浸漬液及びその製造方法並びに高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法
【課題】ガラス繊維織物の接合強度を向上させる浸漬液及びその製造方法、並びに高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の製造方法は、（ａ）フルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体を含む浸漬液の中に、ガラス繊維織物を浸漬するステップＳ２３と、（ｂ）浸漬したガラス繊維織物を乾燥させ、ガラス繊維織物の表面に接合膜を付着させるステップＳ２４と、（ｃ）フルオロカーボン樹脂薄膜により、ガラス繊維織物の表面に付着された接合膜を覆うステップＳ２５と、（ｄ）フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物の接合膜とを熱圧着するステップＳ２６とを含む。
【解決手段】本発明の製造方法は、（ａ）フルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体を含む浸漬液の中に、ガラス繊維織物を浸漬するステップＳ２３と、（ｂ）浸漬したガラス繊維織物を乾燥させ、ガラス繊維織物の表面に接合膜を付着させるステップＳ２４と、（ｃ）フルオロカーボン樹脂薄膜により、ガラス繊維織物の表面に付着された接合膜を覆うステップＳ２５と、（ｄ）フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物の接合膜とを熱圧着するステップＳ２６とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浸漬液及びその製造方法に関し、特に浸漬液により高分子被覆膜を有するガラス繊維織物を製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外の耐候性を備える生地は、例えば、戸外の広告看板、雨よけ、日傘、テント、個人用の登山リュックサック、登山用保温コートなど、応用範囲が非常に広い。
【０００３】
耐候性を備える生地は、一般の生地と異なり、劣悪な天候状況に耐え、雨水に洗われたり、太陽光に曝されたり、高山における強烈な紫外線に曝されたりしても、元来備える材料特性を保持しなければならないため、耐候性が低下したり、材質が硬化したり脆くなったりして性質が変化することを防ぐ必要がある。また、耐候性を備える生地は、一般の生地よりも高い耐磨耗性及び耐酸アルカリ性を備える以外に、一般の生地と同様に軽量かつ薄型という特性を備える必要がある。
【０００４】
一般に生地の表面には、耐候性を向上させるために、１層の耐候性樹脂フィルムが形成されている。代表的な方法として、生地表面に耐候性樹脂の薄膜を直接、熱圧着する方法がある。しかし、この熱圧着方式は、生地と薄膜材料との適合性が好ましくなく、接合強度不足が発生することがあった。そのため、使用時間が延びるに従い、耐候性樹脂の薄膜が生地から次第に剥離し、元々備わっていた耐候性が生地から失われるおそれがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、ガラス繊維織物の接合強度が不足することを防ぐ浸漬液及びその製造方法並びに高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、（ａ）フルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体を含む浸漬液の中に、ガラス繊維織物を浸漬するステップと、（ｂ）前記浸漬したガラス繊維織物を乾燥させ、前記ガラス繊維織物の表面に接合膜を付着させるステップと、（ｃ）フルオロカーボン樹脂薄膜により、前記ガラス繊維織物の表面に付着された前記接合膜を覆うステップと、（ｄ）前記フルオロカーボン樹脂薄膜と前記ガラス繊維織物の前記接合膜とを熱圧着するステップと、を含む。
【０００７】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記ステップ（ａ）の前に、（ｅ１）含フッ素アルコール、メチルシラン、臭素含有アルケン及び水酸化ナトリウムを反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成するステップと、（ｅ２）フルオロカーボン高分子粉末、界面活性剤及び水と、前記ステップ（ｅ１）で生成した前記フッ素化シリコーングラフト共重合体とを混合し、浸漬液を生成するステップと、をさらに含む。
【０００８】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、ステップ（ｄ）において、前記フルオロカーボン樹脂薄膜と、前記ガラス繊維織物の前記接合膜とを熱圧着する際、温度は２２０℃〜３８０℃であり、圧力は２０ｐｓｉ〜２００ｐｓｉである。
【０００９】
請求項４の発明では、請求項１の発明において、ステップ（ｂ）において、前記浸漬したガラス繊維織物を乾燥する際の温度は１５０℃〜４００℃である。
【００１０】
請求項５の発明では、請求項１の発明において、前記フルオロカーボン高分子粉末は、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＦ、ＰＦＡ、ＦＥＰ又はＥＴＦＥからなる。
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項６の発明では、３５質量％〜９５質量％のフルオロカーボン高分子分散液と、３質量％〜１０質量％のフッ素化シリコーングラフト共重合体とを含み、前記フルオロカーボン高分子分散液は、３５質量％〜６０質量％のフルオロカーボン高分子粉末と、５質量％〜２０質量％の界面活性剤と、５質量％〜２０質量％の水と、を含む。
【００１２】
請求項７の発明では、請求項６の発明において、前記フッ素化シリコーングラフト共重合体は、含フッ素アルコール、メチルシラン、臭素含有アルケン及び水酸化ナトリウムを反応して生成されたものである。
【００１３】
請求項８の発明では、請求項７の発明において、前記含フッ素アルコールは、２，２，２−トリフルオロエタノール、４−トリフルオロメトキシフェノール、３，３，３−トリフルオロプロパノール、４−（トリフルオロメチル）ベンジルアルコール、２−メチル−４，４，４−トリフルオロブタノール又は４，４，４−トリフルオロブタノールであり、前記メチルシランは、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体であり、前記臭素含有アルケンは、臭化アリル、１−ブロモ−３−ブテン、５−ブロモ−１−ペンテン又は６−ブロモ−１−ヘキセンである。
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項９の発明では、（ａ）０．１５〜０．３０モルの含フッ素アルコールと、０．３×１０−３〜３．０×１０−３モルのメチルシランと、１．５〜３．０モルの臭素含有アルケンと、２０〜５０ｍｌの水酸化ナトリウムとを反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成するステップと、（ｂ）フルオロカーボン高分子分散液に、フッ素化シリコーングラフト共重合体を加えるステップと、を含む。
【００１５】
請求項１０の発明では、請求項９の発明において、前記ステップ（ａ）は、（ａ１）２，２，２−トリフルオロエタノール、水酸化ナトリウム及び臭化アリルの混合液を４０℃の温度で２時間反応させるステップと、（ａ２）前記反応後の混合液に、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体を加え、６０℃の温度で２４時間反応させるステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の浸漬液及びその製造方法並びに高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法は、浸漬液によりガラス繊維織物の表面に接合膜を形成することで、ガラス繊維織物とフルオロカーボン樹脂薄膜との接着強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例による浸漬液の製造方法を示す流れ図である。
【図２】本発明の一実施例による高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法を示す流れ図である。
【図３】本発明の一実施例による高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造装置を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施例による高分子被覆膜を有するガラス繊維織物を電子顕微鏡で撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
【００１９】
本発明の一実施例による浸漬液及びその製造方法並びに高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法は、浸漬液の中のフルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体を利用し、ガラス繊維織物の表面に接合膜を形成する。この製造工程では、接合膜の化学的な接着効果及び物理的な接着効果により、フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物との接合強度を有効に向上することができる。
【００２０】
（Ｉ）浸漬液の製造方法
以下、まず、本発明の一実施例による浸漬液及びその製造方法を説明する。図１は、本発明の一実施例による浸漬液の製造方法を示す流れ図である。
【００２１】
図１を参照する。まず、ステップＳ１１に示すように、含フッ素アルコール（ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａｌｃｏｈｏｌ）、メチルシラン（ｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ）、臭素含有アルケン（ｂｒｏｍｉｎｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａｌｋｅｎｅ）及び水酸化ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）を反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体（ｇｒａｆｔ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｓｉｌｉｃｏｎ ａｎｄ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）を生成する。フッ素化シリコーングラフト共重合体を生成する含フッ素アルコールとしては、２，２，２−トリフルオロエタノール（２，２，２−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈａｎｏｌ）、４−トリフルオロメトキシフェノール（４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｏｌ）、３，３，３−トリフルオロプロパノール（３，３，３−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐａｎｏｌ）、４−（トリフルオロメチル）ベンジルアルコール（４−（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌ）−ｂｅｎｚｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、２−メチル−４，４，４−トリフルオロブタノール（２−ｍｅｔｈｙｌ−４，４，４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｂｕｔａｎｏｌ）及び４，４，４−トリフルオロブタノール（４，４，４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｂｕｔａｎｏｌ）が挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。フッ素化シリコーングラフト共重合体の生成に使用するメチルシランとしては、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体（ｐｏｌｙ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ−ｃｏ−ｍｅｔｈｙｌｈｙｄｒｏｓｉｌｏｘａｎｅ））及びトリメチルシリル末端（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ）の共重合体であって、分子量３５０〜１３０００であるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。フッ素化シリコーングラフト共重合体の生成に使用する臭素含有アルケンとしては、臭化アリル（ａｌｌｙｌ ｂｒｏｍｉｄｅ）、１−ブロモ−３−ブテン（１−ｂｒｏｍｏ−３−ｂｕｔｅｎｅ）、５−ブロモ−１−ペンテン（５−ｂｒｏｍｏ−１−ｐｅｎｔｅｎｅ）及び６−ブロモ−１−ヘキセン（６−ｂｒｏｍｏ−１−ｈｅｘｅｎｅ）が挙げられる、これらに限定されるものではない。また、水酸化ナトリウムの濃度は約１０％〜８０％である。含フッ素アルコールは０．１５〜０．３０モルであり、メチルシランは０．３×１０−３〜３．０×１０−３モルであり、臭素含有アルケンは１．５〜３．０モルであり、水酸化ナトリウムは２０〜５０ｍｌである。
【００２２】
本実施例は、例えば２，２，２−トリフルオロエタノール、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体及び臭化アリルを、反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成するステップを行う。まず、２８ｍｌ、濃度５０％の水酸化ナトリウムの中に、２，２，２−トリフルオロエタノールを２０．６ｇ入れて均一に混合する。続いて、この混合液の中に２４．６ｇの臭化アリルを加える。その後、前述の混合した反応物を約４０℃の温度で、第１段階の反応を約２時間行う。続いて、０．１６ｇのジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体を加え、約６０℃の温度で、２段階目の反応を約２４時間行う。
【００２３】
前述した２段階の反応を行った後、吸引濾過を行って溶剤を除去し、脱イオン水でケーキ洗浄後に乾燥させる。このように、フッ素化シリコーングラフト共重合体の粉末顆粒を得る。上述のステップにより反応して生成されるフッ素化シリコーングラフト共重合体は、以下の式で表される。
【化１】
【００２４】
ステップＳ１２において、フッ素化シリコーングラフト共重合体の粉末顆粒を生成した後、フルオロカーボン高分子分散液に加えて浸漬液を得る。本実施例のフルオロカーボン高分子分散液は、浸漬液の３５質量％〜９５質量％であり、フッ素化シリコーングラフト共重合体は、浸漬液の３質量％〜１０質量％である。
【００２５】
さらに、フルオロカーボン高分子分散液は、フルオロカーボン高分子粉末、界面活性剤及び水を含む。フルオロカーボン高分子粉末は、フルオロカーボン高分子分散液の３５質量％〜６０質量％である。界面活性剤は、フルオロカーボン高分子分散液の５質量％〜２０質量％である。水は、フルオロカーボン高分子分散液の５質量％〜２０質量％である。実際には、フルオロカーボン高分子粉末の材料は、ガラス繊維織物の高分子被覆膜の材料に応じて決定できる。フルオロカーボン高分子粉末の材料は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリビニルホルマール）、ＰＦＡ（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コポリマー）、ＦＥＰ（パーフルオロエチレン−プロペンコポリマー）又はＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）である。
【００２６】
他の実施例において、浸漬液は、エポキシ基の変性シリコーン樹脂を選択的に含有し、浸漬液の２質量％〜１０質量％である。エポキシ基の変性シリコーン樹脂は、ガラス繊維織物のＯＨ官能基と反応して接着効果を得て、ガラス繊維織物の表面に、高分子被覆膜との適合性が高い界面を設ける。
【００２７】
本実施例の製造方法では、まず、ステップＳ１１において、反応によりフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成してから、ステップＳ１２において、フルオロカーボン高分子分散液の中にフッ素化シリコーングラフト共重合体を加え、浸漬液を生成する。
【００２８】
（ＩＩ）高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法
図２及び図３を参照する。ガラス繊維織物は、ステップＳ２１において洗浄した後、ステップＳ２２において乾燥させる。図３に示すように、製造装置３００は、洗浄槽３４１の中の洗浄液３５１（例えば、純水）により、ガラス繊維織物３１０の表面を洗浄した後、ガラス繊維織物３１０を第１のオーブン３７１に入れる。本実施例において、第１のオーブン３７１は、洗浄した後のガラス繊維織物３１０を５０℃〜１５０℃で乾燥させる。ここで、乾燥温度は、必ずしも５０℃〜１５０℃に限定されるものではなく、当業者が多くの実験を行わなくとも分かるように、ガラス繊維織物が破壊されない限り、実験条件に応じて適宜変更してもよい。
【００２９】
ステップＳ２３において、浸漬液の中にガラス繊維織物を浸漬する。図３に示すように、洗浄して乾燥させたガラス繊維織物３１０を浸漬槽３４２に通す。浸漬槽３４２の中の浸漬液３５２は、前述の製造工程により生成し、少なくともフルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体を含む。
【００３０】
次に、ステップＳ２４において、浸漬した後のガラス繊維織物を乾燥させる。製造装置３００では、第２のオーブン３７２の中で、浸漬した後のガラス繊維織物３１０をベーク加熱し、ガラス繊維織物３１０の表面に付着するように接合膜を形成する。この接合膜には、主に前述のフルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体が含まれる。本実施例では、第２のオーブン３７２により、浸漬した後のガラス繊維織物３１０を約１５０℃〜４００℃でベーク加熱する。特定の実施例において、第２のオーブン３７２の温度は２８０℃〜３４０℃である。
【００３１】
続いて、ステップＳ２５において、ガラス繊維織物の表面に設けられた接合膜をフルオロカーボン樹脂薄膜により覆う。このフルオロカーボン樹脂薄膜の材料は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリビニルホルマール）、ＰＦＡ（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コポリマー）、ＦＥＰ（パーフルオロエチレン−プロペンコポリマー）又はＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）である。フルオロカーボン樹脂薄膜の中のフルオロカーボン原子間の接合が安定しており、良好な耐性、耐熱及び耐化性を備える。本実施例では、フルオロカーボン樹脂薄膜は、ガラス繊維織物の単一表面上を覆ったり、図３に示すように、ガラス繊維織物３１０の両面が、フルオロカーボン樹脂薄膜３２０により覆われたりしてもよい（即ち、ガラス繊維織物３１０の上下両面それぞれがフルオロカーボン樹脂薄膜３２０により覆われている）。
【００３２】
続いて、本実施例の製造方法は、ステップＳ２６において、互いに接触されているフルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物とを熱圧着させる。このステップＳ２６において、フルオロカーボン樹脂薄膜は、接合膜によりガラス繊維織物に密着され、高分子被覆膜を有するガラス繊維織物３３０を形成する。製造装置３００へ実際に応用する際は、熱圧着オーブン３７３を利用し、約２２０℃〜３８０℃の温度範囲内で、約１００ｐｓｉの圧力を加えてフルオロカーボン樹脂薄膜３２０とガラス繊維織物３１０とを密着させる。続いて、運搬、包装などの後続ステップを行うことが便利なように、熱圧着形成された高分子被覆膜を有するガラス繊維織物を巻取る。
【００３３】
本実施例の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法は、３段階のベーク加熱工程を経て、３回目のベーク加熱を行うとともに、互いに接触されているフルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物とを圧着させる。ガラス繊維織物は、接合膜の中にあるフルオロカーボン高分子粉末により、熱圧着の過程において投錨効果を発生させることにより、フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物との間の物理的な接着効果を高めることができる。さらに、ガラス繊維織物は、接合膜の中のフッ素化シリコーングラフト共重合体により、熱圧着工程において化学結合及び分子のエンタングルメント作用（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ）を発生させる。これにより、ガラス繊維織物の表面改質を行い、ガラス繊維織物の表面とフルオロカーボン樹脂薄膜との適合性を向上し、フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物との間の化学的な接着効果を向上することができる。
【００３４】
上述の製造工程により製作した高分子被覆膜を有するガラス繊維織物を走査型電子顕微鏡により織物構造を分析すると、図４に示すように、熱圧着後のフルオロカーボン樹脂薄膜Ｐとガラス繊維織物Ｆとの間の接合膜の材料層は見えなくなっている。フルオロカーボン樹脂薄膜Ｐとガラス繊維織物Ｆとの間には、明らかな界面を有しておらず、連続相が形成されている。そのため、フルオロカーボン樹脂薄膜Ｐとガラス繊維織物Ｆとの間の接合強度が向上されている。
【００３５】
（ＩＩＩ）接合強度試験
接合強度試験では、まず、同じ規格のガラス繊維織物及びフルオロカーボン樹脂薄膜のサンプルを取り出し（規格は表１に示す）、異なる方式によりそれぞれを接合させる。その後、接合された高分子被覆膜を有するガラス繊維織物を、それぞれ治具によりＰＴＦＥ薄膜で挟持し、ＰＴＦＥ薄膜とガラス繊維織物とを剥離する際に加える力を測定し、剥離強度試験を行う。
【００３６】
【表１】
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
本発明の実施例１では、高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法により、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを接合した。ガラス繊維織物のサンプルを取り出し、９５質量％のフルオロカーボン高分子分散液及び５質量％の界面活性剤を含む浸漬液の中に浸漬し、浸漬液に浸漬したガラス繊維織物を３４０℃で１分間乾燥させた後、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを３７０℃で１００ｐｓｉの条件下で５分間熱圧着して接合させた。実施例１の剥離強度は、約１０００ｇ／ｃｍであった。浸漬液の成分比率及びガラス強度を表２に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】
（実施例２）
本発明の実施例２では、高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法により、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを接合した。ガラス繊維織物のサンプルを取り出し、９０質量％のフルオロカーボン高分子分散液、５質量％の界面活性剤及び５質量％のフッ素化シリコーングラフト共重合体を含む浸漬液の中に浸漬し、浸漬液に浸漬したガラス繊維織物を３４０℃で１分間乾燥させた後、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを３７０℃で１００ｐｓｉの条件下で５分間熱圧着して接合させた。浸漬液の成分比率及びガラス強度を表３に示す。
【００４０】
【表３】
【００４１】
（実施例３）
本発明の実施例３では、高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法により、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを接合した。ガラス繊維織物のサンプルを取り出し、８５質量％のフルオロカーボン高分子分散液、５質量％の界面活性剤、５質量％のフッ素化シリコーングラフト共重合体及び５質量％の変性シリコーン樹脂を含む浸漬液の中に浸漬し、浸漬液に浸漬したガラス繊維織物を３４０℃で１分間乾燥した後、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを３７０℃で１００ｐｓｉの条件下で５分間熱圧着して接合させた。浸漬液の成分比率及び剥離強度を表４に示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】
（実施例４）
本発明の実施例４では、高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法により、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを接合した。ガラス繊維織物のサンプルを取り出し、８０質量％のフルオロカーボン高分子分散液、５質量％の界面活性剤、１０質量％のフッ素化シリコーングラフト共重合体及び５質量％の変性シリコーン樹脂を含む浸漬液の中に浸漬し、浸漬液に浸漬したガラス繊維織物を３４０℃で１分間乾燥した後、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを３７０℃で１００ｐｓｉの条件下で５分間熱圧着して接合させた。浸漬液の成分比率及び剥離強度を表５に示す。
【００４４】
【表５】
【００４５】
（比較例１）
接着剤を直接適用し、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを貼着し、その貼着条件と剥離強度との関係を表６に示す。
【００４６】
【表６】
【００４７】
（比較例２）
大気プラズマを利用し、ガラス繊維織物に対して表面改質を行った後、接着剤により貼着する。プラズマ処理条件、貼着条件及び剥離強度を表７に示す。
【００４８】
【表７】
【００４９】
（比較例３）
熱圧着方式を利用し、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを貼着する熱圧着条件及び剥離強度を表８に示す。
【００５０】
【表８】
【００５１】
上述の実施例１〜実施例４及び比較例１〜比較例３の剥離強度の試験結果（表２〜表８に示す）に示されるように、実施例１〜実施例４の剥離強度は、比較例１（直接、接着剤を利用して貼着）、比較例２（大気プラズマの表面改質を利用）及び比較例３（熱圧着のみを利用）よりも剥離強度が高い。これにより、本実施例の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法では、浸漬液を使用し、ガラス繊維織物の表面に接合膜を形成した後、熱圧着してからＰＴＦＥ膜と融合して連続相を形成し、接合強度を有効に向上できることが分かる。そのため、本発明の実施例により製造された高分子被覆膜を有するガラス繊維織物は、接合強度が高く、フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物との間の接合効果が良好である。
【００５２】
上述したように、本発明の浸漬液及びその製造方法並びに高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法は、熱圧着を行う前に浸漬液の中にガラス繊維織物を浸漬させる。この浸漬液の中には、フルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体が含まれている。ガラス繊維織物は、浸漬して乾燥させた後、接合膜が表面に形成される。フルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体により、それぞれガラス繊維織物とフルオロカーボン樹脂薄膜とを熱圧着し、接面間に物理的な接着効果及び化学的な接着効果を提供することができる。このようにガラス繊維織物とフルオロカーボン樹脂薄膜との接合強度が高いため、フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物との間の接合強度が高くなる。
【００５３】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明による特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００５４】
３００ 製造装置
３１０ ガラス繊維織物
３２０ フルオロカーボン樹脂薄膜
３３０ 高分子被覆膜を有するガラス繊維織物
３４１ 洗浄槽
３４２ 浸漬槽
３５１ 洗浄液
３５２ 浸漬液
３７１ 第１のオーブン
３７２ 第２のオーブン
３７３ 熱圧着オーブン
Ｆ ガラス繊維織物
Ｐ フルオロカーボン樹脂薄膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浸漬液及びその製造方法に関し、特に浸漬液により高分子被覆膜を有するガラス繊維織物を製造する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
屋外の耐候性を備える生地は、例えば、戸外の広告看板、雨よけ、日傘、テント、個人用の登山リュックサック、登山用保温コートなど、応用範囲が非常に広い。
【０００３】
耐候性を備える生地は、一般の生地と異なり、劣悪な天候状況に耐え、雨水に洗われたり、太陽光に曝されたり、高山における強烈な紫外線に曝されたりしても、元来備える材料特性を保持しなければならないため、耐候性が低下したり、材質が硬化したり脆くなったりして性質が変化することを防ぐ必要がある。また、耐候性を備える生地は、一般の生地よりも高い耐磨耗性及び耐酸アルカリ性を備える以外に、一般の生地と同様に軽量かつ薄型という特性を備える必要がある。
【０００４】
一般に生地の表面には、耐候性を向上させるために、１層の耐候性樹脂フィルムが形成されている。代表的な方法として、生地表面に耐候性樹脂の薄膜を直接、熱圧着する方法がある。しかし、この熱圧着方式は、生地と薄膜材料との適合性が好ましくなく、接合強度不足が発生することがあった。そのため、使用時間が延びるに従い、耐候性樹脂の薄膜が生地から次第に剥離し、元々備わっていた耐候性が生地から失われるおそれがあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、ガラス繊維織物の接合強度が不足することを防ぐ浸漬液及びその製造方法並びに高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明では、（ａ）フルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体を含む浸漬液の中に、ガラス繊維織物を浸漬するステップと、（ｂ）前記浸漬したガラス繊維織物を乾燥させ、前記ガラス繊維織物の表面に接合膜を付着させるステップと、（ｃ）フルオロカーボン樹脂薄膜により、前記ガラス繊維織物の表面に付着された前記接合膜を覆うステップと、（ｄ）前記フルオロカーボン樹脂薄膜と前記ガラス繊維織物の前記接合膜とを熱圧着するステップと、を含む。
【０００７】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記ステップ（ａ）の前に、（ｅ１）含フッ素アルコール、メチルシラン、臭素含有アルケン及び水酸化ナトリウムを反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成するステップと、（ｅ２）フルオロカーボン高分子粉末、界面活性剤及び水と、前記ステップ（ｅ１）で生成した前記フッ素化シリコーングラフト共重合体とを混合し、浸漬液を生成するステップと、をさらに含む。
【０００８】
請求項３の発明では、請求項１の発明において、ステップ（ｄ）において、前記フルオロカーボン樹脂薄膜と、前記ガラス繊維織物の前記接合膜とを熱圧着する際、温度は２２０℃〜３８０℃であり、圧力は２０ｐｓｉ〜２００ｐｓｉである。
【０００９】
請求項４の発明では、請求項１の発明において、ステップ（ｂ）において、前記浸漬したガラス繊維織物を乾燥する際の温度は１５０℃〜４００℃である。
【００１０】
請求項５の発明では、請求項１の発明において、前記フルオロカーボン高分子粉末は、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＦ、ＰＦＡ、ＦＥＰ又はＥＴＦＥからなる。
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項６の発明では、３５質量％〜９５質量％のフルオロカーボン高分子分散液と、３質量％〜１０質量％のフッ素化シリコーングラフト共重合体とを含み、前記フルオロカーボン高分子分散液は、３５質量％〜６０質量％のフルオロカーボン高分子粉末と、５質量％〜２０質量％の界面活性剤と、５質量％〜２０質量％の水と、を含む。
【００１２】
請求項７の発明では、請求項６の発明において、前記フッ素化シリコーングラフト共重合体は、含フッ素アルコール、メチルシラン、臭素含有アルケン及び水酸化ナトリウムを反応して生成されたものである。
【００１３】
請求項８の発明では、請求項７の発明において、前記含フッ素アルコールは、２，２，２−トリフルオロエタノール、４−トリフルオロメトキシフェノール、３，３，３−トリフルオロプロパノール、４−（トリフルオロメチル）ベンジルアルコール、２−メチル−４，４，４−トリフルオロブタノール又は４，４，４−トリフルオロブタノールであり、前記メチルシランは、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体であり、前記臭素含有アルケンは、臭化アリル、１−ブロモ−３−ブテン、５−ブロモ−１−ペンテン又は６−ブロモ−１−ヘキセンである。
【００１４】
上記の課題を解決するために、請求項９の発明では、（ａ）０．１５〜０．３０モルの含フッ素アルコールと、０．３×１０−３〜３．０×１０−３モルのメチルシランと、１．５〜３．０モルの臭素含有アルケンと、２０〜５０ｍｌの水酸化ナトリウムとを反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成するステップと、（ｂ）フルオロカーボン高分子分散液に、フッ素化シリコーングラフト共重合体を加えるステップと、を含む。
【００１５】
請求項１０の発明では、請求項９の発明において、前記ステップ（ａ）は、（ａ１）２，２，２−トリフルオロエタノール、水酸化ナトリウム及び臭化アリルの混合液を４０℃の温度で２時間反応させるステップと、（ａ２）前記反応後の混合液に、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体を加え、６０℃の温度で２４時間反応させるステップと、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の浸漬液及びその製造方法並びに高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法は、浸漬液によりガラス繊維織物の表面に接合膜を形成することで、ガラス繊維織物とフルオロカーボン樹脂薄膜との接着強度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例による浸漬液の製造方法を示す流れ図である。
【図２】本発明の一実施例による高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法を示す流れ図である。
【図３】本発明の一実施例による高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造装置を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施例による高分子被覆膜を有するガラス繊維織物を電子顕微鏡で撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
【００１９】
本発明の一実施例による浸漬液及びその製造方法並びに高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法は、浸漬液の中のフルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体を利用し、ガラス繊維織物の表面に接合膜を形成する。この製造工程では、接合膜の化学的な接着効果及び物理的な接着効果により、フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物との接合強度を有効に向上することができる。
【００２０】
（Ｉ）浸漬液の製造方法
以下、まず、本発明の一実施例による浸漬液及びその製造方法を説明する。図１は、本発明の一実施例による浸漬液の製造方法を示す流れ図である。
【００２１】
図１を参照する。まず、ステップＳ１１に示すように、含フッ素アルコール（ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａｌｃｏｈｏｌ）、メチルシラン（ｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ）、臭素含有アルケン（ｂｒｏｍｉｎｅ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａｌｋｅｎｅ）及び水酸化ナトリウム（ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）を反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体（ｇｒａｆｔ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｓｉｌｉｃｏｎ ａｎｄ ｆｌｕｏｒｉｄｅ）を生成する。フッ素化シリコーングラフト共重合体を生成する含フッ素アルコールとしては、２，２，２−トリフルオロエタノール（２，２，２−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈａｎｏｌ）、４−トリフルオロメトキシフェノール（４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｏｌ）、３，３，３−トリフルオロプロパノール（３，３，３−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐａｎｏｌ）、４−（トリフルオロメチル）ベンジルアルコール（４−（ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈｙｌ）−ｂｅｎｚｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、２−メチル−４，４，４−トリフルオロブタノール（２−ｍｅｔｈｙｌ−４，４，４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｂｕｔａｎｏｌ）及び４，４，４−トリフルオロブタノール（４，４，４−ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｂｕｔａｎｏｌ）が挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。フッ素化シリコーングラフト共重合体の生成に使用するメチルシランとしては、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体（ｐｏｌｙ（ｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ−ｃｏ−ｍｅｔｈｙｌｈｙｄｒｏｓｉｌｏｘａｎｅ））及びトリメチルシリル末端（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ）の共重合体であって、分子量３５０〜１３０００であるものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。フッ素化シリコーングラフト共重合体の生成に使用する臭素含有アルケンとしては、臭化アリル（ａｌｌｙｌ ｂｒｏｍｉｄｅ）、１−ブロモ−３−ブテン（１−ｂｒｏｍｏ−３−ｂｕｔｅｎｅ）、５−ブロモ−１−ペンテン（５−ｂｒｏｍｏ−１−ｐｅｎｔｅｎｅ）及び６−ブロモ−１−ヘキセン（６−ｂｒｏｍｏ−１−ｈｅｘｅｎｅ）が挙げられる、これらに限定されるものではない。また、水酸化ナトリウムの濃度は約１０％〜８０％である。含フッ素アルコールは０．１５〜０．３０モルであり、メチルシランは０．３×１０−３〜３．０×１０−３モルであり、臭素含有アルケンは１．５〜３．０モルであり、水酸化ナトリウムは２０〜５０ｍｌである。
【００２２】
本実施例は、例えば２，２，２−トリフルオロエタノール、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体及び臭化アリルを、反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成するステップを行う。まず、２８ｍｌ、濃度５０％の水酸化ナトリウムの中に、２，２，２−トリフルオロエタノールを２０．６ｇ入れて均一に混合する。続いて、この混合液の中に２４．６ｇの臭化アリルを加える。その後、前述の混合した反応物を約４０℃の温度で、第１段階の反応を約２時間行う。続いて、０．１６ｇのジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体を加え、約６０℃の温度で、２段階目の反応を約２４時間行う。
【００２３】
前述した２段階の反応を行った後、吸引濾過を行って溶剤を除去し、脱イオン水でケーキ洗浄後に乾燥させる。このように、フッ素化シリコーングラフト共重合体の粉末顆粒を得る。上述のステップにより反応して生成されるフッ素化シリコーングラフト共重合体は、以下の式で表される。
【化１】
【００２４】
ステップＳ１２において、フッ素化シリコーングラフト共重合体の粉末顆粒を生成した後、フルオロカーボン高分子分散液に加えて浸漬液を得る。本実施例のフルオロカーボン高分子分散液は、浸漬液の３５質量％〜９５質量％であり、フッ素化シリコーングラフト共重合体は、浸漬液の３質量％〜１０質量％である。
【００２５】
さらに、フルオロカーボン高分子分散液は、フルオロカーボン高分子粉末、界面活性剤及び水を含む。フルオロカーボン高分子粉末は、フルオロカーボン高分子分散液の３５質量％〜６０質量％である。界面活性剤は、フルオロカーボン高分子分散液の５質量％〜２０質量％である。水は、フルオロカーボン高分子分散液の５質量％〜２０質量％である。実際には、フルオロカーボン高分子粉末の材料は、ガラス繊維織物の高分子被覆膜の材料に応じて決定できる。フルオロカーボン高分子粉末の材料は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリビニルホルマール）、ＰＦＡ（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コポリマー）、ＦＥＰ（パーフルオロエチレン−プロペンコポリマー）又はＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）である。
【００２６】
他の実施例において、浸漬液は、エポキシ基の変性シリコーン樹脂を選択的に含有し、浸漬液の２質量％〜１０質量％である。エポキシ基の変性シリコーン樹脂は、ガラス繊維織物のＯＨ官能基と反応して接着効果を得て、ガラス繊維織物の表面に、高分子被覆膜との適合性が高い界面を設ける。
【００２７】
本実施例の製造方法では、まず、ステップＳ１１において、反応によりフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成してから、ステップＳ１２において、フルオロカーボン高分子分散液の中にフッ素化シリコーングラフト共重合体を加え、浸漬液を生成する。
【００２８】
（ＩＩ）高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法
図２及び図３を参照する。ガラス繊維織物は、ステップＳ２１において洗浄した後、ステップＳ２２において乾燥させる。図３に示すように、製造装置３００は、洗浄槽３４１の中の洗浄液３５１（例えば、純水）により、ガラス繊維織物３１０の表面を洗浄した後、ガラス繊維織物３１０を第１のオーブン３７１に入れる。本実施例において、第１のオーブン３７１は、洗浄した後のガラス繊維織物３１０を５０℃〜１５０℃で乾燥させる。ここで、乾燥温度は、必ずしも５０℃〜１５０℃に限定されるものではなく、当業者が多くの実験を行わなくとも分かるように、ガラス繊維織物が破壊されない限り、実験条件に応じて適宜変更してもよい。
【００２９】
ステップＳ２３において、浸漬液の中にガラス繊維織物を浸漬する。図３に示すように、洗浄して乾燥させたガラス繊維織物３１０を浸漬槽３４２に通す。浸漬槽３４２の中の浸漬液３５２は、前述の製造工程により生成し、少なくともフルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体を含む。
【００３０】
次に、ステップＳ２４において、浸漬した後のガラス繊維織物を乾燥させる。製造装置３００では、第２のオーブン３７２の中で、浸漬した後のガラス繊維織物３１０をベーク加熱し、ガラス繊維織物３１０の表面に付着するように接合膜を形成する。この接合膜には、主に前述のフルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体が含まれる。本実施例では、第２のオーブン３７２により、浸漬した後のガラス繊維織物３１０を約１５０℃〜４００℃でベーク加熱する。特定の実施例において、第２のオーブン３７２の温度は２８０℃〜３４０℃である。
【００３１】
続いて、ステップＳ２５において、ガラス繊維織物の表面に設けられた接合膜をフルオロカーボン樹脂薄膜により覆う。このフルオロカーボン樹脂薄膜の材料は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＰＶＦ（ポリビニルホルマール）、ＰＦＡ（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コポリマー）、ＦＥＰ（パーフルオロエチレン−プロペンコポリマー）又はＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン）である。フルオロカーボン樹脂薄膜の中のフルオロカーボン原子間の接合が安定しており、良好な耐性、耐熱及び耐化性を備える。本実施例では、フルオロカーボン樹脂薄膜は、ガラス繊維織物の単一表面上を覆ったり、図３に示すように、ガラス繊維織物３１０の両面が、フルオロカーボン樹脂薄膜３２０により覆われたりしてもよい（即ち、ガラス繊維織物３１０の上下両面それぞれがフルオロカーボン樹脂薄膜３２０により覆われている）。
【００３２】
続いて、本実施例の製造方法は、ステップＳ２６において、互いに接触されているフルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物とを熱圧着させる。このステップＳ２６において、フルオロカーボン樹脂薄膜は、接合膜によりガラス繊維織物に密着され、高分子被覆膜を有するガラス繊維織物３３０を形成する。製造装置３００へ実際に応用する際は、熱圧着オーブン３７３を利用し、約２２０℃〜３８０℃の温度範囲内で、約１００ｐｓｉの圧力を加えてフルオロカーボン樹脂薄膜３２０とガラス繊維織物３１０とを密着させる。続いて、運搬、包装などの後続ステップを行うことが便利なように、熱圧着形成された高分子被覆膜を有するガラス繊維織物を巻取る。
【００３３】
本実施例の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法は、３段階のベーク加熱工程を経て、３回目のベーク加熱を行うとともに、互いに接触されているフルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物とを圧着させる。ガラス繊維織物は、接合膜の中にあるフルオロカーボン高分子粉末により、熱圧着の過程において投錨効果を発生させることにより、フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物との間の物理的な接着効果を高めることができる。さらに、ガラス繊維織物は、接合膜の中のフッ素化シリコーングラフト共重合体により、熱圧着工程において化学結合及び分子のエンタングルメント作用（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｅｎｔａｎｇｌｅｍｅｎｔ）を発生させる。これにより、ガラス繊維織物の表面改質を行い、ガラス繊維織物の表面とフルオロカーボン樹脂薄膜との適合性を向上し、フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物との間の化学的な接着効果を向上することができる。
【００３４】
上述の製造工程により製作した高分子被覆膜を有するガラス繊維織物を走査型電子顕微鏡により織物構造を分析すると、図４に示すように、熱圧着後のフルオロカーボン樹脂薄膜Ｐとガラス繊維織物Ｆとの間の接合膜の材料層は見えなくなっている。フルオロカーボン樹脂薄膜Ｐとガラス繊維織物Ｆとの間には、明らかな界面を有しておらず、連続相が形成されている。そのため、フルオロカーボン樹脂薄膜Ｐとガラス繊維織物Ｆとの間の接合強度が向上されている。
【００３５】
（ＩＩＩ）接合強度試験
接合強度試験では、まず、同じ規格のガラス繊維織物及びフルオロカーボン樹脂薄膜のサンプルを取り出し（規格は表１に示す）、異なる方式によりそれぞれを接合させる。その後、接合された高分子被覆膜を有するガラス繊維織物を、それぞれ治具によりＰＴＦＥ薄膜で挟持し、ＰＴＦＥ薄膜とガラス繊維織物とを剥離する際に加える力を測定し、剥離強度試験を行う。
【００３６】
【表１】
【実施例】
【００３７】
（実施例１）
本発明の実施例１では、高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法により、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを接合した。ガラス繊維織物のサンプルを取り出し、９５質量％のフルオロカーボン高分子分散液及び５質量％の界面活性剤を含む浸漬液の中に浸漬し、浸漬液に浸漬したガラス繊維織物を３４０℃で１分間乾燥させた後、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを３７０℃で１００ｐｓｉの条件下で５分間熱圧着して接合させた。実施例１の剥離強度は、約１０００ｇ／ｃｍであった。浸漬液の成分比率及びガラス強度を表２に示す。
【００３８】
【表２】
【００３９】
（実施例２）
本発明の実施例２では、高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法により、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを接合した。ガラス繊維織物のサンプルを取り出し、９０質量％のフルオロカーボン高分子分散液、５質量％の界面活性剤及び５質量％のフッ素化シリコーングラフト共重合体を含む浸漬液の中に浸漬し、浸漬液に浸漬したガラス繊維織物を３４０℃で１分間乾燥させた後、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを３７０℃で１００ｐｓｉの条件下で５分間熱圧着して接合させた。浸漬液の成分比率及びガラス強度を表３に示す。
【００４０】
【表３】
【００４１】
（実施例３）
本発明の実施例３では、高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法により、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを接合した。ガラス繊維織物のサンプルを取り出し、８５質量％のフルオロカーボン高分子分散液、５質量％の界面活性剤、５質量％のフッ素化シリコーングラフト共重合体及び５質量％の変性シリコーン樹脂を含む浸漬液の中に浸漬し、浸漬液に浸漬したガラス繊維織物を３４０℃で１分間乾燥した後、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを３７０℃で１００ｐｓｉの条件下で５分間熱圧着して接合させた。浸漬液の成分比率及び剥離強度を表４に示す。
【００４２】
【表４】
【００４３】
（実施例４）
本発明の実施例４では、高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法により、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを接合した。ガラス繊維織物のサンプルを取り出し、８０質量％のフルオロカーボン高分子分散液、５質量％の界面活性剤、１０質量％のフッ素化シリコーングラフト共重合体及び５質量％の変性シリコーン樹脂を含む浸漬液の中に浸漬し、浸漬液に浸漬したガラス繊維織物を３４０℃で１分間乾燥した後、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを３７０℃で１００ｐｓｉの条件下で５分間熱圧着して接合させた。浸漬液の成分比率及び剥離強度を表５に示す。
【００４４】
【表５】
【００４５】
（比較例１）
接着剤を直接適用し、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを貼着し、その貼着条件と剥離強度との関係を表６に示す。
【００４６】
【表６】
【００４７】
（比較例２）
大気プラズマを利用し、ガラス繊維織物に対して表面改質を行った後、接着剤により貼着する。プラズマ処理条件、貼着条件及び剥離強度を表７に示す。
【００４８】
【表７】
【００４９】
（比較例３）
熱圧着方式を利用し、ＰＴＦＥ膜とガラス繊維織物とを貼着する熱圧着条件及び剥離強度を表８に示す。
【００５０】
【表８】
【００５１】
上述の実施例１〜実施例４及び比較例１〜比較例３の剥離強度の試験結果（表２〜表８に示す）に示されるように、実施例１〜実施例４の剥離強度は、比較例１（直接、接着剤を利用して貼着）、比較例２（大気プラズマの表面改質を利用）及び比較例３（熱圧着のみを利用）よりも剥離強度が高い。これにより、本実施例の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法では、浸漬液を使用し、ガラス繊維織物の表面に接合膜を形成した後、熱圧着してからＰＴＦＥ膜と融合して連続相を形成し、接合強度を有効に向上できることが分かる。そのため、本発明の実施例により製造された高分子被覆膜を有するガラス繊維織物は、接合強度が高く、フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物との間の接合効果が良好である。
【００５２】
上述したように、本発明の浸漬液及びその製造方法並びに高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法は、熱圧着を行う前に浸漬液の中にガラス繊維織物を浸漬させる。この浸漬液の中には、フルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体が含まれている。ガラス繊維織物は、浸漬して乾燥させた後、接合膜が表面に形成される。フルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体により、それぞれガラス繊維織物とフルオロカーボン樹脂薄膜とを熱圧着し、接面間に物理的な接着効果及び化学的な接着効果を提供することができる。このようにガラス繊維織物とフルオロカーボン樹脂薄膜との接合強度が高いため、フルオロカーボン樹脂薄膜とガラス繊維織物との間の接合強度が高くなる。
【００５３】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明による特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００５４】
３００ 製造装置
３１０ ガラス繊維織物
３２０ フルオロカーボン樹脂薄膜
３３０ 高分子被覆膜を有するガラス繊維織物
３４１ 洗浄槽
３４２ 浸漬槽
３５１ 洗浄液
３５２ 浸漬液
３７１ 第１のオーブン
３７２ 第２のオーブン
３７３ 熱圧着オーブン
Ｆ ガラス繊維織物
Ｐ フルオロカーボン樹脂薄膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）フルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体を含む浸漬液の中に、ガラス繊維織物を浸漬するステップと、
（ｂ）前記浸漬したガラス繊維織物を乾燥させ、前記ガラス繊維織物の表面に接合膜を付着させるステップと、
（ｃ）フルオロカーボン樹脂薄膜により、前記ガラス繊維織物の表面に付着された前記接合膜を覆うステップと、
（ｄ）前記フルオロカーボン樹脂薄膜と前記ガラス繊維織物の前記接合膜とを熱圧着するステップと、を含む高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）の前に、
（ｅ１）含フッ素アルコール、メチルシラン、臭素含有アルケン及び水酸化ナトリウムを反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成するステップと、
（ｅ２）フルオロカーボン高分子粉末、界面活性剤及び水と、前記ステップ（ｅ１）で生成した前記フッ素化シリコーングラフト共重合体とを混合し、浸漬液を生成するステップと、をさらに含む請求項１に記載の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法。
【請求項３】
ステップ（ｄ）において、前記フルオロカーボン樹脂薄膜と、前記ガラス繊維織物の前記接合膜とを熱圧着する際、温度は２２０℃〜３８０℃であり、圧力は２０ｐｓｉ〜２００ｐｓｉである請求項１に記載の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法。
【請求項４】
ステップ（ｂ）において、前記浸漬したガラス繊維織物を乾燥する際の温度は１５０℃〜４００℃である請求項１に記載の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法。
【請求項５】
前記フルオロカーボン高分子粉末は、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＦ、ＰＦＡ、ＦＥＰ又はＥＴＦＥからなる請求項１に記載の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法。
【請求項６】
３５質量％〜９５質量％のフルオロカーボン高分子分散液と、３質量％〜１０質量％のフッ素化シリコーングラフト共重合体とを含み、
前記フルオロカーボン高分子分散液は、
３５質量％〜６０質量％のフルオロカーボン高分子粉末と、
５質量％〜２０質量％の界面活性剤と、
５質量％〜２０質量％の水と、を含む浸漬液。
【請求項７】
前記フッ素化シリコーングラフト共重合体は、含フッ素アルコール、メチルシラン、臭素含有アルケン及び水酸化ナトリウムを反応して生成されたものである請求項６に記載の浸漬液。
【請求項８】
前記含フッ素アルコールは、２，２，２−トリフルオロエタノール、４−トリフルオロメトキシフェノール、３，３，３−トリフルオロプロパノール、４−（トリフルオロメチル）ベンジルアルコール、２−メチル−４，４，４−トリフルオロブタノール又は４，４，４−トリフルオロブタノールであり、
前記メチルシランは、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体であり、
前記臭素含有アルケンは、臭化アリル、１−ブロモ−３−ブテン、５−ブロモ−１−ペンテン又は６−ブロモ−１−ヘキセンである請求項７に記載の浸漬液。
【請求項９】
（ａ）０．１５〜０．３０モルの含フッ素アルコールと、０．３×１０−３〜３．０×１０−３モルのメチルシランと、１．５〜３．０モルの臭素含有アルケンと、２０〜５０ｍｌの水酸化ナトリウムとを反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成するステップと、
（ｂ）フルオロカーボン高分子分散液に、フッ素化シリコーングラフト共重合体を加えるステップと、を含む浸漬液の製造方法。
【請求項１０】
前記ステップ（ａ）は、
（ａ１）２，２，２−トリフルオロエタノール、水酸化ナトリウム及び臭化アリルの混合液を４０℃の温度で２時間反応させるステップと、
（ａ２）前記反応後の混合液に、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体を加え、６０℃の温度で２４時間反応させるステップと、を含む請求項９に記載の浸漬液の製造方法。
【請求項１】
（ａ）フルオロカーボン高分子粉末及びフッ素化シリコーングラフト共重合体を含む浸漬液の中に、ガラス繊維織物を浸漬するステップと、
（ｂ）前記浸漬したガラス繊維織物を乾燥させ、前記ガラス繊維織物の表面に接合膜を付着させるステップと、
（ｃ）フルオロカーボン樹脂薄膜により、前記ガラス繊維織物の表面に付着された前記接合膜を覆うステップと、
（ｄ）前記フルオロカーボン樹脂薄膜と前記ガラス繊維織物の前記接合膜とを熱圧着するステップと、を含む高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法。
【請求項２】
前記ステップ（ａ）の前に、
（ｅ１）含フッ素アルコール、メチルシラン、臭素含有アルケン及び水酸化ナトリウムを反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成するステップと、
（ｅ２）フルオロカーボン高分子粉末、界面活性剤及び水と、前記ステップ（ｅ１）で生成した前記フッ素化シリコーングラフト共重合体とを混合し、浸漬液を生成するステップと、をさらに含む請求項１に記載の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法。
【請求項３】
ステップ（ｄ）において、前記フルオロカーボン樹脂薄膜と、前記ガラス繊維織物の前記接合膜とを熱圧着する際、温度は２２０℃〜３８０℃であり、圧力は２０ｐｓｉ〜２００ｐｓｉである請求項１に記載の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法。
【請求項４】
ステップ（ｂ）において、前記浸漬したガラス繊維織物を乾燥する際の温度は１５０℃〜４００℃である請求項１に記載の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法。
【請求項５】
前記フルオロカーボン高分子粉末は、ＰＴＦＥ、ＰＶＤＦ、ＰＣＴＦＥ、ＰＶＦ、ＰＦＡ、ＦＥＰ又はＥＴＦＥからなる請求項１に記載の高分子被覆膜を有するガラス繊維織物の製造方法。
【請求項６】
３５質量％〜９５質量％のフルオロカーボン高分子分散液と、３質量％〜１０質量％のフッ素化シリコーングラフト共重合体とを含み、
前記フルオロカーボン高分子分散液は、
３５質量％〜６０質量％のフルオロカーボン高分子粉末と、
５質量％〜２０質量％の界面活性剤と、
５質量％〜２０質量％の水と、を含む浸漬液。
【請求項７】
前記フッ素化シリコーングラフト共重合体は、含フッ素アルコール、メチルシラン、臭素含有アルケン及び水酸化ナトリウムを反応して生成されたものである請求項６に記載の浸漬液。
【請求項８】
前記含フッ素アルコールは、２，２，２−トリフルオロエタノール、４−トリフルオロメトキシフェノール、３，３，３−トリフルオロプロパノール、４−（トリフルオロメチル）ベンジルアルコール、２−メチル−４，４，４−トリフルオロブタノール又は４，４，４−トリフルオロブタノールであり、
前記メチルシランは、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体であり、
前記臭素含有アルケンは、臭化アリル、１−ブロモ−３−ブテン、５−ブロモ−１−ペンテン又は６−ブロモ−１−ヘキセンである請求項７に記載の浸漬液。
【請求項９】
（ａ）０．１５〜０．３０モルの含フッ素アルコールと、０．３×１０−３〜３．０×１０−３モルのメチルシランと、１．５〜３．０モルの臭素含有アルケンと、２０〜５０ｍｌの水酸化ナトリウムとを反応させてフッ素化シリコーングラフト共重合体を生成するステップと、
（ｂ）フルオロカーボン高分子分散液に、フッ素化シリコーングラフト共重合体を加えるステップと、を含む浸漬液の製造方法。
【請求項１０】
前記ステップ（ａ）は、
（ａ１）２，２，２−トリフルオロエタノール、水酸化ナトリウム及び臭化アリルの混合液を４０℃の温度で２時間反応させるステップと、
（ａ２）前記反応後の混合液に、ジメチルシロキサンとメチルヒドロシロキサンとの共重合体を加え、６０℃の温度で２４時間反応させるステップと、を含む請求項９に記載の浸漬液の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１３２６５０（Ｐ２０１１−１３２６５０Ａ）
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４２５９２（Ｐ２０１０−１４２５９２）
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（５０４４２７６５１）財團法人紡織産業綜合研究所 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月７日（２０１１．７．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２３日（２０１０．６．２３）
【出願人】（５０４４２７６５１）財團法人紡織産業綜合研究所 (10)
【Ｆターム（参考）】
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