JP5381367B2 - Method for producing fluororesin molded body - Google Patents

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Description

本発明は、含フッ素樹脂成形体の製造方法に関し、詳しくは、低温、短時間のアニールによって、機械強度および寸法安定性に優れた含フッ素樹脂成形体を得ることができる含フッ素樹脂成形体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a fluororesin molded body, and more specifically, a fluororesin molded body that can obtain a fluororesin molded body excellent in mechanical strength and dimensional stability by low-temperature and short-time annealing. It relates to a manufacturing method.

含フッ素樹脂成形体の製造では、成形工程の後に、熱的に安定な相を形成したり、結晶性を制御したり、残留応力を取り除いたりするためにアニールを行うことが効果的であることが知られている。特に電解質ポリマーは、典型的には分散液を塗工(キャスト)し、乾燥することにより成形されるため、乾燥凝集したポリマー粒子から連続的固体相を得るために120℃以上でアニールすることが有効であることが特許文献1に開示されている。   In the production of fluoropolymer moldings, it is effective to perform annealing after the molding process to form a thermally stable phase, control crystallinity, and remove residual stress. It has been known. In particular, an electrolyte polymer is typically formed by coating (casting) a dispersion and drying, so that it can be annealed at 120 ° C. or higher in order to obtain a continuous solid phase from dried and agglomerated polymer particles. It is disclosed in Patent Document 1 that it is effective.

また、特許文献2には、物理的強度や耐久性が十分な膜を得るために、含フッ素樹脂のガラス転移点(Tg)よりも10℃以上高く、かつ高温による電解質ポリマーの分解につながる210℃よりも低い温度でアニールすることが開示されている。   Further, in Patent Document 2, in order to obtain a film having sufficient physical strength and durability, it is higher by 10 ° C. or more than the glass transition point (Tg) of the fluorine-containing resin and leads to decomposition of the electrolyte polymer at a high temperature 210. Annealing at a temperature lower than 0 C is disclosed.

さらに、電解質膜は含水率の変化や温度変化に伴う面積方向の寸法変化が少ないことが望まれているが、この点について特許文献3には、寸法安定性を向上させる手法として、加熱時に延伸し、その次に延伸温度よりも高い温度でアニールすることが開示されている。   Furthermore, the electrolyte membrane is desired to have a small dimensional change in the area direction due to a change in moisture content or a change in temperature. However, in this respect, Patent Document 3 discloses a technique for stretching during heating as a technique for improving dimensional stability. Then, it is disclosed that annealing is performed at a temperature higher than the stretching temperature.

さらにまた、特許文献4には、電解質膜の製造方法として、電解質ポリマーの懸濁液に用いられる溶媒よりも低沸点であり、かつ電解質ポリマーに対して貧溶媒である液に電解質膜を接触させることで、その乾燥速度を向上させる手法が開示されている。   Furthermore, in Patent Document 4, as a method for producing an electrolyte membrane, the electrolyte membrane is brought into contact with a liquid that has a lower boiling point than the solvent used for the electrolyte polymer suspension and is a poor solvent for the electrolyte polymer. Thus, a technique for improving the drying speed is disclosed.

特表2004−501484号公報(特許請求の範囲等)JP-T-2004-501484 (Claims etc.) 特表2007−511047号公報(特許請求の範囲等)JP-T 2007-511047 (Claims etc.) 特開2005−166329号公報(特許請求の範囲等)JP-A-2005-166329 (Claims) 特開2007−042582号公報(特許請求の範囲等)JP 2007-042582 A (claims, etc.)

しかしながら、特許文献1記載の技術のように連続的固体相を得ることは、電解質膜形成において必要な条件ではあるが、それだけでは、電解質膜の使用環境において十分な物理的強度および寸法安定性は得られないという問題がある。さらに、アニールが十分ではないと、製造プロセスにおいて、物理的強度が弱いために電解質膜がダメージを受ける場合があるという問題もある。   However, obtaining a continuous solid phase as in the technique described in Patent Document 1 is a necessary condition in the formation of an electrolyte membrane, but by itself, sufficient physical strength and dimensional stability are not sufficient in the environment where the electrolyte membrane is used. There is a problem that it cannot be obtained. Further, if the annealing is not sufficient, there is a problem that the electrolyte membrane may be damaged due to weak physical strength in the manufacturing process.

また、特許文献2記載の技術では、含フッ素樹脂成形体が耐熱性の低い材料を含む場合には、その材料の耐熱性に見合った温度でアニールする必要があり、アニールが不十分になるか、あるいは長時間のアニールが必要になるという問題がある。一方、含フッ素樹脂のTgよりも高い温度でのアニールでは、含フッ素樹脂が軟化するために、高い耐熱性を有する支持体が必要となり、製造コストが高くなってしまうという問題がある。また、アニール温度は電解質ポリマーの分解温度より低い必要があるが、アニール可能上限温度においても、十分な機械的強度を得るためには長時間を必要とする場合があり、効率の面でも問題がある。   In the technique described in Patent Document 2, if the fluororesin molded body contains a material having low heat resistance, it is necessary to anneal at a temperature commensurate with the heat resistance of the material. Alternatively, there is a problem that long annealing is required. On the other hand, in annealing at a temperature higher than the Tg of the fluororesin, since the fluororesin is softened, a support having high heat resistance is required, and there is a problem that the manufacturing cost increases. Also, the annealing temperature needs to be lower than the decomposition temperature of the electrolyte polymer, but even at the upper limit temperature that can be annealed, it may take a long time to obtain sufficient mechanical strength. is there.

さらに、特許文献3記載の技術のように電解質膜を加熱時に延伸する方法は、長期間の使用や、温度・湿度環境の変化にさらされることにより残留歪みが緩和し、その効力が低減するという問題がある。また、電解質膜に歪みが残っているために、膜が破断するまでの伸度が低く、取り扱いが困難である場合がある。さらに、延伸装置は、装置コストが高いという問題もある。   Furthermore, the method of stretching the electrolyte membrane during heating as in the technique described in Patent Document 3 is that the residual strain is relaxed by being exposed to changes in the temperature and humidity environment for a long period of use, and the effectiveness is reduced. There's a problem. Further, since strain remains in the electrolyte membrane, the degree of elongation until the membrane breaks is low, and it may be difficult to handle. Further, the stretching apparatus has a problem that the apparatus cost is high.

さらにまた、特許文献4記載の技術のように貧溶媒に接触させる工程の採用は、乾燥速度を向上させるという効果はあるが、アニールによる物性向上には寄与しないという問題がある。いずれにしても、これまでは機械的強度および寸法安定性に優れた含フッ素樹脂成形体を効率よく製造することはできなかったのが、実情である。   Furthermore, the adoption of the step of contacting with a poor solvent as in the technique described in Patent Document 4 has the effect of improving the drying speed, but does not contribute to the improvement of physical properties by annealing. In any case, the actual situation is that until now it has not been possible to efficiently produce a fluorine-containing resin molded article excellent in mechanical strength and dimensional stability.

そこで本発明の目的は、低温、短時間のアニールによって、機械強度および寸法安定性に優れた含フッ素樹脂成形体を得ることができる含フッ素樹脂成形体の製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a fluorinated resin molded article that can obtain a fluorinated resin molded article excellent in mechanical strength and dimensional stability by low-temperature and short-time annealing.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、形成された含フッ素樹脂成形体中間物を良溶媒で膨潤させた後にアニールすることで、アニール温度の低下またはアニール時間の短縮、あるいはこれらの双方を行っても同等性能を有する含フッ素樹脂成形体が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor annealed after swelling the formed fluororesin molded product intermediate with a good solvent, thereby reducing the annealing temperature or the annealing time, or It has been found that a fluorine-containing resin molded product having equivalent performance can be obtained even if both of these are performed, and the present invention has been completed.

即ち、本発明の含フッ素樹脂成形体の製造方法は、下記工程a)およびb)、
a)電解質ポリマーである含フッ素樹脂または該含フッ素樹脂を含む混合物を成形して含フッ素樹脂成形体中間物を得る工程と、
b)得られた含フッ素樹脂成形体中間物中の含フッ素樹脂100質量部に対して良溶媒を25〜500質量部含浸させて120〜200℃でアニールをする工程と、
を少なくとも有することを特徴とするものである。
That is, the method for producing a fluororesin molded product of the present invention includes the following steps a) and b),
a) molding a fluororesin that is an electrolyte polymer or a mixture containing the fluororesin to obtain a fluororesin molded article intermediate;
b) impregnating 25 to 500 parts by mass of a good solvent with respect to 100 parts by mass of the fluororesin in the obtained fluororesin molded product intermediate, and annealing at 120 to 200 ° C ;
It is characterized by having at least.

本発明によれば、従来の製造方法よりも低温、短時間のアニールによって、機械強度および寸法安定性に優れた含フッ素樹脂成形体、特に含フッ素樹脂フィルムを作製することができる。かかるアニール温度の低下は省エネルギーになるだけでなく、フィルム支持体等への負荷の低減にもなり、多様な支持体材料を選択することが可能である。また、本発明によれば、従来の製造方法ではアニールを十分に行うことができなかった、含フッ素樹脂よりも低い耐熱性を有する材料を含む場合でも十分にアニールすることができる。   According to the present invention, a fluorine-containing resin molded article excellent in mechanical strength and dimensional stability, particularly a fluorine-containing resin film, can be produced by annealing at a lower temperature and in a shorter time than conventional production methods. Such a decrease in the annealing temperature not only saves energy but also reduces the load on the film support and the like, and various support materials can be selected. In addition, according to the present invention, even when a material having a heat resistance lower than that of the fluorine-containing resin, which cannot be sufficiently annealed by the conventional manufacturing method, can be sufficiently annealed.

以下、本発明の好適な実施形態について、詳細に説明する。
(工程a))
含フッ素樹脂または該含フッ素樹脂を含む混合物を成形して含フッ素樹脂成形体中間物を得る工程a)としては、特に限定されないが、例えば、含フッ素樹脂または該含フッ素樹脂を含む混合物を溶媒に、懸濁、分散または溶解させた液を塗工液として基材に塗工(塗布)し、乾燥させることにより好適にフィルム状に成形することができる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
(Process a))
The step a) of obtaining a fluororesin molded product intermediate by molding a fluororesin or a mixture containing the fluororesin is not particularly limited. For example, the fluororesin or the mixture containing the fluororesin is a solvent. In addition, the suspension, dispersion, or dissolved solution can be applied (applied) to the substrate as a coating solution, and dried to form a film.

本発明において、塗工方法としては特に限定されないが、具体例を示すと、バッチ式の方法としてはバーコータ法、スピンコータ法、スクリーン印刷法等があり、連続式の方法としては後計量法と前計量法がある。後計量法は、過剰の塗工液を塗工し、後から所定の膜厚となるように塗工液を除去する方法であり、前計量法は、所定の膜厚を得るのに必要な量の塗工液を塗工する方法である。   In the present invention, the coating method is not particularly limited, but as a specific example, the batch method includes a bar coater method, a spin coater method, a screen printing method, and the like. There is a measurement law. The post-weighing method is a method of applying an excessive coating liquid and removing the coating liquid so that a predetermined film thickness is obtained later. The pre-weighing method is necessary to obtain a predetermined film thickness. This is a method of applying an amount of coating liquid.

後計量法としては、エアドクタコータ法、ブレードコータ法、ロッドコータ法、ナイフコータ法、スクイズコータ法、含浸コータ法、コンマコータ法等があり、前計量法としては、ダイコータ法、リバースロールコータ法、トランスファロールコータ法、グラビアコータ法、キスロールコータ法、キャストコータ法、スプレイコータ法、カーテンコータ法、カレンダコータ法、押出コータ法等がある。均一な塗工層を形成するためには、スクリーン印刷法およびダイコータ法が好ましく、コスト面、量産を考慮すると連続式のダイコータ法が好ましい。   As the post-measuring method, there are an air doctor coater method, a blade coater method, a rod coater method, a knife coater method, a squeeze coater method, an impregnation coater method, a comma coater method, etc. Examples include a transfer roll coater method, a gravure coater method, a kiss roll coater method, a cast coater method, a spray coater method, a curtain coater method, a calendar coater method, and an extrusion coater method. In order to form a uniform coating layer, a screen printing method and a die coater method are preferable, and a continuous die coater method is preferable in consideration of cost and mass production.

本発明において使用し得る含フッ素樹脂は、特に限定されないが、その用途の多様性から、好ましくは電解質ポリマーである。特には、スルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体が好ましく、テトラフルオロエチレンに基づく単位と、スルホン酸基を有するパーフルオロビニルエーテルに基づく単位とを含む共重合体がより好ましい。なお、通常このような共重合体は、テトラフルオロエチレンと−SOF基等のスルホン酸基の前駆体基を有するパーフルオロビニルエーテルとを共重合した後、加水分解、酸型化して得ることができる。 The fluorine-containing resin that can be used in the present invention is not particularly limited, but is preferably an electrolyte polymer because of its versatility. In particular, a perfluorocarbon polymer having a sulfonic acid group is preferable, and a copolymer including a unit based on tetrafluoroethylene and a unit based on perfluorovinyl ether having a sulfonic acid group is more preferable. Such a copolymer is usually obtained by copolymerization of tetrafluoroethylene and perfluorovinyl ether having a precursor group of a sulfonic acid group such as —SO 2 F group, followed by hydrolysis and acidification. Can do.

スルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体(スルホン酸型パーフルオロカーボンポリマー)としては、下記ポリマー(H)または下記ポリマー(Q)が好ましく、ポリマー(Q)が特に好ましい。   As the perfluorocarbon polymer having a sulfonic acid group (sulfonic acid type perfluorocarbon polymer), the following polymer (H) or the following polymer (Q) is preferable, and the polymer (Q) is particularly preferable.

ポリマー(H)は、テトラフルオロエチレン(以下、「TFE」と記す)に基づく単位と、下記単位(1)とを有するコポリマーである。   The polymer (H) is a copolymer having units based on tetrafluoroethylene (hereinafter referred to as “TFE”) and the following unit (1).

単位(1): Unit (1):

Figure 0005381367
Figure 0005381367

(ただし、単位(1)の式中、Xはフッ素原子またはトリフルオロメチル基であり、mは0〜3の整数であり、nは1〜12の整数であり、pは0または1である。) (However, in the formula of unit (1), X is a fluorine atom or a trifluoromethyl group, m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 1 to 12, and p is 0 or 1. .)

かかるポリマー(H)は、TFEおよび下記化合物(2)の混合物を重合して前駆体ポリマー(以下、「ポリマー(F)」と記す)を得た後、ポリマー(F)中の−SOF基をスルホン酸基に変換することにより得られる。−SOF基のスルホン酸基への変換は、加水分解および酸型化処理により行われる。 The polymer (H) is obtained by polymerizing a mixture of TFE and the following compound (2) to obtain a precursor polymer (hereinafter referred to as “polymer (F)”), and then —SO 2 F in the polymer (F). It is obtained by converting the group into a sulfonic acid group. Conversion of the —SO 2 F group into a sulfonic acid group is performed by hydrolysis and acidification treatment.

化合物(2):
CF=CF(OCFCFX)−O−(CF−SOF (2)
(ただし、化合物(2)の式中、Xはフッ素原子またはトリフルオロメチル基であり、mは0〜3の整数であり、nは1〜12の整数であり、pは0または1である。)
Compound (2):
CF 2 = CF (OCF 2 CFX ) m -O p - (CF 2) n -SO 2 F (2)
(However, in the formula of compound (2), X is a fluorine atom or a trifluoromethyl group, m is an integer of 0 to 3, n is an integer of 1 to 12, and p is 0 or 1. .)

また、上記化合物(2)としては、下記化合物(21)〜(23)が好ましい。   Moreover, as said compound (2), the following compounds (21)-(23) are preferable.

CF=CFO(CFn1SOF (21)
CF=CFOCFCF(CF)O(CFn2SOF (22)
CF=CF(OCFCF(CF))m3O(CFn3SOF (23)
(ただし、化合物(21)〜(23)の式中、n1、n2、n3は、1〜8の整数であり、m3は、1〜3の整数である。)
CF 2 = CFO (CF 2) n1 SO 2 F (21)
CF 2 = CFOCF 2 CF (CF 3 ) O (CF 2 ) n 2 SO 2 F (22)
CF 2 = CF (OCF 2 CF (CF 3)) m3 O (CF 2) n3 SO 2 F (23)
(However, in the formulas of the compounds (21) to (23), n1, n2, and n3 are integers of 1 to 8, and m3 is an integer of 1 to 3.)

ポリマー(Q)は、TFEに基づく単位と、下記単位(U1)とを有するコポリマーである。   The polymer (Q) is a copolymer having units based on TFE and the following units (U1).

単位(U1): Unit (U1):

Figure 0005381367
Figure 0005381367

(ただし、単位(U1)の式中、Qは、エーテル性の酸素原子を有していてもよいパーフルオロアルキレン基であり、Qは、単結合、またはエーテル性の酸素原子を有していてもよいパーフルオロアルキレン基であり、Yは、フッ素原子または1価のパーフルオロ有機基であり、単結合は、CYの炭素原子と、SOHのイオウ原子とが直接結合していることを意味し、有機基は、炭素原子を1以上含む基を意味する。) (However, in the formula of the unit (U1), Q 1 is a perfluoroalkylene group which may have an etheric oxygen atom, and Q 2 has a single bond or an etheric oxygen atom. And Y is a fluorine atom or a monovalent perfluoro organic group, and the single bond is a direct bond between a CY carbon atom and a SO 3 H sulfur atom. The organic group means a group containing one or more carbon atoms.)

上記単位(U1)において、Q、Qのパーフルオロアルキレン基がエーテル性の酸素原子を有する場合、該酸素原子は、1個であってもよく、2個以上であってもよい。また、該酸素原子は、パーフルオロアルキレン基の炭素原子−炭素原子結合間に挿入されていてもよく、炭素原子結合末端に挿入されていてもよい。さらに、パーフルオロアルキレン基の炭素数は1〜6が好ましく、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。 In the unit (U1), when the perfluoroalkylene groups of Q 1 and Q 2 have an etheric oxygen atom, the oxygen atom may be one or two or more. The oxygen atom may be inserted between the carbon atom-carbon atom bonds of the perfluoroalkylene group or may be inserted at the carbon atom bond terminal. Further, the carbon number of the perfluoroalkylene group is preferably 1 to 6, and may be linear or branched.

また、上記単位(U1)としては、下記単位(M1)が好ましく、下記単位(M11)または下記単位(M12)がより好ましい。   The unit (U1) is preferably the following unit (M1), more preferably the following unit (M11) or the following unit (M12).

単位(M1): Unit (M1):

Figure 0005381367
Figure 0005381367

(ただし、単位(M1)の式中、RF11は、単結合、またはエーテル性の酸素原子を有していてもよい炭素数1〜6の直鎖状のパーフルオロアルキレン基であり、RF12は、炭素数1〜6の直鎖状のパーフルオロアルキレン基である。) (However, in the formula of the unit (M1), R F11 is a single bond or a linear perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms which may have an etheric oxygen atom, and R F12 Is a linear perfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms.)

単位(M11): Unit (M11):

Figure 0005381367
Figure 0005381367

単位(M12): Unit (M12):

Figure 0005381367
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さらに、ポリマー(Q)は、他のモノマーに基づく繰り返し単位(以下、「他の単位」と記す)を有していてもよい。   Further, the polymer (Q) may have a repeating unit based on another monomer (hereinafter referred to as “other unit”).

上記他の単位としては、機械的強度および化学的な耐久性の点から、パーフルオロモノマーに基づく繰り返し単位が好ましく、上記の官能基を有する単位(1)に基づく繰り返し単位や、下記単位(M2)基づく繰り返し単位が好ましい。かかる単位(M2)としては、下記単位(M21)または下記単位(M22)がより好ましい。   The other unit is preferably a repeating unit based on a perfluoromonomer from the viewpoint of mechanical strength and chemical durability. The repeating unit based on the unit (1) having the above functional group or the following unit (M2 ) Based repeating units are preferred. As the unit (M2), the following unit (M21) or the following unit (M22) is more preferable.

単位(M2): Unit (M2):

Figure 0005381367
Figure 0005381367

(ただし、単位(M2)の式中、tは、0〜5の整数であり、qは、1〜12の整数である。) (However, in the unit (M2) formula, t is an integer of 0 to 5, and q is an integer of 1 to 12.)

単位(M21): Unit (M21):

Figure 0005381367
Figure 0005381367

単位(M22): Unit (M22):

Figure 0005381367
Figure 0005381367

また、ポリマー(Q)のイオン交換当量(EW)は、400〜900g乾燥樹脂/当量(以下、「g/当量」と記す)が好ましく、500〜800g/当量がより好ましい。   The ion exchange equivalent (EW) of the polymer (Q) is preferably 400 to 900 g dry resin / equivalent (hereinafter referred to as “g / equivalent”), and more preferably 500 to 800 g / equivalent.

さらに、ポリマー(Q)の質量平均分子量は、1×10〜1×10が好ましく、5×10〜5×10がより好ましい。 Furthermore, the mass average molecular weight of the polymer (Q) is preferably 1 × 10 4 to 1 × 10 7, and more preferably 5 × 10 4 to 5 × 10 6 .

また、ポリマー(Q)の質量平均分子量は、TQ値を測定することにより評価できる。TQ値(単位:℃)は、ポリマーの分子量の指標であり、長さ1mm、内径1mmのノズルを用い、2.94MPaの押出し圧力の条件でポリマーの溶融押出しを行った際の押出し量が100mm/秒となる温度である。例えば、TQ値が200〜300℃であるポリマーは、ポリマーを構成する繰り返し単位の組成で異なるが、質量平均分子量が1×10〜1×10に相当する。 The mass average molecular weight of the polymer (Q) can be evaluated by measuring the TQ value. The TQ value (unit: ° C.) is an index of the molecular weight of the polymer, and the extrusion amount when the polymer is melt-extruded under the condition of the extrusion pressure of 2.94 MPa using a nozzle having a length of 1 mm and an inner diameter of 1 mm is 100 mm. The temperature is 3 / sec. For example, a polymer having a TQ value of 200 to 300 ° C. corresponds to a mass average molecular weight of 1 × 10 5 to 1 × 10 6 although the composition of repeating units constituting the polymer differs.

さらに、含フッ素イオン交換樹脂のイオン交換容量は、導電性およびガス拡散性の点から、1.1〜1.8ミリ当量/g乾燥樹脂が好ましく、1.25〜1.65ミリ当量/g乾燥樹脂がより好ましい。   Further, the ion exchange capacity of the fluorine-containing ion exchange resin is preferably 1.1 to 1.8 meq / g dry resin, in terms of conductivity and gas diffusibility, and preferably 1.25 to 1.65 meq / g. A dry resin is more preferred.

また、本発明において、上記含フッ素樹脂を含む混合物に含むことができる他の成分として、非フッ素系交換樹脂を使用することができる。該非フッ素系交換樹脂としては、スルホン化ポリアリーレン、スルホン化ポリベンゾオキサゾール、スルホン化ポリベンゾチアゾール、スルホン化ポリベンゾイミダゾール、スルホン化ポリスルホン、スルホン化ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリエーテルエーテルスルホン、スルホン化ポリフェニレンスルホン、スルホン化ポリフェニレンオキシド、スルホン化ポリフェニレンスルホキシド、スルホン化ポリフェニレンサルファイド、スルホン化ポリフェニレンスルフィドスルホン、スルホン化ポリエーテルケトン、スルホン化ポリエーテルエーテルケトン、スルホン化ポリエーテルケトンケトン、スルホン化ポリイミド等が挙げられる。   Moreover, in this invention, a non-fluorine-type exchange resin can be used as another component which can be contained in the mixture containing the said fluorine-containing resin. Examples of the non-fluorinated exchange resin include sulfonated polyarylene, sulfonated polybenzoxazole, sulfonated polybenzothiazole, sulfonated polybenzimidazole, sulfonated polysulfone, sulfonated polyethersulfone, sulfonated polyetherethersulfone, and sulfonated. Examples include polyphenylene sulfone, sulfonated polyphenylene oxide, sulfonated polyphenylene sulfoxide, sulfonated polyphenylene sulfide, sulfonated polyphenylene sulfide sulfone, sulfonated polyether ketone, sulfonated polyether ether ketone, sulfonated polyether ketone ketone, and sulfonated polyimide. It is done.

上記塗工液に含まれる溶媒は、単独溶媒であっても2種以上の混合溶媒であってもよい。例えば、アルコール類、含フッ素溶媒等を使用することができる。   The solvent contained in the coating solution may be a single solvent or a mixed solvent of two or more. For example, alcohols and fluorine-containing solvents can be used.

アルコール類としては、主鎖の炭素数が1〜4のものが好ましく、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、tert−ブチルアルコール等を好適に使用することができる。また、アルコールに水を混合すると樹脂の溶解性を高めることもできる。   As the alcohols, those having 1 to 4 carbon atoms in the main chain are preferable. For example, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, tert-butyl alcohol and the like can be suitably used. . Moreover, when water is mixed with alcohol, the solubility of resin can also be improved.

含フッ素溶媒としては、例えば、下記のものが挙げられる。1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブタン、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロペンタン、1,1,1,2,3,4,5,5,5,−ノナフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−ペンタン、1,1,1,2,3,3,4,4,5,6,6,6−ドデカフルオロヘキサン、1,1,1,2,3,4,4,5,5,5−デカフルオロ−2−(トリフルオロメチル)−ペンタン、1,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1,2−ジ(トリフルオロメチル)−シクロブタン、パーフルオロオクタン、パーフルオロヘプタン、パーフルオロヘキサン等のフルオロカーボン;1,1−ジクロロ−1−フルオロエタン、2,2,2−トリフルオロ−1、1−ジクロロエタン、1,1−ジクロロ−2,2,3,3−ペンタフルオロプロパン、1,3−ジクロロ−1,1,2,2,3−ペンタフルオロプロパン等のハイドロクロロフルオロカーボン;1,1,2,2−テトラフルオロエチル−1,1,1−トリフルオロエチルエーテル、メチル−1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロピルエーテル等のフルオロエーテル;2,2,2−トリフロロエタノール、2,2,3,3,3−ペンタフロロプロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフロロイソプロパノール等の含フッ素アルコールが挙げられる。   As a fluorine-containing solvent, the following are mentioned, for example. 1,1,1,2,3,3-hexafluoropropane, 1,1,2,2,3,3,4,4-octafluorobutane, 1,1,1,2,3,4,4, 5,5,5-decafluoropentane, 1,1,1,2,3,4,5,5,5,5-nonafluoro-2- (trifluoromethyl) -pentane, 1,1,1,2,3 , 3,4,4,5,6,6,6-dodecafluorohexane, 1,1,1,2,3,4,4,5,5,5-decafluoro-2- (trifluoromethyl)- Fluorocarbons such as pentane, 1,2,3,3,4,4-hexafluoro-1,2-di (trifluoromethyl) -cyclobutane, perfluorooctane, perfluoroheptane, perfluorohexane; 1,1-dichloro -1-fluoroethane, 2,2,2-trifluoro-1,1-di Hydrochlorofluorocarbons such as chloroethane, 1,1-dichloro-2,2,3,3-pentafluoropropane, 1,3-dichloro-1,1,2,2,3-pentafluoropropane; , 2-tetrafluoroethyl-1,1,1-trifluoroethyl ether, methyl-1,1,1,2,3,3-hexafluoropropyl ether and other fluoroethers; 2,2,2-trifluoroethanol , Fluorinated alcohols such as 2,2,3,3,3-pentafluoropropanol and 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropanol.

本発明において、上記塗工液の粘度は0.1〜10Pa・sの範囲が好ましい。0.1Pa・s未満では粘度が低すぎ、塗布した際に塗工液が基材にのらず流れ出すおそれがある。一方、10Pa・sを超えると、粘度が高すぎて均一な塗工が難しくなる。また、塗工液の濃度は用いる溶媒によって異なるが、塗工液の粘度を考慮して0.1〜50質量%、特に0.1〜30質量%であることが好ましい。   In the present invention, the viscosity of the coating solution is preferably in the range of 0.1 to 10 Pa · s. If it is less than 0.1 Pa · s, the viscosity is too low, and there is a possibility that the coating liquid flows out without being applied to the substrate when applied. On the other hand, if it exceeds 10 Pa · s, the viscosity is too high and uniform coating becomes difficult. Moreover, although the density | concentration of a coating liquid changes with solvents to be used, it is preferable that it is 0.1-50 mass% considering the viscosity of a coating liquid, and 0.1-30 mass% especially.

本発明において、上記塗工液を塗工する基材は特に限定されず、乾燥の際に溶融しなければよい。具体的には、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETという)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド等の炭化水素系フィルム、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体、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、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系フィルムが挙げられる。   In the present invention, the base material on which the coating liquid is applied is not particularly limited, and may be not melted during drying. Specifically, hydrocarbon films such as polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET), polyethylene, polypropylene, polyimide, polytetrafluoroethylene, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer, ethylene / hexafluoropropylene copolymer, tetra Fluorine-based films such as fluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer and polyvinylidene fluoride can be mentioned.

(工程b))
次に、工程b)において含フッ素樹脂成形体中間物中に良溶媒を含浸させる方法は、特に限定されないが、具体的には、良溶媒を含フッ素樹脂成形体中間物上に流延塗布する方法、含フッ素樹脂成形体中間物を良溶媒中に浸漬する方法、含フッ素樹脂成形体中間物を良溶媒の蒸気に暴露する方法等が挙げられる。
(Process b))
Next, the method of impregnating the good solvent in the fluororesin molded product intermediate in step b) is not particularly limited, but specifically, the good solvent is cast on the fluororesin molded product intermediate. Examples thereof include a method, a method of immersing the fluororesin molded product intermediate in a good solvent, and a method of exposing the fluororesin molded product intermediate to the vapor of the good solvent.

良溶媒を含フッ素樹脂成形体中間物上に流延塗布する方法としては、上記塗工工程と同様の塗工方法の何れも用いることができるが、良溶媒である塗布液を含フッ素樹脂が吸収するため、前計量法の方が好ましい。特に、含フッ素樹脂が軟化することから含フッ素樹脂成形体中間物の変形を避けるためには非接触であるスプレイコータ法、ダイコータ法が好ましく、均一な塗工量を得るためにはダイコータ法が好ましい。   As a method of casting the good solvent on the fluororesin molded product intermediate, any of the coating methods similar to the above coating step can be used. The pre-measurement method is preferred for absorption. In particular, the non-contact spray coater method and die coater method are preferred to avoid deformation of the fluororesin molded product intermediate since the fluororesin softens, and the die coater method is preferred to obtain a uniform coating amount. preferable.

また、含フッ素樹脂成形体中間物を良溶媒中に浸漬する方法は、含フッ素樹脂成形体中間物中の含フッ素樹脂に良溶媒を含浸させることができれば、浸漬時間、溶剤組成等は限定されないが、溶媒の種類によっては含フッ素樹脂が溶媒中に溶解する場合があるため、浸漬時間、溶剤組成等を含浸量が適切になるように調整することが好ましい。   In addition, the method of immersing the fluororesin molded product intermediate in a good solvent is not limited in terms of immersion time, solvent composition, etc., as long as the fluororesin in the fluororesin molded product intermediate can be impregnated with the good solvent. However, since the fluororesin may be dissolved in the solvent depending on the type of the solvent, it is preferable to adjust the immersion time, the solvent composition, and the like so that the impregnation amount is appropriate.

さらに、含フッ素樹脂成形体中間物を良溶媒の蒸気に暴露する方法は、含フッ素樹脂成形体中間物の含フッ素樹脂に良溶媒を含浸させることができれば、暴露時間、温度、圧力等は限定されないが、含浸量が適切になるように、暴露時間、温度、圧力を調整することが好ましい。   Furthermore, the method of exposing the fluororesin molded product intermediate to the vapor of a good solvent is limited as long as the fluororesin of the fluororesin molded product intermediate can be impregnated with a good solvent. However, it is preferable to adjust the exposure time, temperature, and pressure so that the amount of impregnation is appropriate.

良溶媒を含フッ素樹脂成形体中間物に含浸させる量は、用いる良溶媒および用いる含フッ素樹脂によって異なるが、含フッ素樹脂成形体中間物中の含フッ素樹脂100質量部に対して、25〜500質量部であり、好ましくは50〜500質量部である。含浸量が25質量部よりも低いと、アニール工程の進行に伴い良溶媒の揮発が協奏的に生じることから、アニール処理促進とともに良溶媒自身の揮発が協奏的に生じてしまい、アニール処理効果を十分に得ることができない。一方、500質量部を超える量を含浸させると含フッ素樹脂成形体の形態そのものを維持できないおそれがある。   The amount of good solvent impregnated in the fluororesin molded product intermediate varies depending on the good solvent used and the fluororesin used, but is 25 to 500 with respect to 100 parts by mass of the fluororesin in the fluororesin molded product intermediate. It is a mass part, Preferably it is 50-500 mass parts. If the amount of impregnation is lower than 25 parts by mass, volatilization of the good solvent will occur in concert with the progress of the annealing step. I can't get enough. On the other hand, when the amount exceeding 500 parts by mass is impregnated, the form of the fluororesin molded body itself may not be maintained.

本発明において、良溶媒とは、含フッ素樹脂を全質量の10質量%となるように溶媒と混合したときに、溶媒の沸点以下の温度で、含フッ素樹脂中に溶媒が浸透して含フッ素樹脂の不溶解物をなくすことができる溶媒をいう。   In the present invention, the good solvent means that the fluorine-containing resin permeates into the fluorine-containing resin at a temperature equal to or lower than the boiling point of the solvent when the fluorine-containing resin is mixed with the solvent so as to be 10% by mass of the total mass. A solvent that can eliminate insoluble resin.

かかる良溶媒としては、例えば、含フッ素化合物、アルコール類、グリコールエーテル類、芳香族炭化水素類等を好適に用いることができる。特に好適には、含フッ素樹脂成形体中間物を形成するために工程a)で用いられる溶媒の他に、2−(パーフルオロヘキシル)エタノール、アサヒクリンAK−225 TM(旭硝子社製、日本、東京)、セロソルブ、トルエン、n−ブチルアルコール等を挙げることができる。また、良溶媒は単独であっても2種以上を混合したものであってもよい。   As such a good solvent, for example, fluorine-containing compounds, alcohols, glycol ethers, aromatic hydrocarbons and the like can be suitably used. Particularly preferably, in addition to the solvent used in step a) to form the fluororesin molded product intermediate, 2- (perfluorohexyl) ethanol, Asahi Clin AK-225 TM (Asahi Glass Co., Ltd., Japan, Tokyo), cellosolve, toluene, n-butyl alcohol and the like. Further, the good solvent may be a single solvent or a mixture of two or more.

また、良溶媒はアニール後には含フッ素樹脂成形体内に残存しないことが好ましいため、良溶媒の沸点がアニール温度以下であることが好ましく、含フッ素樹脂成形体を形成する工程において用いられる溶媒と共沸する性質を有することが特に好ましい。   In addition, since it is preferable that the good solvent does not remain in the fluorine-containing resin molded body after annealing, the boiling point of the good solvent is preferably equal to or lower than the annealing temperature, and is the same as the solvent used in the step of forming the fluorine-containing resin molded body. It is particularly preferable to have a boiling property.

アニールを行うときのアニール温度については、含フッ素樹脂成形体中間物中の含フッ素樹脂に良溶媒を含浸させることを行わない従来のアニール温度よりも低く設定しても、最終含フッ素樹脂成形体において従来と同等の性能を得ることができる。また、アニール時間については、温度が同じ場合には短縮することができ、あるいは温度の低下と時間の短縮とを同時に行っても従来と同等の性能を得ることができる。 Even if the annealing temperature at the time of annealing is set lower than the conventional annealing temperature at which the fluorine-containing resin in the intermediate of the fluorine-containing resin molded article is not impregnated with a good solvent, the final fluorine-containing resin molded article In this case, the same performance as in the prior art can be obtained. Further, the annealing time can be shortened when the temperature is the same, or the same performance as the conventional one can be obtained even if the temperature is lowered and the time is shortened at the same time.

具体的には、含フッ素樹脂が電解質ポリマーである場合、アニール温度は120〜200℃が好ましい。120℃未満ではアニールの効果が十分に得られない場合があり、200℃を超えると電解質ポリマーが分解してしまうおそれがある。   Specifically, when the fluorine-containing resin is an electrolyte polymer, the annealing temperature is preferably 120 to 200 ° C. If the temperature is lower than 120 ° C, the effect of annealing may not be sufficiently obtained. If the temperature exceeds 200 ° C, the electrolyte polymer may be decomposed.

本発明において、アニール時間は典型的に10分から60分である。アニール時間が短か過ぎるとアニール効果が得られない場合があり、一方、コスト面、量産を考慮するとアニール時間を長くすることは不利である。   In the present invention, the annealing time is typically 10 to 60 minutes. If the annealing time is too short, the annealing effect may not be obtained. On the other hand, considering the cost and mass production, it is disadvantageous to increase the annealing time.

また、本発明において、良溶媒は、環境によっては時間と共に含浸量が減少する場合があるため、アニールは良溶媒を含浸させた直後に行うことが好ましい。   In the present invention, the amount of impregnation of the good solvent may decrease with time depending on the environment. Therefore, the annealing is preferably performed immediately after impregnation with the good solvent.

本発明において、最終成形体である含フッ素樹脂成形体は、含フッ素樹脂フィルムであることが好ましい。かかる含フッ素樹脂フィルムは、燃料電池の電解質膜に好適に使用することができる。   In the present invention, the fluororesin molded body as the final molded body is preferably a fluororesin film. Such a fluorine-containing resin film can be suitably used for an electrolyte membrane of a fuel cell.

また、本発明においては、含フッ素樹脂成形体は、含フッ素樹脂を構成要素とする層状成形体としてもよい。かかる層状成形体は、例えば、含フッ素樹脂の他に金属触媒や触媒担体を含む層状多孔体であってもよい。かかる含フッ素樹脂多孔体は、燃料電池の触媒層に好適に使用することができる。   In the present invention, the fluorine-containing resin molded body may be a layered molded body having a fluorine-containing resin as a constituent element. Such a layered molded body may be, for example, a layered porous body containing a metal catalyst and a catalyst carrier in addition to the fluororesin. Such a fluororesin porous body can be suitably used for a catalyst layer of a fuel cell.

以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

〔実施例1〕
モノマーA(CF=CF)と、モノマーB(CF=CF−OCFCF(CF)−OCFCFSOF)と、モノマーC(CF=CF−OCFCF(OCFCFSOF)−OCFCFSOF)と、を共重合し、それぞれのモノマー単位の割合がA:82.6mol%、B:7.8mol%、C:9.6mol%であるスルホン酸型パーフルオロカーボン重合体の前駆体を得た。この前駆体を加水分解および酸型化処理してイオン交換容量が1.52ミリ当量/グラム乾燥樹脂であるイオン交換樹脂に変換し、次いで、このイオン交換樹脂の水とエタノール溶液の混合液を溶媒とする溶液(固形分濃度10質量%)を調製した。次いで、この溶液に硝酸セリウムを蒸留水に溶解した溶液を添加し、イオン交換樹脂中のスルホン酸基の10%をCe3+でイオン交換した樹脂(以下、イオン交換樹脂(A)という)の溶液を得た。この溶液をダイコートにより旭硝子社製フッ素樹脂(商品名:フィルムアフレックス)品番100N(厚み100μm)の上に流延し、しかる後、80℃15分間乾燥し、上記イオン交換樹脂(A)からなる厚さ25μmの含フッ素樹脂フィルム中間物を得た。
得られた含フッ素樹脂フィルム中間物をエタノール中に1秒間浸漬して膨潤体を得た。次いで、この膨潤体に対し140℃、15分の条件でアニールを行い、最終成形体である含フッ素樹脂フィルムを得た。
[Example 1]
Monomer A (CF 2 = CF 2) , monomer B (CF 2 = CF-OCF 2 CF (CF 3) -OCF 2 CF 2 SO 2 F) and monomer C (CF 2 = CF-OCF 2 CF (OCF 2 and CF 2 SO 2 F) -OCF 2 CF 2 SO 2 F), by copolymerizing the proportion of each monomer unit a: 82.6mol%, B: 7.8mol %, C: 9.6mol% A sulfonic acid type perfluorocarbon polymer precursor was obtained. This precursor is hydrolyzed and acidified to convert it to an ion exchange resin having an ion exchange capacity of 1.52 meq / g dry resin, and then a mixture of the ion exchange resin in water and ethanol is used. A solution (solid content concentration of 10% by mass) was prepared as a solvent. Then, a solution of cerium nitrate dissolved in distilled water is added to this solution, and a solution of a resin in which 10% of the sulfonic acid groups in the ion exchange resin are ion exchanged with Ce 3+ (hereinafter referred to as ion exchange resin (A)). Got. This solution is cast on a fluororesin (trade name: Film Aflex) product number 100N (thickness: 100 μm) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. by die coating, and then dried at 80 ° C. for 15 minutes, and consists of the ion exchange resin (A). A fluororesin film intermediate having a thickness of 25 μm was obtained.
The obtained fluororesin film intermediate was immersed in ethanol for 1 second to obtain a swollen body. Next, the swollen body was annealed at 140 ° C. for 15 minutes to obtain a fluororesin film as a final molded body.

〔実施例2〕
エタノールの代わりにセロソルブとエタノールの混合液(質量比1:1)を用い、140℃、30分の条件でアニールを行った以外は実施例1と同様の手法で含フッ素樹脂フィルムを得た。
[Example 2]
A fluororesin film was obtained in the same manner as in Example 1 except that a mixed solution of cellosolve and ethanol (mass ratio 1: 1) was used instead of ethanol and annealing was performed at 140 ° C. for 30 minutes.

〔比較例1〕
エタノールへの浸漬を行わなかった以外は、実施例1と同様の手法で含フッ素樹脂フィルムを得た。
[Comparative Example 1]
A fluorine-containing resin film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the immersion in ethanol was not performed.

〔比較例2〕
140℃、30分の条件でアニールを行った以外は、比較例1と同様の手法で含フッ素樹脂フィルムを得た。
[Comparative Example 2]
A fluororesin film was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that annealing was performed at 140 ° C. for 30 minutes.

〔比較例3〕
膨潤体形成のために、エタノールの代わりにアセトンを用いた以外は、実施例2と同様の手法で含フッ素樹脂フィルムを得た。なお、溶媒としてアセトンを使用した場合には、膨潤体を得ることができなかった。
[Comparative Example 3]
A fluororesin film was obtained in the same manner as in Example 2 except that acetone was used in place of ethanol for the formation of the swollen body. When acetone was used as a solvent, a swollen body could not be obtained.

(評価方法)
含水率は、含フッ素樹脂フィルムの機械強度および寸法安定性の指標となることから、実施例1、2および比較例1〜3で得られた含フッ素樹脂フィルムの含水率を下記方法により求めた。
含フッ素樹脂フィルムを80℃の温水中に60時間浸漬した後、温水ごと含フッ素樹脂フィルムを室温まで冷却した。水中より含フッ素樹脂フィルムを取り出し、表面に付着した水滴をふき取り、直ちに含フッ素樹脂フィルムの含水時の質量を測定した。ついで、該含フッ素樹脂フィルムをグローブボックス中に入れ、乾燥窒素を流した雰囲気中に24時間以上放置し、含フッ素樹脂フィルムを乾燥させた。しかる後、グローブボックス中で含フッ素樹脂フィルムの乾燥質量を測定した。含フッ素樹脂フィルムの含水時の質量と乾燥質量との差から、含フッ素樹脂フィルムが含水時に吸収する水の質量を求めた。これら測定値より、下式、
含水率=(含フッ素樹脂フィルムが含水時に吸収する水の質量/含フッ素樹脂フィルムの乾燥質量)×100
より含フッ素樹脂フィルムの含水率(%)を求めた。
(Evaluation method)
Since the moisture content is an index of mechanical strength and dimensional stability of the fluororesin film, the moisture content of the fluororesin films obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 was determined by the following method. .
After the fluororesin film was immersed in warm water at 80 ° C. for 60 hours, the fluororesin film was cooled to room temperature together with the warm water. The fluorine-containing resin film was taken out of the water, water droplets adhering to the surface were wiped off, and the mass of the fluorine-containing resin film at the time of water inclusion was immediately measured. Next, the fluorine-containing resin film was put in a glove box and left in an atmosphere of flowing dry nitrogen for 24 hours or more to dry the fluorine-containing resin film. Thereafter, the dry mass of the fluororesin film was measured in the glove box. From the difference between the moisture content of the fluorine-containing resin film and the dry mass, the mass of water absorbed by the fluorine-containing resin film when moisture was obtained was determined. From these measured values,
Moisture content = (mass of water absorbed by fluorinated resin film when hydrated / dry mass of fluorinated resin film) × 100
Thus, the moisture content (%) of the fluororesin film was determined.

評価結果は、実施例1の含水率を100として表示した。数値が小さい程、機械強度および寸法安定性が良好であることを示す。得られた結果を下記表1に示す。   The evaluation results are shown with the water content of Example 1 as 100. It shows that mechanical strength and dimensional stability are so favorable that a numerical value is small. The obtained results are shown in Table 1 below.

Figure 0005381367
Figure 0005381367

表1から、実施例1は、アニール条件が同じである比較例1に比べて、機械強度および寸法安定性に優れた含フッ素樹脂成形体を得ることができることが分かる。また、実施例1は、比較例2および3よりもアニール時間を短縮しても、なお良好な結果を得ることができることが分かる。さらに、実施例2では、アニール条件が同じである比較例2および3に比べて、機械強度および寸法安定性に優れた含フッ素樹脂成形体を得ることができることが分かる。   From Table 1, it can be seen that Example 1 can obtain a fluorine-containing resin molded article excellent in mechanical strength and dimensional stability as compared with Comparative Example 1 in which the annealing conditions are the same. In addition, it can be seen that Example 1 can still obtain good results even if the annealing time is shortened compared to Comparative Examples 2 and 3. Furthermore, in Example 2, it can be seen that a fluorine-containing resin molded article excellent in mechanical strength and dimensional stability can be obtained as compared with Comparative Examples 2 and 3 where the annealing conditions are the same.

〔実施例3〕
モノマーA(CF=CF)と、モノマーB(CF=CF−OCFCF(CF)−OCFCFSOF)と、モノマーC(CF=CF−OCFCF(OCFCFSOF)−OCFCFSOF)と、を共重合し、それぞれのモノマー単位の割合がA:82.6mol%、B:7.8mol%、C:9.6mol%であるスルホン酸型パーフルオロカーボン重合体の前駆体を得た。この前駆体を加水分解および酸型化処理してイオン交換容量が1.52ミリ当量/グラム乾燥樹脂であるイオン交換樹脂に変換し、次いで、このイオン交換樹脂の水とエタノール溶液の混合液を溶媒とする溶液(固形分濃度10質量%)を調製した。次いで、この溶液に硝酸セリウムを蒸留水に溶解した溶液を添加し、イオン交換樹脂中のスルホン酸基の10%をCe3+でイオン交換した樹脂(以下、イオン交換樹脂(A)という)の溶液を得た。この溶液をダイコートにより旭硝子社製フッ素樹脂(商品名:フィルムアフレックス)品番100N(厚み100μm)の上に流延し、しかる後、80℃15分間乾燥し、上記イオン交換樹脂(A)からなる厚さ25μmの含フッ素樹脂フィルム中間物を得た。
得られた含フッ素樹脂フィルム中間物を25℃のエタノール飽和蒸気に16時間暴露して膨潤体を得た。次いで、この膨潤体に対し160℃、30分の条件でアニールを行い、最終成形体である含フッ素樹脂フィルムを得た。
Example 3
Monomer A (CF 2 = CF 2) , monomer B (CF 2 = CF-OCF 2 CF (CF 3) -OCF 2 CF 2 SO 2 F) and monomer C (CF 2 = CF-OCF 2 CF (OCF 2 and CF 2 SO 2 F) -OCF 2 CF 2 SO 2 F), by copolymerizing the proportion of each monomer unit a: 82.6mol%, B: 7.8mol %, C: 9.6mol% A sulfonic acid type perfluorocarbon polymer precursor was obtained. This precursor is hydrolyzed and acidified to convert it to an ion exchange resin having an ion exchange capacity of 1.52 meq / g dry resin, and then a mixture of the ion exchange resin in water and ethanol is used. A solution (solid content concentration of 10% by mass) was prepared as a solvent. Then, a solution of cerium nitrate dissolved in distilled water is added to this solution, and a solution of a resin in which 10% of the sulfonic acid groups in the ion exchange resin are ion exchanged with Ce 3+ (hereinafter referred to as ion exchange resin (A)). Got. This solution is cast on a fluororesin (trade name: Film Aflex) product number 100N (thickness: 100 μm) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. by die coating, and then dried at 80 ° C. for 15 minutes, and consists of the ion exchange resin (A). A fluororesin film intermediate having a thickness of 25 μm was obtained.
The obtained fluororesin film intermediate was exposed to ethanol saturated steam at 25 ° C. for 16 hours to obtain a swollen body. Next, the swollen body was annealed at 160 ° C. for 30 minutes to obtain a fluororesin film as a final molded body.

〔比較例4〕
エタノール飽和蒸気への暴露時間を1時間とした以外は、実施例3と同様の方法で含フッ素樹脂フィルムを得た。
[Comparative Example 4]
A fluororesin film was obtained in the same manner as in Example 3 except that the exposure time to the ethanol saturated vapor was 1 hour.

〔比較例5〕
エタノール飽和蒸気への暴露を行わなかった以外は、実施例3と同様の方法で含フッ素樹脂フィルムを得た。
[Comparative Example 5]
A fluorine-containing resin film was obtained in the same manner as in Example 3 except that the exposure to ethanol saturated vapor was not performed.

〔比較例6〕
エタノール飽和蒸気への暴露の代わりに、エタノールをダイコートにより含フッ素樹脂フィルムのエタノール含浸量が含フッ素樹脂フィルム中間物中の含フッ素樹脂100質量部に対して、550質量部となるよう塗工した以外は、実施例3と同様の方法で含フッ素樹脂フィルムを得た。比較例6は、含フッ素樹脂の膨潤が大き過ぎるため、含フッ素樹脂フィルムが一部基材から剥離してしまい、平坦な含フッ素樹脂フィルムが得られなかった。
[Comparative Example 6]
Instead of exposure to ethanol saturated steam, ethanol was applied by die coating so that the amount of ethanol impregnation of the fluororesin film was 550 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fluororesin in the fluororesin film intermediate. Except for the above, a fluororesin film was obtained in the same manner as in Example 3. In Comparative Example 6, since the fluorine-containing resin swelled too much, a part of the fluorine-containing resin film was peeled off from the substrate, and a flat fluorine-containing resin film could not be obtained.

実施例3および比較例4、5のフッ素樹脂フィルムの含水率および暴露後のエタノール含浸量を求めた。含水率の測定は実施例1と同様に行い、評価結果は、実施例3の含水率を100として表示した。数値が小さい程、機械強度および寸法安定性が良好であることを示す。得られた結果を下記表2に示す。   The moisture content of the fluororesin films of Example 3 and Comparative Examples 4 and 5 and the amount of ethanol impregnation after exposure were determined. The moisture content was measured in the same manner as in Example 1, and the evaluation results were displayed assuming that the moisture content in Example 3 was 100. It shows that mechanical strength and dimensional stability are so favorable that a numerical value is small. The obtained results are shown in Table 2 below.

Figure 0005381367
Figure 0005381367

表2より、実施例3は、含フッ素樹脂中間物中の含フッ素樹脂100質量部に対してエタノールを50質量部含浸することで、アニール条件が同じである比較例4および5に比べ、機械強度および寸法安定性に優れた含フッ素樹脂成形体を得ることができることが分かった。なお、比較例4では、含フッ素樹脂成形体中間物に対するエタノールの含浸量が少なすぎるため、アニール促進効果が得られる前にエタノールが揮発してしまい、機械強度および寸法安定性の改良効果は見られなかった。   From Table 2, Example 3 is mechanically compared with Comparative Examples 4 and 5 in which annealing conditions are the same by impregnating 50 parts by mass of ethanol with respect to 100 parts by mass of the fluororesin in the fluororesin intermediate. It was found that a fluorine-containing resin molded article excellent in strength and dimensional stability can be obtained. In Comparative Example 4, since the amount of ethanol impregnated in the intermediate of the fluororesin molded product is too small, ethanol is volatilized before the effect of promoting the annealing is obtained, and the effect of improving the mechanical strength and dimensional stability is observed. I couldn't.

Claims (9)

下記工程a)およびb)、
a)電解質ポリマーである含フッ素樹脂または該含フッ素樹脂を含む混合物を成形して含フッ素樹脂成形体中間物を得る工程と、
b)得られた含フッ素樹脂成形体中間物中の含フッ素樹脂100質量部に対して良溶媒を25〜500質量部含浸させて120〜200℃でアニールをする工程と、
を少なくとも有することを特徴とする含フッ素樹脂成形体の製造方法。
The following steps a) and b),
a) molding a fluororesin that is an electrolyte polymer or a mixture containing the fluororesin to obtain a fluororesin molded article intermediate;
b) impregnating 25 to 500 parts by mass of a good solvent with respect to 100 parts by mass of the fluororesin in the obtained fluororesin molded product intermediate, and annealing at 120 to 200 ° C ;
A process for producing a fluorine-containing resin molded article, comprising:
前記含フッ素樹脂成形体が、含フッ素樹脂フィルムである請求項1記載の含フッ素樹脂成形体の製造方法。   The method for producing a fluorinated resin molded article according to claim 1, wherein the fluorinated resin molded article is a fluorinated resin film. 前記含フッ素樹脂成形体が、前記含フッ素樹脂を構成要素とする層状成形体である請求項1記載の含フッ素樹脂成形体の製造方法。   The method for producing a fluorine-containing resin molded article according to claim 1, wherein the fluorine-containing resin molded article is a layered molded article having the fluorine-containing resin as a constituent element. 前記工程a)が、含フッ素樹脂または該含フッ素樹脂を含む混合物を含む塗工液を基材に塗工した後乾燥して、前記含フッ素樹脂成形体中間物を得る工程である請求項1〜のうちいずれか一項記載の含フッ素樹脂成形体の製造方法。 2. The step a) is a step in which a coating liquid containing a fluorine-containing resin or a mixture containing the fluorine-containing resin is applied to a substrate and then dried to obtain the fluorine-containing resin molded product intermediate. The manufacturing method of the fluorine-containing resin molding as described in any one of Claims 1-3 . 前記塗工液が、懸濁液、分散液または溶液である請求項記載の含フッ素樹脂成形体の製造方法。 The method for producing a fluororesin molded article according to claim 4 , wherein the coating liquid is a suspension, a dispersion or a solution. 前記工程b)が、前記良溶媒を前記含フッ素樹脂成形体中間物上に流延塗布することで含浸させる工程である請求項1〜のうちいずれか一項記載の含フッ素樹脂成形体の製造方法。 The step b) is a step of impregnating the good solvent by casting on the fluororesin molded product intermediate. 6. The fluororesin molded product according to any one of claims 1 to 5 . Production method. 前記工程b)が、前記含フッ素樹脂成形体中間物を前記良溶媒中に浸漬することで含浸させる工程である請求項1〜のうちいずれか一項記載の含フッ素樹脂成形体の製造方法。 The method for producing a fluorinated resin molded product according to any one of claims 1 to 5 , wherein the step b) is a step of impregnating the fluorinated resin molded product intermediate by immersing it in the good solvent. . 前記工程b)が、前記含フッ素樹脂成形体中間物を前記溶媒の蒸気に暴露することで含浸させる工程である請求項1〜のうちいずれか一項記載の含フッ素樹脂成形体の製造方法。 The method for producing a fluorinated resin molded product according to any one of claims 1 to 5 , wherein the step b) is a step of impregnating the fluorinated resin molded product intermediate by exposing it to the vapor of the solvent. . 前記良溶媒が、含フッ素化合物、アルコール類、グリコールエーテル類および芳香族炭化水素類よりなる群から選ばれる1種、または2種以上を混合した溶媒である請求項1〜のうちいずれか一項記載の含フッ素樹脂成形体の製造方法。 The good solvent is a fluorine-containing compound, an alcohol, One any one of claims 1-8 which is one, or a solvent mixture of two or more selected from the group consisting of glycol ethers and aromatic hydrocarbons The manufacturing method of the fluororesin molded object of description.
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