KR102474453B1 - 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막과 이것을 사용한 방수 통기막 및 방수 통기 부재 - Google Patents

Abstract

본 개시의 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 다공질막은, 평균 피브릴 길이가 50㎛ 이상이고, 평균 노드 길이가 평균 피브릴 길이의 5배 이상이고, 평균 노드 면적 비율이 5％ 이하인 막이다. 본 개시의 PTFE 다공질막은, 방수 통기막으로서 전장 부품 및 전기 제품 등의 하우징에 설치되었을 때, 하우징 내부에 체류한 수증기를 더 빠르게 하우징의 외부로 배출할 수 있다.

Description

폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막과 이것을 사용한 방수 통기막 및 방수 통기 부재

본 발명은 폴리테트라플루오로에틸렌(이하, PTFE라고 기재함) 다공질막과, 이것을 사용한 방수 통기막 및 방수 통기 부재에 관한 것이다.

램프, 압력 센서, ECU(Electronic Control Unit), 이차 전지 저장 케이스 등의 차량용 전장 부품 및 각종 전기 제품의 하우징에, 방수 통기막이 설치되는 경우가 있다. 방수 통기막의 설치에 의해, 하우징의 외부와 내부 사이의 통기 경로가 확보되어, 온도 변화에 수반하는 하우징 내부의 압력 변동을 완화하거나, 하우징의 내부에서 발생한 가스를 외부로 방출하거나 할 수 있다. 또한, 방수 통기막에 의해, 당해 통기 경로를 통한 하우징의 외부로부터 내부로의 물 및/또는 진개 등의 이물의 침입을 억제할 수 있다.

PTFE 다공질막을 구비하는 방수 통기막이 알려져 있다. 특허문헌 1에는 방수 통기막에 사용할 수 있는 PTFE 다공질막이 개시되어 있다.

전장 부품 및 전기 제품의 하우징에, 폴리아미드(PA), 폴리카르보네이트(PC) 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 비교적 높은 흡습성을 갖는 수지가 사용되는 경우가 있다. 이와 같은 수지가 사용된 하우징은 주위의 수증기를 흡수하지만, 흡수된 수증기는, 하우징 내부의 열원으로부터의 열 혹은 태양광 등의 외부로부터의 열에 의해 방출되고, 그 일부가 하우징의 내부에 체류한다. 체류한 하우징 내부의 수증기는 가능한 한 빠르게 하우징의 외부로 배출할 것이 요망된다.

방수 통기막은 수증기의 신속한 배출을 방해하는 장벽으로 된다. 이 때문에, 강제 대류에 의해 수증기의 배출을 촉진하는 것이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 2에는 압전 블로워를 하우징에 설치하여 하우징으로부터 수증기를 신속히 배출하는 시스템이 개시되어 있다. 자연 대류를 이용하는 것도 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 3에 개시되어 있는 차량의 전조등은, 램프의 광원보다도 전방에 설치되는 제1 통기체와 광원보다도 후방에 설치되는 제2 통기체를 구비하고, 제1 통기체의 통기량이 제2 통기체의 통기량보다도 크게 설정되어 있다. 이 시스템에서는, 광원으로부터 전방으로 방출되는 열에 의한 자연 대류가 이용되고 있다.

일본 특허 공개 소50-22881호 공보 일본 특허 공개 제2013-229281호 공보 일본 특허 공개 제2015-109206호 공보

본 발명은, 하우징 내부에 체류한 수증기를 빠르게 하우징의 외부로 배출하는 데 적합한 새로운 기술의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은, 평균 피브릴 길이가 50㎛ 이상이고, 평균 노드 길이가 평균 피브릴 길이의 5배 이상이고, 평균 노드 면적 비율이 5％ 이하인 PTFE 다공질막을 제공한다.

다른 측면에 있어서, 본 발명은, 상기 본 발명의 PTFE 다공질막을 구비하는 방수 통기막을 제공한다.

또 다른 측면에 있어서, 본 발명은, 상기 본 발명의 방수 통기막과, 상기 방수 통기막에 접합된 지지체를 구비하는 방수 통기 부재를 제공한다.

하우징으로부터의 수증기의 배출의 촉진을 PTFE 다공질막 자체의 개량에 의해 실현하는 시도는 종래 이루어지지 않았었다. 본 발명에 의한 PTFE 다공질막은, 종래에 없던 높은 막 두께 방향의 투습도를 가질 수 있다. 투습도가 높다는 것은, 당해 다공질막에 있어서 확산에 의한 수증기의 투과 속도가 크다는 것을 의미한다. 이에 의해, 본 발명에 의한 PTFE 다공질막에서는, 방수 통기막으로서 하우징에 설치되었을 때, 하우징 내부에 체류한 수증기를 더 빠르게 하우징의 외부로 배출할 수 있다. 또한, 막의 투습도와 통기성(통기도)은 서로 다른 개념이다. 하우징 내부에 『체류한』 수증기의 배출에는, 하우징 내외의 통기가 없거나 혹은 미약한 상태에서의 수증기의 배출이 포함된다. 당해 상태에서의 배출이 포함되는, 하우징 내부에 체류한 수증기의 배출은, 단순한 막의 통기도의 증대에 의해 촉진되는 것은 아니다.

본 발명에 의한 PTFE 다공질막은, 에너지의 투입을 필요로 하는 압전 블로워와 같은 환기 수단을 사용하지 않고 하우징 내로부터 수증기를 빠르게 배출하는 것에 적합하다. 또한, 본 발명에 의한 PTFE 다공질막을 사용한 수증기의 배출은, 범용성이 높고, 전조등에 한정되지 않고 폭 넓은 제품에 적용할 수 있다.

도 1은 PTFE 다공질막의 막 두께 방향의 투습성에 대한, 당해 막의 평균 노드 면적 비율의 영향을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 PTFE 다공질막의 막 두께 방향의 투습성에 대한, 당해 막의 평균 피브릴 길이의 영향을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 PTFE 다공질막의 막 두께 방향의 투습성에 대한, 당해 막의 평균 노드 길이의 영향을 설명하기 위한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 PTFE 다공질막이 가질 수 있는 막 구조의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 방수 통기막의 일례를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 방수 통기 부재의 일례를 모식적으로 도시하는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 방수 통기 부재의 일례를 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 8은 실시예 1에서 제작한 PTFE 다공질막의 주사형 전자 현미경(이하, SEM이라고 기재함)에 의한 관찰상을 도시하는 도면이다.
도 9는 실시예 2에서 제작한 PTFE 다공질막의 SEM에 의한 관찰상을 도시하는 도면이다.
도 10은 비교예 1에서 제작한 PTFE 다공질막의 SEM에 의한 관찰상을 도시하는 도면이다.
도 11은 비교예 2에서 제작한 PTFE 다공질막의 SEM에 의한 관찰상을 도시하는 도면이다.

본 개시의 제1 형태에 관한 PTFE 다공질막은, 평균 피브릴 길이가 50㎛ 이상이고, 평균 노드 길이가 평균 피브릴 길이의 5배 이상이고, 평균 노드 면적 비율이 5％ 이하인 막이다.

본 개시의 제2 양태에 있어서, 예를 들어 제1 형태에 관한 PTFE 다공질막은, 상기 평균 노드 면적 비율이 3％ 이하인 막이다.

본 개시의 제3 양태에 있어서, 예를 들어 제1 또는 제2 형태에 관한 PTFE 다공질막은, 막 두께 방향의 평균 곡로율이 1.5 이하인 막이다.

본 개시의 제4 양태에 있어서, 예를 들어 제1 내지 제3 중 어느 하나의 형태에 관한 PTFE 다공질막은, JIS L1092의 내수도 시험 B법(고수압법)의 규정에 준거하여 측정한 내수압이 10㎪ 이상인 막이다. 단, 내수압은 PTFE 다공질막의 막면의 1개소로부터 물이 나왔을 때의 수압에 기초하여 평가한다.

본 개시의 제5 양태에 있어서, 예를 들어 제1 내지 제4 중 어느 하나의 형태에 관한 PTFE 다공질막은 기공률이 90％ 이상인 막이다.

본 개시의 제6 양태에 있어서, 예를 들어 제1 내지 제5 중 어느 하나의 형태에 관한 PTFE 다공질막은, JIS L1099(B-1법)의 규정에 준거하여 측정한 막 두께 방향의 투습도가 150000g/(㎡·day) 이상인 막이다.

본 개시의 제7 형태에 관한 방수 통기막은, 제1 내지 제6 중 어느 하나의 형태에 관한 PTFE 다공질막을 구비한다.

본 개시의 제8 형태에 관한 방수 통기 부재는, 제7 형태에 관한 방수 통기막과, 상기 방수 통기막에 접합된 지지체를 구비한다.

본 발명의 PTFE 다공질막에 대하여, JIS L1099(B-1법)의 규정에 준거하여 측정한 막 두께 방향의 투습도는 150000g/(㎡·day) 이상일 수 있다. 다공질막의 구성에 따라서는, 당해 투습도는 150000g/(㎡·day) 초과, 155000g/(㎡·day) 이상, 160000g/(㎡·day) 이상, 180000g/(㎡·day) 이상, 나아가 200000g/(㎡·day) 이상일 수 있다. 당해 투습도의 상한은 한정되지 않고, 예를 들어 300000g/(㎡·day) 이하이다. 또한, 본 발명의 PTFE 다공질막에 대하여, JIS Z0208(투습도 시험, 컵법)의 규정에 준거하여 측정한 막 두께 방향의 투습도는, 예를 들어 9000g/(㎡·day) 이상, 다공질막의 구성에 따라서는, 10000g/(㎡·day) 이상, 나아가 11000g/(㎡·day) 이상일 수 있다. 당해 투습도의 상한은 한정되지 않고, 예를 들어 16000g/(㎡·day) 이하이다.

또한, 투습도의 측정 대상인 시험편이 JIS에 의한 측정을 그대로 적용하기에 지나치게 작은 경우는, 보조 플레이트를 사용하여 투습도를 측정할 수 있다. 예를 들어, JIS L1099(B-1법)에 규정된 방법에서는, 시험편 지지 프레임으로 고정한 약 200×200㎜의 사이즈의 시험편에, 흡습제(아세트산칼륨 용액)를 유지하는 컵의 개구를 맞닿게 하는 것으로 되어 있다. 시험편의 크기가 상기 사이즈보다도 작은 경우, 시험편 지지 프레임의 내주의 형상(직경 약 80㎜의 원)에 일치하는 외형을 갖는 보조 플레이트의 중앙에 마련한 개구를 덮도록 시험편을 고정하고, 그 보조 플레이트를 지지 프레임 내에 고정하면 된다. 보조 플레이트로의 시험편의 고정, 및 지지 프레임으로의 보조 플레이트의 고정에는 양면 점착 테이프를 사용할 수 있다. 보조 플레이트로서는 스테인리스 등의 금속제의 플레이트가 적합하다. 본 발명자의 실측에 의하면, 보조 플레이트의 개구가 컵의 유효 면적(약 24.6㎠)보다 작아도, 보조 플레이트를 사용한 측정값은, 보조 플레이트를 사용하지 않는 방법에 의한 측정값과 잘 일치했다. JIS Z0208(투습도 시험, 컵법)에서는, 흡습제로서 염화칼슘이 사용되지만, 보조 플레이트를 사용한 측정 방법은 마찬가지로 유효하다.

JIS L1092의 내수도 시험 B법(고수압법)에 의한 측정에 대해서도, JIS에 규정되어 있는 시험편 사이즈(약 150㎜×150㎜)보다도 작은 시험편의 측정에는 보조 플레이트를 사용할 수 있다. 보조 플레이트의 일례는, 직경 6㎜의 원형의 개구가 중앙에 마련된 직경 47㎜의 스테인리스제의 플레이트이다. 내수압의 측정에 있어서도, 보조 플레이트의 사용이 측정값에 실질적으로 영향을 미치지 않는 것이 확인되어 있다.

본 발명의 PTFE 다공질막은 50㎛ 이상의 평균 피브릴 길이, 평균 피브릴 길이의 5배 이상의 평균 노드 길이 및 5％ 이하의 평균 노드 면적 비율을 갖는 막이다. 이하, 당해 막 구조를 갖는 본 발명의 PTFE 다공질막을, 다공질막 A라고 기재한다.

PTFE 다공질막은, 일반적으로, PTFE의 응집 부분인 노드(결절)와, 노드에 양 말단이 결합한 미세한 섬유상 구조체인 무수의 피브릴에 의해 구성된다. 인접하는 노드는 피브릴에 의해 접속되어 있다. PTFE 다공질막은 인접하는 피브릴 사이의 공간(세공)을 통기 경로로 하는, 막 두께 방향의 통기성을 갖는다. PTFE 다공질막은 연신 다공질막이라고도 불리고, PTFE의 응집체인 PTFE 시트의 연신에 의해 형성된다. PTFE 시트의 연신에 의해 노드 및 피브릴이 형성되고, 이들 구성은, 예를 들어 PTFE 시트의 연신 조건에 따라 변화된다.

PTFE 다공질막 A는, 특정한 범위의 평균 피브릴 길이, 평균 노드 길이 및 평균 노드 면적 비율을 갖는다. 이에 의해, PTFE 다공질막 A는 막 두께 방향으로 높은 투습성을 가질 수 있다.

PTFE 다공질막을 투과할 때 수증기는, 당해 막의 노드 및 피브릴을 피하도록 확산 이동해야만 한다. 이때, 막 두께 방향으로의 수증기의 확산 경로가 다공질막의 막 두께 방향으로 가능한 한 직선이 되는 노드 및 피브릴의 구성이라면, 당해 다공질막에 있어서의 막 두께 방향의 투습성이 높아진다. 상기 특정한 범위의 평균 피브릴 길이, 평균 노드 길이, 및 평균 노드 면적은 PTFE 다공질막에 있어서의 직선상의 수증기의 확산 경로의 실현에 적합하다.

평균 노드 면적 비율에 대하여 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이, PTFE 다공질막(1)을 그 두께 방향의 단면에서 보면, 당해 단면에 있어서 복수의 노드(2a, 2b, 2c…)가 다공질막(1)의 면 내 방향 및 두께 방향의 양 방향에 존재하고 있다. 또한, 도 1 및 이하의 도 2, 도 3에서는, 설명을 간략화하고, 또한 이해하기 쉽게 하기 위해, 노드(2)가 동일한 방향으로 연장되어 있는 형태를 도시하고 있지만, 이것은 본 발명을 이러한 형태에 한정하는 취지는 아니다. 다공질막(1)에서 그 막 두께 방향으로 확산 이동하려고 하는 수증기(3)는, 확산의 장해가 되는 노드(2)를 피하도록 이동해야만 한다. 이 때문에, 예를 들어 노드(2a, 2b) 사이를 투과한 수증기(3)는, 노드(2c)의 존재에 의해, 다공질막(1)의 막 두께 방향으로 직선상으로 확산 이동할 수 없고, 이것을 피하는 확산 경로(4)를 취할 수 밖에 없게 된다. 그리고, 현실의 PTFE 다공질막에서는, 수증기(3)가 다공질막(1)을 막 두께 방향으로 투과할 때까지의 동안에, 이와 같은 수증기(3)의 우회가 반복되게 된다. 다공질막(1)의 투습성은 수증기의 확산 경로(4)가 직선에 가까울수록 높고, 직선으로부터 일탈할수록 낮아진다. 여기서, PTFE 다공질막 A에 있어서의 평균 노드 면적 비율은 5％ 이하이고, 당해 다공질막을 막 두께 방향으로 투과하는 수증기에 대하여, 그 확산 경로(4) 상에 있는 노드(2a, 2b, 2c…)에 의한 장해를 완화할 수 있고, 확산 경로(4)를 막 두께 방향으로 연장되는 직선에 의해 접근시킬 수 있다.

PTFE 다공질막 A에 있어서의 평균 노드 면적 비율은, 바람직하게는 3％ 이하이고, 보다 바람직하게는 2.5％ 이하이다. 평균 노드 면적 비율의 하한은, 예를 들어 1.0％이다. 평균 노드 면적 비율이 1.0％ 이상인 PTFE 다공질막 A는, 방수 통기막으로서 사용하는 경우에 바람직한 방수성을 달성하는 데 적합하다.

이어서, 평균 피브릴 길이에 대하여 설명한다. 도 2의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, PTFE 다공질막(1)의 피브릴(5)(설명을 간략화하고, 또한 이해하기 쉽게 하기 위해 하나만 도시함)은, 그 양 말단이 노드(2)에 접속되어 있다. 즉, 피브릴(5)의 평균 길이(평균 피브릴 길이)는 인접하는 노드(2) 사이의 거리 d를 반영하고 있다. 바꾸어 말하면, 평균 피브릴 길이가 긴 PTFE 다공질막일수록, 인접하는 노드(2) 사이의 거리가 길다. 인접하는 노드(2) 사이의 거리가 긴 PTFE 다공질막에서는, 당해 다공질막을 막 두께 방향으로 투과하는 수증기에 대하여, 그 확산 경로(4) 상에 있는 노드(2)에 의한 장해를 완화시킬 수 있고, 확산 경로(4)를 막 두께 방향으로 연장되는 직선에 의해 접근시킬 수 있다.

PTFE 다공질막 A에 있어서의 평균 피브릴 길이는 50㎛ 이상이고, 인접하는 노드 사이의 거리가 길다. 또한, 투습도야말로 평균 피브릴 길이의 증가에 의해 향상되기는 하지만, 평균 노드 면적 비율이 작은 상태에서 과도하게 긴 평균 피브릴 길이는 당해 다공질막의 강도 및/또는 방수성을 저하시키는 경우가 있다. 이것을 고려하면, PTFE 다공질막 A에 있어서의 평균 피브릴 길이의 상한은, 바람직하게는 90㎛ 이하이다. 평균 피브릴 길이가 90㎛ 이하인 경우, PTFE 다공질막 A를 방수 통기막으로서 사용하는 경우에도 그 방수성을 더 확실하게 향상시킬 수 있다.

이어서, 평균 노드 길이에 대하여 설명한다. PTFE 다공질막(1)에서 그 막 두께 방향으로 확산 이동하려고 하는 수증기는, 노드(2)를 피할뿐만 아니라, 피브릴(5)을 피하도록 피브릴(5) 사이의 공간(세공)을 이동한다. 여기서, 도 3의 (a), (b)에 도시한 바와 같이, PTFE 다공질막의 피브릴(5)은 그 양 말단이 노드(2)에 접속되어 있다. 상술한 바와 같은 큰 평균 피브릴 길이를 갖는 다공질막에 있어서, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 평균 피브릴 길이에 대한 평균 노드 길이의 비가 작은 경우, 노드(2)가 연장되는 방향에 수직인 방향으로부터 기울어진 방향으로 연장되는 피브릴(5)의 비율이 증가함과 함께, 막의 면 내 방향 및 두께 방향으로 다수 존재하는 노드(2)의 각각에 대하여 이와 같은 피브릴(5)이 무수하다고 해도 될 정도로 존재하게 되고, 다공질막(1) 전체적으로 보면 피브릴(5)이 연장되는 방향이 더 무질서에 가까워진다. 한편, 상술한 바와 같은 큰 평균 피브릴 길이를 갖는 다공질막에 있어서, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 평균 피브릴 길이에 대한 평균 노드 길이의 비가 커지면, 노드(2)가 연장되는 방향에 수직인 방향 및 그것에 가까운 방향(이하, 대략 수직의 방향이라고 기재함)으로 연장되는 피브릴(5)의 비율이 증가하고, 다공질막(1) 전체적으로 보면 당해 방향으로 지배적으로(질서적으로) 피브릴(5)이 연장되게 된다. 가장 이상적인 일 형태에서는, 다공질막의 주면에 수직인 방향에서 보았을 때, 인접하는 2개의 노드(2)를 지주로, 피브릴(5)을, 이 2개의 노드(2)를 당해 노드(2)가 연장되는 방향에 대략 수직으로 접속하는 횡목으로 한 사다리형이라고도 하는 다공질 구조가 형성될 수 있다. 피브릴(5)이 연장되는 방향이 더 무질서한 도 3의 (b)에 도시하는 다공질막에 비해, 당해 방향이 더 질서적인 도 3의 (a)에 도시하는 다공질막에서는, 피브릴(5)을 피하도록 당해 피브릴(5) 사이의 공간에서 확산하는 수증기의 확산 경로(4)는 당해 막의 막 두께 방향으로 연장되는 직선에 근접한다. 또한, 도 3의 (a), (b)도, 본 발명의 바람직한 형태를 설명하기 위한 예시이며, 본 발명을 특정한 형태에 한정하는 것은 아니다.

PTFE 다공질막 A에 있어서의 평균 노드 길이는 평균 피브릴 길이의 5배 이상, 바람직하게는 5.5배 이상이다. 평균 피브릴 길이에 대한 평균 노드 길이의 비의 상한은, 예를 들어 15이다.

또한, PTFE 다공질막의 통기성은, 투습성 정도는 막의 평균 피브릴 길이, 평균 노드 길이(평균 피브릴 길이에 대한 평균 노드 길이의 비), 및 평균 노드 면적 비율에 의한 영향을 받지 않는다. 이것은, 통기성에 대해서는 PTFE 다공질막의 양쪽의 주면 사이에서 기압차가 발생하는 것이 전제로 되어 있고, 즉, 통기성을 논할 때의 PTFE 다공질막을 투과하는 공기의 이동에 대하여, 확산 이동보다는 오히려 유체 이동이 지배적인 것에 기초한다. PTFE 다공질막의 통기성은 막의 평균 구멍 직경에 의한 영향을 더 강하게 받는다.

본 명세서에 있어서, PTFE 다공질막의 평균 피브릴 길이, 평균 노드 길이 및 평균 노드 면적 비율은, 이하와 같이 하여 구한 값으로 한다.

평가 대상물인 PTFE 다공질막의 주면의 확대 화상을, 주면 상의 장소를 바꾸어 적어도 5개, SEM 등의 수단에 의해 얻는다. 확대 화상을 얻는 수단은 바람직하게는 SEM이지만, 이것에 한정되지 않고, 다공질막의 노드 및 피브릴의 형태를 충분히 확인할 수 있는 수단이면 된다. 이어서, 각 확대 화상을 화상 해석하고, 각각 1250㎛×850㎛의 관찰 영역에 있어서 적어도 10개의 노드의 길이, 및 적어도 10개의 피브릴의 길이를 평가한다. 이때, 길이를 평가하는 노드 및 피브릴에, 당해 관찰 영역에 존재하는 가장 길이가 작은 노드 및 피브릴, 그리고 당해 관찰 영역에 존재하는 가장 길이가 큰 노드 및 피브릴이 포함되도록 한다. 이어서, 평가한 모든 노드 및 피브릴(모두 적어도 50개 이상)의 길이의 평균값을 구하고, 이것을 평균 노드 길이 및 평균 피브릴 길이로 한다. 또한, 확대 화상에 있어서의 상기 1250㎛×850㎛의 관찰 영역을 화상 해석하여 당해 화상 상의 픽셀비에 의해 노드의 면적비(％)를 평가하고, 상기 적어도 5개의 확대 화상 사이에서 얻은 당해 면적비의 평균값을 구하고, 이것을 다공질막의 평균 노드 면적 비율이라고 한다.

PTFE 다공질막 A에 있어서의 노드는 소정의 방향으로 지배적으로 연장될 수 있다. 당해 방향은, 예를 들어 당해 다공질막의 TD(transverse direction) 방향이고, TD 방향은 PTFE 다공질막이 띠형인 경우, 전형적으로는 그 폭 방향이다. PTFE 다공질막 A에 있어서의 노드는 그 폭이 당해 노드가 연장되는 방향으로 그다지 변화되지 않고, 폭에 대한 길이의 비인 높은 애스펙트비를 가질 수 있다. 애스펙트비(길이/폭)는, 예를 들어 5 이상이고, 20 이상일 수 있다. 노드의 폭은, 예를 들어 0.3㎛ 이상이고, 1㎛ 이상, 나아가 2㎛ 이상일 수 있다. 노드의 폭의 상한은, 예를 들어 20㎛이다. PTFE 다공질막 A에서는, 짧은 노드의 비율이 작다. 전체 노드 면적에 대한, 노드 길이가 50㎛ 미만인 노드가 차지하는 면적의 비율이 10％ 이하일 수 있다. PTFE 다공질막 A는, 50㎛ 이상이라는 큰 평균 피브릴 길이의 5배 이상의 평균 노드 길이를 더 가지면서도, 5％ 이하라는 낮은 노드 면적 비율을 갖고 있다.

PTFE 다공질막 A에 있어서의 피브릴은 노드가 연장되는 방향에 대하여 대략 수직인 방향으로 지배적으로 연장될 수 있다. 당해 방향은, 예를 들어 당해 다공질막의 MD(machine direction) 방향이고, MD 방향은 PTFE 다공질막이 띠형인 경우, 전형적으로는 그 긴 변 방향이다.

PTFE 다공질막 A에서는, 막 두께 방향의 평균 곡로율이 1.5 이하일 수 있다. 평균 곡로율이란, 평가 대상인 다공질막의 두께 L₀을 기준으로 하고, 이것에 대한 수증기의 확산 경로(4)의 평균 길이 L의 비 L/L₀에 의해 표현되는 값이다. 상술한 설명으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 확산 경로(4)는 노드(2) 및 피브릴(5)을 피하면서 PTFE 다공질막의 두께 방향으로 연장되는, 수증기의 확산의 최단 경로를 의미한다. 확산 경로(4)의 평균 길이 L은, PTFE 다공질막의 구조, 보다 구체적으로는 노드(2) 및 피브릴(5)의 구조에 지배된다. 평균 곡로율이 1에 가까워질수록, 확산 경로(4)는 다공질막(1)의 막 두께 방향으로 연장되는 직선에 가까워지고, PTFE 다공질막의 투습성은 더 높아진다.

PTFE 다공질막 A에 있어서의 막 두께 방향의 평균 곡로율은 1.3 이하일 수 있다. 통상의 연신법만으로는 이 정도로 낮은 평균 곡로율은 달성하기 어렵다. 한편, 후술하는 스티킹 처리를 거친 PTFE 다공질막은, 이와 같은 낮은 평균 곡로율을 가질 수 있다.

본 명세서에 있어서, PTFE 다공질막에 있어서의 막 두께 방향의 평균 곡로율은 이하와 같이 하여 구한 값으로 한다.

최초에, 평가 대상물인 PTFE 다공질막의 두께 방향의 단면을 포함하는 3차원상을, X선 CT 등의 수단에 의해 얻는다. 이 수단은 당해 단면에 있어서의 다공질막의 노드 및 피브릴의 형태를 충분히 관찰할 수 있는 수단이면 된다. 이어서, 얻어진 3차원상에 표현된 막의 두께 방향의 단면을 화상 처리하고, 노드 및 피브릴을 제외한 공간의 중심선을 추출한다. 이어서, 추출한 중심선을 통과하여 다공질막을 그 두께 방향으로 관통하는 최단의 경로를, 화상 처리에 의해, 당해 단면의 폭 15㎛의 영역당 적어도 100개 선택하고, 당해 선택한 최단 경로 길이의 평균값을 구하고, 이것을 평가 대상물인 PTFE 다공질막에 있어서의 확산 경로(4)의 평균 길이 L이라고 한다. 구한 평균 길이 L을 PTFE 다공질막의 두께 L₀으로 나누어, 당해 다공질막의 평균 곡로율이 얻어진다. 또한, 상기 최단의 경로를 선택할 때는, 상기 영역에 있어서의 가장 긴 당해 경로와, 가장 짧은 당해 경로가 포함되도록 한다.

본 발명의 PTFE 다공질막은, 예를 들어 90％ 이상의 기공률을 가질 수 있다. 기공률은 93％ 이상일 수 있다. 기공률은 이하와 같이 하여 구할 수 있다.

평가 대상인 PTFE 다공질막을 소정의 면적(17.35㎠)으로 펀칭하여 얻은 샘플의 두께를 다이얼 두께 측정기(10점의 평균 두께)로 측정한다. 또한, 샘플의 중량 W1을 전자 천칭에 의해 측정한다. 이어서, 샘플의 체적을 그 면적과 평균 두께로부터 구하고, 이것에 소성 PTFE의 비중(2.18g/㎤)을 곱하고, 기공률이 제로％라고 가정했을 때의 당해 샘플과 동일한 체적을 갖는 PTFE 소성체의 중량 W0을 구한다. 이어서, 식: 기공률(％)＝W1/W0×100에 의해, PTFE 다공질막의 기공률을 구할 수 있다.

본 발명의 PTFE 다공질막의 투습도는 당해 다공질막의 구성에 따라서는, 후술하는 스티킹 처리에 의해 20％ 이상 향상시킬 수 있다.

본 발명의 PTFE 다공질막의 내수압[JIS L1092의 내수도 시험 B법(고수압법)의 규정에 준거하여 측정한 내수압]은, 예를 들어 10㎪ 이상이고, 다공질막의 구성에 따라서는, 20㎪ 이상으로 할 수도 있다. 이와 같은 PTFE 다공질막은, 방수 통기막, 더 구체적인 예로서 램프 등의 전장 부품의 하우징에 사용되는 방수 통기막에 적합하다. 무엇보다, 본 발명의 PTFE 다공질막의 용도는 방수 통기막에 한정되지 않는다. PTFE 다공질막 A에서는, 평균 노드 면적 비율이 작기는 하지만, 특정한 범위에 있는 평균 피브릴 길이 및 당해 평균 피브릴 길이에 대한 큰 비의 평균 노드 길이에 기초하는 방수성을 가질 수 있다.

본 발명의 PTFE 다공질막의 두께는, 예를 들어 5 내지 60㎛이고, 바람직하게는 20 내지 40㎛이다.

본 발명의 PTFE 다공질막에는, 발수 처리 및 발유 처리 등의 발액 처리가 실시되어 있어도 된다. PTFE 다공질막의 발액 처리는 불소계 화합물 등의 발액성 물질의 코팅에 의해 실시할 수 있고, 당해 코팅에는 공지의 방법을 채용할 수 있다.

본 발명의 PTFE 다공질막의 일 형태에서는, 피브릴이 분기부를 갖고 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 이 분기부(6)는 당해 분기부(6)를 갖는 피브릴(5)이 그 양 말단에서 접속하고 있는 한 쌍의 노드(2) 사이에 위치하고 있다. 분기부(6)는, 어디까지나 피브릴(5)끼리의 분기이며, 노드(2)와 피브릴(5)의 분기는 아니다. 이와 같은 분기부(6)는, 예를 들어 PTFE 다공질막에 대하여, 인접하는 복수의 피브릴(5)을 묶는 스티킹 처리를 실시함으로써 형성된다. 한 쌍의 노드(2) 사이에 둘 이상의 분기부(6)를 존재시킬 수 있고, 전형적으로는 분기부(6)와 분기부(6) 사이에 위치하는 피브릴(5)이 묶인 구간[결속부(7)]에 있어서, 당해 피브릴(5)의 폭은 커질 수 있다. 결속부(7)에 있어서의 피브릴(5)의 폭은, 결속부(7) 이외의 묶이지 않은 피브릴(5)의 폭에 대하여, 예를 들어 5배 내지 50배이고, 구체적인 수치로서는, 예를 들어 0.5 내지 5㎛일 수 있다. 또한, 분기부(6) 및 결속부(7)는 PTFE 시트의 연신에 의해 일단 형성된 복수의 피브릴(5)이 결합한 섬유 구조이다.

이 일 형태에 있어서도, 평균 피브릴 길이, 평균 노드 길이 및 평균 노드 면적 비율이, PTFE 다공질막 A의 설명에 있어서 상술한 범위에 있을 수 있다. 그리고 또한, 인접하는 복수의 피브릴이 묶여 있음으로써, 인접하는 결속부(7) 사이의 공극(8)이 확장된다. 이 때문에 이 일 형태에서는, 막 두께 방향의 투습성을 더 향상시킬 수 있다.

이 일 형태에 있어서도 피브릴(5)은 소정 방향, 예를 들어 노드가 연장되는 방향에 대략 수직인 방향으로 지배적으로 연장되는 피브릴일 수 있다.

또한, PTFE 다공질막 A는 평균 피브릴 길이, 평균 노드 길이 및 평균 노드 면적 비율에 착안하지 않아도, JIS L1099(B-1법)의 규정에 준거하여 측정한 막 두께 방향의 투습도가 150000g/(㎡·day) 이상이라는 점만에 있어서, 신규의 막이다. 또한, PTFE 다공질막 A는 JIS Z0208(컵법)의 규정에 준거하여 측정한 막 두께 방향의 투습도가 9000g/(㎡·day) 이상이라는 점만에 있어서도, 신규의 막이다.

본 발명의 방수 통기막은 상기 설명한 본 발명의 PTFE 다공질막을 구비한다. 방수 통기막으로서의 구체적인 용도 및 사용 방법은 한정되지 않는다. 본 발명의 방수 통기막은, 예를 들어 램프, 압력 센서, ECU, 이차 전지 저장 케이스 등의 차량용 전장 부품 또는 각종 전기 제품의 하우징에 설치하여, 보다 구체적으로는, 하우징의 개구에 당해 개구를 덮도록 설치하여, 사용할 수 있다. 이와 같은 방수 통기막의 사용에 의해, 예를 들어 하우징 내부로의 진개 및/또는 물 등의 이물의 침입을 억제하면서, 하우징의 내부와 외부 사이의 통기성을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명의 방수 통기막은 막 두께 방향의 높은 투습성을 가질 수 있다. 이에 의해, 예를 들어 상술한 원인 등에 의해 하우징의 내부에 체류한 수증기를, 하우징의 외부로 더 빠르게 배출하는 것이 가능해진다.

본 발명의 방수 통기막의 두께는, 예를 들어 5 내지 60㎛이고, 20 내지 40㎛가 바람직하다.

본 발명의 방수 통기막에는 착색 처리가 실시되어 있어도 된다. 착색 처리를 실시하지 않은 PTFE 다공질막의 색 및 당해 다공질막을 구비하는 방수 통기막의 색은 통상, 백색이다. 이와 같은 방수 통기막이 하우징의 개구를 막도록 배치된 경우, 당해 막이 눈에 띄는 경우가 있다. 눈에 띄는 막은 유저의 호기심을 자극하여, 바늘 등에 의한 찌르기에 의해 방수 통기막으로서의 기능이 손상되는 경우가 있다. 방수 통기막에 착색 처리가 실시되어 있으면, 예를 들어 하우징의 색과 동색 또는 근사한 색을 갖는 막으로 함으로써, 상대적으로 유저의 주목을 억제할 수 있다. 또한, 착색된 방수 통기막이 요구되는 경우가 있고, 착색 처리에 의해, 이와 같은 요구에 따를 수 있다.

착색 처리는, 예를 들어 PTFE 다공질막을 염색 처리하거나, PTFE 다공질막에 착색제를 포함시키거나 함으로써 실시할 수 있다. 착색 처리는, 예를 들어 파장 380㎚ 이상 500㎚ 이하의 파장 영역에 포함되는 광이 흡수되도록 실시해도 된다. 이 경우, 방수 통기막을, 청색, 회색, 갈색, 분홍색, 녹색, 황색 등으로 착색할 수 있다. 방수 통기막은 흑색, 회색, 갈색 또는 분홍색으로 착색 처리되어 있어도 된다.

본 발명의 방수 통기막은 본 발명의 PTFE 다공질막 이외의 다른 임의의 부재를 구비할 수 있다. 당해 부재는, 예를 들어 도 5에 도시하는 통기성 지지층(13)이다. 도 5에 도시하는 방수 통기막(11)은 본 발명의 PTFE 다공질막(12)과, 당해 다공질막(12)의 한쪽 주면에 배치된 통기성 지지층(13)을 구비한다. 통기성 지지층(13)의 배치에 의해, 방수 통기막(11)으로서의 강도가 향상되고, 또한 취급성도 향상된다.

통기성 지지층(13)은, 바람직하게는 PTFE 다공질막(12)에 비해 두께 방향의 통기성 및 투습성이 높은 층이다. 통기성 지지층(13)에는, 예를 들어 직포, 부직포, 네트, 메쉬를 사용할 수 있다. 통기성 지지층(13)을 구성하는 재료는, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 아라미드 수지이다. 통기성 지지층(13)의 형상은 PTFE 다공질막(12)의 형상과 동일해도 되고, 상이해도 된다. 예를 들어, PTFE 다공질막(12)의 주연부에만 배치되는 형상을 갖는(구체적으로는, PTFE 다공질막(12)이 원형인 경우에는, 그 주연부에만 배치되는 링형의) 통기성 지지층(13)일 수 있다. 통기성 지지층(13)은, 예를 들어 PTFE 다공질막(12)과의 열 용착, 접착제에 의한 접착 등의 방법에 의해 배치된다. 통기성 지지층(13)은 PTFE 다공질층(12)의 한쪽 주면에 배치되어 있어도 되고, 양쪽 주면에 배치되어 있어도 된다.

본 발명의 방수 통기막은, 상술한 본 발명의 PTFE 다공질막이 나타내는 각 특성을 나타낼 수 있다.

본 발명의 방수 통기 부재의 일례를, 도 6에 도시한다. 도 6에 도시하는 방수 통기 부재(21)는 막의 주면에 수직인 방향으로 본 형상이 원형인 방수 통기막(11)과, 당해 막(11)의 주연부에 접합된 링형의 시트인 지지체(22)를 구비한다. 방수 통기막(11)에 지지체(22)가 접합된 형태에 의해, 방수 통기막(11)이 보강됨과 함께, 그 취급성이 향상된다. 또한, 지지체(22)가, 하우징의 개구 등, 방수 통기 부재(21)가 배치되는 부분으로의 설치 여유로 되기 때문에, 방수 통기막(11)의 설치 작업이 용이해진다.

지지체(22)의 형상은 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 7에 도시한 바와 같이, 막의 주면에 수직인 방향에서 본 형상이 직사각형인 방수 통기막(11)의 주연부에 접합된, 프레임형의 시트인 지지체(22)여도 된다. 도 6, 도 7에 도시한 바와 같이, 지지체(22)의 형상을 방수 통기막(11)의 주연부의 형상으로 함으로써, 지지체(22)의 배치에 의한 방수 통기막(11)의 통기성의 저하가 억제된다. 또한, 시트형의 지지체(22)가, 방수 통기 부재(21)의 취급성 및 하우징으로의 배치성, 특히 하우징 내로의 배치성의 관점에서, 바람직하다. 도 6, 도 7에 도시하는 예에서는, 지지체(22)가 배치된 주연부를 제외하고, 방수 통기막(11)이 노출되어 있다[방수 통기막(11)의 양면이 노출되어 있음].

지지체(22)를 구성하는 재료는, 예를 들어 수지, 금속 및 이들의 복합 재료이다. 수지는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카르보네이트 등의 폴리에스테르; 폴리이미드 혹은 이들의 복합재이다. 금속은, 예를 들어 스테인리스나 알루미늄과 같은 내식성이 우수한 금속이다.

지지체(22)의 두께는, 예를 들어 5 내지 500㎛이고, 25 내지 200㎛가 바람직하다. 또한, 설치 여유로서의 기능에 착안하면, 링 폭(프레임 폭: 외형과 내경의 차)은 0.5 내지 2㎜ 정도가 적당하다. 지지체(22)에는 상기 수지로 이루어지는 발포체를 사용해도 된다.

방수 통기막(11)과 지지체(22)의 접합 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 가열 용착, 초음파 용착, 접착제에 의한 접착, 양면 점착 테이프에 의한 접착 등의 방법을 채용할 수 있다. 지지체(22) 자체가 양면 점착 테이프여도 된다.

방수 통기 부재(21)는 둘 이상의 방수 통기막(11) 및/또는 둘 이상의 지지체(22)를 구비하고 있어도 된다.

본 발명의 방수 통기 부재는 종래의 방수 통기 부재와 동일한 용도로 사용할 수 있다.

본 발명의 PTFE 다공질막은, 예를 들어 이하에 나타내는 PTFE 다공질막의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 본 발명의 PTFE 다공질막은, 이하에 나타내는 PTFE 다공질막의 제조 방법에 의해 얻은 막일 수 있다.

본 명세서에 개시된 PTFE 다공질막의 제조 방법(본 개시의 제조 방법)에서는:

미소성 PTFE 시트를, PTFE의 융점 이상의 연신 온도, 및 1.0m/분 이하의 연신 선속도의 연신 조건에서, 소정의 방향으로 연신하고(연신 A);

연신 A에 의해 연신한 시트를 상기 소정의 방향과는 상이한 방향으로 더 연신한다(연신 B).

(연신 A)

연신 A에서는, 미소성 PTFE 시트를 PTFE의 융점(327℃) 이상의 온도에 있어서 1.0m/분 이하의 전부 신선 속도로 연신되는 한, 그 구체적인 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 융점 이상의 온도로 유지한 가열로 내에서, 1.0m/분 이하의 연신 선속도를 유지하면서 미소성 PTFE 시트를 연신하면 된다. 연신 A에서는, 연신 B 후에 막의 면적에 대한 면적 비율이 작으면서도 긴 노드가 될 수 있는, 당해 노드의 전구체라고 하는 PTFE의 응집 부분을 형성할 수 있다. 이 응집 부분은 인접하는 응집 부분이 서로 평행에 가까운 상태에서 PTFE 시트에 복수 형성될 수 있다. 당해 응집 부분이 연장되는 방향은, 전형적으로는, 연신 A의 연신 방향에 대하여 시트면 내에 있어서의 대략 수직인 방향이다. 또한, 연신 A에서는, 연신 B 후에 50㎛ 이상의 평균 피브릴 길이를 달성할 수 있는 피브릴을 형성할 수 있다. 이 피브릴이 연장되는 방향은, 상기 응집 부분이 연장되는 방향에 대하여 시트면 내에 있어서의 대략 수직인 방향일 수 있다.

연신 A의 방향(소정의 방향)은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 PTFE 시트의 MD 방향이고, 당해 시트가 띠형인 경우는 그 긴 변 방향일 수 있다.

연신 A의 연신 배율은, 예를 들어 8 내지 50배이고, 바람직하게는 15 내지 35배이다.

연신 A를 실시하는 온도(연신 온도)는 PTFE의 융점 이상이면 되고, 예를 들어 350 내지 420℃이고, 바람직하게는 360 내지 400℃이다.

연신 A의 연신 선속도는 1.0m/분 이하이고, 바람직하게는 0.5m/분 이하이다. 또한, 연신 선속도의 기준 길이는 1.5m로 한다. 예를 들어, 연신 선속도가 1.0m/분 이하의 연신이란, 기준 길이 1.5m의 시트를 상정했을 때, 당해 기준 길이의 방향으로 1.0m/분 이하의 속도로 당해 시트를 연신하는 연신이다. 주행 속도 차를 갖는 한 쌍의 롤에 의해 시트를 연신하는 경우, 당해 한 쌍의 롤 사이에 있어서의 시트의 주행 거리(선행의 롤을 이격하고 나서 후속의 롤에 접할 때까지의 주행 거리)를 기준 길이로 할 수 있다.

(연신 B)

연신 B에서는, 연신 A를 거친 PTFE 시트를 연신 A의 방향과는 다른 방향으로 연신하는 한, 그 구체적인 방법은 한정되지 않는다.

연신 B의 방향은 특별히 한정되지 않지만, 전형적으로는, 연신 A의 방향에 대하여 시트 면 내에 있어서 대략 수직인 방향이다. 연신 B의 방향은, 예를 들어 PTFE 시트의 TD 방향이고, 당해 시트가 띠형인 경우는 그 폭 방향일 수 있다.

연신 B의 연신 배율은, 예를 들어 2 내지 15배이고, 바람직하게는 4 내지 10배이다.

연신 B를 실시하는 온도(연신 온도)는, PTFE의 융점 이상이어도 되고 융점 미만이어도 되고, 예를 들어 100 내지 400℃이고, 바람직하게는 120 내지 200℃이다.

연신 B의 연신 선속도는 한정되지 않고, 예를 들어 3m/분 내지 16m/분이다.

본 개시의 제조 방법에서는, 필요에 따라, 연신 A 및 연신 B 이외의 임의의 연신을 실시해도 된다. 단, PTFE 시트에 대하여 최초에 행하는 연신이 연신 A인 것이 바람직하다. 또한, 상기 소정의 방향으로의 연신이, 연신 A뿐인 것이 바람직하다. 본 개시의 제조 방법에 있어서, 연신 A 및 연신 B만을 PTFE 시트의 연신으로서 실시해도 된다. 연신 B는 연신 A에 이어서 연속적으로 실시해도 된다.

본 개시의 제조 방법에 사용하는 미소성 PTFE 시트의 형성 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, PTFE 미분말(파인 파우더)과 액상 윤활제의 혼합물을, 압출 및 압연으로부터 선택되는 적어도 하나의 방법에 의해 시트형으로 성형하여 형성할 수 있다. 액상 윤활제는 상기 연신 A를 행하기 전에, 가열 혹은 추출 등의 방법에 의해 PTFE 시트로부터 제거하는 것이 바람직하다.

PTFE 미분말의 종류는 특별히 한정되지 않고, 시판되고 있는 제품을 사용할 수 있다. 시판되고 있는 PTFE 미분말은, 예를 들어 폴리프론 F-104(다이킨 고교제), 플루온 CD-123, 플루온 CD-129E(아사히·ICI 플루오로폴리머즈제), 테플론 6J(미츠이·듀퐁 플루오로케미컬제)이다.

액상 윤활제는 PTFE 미분말의 표면을 적시는 것이 가능하고, 상기 혼합물을 시트형으로 성형한 후에, 증발 및/또는 추출 등의 수단에 의해 제거 가능한 물질인 한 특별히 한정되지 않는다. 액상 윤활제의 구체예는 유동 파라핀, 나프타, 화이트 오일, 톨루엔, 크실렌 등의 탄화수소유, 각종 알코올류, 케톤류, 에스테르류이다.

PTFE 미분말과 액상 윤활제의 혼합비는 PTFE 미분말 및 액상 윤활제의 종류, 및 PTFE 시트의 성형 방법 등에 따라 조정할 수 있고, 통상, PTFE 미분말 100중량부에 대하여 액상 윤활제가 5 내지 50중량부 정도이다.

압출 및 압연의 구체적인 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 상기 혼합물을 로드형으로 압출 성형한 후, 얻어진 로드형의 성형체를 압연에 의해 시트형으로 성형해도 되고, 상기 혼합물을 시트형으로 압출 성형해도 된다.

미소성 PTFE 시트의 두께는 얻고 싶은 PTFE 다공질막의 두께에 의해 적절히 조정할 수 있고, 예를 들어 0.05 내지 0.5㎜ 정도이다.

본 개시의 제조 방법에서는, 필요에 따라, 연신 B 이후에 임의의 공정을 실시할 수 있다. 당해 임의의 공정은, 예를 들어 소성 공정, 발액 처리 및 스티킹 처리이다.

소성 공정에서는, 연신 B 후의 PTFE 시트(연신 B를 거쳐서 형성된 PTFE 다공질막)를 PTFE의 융점 이상의 온도로 가열하여 열처리한다. 열처리의 구체적인 방법은 한정되지 않고, 예를 들어 상기 융점 이상의 온도로 유지한 가열로에 연신 후의 PTFE 시트를 수용하면 된다.

열처리는, PTFE 시트의 치수를 고정한 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 열처리의 온도는 350 내지 400℃ 정도가 바람직하다. 열처리는, 연신 B에 이어서 연속적으로 행해도 된다.

발액 처리에는 공지의 방법을 적용할 수 있다.

스티킹 처리는, 연신 B 후의 PTFE 시트(연신 B를 거쳐서 형성된 PTFE 다공질막)를 저표면 장력의 액체에 접촉시킴으로써, 상기 소정의 방향으로의 연신 A 및 상기 상이한 방향으로의 연신 B를 거쳐서 형성된 피브릴이며 인접하는 복수의 피브릴을 묶는 처리이다. 이 처리에 의해, 예를 들어 도 4에 도시한 바와 같은 PTFE 다공질막(1)이 형성된다.

스티킹 처리는, 예를 들어 연신 B 후의 PTFE 시트를 저표면 장력의 액체에 침지하여 실시할 수 있다. 소정의 시간 침지시킨 PTFE 시트는, 당해 액체로부터 취출한 후, 건조하면 된다. 부직포 등의 보강층을 접합한 연신 B 후의 PTFE 시트를 액체에 침지해도 된다. 이에 의해, 더 안정되고 또한 확실하게 스티킹 처리를 실시할 수 있다.

저표면 장력의 액체는 연신 B후의 PTFE 시트(PTFE 다공질막)가 갖는 미세한 피브릴 사이에 침투 가능한 낮은 표면 장력을 갖는 액체라면 된다. 구체적으로, 당해 액체의 표면 장력은 30mN/m 이하, 바람직하게는 25mN/m 이하이다. 당해 액체는, 예를 들어 메탄올, 에탄올 등의 알코올, 에테르류이다. 당해 액체로서 시판의 액체, 예를 들어 3M제, 하이드로플루오로에테르 Novec(등록 상표)를 사용할 수도 있다.

소성 공정과, 발액 처리 및/또는 스티킹 처리를 실시하는 경우, 발액 처리 및 스티킹 처리는 소성 공정보다 나중에 실시하는 것이 바람직하다.

본 개시의 제조 방법에 의해, 예를 들어 PTFE 다공질막 A를 제조할 수 있다.

본 발명의 효과가 얻어지는 한, 본 개시의 제조 방법은 상술한 것 이외의 임의의 공정을 포함할 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 본 발명은, 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

처음에, 본 실시예에 있어서 제작한 PTFE 다공질막의 평가 방법을 나타낸다.

[평균 피브릴 길이, 평균 노드 길이, 평균 노드 면적 비율]

PTFE 다공질막의 평균 피브릴 길이, 평균 노드 길이, 및 평균 노드 면적 비율은 평가 대상물인 PTFE 다공질막의 주면의 확대 화상을 SEM(JEOL제, JSM-6510LV)에 의해 취득하고, 상술한 방법에 의해 구했다.

[평균 곡로율]

PTFE 다공질막의 막 두께 방향의 평균 곡로율은 상술한 방법에 의해 구했다.

[방수성]

PTFE 다공질막의 방수성은, JIS L1092:2009의 내수도 시험 B법(고수압법)의 규정에 준거하여 측정한 내수압(㎪)에 의해 평가했다. 단, 내수압은 PTFE 다공질막의 막면의 1개소로부터 물이 나왔을 때의 수압에 기초하여 평가했다.

[기공률]

PTFE 다공질막의 기공률은 상술한 방법에 의해 구했다.

[투습도]

평가법 1: PTFE 다공질막의 투습도는, JIS Z0208:1976의 규정(투습도 시험, 컵법)에 준거하여 평가했다. 단, 투습도의 평가 시에, PTFE 다공질막의 한쪽 주면측의 분위기를 온도 40℃, 습도 100％RH로 하고, 다른 쪽 주면측의 분위기를 온도 40℃, 습도 50％RH로 했다.

평가법 2: PTFE 다공질막의 투습도는, JIS L1099:2012(B-1법; 아세트산칼륨법)의 규정에 준거하여 평가했다. 또한, 이 규정에 있어서 사용되는 소정의 투습도 측정용 보조 필름의 투습도는, 이 JIS의 측정에 의해, 75000 내지 85000g/(㎡·day)의 범위에 있다. 보조 필름의 투습도는 보조 필름을 2매 사용하고, 그 한쪽을 보조 필름, 다른 쪽을 측정 대상의 필름으로 함으로써 측정할 수 있다.

(실시예 1)

PTFE 파인 파우더(아사히·ICI 플루오로폴리머즈제, 플루온 CD-129E) 100중량부와, 액상 윤활제로서 지방족 탄화수소 19.7중량부를 균일하게 혼합하여 PTFE 페이스트를 형성했다. 이어서, 형성한 PTFE 페이스트를, FT 다이스를 사용하여 2.5㎫(25㎏/㎠)의 압력으로 시트형으로 압출 성형하고, 이것을 한 쌍의 금속 롤에 의해 더 압연하여, 두께를 정돈한 띠형의 PTFE 시트(두께 0.2㎜)를 얻었다. 이어서, 얻어진 PTFE 시트를 가열하고 건조시켜, 액상 윤활제를 제거했다.

이어서, 건조 후의 띠형 PTFE 시트를 연속적으로 공급하면서, 360℃로 유지한 가열로 내에서, 0.4m/분의 연신 선속도로 그 길이 방향으로 일축 연신했다(연신 A). 이때의 연신 배율은 20배로 했다.

이어서, 연신 A 후의 PTFE 시트를, 130℃로 유지한 가열로 내에서, 12m/분의 연신 선속도로 그 폭 방향으로 일축 연신했다(연신 B). 이때의 연신 배율은 5배로 했다. 이와 같이 하여, 실시예 1의 PTFE 연신 다공질막을 얻었다. 실시예 1의 PTFE 다공질막의 SEM 관찰상을 도 8에 도시한다.

(실시예 2)

실시예 1에서 제작한 PTFE 다공질막을, 3M제, 하이드로플루오로에테르 Novec7300에 함침시킴으로써, 당해 다공질막에 대한 스티킹 처리를 실시했다. 당해 함침 후의 PTFE 다공질막을 건조시켜, 실시예 2의 PTFE 다공질막으로 했다. 실시예 2의 PTFE 다공질막의 SEM 관찰상을 도 9에 도시한다.

(실시예 3)

연신 A의 연신 선속도를 0.8m/분으로 한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 3의 PTFE 다공질막을 얻었다.

(실시예 4)

실시예 3에서 제작한 PTFE 다공질막을 실시예 2와 마찬가지로 스티킹 처리하여, 실시예 4의 PTFE 다공질막을 얻었다.

(비교예 1)

PTFE 파인 파우더(아사히·ICI 플루오로폴리머즈제, 플루온 CD-129E) 100중량부와, 액상 윤활제로서 지방족 탄화수소 19.7중량부를 균일하게 혼합하여 PTFE 페이스트를 형성했다. 이어서, 형성한 PTFE 페이스트를, FT 다이스를 사용하여 2.5㎫(25㎏/㎠)의 압력으로 시트형으로 압출 성형하고, 이것을 한 쌍의 금속 롤에 의해 더 압연하여, 두께를 정돈한 띠형의 PTFE 시트(두께 0.5㎜)를 얻었다. 이어서, 얻어진 PTFE 시트를 가열하고 건조시켜, 액상 윤활제를 제거했다.

이어서, 건조 후의 띠형의 PTFE 시트를 연속적으로 공급하면서, 100℃로 유지한 가열 롤을 사용하여, 12m/분의 연신 선속도로 그 길이 방향으로 일축 연신했다. 이때의 연신 배율은 4배로 했다.

이어서, 상기 연신 후의 PTFE 시트를, 380℃로 유지한 가열로 내에서, 1.5m/분의 연신 선속도로 그 길이 방향으로 더 일축 연신했다. 이때의 연신 배율은 8배로 했다.

이어서, 상기 연신 후의 PTFE 시트를, 130℃로 유지한 가열로 내에서, 12m/분의 연신 선속도로 그 폭 방향으로 일축 연신했다. 이때의 연신 배율은 5배로 했다. 이와 같이 하여 얻은 비교예 1의 PTFE 다공질막의 SEM 관찰상을 도 10에 도시한다.

(비교예 2)

PTFE 파인 파우더(아사히·ICI 플루오로폴리머즈제, 플루온 CD-129E) 100중량부와, 액상 윤활제로서 지방족 탄화수소 19.7중량부를 균일하게 혼합하여 PTFE 페이스트를 형성했다. 이어서, 형성한 PTFE 페이스트를, FT 다이스를 사용하여 2.5㎫(25㎏/㎠)의 압력으로 시트형으로 압출 성형하고, 이것을 한 쌍의 금속 롤에 의해 더 압연하여, 두께를 정돈한 띠형의 PTFE 시트(두께 0.5㎜)를 얻었다. 이어서, 얻어진 PTFE 시트를 가열하고 건조시켜, 액상 윤활제를 제거했다.

이어서, 건조 후의 띠형의 PTFE 시트를 연속적으로 공급하면서, 150℃로 유지한 가열 롤을 사용하여, 6m/분의 연신 선속도로 그 길이 방향으로 일축 연신했다. 이때의 연신 배율은 4배로 했다.

이어서, 상기 연신 후의 PTFE 시트를, 380℃로 유지한 가열로 내에서, 1.5m/분의 연신 선속도로 그 길이 방향으로 더 일축 연신했다. 이때의 연신 배율은 8배로 했다.

이어서, 상기 연신 후의 PTFE 시트를, 130℃로 유지한 가열로 내에서, 12m/분의 연신 선속도로 그 폭 방향으로 일축 연신했다. 이때의 연신 배율은 5배로 했다. 이와 같이 하여, 비교예 2의 PTFE 연신 다공질막을 얻었다. 비교예 2의 PTFE 다공질막의 SEM 관찰상을 도 11에 도시한다.

(비교예 3)

비교예 2에서 제작한 PTFE 다공질막을 실시예 2와 마찬가지로 스티킹 처리하여, 비교예 3의 PTFE 다공질막을 얻었다.

각 실시예 및 비교예에 있어서 제작한 PTFE 다공질막의 평가 결과를 이하의 표 1에 나타낸다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예의 PTFE 다공질막은, 비교예의 PTFE 다공질막에 비해 막 두께 방향의 높은 투습성을 나타냈다. 또한, 실시예 1, 3의 PTFE 다공질막은 스티킹 처리에 의해 그 평균 곡로율이 저하됨과 함께 막 두께 방향의 투습성이 향상되었지만, 비교예 2의 PTFE 다공질막은, 스티킹 처리에 의해서도 평균 곡로율 및 막 두께 방향의 투습성은 변화되지 않았다.

본 발명은 그 의도 및 본질적인 특징으로부터 일탈하지 않는 한, 다른 실시 형태에 적용할 수 있다. 이 명세서에 개시되어 있는 실시 형태는, 모든 점에서 설명적인 것이며 이것에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 상기 설명이 아니라 첨부한 청구범위에 의해 나타나 있고, 청구범위와 균등의 의미 및 범위에 있는 모든 변경은 그에 포함된다.

본 발명의 PTFE 다공질막은, 예를 들어 방수 통기막으로서 사용할 수 있다.

Claims (8)

1. 평균 피브릴 길이가 50㎛ 이상이고, 평균 노드 길이가 평균 피브릴 길이의 5배 이상이고, 평균 노드 면적 비율이 5％ 이하이고, 막 두께 방향의 평균 곡로율이 1.5 이하인, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막.
2. 제1항에 있어서, 상기 평균 노드 면적 비율이 3％ 이하인, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막.
3. 제1항에 있어서, JIS L1092의 내수도 시험 B법(고수압법)의 규정에 준거하여 측정한 내수압이 10㎪ 이상인, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막.
4. 제1항에 있어서, 기공률이 90％ 이상인, 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질막을 구비하는, 방수 통기막.
6. 제5항에 기재된 방수 통기막과, 상기 방수 통기막에 접합된 지지체를 구비하는, 방수 통기 부재.
7. 삭제
8. 삭제

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