(57)【要約】  ポリマー物品が、溶融粘着性フルオロポリマーと液晶ポリマーの溶融加工可能なブレンドを包含する。溶融粘着性フルオロポリマー及び液晶ポリマーから溶融加工可能なブレンドを作製する方法を示す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融粘着性フルオロポリマーと液晶ポリマー（ＬＣＰ）の溶融加工可能なブレンドを含むポリマー物品。
【請求項２】
前記ブレンドのフルオロポリマー対ＬＣＰの重量対重量比が約９９：１以下、例えば約９５：５以下、約９０：１０以下、約８５：１５以下、約８０：２０以下、約７５：２５以下、約７０：３０以下、約６０：４０以下、又は約５０：５０以下である、請求項１に記載のポリマー物品。
【請求項３】
前記溶融粘着性フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１又は２のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項４】
前記溶融粘着性フルオロポリマーが、少なくとも約１０５ポアズ、例えば少なくとも約１０６ポアズ、少なくとも約１０７ポアズ、少なくとも約１０８ポアズ、少なくとも約１０９ポアズ、少なくとも約１０１０ポアズ、少なくとも約１０１１ポアズ、又は更には少なくとも約１０１２ポアズの溶融粘度を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項５】
前記ＬＣＰが、４−ヒドロキシ安息香酸、４，４’−ビフェノール、テレフタル酸、イソフタル酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、又は２，６−ナフタレンジカルボン酸、ヒドロキシナフトエ酸、ヒドロキノンから誘導される繰り返し単位を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項６】
充填剤を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項７】
前記充填剤が、ガラス、ガラス繊維、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、黒鉛、硫化モリブデン、チタニア、アクリル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、エポキシ、炭素、炭素繊維、アラミド、アラミド繊維、窒化ホウ素、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項６に記載のポリマー物品。
【請求項８】
前記充填剤が、ポリマー物品中に少なくとも約０．１重量％、例えば少なくとも約１０重量％、少なくとも約１５重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約２５重量％、又は少なくとも約３０重量％の量で存在する、請求項６又は７のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項９】
前記ポリマー物品が、シート、テープ、ベアリング、シール、又は絶縁体を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項１０】
ポリマー物品を作製する方法であって、
溶融粘着性フルオロポリマー粉末を液晶ポリマー（ＬＣＰ）と混合して混合物を形成する工程、
前記混合物を加工して溶融加工可能な製品にする工程
を含む、方法。
【請求項１１】
前記混合物の溶融粘着性フルオロポリマー対ＬＣＰの重量比が約９９：１以下、例えば約９５：５以下、約９０：１０以下、約８５：１５以下、約８０：２０以下、約７５：２５以下、約７０：３０以下、約６０：４０以下、又は約５０：５０以下である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記溶融粘着性フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１０又は１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記溶融粘着性フルオロポリマーが、少なくとも約１０５ポアズ、例えば少なくとも約１０６ポアズ、少なくとも約１０７ポアズ、少なくとも約１０８ポアズ、少なくとも約１０９ポアズ、少なくとも約１０１０ポアズ、少なくとも約１０１１ポアズ、又は更には少なくとも約１０１２ポアズの溶融粘度を有する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＬＣＰが、４−ヒドロキシ安息香酸、４，４’−ビフェノール、テレフタル酸、イソフタル酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、又は２，６−ナフタレンジカルボン酸、ヒドロキシナフトエ酸、ヒドロキノンから誘導される繰り返し単位を含む、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
フルオロポリマーとＬＣＰの混合中に充填剤を添加する工程を更に含む、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記充填剤が、ガラス、ガラス繊維、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、黒鉛、硫化モリブデン、チタニア、アクリル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、エポキシ、炭素、炭素繊維、アラミド、アラミド繊維、窒化ホウ素、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
溶融加工可能な製品を加工してテープにする工程を更に含む、請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
フルオロポリマー組成物の溶融粘度を低減する方法であって、
液晶ポリマー（ＬＣＰ）をフルオロポリマー粉末中に混合して混合物を形成する工程であって、フルオロポリマー対ＬＣＰの重量比が少なくとも５０：５０かつ約９９：１以下、例えば約９５：５以下、約９０：１０以下、約８５：１５以下、約８０：２０以下、約７５：２５以下、約７０：３０以下、又は約６０：４０以下である、工程、及び
該混合物を加工して製品にする工程、
を含む、方法。
【請求項１９】
前記フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記フルオロポリマーが、少なくとも約１０５ポアズ、例えば少なくとも約１０６ポアズ、少なくとも約１０７ポアズ、少なくとも約１０８ポアズ、少なくとも約１０９ポアズ、少なくとも約１０１０ポアズ、少なくとも約１０１１ポアズ、又は更には少なくとも約１０１２ポアズの溶融粘度を有する、請求項１８又は１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
フルオロポリマーとＬＣＰの混合中に充填剤を添加する工程を更に含む、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記充填剤が、ガラス、ガラス繊維、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、黒鉛、硫化モリブデン、チタニア、アクリル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、エポキシ、炭素、炭素繊維、アラミド、アラミド繊維、窒化ホウ素、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記製品が、テープ、シート、シール、ベアリング、又は絶縁体から選択される、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体として、フルオロポリマー材料の溶融加工及びそのような加工によって作製された物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような多数のフルオロポリマーは、１０１０ポアズを超える非常に高い溶融粘度を有する。その反面、ＰＴＦＥ及びその他の過フッ素化ポリマーは、全フッ素化されているために、薬品、熱、及び応力に対する耐性、低摩擦係数、並びに低誘電率等の材料特性に関して非常に好ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これらのフルオロポリマーは、その高い溶融粘度により、通常方法の押出及び射出成形による加工が困難であるという課題がある。
【０００４】
そのため、フルオロポリマー組成物の溶融加工を可能にする、改良された方法が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の態様において、ポリマー物品が溶融加工可能なブレンドを包含する。このブレンドは、溶融粘着性フルオロポリマーを包含する。このブレンドは、更に液晶ポリマー（ＬＣＰ）を包含できる。
【０００６】
ポリマーは、その溶融粘度が押出又は射出成形によって材料を加工できる能力を超えたときに溶融粘着性である。一実施形態において、ポリマーはその溶融粘度が少なくとも１０５ポアズであるときに溶融粘着性となり得る。
【０００７】
第２の態様において、ポリマー物品の作製方法は、溶融粘着性フルオロポリマー粉末を液晶ポリマー（ＬＣＰ）と混合して混合物を形成する工程を包含する。
【０００８】
第３の態様において、フルオロポリマー組成物の溶融粘度を低減する方法は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）をフルオロポリマー粉末中に混合して混合物を形成する工程を包含する。フルオロポリマー対ＬＣＰの重量比は、少なくとも約５０：５０であることができる。フルオロポリマー対ＬＣＰの重量比は、約９９：１以下、例えば、約９５：５以下、約９０：１０以下、約８５：１５以下、約８０：２０以下、約７５：２５以下、約７０：３０以下、又は約６０：４０以下であり得る。この方法は、混合物を押出して製品にする工程を更に包含できる。
【０００９】
添付の図面を参照することによって本開示をより十分に理解することができ、その多数の特徴及び利点が当業者に明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ポリマー物品作製方法の種々の実施形態に係る流れ図である。
【図２】ポリマー物品の実施形態に係る走査電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）画像である。
【図３】ポリマー物品の実施形態に係るトライボロジー試験後のＳＥＭ画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
一実施形態において、ポリマー物品は、溶融粘着性フルオロポリマーと液晶ポリマー（ＬＣＰ）の溶融加工可能なブレンドとを包含する。ポリマーは、その溶融粘度が押出又は射出成形によって材料を加工できる能力を超えたときに溶融粘着性である。一実施形態において、ポリマーは、その溶融粘度が少なくとも１０５ポアズであるときに溶融粘着性となり得る。例えば、プロセスが薄層の射出成形を必要とする場合、１０５ポアズの溶融粘度を有するポリマー又はポリマー混合物を溶融粘着性とみなすことができる。別の実施形態において、ポリマー又はポリマー混合物は、少なくとも１０７ポアズの溶融粘度を有する場合に溶融粘着性となり得る。例えば、プロセスが薄肉テープの溶融押出を必要とする場合、１０７ポアズを溶融粘着性とみなすことができる。
【００１２】
溶融加工可能なブレンドは、ブレンドとしてホッパーに供給できる。別の方法として、押出中に２つのホッパーからブレンドを作製することができる。
【００１３】
一実施形態において、溶融粘着性フルオロポリマーは、少なくとも約１０５ポアズ、例えば少なくとも約１０６ポアズ、少なくとも約１０７ポアズ、少なくとも約１０８ポアズ、少なくとも約１０９ポアズ、少なくとも約１０１０ポアズ、少なくとも約１０１１ポアズ、又は更には少なくとも約１０１２ポアズの溶融粘度を有する。
【００１４】
溶融粘着性フルオロポリマーは、約１０１５ポアズ以下、例えば約１０１２ポアズ以下、例えば約１０１１ポアズ以下、例えば約１０１０ポアズ以下、例えば約１０９ポアズ以下、例えば約１０８ポアズ以下、例えば約１０７ポアズ以下、又は更には約１０６ポアズ以下の溶融粘度を有するとも考えられる。
【００１５】
一実施形態において、ブレンドは、フルオロポリマー対ＬＣＰの重量比が約９９：１以下、例えば約９５：５以下、約９０：１０以下、約８５：１５以下、約８０：２０以下、約７５：２５以下、約７０：３０以下、約６０：４０以下、又は５０：５０以下であり得る。
【００１６】
ＬＣＰがＰＴＦＥ以下の量である実施形態では、ＬＣＰが連続相を形成でき、すなわち、ＰＴＦＥは不連続相を形成する。この特徴は、ＬＣＰの低溶融粘度及び／又は相間の表面相互作用に影響する特性に関係する。
【００１７】
フルオロポリマー対ＬＣＰの重量比は、少なくとも約１０：９０、例えば少なくとも約２０：８０、例えば少なくとも約３０：７０、例えば少なくとも約４０：６０である。特定の実施形態において、重量比は少なくとも約５０：５０である。更なる特定の実施形態において、重量比は少なくとも約６０：４０であり得る。
【００１８】
別の実施形態において、フルオロポリマーは、ブレンド中に少なくとも約５重量％、例えば少なくとも約１０重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約３０重量％、少なくとも約４０重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約６０重量％、少なくとも約７０重量％、又は更には少なくとも約８０重量％存在する。
【００１９】
別の実施形態において、ＬＣＰはブレンド中に少なくとも約５重量％、例えば少なくとも約１０重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約３０重量％、少なくとも約４０重量％、少なくとも約５０重量％、少なくとも約６０重量％、少なくとも約７０重量％、又は更には少なくとも約８０重量％存在する。
【００２０】
別の実施形態において、フルオロポリマーはブレンド中に約９５重量％以下、例えば約９０重量％以下、約８５重量％以下、約８０重量％以下、約７５重量％以下、約７０重量％以下、約６５重量％以下、約６０重量％以下、約５５重量％以下、約５０重量％以下、約４５重量％以下、約４０重量％以下、約３５重量％以下、又は更には約３０重量％以下存在する。
【００２１】
更に別の実施形態において、ＬＣＰはブレンド中に約９５重量％以下、例えば約９０重量％以下、約８５重量％以下、約８０重量％以下、約７５重量％以下、約７０重量％以下、約６５重量％以下、約６０重量％以下、約５５重量％以下、約５０重量％以下、約４５重量％以下、約４０重量％以下、約３５重量％以下、又は更には約３０重量％以下存在する。
【００２２】
一実施形態において、溶融粘着性フルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、又はこれらの任意の組み合わせから選択できる。
【００２３】
別の実施形態において、溶融粘着性フルオロポリマーは、フッ素置換オレフィンモノマーから形成されたポリマー又はフッ化ビニリデン、フッ化ビニル、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、ヘキサフルオロプロピレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロビニルエーテル、若しくはこうしたフッ素化モノマーの混合物からなる群から選択される少なくとも１つのモノマーを包含するポリマーを包含できる。典型的なパーフルオロビニルエーテルとしては、例えば、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）［ＰＦＡＶＥ］又はパーフルオロ（アルコキシアルキルビニルエーテル）が挙げられる。典型的な架橋フルオロポリマーとしては、上記モノマーの１つ以上を包含するポリマー、ポリマーブレンド又はコポリマー、例えば、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン−パーフルオロメチルビニルエーテル（ＭＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン（ＴＨＶ）等が挙げられる。
【００２４】
更なる一実施形態において、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）は変性ＰＴＦＥであってもよい。一実施例において、変性ＰＴＦＥは、パーフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）のような、テトラフルオロエチレンとビニルエーテルのコポリマーである。
【００２５】
一実施形態において、ＬＣＰは芳香族ポリエステル、芳香族ポリアミドを包含できる。特定の実施形態において、ＬＣＰはＸｙｄａｒ、Ｅｋｏｎｏｌ、又はＶｅｃｔｒａｎ、Ｓｕｍｉｋａ  Ｓｕｐｅｒ、Ｚｅｎｉｔｅから選択できる。
【００２６】
別の実施形態において、ＬＣＰは４−ヒドロキシ安息香酸、４，４’−ビフェノール、テレフタル酸、イソフタル酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、又は２，６−ナフタレンジカルボン酸、ヒドロキシナフトエ酸、ヒドロキノンから誘導される繰り返し単位を含む。
【００２７】
更に別の実施形態では、ＬＣＰを、溶融粘着性フルオロポリマーの溶融温度に従って選択できる。例えば、溶融温度が約３２５℃のＰＴＦＥが溶融粘着性である場合、ＬＣＰは２０℃以内、すなわち３０５℃〜３４５℃の融点を有するべきである。例えば、融点が３３０℃のＸｙｄａｒは、ＰＴＦＥとのブレンドが可能なＬＣＰであろう。更に別の実施形態では、ＬＣＰの融点はフルオロポリマーの融点の１０℃以内であるべきである。
【００２８】
一実施形態において、ブレンドは更に充填剤を包含してもよい。充填剤は、ガラス、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、黒鉛、硫化モリブデン、チタニア、アクリル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、又はこれらの任意の組み合わせであることができる。充填剤は、ビーズ、繊維、粉末、メッシュ、又はこれらの任意の組み合わせから選択できる。
【００２９】
充填剤は、ポリマー物品中に、少なくとも約０．１重量％、例えば少なくとも約１０重量％、少なくとも約１５重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約２５重量％、又は少なくとも約３０重量％の量で存在できる。
【００３０】
充填剤は、約７０重量％以下、例えば約６０重量％以下、例えば約５０重量％以下、例えば約４０重量％以下、例えば約３５重量％以下、例えば約３０重量％以下、又は更には例えば約２５重量％以下の量で存在できる。
【００３１】
一実施形態において、先行する請求項のいずれか一項に記載のポリマー物品であって、ポリマー物品はシート、テープ、ベアリング、シール、又は絶縁体を含む。
【００３２】
図１に示すように、更なる一実施形態において、ポリマー物品の作製方法は、溶融粘着性フルオロポリマー粉末を液晶ポリマー（ＬＣＰ）と混合して、混合物を形成する工程及び該混合物を溶融加工可能な製品に成形する工程を包含する。
【００３３】
混合工程は、ポリマーを乾式混合し、混合物を加工に供するホッパーに充填することによって実施できる。別の方法として、押出機に２つ以上のホッパーから供給し、各ホッパーにポリマーの１つを収容することができる。
【００３４】
溶融加工可能な製品は、溶融加工に適したいかなる形状を有することもできる。例えば、溶融可能な製品を、溶融押出に関して加工が容易な顆粒に成形することができる。別の実施例では、溶融加工可能な製品を、シート又はテープ（例えば、巻テープ）に成形することができる。このような製品は、ロールオフ式溶融積層プロセスに便利である。
【００３５】
製品テープはいかなる寸法であることもできる。例えば、テープは、少なくとも約５インチ、例えば少なくとも約８インチ、例えば少なくとも約１２インチ、例えば少なくとも約１５インチ、例えば少なくとも約１８インチ、例えば少なくとも約２０インチの幅を有することができる。
【００３６】
別の実施形態において、製品テープは、約２５インチ以下、例えば約２２インチ以下、例えば約２０インチ以下、例えば約１７インチ以下、例えば約１５インチ以下、例えば約１３インチ以下の幅を有する。
【００３７】
別の実施例において、製品テープはいかなる好適な厚さも有することができる。例えば、少なくとも約１０ミクロン、例えば少なくとも５０ミクロン、例えば少なくとも約１００ミクロン、例えば少なくとも約２００ミクロン、例えば少なくとも約５００ミクロン、例えば少なくとも約７００ミクロン、例えば少なくとも約１０００ミクロン、例えば少なくとも約１５００ミクロン、例えば少なくとも約２０００ミクロンの厚さを有することができる。
【００３８】
更に別の実施例において、テープは、約１００００ミクロン以下、例えば約８０００ミクロン以下、例えば約６０００ミクロン以下、例えば約４０００ミクロン以下、例えば約３０００ミクロン以下、例えば約２０００ミクロン以下、例えば約１０００ミクロン以下の厚さを有することができる。
【００３９】
図１に示すように、ＰＴＦＥをＬＣＰと混合する（１０２）。このブレンドを溶融押出プロセス（１０４）に直接使用できる、すなわち、粉末形態のブレンドを加熱し、ダイを通してプレスして、押出製品を形成する。別の実施形態において、ブレンドを射出成形プロセス（１０６）に使用できる。別の実施形態において、ＰＴＦＥとＬＣＰのブレンドから前駆体を形成できる（１０８）。
【００４０】
形成された前駆体１０８は、任意の簡便な寸法又は形状のペレットの形態であることができる。ペレットは、ＰＴＦＥ及びＬＣＰのみを含有して形成できる。別の実施形態において、ペレットは、充填剤、着色剤、潤滑剤、又はその他の意図する目的に有益な任意の添加剤を包含できる。
【００４１】
図１に更に示すように、形成された前駆体を、溶融押出プロセス（１０４）又は射出成形プロセス（１０６）に直接使用できる。
【００４２】
一実施例において、ポリマー物品は、溶融粘着性フルオロポリマーと液晶ポリマー（ＬＣＰ）の溶融加工可能なブレンドを包含する。このブレンドはフルオロポリマー対ＬＣＰの重量対重量比が約９９：１以下、例えば約９５：５以下、例えば約９０：１０以下、例えば約８５：１５以下、例えば約８０：２０以下、例えば約７５：２５以下、例えば約７０：３０以下、例えば約６０：４０以下、例えば約５０：５０以下である。
【００４３】
別の実施形態において、ポリマー物品は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、又はこれらの任意の組み合わせから選択される溶融粘着性フルオロポリマーを包含する。
【００４４】
更なる一実施形態において、ポリマー物品は、少なくとも約１０５ポアズ、例えば少なくとも約１０６ポアズ、少なくとも約１０７ポアズ、少なくとも約１０８ポアズ、少なくとも約１０９ポアズ、少なくとも約１０１０ポアズ、少なくとも約１０１１ポアズ、又は更には少なくとも約１０１２ポアズの溶融粘度を有する溶融粘着性フルオロポリマーを包含する。
【００４５】
別の実施形態において、ポリマー物品は、４−ヒドロキシ安息香酸、４，４’−ビフェノール、テレフタル酸、イソフタル酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、又は２，６−ナフタレンジカルボン酸、ヒドロキシナフトエ酸、ヒドロキノンから誘導される繰り返し単位を有し得るＬＣＰを包含する。
【００４６】
一実施例において、ポリマー物品は、充填剤を更に包含できる。充填剤は、ガラス、ガラス繊維、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、黒鉛、硫化モリブデン、チタニア、アクリル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、エポキシ、炭素、炭素繊維、アラミド、アラミド繊維、窒化ホウ素、又はこれらの任意の組み合わせから選択できる。
【００４７】
充填剤は、ポリマー物品中に、少なくとも約０．１重量％、例えば少なくとも約１０重量％、少なくとも約１５重量％、少なくとも約２０重量％、少なくとも約２５重量％、又は少なくとも約３０重量％の量で存在できる。
【００４８】
一実施例において、ポリマー物品は、シート、テープ、ベアリング、シール、又は絶縁体を包含できる。
【００４９】
更に別の実施例において、ポリマー物品の作製方法は、溶融粘着性フルオロポリマー粉末を液晶ポリマー（ＬＣＰ）と混合して混合物を形成する工程を包含する。この混合物を、更に加工して溶融加工可能な製品にすることができる。
【００５０】
一実施例において、混合物は、溶融粘着性フルオロポリマー対ＬＣＰの重量比が約９９：１以下、例えば約９５：５以下、約９０：１０以下、約８５：１５以下、約８０：２０以下、約７５：２５以下、約７０：３０以下、約６０：４０以下、又は約５０：５０以下である。
【００５１】
別の実施例において、本発明の方法は、フルオロポリマーとＬＣＰの混合中に充填剤を添加する工程を更に包含できる。充填剤は、ガラス、ガラス繊維、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、黒鉛、硫化モリブデン、チタニア、アクリル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、エポキシ、炭素、炭素繊維、アラミド、アラミド繊維、窒化ホウ素、又はこれらの任意の組み合わせから選択できる。
【００５２】
一実施例において、本発明の方法は、溶融加工可能な製品をテープに加工する工程を包含する。
【００５３】
更なる一実施例において、フルオロポリマー組成物の溶融粘度を低減する方法は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）をフルオロポリマー粉末中に混合して混合物を形成する工程を包含する。フルオロポリマー対ＬＣＰの重量比は、少なくとも５０：５０かつ約９９：１以下、例えば約９５：５以下、約９０：１０以下、約８５：１５以下、約８０：２０以下、約７５：２５以下、約７０：３０以下、又は約６０：４０以下であることができる。この方法は、混合物を加工して製品にする工程を更に包含できる。
【００５４】
別の実施例において、上記方法は、フルオロポリマーとＬＣＰの混合中に充填剤を添加する工程を更に包含できる。充填剤は、ガラス、ガラス繊維、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、黒鉛、硫化モリブデン、チタニア、アクリル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、エポキシ、炭素、炭素繊維、アラミド、アラミド繊維、窒化ホウ素、又はこれらの任意の組み合わせから選択できる。
【００５５】
別の実施例において、本発明の方法によって作製された製品は、テープ、シート、シール、ベアリング、又は絶縁体であることができる。
【００５６】
上記の実施例の一般的記述に記載された活動すべてが必ずしも必要ではないこと、特定の活動の一部は不要の場合もあること、及び１つ以上の更なる活動が、記載された活動に加えて実施されてもよいことに注意する。更に、活動が記載された順序は、必ずしもその活動が実施される順序であるとは限らない。
【００５７】
上記明細書において、概念を特定の実施形態を参照して記載した。しかし、様々な修飾及び変更を、下記の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく実施できることは、当業者には明らかであろう。従って、本明細書及び数値は、制限的意味でなく例示的意味とみなされるべきであり、そのような変更すべてが、本発明の範囲に包含されることを意図する。
【実施例】
【００５８】
実施例１：加工
ＬＣＰは、Ｓｕｍｉｔｏｍｏ（Ｅ５０００）、Ｔｉｃｏｎａ（Ｖｅｃｔｒａ  Ａ９５０）、及びＳｏｌｖａｙ（ＳＲＴ８０２、ＳＲＴ９００）から購入した。ＰＴＦＥは、Ｈｅｒｅｆｌｏｎ（Ｒｅｐｒｏ  ＨＤ）から購入した。ＬＣＰは、マイクロコンパウンディングし、ＰＴＦＥと混合した。Ａ９５０及びＥ５０００を、５０／５０及び２５／７５の比率でＰＴＦＥと混合し、３００℃〜４００℃の温度で溶融押出した。Ａ９５０は、融点が２８０℃で、加工温度が３００℃〜３３０℃のＬＣＰである。試料の膜厚は５〜７ｍｉｌであった。Ｅ５０００は、融点が４００℃である。
【００５９】
ＬＣＰ／ＰＴＦＥの２５／７５及び５０／５０のブレンドを、テープとして（Ａ９５０及びＥ５０００）及び射出成形部品として（Ａ９５０のみ）作製した。
【００６０】
図２は、重量比２５／７５のＡ９５０／ＰＴＦＥの射出成形品の走査電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）画像である。暗い領域はＡ９５０相であり、明るい相はＰＴＦＥである。２５／７５の比でも、ＬＣＰ相はＰＴＦＥの周りに連続相を形成する。
【００６１】
実験２：積層
３００℃で押出した比率５０／５０のＡ９５０／ＰＴＦＥブレンドテープを用いて、鋼基材上への積層を３３０℃で実施した。押出しテープを互いの上に数層（６又は７層）積み重ねることで、厚さを変えた。冷間圧延鋼及び亜鉛めっき鋼を下記のように使用し、使用前にイソプロピルアルコールで清浄にした。部品をプレス機上で３３０℃に加熱した後、約５０ｐｓｉで５分間プレスし、加圧下で空気／水混合物をプレス機に通して、５分未満で約１７７℃に冷却した。
【００６２】
積層品Ａ：２３０ｍｉｌ冷間圧延鋼、１００ミクロンのＬＣＰ／ＰＴＦＥを追加
積層品Ｂ：２４０ｍｉｌＺｎめっき鋼、１００ミクロンのＬＣＰ／ＰＴＦＥを追加
【００６３】
各積層品の幅０．５”のストリップを切り取り、曲げて、半径１”の輪又はらせんにした。層間剥離は観察されなかった。表面を針先で引っ掻くと表面損傷を生じ、層間剥離の徴候はなかった。
【００６４】
実施例３：トライボロジーデータ
ＡＳＴＭ規格Ｇ７７−０５に従うブロックオンリング式試験及びＡＳＴＭ  Ｄ−３７０２−９４に従うスラストワッシャ試験を改良した試験を実施した。表１に試験の結果をまとめる。ブロックオンリング試験では、標準的なＦａｌｅｘ  Ｓ−１０リング、ＳＡＥ４６２０、Ｒｃ５８−６３、６−１２ｒｍｓを用いて、振動モードで試験を実施し、試験時間は２時間であった。改良スラストワッシャ試験では、一般的な縁が立ち上がった形の試験片の代わりに直径１／４インチのディスク３枚を使用した。３枚のディスクをサンプルホルダ内に均等に配布し、標準的な縁が立ち上がった形の試験片で使用した半径と同じ平均半径の円軌道の周りを連続的に走らせた。使用した相対物は、Ｄ−３７０２に記載された形状で、表面粗さが０．１０ミクロンＲａであり、試験時間は７２時間であった。
【００６５】
比較のため、改良スラストワッシャ試験及びブロックオンリング試験を、２５重量％ガラス繊維充填ＰＴＦＥ及び２５重量％炭素／黒鉛充填ＰＴＦＥの試料でも実施した。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
図３は、試験試料のＳＥＭ画像を示す。図３ａはエポキシを用いて鋼素材に接着し、ブロックオンリングで試験した試料である（データ非表示）。エポキシは摩耗領域の表面に見える明るい線条を作る。図３ｂは同じ２５／７５フィルムを、エポキシ又は追加の接着剤層なしで高温積層した後である。使用した成形圧によりＬＣＰの一部が流出し、そのためコーティングの深さをＰＴＦＥの粒径によって決定した。これらの積層品では一部の鋼が露出していたが、ＬＣＰは試験試料に十分よく接着した。
【００６８】
射出成形部品からもブロックを切り取り、これを２個積み重ねることで、ブロックオンリングホルダーに完全に適合した。２５／７５及び５０／５０のＡ９５０  ＬＣＰ／ＰＴＦＥブレンドのブロックを、振動ブロックオンリングを用いて２時間試験し、そのデータを表１に示す。
【００６９】
本明細書で使用するとき、「含む」、「包含する」、「有する」、又はそれらの他の変形は、非排他的な包含を意図する。例えば、ある特徴のリストを含むプロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定するとは限らず、明白に列挙されていない特徴又はそのようなプロセス、方法、物品、若しくは装置に内在する特徴も包含してもよい。更に、明白な反対の記述がない限り、「又は」、「若しくは」は、包含的論理和を指し、排他的論理和を指さない。例えば、条件Ａ又は条件Ｂは、次のいずれか１つによって満足される：Ａが真（又は存在）かつＢが偽（又は不在）、Ａが偽（又は不在）かつＢが真（又は存在）、並びにＡ及びＢの両方が真（又は存在）。
【００７０】
更に、「１つの」の使用は、本明細書に記載の要素及び構成成分を記載するために用いられる。これは、単に簡便のため及び本発明の範囲の一般的意味を与えるために使用される。この記述は、１つ又は少なくとも１つを包含すると読み取られるべきであり、単数形は他の意味があることが明白でない限り、複数も包含する。
【００７１】
利益、その他の利点、及び課題の解決策を特定の実施形態に関して上に記載した。しかし、利益、利点、課題の解決策、並びに任意の利益、利点、又は解決策をもたらすか又はより顕著にする可能性のある任意の特徴は、特許請求の範囲のいずれか又は全ての、重要な、必要な、又は必須の特徴とみなされるべきではない。
【００７２】
本明細書を読んだ後、当業者は、明瞭化のために本明細書で別の実施形態の文脈において記載されている特定の特徴が、１つの実施形態で組み合わせて提供されてもよいことを理解するであろう。逆に、簡潔化のために１つの実施形態の文脈において記載された種々の特徴が、別々に又は任意の部分的組み合わせで提供されてもよい。更に、範囲の形で記述されている値の引用は、その範囲内のそれぞれ及び全ての値を包含する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年5月12日(2014.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融粘着性フルオロポリマーと液晶ポリマー（ＬＣＰ）の溶融加工可能なブレンドを含むポリマー物品。
【請求項２】
前記ブレンドのフルオロポリマー対ＬＣＰの重量対重量比が約９９：１以下、例えば約９５：５以下、約９０：１０以下、約８５：１５以下、約８０：２０以下、約７５：２５以下、約７０：３０以下、約６０：４０以下、又は約５０：５０以下である、請求項１に記載のポリマー物品。
【請求項３】
前記溶融粘着性フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項１又は２のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項４】
前記溶融粘着性フルオロポリマーが、少なくとも約１０５ポアズ、例えば少なくとも約１０６ポアズ、少なくとも約１０７ポアズ、少なくとも約１０８ポアズ、少なくとも約１０９ポアズ、少なくとも約１０１０ポアズ、少なくとも約１０１１ポアズ、又は更には少なくとも約１０１２ポアズの溶融粘度を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項５】
前記ＬＣＰが、４−ヒドロキシ安息香酸、４，４’−ビフェノール、テレフタル酸、イソフタル酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、又は２，６−ナフタレンジカルボン酸、ヒドロキシナフトエ酸、ヒドロキノンから誘導される繰り返し単位を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項６】
充填剤を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項７】
前記充填剤が、ガラス、ガラス繊維、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、クレー、黒鉛、硫化モリブデン、チタニア、アクリル、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、エポキシ、炭素、炭素繊維、アラミド、アラミド繊維、窒化ホウ素、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項６に記載のポリマー物品。
【請求項８】
前記ポリマー物品が、シート、テープ、ベアリング、シール、又は絶縁体を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリマー物品。
【請求項９】
ポリマー物品を作製する方法であって、
溶融粘着性フルオロポリマー粉末を液晶ポリマー（ＬＣＰ）と混合して混合物を形成する工程、
前記混合物を加工して溶融加工可能な製品にする工程
を含む、方法。
【請求項１０】
前記溶融粘着性フルオロポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレンクロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、又はこれらの任意の組み合わせから選択される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶融粘着性フルオロポリマーが、少なくとも約１０５ポアズ、例えば少なくとも約１０６ポアズ、少なくとも約１０７ポアズ、少なくとも約１０８ポアズ、少なくとも約１０９ポアズ、少なくとも約１０１０ポアズ、少なくとも約１０１１ポアズ、又は更には少なくとも約１０１２ポアズの溶融粘度を有する、請求項９または１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＬＣＰが、４−ヒドロキシ安息香酸、４，４’−ビフェノール、テレフタル酸、イソフタル酸、１，５−ナフタレンジカルボン酸、又は２，６−ナフタレンジカルボン酸、ヒドロキシナフトエ酸、ヒドロキノンから誘導される繰り返し単位を含む、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
フルオロポリマーとＬＣＰの混合中に充填剤を添加する工程を更に含む、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
フルオロポリマー組成物の溶融粘度を低減する方法であって、
液晶ポリマー（ＬＣＰ）をフルオロポリマー粉末中に混合して混合物を形成する工程であって、フルオロポリマー対ＬＣＰの重量比が少なくとも５０：５０かつ約９９：１以下、例えば約９５：５以下、約９０：１０以下、約８５：１５以下、約８０：２０以下、約７５：２５以下、約７０：３０以下、又は約６０：４０以下である、工程、及び
該混合物を加工して製品にする工程、
を含む、方法。
【請求項１５】
前記フルオロポリマーが、少なくとも約１０５ポアズ、例えば少なくとも約１０６ポアズ、少なくとも約１０７ポアズ、少なくとも約１０８ポアズ、少なくとも約１０９ポアズ、少なくとも約１０１０ポアズ、少なくとも約１０１１ポアズ、又は更には少なくとも約１０１２ポアズの溶融粘度を有する、請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
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