JP2003128831A - ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法、並びにそれを用いたフィルタ - Google Patents
ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜およびその製造方法、並びにそれを用いたフィルタInfo
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Abstract
び寸法安定性に優れたPTFE多孔質膜を提供し、さら
にその製造方法とそれを備えたフィルタも提供すること
を目的とする。 【解決手段】 まず、PTFEファインパウダーに液状
潤滑剤を加えたペースト状の混和物を予備成形し、さら
にペースト押出しや圧延によってシート状に成形する。
液状潤滑剤を除去した後、シート状のPTFE成形体を
少なくとも一軸方向に延伸して、PTFE多孔質膜を作
製する。次に、このPTFE多孔質膜に対し、実質的に
酸素不在下、かつ、温度340±20℃範囲の雰囲気、
好ましくは340±10℃範囲の雰囲気で、放射線を照
射する。
Description
ロエチレン(以下、PTFEという。)多孔質膜および
その製造方法、並びにそれを用いたフィルタに関するも
のである。
安定性に優れたプラスチックであるため、PTFE多孔
質膜は液体中や気体中に含まれる微細粒子の除去のため
のフィルタとして広く用いられている。例えば、特開2
000−61280公報には、半導体工業のクリーンル
ームに用いられる高性能エアフィルタの濾材として使用
されるPTFE多孔質膜が開示されている。また、PT
FE多孔質膜は、自動車のヘッドランプや携帯電話等の
各種機器の通気孔に配設されて、機器内部への水の浸入
を防止すると共に、機器内外の差圧が生じないようにす
るためにも用いられている。
E多孔質膜はコシがないためフィルタとして用いる際に
他の通気性材料とラミネートされて用いられることが多
く、この場合にPTFE多孔質膜の寸法安定性の不足が
問題となる。また、PTFEは一般的に放射線に対して
崩壊型の樹脂であるため、低線量でのγ線や電子線の暴
露でも主鎖の切断により機械的強度が劣化してしまうと
いう問題もある。
性能向上策が種々検討されているが、未だ有効な手段は
得られていないのが実情である。
ために、放射線により機械的強度が低下しない耐放射線
性および寸法安定性に優れたPTFE多孔質膜を提供
し、さらにその製造方法とそれを備えたフィルタも提供
することを目的とする。
本発明者が鋭意検討したところ、従来、放射線崩壊型樹
脂であるため放射線照射により特性が劣化すると認識さ
れていたPTFEが、特定の条件下で放射線照射を行う
と、再度の放射線照射に対する機械的強度の低下が抑え
られて耐放射線性が向上し、さらに寸法安定性等の特性
も向上することが明らかとなった。
を向上させるべく、本発明のPTFE多孔質膜の製造方
法は、実質的に酸素不在、かつ、340±20℃の雰囲
気で、PTFE多孔質膜に放射線照射を行う工程を含む
ことを特徴とする。本発明において放射線とは、電離放
射線である。
つ、340±20℃という、特定の条件下で放射線照射
を行うと、PTFEに架橋結合が生じて強度が向上す
る。このため、再度の放射線照射による機械的強度の低
下が抑えられ、さらに高温時の寸法安定性も向上した、
PTFE多孔質膜を提供することができる。さらに、温
度範囲を340±10℃とすれば、より耐放射線性およ
び高温寸法安定性に優れたPTFE多孔質膜を提供する
ことができる。なお、実質的に酸素不在とは酸素分圧が
1Pa以下をいうが、酸素分圧を0.1Pa以下に抑え
ることが好ましい。実質的に酸素不在であることを条件
とするのは、酸素分圧が高い雰囲気中で放射線を照射す
ると、PTFEの分解速度が再結合速度よりも速くな
り、結果的にPTFEが分解してしまうためである。
0kGyの放射線を照射した際の破断強度の低下率が5
0%以下であることを特徴とする。ただし、破断強度と
は、サンプルを200mm/minで一軸方向に引張っ
た際に、サンプルが破断したときの最大負荷荷重を、サ
ンプルの引張前の断面積で除した値で表される。
れても機械的強度をある程度保持することが可能な、耐
放射線性に優れたPTFE多孔質膜となる。
0℃で1時間放置した際の面積収縮率が10%以下であ
ることを特徴とする。ただし、面積収縮率とは、収縮に
よるサンプル面積変化量の、収縮前のサンプル面積に対
する百分率で表される。
ても寸法をほぼ保持することが可能な、高温寸法安定性
に優れたPTFE多孔質膜となる。
本発明のPTFE多孔質膜の製造方法により製造される
PTFE多孔質膜を用いることにより、耐放射線性や高
温寸法安定性に優れた液体濾過や気体濾過等のフィルタ
の提供が可能となる。
て、本発明のPTFE多孔質膜を製造する方法の一例を
説明する。
滑剤を加えたペースト状の混和物を予備成形する。液状
潤滑剤は、PTFEファインパウダーの表面を濡らすこ
とができて、後で抽出や加熱により除去できるものであ
れば特に制限されず、例えば、流動パラフィン、ナフ
サ、ホワイトオイル等の炭化水素の使用が可能である。
また、液状潤滑剤の添加量は、PTFEファインパウダ
ー100重量部に対して5〜50重量部程度が適当であ
る。また、予備成形は、液状潤滑剤が絞り出されない程
度の圧力で行う。
によってシート状に成形する。このシート状に成形され
たPTFE成形体を少なくとも一軸方向に延伸して、P
TFE多孔質膜を作製する。なお、PTFE成形体の延
伸は、液状潤滑剤を除去した後で行うことが望ましい。
平均孔径は特に限定されるものではないが、厚さ5〜2
000μm、気孔率20〜98%、平均孔径0.03〜
5μmであることが好ましい。
FE多孔質膜に対し、実質的に酸素不在下、かつ、34
0±20℃範囲の雰囲気、好ましくは340±10℃範
囲の雰囲気で、放射線を照射する。実質的な酸素不在の
雰囲気は、空気を窒素(N2)やアルゴン(Ar)で置
換することや、真空状態にすることにより得ることがで
きる。なお、酸素を実質的に不在の状態にするには、酸
素分圧を1Pa以下に抑えることが好ましい。また、3
40±20℃にPTFE多孔質膜を加熱する方法として
は、加熱されたロールにPTFE多孔質膜を接触させる
方法や、PTFE多孔質膜を加熱雰囲気下に配置する方
法等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものでは
ない。また、放射線源としては、γ線や電子線などが挙
げられるが、特にこれらに限定されるものではない。さ
らに、放射線照射量は50〜5000kGyの範囲内と
するが、放射線照射量の好ましい範囲は200〜300
0kGyであり、より好ましい範囲は500〜2000
kGyである。
は、フィルタ等として用いるために通気性支持材を補強
材として積層してもよく、また、PTFE多孔質膜を複
数枚積層してもよい。なお、予めPTFE多孔質膜を含
む積層品を準備しておき、この積層品に対し実質的に酸
素不在下、かつ、340±20℃の雰囲気、好ましくは
340±10℃の雰囲気下で放射線照射を行うことも可
能である。
は、材質、構造、形態は特に限定されないが、PTFE
多孔質膜より通気性に優れたもの、例えばフェルト、不
織布、織布、メッシュ(網目状シート)、その他の多孔
質材料を用いることができる。ただし、強度、捕集性、
柔軟性、作業性の点から、不織布を用いることが好まし
い。なお、通気性支持体に用いられる繊維材料として
は、特に限定するものではないが、ポリオレフィン(ポ
リエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等)、ポ
リアミド、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート
(PET)等)、芳香族ポリアミド、あるいはこれらの
複合材などからなるものが考えられる。
体を製造する方法は、特に限定されるものではなく、単
に重ね合わせるたけでもよいし、例えば接着剤ラミネー
ト、熱ラミネート等の方法を適用することもできる。熱
ラミネートにより積層する場合は、加熱により不織布な
どの通気性支持材の一部を溶融させて接着積層すればよ
い。また、ホットメルトパウダーのような融着剤を介在
させて接着積層してもよい。
層した積層体を製造する方法も、特に限定されるもので
はなく、単に重ね合わせるだけでもよいし、成膜時に圧
着積層する方法や熱融着する方法を用いてもよい。
つ、340±20℃、好ましくは340±10℃の雰囲
気で放射線を照射することにより作製されたPTFE多
孔質膜は、架橋構造となるため、再度の放射線照射を行
っても機械的強度の低下が小さく、さらに、寸法安定性
も向上する。
いてフィルタを作製すれば、耐放射線性や高温寸法安定
性に優れた液体濾過や気体濾過等のフィルタの提供が可
能となる。例えば、PTFE多孔質膜が洗浄して再利用
されるフィルタに用いられる場合、PTFEの撥液性を
利用するためにPTFE多孔質膜はフィルタの表面に配
置されることが多いが、外力によるダメージを抑えるこ
とができる。
明する。
0重量部に液状潤滑剤(ここでは流動パラフィンを用い
た。)20重量部を加えたペースト状の混和物を予備成
形し、ペースト押出しにより丸棒状に成形した。このP
TFE成形物を厚み0.16mmに圧延して長尺のシー
トとし、トリクレンを用いて液状潤滑剤を抽出除去した
後、温度380℃で長尺方向(MD方向)に延伸倍率3
倍に延伸し、次いで、温度130℃で幅方向(TD方
向)に延伸倍率2倍に延伸して、PTFE多孔質膜(厚
さ:75μm、気孔率:75%、平均孔径:0.2μ
m)を得た。次に、PTFE多孔質膜を、酸素分圧が
0.1Pa以下となるようにN2置換された実質的酸素
不在下の電子線照射容器に入れ、325℃の雰囲気で1
00kGyの電子線を照射した。
FE多孔質膜を得た。
℃とすること以外は実施例1と同様にして、PTFE多
孔質膜を得た。
℃とすること以外は実施例1と同様にして、PTFE多
孔質膜を得た。
伸多孔質膜を得、この膜には電子線照射を行わなかっ
た。
℃とすること以外は実施例1と同様にして、PTFE多
孔質膜を得た。
℃とすること以外は実施例1と同様にして、PTFE多
孔質膜を得た。
FE多孔質膜を電子線照射容器に入れ、空気中、25℃
で100kGyの電子線を照射した。電子線照射前後の
破断強度を測定し、測定結果を用いて電子線照射による
破断強度の低下率を算出した。さらに、各PTFE多孔
質膜の高温時の面積収縮率も求めた。以下に、PTFE
多孔質膜の各特性の測定方法を示す。
ン(オリエンテック社製,UTM−III−100)で、
下記条件にて測定した。 チャック間距離:50mm 引張速度 :200mm/min 測定温度 :25℃ また、破断強度の低下率は、次式により求めた。 破断強度の低下率(%)={(照射前破断強度)−(照
射後破断強度)}×100/(照射前破断強度)
1時間放置する。その後サンプルを取り出して縦横の寸
法(LM,LT)を測定し、次式により面積収縮率を求め
る。 面積収縮率(%)=(100×100−LM×LT)×1
00/(100×100) 以上のような方法で求められた各PTFE多孔質膜の特
性結果を、表1、表2に示す。なお、表1中の「M
D」、「TD」は、PTFE多孔質膜の前記方向を示
す。
〜3で得られたPTFE多孔質膜は、比較例1〜3のP
TFE多孔質膜に比べて、耐放射線性や高温寸法安定性
に優れていることが確認された。
E多孔質膜およびその製造方法によれば、耐放射線性や
高温寸法安定性に優れたPTFE多孔質膜を提供するこ
とができる。さらに、このような本発明のPTFE多孔
質膜を用いることにより、耐放射線性や高温寸法安定性
に優れたフィルタを提供することも可能となる。
Claims (6)
- 【請求項1】 100kGyの放射線を照射した際の破
断強度の低下率が50%以下であることを特徴とするポ
リテトラフルオロエチレン多孔質膜。 - 【請求項2】 250℃で1時間放置した際の面積収縮
率が10%以下であることを特徴とするポリテトラフル
オロエチレン多孔質膜。 - 【請求項3】 実質的に酸素不在、かつ、340±20
℃の雰囲気で、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜に
放射線照射を行う工程を含むことを特徴とするポリテト
ラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。 - 【請求項4】 前記放射線照射を340±10℃の雰囲
気で行うことを特徴とする請求項3に記載のポリテトラ
フルオロエチレン多孔質膜の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1または2に記載のポリテトラフ
ルオロエチレン多孔質膜を用いたことを特徴とするフィ
ルタ。 - 【請求項6】 請求項3に記載のポリテトラフルオロエ
チレン多孔質膜の製造方法により製造されるポリテトラ
フルオロエチレン多孔質膜を用いたことを特徴とするフ
ィルタ。
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- 2001-10-24 JP JP2001326671A patent/JP3974372B2/ja not_active Expired - Fee Related
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