JP6719528B2 - エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体 - Google Patents

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Description

本発明は、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体に関する。
エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体〔ETFE〕は、耐熱性、耐候性、電気絶縁性、非粘着性等に優れており、更に、フッ素樹脂の中でも成形性及び機械的強度にも優れるため、溶融成形方法により加工することによって、被覆電線、チューブ、シート、フィルム等の広範囲の成形品に利用されており、種々の検討がなされている。
例えば、特許文献1には、耐熱性及び耐ストレスクラック性に優れた成形体を、生産性よく製造することを目的として、特定の単量体組成比を有するETFEと、特定量の酸化銅とを含有する含フッ素共重合体組成物が記載されている。
特許文献2には、耐熱性に優れ、かつ高温での耐ひび割れ性を改良することを目的として、エチレンから誘導された繰り返し単位、テトラフルオロエチレンから誘導された繰り返し単位及び特定のフルオロビニル化合物から誘導された繰り返し単位を含んで成るエチレン−テトラフルオロエチレン系共重合体が記載されている。
また、特許文献3には、成形時に揮発分による発泡を生じない共重合体を提供することを目的として、パーオキシジカーボネートを重合開始剤とする重合により生成したテトラフルオロエチレン系共重合体を重合後にアンモニアまたは弱酸のアンモニウム塩と接触させるテトラフルオロエチレン系共重合体の安定化方法も記載されている。
特許文献4には、エチレン、テトラフルオロエチレン、及び、下記一般式:
CH=CH−Rf
(式中、Rfは炭素数4以上のパーフルオロアルキル基を表す。)で表される含フッ素ビニルモノマーの共重合単位を含み、全単量体の合計量に対する前記含フッ素ビニルモノマーの含有率が0.8〜2.5モル%であり、エチレン/テトラフルオロエチレンのモル比が33.0/67.0〜44.0/56.0であり、CH指数が1.40以下であり、
融点が230℃以上であり、メルトフローレートが40(g/10分)以下である
ことを特徴とするエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体が記載されている。
国際公開第2013/015202号 特開昭59−197411号公報 特開平01−115933号公報 国際公開第2010/123002号
しかしながら、特許文献1に記載された含フッ素共重合体組成物は、酸化銅のような受酸剤の分散均一性に課題があり、得られる成形品の耐熱性、機械的強度の品質安定面で改善の余地があった。特許文献2に記載されたエチレン−テトラフルオロエチレン系共重合体は、高温で溶融成形しようとすると成形機内でのゲル化及び熱分解を抑制できず、良好な成形品を得ることが困難であった。また、特許文献3に記載された方法で安定化しても、高温時に着色が発生する等の点で改善の余地があった。特許文献4に記載されたエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体は、耐熱性及び溶融加工性、機械的特性の点で改善の余地があった。
本発明は、上記現状に鑑み、溶融加工性に優れ、かつ、耐熱性に優れるエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体を提供することを目的とする。
また、機械的特性及び溶融加工性に優れるエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決するための手段を鋭意検討した結果、損失正接が特定の条件を満たし、フーリエ変換赤外分光法で測定された特定の基の強度比が特定の条件を満たすことで、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体が極めて優れた耐熱性を示し、かつ、溶融成形性にも優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、下記式(1)を満たし、かつ、フーリエ変換赤外分光法で測定された−CFH基、−CFCHCOF基、−COF基、−COOH基、−CFCOOH基の二量体とCFCHCOOH基の単量体、−COOCH基、−CONH基及び−CHOH基に由来する振動のピーク強度が下記式(2)を満たすことを特徴とするエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(以下、「本発明の第1のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体」とも記載する)である。
75≦tanδ(60)/tanδ(5)×100≦225 (1)
tanδ(5):空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、測定開始から5分後の損失正接
tanδ(60):空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、測定開始から60分後の損失正接
PI/(PI+PI+PI+PI+PI+PI+PI)≧0.60 (2)
PI:−CFH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CFCHCOF基に由来する振動のピーク強度
PI:−COF基に由来する振動のピーク強度
PI:−COOH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CFCOOH基の二量体とCFCHCOOH基の単量体に由来する振動のピーク強度
PI:−COOCH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CONH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CHOH基に由来する振動のピーク強度
本発明の第1のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体は、エチレンに基づく重合単位(a)、及び、テトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)を有し、エチレンに基づく重合単位(a)とテトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)とのモル%比(a)/(b)が50〜10/50〜90であることが好ましく、モル%比(a)/(b)が44〜41/56〜59であることがより好ましく、モル%比(a)/(b)が43.5〜41.5/56.5〜58.5であることが更に好ましい。
また、本発明のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体は、エチレンに基づく重合単位(a)、テトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)、並びにエチレン及びテトラフルオロエチレンと共重合可能な単量体に基づく重合単位(c)を含むことも好ましい。
上記重合単位(c)は、下記一般式(A1):
CH=CXY (A1)
(式中、Xは、水素原子又はフッ素原子を表す。Yは、フルオロアルキル基を表す。)で表される単量体に基づく重合単位であることが好ましく、一般式(A1)で表される単量体は、下記一般式(A2):
CH=CX−(CFZ (A2)
(式中、X及びZは、同一又は異なって、水素原子又はフッ素原子を表す。nは、2〜8の整数である。)で表される単量体に基づく重合単位であることがより好ましい。
また、上記共重合体の全構成単位に対する上記一般式(A1)の単量体に由来する構成単位が0.1〜5.0モル%であることが好ましく、1.8〜2.8モル%であることがより好ましく、1.8〜2.6モル%であることが更に好ましく、2.0〜2.6モル%であることが更により好ましい。
更に、本発明のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体は、H−NMRから測定して得られる共重合体の組成分析にて、下記式(3)を満たすことが好ましい。
(エチレン単位−エチレン単位の結合数)/CFに挟まれたエチレン単位の合計数≦0.060 (3)
本発明の第1のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体は、297℃でのメルトフローレートが0.1〜60.0g/10分であることが好ましく、4.0〜45.0g/10分であることがより好ましい。
本発明者らはまた第2の発明として、損失正接が特定の条件を満たし、限定された特定の組成を有するエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体が、機械的特性及び溶融成形性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明はまた、下記式(1)を満たし、かつエチレンに基づく重合単位(a)、テトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)、並びにエチレン及びテトラフルオロエチレンと共重合可能な単量体に基づく重合単位(c)を含み、エチレンに基づく重合単位(a)とテトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)とのモル%比(a)/(b)が44〜41/56〜59であり、全構成単位に対する重合単位(c)が1.8モル%以上であることを特徴とするエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(以下、「本発明の第2のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体」とも記載する)でもある。
75≦tanδ(60)/tanδ(5)×100≦225 (1)
tanδ(5):空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、測定開始から5分後の損失正接
tanδ(60):空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、測定開始から60分後の損失正接
上記重合単位(c)は、下記一般式(A1):
CH=CXY (A1)
(式中、Xは、水素原子又はフッ素原子を表す。Yは、フルオロアルキル基を表す。)で表される単量体に基づく重合単位であることが好ましく、下記一般式(A2):
CH=CX−(CFZ (A2)
(式中、X及びZは、同一又は異なって、水素原子又はフッ素原子を表す。nは、2〜8の整数である。)で表される単量体に基づく重合単位であることがより好ましい。
本発明の第2のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体は、エチレンに基づく重合単位(a)とテトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)とのモル%比(a)/(b)が43.5〜41.5/56.5〜58.5であることが更に好ましい。
本発明はまた、本発明の第1及び第2のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体を成形して得られることを特徴とする成形品でもある。本発明の成形品は、フィルム又はシートであることが好ましい。
本発明はそして、芯線と、本発明の第1又は第2のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体からなる被覆材とを有することを特徴とする電線でもある。
以下、特に断りなく「本発明のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)」と記載する場合、本発明の第1のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)及び第2のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)の両方を包含する。
本発明の第1のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体は、上記構成を有することによって、溶融加工性に優れ、かつ、耐熱性に優れる。
本発明の第2のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体は、上記構成を有することによって、機械的特性及び溶融加工性に優れる。
以下、本発明を具体的に説明する。
本発明の第1のエチレン/テトラフルオロエチレン(以下「TFE」とも記載する)共重合体(以下「ETFE」とも記載する)は、下記式(1)を満たす。
75≦tanδ(60)/tanδ(5)×100≦225 (1)
tanδ(5):空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、測定開始から5分後の損失正接
tanδ(60):空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、測定開始から60分後の損失正接
ポリマー材料は粘弾性体であり、弾性と粘性の両方の性質を合わせ持っており、粘弾性挙動を知る方法の一つとして動的粘弾性測定が知られている。動的粘弾性測定では応力と歪の振幅比と位相差が検出され、ここから貯蔵弾性率G’と損失弾性率G”が算出される。G”をG’で割った値が損失正接tanδであり、損失正接tanδ値が低いと弾性成分の割合が高くなり、tanδ値が高いと、粘性成分の割合が高いと考えることができる。上記分析手法により、高温環境下における、ゲル化(再結合)と分解の挙動を観測することが可能となる。
tanδ(60)/tanδ(5)は、空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、動的粘弾性測定の測定開始から5分後の損失正接に対する、60分後の損失正接の損失正接変化率を意味する。
本発明のETFEは、式(1)を満たすことによって、高温環境下におけるゲル化及び熱分解が抑制され優れた溶融加工性、耐熱性を実現できる。tanδ(60)/tanδ(5)が75未満であると弾性に占める割合が大きくなることから、例えば成形機内でゲル化しやすく高温成形において異物を発生させたり、例えば電線成形の際にコーンブレイク(被覆切れ)が起きやすくなるといった問題がある。また225を超えてしまうと熱分解が優先的に生じるので、ポリマーが低分子量化し、機械的物性の低下を引き起こす。上記式(1)の範囲を満たすことによって、ゲル化(再結合)と分解を抑えることが可能となり分解による機械的特性の低下を抑えながら、溶融加工性、耐熱性に優れ、高温成形における異物の発生を抑制することができる。
上記tanδ(5)及びtanδ(60)は、加熱炉を有する回転式レオメータを用いて、空気雰囲気下で測定温度320℃におけるETFEの溶融開始時から5分後と60分後の損失正接tanδを測定したものである。回転式レオメータの条件は、平行円盤の直径25mm、測定ギャップ1.0mm、周波数1rad/s、測定歪3%である。
上記溶融開始時は、測定温度雰囲気下の加熱炉の中にETFEを入れた時の時間である。
上記空気雰囲気とは、例えば、通常の空気(酸素濃度は約20体積%)雰囲気である。
本発明の第1のETFEは、フーリエ変換赤外分光法で測定された−CFH基、−CFCHCOF基、−COF基、−COOH基、−CFCOOH基の二量体とCFCHCOOH基の単量体、−COOCH基、−CONH基及び−CHOH基に由来する振動のピーク強度が下記式(2)を満たすことが好ましい。
PI/(PI+PI+PI+PI+PI+PI+PI)≧0.60 (2)
PI:−CFH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CFCHCOF基に由来する振動のピーク強度
PI:−COF基に由来する振動のピーク強度
PI:−COOH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CFCOOH基の二量体とCFCHCOOH基の単量体に由来する振動のピーク強度
PI:−COOCH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CONH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CHOH基に由来する振動のピーク強度
上記ピーク強度は、ETFEを300℃、3.0MPaGの条件でプレス成型した厚さ200μmのフィルムをフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)にて測定できる。
各末端基に由来する振動のピークとしては、2950〜3000cm−1を1.5Åに規格化したのち、下記吸収周波数のピークを採用した。
−CFH基:3010cm−1
−CFCHCOF基:1846cm−1
−COF基:1884cm−1
−COOH基:1813cm−1
−CFCOOH基の二量体と−CFCHCOOH基の単量体:1760cm−1
−COOCH基:1795cm−1
−CONH基:3438cm−1
−CHOH基:3648cm−1
−CH−基:2975cm−1
上記式(2)における、PI/(PI+PI+PI+PI+PI+PI+PI)が0.60以上であることは、ETFEにおける−CFH基の割合が、−CFCHCOF基、−COF基、−COOH基、−CFCOOH基、−COOCH基、−CONH基及び−CHOH基の合計量に対して多いことを示している。
ETFEにおいて−CFH基を定量的に分析することは難しい。そのため、本発明では、上記式(2)を、ETFEにおける−CFH基の量を示す指標として用いている。
本発明のETFEは、上記式(2)を満たすことによって、優れた耐熱性を有し、高温での着色を抑制することができる。
重合時に用いる重合開始剤、又は、後述するエチレン及びTFEと共重合可能な単量体に基づく重合単位(c)を適宜選択することにより、上記の基をエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体に導入することができる。
本発明の第1のETFEは、上記式(1)及び(2)を満たすことの相乗作用によって、成形機内でのゲル化及び熱分解が抑制され、優れた溶融加工性が実現できる。また、優れた耐熱性を有するため、高温での着色も抑制でき、耐熱性が要求される用途に好適に使用できる。
また、高温成形における異物の発生も抑制することができる。
上記式(1)及び(2)を満たすETFEは、重合開始剤の種類、連鎖移動剤の添加方法、エチレンに基づく重合単位(a)とTFEに基づく重合単位(b)のモル%比、エチレン及びTFEと共重合可能な単量体に基づく重合単位(c)の含有割合を調整することにより製造することができる。
例えば、重合開始剤として含フッ素重合開始剤を用いた場合、重合単位(a)と重合単位(b)のモル%比を41〜44/56〜59とすること、連鎖移動剤を連続添加又は分割添加することによって、式(1)及び(2)の両方を満たすことができる。また、重合開始剤として、含フッ素重合開始剤を用いない場合、重合単位(a)と重合単位(b)のモル%比を41〜44/56〜59とし、重合単位(c)の含有割合を1.8モル%以上にし、かつ、連鎖移動剤を連続添加又は分割添加する重合によって、式(1)及び(2)の両方を満たすことができる。
本発明の第1のETFEは、耐熱性及び機械的強度のいずれもが優れることから、また、高温成形における異物の発生を抑制することができることから、エチレンに基づく重合単位(a)とTFEに基づく重合単位(b)とのモル%比(a)/(b)が50〜10/50〜90であることが好ましい。より耐熱性に優れることから、モル%比(a)/(b)は、45〜20/55〜80であることがより好ましく、45〜30/55〜70であることがより好ましく、44〜41/56〜59であることが更に好ましく、43.5〜41.5/56.5〜58.5であることが特に好ましい。
本発明の第1のETFEは、重合単位(a)、重合単位(b)、並びに、エチレン及びTFEと共重合可能な単量体に基づく重合単位(c)からなるものであることが好ましい。
エチレン及びTFEと共重合可能な単量体に基づく重合単位(c)の含有割合は、重合単位(a)及び重合単位(b)の合計に対して0〜10.0モル%であることが好ましい。
本発明の第2のETFEは、下記式(1)を満たし、かつ、エチレンに基づく重合単位(a)、テトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)、並びにエチレン及びテトラフルオロエチレンと共重合可能な単量体に基づく重合単位(c)を含み、エチレンに基づく重合単位(a)とテトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)とのモル%比(a)/(b)が44〜41/56〜59であり、全構成単位に対する重合単位(c)が1.8モル%以上である。
75≦tanδ(60)/tanδ(5)×100≦225 (1)
tanδ(5):空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、測定開始から5分後の損失正接
tanδ(60):空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、測定開始から60分後の損失正接
本発明の第2のETFEは、上記式(1)を満たし、限定された特定の組成を有することによって、成形機内でのゲル化及び熱分解が抑制され、優れた溶融加工性が実現でき、更に、溶融加工性を保ちながら機械的特性を向上できる。また、高温成形における異物の発生を抑制することができる。
上記特定の組成を有する場合、上記式(1)を満たすETFEは、重合時に連鎖移動剤を連続添加又は分割添加することによって得ることができる。
本発明の第2のETFEは、耐熱性及び機械的強度のいずれもがより優れることから、また、高温成形における異物の発生を抑制することができることから、エチレンに基づく重合単位(a)とTFEに基づく重合単位(b)とのモル%比(a)/(b)が、43.5〜41.5/56.5〜58.5であることがより好ましい。
本発明の第2のETFEにおいて、上記重合単位(c)の含有割合は、耐熱性をより向上させる観点から、また、成形における異物の発生をより抑制することができることから、重合単位(a)及び重合単位(b)の合計に対して1.8モル%以上が好ましく、1.9モル%以上がより好ましく、2.0モル%以上が特に好ましく、2.2モル%以上が更に好ましい。また、8.0モル%以下が好ましく、5.0モル%以下がより好ましく、2.8モル%以下が更に好ましく、2.6モル%以下が更により好ましく、2.5モル%以下が特に好ましい。
本発明のETFEは、主鎖末端に−CFH基を有することが好ましい。主鎖末端に−CFH基を有すること、並びに、式(1)及び(2)を満足することにより、極めて優れた耐熱性の共重合体となる。
本発明のETFEは、主鎖末端に−CFH基以外の末端基を有していてもよい。
本発明のETFEは、エチレンに基づく重合単位(a)、及び、TFEに基づく重合単位(b)を有する。
ここで、エチレンに基づく重合単位(a)とは、−CHCH−で表される繰り返し単位を表し、TFEに基づく重合単位(b)とは、−CFCF−で表される繰り返し単位を表している。
本発明のETFEにおいて、上記エチレン及びTFEと共重合可能な単量体としては、末端炭素−炭素二重結合を有し、エチレン及びTFEと共重合することができる単量体であれば特に制限されない。
ここで、エチレン及びTFEと共重合可能な単量体に基づく重合単位(c)とは、当該単量体が共重合して重合体の構成の一部となった場合の、重合体中の当該単量体に由来する構造部分を表している。
上記エチレン及びTFEと共重合可能な単量体としては、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、へキサフルオロプロピレン、へキサフルオロイソブテン、CF=CF−ORf(式中、Rfは、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、CF=CF−OCH−Rf(式中、Rfは、炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基)で表されるアルキルパーフルオロビニルエーテル誘導体、一般式(A1):
CH=CXY (A1)
(式中、Xは、水素原子又はフッ素原子を表す。Yは、フルオロアルキル基を表す。)で表される(フルオロアルキル)エチレン等が挙げられる。
上記エチレン及びTFEと共重合可能な単量体としては、中でも、上記一般式(A1)で表される(フルオロアルキル)エチレンが好ましい。
すなわち、上記ETFEは、エチレンに基づく重合単位(a)、TFEに基づく重合単位(b)及び下記一般式(A1):
CH=CXY (A1)
(式中、Xは、水素原子又はフッ素原子を表す。Yは、フルオロアルキル基を表す。)で表される単量体に基づく重合単位からなるものであることもまた、本発明の好適な実施形態の1つである。
なお、上記一般式(A1)で表される単量体に基づく重合単位は、−CH−CXY−で表される繰り返し単位を表している。
上記一般式(A1)におけるYは、フルオロアルキル基を表すが、上記フルオロアルキル基は、直鎖であってもよいし、分岐鎖であってもよい。また、上記フルオロアルキル基の炭素数は、2〜10であることが好ましく、2〜8であることがより好ましく、2〜6であることが更に好ましい。
上記一般式(A1)で表される単量体は、中でも、下記一般式(A2):
CH=CX−(CFZ (A2)
(式中、X及びZは、同一又は異なって、水素原子又はフッ素原子を表す。nは、2〜8の整数である。)で表される単量体であることが好ましい。
上記一般式(A2)におけるnは、2〜8の整数である。nは、2〜6の整数であることが好ましく、2〜4の整数であることがより好ましく、3であることが更に好ましい。
上記一般式(A2)で表される単量体としては、CH=CF(CFF、CH=CF(CFF、CH=CF(CFF、CH=CF(CFH、CH=CF(CFH、CH=CF(CFH、CH=CH(CFF、CH=CH(CFF、CH=CH(CFF、CH=CH(CFF、CH=CH(CFH、CH=CH(CFH、CH=CH(CFH等が挙げられる。
上記一般式(A2)で表される単量体としては、CH=CF(CFH、CH=CH(CFF、CH=CF(CFH、CH=CH(CFF、CH=CF(CFH、CH=CH(CFF、CH=CF(CFH、CH=CH(CFF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く、CH=CF(CFH、及び、CH=CH(CFFからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、CH=CF(CFHが更に好ましい。
本発明の第1のETFEにおいて、上記一般式(A1)又は(A2)で表される単量体に基づく重合単位の含有割合は、耐熱性をより向上させる観点から、また、高温成形における異物の発生をより抑制することができることから、重合単位(a)及び重合単位(b)の合計に対して0〜10.0モル%であることが好ましく、0.1〜8.0モル%であることがより好ましく、0.1〜5.0モル%であることが更により好ましく、0.5〜5.0モル%であることが殊更に好ましく、1.8〜3.0モル%であることが特に好ましく、1.8〜2.8モル%であることがより好ましく、1.8〜2.6モル%であることが更に好ましく、2.0〜2.6モル%であることが更により好ましい。
本発明のETFEは、より溶融加工性及び耐熱性に優れることから、また、高温成形における異物の発生をより抑制することができることから、80≦tanδ(60)/tanδ(5)×100≦200を満たすことが好ましく、80≦tanδ(60)/tanδ(5)×100≦190を満たすことがより好ましく、90≦tanδ(60)/tanδ(5)×100≦180を満たすことが更に好ましく、100≦tanδ(60)/tanδ(5)×100≦160を満たすことが更により好ましい。
本発明のETFEは、更に、H−NMRから測定して得られる共重合体の組成分析にて、下記式(3)を満たすことが好ましい。
(エチレン単位−エチレン単位の結合数)/CFに挟まれたエチレン単位の合計数≦0.060 (3)
上記式(3)は、ETFE中のCFに挟まれたエチレン単位に対する、エチレン単位同士の結合数の割合より少ないことを示している。エチレン単位同士の結合数が特定の割合より少ないことによって、高温環境下におけるゲル化および熱分解が抑制され優れた溶融加工性、耐熱性を有するETFEとすることができる。
上記式(1)及び(2)を満たし、かつ、上記式(3)を満たすことによって、高温成形における異物の発生をより抑制することができる。また、耐熱性をより向上させることができる。
上記エチレン単位−エチレン単位の結合数と、CFに挟まれたエチレン単位の合計数は、H−NMRから測定して得られる。
上記式(3)は重合温度によって影響を受け、低温で重合することによって(エチレン単位−エチレン単位の結合数)/CFに挟まれたエチレン単位の合計数値を下げることが可能である。重合温度は10〜80℃が好ましく、15℃〜50℃がさらに好ましく、25℃〜40℃がさらに好ましい。
本発明のETFEは、更に、下記式(4)を満たすことが好ましい。
MIT値≧−28000×log(MFR)+128000 (4)
MIT値:ASTM D−2176に準拠して測定した折り曲げ寿命(回)
MFR:297℃で測定したメルトフローレート
上記MIT値は、300℃、3.0MPaGの条件でプレス成形した厚さ0.20〜0.23mmのフィルムを、幅1.3cm、長さ90mmの短冊状に切り出したサンプルをMIT式耐屈曲疲労試験機(安田精機製作所製)にて、ASTM D−2176に準拠し、破断するまでに要した折り曲げ回数を測定した。
上記MFRは、ASTM D3307−01に準拠し、メルトインデクサー(東洋精機社製)を用いて、297℃、5Kg荷重下で内径2mm、長さ8mmのノズルから10分間あたりに流出するポリマーの質量(g/10分)である。
MFRとMIT値はトレードオフの関係にあり、MFRが小さいと分子量が増加するため、MIT値もそれに伴って増加する。すなわち、溶融加工性を保ちながら機械的特性が向上するとき、同MFRでもMIT値が高くなる。上記「−28000×log(MFR)+128000」の値が、高ければ高いほど同MFRでも機械的特性に優れる。
そのため、本発明のETFEは、上記式(4)を満たすことによって、より機械強度に優れたものとなり、電線やチューブ等の用途に特に好適である。
上記式(4)は、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体のエチレンに基づく重合単位(a)とテトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)のモル%比(a)/(b)が44〜41/56〜59であること(好ましくはモル%比(a)/(b)が43.5〜41.5/56.5〜58.5であること)、及び、前記共重合体の全構成単位に対する上記一般式(A2)の単量体に由来する構成単位が1.8〜3.0モル%であること(好ましくは1.8〜2.8モル%であること、より好ましくは1.8〜2.6モル%であること、更に好ましくは2.0〜2.6モル%であること)により満たすことができる。
本発明のETFEは、更に、MIT≧−28000×log(MFR)+128000を満たすことがより好ましく、更に、MIT≧−28000×log(MFR)+129000を満たすことが更に好ましく、更に、MIT≧−28000×log(MFR)+130000を満たすことが特に好ましい。
本明細書において、各単量体単位の含有量は、19F−NMR分析を行うことにより得られる値である。
本発明のETFEは、融点は200℃以上が好ましい。融点が低すぎると、高温で使用した場合変形を引き起こすため耐熱性に劣る。融点は、200℃超であることがより好ましく、220℃以上が更に好ましく、230℃以上が特に好ましい。また、245℃以上であることも好ましい。融点の上限は特に限定されないが、280℃であってよい。
融点は、示差走査熱量計を用い、ASTM D−4591に準拠して昇温速度10℃/分にて熱測定を行い、得られた吸熱曲線のピークの温度である。
本発明のETFEは、297℃でのメルトフローレート〔MFR〕が0.1〜60.0g/10分であることが好ましく、50.0g/10分以下であることがより好ましく、45.0g/10分以下であることがより好ましく、3.0g/10分以上であることがより好ましく、4.0g/10分以上であることが更に好ましい。
MFRは、ASTM D3307−01に準拠し、メルトインデクサー(東洋精機社製)を用いて、297℃、5Kg荷重下で内径2mm、長さ8mmのノズルから10分間あたりに流出するポリマーの質量(g/10分)である。
本発明のETFEは、熱分解開始温度が370℃以上であることが好ましい。耐熱性の観点から、375℃以上がより好ましく、380℃以上が更に好ましい。
熱分解開始温度は、示差熱・熱重量測定装置を用いて、空気雰囲気下で10℃/分で昇温し、フルオロポリマーの質量が1質量%減少するときの温度である。
本発明のETFEは、300℃、3.0MPaGの条件でプレス成型した厚さ1.5mmのフィルムを232℃で168時間加熱し、加熱前のイエローインデックス値が−40以下で、加熱前後のイエローインデックス変化度が100以下であることが好ましい。上記変化度は、70以下であることがより好ましい。
イエローインデックスは、ASTM−D1925に準じて測定する。
上記加熱は、電気炉を用い、232℃で168時間の条件で行う。
本発明の第1のETFEの好適な実施形態の一つは、上記式(1)及び(2)を満たし、重合単位(a)、TFEに基づく重合単位(b)及び一般式(A2)で表される単量体に基づく重合単位からなり、重合単位(a)と重合単位(b)とのモル%比(a)/(b)が44〜41/56〜59(より好ましくは、43.5〜41.5/56.5〜58.5)であり、一般式(A2)で表される単量体に基づく重合単位の含有割合が重合単位(a)及び重合単位(b)の合計に対して0.1〜8.0モル%(より好ましくは、1.8〜2.5モル%)である形態である。このような形態により、溶融加工性及び耐熱性が極めて優れたETFEとなる。また、高温成形における異物の発生をより抑制することができる。上記ETFEは、更に、上記式(3)を満たすことがより好ましい。
本発明の第2のETFEの好適な実施形態の一つは、上記式(1)を満たし、重合単位(a)、TFEに基づく重合単位(b)及び一般式(A2)で表される単量体に基づく重合単位からなり、重合単位(a)と重合単位(b)とのモル%比(a)/(b)が44〜41/56〜59(より好ましくは、43.5〜41.5/56.5〜58.5)であり、一般式(A2)で表される単量体に基づく重合単位の含有割合が重合単位(a)及び重合単位(b)の合計に対して1.8〜〜2.8モル%である形態である。このような形態により、溶融加工性、機械的特性及び耐熱性が極めて優れたETFEとなる。また、成形における異物の発生をより抑制することができる。上記ETFEは、更に、上記式(3)を満たすことがより好ましい。
本発明のETFEは、例えば、重合開始剤、好ましくは含フッ素重合開始剤を用いて、エチレンとTFEと、必要に応じてエチレン及びTFEと共重合可能な単量体と、を重合させることにより製造することができる。
上記重合としては、懸濁重合、溶液重合、乳化重合、塊状重合等を採用することができるが、特に、溶媒、重合開始剤及び連鎖移動剤を使用する水性媒体中での懸濁重合が好ましい。上記水性媒体としては水が好ましい。
上記懸濁重合においては、水性媒体に加えてフッ素系溶媒を使用することが好ましい。当該フッ素系溶媒としては、CHCClF、CHCClF、CFCFCClH、CFClCFCFHCl等のハイドロクロロフルオロアルカン類;CFClCFClCFCF、CFCFClCFClCF等のクロロフルオロアルカン類;CFCFHCFHCFCFCF、CFHCFCFCFCFH、CFCFCFCFCFCFCFH等のハイドロフルオロアルカン類;CHOC、CHOCCFCFCHOCHF、CFCHFCFOCH、CHFCFOCHF、(CFCHCFOCH、CFCFCHOCHCHF、CFCHFCFOCHCF等のハイドロフルオロエーテル類;パーフルオロシクロブタン、CFCFCFCF、CFCFCFCFCF、CFCFCFCFCFCF等のパーフルオロアルカン類;などが挙げられ、これらの中でもパーフルオロアルカン類が好ましい。これらの含フッ素溶媒は、1種でもよく、2種以上でもよい。
上記フッ素系溶媒の使用量としては、懸濁性、経済性の観点から、水性媒体に対して10〜100質量%とするのが好ましい。
上記重合開始剤及び含フッ素重合開始剤は特に限定されず、従来公知のものを使用できる。
上記重合開始剤としては、例えば、パーオキシカーボネート類に代表される油溶性ラジカル重合開始剤や、過硫酸、過ホウ酸、過塩素酸、過リン酸、過炭酸のアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩等の水溶性ラジカル重合開始剤等が挙げられる。これらのなかでも、油溶性ラジカル重合開始剤が好ましく、パーオキシジカーボネートがより好ましい。パーオキシジカーボネートとしては、例えば、一般式:
R−O−C(=O)−O−O−C(=O)−O−R
(式中、Rは、同一又は異なって、炭素数3〜4のアルキル基、又は、アルコキシアルキル基を表す。)で表されるパーオキシジカーボネートが挙げられる。
上記式で表されるパーオキシジカーボネートとしては、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート(IPP)、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート(NPP)、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート(SBP)、ジ−2−エトキシエチルパーオキシジカーボネート等が挙げられる。
上記パーオキシジカーボネートは、メタノール、脂肪族炭化水素系溶媒、トリクロロフルオロエタンのようなフッ素系溶媒に希釈して使用することができる。
上記含フッ素重合開始剤としては、例えば、式:
[X2mC(=O)O]
(式中、Xは同一又は異なって、水素原子、フッ素原子、または塩素原子であり、mは2〜8の整数を表す。)で示される過酸化物が好ましい。具体的には、ジ−パーフルオロプロピオニルパーオキサイド、ジ(ω−ヒドロパーフルオロヘキサノイル)パーオキサイド(DHP)、ジ(ω−クロロパーフルオロプロピオニル)パーオキサイド等が例示できる。
また、式:
[Cl(CFCFCl)CFC(=O)O]
で示される過酸化物、例えば、ジ(トリクロロパーフルオロヘキサノイル)パーオキサイドなども好ましい。
上記重合開始剤は、重合開始時に一括して添加してもよいが、重合開始剤を重合開始から重合終了まで連続添加又は分割添加することが好ましい。
連続添加とは、重合開始から重合終了まで中断することなく連続的に添加することをいい、分割添加とは、重合開始から重合終了まで複数回に分割して逐次添加することをいう。
重合開始剤の添加量は、得られるETFEの目的に応じて適宜決定すればよいが、例えば、添加量の合計が、得られる重合体100質量部に対して0.01〜20質量部であることが好ましく、0.01〜10質量部であることがより好ましく、0.02〜8質量部であることが更に好ましい。
上記重合では、連鎖移動剤を用いることが好ましい。連鎖移動剤としては、従来公知の連鎖移動剤を使用することができるが、例えば、エタン、イソペンタン、n−ヘキサン、シクロヘキサンなどの炭化水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族類;アセトンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどの酢酸エステル類;メタノール、エタノールなどのアルコール類;メチルメルカプタンなどのメルカプタン類;四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル等のハロゲン化炭化水素などが好ましい。すなわち、上記連鎖移動剤は、炭化水素類、芳香族類、ケトン類、アルコール類、メルカプタン類及びハロゲン化炭化水素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。連鎖移動剤は、上記の中の1種類で用いてもよく、複数個を組み合わせて使用しても良い。
上記重合では、連鎖移動剤を重合開始時に一括して添加しても良いが、連鎖移動剤を重合開始から重合終了まで連続添加又は分割添加することが好ましい。
連鎖移動剤の添加量は、連鎖移動剤として用いる化合物の連鎖移動定数の大きさにより変わりうるが、得られるETFEの目的に応じて適宜決定できるが、例えば、添加量の合計が、重合溶媒に対して0.005〜20質量%であることが好ましく、0.01〜10質量%であることがより好ましく、0.01〜8質量%であることが更に好ましい。
上記重合における重合温度としては、特に制限されないが、例えば、0〜100℃とすることができる。また、重合圧力としては、用いる溶媒の種類や量、蒸気圧、重合温度などの他の重合条件に応じて適宜設定することができるが、通常、0〜9.8MPaである。
上記重合は、重合開始剤を用い、下記式(5)を満たすことが好ましい。この条件を満たすことによって、溶融加工性に優れ、かつ耐熱性に優れるETFEを製造することができる。また、高温成形における異物の発生をより抑制することができるETFEを製造することができる。
log10(Mh/Mf)≦1.0 (5)
Mh:重合開始剤を投入してから1時間後のメルトフローレート値
Mf:重合により得られたエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体のメルトフローレート値
上記Mhは、重合開始剤を投入してから1時間後のメルトフローレート値である。上記Mhは、例えば、重合開始剤を投入してから1時間後に、重合中のETFEを6g採取し、洗浄、乾燥を行って得られたETFE粉末について、上述したMFRの測定方法により得られる値である。
上記Mfは、重合により得られたエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体のメルトフローレート値であり、上述した297℃でのメルトフローレートである。
すなわち、本発明のETFEは、重合開始剤を用いて、エチレンとTFEとを重合することにより得られ、前記重合が上記式(5)を満たすものであることが好ましい。通常、メルトフローレート値は重合の進行とともに低下していくが、重合開始剤を投入してから1時間後のメルトフローレート値、すなわち、メルトフローレート値が高い初期段階の値と、メルトフローレート値が低い重合終了後のエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体の値との比が式(5)を満足することによって、溶融加工性に優れ、かつ耐熱性に優れるETFEを製造することができる。また、高温成形における異物の発生をより抑制することができるETFEを製造することができる。
上記重合は、log10(Mh/Mf)≦0.9を満たすことが好ましく、log10(Mh/Mf)≦0.8を満たすことがより好ましく、log10(Mh/Mf)≦0.7を満たすことが更に好ましく、log10(Mh/Mf)≦0.6を満たすことが更により好ましく、log10(Mh/Mf)≦0.5を満たすことが特に好ましい。
式(5)を満足するための方法としては、例えば、上述したように重合開始剤及び連鎖移動剤を連続又は分割添加する方法が挙げられる。
本発明のETFEは、溶融加工性に優れ、かつ、耐熱性に優れるため、また、高温成形における異物の発生をより抑制することができるため、種々の成形品に適用可能である。本発明は、本発明のETFEを成形して得られる成形品でもある。
本発明の成形品を得るための成形方法は特に限定されず、例えば、射出成形、押出成形、ブロー成形、プレス成形、回転成形、静電塗装等の従来公知の成形方法を採用できる。本発明のETFEは、溶融加工性及び耐熱性に優れるため、特に、射出成形又は押出成形で得られる成形品により好適である。
本発明の成形品の形状は限定されず、例えば、シート状、フィルム状、ロッド状、パイプ状、繊維状等の種々の形状にすることができる。
上記成形品の用途としては特に限定されず、例えば、各種フィルム又はシート、袋、電線の被覆材、飲料用容器等の食器類、ケーブル、パイプ、繊維、ボトル、ガソリンタンク、その他の各種産業用成形品等が挙げられる。中でも、フィルム又はシートが好ましい。
上記フィルム又はシートとしては、太陽電池用バックシート、航空機離型フィルム、半導体離型フィルム、高耐候性シート等に好適である。
本発明の成形品は電線の被覆材として好適である。電線の被覆材としては、例えば、ロボット、電動機、発電機、変圧器等の電気機器に使用される電線の被覆材;電話、無線機、コンピュータ、データ通信機器等の通信用機器に使用される電線の被覆材;鉄道車両、自動車、航空機、船舶等で使用される電線の被覆材に使用できる。特に耐熱性が要求される用途に適用でき、上記ロボット、電動機、発電機、変圧器等の電気機器に使用する電線の被覆材として特に好適である。
本発明は、芯線と、本発明のETFEを含む被覆材とを有する電線でもある。本発明の電線は、上記被覆材を有することによって、導体の径及びETFEの被覆厚さは、適宜選定できるが、例えばETFEの被覆厚さが5〜500μmの耐熱電線として使用可能であり、更に耐熱性に優れるため、例えば、UL1581の150℃や200℃の耐熱規格基準を満たしたり、自動車電線規格LV−112のClassEの基準を満たすことも可能である。
上記被覆材は、本発明の効果を損なわない範囲において、他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、他の樹脂、添加剤等が挙げられる。他の樹脂としては、本発明のETFE以外のETFE系共重合体、ETFE系共重合体以外の溶融成形可能なフッ素樹脂等が挙げられる。添加剤としては、熱安定剤、顔料、紫外線吸収剤、充填剤、架橋剤、架橋助剤、有機過酸化物等が挙げられる。
上記芯線の材料としては、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられ、銅が好ましい。芯線には、錫、銀等のメッキが施されていてもよい。芯線の断面積は、0.01〜200mmが好ましく、0.05〜100mmがより好ましく、0.1〜50mmが更に好ましい。芯線の断面積が前記範囲の下限値以上であれば、充分な容量の信号もしくは電力を伝送出来るので好ましい。芯線の断面積が前記範囲の上限値以下であれば、可とう性に優れるので好ましい。
上記被覆材の厚さは、1〜5000μmが好ましく、5〜1000μmがより好ましく、5〜500μmが更に好ましい。上記被覆材の厚さが前記範囲の下限値以上であれば、電気絶縁性や機械強度が充分となる。上記被覆材の厚さが前記範囲の上限値以下であれば、被覆材の材料の使用量が抑制でき、電線のコストが抑えられる。また、電線が重くならず、軽量化が望まれる航空機用電線、自動車用電線、ロボット電線として好適となる。
本発明の電線は、たとえば、本発明のETFEを溶融し、ダイスの吐出口から芯線のまわりに押し出して、芯線の周りに被覆材を形成することによって製造できる。電線の製造に用いる装置としては、電線ダイスクロスヘッドが設けられた押出機等が挙げられる。
本発明の電線としては、ケーブル、ワイヤ等が挙げられる。具体的には、同軸ケーブル、高周波用ケーブル、フラットケーブル、耐熱ケーブル等が挙げられる。
つぎに本発明を実施例をあげて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。
実施例の各数値は以下の方法により測定した。
(組成)
核磁気共鳴装置AC300(Bruker−Biospin社製)を用い、測定温度をポリマーの融点+20℃として19F−NMR測定を行い、各ピークの積分値で求めた。
(融点)
示差走査熱量計RDC220(Seiko Instruments社製)を用い、ASTM D−4591に準拠して昇温速度10℃/分にて熱測定を行い、得られた吸熱曲線のピークから融点を求めた。
(MFR)
MFRは、ASTM D3307−01に準拠し、メルトインデクサー(東洋精機社製)を用いて、297℃、5Kg荷重下で内径2mm、長さ8mmのノズルから10分間あたりに流出するポリマーの質量(g/10分)をMFRとした。
(熱分解開始温度)
熱分解開始温度は、示差熱・熱重量測定装置TG/DTA6200あるいはTG/DTA7200(日立ハイテクサイエンス社製)を用いて、空気雰囲気下で10℃/分で昇温し、フルオロポリマーの質量が1質量%減少するときの温度を熱分解開始温度とした。
(tanδ)
加熱炉を有する回転式レオメータ(MCR302,Anton Peer社製)を用いて、空気雰囲気下における、測定温度320℃においてのETFEの溶融開始時から5分後及び60分後の損失正接tanδを測定し、それぞれtanδ(5)及びtanδ(60)とした。条件として、直径25mmの平行円盤を使用し、測定ギャップは1.0mm、周波数は1rad/s、測定歪は3%とした。上記溶融開始時は、測定温度雰囲気下の加熱炉の中に樹脂を入れた時の時間とした。
75≦tanδ(60)/tanδ(5)×100≦225であれば、良好な溶融加工性を有するということができる。
(揮発分)
電気炉を用い、以下の手順で揮発分(重量%)を測定した。
サンプルを精密天秤(0.1mgまで測定できるもの)を使用し、あらかじめ330℃で1時間空焼きしておいたアルミカップ(重量をAとする)に10±0.1gの範囲内になるように精秤する(全体の重量をBとする)。
測定1サンプルにつき、2個を準備する。この時、揮発分がわかっている標準サンプルも同時に計量し、レファレンスとする。これを330℃に温調しておいた電気炉に入れる。入れた時点から1時間後に、電気炉内を150℃まで冷却し、その後取り出しサンプル重量を精秤する(この重量をCとする。
以下の式により、サンプルの330℃、1時間での重量減少を計算し、揮発分(重量%)とする。
揮発分(重量%)=[(B−C)/(B−A)]×100
(着色)
300℃、3.0MPaGの条件でプレス成型した厚さ1.5mmのフィルムを232℃で168時間加熱し、加熱前後のイエローインデックスを測色色差系ZE6000(日本電色工業株式会社製)で規格ASTM−D1925に準じて、測定した。
また、電気炉を用い、330℃で1時間の条件で焼成して着色を目視で確認した。表中の評価基準は以下の通りである。
○・・・着色なし(白色)
△・・・わずかに着色(淡黄色)
×・・・着色(茶色・褐色)
(末端基の分析)
実施例及び比較例で得られたETFEを用い、300℃、3.0MPaGの条件でプレス成型した厚さ200μmのフィルムをフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)にて測定した。
各末端基に由来する振動のピークとしては、2950〜3000cm−1を1.5Åに規格化したのち、下記吸収周波数のピークを採用した。
−CFH基:3010cm−1
−CFCHCOF基:1846cm−1
−COF基:1884cm−1
−COOH基:1813cm−1
−CFCOOH基の二量体と−CFCHCOOH基の単量体:1760cm−1
−COOCH基:1795cm−1
−CONH基:3438cm−1
−CHOH基:3648cm−1
−CH−基:2975cm−1
FT−IRの測定結果から、下記式によりβを求めた。
β=PI/(PI+PI+PI+PI+PI+PI+PI
PI:−CFH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CFCHCOF基に由来する振動のピーク強度
PI:−COF基に由来する振動のピーク強度
PI:−COOH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CFCOOH基の二量体とCFCHCOOH基の単量体に由来する振動のピーク強度
PI:−COOCH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CONH基に由来する振動のピーク強度
PI:−CHOH基に由来する振動のピーク強度
(耐熱クラック性評価)
φ20の押出機にて、200μmの芯線(銅線)に被覆層の厚み100μmでETFEを被覆した。条件は以下のとおりである。
成形温度330℃
DDR(Draw−Down Ratio)113
引き取り速度50m/分。
上記のようにETFEで被覆した電線をUL1581の条件に従って、232℃で168時間熱老化し、熱老化前後の引張伸び及び引張破断強度を評価した。
上記方法で成形した被覆した電線の被覆層の引張試験は、卓上形精密万能試験機AGS−X((株)島津製作所製)を用いて測定した。
UL1581に準拠する200℃耐熱試験に満足することができたものを〇、満足できなかったものを×とする。
(電線被覆異物評価)
φ20の押出機にて、300μmの芯線(銅線)に被覆層の厚み80μmでETFEを成形温度350℃、DDR(Draw−Down Ratio)142、引き取り速度50m/分の条件で被覆し、外径凹凸検出器(タキカワエンジニアリング(株)製)にて20μm以上の異物が検査される条件で評価した。
表5中の〇、△及び×は下記基準による。
0〜5個以内:〇
6〜20個以内:△
21個以上:×
※異物評価の基準(20μm以上、個数/1000m)
(MIT試験)
300℃、3.0MPaGの条件でプレス成形した厚さ0.20〜0.23mmのフィルムを、幅1.3cm、長さ90mmの短冊状に切り出してサンプルを得た。これをMIT式耐屈曲疲労試験機((株)安田精機製作所製)に装着し、ASTM D−2176に準拠した条件(荷重1.25kg、折り曲げ角度135度、175回/分)にて繰り返し折り曲げ試験を行い、破断するまでに要した折り曲げ回数を測定した。
表1〜3中の「MIT(パラメータ)」の欄は、MITが下記式(4)を満足するものを〇、満足しないものを×とした。
MIT≧−28000×log(MFR)+128000 (4)
(エチレン単位−エチレン単位の結合数)/CFに挟まれたエチレン単位の合計数
H−NMRから測定して得られる共重合体の組成分析にて、エチレン単位−エチレン単位の結合数)/CFに挟まれたエチレン単位の合計数を算出した。
上記H−NMRは、具体的には、H−NMRを用いて共重合体を混ぜた溶液(Cl−(CFCFCl)−Cl)で測定し、得られたデータから溶液(Cl−(CFCFCl)−Cl)単体のピークを差し引いて、得られたチャートに基づき、以下の式により算出した値を算出した。
エチレン単位−エチレン単位の結合数:1.0ppm〜2.0ppmの積分値
CFに挟まれたエチレン単位:2.0ppm〜3.7ppmの積分値
実施例1
撹拌機付きオートクレーブ(容積4.11L)に脱イオン水1214gを投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にオクタフルシクロブタン(以後「C318」と表記)を878gと、TFE303g、エチレン8.8g、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)6.75g、シクロヘキサン2gを投入し、オートクレーブを28℃に加温した。次に8%のジ(ω−ヒドロパーフルオロヘキサノイル)パーオキサイド(以下「DHP」と略す)パーフルオロヘキサン溶液15.7gをオートクレーブ内に投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内圧力が低下するので、TFE/エチレン=57.0/43.0モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.2MPaGに保った。そして、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)についても合計量23.7gを連続して仕込んで重合を継続した。重合開始から1時間30分後、3時間後、4時間30分後に8%DHPパーフルオロヘキサン溶液7.8gを追加投入し、その後1時間30分毎に3.9g追加投入した。また、重合開始から1時間30分毎に3回シクロヘキサン1.5gを追加投入した。重合開始10時間30分後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して、MFR45.7g/10分のフッ素樹脂の粉末252gをえた。
実施例2
撹拌機付きオートクレーブ(容積4.11L)に脱イオン水1214gを投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を878gと、TFE303g、エチレン8.8g、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)6.75g、シクロヘキサン3gを投入し、オートクレーブを28℃に加温した。次に8%のDHPパーフルオロヘキサン溶液11.7gをオートクレーブ内に投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内圧力が低下するので、TFE/エチレン=58.0/42.0モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.2MPaGに保った。そして、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)についても合計量25.0gを連続して仕込んで重合を継続した。重合開始から2時間後、4時間後に8%DHPパーフルオロヘキサン溶液7.8gを追加投入し、その後100分毎に1.7g追加投入した。また、重合開始から2時間毎に2回シクロヘキサン1.0g、重合開始から5時間40分後に1.0g追加投入した。重合開始9時間57分後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して、MFR30.1g/10分のフッ素樹脂の粉末250gをえた。
実施例3
初期に仕込むシクロヘキサン量を1gに変更し、投入した以外は実施例2と同様にして、重合開始7時間32分後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して、MFR6.0g/10分のフッ素樹脂の粉末248gをえた。
実施例4
撹拌機付きオートクレーブ(容積4.11L)に脱イオン水1214gを投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を878gと、TFE306g、エチレン8.8g、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)6.75g、シクロヘキサン2.5gを投入し、オートクレーブを28℃に加温した。次に8%のDHPパーフルオロヘキサン溶液12.1gをオートクレーブ内に投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内圧力が低下するので、TFE/エチレン=58.0/42.0モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.2MPaGに保った。そして、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)についても合計量15.8gを連続して仕込んで重合を継続した。重合開始から2時間後に8%DHPパーフルオロヘキサン溶液12.1g、4時間後に8%DHPパーフルオロヘキサン溶液を6.8gを追加投入し、その後100分毎に1.7g追加投入した。また、重合開始から2時間後、4時間後にシクロヘキサン1.75g追加投入した。重合開始7時間45分後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して、MFR43.5g/10分のフッ素樹脂の粉末252gをえた。
実施例5
撹拌機付きオートクレーブ(容積4.11L)に脱イオン水1214gを投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を878gと、TFE284g、エチレン11.2g、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)5.82g、シクロヘキサン5.0gを投入し、オートクレーブを28℃に加温した。次に8%のDHPパーフルオロヘキサン溶液7.8gをオートクレーブ内に投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内圧力が低下するので、TFE/エチレン=56.0/44.0モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.2MPaGに保った。そして、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)についても合計量12.0gを連続して仕込んで重合を継続した。重合開始から1時間30分毎に8%DHPパーフルオロヘキサン溶液7.8gを3回、3.9gを3回追加投入した。また、重合開始から1時間30分毎にシクロヘキサン0.5g追加投入した。重合開始8時間8分後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して、MFR14.0g/10分のフッ素樹脂の粉末254gをえた。
実施例6
撹拌機付きオートクレーブ(容積4.11L)に脱イオン水1214gを投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を878gとTFE318g、エチレン7.9g、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)6.23g、シクロヘキサン4.5gを投入し、オートクレーブを28℃に加温した。次に8%のDHPパーフルオロヘキサン溶液7.8gをオートクレーブ内に投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内圧力が低下するので、TFE/エチレン=59.0/41.0モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.2MPaGに保った。そして、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)についても合計量14.0gを連続して仕込んで重合を継続した。重合開始から1時間30分毎に8%DHPパーフルオロヘキサン溶液7.8gを3回、3.9gを3回追加投入した。また、重合開始から1時間30分毎にシクロヘキサン0.5g追加投入した。重合開始6時間36分後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して、MFR15.0g/10分のフッ素樹脂の粉末254gをえた。
実施例7
撹拌機付きオートクレーブ(内容積175L)に脱イオン水52.0kg投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を37.4kg、テトラフルオロエチレン10.0kg、エチレンを0.32kg、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)を235.2g、シクロヘキサン140gを投入し、オートクレーブを35℃に加温した。その後に30%ジ−セカンダリーブチルパーオキシカーボネート(以下「SBP」と略す)メタノール溶液を390.6gを投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内の圧力が低下するので、テトラフルオロエチレン/エチレン=57.5/42.5モル%の混合ガスを連続して供給し、系内の圧力を1.20MPaGに保った。そしてパーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)についても合計量1.41kgを連続して仕込んで重合を継続した。重合開始から4時間30分後にシクロヘキサンを57.9g投入し、更に8時間30分後に53.0g投入した。重合開始27時間後、放圧して大気圧に戻し、溶媒と重合水を除去後、脱イオン水44.7kgと28%アンモニア水1.3kgを仕込み、撹拌回転数を150rpmで維持しながら、槽内温度80℃で5時間反応させ、冷却後、水洗、乾燥して、MFR34.7g/10分のフッ素樹脂粉末22.3kgをえた。
実施例8
撹拌機付きオートクレーブ(容積175L)に脱イオン水52.0kgを投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を37.4kgとTFE12.82kg、エチレン0.37kg、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)306.6g、シクロヘキサン170.3gを投入し、オートクレーブを28℃に加温した。次に8%のDHPパーフルオロヘキサン溶液515.2gをオートクレーブ内に投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内圧力が低下するので、TFE/エチレン=57.5/42.5モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.2MPaGに保った。そして、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)についても合計量1.15kgを連続して仕込んで重合を継続した。重合開始から2時間後に8%DHPパーフルオロヘキサン溶液515.2g、4時間後に289.5g、これ以後100分毎に73.7gを2回追加投入した。また、重合開始から2時間後にシクロヘキサン85.2g投入した。重合開始8時間15分後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して、MFR30.0g/10分のフッ素樹脂の粉末18kgをえた。
比較例1
撹拌機付きオートクレーブ(容積4.11L)に脱イオン水1215gを投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を878gと、TFE266g、エチレン13.7g、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)5.2g、シクロヘキサン7gを投入し、オートクレーブを28℃に加温した。次に8%のDHPパーフルオロヘキサン溶液7.9gをオートクレーブ内に投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内圧力が低下するので、TFE/エチレン=54.8/45.2モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.2MPaGに保った。そして、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)についても合計量12.5gを連続して仕込んで重合を継続した。8%DHPパーフルオロヘキサン溶液を、重合開始から1時間30分後に7.9g、3時間後に7.8g、4時間30分後に3.9g追加投入した。重合開始8時間18分後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して、MFR14.7g/10分のフッ素樹脂の粉末256gをえた。
比較例2
撹拌機付きオートクレーブ(容積4.11L)に脱イオン水1214gを投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を878gと、TFE266g、エチレン13.5g、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)5.22g、シクロヘキサン8.5gを投入し、オートクレーブを28℃に加温した。次に8%のDHPパーフルオロヘキサン溶液7.86gをオートクレーブ内に投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内圧力が低下するので、TFE/エチレン=54.7/45.3モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.2MPaGに保った。そして、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)についても合計量12.5gを連続して仕込んで重合を継続した。8%DHPパーフルオロヘキサン溶液を、重合開始から1時間30分後に7.9g、3時間後に7.8g追加投入し、その後1時間30分毎に3.9g追加投入した。重合開始8時間59分後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して、MFR18.5g/10分のフッ素樹脂の粉末255gをえた。
比較例3
撹拌機付きオートクレーブ(容積4.11L)に脱イオン水1280gを投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を891gと、TFE225g、エチレン9.4g、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)6.1g、シクロヘキサン4.1gを投入し、オートクレーブを35℃に加温した。その後にジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート(以下「NPP」と略す)6.98gをオートクレーブ内に投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内圧力が低下するので、テトラフルオロエチレン/エチレン=55.0/45.0モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.20MPaGに保った。そして、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)についても合計量6.13gを連続して仕込んで重合を継続した。重合開始4時間52分後、放圧して大気圧に戻し、溶媒と重合水を除去後、蒸留水957.1gと28%アンモニア42.9gを仕込み、撹拌回転数を30rpmで維持しながら、槽内温度80℃で5時間反応させ、冷却後、水洗、乾燥して、MFR16.0g/10分のフッ素樹脂粉末125gをえた。
比較例4
撹拌機付きオートクレーブ(内容積1000L)に脱イオン水416Lを投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を287kg、テトラフルオロエチレン76.1kg、エチレンを2.4kg、(パーフルオロヘキシル)エチレン1.47kg、シクロヘキサン0.83kgを投入し、オートクレーブを35℃に加温した。その後にNPP3.1kgをオートクレーブ内に投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内圧力が低下するので、テトラフルオロエチレン/エチレン=57.0/43.0モル%の混合ガスを連続して供給し、系内圧力を1.20MPaGに保った。そして、(パーフルオロヘキシル)エチレンについても合計量19.1kgを連続して仕込んで重合を継続した。重合開始3.5時間後にMFR調節のためにシクロヘキサン330gを追加し、さらに重合開始11.8時間後にシクロヘキサン1.0kgを追加し、重合開始22時間後、放圧して大気圧に戻し、溶媒と重合水を除去後、脱イオン水400kgと28%アンモニア水9kgを仕込み、撹拌回転数を30rpmで維持しながら、槽内温度80℃で5時間反応させ、冷却後、水洗、乾燥して、MFR4.4g/10分のフッ素樹脂粉末250kgをえた。
得られたフッ素樹脂粉末は、表2に示すようにMITパラメータを満たしておらず、MFRが小さいわりに機械特性が低い。
比較例5
初期に仕込むシクロヘキサン量を1.33kgに変更し、投入した以外は比較例4と同様にして、重合開始28時間後、放圧して大気圧に戻し、反応生成物を水洗、乾燥して、MFR35.1g/10分のフッ素樹脂の粉末230kgをえた。
比較例6
撹拌機付きオートクレーブ(内容積175L)に脱イオン水54.5kg投入し、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内にC318を37.6kg、テトラフルオロエチレン10.3kg、エチレンを0.31kg、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)を164.4g、シクロヘキサン205gを投入し、オートクレーブを35℃に加温した。その後にSBP299.8gを投入して重合を開始した。重合開始時点のオートクレーブの内部圧力を1.2MPaGに設定し、重合の進行と共に系内の圧力が低下するので、テトラフルオロエチレン/エチレン=57.5/42.5モル%の混合ガスを連続して供給し、系内の圧力を1.20MPaGに保った。そして(パーフルオロヘキシル)エチレンについても合計量1.02kgを連続して仕込んで重合を継続した。重合開始15時間後、放圧して大気圧に戻し、溶媒と重合水を除去後、脱イオン水44.7kgと28%アンモニア水1.3kgを仕込み、撹拌回転数を150rpmで維持しながら、槽内温度80℃で5時間反応させ、冷却後、水洗、乾燥して、MFR39.0g/10分のフッ素樹脂粉末22.3kgをえた。
Figure 0006719528
Figure 0006719528
Figure 0006719528
実施例7〜8及び比較例5〜6で得られたETFEの粉末を、減圧装置を備えたベント機構を有するφ32mm二軸押出機(JSW社製)を用い、表4に示す条件で各々20kgペレット化した。
Figure 0006719528
上記方法で得られたペレットを用い、φ20押出機にて200μmの芯線(銅線)に被覆層の厚み100μmでETFEを被覆した。被覆した電線をUL1581の条件に従って、熱老化前後の引張伸び及び引張破断強度の評価(耐熱クラック性評価)をした。また、上述した方法で電線被覆異物評価を行った。結果を表5に示す。
Figure 0006719528
上記結果より、実施例7〜8は、ETFEのUL1581に準拠する200℃耐熱試験に満足することができ、比較例5〜6は満足しなかった。
また、実施例7〜8では異物が殆ど発生せずに〇の評価であったのに対し、比較例5〜6では異物が多く発生していた。
本発明のETFEは、成形における異物の発生を抑制することができるため種々の成形品に適用可能である。ロボット、電動機、発電機、変圧器等の電気機器に使用される電線の被覆材;電話、無線機、コンピュータ、データ通信機器等の通信用機器に使用される電線の被覆材;鉄道車両、自動車、航空機、船舶等で使用される電線の被覆材に使用できる。特に耐熱性が要求される用途に適用でき、上記ロボット、電動機、発電機、変圧器等の電気機器に使用する電線の被覆材として特に好適である。

Claims (8)

  1. 下記式(1)を満たし、かつ
    エチレンに基づく重合単位(a)、テトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)、並びにエチレン及びテトラフルオロエチレンと共重合可能な単量体に基づく重合単位(c)を含み、
    エチレンに基づく重合単位(a)とテトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)とのモル%比(a)/(b)が44〜41/56〜59であり、
    全構成単位に対する重合単位(c)が1.8モル%以上であり、
    前記重合単位(c)は、下記一般式(A2):
    CH =CX−(CF Z (A2)
    (式中、X及びZは、同一又は異なって、水素原子又はフッ素原子を表す。nは、2〜8の整数である。)で表される単量体に基づく重合単位である
    ことを特徴とするエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体。
    75≦tanδ(60)/tanδ(5)×100≦225 (1)
    tanδ(5):空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、測定開始から5分後の損失正接
    tanδ(60):空気雰囲気下の320℃における動的粘弾性測定において、測定開始から60分後の損失正接
  2. エチレンに基づく重合単位(a)とテトラフルオロエチレンに基づく重合単位(b)とのモル%比(a)/(b)が43.5〜41.5/56.5〜58.5である請求項記載のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体。
  3. H−NMRから測定して得られる共重合体の組成分析にて、下記式(3)を満たす請求項1又は2記載のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体。
    (エチレン単位−エチレン単位の結合数)/CFに挟まれたエチレン単位の合計数≦0.060 (3)
  4. 297℃でのメルトフローレートが0.1〜60.0g/10分である請求項1〜のいずれか一項に記載のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体。
  5. 297℃でのメルトフローレートが4.0〜45.0g/10分である請求項1〜のいずれか一項に記載のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体。
  6. 請求項1〜のいずれか一項に記載のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体を成形して得られることを特徴とする成形品。
  7. フィルム又はシートである請求項記載の成形品。
  8. 芯線と、請求項1〜のいずれか一項に記載のエチレン/テトラフルオロエチレン共重合体からなる被覆材とを有することを特徴とする電線。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4394803A3 (en) * 2017-11-10 2024-09-18 Daikin Industries, Ltd. Ethylene/tetrafluoroethylene copolymer
CN116234698B (zh) 2020-09-30 2024-10-01 大金工业株式会社 氟树脂、层积体、管和管的制造方法
WO2022071527A1 (ja) 2020-09-30 2022-04-07 ダイキン工業株式会社 フッ素樹脂材料、積層体、チューブおよびチューブの製造方法
JP7041385B1 (ja) 2020-09-30 2022-03-24 ダイキン工業株式会社 部分フッ素化樹脂、積層体、チューブおよびチューブの製造方法
KR20230073308A (ko) 2020-09-30 2023-05-25 다이킨 고교 가부시키가이샤 불소 수지, 적층체 및 튜브

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL121076C (ja) * 1959-05-05
JPS59197411A (ja) 1983-04-25 1984-11-09 Daikin Ind Ltd エチレン−テトラフルオロエチレンまたはクロロトリフルオロエチレン系共重合体
JPS60248710A (ja) * 1984-05-22 1985-12-09 Daikin Ind Ltd 新規エチレン/テトラフルオロエチレン系共重合体
JPH0733444B2 (ja) 1987-10-28 1995-04-12 ダイキン工業株式会社 テトラフルオロエチレン系共重合体の安定化方法
IT1271422B (it) * 1993-10-15 1997-05-28 Ausimont Spa Procedimento per la preparazione di copolimeri del tetrafluoroetilene con altri monomeri perfluorurati
CN1325524C (zh) * 1997-06-23 2007-07-11 大金工业株式会社 四氟乙烯共聚物及其用途
JP4792612B2 (ja) * 1998-11-04 2011-10-12 ダイキン工業株式会社 含フッ素重合体の安定化方法
JP2002194008A (ja) * 2000-12-22 2002-07-10 Daikin Ind Ltd 含フッ素重合体の製造方法
EP1985636B1 (en) 2006-02-03 2019-07-17 Daikin Industries, Ltd. Method for producing -so3h group-containing fluoropolymer
ATE407955T1 (de) * 2006-04-03 2008-09-15 Asahi Glass Co Ltd Ethylen-/tetrafluorethylen- copolymerzusammesetzung
EP2423237B1 (en) * 2009-04-21 2013-12-11 Daikin Industries, Ltd. Ethylene/tetrafluoroethylene copolymer, electrical wire, and fluorine resin powder for rotational molding
US9868877B2 (en) * 2009-06-30 2018-01-16 Daikin Industries, Ltd. Composition and method for producing the same, and powder coating material, pellet, resin formed article, and electric wire
JP5429008B2 (ja) * 2010-03-31 2014-02-26 ダイキン工業株式会社 組成物、ペレット、樹脂成形品及び電線、並びに、組成物の製造方法
KR20130072192A (ko) * 2010-04-16 2013-07-01 아사히 가라스 가부시키가이샤 함불소 공중합체 조성물의 제조 방법 및 불소 수지 성형체
WO2013015202A1 (ja) 2011-07-26 2013-01-31 旭硝子株式会社 含フッ素共重合体組成物
EP2940067B1 (en) * 2012-12-25 2018-11-14 Daikin Industries, Ltd. Fluororesin film having excellent transparency
CN105705307B (zh) * 2013-11-07 2018-06-12 旭硝子株式会社 脱模膜、以及半导体封装体的制造方法
JP6134818B2 (ja) * 2014-02-05 2017-05-24 ダイキン工業株式会社 テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体及び電線
JPWO2016002887A1 (ja) * 2014-07-04 2017-04-27 旭硝子株式会社 フッ素樹脂組成物およびその製造方法、ならびに、成形物、発泡成形物および被覆電線
DE112016005195T5 (de) * 2015-11-13 2018-07-26 Asahi Glass Company, Limited Harzfolie und Verfahren zu ihrer Herstellung
EP3375796B1 (en) * 2015-11-13 2020-07-15 AGC Inc. Copolymer and composition containing same
EP4394803A3 (en) * 2017-11-10 2024-09-18 Daikin Industries, Ltd. Ethylene/tetrafluoroethylene copolymer

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