(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリテトラフルオロエチレンシートを延伸する延伸工程を含み、
前記延伸工程の前に
前記ポリテトラフルオロエチレンシートを下記製造方法により製造する工程を含み、
前記製造方法は、
ポリテトラフルオロエチレンファインパウダーおよび潤滑剤からなる予備成形体をリボン状に押出し成形することで得られたポリテトラフルオロエチレン押出し物を、押出し方向に圧延する圧延工程を含み、
（圧延後のポリテトラフルオロエチレンシートの幅）
／（圧延前のポリテトラフルオロエチレン押出し物の幅）
で定義される圧延前後の幅変化率を１．１以下とする、多孔質膜の製造方法。
【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」という）シートおよびその製造方法に関するものであり、さらに詳しくは、多孔質膜、シールテープ等として有用なＰＴＦＥシートおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＴＦＥシートは、多孔質膜、シールテープ、粘着テープの基材等として幅広く利用されている。このような各用途においては、ＰＴＦＥシートの持つ延伸性が利用されている。ＰＴＦＥシートは、以下のような手順で作製される。
【０００３】
まず、ＰＴＦＥファインパウダーと潤滑剤とを混合し、適当な圧力で成形して予備成形体を得る。次に、この予備成形体をオリフィスに通過させながら押し出し、棒状ないしリボン状に延伸されたＰＴＦＥ押出し物を得る。次に、このＰＴＦＥ押出し物を、押し出し方向に一段ないし多段の圧延ロールを用いて圧延し、シート状の成形物（ＰＴＦＥシート）を得る。
【０００４】
このように製造されたＰＴＦＥシートは高い延伸性を持っている。従って、このＰＴＦＥシートを任意の倍率に一軸または二軸延伸することにより、シールテープや多孔質膜をはじめとする様々な用途に用いることができる。この際、ＰＴＦＥシートのあらゆる軸方向に対する強度等の物性の分布を均一にすることは、ＰＴＦＥシートより得られる各種製品の物性を安定化させるのに有効である。
【０００５】
特公昭４２−１４１７８号公報には、あらゆる方向に対する伸び率を実質的に等しくしたＰＴＦＥ押出し物の製造方法が開示されている。この製造方法では、ＰＴＦＥ押出し物を得るダイスの形状によって、ＰＴＦＥ押出し物の物性を安定化させている。また、特開平１１−２１６７６０号公報には、シート面内における局所的な強度特性の不均一を低減したＰＴＦＥ押出し物とその製造方法が示されている。
【０００６】
これらの方法で製造されたＰＴＦＥ押出し物は、各方向に対する強度および伸び率が均一化されているが、そのままの状態では押出し方向の強度が低いため延伸工程を行うことができない。そこで、このＰＴＦＥ押出し物を、厚みが１ｍｍ以下になるように一段以上のロールを用いて圧延する必要がある。この圧延工程によって、ＰＴＦＥシートに押出し方向の小繊維の配向が適度に生じ、延伸に耐え得る強度が発生する。もし、圧延工程を経ないまま延伸工程を行うと、押出し方向の強度不足により、ＰＴＦＥシートが十分延伸されず破断してしまう。このように、圧延工程は、押出し工程と同様に、ＰＴＦＥシートの物性に大きな影響を及ぼす重要な工程である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示された方法で製造されたＰＴＦＥシートは、確かに、ＰＴＦＥ押出し物の段階において強度および伸び率が均一化されている。しかしながら、その後の圧延工程によって強度のバラツキが大きくなるという問題があった。強度にバラツキがあるＰＴＦＥシートは、延伸時に不均一な物性となり、甚だしくは十分な延伸がされず破断してしまう。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するために、圧延工程におけるＰＴＦＥシートの強度バラツキの発生を最小限に抑えて、物性の安定したＰＴＦＥシートを得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明者が鋭意検討したところ、ＰＴＦＥシートにシート幅方向の強度バラツキが生じるのは、圧延時のシート幅方向へのＰＴＦＥ樹脂の流動が原因であることが明らかとなった。すなわち、ＰＴＦＥ押出し物が圧延される際、押出し方向だけでなくシート幅方向へもＰＴＦＥ樹脂が流動してシート幅が押し広げられるが、このシート幅方向へのＰＴＦＥ樹脂の流動は何ら規制が加えられない不安定なものである。そのため、結果的にシート幅方向へのＰＴＦＥ樹脂の流動が不均一となり、シート幅方向において強度にバラツキが発生するのである。
【００１０】
このようなシート幅方向へのＰＴＦＥ樹脂の流動に伴う強度バラツキの発生を抑制するべく、本発明のＰＴＦＥシートの製造方法は、ＰＴＦＥおよび潤滑剤を含んだ予備成形体を押出し成形することで得られたＰＴＦＥ押出し物を、押出し方向に圧延する圧延工程を含むＰＴＦＥシートの製造方法において、
（圧延後のＰＴＦＥシートの幅）／（圧延前のＰＴＦＥ押出し物の幅）
で定義される圧延前後の幅変化率を１．１以下とすることを特徴とする。
【００１１】
上記の方法のように、圧延前後の幅変化率を１．１以下とすることにより、圧延時におけるＰＴＦＥ樹脂のシート幅方向への流動を最小限に抑えることができる。その結果、シート幅方向へのＰＴＦＥ樹脂の流動に起因する、シート幅方向における強度バラツキの発生が最小限に抑えられるので、シート幅方向に物性が安定したＰＴＦＥシートを得ることができる。また、ＰＴＦＥシートの物性が安定化されることにより、このＰＴＦＥシートから得られる製品の物性も安定化されることとなる。
【００１２】
また、シート幅方向へのＰＴＦＥ樹脂流動に伴う強度バラツキの発生を抑制するために、本発明のＰＴＦＥシートの製造方法として、ＰＴＦＥおよび潤滑剤を含んだ予備成形体を押出し成形することで得られたＰＴＦＥ押出し物を、押出し方向に圧延する圧延工程を含むＰＴＦＥシートの製造方法において、
（圧延前のＰＴＦＥ押出し物の厚み）／（圧延後のＰＴＦＥＥシートの厚み）
で定義される圧延前後の厚み変化率を１０以下とする方法を用いてもよい。
【００１３】
上記の方法のように、圧延前後の厚み変化率を１０以下とすることにより、圧延前後の幅変化率を低く抑えて、シート幅方向へのＰＴＦＥ樹脂の流動を小さくすることができる。その結果、圧延前後の幅変化率を１．１以下とする方法と同様に、シート幅方向において物性が安定したＰＴＦＥシートを得ることができ、このＰＴＦＥシートから得られる製品の物性も安定化されることとなる。
【００１４】
また、強度バラツキを示す指標としては、例えば、強度変動率が用いられる。強度変動率は、シート幅方向に複数点のサンプルを取り、それらの強度の測定値を用いて求められる。複数点の強度変動率は、ここでは、
[（強度の標準偏差）／（強度の平均値）]×１００
で定義される。
【００１５】
また、本発明のＰＴＦＥシートは、押出し成形されたＰＴＦＥ押出し物を圧延することにより製造されるＰＴＦＥシートであって、シート幅方向における強度変動率が１０％以下であることを特徴とする。
【００１６】
このような構成によれば、シート幅方向において強度バラツキが十分小さくなるため、ＰＴＦＥシートの物性が安定する。これにより、ＰＴＦＥシートから得られる製品の物性を安定化させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
本実施の形態におけるＰＴＦＥシートの製造方法では、まずＰＴＦＥ押出し物を作製する。具体的には、ＰＴＦＥファインパウダーと潤滑剤とを混合し、適当な圧力で成形して予備成形体を得、次に、この予備成形体をオリフィスに通過させながら押し出し、棒状ないしリボン状に延伸されたＰＴＦＥ押出し物を作製する。ＰＴＦＥ押出し物の形状については特に規定しないが、後の圧延工程において圧延前後の幅変化率を１．１以下とするためには、その断面は円形よりも矩形が好ましく、さらに、幅が厚みに対して５倍以上大きいリボン状とすることがより好ましい。
【００１９】
このように作製されたＰＴＦＥ押出し物を、潤滑剤を含んだ状態で一段ないし多段の圧延ロールを用いてシート状に圧延する。この圧延工程の様子を示す模式図が、図１および図２に示されている。
【００２０】
図１には、一段の圧延ロールを用いてＰＴＦＥ押出し物を圧延する一段圧延の様子が示されている。図１に示すように、断面が矩形である圧延前のＰＴＦＥ押出し物１は、軸方向が押出し方向と直交するように配置された一対の圧延ロール３により押出し方向に圧延されて、ＰＴＦＥシート２となる。図示されている圧延方向は、ＰＴＦＥ押出し物１の押出し方向と一致している。
【００２１】
また、図２には、二段の圧延ロールを用いてＰＴＦＥ押出し物を圧延する二段圧延の様子が示されている。図２に示すように、断面が矩形である圧延前のＰＴＦＥ押出し物１１は、まず、軸方向が押出し方向と直交するように配置された一段目の圧延ロール１４により押出し方向に圧延されて、一段目の圧延が終了した状態のＰＴＦＥ押出し物１２となる。図示されている圧延方向は、ＰＴＦＥ押出し物１１の押出し方向と一致している。さらに、このＰＴＦＥ押出し物１２は、軸方向が押出し方向と直交し、且つ一段目の圧延ロール１４よりも圧延方向下流側に配置された二段目の圧延ロール１５により圧延されて、ＰＴＦＥシート１３となる。
【００２２】
本実施の形態においては、圧延前後の幅変化率を１．１以下としている。なお、圧延前後の幅変化率は、
（圧延後のＰＴＦＥシートの幅）／（圧延前のＰＴＦＥ押出し物の幅）
で定義される。圧延前後の幅変化率をこのように制御することにより、圧延時におけるＰＴＦＥ樹脂のシート幅方向（圧延方向と直交する方向）への流動が最小限に抑えられる。このため、強度バラツキの発生を最小限に抑えて、強度の均一なＰＴＦＥシートを実現することができる。
【００２３】
また、本実施の形態では、圧延工程の際、圧延ロールのギャップ等を制御して、圧延前後の厚み変化率を１０以下とする。なお、圧延前後の厚み変化率は、
（圧延前のＰＴＦＥ押出し物の厚み）／（圧延後のＰＴＦＥＥシートの厚み）
で定義される。
【００２４】
圧延前後の厚み変化率が１０より大きい場合、ＰＴＦＥ樹脂がシート幅方向への流動を開始するため、圧延前後の幅変化率が大きくなってしまう。その結果、シート幅方向における強度バラツキが生じてしまう。そこで、本実施の形態のように、圧延前後の際の厚み変化率を１０以下に抑えることにより、幅変化率を低く抑えてＰＴＦＥ樹脂のシート幅方向への流動を抑制し、シート幅方向における強度特性を均一化することができる。
【００２５】
以上に説明した方法により得られたＰＴＦＥシートは、必要に応じて、潤滑剤の除去、焼結、延伸による多孔化等の工程が施される。これらの工程後も、ＰＴＦＥシートの強度特性は均一化されたものとなる。従って、本発明の方法にて製造されたＰＴＦＥシートから得られる製品の物性も安定化することとなる。なお、本実施の形態においては、強度バラツキを示す指標として、
[（強度の標準偏差）／（強度の平均値）]×１００
で定義される強度変動率を用いる。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。
【００２７】
（実施例１）
ＰＴＦＥファインパウダー（旭硝子製ＣＤ−１２３）１００重量部に対し潤滑剤として流動パラフィン２５重量部を混合し、この混合物を円柱状に予備成形した。この予備成形体を、フィッシュテール形ダイ（ＦＴダイ）によって押出し成形し、リボン状のＰＴＦＥ押出し物を得た。このＰＴＦＥ押出し物は、幅が８０ｍｍ、厚みが２．４ｍｍであった。
【００２８】
以上のようなＰＴＦＥ押出し物を、一対の金属製の圧延ロール（直径４００ｍｍ）により押出し方向に圧延し、すなわち図１に示すような一段圧延により、ＰＴＦＥシートを得た。
【００２９】
本実施例においては、圧延ロールのギャップを０.３５ｍｍとし、ロール回転速度２ｍ／分で圧延を行った。圧延後のＰＴＦＥシートの厚みはギャップより若干回復し、０．４ｍｍとなった。また、圧延後のシート幅は８２ｍｍであった。表１に示すように、本実施例においては、圧延前後の厚み変化率は６であり、幅変化率は１．０３であった。
【００３０】
次に、以上のように圧延されたＰＴＦＥシートを、収縮しないように金属枠に固定して１２０℃の乾燥機中に１５分間放置し、潤滑剤を除去した。このようにして得られたＰＴＦＥシートを、シート幅方向に１０等分し（一方から順に横位置１〜１０とする。）、横位置１〜１０それぞれのサンプルについて、押出し方向および幅方向の強度を測定した。測定された強度、強度の平均値、強度の標準偏差、および強度の変動率は、表２および表３に示されている。なお、強度測定のサンプルは、幅が５ｍｍ、長さが３０ｍｍであった。また、強度測定には引張試験機（島津製作所製オートグラフＡＧ−１）を用い、サンプルの長さ方向に引張力を加えて、破断までの最大強度を単位面積あたりに換算することにより強度を測定した。
【００３１】
(実施例２)
実施例２の圧延工程では、圧延ロールのギャップを０．２ｍｍとした他は、実施例１の圧延工程と同様にしてＰＴＦＥ押出し物を圧延した。また、用いたＰＴＦＥ押出し物も、実施例１と同様に作製されたものである。本実施例においては、圧延後のＰＴＦＥシートの厚みは０．２４ｍｍとなった。また、圧延後のシート幅は８５ｍｍであった。表１に示すように、本実施例においては、圧延前後の厚み変化率は１０であり、幅変化率は１．０６であった。
【００３２】
さらに、本実施例においても実施例１と同様にして強度の測定を行った。測定された強度、強度の平均値、強度の標準偏差、および強度の変動率は、表２および表３に示されている。
【００３３】
（比較例）
比較例の圧延工程では、圧延ロールのギャップを０．１５ｍｍとした他は、実施例１と同様にしてＰＴＦＥ押出し物を圧延した。また、用いたＰＴＦＥ押出し物も、実施例１と同様に作製されたものである。圧延後のＰＴＦＥシートの厚みは０．１８ｍｍとなった。また、圧延後のシート幅は９０ｍｍであった。表１に示すように、比較例においては、圧延前後の厚み変化率は１３．３であり、幅変化率は１．１３であった。
【００３４】
さらに、比較例においても実施例１と同様にして強度の測定を行った。測定された強度、強度の平均値、強度の標準偏差、および強度の変動率は、表２および表３に示されている。
【００３５】
【表１】
0004817276.tif 000002
【００３６】
【表２】
0004817276.tif 000003
【００３７】
【表３】
0004817276.tif 000004
【００３８】
上記結果より、比較例のように圧延前後の厚み変化率が１０より大きく、幅変化率が１．１を超える場合、押出し方向強度および幅方向強度共に変動率が１０％を超えており、シート幅方向における強度バラツキが大きくなっている。これに対して、実施例１や実施例２のように、厚み変化率が１０以下で、幅変化率が１．１以下の場合、押出し方向強度および幅方向強度共に変動率が１０％以下となり、シート幅方向における強度が均一化されている。
【００３９】
このように、圧延前後の厚み変化率と幅変化率とを適切に制御することにより、ＰＴＦＥシートの強度を均一化できることが確認された。従って、実施例１または実施例２に示した方法で製造されたＰＴＦＥシートから得られる製品の物性も安定化することとなる。
【００４０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、圧延工程におけるＰＴＦＥシートの強度バラツキの発生を最小限に抑えて、物性の安定したＰＴＦＥシートを提供できる。さらに、ＰＴＦＥシートの物性が安定化することにより、ＰＴＦＥシートから得られる製品の物性も安定化することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のＰＴＦＥシートの製造方法の一実施形態において、一段の圧延ロールを用いてＰＴＦＥ押出し物を圧延する様子を示す模式図である。
【図２】  本発明のＰＴＦＥシートの製造方法の一実施形態において、二段の圧延ロールを用いてＰＴＦＥ押出し物を圧延する様子を示す模式図である。
【符号の説明】
１，１１    圧延前のＰＴＦＥ押出し物
２，１３    圧延後のＰＴＦＥシート
３，１４，１５    圧延ロール
１２    一段圧延後のＰＴＦＥ押出し物
【図１】
0004817276.tif 000005
【図２】
0004817276.tif 000006