JPH03596A - 航空機用窓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野、］ 本発明は含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーからな
る表面を有する航空機等に用いられる窓に関するもので
ある。

［従来の技術］ 従来、航空機の窓材には、全面の操縦席用としてはガラ
ス、側面の客席用としてはアクリル樹脂が用いられてい
た。

航空機は、飛行中及び地上に於て、絶えず太陽光に曝さ
れているため、アクリル樹脂はやがて紫外線による劣化
を起こし、透明性が低下する。さらに、付着するゴミや
泥によってもその透明性が低下する。

また近年、地上からの排気ガス等により、硫化水素、フ
ッ化水素と言った酸性ガスが上空に滞留するようになり
、操縦席の前面ガラスが侵されるといった問題が起きて
いる。

［発明の解決しようとする課題］ 本発明は、前述のような従来材料からなる航空機の窓に
認められる欠点を解消し、耐候性、耐酸性に優れた窓材
を新規に提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者は、上記課題の認識に基づいて、鋭意検討を重
ねた結果、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーが高
い透明性および耐候性、耐酸性を有し、また付着した汚
れが落し易い低表面エネルギー性を有し、且つ成形性に
優れ十分な強度の窓を与える材料として極めて有利であ
ることを新規に見いだすに至った。

かくして本発明は、上記知見に基づいて完成されたもの
であり、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーからな
る表面を有することを特徴とする航空機用窓を新規に提
供するものである。

本発明において、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマ
ーとしては、従来より公知ないし周知のものを含めて広
範囲にわたって例示され得る。而して、本発明に於いて
は、主鎖に上記特定の環構造を有する含フッ素ポリマー
が好適に採用される。

例えば一般式 一般式 のごとき環構造を有するものが挙げられる。これらのう
ち、次のごとき環構造を有するポリマーが代表的である
。但し、本発明の内容はこれらのみに限定されるもので
はない。

一般式 ％式％） これら重合体の製造法を示すと、次の２通りである。但
し、これら製造法に限定されるものではない。

１、環化重合によるもの （１）　ＣＦ２＝ＣＦ−０−ＣＦ２ＣＦ２−０−ＣＦ：
ＣＦｐ↓　ラジカル重合 ２、環状モノマーを使用するもの （２）　ＣＦ２＝ＣＦ−ＣＦ２−ＣＦＣＩ−ＣＦ２−Ｃ
Ｆ２ＣＦ２↓　ラジカル重合 （ＵＳＰ　３９７８０３０） 上記では、パーフルオロ脂肪族環構造を有するポリマー
を例示したが、本発明に於いては、上記例示のフッ素原
子の一部が他の水素原子や有機基で置換されたもの、あ
るいはメタセシス重合で得られる （ＵＳＰ　３２０２６４３など） （３）　ＣＦ２＝ＣＦ−０−ＣＦ２−ＣＦ２ＣＦ２↓　
ラジカル重合 のごとき環構造を有するものも挙げられる。

而して、本発明における特定の環構造を有するポリマー
は、上記のごとき環化重合によりにより円滑かつ有利に
得られるが、特に、分子内に重合性の異なる二つの重合
性基を有し且つこれらの二つの重合性基を連結する連結
鎖の直鎖部分の原子数が２〜７個であるモノマーを用い
ることにより、超高圧条件や大希釈条件を採用しなくて
も、ゲル化の副生を抑えて円滑有利に環化重合を進行せ
しめ得るものである。

上記のごとき環化重合に好適なモノマーとしては、まず
第一に、重合性の異なる炭素−炭素多重結合を二つ有す
ることが望ましい。通常は炭素−炭素二重結合が採用さ
れる。例えば、左右対称構造でない二つの多重結合を有
する含フッ素単量体、ビニル基とアリル基、ビニルエー
テル基とビニル基、含フッ素多重結合と炭化水素多重結
合、パーフルオロ多重結合と部分フッ素化多重結合のご
ときが挙げられる。第二に、これら二つの炭素−炭素多
重結合を連結する連結鎖の直線部分の原子数が２〜７で
あることが望ましい。連結鎖の直線部分の原子数が０〜
１の場合には環化重合が生起し難く、また８以上の場合
にも同様である。通常好ましくは、この原子数が２から
５の場合である。

又、連結鎖は直線状に限られず、側鎖構造あるいは環構
造を有していてもよく、更に構成原子は炭素原子に限ら
れず、Ｏ，Ｓ、　　Ｎのごときヘテロ原子を含んでいて
も良い。第三に、フッ素含有率が１０重量％以上のもの
が望ましい。フッ素含有率が余りに少ない場合には、フ
ッ素原子の有する特異性が発揮され難くなる。当然の事
であるが、パーフルオロ単量体が好適に採用される。

上記の特定の含フッ素単量体の具体例としては、ＣＦｚ
＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２．　ＣＦ２”ＣＦＯＣＦ２
ＣＦ２ＣＦ：ＣＦ２ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ＝ＣＨ２
，ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦｚＣＦ２ＣＨ＝ＣＨ２゜ＣＦ２＝
ＣＦＯＣＦ２（ＣＨ２）ｙ、ＮＨＣＣＨ：ＣＨ２（但し
、Ｘは０〜３の整数） ＣＨ２＝ＣＨＯＣｔｈＣＨ２ＣＦ２ＣＦ＝ＣＦ２等が例
示され得る。

本発明に於いては、ＣＦ２”ＣＦＯ−なるビニルエーテ
ル基を一つ有するものが重合反応性、環化重合性、ゲル
化抑制等の点で好ましく採用され、特に、パーフルオロ
アリルビニルエーテル　　（ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２ＣＦ
＝ＣＦ２）およびパーフルオロブテニルビニルエーテル
（ＣＦ２＝ＣＦＯＣＦ２０Ｆ２ＣＦ＝ＣＦ２）が好適な
例として挙げられる。

上記のごとき単量体成分は単独で、または二種以上で採
用され得ると共に、さらにはこれらの成分の本質を損な
わない程度に他の共重合成分と併用して共重合しても何
ら差し仕えがないし、必要ならば何らかの方法でポリマ
ーを架橋しても良い。

共重合せしめる他の単量体としては、ラジカル重合性を
有するモノマーであれば特に限定されずに含フッ素系、
炭化水素系その他が広範囲にわたって例示され得る。当
然の事であるが、これら他の単量体は一種単独で前記特
定の環構造を導入し得るモノマーとラジカル共重合せし
めても良く、あるいは適宜の２種類以上併用して上記共
重合反応を行わせても良い。本発明に於いては、通常は
他の単量体としてフルオロオレフィン、フルオロビニル
エーテルなどの含フッ素モノマーを選定することが望ま
しい。例えば、テトラフルオロエチレン、パーフルオロ
メチルビニルエーテル、パーフルオロプロピルビニルエ
ーテル、あるいはカルボン酸基やスルホン酸基のごとき
官能基を含有するパーフルオロビニルエーテルなどは好
適な具体７例であり、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル
、クロロトリフルオロエチレンなども例示される。

共重合体組成としては、本発明で目的とする特定含フッ
素脂肪族環構造の特性を生かすために、環状構造の組成
が２０％以上であることが好ましく、更に好ましくは４
０％以上であることが望ましい。

本発明に於いて、含フッ素ポリマーの架橋方法としては
、通常行われている方法などを適宜用いることができる
。例えば、架橋部位を持つ単量体を共重合させて架橋せ
しめたり、架橋剤を添加して架橋せしめたり、あるいは
放射線などを用いて架橋せしめることができる。

また、本発明に於ける含フッ素ポリマーには、実用性を
向上させるために、酸化防止剤、紫外線安定剤などの各
種添加剤を添加することも可能である。

本発明に於ける特定の環構造を有するポリマーは、フッ
素系溶剤などに可溶なため、溶液からのキャスト成形な
どにより厚みの薄い保護膜を作成することも可能である
。従って、ガラス性またはアクリル樹脂性の透明窓材の
表面にコーティングにより本発明のポリマーの表面層を
設けることも可能である。また、熱可塑性樹脂として溶
融温度が低く、溶融粘度も比較的低いので、熱溶融成型
も容易であり、直接窓材を成型することも、フィルムを
作って他の材質の窓に貼り合わせることも可能である。

。 用いられる溶媒としては、上記ポリマーを溶解するもの
であれば限定はないが、パーフルオロベンゼン、“°ア
フルードパ（商品名；旭硝子社製のフッ素系溶剤）、°
“フロリナート′　（商品名：３Ｍ社製のパーフルオロ
（２−ブチルテトラヒドロフラン）を含んだ液体）、ト
リクロロトリフルオロエタン等が好適である。当然の事
ながら、適宜の２種類以上を併用して溶媒として用いる
ことができる。特に混合溶媒の場合、炭化水素、アルコ
ール、その他の有機溶媒も併用できる。溶液濃度は０．
０１ｗｔＸ　〜５０ｗｔχで、好ましくは０．１Ｗｔχ
〜２０ｗｔχである。

［作用］ 本発明において、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマ
ーは、結晶性が小さいかまたは殆ど結晶性がないために
、フッ素樹脂であるにもかかわらず高い透明性を示し且
つ高い光線透過率を示すものであり、また含フッ素ポリ
マーであるが故に、通常の炭化水素系の樹脂よりも低屈
折率で、耐湿性、耐候性、耐薬品性、汚れ除去性にも優
れているものと考えられる。但し、かかる説明は本発明
の理解の助けとするものであり、本発明を限定するもの
でないことは勿論である。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について更に具体的に説明するが
、この説明が本発明を限定するものでないことは勿論で
ある。

合成例１ パーフルオロアリルビニルエーテルの３５ｇ、　トリク
ロロトリフルオロエタン（以下、Ｒ１１３と略記する）
の５ｇ、イオン交換水の１５０ｇ、及び重合開始剤とし
て（Ｃ３Ｆ７Ｃ００）２の３５ｍｇを、内容積２００ｎ
ｌの耐圧ガラス製オートクレーブに入れた。

系内を３回窒素で置換した後、２６°Ｃで２３時間懸濁
重合を行った。その結果、重合体を２８ｇ得た。

この重合体の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、
モノマーに存在した二重結合に起因する１６６０ｃｍ−
１、１８４０ｃｍ−１付近の吸収はなかった。また、こ
の重合体をパーフルオロベンゼンに溶解し１９ＦのＮＭ
Ｒスペクトルを測定したところ以下の繰り返し構造を示
すスペクトルが得られた。

この重合体の固有粘度［η］は、“フロリナート”ＦＣ
−７５（商品名：３Ｍ社製のパーフルオロ（２−ブチル
テトラヒドロフラン）を主成分とする液体、以下ＦＣ−
７５と略記する）、中３０６０で０．５３０であった。

重合体のガラス転移点は６９°Ｃであり、室温ではタフ
で透明なガラス状の重合体である。また１０％熱分解温
度は４６２°Ｃであり、屈折率は１．３４と低く、光線
透過率は９５％と高かった。

合成例２ １．１，２，４，４，５．５−ヘプタフルオロ−３−オ
キサ−１，６−へブタジェンの２０ｇ及びＲ−１１３の
４０ｇを窒素置換した三ツロフラスコに入れ、重合開始
剤として（Ｃ３Ｆ７Ｃ００）２の２０ｍｇを加え、更に
系内を窒素置換した後に、１８＠Ｃ″ｒｌＯ時間重合し
た。その結果、重合体を１０ｇ得た。この重合体はＲ−
１１３に溶解するポリマーであり、メタキシレンへキサ
フロライド中３０”Ｃでの固有粘度［η］は０．９６で
あった。１９Ｆおよび！ＨＮＭＲにより、主鎖に環構造
を有する重合体であることを確認した、。

また、この重合体は無色透明であり、屈折率は１．３６
と低く、光線透過率は９３％と高かった。

合成例３ パーフルオロブテニルルビニルエーテルの３５ｇ。

Ｒ１１３の５ｇ、イオン交換水の１５０ｇ、及び重合開
始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネートの
９０Ｂを、内容積２００＋ａｌの耐圧ガラス製オートク
レーブに入れた。

系内を３回窒素で置換した後、４０’Ｃで２３時間懸濁
重合を行った。その結果、重合体を２８ｇ得た。

この重合体の赤外線吸収スペクトルを測定したところ、
モノマーに存在した二重結合に起因する１６６０ｃｍ−
ｔ　、　１８４０ｃｍ−を付近の吸収はなかった。また
、この重合体はパーフルオロベンゼンおよびアフルード
、フロリナートに可溶であった。さらに、１９ＦのＮＭ
Ｒスペクトルを測定したところ合成例１と同様、環構造
に相当するスペクトルが得られた。

この重合体の固有粘度［η］は、ＦＣ−７５中３０＠Ｃ
で０．５０であった。　重合体のガラス転移点は１１０
０Ｃであり、室温ではタフで透明なガラス状の重合体で
ある。また１０％熱分解温度は４６５°Ｃであった。

吸水率は０．０１％以下、室温での誘電率は２．２（６
０Ｈｚ〜ＩＭＨｚ）、体積抵抗は１０１７以上であった
。

重合体の屈折率は１．３４であり、光線透過率は９３％
であった。

実施例１ 合成例１．２．３で得られたポリマーのフィルムを溶融
成型により作成し、サンシャインウエザオメーターによ
ってその耐候性を評価したところ、５０００時間の照射
後も９０％以上の光線透過率を示し、外観変化は全く認
められなかった。

また、同様に成型した厚さ１ミリの板及び、アクリル板
、表面に合成例１で得られたポリマーをコーティングし
たアクリル板を濃硫酸中に浸したところ、アクリル板は
溶は出したが、合成例で得られたポリマーをコーティン
グしたアクリル板及び、合成例で得られたポリマーから
成型した板は、はとんど損傷がなかった。

また、上記の５枚の試験片を３力月問屋外に暴露し、付
着した汚れを水を含ませたガーゼで擦って洗い流したと
ころ、アクリル板では汚れがかなり残留したのに対し、
合成例で得られたポリマーをコーティングしたアクリル
板及び、合成例で得られたポリマーから成型した板では
ほとんど汚れが残らなかった。

また、ガラス板、合成例で得られたポリマーをコーティ
ングしたガラス板及び、合成例１で得られたポリマーか
ら成型した板を、５０％のフッ酸水溶液中に浸したとこ
ろ、ガラス板は表面が侵されたが、合成例で得られたポ
リマーをコーティングしたガラス板及び、合成例で得ら
れたポリマーから成型した板は侵されなかった。

［発明の効果］ 本発明は、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーを材
料として採用することにより、扁い透明性および耐候性
、耐酸性を有し、十分な強度の窓をを得るという優れた
効果を有し、特にフッ素含有量の高いものを用いた場合
は、耐熱性、耐湿性、耐汚染性も兼ね備えるという効果
も認められる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーからなる表
   面を有することを特徴とする航空機用窓。 ２、含フッ素脂肪族環構造を有するポリマーが環化重合
   によって得られる主鎖に環構造を有するポリマーである
   請求項１に記載の航空機用窓。