JP4944864B2 - 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ならびに防水通気フィルタ - Google Patents
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Description
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」という。）多孔質膜およびその製造方法ならびに防水通気フィルタに関する。
従来、例えば自動車電装部品、ＯＡ（オフィスオートメーション）機器、家電製品、医療機器などでは、電子部品や制御基板などを収容する筐体の内部と外部の圧力差を解消するために、防水通気フィルタが用いられている。この防水通気フィルタは、筐体に設けられた開口を塞ぐように筐体に取り付けられて、通気を確保しつつ防塵および防水を図るものである。このような防水通気フィルタには、ＰＴＦＥ多孔質膜がよく用いられる。
防水通気フィルタに用いられるＰＴＦＥ多孔質膜は、防水性を確保するためには耐水圧が高いことが好ましく、圧力差を解消するためには通気性が高いことが好ましい。
一般に、ＰＴＦＥ多孔質膜は、ＰＴＦＥからなる未焼成シートを延伸することにより得られる。ＰＴＦＥ多孔質膜の通気性を高くするには、延伸倍率を大きくすればよいが、その分だけ耐水圧が低下してしまう。このように、通気性と耐水圧のバランスが取れたＰＴＦＥ多孔質膜を製造することは、この分野では困難な技術の一つである。
また、防水通気フィルタでは、一般的にＰＴＦＥ多孔質膜に不織布などの支持材をラミネートして補強を行い、その支持材を筐体に溶着させることもよく行われる。この場合、溶着の際に溶けた支持材がＰＴＦＥ多孔質膜にダメージを与えることがある。これに対しては、ＰＴＦＥ多孔質膜の膜厚を厚くすることが効果的であるが、このようにすると通気性が低下する。以上説明したように、膜厚が厚く、通気性および耐水圧が高いＰＴＦＥ多孔質膜を得るには、単一の膜構造では難しい。
ところで、例えば特許文献１に開示されているように、エアフィルタ濾材として用いるＰＴＦＥ多孔質膜については、目詰まりを防ぐために、ＰＴＦＥ多孔質層が積層された積層構造を有するＰＴＦＥ多孔質膜が提案されている。
特開２００５−２０５３０５号公報
例えば、高い耐水圧を得るための緻密な構造の多孔質層を通気性を阻害しない程度に薄く作製し、これを通気性が高く厚い多孔質層に積層すれば、膜厚が厚く、通気性および耐水圧が高いＰＴＦＥ多孔質膜が得られる。
ところが、特許文献１に開示されているように、多孔質層をそれぞれ別々に作製し、これらを重ね合わせて焼成したり接着剤で貼り合わせたりしただけでは、多孔質層同士の接合力が弱く、それらが剥離し易くなる。例えば、ＰＴＦＥ多孔質膜に不織布をラミネートしたりカットしたりするときなどに、多孔質層同士の剥離が生じることがある。
本発明は、このような事情に鑑み、多孔質層同士の剥離が生じ難い積層構造を有するＰＴＦＥ多孔質膜を製造することができる製造方法、およびこの製造方法により製造されるＰＴＦＥ多孔質膜、ならびにこのＰＴＦＥ多孔質膜を用いた防水通気フィルタを提供することを目的とする。
本発明の発明者は、ＰＴＦＥからなる未焼成シートを複数枚用意し、これらを圧着させた後に、この圧着物を延伸させてそれぞれの未焼成シートを多孔質層にすれば、多孔質層同士の接合力を強くできるのではないかと考えた。
さらに、発明者は、同一の延伸倍率とした場合でも、分子量が小さいＰＴＦＥを用いたときには高い通気性が得られ、分子量が大きいＰＴＦＥを用いたときには高い耐水圧が得られることを見出した。そして、上記のように複数枚の未焼成シートを同時に延伸させる場合には、分子量が小さいＰＴＦＥと分子量が大きいＰＴＦＥを用いて種類の異なる複数枚の未焼成シートを作製することが、所望のＰＴＦＥ多孔質膜を得るのに有効であることを思い付いた。
分子量が小さいＰＴＦＥとしては、標準比重が２．１６以上のＰＴＦＥが好適に用いられ、分子量が大きいＰＴＦＥとしては、標準比重が２．１６未満のＰＴＦＥが好適に用いられる。ここで、標準比重（Standard Specific Gravity）とは、ＳＳＧとも称され、ＪＩＳ Ｋ ６８９２に規定される物理測定法により測定される比重であり、分子量と逆の関係にある（分子量と負の相関を示す）ものである。
しかし、種々の標準比重のＰＴＦＥを用いて種類の異なる複数枚の未焼成シートを作製した場合には、上記のようにそれらを圧着させた後に延伸させたとしても、多孔質層同士の結合力はあまり強くならない。その原因については不明な点もあるが、高い通気性を有する層は一般的に気孔率が高く、高い耐水圧を有する層は緻密であるために、双方の層の構造が異なることにより、層同士の密着部分が少ないことが原因と考えられる。さらには、これらの層の繊維同士が圧着時に絡み合わないことも要因の１つとも考えられる。
本発明は、このような観点からなされたものであり、標準比重が２．１６以上のＰＴＦＥからなる第１未焼成シートと標準比重が２．１６未満のＰＴＦＥからなる第２未焼成シートとを積層し、この積層体に圧力を加えて圧着物を得る工程と、前記圧着物をＰＴＦＥの融点未満の温度で所定方向に延伸した後に、さらにＰＴＦＥの融点以上の温度で前記所定方向に延伸するまたはＰＴＦＥの融点以上の温度に加熱する工程と、前記所定方向に延伸された前記圧着物を前記所定方向と直交する幅方向に延伸する工程と、を含むＰＴＦＥ多孔質膜の製造方法を提供する。
また、本発明は、互いに繊維構造の異なる第１のＰＴＦＥ多孔質層と第２のＰＴＦＥ多孔質層とが積層された積層構造を有し、膜厚が２０μｍ以上、通気量がガーレー数で表示して１０ｓｅｃ／１００ｍＬ以下、ＪＩＳ Ｌ１０９２−Ｂ（高水圧法）に基づいて測定した耐水圧が２００ｋＰａ以上、直交する２方向およびそれらの方向と４５度をなす方向における前記多孔質層間の剥離強度が０．１Ｎ／ｃｍ以上である、ＰＴＦＥ多孔質膜を提供する。
ここで、ＰＴＦＥ多孔質膜に対して図２に示すような方法で剥離試験を行うと、図３に示すように剥離が始まる初期には引き剥がし力が場合によっては大きくなるが、引き剥がしを続けていくと引き剥がし力が安定するようになる。本発明では、このときの引き剥がし力（Ｎ）（図３中の点ａ参照）を引き剥がし方向と直交する幅方向におけるＰＴＦＥ多孔質膜の幅（ｃｍ）で割った値を、剥離強度と定義する。
さらに、本発明は、通気を確保しつつ水の浸入を防止するための多孔性の基材を備えた防水通気フィルタであって、前記基材が上記のＰＴＦＥ多孔質膜を含む防水通気フィルタを提供する。
本発明によれば、多孔質層同士の剥離が生じ難い積層構造を有するＰＴＦＥ多孔質膜を得ることができる。
以下、本発明のＰＴＦＥ多孔質膜の製造方法について説明する。この製造方法は、例えば図１に示すような第１のＰＴＦＥ多孔質層１と第２のＰＴＦＥ多孔質層２とが積層された積層構造を有するＰＴＦＥ多孔質膜３を得るためのものである。第１のＰＴＦＥ多孔質層１は、相対的に粗い繊維構造により通気性に優れたものであり、標準比重が２．１６以上のＰＴＦＥからなる第１未焼成シートから作製される。第２のＰＴＦＥ多孔質層２は、相対的に細かい繊維構造により耐水圧に優れたものであり、標準比重が２．１６未満のＰＴＦＥからなる第２未焼成シートから作製される。
なお、本発明のＰＴＦＥ多孔質膜は、第１のＰＴＦＥ多孔質層１と第２のＰＴＦＥ多孔質層２を少なくとも１層ずつ含んでいればよく、総層数は３以上であってもよい。例えば、第２のＰＴＦＥ多孔質層２が第１のＰＴＦＥ多孔質層１で挟まれていてもよいし、一方の多孔質層１（または２）の片側に、他方の多孔質層２（または１）が２層または３層以上積層されていてもよい。ＰＴＦＥ多孔質膜３は、そのままの状態で防水通気フィルタの基材として用いてもよいが、どちらかの多孔質層１（または２）の表面に不織布などの支持材をさらに積層して、防水通気フィルタの基材としてもよい。
ＰＴＦＥ多孔質膜３は、２０μｍ以上の膜厚を有することが好ましい。ダメージを受け難くするためである。より好ましい膜厚は、２５〜５０μｍである。また、ＰＴＦＥ多孔質膜３は、ガーレー数で表示して１０ｓｅｃ／１００ｍＬ以下の通気量、およびＪＩＳ Ｌ１０９２−Ｂ（高水圧法）に基づく測定値により表示して２００ｋＰａ以上の耐水圧を有することが好ましい。より好ましい通気量は、４〜８ｓｅｃ／１００ｍＬであり、より好ましい耐水圧は、２８０〜３５０ｋＰａである。
さらに、ＰＴＦＥ多孔質膜３では、多孔質層１，２間の剥離強度が、直交する２方向およびそれらの方向と４５度をなす方向の３方向において、０．１Ｎ／ｃｍ以上であることが好ましい。ＰＴＦＥ多孔質膜３では、後述する製造時における長手方向（縦方向）および幅方向（横方向）と４５度をなす斜め方向における剥離強度が最も弱くなりやすいため、上記のような３方向の剥離強度が０．１Ｎ／ｃｍ以上であれば、任意の方向において十分な剥離強度があると判断でき、実際の生産工程においても多孔質層１，２間の剥離がほとんど生じなくなる。より好ましい剥離強度は、上記の３方向において、０．２〜０．５Ｎ／ｃｍである。
上記のようなＰＴＦＥ多孔質膜３を製造するには、まず、標準比重が２．１６以上、好ましくは２．１７以上、の第１のＰＴＦＥを用いて、例えば厚さが０．１５〜０．３ｍｍの第１未焼成シートを作製する。具体的には、ＰＴＦＥ微粉末に液状潤滑剤を加えた混合物を押出法および圧延法の少なくとも１つの方法により所定方向に延びるシート状に成形してシート状成形体を得る。例えば、液状潤滑剤を加えたＰＴＦＥ微粉末をシリンダーで圧縮して予備成型し、これをラム押出機で押し出してシート状に成形した後に、ロール対を用いて通常は常温で延伸に適した厚みに圧延する。その後、加熱法または抽出法によりシート状成形体から液状潤滑剤を除去し、第１未焼成シートを得る。
第１のＰＴＦＥとしては、旭硝子社製のフルオンＣＤ−０１４（標準比重２．２０），フルオンＣＤ−１（標準比重２．２０），フルオンＣＤ−１４５（標準比重２．１９）、ダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０４（標準比重２．１７），ポリフロンＦ−１０６（標準比重２．１６）、三井・デュポンフロロケミカル社製のテフロン６−Ｊ（標準比重２．２１），テフロン６５−Ｎ（標準比重２．１６）などが挙げられる。
液状潤滑剤は、ＰＴＦＥ微粉末を濡らすことができ、蒸発や抽出などの方法によって除去できるものであれば特に制限されるものではない。例えば、炭化水素類の流動パラフィン、ナフサ、トルエン、キシレンが挙げられ、他にもアルコール類、ケトン類、エステル類、フッ素系溶剤が挙げられる。また、これらの２種類以上の混合物を使用してもよい。潤滑剤の添加量は、シート状成形体の成形方法によって異なるが、通常、ＰＴＦＥ微粉末１００重量部に対して約５〜５０重量部である。
次に、標準比重が２．１６未満、好ましくは２．１５５以下、の第２のＰＴＦＥを用いて、例えば厚さが０．１２〜０．２ｍｍの第２未焼成シートを作製する。ただし、第２未焼成シートの厚みは、第１未焼成シートの厚みよりも薄いことが好ましい。この第２未焼成シートの作製は、第１未焼成シートの作製と同様にして行うため、詳細な説明は省略する。
第２のＰＴＦＥとしては、旭硝子社製のフルオンＣＤ−１２３（標準比重２．１５５）、ダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０１ＨＥ（標準比重２．１４２）などが挙げられる。
第１未焼成シートと第２未焼成シートを作製した後は、これらを少なくとも１枚ずつ積層し、この積層体に圧力を加えることにより第１未焼成シートと第２未焼成シートとを一体化して圧着物を得る。この圧着物を得るための方法や圧力は特に限定されないが、例えば、ＰＴＦＥの融点（３２７℃）未満の温度でロール対間を通過させてもよいし、プレスしてもよい。また、一体化の程度は、単純な巻き取りなどの操作でも第１未焼成シートと第２未焼成シートとが見かけ上離れない程度で十分である。
次に、上記のようにして得られた圧着物を、まずＰＴＦＥの融点未満の温度で前記所定方向（長手方向）に延伸する。このときの延伸倍率は、１．５〜１５倍が好ましい。１５倍よりも高い倍率では、繊維（フィブリル）の破断が起こり、１．５倍よりも低い倍率では、第１未焼成シートおよび第２未焼成シートが繊維化しないからである。より好ましい延伸倍率は、２〜１０倍である。また、延伸時の温度は、２５０〜３００℃が好ましい。
その後、圧着物を、ＰＴＦＥの融点以上の温度で長手方向に延伸する。ここで、延伸とは、圧着物の長さ変化を生じさせる作業のことであり、本工程での延伸倍率は、１倍を除く０．８〜１０倍、すなわち０．８倍以上１倍未満または１倍を超え１０倍以下が好ましい。１０倍よりも高い倍率では、繊維（フィブリル）の破断が起こり、０．８倍よりも低い倍率では、圧着物にシワが発生するおそれがあるからである。ここで、１より小さい倍率での延伸は、「戻し」と呼ばれることもある。なお、一旦１倍を超える倍率で延伸した後に戻しをかけることにより、トータルの延伸倍率を０．８〜１０倍の範囲内に収めるようにしてもよい。戻しをかけるには、例えば、圧着物がかけ回された２本の搬送ロールの回転速度を、搬送方向下流側の搬送ロールの回転速度が搬送方向上流側の搬送ロールの回転速度よりも遅くなるように調整すればよい。ＰＴＦＥの融点以上の温度での長手方向への延伸のより好ましい延伸倍率は、０．８〜５である。また、延伸時の温度は、３５０〜４００℃が好ましい。
なお、ＰＴＦＥ多孔質膜に求められる要求特性によっては、ＰＴＦＥの融点未満の温度で延伸された圧着物を、ＰＴＦＥの融点以上の温度で長手方向に延伸せずに、ＰＴＦＥの融点以上の温度に加熱するだけでもよい。この場合の加熱温度は、３５０〜４００℃が好ましい。
上記のように、ＰＴＦＥの融点未満の温度で延伸し、引き続き同じ方向にＰＴＦＥの融点以上の温度で延伸するまたはＰＴＦＥの融点以上の温度に加熱することにより、異なる樹脂からなるＰＴＦＥの繊維同士が絡み合い、この状態が固定されるものと考えられる。
長手方向への延伸が終了した後は、圧着物を、ＰＴＦＥの融点未満の温度で長手方向と直交する幅方向に延伸する。このときの延伸倍率は、４〜３０倍が好ましい。３０倍よりも高い倍率では、繊維（フィブリル）の破断が起こり、４倍よりも低い倍率では、長手方向で延伸した際に出来るフィブリルが伸びずに目的とする通気性の膜が得られないからである。より好ましい延伸倍率は、４〜２５倍である。また、延伸時の温度は、第１未焼成シートおよび第２未焼成シートが伸びやすい温度である４０℃以上が好ましく、１３０〜１５０℃がより好ましい。
最後に、幅方向に延伸された圧着物に対して熱固定を行う。熱固定の方法は特に限定されないが、例えば圧着物を３００℃以上、場合によってＰＴＦＥの融点以上にヒーターで加熱したり、あるいは圧着物に熱風を当てたりするようにしてもよい。
なお、幅方向への延伸の前に圧着物が十分に焼成され、幅方向への延伸後に大きな寸法変化が見られない場合、あるいは幅方向への延伸後に直ちに不織布などの支持材に圧着物が貼り合わされて、実質的に寸法変化が起こらない場合は、熱固定を省略してもよい。
以上の工程により、第１未焼成シートが第１のＰＴＦＥ多孔質層１になり、第２未焼成シートが第２のＰＴＦＥ多孔質層２になって、多孔質層１，２同士の剥離が生じ難いＰＴＦＥ多孔質膜３が得られる。このようなＰＴＦＥ多孔質膜３は、防水通気フィルタにおける通気を確保しつつ水の進入を防止するための基材に好適である。
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に何ら制限されるものではない。本実施例では、通気量、耐水圧、剥離強度を比較特性とし、これらは、以下に示す方法で測定した。
通気量については、得られたＰＴＦＥ多孔質膜の３点を直径４５ｍｍで打ち抜き、これの通気量をＪＩＳ Ｐ８１１７（ガーレー法）に基づいて測定し、その平均値を算出した。
耐水圧については、得られたＰＴＦＥ多孔質膜の３点を直径４５ｍｍで打ち抜き、これらの耐水圧をＪＩＳ Ｌ１０９２−Ｂ（高水圧法）に基づいて測定し、その平均値を算出した。
剥離強度については、剥離強度試験を行った。まず、得られたＰＴＦＥ多孔質膜から、短冊状（長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍ）の３つのサンプル、すなわち、ＰＴＦＥ多孔質膜の長手方向に延びるサンプルと、ＰＴＦＥ多孔質膜の幅方向に延びるサンプルと、ＰＴＦＥ多孔質膜の長手方向に対して４５度をなす斜め方向に延びるサンプルと、を切り出した。次に、図２に示すように、それらのサンプル３０の一方面をステンレス板５に両面テープ４で接着するとともに、サンプル３０の長手方向の一端（図２では右側の端）の他方面側にポリエステルフィルム７の一端を両面テープ６で接着する。そして、ポリエステルフィルム７を裏返した状態で、２５℃で、ポリエステルフィルム７の他端を２００ｍｍ／ｍｉｎの速度でサンプル３０の長手方向の一端から他端に向かう方向（図２では左方）に引っ張って、引き剥がし力（引張力）を測定して剥離強度を算出した。これを３回行って、その平均値を算出した。
（実施例１）
通気性の高い第１のＰＴＦＥ多孔質層を作るために、旭硝子社製のＣＤ−１４５（標準比重２．１９）を用いて、上述した方法により厚み０．２ｍｍの第１未焼成シートを作製した。一方、耐水圧の高い第２のＰＴＦＥ多孔質層を作るために、ダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０１ＨＥ（標準比重２．１４２）を用いて、上述した方法により厚み０．１５ｍｍの第２未焼成シートを作製した。これらを重ね合わせた状態で、常温でロール対により０．１ＭＰａの圧力をかけてそれらを一体化させて圧着物を得た。この圧着物を、まず２８０℃で長手方向（圧延方向）へ７倍に延伸した後に、３６０℃でさらに長手方向へ１．６倍に延伸し、ついで１５０℃で幅方向へ１２倍に延伸して、膜厚が３５μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
通気性の高い第１のＰＴＦＥ多孔質層を作るために、旭硝子社製のＣＤ−１４５（標準比重２．１９）を用いて、上述した方法により厚み０．２ｍｍの第１未焼成シートを作製した。一方、耐水圧の高い第２のＰＴＦＥ多孔質層を作るために、ダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０１ＨＥ（標準比重２．１４２）を用いて、上述した方法により厚み０．１５ｍｍの第２未焼成シートを作製した。これらを重ね合わせた状態で、常温でロール対により０．１ＭＰａの圧力をかけてそれらを一体化させて圧着物を得た。この圧着物を、まず２８０℃で長手方向（圧延方向）へ７倍に延伸した後に、３６０℃でさらに長手方向へ１．６倍に延伸し、ついで１５０℃で幅方向へ１２倍に延伸して、膜厚が３５μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
（実施例２）
旭硝子社製のＣＤ−１４５（標準比重２．１９）の代わりにダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０４（標準比重２．１７）を用いた以外は実施例１と同様にして、膜厚が３３μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
旭硝子社製のＣＤ−１４５（標準比重２．１９）の代わりにダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０４（標準比重２．１７）を用いた以外は実施例１と同様にして、膜厚が３３μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
（実施例３）
圧着物を得るまでは、実施例２と同様にして、実施例２と同一の圧着物を得た。この圧着物を、２８０℃で長手方向へ７倍に延伸した。その後に、２回目の長手方向への延伸として、一度延伸された圧着物を、まず３６０℃で長手方向へ２．０倍に延伸した後、さらに０．８倍の戻しをかけて、２回目の長手方向への延伸倍率をトータルで１．６倍とした。ついで１５０℃で幅方向へ１２倍に延伸して、膜厚が４０μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
圧着物を得るまでは、実施例２と同様にして、実施例２と同一の圧着物を得た。この圧着物を、２８０℃で長手方向へ７倍に延伸した。その後に、２回目の長手方向への延伸として、一度延伸された圧着物を、まず３６０℃で長手方向へ２．０倍に延伸した後、さらに０．８倍の戻しをかけて、２回目の長手方向への延伸倍率をトータルで１．６倍とした。ついで１５０℃で幅方向へ１２倍に延伸して、膜厚が４０μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
（比較例１）
通気性の高い第１のＰＴＦＥ多孔質層を作るために、ダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０４（標準比重２．１７）を用いて、常法により厚み０．２ｍｍの第１未焼成シートを作製した。一方、耐水圧の高い第２のＰＴＦＥ多孔質層を作るために、ダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０１ＨＥ（標準比重２．１４２）を用いて、常法により厚み０．１５ｍｍの第２未焼成シートを作製した。これらを、それぞれ単独で、まず２８０℃で長手方向へ７倍に延伸した後に、３６０℃でさらに長手方向へ１．６倍に延伸した。ついで、延伸された第１未焼成シートと第２未焼成シートを重ねた状態で、１５０℃で幅方向へ１２倍に延伸して、膜厚が３６μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
通気性の高い第１のＰＴＦＥ多孔質層を作るために、ダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０４（標準比重２．１７）を用いて、常法により厚み０．２ｍｍの第１未焼成シートを作製した。一方、耐水圧の高い第２のＰＴＦＥ多孔質層を作るために、ダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０１ＨＥ（標準比重２．１４２）を用いて、常法により厚み０．１５ｍｍの第２未焼成シートを作製した。これらを、それぞれ単独で、まず２８０℃で長手方向へ７倍に延伸した後に、３６０℃でさらに長手方向へ１．６倍に延伸した。ついで、延伸された第１未焼成シートと第２未焼成シートを重ねた状態で、１５０℃で幅方向へ１２倍に延伸して、膜厚が３６μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
（比較例２）
第１未焼成シートおよび第２未焼成シートを得るまでは、比較例１と同様にして、比較例１と同一の第１未焼成シートおよび第２未焼成シートを得た。これらを、それぞれ単独で、２８０℃で長手方向へ１１．２倍に延伸した。ついで、延伸された第１未焼成シートと第２未焼成シートを重ねた状態で、１５０℃で幅方向へ１２倍に延伸した後、その積層体に４００℃の熱風を１分ほど当てて熱固定を行い、膜厚が１３μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。なお、比較例１と比べると、膜厚が１／３程度となっているが、これは比較例２では熱固定を行っていることと延伸時の温度がＰＴＦＥの融点以上になっていないことに起因している。
第１未焼成シートおよび第２未焼成シートを得るまでは、比較例１と同様にして、比較例１と同一の第１未焼成シートおよび第２未焼成シートを得た。これらを、それぞれ単独で、２８０℃で長手方向へ１１．２倍に延伸した。ついで、延伸された第１未焼成シートと第２未焼成シートを重ねた状態で、１５０℃で幅方向へ１２倍に延伸した後、その積層体に４００℃の熱風を１分ほど当てて熱固定を行い、膜厚が１３μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。なお、比較例１と比べると、膜厚が１／３程度となっているが、これは比較例２では熱固定を行っていることと延伸時の温度がＰＴＦＥの融点以上になっていないことに起因している。
（比較例３）
旭硝子社製のＣＤ−１４５（標準比重２．１９）を用いて、常法により厚み０．２ｍｍの未焼成シートを２枚作製した。これらを重ね合わせた状態で、常温でロール対により０．１５ｋＰａの圧力をかけてそれらを一体化させて圧着物を得た。この圧着物を、２８０℃で長手方向へ１５倍に延伸した後に、１７０℃で幅方向へ２０倍に延伸し、ついで４００℃で１分間熱処理を行い、膜厚が１１μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
旭硝子社製のＣＤ−１４５（標準比重２．１９）を用いて、常法により厚み０．２ｍｍの未焼成シートを２枚作製した。これらを重ね合わせた状態で、常温でロール対により０．１５ｋＰａの圧力をかけてそれらを一体化させて圧着物を得た。この圧着物を、２８０℃で長手方向へ１５倍に延伸した後に、１７０℃で幅方向へ２０倍に延伸し、ついで４００℃で１分間熱処理を行い、膜厚が１１μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
（比較例４）
２枚の未焼成シートのうちの一方を、ダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０１ＨＥ（標準比重２．１４２）を用いて作製した以外は比較例３と同様にして、膜厚が１２μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
２枚の未焼成シートのうちの一方を、ダイキン工業社製のポリフロンＦ−１０１ＨＥ（標準比重２．１４２）を用いて作製した以外は比較例３と同様にして、膜厚が１２μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
（比較例５）
旭硝子社製のＣＤ−１４５（標準比重２．１９）を用いて、常法により厚み０．２ｍｍの未焼成シートを２枚作製した。これらを重ね合わせた状態で、常温でロール対により０．１ＭＰａの圧力をかけてそれらを一体化させて圧着物を得た。この圧着物を、まず２８０℃で長手方向へ７倍に延伸した後に、３６０℃でさらに長手方向へ１．６倍に延伸し、ついで１５０℃で幅方向へ１２倍に延伸して、膜厚が３３μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
旭硝子社製のＣＤ−１４５（標準比重２．１９）を用いて、常法により厚み０．２ｍｍの未焼成シートを２枚作製した。これらを重ね合わせた状態で、常温でロール対により０．１ＭＰａの圧力をかけてそれらを一体化させて圧着物を得た。この圧着物を、まず２８０℃で長手方向へ７倍に延伸した後に、３６０℃でさらに長手方向へ１．６倍に延伸し、ついで１５０℃で幅方向へ１２倍に延伸して、膜厚が３３μｍのＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
（特性の比較）
実施例１〜３および比較例１〜５の特性値を表１に示す。
実施例１〜３および比較例１〜５の特性値を表１に示す。
表１から、実施例１〜３のＰＴＦＥ多孔質膜は、通気性および耐水圧が共に高く、かつ、３つの方向における剥離強度が全て０．１Ｎ／ｃｍを上回っていることが分かる。
これに対し、未焼成シートを別々に長手方向に延伸した比較例１，２では、剥離強度が低くなっている。さらに、圧着物をＰＴＦＥの融点未満で延伸する比較例３，４と実施例１〜３との対比から、強い剥離強度を得るためには、圧着物をＰＴＦＥの融点以上の温度で延伸することが重要であることが分かる。また、比較例５の結果から、標準比重が２．１６を上回るＰＴＦＥを用いて２層構造としただけでは、高い耐水圧が得られないことが分かる。
さらに、本発明の製造方法により得られるＰＴＦＥ多孔質膜の構造を確認するために、実施例１のＰＴＦＥ多孔質膜を切断し、その断面を撮影した。その顕微鏡写真を図４に示す。図４の顕微鏡写真から、第１のＰＴＦＥ多孔質層は相対的に粗い繊維構造を有し、第２のＰＴＦＥ多孔質層は相対的に細かい繊維構造を有していることが分かる。
１ 第１のＰＴＦＥ多孔質層
２ 第２のＰＴＦＥ多孔質層
３ ＰＴＦＥ多孔質膜
２ 第２のＰＴＦＥ多孔質層
３ ＰＴＦＥ多孔質膜
Claims (8)
- 標準比重が２．１６以上のポリテトラフルオロエチレンからなる第１未焼成シートと標準比重が２．１６未満のポリテトラフルオロエチレンからなる第２未焼成シートとを積層し、この積層体に圧力を加えて圧着物を得る工程と、
前記圧着物をポリテトラフルオロエチレンの融点未満の温度で所定方向に延伸した後に、さらにポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度で前記所定方向に延伸するまたはポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度に加熱する工程と、
前記所定方向に延伸された前記圧着物を前記所定方向と直交する幅方向に延伸する工程と、
を含むポリテトラフルオロエチレン多孔質膜の製造方法。 - 前記圧着物を前記幅方向に延伸する工程はポリテトラフルオロエチレンの融点未満の温度で行われ、前記幅方向に延伸された前記圧着物に対して熱固定を行う工程をさらに含む請求項１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。
- ポリテトラフルオロエチレンの融点未満の温度での前記所定方向への延伸倍率が１．５〜１５倍であり、ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度での前記所定方向への延伸倍率が０．８〜１０倍（１倍を除く）である、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の製造方法。
- 前記幅方向への延伸倍率が４〜３０倍である、請求項１〜３のいずれか一項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。
- 前記第２未焼成シートは、前記第１未焼成シートよりも厚みの薄いものである、請求項１〜４のいずれか一項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。
- 互いに繊維構造の異なる第１のポリテトラフルオロエチレン多孔質層と第２のポリテトラフルオロエチレン多孔質層とが積層された積層構造を有し、
膜厚が２０μｍ以上、通気量がガーレー数で表示して１０ｓｅｃ／１００ｍＬ以下、ＪＩＳ Ｌ１０９２−Ｂ（高水圧法）に基づいて測定した耐水圧が２００ｋＰａ以上、直交する２方向およびそれらの方向と４５度をなす方向における前記多孔質層間の剥離強度が０．１Ｎ／ｃｍ以上である、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜。 - 前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の製造方法により得られたものである、請求項６に記載のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜。
- 通気を確保しつつ水の浸入を防止するための多孔性の基材を備えた防水通気フィルタであって、
前記基材が請求項６または７に記載のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を含む防水通気フィルタ。
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