JP2019210420A - 熱溶融性フッ素樹脂組成物及びこれから成る射出成形品 - Google Patents
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Abstract
Description
特に、熱溶融性フッ素樹脂は、融点以上の温度で流動性を示すため、フッ素樹脂コーティングのための塗料の材料として利用される以外にも、既存の溶融成形方法(例えば、溶融押出成形、溶融射出成形、ブロー成形、トランスファー成形、溶融圧縮成形等)により、チューブ、シート、継手等の各種部品に成形加工されている。熱溶融性フッ素樹脂から成るこれらの部品は、半導体製造工程や化学プラント等において薬液移送用の配管、継手や薬液貯蔵容器等として、あるいは配管やタンク等のライニング等、様々な用途に用いられている。
例えば、下記特許文献1には、共重合体(A)からなり、メルトフローレートが14.8〜50g/10分である成形材料であって、前記共重合体(A)は、テトラフルオロエチレンとパーフルオロビニルエーテルとからなる共重合体であり、パーフルオロビニルエーテル単位を4質量%以上含み、融点が295℃以上であり、不安定末端基が前記共重合体(A)中の炭素数1×106個あたり50個以下であることを特徴とする成形材料が記載されており、この成形材料によれば、耐オゾン性に優れた射出成形品が得られることが記載されている。
例えば、下記特許文献3には、以下に表示される量のモノマー:A) (a)8.6〜9.8重量%のパーフルオロメチルビニルエーテル(FMVE)、(b)0.3〜1.2重量%のパーフルオロジオキソール[ただし、(a)+(b)の重量パーセントの合計が8.9〜11重量%である]、またはB)(a)4.5〜8.5重量%のパーフルオロメチルビニルエーテル(FMVE)、(b)1.7〜7.5重量%のA)で定義されたパーフルオロジオキソール[ただし、(a)+(b)の重量パーセントの合計が6.2〜11重量%である]、から本質的になり、組成物A)およびB)における100重量%に対する差補はTFEであるTFEの熱処理可能なコポリマーを射出成形することにより得ることができ、以下の機械的特性:射出成形品のウェルドラインに沿って23℃で測定される、≧130%の破断点伸び、圧縮成形プラック上250℃で測定される、≧2.5MPaの破断点応力及び≧250%の破断点伸びを示すTFEの熱処理可能なコポリマーを射出成形することにより得ることができる製品が記載されており、この製品では、ウェルドライン上に適切な機械的耐性が保証できることが記載されている。
また上記特許文献4は、押出成形による電線等のように比較的簡単な形状の製品におけるウェルドラインの発生を回避するものであり、継手等のようにウェルドラインの発生を回避できない製品に対応することは困難である。また予備成形品を熱処理することで、分子内に架橋構造を形成し、含フッ素共重合体成形品の貯蔵弾性率を高めて耐摩耗性を向上させていることから、成形工程が多く、生産性の点でも未だ充分満足するものではなかった。
本発明の他の目的は、ウェルドライン部の強度が向上された射出成形品を提供することである。
1.メルトフローレートが10〜100g/10minの範囲にあること、
2.前記高MFR熱溶融性フッ素樹脂の含有量が、熱溶融性フッ素樹脂の全量の5〜95重量%であること、
3.前記高MFR熱溶融性フッ素樹脂及び前記低MFR熱溶融性フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(PFA)であること、
4.更に、高分子量ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を、0.01〜1重量%の量で含有すること、
5.前記高MFR熱溶融性フッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体中のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の含有量が、1.5〜5.0モル%であり、前記低MFR熱溶融性フッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体中のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の含有量が、1.0〜4.0モル%であること、
6.前記熱溶融性フッ素樹脂組成物を用い、ウェルドラインを有する厚み1.9±0.5mmの成形品を射出圧・保圧50MPaで射出成形し、該射出成形品のウェルドライン形成部分から切り出したマイクロダンベル型の試験片(ASTM D−2116に準拠)を用いて、支点間距離22mm、引張速度200mm/min、23℃、正弦波、応力比0.1の条件で行った引張疲労試験により得られたS−N線図(1〜1,000,000回のサイクル数(回)における破断時応力(MPa)をY軸及びその破断サイクル数をX軸とする)から最小二乗法により導出した下記対数近似式
Y=a*Ln(X)+b
において、X=1000回のときのYの値が14.5MPaより大きく、且つ傾きaの値が−0.15よりも大きいことを満足すること、
が好適である。
また熱溶融性フッ素樹脂組成物のメルトフローレート(以下、「MFR」ということがある)が10〜100g/10minの範囲にあり、溶融流動性に優れていることから、射出成形性に優れている。更に高分子量PTFEを配合することにより、金型からの引き抜き性にも優れている。
更に、本発明の熱溶融性フッ素樹脂組成物を射出成形して成る射出成形品は、ウェルドライン部の強度が顕著に向上されており、耐久性や耐溶剤性にも優れている。
本発明の熱溶融性フッ素樹脂組成物に用いる、高MFR熱溶融性フッ素樹脂は、MFRが35g/10min以上であることが好ましく、40g/10min以上であることがより好ましく、50g/10minであることがより好ましく、60g/10min以上であることが特に好ましい。高MFR熱溶融性フッ素樹脂は、分子量が低く、溶融時の流動性が大きいことから、高MFR熱溶融性フッ素樹脂を含有することにより、ウェルドライン部で分子鎖の絡み合いを形成しやすく、ウェルドライン部の強度や耐久性を向上することができる。
高MFR熱溶融性フッ素樹脂のMFRは、ウェルドライン部の強度の向上の観点からは35g/10min以上であればよく、特に上限はない。しかしながら、MFRが高すぎると、全体の分子鎖の絡み合いが低下して、ウェルドライン部以外の成形品全体の強度が不十分になると共に、耐溶剤性が低下し、溶剤が浸透しやすくなってクラックが発生するおそれがあるため、高MFR熱溶融性フッ素樹脂のMFRは150g/10min以下であることが好ましく、100g/10min以下であることがより好ましい。
また、高MFR熱溶融性フッ素樹脂及び/又は低MFR熱溶融性フッ素樹脂が、MFRの異なる複数の熱溶融性フッ素樹脂から成る場合には、MFRが35g/10min以上の複数の熱溶融性フッ素樹脂のそれぞれのMFR及び配合割合から、高MFR熱溶融性フッ素樹脂のMFRの平均値を算出して、これを高MFR熱溶融性フッ素樹脂のMFRとする。同様に、MFRが1g/10min以上且つ35g/10min未満の複数の熱溶融性フッ素樹脂のそれぞれのMFR及び配合割合から、低MFR熱溶融性フッ素樹脂のMFRの平均値を算出して、これを低MFR熱溶融性フッ素樹脂のMFRとする。
本発明の熱溶融性フッ素樹脂組成物を構成する、高MFR熱溶融性フッ素樹脂及び低MFR熱溶融性フッ素樹脂は、融点以上になると溶融流動性を示すフッ素樹脂である。
例えば、低分子量ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・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)共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体等を用いることができる。
特に薬液配管や継手等の射出成形品の成形に用いる場合には、上記熱溶融性フッ素樹脂の中でも、特に低分子量PTFEやPFA、FEP、テトラフルオロエチレン・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)共重合体等の熱溶融性パーフルオロ樹脂が、耐薬品性に優れることから好ましく使用でき、中でもPFAは耐熱性と成形性に優れることから最も好ましい。
例えば、PFAを使用する場合、高MFR熱溶融性フッ素樹脂は、コモノマーであるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)の含有量が、1.5モル%以上が好ましく、1.7モル%以上がより好ましく、1.9〜5.0モル%の範囲内にあることが特に好ましい。一方、低MFR熱溶融性フッ素樹脂は、コモノマーであるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)の含有量が、1.0モル%以上が好ましく、1.2モル%以上がより好ましく、1.4モル%〜4.0モル%の範囲内にあることが特に好ましい。
またPFAに含まれるコモノマーであるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)(PAVE)としては、アルキル基の炭素数が1〜5であるものが好ましく、炭素数が2であるパーフルオロエチルビニルエーテル(PEVE)、3であるパーフルオロプロピルビニルエーテル(PPVE)が好ましく用いられる。アルキル基の炭素数が多いと、十分な量のPAVEをPFAに含ませることが困難となる。
本発明の熱溶融性フッ素樹脂組成物を構成する高MFR熱溶融性フッ素樹脂及び低MFR熱溶融性フッ素樹脂は、それぞれ前述したMFRを有する限り、市販のものや公知の方法によって製造されたものを使用することができる。
例えば、PFA(TFE/PAVE共重合体)の場合は、これに限定されないが、特開2017−119741号公報、特許第3550891号公報、特許第43292706号公報等に記載された方法等により合成することができるが、特に液中での分散重合により重合されることが好ましく、水を液媒体として用いた水系乳化重合が環境面から好ましい。均一な組成を有する共重合体を与えるために、フッ素含有溶媒を共用することもできる。
PFAの水系乳化重合には、適当な界面活性剤を用いることができる。具体的には、パーフルオロオクタン酸アンモニウム(C−8)、パーフルオロノナン酸アンモニウム(C−9)、および米国特許第4,380,618号に記載されたパーフルオロアルキルエタンスルホン酸およびその塩類、特表2010−509441号公報に記載されたフルオロポリエーテル酸や塩界面活性剤が好ましく用いられる。
PFAの水系乳化重合において、連鎖移動剤(CTA)を用いることができる。広い範囲の化合物を、CTAとして用いることができる。たとえば、分子状水素、低級アルカン、およびハロゲン原子で置換された低級アルカンのような水素含有化合物が用いられる。CTAは、そのCTAの構造により、比較的安定な末端基を生成できる。好ましいCTAとしては、メタン、エタン、および塩化メチル、塩化メチレン、クロロホルム、および四塩化炭素のような置換炭化水素が挙げられる。特定の重合条件下で所望の分子量を達成するために用いられるCTAの量は、用いた開始剤の量および選択したCTAの連鎖移動効率に依存する。連鎖移動効率は、化合物から化合物へと相当に変化し、および温度によっても変化する。
本発明の熱溶融性フッ素樹脂組成物を構成する高MFR熱溶融性フッ素樹脂及び低MFR熱溶融性フッ素樹脂が、熱溶融性パーフルオロ樹脂の組成物である場合は、フッ素ガスによって処理することによりポリマー鎖の末端を−CF3基とすることで、ポリマー及びその成形品の耐熱性、耐油性、耐薬品性、表面非粘着性を更に向上させることができる。この処理はフッ素化と呼ばれ、特開昭62−104822号公報などに記載の方法によって行うことができる。
本発明の熱溶融性フッ素樹脂組成物は、高分子量PTFEを0.01〜1重量%、特に0.05〜0.5重量%の量で含有することが好ましい。高分子量PTFEを上記範囲で含有することにより、射出成形品の表面分子鎖の絡み合いが強固になり、射出成形金型からの引き抜き性が向上されるため、表面層の層分離を生じることがなく、表面荒れが有効に防止できる。また、射出成形品全体の分子鎖の絡み合いを改善することにより、成形品全体の強度が改善され、耐溶剤性の向上も期待できる。
本発明において高分子量PTFEとは、融点以上でも溶融流動性を示さないものである。更に、結晶化融解熱量が50J/g未満、特に40J/g未満である非溶融流動性のPTFEであることが好ましい。
また、本発明の熱溶融性フッ素樹脂組成物は、求める特性に応じて、各種の有機・無機充填材を加えることもできる。有機充填材としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリイミドなどのエンジニアリングプラスチックが挙げられる。無機充填材としては、金属粉、金属酸化物(酸化アルミ、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン等)、ガラス、セラミックス、炭化珪素、酸化珪素、弗化カルシウム、カーボンブラック、グラフアイト、マイカ、硫酸バリウムなどが挙げられる。
充填材の形状としては、粒子状、繊維状、フレーク状など、各種の形状の充填材が使用可能である。
このほか、導電性、発泡防止、耐摩耗改善など求める特性に応じて通常のフッ素樹脂組成物、及び成形品に使用される顔料や各種の添加剤も加えることができる。
本発明の熱溶融性フッ素樹脂組成物は、上述した高MFR熱溶融性フッ素樹脂及び低MFR熱溶融性フッ素樹脂を、公知の混合方法によって混合して調製することができる。
このような混合方法としては、高MFR熱溶融性フッ素樹脂及び低MFR熱溶融性フッ素樹脂を、乾燥状態のペレットの状態で混合するドライブレンド、水や有機溶剤を混合媒体として混合する湿式混合、コロイド状態のフッ素樹脂分散液を混合して高分散状態のまま凝集させる方法(共凝集法)、溶融混合方法を利用することができる。
また上記以外にも、前述した乳化重合において段階的に重合を行うことで、高MFR熱溶融性フッ素樹脂又は低MFR熱溶融性フッ素樹脂の一方が一次粒子の芯部(コア)となり、他方が殻部(シェル)となるように、コアシェル構造の熱溶融性フッ素樹脂の分散質を形成することもできる。
本発明の熱溶融性フッ素樹脂組成物の形態は、粉末状物、粉末状物の造粒品、粒状物、フレーク、ペレット等の形態を挙げることができる。得られる組成物の平均粒径は、0.1μm以上であって、ハンドリング性が損なわれない範囲であることが好ましい。
本発明においては、上述した熱溶融性フッ素樹脂組成物を射出成形することにより、ウェルドライン部の強度が顕著に改善された射出成形品を提供することができる。
すなわち本発明においては、複雑な形状を有する射出成形品において不可避的に形成されるウェルドライン部の強度に着目し、この部分における強度を向上させるために、分子量が低く、溶融時の流動性が大きく、ウェルドライン部で分子鎖の絡み合いを形成しやすいことから、射出成形品のウェルドライン部における強度を向上させることが可能な、所定のMFRを有する高MFR熱溶融性フッ素樹脂を含有すると共に、射出成形品全体の強度を確保するために所定のMFRを有する低MFR熱溶融性フッ素樹脂を含有する熱溶融性フッ素樹脂組成物を用いている。
すなわち、実施例にその詳しい試験条件を後述するが、本発明の熱溶融性フッ素樹脂組成物においては、射出成形品のウェルドライン部から切り出した所定の試験片を用い、引張疲労試験により得られたS−N線図(図2参照、1〜1,000,000回のサイクル数(回)における破断時応力(MPa)をY軸及びその破断サイクル数をX軸とする)から最小二乗法により導出した下記対数近似式(1)
Y=a*Ln(X)+b・・・(1)
において、X=1000回のときのYの値が14.5MPaより大きく、且つ傾きaの値が−0.15よりも大きく、ウェルドライン部の強度が顕著に向上されていることが理解される。
本発明の射出成形品は、これに限定されるものではないが、継手や中空容器等の複雑な形状でウェルドライン部の形成が避けられないものであることが好適であるが、耐久性や耐溶剤性に優れていることから、ウェルドライン部が必ずしも形成されないチューブや配管等であってもよい。
ASTM D1238に準拠した耐食性のシリンダー、ダイ、ピストンを備えたメルトインデクサー(東洋精機製)を使用し、5gの試料を372±1℃に保持されたシリンダーに充填して5分間保持した後、5kgの荷重(ピストン及び重り)下でダイオリフィスを通して押し出し、この時の溶融物の押し出し速度(g/10分)をMFRとして求めた。
試料を350℃で圧縮した後水冷して得られた厚さ約50ミクロンのフィルムの赤外吸収スペクトル(窒素雰囲気)から、米国特許第5760151号記載の方法に従い求めた。
示差走査熱量計(Pyris1型DSC、パーキンエルマー社製)を用いた。試料粉末10mgを秤量して専用のアルミパンに入れ、専用のクリンパーによってクリンプした後、DSC本体に収納し、150℃から360℃まで10℃/分で昇温をする。この時得られる融解曲線から融解ピーク温度(Tm)を求めた。
PFA(1):PFAペレット[テトラフルオロエチレン/パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、コモノマー含有量2.1mol%、MFR 65.1g/10分、融点302℃、不安定末端基(−CH2OH末端基、−CONH2末端基、−COF末端基)が炭素数106個あたり6個未満]
PFA(2):PFAペレット[テトラフルオロエチレン/パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、コモノマー含有量1.9mol%、MFR 30.4g/10分、融点306℃、不安定末端基(−CH2OH末端基、−CONH2末端基、−COF末端基)が炭素数106個あたり6個未満]
PFA(3):PFAペレット[テトラフルオロエチレン/パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、コモノマー含有量2.1mol%、MFR15g/10分、融点310℃、不安定末端基(−CH2OH末端基、−CONH2末端基、−COF末端基)が炭素数106個あたり6個未満]
PFA(4):PFAペレット[テトラフルオロエチレン/パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、コモノマー含有量1.4mol%、MFR 15g/10分、融点308℃、不安定末端基(−CH2OH末端基、−CONH2末端基、−COF末端基)が炭素数106個あたり6個未満]
PFA(5):PFAペレット[テトラフルオロエチレン/パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、コモノマー含有量1.3mol%、MFR 2g/10分、融点310℃、不安定末端基(−CH2OH末端基、−CONH2末端基、−COF末端基)が炭素数106個あたり6個未満]
PFA(6):
従来公知の方法(例えば、特開2003−231722号公報、特開2003−213196号公報、特表2004−507571号公報などに記載)に準じて、段階的な乳化重合により、PFA一次粒子の芯部(コア)がPFA(3)と同様の構造(コモノマー含有量及びMFR)として、PFA一次粒子の殻部(シェル)がPFA(1)と同様の構造(コモノマー含有量及びMFR)となり、芯部(コア):殻部(シェル)が50:50重量%となるコアシェル構造のPFA水性分散液を得た。
得られたPFA分散液に乳化重合により得られた高分子量PTFE水性分散液(融点338℃、MFR 0g/10min、結晶融解熱量32.1J/g)を0.05重量%加えて攪拌・凝集して凝集物を得た後に、292℃において12時間乾燥した。このPFA粉末を2軸押出し機を用いて、樹脂温度を360℃に保持して押し出し、ペレット化を行った。(MFR28.5g/10分)
PFA(7):
PFA(6)のペレットを、特開昭62−104822号公報に記載の方法に準じてフッ素ガスで処理して末端基を安定化(フッ素化)した。
(MFR30.3g/10分、不安定末端基(−CH2OH末端基、−CONH2末端基、−COF末端基)が炭素数106個あたり6個未満)
乳化重合により得られたPFA水性分散液(テトラフルオロエチレン/パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、MFR 75.0g/10分、融点310℃)と、乳化重合により得られた高分子量PTFE水性分散液(融点338℃、MFR 0g/10min、結晶融解熱量32.1J/g)をPFAが98重量%、PTFEが2重量%となるように混合し、凝析・乾燥させてPFA/PTFE混合粉末を得た(共凝集法)。得られた粉末をΦ20mm1軸押出成形機を用いて押出成形を行い、ストランドカッターによりペレット化した。
得られたペレットを特開昭62−104822号公報に記載の方法に準じてフッ素ガスで処理して末端基を安定化(フッ素化)した。
高MFR熱溶融性フッ素樹脂として、PFA(1)を用い、低MFR熱溶融性フッ素樹脂としてPFA(2)を用い、PFA(1):PFA(2):高分子量PTFEマスターバッチ=77.5:20:2.5(重量%)となるようにペレットを混合して、二軸押出機を用いて、シリンダー温度を360℃として、スクリュー中にニーディングブロックを設置して、溶融混練押出を行いペレット化した。得られたペレットは150℃で5時間乾燥した。この熱溶融性フッ素樹脂組成物のMFRは28.4g/10minであった。得られたペレットは、直径約3mm、長さ約3mmの略円筒形状である。
任意の応力にて測定を実施し、破断に至ったサイクル数を記録する。応力は破断サイクル数が1, 10, 100, 1,000, 10,000, 100,000,1,000,000回程度となる応力を任意に設定した。
各測定応力をY軸に、その破断サイクル数X軸にプロットし、Y=a* Ln(X)+bにより表される対数近似式を最小二乗法により導出した。得られたS−N線図を図2に示す。
破断サイクル数X=1000回での破断応力Yと、傾きaの値を比較し、耐久性を評価した。評価基準は以下の通りである。
○:破断サイクル数X=1000回でのY14.5MPaより大きく、且つ傾きaの値が−0.15よりも大きい
×:破断サイクル数X=1000回でのY14.5MPa以下、及び/又は、傾きaの値が−0.15以下
評価結果を表1に示す。
低MFR熱溶融性フッ素樹脂としてPFA(3)を用い、PFA(1):PFA(3):高分子量PTFEマスターバッチ=47.5:50:2.5(重量%)となるようにペレットを混合して、実施例1と同様に溶融混練押出して組成物ペレットを得た。この熱溶融性フッ素樹脂組成物のMFRは32.6g/10minであった。実施例1と同様にして試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
高MFR熱溶融性フッ素樹脂として、PFA(1)を用い、低MFR熱溶融性フッ素樹脂としてPFA(3)を用い、PFA(1):PFA(3)=50:50(重量%)となるようにペレットを混合して、実施例1と同様に溶融混練押出を行い熱溶融性フッ素樹脂組成物のペレットを得た。この熱溶融性フッ素樹脂組成物のMFRは28.0g/10minであった。
組成物のペレットから実施例1と同様に試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
高MFR熱溶融性フッ素樹脂として、PFA(1)を用い、低MFR熱溶融性フッ素樹脂としてPFA(3)を用い、PFA(1):PFA(3)=20:80(重量%)となるようにペレットを混合して、実施例1と同様に溶融混練押出を行い熱溶融性フッ素樹脂組成物のペレットを得た。この熱溶融性フッ素樹脂組成物のMFRは19.8g/10minであった。
組成物のペレットから実施例1と同様に試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
高MFR熱溶融性フッ素樹脂として、PFA(1)を用い、低MFR熱溶融性フッ素樹脂としてPFA(3)を用い、PFA(1):PFA(3)=80:20(重量%)となるようにペレットを混合して、実施例1と同様に溶融混練押出を行い熱溶融性フッ素樹脂組成物のペレットを得た。この熱溶融性フッ素樹脂組成物のMFRは46.6g/10minであった。
組成物のペレットから実施例1と同様に試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
熱溶融性フッ素樹脂組成物として、PFA(6)のペレットを用い、実施例1と同様にして試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
熱溶融性フッ素樹脂組成物としてPFA(7)のペレットを用い、実施例1と同様にして試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
PFA(1)のペレットのみを用いて、実施例1と同様に試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
PFA(2)のペレットのみを用いて、実施例1と同様に試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
PFA(3)のペレットのみを用いて、実施例1と同様に試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
PFA(4)のペレットのみを用いて、実施例1と同様に試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
高MFR熱溶融性フッ素樹脂として、PFA(1)を用い、低MFR熱溶融性フッ素樹脂としてPFA(5)を用い、PFA(1):PFA(5)=50:50(重量%)となるようにペレットを混合して、実施例1と同様に溶融混練押出を行い熱溶融性フッ素樹脂組成物のペレットを得た。この熱溶融性フッ素樹脂組成物のMFRは7.6g/10minであった。
組成物のペレットから実施例1と同様に試験片を作製しようとしたが、成形金型に樹脂が充填できず(ショートショット)、テストピースの作製は不可であった。
高MFR熱溶融性フッ素樹脂として、PFA(1)を用い、低MFR熱溶融性フッ素樹脂としてPFA(5)を用い、PFA(1):PFA(5)=80:20(重量%)となるようにペレットを混合して、実施例1と同様に溶融混練押出を行い熱溶融性フッ素樹脂組成物のペレットを得た。この熱溶融性フッ素樹脂組成物のMFRは24.0g/10minであった。
組成物のペレットから実施例1と同様に試験片を作製して、引張疲労試験によりウェルド強度評価を行った。得られたS−N線図を図2に示し、評価結果を表1に示す。
実施例2及び実施例3の熱溶融性フッ素樹脂組成物のペレットを、日精樹脂工業製NEX180−36E射出成形機を用い、樹脂温度360℃、射出圧・保圧50MPa、射出速度6mm/sec、金型温度160℃にて、T字継手型成形体を射出成形をした際の、コアピン抜き部の内表面をレーザー顕微鏡(レーザーテック社製コンフォーカル顕微鏡OPTELICS C130)で観察した。結果を図3に示す(図3(A)が実施例3、(B)が実施例2である)。
実施例2と比較例6の熱溶融フッ素樹脂組成物ペレットについて、キャピラリーレオメーター(東洋精機製キャピログラフ1D)を用いて、シリンダー温度380℃、オリフィス径2mm、L/D=10、ピストンスピード100mm/min(このとき、せん断速度152sec−1となる)及び150mm/min(このとき、せん断速度228sec−1となる)にて溶融押出したストランドを得た。
得られたストランドの外観は、実施例2のペレットから得られたものは平滑であったが(図4左側)、比較例6のペレットから得られたものには表面荒れによる凹凸が見られた(図4右側)。レーザー顕微鏡(レーザーテック社製コンフォーカル顕微鏡OPTELICS C130、実表面の断面曲線から断面曲線を作成する時のカットオフ値が0.008)にてストランド表面の荒れ部高さを倍率200倍にて測定した。結果を表2に示す。
Claims (8)
- メルトフローレートが異なる2種以上の熱溶融性フッ素樹脂から成るフッ素樹脂組成物であって、
前記2種以上の熱溶融性フッ素樹脂の一方が、メルトフローレートが35g/10min以上の高MFR熱溶融性フッ素樹脂であり、他方が、メルトフローレートが10g/10min以上且つ35g/10min未満の低MFR熱溶融性フッ素樹脂であり、
前記高MFR熱溶融性フッ素樹脂のメルトフローレート(MFRa)と、前記低MFR熱溶融性フッ素樹脂のメルトフローレート(MFRb)の比(MFRa/MFRb)が、1より大きく且つ10以下であることを特徴とする熱溶融性フッ素樹脂組成物。 - メルトフローレートが10〜100g/10minの範囲にある請求項1記載の熱溶融性フッ素樹脂組成物。
- 前記高MFR熱溶融性フッ素樹脂の含有量が、熱溶融性フッ素樹脂の全量の5〜95重量%である請求項1又は2記載の熱溶融性フッ素樹脂組成物。
- 前記高MFR熱溶融性フッ素樹脂及び前記低MFR熱溶融性フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体(PFA)である請求項1〜3の何れかに記載の熱溶融性フッ素樹脂組成物。
- 更に、高分子量ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を、0.01〜1重量%の量で含有する請求項1〜4の何れかに記載の熱溶融性フッ素樹脂組成物。
- 前記高MFR熱溶融性フッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体中のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の含有量が、1.5〜5.0モル%であり、前記低MFR熱溶融性フッ素樹脂であるテトラフルオロエチレン・パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体中のパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)の含有量が、1.0〜4.0モル%である請求項4又は5記載の熱溶融性フッ素樹脂組成物。
- 前記熱溶融性フッ素樹脂組成物を用い、ウェルドラインを有する厚み1.9±0.5mmの成形品を射出圧・保圧50MPaで射出成形し、該射出成形品のウェルドライン形成部分から切り出したマイクロダンベル型の試験片(ASTM D−2116に準拠)を用いて、支点間距離22mm、引張速度200mm/min、23℃、正弦波、応力比0.1の条件で行った引張疲労試験により得られたS−N線図(1〜1,000,000回のサイクル数(回)における破断時応力(MPa)をY軸及びその破断サイクル数をX軸とする)から最小二乗法により導出した下記対数近似式
Y=a*Ln(X)+b
において、X=1000回のときのYの値が14.5MPaより大きく、且つ傾きaの値が−0.15よりも大きいことを満足する請求項1〜6の何れかに記載の熱溶融性フッ素樹脂組成物。 - 請求項1〜7の何れかに記載の熱溶融性フッ素樹脂組成物を射出成形して成ることを特徴とする射出成形品。
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