JP2007320267A - フッ素樹脂成形方法及びフッ素樹脂成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 融点の異なる少なくとも2種のフッ素樹脂からなる多層構造を有し、且つ最外層のフッ素樹脂より融点の高いフッ素樹脂からなる層を、内層に少なくとも1層有する多層構造のフッ素樹脂粒子からなるフッ素樹脂を、最外層のフッ素樹脂の融点以上、多層構造のフッ素樹脂粒子が複数種あるときは最外層を構成するフッ素樹脂の融点のうち最も低い融点以上で、最高融点のフッ素樹脂の融点未満の温度で成形するフッ素樹脂成形方法およびフッ素樹脂成形品。
【選択図】 なし
Description
また、圧縮成形では成形品の形状が単純なものに限定され、複雑な形状のPTFE成形品が所望な場合には、圧縮成形により得られたPTFEブロックから機械加工しなければならないという問題があった。
本発明は、耐薬液・ガス透過性に優れ、線膨張係数が小さいフッ素樹脂成形品を、溶融成形で得ることを可能とする成形方法を提供する。
本発明は、該成形方法で得られる耐薬液・ガス透過性に優れ、線膨張係数が小さいフッ素樹脂成形品を提供する。
また、本発明のフッ素樹脂成形方法は、溶融成形によってフッ素樹脂成形方法を得ることを可能とするものであるので、所望の複雑な形状のPTFE成形品の提供が可能となる。
本発明また、前記したフッ素樹脂成形方法により得られるフッ素樹脂成形品を提供する。
MV(poise)= ΔP/γ (2)
(ΔP:キャピラリーフローテスター(キャピログラフ1B、東洋精機製)を用いて、一定の成形温度に昇温したシリンダー底部のオリフィス(φ2mm×20mmL)から、一定の剪断速度(γ)で試料粉末を押出した時の押出圧力(MPa))
本発明において各物性の測定は、下記の方法によって行った。
示差走査熱量計(Pyris1型DSC、パーキンエルマー社製)を用いた。試料粉末10mgを秤量して専用のアルミパンに入れ、専用のクリンパーによってクリンプした後、DSC本体に収納し、150℃から360℃まで10℃/分で昇温をする。この時得られる融解曲線から融解ピーク温度(Tm)を求めた。
ASTM D−1238−95に準拠した耐食性のシリンダー、ダイ、ピストンを備えたメルトインデクサー(東洋精機製)を用いて、5gの試料粉末を372±1℃に保持されたシリンダーに充填して5分間保持した後、5kgの荷重(ピストン及び重り)下でダイオリフィスを通して押出し、この時の押出速度(g/10分)をMFRとして求めた。
示差走査熱量計(Pyris1型DSC、パーキンエルマー社製)を用いた。試料10mgを秤量して専用のアルミパンに入れ、専用のクリンパーによってクリンプした後、DSC本体に収納し、150℃から360℃まで10℃/分で昇温をする。この時得られる融解曲線から、融解ピーク前後で曲線がベースラインから離れる点とベースラインに戻る点とを直線で結んで定められるピーク面積から結晶融解熱量を求めた。
圧縮成形機(ホットプレス WFA−37、神藤工業所製)を用いて、試料粉末を表2、3に示す成形温度にて溶融圧縮成形(4MPa)して厚さ約1.0mmのシートを得た。得られたシートから、縦20mm、横20mmの試験片を切り出し、JIS K7112のA法(水中置換法)によりその比重を求めた。
圧縮成形機(ホットプレス WFA−37、神藤工業所製)を用いて、試料粉末を表2、3に示す成形温度にて溶融圧縮成形(4MPa)して厚さ約1.0mmのシートを得た。得られたシートについて、ガス透過度測定装置(柴田化学機械(株)製)を用いて、温度23℃で窒素ガス透過度を測定した。
圧縮成形機(ホットプレス WFA−37、神藤工業所製)を用いて、試料粉末を表2、3に示す成形温度にて溶融圧縮成形(4MPa)してビレットを得た。得られたビレットから、旋盤により径4mm×長さ20mmの測定サンプルを切り出した。TMA TM−7000(真空理工製)を用いて、−10℃から270℃まで5℃/minで昇温して、100℃から150℃の間の寸法変化を測定し、ASTM D696により線膨張係数を求めた。
キャピラリーフローテスター(キャピログラフ1B、東洋精機製)を用いて、表2、3に示す成形温度に昇温したシリンダー底部のオリフィス(φ2mm×20mmL)から剪断速度15.2sec−1で試料粉末を押出し、ひも状押出品(ビード)を得た。得られたひも状押出物(ビード)の押出品表面を、触針式表面粗さ形状測定器(TOKYO SEIMITSU性、SURFCOM 575A−3D)を用いて、任意の5箇所の表面粗さ(R(a))を測定し、5箇所の表面粗さ(R(a))の平均値が100μm以下の場合を、表面がスムースとした。
また、得られたひも状押出品(ビード)の破断までの最大強度、及び破断までの伸びをテンシロンRTC−1310A(オリエンテック社製)を用いて、チャック間距離22.2mm、引張り速度50mm/minで測定した。
下記式(1)により求められるFの値を、溶融流動性とした。
MV1: 剪断速度 3sec−1における粘度
MV2: 剪断速度40sec−1における粘度
MV(poise)= ΔP/γ (2)
ΔP:キャピラリーフローテスター(キャピログラフ1B、東洋精機製)を用いて、表1に示す成形温度に昇温したシリンダー底部のオリフィス(φ2mm×20mmL)から、一定の剪断速度(γ)で試料粉末を押出した時の押出圧力(MPa)。
本発明の実施例、及び比較例で用いた原料は下記の通りである。
(1)変性PTFE水性分散液
約30重量%のヘキサフルオロプロピレン変性PTFE水性分散液(平均粒径=0.24μm、融点343℃、MFR=0g/10min、結晶融解熱量(ΔH)70J/g)
(2)PFA水性分散液
約45重量%のテトラフルオロエチレン・パーフルオロ(エチルビニルエーテル)共重合体水性分散液
(平均粒径0.24μm、融点285℃、MFR=30g/10min)
前記変性PTFE水性分散液をコア剤として重合容器に仕込み、そのコアの周りにテトラフルオロエチレン・パーフルオロ(エチルビニルエーテル)共重合体(PFA)を重合されて得られた多層構造フッ素樹脂水性分散液を得た。変性PTFEとPFAが、それぞれ表1に記載された含有量割合となるようにして、多層構造フッ素樹脂の水性分散液である試料1、試料2及び試料3を調整した。
試料1〜3を用いて、最外層のフッ素樹脂の融点以上で、最高融点のフッ素樹脂の融点未満の温度である320℃でフッ素樹脂の成形を行った。得られた成形品の比重、窒素ガス透過度、線膨張係数、押出表面、最大強度、及び伸びを測定した。結果を表2に示す。比較のため、試料2及び試料3について、最高融点のフッ素樹脂の融点以上である380℃で成形を行った結果を、比較例1および2として、表2に併記した。
試料1と等重量割合となるように上記PFA水性分散液を混合し、攪拌・凝集してフッ素樹脂を凝集物として得た後乾燥し、最外層のフッ素樹脂の融点以上で、最高融点のフッ素樹脂の融点未満の温度である320℃でフッ素樹脂の成形を行った。得られた成形品の比重、窒素ガス透過度、線膨張係数、押出表面、最大強度、及び伸びを測定した。結果を表3に示す。
実施例4において、試料1を試料2に代え、PFA水性分散液を上記変性PTFE水性分散液に代えるほかは同様にして、フッ素樹脂の成形を行った。結果を表3に示す。
実施例4において、成形温度を380℃にするほかは同様にして、フッ素樹脂の成形を行った。結果を表3に示す。
実施例5において、成形温度を380℃にするほかは同様にして、フッ素樹脂の成形を行った。結果を表3に示す。
本発明のフッ素樹脂成形品の成形方法は、溶融成形が可能であると共に、耐薬液・ガス透過性に優れ、線膨張率が小さいフッ素樹脂成形品を得ることができるフッ素樹脂成形方法である。
本発明のフッ素樹脂成形品は、耐薬液・ガス透過性に優れ、線膨張係数が小さいという優れた性能を有するフッ素樹脂成形品であって、半導体用途、CPI用途、OA用途、摺動材用途、自動車用途(エンジンまわりの部品、及び電線、酸素センサー、燃料ホースなど)、及びプリント基板用途などに適用可能なフッ素樹脂成形品である。
Claims (9)
- 融点の異なる少なくとも2種のフッ素樹脂からなる多層構造を有し、且つ最外層のフッ素樹脂より融点の高いフッ素樹脂からなる層を、内層に少なくとも1層有する多層構造のフッ素樹脂粒子からなるフッ素樹脂を、最外層のフッ素樹脂の融点以上、ただし多層構造のフッ素樹脂粒子が複数種あるときは最外層を構成するフッ素樹脂の融点のうち最も低い融点以上で、最高融点のフッ素樹脂の融点未満の温度で成形するフッ素樹脂成形方法。
- フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン重合体、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフルオライドから選ばれる樹脂である、請求項1に記載のフッ素樹脂成形方法。
- 多層構造を有するフッ素樹脂粒子の最外層がテトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体であり、内層の少なくとも1層がテトラフルオロエチレン重合体である、請求項1または2に記載のフッ素樹脂成形方法。
- 前記テトラフルオロエチレン重合体の結晶融解熱量(ΔH)が、45J/g以上である、請求項1〜3のいずれかに記載のフッ素樹脂成形方法。
- 多層構造を有するフッ素樹脂が、少なくとも2種の多層構造を有するフッ素樹脂粒子を含有する混合物である、請求項1〜4のいずれかに記載のフッ素樹脂成形方法。
- 多層構造を有するフッ素樹脂が、少なくとも1種の多層構造を有するフッ素樹脂と、少なくとも1種の非多層構造のフッ素樹脂とを含有する混合物である、請求項1〜4のいずれかに記載のフッ素樹脂成形方法。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のフッ素樹脂成形方法により得られたフッ素樹脂成形品。
- フッ素樹脂成形品の100℃〜150℃における線膨張率が15×10−5/K以下である請求項7に記載のフッ素樹脂成形品。
- フッ素樹脂成形品の比重が2.180以上である請求項7または8に記載のフッ素樹脂成形品。
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