(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多孔質膜と支持体との積層体が巻き取られたシートロールであって、
前記多孔質膜が、未焼成のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜であり、
前記多孔質膜の気孔率が、５０％以上８０％以下であり、
前記多孔質膜の長手方向の伸びが２００％以下、かつ長手方向の強度が２０Ｎ／ｍｍ2以上８０Ｎ／ｍｍ2以下であり、
前記多孔質膜の幅方向の伸びが１０００％以上、かつ幅方向の強度が１Ｎ／ｍｍ2以下であるシートロール。
【請求項２】
ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜と支持体との積層体が巻き取られたテープロールであって、
前記多孔質膜が、未焼成のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜であり、
前記多孔質膜の気孔率が、５０％以上８０％以下であり、
前記多孔質膜の長手方向の伸びが２００％以下、かつ長手方向の強度が２０Ｎ／ｍｍ2以上８０Ｎ／ｍｍ2以下であり、
前記多孔質膜の幅方向の伸びが１０００％以上、かつ幅方向の強度が１Ｎ／ｍｍ2以下であるテープロール。
【請求項３】
前記支持体の材質が、樹脂および／または紙である請求項２に記載のテープロール。
【請求項４】
前記支持体が、ポリエステルフィルムである請求項２に記載のテープロール。
【請求項５】
前記多孔質膜の厚さが、１０μｍ以上８０μｍ以下である請求項２〜４のいずれかに記載のテープロール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜を巻き取ったシートロールおよびテープロールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＴＦＥ多孔質膜は、耐熱性、耐薬品性、潤滑性、低摩擦性、電気絶縁性、柔軟性、通気性等の種々の特性に優れており、例えば、濾過膜、通気材、電池用隔膜、電気絶縁材料、人工血管、ケーブル結束材等の広範な分野において利用されている。
【０００３】
ＰＴＦＥ多孔質膜の製造方法としては、延伸法が一般的である（例えば、特許文献１および２参照）。延伸法は、ＰＴＦＥ粉末と液状潤滑剤の混和物をフィルム状に成形し、次いでこのフィルムを延伸して多孔質化するものであり、延伸後には、必要に応じてＰＴＦＥの融点以上の温度で焼成して多孔質膜の強度向上を図ることもある。
【０００４】
延伸法で製造されたＰＴＦＥ多孔質膜は、最終的には、芯材に巻き取られ、シートロールの形態となり、使用態様に照らして、所定の幅に裁断されて出荷されることが多い。
【特許文献１】特公昭４２−１３５６０号公報
【特許文献２】特公昭５１−１８９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＴＦＥ多孔質膜は、柔軟性に富んだ材料であるため、芯材に巻き取る際にシート張力が一定せず、巻き取りが困難になることがあった。また、シートロールを所定の幅に裁断してテープロールとする場合に、巻き取ったＰＴＦＥ多孔質膜がクッションのように働いて裁断がスムーズに行えない場合があった。さらに、巻き取ったＰＴＦＥ多孔質膜のテープが解けて最終製品の型崩れが起きる場合もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、製造時の巻取りが容易で、かつ裁断も容易なＰＴＦＥ多孔質膜のシートロールを提供することを目的とする。本発明はまた、型崩れが起こりにくいＰＴＦＥ多孔質膜のテープロールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のシートロールは、ＰＴＦＥ多孔質膜と支持体との積層体が巻き取られたシートロールである。
【０００８】
本発明のテープロールは、ＰＴＦＥ多孔質膜と支持体との積層体が巻き取られたテープロールである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のシートロールは、製造時の巻取りが容易で、かつ裁断も容易である。また、本発明のテープロールは、型崩れが起こりにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明において用いられるＰＴＦＥ多孔質膜は、通常、延伸法によって製造されるものである。延伸法以外の方法により得られる長尺のＰＴＦＥ多孔質膜を用いることもできる。
【００１１】
延伸法の具体的な一例を示すと、まず、ＰＴＦＥファインパウダーに液状潤滑剤を加えたペースト状の混和物を予備成形する。ＰＴＦＥファンパウダーは、ペースト押出しの容易さから、ＰＴＦＥ原料として好適である。液状潤滑剤は、ＰＴＦＥファインパウダーの表面を濡らすことができ、抽出や加熱により除去できるものであれば特に制限されず、例えば、流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイルなどの炭化水素を使用することができる。液状潤滑剤の添加量は、ＰＴＦＥファインパウダー１００重量部に対して５〜５０重量部程度が適当である。上記予備成形は、液状潤滑剤が絞り出されない程度の圧力で行う。
【００１２】
次に、この予備成形体を、好ましくはペースト押出しして、成形体とする。成形体の形状は、延伸できる形状であれば特に制限されず、例えば、テープ、シート、チューブなどであってよい。成形体の寸法は、後述の延伸によって、ＰＴＦＥ多孔質膜が所望の厚みとなるような寸法とするのがよい。また、成形体とした段階で、常法により適宜液状潤滑剤を除去するとよい。
【００１３】
この成形体を少なくとも一軸方向に延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を得る。延伸倍率は、特に規定されるものではないが、延伸ムラや延伸時の破断などを考慮すると、面積延伸倍率（一軸方向の延伸倍率とそれに垂直方向の延伸倍率の積算）は、５０〜９００倍が好ましい。延伸温度も特に規定されるものではなく、一般に、ＰＴＦＥの融点（３２７℃）未満（通常１５０〜３００℃）である。
【００１４】
強度の向上、寸法安定性の向上等を図りたい場合には、ＰＴＦＥ多孔質膜を、ＰＴＦＥの融点以上の温度（通常、３３０〜５００℃）で、通常６０秒以下加熱して、焼成を行う。延伸温度をＰＴＦＥの融点以上の温度に設定して、延伸しながら焼成してもよい。
【００１５】
本発明において、ＰＴＦＥ多孔質膜の厚さは、用途および使用形態に応じて適宜選択すればよく、例えば、１０μｍ以上８０μｍ以下である。
【００１６】
本発明において、ＰＴＦＥ多孔質膜の気孔率は、用途および使用形態に応じて適宜決定すればよいが、通常は、５０％以上８０％以下が好ましく、６０％以上８０％以下がより好ましく、６５％以上７５％以下が特に好ましい。
【００１７】
本発明において、ＰＴＦＥ多孔質膜は、焼成品であっても未焼成品であってもよい。
【００１８】
ＰＴＦＥ多孔質膜の好ましい一例としては、未焼成のＰＴＦＥ多孔質膜であって、気孔率が、５０％以上８０％以下であり、長手方向の伸びが２００％以下、かつ長手方向の強度が２０Ｎ／ｍｍ2以上８０Ｎ／ｍｍ2以下であり、幅方向の伸びが１０００％以上、かつ幅方向の強度が１Ｎ／ｍｍ2以下であるＰＴＦＥ多孔質膜が挙げられる。このＰＴＦＥ多孔質膜は、２枚のＰＴＦＥ多孔質膜を重ね合わせたときにお互いが接着しあう自己癒着性を有する。この自己癒着性を有するＰＴＦＥ多孔質膜を用いたテープは、ケーブル、特に、携帯電話、ノート型パソコン、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、医療用器具等のヒンジ部等の配線材に用いられる極細同軸ケーブルの結束に用いる結束テープとして有用であり、当該結束テープは、巻き直し作業が容易で仮止め目的にも使用可能なものである。この自己癒着性を有するＰＴＦＥ多孔質膜の好ましい特性としては、未焼成のＰＴＦＥ多孔質膜であって、気孔率が、６５％以上７５％以下であり、長手方向の伸びが１００％以上２００％以下、かつ長手方向の強度が４０Ｎ／ｍｍ2以上８０Ｎ／ｍｍ2以下であり、幅方向の伸びが１０００％以上６５００％以下、かつ幅方向の強度が０．１Ｎ／ｍｍ2以上１．０Ｎ／ｍｍ2以下である。なお、強度および伸びは、後述の実施例においてその詳細を記載する引張り試験により求められるものである。
【００１９】
自己癒着性を有するＰＴＦＥ多孔質膜を用いたテープロールおよびシートロールにおいては、意図しないＰＴＦＥ多孔質膜間の接着が起こる場合がある。しかし、この自己癒着性を有するＰＴＦＥ多孔質膜を本発明のテープロールおよびシートロールに用いた場合には、ＰＴＦＥ多孔質膜が支持体に支持されながら各層に分離されているために、意図しないＰＴＦＥ多孔質膜間の接着が起こりにくく、ハンドリング性に優れたテープロールおよびシートロールとなる。
【００２０】
自己癒着性を有するＰＴＦＥ多孔質膜は、上述の延伸を、通常、２４０〜３００℃、好ましくは２７０〜２９０℃の温度で、通常５〜１５倍、好ましくは６〜１０倍の倍率で一軸延伸（縦延伸）して行って得ることができる。
【００２１】
本発明においては、ＰＴＦＥ多孔質膜と支持体との積層体を使用する。この支持体は、ＰＴＦＥ多孔質膜を支持するものであり、具体的には、ＰＴＦＥ多孔質膜の過度の変形が防止されるように、ＰＴＦＥ多孔質膜を支持する役割を有する。よって、支持体として、ロール化可能な柔軟性、シートロール裁断時にシートロールに適度な硬さを付与できる硬度、およびロールの巻き取りを容易にし、シートロールの型崩れを抑制できる強度と弾性を有する材料を、何ら制限なく用いることができる。
【００２２】
支持体の材質としては、樹脂および／または紙が好ましい。従って、支持体としては、樹脂フィルム、紙、および紙の少なくとも片面に樹脂をコートした複合フィルムを好適に用いることができる。樹脂フィルムの例としては、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム等が挙げられる。紙の例としては、アート紙、コート紙などが挙げられる。複合フィルムの例としては、紙に、上記樹脂フィルムの樹脂成分がコートされたものが挙げられる。支持体として、特に好ましくは、適度な強度があり、厚さの精度が高く、ＰＴＦＥ多孔質膜の剥離性が高いことから、ポリエステルフィルムである。
【００２３】
ポリエステルフィルムを構成するポリエステルは、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−シクロヘキサンジメタノール等から選ばれる少なくとも１種のポリオール（特にジオール）と、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸等から選ばれる少なくとも１種の多価カルボン酸（特にジカルボン酸）とを縮合（共縮合）して得られる構造を有するものであり、具体例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等が挙げられる。中でも、ＰＥＴが、コスト、強度、厚み精度のいずれにおいても優れているため、特に好ましい。
【００２４】
支持体の厚さとしては、２５ｍ以上５０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以上３８μｍ以下がより好ましい。
【００２５】
ＰＴＦＥ多孔質膜と支持体との積層体は、ＰＴＦＥ多孔質膜と支持体とを接着せず、単に重ね合わせたものでよい。すなわち、ＰＴＦＥ多孔質膜と支持体とが直接重なり合った積層体であってよい。積層方法として好ましくは、圧着であり、このときの圧力は０．１〜０．３ＭＰａが好ましい。
【００２６】
積層体の厚さとしては、３５μｍ以上１３０μｍ以下が好ましく、３５μｍ以上１１８μｍ以下がより好ましい。
【００２７】
シートロールおよびテープロールは、共に積層体を巻き取ってなるものであり、一般的には、シートロールが裁断されてテープロールが製造されるものであるが、本発明においては、これらをその幅によって区別するものする。つまり、幅が５０ｍｍを超えるものをシートロールとし、幅が５０ｍｍ以下のものをテープロールとする。テープロールの幅としては、実用的に好ましくは、１〜５０ｍｍである。
【００２８】
シートロールおよびテープロールに巻き取られた積層体において、ＰＴＦＥ多孔質膜および支持体のいずれが上面（ロールの最外周は上面である）に位置していてもよく、ＰＴＦＥ多孔質膜の保護の観点から、支持体が上面に位置することが好ましい。
【００２９】
シートロールおよびテープロールの大きさは、用途および使用態様に応じて適宜決定すればよい。シートロールおよびテープロールは、巻き取り作業の容易さおよび形態安定性の観点から、通常、芯材を有するが、芯材を有さない態様も可能である。芯材は公知のものを用いてよい。
【００３０】
図１に、本発明の一般的な態様のシートロールの側面図を模式的に示す。芯材２にＰＴＦＥ多孔質膜４と支持体（例えば、ポリエステルフィルム）５との積層体３が巻き取られて、シートロール１が構成されている。ＰＴＦＥ多孔質膜４を保護すべく、支持体５がシートロール１において上面（ロールの外周側）に位置している。使用の際には、図１のように、巻き出された積層体３の先端部より、ＰＴＦＥ多孔質膜４を支持体５から容易に剥離させることができる。なお、テープロールの側面図も図１と同様になる。
【００３１】
ＰＴＦＥ多孔質シートロールの製造は、典型的には、ＰＴＦＥファインパウダーと液状潤滑剤の混和物の予備成形工程、得られた予備成形体の成形工程、得られた成形体の延伸工程、ＰＴＦＥ多孔質膜の焼成工程（任意）、ＰＴＦＥ多孔質膜の巻き取り工程を含むが、本発明のシートロールは、巻き取り工程の前に、例えば、圧着ロール等を用いてＰＴＦＥ多孔質膜と支持体とを積層する工程を追加で行うことにより、製造することができる。そして、本発明のテープロールは、当該シートロールを、カッター、スリッター等により所定の幅に裁断することにより得ることができる。
【００３２】
ここで、ＰＴＦＥ多孔質膜が支持体と積層されることにより、巻き取り時に安定したシート張力を得ることができ、巻き取り工程の実施が容易になる。また、得られたシートロールは、裁断が容易となり、裁断時の不良品の発生率が低いものとなる。裁断されたテープロールは、テープの巻き取りが解けて起こる最終製品の型崩れが起こりにくいものであり、取り扱い性の良いものである。
【００３３】
支持体は、ＰＴＦＥ多孔質膜と支持体とが単に直接重なり合った積層体であってよいため、使用時に容易に除去することができ、本発明のシートロールおよびテープロールは、所定の長さをロールより巻き出して裁断し、適宜加工することによって、ＰＴＦＥ多孔質膜として濾過膜、通気材、電池用隔膜、電気絶縁材料、人工血管、ケーブル結束材等の各種用途において用いることができる。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に制限されるものではない。
【００３５】
実施例１
ＰＴＦＥファインパウダーを用い、ペースト押出しにより厚さ０．１５ｍｍのシートを作製した。このシートを、２８０℃で１０倍に縦延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を作製した。圧着ロールを用いて、この多孔質膜を、支持体として厚さ２５μｍのポリエステルフィルムと０．２ＭＰａの圧力で圧着して積層体を得、この積層体を外径８５ｍｍの芯材に巻き取って、ＰＴＦＥ多孔質膜の厚さが０．０３５ｍｍのシートロールを得た。巻き取り時の積層体の張力は一定しており、巻き取りが容易であった。また、このシートを幅２５ｍｍに裁断して、テープロールを得た。この際、裁断は容易であり、テープロールに型崩れは見られなかった。
【００３６】
実施例２
ＰＴＦＥファインパウダーを用い、ペースト押出しにより厚さ０．１５ｍｍのシートを作製した。このシートを、２８０℃で１０倍に縦延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を作製した。圧着ロールを用いて、この多孔質膜を、支持体として厚さ２５μｍのポリエステルフィルムと０．３ＭＰａの圧力で圧着して積層体を得、この積層体を外径８５ｍｍの芯材に巻き取って、ＰＴＦＥ多孔質膜の厚さが０．０２６ｍｍのシートロールを得た。巻き取り時の積層体の張力は一定しており、巻き取りが容易であった。また、このシートを幅２５ｍｍに裁断して、テープロールを得た。この際、裁断は容易であり、テープロールに型崩れは見られなかった。
【００３７】
比較例１
ＰＴＦＥファインパウダーを用い、ペースト押出しにより厚さ０．１５ｍｍのシートを作製した。このシートを、２８０℃で１０倍に縦延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を作製し、このＰＴＦＥ多孔質膜を外径８５ｍｍの芯材に巻き取り、シート厚が０．０８ｍｍのシートロールを得た。巻き取り時の積層体の張力は一定せず、適宜調整が必要であった。また、このシートを幅２５ｍｍに裁断して、テープロールを得た。綺麗に裁断されなかったもの、型崩れを起こしたものなど、約４０％の不良が出た。
【００３８】
実施例１および２で得たテープロールより巻き出したＰＴＦＥ多孔質膜の特性を以下に従い評価した。結果を表１に示す。実施例１および２で得たテープロールより巻き出したＰＴＦＥ多孔質膜は、自己癒着性を示した。
【００３９】
（１）気孔率
ＰＴＦＥ多孔質膜の気孔率は、ＰＴＦＥ多孔質膜の体積および重量からかさ密度を求め、ＰＴＦＥ樹脂の真密度を２．２８ｇ／ｃｍ3として、｛１−（重量［ｇ］／（厚さ［ｃｍ］×面積［ｃｍ2］×真密度［２．２８ｇ／ｃｍ3］））｝×１００（％）の式から求めた。
【００４０】
（２）自己癒着力
幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍの短冊状に切断したＰＴＦＥ多孔質膜の２枚の試料を、幅２５ｍｍ×長さ２５ｍｍだけ重ね合わせ、重さ２ｋｇのロールを用いて圧着した。一方の端部を固定し、もう一方の端部に重りを吊るし、プッシュ・プルゲージを介して引張り保持力を測定した。
【００４１】
（３）強度および伸び
幅２０ｍｍ×長さ１００ｍｍの短冊状に切断したＰＴＦＥ多孔質膜の試料を、引張測定器にチャック間距離１０ｍｍで固定し、速度２００ｍｍ／分で、試料が破断するまで引張った。強度および伸びは次式より求めた。
強度（Ｎ／ｍｍ2）＝破断時の応力（Ｎ）÷断面積（試料の厚さ×幅）（ｍｍ2）
伸び（％）＝破断時のチャック間距離÷初期チャック間距離×１００
【００４２】
【表１】
0005220489.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のシートロールおよびテープロールは、所定の長さをロールより繰り出して裁断し、適宜加工することによって、ＰＴＦＥ多孔質膜として濾過膜、通気材、電池用隔膜、電気絶縁材料、人工血管、ケーブル結束材等の各種用途において用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のシートロールの一般的な態様の側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  シートロール
２  芯材
３  積層体
４  ＰＴＦＥ多孔質膜
５  支持体
【図１】
0005220489.tif 000003