JP2002060432A - 熱加工可能なテトラフルオロエチレンコポリマー微小球 - Google Patents
熱加工可能なテトラフルオロエチレンコポリマー微小球Info
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Abstract
し、改良流動性を有する形状で、例えば回転成形や粒体
被覆等のような様々な用途に用いる熱加工可能なテトラ
フルオロエチレンコポリマー微小球の提供。 【解決手段】 実質上、少くとも95重量%が球形状で
あり、微小球の平均の大きさは25μm〜2mmの範囲
で、嵩密度が0.5〜1.1g/cm3の範囲である熱
加工可能なテトラフルオロエチレン(TFE)コポリマ
ー微小球。テトラフルオロエチレンコポリマーラテック
スが、凝固剤で満たされた半連続的凝結装置に連続的に
供給され、別に凝固剤が連続して供給される一方、フィ
ルターによって凝結装置の上部から連続した方法で水が
取り入れられ、温度が5〜90℃で、約25分〜10時
間の総滞留時間の後、フルオロポリマー微小球が凝結装
置の底辺から不連続的に排出され、その後170〜28
0℃で乾燥して微小球を得る。
Description
及び制御された大きさを有し、改良流動性を有する粒体
(後に「微小球」と称する)の形状で、例えば回転成形
や粒体被覆等のような様々な用途に用いる熱加工可能な
テトラフルオロエチレンコポリマー微小球に関する。
重量%の球形状であり、微小球の大きさは25μm〜2
mmの範囲で、嵩密度が0.5〜1.1g/cm3の範囲
である熱加工可能なTFEコポリマー微小球に関する。
本発明のフルオロポリマー微小球は、実質上球形状であ
り、特に高い嵩密度を有し、例えば粒体被覆、回転形
成、溶射やガスクロマトグラフィーカラムの不活性支持
体として様々な適用に有利に用いられうる。
素化合物系モノマーの重合反応からフッ素化合物系ポリ
マーラテックスが得られ、その後それが従来の凝結技術
に付されることが知られている。平均粒子の大きさが3
5μmより小さい細紛の形状で凝魂を形成する。粒子
は、0.2〜0.5g/cm3の範囲の低い嵩密度を有
し、実質上不均整である。すなわち、図4(電子顕微鏡
(SEM)による)の写真に示す例のような球形状では
ない。そのため凝魂粒子の産業界での適用はほとんどな
い。例えば、粒体被覆のような適用には、平均粒子は2
5〜80μmの範囲の大きさが必要である。これは凝魂
の中の一部の粒子がふるい分けられて得られうることを
意味する。しかしながら、ふるい分けの詰まりが生じる
ため、超微小である粒子をふるい分けることは困難であ
る。一方、凝魂それ自体を用いると、異なる物性を有す
るものが得られる。
らの凝魂粒子は回転成形及び回転ライニング(rotolini
ng)の適用で用いることはできない。実際、これらの適
用のためには、100〜1000μmの大きさを有する
粉砕もしくは未粉砕のペレットの形状で、凝魂粒子は押
出される必要があり、それがユーザーに供給される。し
かしながら、超低嵩密度および不均整な形状のため、凝
魂粒子が押出工程中に流動することは容易ではない。こ
の低流動性は次の2点の欠点:1)低い押出機生産性及
び2)押出機の機能が悪い結果生じる、押出機区分にお
けるブロックを意味している。
いて、平均の大きさが200〜500μmの範囲を有す
る粒子の形状である不活性支持体としてPTFEを用い
うることが知られている。この多孔性PTFE支持体は
主に0.3〜0.5g/cm3の範囲の低嵩密度を有する
不均整で非球形状な粒子で形成されている。低嵩密度の
ため、(支持体の)使用中及びガスクロマトグラフィー
カラム充填中に力を付すとき、支持体は容易に圧縮され
やすく多孔性のままの状態よりも緻密な固体になりやす
いので、この支持体を慎重に使用する必要がある。この
ため、カラム充填相では0℃以下の冷却は静荷重を分散
してこの支持体を硬化させるために必要である。その上、
この不活性支持体は粒子が非球形状なため、圧力の低下
に伴って相当変化する空間度合いを有する。そのためカ
ラムは支持体連続性の分離を引き起こすことができる圧
力の低下の変動を特に感じやすい。低嵩密度を有する得
られたパッキングは、カラム有効性に否定的に作用する
不十分な機械的及び電気の特性を示す。
に由来した凝魂粒子は、通常、超軽量のため、適用相に
おける有用な生成物の損失や作業者への環境汚染問題を
結果として生じるような、作業環境において容易に分散
するという欠点を示すと言われる。別の欠点は凝魂粒子
が不均整または「樹枝状構造」であることを示すことに
ある。それは低流動能を意味し、従って詰まるという問
題について移送困難性を意味する。この低い流動能は、
易流動的な特性が求められる、例えば上記用途のような
すべての適用における凝魂粒子の使用の有効性を限定す
る。
トグラフィーカラムのための不活性支持体及びフルオロ
ポリマー微小球の上記記載適用に利用できる必要性が、
感じられていた。フルオロポリマー微小球は、適用相で
改良された易流動特性を与えるような均一で実質上球状
形態を有し、かつ、改良された機械的抵抗を意味する高
い嵩密度、適用相で占められる低い容量及び作業環境に
おける低い分散性を有する。
て、実質上少なくとも95重量%の球形状で、微小球の
平均の大きさが25μm〜2mmの範囲で、嵩密度が
0.5〜1.1g/cm3、好ましくは0.55〜1.0
g/cm3の範囲を有する熱加工可能なTFEコポリマー
微小球である。
M)の写真に示す。熱加工可能なTFEコポリマーと
は、少なくとも1つのエチレン型不飽和を含む1つ以上
のモノマーを用いてTFE重合により得られたポリマー
を意味する。
もが挙げられる: − 例えばヘキサフルオロプロペン(HFP)のようなC
3〜C8ペルフルオロオレフィン類、 − 例えばフッ化ビニル(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、ペルフルオロアルキルエチレンCH2=CH
−Rf[式中、RfはC1〜C6ペルフルオロアルキルであ
る]のようなC2〜C8水素化フルオロオレフィン類、 − 例えばクロロトリフルオロエチレン(CTFE)のよ
うなC2〜C8クロロ−及び/またはブロモ−及び/または
ヨード−フルオロオレフィン類、 − CF2=CFORf(ペル)フルオロアルキルビニル
エチレン類(PAVE)[式中、RfはC1〜C6(ペ
ル)フルオロアルキル、例えばCF3、C2F5、C3F7
である]、 − CF2=CFOX(ペル)フルオロ−オキシアルキ
ルビニルエーテル類[式中、XはC1〜C12アルキルま
たはC1〜C12オキシアルキル、または1またはそれ以
上のエーテル基を有するC1〜C12(ペル)フルオロ−
オキシアルキル、例えばペルフルオロ−2−プロポキシ
プロピルである]、 − フルオロジオキソール類、好ましくはペルフルオロ
ジオキソール類、 − 重合の間に共重合する、 CF2=CFOCF2CF2CF=CF2、 CFX1=CX2OCX3X4OCX2=CX1F [式中、X1とX2は同一または互いに異なり、F、Cl
またはHであり、X3とX4は同一または互いに異なり、
FまたはCF3である]の型の非共役ジエン。
ンも挙げられる。また、好ましくは上記記載のコノモマ
ーに加えて水素化オレフィン類が述べられる。水素化オ
レフィン類の例は、エチレン、プロピレン、ブテン及び
イソ−ブテンである。
ついて、コポリマーにおけるコモノマーの量は約0.0
5〜18重量%、好ましくは0.5〜10重量%の間
で、これはコモノマーの種類に依る。
非晶質ガラス質(amorphous-vitrous)でもある。それ
らは例えば、重合中に環化するジオキソール類やモノマ
ーをコモノマーとして用いることで得られうる。この場
合、コモノマーの量はかなり高く、通常20重量%より
高い。
熱加工可能であれば、半結晶質や非晶質ガラス質であり
うる。当業者は慣例試験によって熱加工可能なポリマ
ー、すなわち熱成形可能な(thermomouldable)ものを
得るためコモノマーの量を容易に決定することができ
る。
コポリマー、すなわちテトラフルオロエチレン−ヘキサ
フルオロプロペン(TFE/HFP)コポリマー - 3番目のモノマーで改質されたFEPコポリマー、
例えば欧州第759,446号及び米国特許第5,67
7,404号に記載のTFE/HFP/PEVE(ペルフ
ルオロエチルビニルエーテル)コポリマー、 - 米国特許第5,688,885号に記載のTFE/HF
P/PMVE(ペルフルオロメチルビニルエーテル)コ
ポリマー、 - 米国特許第4,029,868号に記載のTFE/HF
P/PPVE(ペルフルオロプロピルビニルエーテル)
コポリマーである。FEPコポリマーにおいてHFP量
は約5〜10モル%で、一方ビニルエーテルで改質され
たFEP類中のペルフルオロアルキルビニルエーテルの
量は約0.2〜3重量%である。
マーは、 - 米国特許第3,635,926号に記載の、商業上P
FAと呼ばれるTFE/PPVEコポリマー; - 上記記載のコポリマーから、好ましくはPPVE[こ
こで、PMVE量が0.5〜13重量%の範囲で、フッ
素化合物系モノマーの量は0.5〜3重量%の範囲であ
る]から選択された、コポリマーTFE/PMVE/フッ
素化合物系モノマー;米国特許第5,463,006号の
例を参照;ターポリマーTFE/PMVE/PPVEを商
業上MFAと称する; - PMVEが0.5〜13重量%の範囲で、フッ素化
ジオキソールは0.05〜3重量%の範囲である、コポ
リマーTFE/PMVE/フッ素化ジオキソール;このよ
うなコポリマーは米国特許第5,498,682号に記載
されている;フッ素化ジオキソールとして、2,2,4−
トリフルオロ−5−トリフルオロ−メトキシ−1,3−
ジオキソール(TTD)を用いるのが好ましい;であ
る。
は、先行技術で知られた方法、好ましくは米国特許第
5,498,682号及び米国特許第5,463,006号
に記載の方法に従い、乳濁液中で行うことができる。重
合ラテックスは、以下に報告した方法によって得られる
本発明の微小球から得られる。
する凝結装置によって構成された装置中で得られる。参
照番号により: (1)望ましい数値で凝結装置内の温度を維持するジャ
ケット; (2)凝固生成物の出口; (3)凝固剤入り口; (4)ラテックス入り口; (5)フィルター; (6)液体出口;を示す。
比率は1〜3の範囲であるのが好ましい。円筒状の本体
の軸に沿って組み立てられた一列の攪拌機を含む。攪拌
機には軸方向型、半径方向型または混合移動型がある
が、半径方向移動型が好ましい。凝結装置の高さとその
内径の比率次第で、攪拌機の数は1〜4の範囲である。
多数の攪拌機を用いる場合、異なった移動の組み合わせ
を用いることができる。攪拌機の直径は、円筒状の本体
の内径に関して0.3〜0.7の間で変動する。凝結装
置内に1列のバッフルを設けることが好ましい。この場
合においてはバッフルと凝結装置の壁の間に意味をなす
隙間を残しておかなければならない。凝結装置の底辺の
形状は任意であるが、円錐形状が好ましい。なぜなら、凝
結後、凝結装置からの物質の排出をしやすくするからで
ある。フルオロポリマー微小球を凝結装置内に保持し、
凝結装置作動中に水と共に流れ出ないように、凝結装置
の上部にフィルター(5)を備える。フィルターの上
に、垂直パイプを取付け、凝結中に液面の高さで凝結装
置の圧力を徐々に調節することができる。しかしなが
ら、そのような圧力調節方法は、圧力制御装置によって
置き換えることができる。垂直管hの高さは0〜5メー
トルの間である。
Eコポリマー微小球を得るための方法である。このよう
な方法は、本発明の形状や嵩密度の特色を得るのに必須
である。上述の方法には、上記記載の半連続的状態な凝
結装置の使用を含む。
凝固剤とで満たされている。凝固剤には、酸、塩基類及
び塩類、例えば硝酸やNaOH等を挙げることできる。
TFEコポリマーラテックスの凝結用に知られているす
べての凝固剤を用いることができる。通常、着色問題を
生じたり、ポリマーの特性を改質させるような凝固剤を
用いないことが好ましい。凝固剤が酸や塩基の場合、濃
度0〜0.5モル/リットルの間で用いられる。凝固剤が
塩の場合は、凝固剤濃度はよりいっそう高くなる。
くは15〜70℃の範囲である。圧力は上述の凝結装置
の垂直パイプの高さで決まる。混合速度は5〜25rp
s、好ましくは10〜20rpsの範囲である。
した場合、TFEコポリマーの重合から生じたラテック
スを半連続的攪拌凝結装置に供給する。別々に、凝固剤
を連続して供給する。
り入れられ、フルオロポリマー微小球が水と共に流れな
いようにフィルターを設置し、それによって望ましい大
きさを有する微小球を形成するためにそれらを反応器の
内部に留める。
スと凝固剤は少なくとも2つの段階、好ましくは3つの
段階で供給される。
のポリマー濃度は25g/リットル〜300g/リット
ル、好ましくは50〜200g/リットルの範囲であ
る。ラテックス供給流量は、5L/時間〜45L/時間の
範囲である。この第1段階の時間は10分よりも短い。
の最終段階、例えば数分間ポリマーを供給しないか、水
のみを供給するか、または限定したポリマー量を含む水
を供給する、に存する。例えば、ポリマー流量(ラテッ
クス流量とラテックスのポリマー濃度間の結果)は第1
段階での10%の供給に対応する。
スのポリマー濃度が25g/リットル〜300g/リット
ルまで、好ましくは50〜200g/リットルの間と考
えられる。ラテックス供給流量は5L/時間〜30L/時
間の範囲である。この第3段階の時間は15分より長
い。
後、フルオロポリマー微小球は、本発明の大きさや嵩密
度を有する凝結装置の底辺から不連続的に排出される。
その後、微小球は、170〜280℃範囲での温度で乾
燥段階に付される。
の微小球は、フルオロポリマーの乾燥紛体が、化学業界
で用いられる様々な装置に耐食被膜を供給するために、
金属製品上に静電ガンで噴霧される粒体被覆の適用に用
いることができる。
(rotolining)の用途で用いられうる。回転成形は、フ
ルオロポリマーを高温度で加熱した適当な形状を有する
金型に入れ、金型状の形を有するフルオロポリマー製品
を得るまで回転を維持する回転成形技術である。回転成
形によって得られる製品には一般的に槽、ボトル、珪素
ウェハー用容器がある。金属下層を保護的フルオロポリ
マー層を用いて回転成形によって被覆しなければならな
い場合、フルオロポリマーは加熱した金属下層の中に直
に供給され、望ましい厚さのフルオロポリマー層を得る
まで回転を維持する。この技術は回転ライニングと呼ば
れ、塗装管、付属品、バルブ及び槽に用いる。
る。それはガス燃焼で発生した火炎中で被膜として塗布
されるフルオロポリマーの流動に本質的にある。フルオ
ロポリマーは火炎中で急速加熱を受けて、融解状態で塗
布されるべき下層に達する。この技術によって、フルオ
ロポリマー被膜をセラミック及び金属基質に塗布するこ
とが可能である。さらに、微小球が火炎中を通るとき、
例えば界面活性剤及び乳化剤等のような低分子量有機物
は、蒸発し、火炎温度で燃える。従って、フルオロポリ
マー微小球は溶射技術を用いて精製され、それによっ
て、ほとんど汚染物質を含まない被膜を生じる。このよ
うな方法で、得られた被膜はそれらの使用中に実質上汚
染物質を放出しない。溶射技術は溶剤の使用を避ける技
術で、従って過程を汚染せずに被膜を得ることが特に望
ましい。
ン及びメタン等を、好ましくは水素を用いる。狭い分布
の粒子直径を有する微小球を用いることで、最適な方法
で溶射を行うことが可能である。実際、本発明のフルオ
ロポリマー微小球は、それらが溶けて火炎に接触する
が、ポリマーが火炎に接触する滞留時間中に分解しない
という利点を示す。溶解して被膜を生じるが、被膜の分
解が生じないポリマーを作るような滞留時間でなければ
ならない。狭いサイズ分布を有するフルオロポリマー微
小球により、これらの結果を達成しえる。
ては、フルオロポリマー微小球は易流動特性を有してい
るため、先行技術に記載された欠点を克服する上述の適
用において用いるのに最良な方法で適している。
体としての用途に関しては、均整な形態及び高嵩密度を
有した微小球は、圧力損失の変化または温度の環状変化
にほとんど左右されない充填空間度を充填するポリマー
を形成する。その上、本発明の微小球は、より高度な機械
抵抗及び、先行技術で用いられたPTFE粒子について
静電効果の軽減を示す。最後に、実施例に示すように、
微小球で形成された充填により、より高度な安定性が表
され、ガスクロマトグラフィーカラム中での成分の高い
分離効果を保証する。
法(例えば、分取カラム)または連続法(例えば、環状
または擬似(annular or simulated)移動床クロマトグ
ラフィー)で行う気相または液相でのクロマトグラフィ
ー分離方法で使用されるべき固定相のための支持体とし
て用いられる。
この目的は説明的なものであり、発明自体の範囲を限定
しない。
れ、ラッシュトン(Rushton)タービン型の3つの攪拌
機を装備した半バッチ凝結装置を用いた。凝結装置の上
部から水が絶え間なく流れ出し、凝結装置の内部でフル
オロポリマー粒子を保有するためにフィルター(200
メッシュ)を設置した。使用した半バッチ凝結装置の垂
直断面図は図1に示す。 PFAと称する熱加工可能なTFE/PPVE(ペルフ
ルオロプロピルビニルエーテル)コポリマーのラテック
スを、反応器にPPVEを導入し、気体TFE混合物を
供給し、ペルフルオロメチルビニルエーテルを使用しな
かった以外は、米国特許第5,463,006号の実施例
1に従って製造した。導入したPPVEの量は、最終コ
ポリマー中でPPVEの18モル%であった。
ない上述の凝結装置に供給され、始めに濃度0.063
1モル/リットルのHNO3(凝固剤)の水溶液で満たさ
れた。作業条件は混合速度が15rev/秒と等しく、凝
結温度が55℃に等しい。 ラテックス及び凝固剤として濃度が0.5モル/リット
ルであるHNO3溶液は別々に連続して凝結装置へ供給
された。 ラテックス及び凝固剤の供給方法は、3つの段階に従
う。
する。 - ラテックスの供給流量:12リットル/時間 - ラテックス中のポリマー濃度:100g/リットル - HNO3溶液の供給流量:1.73リットル/時間 - 時間:7分
する。 - ラテックスの供給流量:6.4リットル/時間 - ラテックス中のポリマー濃度:50g/リットル - HNO3溶液の供給流量:0.92リットル/時間 - 時間:13分
する。 - ラテックスの供給流量:10リットル/時間 - ラテックス中のポリマー濃度:100g/リットル - HNO3溶液の供給流量:1.44リットル/時間 - 時間:75分
で凝結装置の底面から排出された。265℃での乾燥
後、フルオロポリマー微小球は以下の物性を示した: - 形態: 球状 - 嵩密度: 0.818g/cm3 - 比表面積B.E.T.: 8m2/g - 平均微小球直径: 230μm - 微小球の粒度分析分布
施例2に従い重合で得られる、PPVEの0.9重量%
及びPMVEの6.4重量%を含む熱加工可能なTFE
ポリマーで形成したコポリマーのラテックスは、空気が
なく始めに濃度0.1モル/リットルのHNO3水溶液で
満たされた実施例1に記載の凝結装置に供給された。1
8rev/秒に等しい混合速度及び60℃に等しい凝結
温度を、操作条件として選択した。
/リットルである凝固剤としてのHNO3水溶液は別々
に、絶え間なく凝結装置に供給された。ラテックス及び
凝固剤の供給過程は3つの段階に従う。
する。 - ラテックスの供給流量: 12リットル/時間 - ラテックス中のポリマー濃度: 150g/リットル - HNO3溶液の供給流量: 3リットル/時間 - 時間: 10分
する。 - ラテックスの供給流量: 6リットル/時間 - ラテックス中のポリマー濃度: 0.0g/リットル - HNO3溶液の供給流量: 1.5リットル/時間 - 時間: 10分
する。 - ラテックスの供給流量: 10リットル/時間 - ラテックス中のポリマー濃度: 150g/リットル - HNO3溶液の供給流量: 2.5リットル/時間 - 時間: 120分
で凝結装置の底面から排出した。265℃での乾燥後、
フルオロポリマー微小球は以下の物性を示した: - 形態: 球状 - 嵩密度: 0.82g/cm3 - 比表面積B.E.T.: 10m2/g - 平均微小球直径: 250μm - 微小球粒度分析分布
のラテックスを、空気がなく、始めに濃度0.1モル/
リットルのHNO3水溶液で満たした実施例1に記載の
凝結装置に供給した。18rev/秒に等しい混合速度
及び35℃に等しい凝結温度を操作条件として選択し
た。ポリマーラテックス及び濃度が3.54モル/リッ
トルである凝固剤としてのHNO3水溶液を別々に、絶
え間なく凝結装置に供給した。ラテックス及び凝固剤の
供給過程は3つの段階に従う。
する。 - ラテックスの供給流量: 40リットル/時間 - ラテックス中のポリマー濃度: 150g/リットル - HNO3溶液の供給流量: 1.16リットル/時間 - 時間: 5分
する。 - ラテックスの供給流量: 6.4リットル/時間 - ラテックス中のポリマー濃度: 0.0g/リットル - HNO3溶液の供給流量: 0.19リットル/時間 - 時間: 15分
する。 - ラテックスの供給流量: 20リットル/時間 - ラテックス中のポリマー濃度: 150g/リットル - HNO3溶液の供給流量: 0.58リットル/時間 - 時間: 18分
凝結装置の底面から排出された。265℃での乾燥後、
フルオロポリマー微小球は以下の特性を示した: - 形態: 球状 - 嵩密度: 0.692g/cm3 - 平均微小球直径: 62μm - 微小球の粒度分析分布
れ、ラッシュトン タービン型の2つの攪拌機を装備し
た通常のバッチ凝結装置を用いた。 実施例1に示す組成を有するコポリマーの12.5リッ
トルのラテックスを該凝結装置に供給した。ラテックス
中のポリマー濃度は280g/リットルに等しかった。 pHが1に等しくなるまでNHO3溶液をおだやかに攪
拌したラテックスに加えた。混合速度は完全に粒子凝結
するまでの12rev/秒まで上昇させた。
物性は以下のとおりであった: - 形態: 非球状 - 嵩密度: 0.45g/cm3 - 平均微小球直径: 30μm - 微小球の粒度分析分布
れ、ラッシュトン タービン型の2つの攪拌機を装備し
たバッチ凝結装置を用いた。 実施例2に示す組成を有するコポリマーのラテックスの
12.5リットルを該凝結装置に供給した。ラテックス
中のポリマー濃度は280g/リットルに等しかった。 pHが1に等しくなるまでNHO3溶液をおだやかに攪
拌したラテックスに加えた。混合速度は完全に粒子凝結
するまでの11rev/秒まで上昇させた。 265℃での乾燥後、得られた凝魂粒子の物性は以下の
とおりであった: - 形態: 非球状 - 嵩密度: 0.49g/cm3 - 平均微小球直径: 30μm - 微小球の粒度分析分布
示す。
を成形するために用いた。回転成形による成形品の質を
定める肉眼的パラメーターは、 - 気泡の不在 - 凝魂または凝集魂の不在 - なめらかな表面 である。
た嵩密度や粒度分析分布を有するコポリマーの微小球
を、中空円筒型を有する製品を成形するのに用いた。金
型は炭素鋼で形成され、内径140mm、高さ180m
m、厚さ3mmの中空円筒である。回転成形前に、すべ
て閉じ込められたガスを取り除いて、グリース残留物を
燃やすために、方法温度(例えば400℃)以上で金型
を予熱する必要がある。この処置後、金属面を砂で清浄
し、脱脂して酸化物やさびをなくした。
を、金型用のガス抜き機能も有する、シリンダーの片面
に設置された、直径1cmの穴を通して金型に入れた。
その後金型を加熱炉に入れ、5rpmの回転速度で一本
の軸の回りを回転させた。回転中、オーブン温度は始め
15分間で290℃、後に70分間で340℃に維持し
た。
ら、オーブンをゆっくり冷やした。物質が完全に結晶化
することを確かめるため、オーブン温度が約80℃まで
下がったおよそ50分後、金型をオーブンから除去し
た。次の特性を有した成形品が得られた: 最終製品の厚さ: 1.5mm 最終製品の質: なめらかな表面、気泡なし。 本発明のフルオロポリマー微小球のすぐれた易流動特性
と、球状形なため、かなり良質な最終製品が得られた。
粒度分析分布を有するコポリマーの微小球を、中空円筒
な製品の型を作るのに用いた。金型は炭素鋼で形成さ
れ、内径140mm、高さ180mm、厚さ3mmの中
空円筒である。回転成形前に、すべて閉じ込められたガ
スを取り除いて、グリース残留物を燃やすため方法温度
(例えば400℃)以上で金型を予熱する必要がある。
この処置後、金属面を砂で清浄し、脱脂して酸化物やさ
びをなくした。
を、金型用のガス抜き機能も有する、シリンダーの片面
に設置した、直径1cmの穴を通して金型に入れた。そ
して金型を加熱炉に入れ、5rpmの回転速度で一本の
軸の回りを回転させた。回転中、オーブン温度は初め1
5分間で310℃、後に70分間で360℃に維持した。
それから、なお金型の回転を維持しながら、オーブンを
ゆっくり冷やした。物質が完全に結晶化するようにオー
ブン温度が約80℃まで下がったおよそ50分後、金型
をオーブンから除去した。次の特性を有した成形品が得
られた: 最終製品の厚さ: 1.8mm 最終製品の質: なめらかな表面、気泡なし 本発明はフルオロポリマー微小球のすぐれた易流動特性
と、球状形なため、かなり良質な最終製品が得られた。
する実施例5で得た凝魂粒子を、回転成形によって製品
を作るために用いた。 実施例6と同じ金型と操作条件を用いた。次の物性を有
した成形品が得られた: 最終製品の厚さ: 表面が不均整なため定まっていない 最終製品の質: 気泡や凝魂で満ちている。 用いたフルオロポリマー粒子が低易流動特性を有し不均
整な形状(非球状)なため、様々な欠点を有する使用不
可な成形品が得られることが決定された。
特性を有する実施例4で得た凝魂粒子の使用を実施例4
に示した。得られた最終製品は実施例8に示す同じ特色
を示した。
粒体被覆の適用に用いた。 100×100mmの大きさで、3mm及び8mmの厚
さである炭素鋼プレートに静電吹付テストを行った。 次のような条件を用いた: - プレートを380℃のオーブンで予熱し; - 微小球を、約40秒間の塗布時間でプレートに熱塗
布し; - 吹付後、プレートを380℃のオーブンに再びのせ
30秒間オーブン中に放置した。
ミクロンの範囲であった。結果:3及び8mmの厚さの
両プレート上に10及び30kVの両電圧を用いてなめ
らかで気泡のない被膜を得た。
た。100×100mmの大きさで、3mm及び8mmの
厚さの炭素鋼プレートに静電吹付テストを行った。次の
ような条件を用いた: - プレートを380℃のオーブンで予熱し; - 粒子を約40秒間の塗布時間の間プレート上に熱塗
布し; - 吹付後、プレートを380℃のオーブンに再びのせ
30秒間オーブン中に放置した。
00〜280ミクロンの範囲であった。 結果:3及び8mm厚さの両プレート上に30kVの電
圧を用いて不均整で気泡のない被膜が得られたことが見
出された。
施例2に示したコポリマーの微小球を、F2及びCF3C
F2CF2OFで形成された気体混合物を分離するためガ
スクロマトグラフィーカラム中で不活性支持体として用
いた。篩い分けにより、250〜400μmの範囲のサ
イズを有する微小球が、この適用における使用のため、
分離された。(B)で示された、用いたカラムは全長3
メートル、内径4mmであり、固定相としてKEL F
(登録商標)(ポリクロロトリフルオロエチレン)を使
用した。 カラム(B)が機能する分離温度は50℃であった。カ
ラム(B)を参照した図2のグラフは、本発明のフルオ
ロポリマー微小球を不活性支持体として用いることで、
CF3CF2CF2OFからF2の非常に良好な分離が得ら
れることを示す。それは、2つのピークの時間差及びそ
れらの対称性から推定することができる。
商業上クロモソルブT(登録商標)と称するPTEF粒
子を、実施例10と同じF2/CF3CF2CF2OF気体
混合物を分離するためクロマトグラフィーカラム中で不
活性支持体として用いた。 実施例10のカラム(A)(全長3m、温度50℃)を
用いることで、混合物中の2つの成分の分離することは
不可能であることが実証された。 2つの成分を分離させるためには、より長いカラムを用
い、かつ分離温度を30℃に下げる必要がある。(A)
で示された、用いたカラムは全長7メートル、内径4m
mであり、固定相としてKELF(登録商標)(ポリク
ロロトリフルオロエチレン)を使用した。 カラム(A)を参照した図2のグラフは、カラムは、カ
ラム(B)に関して2倍以上の長さを有するが、不活性
支持体としてクロモソルブT(登録商標)を用いること
で、2つの成分混合物のより低い分離を示す。それは、
2つのピークのより広い間隔と、それらの非対称性から
推定することができるためである。
た。熱加工可能な非晶質コポリマーTFE/TTD(2,
2,4−トリフルオロ−5−トリフルオロ−メトキシ−
1,3−ジオキソール)中の微小球を用いた。TFE及び
TTDのモル比は60/40に等しい。上述のコポリマ
ーは米国特許第5,498,682号に記述されている。
本発明のフルオロポリマー微小球をガラス容器から始め
て供給した。それらは平均100μに等しい直径を有
し、微小球の供給流量は0.5g/分に等しい。溶射は
UTPミニ-スプレー-ジェット(登録商標)ガンによっ
て行われた。火炎は酸素及びアセチレン混合物を供給す
ることで発生した。酸素流量は火炎中からフルオロポリ
マー微小球を引き出した。火炎の望ましい温度は流量及
び酸素及びアセチレンのモル比を調節することにより得
ることができる。
厚さのアルミニウムプレートに溶射テストを行った。 次のような条件を用いた: - 酸素供給ラインの圧力=3.5絶対バール; - C2H2供給ラインの圧力=1.5絶対バール; - 火炎軸に沿って、温度が1400℃から900℃に
低下した; - 火炎端及びアルミニウムプレートの間で構成する領
域での温度は600℃に等しい。
膜をアルミニウムプレートに付着させた。 表7で、30℃でペルフルオロヘキサン中GPCで測定
した重量平均分子量の値MW、30℃でペルフルオロヘ
キサン中測定した極限粘度数値η及び溶射操作前後での
残留界面活性剤の量(ppm)を示した。
性剤の量は著しく減った(2桁)ことが認められた。し
たがってこの実施例により、溶射技術が例えば界面活性
剤または乳化剤のような低モル量を有する可能な有機物
質の存在からフルオロポリマーを精製するために、うま
く用いることができることが示された。
を示す。
結果を示す。
球の実際の球形を示す。
較)の樹枝状形態を示す。
ット 2 凝固生成物の出口 3 凝固剤入り口 4 ラテックス入り口 5 フィルター 6 液体出口
Claims (19)
- 【請求項1】 実質上少なくとも95重量%の球形状で
あり、微小球の平均の大きさが25μm〜2mmの範囲
で、嵩密度が0.5〜1.1g/cm3、好ましくは0.
55〜1.0g/cm3の範囲である熱加工可能なテトラ
フルオロエチレン(TFE)コポリマー微小球。 - 【請求項2】 熱加工可能なTFEコポリマーにおい
て、コモノマーが、 − 例えばヘキサフルオロプロペン(HFP)のようなC
3〜C8ペルフルオロオレフィン類、 − 例えばフッ化ビニル(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、ペルフルオロアルキルエチレンCH2=CH
−Rf[式中、RfはC1〜C6ペルフルオロアルキルであ
る]のようなC2〜C8水素化フルオロオレフィン類、 − 例えばクロロトリフルオロエチレン(CTFE)のよ
うなC2〜C8クロロ−及び/またはブロモ−及び/または
ヨード−フルオロオレフィン類、 − CF2=CFORf(ペル)フルオロアルキルビニル
エチレン類(PAVE)[式中、RfはC1〜C6ペルフ
ルオロアルキル、例えばCF3、C2F5、C3F7であ
る]、 − CF2=CFOX(ペル)フルオロ−オキシアルキ
ルビニルエーテル類[式中、XはC1〜C12アルキルま
たはC1〜C12オキシアルキル、または1またはそれ以
上のエーテル基を有するC1〜C12(ペル)フルオロ−
オキシアルキルである]、 − フルオロジオキソール類、好ましくはペルフルオロ
ジオキソール類、 − 重合の間に共重合する、 CF2=CFOCF2CF2CF=CF2、 CFX1=CX2OCX3X4OCX2=CX1F [式中、X1とX2は同一または互いに異なり、F、Cl
またはHであり、X3とX4は同一または互いに異なり、
FまたはCF3である]の型の非共役ジエン、 − 好ましくは上記記載のコノモマーに加えて、水素化
オレフィン、から選択される請求項1による微小球。 - 【請求項3】 熱加工可能なTFEコポリマーが、半結
晶質及び非晶質ガラス質である請求項1〜2のいずれか
一つによる微小球。 - 【請求項4】 熱加工可能な半結晶コポリマーにおい
て、コモノマーの量が、約0.05〜18重量%、好ま
しくは0.5〜10重量%である請求項1〜3のいずれ
か一つによる微小球。 - 【請求項5】 熱加工可能なコポリマーが、 − FEPコポリマー、すなわちテトラフルオロエチレ
ン−ヘキサフルオロプロペン(TFE/HEP)コポリ
マー、 − 第3のモノマーにより改質されたFEPコポリマ
ー、例えばTFE/HFP/PEVE(ペルフルオロエチ
ルビニルエーテル)コポリマー; − TFE/HFP/PMVE(ペルフルオロメチルビニ
ルエーテル)コポリマー; − TFE/HFP/PPVE(ペルフルオロプロピルビ
ニルエーテル)コポリマー から選択される請求項1〜4のいずれか一つによる微小
球。 - 【請求項6】 HFP量が、約5〜10モル%で、一方
ペルフルオロアルキルビニルエーテル量が、約0.2〜
3重量%である請求項5による微小球。 - 【請求項7】 熱加工可能なコポリマーが、 − TFE/PPVEコポリマー; − コポリマーTFE/PMVE/フッ素化モノマー、好
ましくはPPVE[ここで、PMVE量は、0.5〜1
3重量%の範囲であり、フッ素化モノマーの量は、0.
5〜3重量%の範囲である]; − コポリマーTFE/PMVE/フッ素化ジオキソール
[ここで、PMVEは、0.5〜13重量%の範囲であ
り、フッ素化ジオキソールは、0.05〜3重量%の範
囲である];から選択される請求項1〜4のいずれか一
つによる微小球。 - 【請求項8】 フッ素化ジオキソールが、2,2,4−ト
リフルオロ−5−トリフルオロ−メトキシ−1,3−ジ
オキソール(TTD)である請求項7による微小球。 - 【請求項9】 参照番号が(1)望ましい数値で凝結装
置中の温度を維持するジャケット、(2)凝固生成物の
出口、(3)凝固剤入り口、(4)ラテックス入り口、
(5)フィルター、(6)液体出口を示す、図1の円筒
形を有する凝結装置によって構成された装置。 - 【請求項10】 請求項9の装置を用いた請求項1〜8
のいずれか一つによる微小球を得る方法。 - 【請求項11】 初期状態において、凝結装置が、空気
がなく、水と、酸、塩基及び塩から選択される凝固剤と
で満たされた請求項10による方法。 - 【請求項12】 定常状態に到達したとき、重合ラテッ
クスが半連続的凝結装置に連続的に供給され、別に凝固
剤が連続して供給される一方、フィルターによって凝結
装置の上部から連続した方法で水が取り入れられる請求
項9〜11のいずれか一つによる方法。 - 【請求項13】 温度が、5〜90℃、好ましくは15
〜70℃の範囲で、混合速度が、5〜25rps、好まし
くは10〜20rpsの範囲である請求項9〜12のいず
れか一つによる方法。 - 【請求項14】 ラテックスと凝固剤が、少なくとも2
つの段階、好ましくは3つの段階で供給される請求項9
〜13のいずれか一つによる方法。 - 【請求項15】 − 第1段階では、ラテックスのポリ
マー濃度が、25g/リットル〜300g/リットル、好
ましくは50〜200g/リットルの範囲であり、ラテ
ックス供給流量が、5L/時間〜45L/時間の範囲であ
り、この段階の時間が10分よりも短く、 − 第2段階は任意で、好ましくは第1段階での供給の
10%に対応したポリマー流量を供給することにより核
形成の最終段階にあり、 − 第3段階では、供給ラテックスのポリマー濃度が2
5g/リットル〜300g/リットル、好ましくは50〜
200g/リットルの間で、ラテックス供給流量は5L/
時間〜30L/時間の範囲で、この段階の時間が15分
以上である請求項14による方法。 - 【請求項16】 約25分〜10時間の総滞留時間の
後、フルオロポリマー微小球が、凝結装置の底辺から不
連続的に排出され、その後、微小球が、170〜280
℃範囲の温度での乾燥段階に付される請求項9〜15の
いずれか一つによる方法。 - 【請求項17】 粒体被覆及び溶射適用における請求項
1〜8のいずれか一つによる微小球の使用。 - 【請求項18】 回転成形及び回転ライニング適用に関
する請求項1〜8のいずれか一つによる微小球の使用。 - 【請求項19】 気相または液相での分離クロマトグラ
フィーカラム中の不活性支持体としても請求項1〜8の
いずれか一つによる微小球の使用。
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