JPH1177787A - 高導電性ポリテトラフルオロエチレンシートの製造方法及び高導電性ポリテトラフルオロエチレン幅広長尺状シート - Google Patents
高導電性ポリテトラフルオロエチレンシートの製造方法及び高導電性ポリテトラフルオロエチレン幅広長尺状シートInfo
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2327/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
- C08J2327/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08J2327/12—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
- C08J2327/18—Homopolymers or copolymers of tetrafluoroethylene
Abstract
(57)【要約】
【課題】 幅広で、長尺方向の導電性が幅方向において
ほぼ均一である高導電性ＰＴＦＥシートを得ること。 【解決手段】 導電性物質および押出し助剤を含んでな
るＰＴＦＥペースト状コンパウンドを押出して未焼成チ
ューブ状押出物を形成し、この押出物の円周上の少なく
とも１箇所を切り開き、必要に応じ、さらにこれをロー
ル圧延して、シート状とする、高導電性ＰＴＦＥシート
の製造方法、及び、この高導電性ＰＴＦＥシートをさら
に焼成する、高導電性ＰＴＦＥシートの製造方法と；こ
れらの製造方法によって得られた、幅が１７０ｍｍ以上
であって、長尺方向の体積固有抵抗値（導電性）の幅方
向における変化が１０％以下、好ましくは７％以下とほ
ぼ均一である、高導電性ＰＴＦＥ幅広長尺状シート。
ほぼ均一である高導電性ＰＴＦＥシートを得ること。 【解決手段】 導電性物質および押出し助剤を含んでな
るＰＴＦＥペースト状コンパウンドを押出して未焼成チ
ューブ状押出物を形成し、この押出物の円周上の少なく
とも１箇所を切り開き、必要に応じ、さらにこれをロー
ル圧延して、シート状とする、高導電性ＰＴＦＥシート
の製造方法、及び、この高導電性ＰＴＦＥシートをさら
に焼成する、高導電性ＰＴＦＥシートの製造方法と；こ
れらの製造方法によって得られた、幅が１７０ｍｍ以上
であって、長尺方向の体積固有抵抗値（導電性）の幅方
向における変化が１０％以下、好ましくは７％以下とほ
ぼ均一である、高導電性ＰＴＦＥ幅広長尺状シート。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、面状発熱体、およ
び一次電池、二次電池、燃料電池の電極などとして有用
な高導電性のポリテトラフルオロエチレンシート（以
下、ＰＴＦＥシートと称する。）、とりわけ幅広の長尺
状高導電性ＰＴＦＥシートを得るのに適した高導電性Ｐ
ＴＦＥシートの製造方法、及び高導電性ＰＴＦＥ幅広長
尺状シート、特に、幅広であって、長尺方向の導電性が
幅方向においてほぼ均一である高導電性ＰＴＦＥシート
に関するものである。
び一次電池、二次電池、燃料電池の電極などとして有用
な高導電性のポリテトラフルオロエチレンシート（以
下、ＰＴＦＥシートと称する。）、とりわけ幅広の長尺
状高導電性ＰＴＦＥシートを得るのに適した高導電性Ｐ
ＴＦＥシートの製造方法、及び高導電性ＰＴＦＥ幅広長
尺状シート、特に、幅広であって、長尺方向の導電性が
幅方向においてほぼ均一である高導電性ＰＴＦＥシート
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の高導電性のＰＴＦＥシー
トの製造方法としては、懸濁重合法で得られるＰＴＦＥ
を粉砕して、粒径２０〜４０μｍのモールディングパウ
ダーを作り、これに導電性カーボンを５〜１５重量％添
加し、充分攪拌して得た混和物を所定の金型に入れ、４
００〜６００ｋｇｆ／ｃｍ2 で圧縮予備成形してブロッ
クを作り、３８０℃の温度に５〜１０時間焼成し、その
後に焼成ブロックを切削してシート状にする方法が知ら
れている。
トの製造方法としては、懸濁重合法で得られるＰＴＦＥ
を粉砕して、粒径２０〜４０μｍのモールディングパウ
ダーを作り、これに導電性カーボンを５〜１５重量％添
加し、充分攪拌して得た混和物を所定の金型に入れ、４
００〜６００ｋｇｆ／ｃｍ2 で圧縮予備成形してブロッ
クを作り、３８０℃の温度に５〜１０時間焼成し、その
後に焼成ブロックを切削してシート状にする方法が知ら
れている。
【０００３】しかしながら、このような方法で作られる
シートの体積固有抵抗値は１０2 〜１０4 Ω−ｃｍで導
電性があまり良くなく、シート表面には切削による刃形
傷が残るので平滑性に乏しい。
シートの体積固有抵抗値は１０2 〜１０4 Ω−ｃｍで導
電性があまり良くなく、シート表面には切削による刃形
傷が残るので平滑性に乏しい。
【０００４】また、別の製造法として、乳化重合法で粒
径が０．１５〜０．３５μｍの微小なＰＴＦＥの水性分
散液を得、別途に非イオン界面活性剤、水及びカーボン
をボールミルで混練した導電性ペーストを作り、これら
分散液ならびにペーストを混合攪拌して得た塗料を平板
に塗布または噴射塗装し、平板と共に乾燥させ、さらに
３８０℃で１５分程度焼成した後、塗膜を剥離して導電
性シートとすることも知られている。
径が０．１５〜０．３５μｍの微小なＰＴＦＥの水性分
散液を得、別途に非イオン界面活性剤、水及びカーボン
をボールミルで混練した導電性ペーストを作り、これら
分散液ならびにペーストを混合攪拌して得た塗料を平板
に塗布または噴射塗装し、平板と共に乾燥させ、さらに
３８０℃で１５分程度焼成した後、塗膜を剥離して導電
性シートとすることも知られている。
【０００５】しかしながら、この場合、得られるシート
の体積固有抵抗値は、勿論、導電性カーボン添加量によ
っても異なるが、８〜３０重量％の場合、１０0 〜１０
1 Ω−ｃｍ程度であって導電性がまだ充分とはいえず、
しかも、クラックのない６０μｍ以上の厚膜シートを作
ることは極めて困難である。
の体積固有抵抗値は、勿論、導電性カーボン添加量によ
っても異なるが、８〜３０重量％の場合、１０0 〜１０
1 Ω−ｃｍ程度であって導電性がまだ充分とはいえず、
しかも、クラックのない６０μｍ以上の厚膜シートを作
ることは極めて困難である。
【０００６】従って、従来、高導電性のＰＴＦＥシート
は、導電性物質および押出し助剤を含んでなるＰＴＦＥ
ペースト状コンパウンドを図５（ａ）および図５（ｂ）
に示す如き各種ダイを用いて押出し、得られた押出物を
ロール圧延し、これを焼成する方法で製造されている。
は、導電性物質および押出し助剤を含んでなるＰＴＦＥ
ペースト状コンパウンドを図５（ａ）および図５（ｂ）
に示す如き各種ダイを用いて押出し、得られた押出物を
ロール圧延し、これを焼成する方法で製造されている。
【０００７】図５（ａ）および図５（ｂ）によれば、Ｐ
ＴＦＥペースト状コンパウンド１０を（ａ）丸形ダイ１
や、（ｂ）小判形ダイ２で押出して棒状の未焼成の押出
物３や４を得、これをロール圧延する。
ＴＦＥペースト状コンパウンド１０を（ａ）丸形ダイ１
や、（ｂ）小判形ダイ２で押出して棒状の未焼成の押出
物３や４を得、これをロール圧延する。
【０００８】また、幅広状の高導電性ＰＴＦＥシートを
得る方法として、図５（ｃ）に示す如きＴダイ５でシー
ト状に押出し、この押出シート６をロール圧延する方法
や、図示はしないが、（ｄ）多段ロールで圧延する方法
も考えられる。なお、図５中、１１はラム、１２は固定
リング、１３はヒータである。
得る方法として、図５（ｃ）に示す如きＴダイ５でシー
ト状に押出し、この押出シート６をロール圧延する方法
や、図示はしないが、（ｄ）多段ロールで圧延する方法
も考えられる。なお、図５中、１１はラム、１２は固定
リング、１３はヒータである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の（ａ）
と（ｂ）は、シート幅に限界があり、商品化するには１
６０ｍｍ幅までが限度であり、幅広物を得ようとすれ
ば、長尺方向の導電性は低くなり、その導電性が幅方向
に不均一となる。また、（ｃ）及び（ｄ）は、長尺方向
の導電性が低い上に、多段ロールや大口径ロール（高導
電性のものを得ようとすれば大口径ロールが望ましく、
例えば５００ｍｍφのもの）等が必要であり、装置の複
雑化、大型化によるコストデメリットもある。
と（ｂ）は、シート幅に限界があり、商品化するには１
６０ｍｍ幅までが限度であり、幅広物を得ようとすれ
ば、長尺方向の導電性は低くなり、その導電性が幅方向
に不均一となる。また、（ｃ）及び（ｄ）は、長尺方向
の導電性が低い上に、多段ロールや大口径ロール（高導
電性のものを得ようとすれば大口径ロールが望ましく、
例えば５００ｍｍφのもの）等が必要であり、装置の複
雑化、大型化によるコストデメリットもある。
【００１０】そこで、本発明の目的は、 幅広で、 長尺方向（縦方向）に高い導電性を示し、 長尺方向の導電性が幅方向にも均一である の要件を全て満たし、面状発熱体、および一次電池、二
次電池、燃料電池の電極等として有用な高導電性のＰＴ
ＦＥシート及びその製造に適した方法を提供することに
ある。
次電池、燃料電池の電極等として有用な高導電性のＰＴ
ＦＥシート及びその製造に適した方法を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、導電性
物質および押出し助剤を含んでなるＰＴＦＥペースト状
コンパウンドをチューブ状に押出して未焼成チューブ状
押出物を形成し、この押出物の円周上の少なくとも１箇
所を切り開き、これを要すればさらにロール圧延して、
シート状とする、高導電性ＰＴＦＥシートの製造方法に
係り、また、この高導電性ＰＴＦＥシートをさらに焼成
する、高導電性ＰＴＦＥシートの製造方法（以下、これ
らを本発明の製造方法と称する。）に係るものである。
本発明の製造方法は、幅が１７０ｍｍ以上の高導電性Ｐ
ＴＦＥシートのみならず、１７０ｍｍより小さい幅の高
導電性ＰＴＦＥシートの製造にも適用可能であることは
勿論である。
物質および押出し助剤を含んでなるＰＴＦＥペースト状
コンパウンドをチューブ状に押出して未焼成チューブ状
押出物を形成し、この押出物の円周上の少なくとも１箇
所を切り開き、これを要すればさらにロール圧延して、
シート状とする、高導電性ＰＴＦＥシートの製造方法に
係り、また、この高導電性ＰＴＦＥシートをさらに焼成
する、高導電性ＰＴＦＥシートの製造方法（以下、これ
らを本発明の製造方法と称する。）に係るものである。
本発明の製造方法は、幅が１７０ｍｍ以上の高導電性Ｐ
ＴＦＥシートのみならず、１７０ｍｍより小さい幅の高
導電性ＰＴＦＥシートの製造にも適用可能であることは
勿論である。
【００１２】また、本発明は、幅が１７０ｍｍ以上であ
って、長尺方向の体積固有抵抗値（導電性）の幅方向に
おける変化（この定義は後述する。）が１０％以下、好
ましくは７％以下である、高導電性ＰＴＦＥ幅広長尺状
シート（以下、本発明のシートと称する。）も提供する
ものである。
って、長尺方向の体積固有抵抗値（導電性）の幅方向に
おける変化（この定義は後述する。）が１０％以下、好
ましくは７％以下である、高導電性ＰＴＦＥ幅広長尺状
シート（以下、本発明のシートと称する。）も提供する
ものである。
【００１３】本発明の製造方法によれば、チューブ状押
出物を円周上の少なくとも１箇所で切り開き、これをシ
ート状にし、要すればさらにこれをロール圧延している
ので、シート長尺方向にはＰＴＦＥ分子が充分に配向し
ており（押出物の内外表面層、或いは押出物の全体にお
いて）、この配向を保持したまま圧延でき、その結果、
充填されている導電性カーボン等の導電性物質が長尺方
向に直線状に近くなって平行配列を取りうることによ
り、幅広で、長尺方向の導電性が幅方向においてほぼ均
一な高導電性ＰＴＦＥシートを得ることができる。
出物を円周上の少なくとも１箇所で切り開き、これをシ
ート状にし、要すればさらにこれをロール圧延している
ので、シート長尺方向にはＰＴＦＥ分子が充分に配向し
ており（押出物の内外表面層、或いは押出物の全体にお
いて）、この配向を保持したまま圧延でき、その結果、
充填されている導電性カーボン等の導電性物質が長尺方
向に直線状に近くなって平行配列を取りうることによ
り、幅広で、長尺方向の導電性が幅方向においてほぼ均
一な高導電性ＰＴＦＥシートを得ることができる。
【００１４】従って、面状発熱体用としては、発熱の均
一性の点で、また、一次電池、二次電池、燃料電池の電
極としては、その必要な特性の１つである撥水性の均一
性の点で、特に優れた幅広のＰＴＦＥシートを再現性良
く得ることができる。
一性の点で、また、一次電池、二次電池、燃料電池の電
極としては、その必要な特性の１つである撥水性の均一
性の点で、特に優れた幅広のＰＴＦＥシートを再現性良
く得ることができる。
【００１５】本発明のシートは、幅が１７０ｍｍ以上で
あり、長尺方向の体積固有抵抗値の幅方向における変化
が１０％以下、好ましくは７％以下の導電性能に優れた
ものとなる。
あり、長尺方向の体積固有抵抗値の幅方向における変化
が１０％以下、好ましくは７％以下の導電性能に優れた
ものとなる。
【００１６】本発明の製造方法及びシートにおいて、原
料として用いられるＰＴＦＥは、好ましくは、通常、テ
トラフルオロエチレン（以下、ＴＦＥと称する。）の乳
化重合により得られるＰＴＦＥの水性分散液から得るこ
とができる。
料として用いられるＰＴＦＥは、好ましくは、通常、テ
トラフルオロエチレン（以下、ＴＦＥと称する。）の乳
化重合により得られるＰＴＦＥの水性分散液から得るこ
とができる。
【００１７】ここで、ＰＴＦＥは、ＰＴＦＥ自体のほか
にＰＴＦＥの変性用モノマーで変性された変性ＰＴＦＥ
をも意味する。
にＰＴＦＥの変性用モノマーで変性された変性ＰＴＦＥ
をも意味する。
【００１８】ＰＴＦＥの変性用モノマーとしては、 Ｘ（ＣＦ2)n ＯＣＦ＝ＣＦ2 （式中、Ｘは水素、フッ素または塩素を、ｎは１〜６の
整数を表す。）または Ｃ3 Ｆ7(ＯＣＦ2 ＣＦ2 ＣＦ2)m （ＯＣＦ（ＣＦ3)ＣＦ
2)l ＯＣＦ＝ＣＦ2 （式中、ｍおよびｌは０〜４の整数を表す。但し、これ
らが同時に０となることはない。）で示されるフルオロ
アルキルビニルエーテル、 ＣＦ3 −ＣＦ＝ＣＦ2 、ＣＦ2 ＝ＣＦＨ、ＣＦ2 ＝ＣＦ
Ｃｌ、 ＣＦ2 ＝ＣＨ2 、ＲｆＣＹ＝ＣＨ2 （式中、Ｒｆは直鎖状または分枝状の炭素数３〜２１の
ポリフルオロアルキル基、Ｙは水素原子またはフッ素原
子である。）など、ＴＦＥ以外の含フッ素不飽和モノマ
ーが挙げられ、通常、これらは溶融流動性を示さない量
で加えられ、変性用モノマーの種類によっても異なる
が、例えばＴＦＥに対して２重量％以下の量で、好まし
くは０．０１〜１重量％の量で加えられる。
整数を表す。）または Ｃ3 Ｆ7(ＯＣＦ2 ＣＦ2 ＣＦ2)m （ＯＣＦ（ＣＦ3)ＣＦ
2)l ＯＣＦ＝ＣＦ2 （式中、ｍおよびｌは０〜４の整数を表す。但し、これ
らが同時に０となることはない。）で示されるフルオロ
アルキルビニルエーテル、 ＣＦ3 −ＣＦ＝ＣＦ2 、ＣＦ2 ＝ＣＦＨ、ＣＦ2 ＝ＣＦ
Ｃｌ、 ＣＦ2 ＝ＣＨ2 、ＲｆＣＹ＝ＣＨ2 （式中、Ｒｆは直鎖状または分枝状の炭素数３〜２１の
ポリフルオロアルキル基、Ｙは水素原子またはフッ素原
子である。）など、ＴＦＥ以外の含フッ素不飽和モノマ
ーが挙げられ、通常、これらは溶融流動性を示さない量
で加えられ、変性用モノマーの種類によっても異なる
が、例えばＴＦＥに対して２重量％以下の量で、好まし
くは０．０１〜１重量％の量で加えられる。
【００１９】そして、本発明で用いるＰＴＦＥペースト
状コンパウンドを作成するには、例えば、前記ＴＦＥの
乳化重合で得られたＰＴＦＥ水性分散液に、 後記の導電性物質を、又は、 これら導電性物質と後記の押出し助剤とを 添加し、攪拌混合して凝析物を作り、の場合は、得ら
れた凝析物はそのままＰＴＦＥペースト状コンパウンド
（ＷＯ９５／２３１７８を参照）として用いられ、また
の場合は、得られた凝析物を一旦乾燥した後、押出し
助剤を加えてＰＴＦＥペースト状コンパウンドとするこ
とができる。
状コンパウンドを作成するには、例えば、前記ＴＦＥの
乳化重合で得られたＰＴＦＥ水性分散液に、 後記の導電性物質を、又は、 これら導電性物質と後記の押出し助剤とを 添加し、攪拌混合して凝析物を作り、の場合は、得ら
れた凝析物はそのままＰＴＦＥペースト状コンパウンド
（ＷＯ９５／２３１７８を参照）として用いられ、また
の場合は、得られた凝析物を一旦乾燥した後、押出し
助剤を加えてＰＴＦＥペースト状コンパウンドとするこ
とができる。
【００２０】本発明で用いる導電性物質としては、導電
性カーボン、カーボン繊維、金属粒子等が用いられ、こ
れらのうち導電性カーボンが最も好ましい。
性カーボン、カーボン繊維、金属粒子等が用いられ、こ
れらのうち導電性カーボンが最も好ましい。
【００２１】この導電性物質の添加量は、使用する用途
によって異なるが、例えば面状発熱体用には通常、ＰＴ
ＦＥの１５〜５０重量％が望ましく、また前記の電極用
には、同５０重量％以上であっても成形加工可能な範囲
で用いられる。
によって異なるが、例えば面状発熱体用には通常、ＰＴ
ＦＥの１５〜５０重量％が望ましく、また前記の電極用
には、同５０重量％以上であっても成形加工可能な範囲
で用いられる。
【００２２】本発明で用いる押出し助剤としては、ホワ
イトオイル、アイソパー、スモイル、ナフサ等が挙げら
れ、それらの添加量は通常、ＰＴＦＥおよび導電性物質
の１０〜６０重量％で用いられる。
イトオイル、アイソパー、スモイル、ナフサ等が挙げら
れ、それらの添加量は通常、ＰＴＦＥおよび導電性物質
の１０〜６０重量％で用いられる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明では、例えば、ＰＴＦＥペ
ースト状コンパウンドを図３（Ａ）に示す圧縮成形機に
より予備成形し、次いで、この予備成形品を図２に示す
ラム押出機にセットし、押出成形することにより、未焼
成のＰＴＦＥチューブ押出物を得る。
ースト状コンパウンドを図３（Ａ）に示す圧縮成形機に
より予備成形し、次いで、この予備成形品を図２に示す
ラム押出機にセットし、押出成形することにより、未焼
成のＰＴＦＥチューブ押出物を得る。
【００２４】本発明の製造方法に使用可能なラム押出機
３１は、例えば図２に示すように、シリンダー２０、マ
ンドレル２１、ダイ２２、テーパー部２３および加圧ラ
ム２４で構成される。シリンダー２０の中心部には、マ
ンドレル２１が挿通され、またシリンダー２０内のマン
ドレル２１のテーパー２５側には、テーパー部２３のあ
るダイ２２が配置されている。従って、ＰＴＦＥペース
ト状コンパウンドからの予備成形品３０の流路は、押出
口２６に向かって狭くなっている。テーパー部２３とは
反対側にはラム２４が配置されている。
３１は、例えば図２に示すように、シリンダー２０、マ
ンドレル２１、ダイ２２、テーパー部２３および加圧ラ
ム２４で構成される。シリンダー２０の中心部には、マ
ンドレル２１が挿通され、またシリンダー２０内のマン
ドレル２１のテーパー２５側には、テーパー部２３のあ
るダイ２２が配置されている。従って、ＰＴＦＥペース
ト状コンパウンドからの予備成形品３０の流路は、押出
口２６に向かって狭くなっている。テーパー部２３とは
反対側にはラム２４が配置されている。
【００２５】上記ラム押出の圧力は、７０〜３００ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 程度であるが、予備成形物を収納する押出機
３１のシリンダー部２０の断面積（Ｒ）と、押出用材料
が押し出されるダイ部の断面積（Ｒ’）との比：リダク
ションレーション（以下、Ｒ．Ｒ．と称する。）によっ
て変わる。通常、この比は１０〜２００程度に調節され
るのが適当であって、この比の増加によって押出圧力が
上昇する。
ｆ／ｃｍ2 程度であるが、予備成形物を収納する押出機
３１のシリンダー部２０の断面積（Ｒ）と、押出用材料
が押し出されるダイ部の断面積（Ｒ’）との比：リダク
ションレーション（以下、Ｒ．Ｒ．と称する。）によっ
て変わる。通常、この比は１０〜２００程度に調節され
るのが適当であって、この比の増加によって押出圧力が
上昇する。
【００２６】上記した押出機３１による押出しで、例え
ば導電性物質として導電性カーボンを用いた場合、図４
のように、導電性カーボンが配向し易くなり、これが押
出物全域に亘って生じるので、ＰＴＦＥ粒子が長尺方向
に引延されながらカーボンストラクチャーが配向するも
のと考えられる。
ば導電性物質として導電性カーボンを用いた場合、図４
のように、導電性カーボンが配向し易くなり、これが押
出物全域に亘って生じるので、ＰＴＦＥ粒子が長尺方向
に引延されながらカーボンストラクチャーが配向するも
のと考えられる。
【００２７】なお、上記の押出機３１への、ＰＴＦＥペ
ースト状コンパウンドからの予備成形品３０の供給方法
としては、図３（Ａ）及び（Ｂ）で示すように、中心部
にマンドレル２７を配したシリンダー２８内で、キャッ
プ部２９とは反対側から加圧ラム３４によって圧力を加
えて予備成形品３０を得、これを上記のように押出シリ
ンダー２０内に挿入することができる。
ースト状コンパウンドからの予備成形品３０の供給方法
としては、図３（Ａ）及び（Ｂ）で示すように、中心部
にマンドレル２７を配したシリンダー２８内で、キャッ
プ部２９とは反対側から加圧ラム３４によって圧力を加
えて予備成形品３０を得、これを上記のように押出シリ
ンダー２０内に挿入することができる。
【００２８】この予備成形は、押出用材料をシリンダー
に挿入容易にするために通常、実施されるものである
が、その予備成形圧力は１０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の範
囲が適当である。
に挿入容易にするために通常、実施されるものである
が、その予備成形圧力は１０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ2 の範
囲が適当である。
【００２９】そして、押出機３１から押し出された未焼
成のチューブ状押出物３２は更に、図１で示すように、
カッター３２などによってその長尺方向に沿って少なく
とも１箇所（ここでは１箇所）を切り開いてシート状に
展開し、要すればさらにこのシート状物をロール４７−
４８間へ送入し、幅広の導電性シート３５に圧延加工す
ることができる。
成のチューブ状押出物３２は更に、図１で示すように、
カッター３２などによってその長尺方向に沿って少なく
とも１箇所（ここでは１箇所）を切り開いてシート状に
展開し、要すればさらにこのシート状物をロール４７−
４８間へ送入し、幅広の導電性シート３５に圧延加工す
ることができる。
【００３０】押出された未焼成チューブは切開する箇所
数に応じて、 １箇所の切開では１枚のシート ２箇所の切開では２枚のシート それ以上の箇所の切開では３枚以上のシート として得られ、これらのシートを巻き取るか或いは必要
に応じてそのまま直接圧延ロールに入れてもよい。ここ
では、主として、の１箇所切開で説明するが、、
の場合も同様にして、目的とする高導電性シートを得る
ことができる。
数に応じて、 １箇所の切開では１枚のシート ２箇所の切開では２枚のシート それ以上の箇所の切開では３枚以上のシート として得られ、これらのシートを巻き取るか或いは必要
に応じてそのまま直接圧延ロールに入れてもよい。ここ
では、主として、の１箇所切開で説明するが、、
の場合も同様にして、目的とする高導電性シートを得る
ことができる。
【００３１】例えば、では、円周上の１箇所を刃物に
て切開し、１枚のシートとする。このシートを巻き取
り、本発明の高導電性ＰＴＦＥシートを得る。必要に応
じ、このシートをさらに温水（例えば８０℃）で加熱し
て、圧延ロールに入れる。
て切開し、１枚のシートとする。このシートを巻き取
り、本発明の高導電性ＰＴＦＥシートを得る。必要に応
じ、このシートをさらに温水（例えば８０℃）で加熱し
て、圧延ロールに入れる。
【００３２】この場合、ロール圧延の倍率が長尺方向で
１倍より大きく、１０倍以下であることが望ましく、ま
た、ロール圧延の倍率が幅方向で１倍より大きく、３倍
以下であることが望ましい。
１倍より大きく、１０倍以下であることが望ましく、ま
た、ロール圧延の倍率が幅方向で１倍より大きく、３倍
以下であることが望ましい。
【００３３】本発明においては、上述の如き方法で得ら
れた押出物は、肉厚が望ましくは０．３〜５ｍｍの未焼
成のチューブ体であるが、これをシート状に切開した
後、必要に応じてこれをさらにロール圧延により長尺方
向及び幅方向にそれぞれ、１倍より大きく、１０倍以
下、及び１倍より大きく、３倍以下の倍率でシート状と
する。この場合、シートは通常、互いに回転するロール
に挟んで圧延されるが、使用ロールは加熱されている方
が圧延が容易である。ロール温度としては室温〜１００
℃の温度が用いられる。
れた押出物は、肉厚が望ましくは０．３〜５ｍｍの未焼
成のチューブ体であるが、これをシート状に切開した
後、必要に応じてこれをさらにロール圧延により長尺方
向及び幅方向にそれぞれ、１倍より大きく、１０倍以
下、及び１倍より大きく、３倍以下の倍率でシート状と
する。この場合、シートは通常、互いに回転するロール
に挟んで圧延されるが、使用ロールは加熱されている方
が圧延が容易である。ロール温度としては室温〜１００
℃の温度が用いられる。
【００３４】この圧延は１回でもよいが、２回以上を行
ってもよい。圧延シートの厚みは約０．０５〜２ｍｍ程
度が好ましい。
ってもよい。圧延シートの厚みは約０．０５〜２ｍｍ程
度が好ましい。
【００３５】次に、常法に従って、シートを１００〜２
６０℃にして、前記押出し助剤を除去し、未焼成シート
が得られる。こうして作られた未焼成シートは柔軟性に
富む、幅広の長尺シートとして得ることができる。
６０℃にして、前記押出し助剤を除去し、未焼成シート
が得られる。こうして作られた未焼成シートは柔軟性に
富む、幅広の長尺シートとして得ることができる。
【００３６】こうして、幅広であって、長尺方向に高い
導電性を示し、かつこの導電性が幅方向においてほぼ均
一であるポリテトラフルオロエチレンの長尺状シートが
製造される。このシートは、長尺方向における体積固有
抵抗値が１０-3〜１０5 Ω−ｃｍであり、更には１０-3
〜１０0 Ω−ｃｍであることが望ましい。
導電性を示し、かつこの導電性が幅方向においてほぼ均
一であるポリテトラフルオロエチレンの長尺状シートが
製造される。このシートは、長尺方向における体積固有
抵抗値が１０-3〜１０5 Ω−ｃｍであり、更には１０-3
〜１０0 Ω−ｃｍであることが望ましい。
【００３７】このようにして得られた幅広の高導電性Ｐ
ＴＦＥ長尺状シートの機械的強度を一層高め、導電性を
多少増すために、このシートをＰＴＦＥの融点３２７℃
以上（但し、その分解温度４００℃以下）で１〜３０分
程度焼成する。
ＴＦＥ長尺状シートの機械的強度を一層高め、導電性を
多少増すために、このシートをＰＴＦＥの融点３２７℃
以上（但し、その分解温度４００℃以下）で１〜３０分
程度焼成する。
【００３８】即ち、本発明の方法により製造される高導
電性シートは幅が１７０ｍｍ以上のものであって、その
体積固有抵抗値（導電性）が長尺方向で１０-3〜１０5
Ω−ｃｍ、好ましくは１０-3〜１０0 Ω−ｃｍであり、
長尺方向の体積固有抵抗値（導電性）の幅方向における
変化が１０％以下、好ましくは７％以下とほぼ均一であ
る。
電性シートは幅が１７０ｍｍ以上のものであって、その
体積固有抵抗値（導電性）が長尺方向で１０-3〜１０5
Ω−ｃｍ、好ましくは１０-3〜１０0 Ω−ｃｍであり、
長尺方向の体積固有抵抗値（導電性）の幅方向における
変化が１０％以下、好ましくは７％以下とほぼ均一であ
る。
【００３９】このように、本発明の高導電性ＰＴＦＥシ
ートは、幅広であって、長尺方向の導電性の幅方向にお
ける均一性が優れているため、面状発熱体として広い分
野での使用を可能にし、その他、一次電池、二次電池、
燃料電池の電極などとしても有用であり、産業上の利用
価値の大きいものである。
ートは、幅広であって、長尺方向の導電性の幅方向にお
ける均一性が優れているため、面状発熱体として広い分
野での使用を可能にし、その他、一次電池、二次電池、
燃料電池の電極などとしても有用であり、産業上の利用
価値の大きいものである。
【００４０】さらに、本発明の製造方法によれば、装置
が簡単で小型化（小口径ロールを使用可）でき、装置の
コンパクト化によるコストダウンのメリットをもたら
し、また従来法では発生し易いシートの耳部の波うち、
ひび割れ、のこぎり状になるなどの欠点が起こりにく
く、シートの耳部がほぼ直線状となるため、有効面積が
増え、歩留りが向上する利点を与える。
が簡単で小型化（小口径ロールを使用可）でき、装置の
コンパクト化によるコストダウンのメリットをもたら
し、また従来法では発生し易いシートの耳部の波うち、
ひび割れ、のこぎり状になるなどの欠点が起こりにく
く、シートの耳部がほぼ直線状となるため、有効面積が
増え、歩留りが向上する利点を与える。
【００４１】
【実施例】以下、本発明を実施例について更に詳細に説
明する。
明する。
【００４２】実施例１〜４ 導電性カーボン粉末（旭カーボン社製の「ＨＳ５０
０」）を２５重量％含有するＰＴＦＥファインパウダー
にホワイトオイル３５重量％を加え、５０ｋｇ／ｃｍ2
の圧力で予備成形を行った。この予備成形品を下記の条
件で図２に示した押出機で押出した。 シリンダ２０の内径：実施例１、３、４では７６ｍｍ、 実施例２では１０２ｍｍ マンドレル２１の径：３０ｍｍ ダイス出口径：実施例１では、外径２１．５ｍｍ、内径２０．１ｍｍ 実施例２では、外径 １００ｍｍ、内径 ９９ｍｍ 実施例３では、外径 ４５ｍｍ、内径４３．８ｍｍ 実施例４では、外径 ４５ｍｍ、内径４３．９ｍｍ そして、この押出しにおいては、押出機の押出部をヒー
ターで５０〜８０℃に加熱しながら７０〜１５０ｋｇ／
ｃｍ2 の加圧条件でチューブ状に押出し、その円周上の
１箇所を刃物で切り開いた。
０」）を２５重量％含有するＰＴＦＥファインパウダー
にホワイトオイル３５重量％を加え、５０ｋｇ／ｃｍ2
の圧力で予備成形を行った。この予備成形品を下記の条
件で図２に示した押出機で押出した。 シリンダ２０の内径：実施例１、３、４では７６ｍｍ、 実施例２では１０２ｍｍ マンドレル２１の径：３０ｍｍ ダイス出口径：実施例１では、外径２１．５ｍｍ、内径２０．１ｍｍ 実施例２では、外径 １００ｍｍ、内径 ９９ｍｍ 実施例３では、外径 ４５ｍｍ、内径４３．８ｍｍ 実施例４では、外径 ４５ｍｍ、内径４３．９ｍｍ そして、この押出しにおいては、押出機の押出部をヒー
ターで５０〜８０℃に加熱しながら７０〜１５０ｋｇ／
ｃｍ2 の加圧条件でチューブ状に押出し、その円周上の
１箇所を刃物で切り開いた。
【００４３】次に、この切開物を直径５００ｍｍ、６０
℃のロールを通して圧延し、厚み１２０μｍのシートを
得たのち、助剤を１６０〜２６０℃で除去した後、圧延
方向に張力を加えつつ、３８０℃の炉内で２分間焼成処
理を行った。
℃のロールを通して圧延し、厚み１２０μｍのシートを
得たのち、助剤を１６０〜２６０℃で除去した後、圧延
方向に張力を加えつつ、３８０℃の炉内で２分間焼成処
理を行った。
【００４４】上記において押出し条件や圧延条件を種々
に変え、各々の場合に得られるシートの体積固有抵抗
値、シートの状態を調べ、下記の表１にその結果を示し
た。
に変え、各々の場合に得られるシートの体積固有抵抗
値、シートの状態を調べ、下記の表１にその結果を示し
た。
【００４５】体積固有抵抗値の測定は、交流電圧を印加
し、電流と寸法を測定することで行った。ここでは、高
導電性ＰＴＦＥシートを幅１０ｍｍ、長さ（長尺方向
に）２２０ｍｍに切り、両端に幅１０ｍｍの銅箔製電極
を両面から押しつけ、それぞれの銅箔製電極に交流電圧
を印加し、電流を測定した。
し、電流と寸法を測定することで行った。ここでは、高
導電性ＰＴＦＥシートを幅１０ｍｍ、長さ（長尺方向
に）２２０ｍｍに切り、両端に幅１０ｍｍの銅箔製電極
を両面から押しつけ、それぞれの銅箔製電極に交流電圧
を印加し、電流を測定した。
【００４６】また、長尺方向の体積固有抵抗値の幅方向
における変化は、次式によって求めた。 〔（最大値−最小値）／最大値〕×１００（％）＝（Ｂ
／Ａ）×１００（％）
における変化は、次式によって求めた。 〔（最大値−最小値）／最大値〕×１００（％）＝（Ｂ
／Ａ）×１００（％）
【００４７】比較例１〜２ 導電性カーボン粉末（旭カーボン社製の「ＨＳ５０
０」）を２５重量％含有するＰＴＦＥファインパウダー
にホワイトオイル３５重量％を加え、５０ｋｇ／ｃｍ2
の圧力で予備成形を行った。この予備成形品をシリンダ
ー直径１３０ｍｍ、ダイス出口孔直径１８ｍｍの図５
（ａ）に示した押出機によって、約７３ｋｇ／ｃｍ2 の
加圧条件で棒状に押出した。
０」）を２５重量％含有するＰＴＦＥファインパウダー
にホワイトオイル３５重量％を加え、５０ｋｇ／ｃｍ2
の圧力で予備成形を行った。この予備成形品をシリンダ
ー直径１３０ｍｍ、ダイス出口孔直径１８ｍｍの図５
（ａ）に示した押出機によって、約７３ｋｇ／ｃｍ2 の
加圧条件で棒状に押出した。
【００４８】次に、この押出物を直径５００ｍｍ、６０
℃のロールを通して圧延し、厚み１５０μｍのシートを
得たのち、圧延方向と平行方向に張力を加えつつ、３８
０℃の炉内で２分間焼成処理を行った。
℃のロールを通して圧延し、厚み１５０μｍのシートを
得たのち、圧延方向と平行方向に張力を加えつつ、３８
０℃の炉内で２分間焼成処理を行った。
【００４９】上記において押出し条件や圧延条件を種々
に変え、各々の場合に得られるシートの体積固有抵抗
値、シートの状態を調べ、下記の表１にその結果を示し
た。
に変え、各々の場合に得られるシートの体積固有抵抗
値、シートの状態を調べ、下記の表１にその結果を示し
た。
【００５０】
【表１】
【００５１】この結果から、本発明に係る高導電性のＰ
ＴＦＥシートは、幅広であって、長尺方向の導電性が幅
方向においてほぼ均一であることが明らかであり、従来
技術によって得られた幅広シートに比べて明らかに優位
性がある。
ＴＦＥシートは、幅広であって、長尺方向の導電性が幅
方向においてほぼ均一であることが明らかであり、従来
技術によって得られた幅広シートに比べて明らかに優位
性がある。
【００５２】
【発明の作用効果】本発明の製造方法によれば、ＰＴＦ
Ｅペースト状コンパウンドをチューブ状に押し出して、
チューブ状押出物を得、これを円周上の少なくとも１箇
所で切り開き、必要に応じてこれをシート状にロール圧
延しているので、幅広で、長尺方向の導電性が幅方向に
おいてほぼ均一なシートを得ることができる。
Ｅペースト状コンパウンドをチューブ状に押し出して、
チューブ状押出物を得、これを円周上の少なくとも１箇
所で切り開き、必要に応じてこれをシート状にロール圧
延しているので、幅広で、長尺方向の導電性が幅方向に
おいてほぼ均一なシートを得ることができる。
【００５３】このようにして、本発明の製造方法によ
り、幅広であって、長尺方向の導電性が幅方向において
均一なＰＴＦＥシートを再現性良く得ることができるた
め、このＰＴＦＥシートは、発熱の均一性の点で面状発
熱体用として、また撥水性の均一性の点で一次電池、二
次電池、燃料電池の電極として特に優れたものとなる。
り、幅広であって、長尺方向の導電性が幅方向において
均一なＰＴＦＥシートを再現性良く得ることができるた
め、このＰＴＦＥシートは、発熱の均一性の点で面状発
熱体用として、また撥水性の均一性の点で一次電池、二
次電池、燃料電池の電極として特に優れたものとなる。
【００５４】従って、本発明のシートは、幅が１７０ｍ
ｍ以上であり、導電性能（長尺方向の体積固有抵抗値の
幅方向における変化が１０％以下、好ましくは７％以
下）の優れたものとなる。
ｍ以上であり、導電性能（長尺方向の体積固有抵抗値の
幅方向における変化が１０％以下、好ましくは７％以
下）の優れたものとなる。
【００５５】さらに、本発明の製造方法によれば、装置
が簡単で小型化（小口径ロールを使用可）でき、装置の
コンパクト化によるコストダウンのメリットをもたら
し、また従来法では発生し易いシートの耳部の波うち、
ひび割れ、のこぎり状になるなどの欠点が起こりにく
く、シートの耳部がほぼ直線状となるため、有効面積が
増え、歩留りが向上する利点を与える。
が簡単で小型化（小口径ロールを使用可）でき、装置の
コンパクト化によるコストダウンのメリットをもたら
し、また従来法では発生し易いシートの耳部の波うち、
ひび割れ、のこぎり状になるなどの欠点が起こりにく
く、シートの耳部がほぼ直線状となるため、有効面積が
増え、歩留りが向上する利点を与える。
【図１】本発明に基づいてチューブ状押出物を切開して
ロール圧延する状況を示す概略斜視図（Ａ）とその一部
断面側面図（Ｂ）である。
ロール圧延する状況を示す概略斜視図（Ａ）とその一部
断面側面図（Ｂ）である。
【図２】本発明に基づいて導電性物質入りＰＴＦＥペー
スト状コンパウンドの予備成形品をチューブ状に押出す
ための押出機と未焼成チューブ状押出物及びその横断面
とを示す概略図である。
スト状コンパウンドの予備成形品をチューブ状に押出す
ための押出機と未焼成チューブ状押出物及びその横断面
とを示す概略図である。
【図３】同押出機へ装入する予備成形品を得るための予
備成形機の縦断面図（Ａ）、同予備成形品の斜視図
（Ｂ）である。
備成形機の縦断面図（Ａ）、同予備成形品の斜視図
（Ｂ）である。
【図４】同押出物の表面のＰＴＦＥ分子配向状態を模式
的に示す概略図である。
的に示す概略図である。
【図５】従来技術による各種の押出機（ダイ）と、その
押出物の斜視図及び横断面図である。
押出物の斜視図及び横断面図である。
１、２、５、３１・・・押出機（型又はダイ） ３、４、６、３２・・・未焼成押出物 １０、３０・・・導電性カーボン入りＰＴＦＥペースト
状コンパウンド又はその予備成形品 １１、２４・・・押出用ラム １３・・・ヒータ ２０、２８・・・シリンダー ２１・・・マンドレル（押出用） ２２・・・ダイ ２３、２５・・・テーパー ２７・・・マンドレル（予備成形用） ２８・・・予備成形シリンダー ３３・・・カッター（刃物） ３４・・・予備成形用加圧ラム ３５・・・導電性シート ４７、４８・・・圧延ロール
状コンパウンド又はその予備成形品 １１、２４・・・押出用ラム １３・・・ヒータ ２０、２８・・・シリンダー ２１・・・マンドレル（押出用） ２２・・・ダイ ２３、２５・・・テーパー ２７・・・マンドレル（予備成形用） ２８・・・予備成形シリンダー ３３・・・カッター（刃物） ３４・・・予備成形用加圧ラム ３５・・・導電性シート ４７、４８・・・圧延ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０５Ｂ 3/20 ３０１ Ｈ０５Ｂ 3/20 ３０１ // Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＥＷ Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＥＷ Ｂ２９Ｋ 27:12 105:16 Ｂ２９Ｌ 7:00 (72)発明者 吉本 洋之 大阪府摂津市西一津屋１の１ ダイキン工 業株式会社淀川製作所内 (72)発明者 姜 京浩 大阪府大阪市北区中崎西２の４の12 梅田 センタービル ダイキン工業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 導電性物質および押出し助剤を含んでな
るポリテトラフルオロエチレンのペースト状コンパウン
ドを押出して未焼成チューブ状押出物を形成し、この押
出物の円周上の少なくとも１箇所を切り開き、これを要
すればさらにロール圧延して、シート状とする、高導電
性ポリテトラフルオロエチレンシートの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載した高導電性ポリテトラ
フルオロエチレンシートをさらに焼成する、請求項１に
記載した製造方法。 - 【請求項３】 前記未焼成チューブ状押出物は、内外表
面層が長尺方向に充分なポリテトラフルオロエチレン分
子配向を持っているものである、請求項１又は２に記載
した製造方法。 - 【請求項４】 前記未焼成チューブ状押出物の全体が、
長尺方向に充分なポリテトラフルオロエチレン分子配向
を持った層のみからなる、請求項１〜３のいずれか１項
に記載した製造方法。 - 【請求項５】 ロール圧延の倍率が長尺方向で１倍より
大きく、１０倍以下である、請求項１〜４のいずれか１
項に記載した製造方法。 - 【請求項６】 ロール圧延の倍率が幅方向で１倍より大
きく、３倍以下である、請求項１〜４のいずれか１項に
記載した製造方法。 - 【請求項７】 幅が１７０ｍｍ以上であって、長尺方向
の体積固有抵抗値の幅方向における変化が１０％以下で
ある、高導電性ポリテトラフルオロエチレン幅広長尺状
シート。 - 【請求項８】 前記した変化が７％以下である、請求項
７に記載したシート。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9236720A JPH1177787A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 高導電性ポリテトラフルオロエチレンシートの製造方法及び高導電性ポリテトラフルオロエチレン幅広長尺状シート |
| US09/145,284 US6270707B1 (en) | 1997-09-02 | 1998-09-02 | Manufacturing method of a highly conductive polytetrafluoroethylene sheet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9236720A JPH1177787A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 高導電性ポリテトラフルオロエチレンシートの製造方法及び高導電性ポリテトラフルオロエチレン幅広長尺状シート |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177787A true JPH1177787A (ja) | 1999-03-23 |
Family
ID=17004788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9236720A Pending JPH1177787A (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 高導電性ポリテトラフルオロエチレンシートの製造方法及び高導電性ポリテトラフルオロエチレン幅広長尺状シート |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6270707B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1177787A (ja) |
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- 1998-09-02 US US09/145,284 patent/US6270707B1/en not_active Expired - Fee Related
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