量したフィブリル数は1%より少なかった。
Lのオートクレーブ中に、好ましくは脱気した30Lの
水を入れ、ここに実施例2に記載した4,000gの微
細乳化物を添加した。この反応容器内にも、122gの
パーフルオロ−5−メトキシ−1,3−ジオキソール
(MDO)を投入した。攪拌しながら、TFEで95
℃、20barまでオートクレーブを加圧した。この時
点で、1,500ccの(NH4)2S2O8(10gのA
PSに相当する)をオートクレーブ中に供給した。反応
容器中の圧力を0.5barまで低下させ、TFEをコ
ンプレッサーで送り込みこの反応容器内の圧力が20b
arとなるように維持した。同時に、反応容器の内温を
110℃まで上げた。4分後に、2,000gのTFE
が反応したときにTFEの供給を止め、反応容器内にあ
る気体を排気して減圧にし、反応容器を冷却した。
測定した重合体の一次粒子径は、20nmであった。F
TIR分析では、重合体中のMDO含量が0.9重量%
であることが示された。ASTMD1238−52T法
によるメルトフローインデックス(MFI)は、測定で
きなかった。このことから、この重合体は溶融状態で加
工できないことが示された。上述のように定量したフィ
ブリル数は10%より少なかった。
Lのオートクレーブ中に、好ましくは脱気した30Lの
水を入れ、ここに1,800gの実施例2に記載した微
細乳化物を添加した。この反応容器内に、125gのパ
ーフルオロメトキシ−1,3−ジオキソール(MDO)
と140gの軟化点が52〜54℃のパラフィンとを投
入した。攪拌しながら、TFEで82℃、20barま
でオートクレーブを加圧した。この時点で、500cc
の(NH4)2S2O8(APS、2,000mgのAPS
に相当する)をオートクレーブ中に供給した。反応容器
中の圧力を0.5barまで低下させ、TFEをコンプ
レッサーで送り込みこの反応容器内の圧力が20bar
となるように維持した。同時に、反応容器の内温を95
℃まで上げた。21分後にTFEの供給を止め、反応容
器内にある気体を排気して減圧にし、反応容器を冷却し
た。291g/kgの重合体樹脂を含む水性分散体が得
られた。
測定した重合体の一次粒子径は、47nmであった。物
質収支によって得られた重合体中のMDO含量は、0.
75重量%であった。ASTMD1238−52T法に
よるメルトフローインデックス(MFI)は、測定でき
なかった。このことから、この重合体は溶融状態で加工
できないことが示された。上述のように定量したフィブ
リル数は15%より少なかった。
Lのオートクレーブ中に、好ましくは脱気した30Lの
水を入れ、ここに200gの実施例2に記載した微細乳
化物を添加した。この反応容器内に、150gのパーフ
ルオロメトキシ−1,3−ジオキソール(MDO)と1
40gの軟化点が52〜54℃のパラフィンとを投入し
た。攪拌しながら、TFEで77℃、20barまでオ
ートクレーブを加圧した。この時点で、500ccの
(NH4)2S2O8(APS、1,000mgのAPSに
相当する)をオートクレーブ中に供給した。
させ、TFEをコンプレッサーで送り込みこの反応容器
内の圧力が20barとなるように維持した。同時に、
反応容器の内温を95℃まで上げた。37分後にTFE
の供給を止め、反応容器内にある気体を排気して減圧に
し、反応容器を冷却した。304g/kgの重合体樹脂
を含む水性分散体が得られた。レーザー光スキャッタリ
ング(LLS)で測定した重合体の一次粒子径は、77
nmであった。物質収支によって得られた重合体中のM
DO含量は、1.1重量%であった。ASTMD123
8−52T法によるメルトフローインデックス(MF
I)は、測定できなかった。このことから、この重合体
は溶融状態で加工できないことが示された。上述のよう
に定量したフィブリル数は5%より少なかった。
Lのオートクレーブ中に、好ましくは脱気した30Lの
水を入れ、ここに2,000gの実施例2に記載した微
細乳化物を添加した。この反応容器内に、160gのパ
ーフルオロメトキシ−1,3−ジオキソール(MD
O)、140gの軟化点が52〜54℃のパラフィンお
よび400mbarのエタン(C2H6)を投入した。攪
拌しながら、TFEで85℃、20barまでオートク
レーブを加圧した。この時点で、500ccの(N
H4)2S2O8(APS、2,500mgのAPSに相当
する)をオートクレーブ中に供給した。
させ、TFEをコンプレッサーで送り込みこの反応容器
内の圧力が20barとなるように維持した。同時に、
反応容器の内温を95℃まで上げた。23分後にTFE
の供給を止め、反応容器内にある気体を排気して減圧に
し、反応容器を冷却した。220g/kgの重合体樹脂
を含む水性分散体が得られた。レーザー光スキャッタリ
ング(LLS)で測定した重合体の一次粒子径は、20
nmであった。物質収支によって得られた重合体中のM
DO含量は、1.3重量%であった。DSC分析では、
第一の融点が320℃であることが示された。ASTM
D1238−52T法によるメルトフローインデックス
(MFI)は、380℃、3kg負荷、ノズル径1mm
で0.55g/10分であった。この生成物は、押出機
(垂直ヘッドおよび圧延)異形押出ダイ(I)を通過
後、最終成形品の製造には供されなかった。溶融物から
再結晶する間に機械的特性が低下することによる。この
ため、この生成物は、溶融粘度が低いにもかかわらず、
熱加工が可能ではなかった。上述のように定量したフィ
ブリル数は5%より少なかった。
ーブを予め真空にした後に、3Lの脱気した脱イオン
水、1.59g/L水のPVE、および8.33g/L
水の実施例2で記載した微細乳化物を順番に投入した。
このオートクレーブが75℃で一定になるまで加熱し、
2.7絶対barまでMVEで加圧した。ついで、オー
トクレーブを21絶対barまでモル比が27.6であ
るTFEとMVEとの混合物で加圧した。圧力が上がっ
たときに、モル濃度0.0028の過硫酸カリウム溶液
を連続法で供給した。65分後に400gのTFEとM
VEモノマー混合物とを供給したときに、反応が停止し
た。反応の終点で、53nmの粒子で特徴づけられるラ
テックスが取出された。PVE量は0.9重量%であ
り、MVE量は5.6重量%であった。ASTMD12
38−52T法によるメルトフローインデックス(MF
I)は、測定できなかった。このことから、この生成物
は、溶融物から加工できないことが示された。上述のよ
うに定量したフィブリル数は5%より少なかった。
からなる混合物を製造した。この混合物の最終固形物量
は59重量%で、成分(a)と成分(b)との混合比
は、98/2、96.5/3.5、95/5、92.5
/7.5、90/10(重量比)である。この混合物の
成分(a)はアウジモント社の市販品であるアルゴフロ
ン(AlgoflonTM)D60 EXP96(平均粒
子径260nm)であり、成分(b)は実施例1に記載
した分散体である。レーザー光散乱法で測定した粒子径
は、各々260nmと114nmであり、成分(a)と
成分(b)との粒子径の比は0.438であった。
ton X100を含み、アクリルペーストを添加して
以下に記載した配合の最終組成となっている。下塗りし
たアルミニウムシート上にスプレーし、100℃で2分
間乾燥し、420℃で10分間焼結した。塗布されたア
クリル配合体の最終組成(重量部)は、下記の通りであ
る。45%のPTFE、1.5%のRhodopas
D906のアクリル樹脂、3.5%のTriton X
100、1.2%のナトリウムおよびトリエタノールア
ミンのラウリル酸塩、2%のキシレン、2%のブチルセ
ルソロブおよび100%になる量の水。焼結されたフィ
ルムの臨界厚さを光学顕微鏡で測定した。このような臨
界厚さは単一の成分(a)によって得られた厚さである
28μmと比較した。結果を表1に示す。表1の結果よ
り、臨界厚さは試験した混合比では増加しなかった。
からなる混合物を製造した。この混合物の最終固形物量
は59重量%で、成分(a)と成分(b)との混合比
は、96.5/3.5、95/5、92.5/7.5
(重量比)である。この混合物の成分(a)はアウジモ
ント社の市販品であるアルゴフロン(Algoflon
TM)D60 EXP96であり、成分(b)は実施例4
に記載した分散体である。レーザー光散乱法で測定した
粒子径は、各々260nmと46nmであり、成分
(a)と成分(b)との粒子径の比は0.177であっ
た。
ton X100を含み、アクリルペーストを添加して
実施例10に記載した配合の最終組成とした。下塗りし
たアルミニウムシート上にスプレーし、100℃で2分
間乾燥し、420℃で10分間焼結した。焼結されたフ
ィルムの臨界厚さを光学顕微鏡で測定した。このような
臨界厚さは単一の成分(a)によって得られた厚さであ
る30μmと比較した。結果を表2に示す。さらに、光
沢を測定した。
フィルムの耐引掻性をさらに測定して、単一成分(a)
によって得られたフィルムと比較した。耐引掻性を評価
する実験方法は、フィルムに切り傷をつけるために必要
な、鋭いチップに接続されている荷重を測定するもので
ある。この試験は、大気中、室温にて、100℃の水お
よび180℃の油に浸したシートを用いて行った。表3
に示した値は、すべての場合において、単一の分散体
(a)で構成されたフィルムから本発明の分散体の混合
物に目を移すと、フィルムの耐引掻性が向上しているこ
とを示した。
からなる混合物を製造した。この混合物の最終固形物量
は59重量%で、成分(a)と成分(b)との混合比
は、96.5/3.5、95/5、92.5/7.5
(重量比)である。この混合物の成分(a)はアウジモ
ント社の市販品であるアルゴフロン(Algoflon
TM)D60 EXP96であり、成分(b)は実施例2
に記載した分散体である。レーザー光散乱法で測定した
粒子径は、各々260nmと40nmであり、成分
(a)と成分(b)との粒子径の比は0.154であっ
た。
ton X100を含み、アクリルペーストを添加して
実施例10に記載した配合の最終組成とした。下塗りし
たアルミニウムシート上にスプレーし、100℃で2分
間乾燥し、420℃で10分間焼結した。焼結されたフ
ィルムの臨界厚さを光学顕微鏡で測定した。さらに光沢
を測定した。臨界厚さは単一の成分(a)によって得ら
れた厚さである28μmと比較した。結果を表4に示
す。さらに、光沢を測定した。
からなる混合物を製造した。この混合物の最終固形物量
は59重量%で、成分(a)と成分(b)との混合比
は、95.2/4.8(重量比)である。この混合物の
成分(a)はアウジモント社の市販品であるアルゴフロ
ン(AlgoflonTM)D60 EXP96(平均粒
子径260nm)であり、成分(b)は実施例2および
4に各々記載した分散体である。成分(b)の平均粒子
径とMDO含量を表5に示す。分散体2および4の分散
体(b)を原子間力顕微鏡で写真撮影した。写真より、
フィブリルが減少し、コモノマーMDO率が上昇したと
きには消失したことが定性的に示された。MDO=2.
22重量%と1.67重量%である実施例4および2の
分散体(b)の場合には、フィブリル構造を有する粒子
はほとんど存在せず、どのような割合でも各々1%、5
%より少なかった。
物は、3重量%のTriton X100を含み、アク
リルペーストを添加して実施例10に記載した配合の最
終組成とした。下塗りしたアルミニウムシート上にスプ
レーし、100℃で2分間乾燥し、420℃で10分間
焼結した。焼結されたフィルムの臨界厚さを光学顕微鏡
で測定した。老化効果を評価するために、各時点におい
て臨界厚さが十分残っているかどうかについて、フィル
ム臨界厚さをその後測定した(1ヶ月、2ヶ月、4ヶ月
および5ヶ月)。表5に示されたデータから、本発明の
場合には分散体(b)のフィブリル含量は低く、試験期
間中臨界厚さは十分残っていることが示された。
からなる混合物を製造した。この混合物の最終固形物量
は59重量%で、成分(a)と成分(b)との混合比
は、95.2/4.8(重量比)である。この混合物の
成分(a)はアウジモント社の市販品であるアルゴフロ
ン(AlgoflonTM)D60 EXP96(平均粒
子径260nm)であり、成分(b)は実施例3Aに記
載した分散体(超遠心後、平均粒子径35nmを有する
ラテックス)および実施例6に記載された分散体(遠心
していないラテックス)である。成分(b)の平均粒子
径とMDO含量を表6に示した。
を、原子間力顕微鏡により写真撮影した。写真より、フ
ィブリルが減少し、コモノマーMDOの割合が増加する
と消失することが定性的に示された。実施例3Aおよび
6の分散体(b)は、各々MDO=0重量%およびMD
O=0.75重量%であった。この場合には、写真の分
析より、前者の場合には分散粒子がほぼ完全なフィブリ
ル構造(フィブリル>50%)を有しており、後者の場
合にはフィブリルの割合は非常に高い(15%より高
い)。
物は、3重量%のTriton X100を含み、実施
例10に記載したアクリルペーストを添加した。下塗り
したアルミニウムシート上にスプレーし、100℃で2
分間乾燥し、420℃で10分間焼結した。焼結された
フィルムの臨界厚さを光学顕微鏡で測定した。老化効果
を評価するために、各時点において臨界厚さが十分残っ
ているかどうかについて、フィルム臨界厚さをその後測
定した(1ヶ月、2ヶ月および4ヶ月)。表6に示され
たデータから、本発明の場合には分散体(b)のフィブ
リルの割合は高く、試験期間中臨界厚さは速やかに減少
した。
からなる混合物を製造した。この混合物の最終固形物量
は59重量%で、成分(a)と成分(b)との混合比
(重量比)は各々異なる。この混合物の成分(a)はア
ウジモント社の市販品であるアルゴフロン(Algof
lonTM)D60 EXP96で、レーザー光散乱法で
測定した粒子径は260nmであり、成分(b)は以下
の分散体の混合物である。 A=実施例8に記載の分散体(粒子径20nm) B=実施例4に記載の分散体(粒子径46nm) C=実施例7に記載の分散体(粒子径77nm)
上述したように測定したフィブリル数は5%より低かっ
た。混合物(a)+(b)の配合体は、3重量%のTr
iton X100を含み、実施例10に記載したアク
リルペーストを添加した。下塗りしたアルミニウムシー
ト上にスプレーし、100℃で2分間乾燥し、420℃
で10分間焼結した。焼結されたフィルムの臨界厚さを
光学顕微鏡で測定した。このような臨界厚さは単一の成
分(a)によって得られた厚さである20μmと比較し
た。結果を表7に示す。
でのほぼ連続した分布を与えるまで、微粒子の多分散性
を広げる(粒子径を20〜約70nmとする)ことによ
って、よりよい応用性能が得られた。
からなる混合物を製造した。この混合物の最終固形物量
は59重量%で、成分(a)と成分(b)との混合比
(重量比)は96.5/3.5と95/5である。この
混合物の成分(a)はアウジモント社の市販品であるア
ルゴフロン(AlgoflonTM)D60 EXP96
で、レーザー光散乱法で測定した粒子径は260nmで
ある。混合物の成分(b)は、実施例8に記載の重合体
であり、熱加工可能な生成物の粘度の限界の範囲内(実
施例8を参照せよ)にあるとしても、溶融体から熱加工
できない。分子量が小さく、溶融体からの再結晶相にお
ける機械的特性が非常に悪いためである。
は、各々260nmと20nmであり、成分(a)と成
分(b)との粒子径の比は0.077である。2種類の
分散体の混合物は3重量%のTriton X100を
含み、実施例10に記載したアクリルペーストを添加し
た。下塗りしたアルミニウムシート上にスプレーし、1
00℃で2分間乾燥し、420℃で10分間焼結した。
焼結されたフィルムの臨界厚さを光学顕微鏡で測定し
た。このような臨界厚さは単一の成分(a)によって得
られた厚さと比較した。結果を表8に示す。
フィルムについて、耐引掻性をさらに測定し、単一の成
分(a)から得られたフィルムと比較した。表9に示し
た値は、単一の分散体(a)で構成されたフィルムから
本発明の分散体の混合物に目を移すと、フィルムの耐引
掻性が向上していることを示した。
からなる混合物を製造した。この混合物の最終固形物量
は59重量%で、重合体の比は95/5である。この混
合物の成分(a)はアウジモント社の市販品であるアル
ゴフロン(AlgoflonTM)D60 EXP96
で、レーザー光散乱法で測定した粒子径は260nmで
ある。混合物の成分(b)は、実施例9で得られた重合
体である。レーザー光散乱法によって測定した粒子径
は、各々260nmと53nmであり、成分(a)と成
分(b)との粒子径の比は0.2である。2種類の分散
体の混合物は3重量%のTriton X100を含
み、実施例10に記載したアクリルペーストを添加し
た。下塗りしたアルミニウムシート上にスプレーし、1
00℃で2分間乾燥し、420℃で10分間焼結した。
焼結されたフィルムの臨界厚さを光学顕微鏡で測定し
た。このような臨界厚さは単一の成分(a)によって得
られた厚さと比較した。さらに、光沢の測定を表10で
報告したように行った。結果を表10に示す。
から得たフィルムについて測定し、単一の成分(a)と
比較した。耐引掻性を評価する試験方法は実施例11に
記載した通りである。表11に示した値は、単一の分散
体(a)で構成されたフィルムから本発明の分散体の混
合物に目を移すと、フィルムの耐引掻性が向上している
ことを示した。
モント社の市販品であるアルゴフロン(Algoflo
nTM)D1010(粒子径260nm)からなる分散体
(a)と、(a)と5重量%の実施例2で得られた分散
体(b)との混合物とを比較した。この試験より、いず
れの場合においても、それぞれを通すことによって沈着
した製品の量は変化しなかったことが示された。(b)
タイプの分散体を添加すると、このような樹脂(すなわ
ち、アクリル樹脂では形成されない)としてフィルム上
での臨界厚さが増加し、1段階の含浸工程でのクラック
の発生を避けることが可能であった。これは、含浸され
た繊維製品上の臨界厚さが、混合物(a)+(b)を使
用することで増加したという表12のデータから証明さ
れた。
体、および実施例18で定義される(a)+(b)の双
方への式(Ia)の増粘剤の添加効果を制御した。0.
1重量%で添加したこのような増粘剤は、式(Ia)で
表されるフッ素化誘導体である。
’であり、n’は3である;R1、R2はHである;nは
44である;L、L’は下記式で表される。
R’はCH2CH2である。) 表13のデータより、いずれの場合においても、増粘剤
を含まない場合については、種々の含浸通路において沈
着した重合体の量は増加した(実施例18)。これは、
増粘剤(Ia)を添加した場合に、含浸された繊維製品
上の臨界厚さが、混合物a)+(b)を使用することで
増加したという表13のデータから証明された。
最終固形物量は57重量%で、成分(a)と成分(b)
との混合比(重量比)は、95.2/4.8である。こ
の混合物の成分(a)はアウジモント社の市販品である
アルゴフロン(AlgoflonTM)D60 EXP9
6であり、成分(b)は実施例3Bに記載した分散体で
ある。レーザー光散乱法で測定した粒子径は、各々26
0nmと55nmであり、成分(a)と成分(b)との
粒子径の比は0.21であった。上記の分散体の混合物
は3重量%のノニオン性界面活性剤、Triton X
100を含み、24時間以内に沈降を生じた(4.5重
量%が沈降した)。この混合物に、実施例10に記載し
たアクリルペーストを添加して、下塗りしたアルミニウ
ムシート上にスプレーし、100℃で2分間乾燥し、4
20℃で10分間焼結した。
鏡で測定した。このような臨界厚さを塗布直後および2
4時間後に測定した。単一の成分(a)によって得られ
た厚さと比較した。成分(b)を4.8重量%含む混合
物について測定された臨界厚さ42μmを、単一の成分
(a)の臨界厚さ28μmとを比較した。したがって、
最初から臨界厚さが14μm増加していた。24時間後
に、臨界厚さは8μm減少した。また、最初に非常に光
沢があったわけではない。3ヶ月経過後のラテックスは
単一成分(a)の臨界厚さ(28μm)と実質的に同じ
値を示した。
フィルムを形成することができ、高温においても良好な
光学特性と機械的特性とを有し、多孔度と粗さとが減少
しており、工業的に許容できる保存寿命、すなわち、少
なくとも6ヶ月保存した後でも上記の特性を有する水性
フルオロポリマー分散体が提供される。また、この水性
フルオロポリマー分散体を製造するための方法が提供さ
れる。
Claims (18)
- 【請求項1】 下記の成分(a)および(b)を含むフ
ルオロポリマー分散体の混合物。 (a)テトラフルオロエチレン(TFE)の単独重合
体、またはTFEと少なくとも1つのエチレン系不飽和
結合を有する1以上のコモノマー0〜8重量%、好まし
くは0.01〜3重量%との共重合体であって、平均粒
子径180〜400nm、好ましくは200〜300n
mを有するものによって構成される1種以上の分散体; (b)少なくとも1つのエチレン系不飽和結合を有する
単量体とテトラフルオロエチレン(TFE)との少なく
とも1種の共重合体の分散体であって、長さ/直径(L
/D)比が5より大きい重合体粒子であるフィブリルが
分散体の総粒子数の10%未満、好ましくは5%未満、
さらに好ましくは1%未満となる量のコモノマーを含
み、該分散体成分(b)は、生じた重合体がエラストマ
ーでない重合体を生じる量のコモノマーを含み、さらに
熱加工性でない溶融体の組成および粘度特性を示す量の
コモノマーを含み、分散体の平均粒子径が約90nm未
満、好ましくは10〜80nm、より好ましくは20〜
60nmである分散体。 - 【請求項2】 成分(a)と成分(b)との間の重量比
が、乾燥物換算重量比で99/1〜80/20、より好
ましくは92/8〜95/5である、請求項1に記載の
分散体混合物。 - 【請求項3】 分散体(b)の粒子径と分散体(a)の
粒子径との比が0.3未満である請求項1または2に記
載の分散体混合物。 - 【請求項4】 分散体(b)は分散体(a)の小粒子径
画分に対して広い粒子径分布を有する請求項1から3の
いずれかに記載の分散体混合物。 - 【請求項5】 TFEと共重合されるコモノマーが下記
の化合物からなる群から選ばれる請求項1〜4のいずれ
かに記載の分散体混合物: (i)ヘキサフルオロプロペン(HFP)などのC3〜C8
パーフルオロオレフィン (ii)フッ化ビニル(VF)、フッ化ビニリデン(VD
F)、トリフルオロエチレン、ヘキサフルオロイソブテ
ン、式CH2=CF−Rf(Rf=C1〜C6パーフルオロ
アルキル)で表されるパーフルオロアルキルエチレンな
どの水素化されたC 2〜C8フルオロオレフィン; (iii)クロロトリフルオロエチレン(CTFE)などの
C2〜C8のクロロフルオロオレフィンおよび/またはブ
ロモフルオロオレフィンおよび/またはヨードフルオロ
オレフィン; (iv)式CF2=CFORfで表される(パー)フルオロア
ルキルビニルエーテル(式中、Rfは、例えば、CF3、
C2F5、C3F7などのC1〜C6(パー)フルオロアルキ
ル); (iv)式CF2=CFOXで表される(パー)フルオロオ
キシアルキルビニルエーテル(式中、XはC1〜C12の
アルキル基、C1〜C12のオキシアルキル基、またはエ
ーテル性基を1つ以上有するC1〜C12(パー)フルオ
ロオキシアルキル基、例えば、パーフルオロ−2−プロ
ポキシープロピル基。) (v)フルオロジオキソール、好ましくはパーフルオロジ
オキソール; (vi)式CF2=CFOCF2CF2CF=CF2または CFX1=CX2OCX3X4OCX2=CX1F で表される非共役ジエン(式中、X1およびX2は互いに
同一であっても異なっていてもよく、F、ClまたはH
であり、X3およびX4は、同一であっても異なっていて
もよく、FまたはCF3である)。 - 【請求項6】 重合体分散体(b)中のコモノマー量
は、コノモマーの種類によって、約0.5〜20重量
%、好ましくは1.5〜18重量%である請求項5に記
載の分散体混合物。 - 【請求項7】 コノモマーが、下記式(I) 【化1】 (式中、Y’=H、Cl、F、CF3、OCF3;X1お
よびX2は同一であっても異なっていてもよく、Fまた
はCF3であり;好ましくはY’=OCF3であり、X1
およびX2はFである。)で表される構造を有する(パ
ー)フルオロジオキソールである請求項5または6に記
載の分散体混合物。 - 【請求項8】 式(I)で表される(パー)フルオロジ
オキソールは、分散体(b)重合体中1.1〜3重量
%、好ましくは1.5〜2.5重量%である請求項7に
記載の分散体混合物。 - 【請求項9】分散体(b)は下記(a)〜(e)の工程
を含む方法によって得られるものである請求項1〜8の
いずれかに記載の分散体混合物。 (a)パーフルオロ化末端基または所望によりフッ素に
代えて1以上のH、Clを含む末端基を有するパーフル
オロポリエーテル(PFPE)の水性微細乳化物を調製
し; (b)微細乳化物のパーフルオロエーテル油相が反応溶
媒1L当たり2mLより多量に存在するように、反応容
器中に微細乳化物を供給し; (c)反応溶媒を反応容器中に供給し、反応容器中の空
気を排気し、TFEガスで加圧し、所望により界面活性
剤、安定剤、コモノマーおよび連鎖移動剤を添加し; (d)開始剤を添加し、所望により重合中にさらに界面
活性剤、安定剤、コモノマーおよび連鎖移動剤を添加
し; (e)重合体ラテックスを反応容器から取り出すことに
よって(b)型分散体が得られる請求項1〜8のいずれ
かに記載の分散体混合物。 - 【請求項10】 分散体混合物が、他の樹脂の水性分散
体、好ましくはアクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリア
ミドアミジン樹脂、イミド樹脂、色素、界面活性剤およ
び無機充填剤を添加して製造される請求項1〜9のいず
れかに記載の分散体混合物。 - 【請求項11】 界面活性剤が下記式(Ia)で表され
る化合物を含む請求項10に記載の分散体混合物。 【化2】 (式中、nは4〜60、好ましくは8〜30の整数を表
し;LおよびL’は互いに同一であっても異なっていて
もよく、下記式で表される化合物からなる群から選ばれ
る。 【化3】 ここで、pは0または1であり;YはFまたはCF3で
あり;R’はC1〜C5のアルキレンラジカルであり;R
1およびR2は、ともに水素原子であるか、または一方が
水素原子であり他方がCH3であり;RfおよびR
f ′は、互いに同一でも異なっていてもよく、平均分子
量250〜1,500、好ましくは400〜1,000
を有するパーフルオロポリエーテルラジカル、または上
記の分子量を有するパーフルオロカーボンラジカルであ
る。) - 【請求項12】 RfおよびRf’で表されるパーフルオ
ロポリエーテルラジカルが、T末端基と、下記の基から
なる群から選ばれる繰返し単位を主鎖中に含む請求項1
1に記載の分散体混合物。 −CFXCF2O−または−CFXO−、(式中、Xは
Fまたは−CF3である。) −CF2(CF2)zO−(式中、zは2または3であ
る。) −CF2CF(ORf'')O−または−CF(ORf'')
O−(式中、Rf''は、−CF3、−C2F5または−C3
H7から選ばれる。)およびパーフルオロポリエーテル
ラジカルのT末端基は、−CF3、−C2F5または−C3
H7、ClCF2CF(CF3)−、CF3CFClCF2
−、ClCF2CF2−、ClCF2−、CF3CFHCF
2−、HCF2CF2−およびHCF2−からなる群から選
ばれるいずれかの基である。 - 【請求項13】 界面活性剤が、下記式(Ib) 【化4】 (式中、M=HまたはCH3であり;Rf、L、R1、R2
およびnは上記の通りである。)で表されるフッ素化ノ
ニオン性化合物である請求項10〜12のいずれかに記
載の分散体混合物。 - 【請求項14】 乾燥物換算濃度が、25〜75重量
%、好ましくは40〜65重量%である請求項1〜13
のいずれかに記載の分散体混合物。 - 【請求項15】 請求項1〜14のいずれかに記載の分
散体混合物の表面被覆、好ましくは金属またはセラミッ
クの表面の被覆としての使用。 - 【請求項16】 繊維製品に含浸するための分散体混合
物の使用。 - 【請求項17】 キャストフィルム製造のための請求項
1〜14のいずれかに記載の分散体混合物の使用。 - 【請求項18】 下記(a)〜(e)の工程を含むこと
を特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の分散体
(b)の製造方法。 (a)パーフルオロ化末端基、または所望によりフッ素
に代えて1以上のH、Clを有する端基を有するパーフ
ルオロポリエーテル(PFPE)の水性微細乳化物を製
造する工程と、 (b)重合容器中に前記微細乳化物を、微細乳化物のパ
ーフルオロエーテル油相が反応媒体1Lに対して2mL
より多量に存在するように供給する工程と、 (c)前記重合容器中に反応溶媒を供給し、反応容器中
の気体を排出し、TFEガスで加圧し、所望により、界
面活性剤、安定剤、コモノマーおよび連鎖移動剤を添加
する工程と、 (d)開始剤を添加し、界面活性剤、安定剤、コモノマ
ーおよび連鎖移動剤を所望により添加する工程と、 (e)重合体ラテックスを取出す工程。
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