WO1997015623A1 - Composition de resine, article moule obtenu a l'aide de celle-ci, et procede de production de cette composition - Google Patents

Composition de resine, article moule obtenu a l'aide de celle-ci, et procede de production de cette composition Download PDF

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WO1997015623A1
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fluorine
resin composition
filler
polymer
group
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PCT/JP1996/003135
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Takayuki Araki
Masahiro Kumegawa
Tsuyoshi Miyamori
Masami Kato
Masaji Komori
Taketo Kato
Tetsuo Shimizu
Original Assignee
Daikin Industries, Ltd.
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    • H05K1/0373Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement containing additives, e.g. fillers

Definitions

  • the present invention relates to a novel resin composition
  • a novel resin composition comprising a specific fluorine-containing ethylenic polymer having a functional group and a filler. More specifically, it is a composition comprising a mixture of a functional group-containing fluoroethylene polymer and an inorganic filler or an organic filler which has been insolubilized in advance. Accordingly, the present invention relates to a resin composition having improved mechanical properties and slidability, which can be suitably used for various uses described below.
  • the present invention provides a molded article obtained by subjecting a molded article obtained by molding the above resin composition to a heat treatment to further improve mechanical properties and slidability.
  • a molded article obtained by molding the above resin composition to a heat treatment to further improve mechanical properties and slidability.
  • Background art
  • Fluororesins generally have their own heat resistance, chemical resistance, low coefficient of friction, and are also filled with inorganic or organic materials for the purpose of improving mechanical properties and abrasion resistance. Attempts have been made to mix the agents.
  • the fluorine-containing polymer itself has low surface energy, has poor dispersibility when mixed with a filler, and has poor mechanical properties due to its addition. The effect is inadequate.
  • the interfacial adhesive strength between the fluorine-containing polymer in the mixture and the filler is poor.
  • molding is performed on a sliding surface that can be used as a sliding material.
  • the filler in the ⁇ product ⁇ tends to fall off, and sufficient wear resistance cannot be obtained, and a long-life sliding material has not been obtained.
  • Attempts have been made to improve the interfacial adhesion between fluororesin and fillers by mixing fillers that have been surface-treated with organic compounds in advance. Yes.
  • a hydrolyzable non-fluorinated siloxane compound having an amide terminal group was used (US Pat. No. 7,872,281), and a silane coupling agent having a methyl group bonded to a silicon, which is surface-treated on a filer (special feature).
  • a silane compound using a fluorine-containing silane coupling agent Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. Hei 4-272973
  • a surface treatment agent Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. Hei 4-272973
  • the composition obtained by mixing the filler surface-treated by the method described above is mixed.
  • the interfacial adhesion between the fluorine-containing polymer in the article or molded article and the filler is insufficient, and the effect of imparting the mechanical properties and wear resistance of the molded article is unsatisfactory. Minutes.
  • these surface treatment agents generally have insufficient heat resistance and chemical resistance, and are decomposed during kneading and molding of the fluororesin and the filler after the surface treatment. causes foaming and coloring I'm sorry. Also, for example, use in parts that require thermal durability in structural materials and sliding materials in the fields of automobiles, industrial machinery, OA equipment, home appliances, etc. In this case, the surface treatment agent or its decomposition product may be eluted due to long-term use, and the initial performance (mechanical properties ⁇ abrasion resistance) may be reduced.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a fluorine-containing polymer having excellent heat resistance, chemical resistance, surface characteristics (non-adhesion, low friction), electric insulation, and the like.
  • a resin composition that maintains the characteristics of the above and provides the molded article with performance that combines excellent mechanical properties and abrasion resistance, and a molded article using the resin composition and a method for producing the same. It must be provided. Disclosure of invention
  • the present invention relates to (A-1) a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonate salt or a kazole boxiester group.
  • (B-1) A resin composition comprising an inorganic filler or an organic filler preliminarily insolubilized, wherein the component (A-1) is 1 to 99.
  • the resin composition comprises 5% by weight, the component (B-1) component strength, and 0.5 to 99% by weight.
  • the fluorine-containing ethylene polymer (A-1) has a crystal melting point of 120.
  • it is a fluorine-containing ethylene polymer having C or more.
  • the fluorine-containing ethylene polymer (A-1) is (a-1) Equation (1):
  • is one CH. OH, —COOH, carbonate, potassium oxyester or epoxy group
  • X and X 1 are the same.
  • Rf is a divalent fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms
  • a divalent fluorinated alkylene group having 1 to 40 carbon atoms Fluoro-containing alkylene group, divalent fluorinated alkylene group having 1 to 40 carbon atoms and containing an ether bond, or 1 to 40 carbon atoms At least one functional group-containing fluorine-containing divalent fluorine-containing alkylene group containing an ether bond of 40. 0.05 to 30 mol% of the ethylenic monomer;
  • (b-1) at least one ethylenic monomer copolymerizable with the component (a-1) 70 to 99.95 mol%;
  • It is preferably a fluorine-containing ethylenic polymer obtained by copolymerizing and.
  • the functional group-containing fluoroethylenic monomer (a-1) is represented by the formula (2):
  • Y 1 is one CH 2 OH, one COOH, a carbonate, a casole box ester group or an epoxy group
  • R f 1 is a group having 1 to 39 carbon atoms. divalent including full Tsu containing ⁇ Noreki les emission group or one OR f 2 (R f 2 is a divalent containing full Tsu Motoa Ruki les emission group or having a carbon number of 1 1-3 9 carbon atoms A divalent fluorine-containing alkylene group containing 39 ether bonds]
  • At least one kind of the ethylenic monomer (b-1) is Preferably, it is a fluorine-containing ethylenic monomer.
  • the fluorine-containing ethylenic monomer (b-1) is tetrafluoroethylene.
  • the fluorine-containing ethylenic monomer (b-1) is a tetrafluoroethylene 85-99,7 mol% and a formula (3):
  • R f 2 is to Table Wa an CF 3 or is 0 R (R f 3 is Pas-safe Zoreo port A Le key Le group having a carbon number of 1-5)]
  • the fluorine-containing ethylenic monomer (b-1) is tetrafluoroethylene or a cross-linked triflenoethylene 40--8 It is preferably a mixture of 0 mol% and 20 to 60 mol% of ethylene and 0 to 15 mol% of other monomers.
  • the filler (B-1) is carbon fiber.
  • the filler (B-1) is a whisker o
  • the filler (B-1) is a glass-based filler.
  • the filler (B-1) is an inorganic filler having cleavage.
  • the filler (B-1) is a preliminarily insolubilized organic fiber.
  • the filler (B-1) is carbon fiber.
  • the filler (B-1) is aluminum borate whisker.
  • the filler (B-1) is a glass fiber.
  • the filler (B-1) is molybdenum disulfide.
  • the filler (B-1) is bronze.
  • the filler (B-1) is an amide fiber.
  • the present invention relates to (A-2) a hydroquinone group, a kazoleboxyl group, a carboxylate or a carboxyester group. Or at least one of the fluoroethylenic monomers having any of the epoxy groups, with respect to the total amount of monomers, at least one kind.
  • the resin composition is composed of 1 to 50% by weight of the component (A-2), 0.5 to 80% by weight of the component (B-2), and the remaining component (C). However, the sum of (A-2) and (C) is 20 to 99.5% by weight, and (C) / ((A-2) + (C)) ⁇ 0.4].
  • the present invention relates to a resin composition which is
  • the fluorine-containing ethylene-containing polymer (C) having no functional group in the side chain is a fluorine-containing ethylene polymer having a crystal melting point of 120 ° C. or more. And are preferred.
  • the fluoroethylene-containing polymer (C) containing no functional group in the side chain is composed of polytetrafluoroethylene, tetraethylene or tetrafluoro. Mouth ethylene monofluoro (alkyl vinyl ether) copolymer, tetrafluoroethylene hexafluorene mouth pyrene copolymer Or, it is preferably an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer.
  • the present invention relates to (A-3) a hydroxyl group, a kazoleboxyl group, a carboxylate group or a carboxylic box group.
  • a fluorine-containing ethylene polymer obtained by copolymerization with 0 mol%, and having a crystal melting point of 120 ° C or more. Coalescing and,
  • a resin composition comprising the component (A-3), 1 to 99.5% by weight, and the component (B-3), 0.5 to 99% by weight.
  • the product is obtained by heat-treating a molded product obtained by molding at a temperature not lower than 100 and not more than the crystal melting point of the fluorine-containing ethylene polymer (A-3).
  • a resin composition comprising the component (A-3), 1 to 99.5% by weight, and the component (B-3), 0.5 to 99% by weight.
  • the fluorine-containing ethylene polymer (A-3) is
  • Y is CH 2 OH, COOH, carboxylate or carboxylic ester group or epoxy group, and X and X 1 are the same.
  • a hydrogen atom or a fluorine atom Rf is a divalent fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, and a R 1 is a hydrogen atom or a fluorine atom having 1 to 40 carbon atoms;
  • Bivalent fluorine-containing alkylene A divalent fluorine-containing alkylene group containing an ether bond having 1 to 40 carbon atoms or an ether bond having 1 to 40 carbon atoms Represents a divalent fluorine-containing alkylene group
  • At least one kind of functional group-containing fluorinated ethylenic monomer represented by the following formula: 0.05 to 30 mol%;
  • (b-2) at least one ethylenic monomer copolymerizable with (a-2) 70 to 99.95 mol%
  • At least one of the above-mentioned ethylenic monomers (b-2) is a fluorine-containing ethylenic monomer.
  • the fluorine-containing ethylenic monomer (b-2) is tetrafluoroethylene.
  • the fluorine-containing ethylenic monomer (b-2) is tetrafluoroethylene 85-97.7 mol%, and is represented by the following formula (3):
  • R f 2 represents one CF 3 or 0 R f 3 (R f d represents a C 1-5 perfluoroalkyl group)]
  • the fluorine-containing ethylenic monomer (b-2) is composed of 40 to 80 mol% of tetrafluoroethylene and 20 to 60 mol of ethylene. %, And 0 to 15 mol% of other monomers.
  • the filler (B-3) is carbon fiber.
  • the filler (B-3) is a power disk. 0
  • the filler (B-3) is aluminum borate whisker.
  • the filler (B-3) is a glass-based filler.
  • the filler (B-3) is an inorganic filler having cleavage.
  • the filler (B-3) is a preliminarily insolubilized organic fiber.
  • the present invention provides a molded article obtained by molding the resin composition, which has a temperature of 100 ° C. or higher and a crystal melting point of the fluorine-containing ethylene polymer (A-11) or lower.
  • the present invention relates to a method for producing the molded article, wherein the molded article is heat-treated at a temperature.
  • the molded article obtained by molding the resin composition is preferably subjected to a heat treatment at a temperature of not less than 200 and not more than the crystal melting point of the fluorine-containing ethylene polymer (A-1). It is better.
  • a molded article obtained by melt-molding the resin composition is heat-treated at a temperature of 200 ° C. or more and a crystal melting point of the fluorine-containing ethylene polymer (A-1) or less. And are preferred.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a reciprocating sliding friction tester used for a friction test in the present invention.
  • the functional group-containing fluorine-containing ethylenic polymer (A-1) used in the resin composition of the present invention is characterized by the following: Xyl group, carboxy group or carboxylate or carboxy group At least one fluorine-containing ethylenic monomer having either an ester group or an epoxy group is used in the total amount of the monomer component. On the other hand, it is a polymer obtained by copolymerizing 0.05 to 30 mol%.
  • the functional group of the functional group-containing fluorine-containing polymer (A-1) in the resin composition of the present invention may be a hydroxyl group, a carboxyl group, or a carboxylic acid. At least one of a salt or a carboxyl ester group and an epoxy group is selected, and the type of the functional group is included in the composition. It is selected as appropriate depending on the type, purpose and application of the filler (B-1), but is used especially for molded products and molded parts that require heat resistance at high temperatures. if have Ah, including off Tsu containing polymer also by the name or you containing human mud key sheet Le group is not to good or 0
  • the fluorinated ethylene-containing polymer (A-1) used in the composition of the present invention may be in the form of a resin or an elastomer. Various types can be selected from among them. However, if the composition itself is used for molding, as represented by sliding materials and molded parts, (A-1) is the crystal melting point. Fluoropolymers at 120 ° C or higher are preferred, and those at 150 ° C or higher are more preferred o
  • the fluoroethylene-containing polymer used in the resin composition of the present invention specifically includes a functional group-containing fluoroethylene represented by the following formula (a-1) (1). Ren monomer
  • (b-1) an ethylenic copolymerizable with the component (a-1). It is a fluorine-containing ethylene polymer obtained by copolymerizing 70 to 99.95 mol% of a monomer.
  • the functional group-containing fluorine-containing ethylenic monomer (a-1) is specifically represented by the formula (4):
  • Y is the same as the Y in the formula (1), R f, is a divalent containing full Tsu Motoa Ruki les emission group or one OR f 5 1-4 0 carbon atoms (R f 5 Is a divalent fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms or a divalent fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 1 to 40 carbon atoms. ),
  • R f 5 Is a divalent fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms or a divalent fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 1 to 40 carbon atoms.
  • Y is the same as the Y in the formula (1), one R f 6 is was or divalent including full Tsu containing A Ruki les down group of 1 to 3 9 carbon atoms having 1 to 3 9 carbon Represents a divalent fluorine-containing alkylene group containing an ether bond], the formula (6)
  • R f 7 is a divalent containing full Tsu containing A Le key les down group of 1 to 3 9 carbon atoms, or an OR £ ° ( R is a divalent fluorinated alkylene group having 1 to 39 carbon atoms or a divalent fluorinated alkyl group having an ether bond having 1 to 39 carbon atoms. Or a formula (7)
  • Y is the same as the Y in the formula (1), R f 9 is a divalent containing full Tsu containing A Ruki les down group of 1-4 0 carbon atoms] is etc. name also Ru are shown in can give .
  • the fluorine-containing ethylenic monomer containing a functional group represented by any one of formulas (4) to (7) has a copolymerizability with the fluorine-containing ethylenic monomer (b-1). In a relatively good point, and the polymerization obtained by copolymerization It is preferred because it does not significantly reduce the heat resistance of the body.
  • the formula (4) and the formula (4) are considered from the viewpoint of the copolymerizability with other fluorine-containing ethylenic monomers and the heat resistance of the obtained polymer.
  • the compound of the formula (6) is preferred, and particularly the compound of the formula (6) is preferred.
  • CF2 CFOCF 2 CF 2 CH 2 OH.
  • CF 2 CFO (CF 2) 3 COOH,
  • CF 2 CFOCF 2 CF 2 COOCH 3
  • CF 2 CFOCF 2 CFOCF 2 CF 2 CH 2 OH
  • CF 2 CFCF 2 COOH
  • CF 2 CFCF 2 CH 2 0H
  • CF 2 CFCF 2 CF 2 CH 2 CHCH 2 and the like.
  • CF 2 CFCF 2 OCF 2 CF 2 CF 2 COOH
  • CH 2 CFCF 2 CF 2 CH 2 CH 2 OH
  • CH 2 CFCF 2 CF 2 COOH
  • CH 2 CFCF 2 CF 2 CH 2 CHCH 2
  • CH 2 CF (CF 2 CF 2 COOH
  • CH 2 CH4CF 2 CH 2 CH2 CH20H
  • CH 2 CH- (CF2 ⁇ CH2 CH2 COOCH3 , etc. is Ru is illustrated.
  • the ethylenic monomer copolymerized with the functional group-containing fluorine-containing ethylenic monomer (a-1) may be appropriately selected from known monomers. However, in order to impart heat resistance, chemical resistance and low friction to the copolymer, it is necessary to use a fluorine-containing ethylene monomer or a fluorine-free ethylene. It is preferable to select from ethylenic monomers having 1 to 5 carbon atoms among the ethylenic monomers.
  • fluorine-containing ethylenic monomers include tetraethyl Fluoro mouth ethylene, chlorotrino fluorene mouth ethylene, fujido vinyl, vinylidene fluorid, hexafluoropropyl Propylene, hexafluoroisobutene,
  • CH 2 CF- CF 2 ⁇ r X>
  • CH 2 CH- CF 2 7r X
  • fluorine-free ethylenic monomer examples include ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, vinyl chloride, and vinyl chloride. Ridden etc. will be removed.
  • (b-1) is one of the above monomers, and at least one of them is a fluorinated monomer. This is preferred.
  • the content of the functional group in the fluorine-containing ethylene polymer in the resin composition of the present invention is 0.055 to 30 mol% of the total amount of the single unit in the polymer.
  • the composition ratio of the component (A-1) to the component (B-1), the purpose of the composition, and the like can be selected, but is preferably from 0.05 to 20 mol, particularly preferably from 0.1 mol% to 10 mol%.
  • the content of the functional group is 0.05 mol% or less, the dispersibility and interfacial adhesion between the fluorine-containing polymer (A-1) and the filler (B-1) in the composition are reduced. The sexual effect is not enough.
  • the content is 30 mol% or more, the heat resistance of the fluorine-containing polymer is reduced, and the heat resistance of the resin composition and a molded article using the same are reduced, and the mechanical properties are reduced. Or cause coloring, etc.
  • the fluorine-containing material used is used.
  • the styrene polymer (A-1) include a functional group-containing fluorinated ethylene monomer (a-1) 0.05 to 30. Copolymer of mono-% and tetrafluoroethylene 70-99.95% (so-called functional group-containing polytetrafluoroethylene) (Functional group-containing PTFE)), and the amount of the fluoroethylene-containing monomer (a-1) is 0.05 to 30% based on the total amount of the monomer. % To the total amount of the monomer excluding (a-1), and the amount of tetrafluoroethylen is 85 to 99.7 mol% and the above formula. (3)
  • Copolymers with 0 to 80 mol%, 20 to 60 mol% of ethylene, and 0 to 15 mol% of other copolymerizable monomers (functional group-containing ethylene) N-tetrafluoroethylene For example, a copolymer (functional group-containing ETFFE) or a functional group-containing ethylene mono-tri-trizoleo-opening ethylene copolymer (functional group-containing ECTFE).
  • fluorine-containing ethylene polymers have the highest heat resistance, chemical resistance, mechanical properties and low friction properties among the fluorine-containing polymers. Excellent, especially when formed into a composition with the filler (b-1), is particularly excellent in heat-resistant sliding materials.
  • the inorganic filler or the organic filler previously insolubilized as the component (B-1) used in the resin composition of the present invention is thermally stable. It does not decompose or melt at the processing temperature of general fluorine-containing polymers, but mixes to provide the molded product with mechanical properties, wear resistance and its properties. It provides other functions.
  • the inorganic filler include stainless steel, iron, nickel oxide, lead, copper, gold, silver, silver oxide, molybdenum, and rare earth copper.
  • Metals and metal fibers typified by root and boron fibers,
  • Hydroxides such as hydroxyaluminum and magnesium hydroxide
  • Charcoal such as calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, etc.
  • Sulfates such as calcium sulfate, silica fiber, barium sulfate, magnesium sulfate, MOS (fibrous basic magnesium sulfate);
  • Borate salts such as aluminum borate, magnesium borate, calcium borate;
  • Titanates such as titanic acid spheres, titanic acid rims, nitrides such as aluminum nitride, gallium nitride, and silicon carbide; Carbides such as titanium carbide,
  • Sulfides such as disulfide molybdenum, molybdenum trisulfide, tungsten disulfide, zinc sulfide, and sulfur dome, calcium phosphate, etc.
  • Phosphates such as iron and iron phosphate
  • 'It can be used to create various types of ferrites such as lime ferrite, canoleum ferrite, and stronium ferrite.
  • Examples of the shape of the inorganic filler include fibrous, whisker-like, needle-like, powdery, granular, and bead-like shapes.
  • the previously-insolubilized organic filler is an organic substance excluding a fluorine-based polymer, has high heat resistance in itself, and is used for preparing the resin composition of the present invention. It does not decompose or melt at the temperature at which it is manufactured or processed into a molded article using the composition, and the molded article has mechanical properties, abrasion resistance, or It provides other functions of.
  • the organic filler has a melting point of at least 400 ° C.
  • it is an organic substance with a decomposition temperature of at least 400 ° C if it is insoluble.
  • organic fibers such as aramide fibers, polyary fibers, and phenol fibers, and thermosetting resins such as polyimides and COPNA resins. can give .
  • the type (composition, shape) of the filler in the composition of the present invention can be selected each time depending on the type of function and intended use of the composition or a molded article using the same. .
  • carbon fibers that provide functions such as mechanical properties (particularly strength and elastic modulus), dimensional stability and abrasion resistance, and conductivity, etc. Maintains insulating properties and maintains the flexibility and sealability of glass-based fillers and fluororesins, which can significantly improve mechanical properties and dimensional stability and abrasion resistance.
  • the whiskers and fillers that have the surface smoothness of the molded product and can improve the mechanical strength, dimensional stability and abrasion resistance are self-lubricating.
  • An inorganic filler having a cleavage property which has a function of lubricating a composition or a molded article and lowering a coefficient of friction, and the hardness of the filler itself is particularly low.
  • a mating material such as high-quality metal
  • Organic fibers that are resistant to scratching and provide the molded article with mechanical properties, dimensional stability, and abrasion resistance are preferred.
  • glass fibers are particularly preferred in terms of improved mechanical properties and abrasion resistance.
  • Whiskers are needle-like single-crystal substances, and more specifically, have a cross-sectional area of 8 X 10 " 5 in 2 or less and a length of at least 10 times the average diameter of the cross section. Refers to a single crystal of polycrystalline continuous fiber It is done.
  • the whiskers include a silicon carbide die, a silicon nitride die, a potassium titanate whisker and a boric acid.
  • the cleaving filler refers to a filler that has self-lubricating properties and can impart lubricity to a molded article.
  • Specific examples of the cleavable filler include layered crystals such as graphite, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, hexagonal boron nitride, talc, and mica. It is a substance, and graphite and molybdenum disulfide are preferred.
  • organic fibers examples include aramide fibers, polyary fibers, and phenol fibers, and among them, aramide fibers are preferred. It is better.
  • the first resin composition of the present invention comprises:
  • At least one of the fluorine-containing ethylenic monomers having any one is copolymerized with 0.05 to 30 mol% based on the total amount of the monomers.
  • a composition comprising the obtained fluorine-containing ethylenic polymer and (B-1) an inorganic filler or an organic filler which has been insolubilized in advance. .
  • a fluorine-containing ethylene polymer (A-1) Is the above-mentioned functional group-containing fluorine fluoride
  • the concentration of the functional group of the fluorinated-ethylenic polymer (A-1) is determined depending on the concentration of the functional group. — 0.05 to 30% by mole, preferably 0.1 to 10% by mole, particularly preferably 0.1%, based on all the monomers used in 1). It varies by ⁇ 5%.
  • concentration of the functional group is too low, sufficient effects can be obtained on the dispersibility and affinity between the fluorine-containing ethylene polymer (A-1) and the filler (B-1). Absent . If the concentration of the functional group is too high, the heat resistance and the mechanical properties are reduced.
  • the filler (B-1) is the above-mentioned inorganic or organic filler. Can be used as well.
  • the two components of the (A-1) component and the (B-1) component can be added as essential components, and other components can be added.
  • the (A-1) component is essentially used.
  • (B-1) It is preferable that the resin composition consists of only two components, o.
  • the composition ratio of the (A-1) component and the (B-1) component of the two-component resin composition of the present invention is as follows: (A-1) 1 to 99.5 wt%, (B-1) It can be used in the range of 0.5 to 99% by weight, but when a composition consisting essentially of only two components is expressed in terms of volume% (Vo 1%) (A — 1) 20 to 99.5 vol%, (B-1) 0.5 to 80 vol%, preferably (A-l) 40 to 99 vol%, (B-1) 1 660 vol%, particularly preferably (A-1) 50-98 vol% and (B-1) 2-50 vol%.
  • Vo 1%) A — 1 20 to 99.5 vol%
  • B-1) 1 660 vol% particularly preferably (A-1) 50-98 vol% and (B-1) 2-50 vol%.
  • Specific examples of preferred resin compositions that can be used are as follows.
  • (B-1) A composition consisting of glass fiber and power.
  • P or PFA and at least one member selected from the polymer according to claim 8 (functional group-containing ETFE).
  • the resin composition obtained by mixing 2 to 30 wt% maintains the flexibility of the fluororesin and the smoothness of the surface of the molded product, and is a sliding material having excellent sealability. It is preferable.
  • (B-1-1) 2 A composition comprising molybdenum sulfide and carbohydrate
  • the resin composition obtained by mixing (A-1) 70 to 98 wt% and (B-1) 2 to 30 wt% gives the molded article self-lubricating property and further increases the surface friction coefficient. Preferable because it can be reduced 0
  • the resin composition mixed with 560 wt% can give self-lubricating properties and surface smoothness to the molded article and can stably reduce the surface friction coefficient. .
  • P or PFA and at least one selected from the polymer according to claim 8 (functional group-containing ETFE).
  • composition comprising an aramid fiber
  • the resin composition obtained by mixing (A-l) 60 to 95 wt% and (B-1) 5 to 4 wt% improves mechanical properties. It is preferable to use a high-quality metal as a sliding material with the mating material because it has a property that it is difficult to damage the mating material.
  • the exemplified resin compositions i) to Vi) have an active site such as an OH group on the surface of the filler (B) in the composition, and the resin composition of the present invention It has good reactivity or affinity with the functional group in the fluorine-containing ethylenic polymer (A-1), and its composition is used for this purpose. It is possible to give better mechanical properties and abrasion resistance to the obtained molded article 0
  • the second resin composition of the present invention comprises:
  • Is a carboxylate or carboxylester At least one fluoromonomer having at least one fluoro or epoxy group and 0.05 to 30 moles of the total amount of the monomers. % Of a fluorine-containing polymer obtained by copolymerization with
  • (B-2) an inorganic filler or an organic filler which has been insolubilized in advance, and
  • the resin composition comprising the three components (A-2), (B-2) and (C) is a functional group-containing fluoroethylene polymer (A) in the composition.
  • A-2 the three components
  • B-2 the filler
  • C the filler
  • the functional group-containing fluoroethylene polymer (A-2) is the above-mentioned functional group-containing fluoroethylene.
  • Functional polymers can be used in the same manner, and the functional group concentration is 0.05 to 30 mol%, preferably 0.1 to 1%, based on all the monomers used in (A-2). It is 0 mol%. If the concentration of the functional group is too small, the effect of dispersibility and affinity between the fluorine-containing ethylene polymer (C) and the filler (B-2) will not be sufficiently exerted.
  • the filler (B-2) is the same as the above-mentioned inorganic or organic filler. Can be used.
  • the fluoroethylene-containing polymer (C) containing no functional group is intended to have a meaning in the side chain of the polymer. This excludes polymers that have functionally introduced functional groups, and the functional groups generated at the molecular terminals of the polymer in the polymerization of common fluorine-containing polymers. Those having a group (for example, a C 0 F group at the molecular end of PFA or —CH 2 OH group) are included in the fluorine-containing ethylene polymer (C). .
  • the fluorine-containing ethylene polymer (C) is variously selected from the above-mentioned ones depending on the purpose and use of the composition, and is represented by sliding materials and molded parts.
  • (C) is preferably a resinous fluorine-containing ethylenic polymer having a crystal melting point of at least 120 ° C. Preferably, it has a melting point of 150 ° C. or higher.
  • PTFE poly(ethylene glycol)
  • PFA poly(ethylene glycol)
  • FEP fluoride
  • ETFE which has excellent heat resistance, chemical resistance, and low friction, and gives the same properties to the composition, are particularly preferable. It is terrible.
  • the three-component resin composition of the present invention contains (A-2), (B-2) and (C) as essential components, and other components can be added. In order to improve the mechanical properties and abrasion resistance without deteriorating the excellent heat resistance, chemical resistance and low friction properties of the fluoroethylene polymer, it is essential to improve it. Is preferably a resin composition comprising only three components of (A-2), (B-2) and (C).
  • the preferred composition ratio of (A-2), (B-2) and (C) is (A-2) 1 to 50% by weight. %, (B-2) 0.5 to 80% by weight, (C) But the remainder, except that the sum of (A-2) and (C) is 20-99.
  • composition ratio be 0.4, (A-2) l to 40 wt%, (B-2) 2 to 70 wt%, and (C) the balance And the sum of (A — 2) and (C) is 30 to 98 wt.
  • filler (B-2) is less than 2% by weight, the effect on mechanical strength and abrasion resistance becomes insufficient, and the total of (A-2) and (C) becomes 30%. If the amount is less than 10% by weight, the chemical resistance and low friction property of the resin composition cannot be sufficiently exhibited.
  • the functional group-containing fluoroethylenic polymer (A-2) in the composition contains no functional group-containing resin.
  • Those having a structure which is sufficiently compatible with the nitrogen-ethylenic polymer (C) are particularly preferred in view of the affinity and dispersibility of each component of the composition.
  • composition comprising
  • (A-2) a fluorine-containing ethylene polymer (functional group-containing PFA, FEP) according to claim 7, and (B-2) a filler;
  • compositions such as these are the most preferred.
  • a composition or a composition comprising two components, a functional group-containing fluoroethylene polymer (A-1) and a filler (B-1).
  • a method for producing a composition comprising three components of (A-2), (B-2), and a fluorine-containing ethylene-containing polymer (C) containing no functional group.
  • a composition containing PTFE or a copolymer of PTFE type as a main component for example, a usual method of mixing PTFE with a filler may be used.
  • the mixture can be mixed by a mixer such as a bottle mixer or a helical mixer, and is supplied to molding raw materials such as compression molding. .
  • the composition containing a fluorine-containing polymer capable of being melt-processed as a main component is melt-mixed.
  • Mixing equipment such as mixing rolls, Banno mixers, Brabender mixers, and extruders can be used.
  • the extruder has a greater kneading power and can be expected to have even higher dispersibility when blended with the filler, and also has a higher production efficiency when the composition is manufactured. It is preferable in that it has good properties.
  • a single-screw extruder or one with a screw screw of two or more axes can be used, but especially a twin-screw extruder is used.
  • compositions are generally in the form of pellets and are used as molding raw materials for injection molding and injection molding. .
  • At least one of the fluorine-containing ethylenic monomers having any of the above is copolymerized in a range of 0.05 to 30 mol% based on the total amount of the monomers.
  • the present invention relates to a molded article characterized by being heat-treated at a temperature of 100 ° C. or more and a crystal melting point of a fluorine-containing ethylene polymer (A-3) or lower.
  • the molded article of the present invention is obtained by subjecting the above-mentioned resin composition of the present invention to any shape by a usual molding method and then subjecting the resin composition to a temperature of 100 ° C. or more. It is a molded article that has been heat-treated at a temperature equal to or lower than the crystal melting point of the fluorine-containing ethylene polymer in the composition.
  • the functional group-containing fluorinated ethylene polymer ( A-1) is a functional group-containing fluoroethylene polymer (A-1) in the above resin composition of the present invention. Those having a crystal melting point of 120 or more are also used.
  • PTFE containing a functional group (the polymer according to claim 6), PFA or FEP having a functional group (the polymer according to claim 7), or a polymer having a functional group ETFE (Polymer according to claim 8) has excellent heat resistance, chemical resistance, mechanical properties and low frictional properties, and uses a composition of them and a filler. Heat treatment of a molded article can improve the mechanical properties and abrasion resistance more effectively, which is a preferable example.
  • the filler (B-3) contained in the molded article before heat treatment used in the molded article of the present invention is the same as the filler used in the above-described resin composition of the present invention. It is used similarly.
  • Specific fillers include carbon fibers, whiskers, glass-based fillers, cleaving inorganic fillers, and pre-insolubilized organic fillers. Fiber is preferred.
  • carbon fiber carbon fiber, phenolic borate boric acid, glass fiber, molybdenum disulfide, and aramide fiber are preferred.
  • the above-mentioned resin composition of the present invention is a composition comprising a functional group-containing fluoroethylene polymer (A-1) and a filler (B-1). -Effectively works to improve the adhesion to the functional group (1) and the interfacial affinity with (B-1), and the dispersibility of each other.
  • a molded article obtained by heat-treating a molded article obtained by molding the composition of the present invention the following effects can be obtained by the heat treatment.
  • the functional groups of the functional group-containing fluoroethylenic polymer (A-3) in the molded product partially react with each other, causing self-crosslinking, and Owing to the molecular weight, it can improve the mechanical properties, heat resistance, abrasion resistance and creep resistance of molded products.
  • the molded article of the present invention is a molded article that gives the effect of the above 1 or 2, or the combined effect of 1 and 2.
  • a third aspect of the present invention is a resin composition of a fluorine-containing ethylene polymer (A-3) having a crystalline melting point of 120 V or more and containing a functional group, and a filler (B-13).
  • the method for producing the molded article of the present invention is based on the purpose and application of a resin composition of a functional group-containing fluoroethylene polymer (A-3) and a filler (B-13).
  • the molded product is formed into a desired shape by various ordinary molding methods, and the molded product is heated to a temperature of 100 ° C or higher and a melting point of the phenylene-containing polymer (A-13) or lower. It is important to heat-treat at temperature. By performing such heat treatment, it is possible to obtain molded products with further improved mechanical properties, heat resistance and wear resistance.
  • heat treatment temperature is too low, sufficient improvement in mechanical properties, heat resistance and wear resistance will not be achieved, and if heat treatment is performed at a temperature above the melting point of (A-3), molding will occur during heat treatment. The purpose of the product The shape cannot be maintained. Also, if the temperature is too high, thermal degradation may occur during prolonged heat treatment.
  • the heat treatment is preferably performed for 5 hours or more. If the heat treatment time is too short, sufficient mechanical properties, heat resistance, and abrasion resistance cannot be obtained.
  • the heat treatment may be performed in an inert gas such as nitrogen gas or in air.
  • the fluorine-containing polymer in the molded article subjected to the heat treatment according to the present invention is a fluorine-containing ethylene-containing polymer (A-3) containing a functional group having a crystal melting point of at least 120 ° C.
  • A-3 fluorine-containing ethylene-containing polymer
  • those having a crystal melting point of 200 or more have good heat resistance, and can be heat-treated at a high temperature, so that a sufficient heat-treating effect can be obtained. I like it because it is easy to pick up.
  • a PTFE-type polymer containing a functional group (a polymer according to claim 6), which is particularly excellent in heat resistance, chemical resistance, and low friction property, and a functional group PFA and FEP type polymers (polymers according to claim 7) containing, and ETFE type polymers containing functional groups (polymers according to claim 8) are preferred.
  • the heat treatment temperature is preferably at least 180 ° C and below the crystal melting point of the fluorine-containing ethylene polymer. Further, the temperature is preferably 200 ° C. or higher and lower than the crystal melting point of the fluorine-containing ethylene polymer.
  • the molded article before the heat treatment is subjected to various molding methods, for example, compression molding, transfer molding, injection molding and the like.
  • various molding methods for example, compression molding, transfer molding, injection molding and the like.
  • the molded article obtained by these methods can be used as a molded article by cutting or the like.
  • molded products of various shapes can be obtained, precision molding can be performed, productivity is good and automation is possible, and processing cost is high.
  • the melt molding method, particularly the injection molding method is a preferred method because the melting point can be reduced.
  • a melt-moldable fluorine-containing ethylene polymer ((A), (C)
  • a composition using a PTFE type polymer as a main component is generally difficult to melt-mold.
  • a resin composition using a polymer of a PFA or FEP type containing a functional group (the polymer according to claim 7) or a polymer of an ETFE type (described in claim 8)
  • the material can be melt molded.
  • the molded article thus obtained has good heat resistance and abrasion resistance under normal conditions, but has a PTFE type polymer containing a functional group (claim 6).
  • the molded product Compared to a molded product obtained from a composition using (polymer), the molded product will become fragile at any high temperature, and its shape will change or break on the friction surface. I'll let you go.
  • the fluorine-containing ethylenic polymers in the molded articles are self-crosslinked to each other, Higher molecular weights and higher melt viscosities cause the molded product to have better heat resistance and abrasion resistance.
  • the molded product has a high limit PV value and a wide operating temperature range. You can do that.
  • a PFA or FEP type polymer polymer described in claim 7
  • a ETFE type polymer polymer described in claim 8
  • a resin composition it can be melt-molded at the time of molding, and by heat-treating the obtained molded article, the heat resistance is as high as that of a PTFE-based polymer. Abrasion resistance (particularly the limit PV value) A shape is obtained.
  • the resin composition of the present invention and the molded article obtained therefrom have, in addition to the heat resistance and low coefficient of friction of the fluorine-containing polymer, mechanical properties and wear resistance due to the filler. By being given, it can be used as a sliding material.
  • automotive-related bearings such as piston rings for products, 0A equipment-related, such as copiers, printers, facsimiles, home appliances and computers
  • Bearings separation claws, fixing rolls, discharge rollers, transmission gears, gears for linear toner transfer rolls used for fixing devices Parts such as ear guides, sealing materials for air conditioner compressors, for example, scroll compressors -Chip seals, other gears, bearings, pumps for industrial machinery, bearings, packing, seals, other construction machinery, cargo handling It can be used for sliding members such as machinery, food machinery, and agricultural machinery.
  • dimensional stability, heat resistance, and electrical properties are required by utilizing the heat resistance, electrical insulation, and chemical resistance of fluorine-containing polymers.
  • Electrical and electronic components such as connector chips, carriers, sockets, printed wiring boards, wire covering materials, and semiconductors that require chemical resistance Products, especially large molds, single-baskets, or knobs or chemical replons, which were difficult with fluororesin alone due to lack of moldability and strength It can be used for materials such as stamped parts and molded products.
  • the fiij was determined at a bending speed of 2 mm X min at room temperature at room temperature with J ISK 1 69 1 1.
  • a Suzuki-Matsubara friction and wear tester manufactured by Orientec Co., Ltd. was used, and aluminum die cast (ADC12) was used as the mating material.
  • the test was performed in air, at room temperature and ambient temperature, and at a speed of 42 m / min, and the limit PV value was measured.
  • the limit PV value is measured under these fixed conditions by increasing the load by 2.5 kg Z cm 2 at a sliding distance of 1 km.
  • the limit PV value was set immediately before the wear progressed.
  • a reciprocating sliding friction tester as shown in Fig. 1 was used, and carbon steel (S45C) was used as the mating material.
  • room Measured up to 100 000 cycles at a load of 10 kg (surface pressure 50 kg / cm 2 ), stroke 5 cm, speed 200 cpm in a warm atmosphere, without lubrication .
  • CH 2 CFCF 2 OCFCF OCFCH 2 OH (8) 5.0 g, perforated hole (propinole vinyl) (PPVE) 130 g, meta-nore 180 g was injected by using nitrogen gas, and the temperature in the system was maintained at 35.
  • PPVE perforated hole (propinole vinyl)
  • Tetrahedral ethylene gas (TFE) was injected so as to have an internal pressure of OkgfZcmmG without stirring. Then, di-n-Provirno ,. The reaction was started by injecting 0.5 g of a 50% methanol solution of one-year-old sizzy carbonate into the flask using nitrogen.
  • the obtained copolymer was washed with water and methanol, and then dried under vacuum to obtain 70 g of a white solid.
  • characteristic absorption of 1 OH was observed in the range of 362 cm to 340 cm _1 .
  • Tm 305 according to DSC analysis.
  • melt flow rate can be achieved by preheating at 372 ° C for 5 minutes. When measured, it was 32 g Z 10 min.
  • Reference example 2
  • the functional group-containing PFA obtained in Reference Example 1 was combined with carbon fiber (Cle-Chopper M-207S manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) at 80:20 ( (Weight ratio), using a rockin mixer to uniformly spread the mixture, and then extruding the twin-screw extruder (Toyo Seiki Co., Ltd. A pellet was prepared that did not knead and extrude at 350-370 ° C. Using this pellet, a cylinder temperature of 360-390 can be obtained by using an injection molding machine (Minimat M26 / 15B manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.). Then, a test piece was molded at a mold temperature of 200 ° C. to produce a test piece.
  • Example 1 The test specimen obtained in Example 1 was placed in a hot air circulating thermostat for 2 hours.
  • Heat treatment was performed at 80 ° C for 24 hours.
  • Example 2 In the same manner as in Example 3, except that the PFA containing no functional group obtained in Reference Example 2 was used in place of the functional group-containing PFA obtained in Reference Example 2, Specimens without kneading, extrusion and molding were obtained. Using the obtained test piece, the same test as in Example 3 was performed. Table 2 shows the results.
  • Example 3 The test piece obtained in Example 3 was subjected to a heat treatment at 280 ° C. for 24 hours in a hot air circulating thermostat. A test was performed on the molded article after the heat treatment in the same manner as in Example 3. Table 2 shows the results.
  • the present invention maintains characteristics such as heat resistance, chemical resistance, surface characteristics (non-adhesiveness, low friction), and electrical insulation, and has excellent mechanical characteristics and abrasion resistance.
  • a resin composition for producing the molded article and a method for producing the molded article.

Landscapes

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Description

明 糸田 樹脂組成物 お よ び そ れ を用 い た成形品 と そ の 製法 技術分野 "
本発明 は、 官能基 を 有す る 特定 の 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性 重合体 と 充填剤 と か ら な る 新規 な 樹脂組成物 に 関す る 。 よ り 詳 し く は 、 官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 と 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め 不溶化 し た 有機充填剤 と を 混合 し て な る 組成物で あ っ て 、 機械的特性、 摺動性が改 善 さ れ た樹脂組成物 に 関 し 、 こ れ ら は 後記す る 種 々 の 用 途 に 好適 に 用 い ら れ う る 。
さ ら に本発明 は 、 上記の樹脂組成物を成形 し て な る 成 形品 を熱処理す る こ と に よ り え ら れ機械的特性、 摺動性 が さ ら に 改善 さ れ た成形品 お よ び そ の 製法 に 関す る 。 背景技術
フ ッ 素樹脂 は 、 一般 に そ れ 自 身耐熱性、 耐薬品性、 低 摩擦係数 を 有 し 、 さ ら に 機械的特性、 耐摩耗性を 改善す る 目 的で無機 ま た は 有機 の 充填剤 を 配 合す る 試み が行 な わ れて い る 。
し か し 、 含 フ ヅ 素 ポ リ マ ー 自 体 は、 表面 エ ネ ルギ ー が 低 く 、 充填剤 と 混合 し た と き の 分散性がわ る く 、 添加 に よ る 機械的特性へ の 効果 は不充分 で あ る 。 ま た、 混合物 中の含 フ ッ 素ポ リ マ ー と 充填剤 と の界面接着力は乏 し く 、 た と え ば摺動性材料 と し て用 い た ば あ い 摺動面で、 成形 π品α 中 の 充填剤 の 脱落が起 こ り や す く 、 充分 な 耐摩耗性の 効果がえ ら れず、 長寿命の摺動材がえ ら れ て い な い。 フ ッ 素樹脂 と 充填剤 と の 界面接着性を 向上 さ せ る 目 的 で充填剤 に あ ら か じ め有機化合物 に よ つ て表面処理 し た も の を混合す る 試み がな さ れて い る 。
た と え ば グ ラ ス フ ァ イ バ ー の 表面処理 に 、 ァ ミ ン 末端 基を有す る 加水分解性非 フ ッ 素 シ ロ キ サ ン 化合物を用 い た も の (米国特許第 3 7 8 7 2 8 1 号明細書) 、 ゲ イ 素 と 結合 し た メ チ ル基を有す る シ ラ ン カ ツ プ リ ン グ剤を フ イ ラ 一 に 表面処理 し た も の (特開平 7 — 5 3 7 8 0 号公 報)
CF3(CF2 CH2 Si (OCH3)3
な ど の 含 フ ッ 素 シ ラ ン カ ッ プ リ ン グ剤 を 用 い た も の (特 開平 4 一 2 7 2 9 7 3 号公報) と い っ た シ ラ ン 化合物を 表面処理剤 と し て用 い た も の が種 々 開示 さ れて い る 。
ま た、 含 フ ッ 素酸 ク ロ ラ イ ド を ガ ラ ス 繊維や炭素繊維 に表面処理 に 用 い た も の (特開平 4 一 3 4 5 6 9 1 号公 報) 、 末端 に シ ロ キ サ ン 基、 ア ル コ キ シ チ タ ン基、 ェ ポ キ ン 基、 ィ ソ シ ア ン 基 な どの 官能基 を 有す る フ ルォ ロ ポ リ エ ー テ ル を補強剤 の 表面処理 に 用 い た も の (特公平 7
— 6 4 9 7 3 号公報) な どが開示 さ れ て い る 。
こ れ ら の 表面処理剤 は基体 と な る 含 フ ッ 素エ チ レ ン性 重合体 と 構造的 に根本的 に違 う た め 、 前述の 方法で表面 処理 し た 充填剤 を 混合 し た組成物 ま た は成形品中 の 含 フ ッ 素 ポ リ マ ー と 充填剤 と の 界面接着性 は不充分で あ り 、 成形品の機械的特性お よ び耐摩耗性へ の 付与効果 は不充 分で あ る 。
ま た、 こ れ ら の 表面処理剤 は一般的 に耐熱性、 耐薬品 性の不充分 な も の が多 く 、 フ ッ 素樹脂 と 表面処理後の 充 填剤 と の 混練 · 成形時 に 分解 に よ る 発泡や着色を起 こ し た り す る 。 ま た、 た と えば 自動車、 産業機械、 O A機器、 家電機器 な ど の 分野 に お け る 構造材料、 摺動材料の う ち で熱的耐久性を 必要 と す る 部品 な どへの 使用 の 際、 長期 の 使用 に よ り 、 表面処理剤や そ の 分解物の 溶 出が起 こ つ た り し 、 初期 の 性能 (機械的特性ゃ耐摩耗性) を低下 さ せ た り す る 。
本発明 の 目 的 は 上記従来の 問題点を 解決 し 、 含 フ ッ 素 ポ リ マ ー の 優れ た 耐熱性、 耐薬品性、 表面特性 (非粘着 性、 低摩擦性) 、 電気絶縁性 な ど の 特性 を維持 し 、 さ ら に 優れ た機械的特性、 耐摩耗性 を併せ も っ た性能を 成形 品 に 与え う る 樹脂組成物 お よ び そ れを 用 い た 成形品 と そ の 製法を 提供す る こ と に あ る 。 発明 の 開示
本発明 は、 ( A — 1 ) ヒ ド ロ キ シ ル基、 カ ル ボキ シ ル 基 も し く は カ ル ボ ン 酸塩 も し く は カ ゾレ ボ キ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ 基 の い ずれかを 有す る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体の 少 な く と も 1 種を単量体の 全量 に 対 し て 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル %共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 と 、
( B — 1 ) 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め 不溶化 さ れ た有 機充填剤 と か ら な る 樹脂組成物で あ っ て 、 該 ( A — 1 ) 成分が 1 〜 9 9 . 5 重量%、 該 ( B — 1 ) 成分力、' 0 . 5 〜 9 9 重量% か ら な る 樹脂組成物 に 関す る 。
前記含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) が結晶融点 1 2 0 。C以上の含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体で あ る こ と が 好ま し い。
前記含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) が、 ( a - 1 ) 式 ( 1 ) :
X1
I
C X 2 = C - R f - Y ( 1 )
(式中、 Υ は 一 C H 。O H、 — C O O H、 カ ル ボ ン酸塩、 力 ノレ ボキ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ 基、 X お よ び X 1 は 同 じ か ま た は異な り 水素原 子 ま た は フ ッ 素原 子 、 R f は炭素数 1 〜 4 0 の 2 価の 含 フ ッ 素 ア ル キ レ ン 基、 炭素 数 1 〜 4 0 の 2 価の 含 フ ッ 素ォ キ シ ア ル キ レ ン 基、 炭素 数 1 〜 4 0 の エ ー テ ル結合を含有す る 2 価の 含 フ ッ 素 ァ ル キ レ ン基 ま た は炭素数 1 〜 4 0 の エ ー テ ル結合を 含有 す る 2 価の 含 フ ッ 素ォ キ シ ア ル キ レ ン基を表わす) で示 さ れ る 少 な く と も 1 種の 官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性単量体 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル % と 、
( b - 1 ) 該 ( a — 1 ) 成分 と 共重合可能な 少な く と も 1 種の エ チ レ ン 性単量体 7 0 〜 9 9 . 9 5 モ ル%
と を 共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 で あ る こ と が好 ま し い。
前記官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( a — 1 ) が式 ( 2 ) :
C H 2= C F C F 2- R f 1- Y 1 ( 2 )
[式中、 Y 1は 一 C H 2O H、 一 C O O H、 カ ルボ ン酸塩、 カ ソレ ボキ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ 基、 R f 1は炭素数 1 〜 3 9 の 2 価の 含 フ ッ 素 ァ ノレキ レ ン 基 ま た は 一 O R f 2 ( R f 2は炭素数 1 〜 3 9 の 2 価の 含 フ ッ 素ア ルキ レ ン 基 ま た は炭素数 1 〜 3 9 の エ ー テ ル結合を 含む 2 価の 含 フ ッ 素ア ル キ レ ン 基) を表わ す ]
で示 さ れ る 含 フ ッ 素単量体で あ る こ と が好 ま し い。
前記エ チ レ ン性単量体 ( b — 1 ) の 少な く と も 1 種が 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体で あ る こ と が好 ま し い。
前記含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 1 ) がテ ト ラ フ ルォ ロ エ チ レ ン で あ る こ と が好 ま し い 。
前記含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 1 ) がテ ト ラ フ ルォ ロ エ チ レ ン 8 5 〜 9 9 , 7 モ ル % と 式 ( 3 ) :
C F 2= C F - R f 2 ( 3 )
[ R f 2は 一 C F 3ま た は 0 R ( R f 3は 炭 素数 1 〜 5 の パ ー フ ゾレオ 口 ア ル キ ル基) を 表 わ す ]
で示 さ れ る 単量体 0 . 3 〜 1 5 モ ル % と の 混合物で あ る こ と 力く好 ま し い。
前記含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 1 ) が テ ト ラ フ ノレ ォ ロ エ チ レ ン ま た は ク ロ 口 ト リ フ ノレ オ 口 エ チ レ ン 4 0 〜 8 0 モ ル % と エ チ レ ン 2 0 〜 6 0 モ ル % と そ の 他 の 単 量体 0 〜 1 5 モ ル % と の 混合物で あ る こ と が好 ま し い 。
前記充填剤 ( B — 1 ) が カ ー ボ ン 繊維で あ る こ と が好 ま し い 。
前記充填剤 ( B — 1 ) が ゥ イ ス カ ー で あ る こ と が好 ま し い o
前記充填剤 ( B — 1 ) が ガ ラ ス 系充填剤 で あ る こ と が 好 ま し い。
前記充填剤 ( B - 1 ) が劈開性を 有す る 無機充填剤 で あ る こ と が好 ま し い。
前記充填剤 ( B — 1 ) があ ら か じ め 不溶化 さ れ た 有機 繊維で あ る こ と が好 ま し い。
前記充填剤 ( B — 1 ) が カ ー ボ ン 繊維で あ る こ と が好 ま し い 。
前記充填剤 ( B — 1 ) が ホ ウ 酸 ア ル ミ ニ ウ ム ウ イ ス カ 一 で あ る こ と が好 ま し い 。 前記充填剤 ( B — 1 ) がガ ラ ス繊維で あ る こ と が好 ま し い o
前記充填剤 ( B — 1 ) が二硫化モ リ ブ デ ン で あ る こ と が好 ま し い。
前記充填剤 ( B — 1 ) が ブ ロ ン ズで あ る こ と が好 ま し い o
前記充填剤 ( B — 1 ) がァ ラ ミ ド繊維で あ る こ と が好 ま し い。
ま た 本発明 は 、 ( A — 2 ) ヒ ド ロ キ ン ノレ基、 カ ゾレ ボキ シ ル基 も し く は カ ル ボ ン 酸塩 も し く は カ ル ボキ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ 基 の い ずれかを有す る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性単量体の 少 な く と も 1 種を、 単量体の 全量 に対 し て 0 . 0 5 ~ 3 0 モ ル %共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 と 、
( B — 2 ) 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め 不溶化 さ れ た有 機充填剤 と 、
( C ) 側鎖 に 官能基を 含 ま な い 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合 体 と
か ら な る 樹脂組成物で あ っ て、 該 ( A — 2 ) 成分 1 〜 5 0 重量 % 、 該 ( B — 2 ) 成分 0 . 5 〜 8 0 重量 % 、 該 ( C ) 成分が残部 [ た だ し 、 ( A — 2 ) と ( C ) の 合計 は 2 0 〜 9 9 . 5 重量% で あ り 、 かつ ( C ) / ( ( A — 2 ) + ( C ) ) ≥ 0 . 4 ] で あ る 樹脂組成物 に 関す る 。
前記側鎖 に 官能基 を含 ま な い 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合 体 ( C ) が結晶融点 1 2 0 °C以上の 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性 重合体で あ る こ と が好 ま し い。
前記側鎖 に 官能基を含 ま な い 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合 体 ( C ) が ポ リ テ ト ラ フ ゾレ オ 口 エ チ レ ン 、 テ ト ラ フ ル ォ 口 エ チ レ ン 一 ノ ー フ ルォ ロ (ア ルキ ル ビニ ルエ ー テ ル) 共重合体、 テ ト ラ フ ルォ ロ エ チ レ ン 一 へ キ サ フ ルォ ロ プ 口 ピ レ ン共重合体 ま た は エ チ レ ン ー テ ト ラ フ ルォ ロ ェ チ レ ン共重合体で あ る こ と が好 ま し い。
ま た本発明 は、 ( A — 3 ) ヒ ド ロ キ シ ル基、 カ ゾレ ボキ シ ル基 も し く は カ ル ボ ン 酸塩 も し く は 力 ノレ ボキ シエ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ 基の い ずれかを有す る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン性単量体の 少 な く と も 1 種を単量体の 全量 に対 し て 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル %共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体で あ っ て、 結晶融点が 1 2 0 °C以上で あ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 と 、
( B - 3 ) 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め 不溶化 さ れ た有 機充填剤 と
か ら な る 樹脂組成物で あ っ て、 該 ( A — 3 ) 成分 1 〜 9 9 . 5 重量%、 該 ( B — 3 ) 成分 0 . 5 〜 9 9 重量% か ら な る 樹脂組成物を成形 し て え ら れ る 成形品 を 1 0 0 以上、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 3 ) の結晶融点 以下の 温度 で熱処理 し て え ら れ る こ と を特徴 と す る 成形 品 に 関す る 。
前記含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 3 ) が
( a — 2 ) 式 ( 1 ) :
X 1
I
C X 2 = C - R Y ( 1 )
(式中、 Y は 一 C H 2O H 、 一 C O O H 、 カ ル ボ ン 酸塩 も し く は 力 ノレ ボキ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ基、 X お よ び X 1は 同 じ か ま た は異 な り 水素原子 ま た は フ ッ 素 原 子、 R f は炭素数 1 〜 4 0 の 2 価 の 含 フ ッ 素 ア ル キ レ ン 基、 炭素数 1 〜 4 0 の 2 価の 含 フ ッ 素ォ キ シ ア ルキ レ ン 基、 炭素数 1 〜 4 0 の エ ー テ ル結合を 含有す る 2 価の 含 フ ッ 素 ア ルキ レ ン 基 ま た は炭素数 1 〜 4 0 の エ ー テ ル結 合を含有す る 2 価の 含 フ ッ 素ォ キ シ ア ル キ レ ン基を表わ す)
で示 さ れ る 少な く と も 1 種の 官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性単量体 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル % と
( b - 2 ) ( a — 2 ) と 共重合可能 な 少な く と も 1 種の エ チ レ ン 性単量体 7 0 〜 9 9 . 9 5 モ ル %
と を 共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体で あ る こ と が好 ま し い 。
前記エ チ レ ン 性単量体 ( b — 2 ) の 少 な く と も 1 種が 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体で あ る こ と が好 ま し い。
前記含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 2 ) がテ ト ラ フ ルォ ロ エ チ レ ン で あ る こ と が好 ま し い。
前記含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 2 ) がテ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 8 5 〜 9 9 . 7 モ ル % と 式 ( 3 ) :
C F 2= C F - ( 3 )
[ R f 2は 一 C F 3ま た は 0 R f 3 ( R f dは 炭素数 1 〜 5 の パ ー フ ノレオ 口 ア ル キ ル基) を表わす ]
で示 さ れ る 単量体 0 . 3 〜 1 5 モ ル % と の 混合物で あ る こ と が好 ま し い。
前記含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 2 ) がテ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 4 0 〜 8 0 モ ル % と エ チ レ ン 2 0 〜 6 0 モ ル% と そ の 他の単量体 0 〜 1 5 モ ル % と の混合物で あ る こ と が好 ま し い。
前記充填剤 ( B — 3 ) が カ ー ボ ン 繊維で あ る こ と が好 ま し い。
前記充填剤 ( B — 3 ) 力 ゥ イ ス カ ー で あ る こ と が好 ま し い 0
前記充填剤 ( B — 3 ) が ホ ウ 酸 ア ル ミ ニ ウ ム ウ イ ス カ 一 で あ る こ と が好 ま し い 。
前記充填剤 ( B — 3 ) がガ ラ ス 系充填剤で あ る こ と が 好 ま し い 。
前記充填剤 ( B - 3 ) が劈開性を有す る 無機充填剤で あ る こ と が好 ま し い 。
前記充填剤 ( B — 3 ) が あ ら か じ め 不溶化 さ れ た 有機 繊維で あ る こ と が好 ま し い 。
さ ら に 本発明 は、 前記樹脂組成物 を 成形 し て え ら れ る 成形品を 1 0 0 °C以上、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A 一 1 ) の 結晶融点以下の 温度 で熱処理す る こ と を 特徴 と す る 前記成形品 の 製法 に 関す る 。
前記樹脂組成物 を 成形 し て え ら れ る 成形品 を 2 0 0 以上、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) の 結晶融点 以下の 温度で熱処理す る こ と が好 ま し い。
前記樹脂組成物を 溶融成形 し て え ら れ る 成形品 を 2 0 0 °C以上、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) の 結晶 融点以下 の 温度 で 熱処理す る こ と が好 ま し い 。 図面 の 簡単 な 説明
図 1 は 、 本発明 に お い て、 摩擦試験 に 用 い る 往復摺動 式摩擦試験機を 説明 す る た め の 模式図で あ る 。 発明 を 実施す る た め の 最良 の 形態 本発明 の 樹脂組成物 に お い て用 い ら れ る 官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン性重合体 ( A — 1 ) は、 ヒ ド ロ キ シ ル基、 カ ル ボキ シ ル基 も し く は カ ル ボ ン酸塩 ま た は カ ル ボキ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ基の い ずれかを有す る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体の少 な く と も 1 種を 単量体成分の全 量に 対 し 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル %共重合 し て え ら れ る 重合 体で あ る 。
本発 明 の 樹脂組成物 中 の 官能基 含 有含 フ ッ 素 重 合 体 ( A - 1 ) の 官能基 は、 ヒ ド ロ キ シ ル基、 カ ル ボキ シ ル 基、 カ ル ボ ン 酸塩 ま た は カ ル ボキ シ エ ス テ ル基、 ェ ポ キ シ基の う ち か ら 少 な く と も 1 種選ばれ る も の で あ り 、 官 能基の種類は組成物中の充填剤 ( B — 1 ) の種類や 目 的、 用 途 に よ っ て適宜選択 さ れ る が、 と く に 高温で の耐熱性 を必要 と す る 成形品、 成形部品 な ど に 用 い る ば あ い 、 な かで も ヒ ド ロ キ シ ル基を含有す る 含 フ ッ 素重合体が好 ま し い 0
本発明の組成物 中で用 い ら れ る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重 合体 ( A — 1 ) は、 樹脂状の も の 、 エ ラ ス ト マ一状の も の な ど の う ち か ら 種 々 の も の を選択で き る が、 組成物 自 体を摺動材料、 成形部品 に 代表 さ れ る 、 成形用 に利用 す る ば あ い 、 ( A — 1 ) は結晶融点 1 2 0 °C以上の含 フ ッ 素重合体が好 ま し く 、 1 5 0 °C以上の も の が さ ら に 好 ま し い o
本発明 の 樹脂組成物で用 い る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合 体 は 、 具体的 に は ( a — 1 ) 式 ( 1 ) で示 さ れ る 官能基 含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体
X 1
I
C X 2 = C - R f - Y ( 1 )
[ X、 X R f、 Y は前記式 ( 1 ) と 同 じ ]
0 . 0 5 〜 3 0 モ ノレ% と
( b - 1 ) 該 ( a — 1 ) 成分 と 共重合可能な エ チ レ ン性 単量体 7 0 〜 9 9 . 9 5 モ ル% と を共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体で あ る 。
官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( a — 1 ) は具 体的 に は式 ( 4 ) :
C F 2= C F - R f 4- Y ( 4 )
[式中、 Y は式 ( 1 ) の Y と 同 じ 、 R f,は炭素数 1 〜 4 0 の 2 価の 含 フ ッ 素ア ルキ レ ン 基 ま た は 一 O R f 5 ( R f 5 は炭素数 1 〜 4 0 の 2 価の 含 フ ッ 素 ア ル キ レ ン 基 ま た は 炭素数 1 〜 4 0 の エ ー テ ル結合を 含む 2 価 の 含 フ ッ 素 ァ ル キ レ ン 基) を 表 わ す ] 、 式 ( 5 ) :
C F 2= C F C F 2- O R f 6- Y ( 5 )
[式 中、 Y は式 ( 1 ) の Y と 同 じ 、 一 R f 6は炭素数 1 〜 3 9 の 2 価の 含 フ ッ 素 ア ルキ レ ン 基 ま た は炭素数 1 〜 3 9 の エ ー テ ル結合 を 含む 2 価の 含 フ ッ 素 ア ル キ レ ン 基を 表わ す ] 、 式 ( 6 )
C H 2= C F C F 2- R ノ - Y ( 6 )
[式 中、 Y は式 ( 1 ) の Y と 同 じ 、 一 R f 7は炭素数 1 〜 3 9 の 2 価 の 含 フ ッ 素 ア ル キ レ ン 基 、 ま た は 一 O R £° ( 一 R は 炭素数 1 〜 3 9 の 2 価の 含 フ ッ 素 ア ル キ レ ン 基 ま た は炭素数 1 〜 3 9 の エ ー テ ル結合 を 含む 2 価の 含 フ ッ 素ア ル キ レ ン 基) を表わ す ] ま た は式 ( 7 )
C H 0= C H - R f 9- Y ( 7 )
[式中、 Y は式 ( 1 ) の Y と 同 じ 、 R f 9は炭素数 1 〜 4 0 の 2 価の 含 フ ッ 素 ア ルキ レ ン 基 ] で示 さ れ る も の な ど が あ げ ら れ る 。
式 ( 4 ) 〜式 ( 7 ) の 官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン性単 量体が、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 1 ) と の共重 性が比較的良好 な 点で、 ま た、 共重合 し て え ら れ た 重合 体の 耐熱性を著 し く 低下 さ せ な い理由 で好ま し い。
こ れ ら の な かで も 、 他の 含 フ ッ 素エ チ レ ン性単量体 と の共重合性や、 え ら れた重合体の耐熱性の面よ り 式 ( 4 ) 、 式 ( 6 ) の 化合物が好 ま し く 、 と く に式 ( 6 ) の 化合 物が好 ま し い。
式 ( 4 ) で示 さ れ る 官能基含有含 フ ッ 素単量体 は さ ら に詳 し く は
CF2 = CFOCF2CF2 CH2OH. CF2 = CFO (CF2) 3 COOH、
CF2 = CFOCF2 CF2COOCH3, CF2 = CFOCF2 CFOCF2 CF2CH2OH,
I
CF3
CF2 = CFCF2 COOH, C F2 = C F C F 2 C H20 H , CF2 = CFCF2 CF2 CH2 CHCH2 な どが例示 さ れ る 。 式 ( 5 ) で示 さ れ る 官能基含有含 フ ッ 素単量体 と し て は、
CF2 = CFCF2 OCF2 CF2 CF2 COOH、
CF2 = CFCF2 OCFCFCOOCH3
CF3
な どが例示 さ れ る 。 式 ( 6 ) で示 さ れ る 官能基含有含 フ ッ 素単量体 と し て は、
CH2 = CFCF2 CF2 CH2 CH2OH、 CH2 = CFCF2 CF2 COOH、
CH2= CFCF2CF2 CH2 CHCH2, CH2 = CF (CF2 CF2 COOH、
V
CH2= CFCF2 OCFCH2 OH、 CH2 = CFCF2 OCFCOOH,
C 3 CF3
CH2 = CFCF20CFCH20CH2 CHCH2
CF3 0
CH2 = CFCF2 OCFCF2 OCFCH2 OH
CF3 CF3
な どが例示 さ れ る 。 式 ( 7 ) で示 さ れ る 官能基含有含 フ ッ 素単量体 と し て は、
CH2 - CHCF2 CF2 CH2 CH2COOH、
CH2 = CH4CF2 CH2 CH2 CH20H、 CH2 = CH-(CF2^CH2 CH2 COOCH3 な ど が例示 さ れ る 。
そ の他
CF3
CH2 = CFCOOH, CH2= CHCH2C - OH
CF3
な ど も あ げ ら れ る 。
官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( a — 1 ) と 共 重合す る エ チ レ ン 性単量体 は、 既知 の 単量体 よ り 適宜選 択す る こ と がで き る が、 耐熱性、 耐薬品性、 低摩擦性を 共重合体 に与え る た め に は、 含 フ ッ 素エ チ レ ン性単量体 ま た は フ ッ 素不含エ チ レ ン 性単量体の う ち で炭素数 1 ~ 5 の エ チ レ ン 性単量体か ら 選ばれ る も の が好 ま し い。
具体的 な 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 と し て は、 テ ト ラ フ ノレ オ 口 エ チ レ ン 、 ク ロ ロ ト リ フ ノレ オ 口 エ チ レ ン 、 フ ッ ィ匕 ビニ ル、 ビ ニ リ デ ン フ ル オ ラ ィ ド、 へ キ サ フ ル ォ ロ プ ロ ピ レ ン 、 へ キ サ フ ルォ ロ イ ソ ブ テ ン 、
CH2= CF- CF2^rX> CH2 = CH- CF2 7rX
(式中、 X は と も に H、 C l 、 F か ら 選ばれ る 、 n は と も に 1 〜 5 ま で の 整数) 、 パ ー フ ル ォ ロ ( ァ ノレ キ ル ビ ニ ル エ ー テ ル ) 類 な ど が あ げ ら れ る 。
ま た、 フ ッ 素不含エ チ レ ン 性単量体 と し て は、 ェ チ レ ン 、 プ ロ ピ レ ン 、 1 ー ブテ ン 、 2 — ブ テ ン 、 塩化 ビニ ル、 塩化 ビニ リ デ ン な どがあ げ ら れ る 。
耐熱性ゃ耐薬品性お よ び低摩擦性の点で ( b - 1 ) は、 前記単量体の う ち で、 少 な く と も 1 種 は、 含 フ ッ 素単量 体で あ る こ と が好 ま し い。
本発明 の 樹脂組成物中 の 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体中 の 官能基の 含有率 は、 重合体中 の単置体の 全量の 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル% で あ り 、 組成物中の前記充填剤 ( B — 1 ) の 種類や、 前記 ( A — 1 ) 成分 と 前記 ( B — 1 ) 成分 と の 組成比率、 組成物の 目 的 な ど に よ っ て適宜選択で き る が、 好 ま し く は 0 . 0 5 〜 2 0 モ ル、 と く に好 ま し く は 0 . 1 モ ル % 〜 1 0 モ ル % で あ る 。
前記官能基の 含有率が 0 . 0 5 モ ル% 以下であ る と 組 成物中の含 フ ッ 素重合体 ( A — 1 ) と 充填剤 ( B — 1 ) と の分散性、 界面接着性の 効果 は充分え ら れに く い。 ま た、 3 0 モ ル%以上含有す る と 含 フ ッ 素重合体の 耐熱性 を低下 さ せ樹脂組成物、 そ れを用 い た成形品の耐熱性を 低下 さ せ、 機械特性の 低下や着色な ど の 原因 と な り やす い o
本発明 の 樹脂組成物 に お い て、 用 い ら れ る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) の好 ま し い 具体例 と し て は、 官能基含有含 フ ッ 素 エ チ レ ン性単量体 ( a — 1 ) 0 . 0 5 〜 3 0 モ ノレ % と テ ト ラ フ ルォ ロ エ チ レ ン 7 0 〜 9 9 . 9 5 モ ル % と の 共重合体 ( い わ ゆ る 官能基含有 ポ リ テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン (官能基含有 P T F E ) ) があ げ ら れ、 単量体 の 全 量 に 対 し て 含 フ ッ 素 エ チ レ ン 性単 量 体 ( a — 1 ) を 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル % 含 み、 さ ら に該 ( a — 1 ) を 除 く 単量体 の 全量に対 し て、 テ ト ラ フ ルォ ロ ェ チ レ ン 8 5 〜 9 9 . 7 モ ル % と 前記式 ( 3 )
C F 9 = C F - R f 2 ( 3 )
[ R f 2は 一 C F 3、 O R f u ( R i 3 は 炭 素数 1 ~ 5 の ノ、。 ー フ ソレ オ 口 ア ル キ ル基) か ら 選 ばれ る ]
で示 さ れ る 単量体 0 . 3 〜 1 5 モ ル % と の 共重合体 (官 能基含有 テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 一 パ ー フ ル ォ ロ ( ア ル キ ル ビ ニ ル エ ー テ ル ) 共重合体 (官能基含有 P F A ) ま た は 官能基含有 テ ト ラ フ ルォ ロ エ チ レ ン 一 へ キ サ フ ルォ 口 プ ロ ピ レ ン 共重合体 (官能基含有 F E P ) ) 、 含 フ ッ 素エ チ レ ン性単量体 ( a — 1 ) を単量体の全量に対 し 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル % 含 み 、 さ ら に単量体 ( a — 1 ) を 除 い た単量体の 全量 に 対 し て、 テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン ま た は ク ロ 口 ト リ フ ゾレ オ 口 エ チ レ ン 4 0 〜 8 0 モ ル%、 ェ チ レ ン 2 0 〜 6 0 モ ル %、 そ の 他の 共重合可能な単量体 0 〜 1 5 モ ル % と の 共重合体 (官能基含有エ チ レ ン ー テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 共重合体 (官能基含有 E T F E ) ま た は官能基含有エ チ レ ン 一 ク ロ 口 ト リ フ ゾレオ 口 エ チ レ ン 共重合体 (官能基含有 E C T F E ) ) な どがあ げ ら れる。
ま た、 こ の 官能基を有す る テ ト ラ フ ルォ ロ エ チ レ ン ま た は ク ロ ロ フ ルォ ロ エ チ レ ン と エ チ レ ン と の 共重合 に 用 い ら れ る そ の他の 共重合可能な 単量体 と し て は、 へ キ サ フ ル ォ ロ プ ロ ピ レ ン 、 へ キ サ フ ル ォ ロ イ ソ ブ テ ン 、 C H 2= C F t C F 2 ^ n X . C H 2= C H t C F 2 ^ n X (式 中、 X は H、 C I ま た は F で あ り 、 n は 1 〜 5 の 整 数) お よ びパ ー フ ノレ オ 口 ( ア ル キ ル ビ ニ ノレ エ ー テ ノレ ) 類 な ど力 あ げ ら れ る 。
こ れ ら 例示の含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 は、 含 フ ッ 素 ポ リ マ ー の な かで も と く に 耐熱性、 耐薬品性、 機械的特 性や低摩擦性 に 優れ、 充填剤 ( b — 1 ) と の組成物 に し た ば あ い、 耐熱性摺動材料 な ど に と く に 優れて い る 。
本発明の樹脂組成物に お いて用 い ら れ る 前記 ( B — 1 ) 成分 と し て の 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め 不溶化 さ れた 有機充填剤 と は 、 熱的 に 安定で、 一般の 含 フ ッ 素 ポ リ マ 一 の加工温度で は分解 し た り 溶融 し た り せず、 混合す る こ と に よ っ て成形品 に機械的特性、 耐摩耗性や そ の 他の 機能 を与え う る も の で あ る 。
前記無機充填剤 と は具体的 に は、 ス テ ン レ ス 、 鉄、 二 ッ ケ ゾレ 、 鉛、 銅、 金 、 銀、 ァ ゾレ ミ 二 ゥ ム 、 モ リ ブ デ ン 、 希土類 コ バ ル ト 、 ボ ロ ン 繊維 に 代表 さ れ る 金属類や金属 繊維、
カ ー ボ ン ブ ラ ッ ク 、 グ ラ フ ア イ ト 、 炭素繊維、 活性炭、 炭素中空球、 黒鉛、 コ ー ク ス に 代表 さ れ る 炭素類、 シ リ カ 、 ア ル ミ ナ 、 酸化 チ タ ン 、 酸化鉄、 酸化亜鉛、 酸 ィ匕マ グ ネ シ ウ ム 、 酸化 ス ズ、 酸化 ア ン チ モ ン な ど に 代表 さ れ る 酸化物類、
水酸ィヒ ア ル ミ ニ ウ ム 、 水酸化 マ グ ネ シ ウ ム な ど の水酸化 物類、
炭酸 カ ル シ ウ ム 、 炭酸マ グ ネ シ ウ ム 、 炭酸亜鉛な ど の 炭 硫酸 カ ル シ ウ ム 、 セ ッ コ ゥ 繊維、 硫酸バ リ ウ ム 、 硫酸マ グネ シ ゥ ム、 M O S (繊維状の塩基性硫酸マ グネ シ ウ ム) な どの硫酸塩類、
ガ ラ ス 、 ガ ラ ス 中空球、 ガ ラ ス 繊維、 タ ル ク 、 マ イ 力 、 カ オ リ ン 、 ゲ イ 酸 カ ノレ シ ゥ ム 、 ウ ォ ラ ス ト ナ イ ト 、 ゾ ノ ト ラ イ ト 、 P M F ( ス ラ グ繊維の 1 種 で ア ル ミ ノ ゲ イ 酸 カ ル シ ウ ム と M g 0 と の 混合物) 、 雲母 な ど で代表 さ れ る ゲ イ 酸塩類、
ホ ウ 酸 ア ル ミ ニ ウ ム 、 ホ ウ 酸 マ グ ネ シ ウ ム 、 ホ ウ 酸 カ ル シ ゥ ム な ど の ホ ウ 酸塩類、
チ タ ン酸力 リ ゥ ム 、 チ タ ン酸 ' リ ゥ ム な ど の チ タ ン酸塩、 窒化 ア ル ミ ニ ウ ム 、 窒化 ゲ イ 素 な ど の 窒化物類、 炭化 ゲ イ 素、 炭化 チ タ ン な ど の 炭化物、
二硫ィヒ モ リ ブ デ ン 、 三硫化 モ リ ブ デ ン 、 二硫化 タ ン グ ス テ ン 、 硫化亜鉛、 硫化 力 ド ミ ゥ ム な ど の 硫化物類、 リ ン 酸 カ ル シ ウ ム 、 リ ン 酸鉄 な ど の リ ン 酸塩類、
' リ ウ ム フ ェ ラ イ ト 、 カ ノレ シ ゥ ム フ ェ ラ イ ト 、 ス ト ロ ン チ ウ ム フ ェ ラ イ ト な どの フ ユ ラ イ ト 類な どがあ げ ら れ る。
こ れ ら 無機充填剤 の 形状 と し て は 、 繊維状、 ウ イ ス カ 一状、 針状、 粉末状、 粒状、 ビー ズ状な どがあ げ ら れ る 。
前記 あ ら か じ め 不溶化 さ れ た 有機充填剤 と は、 フ ッ 素 系 ポ リ マ ー を 除 く 有機物で あ っ て、 そ れ 自 体耐熱性が高 く 、 本発明 の 樹脂組成物 を製造す る 際 ま た は そ の 組成物 を 用 い て成形品 に 加工す る 際の 温度で分解 し た り 溶融 し た り せ ず、 成形品 に機械的特性、 耐摩耗性 ま た は そ の 他 の機能を与え う る も の で あ る 。
前記有機充填剤 は、 詳 し く は 融点が 4 0 0 °C以上、 ま た は不溶性の ば あ い分解温度が 4 0 0 °C 以上の有機物で あ る 。 具体的に は、 ァ ラ ミ ド繊維、 ポ リ ア リ レ ー ト 繊維、 フ エ ノ ー ル繊維な ど の有機繊維、 ポ リ イ ミ ド 、 C O P N A 樹脂 な ど の 熱硬化性樹脂 な どがあ げ ら れ る 。
本発明 の 組成物中 の充填剤の 種類 (組成、 形状) は、 組成物や そ れを 用 い た成形品の 目 的 と す る 機能の 種類や 用 途 に よ っ て都度選択 し う る 。
そ の 中 で も 、 機械的特性 ( と く に 強度、 弾性率) 、 寸 法安定性 と 耐摩耗性の 大幅 な 向上 と 、 導電性 な ど の 機能 を与え う る カ ー ボ ン 繊維類、 絶縁性を維持 し 、 機械的特 性や寸法安定性ゃ 耐摩耗性の 大幅 な 向上を可能 と す る ガ ラ ス 系充填剤、 フ ッ 素樹脂の 柔钦性や シ ー ル性を維持 し ま た成形品 の 表面平滑性を有 し 機械的 強度、 寸法安定性 お よ び耐摩耗性 の 改善を可能 と す る ウ イ ス カ 一 類、 充填 剤 は そ れ 自 体が 自 己潤滑性を有 し 、 組成物や成形品 に潤 滑性を与え 摩擦係数を 低下 さ せ る 機能 を 有す る 劈開性を 有す る 無機充填剤、 充填剤 自 体の硬度が低 く 、 と く に組 成物を使 っ て摺動部品 と し て用 い た ば あ い 、 摺動面 に お い て相手材 (钦質金属な ど) を傷つ け に く い性質を も ち、 かつ成形品 に 機械的特性、 寸法安定性、 耐摩耗性を与え う る 有機繊維類が好 ま し い。
前記ガ ラ ス 系充填剤の う ち で も 、 よ り 具体的 に は 、 ガ ラ ス繊維、 ガ ラ ス ビ ー ズ、 ガ ラ ス 粉末、 ガ ラ ス 中空球な どが例示 さ れ、 機械的特性、 耐摩耗性の 向上の点で、 ガ ラ ス 繊維が特 に 好 ま し い。
ウ イ ス カ 一 類 と は針状の単結晶物質で あ り 、 詳 し く は 断面積が 8 X 1 0 " 5 i n 2以下 で 、 長 さ が 断面 の 平 均 直 径の 1 0 倍以上の 単結晶 を指 し 、 多結晶連続繊維 と 区別 さ れ る 。
前記 ウ イ ス カ 一 類 は、 具体的 に は炭化ゲ イ 素 ゥ イ ス 力 一、 窒化 ケ ィ 素 ゥ イ ス カ ー 、 チ タ ン 酸 カ リ ウ ム ウ イ ス カ 一、 ホ ウ 酸 ァ ゾレ ミ 二 ゥ ム ゥ イ ス カ ー、 酸化亜鉛 ウ イ ス カ 一、 塩基性硫酸 マ グ ネ シ ウ ム ゥ イ ス カ ー 、 グ ラ フ ア イ ト ゥ イ ス カ ー 、 酸化 マ グ ネ シ ウ ム ゥ イ ス カ ー 、 ホ ウ 酸マ グ ネ シ ゥ ム ゥ イ ス カ ー 、 二 ホ ウ 化チ タ ン ゥ イ ス カ ー 、 硫酸 カ ノレ シ ゥ ム ウ イ ス カ ー な ど があ げ ら れ る 。
本発明 に お い て、 劈開性を有す る 充填剤 と は 、 自 己潤 滑性を有 し 、 成形品 に 潤滑性を付与す る こ と がで き る 充 填剤を い う 。 劈開性を有す る充填剤は、 具体的に は黒鉛、 二硫化モ リ ブ デ ン 、 二硫化 タ ン グ ス テ ン 、 六方晶窒化 ホ ゥ 素、 タ ル ク 、 雲母 な ど の 層状結晶物質で あ り 、 黒鉛、 二硫化 モ リ ブ デ ン な どが好 ま し い 。
有機繊維 と し て は ァ ラ ミ ド繊維、 ポ リ ア リ レ ー ト 繊維、 フ ヱ ノ ー ル繊維 な どが あ げ ら れ る が、 そ の な かで も ァ ラ ミ ド繊維が好 ま し い 。
本発明 の 第 1 の 樹脂組成物 は、
( A — 1 ) ヒ ド ロ キ シ ル基、 カ ル ボキ シ ノレ基 も し く は 力 ル ボ ン 酸塩 ま た は カ ル ボキ シ エ ス テ ル基 ま た は ェ ポ キ シ 基の い ずれかを有す る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性単量体の 少な く と も 1 種 を単量体の 全量 に対 し て 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル %共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 と 、 ( B — 1 ) 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め不溶化 さ れ た有 機充填剤 と か ら な る 組成物で あ る 。
本発明 の前記 ( A — 1 ) 成分 と 前記 ( B — 1 ) 成分 と の 2 成分か ら な る 樹脂組成物 に お い て、 含 フ ッ 素ェ チ レ ン性重合体 ( A — 1 ) は前述の 官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体が同様 に使用 で き る が、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) の 官能基の 濃度 は、 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) の 全使用 単量体 に対 し 、 0 . 0 5 〜 3 0 モ ノレ % 、 好 ま し く は 0 . 1 〜 1 0 モ ル%、 と く に 好 ま し く は 0 . 1 〜 5 モ ゾレ% で ぁ る 。
官能基濃度が少 な す ぎ る と 、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合 体 ( A — 1 ) と 充填剤 ( B — 1 ) と の 分散性、 親和性 に 充分 な 効果を果 た さ な い 。 ま た 、 官能基濃度が多 す ぎ る と 、 耐熱性、 機械的特性 を低下 さ せ る 。
本発明 の 前記 ( A — 1 ) 成分 と 前記 ( B — 1 ) 成分 と の 2 成分か ら な る 樹脂組成物に お いて、 充填剤 ( B — 1 ) は前述の 無機 ま た は有機充填剤が同様 に 使用 で き る 。
前記 ( A — 1 ) 成分 と 前記 ( B — 1 ) 成分 と の 2 成分 を必須成分 と し て他の も の も 添加す る こ と も で き る が、 含 フ ッ 素 ポ リ マ ー の す ぐ れ た耐熱性、 耐薬品性、 低摩擦 性 を 低下 さ せ な い で、 機械的特性、 耐摩耗性を 向上 さ せ る た め に は、 本質的 に は ( A — 1 ) 成分 と ( B — 1 ) 成 分 の 2 成分の み か ら な る 樹脂組成物で あ る こ と が好 ま し い o
本発明 の 2 成分か ら な る 樹脂組成物 の ( A — 1 ) 成分 と ( B — 1 ) 成分 の 組成比 は、 ( A — 1 ) 1 〜 9 9 . 5 重量%、 ( B - 1 ) 0 . 5 〜 9 9 重量% の 範囲内 で利用 で き る が、 本質的に 2 成分の みか ら な る 組成物の ばあ い、 体積% ( V o 1 % ) で表 わす と ( A — 1 ) 2 0 〜 9 9 . 5 v o l %、 ( B - 1 ) 0 . 5 〜 8 0 v o l %、 好 ま し く は ( A - l ) 4 0 〜 9 9 v o l %、 ( B — 1 ) 1 〜 6 0 v o l %、 と く に好 ま し く は ( A — 1 ) 5 0 〜 9 8 v o l %、 ( B — l ) 2 〜 5 0 v o l %で あ る 。 本発明 の 2 成分か ら な る 樹脂組成物 は種 々 の 目 的や用 途 に 用 い る こ と がで き る が、 と く に耐熱性を必要 と す る 摺動材料用 途 と し て用 い る ば あ い 、 好 ま し い樹脂組成物 の 具体例 は 、 以下の と お り で あ る 。
i ) ( A - 1 ) 請求項 6 記載の 含 フ ッ 素重合体 (官能基 含有 P T F E ) 、 請求項 7 記載の 含 フ ッ 素重合体 (官能基含有 F E P ま た は P F A ) 、 請求項 8 記 載 の 含 フ ッ 素 重 合 体 (官能基含有 E T F E ) か ら 選ばれ る 少 な く と も 1 種 と
( B - 1 ) カ ー ボ ン繊維 と か ら な る 組成物であ っ て、
( A - 1 ) : 6 0 〜 9 5 w t %、 ( B - 1 ) : 5 〜 4 0 w t %混合 し て な る 樹脂 組成物が機械的特性、 耐摩耗性 の 大 巾 な 改善が見 ら れ、 ま た 組成物 に 導電性 を与 え る こ と がで き る 点で好 ま し い 。
ii) ( A — 1 ) 請求項 6 記載の 重合体 (官能基含有 P T
F E ) 、 請求項 7 記載 の 含 フ ッ 素重合体 ( 官能基含有 F E P ま た は P F A ) 、 請 求項 8 記載の 含 フ ッ 素重合体 (官能基含 有 E T F E ) か ら 選 ば れ る 少な く と も 1 種 と
( B — 1 ) ガ ラ ス 繊維 と 力、 ら な る 組成物で あ っ て、
( A - 1 ) 6 0 〜 9 5 w t %、 ( B - 1 ) : 5 〜 4 0 w t %混合 し て な る 樹脂組成 物が、 電気絶縁性を維持 し な が ら 機械的 特性、 耐摩耗性を大巾 に改善でき る こ と、 ま た充填剤 自 体安価で経済的 に 有利 で あ る 点で好 ま し い O
) ( A — ) 請求項 7 記載の 重合体 (官能基含有 F E
P ま た は P F A ) 、 請求項 8 記載の重合 体 (官能基含有 E T F E ) か ら 選ばれ る 少な く と も 1 種 と
( B 一 ) ホ ゥ 酸 ア ル ミ ニ ゥ ム ウ イ ス カ 一 と か ら な る 組成物で あ っ て、
( A - 1 ) 7 0 〜 9 8 w t %、 ( B - 1 )
2 〜 3 0 w t %混合 し て な る 樹脂組成物 が フ ッ 素樹脂の 柔钦性 と 、 成形品表面の 平滑性を維持 し な が ら 、 シ ー ル性 に 優れ た 摺動材料 と し て好 ま し い 。
v ) ( A — ) 請求項 6 記載の 重合体 (官能基含有 P T
F E ) 、 請求項 7 記載 の 重合体 (官能基 有 F E P ま た は P F A ) 、 請求項 8 記 載 の 重合体 (官能基含有 E T F E ) か ら 選 ばれ る 少な く と も 1 種 と
( B 一 1 ) 2 硫化モ リ ブ デ ン と カヽ ら な る 組成物で あ
つ て 、
( A - 1 ) 7 0 〜 9 8 w t %、 ( B - 1 ) 2 〜 3 0 w t %混合 し て な る 樹脂組成物 が成形品 に 自 己潤滑性 を与え、 表面摩擦 係数を さ ら に 低下 さ せ る こ と がで き る 点 で好 ま し い 0
V ) ( A ) 請求項 6 記載の 重合体 (官能基含有 P τ
F E ) 、 請求項 7 記載の 重合体 (官能基 含有 F E P ま た は P F A ) 、 請求項 8 記 載の 重合体 (官能基含有 E T F E ) か ら 選ばれ る 少な く と も 1 種 と
( B - ) ブ 口 ン ズ と か ら な る 組成物で あ っ て、
( A 一 l ) 4 0 〜 9 5 w t %、 ( B - 1 )
5 6 0 w t %混合 し て な る 樹脂組成物 が、 成形品 に 自 己潤滑性、 表面平滑性を 与え表面摩擦係数を安定 に 低下 さ せ る こ と がで き る 点で好 ま し い 。
vi) ( A — ) 請求項 7 記載の 重合体 (官能基含有 F E
P ま た は P F A ) 、 請求項 8 記載の 重合 体 (官能基含有 E T F E ) か ら 選 ばれ る 少 な く と も 1 種 と
( B - 1 ) ァ ラ ミ ド繊維 と か ら な る 組成物であ っ て、
( A — l ) 6 0 〜 9 5 w t %、 ( B - 1 ) 5 〜 4 O w t % と を 混合 し て な る 樹脂組 成物が機械的特性ゃ耐摩耗性を向上させ、 特 に 钦質金属 を相手材 と し た摺動材 と し て用 い た ば あ い相手材を 傷つ け に く い性 質 を も っ た め好 ま し い 。
こ れ ら i ) 〜 V i ) の 例示 の 樹脂組成物 は そ の 組成物 中 の 充填剤 ( B ) の 表面 に O H 基 な ど の 活性点を有 し 、 本発明 の 榭脂組成物中 の 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) 中 の 官能基 と 良好 な 反応性 ま た は親和性を有 す る も の で あ り 、 そ の た め そ の組成物を 用 い てえ ら れ る 成形品 に よ り 良好な 機械的特性、 耐摩耗性 を与え る こ と 力 で き る も の で あ る 0
本発明の 第 2 の樹脂組成物 は 、
( A - 2 ) ヒ ド 口 キ シ ル基、 カ ル ボキ シ ル基 も し く
は 力 ル ボ ン酸塩 ま た は カ ル ボ キ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ基の い ずれかを有す る 含 フ ッ 素単量体の少な く と も 1 種 と 単 量体 の 全量 に 対 し て 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル % 共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 と 、
( B — 2 ) 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め 不溶化 さ れ た 有機充填剤 と 、
( C ) 側鎖 に 官能基を 含 ま な い 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性 重合体 と
か ら な る 樹脂組成物で あ る 。
つ ま り 、 ( A — 2 ) 、 ( B — 2 ) 、 ( C ) の 3 成分か ら な る 樹脂組成物 は組成物 中 の 官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 ( A — 2 ) が充填剤 ( B — 2 ) の 表面 に 接 着 ま た は親和 し ( B — 2 ) の 表面特性を 改質 し 、 官能基 を 含 ま な い一般の 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( C ) と 充 填剤 と の 界面親和性、 分散性を 改善 し た組成物で あ る 。 そ れ に よ つ て成形体 に 良好 な 機械的特性 お よ び耐摩耗性 を与え う る も の で あ る 。
本発明 の 3 成分か ら な る 樹脂組成物 に お い て官能基含 有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 2 ) は前述の 官能基 含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体が同様 に使用 で き 官能基 濃度 は、 ( A — 2 ) の 全使用 単量体 に対 し 、 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル%、 好 ま し く は 0 . 1 〜 1 0 モ ル% で ぁ る 。 官 能基濃度が少なす ぎ る と 含 フ ッ 素エチ レ ン性重合体 ( C ) と 充填剤 ( B — 2 ) と の 分散性、 親和性 に 充分 な 効果 を 果 た さ な い。
本発 明 の 3 成分 か ら な る 樹 脂組成物 に お い て 充 填 剤 ( B — 2 ) は前述の 無機 ま た は 有機の 充填剤が同様 に 使 用 で き る 。
本発明 の 3 成分か ら な る 樹脂組成物 に お い て、 官能基 を 含 ま な い 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( C ) と は、 そ の 重合体の 側鎖 に 意図的 に 官能基 を導入 し た よ う な 重合体 を 除外 し た も の で あ り 、 一般の 含 フ ッ 素 ポ リ マ ー の 重合 法 に お い て重合体の 分子末端 に 発生す る 官能基 ( た と え ば P F A の 分子末端の 一 C 0 F基や — C H 2O H基な ど) を有す る も の は 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重 合体 ( C ) に 含 ま れ る 。
含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( C ) は 、 組成物の 目 的、 用途に よ り 上記の も の か ら 種々 選択 さ れ る が、 摺動材料、 成形部品 に 代表 さ れ る 成形用 に 利用 す る ば あ い 、 ( C ) は 結晶融点 1 2 0 °C以上 の 樹脂状 の 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性 重合体で あ る こ と が好 ま し く 、 さ ら に 好 ま し く は 1 5 0 °C以上の 融点 の も の が好 ま し い 。
そ の な か で も 優 れ た 耐熱性、 耐薬品性、 低摩擦性 を 有 し 、 組成物 に 同様 な 性質 を与え う る P T F E 、 P F A、 F E P 、 E T F E 力く と く に 好 ま し く あ げ ら れ る 。
本発明 の 3 成分 か ら な る 樹脂組成物 は 、 ( A — 2 ) 、 ( B — 2 ) 、 ( C ) を必須成分 と し て お り 、 他 の も の も 添加 で き る が、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 の 優れ た耐熱 性、 耐薬品性、 低摩擦性 を 低下 さ せ な い で機械的特性、 耐摩耗性を向上 さ せ る た め に は、 本質的に は ( A — 2 ) 、 ( B — 2 ) 、 ( C ) の 3 成分 の み か ら な る 樹脂組成物で あ る こ と が望 ま し い 。
本発明の 3 成分か ら な る 樹脂組成物に お い て ( A — 2 ) 、 ( B — 2 ) 、 ( C ) の 好 ま し い組成比 は 、 ( A — 2 ) 1 〜 5 0 重量%、 ( B - 2 ) 0 . 5 〜 8 0 重量%、 ( C ) が残部、 ただ し ( A — 2 ) と ( C ) の合計は 2 0 〜 9 9 .
5 重量% で あ り かつ ( C ) / ( ( A — 2 ) + ( C ) ) ≥
0 . 4 で示す組成比で あ る こ と が好 ま し く 、 ( A — 2 ) l 〜 4 0 w t %、 ( B - 2 ) 2 〜 7 0 w t %、 ( C ) 残 部、 た だ し ( A — 2 ) と ( C ) の 合計 は 3 0 〜 9 8 w t
% かつ ( C ) Z ( ( A — 2 ) + ( C ) ) ≥ 0 . 5 で あ る こ と が さ ら に 好 ま し い。
充填剤 ( B — 2 ) が 2 重量%以下 と な る と 機械的強度、 耐摩耗性 へ の 効 果 が不 充分 と な り 、 ま た ( A — 2 ) と ( C ) の 合計が 3 0 重量% を下回 る と 樹脂組成物の 耐薬 品性や低摩擦性が充分 に は 発揮で き な い 。
本発明 の 3 成分か ら な る 樹脂組成物 に お い て、 組成物 中 の 官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 2 ) は 官能基を含 ま な い 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( C ) と 充 分相溶性の良好な構造の も のが組成物の各成分の親和性、 分散性の 点で と く に 好 ま し い。
た と え ば 3 成分か ら な る 組成物 に お い て、
( A - 2 ) 請求項 6 ま た は 7 記載の 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 と 、
(官能基含有 P T F E ま た は F E P 、 P
F A )
( B - 2 ) 充填剤 と 、
( C ) P T F E と
か ら な る 組成物、
( A — 2 ) 請求項 7 記載の 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合 体 (官能基含有 P F A、 F E P ) と 、 ( B - 2 ) 充填剤 と 、
( C ) P F A ま た は F E P と か ら な る 組成物、
( A — 2 ) 請求項 8 記載の 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合 体 (官能基含有 E T F E ) と 、
( B - 2 ) 充填剤 と 、
( C ) E T F E と
か ら な る 組成物 な どが最 も 好 ま し い も の で あ る 。
本発明 の 樹脂組成物 に お い て 、 官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン性重合体 ( A — 1 ) と 充填剤 ( B — 1 ) の 2 成分 か ら な る 組成物 ま た は ( A — 2 ) と ( B — 2 ) と 官能基 を 含 ま な い 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( C ) の 3 成分か ら な る 組成物 を製造す る 方法 と し て は 、 た と え ば P T F E ま た は P T F E タ イ プの 共重合体を 主成分 と す る 組成 物の ば あ い 、 充填剤入 り P T F E の 通常の 混合方法で よ く 、 た と え ば タ ン ブ ラ 一 ミ キ サ ー 、 ヘ ン シ ヱ ル ミ キ サ ー な どの 混合機 に よ っ て 混合 し て う る こ と がで き 、 圧縮成 形 な ど の 成形原料 に 供 さ れ る 。 ま た 、 溶融加工可能な 含 フ ッ 素 ポ リ マ ー が主成分 と な る 組成物 の ば あ い 溶融混合 し て う る こ と が好 ま し く 、 溶融混合す る ば あ い 、 溶融混 合す る 装置 と し て は、 混合ロ ー ル、 バ ン ノ リ ー ミ キサ ー、 ブ ラ ベ ン ダ ー ミ キ サ ー 、 押 出機な ど が あ げ ら れ る が、 な かで も 押 出機が、 混練力が よ り 大 き く 充填剤 と の プ レ ン ド時 に分散性の 向上が よ り 一層期待で き る 点で、 ま た、 組成物の 製造時の 生産性が良好で あ る 点で好 ま し い 。 押 出機 と し て は 、 単軸 ま た は二軸以上の ス ク リ ユ ー を有す る も の な ど が使用 で き る が、 と く に二軸押 出機を使用 す る の が、 よ り 混練力が大 き い た め よ り 分散性の よ い組成 物がえ ら れ る 点で、 ま た 、 混練力 を 自 由 に 制御で き る 点 で好 ま し い 。 こ れ ら の 溶融混合 に よ っ て、 組成物 は、 一般 に ペ レ ツ ト の 形態 と さ れ た う え、 射 出成形お よ び射出成形用 の 成 形原料 と し て用 い ら れ る 。
本発明 の 第 2 は
( A — 3 ) ヒ ド ロ キ シ ル基、 力 ソレ ボ キ シ ル基 も し く は 力 ノレ ボ ン 酸塩 ま た は 力 ノレ ボキ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ 基の い ずれかを 有す る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体の 少な く と も 1 種を単量体 の 全量 に対 し て 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル % 共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体で あ つ て結晶融点が 1 2 0 °C 以上で あ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン性 重合体 と 、
( B - 3 ) 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め不溶化 さ れ た 有機充填剤 と を含み 、
( A — 3 ) 1 〜 9 9 . 5 重量% と ( B — 3 ) 0 . 5 〜
9 9 重量% か ら な る 組成物を 成形 し て え ら れ る 成形品 を
1 0 0 °C 以上、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 3 ) の 結晶融点以下の 温度で熱処理 し て え ら れ る こ と を特徴 と す る 成形品 に 関す る 。
つ ま り 本発明 の 成形品 と は、 本発明 の 前述の 樹脂組成 物を通常行 な わ れ る 成形方法で何 ら か の 形状 に成形加工 し た の ち 、 1 0 0 °C以上、 樹脂組成物 中 の 含 フ ッ 素ェ チ レ ン性重合体の結晶融点以下で熱処理 し た成形品であ る。
し た が っ て、 本発明 の 成形体 に 用 い る 熱処理前の 成形 a J- no に お い て、 そ れ に含 ま れ る 官能基含有含 フ ッ 柔ェ チ レ ン性重合体 ( A — 1 ) は本発明 の前述の 樹脂組成物中の 官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) の う ち 結晶融点が 1 2 0 で以上の も の が同様 に 用 い ら れ る 。 具体的 に は、 官能基を 含有す る P T F E (請求項 6 記 載 の 重合体) 、 官能基を有す る P F A ま た は F E P (請 求項 7 記載の 重合体) 、 官能基 を有す る E T F E (請求 項 8 記載の 重合体) が そ れ 自 体耐熱性、 耐薬品性、 機械 的特性や低摩擦性 に 優れ、 さ ら に そ れ ら と 充填剤 と の 組 成物 を用 い た成形品 を 熱処理す る こ と に よ っ て 、 よ り 効 果的 に機械的特性、 耐摩耗性 を 改善す る こ と が で き 、 好 ま し い例 で あ る 。
本発明 の 成形品 に 用 い る 熱処理前の 成形品 に お い て そ れ に 含 ま れ る 充填剤 ( B — 3 ) は 、 本発 明 の 前述 の 樹脂 組成物 に 用 い た 充填剤が 同様 に 用 い ら れ る 。
具体的 な 充填剤 と し て は、 カ ー ボ ン 繊維、 ゥ イ ス カ ー 類、 ガ ラ ス 系充填剤、 劈開性を有す る 無機充填剤、 あ ら か じ め不溶化 さ れ た 有機繊維が好 ま し い 。
そ の 中 で も カ ー ボ ン 繊維、 ホ ウ 酸 ァ ノレ ミ ニ ゥ ム ゥ イ ス カ ー 、 ガ ラ ス 繊維、 二硫化 モ リ ブ デ ン 、 ァ ラ ミ ド繊維が 好 ま し い 。
本発明 の 前述 の 樹脂組成物 は 、 官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) と 充填剤 ( B — 1 ) と か ら な る 組成物で あ り 、 ( A — 1 ) の 官能基力く ( B — 1 ) と の 接着性、 界面親和性、 互 い の 分散性の 改善 に 効果的 に 働 ぐ o
さ ら に 本発明 の 前記組成物を 成形 し て え ら れ る 成形品 を 熱処理 し て え ら れ る 成形品で は、 該熱処理 に よ っ てつ ぎの よ う な 効果が え ら れ る 。
1 熱処理 に よ っ て成形体中 の 官能基含有含 フ ッ 素 エ チ レ ン性重合体 ( A — 3 ) と充填剤 ( B — 3 ) の反応や 吸着が さ ら に促進 さ れ、 界面接着力 が よ り 改善 さ れ る 。 そ れ に よ っ て 、 摺動性試験 に お い て、 摺動面での 充填剤 ( B — 3 ) の脱去 がお さ え ら れ、 耐摩耗性が よ り 改善で き る 。
2 熱処理 に よ っ て成形体中 の 官能基含有含 フ ッ 素 ェ チ レ ン 性重合体 ( A — 3 ) の 官能基同士が部 分的 に 反応 し 、 自 己架橋を起 こ し 、 高分子量化 し 、 成形品 に さ ら な る 機械的特性、 耐熱性、 耐 摩耗性、 耐 ク リ ー プ性の 向上 を与え る こ と がで る o
本発明 の 成形品 は、 前記 1 も し く は 2 の 効果 、 ま た は 1 と 2 が組み 合 さ っ た 効果が与え ら れ る 成形品で あ る 。
本発明 の 第 3 は、 官能基を 含有す る 結晶融点 1 2 0 V 以上 の 含 フ ッ 素 エ チ レ ン 性 重 合体 ( A - 3 ) と 充 填 剤 ( B 一 3 ) と の 樹脂組成物を成形 し て え ら れ る 成形品を 1 0 0 °C 以上、 ( A — 3 ) の 結晶融点以下の 温度で熱処 理す る こ と を 特徴 と す る 成形品の製法 に 関す る o
本発明 の 成形品 の 製法 は 、 官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 ( A - 3 ) と 充填剤 ( B 一 3 ) と の 樹脂組成 物を 目 的や用 途 に 応 じ て種 々 の通常の 成形加工方法で、 目 的 の 形状 に 成形 し 、 そ の 成形品 を 1 0 0 °C以上、 含 フ ッ ェ チ レ ン 性重合体 ( A 一 3 ) の 融点以下の 温度で熱 処理す る こ と が重要で め る 。 かか る 熱処理を行 な う こ と に よ つ て、 機械的特性、 耐熱性、 耐摩耗性を さ ら に 改善 し た成形品を う る こ と がで き る 0
熱処理温度が低す ぎ る と 充分な 機械的特性、 耐熱性、 耐摩耗性の 向上 は達成 さ れず、 ま た ( A — 3 ) の 融点以 上で熱処理を行 な う と 、 熱処理時 に 成形品 の 目 的 と す る 形状が維持で き な く な る 。 ま た 、 高温す ぎ る と 長時間の 熱処理 に お い て熱劣化 を生 じ る ば あ い が あ る 。
熱処理 は 5 時間以上行な う こ と が好 ま し い。 熱処理時 間が短 い と 充分 な 機械的特性、 耐熱性、 耐摩耗性の 効果 がえ ら れ に く い 。 ま た、 熱処理 は 窒素 ガ ス な どの イ ナ一 ト ガ ス 中や空気中 で行 な っ て よ い。
本発明 の 熱処理 を行 な う 成形品中 の 含 フ ッ 素 ポ リ マ ー は、 結晶融点 1 2 0 °C 以上の 官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 ( A — 3 ) を 用 い る が、 そ の 中 で も 2 0 0 で 以上の 結晶 融点の も の が耐熱性が良好 で あ り 、 高温で の 熱処理が行 な え 、 そ の た め充分 な 熱処理 の 効果がえ ら れ やす い と い う 点か ら 好 ま し い。
そ の な かで も 、 耐熱性、 耐薬品性、 低摩擦性 に と く に 優れた、 官能基 を 含有す る P T F E タ イ プ の 重合体 (請 求項 6 記載の 重合体) 、 官能基 を 含む P F A 、 F E P タ イ ブ の 重合体 (請求項 7 記載の 重合体) 、 官能基を 含む E T F E タ イ プの 重合体 (請求項 8 記載の 重合体) が好 ま し い 。 こ れ ら の 重合体 を 熱処理す る ば あ い の 熱処理温 度 は 1 8 0 °C以上、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重 合体の 結晶融 点以下の 温度が好 ま し く 、 さ ら に 2 0 0 °C以上、 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 の 結晶融点以下の 温度が好 ま し い。
本発明 の 熱処理 し て え ら れ た成形品 に お い て、 熱処理 前の 成形品 は種 々 の 成形方法で、 た と え ば圧縮成形、 ト ラ ン ス フ ァ ー 成形、 射出成形 な ど に よ り 、 目 的の形状の 成形品 に加工で き 、 ま た 押 出成形 な ど に よ り フ ィ ル ム 状 や棒状パ イ プ、 チ ュ ー ブ状の成形体 と す る こ と も 可能で あ る 。 さ ら に、 こ れ ら の方法でえ ら れた成形体を用 いて、 切削加工な ど に よ り 目 的 の 成形品 と す る こ と がで き る 。 こ れ ら の成形方法の な かで も 、 種々 の形状の成形品がえ ら れ る こ と 、 精密成形がで き る こ と 、 生産性が良好で 自 動化 も 可能で、 加工 コ ス ト が低下で き る と い う 点か ら 溶 融成形法、 と く に射出成形法が好 ま し い方法で あ る 。
本発明 の 樹脂組成物の う ち 、 溶融成形可能 な含 フ ッ 素 エ チ レ ン 性重合体 ( ( A ) 、 ( C ) ) を 用 い た も の は、 一般 に射 出成形が可能で あ り 、 一方、 P T F E タ イ プの 重合体を主成分 と し て用 い た組成物 は一般的 に 溶融成形 が困難で あ る 。 た と え ば、 官能基を 含 む P F A ま た は F E P タ イ プ の 重合体 (請求項 7 記載の 重合体) 、 E T F E タ イ プの 重合体 (請求項 8 記載) を用 い た樹脂組成物 は溶融成形が可能で あ る 。 こ う し て え ら れ た成形品 は、 通常の条件下に お け る 耐熱性、 耐摩耗性は良好であ る が、 官能基 を含む P T F E タ イ プ の 重合体 (請求項 6 記載の 重合体) を用 い た組成物か ら え ら れ る 成形品 に比べて、 高温時 に は ど う し て も 成形体が钦化 し 摩擦面で形状が変 化 し た り ま た は 破壊 さ れて し ま う 。 本発明 の 方法 に 従 い こ れ ら の溶融成形 し た成形品を熱処理す る こ と に よ っ て、 成形品中の含 フ ッ 素エ チ レ ン性重合体同士で 自 己架橋 し、 高分子量化、 溶融粘度 の 上昇が起 こ り 、 成形品 に よ り 耐 熱性、 耐摩耗性を付与す る こ と がで き 、 限界 P V値 の 高 く 、 使用温度範囲 の 広 い 成形体を う る こ と がで き る 。
つ ま り 、 官能基を 含む P F A、 F E P タ イ プ の 重合体 (請求項 7 項記載の 重合体) ま た は E T F E タ イ プの 重 合体 (請求項 8 項記載の 重合体) を用 い た樹脂組成物を 用 い た ば あ い 、 成形時 に は 溶融成形が可能で、 え ら れ た 成形品 を熱処理す る こ と に よ つ て P T F E 系重合体の 成 形体並み の 耐熱性、 耐摩耗性 ( と く に 限界 P V値) の 成 形品がえ ら れ る 。
本発明の樹脂組成物お よ びそ れか ら え ら れる 成形体は、 含 フ ッ 素 ポ リ マ ー の 耐熱性、 低摩擦係数 に加え、 充填剤 に よ り 機械的特性、 耐摩耗性が付与 さ れ る こ と に よ っ て 摺動材料 と し て利用 で き る 。
具体的 に は、 自 動車関連 の 軸受、 メ カ ニ カ ル · シ ャ フ ト · シ 一ノレ 、 ピ ス ト ン · リ ン グ 、 セ グ メ ン ト · リ ン グ 、 ラ イ ダー · リ ン グ、 V パ ッ キ ン 、 ス ラ イ デ ィ ン グ パ ッ ト 、 オ イ ノレ シ ー ル 、 オ ー ト マ チ ッ ク 用 シ ー ル リ ン グ 、 シ ョ ッ ク ァ ブ ソ ー ノく 一 用 ピ ス ト ン リ ン グ な ど の 部 品類、 0 A 機 器関連、 た と え ば複写機、 プ リ ン タ ー 、 フ ァ ク シ ミ リ 、 家電 · コ ン ピ ュ ー タ ー 機器 な ど に 用 い ら れ る 定着部の 軸 受、 分離爪、 定着 ロ ー ル 、 排 出 コ ロ 、 伝達ギ ア 、 ラ イ ナ 一 ト ナ ー 搬送 ロ ー ル の ギ ア 、 ワ イ ヤ ー ガ イ ド な どの 部品 類、 空調機器 の コ ン プ レ ッ サ ー の シ ー ル材料、 た と え ば ス ク ロ 一 ノレ コ ン プ レ ッ サ ー の チ ッ プ シ ー ル 、 そ の 他 ギ ヤ 一 、 軸受 け 類、 産業用 機械関係 の ポ ン プ類 の 軸受 け 、 パ ッ キ ン 、 シ ー ル類、 そ の 他建設機械、 荷役機械、 食品機 械、 農業機械 な ど の 摺動部材 に 用 い る こ と が で き る 。 ま た 、 摺動用 途以 外 で は 、 含 フ ッ 素 ポ リ マ ー の 耐熱性、 電 気絶縁性、 耐薬品性 を 利用 し て、 寸法安定性や耐熱性、 電気特性 を必要 と す る 電気、 電子部品、 た と え ば コ ネ ク タ ー · チ ッ プ、 キ ヤ リ ャ、 ソ ケ ッ ト 、 プ リ ン ト 配線基板、 電線被覆材、 耐薬品性を必要 と す る 半導体関連品、 と く に 成形性、 強度不足 で フ ッ 素樹脂単体で は 困難で あ っ た 大 型 ウ エ ノ、一バ ス ケ ッ ト 、 ま た は ノく ル ブ 、 ケ ミ カ リレ ポ ン プ部品な どの 材料、 成形品 に 用 い る こ と がで き る 。
実施例 つ ぎに本発明を参考例、 実施例に基づい て説明す る が、 本発明 は こ れ ら の み に 限定 さ れ る も の で は な い。
実施例 に お け る 各試験 は以下の方法で行 な つ た。
( 1 ) 引 張試験
オ リ エ ン テ ッ ク (株) 製テ ン シ ロ ン万能試験機に よ り 、
A S T M D 6 3 8 に し た が い、 t y p e 5 ダ ン ベ ルを 用 い て、 室温下、 ク ロ ス へ ッ ド ス ピ ー ド 1 O m m Z m i n で測定 し た。
( 2 ) 曲 げ試験
オ リ エ ン テ ッ ク (株) 製テ ン シ ロ ン 万能試験機を用 い、
J I S K 一 6 9 1 1 に し た 力 い、 室温下、 曲 げ速度 2 m m X m i n で fiij定 し た。
( 3 ) 荷重 た わ み 温度
安田精機製作所 (株) 製 ヒ ー ト デ ィ ス ト ー シ ン テ ス タ ー を用 い て J I S K 7 2 0 7 に し たがい N 9気流下、 荷重 1 8 . 6 k g f c m ^、 昇 温速度 2 °C Z m i n の 条件で測定 し た。
( 4 ) ス ラ ス ト 式摩擦摩耗試験
オ リ エ ン テ ッ ク (株) 製鈴木 · 松原式摩擦摩耗試験機 を使用 し、 相手材 と し てア ル ミ ダイ カ ス ト ( A D C 1 2 ) を用 い た。 空気 中、 室温棼囲気、 速度 4 2 m / m i n で 試験を行 な い 、 限界 P V値を 測定 し た。
限界 P V値 は、 こ の 固定条件で摺動距離 1 k m と に 2 . 5 k g Z c m 2ずつ 荷重 を 増加 さ せ て 測定 し
に摩耗が進行す る 直前を 限界 P V値 と し た。
( 5 ) 往復摺動式摩擦試験
図 1 に 示 し た よ う な 往復摺動式摩擦試験機を使用 し 、 相手材 と し て炭素鋼 ( S 4 5 C ) を用 い た。 空気中、 室 温雰囲気、 無潤滑下で荷重 1 0 k g (面圧 5 0 k g / c m 2) 、 ス ト ロ ー ク 5 c m 、 速度 2 0 0 c p m で 1 0 0 0 0 サ イ ク ル ま で測定 し た。
参考例 1
(官能基含有 P F A の 合成)
撹拌機、 バ ル ブ、 圧力 ゲ ー ジ 、 温度計を 備 え た 6 リ ッ ト ル ガ ラ ス ラ イ ニ ン グ製ォ ー ト ク レ ー ブ に純水 1 5 0 0 m l を入れ、 窒素ガ ス で充分置換 し た の ち 、 真空 に し 、 1 , 2 — ジ ク ロ ロ ー 1 , 1 , 2 , 2 — テ ト ラ フ ノレ ォ ロ ェ タ ン ( R — 1 1 4 ) 1 5 0 0 g を仕込ん だ。
つ い で 、 パ ー フ ゾレ オ ロ ー ( 1 , 1 , 9 , 9 ー テ ト ラ ノヽ イ ド ロ ー 2 . 5 — ビ ス ト リ フ ノレオ ロ メ チ ル ー 3 . 6 — ジ ォ キ サ 一 8 — ノ ネ ノ ー リレ)
CF3 CF3
I I
CH2= CFCF2 OCFCF OCFCH2OH (8) の 5 . 0 g 、 パ ー フ ノレ オ 口 ( プ ロ ピ ノレ ビ 二 ノレ エ ー テ ル ) ( P P V E ) 1 3 0 g 、 メ タ ノ ー ノレ 1 8 0 g を 窒素ガ ス を 用 い て圧入 し 、 系 内 の 温度 を 3 5 て に 保 っ た。
撹拌を行 な い な 力く ら テ ト ラ フ ノレォ ロ エ チ レ ン ガ ス ( T F E ) を 内 圧 力 O k g f Z c m G と な る よ う に 圧 入 し た。 つ い で、 ジ 一 n — プ ロ ビ ルノ、。 一 才 キ シ ジ カ ー ボ ネ ー ト の 5 0 % メ タ ノ ー ル溶液 0 . 5 g を 窒素を用 い て 圧入 し て反応を 開始 し た。
重合反応の 進行 に 伴 っ て圧力が低下す る の で、 7 . 5 k g f Z c m 2 G ま で低下 し た 時点 で テ ト ラ フ ル ォ ロ ェ チ レ ン ガ ス で 8 . O k g f / c m 2ま で再加圧 し、 降圧、 昇圧 を繰 り 返 し た。
テ ト ラ フ ルォ ロ エ チ レ ン の供給を続 け な 力 ら 、 重合開 始か ら テ ト ラ フ ルォ ロ エ チ レ ン ガ ス が約 6 0 g 消費 さ れ る ご と に、 前記の ヒ ド ロ キ シ 基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性 単量体 (前記式 ( 4 ) で示 さ れ る 化合物) の 2 . 5 g を 計 9 回 (計 2 2 . 5 g ) 圧入 し て重合を継続 し 、 重合開 始 よ り テ ト ラ フ ノレォ ロ エ チ レ ン が約 6 0 0 g 消費 さ れた 時点で供給を止 め ォ ー ト ク レ ー ブを冷却 し 、 未反応モ ノ マ ー お よ び R — 1 1 4 を放 出 し た。
え ら れ た共重合体を水洗、 メ タ ノ ー ル洗浄を行な っ た の ち 、 真空乾燥す る こ と に よ り 7 1 0 g の 白 色固体を え た 。 え ら れ た共重合体の 組成 は 19 F — N M R 分析、 I R 分析 に よ り T F E Z P P V E Z (式 ( 8 ) で示 さ れ る ヒ ド ロ キ シ 基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体) = 9 7 . 0 / 2 . 0 / 1 . 0 モ ル % で あ っ た。 ま た、 赤外 ス ぺ ク ト ル は 3 6 2 0 〜 3 4 0 0 c m _1に 一 O H の 特性吸収が観 測 さ れ た。 D S C 分析 に よ り T m = 3 0 5 。C、 D T G A 分析 に よ り 1 %熱分解温度 T d = 3 7 5 °Cで あ っ た。 高 化式 フ ロ ー テ ス タ ー を用 い て 直径 2 m m、 長 さ 8 m m の ノ ズ ル を 用 い 、 3 7 2 °Cで予熱 5 分間 で メ ル ト フ ロ ー レ ー ト を 測定 し た と こ ろ 3 2 g Z 1 0 m i n で あ っ た。 参考例 2
(官能基を 含 ま な い P F A の 合成)
参考例 1 に お い て、 ノ、0 — フ ル ォ ロ ( 1 , 1 , 9 , 9 — テ ト ラ ノヽ ィ ド ロ ー 2 , 5 — ビ ス ト リ フ リレ オ ロ メ チ ル — 3 , 6 — ジ ォ キ サ ー 8 — ノ ネ ノ ー ル) (式 ( 8 ) で示 さ れ る 化合物) を 用 い な い こ と 、 さ ら に メ タ ノ ー ノレを 2 4 0 g 使用 す る こ と 以外 は、 参考例 1 と 同様 に し て合成を行 な い 、 官能基を含 ま な い P F A 5 9 7 g を え た。
参者例 1 と 同様 に し て、 え ら れ た P F A を分析 し た と こ ろ
T F E / P P V E = 9 8 . 2 / 1 . 8 モ ル %
T m = 3 1 0 °C
T d = 4 6 9 °C
メ ル ト フ ロ ー レ ー ト S A g Z l O m i n
で あ っ た 。
実施例 1
(官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 と カ ー ボ ン 繊維 の ブ レ ン ド)
参考例 1 で え ら れ た官能基含有 P F A と 、 カ ー ボ ン 繊 維 (呉羽化学工業 (株) 製の ク レ カ チ ョ ッ プ M — 2 0 7 S ) を 8 0 : 2 0 ( 重量比) で 、 ロ ッ キ ン ミ キ サ ー を 用 い て 均 一 に プ レ ン ド し た の ち 、 2 軸 押 出 機 ( 東 洋 精 機 (株) 製 ラ ボ プ ラ ス ト ミ ノレ ) に て 3 5 0 〜 3 7 0 °C で 混 練、 押 出 し を行 な い ペ レ ツ ト を 作成 し た 。 こ の ペ レ ツ ト を 用 い て射 出成形機 (住友重機械 (株) 製 ミ ニ マ ツ ト M 2 6 / 1 5 B ) に よ り シ リ ン ダー温度 3 6 0 〜 3 9 0 て、 金型温度 2 0 0 °C で試験片 を 成形 し て 作製 し た。
え ら れ た試験片 を 用 い て 引 張試験、 曲 げ試験、 荷重 た わ み 温度、 ス ラ ス ト 式摩擦摩耗試験を 行 な っ た。 結果を 表 1 に示す。
実施例 2
(官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 と カ ー ボ ン 繊維 と か ら な る 成形品 の 熱処理)
実施例 1 でえ ら れ た試験片 を 熱風循環式恒温槽 に て 2
8 0 °C、 2 4 時間熱処理を行な っ た。
熱処理後の 成形品 に つ い て実施例 1 と 同様 に し て試験 を行 な っ た 。 結果を表 1 に 示す。 比較例 1
(官能基を含 ま な い P F A と カ ー ボ ン 繊維の プ レ ン ド) 参考例 1 でえ ら れ た官能基含有 P F A に 代え て、 参考 例 2 で え ら れ た官能基を含 ま な い P F A を用 い た こ と 以 外 は、 実施例 1 と 同様 に し て混練、 押 出 、 成形を行 な い 試験片を え た。 え ら れた試験片を用 い て実施例 1 と 同様 に し て試験を 行 な っ た。 結果を表 1 に 示す。 表
Figure imgf000040_0001
実施例 3
(官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 と ホ ウ 酸 ア ル ミ ニ ゥ ム ウ イ ス カ ー と の ブ レ ン ド')
参考例 1 で え ら れ た官能基含有 P F A と ホ ウ 酸 ア ル ミ 二 ゥ ム ゥ イ ス カ ー ( 四 国化成工業 (株) 製 ア ル ボ レ ッ ク ス Y ) と を 9 2 : 8 (重量比) で、 ロ ッ キ ン グ ミ キ サ ー を用 い て均一 に プ レ ン ド し た の ち 、 2 軸押 出機 (東洋精 機 (株) 製 ラ ボ プ ラ ス ト ミ ル) に て 3 5 0 〜 3 7 0 で 混練 · 押 出 し を行な いべ レ ツ ト を作製 し た。 こ の ペ レ ツ ト を用 い て射出成形機 (住友重機械 (株) 製 ミ ニ マ ッ ト M 2 6 / 1 5 B ) に よ り 、 シ リ ン ダ ー 温度 3 6 0 〜 3 9 0 、 金型温度 2 0 0 °Cで試験片を成形 し て作製 し た。 え ら れ た試験片 を用 い て、 引 張試験、 曲 げ 試験、 荷重たわみ温度、 往復摺動式摩擦試験を行な っ た。 結果を表 2 に 示す。
比較例 2
(官能基 を 含 ま な い P F A と ホ ウ 酸 ア ル ミ ニ ウ ム ウ イ ス カ ー と の プ レ ン ド)
参考例 2 で え ら れ た 官能基含有 P F A に 代え て、 参考 例 2 で え ら れ た官能基を 含 ま な い P F A を 用 い た こ と 以 外 は 、 実施例 3 と 同様 に し て 混練 · 押 出 · 成形を行 な い 試験片を え た。 え ら れ た 試験片 を 用 い 、 実施例 3 と 同様 に し た試験 を行 な っ た。 結果 を 表 2 に 示す。
実施例 4
(官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 と ホ ウ 酸 ア ル ミ ニ ゥ ム ウ イ ス カ ー と か ら な る 成形品 の 熱処理)
実施例 3 で え ら れ た 試験片 を熱風循環式恒温槽 に て 2 8 0 °C、 2 4 時間熱処理 を行 な っ た 。 熱処理後 の 成形品 に つ い て実施例 3 と 同様 に し て試験を行 な っ た。 結果を 表 2 に 示す。
実施例 3 実施例 4 比較例 2
(引張試験)
引張強度 ( k g f ノ c m " ) 2 8 0 2 9 6 2 2 4 引張弾性率 ( k g f / c m^) 9 5 0 0 1 1 9 0 0 9 5 0 0 伸 び (%) 2 5 2 8 2 5
(曲げ試験)
曲げ強度 (k g f / c m 2 ) 2 8 7 3 0 7 2 6 3 曲げ弾性率 (k g f / c m2) 1 1 8 0 0 1 3 2 0 0 9 9 0 0 最大たわみ量 (%) 6. 9 7. 1 6. 5 荷重たわみ温度 (て) 9 2. 8 1 0 3. 7 8 4. 3
(往復摺動式摩擦試験)
1. 0 6 0. 9 0 1. 1 5 摩擦力 (k g f ) 0
-♦0. 8 0 →0. 7 3 -*0. 8 8 摩耗 S ( ί m ) 2 8 2 4 8 0
1 ) 1 0 0 041 0 0 0 0サイ クルの値 産業上の 利用 可能性
本発明 は、 耐熱性、 耐薬品性、 表面特性 (非粘着性、 低摩擦性) 、 電気絶縁性 な ど の 特性を維持 し 、 さ ら に 優 れ た機械的特性、 耐摩耗性を併せ も っ た成形品、 そ れを う る た め の 樹脂組成物お よ び該成形品 の 製法を 提供 し う る

Claims

請 求 の 範 囲
1. ( A — 1 ) ヒ ド ロ キ シ ノレ基、 カ ル ボ キ シ ル基 も し く は カ リレ ボ ン 酸塩 も し く は カ ル ボキ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ 基の い ずれかを有す る 含 フ ッ 素エ チ レ ン性単 量体 の 少な く と も 1 種を単量体の 全量 に 対 し て 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル % 共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 と 、
( B - 1 ) 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め 不溶化 さ れ た 有機充填剤 と か ら な る 樹脂組成物で あ っ て 、 該 ( A — 1 ) 成分力 1 〜 9 9 . 5 重量%、 該 ( B — 1 ) 成分が 0 . 5 〜 9 9 重量% か ら な る 樹脂組成物。
2. 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) が結晶融点 1 2 0 以上の 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体で あ る 請求 の 範囲第 1 項記載の 樹脂組成物。
3. 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) が、
( a - 1 ) 式 ( 1 ) :
X 1
I
C X 2 = C - R f - Y ( 1 )
(式中、 Y は — C H 2O H 、 一 C O O H 、 カ ル ボ ン 酸 塩、 カ ル ボ キ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ 基、 X お よ び X 1は 同 じ か ま た は異 な り い ず れ も 水 素 原子 ま た は フ ッ 素原子、 R f は炭素数 1 〜 4 0 の 2 価 の 含 フ ッ 素 ア ルキ レ ン 基、 炭素数 1 〜 4 0 の 2 価の 含 フ ッ 素ォ キ シ ア ル キ レ ン 基、 炭素数 1 〜 4 0 の エ ー テ ル結合を含 有す る 2 価の 含 フ ッ 素 ア ルキ レ ン 基 ま た は炭素数 1 〜 4 0 の エ ー テ ル結合を含有す る 2 価の 含 フ ッ 素ォ キ シ ア ル キ レ ン 基を表わ す) で示 さ れ る 少な く と も 1 種の 官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性単量体 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル% と 、
( b - 1 ) 該 ( a — 1 ) 成分 と 共重合可能な少な く と も 1 種の エ チ レ ン 性単量体 7 0 〜 9 9 . 9 5 モ ル % と を共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体で あ る 請求の 範囲第 1 項記載の 樹脂組成物。
4. 官能基含有含 フ ッ 素エ チ レ ン性単量体 ( a — 1 ) が 式 ( 2 ) :
C H „= C F C F 2- R f 1- Y 1 ( 2 )
[式中、 Y 1は 一 C H 。O H、 一 C O O H、 カ ル ボ ン 酸 塩、 カ ソレ ボ キ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ基、 R f 1は 炭素数 1 〜 3 9 の 2 価の 含 フ ッ 素 ア ルキ レ ン基 ま た は 一 O R f" ( R f 2は炭素数 1 〜 3 9 の 2 価の 含 フ ッ 素 ァ ルキ レ ン 基 ま た は炭素数 1 〜 3 9 の エ ー テ ル結合を 含 む 2 価の 含 フ ッ 素 ァ ゾレ キ レ ン 基) を表わ す ]
で示 さ れ る 含 フ ッ 素単量体で あ る 請求の 範囲第 3 項記 載の 樹脂組成物。
5. エ チ レ ン 性単量体 ( b — 1 ) の 少 な く と も 1 種が含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性単量体で あ る 請求の 範囲第 3 項記載 の 樹脂組成物。
6. 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 1 ) が テ ト ラ フ ル ォ ロ ェ チ レ ン で あ る 請求の 範囲第 5 項記載の樹脂組成 物。
7. 含 フ ッ 素エ チ レ ン性単置体 ( b — 1 ) がテ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 8 5 〜 9 9 . 7 モ ゾレ % と 式 ( 3 ) :
C F „= C F - R ( 3 )
[ R f 2は 一 C F 。ま た は 0 R f 3 ( R f 3は 炭素数 1 〜 5 の パ ー フ ルォ ロ ア ルキ ル基) を表わ す ] で示 さ れ る 単置体 0 . 3 〜 1 5 モ ル% と の混合物で あ る 請求の 範囲第 5 項記載の樹脂組成物。
8. 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 1 ) が テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン ま た は ク ロ 口 ト リ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 4 0 〜 8 0 モ ル % と エ チ レ ン 2 0 〜 6 0 モ ル % と そ の 他 の 単量体 0 〜 1 5 モ ル % と の 混合物で あ る 請求 の 範囲第 5 項記載の 樹脂組成物。
9. 充填剤 ( B — 1 ) が カ ー ボ ン 繊維で あ る 請求の 範囲 第 2 項記載の 樹脂組成物。
10. 充填剤 ( B — 1 ) が ゥ イ ス カ ー で あ る 請求の 範囲第
2 項記載の 樹脂組成物。
11. 充填剤 ( B — 1 ) がガ ラ ス 系充填剤 で あ る 請求の 範 囲第 2 項記載の樹脂組成物。
12. 充填剤 ( B - 1 ) が劈開性を 有す る 無機充填剤で あ る 請求 の 範囲第 2 項記載の樹脂組成物。
13. 充填剤 ( B — 1 ) があ ら か じ め 不溶化 さ れた有機繊 維で あ る 請求の 範囲第 2 項記載の 樹脂組成物。
14. 充填剤 ( B — 1 ) が カ ー ボ ン 繊維で あ る 請求の 範囲 第 6 、 7 ま た は 8 項記載の樹脂組成物。
15. 充填剤 ( B — 1 ) が ホ ウ 酸 ア ル ミ ニ ウ ム ゥ イ ス カ ー で あ る 請求の 範囲第 7 ま た は 8 項記載の 橙脂組成物。
16. 充填剤 ( B — 1 ) がガ ラ ス繊維で あ る 請求の 範囲第
6 、 7 ま た は 8 項記載の樹脂組成物。
17. 充填剤 ( B — 1 ) が二硫化モ リ ブ デ ン で あ る 請求の 範囲第 6 、 7 ま た は 8 項記載の 樹脂組成物。
18. 充填剤 ( B — 1 ) がブ ロ ン ズであ る 請求の範囲第 6、 7 ま た は 8 項記載の樹脂組成物。
19. 充填剤 ( B — 1 ) が ァ ラ ミ ド繊維で あ る 請求の 範囲 第 7 ま た は 8 項記載の樹脂組成物。
20. ( A — 2 ) ヒ ド ロ キ シ ノレ基、 カ ル ボキ シ ル基 も し く は カ ル ボ ン 酸塩 も し く は カ ル ボ キ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ 基の い ずれかを有す る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単 置体の少 な く と も 1 種を 、 単量体の 全量 に対 し て 0 .
0 5 〜 3 0 モ ル%共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン性重合体 と 、
( B — 2 ) 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め 不溶化 さ れ た 有機充填剤 と 、
( C ) 側鎖 に 官能基を 含 ま な い含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重 合体 と
か ら な る 樹脂組成物で あ っ て、 該 ( A — 2 ) 成分 1 〜 5 0 重量%、 該 ( 8 — 2 ) 成分 0 . 5 〜 8 0 重量%、 該 ( C ) 成分が残部 [ た だ し 、 ( A — 2 ) と ( C ) の 合 計 は 2 0 〜 9 9 . 5 重量 % で あ り 、 か つ ( C ) ノ ( ( A — 2 ) + ( C ) ) ≥ 0 . 4 ] であ る 樹脂組成物。
21. 側鎖 に官能基を 含 ま な い含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( C ) が結晶融点 1 2 0 °C以上の 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性 重合体で あ る 請求 の 範囲第 2 0 項記載の 樹脂組成物。
22. 側鎖 に 官能基を 含 ま な い 含 フ ッ 素エ チ レ ン性重合体 ( C ) 力、' ポ リ テ ト ラ フ ノレ ォ ロ エ チ レ ン 、 テ ト ラ フ ル ォ 口 エ チ レ ン 一パ ー フ ルォ ロ (ア ルキ ル ビニ ルエ ー テ ル) 共重合体、 テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 一 へ キ サ フ ゾレ オ 口 プ ロ ピ レ ン 共重合体 ま た は エ チ レ ン ー テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 共重合体で あ る 請求の 範囲第 2 1 項記載の榭 脂組成物。
23. ( A — 3 ) ヒ ド ロ キ シ ル基、 カ ル ボキ シ ル基 も し く は カ ル ボ ン 酸塩 も し く は カ リレ ポ キ シ エ ス テ ル基 ま た は エ ポ キ シ基の い ずれかを有す る 含 フ ッ 素エ チ レ ン性単 量体の少な く と も 1 種を単量体の 全量 に対 し て 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル%共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体であ っ て、 結晶融点が 1 2 0 以上で あ る 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 と 、
( B — 3 ) 無機充填剤 ま た は あ ら か じ め 不溶化 さ れ た 有機充填剤 と
か ら な る 樹脂組成物で あ っ て、 該 ( A — 3 ) 成分 1 〜 9 9 . 5 重量%、 該 ( B - 3 ) 成分 0 . 5 〜 9 9 重量 % か ら な る 樹脂組成物を成形 し て え ら れ る 成形品 を 1 0 0 以上、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 3 ) の 結晶融点以下の 温度で熱処理 し て え ら れ る こ と を特徴 と す る 成形品。
24. 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合体 ( A — 3 ) が
( a — 2 ) 式 ( 1 ) :
X 1
I
C X 2 = C - R f - Y ( 1 )
(式 中、 Y は — C H 2O H 、 - C O O H 、 カ ル ボ ン 酸 塩 も し く は カ ル ボ キ シ エ ス テ ノレ基 ま た は エ ポ キ シ基、
X お よ び X 1は 同 じ か ま た は 異 な り 水素 原子 ま た は フ ッ 素原子、 R f は炭素数 1 〜 4 0 の 2 価 の 含 フ ッ 素 ァ ル キ レ ン基、 炭素数 1 〜 4 0 の 2 価の含 フ ッ 素ォ キ シ ア ル キ レ ン基、 炭素数 1 〜 4 0 の エ ー テ ル結合を含有 す る 2 価の 含 フ ッ 素 ア ルキ レ ン 基 ま た は炭素数 1 〜 4
0 の エ ー テ ル結合を含有す る 2 価の 含 フ ッ 素ォ キ シ ァ ル キ レ ン基を表わす)
で示 さ れ る 少な く と も 1 種の 官能基含有含 フ ッ 素ェ チ レ ン性単量体 0 . 0 5 〜 3 0 モ ル% と ( b — 2 ) ( a — 2 ) と 共重合可能な少な く と も 1 種 の エ チ レ ン性単量体 7 0 〜 9 9 . 9 5 モ ル %
と を共重合 し て え ら れ る 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体で あ る 請求の 範囲第 2 3 項記載の 成形品。
25. エ チ レ ン 性単置体 ( b — 2 ) の 少な く と も 1 種が含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体で あ る 請求 の 範囲第 2 4 項記 載の 成形品。
26. 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 2 ) がテ ト ラ フ ル ォ ロ エチ レ ン であ る 請求の範囲第 2 5 項記載の成形品。
27. 含 フ ッ 素エ チ レ ン性単置体 ( b — 2 ) が テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 8 5 〜 9 9 . 7 モ ル % と 式 ( 3 ) :
C F 2= C F - R f 2 ( 3 )
[ R は — C F nま た は O R f 3 ( R は 炭素数 1 〜 5 の パ ー フ ルォ ロ ア ル キ ル基) を表わす ]
で示 さ れ る 単量体 0 . 3 〜 1 5 モ ル % と の 混合物で あ る 請求 の 範囲第 2 5 項記載の 成形品。
28. 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性単量体 ( b — 2 ) が テ ト ラ フ ル ォ ロ エ チ レ ン 4 0 〜 8 0 モ ル % と エ チ レ ン 2 0 〜 6 0 モ ル % と そ の 他 の 単量体 0 〜 1 5 モ ル % と の 混合物で あ る 請求の 範囲第 2 5 項記載の 成形 πα
29. 充填剤 ( Β — 3 ) が カ ー ボ ン繊維で あ る 請求の 範囲 第 2 3 項記載の 成形品。
30. 充填剤 ( Β — 3 ) が ゥ イ ス カ ー で あ る 請求の 範囲第
2 3 項記載の成形品。
31. 充填剤 ( Β — 3 ) が ホ ウ 酸ア ル ミ ニ ウ ム ゥ イ ス カ ー で あ る 請求の 範囲 3 0 項記載の 成形品。
32. 充填剤 ( Β — 3 ) がガ ラ ス 系充填剤で あ る 請求の 範 囲第 2 3 項記載の成形品。
33. 充填剤 ( B — 3 ) が劈開性を有す る 無機充填剤で あ る 請求の 範囲第 2 3 項記載の 成形品。
34. 充填剤 ( B — 3 ) があ ら か じ め不溶化 さ れた有機繊 維で あ る 請求の 範囲第 2 3 項記載の 成形品。
3 5 . 請求の 範囲第 2 項記載の 樹脂組成物を成形 し て え ら れ る 成形品 を 1 0 o 。c以上、 含 フ ッ 素エ チ レ ン 性重合 体 ( A — 1 ) の 結晶融点以下の 温度で熱処理す る こ と を特徴 と す る 請求の 範囲 2 3 項記載の 成形品の製法。
36. 請求の 範囲第 6 、 7 ま た は 8 項記載の 樹脂組成物を 成形 し て え ら れ る 成形品 を 2 0 0 °C 以上、 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) の 結晶融点以下の温度で熱 処理す る こ と を特徴 と す る 請求の 範囲第 2 6 、 2 7 ま た は 2 8 項記載の 成形品の製法。
3 7. 請求の 範囲第 7 ま た は 8 項記載の 樹脂組成物を溶融 成形 し て え ら れ る 成形品 を 2 0 0 °C 以上、 含 フ ッ 素ェ チ レ ン 性重合体 ( A — 1 ) の 結晶融点以下の温度で熱 処理す る こ と を特徴 と す る 請求の 範囲第 2 7 ま た は 2 8 項記載 の 成形品 の 製法。
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