KR100542783B1 - 테트라플루오로에틸렌 공중합체 및 그 용도 - Google Patents

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Abstract

테트라플루오로에틸렌 30 몰% ∼ 81 몰% 및 적어도 1 종의 다른 단량체 70 ∼ 19 몰% 로 이루어지며, 중합체쇄 말단이 카보네이트 말단이고, 0.1 ∼ 100 g/10분의 멜트플로레이트 (200 ℃, 5 ㎏ 하중) 및 90 ∼ 200 ℃ 의 융점을 갖는 테트라플루오로에틸렌 공중합체. 이 공중합체는 불소수지의 뛰어난 내약품성, 내후성, 내용제성, 비점착성, 전기절연성, 방오성, 난연성을 유지한면서, 범용수지 등의 다른 재료에 대해 직접, 강고하게 접착할 수 있고, 종래의 불소수지보다 저온에서 형성할 수 있으며, 내열성이 없는 범용수지와의 열융착, 공압출이 가능하고, 저온성형이 가능하다.

Description

테트라플루오로에틸렌 공중합체 및 그 용도 {TETRAFLUOROETHYLENE COPOLYMER AND USE THEREOF}
본 발명은 테트라플루오로에틸렌 공중합체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 여러 가지 유기재료나 무기재료로 이루어지는 기재에 대하여 강고하게 접착할 수 있는 투명성이 뛰어난 테트라플루오로에틸렌 공중합체 그리고 이것을 사용한 적층체, 필름 및 태양전지용 표면필름 또는 투명충전재에 관한 것이다.
종래 일반적으로 사용되고 있는 성형용 불소수지에는 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP), 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체 (PFA), 테트라플루오로에틸렌/에틸렌 공중합체 (ETFE) 등이 있다.
이들 불소수지는 뛰어난 내열성, 내약품성, 내용제성, 내후성, 접힘성, 전기절연성, 난연성을 갖고 있기 때문에, 자동차, 산업기계, OA 기기, 전기·전자기기 등의 분야에서 널리 사용되고 있다.
한편, 불소수지는 일반적으로 기계적 강도나 치수안정성이 불충분하거나 가격적으로 고가이다.
따라서, 불소수지의 장점을 최대한 살리고 결점을 최소로 하기 위하여, 불소수지와 다른 유기재료 또는 무기재료의 접착 또는 적층화의 검토가 이루어지고 있 다.
그러나 불소수지는 표면에너지가 작기 때문에, 일반적으로 다른 재료와의 친화성이 결여되어 접착력이 부족해서 불소수지와 다른 재료 (기재) 를 직접 접착하는 것은 어려웠다. 불소수지와 다른 재료를 열융착하여도 접착강도는 여전히 불충분하다.
불소수지와 다른 재료를 접착시키는 방법으로서, 다음과 같은 방법이 주로 검토되고 있다 :
1. 불소수지필름의 표면을 나트륨에칭, 플라스마처리, 광화학적처리 등의 표면처리를 실시한 후에 양자를 접착하는 방법.
2. 기재의 표면을 샌드블라스터처리 등으로 물리적으로 조면화한 후에 양자를 접착하는 방법.
3. 접착제를 사용하여 양자를 접착하는 방법.
상기 1 및 2 의 방법은 전처리공정을 필요로 하여 전체 공정이 복잡해지기 때문에 생산성이 나쁘다. 또한, 접착력이 불충분하여 얻어진 적층체의 외관상의 문제, 예컨대 착색이나 흠집도 발생하기 쉽다.
상기 3 의 방법에서 사용하는 접착제의 검토도 여러 가지로 이루어지고 있다. 일반적으로 하이드로카본 등의 접착제는 불소수지와의 접착성이 불충분하고, 적층체도 접착제층의 내약품성, 내수성, 내후성이 불충분하기 때문에, 온도변화나 환경변화로 인해 접착력을 유지할 수 없게 되어 신뢰성이 결여된다.
그런데, 종래의 불소수지의 융점은 250 ℃ 이상이기 때문에, 성형을 통상 300 ℃ 이상의 온도에서 실시할 필요가 있는데, 이 성형온도는 범용수지 (예컨대, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, ABS, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 에폭시수지, 폴리우레탄 등) 나 이들 범용수지를 사용한 섬유강화수지 (FRP) 의 적절한 성형온도범위보다 높다. 따라서, 이와 같은 범용수지의 필름과 불소수지필름을 열융착시키기 위해서는, 300 ℃ 이상의 온도를 필요로 하는데, 이와 같은 높은 온도에서는 범용수지가 분해, 발포 또는 착색을 일으켜 실용적이지 못하다. 또한, 이들 범용수지와 불소수지를 다층공압출을 하는 것은 상기한 성형온도의 차이에서 곤란하다.
폴리테트라플루오로에틸렌의 성질을 개량하기 위하여, 여러 가지 공단량체를 테트라플루오로에틸렌과 공중합시키는 것은 오래전부터 알려져 있다.
예컨대, 일본 공개특허공보 소49-98488 호는 테트라플루오로에틸렌 (TFE) 20 ∼ 30 몰%, 에틸렌 (Et) 40 ∼ 60 몰% 및 헥사플루오로프로필렌 (HFP) 10 ∼ 30 몰% 로 이루어지는 3원공중합체를 개시하고 있다. 이 공개공보는 개시된 3원공중합체의 유리한 성질이 특정한 조성범위내로만 구성될 수 있음을 명기하고 있다. 그 실시예에 예시된 3원공중합체는 46 ∼ 50 몰% 의 Et 를 함유하고 있다. 따라서, TFE 의 함유량이 상대적으로 적어 불소수지 특유의 성질인 내후성, 내약품성, 내연성, 비점착성, 방오성이 저하된다.
미국특허 제 4338237 호는 TFE-Et-HFP 3원공중합체를 함유하는 안정된 콜로이드수성분산체의 제조방법을 개시하고 있다. 단량체조성은 TFE 30 ∼60 몰%, Et 40 ∼ 60 몰% 및 HFP 0 ∼ 15 몰% 이다. 그 실시예에 예시된 3원공중합체는 4.5 또는 4.7 몰% 의 HFP 와 이에 대응하여 46.5 또는 46.8 몰% 의 Et 를 함유하고 있다. 그러나, 동특허명세서에는 여러 가지 기재에 대한 접착성을 향상시키는 중합체조성을 나타내는 기재는 포함되어 있지 않다.
일본 공개특허공보 평8-41131 호는, TFE 45 ∼ 55 몰%, HFP 10 ∼ 20 몰% 및 Et 25 ∼ 40 몰% 를 함유하고, 약 140 ∼ 170 ℃ 의 융점을 갖는 3원공중합체를 개시하고 있다. 이 공개공보는 중합개시제로서 퍼옥시카보네이트를 사용하는 것 또는 중합체쇄 말단을 카보네이트 말단으로 하는 것을 기재하고 있지 않다.
일본 특허공보 소52-24072 호는 TFE, HFP 및 Et 의 현탁중합을 개시하고, 단량체조성으로서 TFE 20 ∼ 80 몰%, HFP 2 ∼ 30 몰% 및 Et 20 ∼ 60 몰% 를 기재하고 있다. 그러나, 얻어진 중합체의 성질로서 융점 이외에는 구체적으로 기재되어 있지 않다.
최근, 석유나 석탄 등의 화석에너지원의 고갈이 문제로 되며, 또한 이들의 소성시에 발생하는 CO2 에 기인하는 지구온난화현상 등의 환경파괴가 선진국 및 개발도상국에 관계없이 중요한 문제로 되어 있다. 이와 같은 상황하에서 태양광발전은 무진장의 태양복사에너지를 이용하는 청정한 대체에너지원으로서 이미 실용화되어 있다.
그러나 태양전지의 제조원가가 높기 때문에, 널리 일반적으로 보급하는 단계까지 이르지 못하고 있는 것이 현실이다. 따라서 결정실리콘, 다결정실리콘, 아모르퍼스실리콘, 구리인듐셀레나이드, 화합물 반도체 등의 광기전력소자 자체의 광전변환효율의 향상과 동시에 태양전지모듈 전체로서의 광전변환효율의 향상이나 생산가공방법의 개량을 실시할 필요가 있다.
특히, 태양전지모듈로서의 광전변환효율의 향상이나 생산가공방법의 개량에 관해서는, 광기전력소자의 피복재료특성, 예컨대 투명성이 크게 관계하고 있다.
태양전지모듈의 기본구조의 개략단면도를 도 3 에 나타낸다. 절연기판 (4) 에 광기전력소자 (3) 가 설치되고, 이 광기전력소자 (3) 의 보호층으로서 투명충전층 (2), 그리고 최외층 (표면에 노출되어 있는 층) 으로서 표면필름 (1) 이 설치되어 있다. 따라서, 표면필름으로서는 빛의 투과성이 좋고, 장기간 옥외에서 태양광에 폭로되는 점에서 내후성이나 내열성이 뛰어난 것이어야 한다. 또한, 외부로부터의 충격에 대하여 광기전력소자를 보호할 수 있는 내충격성, 투명성을 소외하는 이물질의 부착방지성이나, 또한 이와 같은 이물질을 간단하게 제거할 수 있는 방오성이 요구된다. 그리고, 투명충전재층 또는 직접 광기전력소자상에 맞붙여서 사용하는 경우, 충전재층이나 소자와의 접착성이 필요로 된다.
이러한 요구를 고려하여 표면필름 (1) 으로서 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 (ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체 (PFA), 폴리플루오르화비닐 (PVF), 폴리플루오르화비닐리덴 (PVDF), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP), 폴리플루오르화비닐리덴 공중합체 등의 함불소중합체를 사용하고, 충전재층 (2) 에 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 (EVA) 또는 부티랄수지를 사용한 태양전지모듈이 일본 공개특허공보 평7-297439 호에 기재되어 있다. 그러나, 함불소중합체는 본질적으로 다른 재료와의 접착성이 떨어지며, 그 결과 표면필름 (1) 이나 충 전재층 (2) 의 어긋남, 박리가 발생한다.
따라서, 함불소중합체에 무수말레인산이나 비닐메톡시실란 등으로 대표되는 카르복실기, 카르복실산무수물잔기, 에폭시기, 가수분해성 실릴기를 갖는 하이드로카본계 단량체를 그라프트중합한 함불소중합체를 접착제에 사용한 발명 (예컨대, 일본 공개특허공보 평7-18035 호, 공개특허공보 평7-25952 호, 공개특허공보 평7-25954 호, 공개특허공보 평7-173230 호, 공개특허공보 평7-173446 호, 공개특허공보 평7-173447 호 등) 이나 히드록실알킬비닐에테르와 같은 관능기를 함유하는 하이드로카본계 단량체를 테트라플루오로에틸렌이나 클로로트리플루오로에틸렌과 공중합한 함불소공중합체와 이소시아네이트계 경화제를 함유하는 접착성 조성물을 경화시켜 폴리염화비닐과 코로나방전처리된 ETFE 와의 접착제로 사용하는 발명 (예컨대, 일본 공개특허공보 평7-228848 호) 이 이루어져 있다.
이들 하이드로카본계의 관능기 단량체를 그라프트중합 또는 공중합한 함불소수지를 사용한 접착제 조성물은, 내열성이 불충분하여 함불소수지필름과의 복합체의 제조공정에 있어서 고온으로 가공할 때에 분해나 발포가 일어나서 접착강도를 저하시키거나 박리되거나 착색된다.
발명의 요약
본 발명의 제 1 목적은, 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고, 불소수지의 뛰어난 내약품성, 내후성, 내용제성, 비점착성, 전기절연성, 방오성, 난연성을 유지한 채로 범용수지나 금속, 유리, 결정실리콘, 다결정실리콘, 아모르퍼스실리콘 등의 다른 재료에 대하여 직접, 강고하게 접착할 수 있는 불소수지를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은, 종래의 불소수지보다 저온에서 성형할 수 있으며, 내열성이 없는 범용수지와의 열융착, 공압출이 가능한 불소수지를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 3 목적은, 종래의 불소수지에 비하여 매우 투명성이 높은 불소수지를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 4 목적은, 성형가공성, 내후성, 접착성, 투명성이 뛰어난 태양전지용 표면필름 또는 투명충전재를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 5 목적은, 층간이 강고하게 결합된 불소수지층을 포함하는 적층체를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은 테트라플루오로에틸렌 30 몰% ∼ 81 몰% 와 적어도 1 종의 다른 단량체 70 ∼ 19 몰% 로 이루어지며, 중합체쇄 말단이 카보네이트 말단이고, 0.1 ∼ 100 g/10분의 멜트플로레이트 (200 ℃, 5 ㎏ 하중) 및 90 ∼ 200 ℃ 의 융점을 갖는 테트라플루오로에틸렌 공중합체, 이 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 층과 다른 재료의 층을 포함하여 이루어지는 적층체, 그리고 이 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 태양전지용 표면필름 또는 투명충전재를 제공한다.
바람직한 태양으로서는 테트라플루오로에틸렌 공중합체중의 테트라플루오로에틸렌의 비율이 40 몰% ∼ 81 몰% 이고, 적어도 1 종의 다른 단량체의 비율이 60 ∼ 19 몰% 이고, 상기 공중합체의 멜트플로레이트 (200 ℃, 5 ㎏ 하중) 는 1.0 ∼ 100 g/10분이며, 그리고 상기 공중합체는 230 ℃ 에서 10 ∼ 103 sec-1 의 임계전단속도를 갖는다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 특징 중 하나는, 다른 재료와의 접착성이 뛰어난 것인데, 이 뛰어난 접착성은 중합체쇄 말단구조와 공중합체의 용융점도특성에 기인하는 것으로 생각된다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 중합체쇄 말단은 카보네이트 말단이다. 이와 같은 카보네이트 말단은 중합개시제로서 퍼옥시카보네이트를 사용함으로써 도입할 수 있다.
이 카보네이트 말단이 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 다른 재료에 대한 접착성을 매우 향상시키고 있다.
이 카보네이트 말단은 다른 재료가, 예컨대 폴리아미드인 경우에는 주쇄의 아미드결합이나 말단의 아미노기 또는 카르복실기와의, 방향족 폴리에스테르인 경우에는 주쇄의 에스테르결합이나 말단의 히드록시기 또는 카르복시기와의, 에폭시수지인 경우에는 주쇄중의 히드록시기나 카르복실기와의 반응성이 높다.
접착에 기여하는 카보네이트 말단의 함유량이, 적외선흡수스펙트럼에 있어서의 주쇄인 CH2 기에서 기인하는 2881 ㎝-1 에서의 흡수피크의 높이에 대한 말단 카보네이트기에서 기인하는 1808 ㎝-1 에서의 흡수피크의 높이의 비 (1808 ㎝-1/2881 ㎝ - 1) 로 나타내어, 0.7 이상이면 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 뛰어난 접착성을 갖는다.
이 비의 바람직한 범위는 0.7 ∼ 5.0 이고, 더욱 바람직하게는 1.0 ∼ 3.0 이다.
이 비가 커지면 분자량이 낮아지며, 상기 범위보다 크면 기계적 강도가 저하되어 실용상 바람직하지 못하다.
그리고 상기한「흡수피크의 높이」란, 적외흡수스펙트럼에 있어서의 1 개의 흡수피크를 취하여 그 피크의 양바닥부를 연결하는 선분 및 피크의 최고점으로부터의 수선의 교점과 피크최고점을 연결하는 선분의 길이를 의미한다.
그리고 본 발명에 있어서 중요한 점은, 열융착에 있어서 상대기재의 재료, 예컨대 범용수지가 열분해되지 않는 온도에서 융착할 수 있는 것으로서, 테트라플루오로에틸렌 공중합체가 이와 같은 온도에서 충분히 유동할 수 있는 점도일 필요가 있다. 예컨대, 폴리아미드 12, 폴리아미드 6, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리메타크릴레이트 등의 범용수지의 바람직한 열융착 온도범위는 약 150 ℃ ∼ 260 ℃ 이다. 따라서, 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체도 이 온도범위에서 용융할 수 있으며, 유동할 수 있는 용융점도를 갖고 있을 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 200 ℃, 5 ㎏ 하중에 있어서 0.1 ∼ 100 g/10분, 바람직하게는 1.0 ∼ 100 g/10분, 더욱 바람직하게는 1.0 ∼ 50g/10분의 멜트플로레이트 (MFR) 를 가지며, 90 ∼ 200 ℃ 의 융점을 갖고 있다.
그리고, 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는, 230 ℃ 에서 10 ∼ 103 sec-1 범위의 임계전단속도를 갖고 있으며, 종래의 불소수지보다 저온에서 성형할 수 있다. 이 임계전단속도 때문에 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 단독으로 필름, 튜브, 파이프 등의 성형품으로 성형할 수 있음은 물론 범용수지와의 공압출성형도 할 수 있다.
바람직한 1 개의 형태에서는, 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 TFE 40 ∼ 81 몰%, Et 6 ∼ 43 몰%, HFP 10 ∼ 30 몰% 의 단량체조성을 갖고 있다.
TFE 의 비율이 너무 많아지면 중합속도가 저하되므로, 보다 바람직한 단량체조성은 TFE 40 ∼ 60 몰%, Et 24 ∼ 43 몰%, HFP 10 ∼ 30 몰% 이다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 HFP 의 함유량의 증가와 함께 연속적으로 그 융점이 저하되고 또한 결정성도 저하되므로 투명성은 향상된다.
다른 바람직한 형태에서는 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 TFE, HFP 및 Et 에 더하여 변성단량체로서, 식 :
CH2 = CFRf (I)
(식중, Rf 는 탄소수 2 ∼ 10 의 플루오로알킬기이다.) 로 표시되는 플루오로비닐 화합물을 함유하고 있어도 된다.
Rf 의 탄소수가 2 보다 적으면 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 개질 (예컨대, 공중합체의 성형시나 성형품의 크랙발생의 억제) 이 충분히 이루어지지 않고, 한편 10 보다 많으면 중합반응성의 점에서 불리해지기 때문에 바람직한 탄소수범위 는 2 ∼ 10 이다.
얻어지는 공중합체의 내열성의 점에서 Rf 기는 퍼플루오로알킬기, ω-하이드로 또는 ω-클로로퍼플루오로알킬기인 것이 가장 바람직하다.
이와 같은 플루오로비닐 화합물중 공중합성, 단량체 제조시의 경제성, 얻어진 공중합체의 물성에서 식 :
CH2 = CF(CF2)nH (Ⅱ)
(식중, n 은 2 ∼ 10 의 수이다.) 로 표시되는 플루오로비닐 화합물이 바람직하며, 특히 n 이 3 ∼ 5 의 수인 플루오로비닐 화합물 (Ⅱ) 가 바람직하다.
변성단량체로서 플루오로비닐 화합물 (Ⅰ) 을 사용하는 경우의 단량체조성은, 테트라플루오로에틸렌과 에틸렌의 몰비가 40 : 60 ∼ 90 : 10 이고, 플루오로비닐 화합물의 함유량이 (공중합체 전체에 대하여) 0 ∼ 10 몰% 이고, 헥사플루오로프로필렌의 함유량이 (공중합체 전체에 대하여) 10 ∼ 30 몰% 이다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 ETFE 의 중합에 채택되고 있는 중합방법으로 제조할 수 있다.
중합체쇄 말단에 카보네이트기를 도입하기 위하여, 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 제조에는 퍼옥시카보네이트를 중합개시제로 사용한다. 퍼옥시카보네이트로서는, 하기 식 (1) ∼ (4) :
Figure 111999017844486-pct00001
Figure 111999017844486-pct00002
(식중, R 및 R' 는 탄소수 1 ∼ 15 의 직쇄상 또는 분기상의 1 가 포화탄화수소기 혹은 말단에 알콕시기를 함유하는 탄소수 1 ∼ 15 의 직쇄상 또는 분기상의 1 가 포화탄화수소기, R" 는 탄소수 1 ∼ 15 의 직쇄상 또는 분기상의 2 가 포화탄화수소기 혹은 말단에 알콕시기를 함유하는 탄소수 1 ∼ 15 의 직쇄상 또는 분기상의 2 가 포화탄화수소기를 나타낸다.) 로 표시되는 화합물이 바람직하게 사용된다.
특히, 디이소프로필퍼옥시카보네이트, 디-n-프로필퍼옥시디카보네이트, t-부틸퍼옥시프로필카보네이트, 비스(4-t-부틸시클로헥실)퍼옥시디카보네이트, 디-2-에틸헥실퍼옥시디카보네이트 등이 바람직하다.
중합방법으로서는, 공업적으로는 불소계 용매를 사용하고, 중합개시제로서 퍼옥시카보네이트를 사용한 수성매체중에서의 현탁중합이 바람직하나, 다른 중합방법, 예컨대 용액중합, 괴상중합 등도 채택할 수 있다.
불소계 용매로서는, 하이드로클로로플루오로알칸류 (예컨대, CH3CClF2, CH3CCl2FCF3CF2CCl2H, CF2ClCF2CFHCl), 클로로플루오로알칸류 (예컨대, CF2ClCFClCF2CF3, CF3CFClCFClCF3), 퍼플루오로알칸류 (예컨대, 퍼플루오로시클로부탄, CF3CF2CF2CF3, CF3CF2CF2CF 2CF3, CF3CF2CF2CF2CF2CF 3) 를 사용할 수 있으며, 그 중에서도 퍼플루오로알칸류가 바람직하다.
용매의 사용량은 현탁성, 경제성의 면에서 물에 대하여 10 ∼ 100 중량% 로 하는 것이 바람직하다.
중합온도는 특별히 한정되지 않으나, 0 ∼ 100 ℃ 이면 된다. 공중합체중의 에틸렌-에틸렌 연쇄생성에 의한 내열성의 저하를 피하기 위해서는 일반적으로 저온이 바람직하다.
중합압력은 사용하는 용매의 종류, 양 및 증기압, 중합온도 등의 다른 중합조건에 따라 적절히 결정되는데, 통상 0 ∼ 50 kgf/㎠G 이면 된다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 제조시에는, 분자량 조정을 위하여 통상의 연쇄이동제, 예컨대 이소펜탄, n-펜탄, n-헥산, 시클로헥산 등의 탄화수소 ; 메탄올, 에탄올 등의 알코올 ; 사염화탄소, 클로로포름, 염화메틸렌, 염화메틸 등의 할로겐화 탄화수소를 사용할 수 있다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체를 적층할 수 있는 상대재료로서는, (본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체 이외의) 불소수지 ; 열가소성수지, 예컨대 폴리아미드 (나일론 6, 나일론 66, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 610, 나일론 46, 나일론 612 등), 폴리에스테르 (폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테 레프탈레이트 등), 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리(메타)아크릴레이트, 스티렌계 수지, ABS 수지, 폴리염화비닐, 에틸렌비닐알코올수지, 셀룰로오스계 플라스틱, 변성 폴리페닐렌에테르 ; 열경화성수지, 예컨대 에폭시수지 (글리시딜에테르형, 글리시딜에스테르형, 글리시딜아민형 등), 불포화 폴리에스테르수지, 페놀수지 (노볼락수지), 폴리우레탄수지, 실리콘수지 ; 규소질재료, 예컨대 유리계 재료 (경질유리, 연질유리, 유리섬유 등), 결정실리콘, 다결정실리콘, 아모르퍼스실리콘, 점토류, 시멘트 ; 금속재료, 예컨대 알루미늄계 금속재료, 철계 금속재료, 구리계 금속재료, 니켈, 티탄 ; 합성고무 ; 천연섬유 ; 목재 ; 종이류 ; 피혁류 등을 들 수 있다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체를 적층할 수 있는 상대재료 중에서도 가장 강고하게 접착할 수 있는 재료는, 분자쇄중에 아미드기 또는/및 에폭시기를 함유하는 중합체재료이며, 이것을 중간층으로 하고 적어도 1 개의 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 층을 갖는 3 층 또는 그 이상의 적층체를 형성할 수 있다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체를 폴리아미드수지로 성형된 물품의 표면에 적층함으로써, 폴리아미드수지에 내용제성, 특히 알코올 (예컨대, 메탄올, 에탄올 등) 또는 메틸-t-부틸에테르 등을 함유하는 개질가솔린, 산 등에 대한 내약품성이나 불투과성을 부여할 수 있다.
중간층으로 사용할 수 있는 분자쇄중에 아미드기를 갖는 중합체의 구체예로서 (1) 폴리아미드계 수지, (2) 폴리아미드계 엘라스토머, (3) 폴리아미드계 수지 알로이 등을 예시할 수 있다.
구체예는 다음과 같다.
(1) 환상지방족 락탐의 개환중합 ; 지방족 디아민과 지방족 디카르복실산 또는 방향족 디카르복실산의 축합 ; 아민산의 축중합 ; 불포화수지산의 이중화에 의해 얻어지는 탄소수 36 의 디카르복실산을 주성분으로 하는, 소위 이량체산과 단쇄이염기산의 공중합 등으로 합성되는 폴리아미드계 수지.
예컨대, 나일론 6, 나일론 6,6, 나일론 10, 나일론 6,12, 나일론 4,6, 나일론 3,4, 나일론 6,9, 나일론 12, 나일론 11, 나일론 4 또한 나일론 6/6,10, 나일론 6/6,12, 나일론 6/4,6, 나일론 6/12, 나일론 6/6,6, 나일론 6/6,6/6,10, 나일론 6/4,6/6,6, 나일론 6/6,6/6,12, 나일론 6/4,6/6,10, 나일론 6/4,6/12 등의 공중합 폴리아미드류.
폴리아미드수지의 평균분자량은 통상 5,000 ∼ 500,000 이다. 이들 폴리아미드수지중에서도 본 발명의 적층튜브에 바람직하게 사용되는 것은 폴리아미드 11, 12, 6,10 이다.
(2) 폴리아미드성분을 결정성 하드세그먼트로 하고, 폴리에테르를 소프트세그먼트로 하는 AB 형 블록타입의 폴리에테르에스테르아미드 및 폴리에테르아미드엘라스토머의 폴리아미드엘라스토머. 이것은, 예컨대 라우릴락탐과 디카르복실산 및 테트라메틸렌글리콜의 축합반응으로부터 얻어진다.
하드세그먼트부의 폴리아미드의 탄소수 및 소프트세그먼트부의 탄소수의 종류 그리고 이들의 비율 혹은 각각의 블록의 분자량은 유연성과 탄성회복성면에서 자유롭게 설계할 수 있다.
(3) 폴리아미드계 알로이
(3.1) 폴리아미드/폴리올레핀계 알로이
예컨대, 듀퐁샤 제조 자이텔 ST, 아사히가세이가부시키가이샤 제조 레오나 4300, 미츠비시가가쿠가부시키가이샤 제조 노퍼미드 ST220, 가부시키가이샤유니티커 제조 나일론 EX1020 등.
(3.2) 폴리아미드/폴리프로필렌계 알로이
예컨대, 쇼와덴코 제조 시스테머 S.
(3.3) 폴리아미드/ABS 계 알로이
예컨대, 도레가부시키가이샤 제조 토요락 SX.
(3.4) 폴리아미드/폴리페닐렌에테르계 알로이
예컨대, 닛폰 GE 플라스틱 제조 노릴 GTX600, 미츠비시가가쿠가부시키가이샤 제조 레말로이 B40 등.
(3.5) 폴리아미드/폴리알릴레이트계 알로이
예컨대, 가부시키가이샤유니티커 제조 X9.
분자쇄중에 에폭시기를 갖는 중합체의 구체예는, 에폭시기를 함유한 폴리에틸렌수지 (예컨대, 닛폰폴리올레핀가부시키가이샤 제조 렉스퍼르 RA3150), 에폭시수지 등이다.
중간층을 사이에 두고 본 발명의 폴리테트라플루오로에틸렌 공중합체의 층과 반대측 층을 형성하는 재료의 구체예는 다음과 같다.
폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리페닐렌술피드, 아크릴계 수지, 아세트산비닐계 수지, 폴리올레핀계 수지, 염화비닐계 수지, 폴리카보네이트, 스티렌계 수지, ABS 수지, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤 (PEEK), 폴리에테르술폰 (PES), 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드 (PPO), 폴리아라미드, 폴리아세탈, 폴리에테르이미드, 실리콘수지, 폴리우레탄, 폴리이미드, 에폭시수지, 페놀수지, 아미노수지, 불포화폴리에스테르, 셀로판 등의 수지 ; 니트릴부타디엔고무, 이소프렌고무, 스티렌부타디엔고무, 부타디엔고무, 클로로프렌아크릴로고무, 에틸렌프로필렌고무, 우레탄고무, 실리콘고무, 불소고무, 클로로술폰화폴리에틸렌고무, 아크릴고무, 에피클로로히드린고무, 다황화 고무, 염소화 폴리에틸렌고무 등의 합성고무 및 천연고무.
스티렌계, 염화비닐계, 올레핀계, 폴리에스테르계, 폴리아미드계 및 우레탄계 열가소성 엘라스토머.
알루미늄, 철, 니켈, 티탄, 몰리브덴, 마그네슘, 망간, 구리, 은, 납, 주석, 크롬, 베릴륨, 텅스텐, 코발트 등의 금속이나 금속화합물 및 이들 금속의 2 종 이상으로 이루어지는 합금류.
합금류의 구체예로서는, 탄소강, Ni 강, Cr 강, Ni-Cr 강, Cr-Mo 강, 스테인리스강, 규소강, 퍼말로이 등의 함금강 ; Al-Cl, Al-Mg, Al-Si, Al-Cu-Ni-Mg, Al-Si-Cu-Ni-Mg 등의 알루미늄합금 ; 황동, 청동 (브론즈), 규소청동, 규소황동, 양백, 니켈청동 등의 구리합금 ; 니켈망간 (D 니켈), 니켈-알루미늄 (Z 니켈), 니켈-규소, 모넬메탈, 콘스탄탄, 니크롬인코넬, 하스텔로이 등의 니켈합금 등을 들 수 있다.
또한, 금속의 부식방지 등을 목적으로 하여 금속표면에 전기도금, 용융도금, 크로마이징, 실리코나이징, 칼로라이징, 쉐라다이징, 용사(溶射) 등에 의해 다른 금속을 피복하거나 인산염처리에 의해 인산염 피막을 형성시키거나 양극산화나 가열산화에 의해 금속산화물을 형성시키거나 전기화학적 방식을 실시하여도 된다.
접착성을 더욱 향상시키는 것을 목적으로 하여 금속표면에 인산염, 황산, 크롬산, 옥살산 등에 의한 화성처리를 실시하거나, 샌드 블라스트, 숏 블라스트, 그릿 블라스트, 호닝, 페이퍼스크래치, 와이어스크래치, 헤어라인처리 등의 표면조면화처리를 실시하여도 된다.
알루미늄계 금속재료로서는 순알루미늄, 알루미늄의 산화물, Al-Cu 계, Al-Si 계, Al-Mg 계 및 Al-Cu-Ni-Mg 계, Al-Si-Cu-Ni-Mg 계 합금, 고력알루미늄합금, 내식알루미늄합금 등의 주조용 또는 전신용 알루미늄합금을 사용할 수 있다. 또한, 상기 알루미늄 또는 알루미늄합금 표면에 방식, 표면경화, 접착성의 향상 등을 목적으로 수산화나트륨, 옥살산, 황산, 크롬산을 사용한 양극산화를 실시하여 산화피막을 형성한 것 (알루마이트) 이나 그 외의 상술한 표면처리를 실시하는 것을 사용할 수도 있다.
철계 금속재료로서는 순철, 산화철, 탄소강, Ni 강, Cr 강, Ni-Cr 강, Cr-Mo 강, Ni-Cr-Mo 강, 스테인리스강, 규소강, 퍼말로이, 불감자성강, 자석강, 주철류 등을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 철계 금속재료의 표면에 다른 금속을 도금한 것, 예컨대 용융 아연도금강판, 합금화용융아연도금강판, 알루미늄도금강판, 아연니켈도금강판, 아연알루미늄강판 등 ; 침투법, 용사법에 의해 다른 금속을 피막한 것 ; 크롬산계나 인산계의 화성처리 또는 가열처리에 의해 산화피막을 형성시킨 것 ; 전기적 방식법을 실시한 것 (예컨대, 갈바닉강판) 등을 사용할 수 있다.
결정화 유리, 발포유리, 열선반사유리, 열선흡수유리, 복층유리 등의 유리계 재료, 타일, 대형도판, 세라믹패널, 벽돌 등의 요업계 기재, 어영석, 대리석 등의 천연석, 고강도 콘크리트, 유리섬유강화 콘크리트 (GRC), 탄소섬유강화 콘크리트 (CFRC), 경량기포발포 콘크리트 (ALC), 복합 ALC 등의 콘크리트계 기재, 압출성형 시멘트, 복합성형 시멘트 등의 시멘트계 기재, 그 외 석면슬레이트, 법랑강판, 단결정실리콘, 다결정실리콘, 아모르퍼스실리콘, 점토류, 붕소계, 탄소계 재료 등.
천연섬유, 목재, 종이류, 피혁류 등의 천연 유기물.
반대측 층은 1 종 또는 그 이상의 층으로 형성할 수 있으며, 또한 의장성을 목적으로 하여 반대측 층의 외측 또는 내측에 착색, 인쇄, 에칭 등을 실시하여도 된다.
또한, 본 발명의 폴리테트라플루오로에틸렌의 층, 중간층 및 반대측 층 각각이 갖는 특성을 손상시키지 않는 범위에서 각각의 층에 적당한 보강제, 충전제, 안정제, 자외선흡수제, 안료, 그 외의 적당한 첨가제를 함유시킬 수도 있다.
이와 같은 첨가제에 의해 열안정성, 표면경도, 내마모성, 대전성, 내후성, 그 외의 성질을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 적층체의 제법은 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 형 태, 중간층에 사용하는 재료의 형태 및 유기재료의 종류나 형태, 무기재료의 종류나 형상에 따라 적절히 선택된다.
예컨대, 반대측 층이 열가소성수지인 경우, 다층공압출하여 각 층을 동시에 일체화하여, 필름형상, 튜브형상, 호스형상, 병형상, 탱크형상의 성형품을 제조할 수 있다.
또한, 이와 같이 하여 얻어진 다층필름의 반대측 층면에 그라비아인쇄, 플렉소인쇄, 실크스크린인쇄, 오프셋인쇄에 의해 의장을 부여하여도 된다. 그리고, 인쇄된 필름을 금속판, 합판, 석고보드, 석면슬레이트판 등에 맞붙여서 건축재료의 화장패널이나 시스템키친재로 사용할 수 있다.
반대측 층이 금속, 합판, 고무, 유리, 실리콘 등을 포함하는 경우에는, 미리 중간층과 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체를 공압출에 의해 필름형상, 튜브형상, 시트형상, 호스형상, 병형상으로 성형하여 열활성화에 의해 반대측 층과 적층하면 된다.
이와 같이 하여 얻어진 다층필름 또는 다층시트는 SP 몰드성형, 인몰드성형 등에 있어서 인서트필름표피재로 이용할 수 있으며, 성형품의 최외층으로서 내후성, 내오염성, 내습성, 내약품성이 뛰어난 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 층을 제공할 수 있다.
이와 같이 하여 얻어지는 성형품의 예로서, 자동차의 범퍼, 도어트림, 계기판, 장식몰 등, 가정전화제품, OA 기기 등의 표시판, 전조식 간판, 디스플레이 또한 휴대전화 등을 들 수 있다.
최근, 자동차 연료배관에 있어서의 필러호스가, 저급알코올을 함유하는 가솔린에 대한 배리어성 개선의 목적에서 고무단체 (NBR 등) 호스로부터 고무와 폴리아미드수지의 적층호스나 고무와 불소고무의 적층호스, 폴리아미드단체호스 등으로 이행하고 있다.
그러나, 폴리아미드수지 및 불소고무는 모두 연료투과에 대한 배리어성의 점에서 불충분하다.
반대측 층을 고무층, 예컨대 NBR 단체 또는 NBR 과 염화비닐의 배합물로 하고 이 층을 최외층으로 한 본 발명의 3 층 호스, 그리고 최내층에 도전 NBR 층을 사용한 4 층 호스는, 필러호스로서의 연료투과 배리어성과 연료 등에 첨가되어 있는 아민에 대한 내식성이 뛰어나다. 또한, 최외층의 고무층은 아라미드섬유 등으로 보강하여도 된다.
본 발명의 테트라플루우로에틸렌 공중합체는 분체형상으로 사용할 수 있으며, 이 경우 미리 형성된 반대측 층과 중간층으로 이루어지는 적층필름, 튜브, 호스, 병, 탱크 등에 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 분체를 정전도장 등으로 적층할 수 있다.
또한, 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 유기용제분산체 또는 수성분산체로 사용하여도 되며, 이 경우에도 분체의 경우와 마찬가지로 반대측 층과 중간층의 적층필름, 튜브, 호스, 병, 탱크 등에 상투적인 방법으로 코팅할 수 있다.
최근, 농업하우스용 필름은 환경에 미치는 영향을 고려하여 염화비닐수지필 름의 대체로서의 폴리올레핀필름을 사용한 농업하우스의 수요가 증가하고 있다. 한편, 장기내후성이 뛰어난 불소수지 (ETFE) 의 필름도 시장을 계속 넓히고 있다. 그러나, 불소수지필름은 유적가공성이나 방무가공성에 문제가 있어 그 개선이 요망되어지고 있다.
본 발명의 3 층 필름의 반대측 층으로서 유적제와 방무제 (불소계 계면활성제, 예컨대 다이킨고교(주) 유니다인 DS-401) 로 처리한 폴리올레핀을 사용한 경우, 적층필름은 장기내후성과 유적, 방무성이 뛰어난 농업하우스필름으로 사용할 수 있다.
그 외의 용도예로서 다음과 같은 용도가 있다.
반대측 층을 폴리에틸렌 (예컨대, 고밀도폴리에틸렌) 이나 폴리아미드 등으로 형성하면, 적층체로 형성한 병은 농약용 병 (특히, 반도체용 약액병) 으로 사용할 수 있다.
반대측 층을 염화비닐수지, 폴리올레핀, 종이 등으로 형성하면, 적층필름은 건축재료용 벽지재로 사용할 수 있다.
반대측 층을 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리올레핀 등으로 형성하면, 적층체는 표면에 발수기능을 필요로 하는 우산, 가구, 인공잔디 등에도 사용할 수 있다.
반대측 층을 염화비닐수지 등으로 형성하면, 적층튜브 또는 파이프는 배관으로 사용할 수 있다.
본 발명의 적층체는 잡화, 쓰레기통, 어업·양어탱크, 식품포장재, 욕조, 유 닛배스, 환기팬, 조명틀 등에 사용할 수 있다.
반대측 층을 EPDM 등의 고무로 형성하고 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체를 최내층으로 하는 적층튜브는, 내 롱라이프쿨런트 (LLC) 성이 뛰어난 라디에이터튜브로 사용할 수 있다.
적층체의 두께는 3 층의 경우 25 ∼ 10000 ㎛, 바람직하게는 40 ∼ 4000 ㎛ 이면 된다. 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 두께는 5 ∼ 2000 ㎛, 바람직하게는 10 ∼ 1000 ㎛ 여도 된다.
중간층의 두께는 5 ∼ 1000 ㎛, 바람직하게는 5 ∼ 500 ㎛ 여도 되고, 반대측 층의 두께는 10 ∼ 5000 ㎛, 바람직하게는 15 ∼ 3000 ㎛ 여도 된다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체를 단독으로 필름으로 할 경우, 그 두께는 용도나 목적에 따라 선택되며, 특별히 한정되지 않으나, 통상 10 ∼ 3000 ㎛, 바람직하게는 20 ∼ 500 ㎛, 보다 바람직하게는 20 ∼ 300 ㎛ 이다.
너무 얇은 필름은, 특수한 제조방법이 필요하거나 접착조작을 실시할 때의 취급이 어렵고, 주름이나 파손, 외관불량이 일어나기 쉬우며, 또한 접착강도, 기계적 강도, 내약품성의 점에서 불충분한 경우가 있다. 너무 두꺼운 필름은 비용면에서나, 접합하여 다른 재료와 일체화할 때의 작업면에서 불리하다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 필름에는 특성을 손상시키지 않는 범위에서 적당한 보조제, 충전재, 안정제, 자외선흡수제, 안료, 그 외 적절히 첨가제를 함유시킬 수도 있다.
이와 같은 첨가제의 배합에 의해 열안정성, 표면경도, 내마모성, 내후성, 대 전성, 그 외의 성질을 개량할 수 있다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 필름은, 목적으로 하는 필름의 형상에 따라 용융압출성형법, 분체도장법, 수성 또는 유기용제 분산체를 도장한 후에 연속 피막으로서 필름을 얻는 방법 등으로 제조할 수 있다. 특히, 생산성, 얻어지는 필름의 품질 등의 관점에서 용융압출성형법이 바람직하다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체와 다른 재료의 일체화는, 테트라플루오로에틸렌 공중합체 필름과 다른 재료의 기재를 포개서 압축성형하는 방법 ; 일측 재료에 타측을 도장하는 방법 ; 다층공압출성형법, 다층블로성형법, 인서트성형법, 다층트랜스퍼성형법, 다층사출성형법 등에 의해 필름성형과 동시에 일체화하는 방법 등을 채택할 수 있으며, 그 중에서도 생산성이나 품질 등의 관점에서 다층공압출성형법, 다층블로성형법이 바람직하다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체와 다른 재료의 접합은 가열 등에 의한 열활성화에 의해 실시할 수 있으며, 나아가서는 열용융접착이 바람직하다. 대표적인 접착방법으로서 열롤법이나 열프레스법을 들 수 있으며, 그리고 고주파가열법, 마이크로법, 진공압착법 (진공프레스 등), 공기압법 등도 채택할 수 있고, 재료의 종류나 형상 등에 따라 적절히 선택할 수 있다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체 필름은 상기한 바와 같이 여러 가지 형상, 크기, 두께를 갖도록 제조할 수 있으며, 여러 가지 재료에 대한 뛰어난 접착성과 불소수지가 갖는 뛰어난 특성에 의해 광범위한 용도에 사용될 수 있다.
용도의 구체예로서는 화학플랜트배관에 감는 방식테이프, 선박의 갑판 등의 배관에 감는 테이프, 그 외의 배관용 방식테이프, 간판, 농업용 온실, 그 외 온실의 지붕재 혹은 측벽, 외장재의 표면과 같은 내후성을 부여하는 용도 ; 태양전지의 광기전소자의 광입사측 표면에 설치하는 투명한 표면피복재 ; 내오염성이 뛰어난 내장재 등이다. 그리고 식품포장재, 약품포장재와 같은 내약품성을 필요로 하는 용도에도 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 OA 기기의 하우징, 식품가공장치, 조리기기 등의 방오성, 비점착성, 저마찰성을 필요로 하는 장치·기기, 발수발유성 유리, 액정디스플레이 등의 액정관련재료, 자동차관련재료 등에 사용할 수 있다.
이어서, 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체층과 다른 재료의 층으로 이루어지는 적층체에 대하여 다른 재료의 구체예와 함께 설명한다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체층을 중간층으로 하여 다른 불소수지의 층과 열가소성수지층을 적층할 수 있다.
이와 같은 다른 불소수지의 구체예는 테트라플루오로에틸렌-플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체 (PFA), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체 (ETFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE), 프로필렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF), 비닐리덴플루오라이드 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE), 에틸렌-함불소올레핀계 공중합체 등이다.
다른 불수소지의 평균분자량은 통상 2,000 ∼ 1,000,000 이어도 된다. 이들 불소수지중에서도 비교적 융점이 낮은 PVDF, 비닐리덴플루오라이드 공중합체 또는 에틸렌-함불소올레핀계 공중합체가 바람직하다.
비닐리덴플루오라이드 공중합체란, 비닐리덴플루오라이드와 이것과 공중합가능한 적어도 1 종의 함불소단량체로 이루어지는 수지상 공중합체이다. 여기서 비닐리덴플루오라이드와 공중합 가능한 함불소단량체로서는 테트라플루오로에틸렌 (TFE), 헥사플루오로프로필렌 (HFP), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 헥사플루오로이소부틸렌, 헥사플루오로아세톤, 펜타플루오로프로필렌, 트리플루오로에틸렌, 비닐플루오라이드, 플루오로(알킬비닐에테르) 등을 예시할 수 있다.
에틸렌-함불소올레핀계 공중합체란, 에틸렌과 TFE 및/또는 CTFE 의 몰비가 10/90 ∼ 60/40 인 수지상 공중합체인 경우에 따라 이들과 공중합 가능한 제 3 함불소단량체를 에틸렌과 TFE 및/또는 CTFE 의 합계량에 대하여 0 ∼ 15 몰% 함유하고 있으면 된다. 제 3 함불소단량체로서는 CZ2=CZ(CF2)WZ, CF2=CFO(CF2)WZ (식중, Z 은 수소원자 또는 불소원자, w 는 1 ∼ 8 의 정수이다.), CH2=C(CF3)2 로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
이와 같은 비교적 융점이 낮은 PVDF, 비닐리덴플루오라이드 공중합체 또는 에틸렌-함불소올레핀계 공중합체를 열가소성수지로서의 폴리아미드수지와 공압출하는 경우, 폴리아미드수지의 현저한 열화를 수반하지 않는 혼련온도 및 성형온도범위에서 충분한 용융유동성을 확보하기 위해서는, 전단속도 100 sec-1 에서 250 ℃ 에서의 용융점도가 10 ∼ 105 poise 인 PVDF, 비닐리덴플루오라이드 공중합체 또는 에틸렌-함불소올레핀계 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 그 중에서도 전단속도 100 sec-1 에서 250 ℃ 에서의 용융점도가 10 ∼ 105 poise 인 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체는 적층체의 연료투과성을 낮게 유지하면서 유연성, 저온내충격성 등을 유지하며, 또한 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체층을 중간층으로 하여 열가소성수지와의 동시다층압출에 의해 적층체를 작성하기에 가장 적합하다.
에틸렌-테트라플루오로에틸렌계 공중합체의 특성을 손상시키지 않고 비교적 고가인 제 3 함불소단량체의 사용량을 저감할 수 있는 점에서, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌의 몰비가 10/90 ∼ 38/62 으로 이들과 공중합할 수 있는 제 3 함불소단량체가 에틸렌과 테트라플루오로에틸렌 합계량에 대하여 약 0.1 ∼ 5 몰% 함유되는 에틸렌-테트라플루오로에틸렌계 공중합체가 가장 바람직하다 (일본 특허공고 소62-58615 호 참조).
본 발명의 적층체에 있어서 각각의 층은 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서 유리섬유, 세라믹섬유, 티탄산칼륨섬유, 아라미드섬유, 방향족 폴리에스테르섬유 등의 섬유상 강화재 ; 탄산칼슘, 탤크, 마이카, 클레이, 카본분말, 그래파이트, 유리비즈 등의 무기충전재료 ; 금속분말 ; 폴리올레핀, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리이미드 등의 내열성수지 ; 착색제 ; 난연제 ; 접힘용 첨가제 등의 충전재를 함유하여도 된다. 그 배합량은 수지 100 중량부에 대하여 1 ∼ 70 중량부이다.
앞에 예시한 규소질재료 중에서 특히 유리계 재료에 대하여 본 발명의 테트 라플루오로에틸렌 공중합체는 양호한 접착성을 나타낸다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체의 층과 유리계 재료로 이루어지는 적층체는, 투명성을 가지며, 테트라플루오로에틸렌 공중합체가 유리표면에 발수성, 발유성, 반사방지성, 저굴절율성 등을 부여하기 때문에, 이 적층체는 광학관련부품, 액정관련부품, 자동차용 유리 등에 사용할 수 있다.
또한, 이 적층체는 난연성, 투명성, 내후성, 파손시의 비산방지성을 겸비한 건축재료용 방화안전유리로 사용할 수 있다.
차량, 항공기, 건축물 등에 사용하는 내벽, 천정, 도어 등의 표면재로서, 종래 수지판에 울이나 아크릴 등으로 된 천을 붙여 이루어지는 적층체가 알려져 있는데, 천을 사용하기 때문에 방염성이 떨어진다. 따라서, 방염성이 뛰어난 표면재로서 유리크로스 등의 유리섬유포를 사용하는 것을 생각할 수 있는데, 유리섬유는 피부자극성을 갖는 경우가 있다. 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 유리크로스에 대해서도 뛰어난 접착성을 나타내기 때문에, 이것을 유리크로스에 적층하면 유리크로스가 갖는 결점을 해결할 수 있다.
내후성이나 내오염성이 뛰어난 화장판으로서 폴리비닐리덴플루오라이드와 아크릴수지를 공압출하여 막형성한 2 층필름의 아크릴수지면과 염화비닐수지필름을 열라미네이트한 화장판이 알려져 있다. 그러나, 폴리비닐리덴플루오라이드의 내용제성 및 내오염성은 불충분하다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 폴리비닐리덴플루오라이드와 동등 또는 그 이상의 용융압출적성을 갖고 있기 때문에, 폴리비닐리덴플루오라이드와 마찬가지로 공압출에 의해 아크릴수지와의 2 층필름을 제조할 수 있으며, 또한 염화비닐과 열라미네이트하여 화장판을 얻을 수 있다. 이와 같이 하여 제조한 화장판은 뛰어난 내용제성, 내후성, 내오염성을 갖고 있다.
본 발명의 적층체의 외측 (호스, 튜브, 파이프 등의 경우에는 외층) 또는 내측 (호스, 튜브, 파이프 등의 경우에는 내층) 에 보강, 방오, 대전방지 또는 저온충격성 개량을 목적으로 하여 열가소성수지층 (예컨대, PVC) 또는 열가소성 엘라스토머를 함유하는 고무층 (예컨대, EPDM) 을 동시공압출시에 혹은 동시공압출후에 형성할 수도 있다. 또한, 코르게이트가공에 의해 튜브에 유연성을 부여할 수도 있다.
본 발명의 적층체의 형상은 성형체, 예컨대 호스, 파이프, 튜브, 시트, 가스킷, 패킹, 필름, 탱크, 롤러, 병, 용기 등으로서, 다층공압출성형, 다층블로성형, 다층사출성형을 이용하면 임의의 형상의 성형체를 얻을 수 있다.
본 발명의 적층체의 특히 바람직한 용도는 내(耐)샤워가솔린용, 내알코올연료용, 내메틸t-부틸에테르용, 내가솔린첨가제 (아민 등) 입연료용, 잉크, 도료용, 폐액수송용, 고온액체수송용, 스팀배관용 튜브, 파이프, 용기나 라디에이터호스 등이다. 적층체가 튜브인 경우, 불소수지층이 최내층인 것이 바람직하다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체는 도 3 에 나타낸 태양전지모듈의 표면필름 (1) 으로 및/또는 투명충전재층 (2) 으로 사용할 수 있다.
본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체를 표면필름으로 사용하는 경우, 그 두께는 통상 10 ∼ 500 ㎛, 바람직하게는 30 ∼ 200 ㎛ 이다. 표면필름중에 는 투명성, 내후성을 손상시키지 않을 정도로 유리 등으로 이루어지는 섬유, 부직포, 비즈, 자외선흡수제, 안료, 그 외 적절히 첨가제를 첨가할 수도 있다.
또한, 기전력소자는 상기 표면필름으로 직접 피복할 수도 있고, 외부 충격으로부터의 보호, 표면필름 기전력소자와의 밀착성을 보다 강고하게 하는 목적으로 투명충전재층을 형성하여도 된다.
이 경우의 투명충전재층에는 종래부터 사용되고 있는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 (EVA), 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트-무수말레인산 공중합체, 우레탄수지, 부티랄수지, 실리콘수지, 폴리아미드수지, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리올레핀계 열가소성 엘라스토머, 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머, 에폭시기 함유 폴리에틸렌, 불소고무 등이 있으며, 특히 EVA 가 투명성, 유연성, 접착성, 저렴한 점에서 바람직하다. 그리고, 유기과산화물로 가교한 EVA 가 내열성, 내후성의 면에서 바람직하다.
한편, 본 발명의 테트라플루오로에틸렌 공중합체를 투명충전재층으로 사용하는 경우, 그 두께는 통상 10 ∼ 1000 ㎛, 바람직하게는 50 ∼ 500 ㎛ 이고, 표면필름으로서는 종래의 불소수지 표면필름을 사용할 수 있다. 투명충전재층에는 내흠집성이나 내충격성을 개선하는 목적으로 투명성 등을 손상시키지 않는 정도로 유리 등으로 이루어지는 섬유, 부직포, 비즈를 배합 또는 일체성형하여도 된다. 그 외 경화촉진제, 자외선흡수제 등의 첨가제를 배합하여도 된다.
이어서, 실시예에 의거하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
실시예에서 얻은 공중합체의 조성 및 물성은 다음과 같이 측정한다.
중합체중의 단량체조성
19F-NMR 차트로부터 구한다.
융점
세이코형 DSC 장치를 사용하여 10 ℃/분의 속도로 승온하였을 때의 융해피크를 기록하여 최대치에 대응하는 온도를 융점으로 한다.
MFR
도요세이키세이사쿠쇼가부시키가이샤 제조 멜트인덱서를 사용하여 200 ℃, 5 ㎏ 하중하에서 직경 2 ㎜, 길이 8 ㎜ 의 노즐에서 단위시간 (10 분간) 에 유출되는 공중합체의 중량 (g) 을 측정한다.
적외선흡수스펙트럼 (1808 ㎝-1/2881 ㎝-1 의 흡수비)
퍼킨엘머샤 제조 푸리에변환적외분광광도계를 사용하여 약 0.4 ㎜ 두께의 필름에 대해 적외선흡수스펙트럼을 측정하고, 1808 ㎝-1 에서의 흡수피크의 높이의 2881 ㎝-1 에서의 흡수피크의 높이에 대한 비를 계산한다.
헤이즈값 (담도)
도요세이키세이사쿠쇼가부시키가이샤 제조 헤이즈미터를 사용하여 측정한다. 시료의 두께는 2 ㎜ 이다.
임계전단속도
도요세이키세이사쿠쇼가부시키가이샤 제조 캐필로그래프를 사용하여 캐필러리 (다이길이 10 ㎜, 다이구멍직경 1 ㎜) 를 사용하여 230 ℃ 에서 측정하고, 멜트프럭처가 발생하기 시작하는 전단속도를 임계전단속도로 한다.
실시예 1
내용적 4 ℓ의 유리라이닝제 오토클레이브에 탈산소한 물 1 ℓ를 넣어 진공으로 한 후, 퍼플루오로시클로부탄 400 g 및 헥사플루오로프로필렌 800 g 을 넣고, 조내온도를 35 ℃, 교반속도를 580 rpm 으로 유지한다. 그리고, CH2=CF(CF2)3H 2.0 g 및 시클로헥산 1.5 g 을 넣은 후, 테트라플루오로에틸렌/에틸렌/퍼플루오로시클로부탄의 혼합가스 (몰비 = 78.9 : 16.6 : 4.5) 를 12 kgf/㎠G 까지 압입한다.
이어서, 디노멀프로필퍼옥시디카보네이트 8.0 g 을 넣어 중합을 개시한다. 중합의 진행과 함께 압력이 저하되기 때문에, 테트라플루오로에틸렌/에틸렌/퍼플루오로시클로부탄의 혼합가스 (몰비 = 52.8 : 42.7 : 4.5) 를 추가압입하여 중합압력을 12 kgf/㎠G 로 유지하면서 중합을 계속하고, 도중에 CH2=CF(CF2)3H 1.15 g 을 9 회로 분할하여 마이크로펌프로 넣는다. 또한, 중합개시에서 5 시간 경과한 시점에서 디노멀프로필퍼옥시디카보네이트 4.0 g 을 추가하여 중합을 합계 10 시간 실시한다.
중합종료 후, 내용물을 회수하고 수세하여 중합체분말 127 g 을 얻는다. 얻어진 중합체의 물성을 표 1 에 나타낸다.
실시예 2
시클로헥산의 함량을 0.85 g 으로 하고, 중합도중에서 디노멀프로필퍼옥시디카보네이트를 추가하지 않는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 순서를 반복하여 11 시간의 중합으로 분말상 중합체 137 g 을 얻는다. 얻어진 중합체의 물성을 표 1 에 나타낸다.
실시예 3
처음에 넣는 퍼플루오로시클로부탄 및 헥사플루오로프로필렌의 양을 각각 600 g 및 600 g 으로 하고, 시클로헥산의 함량을 1.6 g 으로 하고, 디노멀프로필퍼옥시디카보네이트의 양을 10.0 g 으로 하는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 반복하여 8 시간의 중합으로 분말상 중합체 153 g 을 얻는다. 얻어진 중합체의 물성을 표 1 에 나타낸다.
실시예 4
퍼플루오로시클로부탄을 넣지 않고 처음에 넣는 헥사플루오로프로필렌의 양을 1000 g 으로 하고, 중합도중에서 디노멀프로필퍼옥시디카보네이트를 추가하지 않는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 반복하여 19 시간의 중합으로 분말상 중합체 130 g 을 얻는다. 얻어진 중합체의 물성을 표 1 에 나타낸다.
비교예 1
시클로헥산의 양을 0.3 g, 디노멀프로필퍼옥시디카보네이트의 양을 6 g 으로 하고, 중합도중에서 디노멀프로필퍼옥시디카보네이트를 추가하지 않는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 반복하여 9 시간의 중합으로 분말상 중합체 140 g 을 얻는다. 얻어진 중합체의 물성을 표 1 에 나타낸다.
비교예 2
처음에 넣는 퍼플루오로시클로부탄 및 헥사플루오로프로필렌의 양을 각각 700 g 및 500 g 으로 하고, 시클로헥산의 함량을 1.5 g 으로 하는 것 이외에는 동일한 조작을 반복하여 4.5 시간의 중합으로 분말상 중합체 136 g 을 얻는다. 얻어진 중합체의 물성을 표 1 에 나타낸다.
비교예 3
처음에 넣는 퍼플루오로시클로부탄 및 헥사플루오로프로필렌의 양을 각각 1050 g 및 150 g 으로 하고, CH2=CF(CF2)3H 의 함량을 4.0 g, 시클로헥산의 함량을 5.0 g, 디노멀프로필퍼옥시디카보네이트의 양을 4.0 g 으로 하고, 중합도중에서 디노멀프로필퍼옥시디카보네이트를 추가하지 않는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 반복하여 4 시간의 중합으로 분말상 중합체 123 g 을 얻는다. 얻어진 중합체의 물성을 표 1 에 나타낸다.
단량체조성(몰%) TFE/Et/HFP/H2P 융점(℃) MFR(g/10분) 200℃,5㎏하중 흡수피크비1) 헤이즈(%) 임계전단속도 sec-1(230℃)
실시예1 46.1/36.5/17.0/0.4 161.1 10.5 1.87 12.9 360
실시예2 46.2/35.8/17.5/0.5 158.2 2.1 1.56 11.8 91
실시예3 48.8/37.8/13.0/0.4 191.8 1.5 1.12 25.3 182
실시예4 41.3/29.2/29.0/0.5 111.0 46 2.11 10.0 608
비교예1 46.1/37.2/16.2/0.5 169.1 압출할 수 없음 0.91 12.5 6 이하
비교예2 49.8/40.4/9.4/0.4 211.0 압출할 수 없음 0.66 34.2 6 이하
비교예3 53.0/43.4/2.8/0.8 256.0 압출할 수 없음 0.28 56.9 압출할 수 없음
주: 1) 적외선흡수스펙트럼에 있어서의 1808 ㎝-1 에서의 흡수피크의 높이/2881 ㎝-1 에서의 흡수피크의 높이.
실시예 5
실시예 1 과 실시예 2 에서 얻은 중합체는 200 ℃ 에서, 실시예 3 과 비교예 1 에서 얻은 중합체는 230 ℃ 에서, 실시예 4 에서 얻은 중합체는 180 ℃ 에서, 비교예 2 에서 얻은 중합체는 250 ℃ 에서, 비교예 3 에서 얻은 중합체는 300 ℃ 에서 각각 용융시키고, 내경 120 ㎜ 의 금형을 사용해서 약 50 kgf/㎠ 의 압력으로 프레스하여 0.5 ㎜ 두께의 시트를 작성한다.
별도로 폴리아미드 12 (우베고산가부시키가이샤 제조, 상품명 : UBE 3035 MJ1) 를 200 ℃ 에서 상기한 바와 동일한 방법으로 프레스하여 0.5 ㎜ 두께의 시트를 작성한다.
이어서, 자동용착기 (시마쿠라덴시고교가부시키가이샤 제조 형번 SKD-FA48) 를 사용하여, 폴리아미드 12 의 적절한 성형온도범위인 230 ℃ 에서 실시예 1 ∼ 실시예 4 및 비교예 1 ∼ 비교예 3 에서 얻은 중합체로 작성한 시트 각각과 폴리아미드 12 를 포개서 0.25 kgf/㎠ 의 압력으로 50 초간 가압하여 용착시킨다. 이 때, 포갠 2 장의 시트의 일부 사이에 폴리이미드의 필름을 끼우고 불소수지와 폴리아미드 12 의 비접촉부분을 만들어 인장측정시의 손잡이부분으로 한다.
얻어진 접착시트의 접착박리강도를 오리엔테크가부시키가이샤 제조 텐실론만능시험기로 측정한다. 측정치는 최대 박리강도이다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
박리강도 (kgf/㎝)
실시예1 5.2
실시예2 4.1
실시예3 3.2
실시예4 4.3
비교예1 0.4
비교예2 0.1
비교예3 0.1 이하
실시예 6
실시예 5 와 동일한 방법으로 실시예 1 ∼ 실시예 4 및 비교예 1 ∼ 비교예 3 에서 얻은 중합체 각각으로부터 0.4 ㎜ 두께의 시트를 작성하여 도 1 에 나타내는 바와 같이 12 ㎜ 의 길이로 단부분을 포갠 상측과 하측의 파이렉스 (상표) 유리판 (폭 20 ㎜, 길이 30 ㎜, 두께 5 ㎜) 사이에 끼우고, 상측 유리판의 타단은 0.4 ㎜ 두께의 FEP 필름을 스페이서로 하여 다른 1 장의 하측 유리판과 포개어 전체를 2 장의 스테인리스강 (SUS) 판 사이에 두고, 스테인리스강판의 무게와 합해서 0.18 ㎏/㎠ 가 되도록 하중을 얹고, 전기로 안에서 230 ℃ (비교예 3 만 300 ℃), 30 분간 방치하여 시험편을 얻는다.
인장전단법에 의해 중합체로 접착한 유리판 사이의 접착강도를 측정한다.
도 2 에 나타내는 바와 같이 중합체로 접착한 2 장의 유리판의 외형에 맞춘 시험용 지그(jig)를 오리엔테크가부시키가이샤 제조 텐실론만능시험기에 세트하여 크로스헤드스피드 20 ㎜/분으로 인장전단시험을 실시한다. 측정치는 최대접착강도이다. 결과를 표 3 에 나타낸다.
접착강도 (kgf/㎠)
실시예1 142 (유리파괴)
실시예2 138 (유리파괴)
실시예3 102 (유리파괴)
실시예4 128 (유리파괴)
비교예1 42 (계면박리)
비교예2 9 (계면박리)
비교예3 48 (계면박리)
실시예 7
멀티매니폴드다이를 사용하고, 압출속도 8 m/분으로 표 4 에 나타낸 온도조건하에서 표 5 에 나타내는 수지를 사용하여 3 종 3 층의 동시압출에 의해 다층튜브를 성형한다.
튜브는 내층, 중간층 및 외층으로 이루어지며, 외경 8 ㎜ 및 내경 6 ㎜ 이고, 내층의 두께는 0.2 ㎜ 이고, 중간층의 두께는 0.1 ㎜ 이고, 외층의 두께는 0.7 ㎜ 였다.
실시예 8
멀티매니폴드다이를 사용하고, 압출속도 8 m/분으로 표 4 에 나타낸 온도조건하에서 표 5 에 나타내는 수지를 사용하여 2 종 2 층의 동시압출에 의해 다층튜브를 성형한다.
튜브는 내층 및 외층으로 이루어지며, 외경 8 ㎜ 및 내경 6 ㎜ 이고, 내층의 두께는 0.35 ㎜ 이고, 중간층의 두께는 0.65 ㎜ 였다.
층 실린더온도 (℃) 수지온도 (℃) 다이온도 (℃)
실시예7 의 내층 280 290 245 310 310 245
실시예7 의 중간층 실시예8 의 내층 200 220 245 245 240 245
외층 220 240 245 245 245 245
비교예 4
내경 6 ㎜, 층두께 0.2 ㎜ 의 ETFE 의 단층튜브를 압출하고, 그 표면을 코로나방전처리한 후에 PA 12 를 0.8 ㎜ 의 층두께로 용융피복한다.
실시예 7 ∼ 8 및 비교예 4 에서 제조한 튜브에 대하여 다음 시험을 실시한다.
박리강도
튜브로부터 5 ㎜ 폭의 테스트피스를 잘라내고, 50 ㎜/분의 인장속도로 180 도 박리시험을 실시하여 층간의 접착강도를 측정한다.
배리어성
튜브를 30 ㎝ 길이로 잘라 fuelC (이소옥탄/톨루엔 체적비 50 : 50)/메탄올 (체적비 : 85/15) 을 튜브 내부에 충전하여 양단을 밀봉하고, 40 ℃ 에서 방치하고 중량변화를 측정하여 연료투과속도 (1㎡ 당, 1 일당 연료감소량 (g)) 를 계산한다.
저온충격강도
튜브를 20 ㎝ 길이로 잘라 -40 ℃ 에서 5 시간 방치한 후, -40 ℃ 의 분위기에서 튜브 위로 높이 30.5 ㎝ 에서 450 g 의 하중을 떨어뜨려 튜브의 균열을 관찰한다. 10 회 측정을 실시한다. n/10 으로 나타낸다 (n 은 균열된 수).
상기 시험의 결과를 표 5 에 나타낸다.
내층 중간층 외층 박리강도(N/㎝) 배리어성(g/㎡·일) 저온충격성
실시예7 ETFE1) 실시예2의 공중합체 폴리아미드2) 31.4 49 0/10
실시예8 실시예2의 공중합체 --- 폴리아미드2) 32.6 51 0/10
비교예4 ETFE1) --- 폴리아미드2) 0.1 53 0/10
주 : 1) 네오프론 ETFE EP610 (다이킨고교가부시키가이샤 제조, 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 계 공중합체, 융점 250 ℃, 점도 2×104poise (온도 250 ℃, 전단속도 100 sec-1)). 2) PA-12-3035MJ1 (우베고산가부시키가이샤 제조 폴리아미드12, 융점 174 ℃, 점도 2×104poise (온도 260℃, 전단속도 100 sec-1)).
실시예 9
본 발명의 실시예 2 에서 얻은 공중합체와 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 (ETFE) 에 대하여 태양전지용 표면필름으로서 요구되는 내후성, 광투과성, 접착성, 내흠집성, 내티어링성을 다음 방법으로 평가한다.
내후성
선샤인웨더로미터를 사용하여 ASTM D638 에 준거하는 테스트피스로 성형한 샘플 (두께 500 ㎛) 을 다음 조건에서 2000 시간 폭로한다.
조건 : 63 ℃, 98 % 습도분위기
순수를 18 분/2 시간 스프레이, 광원카본아크법
폭로전과 폭로후의 인장강도를 텐실론만능시험기 (오리엔테크가부시키가이샤 제조) 에 의해 측정한다. 최대파단강도와 파단신장도의 유지율 (%) 을 내후성의 척도로서 나타낸다.
또한, 폭로전과 폭로후의 색차를 스가시켄기(주) 제조 SM 컬러컴퓨터 (SM-7) 를 사용하여 백색표준판을 합쳐 측정한다. 그리고, ΔE={(ΔL)2+(Δa)2+(Δb)2}1/2 이다.
광투과성
전광선투과율 및 HAZE 값을 도요세이키세이사쿠쇼(주) 제조 헤이즈미터를 사용하여 측정한다.
조건 : 실온
시료두께 : 500 ㎛
유리와의 접착강도
실시예 6 과 동일한 방법으로 측정한다.
필름티어링강도
엘멘도르프티어링시험기를 사용하여 측정한다. 필름두께는 200 ㎛ 였다. 시험편의 치수 및 슬릿위치는 도 4 에 나타낸다.
필름스크래치시험
카본스틸제 블레이드의 날끝에 2 파운드의 하중을 가하여 두께 250 ㎛ 필름상을 긁은 후에 흠집의 상태를 육안으로 관찰한다.
결과를 표 6 에 나타낸다.
실시예 2 의 공중합체 ETFE1)
내후성 인장강도유지율(%) 신장유지율(%) 101% 102% 102% 103%
광투과성(500㎛필름) 전광선투과율(%) HAZE 값 91.8 5.0 72.2 54.7
유리와의 접착강도(kgf/㎠) 138 (유리파괴) 42 (계면박리)
필름티어링강도(kgf/㎜) 14.0 6.2
필름스크래치시험 스크래치흠집의 관통무 스크래치흠집의 관통무
색 차 L a b ΔE 폭로전 폭로후 폭로전 폭로후
85.70 85.59 83.45 83.21
0.75 0.78 0.84 0.06
4.80 4.91 2.47 2.59
0.16 0.27
주 : 1) 다이킨고교가부시키가이샤 제조 네오프론 ETFE EP-543.
실시예 10
3 층의 피드블록다이를 사용하고, 압출속도 10 m/분으로 표 7 에 나타낸 온도조건하에서 표 8 에 나타내는 수지를 사용하여 3 종 3 층의 동시압출에 의해 다층필름을 성형한다.
필름은 폴리에틸렌층 (두께 0.17 ㎜), 중간층 (렉스펄 RA3150) (두께 0.05 ㎜), 실시예 2 의 공중합체층 (두께 0.08 ㎜) 으로 이루어지는 3 층필름이었다.
실시예 11
실시예 10 과 마찬가지로 표 7 의 온도조건하에서 표 8 에 나타내는 수지를 사용하여 3 층필름을 성형한다. 필름은 폴리에스테르층 (두께 0.17 ㎜), 중간층 (TPAE-8) (두께 0.05 ㎜), 실시예 2 의 공중합체층 (두께 0.08 ㎜) 을 갖고 있었다.
층 실린더온도(℃) 수지온도(℃) 다이온도(℃)
실시예10의 폴리에틸렌층 160 220 230 230 228 230
실시예11의 폴리에스테르층 250 260 260 260 260 255
실시예10의 중간층 160 220 230 - 230 230
실시예11의 중간층 200 220 230 - 233 255
실시예10의 공중합체층 200 230 230 230 230
실시예11의 공중합체층 200 230 240 - 242 255
반대측 층 중간층 공중합체층 박리강도(N/㎝)
실시예10 UBE폴리에틸렌1) L519 렉스퍼르2) RA3150 실시예2의 공중합체 ＞54.0에서 척부에서 절단
실시예11 다이아나이트3) KR-560 TPAE-84) 실시예2의 공중합체 ＞39.2에서 척부에서 절단
주 : 1) 우베고산가부시키가이샤 제조 폴리에틸렌수지 (융점 107℃). 2) 닛폰폴리올레핀가부시키가이샤 제조 에폭시기 함유 폴리에틸렌수지 (융점 100℃). 3) 미츠비시레이온가부시키가이샤 제조 폴리에틸렌테레프탈레이트수지 (융점 240℃). 4) 후지가세이고교가부시키가이샤 제조 중합지방산계 폴리아미드엘라스토머 (폴리에테르에스테르아미드).
박리강도측정
실시예 10 및 11 에서 얻은 필름에서 1 ㎝ 폭의 테스트피스를 잘라내서 중간층과 반대측 층 사이의 박리강도를 50 ㎜/분의 인장속도에서의 180 도 박리시험으로 측정한다. 결과를 상기 표 8 에 나타낸다.
도 1 은 실시예에 있어서 접착강도의 측정에 사용하는 시험편의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 2 는 인장전단법에 의한 접착강도의 측정방법을 설명하는 도면이다.
도 3 은 태양전지모듈의 기본구조의 개략단면도이다.
도 4 는 실시예에 있어서 필름티어링강도의 측정에 사용한 시험편의 평면도이다.

Claims (21)

  1. 테트라플루오로에틸렌 30 몰% ∼ 81 몰% 와 적어도 1 종의 다른 단량체 70 ∼ 19 몰% 로 이루어지며, 중합체쇄 말단이 카보네이트 말단이고,
    0.1 ∼ 100 g/10분의 멜트플로레이트 (200 ℃, 5 ㎏ 하중) 및
    90 ∼ 200 ℃ 의 융점을 갖는 테트라플루오로에틸렌 공중합체.
  2. 제 1 항에 있어서, 테트라플루오로에틸렌의 비율이 40 몰% ∼ 81 몰% 이고, 적어도 1 종의 다른 단량체의 비율이 60 ∼ 19 몰% 이고, 멜트플로레이트 (200 ℃, 5 ㎏ 하중) 는 1.0 ∼ 100 g/10분이며, 그리고 230 ℃ 에서 10 ∼ 103 sec-1 의 임계전단속도를 갖는 테트라플루오로에틸렌 공중합체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 멜트플로레이트 (200 ℃, 5 ㎏ 하중) 가 1.0 ∼ 50 g/10분인 테트라플루오로에틸렌 공중합체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 테트라플루오로에틸렌 공중합체가 테트라플루오로에틸렌, 에틸렌, 식 CH2 = CFRf (식중, Rf 는 탄소수 2 ∼ 10 의 플루오로알킬기이다.) 로 표시되는 플루오로비닐 화합물 및 헥사플루오로프로필렌을 함유하여 이루어지고, 테트라플루오로에틸렌과 에틸렌의 몰비가 40 : 60 ∼ 90 : 10 이고, 플루오로비닐 화합물의 함유량이 (공중합체 전체에 대하여) 0 ∼ 10 몰% 이고, 헥사플루오로프로필렌의 함유량이 (공중합체 전체에 대하여) 10 ∼ 30 몰% 인 테트라플루오로에틸렌 공중합체.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 플루오로비닐 화합물이 식 : CH2 = CF(CF2)nH (식중, n 은 3 ∼ 5 의 정수이다.) 로 표시되는 화합물인 테트라플루오로에틸렌 공중합체.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적외선흡수스펙트럼에 있어서의 주쇄인 CH2 기에서 기인하는 2881 ㎝-1 에서의 흡수피크의 높이에 대한 말단 카보네이트기에서 기인하는 1808 ㎝-1 에서의 흡수피크의 높이의 비가 적어도 0.7 인 테트라플루오로에틸렌 공중합체.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 필름.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 층과 다른 재료의 층을 포함하여 이루어지는 적층체.
  9. 제 8 항에 있어서, 다른 재료가 상기 테트라플루오로에틸렌 공중합체 이외의 함불소수지, 열가소성수지, 열경화성수지, 규소질재료 또는 금속인 적층체.
  10. 제 8 항에 있어서, 열가소성수지층, 상기 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 중간층 및 상기 테트라플루오로에틸렌 공중합체 이외의 함불소수지층을 포함하여 이루어지는 적층체.
  11. 제 8 항에 있어서, 열가소성수지 및 상기 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 층을 포함하여 이루어지는 적층체.
  12. 열가소성수지 외층, 상기 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 중간층 및 상기 테트라플루오로에틸렌 공중합체 이외의 함불소수지 내층을 포함하여 된 제 8 항에 기재된 적층체로 이루어지는 적층튜브.
  13. 제 12 항에 있어서, 연료배관용 튜브인 적층튜브.
  14. 열가소성수지 외층 및 상기 테트라플루오로에틸렌 공중합체 내층을 포함하여 된 제 8 항에 기재된 적층체로 이루어지는 적층튜브.
  15. 제 14 항에 있어서, 연료배관용 튜브인 적층튜브.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 태양전지용 표면필름.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 태양전지용 투명충전재.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 테트라플루오로에틸렌 공중합체로 이루어지는 층, 상기 층의 일표면상에 형성된 중간층, 그리고 상기 중간층상에 형성되며, 수지층, 실리콘층, 고무층, 열가소성 엘라스토머층, 금속층, 유리층, 목질층, 세라믹층, 천연석층, 콘크리트층, 시멘트층, 석면슬레이트층, 종이층, 피혁층 및 법랑강층에서 선택되는 적어도 1 종의 다른 층을 포함하여 이루어지는 적층체.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 중간층이 분자쇄중에 아미드기 및 에폭시기로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 기를 갖는 중합체재료로 이루어지는 적층체.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 중간층이 폴리아미드계 수지, 폴리아미드계 엘라스토머, 폴리아미드계 수지알로이, 에폭시기 함유 폴리올레핀수지 및 에폭시수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 수지로 이루어지는 적층체.
  21. 제 18 항에 있어서, 상기 다른 층은 그의 적어도 일표면상에 인쇄층을 갖는 적층체.
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