JP2024063946A - Composite film - Google Patents
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Abstract
Description
複合膜に関する。 Related to composite membranes.
様々な機器において、内圧調整や換気のための通気口が設けられている。また、携帯電話等のスピーカーやマイクの様に音声を発したり認識したりする部位には、機能上の理由から開口が設けられる。通気口や開口から内部への水分や他の異物の侵入を防ぐために、通気・防水膜が取り付けられている。その通気膜には、例えば、撥水処理された不織布やメッシュ、並びにポリテトラフルオロエチレン(PTFE;四フッ化エチレン樹脂)等のフッ素樹脂の多孔膜が用いられる。高い通気性と耐水性の観点からPTFEの多孔質膜が、耐水・通気膜として多く用いられている。例えば、特許文献1(特開2005-334758号公報)には、PTFE等のフッ素樹脂を含んでいる撥水樹脂多孔質膜を備えた通気フィルタが記載されている。 Various devices are provided with vents for adjusting internal pressure and ventilation. In addition, openings are provided for functional reasons in parts of mobile phones and other devices that emit or recognize voice, such as speakers and microphones. To prevent moisture and other foreign matter from entering the device through the vents and openings, a breathable and waterproof membrane is attached. For example, water-repellent nonwoven fabrics and meshes, as well as porous membranes of fluororesins such as polytetrafluoroethylene (PTFE; tetrafluoroethylene resin) are used as the breathable membrane. From the viewpoint of high breathability and water resistance, PTFE porous membranes are often used as water-resistant and breathable membranes. For example, Patent Document 1 (JP Patent Publication 2005-334758 A) describes a ventilation filter equipped with a water-repellent resin porous membrane containing fluororesins such as PTFE.
オイルが付着するような環境下でも通気・防水膜が必要とされる場面があるが、特段の処置が施されていない通常の多孔質膜、例えば、典型的なPTFE多孔質膜は、たとえ撥水性を有していても耐油性がなく、オイルに暴露されると通気性能が著しく低下する。オイルの付着による通気性の劣化を防止する手段について様々な検討がされている。例えば、特許文献1には、必要に応じて撥水処理や撥油処理などの撥液処理を通気フィルタに施すことが記載されている。また、特許文献2(特開平7-126428号公報)及び特許文献3(特開2014-31412号公報)には、PTFE等の多孔質膜に撥油性を付与することにより、通気膜への油分や界面活性剤の付着によって生じる弊害を防止することが記載されている。 There are situations where a breathable and waterproof membrane is required even in an environment where oil may adhere to the membrane. However, a normal porous membrane that has not been specially treated, such as a typical PTFE porous membrane, is not oil-resistant even if it has water repellency, and its breathability is significantly reduced when exposed to oil. Various studies have been conducted on means to prevent deterioration of breathability due to adhesion of oil. For example, Patent Document 1 describes applying a liquid-repellent treatment such as a water-repellent treatment or an oil-repellent treatment to a breathable filter as necessary. In addition, Patent Document 2 (JP Patent Publication 7-126428 A) and Patent Document 3 (JP Patent Publication 2014-31412 A) describe preventing the adverse effects caused by adhesion of oil or surfactant to the breathable membrane by imparting oil repellency to a porous membrane such as PTFE.
異物の付着による通気性の劣化を防止する手段として、通気膜の直接の暴露を防止するという方法がある。例えば、特許文献4(特開2014-102970号公報)には、筐体の開口部に取り付ける通気部材として、防水通気膜が取り付けられるエラストマー製の内側部材と防水通気膜を覆うように内側部材に装着される樹脂製の外側部材とを備えた通気部材が記載されている。内側部材と外側部材の露出表面には撥液処理が施されているため、筐体内部へのオイルや洗浄液の侵入を防止できる。また、外側部材が防水通気膜を覆っていることで、筐体外部からの砂や泥などの防水通気膜の表面への蓄積により通気性が阻害される虞を低減できる。特許文献5(特開2014-191902号公報)には、筐体の開口部に取り付ける通気部材として、通気膜と、通気膜を支持し筐体の開口部に固定される支持体と、通気膜を覆うように支持体に取り付けられたカバー部材とを備えた通気部材が記載されている。支持体には通気膜の周囲を囲むように撥油部分が形成されているため、カバー部材によって通気膜への正面からのオイルの付着を遮ることができるだけでなく、カバー部材の側部にある開口よりカバー部材と支持体との間の通気空間にオイルが侵入した場合にも通気膜へのオイルの付着を防止できる。 One method for preventing deterioration of breathability due to the adhesion of foreign matter is to prevent direct exposure of the breathable membrane. For example, Patent Document 4 (JP 2014-102970 A) describes a breathable member to be attached to the opening of a housing, which includes an inner member made of elastomer to which a waterproof breathable membrane is attached and an outer member made of resin attached to the inner member so as to cover the waterproof breathable membrane. The exposed surfaces of the inner member and the outer member are treated with a liquid repellent treatment, which prevents oil and cleaning liquid from entering the inside of the housing. In addition, since the outer member covers the waterproof breathable membrane, the risk of breathability being hindered by the accumulation of sand, mud, etc. on the surface of the waterproof breathable membrane from the outside of the housing can be reduced. Patent Document 5 (JP 2014-191902 A) describes a breathable member to be attached to the opening of a housing, which includes a breathable membrane, a support that supports the breathable membrane and is fixed to the opening of the housing, and a cover member attached to the support so as to cover the breathable membrane. The support has an oil-repellent portion formed around the periphery of the breathable membrane, so not only can the cover member block oil from adhering to the breathable membrane from the front, but it can also prevent oil from adhering to the breathable membrane even if oil enters the ventilation space between the cover member and the support through an opening on the side of the cover member.
通気膜への付着が懸念されるオイルは外部由来のものに限らず、筐体内部に収容されるオイルが通気膜の通気性を損なわせる場合もある。例えば、自動車用部品の筐体にはオイル等の液体が収容される場合があり、筐体内の圧力が低いときに生じ得るオイルミストや他の液状浮遊物が内面側から通気膜に付着し得る。 Oil that may adhere to the breathable membrane is not limited to oils of external origin; oil contained inside the housing may also impair the breathability of the breathable membrane. For example, the housing of an automobile part may contain liquids such as oil, and oil mist and other liquid floating matter that may be generated when the pressure inside the housing is low may adhere to the breathable membrane from the inside.
筐体内に浮遊したオイルミストの通気膜への付着を防止する手段の一例として、特許文献6(特開2014-191903号公報)に記載されている通気部材を挙げることができる。特許文献6が開示する通気部材は、筐体の開口部に装着され、筐体の内外を連絡する貫通孔を有する支持体と、貫通孔を筐体内部側で塞ぐフィルタ部材と、貫通孔を筐体外部側で塞ぐ通気膜とを備えている。貫通孔は第1通気経路とその側面に連結された第2通気経路とを含んでおり、第1通気経路の一端部は筐体内部側の開口に連結されており、第2通気経路の一端部は外部側の開口に連結されている。貫通孔は、第1通気経路の他端部から袋状に延びるように形成された袋状経路をさらに含んでいる。筐体内のオイルミストが外部へ通気される際、フィルタ部材を通過することで粒状のオイルとなり、第1通気経路の内周面および袋状経路の内周面に付着する。それにより、オイルミストが第2通気経路へ移動しにくくなるため、通気膜への筐体内に浮遊したオイルミストの付着が低減される。 An example of a means for preventing the oil mist floating in the housing from adhering to the ventilation membrane is the ventilation member described in Patent Document 6 (JP Patent Publication 2014-191903 A). The ventilation member disclosed in Patent Document 6 includes a support body having a through hole that is attached to the opening of the housing and connects the inside and outside of the housing, a filter member that blocks the through hole on the inside side of the housing, and a ventilation membrane that blocks the through hole on the outside side of the housing. The through hole includes a first ventilation path and a second ventilation path connected to the side of the first ventilation path, one end of the first ventilation path is connected to an opening on the inside side of the housing, and one end of the second ventilation path is connected to an opening on the outside side. The through hole further includes a bag-shaped path formed to extend in a bag shape from the other end of the first ventilation path. When the oil mist in the housing is ventilated to the outside, it passes through the filter member to become granular oil, and adheres to the inner circumferential surface of the first ventilation path and the inner circumferential surface of the bag-shaped path. This makes it difficult for the oil mist to move to the second ventilation path, reducing adhesion of oil mist suspended inside the housing to the ventilation membrane.
他の例として特許文献7(特開2017-204620号公報)には、通気膜と、通気膜と接触せずに設置された捕集膜と、それらを保持し筐体の開口部や他の部材に装着される装着部材とを備えた通気部材が記載されている。筐体内部の圧力が外部圧力に対し大きくなった場合に筐体内の空気が通気部材を介して外部へ放出されるが、その際に外部へ向かうオイルミスト等の液体浮遊粒子は、通気膜の前段に設けられた捕集膜に捕集される。そのため、液体浮遊粒子の通気膜への到達が抑制される。筐体内部の圧力が外部圧力に対し負圧となった時に通気膜から捕集膜へ向かう方向へ気体が流れることによって、捕集膜に捕集された液体浮遊粒子が粗大化して液化し、脱落する。また、捕集膜に付着した液体が自重により落下する。捕集膜からの液体分離の促進のために、通気膜だけでなく捕集膜にも撥水処理や撥油処理等の撥液処理を施すことができる。つまり当該通気部材では、捕集膜を含むことで、跳ね油漏れ防止構造を備えたブリーザーキャップと同様の機能が発揮される。 As another example, Patent Document 7 (JP Patent Publication 2017-204620A) describes a ventilation member that includes a breathable membrane, a collection membrane that is installed without contacting the breathable membrane, and a mounting member that holds them and is attached to the opening of the housing or to another member. When the pressure inside the housing becomes greater than the external pressure, the air inside the housing is released to the outside through the ventilation member, and liquid floating particles such as oil mist that move to the outside at that time are collected by the collection membrane provided in front of the breathable membrane. Therefore, the liquid floating particles are prevented from reaching the breathable membrane. When the pressure inside the housing becomes negative relative to the external pressure, gas flows from the breathable membrane to the collection membrane, causing the liquid floating particles collected by the collection membrane to coarsen, liquefy, and fall off. In addition, the liquid attached to the collection membrane falls under its own weight. In order to promote liquid separation from the collection membrane, not only the breathable membrane but also the collection membrane can be subjected to a liquid repellent treatment such as a water repellent treatment or an oil repellent treatment. In other words, by including a collection membrane, the ventilation member performs the same function as a breather cap equipped with a structure to prevent oil splash leakage.
多孔質膜に撥油性能を付与しただけでは、膜がオイルに暴露された時に通気性が著しく低下する虞がある。暴露から通気膜を保護する部材を備えた通気部材は、膜単体(複合膜を含む)と比較して寸法が大きく、機器設計の上での制約となる。また、そのような通気部材ではオイルの直接暴露は避けられるものの、オイルミスト環境下に置かれた場合は、膜への付着を完全に失くすことができずに膜がオイルに曝される可能性がある。何れの方法に関しても、通気膜までオイルが到達した場合の機能低下を避けることが難しい。 Simply imparting oil repellency to a porous membrane may result in a significant decrease in breathability when the membrane is exposed to oil. Ventilation components equipped with a material that protects the breathable membrane from exposure are larger in size than membranes alone (including composite membranes), which places constraints on equipment design. Furthermore, although such ventilation components can avoid direct exposure to oil, if placed in an oil mist environment, adhesion to the membrane may not be completely eliminated, and the membrane may be exposed to oil. Regardless of the method used, it is difficult to avoid a decrease in functionality when oil reaches the breathable membrane.
油の付着による通気性能の低下が抑制された複合膜を提供することを目的とする。 The aim is to provide a composite membrane that suppresses the decrease in breathability caused by oil adhesion.
フッ素樹脂多孔質膜と、該フッ素樹脂多孔質膜と積層された吸油層とを具備する複合膜が提供される。上記吸油層は、親油性材料を含み、多孔質である。 A composite membrane is provided that includes a fluororesin porous membrane and an oil-absorbing layer laminated with the fluororesin porous membrane. The oil-absorbing layer contains an oleophilic material and is porous.
上記構成の複合膜では油の付着による通気性能の低下が抑制されているため、当該複合膜を油が付着する環境において通気膜として用いた場合に通気性を維持できる。また、該複合膜は、簡潔でコンパクトな構造を有するため、省スペース化の要望にも対応可能である。 The composite membrane of the above configuration suppresses the decrease in breathability caused by the adhesion of oil, so that the composite membrane can maintain breathability when used as a breathable membrane in an environment where oil adheres. In addition, the composite membrane has a simple and compact structure, so it can also meet the demand for space saving.
通気・防水膜の一例を図6に示す。図6は、従来の通気膜の一例を概略的に示す断面図である。図示する通気膜10は、積層された樹脂多孔質膜13と多孔質支持体14との複合品である。樹脂多孔質膜13は、例えば、フッ素樹脂製の多孔質膜であり、具体的にはポリテトラフルオロエチレン(PTFE;四フッ化エチレン)樹脂製の多孔質膜であり得る。多孔質支持体14は、例えば、不織布であり、通気膜10の耐久性およびハンドリング性を向上させるために含まれている。多孔質支持体14を省略した樹脂多孔質膜13単体でも、通気・防水膜としての機能を備えている。 An example of a breathable and waterproof membrane is shown in FIG. 6. FIG. 6 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of an example of a conventional breathable membrane. The illustrated breathable membrane 10 is a composite product of a laminated resin porous membrane 13 and a porous support 14. The resin porous membrane 13 may be, for example, a porous membrane made of a fluororesin, specifically, a porous membrane made of polytetrafluoroethylene (PTFE; polytetrafluoroethylene) resin. The porous support 14 may be, for example, a nonwoven fabric, and is included to improve the durability and handling properties of the breathable membrane 10. Even the resin porous membrane 13 alone, omitting the porous support 14, has the function of a breathable and waterproof membrane.
通気膜10が含む樹脂多孔質膜13及び多孔質支持体14の何れにも通気性があり、通気膜10は厚み方向に通気を示す。その一方で、樹脂多孔質膜13の孔が小さいため、水等の液体は高圧をかけないと浸透しない。そのため、図示するように気体分子20は通気膜10を何れの方向にも通過できることに対し、水滴21は樹脂多孔質膜13にはじかれる。そのため、通気膜10の表側および裏側の間で通気や通音を保ちつつ、樹脂多孔質膜13側(例えば、機器外部側)からの水分の侵入を防止することができる。 The resin porous membrane 13 and the porous support 14 contained in the breathable membrane 10 are both breathable, and the breathable membrane 10 exhibits breathability in the thickness direction. On the other hand, because the pores in the resin porous membrane 13 are small, liquids such as water cannot penetrate unless high pressure is applied. Therefore, as shown in the figure, gas molecules 20 can pass through the breathable membrane 10 in either direction, whereas water droplets 21 are repelled by the resin porous membrane 13. Therefore, it is possible to prevent moisture from entering from the resin porous membrane 13 side (e.g., the outside of the device) while maintaining ventilation and sound permeability between the front and back sides of the breathable membrane 10.
樹脂多孔質膜13に水は浸透しないものの油は浸透する。図7に示すように、樹脂多孔質膜13に油滴22が付着すると油分23が膜内部に浸透し、孔が油分23によって塞がれる。そのため、通気膜10の通気性が損なわれる。 Water does not penetrate the resin porous membrane 13, but oil does. As shown in Figure 7, when oil droplets 22 adhere to the resin porous membrane 13, the oil 23 penetrates into the membrane and blocks the pores. This impairs the breathability of the breathable membrane 10.
樹脂多孔質膜13への油の浸透を防止するために、撥油剤を塗布するなどの撥油処理を施した多孔質膜を備えた通気膜が使用されている。そのような、従来の通気膜の他の例を図8に示す。図8に示す例の通気膜10は、図6及び7に示した例と異なり撥油処理されていない樹脂多孔質膜13の代わりに撥油処理樹脂多孔質膜15を備えている。撥油処理樹脂多孔質膜15は、例えば、樹脂多孔質膜13と同様の多孔質膜に撥油剤を塗布する等の撥油処理を施して撥油性を付与したものである。撥油処理樹脂多孔質膜15は、少量の油分や粘度の低い油をはじくことができるものの、例えば、粘度の高い油のオイルミスト等の油滴22が付着した場合は、油滴22が撥油処理樹脂多孔質膜15表面に油膜24を形成する。油膜24により通気が妨げられ、通気膜10の通気性能が損なわれる。 In order to prevent oil from penetrating the resin porous membrane 13, an air-permeable membrane is used that has a porous membrane that has been treated with an oil repellent agent, for example. Another example of such a conventional air-permeable membrane is shown in FIG. 8. The air-permeable membrane 10 in the example shown in FIG. 8 is equipped with an oil-repellent resin porous membrane 15 instead of the resin porous membrane 13 that has not been treated with an oil repellent agent, unlike the examples shown in FIGS. 6 and 7. The oil-repellent resin porous membrane 15 is, for example, a porous membrane similar to the resin porous membrane 13 that has been treated with an oil repellent agent, to give it oil repellency. Although the oil-repellent resin porous membrane 15 can repel small amounts of oil and low-viscosity oil, when oil droplets 22, such as oil mist of high-viscosity oil, adhere to the membrane, the oil droplets 22 form an oil film 24 on the surface of the oil-repellent resin porous membrane 15. The oil film 24 prevents air from passing through, impairing the breathability of the air-permeable membrane 10.
以下、実施の形態について適宜図面を参照して説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。 The following describes the embodiments with reference to the drawings as appropriate. Note that common components throughout the embodiments are given the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted. Also, each figure is a schematic diagram to explain the embodiments and facilitate their understanding, and the shapes, dimensions, ratios, etc. may differ from the actual devices in some places, but these can be modified as appropriate by taking into account the following explanations and known technologies.
発明の実施形態に係る複合膜は、フッ素樹脂多孔質膜と、このフッ素樹脂多孔質膜と積層された吸油層とを具備する。吸油層は、親油性材料を含む。また吸油層は、多孔質である。 The composite membrane according to the embodiment of the invention comprises a fluororesin porous membrane and an oil absorbing layer laminated with the fluororesin porous membrane. The oil absorbing layer contains an oleophilic material. The oil absorbing layer is porous.
フッ素樹脂多孔質膜は、例えば、フッ素樹脂フィルム又はフッ素樹脂シートに対し延伸処理を行うことで多孔質化して得られたものである。フッ素樹脂多孔質膜は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、変性ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシアルカン(PFA)、エチレン-テトラフルオロエチレンコポリマ(ETFE)、パーフルオロエチレンプロペンコポリマ(FEP)、及びポリフッ化ビニリデン(PVDF)からなる群より選ばれる少なくとも1種のフッ素樹脂を含む。フッ素樹脂多孔質膜がPTFEを含んでいることが望ましい。 The fluororesin porous membrane is obtained, for example, by subjecting a fluororesin film or a fluororesin sheet to a stretching process to make it porous. The fluororesin porous membrane contains at least one fluororesin selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE), modified polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxyalkane (PFA), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), perfluoroethylenepropene copolymer (FEP), and polyvinylidene fluoride (PVDF). It is preferable that the fluororesin porous membrane contains PTFE.
フッ素樹脂多孔質膜の具体例として、PTFE延伸多孔質フィルムを挙げることができる。PTFE延伸多孔質フィルムは、PTFEで構成されるノード及びフィブリルから成る多孔膜である。延伸多孔質化の際、おおよそ延伸方向に沿ってノードからフィブリルが引き出される。ノードとは、高分子繊維が引き延ばされずにPTFE材料が凝集している領域を指す。フィブリルは、ノード間に存在し、延伸方向に沿って配向している高分子繊維を指す。この繊維が細かく密に存在することで無数の小さい孔を有する多孔膜となり、高い耐水性を示すことができる。 A specific example of a fluororesin porous membrane is a PTFE expanded porous film. A PTFE expanded porous film is a porous membrane made up of nodes and fibrils made of PTFE. When the film is expanded to make it porous, the fibrils are pulled out from the nodes roughly along the direction of expansion. A node refers to an area where the polymer fibers are not stretched and the PTFE material is aggregated. A fibril refers to the polymer fibers that exist between the nodes and are oriented along the direction of expansion. The fine and dense presence of these fibers results in a porous membrane with countless small pores, which allows the membrane to exhibit high water resistance.
フッ素樹脂多孔質膜は、例えば、0.01μm以上10μm以下の平均孔径を有し得る。この範囲の平均孔径を有するフッ素樹脂多孔質膜は、通気性と耐水性とのバランスが取れている。 The fluororesin porous membrane may have an average pore size of, for example, 0.01 μm or more and 10 μm or less. A fluororesin porous membrane with an average pore size in this range has a good balance between breathability and water resistance.
フッ素樹脂多孔質膜は、例えば、0.01mm以上0.5mm以下の厚みを有し得る。厚みが0.01mm以上であることで、耐水性を確保できる。複合膜を通気膜として設置する機器の設計の自由度の観点からは、膜厚が薄い方が望ましい。 The fluororesin porous membrane may have a thickness of, for example, 0.01 mm or more and 0.5 mm or less. A thickness of 0.01 mm or more ensures water resistance. From the viewpoint of freedom of design of equipment in which the composite membrane is installed as a ventilation membrane, a thinner membrane is preferable.
フッ素樹脂多孔質膜は、例えば、フッ素樹脂から成る多孔質膜であり得る。又は、フッ素樹脂多孔質膜はフッ素樹脂製の多孔質膜に撥油処理を施すなどして撥油性を付したものであり得る。撥油処理としては、例えば、ペルフルオロアルキル基を有する高分子を含む撥油剤を塗布して当該撥油剤の被膜で多孔質膜の表面を被覆する方法が挙げられる。 The fluororesin porous membrane may be, for example, a porous membrane made of fluororesin. Alternatively, the fluororesin porous membrane may be a porous membrane made of fluororesin that has been given oil repellency by, for example, applying an oil repellent treatment. An example of the oil repellent treatment is a method of applying an oil repellent agent containing a polymer having a perfluoroalkyl group to cover the surface of the porous membrane with a coating of the oil repellent agent.
吸油層は、親油性材料を含んだ多孔質層である。親油性材料としては、例えば、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリスチレン(PS)、及び発泡ウレタン等の親油性を示す樹脂材料を挙げることができる。吸油層は、フッ素樹脂多孔質膜よりも高い通気性を有することが望ましい。また吸油層は、表面積が大きい形態を有することが望ましい。例えば、吸油層は、不織布であり得る。吸油層の具体例としてPP製不織布を挙げることができる。また、吸油層は、不織布に加え、その表面の一部に配置された自己膨潤型吸油ポリマーやゲル化型吸油ポリマーをさらに含むことができる。 The oil absorbing layer is a porous layer containing an oil-philic material. Examples of the oil-philic material include resin materials that exhibit oil-philicity, such as polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), and urethane foam. It is desirable for the oil absorbing layer to have higher breathability than the fluororesin porous membrane. It is also desirable for the oil absorbing layer to have a form with a large surface area. For example, the oil absorbing layer may be a nonwoven fabric. A specific example of the oil absorbing layer is a PP nonwoven fabric. In addition to the nonwoven fabric, the oil absorbing layer may further contain a self-swelling oil absorbing polymer or a gelling oil absorbing polymer arranged on a part of the surface.
吸油層は、複合膜のうち油が付着し得る表面として含まれる。例えば、複合膜の表裏両側の主面に油が付着し得る用途では、両側の最も外側の表面に吸油層を配置することもできる。親油性を示し表面積の大きい吸油層を外面側に設けることで、複合膜の表面に付着した油を吸油層に吸着できる。それにより吸油層の孔の一部が油で埋まるものの、複合膜内の孔が立体的には塞がらないため、通気が損なわれない。吸着した油が多くなって吸油層の孔が埋まり飽和に近づくと通気性が低下するが、それまでは通気経路が妨げられず通気を維持できる。油の吸着面に対し部分的に自己膨潤型吸油ポリマーやゲル化型吸油ポリマーが配置された吸油層の場合は、油を固定化し通気経路が埋まるのを防ぐことができるため、吸油層における通気の低下を抑えることができる。つまり、複合膜の最表面に吸油層を設けることでフッ素樹脂多孔質膜自体の油への暴露を防止でき、それにより通気性能の低下を防ぐことができる。 The oil absorbing layer is included as a surface of the composite membrane to which oil can adhere. For example, in applications where oil can adhere to both the front and back main surfaces of the composite membrane, the oil absorbing layer can be arranged on the outermost surface on both sides. By providing an oil absorbing layer that is oleophilic and has a large surface area on the outer surface side, the oil adhering to the surface of the composite membrane can be adsorbed by the oil absorbing layer. As a result, some of the pores in the oil absorbing layer are filled with oil, but the pores in the composite membrane are not blocked three-dimensionally, so that the breathability is not impaired. When the amount of adsorbed oil increases and the pores in the oil absorbing layer are filled and approach saturation, the breathability decreases, but until then the breathability path is not obstructed and breathability can be maintained. In the case of an oil absorbing layer in which a self-swelling oil absorbing polymer or a gelling oil absorbing polymer is partially arranged on the oil adsorption surface, the oil can be fixed and the breathability path can be prevented from being filled, so that the decrease in breathability in the oil absorbing layer can be suppressed. In other words, by providing an oil absorbing layer on the outermost surface of the composite membrane, the exposure of the fluororesin porous membrane itself to oil can be prevented, and thus the decrease in breathability can be prevented.
加えて、吸油層は、フッ素樹脂多孔質膜に対する物理的な保護層としても機能する。フッ素樹脂多孔質膜より外側に吸油層があることで、外部からの一部によるフッ素樹脂多孔質膜へのダメージを防止できる。そのため、フッ素樹脂多孔質膜が損傷して防水性が損なわれることを避けることができる。 In addition, the oil absorbing layer also functions as a physical protective layer for the fluororesin porous membrane. The presence of the oil absorbing layer outside the fluororesin porous membrane makes it possible to prevent damage to the fluororesin porous membrane from external elements. This makes it possible to avoid damage to the fluororesin porous membrane and loss of its waterproofing.
吸油層は、例えば、1.0mm以上5.0mm以下の厚みを有し得る。吸油層の厚みが1.2mm以上3.0mm以下であることがより好ましい。吸油層の厚みが1.0mm以上であることで、油が付着した際に通気経路を確保できる。また、吸油層が厚い方が、吸油層の孔が油で埋まって飽和するまでに付着できる油の量が多い。複合膜を通気膜として設置する機器の設計の自由度の観点からは、厚みが薄い方が望ましい。 The oil absorbing layer may have a thickness of, for example, 1.0 mm or more and 5.0 mm or less. It is more preferable that the thickness of the oil absorbing layer is 1.2 mm or more and 3.0 mm or less. By having a thickness of 1.0 mm or more, a ventilation path can be secured when oil adheres. Furthermore, the thicker the oil absorbing layer, the greater the amount of oil that can adhere before the pores of the oil absorbing layer are filled with oil and saturated. From the viewpoint of the degree of freedom in designing the equipment in which the composite membrane is installed as a ventilation membrane, a thinner thickness is preferable.
吸油層は、例えば、100g/m2より大きく500g/m2以下の目付を有し得る。吸油層の目付が150g/m2以上300g/m2以下であることが好ましい。また吸油層は、例えば、0.03g/cm3以上0.1g/cm3以下の密度を有し得る。吸油層の密度が0.035g/cm3以上0.095g/cm3以下であることが好ましい。吸油層の油吸着効果を鑑みると、吸油層の目付および密度が大きい方が好ましい。また、密度が高い吸油層の方が強度が高い。一方で、複合膜を搭載する機器の軽量化を鑑みると、吸油層の目付および密度が小さい方が好ましい。 The oil absorbing layer may have a basis weight of, for example, greater than 100 g/m 2 and less than 500 g/m 2. The basis weight of the oil absorbing layer is preferably 150 g/m 2 or more and 300 g/m 2 or less. The oil absorbing layer may have a density of, for example, 0.03 g/cm 3 or more and 0.1 g/cm 3 or less. The density of the oil absorbing layer is preferably 0.035 g/cm 3 or more and 0.095 g/cm 3 or less. In consideration of the oil absorption effect of the oil absorbing layer, it is preferable that the basis weight and density of the oil absorbing layer are large. In addition, an oil absorbing layer with a high density has a high strength. On the other hand, in consideration of the weight reduction of the equipment equipped with the composite membrane, it is preferable that the basis weight and density of the oil absorbing layer are small.
係る複合膜は、フッ素樹脂多孔質膜の吸油層とは反対側の主面上に、多孔質支持体をさらに含んでもよい。多孔質支持体は、例えば、多孔質シート又は多孔質膜である。多孔質支持体をバッキング材として含むことで、複合膜のハンドリング性を向上させたり、複合膜の強度をさらに向上させたりすることができる。多孔質支持体としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエステル、ポリアミド、アラミド樹脂、ポリイミド、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン等の樹脂製の不織布やメッシュ素材を用いることができる。又は、金属多孔体や金属メッシュ等の金属製の多孔質支持体を用いることもできる。その他、ガラスクロスや金属メッシュ等の繊維布をPTFE等のフッ素樹脂で被覆した複合ファブリック剤を多孔質支持体として用いることができる。 The composite membrane may further include a porous support on the main surface of the fluororesin porous membrane opposite the oil absorption layer. The porous support is, for example, a porous sheet or a porous membrane. By including the porous support as a backing material, the handling property of the composite membrane can be improved and the strength of the composite membrane can be further improved. As the porous support, for example, a nonwoven fabric or mesh material made of a resin such as polyethylene terephthalate (PET), polyester, polyamide, aramid resin, polyimide, fluororesin, or ultra-high molecular weight polyethylene can be used. Alternatively, a metal porous support such as a metal porous body or a metal mesh can be used. In addition, a composite fabric agent in which a fiber cloth such as a glass cloth or a metal mesh is coated with a fluororesin such as PTFE can be used as the porous support.
多孔質支持体は、例えば、0.05mm以上0.3mm以下の厚みを有し得る。また、多孔質支持体の目付は、30g/m2以上100g/m2以下であり得る。この範囲の厚み及び目付を有する多孔質支持体は、複合膜の厚みと、多孔質支持体によるハンドリング性や強度を向上する効果とのバランスを取ることができる。 The porous support may have a thickness of, for example, 0.05 mm or more and 0.3 mm or less. The basis weight of the porous support may be 30 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less. A porous support having a thickness and basis weight in this range can achieve a balance between the thickness of the composite membrane and the effect of the porous support in improving the handleability and strength.
上述したとおり、フッ素樹脂多孔質膜に撥油性を付してもよい。フッ素樹脂多孔質膜に撥油性をもたせることで、吸油層が吸着した油の量が多くなった場合に、吸油層からフッ素樹脂多孔質膜へ油が到達することを防ぐことができる。また、フッ素樹脂多孔質膜自体に撥油性を持たせる代わりに、フッ素樹脂多孔質膜と吸油層との間にオイルバリア層を設けることもできる。 As described above, the fluororesin porous membrane may be provided with oil repellency. By providing the fluororesin porous membrane with oil repellency, when the amount of oil absorbed by the oil absorbing layer increases, it is possible to prevent oil from reaching the fluororesin porous membrane from the oil absorbing layer. Also, instead of providing the fluororesin porous membrane itself with oil repellency, an oil barrier layer can be provided between the fluororesin porous membrane and the oil absorbing layer.
オイルバリア層は撥油性材料を含み、吸油層からフッ素樹脂多孔質膜への油の移動を遮ることができる。また、オイルバリア層は多孔質であり、通気を妨げない。オイルバリア層は、例えば、撥油性不織布であり得る。オイルバリア層に含ませる撥油性材料としては、例えば、パーフルオロアルキル基含有重合体などのフッ素系コーティング剤、メチルハイドロジエンポリシロキサン等のシリコン系コーティング剤、パラフィンやポリオレフィンワックス等のワックス系コーティング剤、ジルコニウム脂肪酸塩などのジルコニウム塩コーティング剤、オクタデシルエチレン尿素などのエチレン尿素系コーティング剤、N-メチロールステアリン酸アミド等のメチロールアミド系コーティング剤、ステアラミドメチルピリジニウムクロライド等のピリジニウム塩系コーティング剤、及びステアリン酸アルミニウム等の金属石鹸系コーティング剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を挙げることができる。耐熱性を付与できることから、フッ素系およびシリコン系の撥油性材料が好ましい。オイルバリア層の具体的な形態としては、例えば、上記撥油性コーティング剤により撥油性を付与した不織布を挙げることができる。オイルバリア層の形態はこれに限られず、撥油性を有し通気性を示す膜であればオイルバリア層として使用できる。 The oil barrier layer contains an oil-repellent material and can block the movement of oil from the oil absorption layer to the fluororesin porous membrane. The oil barrier layer is porous and does not impede ventilation. The oil barrier layer can be, for example, an oil-repellent nonwoven fabric. Examples of the oil-repellent material contained in the oil barrier layer include at least one selected from the group consisting of fluorine-based coating agents such as perfluoroalkyl group-containing polymers, silicon-based coating agents such as methylhydrogenpolysiloxane, wax-based coating agents such as paraffin and polyolefin wax, zirconium salt coating agents such as zirconium fatty acid salts, ethyleneurea-based coating agents such as octadecylethyleneurea, methylolamide-based coating agents such as N-methylolstearic acid amide, pyridinium salt-based coating agents such as stearamide methylpyridinium chloride, and metal soap-based coating agents such as aluminum stearate. Fluorine-based and silicon-based oil-repellent materials are preferred because they can impart heat resistance. A specific form of the oil barrier layer can be, for example, a nonwoven fabric imparted with oil repellency by the oil-repellent coating agent. The form of the oil barrier layer is not limited to this, and any film that is oil repellent and breathable can be used as the oil barrier layer.
オイルバリア層は、例えば、0.05mm以上0.3mm以下の厚みを有し得る。また、多孔質支持体の目付は、30g/m2以上100g/m2以下であり得る。この範囲の厚み及び目付を有するオイルバリア層は、通気を阻害することなく多孔質膜への油の付着を防止し、通気性能の低下を防ぐ事ができる。 The oil barrier layer may have a thickness of, for example, 0.05 mm or more and 0.3 mm or less. The basis weight of the porous support may be 30 g/ m2 or more and 100 g/ m2 or less. An oil barrier layer having a thickness and basis weight within this range can prevent adhesion of oil to the porous membrane without impeding ventilation, and can prevent a decrease in breathability.
複合膜が含むフッ素樹脂多孔質膜および吸油層、並びに任意に含み得るオイルバリア層および多孔質支持体は、何れも膜形状やシート形状を有する。複合膜は、これらの部位の積層体であるため、立体的に嵩張る形状の部材ではなく、コンパクトにまとまっている。このように複合膜の構成が簡潔でコンパクトであるため、当該複合膜の設置個所の設計に制約を設けず、様々な機器などに使用することができる。また、このような構成の複合膜には、簡便に製造することができるという利点もある。 The fluororesin porous membrane and oil absorption layer contained in the composite membrane, as well as the oil barrier layer and porous support that may be optionally contained, all have a membrane or sheet shape. Because the composite membrane is a laminate of these parts, it is not a three-dimensional bulky component, but is compact. Because the composite membrane has such a simple and compact structure, there are no restrictions on the design of the installation location of the composite membrane, and it can be used in a variety of devices. Another advantage of a composite membrane with such a structure is that it can be easily manufactured.
実施形態に係る複合膜は、例えば、フッ素樹脂多孔質膜と吸油層とを準備し、これらを重ね、熱融着、超音波融着、又は接着剤や両面テープの使用によって固定することにより製造することができる。多孔質支持体やオイルバリア層を含ませる場合は、それらの部位も上述した配置となるよう適宜重ねて固定する。 The composite membrane according to the embodiment can be manufactured, for example, by preparing a fluororesin porous membrane and an oil absorbing layer, stacking them, and fixing them together by heat fusion, ultrasonic fusion, or by using an adhesive or double-sided tape. When a porous support or oil barrier layer is included, these parts are also stacked and fixed appropriately so that they are arranged as described above.
フッ素樹脂多孔質膜は、例えば、非多孔質構造(充実構造)を有するフッ素樹脂シートを延伸することにより製造できる。フッ素樹脂多孔質膜の前駆体となる充実構造を有するフッ素樹脂シートは、例えば押出成形品であり得る。押出成形の一例として、PTFE多孔質膜の製造方法を以下に説明する。 The fluororesin porous membrane can be produced, for example, by stretching a fluororesin sheet having a non-porous structure (solid structure). The fluororesin sheet having a solid structure that serves as the precursor of the fluororesin porous membrane can be, for example, an extrusion molded product. As an example of extrusion molding, a method for producing a PTFE porous membrane is described below.
PTFE押出成形品の原料としては、PTFEファインパウダーと、潤滑剤等の押出助剤とを用いることができる。PTFEファインパウダーに潤滑剤等の押出助剤を混合することで、ペースト状の混合物を得ることができる。PTFEファインパウダーを含んだ混合物をシート形状に押出成形することで、シート状の押出成形品を得ることができる。 The raw materials for PTFE extrusion molded products can be PTFE fine powder and an extrusion aid such as a lubricant. By mixing PTFE fine powder with an extrusion aid such as a lubricant, a paste-like mixture can be obtained. By extruding the mixture containing PTFE fine powder into a sheet shape, a sheet-like extrusion molded product can be obtained.
押出助剤としては、例えば、汎用されているソルベントナフサ(例えば、登録商標:Isoper E、エクソン化学社製)、ホワイトオイル、及び、炭素数6乃至12の流動パラフィン(例えば、登録商標:カクタスノルマルパラフィンN-10、(株)ジャパンエナジー製)を挙げることができる。 Examples of extrusion aids include the commonly used solvent naphtha (e.g., registered trademark: Isoper E, manufactured by Exxon Chemical), white oil, and liquid paraffin having 6 to 12 carbon atoms (e.g., registered trademark: Cactus Normal Paraffin N-10, manufactured by Japan Energy Corporation).
PTFEファインパウダーと押出助剤とを混合して得られる混合物は、押出成形に供する前に熟成してもよい。また、熟成させた混合物を圧縮して、圧縮成型体(ビレット)を造ってもよい。圧縮することにより、PTFEファインパウダーにおける空気を除き、押出成形品の均一性を向上させることができる。圧縮成型体の形状は特に限定されないが、例えば、円柱形状であり得る。 The mixture obtained by mixing the PTFE fine powder with the extrusion aid may be aged before being subjected to extrusion molding. The aged mixture may also be compressed to produce a compression molded body (billet). By compressing, air in the PTFE fine powder can be removed, improving the uniformity of the extrusion molded product. The shape of the compression molded body is not particularly limited, but may be, for example, cylindrical.
続いて、フッ素樹脂多孔質膜の前駆体として製造したPTFEシートを延伸する。延伸処理は、一軸延伸または二軸延伸の何れであってもよい。延伸を行うと、前駆体に含まれる高分子材料から、高分子繊維が引き出されて延伸方向に引き延ばされる。このようにすると、ノードとフィブリルとを含む微細構造を形成できる。 Next, the PTFE sheet manufactured as a precursor for the fluororesin porous membrane is stretched. The stretching process may be either uniaxial or biaxial. When stretched, polymer fibers are pulled out from the polymer material contained in the precursor and stretched in the stretching direction. In this way, a microstructure containing nodes and fibrils can be formed.
延伸時の延伸倍率を調整することによって、フッ素樹脂多孔質膜の平均孔径を調整できる。延伸時の延伸倍率を高めることにより、平均孔径が大きいフッ素樹脂多孔質膜を形成できる。延伸時の延伸倍率を低めることにより、平均孔径が小さい低いフッ素樹脂多孔質膜を形成できる。延伸倍率は、目的とする通気性および防水性に応じて適宜調整することができる。 The average pore size of the fluororesin porous membrane can be adjusted by adjusting the stretching ratio during stretching. By increasing the stretching ratio during stretching, a fluororesin porous membrane with a large average pore size can be formed. By decreasing the stretching ratio during stretching, a fluororesin porous membrane with a small average pore size can be formed. The stretching ratio can be adjusted appropriately depending on the desired breathability and waterproofness.
続いて、未焼成状態のフッ素樹脂多孔質膜を乾燥及び焼成に供する。乾燥は、例えば乾燥炉の中で行う。先に使用した石油系押出助剤の沸点以上の温度で乾燥を行うことにより、助剤を揮発させることができる。続いて、乾燥後の多孔質膜をPTFEの融点以上の温度、例えば330℃以上の温度で加熱して焼成する。焼成は、例えば、延伸物を固定して行うことにより、多孔質膜が収縮しないように行うことができる。こうして、フッ素樹脂多孔質膜を作製することができる。 Next, the unsintered fluororesin porous membrane is dried and sintered. Drying is performed, for example, in a drying oven. By drying at a temperature equal to or higher than the boiling point of the petroleum-based extrusion aid used earlier, the aid can be volatilized. Next, the dried porous membrane is heated and sintered at a temperature equal to or higher than the melting point of PTFE, for example, at a temperature equal to or higher than 330°C. Firing can be performed, for example, by fixing the stretched material so that the porous membrane does not shrink. In this way, the fluororesin porous membrane can be produced.
吸油層およびオイルバリア層としては、例えば、上述した材質の不織布などの多孔質体を準備することができる。多孔質支持体としては、例えば、上述した材質の不織布またはメッシュシート等の多孔質体を準備することができる。 As the oil absorption layer and the oil barrier layer, for example, a porous body such as a nonwoven fabric made of the above-mentioned material can be prepared. As the porous support, for example, a porous body such as a nonwoven fabric or a mesh sheet made of the above-mentioned material can be prepared.
以下、実施形態に係る複合膜の具体例を、図面を参照しながら説明する。 Specific examples of composite membranes according to the embodiments are described below with reference to the drawings.
図1及び図2に複合膜の一例を示す。図1は、複合膜の一例を概略的に示す断面図である。図2は、この複合膜の作用を概念的に表す断面図である。 An example of a composite membrane is shown in Figures 1 and 2. Figure 1 is a cross-sectional view that shows a schematic example of a composite membrane. Figure 2 is a cross-sectional view that conceptually shows the function of this composite membrane.
図示する複合膜1は、フッ素樹脂多孔質膜3と、このフッ素樹脂多孔質膜3の片方の主面上に積層された吸油層2とを含む。図1の例では、複合膜1はさらにフッ素樹脂多孔質膜3の主面のうち吸油層2が設けられた面とは反対側の主面上に多孔質支持体4をさらに含む。 The composite membrane 1 shown in the figure includes a fluororesin porous membrane 3 and an oil absorbing layer 2 laminated on one of the main surfaces of the fluororesin porous membrane 3. In the example of FIG. 1, the composite membrane 1 further includes a porous support 4 on the main surface of the fluororesin porous membrane 3 opposite the surface on which the oil absorbing layer 2 is provided.
図1及び図2では、各図の上側を、例えば、複合膜1が設置される機器の外側等、複合膜1が油に曝され得る側とする。複合膜1は、最表面として吸油層2を備えているため、油が付着しても通気を保つことができる。複合膜1に付着する油滴22は、吸油層2に付着および吸着する。吸油層2の孔の一部が油によって塞がれても、複合膜1における通気経路が立体的であるため、複合膜1における通気を確保することができる。 In Figures 1 and 2, the upper side of each figure is the side where the composite membrane 1 may be exposed to oil, such as the outside of a device in which the composite membrane 1 is installed. The composite membrane 1 has an oil absorbing layer 2 as its outermost surface, so it can maintain breathability even if oil adheres to it. Oil droplets 22 that adhere to the composite membrane 1 adhere to and are adsorbed by the oil absorbing layer 2. Even if some of the pores in the oil absorbing layer 2 are blocked by oil, the ventilation path in the composite membrane 1 is three-dimensional, so ventilation in the composite membrane 1 can be ensured.
図1及び図2に示した例では複合膜1は多孔質支持体4を備えていたが、多孔質支持体4は省略してもよい。 In the example shown in Figures 1 and 2, the composite membrane 1 is provided with a porous support 4, but the porous support 4 may be omitted.
図3に、複合膜の他の例を示す。図示する複合膜1は、フッ素樹脂多孔質膜3と、このフッ素樹脂多孔質膜3の両方の主面上にそれぞれ積層された吸油層2とを含む。図3に示す例の複合膜1は、例えば、当該膜の両面が油に暴露し得る環境で使用される機器に設置される。複合膜1の両主面の最表面に吸油層2が設けられているため、どちら側から油が付着しても吸油層2に吸着させることができ、複合膜1における通気を確保することができる。 Figure 3 shows another example of a composite membrane. The composite membrane 1 shown in the figure includes a fluororesin porous membrane 3 and an oil absorbing layer 2 laminated on each of the main surfaces of the fluororesin porous membrane 3. The composite membrane 1 of the example shown in Figure 3 is installed in equipment used in an environment where both sides of the membrane may be exposed to oil. Since the oil absorbing layers 2 are provided on the outermost surfaces of both main surfaces of the composite membrane 1, oil can be adsorbed by the oil absorbing layers 2 regardless of which side the oil adheres to, and ventilation in the composite membrane 1 can be ensured.
図4に、複合膜の変形例を示す。当該変形例の複合膜1は、フッ素樹脂多孔質膜3と、吸油層2と、それらの間に介在するオイルバリア層5とを含む。このフッ素樹脂多孔質膜3の片方の主面上に、オイルバリア層5及び吸油層2が順次積層されている。図4の例では、複合膜1はさらに、オイルバリア層5及び吸油層2側の主面とは反対側にあるフッ素樹脂多孔質膜3の主面上に多孔質支持体4をさらに含む。多孔質支持体4は、省略してもよい。 Figure 4 shows a modified composite membrane. The composite membrane 1 of this modified example includes a fluororesin porous membrane 3, an oil absorbing layer 2, and an oil barrier layer 5 interposed therebetween. The oil barrier layer 5 and the oil absorbing layer 2 are laminated in sequence on one main surface of the fluororesin porous membrane 3. In the example of Figure 4, the composite membrane 1 further includes a porous support 4 on the main surface of the fluororesin porous membrane 3 opposite the main surface on the oil barrier layer 5 and oil absorbing layer 2 side. The porous support 4 may be omitted.
図4の変形例では、吸油層2とフッ素樹脂多孔質膜3との間にオイルバリア層5が在ることで、吸油層2に吸着された油の量が多くなっても、フッ素樹脂多孔質膜3に油が到達しない。そのため、通気の低下が生じるまでの複合膜1による油の許容量が多くなっている。 In the modified example shown in FIG. 4, the oil barrier layer 5 is provided between the oil absorbing layer 2 and the fluororesin porous membrane 3, so that even if the amount of oil adsorbed in the oil absorbing layer 2 increases, the oil does not reach the fluororesin porous membrane 3. Therefore, the composite membrane 1 can tolerate a large amount of oil before a decrease in breathability occurs.
図5に、複合膜の他の変形例を示す。図5に示す複合膜1は、フッ素樹脂多孔質膜3と、このフッ素樹脂多孔質膜3の各主面上に順次積層されたオイルバリア層5と吸油層2とを含む。この変形例では、フッ素樹脂多孔質膜3の両方の主面側にてフッ素樹脂多孔質膜3と吸油層2との間にオイルバリア層5が介在しており、複合膜1の両側にて通気の低下が生じるまでの油の許容量が多くなっている。 Figure 5 shows another modified example of the composite membrane. The composite membrane 1 shown in Figure 5 includes a fluororesin porous membrane 3, and an oil barrier layer 5 and an oil absorbing layer 2 laminated in sequence on each main surface of the fluororesin porous membrane 3. In this modified example, an oil barrier layer 5 is interposed between the fluororesin porous membrane 3 and the oil absorbing layer 2 on both main surfaces of the fluororesin porous membrane 3, and the amount of oil that can be tolerated before a decrease in air permeability occurs is increased on both sides of the composite membrane 1.
(試料準備)
多孔質支持体としてのポリエチレンテレフタレート(PET)製不織布と四フッ化エチレン樹脂(PTFE)から成る厚さ0.05 mmのフッ素樹脂多孔質膜とが積層された不織布補強PTFE多孔質フィルム(中興化成工業株式会社製 C-Porous(登録商標)SEF-501N)を準備した。準備したフィルムを100 mm×100 mmの寸法に切り出し、性能評価の基準とするための試料No.1を得た。
(Sample preparation)
A nonwoven fabric-reinforced PTFE porous film (C-Porous (registered trademark) SEF-501N, manufactured by Chukoh Chemical Industry Co., Ltd.) was prepared by laminating a polyethylene terephthalate (PET) nonwoven fabric as a porous support and a 0.05 mm thick fluororesin porous membrane made of polytetrafluoroethylene (PTFE). The prepared film was cut into a size of 100 mm x 100 mm to obtain Sample No. 1 as a standard for performance evaluation.
吸油層として厚さ2 mmのポリプロピレン(PP)製不織布(三井化学株式会社製 タフネル(登録商標)オイルブロッター(登録商標) AB-50)を準備した。試料No.1と同様に切り出した100 mm×100 mmの不織布補強PTFE多孔質フィルムに、PP製不織布を熱融着により積層させて複合膜(3層シート)を作製した。複数の複合膜を作製し、各々を試料No.2-9とした。 A 2 mm thick polypropylene (PP) nonwoven fabric (Tufnel® Oil Blotter® AB-50, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was prepared as an oil absorbing layer. A 100 mm x 100 mm piece of nonwoven fabric-reinforced PTFE porous film was cut out in the same way as sample No. 1, and a composite membrane (three-layer sheet) was prepared by laminating the PP nonwoven fabric by heat fusion. Several composite membranes were prepared, and each was designated as sample No. 2-9.
また、性能比較用の試料No.10として、試料No.1と同様の不織布補強PTFE多孔質フィルム単体(2層シート)を準備した。 In addition, a nonwoven fabric-reinforced PTFE porous film (two-layer sheet) similar to sample No. 1 was prepared as sample No. 10 for performance comparison.
(評価)
試料No.3-9の各複合膜に対し、吸油層側からエンジンオイル(elf社製 EVOLUTION 900 RACING 1)を全面にミスト状に噴霧した。試料No.10の単体フィルムに対し、一方の主面側から全面にエンジンオイルをミスト状に噴霧した。各試料に対し、下記表1に示す塗布量となるよう、エンジンオイルを噴霧した。試料No.1は評価の基準に用いる対照としたため、何ら処理を施さなかった。また、試料No.2についてもエンジンオイルを塗布しなかった。
(evaluation)
For each composite film of sample No. 3-9, engine oil (EVOLUTION 900 RACING 1 manufactured by elf) was sprayed in mist form over the entire surface from the oil absorbing layer side. For the single film of sample No. 10, engine oil was sprayed in mist form over the entire surface from one main surface side. Engine oil was sprayed onto each sample in the amount shown in Table 1 below. Sample No. 1 was used as a control for the evaluation standard, and was not treated in any way. Furthermore, engine oil was not applied to sample No. 2 either.
上記のとおりエンジンオイルを塗布した各試料について、JIS P8117:2009に準拠するガーレー式透気度試験により通気度を測定した。また、試料No.1及び2についても通気度を測定した。詳細には、規定の体積の空気が試料を透過するのに要した時間(ガーレー秒数)を通気度(透気抵抗度)として求めた。空気の透過に要した時間が短い程、通気性が高い。試料No.1について求められた通気度を基準に、それと比較した他の各試料における通気抵抗の増加率を算出した(試料No.Xの通気抵抗の増加率=[(試料No.Xの通気度-試料No.1の通気度)/試料No.1の通気度]×100%)。 The air permeability of each sample coated with engine oil as described above was measured using the Gurley air permeability test in accordance with JIS P8117:2009. The air permeability of samples No. 1 and 2 was also measured. More specifically, the time (Gurley seconds) required for a specified volume of air to permeate the sample was calculated as the air permeability (air resistance). The shorter the time required for air to permeate, the higher the air permeability. The air permeability obtained for sample No. 1 was used as the standard, and the increase in air resistance for each of the other samples was calculated in comparison (increase in air permeability resistance for sample No. X = [(air permeability of sample No. X - air permeability of sample No. 1) / air permeability of sample No. 1] x 100%).
各試料へのエンジンオイル塗布量および評価結果を下記表1にまとめる。エンジンオイル塗布量は、試料全体への塗布量および面積当たりの塗布量としてそれぞれ示す。評価結果としては、透気度試験により測定された通気度およびその試料No.1に対する通気抵抗の増加率を示す。但し、試料No.10については、透気度試験を開始してから20分経過しても試験が終了しなかったため、通気無しと判断した。 The amount of engine oil applied to each sample and the evaluation results are summarized in Table 1 below. The amount of engine oil applied is shown as the amount applied to the entire sample and the amount applied per area. The evaluation results show the air permeability measured by the air permeability test and the rate of increase in air resistance compared to sample No. 1. However, for sample No. 10, the test was not completed even after 20 minutes had passed since the start of the air permeability test, so it was determined that there was no air permeability.
表1における試料No.2-3の結果が示すとおり、200 mg程度の少量のエンジンオイルの塗布では通気性の低下は見られなかった。試料No.4-9の結果が示すとおり、塗布量400 mgから通気性の減少が見られ、複合膜へのエンジンオイルの塗布量がさらに増加するにつれて、通気性が低下した。但し、補強PTFEフィルム単体であった試料No.10では100 mgのエンジンオイルの塗布でも通気性がほとんど損なわれたところ、吸油層を設けた複合膜では試料No.9が示すとおり5000 mgものエンジンオイルを塗布した場合でも、性能減少は見られるものの通気性が無くなりはしなかった。 As shown by the results of Sample No. 2-3 in Table 1, no decrease in breathability was observed when a small amount of engine oil, about 200 mg, was applied. As shown by the results of Sample No. 4-9, a decrease in breathability was observed from an application amount of 400 mg, and as the amount of engine oil applied to the composite film increased, the breathability decreased. However, in Sample No. 10, which was a reinforced PTFE film alone, the breathability was almost completely lost even with the application of 100 mg of engine oil, while in the composite film with an oil absorption layer, as shown by Sample No. 9, even when 5,000 mg of engine oil was applied, the breathability was not lost, although a decrease in performance was observed.
以上のとおり、フッ素樹脂多孔質膜に親油性材料を含む多孔質な吸油層を積層させることで、油の吸着による通気性能の低下が抑制された複合膜を得ることができる。 As described above, by laminating a porous oil-absorbing layer containing an oil-philic material onto a fluororesin porous membrane, a composite membrane can be obtained in which the decrease in breathability due to oil adsorption is suppressed.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made in the implementation stage without departing from the gist of the invention. The embodiments may be implemented in appropriate combination, in which case the combined effects can be obtained. Furthermore, the above-described embodiment includes various inventions, and various inventions can be extracted by combinations selected from the multiple constituent elements disclosed. For example, if the problem can be solved and an effect can be obtained even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the configuration from which these constituent elements are deleted can be extracted as an invention.
1…複合膜、2…吸油層、3…フッ素樹脂多孔質膜、4…多孔質支持体、5…オイルバリア層、10…通気膜、13…樹脂多孔質膜、14…多孔質支持体、15…撥油処理樹脂多孔質膜、20…気体分子、21…水滴、22…油滴、23…油分、24…油膜。 1...composite membrane, 2...oil absorption layer, 3...fluororesin porous membrane, 4...porous support, 5...oil barrier layer, 10...breathable membrane, 13...resin porous membrane, 14...porous support, 15...oil-repellent treated resin porous membrane, 20...gas molecules, 21...water droplets, 22...oil droplets, 23...oil, 24...oil film.
Claims (5)
前記フッ素樹脂多孔質膜と積層された、親油性材料を含み多孔質である吸油層と
を具備する、複合膜。 A fluororesin porous membrane;
A composite membrane comprising the fluororesin porous membrane and an oil-absorbing layer which contains an oil-philic material and is porous and laminated with the fluororesin porous membrane.
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