JPH1149867A - 改質フッ素樹脂およびその製造方法 - Google Patents
改質フッ素樹脂およびその製造方法Info
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Abstract
に耐放射線性を付与することによって、耐熱性の一層の
向上と機械特性の向上をはかる。 【解決手段】 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または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に結晶融
点付近の温度で酸素不存在下において電離性放射線を照
射して架橋させる。
Description
に優れたフッ素樹脂である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)およびテト
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)の耐熱性と機械特性を改善する
方法に関する。
特質を有し、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感受性
が高く、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。
本発明は、低結晶性のフッ素樹脂であるFEPとPFA
に耐放射線性を付与することによって、耐熱性の一層の
向上と機械特性の向上を実現することを目的とする。
に、本発明によれば、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または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に
結晶融点付近の温度で酸素不存在下において電離性放射
線を照射して架橋させることを特徴とする、放射線環境
下での耐熱性と機械特性が向上した改質フッ素樹脂を製
造する方法が提供される。
型高分子であるが、従来の熱化学反応などの方法によっ
て耐放射線性を付与することはできなかった。本発明者
らはフッ素樹脂の代表である四フッ化エチレン(PTF
E)にその結晶融点以上の温度で酸素不存在下において
電離性放射線を照射すると架橋が起こり、特性が大きく
変化することを見いだした(特開平7−118423
号)。本発明者らはさらに研究を進め、FEPとPFA
に同様の条件下で電離性放射線を照射することによっ
て、放射線環境下でのこれら樹脂の耐熱性と機械特性が
向上することを見いだした。
防止するために酸素不存在下すなわち真空中もしくは不
活性ガス雰囲気中で、各々のフッ素樹脂の結晶融点±約
20℃の範囲内の温度で電離性放射線(γ線、電子線、
X線、中性子線、高エネルギーイオンなど)を照射す
る。これによってフッ素樹脂は架橋すると考えられる。
照射時の樹脂の温度は、各々のフッ素樹脂の結晶融点+
10℃前後の温度が好ましい。また照射線量は1kGy〜
15MGyの範囲が好ましく、ゴム特性を付与するため
には500kGy〜10MGyの範囲がより好ましい。
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、これまでは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FEPとPFAの利用が可
能になる。また、従来のフッ素樹脂製の医療器具は放射
線滅菌を行うことが不可能であったために蒸気滅菌やガ
ス滅菌によって滅菌を行っている。しかし、本発明の改
質フッ素樹脂製の医療器具に対しては滅菌の確実性の高
い放射線滅菌を行うことが可能である。
体的に説明する。もっとも本発明はこれらに限定されな
い。
Torr 以下)においてFEPの結晶融点(270℃)よ
り高い280℃に加熱して、2MeVの電子線を100k
Gy〜1MGyの線量範囲で照射した。また同じFEPシ
ートに真空中・室温において同様の電子線照射を行っ
た。照射後、引張り試験によって破断伸びと降伏点強度
の変化を調べた。結果を図1と図2に示す。加熱して照
射した後は、真空中・室温で照射した場合と比較して、
材料の劣化が著しく抑制されたことがわかる。
280℃に加熱して、2MeVの電子線を100kGy〜
2MGyの線量範囲で照射した。また同じFEPシート
に真空中・室温において同様の電子線照射を行った。線
量を増大させたときの結晶状態の変化を熱分析(DSC
による)によって調べた。結果を図3に示す。加熱して
照射したときは、線量の増大に伴って結晶化温度が低下
するとともに結晶化熱量が小さくなり、2MGyの照射
によって結晶は消失した。
280℃に加熱して、2MeVの電子線を100kGy照
射して架橋させた。また同じFEPシートであるが28
0℃に加熱しただけで電子線照射を行わないものも用意
した。これら架橋させたFEPシートおよび未架橋のF
EPシートの各々に、空気中・室温においてコバルト6
0からのγ線を0〜220kGyの線量範囲で照射した。
照射後、各々のFEPシートの破断伸びを測定した結果
を図4に示す。未架橋のFEPシートは約80kGyのγ
線照射によって伸びが半減したのに対して、架橋させた
FEPシートでは伸びの減少は抑制され、耐放射線性が
付与されたことが認められた。
280℃に加熱して、2MeVの電子線を100kGy〜
2MGyの線量範囲で照射した。実施例2に示した結果
と同様に、照射線量の増大に伴って結晶化温度が低下す
るとともに結晶化熱量が小さくなり、2MGyの照射に
よって結晶は消失した。また実施例1に示した結果と同
様に、破断伸びと降伏点強度の向上が認められ、実施例
3に示した結果と同様に、γ線照射による伸びの減少が
抑制された。
Torr 以下)においてPFAの結晶融点(310℃)よ
り高い320℃に加熱して、2MeVの電子線を100k
Gy〜1MGyの線量範囲で照射したときの結晶状態の変
化を熱分析(DSCによる)によって調べた。線量の増
大に伴って結晶化度が低下し、1MGy の照射で半減し
た。比較例として、真空中・室温において同様の電子線
照射を行った場合、線量の増大に伴って結晶化度が増大
し、0.5MGyの照射によって60%増大した。
320℃に加熱して、2MeVの電子線を300kGy照
射して架橋させた。また同じPFAシートであるが32
0℃に加熱しただけで電子線照射を行わないものも用意
した。これら架橋させたPFAシートおよび未架橋のP
FAシートの各々に、空気中・室温においてコバルト6
0からのγ線を0〜120kGyの線量範囲で照射した。
照射後、各々のPFAシートの破断伸びを測定した。結
果を図5に示す。未架橋のPFAシートは約60kGyの
γ線照射によって伸びが半減したのに対して、架橋させ
たPFAシートでは伸びの減少は抑制され、耐放射線性
が付与されたことが認められた。
320℃に加熱して、2MeVの電子線を0〜300kG
yの線量範囲で照射した。実施例5に示した結果と同様
に、線量の増大に伴って結晶化度が低下した。
て上記の電子線を300kGy照射して架橋させたPFA
シートと、同じPFAシートであるが320℃に加熱し
ただけで電子線照射を行わないものを用意した。これら
架橋させたPFAシートおよび未架橋のPFAシートの
各々に、空気中・室温においてコバルト60からのγ線
を0〜120kGyの線量範囲で照射した。照射後、各々
のPFAシートの破断伸びを測定した結果、未架橋のP
FAシートは約60kGyのγ線照射によって伸びが半減
したのに対して、架橋させたPFAシートでは伸びの減
少は抑制され、耐放射線性が付与されたことが認められ
た。
真空中・350℃において2MeVの電子線を照射し
た。照射時間が長くなるのに伴ってシートの重量が軽く
なった。これは、架橋を起こすのに最適の温度よりも高
い温度で電子線照射を行ったことによってPFAの分解
が進行したためであると考えられる。
において電子線照射したときの照射線量と破断伸びの関
係を比較したグラフである。
において電子線照射したときの照射線量と降伏点強度の
関係を比較したグラフである。
において電子線照射したときの照射線量と結晶化熱量の
関係を比較したグラフである。
未架橋のFEPシートの各々にγ線を照射したときの照
射線量と破断伸びの関係を比較したグラフである。
未架橋のPFAシートの各々にγ線を照射したときの照
射線量と破断伸びの関係を比較したグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】 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に結晶融点付近の温度で酸素不存
在下において電離性放射線を照射することによって、架
橋した改質フッ素樹脂を製造する方法。 - 【請求項2】 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に結晶融点付近の温度
で酸素不存在下において電離性放射線を照射することに
よって、架橋した改質フッ素樹脂を製造する方法。 - 【請求項3】 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に結晶融点付近の温度で酸素不存
在下において電離性放射線を照射して架橋させることに
よって得られた、放射線環境下での耐熱性と機械特性が
向上した改質フッ素樹脂。 - 【請求項4】 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に結晶融点付近の温度
で酸素不存在下において電離性放射線を照射して架橋さ
せることによって得られた、放射線環境下での耐熱性と
機械特性が向上した改質フッ素樹脂。
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