JPS63172743A

JPS63172743A - ポリテトラフルオロエチレン多孔質体の製造法

Info

Publication number: JPS63172743A
Application number: JP562987A
Authority: JP
Inventors: Shohei Tamura; 田村　正平; Sadamitsu Sasaki; 佐々木　貞光; Takashi Ichinose; 一瀬　尚; Keiko Mochizuki; 恵子望月; Kenichiro Ito; 健一郎伊藤
Original assignee: Nitto Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1987-01-12
Filing date: 1987-01-12
Publication date: 1988-07-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ
と称す）製多孔質体の製造法に関するものである。

（従来の技術）ＰＴＦＥ多孔質体は耐薬品性、耐熱性等積々の特性に優
れており好ましいものである。

ところで、この多孔質体の製造法としては、例えば特公
昭４２−１３５６０号公報、特公詔５１−１８９９１号
公報、特公昭５６−４５７７３号公報に記載されている
ような延伸法が知られている。

この延伸法は、ＰＴＦＥ粉末とミネラルスピリットのよ
うな液状潤滑剤を混和し、この混和物（ペースト状物）
を押出し等により成形した（所謂ペースト成形）後、潤
滑剤を除去（７、次いで延伸により該成形物を多孔質化
するもので、成形物の多孔質化が容易に達成できる。

かようなペースト成形による成形物を延伸して多孔質化
する上記方法によって得られる多孔質体の孔径は比較的
小さく、通常、１μ濯以下であると認識されている〜そして、この微細孔を無数に有するＰＴＦＥ多孔質体は
、流体処理用のフィルター、バグフィルタ−１人工節管
、スキーウェア等に実用化され或いは実用化のための研
究開発が盛んに行なわれている。

一方、ＰＴＦＫ多孔質体の用途としては、防塵用マスク
、防菌用プレフィルタ−等もあシ、かような場合は孔径
が比較的大きなことが望まれることがある。

（発明が解決しようとする問題点）ところが、ペースト成形によって得られる成形物を延伸
によって多孔質化する従来の延伸法では。

孔径の比較的大きな多孔質体、例えば１μ悔以上或いは
数十μ鴨程度の細孔を有する多孔質体を得る場合には、
延伸率を極大にしなければなら々い。

また、従来の延伸法はかような高延伸率を達成しようと
すると、ピンホールを生じたシ、孔径のバラツキが大き
くなったシすることがらシ、孔径の大きな多孔質体の生
産には不適であることが判明した。

（問題点を解決するための手段）本発明者達は上記現状に鑑み、従来の延伸法を改良し、
孔径の大きなＰＴＦＩ多孔質体を容易に得ることを目的
として種々検討の結果、ＰＴＦ’に粉末に特定の処理を
施し、その後ペースト成形および延伸を行なうことによ
り、上記目的が達成できることを知り、本発明を完成す
るに至ったものである。

即ち１本発明に係るＰＴＦＥ多孔質体の製造法は、ＰＴ
ＦＥ粉末を非湿潤性液体中に分散せしめて撹拌すること
によシ、該粉末を微細化せしめ、次にこの分散液に液状
潤滑剤を添加することにより、微細化せしめられた粉末
を液状潤滑剤側に移行せしめ、その後非湿潤性液体を除
去し、次いで該粉末と液状潤滑剤の混和物を所定形状に
成形した後、該成形物から液状潤滑剤を除去し、次に該
成形物を延伸して多孔質化することを特徴とするもので
ある。

本発明の方法においては、ペースト成形に先立ちＰＴＦ
Ｅ粉末が処理される。この処理はＰＴＦＥ粉末の微細化
および該微細化に用いる非湿潤性液体からの液状潤滑剤
への畝線化粉末の移行の２段階から成る。

ここで、ＰＴＦＥ粉末の微細化について、説明する。本
発明に用いられるＰＴＦＥ粉末は、一般にファインパウ
ダーと称されるもので、市販ファインパウダーは重合反
応によって生成されるＰＴＦＥの一次粒子と該−欠粒子
の多数個が凝集した二次粒子の混合形態を呈するが、二
次粒子の含有量が一次粒子のそれに比べてはるかく多い
。そして、この二次粒子の粒径は１通常、数十μ愼〜数
百μ情である。

本発明においては、先ず、上記したようなＰＴＦＥファ
インパウダーとＰＴＦＥＫ対する湿潤性を有しない液体
（非湿潤性液体）を混合し、該パウダーを分散させ、こ
の分散液を撹拌する。この際のパウダーと非湿潤性液体
の混合割合は１種々の条件によりて変わシ得るが、通常
、パウダー１００重量部に対し、非Ｍｉｌｌ性液体１０
００〜１００００重量部である。

この撹拌はＰＴＦＥファインパウダー中の二次粒子にお
ける凝集状態を解除乃至減少せしめ、二次粒子の粒径を
減少させる（粉末の微細化）ために行なうものであり、
粒径が約３０μ淋以下好ましくは約１０μ鴨以下になる
ように、撹拌速度および時間を設定して行なうのがよい
。また、撹拌はミキサー等により行なうことができ、そ
の結果、ＰＴＦＥファインパウダーの体積は見掛けと約
３〜ｌＯ倍に増加する。

なお、上記「非２１ｉ！潤性液体」は主として極性溶媒
であり、後述の液状潤滑剤と相溶性を有しないものと定
義でき、そのような液体の具体例としてはメタノール、
エタノール、水等を挙げることができる。

かようにして、ＰＴＦＥファインパウダーを微細化せし
めた後、この分散液に非湿潤性液体と相溶しない液状潤
滑剤を添加する。液状潤滑剤の添加量は該潤滑剤の種類
等によって変わり得るが１通常は、　ＰＴＦＥパウダー
１００重量部に対し、１００〜１５００重量部である。

上記液状潤滑剤は従来からＰＴＦＫのペースト成形に用
いられているものの中から非湿潤性液体との相溶性を有
しないものを適宜選択して使用でき、その好適例として
、ポリクロロトリフルオロエチレン１．ｎ−ペンタデカ
ン、ｎ−ヘキサデカン、ｎ−オクタデカン、ケロシン等
を挙げることができる。

微細化されたＰＴＦＥファインパウダーを含む分散液に
液状潤滑剤を添加すると、非湿潤性液体と液状潤滑剤は
相溶せずに分離し、一方、ＰＴＦＥファインパウダーは
両液体に対する親和性の差によって液状潤滑剤側へ移行
する。従って、非湿潤性液体はデカンテーション等の操
作により糸外に除去でき、ＰＴＦＥファインパウダーと
液状潤滑剤の混和物、即ち、ペースト状物が得られる。

このペースト状物は成分的にはＰＴＦＥファインパウダ
ーと液状潤滑剤から成り、前記従来の延伸法に用いるペ
ースト状物と類似する。しかしながら、ＰＴＦＥファイ
ンパウダーにおける二次粒子が微細化されている点、お
よび液状潤滑剤の含有量が多い（ペースト状物中のパウ
ダーは６０容量％以下）点で前記従来の延伸法に用いる
ペースト状物と大きな差異がある。因みに、従来の延伸
法に用いるペースト状物はＰＴＦＥパウダー１００重量
部に対し、液状潤滑剤１５〜１００重量部程度で置部、
一方、本発明のそれは上記した如く、ＰＴＦＥパウダー
１００重量部に対し、１００〜１５００重量部である。

本発明は上記した非湿潤性液体中に分散せしめられたＰ
ＴＦＥパウダーに対する撹拌による微細化およびそれに
続く液状潤滑剤側への移行という前処理を施す点に特徴
を有し、この前処理を施したペースト状物を成形、延伸
することにより、孔径の大きな多孔質体が得られるので
ある。本発明により孔径の大きな多孔質体が得られる事
実は下記実施例によっても実証されているが、その機構
は未だ解明されていない。

本発明の方法においては、上述の如き前処理を施した後
、更に非湿潤性液体を除去して得られるペースト状物が
次に成形工程に供せられる。成形はいずれの成形方法で
もよく１例えば押出、圧延、圧縮等が単独あるいは組み
合わせて適用される。

また、この成形工程によって得られる成形物（比重は通
常１．６以下）の形状も特に限定されず、シート、棒状
、管状等いずれでも良い。

本発明の方法においては、上記のようにして得られる成
形物から液状潤滑剤が除去され１次いで延伸が行なわれ
る。液状潤滑剤の除去は、抽出。

蒸発あるいはこれらを組み合わせた方法によって行なう
ことができる。′！九、延伸は成形物の少なくとも１方
向に対して行なわれる。延伸温度は、通常、ＰＴＦＥの
融点よりも低く設定されるが、特公昭５８−２５３３２
号公報、特開昭５９−１７８２２８号公報或いは特開昭
６０−１８７５３６号公報に記載されているようにＰＴ
ＦＥの融点以上に設定することもできる。また、延伸率
は通常２００〜２００００％程度である。この延伸工程
における温度をＰＴＦＥの融点よりも低く設定すれば、
未焼成の多孔体が得られ、ＰＴＦＥの融点よりも高く設
定すれば焼成された多孔体が得られる。

なお、本発明においては、延伸後にその延伸状態を保持
して熱処理することにより、高温使用時における寸法変
化の少ない多孔体を得ることができる。

かような本発明の方法によって得られる多孔体の気孔率
、細孔の孔径は作業条件によって多少変わり得るが１通
常、気孔率は約６０〜９０％、孔径は約２０〜６０μ惰
である。

（実施例）以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例１未焼成のＰＴＦＥファインパウダー（ダイキン社製、商
品名Ｆ１０３）８重量部をエタノール３００重量部中に
分散せしめ、高切断能ミキサーにより９５００　ｒＰｍ
の高速で１０分間撹拌する。この撹拌によりパウダーの
平均粒径は約５００μ悔から約１０μ鴨に微細化される
と共に見掛は容積が約７倍に膨彊した。

次に、この分散液に液状潤滑剤であるポリクロロトリフ
ルオロエチレンの低重合物（ダイキン社製、商品名ダイ
フロイル＃　２０　）４０重量部を添加する。この添加
により液相は上部にエタノール、下部にダイフロイルが
位置するように相分離し、ＰＴＦＥパウダーは親和性の
強いダイフロイル側に移行し、分散する。

次に、エタノールをデカンテーションによ〕系外に除去
し、ＰＴＦＥファインパウダーとダイフロイルから成る
ペースト状物を得る。

このペースト状物を温度２８０℃に維持された１対の金
属製圧延ロールを通す。ロールから出たシート状物を２
つ折りして重ね合わせて、再度ロールを通す。かような
重ね合わせおよびロール通過を８回繰り返し、厚さ１５
０μ惰の長尺のシート状物を得た。

次いで、該シート状物をトリクレン中に浸漬し、ダイフ
ロイルを抽出除去する。

その後、このシートを温度２８０℃の条件で長さ方向に
延伸率が３ＱＯ％になるように延伸し、厚さ１４０μ悔
、空孔率８１％、孔径５０μ鵠の長尺の多孔質シートを
得た。

比較例１実施例１で用いたＰＴＦＫパウダー１００重量部に対し
、グイフロイル１００重量部を混合してペースト状物を
得る。

このペースト状物を用い、実施例１と同条件で圧延、ダ
イフロイル除去および延伸を行ない長尺の多孔質シート
を得た。

この多孔質シートの厚さおよび空孔率は、実施例１で得
られたものとほぼ同じであったが、孔径は３０μ悔と小
さかった。

実施例２ダイフロイルに代え、ペンタデカンを用いる以外は全て
実施例１と同様に作業し、厚さ１５０μ滉。

空孔率８５％、孔径４０μ漢の長尺の多孔質シートを得
た。

比較例２実施例２で用いたＰＴＦＥパウダー１００重量部に対し
、ペンタデカン１００重量部を混合してペースト状物を
得る。

このペースト状物を用い、実施例２と同条件で圧延、ペ
ンタデカン除去および延伸を行ない長尺の多孔質シート
を得た。

この多孔質シートの厚さおよび空孔率は、実施例２で得
られたものとほぼ同じであったが、孔径は２０μ犠と小
さかった。

実施例３実施例１で得られた多孔質シートを延伸状ａｔ保持して
（延伸方向の寸法変化を規制して）。

３６０℃の温度で１０分間加熱し、焼成する。

焼成前後における空孔率、孔径の変化は殆んどないが、
焼成後には延伸方向および該方向に直交する方向のへ械
的強度が共に約２倍に向上した。

また、延伸方向における寸法変化率は焼成前が６０％で
あったのに対し焼成後は５％と減少した。なお、寸法変
化率は３６０℃の温度に１０分間放置して測定した。

（発明の効果）本発明の方法は前処理を施して得られるペースト状物を
成形および延伸の両工程に供するものであり、実施例お
よび比較例からも判るように、孔径の大きな多孔質体が
得られる時機を有する。

Claims

【特許請求の範囲】

ポリテトラフルオロエチレン粉末を非湿潤性液体中に分
散せしめて撹拌することにより、該粉末を微細化せしめ
、次にこの分散液に液状潤滑剤を添加することにより、
微細化せしめられた粉末を液状潤滑剤側に移行せしめ、
その後非湿潤性液体を除去し、次いで該粉末と液状潤滑
剤の混和物を所定形状に成形した後、該成形物から液状
潤滑剤を除去し、次に該成形物を延伸して多孔質化する
ことを特徴とするポリテトラフルオロエチレン多孔質体
の製造法。