JPH11349711A - 改質フッ素樹脂の製造方法 - Google Patents
改質フッ素樹脂の製造方法Info
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- JPH11349711A JPH11349711A JP16219298A JP16219298A JPH11349711A JP H11349711 A JPH11349711 A JP H11349711A JP 16219298 A JP16219298 A JP 16219298A JP 16219298 A JP16219298 A JP 16219298A JP H11349711 A JPH11349711 A JP H11349711A
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Abstract
能な医療用具として使用可能な改質フッ素樹脂を簡便か
つ短時間に製造する方法を提供する。 【解決手段】 フッ素樹脂に、該樹脂を予め加熱するこ
となく、粒子加速器から100kGy/sec 以上の高線量
率の電離性放射線を照射線量200kGy〜10MGy の
範囲で照射することによって該樹脂を架橋させる。
Description
に優れ、力学特性、熱特性および光学特性が改善された
フッ素樹脂の製造方法に関する。
特性を有し、産業用および民生用の樹脂として広く利用
されている。しかしフッ素樹脂は放射線に対して典型的
な崩壊型高分子であり、放射線を照射することによって
分子鎖の切断が進行し、照射線量が50kGyを超えると
機械特性が低下する。そのため原子力施設や宇宙空間な
どの放射線環境下では利用することができなかった。こ
の問題を従来の熱化学反応等の方法によって解決するこ
とが試みられてきたが、不首尾に終わっている。
指して鋭意研究した結果、フッ素樹脂に電離性放射線を
樹脂の結晶融点以上の温度で且つ酸素不存在下において
照射することによって架橋が起き、その特性が大きく変
化することを見いだした(特開平7−118423号、
特願平9−206144号)。
その結晶融点以上に加熱した状態で電離性放射線を照射
する方法は、照射装置以外の外部の熱源を必要とする。
また、樹脂の内部までその温度を結晶融点以上に加熱す
る必要があり、装置が大規模になるだけでなく、照射前
に長い時間を必要とする。また、樹脂内部の温度に温度
分布が生じるため、表面と内部では架橋の密度が異なる
場合がある。さらに、照射雰囲気に酸素が存在しないよ
うにするために雰囲気の管理も必要となる。従って、こ
の方法は必ずしも満足のいくものではなかった。
電離性放射線を照射するにあたって、外部熱源を用いて
樹脂を予め加熱することなく、照射雰囲気中の酸素の影
響を無視できる条件にして、簡便かつ短時間に改質フッ
素樹脂を製造することを目的とする。
に、本発明によれば、フッ素樹脂に、該樹脂を予め加熱
することなく、粒子加速器から100kGy/sec 以上の
高線量率の電離性放射線を照射線量200kGy〜10M
Gyの範囲で照射することによって該樹脂を架橋させる
ことを特徴とする方法が提供される。なお本発明におい
て、線量率とは、[試料台上を一定の速度で移動する試
料が受ける照射線量]を[照射範囲を試料が通過する時
間]で割った値をいう。
射線(電子線、X線、中性子線、高エネルギーイオン
等)を照射することによって、様々な種類のフッ素樹脂
は、外部の熱源を用いて加熱することなく、各々の結晶
融点以上の温度に均一に昇温され、架橋すると考えられ
る。線量率の高いことが重要な条件であり、放熱に勝っ
て試料を結晶融点以上の温度にするために、線量率は1
00kGy/sec 以上にする必要がある。ただし、一般的
な電子線加速器の性能を考慮すると、線量率は140〜
200kGy/sec の範囲が好ましい。
射する時間は10秒足らずで済む。放射線照射による高
分子材料の劣化は酸化によって起こるが、本発明の方法
においては処理時間が短いため、試料を酸化する酸素が
雰囲気ガス(主として空気)中から供給されて試料内部
まで拡散する前に照射処理が完了する。よって、照射の
初期においては、試料の周辺に存在していた酸素によっ
て試料表面において酸化が起こるが、その酸素が酸化反
応によって消費された後は酸素の無い状況下において試
料が照射される。その結果、分子鎖の架橋によって樹脂
が改質される。
約200kGyの線量を照射する必要がある。一方、照射
線量が10MGyを超えると、得られるフッ素樹脂の特
性はほとんど変化しなくなる。従って、照射線量は20
0kGy〜10MGyの範囲とする。より好ましい照射線
量の範囲は300kGy〜5MGyである。
することができるが、特に適しているフッ素樹脂はポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロ
エチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FE
P)、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(PFA)、およびエチレン・
テトラフルオロエチレン系共重合体(ETFEまたはP
VdF(ポリビニリデンフルオライド))である。
する。もっとも本発明はこれらに限定されない。実施例1 厚さ0.2mm、幅300×300mmの市販のPTF
Eシート(ダイキン工業(株)製、ネオフロンTFE)
に電子線を、室温下で加速電圧300kVの低エネルギ
ー電子加速器を用いて、線量率190kGy/sec の高線
量率で450kGy照射した。照射後、シートの熱分析
(DSC)を行った結果、結晶化温度が約20℃低下す
るとともに、結晶化熱量が小さくなり、予め電気抵抗体
からなる加熱体を用いて340℃に昇温し、加速電圧2
MVの電子加速器を用いて電子線を200kGy照射した
場合と同等の値を示した。
Eシート(ダイキン工業(株)製、ネオフロンTFE)
に電子線を、室温下で加速電圧300kVの低エネルギ
ー電子加速器を用いて、線量率190kGy/sec の高線
量率で900kGy照射した。照射後、シートの熱分析
(DSC)を行った結果、結晶化温度が約40℃低下す
るとともに、結晶化熱量が小さくなり、予め電気抵抗体
からなる加熱体を用いて340℃に昇温し、加速電圧2
MVの電子加速器を用いて電子線を500kGy照射した
場合と同等の値を示した。
Eシート(ダイキン工業(株)製、ネオフロンTFE)
に電子線を、室温下で加速電圧300kVの低エネルギ
ー電子加速器を用いて、線量率190kGy/sec の高線
量率で1.8MGy照射した。照射後、シートの熱分析
(DSC)を行った結果、結晶化温度が約55℃低下す
るとともに、結晶化熱量が小さくなり、予め電気抵抗体
からなる加熱体を用いて340℃に昇温し、加速電圧2
MVの電子加速器を用いて電子線を1MGy照射した場
合と同等の値を示した。
Eシート(ダイキン工業(株)製、ネオフロンTFE)
に電子線を、室温下で加速電圧300kVの低エネルギ
ー電子加速器を用いて、線量率190kGy/sec の高線
量率で9.9MGy照射した。照射後、シートの熱分析
(DSC)を行った結果、結晶に起因するシグナルが無
くなった。これは、結晶が完全に消滅し、試料全体が非
晶化したことを示す。このことは、予め電気抵抗体から
なる加熱体を用いて樹脂を340℃に昇温し、加速電圧
2MVの電子加速器を用いて電子線を5MGy照射した
場合と同様の結果である。
シート(ダイキン工業(株)製、ネオフロンFEP)に
電子線を、室温下で加速電圧250kVの低エネルギー
電子加速器を用いて、線量率145kGy/sec の高線量
率で350kGy照射した。照射後、シートの熱分析(D
SC)を行った結果、結晶化温度が約10℃低下すると
ともに、結晶化熱量が小さくなり、予め電気抵抗体から
なる加熱体を用いて280℃に昇温し、加速電圧2MV
の電子加速器を用いて電子線を100kGy照射した場合
と同等の値を示した。
Eシート(旭硝子(株)製、アフロンCOP)に電子線
を、室温下で加速電圧300kVの低エネルギー電子加
速器を用いて、線量率125kGy/sec の高線量率で3
00kGy照射した。照射後、シートの熱分析(DSC)
を行った結果、結晶化温度が約10℃低下するととも
に、結晶化熱量が小さくなり、予め電気抵抗体からなる
加熱体を用いて280℃に昇温し、加速電圧2MVの電
子加速器を用いて電子線を200kGy照射した場合と同
等の値を示した。
シート(三井・デュポンフロロケミカル(株)製、テフ
ロンPFA)に電子線を、室温下で加速電圧300kV
の低エネルギー電子加速器を用いて、線量率170kGy
/sec の高線量率で400kGy照射した。照射後、シー
トの熱分析(DSC)を行った結果、結晶化温度が約2
0℃低下するとともに、結晶化熱量が小さくなり、予め
電気抵抗体からなる加熱体を用いて325℃に昇温し、
加速電圧2MVの電子加速器を用いて電子線を200k
Gy照射した場合と同等の値を示した。
シート(呉羽化学工業(株)製、KFシート)に電子線
を、室温下で加速電圧300kVの低エネルギー電子加
速器を用いて、線量率125kGy/sec の高線量率で3
00kGy照射した。照射後、シートの熱分析(DSC)
を行った結果、結晶化温度が約10℃低下するととも
に、結晶化熱量が小さくなり、予め電気抵抗体からなる
加熱体を用いて160℃に昇温し、加速電圧2MVの電
子加速器を用いて電子線を200kGy照射した場合と同
等の値を示した。
デュポンフロロケミカル(株)製、テフロンTFE 7
0-J)30グラムに電子線を実施例1と同様の条件で
照射したところ、実施例1と同様の結果が得られた。
工業(株)製、ネオフロンFEP)30グラムに電子線
を実施例5と同様の条件で照射したところ、実施例5と
同様の結果が得られた。
(株)製、アフロンCOP)30グラムに電子線を実施
例6と同様の条件で照射したところ、実施例6と同様の
結果が得られた。
デュポンフロロケミカル(株)製、テフロンMPパウダ
ー)30グラムに電子線を実施例7と同様の条件で照射
したところ、実施例7と同様の結果が得られた。
工業(株)製、KF#1000CC)30グラムに電子
線を実施例8と同様の条件で照射したところ、実施例8
と同様の結果が得られた。
に改質フッ素樹脂を製造することができる。このフッ素
樹脂は、耐熱、耐薬品性が要求される機器類のシール材
料やパッキング材料に適している。特に、これまで使用
が不可能であった放射線環境下での工業材料としての利
用が可能になる。また、フッ素樹脂からなる医療用具は
放射線滅菌を行うと強度が低下してしまうため、蒸気や
ガスを用いて滅菌を行っているが、本発明によって放射
線滅菌を行うことが可能になり、より確実な滅菌を達成
することができる。また、放射線照射による架橋によっ
て結晶の成長が阻害されて樹脂が非晶化して透明になる
ことから、ラミネート材料としても有用である。
Claims (6)
- 【請求項1】 フッ素樹脂に、該樹脂を予め加熱するこ
となく、粒子加速器から100kGy/sec 以上の高線量
率の電離性放射線を照射線量200kGy〜10MGy の
範囲で照射することによって該樹脂を架橋させることを
特徴とする、改質フッ素樹脂の製造方法。 - 【請求項2】 前記フッ素樹脂が、ポリテトラフルオロ
エチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・ヘキ
サフルオロプロピレン共重合体(FEP)、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(PFA)、エチレン・テトラフルオロエチレン
系共重合体(ETFEまたはPVdF)である、請求項
1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記フッ素樹脂がフッ素樹脂からなる成
形体である、請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記成形体がシート状物である、請求項
3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記フッ素樹脂が粉体である、請求項1
または2に記載の方法。 - 【請求項6】 前記粒子加速器が電子加速器である、請
求項1から5のいずれかに記載の方法。
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