【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
発明の目的
産業上の利用分野
本発明は変性ポリテトラフルオロエチレン成形
体の接合体に関する。
従来の技術
ポリテトラフルオロエチレン（以下、単に
PTFEと称することがある）は高い耐熱性、すぐ
れた耐化学薬品性及び電気的特性を有し、更には
非粘着性、低摩擦性など独特の性質を有している
ため、化学、機械、電気などの諸工業で、或いは
家庭用器具などで広範に使用されている。
しかしながら、PTFEは非常に低い表面張力と
高い溶融粘度のために接着を行なうことが困難で
あり、その用途は可成り限定されたものとなつて
いるのが実情である。
従つてこの接着についての問題の解決はPTFE
の用途を拡大していくのに当つて極めて重要な意
義をもつている。
こうした実情を反映して近年PTFE成形体の表
面を濡らすことが可能な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、単にPFAと称することがある）
及び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）／パーフルオロ（アルキ
ルエチレン）共重合体（以下単にEPEと称する
ことがある）などの低い表面張力と低い溶融粘度
を有する高度にフツ素化されたテトラフルオロエ
チレンの共重合体が使用されるようになつて来
た。
これらの共重合体はエチレン／テトラフルオロ
エチレン共重合体（以下単にETFEと称すること
がある）及びテトラフルオロエチレン／ヘキサフ
ルオロプロペン共重合体（以下単にFEPと称す
ることがある）に較べてかなり高い接着力を有す
るものの、なおその接合部の強度が十分とは言え
ず、又被接着体としてフイルム状又はシート状の
厚さ約１mm以下のPTFE成形体を使用した場合に
は、その接合境面にシワが発生するなどの問題が
あつた。
発明が解決しようとする問題点
本発明は接着力が高く接合境面及びその周囲に
シワの発生のないPTFE成形体の接合体を提供す
ることを目的とする。
発明の構成
問題点を解決するための手段
本発明者は接着力が高く接合境面及びその周囲
にシワの発生のないPTFE成形体の接合体につい
て研究の結果、下記式の変性剤
OBJECT OF THE INVENTION INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a joined body of modified polytetrafluoroethylene molded bodies. Conventional technology Polytetrafluoroethylene (hereinafter simply referred to as
PTFE (sometimes referred to as PTFE) has high heat resistance, excellent chemical resistance, and electrical properties, as well as unique properties such as non-adhesion and low friction. It is widely used in various industries such as electricity, and in household appliances. However, it is difficult to bond PTFE due to its extremely low surface tension and high melt viscosity, and the reality is that its applications are quite limited. Therefore, the solution to this adhesion problem is to use PTFE.
This has extremely important significance in expanding the uses of Reflecting these circumstances, in recent years tetrafluoroethylene/perfluoro(alkyl vinyl ether) copolymer (hereinafter sometimes simply referred to as PFA) has been developed which can wet the surface of PTFE molded bodies.
and highly fluorinated tetras with low surface tension and low melt viscosity, such as tetrafluoroethylene/perfluoro(alkyl vinyl ether)/perfluoro(alkyl ethylene) copolymers (hereinafter sometimes simply referred to as EPE). Copolymers of fluoroethylene have come into use. These copolymers are considerably more expensive than ethylene/tetrafluoroethylene copolymers (hereinafter sometimes simply referred to as ETFE) and tetrafluoroethylene/hexafluoropropene copolymers (hereinafter sometimes simply referred to as FEP). Although it has adhesive strength, the strength of the joint is not sufficient, and when a film or sheet-like PTFE molded object with a thickness of about 1 mm or less is used as the object to be adhered, the joint interface There were problems such as wrinkles appearing on the surface. Problems to be Solved by the Invention An object of the present invention is to provide a bonded body of PTFE molded bodies that has high adhesive strength and does not cause wrinkles at the bonded interface and its surroundings. Structure of the Invention Means for Solving the Problems As a result of research on bonded PTFE molded bodies that have high adhesive strength and do not cause wrinkles at the bonding interface and its surroundings, the present inventor found that a modifier of the following formula
【式】ま
たは[Formula] Ma
Taha
【式】
（式中Rfは炭素数１〜５のパーフルオロアル
キル基、X1，X2，X3はＦまたはＨ）によつて変
性された比溶融粘度１×107〜１×1011ポイズの
変性ポリテトラフルオロエチレン成形体同志の接
合体は高い接着力を有し、且つ接合境面及びその
周囲にシワ、波立ちなどのない極めて優れた接合
体になることを見出し本発明を完成した。
変性PTFEとは、TFE（テトラフルオロエチレ
ン）の重合において少量の、通常0.5未満の前述
の変性剤を共重合したものであつて、モールデイ
ングパウダーの場合には耐クリープ性の優れた成
形品が、またフアインパウダーの場合には押出成
形性の優れた粉末が得られることが知られてい
る。
本発明の接合体に使用されるPTFE成形体は上
記変性PTFEを圧縮成形法、ペースト押出成形
法、あるいはその他の適切な方法によつて成形さ
れるフイルム状、シート状、ブロツク状、及びそ
の他の形状の成形体である。
上記変性PTFEは前述の説明から明らかな通
り、PFA，EPE及びFEPなどの溶融成形性のフ
ツ素樹脂とは異なり、PTFEと同様の方法を用い
て成形するタイプのフツ素樹脂であり、その溶融
粘度が１×107〜１×1011ポイズであることによ
り溶融成形性フツ素樹脂（比溶融粘度１×103〜
１×106）とは明らかに区別される。
変性PTFEの比溶融粘度が１×107ポイズより
低い場合には、接着温度で樹脂は流動性を帯びる
ようになるため、接合体の形状が著るしく崩れて
しまうか又は接合部周辺にシワ、波立ちが発生す
るという問題があり、一方比溶融粘度が１×1011
ポイズより高い場合には接着強度が低いという問
題があるため、本発明の接合体に供される変性ポ
リテトラフルオロエチレンの比溶融粘度は１×
107〜１×1011ポイズの範囲であることが必要で
ある。特に１×108〜５×1010ポイズの範囲の変
性PTFEの使用は、接着力、接合体の状態などの
面から好ましい結果を与える。
本発明の接合体は上記変性PTFE成形体同志
を、変性PTFEの融点以上、通常330〜420℃、好
ましくは350〜390℃の温度で熱圧着することによ
り得ることができる。
上記接合体は実施例及び比較例にみられる通り
PTFE成形体同志を直接熱圧着した接合体に較べ
てその接着力が高いことは当然のこととして、
PTFE成形体同志の接合において例えばPFAフ
イルム等を接着剤としてPTFE成形体間に介し熱
圧着した接合体よりも高い接着力を有するもので
ある。更に加えて本発明の接合体はPTFEと接着
剤との熱収縮の差によつて生ずる接合境面及びそ
の周囲のシワ及び波立ちの発生がないという利点
がある。
試料の調製
過硫酸アンモン開始剤30ppm及びパーフルオロ
オクタン酸アンモン分散剤100ppmを含む水性媒
体が入つているオートクレーブ中で、実施例１及
び２においては変性剤としてパーフルオロ（プロ
ピルビニルエーテル）を、また実施例３において
はパーフルオロブチルエタンを用い、テトラフル
オロエチレンを圧力約17Kg／cm2Ｇ、温度65℃で重
合し、第１表に記載された量の変性剤を含む変性
PTFE粒状粉末（粗粉末）を得た。この粗粉末を
機械粉砕し、平均粒径約30μの微粉末とし、この
微粉末から圧縮成形によりシート状予備成形物を
作り、ついで370℃で焼成し、試料シートとした。
実施例 １〜３
375℃に加熱した加圧機のプレス面にアルミニ
ウム板（200×200mm×厚さ２mm）を置き、そのア
ルミニウム板上に接合すべき長方形の試料シート
（200×60mm×厚さ１mm）を２枚重ねて置き、その
上に押板としてアルミニウム板（200×25mm×厚
さ２mm）を試料シートの長辺方向に合せて置き、
試料シート及びアルミニウム板が375℃になるま
で約５分間無加圧の状態で保持した。ついで３
Kg／cm2の圧力を加え５分間保持し、試料シート同
志を接合した。接合後アルミニウム板ごと試料を
加圧機から取出し試料が温室に下るまで空冷し
た。
得られた接合試料シートを短辺方向に10mm間隔
に切断し、10mm×60mmの試料片を得て、温度23±
１℃、剥離速度50mm／minの条件で試験片の剥離
強度を測定した。
各試料シートの材質、接合試料シートの剥離強
度及び接合状態を第１表に示す。
比較例 １〜２
試料シートとしてPTFEシートを用い、接着剤
を使用せず実施例と同様に熱圧着を行なつたケー
ス、及び接着剤として厚さ0.1mmのPFAフイルム
をPTFEシート間に介し、実施例と同様に熱圧着
を行なつたケースの接合試料片の剥離強度及び接
合状態を第１表に併記する。 Specific melt viscosity modified by [Formula] (wherein Rf is a perfluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and X 1 , X 2 , and X 3 are F or H) We have completed the present invention by discovering that the bonded body of Poise's modified polytetrafluoroethylene moldings has high adhesive strength and is free from wrinkles and undulations at and around the bonded interface. . Modified PTFE is a product obtained by copolymerizing a small amount of the above-mentioned modifier, usually less than 0.5, in the polymerization of TFE (tetrafluoroethylene), and in the case of molding powder, it produces molded products with excellent creep resistance. In the case of fine powder, it is known that a powder with excellent extrudability can be obtained. The PTFE molded body used in the bonded body of the present invention may be formed into a film, sheet, block, or other shape by molding the above-mentioned modified PTFE by compression molding, paste extrusion, or other appropriate methods. It is a shaped body. As is clear from the above explanation, the modified PTFE is a type of fluororesin that is molded using the same method as PTFE, unlike melt-formable fluororesins such as PFA, EPE, and FEP. By having a viscosity of 1×10 7 to 1×10 11 poise, melt-formable fluororesin (specific melt viscosity 1×10 3 to
1×10 6 ). If the specific melt viscosity of the modified PTFE is lower than 1×10 7 poise, the resin becomes fluid at the bonding temperature, which may cause the shape of the bonded product to collapse significantly or cause wrinkles around the bonded area. , there is a problem that ripples occur, and on the other hand, when the specific melt viscosity is 1 × 10 11
Since there is a problem that the adhesive strength is low when it is higher than poise, the specific melt viscosity of the modified polytetrafluoroethylene used in the bonded body of the present invention is 1×
It needs to be in the range of 10 7 to 1×10 11 poise. In particular, the use of modified PTFE in the range of 1×10 8 to 5×10 10 poise gives favorable results in terms of adhesive strength, condition of the bonded body, etc. The joined body of the present invention can be obtained by thermocompression bonding the modified PTFE molded bodies together at a temperature higher than the melting point of the modified PTFE, usually 330 to 420°C, preferably 350 to 390°C. The above bonded body is as seen in the examples and comparative examples.
It goes without saying that the adhesive force is higher than that of a bonded body made by directly thermocompressing PTFE molded bodies together.
When bonding PTFE molded bodies together, it has higher adhesive strength than a bonded body formed by thermocompression bonding between the PTFE molded bodies using, for example, a PFA film as an adhesive. In addition, the bonded body of the present invention has the advantage that wrinkles and ripples do not occur at and around the bonding interface caused by the difference in thermal shrinkage between PTFE and adhesive. Sample Preparation Perfluoro(propyl vinyl ether) was used as a modifier in Examples 1 and 2 in an autoclave containing an aqueous medium containing 30 ppm of ammonium persulfate initiator and 100 ppm of ammonium perfluorooctanoate dispersant. In Example 3, perfluorobutylethane was used to polymerize tetrafluoroethylene at a pressure of about 17 kg/cm 2 G and a temperature of 65°C, and a modified polymer containing the amount of modifier listed in Table 1 was used.
A PTFE granular powder (coarse powder) was obtained. This coarse powder was mechanically pulverized to a fine powder with an average particle size of about 30 μm, and a sheet-like preform was made from this fine powder by compression molding, and then fired at 370° C. to obtain a sample sheet. Examples 1 to 3 An aluminum plate (200 x 200 mm x 2 mm thick) was placed on the press surface of a press machine heated to 375°C, and a rectangular sample sheet (200 x 60 mm x 1 mm thick) to be bonded was placed on the aluminum plate. ) on top of each other, place an aluminum plate (200 x 25 mm x 2 mm thick) as a push plate on top of it, aligning it along the long side of the sample sheet.
The sample sheet and aluminum plate were held without pressure for about 5 minutes until the temperature reached 375°C. Then 3
A pressure of Kg/cm 2 was applied and held for 5 minutes to join the sample sheets together. After bonding, the sample together with the aluminum plate was taken out from the pressurizer and cooled in air until the sample was lowered into the greenhouse. The obtained bonded sample sheet was cut at 10 mm intervals in the short side direction to obtain sample pieces of 10 mm x 60 mm.
The peel strength of the test piece was measured under the conditions of 1°C and a peel rate of 50 mm/min. Table 1 shows the material of each sample sheet, the peel strength and bonding condition of the bonded sample sheets. Comparative Examples 1 to 2 A case in which a PTFE sheet was used as a sample sheet and thermocompression bonding was performed in the same manner as in the example without using an adhesive, and a PFA film with a thickness of 0.1 mm was interposed between the PTFE sheets as an adhesive, Table 1 also shows the peel strength and bonding condition of bonded sample pieces of cases that were thermocompression bonded in the same manner as in Examples.
【表】
発明の効果
上記実施例から明らかなように、本発明の変性
PTFE成形体の接合体は、PTFE成形体の接合
体、あるいはPTFE成形体をPFAフイルムを介
して接合した接合体に比し剥離強度が高く接合状
態も良好である。[Table] Effects of the invention As is clear from the above examples, the modification of the present invention
A bonded body of PTFE molded bodies has higher peel strength and better bonding condition than a bonded body of PTFE molded bodies or a joined body of PTFE molded bodies joined via a PFA film.