聚四氟乙烯多孔膜、其制造方法及过滤材料技术

本发明专利技术提供聚四氟乙烯多孔膜、其制造方法及过滤材料。首先，将在聚四氟乙烯微细粉末中添加液状润滑剂而得到的混合物成形为沿规定方向延伸的片状。然后，从该片状成形体中除去液状润滑剂。之后，在聚四氟乙烯熔点以上的温度下沿长度方向以４０～２５０倍的拉伸倍数对该片状成形体进行拉伸，然后，沿宽度方向以３～４０倍的拉伸倍数进行拉伸，得到高透气性的聚四氟乙烯多孔膜。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚四氟乙烯(以下称为PTFE)多孔膜及其制造方法以 及使用PTFE多孔膜的过滤材料(濾材)。
技术介绍
以往，空气过滤器、吸尘器用过滤器、焚烧炉用袋滤器以及膜滤 器等中，使用PTFE多孔膜作为过滤材料。这种PTFE多孔膜，不仅重 视透气性而且重视对气体中所含粒子的捕集性能，例如以平均孔径为 lpm以下的方式构成(例如，参照日本专利第2792354号公报)。但是，近年来出现了与捕集性能相比更优先要求高透气性的用途。 例如，在装有气体的容器中安装有防尘用过滤材料的情况下，来自外 部的热或冷空气导致容器内的气体膨胀或者收缩，从而在容器内外产 生压差。此时，如果过滤材料的透气性高，则消除容器内外压差的能 力高，从而减轻对容器的负荷。像这样在使用特定的容器或装置时， 为了减少外部环境变化对容器造成的负荷，需要使用高透气性的PTFE 多孔膜。作为用于得到高透气性PTFE多孔膜的方法，日本特公平8-32791 号公报公开了以下制造方法。首先，通过挤出法将在PTFE微细粉末中 添加液状润滑剂而得到的混合物成形为片状，然后将该片状成形体沿 宽度方向进行预拉伸。接着，通过加热从片状成形体中除去液状润滑 剂后，将该片状成形体在PTFE熔点(327°C)以下的温度下进行双轴 拉伸，进而将拉伸后的片状成形体加热至PTFE的熔点以上进行热定 形。但是，日本特公平8-32791号公报公开的制造方法中，由于进行 预拉伸和热定形，因此工序增多。
技术实现思路
鉴于以上情况，本专利技术的目的在于提供通过较少工序就能得到高 透气性PTFE多孔膜的制造方法、由该制造方法制造的PTFE多孔膜以 及使用该PTFE多孔膜的过滤材料。为了得到高透气性PTFE多孔膜，本专利技术人对拉伸温度和拉伸时 间等进行了研究，结果发现，通过首先在PTFE熔点以上的温度下沿一 个方向以40倍以上的高拉伸倍数对片状成形体进行拉伸，然后沿与该 一个方向正交的方向以3倍以上的拉伸倍数进行拉伸，能够得到具有 长的蜘蛛网样纤丝(fibril)和大孔的结构的高透气性PTFE多孔膜。艮P，本专利技术提供PTFE多孔膜制造方法，其中，将在PTFE微细粉 末中添加液状润滑剂而得到的混合物成形为沿规定方向延伸的片状， 从该片状成形体中除去液状润滑剂后，在PTFE熔点以上的温度下沿所 述规定方向以40-250倍的拉伸倍数对该片状成形体进行拉伸，然后沿 与所述规定方向正交(直交)的宽度方向以3 40倍的拉伸倍数进行拉 伸。另外，本专利技术提供通过上述PTFE多孔膜制造方法得到的PTFE多 孔膜，其中，透气度以Frazier数表示为30~200cm3/cm2/s。在此，所谓Frazier数，是使用JISL 1096规定的Frazier Tester法测定的数值。另外，本专利技术提供过滤材料(濾材)，其具备上述PTFE多孔 膜；和与该PTFE多孔膜接合的透气性支撑材料。根据本专利技术，能够以较少工序得到高透气性P T F E多孔膜。 附图说明图1是对试样1的PTFE多孔膜以150倍进行拍照而得到的显微 镜照片。图2是对试样2的PTFE多孔膜以150倍进行拍照而得到的显微 镜照片。图3是对试样4的PTFE多孔膜以150倍进行拍照而得到的显微 镜照片。图4是对试样5的PTFE多孔膜以150倍进行拍照而得到的显微 镜照片。图5是对试样7的PTFE多孔膜以150倍进行拍照而得到的显微 镜照片。图6是对比较例1的PTFE多孔膜以150倍进行拍照而得到的显 微镜照片。图7是对比较例2的PTFE多孔膜以150倍进行拍照而得到的显 微镜照片。图8A是图2的放大照片，图8B是图7的放大照片(拍照倍数均 为1000倍)。具体实施例方式以下，对本专利技术的PTFE多孔膜制造方法进行说明。首先，通过挤出法和压延法中的至少一种方法将在PTFE微细粉 末中添加液状润滑剂而得到的混合物在未烧结状态下成形为沿规定方 向延伸的片状从而得到片状成形体。PTFE微细粉末没有特别限制，可以使用各种市售品。例如，可以 列举PolyflonF-104 (大金工业公司制)、Fluon CD-123 (旭硝子公司 制)、Teflon 6J (三井'杜邦氟化学公司制)等。作为液状润滑剂，只要能够润湿PTFE微细粉末、并且能够通过蒸发或提取等方法除去，则没有特别限制。例如，可以列举烃类的液 体石蜡、石脑油、甲苯、二甲苯等，其它可以列举醇类、酮类、酯类、含氟溶剂。另外，也可以使用2种以上这些物质的混合物。润滑剂的 添加量因片状成形体的成形方法而异，通常相对于100重量份PTFE微 细粉末为约5至约50重量份。作为将在PTFE微细粉末中添加液状润滑剂而得到的混合物成形 为片状的方法的一例，将添加了液状润滑剂的PTFE微细粉末在料筒中 压縮并用柱塞挤出机挤出而成形为片状后，用一对辊压延为适当的厚 度(通常为0.05-0.5mm)。之后，通过加热法或提取法从片状成形体中除去液状润滑剂，并 将片状成形体进行干燥。然后，将除去液状润滑剂后的片状成形体在PTFE熔点以上的温 度下沿所述规定方向(以下，称为"长度方向(長手方向)")拉伸。 此时的拉伸倍数(延伸倍率)优选为40 250倍。如果拉伸倍数低于40 倍，则最终得到的膜中观察到的纤丝长度短，平均孔径小，难以得到 高透气性。另外，如果拉伸倍数过高，则片状成形体发生断裂，无法 得到膜。更优选的拉伸倍数为60 200倍，进一步优选的拉伸倍数为 80 160倍。之后，将沿长度方向拉伸后的片状成形体在通常40 400'C下沿与 长度方向正交的宽度方向拉伸。此时的拉伸倍数优选为3 40倍。另外， 为了得到高透气性并防止拉伸时的断裂，拉伸时的温度更优选为 100~300°C。工业上优选工序数少，但上述拉伸工序也可以分多次进行。通过以上的工序，得到具有纤丝主要沿长度方向延伸的膜结构的PTFE多孔膜。该PTFE多孔膜，以Frazier数表示的透气度为 30~200cm3/cm2/s，长度方向上的纤丝长度为100|im以上。但是，通过例如专利文献2记载的方法制造的PTFE多孔膜，在 对PTFE多孔膜进行拒油处理以改善异物的附着性时，透气度显著下 降。与此相对，如上所述得到的PTFE多孔膜，即使对PTFE多孔膜进 行拒油处理其透气度也不怎么下降，能够在确保透气性的状态下改善 异物的附着性。拒油处理可以通过在PTFE多孔膜上涂布包含表面张力小的物质 的拒油剂并将其干燥来进行。拒油剂只要能够形成表面张力比PTFE多 孔膜低的被膜即可，例如，适合使用包含具有全氟烷基的聚合物的拒 油剂。拒油剂的涂布可以通过浸渍或者喷涂等进行。另外，进行拒油 处理后的PTFE多孔膜的透气度以Frazier数表示优选为10~100 cm3/cm2/s。如上得到的PTFE多孔膜用于过滤材料时，优选在PTFE多孔膜上 接合透气性支撑材料来提高强度。透气性支撑材料的材质、结构、形 式没有特别限制，可以使用透气性比PTFE多孔膜优良的材料如无纺 布、网布(网眼状物)、其它多孔材料作为透气性材料。但是，考虑 强度、捕集性、柔软性、操作性等优选无纺布。另外，作为透气性支 撑材料的材质，可以使用例如聚烯烃(聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP) 等)、聚酰胺、聚酯(聚对苯二甲酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚四氟乙烯多孔膜制造方法，其中，将在聚四氟乙烯微细粉末中添加液状润滑剂而得到的混合物成形为沿规定方向延伸的片状，从该片状成形体中除去液状润滑剂后，在聚四氟乙烯熔点以上的温度下沿所述规定方向以４０～２５０倍的拉伸倍数对该片状成形体进行拉伸，然后，沿与所述规定方向正交的宽度方向以３～４０倍的拉伸倍数进行拉伸。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阿部悠一，森将明，泷石公正，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]