説明

フッ素樹脂組成物及びフッ素樹脂成形体

【課題】より紫外線の遮断性が向上された成形品を得ることが可能なフッ素樹脂組成物を提供する。
【解決手段】フッ素樹脂と下記一般式(I)


で表される紫外線吸収剤とを含有し、上記紫外線吸収剤を、上記フッ素樹脂100質量部に対し0.1質量部以上含有することを特徴とするフッ素樹脂組成物である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フッ素樹脂組成物及びフッ素樹脂成形体に関する。
【背景技術】
【0002】
フッ素樹脂は耐候性を有しており、長時間の日光暴露によっても劣化しないことから、太陽電池等の屋外で使用する機器の保護フィルムとして使用されている。しかしながら、フッ素樹脂は紫外線を通過させるため、フッ素樹脂フィルムにより被覆しても、被覆された基材は紫外線による影響を受け、劣化や着色を生じる問題がある。
【0003】
紫外線の遮断を目的として、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合樹脂を主成分とするフィルム中に、5重量%の減量温度が300℃以上のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を含有させた紫外線遮断フィルム(特許文献1)、エチレン/テトラフルオロエチレン系共重合体に2−ヒドロキシベンゾフェノン系紫外線吸収剤を添加混合した含フッ素共重合体組成物(特許文献2)、ポリフッ化ビニリデンにシアノアクリレート系紫外線吸収剤を添加混合したポリフッ化ビニリデン組成物(特許文献3)が提案されているが、紫外線の遮断性の向上が望まれている。
【0004】
【特許文献1】特開平6−263891号公報
【特許文献2】特開昭53−90356号公報
【特許文献3】特開昭62−167343号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、上記現状に鑑み、より紫外線の遮断性が向上された成形品を得ることが可能なフッ素樹脂組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、フッ素樹脂と下記一般式(I)
【0007】
【化1】

【0008】
(式中、Xは2本の結合手が1位、2位の位置関係にある、2価の芳香族基であり、nは1〜3の整数であり、Rは、ヘテロ原子を含有してもよいn価の炭化水素基であり、n=2のとき直接結合であることができる。)、又は、下記一般式(II)
【0009】
【化2】

【0010】
(式中、Aは下記式(II)−a
【0011】
【化3】

【0012】
で表される基であるか又は下記式(II)−b
【0013】
【化4】

【0014】
で表される基であり、R及びRは、同一又は異なって、1価の炭化水素基であり、Xはヘテロ原子を含有してもよい4価の芳香族基である。)で表される紫外線吸収剤とを含有し、上記紫外線吸収剤を、上記フッ素樹脂100質量部に対し0.1質量部以上含有することを特徴とするフッ素樹脂組成物である。
【0015】
本発明は、上記フッ素樹脂組成物から得られることを特徴とするフッ素樹脂成形体である。
以下に本発明を詳細に説明する。
【0016】
本発明のフッ素樹脂組成物は、ベンゾキサジン系の紫外線吸収剤を含有するものであるので、耐候性と紫外線遮断効果とを有するフィルム等の材料として好適である。
【0017】
つまり、従来の紫外線吸収剤(例えば特許文献1〜3に例示のもの)を添加混合した場合、製造中あるいは経時に伴い、紫外線吸収剤がフッ素樹脂から徐々にブリードアウトして、フッ素樹脂の表面に滲出するのに対して、本発明のフッ素樹脂組成物はベンゾキサジン系の紫外線吸収剤を含有するものであることから、紫外線吸収剤がブリードアウトし難く、長期にわたり紫外線遮断効果を期待することができる。
【0018】
また、従来の紫外線吸収剤の場合、フッ素樹脂に添加して溶融混練する際、紫外線吸収剤が揮発しやすい上、紫外線吸収剤によってフッ素樹脂の分解が促進され、紫外線吸収剤の添加自体が難しく、混合組成物の製造が困難なことがある。これに対して、本発明のベンゾキサジン系の紫外線吸収剤を含有するフッ素樹脂組成物は、フッ素樹脂が分解されることなく充分に溶融混練されるという優れた特性も有している。
【0019】
上記ベンゾキサジン系の紫外線吸収剤は、下記一般式(I)
【0020】
【化5】

【0021】
(式中、Xは2本の結合手が1位、2位の位置関係にある、2価の芳香族基であり、nは1〜3の整数であり、Rは、ヘテロ原子を含有してもよいn価の炭化水素基であり、n=2のとき直接結合であることができる。)、又は、下記一般式(II)
【0022】
【化6】

【0023】
(式中、Aは下記式(II)−a
【0024】
【化7】

【0025】
で表される基であるか又は下記式(II)−b
【0026】
【化8】

【0027】
で表される基であり、R及びRは、同一又は異なって、1価の炭化水素基であり、Xはヘテロ原子を含有してもよい4価の芳香族基である。)で表されるものである。
【0028】
式(I)において、Xとしては、1,2−フェニレン、1,2−ナフチレン、2,3−ナフチレン、フェニル−1,2−フェニレン、下記式(a)、(b)
【0029】
【化9】

【0030】
【化10】

【0031】
(式中、Rは、−O−、−CO−、−S−、−SO−、−CH−、−(CH−又は−C(CH−である。)で表される基を挙げることができ、1,2−フェニレンが好ましい。
【0032】
として例示した上記芳香族基は、メチル、エチル、プロピル、ヘキシル、デシル等の炭素数1〜12のアルキル基;フェニル、ナフチル等の炭素数6〜12のアリール基;シクロペンチル、シクロヘキシル等の炭素数5〜12のシクロアルキル基;フェニルエチル等の炭素数7〜20のフェニルアルキル基;メトキシ、エトキシ、デシルオキシ等の炭素数1〜10のアルコキシ基;ニトロ基;フッ素、塩素、臭素等のハロゲン基;アセチル、プロピオニル、ベンゾイル、デカノイル等の炭素数2〜10のアシル基;炭素数1〜12のパーフルオロアルキル基;炭素数1〜24のパーフルオロアルコキシ基;シアノ基;−COOY、−CONHY、−CONY、−SY、−SOY、−SOY、−OCOY、−OY、−NCO、−NHCOY、−NY(ここでY、Y、Yは水素原子、炭素数1〜24のアルキル基、炭素数2〜18のアルケニル基、炭素数5〜12のシクロアルキル基、炭素数7〜20のフェニルアルキル基、炭素数6〜12のアリール基)等の置換基で置換されていてもよい。
【0033】
このうち、フッ素を含む置換基で置換された芳香族基としては、例えば、
【0034】
【化11】

【0035】
等が挙げられる。
【0036】
は、n価(但し、nは1〜3の整数である。)の炭化水素基であり、nが2のとき直接結合であってよい。
【0037】
1価の炭化水素基(n=1の場合)としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、デシル等の炭素数1〜10の未置換脂肪族基、フェニル、ナフチル、ビフェニル等の炭素数6〜12の未置換芳香族基、シクロペンチル、シクロヘキシル等の炭素数5〜12の未置換脂環族基等が挙げられる。
【0038】
また、上記1価の炭化水素基としては、下記式(c)
【0039】
【化12】

【0040】
(式中、Rは炭素数2〜10のアルキレン、フェニレン又はナフチレンである。)で表される基、下記式(d)
【0041】
【化13】

【0042】
(式中、Rは炭素数1〜10のアルキル基、フェニル基又はナフチル基である。)で表される基、下記式(e)
【0043】
【化14】

【0044】
(式中、R及びRは上記に同じであり、Rは水素原子又はRに定義された基である。)で表される基、又は下記式(f)
【0045】
【化15】

【0046】
(式中、R及びRは上記に同じであり、Rは水素原子又はRに定義された基である。)で表される、置換された脂肪族基又は芳香族基を挙げることができる。
【0047】
更に、上記1価の炭化水素基としては、上記未置換の芳香族基が上記Xを表す芳香族基として例示したものと同じ置換基で置換されているものを挙げることができる。このような1価の炭化水素基としては、トリル、メチルナフチル、ニトロフェニル、ニトロナフチル、クロロフェニル、ベンゾイルフェニル、アセチルフェニル又はアセチルナフチル等を挙げることができる。
【0048】
1価の炭化水素基としては、上記式(c)、(d)、(e)又は(f)で表される、置換された脂肪族基又は芳香族基が好ましく、置換された芳香族基がより好ましい。
【0049】
2価の炭化水素基(n=2の場合)としては、例えば、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、デカメチレン等の炭素数2〜10の未置換の脂肪族基、フェニレン、ナフチレン、p,p’−ビフェニレン等の炭素数6〜12の未置換の芳香族基、シクロペンチレン、シクロヘキシレン等の炭素数5〜12の未置換の脂環族基が挙げられる。
【0050】
また、上記2価の炭化水素基としては、例えば、下記式(g)
【0051】
【化16】

【0052】
(式中、RはRで定義された基のいずれかである。)で表される基、又は下記式(h)
【0053】
【化17】

【0054】
(式中、Rは上記に同じであり、RはRに定義された基のいずれかであり、R10はRに定義された基のいずれかである。)で表される、置換された脂肪族基又は芳香族基が挙げられる。
【0055】
更に、上記2価の炭化水素基としては、上記未置換の2価の芳香族基が、上記Xを表す芳香族基として例示したものと同じ置換基で置換されているものを挙げることができる。
【0056】
上記2価の炭化水素基としては、直接結合したものが好ましく、未置換の又は置換された2価の芳香族基が好ましく、2本の結合手が最も離れた位置から出ている未置換の又は置換された芳香族基がより好ましく、p−フェニレン、p,p’−ビフェニレン又は2,6−ナフタレンが更に好ましい。
【0057】
3価の炭化水素基(n=3の場合)としては、炭素数6〜12の芳香族基が挙げられる。
【0058】
炭素数6〜12の芳香族基としては、例えば、
【0059】
【化18】

【0060】
等が挙げられる。
【0061】
上記炭素数6〜12の芳香族基は、上記1価の芳香族基の置換基として例示したと同じ置換基で置換されていてもよい。
【0062】
上記一般式(II)中、R及びRは、同一又は異なって、1価の炭化水素基であり、Xは4価の芳香族基である。
【0063】
及びRとしては、上記式(I)におけるRとして例示した1価の炭化水素基が挙げられる。
【0064】
4価の芳香族基Xとしては、例えば、
【0065】
【化19】

【0066】
(式中、Rは式(a)に同じ。)で表される基を挙げることができる。
【0067】
上記4価の芳香族基は、上記式(I)の説明において、Rを表す1価の芳香族基の置換基として例示したと同じ置換基で置換されていてよい。
【0068】
式(I)及び式(II)で表される紫外線吸収剤としては、例えば、下記の化合物を挙げることができる。
【0069】
式(I)で表される紫外線吸収剤としては、n=1の場合、2−メチル−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−ブチル−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−フェニル−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−(1−又は2−ナフチル)−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−(4−ビフェニル)−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−p−ニトロフェニル−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−m−ニトロフェニル−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−p−ベンゾイルフェニル−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−p−メトキシフェニル−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−o−メトキシフェニル−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−シクロヘキシル−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、2−p−(又はm−)フタルイミドフェニル−3,1−ベンゾキサジン−4−オン、N−フェニル−4−(3,1−ベンゾキサジン−4−オン−2−イル)フタルイミド、N−ベンゾイル−4−(3,1−ベンゾキサジン−4−オン−2−イル)アニリン、N−ベンゾイル−N−メチル−4−(3,1−ベンゾキサジン−4−オン−2−イル)アニリン等が挙げられる。
【0070】
式(I)で表される紫外線吸収剤としては、n=2の場合、2,2’−ビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−エチレンビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−テトラメチレンビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−デカメチレンビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−m−フェニレンビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−(4,4’−ジフェニレン)ビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−(2,6−ナフタレン)ビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−(1,5−ナフタレン)ビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−(2−メチル −p−フェニレン)ビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−(2−ニトロ−p−フェニレン)ビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−(2−クロロ−p−フェニレン)ビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−(1,4−シクロヘキシレン)ビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、N−p−(3,1−ベンゾキサジン−4−オン−2−イル)フェニル,4−(3,1−ベンゾキサジン−4−オン−2−イル)フタルイミド、N−p−(3,1−ベンゾキサジン−4−オン−2−イル)ベンゾイル,4−(3,1−ベンゾキサジン−4−オン−2−イル)アニリン等が挙げられる。
【0071】
式(I)で表される紫外線吸収剤としては、n=3の場合、1,3,5−トリ(3,1−ベンゾキサジン−4−オン−2−イル)ベンゼン、1,3,5−トリ(3,1−ベンゾキサジン−4−オン−2−イル)ナフタレン、2,4,6−トリ(3,1−ベンゾキサジン−4−オン−2−イル)ナフタレン等が挙げられる。
【0072】
式(II)で表される紫外線吸収剤としては、2,8−ジメチル−4H,6H−ベンゾ(1,2−d;5,4−d’)ビス−(1,3)−オキサジン−4,6−ジオン、2,7−ジメチル−4H,9H−ベンゾ(1,2−d;5,4−d’)ビス−(1,3)−オキサジン−4,9−ジオン、2,8−ジフェニル−4H,8H−ベンゾ(1,2−d;5,4−d’)ビス−(1,3)−オキサジン−4,6−ジオン、2,7−ジフェニル−4H,9H−ベンゾ(1,2−d;5,4−d’)ビス−(1,3)−オキサジン−4,6−ジオン、6,6’−ビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−ビス(2−エチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−ビス(2−フェニル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−メチレンビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−メチレンビス(2−フェニル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−エチレンビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−エチレンビス(2−フェニル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−ブチレンビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−ブチレンビス(2−フェニル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−オキシビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−オキシビス(2−フェニル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−スルホニルビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−スルホニルビス(2−フェニル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−カルボニルビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,6’−カルボニルビス(2−フェニル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、7,7’−メチレンビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、7,7’−メチレンビス(2−フェニル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、7,7’−ビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、7,7’−エチレンビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、7,7’−オキシビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、7,7’−スルホニルビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、7,7’−カルボニルビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,7’−ビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,7’−ビス(2−フェニル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,7’−メチレンビス(2−メチル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、6,7’−メチレンビス(2−フェニル−4H,3,1−ベンゾキサジン−4−オン)等が挙げられる。
【0073】
上記紫外線吸収剤としては、上記式(I)で表される化合物であることが好ましく、n=2の場合の上記式(I)で表される化合物であることがより好ましく、下記式(I)−1
【0074】
【化20】

【0075】
(式中、R11は2価の芳香族基である。)で表される化合物が更に好ましい。
【0076】
式(I)−1の化合物としては、2,2’−p−フェニレンビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−(4,4’−ジフェニレン)ビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)、2,2’−(2,6−ナフタレン)ビス(3,1−ベンゾキサジン−4−オン)が好ましい。
【0077】
本発明のフッ素樹脂組成物は、上記紫外線吸収剤をフッ素樹脂100質量部に対して0.1質量部以上含有する。0.1質量部未満であると、充分に紫外線を遮断できない。好ましい下限は0.2質量部であり、好ましい上限は10質量部である。
【0078】
上記フッ素樹脂は、ポリクロロトリフルオロエチレン〔PCTFE〕、ポリビニリデンフルオライド〔PVdF〕、又は、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体〔ETFE〕であることが好ましく、PCTFEであることがより好ましい。
【0079】
特にPCTFEの場合は、従来から使用されてきた紫外線吸収剤と混合すると、樹脂自体の分解が促進されやすかった。本発明のフッ素樹脂組成物は、紫外線吸収剤としてベンゾキサジン系の紫外線吸収剤を採用したものであるので、フッ素樹脂がPCTFEであっても、製造時に分解されることなく安定して製造することができる。
【0080】
上記PCTFEは、単量体単位がクロロトリフルオロエチレン〔CTFE〕単位のみであるホモポリマーであってもよいし、CTFE単位が90モル%以上であれば、CTFEとCTFEと共重合可能な単量体との共重合体であってもよい。
【0081】
本明細書において、上記CTFE単位は、PCTFEの分子構造上、CTFEに由来する部分〔−CFCl−CF−〕である。
【0082】
上記CTFE単位の割合は、19F−NMR等の分析により得られる値であり、具体的には、NMR分析、赤外分光分析[IR]、元素分析をモノマーの種類により適宜組み合わせて得られる値である。
【0083】
上記CTFEと共重合可能な単量体は、CTFEと共重合可能なものであれば特に限定されず、2種以上であってもよいが、エチレン〔Et〕、テトラフルオロエチレン〔TFE〕、ビニリデンフルオライド〔VdF〕、パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)〔PAVE〕、下記一般式(1)
CX=CX(CFn1 (1)
(式中、X、X及びXは、同一若しくは異なって、H、F又はCFであり、Xは、H、F又はClであり、n1は、1〜10の整数である。)で表されるビニル単量体、下記一般式(2)
CF=CF−OCH−Rf (2)
(式中、Rfは、炭素数1〜5のパーフルオロアルキル基である。)で表されるアルキルパーフルオロビニルエーテル誘導体、下記一般式(3)
CH=CH−COOR12 (3)
(式中、R12は、直鎖状であっても分枝鎖状であってもよい炭素数1〜20の炭化水素基又はHである。)で表されるアクリル系単量体、及び、下記一般式(4)
CX=CF(CF−O−Rf−Z (4)
(式中、X及びXは、同一又は異なって、H又はFであり、aは0又は1であり、Rfは、エーテル結合を含んでいてもよい炭素数1〜20の含フッ素アルキレン基であり、Zは、−OH、−CHOH、−COOM(Mは、H又はアルカリ金属を表す。)、カルボキシル基由来基、−SOM(Mは、H又はアルカリ金属を表す。)、スルホン酸由来基、エポキシ基、−CN、−I及び−Brよりなる群から選択される官能基である。)で表される単量体
等が挙げられる。
【0084】
上記単量体は、Et、TFE、VdF、PAVE及び上記一般式(1)で表されるビニル単量体よりなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
【0085】
上記PAVEとしては、下記一般式(5)
CF=CF−ORf (5)
(式中、Rfは、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基である。)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)であることが好ましい。
【0086】
上記一般式(5)で表されるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)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)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)、パーフルオロ(ブチルビニルエーテル)等が挙げられ、なかでもパーフルオロ(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)、又は、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)が好ましい。
【0087】
上記一般式(1)で表されるビニル単量体としては特に限定されないが、例えば、ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕、パーフルオロ(1,1,2−トリハイドロ−1−ヘキセン)、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)、下記一般式(6)
C=CX−Rf (6)
(式中、Xは、H、F又はCFであり、Rfは、炭素数1〜10のパーフルオロアルキル基である)で表されるパーフルオロ(アルキル)エチレン等が挙げられる。
【0088】
上記パーフルオロ(アルキル)エチレンとしては、パーフルオロ(ブチル)エチレンが好ましい。
【0089】
上記一般式(2)で表されるアルキルパーフルオロビニルエーテル誘導体としては、Rfが炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基であるものが好ましく、CF=CF−OCH−CFCFがより好ましい。
【0090】
上記一般式(3)において、R12は、炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数4〜20のシクロアルキル基であることが好ましい。
【0091】
上記R12は、Cl、O、N等のヘテロ原子を含むものであってもよく、また、−OH、−COOH、エポキシド、エステル、エーテル、二重結合等の官能基を含んでいてもよい。
【0092】
上記一般式(4)におけるZであるカルボキシル基由来基としては、例えば、一般式:−C(=O)Q(式中、Qは、−OR13、−NH、F、Cl、Br又はIであり、R13は、炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数6〜22のアリール基である。)で表される基を挙げることができる。
【0093】
上記一般式(4)におけるZであるスルホン酸由来基としては、例えば、一般式:−SO(式中Qは、−OR14、−NH、F、Cl、Br又はIである、R14は、炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数6〜22のアリール基である。)で表される基を挙げることができる。
【0094】
上記Zは、−COOH、−CHOH、−SOH、−SONa、−SOF又は−CNであることが好ましい。
【0095】
上記一般式(4)で表される化合物としては、例えば、
CH=CFCFO−{CF(CF)CFO}n1−CF(CF)−Z
CF=CFO−{CFCF(CF)O}n1−CFCF−Z
CF=CFO−{CFCFn1−Z
(各式中、Zは上記定義と同じ。n1は、1〜10の整数である。)が挙げられる。
【0096】
上記PCTFEは、融点〔Tm〕が150〜280℃であることが好ましく、より好ましい下限が160℃、更に好ましい下限が170℃、より好ましい上限が270℃である。
【0097】
上記融点は、示差走査熱量計〔DSC〕を用いて、ASTM D−4591に準拠して、10℃/分の速度で昇温したときの吸熱曲線のピークに対応する温度である。
【0098】
上記PVdFは、全単量体単位の10モル%以下であれば、VdF以外のモノマーを重合させたものであってもよい。VdF以外のモノマーとしては、例えば、TFE、HFP、CTFE、CF=CFH、PAVEが挙げられる。
【0099】
上記ETFEは、TFE単位を30〜70モル%、Et単位を30〜70モル%含むものであることが好ましい。また、TFE単位を50〜65モル%、Et単位を35〜50モル%含むものであることがより好ましく、TFE単位を55〜65モル%、Et単位を35〜45モル%含むものであることが更に好ましい。
【0100】
上記ETFEは、変性モノマーを共重合させたものであってもよい。該変性モノマーとしては特に限定されず、例えば、パーフルオロ(1,1,2−トリハイドロ−1−ヘキセン)、パーフルオロ(1,1,5−トリハイドロ−1−ペンテン)等のフルオロビニル化合物が挙げられる。
【0101】
また、上記変性モノマーとしては、例えば、HFP、PAVEも挙げられる。
上記ETFEは、変性モノマーに由来する単量体単位を有する場合、該変性モノマー単位は10モル%以下であることが好ましい。
【0102】
上記フッ素樹脂は、それぞれ溶液重合、乳化重合、塊状重合等、従来公知の方法で重合を行った後、必要に応じて、希釈、濃縮、凝析等の後処理を行うことにより調製することができる。
【0103】
上記重合は、使用する単量体や重合開始剤の種類や量、所望の組成に応じて適宜条件を設定することができるが、一般に0〜100℃の温度下で、圧力を0〜9.8MPaGの範囲内にして行う。上記後処理は、特に限定されず、従来公知の方法により行うことができる。
【0104】
上記重合において、必要に応じて、連鎖移動剤等の添加剤を用いることができる。
上記重合開始剤、連鎖移動剤等の添加剤としては、従来公知のものを用いることができる。
【0105】
本発明のフッ素樹脂組成物は、充填剤、顔料、導電性材料、熱安定剤、補強剤等の添加剤を、フッ素樹脂の性質や成形性を損なわない範囲で含有したものであってもよい。
【0106】
本発明のフッ素樹脂組成物は、ペレット、フィルム等、何れの形状であってよい。上記ペレット又はフィルムは、フッ素樹脂のパウダー又はペレットと紫外線吸収剤とを溶融押出機に供給し、フッ素樹脂の溶融温度以上、樹脂が分解する温度以下の温度で溶融混練し、押出しすることより得ることができる。
【0107】
上述溶融混練、押出の条件は、フッ素樹脂の種類や量に応じて適宜設定することができるが、フッ素樹脂の融点より30〜130℃高い温度下で行うことが好ましく、一般に200〜350℃の温度下で行うことができる。
溶融混練の際に与える剪断力は、特に限定されないが、ミキサー、ニーダー等の従来公知の各種装置を用いて与えることができる。
【0108】
上記フッ素樹脂組成物から得られるフッ素樹脂成形体もまた、本発明の一つである。本発明のフッ素樹脂成形体は、上述のフッ素樹脂組成物から得られるものであるので、耐候性を有し、紫外線を遮断できる。
【0109】
本発明のフッ素樹脂成形体は、押出し成形法、圧縮成形、射出成形等、従来公知の方法で成形することができる。上記フッ素樹脂成形体の成形条件は、使用するフッ素樹脂組成物の種類、目的とする成形体の形状等に応じて適宜設定することができるが、成形温度200〜350℃の範囲で行うことが好ましい。
【0110】
本発明のフッ素樹脂成形体は、上記フッ素樹脂組成物から得られるものであれば特に制限されず、例えば、上記フッ素樹脂組成物から形成したフィルムであってもよいし、上記フッ素樹脂組成物から形成される層とその他の樹脂の層とを有する積層体であってもよい。上記その他の樹脂は、フッ素樹脂であってもよいし、フッ素非含有樹脂であってもよい。
【0111】
上記フッ素非含有樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート〔PET〕、ポリエチレンナフタレート〔PEN〕等のポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン、環状ポリオレフィン、スチレン系共重合体等、エチレン/酢酸ビニル共重合体が挙げられる。
【0112】
他基材の保護フィルムとして、接着剤や熱ラミネート等でフィルム状の本発明のフッ素樹脂成形体を積層する場合、フィルムの接着性を改善するために、フィルムの少なくとも片面に表面処理を施してもよい。表面処理は公知の方法、例えばコロナ放電処理(空気中、窒素中、炭酸ガス中など)やプラズマ処理(高圧、低圧)等を好適に用い得る。処理強度は特に限定されず、用途に応じて適切に所望の値とすれば良い。
【0113】
また、上記積層体において、必要に応じて上記フッ素樹脂組成物から形成した層とその他の樹脂の層との間に接着剤層を設けてもよい。上記接着剤層を構成する接着剤は、特に限定されないが、例えば、ポリエステル系接着剤、ウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤、ナイロン系接着剤、エチレン−酢酸ビニル系接着剤、アクリル系接着剤、ゴム系接着剤が挙げられる。
【0114】
本発明のフッ素樹脂成形体は、ホース、パイプ、チューブ、シート、シール、ガスケット、パッキング、フィルム、タンク、ローラー、ボトル、バルブ、コック等、何れの形状であってもよいが、シート又はフィルムであることが好ましい。
【0115】
本発明のフッ素樹脂成形体は、例えば、流体移送部材、防湿フィルムやシート、ライニング材、被覆材や摺動部材として使用することができる。
【0116】
防湿フィルムやシートとして使用する場合、例えば、食品包装用フィルム、薬包用フィルム、EL素子の被覆封止フィルム、液晶封止フィルム、太陽電池用保護フィルムや、その他の電気部品、電子部品、医療材料等の被覆材料とすることができる。また、農業用フィルム、各種屋根材・側壁等の耐侯性カバーとすることができる。
【0117】
なかでも、本発明のフッ素樹脂成形体が耐候性と紫外線遮断能を有する点で、太陽電池用保護フィルム、農業用フィルム、各種屋根材・側壁等の耐侯性カバーとして特に好適に使用できる。
【0118】
本発明のフッ素樹脂成形体は、更に、建築分野で使用される内装材、不燃性防火安全ガラス等のガラス類の被覆材;薬液タンク、廃液輸送用容器、高温液体輸送用容器、漁業・養魚タンク等のタンク等として使用することができる。
【発明の効果】
【0119】
本発明のフッ素樹脂組成物は、上述の構成よりなるので、より紫外線の遮断性が向上された成形品を得ることができる。
【0120】
本発明のフッ素樹脂成形体は、上記フッ素樹脂組成物から得られるものであるので、耐候性と紫外線遮断効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0121】
以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例における各測定値は、以下の方法により測定した。
【0122】
1.融点
示差走査熱量計RDC220(Seiko Instruments製)を用い、ASTM D−4591に準拠して、昇温速度10℃/minにて熱測定を行い、得られた吸熱曲線のピークから融点を求めた。
【0123】
2.フロー値測定
フローテスターCFT−500C(島津製作所製)を用いて、温度230℃、荷重100kgfで、直径1mm×長さ1mmのオリフィスに通して押し出した時の、1秒間あたりに流れる樹脂の体積を測定した。
【0124】
3.MFR測定
DYNISCOメルトフローインデックステスター(安田精機製作所製)を用い、ASTM D−1238に準拠して測定を行った。測定温度230℃、荷重10kgf、もしくは測定温度297℃、荷重5kgfとして、内径2mm、長さ8mmのオリフィスに通して押し出し、10分間あたりに流出する樹脂の重量として求めた。
【0125】
4.光線透過率測定
分光光度計U−4100(日立製)を用いて200〜1000nmの光線透過率を測定した。
また、100μmのプレスフィルムについて、下記の促進耐候試験を行い、0時間後、96時間後、192時間、288時間後の紫外線透過率を上記分光光度計により測定した。
【0126】
5.促進耐候試験
超促進耐候試験機EYE SUPER UV TESTER SUV−W13(岩崎電気製)を用いて促進試験を行った。条件は、紫外線照射(照射量100mW/cm);1サイクル12時間(63℃、70%RH)の後、シャワー(10sec/1hr);1サイクル12時間(30℃、100%RH)を計8回繰り返し、これを1セット(照射時間合計96hr、シャワー時間合計96hr)とした。
【0127】
6.水蒸気透過試験
PERMATRAN−W3/31(MOCON社製)を用い、JIS−7129に準拠して測定を行った。試験条件は、温度40℃、湿度90%RHとした。透過面積は5cmとした。
【0128】
比較例1
PCTFEパウダー(融点;212℃、フロー値;2.0×10−3cm/sec)100質量部に対して、シアノアクリレート系紫外線UVAであるUVINUL3039(BASF社製、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレート)を0.5質量部加え、ラボプラストミル(東洋精機製作所製)に投入し、混練した。
【0129】
ミキサー温度は300℃とし、サンプル投入後、回転数30rpmで混練した。混練中、急激にトルクが低下し、樹脂が黒く着色した。樹脂の分解による粘度低下が激しく、正確なフロー値測定が困難な程であった。
【0130】
比較例2
シアノアクリレート系UVAの代わりにベンゾトリアゾール系UVAであるSEESORB705(シプロ化成製、2−(3,5−t−ブチル−2−ヒドロキシ)−ベンゾトリアゾール)を使用したほかは、比較例1と同様に混練を行った。
【0131】
混練中、急激にトルクが低下し、樹脂が黒く着色した。樹脂の分解による粘度低下が激しく、正確なフロー値測定が困難な程であった。
【0132】
比較例3
シアノアクリレート系UVAの代わりにベンゾフェノン系UVAであるSEESORB100(シプロ化成製、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン)を使用したほかは、比較例1と同様に混練を行った。
【0133】
混練中、急激にトルクが低下し、樹脂が黒く着色した。樹脂の分解による粘度低下が激しく、正確なフロー値測定が困難な程であった。
【0134】
実施例1
シアノアクリレート系UVAの代わりにベンゾキサジン系UVAであるCYASORB UV−3638(CYTEC製、2,2’−(1,4−フェニレン)ビス−3,1−ベンゾキサジン−4−オン)を使用したほかは、比較例1と同様に混練を行った。
【0135】
比較例1〜3と異なり、急激にトルクが低下することなく、混練が可能であった。
【0136】
回転数30rpmで4分間、さらに回転数50rpmで2分間混練した。得られたサンプルについて、フロー値測定を行ったところ、2.4×10−2cm/secであった。
【0137】
このサンプルを使って圧縮成形を行い、厚さ約100μmのプレスフィルムを作成した。なお、上記圧縮成形は、ヒートプレス装置NF−37(神藤金属工業所 製)を用いて、成形温度300℃、成形圧力10MPaの条件で行った。得られたプレスフィルムは透明性を有していた。
【0138】
このフィルムについて、光線透過率測定を行うと、紫外線領域の透過が小さく、UVカット性があることがわかった。
【0139】
また、水蒸気透過試験の結果、透湿度係数は0.021g・mm/m・dayであった。なお、ベンゾキサジン系UVAを添加しないPCTFE単体(実施例1と同様に作製したプレスフィルム)の透湿度係数は0.020g・mm/m・dayであった。すなわち、ベンゾキサジン系UVAを添加しても、防湿性を維持していることがわかった。
【0140】
更に、上記のプレスフィルムについて促進耐候試験を行った。促進試験後のプレスフィルムについて光線透過率測定を行ったところ、長期間ブリードアウトせず、UVカット性を保持していることがわかった。
【0141】
実施例2
PVdFパウダー(融点;175℃、MFR(測定温度230℃、荷重10kgf);2.17g/10min)100質量部に対して、CYASORB UV−3638(CYTEC製)を0.5質量部加え、ラボプラストミル(東洋精機製作所製)に投入し、混練した。
【0142】
ミキサー温度は240℃とし、サンプル投入後、回転数30rpmで4分間混練した。
【0143】
実施例1と同様に、厚さ約100μmのプレスフィルムを作成した。圧縮成形は、成形温度260℃、成形圧力12MPaの条件で行った。得られたプレスフィルムは透明性を有していた。
【0144】
このフィルムについて、光線透過率測定を行うと、紫外線領域の透過が小さく、UVカット性があることがわかった。
【0145】
実施例3
ETFEペレット(ダイキン工業製 EP521)100質量部に対して、CYASORB UV−3638(CYTEC製)を0.5質量部加え、ラボプラストミル(東洋精機製作所製)に投入し、混練した。
【0146】
ミキサー温度は300℃とし、サンプル投入後、回転数30rpmで4分間、さらに回転数50rpmで2分間混練した。
【0147】
実施例1と同様に、厚さ約100μmのプレスフィルムを作成した。圧縮成形は、成形温度300℃、成形圧力5MPaの条件で行った。得られたプレスフィルムは透明性を有していた。
【0148】
このフィルムについて、光線透過率測定を行うと、紫外線領域の透過が小さく、UVカット性があることがわかった。
【0149】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0150】
本発明のフッ素樹脂組成物は、耐候性と紫外線遮断効果が要求される成形体用の材料として好適に使用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
フッ素樹脂と下記一般式(I)
【化1】

(式中、Xは2本の結合手が1位、2位の位置関係にある、2価の芳香族基であり、nは1〜3の整数であり、Rは、ヘテロ原子を含有してもよいn価の炭化水素基であり、n=2のとき直接結合であることができる。)、又は、下記一般式(II)
【化2】

(式中、Aは下記式(II)−a
【化3】

で表される基であるか又は下記式(II)−b
【化4】

で表される基であり、R及びRは、同一又は異なって、1価の炭化水素基であり、Xはヘテロ原子を含有してもよい4価の芳香族基である。)
で表される紫外線吸収剤とを含有し、
前記紫外線吸収剤を、前記フッ素樹脂100質量部に対し0.1質量部以上含有する
ことを特徴とするフッ素樹脂組成物。
【請求項2】
フッ素樹脂は、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、又は、エチレン/テトラフルオロエチレン共重合体である請求項1記載のフッ素樹脂組成物。
【請求項3】
請求項1又は2記載のフッ素樹脂組成物から得られることを特徴とするフッ素樹脂成形体。
【請求項4】
防湿フィルムである請求項3記載のフッ素樹脂成形体。
【請求項5】
太陽電池用保護フィルムである請求項3記載のフッ素樹脂成形体。
【請求項6】
農業用フィルムである請求項3記載のフッ素樹脂成形体。
【請求項7】
耐候性カバーである請求項3記載のフッ素樹脂成形体。

【公開番号】特開2009−126962(P2009−126962A)
【公開日】平成21年6月11日(2009.6.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−304338(P2007−304338)
【出願日】平成19年11月26日(2007.11.26)
【出願人】(000002853)ダイキン工業株式会社 (7,604)
【Fターム(参考)】