JPH034373B2 - - Google Patents

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JPH034373B2
JPH034373B2 JP57227027A JP22702782A JPH034373B2 JP H034373 B2 JPH034373 B2 JP H034373B2 JP 57227027 A JP57227027 A JP 57227027A JP 22702782 A JP22702782 A JP 22702782A JP H034373 B2 JPH034373 B2 JP H034373B2
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JP
Japan
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welding
resin
copolymer
tetrafluoroethylene
weight
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JP57227027A
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English (en)
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JPS59120417A (ja
Inventor
Masatsune Ogura
Yoshiaki Ishihara
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Chemours Mitsui Fluoroproducts Co Ltd
Original Assignee
Du Pont Mitsui Fluorochemicals Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/052Forming heat-sealable coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00Characterised by the use 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; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02Characterised by the use 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; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12Characterised by the use 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; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08J2327/18Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はテトラフルオロエチレン樹脂(以下
TFE樹脂と略記する。)成形体の熔接用前処理剤
及び熔接強度が高く熔接ムラやピンホール発生な
どの問題がないTFE樹脂成形体の熔接方法に関
する。 TFE樹脂は極めて優れた耐熱性、耐薬品性及
び耐溶剤性などの化学材料として必要な諸性質を
兼備しているほか、非粘着性・低摩擦性などの特
異の性質を有していることから、特に苛酷な条件
下で使用され記る化学装置及び機器などのチユー
ブ・ホース・パイプ・バルブ・コツク・パツキ
ン・ガスケツトあるいはライニング材などとして
使用されている。 しかしながら、かかる優れたTFE樹脂の諸特
性にも拘らず、その使用例は比較的小型で且つ簡
単な形状の成形品の場合に限られている。それは
TFE樹脂の成形法が基本的には圧縮成形である
ため複雑な形状の製品を成形するのには適さない
こと、及び圧縮成形物(予備成形物)を高温(約
350〜400℃)で焼成する必要があるため大型の製
品を得るには、大型の焼成炉が必要となり、且つ
大形の製品になるほど焼成時の温度管理が困難な
ものとなるなどの理由による。従つて、比較的簡
単な形状のTFE樹脂の成形品を熔接などの方法
により接続し、大型又は複雑な形状のPTFE製品
を得ることが期待される。 近年、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(以下PFA
と略記する。)を介してPTFEを熔接する方法
(特開昭49−119921号公報)が見出され、従前に
比して高い強度の熔接が可能になつたが、信頼性
の高い熔接を行なうためには、かなり高い圧力を
かける必要があつた(特開昭52−63274〜5号公
報)。このため重ね合せ熔接とか突き合せ熔接で
も圧力を充分にかけられる場合には信頼性の高い
熔接が可能ではあるが、彎曲部における突き合せ
熔接のように圧力をかけることが困難な箇所での
熔接の場合には熔接強度のムラやピンホールの発
生などの問題があつた。 本発明者等は、かゝる問題の解決のために鋭意
研究の結果、熔接前処理剤としてテトラフルオロ
エチレン/パーフルオロアルキルエチレン
(PFAE)共重合体(以下FAE樹脂と略記する)
コロイド粒子を10〜70重量%、シリコーンオイル
を0.3〜5重量%及びノニオン又はアニオン系界
面活性剤を1〜10重量%含む水性分散液をTFE
樹脂成形体の被熔接面に塗布し、350〜500℃の温
度で熔着して厚さ5〜30μの前処理剤層を形成し
た後、FAE樹脂、PEA樹脂、テトラフルオロエ
チレン/ヘキサンフルオロプロピレン共重合体
(以下FEP樹脂と略記する。)又はテトラフルオ
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(以
下EPE樹脂と略記する。)などのTFE共重合体製
の熔接材を用いて外部加熱熔接法により(TFE
樹脂成形体の被熔接面を350〜500℃の温度で熔接
することによつて、熔接ムラや熔接部のピンホー
ル発生などがなく、しかも高い熔接強度の熔接を
行ない得ることを見出し、本発明を完成した。 本発明者等は、先にPFA樹脂コロイド粒子を
含む熔接前処理剤(特開昭57−163524)、EPE樹
脂コロイド粒子を含む熔接前処理剤(特開昭59−
33331)に関する発明を出願したが、これらの熔
接前処理剤の主成分となる重合体はいづれもパー
フルオロカーボン重合体であつて、汎用の水素を
含むフルオロカーボン重合体、例えばフツ化ビニ
ル樹脂、フツ化ビニリデン樹脂、三フツ化エチレ
ン樹脂、エチレン/テトラフルオロエチレン共重
合体(以下ETFE樹脂と略記する。)は熔接にお
いて全く無効であるか又はその効果は極めて低く
使用に耐えるものではなかつた。しかるにFAE
樹脂はその主鎖中に
【式】単位を含むに も拘らず、TFE樹脂熔接前処理剤として有効な
もので、とくに熔接材としてPFA樹脂及びFAE
樹脂を使用した場合には顕著な効果を示すことが
発見された。 FAE樹脂がTFE樹脂熔接前処理剤として有効
な理由は明きらかではないが、パーフルオロアル
キル側鎖が立体的に水素原子を覆いパーフルオロ
カーボン重合体の同様な挙動をとらしめること、
主錯中に含まれる
【式】単位が熔融時の 主鎖の動きを容易にせしめること及びパーフルオ
ロアルキル側鎖が重合体の界面張力の低下に寄与
し、TFE樹脂の濡れを促進するためと考えられ
る。 本発明において、FAE樹脂とは、TFE93〜
99.5モル%及びPFAE0.5〜7モル%の共重合体で
あつて、パーフルオロアルキル側鎖の鎖長は炭素
数2〜10の範囲とくに3〜7の範囲であることが
好ましい。また、FAE樹脂の熔融粘度は372℃に
おいて1×104〜5×106ポイズの範囲にあること
が好ましい。これは、粘度が余りに低すぎる場合
には前処理剤層そのものが熔接部の弱点になるた
めで、また粘度が高すぎる場合にはTFE樹脂と
熔接材との媒介効果を充分なはたせなくなるため
である。上記FAE樹脂は水に分散しうるため、
またTFE樹脂の被熔接面への塗布を容易にする
ため、0.1〜0.5μの平均粒子径を持つものである
ことが必要である。かかるFAE樹脂は特開昭57
−85810号公報に記載される方法で製造すること
が可能である。 前処理剤中に含まれるFAE樹脂樹脂コロイド
粒子の量は約10〜70重量%であり、その下限値は
限定的なものではないが、含有量が少なくなる程
前処理剤の塗布量を多くする必要があり、必然的
に塗布回数及び熔着回数が増加するため、好まし
くない、少なくとも約10%以上であることが好ま
しい。また、70重量%を越えるFAE樹脂コロイ
ド粒子を含む場合には分散液の安定性が著しく悪
化し、前処理剤の保存中又は使用中にFAE樹脂
コロイド粒子が凝固を起こす虞があり好ましくな
い。上記の理由から、特に好ましいFAE樹脂コ
ロイド粒子の含有量は30〜60重量%である。 本発明に使用されるシリコーンオイルとしては
ジメチルシリコーン、フエニルエチルシリコー
ン、又はこれらの共重合体で通常油性塗料のレベ
リング剤、あるいは帯電防止剤などの用途を有す
るものが有効であり好ましい。 上記前処理剤、即ちFAE樹脂コロイド粒子と
シリコーンオイルとを含む水分散液の安定性を増
加するために通常該分散液中に分散剤としてノニ
オン又はアニオン系界面活性剤を存在させる。分
散剤の量はFAE樹脂コロイド粒子及びシリコー
ンオイルの含有量によつて異なるが、分散質に対
し1〜10重量%である。分散剤の量が1%未満の
場合には、分散液の安定性の向上をあまり期待す
ることができず、逆に10%を超える場合には分散
液の粘度が高くなりすぎる傾向があり、良好な塗
布が困難になる。分散剤として例えばポリオキシ
エチレンアルキルフエニルエーテルやラウリルア
ルコールの硫酸エステル塩などのノニオン及びア
ニオン界面活性剤が好ましいものとして使用され
る。 上記前処理剤の使用方法はTFE樹脂成形体の
被熔接面に該前処理剤を塗布し、ついで350〜500
℃の温度で熔着することにより、TFE樹脂成形
体の被熔接面に厚さ5〜30μの前処理剤層を形成
するものである。前処理剤の熔着温度は350〜500
℃、特に400〜450℃であることが好ましく、一方
熔着温度が350℃未満の場合には熔着が不充分と
なつて熔接強さが低くなり、また、500℃を超え
る場合には基材であるTFE樹脂及び前処理剤の
主成分であるFAE樹脂が熱分解し、同じく熔接
強さを低くするという問題がある。 また、前処理剤の塗布方法は刷毛塗り、吹付
け、流しかけなど一般に用いられる塗布方法のい
かなる方法でも良いが、熔着後の前処理剤層の厚
さが5〜30μになるように塗布することが肝要で
ある。前処理剤層の厚さが5μ未満の場合には充
分な前処理効果が期待できず、また30μを超える
場合には前処理剤の熔着時前処理剤層に亀裂が生
じるため好ましくない。 熔接は例えばFAE樹脂、FEP樹脂、PFA樹脂、
EPE樹脂などの如きTFE共重合体製の熔接棒又
はフイルムなどを用いて行なわれる。特に好まし
い熔接剤は、TFEを80モル%以上、99.5モル%以
下、好ましくはTFEを90モル%以上含むもので
あつて、且つ、372℃における熔融粘度が1×104
〜5×106ポイズであるような前期TFE共重合体
である。TFE含量及び熔融粘度が上記範囲を満
足するTFE共重合体は特に良好な熔接を行える
が、TFE含量が80モル%より低いTFE共重合体
は、一般にその熔融粘度が低くて施工が容易であ
る反面、熔接粘度が低い傾向をしている。一方、
TFE含量が99.5モル%を超えるTFE共重合体は、
熔融粘度が高くなりすぎ施工困難となる傾向を有
する。 本発明の方法は熔接時圧力をかけにくい熱風熔
接において有効で、熔接ムラやピンホール発生の
防止、熔接強度の向上などに効果がみられる。特
に、熔接材としてFAE樹脂又はPFA樹脂を用い
た場合には有効である。 なお、本発明の熔接は、通常TFE樹脂の熔接
に用いられる温度である350〜500℃で、特に380
〜480℃の範囲で行なうことが推奨される。 実施例 1 安定剤としてポリオキシエチレンフエニル系界
面活性剤(ローム・アンド・ハース社製、トライ
トンX−100)2.6重量%とFAE樹脂コロイド粒子
(FAE樹脂の組成:TFE99.1モル%とパーフルオ
ロブチルエチレン0.9モル%との共重量体、372℃
における熔融粘度9.4×105ポイズ)44重量%とを
含む水性デイスパージヨン100重量部に対し、シ
リコーンオイル(日本ユニカー製、NUCシリコ
ーンブロツクコポリマーL−77)2重量部を添加
することにより、TFE樹脂成形体用熔接前処理
剤を得た。 実施例 2 厚さ2.3mmTFE樹脂製切削シートの突き合せ熔
接面に開先角度60゜とり、実施例1の熔接前処理
剤をガーゼに含ませて該開先面に薄く塗り風乾し
た。風乾後、該先面に温度480℃の熱風を吹き付
け、厚さ約10μの前処理剤の熔着層を得た。次い
で、直径3mmの各フルオロガーボン重合体の熔接
棒により開先面を熱風突き合せ熔接した。熔接条
件は熱風温度420℃、熔接速度80mm/min、風量
750/minである。 得られた熔接シートから、熔接方法に、巾10
mm、長さ100mmの短冊型のサンプルをとり、引き
張り強さ及び伸びを測定した。 また、熔接シートの熔接線上5mにわたり、電
測工業株式会社製ピンホールテスターを使用し
て、電圧20KVで、ピンホール数を測定した。 測定結果を次表に示す。
【表】 実施例 3 FAE樹脂としてTFE98.7モル%とパーフルオ
ロブチルエチレン1.3モル%との共重合体を使用
したほかは、実施例1と同様にして前処理剤を作
り、実施例2と同様にして熔接を行なつた。 各試料の引張り強さ及び伸びは次表の通りであ
つた。
【表】 比較例 熔接前処理剤を使用しなかつたほかは、実施例
2と同様にして熔接を行なつた。 各試料の引張り強さ及び伸びは次表の通りであ
つた。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 平均粒子径が0.1〜0.5μであるテトラフルオ
    ロエチレン/パーフルオロアルキルエチレン共重
    合体のコロイド粒子を10〜70重量%、シリコーン
    オイルを0.3〜5重量%及びノニオン又はアニオ
    ン系界面活性剤を1〜10重量%含む水性分散液で
    あつて、上記共重合体のテトラフルオロエチレ
    ン/パーフルオロアルキルエチレンのモル比が93
    〜99.5/7〜0.5であり、パーフルオロアルキル
    基の鎖長が炭素数2〜10の範囲であり、且つ上記
    共重合体の熔融粘度が372℃において1×104〜5
    ×106ポイズの範囲にあることを特徴とするテト
    ラフルオロエチレン樹脂成形体用の熔接前処理
    剤。 2 平均粒子径が0.1〜0.5μであるテトラフルオ
    ロエチレン/パーフルオロアルキルエチレン共重
    合体のコロイド粒子を10〜70重量%、シリコーン
    オイルを0.3〜5重量%及びノニオン又はアニオ
    ン系界面活性剤を1〜10重量%含む水性分散液で
    あつて、上記共重合体のテトラフルオロエチレ
    ン/パーフルオロアルキルエチレンのモル比が93
    〜99.5/7〜0.5であり、パーフルオロアルキル
    基の鎖長が炭素数2〜10の範囲であり、且つ上記
    共重合体の熔融粘度が372℃において1×104〜5
    ×106ポイズの範囲にあることから成るテトラフ
    ルオロエチレン樹脂成形体用の熔接前処理剤を、
    テトラフルオロエチレン樹脂成形体の被熔接面に
    塗布し、350〜500℃の温度で熔着して厚さ5〜
    30μの前処理剤層を形成した後、テトラフルオロ
    エチレン共重合体製の熔接材を用いて外部加熱熔
    接法によりテトラフルオロエチレン樹脂の被熔接
    面を350〜500℃の温度で熔接する、ことを特徴と
    するテトラフルオロエチレン樹脂の熔接方法。
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WO2004052627A1 (ja) * 2002-12-12 2004-06-24 Daikin Industries, Ltd. 溶接被覆材、接合構造体、溶接施工方法、溶接施工品及び複合物品

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