TW202206522A - 聚四氟乙烯多孔質膜、通氣膜及通氣構件 - Google Patents

聚四氟乙烯多孔質膜、通氣膜及通氣構件 Download PDF

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釜本侑
北川寿恵
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日商日東電工股份有限公司
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Abstract

本發明所提供之聚四氟乙烯多孔質膜之一主面與另一主面之間的亮度差之絕對值為1.0以上。其中，上述亮度係JIS Z8781-4：2013所規定之CIE1976(L* ，a* ，b* )色彩空間之亮度L* 。聚四氟乙烯多孔質膜可被著色成黑色或灰色。就所提供之聚四氟乙烯多孔質膜而言，可抑制因著色導致之特性降低。

Description

聚四氟乙烯多孔質膜、通氣膜及通氣構件
本發明係關於一種聚四氟乙烯多孔質膜、具備其之通氣膜及通氣構件。
於智慧型手機等具備音頻功能之電子設備之殼體上，通常設置有與揚聲器或麥克風等聲頻部對應之開口(透聲口)。又，有時亦設置用以緩和因溫度引起之殼體內之壓力變動之開口(通氣口)。廣泛採用的方法是，藉由於開口配置通氣膜而防止水或粉塵經由開口滲入至殼體內，並使聲音及/或氣體透過。關於通氣膜，已知有聚四氟乙烯(以下，記為PTFE)多孔質膜。
PTFE多孔質膜之顏色通常為白色，於配置於開口之狀態下容易醒目。醒目之通氣膜會妨礙電子設備之設計，並且會刺激使用者之好奇心而容易受到記錄用具等之刺紮所導致之損傷。藉由對PTFE多孔質膜進行著色而可抑制上述問題。專利文獻1中，揭示有被著色成黑色之PTFE多孔質膜。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2011-52180號公報
[發明所欲解決之問題]
根據本發明人等之研究，被著色之PTFE多孔質膜中，PTFE多孔質膜之特性、典型而言防水性易降低。本發明之目的在於提供一種可抑制因著色導致之特性降低之被著色之PTFE多孔質膜。 [解決問題之技術手段]
本發明提供一種聚四氟乙烯多孔質膜，其被著色，且 一主面與另一主面之間的亮度差之絕對值為1.0以上。 其中，上述亮度係日本產業標準(以前為日本工業標準，以下記為JIS)Z8781-4：2013所規定之CIE1976(L* ，a* ，b* )色彩空間之亮度L* 。
根據另一態樣，本發明提供一種通氣膜，其能阻擋水及/或粉塵並容許氣體透過，且 包含上述本發明之聚四氟乙烯多孔質膜。
根據另一態樣，本發明提供一種通氣構件，其具備： 上述本發明之通氣膜；及 支持構件，其支持上述通氣膜。 [發明之效果]
根據本發明人等之研究，先前之被著色之PTFE多孔質膜中，自膜之一主面至另一主面，著色劑相對均勻地存在，由此推斷PTFE多孔質膜之特性、典型而言防水性降低。更具體而言，推斷防水性降低之原因在於，於存在著色劑之部分，水容易透過。另一方面，本發明之PTFE多孔質膜中，一主面與另一主面之間的亮度差之絕對值為特定值以上。此意味著，於亮度相對較大、換言之接近白色之主面及其附近著色劑之存在量較少，能夠維持PTFE多孔質膜本來之特性。因此，本發明之PTFE多孔質膜儘管被著色，但仍可抑制特性之降低。
以下，對本發明之實施方式進行說明。本發明並不限定於以下之實施方式。
[PTFE多孔質膜] 圖1中表示本實施方式之PTFE多孔質膜之一例。圖1之PTFE多孔質膜1被著色。PTFE多孔質膜1之一主面11與另一主面12之間的亮度差之絕對值d為1.0以上。絕對值d亦可為2.0以上、3.0以上、3.5以上、4.0以上、5.0以上、6.0以上、進而7.0以上。絕對值d之上限例如為90.0以下。其中，上述亮度係JIS Z8781-4：2013所規定之CIE1976(L* ，a* ，b* )色彩空間之亮度L* 。亮度L* 例如可使用依據上述標準之分光測色計或色彩計等測定設備(例如，日本電色工業製造之分光色差計SE系列)來評估。評估係以對標準白色板測色時之刺激值X、Y、Z之值處於基準值–±0.03以內之方式標準化後進行。光源使用JIS Z8720：2012所規定之測色用輔助發光體C。視角設為2度。
如圖2所示，PTFE多孔質膜1中，主面11之亮度L* 相對較小(著色之程度較高)，主面12之亮度L* 相對較大(著色之程度較低)。觀察PTFE多孔質膜1之厚度方向之剖面時，即可僅對主面11及其附近進行著色，亦可自主面11朝向主面12進行著色程度逐漸變低之漸變狀著色。但是，PTFE多孔質膜1之著色態樣並不限定於上述例。
PTFE多孔質膜1中，選自一主面11及另一主面12之表示相對較小之亮度L* 之主面(圖1及圖2之例中為主面11)之該亮度L* 例如為40以下，亦可為38以下、35以下、32以下、30以下、29以下、28以下、27.5以下、27以下、26以下、25以下、24以下、23以下、22以下、21以下、20以下、18以下、16以下、進而15以下。又，選自一主面11及另一主面12之表示相對較大之亮度L* 之主面(圖1及圖2之例中為主面12)之該亮度L* 例如為28以上，亦可為30以上、31以上、32以上、33以上、34以上、35以上、37以上、38以上、39以上、40以上、42以上、44以上、進而45以上。未被著色之PTFE多孔質膜之主面之亮度L* 通常為93～97左右。
PTFE多孔質膜1可抑制因著色導致之特性降低。推斷其原因在於，於主面12及其附近著色劑之量較少，藉此容易保持著色前之PTFE多孔質膜之特性。特性典型而言為防水性。PTFE多孔質膜1之防水性可由耐水壓(極限耐水壓)表示。
根據本發明人等之研究，防水性越高(耐水壓越高)之PTFE多孔質膜，越容易受到因著色導致之防水性降低之影響。防水性較高之PTFE多孔質膜例如係藉由JIS L1092：2009所規定之耐水度試驗法(耐水度試驗A法或耐水度試驗B法)評估之耐水壓為0.30 MPa以上之膜。根據該觀點，PTFE多孔質膜1中，上述耐水壓可為0.30 MPa以上，亦可為0.35 MPa以上、0.40 MPa以上、0.43 MPa以上、0.45 MPa以上、0.47 MPa以上、0.50 MPa以上、進而0.52 MPa以上。上述耐水壓之上限例如為3.00 MPa以下。上述耐水壓亦可為將主面11作為試驗時之水壓施加面時之值。又，上述耐水壓亦可為膜之表面及/或內部未由撥液劑被覆之狀態下之值。撥液劑包含撥水劑及撥油劑。
PTFE多孔質膜1之耐水壓可使用測定治具，依據上述耐水度試驗法以如下方式測定。測定治具之一例為直徑47 mm之不鏽鋼製圓板，其中央設置有直徑1 mm之貫通孔(具有圓形之剖面)。該圓板具有不會因測定耐水壓時施加之水壓而變形之厚度。使用該測定治具之耐水壓之測定可以如下方式實施。
以覆蓋測定治具之貫通孔之開口之方式，將作為評估對象之PTFE多孔質膜1固定於測定治具之一面。以耐水壓之測定過程中水不會自膜之固定部分洩漏之方式進行固定。PTFE多孔質膜1之固定可利用中心部穿設有透水口之雙面膠帶，該透水口具有與開口形狀一致之形狀。雙面膠帶只要以透水口之外周與開口之外周一致之方式配置於測定治具與PTFE多孔質膜1之間即可。其次，將固定有PTFE多孔質膜1之測定治具以PTFE多孔質膜1之與固定面為相反側之面成為測定時之水壓施加面的方式裝配於試驗裝置，根據JIS L1092：2009所規定之耐水度試驗A法(低水壓法)或B法(高水壓法)測定耐水壓。此處，耐水壓係基於自PTFE多孔質膜1之膜面之1處漏水時之水壓而測定。可將測定出之耐水壓設為PTFE多孔質膜1之耐水壓。試驗裝置可使用具有與JIS L1092：2009所例示之耐水度試驗裝置相同之構成、並且具有能夠裝配上述測定治具之試驗片安裝構造的裝置。
PTFE多孔質膜通常包含無數個PTFE之微細纖維(纖絲)，有時亦具有複數個纖絲連接而成之PTFE之凝集部分(節點)。纖絲典型而言藉由作為PTFE之凝集體之PTFE片材之延伸而形成，且於膜之表面露出。因此，於被著色之先前之膜中，因著色劑集中於纖絲間之空隙而易產生表面之著色不均。另一方面，PTFE多孔質膜1中，於主面11之著色程度較高、且使用相同量之著色劑之情形時，可將相較先前之膜更多之著色劑以被覆纖絲之方式配置於主面11。因此，能夠抑制主面11之著色不均。
作為構成PTFE多孔質膜1之材料之PTFE之被接著力通常較低。另一方面，PTFE多孔質膜1中，可將相較先前之膜更多之著色劑以被覆PTFE之方式配置於主面11。因此，PTFE多孔質膜1中，可提高主面11之被接著力。主面11之被接著力亦可高於主面12之被接著力。
主面11、12之被接著力可由剝離力表示，該剝離力藉由將貼附於主面11、12之膠帶相對於該主面朝180°方向剝離之剝離試驗來評估。主面11之剝離力亦可高於主面12之剝離力。主面11之剝離力例如為2.0 N/20 mm以上，亦可為2.2 N/20 mm以上、2.5 N/20 mm以上、2.7 N/20 mm以上、進而3.0 N/20 mm以上。主面11之剝離力之上限例如為10.0 N/20 mm以下。主面12之剝離力例如為1.5 N/20 mm以上，亦可為1.6 N/20 mm以上、1.8 N/20 mm以上、2.0 N/20 mm以上、進而2.2 N/20 mm以上。主面12之剝離力之上限例如為8.0 N/20 mm以下。
一面參照圖3，一面對用以求出剝離力之剝離試驗進行說明。將評估對象PTFE多孔質膜1切斷成長方形而獲得試驗片21。試驗片21之寬度設為25 mm以上。另外準備不鏽鋼之固定板23，其具有相較試驗片21大之長度及寬度，並且具有於試驗中不會變形之充分之厚度。其次，藉由具有與試驗片21相同形狀之雙面膠帶22，將試驗片21貼附於不鏽鋼之固定板23。試驗片21之貼附以如下方式實施，即，自與固定板23之貼附面24垂直之方向觀察時，試驗片21與雙面膠帶22之外周彼此一致，試驗片21之長邊與固定板23之長邊相互平行，且試驗片21之整體固定於固定板23。雙面膠帶22可使用具有於試驗中試驗片21不會自固定板23剝離之黏著力者，例如日東電工製造之AS-42PI50。於試驗片21及雙面膠帶之寬度超出25 mm之情形時，亦可於貼合後切斷成特定之寬度。其次，將寬度20 mm之雙面膠帶(日東電工製造之No.5610)25貼附於試驗片21之露出面。雙面膠帶25之貼附係以如下方式實施，即，雙面膠帶25之長邊與試驗片21之長邊相互平行，並且使雙面膠帶25之一端部26朝下，該端部26與試驗片21相接，且另一端部27成為自由端。為確保測定精度，雙面膠帶25之貼附於試驗片21之部分之長度較佳設為120 mm以上。於雙面膠帶25之貼附於試驗片21之部分，雙面膠帶25之寬度方向之整體貼附於試驗片21。於雙面膠帶25之與貼附於試驗片21之面為相反側之面，以不露出黏著面之方式保留剝離襯墊。或者，亦可於卸除剝離襯墊之後，以不露出黏著面之方式進而配置膜(例如，厚度25 μm左右之PET膜)。再者，雙面膠帶25之黏著劑層為丙烯酸系黏著劑層，其對不鏽鋼板之黏著力以基於JIS Z0237：2009所規定之黏著力之試驗方法1之180°剝離黏著力(參照項目10.3及10.4)計為約17 N/20 mm。於無法取得上述膠帶之情形時，可使用具有同等黏著力、且貼合面之黏著劑層為丙烯酸系黏著劑層之膠帶。
其次，將使試驗片21、雙面膠帶22、固定板23及雙面膠帶25壓接之手動輥(JIS Z0237：2009所規定之質量2 kg者)以固定板23側朝下之方式往返一次。其次，將固定板23之一端固定於拉伸試驗裝置之上部夾頭28，並且將雙面膠帶25之端部27回折180°，固定於拉伸試驗裝置之下部夾頭29。其次，實施將雙面膠帶25自試驗片21剝離之180°剝離試驗。拉伸速度設為300 mm/分鐘。為確保測定精度，於試驗開始後，忽略最初之20 mm長度之測定值，將之後自試驗片21剝離之至少60 mm之黏著力之測定值平均化，其平均值作為PTFE多孔質膜1之剝離力(單位：N/20 mm)。試驗係於溫度20±10℃、濕度50±10%RH之環境下實施。
PTFE多孔質膜1中，由於亮度差之絕對值d為特定值以上，故可藉由目測相對容易地區分主面11與主面12。此點於利用主面11與主面12之間不同特性之情形時有利。
PTFE多孔質膜1中，主面11與主面12之間著色劑之配置量不同。例如，於將PTFE多孔質膜1配置於微機電系統(以下，記為MEMS(microelectromechanical system))之開口之情形時，藉由將配置量較少之主面12以面向MEMS之內部之方式配置，可防止因著色劑之脫落或回流焊等高溫處理所產生之著色劑之熱分解物而導致MEMS之損傷或功能降低。但是，主面12上抑制著色劑之脫落或熱分解物之產生所帶來之效果並不限定於配置PTFE多孔質膜1之部位為MEMS之開口之情形。
PTFE多孔質膜1典型而言被著色成黑色或灰色。被著色成黑色或灰色之PTFE多孔質膜1只要配置成可自外部視認亮度L* 相對較小之主面11則不醒目。但是，著色之顏色並不限定於上述例。本說明書中黑色及灰色分別指亮度L* 為40以下之無彩色、及亮度L* 超出40且為60以下之無彩色。亦可將主面11之顏色規定為著色之顏色。再者，黑色及灰色中，亦可感覺與作為黑色劑之著色劑之系統相應之若干色調(尤其於配置量較少之情形時，有時黑色劑之顏色並未被視認為純粹之無彩色)。考慮到以上所述，本說明書之黑色及灰色中，亦可包含CIE 1976(L* ，a* ，b* )色彩空間之a* 及b* 之絕對值均為0以上12以下之範圍之顏色。
著色劑可為染料亦可為顏料，但從防止自PTFE多孔質膜1脫落之觀點而言，較佳為染料。著色劑自PTFE多孔質膜1脫落，會導致PTFE多孔質膜1脫色，或者於著色劑為導電性之情形時會導致位於PTFE多孔質膜1附近之電路或電子零件產生損傷等。又，於著色劑為染料或絕緣性顏料之情形時，基於來自PTFE之較高之絕緣性，可製成絕緣性之PTFE多孔質膜1。絕緣性由至少一主面11、12之例如1×1014 Ω/□以上之表面電阻率而表示。表面電阻率亦可為1×1015 Ω/□以上、1×1016 Ω/□以上、進而1×1017 Ω/□以上。
染料之例為偶氮系染料及油溶性染料。顏料之例為碳黑及金屬氧化物。但是，染料及顏料並不限定於上述例。
PTFE多孔質膜1之平均孔徑例如為0.01～5 μm，亦可為2 μm以下、進而1 μm以下。但是，根據著色前之原PTFE多孔質膜之平均孔徑，PTFE多孔質膜1可具有上述範圍外之平均孔徑。PTFE多孔質膜1之平均孔徑可依據ASTM(美國試驗材料協會)F316-86而測定。
PTFE多孔質膜1之孔隙率例如為50～99%。但是，根據著色前之原PTFE多孔質膜之孔隙率，PTFE多孔質膜1可具有上述範圍外之孔隙率。PTFE多孔質膜1之孔隙率可將該膜之質量、厚度、面積(主面之面積)及真密度代入至下式而算出。再者，PTFE之真密度為2.18 g/cm3 。 式：孔隙率(%)＝｛1－(質量[g]/(厚度[cm]×面積[cm2 ]×真密度[g/cm3 ]))｝×100
PTFE多孔質膜1之厚度根據用途而不同，可為100 μm以下、75 μm以下、50 μm以下、進而25 μm以下。厚度之下限例如為5 μm以上。
PTFE多孔質膜1之厚度方向之通氣度藉由依據JIS L1096：2010所規定之通氣性測定B法(哥雷式方法)求出之透氣度(哥雷式通氣度)而表示，例如未達200秒/100 mL，亦可為150秒/100 mL以下、100秒/100 mL以下、50秒/100 mL以下、25秒/100 mL以下、20秒/100 mL以下、15秒/100 mL以下、12秒/100 mL以下、10秒/100 mL以下、8秒/100 mL以下、進而7秒/100 mL以下。哥雷式通氣度之下限例如為0.2秒/100 mL以上，亦可為0.3秒/100 mL以上、0.5秒/100 mL以上、1秒/100 mL以上、1.5秒/100 mL以上、2秒/100 mL以上、2.5秒/100 mL以上、3秒/100 mL以上、進而3.5秒/100 mL以上。但是，根據著色前之原PTFE多孔質膜之通氣度，PTFE多孔質膜1可具有上述範圍外之厚度方向之通氣度。
再者，於PTFE多孔質膜1之尺寸不滿足哥雷式方法中之試驗片之尺寸(約50 mm×50 mm)之情形時，亦可藉由使用測定治具來評估哥雷式通氣度。測定治具之一例為厚度2 mm及直徑47 mm之聚碳酸酯製圓板，其中央設置有貫通孔(具有直徑1 mm或2 mm之圓形剖面)。使用該測定治具之哥雷式通氣度之測定可以如下方式實施。
以覆蓋測定治具之貫通孔之開口之方式將作為評估對象之PTFE多孔質膜1固定於測定治具之一面。以如下方式進行固定，即，於哥雷式通氣度之測定中，空氣僅通過開口及作為評估對象之PTFE多孔質膜1之有效試驗部(自所固定之PTFE多孔質膜1之與主面垂直之方向觀察時與開口重疊之部分)，且固定部分不會阻礙PTFE多孔質膜1之有效試驗部之空氣通過。PTFE多孔質膜1之固定可利用中心部穿設有通氣口之雙面膠帶，該通氣口具有與開口形狀一致之形狀。雙面膠帶只要以通氣口之外周與開口之外周一致之方式配置於測定治具與PTFE多孔質膜1之間即可。其次，將固定有PTFE多孔質膜1之測定治具以PTFE多孔質膜1之固定面成為測定時之空氣流之下游側的方式裝配於哥雷式通氣性試驗機，測定100 mL之空氣通過PTFE多孔質膜1之時間t1。其次，可藉由式t＝｛(t1)×(PTFE多孔質膜之有效試驗部之面積[mm2 ])/642[mm2 ]｝，將測定出之時間t1換算成JIS L1096：2010之通氣性測定B法(哥雷式方法)所規定之每一有效試驗面積642[mm2 ]之值，將所獲得之換算值t設為PTFE多孔質膜1之哥雷式通氣度。將上述圓板用作測定治具之情形時，PTFE多孔質膜1之有效試驗部之面積為貫通孔之剖面之面積。再者，確認到，對滿足上述試驗片之尺寸之PTFE多孔質膜1在不使用測定治具的情況下測定出之哥雷式通氣度、與將該PTFE多孔質膜1細片化之後使用測定治具測定出之哥雷式通氣度非常一致，即，測定治具之使用實質上不影響哥雷式通氣度之測定值。
自與主面11、12垂直之方向觀察時，PTFE多孔質膜1之形狀例如為包含正方形及長方形之多邊形、圓、橢圓、不定形及帶狀。但是，PTFE多孔質膜1之形狀並不限定於上述例。
圖1之PTFE多孔質膜1為單層。
PTFE多孔質膜1亦可為實施了撥液處理之膜。撥液處理可藉由公知之方法實施。撥液處理包含撥水處理及撥油處理。PTFE多孔質膜1亦可為未實施撥液處理之膜，換言之，亦可為表面及/或內部未由撥液劑被覆之膜。
PTFE多孔質膜1例如可用作阻擋水及/或粉塵並容許氣體透過之通氣膜。通氣膜之例為配置於開口且防止水經由該開口滲入並使聲音及/或氣體透過之防水膜、以及配置於開口且防止粉塵經由該開口滲入並使聲音及/或氣體透過之防塵膜。開口之例為設置於電子設備之殼體之開口、及電子零件之開口。電子零件之例為MEMS。MEMS之例為揚聲器及麥克風等聲頻元件、以及壓力感測器、氧感測器及氣溫感測器等感測器元件。電子設備之例為智慧型手機及平板PC(personal computer，個人電腦)等資訊設備；燈、ECU(electronic control unit，電子控制單元)、馬達及蓄電池等車輛用設備；電動牙刷及電動剃刀等電氣製品；以及揚聲器及麥克風等聲頻設備。但是，PTFE多孔質膜1之用途、通氣膜、開口、電子設備及電子零件之各者並不限定於上述例。PTFE多孔質膜1亦可以亮度L* 相對較小之主面11面向殼體之外部或電子零件之外部側之方式配置於開口。又，PTFE多孔質膜1亦可以亮度L* 相對較大之主面12面向殼體之內部或電子零件之內部側之方式配置於開口。
以下，對PTFE多孔質膜1之製造方法進行說明。但是，PTFE多孔質膜1之製法並不限定於以下所示之例。
PTFE多孔質膜1例如可由以下方法製造，即，將包含著色劑之著色液塗佈於著色前之原PTFE多孔質膜之一主面之後，將染色液中包含之溶媒或分散媒(以下，將溶媒及分散媒統一記為「溶媒」)藉由乾燥等而去除。塗佈可採用公知之塗佈方法。再者，塗佈有著色液之主面(塗佈面)通常成為亮度L* 相對較小之主面11。
著色液較佳為包含20℃下之表面張力為25 mN/m以上之溶媒、及/或20℃下之相對介電常數為5.0以下之溶媒。包含該等溶媒之著色液相對於PTFE之濡濕性較低，故可抑制塗佈於原PTFE多孔質膜時其滲透至膜內部，從而使較多的著色劑停留於塗佈面。尤其於原PTFE多孔質膜之厚度較小之情形時，著色液容易滲透至與塗佈面相反側之面，故期望著色液中包含上述溶媒。溶媒之表面張力(20℃)亦可為27 mN/m以上、28 mN/m以上、29 mN/m以上、進而30 mN/m以上。溶媒之相對介電常數(20℃)亦可為4.0以下、3.0以下、進而2.5以下。但是，溶媒之表面張力及相對介電常數之適當範圍根據著色劑之種類、PTFE多孔質膜之微多孔構造等而不同。
於溶媒為2種以上之溶媒種之混合溶媒之情形時，溶媒較佳為包含20℃下之表面張力為25 mN/m以上之溶媒種、及/或20℃下之相對介電常數為5.0以下之溶媒種。溶媒種之表面張力(20℃)亦可為27 mN/m以上、28 mN/m以上、29 mN/m以上、進而30 mN/m以上。溶媒種之相對介電常數(20℃)亦可為4.0以下、3.0以下、進而2.5以下。滿足上述表面張力及/或相對介電常數之溶媒種之例為甲苯、環己烷、二甲苯及環戊基甲醚。溶媒可以25～90體積%之含量包含上述溶媒種，亦可以50～90體積%之含量包含上述溶媒種。溶媒可包含上述溶媒種，亦可於能夠獲得PTFE多孔質膜1之範圍內包含表面張力及/或相對介電常數不滿足上述範圍之溶媒種。例如為了提高著色液對原PTFE多孔質膜之塗佈性，溶媒中可添加不滿足上述範圍之溶媒種。
溶媒中包含之溶媒種之沸點可為90℃以上、100℃以上、105℃以上、進而110℃以上。溶媒種之沸點之上限可為180℃以下。包含具有處於上述範圍之沸點之溶媒種的溶媒可有助於塗佈面(主面11)更均勻之著色。
著色液較佳為不包含撥液劑。撥液劑一般極性較高，且多為氟化合物，故會提高著色液對於作為氟樹脂之PTFE之濡濕性。又，藉由使著色液不包含撥液劑，可抑制因撥液劑滲透至膜內部所導致之通氣度變差(哥雷式通氣度增大)。換言之，於重視膜之通氣性之情形時，著色液亦可不包含撥液劑。撥液劑包含撥水劑及撥油劑。為了獲得能避免關於著色液之濡濕性之上述問題並經撥液處理之PTFE多孔質膜，亦可對著色前或著色後之PTFE多孔質膜另外實施與著色液之著色處理不同之撥液處理。
於著色劑為染料之情形時，著色液(染色液)中之染料之濃度例如為1重量%以上，亦可為2重量%以上。
於著色液包含撥液劑之情形時，撥液劑之調配量相對於著色劑100重量份例如未達20重量份，亦可為18重量份以下、進而16重量份以下。
原PTFE多孔質膜可由公知之方法形成。例如，可將PTFE細粉與成形助劑之混練物藉由擠出成形及輥壓而形成片狀，去除成形助劑後，進而延伸而形成。再者，可藉由輥壓條件及延伸條件來調整PTFE多孔質膜1之特性。
[通氣膜] 圖4中表示本發明之通氣膜之一例。圖4之通氣膜2包含PTFE多孔質膜1，更具體而言，具有PTFE多孔質膜1之單層構造。通氣膜2係能阻擋水及/或粉塵並容許氣體透過之膜。通氣膜2被著色，一主面13與另一主面14之間的亮度L* 之差之絕對值d為1.0以上。通氣膜2包含較佳之態樣，可具有上文中PTFE多孔質膜1之說明中所敍述之各特性。通氣膜2例如可以亮度L* 相對較小之主面13成為外部側之方式，配置於電子設備之殼體之開口或電子零件之開口。又，通氣膜2亦可以亮度L* 相對較大之主面14成為內部側之方式，配置於電子設備之殼體之開口或電子零件之開口。
配置於上述開口而使用之情形時，通氣膜2之厚度可處於3～30 μm之範圍。厚度之上限可為25 μm以下、20 μm以下，進而15 μm以下，厚度之下限可為5 μm以上。
配置於上述開口而使用之情形時，通氣膜2之面密度可處於1～30 g/m2 之範圍。面密度之上限可為20 g/m2 以下、15 g/m2 以下、10 g/m2 以下、進而5 g/m2 以下，面密度之下限可為2 g/m2 以上。面密度可用通氣膜2之質量除以面積(主面之面積)而算出。
自與主面13、14垂直之方向觀察時，通氣膜2之形狀例如為包含正方形及長方形之多邊形、圓、橢圓、不定形及帶狀。但是，通氣膜2之形狀並不限定於上述例。
圖5中表示本發明之通氣膜之另一例。圖5之通氣膜2具有PTFE多孔質膜1與支持PTFE多孔質膜1之通氣性支持材3之積層構造。圖5之通氣膜2中，PTFE多孔質膜1之亮度L* 相對較小之主面11露出。圖5之通氣膜2例如可以主面11成為外部側之方式配置於電子設備之殼體之開口或電子零件之開口。
通氣性支持材3較佳為通氣性優於PTFE多孔質膜1。通氣性支持材3之例為包含金屬、樹脂或該等之複合材料之織布、不織布、網布、網狀物、海綿、泡體及多孔體。樹脂之例為聚烯烴、聚酯、聚醯胺、聚醯亞胺、芳香族聚醯胺、氟樹脂及超高分子量聚乙烯。將PTFE多孔質膜1與通氣性支持材3積層時，可利用熱層壓、加熱熔接、超音波熔接等各種接合方法。
[通氣構件] 圖6A及圖6B中表示本發明之通氣構件之一例。圖6B表示圖6A之通氣構件4之剖面B-B。圖6A及圖6B之通氣構件4具備通氣膜2、及支持通氣膜2之支持構件5。圖6A及圖6B之例中，自與主面13、14垂直之方向觀察時，通氣膜2之形狀為圓，自上述方向觀察時，支持構件5之形狀為與通氣膜2之周緣部之形狀對應之形狀，具體而言為環狀。但是，只要能夠由支持構件5支持通氣膜2，則通氣膜2及支持構件5之形狀並不限定於上述例。具備支持構件5之通氣構件4可增強通氣膜2，並且可提高操作性。又，可將支持構件5作為通氣膜2之安裝部分。
支持構件5之材質典型而言為樹脂、金屬或該等之複合材料。支持構件5亦可為雙面膠帶。
於通氣膜2與支持構件5積層時，例如可利用熱層壓、加熱熔接、超音波熔接、使用接著劑或黏著劑進行接合等各種接合方法。
圖6A及圖6B之通氣構件4中，支持構件5配置於通氣膜2之一側。支持構件5亦可配置於通氣膜2之兩側。圖7A及圖7B之通氣構件4中，於通氣膜2之兩側分別配置有支持構件5，一對該支持構件5於通氣膜2之厚度方向上夾持該通氣膜2。圖7A及圖7B所示之一對支持構件5之形狀相同，但各支持構件5之形狀亦可互不相同。再者，圖7B表示圖7A之通氣構件4之剖面B-B。
通氣構件4亦可為具備通氣膜2作為防水膜之防水構件。通氣構件4亦可為具備通氣膜2作為防塵膜之防塵構件。 實施例
以下，藉由實施例更詳細地說明本發明。本發明並不限定於以下實施例。
以下表示本實施例中所製作之PTFE多孔質膜之評估方法。
[亮度L* ] 主面之亮度L* 係藉由能夠基於JIS Z8781-4：2003進行評估之分光測色計(日本電色工業製造之SE6000)，作為CIE1976(L* ，a* ，b* )色彩空間之亮度L* 進行評估。對染色液之塗佈面、及與塗佈面為相反側之面(以下，記為背面)之各者實施評估。測定條件如下。 ・光源：JIS Z8720：2012所規定之測色用輔助發光體C ・視角：2度 ・以對標準白色板測色時之刺激值X、Y、Z之值處於基準值±0.03以內之方式實施標準化
[耐水壓] 耐水壓(極限耐水壓)係藉由上述方法評估。再者，將塗佈面及背面之各者設為水壓施加面而實施評估。
[被接著力] 主面之被接著力藉由上述方法而作為該主面之剝離力進行評估。試驗片21之寬度設為25 mm，雙面膠帶22使用日東電工製造之AS-42PI50。雙面膠帶25(日東電工製造之No.5610)之貼附於試驗片21之部分之長度設為120 mm。於雙面膠帶25之與貼附於試驗片21之面為相反側之面，以黏著面不露出之方式配置厚度25 μm之PET膜。對塗佈面及背面之各者實施評估。
[厚度方向之通氣度] 厚度方向之通氣度藉由上述方法而作為哥雷式通氣度進行評估。
(原PTFE多孔質膜之製作) 將PTFE細粉(大金工業製造之F104)100重量份、與作為成形助劑之正十二烷(日本能源製)20重量份均勻混合，將所獲得之混合物使用缸體壓縮之後進行柱塞擠出成形而製成片狀。其次，使片狀混合物通過一對金屬輥而輥壓成厚度0.2 mm，然後於寬度方向以4.5倍之倍率使其擴展，進而藉由150℃之加熱將成形助劑乾燥去除而製成片材成形體。其次，將片材成形體於長度方向(輥壓方向)以延伸溫度300℃、延伸倍率4倍延伸後，於寬度方向以延伸溫度150℃、延伸倍率25倍延伸，進而以400℃進行煅燒，獲得原PTFE多孔質膜。所獲得之原PTFE多孔質膜之平均孔徑為0.2 μm，孔隙率為78%，厚度方向之通氣度為3.3秒/100 mL。即便染色，平均孔徑及孔隙率之值亦幾乎不會變化。
(實施例1～5) 準備黑色染料(東方化學工業製造之SP BLACK 91L，染料濃度為25重量%)與溶媒之混合物作為染色液。以染色液中之染料之濃度(固形物成分濃度，以下相同)成為1.5重量%(實施例1～4)或2.0重量%(實施例5)之方式添加溶媒。溶媒設為甲苯及甲基乙基酮(methyl ethyl ketone，MEK)之混合溶液(實施例1～4)或甲苯(實施例5)。混合比藉由體積比表示，甲苯:MEK＝25:75(實施例1)、50:50(實施例2)、75:25(實施例3)及90:10(實施例4)。關於甲苯，20℃之表面張力為28.5m N/m，20℃之相對介電常數為2.3。關於MEK，20℃之表面張力為24.5m N/m，20℃之相對介電常數為15.5。
其次，對原PTFE多孔質膜之一主面塗佈所準備之染色液之後，使其於20℃及相對濕度50%之氣體氛圍環境下自然乾燥，獲得由上述染料著色後之實施例1～5之PTFE多孔質膜。染色液之塗佈係使用敷料器，以塗佈膜之厚度成為18.2 μm之方式實施。
(比較例1) 除將與染料混合之溶媒設為MEK以外，以與實施例1相同之方式，獲得比較例1之PTFE多孔質膜。
以下表1中表示對各實施例及比較例之塗佈面及背面之亮度L* 之評估結果。
[表1]
   溶媒 亮度L* 亮度L*之差之絕對值d
甲苯調配量(體積%) 塗佈面 背面
比較例1 0 31.0 31.4 0.4
實施例1 25 29.3 30.3 1.0
實施例2 50 27.6 30.6 3.0
實施例3 75 28.5 33.7 5.2
實施例4 90 27.4 34.6 7.2
實施例5 100 21.7 28.5 6.9
如表1所示，溶媒中所含之甲苯之調配量越多，則亮度L* 相對較小之塗佈面(主面11)與亮度L* 相對較大之背面(主面12)之間的亮度L* 之差之絕對值d越大。
(實施例6) 除將染色液中之染料之濃度設為2.0重量%以外，以與實施例3(溶媒之混合比即甲苯:MEK＝75:25(體積比))相同之方式，獲得實施例6之PTFE多孔質膜。
(比較例2) 除將染色液中之染料之濃度設為2.0重量%以外，以與比較例1(溶媒MEK為100體積%)相同之方式，獲得比較例2之PTFE多孔質膜。
(比較例3) 除將與染料混合之溶媒變更為乙醇，並且將染色液中之染料之濃度設為2.0重量%以外，以與實施例1相同之方式，獲得比較例3之PTFE多孔質膜。關於乙醇，20℃之表面張力為22.4 mN/m，20℃之相對介電常數為24.0。
(實施例7) 除將與染料混合之溶媒變更為二甲苯以外，以與實施例1相同之方式，獲得實施例7之PTFE多孔質膜。關於二甲苯，20℃之表面張力為30.0 mN/m，20℃之相對介電常數為2.3。
(實施例8) 除將與染料混合之溶媒變更為二甲苯，並且將染色液中之染料之濃度設為2.0重量%以外，以與實施例1相同之方式，獲得實施例8之PTFE多孔質膜。
(比較例4) 除將與染料混合之溶媒變更為丙酮以外，以與實施例1相同之方式，獲得比較例4之PTFE多孔質膜。關於丙酮，20℃之表面張力為23.3 mN/m，20℃之相對介電常數為19.5。
(實施例9) 除將與染料混合之溶媒變更為甲苯，並且將包含氟樹脂作為撥液成分之撥液劑(野田網印製造之No.328)以固形物成分濃度0.23重量%添加至染色液以外，以與實施例1相同之方式，獲得實施例9之PTFE多孔質膜。
(比較例5) 除將與染料混合之溶媒變更為MEK以外，以與實施例9相同之方式，獲得比較例5之PTFE多孔質膜。
(參考例) 將染色前之原PTFE多孔質膜作為參考例。
表2中表示各實施例及比較例中使用之染色液，表3中表示將對各實施例、比較例及參考例之評估結果。
[表2]
   染色液
溶媒 染料之濃度(重量%) 撥液劑之添加
實施例 6 甲苯/MEK(75:25) 2.0 無
7 二甲苯 1.5 無
8 二甲苯 2.0 無
9 甲苯 1.5 有
比較例 2 MEK 2.0 無
3 乙醇 2.0 無
4 丙酮 1.5 無
5 MEK 1.5 有
[表3]
   PTFE多孔質膜
亮度L* 耐水壓(MPa) 剝離力(N/20 mm) 通氣度(秒/100 mL)
塗佈面 背面 差之絕對值d 塗佈面 背面 塗佈面 背面
實施例 6 28.0 45.0 17.0 0.54 0.50 3.1 1.8 6.0
7 37.1 39.8 2.7 0.47 0.45 - - 5.7
8 31.0 38.0 7.0 0.44 0.45 2.2 2.2 6.5
9 31.0 34.3 3.3 0.47 0.43 2.2 2.3 7.2
比較例 2 32.0 32.0 0.0 0.22 0.26 1.6 1.3 -
3 26.0 26.0 0.0 0.10 0.10 1.8 1.6 -
4 42.3 41.7 0.6 0.30 0.26 1.8 1.8 4.5
5 30.4 30.9 0.5 0.44 0.37 2.1 2.1 6.4
參考例 - - - - 0.52 0.50 1.1 1.0 3.3
※「-」表示未測定
如表3所示，實施例之PTFE多孔質膜中，可增大塗佈面與背面之間的亮度L* 之差之絕對值d，並且可達成較高之耐水壓及塗佈面之較高之剝離力。尤其實施例6中，亮度L* 之差之絕對值d達17.0，並且兩面均維持原PTFE多孔質膜之耐水壓。另一方面，比較例之PTFE多孔質膜中，塗佈面與背面之間的亮度L* 之差之絕對值d變小(比較例2、3中為零)，並且塗佈面及背面之耐水壓相較原PTFE多孔質膜大幅降低。又，相對於原PTFE多孔質膜之剝離力之提高程度相較實施例小。
圖8中表示實施例6及比較例2之塗佈面之觀察圖像。如圖8所示，實施例6中，可使亮度L* 相對較小之塗佈面之著色不均相較比較例2降低。
圖9中表示對實施例6之剖面之染料分佈之評估結果。染料分佈係藉由使用顯微拉曼之繪圖分析而實施。藉由冷凍切片機切下剖面。顯微拉曼分光裝置使用掃描型接近光學顯微鏡(SNOM)/原子力顯微鏡(AFM)/Raman複合機(WITec製造之alpha300RSA)。檢測器使用電子倍增CCD(EMCCD)，物鏡之倍率設為100倍。顯微拉曼之激發波長設為532 Nm，測定波數設為125～3800 cm-1 。又，染料之繪圖係將來自染料之芳香族雙鍵之波數1563 cm-1 之峰值作為指標而實施。如圖9所示，染料集中分佈於塗佈面。 [產業上之可利用性]
本發明之PTFE多孔質膜可用於與先前之PTFE多孔質膜相同之用途。用途之例為通氣膜。
1:PTFE多孔質膜 2:通氣膜 3:通氣性支持材 4:通氣構件 5:支持構件 11:主面 12:主面 13:主面 14:主面 21:試驗片 22:雙面膠帶 23:固定板 24:貼附面 25:雙面膠帶 26:端部 27:端部 28:上部夾頭 29:下部夾頭
圖1係模式性表示本發明之PTFE多孔質膜之一例之剖視圖。 圖2係模式性表示本發明之PTFE多孔質膜之著色狀態之一例的剖視圖。 圖3係用以說明評估PTFE多孔質膜之主面之被接著力(剝離力)之方法的模式圖。 圖4係模式性表示本發明之通氣膜之一例之剖視圖。 圖5係模式性表示本發明之通氣膜之另一例之剖視圖。 圖6A係模式性表示本發明之通氣構件之一例之立體圖。 圖6B係表示圖6A所示之通氣構件之剖面B-B之剖視圖。 圖7A係模式性表示本發明之通氣構件之另一例之立體圖。 圖7B係表示圖7A所示之通氣構件之剖面B-B之剖視圖。 圖8係表示實施例6及比較例2之PTFE多孔質膜中的染色液之塗佈面之觀察圖像的圖。 圖9係表示實施例6之PTFE多孔質膜之剖面之染料分佈的圖。
1:PTFE多孔質膜
11:主面
12:主面

Claims (9)

  1. 一種聚四氟乙烯多孔質膜，其被著色， 一主面與另一主面之間的亮度差之絕對值為1.0以上， 其中，上述亮度係JIS Z8781-4：2013所規定之CIE1976(L* ，a* ，b* )色彩空間之亮度L* 。
  2. 如請求項1之聚四氟乙烯多孔質膜，其中上述亮度差之絕對值為3.0以上。
  3. 如請求項1或2之聚四氟乙烯多孔質膜，其中選自上述一主面及上述另一主面之表示相對較小之上述亮度之主面之該亮度為35以下。
  4. 如請求項1至3中任一項之聚四氟乙烯多孔質膜，其被著色成黑色或灰色。
  5. 如請求項1至4中任一項之聚四氟乙烯多孔質膜，其中藉由JIS L1092：2009所規定之耐水度試驗評估之耐水壓為0.30 MPa以上。
  6. 如請求項1至5中任一項之聚四氟乙烯多孔質膜，其藉由染料而著色。
  7. 如請求項1至6中任一項之聚四氟乙烯多孔質膜，其為單層。
  8. 一種通氣膜，其能阻擋水及/或粉塵並容許氣體透過，且 包含如請求項1至7中任一項之聚四氟乙烯多孔質膜。
  9. 一種通氣構件，其具備： 如請求項8之通氣膜；及 支持構件，其支持上述通氣膜。
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