JP2011225710A - フルオロポリマー非水系分散液 - Google Patents

Abstract

【課題】 分散性及び貯蔵安定性が高く、貯蔵中に仮にフルオロポリマーの一部が沈降しても容易に再分散可能なフルオロポリマー非水系分散液を提供する。
【解決手段】 本発明は、フルオロポリマー、非水媒体、及び、分散安定剤を含有することを特徴とするフルオロポリマー非水系分散液である。
【選択図】なし

Description

本発明は、フルオロポリマー非水系分散液に関する。

フルオロポリマーは、非粘着性、耐熱性、低摩擦性、さらに特異な電気特性、帯電特性面から数々の用途に使用されているが、反面有機溶剤や、他の樹脂への分散性が悪く、改良が望まれている。この分散性改良の手段として、予め有機溶剤などに均一に分散された分散液が望まれている。

水性媒体中で重合されたフルオロポリマーの水性分散液から、溶剤置換することによって得られた、フルオロポリマーが有機溶剤中に分散された組成物（オルガノゾル）は知られている（例えば、特許文献１及び２）。しかし、これらの組成物においては、ポリマー濃度が高い組成物は知られていない。さらに、ポリマー固形分が高いと粘度が高く、さらに安定性が十分でないなどの問題がある。

この問題を解決するために、分散性向上剤を添加することが提案されている。分散向上剤として、例えば、特許文献３には、シリコン樹脂系の分散性向上剤が開示されている。しかし、フルオロポリマーの高濃度の非水系分散液は、実質的に開示されておらず、さらに、フルオロポリマーに対して１０％程度の分散性向上剤の添加が必要であった。

特許文献４には、フッ素樹脂微粒子が分散した表面保護層、（これは体積平均粒径が１０［μｍ］以下のフッ素樹脂微粒子を分散させた後、超音波を照射して得られた塗工液を塗布して得られる）を有する記像担持体が開示されている。さらに、フッ素系のブロックポリマーを分散性向上剤として使用したＰＦＡの非水系分散液が記載されている。しかし、固形分濃度は１８％程度であり、フッ素系ブロックポリマーの添加量もポリマーに対して９％添加する必要があった。

特許文献５には、電子写真感光体の電荷輸送用塗料が開示されており、フッ素を含有したポリオルガノシロキサンが分散性向上剤として使用されている。しかし、この塗料中のＰＴＦＥの含有量は、１８％程度であり、分散性向上剤は樹脂に対して２０％必要であった。

特許文献６には、フッ素系クシ型グラフトポリマーが分散性向上剤として開示されているが、フッ素樹脂の固形分濃度は、１％程度でありさらに、分散性向上剤は２５０％添加する必要があった。

特許文献７には、フッ素系界面活性剤が、ＰＴＦＥの分散性向上に効果があることが記載されており、具体的にはフッ素化アルキル基含有重合体セグメントおよびアクリル系重合体含有セグメントからなるブロック共重合体を分散性向上剤として使用することが開示されている。しかし、ＰＴＦＥの固形分濃度は３％以下であり、添加量もＰＴＦＥに対し１０％必要であった。

特許文献８には、ポリオルガノシロキサンで処理したＰＴＦＥ粒子を有機溶剤に分散しているが、得られた固形分濃度は低く、分散性向上剤もＰＴＦＥに対し１０％必要であった。

特許文献９には、ビニルエーテル単位を有するブロックポリマーを分散剤として使用した非水媒体中の逆ミセルが開示されている。しかし、ＰＴＦＥ粒子が、機能性物質として安定に分散可能であるという記載はなく、それを示唆する記述もない。

特許文献１０には、感光層中のフッ素樹脂粒子の分散性を向上させる材料の試みもなされてきている。

特開昭６０−１０４１６４号公報 特公昭４７−３１０９６号公報 特開２０００−０８０２３２号公報 特開２００９−３００７５１号公報 特開２００８−２２４８５１号公報 特開２００８−４６１９７号公報 特開２００５−１８１３９６号公報 特開２００５−１５６６５３号公報 特開２００４−３５７３５号公報 特開２０００−８１７１５号公報

従来は、フルオロポリマーを高濃度で有機溶剤に分散させようとすると、容易に相分離したり、再分散できない沈殿物が生成したりする。また、安定な分散状態が実現する場合であっても、ポリマーの濃度を低く抑え、多量の分散性向上剤を添加する必要がある。これに対して、本発明は、分散性及び貯蔵安定性が高く、貯蔵中に仮にフルオロポリマーの一部が沈降しても容易に再分散可能なフルオロポリマー非水系分散液を提供する。

本発明は、フルオロポリマー、非水媒体、及び、分散安定剤を含有することを特徴とするフルオロポリマー非水系分散液である。

分散安定剤は、
（１）一般式：Ｒｆ^１−（Ｘ）_ｎ−Ｙ
（式中、Ｒｆ^１は１〜１２個の炭素原子を有する部分フッ素化アルキル基又は完全フッ素化アルキル基であり、ｎは０又は１であり、Ｘは−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−であり、Ｙは−（ＣＨ_２）_ｐＨ、−（ＣＨ_２）_ｐＯＨ又は−（ＯＲ^１）_ｑ（ＯＲ^２）_ｒＯＨであり、ｐは１〜１２の整数であり、ｑは１〜１２の整数であり、ｒは０〜１２の整数であり、Ｒ^１及びＲ^２は２〜４個の炭素原子を有するアルキレン基である。但しＲ^１とＲ^２とはお互いに異なる。）で表される化合物、
（２）一般式：Ｈ（ＯＲ^６）_ｕ（ＯＲ^７）_ｖＯＨ
（式中、Ｒ^６及びＲ^７は、１〜４個の炭素原子を有するアルキレン基であり、ｕ及びｖは１〜５の整数である。但しＲ^６とＲ^７とはお互いに異なる。）で表されるブロックポリマー
（３）炭素数が８〜２０個の炭化水素基からなる疎水基および、ポリアルキレンオキサイドからなる親水基を分子内に有する非イオン性ポリマー、及び、
（４）一般式：Ｒ^３ _ｍ−Ｓｉ−（ＯＲ^４）_４−ｍ
（式中、Ｒ^３は１〜１２個の炭素原子を有するアルキル基、Ｒ^４は１〜４個の炭素原子を有するアルキル基であり、ｍは１〜３の整数である。）で表されるケイ素化合物、
からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

化合物（１）は、
一般式：Ｒｆ^１−（ＣＨ_２）_ｓＯＨ
（式中、Ｒｆ^１は１〜１２個の炭素原子を有する部分フッ素化アルキル基又は完全フッ素化アルキル基であり、ｓは１〜１２の整数である。）で表される化合物、及び、
一般式：Ｒｆ^１−Ｏ−（Ｒ^５Ｏ）_ｔＨ
（式中、Ｒｆ^１は１〜１２個の炭素原子を有する部分フッ素化アルキル基又は完全フッ素化アルキル基であり、Ｒ^５は２〜４個の炭素原子を有するアルキレン基であり、ｔは１〜１２の整数である。）で表される化合物、
からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

非イオン性ポリマー（３）は、
一般式：Ｒ^８Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｗＨ
（式中、Ｒ^８は１０〜１５個の炭素原子を有するアルキル基であり、ｗは平均付加モル数を表し、１〜１５の整数である。）で表されるポリマーであることが好ましい。

分散安定剤は、ブロックポリマー（２）であることが好ましい。

分散安定剤の含有量が０．０１〜５０質量％であることが好ましい。

非水媒体は、４０〜２５０℃の沸点を有する有機溶剤であることが好ましい。

フルオロポリマーの含有量が１〜６０質量％であることが好ましい。

水分量が１％以下であることが好ましい。

本発明のフルオロポリマー非水系分散液は分散性及び貯蔵安定性が高い。また、貯蔵中にフルオロポリマーの一部が沈降しても、沈殿物を容易に再分散させることができる。

本発明のフルオロポリマー非水系分散液は、フルオロポリマー、非水媒体、及び、分散安定剤を含有することを特徴とする。

＜分散安定剤＞
分散安定剤は、非水媒体に親和性を有するセグメントとフルオロポリマーに親和性を有するセグメントとを有するものであってよい。本発明のフルオロポリマー非水系分散液が含有する分散安定剤は、非水媒体及びフルオロポリマーのそれぞれに対して親和性を有する２つ以上のセグメントを有すると推測され、それによって分散性、貯蔵安定性及び再分散性に優れる非水系分散液が得られるものと推測される。

分散安定剤は、
（１）一般式：Ｒｆ^１−（Ｘ）_ｎ−Ｙ
（式中、Ｒｆ^１は１〜１２個の炭素原子を有する部分フッ素化アルキル基又は完全フッ素化アルキル基であり、ｎは０又は１であり、Ｘは−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−であり、Ｙは−（ＣＨ_２）_ｐＨ、−（ＣＨ_２）_ｐＯＨ又は−（ＯＲ^１）_ｑ（ＯＲ^２）_ｒＯＨであり、ｐは１〜１２の整数であり、ｑは１〜１２の整数であり、ｒは０〜１２の整数であり、Ｒ^１及びＲ^２は２〜４個の炭素原子を有するのアルキレン基である。但しＲ^１とＲ^２とはお互いに異なる。）で表される化合物、
（２）一般式：Ｈ（ＯＲ^６）_ｕ（ＯＲ^７）_ｖＯＨ
（式中、Ｒ^６及びＲ^７は、１〜４個の炭素原子を有するアルキレン基であり、ｕ及びｖは１〜５の整数である。但しＲ^６とＲ^７とはお互いに異なる。）で表されるブロックポリマー、
（３）炭素数が８〜２０個の炭化水素基からなる疎水基および、ポリアルキレンオキサイドからなる親水基を分子内に有する非イオン性ポリマー、及び、
（４）一般式：Ｒ^３ _ｍ−Ｓｉ−（ＯＲ^４）_４−ｍ
（式中、Ｒ^３は１〜１２個の炭素原子を有するアルキル基、Ｒ^４は１〜４個の炭素原子を有するアルキル基であり、ｍは１〜３の整数である。）で表されるケイ素化合物、
からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。

化合物（１）は、
一般式：Ｒｆ^１−（ＣＨ_２）_ｓＯＨ
（式中、Ｒｆ^１は１〜１２個の炭素原子を有する部分フッ素化アルキル基又は完全フッ素化アルキル基であり、ｓは１〜１２の整数である。）で表される化合物、及び、
一般式：Ｒｆ^１−Ｏ−（Ｒ^５Ｏ）_ｔＨ
（式中、Ｒｆ^１は１〜１２個の炭素原子を有する部分フッ素化アルキル基又は完全フッ素化アルキル基であり、Ｒ^５は２〜４個の炭素原子を有するアルキレン基であり、ｔは１〜１２の整数である。）で表される化合物からなる群より選択される少なくとも１種であることがより好ましい。

Ｒｆ^１は、炭素数が３〜６個のアルキル基であることが好ましい。炭素数が３より小さいと、フルオロポリマーの分散性が充分でないおそれがあり、また、環境面から６以下であることが好ましい。また、Ｒｆ^１は、完全フッ素化アルキル基であることが好ましい。

化合物（１）としては、Ｒｆ^１ＣＯＯＨと炭化水素系アルコールから得られるエステル、またはＲｆ^１ＣＨ_２ＯＨと炭化水素系カルボン酸から得られるエステル、Ｒｆ^１ＣＨ_２ＯＨと炭化水素系アルコールから得られるエーテル等が好ましく例示される。また、Ｒｆ^１ＣＨ_２ＯＨに公知の方法で、アルキレンオキサイドを付加した化合物も好ましく例示される。より具体的には、Ｒｆ^１−（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＨ、Ｒｆ^１−ＣＯＯ−（ＣＨ_２）_ｘ−ＯＨ、Ｒｆ^１−Ｏ−（ＣＨ_２）_ｘ−ＣＨ_３、Ｒｆ^１−Ｏ−（ＲＯ）_ｘＨ等があげられる（ｘは１〜１２の整数、Ｒは炭素数２〜４のアルキレン基を表す。）

ブロックポリマー（２）は、
一般式：Ｈ（ＯＲ^６）_ｕ（ＯＲ^７）_ｖＯＨ
（式中、Ｒ^６及びＲ^７は、１〜４個の炭素原子を有するアルキレン基であり、ｕ及びｖは１〜５の整数である。但しＲ^６とＲ^７とはお互いに異なる。）で表されるブロックポリマーであることが好ましい。

本発明に用いることができるブロックポリマーとして、具体的な例をあげると、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレンの群から選ばれる少なくとも２種のセグメントからなるブロックポリマーが例示される。中でも、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリオキシエチレン−ポリオキシブチレンブロックポリマーが例示され、Ａ−Ｂ型のみでなくＡ−Ｂ−Ａ型のブロックポリマーも好ましく例示される。さらに好ましくは、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックポリマーを使うことにより、高濃度で安定なフルオロポリマーの分散液を調製することができる。さらに、ポリオキシエチレンセグメントの含有量が、１０〜５０％であると、再凝集によると思われる凝集物の発生が少ないため好ましく、さらに２０〜４０％のときに、低粘度のフルオロポリマーの分散液を調製できるため好ましい。分子量は、特に制限されないが、１０００〜７０００ｇ／ｍｏｌであれば本発明の分散液を調製することができ、さらに特に２５００〜６５００ｇ／ｍｏｌの時に粘度が低く分散性に優れた分散液を調製することができる。

非イオン性ポリマー（３）は、炭素数が８〜２０の炭化水素基からなる疎水基および、ポリアルキレンオキサイドからなる親水基を分子内に有する非イオン性ポリマーである。さらに親水基は、ポリオキシエチレンであることが好ましく、本発明の目的の範囲で任意に、より炭素数の多いアルキレンオキサイドユニットを含むこともできる。また、非イオン性ポリマー（３）は、非フッ素化非イオン性ポリマーであることが好ましい。エステル型、エーテル型いずれも使用可能であるが、化学的安定性面からエーテル型が好ましい。さらに、疎水基は、１０から２０個の炭素を有するものが、分散性面から好ましく、さらに分岐構造を持つものが、安定性面から好ましい。さらに、低粘度の分散液が得られるため、ＨＬＢが１０以下のものが好ましい。

特に非イオン性ポリマー（３）は、
一般式：Ｒ^８Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｗＨ
（式中、Ｒ^８は１０〜１５個の炭素原子を有するアルキル基であり、ｗは平均付加モル数を表し、１〜１５の整数で平均値である。）であることが好ましく、さらにＣ_１３Ｈ_２７Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｗＨであることがより好ましい。より好ましいｗの範囲は、分散性が特に良好であることから１０以下であり、より好ましくは、分散液の粘度、貯蔵安定性、再分散性面から７以下である。

ケイ素化合物（４）は、一般式：Ｒ^３ _ｍ−Ｓｉ−（ＯＲ^４）_４−ｍ
（式中、Ｒ^３は１〜１２個の炭素原子を有するアルキル基、Ｒ^４は１〜４個の炭素原子を有するアルキル基であり、ｍは１〜３の整数である。）で表されるケイ素化合物であることが好ましく、Ｒ^３は、特に３〜８の炭素原子を有するアルキル基であることが好ましく、ｍは１ないし２であることが好ましい。Ｒ^４は、メチル基、あるいはエチル基であることが好ましい。

分散安定剤は、特に優れた分散性、貯蔵安定性、および再分散性に優れることから、ブロックポリマー（２）であることが好ましい。

フルオロポリマー非水系分散液は、分散安定剤の含有量が０．０１〜５０質量％であることが好ましく、０．０５〜１０質量％であることがより好ましく、５質量％以下であっても充分な分散性を得ることができる。

また、フルオロポリマーの分散を促進する分散剤として、フッ素化アニオン性界面活性剤を添加してもよい。フッ素化アニオン性界面活性剤を添加することで、フルオロポリマーの再凝集を抑制することができる。このようなフッ素化アニオン性界面活性剤としては、炭素数が１〜８であるフッ素置換されたアルキル基、アルコキシル基および、カルボン酸、またはスルホン酸および、またはその塩を分子内に有する化合物を指し、好ましくは、フッ素化されたカルボン酸を使用することができる。環境面からは炭素数が４〜６の化合物が好ましい。具体的にはパーフルオロオクタン酸、パーフルオロヘプタン酸、パーフルオロヘキサン酸およびその塩が例示される。

＜フルオロポリマー＞
フルオロポリマーは、非水媒体に溶解しないフルオロポリマーであることが好ましく、ポリテトラフルオロエチレン〔ＰＴＦＥ〕、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、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、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体、および、エチレン／クロロテトラフルオロエチレン共重合体からなる群より選択される少なくとも１種のポリマーであることが好ましい。さらにこの中でも、非水媒体に溶解しにくいという面で、パーフロポリマーがより好ましく、ポリテトラフルオロエチレン〔ＰＴＦＥ〕、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、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、が例示される。この中でもＰＴＦＥがより更に好ましい。ＰＴＦＥは、ＴＦＥ単独重合体であってもよいし、微量変性されたＰＴＦＥであってもよいし、コア／シェル構造を有するＰＴＦＥであってもよい。ＰＴＦＥの場合、溶剤溶解性がないため、ＧＰＣなどによる分子量測定が困難であり、通常ＡＳＴＭ Ｄ４８９５−８９に記載されているようなＳＳＧ（標準比重）を分子量の指標とする。本発明のＰＴＦＥでは、ＳＳＧが２．１３〜２．２０であるＰＴＦＥが好ましく使用される。

また、ＰＴＦＥとしては、３８０℃における溶融粘度が７０万Ｐａ・ｓ以下の低分子量ＰＴＦＥであることも好ましい。上記溶融粘度は、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に準拠し、フローテスター（島津製作所社製）及び ２φ−８Ｌのダイを用い、予め３８０℃で５分間加熱しておいた２ｇの試料を０．７ＭＰａの荷重にて上記温度に保って測定した値である。

また、特殊処理を施したＰＴＦＥも好ましく使用でき、例えば、旭硝子社製：フルオンＬ１５０Ｊ、Ｌ１６９Ｊ、Ｌ１７０Ｊ、Ｌ１７２Ｊ、Ｌ１７３Ｊ、ダイキン工業社製：ルブロンＬ−５、ヘキスト社製：ホスタフロンＴＦ９２０５、ＴＦ９２０７、喜多村社製：ＫＴＬ−６１０、ＫＴＬ−４５０、ＫＴＬ−３５０、ＫＴＬ−８Ｎ、ＫＴＬ−４００Ｈなどが例示できる。

非水媒体中のフルオロポリマーの分散粒子径としては、例えば、粉末状のフルオロポリマーを分散させた場合には、５〜５００μｍの大きさで分散することによって、再凝集しにくい分散液をえることができるため好都合であり、例えば、水性媒体中で重合して得られた水性分散液を相転換させた場合には、０．０５〜５μｍの大きさで分散していることが、他素材と複合する場合により均一に混合できるため好都合であり、０．１〜０．５μｍの大きさで分散していることが、分散液の沈降安定性面より好ましい。

＜非水媒体＞
本発明の分散液は非水系の分散液である。用いることのできる非水媒体としては、有機溶剤、ポリマー等が挙げられる。

上記有機溶剤として具体的な化合物を例示すると、例えば、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、アセトニトリル、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ノルマル−ブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノール、ベンゼン、ｏ−ジクロルベンゼン、トルエン、スチレン、キシレン、クレゾール、クロルベンゼン、クロロホルム、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、１，２−ジクロルエチレン、１，２−ジクロロプロパン、１，１，２−トリクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロメタン、テトラクロルエチレン、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、ブタノール、イソブチルアルコール、１−プロパノール、イソプロパノール、イソペンチルアルコール、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、１，４−ジオキサン、ジクロルメタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、ノルマルヘキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸ノルマル−ペンチル、酢酸イソペンチル、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ−ノルマル−ブチルエーテル、二硫化炭素、ガソリン、コールタールナフサ、石油エーテル、石油ベンジン、テレビン油、ミネラルスピリット等が挙げられる。また、オリーブオイル、大豆油、牛脂、豚脂等の天然油脂を使用することもできる。シリコンオイル、フッ素系のオイル、フッ素系アルコールも使用可能である。

非水媒体は、また、フッ素原子を分子内に含む溶剤も好ましく使用することができ、例えば五フッ化プロパノール等のフッ素系溶剤であってもよいが、フルオロポリマーを溶解させないものが好ましい。

上記有機溶剤としては、沸点が４０〜２５０℃であることが好ましく、より好ましい下限は５０℃、より好ましい上限は２００℃である。沸点が低すぎると、作業中に揮発が起こり組成変化のコントロールが難しくなるおそれがあり、蒸気による引火などの安全対策が必要となる。高すぎると、乾燥に時間がかかったり、乾燥時に熱による分散液への影響などが懸念される。

上記有機溶剤は単独或いは２種以上の混合溶媒として用いることもできる。

＜フルオロポリマーの含有量＞
本発明のフルオロポリマー非水系分散液は、フルオロポリマーの含有量が１〜６０質量％であることが好ましく、例えば、５、さらには１０、２０質量％以上の高濃度であっても充分な分散性を示す。

＜水分量＞
水分量が１％以下、好ましくは０．１％さらには０．０１％以下であることが好ましい。

本発明の分散液を例えば、電極の活物質などの水分を嫌う成分と混合使用する場合には、水分量のコントロールが重要となる。水分量は、カールフィッシャーにより定量できる。

水分量のコントロールは特公昭４８−１７５４８号公報に記載されている方法により行うことができる。すなわち、水と共沸状態を形成し得る有機溶媒を加えたのち、水と有機溶媒の共沸混合物を共沸除去することによって得ることができる。

水と共沸状態を形成し得る有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、クメンなどの芳香族炭化水素系溶媒；メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン系溶媒；酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなどのエステル系溶媒などが例示できる。共沸除去した後、共沸除去に用いた溶媒と同じかまたは異なる有機溶媒で濃度調整をしてもよい。

＜分散液の調製方法＞
フルオロポリマーの粉末を分散安定剤の存在下に有機溶媒に分散する方法が挙げられる。予め分散安定剤を溶解あるいは分散した有機溶剤を調製し、この中に粉末状のフルオロポリマーを分散することが好ましい。また、予め分散剤と粉末状のフルオロポリマーを（必要に応じ、分散補助媒体の存在下）混合分散し、（必要に応じて分散補助媒体を除去後に）有機溶剤に分散する方法が好ましい。

また、従来の方法に従い、水性ディスパージョンから転相によって得られたオルガノゾルに分散安定剤を添加する方法も挙げられる。水性ディスパージョンに予め分散安定剤を添加しておくこともできるし、転相後に追加することも好ましい。さらに、分散安定剤を予め溶解（分散）している有機溶剤に、水性ディスパージョンを添加し、転相をすることも好ましい。

高速液衝突分散装置によりフルオロポリマーの粉末を分散安定剤の存在下に有機溶媒に分散する方法も挙げられる。高速液衝突分散装置は、任意の方法で高速流を発生させ、液体同士または液体を器壁に衝突させるなどして含有する微粒子を分散、乳化する機能を備えた装置を総称するものである。フルオロポリマーの粉末は、高圧、高流速によって生じる剪断力、キャビテーション、高周波、超音波などの効果によって、分散、乳化されるものと考えられている。高速液衝突分散装置としては、高圧ホモジナイザー、マイクロフルイダイザー、ナノマイザー、アルティマイザーなどが挙げられる。

フルオロポリマーの粉末と併せて分散メディアを分散させることも好適である。分散メディアの材質としては、ジルコニアボールが挙げられる。分散メディアの径はφ０．３〜１０［ｍｍ］であることが好ましい。φ０．３［ｍｍ］未満の分散メディアを用いると、分散後にその分散メディアを分離する際の手間がかかるようになる。φ１０［ｍｍ］を越える分散メディアを用いると、分散力が低下し、微細な分散が行われないことがある。

得られた分散液に超音波を照射してもよい。照射される超音波の周波数は、１０〜１００［ｋＨｚ］であることが好ましい。１０［ｋＨｚ］より低い場合は、キャビテーション強度が弱くなりフルオロポリマーの分散能力が低下し超音波の効果が十分に得られないことがある。一方、１００［ｋＨｚ］より高い場合は、凝集作用が強く発現してくるためフルオロポリマーの分散効果が十分に得られないことがある。

＜添加剤＞
本発明の分散液は、レベリング剤、固体潤滑剤、木粉、石英砂、カーボンブラック、ダイヤモンド、トルマリン、ゲルマニウム、アルミナ、窒化珪素、蛍石、クレー、タルク、体質顔料、各種増量材、導電性フィラー、光輝材、顔料、充填材、顔料分散剤、沈降防止剤、水分吸収剤、表面調整剤、チキソトロピー性付与剤、粘度調節剤、ゲル化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、可塑剤、色分かれ防止剤、皮張り防止剤、スリ傷防止剤、防カビ剤、抗菌剤、酸化防止剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、消泡剤、乾燥剤、ハジキ防止剤を含むものであってもよい。

＜用途＞
本発明の非水系分散液は、電子写真機器等に用いられる定着部材用塗料として好適に用いられる。上記定着部材は、少なくとも基材と、本発明の定着部材用塗料により形成された被膜とを有する。上記定着部材は、少なくとも基材と定着部材用塗料により形成された被膜を有していれば、必要に応じて他の層（例えば、基材と上記被膜との間に設ける弾性層など）を有していてもよい。上記定着部材としては、電子写真機器用の定着ロール、定着ベルト又は定着フィルムや、加圧用ロール、加圧用ベルト又は加圧用フィルム等が挙げられるが、特に限定されるものではない。例えば、オフィスオートメーション機器（以下、「ＯＡ機器」ともいう。）全般における定着部材であってもよい。上記ＯＡ機器としては、印刷機、複写機等の画像形成装置が挙げられる。上記定着部材としては、ＯＡ機器用ロール、ＯＡ機器用ベルト又はＯＡ機器用フィルム等が挙げられる。
上記ＯＡ機器用ロール、ＯＡ機器用ベルト又はＯＡ機器用フィルムとしては、例えば定着用ロール、定着用ベルト又は定着用フィルムや、加圧用ロール、加圧用ベルト又は加圧用フィルム等が挙げられる。

本発明の非水系分散液はまた、複写機、プリンタ及びファクシミリ装置等の画像形成装置の部材を形成する材料として好適に用いられる。アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの結着材樹脂に分散させた後に、感光体の表面層や保護層として成膜されて使用される。例えば、電子写真感光体を形成するための感光層形成用塗工液として好適に用いることができる。電子写真感光体は、該電子写真感光体を具備した画像形成装置や、該画像形成装置用プロセスカートリッジ等に用いられる。

本発明の非水系分散液は、電子写真感光体の感光層を形成するための材料として好適に用いられる。本発明による分散液を使用することによって、フッ素樹脂微粒子を比較的多く含有する表面層を形成することができ、長期にわたって低摩擦係数を持続することができる。

本発明の非水系分散液は、燃料電池用途においては、膜電極接合体のガス拡散電極に撥水導電性を付与するための塗布用材料として好適である。
また、非水電解液電池、例えばリチウム二次電池用途において、正極活物質、導電材、結着剤、造粘剤、有機溶剤よりなる非水電解液電池の正極合剤ペ−ストに好適に用いられる。

本発明の非水系分散液は、塗料組成物用、グリース組成物用、化粧品組成物用、メッキ液組成物用、又は、トナー組成物用であってもよい。

本発明の非水系分散液の用途としては、また、不織布、樹脂成形品等の多孔性支持体を含浸させ乾燥した後、好ましくは焼成することよりなる含浸；ガラス等の基材上に塗布し乾燥した後、必要に応じて水中に浸漬し、基材を剥離して薄膜を得ることよりなるキャスト製膜等が挙げられ、これら適用例としては、水性分散型塗料、電極用結着剤、電極用撥水剤等が挙げられる。

本発明の非水系分散液は、加工助剤として使用することも好ましい。加工助剤として使用する場合、本発明のフルオロポリマー水性分散液をホストポリマー等に混合することにより、ホストポリマー溶融加工時の溶融強度向上や、得られたポリマーの機械的強度、電気特性、難燃性、滴下防止性、摺動性を向上することができる。

つぎに本発明を実験例をあげて説明するが、本発明はかかる実験例のみに限定されるものではない。

実験例の各数値は以下の方法により測定した。

（分散性）
１２０ｍｅｓｈのＳＵＳ金網でろ過したときの、メッシュアップが初期樹脂量の５％以下を○、５〜１０％を△、１０をこえたものを×とした。

（粘度）
ろ過時間が、１分未満を○、１〜５分を△、５分でろ過できなかったものを×とした。

（貯蔵安定性）
室温にて５日間静置したときに、透明な上澄みの割合が５％以下を○、５％を超え、１０％以下を△、１０％を超えたものを×とした。

（再分散性）
貯蔵安定性試験後に、５００ｒｐｍで５分間攪拌し、分散性と同様の評価をした。

（比較例）
２００ｍｌのガラス製容器に、イソプロパノール１００ｇを計量し、ディスパ型攪拌翼を備えたオーバーヘッド型防爆型攪拌機（新東科学株式会社製、スリーワンモーター）を用いて５００ｒｐｍで攪拌下に、ダイキン工業株式会社製のルブロンＬ−２を３０ｇ添加し、５分間攪拌分散した後、発振周波数４０ｋＨｚ、高周波出力６００Ｗの超音波洗浄器中、水浴で３０分間分散した。
評価結果を表１に示す。

（実験例１）
２００ｍｌのガラス製容器に、イソプロパノール１００ｇを計量した。これに、分散安定剤として、ＢＡＳＦ社製のＰｌｕｒｏｎｉｃ ＰＥ６１００（ＥＯ／ＰＯブロックポリマー、ＥＯ含有量１０％、分子量約２０００）を１．５ｇ添加し、ディスパ型攪拌翼を備えたオーバーヘッド型防爆型攪拌機（新東科学株式会社製、スリーワンモーター）を用いて５００ｒｐｍで５分間攪拌し、均一な溶液を得た。さらに攪拌下に、ダイキン工業株式会社製のルブロンＬ−２を３０ｇ添加し、５分間攪拌分散した後、発振周波数４０ｋＨｚ、高周波出力６００Ｗの超音波洗浄器中、水浴で３０分間分散した。なお、上記「ＥＯ」はエチレンオキシドを意味し、「ＰＯ」は「プロピレンオキシド」を意味する。
評価結果を表１に示す。

（実験例２〜１２）
分散安定剤として、表１に示す物質を用いたこと以外は、実験例１と同様の操作を行った。分散安定剤の添加量はいずれも１．５ｇである。評価結果を表１に示す。

本発明のフルオロポリマー非水系分散液は、電子写真機器等に用いられる定着部材用塗料や、複写機、プリンタ及びファクシミリ装置等の画像形成装置の部材を形成する電子写真感光体を形成するための感光層形成用塗工液等、種々の用途に好適に利用可能である。

Claims (9)

1. フルオロポリマー、非水媒体、及び、分散安定剤を含有することを特徴とするフルオロポリマー非水系分散液。
2. 分散安定剤は、
   （１）一般式：Ｒｆ^１−（Ｘ）_ｎ−Ｙ
   （式中、Ｒｆ^１は１〜１２個の炭素原子を有する部分フッ素化アルキル基又は完全フッ素化アルキル基であり、ｎは０又は１であり、Ｘは−Ｏ−、−ＣＯＯ−又は−ＯＣＯ−であり、Ｙは−（ＣＨ_２）_ｐＨ、−（ＣＨ_２）_ｐＯＨ又は−（ＯＲ^１）_ｑ（ＯＲ^２）_ｒＯＨであり、ｐは１〜１２の整数であり、ｑは１〜１２の整数であり、ｒは０〜１２の整数であり、Ｒ^１及びＲ^２は２〜４個の炭素原子を有するのアルキレン基である。但しＲ^１とＲ^２とはお互いに異なる。）で表される化合物、
   （２）一般式：Ｈ（ＯＲ^６）_ｕ（ＯＲ^７）_ｖＯＨ
   （式中、Ｒ^６及びＲ^７は、１〜４個の炭素原子を有するアルキレン基であり、ｕ及びｖは１〜５の整数である。但しＲ^６とＲ^７とはお互いに異なる。）で表されるブロックポリマー
   （３）炭素数が８〜２０個の炭化水素基からなる疎水基および、ポリアルキレンオキサイドからなる親水基を分子内に有する非イオン性ポリマー、及び、
   （４）一般式：Ｒ^３ _ｍ−Ｓｉ−（ＯＲ^４）_４−ｍ
   （式中、Ｒ^３は１〜１２個の炭素原子を有するアルキル基、Ｒ^４は１〜４個の炭素原子を有するアルキル基であり、ｍは１〜３の整数である。）で表されるケイ素化合物、
   からなる群より選択される少なくとも１種である請求項１記載のフルオロポリマー非水系分散液。
3. 化合物（１）は、
   一般式：Ｒｆ^１−（ＣＨ_２）_ｓＯＨ
   （式中、Ｒｆ^１は１〜１２個の炭素原子を有する部分フッ素化アルキル基又は完全フッ素化アルキル基であり、ｓは１〜１２の整数である。）で表される化合物、及び、
   一般式：Ｒｆ^１−Ｏ−（Ｒ^５Ｏ）_ｔＨ
   （式中、Ｒｆ^１は１〜１２個の炭素原子を有する部分フッ素化アルキル基又は完全フッ素化アルキル基であり、Ｒ^５は２〜４個の炭素原子を有するアルキレン基であり、ｔは１〜１２の整数である。）で表される化合物、
   からなる群より選択される少なくとも１種である請求項２記載のフルオロポリマー非水系分散液。
4. 非イオン性ポリマー（３）は、
   一般式：Ｒ^８Ｏ（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｗＨ
   （式中、Ｒ^８は１０〜１５個の炭素原子を有するアルキル基であり、ｗは平均付加モル数を表し、１〜１５の整数である。）で表されるポリマーである請求項２記載のフルオロポリマー非水系分散液。
5. 分散安定剤は、ブロックポリマー（２）である請求項２記載のフルオロポリマー非水系分散液。
6. 分散安定剤の含有量が０．０１〜５０質量％である請求項１、２、３、４又は５記載のフルオロポリマー非水系分散液。
7. 非水媒体は、４０〜２５０℃の沸点を有する有機溶剤である請求項１、２、３、４、５又は６記載のフルオロポリマー非水系分散液。
8. フルオロポリマーの含有量が１〜６０質量％である請求項１、２、３、４、５、６又は７記載のフルオロポリマー非水系分散液。
9. 水分量が１％以下である請求項１、２、３、４、５、６、７又は８記載のフルオロポリマー非水系分散液。