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フッ素樹脂成形体の改質方法およびフッ素樹脂成形体の改質用の共重合体の製造方法

国内特許コード P160013189
整理番号 (S2015-0075-N0)
掲載日 2016年8月9日
出願番号 特願2015-185726
公開番号 特開2016-079389
登録番号 特許第6703771号
出願日 平成27年9月18日(2015.9.18)
公開日 平成28年5月16日(2016.5.16)
登録日 令和2年5月13日(2020.5.13)
優先権データ
  • 特願2014-214700 (2014.10.21) JP
発明者
  • 八尾 滋
  • 中野 涼子
  • 前田 愛
出願人
  • 学校法人福岡大学
発明の名称 フッ素樹脂成形体の改質方法およびフッ素樹脂成形体の改質用の共重合体の製造方法
発明の概要 【課題】フッ素樹脂との接着性に優れ、かつ、改質したい性質に応じて高い自由度で設計可能なフッ素樹脂の改質剤として用いることができる共重合体の製造方法を提供する。
【解決手段】フッ素樹脂改質用の共重合体の製造方法であって、前記フッ素樹脂改質用の共重合体が、第1のモノマー(A)と、第2のモノマー(B)との共重合体であって、前記モノマー(A)が、その側鎖に特定の式で表させるフッ素化アルキル基を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、αオレフィン又は置換スチレンから選ばれるいずれかのモノマーであり、前記モノマー(B)が、オキシアルキレン、アミド、アミノ、又はスルホ等の機能性基を有するモノマーである共重合体の製造方法。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要

テトラフルオロエチレンの重合体であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂は、化学的安定性、耐熱性、耐薬品性、耐候性、電気絶縁性等に優れていることから様々な分野で利用されており、さらに利用することが検討されている。しかしながら、このフッ素樹脂は濡れ性が低く、他の溶液や樹脂等を用いた処理が難しく、表面を改質して利用することが難しい樹脂であった。

フッ素樹脂の表面改質方法として、プラズマ処理や、強酸処理などが提案されている。例えば、特許文献1および2は、プラズマ処理をおこなうことでフッ素樹脂の表面を改質するものである。これらのプラズマ照射は、プラズマ中のイオンが成形物表面に衝突するときに生じる熱により、成形物表面の結合を切断、再構成させて凹凸を生じさせる物理的改質と、前記した再構成の際に、衝突したプラズマ中のイオンに由来するフッ素原子以外の原子にフッ素原子が置換されることにより親水性を改善させる化学的改質を起こすものである。

一方、本発明者等は、長鎖アルカン基を保有し側鎖結晶性をしめすモノマーと溶媒親和性を示すモノマーを用いたブロック共重合体である、側鎖結晶性ブロック共重合体(SCCBC:Side Chain Crystalline Block Copolymer)を用いた分散体が粘度コントロールしやすいことを見出している(特許文献3、非特許文献1~5)。

産業上の利用分野

本発明は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素樹脂の表面改質などに利用することができる、側鎖にフッ素化アルキル基を有するモノマーを用いた共重合体に関する。また、当該共重合体を用いたフッ素樹脂改質剤や、フッ素樹脂を改質する方法に関する。また、フッ素樹脂改質用の共重合体の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
第1のモノマー(A)由来の構造単位と、第2のモノマー(B)由来の構造単位とを有する共重合体であり、
前記モノマー(A)が、その側鎖に式(a1)~(a5)からなる群から選択されるいずれかのフッ素化アルキル基を有する、(メタ)アクリレート、およびαオレフィンからなる群より選ばれるいずれかのモノマーであり、かつ、前記モノマー(A)が、改質対象となるフッ素樹脂成形体のポリマー構造と共通する構造単位の側鎖を有するものとして選択されたモノマー(A)であり、
前記モノマー(B)が、その側鎖にフッ素樹脂成形体の改質目的から選択された極性基の機能性基を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、αオレフィン、および置換スチレンからなる群より選ばれるいずれかのモノマー(B)であり、
前記共重合体が、前記モノマー(A)が重合された部分であるモノマー(A)由来重合ブロックと、前記モノマー(B)が重合された部分であるモノマー(B)由来重合ブロックとを有するブロック共重合体であるフッ素樹脂成形体の改質用の共重合体を含むフッ素樹脂改質剤を用いるフッ素樹脂成形体の改質方法であって、
前記フッ素樹脂改質剤が、前記共重合体と溶媒とを含む溶液であり、
前記溶液を前記フッ素樹脂成形体に塗工、および/または、前記溶液に前記フッ素樹脂成形体を浸漬する処理を行い、
前記処理された前記フッ素樹脂成形体を乾燥することを特徴とするフッ素樹脂成形体の改質方法。
【化1】
(省略)
式(a1)~(a5)において、nは、2以上14以下の整数である。

【請求項2】
前記溶媒が、酢酸ブチル、ベンゼン、トルエン、およびテトラヒドロフランからなる群から選択されるいずれかを含むことを特徴とする請求項1記載のフッ素樹脂成形体の改質方法(ただし、前記フッ素樹脂成形体が、リチウムイオン二次電池用のセパレータである場合を除く)。

【請求項3】
前記溶液における、前記共重合体の濃度が0.5~20重量%であることを特徴とする請求項1または2に記載のフッ素樹脂成形体の改質方法。

【請求項4】
前記モノマー(A)が、式(A1)~(A5)のいずれかで表されるモノマーであることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のフッ素樹脂成形体の改質方法。
【化2】
(省略)
式(A1)~(A5)において、nは、2以上14以下の整数であり、mは、1以上4以下の整数である。また、式(A1)~(A5)において、Xは、HおよびF、CH2F、CHF2、CF3からなる群から選択されるいずれかである。

【請求項5】
前記モノマー(A)が、前記式(A1)で表されるモノマーであることを特徴とする請求項4記載のフッ素樹脂成形体の改質方法。

【請求項6】
前記モノマー(B)が、極性基を有する機能性基として、アミノ基、アミド基、およびスルホ基からなる群から選択されるいずれかの基を有するモノマーであることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のフッ素樹脂成形体の改質方法。

【請求項7】
フッ素樹脂成形体の改質用の共重合体の製造方法であって、
前記フッ素樹脂成形体の改質用の共重合体が、第1のモノマー(A)と、第2のモノマー(B)との共重合体であって、
前記モノマー(A)が、その側鎖に式(a1)~(a5)からなる群から選択されるいずれかのフッ素化アルキル基を有する、(メタ)アクリレート、およびαオレフィンからなる群より選ばれるいずれかのモノマーであり、かつ、前記モノマー(A)が、改質対象となるフッ素樹脂成形体のポリマー構造と共通する構造単位の側鎖を有するものとして選択されたモノマー(A)であり、
前記モノマー(B)が、その側鎖にフッ素樹脂成形体の改質目的から選択された機能性基を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、αオレフィン、および置換スチレンからなる群より選ばれるいずれかのモノマー(B)であり、
前記共重合体が、前記モノマー(A)が重合された部分であるモノマー(A)由来重合ブロックと、前記モノマー(B)が重合された部分であるモノマー(B)由来重合ブロックとを有するブロック共重合体であり、
前記モノマー(B)が、極性基を有する機能性基として、アミノ基、アミド基、およびスルホ基からなる群から選択されるいずれかの基を有するモノマーであることを特徴とする共重合体の製造方法。
【化3】
(省略)
式(a1)~(a5)において、nは、2以上14以下の整数である。

【請求項8】
前記モノマー(A)由来重合ブロックの分子量が、1,000以上であり、
前記モノマー(B)由来重合ブロックの分子量が、1,000以上であることを特徴とする請求項記載の共重合体の製造方法(ただし、前記フッ素樹脂成形体が、リチウムイオン二次電池用のセパレータである場合を除く)。

【請求項9】
前記モノマー(A)が、式(A1)~(A5)のいずれかで表されるモノマーであることを特徴とする請求項またはに記載の共重合体の製造方法
【化4】
(省略)
式(A1)~(A5)において、nは、2以上14以下の整数であり、mは、1以上4以下の整数である。また、式(A1)~(A5)において、Xは、HおよびF、CH2F、CHF2、CF3からなる群から選択されるいずれかである。

【請求項10】
前記モノマー(A)が、前記式(A1)で表されるモノマーであることを特徴とする請求項記載の共重合体の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
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