(57)【要約】【課題】フッ素樹脂メンブレンの支持体等に適した、小さな網目および強度を有する、ＰＴＦＥ網状体およびその効率的な製造方法を提供する。【解決手段】自由状態で網目が開いているＰＴＦＥ網状体。当該網状体は、ＰＴＦＥスプリットヤーンを加圧および加熱することによって、製造できる。【選択図】　　　図１
2004100133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自由状態で網目が開いているポリテトラフルオロエチレン網状体。
【請求項２】
網状体を構成する繊維の平均繊維径が５０〜３０００μｍである、請求項１に記載の網状体。
【請求項３】
網目の平均面積が１〜２５ｍｍ２である、請求項１または２に記載の網状体。
【請求項４】
ポリテトラフルオロエチレンのスプリットフィルムを、網目が開いた状態で加圧および加熱することにより得られる、請求項１に記載の網状体。
【請求項５】
ポリテトラフルオロエチレンのスプリットフィルムを、ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度まで加熱することにより得られる、請求項４に記載の網状体。
【請求項６】
ポリテトラフルオロエチレンが半焼成ポリテトラフルオロエチレンである請求項１記載の網状体。
【請求項７】
ポリテトラフルオロエチレンのスプリットフィルムを、網目が開いた状態で加圧および加熱する、請求項１に記載の網状体の製造方法。
【請求項８】
ポリテトラフルオロエチレンのスプリットフィルムを、ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度まで加熱する、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
請求項１から６のいずれかに記載の網状体をスペーサとして用いた、真空式断熱用構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ）網状体、その製造方法及びそれを用いた真空式断熱用構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和装置や液体濾過装置等に用いられるフィルタ濾材として、薄いフッ素樹脂延伸膜（以下、フッ素樹脂メンブレン）で構成されたフィルタ濾材が知られている。フッ素樹脂は、耐薬品性、撥水性等に優れるため、当該フィルタ濾材は、耐酸性が要求されるクリーンルーム等、特殊な環境下でも使用でき、他の材質のフィルタ濾材に比べ広い分野で利用可能である。
【０００３】
フッ素樹脂メンブレンは、そのままの状態では膜厚みが薄い（通常、およそ５０〜１５０μｍ）ため、流体圧がかかる通気時においては強度が不十分である。したがって、フィルタ濾材として用いる場合は、通常、支持部材に貼付または挟持することによって、取り扱い性、強度等を改善している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
フッ素樹脂メンブレンの支持部材としては、特に耐薬品性、耐熱性、撥水性、および低摩擦性に優れるＰＴＦＥの網状体が好ましい。
【０００５】
しかし、ＰＴＦＥは高温でも熱融解しないため、その成形は難しい。特に、フッ素樹脂メンブレンの支持部材に適する、小さな網目と強度を有する、ＰＴＦＥ網状体の製造は極めて困難である。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、小さな網目と強度を有する、ＰＴＦＥ網状体およびその効率的な製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
スプリットされたＰＴＦＥフィルム（以下、ＰＴＦＥのスプリットフィルム、または単にスプリットフィルムと称する場合がある）は微細な網目を有するが、外力を与えない状態（自由状態）では網目（孔）が閉じた形態を保持しようとする。したがって、網目が開いた状態を維持するには、フィルムの両端をそれぞれ外側方向に引っ張って保持するなど、常に外力を与えておく必要がある。このため、このスプリットフィルムをフッ素樹脂メンブレンの支持部材に用いることはできない。
【０００８】
しかし、本発明者らは、意外にも、このスプリットフィルムを加圧および加熱することにより、自由状態でも網目が開いた状態を保つように加工できることを見出した。
【０００９】
すなわち、本発明は、
（１）自由状態で網目が開いているポリテトラフルオロエチレン網状体；
（２）網状体を構成する繊維の平均繊維径が０．２〜２ｍｍである、上記（１）に記載の網状体；
（３）網目の平均面積が２〜９ｍｍ２である、上記（１）または（２）に記載の網状体；
（４）ポリテトラフルオロエチレンのスプリットフィルムを、網目が開いた状態で加圧および加熱することにより得られる、上記（１）に記載の網状体；
（５）ポリテトラフルオロエチレンのスプリットフィルムを、ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度まで加熱することにより得られる、上記（４）に記載の網状体；
（６）ポリテトラフルオロエチレンが半焼成ポリテトラフルオロエチレンである上記（１）記載の網状体；
（７）ポリテトラフルオロエチレンのスプリットフィルムを、網目が開いた状態で加圧および加熱する、上記（１）に記載の網状体の製造方法；
（８）ポリテトラフルオロエチレンのスプリットフィルムを、ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度まで加熱する、上記（７）に記載の製造方法；
（９）上記（１）から（６）のいずれかに記載の網状体をスペーサとして用いた、真空式断熱用構造体；
等を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のＰＴＦＥ網状体を説明する。
本発明のＰＴＦＥ網状体は、自由状態でその網目が開いている。
【００１１】
当該網状体の材料であるＰＴＦＥとしては、半焼成ＰＴＦＥ、および焼成ＰＴＦＥが挙げられる。なかでも、後述する製造上の利点から、半焼成ＰＴＦＥが好ましい。半焼成ＰＴＦＥとは、示差走査熱量分析（ＤＳＣ；Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）において、未焼成ＰＴＦＥの吸熱（６１５°Ｋ付近の吸熱）と焼成ＰＴＦＥの吸熱（６００°Ｋ付近の吸熱）の両方を表すものをいう。ＤＳＣは市販のＤＳＣ装置によって行うことができる。
【００１２】
当該網状体が有する網目の大きさは、流体の通過性の観点からは大きいほうが好ましく、当該網状体の強度の観点からは小さいほうが好ましい。網目の大きさを、網目の平均面積で表すと、この平均面積は、通常１〜２５ｍｍ２、好ましくは１〜１０ｍｍ２、更に好ましくは０．５〜５ｍｍ２である。当該網状体が有する網目の面積は必ずしも均一である必要はないが、網目の７５％以上が、通常１〜２５ｍｍ２、好ましくは１〜１０ｍｍ２、更に好ましくは０．５〜５ｍｍ２の範囲内であることが好ましい。網目の大きさは、大蔵省印刷局政策のきょう雑物測定図表に準じて、求められる。
【００１３】
当該網状体が有する網目の形状は、特に限定されない。当該形状は、通常、円形〜略多角形である。また、１つの網状体は、様々な形状の網目を有していてもよい。
【００１４】
本発明の網状体を構成するＰＴＦＥ繊維の直径は、当該網状体の強度の観点からは大きいほうが好ましいが、製造上の利点からは小さいほうが好ましい。本発明の網状体を構成するＰＴＦＥ繊維の直径は、通常５０〜３０００μｍ、好ましくは１００〜１０００μｍ、更に好ましくは２００〜１０００μｍである。繊維の直径は、必ずしも均一である必要はないが、通常９０％以上が５０〜３０００μｍの範囲内に、好ましくは９５％以上が１００〜１０００μｍの範囲内に、更に好ましくは９５％以上が２００〜１０００μｍの範囲内に分布する。繊維の直径の測定は、無作為に選択した複数の点で行う。測定点の数は、得られた平均値を代表値として用いるのに十分に設定する。
【００１５】
本発明の網状体は、自由状態でその網目が開いている。このため、当該網状体は、気体または液体などの流体を、ほとんど妨げることなく通過させることができる。また、本発明の網状体の材質はＰＴＦＥであるため、本発明の網状体は、耐薬品性、耐熱性、撥水性、および低摩擦性に優れている。また、本発明の網状体は、小さな多数の網目を有しているので、フッ素樹脂メンブレンの支持部材としての使用等に適している。
【００１６】
この網状体は、多数の孔を有し、通気性が高い。この性質を利用して、例えば、フッ素樹脂メンブレンからなるフィルタ濾材の両側を狭持するように配置することで、フィルタ濾材の通気性を損なうことなくフィルタ濾材の機械的強度を向上させる支持部材として好適に用いることができる。
【００１７】
次に、本発明の真空式断熱用構造体について説明する。
本発明の真空式断熱用構造体は、網状体からなり、スペーサとして用いられる。具体的には、この真空式断熱用構造体は、例えば、極低温の熱環境を維持、生成するための装置、機器等においてその内側部分と外側部分とを仕切る対向する２つの部材の間に形成された真空のスペース内に配置されて使用される。
【００１８】
この種の装置等では、一般に、スペースを形成する２つの部材の間のスペースを一定に保つためのスペーサが用いられるが、このようなスペーサは、極低温環境の維持等を達成すべく、低温脆性に優れていること、温度変化に伴う部材間の変位に追従可能であること、オフガスを放出せず高真空状態を維持可能であること等が求められている。
【００１９】
そこで、本発明の真空式断熱用構造体を当該スペース内に配置してスペーサとして用いた場合、ＰＴＦＥの持つ低温度特性、低摩擦性、オフガスを放出しない等の性質によって優れた効果を奏することができる。具体的には、本発明の真空式断熱用構造体によれば、低温脆性に優れ、また、温度変化によって真空部分を形成する２つの部材の間で変位が生じてもＰＴＦＥの低摩擦性によって破壊されるおそれが殆どない。さらに、本発明の真空式断熱用構造体は、ＰＴＦＥを材質としていることから、オフガスを放出することがなく、スペース内の真空状態を維持することができる。
【００２０】
ついで、本発明のＰＴＦＥ網状体の製造方法を説明する。
本発明のＰＴＦＥ網状体の製造方法は、
（１）ＰＴＦＥフィルムをスプリットして、ＰＴＦＥのスプリットフィルムを作成する工程、および、
（２）当該スプリットフィルムを、網目が開いた状態で加圧および加熱する工程、
を含む。
【００２１】
ＰＴＦＥフィルムとしては、半焼成体または焼成体を用いることができる。後の加圧および加熱により、網目が開いた状態に維持するためには、半焼成体が好ましい。
【００２２】
ＰＴＦＥフィルムの半焼成体は、例えば、乳化重合法で得られたＰＴＦＥ微粉末をペースト成形して得られたＰＴＦＥフィルム、または懸濁重合法で得られたＰＴＦＥ粉末を圧縮成形して得られたＰＴＦＥフィルムを、ＰＴＦＥ焼成体の融点（約３２７℃）とＰＴＦＥ未焼成体の融点（約３３７℃〜約３４７℃）との間の温度で熱処理することによって得られる。
【００２３】
ＰＴＦＥ焼成体は、ＰＴＦＥ未焼成体またはＰＴＦＥ半焼成体を、ＰＴＦＥ未焼成体の融点以上の温度で熱処理することにより得られる。
ＰＴＦＥフィルムの厚さは、後で行われる延伸の際の安定性から、５〜３００μｍが好ましく、５〜１５０μｍがさらに好ましい。ＰＴＦＥフィルムの形状は特に限定されるものではなく、例えば、フィルム状、テープ状、シート状、またはリボン状のものを用いることができる。
【００２４】
＜スプリットフィルムの作成＞
このようなＰＴＦＥフィルムをスプリットして、スプリットフィルムを得る。好適には、スプリットの前に、ＰＴＦＥフィルムを一軸延伸する。このことにより、繊維が生じやすくなる。
【００２５】
ＰＴＦＥフィルムの一軸延伸は、例えば、ＰＴＦＥフィルムを、約２５０〜３２０℃の温度に加熱された、回転速度の異なる２つのロール間を通すことにより行われる。延伸倍率は、ＰＴＦＥフィルムの焼成の程度によって適宜変更することが好ましく、ＰＴＦＥ半焼成体では、少なくとも６倍（好ましくは１０倍）以上、ＰＴＦＥ焼成体では、少なくとも３倍（好ましくは３．５倍）以上である。また、微細な繊維構造を有するスプリットフィルムを得るためには、なるべく高倍率で延伸するのが好ましく、ＰＴＦＥ焼成体では１０倍程度、ＰＴＦＥ半焼成体では３０倍程度まで延伸可能である。
【００２６】
ＰＴＦＥフィルムのスプリットは、例えば、高速回転する少なくとも１対の針刃ロールの間に、ＰＴＦＥフィルムの一軸延伸物を通過させ、スプリットさせることにより行われる。ＰＴＦＥフィルムのスプリットに用いられる装置としては、特開昭５８−１８０６２１号公報に示されるものを用いることができるが、好ましくは、図２に示すような装置を用いることができる。
【００２７】
この装置は、一対の針刃ロール３１，３２と、送り手段及び引き取り手段（共に図示せず）とを備えている。針刃ロール３１，３２は、それぞれの外周面に針刃３４，３５が植針されている。送り手段は、ＰＴＦＥフィルム３０の一軸延伸物を針刃ロール３１，３２に送るための手段である。引き取り手段は、針刃ロール３１，３２の間を通過したＰＴＦＥフィルムを引き取るための手段である。
【００２８】
この装置では、送り手段によりＰＴＦＥフィルムを、針刃ロール３１，３２の間に通すと、ＰＴＦＥフィルムは、針刃ロール３１，３２が回転することで針刃３４，３５によってスプリットされ、スプリットＰＴＦＥフィルムは、針刃ロール３１，３２の間から引き取られる。
【００２９】
＜スプリットフィルムの加圧および加熱＞
上記のようにして得られたスプリットフィルムを、網目が開いた状態で加圧および加熱する。
【００３０】
加圧および加熱の間、スプリットフィルムを網目が開いた状態に維持するには、例えば、そのスプリット方向の垂直方向の両端を逆方向に引っ張った状態で、金属ベルト等に固定すればよい。
【００３１】
加圧の圧力は、高圧である必要はなく、例えば、上記のような金属ベルト状のスプリットフィルムを、回転可能な圧接ロールの下を通過させることで、必要な加圧が達成される。
【００３２】
加熱の温度は、原料のＰＴＦＥの融点以上の温度である。したがって、具体的には、焼成ＰＴＦＥフィルムを用いた場合、約３２７℃以上であり、半焼成ＰＴＦＥフィルムを用いた場合、約３５０℃以上である。
【００３３】
必ずしもスプリットフィルム全体がこの温度に達する必要はなく、その一部が融点に達していなくても、本発明の網状体を得ることができる。
加熱は、具体的には、例えば、上記圧接ロールの表面温度を原料のＰＴＦＥの融点以上の温度にしておくことによって行うことができる。ＰＴＦＥの分解を少なくするため、この温度が高い場合には、加熱時間を短くすることが好ましい。
【００３４】
これにより、スプリットフィルムの性質が変化し、自由状態でも網目形状を有するようになる。また、このように圧力を加えることで、厚みが一定になる、平滑になる、等の利益も生じる。
【００３５】
かくして得られた網状体は、フッ素樹脂メンブレンの支持体等に適した、小さな網目と強度を有する。
この方法によれば、効率的に本発明の網状体を得ることができる。
【００３６】
【実施例】
実施例１
半焼成ＰＴＦＥフィルムを図２に示す装置を用いてスプリットし、スプリットフィルムを得た。
【００３７】
ついで、得られたスリットフィルムを、網目孔が開いた状態で、金属ベルト上に固定し、ピンチロール温度３４０℃、速度１ｍ／分の条件で、金属ベルトに接触したピンチロール（直径３５０ｍｍ）の下を通過させることにより、押圧しながら加熱処理を行い、本発明の網状体を得た。当該網状体の写真を図１に示す。図の幅の原寸は５０ｍｍである。
【００３８】
当該網状体は、自由状態で網目が開いており、網目の平均面積は、４．６ｍｍ２であった。また、網状体を構成する繊維の直径は、２．２ｍｍであった。測定は、１０ｃｍ２の範囲で行い、直径の測定は無作為に選択した２０個所の加算平均で行った。また、当該網状体は、フッ素樹脂メンブレンの支持体に好適に使用可能な強度を有していた。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の網状体は、自由状態でその網目が開いている。このため、当該網状体は、気体または液体などの流体を、ほとんど妨げることなく通過させることができる。また、本発明の網状体の材質はＰＴＦＥであるため、本発明の網状体は、耐薬品性、耐熱性、撥水性、および低摩擦性に優れている。また、本発明の網状体は、小さな多数の網目を有しているので、フッ素樹脂メンブレンの支持部材としての使用等に適している。また、本発明の製造方法によれば、当該網状体を効率的に製造することができる。また、本発明の網状体を用いた真空式断熱構造体は、極低温用途での断熱に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の網状体を示す図。
【図２】ＰＴＦＥフィルムをスプリットするための装置を示す縦断面図。
【図１】
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【図２】
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