JPH04309548A - 帯電防止性フッ素樹脂組成物 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、帯電防止性フッ素樹脂
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。

【０００２】

【従来の技術】ポリテトラフルオロエチレン（以下、Ｐ
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。

【０００３】この様にして得られるＰＴＦＥファインパ
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。

【０００４】一般に、ＰＴＦＥ成形品は、耐熱耐薬品性
、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。

【０００５】そこで、従来から、導電性付与、たとえば
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。

【０００６】ＰＴＦＥファインパウダーに導電性を付与
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。

【０００７】しかしながら、カーボンは黒色であるため
、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。

【０００８】白色の導電性充填材としては、導電性酸化
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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、白色の成形
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。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、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
脂組成物を提供する。

【００１１】本発明で使用するＰＴＦＥファインパウダ
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。

【００１２】本発明において使用する充填材である針状
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。

【００１３】充填材をＰＴＦＥファインパウダーに配合
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。

【００１４】従って、このような欠点のない混合粉末を
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。

【００１５】さらに、凝柝工程の開始から完了までの間
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。

【００１６】ＰＴＦＥの水性分散液としては、平均粒径
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。

【００１７】針状導電性酸化チタンをそのままＰＴＦＥ
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。

【００１８】表面処理した針状導電性酸化チタンを粉末
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。

【００１９】一般に、樹脂の体積抵抗率（ρｖ）が１０
６〜１０１１Ω・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Ｐ
ＴＦＥ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
。

【００２０】本発明者らは、分散機を使用して水分散し
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２００μｍ）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。

【００２１】測定結果を図１に示す。この結果によれば
、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。

【００２２】さらに、針状導電性酸化チタンに球状導電
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。

【００２３】本発明の白色帯電防止性ＰＴＦＥファイン
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。

【００２４】又、ペースト押出成形及びカレンダーリン
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。

【００２５】こうして得られたパイプは、配管の内壁と
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。

【００２６】以下、実施例および比較例を挙げて本発明
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。

【００２７】実施例１〜４および比較例１〜５　　アミ
ノシランカップリング剤３重量％により乾式処理した針
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。

【００２８】凝柝装置は、直径１８０ｍｍの円筒型で内
容積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
。ＰＴＦＥと充填材との共凝柝は下記の手順で行なった
。

【００２９】まず、撹拌容器に水を混合液中のポリマー
濃度が１２〜１４重量％となる量で仕込み、３００ｒｐ
ｍ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。

【００３０】次いで、混合液中へ水不溶性の有機液体で
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。

【００３１】尚、比較例４では、未処理の針状導電性酸
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）。

【００３２】

【表１】 注：※１（スラリーピーク時間）ＰＴＦＥ水性分散体投
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）

【００３３】上記実施例および比較例で得た粉末を用い
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）３６、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。

【００３４】さらに、このロッドをシート化し、その体
積抵抗を測定した。それらの結果を表２に示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】実施例５および比較例６〜９　　実施例１
において使用したアミノシランカップリング剤処理済水
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。

【００３７】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】　　実施例および比較例における導電性フィラ
ーの含有量と体積抵抗率との関係を示すグラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。