伸長的各向異性小的聚四氟乙烯多孔膜及其制造方法技術

本發明專利技術提供一種聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜，其中，在將膜的面內的任意方向設為第一方向、將與第一方向正交的面內的方向設為第二方向時，在第一方向和第二方向上的拉伸試驗中，強度為20N/mm2以上，斷裂伸長率為200%以下，第二方向上的伸長率與第一方向上的伸長率之比為0.5~2.0。本發明專利技術的PTFE多孔膜因外力引起的伸長小，且伸長的各向異性小。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及具有層疊結構的聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜，更詳細而言，本專利技術涉及不易因外力而產生變形的PTFE多孔膜。
技術介紹
PTFE多孔膜通常通過將壓延后的PTFE片逐次或同時進行雙軸拉伸來制造。PTFE多孔膜具有無數細孔，能夠作為例如過濾膜、防水透音膜使用。但是，PTFE多孔膜具有容易因施加外力而伸長的性質。因此，PTFE多孔膜在過濾等用途中會因施加的壓力而變形，從而容易使膜上的細孔徑受到影響。在將PTFE多孔膜層疊到基材上的情況下，PTFE多孔膜也會因層疊時施加的張力而變形，從而使其細孔徑容易發生變化。細孔徑的變化可能會導致PTFE多孔膜的過濾特性和粒子捕獲性能的降低。對PTFE多孔膜施加較大的外力時，有時會導致細孔的破壞。可見，PTFE多孔膜容易因外力而伸長，尺寸穩定性低，因此，膜的特·性容易降低。專利文獻I和專利文獻2中公開了如下技術為了改善PTFE多孔膜的尺寸穩定性和強度，將PTFE多孔膜在拉伸之前或拉伸之后在PTFE的熔點以上的溫度下加熱。專利文獻3中公開了如下技術為了減少PTFE多孔膜的缺陷部，在將兩片以上的PTFE多孔膜層疊的狀態下進行拉伸。專利文獻3中指出，將預先拉伸后的多孔膜重疊而得到產品的方法使工序數增加或者在重疊時產生損傷，因此不適當(第0018段)。盡管與尺寸穩定性并無直接的關聯，專利文獻4中公開了如下技術為了改善PTFE多孔膜的表面平滑性等，對PTFE多孔膜進行壓縮。專利文獻5中公開了如下技術為了改善拉伸斷裂強度和拉伸強度，使金屬網等網狀固體結構物密合在PTFE多孔膜上并在300°C以上進行加熱。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開平3-174452號公報專利文獻2 :日本特表2000-513648號公報專利文獻3 :日本特開平7-292144號公報專利文獻4 :日本特開2002-275280號公報專利文獻5 ;日本特開平7-82399號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的問題即使使用如上所述的技術，也不能說PTFE多孔膜的尺寸穩定性的改善是充分的。對于PTFE多孔膜而言，因施加的外力的方向而引起的伸長率的差、即伸長的各向異性容易增大。這是因為，由于壓延后的拉伸前的片的狀態、拉伸的溫度和倍率等條件、拉伸的順序和拉伸裝置的特性而使多孔膜出現不易伸長的方向和容易伸長的方向。嘗試了通過控制拉伸條件來制作伸長的各向異性小的多孔膜，但整體的伸長率變大，多數情況下并不實用。本專利技術鑒于上述問題而完成，其目的在于提供由外力引起的伸長小且伸長的各向異性小的PTFE多孔膜。用于解決問題的手段S卩，本專利技術提供一種聚四氟乙烯多孔膜，其中，在將膜的面內的任意方向設為第一方向、將與所述第一方向正交的所述面內的方向設為第二方向時， 在所述第一方向和所述第二方向上的拉伸試驗中，強度為20N/mm2以上，斷裂伸長率為200%以下，所述第二方向上的所述伸長率與所述第一方向上的所述伸長率之比為O.5 2. O。其中，上述拉伸試驗以如下方式實施使用要測定的方向上的長度為5cm、與該方向垂直的方向的長度為Icm的樣品，在將該樣品由初始夾頭間距保持于2cm的一對夾頭保持的狀態下，以20cm/分鐘的速度將上述一對夾頭拉開。從另一觀點出發，本專利技術還提供一種聚四氟乙烯多孔膜的制造方法，其中，在將進行雙軸拉伸而多孔化后的至少兩片聚四氟乙烯多孔膜以使拉伸試驗中膜的斷裂伸長率最小的面內方向實質上彼此正交的方式層疊的狀態下加熱至聚四氟乙烯的結晶熔化溫度以上的溫度，同時進行加壓而一體化。專利技術效果本專利技術的PTFE多孔膜的強度為20N/mm2以上，伸長率為200%以下，因此，不易因外力而變形，而且伸長率的各向異性小。另外，本專利技術的PTFE多孔膜的制造方法中，將至少兩片PTFE多孔膜以使各膜的面內伸長率最小的方向彼此形成約90°的角度的方式層疊并一體化。因此，能夠得到伸長的各向異性小的PTFE多孔膜。附圖說明圖I是示意性地表示本專利技術的實施方式的PTFE多孔膜的截面的圖。圖2是示意性地表示本專利技術的另一實施方式的PTFE多孔膜的截面的圖。圖3是示意性地表示本專利技術的另一實施方式的PTFE多孔膜的截面的圖。圖4是示意性地表示本專利技術的另一實施方式的PTFE多孔膜的截面的圖。具體實施例方式本專利技術的PTFE多孔膜例如可以通過將進行雙軸拉伸而得到的至少兩片PTFE多孔膜層疊來制造。以下，為方便起見，將進行該層疊之前的單層的PTFE多孔膜記為“PTFE拉伸膜”。PTFE拉伸膜例如可以通過以下說明的方法來制作。首先，將PTFE樹脂與烴類成形助劑配合，將其擠出為片狀或圓筒狀后，壓延成預定的厚度并對其進行干燥，由此得到壓延后的PTFE片。擠出工序和壓延工序中，通過在3(Γ100 下、優選35 80°C下進行加熱，能夠容易地進行上述工序。擠出工序中，通常使配合有成形助劑的樹脂從擠出用的料筒通過相對于該料筒的直徑為1/1(Γ /100的節流閥，由此對樹脂施加剪切應力。PTFE拉伸膜的伸長率和強度在某種程度上由節流閥相對于料筒直徑的比率(節流比率)來決定。壓延工序中，利用軋輥或加壓機對PTFE片的尺寸進行調節。在使用軋輥進行壓延的情況下，例如，可以改變從軋輥通過而卷取時的張力或者可以不一次性地調節至預定厚度而是一點一點地改變軋輥間的間隙并用軋輥壓延多次等，由此對壓延后的PTFE片的寬度和厚度進行調節。PTFE片的干燥是為了將PTFE片中含有的成形助劑除去而進行的，通常通過加熱至100°C 300°C來進行。然后，在預定溫度下以預定倍率對壓延后的PTFE片進行雙軸拉伸，并進行煅燒工序，由此，得到多孔化的PTFE拉伸膜。雙軸拉伸可以通過同時雙軸拉伸來實施，也可以通過例如在進行長度方向上的拉伸(縱向拉伸)后再進行寬度方向上的拉伸(橫向拉伸)即逐 次雙軸拉伸來實施。這種情況下，縱向拉伸在例如10(T380°C的溫度和2 20倍的拉伸倍率下進行。橫向拉伸在例如3(T380°C的溫度和5 30倍的拉伸倍率下進行。PTFE拉伸膜中，膜的斷裂伸長率最小的面內方向由雙軸拉伸前的PTFE片的狀態、增大縱向拉伸和橫向拉伸中哪種拉伸的拉伸倍率等條件來決定。煅燒工序可以在實施縱向拉伸或橫向拉伸的同時進行，也可以在縱向拉伸和橫向拉伸結束后進行。煅燒通過將PTFE片加熱至PTFE的結晶熔化溫度以上的溫度即327°C以上來實施。煅燒的溫度優選為35(T400°C。煅燒的時間沒有特別限制，為了使PTFE成為后述的半煅燒狀態，在應用上述優選的煅燒溫度的情況下，優選將煅燒時間設定為1(Γ400秒鐘。煅燒工序優選以使經過該煅燒工序得到的PTFE拉伸膜成為半煅燒狀態的方式進行。PTFE在煅燒狀態下在差示掃描量熱(DSC)測定中在327±5°C的范圍出現結晶熔化所伴隨的吸熱峰。吸熱峰的位置通過該峰的頂點的位置來判斷。在PTFE為未煅燒狀態的情況下，DSC測定中的上述吸熱峰出現在溫度比上述范圍高的高溫側。在半煅燒狀態下，DSC測定中的上述吸熱峰分成兩個峰或者擴展成寬峰。基于DSC測定的上述吸熱峰的結晶熔化熱有隨著煅燒進行而減小的傾向。本說明書中，基于該結晶熔化熱來記載PTFE的半煅燒狀態。具體而言，如果升溫速度為10°C /分鐘的DSC測定中的結晶熔化熱為35 70J/g，則判斷其處于半煅燒狀態本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：島谷俊一，
申請(專利權)人：日東電工株式會社，
類型：
國別省市：