高强度小孔径的聚四氟乙烯多孔膜制造技术

本发明专利技术的问题在于，提供一种小孔径且膜厚薄、高气孔率，并且具有高强度的聚四氟乙烯多孔膜及其制造方法。所述聚四氟乙烯多孔膜的特征在于，基于JIS K3832的异丙醇下的泡点为400kPa以上，并且基于JIS K6251的拉伸强度为50MPa以上。50MPa以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高强度小孔径的聚四氟乙烯多孔膜


[0001]本专利技术涉及一种小孔径且膜厚薄、高气孔率，并且具有高强度的聚四氟乙烯多孔膜及其制造方法。

技术介绍

[0002]聚四氟乙烯(PTFE)由于其优异的耐热性、耐化学品性、疏水性、耐候性以及低介电常数，因此用于各种领域。PTFE通过拉伸而容易多孔化，因此迄今为止专利技术了具有各种特性的许多PTFE多孔膜及其制法。
[0003]PTFE多孔膜的通气性高，并且具有高疏水性，因此用于具有防水通气性的服装、作为汽车零件的内压调整的排气过滤器(vent filter)、通信设备的防水通音膜等用途。
[0004]防水性能以耐水压试验的数值表示，例如，对在100m防水的便携式电话等中使用的膜要求1MPa的耐水压，但就具有1MPa的耐水压的膜而言，其孔径需要为几十纳米以下。
[0005]此外，防水通音膜不得对经由膜的通话声音等信号造成衰减、变换，为了防止由多孔膜自身的固有的振动导致的信号的衰减、附带音的附加，要求孔径(最大孔径)小、膜厚薄，并且气孔率高，即，要求面密度(每单位面积的膜的重量)小。面密度根据气孔率和膜厚求出，例如，若膜厚30μm，气孔率70％，则面密度约为20g/m2。在防水通音的用途中，该面密度为10g/m2以下，优选为几g/m2，此外，也要求高强度。
[0006]作为防尘用途，可用于空气清净机用或吸尘器用的过滤器、垃圾焚烧炉用等的集尘用袋式过滤器、用于半导体制造的洁净室用空气过滤器等。
[0007]此外，根据PTFE的纯粹性，即几乎无溶出物，因此正在代替以往的超滤膜(ultrafiltration membrane)，用作超纯水制造用的最终过滤器。
[0008]此外，耐化学品性也优异，因此也用于腐蚀性液体、有机溶剂、或半导体制造用途中的电路基板的刻蚀液等的过滤用途；以及刻蚀液中的有价物的回收等用途。
[0009]在半导体制造用途中，近年来，电路的集成度逐渐升高，若在刻蚀液中存在纳米级的微粒，则微粒会残留于集成电路的布线上，成为使制造上的成品率降低的原因，因此要求能去除刻蚀液中的纳米级微粒的、具有纳米级孔径的PTFE多孔膜，但难以得到不减少透过量、膜厚薄，并且具有能耐受过滤压力、过滤操作的强度的具有纳米级孔径的PTFE多孔膜。
[0010]通常，PTFE多孔膜大多通过以下的工序制造。
[0011]1.将PTFE与烃系溶剂混合。
[0012]2.增大料筒截面积/出口截面积之比(RR)，通过挤出成型对PTFE施加剪切(剪断力)使其纤维化，并且得到片状或珠状的挤出物。
[0013]3.通过辊等对所得到的挤出物进行适当压延而制成片状后，将烃系溶剂干燥。
[0014]4.将所得到的片状物在高温下在纵向和横向上拉伸后，在PTFE的熔点以上的温度以上(347℃以上)进行烧成，得到PTFE多孔膜。
[0015]然而，在这样通常的方法中，难以得到小孔径的PTFE多孔膜，因此在专利文献1中，将PTFE分散液浇铸于铝箔上，使其干燥，制作以PTFE为主体的无孔质氟树脂膜，将该氟树脂
膜与市售的具有小孔径的PTFE多孔膜层叠后，利用酸等将该铝箔溶解而去除，进一步将其以低倍率拉伸，制成具有小孔径的PTFE多孔膜一体化而成的过滤器，用于半导体用途。
[0016]此外，在专利文献2中，在PTFE分散液中浸渍聚酰亚胺膜而形成PTFE涂布膜，反复进行干燥/烧成工序得到了PTFE膜后，从聚酰亚胺膜上剥离该PTFE膜，将该剥离下来的PTFE膜在TD方向(横向)、MD方向(纵向)上依次拉伸，制成没有信号的衰减、变换，薄、面密度小的PTFE膜，用于防水通音膜用途。
[0017]在专利文献3中，在PTFE多孔膜的制造工序中，将对拉伸前的膜的单面进行加热而在该膜的厚度方向形成了温度梯度的半烧成膜，在长尺寸方向和宽度方向上依次拉伸并热固定，由此制作在厚度方向上平均孔径连续减少，加热面的平均孔径为0.05μm～10μm的、具有非对称结构的、用于气体和液体等的精密过滤的过滤效率高的拉伸膜。
[0018]然而，在专利文献1的去除铝箔工序中的利用酸的溶解、从专利文献2的聚酰亚胺膜剥离PTFE膜并不容易，也会产生PTFE膜的破损等。此外，专利文献3也需要复杂的工序。这些以往公知的技术虽然在限定的用途中具有效果，但在其他用途中存在膜的面密度变高、或膜强度不足等问题，难以得到小孔径且膜厚薄、具有高气孔率、高强度的全部特性的PTFE多孔膜。
[0019]现有技术文献
[0020]专利文献
[0021]专利文献1：国际公开第2013/084858号公报
[0022]专利文献2：日本特许第6178034号公报
[0023]专利文献3：日本特许第4850814号公报
[0024]专利文献4：国际公开第2007/119829号公报

技术实现思路

[0025]专利技术所要解决的问题
[0026]本专利技术的技术问题在于，提供一种小孔径且膜厚薄、高气孔率，并且具有高强度的新型的聚四氟乙烯多孔膜，并且提供一种该聚四氟乙烯多孔膜的制造方法。
[0027]用于解决问题的方案
[0028]本专利技术提供一种聚四氟乙烯多孔膜，其基于JIS K3832的异丙醇(IPA)下的泡点为400kPa以上，并且基于JIS K6251的拉伸强度为50MPa以上。
[0029]此外，本专利技术提供一种聚四氟乙烯多孔膜，其使用差示扫描量热仪，以10℃/分钟的速度升温至400℃时，360～385℃下的聚四氟乙烯多孔膜的晶体熔化热为5.0J/g以上。
[0030]需要说明的是，在本申请中晶体熔化热使用差示扫描量热仪，在某温度范围内引出基线来计测。例如在本项目中，对300～360℃或360℃～385℃下的晶体熔化热(J/g)进行计测。
[0031]本专利技术的优选方案为如下聚四氟乙烯多孔膜，使用差示扫描量热仪，
[0032]以10℃/分钟的速度第一次升温(1st.RUN)至400℃，
[0033]以10℃/分钟的速度冷却至200℃，
[0034]以10℃/分钟的速度第二次升温(2nd.RUN)至400℃而得到DSC曲线，使用该DSC曲线求出的、第二次升温(2nd.RUN)的300～360℃下的聚四氟乙烯多孔膜的晶体熔化热(J/g)
(H4)为20J/g以下。
[0035]本专利技术的优选方案为如下聚四氟乙烯多孔膜，其中，下式[数式1]所示的多孔膜的烧成度(S)为0.9以上。
[0036][数式1][0037]烧成度(S)＝(H1
‑
H3)/(H1
‑
H4)
[0038]H1：使用差示扫描量热仪，以10℃/分钟的速度升温至400℃时的300～360℃下的、无300℃以上的加热历史的聚四氟乙烯的晶体熔化热(J/g)；
[0039]H3：所述第一次升温(1st.RUN)的300～360℃下的聚四氟乙烯多孔膜的晶体熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种聚四氟乙烯多孔膜，其基于JIS K3832的异丙醇下的泡点为400kPa以上，并且基于JIS K6251的拉伸强度为50MPa以上。2.一种聚四氟乙烯多孔膜，其使用差示扫描量热仪，以10℃/分钟的速度升温至400℃时，360～385℃下的聚四氟乙烯多孔膜的晶体熔化热为5.0J/g以上。3.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯多孔膜，其中，使用差示扫描量热仪，以10℃/分钟的速度升温至400℃时，360～385℃下的聚四氟乙烯多孔膜的晶体熔化热为5.0J/g以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的聚四氟乙烯多孔膜，其中，使用差示扫描量热仪，以10℃/分钟的速度第一次升温(1st.RUN)至400℃，以10℃/分钟的速度冷却至200℃，以10℃/分钟的速度第二次升温(2nd.RUN)至400℃而得到DSC曲线，使用该DSC曲线求出的、第二次升温(2nd.RUN)的300～360℃下的聚四氟乙烯多孔膜的晶体熔化热H4为20J/g以下，单位J/g。5.根据权利要求1～4中任一项所述的聚四氟乙烯多孔膜，其中，下述式所示的多孔膜的烧成度(S)为0.9以上，[数式1]烧成度(S)＝(H1
‑
H3)/(H1
‑
H4)H1：使用差示扫描量热仪，以10℃/分钟的速度升温至400℃时的300～360℃下的、无300℃以上的加热历史的聚四氟乙烯的晶体熔化热，单位J/g；H3：所述第一次升温(1st.RUN)的300～360℃下的聚四氟乙烯多孔膜的晶体熔化热，单位J/g；H4：如上所述。6.根据权利要求1～5中任一项所述的聚四氟乙烯多孔膜，其中，气孔率为70％以上。7.根据权利要求1～6中任一项所述的聚四氟乙烯多孔膜，其中，多孔膜的膜厚为30μm以下。8.根据权利要求1～7中任一项所述的聚四氟乙烯多孔膜，其中，聚四氟乙烯多孔膜的制造中所使用的聚四氟乙烯是标准比重为2.15以下且满足下述式的聚四氟乙烯，[数式2]H1
‑
H2≥12H1：如上所述；H2：成型物...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫前宏平，岛谷俊一，小锅一雄，三浦拳，
申请(专利权)人：科慕，
类型：发明
国别省市：