KR101451691B1 - 불소 수지 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 불소 수지 조성물은 불소 수지와 트리플루오로메탄술폰산 리튬, 퍼플루오로부탄술폰산 리튬, 퍼플루오로부탄술폰산 칼륨 등의 플루오로알킬술폰산염을 함유하고, 도전성 고체 입자를 함유하지 않는 불소 수지 조성물이다. 이것에 의해 마찰 대전전위를 저하시킨 전기 절연성이 양호한 불소 수지 조성물로 할 수 있다.

불소 수지 조성물

Description

불소 수지 조성물{FLUORORESIN COMPOSITION}

본 발명은 불소 수지 조성물에 관한 것이고, 특히 마찰 대전성이 작은 불소 수지 조성물에 관한 것이다.

불소 수지는 표면저항, 및 정전기의 대전성이 큰 물질이다. 불소 수지 조성물의 필름을 자루상의 포장용 부재로 했을 경우에는, 마찰 대전에 의해 필름이 부착되어서 포장용 부재 상호 또는 포장되는 부재와의 사이에서의 분리가 곤란하게 되는 일이 일어난다.

또한, 복사기, 프린터의 열 정착부용 롤에 롤 커버로서 불소 수지 조성물의 박육 튜브를 사용하면, 종이와의 마찰 대전에 의해 종이가 롤로부터 떨어지지 않게 된다고 하는 문제가 있었다.

또는, 불소 수지 조성물제의 부재에 의해 반도체 장치를 수용했을 경우에는 대전한 전위에 의해 반도체 장치가 파괴된다고 하는 문제가 있었다.

불소 수지제 조성물의 마찰 대전 특성을 개선하기 위해서 불소 수지 조성물중에 카본블랙 등의 도전성 입자를 배합하는 것이 제안되어 있다.

도전성 입자로서 카본블랙 등을 배합했을 경우에는, 불소 수지 조성물이 착색되기 때문에 내용물이 보이지 않게 된다고 하는 문제가 있었다. 또한, 사용 중의 불소 수지 조성물로부터의 빠짐의 문제를 해결하기 위해서 카본 나노튜브를 배합하는 것이 제안되어 있다(예를 들면 일본 특허공개 2005-146081호 공보 참조).

본 발명은 불소 수지가 구비한 투명성, 또는 표면저항을 유지한 마찰 대전성이 작은 불소 수지 조성물을 제공하는 것을 과제로 하는 것이다.

본 발명은 불소 수지와 플루오로알킬술폰산염을 함유하고, 도전성 입자를 함유하지 않는 불소 수지 조성물이다.

또한, 플루오로알킬술폰산염이 트리플루오로메탄술폰산 리튬, 퍼플루오로부탄술폰산 리튬, 퍼플루오로부탄술폰산 칼륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 상기의 조성물이다.

불소 수지가 테트라플루오로에틸렌-플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 코폴리머(ECTFE)에서 선택되는 수지인 상기의 조성물이다.

본 발명의 불소 수지 조성물은 불소 수지에 플루오로알킬술폰산염을 배합함으로써 도전성 입자 등을 배합하지 않고 불소 수지 조성물의 표면저항을 저하시키는 일없이 마찰 대전 특성만을 감소시키는 것이 가능하므로, 마찰 대전에 의해 서로 밀착되는 일이 없이 착색이 없는 불소 수지제 필름을 제공할 수 있다.

본 발명은 불소 수지 조성물의 마찰 대전성을 불소 수지 조성물의 표면저항 과는 관계없이 감소시키는 것이 가능한 것을 찾아낸 것이다.

즉, 본 발명의 불소 수지 조성물은 불소 수지 조성물 중에 플루오로알킬술폰산염을 배합함으로써 표면저항을 작게 하는 일없이 마찰 대전성만을 감소시키는 것이 가능한 것을 찾아낸 것이다.

그 결과, 불소 수지에 카본블랙, 나노카본 튜브 등의 도전성 입자를 첨가했을 때와 같이 불소 수지를 착색하거나, 또는 광 투과성을 저해하지 않고 마찰 대전성을 감소시키는 것이 가능해진다.

불소 수지는 내약품성 등이 다른 합성수지에 비해서 뛰어난 수지이며, 내약품성이 요구되는 분야, 또는 플라스틱으로부터의 용출물에 의한 액체의 오염 등이 없는 것이 요구되는 분야에 있어서 널리 이용되고 있다.

본 발명의 불소 수지 조성물은 불소 수지 조성물 중에 플루오로알킬술폰산염을 함유하지만 도전성 입자를 함유하지 않으므로, 표면저항은 플루오로알킬술폰산염을 함유하지 않는 것과 변함이 없고, 전기 절연성이 양호하고 마찰 대전성이 작은 불소 수지 조성물을 제공할 수 있다.

그 결과, 본 발명의 불소 수지 조성물을 필름으로 가공했을 경우에는 마찰 대전성이 작으므로 취급이 양호하게 되고, 필름을 자루상으로 가공한 자루에 있어서는 마찰 대전에 의해 자루가 부착되어서 자루를 개방하는 것이 곤란하게 된다는 문제는 발생할 일이 없다. 또한, 반도체 장치의 수납용의 용기등으로서 사용했을 경우에도, 마찰 대전한 전기의 방전에 의한 절연파괴 등의 문제도 생길 일이 없고, 불소 수지로서의 뛰어난 특성을 충분히 발휘할 수 있다.

본 발명의 불소 수지 조성물에 첨가하는 플루오로알킬술폰산염으로서는 트리플루오로메탄술폰산 리튬, 퍼플루오로부탄술폰산 리튬, 퍼플루오로부탄술폰산 칼륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다.

플루오로알킬술폰산염의 첨가량은 불소 수지 100질량부에 대하여 0.001질량부 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.003질량부 이상, 5질량부 이하이며, 0.005질량부 이상, 2질량부 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 첨가량은 용제를 함유하지 않는 양이다.

첨가량이 0.001질량부보다 적으면 양호한 도전성이 얻어지지 않고, 또한 5질량부보다 많으면 불소 수지 조성물의 가공성이 저하된다.

본 발명의 불소 수지 조성물로서 사용 가능한 불소 수지로서는, 테트라플루오로에틸렌-플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 코폴리머(ECTFE) 중 적어도 어느 1종을 선택할 수 있다. 이들 중에서도 테트라플루오로에틸렌-플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP)를 들 수 있다.

또 불소 수지로서는 중합에 의해 얻어진 불소 수지를 불소화제에 의해 말단기의 불소화 처리를 행한 말단기 안정화 처리 불소 수지, 또는 말단기 안정화 처리 불소 수지와 함께 말단기 안정화 처리를 하고 있지 않은 불소 수지의 양자를 배합할 수 있다.

본 발명의 불소 수지 조성물은 불소 수지와 플루오로알킬술폰산염을 소정의 비율로 혼합한 후에, 압출성형법, 롤성형법, 사출성형법 등의 방법에 의해 원하는 형상으로 성형할 수 있다.

이하에 실시예, 비교예를 나타내 본 발명을 설명한다.

실시예 1

테트라플루오로에틸렌-플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA:미쯔이 듀퐁 플루오로케미컬제 PFA451HP-J) 100질량부와 트리플루오로메탄술폰산 리튬(CF₃SO₃Li) 0.01질량부를, 롤러 믹서형 혼련 장치(도요 세이키 세이사쿠쇼제 라보플라스토밀 모델 30C150)에 투입하고, 롤러 회전수 20rpm, 380℃ 10분간으로 용융시켜, 20rpm, 380℃에 있어서 15분간 혼합한 후, 혼련 장치로부터 꺼내고, 350℃의 열 프레스에 의해 두께 2㎜의 시트를 제작하고, 종횡 각 40㎜의 시료와, 종횡 각 100㎜의 시료를 제작했다.

각 시료를 이하의 평가 방법에 의해 평가를 행하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.

마찰 대전전위의 측정

종횡 100㎜ 시료를 수평한 대에 고정하고, 정전기 제거기(아즈원제 SF-1000)를 사용하여 제전한 후, 철제의 추 280g, 저면 40㎜×50㎜의 각형 누름돌의 저면에 전자 사진식 복사기용 상질지를 붙이고, 종이가 시료에 접하도록 해서 매초 1미터의 속도로 시트 위를 미끄러지게 했다. 이 조작을 5회 반복한 후, 시료 중앙부의 마찰 대전전위를 정전기 전위 측정기(시시도 세이덴키제 스타티론 DZ3)를 이용하여 측정했다.

표면저항 및 대전 전압 감쇠의 측정

종횡 40㎜의 시료를 저항율계(다이아 인스트루먼트제 하이레스터 IP)에 의해, HRS 프로브를 사용해서 표면저항을 측정한 후, 정전기 감쇠 측정기(시시도 세이덴키제 스테틱·오네스트 미터)를 사용하고, 인가전압 -10kV로 코로나 방전시켜서 발생한 공기 이온을 조사해서 대전시킨 후에, 30분 후에 감쇠한 대전 전압을 측정했다. 이들의 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 2-11

플루오로알킬술폰산염의 첨가량, 및 종류를 변화시켜서 실시예 1과 마찬가지로 해서 시료를 조제하고, 실시예 1과 마찬가지로 마찰 대전전위, 표면저항, 감쇠한 대전 전압을 측정하고, 그 결 과를 표 1에 나타낸다.

비교예 1

플루오로알킬술폰산염을 첨가하지 않은 점을 제외하고 실시예 1과 같은 조작으로 마찰 대전전위, 표면저항, 감쇠한 대전 전압을 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 12 및 13

불소 수지를 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(미츠이 플루오로 듀퐁제 FEP5100J)로 바꾸고, 용융, 혼합 온도를 350℃로 바꾸며, 플루오로알킬술폰산염의 첨가량을 표 1의 첨가율로 바꾼 이외의 점은 실시예 1과 같은 조 작으로 마찰 대전전위, 표면저항, 대전 전압의 감쇠를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 2

플루오로알킬술폰산염을 첨가하지 않은 점을 제외하고 실시예 12와 같은 조작으로 마찰 대전전위, 표면저항, 대전 전압의 감쇠를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 14

불소 수지를 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체(ETFE:아사히 가라스제 C-88AX) 75g으로 바꾸고, 용융, 혼합 온도를 300℃로 바꾸며, 플루오로알킬술폰산염의 첨가량을 표 1의 첨가율로 바꾼 이외의 점은 실시예 1과 같은 조작으로 마찰 대전전위, 표면저항, 대전 전압의 감쇠를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.

비교예 3

플루오로알킬술폰산염을 첨가하지 않은 점을 제외하고 실시예 14와 같은 조작으로 마찰 대전전위, 표면저항, 대전 전압의 감쇠를 측정하고, 그 결과를 표 1에 나타낸다.

실시예 15

불소 수지를 테트라플루오로에틸렌-플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA:미쯔이 듀퐁 플루오로케미컬제 PFA450HP-J) 100질량부와 트리플루오로메탄술폰산 리튬 0.2질량부를, 2축 압출기(이케가이제 PCM45)를 사용하여 니딩 디스크(kneading disc)에 의한 혼련부 온도 380℃, 스크류 회전수 70rpm으로 혼련했다.

이어서, 850㎜ 폭의 T다이를 선단에 부착한 지름 40㎜ 압출기에 의해 다이의 온도 390℃에서 두께 50㎛, 폭 600㎜의 필름을 성형했다.

평가 방법

얻어진 필름을 종횡 40㎜의 시료와, 종횡 110㎜의 시료로 절단하고, 종횡 110㎜의 시료를, 실시예 1에 기재된 측정 방법과는 철제의 추를 1kg의 질량의 것으로 바꾼 점을 제외하고 마찬가지로 해서 마찰 대전전위를 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타낸다.

또한, 종횡 40㎜의 시료는 실시예 1에 기재된 측정 방법과 마찬가지로 해서 대전 전압의 감쇠를 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타낸다.

종 10㎜, 횡 40㎜로 절단한 필름을 분광광도계(시마즈 세이사쿠쇼제 UV-1200)를 사용하여 500㎚의 광의 투과율을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타낸다.

실시예 16 및 17

플루오로알킬술폰산염의 첨가량, 및 종류를 변화시켜서 실시예 15와 마찬가지로 해서 시료를 조제하고, 실시예 15와 마찬가지로 마찰 대전전위, 표면저항, 감쇠한 대전 전압, 및 광의 투과율을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타낸다.

비교예 4

플루오로알킬술폰산염을 첨가하지 않는 점을 제외하고 실시예 15와 마찬가지로 필름을 성형하고, 실시예 15와 마찬가지로 해서 마찰 대전전위, 표면저항, 대전 전압 감쇠, 광의 투과율을 측정했다.

실시예 15∼17, 비교예 4의 결과를 표 2에 기재한다.

실시예 18-21

테트라플루오로에틸렌-플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA:미쯔이 듀퐁 플루오로케미컬제 PFA451HP-J) 100질량부에 표 3에 기재된 플루오로알킬술폰산염을 혼합하고, 2축 압출기(이케가이제 PCM45)에 의해 니딩 디스크에 의한 혼련부 온도380℃, 스크류 회전수 70rpm으로 혼련하고, 이 불소 수지 조성물을 외층으로 하고, 열가소성 불소 수지(다이킨 고고제 네오프론 RAP)를 내층으로, 외층의 두께가 20㎛, 내층의 두께가 10㎛로 이루어지는 2층이고, 외경이 40㎜인 튜브를 제작했다.

평가 방법

얻어진 튜브를 잡아 찢어서 필름상으로 하고, 종횡 40㎜의 시료와, 종횡 110㎜의 시료로 절단했다. 종횡 110㎜의 시료는 철제의 추를 1kg의 질량의 것으로 바꾼 점 이외는 실시예 1에 기재된 측정 방법과 마찬가지로 해서 마찰 대전전위를 측정하고, 그 결과를 표 3에 나타낸다.

또한, 종횡 40㎜의 시료는 실시예 1에 기재된 측정 방법과 마찬가지로 해서 대전 전압의 감쇠를 측정하고, 그 결과를 표 3에 나타낸다.

비교예 5

플루오로알킬술폰산염을 배합하지 않은 점을 제외하고 실시예 18과 마찬가지로 시료를 제작해서 실시예 18에 기재된 평가 방법과 마찬가지로 평가를 해 그 결과를 표 3에 나타낸다.

본 발명의 불소 수지 조성물은 표면저항, 또는 광의 투과율을 유지하면서 마찰 대전열을 변화시키고, 마찰 대전 전위를 감소시킬 수 있으므로, 마찰 대전 전위를 저하시킨 제품이 요구되는 여러가지 분야에 있어서의 사용을 기대할 수 있다.

Claims (3)

1. 테트라플루오로에틸렌-플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE) 및 에틸렌-클로로트리플루오로에틸렌 코폴리머(ECTFE)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 불소 수지 100질량부에 대하여 트리플루오로메탄술폰산 리튬, 퍼플루오로부탄술폰산 리튬 및 퍼플루오로부탄술폰산 칼륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 플루오로알킬술폰산염을 0.001질량부 이상, 5질량부 이하로 함유하며, 도전성 입자를 함유하지 않는 것을 특징으로 하는 불소 수지 조성물.
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