Solef...組成と重合 PVDFはフッ化ビニリデンの重合によって得られ、次の化学式で表されます。市販のPVDFホモポリマーの重合は、次に挙げる二つの主要

ソレフ® PVDFデザインおよび加工ガイド

Solef

®

2 \ ソレフ® PVDF デザインおよび加工ガイド

目次

化学 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

組成と重合 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

コポリマー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

樹脂の純度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

他のフッ素樹脂との比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

物理特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

構造特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

分子量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

結晶構造 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

レオロジー特性、メルトフローインデックス（MFI） . . 11

溶融粘度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

熱物理特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

DSC曲線 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

DSCによる熱物理データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

軟化温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

荷重たわみ温度（HDT） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

ビカット軟化温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

比熱 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

熱伝導率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

熱線膨張係数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

密度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

比容積 .– .pvT曲線 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

熱重量分析（TGA） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

短期的熱安定性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

表面特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

接触角および表面張力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

ショア硬度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

ボール硬度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

ロックウェル硬度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

粗さ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

原子間力顕微鏡によるソレフ® .PVDFパイプの凹凸像 . 21

摩擦係数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

耐摩耗性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

溶解性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

光学特性 – 外観 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

屈折率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

UV、可視、およびIR吸収スペクトル . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

透明性、ヘイズ、光沢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

機械特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

短期の応力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

引張り特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

曲げ特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

圧縮特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

長期の静的応力 - クリープ . . . . . . . . . . . . . . . 29

引張り応力下のクリープ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

パイプの試験 .– .最大上昇圧に対する .直接破裂耐性（短期） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

パイプ試験 .– .長期的な静圧に対する耐破裂性 . . . . . . . 32

パイプ試験 .– .IPT装置を使用した長期フープ応力 . . . . 34

動的荷重 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

低振幅、短期応力DMTA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

長期的な交番応力 .– .疲労試験 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

ノッチ付き試験片の疲労 .– .臨界応力拡大係数KIC . . . 37

衝撃強さ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

アイゾット曲げ衝撃強さ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

シャルピー曲げ衝撃強さ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

脆化温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

多軸衝撃試験 .– .計装ダート式衝撃試験 . . . . . . . . . . . . . 39

フィルムの耐衝撃性および耐引裂性 . . . . . . . . . . . . . . . . 40

再加工が機械特性に及ぼす影響 . . . . . . . . . . 40

電気特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

一般特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

体積および表面抵抗率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

ソレフ® PVDF デザインおよび加工ガイド / 3

絶縁耐力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

誘電率と誘電正接 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

耐トラッキング指数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

圧電性および焦電性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

耐環境性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

耐薬品性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

他のプラスチックとの比較 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

石油・ガス用途向けに開発された新規のソレフ® . .コポリマーの耐薬品性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

透過性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

吸水率 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

透過性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

水の透過性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

水蒸気の透過性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

液体およびガスの透過性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

熱老化試験 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

最高連続使用温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

耐侯性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

耐候性試験装置を使用した人工老化 . . . . . . . . . . . . . . . 50

人工老化試験：UL 746Cに従いキセノン .アーク耐候性試験装置（水噴霧）を使用 . . . . . . . . . . . . 50

加速試験、Q-U-V装置を使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

加速自然老化試験 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

アリゾナでの自然老化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

高エネルギー照射に対する耐性 . . . . . . . . . . 52

耐火性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

UL 94燃焼試験 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

限界酸素指数 .– .LOI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

UL 723の延焼性「スタイナートンネル試験」 . . . . . . . . 54

UL 910修正版スタイナートンネル試験 . . . . . . . . . . . . . . 54

Epiradiator試験 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

発煙性 .– .NBSチャンバー試験 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

安全、衛生、健康への影響 . . . . . . . . . . . . . . . 55

分解生成物の毒性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

認可 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

食品との接触 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

水との接触に関する国際規格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

ドイツ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

イギリス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

米国衛生財団 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

NSF規格51 .– .食品機器材料 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

NSF規格61 .– .飲料水用構成部材 .– .健康への影響 . . . 56

医療用途 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

加工の基本情報と安全性 . . . . . . . . . . . . . . . . 57

安全性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

一般的な検討事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

取り扱いおよび保管 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

押出機の種類 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

ヘッド .－ .ダイ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

押出機の操作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

設定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

温度プロファイル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

停止 .– .再起動 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

洗浄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

チューブの押出し成形の推奨事項 . . . . . . . . 58

他の種類の押出し成形に関する一般的な推奨事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

フィルム、シート、プレート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

フィラメント . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

射出成形の推奨事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

装置の可塑化ユニット . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

ノズル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

金型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

加工パラメーター . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

一般的な推奨温度 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

射出容量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59


保圧 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

冷却 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

収縮 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

アニーリング処理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

安全性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

圧縮およびトランスファー成形の推奨事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

一般的な検討事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

加工の説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

第1ステップ：ペレットの加熱および溶融 . . . . . . . . . . . . 60

金型内部での溶融（通常は厚み4 cmまで） . . . . . . . . . 60

金型外部での溶融（すべての厚みに対応） . . . . . . . . . . 60

第2ステップ：溶融した塊の圧縮 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

金型内部での溶融 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

金型外部での溶融 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

第3ステップ：冷却 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

必要な装置 .－ .金型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

必要な装置 .－ .圧縮機 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

必要な装置 .－ .オーブン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

切削加工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

溶接 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

熱風溶接 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

バット溶着 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61



組成と重合PVDFはフッ化ビニリデンの重合によって得られ、次の化学式で表されます。

市販のPVDFホモポリマーの重合は、次に挙げる二つの主要プロセスからなります（表1）。

• . 懸濁プロセス：ASTM D3222規格に従い、「S-PVDF」、 .タイプⅡのPVDFを製造

• . 乳化プロセス：ASTM D3222規格に従い、「E-PVDF」、 .タイプⅠのPVDFを製造

懸濁重合プロセスにより、分子鎖に構造的な欠陥（「頭 .- .頭連結」または逆モノマー付加）の少ないポリマー、すなわち、より高い結晶化度のポリマーが生成されます。

これにより、乳化重合で得られる同じ平均分子量のホモポリマーと比べて、融点および結晶化度がより高くなります。ソルベイスペシャルティポリマーズでは、これら両方の重合プロセスを使用し、特有なグレードのソレフ® .PVDFを生産しています。

ソレフ® .PVDFホモポリマーは59 %のフッ素を含有しています。電気陰性の強いこの元素と、炭素原子との結合はきわめて強固です（解離エネルギーは460 kJ/mol）。

コポリマーソルベイスペシャルティポリマーズは、さまざまな用途における優れた性能によって世界的に認められたPVDFホモポリマーに加えて、多様なVF2-HFPコポリマーおよびVF2-CTFEコポリマーを開発し、市場の要求に応えます。

また、ソルベイスペシャルティポリマーズでは製造時に柔軟な対応ができるため、さまざまな特性要件を満たすようPVDFをカスタマイズすることも可能です。 .

樹脂の純度ソレフ® .PVDF樹脂はきわめて高純度のポリマーであるため、他の多くのプラスチックとは異なり、安定剤、可塑剤、 .潤滑剤、難燃添加剤を必要としません。化学的に不活性 .であり、異物の放出もないことから、ソレフ® .PVDF樹脂は、半導体産業で使用される超純水や他の高純度化学薬液の配管に最適な製品です。高純度ソレフ® .PVDFグレードは、添加剤を含まない純度100 %のポリマーからなり、異物混入

を防ぐために専用のラインで製造されています。これらのグレードから製造されたパイプや装置は、半導体産業の最も厳しい要求を満たします。たとえば、SEMI F-57仕様に問題なく準拠し、脱イオン超純水の抵抗を18 MΩ·cm以上に維持することができます。

表2に、ソレフ® .PVDFで実施した溶出試験の結果を示します。高温の脱イオン水に7日間曝露した後、水に含まれていた各物質の濃度はすべて検出限界未満でした。

標準物性値単位タイプI クラス1

タイプI クラス2

タイプII

密度 g/cm3 1.75～1.79 1.75～1.79 1.76～1.79

融点 .(1) °C 156～162 162～170 164～180

見かけ溶融粘度 (2)

高粘度 Pa·s 2,800～3,800 2,800～3,100 1,300～2,500

標準粘度 Pa·s 2,300～2,800 1,300～2,800 1,300～2,500

低粘度 Pa·s – 500～1,300 500～1,300

表1：ASTM D3222規格に従った市販のPVDFの特性

(1) ASTM D3418規格に準拠：± 1 mg、10 °C/minで20～200 °C、Tf = 吸熱曲線のピーク .(2) ASTM D3835規格に準拠：T ° = 232 °C、a = 60 °、L/D = 15、g = 100 s–1（キャピラリーレオメーター）

H

C

H

F

C

Fn

化学


他のフッ素樹脂との比較表3に、フッ素化ポリマーとPVDFのさまざまな物性値の比較を示します。 .

完全フッ素化ポリマーは活性の高い幅広い環境に対して耐薬品性を有しますが、機械特性はPVDFの方が優れています。PVDFは、一般特性、加工性および品質と価格の面において優れたバランスを兼ね備えています。

PVDF樹脂の特徴は、完全フッ素化ポリマーよりも大幅に低い融点です。ただし、– 20～150 °Cの温度範囲ではPVDFの方が機械特性（特にクリープ強度）が優れています。表4に、23 °Cにおけるクリープ特性を示します。 .

さらに、図1に示すように、ソレフ® .PVDFパイプの耐圧性は .他のポリマーよりも優れています。

条件：浸漬時間：7日間、温度：85 °C、ポリマー／水の比： .10 g/l、SEMI F40に従った事前洗浄。分析方法：ICPMS

標準物性値単位PVDF

ホモポリマー PTFE FEP PFA ETFE ECTFE

密度 g/cm3 1.78 2.17 2.15 2.15 1.72 1.68

融点 °C 160～172 330 270 305 – 242

引張り特性（23 °C）

降伏強さ MPa 45～55 10 12 16 25 30

破断時応力 MPa 40 30 22 30 40 54

引張り伸び率（破断時） % 20～100 350 300 300 250 250

弾性係数 MPa 1,300～2,200 750 550 500 1,000 1,655

ショアD硬度 – 78 57 57 62 68 75

1.82 MPaの荷重下でのたわみ温度 °C 110～88 56 54 50 70 65

熱伝導率 W m–1·K–1 0.20 0.25 0.2 0.22 0.20 0.2

熱線膨張係数 K–1·10–6 120～140 130 110 120 90 100

体積抵抗率 ohm·cm ≥ 1014 1018 1018 1017 1014 1016

表2：ソレフ® .PVDFペレットからの超純水溶出データ

表3：PVDFおよびその他のフッ素化ポリマー

パラメーター検出量

[μg/lまたはppb]検出限界

[μg/lまたはppb]

アルミニウム * 0.10

バリウム * 0.002

ホウ素 * 0.31

カルシウム * 0.10

クロム * 0.003

銅 * 0.004

鉄 * 0.025

鉛 * 0.025

リチウム * 0.003

マグネシウム * 0.02

マンガン * 0.002

ニッケル * 0.07

カリウム * 0.22

ナトリウム * 0.25

ストロンチウム * 0.002

亜鉛 * 0.015

* .= .検出限界未満


製品応力 [MPa] 100時間の全ひずみ [%] 1,000時間の全ひずみ [%]

ソレフ® 1010 4 0.3 0.4

8 0.7 0.9

12 1.1 1.4

ヘイラー® .ECTFE 4 0.3 0.3

8 0.7 0.8

12 1.2 1.4

FEP 4 0.9 1.0

8 3.3 3.8

12 > 40 破壊 .– .完全な降伏

アルゴフロン® .PFA 4 1.2 1.3

8 4.7 5.3

12 39 52

PTFE 4 1 破壊 .– .完全な降伏

8 10 破壊 .– .完全な降伏

12 破壊 .– .完全な降伏破壊 .– .完全な降伏

表4：フッ素樹脂の引張りクリープ特性の比較（23 °C）

図1：さまざまなフッ素化および非フッ素化ポリマーからなるパイプの耐破裂性（23 °Cおよび100 °C）

ASTM D2990、圧縮成形プレート、厚み3 mm

5·102

50

20

10

5

2

1

5·103 104

圧縮応力

[MP

a]

102 5·104

破断までの時間 [時間]

105103

ソレフ® (23°C)

ソレフ® (100°C)

PFA (23°C)

PFA (100°C)

ECTFE (100°C)

ポリブテン- I(100°C)

PP (100°C)

ABS (100°C)


物理特性構造特性分子量次の表5に、さまざまなグレードのソレフ® .PVDFホモポリ .マーおよびコポリマー樹脂の分子構造の特性を示します。 .

結晶構造PVDFホモポリマーは結晶化度の高い樹脂で、融解相では .ほぼ透明ですが、結晶化すると半透明になります。 .

加工条件に応じていくつかの結晶形態を観察できます。その中で最も重要なものはα、β、およびγ（または、それぞれII、I、III）と呼ばれます。α相が最も一般的に生成される相ですが、これは特定の加工または後処理条件に応じて異なります。 .

図2は、溶融ポリマーまたは溶液から得られるPVDFのさまざまな結晶相と、その相を得るために必要な（後）処理および結晶化モードの図です。これらの処理の一部は過酷なもので、一般的に、従来の加工条件にはないものです。

グレード数平均分子量

[Mn· 10–3]重量平均分子量

[Mw· 10–3]多分散度

[UN]

ホモポリマー

ソレフ® .1008 114 244 2.1

ソレフ® .1010 153 352 2.3

ソレフ® .1015 238 573 2.4

コポリマー

ソレフ® .11008 127 268 2.1

ソレフ® .31508 149 274 1.8

表5：GPC（ゲル浸透クロマトグラフィー）により測定したソレフ® .PVDF樹脂分子量

図2：PVDFのさまざまな結晶相と結晶化モード . .（A. Lovinger）

高圧下での結晶化

圧延

KBrでのエピタキシャル成長

高圧下でのアニーリング処理

冷間圧延

高温長期アニーリング処理

高温または高せん断下での結晶化

DMF、DMSO

溶融ポリマー

TTTGTTTG'（または相γ）

TGTG'（または相α）

TTT（または相β）

ポリマー溶液

通常の結晶化

（T < 100°C）


ほとんどの場合、PVDFはα結晶相からなり（非晶性相に加えて）、γ相をごくわずかに含んだ（多くの場合はゼロ）球晶の形をとります。

しかし、特殊な条件下でのフィルムの延伸時に、分子の配向によりほぼβ相になります。得られたフィルムは透明で、厚み方向に印加される電場の下で分極により増加する圧電および焦電特性を示します。

PVDFホモポリマーは結晶化がきわめて容易であるため、加工時と後処理時にどのような熱処理を行っても、高い結晶化度レベル（約50 %）を維持します。さらに、加工直後の数日間（約7日間）は結晶化度が大幅に上昇し、固定相での後結晶化により20～30日後に完全に安定します。結晶化度は、製品を徐々に冷却すると高くなり、特に高温でアニーリング処理を行うと高くなります。 .

内部応力を低減し、長い時間をかけ安定した最適な結晶化度を得るためには、加工後に150 °Cで肉厚1 cmあたり30分間のアニーリング処理を行い、その後に徐冷することが有用です。

アニーリング処理の詳細については、ソルベイスペシャルティポリマーズまでお問い合わせください。 .

レオロジー特性、メルトフローインデックス（MFI）（ASTM D1238、DIN 53 735）

表6に、さまざまなソレフ® .PVDFグレードの230 °Cにおける標準値を示します。

標準メルトフローインデックス（MFI） 230 °C、次の荷重でのg/10 min

グレード 2.16 kg 5 kg 10 kg

ソレフ® PVDF樹脂1006 40 – –

1008、6008、9009、11008 8 24 –

31508 5 15 –

1010、6010、11010、21510 2 6 18

6012 0.5 1.5 5

460 – 0.6 2.6

60512 – 1 3

ソレフ® PVDFコンパウンド3108/0903 1.5 4.5 13.5

3208/0150 8 24 –

8808/0902 3 9 24

表6：異なる荷重での230 °Cにおける標準MFl


図4：さまざまなソレフ® .PVDFコポリマーグレードの220 °Cにおける溶融粘度

図5：1000シリーズソレフ® .PVDFの200 °Cにおける溶融粘度

図3に、ソレフ® .PVDFホモポリマーおよびコポリマー樹脂の5 kgと2.16 kgにおけるMFIの既存の相関関係に加えて、10 kgと5 kgにおけるMFIの相関関係を示します（230 °C）。

溶融粘度図4～7に、さまざまなソレフ® .グレードの見かけ粘度ηをせん断速度γ（s–1）の関数として示します。

図8に、複数のホモポリマーおよびコポリマーグレードの .γ .= .100 s–1における見かけ粘度の変動と温度の関係を示します。

図3：5 kgおよび2.16 kgにおけるMFIと10 kgおよび .5 kgにおけるMFIの関係

0.5

100

50

10

5

1

5 10

MF

I (5

kg) –

MF

I (10

kg)

MFI (2.16 kg) – MFI (5 kg)

0.1 1.0 50 100

T = 230°C

せん断速度 [s–1]

1010

1008

1006

50,000

10,000

5,000

1,000

500

100

見かけの溶融粘度

[Pa·

s]

1 50 100 1,0005001051

10,000

5,000

1,000

500

100


[Pa·

s]

50 100


1,000500

60512

11008

31508

105


図6：さまざまな温度におけるソレフ® .1010の溶融粘度図7：さまざまな温度におけるソレフ® .11008の溶融粘度

図8：さまざまなソレフ® .PVDFグレードの100 s–1における溶融粘度と温度の関係

10

10,000

5,000

1,000

500

100


[Pa·

s]

500 1,00050 100 10,0005,000


190°C

220°C

240°C

200°C

5,000

1,000

500

100

50

500 1,00010 50 100 10,0005,000


[Pa·

s]


220°C 240°C200°C

260°C

150

10,000

5,000

1,000

500

100

見掛けの溶融粘度

[Pa·

s]

200 250 300

条件：

せん断速度：γ= 100 s–1

.

1006

11010

31508

11008

60512

1010

1008

温度 [°C]


熱物理特性DSC曲線ASTM D3418に定義された条件でDSC測定を行い、ソレフ® .PVDF樹脂の融点と融解熱ΔHfを表7に示します。

図9に、ソレフ® .PVDFグレード1010のDSC測定で得られた温度の関数としての相対熱流束曲線を示します（250 °Cまでの最初の加熱、室温までの冷却、および溶融領域を超える2回目の加熱時）。

グレード融点Tf [°C] 融解熱ΔHf [J/g] 結晶化度の計算値 [%]

ソレフ® PVDFホモポリマー

1000および6000シリーズ 171～172 59～64 56～61

9009 162～168 53～60 52～55

460 160 46 44

ソレフ® PVDFコポリマー

11008および11010 160 37～39 –

21510 135 23 –

31508 168 26 –

60512 171 51 –

表7：DSCによる熱物理データ

条件：ペレットから取得したサンプル：15 ± 1 mgの重量、2回目の加熱時のDSC測定（最初の加熱は250 °Cまで）、加熱速度：10 K/min、 .80 °Cから溶融相の終わりよりも2～3 °C高い温度までで測定したΔHf

図9：ソレフ® .1010のDSC曲線

100

相対熱流束

[5 m

W/c

m]

温度 [°C]

20 60 140

条件：ソレフ® 1010 – 重量：15 mg加熱または冷却速度：10 °K/min

180 220

最初の加熱

最初の冷却

第2の加熱

173.0°C

139.5°C

57.5 J/g

– 57.5 J/g

172.0°C

63 J/g


図10：DSCおよびX線回折により測定した結晶化度

図11：DSCによる結晶化温度に与える冷却速度の影響 . .（非等温結晶化）

図12：温度の関数としての半結晶化時間の変動（等温）

比較のために、X線回折により測定したソレフ® .PVDFホモポリマーおよびコポリマーの結晶化度を図10に示します。結晶化度は、（結晶化度の上昇にかかわる外挿により得られた）融解熱が105 J/gと予測される、「結晶率100 %」と見なしたPVDFとの比較によって計算します。

DSCによる熱物理データ

70

60

50

40

30

20

10

011010

結晶化率

[%]

315081010

DSC

X線回折

100

80

60

40

20

0

130

冷却速度

[°C

/min

]

結晶化温度 [°C]

110 120 140

条件：ソレフ® 1010• 前処理：250°Cで5分間溶融• 非等温結晶化

150

10

8

6

4

2

0

150

半結晶化時間 [分

]

145 160 155

条件：ソレフ® 1010、球晶成長の偏光顕微鏡による確認

サンプルの熱処理：• 250°Cで5分間溶融 • 選択した結晶化温度Tcまで80°C/minの速度でクエンチ• 温度Tcで等温結晶化



軟化温度荷重たわみ温度（HDT）（ASTM D648）荷重たわみ温度（HDT）は、荷重下の製品の短期的な熱挙動を示します。1.82 MPaまたは0.46 MPaの曲げ応力下で測定します。

図13に、さまざまなソレフ® .PVDFグレードのHDT値を示します。 .

ビカット軟化温度 .（ISO 306）HDTと同様に、ビカット軟化温度も、1または5 kgの点荷重下での製品の短期的な熱挙動指数です。

図14に、さまざまなソレフ® .PVDFグレードのビカット軟化 .温度（5 kg）を示します。

比熱断熱法により測定される比熱Cpは、温度の関数として変動します。図15にソレフ® .1010、11008、および31508の比熱を示します。

20～130 °CでCpはわずかに上昇します。この温度を超えると、Cpの値は溶融領域に対応するピークを表し、樹脂の結晶化度が高まると、そのピークはよりシャープになります。この領域の上では、Cpの変動は室温近くで記録した変動に類似しています。

結晶溶融領域外部では、20 °Cにおける1.2 J/g·Kから130 °Cにおける1.8 J/g·Kまで、樹脂を問わずCpはほぼ直線的に変化します。樹脂の種類に応じて、200 °Cで1.4～1.7 J/g·Kと変動します。

図13：さまざまなソレフ® .PVDFグレードのHDT 図14：さまざまなソレフ® .PVDFグレードのビカット .軟化温度（5 kg）

11010

31508

11008

60512

30

70

50

88

110

130

150

170

°C

8808/0902*

3108/0903

10106010

1008

1.82 MPaでのHDT

1101011008

31508

30

70

50

90

110

127

150

170 8808/0902*

1010

3108/0903

601060512

1008

0.46 MPaでのHDT

°C

460

条件：アニーリング処理済みの圧縮成形プレート*射出成形試験片

460

条件：アニーリング処理済みの圧縮成形プレート*射出成形試験片5 kgでのビカット温度

8808/0902*

11008

31508

11010

60512

1010

3108/0903

3208/01506010

1008

30

70

50

90

110

130

150

170

°C


グレード熱伝導率λ [W/m·K]

PVDFホモポリマー

ソレフ® .1000および6000シリーズ 0.20

ソレフ® .460 0.19

PVDFコポリマー

ソレフ® .11010 0.19

ソレフ® .31508 0.18

ソレフ® .60512 0.20

PVDFコンパウンド

ソレフ® .3108/0903 0.30

ソレフ® .3208/0150 0.20

ソレフ® .8808/0902 0.33

図15：ソレフ® .PVDFの比熱と温度の関係

表8：ソレフ® .PVDFの熱伝導率

図16：ソレフ® .1010の熱伝導率

熱伝導率電熱線方式（ASTM D2326-70）を使用し、ソレフ® .1010の熱伝導率λは温度の関数として測定されます。これを図16に示します。

20および200 °Cでは、λはそれぞれ0.20および0.14 W/m·Kです。表8に、さまざまなソレフ® .PVDF樹脂およびコンパウンドの20 °Cにおけるλの値を示します。

50

比熱

[J/g

·K]

0 25 100 150 17575 125 200

1010

11008

31508

4

3

2

1

0

条件：加熱速度：20 K/min

温度 [°C]

50

熱伝導率λ

[W/m

·K]

0 25 100 150 17575 125 200

0.3

0.2

0.1

0

225 250

温度 [°C]


図17：TMAによるソレフ® .PVDFの熱線膨張曲線

表9：ソレフ® PVDFの熱線膨張係数

* ASTM D696規格に従った測定

熱線膨張係数 [10–4/K]

グレード 20 °C、（0～40 °C） 120 °C、（100～140 °C）

ソレフ® .1000シリーズ 1.35～1.45 3.00～3.30

ソレフ® .460 1.20～1.30 –

ソレフ® .11010 1.80 3.70

ソレフ® .31508 1.40* –

ソレフ® .60512 1.55* –

コンパウンド

ソレフ® .3108/0903 1.30* –

ソレフ® .3208/0150 1.30* –

ソレフ® .8808/0902 0.80* –

熱線膨張係数 . .（ASTM D696）ソレフ® .PVDFの熱線膨張係数Tαを、– 40 °Cから最高使用 .温度までの広い温度範囲で熱解析（TMA）によって測定しました。この手順は、温度を上げながら試験片の相対的な長さを測定することで行います。平均係数αを次の二つの温度範囲で測定しました。

α（20 °C）：0～40 °C .α（120 °C）：100～140 °C

.

図17に、ソレフ® .1010および11010グレードの熱線膨張曲線を示し、これらの温度範囲でのαの値を示します。

さらに、表9にさまざまなソレフ® .PVDFグレードのαの値を示します。

相対的な長さ

[%]

1010

条件：アニーリング処理済みの圧縮成形プレート、加熱速度：10 K/min 次の範囲で得られた係数 – 0～40 °C– 100～140°C

11010

4

3

2

1

0

-1

0 20 40 60 80 100 120 140 160–20–40

=1.8 ·10–4/K

=1.4·10–4/K

= 3.0·10–4/K

= 3.7·10–4/K

温度 [°C]


図18：ソレフ® .PVDFの密度と温度の関係

密度 . .（ISO R 1183、ASTM D792）PVDFホモポリマーおよびコポリマー樹脂の室温における密度ρ（g/cm3）は、グレードを問わず1.75～1.79です。図18に、ソレフ® .1010ホモポリマーおよびソレフ® .31508コポリマーの密度の変動と温度の関係を示します。表10に、充填つまり補強されたPVDFの23 °Cにおける密度を示します。

さらに、ペレットのかさ密度は樹脂のグレードを問わず .0.94～1.00 g/cm3です。

比容積 .– .pvT曲線ソレフ® .1008の比容積v（cm3/g）を、温度を関数としてさまざまな圧力下で測定しました。図19に変動曲線を示します。

このpvT曲線は既知の質量の材料をシリンダー内に置き、 .融解するまで加熱してから1～1,600 barの圧力下で冷却した後、その体積を測定しました。

これらの曲線は、射出成形の保圧工程サイクルを最適化するためのツールであり、射出成形において特に重要です。

グレード密度 [g/cm3]

3108/0903 1.83

3208/0150 1.80

8808/0902 1.78

表10：ソレフ® .PVDFコンパウンドの23 °Cにおける密度

図19：ソレフ® .1008のpvT曲線

密度

[g/c

m3 ]

0 50 150 200

1.9

1.8

1.7

1.6

1.5

1.4

10025 75 125 175

315081010

温度 [°C]

50

0.75

0.70

0.65

0.60

0.55

0.50

100

比容積

[cm

3 /g]

0 300

150 200 250

1200400800

1,600

圧力 [bar]

1,200

温度 [°C]


図20：ソレフ® .PVDF大気中での熱重量分析

ショア硬度 . .（ISO 868、ASTM D2240）表12に、さまざまなソレフ® .PVDFグレードのショアD硬度を示します。

熱重量分析（TGA）短期的熱安定性製品の熱安定性を確認する方法の一つに熱重量分析があります。この試験では小さな試験片を加熱しながら重量を常時測定します。この試験は、通常は不活性窒素雰囲気または空気中で行います。

図20に、加熱速度8 K/minによるソレフ® .1010および11010の空気中での熱重量分析の結果を示します。これら二つの製品の曲線は、分解および重量損失の初期段階が非常に類似しています。

通常、PVDF樹脂の加工は、分解温度よりも低い200～ .250 °Cで行います。350 °Cを超えないことが重要で、この温度以上ではポリマーが分解するためです（脱フッ酸）。 .

PVDFの分解は、ホウ素、チタニウム、アルミニウムといった軽金属など、特定の異物がわずかに存在しただけでも急速に .促進されます（「加工の基本情報と安全性」の項を参照）。 .PVDFに充填剤や顔料を添加する際には、事前にソルベイスペシャルティポリマーズにお問い合わせください。

表面特性接触角および表面張力製品に対する液滴の接触角θおよび湿潤表面張力γsは、製品の濡れ性を示します。 .

接触角θが小さく、表面張力γsが高い場合は、製品の濡れが容易であることを示します。液体が水の場合は、表面は「親水性」と呼ばれます。接触角θが高く、表面張力γsが低い場合、製品は濡れ難く、水の場合は「疎水性」と呼ばれます。製品に対する粘着性はその表面張力γsの値に関連しているため、この値が低い場合、製品は非粘着性を示します。表11に、PVDFの値とさまざまなポリマーを比較した水の接触角θと表面張力を示します。

PVDFの接触角θは65～70°よりも高く、疎水性物質のカテゴリーに分類されます。適度に表面張力がある場合は、（特に）防汚性があることを示します。

表11：PVDFおよびその他の熱可塑性樹脂の接触角 .および表面張力（20 °C）

ポリマー接触角

θ（水）[°]表面張力

γs [mJ/m2]臨界表面張力

γc* [mJ/m2]

PTFE 108 19 18

PCTFE 84 31 31

PVDF 80 34 25

HD – PE 88 33 31

PET 76 47 43

PA 6.6 72 47 46

γsの測定方法：さまざまな分散および極性の相互作用を持つ液体の静的接触角θの測定、*臨界表面張力γc（Zisman法）：技術文献からの値

表12：ソレフ® .PVDFのショアD硬度

グレードショアD硬度

ソレフ® PVDF樹脂

1008、6008、9009、および460 78

6010 77

11010 72

31508/0003 53

60512 70

ソレフ® PVDFコンパウンド3208/0150 78

3108/0903および8808/0902 82

0

0

500

1,000

400 600200100 300 500

条件：加熱速度：8 K/min、初期重量：2 mg、空気中：石英るつぼ

重量損失1%：– ソレフ® 1010：415°C– ソレフ® 11010：410°C

11010

1010重量損失

[g/k

g]



ボール硬度DIN 53456規格に従って、ソレフ® .1010および11008グレードのボール硬度を圧縮成形プレートで測定しました（表13を参照）。 .

ロックウェル硬度 . .（ASTM D785）表14に、圧縮成形プレートで測定したソレフ® .1010および11008のロックウェルMおよびR硬度を示します。

粗さ表面の品質は加工条件に大きく依存します。製造プロセスを最適化することで、粗さのきわめて低いソレフ® .PVDFシートおよびパイプを製造することができます。

さまざまなソレフ® .PVDF製品で測定したRa値（平均表面レベルからピークおよびバレーまでの距離の平均）の例を表15に示します。

これらの粗さは、半導体製造者の非常に厳しい仕様を満たします（超純水や化学薬品を輸送するため、設備には表面平坦性が求められます）。

表13：ソレフ® .PVDFのボール硬度

表14：ソレフ® .PVDFのロックウェル硬度

表15：押出し成形したソレフ® .1010パイプおよびシートの内面の平均粗さ

グレード

ロックウェル硬度

M R

1010成形直後 .アニーリング処理

68 69

109 110


11 18

94 96

粗さRa [μm]

対象物の種類 M* T*

パイプØ .= .63 mm .パイプØ .= .110 mm

0.08 0.09

0.06 0.10

押出し成形シート厚み .= .3 mm

0.04

0.04

押出し成形シート厚み .= .10 mm

0.08 0.19

* M：流れ方向、T：直角方向

原子間力顕微鏡によるソレフ® PVDFパイプの凹凸像直径 .= .63 mmのパイプ . .スキャン表面：50×50 μmおよび5×5 μm

0

0

0.4

1,200

0.3

0.2

800

0.1

400

0.0

0.0

µm

A

20

2

40

4

µm

µm

グレード硬度 [N/mm2] .


58 59


33 37

（F = 132 N、30秒後）

次の原子間力顕微鏡（AFM）写真が示すように、押出し条件 .を最適化すると、さらに低い粗さを達成することができます。 .AFMスキャンの数値を詳細に処理することで、50×50 μmのスキャンで粗さ0.032 μm、5×5 μmのスキャンで0.018 μmが算出されました（8回の測定の平均）。


摩擦係数 . .（ASTM D1984）摩擦係数は、表面粗さ、スライド速度、接触圧、潤滑などの要因に大きな影響を受けます。 .

ASTM D1984試験方法に従い、2 Nの荷重、150 mm/minの変位速度で係数µo（静的）およびµ（動的）を評価します。

これらの値を表16に示します。製造方法や形状（フィルム、シート、プレート）により変化するサンプルの表面状態の重要性を考慮すると、これらの値は変動幅があります。

ソレフ® .3208/0150は摩擦係数を下げるために開発されたものであり、表面状態に関係する摩擦係数の変動幅を大きく狭めます（表17を参照）。このグレードは、特にボールバルブハウジングの製造に適しています。

耐摩耗性耐摩耗性は、研磨物質上で摩擦による材料の摩耗を測定 .するテーバー摩耗試験により測定しました。試験片を旋盤プレート上に固定し、9.81 Nで荷重した研磨ディスクと接触させます。耐摩耗性は、特定の回転数を加えた後の試験片の重量損失から得られます。

表18に、PVDFの結果を他の製品と比較して示します。 .試験は、「Calibrase CS-17およびCS-10」研磨盤を使用し、 .1,000回転後に行いました。テーバー摩耗試験によると、 .PVDFはポリアミド6と同様の耐摩耗材料です。

さらに、表19に、BS 903規格に従ったアクロン摩耗試験で、他材料とソレフ® .PVDFの比較を示します。

表16：ソレフ® .PVDFの摩擦係数

表17：ソレフ® .3208/0150グレードの摩擦係数

摩擦係数

接触表面μo 静的

μ 動的

PVDFホモポリマー 0.20～0.40 0.20～0.35

PVDFホモポリマー上、ガラス上、粗さRa .= .0.06 µmの低炭素鋼上、 .硬質PVC上での試験

接触表面μo 静的

μ 動的

ソレフ® .3208/0150 < 0.20 < 0.20

PVDFホモポリマー上、ガラス上、粗さRa .= .0.06 µmの低炭素鋼上、 .硬質PVC上での試験

表19：PVDFの耐摩耗性（アクロン摩耗試験）

表18：PVDFの耐摩耗性（テーバー摩耗試験）

製品摩耗量 [% vol]

ソレフ® .PVDF 0.18

NBRゴム 0.19

硬質PVC 0.24

PP 0.51

製品研磨ディスク重量損失

[mg/1000 rev.]

ソレフ® .PVDF .ホモポリマー

CS–10 CS–17

5～10 7～10

ソレフ® .31508 CS–10 5～8

PA 6 CS–10 CS–17

5 4～8

ECTFE CS–10 CS–17

13 25

PP（ホモポリマー） CS–10 CS–17

15～20 18～28

304ステンレス鋼 CS–10 50

PTFE CS–10 500～1,000


溶解性ホモポリマーPVDFは、アセトンや酢酸エチルなどの高極性溶剤中で膨潤し、ジメチルホルムアミドやジメチルアセトアミドなどの非プロトン性極性溶剤に溶解します。 .

表20に、さまざまな溶剤中での溶解性の結果をいくつか示します。報告された値は、23 °Cでゲルを形成せずに溶解できる樹脂の最大量です。

溶解性 [溶剤 .g/kg]

溶剤ソレフ® 1010 ソレフ® 11010

アセトン～ 0 15

メチルエチルケトン < 10 < 10

シクロヘキサノン < 10 < 10

酢酸エチル < 10 < 10

γ ブチロラクトン < 10 < 10

ジクロロメタン < 10 < 10

ジメチルホルムアミド 200 220

ジメチルアセトアミド 200 210

テトラヒドロフラン < 10 –

N-メチルピロリドン 240 –

アセトン+テトラヒドロフラン（1/1体積） < 10 –

テトラヒドロフラン+ジメチルホルムアミド（1/1体積） 230 –

ジメチルホルムアミド+メチルエチルケトン（38/62体積） 260 270

表20：さまざまな溶剤に対する23 °Cにおけるソレフ® .PVDFホモポリマーおよびコポリマー樹脂の溶解性


光学特性 – 外観ソレフ® .PVDFは乳白色で半透明のポリマーです。 . .厚みが100 µm未満の場合は、溶融後の水焼き入れにより .結晶化度が下がると透明になります。

屈折率23 °C、589 nmの光源での、ソレフ® .PVDFの屈折率は次の .ようになります。

ホモポリマー樹脂：n = 1.42 .コポリマー樹脂：n = 1.41

UV、可視、およびIR吸収スペクトル図21に、厚み1～4 mmの圧縮成形したソレフ® .1010プレートの入射光吸光係数を、波長（ランベルト .– .ベールの法則に従って）200～900 nmの範囲で示します。

さらに、フィルムで測定した可視、UV、およびIRの吸収スペクトルを図22～24に示します。 .

透明性、ヘイズ、光沢 . .（ASTM D1746、ASTM D1003およびASTM D2457）白色光での光学特性を次のさまざまな見地から測定しました。

• . 物質の全光線透過率• . 透明性つまり0.1°以上の立体角で屈折する透過光の割合

• . ヘイズつまり5°以上の立体角で屈折する透過光の割合

• . 光沢つまり特定の反射角による光度

表21に示すように、ソレフ® .PVDFフィルムは良好な光学特性を有します。これらの特性は、加工条件、表面品質などに加えてフィルム厚によって異なります。

図22：UVおよび可視範囲でのソレフ® .1008の吸収スペクトル .– .厚みの影響

図21：ソレフ® .1010の吸光係数と波長の関係

10

5

1

0.5

0.1

吸光係数

[mm

-1]

波長 [nm]

1000 900200 300 400 500 600 700 800

100

80

60

40

20

0

波長 [nm]

透過率

[%]

200 800400 600

条件：フィルムの厚み：20、45、110、および320 μm

UV 可視

20µm

45µm

110µm

320µm


表21：ソレフ® .PVDFフィルムの光学特性と厚みの関係

(a) 二軸延伸フィルム、(b) .単軸延伸フィルム、(c) .押出しブローフィルム

図23：ソレフ® .1008ホモポリマーフィルムのIR-ATRスペクトル（透過率）

図24：ソレフ® .11008コポリマーフィルムのIR-ATRスペクトル（透過率）

波数 [cm-1]

4,000 3,000 2,000 1,500 1,000 500

波数 [cm-1]

4,000 3,000 2,000 1,500 1,000 500

厚み [μm] 全光線透過率 [%] 透明性 [%] ヘイズ [%] 45°での光沢 [%]

ソレフ® 1008

12 (a) 97 79 1.3 59

20 (b) 97 80 10 41

45 (b) 96 29 23 30

110 (b) 95 40 36 35

320 (b) 91 6 64 20

ソレフ® 1010

10 (c) 93 – 7 –

ソレフ® 21510

50 (c) 96 40 17 17

100 (c) 96 35 19 17

（空気中）（空気中）


短期の応力引張り特性 . .（ASTM D638、DIN 53448）引張り特性は、試験片を試験機のクランプに固定し、クランプを指定の速度で引き離して測定します。クランプを引き離すために必要な力を最小断面積で割った値が引張り応力と定義されます。応力によって試験片が伸び、この伸びの量を元の長さで割った値がひずみです。引張り応力を得られたひずみに対してプロットすると、PVDFのような可塑性のある樹脂について図25に似た曲線が得られます。

引張り試験によって次の特性を測定できます。

• . 弾性率E（ヤング率）

• . 降伏時引張り応力（または強度）および伸び率• . 破断時引張り応力（または強度）および伸び率

熱履歴と加工方法は引張り特性に影響を与えます。

前述の特性とは別に、引張り試験によってポアソン比も測定できます。ポアソン比は、比例限界内の横方向ひずみと縦方向ひずみの比です。ソレフ® .1010について次の値が得られました。

• . 23 °C、ν .= 0.35

• . 100 °C、ν .= 0.50

例として、さまざまな温度（– 40～140 °C）で測定したソレフ® .1008試験片の引張り曲線を図25に示します。

注：約40～100 °Cでは、破断時強度は降伏応力よりも高くなります。この機械的応力の増加は、分子の配向性に起因します。

図26および27に、温度によるソレフ® .1010の引張り特性を示します。

注：引張り降伏強さは温度が上昇すると徐々に低下します。降伏時引張り伸び率は温度が上昇するとなだらかに増加し、破断時引張り伸び率は室温まではわずかに大きくなり、また30 °C以上では急激に上昇します。

機械特性

図25：さまざまな温度におけるソレフ® .1008の引張り曲線

図27：ソレフ® .PVDFの降伏時および破断時引張り伸び率と温度の関係

図26：ソレフ® .PVDFの引張り降伏強さと温度の関係

100

80

60

40

20

0

引張り応力

[MP

a]引張り伸び率 [%]

0 400100 200

条件：射出成形プレートタイプBの試験片 – DIN 53448試験速度：50 mm/min

300

–40°C

–20°C

0°C

23°C

50°C

100°C

140°C

引張り降伏強さ

[MP

a]

–40 16060–20 0 20 40 80 100 120 140

100

75

50

25

0

2

1

温度 [°C]

条件：タイプBの試験片 – DIN 53448、引張り速度：50 mm/min 1：ソレフ® 1010、市販の押出し成形シート(M方向) 2：ソレフ® 1008、射出成形試験片

800

700

600

500

400

300

200

100

20

15

10

5

0

引張り伸び率

[%]

–40 16060–20 0 20 40 80 100 120 140

1

2

1

2降伏

破断

温度 [°C]

条件:タイプBの試験片 – DIN 53448、引張り速度 : 50 mm/min1: ソレフ® 1010、射出成形試験片（M方向） 2: ソレフ® 1008、射出成形試験片


図28に、ソレフ® .1010、11010、60512、および460の20～ .150 °Cまでの引張り降伏強さと、ソレフ® .8808/0902コンパウンドの破断時強度（降伏点なし）を示します。

図29に、ソレフ® .1010、11010、60512、460、およびソレフ® .8808/0902コンパウンドの温度に応じたヤング率の変化を示します。

表22に、ソレフ® .1010および11010による押出し成形フィルムの引張り特性を示します。

図29：PVDFのヤング率と温度の関係

条件：フラットダイスとチルロールを使用して押出し成形により製造したフィルム、ASTM D882規格に従った23 °Cにおける引張り測定、 .引張り速度：500 mm/min、M：流れ方向、T：直角方向

グレードフィルムの厚み

[μm]

降伏時引張り応力 [MPa]

破断時応力 [MPa]

破断時引張り伸び率 [%]

M T M T M T

1010 50 50.0 52.0 70.6 44.2 285 230

100 52.9 56.4 70.2 56.4 380 265

200 52.3 58.1 43.4 51.1 465 590

11010 50 32.8 29.7 66.9 46.7 435 535

100 31.6 32.2 63.2 49.4 610 560

200 32.2 34.4 56.9 44.0 675 580

表22：ソレフ® .PVDFフィルムの引張り特性

図28：PVDFの降伏時および破断時引張り強さと温度の関係

100

75

50

25

0

引張り強さ

[MP

a]

20 40 60 80 100 120 140 160

温度 [°C]

ソレフ® 8808/0902

ソレフ® 460 ソレフ® 1010

ソレフ® 60512

ソレフ® 11010

ソレフ® 9009

10,000

5,000

1,000

500

100

50

1

–40 –20

ヤング率

[MP

a]

1800 20 40 60 80 100 120 140 160

ASTM D638に従って測定、引張り速度 : 1 mm/min、ソレフ® 1010および11010 : 圧縮成形プレート、グレード8808/0902 : 射出成形試験片、グレード60512 : 押出し成形パイプ

ソレフ® 1008

ソレフ® 460

ソレフ® 6010ソレフ® 9009

ソレフ® 11010

ソレフ® 60512

ソレフ® 1010

ソレフ® 31508

ソレフ® 8808/0902

温度 [°C]


図31：さまざまなソレフ® .PVDFグレードの極限曲げ強さ

図30：PVDFの曲げ弾性率と温度の関係

曲げ特性 . .（ASTM D790、DIN 53432）曲げ特性は三点荷重法により測定しました。この方法では、試験片を二点で支え、荷重を中心に加えます。破壊が発生するまで、またはファイバーの歪みが5 %に達するまで試験片をたわませます。

曲げ試験によって、曲げたときの材料の挙動に関する情報が得られます。この試験では、試験片に引張りと圧縮の力が同時にかかります。

.

さまざまなソレフ® .PVDFグレードの曲げ特性を図30および31に示します。

図31に、– 40 °Cおよび23 °Cにおけるさまざまなソレフ® .PVDFグレードの極限曲げ強さを示します。試験は、射出成形したソレフ® .8808/0902の試験片を除き、アニーリング処理した圧縮成形プレートで実施しました。

曲げ弾性率

[MP

a]

10,000

5,000

1,000

500

100

–40 –20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

条件 : ASTM D790に従って測定、曲げ速度 : 1 mm/minソレフ® 1008、3108/0903、11010、31508/0003 : 圧縮成形プレートソレフ® 1010およびソレフ® 460 : 押出し成形シート

1008

6010

110101010

31508

8808/0902

3108/0903

460

9009

温度 [°C]

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

11010 8808/09021010 3108/09036010

–40°C

23°C140

123

170

89

ソレフ® のグレード

応力 [M

Pa]

151

77 77

112

131

37


図32：ソレフ® .PVDFの圧縮弾性率および極限圧縮強さと温度の関係

圧縮特性 . .（ASTM D695）圧縮強さおよび弾性率は、試験片を2枚の平行板の間において測定します。板を近付けながら、板を押すために必要な荷重と板の距離を測定します。試験片の最大応力（通常は破断荷重に基づく）が圧縮強度であり、応力 .– .ひずみ曲線が圧縮係数を表します。

圧縮では、ソレフ® .1010の20 °Cにおける極限強度と弾性率は、それぞれ75 MPaおよび2,150 MPaとなります。

図32に、ソレフ® .1010、11010、60512に加えてソレフ® .8808/0902コンパウンドの– 40～125 °Cにおける圧縮弾性率と極限圧縮強さを示します。

長期の静的応力 – クリープ引張り応力下のクリープ . .（ASTM D2990）樹脂製の棒材が一定の応力を継続的に受けると、応力に応じてその寸法が変化します。この現象は一般に「クリープ」と呼ばれます。試験片を単純に引張って測定すると、試験片の伸びは応力を受けた時間の関数になります。「ひずみ」は、長さの増加、あるいは伸びを初期の長さで割った値に使用します。

特性評価試験では、短期的な試験に基づいた試験方法を使用しています。ソルベイ独自の試験方法を使用することで、ひずみ率が非常に低い領域で応力 .– .伸び挙動を評価し、さまざまな応力レベルでの長期的クリープ曲線（ひずみと時間の関係）を測定できます（図33～37）。

これらの曲線は、高温においてもPVDFが優れた耐クリープ性を有することを示します。

パイプの試験 .– .最大上昇圧に対する直接破裂耐性 . .（短期）パイプを通って輸送される液体の内圧により、これらのパイプ内面に対し二軸応力が発生します。弾性理論では、内面は圧縮（または接線）応力σtが軸方向（または縦方向）応力の2倍に等しくなることを示しています。したがって、パイプの破裂は一般的に軸方向の亀裂により発生します。

応力σtは、次の関係式に従ってパイプの特性と圧力に関連しています（e/D比が低いパイプには弾性理論が適用される）。

ソレフ® .PVDFパイプの直接破裂耐性（きわめて短期的：数分）は、破裂するまで圧力を上げて実施されました。この試験は、次の二つの異なる条件を用いて、Ø .= 8および12 mm、厚み0.5～1.1 mmのパイプで行いました。

• . 室温（23 °C）で圧力を1分間に60 bar上げ、その後は破裂するまで30 bar/minで上げる

• . パイプの3/4を水で満たして密封し、ホモポリマーでは140 °Cから、コポリマーでは120 °Cから0.3 °C/minの速度で温度を上げる。破裂圧力は、パイプが破裂する温度での空気の膨張と水蒸気圧の和に等しくなります。

これらの試験結果のまとめを表23に示します。

この試験条件では、これらの値が適用されるのは、直径が小さく、肉厚が薄いチューブ（Ø < 12 mm、厚み≤ 1.1 mm）のみで、これよりも直径が大きく、肉厚のあるパイプや応力の状態が二軸ではなく三軸のパイプには適用されません。

D – e .2e

σt .= p .• p：内圧 .D：外径、e：肉厚

温度 [°C]

10,000

5,000

1,000

500

100

50

10

弾性率および応力

[MP

a]

–40 –20 0 20 40 60 80 100 120

条件 : ASTM D 695規格に従って測定。圧縮速度 : 1.3 mm/min。ソレフ® 1010、11010、8808/0902 :圧縮 (成形プレート) ソレフ® 60512 : 押出し成形シート

1010

11010

8808/0902

8808/0902

1010

11010

極限圧縮強さ

弾性率60512

60512


図33：ソレフ® .1010（押出しシート）の23 °Cにおける応力 .– .ひずみ曲線

図34：ソレフ® .1010（押出しシート）23 °Cにおける引張り応力下のクリープ試験の実測値

1h

10 h

100 h

1,000 h

10,000 h

100,000 h

応力

[MP

a]

ひずみ [%]

50

40

30

20

10

0

0 2 4 6 8 10

12

10

8

6

4

2

0

ひずみ [%

]

記録時間 [時間]

実験値クリープモデル

35 MPa30 MPa

25 MPa20 MPa

0 21–1–2 3 4 5


図35：ソレフ® .1010（押出しシート）140 °Cにおける引張り応力下のクリープ試験

図36：ソレフ® .1010および60512、120 °Cにおける引張り応力下のクリープ試験

24

20

16

12

8

4

0

ひずみ

[%]


実験値

–2 –1 0 1 2 3 4 5

7.5 MPa

7 MPa

6.5 MPa

6 MPa

5.5 MPa

4.5 MPa

5 MPa

60512 – 5 MPa

60512 – 4 MPa

1010 – 5 MPa

12

9

6

3

0条件 : 押出し成形シート

–2 –1 0 1 2 3 4

ひずみ

[%]



図37：ソレフ® .8808/0902コンパウンドの120 °Cにおける引張り応力下のクリープ試験

表23：ソレフ® .PVDFパイプの超短期の耐破裂性

パイプ試験 .– .長期的な静圧に対する耐破裂性ソレフ® .PVDFパイプに内圧がかかった状態での長期的な挙動に関する試験は継続中で、20年以上が経った現在もなお試験中です。この試験は、PVDFの耐薬品性評価の一環として（これについては「耐薬品性」の項を参照）、DECHEMA試験装置を使用し、中性の環境（水）および過酷な環境で直径の小さい（外径D = 8～12 mm）薄肉パイプの破裂圧を測定するために実施しています。

中性の環境で、オイルバス温度自動調節器に入れた二重のステンレス鋼容器内にそれぞれパイプを並べます。個々の .パイプに水を満たし、圧力を加える圧縮窒素タンクに接続します。電気接点付圧力計で圧力を測定し、パイプが破裂したときにタイマーの回路が切れます。この温度を、加圧していない同じパイプに入れた熱電対で測定します。図38は、一定の圧力を加えたソレフ® .PVDFパイプの破裂フープ応力を示しており、一定の圧力に対し、破裂するまでの時間を対数で表したものです（DECHEMA試験装置）。現在の1010グレードに非常に近い第一世代のソレフ® .X10N樹脂で作成したパイプでは、100 °Cおよび120 °Cにおいて、20年以上の耐性を示しています。

図39に、図38のデータおよび、ISO/TR 9080に記載されている直線補外法に従って、温度を関数として、中性の環境で50年まで推定した長期フープ応力（LT HS）を示します。この曲線は、安全係数のない破裂圧に関するものです。

許容最大使用圧力はこれらの値よりも低く、適切な安全係数から得られます。これは、ISO/10931：『Plastics piping systems for industrial applications – Polyvinylidene fluoride PVDF』で定義されています。

ソレフ® .1010は、1991年にPlastics Pipe Institute（PPI、米国）からさまざまな温度における静水圧値に基づいて肉厚を計算したパイプの製造材料としての許可を受けています。

図40に、ISO/10931-2に従って、必要最小強度（MRS）が25 MPa、安全係数（Cmin）が1.6のPVDFパイプの水の設計応力を50年分外挿した結果を示します。

グレード破裂温度 [°C] 破裂圧 [bar] フープ応力 [MPa]

1010* 23 94～139 55～61

1010* 156 5.8～6.4 2.5～3.5

11010** 134 3.4～3.5 1.5～1.6

* . パイプØ 8 mmおよび12 mm。D/e = 9～13** . パイプØ 12 mm、D/e = 10

時間 [時間]

1

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0

51 05 0 100 500 1,000

条件 : 射出成形試験片

20 MPa – 120°C10 MPa – 120°C

ひずみ

[%]


図38：ソレフ® .1010パイプのフープ応力と破壊までの時間

図39：50年分外挿したソレフ® .1010パイプの長期フープ応力（ISO/TR 9080）

図40：水存在下でのPVDFパイプ .– 50年分外挿した設計応力（ISO 10931-2）

温度 [°C]

50年分外挿したフープ応力(σ

t)r [M

Pa]

40 10060 80 120 140

25

20

15

10

5

0

条件 : ソレフ® 1010 DECHEMA装置。小径かつ薄厚のパイプを試験するため、中性環境 (水)で調整可能な一定の内圧を加えた。外径 : 8～10～12 mm。厚み : 0.8～1 mm、長さ：300 mm、パイプ内部で測定した温度。50～120°Cの線形相関 : Y = 28.86 – 0.164×R2 = 0.997

温度 [°C]

設計応力

[MP

a]

40 10060 80 120200

20

15

10

5

0

圧縮応力

[MP

a]


50

30

20

10

5

3

30°C 50°C 100°C

120°C 140°C 150°C

10 20 50 ans

–2 –1 0 1 2 3 4 5 6


図41：IPT試験装置（ISO 10931-2）を使用したソレフ® .1010パイプの長期フープ応力

パイプ試験 .– IPT装置を使用した長期フープ応力近年、IPT試験装置（ドイツ、IPT Service社）を使用して内圧を受けるソレフ® .PVDF製パイプの長期挙動が研究されています。IPT試験は通常、中性環境（水）で中径パイプ（D = 32 mm以上）を使用して実施されます。

試験温度は、パイプに高温空気を強制循環して維持します。 .調整機器により温度と内圧を一定に維持します。浸透による水の損失は、加圧タンクにより自動的に補正されます。

圧力を受ける複数のパイプが取り付けられる各試験ステーションにはタイマーを取り付けており、個々のパイプの破壊時にタイマーが自動的に停止します。

図41に、IPT試験装置の時間に対するソレフ® .1010製パイプの破裂時フープ応力を示します。

図に示すように、IPT装置を使用した試験により、140 °Cにおける3,000時間後に変曲点を持つ回帰曲線が得られます。この現象は、前述のDECHEMA試験装置を使用して20年以上実施し続けている試験では観察されていません。

IPT試験方法が国際標準となる予定のため（ISO 10931-2）、今後ソルベイでは、DECHEMAではなくこの試験方法を基準とする予定です。

0.1 1 10 100 1,000 10,000 100,000

1

10

圧縮応力

[MP

a]

時間 [時間]

120°C

140°C


動的荷重低振幅、短期応力DMTA . .（動的粘弾性、ASTM D4065）PVDFは、すべての熱可塑性樹脂と同様に粘弾性材料としての挙動を示します。応力の影響下での応答（変形）には、弾性成分と粘性成分を含みます。

強制調和応力で得られた変形の振幅および位相変位σが測定されます。広い温度範囲で実施した場合、この評価法により、特定の周波数における材料の熱機械スペクトルを特定し、以下によって特性を調べることができます。 .

• . さまざまな温度における弾性率E'（複素弾性率E*の実数部。E* = E' + iE''）

• . 温度の関数としての機械的減衰率（損失）の変数tg .δ。 .tg .δは、弾性成分（E'）に対する粘性成分（E''）の比： .

tg .δの曲線には複数のピークがあり、これらは主に二次転移に対応します。その中で最も重要なものがガラス転移です . .（アモルファス相による）。

これらの転移は、温度が上昇したとき（熱運動）における分子セグメントの移動（大小は転移によって異なる）によってもたらされます。 .

DMTA（動的粘弾性）試験によって、ソレフ® .PVDFサンプルを測定しました。長方形の試験片に1 Hzの振動をかけながらねじります。

図42および43に、いくつかのソレフ® .PVDFホモポリマーおよびコポリマーのE'およびtg .δ曲線をそれぞれ示します。

特にソレフ® .9009樹脂については、最初に次の点が観察されます。

• . – 36 °Cに最大値、TgLとも呼ばれるガラス転移を持つtg .δ曲線

• . – 36 °Cに明らかな変曲点（TgL）を持つ弾性率E'曲線

コポリマーのソレフ® .11010および31508/0003では、ガラス転移はそれぞれ– 30 °Cおよび– 28 °Cで生じます。

これらの転移温度は応力頻度が下がると下がります（逆も当てはまる）。これらは、膨張率測定、誘電率測定などの他の物理的な手法によっても確認できます。

図42：ソレフ® .PVDFホモポリマーの弾性率E'およびtg .δと温度の関係（DMTA）

E'' .E'

tg .δ = 長期的な交番応力 .– .疲労試験 . .（ASTM D671、DIN 53 442、NF T 51-120）交番応力または繰り返し応力下で実施する疲労試験により、破壊に至るまでのサイクル回数に応じて最大応力振幅の変化を表す製品のヴェーラー曲線を求めることができます。製品の疲労耐久限界は、通常は106または107サイクル後に達する最大応力に対応します。

図44：20 °Cで周波数0.5 Hzの繰り返し応力下において、調整可能な最大値σと値ゼロの間で実施したソレフ® .1008の .ヴェーラー曲線。

このグラフに、静的引張り試験で測定した引張り降伏強さ .σeを重ねました。ソレフ® .PVDFでは、疲労破断はσeに近い非常に高い応力で発生します。すべての破壊は延性特性を示すものです。

E' [

MP

a]

10,000

1,000

100

10

1

–50 0 50 100 150

0.30

0.27

0.24

0.21

0.18

0.15

0.12

0.09

0.06

0.03

0.00

tg

条件：周波数 = 1 Hz

90096008

10086010

温度 [°C]


図44：ソレフ® .1008の20 °Cにおける繰り返し引張り応力下の疲労試験

図43：ソレフ® .PVDFコポリマーの弾性率E'およびtg .δと温度の関係（DMTA）E

' [M

Pa]

1

10

100

1,000

10,0000 0.30

0.27

0.24

0.21

0.18

0.15

0.12

0.09

0.06

0.03

0.00

tg

条件 : 周波数 : 1 Hz

31508

11010

60512

60512

31508

11010

–50 0 50 100 150

温度 [°C]

応力振幅

[MP

a]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

破損に至るサイクル数

101 102 103 104 105 106 1071

条件：σe：ASTM D638に従った引張り降伏強さ、試験片タイプ1、引張り速度：5 mm/min疲労試験：射出成形プレートから得られた試験片（ノッチなし）、出典：RAPRA

e

M方向試験の中断 T方向（破断しない試験片） {


図45：20、60、および100 °Cにおけるソレフ® .1010グレードのヴェーラー曲線。疲労試験はオリゴサイクル（< 104サイクル）で行いました。調整可能な最大値σと低残留値（2.5 MPa）の間で、周波数0.5 Hzを使用し、単軸引張り交番応力下で疲労を評価しました。二つの厚み（1および4 mm）を試験し、この厚みの差が疲労限界に与える影響を評価しました。

前述の場合と同様に、延性特性の疲労破壊は、σe（> 0.8 .σe）に近い応力で発生します。ノッチがない場合、ソレフ® .PVDFは、多くの熱可塑性樹脂を大きく上回る、非常に高い耐久限界を特長としています。

ノッチ付き試験片の疲労 .– .臨界応力拡大係数KIC製品の破壊力学の研究により、亀裂の成長の法則を発見し、系の形状（形態、加わる応力の種類）、製品の特性、および環境（温度、媒体）に基づいて、不安定になる状況を予測できるようになりました。

引張られた試験片中央の亀裂の端には、引張り降伏強さσeを大きく上回る非常に高い応力が加わっています。Dugdaleモデルによると、プラスチックの変形による亀裂の縁の開口部δ（亀裂開口部変位 = COD）は、次の関係式により表されます。

.σ：試験片に加わる応力 .σy：亀裂に沿った実際の応力 .c：亀裂の長さの半分 .E：弾性率 .KI：亀裂先端の応力拡大係数

KIC係数はKIの最大値に対応し、この値を超えると、亀裂が突然伸長し破壊が発生します。これは製品の強靱性、例として、二つの破断表面を作成するために必要なエネルギーを示します。これには、固有表面エネルギーSと、延性材料の場合に亀裂線近くにおけるプラスチック変形エネルギーが含まれます。

ノッチ付きソレフ® .1010試験片の疲労試験は、周波数5 Hzの繰り返し引張り応力の下、さまざまな温度で実施しました。

図46に、25 °Cにおける疲労破壊応力を、破壊に至るまでのサイクル数の関数、σeを基準とした確率として示します。

図45：さまざまな温度におけるソレフ® .1010のオリゴサイクル疲労

σ2 .Π .c .σy E

(KI)2 .σy E

δ .= =

図46：ノッチ付き試験片での疲労試験 .– 25 °Cにおけるソレフ® .1010のヴェーラー曲線

応力振幅

[MP

a]

破損に至るサイクル数（対数スケール）

80

60

40

20

0

条件：ソレフ® 1010、圧縮成形プレートから得られた試験片。試験：ノッチなし試験片での繰り返し引張り疲労：f = 0.5 Hzσe：速度250 mm/minでの引張り降伏強さ（厚み1および4 mm）

厚み4 mm厚み1 mm

101 100 1,000 10,000

20 °C

60°C

100°C

、 20°C

、 60°C

、 100°C

σe

σe

σe

σe

破損に至るサイクル数（対数スケール）

100

80

60

40

20

0

20 4 86

条件：繰り返し引張り疲労試験σe：サイクルあたりの最大応力振幅σe：引張り降伏強さ最初のノッチの長さ：0.4 mm（各側面）、厚み：2 mm

[%

]e


図47：さまざまなソレフ® .PVDFグレードのアイゾット .耐衝撃性と温度の関係

表24：シャルピー曲げ衝撃強さ

衝撃強さ樹脂の耐衝撃性の測定には、後述するようにアイゾット試験やシャルピー試験など、複数の方法が使用されています。これらの衝撃試験により、実験室の管理された条件下で相対的な耐衝撃性を比較できるので、材料選定や品質管理に頻繁に使用されています。

アイゾット曲げ衝撃強さノッチ付きアイゾット試験（ASTM D256）は、ポリマー材料を比較するために最も広く採用されている方法の一つです。この試験では、ノッチ付き試験片の一端をクランプに固定し . .（「片持ち梁」）、もう一端を振り子で打ち付けます。衝撃を加えた時点で、振り子には既知の運動エネルギーがあります。試験片の破壊後に振り子がもつ残余エネルギーから衝撃エネルギーが計算されます。

図47に、さまざまなソレフ® .PVDFグレードの40～100 °Cにおける曲げ衝撃強さを示します（アイゾット衝撃強さノッチ付き）。

シャルピー曲げ衝撃強さ . .（ASTM D256）アイゾット試験と同様に、シャルピー曲げ衝撃試験でも、振り子の端に付けたハンマーを試験片に打ち付けます。シャルピー試験では、試験片の両端を支え（「単純梁」）、試験片に加えたノッチのすぐ後ろにハンマーを打ち付けます。ここでも、試験片の破壊後に振り子がもつ残余エネルギーから衝撃エネルギーを計算します。

ソレフ® .1010の曲げ衝撃強さをシャルピー法で評価しました . .（表24を参照）。

試験片衝撃強さ [kJ/m2]

ソレフ® .1010 .– .押出し成形シート . .（M方向への伸長*） 17.2

ソレフ® .1010 .– .押出し成形シート . .（T方向への伸長*） 17.8

ソレフ® .1010 .– .圧縮成形プレート 18.1

* M：流れ方向、T：直角方向

3108/0903

衝撃強さ

[J/m

]

1,000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

条件：ノッチ付き試験片でのアイゾット曲げ衝撃試験（ASTM D256）、圧縮成形プレートから得られた試験片（ソレフ® 60512を除く：押出し成形シート）

温度 [°C]

605123150811010

10108808/0902

–50 0 50 100 150


脆化温度この試験方法は、ASTM D746規格に規定された衝撃条件で樹脂が脆化を起こす温度を測定するものです。脆化を調べるために試験片ホルダに固定した試験片を、冷却した熱媒体の液槽に浸漬します。さまざまな温度において特定の速度で試験片を打ちつけ、確認します。脆化温度は、試験片の50 %が破壊される温度と定義されます。

さまざまなソレフ® .PVDFグレードの脆化温度を表25に示します。

注釈：温度に応じた破壊の統計分布に基づく試験方法は、加工の方法と熱処理に大きく左右されます。

ホモポリマーについて示すように、分子量が大きくなると脆化温度は低下します。

コポリマーはホモポリマーよりも大幅に低い脆化温度を有します。30000および60000シリーズコポリマー（VF2 – CTFEコポリマー）の脆化温度は– 30 °C以下です。

多軸衝撃試験 .– .計装ダート式衝撃試験 . .（ISO 6603、ASTM D3763、DIN 53443-2）プラスチック材料の多軸衝撃応力下での挙動は、計装落錘を使用した方法を実施することで評価します。ダートには衝撃力測定用のセルが付いているため、力 .– .変形図表を記録し、ここからダートが試験片に穴を開けたときに吸収されたエネルギーを推測できます。

表26に、さまざまなソレフ® .グレードと複数のエンジニアリング熱可塑性プラスチックについて得られた結果を示します。

ソレフ® .PVDFコポリマーはホモポリマーよりも変形しやすいため、室温における衝撃強さは高くなります。 .

試験条件：試験片支柱の開口部の直径：40 mm、ダートの直径：6.4 mm、落下高さ：1 m、ダートの重量：1.11 kg、試験片の厚み：2 mm、 .* ダートの重量：2.22 kg

表25：ASTM D746に従ったソレフ® .PVDFの脆化温度圧縮成形プレート

グレード脆化温度 [°C]

PVDFホモポリマー

1010 0～10

6010 – 5～5

1015 – 12

PVDFコポリマー

11010 – 18

11008 – 17

31508 – 37

60512 – 31

試験片温度 [°C] 衝撃強さ（単位厚みあたりの吸収エネルギー）[J/mm]

ソレフ® .1010 23 – 40

4.0 0.4

ソレフ® .11010 23 – 40

9.5* 0.5

ソレフ® .31508 23 – 40

7.0* 1.2

PET（カタログ値） 23 0.15

POM（カタログ値） 23 0.6

PP（ホモポリマー／指示値） 23 0.15

表26：ソレフ® PVDFおよび熱可塑性樹脂の計装落錘による衝撃試験


* .弾性率（1 mm/min）を除き、5 mm/minでの測定

表28：ソレフ® .1010グレードの機械特性に再加工が及ぼす影響

再加工が機械特性に及ぼす影響再加工（押出し成形ペレット化）の回数に応じて、ソレフ® .1010グレードで試験を行いました。表28に、再加工の前後に記録した機械特性を示します（最大30回）。

この表は、30回の再加工により以下が起きることを示して .います。

• . メルトフローインデックスがわずかに変化する• . 機械特性はほとんど変化しない

実行した再加工の回数

特性単位 0 5 10 15 20 25 30

MFI、230 °C（ASTM D1238） g/10 min（5 kg） 6.34 6.42 6.64 6.83 6.96 7.06 7.20

機械特性（圧縮成形プレート）、引張り*（ASTM D638）

降伏強さ MPa 52.6 54.1 54.3 53.9

降伏時引張り伸び % 7 9 10 9

破断時応力 MPa 32.3 36.9 43.9 44.3

破断時引張り伸び % 29 24 30 25

弾性率（直線） MPa 2,430 2,430 2,350 2,590

表27：ソレフ® .PVDFフィルムでの衝撃および引裂試験

* ブロー成形により製造 .** M：流れ方向、T：直角方向

フィルムの耐衝撃性および耐引裂性DIN 53372規格に従った衝撃により測定したソレフ® .1008 フィルムの脆化温度は– 40 °Cです。さらに、ソレフ® .PVDFフィ .ルムの耐衝撃性をASTM D1709試験方法（自由ダート落下衝撃試験）およびエルメンドルフ引裂強さ試験とも呼ばれるISO 6383/2試験方法に従って評価しました。結果を表27に示します。

フィルムの種類厚み [μm]

ダート落下試験[g、50 %破壊時] （ASTM D1709）

単位厚みあたりのエルメンドルフ引裂力 [mN/μm]（ISO 6383/2）

M** T**

ソレフ® .1008 45（30） 50 （10）

130 170 16 25

320 – 25 27

ソレフ® .1008二軸延伸 30 800 12 11

ソレフ® .11010 75 60 40 230

ソレフ® .21510* 100 – 162 156

20 – 160 650

ソレフ® .31508 100 – 45 35

ソレフ® .31508* 100 – 86 84

（132）


図48：ソレフ® .PVDFの体積抵抗率と温度の関係

図50：ソレフ® .1008フィルムの絶縁耐力および絶縁破壊電圧と厚みの関係

図49：ソレフ® .PVDFの絶縁耐力とプレートの厚みの関係

一般特性ソレフ® .PVDFは、銅プレナムケーブルの被覆に使用する主要な製品です。また、柔軟性、強靭性、熱安定性、耐薬品性が必須となる厳しい環境での非プレナムケーブル用途にも適しています。

体積および表面抵抗率 .（ASTM D257、DIN 53482）体積抵抗率によって厚み方向の絶縁性が、表面抵抗率に .よって主に表面の絶縁性が得られます。 .図48に、ソレフ® .1008グレードの体積抵抗率（W·cm）の .変動と温度の関係を示します。

23 °C、500 Vにおけるこのグレードの表面抵抗率は≥ .1×1014 W/sqです。PVDF樹脂は良好な電気絶縁体です。カーボンブラックが充填されたソレフ® .3108/0903および3110/0907グレードは帯電防止用途に開発されました。 .これらグレードの表面抵抗率は1,000 W未満です（500 V、23 °C）。

図49：ソレフ® .PVDFの圧縮成形プレートの厚みに応じた絶縁耐力。これらの値は、ポリオレフィンの値の範囲内になります。

図50：フィルムの厚みに応じた絶縁耐力と絶縁破壊電圧

絶縁耐力 .（ASTM D149、DIN 53481）絶縁耐力は、絶縁破壊なしに高圧に耐える製品の能力の尺度です。これは、二つの電極の間に試験片を置き、絶縁破壊が発生するまで段階的に印加電圧を上げることで測定します。結果の単位はkV/mmですが、サンプルの厚みに左右されます。したがって、異なる材質によるデータは、サンプルの厚みが等しい場合にのみ比較が可能です。

電気特性体積抵抗率

[W·c

m]

1016

1014

1012

1010

40

条件：圧縮成形プレート（1 mm）、1および2分後にDIN 53482に従って測定

60 80 100 120 14020

1008

温度 [°C]

絶縁耐力

[kV

/mm

]

50

40

30

20

10

0

0 2

条件：ASTM D149に従って測定、環境：石油、速度：1 kV/s、温度：1 kV/s、温度：23°C

ソレフ® 31508/0003

ソレフ® 1010

ソレフ® 11008/0003

空気（パッション曲線）

HDPE

60

1[mm]

絶縁耐力

[kV

/mm

]

[µm]

150

100

50

0

空気（パッシェン曲線）

条件：ASTM D149に従って測定、温度：23°C

単軸延伸フィルムソレフ® 1008 二軸延伸フィルム }

破壊電圧

[kV

]

15

10

5

0

100 2000


誘電率と誘電正接 .（IEC 250、ASTM D150、DIN 53483）誘電率εrは、試験材料を絶縁体として使用しているコンデンサーと、絶縁体の代わりに真空を使用した同じコンデンサーの電気容量の比と定義されています。絶縁材料は、次の異なる二つの目的で使用されます。（1）部品を支えて互いおよび地面と絶縁する目的、（2）キャパシタ誘電体として機能させる目的。最初の目的では誘電率が低い方が好まれます。二つ目の目的では、高い誘電率によってキャパシタのサイズを小さくすることができます。

損失角の正接（誘電正接またはtg .δとも呼ばれる）は、交流電流から熱への誘電損失（散逸エネルギー）の尺度です。一般に低い誘電正接が好まれます。

• . 図51および52：さまざまな周波数で測定した温度に応じたソレフ® .1010の誘電率およびtg .δ（圧縮成形プレート、厚み2 mm）。

• . 図53および54：ソレフ® .11008/0003グレードの同じ特性

図55：ソレフ® .11008/0003および31508/0003グレードのεrおよびtg .δの変動（ワイヤー／ケーブル産業向け）と10 MHzまでの周波数の関係。

動的機械応力と同様に、電気特性は、ガラス転移および結晶相転移の影響を受けます。低周波数で観察される最大値は、周波数が高くなるとより高い温度へと移動します。

図51：低周波数におけるソレフ® .1010の誘電率と温度の関係

図53：低周波数におけるソレフ® .11008/0003の誘電率と温度の関係

図52：低周波数におけるソレフ® .1010の誘電正接と温度の関係

20

15

10

5

0

–50 0 50 100 150

0.06 kHz 0.5 kHz 1 kHz

10 kHz 100 kHz

温度 [°C]

誘電率

[ r]

正接δ

0.30

0.24

0.18

0.12

0.06

0.00

–50 0 50 100 150

0.06 kHz 0.5 kHz 1 kHz

10 kHz 100 kHz

温度 [°C]

誘電率

[ r]

20

15

10

5

0

–50 0 50 100 150

0.06 kHz 0.111 kHz 0.5 kHz

1k Hz 100 kHz

温度 [°C]


表29：IEC 112規格に従った耐トラッキング指数CTI

耐トラッキング指数 .（IEC 112、ASTM D3638、NF C 26-220）耐トラッキング指数（CTI）は、高湿度環境で電圧を加えたと .きの表面トラッキングに対する耐性を示すために設計され .たものです。

CTI指数は、製品の表面に置かれた二つの電極間に導電性 .経路を形成せずに、この電極間に電解液（NH4Cl：0.1 %、 .速度：30秒に1滴）を50滴滴下した時の最大の電圧です。

表29に、さまざまなPVDFグレードで測定した値を示します。 .ソレフ® .PVDF樹脂のCTI値は600 Vを超えます。

図54：低周波数におけるソレフ® .11008/0003の誘電正接と温度の関係

図55：ソレフ® .11008/0003および31508/0003の誘電率およびtg .δと周波数の関係

グレード CTI [V]

ソレフ® PVDF樹脂1010 600+

6010 600+

460 600+

11010/0003 600+

31508/0003 600+

ソレフ® PVDFコンパウンド8808/0902 < 100

温度 [°C]

–50 0

0.06 kHz 0.111 kHz 0.5 kHz

1 kHz 100 kHz

50 100 150

0.30

0.24

0.18

0.12

0.06

0.00

正接δ

対数周波数 [Hz]

8

15

10

5

0

5 6 74321

0.3

0.2

0.1

0

条件：ASTM D 150に従って23°Cで測定、2 mmの圧縮成形プレート

誘電率損失角の正接

31508/0003

31508/0003

11008/0003

11008/0003

誘電率

[ r]

正接δ


表30：さまざまな厚みのソレフ® .PVDFフィルムおよびシートの圧電および焦電（23 °C）

特性

二軸延伸フィルム単軸延伸シート

9 µm 25 µm 40 µm 130 µm 0.5 mm 1 mm

d33 [pC/N] – 17.5 – 16.5 – 19.5 – 33 – 30 – 30

d31 [pC/N] 6.5 8.5 9.5 23 18 18

d32 [pC/N] 6.5 8.5 9.5 3 3 3

g33、1 kHz [V·m/N] – 0.17 – 0.16 – 0.19 – 0.3 – 0.3 – 0.3

p33 [µC/m2 ·K] – 27 – 26 – 32 – – –

誘電率εr、1 kHz 11.5 11.5 11.5 12 12 12

tg d、1 kHz 15 ·10– 3 15 ·10– 3 15 ·10– 3 15 ·10– 3 18·10– 3 18·10– 3

DC破壊電圧 [V/µm] 750 585 540 – – –

圧電性および焦電性特定の製品に機械応力を加えると、この応力に比例した電荷が表面に発生します。逆に言えば、材料に異なる電位を .与えると、機械的な変形が発生します。この現象は圧電性と呼ばれます。同様に、製品の温度を変化させると、材料の端に電圧が発生します。これが焦電性です。

ソレフ® .PVDFはこれらの二つの特性を持ち、この特性は、 .高温時の強い電場効果の下で分極した分子双極子の配向によって急激に高まります。

ソレフ® .PVDFは、その分子構造、純度（薄く均質なフィルムが得られる）、結晶性（延伸することで最大の分極率を持つβ結晶が得られる）により、分極フィルムおよびシートの製造に特に適しています。

フィルムの圧電性は、機械的な要因と電気的な効果の間の比例係数dによって定義されます。

係数d（C/N）は、1 N/m2の機械応力を次に従って加えたときに現れる電荷密度（C/m2）の測定によって得られます。

• . 厚み：d33（またはフィルムを変形できない場合はdT）

• . フィルムの平面（流れ方向）：d31

• . フィルムの平面（垂直方向）：d32

単位応力あたりの電場の変動を測定している場合は、式 .g = d/εrにより係数dに関連する係数gが得られます。ここで、εrは誘電率です。

係数dおよびgは、電気機械変換器の設計に最も頻繁に使用されます。焦電率pは、フィルム温度が1 K上昇すると発生する表面電荷密度（C/m2）で、単位はC/m2 Kです。この係数は熱センサーの設計で使用されます。

表30に、ソレフ® .PVDFホモポリマーフィルムの圧電と焦電の特性を示します。 .


耐薬品性一般的に、ソレフ® .PVDFは幅広い化学薬品に対する優れた耐性を有します。PVDFホモポリマーの耐薬品性は、使用した重合プロセスにかかわらず、非常に類似しています。

PVDFポリマーは次に対して高い耐性を有します。

• . ほとんどの無機酸および塩• . 有機酸• . 脂肪族および芳香族炭化水素• . 原油および燃料• . アルコールおよびエーテル• . フッ素を除くハロゲン

ただし、特定の化学環境でのソレフ® .PVDFの使用にはいくつかの制限があります。実際に、ポリマーは水素結合を形成できる極性の低い溶剤では膨潤し、強塩基や遊離ラジカルからは化学的攻撃を受けます。特に、PVDFは次の媒体での使用には適していません。

• . pH ≥ 12の塩基環境およびアミン

• . UV光存在下での塩素など、遊離ラジカルを生成する .化学薬品

• . 発煙硫酸• . 室温においても水素結合を生成できる高極性溶剤（ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、およびN-メチルピロリドンなどはPVDF用の広く知られた溶剤）

• . 溶融アルカリ金属またはその混合物

表31に、一般的な化学薬品に対するPVDFの耐薬品性の .概要を示します（一部抜粋）。

化学薬品化学式濃度 [%] 最大温度 [°C]

無機酸

塩酸 HCl 37 140

フッ酸 HF 50 110

硝酸 HNO3 50 65

100 75

リン酸 H3PO4 85 140

硫酸 H2SO4 最大70 80 85 93 97

発煙硫酸

140 125 100 50 23

耐性なし

塩基

水酸化アンモニウム NH4（OH） 30 23

水酸化カリウム KOH 30 耐性なし

水酸化ナトリウム NaOH 50 耐性なし

次亜塩素酸ナトリウム NaClO 5 – pH 12で安定 50

炭化水素

n-ヘキサン CH3（CH2）4CH3 100 140

トルエン C6H5CH3 100 100

アルコール

メタノール CH3OH 100 50

エタノール CH3CH2OH 100 100

耐環境性

次のページに続く

表31：ソレフ® .PVDFの耐薬品性の概要


表32：ソレフ® .PVDFホモポリマーと他のプラスチックとの性能の比較

他のプラスチックとの比較表32に、ソレフ® .ホモポリマー樹脂の性能を、化学産業で .使用される他のプラスチックと比較して示しました。

PVDF PP PVC FRP

環境 30 °C 60 °C 90 °C 30 °C 60 °C 90 °C 30 °C 60 °C 90 °C 30 °C 60 °C 90 °C

硫酸、90 % + + – + – – – –

濃塩酸 + + + + – + + + –

硝酸、50 % + + + – – – + – – – –

フッ酸、40 % + + + + + + – – – –

水酸化ナトリウム、50 % – – – + + + + + + +

次亜塩素酸ナトリウム、15 % – + + +

塩素、乾燥ガス + + + – – –

塩素、湿潤ガス – – –

ケトン、エステル – – + – – – – – – – –

芳香族炭化水素 + + – – – – – – – –

塩素系溶剤 + – – – – – – – – –

+ .： .特性の大きな変化なし .： .特性の変化あり、ただしマイルドな条件下では使用可能

– .： .製品の特性に大きな変化あり

化学薬品化学式濃度 [%] 最大温度 [°C]

有機酸、エステル、およびケトン酢酸 CH3COOH 100

5050 75

アセトン CH3COCH3 100 5

耐性なし .75

アセトフェノン C6H5COCH3 100 25

酢酸エチル CH3COOCH2CH3 100 25

従来のポリマー溶剤ジメチルホルムアミド CH3CON（CH3）2 100 耐性なし

ジメチルスルホキシド CH3SOCH3 100 耐性なし

N-メチルピロリドン N（CH3）CO（CH2）3 100 耐性なし

ハロゲン化溶剤クロロベンゼン C6H5Cl 100 50

クロロホルム CHCl3 100 50

アミンおよびニトリルアセトニトリル CH3CN 100 耐性なし

アニリン C6H5NH2 100 50

ジメチルアミン（CH3）2NH 100 25

過酸化物過酸化水素 H2O2 30 50

自動車産業で使用される流体原油 100 140

Dexron II（ギアオイル） 100 140

ガソリン 100 140

鉱油 100 140


表33：原油に含まれる炭化水素溶剤*に対するソレフ® .60512コポリマーの耐薬品性

石油・ガス用途向けに開発された新規のソレフ® . .コポリマーの耐薬品性ソレフ® .PVDFは、原油に含まれる炭化水素溶剤（脂肪族、環状、および芳香族）に対する優れた耐性を示します。一般的な樹脂は、弾性率の低下につながる一定の膨潤が見られますが、フッ素樹脂はこの種の溶剤に対して通常不活性であり、高温時でも化学的な攻撃は受けにくいです。

耐薬品性を大きく損なわずに良好な柔軟性を得るためにVDF系のコポリマーを開発しました。特に、ソレフ® .60512は、低温での卓越した柔軟性および良好な機械特性と、ホモポリマーに近い耐薬品性とを組み合わせています。このような機能により、ソレフ® .60512コポリマーは石油・ガス用途で幅広く使用されています。

表33に、原油に含まれるさまざまな炭化水素溶剤に接触したときのソレフ® .60512コポリマーの膨潤データを示します。

透過性透過性は、評価対象のメンブレンの片側に透過ガスを循環させるか透過液を置き、反対側に不活性ガスを流すことで測定します。一度拡散した透過ガスは、クロマトグラフィにより継続的に取り込まれ、測定されます。

透過性Pは次の式により求められます。

Q . ： .拡散した透過ガスの量 .e . ： .メンブレンの厚み .S . ： .メンブレンの曝露表面 .t . ： .時間 .Δp ： .メンブレン両側の浸透ガスの圧力の差

Pは次のように表されます。

• . cm3 N·mm/m2·d·bar：気体の場合

• . g·mm/m2·d：液体の場合（Δp .≒ .1 barと見なす）

アレニウス法に従い、Pは次のように温度Tに応じて変化します。

Pは、厚みにかかわらず製品本来の特性の影響を受けますが、加工、結晶化度の種類と程度、分子配向、表面状態など、製品の条件にも左右されます。

注：一般的に、コポリマーはホモポリマーよりも透過性が高くなります。

水の透過性

透過性吸水率 . .（ISO 62、ASTM D570、DIN 53495、NF T 51-166、 BS 430 A）• . ホモポリマーおよびコポリマー樹脂：23 °Cで24時間後、 .

0.04 wt%未満の吸水率

• . 100 °Cで30分および30日後のソレフ® .1010グレードの .吸水率は、それぞれ0.08 wt%および0.19 wt%（重量）。 .サンプルの単位表面積で表すと、この吸水率の値は30分後に1.9 g/m2になる

• . 飽和時に4.5 g/m2

注：コンパウンド中の充填材により挙動が変化し、吸水量が大幅に高くなる場合があります。ソルベイスペシャルティポリマーズまでお問い合わせください。

Q .· .e .S .· .Δp .· .t

P .=

P .= .Po .· .e .– .E/RT

表34：ソレフ® .1010の水の透過性

サンプルの種類温度 [°C]

透過性 [g·mm/m2 · d]

100 μmのフィルム 23 38

0.2 0.9

0.5 mmのシート 23 38 50

100

0.2 0.6 1.5 30

2 mmのプレート 23 50

100 120

0.2 1.4 26 80

重量増加

化学薬品ソレフ® 60512 ソレフ® PVDF

ホモポリマー

トルエン .100 °C

+ 6.3 % + 3.7 %

キシレン .100 °C

+ 5.2 % + 3.0 %

原油 .135 °C

+ 0.9 % + 0.7 %

ベンゼン .80 °C

+ 6.6 % –

メタノール .130 °C

+ 11.4 % * + 6.3 %

* わずかな溶解

（125 °C）


図56：ソレフ® .PVDFの水蒸気の透過性と温度の関係

図58：ソレフ® .PVDFホモポリマーの気体透過性と温度の関係

図57：ソレフ® .PVDFホモポリマーおよびコポリマーの液体透過性と温度の関係

水蒸気の透過性

液体およびガスの透過性

1,000

100

10

1

0.1

0.01

透過性

[g·m

m/m

2 ·d]

30 800 100907050402010 110 12060

60512 – フィルム

1008 – フィルム

31508 – フィルム

60512 – プレート

1010 – プレート

条件：ASTM F1249-89規格、フィルム：100 μm、押出し成形プレート：2 mm

温度 [°C]

100

50

10

5

1

0.5

0.1

0.05

0.01

透過性 [g

·mm

/m2 ·

d]

90100110 80 70 60 50 40 30 20

条件：約100 μmの押出し成形フィルムでクロマトグラフィにより測定

臭素（1 mmシート）

2.4ジクロロフェノール

クロロホルム

トルエン

R 113

テトラクロロ-エチレン

酢酸エチル

ジクロロメタン

HF – 1 mol/1 （1 mmシート）

1.2 ジクロロエタン

メタノール

テトラクロロエチレン

CCl4 Gas トルエン

クロロホルム

エタノール

HCl (12N)n-ヘキサン

温度 [°C]

ソレフ® 1008または1010ホモポリマーソレフ® 11010コポリマー

10,000

5,000

1,000

500

100

50

10

5

1

透過性

[cm

N·m

m/m

·d·b

ar]

条件：ガスクロマトグラフィにより測定：O2、N2、SF6、N2O、CO2、乾燥Cl2、ASTM D1434により測定：NO、NO2、SO2、Cl2、H2S、HCl、約100 μmの押出し成形フィルム

90100110 80 70 60 50 40 30 20

O2N2

SF6

N2O CO2

乾燥Cl2

NO

NO2

SO2

Cl2

H2S

HCl

温度 [°C]


熱老化試験フッ素樹脂は、対応する炭化水素系樹脂よりも一般に高い熱安定性を有します。この安定性は、フッ素原子の高い電気陰性度とC-F結合の高い解離エネルギーによるものです。

特に、PVDFは、グレードによって長期的な熱老化（最大150 °C）に対する優れた耐性があります。

ソレフ® .1008の射出成形による試験片を20 °C、120 °C、および150 °Cで2年間エージングし、引張り試験を実施しま .した。表35を参照してください。

機械特性は一定に保持され、測定誤差の範囲内です。 .

ソレフ® .11010コポリマーの場合は、圧縮成形したシートでの150 °C、1,000時間までのエージング試験を行い、機械特性の維持に優れる、という同様の結果が得られました（表36を参照）。老化による黄変はPVDFの特性に影響しません。

老化期間 [日]

引張り降伏強さ [MPa] 1 %変形時の割線係数 [MPa] 破断時伸び [%]

20 °C 120 °C 150 °C 20 °C 120 °C 150 °C 20 °C 120 °C 150 °C

1 50 53 51 1,900 1,700 1,600 9.5 10.5 11.8

11 49 54 51 2,000 1,900 1,800 8.5 10.0 13.0

160 53 54 51 2,300 2,100 1,800 7.0 9.0 11.5

358 54 55 53 2,300 2,300 2,200 7.0 10.0 > 11.0

730 52 54 – 2,300 1,800 – 6.6 10.4 –

老化期間 [時間]

特性単位 0 8 100 1000

引張り特性

降伏応力 MPa 28 28 29 28

破断強度 MPa 41 34 34 40

破断時伸び % > 500 > 480 > 480 > 500

弾性率 MPa 1,020 1,070 1,020 870

熱特性

0.46 MPaでのHDT °C 113 122 132 149

出典：RAPRA – Injection molded specimens

圧縮成形プレート、厚み2 mm .引張り速度：10 mm/min（弾性率：1 mm/min）

表35：さまざまな温度におけるソレフ® .1008の熱老化試験

表36：ソレフ® .11010グレードの150 °Cにおける熱老化試験


最高連続使用温度静水圧をかけたソレフ® .PVDFパイプの最高連続使用温度は150 °Cです。「長期的な静圧に対する耐破裂性」も参照してください。

ソレフ® .PVDFのライニングは、高性能ボイラーの排気口周辺で160 °Cの燃焼ガスとの接触使用について、さまざまな機関から承認を受けています。これらのガスは凝集時に高い活性を示し（硫酸の存在）、金属材料を腐食させることがあります。

ワイヤー／ケーブル産業では、通信ケーブルについてUL .に基づき試験され、ソレフ® .11010/0003および31508/0003グレードが「UL rating 150 °C」を取得しています。

たとえば、図59にソレフ® .31508/0003コポリマーで被覆された24 AWG（25対）ケーブルをUL 444に従って、ULが実施した試験の結果を示します。これにより、連続使用温度（UL 150 °C）を定義できます。

耐侯性ソレフ® .PVDFは自然老化に対する優れた固有の耐性を有し、紫外線防止剤は必要ありません。 .

耐候性試験装置を使用した人工老化ソレフ® .1008フィルムを、最大発光波長が390 nmで、330～ .430 nmの波長に多くのスペクトルが見られる炭素アークランプを使用して60 °Cで照射しました。7,200時間（ほとんどのプラスチックに影響を与えるのに十分な時間）の照射後に、測定可能な機械特性（引張りおよび衝撃強さ）の変化は見られませんでした。

人工老化試験：UL 746Cに従いキセノンアーク耐候性試験装置（水噴霧）を使用ソレフ® .6008は、屋外使用（1,000時間のキセノンアーク耐候性試験 .– .水噴霧、70 °Cで7日間の浸水）で安定と見なされています。引張り衝撃および引張り強さが良好に保持され、引火試験に変動はありません（表37を参照）。

図59：ソレフ® .31508/0003コポリマーで被覆したケーブルの機械特性と158 °Cにおけるエージングとの関係

単位初期特性

保持率

特性1,000時 .間のUV

70 °Cで7日 .間の浸水

UL 94燃焼 .試験

クラス V–0 V–0 V–0

引張り衝撃 .試験

kJ/m2 81 99 % 100 %

引張り強さ MPa 45 100 % 95 %

試験条件：ソレフ® .6008プレート .– .厚み1 mm、ASTM D1822に従って測定した引張り衝撃試験、ASTM D638に従って測定した引張り強さ

表37：キセノンアーク耐候性試験装置と浸水を使用した人工老化（UL 746C）

特性保持率

[%]

100

80

60

40

20

0

エージング時間 [日]

1501209060300

条件：ソレフ® 31508/0003で絶縁し、被覆した24 AWG（25対）ケーブル、UL444に従ったULによる試験 *出典：UL File E 76532

破断時引張り伸び率破断時強さ


老化期間 [月]

特性単位 0 4 8 12

イエローインデックス（ASTM 1925） – 1.7 2.9 2.9 3

融点（DSC） °C 174 174 172 173

引張り試験、50 mm/min：

降伏応力 MPa 40 40 43 42

破断強度 MPa 63 44 47 45

破断時伸び % 520 440 320 460

弾性率* MPa 1,280 1,490 – 1,310

引張り衝撃強さ（DIN 53448） kJ/m2 450 430 600 380

チルロールのフラットダイ押出しにより製造した厚み80 μmのフィルム、流れ方向で測定した機械特性 .* 引張り速度 .= 1 mm/min

表38：ソレフ® .1008フィルムの加速自然老化EMMAQUA試験、DSET Lab. Inc.

加速試験、Q-U-V装置を使用ソレフ® .1008：2 mm厚のシートに60 °CでUVを4時間照射した後、40 °Cで4時間結露させるサイクルを5,000時間実施：2,600 MPaの引張り弾性率に変化はありませんでした。

ソレフ® .31508：100 µmのフィルムに45 °CでUVを6時間照射した後、45 °Cで2時間結露させるサイクルを3,000時間実施：外観（色、光沢）に変化はありませんでした。

加速自然老化試験ソレフ® .1008から作成した厚み80 µmのフィルムでのEMMAQUA試験方法（ASTM D838規格）：1年間の耐候性試験後に変化はありませんでした（表38を参照）。


ソレフ® 1008（I）および 11010（II）グレードの特性単位

老化 [年]

0 0.5 1 6 9

I II I II I II I II I II

イエローインデックス . .（ASTM 1925）

1.7 1.9 3.3 4.1 4.2 3.4 0.9 1.2 1.8 4.7

融点（DSC） °C 174 159 174 158 174 159 173 158 175 160

引張り試験、50 mm/min：

引張り降伏応力 MPa 40 22 41 23 39 25 42 24 44 25

破断強度 MPA 63 54 48 44 35 49 60 56 59 54

破断時伸び % 520 470 440 370 320 380 450 410 425 420

弾性率* MPa 1,280 590 1,350 670 1,150 660 1,350 700 1,370 670

引張り衝撃強さ . .（DIN 53448） .

kJ/m2 450 3,400 450 2,800 250 2,300 400 2,700 – –

耐エルメンドルフ引裂性 . .（ASTM 1922） N 1.9 2.5 1.4 1.5 1.5 1.5 2.8 3.2 2.6 3.1

表39：アリゾナで行われたソレフ® .PVDFフィルムの自然老化試験、DSET Lab. Inc.（ニューリバー）

チルロールのフラットダイ押出しにより製造した厚み80 μmのフィルム、流れ方向で測定した機械特性 .* 引張り速度 .= 1 mm/min

アリゾナでの自然老化ソレフ® .1008および11010から作成した80 µmのフィルムの老化：9年間の老化試験からわかるように、数年後も特性の変化は見られませんでした（表39を参照）。

高エネルギー照射に対する耐性ソレフ® .PVDFはγ線を照射すると架橋し、機械特性が変化します。使用条件に応じて、最大許容照射量は20～40 MRadに達します（特に厚みと酸素の有無によって異なる）。

射出成形したソレフ® .1010の試験片にCo60線源を用いて放射線曝露試験を行いました。さまざまな照射量を照射した後、機械特性を測定しました。結果を図60に示します。弾性率、降伏強さ、および破断応力が徐々に増加したのに対し、引張り衝撃強さは、20 MRadの照射量まではなだらかに、これよりも高い照射量ではシャープに減少することがわかります。照射量が0 MRadから1 MRadに増加すると、ジメチルホルムアミド（DMF）へのPVDFの不溶性が0 %から20 %に変化します。10 MRadでは不溶分が72 %まで増えます。 .3 MeVの加速電子衝撃（β線）を照射すると、ソレフ® .PVDFに同様の影響があり、10 MRadの照射量で架橋反応が完了します。

γ線照射量が2.5および5 MRadの滅菌では、ソレフ® .PVDFは、照射量の増加とともになだらかに現れる退色以外はほとんどすべての特性を維持します。

図60：ソレフ® .1010の機械特性とγ線照射量との関係

100

75

50

25

0

応力 [MPa] 引張り衝撃強さ [J/cm2]

3,000

2,500

2,000

1,500

1,000

10050105

照射量 [MRad]

弾性率 [MPa]

引張り衝撃強さ

破断時応力

降伏強さ

弾性率

条件：射出成形試験片温度：23°C�-線量：1 Gray/s

1 500


表40：UL 94 V–0認定を取得したソレフ® .PVDFグレード

耐火性ソレフ® .PVDFは優れた耐火性を有します。ただし、すべての有機材料と同様にPVDFには燃焼性があります。ボンベ熱量測定試験DIN 51900 Part 3に従って粉末形状のソレフ® .ホモポリマーで測定した総発熱量（GCV）は14.7 MJ/kgです。

さらに、空気中で流動化されたソレフ® .PVDFホモポリマー粉末の燃焼下限（この濃度を超えると、スパークの存在下で爆発が発生する）をHartmann pipeを使用して測定しま .した。この値は、平均粒径（dp）約60 µmの場合に80 g/m3

でした（VDI 3673ではクラスSt1：わずかな爆発性）。

UL 94燃焼試験表40に、UL 94に従って最高の分類であるUL 94 V–0を取得したPVDF樹脂を示します。

限界酸素指数 .– LOIASTM D2863では、酸素指数は試験材料の発炎燃焼を維持できる、酸素と窒素の混合物中の酸素の最小濃度として定義されています。

通常の空気には約21 %の酸素が含まれるため、酸素指数が21よりも明らかに大きい製品は難燃性と見なされます。これは、このような樹脂は酸素含有量が高い環境下でのみ燃焼するからです。

図61に、23 °Cにおけるソレフ® .PVDF樹脂のLOIを他の熱可塑性樹脂と比較して示します。ここには、ワイヤー／ケーブル用途専用に設計され、特許取得済みの難燃処方を使用したソレフ® .PVDFコポリマーが含まれます。特に、90 %を超えるLOIを備えたソレフ® .PVDFコポリマーもご要望に応じて提供いたします。これらのグレードは次の番号形式で識別されます：XXXXX/0009。

グレード

ソレフ® .1006/0001 ソレフ® .6008/0000

ソレフ® .1008/0001 ソレフ® .6010/0000

ソレフ® .1009/0001 ソレフ® .460

ソレフ® .1010/0001 ソレフ® .11008/0003

ソレフ® .6008/0001 ソレフ® .31508/0003

図61：ソレフ® .PVDF樹脂とさまざまな熱可塑性樹脂（厚み：3 mm）の限界酸素指数（LOI）

0 25 50 75 100

PTFE

アルゴフロン® PFA

ソレフ® XXXXX/0009

ソレフ® 31508/0003

ソレフ® 11008/0003

ヘイラー® ECTFE

ソレフ® ホモポリマー

非可塑化PVC

耐火性プラスチックPVC

ETFE-PEEK-PES

ポリカーボネート

ポリイミド6

ポリスチレン– ABS – PE

95

95

65

65

60

44

35

30

26

23

19

> 90

42


UL 723の延焼性 . .「スタイナートンネル試験」（ASTM E84、UL 723）試験ASTM E84（またはUL 723）は、製品表面の延焼と、燃焼により放出される煙の密度を評価するように設計されています。

この試験は、強制排気機能を備えた長さ762メートル（25フィート）の水平のトンネルで実施します。トンネルの天井を、182.88×60.96 cm（6フィート×2フィート）厚み3 mmの寸法を持つソレフ® .1010の連続したシート4枚で覆います。試験対象材料の下に置いたトンネルの入口にある熱量5.3 MJ/minの二つのガスバーナーが炎源になります。通常は、最大延焼距離および煙密度を、延焼指数と光学密度指数がいずれも100の木材（赤樫）との比較によって評価します。クラス1は、延焼指数が0～25、煙密度が450未満の材料に対応します。

たとえば、ソレフ® .1010の結果は次のとおりです。

• . 延焼距離：45.72 cm（1.5フィート）

• . 延焼指数：5

• . 煙密度：90

• . 分類：クラス1

UL 910修正版スタイナートンネル試験さらに、ソレフ® .PVDFコポリマーで絶縁され、同じソレフ® .PVDFグレードを使用したワイヤー被覆した電話線について、UL規格同様のトンネル試験を実施しました（製品のUL 910またはNFPA-262）。延焼試験の結果を表41に示します。

ワイヤー／ケーブル市場専用に開発されたソレフ® .PVDFコポリマーは、UL規格によって、通信ケーブルやプレナムケーブル用途に適しているものとして分類されています。

Epiradiator試験 . .（NF P 92-501）フランスのEpiradiator試験では、材料をM1からM4に分類し、M1は燃焼性材料に最適とされています。未使用PVDF樹脂はM2（難燃性）と分類されました。

発煙性 .– NBSチャンバー試験NBSチャンバー試験では、火炎の存在下（または存在なし）で試験片（76×76×厚み、mm）を2.5 W/cm2の放射熱源に曝し、試験片から放出される煙の不透明度を測定します。 .ソレフ® .PVDFで得られた結果を他の熱可塑性樹脂と比較して表42に示します。

表41：ソレフ® .PVDFで被覆した電気ケーブルでのUL 910試験

表42：ソレフ® .PVDFからの煙の生成（NBSチャンバー）– .他の熱可塑性樹脂との比較

製品厚み [mm]

最大光学密度 [Dm] 光学密度VOF4

火炎なし火炎あり火炎なし火炎あり

1010 2 25 270 – –

11010 2 45 145 – –

11008/0003 5 120 150 4 55

31508/0003 5 75 85 0 40

PMMA 3 63 117 – –

ポリプロピレン 3 550 162 – –

難燃性ポリプロピレン 3 820 600 – –

ポリスチレン 3 476 960 – –

ケーブルの種類仕様100対のツイスト電話ケーブル

（24 AWG）25対のツイスト電話ケーブル

ソレフ® PVDFグレード 11010/0003 31508/0003

耐熱性 .[°C] – 150 150

最大延焼距離 .[cm（フィート）] ≤ 152.40 (5) 91.44 (3) 60.96 (2)

平均光学密度 ≤ 0.15 0.01 0.06

最大光学密度 ≤ 0.5 0.06 0.1

（24 AWG）


ソレフ® .PVDFのようなフッ素樹脂は、化学的安定性が高く反応性が低いことで知られています。

フッ素樹脂の毒性学的研究で、人体の健康に影響を及ぼす有意な危険性は報告されていません。人体の皮膚に対する刺激物質や感作物質として知られているフッ素樹脂はありません。

大量にフッ素樹脂の粉じんを吸入した場合、尿中のフッ化物が増加しますが、毒性の影響は見られませんでした。 .

一部のソレフ® .PVDF樹脂は、最適な加工やその他の特性を得るために、充填材、顔料、安定剤などの添加物を加えて処方しています。これらの添加物が加工の際に、危険を引き起こす可能性があります。

個々の市販グレードに添付している安全データシートで、具体的な健康情報を確認し、必要なすべての安全指示に従ってください。

詳細については、作業現場の保護に関する国内法や、パンフレット「Guide for the Safe Handling of Fluoropolymer Resins」を参照してください。

分解生成物の毒性主なソレフ® .PVDFグレードは200～250 °Cの温度範囲で成形する必要があります。

このような条件では、PVDFが分解する危険性はありません . .（混入物質の存在下を除く–「加工の基本情報と安全性」の項を参照）。

ただし、フッ素樹脂の通常の高温加工時にフュームが発生する場合があり、発生したヒュームが健康被害をもたらす可能性があります。作業現場での曝露を防ぐために、適切な換気を行って下さい（「加工の基本情報と安全性」の項を参照）。

このような条件下で分解されるフッ素樹脂のヒュームに継続的に過剰曝露した結果生じる症状は、「ポリマーヒューム熱」と呼ばれます。これは、インフルエンザ様の一時的な疾患で、発熱、悪寒、場合によっては約24～48時間続く咳を伴います。この疾患は、フッ素樹脂により汚染された（微量の場合も含む）タバコ製品などの喫煙によって生じる分解生成物に曝されることでも発症します。フッ素樹脂を扱う作業現場での喫煙は禁止することが非常に重要です。

フッ素樹脂の分解により生じる生成物は主に酸化物です . .（主としてフッ酸とフッ化カルボニル）。高温では、低分子量フッ素樹脂の微粒子が放出されます。

フッ酸に関する指標として、ACGIHTLVの上限値（作業中のいずれの曝露でも超えてはならない濃度）は2 ppm（1.7 mg/m3）、指示2000/39/ECに制定された業務上曝露の限界値の指標は短期間（15分）で3 ppm（2.5 mg/m3）であり、NIOSHが規定したIDLH（生命または健康にただちに危険を及ぼす濃度）は30 ppmです。

火災発生時には、砂または粉末消火剤で消火することが望ましいです。水を使用すると、酸性溶液が生成されるおそれがあります。 .

フッ酸の臭気限界は作業者曝露許容限界よりも大幅に低くなります。高濃度のフッ酸を吸入すると、窒息、咳き込み、目の痛み、鼻および喉に対する刺激といった症状が強まります。重大な場合には、おそらく症状がない期間の後に、発熱、悪寒、呼吸困難、チアノーゼ、肺浮腫が発生し、死につながることがあります。フッ酸に対する急性の過剰曝露によって肝臓や腎臓が傷害を受けることがあります。

認可食品との接触焼結したフッ素樹脂は不活性であり、耐熱性があるため、 .食品と接する成形品材料の候補として適しています。 .

現在、ヨーロッパでは、食品に接触するプラスチック材料および物品に関するEC規制No. 10/2011およびその修正の要件で規制されています。この規制の下では、食品と接するプラスチック成形品は、そのすべてのモノマーと出発物質が .前述の指令に記載されていなければならず、ポリマーの製造で使用するモノマーの総移行制限量および特定移行制限量に準拠していなければなりません。完成成形品がこれらの制限量に準拠していることを保証するのはサプライヤー .の責任です。

ソレフ® .PVDFホモポリマー（フッ化ビニリデン）およびコポリマー（フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロペン、クロロトリフルオロエチレン）で使用されるフッ素化モノマーは、前述の指令の要件に適合しています。

ソレフ® .ホモポリマーは米国食品医薬品局（FDA）21CFR 177.2510の仕様に準拠し、ソレフ® .VDF/HFPおよびVDF/CTFEコポリマーは21CFR 177.2600の仕様を満たしています。

これらの規制への準拠は、使用しているソレフ® .PVDFポリ .マーとグレードによって異なります。したがって、最新のリストについてはソルベイスペシャルティポリマーズの担当者までお問い合わせください。

安全、衛生、健康への影響


表43：KTWおよびDVGW W270に準拠している .ソレフ® .PVDFグレード

表45：NSF規格51に準拠しているソレフ® .PVDF グレード

表46：NSF規格61に準拠しているソレフ® .PVDF グレード

表44：BS 6920に準拠しているソレフ® .PVDFグレード

水との接触に関する国際規格複数の国において、飲料水と接して使用する商品や材料に関する国内認証認可スキーム（NAS）が運用されています。これらのスキームには、材料や商品の試験、商品の合否証明の評価などが含まれます。すべてのNASの目的は、飲料水と接する形で使用される製品によって消費者の健康に大きなリスクが生じないようにすること、飲料水の味や臭いといった品質に関して許容できない影響を生じさせないことです。試験装置、許容基準、および許容レベルはNASによって異なります。

認可は定期的に期限が切れるため、市場の需要によっては再認可を受けないこともあります。最新の認可状況については、ソルベイスペシャルティポリマーズの担当者にお問い合わせください。 .

ドイツ表43に、次の規格に準拠している試験済みの樹脂を示します。

• . ドイツ連邦保険庁のKTW勧告（最大温度90 °C）；水の外観品質に与える影響、水への成分の溶出、また殺菌条件をプラスチック材料で試験

• . DVGW W270；プラスチック材料の微生物耐性を試験

NSF規格51 – 食品機器材料表45に、最大温度126 °Cでこの規格により認定されたソレフ® .PVDFポリマーを示します。ここに示した材料は、 .すべての食品タイプ（乾燥固体、水性、酸性、乳製品、油、 .アルコール飲料）について認定されています。

医療用途ソレフ® .1008はUSP chapter 88「Biological reactivity tests, in vivo」に従って試験を実施し、USPプラスチッククラスVIの要件を満たすことが証明されています。

USPクラスVI試験は広く使用され、医療機器産業で承認されていますが、医療機器の認可に関するISO 10993-1試験ガイドラインのどのカテゴリーも完全には満たしていません。

認可を得るには、医療機器の具体的な種類を適切な規制機関に提出する必要があります。そのような医療機器メーカーは、医学文献を慎重に確認し、そのフッ素樹脂が意図する用途に適しているかどうかを試験し、確認します。医療機器メーカーは、すべての原材料成分を含め、医療機器の認可を規制機関から受けなければなりません。

ソルベイスペシャルティポリマーズは、インプラント用途にソルベイ製品を使用することは認めておらず、サポートもしていません。ソルベイのインプラントに対する方針についてのご質問は、ソルベイスペシャルティポリマーズの担当者までお問い合わせください。

NSF規格61 – 飲料水用構成部材 .– .健康への影響表46に、最大温度85 °CでNSF規格61への準拠が認定されているソレフ® .PVDFポリマーを示します。

イギリス表44に、Water Regulations Advisory Scheme（WRAS）の試験、Effects on Water Quality – BS 6920, Hot and Cold Water Useの要件を満たし、飲料水と接する使用に適した .ソレフ® .PVDFグレードを示します。

KTWで試験を行ったグレード

DVGW W270で試験を行ったグレード

ソレフ® .1008/0001 ソレフ® .1008/0001

ソレフ® .1010/0001 ソレフ® .1010/0001

ソレフ® .1010/0901 ソレフ® .1010/0901 . .（ブラックマスターバッチ）

ソレフ® .1008/0001 ソレフ® .6010/1001

ソレフ® .1010/0001 ソレフ® .6020/1001

ソレフ® .1015/1001 ソレフ® .11008/1001

ソレフ® .6008/0001 ソレフ® .21216/1001

ソレフ® .1008/0001 ソレフ® .6020/1001

ソレフ® .1010/0001 ソレフ® .11008/0001

ソレフ® .1015/1001 ソレフ® .11008/1001

ソレフ® .6008/0001 ソレフ® .11010/1001

ソレフ® .6010/0001 ソレフ® .21216/1001

ソレフ® .6010/0000

ソレフ® .1008/0001 ソレフ® .1010/0901

ソレフ® .1010/0001

米国衛生財団 . .（NSF International）米国衛生財団は、公衆の衛生および安全に関する規格を .制定する非営利の非政府組織です。規定した規格に適合 .する材料のリストも提供しています。 .


ソレフ® .PVDFグレードは、ポリオレフィンなどの標準的な熱可塑性樹脂に適用される技術で加工が可能な溶融性フッ素樹脂です。ただし、一部の特異性を考慮する必要があります。次に、一般的な加工の主な特長について説明します。

安全性PVDF樹脂は比較的無毒性の樹脂で、一般的な処理または加工条件では無害です。ただし、高温に曝されるすべてのポリマー製品と同様に、優良安全性規範では加工時に適切に換気をするように求めています。発生する可能性のある .ヒュームやガスへの曝露を防止するために換気を行う必要があります。過剰な加熱によって刺激または毒性のあるフュームやガスが発生することがあります。

雲母、ガラスファイバー、軽金属（チタニウム、ホウ素、アルミニウム）などの特定の添加剤が触媒となって熱分解速度を上げることがあるため、これらを避ける必要があります。

通常、PVDFの溶融温度は押出し成形時に250 °Cを超えず、 .350 °C未満では分解が発生しないため、ホモポリマーには約100 °Cの安全域があります。この安全域はVF2-CTFEコ .ポリマーではわずかに小さくなります。ただし、これらのグ .レードは250 °C未満で問題なく加工されます。

一般的な検討事項取り扱いおよび保管樹脂は水分を吸収しないため、乾燥は不要です。吸水率が低いため、摩擦による静電気の放出はありません。したがって、樹脂の容器を常に密閉して、ペレットやパウダーへの異物混入を防ぐ必要があります。温度の低い場所から樹脂を移動するときには、樹脂が成形場所の室温に達するまで、ドラムライナーは開封しないでください。これにより、大気中の水分がペレットに結露することを回避できます。

押出機の種類ポリオレフィンの加工には、シングルスクリュー押出機の使用を推奨します。シリンダーは、非常に小さい溝を使用して研磨または加工できます。シリンダースクリューの許容誤差は約200 μmでなければなりません。設計上の一般的な考慮事項を次の表に示します。

一般に、滞留域と過剰なせん断を回避する必要があります . .（熱安定性の低いPVDF結晶相であるガンマ相の形成がせん断によって誘発されることがある）。

工業生産では、スクリューおよびシリンダー材料は腐食と摩耗に対する耐性が必要です。スクリューとシリンダーに異なる材料を使用する場合は、スクリューの硬度がシリンダーの硬度よりも低くする必要があります。ソレフ® .PVDF樹脂は200～240 °Cの温度で加工されるため、PVCやポリオレフィンの加工に使用するものと同様の構成からなる装置が適切です。PVDFの加工を高頻度で長時間行う場合は、さらに耐食性の高い製品が適切です。

詳細については、ソルベイスペシャルティポリマーズの担当者までお問い合わせください。

ヘッド .－ .ダイ圧力計および温度計はヘッドに取り付けることを推奨します。スクリーンパックおよびブレーカープレートを追加の背圧およびフィルター用に使用することができます（40/80/40メッシュ／ブレーカープレート）。

一般に、ダイや関連するすべての装置では角を丸めることを .推奨します。ダイおよびコア材料には、硬度の高いクロミウムメッキまたはニッケルメッキ、Duranickel（301）、Hastelloy （276 °C）などの耐食性材料をポリマーと接触する部品に使用することを推奨します。金型に貼り付きやすいVF2-CTFEコポリマー（ソレフ® .30000シリーズ）には鉄含有量の低い金型が特に有効です。

加工の基本情報と安全性

供給部 15～20 D

圧縮部 0.5～3 D

計量部 5～7 D

全長 25 D（15 D + 3 D + 7 Dまたは18.5 D + 0.5 D + 6 Dなど – 長い供給部に対して短い圧縮部）

圧縮比 2.5～3

ピッチ＝直径

スクリューの前面角 60º


押出機の操作設定異物を防ぐために常にクリーンな押出機を使用します。

温度プロファイル設定用の代表的な温度プロファイルを次の表に示します。

チューブの押出し成形の推奨事項ソレフ® .PVDFパイプは半導体およびCPIで広く使用されています。最適な押出し成形条件の詳細については、ソルベイスペシャルティポリマーズの担当者までお問い合わせください。

他の種類の押出し成形に関する一般的な推奨事項フィルム、シート、プレートソレフ® .PVDFをフラットダイを使用して押出し成形し、10～ .20 μmから約1 cmまでのフィルム、シート、およびプレートを成形できます。 .

薄膜は標準のチルロール上に押出し成形します。迅速な冷却により非常に小さい結晶と高い割合の非晶性ポリマー相が生成されるため、フィルムの透明性はきわめて高くなります。

フィルムは加工時に静電気を溜める傾向があります。静電気を除去するには一般的な方法で十分です。非配向性フィルムはブロー押出し成形でもできます。

シートの厚みを一定にするために、カレンダー処理を行います。その際、最初の二つのロールを110～120 °Cに加熱し、入口の間隙を一定に保つことが必要です。

シートライニング用途の場合は、押出し成形時にPVDFシートに裏打ちします（密着性または熱成形性を考慮して選択したガラスファイバーまたは合成ファイバーの布を使用してカレンダー処理を行う）。

フィルム押出し成形の代表的な温度プロファイルを次の表47に示します。

ワイヤーコーティングの製造は従来の技術を用いて行います。溶融温度は加工速度に応じて220～250 °Cにできます。

ヘッドの特徴をとらえて、樹脂の滞留や樹脂の流れを急激に変更しないようにする必要があります。ワイヤーの上にパイプをドローイングするため、通常のドローダウン比は、ダイの出口部分とワイヤーの末端の絶縁部分で定義することができます。

製品を引き出し、通常は冷却槽の中で直ちに冷却する必要があります。

フィラメントソレフ® .PVDFを用いて、モノおよびマルチフィラメントを押出し成形できます。ドローダウン比は通常は非常に低く、溶融温度範囲は200～250 °Cです。

溶融温度は200～240 °Cになるように設定します。押出し成形品に黄色または茶色の着色が見られる場合は、溶融温度が高すぎることを示します。一般的に、分解を防ぐため、溶融温度はできる限り低い温度に維持することを推奨します。

停止 .－ .再起動ソレフ® .PVDFの押出し成形を停止する場合は、停止時間に応じて次の推奨事項に従う必要があります。

再起動の前に、設定温度を通常の温度にリセットします。溶融温度が200 ºCを超えたら押出し成形を開始します。VF2-CTFEコポリマー（ソレフ® .30000シリーズ）は熱安定性が低く、したがって押出機を停止する前にホモポリマーでパージしなければならないことに注意してください。 . .詳細についてはソルベイまでお問い合わせください。

洗浄押出し成形プログラムの後（または分解の問題が発生した場合）は、PVDFと加工の互換性があり、熱安定性を有する高粘度の純粋なポリマー（PE、PPなど）でパージします。PVDF廃棄物は決して燃やさないでください。

部品を塩浴で洗浄しないでください。スクリューとシリン .ダーは物理的に洗浄する必要があります（真鍮金型の使用を推奨）。物理的に洗浄したスクリュー、ダイ、およびコアは、ジメチルアセトアミドを満たし、60 °Cまで加熱した超音波液槽に十分に換気しながら（溶剤に毒性があるため）漬します（浸漬時間：1時間）。

ゾーン1 180～200 °C

ゾーン2 200～220 °C

ゾーン3 . 210～230 °C

ゾーン4 210～230 °C

ブレーカー . 220～240 °C

ヘッド . 220～240 °C

ダイ 220～240 °C

0～0.5時間：設定温度を維持

0.5～2時間：設定温度を180 ºCまで低下

> 2時間： . 加熱を停止


ホモポリマーコポリマー

加工条件単位ソレフ®

1008および6008ソレフ®

1010および6010ソレフ® 31508

押出機の温度 .プロファイル

ゾーン1 .ゾーン2 .ゾーン3 .ゾーン4 .ダイ .

°C °C °C °C °C

190 210 220 230 230

190 230 230 230 230

190 210 220 230 230

チルロール温度 °C 95 95 25

表47：フィルム押出し成形の代表的な温度プロファイル

射出成形の推奨事項装置の可塑化ユニット従来のポリオレフィンスクリュー押出機タイプを使用できます。

ノズルオープンノズルを使用する必要があります。

金型高温チャネルにおいて、高温時に樹脂が滞留し、樹脂の劣化が生じることがあります。このため、ソルベイスペシャルティポリマーズでは高温チャネルの使用は推奨していません。しかしながら、産業界では使用されています。 .

PVDF射出成形部品の収縮率は2～3 %です。この収縮率を考慮して金型を設計する必要があります。金型を加熱し、十分な保圧を加えながらPVDF部品をゆっくりと冷却することを推奨します。それにより、完全な充填と強いウェルドが形成されます（ウエルドでほぼ100 %の特性を達成可能）。最適な金型温度は60～90 °Cです。これよりも高い温度でも可能です。保圧は射出圧に近い値でなければなりません。2～ .3 %未満の収縮率が必要な場合は、強化グレードを使用する必要があります。

加工パラメーター温度プロファイル： .

射出速度：低速（せん断を避けるため）。ただし、結晶化が起こる前に金型に充填できるだけの速さが必要です。

一般的な推奨温度温度プローブを使用して金型のキャビティの温度を確認します。 .

断熱材（手袋、厚紙など）上に射出した溶融物に温度プローブを挿入して溶融温度を確認します。

射出容量初期冷却温度とゼロ保持時間および圧力を設定します。

平均より早い射出速度で、射出容量を徐々に増やしながら、金型に射出します。金型がほぼ充填されたら（90～95 %）、初期保圧を設定し、保持時間を徐々に増やします。

このように、充填の終わりは一定の圧力で行い、部品の過充填を避けます。

保圧一定の部品の重量と必要な寸法安定性が得られるように .保持段階のパラメーターを調整します。

冷却冷却時間は部品の形状によって異なります。最適なサイクル時間が得られるまで、冷却時間を徐々に調整します。

収縮収縮は、寸法公差、内部応力、ボイド、ひけなどの最終的な特性や欠陥の多くを左右します。

線形収縮率は2～3 %で、実際は体積収縮率を表します。これは、金型の形状、充填特性、レオロジー特性によって異なります。

アニーリング処理内部応力を解放するために、低速加熱および冷却を使用して、部品を150 °Cでアニーリング処理することができます。150 °Cでのアニーリング時間は、厚み1 cmあたり1/2時間 . .（2 cmで1時間）から開始するのが適切です。

安全性停止 .－ .再起動：製品を長時間高温に維持した場合は、樹脂が黄変していないことを確認するため、最初の射出は金型外部で行います。

供給部 190 °C

圧縮部 200～220 °C

計量部 200～240 °C

ノズル部 200～240 °C

溶融温度 200～240 °C

スクリュー回転数 3～10 m/min（接線方向の速度）

背圧（可塑化） 5～20 bar

射出圧 600～1,500 bar

保圧 600～1,500 bar


圧縮およびトランスファー成形の推奨事項ソレフ® .PVDFを使用するどの分野でも（化学産業、電子産業など）、設備には厚みのある部品が必要になることがあります。そのような部品は、厚みのあるロッドまたはブロックからの加工が可能です。これらはペレットを用いて押出しまたは圧縮成形が可能です。圧縮成形は非常に容易ですが、慎重に設計する必要があります。

一般的な検討事項圧縮時の金型からの流出（フラッシュ）を最小限に抑える .ために、十分な粘度を有するグレードを選択する必要があります。この理由により、粘度の高い樹脂を使用します。

色が均一になり、最終的な半完成品にボイドが生じないように加工する必要があります。

加工の説明基本的には、圧縮成形は次の3つのステップで構成されています。

• . ペレットの加熱および溶融• . 溶融した塊の圧縮• . 冷却

第1ステップでは、通常、ペレットの金型内部での溶融と金型外部での溶融の二つの方法を推奨します。

第1ステップ：ペレットの加熱および溶融金型内部での溶融（通常は厚み4 cmまで）予熱した金型で、必要量のPVDFペレットを直接溶融します。金型の予熱温度を210 °Cに設定します。十分に予熱時間をおいて、金型の表面温度が適切な一定温度に達していることを確認します。

充填前にペレットを150 °Cまで予熱します。

金型溶融は、層の中央部にあるものも含めてすべてのペレットが圧縮前に溶融するように十分に時間をかけます。厚み4 cmまでのシートは、この方法で製造可能です。4 cmを超える場合は、溶融時間が長くなるため、色が暗くなることがあります。その場合は、溶融時間を短縮するために金型の外で溶融する第二の方法で行います。

金型外部での溶融（すべての厚みに対応）ペレットは、約210 °Cの排気機能付きオーブンで溶融します。次に、溶融した塊を予熱した金型に移します。移動し、圧縮する前に、ペレットが完全に溶融していることを確認 .してください。

樹脂の溶融は押出機を使用して行うこともできます。その後、前述のように溶融した樹脂を予熱した金型に移します。

これは、最適な半製品を得る方法です。

第2ステップ：溶融した塊の圧縮 .金型内部での溶融この場合は、圧縮時間を通して金型温度を210 °Cに維持します。

サイクルの例を次に説明します（図62も参照）。

図62：シートの圧縮成形例 – シートの厚み1 cm

金型外部での溶融この場合は、金型を150 °Cに予熱し、圧縮中はこの温度を維持します。圧力の設定方法は最初の方法と同じです。

注：金型のクリアランスを十分に小さくしない場合、圧力が高すぎると、溶融した樹脂の一部が金型から流れ出ることがあります。この場合は、圧縮ステップで加える最大圧力を下げる必要があります。数分後に表層が冷却されると、表面が密閉します。その後、高い圧力を加えます。

1. ペレットの予熱 2 cmの層を換気機能付きオーブン内で150 °C、90分間

2. 金型の予熱 210 °Cで60分間

3. 溶融したペレット 210 °Cで厚み1 cmあたり30分間、 .圧力なし（60分間以上）

4. 段階的な圧力の上昇溶融した塊を、210 °Cで厚み1 cm .あたり15分間圧縮

5. 急速冷却最大圧力下で140 °Cまで急速冷却し、140 °Cの一定温度で厚み1 cm .あたり30分間維持

6. 低速冷却最大圧力下で、厚み1 cmあたり60分間で140から50 °Cに冷却

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200 250 300

金型温度または圧力

温度 [°C]圧力 [bar]

予熱

時間 [分]

加熱

冷却


第3ステップ：冷却冷却ステップはいずれの方法（金型内部または金型外部でのペレットの溶融）でも同じです。

圧力：圧力は、約50 °Cになるまで冷却時間を通して最大値に維持する必要があります（最大100 bar、理想的には150 bar）。最上部には、冷却時の収縮を吸収し、ボイドの形成を防止できる十分な力を加える必要があります。

温度：金型温度を140 °Cまで下げ、特定の時間一定に維持します。この温度を一定に維持することで、過剰な内部応力を避けることができます。温度を一定に維持する時間は、 .内部応力の最小化と黄変のバランスによって決めます。厚み1 cmにつき少なくとも30分間必要です。

140 °Cから50 °Cまでの冷却時間も冷却が速すぎると温度勾配が大きくなり、内部応力が高まるため、同様の注意が .必要です。

シート表面の膜が50 °Cになっても、芯の部分は非常に高温の場合があることを忘れないでください。このため、圧力を数時間一定に維持する必要があります。このように冷却時間が長いため、アニーリング処理は不要です。

必要な装置 .－ .金型圧縮時に溶融した樹脂の金型からの過剰な流出を防止するために、金型には適切な寸法と十分に小さなクリアランスが必要です。

上部、下部、側面に加熱および冷却装置が必要です。上部と下部を等しい温度に維持し、また、側面、上部、下部の表面は冷却速度が遅くなるように、各装置を個別にモニタリングする必要があります。また、金型の各面の温度を制御するための装置も必要です。

金型内壁へのPVDF樹脂の貼り付きを防ぐために、PTFE、 .PET、またはFEPフィルムが有効です。

必要な装置 .－ .圧縮機50 bar以上、理想的には150 bar以上加圧可能な圧縮機が必要です。

必要な装置 .－ .オーブンオーブンは、温度を一定に保つために換気機能が必要です。温度を正確に制御する必要があります。

切削加工ソレフ® .PVDFの半成形品は、ポリアミドと同じ技術および装置を使用して、切削加工できます。

溶接ソレフ® .PVDFの非強化グレードから製造された製品は、次のような標準の溶接方法で簡単に組み立てることができます。

• . 溶接ロッドを使用した熱風溶接• . バット溶着• . ヒートシーリング• . 超音波• . 赤外線溶着

熱風溶接溶接する部品をプロファイリングします。洗浄後、所定位置に固定します。ホットエアガンで空気を加熱します。ノズルの端から5 mmの位置の空気温度を約350 °Cにします。連続垂直圧を0.2～0.4 barに維持しながら、溶融ロッドを傾斜面に挿入します。

溶接係数（一般に溶接の強度と溶接域外部の強度の比として定義される）の値は0.8～0.9です。

バット溶着250～270 °Cで密着性を最小限に抑えるように表面処理した . .（通常はPTFEを使用）金属ヒーターに溶融部品を押しつけることで加熱します。高温の表面に最適な圧力は0.5～0.6 barで、製品が接触表面から4～5 mmの深さまで溶融するのに十分な時間が必要です。次に加熱ユニットを外し、理想的には0.6～0.8 barの圧力下で接点を形成します。

この技術で得られる溶接係数は、通常は0.9～1です。

注：これらのページのすべての情報は、ソレフ® .PVDFの加工例です。詳細については、ソルベイスペシャルティポリマーズまでお問い合わせください。




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Solef...組成と重合 PVDFはフッ化ビニリデンの重合によって得られ、次の化学 式で表されます。市販のPVDFホモポリマーの重合は、次に挙げる二つの主要

Solef...組成と重合 PVDFはフッ化ビニリデンの重合によって得られ、次の化学式で表されます。市販のPVDFホモポリマーの重合は、次に挙げる二つの主要