CN1717436A - 聚四氟乙烯纤维状粉末、聚四氟乙烯抄纸物、聚四氟乙烯成型体以及聚四氟乙烯纤维状粉末的制造方法 - Google Patents

聚四氟乙烯纤维状粉末、聚四氟乙烯抄纸物、聚四氟乙烯成型体以及聚四氟乙烯纤维状粉末的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及聚四氟乙烯纤维状粉末，其用差示扫描式热量计以每分钟5℃的速度升温进行分析时，得到的熔融吸热曲线中，低温侧的峰面积比率大于或等于全部峰面积的88.5％。还涉及含有该聚四氟乙烯纤维状粉末的抄纸物，其均压性、通气性、粉尘捕集性优异。

Description

聚四氟乙烯纤维状粉末、聚四氟乙烯抄纸物、聚四氟乙烯成型体 以及聚四氟乙烯纤维状粉末的制造方法
技术领域
本发明涉及在均压性、透气性、粉尘捕集性能方面优异的聚四氟乙烯抄纸物；涉及作为其原料的聚四氟乙烯纤维状粉末；涉及由上述抄纸物形成的成型体；以及涉及在生产效率方面优异的聚四氟乙烯纤维状粉末的制造方法。尤其是涉及抄制后可以获得表面光滑、透气性优异的聚四氟乙烯制纸的聚四氟乙烯纤维状粉末的制造方法。
背景技术
聚四氟乙烯(以下简记为：PTFE)具有优良的耐化学性、耐热性、机械特性、电特性，其用途以工业用途为中心跨越多个方面。因此，其使用形式也是多种多样的，其纸状物品用于滤纸、绝热材料、绝缘材料等。
作为纸状物品的制造方法，已知有各种各样的方法。例如，日本专利特公昭45-8165号公报中公开了一种方法，其中将平均纤维长度为100微米～5000微米、平均形态系数大于或等于5的PTFE纤维状粉末或者其中均匀地混入填充材料而形成的组合物分散在液体中而得的纸料，对其进行抄制、干燥后，从基材剥离抄纸并进行烘烤。其中所使用的PTFE纤维状粉末是在高温下以强大的剪切力作用下将原料PTFE粉碎制得的。其中记载了在粉碎时，可以对粉碎机自身加热或者对粉末加热，并且进一步记载了最优选在吹入热风的同时进行粉碎的方法。
但是，仅记载了这些，没有公开具体的实施内容以及实施例，也没有记载粉碎处理时的温度条件。以往是在20℃～50℃水平的温度条件进行粉碎处理，但是如果在这个温度条件下进行处理，则会生成粒径小于等于5微米的比较细的PTFE粉末，因而存在所说的形成透气性低、坚硬的PTFE制纸的问题。
针对于此，发明人等发现了如日本专利特公昭40-11642号公报或者日本专利特公昭45-14127号公报等中所记载的那样的PTFE抄纸物的制造方法，发现其在缓冲性、均压性方面优异。但是，目前还没有认识到满足何种性质的PTFE纤维状粉末可以得到适用于缓冲材料、过滤材料等的均匀抄纸物。
另外，为了改善机械强度，必须通过手工操作引入加强线和金属网制成的衬里等。结果存在由于形变的不均匀性使得耐用寿命缩短等问题，此外，当活用PTFE优异的电特性作为基板材料使用时，还存在由于自身稳定性的问题而导致薄化困难的问题。
发明内容
本发明明确了上述课题并克服这些问题，并且本发明提供具有均匀物性分布，并且集聚性、均压性、透气性、粉尘捕集性能优异的PTFE抄纸物；提供作为其原料的PTFE纤维状粉末；提供由上述PTFE抄纸物形成的成型体；以及提供在生产效率方面优异的上述PTFE纤维状粉末的制造方法。
也就是说，本发明涉及一种PTFE纤维状粉末，其用差示扫描式热量计以每分钟5℃的升温速度进行分析时，在所得的熔融吸热曲线中，低温侧的峰面积比率大于或等于全部峰面积的88.5％。
上述PTFE纤维状粉末优选平均纤维长度为100微米～5000微米，并且平均形态系数大于或等于5。
优选通过氮吸附法测定的比表面积大于或等于4.0平方米/克。
另外，本发明涉及以上述PTFE纤维状粉末为原料，通过进行抄纸工序得到的聚四氟乙烯抄纸物。
并且本发明涉及聚四氟乙烯纤维状粉末的制造方法，其中，所述聚四氟乙烯纤维状粉末用差示扫描型热量计以每分钟5℃的升温速度进行分析时，在所得的熔融吸热曲线中，低温侧的峰面积比率大于或等于全部峰面积的88.5％，平均纤维长度为100微米～5000微米，平均形态系数大于或等于5，所述方法包括以下工序：通过供给单元将原料聚四氟乙烯粉末送入料斗的工序；将所述原料聚四氟乙烯粉末从所述料斗供给到延伸处理槽的工序；通过延伸单元进行延伸处理的工序；以及在延伸处理后进行分级的工序。
上述制造方法，优选利用介质的流动从料斗向延伸处理槽供给原料聚四氟乙烯粉末。
优选通过在延伸处理后进行分级的工序，除去粒径小于或等于5.0微米的聚四氟乙烯粉末。
进行上述延伸处理时，由上述延伸单元施加到聚四氟乙烯粉末上的能量优选为10千卡/千克～200千卡/千克。
另外，本发明还涉及由上述PTFE抄纸物得到的成型体。
附图说明
图1为PTFE粉末通过差示扫描型热量计分析所得的熔融吸热曲线的示例以及该熔融吸热曲线经过峰分离而得的双峰曲线。
具体实施方式
图1显示了使用差示扫描型热量计对PTFE粉末进行分析所得的熔融吸热曲线(以下也称DSC曲线)的示例(实线)、以及该DSC曲线经过峰分离而得的双峰曲线(虚线)。
如图1所示，用差示扫描型热量计测定具有普通分子量的PTFE细粉时，在337℃附近到340℃附近可以观察到双峰或者确定具有明确肩峰的单峰。这是由下述两个峰形成的，其一是PTFE的聚合过程中进行了解缠结的分子由微布朗运动的释放形成的第1(低温侧的)峰(或肩峰)，其一是聚合过程中没有进行解缠结的分子由微布朗运动的释放形成的第2(高温侧的)峰(或肩峰)。PTFE的聚合过程，升温使没有解缠结的分子先发生解缠结，然后发生分子的微布朗运动的释放，所以从第1峰的出现开始产生时滞，从而表观上在高温侧生成熔融峰(或肩峰)。因此，如果在很慢的升温速度进行测定，时滞就会变得非常小，表观上难以进行区别。
与通用的熔融树脂相比较，PTFE分子由于其分子量非常大，所以单条分子链的组织化有时比作为集团的组织化在能量上更加稳定。特别是在聚合过程中，由于存在相对上处于周围约束力小的状态下的分子，因此可以说有时容易产生单条分子链的构型稳定状况。但是，由于在理想空间中的所谓聚合-生长反应的不同，所以还存在不少在承受来自周围的剪切力等外力或分子间力的干扰中发生组织化的分子。
在PTFE粉末成型、烧结的过程中，进一步进行分子的解缠结，组织间产生的融熔粘合越多，越能得到集聚力优异且不存在形状崩散的成型品，不仅如此，而且作为抄纸物，其传达应力均匀、均变性优良。
前面已经描述了在升温过程中会发生分子链的解缠结，当仅仅依靠通过热量进行的解缠结操作时，其均匀调节有困难，因而存在这种问题：在部分过剩的热量存在的地方，该部位牢固地组织化了，但丧失了与其它组织的融合性。为了避免该问题，优选同时利用外力进行解缠结和利用热量进行解缠结。
当分子的解缠结完成时，抄纸物的成型还不能达到令人满意的状态的情况比较多。据认为，这是因为在这种抄纸操作过程中，施加在PTFE纤维状粉末上的外力和热量使得其组织化得以进行，使其组织化为抄纸物的时间过了最佳状态。因此可以容易地想到，PTFE纤维状粉末在抄纸前处于最佳的解缠结状态对于控制抄纸物的性状是必要的。解缠结完全完成后的PTFE粉末的DSC曲线上的熔融峰为单峰，其在325℃～328℃附近漂移，其不包含在本发明的PTFE纤维状粉末中。
对于使用差示扫描型热量计所得的熔融吸热曲线的峰面积，其与热量成正比；另外按照通常的允许范围，可以说与其分子数成比例关系。因此，如图1所示，当将具有双峰或者有明确肩峰的单峰的DSC曲线分离为以虚线所示方式的两个正态分布曲线或者其他分布曲线时，可以认为低温侧的峰(PL)的面积与发生解缠结的分子数成比例；高温侧的峰(PH)的面积与没有发生解缠结的分子数成比例，所以可以通过使用差示扫描型热量计所得的熔融吸热曲线中的低温侧的峰(PL)的面积与全部峰面积的比例评价发生解缠结的PTFE分子的比率。
双峰或者具有明确的肩峰的单峰虽然在数学上可以理解为由大于或等于3个复数的正态分布形成的合成曲线，但是由于具有两个顶点，所以认为分离为两个正态分布或者与其类似的分布曲线是充分而妥当的，而且通过本发明的研究也得到了妥当的结果。可以这样理解：部分发生解缠结的分子也包括在没有发生解缠结的分子的正态分布，其作为评价上解缠结所必需的热量小的分子。
上述复合吸收峰通常可以用Gaussian-Lorentian型曲线近似分离。和只用Gaussian型或者Lorentian型曲线中的任一条相比，其具有偏差程度较小的特征。市售的很多分析机器中附属的计算软件中还使用这种手法。本发明中，指定从形成原料的PTFE粉末可以观察到的两个表观顶点作为初始值，以无限接近该值的点决定基础峰位置。由此所得的基础峰位置为339.14℃和343.01℃，以此为基准，对线形-半峰宽没有限制，仅峰值温度接近初始值并限制为距初始值0.6℃～0.7℃以下，以此将复合曲线分离成两条，从而求得峰面积。在此次研究中，为了缩短值的收敛需要的时间，利用了原料粉末的信息，但是也可以直接从纤维状粉末的熔解曲线求得。
对于本发明的PTFE纤维状粉末，用差示扫描型热量计以每分钟5℃的升温速度进行分析，求得的熔融吸热曲线的低温侧的峰面积大于或等于全部峰面积的88.5％，并优选大于或等于92.0％、小于或等于99.5％。当低温侧峰面积小于全部峰面积的88.5％时，集聚力不足，存在容易发生成型品的形状崩散倾向，另外存在所得的抄纸物的缓冲性不足的倾向。低温侧的峰面积过大时，也就是说观察不到双峰(或者肩峰)的时候，抄纸物的成型不能令人满意的状态是多数情况，这已经在上面叙述过了。
一般，抄纸或压缩成型等成型方法中，与伴随分子水平下的均匀熔解的成型方法不同，原料的比表面积与其集聚力也就是成型物的机械特性有很大关系，在一定的范围内，比表面积越大，其成型物的机械特性越高。这是由于因各个原料的接触面积的增大，作为组织的应力传递点增加，从而使得组织全体的机械特性得到提高。这也和PTFE的情况相同，PTFE纤维状粉末的比表面积越大，越能得到集聚力增大、组织没有形状崩散、机械特性更加优良的产品。另一方面，PTFE纤维状粉末彼此之间发生的融合越多，抄纸物的比表面积就越小，并显示出一定程度以上的比表面积的减少率，这在推测抄纸物的物性方面是重要的参数。
这对于PTFE纤维状粉末及其成型品的情况也是相同的。PTFE纤维状粉末的比表面积越大，越能得到集聚力大、没有形状崩散、机械特性优异的成型品。因此，本发明中，PTFE纤维状粉末的比表面积优选大于或等于4.0平方米/克，更优选5.0平方米/克～8.5平方米/克。另外，此处所说的比表面积为通过氮吸附法测定的值。当比表面积小于4.0平方米/克时，由于集聚力不足而导致成形时容易发生形状崩散。另外，成型品成为欠缺均匀性的产品，而得不到所希望的物性。当比表面积大于8.5平方米/克时，纤维状粉末容易填充地紧密，得到的抄纸物的目付(日本织物单位面积重量，合每平方米重4.356克)重量变大，而存在透气性变低、难以表现缓冲性的倾向。
另外，为了发挥作为纸的特性，原料粉末的形状优选纤维状；一般可以用形态系数来表示纤维状，但是对于如同许多胡须伸展的形状的不定形粉末，有时显示出作为纸的集聚力，而另一方面在形态系数上不是纤维状。在像这样的情况下，通过对比表面积与形态系数一起规定，可以判断是不是能发挥作为纸的性质的原料。如果是参考这些而确定是纤维状，可以认为全部或部分由外力延伸，可以显示出物性的各向异性。
作为本发明中使用的原料PTFE，可以是四氟乙烯(以下简记为TFE)的均聚物，或者是由95摩尔％～100摩尔％的TFE和0摩尔％～5摩尔％选自由下述式(I)表示的含氟烯烃和下述式(II)表示的含氟(烷基乙烯基醚)(以下简记为PAVE)组成的组中的至少一种单体得到的经改性的TFE共聚物(改性的PTFE)。
CX2＝CY(CF2)nZ    (I)
(式中，X、Y以及Z相同或者不同，均为氢原子或氟原子；n为1～5的整数)
CF2＝CF-ORf         (II)
(式中，Rf为碳原子数1～3的含氟烷基)
作为上述式(I)所示的含氟烯烃，可以举出例如六氟丙烯(以下简记为HFP)等全氟烯烃；全氟丁基乙烯等含氟烯烃等。
另外，作为上述式(II)所示的含氟(烷基乙烯基醚)，可以举出例如全氟(甲基乙烯基醚)(以下简记为PMVE)、全氟(乙基乙烯基醚)(以下简记为PEVE)、全氟(丙基乙烯基醚)(以下简记为PPVE)。
本发明中使用的原料PTFE粉末是在水溶性含氟分散剂的存在下，使用聚合引发剂进行聚合而得到的。为了使所得聚合物的分子量小分子量化，采用增加聚合引发剂的量、添加链转移剂或者添加改性单体等方法。作为聚合引发剂，可以举出例如过硫酸盐、有机过氧化物等；作为链转移剂，可以举出例如氢、丙烷等烃、乙醇等水溶性化合物等。
这样所得的原料PTFE粉末的平均粒径优选为5微米～2000微米。如果平均粒径小于5微米，那么由于在处理后细粉末多，所以得到的纸硬且透气性低。另外，如果平均粒径超过2000微米，那么由于在处理后粗粉末的残留，所以得到的纸的表面粗糙。
本发明的PTFE纤维状粉末可以通过例如具有原料料斗、延伸处理槽以及分级装置的装置，以下述制造方法进行制造。
首先，把上述原料PTFE粉末从供料机投入到原料料斗，再从原料料斗把原料PTFE粉末供给到延伸处理槽中。对于将原料PTFE粉末供给到延伸处理槽的方式，可以通过自重下落，或者根据原料PTFE粉末的形态进行机械传输，但为了可以任意调节所得的PTFE纤维状粉末的形状，优选通过液体、气体等流动性高的介质进行供给。
在延伸处理槽中，设定延伸单元(以后详细描述)，延伸处理原料PTFE粉末制得PTFE纤维状粉末。此处，在处理原料PTFE粉末的过程中，优选通过调节施加到PTFE粉末上的能量来调节PTFE纤维状粉末的解缠结的进行度。
随后，通过分级装置，只选出充分得到延伸的粉末，并送到下一个分级装置。将其余的粉末返回到延伸处理槽中再进行处理。最后，通过分级装置(测定方法后述)除去粒径小于或等于5微米的PTFE粉末，获得本发明的PTFE纤维状粉末。
下面详细描述各个工序。
在将上述原料PTFE粉末从原料料斗供给到延伸处理槽中的工序中，当使用粒径小的产品时，其在料斗结块，难以凭借自重下落进行供给。这时，可以把水等液体作为介质强制供给到延伸处理槽中。当不是把所得的PTFE纤维状粉末立即送到抄纸工序中而是进行贮藏时，使用液状介质并不理想，所以可以把干燥空气等气体作为介质进行原料PTFE粉末的供给。不过，因为有时会对延伸处理槽内的旋转体的转动或者延伸处理剂后的原料PTFE粉末的排出带来影响，所以也不是十分理想的。通过这样的操作，可以高效率地制造平均纤维长度为100微米～5000微米、平均形态系数大于或等于5的PTFE纤维状粉末。
另外，延伸处理温度优选利用延伸时的摩擦热。由此，可以容易地原纤维化，并且倾向于得到纤维长度相对比较稳定的粉末。因此，对于上述延伸单元，优选利用摩擦力进行延伸处理。作为这种方式的延伸单元，可以举出例如锤磨机、筛磨机等，但优选该装置通过旋转体仅在一个方向上施加剪切力，并且能延伸原料粉末。
上述延伸处理时，将由延伸单元将施加到PTFE粉末上的能量调节到10千卡/千克～200千卡/千克，由此可以防止PTFE块状物的形成。特别优选调节能量到10千卡/千克～60千卡/千克。由如此得到的PTFE纤维状粉末抄制而成的纸，纤维状粉末彼此之间的络合很多，由此伴随局部粉末之间的热融合，可以得到缓冲性能优良的PTFE抄纸物。因此，如果通过延伸单元施加到PTFE粉末上的能量不足10千卡/千克，那么导致短纤维状粉末变多而得不到充分的物理络合。另外，如果上述能量超过200千卡/千克，那么纤维状粉末彼此之间的热融合难以发生。
此处，延伸处理时从延伸单元向PTFE粉末施加的所述能量，可以看作是施加到延伸单元的能量。施加到上述延伸单元的能量是以上述延伸单元延伸PTFE粉末时，对应1kg左右上述PTFE粉末维持延伸旋转数所需要的能量，可以根据延伸时和空转时延伸单元的电流值之差求得。在使用介质向延伸处理槽供给原料时，供给的热量以小于或等于40℃的室温为基准，必须包含因与介质的温差提供的热量。
在对PTFE粉末进行处理之后的分级工程中，对原料PTFE粉末进行处理后，通过分级装置进行分级操作。通过这种分级操作，可以防止延伸不充分的PTFE纤维状粉末从延伸处理槽中流出。因此，可以高效率地得到平均纤维长度为100微米～5000微米的PTFE纤维状粉末。特别优选平均纤维长度为100微米～4000微米。如果上述平均纤维长度不足100微米，那么在抄制时，部分粉末从网状基材脱落，这是形成针孔的原因。另外，如果平均纤维长度超过5000微米，那么由于纤维长度太长，导致难以制造厚度均匀的纸。作为分级装置，可以举出分级筛等，但优选可以以规定大小作为极限值对粉末进行分离。
并且，通过除去粒径小于或等于5微米的PTFE纤维状粉末，使用上述粉末抄制而得的PTFE抄纸物的透气性得到提高，因柔软而缓冲性优异，在这点上其是优选的。并且，优选除去粒径小于或等于10微米的PTFE纤维状粉末。
此处，上述粒径的测定是如下进行的：使用激光衍射型粒度分布测定装置HELOS&RODOS系统(SYMPATEC社制造)，用3巴的压缩空气将PTFE纤维状粉末分散后进行测定。所说粒径称为50％粒径。
另外，PTFE纤维状粉末的平均形态系数优选大于或等于5，更优选大于或等于10。另外，虽然没有特别限定平均形态系数的上限，但是优选小于或等于1000。上述所谓平均形态系数是以纤维宽度除纤维长度所得的值。如果上述平均形态系数小于5，那么在烘烤后，就难以从网状基材上剥离，形成表面光滑性、外观(立毛、形变)等差的劣质纸。
如此而得到的PTFE纤维状粉末可以通过以下的方法进行抄纸。
首先，将上述PTFE纤维状粉末通过分散剂均匀地分散在水中等，使之成为纸料。这时，可以向纸料中添加有机高分子强化纤维、无机填充材料等。将该纸料在网状等基材上进行抄制。其后，干燥、烘烤，从而得到PTFE制纸。特别是在含有有机高分子强化纤维的情况下，设置时可以不对较大面积的滤纸进行裱糊，由此谋求过滤单元的小型化。
抄纸所得的PTFE制纸的厚度，还与其用途有关，但优选为0.02毫米～8.00毫米；更优选0.05毫米～6.00毫米；更加优选0.10毫米～4.00毫米。如果厚度不足0.02毫米，那么在作为滤纸使用时，捕集能力趋于不足。而如果厚度大于8.00毫米，那么抄纸物因自重而发生蠕变变形，所以有可能丧失掉目付的均匀性。
另外，抄纸所得的PTFE制纸的表面光滑性优选小于或等于10.5微米，更优选小于或等于10.0微米。当表面光滑度大于10.5微米时，在进行操作时，存在生成立毛、粉尘的倾向。而且，如后所述，此处所谓的表面光滑性为通过触针式表面粗度计得到的算术平均粗度。
另外，抄纸所得的PTFE制纸的透气度与PTFE制纸的用途有关，但优选5.5秒/厘米Φ·300毫升～14.0秒/厘米Φ·300毫升；更优选6.0秒/厘米Φ·300毫升～13.0秒/厘米Φ·300毫升。当透气度的值不足5.5秒/厘米Φ·300毫升时，则作为过滤器，其捕集效率趋于降低；而当透气度的值大于14.0秒/厘米Φ·300毫升时，其处理能力趋于降低。而且，如后所述，此处的透气度为使用格利式织物挺度试验机，测定300毫升的空气通过1厘米Φ的孔所需要的时间而得到的。
本发明的抄纸物，不仅直接以所谓的纸状使用，而且还以加工成立体形状的成型品使用。例如将抄纸物薄板冲压成形，可得到包装板表面上有凹凸的板状物。另外，例如，固定成筒状，可以用作带状的缓冲材料或者过滤器等。像这样通过把抄纸物加工成立体形状，不用在基材上进行贴附等就形成立体形状，并可以根据其形状表现其功能。
由于通过和其他材料的复合化而增加了PTFE本身得不到的物性，本发明的PTFE成型物可以适用于更多的用途。例如为了赋予PTFE单体的成型物表现不了的高强度、抗软溶性等高温尺寸稳定性，可以和由芳族聚酰胺形成的粉末、纤维、纤条体等混合成型。如果和由聚苯噻唑形成的纤维、纤条体等混合，可以期待耐磨性的提高。即使由与其他材料的混合物所得的成型物为圆柱状、长方体等形状，但如果使用本发明的纤维状粉末，也可以使用容易的干式混合法得到分散性比较好的复合体。虽然干式混合容易，但是必要时也可以使用湿式混合。基于这些认知，还可能得到混合抄纸物。如此，为了不损害PTFE的高耐热性，复合化的对应材料的熔点优选大于或等于200℃，更优选大于或等于220℃。其成分不一定为有机物，根据目的，应适当选择1种、2种或2种以上的对应材料。虽然作为实例给出了聚对亚苯基苯并噁唑、液晶性聚酯、芳族聚酰胺纸浆、玻璃、碳等的各种纤维，但是本发明不受这些实例的限制。另外熔点为通过DSC法求得的数值。
如前所述，优选维持耐热性，并且具有比复合化时的对应材料高的耐热性，但是对于耐热性不是特别必要的用途，不一定必须具备高耐热性。例如，当既需要维持PTFE具备带电特性，又需要其抄纸物的强度得到提高时，可以选择丙烯酰基纤维的切断物、纤条体等作为对应材料；对于通过放样加工等膨胀成为膨松的抄纸物时，可以选择聚酰胺、聚酯、聚烯烃等作为对应材料。
本发明的抄纸物，由于其优异的耐热性而适用于各种各样的用途，根据场合，可通过形成上述复合抄纸物而以更适合的形式使用。例如作为在压缩成形中使用的中心材料，那么为了能够防止在薄板冲压成型物和金属模型的边缘部位发生磨损，可以确保优良脱模性的连续。另外如果作为滤材使用，可以静电集尘，此外可以发挥对强酸、强碱的耐久性和在高温下的滤过性。如果作为电线卷绕覆盖材料使用，由于其内部具有空孔，可以发挥更优良的绝缘特性，另外可以期待作为绝热层的特性。为了形成筒型带状材料，可以通过使用筒状无缝网状物进行抄纸，容易地得到无缝、脱模性能优良的无缝带，进一步需要强度时，可以与强化纤维一起混合抄纸。如果作为焊锡软溶加工用定位型纸使用，可以期待焊锡附着少并且操作性明显提高。当作为绝缘纸使用时，通过防止周围的液体试剂等的附着，可以长时间保护泵单元等调节部分的安全。虽然伴随信息处理速度、通信速度的高速化的电路基板材料中还要求对应于高频的低介电常数，但是如果此处应用PTFE制纸或者混合抄纸物，那么不仅能发挥优异的电特性，而且如果与强化材料一起复合化，还可以期待充分的尺寸稳定性、耐热性。根据日本专利公开2002-23131号公报中公开的内容，PTFE制纸在液晶生产线中作为缓冲材料使用是公知的，但是在其他用途中，所要求的缓冲性各种各样，如果在所要求的尺寸稳定性、耐磨损性的范围内，可以应用混合抄纸物。
由于具有非常膨松的状态，所以非常容易在干燥状态下与其他材料相混合，因此，PTFE纤维状粉末适合作为复合成型物的原料。
在这些用途中，当与其他材料一起复合化时，PTFE的重量分数如果不足2％，那么PTFE的特性得不到充分发挥；而如果超过98％，那么添加PTFE以外的成分的效果也不能充分地获得。因此，混合成型物中所含的PTFE以外的成分的重量分数优选2％～98％，更优选4％～96％，进一步优选5％～95％。
下面，基于实施例对本发明进行具体的说明，但本发明并不受这些
实施例的限制。
并且，在本发明的实施例中，所测定的各物性值为通过以下方法测定的。
(平均纤维长度)
为用电子显微镜测定粉末，对大于或等于200个点的所得的纤维方向上的长度进行算术平均，由此求得的值为平均纤维长度，测定时，不测定长度小于或等于80微米的粉末。
(平均形态系数)
为用电子显微镜测定粉末，用所得的纤维方向上的长度除以纤维宽度而得的形态系数，对大于或等于200个点的该形态系数算术平均求得的值为平均形态系数，测定时，不测定长度小于或等于80微米的粉末。
(透气度)
使用格利式织物硬挺度试验机，测定PTFE制纸的300毫升的空气通过1厘米Φ的孔所需要的时间。
(表面光滑性)
通过触针式表面粗度计测定PTFE制纸所得的算术平均粗度。
(缓冲性)
使用压缩试验机，测定PTFE制纸的压缩工作量以及10次重复后的压缩回复工作量，以标准样品为100，以相对值表示缓冲性。缓冲性越大，数值就越大。所谓标准样品，即压缩回复工作量/压缩工作量×100(％)的值为60％的PTFE制纸。
(差示扫描型热量测定)
在使用セイコ一インスツルメンツ株式会社生产的RPC-220，升温速度为5℃/分钟，样品量为3毫克，在这样条件下进行测定。参考日本工业标准(JIS)-K7123。
(峰面积比率)
差示扫描型热量计以每分钟5℃的升温速度进行分析，应用Gaussian-Lorentian型曲线将所得的DSC曲线分离为双峰曲线，用低温侧的峰面积除以全部峰面积算出峰面积比率。
(抄纸厚度)
使用度盘式指示器H型(加压小于等于200g的型号)测定该PTFE制纸。
(比表面积)
使用汤浅アイオニクス株式会社制造的Biosorb，通过氮吸附法，用带标准的槽对粉末的比表面积进行评价。
(抗张力)
使用(株式会社)オリエンテツク制造的坦锡伦(单纱强力试验机)STA-1150，以100毫米卡盘间距、200毫米/分钟的拉伸速度对15毫米展宽的样品进行测定，通过下述的换算式算出抗张力。
抗张力(MPa)＝(测定值(N)/15毫米)/样品厚度(毫米)
实施例1～3
使100摩尔％的四氟乙烯乳化聚合所得的聚合物作为原料PTFE粉末(平均粒径570微米)。将所得的原料PTFE粉末通过供料机送入到料斗。下面，将上述PTFE粉末通过适宜的干燥空气进行协助下供给到装备有旋转叶的延伸处理槽(槽内径160毫米Φ)中，进行延伸处理。粉碎能力为10千克/小时～15千克/小时。计算施加到此时的该原料粉末上的能量，得的结果如表1中所示。
在延伸处理槽的下面形成了一部分网状物，从延伸处理槽仅排出比一定尺寸还小的物体。通过标准分级筛选进行处理，除去小于或等于5微米的粉末。
将10重量份所得的PTFE纤维状粉末同0.25重量份的分散剂(东邦化学工业(株式会社)制造，诺纳尔(ノナ一ル)206)、1000重量份的水混合，制成纸料。将上述纸料在圆网型抄纸机中进行抄制。抄纸速度为1米/分钟。随后，干燥(150℃、10分钟)、烘烤(380℃、10分钟)，得到每张厚度为0.49毫米～0.52毫米的PTFE制纸。
所得的PTFE制纸的表面光滑性、透气度、缓冲性以及抗张力如表1所示。任一种纸都具有适当的透气性，得到了表面光滑的产品。另外，任一种纸在剪切时，切断部位都不发生毛边，发挥出良好的集聚力。
                                  表1
实施例1 实施例2 实施例3
制造条件 能量(千卡/千克)     37     52     70
纤维状粉末 平均纤维长度(毫米)     0.4     1.5     2.5
平均形态系数     11     40     68
峰面积比率(％)     90.9     92.3     93.1
比表面积(平方米/克)     5.83     6.38     6.69
 PTFE制纸 抄纸厚度(毫米)     0.49     0.52     0.51
表面光滑性(微米)     7     5     7
透气度(秒/厘米Φ·300毫升)     9.5     7.0     6.5
缓冲性     92     105     110
抗张力(MPa)     1.2     1.5     1.6
比较例1～3
用表2中记载温度的热风将原料PTFE粉末供给到延伸处理槽中，进行延伸处理，除此以外，进行与实施例1相同的处理，得到PTFE纤维状粉末。所得的PTFE纤维状粉末具有表2中记载的各自的平均纤维长度、平均形态系数、峰面积比率以及比表面积。
随后，和实施例1同样地进行抄制，得到厚度分别为0.47毫米～0.51毫米的PTFE制纸。所得的PTFE制纸的表面光滑性、透气度、缓冲性以及抗张力如表2所示。比较例1中所得的PTFE制纸的透气性明显差，完全不适用于过滤用途。另外，对于任一种PTFE制纸，在剪切时都生成了毛边，从而确认了剪切部位的尺寸稳定性差。
                                     表2
比较例1 比较例2 比较例3
制造条件 能量(千卡/千克)     8     102     95
热风温度(℃)     55     82     80
纤维状粉末 平均纤维长度(毫米)     0.2     5.5     5.2
平均形态系数     4     171     145
峰面积比率(％)     85.0     ※1     ※1
比表面积(平方米/克)     3.0     7.1     7.0
PTFE制纸 抄纸厚度(毫米)     0.47     0.50     0.51
表面光滑性(微米)     11     21     23
透气度(秒/厘米Φ·300毫升)     14.5     4.5     5.5
缓冲性     75     84     89
抗张力(MPa)     0.5     ※2     0.9
※1峰位置更完全地向低温侧移动了，已经完全解缠结了。
※2测定中途解体了，不能测定
实施例4
湿式抄纸时，对应于8重量份的PTFE纤维状粉末，添加2重量份的芳族聚酰胺纸浆(东し(株式会社)制造，凯普勒(ケブラ一)纸浆)，此外，通过和实施例1相同的操作而得到混合抄纸物。测定从室温到250℃的线性热膨胀系数为0.5ppm，确认了表现出优异的热尺寸稳定性。
产业实用性
根据本发明，可以得到具有均匀的物性分布，集聚性、表面光滑性、均压性、透气性、粉尘捕集性能、电特性、机械特性优良的PTFE抄纸物。另外，根据本发明，可以高效率地获得平均纤维长度为100微米～5000微米、平均形态系数大于或等于5的PTFE纤维状粉末。

Claims (9)

1、聚四氟乙烯纤维状粉末，其用差示扫描式热量计以每分钟5℃的速度升温进行分析时，得到的熔融吸热曲线中，低温侧的峰面积比率大于或等于全部峰面积的88.5％。
2、如权利要求1所述的聚四氟乙烯纤维状粉末，其平均纤维长为100μm～5000μm，并且平均形态系数大于或等于5。
3、如权利要求1所述的聚四氟乙烯纤维状粉末，其通过氮吸附法测得的比表面积大于或等于4.0m2/g。
4、聚四氟乙烯抄纸物，其以权利要求1所述的聚四氟乙烯纤维状粉末为原料，经抄纸工序得到。
5、聚四氟乙烯纤维状粉末的制造方法，其中，所述聚四氟乙烯纤维状粉末用差示扫描型热量计以每分钟5℃的速度升温进行分析时，得到的熔融吸热曲线中，低温侧的峰面积比率大于或等于全部峰面积的88.5％，其平均纤维长为100μm～5000μm，并且平均形态系数大于或等于5；所述方法包括如下工序：
通过供给单元将原料聚四氟乙烯粉末送入料斗的工序；
从所述料斗向延伸处理槽供给所述原料四氟乙烯粉末的工序；
通过延伸单元进行延伸处理的工序；以及
在延伸处理后进行分级的工序。
6、如权利要求5所述的聚四氟乙烯纤维状粉末的制造方法，其中，利用介质流动从料斗向延伸处理槽供给原料聚四氟乙烯粉末。
7、如权利要求5所述的聚四氟乙烯纤维状粉末的制造方法，其中，通过延伸处理后进行的分级工序，除去粒径小于或等于5.0μm的聚四氟乙烯粉末。
8、如权利要求5所述的聚四氟乙烯纤维状粉末的制造方法，其中，所述延伸处理时，从所述延伸单元向聚四氟乙烯粉末施加的能量为10千卡/千克～200千卡/千克。
9、由权利要求4所述的聚四氟乙烯抄纸物得到的成型体。
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