JP6949035B2 - 積層体及び共重合体 - Google Patents
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Description
CX3X4=CX1(CF2)nX2 (i)
(式中、X1、X3及びX4は、同一若しくは異なって、水素原子又はフッ素原子を表し、X2は水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表し、nは1又は2を表す。)で表されるフルオロオレフィン、及び、一般式(ii)
CF2=CF−ORf1 (ii)
(式中、Rf1は炭素数が1又は2のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の単量体であり、単量体(B)は、一般式(iii)
CX3X4=CX1(CF2)mX2 (iii)
(式中、X1、X3及びX4は、同一若しくは異なって、水素原子又はフッ素原子を表し、X2は水素原子、フッ素原子又は塩素原子を表し、mは3〜10の整数を表す。)で表されるフルオロオレフィン、及び、一般式(iv)
CF2=CF−ORf2 (iv)
(式中、Rf2は炭素数が3〜8のパーフルオロアルキル基を表す。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種の単量体であることを特徴とする含フッ素共重合体が記載されている。
CF2=CF−O−Rf
(式中、Rfは炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基を表す)で表されるものであることが好ましい。
CF2=CF−O−Rf
(式中、Rfは炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基を表す)で表されるものが好ましく、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種がより好ましく、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)が更に好ましい。
l:吸光度
K:補正係数
t:フィルム厚(mm)
対象となる末端反応性官能基の補正係数を表1に示す。
CX7 2=CY1−(Rf4)n−Z1
(式中、Z1は、前記反応性官能基;X7およびY1は、同一または異なって、水素原子もしくはフッ素原子;Rf4は、炭素数1〜40のアルキレン基、炭素数1〜40の含フッ素オキシアルキレン基、エーテル結合を有する炭素数2〜40の含フッ素アルキレン基またはエーテル結合を有する炭素数2〜40の含フッ素オキシアルキレン基;nは、0または1)で表される不飽和化合物があげられる。
−NR4R5
(式中、R4およびR5は、同じであっても異なっていてもよく、水素原子または炭素原子数1〜20の1価の有機基である。)で示される基などが挙げられる。アミノ基の具体例としては、−NH2、―NH(CH3)、−N(CH3)2、―NH(CH2CH3)、―N(C2H5)2、―NH(C6H5)などがあげられる。
特に、加硫用ゴム組成物が未加硫ゴム(b1)及び化合物(b2)に加えて、加硫剤(b5)及び金属塩(b6)を含むものであると、隣接する層と一層強固に接着する。また、エポキシ樹脂(b7)を含むことも好ましい。
より具体的には、受酸剤(b3)は、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸カルシウム、Ca−Mg−Zn系複合受酸剤、Ba−Zn系複合受酸剤、ハイドロタルサイト、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、ケイ酸マグネシウム等を用いることができ、これらを単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。受酸剤(b3)は、酸化マグネシウムであることが好ましい。
受酸剤(b3)の配合量は、接着性、ゴム物性の点から、未加硫ゴム(b1)100質量部に対して0.1〜50質量部が好ましく、特に好ましくは1〜20質量部である。本発明の特定の構造を有する積層体は、受酸剤(b3)を必須とすることによって優れた接着性を有することができる。
MgxZnyAlz(OH)2(x+y)+3z−2CO3・wH2O (2)
(xとyは0〜10の実数、ただしx+y=1〜10、zは1〜5の実数、wは0〜10の実数を表す。)で示される合成ハイドロタルサイト類、及び一般式(C):
〔Al2Li(OH)6〕nX・mH2O (C)
(式中Xは、無機又は有機のアニオンであり、nはアニオンXの価数であり、mは3以下の数である。)で示されるLi−Al系包接化合物が挙げられる。
MgxAly(OH)2x+3y−2CO3・wH2O (D)
(但しxは1〜10、yは1〜10、wは正の整数を表す)で表される化合物であってもよい。更に具体的に例示すれば、Mg4.5Al2(OH)13CO3・3.5H2O、Mg4.5Al2(OH)13CO3、Mg4Al2(OH)12CO3・3.5H2O、Mg6Al2(OH)16CO3・4H2O、Mg3Al2(OH)10CO3・1.7H2O等を挙げることができる。
水担持物質(b9)は、吸水物及び含水物から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化銅などが挙げられる。
金属炭酸塩としては、炭酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、炭酸銅などが挙げられる。
金属塩酸塩としては、塩化アルミニウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅などが挙げられる。
金属硫化塩としては、硫化亜鉛、硫化カルシウム、硫化マグネシウム、硫化銅、硫化亜鉛などが挙げられる。
金属硫酸塩としては、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、硫酸銅などが挙げられる。
金属珪酸塩としては、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸マグネシウム、珪酸ナトリウム、珪酸銅などが挙げられる。
吸水保持率(質量%)=(吸水物が保持する水分量(質量))/吸水物(質量))×100
金属塩水和物としては、カルシウム、アルミニウム、亜鉛、マンガン、ランタン、チタン、ジルコニウム、鉄、コバルト、ニッケル、マグネシウム、銅といった金属の珪酸、硼酸、燐酸、塩酸、硫化水素、硫酸、硝酸、炭酸等の無機酸塩水和物、安息香酸、フタル酸、マレイン酸、コハク酸、サリチル酸、クエン酸等のカルボン酸といった有機酸塩水和物が挙げられる。好ましくは、酢酸カルシウム、硫酸アルミニウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸マンガン、硫酸銅、硫酸ランタン、硫酸チタン、硫酸ジルコニウム、硫酸鉄、硫酸コバルト及び硫酸ニッケルから選択される金属塩の水和物であり、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、銅から選択される金属の硫酸塩及び/又は酢酸塩の水和物であることが好ましく、硫酸カルシウム2水和物、硫酸ナトリウム10水和物、硫酸銅(II)5水和物であることがより好ましく、硫酸カルシウム2水和物、硫酸ナトリウム10水和物であることが特に好ましい。
銅塩としては、有機銅塩が好ましい。有機銅塩としては、蟻酸、酢酸、酪酸、ステアリン酸等の飽和カルボン酸の銅塩、オレイン酸、リノール酸等の不飽和カルボン酸の銅塩、サリチル酸、安息香酸、フタル酸等の芳香族カルボン酸の銅塩、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸等のジカルボン酸の銅塩、乳酸、クエン酸等のヒドロキシ酸の銅塩、カルバミン酸の銅塩、ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジブチルジチオカルバミン酸銅、N−エチル−N−フェニルジチオカルバミン酸銅、N−ペンタメチレンジチオカルバミン酸銅、ジベンジルジチオカルバミン酸銅等のチオカルバミン酸、スルホン酸等の銅塩が挙げられる。有機銅塩としては、飽和カルボン酸の銅塩、不飽和カルボン酸の銅塩、芳香族カルボン酸の銅塩、チオカルバミン酸の銅塩が好ましく、ステアリン酸銅、ジメチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジブチルジチオカルバミン酸銅がより好ましい。
このような方法により未加硫のゴム層(A)とフッ素樹脂層(B)とが積層された未加硫の積層体が得られる。
基本構造であり、従来、フッ素樹脂層(B)とゴム層(A)を積層させるには、層間(フッ素樹脂層−ゴム層)の接着が不充分なため、樹脂側において表面処理を施したり、別途接着剤を層間に塗布したり、テープ状のフィルムを巻き付けて固定したりなどと工程が複雑になりがちであったが、そのような複雑な工程を組まずに、加硫することにより加硫接着が起こり化学的に強固な接着が得られる。
(A)−(B)−(A)および(A)−(B)−(C1)がある。シール性が要求される場合、たとえば燃料配管などの接合部は、シール性保持のためにゴム層を両側に配置することが望ましい。内外層のゴム層は同じ種類であっても、違う種類であっても良い。
(B)−(A)−(B)および(B)−(A)−(C2)がある。
内外層のゴム層は同じ種類であっても、違う種類であっても良い。
(2)〜(5)の3層構造に加えて、さらに任意のゴム層(A)または(C1)、樹脂層(B)または(C2)を目的に応じて積層してもよい。例えば、(A)−(B)−(A)−(C1)、(C1)−(A)−(B)−(A)−(C1)等が挙げられる。また、金属箔などの層を設けてもよいし、ゴム層(A)とフッ素樹脂層(B)との層間以外には接着剤層を介在させてもよいし、フッ素樹脂層に表面処理を行ってもよい。
19F−NMR分析により測定した。
表2に記載の組成を有する共重合体のペレットを、それぞれ、直径120mmの金型に入れ、300℃に加熱したプレス機にセットし、約2.9MPaの圧力で溶融プレスして、厚さ0.15mmのシートを得た。CE10(イソオクタンとトルエンとの容量比50:50の混合物にエタノール10容量%を混合した燃料)を18mL投入した内径40mmφ、高さ20mmのSUS316製の燃料透過率測定用カップに得られたシートを設置し、60℃における質量変化を1000時間まで測定した。時間あたりの質量変化、接液部のシートの表面積およびシートの厚さから燃料透過率(g・mm/m2/day)を算出した。
押出機を使用して成形した120μm厚の押出フィルムを、JISK6301 1号ダンベルに打ち抜き、治具に試験片をセットした。CE10に治具と共に試験片全体を浸漬させ、浸漬直後よりCE10中で試験片を約20mm/minの延伸速度で延伸した。延伸後15分間静置した後、試験片を取り出しクラックが発生する伸度を目視にて確認した。(エッジ部分にあるクラックは除く)
メルトインデクサー(東洋精機製作所社製)を用い、温度297℃、加重5.0kgで、直径2mm、長さ8mmのノズルから単位時間(10分間)に流出するポリマーの質量(g)を測定した。
表2に記載の組成を有する共重合体のペレットを使用し、φ30mm単層押出機を用いて、フッ素樹脂シートを得た。押出機は、シリンダー温度を275〜285℃、ヘッド温度を285℃、ダイス温度を290〜295℃、スクリュー回転数を33rpm、シート引き取り速度を3m/min、リップ幅を1150μmに設定した。
表3に示す材料を、40℃に温調した8インチオープンロールを用いて混練することにより、約3mm厚みのシート状の加硫用ゴム組成物を得た。なお、表3の各数値は質量部を表す。
厚さ約3mmの表3に示す加硫用ゴム組成物のシートと、表2に示す厚みのフッ素樹脂シートを重ね合わせ、片方の端部に幅約10〜15mmの樹脂フィルム(厚さ10μmの離形フィルム)を両シートの間に挟んだ後、得られるシートが厚み2mmになるよう金属製スペーサーを入れた金型に挿入し、160℃で45分間プレスすることにより、シート状の積層体を得た。得られた積層体を幅10mm×長さ40mm×3セットの短冊状に切断し、離形フィルムを剥がして掴みしろとした試験片を作製した。この試験片について、オートグラフ(島津製作所社製 AGS−J 5kN)を使用して、JIS−K−6256(架橋ゴムの接着試験方法)に記載の方法に準拠し、25℃において50mm/minの引張速度で剥離試験を行い、接着強度を測定した。また、剥離モードを観測し、以下の基準で評価した。得られた結果を表4に示す。
○:加硫用ゴム組成物のシート又はフッ素樹脂シートから形成された層が、積層体の界面で材料破壊し、界面で剥離するのが不可能であった。
なお、表中で接着性評価が○である場合の接着強度は、樹脂層又はゴム層のうち強度が弱い方の材料が破壊する強度である。
×:積層体が界面で剥離可能で、界面での剥離強度が15N/cm以下であった。
表5に示す材料を、40℃に温調した8インチオープンロールを用いて混練することにより、約3mm厚みのシート状の加硫用ゴム組成物を得た。なお、表5の各数値は質量部を表す。
厚さ約3mmの表5に示す加硫用ゴム組成物のシートと、表2に示す厚みのフッ素樹脂シートを重ね合わせ、片方の端部に幅約10〜15mmの樹脂フィルム(厚さ10μmの離形フィルム)を両シートの間に挟んだ後、得られるシートが厚み2mmになるよう金属製スペーサーを入れた金型に挿入し、160℃で45分間プレスすることにより、シート状の積層体を得た。得られた積層体を幅10mm×長さ40mm×3セットの短冊状に切断し、離形フィルムを剥がして掴みしろとした試験片を作製した。この試験片について、オートグラフ(島津製作所社製 AGS−J 5kN)を使用して、JIS−K−6256(架橋ゴムの接着試験方法)に記載の方法に準拠し、25℃において50mm/minの引張速度で剥離試験を行い、接着強度を測定した。また、剥離モードを観測し、以下の基準で評価した。得られた結果を表6に示す。
Claims (5)
- ゴム層(A)とフッ素樹脂層(B)とを含む積層体であって、
フッ素樹脂層(B)は、クロロトリフルオロエチレン単位、テトラフルオロエチレン単位及びパーフルオロアルキルビニルエーテル単位を含む共重合体を含み、
前記共重合体は、前記共重合体を構成する全単量体単位に対して、96.8〜97.3モル%のクロロトリフルオロエチレン単位及びテトラフルオロエチレン単位を含み、前記共重合体を構成する全単量体単位に対して、2.7〜3.2モル%の前記パーフルオロアルキルビニルエーテル単位を含む
ことを特徴とする積層体。 - 前記パーフルオロアルキルビニルエーテルは、一般式:
CF2=CF−O−Rf
(式中、Rfは炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基を表す)で表されるものである請求項1記載の積層体。 - ゴム層(A)は、非フッ素ゴムを含む請求項1又は2記載の積層体。
- ゴム層(A)は、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴムの水素化物、エピクロルヒドリンゴム、アクリル系ゴムおよびそれらを2種類以上ブレンドしたゴムからなる群より選択される少なくとも1種の非フッ素ゴムを含む請求項1、2又は3記載の積層体。
- 請求項1、2、3又は4記載の積層体のフッ素樹脂層(B)を製造するために使用する共重合体であって、
前記共重合体を構成する全単量体単位に対して、96.8〜97.3モル%のクロロトリフルオロエチレン単位及びテトラフルオロエチレン単位を含み、前記共重合体を構成する全単量体単位に対して、2.7〜3.2モル%の前記パーフルオロアルキルビニルエーテル単位を含む
ことを特徴とする共重合体。
Applications Claiming Priority (3)
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