JPH11151781A - フルオロポリマー積層品 - Google Patents
フルオロポリマー積層品Info
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Abstract
ー含有量で金属に対する良好な接着性を有し、積層品の
フルオロポリマー成分がフルオロポリマーの耐熱性およ
び耐薬品性をほぼ維持する、異種材料、特に金属へのメ
ルトフロー可能なフルオロポリマーの積層品を提供する
こと。 【解決手段】 金属およびこれに接着された溶融加工性
フルオロポリマー組成物を含む積層品であって、前記組
成物が官能基のあるフルオロポリマー樹脂および高温耐
性サーモプラスチック樹脂接着促進剤を含むことを特徴
とする積層品。
Description
ロポリマーの分野であり、さらに詳細には溶融加工性フ
ルオロポリマー組成物および金属の積層品に関する。
れた出願第60/058227号の利益を請求するもの
である。
リマー樹脂は、その低い表面エネルギーおよび固着防止
特性、ならびに耐熱性および耐薬品性で知られている。
これらの共重合体は、いかなる実際的な程度の結合強さ
でもその他の材料、特に異種材料に固着しない。
物、ポリエーテルスルホンなどのいくつかの高温耐性サ
ーモプラスチック(HTRP)は、フルオロポリマー被
覆の処方で接着促進剤として使用されている。例として
は米国特許第5230961号(Tannenbaum)および第
5093403号(Rau 等)を参照されたい。しかし、
このような接着促進剤は、通常は比較的高い比率で使用
され、フルオロポリマーの特性を損なう可能性がある。
例えば、米国特許第5230961号(請求項7)は、
プライマが15〜30%のポリアミドイミドおよび25
〜55%の過フルオロポリマーを含む被覆した基板を記
載し、米国特許第5093403号の表14は15〜2
0重量%のポリフェニレンスルフィドまたはポリエーテ
ルエーテルケトンを含むプライマの処方を与える。
が高いフルオロポリマー含有量で金属に対する良好な接
着性を有し、積層品のフルオロポリマー成分がフルオロ
ポリマーの耐熱性および耐薬品性をほぼ維持する、異種
材料、特に金属へのメルトフロー可能なフルオロポリマ
ーの積層品が必要である。
れに接着された溶融加工性フルオロポリマー組成物の積
層品を提供し、この組成物は、官能基のあるフルオロポ
リマー樹脂および高温耐性サーモプラスチック樹脂接着
促進剤を含む。この組成物は、小部分の官能基のあるフ
ルオロポリマーおよび高温耐性サーモプラスチック樹脂
接着促進剤と、大部分の官能基のないフルオロポリマー
とを含むことが好ましい。この組成物は、金属に対する
相互依存的な改善された接着性を有し、成分間の良好な
接着性を有する積層品が、比較的低い濃度の高温耐性サ
ーモプラスチック(接着促進剤)を有する、したがって
主にフルオロポリマー特性を有するフルオロポリマー組
成物で得られるようになっている。
高温耐性サーモプラスチック(HTRP)を組み合わせ
ることで、その組成物の金属に対する接着性が相互依存
的に増加することが分かっている。両成分がともに存在
する場合には、接着結果は、これらの成分の一方しか存
在しない場合に予見される接着結果より良好である。一
つの態様では、特に、官能基のあるフルオロポリマーの
存在は、HTRPの接着促進を妨害するのではなく、改
善する。結果として、比較的低い濃度のHTRPを使用
して良好な接着性を達成できるので、この組成物は比較
的高い比率のフルオロポリマーを有し、したがってフル
オロポリマーの特徴を優勢にしている。
ロポリマー」は、側鎖官能基または側鎖に結合した官能
基を有するフルオロポリマーを意味する。通常は、この
ような官能基単位はペンダント側鎖の末端にあるが、必
ずしもそのようになる必要はない。本発明の文脈では、
官能基は、官能基およびHTRP接着促進剤がともにフ
ルオロポリマー組成物中に存在するときにHTRPの接
着促進剤の効果を改善し、フルオロポリマー組成物と金
属表面との間の接着を達成して積層品を形成することが
できる基である。このような官能基は、例えばこのよう
な官能基を有するモノマー単位すなわち官能性モノマー
を、重合中にフルオロポリマー中に組み込むことによっ
て導入することができる。
ができる官能基には、エステル、アルコール、酸(炭
酸、硫酸、リン酸を含む)、および塩、ならびにそれら
のハロゲン化物が含まれる。その他の官能基には、シア
ネート、カーバメート、ニトリルなどが含まれる。使用
することができる特定の官能基には−SO2 F、−C
N、−COOH、および−CH2 −Zが含まれ、ここで
−Zは−OH、−OCN、−O−(CO)−NH2 、ま
たは−OP(O)(OH)2 である。好ましい官能基に
は、−SO2 Fおよび−CH2 −Zが含まれ、ここで−
Zは−OH、−O−(CO)−NH2 、または−OP
(O)(OH)2 である。−Zを−OH、−O−(C
O)−NH2 、または−OP(O)(OH)2 とする官
能基−CH2 −Zが特に好ましい。当業者なら分かるで
あろうが、複数のタイプの官能基が存在することができ
る。ただし通常は単一タイプの官能基を使用する。
フルオロポリマー組成物のフルオロポリマー樹脂の成分
中、すなわち官能基のあるフルオロポリマーに、官能基
のないフルオロポリマーが存在する場合にはこれを加え
たフルオロポリマー中の官能基の濃度は、HTRP接着
促進剤の効果を改善し、それにより低いHTRP濃度で
も金属への良好な接着を可能にするのに有効である。当
業者なら分かるであろうが、HTRP接着促進剤の効果
を改善するのに有効な官能基の濃度は、少なくとも官能
基のタイプおよびHTRPのタイプによって変わる可能
性がある。存在する官能基の濃度は、フルオロポリマー
樹脂中の主鎖炭素原子の数に対して表すことができる。
一般に、存在する官能基の濃度は、この組成物のフルオ
ロポリマーの総数に対して、少なくとも主鎖炭素原子の
約25/106である。官能基の濃度は、存在するフル
オロポリマーの総数に対して、通常は主鎖炭素原子10
6個あたり25〜2500個の範囲であり、好ましくは
主鎖炭素原子106個あたり50〜2000個の範囲で
ある。
能基の所望の濃度は、官能基を有する単一のフルオロポ
リマー、またはこのようなフルオロポリマーの混合物で
達成することができる。官能基の所望の濃度は、官能基
の濃度がより高い官能基のあるフルオロポリマー(また
はその混合物)と、官能基のないフルオロポリマー(ま
たはその混合物)すなわち基本的に官能基を有さないフ
ルオロポリマーとをブレンドすることによっても達成す
ることができる。この実施形態では、官能基のあるフル
オロポリマーは、官能基のないフルオロポリマーで低下
させる(希釈する)ことができる官能基濃度として働
く。この手法には、官能基のないフルオロポリマーとの
ブレンド比を変えることによって単一の官能基のあるフ
ルオロポリマーの様々な官能基濃度を達成することがで
きるという利点があり、本発明の好ましい実施形態であ
る。ブレンドである官能基のあるフルオロポリマー中で
は、官能基のあるフルオロポリマーの成分は官能基のな
いフルオロポリマーの成分より少量であることが好まし
い。
態では、溶融加工性フルオロポリマー組成物は、少量の
官能基のあるフルオロポリマーおよび高温耐性サーモプ
ラスチック樹脂と、大量の官能基のないフルオロポリマ
ーとを含む。「大量」とは、官能基のないフルオロポリ
マーが、官能基のないフルオロポリマー、官能基のある
フルオロポリマー、およびHTRP接着促進剤の合計重
量に対して少なくとも50重量%、好ましくは少なくと
も70重量%であることを意味する。この実施形態で
は、組成物は、官能基のないフルオロポリマー、官能基
のあるフルオロポリマー、およびHTRPの合計重量に
対して、官能基のあるフルオロポリマーが1〜30重量
%、より好ましくは1〜20重量%、最も好ましくは3
〜15重量%であり、HTRP接着促進剤が0.5〜1
0重量%、より好ましくは1〜5重量%であることが好
ましい。本発明のこの実施形態では、官能基のあるフル
オロポリマーの官能基濃度は、ブレンド中に存在する官
能基のないフルオロポリマーの量に応じて、全てのフル
オロポリマーについて上述した濃度より高くなる。
脂は、3〜8個の炭素原子を有する過フルオロオレフィ
ン、および直鎖または分枝アルキル基が1〜5個の炭素
原子を含む過フルオロ(アルキルビニルエーテル)(P
AVE)から選択した1つまたは複数の共重合モノマー
を有するTFEの共重合体を含む。好ましい過フルオロ
ポリマーには、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)お
よびPAVEの少なくとも一方を有するTFEの共重合
体が含まれる。好ましいコモノマーには、アルキル基が
1〜3個の炭素原子、特に2〜3個の炭素原子を含むP
AVE、すなわち過フルオロ(エチルビニルエーテル)
(PEVE)および過フルオロ(プロピルビニルエーテ
ル)(PPVE)が含まれる。使用することができるさ
らに別のフルオロポリマーには、過フルオロブチルエチ
レンなど1つまたは複数の変性コモノマーを任意に少量
含むTFEを有するエチレンの共重合体が含まれる。代
表的なフルオロポリマーは、例えばASTM Standard
Specification D−2116、D−3159、およびD
−3307に記載されている。このようなフルオロポリ
マーは、それらが基本的に官能基を有さない場合には官
能基のないフルオロポリマーであるが、例えばグラフト
化や共重合によって官能基が付加された場合には官能基
のあるフルオロポリマーである。好ましいフルオロポリ
マーは、官能基単位すなわち官能基を除けば過フルオロ
ポリマーである。別法として、または追加として、好ま
しいフルオロポリマーはエラストマーと対称的な非エラ
ストマーである。
の段落に記載したもの、およびさらに官能性モノマーに
由来する共重合単位を含むものなどのフルオロポリマー
が含まれる。ただし、官能性モノマーの濃度がTFE共
重合体中で十分に高い場合には、その他のコモノマーが
必要とされることはない。例えば以下の実施例18を参
照されたい。通常は、このようなモノマーによって導入
された官能基はペンダント側鎖の末端にあるが、必ずし
もそのようになる必要はない。このような官能性を有す
るペンダント側鎖を導入する官能性モノマーは、一般式
CY2 =CY−Zを有することができ、ここでYはHま
たはFであり、Zは官能基を含む。好ましくは、Yが
F、−Zが−Rf −Xであり、ここでRf はフッ化ジラ
ジカル、XはCH2 基を含むことができる官能基であ
る。Rf が、2〜20個の炭素原子を有する直鎖または
分枝過フルオロアルコキシであり、したがって官能性コ
モノマーがフッ化ビニルエーテルであることが好まし
い。このようなフルオロビニルエーテルの例としては、
米国特許第4982009号に記載のCF2 =CF[O
CF2 CF(CF3 )]m −O−(CF2 )n −CH2
OH、および米国特許第5310838号に記載のアル
コールエステルCF2 =CF[OCF2 CF(CF
3 )]m −O−(CF2 )n −(CH2 )p −O−CO
Rがある。追加のフルオロビニルエーテルには、米国特
許第4138426号に記載のCF2 =CF[OCF2
CF(CF3 )]m O(CF2 )n COOH、およびそ
のカルボキシルエステルCF2 =CF[OCF2 CF
(CF3 )]m O(CF2 )n COORが含まれる。こ
れらの化学式では、m=0〜3、n=1〜4、p=1〜
2であり、Rはメチルまたはエチルである。好ましいこ
れらのフルオロビニルエーテルとしては、CF2 =CF
−O−CF2 CF2 −SO2 F、および−Yを−SO2
Fまたは−CNとするCF2 =CF[OCF2 CF(C
F3 )]O(CF2 )2 −Y、ならびに−Zを−OH、
−OCN、−O−(CO)−NH2 または−OP(O)
(OH)2 とするCF2 =CF[OCF2 CF(CF
3 )]O(CF2 )2 −CH2 −Zが含まれる。これら
のフルオロビニルエーテルが好ましいのは、ポリマー中
に組み込むことができ、その結果生じた共重合体中に官
能性を組み込むことができるためである。
O)−NH2 (カーバメート)または−OP(O)(O
H)2 (ホスホネート)とする化学式CF2 =CF−R
f −(CH2 )n −Xを有する化合物は、以下のように
合成することができる。シアネートは、nを1〜3、R
f を1〜20個の炭素原子を含む過フルオロアルキルま
たは過フルオロアルコキシとする一般式CF2 =CF−
Rf −(CH2 )n −OH(I)を有する既知の化合物
を、非求核塩基が存在する中で臭化シアン(CNBr)
またはクロロシアン(CNCl)と反応させる一段プロ
セスによって、高い収量で調製することができる。カー
バメートは、シアネートのカーバメートへの変換を完了
するのに十分な時間だけ高温でシアネートを酸と接触さ
せることによって、シアネートから調製することができ
る。リンを含む化合物は、化合物(I)をニートまたは
非プロトン溶媒中のいずれかのP(O)Cl3 またはP
(O)Br3 と反応させ、例えばCF2 =CF−Rf −
(CH2 )n −OP(O)(Cl2 )などの塩化物また
は臭化物を得、その後加水分解して酸−OP(O)−
(OH)2 を得るプロセスによって、高い収量で調製す
ることができる。特定の条件を以下のモノマー調製1〜
2に開示する。これらの化合物の調製に関しては、欧州
特許出願公開第0829471号およびPCT特許出願
公開WO98/11114号を参照のこと。
よって達成されると、官能基のあるフルオロポリマーが
官能基のないフルオロポリマーを含むブレンドであって
も、本発明の官能基のあるフルオロポリマー中の官能性
モノマーの量は所望の官能基の濃度を達成するには少な
い。一般に、官能性モノマーの量は、官能基のあるフル
オロポリマー、すなわち官能性モノマーを含むフルオロ
ポリマーの成分の総重量に基づいて、せいぜい10重量
%、好ましくは5重量%である。ある例では、例えばス
テンレス鋼などの基板金属への良好な結合を達成するた
めに、あるいは官能基のある溶融加工性フルオロポリマ
ー中で非官能性モノマーを使用することが望ましくない
場合には、10重量%を超える、より高い濃度の官能性
モノマーが望ましいこともある。官能基のあるフルオロ
ポリマーは均一にすることができるが、官能基のあるフ
ルオロポリマー全体にわたって官能性モノマーの濃度を
均一にする必要はない。
物は溶融加工性である。したがって、この組成物は一般
に0.5〜50×103 Pa・sの範囲の溶融粘性(M
V)を有するが、この範囲外の粘性を使用することもで
きる。MVは、この組成物の優勢なフルオロポリマー成
分に適した温度で、ASTM D−1238に従って測
定される。MVは1〜25×103 Pa・sの範囲であ
ることが好ましい。通常は各フルオロポリマー成分のM
Vは前述の範囲内であるが、当業者には理解されるよう
に、ブレンドによって少ない方の成分がより広い範囲の
MVを有することになる。
メルトフロー可能な耐熱性有機ポリマーから選択される
が、これらは接着促進剤であり、少なくともこの組成物
の大部分に使用される最も高い温度で溶融するフルオロ
ポリマーの使用温度程度に高い融点、またはアモルファ
スである場合にはガラス転移温度を有する。HTRP
は、この組成物のコンパウンド化および加工あるいは粉
末または分散のフュージングに使用される温度でメルト
フローを示すことが好ましい。一般に、HTRPはKoch
によって「High Temperature Resistant Thermoplastic
s - Products andGeneral Properties 」(Conference
on High Temperature Thermoplastics、Ludwigshafen、1
993)で定義されたものであり、140℃を超える連続
使用温度を有する。接着促進剤であるサーモプラスチッ
クには、例えばポリアリールエーテルケトンや、ポリア
リーレンスルフィドや、芳香族ポリエーテルスルホンも
含めたポリエーテルスルホンを含むポリスルホンや、ポ
リアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリエーテルイ
ミドも含めたポリイミドや、芳香族ポリエーテルや、ポ
リアクリロニトリルが含まれる。好ましいHTRPに
は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエ
ーテルケトンケトン(PEKK)、ポリフェニレンスル
フィド(PPS)、ポリエーテルスルホン(PES)、
およびポリアミドイミド(PAI)が含まれる。このよ
うなポリマーは当技術分野では周知である。本発明を例
示するために使用する代表的なHTRPを以下の表2に
列挙する。本発明の積層品を調製するために使用する溶
融加工性フルオロポリマー組成物は様々な形態を有する
ことができる。これらは例えば、良好な混合能力を有す
るツインロータ・ミキサや押出機など、溶融温度でフル
オロポリマーを処理するように適当に装備された従来の
設計の溶融加工機器を使用してコンパウンド化した、溶
融混合組成物にすることができる。この組成物は、パウ
ダブレンド、あるいは分散またはスラリブレンドにする
こともできる。
は周知の手段によってフルオロポリマー組成物を処理し
て、積層品を形成する、または積層のフルオロポリマー
成分を調製することができる。したがって、例えば、組
成物が粉末である場合には、回転ライニングや静電吹付
けなどの粉末被覆技術によって組成物を押し出す、また
は射出成形する、あるいは堆積させ、組成物が分散であ
る場合にはロール・コーティングや吹付けなどの湿式被
覆技術によって塗布し、その後に乾燥およびフュージン
グなどを行うことができる。したがって本発明の積層品
は、被覆で覆われた基板(金属)を含み、この被覆が本
明細書に記載の溶融加工性フルオロポリマー組成物であ
り、金属基板に直接接着される、被覆された物品として
記述することもできる。
ロポリマー組成物および金属を含む。この積層品は、一
方がフルオロポリマーであり、もう一方が金属である2
層のみから構成することも、フルオロポリマー組成物ま
たは金属の2つ以上の層を有することもできる。フルオ
ロポリマー組成物または金属の2つ以上の層が存在する
場合には、このような層は組成も厚さも同一である必要
はない。当業者なら分かるであろうが、本発明の積層品
は、金属でも、官能基のあるフルオロポリマーおよびH
TRP接着促進剤を含む溶融加工性フルオロポリマー組
成物でもない成分を含むことができる。したがって例え
ば、1つの金属層および1つの溶融加工性フルオロポリ
マー組成物層を有する積層品は、本明細書で定義する溶
融加工性フルオロポリマー組成物ではないフルオロポリ
マーの層を1つまたは複数有することもできる。このよ
うな場合には、例えば、溶融加工性フルオロポリマー組
成物はプライマの役目を果たすことができる。
成にすることができる。金属成分は厚くすることも薄く
することも、剛性にすることもたわみ性にすることも、
平板にすることも起伏を付けることもできる。例えば、
金属成分(基板)は、剛性のシートやたわみ性の箔、ま
たは容器(例えばタンク)、パイプ、調理器具などの構
造にすることができる。溶融加工性フルオロポリマー組
成物の成分は金属成分の厚さとは無関係に厚くすること
も薄くすることもでき、当然、金属成分と同じ一般形状
を有することになる。一般に、積層品は金属成分に従っ
て剛性またはたわみ性になるが、たわみ性の金属成分お
よび厚いフルオロポリマー組成物の成分を有する積層品
は、金属のみの場合よりたわみ性が低くなる可能性があ
る。このように、積層品は剛性のシート、輪状にするこ
とができるたわみ性のストリップ、容器(例えばタン
ク)、パイプ、調理器具などの構造にすることができ
る。当業者なら分かるであろうが、このような積層品の
溶融加工性フルオロポリマー組成物の成分の厚さは、積
層品の目的およびフルオロポリマー組成物の成分の役割
に応じて変化することになる。例えば、積層品が化学処
理容器であり、フルオロポリマー組成物が唯一の被覆で
ある場合には、フルオロポリマー組成物の成分は比較的
厚くなる可能性がある。他方、水性分散ブレンドから塗
布された場合など、フルオロポリマー組成物の成分が追
加のフルオロポリマーとともにプライマとして存在する
場合には、フルオロポリマー組成物の成分が比較的薄く
なる可能性がある。一般に、溶融加工性フルオロポリマ
ー組成物の成分の厚さは、0.01〜5mmの範囲とな
り、より一般的には0.02〜3mmの範囲となる。
用途に適したものにすることができる。以下の例の多く
では便宜上アルミニウムを使用するが、ステンレスや軟
鋼など、その他の金属を使用することもできる。金属表
面は粗くすることも滑らかにすることもできる。以下の
例では、滑らかな金属表面を選択して本発明を説明す
る。当業者には周知の通り、金属に対する被覆の接着性
は、例えばサンドブラストによって金属表面を粗くする
ことによって改善することができる。一般に、金属表面
にはちりおよび油脂がないものとする。
は、積層品の溶融加工性フルオロポリマー組成物の成分
と金属成分との間に良好な接着性を示す。剥離試験を以
下に記載するように実行することができる積層品では、
剥離強さは一般に少なくとも700g/cmであり、好
ましくは少なくとも1000g/cmである。本発明の
積層品の剥離強さは、通常は、官能基のあるフルオロポ
リマーまたはHTRP接着促進剤のいずれかを組成物か
ら除去して測定した剥離強さの合計より高い。
プロセッサが制御するトルク・レオメータによって制御
および駆動されるローラ・タイプ・ロータを有する実験
室用ツインロータ・ミキサ(Rheomix(登録商標) 3000、
Haake Buechler)、または28mmツイン・スクリュー
押出機(Werner & Pfleiderer)のいずれかでフルオロポ
リマー樹脂と添加物とを溶融コンパウンド化することに
よって、積層品中で試験のために組成物を調製した。ツ
インロータ・ミキサを使用する場合には、全ての成分を
まとめて混合チャンバに充填する。温度およびロータ速
度は、マイクロプロセッサ内の調整によって制御した。
溶融ブレンド後にミキサから除去した生成物は比較的量
が多く、成形に適した小さな部片に切断する、または場
合によっては成形する前に粉砕して粉末にする。押出機
システムを使用する場合には、全ての成分をプラスチッ
ク・バッグ(またはドラム)中で組み合わせ、押出機の
供給ホッパに混合物を導入する前に、振とうおよび混練
(またはドラム中でのタンブル・ブレンド)によって事
前にブレンドする。押出機システムはストランドを生
じ、これを切断して性能試験用のサンプルを直接成形す
るために使用されるペレットにする。組成物中の各成分
の量は、前述の成分を合成した総重量に基づく重量%で
表される。
モノマーを含むTFE/PPVE共重合体を使用して本
発明を例示する。こうした官能基のあるフルオロポリマ
ーは、一般にGresham およびVogelpohl (米国特許第3
635926号)に開示の方法による、連鎖移動剤(1
例ではクロロホルム)としてエタンを使用する水性分散
重合によって調製した。ただし官能性モノマーは反応器
への初期装入物に含まれ、緩衝剤は常に使用されるわけ
ではない。利用した官能性モノマーを表1に定義する。
官能基のあるフルオロポリマー固体は、機械的せん断凝
析させ、濾過し、その後で乾燥させることによって生の
分散液から分離した。官能基のあるフルオロポリマーの
組成は、フーリエ変換赤外線分光によって決定した。
給された立方体型で使用される官能基のないTFE−P
PVE共重合体(PFA)を含む(Teflon(登録商標)
PFA フルオロポリマー樹脂 グレード340、DuPo
nt)。以下に記載する、アルミニウムに対して測定され
たこの樹脂のみについての剥離強さは、185〜345
g/cmの範囲であった。
する。全てのHTRPは、グラニュールまたは微小に分
割された粉末として得られ、そのように使用される。
は、米国特許第4380618号に記載されるように修
正されたASTM D−1238の方法で372℃で測
定される。このようなMFR測定では、MFRは、関係
MV=53.15/MFRで溶融粘度(MV)に関係
し、MFRの単位はg/10分、MVの単位は103P
a・sである。
さ試験のためにサンプルを調製した。厚さ0.060イ
ンチ(1.5mm)、8インチ(20.3cm)平方の
鋼板を積層加工の基礎として使用した。6インチ(1
5.2cm)平方の開口を有する厚さ0.040インチ
(1.0mm)、8インチ平方のチェースをこの鋼板上
に配置した。製造業者(A. J. Oster Co. )から入手し
た厚さ0.005インチ(0.13mm)、8インチ平
方のアルミニウム・シートでこのチェースを覆い、厚さ
0.002インチ(0.05mm)のポリイミド・フィ
ルム(Kapton( 登録商標) 、DuPont Co.)の2.5イン
チ(6.4cm)幅のストリップを、約0.5インチ
(1.3cm)だけチェースの開口と重なるようにアル
ミニウムの1つの縁部に沿って位置決めする。次いで、
約65gの試験樹脂組成物をアルミニウム箔上のチェー
スの開口の輪郭内に配置する。この樹脂を別のアルミニ
ウム・シートで覆い、次に別の鋼板で覆う。次いでこの
構造を、使用するフルオロポリマーに適した温度および
圧力でプラテン・プレス中で圧縮する。プレスから除去
した後で、冷えるまで室温で積層品を重い鋼板の間に配
置し、次いで1インチ(2.5cm)幅のストリップに
切断する。
ように決定した。積層ストリップの層をポリイミド離型
フィルムで分離し、 Instron(登録商標)引張りテスタ
のジョーで固定する。移動ジョーは1または2インチ/
分(2.5または5.1cm/分)の速度で駆動されて
層を剥離し、積層の自由端は引張り中にジョーのライン
と180度の角度をなす。30秒〜100秒の引張りの
時間間隔の間のストリップを引き剥がす力の平均を記録
し、ストリップの単位幅あたりの力として報告する。
フルオロポリマー組成物に基づく積層品について本発明
を説明するものである。官能基のあるフルオロポリマー
中で利用した官能性モノマーはEVE−OH(表1)で
ある。上記のように調製した、EVE−OHを含む3つ
の官能基のあるフルオロポリマーを利用する。Fcn−
FP−1は、3.1重量%のPPVEおよび7.3重量
%のEVE−OHを含み、高すぎて測定することができ
ないMVを有する。Fcn−FP−2は、3.6重量%
のPPVEおよび3.1重量%のEVE−OHを含み、
6.8×103Pa・sのMVを有する。Fcn−FP
−3は、4.5重量%のPPVEおよび1.6重量%の
EVE−OHを含み、3.3×103Pa・sのMVを
有する。表3に示す組成(重量%)は、表3にはそれぞ
れEまたはMで示す押出機またはツインロータ・ミキサ
のいずれかをコンパウンド装置として使用して調製し
た。各組成物について、アルミニウムに対する剥離強さ
を上記のように測定した。やはり表3に与えたその結果
は、官能基のあるフルオロポリマーおよびHTRPが両
方とも積層品のフルオロポリマー組成物の成分中に存在
する場合に、接着性が驚くほど高いことを示している。
例えば、実施例2に示した剥離強さは、官能基のあるフ
ルオロポリマーまたはHTRPの一方のみがフルオロポ
リマー組成物中に存在する場合の剥離強さの合計の30
0%を超える。
マーおよびHTRPについて本発明を例示するものであ
る。官能基のあるフルオロポリマーは、Fcn−FP−
3(実施例1〜5)である。組成および結果を表4に示
す。ツインロータ・ミキサで調製した対照Jを除いて、
全ての組成物を押出機で調製した。表4のデータが示す
とおり、官能基のあるフルオロポリマーおよびHTRP
を両方とも含む全ての組成物は接着性が高い。
OOH)を含む官能基のあるフルオロポリマーについて
本発明を例示するものである。官能基のあるフルオロポ
リマー(Fcn−FP−4)は、4.5重量%のPPV
Eおよび1.0重量%のEVE−COOHを含み、0.
2×103 Pa・sのMVを有する。組成および結果を
表5に示す。このデータが示すとおり、官能基のあるフ
ルオロポリマーおよびHTRPを両方とも含む組成物で
は接着性が高い。
2 −CH2 −OP(O)−Cl2 事前に乾燥させたフラスコにEVE−OH(257g、
0.652モル)、塩化ホスホリル(500g、3.2
57モル)、および無水塩化カルシウム(3.6g、
0.0324モル)を充填する。この反応混合物を、6
〜8時間またはEVE−OHの出発材料が消費されるま
で、110℃で加熱する。過剰な塩化ホスホリルは常圧
での蒸留によって回収した。次いで残留液体を減圧蒸留
し、9−ホスホノクロライド−9,9−ジヒドロ−過フ
ルオロ(3,6−ジオキサ−5−メチル−1−ノナン)
(EVE−P−クロライド、上記式)生成物が、5mm
Hgで85℃〜90℃の沸点(または2mmHgで67
〜72℃)を有する無色透明の液体として得られる。収
量:200g(60%) モノマー調製2 CF2 =CFO−CF2 CF(CF3 )O−CF2 CF
2 −CH2 −OP(O)−(OH)2 丸底フラスコに700g(1.37モル)のEVE−P
−クロライドを充填し、水(49.4g、2.75モ
ル)をゆっくりと追加する。全ての水を追加した後で、
この反応混合物を、室温で一晩勢いよく攪拌し、次いで
60℃で高真空下に配置して残留水を除去し、9−ホス
ホノ−9,9−ジヒドロ−過フルオロ(3,6−ジオキ
サ−5−メチル−1−ノナン)(EVE−P、上記式)
生成物が、透明な粘性液体として得られる(640g、
収率98.6%)。
含む官能基のあるフルオロポリマーについて本発明を例
示するものである。官能基のあるフルオロポリマー(F
cn−FP−5)は、4.1重量%のPPVEおよび
0.8重量%のEVE−Pを含み、0.7×103 Pa
・sのMVを有する。全ての組成物はツインロータ・ミ
キサで調製した。組成および結果を表6に示す。このデ
ータが示すとおり、官能基のあるフルオロポリマーおよ
びHTRPを両方とも含む組成物では接着性が高い。
ポリマーを含む積層品について本発明を例示するもので
ある。官能基のないフルオロポリマーは、ASTM D
−2116 Type Iを満たすTFE/HFP共重合体
(FEP)(Teflon(登録商標)FEP フルオロポリ
マー樹脂 グレード100、DuPont)、および過フルオ
ロブチルエチレンで変性したTFE/エチレン共重合体
(ETFE)(Tefzel(登録商標)ETFEフルオロポ
リマー グレード200、DuPont)である。官能
基のあるフルオロポリマーはFcn−FP−2(実施例
1〜5)、または4.3重量%のPPVEおよび1.6
重量%のEVE−OHを含み、0.7×103Pa・s
のMVを有するFcn−FP−6である。HTRPはP
PSまたはPEEKである。全ての組成物はツインロー
タ・ミキサで調製した。組成および結果を表7に示す。
実施例14ならびに対照TおよびUのMVは、上記と同
様の方法で決定したが、290℃で36.0(53.1
5ではない)を換算係数として使用した。このデータが
示すとおり、官能基のあるフルオロポリマーおよびHT
RPを両方とも含む組成物では接着性が高く、本発明の
組成物では様々なフルオロポリマーを使用することがで
きること、および官能基のあるフルオロポリマーが官能
基のないフルオロポリマーと同じタイプである必要がな
いことを示している。
化学的に変性された官能基のないフルオロポリマーを含
む(PFA−1)(Teflon(登録商標)PFAフ
ルオロポリマー樹脂 グレード440HP、DuPont)積
層品について、本発明を例示するものである。官能基の
あるフルオロポリマー(Fcn−FP−7)は3.5重
量%のPPVEおよび6.2重量%のEVE−OHを含
み、28×103 Pa・sのMVを有する。組成物は押
出機で調製した。組成および結果を表8に示す。このデ
ータが示すとおり、官能基のあるフルオロポリマーおよ
びHTRPを両方とも含む組成物では接着性が高い。
ー組成物について本発明を例示するものである。官能基
のあるフルオロポリマー(Fcn−FP−8)は、3.
7重量%のPPVEおよび6.5重量%のEVE−OH
を含み、1.3×103 Pa・sのMVを有する。この
実施例の官能基のないフルオロポリマー(PFA−2)
は、供給された立方体型で使用される異なるTFE/P
PVE共重合体である(Teflon(登録商標)PFA フ
ルオロポリマー樹脂 グレード345、DuPont)。全て
の組成物はツインロータ・ミキサで調製した。組成およ
び結果を表9に示す。官能基のあるフルオロポリマーお
よびHTRPを両方とも含む組成物では剥離強さが高
く、不活性充填剤を含むフルオロポリマー組成物から本
発明の積層品を調製することができることを示してい
る。
0.002インチ(0.051mm)のタイプ321の
ステンレス鋼箔(PTP−512、Lyon Industries )
を使用する本発明を例示するものである。この箔は製造
業者から入手した時点で清浄であり、入手したままで使
用した。組成および結果を表10に示す。Fcn−FP
−9は、10.6重量%のEVE−OHを含み、PPV
Eを含まず、1.7×103 Pa・sのMVを有するT
FE共重合体である。すなわち、官能性モノマーの濃度
は、官能基のないコモノマーをFcn−FP−9から除
去することができる程度に十分に高い。このデータが示
すとおり、官能性モノマーの濃度が比較的高い官能基の
あるフルオロポリマーおよびHTRPを両方とも含む組
成物では接着性が高い。
0.003インチ(0.076mm)の軟鋼箔を使用す
る本発明を例示するものである。この箔はLyon Industr
ies から入手した低炭素シムストック(QQ−S−69
8)である。使用時に、受領時の箔の表面上の潤滑油ま
たは保護油を除去した。全ての組成物はツインロータ・
ミキサで調製した。組成および結果を表11に示す。官
能基のあるフルオロポリマーおよびHTRPを両方とも
含む組成物では接着性が高い。
ーバメートおよびPDMOF)を含み、PPVEの代わ
りにPEVEを含む、官能基のあるフルオロポリマーに
ついて本発明を例示するものである。官能基のあるフル
オロポリマーFcn−FP−10は、6.7重量%のP
EVEおよび1.1重量%のEVE−カーバメートを含
み、1.6×103 Pa・sのMVを有する。官能基の
あるフルオロポリマーFcn−FP−11は、14.9
重量%のPEVEおよび2.0重量%のPDMOFを含
み、0.1×103 Pa・sのMVを有する。全ての組
成物はツインロータ・ミキサで調製した。組成および結
果を表12に示す。このデータが示すとおり、官能基の
あるフルオロポリマーおよびHTRPを両方とも含む組
成物では接着性が高い。
Claims (10)
- 【請求項1】 金属およびこれに接着された溶融加工性
フルオロポリマー組成物を含む積層品であって、前記組
成物が官能基のあるフルオロポリマー樹脂および高温耐
性サーモプラスチック樹脂接着促進剤を含むことを特徴
とする積層品。 - 【請求項2】 前記組成物が、官能基のない溶融加工性
フルオロポリマー樹脂も含むことを特徴とする請求項1
に記載の積層品。 - 【請求項3】 前記組成物が不活性充填剤も含むことを
特徴とする請求項1に記載の積層品。 - 【請求項4】 前記の官能基のあるフルオロポリマーの
官能基が、−Zを−OH、−O−(CO)−NH2 、ま
たは−OP(O)(OH)2 として、−SO2 Fおよび
−CH2 −Zの少なくとも一方であることを特徴とする
請求項1に記載の積層品。 - 【請求項5】 前記官能基が−CH2 −OHであること
を特徴とする請求項4に記載の積層品。 - 【請求項6】 前記官能基が−CH2 −OP(O)(O
H)2 であることを特徴とする請求項4に記載の積層
品。 - 【請求項7】 前記高温耐性サーモプラスチック樹脂接
着促進剤が、高温耐性サーモプラスチック樹脂接着促進
剤と存在する全てのフルオロポリマー樹脂の合計重量に
対して0.5〜10重量%の量で存在することを特徴と
する請求項1に記載の積層品。 - 【請求項8】 前記積層品が剛性であることを特徴とす
る請求項1に記載の積層品。 - 【請求項9】 前記積層品がたわみ性であることを特徴
とする請求項1に記載の積層品。 - 【請求項10】 前記官能基が−CH2 −O−(CO)
−NH2 であることを特徴とする請求項4に記載の積層
品。
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