JP2019192749A - 電子部品用ポリテトラフルオロエチレン膜 - Google Patents
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Abstract
【課題】水分の透過及び電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制する電子部品用ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜を提供する。【解決手段】ラバー11、フェノール樹脂膜12,ポリプロピレン樹脂膜13及びPTFE膜14を有するアルミニウム電解コンデンサの封口板4に用いられる電子部品用PTFE膜であって、PTFE膜の密度が1.40g/cm3以上であり、かつ、透気抵抗度が3000sec以上であることを特徴とする。耐液圧が0.8MPa以上であることが好ましく、膜厚が10〜1000μmであることがさらに好ましい。【選択図】図2
Description
本発明は、電子部品用ポリテトラフルオロエチレン膜に関する。
従来より、コンデンサ、バッテリー等の電子部品では、電子部品内部で電気分解によって発生する水素ガスを、多孔質膜により電子部品の外部へと排出している。
例えば、特許文献1には、ガス発生のある密閉型電池に使用され、フッ素樹脂多孔質膜からなり、電解液の漏れを防止しかつ発生するガスを透過させる機能を有する電池用電解液漏れ防止膜が開示されている。具体的には、空孔率30%、厚さ100μm、孔径0.05μm、透気抵抗度(ガーレー数)1060秒である延伸処理によるポリテトラフルオロエチレンの多孔質膜が開示されている。
また、特許文献2には、電池容器に設けられた貫通孔と、該貫通孔を密閉する複合膜とを有し、該複合膜が、撥水性の多孔質層と、該多孔質層の電池外部側に接着されているガスバリアー性のシールド層とを有する電池用防爆弁が開示されている。複合膜として、具体的には、耐水圧440kPaであるポアフロン(登録商標)メンブレンFP−010−60が用いられている。
しかし、特許文献1及び2に記載の膜では、コンデンサやバッテリー等の電子部品に用いられる電解液の蒸散や膜を透過する水分(水蒸気)が十分に抑制されているとは言い難い。本発明の目的は、水分の透過及び電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することにある。
本発明の電子部品用ポリテトラフルオロエチレン膜は密度が1.40g/cm3以上であり、かつ、透気抵抗度が3000sec以上であることを特徴とする。
前記ポリテトラフルオロエチレン膜の耐液圧が0.8MPa以上であることが好ましい。
前記ポリテトラフルオロエチレン膜の膜厚が10〜1000μmであることが好ましい。
前記ポリテトラフルオロエチレン膜の空孔率が22%以下であり、かつ、密度が1.70g/cm3以上であることが好ましい。
前記ポリテトラフルオロエチレン膜の少なくとも一方の面は表面粗さRaが0.170μm以上であることが好ましい。
前記ポリテトラフルオロエチレン膜は第一のポリテトラフルオロエチレン膜と第二のポリテトラフルオロエチレン膜とを含み、少なくとも一方のポリテトラフルオロエチレン膜は多孔質膜であることが好ましい。
前記ポリテトラフルオロエチレン膜は、第一の低密度ポリテトラフルオロエチレン膜、高密度ポリテトラフルオロエチレン膜、第二の低密度ポリテトラフルオロエチレン膜の順に積層されており、前記第一の低密度ポリテトラフルオロエチレン膜及び前記第二の低密度ポリテトラフルオロエチレン膜の表面粗さRaが共に0.170μm以上であることが好ましい。
前記ポリテトラフルオロエチレン膜は低密度ポリテトラフルオロエチレン膜及び高密度ポリテトラフルオロエチレン膜の2層からなり、前記低密度ポリテトラフルオロエチレン膜及び前記高密度ポリテトラフルオロエチレン膜の表面粗さRaが共に0.170μm以上であることが好ましい。
本発明には、開口部を有する電子部品であって、前記開口部に前記ポリテトラフルオロエチレン膜が設けられている電子部品も包含される。
本発明には、開口部を有するコンデンサであって、前記開口部に前記ポリテトラフルオロエチレン膜が設けられているコンデンサも包含される。
本発明には、開口部を有するバッテリーであって、前記開口部に前記ポリテトラフルオロエチレン膜が設けられているバッテリーも包含される。
本発明のポリテトラフルオロエチレン膜を用いることによって、コンデンサやバッテリー等の電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができ、膜を透過する水分量も低減することができる。好ましい実施態様によれば、安全弁の開弁試験にも耐えうる高い耐液圧を有するポリテトラフルオロエチレン膜を提供することができる。さらに好ましい実施態様によれば、電子部品に容易に配置可能(溶着可能)なポリテトラフルオロエチレン膜を提供することができる。
電子部品用ポリテトラフルオロエチレン膜は、一層又は複数層からなる。ポリテトラフルオロエチレン膜はポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFEという)のみからなることが好ましいが、PTFE膜全体の質量に対して5質量%以下であれば添加物やPTFE以外の樹脂が含まれていてもよく、添加物やPTFE以外の樹脂の質量は1質量%以下であることが好ましい。すなわち、PTFE膜全体の質量に対してPTFEは95質量%以上であることが好ましく、99質量%以上であることがより好ましく、100質量%であることがさらに好ましい。なお、本明細書では添加物やPTFE以外の樹脂が若干量含まれている場合であってもPTFE膜に含めるものとする。
以下、PTFE膜の各種パラメータについて説明するが、PTFE膜が複数層からなる場合、各種パラメータは全ての層を積層した状態で測定した値のことである。
(透気抵抗度(ガーレー数))
PTFE膜の透気抵抗度は3000sec以上であり、5000sec以上であることが好ましく、10000sec以上であることがより好ましく、30000sec以上であることがさらに好ましく、60000sec以上であることが特に好ましく、99999sec以上であることが最も好ましい。PTFE膜の透気抵抗度を3000sec以上とすることによって、電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができ、膜を透過する水分量も低減することができる。なお、本明細書において、PTFE膜の透気抵抗度はJIS P 8117に準拠して測定されている。
PTFE膜の透気抵抗度は3000sec以上であり、5000sec以上であることが好ましく、10000sec以上であることがより好ましく、30000sec以上であることがさらに好ましく、60000sec以上であることが特に好ましく、99999sec以上であることが最も好ましい。PTFE膜の透気抵抗度を3000sec以上とすることによって、電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができ、膜を透過する水分量も低減することができる。なお、本明細書において、PTFE膜の透気抵抗度はJIS P 8117に準拠して測定されている。
(密度)
PTFE膜の密度は1.40g/cm3以上であり、1.60g/cm3以上であることが好ましく、1.70g/cm3以上であることがより好ましく、1.80g/cm3以上であることがさらに好ましい。PTFE膜の密度を1.40g/cm3以上とすることによって、電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができ、膜を透過する水分量も低減することができる。PTFE膜の密度の上限は特に限定されないが、例えば、2.20g/cm3以下であることが好ましい。なお、本明細書において、PTFE膜の密度(g/cm3)は、PTFE膜の質量W(g)と空孔部を含む見かけの体積V(cm3)とを測定し、質量Wを体積Vで除した値である。
PTFE膜の密度は1.40g/cm3以上であり、1.60g/cm3以上であることが好ましく、1.70g/cm3以上であることがより好ましく、1.80g/cm3以上であることがさらに好ましい。PTFE膜の密度を1.40g/cm3以上とすることによって、電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができ、膜を透過する水分量も低減することができる。PTFE膜の密度の上限は特に限定されないが、例えば、2.20g/cm3以下であることが好ましい。なお、本明細書において、PTFE膜の密度(g/cm3)は、PTFE膜の質量W(g)と空孔部を含む見かけの体積V(cm3)とを測定し、質量Wを体積Vで除した値である。
(空孔率)
PTFE膜の空孔率は22%以下であることが好ましく、19%以下であることがより好ましく、16%以下であることがさらに好ましい。PTFE膜の空孔率を22%以下とすることによって、電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができる。PTFE膜の空孔率の下限は特に限定されないが、例えば、1%以上であり、3%以上であることが好ましい。なお、空孔率の測定方法については後述する。
PTFE膜の空孔率は22%以下であることが好ましく、19%以下であることがより好ましく、16%以下であることがさらに好ましい。PTFE膜の空孔率を22%以下とすることによって、電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができる。PTFE膜の空孔率の下限は特に限定されないが、例えば、1%以上であり、3%以上であることが好ましい。なお、空孔率の測定方法については後述する。
(耐液圧)
PTFE膜の耐液圧は0.8MPa以上であることが好ましく、2MPa以上であることがより好ましく、5MPa以上であることがさらに好ましい。PTFE膜が電解コンデンサに用いられる場合、PTFE膜の耐液圧を0.8MPa以上とすることによって、電解コンデンサに設けられた安全弁が作動するまでの間、電解コンデンサ内の電解液がPTFE膜を貫通しないように耐えることができる。なお、耐液圧の測定方法については後述する。
PTFE膜の耐液圧は0.8MPa以上であることが好ましく、2MPa以上であることがより好ましく、5MPa以上であることがさらに好ましい。PTFE膜が電解コンデンサに用いられる場合、PTFE膜の耐液圧を0.8MPa以上とすることによって、電解コンデンサに設けられた安全弁が作動するまでの間、電解コンデンサ内の電解液がPTFE膜を貫通しないように耐えることができる。なお、耐液圧の測定方法については後述する。
(膜厚)
PTFE膜の膜厚は10μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、100μm以上であることがさらに好ましく、150μm以上であることが特に好ましい。PTFE膜の膜厚を10μm以上とすることによって、電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができ、膜を透過する水分量も低減することができる。また、PTFE膜の膜厚の上限は特に限定されないが、例えば1000μm以下であり、300μm以下であることが好ましく、250μm以下であることがより好ましい。
PTFE膜の膜厚は10μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、100μm以上であることがさらに好ましく、150μm以上であることが特に好ましい。PTFE膜の膜厚を10μm以上とすることによって、電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができ、膜を透過する水分量も低減することができる。また、PTFE膜の膜厚の上限は特に限定されないが、例えば1000μm以下であり、300μm以下であることが好ましく、250μm以下であることがより好ましい。
(突き刺し強度)
PTFE膜の突き刺し強度は、12.5N以上であることが好ましく、14N以上であることがより好ましく、18N以上であることがさらに好ましい。PTFE膜の突き刺し強度の上限は特に限定されないが、例えば40N以下である。なお、本明細書において、突き刺し強度は、JIS Z 1707に準拠して測定されている。
PTFE膜の突き刺し強度は、12.5N以上であることが好ましく、14N以上であることがより好ましく、18N以上であることがさらに好ましい。PTFE膜の突き刺し強度の上限は特に限定されないが、例えば40N以下である。なお、本明細書において、突き刺し強度は、JIS Z 1707に準拠して測定されている。
(応力負荷時の伸び率)
PTFE膜に5Nの応力で針を突き刺したときの伸び率は1200%以下であることが好ましく、900%以下であることがより好ましく、600%以下であることがさらに好ましい。PTFE膜に5Nの応力で針を突き刺したときの伸び率が1200%以下とすることによって、電解コンデンサに設けられた安全弁が作動するまでの間、電解コンデンサ内の電解液がPTFE膜を貫通しないように耐えることができる。PTFE膜に5Nの応力で針を突き刺したときの伸び率の下限は特に限定されないが、例えば250%以上である。なお、応力負荷時の伸び率の測定方法については後述する。
PTFE膜に5Nの応力で針を突き刺したときの伸び率は1200%以下であることが好ましく、900%以下であることがより好ましく、600%以下であることがさらに好ましい。PTFE膜に5Nの応力で針を突き刺したときの伸び率が1200%以下とすることによって、電解コンデンサに設けられた安全弁が作動するまでの間、電解コンデンサ内の電解液がPTFE膜を貫通しないように耐えることができる。PTFE膜に5Nの応力で針を突き刺したときの伸び率の下限は特に限定されないが、例えば250%以上である。なお、応力負荷時の伸び率の測定方法については後述する。
(算術平均粗さRa)
PTFE膜の少なくとも一方の面の算術平均粗さRaが0.170μm以上であることが好ましく、0.214μm以上であることがより好ましく、0.250μm以上であることがさらに好ましい。また、両方の面の算術平均粗さRaが0.170μm以上であることがより好ましい。PTFE膜の少なくとも一方の面の算術平均粗さRaが0.170μm以上であるとPTFE膜の溶着強度を大きくすることができ(具体的にはPTFE膜と後述する膜厚50μmのポリプロピレン樹脂膜との溶着強度を大きくすることができ)、PTFE膜と他の膜との積層体を容易に電子部品に取り付けることができる。算術平均粗さRaを大きくする方法は、特に限定されず、化学的、物理的方法による表面処理、製造工程の熱処理、構成材料、又はそれらの組み合わせにより実現することが出来る。なお、本明細書において、算術平均粗さRaは、JIS B 0601に準拠して測定されている。
PTFE膜の少なくとも一方の面の算術平均粗さRaが0.170μm以上であることが好ましく、0.214μm以上であることがより好ましく、0.250μm以上であることがさらに好ましい。また、両方の面の算術平均粗さRaが0.170μm以上であることがより好ましい。PTFE膜の少なくとも一方の面の算術平均粗さRaが0.170μm以上であるとPTFE膜の溶着強度を大きくすることができ(具体的にはPTFE膜と後述する膜厚50μmのポリプロピレン樹脂膜との溶着強度を大きくすることができ)、PTFE膜と他の膜との積層体を容易に電子部品に取り付けることができる。算術平均粗さRaを大きくする方法は、特に限定されず、化学的、物理的方法による表面処理、製造工程の熱処理、構成材料、又はそれらの組み合わせにより実現することが出来る。なお、本明細書において、算術平均粗さRaは、JIS B 0601に準拠して測定されている。
(バブルポイント圧)
PTFE膜のバブルポイント圧は、660kPa以上であることが好ましく、800kPa以上であることがより好ましい。PTFE膜のバブルポイント圧を660kPa以上とすることによって、電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができ、膜を透過する水分量も低減することができる。なお、本明細書において、バブルポイント圧は、JIS K 3832(バブルポイント法)に準拠して測定されている。
PTFE膜のバブルポイント圧は、660kPa以上であることが好ましく、800kPa以上であることがより好ましい。PTFE膜のバブルポイント圧を660kPa以上とすることによって、電子部品に用いられる電解液の蒸散を抑制することができ、膜を透過する水分量も低減することができる。なお、本明細書において、バブルポイント圧は、JIS K 3832(バブルポイント法)に準拠して測定されている。
なお、下記式によってPTFE膜の最大孔径を求めることができる。バブルポイント圧が大きくなればなるほど、PTFE膜の最大孔径は小さくなる。
d=4γcosθ/P
(式中、dはPTFE膜の最大孔径(m)、γはイソプロピルアルコールの表面張力(N/m)、θはイソプロピルアルコールとPTFE膜との接触角(rad)、Pはバブルポイント圧(kPa)を示す)
d=4γcosθ/P
(式中、dはPTFE膜の最大孔径(m)、γはイソプロピルアルコールの表面張力(N/m)、θはイソプロピルアルコールとPTFE膜との接触角(rad)、Pはバブルポイント圧(kPa)を示す)
(溶着強度)
PTFE膜の算術平均粗さRaが大きい面と膜厚50μmのポリプロピレン樹脂膜との溶着強度は、0.4kgf以上であることが好ましく、0.6kgfより大きいことがより好ましい。溶着強度が0.4kgf以上であると、PTFE膜とPTFE以外の樹脂膜とが剥離しにくいため、PTFE膜とPTFE以外の樹脂膜との積層体を容易に電子部品に組み込むことができる。上記溶着強度の上限は特に限定されないが、例えば2.0kgf以下である。なお、溶着強度の測定方法については後述する。
PTFE膜の算術平均粗さRaが大きい面と膜厚50μmのポリプロピレン樹脂膜との溶着強度は、0.4kgf以上であることが好ましく、0.6kgfより大きいことがより好ましい。溶着強度が0.4kgf以上であると、PTFE膜とPTFE以外の樹脂膜とが剥離しにくいため、PTFE膜とPTFE以外の樹脂膜との積層体を容易に電子部品に組み込むことができる。上記溶着強度の上限は特に限定されないが、例えば2.0kgf以下である。なお、溶着強度の測定方法については後述する。
<PTFE膜の構成>
PTFE膜は、一層又は複数層からなるが、複数層からなることが好ましく、二層又は三層からなることがより好ましい。また、PTFE膜は、以下のタイプ1〜5のいずれかに該当することが好ましく、タイプ3〜5のいずれかであることがより好ましい。
PTFE膜は、一層又は複数層からなるが、複数層からなることが好ましく、二層又は三層からなることがより好ましい。また、PTFE膜は、以下のタイプ1〜5のいずれかに該当することが好ましく、タイプ3〜5のいずれかであることがより好ましい。
(タイプ1・2)
PTFE膜は、単層のPTFE膜のみからなる。タイプ1では、一般的なPTFE膜の製造方法により製造されており、両表面に表面処理がなされている。一方、タイプ2では、一方の表面のみに短時間の加熱を行うことによって表面処理がなされている。
PTFE膜は、単層のPTFE膜のみからなる。タイプ1では、一般的なPTFE膜の製造方法により製造されており、両表面に表面処理がなされている。一方、タイプ2では、一方の表面のみに短時間の加熱を行うことによって表面処理がなされている。
(タイプ3)
PTFE膜は、第一のPTFE膜と第二のPTFE膜とを含み、少なくとも一方のPTFE膜は多孔質膜であり、好ましくはPTFE膜は、第一のPTFE膜と第二のPTFE膜の2層からなり、少なくとも一方のPTFE膜は多孔質膜である。
PTFE膜は、第一のPTFE膜と第二のPTFE膜とを含み、少なくとも一方のPTFE膜は多孔質膜であり、好ましくはPTFE膜は、第一のPTFE膜と第二のPTFE膜の2層からなり、少なくとも一方のPTFE膜は多孔質膜である。
(タイプ4)
第一の低密度PTFE膜(以下、低密度膜という)、高密度PTFE膜(以下、高密度膜という)、第二の低密度膜の順に積層された積層体である。前記第一の低密度膜及び前記第二の低密度膜の表面粗さRaが共に0.170μm以上であることが好ましい。
第一の低密度PTFE膜(以下、低密度膜という)、高密度PTFE膜(以下、高密度膜という)、第二の低密度膜の順に積層された積層体である。前記第一の低密度膜及び前記第二の低密度膜の表面粗さRaが共に0.170μm以上であることが好ましい。
(タイプ5)
低密度膜及び高密度膜の2層からなり、低密度膜側の表面にタイプ2と同様の表面処理がなされた積層体である。前記低密度膜及び前記高密度膜の表面粗さRaが共に0.170μm以上であることが好ましい。
低密度膜及び高密度膜の2層からなり、低密度膜側の表面にタイプ2と同様の表面処理がなされた積層体である。前記低密度膜及び前記高密度膜の表面粗さRaが共に0.170μm以上であることが好ましい。
<PTFE膜の製造方法>
以下に上記タイプ1〜5のPTFE膜の製造方法の一例について説明する。
以下に上記タイプ1〜5のPTFE膜の製造方法の一例について説明する。
(タイプ1)
まず、PTFE未焼結微粉末にソルベントナフサ、ホワイトオイル、ナフテン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素のハロゲン化物又はシアン化物などの液状潤滑剤を添加してPTFE微粉末ペーストを形成する。次に、上記ペーストを押出成形機に装填し、テープ状に押出成形し、押出PTFEテープを得る。続いて、上記押出PTFEテープをカレンダーロールで圧延した後、連続的に乾燥機に導入し、乾燥処理を施すことにより液状潤滑剤を除去して、乾燥PTFEテープを得る。引き続き、上記乾燥PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、テープ進行方向(MD方向)に延伸することにより延伸PTFE膜を得る。延伸時の温度は250〜320℃であることが好ましく、270〜310℃であることがより好ましい。また、延伸倍率は、100〜127%であることが好ましく、101〜125%であることがより好ましい。最後に、上記延伸PTFE膜を、連続的に熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得る。タイプ1では、熱処理時間は10秒未満であることが好ましく、5秒以下であることがより好ましい。また、タイプ1では、熱処理時間は1秒以上であることが好ましく、2秒以上であることがより好ましい。なお、上記延伸、熱処理等の工程については、特公昭51−18991号公報に記載の製造方法を一部変更したものである。
まず、PTFE未焼結微粉末にソルベントナフサ、ホワイトオイル、ナフテン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素のハロゲン化物又はシアン化物などの液状潤滑剤を添加してPTFE微粉末ペーストを形成する。次に、上記ペーストを押出成形機に装填し、テープ状に押出成形し、押出PTFEテープを得る。続いて、上記押出PTFEテープをカレンダーロールで圧延した後、連続的に乾燥機に導入し、乾燥処理を施すことにより液状潤滑剤を除去して、乾燥PTFEテープを得る。引き続き、上記乾燥PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、テープ進行方向(MD方向)に延伸することにより延伸PTFE膜を得る。延伸時の温度は250〜320℃であることが好ましく、270〜310℃であることがより好ましい。また、延伸倍率は、100〜127%であることが好ましく、101〜125%であることがより好ましい。最後に、上記延伸PTFE膜を、連続的に熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得る。タイプ1では、熱処理時間は10秒未満であることが好ましく、5秒以下であることがより好ましい。また、タイプ1では、熱処理時間は1秒以上であることが好ましく、2秒以上であることがより好ましい。なお、上記延伸、熱処理等の工程については、特公昭51−18991号公報に記載の製造方法を一部変更したものである。
(タイプ2)
タイプ2では、タイプ1と同様の方法で延伸PTFE膜を得ているが、延伸PTFE膜の片面のみを熱処理している点が異なる。タイプ2では、延伸倍率は100%超であることが好ましく、110%以上であることがより好ましく、220%以下であることが好ましく、200%以下であることがより好ましい。また、タイプ1よりも熱処理時間が短い方が好ましく、熱処理時間は2秒未満であることが好ましく、1.5秒以下であることがより好ましく、1秒以下であることがさらに好ましい。また、タイプ2では、熱処理時間は0.1秒以上であることが好ましく、0.3秒以上であることがより好ましい。上記以外の条件はタイプ1と同様の条件でPTFE膜を製造することが好ましい。
タイプ2では、タイプ1と同様の方法で延伸PTFE膜を得ているが、延伸PTFE膜の片面のみを熱処理している点が異なる。タイプ2では、延伸倍率は100%超であることが好ましく、110%以上であることがより好ましく、220%以下であることが好ましく、200%以下であることがより好ましい。また、タイプ1よりも熱処理時間が短い方が好ましく、熱処理時間は2秒未満であることが好ましく、1.5秒以下であることがより好ましく、1秒以下であることがさらに好ましい。また、タイプ2では、熱処理時間は0.1秒以上であることが好ましく、0.3秒以上であることがより好ましい。上記以外の条件はタイプ1と同様の条件でPTFE膜を製造することが好ましい。
(タイプ3)
タイプ3では、延伸前に乾燥PTFEテープに低密度膜(多孔膜)として後述の二軸延伸テープを重ね合わせる点がタイプ1のPTFE膜の製造方法と異なる。タイプ3では、延伸倍率は100%以上であることが好ましく、130%以下であることが好ましく、120%以下であることがより好ましい。タイプ3では、タイプ1よりも熱処理時間が短い方が好ましく、熱処理時間は3秒未満であることが好ましく、2秒以下であることがより好ましい。また、タイプ3では、熱処理時間は0.1秒以上であることが好ましく、0.3秒以上であることがより好ましい。上記以外の条件はタイプ1と同様の条件でPTFE膜を製造することが好ましい。なお、上記乾燥PTFEテープに上記二軸延伸テープを重ね合わせる工程については、特開昭57−131236号公報に記載の製造方法を一部変更したものである。
タイプ3では、延伸前に乾燥PTFEテープに低密度膜(多孔膜)として後述の二軸延伸テープを重ね合わせる点がタイプ1のPTFE膜の製造方法と異なる。タイプ3では、延伸倍率は100%以上であることが好ましく、130%以下であることが好ましく、120%以下であることがより好ましい。タイプ3では、タイプ1よりも熱処理時間が短い方が好ましく、熱処理時間は3秒未満であることが好ましく、2秒以下であることがより好ましい。また、タイプ3では、熱処理時間は0.1秒以上であることが好ましく、0.3秒以上であることがより好ましい。上記以外の条件はタイプ1と同様の条件でPTFE膜を製造することが好ましい。なお、上記乾燥PTFEテープに上記二軸延伸テープを重ね合わせる工程については、特開昭57−131236号公報に記載の製造方法を一部変更したものである。
二軸延伸テープは、タイプ1と同様に押出PTFEテープを作製し、上記押出PTFEテープをカレンダーロールで圧延した後、縦方向及び横方向に二軸延伸し、その後、上記二軸延伸したテープをタイプ1と同様の乾燥処理を行ったものである。縦延伸倍率は200〜800%であることが好ましく、300〜700%であることがより好ましく、横延伸倍率は500〜1300%であることが好ましく、700〜1200%であることがより好ましい。
(タイプ4)
まず、タイプ3で用いられている多孔膜(低密度膜)、タイプ1で用いられている延伸PTFE膜(高密度膜)、タイプ3で用いられている多孔膜(低密度膜)の順に積層した後、テープ進行方向(MD方向)に延伸することにより延伸PTFE積層体を得る。最後に、上記延伸PTFE積層体を、連続的に熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE積層体を得る。タイプ4では、延伸倍率は100%以上であることが好ましく、150%以下であることが好ましく、130%以下であることがより好ましい。タイプ4では、熱処理時間は3秒未満であることが好ましく、2秒以下であることがより好ましい。また、タイプ4では、熱処理時間は0.1秒以上であることが好ましく、0.3秒以上であることがより好ましい。上記以外の条件はタイプ1と同様の条件でPTFE膜を製造することが好ましい。
まず、タイプ3で用いられている多孔膜(低密度膜)、タイプ1で用いられている延伸PTFE膜(高密度膜)、タイプ3で用いられている多孔膜(低密度膜)の順に積層した後、テープ進行方向(MD方向)に延伸することにより延伸PTFE積層体を得る。最後に、上記延伸PTFE積層体を、連続的に熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE積層体を得る。タイプ4では、延伸倍率は100%以上であることが好ましく、150%以下であることが好ましく、130%以下であることがより好ましい。タイプ4では、熱処理時間は3秒未満であることが好ましく、2秒以下であることがより好ましい。また、タイプ4では、熱処理時間は0.1秒以上であることが好ましく、0.3秒以上であることがより好ましい。上記以外の条件はタイプ1と同様の条件でPTFE膜を製造することが好ましい。
(タイプ5)
まず、タイプ1で用いられている延伸PTFE膜(高密度膜)とタイプ3で用いられている多孔膜(低密度膜)とを積層した後、テープ進行方向(MD方向)に延伸することにより延伸PTFE積層体を得る。最後に、上記延伸PTFE積層体の低密度側の表面のみを、連続的に熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE積層体を得る。タイプ5では、延伸倍率は100%超であることが好ましく、110%以上であることがより好ましい。また、タイプ5では、延伸倍率は150%以下であることが好ましく、130%以下であることがより好ましい。タイプ5では、熱処理時間は2秒未満であることが好ましく、1.5秒以下であることがより好ましく、1秒以下であることがさらに好ましい。また、タイプ5では、熱処理時間は0.1秒以上であることが好ましく、0.3秒以上であることがより好ましい。上記以外の条件はタイプ1と同様の条件でPTFE膜を製造することが好ましい。
まず、タイプ1で用いられている延伸PTFE膜(高密度膜)とタイプ3で用いられている多孔膜(低密度膜)とを積層した後、テープ進行方向(MD方向)に延伸することにより延伸PTFE積層体を得る。最後に、上記延伸PTFE積層体の低密度側の表面のみを、連続的に熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE積層体を得る。タイプ5では、延伸倍率は100%超であることが好ましく、110%以上であることがより好ましい。また、タイプ5では、延伸倍率は150%以下であることが好ましく、130%以下であることがより好ましい。タイプ5では、熱処理時間は2秒未満であることが好ましく、1.5秒以下であることがより好ましく、1秒以下であることがさらに好ましい。また、タイプ5では、熱処理時間は0.1秒以上であることが好ましく、0.3秒以上であることがより好ましい。上記以外の条件はタイプ1と同様の条件でPTFE膜を製造することが好ましい。
<電子部品>
本発明のPTFE膜が用いられる電子部品の一例として、開口部を有する電子部品であって、前記開口部に前記ポリテトラフルオロエチレン膜が設けられている電子部品を挙げることができる。また、電子部品は、コンデンサ又はバッテリーであることが好ましい。具体的には、本発明のPTFE膜が用いられる電子部品としては、開口部を有するコンデンサであって、前記開口部に前記ポリテトラフルオロエチレン膜が設けられているコンデンサ、又は、開口部を有するバッテリーであって、前記開口部に前記ポリテトラフルオロエチレン膜が設けられているバッテリーであることが好ましい。
本発明のPTFE膜が用いられる電子部品の一例として、開口部を有する電子部品であって、前記開口部に前記ポリテトラフルオロエチレン膜が設けられている電子部品を挙げることができる。また、電子部品は、コンデンサ又はバッテリーであることが好ましい。具体的には、本発明のPTFE膜が用いられる電子部品としては、開口部を有するコンデンサであって、前記開口部に前記ポリテトラフルオロエチレン膜が設けられているコンデンサ、又は、開口部を有するバッテリーであって、前記開口部に前記ポリテトラフルオロエチレン膜が設けられているバッテリーであることが好ましい。
以下、本発明のPTFE膜が用いられる電子部品の一例として、PTFE膜を備えたアルミニウム電解コンデンサについて以下に説明する。
図1はアルミニウム電解コンデンサの分解斜視図である。アルミニウム電解コンデンサ1は、有底筒状の金属ケース2内にコンデンサ素子3が収納されており、金属ケース2の開口部は封口板4で封止されており、金属ケース2の底面には安全弁5が設けられている。安全弁5は、アルミニウム電解コンデンサ1に過電圧が印加されるなどの異常時に内圧が上昇することで開くようになっている。コンデンサ素子3は、陽極箔6と陰極箔7の間にセパレータ8を介在させて巻回して構成されており、陽極箔6及び陰極箔7からは、一対のリード線9が導出されている。セパレータ8には、溶媒(例えばエチレングリコールやγ−ブチロラクトン)及び電解質塩からなる電解液が含浸されている。
図2は封口板4の断面図である。封口板4は、ラバー11、フェノール樹脂膜12、ポリプロピレン樹脂膜13、PTFE膜14の順に積層されたものである。ラバー11、フェノール樹脂膜12、ポリプロピレン樹脂膜13としては、例えば、厚さ1.0mmのラバー11、膜厚2.5〜3mmのフェノール樹脂膜12、膜厚100μmのポリプロピレン樹脂膜13を用いることができる。なお、ラバー11、フェノール樹脂膜12、ポリプロピレン樹脂膜13にはそれぞれ穴が形成されており、例えばラバー11には直径1mm以下の穴が形成され、フェノール樹脂膜12、ポリプロピレン樹脂膜13にはそれぞれ直径1mmの穴が形成されている。ラバー11の穴とフェノール樹脂膜12の穴とポリプロピレン樹脂膜13の穴とが重なるように積層されている。また、ポリプロピレン樹脂膜13に形成された穴を塞ぐようにPTFE膜14がポリプロピレン樹脂膜13上に積層されている。PTFE膜14はポリプロピレン樹脂膜13上に溶着されたものである。溶着方法としては、例えば、溶着チップ(図示せず)により、溶着部分に対し4kgfの押圧力を加えつつ、該溶着部分を380℃に3秒間加熱することによってPTFE膜14をポリプロピレン樹脂膜13上に溶着することができる。
なお、PTFE膜14とポリプロピレン樹脂膜13とは、レーザー溶着や超音波溶着で溶着してもよく、ゴム製Oリング等の圧着パーツを用いてかしめてもよく、共押出により成形してもよい。
以下実施例によって本発明をさらに詳述するが、下記実施例は本発明を制限するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更をすることが可能である。
次に実施例で用いた測定・評価方法について、以下説明する。なお、実施例及び比較例のPTFE膜のパラメータは表1に示し、実施例16〜20の高密度膜部分及び低密度膜部分の透気抵抗度(ガーレー数)、密度、空孔率、及び膜厚については表2に示した。
(透気抵抗度(ガーレー数))
PTFE膜の透気抵抗度はJIS P 8117に準拠し、旭精工社製王研式透気度試験器KG1を用いて測定した。なお、後述の実施例16〜20では、PTFE膜としてPTFE積層体を用いて測定・評価を行った(以下の測定・評価方法でも同様である)。
PTFE膜の透気抵抗度はJIS P 8117に準拠し、旭精工社製王研式透気度試験器KG1を用いて測定した。なお、後述の実施例16〜20では、PTFE膜としてPTFE積層体を用いて測定・評価を行った(以下の測定・評価方法でも同様である)。
(密度)
PTFE膜の質量W(g)と空孔部を含む見かけの体積V(cm3)とを測定し、質量Wを体積Vで除し、PTFE膜の密度ρ(g/cm3)を算出した。
PTFE膜の質量W(g)と空孔部を含む見かけの体積V(cm3)とを測定し、質量Wを体積Vで除し、PTFE膜の密度ρ(g/cm3)を算出した。
(空孔率)
前記密度ρ(g/cm3)と、全く空孔が形成されていないときの真密度(PTFE樹脂の場合は2.2g/cm3)とを用い、下記式に基づいてPTFE膜の空孔率を算出した。
空孔率(%)=[(2.2−ρ)/2.2)]×100
前記密度ρ(g/cm3)と、全く空孔が形成されていないときの真密度(PTFE樹脂の場合は2.2g/cm3)とを用い、下記式に基づいてPTFE膜の空孔率を算出した。
空孔率(%)=[(2.2−ρ)/2.2)]×100
(耐液圧)
開口径1mm、厚み0.5mmのステンレスプレートをPTFE膜の加圧面の反対側に設け、PTFE膜に対して所定の圧力がかかるように100℃でのエチレングリコールの液圧を制御し、所定の圧力を5分間保持し、液体の貫通の有無を目視で確認した。5分間保持できた場合は、PTFE膜にかかる圧力を高めて上記試験を再度行い、液体がPTFE膜を貫通したときの液圧を耐液圧とした。なお、エチレングリコールの液温はコンデンサの定格温度105℃を想定し100℃に保持した。
開口径1mm、厚み0.5mmのステンレスプレートをPTFE膜の加圧面の反対側に設け、PTFE膜に対して所定の圧力がかかるように100℃でのエチレングリコールの液圧を制御し、所定の圧力を5分間保持し、液体の貫通の有無を目視で確認した。5分間保持できた場合は、PTFE膜にかかる圧力を高めて上記試験を再度行い、液体がPTFE膜を貫通したときの液圧を耐液圧とした。なお、エチレングリコールの液温はコンデンサの定格温度105℃を想定し100℃に保持した。
(膜厚)
ダイヤルシックネスゲージ(テクロック社製「SM−1201」)を用い、本体バネ荷重以外の荷重をかけない状態で測定したときの平均厚みをPTFE膜の膜厚とした。
ダイヤルシックネスゲージ(テクロック社製「SM−1201」)を用い、本体バネ荷重以外の荷重をかけない状態で測定したときの平均厚みをPTFE膜の膜厚とした。
(突き刺し強度)
突き刺し強度は、JIS Z 1707に準拠して以下のように測定した。エー・アンド・デイ社製テンシロン万能材料試験機RTG−1210を用いて、PTFE膜を固定し、直径2.0mm、先端形状半径1.0mmの半円形の針を毎分50±5mmの速度で突き刺し、針が貫通するまでの最大応力を測定した。前記最大応力を突き刺し強度とした。
突き刺し強度は、JIS Z 1707に準拠して以下のように測定した。エー・アンド・デイ社製テンシロン万能材料試験機RTG−1210を用いて、PTFE膜を固定し、直径2.0mm、先端形状半径1.0mmの半円形の針を毎分50±5mmの速度で突き刺し、針が貫通するまでの最大応力を測定した。前記最大応力を突き刺し強度とした。
(応力負荷時の伸び率)
エー・アンド・デイ社製テンシロン万能材料試験機RTG−1210を用いて、PTFE膜を固定し、直径2.0mm、先端形状半径1.0mmの半円形の針を毎分50±5mmの速度でPTFE膜に突き刺し、PTFE膜に5Nの応力で突き刺したときの前記針の変位量、すなわち前記針がPTFE膜の表面に接した状態から5Nの応力で突き刺した状態へと針を移動させ、前記針の変位量(μm)を測定した。前記針の変位量(μm)をPTFE膜の膜厚(μm)で除した百分率を5Nの応力負荷時のPTFE膜の伸び率とした。
エー・アンド・デイ社製テンシロン万能材料試験機RTG−1210を用いて、PTFE膜を固定し、直径2.0mm、先端形状半径1.0mmの半円形の針を毎分50±5mmの速度でPTFE膜に突き刺し、PTFE膜に5Nの応力で突き刺したときの前記針の変位量、すなわち前記針がPTFE膜の表面に接した状態から5Nの応力で突き刺した状態へと針を移動させ、前記針の変位量(μm)を測定した。前記針の変位量(μm)をPTFE膜の膜厚(μm)で除した百分率を5Nの応力負荷時のPTFE膜の伸び率とした。
(算術平均粗さRa)
算術平均粗さRaは、JIS B 0601に準拠して以下のように測定した。レーザー顕微鏡であるキーエンス製VK9710を用いて、対物レンズ150倍(ニコン製、CF IC EPI PLAN Apo 150x)で測定視野を決定し、全視野において測定を行った。得られたデータを用いて、短波長カットオフλsを0.25μm、長波長カットオフλcを80μmとして、算術平均粗さRaを算出した。なお、全ての実施例及び比較例において、PTFE膜両面の算術平均粗さRaを測定し、算術平均粗さRaが大きい面をA面の算術平均粗さRaとし、算術平均粗さRaが小さい面をB面の算術平均粗さRaとした。
算術平均粗さRaは、JIS B 0601に準拠して以下のように測定した。レーザー顕微鏡であるキーエンス製VK9710を用いて、対物レンズ150倍(ニコン製、CF IC EPI PLAN Apo 150x)で測定視野を決定し、全視野において測定を行った。得られたデータを用いて、短波長カットオフλsを0.25μm、長波長カットオフλcを80μmとして、算術平均粗さRaを算出した。なお、全ての実施例及び比較例において、PTFE膜両面の算術平均粗さRaを測定し、算術平均粗さRaが大きい面をA面の算術平均粗さRaとし、算術平均粗さRaが小さい面をB面の算術平均粗さRaとした。
(バブルポイント圧)
バブルポイント圧は、JIS K 3832(バブルポイント法)に準拠して以下のように測定した。PTFE膜をイソプロピルアルコールに浸漬し、PTFE膜の下側から空気の圧力を上げていった。そして、PTFE膜の最大孔径の孔から最初に気泡が発生したときの圧力をバブルポイント圧P(Pa)とした。
バブルポイント圧は、JIS K 3832(バブルポイント法)に準拠して以下のように測定した。PTFE膜をイソプロピルアルコールに浸漬し、PTFE膜の下側から空気の圧力を上げていった。そして、PTFE膜の最大孔径の孔から最初に気泡が発生したときの圧力をバブルポイント圧P(Pa)とした。
(電解液蒸散特性)
図3に示すようにキャップ21、ゴムパッキン22、及び瓶本体23を備えたバイアル瓶(マルエム社製マイティーバイアルNo.7、容量50ml)20を用意し、キャップ21の中央部に直径2.0mmの穴を形成し、ゴムパッキン22の中央部に直径5.0mmの穴を形成した。次に、キャップ21とゴムパッキン22との間に、キャップ21に形成された穴とゴムパッキン22に形成された穴とを塞ぐようにPTFE膜24を挟みこんだ。続いて、約8.0gのエチレングリコール25を瓶本体に入れ、封をした。その後、105℃のオーブンにバイアル瓶20を24時間入れて、24時間後のエチレングリコールの減少量を測定した。上記減少量をPTFE膜の蒸散面積(1.96×10-5m2:ゴムパッキンの穴面積)と測定時間(24時間)で除した値を減量速度(g/m2・h)とし、以下の基準により評価した。
A:減量速度が50g/m2・h未満
B:減量速度が50〜200g/m2・h
C:減量速度が200g/m2・hより大きい
図3に示すようにキャップ21、ゴムパッキン22、及び瓶本体23を備えたバイアル瓶(マルエム社製マイティーバイアルNo.7、容量50ml)20を用意し、キャップ21の中央部に直径2.0mmの穴を形成し、ゴムパッキン22の中央部に直径5.0mmの穴を形成した。次に、キャップ21とゴムパッキン22との間に、キャップ21に形成された穴とゴムパッキン22に形成された穴とを塞ぐようにPTFE膜24を挟みこんだ。続いて、約8.0gのエチレングリコール25を瓶本体に入れ、封をした。その後、105℃のオーブンにバイアル瓶20を24時間入れて、24時間後のエチレングリコールの減少量を測定した。上記減少量をPTFE膜の蒸散面積(1.96×10-5m2:ゴムパッキンの穴面積)と測定時間(24時間)で除した値を減量速度(g/m2・h)とし、以下の基準により評価した。
A:減量速度が50g/m2・h未満
B:減量速度が50〜200g/m2・h
C:減量速度が200g/m2・hより大きい
(水分透過抑制特性)
水分透過抑制特性については水蒸気透過度を測定することによって評価することができる。具体的には、PTFE膜の水蒸気透過度をJIS K 7129に準拠して測定し、以下の基準により評価した。
A:水蒸気透過度が5g/m2・24h未満
B:水蒸気透過度が5〜500g/m2・24h
C:水蒸気透過度が500g/m2・24hより大きい
水分透過抑制特性については水蒸気透過度を測定することによって評価することができる。具体的には、PTFE膜の水蒸気透過度をJIS K 7129に準拠して測定し、以下の基準により評価した。
A:水蒸気透過度が5g/m2・24h未満
B:水蒸気透過度が5〜500g/m2・24h
C:水蒸気透過度が500g/m2・24hより大きい
(溶着強度)
i)封口板の作製
図4に示すように厚さ1.0mmのラバー31、膜厚2.0mmのフェノール樹脂膜32、膜厚50μmのポリプロピレン樹脂膜33の順に積層した積層体を作製した。次に、上記積層体から2cm角となるように切り出し、全ての層を貫通するように直径2.5mmの穴を形成した。続いて、溶着チップにより、溶着部分に対し4kgfの押圧力を加えつつ、該溶着部分を380℃で3秒間加熱することによって、ポリプロピレン樹脂膜33に形成された穴を塞ぐようにPTFE膜34のA面をポリプロピレン樹脂膜33上に溶着し、封口板を作製した。
ii)溶着強度の測定
まず、IMADA社製フォースゲージDS2−50Nに直径2.0mm、先端形状半径1.0mmの半円形の針35を固定した。次に、IMADA社製フォースゲージ用スタンドMH−1000N−Eを用いて、針35を固定したフォースゲージ36を移動させることで上記封口板4のラバー側から毎分193mmの速度で上記封口板に形成された直径2.5mmの穴に向かって針35を突き刺し、PTFE膜が封口板から剥離するまで突き刺した。上記剥離をしたときのフォースゲージのピーク強度(kgf)を読み取り、溶着強度とし、以下の基準により評価した。
A:溶着強度が0.6kgfより大きい
B:溶着強度が0.4〜0.6kgf
C:溶着強度が0.4kgf未満
i)封口板の作製
図4に示すように厚さ1.0mmのラバー31、膜厚2.0mmのフェノール樹脂膜32、膜厚50μmのポリプロピレン樹脂膜33の順に積層した積層体を作製した。次に、上記積層体から2cm角となるように切り出し、全ての層を貫通するように直径2.5mmの穴を形成した。続いて、溶着チップにより、溶着部分に対し4kgfの押圧力を加えつつ、該溶着部分を380℃で3秒間加熱することによって、ポリプロピレン樹脂膜33に形成された穴を塞ぐようにPTFE膜34のA面をポリプロピレン樹脂膜33上に溶着し、封口板を作製した。
ii)溶着強度の測定
まず、IMADA社製フォースゲージDS2−50Nに直径2.0mm、先端形状半径1.0mmの半円形の針35を固定した。次に、IMADA社製フォースゲージ用スタンドMH−1000N−Eを用いて、針35を固定したフォースゲージ36を移動させることで上記封口板4のラバー側から毎分193mmの速度で上記封口板に形成された直径2.5mmの穴に向かって針35を突き刺し、PTFE膜が封口板から剥離するまで突き刺した。上記剥離をしたときのフォースゲージのピーク強度(kgf)を読み取り、溶着強度とし、以下の基準により評価した。
A:溶着強度が0.6kgfより大きい
B:溶着強度が0.4〜0.6kgf
C:溶着強度が0.4kgf未満
(実施例1)
PTFE未焼結微粉末である旭硝子社製Fluon(登録商標)CD123にソルベントナフサを添加してPTFE微粉末ペーストを形成した。次に、上記ペーストを押出成形機に装填し、幅16cm、厚さ750μmのテープ状に押出成形し、押出PTFEテープを得た。続いて、上記押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが220μmとなるように圧延した後、連続的に乾燥機に導入し、温度300℃で乾燥処理を施すことによりソルベントナフサを除去して、乾燥PTFEテープを得た。引き続き、上記乾燥PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率125%で延伸することにより延伸PTFE膜を得た。最後に、上記延伸PTFE膜を、連続的に360℃で3秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得た。
PTFE未焼結微粉末である旭硝子社製Fluon(登録商標)CD123にソルベントナフサを添加してPTFE微粉末ペーストを形成した。次に、上記ペーストを押出成形機に装填し、幅16cm、厚さ750μmのテープ状に押出成形し、押出PTFEテープを得た。続いて、上記押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが220μmとなるように圧延した後、連続的に乾燥機に導入し、温度300℃で乾燥処理を施すことによりソルベントナフサを除去して、乾燥PTFEテープを得た。引き続き、上記乾燥PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率125%で延伸することにより延伸PTFE膜を得た。最後に、上記延伸PTFE膜を、連続的に360℃で3秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得た。
(実施例2)
延伸倍率を115%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を115%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例3)
延伸倍率を112%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を112%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例4)
延伸倍率を110%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を110%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例5)
延伸倍率を108%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を108%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例6)
延伸倍率を106%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を106%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例7)
延伸倍率を107%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を107%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例8)
延伸倍率を101%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を101%とした以外は実施例1と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例9)
まず、実施例1と同様に乾燥PTFEテープを作製した。次に上記乾燥PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率110%で延伸することにより延伸PTFE膜を得た。最後に、上記延伸PTFE膜の片面のみを、360℃で0.9秒間連続的に熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得た。
まず、実施例1と同様に乾燥PTFEテープを作製した。次に上記乾燥PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率110%で延伸することにより延伸PTFE膜を得た。最後に、上記延伸PTFE膜の片面のみを、360℃で0.9秒間連続的に熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得た。
(実施例10)
熱処理時間を0.7秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
熱処理時間を0.7秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例11)
熱処理時間を0.6秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
熱処理時間を0.6秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例12)
延伸倍率を145%、熱処理時間を0.7秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を145%、熱処理時間を0.7秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例13)
延伸倍率を163%、熱処理時間を0.7秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を163%、熱処理時間を0.7秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例14)
延伸倍率を183%、熱処理時間を0.7秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を183%、熱処理時間を0.7秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例15)
延伸倍率を196%、熱処理時間を0.7秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
延伸倍率を196%、熱処理時間を0.7秒とした以外は実施例9と同様にPTFE膜を作製した。
(実施例16)
まず、実施例1と同様に乾燥PTFEテープを作製し、高密度膜とした。次に、実施例1と同様に押出PTFEテープを作製し、上記押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが500μmとなるように圧延した後、縦延伸倍率500%、横延伸倍率1000%で二軸延伸した。続いて、上記二軸延伸したテープを乾燥機に導入し、温度300℃で乾燥処理を施すことによりソルベントナフサを除去して、乾燥し、厚さ35μm、密度0.45g/cm3の二軸延伸テープを得て、多孔膜(低密度膜)とした。
上記高密度膜及び上記多孔膜を同じサイズに切断加工し、ロール間で重ね合わせた後に、延伸装置にて、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率116%で延伸することにより延伸PTFE積層体を得た。最後に、上記延伸PTFE積層体を、連続的に350℃で1秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE積層体を得た。
まず、実施例1と同様に乾燥PTFEテープを作製し、高密度膜とした。次に、実施例1と同様に押出PTFEテープを作製し、上記押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが500μmとなるように圧延した後、縦延伸倍率500%、横延伸倍率1000%で二軸延伸した。続いて、上記二軸延伸したテープを乾燥機に導入し、温度300℃で乾燥処理を施すことによりソルベントナフサを除去して、乾燥し、厚さ35μm、密度0.45g/cm3の二軸延伸テープを得て、多孔膜(低密度膜)とした。
上記高密度膜及び上記多孔膜を同じサイズに切断加工し、ロール間で重ね合わせた後に、延伸装置にて、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率116%で延伸することにより延伸PTFE積層体を得た。最後に、上記延伸PTFE積層体を、連続的に350℃で1秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE積層体を得た。
(実施例17)
延伸倍率を105%とした以外は実施例16と同様にPTFE積層体を作製した。
延伸倍率を105%とした以外は実施例16と同様にPTFE積層体を作製した。
(実施例18)
延伸倍率を100%とした(延伸は行っていない)以外は実施例16と同様にPTFE積層体を作製した。
延伸倍率を100%とした(延伸は行っていない)以外は実施例16と同様にPTFE積層体を作製した。
(実施例19)
まず、実施例1と同様に押出PTFEテープを作製し、押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが220μmとなるように圧延した以外は実施例1と同様に延伸PTFE膜を作製し、高密度膜とした。次に、実施例16と同様に、多孔膜を作製した。ただし、実施例19では多孔膜を2つ作製した。
上記高密度膜及び2つの上記多孔膜を同じサイズに切断加工し、多孔膜、高密度膜、多孔膜の順にロール間で重ね合わせた後に、延伸装置にて、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率116%で延伸することにより延伸PTFE積層体を得た。最後に、上記延伸PTFE積層体を、連続的に350℃で1秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE積層体を得た。
まず、実施例1と同様に押出PTFEテープを作製し、押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが220μmとなるように圧延した以外は実施例1と同様に延伸PTFE膜を作製し、高密度膜とした。次に、実施例16と同様に、多孔膜を作製した。ただし、実施例19では多孔膜を2つ作製した。
上記高密度膜及び2つの上記多孔膜を同じサイズに切断加工し、多孔膜、高密度膜、多孔膜の順にロール間で重ね合わせた後に、延伸装置にて、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率116%で延伸することにより延伸PTFE積層体を得た。最後に、上記延伸PTFE積層体を、連続的に350℃で1秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE積層体を得た。
(実施例20)
実施例1と同様に延伸PTFE膜を作製し、高密度膜とした。次に、実施例16と同様に、多孔膜(低密度膜)を作製した。上記高密度膜及び上記多孔膜を同じサイズに切断加工し、ロール間で重ね合わせた後に、延伸装置にて、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率110%で延伸することにより延伸PTFE積層体を得た。最後に、上記延伸PTFE積層体の低密度側の表面のみを、360℃で0.9秒間連続的に熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE積層体を得た。
実施例1と同様に延伸PTFE膜を作製し、高密度膜とした。次に、実施例16と同様に、多孔膜(低密度膜)を作製した。上記高密度膜及び上記多孔膜を同じサイズに切断加工し、ロール間で重ね合わせた後に、延伸装置にて、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率110%で延伸することにより延伸PTFE積層体を得た。最後に、上記延伸PTFE積層体の低密度側の表面のみを、360℃で0.9秒間連続的に熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE積層体を得た。
(比較例1)
実施例1に記載の押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが400μmとなるように圧延した後、乾燥機に導入し、温度300℃で乾燥処理を施すことによりソルベントナフサを除去して、乾燥PTFEテープを得た。引き続き、乾燥した上記PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率600%で延伸することにより延伸PTFE膜を得た。最後に、上記延伸PTFE膜を連続的に380℃で3秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得た。
実施例1に記載の押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが400μmとなるように圧延した後、乾燥機に導入し、温度300℃で乾燥処理を施すことによりソルベントナフサを除去して、乾燥PTFEテープを得た。引き続き、乾燥した上記PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率600%で延伸することにより延伸PTFE膜を得た。最後に、上記延伸PTFE膜を連続的に380℃で3秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得た。
(比較例2)
実施例1に記載の押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが380μmとなるように圧延した後、乾燥機に導入し、温度300℃で乾燥処理を施すことによりソルベントナフサを除去して、乾燥PTFEテープを得た。引き続き、乾燥した上記PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率225%で延伸することにより延伸PTFE膜を得た。最後に、上記延伸PTFE膜を、連続的に380℃で3秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得た。
実施例1に記載の押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが380μmとなるように圧延した後、乾燥機に導入し、温度300℃で乾燥処理を施すことによりソルベントナフサを除去して、乾燥PTFEテープを得た。引き続き、乾燥した上記PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率225%で延伸することにより延伸PTFE膜を得た。最後に、上記延伸PTFE膜を、連続的に380℃で3秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得た。
(比較例3)
実施例1に記載の押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが220μmとなるように圧延した後、乾燥機に導入し、温度300℃で乾燥処理を施すことによりソルベントナフサを除去して、乾燥PTFEテープを得た。引き続き、乾燥した上記PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率130%で延伸することにより延伸PTFE膜を得た。最後に、上記延伸PTFE膜を、連続的に360℃で3秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得た。
実施例1に記載の押出PTFEテープをカレンダーロールで厚さが220μmとなるように圧延した後、乾燥機に導入し、温度300℃で乾燥処理を施すことによりソルベントナフサを除去して、乾燥PTFEテープを得た。引き続き、乾燥した上記PTFEテープを連続的に延伸装置に導入し、温度300℃でテープ進行方向(MD方向)に延伸倍率130%で延伸することにより延伸PTFE膜を得た。最後に、上記延伸PTFE膜を、連続的に360℃で3秒間熱処理することにより多孔質構造を固定化(ヒートセット)した後、巻き取ってPTFE膜を得た。
(比較例4)
厚さが200μmとなるように圧延し、延伸倍率145%で延伸した以外は比較例3と同様にPTFE膜を作製した。
厚さが200μmとなるように圧延し、延伸倍率145%で延伸した以外は比較例3と同様にPTFE膜を作製した。
(比較例5)
厚さが200μmとなるように圧延し、延伸倍率140%で延伸した以外は比較例3と同様にPTFE膜を作製した。
厚さが200μmとなるように圧延し、延伸倍率140%で延伸した以外は比較例3と同様にPTFE膜を作製した。
(比較例6)
厚さが200μmとなるように圧延し、延伸倍率135%で延伸した以外は比較例3と同様にPTFE膜を作製した。
厚さが200μmとなるように圧延し、延伸倍率135%で延伸した以外は比較例3と同様にPTFE膜を作製した。
(比較例7)
厚さが200μmとなるように圧延し、延伸倍率130%で延伸した以外は比較例3と同様にPTFE膜を作製した。
厚さが200μmとなるように圧延し、延伸倍率130%で延伸した以外は比較例3と同様にPTFE膜を作製した。
密度が1.40g/cm3以上であり、かつ、透気抵抗度が3000sec以上である実施例1〜15のPTFE膜を用いた場合、電解液の蒸散及び水分の透過が抑えられており、かつ、実施例1〜15のPTFE膜は安全弁の開弁試験にも耐えうる高い耐液圧を有していた。また、密度が1.40g/cm3以上であり、かつ、透気抵抗度が3000sec以上である実施例16〜20のPTFE積層体を用いた場合、電解液の蒸散及び水分の透過が抑えられていた。一方、PTFE膜の透気抵抗度が3000sec未満である比較例1〜7を用いた場合、電解液が多く蒸散しており、水分が膜を透過しており、また、比較例1〜7のPTFE膜は安全弁の開弁試験にも耐えうる高い耐液圧を有していなかった。
Claims (11)
- 電子部品用ポリテトラフルオロエチレン膜であって、
前記ポリテトラフルオロエチレン膜の密度が1.40g/cm3以上であり、かつ、透気抵抗度が3000sec以上であることを特徴とするポリテトラフルオロエチレン膜。 - 耐液圧が0.8MPa以上である請求項1に記載のポリテトラフルオロエチレン膜。
- 膜厚が10〜1000μmである請求項1又は2に記載のポリテトラフルオロエチレン膜。
- 空孔率が22%以下であり、かつ、密度が1.70g/cm3以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリテトラフルオロエチレン膜。
- 前記ポリテトラフルオロエチレン膜の少なくとも一方の面は表面粗さRaが0.170μm以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリテトラフルオロエチレン膜。
- 前記ポリテトラフルオロエチレン膜は第一のポリテトラフルオロエチレン膜と第二のポリテトラフルオロエチレン膜とを含み、少なくとも一方のポリテトラフルオロエチレン膜は多孔質膜である請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリテトラフルオロエチレン膜。
- 前記ポリテトラフルオロエチレン膜は、第一の低密度ポリテトラフルオロエチレン膜、高密度ポリテトラフルオロエチレン膜、第二の低密度ポリテトラフルオロエチレン膜の順に積層されており、前記第一の低密度ポリテトラフルオロエチレン膜及び前記第二の低密度ポリテトラフルオロエチレン膜の表面粗さRaが共に0.170μm以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリテトラフルオロエチレン膜。
- 前記ポリテトラフルオロエチレン膜は低密度ポリテトラフルオロエチレン膜及び高密度ポリテトラフルオロエチレン膜の2層からなり、前記低密度ポリテトラフルオロエチレン膜及び前記高密度ポリテトラフルオロエチレン膜の表面粗さRaが共に0.170μm以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリテトラフルオロエチレン膜。
- 開口部を有する電子部品であって、前記開口部に請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリテトラフルオロエチレン膜が設けられていることを特徴とする電子部品。
- 開口部を有するコンデンサであって、前記開口部に請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリテトラフルオロエチレン膜が設けられていることを特徴とするコンデンサ。
- 開口部を有するバッテリーであって、前記開口部に請求項1〜8のいずれか1項に記載のポリテトラフルオロエチレン膜が設けられていることを特徴とするバッテリー。
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