1299044 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明,係關於均壓性,通氣性,粉塵捕集性優異之 聚四氟乙烯抄製紙,爲其原料之聚四氟乙烯纖維狀粉體, 前述抄製紙所成成形物,及生産效率優異之聚四氟乙烯纖 維狀粉體之製造方法。詳言之,係關於製紙時可得到表面 平滑,通氣性優異之聚四氟乙烯製紙之聚四氟乙烯纖維纖 維狀粉體之製造方法。 【先前技術】 聚四氟乙烯(以下,簡稱爲PTFE )係具有優異耐藥 品性,耐熱性,機械特性,電特性者,其用途以工業用途 爲中心而呈現多樣化。因此,其使用形態亦爲多樣化,紙 狀品亦可使用於紙狀品濾紙,斷熱材(adiabator),絕緣 材料等。 紙狀品之製造方法方面,各種方法爲周知。例如,曰 本特公昭45_8165號公報,揭示平均纖維長1〇〇〜5000 // m ,平均形態係數5以上之PTFE纖維狀粉末或者對此使充 塡材均勻混合所成之組成物在液體中分散成爲紙料,將此 予以製紙,乾燥後,自基材將製紙剝離予以煅燒之方法。 在此所使用之PTFE纖維狀粉末,係將原料PTFE在高温 中以強剪切力作用,使之粉碎所得者。並在粉碎時,將粉 碎機本身加熱,或者將粉末加熱亦可者被記載,進而亦記 載將熱風吹入同時予以粉碎之方法爲最佳。 -5- (2) 1299044 但是,其記載僅止於此,就具體地實施内容及實施例 並無揭示,而關於粉碎處理時之溫度條件亦無記載。習知 ,係在20〜50 °C左右之溫度條件進行粉碎處理,但在此溫 度條件處理時,會產生粒徑5 // m以下之比較細的PTFE 粉末,會造成通氣性低,硬的PTFE製紙之問題。 相對於此本發明人等,則如日本特公昭40- 1 1 642號 公報,或者日本特公昭45- 1 4 1 27號公報等所記載,發現 了 PTFE抄製紙之製法,並發現其襯墊性,均壓性優異。 但是,關於可具有滿足何種性質之PTFE纖維狀粉體的話 ,會得到適於襯墊材,濾材等均勻的抄製紙則尙無定論。 又爲了改善機械強度則手工之補強絲之裝設或金網( wire netting)所致之襯裡(lining)爲必要,結果會有歪 斜(distortion )之不均勻性使耐用壽命變短等問題,除 此以外’爲活用PTFE之優異電特性以用作基板材之情形 ,由於自我保持性之問題使得薄化爲困難。 【發明內容】 本發明,係使前述課題明朗化,而對此予以克服者, 其係提供一種具有均勻的物性分布,凝集性,均壓性,通 氣性,粉塵(dust )捕集性優異之PTFE抄製紙,爲其原 料之PTFE纖維狀粉體,前述PTFE抄製紙所成成形物, 及生産效率優異之前述PTFE纖維狀粉體之製造方法。 亦即,本發明係關於,在以每分5它之升溫速度進行 之差式掃瞄型熱量計分析中,所得之熔融吸熱曲線中低溫 -6 - (3) 1299044 處之峰値面積比率爲全峰値面積之88.5%以上之PTFE纖 維狀粉體。 前述PTFE纖維狀粉體中,平均纖維長1〇〇〜5 000 // m ,及平均形態係數5以上爲佳。 藉由氮吸附法所測定之比表面積爲4.0m2/g以上爲佳 〇 又,本發明,係關於以前述PTFE纖維狀粉體爲原料 ,經過製紙步驟所得之聚四氟乙烯抄製紙。 再者本發明係關於,每分5 °C之升溫速度所進行差式 掃瞄型熱量計分析中,所得熔融吸熱曲線中低溫處之峰値 面積比率爲全峰値面積之88.5 %以上,平均纖維長爲100〜 5 000 // m,平均形態係數爲5以上之聚四氟乙烯纖維狀粉 體之製造方法,將原料聚四氟乙烯粉末藉由供給裝置引入 加料漏斗之步驟,將前述原料聚四氟乙烯粉末自前述加料 漏斗供給於拉伸處理槽之步驟,藉由拉伸手段予以拉伸處 理之步驟,及拉伸處理後予以分級之步驟所成,聚四氟乙 烯纖維狀粉體之製造方法。 在前述製造方法中,自加料漏斗至拉伸處理槽之原料 聚四氟乙烯粉末之供給,以使用介質之流動來進行爲佳。 藉由拉伸處理後所進行之分級步驟,以可除去粒徑 5.0#m以下之聚四氟乙烯粉末爲佳。 在前述拉伸處理時由前述拉伸手段添加於聚四氟乙烯 粉末之能量以10〜200kcal/kg爲佳。 又,本發明,係關於由前述PTFE抄製紙所得之成形 (4) 1299044
【實施方式】 第1圖,係將PTFE粉末以差式掃瞄型熱量計分析所 得之熔融吸熱曲線(以下,稱爲DSC曲線)之例(實線 ),及此D S C曲線予以峰値分離所得二條峰値曲線(虛 線)。將具有通常分子量之PTFE之微粉末以差式掃瞄型 熱量計測定時,如第1圖所示,在3 3 7°C附近至3 40 °C附 近,可確認有雙重峰値或者明確地說具有肩部者之單一峰 値被發現。此係,在PTFE之聚合過程中進行解折疊之分 子因微布朗運動(Brownian motion)之解放所致第1之 (低溫處之)峰値(或肩部),與聚合過程中不進行解 折疊之分子之微布朗運動之解放所致第2之(高溫處之) 峰値(或肩部)所成者,在PTFE之聚合過程中沒有進行 解折疊之分子,由於升温,首先會產生解折疊,其後因分 子微布朗運動之解放產生,因第1峰値之發生而產生時間 落後,外觀上於高溫處融化峰値(或肩部)會產生。因此 以過於遲緩之升溫速度進行測定時,時間落後(time lag )成爲非常地小,由外觀上變成難以區別。 PTFE分子,與泛用之熔融樹脂比較因其分子量非常 大,與集團方式組織化比較,以一條之分子鏈予以組織化 者在能量上會有更穩定化之情形。尤其是聚合過程中在自 周圍結合能比較少之狀態下,因有分子存在,故在一條分 子鏈之構形的安定化易於產生。但是與在理想空間中之聚 -8 - (5) 1299044 合•成長反應並不相同,很多來自周圍剪切力等之外力或 ,在受到分子間力之干渉中,亦有組織化之分子。 在使PTFE粉體成形煅燒之過程,分子之解折疊更加 進行,組織間之熔融黏著多所產生,不僅可獲得凝集力優 異之不至於崩形之成形品,在抄製紙之情形應力亦可被均 勻地傳達,成爲均壓性優異之物。
分子鏈之解折疊在升溫中是否會發生已如前述,而在 僅依存於熱性解折疊操作之情形,其均勻的控制有困難, 而遭受部分爲過剩熱之情形其部位會強固地被組織化,而 造成與其他組織之熔融黏著性喪失之問題。爲了迴避此問 題經外力之解折疊時,以與熱所致解折疊倂用爲佳。
在分子之解折疊完成之情形場合,抄製紙之成形無法 在恰當狀態進行之情況相當多。吾人認爲此係在抄紙之操 作過程中,施予PTFE纖維狀粉體之外力及熱,可進行其 組織化,而作爲抄製紙予以組織化之際之最適狀態予以通 過爲其原因。因此PTFE纖維狀粉體在製紙前爲最適之解 折疊狀態,在控制抄製紙之性狀上爲必要者,此爲易於理 解者,解折疊完全完成後之PTFE物體之DSC曲線上之融 化峰値單一峰値,會偏移至3 25〜328 °C附近,在本發明之 PTFE纖維狀粉體並無含有。 差式掃瞄型熱量計中所得之熔融吸熱曲線中峰値面積 ’與其熱量成正比例,又在一般容許之範圍中可謂與其分 子之數成比例者。因此,如第1圖所示,具有二個峰値或 者肩部之明確的一個峰値之DSC曲線如虛線所示,在二 -9- (6) 1299044 個正規分布或者分離於其他分布曲線之情況,吾人可認爲 低溫處之峰値(PL )之面積與被解折疊之分子之數成比例 者’而高溫處之峰値(PH)之面積與不被解折疊之分子 之數成比例者,故被解折疊之PTFE分子之比率,在差式 掃瞄型熱量計中所得之熔融吸熱曲線中低溫處峰値(P L ) 之面積與全峰値面積之比來予以評價爲可行。 具有雙重峰値或者明確的肩部之單一峰値,在數學上 可以因3個以上複數之正規分布所致合成曲線來理解,吾 人認爲因具有二個頂點故以二個正規分布或者類似於此之 分布曲線來分離者爲充分且妥當,在本發明之檢討中亦可 得妥當之結果。此係部分被解折疊之分子,在評價上解折 疊爲必要之熱量爲小之方式,使含於無法被解折疊之分子 之正規分布者,來理解即可。 則述複合吸收峰値,通常係使用Gaussian-Lorentian 型之曲線之近似而予以分離爲可fj。與僅使用 Gaussian 型或者僅使用Lorentian型之曲線之任一種之情況比較以 乖離程度較少爲其特徵者,在市售之多種分析機器中附屬 之計算軟體亦有使用此種方法。本發明中爲原料之PTFE 粉體所見外觀上之二個頂點被賦與初期値,對此不予限制 而作爲近似,可決定基本的峰値位置。藉此所得基本峰値 位置爲3 3 9.1 4 °C與3 43 ·0 1Τ:,以此爲基準則線形•半寬 度(full width at half maximum)並無限制,自僅爲峰値 温度之初期値限定爲〇· 6〜0.7°C以下予以近似,將複合曲 線分離成爲二,來求得其峰値面積。在此次之檢討中爲使 -10- (7) 1299044 値之收斂(convergence )所需時間予之縮短,係利用原 料粉體之情報,但亦可直接自纖維狀粉體之融化曲線求得 〇 本發明之PTFE纖維狀粉體,每分5 t之升溫速度進 行差式掃瞄型熱量計分析,所求得熔融吸熱曲線之低溫處 之峰値面積,爲全峰値面積之8 8.5%以上,而以92.0%以 上,99.5 %以下爲佳。低溫處峰値面積不足全峰値面積之 8 8.5 %之情形,凝集力不足會有成形品之崩形易於產生之 傾向,又,所得抄製紙之襯墊性亦有缺乏之傾向。低溫處 之峰値面積過大,亦即無法見到二個峰値(或者肩部)之 情形,抄製紙之成形無法成爲較佳狀態之情形爲多時,則 已如上述。 一般在製紙或壓縮成形等之成形方法,與分子等級之 伴隨均勻的融化之成形方法不同,原料之比表面積與其凝 集力,亦即成形物之機械特性大爲相關,在某一定之範圍 中比表面積越大,則可提高其成形物之機械特性。此係各 個原料之接觸面積增大,則使作爲組織之應力傳達點增加 ,結果則組織全體之機械特性會因而提高。此與PTFE之 情況亦相同,P TFE纖維狀粉體之比表面積越大,則其凝 集力增大,作爲組織不會崩形而可獲得機械特性優異之物 。一方面PTFE纖維狀粉體彼此之間之熔融黏著產生越多 ,則抄製紙之比表面積變小,則可顯示某一定程度以上之 比表面積之減少率,亦爲推測抄製紙物性上重要的參數。 此在,PTFE纖維狀粉末及其成形品之場合亦爲相同 -11 - (8) 1299044 ,PTFE纖維狀粉末之比表面積越大,則其凝集力變大, 可得到不會崩形,機械特性優異之成形品。因此,在本發 明中,PTFE纖維狀粉末之比表面積以4.0m2/g以上爲佳 ,5.0m2/g以上,8.5M2/g以下更佳。另外,在此所謂比表 面積,係藉由氮吸附法所測定之値。比表面積不足 40m2/g之情形,凝集力不足在成形時崩形易於產生。又 ,成形品缺乏均勻性,無法得到所望之物性。比表面積比 8.5 m2/g更大之情形,纖維狀粉體易於被緻密充塡所得之 抄製紙之目付重量(1目付=4.3 05 5 g/ m2 )變大,通氣 性降低,有無法顯現襯墊性之傾向。 又,爲了發揮紙之特性原料粉體之形狀以纖維狀爲佳 ,一般而言可以形態係數表示纖維狀,但關於採用多數之 長鬍子般的形狀之不定形粉體,則在顯示紙之凝集力之一 方,在形態係數方面也有無法以纖維狀表示之情形。在此 情形將比表面積與形態係數合倂予以規定,可予以判斷是 否作爲紙之性質得以發揮之原料。有鑑於此,則所謂纖維 狀,係其全部乃至一部份被外力所拉伸,在物性方面顯示 向異性所得者來考慮較佳。 本發明中所使用原料PTFE方面,以四氟化乙烯(以 下,簡稱TFE)之單獨聚合物亦可,TFE9 5〜1 0 0莫耳 %與,選自式(I): CX2- CY ( CF2 ) nZ ( I ) (式中,X,Y及z爲相同或相異,可爲任意氫原子 或氟原子,η爲1〜5之整數)所示氟燒煙,及式(II): -12- (9) 1299044 CF2 = CF-ORf ( II ) (式中,Rf爲碳原子數1〜3之含氟院基)所示含氟 (烷基乙烯醚)(以下,簡稱爲PAVE )所成群之至少一 種單體〇〜5莫耳%,之改性TFE共聚物(改性PTFE)。 前述式(I)所示氟烯烴方面,可舉出例如六氟丙烯 (以下,稱爲HFP )等之全氟烯烴;全氟丁烯等之氟烯烴 等。 又,前述式(II)所示含氟(烷基乙烯醚)方面,可 舉出全氟(甲基乙烯醚)(以下,稱爲PMVE ),全氟( 乙基乙烯醚)(以下,稱爲PEVE),全氟(丙烯醚)( 以下,稱爲PPVE )。 本發明所使用之原料P TFE粉末,係在水溶性含氟分 散劑之存在下使用聚合引發劑來予以聚合所得。所得之聚 合物之分子量使之低分子量化,則有增加聚合引發劑之量 ’添加鏈轉移劑,或添加改性單體等之方法被採用。聚合 引發劑方面,例如過硫酸鹽或有機過氧化物等,鏈轉移劑 方面有例如氫,丙烷等之烴,乙醇等之水溶性化合物等。 如此所得原料PTFE粉末之粒徑平均粒徑,以5〜2000 A m爲佳。粒徑平均粒徑比5 μ m更小時,因處理後微粉 末過多,成爲硬且通氣性低之紙。又,平均粒徑超過 2 0 0 0 // m時’處理後因粗粉殘留,故成爲表面粗的紙。 本發明之PTFE纖維狀粉體,可藉由例如具有原料加 料漏斗’拉伸處理槽及分級裝置之裝置,以以下製造方法 來製造。 -13- (10) 1299044 首先將前述原料PTFE粉末自供給機投入原料加料漏 斗,進行自原料加料漏斗對拉伸處理槽之原料PTFE粉末 之供給。對拉伸處理槽之原料PTFE粉末之供給,因自重 而落下亦可,因原料PTFE粉末之形態可機械式的進行, 而爲完全控制所得之PTFE纖維狀粉體之形狀,則以由液 體或氣體等流動性高的介質來進行較佳。在拉伸處理槽 ,設有拉伸手段(詳細如後述),將原料PTFE粉末予以 拉伸處理成爲 PTFE纖維狀粉體。在此,在處理原料 PTFE粉末之際,於步驟中添加於PTFE粉末之能量被控 制,而以控制PTFE纖維狀粉體之解折疊之進行度爲佳。 接著,藉由分級裝置,僅選別可充分拉伸之粉末,並 送至後續之分級裝置。其他以外之粉末則回至拉伸處理槽 ,予以進一步處理。最後,藉由分級裝置(測定方法如後 述),將粒徑5 // m以下之PTFE粉末除去,得到本發明 之PTFE纖維狀粉末。 以下,就各步驟予以詳述。 在將前述原料PTFE粉末自原料加料漏斗供給於拉伸 處理槽之步驟中,在使用粒徑小之情形,則在加料漏斗内 固化’而以自重落下供給有其困難。此情形則以水等之液 體爲介質可對拉伸處理槽強制地供給。所得pTFE纖維狀 粉體並不即時供至製紙步驟而貯藏之情況,因使用液狀介 質並不合適,故將乾燥空氣等之氣體作爲介質進行原料 PTFE粉體之供給。但是,拉伸處理槽内之旋轉體動作, 或者拉伸處理完畢之原料PTFE粉體之排出會受到影響故 -14- (11) 1299044 並不合適。藉由此等操作,可非常有效的製造平均纖維長 10 0〜5 00 0 // m,平均形態係數5以上之PTFE纖維狀粉末 〇 又拉伸處理温度,以可利用拉伸時之摩擦熱爲佳。藉 此,變成易於原纖化,可傾向於得到比較穩定之纖維長之 粉末。因此,在前述拉伸手段方面,以利用摩擦力來進行 拉伸處理較佳。此種拉伸手段方面,有例如錘磨( hammer mill ),篩磨等,藉由旋轉體僅在一方向施予剪 切力,將原料粉體予以拉伸所得裝置爲佳。 在前述拉伸處理時自拉伸手段添加於PTFE粉末之能 量被控制於10〜200kcal/kg,可防止PTFE塊狀物之發生 。尤其是,能量以控制於10〜60kcal/kg爲佳。藉此所得 PTFE纖維狀粉末所製紙之PTFE紙,纖維狀粉體彼此之 間之交纏多而可得,局部則伴隨粉彼此間之熱熔融黏著可 得到襯墊性優異之PTFE抄製紙。在此,自拉伸手段添加 於PTFE粉末之能量不足lOkcal/kg時,短纖維狀粉末變 多而無法獲得充分之物理的交纏。又,前述能量超過200 kc a 1/kg時,纖維狀粉體彼此之間之熱熔融黏著會難以產 生。 在此,拉伸處理時自拉伸手段添加於PTFE粉末之前 述能量,係以供與拉伸手段之能量予以定義。供與拉伸手 段之能量,係將PTFE粉末以前述拉伸手段拉伸之際,爲 維持拉伸旋轉數所需要之前述PTFE粉末每lkg之能量, 在拉伸時與空轉時可自拉伸手段之電流値之差求得。使用 •15- (12) 1299044 介質對拉伸處理槽供給原料之情形,所供與之熱量係以 4 〇°C以下之室温爲基準,必須由與介質之温度差所賦與之 熱量來算出。 在進行P T F E粉末處理之後予以分級之步驟中,於原 料PTFE粉體處理後,藉由分級裝置進行分級操作。進行 此分級操作,使得拉伸不充分之PTFE纖維狀粉末,可防 止自拉伸處理槽流出。因此,具有平均纖維長〜5 000 // m之PTFE纖維狀粉末可有效率的獲得。尤其是,平均 纖維長以100〜4000// m爲佳。前述平均纖維長不足1〇〇 // m時,在製紙之際,自網狀之基材一部份脫落,而爲針 孔之原因。又,平均纖維長超過5000//m時,因纖維長 度長,故要製造厚度均勻的紙有困難。分級裝置方面,可 舉出分級用篩(screen )等,以所定尺寸爲境界將粉體分 離所得之物爲佳。 進而,將粒徑5 // m以下之PTFE纖維狀粉末予以除 去,可提高使用前述粉末製紙之PTFE抄製紙之通氣性, 就柔和地襯墊性優異之點爲佳。進而,將粒徑1 〇 μ m以 下之PTFE纖維狀粉末予以除去爲佳。 在此,前述粒徑之測定,係使用雷射繞射式粒度分布 測定裝置 HELOS&RODOS系統(SYMPATEC公司製)’ PTFE纖維狀粉末係以3bar之壓縮空氣予以分散同時測定 之。粒徑係指50%粒徑。 又,PTFE纖維狀粉末之平均形態係數以5以上爲佳 ,1 〇以上更佳。又,平均形態係數之上限値並無特別限 -16- (13) 1299044 定,以1 00 0以下爲佳。前述平均形態係數係指,以纖維 寬度除以纖維長所得之物。前述平均形態係數比5更小時 ,在煅燒後難以自網狀之基材剝離,表面平滑性或外觀( 起毛’歪斜)等差,會成爲完工後不良之紙。如此所得 PTFE纖維狀粉末,係由以下之方法,來製紙。首先,前 述PTFE纖維狀粉末,係藉由分散劑被均勻地分散於水中 ’成爲紙料。此時紙料上,可添加有機高分子強化纖維, 無機充塡材等。將此紙料在網狀等之基材上製紙。其後, 予以乾燥,煅燒,可得到PTFE製紙。尤其是含有有機高 分子強化纖維之情形,可在更大面積之濾器不予襯裡下設 置’藉此可謀求濾器單元之小型化。 製紙所得PTFE製紙之厚度,有依其用途而定,以 0.02mm以上,8.〇〇mm以下爲佳,在 〇.〇5mm以上, 6.00mm以下更佳,在oiomm以上,4.00mm以下特佳。 厚度不足0.02mm之情形,在作爲濾器使用之情形,會有 捕集能力不足之傾向。厚度比8.00mm更大之情形,抄製 紙因自重造成紙夾(clip )變形,會有損及目付(pile weight)之均勻性之傾向。 又’製紙所得PTFE製紙之表面平滑性以10.5 // m以 下爲佳’以以下更佳。表面平滑度比1〇.5//m更 大之情形,在處理(handling )時起毛(scuffing ),會 有產生粉塵(dust )之傾向。另外,在此所謂表面平滑性 ’係如後述,以觸針式表面粗度計來計算算術平均粗度。 又’製紙所得PTFE製紙之透氣度,依PTFE製紙之 -17- (14) 1299044 用途而定,以 5.5sec/cm 0 · 3 00mL 以上,14_0sec/cm 0 • 300mL 以下爲佳,以 6.0secXcm 0 · 300mL 以上,13.0 sec/cm 0 · 3 00mL以下更佳。透氣度之値不足5.5sec/cm 0 · 3 00mL之情形,會有用作濾器之捕集效率差之傾向, 透氣度之値比 14.0sec/cm 0 · 300mL更大之情形,會有 處理能力差之傾向。另外,在此之透氣度,係如後述,使 用gal are試驗機,來測定3 00mL之空氣通過lcm 0之銳 孔(Orifice)所需時間。 本發明之抄製紙,並非僅就這樣使用所謂紙狀,而是 加工成立體形狀作爲成形品使用。例如將抄製紙以薄片沖 壓成形時,可得到如外裝板之具凹凸之板狀物。又,例如 ,固定成爲筒狀時,可作爲帶狀之襯墊材或者濾器等來使 用。如此,將抄製紙加工成立體形狀,不依對基材黏貼等 而定而係賦與立體形狀,根據該形狀來顯現其機能。 在PTFE所無法發揮之物性可藉由與其他材料之複合 化而賦與下,本發明之PTFE成形物可適用於多種用途。 例如在賦與PTFE單體之成形物所無法發揮之高強度或反 流(reflow)耐性等熱(hot )尺寸安定性,與芳族聚醯胺 所成粉體,纖維,類纖維等混合,來成形亦可。聚苯並噻 唑所成纖維,與類纖維(fibrid )等混合時可期待耐磨耗 性之提高。由與其他材料之混合物所得之成形物,即使爲 圓柱狀或長方體等之形狀,在使用本發明之纖維狀粉體時 ,可以容易乾式之混合法得到分散性比較良好之複合體。 在乾式之混合雖容易,但可因應需要使用濕式之混合。基 -18- (15) 1299044 於此等真知灼見亦可得到混合抄製紙。如此,複合化之對 應材料爲了不損及PTFE之高耐熱性,其融點以2〇(rc以 上爲佳’更佳爲2 2 0 C以上。其成分並非必要爲有機物, 可因應II的選擇適宜的1種或2種以上之對應材料。該等 之例方面,可舉出聚對伸苯基苯並噚唑,液晶性聚酯,芳 族聚醯胺紙漿,玻璃,碳等之各纖維,但本發明並非限定 於該等之例。又融點係藉由D S C法來求得之數値。 如前述爲維持耐熱性,則以複合化之際之對應材料以 具有高耐熱性者爲佳’在耐熱性並非特別必要之用途方面 並非有具備高耐熱性之必要。例如爲持續維持p TFE所具 備之帯電特性,在要提高其抄製紙強度之情形可選擇丙烯 酸纖維之裁斷物,類纖維等作爲對應材料,依照lofting 加工等使得體積增大之抄製紙予以膨張,則可選擇聚醯胺 ,聚酯,聚烯烴等爲對應材料。 本發明之抄製紙,因其優異耐熱性可是用於各種用途 ’而依情況之不同使得則述複合抄製紙化,進而可使用適 合之物。例如作爲壓縮成形用中心材使用時,可防止薄片 沖壓(sheet stamping )成形物與模具之邊緣部之擦傷之 發生’可連續確保優異之離型性。又作爲濾材使用時,除 了可静電方式集塵以外,亦可發揮對強酸,強驗之耐久性 ,高温下之濾別性。作爲電線捲繞被覆材使用時,因在内 部具有空孔故可發揮更優異之絶緣特性之外,亦可期待作 爲絕熱層之特性。在成爲筒型帶材時可使用筒狀之無縫( seamless )篩孔來製紙,可容易獲得無縫,離型性優異之 -19- (16) 1299044 無縫帶,進而,若強度爲必要則可與強化纖 。用作焊錫反流加工用定位型紙時,焊錫附 待作業性更加提高。作爲絶緣紙使用之情形 圍之液劑等之附著,可安全地,長時間保護 控制部。在伴隨資訊處理速度,通信速度之 基板材,可求得對應於高周波之低誘電率, PTFE製紙或者混合抄製紙時,不僅可發揮> 若與強化材複合化時,亦可期待充分之尺寸 性。如日本特開2002-23 1 3 1號公報所示,使 液晶製造生產線中係作爲襯墊材使用爲周知 途中所求得之襯墊性爲各種各樣,在要求尺 磨耗性之範圍可適用混合抄製紙。 因PTFE纖維狀粉體爲非常體積大之狀 態與其他材料之混合亦爲非常容易,故作爲 原料爲恰當。 在該等之用途中,與其他材料複合科 PTFE之重量分率不足2%時PTFE之特性無 又超過98%時,添加PTFE以外成分之効果 得。因此混合成形物所含有PTFE以外成分 2〜98%爲佳,更佳爲4〜96%,特佳爲5〜95%。 接著,根據本發明之實施例進而予以具 發明並非僅限於此。 另外,本發明之實施例所測定之各物性 之方法所測定者。 維混合來製紙 著亦少,可期 ,可防止自周 幫浦單元等之 筒速化之電路 對此在適用於 優異電特性, 安定性,耐熱 PTFE製紙在 ,在其他之用 寸安定性或耐 態,在乾燥狀 複合成形物之 二之情形,若 法充分發揮, 則無法充分獲 之重量分率以 體説明,但本 値,係由下列 -20- (17) 1299044 (平均纖維長) 粉末以電子顯微鏡測定,以算術平均求得纖維方向之 長度200點以上,在測定時,並不測定長度80 // m以下 之物。 (平均形態係數) 粉末係以電子顯微鏡測定,將所得纖維方向之長度以 纖維寬度除之,所得形態係數200點以上爲藉由算術平均 來求得之値,在測定之時,則並不測定長度80 μ m以下 之物。 (透氣度) 將PTFE製紙,使用galare試驗機,測定3 00mL之空 氣通過1 cm 0之銳孔所需要之時間。 (表面平滑性) 藉由PTFE製紙以觸針式表面粗度計,來測定算術平 均粗度。 (襯墊性)
使用壓縮試驗機(compression tester),測定PTFE 製紙之壓縮工作量及1 0次來回情況之壓縮回復工作量, 將標準樣本以爲1 〇〇時之相對値表示。襯墊性越大則數値 •21 - (18) 1299044 越大。標準樣本係指,壓縮回復工作量/壓縮工作量χ 1 00 (% )之値爲60%之PTFE製紙。 (差式掃瞄型熱量測定) 使用Seiko instruments公司製RPC-220,在升溫速度 5°C /分,樣本量3mg進行測定。以JIS-K7123爲參考。 (峰値面積比率) 以每分5 °C之升溫速度進行差式掃瞄型熱量計分析, 將所得DSC曲線使用Gauss i an-Lor enti an型之曲線,分離 成爲二個峰値曲線,將低溫處峰値之面積以全峰値面積除 算,來算出峰値面積比率。 (製紙厚度) 該PTFE製紙係使用測微表(dial gauge ) Η型(加壓 2〇〇g以下之型式)加以測定。 (比表面積) 使用湯淺Ionics公司製Biosorb,於標準附帶電池, 藉由氮吸附法,進行粉體之比表面積之評價。 (拉伸強度) 使用 Orientic公司製萬能試驗機(Tensilon ) STA-1150,15mm寬之樣本以夾盤(chuck)間距離 100mm, -22- (19) 1299044 拉伸速度20〇mm/分來測定,以下述之換算式算出拉伸強 度。 拉伸強度(MPa )=(測定値(N ) /15mm ) /樣本厚度 (mm ) 實施例1〜3 H寸四氣乙燃100旲耳%予以乳化聚合之聚合物,作爲 原料P T F E粉末(粒徑平均粒徑5 7 〇 # m )。將所得原料 PTFE粉末藉由供給機引入加料漏斗。接著,將前述pTFE 粉末藉由適宜乾燥空氣予以補助同時供給於具有旋轉翼之 拉伸處理槽(槽内徑1 60mm 0 )來進行拉伸處理。粉碎 能力爲10〜15kg/小時。此時供與原料粉末之能量加以算 出,結果則如表1所記載。 拉伸處理槽之下面一部份成爲篩孔(mesll ),僅將比 一定尺寸更小者自拉伸處理槽放出。將此以標準分級筛( sieve )處理,而將5 // m以下之粉體予以除去。 相對於所得PTFE纖維狀粉末1 〇重量份,分散劑( 東邦化學工業公司製,Nonal 206) 〇·25重量份,水 1 0 0 0重量份予以混合成爲紙料。將前述紙料在圓網型製 紙機下製紙。製紙速度爲分。接著,乾燥(150°C, 1 〇分),煅燒(3 8 0 °C,1 0分),獲得各自厚度〇. 4 9〜 0.52mm 之 PTFE 製紙。 所得P T F E製紙之表面平滑性,透氣度,襯墊性及拉 伸強度’係如表1所示。在任一之紙中亦具有適度透氣性 -23· (20) 1299044 ,可獲得表面平滑之物。又任一之紙在裁斷時於端部並不 會產生開線,可發揮良好之凝集力。 表1 實施例 1 實施例 2 實施例 3 製造條件 能量(kcal/kg) 37 52 70 纖維狀 粉末 平均纖維長(mm) 0.4 1.5 2.5 平均形態係數 11 40 68 峰値面積比率(%) 90.9 92.3 93.1 比表面積(m2/g) 5.83 6.38 6.69 PTFE製紙 製紙厚度(mm) 0.49 0.52 0.5 1 表面平滑性(// m) 7 5 7 透氣度 (sec/cm 0 · 3 0 OmL) 9.5 7.0 6.5 襯墊性 92 105 1 10 拉伸強度(MPa) 1.2 1 .5 1.6 比較例1〜3 以表2記載温度之熱風將原料p T F e粉末供給於拉伸 處理槽’除了予以拉伸處理以外,得到與實施例1同樣 PTFE纖維狀粉末。所得PTFE纖維狀粉末,各自具有表2 所記載之平均纖維長,平均形態係數,峰値面積比率及比 表面積。 -24- (21) 1299044 接著,與實施例1同樣製紙,得到各自厚度 0.47〜0.51mm之PTFE製紙。所得PTFE製紙之表面平滑 性’透氣度,襯墊性,及拉伸強度,係如表2所示。在比 較例1所得P T F E製紙透氣性顯著變差,完全不適於濾器 用途。又在任一之PTFE製紙中與裁斷時會產生開線,可 確認切斷部分之尺寸保特性差。 表2 比較例 1 比較例 2 比較例 3 製造條件 能量爲(kcal/kg) 8 102 95 熱風温度(°C ) 55 82 80 纖維狀 粉末 平均纖維長(mm) 0.2 5.5 5.2 平均形態係數 4 171 145 峰値面積比率(%) 85.0 ※1 ※1 比表面積(m2/g) 3.0 7.1 7.0 P T F E製紙 製紙厚度(mm) 0.47 0.50 0.5 1 表面平滑性(// m) 11 21 23 透氣度 (sec/cm 0 · 3 OOmL) 14.5 4.5 5.5 襯墊性 75 84 89 拉伸強度(MPa) 0.5 ※2 0.9 % 1峰値位置完全在更低溫處偏移,造成解折疊完全 完成。 -25- (22) 1299044 ※2測定途中被溶解而無法測定 實施例4 在濕式製紙時相對於PTFE纖維狀粉末8重量份’除 了添加芳族聚醯胺紙漿(東麗公司製,Kevlar紙漿)2重 量份以外,其他與實施例1相同之操作可得到混合抄製紙 。測定自室温至250 °C之線熱膨脹係數時,爲0.5 ppm,可 確認優異熱尺寸安定性。 産業上之利用可能性 依照本發明,可獲得具有均勻的物性分布,凝集性’ 表面平滑性,均壓性,通氣性,粉塵捕集性,電特性,機 械特性優異之PTFE抄製紙。又,依照本發明,可有效率 地獲得平均纖維長1〇〇〜5000 // m,平均形態係數5以上之 PTFE纖維狀粉末。 【圖式簡單說明】 第1圖,係將PTFE粉末以差式掃瞄型熱量計分析所 得熔融吸熱曲線之例,及將此熔融吸熱曲線予以峰値分離 所得二條峰値曲線。 -26-