JP2006527269A - サブミクロンのポリテトラフルオロエチレン粉末の生成方法およびその生成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、エマルジョン重合処理によって生成されるリアクタ・ラテックスPTFEに対して、重合の間または後に、電子ビームまたはガンマ線で照射を行うことによって、流動性に優れ、凝集し難く、取扱時に粉塵となって空気中に舞い難い乾燥サブミクロンPTFE粉末を生成し、所望の利用溶媒にPTFEを容易に分散可能にする。
Description
(i)インクに配合された場合に、損傷および摩擦に対する優れた耐性を提供する特性
(ii)化粧品に配合された場合に、シルクのような肌触りを提供する特性
(iii)日焼け止めに配合された場合に、紫外線の遮蔽すなわちSPF(日焼け防止指数)を増大させる特性
(iv)油脂類に配合された場合に、優れた潤滑作用を提供する特性
(v)コーティング剤および熱可塑性プラスチックに配合された場合に、摩耗耐性,化学耐性,耐候性,耐水性,膜硬度を向上させる特性
(i)無電解ニッケル皮膜にサブミクロンPTFE粒子を均一に分散して配合し、その皮膜の摩擦および摩耗の特性を改善する最終用途(Hadley et al.,Metal Finishing,85:51−53(1987年12月))
(ii)電気コネクタの接続部における表面仕上げ層にサブミクロンPTFE粒子を配合して、その表面仕上げ層に耐摩耗性を提供する最終用途(Abys et al.の米国特許No.6,274,254)
(iii)光導波ファイバの一部である界面層の固体潤滑剤としての膜形成結合剤にサブミクロンPTFE粒子を用いる最終用途(Chienの米国特許No.5,181,268)
(iv)乾燥エンジンオイル添加剤にサブミクロンPTFE粉末を、(粒状のPTFE粉末およびTiO2と共に)用いて、荷重負担面のスリップ性を増大させる最終用途(McCreadyの米国特許No.4,888,122)
(v)金属および合金の表面処理システム用に、自触媒反応を起こすリン酸ニッケルにサブミクロンPTFE粒子を混合して、結果として生じる表面に、潤滑作用,低摩擦,耐摩耗性を提供する最終用途(「Niflor Engineered Composite Coatings」、Hay N.,International,Ltd.(1989))
PTFEの最終用途の別の具体的な例としては、エンジンオイルへのPTFEの添加、油脂増粘剤としてのPTFEの利用、工業潤滑油添加剤としてのPTFEの利用が挙げられる(Willson,Industrial Lubrication and Tribology,44:3−5(1992年3月/4月))。
(i)インクに配合された場合には、損傷および摩擦に対する優れた耐性
(ii)化粧品に配合された場合には、シルクのような肌触り
(iii)日焼け止めに配合された場合には、紫外線の遮蔽性の向上
(iv)油脂類に配合された場合には、優れた潤滑作用
(v)コーティング剤および熱可塑性プラスチックに配合された場合には、優れた摩耗耐性,化学耐性,耐候性,耐水性,膜硬度
(vi)繊維に配合された場合には、紫外線安定性および引張強さの向上
・フッ化エチレンプロピレン共重合体(「FEP」)
・テトラフルオロエチレンおよびパ―フルオロビニルエーテルの共重合体であるペルフルオロアルコキシ樹脂(「PFA」)
・エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(「ETFE」)
・ポリクロロトリフルオロエチレン(「PCTFE」)
・エチレンおよびクロロトリフルオロエチレンの共重合体である「ECTFE」
・ポリフッ化ビニリデン(「PVDF」)
・ポリフッ化ビニル(「PVF」)
本明細書で、上述の重合体の一つと共重合されたポリテトラフルオロエチレンを示すために「PTFE」という用語が用いられた場合には、共重合体に含まれる実際のポリテトラフルオロエチレンは、約70重量パーセント以上であることが意図されている。
(i)インクに配合された場合には、損傷および摩擦に対する優れた耐性
(ii)化粧品に配合された場合には、シルクのような肌触り
(iii)日焼け止めに配合された場合には、紫外線の遮蔽性の向上
(iv)油脂類に配合された場合には、優れた潤滑作用
(v)コーティング剤および熱可塑性プラスチックに配合された場合には、優れた摩耗耐性,化学耐性,耐候性,耐水性,膜硬度
(vi)繊維に配合された場合には、紫外線安定性および引張強さの向上
理論に縛られたくはないが、PTFEリアクタ・ラテックス材料の照射工程は、PTFE粒子がより容易に分散しつつ、粘性およびフィブリル化などの典型的な傾向を示さないように、一次PTFE粒子の粘稠度を変化させると考えられる。
実施例1:未照射PTFEリアクタ・ラテックスのサンプルと、本発明による被照射PTFEリアクタ・ラテックスのサンプルの最初の比較
この実施例では、リアクタ・ラテックスPTFEの3つのサンプルに対して、粒子サイズ分析が実施された。サンプル1.1は、製造業者から入手したリアクタ・ラテックスPTFE出発材料の未照射サンプルである。サンプル1.2は、28メガラドの照射量で照射されたリアクタ・ラテックスPTFEのサンプルである。サンプル1.3は、28メガラドの照射量で照射されたリアクタ・ラテックスPTFEのサンプルであり、この分析サンプルについては、少量の凝固が観察された。
この実施例では、リアクタ・ラテックスPTFE出発材料の6つのサンプルが、0メガラド(対照サンプル)から55メガラドの範囲の照射量で照射された。照射量は、次の表5に示される。各サンプルの照射に続いて、約50グラムの各リアクタ・ラテックスPTFEサンプルが、別個のガラスビーカに入れられた。次に、各サンプルは、オーブンに入れられ、約55℃の温度で乾燥された。各サンプルの重さは、ほぼ1時間ごとに観察され、サンプルの重さが安定すると、すなわち、サンプルが乾燥すると、そのサンプルを冷ました。
上述の実施例2で報告された質的分析に続いて、実施例2で論じられたサンプルの内の2つに対して粒子サイズ分析を行った。具体的には、粒子サイズ分析のために選択されたサンプルは、20メガラドで照射されたサンプル2.4と、55メガラドで照射されたサンプル2.6である。
この実施例では、まず、リアクタ・ラテックスPTFE出発材料の12の異なるサンプルが準備された。12のサンプルは、次の表6に示すように、2つのpHレベルの一方に維持され、種々の照射量で電子ビーム照射を受けた。
Claims (20)
- 水性溶媒および有機溶媒を含む溶媒にサブミクロンサイズのポリテトラフルオロエチレン粒子として分散させるためのポリテトラフルオロエチレン生成物を生成する方法であって、
(a) ポリテトラフルオロエチレン原料を、該ポリテトラフルオロエチレン原料の表面酸化を抑制する環境に配置する工程と、
(b) 約5から約120メガラドの強度を有する放射線で前記ポリテトラフルオロエチレン原料を照射する工程と、
(c) 前記照射されたポリテトラフルオロエチレン材料の一部を、前記溶媒に分散させるための前記生成物として抽出する工程と
を備える方法。 - 前記工程(a)は、ラテックス状のポリテトラフルオロエチレン原料を用意する工程を含む請求項1記載の方法。
- 前記ラテックス状のポリテトラフルオロエチレン原料を用意する工程は、乳化重合反応器からポリテトラフルオロエチレンを取り出す工程を含む請求項2記載の方法。
- 前記ラテックス状のポリテトラフルオロエチレン原料は、約10から約40重量パーセントのポリテトラフルオロエチレンを含む水溶液である請求項2記載の方法。
- 前記工程(a)および(b)は、界面活性剤,湿潤剤,増粘剤,pH調整剤を添加することなしに行われる請求項2記載の方法。
- 前記工程(a)で用意されたラテックス状のポリテトラフルオロエチレン原料は、界面活性剤,湿潤剤,増粘剤,pH調整剤、およびそれらの混合物の内のいずれかの添加剤によって安定化される請求項2記載の方法。
- 前記工程(b)における放射線は、電子ビーム放射線を含む請求項1記載の方法。
- 前記工程(b)における放射線は、ガンマ線を含む請求項1記載の方法。
- 前記生成物として抽出されたポリテトラフルオロエチレン材料の一部は、約25重量パーセントのポリテトラフルオロエチレン材料を固体として含む請求項1記載の方法。
- 更に、前記工程(c)に先立って、前記照射されたポリテトラフルオロエチレン材料を濃縮する工程(d)を備える請求項1記載の方法。
- 前記生成物として抽出されたポリテトラフルオロエチレン材料の一部は、約50から約70重量パーセントのポリテトラフルオロエチレン材料を固体として含む請求項10記載の方法。
- 更に、前記工程(d)で濃縮されたポリテトラフルオロエチレン材料から乾燥ポリテトラフルオロエチレン材料を回収する工程(e)を備える請求項10記載の方法。
- 前記工程(e)は、濾過,乾燥,遠心分離,蒸発、およびそれらの組み合わせの内のいずれかの処理工程である請求項12記載の方法。
- 更に、前記工程(e)による結果物の一部に対し粒子サイズ分析を実施する工程を備える請求項13記載の方法。
- 前記工程(a)および(b)は同時に実施される請求項1記載の方法。
- 水性溶媒および有機溶媒を含む溶媒にサブミクロンサイズのポリテトラフルオロエチレン粒子を分散させるための方法であって、
サブミクロンサイズのポリテトラフルオロエチレン粒子が前記溶媒に分散するように、請求項1記載の方法によって生成されたポリテトラフルオロエチレン生成物を前記溶媒に混合する工程を備える方法。 - 更に、請求項1記載の方法によって生成されたポリテトラフルオロエチレン生成物と一緒に添加剤を前記溶媒に混合する工程を備える請求項16記載の方法。
- 請求項16記載の方法であって、
前記溶媒は、樹脂,重合体,単量体,ワックス、およびそれらの混合物の内のいずれかであり、
前記混合する工程は、単軸溶融押出装置,二軸溶融押出装置,多軸押出装置,バンバリミキサ,分散ミキサの内のいずれかの装置を用いて実施される方法。 - サブミクロンサイズのポリテトラフルオロエチレン粒子として溶媒に分散させるためのポリテトラフルオロエチレン粉末であって、
請求項1記載の方法を用いて生成され、流動性,分散性,非凝集性,非粘性,非繊維状分散性を有する前記ポリテトラフルオロエチレン粉末。 - 請求項1記載の方法を用いて生成されたポリテトラフルオロエチレンを溶解した溶媒であって、
前記ポリテトラフルオロエチレンは、サブミクロンサイズの粒子として前記溶媒に分散し、
前記分散したポリテトラフルオロエチレン粒子の約50%を超える粒子は、約1.00マイクロメートル未満の大きさである溶媒。
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