JP2922662B2 - 帯電防止性フッ素樹脂組成物 - Google Patents
帯電防止性フッ素樹脂組成物Info
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Description
組成物に関し、更に詳しくは白色の成形品を与える帯電
防止性フッ素樹脂組成物に関する。
TFEと言う。)粉末は、モールディングパウダーとフ
ァインパウダーの2種に大別される。後者のファインパ
ウダーは、一般にテトラフルオロエチレン(以下、TF
Eと言う。)を乳化重合して得られる粒径0.1〜0.
3μm程度のコロイド状PTFE粒子の水性分散液の凝
柝によって製造される。
ウダーは、有機溶剤に濡れ易いので、ナフサのような押
出助剤を添加して行なういわゆるペースト押出成形用に
主として使用され、薄肉チューブ、パイプ、シートなど
の成形品として、あるいは電線被覆などに用いられてい
る。
性、電気絶縁性に優れ、特異な非粘着性と低い摩擦係数
を有している。その反面、機械的性質、たとえば圧縮強
さ、耐摩耗性が劣るという欠点がある。また、帯電し易
いので、粉体によっては粉体輸送時に、静電爆発を起こ
す危険性もある。
帯電防止の目的で各種充填材の研究が盛んに行なわれて
いる。帯電防止材料として使用されている充填材として
は、一般にカーボンが用いられている。
するには、特公昭49−17856号公報、特公昭52
−34653号公報に記載されているように、導電性カ
ーボン粉末を充填材として用いる。
め、カーボン含有PTFEファインパウダーも黒色とな
り、帯電防止の効果があるにもかかわらず、用途におい
て様々な制限を受けている。すなわち、半導体、食品関
連分野では、その性格上ゴミ(異物)混入を嫌うため
に、黒色材料はその色だけで排除される傾向にある。さ
らに黒色は、各種着色剤による自由な着色を妨げるとい
う欠点を持つ。
チタンが知られており、カーボンの持つ色の問題を解決
した例は、特公平1−16854号、特開昭63−21
0156号などがあるが、これらはフッ素樹脂の懸濁重
合品または熱溶融タイプフッ素樹脂への混合であり、フ
ッ素樹脂の乳化重合品(PTFEファインパウダー)に
関するものではない。
品を与える帯電防止性PTFEファインパウダー組成物
を提供しようとするものである。
ルオロエチレンファインパウダーおよび針状導電性酸化
チタンを含有することを特徴とする帯電防止性フッ素樹
脂組成物を提供する。
ーとしては、TFEの単独重合体、および変性剤として
2重量%以下のオレフィン類(たとえば、ヘキサフルオ
ロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、パーフル
オロアルキルビニルエーテルなど)を共重合したTFE
共重合体が挙げられる。
導電性酸化チタンは、針状(短軸0.05〜0.2μm、
長軸3〜12μm)の酸化チタンをベースにし、その表面
に金属酸化物の導電層、たとえば酸化スズ系の導電層を
形成したものである。具体的には酸化チタンの表面に、
酸化スズ(IV)と三酸化アンチモンの導電層を形成し
たものが好適である。
する方法としては、乾式法と湿式法とがある。乾式法は
PTFE水性分散液を凝柝し、ファインパウダーにした
後に充填材を加える方法であるが、この方法を採用する
と、ファインパウダー自体が一次粒子が集まった二次的
凝集体となっているため、充填材と均一に混合すること
ができない。その上、混合時の機械力によってPTFE
粉末が変形するため、内部構造の均一な成形品は得られ
ない。
製造するためには、混合方法として湿式法が採用され
る。湿式混合法は、PTFEの水性分散液に充填材粉末
を粉末の形で、または同じ水性分散液の形で添加し、共
凝柝させることによって充填材入りファインパウダーを
得る方法である。
に、沸点が30〜150℃、20℃における表面張力が
35dyn/cm以下の水不溶性有機液体(たとえば、パー
クロロエチレン、トリクロロトリフルオロエタン、ジフ
ルオロテトラクロロエタン、四塩化炭素、クロロホル
ム、トリクロロエタン、5フッ化プロパノール)を加え
ることで得られる粒子が適当な大きさの球状ないしは顆
粒状に集塊化され、その取扱性が格段に向上することも
知られている。
0.1〜0.3μmのコロイド状PTFE粒子を5〜3
5重量%含む水性分散液が好ましい。
水性分散液に添加すると、水相に充填材が分離してしま
う。そこで、針状導電性酸化チタンを予め表面処理して
おく必要があり、シラン系のカップリング剤により処理
するのが好ましい。シラン系のカップリング剤には、そ
の官能基の種類により、ビニル系、エポキシ系、アミノ
系、フェニル系など、様々な種類があるが、処理後の水
への分散性から、アミノシランカップリング剤が最も好
ましく、処理に用いる量は通常2〜4重量%である。
の形でPTFEの水性分散液に添加し、撹拌すること
で、帯電防止性PTFEファインパウダーを得ることが
可能である。しかし、そのようなファインパウダーを用
いたペースト押出品の外観は悪くなる傾向にある。これ
は、針状導電性酸化チタン同志のからみ合いによるもの
と考えられ、このからみ合いは、単に水に混ぜただけで
はほぐれない。そこで、表面処理した針状導電性酸化チ
タンを予めペイントシェーカーもしくはビーズミルなど
の分散機を用いて水に分散しておくとよい。この水分散
によって、針状導電性酸化チタンのからみ合いがほぐ
れ、成形品の外観が良好となる。
1011Ω・cmの範囲にある場合、その樹脂は帯電防止効
果を持つといえる。本発明の白色帯電防止性PTFE組
成物は複合系であるので、その体積抵抗率は、充填材で
ある針状導電性酸化チタンの含有量、長さと径の比や樹
脂中での充填材の分散程度に大きく影響される。
た針状導電性酸化チタンを用いて、そのPTFE中の含
有量と体積抵抗率(ρv)との関係を調べた。体積抵抗率
の測定法は次の通りである。凝柝、乾燥および分級した
白色帯電防止性PTFEファインパウダーに任意の押出
助剤を加え、ペースト押出により、直径5mmのロッドを
得る。そのロッドを、助剤が乾燥しないうちにカレンダ
ーロールによりシート化する。得られたシートを乾燥し
た後、360℃で3分間焼成する。そのシート(厚み2
00μm)を支持具に固定し、その体積抵抗率に応じて
テスターまたは抵抗微小電流計で抵抗を測定する。
ば、帯電防止効果を得るための針状導電性酸化チタンの
最低含有量は約17重量%となる。ここで、必要以上の
充填量で針状導電性酸化チタンを用いたとしても、体積
抵抗率の低下割合は小さくなり、期待するほどの効果が
得られないばかりでなく、凝柝時にフィラー分離が起こ
り易くなる。従って、本発明においては、針状導電性酸
化チタンの含有量は、組成物重量に対して、17〜22
重量%、より好ましくは20〜22重量%、特に約20
重量%である。
性酸化チタン(粒径0.2〜0.3μm)を微量(1〜2重
量%)添加すると、重量で同量の針状導電性酸化チタン
と同程度の体積抵抗率となることが判った。このことに
より、比較的安価な球状導電性酸化チタンを有効に使用
することができる。
パウダーは、通常200〜5000μmの粒径を有し、
分散液からの分離が容易で流動性が良く、乾燥後も凝塊
を生じないので非常に取り扱い易い。さらに、この粉末
には、充填材料である針状導電性酸化チタンが均一に混
合されており、安定して108Ω・cm程度の体積抵抗率
をもつ。
グも容易で、任意の厚みのシート、チューブ、パイプ、
棒などに成形可能である。
することにより、粉体輸送の際の静電帯電防止に効果が
ある。チューブや切削小物は、ICやLSIなどの半導
体、電気機器分野への応用が可能である。
をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらにより
何ら制限されるものではない。
した針状導電性酸化チタンを分散機で水に分散させた。
この時の固形分濃度は約20重量%で、pHは約10で
あった。
積5000mlの邪魔板(幅11mm)付撹拌容器から成
り、撹拌機として、その軸芯下端に錨型撹拌翼(回転外
径90mm、高さ60mm)を有するものを用いた。PTF
Eと充填材との共凝柝は下記の手順で行なった。
濃度が12〜14重量%となる量で仕込み、300rpm
で撹拌しながら、水分散針状導電性酸化チタンを固形分
で表1に示す量(xg)加えた。次に、パーフルオロオ
クタン酸アンモニウムを分散剤とした乳化重合により調
製したPTFE水性分散体をポリマー固形分で表1に示
す量(yg)注入し、撹拌速度を450rpmに上げた。
すると、混合溶液の粘度が急速に上昇し、15〜40秒
で頂点に達するが、その後、下降した。
あるトリクロロトリフルオロエタン110mlを徐々に添
加すると、粒子の生成が始まった。約2分の整粒の後、
撹拌を停止した。共凝柝物を48メッシュ金網により、
濾過分離し、金網上で水切りし、130℃で乾燥した。
乾燥後、得られた粉末の重量を測定して、収率を求めた
(計算得量450g)。結果を表1に示す。
化チタンを水分散したもの(pH≒2)を用い、比較例5
では、未処理の針状導電性酸化チタンの未分散品を用い
た(ただし、10リットルスケール)。
入後、スラリーピークに達するまでの時間(秒) ※2(フィラー分離状況)○:フィラー分離なし(廃水
透明)、あるいは若干のフィラー分離 ×:フィラー分離(廃水白濁)
てペースト押出成形を行なった。粉末100重量部に、
IPソルベント1620(出光石油製)21重量部を混
合し、この混合物を押出絞り比(Reduction Ratio)3
6、押出速度20mm/minの条件下、ペースト押出して
外径5mmのロッドを成形し、その外観を観察した。
積抵抗を測定した。それらの結果を表2に示す。
剤処理済水分散の針状導電性酸化チタンに加えて、球状
導電性酸化チタンを同様の処理に付して使用した。比較
例6と8では球状導電性酸化チタンを1重量%、比較例
7と実施例5ではを2重量%用いて、その効果を調べ
た。又、比較例9では、針状導電性酸化チタンを使わな
かった。凝柝装置、凝柝条件、押出条件、ρv測定条件
は実施例1と同様である。結果を表3に示す。実施例5
及び比較例6〜8は、図1の曲線にのっている。
の含有量と体積抵抗率との関係を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 ポリテトラフルオロエチレンファインパ
ウダーおよび針状導電性酸化チタンを含有することを特
徴とする帯電防止性フッ素樹脂組成物。 - 【請求項2】 更に球状導電性酸化チタンを含む請求項
1記載の帯電防止性フッ素樹脂組成物。 - 【請求項3】 該針状導電性酸化チタンは、カップリン
グ剤により表面処理されたものである請求項1に記載の
帯電防止性フッ素樹脂組成物。 - 【請求項4】 該カップリング剤は、シラン系カップリ
ング剤である請求項3に記載の帯電防止性フッ素樹脂組
成物。
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