WO2023182229A1 - フルオロポリマーの製造方法および組成物 - Google Patents

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WO2023182229A1
WO2023182229A1 PCT/JP2023/010694 JP2023010694W WO2023182229A1 WO 2023182229 A1 WO2023182229 A1 WO 2023182229A1 JP 2023010694 W JP2023010694 W JP 2023010694W WO 2023182229 A1 WO2023182229 A1 WO 2023182229A1
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polymer
less
monomer
fluorine
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PCT/JP2023/010694
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French (fr)
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颯太 湯浅
丈人 加藤
義典 難波
達也 森川
光平 竹村
正樹 入江
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ダイキン工業株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/44Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F214/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen
    • C08F214/18Monomers containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F259/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of halogen containing monomers as defined in group C08F14/00
    • C08F259/08Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of halogen containing monomers as defined in group C08F14/00 on to polymers containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms

Definitions

  • the present disclosure relates to methods and compositions for producing fluoropolymers.
  • Patent Document 1 describes that by polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of a polymer (1) containing a polymerized unit (1) based on a monomer represented by the following general formula (1), A method for making a fluoropolymer is described that includes the steps of obtaining the fluoropolymer.
  • CX 2 CY(-CZ 2 -O-Rf-A) (1)
  • X is the same or different and is -H or -F
  • Y is -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group
  • Z is the same or different and is -H
  • - F is an alkyl group or a fluoroalkyl group.
  • Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or a fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms.
  • A is -COOM, - SO 3 M or -OSO 3 M (M is -H, a metal atom, -NR 7 4 , imidazolium which may have a substituent, pyridinium which may have a substituent, or a substituent)
  • R7 is H or an organic group.However, at least one of X, Y and Z contains a fluorine atom.)
  • Patent Document 2 describes a method for producing a fluoropolymer in which a fluoropolymer is obtained by polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of a polymer (1), wherein the polymer (1) has the general formula A polymer of monomer (1) represented by (1), wherein the content of dimer and trimer of monomer (1) is 1.0 mass with respect to polymer (1). % or less is described.
  • CF 2 CF-R-CZ 1 Z 2 -A 0 (1) (In the formula, R is a linking group, Z 1 and Z 2 are each independently F or CF 3 , and A 0 is an anionic group.)
  • the present disclosure aims to provide a method for producing a fluoropolymer using a polymer that is rapidly decomposed at high temperatures and is difficult to remain in the fluoropolymer.
  • a method for producing a fluoropolymer in which a fluoropolymer is obtained by polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of a polymer (I), wherein the polymer (I) has the general formula A production method containing a polymerized unit (I) based on the monomer (I) represented by (I) and a polymerized unit (II) based on the monomer (II) represented by the formula (II) provided.
  • CX 1 X 3 CX 2 R(-CZ 1 Z 2 -A 0 ) m (I)
  • X 1 and X 3 are each independently F, Cl, H or CF 3
  • X 2 is H, F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group
  • a 0 is an anion
  • R is a linking group
  • Z 1 and Z 2 are each independently H, F, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group
  • m is an integer of 1 or more.
  • CHF CHF (II)
  • the content of the polymerized unit (I) in the polymer (I) is 20 to 99 mol% with respect to the total polymerized units constituting the polymer (I), and the polymerized unit ( The content of II) is preferably 80 to 1 mol% based on the total polymerized units constituting the polymer (I).
  • the content of dimer and trimer of monomer (I) in polymer (I) is preferably 1.0% by mass or less with respect to polymer (I).
  • the content of dimer and trimer composed of monomer (I) and monomer (II) in polymer (I) is 1. It is preferably 0% by mass or less.
  • a 0 is -SO 3 M or -COOM
  • M is H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium which may have a substituent
  • R 7 is preferably pyridinium or phosphonium which may have a substituent
  • R 7 is H or an organic group.
  • Mw weight average molecular weight of the polymer (I)
  • Mw weight average molecular weight of the polymer (I)
  • the ion exchange capacity of the polymer (I) is 0.8 meq/g or more.
  • the ion exchange rate (IXR) of the polymer (I) is preferably 43 or less.
  • the fluoropolymer is polytetrafluoroethylene.
  • the fluoropolymer is fluororubber.
  • composition containing a polymer (I) and a fluoropolymer wherein the polymer (I) is a polymer based on a monomer (I) represented by the general formula (I).
  • a composition containing a unit (I) and a polymerized unit (II) based on a monomer (II) represented by general formula (II) is provided.
  • CX 1 X 3 CX 2 R(-CZ 1 Z 2 -A 0 ) m (I)
  • X 1 and X 3 are each independently F, Cl, H or CF 3
  • X 2 is H, F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group
  • a 0 is an anion
  • R is a linking group
  • Z 1 and Z 2 are each independently H, F, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group
  • m is an integer of 1 or more.
  • CHF CHF (II)
  • the fluoropolymer is polytetrafluoroethylene.
  • the fluoropolymer is preferably a fluororubber.
  • FIG. 1 is a graph showing a curve representing the change in heater temperature with respect to time in the TG-DTA analysis performed in Preparation Example 1, and a TG curve obtained in the TG-DTA analysis.
  • the fluororesin is a partially crystalline fluoropolymer and is a fluoroplastic.
  • the fluororesin has a melting point and is thermoplastic, but may be melt processable or non-melt processable.
  • melt processability means that the polymer can be melted and processed using conventional processing equipment such as extruders and injection molding machines. Therefore, melt-processable fluororesins usually have a melt flow rate of 0.01 to 500 g/10 minutes as measured by the measuring method described below.
  • fluororubber is an amorphous fluoropolymer.
  • “Amorphous” refers to the melting peak ( ⁇ H ) is 4.5 J/g or less.
  • Fluororubber exhibits elastomer properties by crosslinking. By elastomeric properties is meant the property of allowing a polymer to be stretched and to retain its original length when the force required to stretch the polymer is no longer applied.
  • partially fluorinated rubber refers to a fluoropolymer containing fluoromonomer units, with a content of perfluoromonomer units of less than 90 mol% based on the total polymerized units, and having a glass transition temperature of 20°C or less. , a fluoropolymer having a melting peak ( ⁇ H) magnitude of 4.5 J/g or less.
  • perfluororubber is a fluoropolymer in which the content of perfluoromonomer units based on the total polymerized units is 90 mol% or more, preferably 91 mol% or more, and the glass is heated to 20°C or less.
  • the concentration of fluorine atoms contained in the fluoropolymer is determined by calculating the concentration (% by mass) of fluorine atoms contained in the fluoropolymer from the type and content of each monomer constituting the fluoropolymer.
  • a perfluoromonomer is a monomer that does not contain a carbon atom-hydrogen bond in its molecule.
  • the perfluoromonomer may also be a monomer in which some of the fluorine atoms bonded to carbon atoms are replaced with chlorine atoms, and in addition to carbon atoms, nitrogen atoms and oxygen atoms. , a sulfur atom, a phosphorus atom, a boron atom, or a silicon atom.
  • the perfluoromonomer is preferably a monomer in which all hydrogen atoms are replaced with fluorine atoms.
  • the above perfluoromonomer does not include a monomer that provides a crosslinking site.
  • the monomer that provides a crosslinking site is a monomer (cure site monomer) that has a crosslinking group that provides a fluoropolymer with a crosslinking site for forming crosslinks with a curing agent.
  • polytetrafluoroethylene is preferably a fluoropolymer having a content of tetrafluoroethylene units of 99 mol% or more based on all polymerized units.
  • both the fluororesin (excluding polytetrafluoroethylene) and the fluororubber are preferably fluoropolymers in which the content of tetrafluoroethylene relative to the total polymerized units is less than 99 mol%.
  • the content of each monomer constituting the fluoropolymer can be calculated by appropriately combining NMR, FT-IR, elemental analysis, and fluorescent X-ray analysis depending on the type of monomer.
  • organic group means a group containing one or more carbon atoms or a group formed by removing one hydrogen atom from an organic compound.
  • Examples of the “organic group” are: an alkyl group that may have one or more substituents, Alkenyl group optionally having one or more substituents, an alkynyl group which may have one or more substituents, cycloalkyl group optionally having one or more substituents, Cycloalkenyl group optionally having one or more substituents, Cycloalkadienyl group optionally having one or more substituents, an aryl group which may have one or more substituents, an aralkyl group which may have one or more substituents, a non-aromatic heterocyclic group which may have one or more substituents, a heteroaryl group optionally having one or more substituents, cyano group, formyl group, RaO-, RaCO-, RaSO 2 ⁇ , RaCOO-, RaNRaCO-, RaCON
  • substituteduent means a substitutable group.
  • substitutable group examples include aliphatic groups, aromatic groups, heterocyclic groups, acyl groups, acyloxy groups, acylamino groups, aliphatic oxy groups, aromatic oxy groups, heterocyclic oxy groups, and aliphatic oxycarbonyl groups.
  • the above aliphatic group may be saturated or unsaturated, and may also be a hydroxy group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, or an aliphatic amino group. , an acylamino group, a carbamoylamino group, etc.
  • the aliphatic group include an alkyl group having a total of 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a vinyl group, a cyclohexyl group, and a carbamoylmethyl group.
  • the above aromatic group includes, for example, a nitro group, a halogen atom, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, etc. You may do so.
  • the above-mentioned aromatic group includes an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms in total, such as a phenyl group, 4-nitrophenyl group, 4-acetylaminophenyl group, 4-methanesulfonylphenyl group. Examples include.
  • the above heterocyclic group has a halogen atom, hydroxy group, aliphatic oxy group, carbamoyl group, aliphatic oxycarbonyl group, aliphatic thio group, amino group, aliphatic amino group, acylamino group, carbamoylamino group, etc. It's okay.
  • Examples of the above-mentioned heterocyclic group include a 5- to 6-membered heterocycle having a total of 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms, such as a 2-tetrahydrofuryl group and a 2-pyrimidyl group.
  • the above acyl group includes an aliphatic carbonyl group, an arylcarbonyl group, a heterocyclic carbonyl group, a hydroxy group, a halogen atom, an aromatic group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, and an amino group. , an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, etc.
  • acyl group examples include acyl groups having a total of 2 to 8 carbon atoms, preferably 2 to 4 carbon atoms, such as an acetyl group, a propanoyl group, a benzoyl group, and a 3-pyridinecarbonyl group.
  • the above acylamino group may have an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, etc., and includes, for example, an acetylamino group, a benzoylamino group, a 2-pyridinecarbonylamino group, a propanoylamino group, etc. You can leave it there.
  • the above-mentioned acylamino group includes an acylamino group having a total of 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms, an alkylcarbonylamino group having a total of 2 to 8 carbon atoms, such as an acetylamino group, a benzoylamino group, and a 2-pyridinecarbonylamino group. group, propanoylamino group, etc.
  • the aliphatic oxycarbonyl group may be saturated or unsaturated, and may also be a hydroxy group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic oxycarbonyl group, or an aliphatic oxycarbonyl group. It may have an amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, etc.
  • Examples of the aliphatic oxycarbonyl group include alkoxycarbonyl groups having a total of 2 to 8 carbon atoms, preferably 2 to 4 carbon atoms, such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and a (t)-butoxycarbonyl group.
  • the above carbamoyl group may have an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, etc.
  • the above-mentioned carbamoyl group includes an unsubstituted carbamoyl group, an alkylcarbamoyl group having a total of 2 to 9 carbon atoms, preferably an unsubstituted carbamoyl group, an alkylcarbamoyl group having a total of 2 to 5 carbon atoms, such as an N-methylcarbamoyl group, Examples include N,N-dimethylcarbamoyl group and N-phenylcarbamoyl group.
  • the aliphatic sulfonyl group may be saturated or unsaturated, and may also be a hydroxy group, aromatic group, aliphatic oxy group, carbamoyl group, aliphatic oxycarbonyl group, aliphatic thio group, or amino group. , an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, etc.
  • Examples of the aliphatic sulfonyl group include alkylsulfonyl groups having a total of 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 4 carbon atoms, such as a methanesulfonyl group.
  • the above aromatic sulfonyl group includes a hydroxy group, an aliphatic group, an aliphatic oxy group, a carbamoyl group, an aliphatic oxycarbonyl group, an aliphatic thio group, an amino group, an aliphatic amino group, an acylamino group, a carbamoylamino group, etc. You may do so.
  • Examples of the aromatic sulfonyl group include arylsulfonyl groups having 6 to 10 carbon atoms in total, such as benzenesulfonyl groups.
  • the above amino group may have an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, etc.
  • the above acylamino group may have, for example, an acetylamino group, a benzoylamino group, a 2-pyridinecarbonylamino group, a propanoylamino group, or the like.
  • the above-mentioned acylamino group includes an acylamino group having a total of 2 to 12 carbon atoms, preferably a total of 2 to 8 carbon atoms, more preferably an alkylcarbonylamino group having a total of 2 to 8 carbon atoms, such as an acetylamino group, a benzoylamino group, and a benzoylamino group. group, 2-pyridinecarbonylamino group, propanoylamino group, etc.
  • the aliphatic sulfonamide group, aromatic sulfonamide group, and heterocyclic sulfonamide group may be, for example, a methanesulfonamide group, a benzenesulfonamide group, a 2-pyridine sulfonamide group, or the like.
  • the sulfamoyl group may have an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, etc.
  • the above-mentioned sulfamoyl group includes a sulfamoyl group, an alkylsulfamoyl group having a total of 1 to 9 carbon atoms, a dialkylsulfamoyl group having a total of 2 to 10 carbon atoms, and an arylsulfamoyl group having a total of 7 to 13 carbon atoms.
  • a heterocyclic sulfamoyl group having a total of 2 to 12 carbon atoms more preferably a sulfamoyl group, an alkylsulfamoyl group having a total of 1 to 7 carbon atoms, a dialkylsulfamoyl group having a total of 3 to 6 carbon atoms, a total carbon Arylsulfamoyl group having 6 to 11 atoms, heterocyclic sulfamoyl group having 2 to 10 total carbon atoms, such as sulfamoyl group, methylsulfamoyl group, N,N-dimethylsulfamoyl group, phenylsulfamoyl group group, 4-pyridine sulfamoyl group, and the like.
  • the above aliphatic oxy group may be saturated or unsaturated, and may also have a methoxy group, ethoxy group, i-propyloxy group, cyclohexyloxy group, methoxyethoxy group, etc.
  • Examples of the aliphatic oxy group include alkoxy groups having a total of 1 to 8 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy, i-propyloxy, cyclohexyloxy, and methoxyethoxy groups.
  • the above aromatic amino group and heterocyclic amino group are an aliphatic group, an aliphatic oxy group, a halogen atom, a carbamoyl group, a heterocyclic group condensed with the aryl group, an aliphatic oxycarbonyl group, preferably a total number of carbon atoms.
  • the aliphatic thio group may be saturated or unsaturated, and may be an alkylthio group having a total number of carbon atoms of 1 to 8, more preferably 1 to 6, such as a methylthio group or an ethylthio group. , carbamoylmethylthio group, t-butylthio group, etc.
  • the above carbamoylamino group may have an aliphatic group, an aryl group, a heterocyclic group, etc.
  • the above carbamoylamino group includes a carbamoylamino group, an alkylcarbamoylamino group having a total of 2 to 9 carbon atoms, a dialkylcarbamoylamino group having a total of 3 to 10 carbon atoms, an arylcarbamoylamino group having a total of 7 to 13 carbon atoms, A heterocyclic carbamoylamino group having a total number of carbon atoms of 3 to 12, preferably a carbamoylamino group, an alkylcarbamoylamino group having a total of 2 to 7 carbon atoms, a dialkylcarbamoylamino group having a total of 3 to 6 carbon atoms, a total number of carbon atoms Arylcarbamoylamino group having 7 to 11 carbon
  • ranges represented by endpoints include all numbers subsumed within that range (e.g., 1 to 10 includes 1.4, 1.9, 2.33, 5.75, 9 .98 etc.).
  • the expression "at least 1" includes all numerical values greater than or equal to 1 (for example, at least 2, at least 4, at least 6, at least 8, at least 10, at least 25, at least 50, at least 100, etc.) .
  • the production method of the present disclosure is a fluoropolymer production method in which a fluoropolymer is obtained by polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of polymer (I).
  • the polymer (I) includes a polymer unit (I) based on the monomer (I) represented by the general formula (I), and a polymer unit (I) based on the monomer (II) represented by the formula (II). It is a polymer containing (II).
  • polymer (I) has the property of being rapidly decomposed when heated above its decomposition temperature. Since the production method of the present disclosure involves polymerizing the fluoromonomer in the presence of the polymer (I), the polymer (I) remains in the obtained fluoropolymer. By heating, the polymer (I) in the fluoropolymer is rapidly decomposed, and a highly pure fluoropolymer can be obtained. That is, according to the production method of the present disclosure, a highly pure fluoropolymer can be produced extremely easily.
  • Polymer (I) contains polymerized units (I) and polymerized units (II).
  • the polymerized unit (I) is a polymerized unit based on the monomer (I) represented by the general formula (I).
  • CX 1 X 3 CX 2 R(-CZ 1 Z 2 -A 0 ) m (I)
  • X 1 and X 3 are each independently F, Cl, H or CF 3
  • X 2 is H, F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group
  • a 0 is an anion
  • R is a linking group
  • Z 1 and Z 2 are each independently H, F, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group
  • m is an integer of 1 or more.
  • polymerized unit (II) is a polymerized unit based on the monomer (II) represented by the formula (II).
  • CHF CHF (II)
  • anionic groups include anionic groups such as sulfate groups and carboxylate groups, as well as functional groups that provide anionic groups such as acid groups such as -COOH and acid bases such as -COONH4 .
  • anionic group include a sulfate group, a carboxylate group, a phosphate group, a phosphonate group, a sulfonate group, or -C(CF 3 ) 2 OM (wherein M is -H, a metal atom, -NR 7 4 , Imidazolium which may have a substituent, pyridinium which may have a substituent or phosphonium which may have a substituent, and R 7 is H or an organic group) is preferred. .
  • the polymer (I) can contain one or more monomers as the monomer (I) represented by the general formula (I).
  • R is a linking group.
  • a "linking group” is a (m+1)-valent linking group, and when m is 1, it is a divalent linking group.
  • the linking group may be a single bond and preferably contains at least one carbon atom, and the number of carbon atoms may be 2 or more, 4 or more, or 8 or more. , may be 10 or more, or may be 20 or more.
  • the upper limit is not limited, but may be, for example, 100 or less, or 50 or less.
  • the linking group may be linear or branched, cyclic or acyclic structure, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, optionally containing one or more members selected from the group consisting of sulfur, oxygen, and nitrogen. It may contain heteroatoms and optionally one or more functional groups selected from the group consisting of esters, amides, sulfonamides, carbonyls, carbonates, urethanes, ureas and carbamates.
  • the linking group does not contain a carbon atom and may be a catenary heteroatom such as oxygen, sulfur or nitrogen.
  • n is an integer of 1 or more, preferably 1 or 2, more preferably 1.
  • Z 1 , Z 2 and A 0 may be the same or different.
  • R is preferably a catenary heteroatom such as oxygen, sulfur, or nitrogen, or a divalent organic group.
  • R When R is a divalent organic group, the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be replaced with a halogen other than fluorine, such as chlorine, and may or may not contain a double bond. Further, R may be either chain or branched, and may be cyclic or acyclic. Further, R may include a functional group (eg, ester, ether, ketone (keto group), amine, halide, etc.).
  • a functional group eg, ester, ether, ketone (keto group), amine, halide, etc.
  • R may also be a non-fluorine divalent organic group, or a partially fluorinated or perfluorinated divalent organic group.
  • R is, for example, a hydrocarbon group in which a fluorine atom is not bonded to a carbon atom, a hydrocarbon group in which some of the hydrogen atoms bonded to a carbon atom are replaced with a fluorine atom, or a hydrogen atom bonded to a carbon atom. All of them may be hydrocarbon groups substituted with fluorine atoms, and these may contain oxygen atoms, double bonds, or functional groups.
  • R is preferably a hydrocarbon group having 1 to 100 carbon atoms which may contain an ether bond or a keto group, and the hydrocarbon group is such that some or all of the hydrogen atoms bonded to carbon atoms are fluorine. May be replaced.
  • R is preferably -(CH 2 ) a -, -(CF 2 ) a -, -(CF 2 ) a -O-, -O-(CF 2 ) a -, -(CF 2 ) a -O- (CF 2 ) b -, -O(CF 2 ) a -O-(CF 2 ) b -, -(CF 2 ) a -[O-(CF 2 ) b ] c -, -O(CF 2 ) a -[O-(CF 2 ) b ] c -, -[(CF 2 ) a -O] b -[(CF 2 ) c -O] d -, -O[(CF 2 ) a -O] b , -O[(CF 2 ) a -O] b , -O[(CF 2 ) a -O] b -[(
  • a, b, c and d are independently at least 1 or more.
  • a, b, c and d may independently be 2 or more, 3 or more, 4 or more, 10 or more, 20 or more.
  • the upper limit of a, b, c and d is, for example, 100.
  • R is more preferably -O-CF 2 -, -O- CF 2 CF 2 -, -O-CF 2 CF 2 -O-, -O-CF 2 CF 2 CF 2 -, -O-CF 2 CF 2 -O-, -O-CF 2 CF (CF 3 ) -O-, -O-CF 2 CF 2 -O-CF (CF 3 ) CF 2 -O-, -O-CF 2 CF (CF 3 ) At least one selected from -O-CF 2 CF 2 -O- and -O-CF 2 CF(CF 3 )-O-CF 2 -.
  • R general formula (r1): -CF 2 -O-(CX 6 2 ) e - ⁇ O-CF(CF 3 ) ⁇ f -(O) g - (r1) (wherein each X 6 is independently H, F or CF 3 , e is an integer from 0 to 3, f is an integer from 0 to 3, and g is 0 or 1)
  • a divalent group represented by the general formula (r2) is preferable, and has the general formula (r2): -CF 2 -O-(CX 7 2 ) e -(O) g - (r2)
  • a divalent group represented by (wherein X 7 is each independently H, F or CF 3 , e is an integer from 0 to 3, and g is 0 or 1) is more preferred.
  • R examples suitable for R include -CF 2 -O-, -CF 2 -O-CF 2 -, -CF 2 -O-CH 2 -, -CF 2 -O - CH 2 CF 2 - , -O -CF 2 -, -O-CF 2 CF 2 -, -O-CF 2 CF 2 CF 2 -, -O-CF 2 CF 2 CF 2 -, -O-CF 2 CF (CF 3 ) -O -CF 2 -, -O-CF 2 CF (CF 3 ) -O-CF 2 CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CH 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 CH 2 -, -CF 2 -O-CF (CF 3 )-, -CF 2 -O-CF (CF 3 )CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CH
  • R is preferably a perfluoroalkylene group which may contain an oxygen atom, and specifically, -CF 2 -O-, -CF 2 -O-CF 2 -, -O-CF 2 -, - O-CF 2 CF 2 -, -O-CF 2 CF (CF 3 )-O-CF 2 -, -O-CF 2 CF (CF 3 )-O-CF 2 CF 2 -, -CF 2 -O- CF 2 CF 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF(CF 3 )CF 2 -, or -CF 2 -O-CF(CF 3 )CF 2 - O- is preferred.
  • -R-CZ 1 Z 2 - in general formula (I) is represented by general formula (s1): -CF 2 -O-(CX 6 2 ) e - ⁇ O-CF(CF 3 ) ⁇ f -(O) g -CZ 1 Z 2 - (s1) (wherein, X 6 is each independently H, F or CF 3 , e is an integer from 0 to 3, f is an integer from 0 to 3, g is 0 or 1, and Z 1 and Z 2 are each independently H, F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group), and in formula (s1), Z 1 and Z 2 are F or CF 3 More preferably, one is F and the other is CF3 .
  • -R-CZ 1 Z 2 - can be represented by general formula (s2): -CF 2 -O-(CX 7 2 ) e -(O) g -CZ 1 Z 2 - (s2) (wherein, X 7 is each independently H, F or CF 3 , e is an integer from 0 to 3, g is 0 or 1, and Z 1 and Z 2 are each independently, H, F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group), and in formula (s2), Z 1 and Z 2 are more preferably F or CF 3 , one is F and the other is CF More preferably, it is 3 .
  • -R-CZ 1 Z 2 - in general formula (I) includes -CF 2 -O-CF 2 -, -O-CF 2 CF 2 -, -O-CF 2 CF 2 CF 2 -, -O- CF 2 CF 2 CF 2 -, -O-CF 2 CF (CF 3 )-O-CF 2 -, -O-CF 2 CF (CF 3 )-O-CF 2 CF 2 -, -O-CF 2 CF(CF 3 )-O-CF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-C(CF 3 ) 2 -, -CF 2 -O- CF 2 -CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 -CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF 2 -C(CF 3 ) 2
  • the anionic group (A 0 ) is -SO 2 M, -SO 3 M, -OSO 3 M, -COOM, -SO 2 NR'CH 2 COOM, -CH 2 OP(O)(OM) 2 , [- CH2O ] 2P (O)(OM), -CH2CH2OP (O ) (OM) 2 , [-CH2CH2O] 2P ( O ) (OM ) , -CH2CH2OSO 3 M, -P(O)(OM) 2 , -SO 2 NR'CH 2 CH 2 OP(O)(OM) 2 , [-SO 2 NR'CH 2 CH 2 O] 2 P(O)(OM ), -CH 2 OSO 3 M, -SO 2 NR'CH 2 CH 2 OSO 3 M, or -C(CF 3 ) 2 OM.
  • -SO 3 M, -OSO 3 M, -COOM, -P(O)(OM) 2 or -C(CF 3 ) 2 OM are preferred, and -COOM, -SO 3 M, -OSO 3 M, -P(O)(OM) 2 or -C(CF 3 ) 2 OM is more preferred, -SO 3 M, -COOM or -P(O)(OM) 2 is even more preferred, -SO 3 M or -COOM is particularly preferred.
  • M is H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium which may have a substituent, pyridinium which may have a substituent, or phosphonium which may have a substituent, and R 7 is H or an organic group.
  • metal atom examples include alkali metals (Group 1), alkaline earth metals (Group 2), and Na, K, or Li are preferred.
  • M is preferably -H, a metal atom or NR 7 4 , more preferably -H, an alkali metal (group 1), an alkaline earth metal (group 2) or NR 7 4 , -H, -Na, -K , -Li or NH 4 are even more preferred, -H, -Na, -K or NH 4 are even more preferred, and -H, -Na or NH 4 are particularly preferred.
  • each polymerized unit (I) may have different anionic groups or the same anionic group.
  • monomer (I) is a monomer represented by general formula (Ia). It is also preferable that the polymer (I) is a polymer containing a polymerized unit (Ia) based on a monomer represented by the general formula (Ia).
  • CF 2 CF-O-Rf 0 -A 0 (Ia)
  • a 0 is an anionic group
  • Rf 0 is perfluorinated, linear or branched, cyclic or acyclic structure, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted
  • a perfluorinated divalent linking group optionally containing one or more heteroatoms selected from the group consisting of sulfur, oxygen, and nitrogen).
  • monomer (I) is a monomer represented by general formula (Ib). It is also preferable that the polymer (I) is a polymer containing a polymerized unit (Ib) based on a monomer represented by the general formula (Ib).
  • CH 2 CH-O-Rf 0 -A 0 (Ib) (wherein A 0 is an anionic group and Rf 0 is a perfluorinated divalent linking group as defined by Formula Ia.)
  • a 0 is a sulfate group.
  • a 0 is, for example, -CH 2 OSO 3 M, -CH 2 CH 2 OSO 3 M, or -SO 2 NR'CH 2 CH 2 OSO 3 M, where R' is H or the number of carbon atoms It is an alkyl group of 1 to 4, and M is the same as above.
  • a 0 is a sulfonate group.
  • a 0 is, for example, -SO 3 M, where M is the same as above.
  • M is the same as above.
  • a 0 is a carboxylate group.
  • a 0 is, for example, COOM or SO 2 NR'CH 2 COOM, where R' is H or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and M is the same as above.
  • a 0 is a phosphate group.
  • a 0 include -CH 2 OP(O)(OM) 2 , [-CH 2 O] 2 P(O)(OM), -CH 2 CH 2 OP(O)(OM) 2 , [- CH2CH2O ] 2P (O ) (OM), [ -SO2NR'CH2CH2O ] 2P (O) ( OM ) or SO2NR'CH2CH2OP ( O)(OM ) 2
  • R' is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • M is the same as above.
  • a 0 is a phosphonate group.
  • Monomer (I) is preferably monomer (1) represented by general formula (1).
  • the polymer (I) is preferably a polymer (1) containing, as the polymer unit (I), a polymer unit (1) based on the monomer (1) represented by the general formula (1).
  • CX 2 CY(-CZ 2 -O-Rf-A) (1) (In the formula, X is the same or different and is H or F, Y is H, F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group, and Z is the same or different and is H, F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group.
  • Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkylene group having an ether bond and having 2 to 100 carbon atoms.
  • A is -COOM, -SO 3 M, -OSO 3 M or -C(CF 3 ) 2 OM (M is H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium which may have a substituent, pyridinium which may have a substituent, or a substituent)
  • R7 is H or an organic group.However, at least one of X, Y and Z contains a fluorine atom.)
  • the above-mentioned fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and having an ether bond is an alkylene group that does not have a structure in which an oxygen atom is the terminal, but contains an ether bond between carbon atoms.
  • X is H or F. Both of X may be F, or at least one of them may be H. For example, one may be F and the other H, or both may be H.
  • Y is H, F, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group.
  • the above-mentioned alkyl group is an alkyl group that does not contain a fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • the above Y is preferably H, F or CF3 , and more preferably F.
  • Z's are the same or different and are H, F, an alkyl group or a fluoroalkyl group.
  • the above alkyl group is an alkyl group that does not contain a fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • the above Z is preferably H, F or CF3 , and more preferably F.
  • At least one of the above X, Y and Z contains a fluorine atom.
  • X may be H and Y and Z may be F.
  • Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or a fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and having an ether bond.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group is preferably 2 or more.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, even more preferably 10 or less, particularly preferably 6 or less, and most preferably 3 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkylene groups include -CF 2 - , -CH 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 -, -CF 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 - , -CF 2 CF 2 CH 2 -, -CF(CF 3 )-, -CF(CF 3 )CF 2 -, -CF(CF 3 )CH 2 -, and the like.
  • the fluorine-containing alkylene group is preferably a perfluoroalkylene group.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group having an ether bond is preferably 3 or more.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group having an ether bond is preferably 60 or less, more preferably 30 or less, even more preferably 12 or less, particularly preferably 9 or less, and most preferably 6 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkylene group having an ether bond has the general formula: (In the formula, Z 1 is F or CF 3 ; Z 2 and Z 3 are each H or F; Z 4 is H, F or CF 3 ; p1+q1+r1 is an integer from 1 to 10; s1 is 0 or 1; t1 is 0 A divalent group represented by an integer of 5 to 5 is also preferable.
  • the fluorine-containing alkylene group having an ether bond includes -CF 2 CF (CF 3 )OCF 2 CF 2 -, -CF (CF 3 )CF 2 -O-CF (CF 3 )-, -(CF (CF 3 )CF 2 -O) n -CF(CF 3 )- (in the formula, n is an integer from 1 to 10), -CF(CF 3 )CF 2 -O-CF(CF 3 )CH 2 -, -(CF(CF 3 )CF 2 -O) n -CF(CF 3 )CH 2 - (in the formula, n is an integer from 1 to 10), -CH 2 CF 2 CF 2 O-CH 2 CF 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 O-CF 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 O-CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 O-CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2
  • A is -COOM, -SO 3 M, -OSO 3 M or -C(CF 3 ) 2 OM
  • M is H, a metal atom, NR 7 4 , or has a substituent.
  • R 7 is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or a C 1-4 organic group, and even more preferably H or a C 1-4 alkyl group.
  • metal atom examples include alkali metals (Group 1), alkaline earth metals (Group 2), and Na, K, or Li are preferred.
  • M is preferably H, a metal atom or NR 7 4 , more preferably H, an alkali metal (group 1), an alkaline earth metal (group 2) or NR 7 4 , H, Na, K, Li or NH 4 are even more preferred, H, Na, K or NH4 are even more preferred, and H, Na or NH4 are particularly preferred.
  • A is preferably -COOM or -SO 3 M.
  • n5 is preferably 0 or an integer from 1 to 5, more preferably 0, 1 or 2, from the viewpoint of obtaining particles with a small primary particle diameter. or 1 is more preferable.
  • Monomer (1) is preferably a monomer represented by general formula (1A).
  • the polymerized unit (1) is preferably a polymerized unit (1A) based on a monomer represented by general formula (1A).
  • CH 2 CF(-CF 2 -O-Rf-A) (1A) (In the formula, Rf and A are the same as above.)
  • the monomer represented by formula (1A) has the general formula
  • Z 1 is F or CF 3 ;
  • Z 2 and Z 3 are each H or F;
  • Z 4 is H, F or CF 3 ;
  • p1+q1+r1 is an integer from 0 to 10;
  • s1 is 0 or 1;
  • t1 is 0
  • monomers represented by an integer of ⁇ 5 provided that when Z 3 and Z 4 are both H, p1+q1+r1+s1 is not 0; A is the same as defined above). More specifically,
  • examples of the monomer represented by general formula (1) include monomers represented by the following formula.
  • CF 2 CFCF 2 -O-Rf-A (In the formula, Rf and A are the same as above)
  • monomer (I) is monomer (2) represented by general formula (2). It is also preferable that the polymer (I) is a polymer (2) containing, as the polymer unit (I), a polymer unit (2) based on the monomer (2) represented by the general formula (2).
  • CX 2 CY(-O-Rf-A) (2) (In the formula, X is the same or different and is H or F, Y is H, F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group, and Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or a carbon It is a fluorine-containing alkylene group having several 2 to 100 ether bonds or keto groups.A is the same as above.)
  • X is H or F. Both of X may be F, or at least one of them may be H. For example, one may be F and the other H, or both may be H.
  • Y is H, F, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group.
  • the alkyl group is an alkyl group that does not contain a fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • the fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • As Y, H, F or CF3 is preferable, and F is more preferable.
  • At least one of the above X and Y preferably contains a fluorine atom.
  • X may be H and Y and Z may be F.
  • Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, a fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms, or a fluorine-containing alkylene group having a keto group having 2 to 100 carbon atoms. It is an alkylene group. Note that the above-mentioned fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms is an alkylene group that does not include a structure in which an oxygen atom is the terminal, but includes an ether bond between carbon atoms.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group of Rf is preferably 2 or more. Further, it is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, even more preferably 10 or less, and particularly preferably 5 or less.
  • Examples of the fluorine-containing alkylene group include -CF 2 -, -CH 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 -, -CF 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 CH 2 -, -CF(CF 3 )-, -CF(CF 3 )CF 2 -, -CF(CF 3 )CH 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 -, CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 - and the like.
  • the fluorine-containing alkylene group is preferably a perfluoroalkylene group, more preferably an unbranched linear perfluoroalkylene group.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group having an ether bond is preferably 3 or more.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group having an ether bond is preferably 60 or less, more preferably 30 or less, even more preferably 12 or less, and particularly preferably 5 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkylene group having an ether bond has, for example, the general formula: (In the formula, Z 1 is F or CF 3 ; Z 2 and Z 3 are each H or F; Z 4 is H, F or CF 3 ; p1+q1+r1 is an integer from 1 to 10; s1 is 0 or 1; t1 is 0 A divalent group represented by an integer of 5 to 5 is also preferable.
  • the fluorine-containing alkylene group having an ether bond includes -CF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 -, -CF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 -, -CF 2 CF (CF 3 ) OCF 2 CF 2 CF 2 -, -CF(CF 3 )CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -(CF(CF 3 )CF 2 -O) n -CF(CF 3 )- (wherein, n is an integer from 1 to 10), -CF(CF 3 )CF 2 -O-CF(CF 3 )CH 2 -, -(CF(CF 3 )CF 2 -O) n -CF(CF 3 )CH 2 - (In the formula, n is an integer from 1 to 10), -CH 2 CF 2 CF 2 O-CH 2 CF 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 O-CF 2 -, -CF 2 CF (CF
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group having a keto group is preferably 3 or more.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group having a keto group is preferably 60 or less, more preferably 30 or less, even more preferably 12 or less, and particularly preferably 5 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkylene group having a keto group includes -CF 2 CF (CF 3 )CO-CF 2 -, -CF 2 CF (CF 3 )CO-CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF ( CF 3 )CO—CF 2 CF 2 CF 2 —, —CF 2 CF (CF 3 )CO—CF 2 CF 2 CF 2 —, and the like.
  • the fluorine-containing alkylene group having a keto group is preferably a perfluoroalkylene group.
  • monomer (2) may be a hydrate.
  • fluorine-containing alkylene group in which water is added to a keto group include -CF 2 CF (CF 3 )C(OH) 2 -CF 2 -, -CF 2 CF (CF 3 )C(OH) 2 -CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF(CF 3 )C(OH) 2 -CF 2 CF 2 CF 2 -, -CF 2 CF(CF 3 )C(OH) 2 -CF 2 CF 2 CF 2 -, etc. It will be done.
  • Monomers represented by general formula (2) are monomers represented by general formulas (2a), (2b), (2c), (2d), (2e), (2f) and (2g). At least one selected from the group consisting of is preferred.
  • CF 2 CF-O-(CF 2 ) n1 -A (2a) (In the formula, n1 represents an integer from 1 to 10, and A is the same as above.)
  • CF 2 CF-O-(CF 2 C(CF 3 )F) n2 -A (2b) (In the formula, n2 represents an integer from 1 to 5, and A is the same as defined above.)
  • CF 2 CF-O-(CFX 1 ) n3 -A (2c) (In the formula, X 1 represents F or CF 3 , n3 represents an integer from 1 to 10, and A is the same as defined above.)
  • CF 2 CF-O-(CF 2 CFX 1 O) n4 -(CF 2 ) n6 -A (2d) (In the formula,
  • CF 2 CF[OCF 2 CF(CF 3 )] n9 O(CF 2 ) n10 O[CF(CF 3 )CF 2 O] n11 CF(CF 3 )-A (2g)
  • n9 represents an integer from 0 to 5
  • n10 represents an integer from 1 to 8
  • n11 represents an integer from 0 to 5.
  • A is the same as defined above.
  • n1 is preferably an integer of 5 or less, more preferably an integer of 2 or less.
  • n2 is preferably an integer of 3 or less in terms of dispersion stability of the resulting composition.
  • n3 is preferably an integer of 5 or less in terms of water solubility
  • the above A is preferably -COOM
  • the above M is H, Na or NH 4 is preferred.
  • X 1 is preferably -CF 3 from the viewpoint of dispersion stability of the composition
  • n 4 is preferably an integer of 5 or less from the viewpoint of water solubility
  • A is , -COOM
  • M is preferably H, Na or NH4 .
  • n5 is preferably an integer of 5 or less in terms of water solubility
  • A is preferably -COOM
  • M is preferably H or NH 4 .
  • n7 is preferably an integer of 5 or less in terms of water solubility
  • A is preferably -COOM or -SO 3 M, more preferably -COOM.
  • M is H, Na, K or NH4 .
  • n9 is preferably an integer of 3 or less in terms of water solubility
  • n10 is preferably an integer of 3 or less
  • n11 is preferably an integer of 3 or less
  • A is preferably -COOM or -SO 3 M, more preferably -COOM.
  • M is H, Na, K or NH4 .
  • monomer (I) is monomer (3) represented by general formula (3). It is also preferable that the polymer (I) is a polymer (3) containing, as the polymer unit (I), a polymer unit (3) based on the monomer (3) represented by the general formula (3).
  • CX 2 CY(-Rf-A) (3) (wherein, X is the same or different and is -H or F, Y is -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group, Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, Alternatively, it is a fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and having an ether bond. A is the same as above.)
  • the fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and having an ether bond is an alkylene group that does not include a structure in which an oxygen atom is the terminal, but contains an ether bond between carbon atoms.
  • Rf is preferably a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms. In general formula (3), it is preferable that at least one of X and Y contains a fluorine atom.
  • A is preferably -SO 3 M or COOM
  • M is H
  • a metal atom NR 7 4
  • imidazolium which may have a substituent
  • a substituted Pyridinium which may have a group or phosphonium which may have a substituent is preferable.
  • R 7 represents H or an organic group.
  • n1 is preferably an integer of 5 or less, more preferably an integer of 2 or less.
  • A is preferably -COOM and M is preferably H or NH4 .
  • n2 is preferably an integer of 3 or less from the viewpoint of dispersion stability of the resulting composition
  • A is preferably -COOM
  • M is H or NH 4 It is preferable that
  • monomer (I) is at least one selected from the group consisting of monomers represented by general formula (4a) and general formula (4b).
  • Polymer (I) is a polymer containing a polymer unit (4) based on at least one monomer selected from the group consisting of monomers represented by general formula (4a) and general formula (4b). (4) is also preferable.
  • CF 2 CF-CF 2 -O-Q F1 -CF(-Q F2 -CZ 1 Z 2 -A) 2 (4a)
  • Q F1 and Q F2 are the same or different, a single bond, a fluorine-containing alkylene group which may contain an ether bond between carbon atoms, or a carbon It is a fluorine-containing oxyalkylene group that may contain an ether bond between carbon atoms
  • CF 2 CF-O-Q F1 -CF(-Q F2 -CZ 1 Z 2 -A) 2 (4b) (In the formula, Z 1 , Z 2 , A, Q F1 and Q F2 are the same as defined above)
  • Monomer (I) is preferably selected from the group consisting of monomer (1), monomer (2) and monomer (3), since it is possible to obtain polymer (I) with even better water solubility. At least one selected from the group consisting of monomer (1) and monomer (2) is preferable, at least one selected from the group consisting of monomer (1) and monomer (2) is more preferable, and monomer (2) is even more preferable. ) is even more preferred.
  • the polymer (I) at least one selected from the group consisting of polymer (1), polymer (2), and polymer (3) is preferable because it can have better water solubility; At least one selected from the group consisting of (1) and polymer (2) is more preferred, and polymer (2) is even more preferred.
  • the polymer (I) may be a copolymer consisting only of the polymerized unit (I) and the polymerized unit (II), or a copolymer consisting of the polymerized unit (I) and the polymerized unit (II), and the monomer (I). It may also be a copolymer containing monomer (II) and a polymerized unit based on another copolymerizable monomer.
  • the polymerized units (I) may be the same or different in each occurrence, and the polymer (I) is a polymerized unit based on two or more different monomers (I) represented by the general formula (I). (I) may be included.
  • the polymerized unit based on the other monomer is preferably a polymerized unit based on tetrafluoroethylene.
  • the polymerized units based on the above other monomers may be the same or different in each occurrence, and the polymer (I) may contain polymerized units based on two or more different other monomers. good.
  • Rf 3 is a monomer represented by a fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms. .
  • CH 2 CFCF 2 -O-Rf 3
  • CF 2 CF-O-Rf 3
  • CF 2 CFCF 2 -O-Rf 3
  • CF 2 CF-Rf 3
  • Rf 4 is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms
  • the body is also mentioned.
  • the above Rf 4 groups are:
  • Rf 5 is a fluorine-containing alkyl group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkyl group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms).
  • e6 is an integer of 1 to 10).
  • Examples include.
  • Examples include monomers such as.
  • the lower limit of the content of the polymerized unit (I) in the polymer (I) is 20 mol% in order of increasing preference based on the total polymerized units constituting the polymer (I), since the water solubility is further improved.
  • the content is 40 mol% or more, 45 mol% or more.
  • the upper limit of the content of the polymerized unit (I) in the polymer (I) is 99 mol based on the total polymerized units constituting the polymer (I) in order of increasing the decomposition initiation temperature. % or less, 90 mol% or less, 80 mol% or less.
  • the lower limit of the content of the polymerized unit (II) in the polymer (I) is 1 mol based on the total polymerized units constituting the polymer (I) in order of increasing preference since the decomposition initiation temperature becomes higher. % or more, 10 mol% or more, 20 mol% or more.
  • the upper limit of the content of the polymerized unit (I) in the polymer (I) is 80 mol% in order of increasing preference based on the total polymerized units constituting the polymer (I), since the water solubility is further improved. Below, it is 60 mol% or less and 55 mol% or less.
  • polymer (I) the upper limit of the content of polymerized units based on monomer (I) and other monomers copolymerizable with monomer (II) is 59 mol% or less and 45 mol% or less , 35 mol% or less, 25 mol% or less, 15 mol% or less, 5 mol% or less, and 1 mol% or less.
  • the lower limits of the number average molecular weight of the polymer (I) are, in order of increasing preference, 0.3 ⁇ 10 4 or more, 0.4 ⁇ 10 4 or more, 0.5 ⁇ 10 4 or more, 0.7 ⁇ 10 4 or more, 0.8 ⁇ 10 4 or more, 1.0 ⁇ 10 4 or more, 1.2 ⁇ 10 4 or more, 1.4 ⁇ 10 4 , 1.6 ⁇ 10 4 or more, 1.8 ⁇ 10 4 or more, 2.0 ⁇ 10 4 or more, 3.0 ⁇ 10 4 or more, 4.0 ⁇ 10 4 or more.
  • the upper limit of the number average molecular weight of the polymer (I) is, in order of preference, 75.0 ⁇ 10 4 or less, 50.0 ⁇ 10 4 or less, 40.0 ⁇ 10 4 or less, 30.0 ⁇ 10 4 or less, It is 20.0 ⁇ 10 4 or less.
  • the lower limits of the weight average molecular weight of the polymer (I) are, in order of increasing preference, 0.4 ⁇ 10 4 or more, 0.5 ⁇ 10 4 or more, 0.6 ⁇ 10 4 or more, 0.8 ⁇ 10 4 or more, 1.0 ⁇ 10 4 or more, 1.2 ⁇ 10 4 or more, 1.4 ⁇ 10 4 or more, 1.7 ⁇ 10 4 or more, 1.9 ⁇ 10 4 or more, 2.1 ⁇ 10 4 or more, 2.
  • weight average molecular weight of the polymer (I) is, in order of preference, 150.0 ⁇ 10 4 or less, 100.0 ⁇ 10 4 or less, 60.0 ⁇ 10 4 or less, 50.0 ⁇ 10 4 or less, It is 40.0 ⁇ 10 4 or less.
  • the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer (I) is, in order of increasing preference, 3.0 or less, 2.7 or less, 2.4 or less, 2.2 or less, 2.0 or less, 1.9 or less, 1.7 or less, 1.5 or less, 1.4 or less, 1.3 or less.
  • the number average molecular weight and weight average molecular weight are values calculated by gel permeation chromatography (GPC) using monodisperse polystyrene as a standard.
  • GPC gel permeation chromatography
  • the number average molecular weight of the polymer (I) can be determined by the correlation between the number average molecular weight calculated from the number of terminal groups obtained by NMR, FT-IR, etc. and the melt flow rate. You can ask for it. Melt flow rate can be measured in accordance with JIS K7210.
  • the acid value of the polymer (I) is preferably 60 or more, more preferably 90 or more, even more preferably 120 or more, particularly preferably 150 or more, most preferably 180 or more, and the upper limit is not particularly limited, but is preferably 300 or less.
  • the acid value of the polymer (I) is determined by determining whether the polymer (I) contains acid-type functional groups other than acid-type functional groups such as -SO 3 H and -COOH (for example, -SO 3 M, -COOM, etc.).
  • M is a metal atom, -NR 7 4 , imidazolium which may have a substituent, pyridinium which may have a substituent, or phosphonium which may have a substituent). If the acid-type functional group is converted into an acid-type functional group, it can be measured by acid-base titration of the acid-type functional group.
  • Polymer (I) usually has a terminal group.
  • a terminal group is a terminal group formed during polymerization, and typical terminal groups include hydrogen, iodine, bromine, a chain or branched alkyl group, and a chain or branched fluoroalkyl group. and may optionally contain at least one catenary heteroatom.
  • the alkyl group or fluoroalkyl group preferably has 1 to 20 carbon atoms.
  • the polymer (I) has an ion exchange rate (IXR) of 43 or less.
  • IXR is defined as the number of carbon atoms in the polymer backbone relative to the ionic group.
  • Precursor groups that become ionic upon hydrolysis eg, -SO 2 F are not considered ionic groups for purposes of determining IXR.
  • IXR is preferably 0.5 or more, more preferably 1 or more, even more preferably 3 or more, even more preferably 4 or more, and particularly preferably 5 or more. Further, IXR is more preferably 33 or less, particularly preferably 23 or less, particularly preferably 12 or less, and most preferably 10 or less.
  • the ion exchange capacity of the polymer (I) is, in order of preference, 0.80 meq/g or more, 1.50 meq/g or more, 1.75 meq/g or more, 2.00 meq/g or more, and 2.20 meq/g. 2.50meq/g or more, 2.750meq/g or more, 3.00meq/g or more, 3.20meq/g or more, 3.50meq/g or more, 4.0meq/g or more, 4.50meq/g or more , 5.00 meq/g or more.
  • the ion exchange capacity is the content of ionic groups (anionic groups) in the polymer (I), and is calculated from the composition of the polymer (I).
  • polymer (I) the ionic groups (anionic groups) are typically distributed along the polymer main chain.
  • Polymer (I) preferably comprises a polymer main chain with repeating side chains bonded to the main chain, and the side chains preferably have ionic groups.
  • the polymer (I) has water solubility.
  • Water-soluble means the property of being easily dissolved or dispersed in an aqueous medium.
  • the water-soluble polymer (I) has a particle size that cannot be measured or has a particle size of 10 nm or less, for example, by dynamic light scattering (DLS).
  • DLS dynamic light scattering
  • the polymer (I) has sufficient water solubility.
  • the higher the content of polymer (I) in an aqueous solution the more difficult it becomes to sufficiently dissolve or disperse polymer (I) in an aqueous medium. Therefore, even when the content of the polymer (I) in the aqueous solution is high, it can be said that the polymer (I) whose particle size cannot be measured by dynamic light scattering (DLS) has high water solubility.
  • DLS dynamic light scattering
  • the particle size of the polymer (I) cannot be measured even when it is contained in an aqueous solution at a content of 1.0% by mass. It is preferable that the particle size cannot be measured even when the polymer (I) is contained in the aqueous solution at a content of more preferably 1.5% by mass, and still more preferably 2.0% by mass.
  • the viscosity of the aqueous solution of polymer (I) is preferably 5.0 mPa. s or more, more preferably 8.0 mPa.s or more. s or more, more preferably 10.0 mPa. s or more, particularly preferably 12.0 mPa. s or more, most preferably 14.0 mPa. s or more, preferably 100.0 mPa. s or less, more preferably 50.0 mPa. s or less, more preferably 25.0 mPa. s or less, particularly preferably 20.0 mPa. s or less.
  • the viscosity of the aqueous solution of the polymer (I) was determined by adjusting the content of the polymer (I) in the aqueous solution to 33% by mass based on the aqueous solution, and adjusting the viscosity of the resulting aqueous solution using a tuning fork manufactured by A&D Co., Ltd. It can be identified by measuring at 20°C using a vibrating viscometer (model number: SV-10).
  • the critical micelle concentration (CMC) of the polymer (I) is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 1% by mass or more, and preferably 20% by mass or more. It is not more than 10% by mass, more preferably not more than 10% by mass, even more preferably not more than 5% by mass.
  • the critical micelle concentration of polymer (I) can be determined by measuring surface tension.
  • the surface tension can be measured, for example, using a surface tension meter CBVP-A3 model manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
  • the polymer (I) may be substantially free of dimers and trimers of monomer (I). Dimers and trimers of monomer (I) are usually produced when monomer (I) is polymerized to obtain polymer (I).
  • the content of dimer and trimer in polymer (I) is 1.0% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, based on polymer (I). 0.01% by mass or less, more preferably 0.001% by mass or less, particularly preferably 0.0001% by mass or less.
  • the polymer (I) may be substantially free of dimers and trimers composed of monomer (I) and monomer (II). Dimers and trimers composed of monomer (I) and monomer (II) are usually obtained by polymerizing monomer (I) and monomer (II) to obtain polymer (I). arise.
  • the content of dimer and trimer in polymer (I) is 1.0% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or less, based on polymer (I). 0.01% by mass or less, more preferably 0.001% by mass or less, particularly preferably 0.0001% by mass or less.
  • the content of dimer and trimer in polymer (I) is determined by performing gel permeation chromatography (GPC) analysis of polymer (I) and calculating the content of dimer and trimer with respect to the total area of each peak in the chromatogram obtained by GPC analysis. It can be identified by calculating the ratio of the total peak area (area percentage).
  • GPC gel permeation chromatography
  • LC/MS liquid chromatography-mass spectrometry
  • Methanol is added to polymer (I) to prepare a mixture, which is filtered using an ultrafiltration disk (molecular weight cut off: 3000 Da), and the resulting recovered liquid is analyzed by LC/MS. Then, using the calibration curve, the area area (peak integral value) can be converted into the content of dimer and trimer, respectively.
  • the content of the fraction having a molecular weight of 3000 or less in the polymer (I) may be 3.7% or less, preferably 3.2% or less, and more preferably 2.7% or less, even more preferably 1.7% or less, particularly preferably 1.2% or less, particularly preferably 1.0% or less, most preferably 0.5% It is as follows. Although the lower limit of the content of the fraction having a molecular weight of 3000 or less is not limited, it is, for example, 0.01%. The content of the fraction having a molecular weight of 3000 or less can be calculated from the peak area of GPC. The fraction with a molecular weight of 3000 or less includes all compounds with a molecular weight of 3000 or less.
  • the content of the fraction with a molecular weight of 2000 or less in the polymer (I) may be 3.2% or less, preferably 2.7% or less, and more preferably It is 2.2% or less, still more preferably 1.7% or less, particularly preferably 1.2% or less, particularly preferably 0.6% or less.
  • the lower limit of the content of the fraction having a molecular weight of 2000 or less is not limited, it is, for example, 0.01%.
  • the content of the fraction having a molecular weight of 2000 or less can be calculated from the peak area of GPC.
  • the fraction with a molecular weight of 2000 or less includes all compounds with a molecular weight of 2000 or less.
  • the content of the fraction having a molecular weight of 1500 or less in the polymer (I) may be 2.7% or less, preferably 2.2% or less, and more preferably It is 1.7% or less, still more preferably 1.2% or less, particularly preferably 0.6% or less.
  • the lower limit of the content of the fraction having a molecular weight of 1500 or less is not limited, it is, for example, 0.01%.
  • the content of the fraction having a molecular weight of 1500 or less can be calculated from the peak area of GPC.
  • the fraction with a molecular weight of 1,500 or less includes all compounds with a molecular weight of 1,500 or less.
  • the content of the fraction with a molecular weight of 1000 or less in the polymer (I) may be 2.2% or less, preferably 1.7% or less, and more preferably It is 1.2% or less, and even more preferably 0.6% or less.
  • the lower limit of the content of the fraction having a molecular weight of 1000 or less is not limited, it is, for example, 0.01%.
  • the content of the fraction having a molecular weight of 1000 or less can be calculated from the peak area of GPC.
  • the fraction with a molecular weight of 1000 or less includes all compounds with a molecular weight of 1000 or less.
  • the polymer (I) preferably contains substantially no fluorine-containing surfactant.
  • "not substantially containing a fluorine-containing surfactant” means that the content of the fluorine-containing surfactant in the polymer (I) is 10 mass ppm or less, preferably 1 mass ppm or less, more preferably 100 mass ppb or less, still more preferably 10 mass ppb or less, even more preferably 1 mass ppb or less, particularly preferably liquid chromatography-mass spectrometry ( The amount of fluorine-containing surfactant is below the detection limit as measured by LC/MS).
  • the content of the fluorine-containing surfactant can be determined by a known method. For example, it can be quantified by LC/MS analysis. First, methanol is added to polymer (I), extraction is performed, and the resulting extract is analyzed by LC/MS. In order to further increase the extraction efficiency, treatments such as Soxhlet extraction and ultrasonication may be performed. Molecular weight information is extracted from the obtained LC/MS spectrum, and consistency with the structural formula of the candidate fluorine-containing surfactant is confirmed. After that, we prepared aqueous solutions with contents of five or more levels of the confirmed fluorine-containing surfactants, and conducted LC/MS analysis of the aqueous solutions with each content to determine the content and the relationship between the area and the content. Plot and draw a calibration curve. Then, using the calibration curve, the area of the LC/MS chromatogram of the fluorine-containing surfactant in the extract can be converted into the content of the fluorine-containing surfactant.
  • the fluorine-containing surfactant will be described later in the explanation regarding the polymerization of the fluoromonomer.
  • Polymer (I) can be produced by a production method of producing a polymer by polymerizing monomer (I) and monomer (II).
  • the polymerization temperature of monomer (I) and monomer (II) is preferably 70°C or lower, more preferably 65°C or lower, since a polymer with a higher molecular weight can be easily produced.
  • the temperature is more preferably 60°C or lower, even more preferably 55°C or lower, even more preferably 50°C or lower, particularly preferably 45°C or lower, and most preferably 40°C or lower.
  • the temperature is preferably 10°C or higher, more preferably 15°C or higher, and even more preferably 20°C or higher.
  • monomer (I) and monomer (II) may be copolymerized with the other monomers mentioned above.
  • polymerization may be performed in the presence of a pH adjuster.
  • the pH adjuster may be added before or after the start of polymerization.
  • pH adjusting agents include ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium citrate, and citric acid.
  • Potassium acid, ammonium citrate, sodium gluconate, potassium gluconate, ammonium gluconate, etc. can be used.
  • the above pH can be measured using a pH meter manufactured by Orion.
  • the polymerization pressure is usually atmospheric pressure to 10 MPaG.
  • the polymerization pressure is appropriately determined depending on the type of monomer used, the molecular weight of the desired polymer, and the reaction rate.
  • the polymerization time is usually 1 to 200 hours, and may be 5 to 100 hours.
  • the polymerization of monomer (I) and monomer (II) may be performed in an aqueous medium or in the absence of an aqueous medium.
  • a non-aqueous medium for example, toluene, etc.
  • Monomer (I) and monomer (II) may be polymerized in the presence of an organic solvent).
  • the polymerization of monomer (I) and monomer (II) may be emulsion polymerization, suspension polymerization, or bulk polymerization.
  • the aqueous medium is a reaction medium in which polymerization is carried out, and means a liquid containing water.
  • the aqueous medium is not particularly limited as long as it contains water, and includes water, a fluorine-free organic solvent such as alcohol, ether, and ketone, and/or a fluorine-containing organic solvent whose boiling point is 40°C or less. It may also include.
  • the aqueous medium is preferably water.
  • the oxygen concentration in the polymerization reaction system is preferably 1500 volume ppm or less, more preferably 500 volume ppm or less, and even more preferably 100 volume ppm or less, since a polymer with a higher molecular weight can be easily produced.
  • the content is particularly preferably 50 volume ppm or less.
  • the oxygen concentration in the reaction system is usually 0.01 volume ppm or more. In the above production method, it is preferable that the oxygen concentration in the reaction system is maintained within the above range throughout the polymerization period of monomer (I) and monomer (II).
  • the oxygen concentration in the polymerization reaction system can be determined by, for example, using an inert gas such as nitrogen or argon, or when gaseous monomers are used, the gaseous monomers are added to the liquid phase in the reactor or It can be controlled by flowing in the gas phase.
  • the oxygen concentration in the polymerization reaction system can be determined by measuring and analyzing the gas discharged from the exhaust gas line of the polymerization system using a low concentration oxygen analyzer.
  • monomer (I) and monomer (II) can be polymerized in the presence of a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator is not particularly limited as long as it can generate radicals within the above polymerization temperature range, and any known oil-soluble and/or water-soluble polymerization initiator can be used.
  • polymerization can also be initiated as redox in combination with a reducing agent or the like.
  • concentration of the polymerization initiator is appropriately determined depending on the type of monomer, the molecular weight of the desired polymer, and the reaction rate.
  • a water-soluble polymerization initiator such as persulfate.
  • an oil-soluble polymerization initiator such as peroxide.
  • persulfates for example, ammonium persulfate
  • organic peroxides such as disuccinic acid peroxide
  • diglutaric acid peroxide can be used alone or in the form of a mixture thereof. Further, it may be used in combination with a reducing agent such as sodium sulfite to form a redox system.
  • a radical scavenger such as hydroquinone or catechol may be added, or a peroxide decomposer such as ammonium sulfite may be added to adjust the radical concentration within the system.
  • persulfates are particularly preferred because they can easily produce polymers with higher molecular weights.
  • examples of the persulfate include ammonium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, and the like, with ammonium persulfate being preferred.
  • An oil-soluble radical polymerization initiator may be used as the polymerization initiator.
  • the oil-soluble radical polymerization initiator may be a known oil-soluble peroxide, such as dialkyl peroxycarbonates such as diisopropyl peroxydicarbonate, disec-butylperoxydicarbonate, t-butylperoxycarbonate, etc. Peroxy esters such as isobutyrate, t-butylperoxypivalate, dialkyl peroxides such as di-t-butyl peroxide, etc.
  • the amount of the polymerization initiator added is not particularly limited, but it may be added in an amount that does not significantly reduce the polymerization rate (for example, several ppm to water concentration) or more at the beginning of the polymerization, either all at once, sequentially, or continuously. Just add it.
  • the upper limit is a range in which the reaction temperature can be raised while removing heat from the polymerization reaction from the equipment surface, and a more preferable upper limit is a range in which the polymerization reaction heat can be removed from the equipment surface.
  • the polymerization initiator is added at the start of the polymerization, and can also be added during the polymerization.
  • the ratio of the amount of polymerization initiator added at the start of polymerization to the amount of polymerization initiator added during polymerization is preferably 95/5 to 5/95, more preferably 60/40 to 10. /90, more preferably 30/70 to 15/85.
  • the method of adding the polymerization initiator during polymerization is not particularly limited, and the entire amount may be added at once, divided into two or more times, or added continuously. Good too.
  • the total amount of the polymerization initiator used for polymerization is preferably 0.00001 to 10% by mass based on the aqueous medium. .
  • the total amount of the polymerization initiator used in polymerization is preferably 0.0001% by mass or more, more preferably 0.001% by mass or more, still more preferably 0.01% by mass or more, and preferably It is 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less.
  • the total amount of the polymerization initiator used in the polymerization is 0.001 to 100% of the total amount of the monomers used in the polymerization. Preferably it is 10 mol%.
  • the total amount of the polymerization initiator used in polymerization is more preferably 0.005 mol% or more, still more preferably 0.01 mol% or more, particularly preferably 0.1 mol% or more, and most preferably Preferably it is 0.5 mol% or more, more preferably 10 mol% or less, even more preferably 5.0 mol% or less, even more preferably 2.5 mol% or less, particularly most preferably It is 2.2 mol% or less, preferably 2.0 mol% or less.
  • the amount of monomers containing monomer (I) and monomer (II) at the start of polymerization is The amount is preferably 20% by mass or more based on the amount present.
  • the amount of monomer present is more preferably 30% by mass or more, still more preferably 40% by mass or more.
  • the upper limit of the amount of the monomer present is not particularly limited, but may be 200% by mass or less from the viewpoint of allowing the polymerization to proceed smoothly.
  • the amount of monomers present at the start of polymerization refers to the amount of monomer (I) and monomer (II) and other monomers, if any, present in the reactor at the start of polymerization. is the total abundance.
  • the total amount of polymerization initiator such as peroxide added should be The amount is preferably 0.001 to 10 mol % based on the total amount of monomers (monomer mixture) containing II).
  • the total addition amount of the polymerization initiator used in polymerization is more preferably 0.005 mol% or more, still more preferably 0.01 mol% or more, more preferably 10 mol% or less, and still more preferably It is 5.0 mol% or less, particularly preferably 2.5 mol% or less, most preferably 2.2 mol% or less, and preferably 2.0 mol% or less.
  • Polymerization of monomer (I) and monomer (II) is carried out by adding an aqueous medium, monomer (I), monomer (II), and other monomers as necessary to a reactor. By charging other additives as necessary, stirring the contents of the reactor, and holding the reactor at a predetermined polymerization temperature, then adding a predetermined amount of polymerization initiator to initiate the polymerization reaction. It can be carried out. After the start of the polymerization reaction, monomers, polymerization initiators, and other additives may be added depending on the purpose.
  • the polymerization of monomer (I) and monomer (II) can be carried out substantially in the absence of a fluorine-containing surfactant.
  • substantially in the absence of a fluorine-containing surfactant means that the amount of the fluorine-containing surfactant relative to the aqueous medium is 10 mass ppm or less.
  • the amount of the fluorine-containing surfactant in the aqueous medium is preferably 1 ppm by mass or less, more preferably 100 ppb by mass or less, still more preferably 10 ppb by mass or less, and even more preferably 1 ppb by mass or less. It is.
  • fluorine-containing surfactant examples include anionic fluorine-containing surfactants.
  • the anionic fluorine-containing surfactant may be, for example, a surfactant containing fluorine atoms having a total carbon number of 20 or less in the portion excluding the anionic group.
  • the fluorine-containing surfactant will be described later in the explanation regarding the polymerization of the fluoromonomer.
  • an aqueous solution containing the polymer (I) and an aqueous medium is usually obtained.
  • the aqueous solution containing the obtained polymer (I) may be used as it is for polymerization, or the polymer (I) obtained by separating it from the aqueous solution may be used for polymerization.
  • the method for separating the polymer (I) from the aqueous solution is not particularly limited.
  • the polymer (I) can be separated by methods such as coagulating the polymer (I) in an aqueous solution, washing it, and drying it.
  • the polymer (I) or aqueous solution obtained by polymerizing monomer (I) and monomer (II) contains a fraction with a molecular weight of 3000 or less, a fraction with a molecular weight of 2000 or less, and a fraction with a molecular weight of 1500 or less. fractions, fractions with a molecular weight of 1000 or less, dimers and trimers of monomer (I), dimers and trimers composed of monomer (I) and monomer (II), and the like.
  • the polymer (I) or aqueous solution obtained by polymerizing monomer (I) and monomer (II) may be post-treated.
  • the composition containing the aqueous medium and polymer (I) is recovered, and the resulting composition is
  • the treatment may be performed by at least one method selected from the group consisting of , ultrafiltration, microfiltration, dialysis membrane treatment, liquid separation, and reprecipitation.
  • the polymer (I) or the composition is mixed with an aqueous medium, and the resulting aqueous medium and the composition containing the polymer (I) are subjected to ultrafiltration, precision filtration, or dialysis membrane treatment. , liquid separation, and reprecipitation.
  • the composition obtained by polymerizing monomer (I) and monomer (II) usually contains a total of more than 1.0% by mass of dimer and Includes trimmer.
  • the content of dimer and trimer in the polymer (I) may be, for example, 2.0% by mass or more, or 3.0% by mass or more with respect to the polymer (I). , 30.0% by mass or less, or 20.0% by mass or less.
  • the content of dimer and trimer in the composition is determined by performing gel permeation chromatography (GPC) analysis of the composition and determining the ratio of the total peak area of dimer and trimer to the total area of each peak in the chromatogram obtained by GPC analysis. It can be specified by calculating (area percentage).
  • the composition obtained by polymerizing monomer (I) and monomer (II) usually contains a total of more than 1.0% by mass of monomers based on the mass of polymer (I). Dimers and trimers composed of monomer (I) and monomer (II) are included.
  • the content of dimer and trimer composed of monomer (I) and monomer (II) in polymer (I) is, for example, 2.0% by mass or more with respect to polymer (I).
  • the content may be 3.0% by mass or more, 30.0% by mass or less, or 20.0% by mass or less.
  • the content of dimer and trimer in the composition is determined by performing gel permeation chromatography (GPC) analysis of the composition and determining the ratio of the total peak area of dimer and trimer to the total area of each peak in the chromatogram obtained by GPC analysis. It can be specified by calculating (area percentage).
  • GPC gel permeation chromatography
  • the obtained composition containing the aqueous medium and the polymer (I) is collected, and the obtained composition is subjected to a group consisting of ultrafiltration, microfiltration, dialysis membrane treatment, liquid separation, and reprecipitation.
  • the treatment is carried out by at least one selected means.
  • the dimer and trimer of monomer (I) contained in the composition obtained by polymerization of monomer (I) and monomer (II), or monomer (I) and monomer Dimers and trimers composed of body (II) can be removed from the composition.
  • At least one kind of means selected from the group consisting of ultrafiltration, microfiltration, liquid separation and reprecipitation is more preferable, and at least one type of means selected from the group consisting of ultrafiltration and liquid separation More preferred means are particularly preferred, ultrafiltration being particularly preferred.
  • Dimers and trimers of monomer (I) or dimers and trimers composed of monomer (I) and monomer (II) are produced by polymerization of monomer (I) and monomer (II).
  • dimers and trimers of monomer (I) or dimers and trimers composed of monomer (I) and monomer (II) are contained in polymer (I). .
  • unreacted monomer (I) is usually also removed from the composition at the same time. Furthermore, by appropriately selecting the post-treatment means, it is also possible to remove fractions with a molecular weight of 3,000 or less, molecular weights of 2,000 or less, molecular weights of 1,500 or less, and molecular weights of 1,000 or less.
  • the composition obtained by polymerizing monomer (I) and monomer (II) may be a finished composition obtained by polymerization, or a finished composition obtained by polymerization. It may be diluted or concentrated, or it may be subjected to dispersion stabilization treatment or the like. In order to smoothly proceed with ultrafiltration, microfiltration, or dialysis membrane treatment, it is also preferable to adjust the viscosity of the composition by these treatments.
  • the content of polymer (I) in the composition is not particularly limited, and may be, for example, 0.1 to 40.0% by mass.
  • the content of polymer (I) in the composition is preferably 30.0% by mass or less, more preferably 25.0% by mass or less, and even more preferably is 20.0% by mass or less, particularly preferably 10.0% by mass or less, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, still more preferably 1. It is 2% by mass or more, particularly preferably 1.5% by mass or more.
  • the content of polymer (I) in the composition can be determined, for example, by adding water to a composition obtained by polymerizing monomer (I) and monomer (II), or by adding water to a composition obtained by polymerizing monomer (I). It can also be prepared by concentrating a composition obtained by polymerizing monomer (II).
  • the pH of the composition is preferably -7.0 to 11.0, more preferably -6.0 to 8.0, even more preferably -5.0 to 7.0.
  • the pH of the composition can be adjusted by adding a pH adjuster to the composition obtained by polymerizing monomer (I) and monomer (II).
  • the pH adjuster may be acid or alkali, and includes, for example, phosphate, sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia, and the like.
  • the viscosity of the composition is preferably 25 mPa ⁇ s or less because these treatments proceed smoothly.
  • the viscosity of the composition can be determined, for example, by adjusting the weight average molecular weight and number average molecular weight of the polymer (I), by adjusting the concentration of the polymer (I) in the composition, and by adjusting the temperature of the composition. It can be adjusted by
  • the above-mentioned ultrafiltration or microfiltration may be a cross-flow method or a dead-end method, but is not limited thereto, but a cross-flow method is preferable from the viewpoint of reducing clogging of the membrane.
  • the above ultrafiltration can be performed using an ultrafiltration membrane.
  • Ultrafiltration can be performed, for example, using an ultrafiltration device having an ultrafiltration membrane, and centrifugal ultrafiltration, batch ultrafiltration, circulating ultrafiltration, etc. can be employed.
  • the molecular weight cutoff of the ultrafiltration membrane is usually about 0.1 ⁇ 10 4 to 30 ⁇ 10 4 Da.
  • the ultrafiltration membrane preferably has a molecular weight cut-off of 0.3 ⁇ 10 4 Da or more, since it can suppress membrane clogging and efficiently reduce dimers and trimers.
  • the molecular weight cut-off is more preferably 0.5 ⁇ 10 4 Da or more, particularly preferably 0.8 ⁇ 10 4 Da or more, and most preferably 1.0 ⁇ 10 4 Da or more.
  • the molecular weight cutoff may be 1.0 ⁇ 10 4 Da or more. Further, from the viewpoint of dimer and trimer removal efficiency, the molecular weight cutoff is preferably 20 ⁇ 10 4 Da or less, more preferably 10 ⁇ 10 4 Da or less.
  • the molecular weight cutoff of the ultrafiltration membrane can be determined, for example, by passing water through the membrane through polystyrene having a known weight average molecular weight, and setting the molecular weight that can block 90% of the water as the molecular weight cutoff. Quantification of polystyrene can be performed using gel permeation chromatography.
  • Examples of the shape of the ultrafiltration membrane include conventionally known shapes, but are not limited to such shapes, and include, for example, a hollow fiber type, a flat membrane type, a spiral type, a tubular type, and the like. From the viewpoint of preventing clogging, a hollow fiber type is preferable.
  • the inner diameter of the hollow fiber ultrafiltration membrane is not limited, but may be, for example, 0.1 to 2 mm. Preferably it is 0.8 to 1.4 mm.
  • the length of the hollow fiber ultrafiltration membrane is not limited, but may be, for example, 0.05 to 3 m. Preferably it is 0.05 to 2 m.
  • Materials for the ultrafiltration membrane are not particularly limited, but include cellulose, cellulose ester, polysulfone, sulfonated polysulfone, polyether sulfone, sulfonated polyether sulfone, chlorinated polyethylene, polypropylene, polyolefin, polyvinyl alcohol, Examples include organic materials such as polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene, metals such as stainless steel, and inorganic materials such as ceramics.
  • the material of the ultrafiltration membrane is preferably an organic material, more preferably chlorinated polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, polysulfone, or polyethersulfone. More preferred are acrylonitrile, polysulfone or polyvinylidene fluoride.
  • the ultrafiltration membranes mentioned above include DESAL's G-5 type, G-10 type, G-20 type, G-50 type, PW type, HWS UF type; KOCH's HFM-180, HFM- 183, HFM-251, HFM-300, HFM-116, HFM-183, HFM-300, HFK-131, HFK-328, MPT-U20, MPS-U20P, MPS-U20S; Synder's SPE1, SPE3, SPE5 , SPE10, SPE30, SPV5, SPV50, SOW30; Microza (registered trademark) UF series manufactured by Asahi Kasei Corporation; NTR7410 manufactured by Nitto Denko Corporation.
  • the above ultrafiltration is preferably performed at a pressure of 0.01 MPa or higher from the viewpoint of dimer and trimer removal efficiency. More preferably, it is 0.03 MPa or more, and still more preferably 0.05 MPa or more. Further, from the viewpoint of pressure resistance, the above pressure is preferably 0.5 MPa or less, more preferably 0.25 MPa or less, and even more preferably 0.2 MPa or less.
  • the ultrafiltration is preferably performed at a flow rate of 10 mL/min or more, more preferably 50 mL/min or more, and more preferably 5000 mL/min or less. It is preferably carried out, and more preferably carried out at a flow rate of 1000 mL/min or less.
  • the above precision filtration can be performed using a precision filtration membrane.
  • Microfiltration membranes typically have an average pore size of 0.05 to 1.0 ⁇ m.
  • the precision filtration membrane preferably has an average pore diameter of 0.1 ⁇ m or more because it can efficiently remove dimers and trimers. More preferably, it is 0.075 ⁇ m or more, and still more preferably 0.1 ⁇ m or more.
  • the average pore diameter is 1.00 ⁇ m or less. More preferably, the average pore diameter is 0.50 ⁇ m or less, and still more preferably 0.25 ⁇ m or less.
  • the average pore diameter of the microfiltration membrane can be measured in accordance with ASTM F 316-03 (bubble point method).
  • the shape of the precision filtration membrane is not limited to conventionally known ones, and includes, for example, a hollow fiber type, a flat membrane type, a spiral type, a tubular type, and the like. From the viewpoint of preventing clogging, a hollow fiber type is preferable.
  • the inner diameter of the hollow fiber microfiltration membrane is not limited, but may be, for example, 0.1 to 2 mm. Preferably it is 0.8 to 1.4 mm.
  • the length of the hollow fiber microfiltration membrane is not limited, but may be, for example, 0.05 to 3 m. Preferably it is 0.05 to 2 m.
  • Examples of the materials for the microfiltration membrane include cellulose, aromatic polyamide, polyvinyl alcohol, polysulfone, polyethersulfone, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polyacrylonitrile, polypropylene, polycarbonate, polytetrafluoroethylene, ceramics, and metal. It will be done. Among these, aromatic polyamide, polyvinyl alcohol, polysulfone, polyvinylidene fluoride, polyethylene, polyacrylonitrile, polypropylene, polycarbonate, or polytetrafluoroethylene are preferred, and polyacrylonitrile or polyvinylidene fluoride is particularly preferred.
  • the precision filtration membranes include Cefilt manufactured by NGK; Microza U series and Microza P series manufactured by Asahi Kasei; POREFLON SPMW, POREFLON OPMW, and POREFLON PM manufactured by Sumitomo Electric; Trefil manufactured by Toray Industries; Micro Examples include NADIR MP005 and NADIR MV020 manufactured by Dine Nadia; X-flow manufactured by Norit.
  • the above precision filtration is preferably performed at a pressure of 0.01 MPa or higher from the viewpoint of dimer and trimer removal efficiency. More preferably, it is 0.03 MPa or more, and still more preferably 0.05 MPa or more. Further, from the viewpoint of pressure resistance, the above pressure is preferably 0.5 MPa or less, more preferably 0.25 MPa or less, and even more preferably 0.2 MPa or less.
  • the above precision filtration is preferably performed at a flow rate of 10 mL/min or more, more preferably 50 mL/min or more, and is preferably performed at a flow rate of 5000 mL/min or less, from the viewpoint of dimer and trimer removal efficiency. This is preferably carried out at a flow rate of 1000 mL/min or less, and more preferably at a flow rate of 1000 mL/min or less.
  • Dialysis membranes usually have a molecular weight cutoff of 0.05 ⁇ 10 4 to 100 ⁇ 10 4 Da.
  • the dialysis membrane preferably has a molecular weight cut-off of 0.3 ⁇ 10 4 Da or more because it can suppress membrane clogging and efficiently remove dimers and trimers.
  • the molecular weight cutoff is more preferably 0.5 ⁇ 10 4 Da or more, even more preferably 0.8 ⁇ 10 4 Da or more, and even more preferably 1.0 ⁇ 10 4 Da or more.
  • the molecular weight cutoff may be 1.0 ⁇ 10 4 Da or more.
  • the molecular weight cutoff is preferably 20 ⁇ 10 4 Da or less, more preferably 10 ⁇ 10 4 Da or less.
  • the molecular weight cutoff of the dialysis membrane can be measured, for example, by the same method as that of an ultrafiltration membrane.
  • the material of the dialysis membrane is not particularly limited, but examples include cellulose, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, ethylene vinyl alcohol copolymer, polysulfone, polyamide, and polyester polymer alloy.
  • dialysis membranes include Spectrum Laboratories' Spectra/Por (registered trademark) Float-A-Lyzer, Tube-A-Lyzer, Dialysis tubing, 6Dialysis tubing, 7Dialysis tubing, etc. shown.
  • the above ultrafiltration, microfiltration or dialysis membrane treatment is preferably performed at a temperature of 10°C or higher.
  • the temperature is more preferably 15°C or higher, still more preferably 20°C or higher, and particularly preferably 30°C or higher. By setting the temperature within the above range, dimers and trimers can be reduced more efficiently.
  • the temperature is preferably 90°C or lower, more preferably 80°C or lower, even more preferably 70°C or lower, and particularly preferably 60°C or lower.
  • Ultrafiltration, microfiltration, or dialysis membrane treatment can be performed while adding water to the composition or while adjusting the pH of the composition. Water may be added to the composition intermittently or continuously.
  • the end point of ultrafiltration, microfiltration or dialysis membrane treatment is not limited as long as it is determined appropriately. Further, in the ultrafiltration, microfiltration or dialysis membrane treatment, backwashing with water may be performed once every 1 to 24 hours of filtration time to improve the durability of the filtration membrane.
  • Liquid separation can be carried out, for example, by adding an organic solvent to the composition, separating it into two phases, an aqueous phase and an organic solvent phase, and collecting the aqueous phase.
  • Reprecipitation involves dropping the composition into a poor solvent to precipitate the polymer (I), recovering the precipitated polymer (I), dissolving the recovered polymer (I) in a good solvent, and This can be carried out by dropping the obtained solution into a poor solvent to precipitate the polymer (I) again, and collecting the precipitated polymer (I).
  • an aqueous solution containing the polymer (I) that is substantially free of dimers and trimers or a fraction having a molecular weight of 3000 or less is usually obtained.
  • An aqueous solution containing polymer (I) with a reduced content of is obtained.
  • the aqueous solution containing the polymer (I) obtained by treating the composition may be used as it is for polymerization, or the polymer (I) obtained by separating it from the aqueous solution may be used for polymerization. Good too.
  • the method for separating the polymer (I) from the aqueous solution is not particularly limited.
  • the polymer (I) can be separated by methods such as coagulating the polymer (I) in an aqueous solution, washing it, and drying it.
  • the polymer (I) or an aqueous solution containing the polymer (I) and an aqueous medium can be obtained.
  • a fluoropolymer is obtained by polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of polymer (I).
  • the fluoromonomer preferably has at least one double bond.
  • a fluoromonomer represented by General formula (120): CF 2 CF-OCH 2 -Rf 121 (wherein Rf 121 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms),
  • General formula (130): CF 2 CFOCF 2 ORf 131 (In the formula, Rf 131 is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclic perfluoroalkyl group having 5 to 6 carbon atoms, or a cyclic perfluoroalkyl group having 2 to 6 carbon atoms containing 1 to 3 oxygen atoms.
  • a fluoromonomer represented by (a linear or branched perfluorooxyalkyl group), General formula (140): CF 2 CFO(CF 2 CF(Y 141 )O) m (CF 2 ) n F (In the formula, Y 141 represents a fluorine atom or a trifluoromethyl group. m is an integer of 1 to 4.
  • n is an integer of 1 to 4.
  • General formula (150): CF 2 CF-O-(CF 2 CFY 151 -O) n -(CFY 152 ) m -A 151
  • Y 151 represents a fluorine atom, a chlorine atom, a -SO 2 F group, or a perfluoroalkyl group.
  • the perfluoroalkyl group may include ether oxygen and a -SO 2 F group.
  • n is , represents an integer from 0 to 3.
  • n Y 151 may be the same or different.
  • Y 152 represents a fluorine atom, a chlorine atom, or a -SO 2 F group.
  • m is Represents an integer from 1 to 5.
  • a 151 represents -SO 2 X 151 , -COZ 151 or -POZ 152 Z 153 .
  • X 151 represents F, Cl, Br, I, -OR 151 or -NR 152 R 153.
  • Z 151 , Z 152 and Z 153 are the same or different and represent -NR 154 R 155 or -OR 156
  • R 151 , R 152 , R 153 , R 154 , R 155 and R 156 are the same or different and represent an alkyl group, an aryl group, or a sulfonyl-containing group which may contain H, ammonium, an alkali metal, or a fluorine atom.
  • the fluoromonomer is at least one selected from the group consisting of fluoromonomers represented by the following.
  • perfluoroorganic group means an organic group in which all hydrogen atoms bonded to carbon atoms are replaced with fluorine atoms.
  • the perfluoro organic group may have an ether oxygen.
  • Examples of the fluoromonomer represented by the general formula (110) include fluoromonomers in which Rf 111 is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the perfluoroalkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.
  • Examples of the perfluoroorganic group in general formula (110) include perfluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group, perfluorobutyl group, perfluoropentyl group, and perfluorohexyl group.
  • Further examples of the fluoromonomer represented by the general formula (110) include those in which Rf 111 is a perfluoro(alkoxyalkyl) group having 4 to 9 carbon atoms, and Rf 111 is the following formula:
  • Rf is a group represented by the following formula:
  • n an integer of 1 to 4.
  • CF 2 CF-ORf 161
  • Rf 161 represents a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • a fluoromonomer represented by the following is preferred.
  • Rf 161 is preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the fluoroalkyl vinyl ether is preferably at least one selected from the group consisting of fluoromonomers represented by general formulas (160), (130), and (140).
  • the fluoromonomer represented by general formula (160) is preferably at least one selected from the group consisting of perfluoro(methyl vinyl ether), perfluoro(ethyl vinyl ether), and perfluoro(propyl vinyl ether); At least one selected from the group consisting of fluoro(methyl vinyl ether) and perfluoro(propyl vinyl ether) is more preferred.
  • the fluoromonomer represented by the general formula (100) is preferably a fluoromonomer in which Rf 101 is a linear fluoroalkyl group, and more preferably a fluoromonomer in which Rf 101 is a linear perfluoroalkyl group.
  • the number of carbon atoms in Rf 101 is preferably 1 to 6.
  • fluoroalkylethylene is represented by CH 2 ⁇ CH—C 4 F 9 and CH 2 ⁇ CH -C 6 F 13 is more preferable.
  • Rf 111 in general formula (180) is the same as Rf 111 in general formula (110).
  • Rf 111 is preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a perfluoroalkoxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the above-mentioned fluorinated vinyl heterocyclic body has the general formula (230): (wherein X 231 and X 232 are independently F, Cl, a methoxy group or a fluorinated methoxy group, and Y 231 is formula Y 232 or formula Y 233 .
  • Z 231 and Z 232 are independently F or a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms).
  • CX 181 2 CX 182 -R f 181 CHR 181 X 183 ( In the formula , X 181 and a fluoromonomer represented by an oxyalkylene group, R 181 is a hydrogen atom or CH 3 , and X 183 is an iodine atom or a bromine atom);
  • CX 191 2 CX 192 -R f 191 X 193 (In the formula, X 191 and X 192 are independently a hydrogen atom, a fluorine atom, or CH 3 , R f 191 is a fluoroalkylene group, a perfluoroalkylene group, a fluoropolyoxyalkylene group, or a perfluoropolyoxyalkylene group, X 193 is an iodine atom or a bromine atom.)
  • Z 221 is a straight chain or branched an alkylene group having 1 to 18 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 18 carbon atoms, an at least partially fluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or an oxyalkylene group having 1 to 18 carbon atoms, which may have an oxygen atom; base, or -(Q) p -CF 2 O-(CF 2 CF 2 O) m (CF 2 O) n -CF 2 -(Q) p - (In the formula, Q is an alkylene group or an oxyalkylene group. p is 0 or 1. m/n is 0.2 to 5.) and has a molecular weight of 500 to 10,000 (per) It is a fluoropolyoxyalkylene group. ) is preferably at least one selected from the group consisting of monomers represented by the following.
  • X 183 and X 193 are iodine atoms.
  • R f 181 and R f 191 are preferably perfluoroalkylene groups having 1 to 5 carbon atoms.
  • R 181 is preferably a hydrogen atom.
  • X 201 is preferably a cyano group, an alkoxycarbonyl group, an iodine atom, a bromine atom, or -CH 2 I.
  • X 211 is preferably a cyano group, an alkoxycarbonyl group, an iodine atom, a bromine atom, or -CH 2 OH.
  • the above fluoromonomer and a fluorine-free monomer may be polymerized.
  • the fluorine-free monomer include hydrocarbon monomers that are reactive with the fluoromonomer.
  • the hydrocarbon monomers include alkenes such as ethylene, propylene, butylene, and isobutylene; alkyl vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether, butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, and cyclohexyl vinyl ether; vinyl acetate, vinyl propionate, n - Vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl valerate, vinyl pivalate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl caprate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl myristate, vinyl palmitate, vinyl stearate, benzoic acid Vinyl, vinyl para-t-butylbenzoate, vinyl cyclohexanecarboxylate, vinyl monochloro
  • the fluorine-free monomer may also be a functional group-containing hydrocarbon monomer (excluding monomers that provide crosslinking sites).
  • the functional group-containing hydrocarbon monomer include hydroxyalkyl vinyl ethers such as hydroxyethyl vinyl ether, hydroxypropyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, hydroxyisobutyl vinyl ether, and hydroxycyclohexyl vinyl ether; acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, and succinic acid.
  • desired fluoropolymer particles can be obtained by polymerizing one or more of the above fluoromonomers.
  • the amount of polymer (I) added in the above polymerization is preferably more than 0.02% by mass and 10% by mass or less, and a more preferable upper limit is 1% by mass or less, based on the aqueous medium. By adjusting the amount of polymer (I) added within the above range, the polymerization of the fluoromonomer in the aqueous medium can proceed smoothly.
  • the amount of polymer (I) added is the total amount of polymer (I) added in the above polymerization.
  • the polymer (I) may be added all at once, or the polymer (I) may be added continuously. Continuously adding the polymer (I) means, for example, adding the polymer (I) not all at once but over time and without interruption or in portions.
  • an aqueous solution containing polymer (I) and water may be prepared and added.
  • addition of the polymer (I) is started before the solid content of the fluoropolymer formed in the aqueous medium reaches 0.5% by mass, and thereafter the addition of the polymer (I) is continued. It is preferable to add it.
  • the timing to start adding the polymer (I) is preferably before the solid content of the fluoropolymer reaches 0.3% by mass, more preferably before it reaches 0.2% by mass, and still more preferably This is before the amount reaches 0.1% by mass, and particularly preferably at the same time as the initiation of polymerization.
  • the above solids content is the content of fluoropolymer based on the sum of aqueous medium and fluoropolymer.
  • polymer (I) if at least one type of polymer (I) is used, it is possible to efficiently produce a fluoropolymer.
  • two or more compounds included in the polymer (I) may be used at the same time, and as long as they are volatile or may remain in a molded article made of a fluoropolymer, the polymer (I) may be used simultaneously. Compounds having surfactant ability other than I) may be used simultaneously.
  • a nucleating agent may be used.
  • the amount of the nucleating agent added can be appropriately selected depending on the type of nucleating agent.
  • the amount of the nucleating agent added to the aqueous medium may be 5000 mass ppm or less, preferably 1000 mass ppm or less, more preferably 500 mass ppm or less, and even more preferably 100 mass ppm. or less, particularly preferably 50 mass ppm or less, and most preferably 10 mass ppm or less.
  • the nucleating agent it is preferable to add the nucleating agent to the aqueous medium before the start of the polymerization or before the solid content of the fluoropolymer formed in the aqueous medium reaches 5.0% by mass.
  • the amount of the nucleating agent added at the initial stage of polymerization is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, and even more preferably 0.05% by mass, based on the fluoropolymer obtained. It is at least 0.1% by mass, particularly preferably at least 0.1% by mass. Although the upper limit of the amount of the nucleating agent added at the initial stage of polymerization is not limited, it is, for example, 2000% by mass.
  • a fluoropolymer having a smaller primary particle size is obtained compared to carrying out the polymerization in the absence of the nucleating agent.
  • nucleating agent examples include dicarboxylic acids, perfluoropolyether (PFPE) acids or salts thereof, and hydrocarbon-containing surfactants.
  • PFPE perfluoropolyether
  • the nucleating agent preferably does not contain an aromatic ring and is preferably an aliphatic compound.
  • the above nucleating agent is preferably added before or simultaneously with the addition of the polymerization initiator, but the particle size distribution can also be adjusted by adding it during the polymerization.
  • a preferred amount of the dicarboxylic acid is 1000 mass ppm or less, a more preferred amount is 500 mass ppm or less, and an even more preferred amount is 100 mass ppm or less, based on the aqueous medium.
  • the perfluoropolyether (PFPE) acid or its salt may have any chain structure in which oxygen atoms in the main chain of the molecule are separated by saturated fluorocarbon groups having 1 to 3 carbon atoms. . Also, two or more types of fluorocarbon groups may be present in the molecule.
  • a typical structure has a repeating unit represented by the following formula: (-CFCF 3 -CF 2 -O-) n (VII) (-CF 2 -CF 2 -CF 2 -O-) n (VIII) (-CF 2 -CF 2 -O-) n -(-CF 2 -O-) m (IX) (-CF 2 -CFCF 3 -O-)n-(-CF 2 -O-) m (X)
  • the PFPE acid or salt thereof may have a carboxylic acid group or a salt thereof at one or both ends.
  • the PFPE acid or salt thereof may also have a sulfonic acid, phosphonic acid group, or a salt thereof at one or both ends.
  • the above-mentioned PFPE acid or its salt may have different groups at each end.
  • the other end of the molecule is usually perfluorinated, but may contain hydrogen or chlorine atoms.
  • the PFPE acid or salt thereof has at least 2 ether oxygens, preferably at least 4 ether oxygens, even more preferably at least 6 ether oxygens.
  • at least one of the fluorocarbon groups separating the ether oxygens more preferably at least two of such fluorocarbon groups, has 2 or 3 carbon atoms. Even more preferably, at least 50% of the fluorocarbon groups separating the ether oxygens have 2 or 3 carbon atoms.
  • the PFPE acid or salt thereof has a total of at least 15 carbon atoms, eg, a preferred minimum value of n or n+m in the repeating unit structure is at least 5. Two or more of the above PFPE acids or salts thereof having acid groups at one or both ends can be used in the manufacturing method of the present disclosure.
  • the PFPE acid or salt thereof preferably has a number average molecular weight of less than 6000 g/mol.
  • the amount of the hydrocarbon-containing surfactant added to the aqueous medium is preferably 40 mass ppm or less, more preferably 30 mass ppm or less, and even more preferably 20 mass ppm or less. It is presumed that the ppm amount of lipophilic nucleation sites present in the aqueous medium is less than the amount added. Therefore, the amounts of the lipophilic nucleation sites are smaller than the 40 mass ppm, 30 mass ppm, and 20 mass ppm, respectively. Since the lipophilic nucleation sites are believed to exist as molecules, even a small amount of the hydrocarbon-containing surfactant can generate large amounts of lipophilic nucleation sites. Therefore, beneficial effects can be obtained even by adding about 1 mass ppm of the hydrocarbon-containing surfactant to an aqueous medium. A preferable lower limit is 0.01 mass ppm.
  • hydrocarbon-containing surfactants include siloxane surfactants such as those disclosed in U.S. Pat. No. 7,897,682 (Brothers et al.) and U.S. Pat. No. 7,977,438 (Brothers et al.). , nonionic surfactants and cationic surfactants.
  • a nonionic surfactant for example, a nonionic hydrocarbon surfactant
  • a nonionic hydrocarbon surfactant is preferable. That is, as the nucleating agent, a nonionic surfactant is preferable.
  • the nonionic surfactant preferably does not contain aromatic moieties.
  • Nonionic surfactants usually do not contain charged groups and have hydrophobic moieties that are long chain hydrocarbons.
  • the hydrophilic portion of the nonionic surfactant contains water-soluble functional groups such as ethylene ether chains derived from polymerization with ethylene oxide.
  • nonionic surfactants include the following. Polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, sorbitan alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan alkyl ester, glycerol ester, derivatives thereof.
  • polyoxyethylene alkyl ether polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, polyoxyethylene behenyl ether, etc.
  • polyoxyethylene alkylphenyl ether polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, etc.
  • polyoxyethylene alkyl esters polyethylene glycol monolaurate, polyethylene glycol monooleate, polyethylene glycol monostearate, etc.
  • sorbitan alkyl esters polyoxyethylene sorbitan monolaurylate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, etc.
  • polyoxyethylene sorbitan alkyl esters polyoxyethylene sorbitan monolaurylate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, etc.
  • glycerol esters glycerol monomyristate, glycerol monostearate, glycerol monooleate, etc.
  • polyoxyethylene alkylamine polyoxyethylene alkylphenyl-formaldehyde condensate, polyoxyethylene alkyl ether phosphate, etc.
  • the above ethers and esters may have an HLB value of 10-18.
  • nonionic surfactants include Triton (registered trademark) X series (X15, X45, -6, TMN-10, TMN-100, etc.), Tergitol (registered trademark) L series, BASF Pluronic (registered trademark) R series (31R1, 17R2, 10R5, 25R4 (m ⁇ 22, n ⁇ 23), Examples include Iconol (registered trademark) TDA series (TDA-6, TDA-9, TDA-10).
  • the nonionic surfactant is preferably a nonionic surfactant that does not contain fluorine.
  • ether-type nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, and polyoxyethylene alkylene alkyl ether; polyoxyethylene derivatives such as ethylene oxide/propylene oxide block copolymers; sorbitan fatty acids
  • Ester type nonionic surfactants such as ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester
  • amine type nonionic surfactants such as polyoxyethylene alkylamine and alkyl alkanolamide Examples include ionic surfactants; and the like.
  • the hydrophobic group may be any of an alkylphenol group, a straight-chain alkyl group, and a branched alkyl group.
  • nonionic surfactant a nonionic surfactant represented by general formula (i) is preferred.
  • R 6 -O-A 1 -H (i) (In the formula, R 6 is a linear or branched primary or secondary alkyl group having 8 to 18 carbon atoms, and A 1 is a polyoxyalkylene chain.)
  • the number of carbon atoms in R 6 is preferably 10 to 16, more preferably 12 to 16.
  • the number of carbon atoms in R 6 is 18 or less, excellent sedimentation stability of the composition is likely to be obtained. Furthermore, when the number of carbon atoms in R 6 exceeds 18, the flow temperature is high, making it difficult to handle.
  • the number of carbon atoms in R 6 is less than 8, the surface tension of the composition becomes high, and the permeability and wettability tend to decrease.
  • the polyoxyalkylene chain of A1 may consist of oxyethylene and oxypropylene. It is a polyoxyalkylene chain consisting of an average repeating number of oxyethylene groups of 5 to 20 and an average repeating number of oxypropylene groups of 0 to 2, and is a hydrophilic group.
  • the number of oxyethylene units can include either the broad or narrow unimodal distribution normally provided, or the broader or bimodal distribution obtained by blending. When the average repeating number of oxypropylene groups is more than 0, the oxyethylene groups and oxypropylene groups in the polyoxyalkylene chain may be arranged in blocks or randomly.
  • a polyoxyalkylene chain composed of an average repeating number of oxyethylene groups of 7 to 12 and an average repeating number of oxypropylene groups of 0 to 2 is preferred.
  • a 1 has an average of 0.5 to 1.5 oxypropylene groups because low foaming properties are good.
  • R 6 is (R')(R'')HC-, where R' and R'' are the same or different linear, branched, or cyclic alkyl groups. and the total amount of carbon atoms is at least 5, preferably 7 to 17.
  • at least one of R' or R'' is a branched or cyclic hydrocarbon group.
  • polyoxyethylene alkyl ether examples include C 13 H 27 -O-(C 2 H 4 O) n -H, C 12 H 25 -O-(C 2 H 4 O) n -H, C 10 H 21 CH(CH 3 )CH 2 -O-(C 2 H 4 O) n -H, C 13 H 27 -O-(C 2 H 4 O) n -(CH(CH 3 )CH 2 O)- H, C 16 H 33 -O-(C 2 H 4 O) n -H, HC(C 5 H 11 )(C 7 H 15 )-O-(C 2 H 4 O) n -H (in each formula , n is an integer of 1 or more).
  • polyoxyethylene alkyl ethers include, for example, the Genapol X series (manufactured by Clariant), exemplified by Genapol (Manufactured by Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Rheocol TD series (manufactured by Lion Corporation) including Rheocol TD-90 (trade name), Lionol (registered trademark) TD series (manufactured by Lion Corporation), and T-Det A138 (trade name). Examples include T-Det A series (manufactured by Harcros Chemicals) and Tergitol (registered trademark) 15-S series (manufactured by Dow Chemical).
  • the nonionic surfactant is an ethoxylate of 2,6,8-trimethyl-4-nonanol having an average of about 4 to about 18 ethylene oxide units, 2,6,8-trimethyl-4-nonanol having an average of about 6 to about 12 ethylene oxide units, Also preferred is ethoxylate of 6,8-trimethyl-4-nonanol, or a mixture thereof.
  • Nonionic surfactants of this type are also commercially available, for example, as TERGITOL TMN-6, TERGITOL TMN-10, and TERGITOL TMN-100X (all trade names manufactured by The Dow Chemical Company).
  • the hydrophobic group of the nonionic surfactant may be any one of an alkylphenol group, a straight-chain alkyl group, and a branched alkyl group.
  • a nonionic surfactant for example, general formula (ii) R 7 -C 6 H 4 -O-A 2 -H (ii) (In the formula, R 7 is a linear or branched alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and A 2 is a polyoxyalkylene chain.)
  • R 7 is a linear or branched alkyl group having 4 to 12 carbon atoms
  • a 2 is a polyoxyalkylene chain.
  • Specific examples of the nonionic surfactant include Triton X-100 (trade name, manufactured by Dow Chemical Company).
  • the polyoxyalkylene chain of A2 may consist of oxyethylene and oxypropylene. It is a polyoxyalkylene chain consisting of an average repeating number of oxyethylene groups of 5 to 20 and an average repeating number of oxypropylene groups of 0 to 2, and is a hydrophilic group.
  • the number of oxyethylene units can include either the broad or narrow unimodal distribution normally provided, or the broader or bimodal distribution obtained by blending. When the average repeating number of oxypropylene groups is more than 0, the oxyethylene groups and oxypropylene groups in the polyoxyalkylene chain may be arranged in blocks or randomly.
  • a polyoxyalkylene chain composed of an average repeating number of oxyethylene groups of 7 to 12 and an average repeating number of oxypropylene groups of 0 to 2 is preferred.
  • a 2 has an average of 0.5 to 1.5 oxypropylene groups because low foaming properties are achieved.
  • R 7 is a primary or secondary alkyl group, more preferably (R')(R'')HC-, where R' and R'' are the same or Different straight-chain, branched-chain or cyclic alkyl groups, the total amount of carbon atoms being at least 5, preferably from 7 to 17.
  • R' or R'' is a branched or cyclic hydrocarbon group.
  • nonionic surfactants examples include polyol compounds. Specifically, examples include those described in International Publication No. 2011/014715.
  • Typical examples of polyol compounds include compounds having one or more sugar units as polyol units. The sugar unit may be modified to contain at least one long chain. Suitable polyol compounds containing at least one long chain moiety include, for example, alkyl glycosides, modified alkyl glycosides, sugar esters, and combinations thereof.
  • Sugars include, but are not limited to, monosaccharides, oligosaccharides, and sorbitans. Monosaccharides include pentose and hexose.
  • Typical examples of monosaccharides include ribose, glucose, galactose, mannose, fructose, arabinose, and xylose.
  • Oligosaccharides include oligomers of 2 to 10 identical or different monosaccharides. Examples of oligosaccharides include, but are not limited to, sucrose, maltose, lactose, raffinose, and isomaltose.
  • sugars suitable for use as polyol compounds include five-membered rings of four carbon atoms and one heteroatom (typically oxygen or sulfur, but preferably oxygen). or a six-membered ring of five carbon atoms and one heteroatom as described above, preferably an oxygen atom. They further contain at least two or at least three hydroxy groups (--OH groups) attached to the carbon ring atoms.
  • the sugar is a hydrogen atom of a hydroxy group (and/or hydroxyalkyl group) attached to a carbon ring atom such that an ether or ester bond is created between the long chain residue and the sugar moiety. are modified in that one or more of them are replaced by long chain residues.
  • Sugar-based polyols may contain one sugar unit or multiple sugar units.
  • the sugar unit or sugar units may be modified with long chain moieties as described above.
  • Specific examples of sugar-based polyol compounds include glycosides, sugar esters, sorbitan esters, and mixtures and combinations thereof.
  • a preferred type of polyol compound is an alkyl or modified alkyl glucoside.
  • These types of surfactants contain at least one glucose moiety. (wherein x represents 0, 1, 2, 3, 4, or 5 and R 1 and R 2 independently represent H or a long chain unit containing at least 6 carbon atoms. , provided that at least one of R 1 and R 2 is not H).
  • Typical examples of R 1 and R 2 include aliphatic alcohol residues.
  • aliphatic alcohols examples include hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol (lauryl alcohol), tetradecanol, hexadecanol (cetyl alcohol), heptadecanol, octadecanol (stearyl alcohol), eicosanoic acid, and combinations thereof.
  • the above formula represents a specific example of an alkyl polyglucoside that represents the pyranose form of glucose, it is understood that other sugars or sugars that are the same sugar but in different enantiomeric or diastereomeric forms may also be used. be understood.
  • Alkyl glucosides are obtainable, for example, by the acid-catalyzed reaction of glucose, starch, or n-butyl glucoside with aliphatic alcohols, from which mixtures of various alkyl glucosides are typically obtained (Alkylpolygylcoside, Rompp. , Lexikon Chemie, Version 2.0, Stuttgart/New York, Georg Thieme Verlag, 1999).
  • aliphatic alcohols examples include hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol (lauryl alcohol), tetradecanol, hexadecanol (cetyl alcohol), heptadecanol, octadecanol (stearyl alcohol), eicosanoic acid, and combinations thereof.
  • Alkyl glucosides are also commercially available from Cognis GmbH, Dusseldorf, Germany under the trade name GLUCOPON or DISPONIL.
  • nonionic surfactants include difunctional block copolymers supplied by BASF as the Pluronic® R series and tridecyl alcohol alkoxylates supplied by BASF as the Iconol® TDA series. Can be mentioned.
  • the nonionic surfactant is selected from the group consisting of a nonionic surfactant represented by general formula (i) and a nonionic surfactant represented by general formula (ii). At least one kind is preferable, and a nonionic surfactant represented by general formula (i) is more preferable.
  • the above-mentioned nonionic surfactant preferably does not contain an aromatic moiety.
  • a compound having a functional group and a hydrophilic group that can react in radical polymerization may be used together with the polymer (I).
  • the compound having a functional group capable of reacting with radical polymerization and a hydrophilic group the same compound as the modified monomer (A) described below can be used.
  • additives can be used to stabilize each compound.
  • the additives include buffers, pH adjusters, stabilizing agents, and dispersion stabilizers.
  • paraffin wax paraffin wax, fluorinated oil, fluorinated solvent, silicone oil, etc. are preferred.
  • the stabilizing aids may be used alone or in combination of two or more.
  • paraffin wax is more preferred.
  • the paraffin wax may be liquid, semi-solid, or solid at room temperature, but saturated hydrocarbons having 12 or more carbon atoms are preferred.
  • the melting point of paraffin wax is usually preferably 40 to 65°C, more preferably 50 to 65°C.
  • the amount of the stabilizing aid used is preferably 0.1 to 12% by mass, more preferably 0.1 to 8% by mass, based on the mass of the aqueous medium used. It is desirable that the stabilizing aid be sufficiently hydrophobic and completely separated from the aqueous dispersion after polymerization so that it does not become a contaminating component.
  • the above polymerization is carried out by charging an aqueous medium, polymer (I), monomer, and other additives as necessary into a polymerization reactor, stirring the contents of the reactor, and maintaining the reactor at a predetermined polymerization temperature. Then, a predetermined amount of polymerization initiator is added to initiate the polymerization reaction. After the start of the polymerization reaction, monomers, polymerization initiators, chain transfer agents, polymer (I), etc. may be additionally added depending on the purpose. Polymer (I) may be added after the polymerization reaction has started.
  • the polymerization temperature is 5 to 120°C
  • the polymerization pressure is 0.05 to 10 MPaG.
  • the polymerization temperature and polymerization pressure are appropriately determined depending on the type of monomer used, the desired molecular weight of the fluoropolymer, and the reaction rate.
  • the polymerization initiator is not particularly limited as long as it can generate radicals within the polymerization temperature range, and any known oil-soluble and/or water-soluble polymerization initiators can be used. Furthermore, polymerization can also be initiated as redox in combination with a reducing agent or the like. The concentration of the polymerization initiator is appropriately determined depending on the type of monomer, the molecular weight of the desired fluoropolymer, and the reaction rate.
  • an oil-soluble radical polymerization initiator or a water-soluble radical polymerization initiator can be used as the polymerization initiator.
  • the oil-soluble radical polymerization initiator may be a known oil-soluble peroxide, such as dialkyl peroxycarbonates such as diisopropyl peroxydicarbonate, disec-butylperoxydicarbonate, t-butylperoxycarbonate, etc.
  • Peroxy esters such as isobutyrate, t-butylperoxypivalate, dialkyl peroxides such as di-t-butyl peroxide, etc.
  • the water-soluble radical polymerization initiator may be a known water-soluble peroxide, such as ammonium salts, potassium salts, and sodium salts such as persulfuric acid, perboric acid, perchloric acid, perphosphoric acid, and percarbonate. , organic peroxides such as disuccinic acid peroxide and diglutaric acid peroxide, t-butyl permaleate, and t-butyl hydroperoxide. A reducing agent such as sulfites may also be included, and the amount used may be 0.1 to 20 times that of the peroxide.
  • a reducing agent such as sulfites may also be included, and the amount used may be 0.1 to 20 times that of the peroxide.
  • a redox initiator that combines an oxidizing agent and a reducing agent as the polymerization initiator.
  • the oxidizing agent include persulfates, organic peroxides, potassium permanganate, manganese triacetate, cerium ammonium nitrate, and the like.
  • the reducing agent include sulfites, bisulfites, bromates, diimines, oxalic acid, and the like.
  • persulfates include ammonium persulfate and potassium persulfate.
  • sulfites include sodium sulfite and ammonium sulfite.
  • a copper salt or an iron salt to the redox initiator combination.
  • the copper salt include copper(II) sulfate
  • the iron salt include iron(II) sulfate.
  • the redox initiator examples include potassium permanganate/oxalic acid, ammonium persulfate/bisulfite/iron sulfate, manganese triacetate/oxalic acid, cerium ammonium nitrate/oxalic acid, bromate/bisulfite, etc. potassium permanganate/oxalic acid is preferred.
  • potassium permanganate/oxalic acid either an oxidizing agent or a reducing agent may be charged into a polymerization tank in advance, and then the other may be added continuously or intermittently to initiate polymerization.
  • potassium permanganate/oxalic acid it is preferable to charge the oxalic acid into a polymerization tank and continuously add potassium permanganate thereto.
  • the amount of the polymerization initiator added is not particularly limited, but it may be added in an amount that does not significantly reduce the polymerization rate (for example, several ppm to water concentration) or more at the beginning of the polymerization, either all at once, sequentially, or continuously. Just add it.
  • the upper limit is a range in which the reaction temperature can be raised while removing heat from the polymerization reaction from the equipment surface, and a more preferable upper limit is a range in which the polymerization reaction heat can be removed from the equipment surface.
  • the above-mentioned aqueous medium is a reaction medium in which polymerization is carried out, and means a liquid containing water.
  • the aqueous medium is not particularly limited as long as it contains water, and may include water and a fluorine-free organic solvent such as alcohol, ether, or ketone, and/or a fluorine-containing organic solvent with a boiling point of 40°C or less. It may also include.
  • a known chain transfer agent, radical scavenger, or decomposition agent may be added to adjust the polymerization rate and molecular weight.
  • chain transfer agent examples include esters such as dimethyl malonate, diethyl malonate, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, and dimethyl succinate, as well as isopentane, methane, ethane, propane, methanol, isopropanol, acetone, and various Examples include mercaptan, various halogenated hydrocarbons such as carbon tetrachloride, and cyclohexane.
  • Bromine or iodine compounds may be used as chain transfer agents.
  • Examples of the polymerization method using a bromine compound or an iodine compound include a method of polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of a bromine compound or an iodine compound in a substantially oxygen-free state ( Iodine transfer polymerization method).
  • Typical examples of the bromine compound or iodine compound to be used include, for example, the general formula: R a I x Bry (In the formula, x and y are each an integer of 0 to 2 and satisfy 1 ⁇ x+y ⁇ 2, and R a is a saturated or unsaturated fluorohydrocarbon group having 1 to 16 carbon atoms or a chlorofluorocarbon group. Examples include compounds represented by a hydrocarbon group or a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, which may contain an oxygen atom.
  • bromine or iodine compounds iodine or bromine is introduced into the polymer and acts as a crosslinking point.
  • bromine compound or iodine compound examples include 1,3-diiodoperfluoropropane, 2-iodoperfluoropropane, 1,3-diiodo-2-chloroperfluoropropane, 1,4-diiodoperfluorobutane, 1 , 5-diiodo-2,4-dichloroperfluoropentane, 1,6-diiodoperfluorohexane, 1,8-diiodoperfluorooctane, 1,12-diiodoperfluorododecane, 1,16-diiodo Perfluorohexadecane, diiodomethane, 1,2-diiodoethane, 1,3-diiodo-n-propane, CF 2 Br 2 , BrCF 2 CF 2 Br, CF 3 CFBrCF 2 Br, CFClBr 2 , BrCF
  • 1,4-diiodoperfluorobutane, 1,6-diiodoperfluorohexane, and 2-iodoperfluoropropane are preferred from the viewpoint of polymerization reactivity, crosslinking reactivity, and easy availability. is preferred.
  • the amount of the chain transfer agent used is usually 1 to 50,000 mass ppm, preferably 1 to 20,000 mass ppm, based on the total amount of fluoromonomer supplied.
  • the chain transfer agent mentioned above may be added all at once into the reaction vessel before the start of polymerization, may be added all at once after the start of polymerization, or may be added in multiple portions during polymerization. Alternatively, it may be added continuously during the polymerization.
  • persulfates for example, ammonium persulfate
  • organic peroxides such as disuccinic acid peroxide
  • diglutaric acid peroxide can be used alone or in the form of a mixture thereof. Further, it may be used in combination with a reducing agent such as sodium sulfite to form a redox system.
  • a radical scavenger such as hydroquinone or catechol may be added, or a peroxide decomposer such as ammonium sulfite may be added to adjust the radical concentration within the system.
  • a fluoromonomer is polymerized in an aqueous medium in the presence of polymer (I) to produce an aqueous dispersion of fluoropolymer particles, and in the aqueous dispersion of fluoropolymer particles, the fluoromonomer is
  • the fluoropolymer may be obtained by seed polymerizing the fluoropolymer particles with fluoropolymer particles.
  • the above polymerization is preferably one in which the fluoromonomer is polymerized in the substantial absence of a fluorine-containing surfactant (excluding compounds having a functional group and a hydrophilic group that can react in radical polymerization).
  • a fluorine-containing surfactant excluding compounds having a functional group and a hydrophilic group that can react in radical polymerization.
  • fluorosurfactants have been used for polymerization of fluoromonomers in aqueous media, but according to the production method of the present disclosure, fluoropolymer polymers can be polymerized even when fluoromonomers are not used. can be obtained.
  • substantially in the absence of a fluorine-containing surfactant means that the amount of the fluorine-containing surfactant relative to the aqueous medium is 10 mass ppm or less.
  • the amount of the fluorine-containing surfactant in the aqueous medium is preferably 1 ppm by mass or less, more preferably 100 ppb by mass or less, still more preferably 10 ppb by mass or less, and even more preferably 1 ppb by mass or less. It is.
  • fluorine-containing surfactant examples include anionic fluorine-containing surfactants.
  • the anionic fluorine-containing surfactant may be, for example, a surfactant containing fluorine atoms having a total carbon number of 20 or less in the portion excluding the anionic group.
  • the fluorine-containing surfactant may also be a fluorine-containing surfactant whose anionic moiety has a molecular weight of 1000 or less.
  • anionic moiety means a moiety of the above-mentioned fluorine-containing surfactant excluding cations.
  • F(CF 2 ) n1 COOM expressed by formula (I) described later, it is the part "F(CF 2 ) n1 COO”.
  • the fluorine-containing surfactant mentioned above also includes a fluorine-containing surfactant having a LogPOW of 3.5 or less.
  • the above LogPOW is the partition coefficient between 1-octanol and water, and the LogP [where P is in octanol when the octanol/water (1:1) mixture containing a fluorine-containing surfactant undergoes phase separation. is represented by the ratio of fluorine-containing surfactant concentration/fluorine-containing surfactant concentration in water].
  • fluorine-containing surfactants include U.S. Patent Application Publication No. 2007/0015864, U.S. Patent Application Publication No. 2007/0015865, U.S. Patent Application Publication No. 2007/0015866, and U.S. Patent Application Publication No. 2007/0015866, Published Application No. 2007/0276103, US Patent Application No. 2007/0117914, US Patent Application No. 2007/0142541, US Patent Application No. 2008/0015319, US Patent No. 3,250,808 specification, US Patent No. 3271341, JP 2003-119204, WO 2005/042593, WO 2008/060461, WO 2007/046377, JP 2007-119526 Publications, International Publication No. 2007/046482, International Publication No. 2007/046345, US Patent Application Publication No. 2014/0228531, International Publication No. 2013/189824, International Publication No. 2013/189826, etc. Can be mentioned.
  • the anionic fluorine-containing surfactant has the following general formula (N 0 ): X n0 - Rf n0 - Y 0 (N 0 ) (In the formula, X n0 is H, Cl , or The compound represented by is an alkylene group, and the alkylene group may contain one or more ether bonds, and some H may be substituted with Cl.Y0 is an anionic group. Can be mentioned. The anionic group of Y 0 may be -COOM, -SO 2 M, or -SO 3 M, and may be -COOM or -SO 3 M.
  • M is H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium which may have a substituent, pyridinium which may have a substituent, or phosphonium which may have a substituent, and R 7 is H or an organic group.
  • the metal atoms include alkali metals (Group 1), alkaline earth metals (Group 2), and examples thereof include Na, K, and Li.
  • R 7 may be H or a C 1-10 organic group, H or a C 1-4 organic group, or H or a C 1-4 alkyl group.
  • M may be H, a metal atom or NR74 , and may be H, an alkali metal (group 1), an alkaline earth metal (group 2) or NR74 , H , Na, K, Li or It may be NH4 .
  • Rf n0 50% or more of H may be substituted with fluorine.
  • N 1 X n0 - (CF 2 ) m1 - Y 0 (N 1 )
  • X n0 is H, Cl and F
  • m1 is an integer from 3 to 15, and Y 0 is as defined above
  • N 2 a compound represented by the following general formula (N 2 ): Rf n1 -O-(CF(CF 3 )CF 2 O) m2 CFX n1 -Y 0 (N 2 )
  • Rf n1 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • m2 is an integer of 0 to 3
  • X n1 is F or CF 3
  • Y 0 is as defined above.
  • N 3 a compound represented by the following general formula (N 3 ): Rf n2 (CH 2 ) m3 - (Rf n3 ) q - Y 0 (N 3 )
  • Rf n2 is a partially or fully fluorinated alkyl group having 1 to 13 carbon atoms and may contain an ether bond
  • m3 is an integer of 1 to 3
  • Rf n3 is a linear or a branched perfluoroalkylene group having 1 to 3 carbon atoms
  • q is 0 or 1
  • Y 0 is as defined above
  • N 4 a compound represented by the following general formula (N 4 ) : Rf n4 -O-(CY n1 Y n2 ) p CF 2 -Y 0 (N 4 )
  • Rf n4 is a linear or branched moiety or a fully fluorinated alkyl group that may contain an ether bond and/or a chlorine atom having
  • Rf n5 is a linear or branched moiety having 1 to 3 carbon atoms that may contain an ether bond or a fully fluorinated alkylene group, and L is a linking group.
  • Y 0 are as defined above. However, the total carbon number of X n2 , X n3 , X n4 and Rf n5 is 18 or less.
  • the compound represented by the above general formula (N 0 ) includes perfluorocarboxylic acid (I) represented by the following general formula (I), ⁇ -H represented by the following general formula (II) Perfluorocarboxylic acid (II), perfluoroether carboxylic acid (III) represented by the following general formula (III), perfluoroalkylalkylenecarboxylic acid (IV) represented by the following general formula (IV), the following general formula Perfluoroalkoxyfluorocarboxylic acid (V) represented by (V), perfluoroalkyl sulfonic acid (VI) represented by the following general formula (VI), ⁇ -H perfluorocarboxylic acid (VI) represented by the following general formula (VII), Fluorosulfonic acid (VII), perfluoroalkylalkylene sulfonic acid (VIII) represented by the following general formula (VIII), alkylalkylenecarboxylic acid (IX) represented by the following general formula (IX
  • the above perfluorocarboxylic acid (I) has the following general formula (I) F (CF 2 ) n1 COOM (I) (In the formula, n1 is an integer of 3 to 14, M is H, a metal atom, NR 7 4 , imidazolium which may have a substituent, pyridinium which may have a substituent, or It is a phosphonium which may have a substituent, and R 7 is H or an organic group.
  • ⁇ -H perfluorocarboxylic acid has the following general formula (II) H(CF 2 ) n2 COOM (II) (In the formula, n2 is an integer from 4 to 15, and M is as defined above.)
  • the above perfluoroether carboxylic acid (III) has the following general formula (III) Rf 1 -O-(CF(CF 3 )CF 2 O) n3 CF(CF 3 )COOM (III) (In the formula, Rf 1 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, n3 is an integer of 0 to 3, and M is as defined above.) .
  • the above perfluoroalkylalkylenecarboxylic acid (IV) has the following general formula (IV) Rf 2 (CH 2 ) n4 Rf 3 COOM (IV) (In the formula, Rf 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, Rf 3 is a linear or branched perfluoroalkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and n4 is a perfluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms. is an integer, and M is defined above.).
  • the above alkoxyfluorocarboxylic acid (V) has the following general formula (V) Rf 4 -O-CY 1 Y 2 CF 2 -COOM (V) (In the formula, Rf 4 is a linear or branched moiety or a fully fluorinated alkyl group that may contain an ether bond and/or a chlorine atom having 1 to 12 carbon atoms, and Y 1 and Y 2 are , the same or different, are H or F, and M is as defined above.
  • the above perfluoroalkyl sulfonic acid has the following general formula (VI) F( CF2 ) n5SO3M ( VI) (In the formula, n5 is an integer from 3 to 14, and M is as defined above.)
  • ⁇ -H perfluorosulfonic acid has the following general formula (VII) H(CF 2 ) n6 SO 3 M (VII) (In the formula, n6 is an integer from 4 to 14, and M is as defined above.)
  • the above perfluoroalkylalkylene sulfonic acid (VIII) has the following general formula (VIII): Rf5 ( CH2 ) n7SO3M ( VIII) (In the formula, Rf 5 is a perfluoroalkyl group having 1 to 13 carbon atoms, n7 is an integer of 1 to 3, and M is as defined above.) .
  • the above alkyl alkylene carboxylic acid (IX) has the following general formula (IX) Rf 6 (CH 2 ) n8 COOM (IX) (wherein Rf 6 is a linear or branched moiety or a fully fluorinated alkyl group having 1 to 13 carbon atoms that may contain an ether bond, and n8 is an integer of 1 to 3; M is defined above.).
  • the above fluorocarboxylic acid (X) has the following general formula (X) Rf 7 -O-Rf 8 -O-CF 2 -COOM (X) (In the formula, Rf 7 is a linear or branched moiety or a fully fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms that may contain an ether bond and/or a chlorine atom, and Rf 8 is a fully fluorinated alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. 1 to 6 linear or branched moieties or fully fluorinated alkyl groups, where M is as defined above.
  • the above alkoxyfluorosulfonic acid (XI) has the following general formula (XI) Rf 9 -O-CY 1 Y 2 CF 2 -SO 3 M (XI) (wherein, Rf 9 is a linear or branched alkyl group having 1 to 12 carbon atoms that may contain an ether bond, and may contain chlorine, and is partially or fully fluorinated; Y 1 and Y 2 are the same or different and are H or F, and M is as defined above.
  • the above compound (XII) has the following general formula (XII): (In the formula, X 1 , X 2 and Rf 10 is a perfluoroalkylene group having 1 to 3 carbon atoms, L is a linking group, and Y 0 is an anionic group. Y 0 may be -COOM, -SO 2 M, or -SO 3 M, and may be -SO 3 M or COOM, where M is as defined above. Examples of L include a single bond, a moiety containing an ether bond having 1 to 10 carbon atoms, or a fully fluorinated alkylene group.
  • the above compound (XIII) has the following general formula (XIII): Rf 11 -O-(CF 2 CF(CF 3 )O) n9 (CF 2 O) n10 CF 2 COOM (XIII) (In the formula, Rf 11 is a fluoroalkyl group containing chlorine and having 1 to 5 carbon atoms, n9 is an integer of 0 to 3, n10 is an integer of 0 to 3, and M is as defined above. ).
  • Compound (XIII) is CF2ClO ( CF2CF ( CF3 )O) n9 ( CF2O ) n10CF2COONH4 (a mixture with an average molecular weight of 750 , where n9 and n10 are as defined above . ).
  • anionic fluorine-containing surfactant examples include carboxylic acid surfactants, sulfonic acid surfactants, and the like.
  • the fluorine-containing surfactant may be one type of fluorine-containing surfactant, or may be a mixture containing two or more types of fluorine-containing surfactants.
  • fluorine-containing surfactant examples include compounds represented by the following formula.
  • the fluorine-containing surfactant may be a mixture of these compounds.
  • the fluoromonomer is polymerized substantially in the absence of a compound represented by the following formula.
  • an aqueous dispersion containing the above fluoropolymer can be obtained.
  • the concentration of the fluoropolymer is usually 8 to 50% by weight of the aqueous dispersion obtained by carrying out the polymerization.
  • the lower limit of the concentration of the fluoropolymer is preferably 10% by mass, more preferably 15% by mass, the upper limit is preferably 40% by mass, and the more preferably upper limit is 35% by mass.
  • the content of fluoropolymer in the aqueous dispersion was determined by drying 1 g of the aqueous dispersion in a blow dryer at 150°C for 60 minutes, measuring the mass of the heated residue, and calculating the mass of the aqueous dispersion (1 g). This value is obtained by calculating the percentage of the mass of the heated residue relative to the mass of the heated residue.
  • a fluoropolymer can be obtained by the manufacturing method of the present disclosure.
  • fluoropolymers include TFE polymers in which TFE is the monomer with the highest molar fraction (hereinafter referred to as the "most monomer"), VDF polymers in which VDF is the most monomer, and VDF polymers in which the largest monomer is VDF.
  • CTFE polymers in which CTFE is CTFE.
  • the fluoropolymer has an ion exchange rate (IXR) higher than 53.
  • IXR ion exchange rate
  • Preferred fluoropolymers have no ionic groups or a limited number of ionic groups resulting in ion exchange rates greater than about 100.
  • the ion exchange rate of the preferred fluoropolymer is preferably 1,000 or more, more preferably 2,000 or more, and even more preferably 5,000 or more.
  • the TFE polymer may preferably be a TFE homopolymer, or (1) TFE, (2) one or more fluorine-containing monomers other than TFE having 2 to 8 carbon atoms. , in particular VDF, HFP or CTFE, and (3) a copolymer of other monomers.
  • Other monomers mentioned in (3) include, for example, fluoro(alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms; fluorodioxole; perfluoroalkylethylene; ⁇ - Examples include hydroperfluoroolefins.
  • the TFE polymer may also be a copolymer of TFE and one or more fluorine-free monomers.
  • fluorine-free monomer examples include alkenes such as ethylene and propylene; vinyl esters; and vinyl ethers.
  • the TFE polymer also includes a copolymer of TFE, one or more fluorine-containing monomers having 2 to 8 carbon atoms, and one or more non-fluorine-containing monomers. Good too.
  • the VDF polymer may preferably be a VDF homopolymer [PVDF], or (1) VDF, (2) one or more VDFs having 2 to 8 carbon atoms. Copolymers of fluoroolefins, especially TFE, HFP or CTFE, and (3) perfluoro(alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms, etc. Good too.
  • the CTFE polymer may preferably be a CTFE homopolymer, or (1) CTFE, (2) one or more fluoroolefins other than CTFE having 2 to 8 carbon atoms, In particular, it may be a copolymer of TFE or HFP and (3) perfluoro(alkyl vinyl ether) having an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, especially 1 to 3 carbon atoms.
  • the CTFE polymer may also be a copolymer of CTFE and one or more fluorine-free monomers, and the fluorine-free monomers include alkenes such as ethylene and propylene; vinyl Esters; examples include vinyl ethers.
  • the fluoropolymer may be glassy, plastic or elastomeric. These may be amorphous or partially crystalline and may be subjected to compression firing processing, melt processing or non-melt processing.
  • a tetrafluoroethylene polymer [TFE polymer (PTFE)] is used as the non-melt processable fluororesin
  • PTFE tetrafluoroethylene polymer
  • an ethylene/TFE copolymer is used as the melt-processable fluororesin.
  • the electrolyte polymer precursor is (III) as a fluororubber, a TFE/propylene copolymer, a TFE/propylene/third monomer copolymer (the third monomer is VDF, HFP, CTFE, fluoroalkyl vinyl ethers, etc.), Copolymer consisting of TFE and fluoroalkyl vinyl ethers; HFP/ethylene copolymer, HFP/ethylene/TFE copolymer; VDF/HFP copolymer, HFP/ethylene copolymer, VDF/TFE/HFP copolymer and the fluorine-containing segmented polymer described in Japanese Patent Publication No. 61-49327 can be suitably produced.
  • the above-mentioned fluoropolymer is preferably a fluororesin, more preferably a fluororesin with a fluorine substitution rate calculated by the following formula of 50% or more, even more preferably a fluororesin with a fluorine substitution rate of more than 50%, A fluororesin with a substitution rate of 55% or more is even more preferred, a fluororesin with a fluorine substitution rate of 60% or more is even more preferred, a fluororesin with a fluorine substitution rate of 75% or more is even more preferred, and a fluororesin with a fluorine substitution rate of 75% or more is even more preferred.
  • Fluorine substitution rate (%) (Number of fluorine atoms bonded to carbon atoms constituting the fluoropolymer) / ((Number of hydrogen atoms bonded to carbon atoms constituting the fluoropolymer) + (carbon atoms constituting the fluoropolymer) Number of fluorine atoms and chlorine atoms bonded to)) ⁇ 100
  • a fluororesin having the above-mentioned fluorine substitution rate of 95 to 100% is more preferable, PTFE, FEP or PFA is more preferable, and PTFE is particularly preferable.
  • the obtained PTFE is compared to the PTFE obtained by polymerizing a fluoromonomer in the presence of a conventional polymer as described in Patent Documents 1 and 2. , 0.1% decomposition initiation temperature is high. Therefore, by using the manufacturing method of the present disclosure, PTFE having excellent heat resistance can be manufactured.
  • the above fluoropolymer may have a core-shell structure.
  • the fluoropolymer having a core-shell structure include modified PTFE, which includes a core of high molecular weight PTFE and a lower molecular weight PTFE or modified PTFE shell in the particles.
  • modified PTFE include PTFE described in Japanese Patent Publication No. 2005-527652.
  • the core-shell structure may have the following structure.
  • Core TFE homopolymer Shell: TFE homopolymer Core: Modified PTFE Shell: TFE homopolymer Core: Modified PTFE Shell: Modified PTFE Core: TFE homopolymer Shell: Modified PTFE Core: Low molecular weight PTFE Shell: High molecular weight PTFE Core: High molecular weight PTFE Shell: Low molecular weight PTFE
  • the lower limit of the core ratio is preferably 0.5% by mass, more preferably 1.0% by mass, even more preferably 3.0% by mass, particularly preferably 5.0% by mass. , most preferably 10.0% by weight.
  • the upper limit of the core ratio is preferably 99.5% by mass, more preferably 99.0% by mass, even more preferably 98.0% by mass, even more preferably 97.0% by mass, particularly preferably 95.0% by mass. %, most preferably 90.0% by weight.
  • the lower limit of the shell ratio is preferably 0.5% by mass, more preferably 1.0% by mass, even more preferably 3.0% by mass, particularly preferably 5.0% by mass. , most preferably 10.0% by weight.
  • the upper limit of the proportion of the shell is preferably 99.5% by mass, more preferably 99.0% by mass, even more preferably 98.0% by mass, even more preferably 97.0% by mass, particularly preferably 95.0% by mass. %, most preferably 90.0% by weight.
  • the core or the shell may have a structure of two or more layers.
  • it may be a fluoropolymer having a three-layer structure including a central core of modified PTFE, an outer core of TFE homopolymer, and a shell of modified PTFE.
  • Examples of the above-mentioned fluoropolymer having a core-shell structure include those in which one particle of the above-mentioned fluoropolymer has a plurality of cores.
  • TFE is generally polymerized at a polymerization temperature of 10 to 150° C. and a polymerization pressure of 0.05 to 5 MPaG.
  • the polymerization temperature is more preferably 30°C or higher, and even more preferably 50°C or higher.
  • the temperature is more preferably 120°C or lower, and even more preferably 100°C or lower.
  • the polymerization pressure is more preferably 0.3 MPaG or higher, still more preferably 0.5 MPaG or higher, more preferably 5.0 MPaG or lower, and even more preferably 3.0 MPaG or lower.
  • it is preferably 1.0 MPaG or more, more preferably 1.2 MPaG or more, even more preferably 1.5 MPaG or more, and even more preferably 2.0 MPaG or more.
  • the above polymerization is carried out by charging pure water into a pressure-resistant reaction vessel equipped with a stirrer, deoxidizing it, charging it with TFE, bringing it to a predetermined temperature, and adding a polymerization initiator to start the reaction. If the pressure decreases as the reaction progresses, additional TFE is continuously or intermittently supplied to maintain the initial pressure. When a predetermined amount of TFE has been supplied, the supply is stopped, the TFE in the reaction vessel is purged, and the temperature is returned to room temperature to terminate the reaction. Additional TFE may be supplied continuously or intermittently to prevent the pressure from decreasing.
  • the TFE polymer is not only a TFE homopolymer, but also a copolymer of TFE and a modified monomer, which is non-melt processable (hereinafter referred to as "modified PTFE"). It is a concept that includes
  • the modified monomer is not particularly limited as long as it can be copolymerized with TFE, and includes fluoromonomers and non-fluoromonomers. Furthermore, the number of modified monomers used may be one or more than one.
  • Non-fluoromonomers include, for example, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, propyl acrylate, propyl methacrylate butyl acrylate, butyl methacrylate, hexyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, vinyl methacrylate, vinyl acetate, acrylic acid, methacrylic acid, acrylonitrile. , methacrylonitrile, ethyl vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether and the like.
  • the non-fluoromonomers butyl methacrylate, vinyl acetate, and acrylic acid are preferred.
  • fluoromonomer for example, perfluoroolefins such as hexafluoropropylene [HFP]; hydrogen-containing fluoroolefins such as trifluoroethylene and vinylidene fluoride [VDF]; perhaloolefins such as chlorotrifluoroethylene; perfluorovinyl ether; (perfluoroalkyl) ethylene; perfluoroallyl ether and the like.
  • HFP hexafluoropropylene
  • VDF vinylidene fluoride
  • perhaloolefins such as chlorotrifluoroethylene
  • perfluorovinyl ether perfluorovinyl ether
  • perfluoroalkyl ethylene
  • perfluoroallyl ether perfluoroallyl ether and the like.
  • perfluoroorganic group means an organic group in which all hydrogen atoms bonded to carbon atoms are substituted with fluorine atoms.
  • the perfluoro organic group may have an ether oxygen.
  • perfluorovinyl ether examples include perfluoro(alkyl vinyl ether) [PAVE], in which Rf is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms in the general formula (A).
  • the perfluoroalkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.
  • Examples of the perfluoroalkyl group in PAVE include perfluoromethyl group, perfluoroethyl group, perfluoropropyl group, perfluorobutyl group, perfluoropentyl group, perfluorohexyl group, and the like.
  • perfluorovinyl ethers further include general formula (A) in which Rf is a perfluoro(alkoxyalkyl) group having 4 to 9 carbon atoms, and Rf is the following formula:
  • Rf is a group represented by the following formula:
  • n an integer of 1 to 4.
  • PFAE Perfluoroalkyl)ethylene
  • examples thereof include (perfluorobutyl)ethylene (PFBE), (perfluorohexyl)ethylene, and the like.
  • fluoromonomers represented by (wherein, Rf represents a perfluoroorganic group).
  • Rf in the above general formula is the same as Rf in general formula (A).
  • Rf is preferably a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a perfluoroalkoxyalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • a modified monomer (3) having a monomer reactivity ratio of 0.1 to 8 is also preferably exemplified.
  • PTFE particles with a small particle size can be obtained, and an aqueous dispersion with high dispersion stability can be obtained.
  • the monomer reactivity ratio in copolymerization with TFE refers to the rate constant when the growing radical reacts with TFE when the growing radical is less than the repeating unit based on TFE, and the rate constant when the growing radical reacts with the modified monomer. This is the value divided by the rate constant when reacting with The lower this value is, the more reactive the modified monomer is with TFE.
  • the monomer reactivity ratio can be calculated from the Feynman-Ross equation by copolymerizing TFE and a modified monomer and determining the composition of the resulting polymer immediately after initiation.
  • the above copolymerization was carried out in a stainless steel autoclave with an internal volume of 6.0 L using 3,600 g of deionized degassed water, ammonium perfluorooctanoate of 1,000 mass ppm relative to the water, and 100 g of paraffin wax at a pressure of 0. It is carried out at 78 MPaG and a temperature of 70°C. 0.05 g, 0.1 g, 0.2 g, 0.5 g, and 1.0 g of modified monomers were added to the reactor, and 0.072 g of ammonium persulfate (20 mass ppm relative to water) was added, and the polymerization pressure was adjusted to 0. TFE is continuously supplied to maintain 78 MPaG.
  • the modified monomer (3) having a monomer reactivity ratio of 0.1 to 8 is preferably at least one selected from the group consisting of modified monomers represented by formulas (3a) to (3d).
  • CH 2 CH-Rf 1 (3a) (In the formula, Rf 1 is a perfluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms.)
  • CF 2 CF-O-Rf 2 (3b) (In the formula, Rf 2 is a perfluoroalkyl group having 1 to 2 carbon atoms.)
  • X 3 and X 4 are F, Cl or a methoxy group, and Y is the formula Y1 or Y2.
  • Z and Z' are F or a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the content of the modifying monomer (3) unit is preferably in the range of 0.00001 to 1.0% by mass based on the total polymerized units of PTFE.
  • the lower limit is more preferably 0.0001% by mass, more preferably 0.0005% by mass, even more preferably 0.001% by mass, and even more preferably 0.005% by mass.
  • the upper limits are, in order of preference, 0.90% by mass, 0.50% by mass, 0.40% by mass, 0.30% by mass, 0.20% by mass, 0.15% by mass, and 0.10% by mass. , 0.08% by mass, 0.05% by mass, and 0.01% by mass.
  • the above-mentioned modifying monomers include hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, and vinylidene fluoride because they have a small average primary particle diameter, a small aspect ratio, and can produce an aqueous dispersion with excellent stability.
  • the modified monomer preferably contains at least one selected from the group consisting of hexafluoropropylene, perfluoro(alkyl vinyl ether), and (perfluoroalkyl)ethylene. More preferably, it is selected from the group consisting of hexafluoropropylene, perfluoro(methyl vinyl ether), perfluoro(propyl vinyl ether), (perfluorobutyl)ethylene, (perfluorohexyl)ethylene, and (perfluorooctyl)ethylene.
  • the total amount of the hexafluoropropylene unit, perfluoro(alkyl vinyl ether) unit, and (perfluoroalkyl)ethylene unit is preferably in the range of 0.00001 to 1% by mass based on the total polymerized units of PTFE.
  • the lower limit of the total amount is more preferably 0.0001% by mass, more preferably 0.0005% by mass, even more preferably 0.001% by mass, and even more preferably 0.005% by mass.
  • the upper limits are, in order of preference, 0.80% by mass, 0.70% by mass, 0.50% by mass, 0.40% by mass, 0.30% by mass, 0.20% by mass, and 0.15% by mass. , 0.10% by mass, 0.08% by mass, 0.05% by mass, and 0.01% by mass.
  • the modified monomer preferably includes a modified monomer (hereinafter referred to as "modified monomer (A)”) having a functional group and a hydrophilic group that can react with radical polymerization.
  • modified monomer (A) a modified monomer having a functional group and a hydrophilic group that can react with radical polymerization.
  • PTFE particles with a small primary particle size can be obtained, and an aqueous dispersion with high dispersion stability can be obtained. Moreover, the amount of uncoagulated polymer can also be reduced. Furthermore, the aspect ratio of the primary particles can be reduced.
  • the amount of the modified monomer (A) used is preferably an amount exceeding 0.1 mass ppm of the aqueous medium, more preferably an amount exceeding 0.5 mass ppm, and 1.0 mass ppm.
  • the amount is more preferably more than 5 ppm by mass, even more preferably 5 ppm by mass or more, and particularly preferably 10 ppm by mass or more. If the amount of the modifying monomer (A) used is too small, the average primary particle size of the resulting PTFE may not become small.
  • the amount of the modified monomer (A) to be used may be within the above range, but the upper limit can be, for example, 5000 ppm by mass.
  • a modifying monomer (A) may be added to the system during the reaction in order to improve the stability of the aqueous dispersion during or after the reaction.
  • modified monomer (A) Since the modified monomer (A) is highly water-soluble, even if unreacted modified monomer (A) remains in the aqueous dispersion, it can be easily removed in the concentration step or coagulation/washing step.
  • the above-mentioned modified monomer (A) is incorporated into the resulting polymer during the polymerization process, but the concentration of the modified monomer (A) itself in the polymerization system is low, and the amount incorporated into the polymer is small, resulting in a decrease in the heat resistance of PTFE. There is no problem with coloring or coloring after firing.
  • hydrophilic group in the modified monomer (A) examples include -NH 2 , -PO 3 M, -OPO 3 M, -SO 3 M, -OSO 3 M, -COOM (in each formula, M is H,
  • the metal atom, NR 7y 4 , imidazolium which may have a substituent, pyridinium which may have a substituent, or phosphonium which may have a substituent, R 7y is H or an organic group. and may be the same or different. Any two may be bonded to each other to form a ring).
  • -SO 3 M or -COOM is preferred.
  • the organic group for R 7y is preferably an alkyl group.
  • R 7y is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or C 1-4 organic group, and even more preferably H or C 1-4 alkyl group.
  • the metal atoms include monovalent and divalent metal atoms, such as alkali metals (Group 1) and alkaline earth metals (Group 2), with Na, K, and Li being preferred.
  • Examples of the "functional group capable of reacting in radical polymerization" in the modified monomer (A) include groups having an ethylenically unsaturated bond such as a vinyl group and an allyl group.
  • the modified monomer (A) has a functional group that can react in radical polymerization, so when used in the polymerization, it reacts with the fluorine-containing monomer at the initial stage of the polymerization reaction, and has a hydrophilic group derived from the modified monomer (A). It is assumed that particles with high stability are formed. For this reason, it is thought that when polymerization is carried out in the presence of the above-mentioned modifying monomer (A), the number of particles increases.
  • one type of the modified monomer (A) may be present, or two or more types thereof may be present.
  • a compound having an unsaturated bond can be used as the modified monomer (A).
  • hydrophilic groups examples include -NH 2 , -PO 3 M, -OPO 3 M, -SO 3 M, -OSO 3 M, -COOM (in each formula, M is H, a metal atom, NR 7y 4 , imidazolium which may have a substituent, pyridinium which may have a substituent or phosphonium which may have a substituent, R 7y is H or an organic group, and may be the same or different. Any two may be bonded to each other to form a ring.).
  • -SO 3 M or -COOM is preferred.
  • the organic group for R 7y is preferably an alkyl group.
  • R 7y is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or C 1-4 organic group, and even more preferably H or C 1-4 alkyl group.
  • the metal atoms include monovalent and divalent metal atoms, such as alkali metals (Group 1) and alkaline earth metals (Group 2), with Na, K, and Li being preferred.
  • linking group refers to a divalent linking group.
  • the linking group may be a single bond and preferably contains at least one carbon atom, and the number of carbon atoms may be 2 or more, 4 or more, or 8 or more. , may be 10 or more, or may be 20 or more. The upper limit is not limited, but may be, for example, 100 or less, or 50 or less.
  • the linking group may be a chain or branched, cyclic or acyclic structure, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, and optionally contains one or more members selected from the group consisting of sulfur, oxygen, and nitrogen.
  • the linking group does not contain a carbon atom and may be a catenary heteroatom such as oxygen, sulfur or nitrogen.
  • R a is preferably a catenary heteroatom such as oxygen, sulfur, or nitrogen, or a divalent organic group.
  • R a is a divalent organic group
  • the hydrogen atom bonded to the carbon atom may be replaced with a halogen other than fluorine, such as chlorine, and may or may not contain a double bond.
  • R a may be either chain or branched, and may be cyclic or acyclic.
  • R a may include a functional group (eg, ester, ether, ketone, amine, halide, etc.).
  • R a may also be a non-fluorine divalent organic group or a partially fluorinated or perfluorinated divalent organic group.
  • R a is preferably -(CH 2 ) a -, -(CF 2 ) a -, -O-(CF 2 ) a -, -(CF 2 ) a -O-(CF 2 ) b -, -O (CF 2 ) a -O-(CF 2 ) b -, -(CF 2 ) a -[O-(CF 2 ) b ] c -, -O(CF 2 ) a -[O-(CF 2 ) b ] c -, -[(CF 2 ) a -O] b -[(CF 2 ) c -O] d -, -O[(CF 2 ) a -O] b -[(CF 2 ) c -O] d -, -O[(CF 2 ) a -O] b -[(CF 2 ) c -O] d -
  • a, b, c and d are independently at least 1 or more.
  • a, b, c and d may independently be 2 or more, 3 or more, 4 or more, 10 or more, 20 or more.
  • the upper limit of a, b, c, and d is, for example, 100.
  • -R a -(CZ 1 Z 2 ) k - in general formula (4) is -CF 2 -O-CF 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O- C(CF 3 ) 2 -, -CF 2 -O-CF 2 -CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 -CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF 2 -C(CF 3 ) 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -CF 2 -, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -CF (CF 3 )-, -CF 2 -O-CF 2 CF 2 -C ( CF 3 ) 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-CF 2 -, -CF 2 -O-CF(CF 3 )-CF(CF 3 )-, -CF 2 -O-CF(CF
  • the compound represented by the general formula (4) has a C—F bond and no C—H bond, except for the hydrophilic group (Y 3 ). That is, in the general formula (4), all of X i , X j , and X k are F, and R a is preferably a perfluoroalkylene group having 1 or more carbon atoms, and the perfluoroalkylene group is , may be either chain or branched, cyclic or acyclic, and may contain at least one catenary heteroatom. The perfluoroalkylene group may have 2 to 20 carbon atoms, or 4 to 18 carbon atoms.
  • the compound represented by general formula (4) may be partially fluorinated. That is, the compound represented by general formula (4), excluding the hydrophilic group (Y 3 ), has at least one hydrogen atom bonded to a carbon atom and has at least one fluorine atom bonded to a carbon atom. It is also preferable.
  • the compound represented by the general formula (4) is also preferably a compound represented by the following formula (4a).
  • CF 2 CF-O-Rf 0 -Y 3 (4a)
  • Y3 is a hydrophilic group
  • Rf0 is perfluorinated, and may have a linear or branched, cyclic or acyclic structure, saturated or unsaturated, substituted or unsubstituted, (a perfluorinated divalent linking group optionally containing one or more heteroatoms selected from the group consisting of sulfur, oxygen, and nitrogen).
  • the compound represented by the general formula (4) is also preferably a compound represented by the following formula (4b).
  • CH 2 CH-O-Rf 0 -Y 3 (4b)
  • Y 3 is a hydrophilic group
  • Rf 0 is a perfluorinated divalent linking group defined by formula (4a).
  • Y 3 is -OSO 3 M.
  • CF 2 CF(OCF 2 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 N(CH 3 )
  • Y 3 is -SO 3 M.
  • M is the same as above.
  • Y 3 is -COOM.
  • Y 3 is -OPO 3 M or -OP(O)(OM) 2 .
  • Y 3 is -PO 3 M or -P(O)(OM) 2 .
  • CX 2 CY(-CZ 2 -O-Rf-Y 3 ) (5)
  • X is the same or different and is -H or -F
  • Y is -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group
  • Z is the same or different and is -H
  • - F is an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group.
  • Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or a fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms.
  • Y 3 is the above-mentioned group.
  • CX 2 CY(-O-Rf-Y 3 ) (6) (wherein, X is the same or different and is -H or -F, Y is -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group, and Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms) , or a fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms.
  • Y 3 is the same as above.
  • CX 2 CY (-Rf-Y 3 ) (7) (wherein, X is the same or different and is -H or -F, Y is -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group, and Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms) or a fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms (Y 3 is the same as above). is preferred.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkylene group having an ether bond having 2 to 100 carbon atoms is an alkylene group that does not include a structure in which an oxygen atom is a terminal, but includes an ether bond between carbon atoms.
  • X is -H or -F. Both of X's may be -F, or at least one of them may be -H. For example, one may be -F and the other -H, or both may be -H.
  • Y is -H, -F, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group.
  • the above-mentioned alkyl group is an alkyl group that does not contain a fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • the above Y is preferably -H, -F or -CF 3 , more preferably -F.
  • Z is the same or different and is -H, -F, an alkyl group or a fluoroalkyl group.
  • the above alkyl group is an alkyl group that does not contain a fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and still more preferably 3 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • the above Z is preferably -H, -F or -CF 3 , more preferably -F.
  • At least one of the above X, Y and Z preferably contains a fluorine atom.
  • X may be -H and Y and Z may be -F.
  • Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms, or a fluorine-containing alkylene group having 2 to 100 carbon atoms and having an ether bond.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group is preferably 2 or more. Further, it is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and even more preferably 10 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkylene groups include -CF 2 -, -CH 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 -, -CF 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 CH 2 -, -CF(CF 3 )- , -CF(CF 3 )CF 2 -, -CF(CF 3 )CH 2 -, and the like.
  • the fluorine-containing alkylene group is preferably a perfluoroalkylene group.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group having an ether bond is preferably 3 or more. Further, the carbon number of the fluorine-containing alkylene group having an ether bond is preferably 60 or less, more preferably 30 or less, and even more preferably 12 or less.
  • Examples of the fluorine-containing alkylene group having an ether bond include the following formula: (In the formula, Z 1 is F or CF 3 ; Z 2 and Z 3 are each H or F; Z 4 is H, F or CF 3 ; p1+q1+r1 is an integer from 1 to 10; s1 is 0 or 1; t1 is 0 A divalent group represented by an integer of 5 to 5 is also preferable.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkylene group having an ether bond includes -CF(CF 3 )CF 2 -O-CF(CF 3 )-, -(CF(CF 3 )CF 2 -O) n -CF(CF 3 )-(in the formula, n is an integer from 1 to 10), -CF(CF 3 )CF 2 -O-CF(CF 3 )CH 2 -, -(CF(CF 3 )CF 2 -O) n - CF(CF 3 )CH 2 - (in the formula, n is an integer from 1 to 10), -CH 2 CF 2 CF 2 O-CH 2 CF 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 CF 2 O-CF 2 CF 2- , -CF 2 CF 2 CF 2 O-CF 2 CF 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 O-CF 2 -, -CF 2 CF 2 O-CF 2 CH 2 -, and the like.
  • Y 3 is -COOM, -SO 3 M or -OSO 3 M
  • M is H, a metal atom, NR 7y 4 , imidazolium which may have a substituent, a substituent Pyridinium which may have a substituent or phosphonium which may have a substituent
  • R 7y is H or an organic group, and may be the same or different. Any two may be bonded to each other to form a ring. ) is preferable.
  • the organic group for R 7y is preferably an alkyl group.
  • R 7y is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or C 1-4 organic group, and even more preferably H or C 1-4 alkyl group.
  • metal atoms examples include alkali metals (Group 1), alkaline earth metals (Group 2), and Na, K, and Li are preferred.
  • M is preferably -H, a metal atom or NR 7 4 , more preferably -H, an alkali metal (group 1), an alkaline earth metal (group 2) or NR 7 4 , -H, -Na, -K , -Li or NH 4 are even more preferred, -H, -Na, -K or NH 4 are even more preferred, -H, -Na or NH 4 are particularly preferred, and -H or -NH 4 are most preferred.
  • the above Y 3 is preferably -COOM or -SO 3 M, more preferably -COOM.
  • the compound represented by general formula (5) is preferably a compound (5a) represented by general formula (5a).
  • CH 2 CF(-CF 2 -O-Rf-Y 3 ) (5a) (In the formula, Rf and Y3 are the same as above.)
  • Z 1 is F or CF 3 ;
  • Z 2 and Z 3 are each H or F;
  • Z 4 is H, F or CF 3 ;
  • p1+q1+r1 is an integer from 0 to 10;
  • s1 is 0 or 1;
  • t1 is 0
  • An integer of ⁇ 5 and Y 3 are the same as above.However, when Z 3 and Z 4 are both H, p1+q1+r1+s1 is not 0). More specifically,
  • the compound represented by general formula (5) is preferably a compound (5b) represented by general formula (5b).
  • CX 2 2 CFCF 2 -O-(CF(CF 3 )CF 2 O) n5 -CF(CF 3 )-Y 3 (5b) (In the formula, each X 2 is the same and represents F or H. n5 represents 0 or an integer from 1 to 10, and Y 3 is the same as defined above.)
  • the above n5 is preferably 0 or an integer of 1 to 5, more preferably 0, 1 or 2, and 0 or 1 in terms of the stability of the resulting aqueous dispersion. It is more preferable that The above Y 3 is preferably -COOM in terms of obtaining appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion, and the above M is less likely to remain as an impurity and improves the heat resistance of the obtained molded product. In this respect, H or NH4 is preferred.
  • examples of the compound represented by the general formula (5) include a compound represented by the general formula (5c).
  • CF 2 CFCF 2 -O-Rf-Y 3 (5c) (In the formula, Rf and Y3 are the same as above)
  • X is -H or -F. Both of X's may be -F, or at least one of them may be -H. For example, one may be -F and the other -H, or both may be -H.
  • Y is -H, -F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group.
  • the above-mentioned alkyl group is an alkyl group that does not contain a fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkyl group is an alkyl group containing at least one fluorine atom, and the number of carbon atoms may be 1 or more.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkyl group is preferably 6 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less.
  • the above Y is preferably -H, -F or -CF 3 , more preferably -F.
  • At least one of the above X and Y preferably contains a fluorine atom.
  • X may be -H and Y and Z may be -F.
  • Rf is a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms or a fluorine-containing alkylene group having an ether bond and having 2 to 100 carbon atoms.
  • the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group is preferably 2 or more. Further, the number of carbon atoms in the fluorine-containing alkylene group is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and even more preferably 10 or less.
  • the above-mentioned fluorine-containing alkylene groups include -CF 2 -, -CH 2 CF 2 -, -CF 2 CF 2 -, -CF 2 CH 2 -, -CF 2 CF 2 CH 2 -, -CF(CF 3 )- , -CF(CF 3 )CF 2 -, -CF(CF 3 )CH 2 -, and the like.
  • the fluorine-containing alkylene group is preferably a perfluoroalkylene group.
  • Y 3 is -COOM, -SO 3 M or -OSO 3 M
  • M is H, a metal atom, NR 7y 4 , imidazolium which may have a substituent, a substituted Pyridinium which may have a group or phosphonium which may have a substituent
  • R 7y is H or an organic group, and may be the same or different. Any two are bonded to each other, may form a ring) is preferable.
  • the organic group for R 7y is preferably an alkyl group.
  • R 7y is preferably H or a C 1-10 organic group, more preferably H or C 1-4 organic group, and even more preferably H or C 1-4 alkyl group.
  • metal atoms examples include alkali metals (Group 1), alkaline earth metals (Group 2), and Na, K, and Li are preferred.
  • M is preferably -H, a metal atom or NR 7 4 , more preferably -H, an alkali metal (group 1), an alkaline earth metal (group 2) or NR 7 4 , -H, -Na, -K , -Li or NH 4 are even more preferred, -H, -Na, -K or NH 4 are even more preferred, -H, -Na or NH 4 are particularly preferred, and -H or -NH 4 are most preferred.
  • the above Y 3 is preferably -COOM or -SO 3 M, more preferably -COOM.
  • the compound represented by general formula (6) is preferably at least one selected from the group consisting of compounds represented by general formulas (6a), (6b), (6c), (6d) and (6e).
  • CF 2 CF-O-(CF 2 ) n1 -Y 3 (6a) (In the formula, n1 represents an integer from 1 to 10, and Y3 is the same as defined above.)
  • CF 2 CF-O-(CF 2 C(CF 3 )F) n2 -Y 3 (6b) (In the formula, n2 represents an integer from 1 to 5, and Y3 is the same as defined above.)
  • CF 2 CF-O-(CFX 1 ) n3 -Y 3 (6c) (In the formula, X 1 represents F or CF 3 , n3 represents an integer from 1 to 10, and Y 3 is the same as defined above.)
  • CF 2 CF-O-(CF 2 CFX 1 O) n4 -(CF 2 ) n6 -Y 3 (6d) (In
  • the above n1 is preferably an integer of 5 or less, more preferably an integer of 2 or less.
  • the above Y3 is preferably -COOM because it provides appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion, and M is less likely to remain as an impurity and improves the heat resistance of the resulting molded product. and is preferably H or NH4 .
  • n2 is preferably an integer of 3 or less in terms of the stability of the aqueous dispersion obtained
  • Y3 is an integer that provides appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion.
  • -COOM is preferable in that it is less likely to remain as an impurity
  • H or NH 4 is preferable in that M is less likely to remain as an impurity and improves the heat resistance of the obtained molded product.
  • the above n3 is preferably an integer of 5 or less from the viewpoint of water solubility, and the above Y 3 is -COOM
  • the above M is preferably H or NH 4 from the viewpoint of improving dispersion stability.
  • the above X 1 is preferably -CF 3 from the viewpoint of stability of the aqueous dispersion, and the above n 4 is preferably an integer of 5 or less from the viewpoint of water solubility,
  • the above Y 3 is preferably -COOM in terms of obtaining appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion, and the above M is preferably H or NH 4 .
  • n5 is preferably an integer of 5 or less in terms of water solubility
  • Y3 is -COOM in terms of obtaining appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion.
  • the above M is preferably H or NH4 .
  • Rf is preferably a fluorine-containing alkylene group having 1 to 40 carbon atoms. In general formula (7), it is preferable that at least one of X and Y contains a fluorine atom.
  • Y 3 is preferably -SO 3 M or -COOM
  • M is H, a metal atom, NR 7y 4 , imidazolium which may have a substituent, pyridinium which may have a substituent, or Phosphonium which may have a substituent is preferable.
  • R 7y represents H or an organic group.
  • the above n1 is preferably an integer of 5 or less, more preferably an integer of 2 or less.
  • the above Y3 is preferably -COOM because it provides appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion, and M is less likely to remain as an impurity and improves the heat resistance of the resulting molded product. and is preferably H or NH4 .
  • n2 is preferably an integer of 3 or less in terms of the stability of the aqueous dispersion obtained
  • Y3 is an integer that provides appropriate water solubility and stability of the aqueous dispersion.
  • -COOM is preferable in that it is less likely to remain as an impurity
  • H or NH 4 is preferable in that M is less likely to remain as an impurity and improves the heat resistance of the obtained molded product.
  • the modified monomer preferably includes a modified monomer (A), and is represented by general formula (5a), general formula (5c), general formula (6a), general formula (6b), general formula (6c), and general formula It is preferable to contain at least one selected from the group consisting of compounds represented by (6d), and more preferably to contain a compound represented by general formula (5a) or general formula (5c).
  • the content of the modified monomer (A) units is in the range of 0.00001 to 1.0% by mass based on the total polymerized units of the TFE polymer (PTFE). It is preferable that there be.
  • the lower limit is more preferably 0.0001% by mass, more preferably 0.0005% by mass, even more preferably 0.001% by mass, and even more preferably 0.005% by mass.
  • the upper limits are, in order of preference, 0.90% by mass, 0.50% by mass, 0.40% by mass, 0.30% by mass, 0.20% by mass, 0.15% by mass, and 0.10% by mass. , 0.08% by mass, 0.05% by mass, and 0.01% by mass.
  • the polymer (I) can be used within the range of use in the production method of the present disclosure described above.
  • the concentration of polymer (I) is not particularly limited as long as it is within the above range. If the amount added is too large, acicular particles with a large aspect ratio will be produced, and the aqueous dispersion will become gel-like, impairing its stability.
  • the lower limit of the amount of polymer (I) used is preferably 0.0001% by mass, more preferably 0.001% by mass, even more preferably 0.01% by mass, particularly preferably 0.02% by mass, based on the aqueous medium. Mass%.
  • the upper limit of the amount of the polymer (I) used is preferably 10% by mass, more preferably 5% by mass, based on the aqueous medium.
  • Polymer (I) may be added all at once into the reaction vessel before the start of polymerization, may be added all at once after the start of polymerization, or may be added in multiple portions during polymerization. Alternatively, it may be added continuously during the polymerization.
  • a persulfate for example, ammonium persulfate
  • an organic peroxide such as disuccinic acid peroxide, or diglutaric acid peroxide
  • a reducing agent such as sodium sulfite
  • a radical scavenger such as hydroquinone or catechol
  • a peroxide decomposer such as ammonium sulfite may be added to adjust the radical concentration within the system.
  • a redox initiator that combines an oxidizing agent and a reducing agent.
  • the oxidizing agent include persulfates, organic peroxides, potassium permanganate, manganese triacetate, cerium ammonium nitrate, and the like.
  • the reducing agent include sulfites, bisulfites, bromates, diimines, oxalic acid, and the like.
  • persulfates include ammonium persulfate and potassium persulfate.
  • sulfites include sodium sulfite and ammonium sulfite.
  • a copper salt or an iron salt to the redox initiator combination.
  • the copper salt include copper(II) sulfate
  • the iron salt include iron(II) sulfate.
  • the redox initiator examples include potassium permanganate/oxalic acid, ammonium persulfate/bisulfite/iron sulfate, manganese triacetate/oxalic acid, cerium ammonium nitrate/oxalic acid, bromate/bisulfite, etc. potassium permanganate/oxalic acid is preferred.
  • potassium permanganate/oxalic acid either an oxidizing agent or a reducing agent may be charged into a polymerization tank in advance, and then the other may be added continuously or intermittently to initiate polymerization.
  • potassium permanganate/oxalic acid it is preferable to charge the oxalic acid into a polymerization tank and continuously add potassium permanganate thereto.
  • chain transfer agents can be used, including saturated hydrocarbons such as methane, ethane, propane, and butane, and halogenated hydrocarbons such as chloromethane, dichloromethane, and difluoroethane. , alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol, and hydrogen, but those in a gaseous state at normal temperature and normal pressure are preferred.
  • the amount of the chain transfer agent used is usually 1 to 10,000 mass ppm, preferably 1 to 5,000 mass ppm, based on the total amount of TFE supplied.
  • a saturated hydrocarbon having 12 or more carbon atoms which is substantially inert to the reaction and becomes liquid under the above reaction conditions, is added as a dispersion stabilizer for the reaction system to an aqueous medium of 100%. It can also be used in an amount of 2 to 10 parts by weight. Additionally, ammonium carbonate, ammonium phosphate, etc. may be added as a buffer for adjusting the pH during the reaction.
  • a polymer dispersion having a solid content concentration of 1.0 to 50% by mass and an average primary particle size of 50 to 500 nm can be obtained.
  • the lower limit of the solid content concentration is preferably 5% by mass, more preferably 8% by mass.
  • the upper limit is not particularly limited, but may be 40% by mass or 35% by mass.
  • the lower limit of the average primary particle diameter is preferably 100 nm, more preferably 150 nm.
  • the upper limit is preferably 400 nm, more preferably 350 nm.
  • the above average primary particle diameter can be measured by a dynamic light scattering method.
  • the above average primary particle diameter was determined by creating an aqueous dispersion with a solid content concentration of approximately 1.0% by mass and using a dynamic light scattering method at 25°C and the refractive index of the solvent (water) being 1.3328.
  • the viscosity of the solvent (water) is 0.8878 mPa ⁇ s, and can be measured a total of 70 times.
  • ELSZ-1000S manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • a fine powder can be produced by coagulating an aqueous dispersion of TFE polymer.
  • the aqueous dispersion of the TFE polymer described above can be used for various purposes as a fine powder after being coagulated, washed, and dried.
  • the aqueous dispersion obtained by polymerizing polymer latex or the like is usually diluted with water to a polymer concentration of 5 to 20% by mass.
  • the reaction is carried out by stirring more vigorously than during the reaction in a container equipped with a stirrer.
  • the above coagulation may be performed by stirring while adding a water-soluble organic compound such as methanol or acetone, an inorganic salt such as potassium nitrate or ammonium carbonate, or an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or nitric acid as a coagulant.
  • a water-soluble organic compound such as methanol or acetone
  • an inorganic salt such as potassium nitrate or ammonium carbonate
  • an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or nitric acid
  • the above coagulation may also be performed continuously using an in-line mixer or the like.
  • the concentration of the unagglomerated TFE polymer in the waste water produced by the aggregation is preferably low from the viewpoint of productivity, more preferably less than 0.4% by mass, and particularly preferably less than 0.3% by mass.
  • Pigmented or filler-containing TFE in which pigments and fillers are uniformly mixed by adding pigments for coloring and various fillers to improve mechanical properties before or during the coagulation.
  • a polymer fine powder can be obtained.
  • the wet powder obtained by coagulating the aqueous dispersion of the TFE polymer is usually dried using vacuum, high frequency, hot air, etc. while keeping the wet powder in a state where it does not flow much, preferably in a static state. Do it using means. Friction between powders, especially at high temperatures, generally has an unfavorable effect on fine powder type TFE polymers. This is because particles made of this type of TFE polymer have the property of easily becoming fibrillated even by a small shearing force and losing their original stable particle structure.
  • the above drying is carried out at a drying temperature of 10 to 300°C, preferably 100 to 300°C.
  • the obtained TFE polymer fine powder is preferably used for molding, and suitable applications include tubes for hydraulic systems and fuel systems of aircraft and automobiles, flexible hoses for chemical liquids, steam, etc., electric wire coatings, etc. Can be mentioned.
  • the aqueous dispersion of TFE polymer can also be stabilized and further concentrated by adding a nonionic surfactant, and used for various purposes as a composition with organic or inorganic fillers added depending on the purpose. It is also preferable.
  • a nonionic surfactant used for various purposes as a composition with organic or inorganic fillers added depending on the purpose. It is also preferable.
  • the coating surface has non-adhesion and a low coefficient of friction, and has excellent gloss, smoothness, abrasion resistance, weather resistance, and heat resistance. It is suitable for painting rolls and cooking utensils, impregnating glass cloth, etc.
  • An organosol of TFE polymer can also be prepared from the above aqueous dispersion.
  • the organosol can contain the TFE polymer and an organic solvent, and examples of the organic solvent include an ether solvent, a ketone solvent, an alcohol solvent, an amide solvent, an ester solvent, an aliphatic hydrocarbon solvent, Examples include aromatic hydrocarbon solvents and halogenated hydrocarbon solvents, and N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, etc. can be preferably used.
  • the above organosol can be prepared, for example, by the method described in International Publication No. 2012/002038.
  • the aqueous dispersion of the TFE polymer or the fine powder of the TFE polymer is also preferably used as a processing aid.
  • a processing aid by mixing the above aqueous dispersion or the above fine powder with a host polymer, etc., it can improve the melt strength during melt processing of the host polymer, and improve the mechanical strength, electrical properties, and difficulty of the resulting polymer. Flammability, drip prevention properties during combustion, and sliding properties can be improved.
  • the aqueous dispersion of the TFE polymer or the fine powder of the TFE polymer is also preferably used as a binder for batteries and as a dustproofing agent.
  • the aqueous dispersion of the TFE polymer or the TFE polymer fine powder is used as a processing aid after being composited with a resin other than the TFE polymer.
  • the above-mentioned aqueous dispersion or the above-mentioned fine powder is, for example, a raw material for PTFE described in JP-A-11-49912, US Pat. No. 5,804,654, JP-A-11-29679, and JP-A-2003-2980. It is suitable as The processing aids using the above aqueous dispersion or the above fine powder are in no way inferior to the processing aids described in the above publications.
  • the aqueous dispersion of the TFE polymer is mixed with an aqueous dispersion of a melt-processable fluororesin and coagulated to form a co-agglomerated powder.
  • the co-agglomerated powder is suitable as a processing aid.
  • melt-processable fluororesin examples include FEP, PFA, TFE/perfluoroallyl ether copolymer, ETFE, ethylene/TFE/HFP copolymer [EFEP], among others, PFA or FEP preferable.
  • the aqueous dispersion contains the melt-processable fluororesin.
  • the melt-processable fluororesin include FEP, PFA, TFE/perfluoroallyl ether copolymer, ETFE, and EFEP.
  • the aqueous dispersion containing the melt-processable fluororesin can be used as a paint.
  • the melt-processable fluororesin can sufficiently fuse the particles of the TFE polymer to each other, thereby improving film-forming properties and giving gloss to the resulting film.
  • the fluorine-free resin to which the co-agglomerated powder is added may be in the form of powder, pellets, or emulsion.
  • the above addition is preferably carried out while applying a shearing force by a known method such as extrusion kneading or roll kneading in order to thoroughly mix each resin.
  • the aqueous dispersion of the TFE polymer described above is also preferably used as a dust control treatment.
  • the above-mentioned dust suppression treatment agent is mixed with a dust-generating substance, and the mixture is subjected to a compression-shearing action at a temperature of 20 to 200°C to fibrillate the TFE polymer, thereby suppressing the dust of the dust-generating substance.
  • the above aqueous dispersion of the TFE polymer can be suitably used, for example, in the dust suppression treatment composition described in WO 2007/004250, and the dust suppression treatment method described in WO 2007/000812. It can also be suitably used.
  • the above-mentioned dust control agent is applicable to the building materials field, soil stabilizing material field, solidification material field, fertilizer field, incineration ash and hazardous substance landfill disposal field, explosion prevention field, cosmetics field, sand for pet excrement such as cat litter, etc. It is suitably used for dust suppression treatment.
  • the aqueous dispersion of the TFE polymer as a raw material for obtaining TFE polymer fibers by the dispersion spinning method.
  • the above dispersion spinning method involves mixing an aqueous dispersion of the TFE polymer and an aqueous dispersion of a matrix polymer, extruding the mixture to form an intermediate fiber structure, and forming the intermediate fiber structure.
  • the matrix polymer is decomposed by firing and the TFE polymer particles are sintered to obtain TFE polymer fibers.
  • the high molecular weight PTFE powder obtained by polymerization has stretchability and non-melt processability, and is also useful as a raw material for stretched bodies (porous bodies).
  • this stretched body is a membrane (PTFE stretched membrane or PTFE porous membrane)
  • it can be stretched by a known PTFE stretching method.
  • high molecular weight PTFE is easily fibrillated and becomes a porous PTFE body (membrane) consisting of nodules and fibers.
  • a uniaxially stretched film can be obtained by roll stretching a sheet-like or rod-like paste extrudate in the extrusion direction.
  • a biaxially stretched film can also be obtained by stretching in the width direction using a tenter or the like. It is also preferable to perform a semi-baking process before stretching.
  • This stretched PTFE body is a porous body with a high porosity, and can be suitably used as a filter material for various precision filtration filters such as air filters and chemical filters, a support material for polymer electrolyte membranes, and the like. It is also useful as a material for products used in the textile field, medical field, electrochemical field, sealing material field, air filtration field, ventilation/internal pressure adjustment field, liquid filtration field, general consumer goods field, etc. Specific applications are illustrated below.
  • Electrochemical field dielectric material prepreg, EMI shielding material, heat transfer material, etc. More specifically, printed wiring boards, electromagnetic shielding materials, insulation heat transfer materials, insulation materials, etc. Sealing materials field Gaskets, packing, pump diaphragms, pump tubes, aircraft sealing materials, etc.
  • Air filtration field ULPA filters for semiconductor manufacturing), HEPA filters (for hospitals and semiconductor manufacturing), cylindrical cartridge filters (industrial), bag filters (industrial), heat-resistant bag filters (for exhaust gas treatment), heat-resistant pleated filters ( (for exhaust gas treatment), SINBRAN filter (industrial use), catalyst filter (for exhaust gas treatment), filter with adsorbent (for HDD incorporation), vent filter with adsorbent (for HDD incorporation), vent filter (for HDD incorporation, etc.), cleaning Machine filters (for vacuum cleaners), general-purpose multi-layer felt materials, GT cartridge filters (for GT compatible products), cooling filters (for electronic device housings), etc.
  • Ventilation/Internal Pressure Adjustment Field Freeze-drying materials such as containers for freeze-drying, automotive ventilation materials for electronic circuits and lamps, container applications such as container caps, and electronic equipment including small terminals such as tablets and mobile phones.
  • container applications such as container caps
  • electronic equipment including small terminals such as tablets and mobile phones.
  • medical ventilation purposes etc.
  • Liquid filtration field Semiconductor liquid filtration filters (for semiconductor manufacturing), hydrophilic PTFE filters (for semiconductor manufacturing), filters for chemicals (for chemical processing), filters for pure water production lines (for pure water production), backwash liquids Filtration filters (for industrial wastewater treatment), etc.
  • General consumer goods field Clothing cable guides (movable wires for motorcycles), motorcycle clothing, cast liners (medical supporters), vacuum cleaner filters, bagpipes (musical instruments), cables (signal cables for guitars, etc.), strings (for stringed instruments), etc. .
  • Textile field PTFE fiber (textile material), sewing thread (textile), woven thread (textile), rope, etc.
  • Low molecular weight PTFE can also be manufactured by the manufacturing method of the present disclosure.
  • Low molecular weight PTFE may be produced by polymerization, or may be produced by reducing the molecular weight of high molecular weight PTFE obtained by polymerization by a known method (thermal decomposition, radiation decomposition, etc.).
  • Low-molecular-weight PTFE also called PTFE micropowder
  • PTFE micropowder with a molecular weight of 600,000 or less has excellent chemical stability and extremely low surface energy, and is resistant to fibrillation, improving slipperiness and the texture of the coating surface. It is suitable as an additive for the production of plastics, inks, cosmetics, paints, greases, office automation equipment parts, toners, etc. (see, for example, JP-A-10-147617).
  • low molecular weight PTFE can be produced by dispersing a polymerization initiator and polymer (I) in an aqueous medium in the presence of a chain transfer agent, and polymerizing TFE with TFE or a monomer that can be copolymerized with TFE.
  • the chain transfer agent is preferably at least one selected from the group consisting of alkanes having 2 to 4 carbon atoms. Specifically, methane, ethane, propane, butane, and isobutane are more preferred, and ethane and propane are even more preferred.
  • the amount of the chain transfer agent is preferably 10 mass ppm or more or more than 10 mass ppm relative to the aqueous medium.
  • the low molecular weight PTFE obtained by the above polymerization when using the low molecular weight PTFE obtained by the above polymerization as a powder, it can be made into powder particles by coagulating the above aqueous dispersion.
  • high molecular weight PTFE means PTFE that has non-melt processability and fibrillation property.
  • low molecular weight PTFE means PTFE that has melt processability and does not have fibrillation properties.
  • the above-mentioned non-melt processability means a property in which the melt flow rate cannot be measured at a temperature higher than the crystallization melting point in accordance with ASTM D 1238 and D 2116.
  • the presence or absence of fibrillation can be determined by "paste extrusion” which is a typical method of molding "high molecular weight PTFE powder” which is a powder made from a TFE polymer.
  • Paste extrusion is usually possible because high molecular weight PTFE has fibrillating properties. If the unfired molded product obtained by paste extrusion has no substantial strength or elongation, for example, if the elongation is 0% and it breaks when pulled, it can be considered that it does not have fibrillation properties.
  • the high molecular weight PTFE preferably has a standard specific gravity (SSG) of 2.130 to 2.280.
  • SSG standard specific gravity
  • the above standard specific gravity is measured by a water displacement method according to ASTM D792 using a sample molded according to ASTM D4895-89.
  • "high molecular weight” means that the standard specific gravity is within the above range.
  • the low molecular weight PTFE has a melt viscosity of 1 ⁇ 10 2 to 7 ⁇ 10 5 Pa ⁇ s at 380°C.
  • melt viscosity means that the melt viscosity is within the above range.
  • Melt viscosity was measured in accordance with ASTM D 1238 using a flow tester (manufactured by Shimadzu Corporation) and a 2 ⁇ -8L die under a load of 0.7 MPa using a 2 g sample preheated at 380°C for 5 minutes. This value is measured while maintaining the above temperature.
  • the high molecular weight PTFE has a much higher melt viscosity than the low molecular weight PTFE, and it is difficult to accurately measure the melt viscosity.
  • melt viscosity is employed as an index of the molecular weight of the high molecular weight PTFE
  • melt viscosity is employed as an index of the molecular weight of the low molecular weight PTFE. Note that there is no known measuring method that can directly specify the molecular weight of either the high molecular weight PTFE or the low molecular weight PTFE.
  • the high molecular weight PTFE preferably has a peak temperature of 333 to 347°C, more preferably 335 to 345°C.
  • the low molecular weight PTFE preferably has a peak temperature of 322 to 333°C, more preferably 324 to 332°C.
  • the peak temperature is determined by the differential heat (differential heat) obtained by heating PTFE, which has no history of being heated to a temperature of 300°C or higher, at a rate of 10°C/min using a TG/DTA (differential thermogravimetric simultaneous measuring device). It can be specified as the temperature corresponding to the maximum value appearing on the DTA) curve.
  • the peak temperature of PTFE may be 322-347°C.
  • the upper limit of the peak temperature of PTFE is 347°C or lower, 346°C or lower, 345°C or lower, 344°C or lower, 343°C or lower, 342°C or lower, 341°C or lower, or 340°C or lower. It's fine.
  • the lower limit of the peak temperature of PTFE may be 333°C or higher and 335°C or higher.
  • the upper limit of the peak temperature of the PTFE may be 333°C or lower and 332°C or lower.
  • the lower limit of the peak temperature of PTFE may be 322°C or higher and 324°C or higher.
  • the average primary particle diameter of the primary particles of low molecular weight PTFE is preferably 10 to 350 nm, more preferably 50 nm or more, even more preferably 90 nm or more, more preferably 300 nm or less, and even more preferably 250 nm or less. It is.
  • a relatively small average primary particle diameter of the primary particles can be obtained, for example, by adding a modifying monomer to the polymerization system at the initial stage of TFE polymerization.
  • the average primary particle diameter of the primary particles of low molecular weight PTFE can be measured by a dynamic light scattering method.
  • a low molecular weight PTFE aqueous dispersion with a polymer solid concentration of approximately 1.0% by mass was prepared, and using a dynamic light scattering method, the measurement temperature was set at 25°C and the refractive index of the solvent (water) was adjusted. 1.3328, the viscosity of the solvent (water) is 0.8878 mPa ⁇ s, and the number of integrations is 70.
  • ELSZ-1000S manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
  • the above-mentioned high molecular weight PTFE has a heat of fusion curve of 333 to 347°C when heated at a rate of 10°C/min using a differential scanning calorimeter [DSC] for PTFE that has no history of being heated to a temperature of 300°C or higher. It is preferable that at least one endothermic peak appears in the range of , and the heat of fusion at 290 to 350° C. calculated from the heat of fusion curve is 52 mJ/mg or more.
  • the heat of fusion of PTFE is more preferably 55 mJ/mg or more, and still more preferably 58 mJ/mg or more.
  • An unfired tape (raw tape) can also be obtained from the PTFE fine powder obtained above.
  • the polymerization of FEP is preferably carried out at a polymerization temperature of 10 to 150° C. and a polymerization pressure of 0.3 to 6.0 MPaG.
  • a copolymer of TFE, HFP, and other monomers may be obtained as FEP by polymerizing other monomers that can be copolymerized with these monomers.
  • Other monomers include the above-mentioned fluorine-containing monomers (excluding TFE and HFP) and non-fluorine-containing monomers.
  • One or more types of other monomers can be used.
  • perfluoro(alkyl vinyl ether) is preferred.
  • the content of other monomer units in FEP may be 0.1 to 2% by mass based on the total monomer units.
  • polymer (I) can be used within the range of use in the production method of the present disclosure, but is usually added in an amount of 0.0001 to 10% by mass based on 100% by mass of the aqueous medium. .
  • cyclohexane methanol, ethanol, propanol, ethane, propane, butane, pentane, hexane, carbon tetrachloride, chloroform, methylene chloride, methyl chloride, etc.
  • buffering agent it is preferable to use ammonium carbonate, disodium hydrogen phosphate, or the like.
  • the aqueous dispersion of FEP obtained by the production method of the present disclosure may be post-treated, such as concentration, if necessary, then dried and powdered, and then melt-extruded to form pellets.
  • the aqueous medium in the aqueous dispersion of FEP may contain additives such as nonionic surfactants as necessary, but it must not contain a water-soluble organic solvent such as a water-soluble alcohol. It may also be one that does not contain a water-soluble organic solvent.
  • melt extrusion can be carried out by appropriately setting extrusion conditions as long as the extrusion conditions allow pelletization.
  • the unstable terminal group is chemically unstable, it not only reduces the heat resistance of the resin but also causes an increase in the amount of attenuation of the obtained electric wire.
  • the polymer at the end of polymerization can be produced such that the total number of unstable end groups and -CF 2 H end groups is 50 or less per 1 ⁇ 10 6 carbon atoms. preferable. More preferably, the number is less than 20 per 1 ⁇ 10 6 carbon atoms, and even more preferably 5 or less.
  • the unstable terminal group and the -CF 2 H terminal group may be absent and all the terminal groups may be -CF 3 terminal groups.
  • Unstable end groups and --CF 2 H end groups can be stabilized by converting them into --CF 3 end groups by fluorination treatment.
  • the fluorination treatment method is not particularly limited, but may include a method of exposing the polymer to a fluorine radical source that generates fluorine radicals under fluorination treatment conditions.
  • the fluorine radical source include fluorine gas, CoF 3 , AgF 2 , UF 6 , OF 2 , N 2 F 2 , CF 3 OF, and fluorinated halogens such as IF 5 and ClF 3 .
  • a method in which fluorine gas and FEP obtained by the production method of the present disclosure are brought into direct contact is preferred, and from the viewpoint of reaction control, the contact may be performed using diluted fluorine gas with a fluorine gas concentration of 10 to 50% by mass.
  • the diluted fluorine gas can be obtained by diluting fluorine gas with an inert gas such as nitrogen gas or argon gas.
  • the above fluorine gas treatment can be performed at a temperature of 100 to 250°C, for example. Note that the processing temperature is not limited to the above range and can be set as appropriate depending on the situation.
  • the fluorine gas treatment is preferably performed by continuously or intermittently supplying diluted fluorine gas into the reactor. This fluorination treatment may be carried out either as a dry powder after polymerization or as a melt-extruded pellet.
  • the FEP obtained by the manufacturing method of the present disclosure has good moldability and is less prone to molding defects, and also has good heat resistance, chemical resistance, solvent resistance, insulation, electrical properties, etc.
  • the above method for producing FEP powder is a method of obtaining powder by drying and pulverizing FEP obtained by the above-described production method of the present disclosure.
  • the above powder may be fluorinated.
  • the above-mentioned method for producing a fluorinated powder is a method of obtaining a fluorinated powder by supplying fluorine gas to the powder obtained by the above-described powder production method to fluorinate the powder.
  • the above method for producing FEP pellets is a method for obtaining pellets by pelletizing the FEP obtained by the above-described production method of the present disclosure.
  • the above pellets may be fluorinated.
  • the above-described method for producing fluorinated pellets is a method of obtaining fluorinated pellets by supplying fluorine gas to the pellets obtained by the above-described pellet production method to fluorinate the pellets.
  • this FEP can be used to manufacture various molded products such as electric wires, foamed electric wires, cables, covering materials for wires, tubes, films, sheets, filaments, and the like.
  • TFE/perfluoro(alkyl vinyl ether) copolymers such as PFA and MFA and TFE/perfluoroallyl ether copolymers are usually polymerized at a polymerization temperature of 10 to 100°C. It is preferable to carry out the process at a pressure of 0.3 to 6.0 MPaG.
  • TFE, perfluoro (alkyl vinyl ether) and other monomers may also be obtained.
  • Other monomers include the above-mentioned fluorine-containing monomers (excluding TFE and perfluoro(alkyl vinyl ether)) and non-fluorine-containing monomers.
  • One or more types of other monomers can be used.
  • the content of other monomer units in the TFE/perfluoro(alkyl vinyl ether) copolymer may be 0.1 to 2% by mass based on the total monomer units.
  • TFE, perfluoroallyl ether, and others can be produced as TFE/perfluoroallyl ether copolymers.
  • a copolymer of monomers may also be obtained.
  • Other monomers include the above-mentioned fluorine-containing monomers (excluding TFE and perfluoroallyl ether) and non-fluorine-containing monomers.
  • One or more types of other monomers can be used.
  • the content of other monomer units in the TFE/perfluoroallyl ether copolymer may be 0.1 to 2% by mass based on the total monomer units.
  • the polymer (I) can be used within the range of use in the production method of the present disclosure, but usually, It is preferably added in an amount of 0.0001 to 10% by weight based on 100% by weight of the aqueous medium.
  • TFE/perfluoro(alkyl vinyl ether) copolymer and TFE/perfluoroallyl ether copolymer cyclohexane, methanol, ethanol, propanol, propane, butane, pentane, hexane, carbon tetrachloride, It is preferable to use chloroform, methylene chloride, methyl chloride, methane, ethane, etc., and it is preferable to use ammonium carbonate, disodium hydrogen phosphate, etc. as a pH buffering agent.
  • aqueous dispersion of TFE/perfluoro(alkyl vinyl ether) copolymer and TFE/perfluoroallyl ether copolymer such as PFA and MFA obtained by the production method of the present disclosure is subjected to post-treatment such as concentration as necessary. It may also be pelletized by drying, powdering, and then melt extrusion.
  • the aqueous medium in the above aqueous dispersion may contain additives such as nonionic surfactants as necessary, but it must not contain a water-soluble organic solvent such as a water-soluble alcohol. It may also be one that does not contain a water-soluble organic solvent.
  • melt extrusion can be carried out by appropriately setting extrusion conditions as long as the extrusion conditions allow pelletization.
  • the above-mentioned copolymer is preferably subjected to fluorine gas treatment in order to improve its heat resistance and further strengthen the effect of suppressing the permeation of chemical liquid into the molded article.
  • the fluorine gas treatment is performed by bringing fluorine gas into contact with the copolymer. However, since the reaction with fluorine is highly exothermic, it is preferred to dilute the fluorine with an inert gas such as nitrogen.
  • the amount of fluorine in the fluorine gas/inert gas mixture is from 1 to 100% by weight, preferably from 10 to 25% by weight.
  • the treatment temperature is 150 to 250°C, preferably 200 to 250°C, and the fluorine gas treatment time is 3 to 16 hours, preferably 4 to 12 hours.
  • the gas pressure for the fluorine gas treatment ranges from 1 to 10 atmospheres, but atmospheric pressure is preferably used. If the reactor is used at atmospheric pressure, the fluorine gas/inert gas mixture may be passed continuously into the reactor. As a result, the unstable ends of the copolymer are converted to -CF 3 ends and become thermally stable.
  • molding methods such as compression molding, transfer molding, extrusion molding, injection molding, and blow molding can be applied, similar to conventional PFA.
  • Desired molded products can be obtained using such molding methods.
  • molded products include sheets, films, packing, round bars, square bars, pipes, tubes, round tanks, square tanks, tanks, and wafers. Includes carriers, wafer boxes, beakers, filter housings, flow meters, pumps, valves, cocks, connectors, nuts, wires, heat-resistant wires, etc.
  • tubes, pipes, tanks, connectors, etc. used in various chemical reaction devices, semiconductor manufacturing equipment, and acid-based or alkaline-based chemical supply devices that require impermeability to chemical solutions. Can be used.
  • a nonionic surfactant is appropriately added to the aqueous dispersion of TFE/perfluoro(alkyl vinyl ether) copolymer and TFE/perfluoroallyl ether copolymer such as PFA and MFA, and if necessary, polyester is added.
  • a primer composition can be obtained by dissolving or dispersing ether sulfone, polyamideimide and/or polyimide, and metal powder in an organic solvent. This primer composition is applied to a metal surface, a melt-processable fluororesin composition is applied on the thus formed primer layer, and the melt-processable fluororesin composition layer is fired together with the primer layer. It can also be used in a resin coating method.
  • the polymerization of ETFE is preferably carried out at a polymerization temperature of 10 to 100°C and a polymerization pressure of 0.3 to 2.0 MPaG.
  • a copolymer of ethylene, TFE, and other monomers may be obtained as ETFE by polymerizing other monomers that can be copolymerized with these monomers.
  • Other monomers include the above-mentioned fluorine-containing monomers (excluding TFE) and non-fluorine-containing monomers (excluding ethylene).
  • One or more types of other monomers can be used.
  • the content of other monomer units in ETFE may be 0 to 20% by mass based on the total monomer units.
  • the polymer (I) can be used within the range of use in the production method of the present disclosure, but is usually added in an amount of 0.0001 to 10% by mass based on 100% by mass of the aqueous medium. .
  • the aqueous dispersion of ETFE obtained by the production method of the present disclosure may be post-treated, such as concentration, if necessary, then dried and powdered, and then melt-extruded to form pellets.
  • the aqueous medium in the above aqueous dispersion may contain additives such as nonionic surfactants as necessary, but it must not contain a water-soluble organic solvent such as a water-soluble alcohol. It may also be one that does not contain a water-soluble organic solvent.
  • melt extrusion can be carried out by appropriately setting extrusion conditions as long as the extrusion conditions allow pelletization.
  • ETFE sheet can be made into a sheet by extrusion molding. That is, ETFE powder or pellets can be melted, continuously extruded from a die, and cooled to form a sheet-like molded product. Additives may be added to ETFE.
  • additives known additives can be used as appropriate. Specific examples include ultraviolet absorbers, light stabilizers, antioxidants, infrared absorbers, flame retardants, flame retardant fillers, organic pigments, inorganic pigments, dyes, and the like. Inorganic additives are preferred from the viewpoint of excellent weather resistance.
  • the content of the additive in the ETFE sheet is preferably 20% by mass or less, particularly preferably 10% by mass or less, based on the total mass of the ETFE sheet.
  • the above ETFE sheet has excellent mechanical strength and appearance, so it is used as a membrane material (roofing material, ceiling material, exterior wall material, interior wall material, covering material, etc.) for membrane structure buildings (athletic facilities, gardening facilities, atriums, etc.). ) is suitable.
  • membrane material for membrane structure buildings
  • board materials for outdoor use soundproof walls, windbreak fences, overtopping fences, garage canopies, shopping malls, walkway walls, roofing materials
  • glass shatterproof films heat-resistant and water-resistant Sheets, building materials, etc.
  • tent materials for tent warehouses membrane materials for sunshades, partial roof materials for lighting, window materials in place of glass, membrane materials for flameproof partitions, curtains, outer wall reinforcement, waterproof membranes, smokeproof membranes
  • non-combustible transparent partitions road reinforcement, interiors (lighting, walls, brands, etc.), exteriors (tents, signboards, etc.), daily life leisure goods (fishing rods, rackets, golf clubs, projection screens, etc.), automotive materials (hoods, etc.) , vibration damping materials, bodies, etc.), aircraft materials, ship materials, home appliance exteriors, tanks, container inner walls, filters, construction membrane materials, electronic materials (printed circuit boards, wiring boards, insulating films, mold release films, etc.), solar cells It is useful as a surface material for modules, a mirror protector for solar thermal power generation, a surface material for solar water heaters, etc.
  • An electrolyte polymer precursor can also be produced using the production method of the present disclosure.
  • the electrolyte polymer precursor is preferably polymerized at a polymerization temperature of 10 to 100° C. and a polymerization pressure of 0.1 to 2.0 MPaG.
  • the electrolyte polymer precursor contains a functional group represented by -SO2X151 , -COZ151 or -POZ152Z153 ( X151 , Z151 , Z152 and Z153 are as described below). It consists of monomers that can be converted into ion-exchangeable polymers through hydrolysis treatment.
  • Y 151 represents a fluorine atom, a chlorine atom, a -SO 2 F group, or a perfluoroalkyl group.
  • the perfluoroalkyl group may include ether oxygen and a -SO 2 F group.
  • n is , represents an integer from 0 to 3.
  • n Y 151 's may be the same or different.
  • Y 152 represents a fluorine atom, a chlorine atom, or a -SO 2 F group.
  • m is Represents an integer from 1 to 5.
  • m Y 152 may be the same or different.
  • a 151 represents -SO 2 X 151 , -COZ 151 or -POZ 152 Z 153 .
  • X 151 represents F, Cl, Br, I, -OR 151 or -NR 152 R 153.
  • Z 151 , Z 152 and Z 153 are the same or different and represent -NR 154 R 155 or -OR 156 .
  • R 151 , R 152 , R 153 , R 154 , R 155 and R 156 are the same or different and represent an alkyl group, an aryl group, or a sulfonyl-containing group which may contain H, ammonium, an alkali metal, or a fluorine atom. ) can be mentioned.
  • monomers used in the electrolyte polymer precursor include compounds containing two fluorosulfonyl groups described in WO 2007/013532, -SO 2 F groups and dioxolane described in WO 2014/175123.
  • Perfluoromonomers having a ring can also be mentioned.
  • the electrolyte polymer precursor may be modified with a third monomer in a range of 0 to 20% by mass of the total monomers.
  • a third monomer in a range of 0 to 20% by mass of the total monomers.
  • CTFE vinylidene fluoride, perfluoroalkyl vinyl ether, perfluorobutenyl vinyl ether; perfluoro-2,2-dimethyl-1,3-dioxolane, perfluoro-2-methylene-4-methyl-1 , 3-dioxole and other cyclic monomers; and divinylbenzene and other polyfunctional monomers.
  • the electrolyte polymer precursor obtained in this way is formed into a membrane, for example, and then hydrolyzed with an alkaline solution and treated with a mineral acid to be used as a polymer electrolyte membrane for fuel cells, electrolyzers, redox flow batteries, etc. It can be used for.
  • an electrolyte polymer dispersion can be obtained by performing hydrolysis with an alkaline solution while maintaining the dispersed state of the electrolyte polymer precursor. Subsequently, by heating to 120° C. or higher in a pressurized container, it can be dissolved in, for example, a water/alcohol mixed solvent to form a solution.
  • the solution obtained in this way can be used, for example, as a binder for electrodes, or can be composited with various additives to form a cast film and used, for example, as an antifouling coating or an organic actuator.
  • the polymerization temperature of the TFE/VDF copolymer is not particularly limited and may be 0 to 100°C.
  • the polymerization pressure is appropriately determined depending on other polymerization conditions such as the polymerization temperature, but may generally be 0 to 9.8 MPaG.
  • the TFE/VDF copolymer may also be modified using a third monomer within a range of 0 to 50 mol% of the total monomers.
  • TFE:ethylene:third monomer (30-85):(10-69.9):(0.1-10).
  • the third monomer may be a fluorine-free ethylenic monomer.
  • the fluorine-free ethylenic monomer is preferably selected from ethylenic monomers having 6 or less carbon atoms in order to maintain heat resistance and chemical resistance.
  • Examples include sulfonic acid, acrylic acid, and methacrylic acid.
  • the polymer (I) can be used within the range used in the production method of the present disclosure, but it is usually used in an amount of 0.0001 to 5% by mass based on 100% by mass of the aqueous medium. Add in quantity.
  • the TFE/VDF copolymer may be amidated by contacting with aqueous ammonia, ammonia gas, or a nitrogen compound capable of producing ammonia.
  • the TFE/VDF copolymer obtained by the above-mentioned method is also preferably used as a raw material for obtaining TFE/VDF copolymer fiber by a spinning/drawing method.
  • the above-mentioned spinning/drawing method involves melt-spinning a TFE/VDF copolymer, cooling and solidifying it to obtain an undrawn yarn, and then running the undrawn yarn through a heated cylindrical body and drawing it. /VDF copolymer fiber.
  • a solution of the TFE/VDF copolymer can also be obtained by dissolving the TFE/VDF copolymer in an organic solvent.
  • organic solvent include nitrogen-containing organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide, and dimethylformamide; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and methyl isobutyl ketone; and ethyl acetate.
  • ester solvents such as butyl acetate; ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; and general-purpose organic solvents with a low boiling point such as mixed solvents thereof.
  • the above solution can be used as a binder for batteries.
  • aqueous dispersion of the TFE/VDF copolymer on a porous substrate made of polyolefin resin and use it as a composite porous membrane. It is also preferable to disperse inorganic particles and/or organic particles in an aqueous dispersion and coat it on a porous substrate to use it as a composite porous membrane.
  • the composite porous membrane thus obtained can be used as a separator for lithium secondary batteries.
  • the powder of the melt-processable fluororesin described above can be suitably used as a powder coating.
  • a powder coating made of the melt-processable fluororesin powder described above is applied to a substrate, a film with a smooth surface can be obtained.
  • Melt-processable fluororesin powder with an average particle size of 1 ⁇ m or more and less than 100 ⁇ m is particularly suitable as a powder coating used in electrostatic coating, and melt-processable fluororesin powder with an average particle size of 100 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less It is particularly suitable as a powder coating for use in rotational coating or rotational molding.
  • the melt-processable fluororesin powder described above can be produced by a method of obtaining powder by drying and powdering the melt-processable fluororesin obtained by the production method of the present disclosure described above.
  • a manufacturing method for manufacturing the melt-processable fluororesin powder is also part of the present disclosure.
  • the polymerization of the fluororubber is carried out by charging pure water and the polymer (I) into a pressure-resistant reaction vessel equipped with a stirrer, deoxidizing it, charging the monomer, and maintaining the polymer at a predetermined temperature. and add a polymerization initiator to start the reaction. Since the pressure decreases as the reaction progresses, additional monomer is continuously or intermittently supplied to maintain the initial pressure. When a predetermined amount of monomer has been supplied, the supply is stopped, the monomer in the reaction vessel is purged, and the temperature is returned to room temperature to complete the reaction. In this case, the polymer latex can be continuously removed from the reaction vessel.
  • fluoropolymer fine particles are first synthesized at the above-mentioned concentration, then diluted and further polymerized. It is also possible to use methods that can increase the final polymerization rate compared to polymerization.
  • the polymerization temperature is usually -20 to 200°C, preferably 5 to 150°C
  • the polymerization pressure is usually 0. It is carried out at a pressure of 5 to 10 MPaG, preferably 1 to 7 MPaG.
  • the pH in the polymerization medium is preferably maintained generally at 2.5 to 13 by a known method using a pH adjuster, etc., which will be described later.
  • monomers used in the polymerization of the fluororubber include fluorine-containing ethylenically unsaturated monomers that have at least the same number of fluorine atoms as carbon atoms and can be copolymerized with vinylidene fluoride.
  • fluorine-containing ethylenically unsaturated monomer include trifluoropropene, tetrafluoropropene, pentafluoropropene, hexafluoropropene, 2,3,3,3-tetrafluoropropene, hexafluorobutene, and octafluorobutene. It will be done.
  • hexafluoropropene or 2,3,3,3-tetrafluoropropene is particularly preferred because of the properties of the elastomer obtained if it blocks the crystal growth of the polymer.
  • fluorine-containing ethylenically unsaturated monomer include trifluoroethylene, TFE, and CTFE, and fluorine-containing monomers having one or more chlorine and/or bromine substituents may also be used.
  • TFE and HFP are preferred for producing fluororubber.
  • polymer (I) can be used within the range of use in the production method of the present disclosure, but is usually added in an amount of 0.0001 to 20% by mass based on 100% by mass of the aqueous medium. do. Preferably it is 10% by mass or less, more preferably 2% by mass or less.
  • a known inorganic radical polymerization initiator can be used as the polymerization initiator.
  • the inorganic radical polymerization initiator conventionally known water-soluble inorganic peroxides such as sodium, potassium and ammonium persulfates, perphosphates, perborates, percarbonates or permanganates are particularly suitable. Useful.
  • the radical polymerization initiator may further include a reducing agent, such as a sodium, potassium or ammonium sulfite, bisulfite, metabisulfite, hyposulfite, thiosulfate, phosphite or hypophosphite.
  • a suitable inorganic radical polymerization initiator is ammonium persulfate, more preferably used in a redox system with ammonium persulfate and sodium bisulfite.
  • the concentration of the polymerization initiator added is appropriately determined depending on the molecular weight of the target fluoropolymer and the polymerization reaction rate, but is 0.0001 to 10% by mass, preferably 0.01 to 10% by mass, based on 100% by mass of the total amount of monomers.
  • the amount is set at 5% by mass.
  • chain transfer agents can be used, including hydrocarbons, esters, ethers, alcohols, ketones, chlorine compounds, carbonates, and iodine compounds.
  • isopentane, diethyl malonate, and ethyl acetate are preferred from the viewpoint that the reaction rate is less likely to decrease, and diiodine compounds such as I(CF 2 ) 4 I, I(CF 2 ) 6 I, ICH 2 I, It is preferable from the viewpoint that it is possible to iodinate the polymer terminal and can be used as a reactive polymer.
  • the amount of the chain transfer agent used is usually 0.5 ⁇ 10 ⁇ 3 to 5 ⁇ 10 ⁇ 3 mol%, preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ 3 to 3.5 ⁇ 10 based on the total amount of monomers supplied. -3 mol% is preferred.
  • phosphates, sodium hydroxide, potassium hydroxide, etc. can be preferably used as pH adjusters.
  • the aqueous dispersion of fluororubber obtained by the production method of the present disclosure has a solid content concentration of 1.0 to 40% by mass and an average particle diameter of 0.03 to 1 ⁇ m, preferably 0.05 ⁇ 0.5 ⁇ m and a number average molecular weight of 1,000 to 2,000,000.
  • the aqueous dispersion of fluororubber obtained by the production method of the present disclosure may be subjected to treatments such as coagulation and heating.
  • the above coagulation can be performed by adding alkaline earth and earth metal salts to the aqueous dispersion.
  • alkaline earth and earth metal salts include sulfates, nitrates, hydrochlorides, and acetates of calcium, magnesium, aluminum, and the like.
  • the coagulated fluorine-containing elastomer may be washed with water to remove small amounts of impurities such as buffers and salts present in the fluorine-containing elastomer, and then the washed fluorine-containing elastomer may be dried.
  • the drying temperature is preferably 40 to 200°C, more preferably 60 to 180°C, and even more preferably 80 to 150°C.
  • perfluororubber is obtained by polymerizing perfluoromonomers in an aqueous medium in the presence of polymer (I).
  • CF 2 CF-ORf 13 (In the formula, Rf 13 represents a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms.)
  • CF 2 CFOCF 2 ORf 14 (In the formula, Rf 14 is a linear or branched perfluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cyclic perfluoroalkyl group having 5 to 6 carbon atoms, or 2 carbon atoms containing 1 to 3 oxygen atoms.
  • CF 2 CFO(CF 2 CF(Y 15 )O) m (CF 2 ) n F
  • Y 15 represents a fluorine atom or a trifluoromethyl group.
  • m is an integer of 1 to 4.
  • n is an integer of 1 to 4.
  • At least one type is preferred.
  • a monomer that provides a crosslinking site may be polymerized together with the perfluoromonomer.
  • the polymer (I) used in the method for producing a perfluoroelastomer preferably has an ion exchange capacity of 1.50 meq/g or more.
  • the ion exchange capacity of the polymer (I) is, in order of preference, 1.75 meq/g or more, 2.00 meq/g or more, 2.40 meq/g or more, 2.50 meq/g or more, and 2.60 meq/g. Above, 3.00 meq/g or more, 3.50 meq/g or more.
  • the ion exchange capacity is the content of ionic groups (anionic groups) in the polymer (I), and is calculated from the composition of the polymer (I).
  • Precursor groups that become ionic upon hydrolysis are not considered ionic groups for purposes of determining ion exchange capacity.
  • the amount of polymer (I) added is preferably 0.01 to 20% by mass based on 100% by mass of the aqueous medium.
  • the amount of polymer (I) to be added is more preferably 0.1% by mass or more, and even more preferably The content is 0.5% by mass or more, particularly preferably 0.75% by mass or more, and most preferably 1.0% by mass or more.
  • the amount of polymer (I) added is more preferably 15% by mass or less, further preferably 10% by mass or less, particularly preferably 5% by mass or less, based on 100% by mass of the aqueous medium.
  • the perfluoromonomer may be polymerized in the presence of a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator is as described above.
  • the amount of the polymerization initiator added is preferably 0.0001 to 10% by weight, more preferably 0.01 to 5% by weight, based on 100% by weight of the perfluoromonomer.
  • the polymerization of the perfluoromonomer may be carried out in the presence of a pH adjuster.
  • a pH adjuster By performing the polymerization in the presence of a pH adjuster, it is possible to generate a sufficient number of perfluoroelastomer particles at a sufficient polymerization rate while further suppressing adhesion of the perfluoroelastomer to the polymerization tank.
  • the pH adjuster may be added before or after the start of polymerization.
  • ammonia water, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, ammonium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydrogen carbonate, ammonium hydrogen carbonate, sodium phosphate, potassium phosphate, sodium hydrogen phosphate , sodium dihydrogen phosphate, potassium hydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, sodium citrate, potassium citrate, ammonium citrate, sodium gluconate, potassium gluconate, ammonium gluconate, and the like can be used.
  • partially fluorinated rubber is obtained by polymerizing a fluoromonomer in an aqueous medium in the presence of polymer (I).
  • Fluoromonomers for obtaining partially fluorinated rubber include vinylidene fluoride (VdF), tetrafluoroethylene (TFE), hexafluoropropylene (HFP), perfluoro(alkyl vinyl ether) (PAVE), and chlorofluoride.
  • VdF vinylidene fluoride
  • TFE tetrafluoroethylene
  • HFP hexafluoropropylene
  • PAVE perfluoro(alkyl vinyl ether)
  • chlorofluoride chlorofluoride
  • Trifluoroethylene trifluoroethylene
  • trifluoropropylene trifluoropropylene
  • tetrafluoropropylene pentafluoropropylene
  • trifluorobutene tetrafluoroisobutene
  • hexafluoroisobutene vinyl fluoride, iodine-containing fluorinated vinyl ether
  • CHX 1 CX 2 Rf (wherein, one of X 1 and X 2 is H, the other is F, and Rf is a linear or branched fluoroalkyl group having 1 to 12 carbon atoms). At least one selected from the group consisting of monomer (2) is preferred.
  • the method for producing partially fluorinated rubber it is preferable to polymerize at least vinylidene fluoride or tetrafluoroethylene as the fluoromonomer, and it is more preferable to polymerize vinylidene fluoride.
  • the amount of polymer (I) added is preferably 0.01 to 20% by mass based on 100% by mass of the aqueous medium.
  • the amount of polymer (I) added is preferably 0.0001% by mass or more, and even more preferably 0.0001% by mass or more, based on 100% by mass of the aqueous medium, since the polymerization reaction of the fluoromonomer proceeds more smoothly. It is at least 0.0005% by weight, even more preferably at least 0.001% by weight, particularly preferably at least 0.005% by weight, and most preferably at least 0.01% by weight.
  • the amount of polymer (I) added if the amount added is too large, the effect commensurate with the amount added will not be obtained, which is economically disadvantageous. It is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less.
  • the fluoromonomer may be polymerized in the presence of a polymerization initiator.
  • the polymerization initiator is as described above.
  • the amount of the polymerization initiator is appropriately determined depending on the type of monomer, the intended molecular weight of the partially fluorinated rubber, and the reaction rate.
  • the amount of the polymerization initiator is appropriately determined depending on the molecular weight of the target partially fluorinated rubber and the polymerization reaction rate, but is preferably 0.00001 to 10% by mass based on 100% by mass of the total monomer amount. , more preferably 0.0001 to 1% by mass.
  • the above-mentioned fluororubber may be partially fluorinated rubber or perfluororubber.
  • the partially fluorinated rubber preferably contains a methylene group (-CH 2 -) in its main chain.
  • the partially fluorinated rubber containing -CH 2 - in its main chain is not particularly limited as long as it contains a chemical structure represented by -CH 2 -, for example, -CH 2 -CF 2 -, -CH 2 Examples include partially fluorinated rubbers containing structures such as -CH (CH 3 )-, -CH 2 -CH 2 -, -CH 2 -CF (CF 3 )-, and these include, for example, vinylidene fluoride, propylene, By polymerizing ethylene, 2,3,3,3-tetrafluoropropylene, etc., it can be introduced into the main chain of partially fluorinated rubber.
  • the content of tetrafluoroethylene units in the partially fluorinated rubber (the content of polymerized units based on tetrafluoroethylene based on the total polymerized units of the partially fluorinated rubber) may be less than 40 mol%.
  • the partially fluorinated rubber preferably contains VdF units or TFE units.
  • Partially fluorinated rubbers include vinylidene fluoride (VdF)-based fluororubbers, tetrafluoroethylene (TFE)/propylene (Pr)-based fluororubbers, and tetrafluoroethylene (TFE)/propylene/vinylidene fluoride (VdF)-based fluororubbers.
  • VdF vinylidene fluoride
  • TFE tetrafluoroethylene
  • Pr propylene
  • VdF tetrafluoroethylene
  • VdF tetrafluoroethylene
  • HFP ethylene/hexafluoropropylene
  • HFP ethylene/hexafluoropropylene
  • HFP ethylene/hexafluoropropylene
  • VdF vinylidene fluoride
  • TFE tetrafluoroethylene
  • Et/TFE/PAVE type fluororubber Et/TFE/PAVE type fluororubber, and the like.
  • at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride-based fluororubber and tetrafluoroethylene/propylene-based fluororubber is preferred.
  • the vinylidene fluoride-based fluororubber is preferably a copolymer consisting of 45 to 85 mol% of vinylidene fluoride and 55 to 15 mol% of at least one other monomer copolymerizable with vinylidene fluoride. . More preferably, it is a copolymer consisting of 50 to 80 mol% of vinylidene fluoride and 50 to 20 mol% of at least one other monomer copolymerizable with vinylidene fluoride.
  • non-fluorinated monomers These can be used alone or in any combination. Among these, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of TFE, HFP, 2.3.3.3-tetrafluoropropene, fluoroalkyl vinyl ether, and CTFE.
  • fluoroalkyl vinyl ether a fluoromonomer represented by general formula (160) is preferable.
  • vinylidene fluoride-based fluorororubbers include VdF/HFP-based rubber, VdF/HFP/TFE-based rubber, VdF/CTFE-based rubber, VdF/CTFE/TFE-based rubber, and VdF/general formula (100).
  • Fluoromonomer-based rubber represented by VdF/general formula (100)/TFE-based rubber, VdF/perfluoro(methyl vinyl ether) [PMVE]-based rubber, VdF/PMVE/TFE-based rubber, VdF/PMVE/ Examples include TFE/HFP rubber.
  • VdF/HFP copolymer or VdF/HFP/TFE copolymer is more preferable, and the composition of VdF/HFP/TFE is (32-85)/(10-34)/(0 ⁇ 40) (mol %) is particularly preferred.
  • the composition of VdF/HFP/TFE is more preferably (32-85)/(15-34)/(0-34) (mol%), and (47-81)/(17-32)/(0-34) (mol%). 28) (mol %) is more preferable.
  • the composition of VdF/HFP is preferably (45-85)/(15-55) (mol%), more preferably (50-83)/(17 -50) (mol%), more preferably (55-81)/(19-45) (mol%), particularly preferably (60-80)/(20-40) (mol%) be.
  • the VdF/TFE/PMVE rubber is preferably a copolymer having a VdF/TFE/PMVE composition of (32 to 85)/(3 to 40)/(10 to 34) mol%; More preferably, it is a copolymer consisting of 81)/(4-30)/(16-28) mol%.
  • the composition of Et/TFE/PAVE is preferably (10-40)/(32-60)/(20-40) (mol%), and (20-40 )/(40-50)/(20-30) (mol%) is more preferable.
  • PMVE is preferred as PAVE.
  • tetrafluoroethylene/propylene fluororubber is preferably a copolymer consisting of 45 to 70 mol% of tetrafluoroethylene, 55 to 30 mol% of propylene, and 0 to 5 mol% of a fluoromonomer providing a crosslinking site. .
  • the above fluororubber may be perfluororubber.
  • the above-mentioned perfluororubbers include perfluororubbers containing TFE, such as TFE/fluoromonomer copolymers represented by general formulas (160), (130), or (140), and TFE/fluoromonomer copolymers represented by general formulas (160), (130), ) or (140) is preferred.
  • the composition is preferably 45-90/10-55 (mol%), more preferably 55-80/20-45, even more preferably 55-90/10-55 (mol%). 70/30-45.
  • the ratio is preferably 45 to 89.9/10 to 54.9/0.01 to 4 (mol%), more preferably 55 to 77.
  • the ratio is 9/20 to 49.9/0.1 to 3.5, more preferably 55 to 69.8/30 to 44.8/0.2 to 3.
  • the ratio is preferably 50 to 90/10 to 50 (mol%). , more preferably 60-88/12-40, still more preferably 65-85/15-35.
  • TFE/fluoromonomer represented by general formula (160), (130) or (140) having 4 to 12 carbon atoms/monomer copolymer providing a crosslinking site preferably 50 to 89.9/10 ⁇ 49.9/0.01 ⁇ 4 (mol%), more preferably 60 ⁇ 87.9/12 ⁇ 39.9/0.1 ⁇ 3.5, still more preferably 65 ⁇ 84 .8/15-34.8/0.2-3.
  • composition falls outside of these ranges, the properties as a rubber elastic body tend to be lost and the properties become close to those of a resin.
  • the above-mentioned perfluororubbers include TFE/fluoromonomer represented by general formula (140)/fluoromonomer copolymer providing a crosslinking site, TFE/perfluorovinyl ether copolymer represented by general formula (140), TFE / fluoromonomer copolymer represented by general formula (160), and TFE / fluoromonomer represented by general formula (160) / at least one selected from the group consisting of a monomer copolymer that provides a crosslinking site It is preferable that
  • perfluoro rubber examples include perfluoro rubbers described in International Publication No. 97/24381, Japanese Patent Publication No. 61-57324, Japanese Patent Publication No. 4-81608, Japanese Patent Publication No. 5-13961, etc. I can do it.
  • the above-mentioned fluororubber has a glass transition temperature of preferably -70°C or higher, more preferably -60°C or higher, and even more preferably -50°C or higher in view of its excellent compression set at high temperatures. .
  • the temperature is preferably 5°C or lower, more preferably 0°C or lower, and even more preferably -3°C or lower.
  • the above glass transition temperature was determined by obtaining a DSC curve by heating 10 mg of a sample at a rate of 10°C/min using a differential scanning calorimeter (manufactured by Mettler Toledo, DSC822e), and calculating the differential of the DSC curve at the second-order transition. The point on the curve that takes the maximum value can be determined as the glass transition temperature.
  • the Mooney viscosity ML (1+20) at 170° C. of the fluororubber is preferably 30 or more, more preferably 40 or more, and even more preferably 50 or more. In addition, from the viewpoint of good workability, it is preferably 150 or less, more preferably 120 or less, and even more preferably 110 or less.
  • the Mooney viscosity ML (1+20) at 140° C. of the fluororubber is preferably 30 or more, more preferably 40 or more, and even more preferably 50 or more in terms of good heat resistance. In addition, from the viewpoint of good workability, it is preferably 180 or less, more preferably 150 or less, and even more preferably 110 or less.
  • the Mooney viscosity ML (1+10) at 100° C. of the fluororubber is preferably 10 or more, more preferably 20 or more, and even more preferably 30 or more in terms of good heat resistance. In addition, from the viewpoint of good workability, it is preferably 120 or less, more preferably 100 or less, and even more preferably 80 or less.
  • the above Mooney viscosity can be measured according to JIS K6300 at 170°C, 140°C, or 100°C using a Mooney viscometer MV2000E manufactured by ALPHA TECHNOLOGIES.
  • the fluorororubber obtained by the production method of the present disclosure may be in any form as long as it is obtained from the above polymerization, and may be an aqueous dispersion after polymerization, or an aqueous dispersion after polymerization. It can also be used as gum or crumb obtained by coagulating, drying, etc. using conventionally known methods.
  • the polymer (I) used in the production method of the present disclosure can improve the stability of the aqueous dispersion, and as mentioned above, it is possible to add an initiator such as an organic peroxide, an iodine or a bromine compound, etc. during the polymerization. It is more preferably used in polymerization methods in which poorly water-soluble substances such as chain transfer agents are added.
  • the above-mentioned gum is a small granular lump made of fluororubber, and the above-mentioned crumb is the result of fluororubber being unable to maintain its small granular shape as gum at room temperature and fusing together. It is in the form of an amorphous lump.
  • the above fluororubber can be processed into a fluororubber composition by adding a curing agent, a filler, etc.
  • curing agent examples include polyols, polyamines, organic peroxides, organic tin, bis(aminophenol)tetraamine, bis(thioaminophenol), and the like.
  • the above fluororubber composition is made of the above-mentioned fluororubber, it is excellent in that it does not substantially contain an emulsifier and is easily crosslinked during molding.
  • a fluororubber molded article can be obtained by molding using the above fluororubber.
  • the above-mentioned molding method is not particularly limited, and includes known methods using the above-mentioned curing agent. Examples of the molding method include, but are not limited to, compression molding, injection molding, injection molding, extrusion molding, and funnel curing.
  • a crosslinked product can be obtained as a fluororubber molded article by crosslinking the fluororubber composition.
  • a crosslinking method a steam crosslinking method, a heating crosslinking method, a radiation crosslinking method, etc. can be employed, and among them, a steam crosslinking method and a heating crosslinking method are preferable.
  • Specific crosslinking conditions which are not limited, are usually within a temperature range of 140 to 250°C and a crosslinking time of 1 minute to 24 hours, and may be appropriately determined depending on the types of crosslinking accelerator, crosslinking agent, acid acceptor, etc.
  • the above fluororubber molded product is suitable for seals, gaskets, wire coverings, hoses, tubes, laminates, accessories, etc., and is particularly suitable for semiconductor manufacturing equipment parts, automobile parts, etc.
  • the fluoropolymer when the fluoropolymer is coagulated, washed, dried, etc., waste water and off-gas are generated. From the wastewater generated by the coagulation or washing and/or the off-gas generated by drying, the polymer (I), the decomposition products of the polymer (I) that are by-produced from the polymer (I), By collecting and purifying by-products, residual monomers, etc., the above-mentioned polymer (I), decomposition products, by-products, residual monomers, etc. of the above-mentioned polymer (I) that are by-produced from the above-mentioned polymer (I) are obtained. may be reused.
  • the method for performing the above recovery and purification is not particularly limited, but any known method can be used.
  • any known method can be used.
  • Examples include the method described in Japanese Patent Application Publication No. 2011-520020, US Patent Application Publication No. 2007/15937, US Patent Application Publication No. 2007/25902, and US Patent Application Publication No. 2007/27251 Examples include the method described in , and specific examples include the following method.
  • a method for recovering the polymer (I), decomposition products and by-products of the polymer (I), residual monomers, etc., from the waste water ion exchange resin, activated carbon, etc. can be recovered from the waste water.
  • methods include a method in which adsorbent particles such as silica gel, clay, and zeolite are brought into contact with each other to adsorb the polymer (I), and then the waste water and the adsorbent particles are separated. By incinerating the adsorbed particles that have adsorbed the polymer (I), etc., it is possible to prevent the polymer (I), etc., from being released into the environment.
  • the polymer (I) and the like can also be recovered by desorption and elution from the ion exchange resin particles that have adsorbed the polymer (I) and the like by a known method.
  • the ion exchange resin particles are anion exchange resin particles
  • the polymer (I) etc. can be eluted by bringing a mineral acid into contact with the anion exchange resin.
  • a water-soluble organic solvent is subsequently added to the resulting eluate, it usually separates into two phases, so the lower phase containing the polymer (I), etc. is collected and neutralized to recover the polymer (I), etc. can.
  • the water-soluble organic solvent include polar solvents such as alcohol, ketone, and ether.
  • Other methods for recovering the polymer (I) and the like from ion exchange resin particles include a method using an ammonium salt and a water-soluble organic solvent, and a method using an alcohol and, if desired, an acid. In the latter method, ester derivatives such as polymer (I) are produced, which can be easily separated from alcohol by distillation.
  • the wastewater contains fluoropolymer particles or other solids
  • methods for removing fluoropolymer particles and other solids include a method in which they are precipitated by adding an aluminum salt or the like, and then the wastewater and the precipitate are separated, an electrocoagulation method, and the like. Alternatively, it may be removed by mechanical methods, such as cross-flow filtration, depth filtration, and precoat filtration.
  • the concentration of the unagglomerated fluoropolymer in the wastewater is preferably low from the viewpoint of productivity, more preferably less than 0.4% by mass, and particularly preferably less than 0.3% by mass.
  • a method for recovering the polymer (I) etc. from the above-mentioned off-gas is to use a scrubber to bring the polymer (I) etc. into contact with an organic solvent such as deionized water, aqueous alkaline solution, glycol ether solvent, etc.
  • organic solvent such as deionized water, aqueous alkaline solution, glycol ether solvent, etc.
  • Examples include methods for obtaining a scrubber solution.
  • the scrubber solution can be recovered in a state where the polymer (I) and the like are phase-separated, making it easy to recover and reuse the polymer (I) and the like.
  • the alkali compound include alkali metal hydroxides, quaternary ammonium salts, and the like.
  • the scrubber solution containing the above polymer (I) etc. may be concentrated using a reverse osmosis membrane or the like.
  • the concentrated scrubber solution usually contains fluorine ions, but by further adding alumina after concentration to remove the fluorine ions, it is possible to facilitate the reuse of the polymer (I) and the like.
  • the polymer (I) or the like may be recovered by the method described above by bringing adsorption particles into contact with the scrubber solution to adsorb the polymer (I) or the like.
  • the polymer (I) etc. recovered by any of the above methods can be reused in the production of fluoropolymer.
  • composition also provides a composition containing a polymer (I) and a fluoropolymer, wherein the polymer (I) is a polymer unit (I) based on a monomer (I) represented by the general formula (I).
  • the polymer (I) is a polymer unit (I) based on a monomer (I) represented by the general formula (I).
  • CX 1 X 3 CX 2 R(-CZ 1 Z 2 -A 0 ) m (I)
  • X 1 and X 3 are each independently F, Cl, H or CF 3
  • X 2 is H, F, an alkyl group or a fluorine-containing alkyl group
  • a 0 is an anion
  • R is a linking group
  • Z 1 and Z 2 are each independently H, F, an alkyl group, or a fluorine-containing alkyl group
  • m is an integer of 1 or more.
  • CHF CHF (II)
  • composition of the present disclosure can be suitably produced by the production method of the present disclosure.
  • the form of the composition of the present disclosure is not particularly limited, and may be, for example, an aqueous dispersion, a coagulum, a dried product, a gum, a crumb, a powder, a pellet, or the like.
  • An aqueous dispersion is a dispersion system in which an aqueous medium is used as a dispersion medium and a fluoropolymer is used as a dispersoid.
  • the aqueous medium is not particularly limited as long as it is a liquid containing water, and may contain an organic solvent such as alcohol, ether, ketone, paraffin wax, etc. in addition to water.
  • the composition of the present disclosure may be an aqueous fluoropolymer dispersion in which primary particles of a fluoropolymer are dispersed in an aqueous medium.
  • the above-mentioned aqueous dispersion is an aqueous dispersion obtained by performing the above-mentioned polymerization, a dispersion obtained by concentrating this aqueous dispersion or dispersion stabilization treatment, and a powder consisting of a fluoropolymer at the interface above. It may be any one dispersed in an aqueous medium in the presence of an activator.
  • the compositions of the present disclosure may also be fluoropolymer powders. Fluoropolymer powder can be obtained, for example, by coagulating a fluoropolymer in an aqueous fluoropolymer dispersion by a known method.
  • the content of the polymer (I) in the composition is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.005% by mass or more, even more preferably 0.01% by mass or more, based on the fluoropolymer. Particularly preferably .05% by weight or more, and most preferably 0.10% by weight or more. Further, the content of the polymer (I) in the composition is preferably 10% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, even more preferably 2.0% by mass or less, based on the fluoropolymer. It is particularly preferably 0.0% by weight or less, and most preferably 0.50% by weight or less.
  • the content of polymer (I) is determined by solid state NMR measurement. Also, International Publication No. 2014/099453, International Publication No. 2010/075497, International Publication No. 2010/075496, International Publication No. 2011/008381, International Publication No. 2009/055521, International Publication No. 1987/007619, JP Publication No. 1986-293476, International Publication No. 2010/075494, International Publication No. 2010/075359, International Publication No. 2006/119224, International Publication No. 2013/085864, International Publication No. 2012/082707, International Publication No. International Publication No. 2012/082703, International Publication No. 2012/082454, International Publication No.
  • the content of the dimer and trimer of monomer (I) in polymer (I) is preferably 1.0% by mass or less with respect to polymer (I).
  • the content of the dimer and trimer of monomer (I) in the composition of the present disclosure is 1.0% by mass or less, preferably 0.1% by mass or less, based on the polymer (I).
  • the content is more preferably 0.01% by mass or less, further preferably 0.001% by mass or less, particularly preferably 0.0001% by mass or less.
  • the content of dimer and trimer composed of monomer (I) and monomer (II) in polymer (I) is 1.0 with respect to polymer (I). It is preferably less than % by mass.
  • the content of dimer and trimer composed of monomer (I) and monomer (II) in the composition of the present disclosure is 1.0% by mass or less with respect to polymer (I). , preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, further preferably 0.001% by mass or less, particularly preferably 0.0001% by mass or less.
  • the content of dimer and trimer in the composition of the present disclosure can be measured by the same method as the content of dimer and trimer in polymer (I).
  • the polymer (I) in the composition of the present disclosure has the same content as the polymer (I) used in the production method of the present disclosure, including a fraction with a molecular weight of 3000 or less, a fraction with a molecular weight of 2000 or less, and a fraction with a molecular weight of 1500 or less.
  • the following fractions or fractions with a molecular weight of 1000 or less may or may not be included.
  • the polymer (I) in the composition of the present disclosure may have the same structure as the polymer (I) used in the production method of the present disclosure.
  • the fluoropolymer in the composition of the present disclosure may have a similar configuration to the fluoropolymer obtained by the production method of the present disclosure. Therefore, examples of the fluoropolymer include tetrafluoroethylene polymer [TFE polymer (PTFE)], melt-processable fluororesin, fluororubber, and the like.
  • TFE polymer PTFE
  • melt-processable fluororesin fluororubber
  • composition of the present disclosure contains PTFE and polymer (I) as the fluoropolymer, 0.1% It is also characterized by a high decomposition initiation temperature. Therefore, the composition containing PTFE of the present disclosure has excellent heat resistance.
  • composition of the present disclosure contains a fluorine-containing surfactant.
  • a composition containing a fluorine-containing surfactant has the advantage that it can be stably produced with high productivity using the fluorine-containing surfactant.
  • composition of the present disclosure does not substantially contain a fluorine-containing surfactant.
  • a composition that does not substantially contain a fluorine-containing surfactant needs to be produced by polymerizing a fluoromonomer without using a fluorine-containing surfactant, but it can be produced by the production method of the present disclosure using polymer (I). , manufacturing became possible.
  • not substantially containing a fluorine-containing surfactant means that the content of the fluorine-containing surfactant in the composition is 10 mass ppm or less, preferably 1 mass ppm. or less, more preferably 100 mass ppb or less, still more preferably 10 mass ppb or less, even more preferably 1 mass ppb or less, particularly preferably liquid chromatography-mass spectrometry (LC/MS). )
  • the fluorine-containing surfactant is below the detection limit.
  • the content of the fluorine-containing surfactant can be determined by a known method. For example, it can be quantified by LC/MS analysis. First, methanol is added to the composition, extraction is performed, and the resulting extract is analyzed by LC/MS. In order to further increase the extraction efficiency, treatments such as Soxhlet extraction and ultrasonication may be performed. Molecular weight information is extracted from the obtained LC/MS spectrum, and consistency with the structural formula of the candidate fluorine-containing surfactant is confirmed. After that, we prepared aqueous solutions with contents of five or more levels of the confirmed fluorine-containing surfactants, and conducted LC/MS analysis of the aqueous solutions with each content to determine the content and the relationship between the area and the content. Plot and draw a calibration curve. Then, using the calibration curve, the area of the LC/MS chromatogram of the fluorine-containing surfactant in the extract can be converted into the content of the fluorine-containing surfactant.
  • composition of the present disclosure can be suitably used for the above-mentioned uses.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn number average molecular weight
  • content of fractions with a molecular weight of 3000 or less The Mw and Mn of the polymer L were determined by gel permeation chromatography (GPC) equipped with a differential refractive index detector (RI-501 manufactured by Showa Denko) using one Tosoh column (TSKgel ⁇ -M and one TSG gel ⁇ -3000) was used in conjunction, and 0.05 M lithium bromide-added dimethylformamide was used as a solvent at a flow rate of 0.8 ml/min for measurement, and the molecular weight was calculated using monodisperse polystyrene as a standard. I asked for it.
  • the recovered liquid was analyzed using a liquid chromatography mass spectrometer (Waters, LC-MS ACQUITY UPLC/TQD) to obtain a chromatogram of the recovered liquid.
  • the content of dimer and trimer contained in the recovered liquid is determined by calculating the integral value of the peak derived from dimer and trimer appearing in the chromatogram of the recovered liquid using the calibration curve of analog monomer. It was calculated by converting it into trimer content.
  • the limit of quantification in this measurement equipment configuration is 1 ng/mL.
  • Mooney viscosity of fluororubber Mooney viscosity was measured at 100° C. according to JIS K 6300-1.2013 using a Mooney viscometer MV2000E manufactured by ALPHA TECHNOLOGIES.
  • polymer adhesion rate The ratio of the mass of polymer deposits attached to the polymerization tank after completion of polymerization to the total amount of polymer (fluororubber) after completion of polymerization (adhesion rate to the polymerization tank) was determined by the following formula.
  • Polymer deposits include the following: This includes polymers that adhere to the interior of the polymerization tank, such as the inner walls of the polymerization tank or stirring blades, and polymers that have been released from the aqueous dispersion due to coagulation and are floating or precipitated without being dispersed in the aqueous dispersion. .
  • the mass of the polymer deposit is the mass after water contained in the polymer deposit is removed by drying at 120°C.
  • the average particle diameter is the cumulant average diameter calculated by the method described above, the number of polymer particles (fluororubber particle number) is the number per 1 cc of water, and the specific gravity of all the fluororubbers in the example is 1 It was set at .8.
  • APS ammonium persulfate
  • the obtained aqueous solution containing Polymer L was put into a dialysis membrane (molecular weight cut off: 3500 Da, made of cellulose), and dialyzed by contacting with water at room temperature to obtain an aqueous solution of Polymer L.
  • the concentration of polymer L in the aqueous solution obtained by performing dialysis membrane purification was 1.4% by mass.
  • the molar ratio with the polymerized units based on was 1.0/1.1.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polymer L was 9.7 ⁇ 10 4
  • the number average molecular weight (Mn) was 5.0 ⁇ 10 4
  • the content of the fraction having a molecular weight of 3000 or less in the aqueous solution obtained by performing dialysis was 0.1% by mass or less.
  • the decomposition initiation temperature was 355°C.
  • aqueous solutions with different contents of polymer L were prepared.
  • the particle size of each aqueous solution was measured by dynamic light scattering (DLS)
  • the particle size could not be measured if the content of polymer L was 8.2% by mass or less based on the aqueous solution. Therefore, the polymer L has high water solubility.
  • An aqueous solution of Polymer L (polymer L content: 1.4% by mass) obtained by performing dialysis was added, the polymerization tank was sealed, and the inside of the system was replaced with nitrogen to remove oxygen.
  • VDF vinylidene fluoride
  • TFE tetrafluoroethylene
  • HFP hexafluoropropylene
  • a polymerization initiator aqueous solution in which 0.026 g of ammonium persulfate (APS) was dissolved in deionized water was pressurized with nitrogen gas to initiate polymerization.
  • APS ammonium persulfate
  • a polymerization initiator aqueous solution containing 0.026 g of APS was injected under pressure with nitrogen gas.
  • the aqueous dispersion was prepared in the same manner as in Example 1, except that 3.0 hours after the start of polymerization, an aqueous polymerization initiator solution containing 0.026 g of APS was pressurized with nitrogen gas. I got it.
  • An aqueous dispersion was obtained in the same manner as in Example 1, except that an aqueous polymerization initiator solution containing 0.026 g of APS was then pressurized with nitrogen gas.
  • Example 2 (Production of PTFE) In a glass reactor with an internal capacity of 1 L and equipped with a stirrer, 452.53 g of deionized water, 30 g of paraffin wax, and 78.57 g of an aqueous solution of Polymer L (an aqueous solution of Polymer L obtained by performing dialysis) were placed. (Polymer L content: 1.4% by mass)) and ammonia water was added to adjust the pH to 9.2. Next, the contents of the reactor were heated to 70° C. while being suctioned and simultaneously purged with TFE monomer to remove oxygen in the reactor. The contents were then stirred at 540 rpm.
  • TFE monomer After adding 1.26 g of HFP into the reactor, TFE monomer was added until a pressure of 0.73 MPaG was reached. 2.75 mg of ammonium persulfate (APS) initiator dissolved in 20 g of deionized water was injected into the reactor and the reactor was brought to a pressure of 0.83 MPaG. After injection of the initiator, a pressure drop occurred and the onset of polymerization was observed. TFE monomer was added to the reactor and the pressure was kept constant at 0.78 MPaG. When the amount of TFE monomer consumed in the reaction reached about 30 g, the supply of TFE monomer and stirring were stopped. Subsequently, the gas in the reactor was slowly released until the pressure of the reactor reached 0.02 MPaG.
  • APS ammonium persulfate
  • TFE monomer was supplied until the pressure of the reactor reached 0.78 MPaG, and stirring was started again to continue the reaction.
  • the amount of TFE monomer consumed in the reaction reached about 150 g
  • the supply of TFE monomer was stopped, stirring was stopped, and the reaction was completed.
  • the pressure inside the reactor was evacuated to normal pressure, and the contents were taken out from the reactor and cooled. The supernatant paraffin wax was removed from the PTFE aqueous dispersion.
  • the solid content concentration of the obtained PTFE aqueous dispersion was 21.4% by mass, and the average primary particle diameter was 205 nm.
  • the obtained PTFE aqueous dispersion was coagulated under high speed stirring conditions.
  • the coagulated wet powder was dried at 150° C. for 18 hours. The results are shown in Table 3.
  • the content of HFP units was determined by press-molding PTFE powder to produce a thin film disk, and based on the infrared absorbance obtained by FT-IR measurement of the thin film disk, the content was calculated as absorbance at 982 cm -1 / absorbance at 935 cm -1 . It was determined by multiplying the ratio by 0.3.
  • Solid content concentration of aqueous dispersion containing PTFE 1 g of the aqueous dispersion was dried in a blow dryer at 150° C. for 60 minutes, and the ratio of the mass of the heated residue to the mass of the aqueous dispersion (1 g) was expressed as a percentage.
  • a PTFE aqueous dispersion with a solid content concentration of about 1.0% by mass was prepared, and measured using ELSZ-1000S (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) at 25° C. and a total of 70 times.
  • the refractive index of the solvent (water) was 1.3328, and the viscosity of the solvent (water) was 0.8878 mPa ⁇ s.
  • SSG Standard specific gravity
  • Peak temperature The peak temperature is measured by accurately weighing approximately 10 mg of PTFE powder that has no history of being heated to a temperature of 300°C or higher, storing it in a special aluminum pan, and using a TG/DTA (differential thermogravimetry simultaneous measurement device). did. The peak temperature was determined by raising the temperature of an aluminum pan at a rate of 10°C/min from 25°C to 600°C in the air to obtain a differential thermal analysis (DTA) curve. ) The temperature corresponding to the maximum value in the curve was taken as the temperature.
  • DTA differential thermal analysis
  • the starting temperature for 0.1% decomposition is determined by accurately weighing out approximately 10 mg of PTFE powder, which has no history of being heated to a temperature of 300°C or higher, and storing it in a special aluminum pan. ).
  • the 0.1% decomposition onset temperature was obtained by obtaining a decomposition (TG) curve by raising the temperature of an aluminum pan at a rate of 10°C/min from 25°C to 600°C in an air atmosphere. The temperature corresponded to a decomposition value of 0.1% in the decomposition (TG) curve.

Abstract

重合体(I)の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーを重合することにより、フルオロポリマーを得るフルオロポリマーの製造方法であって、重合体(I)が、一般式(I)で表される単量体(I)に基づく重合単位(I)、および、式(II)で表される単量体(II)に基づく重合単位(II)を含有する製造方法を提供する。 CX1X3=CX2R(-CZ1Z2-A0)m (I) CHF=CHF (II)

Description

フルオロポリマーの製造方法および組成物
 本開示は、フルオロポリマーの製造方法および組成物に関する。
 特許文献1には、下記一般式(1)で表される単量体に基づく重合単位(1)を含む重合体(1)の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーの重合を行うことによりフルオロポリマーを得る工程を含むフルオロポリマーの製造方法が記載されている。
CX=CY(-CZ-O-Rf-A)  (1)
(式中、Xは、同一又は異なって、-H又は-Fであり、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Zは、同一又は異なって、-H、-F、アルキル基又はフルオロアルキル基である。Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。Aは、-COOM、-SOM又は-OSOM(Mは、-H、金属原子、-NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、H又は有機基である。但し、X、Y及びZの少なくとも1つはフッ素原子を含む。)
 特許文献2には、重合体(1)の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーを重合することにより、フルオロポリマーを得るフルオロポリマーの製造方法であって、重合体(1)が、一般式(1)で表される単量体(1)の重合体であって、かつ、単量体(1)のダイマーおよびトリマーの含有量が、重合体(1)に対して、1.0質量%以下である製造方法が記載されている。
   CF=CF-R-CZ-A   (1)
(式中、Rは連結基であり、ZおよびZは、それぞれ独立して、FまたはCFであり、Aはアニオン性基である。)
国際公開第2019/168183号 国際公開第2021/100836号
 本開示では、高温で速やかに分解され、フルオロポリマー中に残留しにくい重合体を用いたフルオロポリマーの製造方法を提供することを目的とする。
 本開示によれば、重合体(I)の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーを重合することにより、フルオロポリマーを得るフルオロポリマーの製造方法であって、重合体(I)が、一般式(I)で表される単量体(I)に基づく重合単位(I)、および、式(II)で表される単量体(II)に基づく重合単位(II)を含有する製造方法が提供される。
   CX=CXR(-CZ-A   (I)
(式中、XおよびXは、それぞれ独立して、F、Cl、HまたはCFであり;Xは、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;Aは、アニオン性基であり;Rは連結基であり;ZおよびZは、それぞれ独立して、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;mは1以上の整数である。)
   CHF=CHF   (II)
 本開示の製造方法において、重合体(I)中の重合単位(I)の含有量が、重合体(I)を構成する全重合単位に対して、20~99モル%であり、重合単位(II)の含有量が、重合体(I)を構成する全重合単位に対して、80~1モル%であることが好ましい。
 本開示の製造方法において、重合体(I)中の単量体(I)のダイマーおよびトリマーの含有量が、重合体(I)に対して、1.0質量%以下であることが好ましい。
 本開示の製造方法において、重合体(I)中の単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーの含有量が、重合体(I)に対して、1.0質量%以下であることが好ましい。
 本開示の製造方法において、Aが、-SOMまたは-COOM(Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウムまたは置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、Hまたは有機基である。)であることが好ましい。
 本開示の製造方法において、重合体(I)の重量平均分子量(Mw)が、1.0×10以上であることが好ましい。
 本開示の製造方法において、重合体(I)のイオン交換容量が、0.8meq/g以上であることが好ましい。
 本開示の製造方法において、重合体(I)のイオン交換率(IXR)が、43以下であることが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
 本開示の製造方法において、前記フルオロポリマーが、フッ素ゴムであることが好ましい。
 また、本開示によれば、重合体(I)およびフルオロポリマーを含有する組成物であって、重合体(I)が、一般式(I)で表される単量体(I)に基づく重合単位(I)、および、一般式(II)で表される単量体(II)に基づく重合単位(II)を含有する組成物が提供される。
   CX=CXR(-CZ-A   (I)
(式中、XおよびXは、それぞれ独立して、F、Cl、HまたはCFであり;Xは、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;Aは、アニオン性基であり;Rは連結基であり;ZおよびZは、それぞれ独立して、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;mは1以上の整数である。)
   CHF=CHF   (II)
 本開示の組成物において、前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。
 本開示の組成物において、前記フルオロポリマーが、フッ素ゴムであることが好ましい。
 本開示によれば、高温で速やかに分解され、フルオロポリマー中に残留しにくい重合体を用いたフルオロポリマーの製造方法を提供することができる。
図1は、調製例1で実施したTG-DTA分析における時間に対するヒータの温度変化を表す曲線、および、TG-DTA分析に得られたTG曲線を示すグラフである。
 本開示を具体的に説明する前に、本開示で使用するいくつかの用語を定義または説明する。
 本開示において、フッ素樹脂とは、部分結晶性フルオロポリマーであり、フルオロプラスチックスである。フッ素樹脂は、融点を有し、熱可塑性を有するが、溶融加工性であっても、非溶融加工性であってもよい。
 本開示において、溶融加工性とは、押出機及び射出成形機等の従来の加工機器を用いて、ポリマーを溶融して加工することが可能であることを意味する。従って、溶融加工性のフッ素樹脂は、後述する測定方法により測定されるメルトフローレートが0.01~500g/10分であることが通常である。
 本開示において、フッ素ゴムとは、非晶質フルオロポリマーである。「非晶質」とは、フルオロポリマーの示差走査熱量測定〔DSC〕(昇温速度10℃/分)あるいは示差熱分析〔DTA〕(昇温速度10℃/分)において現われた融解ピーク(ΔH)の大きさが4.5J/g以下であることをいう。フッ素ゴムは、架橋することにより、エラストマー特性を示す。エラストマー特性とは、ポリマーを延伸することができ、ポリマーを延伸するのに必要とされる力がもはや適用されなくなったときに、その元の長さを保持できる特性を意味する。
 本開示において、部分フッ素化ゴムとは、フルオロモノマー単位を含み、全重合単位に対するパーフルオロモノマー単位の含有量が90モル%未満のフルオロポリマーであって、20℃以下のガラス転移温度を有し、4.5J/g以下の融解ピーク(ΔH)の大きさを有するフルオロポリマーである。
 本開示において、パーフルオロゴム(パーフルオロエラストマー)とは、全重合単位に対するパーフルオロモノマー単位の含有量が90モル%以上、好ましくは91モル%以上のフルオロポリマーであって、20℃以下のガラス転移温度を有し、4.5J/g以下の融解ピーク(ΔH)の大きさを有するフルオロポリマーであり、更に、フルオロポリマーに含まれるフッ素原子の濃度が71質量%以上、好ましくは71.5質量%以上であるポリマーである。本開示において、フルオロポリマーに含まれるフッ素原子の濃度は、フルオロポリマーを構成する各モノマーの種類と含有量より、フルオロポリマーに含まれるフッ素原子の濃度(質量%)を計算により求めるものである。
 本開示において、パーフルオロモノマーとは、分子中に炭素原子-水素原子結合を含まないモノマーである。上記パーフルオロモノマーは、炭素原子及びフッ素原子の他、炭素原子に結合しているフッ素原子のいくつかが塩素原子で置換されたモノマーであってもよく、炭素原子の他、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、燐原子、硼素原子又は珪素原子を有するものであってもよい。上記パーフルオロモノマーとしては、全ての水素原子がフッ素原子に置換されたモノマーであることが好ましい。上記パーフルオロモノマーには、架橋部位を与えるモノマーは含まれない。
 架橋部位を与えるモノマーとは、硬化剤により架橋を形成するための架橋部位をフルオロポリマーに与える架橋性基を有するモノマー(キュアサイトモノマー)である。
 本開示において、ポリテトラフルオロエチレン〔PTFE〕は、全重合単位に対するテトラフルオロエチレン単位の含有量が99モル%以上であるフルオロポリマーであることが好ましい。
 本開示において、フッ素樹脂(但し、ポリテトラフルオロエチレンを除く)及びフッ素ゴムは、いずれも、全重合単位に対するテトラフルオロエチレンの含有量が99モル%未満であるフルオロポリマーであることが好ましい。
 本開示において、フルオロポリマーを構成する各モノマーの含有量は、NMR、FT-IR、元素分析、蛍光X線分析をモノマーの種類によって適宜組み合わせることで算出できる。
 本開示において、「有機基」は、1個以上の炭素原子を含有する基、または有機化合物から1個の水素原子を除去して形成される基を意味する。
 当該「有機基」の例は、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルカジエニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアリール基、
1個以上の置換基を有していてもよいアラルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよい非芳香族複素環基、
1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリール基、
シアノ基、
ホルミル基、
RaO-、
RaCO-、
RaSO-、
RaCOO-、
RaNRaCO-、
RaCONRa-、
RaOCO-、
RaOSO-、および、
RaNRbSO
(これらの式中、Raは、独立して、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアルキニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルケニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいシクロアルカジエニル基、
1個以上の置換基を有していてもよいアリール基、
1個以上の置換基を有していてもよいアラルキル基、
1個以上の置換基を有していてもよい非芳香族複素環基、または、
1個以上の置換基を有していてもよいヘテロアリール基、
Rbは、独立して、Hまたは1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基である)
を包含する。
 上記有機基としては、1個以上の置換基を有していてもよいアルキル基が好ましい。
 また、本開示において、「置換基」は、置換可能な基を意味する。当該「置換基」の例は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、脂肪族オキシ基、芳香族オキシ基、ヘテロ環オキシ基、脂肪族オキシカルボニル基、芳香族オキシカルボニル基、ヘテロ環オキシカルボニル基、カルバモイル基、脂肪族スルホニル基、芳香族スルホニル基、ヘテロ環スルホニル基、脂肪族スルホニルオキシ基、芳香族スルホニルオキシ基、ヘテロ環スルホニルオキシ基、スルファモイル基、脂肪族スルホンアミド基、芳香族スルホンアミド基、ヘテロ環スルホンアミド基、アミノ基、脂肪族アミノ基、芳香族アミノ基、ヘテロ環アミノ基、脂肪族オキシカルボニルアミノ基、芳香族オキシカルボニルアミノ基、ヘテロ環オキシカルボニルアミノ基、脂肪族スルフィニル基、芳香族スルフィニル基、脂肪族チオ基、芳香族チオ基、ヒドロキシ基、シアノ基、スルホ基、カルボキシ基、脂肪族オキシアミノ基、芳香族オキシアミノ基、カルバモイルアミノ基、スルファモイルアミノ基、ハロゲン原子、スルファモイルカルバモイル基、カルバモイルスルファモイル基、ジ脂肪族オキシホスフィニル基、および、ジ芳香族オキシホスフィニル基を包含する。
 上記脂肪族基は、飽和であっても不飽和であってもよく、また、ヒドロキシ基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基などを有していてもよい。上記脂肪族基としては、総炭素原子数1~8、好ましくは1~4のアルキル基、たとえば、メチル基、エチル基、ビニル基、シクロヘキシル基、カルバモイルメチル基などが挙げられる。
 上記芳香族基は、たとえば、ニトロ基、ハロゲン原子、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基などを有していてもよい。上記芳香族基としては、炭素数6~12、好ましくは総炭素原子数6~10のアリール基、たとえば、フェニル基、4-ニトロフェニル基、4-アセチルアミノフェニル基、4-メタンスルホニルフェニル基などが挙げられる。
 上記ヘテロ環基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基などを有していてもよい。上記ヘテロ環基としては、総炭素原子数2~12、好ましくは2~10の5~6員ヘテロ環、たとえば2-テトラヒドロフリル基、2-ピリミジル基などが挙げられる。
 上記アシル基は、脂肪族カルボニル基、アリールカルボニル基、ヘテロ環カルボニル基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子、芳香族基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基などを有していてもよい。上記アシル基としては、総炭素原子数2~8、好ましくは2~4のアシル基、たとえばアセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基、3-ピリジンカルボニル基などが挙げられる。
 上記アシルアミノ基は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基などを有していてもよく、たとえば、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、2-ピリジンカルボニルアミノ基、プロパノイルアミノ基などを有していてもよい。上記アシルアミノ基としては、総炭素原子数2~12、好ましくは2~8のアシルアミノ基、総炭素原子数2~8のアルキルカルボニルアミノ基、たとえばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、2-ピリジンカルボニルアミノ基、プロパノイルアミノ基などが挙げられる。
 上記脂肪族オキシカルボニル基は、飽和であっても不飽和であってもよく、また、ヒドロキシ基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基などを有していてもよい。上記脂肪族オキシカルボニル基としては、総炭素原子数2~8、好ましくは2~4のアルコキシカルボニル基、たとえばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、(t)-ブトキシカルボニル基などが挙げられる。
 上記カルバモイル基は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基などを有していてもよい。上記カルバモイル基としては、無置換のカルバモイル基、総炭素数2~9のアルキルカルバモイル基、好ましくは無置換のカルバモイル基、総炭素原子数2~5のアルキルカルバモイル基、たとえばN-メチルカルバモイル基、N,N-ジメチルカルバモイル基、N-フェニルカルバモイル基などが挙げられる。
 上記脂肪族スルホニル基は、飽和であっても不飽和であってもよく、また、ヒドロキシ基、芳香族基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基などを有していてもよい。上記脂肪族スルホニル基としては、総炭素原子数1~6、好ましくは総炭素原子数1~4のアルキルスルホニル基、たとえばメタンスルホニル基などが挙げられる。
 上記芳香族スルホニル基は、ヒドロキシ基、脂肪族基、脂肪族オキシ基、カルバモイル基、脂肪族オキシカルボニル基、脂肪族チオ基、アミノ基、脂肪族アミノ基、アシルアミノ基、カルバモイルアミノ基などを有していてもよい。上記芳香族スルホニル基としては、総炭素原子数6~10のアリールスルホニル基、たとえばベンゼンスルホニル基などが挙げられる。
 上記アミノ基は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基などを有していてもよい。
 上記アシルアミノ基は、たとえば、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、2-ピリジンカルボニルアミノ基、プロパノイルアミノ基などを有していてもよい。上記アシルアミノ基としては、総炭素原子数2~12、好ましくは総炭素原子数2~8のアシルアミノ基、より好ましくは総炭素原子数2~8のアルキルカルボニルアミノ基、たとえばアセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、2-ピリジンカルボニルアミノ基、プロパノイルアミノ基などが挙げられる。
 上記脂肪族スルホンアミド基、芳香族スルホンアミド基、ヘテロ環スルホンアミド基は、たとえば、メタンスルホンアミド基、ベンゼンスルホンアミド基、2-ピリジンスルホンアミド基などであってもよい。
 上記スルファモイル基は、脂肪族基、芳香族基、ヘテロ環基などを有していてもよい。上記スルファモイル基としては、スルファモイル基、総炭素原子数1~9のアルキルスルファモイル基、総炭素原子数2~10のジアルキルスルファモイル基、総炭素原子数7~13のアリールスルファモイル基、総炭素原子数2~12のヘテロ環スルファモイル基、より好ましくはスルファモイル基、総炭素原子数1~7のアルキルスルファモイル基、総炭素原子数3~6のジアルキルスルファモイル基、総炭素原子数6~11のアリールスルファモイル基、総炭素原子数2~10のヘテロ環スルファモイル基、たとえば、スルファモイル基、メチルスルファモイル基、N,N-ジメチルスルファモイル基、フェニルスルファモイル基、4-ピリジンスルファモイル基などが挙げられる。
 上記脂肪族オキシ基は、飽和であっても不飽和であってもよく、また、メトキシ基、エトキシ基、i-プロピルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、メトキシエトキシ基などを有していてもよい。上記脂肪族オキシ基としては、総炭素原子数1~8、好ましくは1~6のアルコキシ基、たとえばメトキシ基、エトキシ基、i-プロピルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、メトキシエトキシ基などが挙げられる。
 上記芳香族アミノ基、ヘテロ環アミノ基は、脂肪族基、脂肪族オキシ基、ハロゲン原子、カルバモイル基、該アリール基と縮環したヘテロ環基、脂肪族オキシカルボニル基、好ましくは総炭素原子数1~4の脂肪族基、総炭素原子数1~4の脂肪族オキシ基、ハロゲン原子、総炭素原子数1~4のカルバモイル基、ニトロ基、総炭素原子数2~4の脂肪族オキシカルボニル基を有していてもよい。
 上記脂肪族チオ基は、飽和であっても不飽和であってもよく、また、総炭素原子数1~8、より好ましくは総炭素原子数1~6のアルキルチオ基、たとえばメチルチオ基、エチルチオ基、カルバモイルメチルチオ基、t-ブチルチオ基などが挙げられる。
 上記カルバモイルアミノ基は、脂肪族基、アリール基、ヘテロ環基などを有していてもよい。上記カルバモイルアミノ基としては、カルバモイルアミノ基、総炭素原子数2~9のアルキルカルバモイルアミノ基、総炭素原子数3~10のジアルキルカルバモイルアミノ基、総炭素原子数7~13のアリールカルバモイルアミノ基、総炭素原子数3~12のヘテロ環カルバモイルアミノ基、好ましくはカルバモイルアミノ基、総炭素原子数2~7のアルキルカルバモイルアミノ基、総炭素原子数3~6のジアルキルカルバモイルアミノ基、総炭素原子数7~11のアリールカルバモイルアミノ基、総炭素原子数3~10のヘテロ環カルバモイルアミノ基、たとえば、カルバモイルアミノ基、メチルカルバモイルアミノ基、N,N-ジメチルカルバモイルアミノ基、フェニルカルバモイルアミノ基、4-ピリジンカルバモイルアミノ基などが挙げられる。
 本開示において、端点によって表わされる範囲には、その範囲内に含まれるすべての数値が含まれる(たとえば、1~10には、1.4、1.9、2.33、5.75、9.98などが含まれる)。
 本開示において、「少なくとも1」の記載には、1以上の全ての数値が含まれる(たとえば、少なくとも2、少なくとも4、少なくとも6、少なくとも8、少なくとも10、少なくとも25、少なくとも50、少なくとも100など)。
 以下、本開示の具体的な実施形態について詳細に説明するが、本開示は、以下の実施形態に限定されるものではない。
 本開示の製造方法は、重合体(I)の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーを重合することにより、フルオロポリマーを得るフルオロポリマーの製造方法である。
<重合体(I)>
 重合体(I)は、一般式(I)で表される単量体(I)に基づく重合単位(I)、および、式(II)で表される単量体(II)に基づく重合単位(II)を含有する重合体である。
 重合体(I)は、驚くべきことに、分解温度以上に加熱されると速やかに分解される性質を有していることが明らかになった。本開示の製造方法は、重合体(I)の存在下にフルオロモノマーを重合するものであることから、得られるフルオロポリマー中に重合体(I)が残留するのであるが、得られたフルオロポリマーを加熱することにより、フルオロポリマー中の重合体(I)が速やかに分解され、高純度のフルオロポリマーを得ることができる。すなわち、本開示の製造方法によれば、極めて容易に高純度のフルオロポリマーを製造することができる。
 重合体(I)は、重合単位(I)および重合単位(II)を含有する。
 重合単位(I)は、一般式(I)で表される単量体(I)に基づく重合単位である。
   CX=CXR(-CZ-A   (I)
(式中、XおよびXは、それぞれ独立して、F、Cl、HまたはCFであり;Xは、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;Aは、アニオン性基であり;Rは連結基であり;ZおよびZは、それぞれ独立して、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;mは1以上の整数である。)
 また、重合単位(II)は、式(II)で表される単量体(II)に基づく重合単位である。
   CHF=CHF   (II)
 本開示において、アニオン性基には、サルフェート基、カルボキシレート基などのアニオン性基に加えて、-COOHのような酸基、-COONHのような酸塩基などのアニオン性基を与える官能基が含まれる。アニオン性基としては、サルフェート基、カルボキシレート基、ホスフェート基、ホスホネート基、スルホネート基、または、-C(CFOM(式中、Mは、-H、金属原子、-NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウムまたは置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、Hまたは有機基である。)が好ましい。
 重合体(I)は、一般式(I)で表される単量体(I)として、1種または2種以上の単量体を含有することができる。
 Rは、連結基である。本開示において「連結基」は、(m+1)価連結基であり、mが1の場合は二価連結基である。連結基は、単結合であってもよく、少なくとも1個の炭素原子を含むことが好ましく、炭素原子の数は、2以上であってよく、4以上であってよく、8以上であってよく、10以上であってよく、20以上であってもよい。上限は限定されないが、たとえば、100以下であってよく、50以下であってよい。
 連結基は、鎖状または分岐鎖状、環状または非環状構造、飽和または不飽和、置換または非置換であってよく、所望により硫黄、酸素、および窒素からなる群から選択される1つ以上のヘテロ原子を含み、所望によりエステル、アミド、スルホンアミド、カルボニル、カーボネート、ウレタン、尿素およびカルバメートからなる群から選択される1つ以上の官能基を含んでよい。上記連結基は、炭素原子を含まず、酸素、硫黄または窒素等のカテナリーヘテロ原子であってもよい。
 mは1以上の整数であり、好ましくは1または2であり、より好ましくは1である。mが2以上の整数である場合、Z、ZおよびAは、同一であっても、異なっていてもよい。
 次に、一般式(I)においてmが1である場合の好適な構成について説明する。
 Rは、たとえば、酸素、硫黄、窒素等のカテナリーヘテロ原子、または、2価の有機基であることが好ましい。
 Rが2価の有機基である場合、炭素原子に結合する水素原子は、フッ素以外のハロゲン、たとえば塩素等で置き換えられてもよく、二重結合を含んでも含まなくてもよい。また、Rは、鎖状および分岐鎖状のいずれでもよく、環状および非環状のいずれでもよい。また、Rは、官能基(たとえば、エステル、エーテル、ケトン(ケト基)、アミン、ハロゲン化物等)を含んでもよい。
 Rはまた、非フッ素の2価の有機基であってもよいし、部分フッ素化または過フッ素化された2価の有機基であってもよい。
 Rとしては、たとえば、炭素原子にフッ素原子が結合していない炭化水素基、炭素原子に結合する水素原子の一部がフッ素原子で置換された炭化水素基、または、炭素原子に結合する水素原子の全てがフッ素原子で置換された炭化水素基であってもよく、これらは酸素原子を含んでいてもよく、二重結合を含んでいてもよく、官能基を含んでいてもよい。
 Rは、エーテル結合またはケト基を含んでいてもよい炭素数1~100の炭化水素基であることが好ましく、該炭化水素基は、炭素原子に結合する水素原子の一部または全部がフッ素に置換されていてもよい。
 Rとして好ましくは、-(CH-、-(CF-、-(CF-O-、-O-(CF-、-(CF-O-(CF-、-O(CF-O-(CF-、-(CF-[O-(CF-、-O(CF-[O-(CF-、-[(CF-O]-[(CF-O]-、-O[(CF-O]-、-O[(CF-O]-[(CF-O]-、-O-[CFCF(CF)O]-(CF-、-O-(CF-O-[CF(CF)CFO]-O-、-O-[CFCF(CF)O]-(CF-O-、-O-[CFCF(CF)O]-(CF-O-[CF(CF)CFO]-O-、-[CFCF(CF)O]-、-[CF(CF)CFO]-、-(CF-O-[CF(CF)CFO]-、-(CF-O-[CF(CF)CFO]-(CF-、-[CFCF(CF)]-CO-(CF-、および、これらの組み合わせから選択される少なくとも1種である。
 式中、a、b、cおよびdは独立して少なくとも1以上である。a、b、cおよびdは独立して、2以上であってよく、3以上であってよく、4以上であってよく、10以上であってよく、20以上であってよい。a、b、cおよびdの上限は、たとえば、100である。
 Rとしてより好ましくは、-O-CF-、-O-CFCF-、-O-CFCF-O-、-O-CFCFCF-、-O-CFCFCF-O-、-O-CFCF(CF)-O-、-O-CFCF-O-CF(CF)CF-O-、-O-CFCF(CF)-O-CFCF-O-、および、-O-CFCF(CF)-O-CF-から選択される少なくとも1種である。
 Rとしては、一般式(r1):
   -CF-O-(CX -{O-CF(CF)}-(O)-   (r1)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、FまたはCFであり、eは0~3の整数であり、fは0~3の整数であり、gは0または1である)で表される2価の基が好ましく、一般式(r2):
   -CF-O-(CX -(O)-   (r2)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、FまたはCFであり、eは0~3の整数であり、gは0または1である)で表される2価の基がより好ましい。
 Rとして好適な具体的としては、-CF-O-、-CF-O-CF-、-CF-O-CH-、-CF-O-CHCF-、-O-CF-、-O-CFCF-、-O-CFCFCF-、-O-CFCFCFCF-、-O-CFCF(CF)-O-CF-、-O-CFCF(CF)-O-CFCF-、-CF-O-CFCF-、-CF-O-CFCH-、-CF-O-CFCFCH-、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-、-CF-O-CF(CF)CF-O-CF-、-CF-O-CF(CF)CH-等が挙げられる。なかでも、Rは、酸素原子を含んでもよい、パーフルオロアルキレン基が好ましく、具体的には、-CF-O-、-CF-O-CF-、-O-CF-、-O-CFCF-、-O-CFCF(CF)-O-CF-、-O-CFCF(CF)-O-CFCF-、-CF-O-CFCF-、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-、または、-CF-O-CF(CF)CF-O-が好ましい。
 一般式(I)の-R-CZ-としては、一般式(s1):
   -CF-O-(CX -{O-CF(CF)}-(O)-CZ-   (s1)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、FまたはCFであり、eは0~3の整数であり、fは0~3の整数であり、gは0または1であり、ZおよびZは、それぞれ独立して、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基である)で表されるものが好ましく、式(s1)において、ZおよびZは、FまたはCFがより好ましく、一方がFで他方がCFであることがさらに好ましい。
 また、一般式(I)において、-R-CZ-としては、一般式(s2):
   -CF-O-(CX -(O)-CZ-   (s2)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、FまたはCFであり、eは0~3の整数であり、gは0または1であり、ZおよびZは、それぞれ独立して、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基である)で表されるものが好ましく、式(s2)において、ZおよびZは、FまたはCFがより好ましく、一方がFで他方がCFであることがさらに好ましい。
 一般式(I)の-R-CZ-としては、-CF-O-CF-、-O-CFCF-、-O-CFCFCF-、-O-CFCFCFCF-、-O-CFCF(CF)-O-CF-、-O-CFCF(CF)-O-CFCF-、-O-CFCF(CF)-O-CFCFCF-、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-C(CF-、-CF-O-CF-CF-、-CF-O-CF-CF(CF)-、-CF-O-CF-C(CF-、-CF-O-CFCF-CF-、-CF-O-CFCF-CF(CF)-、-CF-O-CFCF-C(CF-、-CF-O-CF(CF)-CF-、-CF-O-CF(CF)-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)-C(CF-、-CF-O-CF(CF)CF-CF-、-CF-O-CF(CF)CF-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-C(CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-CF(CF)-、または、-CF-O-CF(CF)CF-O-C(CF-が好ましく、-O-CFCF-、-O-CFCFCF-、-O-CFCFCFCF-、-O-CFCF(CF)-O-CF-、-O-CFCF(CF)-O-CFCF-、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF-CF(CF)-、-CF-O-CFCF-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-CF(CF)-、または、-CF-O-CF(CF)CF-O-CF(CF)-がより好ましく、-O-CFCF-、-O-CFCF(CF)-O-CFCF-が更に好ましい。
 アニオン性基(A)は、-SOM、-SOM、-OSOM、-COOM、-SONR’CHCOOM、-CHOP(O)(OM)、[-CHO]P(O)(OM)、-CHCHOP(O)(OM)、[-CHCHO]P(O)(OM)、-CHCHOSOM、-P(O)(OM)、-SONR’CHCHOP(O)(OM)、[-SONR’CHCHO]P(O)(OM)、-CHOSOM、-SONR’CHCHOSOM、または、-C(CFOMであってよい。なかでも、-SOM、-OSOM、-COOM、-P(O)(OM)または-C(CFOMが好ましく、-COOM、-SOM、-OSOM、-P(O)(OM)または-C(CFOMがより好ましく、-SOM、-COOMまたは-P(O)(OM)がさらに好ましく、-SOMまたは-COOMが特に好ましい。
 Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウムまたは置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、Hまたは有機基である。
 金属原子としては、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、KまたはLiが好ましい。
 Mとしては、-H、金属原子またはNR が好ましく、-H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)またはNR がより好ましく、-H、-Na、-K、-LiまたはNHが更に好ましく、-H、-Na、-KまたはNHが更により好ましく、-H、-NaまたはNHが特に好ましい。
 重合体(I)において、各重合単位(I)で異なるアニオン性基を有してもよいし、同じアニオン性基を有してもよい。
 単量体(I)は、一般式(Ia)で示される単量体であることも好ましい。
 重合体(I)は、一般式(Ia)で示される単量体に基づく重合単位(Ia)を含む重合体であることも好ましい。
   CF=CF-O-Rf-A   (Ia)
(式中、Aはアニオン性基であり、Rfは、過フッ素化されており、鎖状または分岐鎖状、環状または非環状構造、飽和または不飽和、置換または非置換であってもよく、硫黄、酸素、および窒素からなる群から選択される1つ以上のヘテロ原子を任意追加的に含有する過フッ素化二価連結基である。)
 単量体(I)は、一般式(Ib)で示される単量体であることも好ましい。
 重合体(I)は、一般式(Ib)で示される単量体に基づく重合単位(Ib)を含む重合体であることも好ましい。
   CH=CH-O-Rf-A  (Ib)
(式中、Aはアニオン性基であり、Rfは式Iaで定義される過フッ素化二価連結基である。)
 一般式(I)において、Aはサルフェート基であることが好ましい形態の一つである。Aは、たとえば、-CHOSOM、-CHCHOSOM、または、-SONR’CHCHOSOMであり、式中、R’はH、または炭素数1~4のアルキル基であり、Mは上記と同じである。
 Aがサルフェート基である場合、一般式(I)で表される単量体としては、たとえば、CF=CF(OCFCFCHOSOM)、CF=CF(O(CFCHOSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)CHOSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCHOSOM)、CH=CH(O(CFCHOSOM)、CF=CF(OCFCFSON(CH)CHCHOSOM)、CH=CH(OCFCFCHOSOM)、CF=CF(OCFCFCFCFSON(CH)CHCHOSOM)、CH=CH(OCFCFCFCHOSOM)等が挙げられる。上記式中、Mは上記と同じである。
 一般式(I)において、Aはスルホネート基であることも好ましい形態の一つである。Aとしてはたとえば、-SOMであり、式中、Mは上記と同じである。
 Aがスルホネート基である場合、一般式(I)で表される単量体としては、CF=CF(OCFCFSOM)、CF=CF(O(CFSOM)、CF=CF(O(CFSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)SOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFSOM)、CH=CH(OCFCFSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCFCFSOM)、CH=CH(O(CFSOM)、CH=CH(O(CFSOM)等が挙げられる。上記式中、Mは上記と同じである。
 一般式(I)において、Aはカルボキシレート基であることも好ましい形態の一つである。Aとしては、たとえばCOOMまたはSONR’CHCOOMであり、式中、R’はHまたは炭素数1~4のアルキル基であり、Mは上記と同じである。Aがカルボキシレート基である場合、一般式(I)で表される単量体としては、CF=CF(OCFCFCOOM)、CF=CF(O(CFCOOM)、CF=CF(O(CFCOOM)、CF=CF(O(CFCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)COOM)、CF=CF(OCFCF(CF)O(CFCOOM)(nは1より大きい)、CH=CH(OCFCFCOOM)、CH=CH(O(CFCOOM)、CH=CH(O(CFCOOM)、CF=CF(OCFCFSONR’CHCOOM)、CF=CF(O(CFSONR’CHCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)SONR’CHCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFSONR’CHCOOM)、CH=CH(OCFCFSONR’CHCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCFCFSONR’CHCOOM)、CH=CH(O(CFSONR’CHCOOM)、CH=CH(O(CFSONR’CHCOOM)等が挙げられる。上記式中、R’はHまたは炭素数1~4のアルキル基であり、Mは上記と同じである。
 一般式(I)において、Aはホスフェート基であることも好ましい形態の一つである。Aとしては、たとえば、-CHOP(O)(OM)、[-CHO]P(O)(OM)、-CHCHOP(O)(OM)、[-CHCHO]P(O)(OM)、[-SONR’CHCHO]P(O)(OM)またはSONR’CHCHOP(O)(OM)であり、式中、R’は炭素数1~4のアルキル基であり、Mは上記と同じである。
 Aがホスフェートである場合、一般式(I)で表される単量体としては、CF=CF(OCFCFCHOP(O)(OM))、CF=CF(O(CFCHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)CHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCFSON(CH)CHCHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCFCFCFSON(CH)CHCHOP(O)(OM))、CH=CH(OCFCFCHOP(O)(OM))、CH=CH(O(CFCHOP(O)(OM))、CH=CH(O(CFCHOP(O)(OM))等が挙げられる。上記式中、Mは上記と同じである。
 一般式(I)において、Aはホスホネート基であることも好ましい形態の一つである。Aがホスホネート基である場合、一般式(I)で表される単量体としては、CF=CF(OCFCFP(O)(OM))、CF=CF(O(CFP(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)P(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFP(O)(OM))、CH=CH(OCFCFP(O)(OM))、CH=CH(O(CFP(O)(OM))、CH=CH(O(CFP(O)(OM))が挙げられ、式中、Mは上記と同じである。
 単量体(I)は、一般式(1)で表される単量体(1)であることが好ましい。
 重合体(I)は、重合単位(I)として、一般式(1)で表される単量体(1)に基づく重合単位(1)を含む重合体(1)であることが好ましい。
   CX=CY(-CZ-O-Rf-A)  (1)
(式中、Xは、同一または異なって、HまたはFであり、YはH、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり、Zは、同一または異なって、H、F、アルキル基またはフルオロアルキル基である。Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、または、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。Aは、-COOM、-SOM、-OSOMまたは-C(CFOM(Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウムまたは置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、Hまたは有機基である。)である。但し、X、YおよびZの少なくとも1つはフッ素原子を含む。)
 上記炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、酸素原子が末端である構造を含まず、炭素炭素間にエーテル結合を含んでいるアルキレン基である。
 一般式(1)において、XはHまたはFである。Xは、両方がFであってもよいし、少なくとも1つがHであってよい。たとえば、片方がFで他方がHであってもよいし、両方がHであってもよい。
 一般式(1)において、YはH、F、アルキル基または含フッ素アルキル基である。上記アルキル基は、フッ素原子を含有しないアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。上記含フッ素アルキル基は、フッ素原子を少なくとも1つ含有するアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記含フッ素アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。上記Yとしては、H、FまたはCFが好ましく、Fがより好ましい。
 一般式(1)において、Zは、同一または異なって、H、F、アルキル基またはフルオロアルキル基である。上記アルキル基は、フッ素原子を含有しないアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。上記含フッ素アルキル基は、フッ素原子を少なくとも1つ含有するアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記含フッ素アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。上記Zとしては、H、FまたはCFが好ましく、Fがより好ましい。
 一般式(1)において、上記X、YおよびZの少なくとも1つはフッ素原子を含む。たとえば、XがHであり、YおよびZがFであってよい。
 一般式(1)において、上記Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、または、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。
 上記含フッ素アルキレン基の炭素数は2以上が好ましい。また、上記含フッ素アルキレン基の炭素数は、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が更に好ましく、6以下が特に好ましく、3以下が最も好ましい。上記含フッ素アルキレン基としては、-CF-、-CHCF-、-CFCF-、-CFCH-、-CFCFCF-、-CFCFCH-、-CF(CF)-、-CF(CF)CF-、-CF(CF)CH-等が挙げられる。上記含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。
 上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基の炭素数は3以上が好ましい。また、上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基の炭素数は、60以下が好ましく、30以下がより好ましく、12以下が更に好ましく、9以下が特に好ましく、6以下が最も好ましい。上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、たとえば、一般式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(式中、ZはFまたはCF;ZおよびZはそれぞれHまたはF;ZはH、FまたはCF;p1+q1+r1が1~10の整数;s1は0または1;t1は0~5の整数)で表される2価の基であることも好ましい。
 上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基として具体的には、-CFCF(CF)OCFCF-、-CF(CF)CF-O-CF(CF)-、-(CF(CF)CF-O)-CF(CF)-(式中、nは1~10の整数)、-CF(CF)CF-O-CF(CF)CH-、-(CF(CF)CF-O)-CF(CF)CH-(式中、nは1~10の整数)、-CHCFCFO-CHCFCH-、-CFCFCFO-CF-、-CFCFCFO-CFCF-、-CFCFCFO-CFCFCF-、-CFCFCFO-CFCFCH-、-CFCFO-CF-、-CFCFO-CFCH-等が挙げられる。上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。
 一般式(1)において、Aは、-COOM、-SOM、-OSOMまたは-C(CFOM(Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウムまたは置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、Hまたは有機基)である。
 Rとしては、HまたはC1-10の有機基が好ましく、HまたはC1-4の有機基がより好ましく、HまたはC1-4のアルキル基が更に好ましい。
 金属原子としては、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、KまたはLiが好ましい。
 Mとしては、H、金属原子またはNR が好ましく、H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)またはNR がより好ましく、H、Na、K、LiまたはNHが更に好ましく、H、Na、KまたはNHが更により好ましく、H、NaまたはNHが特に好ましい。
 Aとしては、-COOMまたは-SOMが好ましい。
 一般式(1)で表される単量体としては、たとえば、一般式(1a):
   CX=CFCF-O-(CF(CF)CFO)n5-CF(CF)-A   (1a)
(式中、各Xは、同一であり、FまたはHを表す。n5は0または1~10の整数を表し、Aは、上記定義と同じ。)で表される単量体が例示される。
 一般式(1a)において、n5は、一次粒子径が小さい粒子を得ることができる点で、0または1~5の整数であることが好ましく、0、1または2であることがより好ましく、0または1であることが更に好ましい。
 単量体(1)は、一般式(1A)で表される単量体であることが好ましい。
 重合単位(1)は、一般式(1A)で表される単量体に基づく重合単位(1A)であることが好ましい。
   CH=CF(-CF-O-Rf-A)   (1A)
(式中、RfおよびAは前記と同じ。)
 式(1A)で表される単量体として具体的には、一般式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(式中、ZはFまたはCF;ZおよびZはそれぞれHまたはF;ZはH、FまたはCF;p1+q1+r1が0~10の整数;s1は0または1;t1は0~5の整数、ただし、ZおよびZがともにHの場合、p1+q1+r1+s1が0でない;Aは上記定義と同じ)で表される単量体が挙げられる。より具体的には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
などが好ましく挙げられ、なかでも
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
であることが好ましい。
 一般式(1A)で表される単量体としては、式(1A)中のAが-COOMであることが好ましく、特に、CH=CFCFOCF(CF)COOM、および、CH=CFCFOCF(CF)CFOCF(CF)COOM(式中、Mは上記定義と同じ。)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、CH=CFCFOCF(CF)COOMがより好ましい。
 また、一般式(1)で表される単量体としては、下記式で表される単量体等も挙げられる。
   CF=CFCF-O-Rf-A
(式中、RfおよびAは上記と同じ)
 より具体的には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
等が挙げられる。
 単量体(I)は、一般式(2)で表される単量体(2)であることも好ましい。
 重合体(I)は、重合単位(I)として、一般式(2)で表される単量体(2)に基づく重合単位(2)を含む重合体(2)であることも好ましい。
   CX=CY(-O-Rf-A)  (2)
(式中、Xは、同一または異なって、HまたはFであり、YはH、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり、Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、または、炭素数2~100のエーテル結合もしくはケト基を有する含フッ素アルキレン基である。Aは、前記と同じである。)
 一般式(2)において、XはHまたはFである。Xは、両方がFであってもよいし、少なくとも1つがHであってよい。たとえば、片方がFで他方がHであってもよいし、両方がHであってもよい。
 一般式(2)において、YはH、F、アルキル基または含フッ素アルキル基である。アルキル基は、フッ素原子を含有しないアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。含フッ素アルキル基は、フッ素原子を少なくとも1つ含有するアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記含フッ素アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。Yとしては、H、FまたはCFが好ましく、Fがより好ましい。
 一般式(2)において、上記XおよびYの少なくとも1つはフッ素原子を含むことが好ましい。たとえば、XがHであり、YおよびZがFであってよい。
 一般式(2)において、上記Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基、または、炭素数2~100のケト基を有する含フッ素アルキレン基である。なお、上記炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、酸素原子が末端である構造を含まず、炭素炭素間にエーテル結合を含んでいるアルキレン基である。
 Rfの含フッ素アルキレン基の炭素数は2以上が好ましい。また、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が更に好ましく、5以下が特に好ましい。含フッ素アルキレン基としては、-CF-、-CHCF-、-CFCF-、-CFCH-、-CFCFCH-、-CF(CF)-、-CF(CF)CF-、-CF(CF)CH-、-CFCFCF-、CFCFCFCF-等が挙げられる。含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましく、分岐していない直鎖状のパーフルオロアルキレン基であることがより好ましい。
 上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基の炭素数は3以上が好ましい。また、上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基の炭素数は、60以下が好ましく、30以下がより好ましく、12以下が更に好ましく、5以下が特に好ましい。上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、たとえば、一般式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、ZはFまたはCF;ZおよびZはそれぞれHまたはF;ZはH、FまたはCF;p1+q1+r1が1~10の整数;s1は0または1;t1は0~5の整数)で表される2価の基であることも好ましい。
 上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基として具体的には、-CFCF(CF)OCF-、-CFCF(CF)OCFCF-、-CFCF(CF)OCFCFCF-、-CF(CF)CF-O-CF(CF)-、-(CF(CF)CF-O)-CF(CF)-(式中、nは1~10の整数)、-CF(CF)CF-O-CF(CF)CH-、-(CF(CF)CF-O)-CF(CF)CH-(式中、nは1~10の整数)、-CHCFCFO-CHCFCH-、-CFCFCFO-CF-、-CFCFCFO-CFCF-、-CFCFCFO-CFCFCF-、-CFCFCFO-CFCFCH-、-CFCFO-CF-、-CFCFO-CFCH-等が挙げられる。上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。
 上記ケト基を有する含フッ素アルキレン基の炭素数は3以上が好ましい。また、上記ケト基を有する含フッ素アルキレン基の炭素数は、60以下が好ましく、30以下がより好ましく、12以下が更に好ましく、5以下が特に好ましい。
 上記ケト基を有する含フッ素アルキレン基として具体的には、-CFCF(CF)CO-CF-、-CFCF(CF)CO-CFCF-、-CFCF(CF)CO-CFCFCF-、-CFCF(CF)CO-CFCFCFCF-等が挙げられる。上記ケト基を有する含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。
 含フッ素アルキレン基中のケト基に水が付加してもよい。したがって、単量体(2)は水和物であってもよい。ケト基に水が付加した含フッ素アルキレン基としては、-CFCF(CF)C(OH)-CF-、-CFCF(CF)C(OH)-CFCF-、-CFCF(CF)C(OH)-CFCFCF-、-CFCF(CF)C(OH)-CFCFCFCF-等が挙げられる。
 一般式(2)で表される単量体は、一般式(2a)、(2b)、(2c)、(2d)、(2e)、(2f)および(2g)で表される単量体からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
   CF=CF-O-(CFn1-A    (2a)
(式中、n1は、1~10の整数を表し、Aは前記と同じ。)
   CF=CF-O-(CFC(CF)F)n2-A    (2b)
(式中、n2は、1~5の整数を表し、Aは、前記定義と同じ。)
   CF=CF-O-(CFXn3-A    (2c)
(式中、Xは、FまたはCFを表し、n3は、1~10の整数を表し、Aは、前記定義と同じ。)
   CF=CF-O-(CFCFXO)n4-(CFn6-A  (2d)
(式中、n4は、1~10の整数を表し、n6は、1~3の整数を表し、AおよびXは、前記定義と同じ。)
   CF=CF-O-(CFCFCFXO)n5-CFCFCF-A  (2e)
(式中、n5は、0~10の整数を表し、AおよびXは、前記定義と同じ。)
   CF=CF-O-(CFn7-O-(CFn8-A  (2f)
(式中、n7は、1~10の整数を表し、n8は、1~3の整数を表す。Aは、前記定義と同じ。)
   CF=CF[OCFCF(CF)]n9O(CFn10O[CF(CF)CFO]n11CF(CF)-A  (2g)
(式中、n9は、0~5の整数を表し、n10は、1~8の整数を表し、n11は、0~5の整数を表す。Aは、前記定義と同じ。)
 一般式(2a)において、上記n1は、5以下の整数であることが好ましく、2以下の整数であることがより好ましい。
 一般式(2a)で表される単量体としては、たとえば、CF=CF-O-CFCOOM、CF=CF(OCFCFCOOM)、CF=CF(O(CFCOOM)、CF=CF(OCFCFSOM)、CF=CFOCFSOM、CF=CFOCFCFCFSOM(式中、Mは上記定義と同じ。)が挙げられる。
 一般式(2b)において、n2は、得られる組成物の分散安定性の点で、3以下の整数であることが好ましい。
 一般式(2c)において、n3は、水溶性の点で5以下の整数であることが好ましく、上記Aは、-COOMであることが好ましく、上記Mは、H、NaまたはNHであることが好ましい。
 一般式(2d)において、Xは、組成物の分散安定性の点で、-CFであることが好ましく、n4は、水溶性の点で5以下の整数であることが好ましく、Aは、-COOMであることが好ましく、Mは、H、NaまたはNHであることが好ましい。
 一般式(2d)で表される単量体としては、たとえば、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCOOM、CF=CFOCFCF(CF)OCFCOOM、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCFCOOM、CF=CFOCFCF(CF)OCFSOM、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFSOM、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCFSOM(式中、Mは、H、NHまたはアルカリ金属を表す。)が挙げられる。
 一般式(2e)において、n5は、水溶性の点で5以下の整数であることが好ましく、Aは、-COOMであることが好ましく、Mは、HまたはNHであることが好ましい。
 一般式(2e)で表される単量体としては、たとえば、CF=CFOCFCFCFCOOM(式中、Mは、H、Na、NHまたはアルカリ金属を表す。)が挙げられる。
 一般式(2f)において、n7は、水溶性の点で5以下の整数であることが好ましく、Aは、-COOMまたは-SOMであることが好ましく、-COOMがより好ましい。Mは、H、Na、KまたはNHであることが好ましい。
 一般式(2f)で表される単量体としては、たとえば、CF=CF-O-(CF-O-CF-COOM(式中、Mは、H、NHまたはアルカリ金属を表す。)が挙げられる。
 一般式(2g)において、n9は、水溶性の点で3以下の整数であることが好ましく、n10は3以下の整数であることが好ましく、n11は3以下の整数であることが好ましく、Aは、-COOMまたは-SOMであることが好ましく、-COOMがより好ましい。Mは、H、Na、KまたはNHであることが好ましい。
 一般式(2g)で表される単量体としては、たとえば、CF=CFO(CFOCF(CF)COOM、CF=CFOCFCFOCF(CF)CFOCF(CF)COOM、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFOCF(CF)COOM、CF=CF[OCFCF(CF)]O(CFO[CF(CF)CFO]CF(CF)COOM、CF=CF[OCFCF(CF)]O(CFO[CF(CF)CFO]CF(CF)COOM(式中、Mは、H、NHまたはアルカリ金属を表す。)が挙げられる。
 単量体(I)は、一般式(3)で表される単量体(3)であることも好ましい。
 重合体(I)は、重合単位(I)として、一般式(3)で表される単量体(3)に基づく重合単位(3)を含む重合体(3)であることも好ましい。
   CX=CY(-Rf-A)  (3)
(式中、Xは、同一または異なって、-HまたはFであり、Yは-H、-F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり、Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、または、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。Aは、前記と同じである。)
 なお、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、酸素原子が末端である構造を含まず、炭素炭素間にエーテル結合を含んでいるアルキレン基である。
 一般式(3)において、Rfは、炭素数1~40の含フッ素アルキレン基であることが好ましい。一般式(3)において、XおよびYの少なくとも1つはフッ素原子を含むことが好ましい。
 一般式(3)で表される単量体は、一般式(3a):
   CF=CF-(CFn1-A   (3a)
(式中、n1は、1~10の整数を表し、Aは、前記定義と同じ。)で表される単量体、および、一般式(3b):
   CF=CF-(CFC(CF)F)n2-A   (3b)
(式中、n2は、1~5の整数を表し、Aは、前記定義と同じ。)で表される単量体からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
 一般式(3a)および一般式(3b)において、Aは、-SOMまたはCOOMが好ましく、Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウムまたは置換基を有していてもよいホスホニウムであることが好ましい。Rは、Hまたは有機基を表す。
 一般式(3a)において、n1は、5以下の整数であることが好ましく、2以下の整数であることがより好ましい。Aは、-COOMであることが好ましく、Mは、HまたはNHであることが好ましい。
 一般式(3a)で表される単量体としては、たとえば、CF=CFCFCOOM(式中、Mは上記定義と同じ。)が挙げられる。
 一般式(3b)において、n2は、得られる組成物の分散安定性の点で、3以下の整数であることが好ましく、Aは、-COOMであることが好ましく、Mは、HまたはNHであることが好ましい。
 次に、一般式(I)においてmが2以上の整数である場合の好適な構成について説明する。
 単量体(I)は、一般式(4a)および一般式(4b)で表される単量体からなる群より選択される少なくとも1種であることも好ましい。
 重合体(I)は、一般式(4a)および一般式(4b)で表される単量体からなる群より選択される少なくとも1種の単量体に基づく重合単位(4)を含む重合体(4)であることも好ましい。
   CF=CF-CF-O-QF1-CF(-QF2-CZ-A)  (4a)
(式中、Z、ZおよびAは上記定義と同じ、QF1およびQF2は、同一又は異なって、単結合、炭素炭素間にエーテル結合を含んでいてもよい含フッ素アルキレン基または炭素炭素間にエーテル結合を含んでいてもよい含フッ素オキシアルキレン基である)
   CF=CF-O-QF1-CF(-QF2-CZ-A)  (4b)
(式中、Z、Z、A、QF1およびQF2は上記定義と同じ)
 一般式(4a)および一般式(4b)で表される単量体としては、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
等が挙げられる。
 単量体(I)としては、水溶性に一層優れる重合体(I)を得ることができることから、単量体(1)、単量体(2)および単量体(3)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、単量体(1)および単量体(2)からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、単量体(2)がさらに好ましく、一般式(2a)で表される単量体(2a)が尚さらに好ましい。
 重合体(I)としては、水溶性に一層優れることができることから、重合体(1)、重合体(2)および重合体(3)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、重合体(1)および重合体(2)からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、重合体(2)がさらに好ましい。
 重合体(I)は、重合単位(I)および重合単位(II)のみからなる共重合体であってもよいし、重合単位(I)および重合単位(II)と、単量体(I)および単量体(II)と共重合可能な他の単量体に基づく重合単位とを含む共重合体であってもよい。重合単位(I)は、各出現において、同一または異なっていてもよく、重合体(I)は、2種以上の異なる一般式(I)で表される単量体(I)に基づく重合単位(I)を含んでいてもよい。
 上記他の単量体としては、一般式CFR=CR(式中、Rは、独立に、H、Fまたは炭素数1~4のパーフルオロアルキル基である。ただし、CHF=CHFを除く。)で表される単量体が好ましい。また、他の単量体としては、炭素数2または3の含フッ素エチレン性単量体が好ましい。他の単量体としては、たとえば、CF=CF、CF=CFCl、CH=CF、CFH=CH、CFH=CF、CF=CFCF、CH=CFCF、CH=CHCF、CHF=CHCF(E体)、CHF=CHCF(Z体)などが挙げられる。
 なかでも、共重合性が良好である点で、テトラフルオロエチレン(CF=CF)、クロロトリフルオロエチレン(CF=CFCl)およびフッ化ビニリデン(CH=CF)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、テトラフルオロエチレンおよびフッ化ビニリデンからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましい。従って、上記他の単量体に基づく重合単位は、テトラフルオロエチレンに基づく重合単位であることが好ましい。上記他の単量体に基づく重合単位は、各出現において、同一または異なっていてもよく、重合体(I)は、2種以上の異なる他の単量体に基づく重合単位を含んでいてもよい。
 上記他の単量体としては、また、一般式(n1-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、X、Xは同じかまたは異なりHまたはF;XはH、F、Cl、CHまたはCF;X、Xは同じかまたは異なりHまたはF;aおよびcは同じかまたは異なり0または1である。Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキル基または炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基)で表される単量体が挙げられる。
 具体的には、CH=CFCF-O-Rf、CF=CF-O-Rf、CF=CFCF-O-Rf、CF=CF-Rf、CH=CH-Rf、CH=CH-O-Rf(式中、Rfは前記式(n1-2)と同じ)などが好ましく挙げられる。
 上記他の単量体としては、式(n2-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(式中、XはHまたはCH;Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキル基または炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基)で表される含フッ素アクリレート単量体も挙げられる。上記Rf基は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(式中、d3は1~4の整数;e3は1~10の整数)などが挙げられる。
 上記他の単量体としては、式(n2-2):
   CH=CHO-Rf   (n2-2)
(式中、Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキル基または炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基)で表される含フッ素ビニルエーテルも挙げられる。
 一般式(n2-2)の単量体として具体的には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(式中、e6は1~10の整数)などが好ましく挙げられる。
 より具体的には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
などが挙げられる。
 その他、一般式(n2-3):
   CH=CHCHO-Rf   (n2-3)
(式中、Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキル基または炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基)で表される含フッ素アリルエーテル、一般式(n2-4):
CH=CH-Rf   (n2-4)
(式中、Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキル基または炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキル基)で表される含フッ素ビニル単量体等も挙げられる。
 一般式(n2-3)および(n2-4)で表される単量体として具体的には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
などの単量体が挙げられる。
 重合体(I)における重合単位(I)の含有量の下限は、水溶性が一層向上することから、重合体(I)を構成する全重合単位に対して、より好ましくなる順に、20モル%以上、40モル%以上、45モル%以上である。
 重合体(I)における重合単位(I)の含有量の上限は、分解開始温度が一層高くなることから、重合体(I)を構成する全重合単位に対して、より好ましくなる順に、99モル%以下、90モル%以下、80モル%以下である。
 重合体(I)における重合単位(II)の含有量の下限は、分解開始温度が一層高くなることから、重合体(I)を構成する全重合単位に対して、より好ましくなる順に、1モル%以上、10モル%以上、20モル%以上である。
 重合体(I)における重合単位(I)の含有量の上限は、水溶性が一層向上することから、重合体(I)を構成する全重合単位に対して、より好ましくなる順に、80モル%以下、60モル%以下、55モル%以下である。
 重合体(I)において、単量体(I)および単量体(II)と共重合可能な他の単量体に基づく重合単位の含有量の上限は、59モル%以下、45モル%以下、35モル%以下、25モル%以下、15モル%以下、5モル%以下、1モル%以下である。
 重合体(I)の数平均分子量の下限は、より好ましくなる順に、0.3×10以上、0.4×10以上、0.5×10以上、0.7×10以上、0.8×10以上、1.0×10以上、1.2×10以上、1.4×10、1.6×10以上、1.8×10以上、2.0×10以上、3.0×10以上、4.0×10以上である。重合体(I)の数平均分子量の上限は、より好ましくなる順に、75.0×10以下、50.0×10以下、40.0×10以下、30.0×10以下、20.0×10以下である。
 重合体(I)の重量平均分子量の下限は、より好ましくなる順に、0.4×10以上、0.5×10以上、0.6×10以上、0.8×10以上、1.0×10以上、1.2×10以上、1.4×10以上、1.7×10以上、1.9×10以上、2.1×10以上、2.3×10以上、2.7×10以上、3.1×10以上、3.5×10以上、3.9×10以上、4.3×10以上、4.7×10以上、5.1×10以上、9.0×10以上、15.0×10以上、20.0×10以上、25.0×10以上である。重合体(I)の重量平均分子量の上限は、より好ましくなる順に、150.0×10以下、100.0×10以下、60.0×10以下、50.0×10以下、40.0×10以下である。
 重合体(I)の分子量分布(Mw/Mn)は、より好ましくなる順に、3.0以下、2.7以下、2.4以下、2.2以下、2.0以下、1.9以下、1.7以下、1.5以下、1.4以下、1.3以下である。
 数平均分子量および重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により、単分散ポリスチレンを標準として分子量を算出する値である。また、GPCによる測定ができない場合には、NMR、FT-IR等により得られた末端基数から計算された数平均分子量とメルトフローレートとの相関関係により、重合体(I)の数平均分子量を求めることができる。メルトフローレートは、JIS K 7210に準拠して測定できる。
 重合体(I)の酸価は、好ましくは60以上であり、より好ましくは90以上であり、さらに好ましくは120以上であり、特に好ましくは150以上であり、最も好ましくは180以上であり、上限は特に限定されないが、好ましくは300以下である。
 重合体(I)の酸価は、重合体(I)が-SOH、-COOHなどの酸型の官能基以外の酸塩型の官能基(たとえば、-SOM、-COOMなど(Mは、金属原子、-NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウムまたは置換基を有していてもよいホスホニウムである。)を有している場合には、酸塩型の官能基を酸型の官能基に変換した後、酸型の官能基の酸-塩基滴定によって測定できる。
 重合体(I)は、通常、末端基を有する。末端基は、重合時に生成する末端基であり、代表的な末端基は、水素、ヨウ素、臭素、鎖状または分岐鎖状のアルキル基、および、鎖状または分岐鎖状のフルオロアルキル基から独立に選択され、任意追加的に少なくとも1つのカテナリーヘテロ原子を含有してもよい。アルキル基またはフルオロアルキル基は、炭素数が1~20であることが好ましい。これらの末端基は、一般的には、重合体(I)の形成に使用される開始剤または連鎖移動剤から生成するか、または連鎖移動反応中に生成する。
 重合体(I)は、43以下のイオン交換率(IXR)を有することが好ましい。上記IXRは、イオン性基に対するポリマー主鎖中の炭素原子数と定義される。加水分解によりイオン性となる前駆体基(たとえば、-SOF)は、IXRを決定する目的ではイオン性基と見なされない。
 IXRは、0.5以上が好ましく、1以上がより好ましく、3以上が更に好ましく、4以上が更により好ましく、5以上が特に好ましい。また、IXRは、33以下が更に好ましく、23以下が特に好ましく、12以下が殊更に好ましく、10以下が最も好ましい。
 重合体(I)のイオン交換容量としては、より好ましくなる順に、0.80meq/g以上、1.50meq/g以上、1.75meq/g以上、2.00meq/g以上、2.20meq/g以上、2.50meq/g以上、2.750meq/g以上、3.00meq/g以上、3.20meq/g以上、3.50meq/g以上、4.0meq/g以上、4.50meq/g以上、5.00meq/g以上である。イオン交換容量は、重合体(I)のイオン性基(アニオン性基)の含有量であり、重合体(I)の組成から計算により求められる。
 重合体(I)において、イオン性基(アニオン性基)は、典型的に、ポリマー主鎖に沿って分布している。重合体(I)は、ポリマー主鎖を、この主鎖に結合された繰り返し側鎖とともに含み、この側鎖はイオン性基を有することが好ましい。
 重合体(I)は、水溶性を有していることが好ましい。水溶性とは、容易に水性媒体に溶解または分散する性質を意味する。水溶性を有する重合体(I)は、たとえば、動的光散乱法(DLS)によって、粒子径を測定できないか、または、10nm以下の粒子径が示される。
 重合体(I)は、十分な水溶性を有していることが好ましい。一般に、水溶液中の重合体(I)の含有量が高いほど、重合体(I)が水性媒体に十分に溶解または分散することが困難になる。したがって、水溶液中の重合体(I)の含有量の高い場合でも、動的光散乱法(DLS)によって粒子径を測定できない重合体(I)は、水溶性が高いといえる。重合体(I)は、1.0質量%の含有量で水溶液中に含まれる場合でも粒子径を測定できないことが好ましい。より好ましくは1.5質量%、さらに好ましくは2.0質量%の含有量で重合体(I)が水溶液中に含まれる場合でも粒子径を測定できないことが好ましい。
 重合体(I)の水溶液の粘度は、好ましくは5.0mPa.s以上であり、より好ましくは8.0mPa.s以上であり、さらに好ましくは10.0mPa.s以上であり、特に好ましくは12.0mPa.s以上であり、最も好ましくは14.0mPa.s以上であり、好ましくは100.0mPa.s以下であり、より好ましくは50.0mPa.s以下であり、さらに好ましくは25.0mPa.s以下であり、殊更に好ましくは20.0mPa.s以下である。
 重合体(I)の水溶液の粘度は、水溶液中の重合体(I)の含有量を水溶液に対して33質量%に調整し、得られた水溶液の粘度を、エー・アンド・デイ社製音叉振動式粘度計(型番:SV-10)を用いて、20℃で測定することにより、特定することができる。
 重合体(I)の臨界ミセル濃度(CMC)は、好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.5質量%以上であり、さらに好ましくは1質量%以上であり、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。
 重合体(I)の臨界ミセル濃度は、表面張力を測定することで決定できる。表面張力は、例えば、協和界面化学株式会社製表面張力計CBVP-A3型により測定することができる。
 重合体(I)は、単量体(I)のダイマーおよびトリマーを実質的に含有しないものであってよい。単量体(I)のダイマーおよびトリマーは、通常、単量体(I)を重合して重合体(I)を得る際に生じる。重合体(I)中のダイマーおよびトリマーの含有量としては、重合体(I)に対して、1.0質量%以下であり、好ましくは0.1質量%以下であり、より好ましくは0.01質量%以下であり、さらに好ましくは0.001質量%以下であり、特に好ましくは0.0001質量%以下である。
 重合体(I)は、単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーを実質的に含有しないものであってよい。単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーは、通常、単量体(I)および単量体(II)を重合して重合体(I)を得る際に生じる。重合体(I)中のダイマーおよびトリマーの含有量としては、重合体(I)に対して、1.0質量%以下であり、好ましくは0.1質量%以下であり、より好ましくは0.01質量%以下であり、さらに好ましくは0.001質量%以下であり、特に好ましくは0.0001質量%以下である。
 重合体(I)中のダイマーおよびトリマーの含有量は、重合体(I)のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)分析を行い、GPC分析により得られるクロマトグラムの各ピークの総面積に対する、ダイマーおよびトリマーのピーク面積の合計の割合(面積百分率)を算出することにより、特定することができる。
 また、重合体(I)中のダイマーおよびトリマーの含有量が、重合体(I)に対して、0.5質量%未満の場合には、液体クロマトグラフィ-質量分析法(LC/MS)による測定により、特定することができる。
 具体的には、単量体(I)の5水準以上の含有量の水溶液を作成し、それぞれの含有量のLC/MS分析を行ない、含有量と、その含有量に対するエリア面積(ピークの積分値)との関係をプロットし、単量体(I)の検量線を作成する。さらに、単量体(I)の検量線から、単量体(I)のダイマーおよびトリマー、または、単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーの検量線を作成する。
 重合体(I)にメタノールを加えて混合物を調製し、限外ろ過デイスク(分画分子量3000Da)を用いてろ過し、得られた回収液をLC/MS分析する。
 そして、検量線を用いて、単量体(I)のダイマーおよびトリマー、または、単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーのクロマトグラムのエリア面積(ピークの積分値)を、それぞれ、ダイマーおよびトリマーの含有量に換算することができる。
 重合体(I)中の分子量3000以下の画分の含有量は、重合体(I)に対して、3.7%以下であってよく、好ましくは3.2%以下であり、さらに好ましくは2.7%以下であり、なお更に好ましくは1.7%以下であり、殊更に好ましくは1.2%以下であり、特に好ましくは1.0%以下であり、最も好ましくは0.5%以下である。分子量3000以下の画分の含有量の下限は限定されるものではないが、例えば、0.01%である。分子量3000以下の画分の含有量はGPCのピーク面積により算出することができる。分子量3000以下の画分には、分子量3000以下の全ての化合物が含まれる。
 重合体(I)中の分子量2000以下の画分の含有量は、重合体(I)に対して、3.2%以下であってよく、好ましくは2.7%以下であり、さらに好ましくは2.2%以下であり、なお更に好ましくは1.7%以下であり、殊更に好ましくは1.2%以下であり、特に好ましくは0.6%以下である。分子量2000以下の画分の含有量の下限は限定されるものではないが、例えば、0.01%である。分子量2000以下の画分の含有量はGPCのピーク面積により算出することができる。分子量2000以下の画分には、分子量2000以下の全ての化合物が含まれる。
 重合体(I)中の分子量1500以下の画分の含有量は、重合体(I)に対して、2.7%以下であってよく、好ましくは2.2%以下であり、さらに好ましくは1.7%以下であり、なお更に好ましくは1.2%以下であり、殊更に好ましくは0.6%以下である。分子量1500以下の画分の含有量の下限は限定されるものではないが、例えば、0.01%である。分子量1500以下の画分の含有量はGPCのピーク面積により算出することができる。分子量1500以下の画分には、分子量1500以下の全ての化合物が含まれる。
 重合体(I)中の分子量1000以下の画分の含有量は、重合体(I)に対して、2.2%以下であってよく、好ましくは1.7%以下であり、さらに好ましくは1.2%以下であり、なお更に好ましくは0.6%以下である。分子量1000以下の画分の含有量の下限は限定されるものではないが、例えば、0.01%である。分子量1000以下の画分の含有量はGPCのピーク面積により算出することができる。分子量1000以下の画分には、分子量1000以下の全ての化合物が含まれる。
 重合体(I)は、好適には、含フッ素界面活性剤を実質的に含有しない。本開示において、「含フッ素界面活性剤を実質的に含有しない」とは、重合体(I)中の含フッ素界面活性剤の含有量が、10質量ppm以下であることを意味し、好ましくは1質量ppm以下であり、より好ましくは100質量ppb以下であり、更に好ましくは10質量ppb以下であり、更により好ましくは1質量ppb以下であり、特に好ましくは、液体クロマトグラフィー-質量分析法(LC/MS)による測定による、含フッ素界面活性剤が検出限界未満である。
 含フッ素界面活性剤の含有量は、公知な方法で定量できる。例えば、LC/MS分析にて定量することができる。
 まず、重合体(I)にメタノールを加え、抽出を行ない、得られた抽出液をLC/MS分析する。さらに抽出効率を高めるために、ソックスレー抽出、超音波処理等による処理を行ってもよい。
 得られたLC/MSスペクトルから、分子量情報を抜出し、候補となる含フッ素界面活性剤の構造式との一致を確認する。
 その後、確認された含フッ素界面活性剤の5水準以上の含有量の水溶液を作製し、それぞれの含有量の水溶液のLC/MS分析を行ない、含有量と、その含有量に対するエリア面積と関係をプロットし、検量線を描く。
 そして、検量線を用いて、抽出液中の含フッ素界面活性剤のLC/MSクロマトグラムのエリア面積を、含フッ素界面活性剤の含有量に換算することができる。
 含フッ素界面活性剤については、フルオロモノマーの重合に関する説明において後述する。
<重合体(I)の製造方法>
 重合体(I)は、単量体(I)および単量体(II)の重合を行うことにより、重合体を製造する製造方法により、製造することができる。
 単量体(I)および単量体(II)の重合温度は、分子量が一層高い重合体を容易に製造できることから、70℃以下であることが好ましく、65℃以下であることがより好ましく、60℃以下であることがさらに好ましく、55℃以下であることがさらにより好ましく、50℃以下であることが殊更に好ましく、45℃以下であることが特に好ましく、40℃以下であることが最も好ましく、10℃以上であることが好ましく、15℃以上であることがより好ましく、20℃以上であることがさらに好ましい。
 上記の製造方法において、単量体(I)および単量体(II)と、上述した他の単量体とを共重合してもよい。
 上記の製造方法において、pH調整剤の存在下に重合を行ってもよい。pH調整剤は、重合開始前に添加してもよいし、重合開始後に添加してもよい。
 pH調整剤としては、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸アンモニウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カリウム、グルコン酸アンモニウム等を用いることができる。上記pHは、orion社製pHメーターによって測定することができる。
 重合圧力は、通常、大気圧~10MPaGである。重合圧力は、使用する単量体の種類、目的とする重合体の分子量、反応速度によって適宜決定される。
 重合時間は、通常、1~200時間であり、5~100時間であってよい。
 上記の製造方法において、単量体(I)および単量体(II)の重合は、水性媒体中で行ってもよいし、水性媒体の非存在下で行ってもよい。また、水性媒体の非存在下であって、単量体(I)および単量体(II)を含有する単量体の量に対して、10質量%未満の非水性媒体(たとえばトルエンなどの有機溶媒)の存在下に、単量体(I)および単量体(II)の重合を行ってもよい。単量体(I)および単量体(II)の重合は、乳化重合または懸濁重合であってもよいし、塊状重合であってもよい。
 水性媒体は、重合を行わせる反応媒体であって、水を含む液体を意味する。水性媒体は、水を含むものであれば特に限定されず、水と、たとえば、アルコール、エーテル、ケトン等のフッ素非含有有機溶媒、及び/又は、沸点が40℃以下であるフッ素含有有機溶媒とを含むものであってもよい。水性媒体として、好ましくは水である。
 重合の反応系中の酸素濃度は、分子量が一層高い重合体を容易に製造できることから、好ましくは1500体積ppm以下であり、より好ましくは500体積ppm以下であり、さらに好ましくは100体積ppm以下であり、特に好ましくは50体積ppm以下である。また、反応系中の酸素濃度は、通常、0.01体積ppm以上である。上記の製造方法においては、単量体(I)および単量体(II)重合の全期間にわたって、反応系中の酸素濃度が上記範囲内に維持されることが好ましい。
 重合の反応系中の酸素濃度は、たとえば、窒素、アルゴンなどの不活性気体、または、気体状の単量体を用いる場合には当該気体状の単量体を、反応器中の液相または気相に流通させることにより、制御することができる。重合の反応系中の酸素濃度は、重合系の排ガスラインから出てきたガスを、低濃度酸素分析計で測定および分析することにより、求めることができる。
 上記の製造方法において、単量体(I)および単量体(II)の重合を、重合開始剤の存在下に行うことができる。重合開始剤としては、上記重合温度範囲でラジカルを発生しうるものであれば特に限定されず、公知の油溶性及び/又は水溶性の重合開始剤を使用することができる。更に、還元剤等と組み合わせてレドックスとして重合を開始することもできる。重合開始剤の濃度は、単量体の種類、目的とする重合体の分子量、反応速度によって適宜決定される。単量体(I)および単量体(II)の重合を水性媒体中で行う場合には、過硫酸塩などの水溶性重合開始剤を用いることが好ましい。単量体(I)および単量体(II)の重合を水性媒体の非存在下に行う場合は、パーオキサイドなどの油溶性重合開始剤を用いることが好ましい。
 重合開始剤としては、過硫酸塩(例えば、過硫酸アンモニウム)や、ジコハク酸パーオキシド、ジグルタル酸パーオキシド等の有機過酸化物を、単独で又はこれらの混合物の形で使用することができる。また、亜硫酸ナトリウム等の還元剤と共用し、レドックス系にして用いてもよい。更に、重合中に、ヒドロキノン、カテコール等のラジカル捕捉剤を添加したり、亜硫酸アンモニウム等のパーオキサイドの分解剤を添加し、系内のラジカル濃度を調整したりすることもできる。
 重合開始剤としては、分子量が一層高い重合体を容易に製造できることから、なかでも、過硫酸塩が好ましい。過硫酸塩としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムなどが挙げられ、過硫酸アンモニウムが好ましい。
 重合開始剤として、油溶性ラジカル重合開始剤を用いてもよい。油溶性ラジカル重合開始剤としては、公知の油溶性の過酸化物であってよく、たとえばジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジsec-ブチルパーオキシジカーボネートなどのジアルキルパーオキシカーボネート類、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシピバレートなどのパーオキシエステル類、ジt-ブチルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド類などが、また、ジ(ω-ハイドロ-ドデカフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(ω-ハイドロ-テトラデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(ω-ハイドロ-ヘキサデカフルオロノナノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロブチリル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロバレリル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロノナノイル)パーオキサイド、ジ(ω-クロロ-ヘキサフルオロブチリル)パーオキサイド、ジ(ω-クロロ-デカフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(ω-クロロ-テトラデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ω-ハイドロ-ドデカフルオロヘプタノイル-ω-ハイドロヘキサデカフルオロノナノイル-パーオキサイド、ω-クロロ-ヘキサフルオロブチリル-ω-クロ-デカフルオロヘキサノイル-パーオキサイド、ω-ハイドロドデカフルオロヘプタノイル-パーフルオロブチリル-パーオキサイド、ジ(ジクロロペンタフルオロブタノイル)パーオキサイド、ジ(トリクロロオクタフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(テトラクロロウンデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(ペンタクロロテトラデカフルオロデカノイル)パーオキサイド、ジ(ウンデカクロロドトリアコンタフルオロドコサノイル)パーオキサイドなどのジ[パーフロロ(またはフルオロクロロ)アシル]パーオキサイド類などが代表的なものとしてあげられる。
 重合開始剤の添加量は、特に限定はないが、重合速度が著しく低下しない程度の量(たとえば、数ppm対水濃度)以上を重合の初期に一括して、または逐次的に、または連続して添加すればよい。上限は、装置面から重合反応熱で除熱を行ないながら、反応温度を上昇させてもよい範囲であり、より好ましい上限は、装置面から重合反応熱を除熱できる範囲である。
 上記の製造方法においては、重合開始剤を重合開始時に添加するとともに、重合中にも添加することができる。重合開始時に添加する重合開始剤の添加量と、重合中に添加する重合開始剤の添加量との割合としては、好ましくは95/5~5/95であり、より好ましくは60/40~10/90であり、さらに好ましくは30/70~15/85である。重合中に添加する重合開始剤の添加方法は、特に限定されず、一回で全量を添加してもよいし、2回以上に分割して添加してもよいし、連続的に添加してもよい。
 上記の製造方法においては、分子量が一層高い重合体を容易に製造できることから、重合に用いる重合開始剤の総添加量が、水性媒体に対して、0.00001~10質量%であることが好ましい。重合に用いる重合開始剤の総添加量としては、好ましくは0.0001質量%以上であり、より好ましくは0.001質量%以上であり、さらに好ましくは0.01質量%以上であり、好ましくは5質量%以下であり、より好ましくは2質量%以下である。
 上記の製造方法においては、分子量が一層高い重合体を容易に製造できることから、重合に用いる重合開始剤の総添加量が、重合に用いる単量体の総添加量に対して、0.001~10モル%であることが好ましい。重合に用いる重合開始剤の総添加量としては、より好ましくは0.005モル%以上であり、さらに好ましくは0.01モル%以上であり、殊更好ましくは0.1モル%以上であり、最も好ましくは0.5モル%以上であり、より好ましくは10モル%以下であり、さらに好ましくは5.0モル%以下であり、殊更に好ましくは2.5モル%以下であり、特に最も好ましくは2.2モル%以下であり、好ましくは2.0モル%以下である。
 上記の製造方法においては、分子量が一層高い重合体を容易に製造できることから、重合開始時の単量体(I)および単量体(II)を含有する単量体の存在量が、水性媒体の存在量に対して、20質量%以上であることが好ましい。単量体の存在量は、より好ましくは30質量%以上であり、さらに好ましくは40質量%以上である。単量体の存在量の上限は特に限定されないが、重合を円滑に進行させる観点から、200質量%以下であってよい。重合開始時の単量体の存在量とは、重合開始時の反応器内に存在する、単量体(I)および単量体(II)、ならびに、存在する場合は他の単量体の合計の存在量である。
 単量体(I)および単量体(II)の重合を水性媒体の非存在下に行う場合、パーオキサイドなどの重合開始剤の総添加量は、単量体(I)および単量体(II)を含有する単量体(単量体混合物)の総量に対して、0.001~10モル%であることが好ましい。重合に用いる重合開始剤の総添加量としては、より好ましくは0.005モル%以上であり、さらに好ましくは0.01モル%以上であり、より好ましくは10モル%以下であり、さらに好ましくは5.0モル%以下であり、殊更に好ましくは2.5モル%以下であり、特に最も好ましくは2.2モル%以下であり、好ましくは2.0モル%以下である。
 単量体(I)および単量体(II)の重合は、反応器に、水性媒体、単量体(I)、単量体(II)、および、必要に応じて他の単量体、必要に応じて他の添加剤を仕込み、反応器の内容物を撹拌し、そして反応器を所定の重合温度に保持し、次に所定量の重合開始剤を加え、重合反応を開始することにより行うことができる。重合反応開始後に、目的に応じて、単量体、重合開始剤、他の添加剤を添加してもよい。
 単量体(I)および単量体(II)の重合は、実質的に含フッ素界面活性剤の非存在下で行うことができる。本開示において「実質的に含フッ素界面活性剤の非存在下に」とは、水性媒体に対する含フッ素界面活性剤の量が10質量ppm以下であることを意味する。水性媒体に対する含フッ素界面活性剤の量としては、好ましくは1質量ppm以下であり、より好ましくは100質量ppb以下であり、更に好ましくは10質量ppb以下であり、更により好ましくは1質量ppb以下である。
 上記含フッ素界面活性剤としては、アニオン性含フッ素界面活性剤等が挙げられる。上記アニオン性含フッ素界面活性剤は、例えば、アニオン性基を除く部分の総炭素数が20以下のフッ素原子を含む界面活性剤であってよい。
 含フッ素界面活性剤については、フルオロモノマーの重合に関する説明において後述する。
 上記の製造方法においては、水性媒体中で、単量体(I)および単量体(II)の重合を行うことから、通常、重合体(I)および水性媒体を含有する水溶液が得られる。得られた重合体(I)を含む水溶液を、そのまま重合に利用してもよいし、水溶液から分離することにより得られる重合体(I)を、重合に利用してもよい。水溶液から重合体(I)を分離する方法は、特に限定されない。たとえば、水溶液中の重合体(I)の凝析、洗浄、乾燥などの方法により、重合体(I)を分離することができる。
 単量体(I)および単量体(II)の重合を行うことにより得られる重合体(I)または水溶液には、分子量3000以下の画分、分子量2000以下の画分、分子量1500以下の画分、分子量1000以下の画分、単量体(I)のダイマーおよびトリマー、単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーなどが含まれる。これらを除去するために、単量体(I)および単量体(II)の重合を行うことにより得られる重合体(I)または水溶液に対して、後処理を行ってもよい。
 たとえば、上記の製造方法においては、単量体(I)および単量体(II)の重合終了後に、水性媒体および重合体(I)を含有する組成物を回収し、得られた組成物を、限外濾過、精密濾過、透析膜処理、分液および再沈殿からなる群より選択される少なくとも1種の手段により処理してもよい。
 単量体(I)および単量体(II)の重合を、水性媒体の非存在下で行った場合には、重合終了後に、重合体(I)または重合体(I)などを含有する組成物が得られるので、重合体(I)または組成物と水性媒体とを混合し、得られた水性媒体および重合体(I)を含有する組成物を、限外濾過、精密濾過、透析膜処理、分液および再沈殿からなる群より選択される少なくとも1種の手段により処理することができる。
 単量体(I)および単量体(II)の重合を行うことにより得られる組成物には、通常、重合体(I)の質量に対して、合計で1.0質量%超のダイマーおよびトリマーが含まれる。重合体(I)中のダイマーおよびトリマーの含有量としては、たとえば、重合体(I)に対して、2.0質量%以上であってもよく、3.0質量%以上であってもよく、30.0質量%以下であってもよく、20.0質量%以下であってもよい。組成物中のダイマーおよびトリマーの含有量は、組成物のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)分析を行い、GPC分析により得られるクロマトグラムの各ピークの総面積に対する、ダイマーおよびトリマーのピーク面積の合計の割合(面積百分率)を算出することにより、特定することができる。
 単量体(I)および単量体(II)の重合を行うことにより得られる組成物には、通常、重合体(I)の質量に対して、合計で1.0質量%超の単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーが含まれる。重合体(I)中の単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーの含有量としては、たとえば、重合体(I)に対して、2.0質量%以上であってもよく、3.0質量%以上であってもよく、30.0質量%以下であってもよく、20.0質量%以下であってもよい。組成物中のダイマーおよびトリマーの含有量は、組成物のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)分析を行い、GPC分析により得られるクロマトグラムの各ピークの総面積に対する、ダイマーおよびトリマーのピーク面積の合計の割合(面積百分率)を算出することにより、特定することができる。
 次に、得られた水性媒体および重合体(I)を含有する組成物を回収し、得られた組成物を、限外濾過、精密濾過、透析膜処理、分液および再沈殿からなる群より選択される少なくとも1種の手段により処理することが好ましい。この処理によって、単量体(I)および単量体(II)の重合により得られた組成物に含まれる単量体(I)のダイマーおよびトリマー、または、単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーを、組成物から除去することができる。処理手段としては、限外濾過、精密濾過、分液および再沈殿からなる群より選択される少なくとも1種の手段がより好ましく、限外濾過および分液からなる群より選択される少なくとも1種の手段がさらに好ましく、限外濾過が特に好ましい。
 単量体(I)および単量体(II)の重合により単量体(I)のダイマーおよびトリマー、または、単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーが生成し、結果として、単量体(I)のダイマーおよびトリマー、または、単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーが、重合体(I)中に含まれる。
 ダイマーおよびトリマーを除去する際には、通常、未反応の単量体(I)も同時に組成物から除去される。また、後処理の手段を適切に選択することによって、分子量3000以下の画分、分子量2000以下の画分、分子量1500以下の画分、分子量1000以下の画分を除去することもできる。
 単量体(I)および単量体(II)の重合により得られた組成物は、重合で得られた重合上がりの組成物であってもよいし、重合で得られた重合上がりの組成物を希釈又は濃縮したものであってもよいし、分散安定化処理等を行ったものであってもよい。限外濾過、精密濾過又は透析膜処理を円滑に進めるために、これらの処理によって、組成物の粘度を調整することも好ましい。
 組成物中の重合体(I)の含有量は、特に限定されず、たとえば、0.1~40.0質量%であってよい。組成物中の重合体(I)の含有量としては、ダイマーおよびトリマーの除去効率の観点から、好ましくは30.0質量%以下であり、より好ましくは25.0質量%以下であり、更に好ましくは20.0質量%以下であり、特に好ましくは10.0質量%以下であり、好ましくは0.5質量%以上であり、より好ましくは1.0質量%以上であり、さらに好ましくは1.2質量%以上であり、特に好ましくは1.5質量%以上である。組成物中の重合体(I)の含有量は、たとえば、単量体(I)および単量体(II)の重合により得られた組成物に水を添加する方法、単量体(I)および単量体(II)の重合により得られた組成物を濃縮する方法などにより調整することができる。
 組成物のpHは、好ましくは-7.0~11.0であり、より好ましくは-6.0~8.0であり、さらに好ましくは-5.0~7.0である。組成物のpHは、単量体(I)および単量体(II)の重合により得られた組成物に、pH調整剤を添加することにより調整することができる。pH調整剤としては、酸又はアルカリであってよく、例えば、リン酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等が挙げられる。
 限外濾過、精密濾過又は透析膜処理を行う場合には、これらの処理が円滑に進むことから、組成物の粘度は、25mPa・s以下であることが好ましい。組成物の粘度は、たとえば、重合体(I)の重量平均分子量および数平均分子量を調整する方法、組成物中の重合体(I)の濃度を調整する方法、組成物の温度を調整する方法などにより、調整することができる。
 上記限外濾過又は精密濾過は、クロスフロー方式でもデッドエンド方式でもよく限定されないが、膜の目詰まりを低減する観点からクロスフロー方式が好ましい。
 上記限外濾過は、限外濾過膜を用いて行うことができる。限外濾過は、例えば、限外濾過膜を有する限外濾過装置を用いて行うことができ、遠心式限外濾過法、回分式限外濾過法、循環式限外濾過法等を採用できる。
 上記限外濾過膜の分画分子量は、通常、0.1×10~30×10Da程度である。上記限外濾過膜は、膜の目詰まりを抑制し、効率的にダイマーおよびトリマーを低減できることから、分画分子量は0.3×10Da以上であることが好ましい。上記分画分子量は、0.5×10Da以上がより好ましく、0.8×10Da以上が特に好ましく、1.0×10Da以上が最も好ましい。上記分画分子量は、1.0×10Da以上であってもよい。また、上記分画分子量は、ダイマーおよびトリマーの除去効率の観点から、20×10Da以下が好ましく、10×10Da以下がより好ましい。
 上記限外濾過膜の分画分子量は、例えば、重量平均分子量が既知のポリスチレンを膜に通水し、90%阻止できる分子量を分画分子量とすることができる。ポリスチレンの定量は、ゲル透過クロマトグラフィを用いて行うことができる。
 上記限外濾過膜の形状としては従来公知のものが挙げられ限定されるものではないが、例えば、中空糸型、平膜型、スパイラル型、チューブラー型等が挙げられる。目詰まり抑止の観点からは、中空糸型が好ましい。
 中空糸型限外濾過膜の内径は限定されないが、例えば、0.1~2mmであってよい。好ましくは、0.8~1.4mmである。
 中空糸型限外濾過膜の長さは限定されないが、例えば、0.05~3mであってよい。好ましくは、0.05~2mである。
 限外濾過膜の材質としては、特に限定されるものではないが、セルロース、セルロースエステル、ポリスルホン、スルホン化ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、スルホン化ポリエーテルスルホン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリルニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の有機材料、ステンレス等の金属、又はセラミック等の無機材料が挙げられる。
 限外濾過膜の材質は、有機材料であることが好ましく、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリルニトリル、ポリスルホン、又は、ポリエーテルスルホンであることがより好ましく、ポリアクリルニトリル、ポリスルホン又はポリフッ化ビニリデンが更に好ましい。
 上記限外濾過膜として具体的には、DESAL社のG-5タイプ、G-10タイプ、G-20タイプ、G-50タイプ、PWタイプ、HWS UFタイプ;KOCH社のHFM-180、HFM-183、HFM-251、HFM-300、HFM-116、HFM-183、HFM-300、HFK-131、HFK-328、MPT-U20、MPS-U20P、MPS-U20S;Synder社のSPE1、SPE3、SPE5、SPE10、SPE30、SPV5、SPV50、SOW30;旭化成社製のマイクローザ(登録商標)UFシリーズ;日東電工社製のNTR7410などが挙げられる。
 上記限外濾過は、ダイマーおよびトリマーの除去効率の観点から、0.01MPa以上の圧力で行うことが好ましい。より好ましくは、0.03MPa以上であり、更に好ましくは0.05MPa以上である。また、上記圧力は、耐圧の観点から、0.5MPa以下が好ましく、0.25MPa以下がより好ましく、0.2MPa以下が更に好ましい。
 上記限外濾過は、ダイマーおよびトリマーの除去効率の観点から、10mL/分以上の流速で行うことが好ましく、50mL/分以上の流速で行うことがより好ましく、また、5000mL/分以下の流速で行うことが好ましく、1000mL/分以下の流速で行うことがより好ましい。
 上記精密濾過は、精密濾過膜を用いて行うことができる。精密濾過膜は、通常、0.05~1.0μmの平均細孔径を有する。
 上記精密濾過膜は、効率的にダイマーおよびトリマーの除去効率できることから、平均細孔径が0.1μm以上であることが好ましい。より好ましくは0.075μm以上であり、更に好ましくは0.1μm以上である。また、平均細孔径が1.00μm以下であることが好ましい。より好ましくは平均細孔径が0.50μm以下であり、更に好ましくは0.25μm以下である。
 上記精密濾過膜の平均細孔径は、ASTM F 316-03(バブルポイント法)に準拠して測定することが可能である。
 上記精密濾過膜の形状としては従来公知のものが挙げられ限定されず、例えば、中空糸型、平膜型、スパイラル型、チューブラー型等が挙げられる。目詰まり抑止の観点からは、中空糸型が好ましい。
 中空糸型精密濾過膜の内径は限定されないが、例えば、0.1~2mmであってよい。好ましくは、0.8~1.4mmである。
 中空糸型精密濾過膜の長さは限定されないが、例えば、0.05~3mであってよい。好ましくは、0.05~2mである。
 上記精密濾過膜の材質としては、例えばセルロース系、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、セラミックス、金属等が挙げられる。中でも、芳香族ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、又は、ポリテトラフルオロエチレンが好ましく、ポリアクリルニトリル又はポリフッ化ビニリデンが特に好ましい。
 精密濾過膜として具体的には、日本ガイシ社製のCefilt;旭化成社製マイクローザUシリーズ、マイクローザPシリーズ;住友電工社製のポアフロンSPMW、ポアフロンOPMW、ポアフロンPM;東レ社製のトレフィル;マイクロダイン・ナディア社製のNADIR MP005、NADIR MV020;Norit社製のX-flow等が挙げられる。
 上記精密濾過は、ダイマーおよびトリマーの除去効率の観点から、0.01MPa以上の圧力で行うことが好ましい。より好ましくは、0.03MPa以上であり、更に好ましくは0.05MPa以上である。また、上記圧力は、耐圧の観点から、0.5MPa以下が好ましく、0.25MPa以下がより好ましく、0.2MPa以下が更に好ましい。
 上記精密濾過は、ダイマーおよびトリマーの除去効率の観点から、10mL/分以上の流速で行うことが好ましく、50mL/分以上の流速で行うことがより好ましく、また、5000mL/分以下の流速で行うことが好ましく、1000mL/分以下の流速で行うことがより好ましい。
 上記透析膜処理は、透析膜を用いて行う。透析膜は、通常、0.05×10~100×10Daの分画分子量を有する。
 上記透析膜は、膜の目詰まりを抑制し、効率的にダイマーおよびトリマーを除去できることから、分画分子量が0.3×10Da以上であることが好ましい。上記分画分子量は、0.5×10Da以上がより好ましく、0.8×10Da以上が更に好まし、1.0×10Da以上が更により好ましい。上記分画分子量は1.0×10Da以上であってもよい。
 また、上記分画分子量は、ダイマーおよびトリマーの除去効率の観点から、20×10Da以下が好ましく、10×10Da以下がより好ましい。
 上記透析膜の分画分子量は、例えば、限外濾過膜と同じ方法で測定することができる。
 上記透析膜の材質としては、特に限定されるものではないが、セルロース、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリスルホン、ポリアミド、ポリエステル系ポリマーアロイ等が挙げられる。
 透析膜として具体的には、スペクトラムラボラトリーズ社製のSpectra/Por(登録商標)Float-A-Lyzer、Tube-A-Lyzer、Dialysis tubing、6Dialysis tubing、7Dialysis tubing等が例示される。
 上記限外濾過、精密濾過又は透析膜処理は、10℃以上の温度で行うことが好ましい。より好ましくは、15℃以上であり、更に好ましくは、20℃以上であり、特に好ましくは、30℃以上である。温度を上記範囲にすることでより効率的にダイマーおよびトリマーを低減することができる。上記温度は、90℃以下が好ましく、80℃以下がより好ましく、70℃以下が更に好ましく、60℃以下が特に好ましい。
 限外濾過、精密濾過又は透析膜処理は、組成物に水を添加しながら、または、組成物のpHを調整しながら、行うことができる。水は、組成物に間欠的に添加してもよいし、組成物に連続的に添加してもよい。
 限外濾過、精密濾過又は透析膜処理の終点は、適宜決定すればよく限定されない。また、上記限外濾過、精密濾過又は透析膜処理は、濾過膜の耐久性向上のため、1~24時間の濾過時間を目安に一回程度水で逆洗浄してもよい。
 分液は、たとえば、組成物に対して、有機溶媒を添加し、水相と有機溶媒相との2相に分離させ、水相を回収することにより、実施することができる。
 再沈殿は、たとえば、組成物を貧溶媒に滴下して、重合体(I)を沈殿させ、沈殿した重合体(I)を回収し、回収した重合体(I)を良溶媒に溶解させ、得られた溶液を貧溶媒に滴下して、重合体(I)を再び沈殿させ、沈殿した重合体(I)を回収することにより、実施することができる。
 重合体(I)を含有する組成物を、上記の手段により後処理することによって、通常、ダイマーおよびトリマーを実質的に含有しない重合体(I)を含む水溶液、または、分子量3000以下の画分の含有量が低減された重合体(I)を含む水溶液が得られる。組成物を処理することにより得られた重合体(I)を含む水溶液を、そのまま重合に利用してもよいし、水溶液から分離することにより得られる重合体(I)を、重合に利用してもよい。水溶液から重合体(I)を分離する方法は、特に限定されない。たとえば、水溶液中の重合体(I)の凝析、洗浄、乾燥などの方法により、重合体(I)を分離することができる。
 以上に説明した上記の製造方法により、重合体(I)または重合体(I)および水性媒体を含有する水溶液が得られる。
<フルオロモノマーの重合>
 本開示の製造方法においては、重合体(I)の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーを重合することにより、フルオロポリマーを得る。
 フルオロモノマーとしては、二重結合を少なくとも1つ有するものが好ましい。上記フルオロモノマーとしては、テトラフルオロエチレン[TFE]、ヘキサフルオロプロピレン[HFP]、クロロトリフルオロエチレン[CTFE]、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン[VDF]、トリフルオロエチレン、フルオロアルキルビニルエーテル、フルオロアルキルエチレン、フルオロアルキルアリルエーテル、トリフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロブテン、テトラフルオロイソブテン、ヘキサフルオロイソブテン、一般式(100):CHX101=CX102Rf101(式中、X101およびX102は、一方がHであり、他方がFであり、Rf101は炭素数1~12の直鎖又は分岐したフルオロアルキル基)で表されるフルオロモノマー、フッ素化ビニルヘテロ環状体、及び、架橋部位を与えるモノマーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 上記フルオロアルキルビニルエーテルとしては、例えば、
   一般式(110):CF=CF-ORf111
(式中、Rf111は、パーフルオロ有機基を表す。)で表されるフルオロモノマー、
   一般式(120):CF=CF-OCH-Rf121
(式中、Rf121は、炭素数1~5のパーフルオロアルキル基)で表されるフルオロモノマー、
   一般式(130):CF=CFOCFORf131
(式中、Rf131は炭素数1~6の直鎖又は分岐状パーフルオロアルキル基、炭素数5~6の環式パーフルオロアルキル基、1~3個の酸素原子を含む炭素数2~6の直鎖又は分岐状パーフルオロオキシアルキル基である。)で表されるフルオロモノマー、
   一般式(140):CF=CFO(CFCF(Y141)O)(CF
(式中、Y141はフッ素原子又はトリフルオロメチル基を表す。mは1~4の整数である。nは1~4の整数である。)で表されるフルオロモノマー、及び、
   一般式(150):CF=CF-O-(CFCFY151-O)-(CFY152-A151
(式中、Y151は、フッ素原子、塩素原子、-SOF基又はパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、エーテル性の酸素及び-SOF基を含んでもよい。nは、0~3の整数を表す。n個のY151は、同一であってもよいし異なっていてもよい。Y152は、フッ素原子、塩素原子又は-SOF基を表す。mは、1~5の整数を表す。m個のY152は、同一であってもよいし異なっていてもよい。A151は、-SO151、-COZ151又は-POZ152153を表す。X151は、F、Cl、Br、I、-OR151又は-NR152153を表す。Z151、Z152及びZ153は、同一又は異なって、-NR154155又は-OR156を表す。R151、R152、R153、R154、R155及びR156は、同一又は異なって、H、アンモニウム、アルカリ金属、フッ素原子を含んでも良いアルキル基、アリール基、若しくはスルホニル含有基を表す。)で表されるフルオロモノマー
からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 本開示において、上記「パーフルオロ有機基」とは、炭素原子に結合する水素原子が全てフッ素原子に置換されてなる有機基を意味する。上記パーフルオロ有機基は、エーテル酸素を有していてもよい。
 一般式(110)で表されるフルオロモノマーとしては、Rf111が炭素数1~10のパーフルオロアルキル基であるフルオロモノマーが挙げられる。上記パーフルオロアルキル基の炭素数は、好ましくは1~5である。
 一般式(110)におけるパーフルオロ有機基としては、例えば、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。
 一般式(110)で表されるフルオロモノマーとしては、更に、上記一般式(110)において、Rf111が炭素数4~9のパーフルオロ(アルコキシアルキル)基であるもの、Rf111が下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式中、mは、0又は1~4の整数を表す。)で表される基であるもの、Rfが下記式:
CFCFCF-(O-CF(CF)-CF
(式中、nは、1~4の整数を表す。)で表される基であるもの等が挙げられる。
 一般式(110)で表されるフルオロモノマーとしては、なかでも、
   一般式(160):CF=CF-ORf161
(式中、Rf161は、炭素数1~10のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるフルオロモノマーが好ましい。Rf161は、炭素数が1~5のパーフルオロアルキル基であることが好ましい。
 フルオロアルキルビニルエーテルとしては、一般式(160)、(130)及び(140)で表されるフルオロモノマーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 一般式(160)で表されるフルオロモノマーとしては、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)、及び、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、及び、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種がより好ましい。
 一般式(130)で表されるフルオロモノマーとしては、CF=CFOCFOCF、CF=CFOCFOCFCF、及び、CF=CFOCFOCFCFOCFからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 一般式(140)で表されるフルオロモノマーとしては、CF=CFOCFCF(CF)O(CFF、CF=CFO(CFCF(CF)O)(CFF、及び、CF=CFO(CFCF(CF)O)(CFFからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 一般式(150)で表されるフルオロモノマーとしては、CF=CFOCFCFSOF、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFSOF、CF=CFOCFCF(CFCFSOF)OCFCFSOF及びCF=CFOCFCF(SOF)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
 一般式(100)で表されるフルオロモノマーとしては、Rf101が直鎖のフルオロアルキル基であるフルオロモノマーが好ましく、Rf101が直鎖のパーフルオロアルキル基であるフルオロモノマーがより好ましい。Rf101の炭素数は1~6であることが好ましい。一般式(100)で表されるフルオロモノマーとしては、CH=CFCF、CH=CFCFCF、CH=CFCFCFCF、CH=CFCFCFCFH、CH=CFCFCFCFCF、CHF=CHCF(E体)、CHF=CHCF(Z体)などが挙げられ、なかでも、CH=CFCFで示される2,3,3,3-テトラフルオロプロピレンが好ましい。
 フルオロアルキルエチレンとしては、
   一般式(170):CH=CH-(CF-X171
(式中、X171はH又はFであり、nは3~10の整数である。)で表されるフルオロアルキルエチレンが好ましく、CH=CH-C、及び、CH=CH-C13からなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
 上記フルオロアルキルアリルエーテルとしては、例えば、
   一般式(180):CF=CF-CF-ORf111
(式中、Rf111は、パーフルオロ有機基を表す。)で表されるフルオロモノマーが挙げられる。
 一般式(180)のRf111は、一般式(110)のRf111と同じである。Rf111としては、炭素数1~10のパーフルオロアルキル基または炭素数1~10のパーフルオロアルコキシアルキル基が好ましい。一般式(180)で表されるフルオロアルキルアリルエーテルとしては、CF=CF-CF-O-CF、CF=CF-CF-O-C、CF=CF-CF-O-C、及び、CF=CF-CF-O-Cからなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、CF=CF-CF-O-C、CF=CF-CF-O-C、及び、CF=CF-CF-O-Cからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、CF=CF-CF-O-CFCFCFがさらに好ましい。
 上記フッ素化ビニルヘテロ環状体としては、一般式(230):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式中、X231及びX232は、独立に、F、Cl、メトキシ基又はフッ素化メトキシ基であり、Y231は式Y232又は式Y233である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式中、Z231及びZ232は、独立に、F又は炭素数1~3のフッ素化アルキル基である。))で表されるフッ素化ビニルヘテロ環状体が挙げられる。
 架橋部位を与えるモノマーとしては、
   一般式(180):CX181 =CX182-R 181CHR181183
(式中、X181及びX182は、独立に、水素原子、フッ素原子又はCH、R 181は、フルオロアルキレン基、パーフルオロアルキレン基、フルオロ(ポリ)オキシアルキレン基又はパーフルオロ(ポリ)オキシアルキレン基、R181は、水素原子又はCH、X183は、ヨウ素原子又は臭素原子である。)で表されるフルオロモノマー、
   一般式(190):CX191 =CX192-R 191193
(式中、X191及びX192は、独立に、水素原子、フッ素原子又はCH、R 191は、フルオロアルキレン基、パーフルオロアルキレン基、フルオロポリオキシアルキレン基又はパーフルオロポリオキシアルキレン基、X193は、ヨウ素原子又は臭素原子である。)で表されるフルオロモノマー、
   一般式(200):CF=CFO(CFCF(CF)O)(CF-X201
(式中、mは0~5の整数、nは1~3の整数、X201は、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子、又は、-CHIである。)で表されるフルオロモノマー、及び、
   一般式(210):CH=CFCFO(CF(CF)CFO)(CF(CF))-X211
(式中、mは0~5の整数、nは1~3の整数、X211は、シアノ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子、又は-CHOHである。)で表されるフルオロモノマー、及び、
   一般式(220):CR221222=CR223-Z221-CR224=CR225226
(式中、R221、R222、R223、R224、R225及びR226は、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1~5のアルキル基である。Z221は、直鎖又は分岐状で酸素原子を有していてもよい、炭素数1~18のアルキレン基、炭素数3~18のシクロアルキレン基、少なくとも部分的にフッ素化している炭素数1~10のアルキレン基若しくはオキシアルキレン基、又は、
   -(Q)-CFO-(CFCFO)(CFO)-CF-(Q)
(式中、Qはアルキレン基又はオキシアルキレン基である。pは0又は1である。m/nが0.2~5である。)で表され、分子量が500~10000である(パー)フルオロポリオキシアルキレン基である。)で表されるモノマー
からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 X183及びX193は、ヨウ素原子であることが好ましい。R 181及びR 191は炭素数が1~5のパーフルオロアルキレン基であることが好ましい。R181は、水素原子であることが好ましい。X201は、シアノ基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子、又は、-CHIであることが好ましい。X211は、シアノ基、アルコキシカルボニル基、ヨウ素原子、臭素原子、又は-CHOHであることが好ましい。
 架橋部位を与えるモノマーとしては、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCN、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCOOH、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCHI、CF=CFOCFCFCHI、CH=CFCFOCF(CF)CFOCF(CF)CN、CH=CFCFOCF(CF)CFOCF(CF)COOH、CH=CFCFOCF(CF)CFOCF(CF)CHOH、CH=CHCFCFI、CH=CH(CFCH=CH、CH=CH(CFCH=CH、及び、CF=CFO(CFCNからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCN及びCF=CFOCFCFCHIからなる群より選択される少なくとも1種であることがより好ましい。
 上記重合において、上記フルオロモノマーとフッ素非含有モノマーとを重合してもよい。上記フッ素非含有モノマーとしては、上記フルオロモノマーと反応性を有する炭化水素系モノマー等が挙げられる。上記炭化水素系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン等のアルケン類;エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、n-酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、吉草酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、パラ-t-ブチル安息香酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニル、モノクロル酢酸ビニル、アジピン酸ビニル、アクリル酸ビニル、メタクリル酸ビニル、クロトン酸ビニル、ソルビン酸ビニル、桂皮酸ビニル、ウンデシレン酸ビニル、ヒドロキシ酢酸ビニル、ヒドロキシプロピオイン酸ビニル、ヒドロキシ酪酸ビニル、ヒドロキシ吉草酸ビニル、ヒドロキシイソ酪酸ビニル、ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸ビニル等のビニルエステル類;エチルアリルエーテル、プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、イソブチルアリルエーテル、シクロヘキシルアリルエーテル等のアルキルアリルエーテル類;エチルアリルエステル、プロピルアリルエステル、ブチルアリルエステル、イソブチルアリルエステル、シクロヘキシルアリルエステル等のアルキルアリルエステル;メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ビニルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル類等が挙げられる。
 上記フッ素非含有モノマーとしては、また、官能基含有炭化水素系モノマー(但し、架橋部位を与えるモノマーを除く)であってもよい。上記官能基含有炭化水素系モノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシプロピルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、ヒドロキシイソブチルビニルエーテル、ヒドロキシシクロヘキシルビニルエーテル等のヒドロキシアルキルビニルエーテル類;アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、コハク酸、無水コハク酸、フマル酸、無水フマル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、パーフルオロブテン酸等のカルボキシル基を有するフッ素非含有モノマー;ビニルスルホン酸などのスルホ基を有するフッ素非含有単量体;グリシジルビニルエーテル、グリシジルアリルエーテル等のグリシジル基を有するフッ素非含有モノマー;アミノアルキルビニルエーテル、アミノアルキルアリルエーテル等のアミノ基を有するフッ素非含有モノマー;(メタ)アクリルアミド、メチロールアクリルアミド等のアミド基を有するフッ素非含有モノマー;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル基を有するフッ素非含有単量体等が挙げられる。
 上記重合において、上記フルオロモノマーの1種又は2種以上を重合することにより、所望のフルオロポリマーの粒子を得ることができる。
 上記重合における重合体(I)の添加量としては、水性媒体に対して、好ましくは0.02質量%を超え10質量%以下であり、より好ましい上限は1質量%以下である。重合体(I)の添加量を上記範囲内とすることにより、水性媒体中でのフルオロモノマーの重合を円滑に進行させることができる。重合体(I)の添加量は、上記重合において添加する重合体(I)の合計添加量である。
 上記重合においては、重合体(I)を一括して添加してもよいし、重合体(I)を連続的に添加してもよい。重合体(I)を連続的に添加するとは、例えば、重合体(I)を一括ではなく、経時的に、かつ、間断なく又は分割して、添加することである。上記重合においては、重合体(I)と水を含む水溶液を調製して、該水溶液を添加してもよい。
 上記重合においては、水性媒体中に形成されるフルオロポリマーの固形分含有量が0.5質量%に達する前に、重合体(I)の添加を開始し、その後も重合体(I)を連続的に添加することが好ましい。重合体(I)の添加開始時期としては、好ましくはフルオロポリマーの固形分含有量が0.3質量%に達する前であり、より好ましくは0.2質量%に達する前であり、さらに好ましくは0.1質量%に達する前であり、特に好ましくは重合開始と同時である。上記固形分含有量は、水性媒体およびフルオロポリマーの合計に対するフルオロポリマーの含有量である。
 上記重合においては、重合体(I)を少なくとも1種用いれば、フルオロポリマーを効率よく製造することが可能である。また、重合体(I)に包含される化合物を2種以上同時に用いてもよいし、揮発性を有するもの又はフルオロポリマーからなる成形体等に残存してもよいものであれば、重合体(I)以外のその他の界面活性能を有する化合物を同時に使用してもよい。
 上記重合において、核形成剤を使用してもよい。核形成剤の添加量は、核形成剤の種類により適宜選択できる。核形成剤の添加量としては、水性媒体に対して、5000質量ppm以下であってよく、好ましくは1000質量ppm以下であり、より好ましくは500質量ppm以下であり、さらに好まくは100p質量pm以下であり、特に好ましくは50質量ppm以下であり、最も好ましくは10質量ppm以下である。
 上記重合においては、重合開始前、又は、水性媒体中に形成されるフルオロポリマーの固形分含有量が5.0質量%に達する前に、核形成剤を水性媒体中に添加することが好ましい。重合初期に核形成剤を添加することによって、平均一次粒子径が小さく、安定性に優れる水性分散液を得ることができる。
 重合初期に添加する核形成剤の量としては、得られるフルオロポリマーに対して、好ましくは0.001質量%以上であり、より好ましくは0.01質量%以上であり、さらに好ましくは0.05質量%以上であり、特に好ましくは0.1質量%以上である。重合初期に添加する核形成剤の量の上限は限定されるものではないが、たとえば、2000質量%である。
 核形成剤を使用することにより、上記核形成剤の非存在下で重合を行うのと比較して、小さい一次粒子径を有するフルオロポリマーが得られる。
 上記核形成剤としては、ジカルボン酸、パーフルオロポリエーテル(PFPE)酸またはその塩、炭化水素含有界面活性剤等が挙げられる。上記核形成剤は、芳香環を含まないことが好ましく、脂肪族化合物であることが好ましい。
 上記核形成剤は、重合開始剤の添加より前、もしくは、重合開始剤の添加と同時に加えることが好ましいが、重合途中に加えることにより、粒度分布を調整することもできる。
 上記ジカルボン酸の好ましい量として、上記水性媒体に対し、1000質量ppm以下であり、より好ましい量として500質量ppm以下であり、更に好ましい量として100質量ppm以下である。
 上記パーフルオロポリエーテル(PFPE)酸またはその塩は、分子の主鎖中の酸素原子が、1~3個の炭素原子を有する飽和フッ化炭素基によって隔てられる任意の鎖構造を有してよい。また、2種以上のフッ化炭素基が、分子中に存在してよい。代表的な構造は、下式に表される繰り返し単位を有する:
  (-CFCF-CF-O-)  (VII)
  (-CF-CF-CF-O-)  (VIII)
  (-CF-CF-O-)-(-CF-O-)  (IX)
  (-CF-CFCF-O-)n-(-CF-O-)  (X)
 これらの構造は、Kasaiによって、J.Appl.Polymer Sci.57,797(1995)に記載されている。この文献に開示されているように、上記PFPE酸又はその塩は、一方の末端または両方の末端にカルボン酸基またはその塩を有してよい。上記PFPE酸又はその塩は、また、一方の末端または両方の末端に、スルホン酸、ホスホン酸基又はこれらの塩を有してよい。また、上記PFPE酸又はその塩は、各末端に異なる基を有してよい。単官能性のPFPEについては、分子の他方の末端は、通常、過フッ素化されているが、水素または塩素原子を含有してよい。上記PFPE酸又はその塩は、少なくとも2つのエーテル酸素、好ましくは少なくとも4つのエーテル酸素、さらにより好ましくは少なくとも6つのエーテル酸素を有する。好ましくは、エーテル酸素を隔てるフッ化炭素基の少なくとも1つ、より好ましくは、このようなフッ化炭素基の少なくとも2つは、2または3個の炭素原子を有する。さらにより好ましくは、エーテル酸素を隔てるフッ化炭素基の少なくとも50%は、2または3個の炭素原子を有する。また、好ましくは、上記PFPE酸又はその塩は、合計で少なくとも15個の炭素原子を有し、例えば、上記の繰返し単位構造中のnまたはn+mの好ましい最小値は、少なくとも5である。1つの末端または両方の末端に酸基を有する2つ以上の上記PFPE酸又はその塩が、本開示の製造方法に使用され得る。上記PFPE酸又はその塩は、好ましくは、6000g/モル未満の数平均分子量を有する。
 上記炭化水素含有界面活性剤の添加量は、上記水性媒体に対して、好ましくは40質量ppm以下、より好ましくは30質量ppm以下、更に好ましくは質量20ppm以下である。上記水性媒体中に存在する親油性核形成部位のppm量は、上記添加量よりも少ないと推測される。したがって、上記親油性核形成部位の量は、それぞれ上記の40質量ppm、30質量ppm、20質量ppmよりも小さい。上記親油性核形成部位は分子として存在すると考えられるので、ごく少量の上記炭化水素含有界面活性剤でも、大量の親油性核形成部位を生成することができる。したがって、上記炭化水素含有界面活性剤を水性媒体に1質量ppm程度加えるだけでも、有益な効果が得られる。好ましい下限値は0.01質量ppmである。
 上記炭化水素含有界面活性剤には、米国特許第7897682号明細書(Brothers et al.)および米国特許第7977438号明細書(Brothers et al.)に開示されるものなどのシロキサン界面活性剤を含む、非イオン性界面活性剤およびカチオン性界面活性剤が含まれる。
 上記炭化水素含有界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤(例えば、非イオン性炭化水素界面活性剤)が好ましい。すなわち、核形成剤としては、非イオン性界面活性剤が好ましい。上記非イオン性界面活性剤は、好ましくは芳香族部分を含まない。
 非イオン性界面活性剤は、通常、帯電した基を含まず、長鎖炭化水素である疎水性部分を有する。非イオン性界面活性剤の親水性部分は、エチレンオキシドとの重合から誘導されるエチレンエーテルの鎖などの水溶性官能基を含む。
 非イオン性界面活性剤としては、下記が挙げられる。
 ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、グリセロールエステル、それらの誘導体。
 ポリオキシエチレンアルキルエーテルの具体例:ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンベヘニルエーテル等。
 ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルの具体例:ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル等。
 ポリオキシエチレンアルキルエステルの具体例:ポリエチレングリコールモノラウリレート、ポリエチレングリコールモノオレエート、ポリエチレングリコールモノステアレート等。
 ソルビタンアルキルエステルの具体例:ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート等。
 ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステルの具体例:ポリオキシエチレンソルビタンモノラウリレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート等。
 グリセロールエステルの具体例:モノミリスチン酸グリセロール、モノステアリン酸グリセロール、モノオレイン酸グリセロール等。
 上記誘導体の具体例:ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルフェニル-ホルムアルデヒド凝縮物、ポリオキシエチレンアルキルエーテルホスフェート等。
 上記エーテル及びエステルは、10~18のHLB値を有してよい。
 非イオン性界面活性剤としては、ダウ・ケミカル社製のTriton(登録商標)Xシリーズ(X15、X45、X100等)、Tergitol(登録商標)15-Sシリーズ、Tergitol(登録商標)TMNシリーズ(TMN-6、TMN-10、TMN-100等)、Tergitol(登録商標)Lシリーズ、BASF社製のPluronic(登録商標)Rシリーズ(31R1、17R2、10R5、25R4(m~22、n~23)、Iconol(登録商標)TDAシリーズ(TDA-6、TDA-9、TDA-10)等が挙げられる。
 上記非イオン性界面活性剤としては、フッ素を含有しない非イオン性界面活性剤であることが好ましい。例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテル等のエーテル型非イオン性界面活性剤;エチレンオキサイド/プロピレンオキサイドブロック共重合体等のポリオキシエチレン誘導体;ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等のエステル型非イオン性界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド等のアミン系非イオン性界面活性剤;等が挙げられる。
 上記非イオン性界面活性剤において、その疎水基は、アルキルフェノール基、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の何れであってもよい。
 非イオン性界面活性剤としては、一般式(i)で表される非イオン性界面活性剤が好ましい。
   R-O-A-H    (i)
(式中、Rは、炭素数8~18の直鎖状若しくは分岐鎖状の1級又は2級アルキル基であり、Aは、ポリオキシアルキレン鎖である。)
 一般式(i)において、Rの炭素数は、10~16が好ましく、12~16がより好ましい。Rの炭素数が18以下であると組成物の優れた沈降安定性が得られやすい。またRの炭素数が18を超えると流動温度が高いため取扱い難い。Rの炭素数が8より小さいと組成物の表面張力が高くなり、浸透性やぬれ性が低下しやすい。
 Aのポリオキシアルキレン鎖はオキシエチレンとオキシプロピレンとからなるものであってもよい。オキシエチレン基の平均繰り返し数5~20およびオキシプロピレン基の平均繰り返し数0~2からなるポリオキシアルキレン鎖であり、親水基である。オキシエチレン単位数は、通常提供される広いまたは狭い単峰性分布、またはブレンドすることによって得られるより広いまたは二峰性分布のいずれかを含み得る。オキシプロピレン基の平均繰り返し数が0超の場合、ポリオキシアルキレン鎖におけるオキシエチレン基とオキシプロピレン基はブロック状に配列しても、ランダム状に配列してもよい。組成物の粘度および沈降安定性の点からは、オキシエチレン基の平均繰り返し数7~12およびオキシプロピレン基の平均繰り返し数0~2より構成されるポリオキシアルキレン鎖が好ましい。特にAがオキシプロピレン基を平均して0.5~1.5有すると低起泡性が良好であり好ましい。
 より好ましくは、Rは、(R’)(R’’)HC-であり、ここで、R’及びR’’は、同じか又は異なる直鎖、分岐鎖、又は環式のアルキル基であり、炭素原子の合計量は、少なくとも5個、好ましくは7~17個である。好ましくは、R’またはR’’のうちの少なくとも一つは、分岐鎖または環状炭化水素基である。
 上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルの具体例としては、C1327-O-(CO)-H、C1225-O-(CO)-H、C1021CH(CH)CH-O-(CO)-H、C1327-O-(CO)-(CH(CH)CHO)-H、C1633-O-(CO)-H、HC(C11)(C15)-O-(CO)-H(各式中、nは1以上の整数である)等が挙げられる。上記ポリオキシエチレンアルキルエーテルの市販品としては、例えば、Genapol X080(商品名)を例とするGenapol Xシリーズ(クラリアント社製)、ノイゲンTDS-80(商品名)を例とするノイゲンTDSシリーズ(第一工業製薬社製)、レオコールTD-90(商品名)を例とするレオコールTDシリーズ(ライオン社製)、ライオノール(登録商標)TDシリーズ(ライオン社製)、T-Det A138(商品名)を例とするT-Det Aシリーズ(Harcros Chemicals社製)、Tergitol(登録商標)15-Sシリーズ(ダウ・ケミカル社製)等が挙げられる。
 上記非イオン性界面活性剤は、平均約4~約18個のエチレンオキシド単位を有する2,6,8-トリメチル-4-ノナノールのエトキシレート、平均約6~約12個のエチレンオキシド単位を有する2,6,8-トリメチル-4-ノナノールのエトキシレート、またはその混合物であることも好ましい。この種類の非イオン性界面活性剤は、例えば、TERGITOL TMN-6、TERGITOL TMN-10、及びTERGITOL TMN-100X(いずれも商品名、ダウ・ケミカル社製)としても市販されている。
 また、非イオン性界面活性剤の疎水基は、アルキルフェノール基、直鎖アルキル基及び分岐アルキル基の何れかであってもよい。例えば、非イオン性界面活性剤としては、例えば、一般式(ii)
   R-C-O-A-H    (ii)
(式中、Rは、炭素数4~12の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基であり、Aは、ポリオキシアルキレン鎖である。)で表される非イオン性界面活性剤が挙げられる。上記非イオン性界面活性剤として具体的には、トライトンX-100(商品名、ダウ・ケミカル社製)等が挙げられる。
 Aのポリオキシアルキレン鎖はオキシエチレンとオキシプロピレンとからなるものであってもよい。オキシエチレン基の平均繰り返し数5~20およびオキシプロピレン基の平均繰り返し数0~2からなるポリオキシアルキレン鎖であり、親水基である。オキシエチレン単位数は、通常提供される広いまたは狭い単峰性分布、またはブレンドすることによって得られるより広いまたは二峰性分布のいずれかを含み得る。オキシプロピレン基の平均繰り返し数が0超の場合、ポリオキシアルキレン鎖におけるオキシエチレン基とオキシプロピレン基はブロック状に配列しても、ランダム状に配列してもよい。組成物の粘度および沈降安定性の点からは、オキシエチレン基の平均繰り返し数7~12およびオキシプロピレン基の平均繰り返し数0~2より構成されるポリオキシアルキレン鎖が好ましい。特にAがオキシプロピレン基を平均して0.5~1.5有すると低起泡性が良好であり好ましい。
 より好ましくは、Rは、1級若しくは2級のアルキル基であり、より好ましくは(R’)(R’’)HC-であり、ここで、R’及びR’’は、同じか又は異なる直鎖、分岐鎖、又は環式のアルキル基であり、炭素原子の合計量は、少なくとも5個、好ましくは7~17個である。好ましくは、R’またはR’’のうちの少なくとも一つは、分岐鎖または環状炭化水素基である。
 上記非イオン性界面活性剤としてはポリオール化合物も挙げられる。具体的には、国際公開第2011/014715号に記載されたもの等が挙げられる。ポリオール化合物の典型例としては、ポリオール単位として1個以上の糖単位を有する化合物が挙げられる。糖単位は、少なくとも1個の長鎖を含有するように変性されてもよい。少なくとも1つの長鎖部分を含有する好適なポリオール化合物としては、例えば、アルキルグリコシド、変性アルキルグリコシド、糖エステル、及びこれらの組み合わせが挙げられる。糖としては、単糖、オリゴ糖、及びソルビタンが挙げられるが、これらに限定されない。単糖としては、五炭糖及び六炭糖が挙げられる。単糖の典型例としては、リボース、グルコース、ガラクトース、マンノース、フルクトース、アラビノース、キシロースが挙げられる。オリゴ糖としては、2~10個の同一又は異なる単糖のオリゴマーが挙げられる。オリゴ糖の例としては、サッカロース、マルトース、ラクトース、ラフィノース、及びイソマルトースが挙げられるが、これらに限定されない。
 典型的に、ポリオール化合物として使用するのに好適な糖としては、4個の炭素原子と1個のヘテロ原子(典型的に、酸素又は硫黄であるが、好ましくは酸素原子)との五員環を含有する環状化合物、又は5個の炭素原子と上述のような1個のヘテロ原子、好ましくは酸素原子との六員環を含有する環状化合物が挙げられる。これらは、炭素環原子に結合している少なくとも2個の又は少なくとも3個のヒドロキシ基(-OH基)を更に含有する。典型的に、糖は、エーテル又はエステル結合が長鎖残基と糖部分との間に作製されるように、炭素環原子に結合しているヒドロキシ基(及び/又はヒドロキシアルキル基)の水素原子のうちの1個以上が、長鎖残基によって置換されているという点で変性されている。糖系ポリオールは、1個の糖単位又は複数の糖単位を含有してもよい。1個の糖単位又は複数の糖単位は、上述のような長鎖部分で変性されてもよい。糖系ポリオール化合物の特定の例としては、グリコシド、糖エステル、ソルビタンエステル、並びにこれらの混合物及び組み合わせが挙げられる。
 ポリオール化合物の好ましい種類は、アルキル又は変性アルキルグルコシドである。これらの種類の界面活性剤は、少なくとも1個のグルコース部分を含有する。
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(式中、xは、0、1、2、3、4、又は5を表し、R及びRは、独立して、H又は少なくとも6個の炭素原子を含有する長鎖単位を表すが、但しR及びRのうちの少なくとも1個はHではない)によって表される化合物が挙げられる。R及びRの典型例としては、脂肪族アルコール残基が挙げられる。脂肪族アルコールの例としては、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール(ラウリルアルコール)、テトラデカノール、ヘキサデカノール(セチルアルコール)、ヘプタデカノール、オクタデカノール(ステアリルアルコール)、エイコサン酸、及びこれらの組み合わせ挙げられる。上記の式は、ピラノース形態のグルコースを示すアルキルポリグルコシドの特定の例を表すが、他の糖又は同じ糖であるが異なる鏡像異性体又はジアステレオマー形態である糖を用いてもよいことが理解される。
 アルキルグルコシドは、例えば、グルコース、デンプン、又はn-ブチルグルコシドと脂肪族アルコールとの酸触媒反応によって入手可能であり、これからは、典型例に、様々なアルキルグルコシドの混合物が得られる(Alkylpolygylcoside,Rompp,Lexikon Chemie,Version 2.0,Stuttgart/New York,Georg Thieme Verlag,1999)。脂肪族アルコールの例としては、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール(ラウリルアルコール)、テトラデカノール、ヘキサデカノール(セチルアルコール)、ヘプタデカノール、オクタデカノール(ステアリルアルコール)、エイコサン酸、及びこれらの組み合わせ挙げられる。また、アルキルグルコシドは、Cognis GmbH,Dusseldorf,Germanyから商品名GLUCOPON又はDISPONILとして市販されている。
 その他の非イオン性界面活性剤として、BASF社からPluronic(登録商標)Rシリーズとして供給される二官能基ブロックコポリマー、BASF社からIconol(登録商標)TDAシリーズとして供給されるトリデシルアルコールアルコキシレートが挙げられる。
 上記非イオン性界面活性剤としては、一般式(i)で表される非イオン性界面活性剤、および、一般式(ii)で表される非イオン性界面活性剤からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、一般式(i)で表される非イオン性界面活性剤がより好ましい。
 上記非イオン性界面活性剤としては、好ましくは芳香族部分を含まないものである。
 上記重合において、重合体(I)とともに、ラジカル重合で反応可能な官能基と親水基とを有する化合物を使用してもよい。ラジカル重合で反応可能な官能基と親水基とを有する化合物としては、後述する変性モノマー(A)と同じ化合物を使用できる。
 上記重合において、重合体(I)と、所望により用いるその他の界面活性能を有する化合物に加え、各化合物を安定化するため添加剤を使用することができる。上記添加剤としては、緩衝剤、pH調整剤、安定化助剤、分散安定剤などが挙げられる。
 安定化助剤としては、パラフィンワックス、フッ素系オイル、フッ素系溶剤、シリコーンオイルなどが好ましい。安定化助剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。安定化助剤としては、パラフィンワックスがより好ましい。パラフィンワックスとしては、室温で液体でも、半固体でも、固体であってもよいが、炭素数12以上の飽和炭化水素が好ましい。パラフィンワックスの融点は、通常40~65℃が好ましく、50~65℃がより好ましい。
 安定化助剤の使用量は、使用する水性媒体の質量基準で0.1~12質量%が好ましく、0.1~8質量%がより好ましい。安定化助剤は十分に疎水的で、重合後に水性分散液と完全に分離されて、コンタミ成分とならないことが望ましい。
 上記重合は、重合反応器に、水性媒体、重合体(I)、モノマー及び必要に応じて他の添加剤を仕込み、反応器の内容物を撹拌し、そして反応器を所定の重合温度に保持し、次に所定量の重合開始剤を加え、重合反応を開始することにより行う。重合反応開始後に、目的に応じて、モノマー、重合開始剤、連鎖移動剤及び重合体(I)等を追加添加してもよい。重合体(I)を重合反応が開始した後に添加してもよい。
 通常、重合温度は、5~120℃であり、重合圧力は、0.05~10MPaGである。重合温度、重合圧力は、使用するモノマーの種類、目的とするフルオロポリマーの分子量、反応速度によって適宜決定される。
 上記重合開始剤としては、上記重合温度範囲でラジカルを発生しうるものであれば特に限定されず、公知の油溶性及び/又は水溶性の重合開始剤を使用することができる。更に、還元剤等と組み合わせてレドックスとして重合を開始することもできる。上記重合開始剤の濃度は、モノマーの種類、目的とするフルオロポリマーの分子量、反応速度によって適宜決定される。
 上記重合開始剤としては、油溶性ラジカル重合開始剤、または水溶性ラジカル重合開始剤を使用できる。
 油溶性ラジカル重合開始剤としては、公知の油溶性の過酸化物であってよく、たとえばジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジsec-ブチルパーオキシジカーボネートなどのジアルキルパーオキシカーボネート類、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシピバレートなどのパーオキシエステル類、ジt-ブチルパーオキサイドなどのジアルキルパーオキサイド類などが、また、ジ(ω-ハイドロ-ドデカフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(ω-ハイドロ-テトラデカフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(ω-ハイドロ-ヘキサデカフルオロノナノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロブチリル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロバレリル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロヘプタノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(パーフルオロノナノイル)パーオキサイド、ジ(ω-クロロ-ヘキサフルオロブチリル)パーオキサイド、ジ(ω-クロロ-デカフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(ω-クロロ-テトラデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ω-ハイドロ-ドデカフルオロヘプタノイル-ω-ハイドロヘキサデカフルオロノナノイル-パーオキサイド、ω-クロロ-ヘキサフルオロブチリル-ω-クロ-デカフルオロヘキサノイル-パーオキサイド、ω-ハイドロドデカフルオロヘプタノイル-パーフルオロブチリル-パーオキサイド、ジ(ジクロロペンタフルオロブタノイル)パーオキサイド、ジ(トリクロロオクタフルオロヘキサノイル)パーオキサイド、ジ(テトラクロロウンデカフルオロオクタノイル)パーオキサイド、ジ(ペンタクロロテトラデカフルオロデカノイル)パーオキサイド、ジ(ウンデカクロロドトリアコンタフルオロドコサノイル)パーオキサイドなどのジ[パーフロロ(またはフルオロクロロ)アシル]パーオキサイド類などが代表的なものとしてあげられる。
 水溶性ラジカル重合開始剤としては、公知の水溶性過酸化物であってよく、たとえば、過硫酸、過ホウ酸、過塩素酸、過リン酸、過炭酸などのアンモニウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、ジコハク酸パーオキシド、ジグルタル酸パーオキシド等の有機過酸化物、t-ブチルパーマレエート、t-ブチルハイドロパーオキサイドなどがあげられる。サルファイト類のような還元剤も併せて含んでもよく、その使用量は過酸化物に対して0.1~20倍であってよい。
 例えば、30℃以下の低温で重合を実施する場合等では、重合開始剤として、酸化剤と還元剤を組み合わせるレドックス開始剤を用いるのが好ましい。酸化剤としては、過硫酸塩、有機過酸化物、過マンガン酸カリウム、三酢酸マンガン、セリウム硝酸アンモニウム等が挙げられる。還元剤としては、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、臭素酸塩、ジイミン、シュウ酸等が挙げられる。過硫酸塩としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムが挙げられる。亜硫酸塩としては、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸アンモニウムが挙げられる。開始剤の分解速度を上げるため、レドックス開始剤の組み合わせには、銅塩、鉄塩を加えることも好ましい。銅塩としては、硫酸銅(II)、鉄塩としては硫酸鉄(II)が挙げられる。
 上記レドックス開始剤としては、例えば、過マンガン酸カリウム/シュウ酸、過硫酸アンモニウム/重亜硫酸塩/硫酸鉄、三酢酸マンガン/シュウ酸、セリウム硝酸アンモニウム/シュウ酸、臭素酸塩/重亜硫酸塩等が挙げられ、過マンガン酸カリウム/シュウ酸が好ましい。レドックス開始剤を用いる場合は、酸化剤又は還元剤のいずれかをあらかじめ重合槽に仕込み、ついでもう一方を連続的又は断続的に加えて重合を開始させてもよい。例えば、過マンガン酸カリウム/シュウ酸を用いる場合、重合槽にシュウ酸を仕込み、そこへ過マンガン酸カリウムを連続的に添加することが好ましい。
 重合開始剤の添加量は、特に限定はないが、重合速度が著しく低下しない程度の量(たとえば、数ppm対水濃度)以上を重合の初期に一括して、または逐次的に、または連続して添加すればよい。上限は、装置面から重合反応熱で除熱を行ないながら、反応温度を上昇させてもよい範囲であり、より好ましい上限は、装置面から重合反応熱を除熱できる範囲である。
 上記水性媒体は、重合を行わせる反応媒体であって、水を含む液体を意味する。上記水性媒体は、水を含むものであれば特に限定されず、水と、例えば、アルコール、エーテル、ケトン等のフッ素非含有有機溶媒、及び/又は、沸点が40℃以下であるフッ素含有有機溶媒とを含むものであってもよい。
 上記重合において、更に、目的に応じて、公知の連鎖移動剤、ラジカル捕捉剤、分解剤を添加し、重合速度、分子量の調整を行うこともできる。
 上記連鎖移動剤としては、たとえばマロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、コハク酸ジメチルなどのエステル類のほか、イソペンタン、メタン、エタン、プロパン、メタノール、イソプロパノール、アセトン、各種メルカプタン、四塩化炭素などの各種ハロゲン化炭化水素、シクロヘキサンなどがあげられる。
 連鎖移動剤として臭素化合物又はヨウ素化合物を使用してもよい。臭素化合物又はヨウ素化合物を使用して行う重合方法としては、たとえば、実質的に無酸素状態で、臭素化合物又はヨウ素化合物の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーの重合を行う方法があげられる(ヨウ素移動重合法)。使用する臭素化合物又はヨウ素化合物の代表例としては、たとえば、一般式:
   RBr
(式中、xおよびyはそれぞれ0~2の整数であり、かつ1≦x+y≦2を満たすものであり、Rは炭素数1~16の飽和もしくは不飽和のフルオロ炭化水素基またはクロロフルオロ炭化水素基、または炭素数1~3の炭化水素基であり、酸素原子を含んでいてもよい)で表される化合物があげられる。臭素化合物又はヨウ素化合物を使用することによって、ヨウ素または臭素が重合体に導入され、架橋点として機能する。
 臭素化合物又はヨウ素化合物としては、たとえば1,3-ジヨードパーフルオロプロパン、2-ヨードパーフルオロプロパン、1,3-ジヨード-2-クロロパーフルオロプロパン、1,4-ジヨードパーフルオロブタン、1,5-ジヨード-2,4-ジクロロパーフルオロペンタン、1,6-ジヨードパーフルオロヘキサン、1,8-ジヨードパーフルオロオクタン、1,12-ジヨードパーフルオロドデカン、1,16-ジヨードパーフルオロヘキサデカン、ジヨードメタン、1,2-ジヨードエタン、1,3-ジヨード-n-プロパン、CFBr、BrCFCFBr、CFCFBrCFBr、CFClBr、BrCFCFClBr、CFBrClCFClBr、BrCFCFCFBr、BrCFCFBrOCF、1-ブロモ-2-ヨードパーフルオロエタン、1-ブロモ-3-ヨードパーフルオロプロパン、1-ブロモ-4-ヨードパーフルオロブタン、2-ブロモ-3-ヨードパーフルオロブタン、3-ブロモ-4-ヨードパーフルオロブテン-1、2-ブロモ-4-ヨードパーフルオロブテン-1、ベンゼンのモノヨードモノブロモ置換体、ジヨードモノブロモ置換体、ならびに(2-ヨードエチル)および(2-ブロモエチル)置換体などがあげられ、これらの化合物は、単独で使用してもよく、相互に組み合わせて使用することもできる。
 これらのなかでも、重合反応性、架橋反応性、入手容易性などの点から、1,4-ジヨードパーフルオロブタン、1,6-ジヨードパーフルオロヘキサン、2-ヨードパーフルオロプロパンを用いるのが好ましい。
 上記連鎖移動剤の使用量は、通常、供給されるフルオロモノマー全量に対して、1~50,000質量ppmであり、好ましくは1~20,000質量ppmである。
 上記連鎖移動剤は、重合開始前に一括して反応容器中に添加してもよいし、重合開始後に一括して添加してもよいし、重合中に複数回に分割して添加してもよいし、また、重合中に連続的に添加してもよい。
 重合開始剤としては、過硫酸塩(例えば、過硫酸アンモニウム)や、ジコハク酸パーオキシド、ジグルタル酸パーオキシド等の有機過酸化物を、単独で又はこれらの混合物の形で使用することができる。また、亜硫酸ナトリウム等の還元剤と共用し、レドックス系にして用いてもよい。更に、重合中に、ヒドロキノン、カテコール等のラジカル捕捉剤を添加したり、亜硫酸アンモニウム等のパーオキサイドの分解剤を添加し、系内のラジカル濃度を調整したりすることもできる。
 上記重合においては、重合体(I)の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーを重合して、フルオロポリマー粒子の水性分散液を製造し、上記フルオロポリマー粒子の水性分散液中で、フルオロモノマーをフルオロポリマー粒子にシード重合することにより、フルオロポリマーを得てもよい。
 上記重合は、実質的に含フッ素界面活性剤(但し、ラジカル重合で反応可能な官能基と親水基とを有する化合物を除く)の非存在下に、フルオロモノマーを重合するものであることが好ましい。従来、水性媒体中でのフルオロモノマーの重合には、含フッ素界面活性剤が使用されてきたが、本開示の製造方法によれば、含フッ素界面活性剤を使用しない場合であってもフルオロポリマーを得ることができる。
 本開示において「実質的に含フッ素界面活性剤の非存在下に」とは、水性媒体に対する含フッ素界面活性剤の量が10質量ppm以下であることを意味する。水性媒体に対する含フッ素界面活性剤の量としては、好ましくは1質量ppm以下であり、より好ましくは100質量ppb以下であり、更に好ましくは10質量ppb以下であり、更により好ましくは1質量ppb以下である。
 上記含フッ素界面活性剤としては、アニオン性含フッ素界面活性剤等が挙げられる。上記アニオン性含フッ素界面活性剤は、例えば、アニオン性基を除く部分の総炭素数が20以下のフッ素原子を含む界面活性剤であってよい。
 上記含フッ素界面活性剤としてはまた、アニオン性部分の分子量が1000以下のフッ素を含む界面活性剤であってよい。
 なお、上記「アニオン性部分」は、上記含フッ素界面活性剤のカチオンを除く部分を意味する。例えば、後述する式(I)で表されるF(CFn1COOMの場合には、「F(CFn1COO」の部分である。
 上記含フッ素界面活性剤としてはまた、LogPOWが3.5以下の含フッ素界面活性剤が挙げられる。上記LogPOWは、1-オクタノールと水との分配係数であり、LogP[式中、Pは、含フッ素界面活性剤を含有するオクタノール/水(1:1)混合液が相分離した際のオクタノール中の含フッ素界面活性剤濃度/水中の含フッ素界面活性剤濃度比を表す]で表されるものである。
 上記LogPOWは、カラム;TOSOH ODS-120Tカラム(φ4.6mm×250mm、東ソー(株)製)、溶離液;アセトニトリル/0.6質量%HClO水=1/1(vol/vol%)、流速;1.0ml/分、サンプル量;300μL、カラム温度;40℃、検出光;UV210nmの条件で、既知のオクタノール/水分配係数を有する標準物質(ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸及びデカン酸)についてHPLCを行い、各溶出時間と既知のオクタノール/水分配係数との検量線を作成し、この検量線に基づき、試料液におけるHPLCの溶出時間から算出する。
 上記含フッ素界面活性剤として具体的には、米国特許出願公開第2007/0015864号明細書、米国特許出願公開第2007/0015865号明細書、米国特許出願公開第2007/0015866号明細書、米国特許出願公開第2007/0276103号明細書、米国特許出願公開第2007/0117914号明細書、米国特許出願公開第2007/0142541号明細書、米国特許出願公開第2008/0015319号明細書、米国特許第3250808号明細書、米国特許第3271341号明細書、特開2003-119204号公報、国際公開第2005/042593号、国際公開第2008/060461号、国際公開第2007/046377号、特開2007-119526号公報、国際公開第2007/046482号、国際公開第2007/046345号、米国特許出願公開第2014/0228531号、国際公開第2013/189824号、国際公開第2013/189826号に記載されたもの等が挙げられる。
 上記アニオン性含フッ素界面活性剤としては、下記一般式(N):
n0-Rfn0-Y   (N
(式中、Xn0は、H、Cl又は及びFである。Rfn0は、炭素数3~20で、鎖状、分岐鎖状または環状で、一部または全てのHがFにより置換されたアルキレン基であり、該アルキレン基は1つ以上のエーテル結合を含んでもよく、一部のHがClにより置換されていてもよい。Yはアニオン性基である。)で表される化合物が挙げられる。
 Yのアニオン性基は、-COOM、-SOM、又は、-SOMであってよく、-COOM、又は、-SOMであってよい。
 Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、H又は有機基である。
 上記金属原子としては、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、例えば、Na、K又はLiである。
 Rとしては、H又はC1-10の有機基であってよく、H又はC1-4の有機基であってよく、H又はC1-4のアルキル基であってよい。
 Mは、H、金属原子又はNR であってよく、H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)又はNR であってよく、H、Na、K、Li又はNHであってよい。
 上記Rfn0は、Hの50%以上がフッ素に置換されているものであってよい。
 上記一般式(N)で表される化合物としては、
下記一般式(N):
   Xn0-(CFm1-Y   (N
(式中、Xn0は、H、Cl及びFであり、m1は3~15の整数であり、Yは、上記定義したものである。)で表される化合物、下記一般式(N):
   Rfn1-O-(CF(CF)CFO)m2CFXn1-Y   (N
(式中、Rfn1は、炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であり、m2は、0~3の整数であり、Xn1は、F又はCFであり、Yは、上記定義したものである。)で表される化合物、下記一般式(N):
   Rfn2(CHm3-(Rfn3-Y  (N
(式中、Rfn2は、炭素数1~13のエーテル結合を含み得る、部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、m3は、1~3の整数であり、Rfn3は、直鎖状又は分岐状の炭素数1~3のパーフルオロアルキレン基であり、qは0又は1であり、Yは、上記定義したものである。)で表される化合物、下記一般式(N): 
   Rfn4-O-(CYn1n2CF-Y   (N
(式中、Rfn4は、炭素数1~12のエーテル結合及び/又は塩素原子を含み得る直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Yn1及びYn2は、同一若しくは異なって、H又はFであり、pは0又は1であり、Yは、上記定義したものである。)で表される化合物、及び、一般式(N):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式中、Xn2、Xn3及びXn4は、同一若しくは異なってもよく、H、F、又は、炭素数1~6のエーテル結合を含んでよい直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基である。Rfn5は、炭素数1~3のエーテル結合を含み得る直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキレン基であり、Lは連結基であり、Yは、上記定義したものである。但し、Xn2、Xn3、Xn4及びRfn5の合計炭素数は18以下である。)で表される化合物が挙げられる。
 上記一般式(N)で表される化合物としてより具体的には、下記一般式(I)で表されるパーフルオロカルボン酸(I)、下記一般式(II)で表されるω-Hパーフルオロカルボン酸(II)、下記一般式(III)で表されるパーフルオロエーテルカルボン酸(III)、下記一般式(IV)で表されるパーフルオロアルキルアルキレンカルボン酸(IV)、下記一般式(V)で表されるパーフルオロアルコキシフルオロカルボン酸(V)、下記一般式(VI)で表されるパーフルオロアルキルスルホン酸(VI)、下記一般式(VII)で表されるω-Hパーフルオロスルホン酸(VII)、下記一般式(VIII)で表されるパーフルオロアルキルアルキレンスルホン酸(VIII)、下記一般式(IX)で表されるアルキルアルキレンカルボン酸(IX)、下記一般式(X)で表されるフルオロカルボン酸(X)、下記一般式(XI)で表されるアルコキシフルオロスルホン酸(XI)、下記一般式(XII)で表される化合物(XII)、下記一般式(XIII)で表される化合物(XIII)などが挙げられる。
 上記パーフルオロカルボン酸(I)は、下記一般式(I)
   F(CFn1COOM    (I)
(式中、n1は、3~14の整数であり、Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、H又は有機基である。)で表されるものである。
 上記ω-Hパーフルオロカルボン酸(II)は、下記一般式(II)
   H(CFn2COOM    (II)
(式中、n2は、4~15の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
 上記パーフルオロエーテルカルボン酸(III)は、下記一般式(III)
   Rf-O-(CF(CF)CFO)n3CF(CF)COOM    (III)
(式中、Rfは、炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であり、n3は、0~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
 上記パーフルオロアルキルアルキレンカルボン酸(IV)は、下記一般式(IV)
   Rf(CHn4RfCOOM        (IV)
(式中、Rfは、炭素数1~5のパーフルオロアルキル基であり、Rfは、直鎖状又は分岐状の炭素数1~3のパーフルオロアルキレン基、n4は、1~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
 上記アルコキシフルオロカルボン酸(V)は、下記一般式(V)
   Rf-O-CYCF-COOM    (V)
(式中、Rfは、炭素数1~12のエーテル結合及び/又は塩素原子を含み得る直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Y及びYは、同一若しくは異なって、H又はFであり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
 上記パーフルオロアルキルスルホン酸(VI)は、下記一般式(VI)
   F(CFn5SOM        (VI)
(式中、n5は、3~14の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
 上記ω-Hパーフルオロスルホン酸(VII)は、下記一般式(VII)
   H(CFn6SOM    (VII)
(式中、n6は、4~14の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
 上記パーフルオロアルキルアルキレンスルホン酸(VIII)は、下記一般式(VIII)
   Rf(CHn7SOM      (VIII)  
(式中、Rfは、炭素数1~13のパーフルオロアルキル基であり、n7は、1~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
 上記アルキルアルキレンカルボン酸(IX)は、下記一般式(IX)
   Rf(CHn8COOM      (IX)  
(式中、Rfは、炭素数1~13のエーテル結合を含み得る直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、n8は、1~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
 上記フルオロカルボン酸(X)は、下記一般式(X)
   Rf-O-Rf-O-CF-COOM    (X)
(式中、Rfは、炭素数1~6のエーテル結合及び/又は塩素原子を含み得る直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Rfは、炭素数1~6の直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
 上記アルコキシフルオロスルホン酸(XI)は、下記一般式(XI)
   Rf-O-CYCF-SOM    (XI)
(式中、Rfは、炭素数1~12のエーテル結合を含み得る直鎖状または分岐鎖状であって、塩素を含んでもよい、部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Y及びYは、同一若しくは異なって、H又はFであり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。
 上記化合物(XII)は、下記一般式(XII):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式中、X、X及びXは、同一若しくは異なってもよく、H、F及び炭素数1~6のエーテル結合を含み得る直鎖状または分岐鎖状の部分または完全フッ素化されたアルキル基であり、Rf10は、炭素数1~3のパーフルオロアルキレン基であり、Lは連結基であり、Yはアニオン性基である。)で表されるものである。
 Yは、-COOM、-SOM、又は、-SOMであってよく、-SOM、又は、COOMであってよい(式中、Mは上記定義したものである。)。
 Lとしては、例えば、単結合、炭素数1~10のエーテル結合を含みうる部分又は完全フッ素化されたアルキレン基が挙げられる。
 上記化合物(XIII)は、下記一般式(XIII):
   Rf11-O-(CFCF(CF)O)n9(CFO)n10CFCOOM   (XIII)
(式中、Rf11は、塩素を含む炭素数1~5のフルオロアルキル基であり、n9は、0~3の整数であり、n10は、0~3の整数であり、Mは、上記定義したものである。)で表されるものである。化合物(XIII)としては、CFClO(CFCF(CF)O)n9(CFO)n10CFCOONH(平均分子量750の混合物、式中、n9およびn10は上記定義したものである。)が挙げられる。
 上述したように上記アニオン性含フッ素界面活性剤としては、カルボン酸系界面活性剤、スルホン酸系界面活性剤等が挙げられる。
 含フッ素界面活性剤は、1種の含フッ素界面活性剤であってもよいし、2種以上の含フッ素界面活性剤を含有する混合物であってもよい。
 含フッ素界面活性剤としては、以下の式で表される化合物が挙げられる。含フッ素界面活性剤は、これらの化合物の混合物であってよい。上記重合の一実施形態においては、実質的に以下の式で表される化合物の非存在下に、フルオロモノマーを重合する。
F(CFCOOM、
F(CFCOOM、
H(CFCOOM、
H(CFCOOM、
CFO(CFOCHFCFCOOM、
OCF(CF)CFOCF(CF)COOM、
CFCFCFOCF(CF)COOM、
CFCFOCFCFOCFCOOM、
OCF(CF)CFOCF(CF)COOM、
CFOCF(CF)CFOCF(CF)COOM、
CFClCFCFOCF(CF)CFOCFCOOM、
CFClCFCFOCFCF(CF)OCFCOOM、
CFClCF(CF)OCF(CF)CFOCFCOOM、
CFClCF(CF)OCFCF(CF)OCFCOOM、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(各式中、Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、Hまたは有機基である。)
 上記重合により、上記フルオロポリマーを含む水性分散液を得ることができる。上記フルオロポリマーは、通常、上記重合を行うことにより得られる水性分散液の8~50質量%の濃度である。上記水性分散液中において、フルオロポリマーの濃度の好ましい下限は10質量%、より好ましい下限は15質量%、好ましい上限は40質量%、より好ましい上限は35質量%である。
 水性分散液中のフルオロポリマーの含有量は、水性分散液1gを送風乾燥機中で150℃、60分の条件で乾燥し、加熱残分の質量を測定し、水性分散液の質量(1g)に対する、加熱残分の質量の割合を百分率を算出することにより得られる値である。
<フルオロポリマー>
 本開示の製造方法により、フルオロポリマーを得ることができる。フルオロポリマーとしては、ポリマーにおけるモノマーのモル分率が最も多いモノマー(以下、「最多単量体」)がTFEであるTFE重合体、最多単量体がVDFであるVDF重合体、最多単量体がCTFEであるCTFE重合体等が挙げられる。
 上記フルオロポリマーは、53より高いイオン交換率(IXR)を有することが好ましい。好ましいフルオロポリマーは、イオン性基を全く有さないか、または約100より高いイオン交換率をもたらす限られた数のイオン性基を有する。好ましいフルオロポリマーのイオン交換率は、1000以上が好ましく、2000以上がより好ましく、5000以上が更に好ましい。
 TFE重合体としては、好適には、TFE単独重合体であってもよいし、(1)TFE、(2)炭素原子2~8個を有する1つ又は2つ以上のTFE以外のフッ素含有モノマー、特にVDF、HFP若しくはCTFE、及び、(3)その他のモノマーからなる共重合体であってもよい。上記(3)その他のモノマーとしては、例えば、炭素原子1~5個、特に炭素原子1~3個を有するアルキル基を持つフルオロ(アルキルビニルエーテル);フルオロジオキソール;パーフルオロアルキルエチレン;ω-ヒドロパーフルオロオレフィン等が挙げられる。
 TFE重合体としては、また、TFEと、1つ又は2つ以上のフッ素非含有モノマーとの共重合体であってもよい。上記フッ素非含有モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン等のアルケン類;ビニルエステル類;ビニルエーテル類が挙げられる。TFE重合体としては、また、TFEと、炭素原子2~8個を有する1つ又は2つ以上のフッ素含有モノマーと、1つ又は2つ以上のフッ素非含有モノマーとの共重合体であってもよい。
 VDF重合体としては、好適には、VDF単独重合体[PVDF]であってもよいし、(1)VDF、(2)炭素原子2~8個を有する1つ又は2つ以上のVDF以外のフルオロオレフィン、特にTFE、HFP若しくはCTFE、及び、(3)炭素原子1~5個、特に炭素原子1~3個を有するアルキル基を持つパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる共重合体等であってもよい。
 CTFE重合体としては、好適には、CTFE単独重合体であってもよいし、(1)CTFE、(2)炭素原子2~8個を有する1つ又は2つ以上のCTFE以外のフルオロオレフィン、特にTFE若しくはHFP、及び、(3)炭素原子1~5個、特に炭素原子1~3個を有するアルキル基を持つパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる共重合体であってもよい。
 CTFE重合体としては、また、CTFEと、1つ又は2つ以上のフッ素非含有モノマーとの共重合体であってもよく、上記フッ素非含有モノマーとしては、エチレン、プロピレン等のアルケン類;ビニルエステル類;ビニルエーテル類等が挙げられる。
 上記フルオロポリマーは、ガラス状、可塑性又はエラストマー性であり得る。これらのものは非晶性又は部分的に結晶性であり、圧縮焼成加工、溶融加工又は非溶融加工に供することができる。
 本開示の製造方法では、例えば、(I)非溶融加工性フッ素樹脂として、テトラフルオロエチレン重合体[TFE重合体(PTFE)]が、(II)溶融加工性フッ素樹脂として、エチレン/TFE共重合体[ETFE]、TFE/HFP共重合体[FEP]、TFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体[PFA、MFA等]、TFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体、TFE/VDF共重合体、電解質ポリマー前駆体が、(III)フッ素ゴムとして、TFE/プロピレン共重合体、TFE/プロピレン/第3モノマー共重合体(上記第3モノマーは、VDF、HFP、CTFE、フルオロアルキルビニルエーテル類等)、TFEとフルオロアルキルビニルエーテル類とからなる共重合体;HFP/エチレン共重合体、HFP/エチレン/TFE共重合体;VDF/HFP共重合体、HFP/エチレン共重合体、VDF/TFE/HFP共重合体;及び、特公昭61-49327号公報に記載の含フッ素セグメント化ポリマー等が好適に製造されうる。
 上記フルオロポリマーとしては、フッ素樹脂が好ましく、なかでも下記式により算出されるフッ素置換率が50%以上のフッ素樹脂がより好ましく、上記フッ素置換率が50%を超えるフッ素樹脂が更に好ましく、上記フッ素置換率が55%以上のフッ素樹脂が更により好ましく、上記フッ素置換率が60%以上のフッ素樹脂が更により好ましく、上記フッ素置換率が75%以上のフッ素樹脂が更により好ましく、上記フッ素置換率が80%以上のフッ素樹脂が特に好ましく、上記フッ素置換率が90~100%のフッ素樹脂、すなわちパーフルオロ樹脂が最も好ましい。
(式)
フッ素置換率(%)=(フルオロポリマーを構成する炭素原子に結合するフッ素原子の個数)/((フルオロポリマーを構成する炭素原子に結合する水素原子の個数)+(フルオロポリマーを構成する炭素原子に結合するフッ素原子及び塩素原子の個数))×100
 上記パーフルオロ樹脂としては、上記フッ素置換率が95~100%のフッ素樹脂がより好ましく、PTFE、FEP又はPFAが更に好ましく、PTFEが特に好ましい。
 特に、本開示の製造方法によりPTFEを製造する場合、得られるPTFEは、特許文献1および2に記載のような従来の重合体の存在下にフルオロモノマーを重合することにより得られるPTFEと比べて、0.1%分解開始温度が高いという特徴をも有している。したがって、本開示の製造方法を用いることにより、優れた耐熱性を有するPTFEを製造することができる。
 上記フルオロポリマーは、コアシェル構造を有していてもよい。コアシェル構造を有するフルオロポリマーとしては、例えば、粒子中に高分子量のPTFEのコアと、より低分子量のPTFE又は変性のPTFEシェルとを含む変性PTFEが挙げられる。このような変性PTFEとしては、例えば、特表2005-527652号公報に記載されるPTFEが挙げられる。
 上記コアシェル構造としては、次の構造をとり得る。
   コア:TFE単独重合体 シェル:TFE単独重合体
   コア:変性PTFE   シェル:TFE単独重合体
   コア:変性PTFE   シェル:変性PTFE
   コア:TFE単独重合体 シェル:変性PTFE
   コア:低分子量PTFE シェル:高分子量PTFE
   コア:高分子量PTFE シェル:低分子量PTFE
 上記コアシェル構造を有するフルオロポリマーにおいて、コアの比率の下限は、好ましくは0.5質量%、より好ましくは1.0質量%、更に好ましくは3.0質量%、特に好ましくは5.0質量%、最も好ましくは10.0質量%である。コアの比率の上限は、好ましくは99.5質量%、より好ましくは99.0質量%、更に好ましくは98.0質量%、更により好ましくは97.0質量%、特に好ましくは95.0質量%、最も好ましくは90.0質量%である。
 上記コアシェル構造を有するフルオロポリマーにおいて、シェルの比率の下限は、好ましくは0.5質量%、より好ましくは1.0質量%、更に好ましくは3.0質量%、特に好ましくは5.0質量%、最も好ましくは10.0質量%である。シェルの比率の上限は、好ましくは99.5質量%、より好ましくは99.0質量%、更に好ましくは98.0質量%、更により好ましくは97.0質量%、特に好ましくは95.0質量%、最も好ましくは90.0質量%である。
 上記コアシェル構造を有するフルオロポリマーにおいて、上記コア又は上記シェルを2層以上の構成とすることもできる。例えば、変性PTFEのコア中心部と、TFE単独重合体のコア外層部と、変性PTFEのシェルとを有する3層構造を有するフルオロポリマーであってよい。
 上記コアシェル構造を有するフルオロポリマーとしては、また、上記フルオロポリマーの1つの粒子が複数のコアを有するものも挙げられる。
 本開示の製造方法により好適に製造される上述の(I)非溶融加工性フッ素樹脂、(II)溶融加工性フッ素樹脂及び(III)フッ素ゴムは、以下の態様で製造することが好ましい。
 特に、本開示の製造方法によりフッ素ゴムを製造する場合には、重合槽へのフッ素ゴムの付着を抑制しながら、重合中に多数のフッ素ゴム粒子を発生させることができ、十分な速度で重合を進行させることができる。
(I)非溶融加工性フッ素樹脂
 本開示の製造方法において、TFEの重合は、通常、重合温度10~150℃、重合圧力0.05~5MPaGにて行われる。例えば、重合温度は、30℃以上がより好ましく、50℃以上が更に好ましい。また、120℃以下がより好ましく、100℃以下が更に好ましい。また、重合圧力は、0.3MPaG以上がより好ましく、0.5MPaG以上が更に好ましく、また、5.0MPaG以下がより好ましく、3.0MPaG以下が更に好ましい。特に、フルオロポリマーの得量を向上させる観点からは、1.0MPaG以上が好ましく、1.2MPaG以上がより好ましく、1.5MPaG以上が更に好ましく、2.0MPaG以上がより好ましい。
 一の態様において、上記重合は、攪拌機を備えた耐圧の反応容器に純水を仕込み、脱酸素後、TFEを仕込み、所定の温度にし、重合開始剤を添加して反応を開始する。反応の進行とともに圧力が低下する場合は、初期圧力を維持するように、追加のTFEを連続的又は間欠的に追加供給する。所定量のTFEを供給した時点で、供給を停止し、反応容器内のTFEをパージし、温度を室温に戻して反応を終了する。圧力が低下しないように、追加のTFEを連続的又は間欠的に追加供給してもよい。
 上記TFE重合体(PTFE)の製造において、知られている各種変性モノマーを併用することもできる。本開示において、上記TFE重合体は、TFE単独重合体のみならず、TFEと変性モノマーとの共重合体であって、非溶融加工性であるもの(以下、「変性PTFE」という。)をも含む概念である。
 上記変性モノマーとしては、TFEとの共重合が可能なものであれば特に限定されず、フルオロモノマーおよび非フルオロモノマーが挙げられる。また、用いる変性モノマーは1種であってもよいし、複数種であってもよい。
 非フルオロモノマーとしては、特に限定されず、一般式:
CH=CRQ1-LRQ2
(式中、RQ1は、水素原子またはアルキル基を表す。Lは、単結合、-CO-O-*、-O-CO-*または-O-を表す。*はRQ2との結合位置を表す。RQ2は、水素原子、アルキル基またはニトリル基を表す。)で表されるモノマーが挙げられる。
 非フルオロモノマーとしては、例えば、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、プロピルアクリレート、プロピルメタクリレートブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ビニルメタクリレート、酢酸ビニル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテルなどが挙げられる。非フルオロモノマーとしては、なかでも、ブチルメタクリレート、酢酸ビニル、アクリル酸が好ましい。
 フルオロモノマーとして、例えば、ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕等のパーフルオロオレフィン;トリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン〔VDF〕等の水素含有フルオロオレフィン;クロロトリフルオロエチレン等のパーハロオレフィン;パーフルオロビニルエーテル;(パーフルオロアルキル)エチレン;パーフルオロアリルエーテル等が挙げられる。
 上記パーフルオロビニルエーテルとしては特に限定されず、例えば、一般式(A):
   CF=CF-ORf    (A)
(式中、Rfは、パーフルオロ有機基を表す。)で表されるパーフルオロ不飽和化合物等が挙げられる。本開示において、上記「パーフルオロ有機基」とは、炭素原子に結合する水素原子が全てフッ素原子に置換されてなる有機基を意味する。上記パーフルオロ有機基は、エーテル酸素を有していてもよい。
 上記パーフルオロビニルエーテルとしては、例えば、一般式(A)において、Rfが炭素数1~10のパーフルオロアルキル基であるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)〔PAVE〕が挙げられる。上記パーフルオロアルキル基の炭素数は、好ましくは1~5である。
 上記PAVEにおけるパーフルオロアルキル基としては、例えば、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基等が挙げられる。
 上記パーフルオロビニルエーテルとしては、更に、一般式(A)において、Rfが炭素数4~9のパーフルオロ(アルコキシアルキル)基であるもの、Rfが下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式中、mは、0又は1~4の整数を表す。)で表される基であるもの、Rfが下記式:
CFCFCF-(O-CF(CF)-CF
(式中、nは、1~4の整数を表す。)で表される基であるもの等が挙げられる。
 水素含有フルオロオレフィンとしては、CH=CF、CFH=CH、CFH=CF、CH=CFCF、CH=CHCF、CHF=CHCF(E体)、CHF=CHCF(Z体)などが挙げられる。
 (パーフルオロアルキル)エチレン(PFAE)としては特に限定されず、例えば、(パーフルオロブチル)エチレン(PFBE)、(パーフルオロヘキシル)エチレン等が挙げられる。
 パーフルオロアリルエーテルとしては、例えば、
   一般式:CF=CF-CF-ORf
(式中、Rfは、パーフルオロ有機基を表す。)で表されるフルオロモノマーが挙げられる。
 上記一般式のRfは、一般式(A)のRfと同じである。Rfとしては、炭素数1~10のパーフルオロアルキル基または炭素数1~10のパーフルオロアルコキシアルキル基が好ましい。パーフルオロアリルエーテルとしては、CF=CF-CF-O-CF、CF=CF-CF-O-C、CF=CF-CF-O-C、及び、CF=CF-CF-O-Cからなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、CF=CF-CF-O-C、CF=CF-CF-O-C、及び、CF=CF-CF-O-Cからなる群より選択される少なくとも1種がより好ましく、CF=CF-CF-O-CFCFCFがさらに好ましい。
 上記変性モノマーとしては、モノマー反応性比が0.1~8である変性モノマー(3)も好ましく例示される。変性モノマー(3)を存在させることによって、粒子径が小さいPTFE粒子を得ることができ、分散安定性の高い水性分散液を得ることができる。
 ここで、TFEとの共重合におけるモノマー反応性比とは、成長ラジカルがTFEに基づく繰り返し単位未満であるときに、該成長ラジカルがTFEと反応する場合の速度定数を、該成長ラジカルが変性モノマーと反応する場合の速度定数で除した値である。この値が低いほど、変性モノマーがTFEと高反応性であることを表す。モノマー反応性比は、TFEと変性モノマーとを共重合して開始直後の生成ポリマー中の組成を求め、ファインマン-ロスの式より算出できる。
 上記共重合は、内容積6.0Lのステンレス製オートクレーブに3600gの脱イオン脱気水、上記水に対して1000質量ppmのパーフルオロオクタン酸アンモニウム、100gのパラフィンワックスを使用して、圧力0.78MPaG、温度70℃で実施する。0.05g、0.1g、0.2g、0.5g、1.0gの変性モノマーをそれぞれ反応器に加え、0.072gの過硫酸アンモニウム(対水20質量ppm)を加えて、重合圧力0.78MPaGを維持させるため、TFEを連続的に供給する。TFE仕込量が1000gに到達したとき、撹拌を停止して、反応器が大気圧になるまで脱圧を行なう。冷却後、パラフィンワックスを分離することにより、生成ポリマーを含む水性分散液が得られる。上記水性分散液を撹拌して生成ポリマーを凝析させ、150℃で乾燥させる。得られた生成ポリマー中の組成を、NMR、FT-IR、元素分析、蛍光X線分析をモノマーの種類によって適宜組み合わせることで算出する。
 モノマー反応性比が0.1~8である変性モノマー(3)としては、式(3a)~(3d)で表される変性モノマーからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
CH=CH-Rf    (3a)
(式中、Rfは炭素数が1~10のパーフルオロアルキル基である。)
CF=CF-O-Rf    (3b)
(式中、Rfは炭素数が1~2のパーフルオロアルキル基である。)
CF=CF-O-(CFCF=CF    (3c)
(式中、nは1又は2である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式中、X及びXはF、Cl又はメトキシ基であり、Yは式Y1又はY2である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式Y2中、Z及びZ’はF又は炭素数1~3のフッ素化アルキル基である。)
 変性モノマー(3)単位の含有量は、PTFEの全重合単位に対して0.00001~1.0質量%の範囲であることが好ましい。下限としては、0.0001質量%がより好ましく、0.0005質量%がより好ましく、0.001質量%が更に好ましく、0.005質量%が更により好ましい。上限としては、より好ましくなる順に、0.90質量%、0.50質量%、0.40質量%、0.30質量%、0.20質量%、0.15質量%、0.10質量%、0.08質量%、0.05質量%、0.01質量%である。
 上記変性モノマーとしては、一次粒子の平均一次粒子径が小さく、一次粒子のアスペクト比が小さく、安定性に優れる水性分散液を得ることができることから、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、(パーフルオロアルキル)エチレン、エチレン、及び、ラジカル重合で反応可能な官能基と親水基とを有する変性モノマーからなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。上記変性モノマーを使用することで、より平均一次粒子径が小さく、一次粒子のアスペクト比が小さく、分散安定性に優れるPTFEの水性分散液を得ることができる。また、未凝析ポリマーが少ない水性分散液を得ることができる。
 上記変性モノマーは、TFEとの反応性の観点からは、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)及び(パーフルオロアルキル)エチレンからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。
 より好ましくは、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)、(パーフルオロブチル)エチレン、(パーフルオロヘキシル)エチレン、及び、(パーフルオロオクチル)エチレンからなる群より選択される少なくとも1種を含むことである。
 上記ヘキサフルオロプロピレン単位、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)単位及び(パーフルオロアルキル)エチレン単位の合計量は、PTFEの全重合単位に対して、0.00001~1質量%の範囲であることが好ましい。上記合計量の下限としては、0.0001質量%がより好ましく、0.0005質量%がより好ましく、0.001質量%が更に好ましく、0.005質量%が更に好ましい。上限としては、より好ましくなる順に、0.80質量%、0.70質量%、0.50質量%、0.40質量%、0.30質量%、0.20質量%、0.15質量%、0.10質量%、0.08質量%、0.05質量%、0.01質量%である。
 上記変性モノマーは、ラジカル重合で反応可能な官能基と親水基とを有する変性モノマー(以下「変性モノマー(A)」と記載する。)を含むことも好ましい。
 上記変性モノマー(A)を存在させることによって、一次粒子径が小さいPTFE粒子を得ることができ、分散安定性の高い水性分散液を得ることができる。また、未凝析ポリマー量を少なくすることもできる。更に、一次粒子のアスペクト比を小さくすることができる。
 上記変性モノマー(A)の使用量は、水性媒体の0.1質量ppmに相当する量を超える量であることが好ましく、0.5質量ppmを超える量であることがより好ましく、1.0質量ppmを超える量であることが更に好ましく、5質量ppm以上であることが更により好ましく、10質量ppm以上であることが特に好ましい。上記変性モノマー(A)の使用量が少なすぎると、得られるPTFEの平均一次粒子径が小さくならないおそれがある。
 上記変性モノマー(A)の使用量は、上記範囲であればよいが、例えば、上限を5000質量ppmとすることができる。また、上記製造方法では、反応中または反応後の水性分散液の安定性を向上させるために、反応途中で変性モノマー(A)を系中に追加してもよい。
 上記変性モノマー(A)は水溶性が高いので、未反応の変性モノマー(A)が水性分散液中に残存したとしても、濃縮工程、あるいは凝析・洗浄工程での除去は容易である。
 上記変性モノマー(A)は、重合の過程で生成ポリマー中に取り込まれるが、重合系中の変性モノマー(A)の濃度そのものが低く、ポリマーに取り込まれる量が少ないため、PTFEの耐熱性が低下したり焼成後に着色したりする問題はない。
 上記変性モノマー(A)における親水基としては、例えば、-NH、-POM、-OPOM、-SOM、-OSOM、-COOM(各式において、Mは、H、金属原子、NR7y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、R7yは、H又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)が挙げられる。上記親水基としては、なかでも、-SOM又は-COOMが好ましい。R7yにおける有機基としてはアルキル基が好ましい。R7yとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましい。
 上記金属原子としては、1、2価の金属原子が挙げられ、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。
 上記変性モノマー(A)における「ラジカル重合で反応可能な官能基」としては、例えば、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合を有する基が挙げられる。エチレン性不飽和結合を有する基は、下記式:
CX=CXR-
(式中、X、X及びXは、それぞれ独立して、F、Cl、H、CF、CFH、CFH、又は、CHであり;Rは連結基である。)で示すことができる。Rの連結基としては後述するRとしての連結基が挙げられる。好ましくは-CH=CH、-CF=CH2、-CH=CF2、-CF=CF、-CH-CH=CH、-CF-CF=CH、-CF-CF=CF、-(C=O)-CH=CH、-(C=O)-CF=CH、-(C=O)-CH=CF、-(C=O)-CF=CF、-(C=O)-C(CH)=CH、-(C=O)-C(CF)=CH、-(C=O)-C(CH)=CF、-(C=O)-C(CF)=CF、-O-CH-CH=CH、-O-CF-CF=CH、-O-CH-CH=CF、-O-CF-CF=CF等の不飽和結合を有する基が挙げられる。
 上記変性モノマー(A)は、ラジカル重合で反応可能な官能基を有するので、上記重合において使用すると、重合反応初期に含フッ素モノマーと反応し、上記変性モノマー(A)に由来する親水基を有し安定性が高い粒子が形成されると推測される。このため、上記変性モノマー(A)の存在下に重合を行うと、粒子数が多くなると考えられる。
 上記重合は、上記変性モノマー(A)を1種存在させるものであってもよいし、2種以上存在させるものであってもよい。
 上記重合において、上記変性モノマー(A)として、不飽和結合を有する化合物を使用することができる。
 変性モノマー(A)は、一般式(4):
CX=CX-(CZ-Y   (4)
(式中、X、X及びXは、それぞれ独立して、F、Cl、H又はCFであり;Yは、親水基であり;Rは連結基であり;Z及びZは、それぞれ独立して、H、F又はCFであり、kは0又は1である)で表される化合物が好ましい。
 上記親水基としては、例えば、-NH、-POM、-OPOM、-SOM、-OSOM、-COOM(各式において、Mは、H、金属原子、NR7y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、R7yは、H又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)が挙げられる。上記親水基としては、なかでも、-SOM又は-COOMが好ましい。R7yにおける有機基としてはアルキル基が好ましい。R7yとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましい。上記金属原子としては、1、2価の金属原子が挙げられ、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。
 上記変性モノマー(A)を用いることによって、より平均一次粒子径が小さく、より安定性に優れる水性分散液を得ることができる。また、一次粒子のアスペクト比をより小さくすることもできる。
 上記Rは、連結基である。本開示において「連結基」は、二価連結基を指す。連結基は、単結合であってもよく、少なくとも1個の炭素原子を含むことが好ましく、炭素原子の数は、2以上であってよく、4以上であってよく、8以上であってよく、10以上であってよく、20以上であってもよい。上限は限定されないが、例えば、100以下であってよく、50以下であってよい。
 上記連結基は、鎖状又は分岐状、環状又は非環状構造、飽和又は不飽和、置換又は非置換であってよく、所望により硫黄、酸素、及び窒素からなる群から選択される1つ以上のヘテロ原子を含み、所望によりエステル、アミド、スルホンアミド、カルボニル、カーボネート、ウレタン、尿素及びカルバメートからなる群から選択される1つ以上の官能基を含んでよい。上記連結基は、炭素原子を含まず、酸素、硫黄又は窒素等のカテナリーヘテロ原子であってもよい。
 上記Rは、例えば、酸素、硫黄、窒素等のカテナリーヘテロ原子、又は、2価の有機基であることが好ましい。
 Rが2価の有機基である場合、炭素原子に結合する水素原子は、フッ素以外のハロゲン、例えば塩素等で置き換えられてもよく、二重結合を含んでも含まなくてもよい。また、Rは、鎖状及び分岐状のいずれでもよく、環状及び非環状のいずれでもよい。また、Rは、官能基(例えば、エステル、エーテル、ケトン、アミン、ハロゲン化物等)を含んでもよい。
 Rはまた、非フッ素の2価の有機基であってもよいし、部分フッ素化又は過フッ素化された2価の有機基であってもよい。
 Rとしては、例えば、炭素原子にフッ素原子が結合していない炭化水素基、炭素原子に結合する水素原子の一部がフッ素原子で置換された炭化水素基、炭素原子に結合する水素原子の全てがフッ素原子で置換された炭化水素基、-(C=O)-、-(C=O)-O-、又は、エーテル結合を含有する炭化水素基であってもよく、これらは酸素原子を含んでいてもよく、二重結合を含んでいてもよく、官能基を含んでいてもよい。
 Rは、-(C=O)-、-(C=O)-O-、又は、エーテル結合を含んでいてもよく、カルボニル基を含んでいてもよい炭素数1~100の炭化水素基であることが好ましく、該炭化水素基は、炭素原子に結合する水素原子の一部又は全部がフッ素に置換されていてもよい。
 Rとして好ましくは、-(CH-、-(CF-、-O-(CF-、-(CF-O-(CF-、-O(CF-O-(CF-、-(CF-[O-(CF-、-O(CF-[O-(CF-、-[(CF-O]-[(CF-O]-、-O[(CF-O]-[(CF-O]-、-O-[CFCF(CF)O]-(CF-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-(C=O)-(CH-、-(C=O)-(CF-、-(C=O)-O-(CH-、-(C=O)-O-(CF-、-(C=O)-[(CH-O]-、-(C=O)-[(CF-O]-、-(C=O)-O[(CH-O]-、-(C=O)-O[(CF-O]-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CH-、-(C=O)-O[(CF-O]-(CF-、-(C=O)-(CH-O-(CH-、-(C=O)-(CF-O-(CF-、-(C=O)-O-(CH-O-(CH-、-(C=O)-O-(CF-O-(CF-、-(C=O)-O-C-、及び、これらの組み合わせから選択される少なくとも1種である。
 式中、a、b、c及びdは独立して少なくとも1以上である。a、b、c及びdは独立して、2以上であってよく、3以上であってよく、4以上であってよく、10以上であってよく、20以上であってよい。a、b、c及びdの上限は、例えば、100である。
 Rとして好適な具体例としては、-CF-O-、-CF-O-CF-、-CF-O-CH-、-CF-O-CHCF-、-CF-O-CFCF-、-CF-O-CFCH-、-CF-O-CFCFCH-、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-、-CF-O-CF(CF)CH-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-(C=O)-(CH)-、-(C=O)-(CF)-、-(C=O)-O-(CH)-、-(C=O)-O-(CF)-、-(C=O)-[(CH-O]-、-(C=O)-[(CF-O]-、-(C=O)-O[(CH-O]-、-(C=O)-O[(CF-O]-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CH)-、-(C=O)-O[(CF-O]-(CF)-、-(C=O)-(CH-O-(CH)-、-(C=O)-(CF-O-(CF)-、-(C=O)-O-(CH-O-(CH)-、-(C=O)-O-(CF-O-(CF)-、-(C=O)-O-C-等が挙げられる。中でも、上記Rは、具体的には、-CF-O-、-CF-O-CF-、-CF-O-CFCF-、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-(C=O)-(CH)-、-(C=O)-O-(CH)-、-(C=O)-O[(CH-O]-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CH)-、-(C=O)-(CH-O-(CH)-、又は、-(C=O)-O-C-が好ましい。
 上記式中、nは1~10の整数である。
 一般式(4)における-R-(CZ-としては、-CF-O-CF-、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-C(CF-、-CF-O-CF-CF-、-CF-O-CF-CF(CF)-、-CF-O-CF-C(CF-、-CF-O-CFCF-CF-、-CF-O-CFCF-CF(CF)-、-CF-O-CFCF-C(CF-、-CF-O-CF(CF)-CF-、-CF-O-CF(CF)-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)-C(CF-、-CF-O-CF(CF)CF-CF-、-CF-O-CF(CF)CF-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-C(CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-CF-、-CF-O-CF(CF)CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-O-C(CF-、-(C=O)-、-(C=O)-O-、-(C=O)-(CH)-、-(C=O)-(CF)-、-(C=O)-O-(CH)-、-(C=O)-O-(CF)-、-(C=O)-[(CH-O]-(CH)-、-(C=O)-[(CF-O]-(CF)-、-(C=O)-[(CH-O]-(CH)-(CH)-、-(C=O)-[(CF-O]-(CF)-(CF)-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CF)-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CH)-(CH)-、-(C=O)-O[(CF-O]-(CF)-、-(C=O)-O[(CF-O]-(CF)-(CF)-、-(C=O)-(CH-O-(CH)-(CH)-、-(C=O)-(CF-O-(CF)-(CF)-、-(C=O)-O-(CH-O-(CH)-(CH)-、-(C=O)-O-(CF-O-(CF)-(CF)-、-(C=O)-O-(CH-O-(CH)-C(CF-、-(C=O)-O-(CF-O-(CF)-C(CF-、又は、-(C=O)-O-C-C(CF-が好ましく、-CF-O-CF(CF)-、-CF-O-CF-CF(CF)-、-CF-O-CFCF-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-CF(CF)-、-CF-O-CF(CF)CF-O-CF(CF)-、-(C=O)-、-(C=O)-O-(CH)-、-(C=O)-O-(CH)-(CH)-、-(C=O)-O[(CH-O]-(CH)-(CH)-、-(C=O)-O-(CH-O-(CH)-C(CF-、又は、-(C=O)-O-C-C(CF-がより好ましい。
 上記式中、nは1~10の整数である。
 一般式(4)で表される化合物の具体例としては、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(式中、X及びYは上記と同じ。nは1~10の整数である。)等が挙げられる。
 Rとしては、一般式(r1):
-(C=O)-(O)-CF-O-(CX -{O-CF(CF)}-(O)-    (r1)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、F又はCFであり、eは0~3の整数であり、fは0~3の整数であり、gは0又は1であり、hは0又は1であり、iは0又は1である)で表される2価の基が好ましく、一般式(r2):
-(C=O)-(O)-CF-O-(CX -(O)-    (r2)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、F又はCFであり、eは0~3の整数であり、gは0又は1であり、hは0又は1であり、iは0又は1である。)で表される2価の基も好ましい。
 一般式(4)の-R-(CZ-としてはまた、下記式(t1):
-(C=O)-(O)-CF-O-(CX -{O-CF(CF)}-(O)-CZ- (t1)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、F又はCFであり、eは0~3の整数であり、fは0~3の整数であり、gは0又は1であり、hは0又は1であり、iは0又は1であり、Z及びZは、それぞれ独立して、F又はCFである)で表される2価の基も好ましく、式(t1)において、Z及びZは、一方がFで他方がCFであることがより好ましい。
 また、一般式(4)において、-R-(CZ-としては、下記式(t2):
-(C=O)-(O)-CF-O-(CX -(O)-CZ-  (t2)
(式中、Xはそれぞれ独立してH、F又はCFであり、eは0~3の整数であり、gは0又は1であり、hは0又は1であり、iは0又は1であり、Z及びZは、それぞれ独立して、F又はCFである)で表される2価の基も好ましく、式(t2)において、Z及びZは、一方がFで他方がCFであることがより好ましい。
 一般式(4)で表される化合物は、親水基(Y)を除いて、C-F結合を有し、C-H結合を有していないことも好ましい。すなわち、一般式(4)において、X、X、及びXの全てがFであり、Rは炭素数が1以上のパーフルオロアルキレン基であることが好ましく、上記パーフルオロアルキレン基は、鎖状及び分岐状のいずれでもよく、環状及び非環状のいずれでもよく、少なくとも1つのカテナリーヘテロ原子を含んでもよい。上記パーフルオロアルキレン基の炭素数は、2~20であってよく、4~18であってもよい。
 一般式(4)で表される化合物は、部分フッ素化されたものであってもよい。すなわち、一般式(4)で表される化合物は、親水基(Y)を除いて、炭素原子に結合した少なくとも1つの水素原子を有し、炭素原子に結合した少なくとも1つのフッ素原子を有することも好ましい。
 一般式(4)で表される化合物は、下記式(4a)で示される化合物であることも好ましい。
CF=CF-O-Rf-Y   (4a)
(式中、Yは親水基であり、Rfは、過フッ素化されており、鎖状又は分岐状、環状又は非環状構造、飽和又は不飽和、置換又は非置換であってもよく、硫黄、酸素、及び窒素からなる群から選択される1つ以上のヘテロ原子を任意追加的に含有する過フッ素化二価連結基である。)
 一般式(4)で表される化合物は、下記式(4b)で示される化合物であることも好ましい。
CH=CH-O-Rf-Y  (4b)
(式中、Yは親水基であり、Rfは式(4a)で定義される過フッ素化二価連結基である。)
 一般式(4)において、Yは-OSOMであることが好ましい形態の一つである。Yが-OSOMである場合、一般式(4)で表される化合物としては、CF=CF(OCFCFCHOSOM)、CF=CF(O(CFCHOSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)CHOSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCHOSOM)、CH=CH(O(CFCHOSOM)、CF=CF(OCFCFSON(CH)CHCHOSOM)、CH=CH(OCFCFCHOSOM)、CF=CF(OCFCFCFCFSON(CH)CHCHOSOM)等が挙げられる。上記式中、Mは上記と同じである。
 一般式(4)において、Yは-SOMであることも好ましい形態の一つである。Yが-SOMである場合、一般式(4)で表される化合物としては、CF=CF(OCFCFSOM)、CF=CF(O(CFSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)SOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFSOM)、CH=CH(OCFCFSOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCFCFSOM)、CH=CH(O(CFSOM)、CH=CH(O(CFSOM)等が挙げられる。上記式中、Mは上記と同じである。
 一般式(4)において、Yは-COOMであることも好ましい形態の一つである。Yが-COOMである場合、一般式(4)で表される化合物としては、CF=CF(OCFCFCOOM)、CF=CF(OCFCFCFCOOM)、CF=CF(O(CFCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)COOM)、CF=CF(OCFCF(CF)O(CFCOOM)(nは1より大きい)、CH=CH(OCFCFCOOM)、CH=CH(O(CFCOOM)、CH=CH(O(CFCOOM)、CF=CF(OCFCFSONR’CHCOOM)、CF=CF(O(CFSONR’CHCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)SONR’CHCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFSONR’CHCOOM)、CH=CH(OCFCFSONR’CHCOOM)、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCFCFSONR’CHCOOM)、CH=CH(O(CFSONR’CHCOOM)、CH=CH(O(CFSONR’CHCOOM)等が挙げられる。上記式中、R’はH又はC1-4アルキル基であり、Mは上記と同じである。
 一般式(4)において、Yは-OPOMまたは-OP(O)(OM)であることも好ましい形態の一つである。Yが-OPOMまたは-OP(O)(OM)である場合、一般式(4)で表される化合物としては、CF=CF(OCFCFCHOP(O)(OM))、CF=CF(O(CFCHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)CHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFCHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCFSON(CH)CHCHOP(O)(OM))、CF=CF(OCFCFCFCFSON(CH)CHCHOP(O)(OM))、CH=CH(OCFCFCHOP(O)(OM)、CH=CH(O(CFCHOP(O)(OM))、CH=CH(O(CFCHOP(O)(OM))等が挙げられる。上記式中、Mは上記と同じである。
 一般式(4)において、Yは-POMまたは-P(O)(OM)であることも好ましい形態の一つである。Yが-POMまたは-P(O)(OM)である場合、一般式(4)で表される化合物としては、CF=CF(OCFCFP(O)(OM))、CF=CF(O(CFP(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)P(O)(OM))、CF=CF(OCFCF(CF)OCFCFP(O)(OM))、CH=CH(OCFCFP(O)(OM))、CH=CH(O(CFP(O)(OM))、CH=CH(O(CFP(O)(OM))等が挙げられ、式中、Mは上記と同じである。
 一般式(4)で表される化合物としては、一般式(5):
CX=CY(-CZ-O-Rf-Y)  (5)
(式中、Xは、同一又は異なって、-H又は-Fであり、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Zは、同一又は異なって、-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基である。Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。Yは、前記と同じである。)で表される化合物、一般式(6):
CX=CY(-O-Rf-Y)  (6)
(式中、Xは、同一又は異なって、-H又は-Fであり、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。Yは、前記と同じである。)で表される化合物、及び、一般式(7):
CX=CY(-Rf-Y)  (7)
(式中、Xは、同一又は異なって、-H又は-Fであり、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基であり、Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。Yは、前記と同じである。)で表される化合物、からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 なお、上記炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、酸素原子が末端である構造を含まず、炭素炭素間にエーテル結合を含んでいるアルキレン基である。
 一般式(5)において、Xは-H又は-Fである。Xは、両方が-Fであってもよいし、少なくとも1つが-Hであってよい。例えば、片方が-Fで他方が-Hであってもよいし、両方が-Hであってもよい。
 一般式(5)において、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基である。
 上記アルキル基は、フッ素原子を含有しないアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
 上記含フッ素アルキル基は、フッ素原子を少なくとも1つ含有するアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記含フッ素アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
 上記Yとしては、-H、-F又は-CFが好ましく、-Fがより好ましい。
 一般式(5)において、Zは、同一又は異なって、-H、-F、アルキル基又はフルオロアルキル基である。
 上記アルキル基は、フッ素原子を含有しないアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
 上記含フッ素アルキル基は、フッ素原子を少なくとも1つ含有するアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記含フッ素アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
 上記Zとしては、-H、-F又は-CFが好ましく、-Fがより好ましい。
 一般式(5)において、上記X、Y及びZの少なくとも1つはフッ素原子を含むことが好ましい。例えば、Xが-Hであり、Y及びZが-Fであってよい。
 一般式(5)において、上記Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。
上記含フッ素アルキレン基の炭素数は2以上が好ましい。また、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が更に好ましい。上記含フッ素アルキレン基としては、-CF-、-CHCF-、-CFCF-、-CFCH-、-CFCFCH-、-CF(CF)-、-CF(CF)CF-、-CF(CF)CH-等が挙げられる。上記含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。
 上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基の炭素数は3以上が好ましい。また、エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基の炭素数は、60以下が好ましく、30以下がより好ましく、12以下が更に好ましい。
エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基としては、例えば、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(式中、ZはFまたはCF;Z及びZはそれぞれHまたはF;ZはH、FまたはCF;p1+q1+r1が1~10の整数;s1は0または1;t1は0~5の整数)で表される2価の基であることも好ましい。
 上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基として具体的には、-CF(CF)CF-O-CF(CF)-、-(CF(CF)CF-O)-CF(CF)-(式中、nは1~10の整数)、-CF(CF)CF-O-CF(CF)CH-、-(CF(CF)CF-O)-CF(CF)CH-(式中、nは1~10の整数)、-CHCFCFO-CHCFCH-、-CFCFCFO-CFCF-、-CFCFCFO-CFCFCH-、-CFCFO-CF-、-CFCFO-CFCH-等が挙げられる。上記エーテル結合を有する含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。
 一般式(5)において、Yは、-COOM、-SOM又は-OSOM(Mは、H、金属原子、NR7y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、R7yは、H又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)であることが好ましい。
 R7yにおける有機基としてはアルキル基が好ましい。
 R7yとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましい。
 上記金属原子としては、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。
 Mとしては、-H、金属原子またはNR が好ましく、-H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)またはNR がより好ましく、-H、-Na、-K、-LiまたはNHが更に好ましく、-H、-Na、-KまたはNHが更により好ましく、-H、-NaまたはNHが特に好ましく、-Hまたは-NHが最も好ましい。
上記Yとしては、-COOM又は-SOMが好ましく、-COOMがより好ましい。
 一般式(5)で表される化合物は、一般式(5a)で表される化合物(5a)であることが好ましい。
CH=CF(-CF-O-Rf-Y)   (5a)
(式中、Rf及びYは前記と同じ。)
 一般式(5a)で表される化合物として具体的には、下記式
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(式中、ZはFまたはCF;Z及びZはそれぞれHまたはF;ZはH、FまたはCF;p1+q1+r1が0~10の整数;s1は0または1;t1は0~5の整数、Yは前記と同じ。ただし、Z及びZがともにHの場合、p1+q1+r1+s1が0でない)で表される化合物が挙げられる。より具体的には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
などが好ましく挙げられ、なかでも
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
であることが好ましい。
 一般式(5a)で表される化合物としては、式(5a)中のYが-COOMであることが好ましく、特に、CH=CFCFOCF(CF)COOM、及び、CH=CFCFOCF(CF)CFOCF(CF)COOM(式中、Mは上記定義と同じ。)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、CH=CFCFOCF(CF)COOMがより好ましい。
 一般式(5)で表される化合物は、一般式(5b)で表される化合物(5b)であることが好ましい。
CX =CFCF-O-(CF(CF)CFO)n5-CF(CF)-Y 
   (5b)
(式中、各Xは、同一であり、F又はHを表す。n5は、0又は1~10の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)
 上記式(5b)において、上記n5は、得られる水性分散液の安定性の点で0又は1~5の整数であることが好ましく、0、1又は2であることがより好ましく、0又は1であることが更に好ましい。上記Yは、適度な水溶性と水性分散液の安定性が得られる点で-COOMであることが好ましく、上記Mは、不純物として残留しにくく、得られた成形体の耐熱性が向上する点で、H又はNHであることが好ましい。
 上記式(5b)で表される化合物としては、例えば、CH=CFCFOCF(CF)COOM、CH=CFCFOCF(CF)CFOCF(CF)COOM(式中、Mは上記定義と同じ。)が挙げられる。
 また、一般式(5)で表される化合物としては、一般式(5c)で表される化合物等も挙げられる。
 CF=CFCF-O-Rf-Y   (5c)
(式中、Rf及びYは上記と同じ)
 より具体的には、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
等が挙げられる。
 一般式(6)において、Xは-H又は-Fである。Xは、両方が-Fであってもよいし、少なくとも1つが-Hであってよい。例えば、片方が-Fで他方が-Hであってもよいし、両方が-Hであってもよい。
 一般式(6)において、Yは-H、-F、アルキル基又は含フッ素アルキル基である。
 上記アルキル基は、フッ素原子を含有しないアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
 上記含フッ素アルキル基は、フッ素原子を少なくとも1つ含有するアルキル基であり、炭素数は1以上であればよい。上記含フッ素アルキル基の炭素数は6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
 上記Yとしては、-H、-F又は-CFが好ましく、-Fがより好ましい。
 一般式(6)において、上記X及びYの少なくとも1つはフッ素原子を含むことが好ましい。例えば、Xが-Hであり、Y及びZが-Fであってよい。
 一般式(6)において、上記Rfは炭素数1~40の含フッ素アルキレン基、又は、炭素数2~100のエーテル結合を有する含フッ素アルキレン基である。
 上記含フッ素アルキレン基の炭素数は2以上が好ましい。また、含フッ素アルキレン基の炭素数は、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が更に好ましい。上記含フッ素アルキレン基としては、-CF-、-CHCF-、-CFCF-、-CFCH-、-CFCFCH-、-CF(CF)-、-CF(CF)CF-、-CF(CF)CH-等が挙げられる。上記含フッ素アルキレン基は、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。
 上記一般式(6)において、Yは、-COOM、-SOM又は-OSOM(Mは、H、金属原子、NR7y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウム、R7yは、H又は有機基であり、同一でも異なっていてもよい。いずれか2つがお互いに結合して、環を形成してもよい。)であることが好ましい。
 R7yの有機基としてはアルキル基が好ましい。R7yとしては、H又はC1-10の有機基が好ましく、H又はC1-4の有機基がより好ましく、H又はC1-4のアルキル基が更に好ましい。
 上記金属原子としては、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)等が挙げられ、Na、K又はLiが好ましい。
 Mとしては、-H、金属原子またはNR が好ましく、-H、アルカリ金属(1族)、アルカリ土類金属(2族)またはNR がより好ましく、-H、-Na、-K、-LiまたはNHが更に好ましく、-H、-Na、-KまたはNHが更により好ましく、-H、-NaまたはNHが特に好ましく、-Hまたは-NHが最も好ましい。
 上記Yとしては、-COOM又は-SOMが好ましく、-COOMがより好ましい。
 一般式(6)で表される化合物は、一般式(6a)、(6b)、(6c)、(6d)および(6e)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
CF=CF-O-(CFn1-Y    (6a)
(式中、n1は、1~10の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)
CF=CF-O-(CFC(CF)F)n2-Y    (6b)
(式中、n2は、1~5の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)
CF=CF-O-(CFXn3-Y    (6c)
(式中、Xは、F又はCFを表し、n3は、1~10の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)
CF=CF-O-(CFCFXO)n4-(CFn6-Y    (6d)
(式中、n4は、1~10の整数を表し、n6は、1~3の整数を表し、Y及びXは、前記定義と同じ。)
CF=CF-O-(CFCFCFXO)n5-CFCFCF-Y   (6e)
(式中、n5は、0~10の整数を表し、Y及びXは、前記定義と同じ。)
 上記式(6a)において、上記n1は、5以下の整数であることが好ましく、2以下の整数であることがより好ましい。上記Yは、適度な水溶性及び水性分散液の安定性を得られる点で、-COOMであることが好ましく、Mは、不純物として残留しにくく、得られる成形体の耐熱性が向上する点で、H又はNHであることが好ましい。
 上記式(6a)で表される化合物としては、例えば、CF=CF-O-CFCOOM、CF=CF(OCFCFCOOM)、CF=CF(OCFCFCFCOOM)(式中、Mは上記定義と同じ。)が挙げられる。
 上記式(6b)において、上記n2は、得られる水性分散液の安定性の点で、3以下の整数であることが好ましく、Yは、適度な水溶性及び水性分散液の安定性が得られる点で、-COOMであることが好ましく、Mは、不純物として残留しにくく、得られる成形体の耐熱性が向上する点で、H又はNHであることが好ましい。
 上記式(6c)において、上記n3は、水溶性の点で5以下の整数であることが好ましく、上記Yは、適度な水溶性及び水性分散液の安定性が得られる点で、-COOMであることが好ましく、上記Mは、分散安定性がよくなる点で、H又はNHであることが好ましい。
 上記式(6d)において、上記Xは、水性分散液の安定性の点で、-CFであることが好ましく、上記n4は、水溶性の点で5以下の整数であることが好ましく、上記Yは、適度な水溶性と水性分散液の安定性が得られる点で-COOMであることが好ましく、上記Mは、H又はNHであることが好ましい。
 上記式(6d)で表される化合物としては、例えば、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCOOM、CF=CFOCFCF(CF)OCFCOOM、CF=CFOCFCF(CF)OCFCFCFCOOM(式中、Mは、H、NH又はアルカリ金属を表す。)が挙げられる。
 一般式(6e)において、上記n5は、水溶性の点で5以下の整数であることが好ましく、上記Yは、適度な水溶性と水性分散液の安定性が得られる点で-COOMであることが好ましく、上記Mは、H又はNHであることが好ましい。
一般式(6e)で表される化合物としては、例えば、CF=CFOCFCFCFCOOM(式中、Mは、H、NH又はアルカリ金属を表す。)が挙げられる。
 一般式(7)において、Rfは、炭素数1~40の含フッ素アルキレン基であることが好ましい。一般式(7)において、X及びYの少なくとも1つはフッ素原子を含むことが好ましい。
 一般式(7)で表される化合物は、一般式(7a):
CF=CF-(CFn1-Y    (7a)
(式中、n1は、1~10の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)で表される化合物、及び、一般式(7b):
CF=CF-(CFC(CF)F)n2-Y    (7b)
(式中、n2は、1~5の整数を表し、Yは、前記定義と同じ。)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
 上記Yは、-SOM又は-COOMが好ましく、Mは、H、金属原子、NR7y 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウム又は置換基を有していてもよいホスホニウムであることが好ましい。上記R7yは、H又は有機基を表す。
 上記式(7a)において、上記n1は、5以下の整数であることが好ましく、2以下の整数であることがより好ましい。上記Yは、適度な水溶性及び水性分散液の安定性を得られる点で、-COOMであることが好ましく、Mは、不純物として残留しにくく、得られる成形体の耐熱性が向上する点で、H又はNHであることが好ましい。
上記式(7a)で表される化合物としては、例えば、CF=CFCFCOOM(式中、Mは上記定義と同じ。)が挙げられる。
 上記式(7b)において、上記n2は、得られる水性分散液の安定性の点で、3以下の整数であることが好ましく、Yは、適度な水溶性及び水性分散液の安定性が得られる点で、-COOMであることが好ましく、Mは、不純物として残留しにくく、得られる成形体の耐熱性が向上する点で、H又はNHであることが好ましい。
 上記変性モノマーは、変性モノマー(A)を含むことが好ましく、一般式(5a)、一般式(5c)、一般式(6a)、一般式(6b)、一般式(6c)、及び、一般式(6d)で表される化合物からなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、一般式(5a)または一般式(5c)で表される化合物を含むことがより好ましい。
 変性モノマーとして変性モノマー(A)を用いる場合、変性モノマー(A)単位の含有量は、上記TFE重合体(PTFE)の全重合単位に対して、0.00001~1.0質量%の範囲であることが好ましい。下限としては、0.0001質量%がより好ましく、0.0005質量%がより好ましく、0.001質量%が更に好ましく、0.005質量%が更により好ましい。上限としては、より好ましくなる順に、0.90質量%、0.50質量%、0.40質量%、0.30質量%、0.20質量%、0.15質量%、0.10質量%、0.08質量%、0.05質量%、0.01質量%である。
 上記TFE重合体の製造において、重合体(I)は、上述した本開示の製造方法における使用範囲で用いることができる。重合体(I)の濃度は、上記範囲であれば特に限定されない。添加量が多すぎるとアスペクト比の大きい針状粒子が生成し、水性分散液がゲル状となり安定性が損なわれる。重合体(I)の使用量の下限は、水性媒体に対して、好ましくは0.0001質量%、より好ましくは0.001質量%、更に好ましくは0.01質量%、特に好ましくは0.02質量%である。上記重合体(I)の使用量の上限は、水性媒体に対して、好ましくは10質量%、より好ましくは5質量%である。
 重合体(I)は、重合開始前に一括して反応容器中に添加してもよいし、重合開始後に一括して添加してもよいし、重合中に複数回に分割して添加してもよいし、また、重合中に連続的に添加してもよい。
 上記TFE重合体の製造において、重合開始剤としては、過硫酸塩(例えば、過硫酸アンモニウム)や、ジコハク酸パーオキシド、ジグルタル酸パーオキシド等の有機過酸化物を、単独で又はこれらの混合物の形で使用することができる。また、亜硫酸ナトリウム等の還元剤と共用し、レドックス系にして用いてもよい。更に、重合中に、ヒドロキノン、カテコール等のラジカル捕捉剤を添加したり、亜硫酸アンモニウム等のパーオキサイドの分解剤を添加し、系内のラジカル濃度を調整したりすることもできる。
 上記レドックス系の重合開始剤としては、酸化剤と還元剤を組み合わせるレドックス開始剤を用いるのが好ましい。酸化剤としては、過硫酸塩、有機過酸化物、過マンガン酸カリウム、三酢酸マンガン、セリウム硝酸アンモニウム等が挙げられる。還元剤としては、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、臭素酸塩、ジイミン、シュウ酸等が挙げられる。過硫酸塩としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムが挙げられる。亜硫酸塩としては、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸アンモニウムが挙げられる。開始剤の分解速度を上げるため、レドックス開始剤の組み合わせには、銅塩、鉄塩を加えることも好ましい。銅塩としては、硫酸銅(II)、鉄塩としては硫酸鉄(II)が挙げられる。
 上記レドックス開始剤としては、例えば、過マンガン酸カリウム/シュウ酸、過硫酸アンモニウム/重亜硫酸塩/硫酸鉄、三酢酸マンガン/シュウ酸、セリウム硝酸アンモニウム/シュウ酸、臭素酸塩/重亜硫酸塩等が挙げられ、過マンガン酸カリウム/シュウ酸が好ましい。レドックス開始剤を用いる場合は、酸化剤又は還元剤のいずれかをあらかじめ重合槽に仕込み、ついでもう一方を連続的又は断続的に加えて重合を開始させてもよい。例えば、過マンガン酸カリウム/シュウ酸を用いる場合、重合槽にシュウ酸を仕込み、そこへ過マンガン酸カリウムを連続的に添加することが好ましい。
 上記TFE重合体の製造において、連鎖移動剤としては、公知のものが使用できるが、例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン等の飽和炭化水素、クロロメタン、ジクロロメタン、ジフルオロエタン等のハロゲン化炭化水素類、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、水素等が挙げられるが、常温常圧で気体状態のものが好ましい。
 上記連鎖移動剤の使用量は、通常、供給されるTFE全量に対して、1~10000質量ppmであり、好ましくは1~5000質量ppmである。
 上記TFE重合体の製造において、更に、反応系の分散安定剤として、実質的に反応に不活性であって、上記反応条件で液状となる炭素数が12以上の飽和炭化水素を、水性媒体100質量部に対して2~10質量部で使用することもできる。また、反応中のpHを調整するための緩衝剤として、炭酸アンモニウム、リン酸アンモニウム等を添加してもよい。
 TFEの重合が終了した時点で、固形分濃度が1.0~50質量%、平均一次粒子径が50~500nmの重合分散液を得ることができる。
 上記固形分濃度の下限は5質量%が好ましく、8質量%がより好ましい。上限は特に限定されないが40質量%であってもよく、35質量%であってもよい。
 上記平均一次粒子径の下限は100nmが好ましく、150nmがより好ましい。上限は400nmが好ましく、350nmがより好ましい。
 上記平均一次粒子径は、動的光散乱法により測定することができる。上記平均一次粒子径は、固形分濃度約1.0質量%に調整した水性分散液を作成し、動的光散乱法を使用して、25℃、溶媒(水)の屈折率は1.3328、溶媒(水)の粘度は0.8878mPa・s、積算70回にて測定できる。動的光散乱法としては、例えばELSZ-1000S(大塚電子社製)が使用できる。
 TFE重合体の水性分散液を凝析することによりファインパウダーを製造できる。上記TFE重合体の水性分散液は、凝析、洗浄、乾燥を経てファインパウダーとして各種用途に使用することができる。上記TFE重合体の水性分散液に対して凝析を行う場合、通常、ポリマーラテックス等の重合により得た水性分散液を、水を用いて5~20質量%のポリマー濃度になるように希釈し、場合によっては、pHを中性又はアルカリ性に調整した後、撹拌機付きの容器中で反応中の撹拌よりも激しく撹拌して行う。上記凝析は、メタノール、アセトン等の水溶性有機化合物、硝酸カリウム、炭酸アンモニウム等の無機塩や、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸等を凝析剤として添加しながら撹拌を行ってもよい。上記凝析は、また、インラインミキサー等を使用して連続的に行ってもよい。
 上記凝集により生じる排水中の未凝集の上記TFE重合体濃度は、生産性の観点から低いことが好ましく、0.4質量%未満がより好ましく、0.3質量%未満が特に好ましい。
 上記凝析前や凝析中に、着色のための顔料や機械的性質を改良するための各種充填剤を添加することにより、顔料や充填剤が均一に混合した顔料入り又は充填剤入りのTFE重合体ファインパウダーを得ることができる。
 上記TFE重合体の水性分散液を凝析して得られた湿潤粉末の乾燥は、通常、上記湿潤粉末をあまり流動させない状態、好ましくは静置の状態を保ちながら、真空、高周波、熱風等の手段を用いて行う。粉末同士の、特に高温での摩擦は、一般にファインパウダー型のTFE重合体に好ましくない影響を与える。これは、この種のTFE重合体からなる粒子が小さな剪断力によっても簡単にフィブリル化して、元の安定な粒子構造の状態を失う性質を持っているからである。
 上記乾燥は、10~300℃、好ましくは100~300℃の乾燥温度で行う。
 得られるTFE重合体ファインパウダーは、成形用として好ましく、好適な用途としては、航空機及び自動車等の油圧系、燃料系のチューブ等が挙げられ、薬液、蒸気等のフレキシブルホース、電線被覆用途等が挙げられる。
 TFE重合体の水性分散液は、また、非イオン性界面活性剤を加えることにより、安定化して更に濃縮し、目的に応じ、有機又は無機の充填剤を加えた組成物として各種用途に使用することも好ましい。上記組成物は、金属又はセラッミクスからなる基材上に被覆することにより、非粘着性と低摩擦係数を有し、光沢や平滑性、耐摩耗性、耐候性及び耐熱性に優れた塗膜表面とすることができ、ロールや調理器具等の塗装、ガラスクロスの含浸加工等に適している。
 上記水性分散液からTFE重合体のオルガノゾルを調製することもできる。上記オルガノゾルは、上記TFE重合体及び有機溶剤を含むことができ、上記有機溶剤としては、エーテル系溶媒、ケトン系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤、エステル系溶剤、脂肪族炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、ハロゲン化炭化水素系溶剤が挙げられ、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルアセトアミド等を好適に使用できる。上記オルガノゾルの調製は、例えば、国際公開第2012/002038号に記載の方法により実施できる。
 上記TFE重合体の水性分散液又は上記TFE重合体ファインパウダーは、加工助剤として使用することも好ましい。加工助剤として使用する場合、上記水性分散液又は上記ファインパウダーをホストポリマー等に混合することにより、ホストポリマー溶融加工時の溶融強度向上や、得られたポリマーの機械的強度、電気特性、難燃性、燃焼時の滴下防止性、摺動性を向上することができる。
 上記TFE重合体の水性分散液又は上記TFE重合体ファインパウダーは、電池用結着剤、防塵用途として使用することも好ましい。
 上記TFE重合体の水性分散液又は上記TFE重合体ファインパウダーは、また、TFE重合体以外の樹脂と複合させてから加工助剤として使用することも好ましい。上記水性分散液又は上記ファインパウダーは、例えば、特開平11-49912号公報、米国特許第5804654号明細書、特開平11-29679号公報、特開2003-2980号公報に記載されたPTFEの原料として好適である。上記水性分散液又は上記ファインパウダーを使用した加工助剤は、上記各刊行物に記載された加工助剤に比べてもなんら劣るものではない。
 上記TFE重合体の水性分散液は、溶融加工性フッ素樹脂の水性分散液と混合して凝析させることにより、共凝析粉末とすることも好ましい。上記共凝析粉末は、加工助剤として好適である。
 上記溶融加工性フッ素樹脂としては、例えば、FEP、PFA、TFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体、ETFE、エチレン/TFE/HFP共重合体[EFEP]等が挙げられるが、中でも、PFAまたはFEPが好ましい。
 上記水性分散液は、上記溶融加工性フッ素樹脂を含むことも好ましい。上記溶融加工性フッ素樹脂としては、例えば、FEP、PFA、TFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体、ETFE、EFEP等が挙げられる。上記溶融加工性フッ素樹脂を含む上記水性分散液は、塗料として使用できる。上記溶融加工性フッ素樹脂は、上記TFE重合体の粒子同士を充分に融着させることができるので、造膜性を向上させ、得られる被膜に光沢を出すことができる。
 上記共凝析粉末を添加するフッ素非含有樹脂は、パウダー状であってもよいし、ペレット状であってもよいし、エマルションであってもよい。上記添加は、各樹脂を充分に混合する点で、押出混練、ロール混練等の公知の方法により剪断力を与えながら行うことが好ましい。
 上記TFE重合体の水性分散液は、塵埃抑制処理剤として使用することも好ましい。上記塵埃抑制処理剤は、発塵性物質と混合し、該混合物に20~200℃の温度で圧縮-せん断作用を施すことによりTFE重合体をフィブリル化して発塵性物質の塵埃を抑制する方法、例えば特許第2827152号公報、特許第2538783号公報等の方法において、用いることができる。
 上記TFE重合体の水性分散液は、例えば、国際公開第2007/004250号に記載の塵埃抑制処理剤組成物に好適に用いることができ、国際公開第2007/000812号に記載の塵埃抑制処理方法にも好適に用いることができる。
 上記塵埃抑制処理剤は、建材分野、土壌安定材分野、固化材分野、肥料分野、焼却灰及び有害物質の埋立処分分野、防爆分野、化粧品分野、猫砂に代表されるペット排泄用の砂等の塵埃抑制処理に好適に用いられる。
 上記TFE重合体の水性分散液は、分散紡糸法(Dispersion Spinning method)によりTFE重合体繊維を得る原料として使用することも好ましい。上記分散紡糸法とは、上記TFE重合体の水性分散液とマトリックス高分子の水性分散液とを混合し、当該混合物を押出加工して中間体繊維構造物を形成し、該中間体繊維構造物を焼成することによって上記マトリックス高分子を分解及びTFE重合体粒子の焼結を行ってTFE重合体繊維を得る方法である。
 重合により得られる高分子量PTFE粉末は、延伸性及び非溶融加工性を有し、延伸体(多孔体)の原料としても有用である。
 この延伸体が膜である場合(PTFE延伸膜またはPTFE多孔膜)、公知のPTFE延伸方法によって延伸することができる。延伸することにより高分子量PTFEは容易にフィブリル化し、結節と繊維からなるPTFE多孔体(膜)となる。
 好ましくは、シート状または棒状のペースト押出物を押出方向にロール延伸することで、一軸延伸膜を得ることができる。
 更に、テンター等により幅方向に延伸して、二軸延伸膜も得ることができる。
延伸前に半焼成処理を行うことも好ましい。
 このPTFE延伸体は、高い空孔率を持つ多孔体であり、エアフィルター、薬液フィルター等の各種精密濾過フィルターの濾材、高分子電解質膜の支持材等として好適に利用できる。
 また、繊維分野、医療分野、エレクトロケミカル分野、シール材分野、空気濾過分野、換気/内圧調整分野、液濾過分野、一般消費材分野等で使用する製品の素材としても有用である。
 以下に、具体的な用途を例示する。
エレクトロケミカル分野
 誘電材料プリプレグ、EMI遮蔽材料、伝熱材料等。より詳細には、プリント配線基板、電磁遮蔽シールド材、絶縁伝熱材料、絶縁材料等。
シール材分野
 ガスケット、パッキン、ポンプダイアフラム、ポンプチューブ、航空機用シール材等。
空気濾過分野
 ULPAフィルター(半導体製造用)、HEPAフィルター(病院・半導体製造用)、円筒カートリッジフィルター(産業用)、バグフィルター(産業用)、耐熱バグフィルタ-(排ガス処理用)、耐熱プリーツフィルター(排ガス処理用)、SINBRANフィルター(産業用)、触媒フィルター(排ガス処理用)、吸着剤付フィルター(HDD組込み)、吸着剤付ベントフィルター(HDD組込み用)、ベントフィルター(HDD組込み用他)、掃除機用フィルター(掃除機用)、汎用複層フェルト材、GT用カートリッジフィルター(GT向け互換品用)、クーリングフィルター(電子機器筐体用)等。
換気/内圧調整分野
 凍結乾燥用の容器等の凍結乾燥用材料、電子回路やランプ向けの自動車用換気材料、容器キャップ向け等の容器用途、タブレット端末や携帯電話端末等の小型端末を含む電子機器向け等の保護換気用途、医療用換気用途等。
液濾過分野
 半導体液ろ過フィルター(半導体製造用)、親水性PTFEフィルター(半導体製造用)、化学薬品向けフィルター(薬液処理用)、純水製造ライン用フィルター(純水製造用)、逆洗型液ろ過フィルター(産業排水処理用)等。
一般消費材分野
 衣類、ケーブルガイド(バイク向け可動ワイヤ)、バイク用衣服、キャストライナー(医療サポーター)、掃除機フィルター、バグパイプ(楽器)、ケーブル(ギター用信号ケーブル等)、弦(弦楽器用)等。
繊維分野
 PTFE繊維(繊維材料)、ミシン糸(テキスタイル)、織糸(テキスタイル)、ロープ等。
医療分野
 体内埋設物(延伸品)、人工血管、カテーテル、一般手術(組織補強材料)、頭頸部製品(硬膜代替)、口内健康(組織再生医療)、整形外科(包帯)等。
 本開示の製造方法により、低分子量PTFEを製造することもできる。
 低分子量PTFEは、重合により製造しても良いし、重合で得られた高分子量PTFEを公知の方法(熱分解、放射線照射分解等)で低分子量化して製造することもできる。
 分子量60万以下の低分子量PTFE(PTFEマイクロパウダーとも呼ばれる)は、化学的安定性に優れ、表面エネルギーが極めて低いことに加え、フィブリル化が生じにくいので、滑り性や塗膜表面の質感を向上させること等を目的とした添加剤として、プラスチック、インク、化粧品、塗料、グリース、オフィスオートメーション機器部材、トナー等の製造に好適である(例えば、特開平10-147617号公報参照。)。
 また、更に連鎖移動剤の存在下、水性媒体中に重合開始剤及び重合体(I)を分散させ、TFE、又は、TFEと共重合し得るモノマーとTFEを重合させることによって、低分子量PTFEを得てもよい。この場合、連鎖移動剤としては、炭素数2~4のアルカンからなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。具体的には、メタン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタンがより好ましく、エタン、プロパンが更に好ましい。この場合、連鎖移動剤の量としては、水性媒体に対して、10質量ppm以上または10質量ppm超が好ましい。
 上記重合により得られる低分子量PTFEを粉末として用いる場合、上記水性分散液を凝析させることで粉末粒子とすることができる。
 本開示において、高分子量PTFEとは、非溶融加工性及びフィブリル化性を有するPTFEを意味する。他方、低分子量PTFEとは、溶融加工性を有し、フィブリル化性を有しないPTFEを意味する。
 上記非溶融加工性とは、ASTM D 1238及びD 2116に準拠して、結晶化融点より高い温度でメルトフローレートを測定できない性質を意味する。
 フィブリル化性の有無は、TFEの重合体から作られた粉末である「高分子量PTFE粉末」を成形する代表的な方法である「ペースト押出し」で判断できる。通常、ペースト押出しが可能であるのは、高分子量のPTFEがフィブリル化性を有するからである。ペースト押出しで得られた未焼成の成形物に実質的な強度や伸びがない場合、例えば伸びが0%で引っ張ると切れるような場合はフィブリル化性がないとみなすことができる。
 上記高分子量PTFEは、標準比重(SSG)が2.130~2.280であることが好ましい。上記標準比重は、ASTM D4895-89に準拠して成形されたサンプルを用い、ASTM D 792に準拠した水置換法により測定する。本開示において、「高分子量」とは、上記標準比重が上記の範囲内にあることを意味する。
 上記低分子量PTFEは、380℃における溶融粘度が1×10~7×10Pa・sである。本開示において、「低分子量」とは、上記溶融粘度が上記の範囲内にあることを意味する。溶融粘度は、ASTM D 1238に準拠し、フローテスター(島津製作所社製)及び2φ-8Lのダイを用い、予め380℃で5分間加熱しておいた2gの試料を0.7MPaの荷重にて上記温度に保って測定する値である。
 上記高分子量PTFEは、上記低分子量PTFEよりも溶融粘度が極めて高く、その正確な溶融粘度を測定することは困難である。他方、上記低分子量PTFEの溶融粘度は測定可能であるが、上記低分子量PTFEからは、標準比重の測定に使用可能な成形品を得ることが難しく、その正確な標準比重を測定することが困難である。従って、本開示では、上記高分子量PTFEの分子量の指標として、標準比重を採用し、上記低分子量PTFEの分子量の指標として、溶融粘度を採用する。なお、上記高分子量PTFE及び上記低分子量PTFEのいずれについても、直接に分子量を特定できる測定方法は知られていない。
 上記高分子量PTFEは、ピーク温度が333~347℃であることが好ましく、335~345℃であることがより好ましい。上記低分子量PTFEは、ピーク温度が322~333℃であることが好ましく、324~332℃であることがより好ましい。ピーク温度は、TG/DTA(示差熱熱重量同時測定装置)を用いて、300℃以上の温度に加熱した履歴のないPTFEを10℃/分の条件で昇温させることにより得られる示差熱(DTA)曲線に現れる極大値に対応する温度として、特定できる。
 PTFEのピーク温度は、322~347℃であってよい。
 PTFEが高分子量PTFEである場合のPTFEのピーク温度の上限は、347℃以下、346℃以下、345℃以下、344℃以下、343℃以下、342℃以下、341℃以下、340℃以下であってよい。
 PTFEが高分子量PTFEである場合のPTFEのピーク温度の下限は、333℃以上、335℃以上であってよい。
 PTFEが低分子量PTFEである場合のPTFEのピーク温度の上限は、333℃以下、332℃以下であってよい。
 PTFEが低分子量PTFEである場合のPTFEのピーク温度の下限は、322℃以上、324℃以上であってよい。
 低分子量PTFEの一次粒子の平均一次粒子径は、好ましくは10~350nmであり、より好ましくは50nm以上であり、さらに好ましくは90nm以上であり、より好ましくは300nm以下であり、さらに好ましくは250nm以下である。一次粒子の比較的小さい平均一次粒子径は、たとえば、TFEの重合初期に、変性モノマーを重合系に添加することにより、得ることができる。
 低分子量PTFEの一次粒子の平均一次粒子径は、動的光散乱法により測定することができる。まず、ポリマー固形分濃度を約1.0質量%に調整した低分子量PTFE水性分散液を作製し、動的光散乱法を使用して、測定温度を25℃、溶媒(水)の屈折率を1.3328、溶媒(水)の粘度を0.8878mPa・s、積算回数を70回として、測定できる。動的光散乱法においては、たとえば、ELSZ-1000S(大塚電子社製)が使用できる。
 上記高分子量PTFEは、300℃以上の温度に加熱した履歴がないPTFEについて示差走査熱量計〔DSC〕を用いて10℃/分の速度で昇温したときの融解熱曲線において、333~347℃の範囲に少なくとも1つ以上の吸熱ピークが現れ、上記融解熱曲線から算出される290~350℃の融解熱量が52mJ/mg以上であることが好ましい。PTFEの融解熱量は、より好ましくは55mJ/mg以上であり、さらに好ましくは58mJ/mg以上である。
 上記で得られたPTFEファインパウダーから、未焼成テープ(生テープ)を得ることもできる。
(II)溶融加工性フッ素樹脂
 (1)本開示の製造方法において、FEPの重合は、重合温度10~150℃、重合圧力0.3~6.0MPaGにて行うことが好ましい。
 FEPの好ましい単量体組成(質量%)は、TFE:HFP=(60~95):(5~40)、より好ましくは(85~92):(8~15)である。
 TFEおよびHFPに加えて、これらの単量体と共重合可能な他の単量体を重合することにより、FEPとして、TFE、HFPおよび他の単量体の共重合体を得てもよい。他の単量体としては、上述した含フッ素単量体(ただし、TFEおよびHFPを除く)およびフッ素非含有単量体が挙げられる。他の単量体として、1種または複数種を用いることができる。他の単量体としては、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)が好ましい。FEPにおける他の単量体単位の含有量は、全単量体単位に対して、0.1~2質量%であってよい。
 上記FEPの重合において、重合体(I)は、本開示の製造方法における使用範囲で用いることができるが、通常、水性媒体100質量%に対して0.0001~10質量%の量を添加する。
 上記FEPの重合において、連鎖移動剤としては、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、プロパノール、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル等を使用することが好ましく、pH緩衝剤としては、炭酸アンモニウム、燐酸水素二ナトリウム等を使用することが好ましい。
 本開示の製造方法で得られるFEPの水性分散液を必要に応じて濃縮等の後処理した後、乾燥、粉末にし、次いで溶融押出することによってペレットにしても良い。FEPの水性分散液中の水性媒体は、必要に応じて非イオン性界面活性剤などの添加剤を含むものであってもよいが、水溶性アルコール等の水溶性有機溶媒を含むものであってもよいし、水溶性有機溶媒を含まないものであってもよい。
 また、溶融押出は、一般にペレット化可能な押出条件であれば、押出条件を適宜設定して行うことができる。
 本開示の製造方法では、得られるFEPが、ポリマー主鎖及びポリマー側鎖の少なくとも一方の部位に、-CF、-CFH等の末端基を有しているものであってよいが、-COOH、-CHOH、-COF、-CF=CF-、-CONH、-COOCH等の熱的に不安定な基(以下「不安定末端基」という)は含有量が低いか、ないことが好ましい。
 上記不安定末端基は、化学的に不安定であることから、樹脂の耐熱性を低下させるだけでなく、得られた電線の減衰量が増大する原因となる。
 本開示の製造方法では、重合終了時のポリマーを、不安定末端基と-CFH末端基とを合計した数が炭素数1×10個当たり50個以下となるように製造することが好ましい。より好ましくは炭素原子1×10個あたり20個未満であることが好ましく、さらに好ましくは5個以下であることが好ましい。上記不安定末端基および-CFH末端基が存在せず全て-CF末端基であってもよい。 
 不安定末端基および-CFH末端基はフッ素化処理により-CF末端基に変換させて安定化させることができる。フッ素化処理方法は特に限定されないが、重合体を、フッ素化処理条件下にてフッ素ラジカルを発生するフッ素ラジカル源にさらす方法を挙げることができる。上記フッ素ラジカル源としては、フッ素ガスや、CoF、AgF、UF、OF、N、CFOF、及び、フッ化ハロゲン、例えば、IF、ClF等が挙げられる。なかでも、フッ素ガスと本開示の製造方法によって得られるFEPを直接接触させる方法が好ましく、上記接触は、反応制御の点で、フッ素ガス濃度10~50質量%の希釈フッ素ガスを用いて行うことが好ましい。上記希釈フッ素ガスは、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスでフッ素ガスを希釈することにより得ることができる。上記フッ素ガス処理は、例えば、100~250℃の温度で行うことができる。なお、処理温度は、先の範囲に限定されることなく、状況に応じて適宜設定することができる。上記フッ素ガス処理は、希釈フッ素ガスを連続的又は間欠的に反応器内に供給して行うことが好ましい。このフッ素化処理は重合後の乾燥粉末でも溶融押出したペレットでもよい。
 本開示の製造方法で得られるFEPは、成形性がよく、成形不良が生じにくいことに加え、良好な耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、絶縁性、電気特性等を有する。
 上記FEPの粉末の製造方法は、上述した本開示の製造方法で得られたFEPを乾燥させて粉体化することによって粉末を得る方法である。
 上記粉末は、フッ素化されていてもよい。上記のフッ素化された粉末の製造方法は、上述した粉末の製造方法で得られた粉末にフッ素ガスを供給することでフッ素化させることによってフッ素化された粉末を得る方法である。
 上記FEPのペレットの製造方法は、上述した本開示の製造方法で得られたFEPをペレット化することによってペレットを得る方法である。
 上記ペレットは、フッ素化されていてもよい。上記のフッ素化されたペレットの製造方法は、上述したペレットの製造方法で得られたペレットにフッ素ガスを供給することでフッ素化させることによってフッ素化されたペレットを得る方法である。
 このため、このFEPは、例えば、電線、発泡電線、ケーブル、ワイヤ等の被覆材、チューブ、フィルム、シート、フィラメント等の種々の成形品の製造に供することができる。
 (2)本開示の製造方法において、PFA、MFA等のTFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体およびTFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体の重合は、通常、重合温度10~100℃、重合圧力0.3~6.0MPaGで行うことが好ましい。
 TFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体の好ましい単量体組成(モル%)は、TFE:パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)=(90~99.7):(0.3~10)、より好ましくは(97~99):(1~3)である。上記パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)としては、式:CF=CFORf(式中、Rfは炭素数1~6のパーフルオロアルキル基)で表されるものを使用することが好ましい。
 TFEおよびパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)に加えて、これらの単量体と共重合可能な他の単量体を重合することにより、TFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体として、TFE、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)および他の単量体の共重合体を得てもよい。他の単量体としては、上述した含フッ素単量体(ただし、TFEおよびパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)を除く)およびフッ素非含有単量体が挙げられる。他の単量体として、1種または複数種を用いることができる。TFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体における他の単量体単位の含有量は、全単量体単位に対して、0.1~2質量%であってよい。
 TFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体の好ましい単量体組成(モル%)は、TFE:パーフルオロアリルエーテル=(90~99.7):(0.3~10)、より好ましくは(97~99):(1~3)である。上記パーフルオロアリルエーテルとしては、式:CF=CFCFORf(式中、Rfは炭素数1~6のパーフルオロアルキル基)で表されるものを使用することが好ましい。
 TFEおよびパーフルオロアリルエーテルに加えて、これらの単量体と共重合可能な他の単量体を重合することにより、TFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体として、TFE、パーフルオロアリルエーテルおよび他の単量体の共重合体を得てもよい。他の単量体としては、上述した含フッ素単量体(ただし、TFEおよびパーフルオロアリルエーテルを除く)およびフッ素非含有単量体が挙げられる。他の単量体として、1種または複数種を用いることができる。TFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体における他の単量体単位の含有量は、全単量体単位に対して、0.1~2質量%であってよい。
 上記TFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体およびTFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体の重合において、重合体(I)は、本開示の製造方法における使用範囲で用いることができるが、通常、水性媒体100質量%に対して0.0001~10質量%の量で添加することが好ましい。
 上記TFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体およびTFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体の重合において、連鎖移動剤としてシクロヘキサン、メタノール、エタノール、プロパノール、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル、メタン、エタン等を使用することが好ましく、pH緩衝剤として、炭酸アンモニウム、燐酸水素二ナトリウム等を使用することが好ましい。
 本開示の製造方法で得られるPFA、MFA等のTFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体およびTFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体の水性分散液を必要に応じて濃縮等の後処理した後、乾燥、粉末にし、次いで溶融押出することによってペレットにしても良い。上記の水性分散液中の水性媒体は、必要に応じて非イオン性界面活性剤などの添加剤を含むものであってもよいが、水溶性アルコール等の水溶性有機溶媒を含むものであってもよいし、水溶性有機溶媒を含まないものであってもよい。
 また、溶融押出は、一般にペレット化可能な押出条件であれば、押出条件を適宜設定して行うことができる。
 上記の共重合体は、その耐熱性を向上させ、さらに成形品の薬液透過抑制効果をさらに強化する目的でフッ素ガス処理を施すことが好ましい。
 フッ素ガス処理は、フッ素ガスを共重合体に接触させることにより行なう。しかし、フッ素との反応は非常に発熱性であるから、フッ素を窒素のような不活性ガスで希釈することが好適である。フッ素ガス/不活性ガス混合物中のフッ素量は1~100質量%、好ましくは10~25質量%である。処理温度は150~250℃、好ましくは200~250℃であり、フッ素ガス処理時間は3~16時間、好ましくは4~12時間である。フッ素ガス処理のガス圧は1~10気圧の範囲であるが、好ましくは大気圧が使用される。反応器を大気圧で用いる場合、フッ素ガス/不活性ガス混合物を反応器中へ連続的に通過させればよい。その結果、上記共重合体の不安定な末端は-CF末端に転化され、熱的に安定となる。
 上記共重合体およびその組成物の成形方法としては、従来のPFAと同様に圧縮成形、トランスファ成形、押出成形、射出成形、ブロー成形などの成形法が適用できる。
 このような成形法により所望の成形品を得ることができるが、成形品の例をあげると、シート、フィルム、パッキン、丸棒、角棒、パイプ、チューブ、丸槽、角槽、タンク、ウェハーキャリア、ウェハーボックス、ビーカー、フィルターハウジング、流量計、ポンプ、バルブ、コック、コネクター、ナット、電線、耐熱電線などがある。
 これらのうち、特に薬液の不透過性が要求される各種の化学反応装置、半導体製造装置、さらには酸系またはアルカリ系の薬液供給装置などに使用するチューブ、パイプ、タンク、コネクターなどに好適に使用できる。
 更に、PFA、MFA等のTFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体およびTFE/パーフルオロアリルエーテル共重合体の水性分散液に、非イオン性界面活性剤を適宜加え、必要に応じて、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミドおよび/またはポリイミド、並びに金属粉末を、有機溶媒中に溶解または分散させることで、プライマー組成物を得ることができる。このプライマー組成物を金属表面に施し、かくして形成されたプライマー層上に溶融加工性フッ素樹脂組成物を施し、プライマー層と共に溶融加工性フッ素樹脂組成物層を焼成することからなる金属表面へのフッ素樹脂の被覆方法にも用いることができる。
 (3)本開示の製造方法において、ETFEの重合は、重合温度10~100℃、重合圧力0.3~2.0MPaGで行うことが好ましい。
 ETFEの好ましい単量体組成(モル%)は、TFE:エチレン=(50~99):(50~1)である。
 エチレンおよびTFEに加えて、これらの単量体と共重合可能な他の単量体を重合することにより、ETFEとして、エチレン、TFEおよび他の単量体の共重合体を得てもよい。他の単量体としては、上述した含フッ素単量体(ただし、TFEを除く)およびフッ素非含有単量体(ただし、エチレンを除く)が挙げられる。他の単量体として、1種または複数種を用いることができる。
 他の単量体としては、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロブチルエチレン、パーフルオロヘキシルエチレン、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクタ-1-エン、2,3,3,4,4,5,5-ヘプタフルオロ-1-ペンテン(CH=CFCFCFCFH)、2-トリフルオロメチル-3,3,3-トリフルオロプロペン((CFCF=CH)が好ましい。
 ETFEにおける他の単量体単位の含有量は、全単量体単位に対して、0~20質量%であってよい。好ましい質量比は、TFE:エチレン:他の単量体=(63~94):(27~2):(1~10)である。
 上記ETFEの重合において、重合体(I)は、本開示の製造方法における使用範囲で用いることができるが、通常、水性媒体100質量%に対して0.0001~10質量%の量で添加する。
 上記ETFEの重合において、連鎖移動剤として、シクロヘキサン、メタノール、エタノール、プロパノール、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、四塩化炭素、クロロホルム、塩化メチレン、塩化メチル等を使用することが好ましい。
 本開示の製造方法で得られるETFEの水性分散液を必要に応じて濃縮等の後処理した後、乾燥、粉末にし、次いで溶融押出することによってペレットにしても良い。上記の水性分散液中の水性媒体は、必要に応じて非イオン性界面活性剤などの添加剤を含むものであってもよいが、水溶性アルコール等の水溶性有機溶媒を含むものであってもよいし、水溶性有機溶媒を含まないものであってもよい。
 また、溶融押出は、一般にペレット化可能な押出条件であれば、押出条件を適宜設定して行うことができる。
 上記ETFEのシートは、押出成形してシートにすることができる。すなわち、ETFE粉末、またはペレットを溶融させ、ダイから連続的に押し出し、冷却して得られるシート状の成形品にすることができる。ETFEには添加剤が添加されていてもよい。
 添加剤としては、公知のものを適宜用いることができる。具体例としては、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、赤外線吸収剤、難燃剤、難燃フィラー、有機顔料、無機顔料、染料等が挙げられる。耐候性が優れる点からは無機系添加剤が好ましい。
 上記ETFEのシートにおける添加剤の含有量は、ETFEのシートの総質量に対し、20質量%以下が好ましく、10質量%以下が特に好ましい。
 上記ETFEのシートは、機械的強度および外観に優れることから、膜構造建築物(運動施設、園芸施設、アトリウム等)用の膜材(屋根材、天井材、外壁材、内壁材、被覆材等)として好適である。
 また、膜構造建築物の膜材だけではなく、たとえば、屋外使用板材(防音壁、防風フェンス、越波柵、車庫天蓋、ショッピングモール、歩行路壁、屋根材)、ガラス飛散防止フィルム、耐熱・耐水シート、建材等(テント倉庫のテント材、日よけ用膜材、明かり取り用の部分屋根材、ガラスに替わる窓材、防炎仕切り用膜材、カーテン、外壁補強、防水膜、防煙膜、不燃透明仕切り、道路補強、インテリア(照明、壁面、ブランド等)、エクステリア(テント、看板等)等)、生活レジャー用品(釣りざお、ラケット、ゴルフクラブ、映写幕等)、自動車用材料(幌、制振材、ボディ等)、航空機材料、船舶材料、家電外装、タンク、容器内壁、フィルタ、工事用膜材、電子材料(プリント基板、配線基板、絶縁膜、離型膜等)、太陽電池モジュールの表面材料、太陽熱発電用のミラー保護材、ソーラー温水器の表面材等に有用である。
 (4)本開示の製造方法を使用して、電解質ポリマー前駆体を製造することもできる。本開示の製造方法において、電解質ポリマー前駆体の重合は、重合温度10~100℃、重合圧力0.1~2.0MPaGで行うことが好ましい。電解質ポリマー前駆体とは、-SO151、-COZ151又は-POZ152153(X151、Z151、Z152およびZ153は、後述のとおりである)で表される官能基を含有するモノマーからなり、加水分解処理を経てイオン交換性ポリマーに変換しうるものである。
 電解質ポリマー前駆体に用いられるモノマーとしては、
   一般式(150):CF=CF-O-(CFCFY151-O)-(CFY152-A151
(式中、Y151は、フッ素原子、塩素原子、-SOF基又はパーフルオロアルキル基を表す。パーフルオロアルキル基は、エーテル性の酸素及び-SOF基を含んでもよい。nは、0~3の整数を表す。n個のY151は、同一であってもよいし異なっていてもよい。Y152は、フッ素原子、塩素原子又は-SOF基を表す。mは、1~5の整数を表す。m個のY152は、同一であってもよいし異なっていてもよい。A151は、-SO151、-COZ151又は-POZ152153を表す。X151は、F、Cl、Br、I、-OR151又は-NR152153を表す。Z151、Z152及びZ153は、同一又は異なって、-NR154155又は-OR156を表す。R151、R152、R153、R154、R155及びR156は、同一又は異なって、H、アンモニウム、アルカリ金属、フッ素原子を含んでも良いアルキル基、アリール基、若しくはスルホニル含有基を表す。)で表される含フッ素単量体を挙げることができる。また、電解質ポリマー前駆体に用いられるモノマーとしては、国際公開第2007/013532号に記載のフルオロスルホニル基を2つ含有する化合物、国際公開第2014/175123号に記載の-SOF基およびジオキソラン環を有するペルフルオロモノマーなども挙げることができる。電解質ポリマー前駆体の好ましい単量体組成(モル%)は、TFE:ビニルエーテル=(50~99):(50~1)であり、より好ましくは、TFE:ビニルエーテル=(50~93):(50~7)である。
 上記電解質ポリマー前駆体は、全単量体の0~20質量%である範囲内で第3モノマーで変性させたものであってもよい。第3モノマーとしては、CTFE、フッ化ビニリデン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、パーフルオロブテニルビニルエーテル;パーフルオロ-2,2-ジメチル-1,3-ジオキソラン、パーフルオロ-2-メチレン-4-メチル-1,3-ジオキソール等の環状モノマー;ジビニルベンゼン等の多官能モノマー等を挙げることができる。
 このようにして得られた電解質ポリマー前駆体は、例えば膜状に成形した後、アルカリ溶液による加水分解及び、鉱酸による処理を経て、高分子電解質膜として燃料電池や電解装置及びレドックスフロー電池等に使用することができる。
 また、電解質ポリマー前駆体の分散状態を維持したまま、アルカリ溶液による加水分解を施すことにより電解質ポリマー分散液を得ることができる。
 引き続き、加圧容器内で、120℃以上に加熱することで、例えば、水/アルコール混合溶媒に溶解させ、溶液状態にすることが出来る。
 このようにして得られた溶液は、例えば電極のバインダーとして使用したり、種々の添加剤と複合してキャスト製膜し、例えば防汚塗膜や有機アクチュエーター等に使用することができる。
(5)TFE/VDF共重合体
 本開示の製造方法において、TFE/VDF共重合体の重合温度としては特に限定されず、0~100℃であってよい。重合圧力は、重合温度等の他の重合条件に応じて適宜定められるが、通常、0~9.8MPaGであってよい。
 TFE/VDF共重合体の好ましい単量体組成(モル%)は、TFE:VDF=(5~90):(95~10)である。TFE/VDF共重合体としては、また、更に第3モノマーを用い、全単量体の0~50モル%である範囲内で変性させたものであってもよい。好ましくは、TFE:エチレン:第3モノマー=(30~85):(10~69.9):(0.1~10)である。
 上記第3モノマーとしては、
   式: CX1112=CX13(CX1415n1116
(式中、X11~X16は同一又は異なってH、F又はClを表し、n11は0~8の整数を表す。但し、TFE及びVDFを除く。)で示されるモノマー、又は、
   式: CX2122=CX23-O(CX2425n2126
(式中、X21~X26は同一又は異なってH、F又はClを表し、n21は0~8の整数を表す。)で示されるモノマーが好ましい。
 また、第3モノマーはフッ素非含有エチレン性単量体でもよい。上記フッ素非含有エチレン性単量体は、耐熱性や耐薬品性を維持する点で、炭素数6以下のエチレン性単量体から選ばれることが好ましい。例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン、2-ブテン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、アルキルビニルエーテル(メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル等)、マレイン酸、イタコン酸、3-ブテン酸、4-ペンテン酸ビニルスルホン酸、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。
 TFE/VDF共重合体の重合において、重合体(I)は、本開示の製造方法における使用範囲で用いることができるが、通常、水性媒体100質量%に対して0.0001~5質量%の量で添加する。
 TFE/VDF共重合体を、アンモニア水、アンモニアガス又はアンモニアを生成しうる窒素化合物と接触させることによりアミド化処理してもよい。
 上述した方法により得たTFE/VDF共重合体は、紡糸延伸方法によりTFE/VDF共重合体繊維を得る原料として使用することも好ましい。上記紡糸延伸方法とは、TFE/VDF共重合体を溶融紡糸してから冷却固化して未延伸糸を得た後、該未延伸糸を加熱筒状体中に走行させて延伸することによりTFE/VDF共重合体繊維を得る方法である。
 上記TFE/VDF共重合体を、有機溶剤に溶解させて、上記TFE/VDF共重合体の溶液を得ることもできる。上記有機溶剤としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素系有機溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;更に、それらの混合溶剤等の低沸点の汎用有機溶剤を挙げることができる。上記溶液は、電池用結着剤として使用できる。
 上記TFE/VDF共重合体の水性分散液をポリオレフィン樹脂からなる多孔性基材上にコーティングし複合多孔膜として使用することも好ましい。水性分散液に無機粒子、及びまたは有機系粒子を分散させ、多孔性基材上にコーティングし複合多孔膜として使用することも好ましい。このようにして得られた複合多孔膜はリチウム二次電池のセパレーターなどの使用することができる。
 上記溶融加工性フッ素樹脂の粉末は、粉体塗料として好適に利用できる。上記溶融加工性フッ素樹脂粉末からなる粉体塗料を基材に適用すると、表面が平滑な皮膜を得ることができる。平均粒径が1μm以上100μm未満である溶融加工性フッ素樹脂粉末は、特に静電塗装に使用する粉体塗料として好適であり、平均粒径が100μm以上1000μm以下である溶融加工性フッ素樹脂粉末は、特に回転塗装又は回転成形に使用する粉体塗料として好適である。
 上記溶融加工性フッ素樹脂粉末は、上述した本開示の製造方法で得られた溶融加工性フッ素樹脂を乾燥させて粉体化することによって粉末を得る方法により製造できる。上記溶融加工性フッ素樹脂粉末を製造するための製造方法も本開示の一つである。
(III)フッ素ゴム
 本開示の製造方法において、上記フッ素ゴムの重合は、攪拌機を備えた耐圧の反応容器に純水及び重合体(I)を仕込み、脱酸素後、モノマーを仕込み、所定の温度にし、重合開始剤を添加して、反応を開始する。反応の進行とともに圧力が低下するので、初期圧力を維持するように、追加のモノマーを連続的又は間欠的に追加供給する。所定量のモノマーを供給した時点で、供給を停止し、反応容器内のモノマーをパージし、温度を室温に戻して反応を終了する。この場合、ポリマーラテックスを連続的に反応容器より取り出すことができる。
 特に、上記フッ素ゴムを製造する場合、国際公開第00/01741号に開示されているように、一旦フルオロポリマー微粒子を高い上記濃度で合成してから希釈して更に重合を行うことで、通常の重合に比べて、最終的な重合速度を速くできる方法を使用することも可能である。
 上記フッ素ゴムの重合は、目的とするポリマーの物性、重合速度制御の観点から適宜条件を選択するが、重合温度は通常-20~200℃、好ましくは5~150℃、重合圧力は通常0.5~10MPaG、好ましくは1~7MPaGにて行われる。また、重合媒体中のpHは、公知の方法等により、後述するpH調整剤等を用いて、通常2.5~13に維持することが好ましい。
 上記フッ素ゴムの重合に用いるモノマーとしては、フッ化ビニリデンの他に、炭素原子と少なくとも同数のフッ素原子を有しフッ化ビニリデンと共重合し得る含フッ素エチレン性不飽和モノマーが挙げられる。上記含フッ素エチレン性不飽和モノマーとしては、トリフルオロプロペン、テトラフルオロプロペン、ペンタフルオロプロペン、へキサフルオロプロペン、2,3,3,3-テトラフルオロプロペン、へキサフルオロブテン、オクタフルオロブテンが挙げられる。なかでも、へキサフルオロプロペンまたは2,3,3,3-テトラフルオロプロペンは、それが重合体の結晶成長を遮断した場合に得られるエラストマーの特性のために特に好適である。上記含フッ素エチレン性不飽和モノマーとしては、また、トリフルオロエチレン、TFE及びCTFE等が挙げられるし、1種若しくは2種以上の塩素及び/又は臭素置換基をもった含フッ素モノマーを用いることもできる。パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)、例えばパーフルオロ(メチルビニルエーテル)も用いることができる。TFE及びHFPは、フッ素ゴムを製造するのに好ましい。
 フッ素ゴムの好ましい単量体組成(質量%)は、フッ化ビニリデン:HFP:TFE=(20~70):(30~48):(0~36)である。この組成のフッ素ゴムは、良好なエラストマー特性、耐薬品性、及び、熱的安定性を示す。
 上記フッ素ゴムの重合において、重合体(I)は、本開示の製造方法における使用範囲で用いることができるが、通常、水性媒体100質量%に対して0.0001~20質量%の量で添加する。好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは2質量%以下である。
 上記フッ素ゴムの重合において、重合開始剤としては、公知の無機ラジカル重合開始剤を使用することができる。上記無機ラジカル重合開始剤としては、従来公知の水溶性無機過酸化物、例えば、ナトリウム、カリウム及びアンモニウムの過硫酸塩、過リン酸塩、過硼酸塩、過炭素塩又は過マンガン酸塩が特に有用である。上記ラジカル重合開始剤は、更に、還元剤、例えば、ナトリウム、カリウム又はアンモニウムの亜硫酸塩、重亜硫酸塩、メタ重亜硫酸塩、ハイポ亜硫酸塩、チオ硫酸塩、亜リン酸塩若しくはハイポ亜リン酸塩により、又は、容易に酸化される金属化合物、例えば第一鉄塩、第一銅塩若しくは銀塩により、更に活性化することができる。好適な無機ラジカル重合開始剤は、過硫酸アンモニウムであり、過硫酸アンモニウムと重亜硫酸ナトリウムと共にレドックス系において使用することが、より好ましい。
 上記重合開始剤の添加濃度は、目的とするフルオロポリマーの分子量や、重合反応速度によって適宜決定されるが、モノマー全量100質量%に対して0.0001~10質量%、好ましくは0.01~5質量%の量に設定する。
 上記フッ素ゴムの重合において、連鎖移動剤としては、公知のものを使用することができるが、炭化水素、エステル、エーテル、アルコール、ケトン、塩素化合物、カーボネート、ヨウ素化合物等を用いることができる。なかでも、イソペンタン、マロン酸ジエチル及び酢酸エチルは、反応速度が低下しにくいという観点から好ましく、I(CFI、I(CFI、ICHI等のジヨウ素化合物は、ポリマー末端のヨウ素化が可能で、反応性ポリマーとして使用できる観点から好ましい。
 上記連鎖移動剤の使用量は、供給されるモノマー全量に対して、通常0.5×10-3~5×10-3モル%、好ましくは1.0×10-3~3.5×10-3モル%であることが好ましい。
 上記フッ素ゴムの重合において、pH調整剤として、リン酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等を好ましく用いることができる。
 本開示の製造方法によって得られるフッ素ゴムの水性分散液は、重合が終了した時点で、固形分濃度が1.0~40質量%、平均粒子径が0.03~1μm、好ましくは0.05~0.5μm、数平均分子量が1,000~2,000,000のものである。
 本開示の製造方法によって得られるフッ素ゴムの水性分散液に対して、凝析、加熱などの処理を行ってもよい。
 上記凝析は、アルカリ土類および土類金属塩を、水性分散液に添加することにより、行うことができる。アルカリ土類および土類金属塩としては、カルシウム、マグネシウム、アルミニウムなどの硫酸塩、硝酸塩、塩酸塩、酢酸塩などが挙げられる。
 凝析された含フッ素エラストマーを水で洗浄し、含フッ素エラストマー内に存在する少量の緩衝液や塩等の不純物を除去した後、洗浄した含フッ素エラストマーを乾燥させてもよい。乾燥温度は、好ましくは40~200℃であり、より好ましくは60~180℃であり、さらに好ましくは80~150℃である。
 フッ素ゴムのうち、パーフルオロゴムは、重合体(I)の存在下に、水性媒体中でパーフルオロモノマーを重合することにより、得られる。
 パーフルオロモノマーとしては、
テトラフルオロエチレン〔TFE〕、
ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕、
一般式:CF=CF-ORf13
(式中、Rf13は、炭素数1~8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるフルオロモノマー、
一般式:CF=CFOCFORf14
(式中、Rf14は炭素数1~6の直鎖状または分岐鎖状パーフルオロアルキル基、炭素数5~6の環式パーフルオロアルキル基、1~3個の酸素原子を含む炭素数2~6の直鎖状または分岐鎖状パーフルオロオキシアルキル基である)で表されるフルオロモノマー、および、
一般式:CF=CFO(CFCF(Y15)O)(CF
(式中、Y15はフッ素原子またはトリフルオロメチル基を表す。mは1~4の整数である。nは1~4の整数である。)で表されるフルオロモノマー
からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
 また、パーフルオロモノマーの重合においては、パーフルオロモノマーとともに、架橋部位を与えるモノマーを重合させてもよい。
 パーフルオロエラストマーの製造方法において用いる重合体(I)は、イオン交換容量が、1.50meq/g以上であることが好ましい。重合体(I)のイオン交換容量としては、より好ましくなる順に、1.75meq/g以上、2.00meq/g以上、2.40meq/g以上、2.50meq/g以上、2.60meq/g以上、3.00meq/g以上、3.50meq/g以上である。イオン交換容量は、重合体(I)のイオン性基(アニオン性基)の含有量であり、重合体(I)の組成から計算により求められる。加水分解によりイオン性となる前駆体基(たとえば、-COOCH)は、イオン交換容量を決定する目的ではイオン性基と見なされない。重合体(I)のイオン交換容量はより高い方が重合体(I)のアニオン性基が多く、安定性の高い粒子が形成される上、粒子形成力が高いため単位水量当たりの粒子数が多くなり、より高い重合速度となると推測される。
 重合体(I)の添加量は、水性媒体100質量%に対して、0.01~20質量%であることが好ましい。上記重合における重合体(I)の添加量(存在量)を、上記の範囲内とすることによって、パーフルオロモノマーの重合反応が円滑に進行し、パーフルオロエラストマーを効率よく製造することができる。
 重合体(I)の添加量としては、一層円滑にパーフルオロモノマーの重合反応が進行することから、水性媒体100質量%に対して、より好ましくは0.1質量%以上であり、さらに好ましくは0.5質量%以上であり、特に好ましくは0.75質量%以上であり、最も好ましくは1.0質量%以上である。
 また、重合体(I)の添加量としては、添加量が多すぎると、添加量に見合った効果が得られず、経済的に不利であり、また、重合終了後の後処理が煩雑になる可能性があることから、水性媒体100質量%に対して、より好ましくは15質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以下であり、特に好ましくは5質量%以下である。
 重合開始剤の存在下にパーフルオロモノマーの重合を行ってもよい。重合開始剤については、上述したとおりである。重合開始剤の添加量としては、パーフルオロモノマー100質量%に対して、好ましくは0.0001~10質量%であり、より好ましくは0.01~5質量%である。上記重合における重合開始剤の添加量(存在量)を、上記の範囲内とすることによって、パーフルオロモノマーの重合反応が円滑に進行し、パーフルオロエラストマーを効率よく製造することができる。重合開始剤の添加量が少なすぎると、十分な重合速度が得られなかったり、十分な収率が得られなかったりする。
 パーフルオロモノマーの重合を、pH調整剤の存在下に行ってもよい。pH調整剤の存在下に重合を行うことにより、重合槽へのパーフルオロエラストマーの付着を一層抑制しながら、十分な重合速度で十分な数のパーフルオロエラストマー粒子を発生させることができる。pH調整剤は、重合開始前に添加してもよいし、重合開始後に添加してもよい。
 pH調整剤としては、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素アンモニウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素カリウム、リン酸二水素カリウム、クエン酸ナトリウム、クエン酸カリウム、クエン酸アンモニウム、グルコン酸ナトリウム、グルコン酸カリウム、グルコン酸アンモニウム等を用いることができる。
 フッ素ゴムのうち、部分フッ素化ゴムは、重合体(I)の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーを重合することにより、得られる。
 部分フッ素化ゴムを得るためのフルオロモノマーとしては、フッ化ビニリデン(ビニリデンフルオライド)(VdF)、テトラフルオロエチレン(TFE)、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロエチレン、トリフルオロプロピレン、テトラフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロブテン、テトラフルオロイソブテン、ヘキサフルオロイソブテン、フッ化ビニル、ヨウ素含有フッ素化ビニルエーテル、一般式:CHX=CXRf(式中、XおよびXは、一方がHであり、他方がFであり、Rfは炭素数1~12の直鎖または分岐したフルオロアルキル基)で表される含フッ素単量体(2)からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
 部分フッ素化ゴムの製造方法においては、フルオロモノマーとして、少なくともビニリデンフルオライドまたはテトラフルオロエチレンを重合することが好ましく、ビニリデンフルオライドを重合することがより好ましい。
 重合体(I)の添加量としては、水性媒体100質量%に対して、0.01~20質量%であることが好ましい。上記重合における重合体(I)の添加量(存在量)を、上記の範囲内とすることによって、フルオロモノマーの重合反応が円滑に進行し、部分フッ素化ゴムを効率よく製造することができる。重合体(I)の添加量が少なすぎると、十分な重合速度が得られなかったり、十分な収率が得られなかったりする。
 重合体(I)の添加量としては、一層円滑にフルオロモノマーの重合反応が進行することから、水性媒体100質量%に対して、より好ましくは0.0001質量%以上であり、さらに好ましくは0.0005質量%以上であり、尚さらに好ましくは0.001質量%以上であり、特に好ましくは0.005質量%以上であり、最も好ましくは0.01質量%以上である。
 また、重合体(I)の添加量としては、添加量が多すぎると、添加量に見合った効果が得られず、経済的に不利であることから、水性媒体100質量%に対して、より好ましくは2質量%以下であり、さらに好ましくは1質量%以下であり、特に好ましくは0.5質量%以下である。
 重合開始剤の存在下にフルオロモノマーの重合を行ってもよい。重合開始剤については、上述したとおりである。重合開始剤の量は、単量体の種類、目的とする部分フッ素化ゴムの分子量、反応速度によって適宜決定される。重合開始剤の量は、目的とする部分フッ素化ゴムの分子量や、重合反応速度によって適宜決定されるが、単量体全量100質量%に対して、好ましくは0.00001~10質量%であり、より好ましくは0.0001~1質量%である。
 上記フッ素ゴムとしては、部分フッ素化ゴムであってもよいし、パーフルオロゴムであってもよい。
 部分フッ素化ゴムは、主鎖にメチレン基(-CH-)を含むことが好ましい。主鎖に-CH-を含む部分フッ素化ゴムとしては、-CH-で表される化学構造を含むものであれば特に限定されず、例えば、-CH-CF-、-CH-CH(CH)-、-CH-CH-、-CH-CF(CF)-等の構造を含む部分フッ素化ゴムが挙げられ、これらは、例えば、ビニリデンフルオライド、プロピレン、エチレン、2,3,3,3-テトラフルオロプロピレン等を重合することにより、部分フッ素化ゴムの主鎖に導入することができる。部分フッ素化ゴムにおけるテトラフルオロエチレン単位の含有量(部分フッ素化ゴムの全重合単位に対するテトラフルオロエチレンに基づく重合単位の含有量)は、40モル%未満であってよい。
 部分フッ素化ゴムとしては、たとえばテトラフルオロエチレン(TFE)、フッ化ビニリデン(VdF)および一般式:CF=CF-Rf(式中、Rfは-CFまたは-ORf(Rfは炭素数1~5のパーフルオロアルキル基))で表されるパーフルオロエチレン性不飽和化合物(たとえばヘキサフルオロプロピレン(HFP)、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)など)からなる群より選ばれる少なくとも1種の単量体に基づく単量体単位を含有することが好ましい。部分フッ素化ゴムとしては、なかでも、VdF単位またはTFE単位を含有することが好ましい。
 部分フッ素化ゴムとしては、ビニリデンフルオライド(VdF)系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン(TFE)/プロピレン(Pr)系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン(TFE)/プロピレン/ビニリデンフルオライド(VdF)系フッ素ゴム、エチレン/ヘキサフルオロプロピレン(HFP)系フッ素ゴム、エチレン/ヘキサフルオロプロピレン(HFP)/ビニリデンフルオライド(VdF)系フッ素ゴム、エチレン/ヘキサフルオロプロピレン(HFP)/テトラフルオロエチレン(TFE)系フッ素ゴム、Et/TFE/PAVE系フッ素ゴム等が挙げられる。なかでも、ビニリデンフルオライド系フッ素ゴム及びテトラフルオロエチレン/プロピレン系フッ素ゴムからなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 上記ビニリデンフルオライド系フッ素ゴムは、ビニリデンフルオライド45~85モル%と、ビニリデンフルオライドと共重合可能な少なくとも1種の他のモノマー55~15モル%とからなる共重合体であることが好ましい。より好ましくは、ビニリデンフルオライド50~80モル%と、ビニリデンフルオライドと共重合可能な少なくとも1種の他のモノマー50~20モル%とからなる共重合体である。
 上記ビニリデンフルオライドと共重合可能な少なくとも1種の他のモノマーとしては、テトラフルオロエチレン〔TFE〕、ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕、フルオロアルキルビニルエーテル、クロロトリフルオロエチレン〔CTFE〕、トリフルオロエチレン、トリフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、トリフルオロブテン、テトラフルオロイソブテン、ヘキサフルオロイソブテン、フッ化ビニル、一般式(100):CHX101=CX102Rf101(式中、X101およびX102は、一方がHであり、他方がFであり、Rf101は炭素数1~12の直鎖又は分岐したフルオロアルキル基)で表されるフルオロモノマー、一般式(170):CH=CH-(CF-X171(式中、X171はH又はFであり、nは3~10の整数である。)で表されるフルオロモノマー、架橋部位を与えるモノマー等のモノマー;エチレン、プロピレン、アルキルビニルエーテル等の非フッ素化モノマーが挙げられる。これらをそれぞれ単独で、又は、任意に組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、TFE、HFP、2.3.3.3-テトラフルオロプロペン、フルオロアルキルビニルエーテル及びCTFEからなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。フルオロアルキルビニルエーテルとしては、一般式(160)で表されるフルオロモノマーが好ましい。
 ビニリデンフルオライド系フッ素ゴムの具体例としては、VdF/HFP系ゴム、VdF/HFP/TFE系ゴム、VdF/CTFE系ゴム、VdF/CTFE/TFE系ゴム、VdF/一般式(100)で表されるフルオロモノマー系ゴム、VdF/一般式(100)で表されるフルオロモノマー/TFE系ゴム、VdF/パーフルオロ(メチルビニルエーテル)〔PMVE〕系ゴム、VdF/PMVE/TFE系ゴム、VdF/PMVE/TFE/HFP系ゴム等が挙げられる。VdF/一般式(100)で表されるフルオロモノマー系ゴムとしては、VdF/CH=CFCF系ゴムが好ましく、VdF/一般式(100)で表されるフルオロモノマー/TFE系ゴムとしては、VdF/TFE/CH=CFCF系ゴムが好ましい。
 ビニリデンフルオライド系フッ素ゴムとしては、VdF/HFP共重合体またはVdF/HFP/TFE共重合体がより好ましく、VdF/HFP/TFEの組成が(32~85)/(10~34)/(0~40)(モル%)であるものが特に好ましい。VdF/HFP/TFEの組成としては、(32~85)/(15~34)/(0~34)(モル%)がより好ましく、(47~81)/(17~32)/(0~28)(モル%)が更に好ましい。
 例えば、上記VdF/HFP共重合体において、VdF/HFPの組成としては、好ましくは(45~85)/(15~55)(モル%)であり、より好ましくは(50~83)/(17~50)(モル%)であり、さらに好ましくは(55~81)/(19~45)(モル%)であり、特に好ましくは(60~80)/(20~40)(モル%)である。
 上記VdF/CH=CFCF系ゴムは、VDF40~99.5モル%、及び、CH=CFCF0.5~60モル%からなる共重合体であることが好ましく、VdF50~85モル%、及び、CH=CFCF20~50モル%からなる共重合体であることがより好ましい。
 VdF/TFE/PMVE系ゴムは、VdF/TFE/PMVEの組成が(32~85)/(3~40)/(10~34)モル%からなる共重合体であることが好ましく、(45~81)/(4~30)/(16~28)モル%からなる共重合体であることがより好ましい。
 Et/TFE/PAVE系フッ素ゴムは、Et/TFE/PAVEの組成が、(10~40)/(32~60)/(20~40)(モル%)であることが好ましく、(20~40)/(40~50)/(20~30)(モル%)であることがより好ましい。PAVEとしてはPMVEが好ましい。
 上記テトラフルオロエチレン/プロピレン系フッ素ゴムは、テトラフルオロエチレン45~70モル%、プロピレン55~30モル%、及び、架橋部位を与えるフルオロモノマー0~5モル%からなる共重合体であることが好ましい。
 上記フッ素ゴムは、パーフルオロゴムであってもよい。上記パーフルオロゴムとしては、TFEを含むパーフルオロゴム、例えばTFE/一般式(160)、(130)又は(140)で表されるフルオロモノマー共重合体及びTFE/一般式(160)、(130)又は(140)で表されるフルオロモノマー/架橋部位を与えるモノマー共重合体からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。
 その組成は、TFE/PMVE共重合体の場合、好ましくは、45~90/10~55(モル%)であり、より好ましくは、55~80/20~45であり、更に好ましくは、55~70/30~45である。
 TFE/PMVE/架橋部位を与えるモノマー共重合体の場合、好ましくは、45~89.9/10~54.9/0.01~4(モル%)であり、より好ましくは、55~77.9/20~49.9/0.1~3.5であり、更に好ましくは、55~69.8/30~44.8/0.2~3である。
 TFE/炭素数が4~12の一般式(160)、(130)又は(140)で表されるフルオロモノマー共重合体の場合、好ましくは、50~90/10~50(モル%)であり、より好ましくは、60~88/12~40であり、更に好ましくは、65~85/15~35である。
 TFE/炭素数が4~12の一般式(160)、(130)又は(140)で表されるフルオロモノマー/架橋部位を与えるモノマー共重合体の場合、好ましくは、50~89.9/10~49.9/0.01~4(モル%)であり、より好ましくは、60~87.9/12~39.9/0.1~3.5であり、更に好ましくは、65~84.8/15~34.8/0.2~3である。
 これらの組成の範囲を外れると、ゴム弾性体としての性質が失われ、樹脂に近い性質となる傾向がある。
 上記パーフルオロゴムとしては、TFE/一般式(140)で表されるフルオロモノマー/架橋部位を与えるフルオロモノマー共重合体、TFE/一般式(140)で表されるパーフルオロビニルエーテル共重合体、TFE/一般式(160)で表されるフルオロモノマー共重合体、及び、TFE/一般式(160)で表されるフルオロモノマー/架橋部位を与えるモノマー共重合体からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましい。
 上記パーフルオロゴムとしては、国際公開第97/24381号、特公昭61-57324号公報、特公平4-81608号公報、特公平5-13961号公報等に記載されているパーフルオロゴムも挙げることができる。
 上記フッ素ゴムは、高温における圧縮永久歪みに優れる点から、ガラス転移温度が-70℃以上であることが好ましく、-60℃以上であることがより好ましく、-50℃以上であることが更に好ましい。また、耐寒性が良好であるという点から、5℃以下であることが好ましく、0℃以下であることがより好ましく、-3℃以下であることが更に好ましい。
 上記ガラス転移温度は、示差走査熱量計(メトラー・トレド社製、DSC822e)を用い、試料10mgを10℃/minで昇温することによりDSC曲線を得て、二次転移時のDSC曲線の微分曲線における最大値を取る点をガラス転移温度として求めることができる。
 上記フッ素ゴムは、耐熱性が良好な点で、170℃におけるムーニー粘度ML(1+20)が30以上であることが好ましく、40以上であることがより好ましく、50以上であることが更に好ましい。また、加工性が良好な点で、150以下であることが好ましく、120以下であることがより好ましく、110以下であることが更に好ましい。
 上記フッ素ゴムは、耐熱性が良好な点で、140℃におけるムーニー粘度ML(1+20)が30以上であることが好ましく、40以上であることがより好ましく、50以上であることが更に好ましい。また、加工性が良好な点で、180以下であることが好ましく、150以下であることがより好ましく、110以下であることが更に好ましい。
 上記フッ素ゴムは、耐熱性が良好な点で、100℃におけるムーニー粘度ML(1+10)が10以上であることが好ましく、20以上であることがより好ましく、30以上であることが更に好ましい。また、加工性が良好な点で、120以下であることが好ましく、100以下であることがより好ましく、80以下であることが更に好ましい。
 上記ムーニー粘度は、ALPHA TECHNOLOGIES社製 ムーニー粘度計MV2000E型を用いて、170℃又は140℃、100℃において、JIS K6300に従い測定することができる。
 本開示の製造方法により得られるフッ素ゴムは、上記重合から得られるものであれば何れの形態にあってもよく、重合上がりの水性分散液であってもよいし、上記重合上がりの水性分散液から従来公知の方法で凝析、乾燥等することにより得られるガム(gum)又はクラム(crumb)として使用することもできる。本開示の製造方法で用いる重合体(I)は水性分散液の安定性を向上させることが可能であり、上記のように重合途中で有機パーオキサイドのような開始剤、ヨウ素または臭素化合物のような連鎖移動剤など難水溶性物質を添加する重合方法においてより好ましく使用される。
 上記ガム(gum)は、フッ素ゴムからなる粒状の小さな塊であり、上記クラム(crumb)とは、フッ素ゴムが、室温でガムとして小粒状の形を保つことができず互いに融着した結果、不定形な塊状の形態となったものである。
 上記フッ素ゴムは、硬化剤、充填剤等を加え、フッ素ゴム組成物に加工することができる。
 上記硬化剤としては、ポリオール、ポリアミン、有機過酸化物、有機スズ、ビス(アミノフェノール)テトラアミン、又は、ビス(チオアミノフェノール)等が挙げられる。
 上記フッ素ゴム組成物は、上述のフッ素ゴムからなるものであるので、乳化剤を実質的に含有せず、成形加工時に架橋し易い点で優れている。
 上記フッ素ゴムを用いて成形加工することによりフッ素ゴム成形体を得ることができる。上記成形加工する方法としては、特に限定されず、上述の硬化剤を用いて行う公知の方法が挙げられる。成形方法としては、圧縮成形法、注入成形法、インジェクション成形法、押出し成形法、ロートキュアーによる成形法などが例示できるが、これらに限定されるものではない。
 フッ素ゴム組成物が硬化剤(架橋剤)を含有する場合、フッ素ゴム組成物を架橋することにより、フッ素ゴム成形体として、架橋物を得ることができる。架橋方法としては、スチーム架橋法、加熱による架橋法、放射線架橋法等が採用でき、なかでも、スチーム架橋法、加熱による架橋法が好ましい。限定されない具体的な架橋条件としては、通常、140~250℃の温度範囲、1分間~24時間の架橋時間内で、架橋促進剤、架橋剤および受酸剤などの種類により適宜決めればよい。
 上記フッ素ゴム成形体は、シール、ガスケット、電線被覆、ホース、チューブ、積層体、アクセサリー等として好適であり、特に半導体製造装置用部品、自動車部品、等に好適である。
 本開示の製造方法において、フルオロポリマーの凝析、洗浄、乾燥などを行った場合は、排水やオフガスが発生する。上記凝析、又は、洗浄により発生した排水、及び/又は、乾燥により発生するオフガスから、上記重合体(I)、上記重合体(I)から副生する上記重合体(I)の分解物や副生成物、残留モノマー等を回収し、精製することにより、上記重合体(I)、上記重合体(I)から副生する上記重合体(I)の分解物や副生成物、残留モノマー等を再利用してもよい。上記回収、及び、精製を行う方法としては特に限定されるものではないが、公知の方法により行うことができる。例えば、特表2011-520020号公報に記載の方法により、米国特許出願公開第2007/15937号明細書、米国特許出願公開第2007/25902号明細書、米国特許出願公開第2007/27251号明細書に記載の方法が挙げられ、具体的には以下の方法が挙げられる。
 上記排水から重合体(I)、上記重合体(I)から副生する上記重合体(I)の分解物や副生成物、残留モノマー等を回収する方法としては、排水にイオン交換樹脂、活性炭、シリカゲル、クレイ、ゼオライト等の吸着粒子を接触させて上記重合体(I)等を吸着させた後、排水と吸着粒子とを分離する方法が挙げられる。上記重合体(I)等を吸着した吸着粒子を焼却すれば、上記重合体(I)等の環境への放出を防ぐことができる。
 また、上記重合体(I)等を吸着したイオン交換樹脂粒子から公知の方法により上記重合体(I)等を脱離・溶出させて回収することもできる。例えば、イオン交換樹脂粒子が陰イオン交換樹脂粒子である場合、鉱酸を陰イオン交換樹脂に接触させるにより重合体(I)等を溶出させることができる。続いて得られる溶出液に水溶性有機溶媒を添加すると通常2相に分離するので、重合体(I)等を含む下相を回収して中和することにより、重合体(I)等を回収できる。上記水溶性有機溶媒としては、アルコール、ケトン、エーテル等の極性溶媒が挙げられる。
 上記重合体(I)等をイオン交換樹脂粒子から回収する別の方法としては、アンモニウム塩と水溶性有機溶媒を使用する方法、アルコールと所望により酸とを使用する方法が挙げられる。後者の方法では重合体(I)等のエステル誘導体が生成するので、蒸留することによりアルコールと容易に分離できる。
 上記排水にフルオロポリマー粒子や他の固形分が含まれる場合、排水と吸着粒子とを接触させる前にこれらを除去しておくことが好ましい。フルオロポリマー粒子や他の固形分を除去する方法としては、アルミニウム塩等を添加することによりこれらを沈殿させた後、排水と沈殿物とを分離させる方法、電気凝固法等が挙げられる。また、機械的な方法により除去してもよく、例えば、交差流ろ過法、深層ろ過法、プレコートろ過法が挙げられる。
 上記排水中の未凝集の上記フルオロポリマー濃度は、生産性の観点から低いことが好ましく、0.4質量%未満がより好ましく、0.3質量%未満が特に好ましい。
 上記オフガスから重合体(I)等を回収する方法としては、スクラバーを使用して、脱イオン水、アルカリ水溶液、グリコールエーテル溶媒等の有機溶媒等と接触させて、重合体(I)等を含むスクラバー溶液を得る方法が挙げられる。アルカリ水溶液として高濃度アルカリ水溶液を使用すると、重合体(I)等が相分離した状態でスクラバー溶液が回収できるので、重合体(I)等の回収と再利用が容易である。アルカリ化合物としてはアルカリ金属水酸化物、第4級アンモニウム塩等が挙げられる。
 上記重合体(I)等を含むスクラバー溶液を逆浸透膜等を使用して濃縮してもよい。濃縮したスクラバー溶液は通常フッ素イオンを含むが、濃縮後更にアルミナを添加して該フッ素イオンを除去することにより、上記重合体(I)等の再利用を容易にすることもできる。また、スクラバー溶液に吸着粒子を接触させて重合体(I)等を吸着させて、上述した方法により重合体(I)等を回収してもよい。
 上記のいずれかの方法により回収した重合体(I)等は、フルオロポリマーの製造に再利用することができる。
<組成物>
 また、本開示は、重合体(I)およびフルオロポリマーを含有する組成物であって、重合体(I)が、一般式(I)で表される単量体(I)に基づく重合単位(I)、および、一般式(II)で表される単量体(II)に基づく重合単位(II)を含有する組成物にも関する。
   CX=CXR(-CZ-A   (I)
(式中、XおよびXは、それぞれ独立して、F、Cl、HまたはCFであり;Xは、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;Aは、アニオン性基であり;Rは連結基であり;ZおよびZは、それぞれ独立して、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;mは1以上の整数である。)
   CHF=CHF   (II)
 本開示の組成物は、本開示の製造方法により好適に製造することができる。
 本開示の組成物の形態は、特に限定されないが、たとえば、水性分散液、凝析物、乾燥物、ガム、クラム、粉末、ペレットなどであってよい。水性分散液とは、水性媒体を分散媒とし、フルオロポリマーを分散質とする分散系である。上記水性媒体は、水を含む液体であれば特に限定されず、水に加え、たとえば、アルコール、エーテル、ケトン、パラフィンワックスなどの有機溶媒を含むものであってもよい。
 本開示の組成物は、フルオロポリマーの一次粒子が水性媒体中に分散したフルオロポリマー水性分散液であってよい。上記水性分散液は、上述した重合を行うことにより得られる水性分散液、この水性分散液を濃縮するか又は分散安定化処理して得られるディスパージョン、および、フルオロポリマーからなる粉末を、上記界面活性剤の存在下に水性媒体に分散させたものの何れであってもよい。また、本開示の組成物は、フルオロポリマー粉末であってもよい。フルオロポリマー粉末は、たとえば、フルオロポリマー水性分散液中のフルオロポリマーを公知の方法により凝析させることにより得られる。
 組成物中の重合体(I)の含有量は、フルオロポリマーに対して、0.001質量%以上が好ましく、0.005質量%以上がより好ましく、0.01質量%以上がさらに好ましく、0.05質量%以上が特に好ましく、0.10質量%以上が最も好ましい。また、組成物中の重合体(I)の含有量は、フルオロポリマーに対して、10質量%以下が好ましく、5.0質量%以下がより好ましく、2.0質量%以下がさらに好ましく、1.0質量%以下が特に好ましく、0.50質量%以下が最も好ましい。
 重合体(I)の含有量は、固体NMR測定より求められる。
 また、国際公開第2014/099453号、国際公開第2010/075497、国際公開第2010/075496号、国際公開第2011/008381、国際公開第2009/055521号、国際公開第1987/007619号、特開昭61-293476号公報、国際公開第2010/075494号、国際公開第2010/075359号、国際公開第2006/119224号、国際公開第2013/085864号、国際公開第2012/082707号、国際公開第2012/082703号、国際公開第2012/082454号、国際公開第2012/082451号、国際公開第2006/135825号、国際公開第2004/067588号、国際公開第2009/068528号、特開2004-075978号公報、特開2001-226436号公報、国際公開第1992/017635号、国際公開第2014/069165号、特開平11-181009号公報などに記載のそれぞれの重合体の測定方法が記載されている。重合体(I)の含有量の測定方法としては、これらに記載のそれぞれの重合体の測定方法を用いることができる。
 本開示の組成物において、重合体(I)における単量体(I)のダイマーおよびトリマーの含有量は、重合体(I)に対して、1.0質量%以下であることが好ましい。本開示の組成物中の単量体(I)のダイマーおよびトリマーの含有量としては、重合体(I)に対して、1.0質量%以下であり、好ましくは0.1質量%以下であり、より好ましくは0.01質量%以下であり、さらに好ましくは0.001質量%以下であり、特に好ましくは0.0001質量%以下である。
 本開示の組成物において、重合体(I)における単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーの含有量は、重合体(I)に対して、1.0質量%以下であることが好ましい。本開示の組成物中の単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーの含有量としては、重合体(I)に対して、1.0質量%以下であり、好ましくは0.1質量%以下であり、より好ましくは0.01質量%以下であり、さらに好ましくは0.001質量%以下であり、特に好ましくは0.0001質量%以下である。
 本開示の組成物中のダイマーおよびトリマーの含有量は、重合体(I)中のダイマーおよびトリマーの含有量と同様の方法により測定できる。
 本開示の組成物中の重合体(I)には、本開示の製造方法において用いる重合体(I)と同様の含有量で、分子量3000以下の画分、分子量2000以下の画分、分子量1500以下の画分、または、分子量1000以下の画分が含まれているか、含まれていないものであってよい。
 本開示の組成物中の重合体(I)は、本開示の製造方法において用いる重合体(I)と同様の構成を有し得る。
 本開示の組成物中のフルオロポリマーは、本開示の製造方法により得られるフルオロポリマーと同様の構成を有し得る。したがって、フルオロポリマーとしては、テトラフルオロエチレン重合体[TFE重合体(PTFE)]、溶融加工性フッ素樹脂、フッ素ゴムなどを挙げることができる。
 本開示の組成物がフルオロポリマーとしてPTFEおよび重合体(I)を含有する場合、PTFEならびに特許文献1および2に記載のような従来の重合体を含有する組成物と比べて、0.1%分解開始温度が高いという特徴をも有している。したがって、本開示のPTFEを含有する組成物は、耐熱性に優れている。
 本開示の組成物の一実施形態においては、含フッ素界面活性剤を含有する。含フッ素界面活性剤を含有する組成物は、含フッ素界面活性剤を用いて、高い生産性で安定的に製造することができる利点がある。
 本開示の組成物の一実施形態においては、含フッ素界面活性剤を実質的に含有しない。含フッ素界面活性剤を実質的に含有しない組成物は、含フッ素界面活性剤を用いることなくフルオロモノマーを重合させて製造する必要があるが、重合体(I)を用いる本開示の製造方法により、製造が可能となった。
 本開示において、「含フッ素界面活性剤を実質的に含有しない」とは、組成物中の含フッ素界面活性剤の含有量が、10質量ppm以下であることを意味し、好ましくは1質量ppm以下であり、より好ましくは100質量ppb以下であり、更に好ましくは10質量ppb以下であり、更により好ましくは1質量ppb以下であり、特に好ましくは、液体クロマトグラフィー-質量分析法(LC/MS)による測定による、含フッ素界面活性剤が検出限界未満である。
 含フッ素界面活性剤の含有量は、公知な方法で定量できる。例えば、LC/MS分析にて定量することができる。
 まず、組成物にメタノールを加え、抽出を行ない、得られた抽出液をLC/MS分析する。さらに抽出効率を高めるために、ソックスレー抽出、超音波処理等による処理を行ってもよい。
 得られたLC/MSスペクトルから、分子量情報を抜出し、候補となる含フッ素界面活性剤の構造式との一致を確認する。
 その後、確認された含フッ素界面活性剤の5水準以上の含有量の水溶液を作製し、それぞれの含有量の水溶液のLC/MS分析を行ない、含有量と、その含有量に対するエリア面積と関係をプロットし、検量線を描く。
 そして、検量線を用いて、抽出液中の含フッ素界面活性剤のLC/MSクロマトグラムのエリア面積を、含フッ素界面活性剤の含有量に換算することができる。
 本開示の組成物は、上述した用途に好適に利用することができる。
 以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
 つぎに本開示の実施形態について実施例をあげて説明するが、本開示はかかる実施例のみに限定されるものではない。
 実施例の各数値は以下の方法により測定した。
(水溶液中の重合体Lの濃度(固形分濃度))
 重合体Lを含有する水溶液約1gを、減圧乾燥機中で60℃、60分の条件で乾燥し、加熱残分の質量を測定し、水溶液の質量(1g)に対する、加熱残分の質量の割合を百分率で表した値を採用した。
(重合体Lの組成)
 19F-NMR測定により測定した。
(重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量が3000以下の画分の含有量の測定方法)
 重合体LのMw、Mnは、示差屈折率検出器(昭和電工製 RI-501)を備えたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により、東ソー社製のカラム(TSKgel α-M を1本およびTSG gel α-3000を1本)を連結して使用し、溶媒として0.05M臭化リチウム添加ジメチルホルムアミドを流速0.8ml/分で流して測定し、単分散ポリスチレンを標準として分子量を算出することにより求めた。
(重合体L中のダイマーおよびトリマーの含有量の測定方法)
(1)水溶液からの抽出
 重合体Lの水溶液の固形分を測定し、重合体Lの固形分0.2gに相当する量の水溶液を秤量した。その後、水溶液中に含まれている水と合わせ、水とメタノールとの体積比が50/50(体積%)となるように、水とメタノールを加え、重合体Lならびに水およびメタノールを含有する混合液を得た。その後、得られた混合液に対して、限外ろ過デイスク(分画分子量3000Da)を用いてろ過を行い、重合体Lを含む回収液を回収した。
 液体クロマトグラフ質量分析計(Waters, LC-MS ACQUITY UPLC/TQD)を用いて、回収液の分析を行い、回収液のクロマトグラムを得た。
 回収液に含まれるダイマーおよびトリマーの含有量は、回収液のクロマトグラムに現れるダイマーおよびトリマーに由来するピークの積分値を、類縁体であるモノマーの検量線を用いて、単量体のダイマーおよびトリマーの含有量に換算することにより求めた。
(2)単量体の検量線
 1ng/mL~100ng/mLの含有量既知の単量体のメタノール標準溶液を5水準調製し、液体クロマトグラフ質量分析計(Waters, LC-MS ACQUITY UPLC/TQD)を用いて測定を行った。それぞれの単量体の含有量と、その含有量に対するピークの積分値との関係をプロットし、各単量体の検量線(一次近似)を作成した。次に、各単量体の検量線(一次近似)を用いて、各単量体のダイマーおよびトリマーの検量線を作成した。
測定機器構成とLC-MS測定条件
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
 この測定機器構成における定量限界は1ng/mLである。
(フッ素ゴムのムーニー粘度)
 ムーニー粘度は、ALPHA TECHNOLOGIES社製ムーニー粘度計MV2000E型を用いて、100℃において、JIS K 6300-1.2013に従い測定した。
(フッ素ゴムの組成)
 NMR分析により求めた。
(ポリマー付着率)
 重合終了後に重合槽に付着したポリマー付着物の質量の、重合終了後のポリマー(フッ素ゴム)の総量に対する比率(重合槽への付着率)を次の式により求めた。
   ポリマー付着率(質量%)=ポリマー付着物の質量/得られたポリマー(ポリマー付着物込み)の質量×100
   得られたポリマーの質量=水性分散液の質量×水性分散液の固形分濃度(質量%)/100+ポリマー付着物の質量
 ポリマー付着物には、重合終了後に水性分散液を重合槽から抜き出した後に、重合槽内壁や撹拌翼などの重合槽内部に付着しているポリマーと、凝集により水性分散液から遊離し、水性分散液中に分散せずに、浮遊または沈殿しているポリマーとが含まれる。ポリマー付着物の質量は、ポリマー付着物に含まれる水分を120℃で乾燥し除去した後の質量である。
(水性分散液中のフッ素ゴム粒子数)
 下記式により算出した。
 式中、平均粒子径は、上記した方法で算出したキュムラント平均径であり、ポリマー粒子の個数(フッ素ゴム粒子数)は水1ccあたりの個数であり、実施例の全てのフッ素ゴムの比重を1.8とした。
調製例1(重合体Lの調製)
 反応器に、6.32gのCF=CFOCFCFSONa、34gの水、CF=CFOCFCFSONaの量に対して1.5モル%に相当する量の過硫酸アンモニウム(APS)を加え、1,2-ジフルオロエチレンを3.58g導入し、密閉下にて60℃で7.5時間攪拌した。反応器内圧は反応の進行に伴い0.30MPaから0.23MPaまで低下した。
 得られた重合体Lを含有する水溶液を透析膜(分画分子量3500Da、セルロース製)に入れ、室温で水と接触させ透析を実施し重合体Lの水溶液を得た。透析膜精製を実施することにより得られた水溶液中の重合体Lの濃度は1.4質量%であった。
 透析を実施することにより得られた水溶液をNMRで分析してポリマー組成を調べたところ、重合体Lに含まれるCF=CFOCFCFSONaに基づく重合単位と1,2-ジフルオロエチレンに基づく重合単位とのモル比は1.0/1.1であった。
 また、得られた重合体Lの重量平均分子量(Mw)は9.7×10、数平均分子量(Mn)は5.0×10であった。透析を実施することにより得られた水溶液中のCF=CFOCFCFSONaのダイマーおよびトリマーの含有量は、重合体Lに対して、0.1質量%以下であった。また、CF=CFOCFCFSONaおよびCHF=CHFから構成されるダイマーおよびトリマーの含有量は、フルオロポリマーに対して、0.1質量%以下であった。透析を実施することにより得られた水溶液中の分子量3000以下の画分の含有量は、0.1質量%以下であった。
 また、得られた重合体Lの乾燥体をTG-DTA分析した結果、分解開始温度は355℃であった。
 得られた重合体Lを用いて、重合体Lの含有量が異なる複数の水溶液を調製した。各水溶液の動的光散乱法(DLS)によって粒子径を測定したところ、重合体Lの含有量が水溶液に対して8.2質量%以下である場合は、粒子径が測定できなかった。したがって、重合体Lは、高い水溶性を有している。
 重合体LのTG-DTA分析の結果を、比較例1で用いたCF=CFOCFCFSONaの単独重合体のTG-DTA分析の結果とともに、図1に示す。図1に示す結果から、重合体Lは、CF=CFOCFCFSONaの単独重合体に比べて、分解温度以上で容易に分解されることが分かる。
実施例1(フッ素ゴムの製造)
 内容積3LのSUS製の重合槽に1446gの脱イオン水、0.93gのCH=CF-CFOCF(CF)COONHの10質量%水溶液、53.57gの重合体Lの水溶液(透析を実施することにより得られた重合体Lの水溶液(重合体Lの含有量が1.4質量%))を加え、重合槽を密閉し、系内を窒素で置換し酸素を取り除いた。重合槽を80℃に昇温し、攪拌しながら、フッ化ビニリデン〔VDF〕/テトラフルオロエチレン〔TFE〕/ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕(=19/11/70モル%)のモル比で、重合槽の内圧が1.47MPaGとなるように、単量体(初期単量体)を圧入した。
 ついで、過硫酸アンモニウム(APS)0.026gを脱イオン水に溶解した重合開始剤水溶液を窒素ガスで圧入し重合を開始した。重合の進行に伴い、内圧が1.45MPaGに降下した時点で、VDF/TFE/HFP(=50/20/30モル%)の混合単量体を内圧が1.47MPaGで一定となるように仕込んだ。
 混合単量体が14g追加された時に、ジヨウ素化合物I(CFI 2.19gを窒素ガスで圧入した。
 重合開始から3.0時間後、6.0時間後にそれぞれ、APS0.026gの重合開始剤水溶液を窒素ガスで圧入した。
 混合単量体を477g追加した時点で、撹拌を停止し、重合槽が大気圧になるまで脱圧を行った。重合槽を冷却して、水性分散液を得た。
 上記水性分散液に硫酸アルミニウム水溶液を添加して凝析を行った。得られた凝析物を水洗し、乾燥して、フッ素ゴムを得た。NMR分析により共重合組成を調べたところ、VDF/TFE/HFP=50/20/30(モル%)であった。その他の結果を表2に示す。
比較例1
 53.57gの重合体Lの水溶液に代えて、35.71gのCF=CFOCFCFSONaの単独重合体の水溶液(単独重合体の含有量が2.1質量%、重量平均分子量(Mw)が0.9×10)を用い、重合開始から3.0時間後にAPS0.026gの重合開始剤水溶液を窒素ガスで圧入した以外は、実施例1と同様にして、水性分散液を得た。フッ素ゴムの共重合組成は、VDF/TFE/HFP=50/20/30(モル%)であった。その他の結果を表2に示す。
比較例2
 53.57gの重合体Lの水溶液に代えて、3.02gのCF=CFOCFCFSONHとTFEとの共重合体の水溶液(共重合体の含有量が24.8質量%、数平均分子量(Mw)が20.0×10、CF=CFOCFCFSONaとTFEとのモル比が1.0/4.4)を用い、重合開始から3.0時間後にAPS0.026gの重合開始剤水溶液を窒素ガスで圧入した以外は、実施例1と同様にして、水性分散液を得た。フッ素ゴムの共重合組成は、VDF/TFE/HFP=50/20/30(モル%)であった。その他の結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
実施例2(PTFEの製造)
 内容量1Lの撹拌機付きガラス製反応器に、452.53gの脱イオン水、30gのパラフィンワックスおよび78.57gの重合体Lの水溶液(透析を実施することにより得られた重合体Lの水溶液(重合体Lの含有量が1.4質量%))を入れ、アンモニア水を入れてpHを9.2に調整した。次いで反応器の内容物を70℃まで加熱しながら吸引すると同時にTFE単量体でパージして反応器内の酸素を除いた。その後、内容物を540rpmで攪拌した。反応器中に1.26gのHFPを加えた後、0.73MPaGの圧力となるまでTFE単量体を加えた。20gの脱イオン水に溶解した2.75mgの過硫酸アンモニウム(APS)開始剤を反応器に注入し、反応器を0.83MPaGの圧力にした。開始剤の注入後に圧力の低下が起こり重合の開始が観測された。TFE単量体を反応器に加えて圧力を0.78MPaG一定となるように保った。反応で消費したTFE単量体が約30gに達した時点でTFE単量体の供給と撹拌を停止した。続いて反応器の圧力が0.02MPaGに達するまで反応器内のガスをゆっくりと放出した。その後、反応器の圧力が0.78MPaGになるまでTFE単量体を供給し、再び撹拌を開始して引き続き反応を行った。反応で消費したTFE単量体が約150gに達した時点でTFE単量体の供給を止め、撹拌を停止して反応を終了した。その後に、反応器内の圧力が常圧になるまで排気し、内容物を反応器から取り出して冷却した。上澄みのパラフィンワックスをPTFE水性分散液から取り除いた。
 得られたPTFE水性分散液の固形分濃度は21.4質量%であり、平均一次粒子径は205nmであった。
 得られたPTFE水性分散液を高速撹拌条件下で凝固させた。凝固した湿潤粉末を150℃で18時間乾燥した。結果を表3に示す。
(変性モノマー単位の含有量)
 HFP単位の含有量は、PTFE粉末をプレス成形することにより、薄膜ディスクを作製し、薄膜ディスクのFT-IR測定により得られる赤外線吸光度に基づいて、982cm-1における吸光度/935cm-1における吸光度の比に0.3を乗じることにより、求めた。
(PTFEを含有する水性分散液の固形分濃度)
 水性分散液1gを、送風乾燥機中で150℃、60分の条件で乾燥し、水性分散液の質量(1g)に対する、加熱残分の質量の割合を百分率で表した値を採用した。
(平均一次粒子径)
 固形分濃度を約1.0質量%に調整したPTFE水性分散液を作製し、ELSZ-1000S(大塚電子社製)を使用して25℃、積算70回にて測定した。溶媒(水)の屈折率は1.3328、溶媒(水)の粘度は0.8878mPa・sとした。
(アスペクト比)
 固形分濃度が約1質量%となるように希釈した水性分散液を走査電子顕微鏡(SEM)で観察し、無作為に抽出した400個以上の粒子について画像処理を行い、その長径と短径の比の平均より求めた。
(標準比重(SSG))
 ASTM D4895-89に準拠して成形されたサンプルを用い、ASTM D 792に準拠した水置換法により測定した。
(ピーク温度)
 ピーク温度は、300℃以上の温度に加熱した履歴のないPTFEの粉末約10mgを精秤し、専用のアルミパンに収納して、TG/DTA(示差熱熱重量同時測定装置)を用いて測定した。ピーク温度は、アルミパンを大気雰囲気下、25℃から600℃までの温度範囲を10℃/分の条件で昇温させることにより示差熱(DTA)曲線を得て、得られた示差熱(DTA)曲線における極大値に対応する温度とした。
(0.1%分解開始温度)
 0.1%分解開始温度は、300℃以上の温度に加熱した履歴のないPTFEの粉末約10mgを精秤し、専用のアルミパンに収納して、TG/DTA(示差熱熱重量同時測定装置)を用いて測定した。0.1%分解開始温度は、アルミパンを大気雰囲気下、25℃から600℃までの温度範囲を10℃/分の条件で昇温させることにより分解(TG)曲線を得て、得られた分解(TG)曲線における0.1%の分解値に対応する温度とした。
(PTFE粉末中の重合体(重合体L)の含有量)
 PTFE粉末中に含まれる重合体の含有量は、固体19F-MAS NMR測定により得られたスペクトルから求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033

Claims (13)

  1.  重合体(I)の存在下に、水性媒体中でフルオロモノマーを重合することにより、フルオロポリマーを得るフルオロポリマーの製造方法であって、
     重合体(I)が、一般式(I)で表される単量体(I)に基づく重合単位(I)、および、式(II)で表される単量体(II)に基づく重合単位(II)を含有する製造方法。
       CX=CXR(-CZ-A   (I)
    (式中、XおよびXは、それぞれ独立して、F、Cl、HまたはCFであり;Xは、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;Aは、アニオン性基であり;Rは連結基であり;ZおよびZは、それぞれ独立して、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;mは1以上の整数である。)
       CHF=CHF   (II)
  2.  重合体(I)中の重合単位(I)の含有量が、重合体(I)を構成する全重合単位に対して、20~99モル%であり、重合単位(II)の含有量が、重合体(I)を構成する全重合単位に対して、80~1モル%である請求項1に記載の製造方法。
  3.  重合体(I)中の単量体(I)のダイマーおよびトリマーの含有量が、重合体(I)に対して、1.0質量%以下である請求項1または2に記載の製造方法。
  4.  重合体(I)中の単量体(I)および単量体(II)から構成されるダイマーおよびトリマーの含有量が、重合体(I)に対して、1.0質量%以下である請求項1~3いずれかに記載の製造方法。
  5.  Aが、-SOMまたは-COOM(Mは、H、金属原子、NR 、置換基を有していてもよいイミダゾリウム、置換基を有していてもよいピリジニウムまたは置換基を有していてもよいホスホニウムであり、Rは、Hまたは有機基である。)である請求項1~4のいずれかに記載の製造方法。
  6.  重合体(I)の重量平均分子量(Mw)が、1.0×10以上である請求項1~5のいずれかに記載の製造方法。
  7.  重合体(I)のイオン交換容量が、0.8meq/g以上である請求項1~6のいずれかに記載の製造方法。
  8.  重合体(I)のイオン交換率(IXR)が、43以下である請求項1~7のいずれかに記載の製造方法。
  9.  前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンである請求項1~8のいずれかに記載の製造方法。
  10.  前記フルオロポリマーが、フッ素ゴムである請求項1~8のいずれかに記載の製造方法。
  11.  重合体(I)およびフルオロポリマーを含有する組成物であって、
     重合体(I)が、一般式(I)で表される単量体(I)に基づく重合単位(I)、および、一般式(II)で表される単量体(II)に基づく重合単位(II)を含有する組成物。
       CX=CXR(-CZ-A   (I)
    (式中、XおよびXは、それぞれ独立して、F、Cl、HまたはCFであり;Xは、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;Aは、アニオン性基であり;Rは連結基であり;ZおよびZは、それぞれ独立して、H、F、アルキル基または含フッ素アルキル基であり;mは1以上の整数である。)
       CHF=CHF   (II)
  12.  前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンである請求項11に記載の組成物。
  13.  前記フルオロポリマーが、フッ素ゴムである請求項11に記載の組成物。
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