(57)【要約】【課題】製造方法が簡単化になり生産速度が良くなり、且つフィルムでの微細穴の分布と穴径と隙間率とが均一になり、エア透過性と湿気透過性とが高くなり、防水効果が向上する。【解決手段】テトラフルオルエチレンの圧延シートである仕掛品を基本原料とし、前記仕掛品が原料入れロールから引き入れてローラを経由して引張り工程に入り、なお、引張り工程は仕掛品を第一引張りロールから第四引張りロールに輸送する工程であり、引張り工程中には第一加熱装置により加熱し、これを仮定形工程とし、引張り工程後に仕掛品が第二加熱装置に輸送され、これを定形工程とし、最後に、完成品が巻取りロールに巻き取られることを特徴とする単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法。【選択図】図１
2007106816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テトラフルオルエチレンの圧延シートである仕掛品を基本原料とし、前記仕掛品が原料入れロールから引き入れてローラを経由して引張り工程に入り、なお、引張り工程は仕掛品を第一引張りロールから第四引張りロールに輸送する工程であり、引張り工程中には第一加熱装置により加熱し、これを仮定形工程とし、引張り工程後に仕掛品が第二加熱装置に輸送され、これを定形工程とし、最後に、完成品が巻取りロールに巻き取られることを特徴とする、単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法。
【請求項２】
引張り工程は第一段階引張りと第二段階引張りとを含み、仕掛品が第一引張りロールと第二引張りロールとの間に輸送されることを第一段階引張りとし、仕掛品が第三引張りロールと第四引張りロールとの間に輸送されることを第二段階引張りとし、且つ第二段階引張りの過程中または前には仮定形工程を実施してもいいことを特徴とする、請求項１に記載の単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法。
【請求項３】
第一段階引張りと仮定形と第二段階引張りとを含み、総伸び比率が6〜12倍であり、第一段階引張りが長手方向の引張りを実施し、第二段階引張りは、引張りの過程中または前に仮定形工程の加熱と、幅方向の引張りとを実施し、且つ第二段階引張りの伸び量が第一段階引張りよりも大きく、前記仮定形工程は、加熱温度が80〜150℃に制御され、過熱時間が3〜5秒に制御される引張り工程と、
加熱温度が300〜400℃に制御され、過熱時間が10秒に制御される定形工程と、
巻取り工程とを含む単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法において、
仕掛品であるテトラフルオルエチレン・フィルム（厚さ0.10〜0.15mm、幅160〜300mm、比重0.8〜1.3g/cm3、表面に微細な穴なし）はコロナ放電処理を実施したものであり、
完成品は、単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムであり、その厚さが必要によって0.03〜0.06mmに制御され、幅が1600mmであり、隙間率が80〜85％であり、JIS L-1092テスト法で得られた耐水圧度が9000MM-H2O以上であり、JIS
L-1099A1テスト法で得られた水滲み度が9995〜11713g/M2*24hrsであることを特徴とする、
単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法。
【請求項４】
第一段階引張りの伸び量と、第一段階引張りの前の伸び量との伸び比率は1.5倍であり、第二段階引張りの伸び量と、第一段階引張りの伸び量との伸び比率は4〜8倍であることを特徴とする、請求項３に記載の単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法。
【請求項５】
水滲み度のテスト法はASTM  E-96を採用してもよく、ASTM  E-96テスト法で得られたデータは13045〜15445g/M2*24hrsであることを特徴とする、請求項３に記載の単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法。
【請求項６】
耐水圧度と水滲み度とのテスト法は他の知られたテスト法を採用してもいいことを特徴とする、請求項３又は５に記載の単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法に係り、特に、製造方法が簡単化になり生産速度が良くなり、且つフィルムでの微細穴の分布と穴径と隙間率とが均一になり、エア透過性と湿気透過性とが高くなり、防水効果が向上する単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
良く知られたテフロン（登録商標）は、樹脂であり、化学学名がテトラフルオルエチレンであり、四フッ化エチレン（C2F4）を重合して形成されたものであり、炭素とフッ素とから構成され水素が含まないので、酸素と反応しなく、だから、耐熱性と耐低温性と耐食性と不粘着性と低摩擦係数と自己潤滑性となどの特性を有し、また、テフロン（登録商標）は他の物質と溶合し難いので、良く採用される材料の一つになっている。
【０００３】
テトラフルオルエチレンは上記特性を有するので、ある業者はテトラフルオルエチレンを多孔質なシートまたはフィルムに加工して、織物または非織物に積層して、濾過材料または他の用途の材料として使用し、例えば米国特許第5234739号、米国特許第6080472号、米国特許第5750242号、台湾特許第538164号、台湾特許第592783号が提案された。
【０００４】
だから、加工処理されたテトラフルオルエチレンは、工業と民生用品とに広汎に応用され、その製造プロセスが使用しようとする分野によって異なり、例えば米国特許第6702971号、第6852223号、第5098625号、第6228477号、第6410084号、第6676993号、第6854603号、第4096227号が提案された。
【０００５】
上記特許から明らかなように、テトラフルオルエチレンのシートまたはフィルムは全て多孔質なものである。これらのシートまたはフィルムは微細穴の分布と穴径との均一性が一定範囲内に制御されることが出来なかった。
【特許文献１】米国特許第5234739号、米国特許第6080472号、米国特許第5750242号、台湾特許第538164号、台湾特許第592783号
【特許文献１】米国特許第6702971号、第6852223号、第5098625号、第6228477号、第6410084号、第6676993号、第6854603号、第4096227号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これは次のような欠点がある。
（イ）これらのシートまたはフィルムは微細穴の分布と穴径との均一性が一定範囲内に制御することが出来なかった。
【０００７】
（ロ）微細穴の分布と穴径との均一性が一定範囲内に制御するために、生産設備を増設することが必要になり、生産コストが向上する問題があった。
【０００８】
（ハ）上記生産プロセスは極めて複雑であり、生産プロセスの管理が不適切であると不良品が大量に発生し、且つ品質管理がやり難いので、生産性が良くなかった。
【０００９】
本発明の主な目的は、品質管理が容易になり、生産性が良くなり、歩留率が低減になり、生産コストが低減になる単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法を提供する。
【００１０】
本発明の次の目的は、シート又はフィルムでの微細穴の分布と穴径との均一性が一定範囲内に制御することができるようになる単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法を提供する。
【００１１】
本発明のもう一つ目的は、エア透過性と湿気透過性とが高くなり、防水効果が向上する単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するためになされた本願の発明は、テトラフルオルエチレンの圧延シートである仕掛品を基本原料とし、前記仕掛品が原料入れロールから引き入れてローラを経由して引張り工程に入り、なお、引張り工程は仕掛品を第一引張りロールから第四引張りロールに輸送する工程であり、引張り工程中には第一加熱装置により加熱し、これを仮定形工程とし、引張り工程後に仕掛品が第二加熱装置に輸送され、これを定形工程とし、最後に、完成品が巻取りロールに巻き取られることを特徴とする単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法であることを要旨としている。
【００１３】
本願の発明では、引張り工程は第一段階引張りと第二段階引張りとを含み、仕掛品が第一引張りロールと第二引張りロールとの間に輸送されることを第一段階引張りとし、仕掛品が第三引張りロールと第四引張りロールとの間に輸送されることを第二段階引張りとし、且つ第二段階引張りの過程中または前には仮定形工程を実施してもいいことを特徴とする請求項１に記載の単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法であることを要旨としている。
【００１４】
本願の発明では、第一段階引張りと仮定形と第二段階引張りとを含み、総伸び比率が6〜12倍であり、第一段階引張りが長手方向の引張りを実施し、第二段階引張りは、引張りの過程中または前に仮定形工程の加熱と、幅方向の引張りとを実施し、且つ第二段階引張りの伸び量が第一段階引張りよりも大きく、前記仮定形工程は、加熱温度が80〜150℃に制御され、過熱時間が3〜5秒に制御される引張り工程と、加熱温度が300〜400℃に制御され、過熱時間が10秒に制御される定形工程と、巻取り工程とを含む単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法において、仕掛品であるテトラフルオルエチレン・フィルム（厚さ0.10〜0.15mm、幅160〜300
mm、比重0.8〜1.3g/cm3、表面に微細な穴なし）はコロナ放電処理を実施したものであり、完成品は、単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムであり、その厚さが必要によって0.03〜0.06mmに制御され、幅が1600mmであり、隙間率が80〜85％であり、JIS L-1092テスト法で得られた耐水圧度が9000MM-H2O以上であり、JIS
L-1099A1テスト法で得られた水滲み度が9995〜11713g/M2*24hrsであることを特徴とする単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法であることを要旨としている。
【００１５】
本願の発明では、第一段階引張りの伸び量と、第一段階引張りの前の伸び量との伸び比率は1.5倍であり、第二段階引張りの伸び量と、第一段階引張りの伸び量との伸び比率は4〜8倍であることを特徴とする請求項３に記載の単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法であることを要旨としている。
【００１６】
本願の発明では、水滲み度のテスト法はASTM  E-96を採用してもよく、ASTM  E-96テスト法で得られたデータは13045〜15445g/M2*24hrsであることを特徴とする請求項３に記載の単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法であることを要旨としている。
【００１７】
本願の発明では、耐水圧度と水滲み度とのテスト法は他の知られたテスト法を採用してもいいことを特徴とする請求項３又は５に記載の単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法であることを要旨としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法によれば、次のような効果がある。
（イ）品質管理が容易になり、生産性が良くなり、歩留率が低減になり、生産コストが低減になる。
【００１９】
（ロ）シート又はフィルムでの微細穴の分布と穴径との均一性が一定範囲内に制御することができるようになる。
【００２０】
（ハ）エア透過性と湿気透過性とが高くなり、防水効果が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２２】
まず、テフロン（登録商標）の二軸引張りフィルムの特性について分析する。テフロン（登録商標）は超高分子量のテトラフルオルエチレンを主要な原料とし、特殊な加工処理によって二軸引張りフィルムを作製し、このフィルムを高倍率電子顕微鏡で観察すると、繊維とノードとが極めて鮮明であり、異なる温度と伸び率とで処理されたものの繊維とノードとが異なり、より大きい倍率の引張りは、存在する繊維を引張ることではなく、存在する繊維と繊維との間にあるノードはもっと繊細な繊維に分裂し又はもっと小さいノードになることであり、上記分裂によりフィルムがミクロン・クラス又はナノ・クラスの繊維を持つフィルムになり、これらのフィルムは各分野の製品や部材に応用している。
【００２３】
本発明の重点は引張り過程と温度制御とにあり、本発明によれば、品質管理が容易になり、生産性が良くなり、歩留率が低減になり、生産コストが低減になり、シート又はフィルムでの微細穴の分布と穴径との均一性が一定範囲内に制御することができるようになり、且つエア透過性と湿気透過性とが高くなり、防水効果が向上する。
【００２４】
図１は本発明に係る生産プロセスを示すフローチャートであり、その生産プロセスは、仕掛品１０が引張りプロセス２０と定形３０とを経て完成品５０になり、完成品５０が巻き取られて出荷する。
【００２５】
図２は本発明に係る生産プロセスの実施例を示す概略図である。四フッ化エチレンの圧延シートである仕掛品１０を基本原料とし、前記仕掛品１０が原料入れロール１０′から引き入れてローラ１１′，１２′，１３′を経由して引張り工程２０に入り、なお、引張り工程２０は第一段階引張り２１と第二段階引張り２２と仮定形２３とを含み、仕掛品１０が第一引張りロール１４′と第二引張りロール１６′との間に輸送されることを第一段階引張り２１とし、第一段階引張り２１は、仕掛品１０が引き入れるときに、ローラ１１′，１２′，１３′と、第一引張りロール１４′と、第二引張りロール１６′との間の速度差を利用して、仕掛品１０であるテトラフルオルエチレンの圧延シートの供給量を調整すると共に、長手方向の引張り力を加えることであり、第一段階引張り２１の伸び量と、第一段階引張り２１の前の伸び量との伸び比率は1.5倍であり、また、仕掛品１０が第三引張りロール１７′と第四引張りロール１８′との間に輸送されることを第二段階引張り２２とし、且つ第二段階引張りの過程中または前には第一加熱装置１９′によって加熱する仮定形２３が実施され、加熱しながら実施した第二段階引張り２２の伸び量と、第一段階引張りの伸び量との伸び比率は4〜8倍であり、その伸び比率がより大きいので、仮定形２３の過程中または前には加熱することが必要であり、そうすると、第二段階引張り２２の伸び量が達成でき、且つフィルムの延性と展性とが向上され、引張り過程中にフィルムが断裂し又はフィルムでの微細穴の分布と穴径と隙間率とが不均一になることを防止でき、なお、第一段階引張り２１と第二段階引張り２２と仮定形２３との組合は引張り工程２０と称し、引張り工程２０の総伸び比率が6〜12倍であり、引張り工程２０の後に仕掛品１０が第二加熱装置２０′に輸送され、これを定形工程３０とし、定形工程３０は、第二加熱装置２０′で加熱を実施することにより、フィルムでの微細穴の分布と穴径と隙間率とが均一にされて定着し、そうすると、フィルムが帰って縮める現象を防止でき、最後に、完成品５０が巻取りロールに巻き取られて出荷する。
【００２６】
単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムの製造方法は、第一段階引張りと仮定形と第二段階引張りとを含み、総伸び比率が6〜12倍であり、第一段階引張りが長手方向の引張りを実施し、第二段階引張りは、引張りの過程中または前に仮定形工程の加熱と、幅方向の引張りとを実施し、且つ第二段階引張りの伸び量が第一段階引張りよりも大きく、前記仮定形工程は、加熱温度が80〜150℃に制御され、過熱時間が3〜5秒に制御される引張り工程と、
【００２７】
加熱温度が300〜400℃に制御され、過熱時間が10秒に制御される定形工程と、
【００２８】
巻取り工程とを含み、
【００２９】
仕掛品であるテトラフルオルエチレン・フィルム（厚さ0.10〜0.15mm、幅160〜300mm、比重0.8〜1.3g/cm3、表面に微細な穴なし）はコロナ放電処理を実施したものであり、
【００３０】
完成品は、単軸引張り微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムであり、その厚さが必要によって0.03〜0.06mmに制御され、幅が1600mmであり、隙間率が80〜85％であり、JIS L-1092テスト法で得られた耐水圧度が9000MM-H2O以上であり、JIS
L-1099A1テスト法で得られた水滲み度が9995〜11713g/M2*24hrsである。
【００３１】
図３は本発明の仕掛品１０の顕微写真であり、繊維の分布が見られ、且つ図４は、本発明の完成品５０の顕微写真であり、繊維とノードとの分布が鮮明に見られ、仕掛品１０との主な異なる点は、繊維とノードとの連結の間に発生した隙間率と穴径と穴分布との均一性と、繊維およびノードの分布の均一性とになる。
【００３２】
図５は本発明の仕掛品１０の溶融曲線を示すグラフであり、図面から明らかなように、50℃から350℃まで持続に加熱すると、344.89℃の吸熱ピークが得られ、図６は本発明の完成品５０の溶融曲線を示すグラフであり、図面から明らかなように、50℃から350℃まで持続に加熱すると、336.51℃の吸熱ピークが得られ、この吸熱ピークの数値と仕掛品１０の吸熱ピークの数値との差が極めて小さく、すなわち、本発明に係る製造方法により加工された完成品５０と仕掛品１０との溶融曲線の異なりが一定範囲内にあり、加工前後の吸熱ピークの数値はあまり変化しない。
【００３３】
また、図７に示すのは本発明の水滲み度をテストしたデータ表であり、JIS L-1099A1テスト法で得られた水滲み度が9995〜11713g/M2*24hrsであり、ASTM  E-96テスト法で得られたデータは13045〜15445g/M2*24hrsであり、これらは従来のフィルムの水滲み度よりも高いので、完成品は高水滲み度を持つ微多孔質テトラフルオルエチレン・フィルムであることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る生産プロセスを示すフローチャートである。
【図２】本発明に係る生産プロセスの実施例を示す概略図である。
【図３】本発明の仕掛品の顕微写真である。
【図４】本発明の完成品の顕微写真である。
【図５】本発明の仕掛品の溶融曲線を示すグラフである。
【図６】本発明の完成品の溶融曲線を示すグラフである。
【図７】本発明の水滲み度をテストしたデータ表である。
【符号の説明】
【００３５】
１０      仕掛品                  ２０      引張りプロセス
２１      第一段階引張り          ２２      第二段階引張り
２３      仮定形                  ３０      定形
４０      巻取り                  ５０      完成品
１０′    原料入れロール
１１′，１２′，１３′    ローラ
１４′    第一引張りロール        １５′    ローラ
１６′    第二引張りロール        １７′    第三引張りロール
１８′    第四引張りロール        １９′    第一加熱装置
２０′    第二加熱装置            ２１′    巻取りロール
【図１】
2007106816.tif 000003
【図２】
2007106816.tif 000004
【図３】
2007106816.tif 000005
【図４】
2007106816.tif 000006
【図５】
2007106816.tif 000007
【図６】
2007106816.tif 000008
【図７】
2007106816.tif 000009