JP4846533B2 - Method for producing polytetrafluoroethylene porous body - Google Patents
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Description
本発明は、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a polytetrafluoroethylene porous body.
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔体の代表的な製品として、エアフィルタやバグフィルタに用いられるPTFE多孔質膜がある。 As a typical product of a polytetrafluoroethylene (PTFE) porous body, there is a PTFE porous film used for an air filter or a bag filter.
PTFEは、特殊な溶媒を除き、ほとんどの溶媒に溶解せず、その溶融粘度も、380℃において1010〜1011Pa・s(1011〜1012P)程度と高い。このため、PTFE成形体の製造に、一般的な熱可塑性樹脂の成形に用いられる各種の成形法(押出成形、射出成形など)を応用することが困難である。これらの成形法では、成形時の樹脂の溶融粘度は、通常、102〜103Pa・s程度である。 PTFE does not dissolve in most solvents except for special solvents, and its melt viscosity is as high as 10 10 to 10 11 Pa · s (10 11 to 10 12 P) at 380 ° C. For this reason, it is difficult to apply various molding methods (extrusion molding, injection molding, etc.) used for molding a general thermoplastic resin to manufacture a PTFE molded body. In these molding methods, the melt viscosity of the resin during molding is usually about 10 2 to 10 3 Pa · s.
PTFE多孔質膜は、下記特許文献1に開示されているように、ペースト押出法と呼ばれる方法によって製造するのが一般的である。ペースト押出法では、PTFEファインパウダーにオイルなどの有機溶媒を成形助剤として加えてロッド状に成形した後、ロッド状成形体を押出機によりペースト押出してシート状成形体を作る。成形助剤が揮散しないうちにこれをロールで圧延する。圧延されたシート状成形体は、乾燥、二軸延伸、焼成などの工程を行うことにより、PTFE多孔質膜となる。 The PTFE porous membrane is generally produced by a method called paste extrusion method as disclosed in Patent Document 1 below. In the paste extrusion method, an organic solvent such as oil is added as a forming aid to PTFE fine powder to form a rod shape, and then the rod-shaped molded body is paste-extruded by an extruder to form a sheet-shaped molded body. This is rolled with a roll before the forming aid is volatilized. The rolled sheet-like molded body becomes a PTFE porous film by performing steps such as drying, biaxial stretching, and firing.
しかしながら、上記ペースト押出法は、ファインパウダーと成形助剤とを馴染ませるため、ロッド状成形体を押出機にかける前に長時間(例えば十数時間)の熟成が不可欠であり、このことが、生産性向上の妨げとなっている。さらに、成形助剤として有機溶媒を使用するので環境面で問題がある。こうした事情を受けて、今日、有機溶媒を使用せず、かつ生産性に優れる製造方法の開発が急務となっている。 However, in the above paste extrusion method, the fine powder and the molding aid are blended with each other. Therefore, aging for a long time (for example, a dozen hours) is indispensable before applying the rod-shaped molded body to the extruder. This hinders productivity improvement. Furthermore, since an organic solvent is used as a molding aid, there is an environmental problem. Under such circumstances, today, there is an urgent need to develop a production method that does not use an organic solvent and is excellent in productivity.
有力候補として、PTFEの水性分散液を出発原料として用い、PTFE多孔体を製造する方法が考えられる。例えば、キャスト法と呼ばれる方法は、PTFE粒子の水性分散液を金属板などの支持体上に塗布し、塗膜を乾燥および焼成した後に、支持体から剥離して、PTFEシートを得る方法として知られているが、生産性やコスト面でペースト押出法に劣るので、工業的には普及していない。
上記の問題に鑑み、本発明は、PTFEの水性分散液を出発原料に用い、生産性に優れ、低コスト化が期待できる、PTFE多孔体の製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for producing a porous PTFE body, which uses an aqueous dispersion of PTFE as a starting material, is excellent in productivity, and can be expected to reduce costs.
すなわち、本発明は、
(i)ポリテトラフルオロエチレン粒子と、界面活性剤と、発泡剤と、分散媒である水とを含むポリテトラフルオロエチレン粒子の分散液に、ポリテトラフルオロエチレン粒子が互いに接近または接触する力を加えることにより、水、界面活性剤および発泡剤を内包する、ポリテトラフルオロエチレン粒子の凝集物を得る工程と、
(ii)凝集物を成形する工程と、
(iii)凝集物からなる成形体に含まれる水の量を低減させる工程と、
を含む、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法を提供する。
That is, the present invention
(i) The force of the polytetrafluoroethylene particles approaching or coming into contact with each other in a dispersion of polytetrafluoroethylene particles containing polytetrafluoroethylene particles, a surfactant, a foaming agent, and water as a dispersion medium. Adding an agglomerate of polytetrafluoroethylene particles encapsulating water, a surfactant and a foaming agent,
(ii) forming an aggregate;
(iii) a step of reducing the amount of water contained in the formed body of aggregates;
The manufacturing method of the polytetrafluoroethylene porous body containing this is provided.
他の側面において、本発明は、
(i)ポリテトラフルオロエチレン粒子と、界面活性剤と、分散媒である水とを含むポリテトラフルオロエチレン粒子の分散液に、ポリテトラフルオロエチレン粒子が互いに接近または接触する力を加えることにより、水および界面活性剤を内包する、ポリテトラフルオロエチレン粒子の凝集物を得る工程と、
(ii)凝集物をロッド状に成形するサブ工程Aと、凝集物からなるロッド状成形体を長さ方向に交差する方向に切断してペレットを得るサブ工程Bと、ペレットを圧縮してシート状に成形するサブ工程Cとを含む、凝集物を成形する工程と、
(iii)凝集物からなる成形体に含まれる水の量を低減させる工程と、
を含む、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法を提供する。
In another aspect, the present invention provides:
(i) by applying a force for the polytetrafluoroethylene particles to approach or come into contact with each other to a dispersion of polytetrafluoroethylene particles containing polytetrafluoroethylene particles, a surfactant, and water as a dispersion medium, Obtaining an aggregate of polytetrafluoroethylene particles encapsulating water and a surfactant;
(ii) Sub-step A for forming an aggregate into a rod shape, Sub-step B for obtaining a pellet by cutting the rod-shaped formed body made of the aggregate in a direction crossing the length direction, and a sheet by compressing the pellet A step of forming an agglomerate, comprising sub-step C of forming into a shape;
(iii) a step of reducing the amount of water contained in the formed body of aggregates;
The manufacturing method of the polytetrafluoroethylene porous body containing this is provided.
上記本発明の製造方法によれば、成形可能な凝集物をPTFE粒子の分散液から直接得ることができる。つまり、PTFE粒子の水性分散液を出発原料に用いてPTFE多孔体を連続的に製造することが可能であり、従来のペースト押出法と同等またはそれ以上の生産性および低コスト化を期待できる。また、有機溶媒を使用せずに済むので、環境負荷も小さい。 According to the production method of the present invention, a moldable aggregate can be obtained directly from a dispersion of PTFE particles. That is, it is possible to continuously produce a PTFE porous material using an aqueous dispersion of PTFE particles as a starting material, and productivity and cost reduction equivalent to or higher than those of a conventional paste extrusion method can be expected. Moreover, since it is not necessary to use an organic solvent, an environmental load is also small.
また、上記本発明の製造方法の前者によれば、工程(i)で得られるPTFE粒子の凝集物は、発泡剤を内包する。したがって、成形体を効率的に多孔化することができる。従来のペースト押出法において発泡剤を用いると、ペースト中の発泡剤の分散が不十分となり、発泡剤を発泡させた後の成形体の形状が不均一となりやすい。しかしながら、本発明のごとく、水性分散液を出発原料として用いる場合には、PTFE粒子の凝集物中に発泡剤を十分かつ均一に分散させることが可能であり、成形体の形状不均一の問題が生じにくい。また、本発明の製造方法を応用してPTFE多孔質膜を製造する場合には、従来のペースト押出法では不可欠であった延伸工程を省略することも可能である。 Further, according to the former of the production method of the present invention, the aggregate of PTFE particles obtained in the step (i) includes a foaming agent. Therefore, the molded body can be efficiently made porous. When a foaming agent is used in the conventional paste extrusion method, dispersion of the foaming agent in the paste becomes insufficient, and the shape of the molded product after foaming the foaming agent tends to be non-uniform. However, as in the present invention, when an aqueous dispersion is used as a starting material, it is possible to sufficiently and uniformly disperse the foaming agent in the aggregate of PTFE particles, and there is a problem of uneven shape of the molded body. Hard to occur. In addition, when a PTFE porous membrane is produced by applying the production method of the present invention, it is possible to omit the stretching step that is essential in the conventional paste extrusion method.
また、上記本発明の製造方法の後者では、凝集物を成形する工程として、PTFE粒子の凝集物をロッド状に成形する工程と、ロッド状成形体を切断してペレットを得る工程と、ペレットを圧縮してシート状に成形する工程とを実施する。成形可能な凝集物を連続的に生産可能なので、これらの工程を一貫した生産ライン上で行うことができ、ひいては高い生産性および低コスト化を期待できる。 In the latter of the production methods of the present invention, as the step of forming the aggregate, a step of forming an aggregate of PTFE particles into a rod shape, a step of cutting the rod-shaped formed body to obtain a pellet, Compressing and forming into a sheet. Since moldable aggregates can be produced continuously, these processes can be performed on a consistent production line, and as a result, high productivity and low cost can be expected.
本発明の製造方法によれば、水および界面活性剤(本発明の製造方法の前者では、さらに、発泡剤が加わる)を内包する、PTFE粒子の凝集物(以下、単に「凝集物」ともいう)を形成することができる。このような凝集物は、従来のPTFE成形体の製造方法では、中間生成物としても得ることができない。例えば、本発明の製造方法と同様、PTFE粒子の分散液(以下、単に「分散液」ともいう)を出発物質とするキャスト法では、PTFE粒子が分散した状態で、乾燥により水が除去されるため、水および界面活性剤を内包する凝集物は形成されない。 According to the production method of the present invention, agglomerates of PTFE particles (hereinafter also simply referred to as “aggregates”) containing water and a surfactant (in the former of the present invention, a foaming agent is further added). ) Can be formed. Such an aggregate cannot be obtained as an intermediate product by the conventional method for producing a PTFE molded product. For example, as in the production method of the present invention, in a casting method using a dispersion of PTFE particles (hereinafter, also simply referred to as “dispersion”) as a starting material, water is removed by drying while the PTFE particles are dispersed. Therefore, an aggregate containing water and a surfactant is not formed.
本発明の製造方法の工程(i)によれば、付与された形状が保持される(自己形状保持性を有する)程度にPTFE粒子が凝集し、かつ、当該形状が変形可能である(変形性を有する)程度に水を内包した凝集物を得ることができる。この凝集物は、基本的に、乾燥または焼成されるまでは任意の形状に変形可能である。例えば、得られた凝集物をシート状やロッド状に成形した後に(工程(ii))、乾燥および/または焼成することにより水の量を減じて多孔化を促進し(工程(iii))、PTFE多孔体を得ることができる。 According to the step (i) of the production method of the present invention, the PTFE particles are aggregated to such an extent that the imparted shape is retained (having self-shape retention), and the shape is deformable (deformability). It is possible to obtain an aggregate containing water to the extent that This agglomerate can basically be transformed into any shape until dried or fired. For example, after the obtained aggregate is formed into a sheet or a rod (step (ii)), it is dried and / or fired to reduce the amount of water to promote porosity (step (iii)), A PTFE porous body can be obtained.
以下、上記した各工程(i)(ii)(iii)について詳細に説明する。 Hereafter, each process (i) (ii) (iii) mentioned above is demonstrated in detail.
工程(i)において、このような凝集物が得られる理由は必ずしも明らかではないが、おそらく、分散液中の界面活性剤の作用により、PTFE相と水相とが互いに入り混じった構造が形成されるためではないかと考えられる。凝集物の詳細な構造の解明には今後の検討を要するが、PTFE粒子が互いに接合して形成されたPTFE相が、ある程度連続することにより、凝集物の自己形状保持性が発現する機構が考えられる。場合によっては、より強固な結着構造がPTFE粒子間に形成されていたり、PTFE粒子の一部がフィブリル化することにより、PTFEの網目構造が形成されている可能性もある。また、疎水性であるPTFE相間に、界面活性剤を介して安定的に水相が存在することにより、凝集物の変形性が発現する機構が考えられる。 The reason why such an agglomerate is obtained in step (i) is not necessarily clear, but probably a structure in which the PTFE phase and the aqueous phase are mixed with each other is formed by the action of the surfactant in the dispersion. This is probably because of this. Although elucidation of the detailed structure of the agglomerates requires further study, a mechanism is considered that the self-shape-retaining property of the agglomerates is manifested by the PTFE phase formed by joining PTFE particles to each other to some extent. It is done. In some cases, a stronger binding structure may be formed between the PTFE particles, or a part of the PTFE particles may be fibrillated to form a PTFE network structure. In addition, a mechanism in which the deformability of the aggregate is expressed by the presence of a stable aqueous phase via a surfactant between the hydrophobic PTFE phase is conceivable.
分散液に、PTFE粒子が互いに接近または接触する力を加える方法は特に限定されず、例えば、以下に示す方法を用いればよい。
A.分散液をチャンバーに供給し、当該チャンバー内において上記力を加える。
B.分散液をターゲットに噴射することにより、上記力を加える。
C.分散液を、分散液の流路に配置された、分散液の流れを妨げるバリアに接触させることで、上記力を加える。
There is no particular limitation on the method for applying a force that allows PTFE particles to approach or come into contact with each other in the dispersion. For example, the following method may be used.
A. The dispersion is supplied to the chamber, and the above force is applied in the chamber.
B. The force is applied by spraying the dispersion onto the target.
C. The force is applied by bringing the dispersion into contact with a barrier arranged in the flow path of the dispersion to prevent the dispersion from flowing.
方法Aでは、分散液の供給に伴ってチャンバー内に生じる圧力を、PTFE粒子同士をより接近または接触させる力に利用でき、また、後述するように、チャンバー内で形成された凝集物を排出する管体(第1の管体)を接続できる。 In the method A, the pressure generated in the chamber as the dispersion is supplied can be used as a force for bringing the PTFE particles closer to or in contact with each other, and the aggregate formed in the chamber is discharged as described later. A tubular body (first tubular body) can be connected.
方法Aでは、チャンバーに供給した分散液を、チャンバー内で噴射したり(方法A1)、チャンバー内に設けられた狭窄部を通過させたり(方法A2)すればよい。 In Method A, the dispersion liquid supplied to the chamber may be sprayed in the chamber (Method A1) or passed through a constriction provided in the chamber (Method A2).
方法A1では、分散液を、例えば、チャンバーの内壁またはチャンバー内に配置された部材に向けて噴射すればよい。分散液が当該内壁または部材に衝突する際に、PTFE粒子が互いに接近または接触する力が加えられる。 In the method A1, the dispersion may be sprayed, for example, toward the inner wall of the chamber or a member disposed in the chamber. When the dispersion collides with the inner wall or member, a force is applied so that the PTFE particles approach or come into contact with each other.
方法A1では、チャンバーの構造や形状、分散液の噴射条件などによっては、PTFE粒子を互いに衝突させることができ、また、チャンバー内で形成された凝集物に分散液を衝突させて、PTFE粒子が互いに接近または接触する力を加えることも可能である。 In the method A1, PTFE particles can collide with each other depending on the structure and shape of the chamber, the injection condition of the dispersion liquid, and the PTFE particles are collided with the aggregate formed in the chamber. It is also possible to apply forces that approach or contact each other.
分散液の噴射は、噴射口を有するノズルから行えばよく、ノズルの構造や形状、例えば、噴射口の形状は、自由に設定できる。方法Bにおいても同様に、噴射口を有するノズルから分散液を噴射すればよい。なお、方法Bにおけるターゲットは自由に設定できるが、噴射した分散液の飛散を抑制し、噴射する分散液の量に対する得られる凝集物の量の割合を多くするためには、ターゲットが配置される空間の密閉度が高い方が好ましい。 The dispersion liquid may be ejected from a nozzle having an ejection port, and the structure and shape of the nozzle, for example, the shape of the ejection port can be freely set. Similarly, in the method B, the dispersion may be ejected from a nozzle having an ejection port. Although the target in method B can be set freely, the target is disposed in order to suppress the dispersion of the sprayed dispersion and to increase the ratio of the amount of aggregate obtained to the amount of the sprayed dispersion. A higher degree of sealing of the space is preferable.
分散液の噴射圧は、分散液におけるPTFE粒子の含有率、界面活性剤の含有率、チャンバーの形状や内容積などにより自由に設定すればよいが、噴射圧が過小である場合、凝集物を得ることが困難となることがある。したがって、分散液の噴射圧は、例えば40MPa以上、好ましくは100MPa以上、より好ましくは150MPa以上に設定するとよい。 The injection pressure of the dispersion may be freely set depending on the content of PTFE particles in the dispersion, the content of the surfactant, the shape of the chamber, the internal volume, etc. If the injection pressure is too low, It may be difficult to obtain. Therefore, the injection pressure of the dispersion liquid may be set to, for example, 40 MPa or more, preferably 100 MPa or more, more preferably 150 MPa or more.
なお、本発明者らの知見によれば、PTFE粒子の凝集初期には比較的高い噴射圧、例えば100MPa以上とすることにより、凝集物の生成を直ちに開始させることが可能である。そして、チャンバー内に凝集物が生成したあとは、100MPa未満、例えば、40MPa〜50MPaに噴射圧を下げても、生成した凝集物に分散液を噴射することにより、安定かつ連続して凝集物を生成することができる。このように、凝集物の生成を開始する時点と、その開始時点から一定時間経過後の凝集物が連続生成している時点とで、分散液の噴射圧を異ならせることができる。具体的には、前者の噴射圧を高くし、後者の噴射圧を低くすることができ、こうすることにより無駄なエネルギーを消費せずに済む。 According to the knowledge of the present inventors, the formation of aggregates can be started immediately by setting a relatively high injection pressure, for example, 100 MPa or more at the initial stage of aggregation of PTFE particles. After the aggregates are generated in the chamber, even if the injection pressure is reduced to less than 100 MPa, for example, 40 MPa to 50 MPa, the aggregates are stably and continuously formed by spraying the dispersion liquid onto the generated aggregates. Can be generated. As described above, the spray pressure of the dispersion liquid can be made different between the time when the generation of the aggregate is started and the time when the aggregate is continuously generated after a certain time has elapsed from the start time. Specifically, the former injection pressure can be increased and the latter injection pressure can be decreased, so that unnecessary energy is not consumed.
方法A2では、分散液を通過させる狭窄部の形状は特に限定されず、例えば、スリット状であればよい。分散液がスリットを通過する際に、PTFE粒子が互いに接近または接触する力が加えられる。 In the method A2, the shape of the constriction part through which the dispersion liquid passes is not particularly limited, and may be, for example, a slit shape. As the dispersion passes through the slit, a force is applied that causes the PTFE particles to approach or contact each other.
分散液を2以上の供給路を経由させてチャンバーに供給し、当該2以上の供給路から供給される分散液を、チャンバー内で互いに衝突させることにより、分散液に上記力を加えてもよい(方法A3)。方法A3では、チャンバーの構造や形状、衝突させる方法などによっては、PTFE粒子を互いに衝突させることができる。 The above-mentioned force may be applied to the dispersion liquid by supplying the dispersion liquid to the chamber via two or more supply paths and causing the dispersion liquid supplied from the two or more supply paths to collide with each other in the chamber. (Method A3). In the method A3, PTFE particles can be collided with each other depending on the structure and shape of the chamber, the colliding method, and the like.
分散液をチャンバー内で互いに衝突させるためには、例えば、分散液を、上記2以上の供給路における各々の末端に配置されたノズルから噴射すればよい。このとき、少なくとも2つのノズルを、各々の噴射方向が交わるようにチャンバー内に配置することにより、より効率よく、分散液を互いに衝突させることができる。 In order to cause the dispersion liquid to collide with each other in the chamber, for example, the dispersion liquid may be sprayed from a nozzle disposed at each end of the two or more supply paths. At this time, by disposing at least two nozzles in the chamber so that the respective injection directions intersect, the dispersions can collide with each other more efficiently.
方法Cでは、分散液を、例えば、上記バリアを有する管体(第2の管体)に供給して上記力を加えればよい。分散液が、その流路(第2の管体)に配置されたバリアを通過する際に、分散液の流れが乱されたり、部分的に分散液が滞留したりして、分散液中に圧力の不均衡が生じ、PTFE粒子が互いに接近または接触する力が加えられる。 In the method C, the dispersion may be supplied to, for example, a tubular body (second tubular body) having the barrier and the force may be applied. When the dispersion liquid passes through the barrier disposed in the flow path (second tube), the flow of the dispersion liquid is disturbed, or the dispersion liquid partially stays in the dispersion liquid. A pressure imbalance occurs and a force is applied that causes the PTFE particles to approach or contact each other.
バリアは、例えば、第2の管体の内部に配置されていればよい。また、バリアは、第2の管体の屈曲部または狭窄部であってもよく、この場合、方法Cは、分散液を屈曲部または狭窄部を有する第2の管体に供給し、当該屈曲部または狭窄部においてPTFE粒子が互いに接近または接触する力を加える方法である、ともいえる。 For example, the barrier may be disposed inside the second tubular body. The barrier may be a bent portion or a narrowed portion of the second tubular body. In this case, the method C supplies the dispersion liquid to the second tubular body having the bent portion or the narrowed portion, and the bent portion. It can also be said that this is a method of applying a force for the PTFE particles to approach or come into contact with each other in the region or the constriction.
分散液を上記第2の管体に供給する場合、分散液をノズルから噴射して供給してもよく、この場合、PTFE粒子に上記力を効率よく加えることができる。噴射に用いるノズルは方法A1と同様であればよく、分散液の噴射圧は、分散液におけるPTFE粒子の含有率、界面活性剤の含有率、第2の管体の形状などにより自由に設定すればよい。 When supplying the dispersion liquid to the second tube body, the dispersion liquid may be supplied by being sprayed from a nozzle. In this case, the force can be efficiently applied to the PTFE particles. The nozzle used for spraying may be the same as in method A1, and the spray pressure of the dispersion liquid can be freely set depending on the content of PTFE particles in the dispersion, the content of surfactant, the shape of the second tubular body, and the like. That's fine.
方法Cでは、第2の管体の構造や形状、分散液の供給条件などによっては、PTFE粒子を互いに衝突させることができる。また、分散液と、第2の管体内で形成された凝集物とを衝突させて、PTFE粒子が互いに接近または接触する力を加えることも可能である。 In Method C, the PTFE particles can collide with each other depending on the structure and shape of the second tubular body, the supply condition of the dispersion, and the like. It is also possible to apply a force that causes the PTFE particles to approach or come into contact with each other by colliding the dispersion and the aggregate formed in the second tube.
第2の管体の形状、内径、長さ、ならびに、屈曲部および狭窄部の形状などは特に限定されない。 The shape, the inner diameter, the length of the second tubular body, the shapes of the bent portion and the narrowed portion, etc. are not particularly limited.
方法A1〜A3、方法Bおよび方法Cは、PTFE粒子の分散液に、分散液に含まれるPTFE粒子が互いに接近または接触する力を加える方法の一例であり、本発明の製造方法は、上記各例に示す方法を用いる場合に限定されない。 Method A1 to A3, Method B, and Method C are examples of a method of applying a force for the PTFE particles contained in the dispersion to approach or contact each other to the dispersion of the PTFE particles. It is not limited to the case where the method shown in the example is used.
形状や内容積を含め、分散液に上記力を加えるためのチャンバーの構成は特に限定されないが、市販の装置、例えば、スギノマシン社製アルティマイザーを応用してもよい。アルティマイザーは、本来、顔料、フィラー、触媒などの各種材料の粉砕、微粒化を行う微粒化分散装置であり、PTFE粒子の凝集物を得るための応用は、本発明者が見出したものである。 The configuration of the chamber for applying the force to the dispersion liquid including the shape and internal volume is not particularly limited, but a commercially available device such as an optimizer manufactured by Sugino Machine may be applied. The optimizer is originally a pulverization / dispersion device that pulverizes and atomizes various materials such as pigments, fillers, and catalysts, and the present inventors have found an application for obtaining an aggregate of PTFE particles. .
チャンバーの一例を図1に示す。図1に示すチャンバー1Aは、その内部空間2の形状が、底面付近の周縁部が切り取られた略円錐状であり、当該周縁部に、分散液を噴射する一対のノズル3a、3bが、その噴射口が内部空間2に面するように配置されている。ノズル3a、3bは、各々の噴射方向4a、4bが互いに交わる位置関係にある。ノズル3a、3bには、チャンバー1Aの構造体5の内部に形成された供給路6a、6bを経由して、供給口7から分散液を供給できる。略円錐状である内部空間2の頂点付近には、チャンバー1A内(内部空間2内)で形成された凝集物を排出する排出口8が形成されている。排出口8の形状は特に限定されず、例えば、円形状であればよい。 An example of the chamber is shown in FIG. The chamber 1A shown in FIG. 1 has a substantially conical shape in which the inner space 2 is cut off at the periphery near the bottom surface, and a pair of nozzles 3a and 3b for injecting a dispersion liquid are provided on the periphery. The injection port is arranged so as to face the internal space 2. The nozzles 3a and 3b are in a positional relationship where the respective injection directions 4a and 4b intersect each other. The dispersion liquid can be supplied from the supply port 7 to the nozzles 3a and 3b via supply paths 6a and 6b formed inside the structure 5 of the chamber 1A. A discharge port 8 for discharging aggregates formed in the chamber 1A (inside the internal space 2) is formed near the apex of the internal space 2 that is substantially conical. The shape of the discharge port 8 is not particularly limited, and may be, for example, a circular shape.
図1に示すチャンバー1Aでは、加圧した分散液を供給口7および供給路6a、6bを介してノズル3a、3bに供給することにより、分散液を内部空間2内に噴射し、互いに衝突させることができる(方法A3を実施できる)。また、同様の構造を有するチャンバー1を用い、配置するノズルを1つにしたり、あるいは、ノズル3a、3bの噴射方向4a、4bを制御することにより、分散液を内部空間2内に噴射し、チャンバー1Aの内壁(内部空間2の壁面)に衝突させることができる(方法A1を実施できる)。ノズル3a、3bの噴射方向が可変になっていると、そうした操作を自由に行うことができるので好ましい。 In the chamber 1A shown in FIG. 1, the pressurized dispersion liquid is supplied to the nozzles 3a and 3b via the supply port 7 and the supply paths 6a and 6b, so that the dispersion liquid is injected into the internal space 2 and collides with each other. (Method A3 can be performed). Further, by using the chamber 1 having the same structure, the number of nozzles to be arranged is one, or by controlling the injection directions 4a and 4b of the nozzles 3a and 3b, the dispersion liquid is injected into the internal space 2, It can be made to collide with the inner wall (wall surface of the internal space 2) of the chamber 1A (method A1 can be implemented). It is preferable that the injection directions of the nozzles 3a and 3b are variable because such operations can be performed freely.
チャンバー1Aは、内部空間2を加圧雰囲気とすることが可能な構造を有していることが好ましい。すなわち、チャンバー1Aは、大気圧よりも高い圧力の雰囲気中で凝集物を形成することが可能になっているとよい。例えば、内部空間2の圧力を調整するための圧力調整機構をチャンバー1Aに設けることができる。チャンバー1A内を加圧することにより、PTFE粒子が互いに接近または接触する力を、より効率的に分散液に加えることができる。また、圧力調整機構を設けない場合であっても、排出口8の断面積、排出口8に接続される配管の長さや本数などの条件を適切に調整するとともに、ノズル3a、3bから分散液を高圧で噴射することを利用すれば、チャンバー1A内を加圧雰囲気とすることができる。こうした点は、以降の図2〜図5に示すチャンバー1B、1C、1D、1Eにおいても同様である。 The chamber 1A preferably has a structure that allows the internal space 2 to be a pressurized atmosphere. That is, the chamber 1A may be capable of forming aggregates in an atmosphere having a pressure higher than atmospheric pressure. For example, a pressure adjusting mechanism for adjusting the pressure in the internal space 2 can be provided in the chamber 1A. By pressurizing the inside of the chamber 1A, the force that the PTFE particles approach or come into contact with each other can be more efficiently applied to the dispersion. Even when the pressure adjusting mechanism is not provided, conditions such as the cross-sectional area of the discharge port 8 and the length and number of pipes connected to the discharge port 8 are appropriately adjusted, and the dispersion liquid is supplied from the nozzles 3a and 3b. Can be made a pressurized atmosphere in the chamber 1A. The same applies to the chambers 1B, 1C, 1D, and 1E shown in FIGS.
加圧した分散液をノズル3a、3bに供給する方法は特に限定されず、例えば、高圧ポンプによって加圧した分散液を供給口7から供給すればよい。図2に示すようなチャンバー1Bを用い、分散液とポンプにより加圧した水(加圧水)とを、ノズル3a、3bの直前に設けられた混合弁9へ、互いに異なる供給路を経由して供給し、混合弁9で両者を混合した後に、ノズル3a、3bに供給してもよい。図2に示すチャンバー1Bでは、分散液は供給口7および供給路6a、6bを介して、加圧水は供給口17a、17bおよび供給路16a、16bを介して、混合弁9に供給される。 A method for supplying the pressurized dispersion liquid to the nozzles 3 a and 3 b is not particularly limited. For example, the dispersion liquid pressurized by a high-pressure pump may be supplied from the supply port 7. Using the chamber 1B as shown in FIG. 2, the dispersion and the water pressurized by the pump (pressurized water) are supplied to the mixing valve 9 provided immediately before the nozzles 3a and 3b via mutually different supply paths. And after mixing both with the mixing valve 9, you may supply to nozzle 3a, 3b. In the chamber 1B shown in FIG. 2, the dispersion liquid is supplied to the mixing valve 9 via the supply port 7 and the supply paths 6a and 6b, and the pressurized water is supplied to the mixing valve 9 via the supply ports 17a and 17b and the supply paths 16a and 16b.
チャンバーの別の一例を図3に示す。図3に示すチャンバー1Cでは、その内部空間2の一方の端部に、自在に回転可能な球体10が配置されており、他方の端部に、分散液を噴射するノズル3が、その噴射口が内部空間2に面するように配置されている。ノズル3と球体10とは、ノズル3の噴射方向4が球体10と交わる位置関係にある。ノズル3には、チャンバー1Cの構造体5の内部に形成された供給路6を経由して、供給口7から分散液を供給できる。内部空間2におけるノズル3と球体10との間の壁面には、チャンバー1C内(内部空間2内)で形成された凝集物をチャンバー1Cの外に排出するための排出口8が形成されている。 Another example of the chamber is shown in FIG. In the chamber 1C shown in FIG. 3, a freely rotatable sphere 10 is disposed at one end of the internal space 2, and a nozzle 3 for injecting the dispersion liquid is disposed at the other end thereof. Are arranged so as to face the internal space 2. The nozzle 3 and the sphere 10 are in a positional relationship where the injection direction 4 of the nozzle 3 intersects the sphere 10. The dispersion liquid can be supplied to the nozzle 3 from the supply port 7 via the supply path 6 formed inside the structure 5 of the chamber 1C. The wall surface between the nozzle 3 and the sphere 10 in the internal space 2 is formed with a discharge port 8 for discharging the aggregate formed in the chamber 1C (inside the internal space 2) to the outside of the chamber 1C. .
図3に示すチャンバー1Cでは、加圧した分散液を供給口7および供給路6を介してノズル3に供給することにより、分散液を内部空間2内に噴射して、チャンバー1C内に配置された部材である球体10に衝突させることができる(方法A1を実施できる)。このとき、ノズル3の噴射方向4が球体10の中心から外れるようにノズル3および球体10を配置することにより、分散液の噴射によって球体10を回転させることができ、排出口8からの凝集物の排出を効率よく行うことができる。 In the chamber 1C shown in FIG. 3, by supplying the pressurized dispersion liquid to the nozzle 3 via the supply port 7 and the supply path 6, the dispersion liquid is sprayed into the internal space 2 and arranged in the chamber 1C. It can be made to collide with the spherical body 10 which is the member (method A1 can be implemented). At this time, by arranging the nozzle 3 and the sphere 10 so that the injection direction 4 of the nozzle 3 deviates from the center of the sphere 10, the sphere 10 can be rotated by the dispersion liquid injection, and the aggregate from the discharge port 8. Can be efficiently discharged.
球体10には、分散液の衝突によって変形しない材料を用いることが好ましく、例えば、セラミック、金属(高い硬度を有する合金類が好ましい)、ダイヤモンドなどからなる球体10とすればよい。 The sphere 10 is preferably made of a material that does not deform due to the collision of the dispersion liquid. For example, the sphere 10 may be made of ceramic, metal (preferably alloys having high hardness), diamond, or the like.
チャンバーの別の一例を図4に示す。図4に示すチャンバー1Dでは、円筒状の外周体11の内部に、一対の中子12a、12bが収容されている。中子12a、12bは、各々、円柱体の一方の端面に円錐台が接合された形状を有しており、各々の中子における円錐台の上面13a、13bが、一定の間隔dを置いて互いに対向するように配置されている。外周体11および中子12a、12bの中心軸は、ほぼ同一である。外周体11の一端には、分散液を供給する供給口7が形成されており、供給口7に近い中子12aの外径は、外周体11の内径よりも小さく、供給口7から遠い中子12bの外径は、外周体11の内径と同一である。また、中子12bには、その上面13bにおける中央部から中子12bの内部を通り、チャンバー1Dの外部へ通じる排出路14が形成されている。中子12aは、支持部材(図示せず)を介して、外周体11により支持されている。 Another example of the chamber is shown in FIG. In the chamber 1 </ b> D shown in FIG. 4, a pair of cores 12 a and 12 b are accommodated inside a cylindrical outer peripheral body 11. Each of the cores 12a and 12b has a shape in which a truncated cone is joined to one end surface of the cylindrical body, and the upper surfaces 13a and 13b of the truncated cones in each of the cores are spaced apart by a certain distance d. It arrange | positions so that it may mutually oppose. The central axes of the outer peripheral body 11 and the cores 12a and 12b are substantially the same. A supply port 7 for supplying the dispersion liquid is formed at one end of the outer peripheral body 11. The outer diameter of the core 12 a close to the supply port 7 is smaller than the inner diameter of the outer peripheral body 11 and is far from the supply port 7. The outer diameter of the child 12 b is the same as the inner diameter of the outer peripheral body 11. The core 12b is formed with a discharge path 14 that passes from the center of the upper surface 13b through the core 12b to the outside of the chamber 1D. The core 12a is supported by the outer peripheral body 11 via a support member (not shown).
中子12a、12bの位置を調整し、間隔dの値を適切に制御することにより、上面13a、13b間の空隙15をスリット状の狭窄部とすることができ、加圧した分散液を供給口7からチャンバー1Dに供給することにより、分散液を、チャンバー内に配置された狭窄部(空隙15)を通過させることができる(方法A2を実現できる)。分散液は空隙15を通過した後に排出路14に流入し、チャンバー1Dの排出口8から、PTFE粒子の凝集物として排出される。 By adjusting the position of the cores 12a and 12b and appropriately controlling the value of the distance d, the gap 15 between the upper surfaces 13a and 13b can be made into a slit-like constriction, and a pressurized dispersion liquid is supplied. By supplying to the chamber 1D from the port 7, the dispersion liquid can be passed through the narrowed portion (gap 15) disposed in the chamber (method A2 can be realized). The dispersion liquid passes through the gap 15 and then flows into the discharge path 14, and is discharged as an aggregate of PTFE particles from the discharge port 8 of the chamber 1D.
供給する分散液の圧力(供給圧)は、チャンバーの形状や内容積、間隔dの大きさ、供給する分散液の量などにより自由に設定すればよいが、供給圧が過小である場合、凝集物を得ることが困難となることがある。 The pressure of the dispersion to be supplied (supply pressure) may be set freely depending on the shape and internal volume of the chamber, the size of the interval d, the amount of the dispersion to be supplied, and the like. It may be difficult to obtain things.
図1〜図4に示す各チャンバー1A〜1Dにおいて、排出口8に管体(第1の管体)を接続し、当該接続された管体から、管体の内壁全体と接触させながら凝集物を排出することが好ましい。排出口8から排出された凝集物が第1の管体を通過する際に、PTFE粒子を互いに接近または接触する力をさらに加えることができ、より自己形状保持性に優れ、強度などの機械的特性が向上した凝集物を得ることができる。また、このような凝集物は、強度などの機械的特性が向上した成形体とすることができ、例えば、第1の管体の形状、内径、長さなどを選択することにより、乾燥後におけるMD方向(流れ方向:この場合、管体から排出される方向)の引張強度が、1MPa以上、場合によっては、2MPa以上、あるいは、2.5MPa以上の成形体を得ることができる。凝集物および成形体の強度が向上する原因としては、第1の管体の通過により、凝集物および成形体の表面に、PTFE粒子同士がより強固に接合したスキン層が形成されることが考えられる。また、第1の管体と凝集物の表面との間に生じた摩擦力により、凝集物の内部に剪断力が生じ、PTFE粒子同士のさらなる結着、接合が促進されることも考えられる。なお、管体の内壁全体と接触させながら凝集物を排出するためには、排出口8の形状や径、管体の形状や内径、長さなどを選択すればよい。 In each of the chambers 1A to 1D shown in FIGS. 1 to 4, a tube (first tube) is connected to the discharge port 8, and aggregates are brought into contact with the entire inner wall of the tube from the connected tube. Is preferably discharged. When the aggregate discharged from the discharge port 8 passes through the first tubular body, it is possible to further apply a force for bringing the PTFE particles closer to or in contact with each other. Aggregates with improved properties can be obtained. Further, such an aggregate can be formed into a molded body having improved mechanical properties such as strength. For example, by selecting the shape, inner diameter, length, etc. of the first tubular body, A molded body having a tensile strength in the MD direction (flow direction: in this case, the direction of discharging from the tube) of 1 MPa or more, and in some cases 2 MPa or more, or 2.5 MPa or more can be obtained. As a cause of improving the strength of the aggregate and the molded body, it is considered that a skin layer in which PTFE particles are more firmly bonded to each other is formed on the surface of the aggregate and the molded body by passing through the first tubular body. It is done. It is also conceivable that a shear force is generated inside the aggregate due to the frictional force generated between the first tubular body and the surface of the aggregate, and further binding and joining of the PTFE particles are promoted. In order to discharge the aggregate while making contact with the entire inner wall of the tube, the shape and diameter of the discharge port 8, the shape, inner diameter and length of the tube may be selected.
接続する第1の管体の形状、内径、長さなどは特に限定されず、チャンバー1A〜1Dの形状や内容積、チャンバー1A〜1Dに供給する分散液の量などに応じて、自由に設定できる。基本的に、管体が長いほど、得られる凝集物の自己形状保持性や機械的特性が向上する傾向を示すため、管体の最小内径よりも、管体の長さが大きいことが好ましい。一例として、分散液の処理速度が0.1〜0.5L/min程度の場合、チャンバー1A〜1Dに接続する管体の内径は1mm〜10mm程度の範囲、管体の長さは1mm〜5000mm程度の範囲であってもよい。なお、図4に示すチャンバー1Dでは、排出路14の形状によっては、排出路14が上記管体の役割を担うこともできる。 The shape, inner diameter, length, etc. of the first tube to be connected are not particularly limited, and can be freely set according to the shape and inner volume of the chambers 1A to 1D, the amount of the dispersion supplied to the chambers 1A to 1D, and the like. it can. Basically, the longer the tubular body, the better the self-shape retaining property and mechanical properties of the obtained aggregates. Therefore, the length of the tubular body is preferably larger than the minimum inner diameter of the tubular body. As an example, when the processing speed of the dispersion is about 0.1 to 0.5 L / min, the inner diameter of the tube connected to the chambers 1A to 1D is in the range of about 1 mm to 10 mm, and the length of the tube is 1 mm to 5000 mm. A range of the degree may be used. In the chamber 1 </ b> D shown in FIG. 4, depending on the shape of the discharge path 14, the discharge path 14 can also serve as the tube body.
より効率よく凝集物に力を加えるためには、第1の管体の最小内径が、排出口8の径以下であることが好ましい。また、排出口8から離れるに従い、内径が次第に変化する(即ち、内面がテーパー状の)管体であってもよく、この場合、内径が、排出口8から離れるに従い次第に小さくなることが好ましい。 In order to apply force to the aggregate more efficiently, it is preferable that the minimum inner diameter of the first tubular body is equal to or smaller than the diameter of the discharge port 8. Further, it may be a tubular body whose inner diameter gradually changes as it moves away from the discharge port 8 (that is, the inner surface is tapered). In this case, it is preferable that the inner diameter gradually decreases as it moves away from the discharge port 8.
また、PTFE粒子が互いに接近または接触する力を加えるために、図5に示すようなチャンバー1Eを用いることもできる。図5に示すチャンバー1Eは、ノズル3が配置された構造体5(チャンバー本体)と、一端が構造体5に接続され、他端が分散液の排出口8を形成し、ノズル3から噴射された分散液が衝突しうる壁面を有するアダプタ18とを備えている。アダプタ18は、屈曲管18(L字管)でありうる。ノズル3は、噴射した分散液が屈曲管18の内壁面、より正確には、屈曲部18aの内壁面に衝突するように噴射方向4が調整されている。このような屈曲管18を、図1〜図4に示すチャンバー1A〜1Dに接続することも可能である。 Further, a chamber 1E as shown in FIG. 5 can also be used to apply a force for the PTFE particles to approach or contact each other. A chamber 1E shown in FIG. 5 has a structure 5 (chamber body) in which a nozzle 3 is arranged, one end connected to the structure 5, the other end forms a discharge port 8 for a dispersion, and is ejected from the nozzle 3. And an adapter 18 having a wall surface on which the dispersion liquid can collide. The adapter 18 can be a bent tube 18 (L-shaped tube). The ejection direction 4 of the nozzle 3 is adjusted so that the sprayed dispersion liquid collides with the inner wall surface of the bent tube 18, more precisely, the inner wall surface of the bent portion 18a. Such a bent tube 18 can be connected to the chambers 1A to 1D shown in FIGS.
図6に示すように、屈曲管18の屈曲部18aに分散液Pを噴射することにより、その屈曲部18aにおいて凝集物19の生成が始まる(ステップS1)。そして、屈曲管18で生成を開始した凝集物19に分散液Pを噴射し続けることにより、その凝集物19が次第に大きく成長して屈曲管18の内部を満たす(ステップS2)。やがて凝集物19は、屈曲管18の排出口8からチャンバー1Eの外部に排出される(ステップS3)。このように、図5のチャンバー1Eによれば、凝集物の形成開始時は屈曲部18aに分散液を衝突させ、適度な量の凝集物が形成された後は屈曲部18aに存在する凝集物自身に分散液を衝突させることによって、PTFE粒子が互いに接近または接触する力を加えることができる。このようにすれば、凝集物を連続して生成することができる。 As shown in FIG. 6, by injecting the dispersion P onto the bent portion 18a of the bent tube 18, the formation of the aggregate 19 starts at the bent portion 18a (step S1). Then, by continuing to spray the dispersion P onto the aggregate 19 that has started to be generated in the bent tube 18, the aggregate 19 gradually grows and fills the inside of the bent tube 18 (step S2). Eventually, the aggregate 19 is discharged from the outlet 8 of the bent tube 18 to the outside of the chamber 1E (step S3). As described above, according to the chamber 1E in FIG. 5, the dispersion liquid collides with the bent portion 18a when the formation of the aggregate is started, and the aggregate present in the bent portion 18a is formed after an appropriate amount of aggregate is formed. By causing the dispersion to collide with itself, it is possible to apply a force that the PTFE particles approach or come into contact with each other. In this way, aggregates can be generated continuously.
なお、アダプタ18は、ノズル3から噴射された分散液が衝突する壁と、該衝突によって生成した凝集物が排出される排出口とを含むものであればよく、屈曲管18に限定されない。ただし、屈曲管18のように、凝集物が押し進められる部分が十分に長くなっていると、凝集物がその部分を進む最中にせん断力を受け、前述したスキン層が形成されるので好ましい。 The adapter 18 is not limited to the bent tube 18 as long as the adapter 18 includes a wall on which the dispersion liquid ejected from the nozzle 3 collides and a discharge port through which aggregates generated by the collision are discharged. However, it is preferable that the portion where the aggregate is pushed forward as in the bent tube 18 is sufficiently long, because the above-described skin layer is formed because the aggregate receives shearing force while traveling through the portion.
また、ノズル3の噴射方向4は、上記に限定されるわけではない。例えば、噴射された分散液が構造体5の内壁面5pに衝突するように、ノズル3の噴射方向を調整することができる。その場合、構造体5の内壁面5pが、ノズル3と構造体5との接続部に向かって滑らかに傾斜したテーパー面となっていることが好ましい。このようにすれば、構造体5内で形成された凝集物が屈曲管18に向かってスムーズに移動する。 Further, the injection direction 4 of the nozzle 3 is not limited to the above. For example, the injection direction of the nozzle 3 can be adjusted such that the injected dispersion liquid collides with the inner wall surface 5 p of the structure 5. In that case, the inner wall surface 5p of the structure 5 is preferably a tapered surface that is smoothly inclined toward the connection portion between the nozzle 3 and the structure 5. In this way, the aggregate formed in the structure 5 moves smoothly toward the bent tube 18.
図1〜図5に示すチャンバー1A〜1Eの温度、および、チャンバー1A〜1Eに供給する分散液の温度(処理温度)は、通常、0℃〜100℃の範囲であり、25℃〜80℃の範囲が好ましく、25℃〜50℃の範囲がより好ましい。処理温度を上記温度に保つために、必要に応じて、チャンバー1A〜1Eが温度調整機構を備えていてもよい。特に、分散液を内部空間2または屈曲管18の屈曲部18aに噴射するチャンバー1A〜1Eの場合、噴射により系の温度が上昇するため、冷却機構を備えることが好ましい。系の温度が高すぎると、凝集物に内包される水が蒸発し、十分な柔軟性および自立性を有した凝集物を得ることが困難となるおそれがある。ただし、PTFE粒子の凝集のしやすさという観点においては、適度に温度が高い方が優位なので、あらゆる温度条件を実現できるように、冷却機構だけでなく、加熱機構もあった方がよい。 The temperature of the chambers 1A to 1E shown in FIGS. 1 to 5 and the temperature of the dispersion liquid supplied to the chambers 1A to 1E (treatment temperature) are usually in the range of 0 ° C. to 100 ° C., and 25 ° C. to 80 ° C. The range of 25 degreeC-50 degreeC is more preferable. In order to maintain the processing temperature at the above temperature, the chambers 1A to 1E may be provided with a temperature adjustment mechanism as necessary. In particular, in the case of the chambers 1A to 1E for injecting the dispersion liquid to the internal space 2 or the bent portion 18a of the bent tube 18, the temperature of the system rises due to the injection, and therefore it is preferable to include a cooling mechanism. If the temperature of the system is too high, the water contained in the aggregates may evaporate, and it may be difficult to obtain aggregates having sufficient flexibility and self-supporting properties. However, in terms of ease of aggregation of PTFE particles, a moderately high temperature is superior, so that not only a cooling mechanism but also a heating mechanism should be provided so that all temperature conditions can be realized.
次に、凝集物を成形する工程(ii)は、製造するべき多孔体の形状に応じて実施することができる。例えば、製造するべき多孔体が多孔質膜である場合、工程(ii)は、凝集物をシート状に成形する工程となる。凝集物をシート状に成形する方法は、特に限定されず、角状またはスリット状の断面を有する流路、例えばTダイを通過させることによる方法を例示できる。この場合、流路の断面形状に対応した断面形状を有するシート状成形体を得ることができる。また、この方法によれば、先に説明した工程(i)と相俟って、長尺なシート状成形体を容易に得ることができる。なお、ここでいう流路の断面形状とは、凝集物の進行方向に直交する方向の断面を意味する。 Next, the step (ii) of forming the aggregate can be performed according to the shape of the porous body to be produced. For example, when the porous body to be manufactured is a porous film, step (ii) is a step of forming the aggregate into a sheet. The method for forming the aggregate into a sheet shape is not particularly limited, and examples thereof include a method by passing a channel having a square or slit-like cross section, for example, a T-die. In this case, a sheet-like molded body having a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the flow path can be obtained. Further, according to this method, in combination with the step (i) described above, it is possible to easily obtain a long sheet-like molded body. In addition, the cross-sectional shape of a flow path here means the cross section of the direction orthogonal to the advancing direction of an aggregate.
次に、シート状成形体に含まれる水の量を低減させる工程(iii)を実施する。この工程(iii)は、シート状成形体をPTFEの融点未満の温度域で乾燥させる工程を含むものでありうる。乾燥工程の具体的な方法は特に限定されず、例えば、シート状成形体を50℃〜200℃に昇温し、1分〜60分程度保持すればよい。場合によっては、シート状成形体を風乾してもよい。 Next, step (iii) for reducing the amount of water contained in the sheet-like molded body is performed. This step (iii) may include a step of drying the sheet-like molded body in a temperature range below the melting point of PTFE. The specific method of a drying process is not specifically limited, For example, a sheet-like molded object should just be heated up to 50 to 200 degreeC, and should just hold | maintain about 1 minute-60 minutes. In some cases, the sheet-like molded body may be air-dried.
シート状成形体が発泡剤を含む場合、上記乾燥工程において、成形体に含まれる水の量を減じつつ発泡剤を発泡させることができる。つまり、シート状成形体をPTFEの融点未満かつ発泡剤が発泡する温度域で乾燥させる。このようにすれば、水の量の減少と、発泡剤の発泡とが相俟って、効率的に多孔化が進行する。適切な乾燥温度の範囲は、発泡剤の種類にもよるが、例えば130℃〜200℃である。こうした効果は、発泡剤を含む他の形状の成形体についても同様に得ることができる。 When a sheet-like molded object contains a foaming agent, in the said drying process, a foaming agent can be foamed, reducing the quantity of the water contained in a molded object. That is, the sheet-like molded body is dried in a temperature range below the melting point of PTFE and the foaming agent foams. If it does in this way, reduction of the quantity of water and foaming of a foaming agent will combine, and porosity will advance efficiently. An appropriate drying temperature range is, for example, 130 ° C. to 200 ° C., depending on the type of foaming agent. Such an effect can be obtained in the same manner for molded articles having other shapes containing a foaming agent.
なお、分散液をノズルから噴射することによって得られる凝集物は、通常、室温を超える温度を帯びている。このときの凝集物の温度が、例えば80℃程度であれば、凝集物に含まれる発泡剤がほとんど発泡しないので好ましい。 In addition, the aggregate obtained by injecting a dispersion liquid from a nozzle usually has a temperature exceeding room temperature. If the temperature of the aggregate at this time is about 80 ° C., for example, it is preferable because the foaming agent contained in the aggregate hardly foams.
また、乾燥工程を経たシート状成形体を、さらに焼成してもよい(焼成工程)。つまり、工程(iii)が乾燥工程と焼成工程とを含んでいてもよい。焼成工程の具体的な方法は特に限定されず、例えば、乾燥工程を経たシート状成形体を、電気炉中に収容し、PTFEの融点以上の温度(327℃〜400℃程度、好ましくは360℃〜380℃)にまで加熱し、1分〜60分程度保持すればよい。なお、乾燥、焼成の時間は、シート状成形体の厚さなどに応じて適宜設定すればよい。 Moreover, you may further bak the sheet-like molded object which passed through the drying process (baking process). That is, step (iii) may include a drying step and a firing step. The specific method of a baking process is not specifically limited, For example, the sheet-like molded object which passed through the drying process is accommodated in an electric furnace, and the temperature (327 degreeC-about 400 degreeC, Preferably it is 360 degreeC more than melting | fusing point of PTFE). To about 380 ° C. and hold for about 1 to 60 minutes. In addition, what is necessary is just to set the time of drying and baking suitably according to the thickness etc. of a sheet-like molded object.
ただし、成形体が発泡剤を含み、かつ、その発泡剤がマイクロカプセルの形態でPTFE多孔質膜中に残るタイプのものである場合、発泡剤が加熱により消失または離脱することがある。したがって、発泡剤が消失または離脱する可能性がある場合は、焼成工程を実施しないことが好ましい。 However, when the molded body contains a foaming agent and the foaming agent is of a type that remains in the porous PTFE membrane in the form of microcapsules, the foaming agent may disappear or leave by heating. Therefore, when there is a possibility that the foaming agent may disappear or leave, it is preferable not to perform the firing step.
また、乾燥工程と焼成工程とを区別せずに実施することもできる。例えば、シート状成形体を収容する炉の雰囲気温度を経時変化させることによって、PTFEの融点未満で行う乾燥工程と、PTFEの融点以上で行う焼成工程とを連続して実施することができる。PTFEの融点未満の温度域で水を成形体から離脱させることにより、成形体の多孔化を促進することができる。このように、シート状成形体を乾燥および焼成することにより、十分な通気性能および強度を有したPTFE多孔質膜が得られる。 Moreover, it can also implement without distinguishing a drying process and a baking process. For example, the drying process performed below the melting point of PTFE and the firing process performed above the melting point of PTFE can be continuously performed by changing the atmospheric temperature of the furnace containing the sheet-like molded body over time. By removing water from the molded body in a temperature range lower than the melting point of PTFE, the porous body of the molded body can be promoted. Thus, a PTFE porous film having sufficient air permeability and strength can be obtained by drying and firing the sheet-like molded body.
乾燥工程、あるいは、乾燥および焼成工程を経て形成されたシート状成形体は、そのまま製品(PTFE多孔質膜)としてもよいし、必要に応じて、圧延、延伸などの工程をさらに加えてもよい。ただし、乾燥工程を経て水の量が低減されたシート状成形体、特に、発泡剤を含むものは、延伸を行うまでもなく、十分に多孔化された膜となりうる。 The sheet-like molded body formed through the drying step or the drying and firing steps may be used as a product (PTFE porous membrane) as it is, or may be further subjected to steps such as rolling and stretching as necessary. . However, a sheet-like molded body in which the amount of water has been reduced through the drying step, particularly one containing a foaming agent, can be a sufficiently porous film without being stretched.
また、凝集物を成形する工程(ii)は、凝集物をロッド状に成形する工程であってもよい。ロッド状成形体は、図6で説明した屈曲管18のような流路に凝集物を通すことによって得ることができる。そして、そのロッド状成形体をローラで圧延することにより、シート状成形体を得ることができる。こうして得られたシート状成形体を乾燥させる、あるいは、乾燥および焼成することにより、十分な通気性能および機械強度を有したPTFE多孔質膜を得ることができる。 Further, the step (ii) of forming the aggregate may be a step of forming the aggregate into a rod shape. The rod-shaped molded body can be obtained by passing the aggregate through a flow path such as the bent tube 18 described in FIG. And a sheet-like molded object can be obtained by rolling the rod-shaped molded object with a roller. By drying the sheet-like molded product thus obtained, or drying and firing, a PTFE porous membrane having sufficient ventilation performance and mechanical strength can be obtained.
さらに、図7に示す方法により、ロッド状成形体からシート状成形体を得ることもできる。図7に示す方法では、まず、図6で説明した屈曲管18のような流路を通すことによって凝集物をロッド状に成形し、凝集物からなるロッド状成形体19を得る(サブ工程A)。次に、ロッド状成形体19を長さ方向に交差する方向(好ましくは直交する方向)に切断して多数のペレット191を得る(サブ工程B)。次に、ペレット191をプレス機21で断面と直交する方向に押し固めてシート状に成形する(サブ工程C)。さらに、得られたシート状成形体193を電気炉23内で乾燥させ、それに含まれる水の量を低減させる工程(iii)を実施する。この工程(iii)は、乾燥工程であってもよいし、乾燥工程と焼成工程とを含んでいてもよい。 Furthermore, a sheet-like molded body can be obtained from a rod-shaped molded body by the method shown in FIG. In the method shown in FIG. 7, first, the aggregate is formed into a rod shape by passing through a flow path such as the bent pipe 18 described in FIG. 6 to obtain a rod-shaped formed body 19 made of the aggregate (sub-process A). ). Next, the rod-shaped molded body 19 is cut in a direction crossing the length direction (preferably a direction orthogonal) to obtain a large number of pellets 191 (sub-process B). Next, the pellet 191 is pressed and hardened in a direction orthogonal to the cross section by the press machine 21 and formed into a sheet (sub process C). Furthermore, the obtained sheet-like molded body 193 is dried in the electric furnace 23, and the step (iii) of reducing the amount of water contained therein is performed. This step (iii) may be a drying step, or may include a drying step and a firing step.
先に説明したように、工程(i)で得られる凝集物の形状の自由度は大きい。したがって、断面積が大きいロッド状成形体19を容易に得ることができる。分散液の組成や噴射圧などの条件にもよるが、例えば、断面積が7mm2〜7900mm2(丸棒状であれば直径3mm〜100mm)のロッド状成形体19を得ることができる。そして、このロッド状成形体19を輪切りにすれば、多孔質膜195を製造するためのペレット191を準備することができる。ペレット191の厚さは、製造するべき多孔質膜195に必要とされる厚さに応じて調整することができる。例えば、厚さ0.5mm〜3mmの多孔質膜195を製造しようとする場合には、厚さ1mm〜6mmのペレット191が好適である。ペレット191を圧縮成形することにより、ペレット191よりも厚さの小さいシート状成形体193が得られる。さらに、シート状成形体193を乾燥させる、あるいは、乾燥および焼成することにより、シート状成形体193よりも厚さの小さいPTFE多孔質膜195が得られる。 As explained above, the degree of freedom of the shape of the aggregate obtained in step (i) is large. Therefore, the rod-shaped molded body 19 having a large cross-sectional area can be easily obtained. Although depending on conditions such as the composition of the dispersion and the injection pressure, for example, a rod-shaped molded body 19 having a cross-sectional area of 7 mm 2 to 7900 mm 2 (3 mm to 100 mm in the case of a round bar shape) can be obtained. And if this rod-shaped molded object 19 is cut into round pieces, the pellet 191 for manufacturing the porous membrane 195 can be prepared. The thickness of the pellet 191 can be adjusted according to the thickness required for the porous film 195 to be manufactured. For example, when a porous membrane 195 having a thickness of 0.5 mm to 3 mm is to be manufactured, a pellet 191 having a thickness of 1 mm to 6 mm is suitable. By compression-molding the pellet 191, a sheet-like molded body 193 having a thickness smaller than that of the pellet 191 is obtained. Furthermore, the PTFE porous film 195 having a thickness smaller than that of the sheet-shaped molded body 193 is obtained by drying the sheet-shaped molded body 193 or drying and firing.
例えば、従来のペースト押出法によって製造された長尺のPTFE多孔質膜から円形状のPTFE多孔質膜を切り取りする場合、捨て代の発生が不可避である。これに対し、図7に示す本実施形態によれば、捨て代をほとんど生じさせることなく、場合によっては全く生じさせることなく、PTFE多孔質膜195を製造することができるので、材料費の削減に資する。 For example, when a circular PTFE porous membrane is cut from a long PTFE porous membrane manufactured by a conventional paste extrusion method, it is inevitable that a discard margin is generated. On the other hand, according to the present embodiment shown in FIG. 7, the PTFE porous membrane 195 can be manufactured with almost no discarding allowance and in some cases with no occurrence, so that the material cost can be reduced. Contribute to
また、有機溶媒を用いた従来のペースト押出法によって製造されるPTFE多孔質膜は、高い気孔率および高い捕集性能を有するが、PTFE粒子の結着が内部まで進行した緻密な構造を有する。したがって、フィルタとして一定の通気量を確保するために膜厚は非常に薄くなる。つまり、大孔径かつ高通気でありながら厚さも必要とされる用途に対して、ペースト押出法で製造されるPTFE多孔質膜は適用が難しい。また、ペースト押出法で製造されるPTFE多孔質膜、特に、2軸延伸により多孔化させたPTFE多孔質膜は非常に薄いので、ハンドリングが難しく、歩留まりを向上させにくい。 In addition, a PTFE porous membrane produced by a conventional paste extrusion method using an organic solvent has a high porosity and a high collection performance, but has a dense structure in which the PTFE particles are bound to the inside. Therefore, the film thickness becomes very thin in order to ensure a constant air flow rate as a filter. That is, it is difficult to apply a PTFE porous membrane manufactured by a paste extrusion method to a use that requires a thickness while having a large pore diameter and high ventilation. In addition, a PTFE porous membrane produced by a paste extrusion method, particularly a PTFE porous membrane made porous by biaxial stretching, is very thin, so that it is difficult to handle and it is difficult to improve the yield.
これに対し、本発明の製造方法によれば、表層部ではPTFE粒子が緻密に結着し、内部では表層部よりも結着が粗である構造のPTFE多孔質膜を得ることができる。すなわち、本発明の製造方法によれば、厚さが大きく(例えば0.5mm以上)、十分な強度を有しながらも通気性能が高いPTFE多孔質膜を容易かつ生産性よく製造することができる。そして、発泡剤の添加により、通気性能のさらなる向上を期待できる。 On the other hand, according to the production method of the present invention, a PTFE porous membrane having a structure in which PTFE particles are densely bound in the surface layer portion and the binding is coarser in the inside than in the surface layer portion can be obtained. That is, according to the production method of the present invention, a PTFE porous membrane having a large thickness (for example, 0.5 mm or more) and a sufficient strength while having a high air permeability can be produced easily and with high productivity. . And the further improvement of ventilation performance can be anticipated by addition of a foaming agent.
また、ロッド状成形体19の形状は、図7に示すような丸棒状に限定されない。つまり、凝集物を、前述のチャンバー1A〜1Eに接続された、またはチャンバー1A〜1E自身が有する円形、矩形または多角形の断面を有する流路を通過させることにより、ロッド状に成形することができる。このように、本実施形態によれば、製造するべきPTFE多孔質膜がどのような形状であっても、材料の無駄を極力省くことが可能である。 Moreover, the shape of the rod-shaped molded object 19 is not limited to the round bar shape as shown in FIG. That is, the aggregate can be formed into a rod shape by passing through a flow path having a circular, rectangular, or polygonal cross section that is connected to the chambers 1A to 1E or that the chambers 1A to 1E have. it can. As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce waste of materials as much as possible regardless of the shape of the PTFE porous membrane to be manufactured.
ロッド状成形体19を経由してPTFE多孔質膜195を製造する図7の方法は、発泡剤を含まない分散液を用いる場合にも適用できるが、より高い通気性能のPTFE多孔質膜195を得るために、発泡剤を含む分散液の使用が推奨される。 The method shown in FIG. 7 for producing the PTFE porous membrane 195 via the rod-shaped molded body 19 can be applied to the case where a dispersion liquid containing no foaming agent is used. However, the PTFE porous membrane 195 having higher ventilation performance is used. In order to obtain, the use of a dispersion containing a blowing agent is recommended.
本発明の製造方法では、分散液に連続的に上記力を加えることにより、連続的に凝集物を得ることができる。すなわち、バッチ生産法ではなく、連続生産法とすることができる。例えば、分散液を、図1〜図5に示すチャンバー1A〜1Eに連続的に供給し、チャンバー1A〜1Eから凝集物を連続的に排出すればよい。このとき、チャンバー1A〜1Eの構成によっては、チャンバー1A〜1Eに供給される分散液の質量と、チャンバー1A〜1Eから排出される凝集物の質量とを、実質的に同一とすることができる。 In the production method of the present invention, an agglomerate can be continuously obtained by continuously applying the above force to the dispersion. That is, not a batch production method but a continuous production method. For example, the dispersion may be continuously supplied to the chambers 1A to 1E shown in FIGS. 1 to 5 and the aggregates may be continuously discharged from the chambers 1A to 1E. At this time, depending on the configuration of the chambers 1A to 1E, the mass of the dispersion supplied to the chambers 1A to 1E and the mass of the aggregates discharged from the chambers 1A to 1E can be made substantially the same. .
例えば、分散液を、図5に示すチャンバー1Eに連続的に供給することにより、ロッド状に成形された凝集物が屈曲管18のような流路から連続的に排出される。このとき、流路18の構成によっては、屈曲管18に供給される分散液の質量と、屈曲管18から排出される凝集物の質量とを、実質的に同一とすることができ、非常に高い収率でPTFE粒子の凝集物を得る、ひいてはロッド状成形体を得ることができる。 For example, by continuously supplying the dispersion liquid to the chamber 1E shown in FIG. 5, the aggregate formed into a rod shape is continuously discharged from the flow path such as the bent tube 18. At this time, depending on the configuration of the flow path 18, the mass of the dispersion supplied to the bent tube 18 and the mass of the aggregate discharged from the bent tube 18 can be made substantially the same. An aggregate of PTFE particles can be obtained with a high yield, and thus a rod-shaped molded body can be obtained.
また、図7の例では、ペレット191を圧縮成形するサブ工程Cの後で、水の量を低減させる工程(iii)を実施している。しかしながら、工程(iii)のうち、乾燥工程を実施する時期に限っていえば、図7の例に限定されず、凝集物をロッド状に成形するサブ工程Aより後の任意の期間に実施することができる。具体的には、下記の期間に乾燥工程を実施することができる。つまり、シート状成形体を得るための予備成形体であるロッド状成形体またはペレットを乾燥させてもよい。ロッド状成形体19の状態で乾燥工程を実施すると、ペレット191を作るための切断が容易となる利点がある。 Moreover, in the example of FIG. 7, the process (iii) which reduces the quantity of water is implemented after the sub process C which compresses and forms the pellet 191. However, in the step (iii), if it is limited to the time of carrying out the drying step, it is not limited to the example of FIG. 7 and is carried out in an arbitrary period after the sub-step A for forming the aggregate into a rod shape. Can do. Specifically, a drying process can be implemented in the following period. That is, you may dry the rod-shaped molded object or pellet which is a preform for obtaining a sheet-shaped molded object. When the drying step is performed in the state of the rod-shaped molded body 19, there is an advantage that cutting for making the pellet 191 is easy.
・工程(ii)における、凝集物をロッド状に成形するサブ工程Aと、ロッド状成形体19を切断してペレット191を作るサブ工程Bとの間の期間
・工程(ii)における、ロッド状成形体19を切断してペレット191を作るサブ工程Bと、ペレット191を圧縮してシート状成形体193を得るサブ工程Cとの間の期間
A period between the sub-step A in which the aggregate is formed into a rod shape in the step (ii) and the sub-step B in which the rod-shaped formed body 19 is cut to form a pellet 191. The rod shape in the step (ii) A period between the sub-process B for cutting the molded body 19 to form the pellet 191 and the sub-process C for compressing the pellet 191 to obtain the sheet-shaped molded body 193
次に、分散液について説明する。 Next, the dispersion liquid will be described.
分散液におけるPTFE粒子の含有率は特に限定されないが、自己形状保持性と変形性とのバランスに優れる凝集物を得るためには、40質量%〜70質量%の範囲とすることができる。PTFE粒子の含有率の好ましい下限値は、50質量%であり、さらに好ましくは55質量%である。PTFE粒子の含有率の好ましい上限値は、65質量%である。分散液に力を加える方法、条件などにもよるが、基本的に、分散液におけるPTFE粒子の含有率が大きくなるに従い、得られる凝集物の自己形状保持性が向上し、PTFE粒子の含有率が小さくなるに従い、得られる凝集物の変形性が向上する傾向を示す。 The content of PTFE particles in the dispersion is not particularly limited, but in order to obtain an agglomerate having an excellent balance between self-shape retention and deformability, the content can be in the range of 40% by mass to 70% by mass. A preferable lower limit of the content of PTFE particles is 50% by mass, and more preferably 55% by mass. A preferable upper limit of the content of PTFE particles is 65% by mass. Although depending on the method of applying force to the dispersion and the conditions, basically, as the content of PTFE particles in the dispersion increases, the self-shape retention of the resulting aggregate improves and the content of PTFE particles As the value decreases, the deformability of the resulting aggregate tends to improve.
PTFE粒子の平均粒径は、通常、0.1μm〜40μmの範囲であり、0.2μm〜1μmの範囲が好ましい。 The average particle diameter of the PTFE particles is usually in the range of 0.1 μm to 40 μm, and preferably in the range of 0.2 μm to 1 μm.
分散液における界面活性剤の含有率は特に限定されないが、自己形状保持性と変形性とのバランスに優れる凝集物を得るためには、0.01質量%〜15質量%の範囲が好ましく、0.1質量%〜10質量%の範囲、1質量%〜9質量%の範囲、および、2質量%〜7質量%の範囲の順に、より好ましい。界面活性剤の含有率が過小になると、PTFE相と水相とが分離して、水、界面活性剤および発泡剤を均一に内包する凝集物を得ることが困難である。界面活性剤の含有率が過大になると、PTFE粒子同士が衝突したときの凝集作用が低下し、PTFE相自体を形成することが困難となる。 The content of the surfactant in the dispersion is not particularly limited, but in order to obtain an agglomerate having an excellent balance between self-shape retention and deformability, a range of 0.01% by mass to 15% by mass is preferable. More preferable in the order of 1 mass% to 10 mass%, 1 mass% to 9 mass%, and 2 mass% to 7 mass%. When the surfactant content is too low, the PTFE phase and the aqueous phase are separated, and it is difficult to obtain an aggregate that uniformly contains water, the surfactant, and the foaming agent. When the content of the surfactant is excessive, the aggregating action when PTFE particles collide with each other decreases, and it becomes difficult to form the PTFE phase itself.
界面活性剤の種類は特に限定されず、例えば、炭化水素系骨格を有するカルボン酸塩などのアニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などのノニオン系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤などを用いればよい。PTFEの融点以下の温度(例えば100℃以上融点以下)において分解する界面活性剤を用いることが好ましく、この場合、得られた凝集物を焼成する際に界面活性剤が分解され、焼成により形成されたPTFE成形体中に残留する界面活性剤の量を低減できる。 The type of the surfactant is not particularly limited. For example, an anionic surfactant such as a carboxylate having a hydrocarbon skeleton, a nonionic surfactant such as a fluorosurfactant, a silicone surfactant, and the like. Use it. It is preferable to use a surfactant that decomposes at a temperature lower than the melting point of PTFE (for example, 100 ° C. or higher and a melting point or lower). In this case, the surfactant is decomposed when the obtained agglomerates are fired, and formed by firing. Further, the amount of the surfactant remaining in the PTFE molded product can be reduced.
分散液として、市販されているPTFEディスパージョンを用いてもよい。市販のPTFEディスパージョンとしては、例えば、旭硝子社製(元:旭硝子フロロポリマーズ社製)AD938、AD911、AD912、AD1、AD639、AD936などのADシリーズ、ダイキン工業社製D1、D2、D3などのDシリーズを用いればよい。これら市販のPTFEディスパージョンは、通常、界面活性剤を含んでいる。これらのPTFEディスパージョンに適切な量の発泡剤を混入させ、本発明に用いることができる。 A commercially available PTFE dispersion may be used as the dispersion. Examples of commercially available PTFE dispersions include AD series such as AD938, AD911, AD912, AD1, AD639, and AD936 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. (former Asahi Glass Fluoropolymers Co., Ltd.), D1, D2, and D3 manufactured by Daikin Industries, Ltd. A series may be used. These commercially available PTFE dispersions usually contain a surfactant. An appropriate amount of a foaming agent can be mixed into these PTFE dispersions and used in the present invention.
発泡剤としては、例えば、大日精化工業社製H750D、H755、H770Dなどを用いることができる。これらの発泡剤は、100℃〜200℃で発泡させることができるので、本発明に好適に使用できる。また、加熱により膨張する熱膨張性微小球は、多孔化の効果が高いので、発泡剤の形態として好ましい。 As the foaming agent, for example, H750D, H755, H770D manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd. can be used. Since these foaming agents can be foamed at 100 ° C. to 200 ° C., they can be suitably used in the present invention. In addition, thermally expandable microspheres that expand by heating are preferable as a foaming agent because they have a high porosity effect.
分散液における発泡剤の含有率も特に限定されないが、例えば、5質量%〜35質量%の範囲とすることができ、好ましくは10質量%〜20質量%の範囲である。発泡剤が多すぎると、成形が不安定となるおそれがあり、少なすぎると発泡が不十分となるおそれがある。 Although the content rate of the foaming agent in a dispersion liquid is not specifically limited, For example, it can be set as the range of 5 mass%-35 mass%, Preferably it is the range of 10 mass%-20 mass%. If the amount of the foaming agent is too large, molding may become unstable, and if the amount is too small, foaming may be insufficient.
なお、分散液は、PTFE粒子、水、界面活性剤および発泡剤以外の物質、例えば、ガラス、カーボン、金属、セラミックなどの無機材料からなるフィラーを含んでいてもよい。 The dispersion may contain a substance other than PTFE particles, water, a surfactant, and a foaming agent, for example, a filler made of an inorganic material such as glass, carbon, metal, and ceramic.
以下、実施例により、本発明をより詳細に説明する。本発明は、以下に示す実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to the examples shown below.
(実施例1)
まず、市販のPTFEディスパージョンである旭硝子社製AD938(PTFE粒子の含有率60質量%)に対し、発泡剤として大日精化工業社製H750Dを含有率が13質量%となるように添加し、出発原料となる水性分散液を調製した。
Example 1
First, with respect to AD938 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. (PTFE particle content: 60% by mass), which is a commercially available PTFE dispersion, H750D manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd. is added as a foaming agent so that the content is 13% by mass. An aqueous dispersion as a starting material was prepared.
調製した分散液からPTFE粒子の凝集物を得るために、図5に示すチャンバー1Eを用いた。チャンバー本体5の内部空間2の容積は30cm3とし、チャンバー本体5内に、円形の噴射口(0.15mmφ)を有するノズル3を配置した。屈曲管18として、円筒状のL字管(内径φ7mm、長さ200mm(屈曲部18aは略中央))を用いた。 In order to obtain an aggregate of PTFE particles from the prepared dispersion, a chamber 1E shown in FIG. 5 was used. The volume of the internal space 2 of the chamber body 5 was 30 cm 3, and the nozzle 3 having a circular injection port (0.15 mmφ) was disposed in the chamber body 5. As the bending tube 18, a cylindrical L-shaped tube (inner diameter φ7 mm, length 200 mm (bending portion 18 a is approximately the center)) was used.
チャンバー1Eに上記分散液を供給し、噴射圧を230MPaとして、ノズル3から分散液を噴射させた。分散液の噴射量は、約0.5リットル/分とした。 The dispersion liquid was supplied to the chamber 1E, the spray pressure was set to 230 MPa, and the dispersion liquid was sprayed from the nozzle 3. The spray amount of the dispersion was about 0.5 liter / min.
噴射開始から約20秒後、屈曲管18の先端から丸棒状の凝集物、つまり、PTFE粒子の凝集物からなるロッド状成形体(直径7mm)が排出され始めた。分析により、ロッド状成形体が水、界面活性剤および発泡剤を内包しているのを確認した。 About 20 seconds after the start of injection, a rod-shaped aggregate (diameter 7 mm) made of a round bar-shaped aggregate, that is, an aggregate of PTFE particles, started to be discharged from the tip of the bending tube 18. By analysis, it was confirmed that the rod-shaped molded body contained water, a surfactant and a foaming agent.
次に、得られたロッド状成形体を130℃に設定した炉で30分乾燥させた。さらに、図7で説明したように、ロッド状成形体を輪切りにして、ペレットを得た。次に、このペレットをプレス機で圧縮成形し、直径20mm厚さ2mmのPTFEシートを合計5枚得た。得られたPTFEシートの表面のSEM像を図8に示す。球状の物体が発泡剤であり、PTFE粒子が結着することによって太い繊維状の部分が形成されている。繊維と繊維の間を押し拡げるように発泡剤が分散している状態を確認できる。 Next, the obtained rod-shaped molded body was dried in a furnace set at 130 ° C. for 30 minutes. Furthermore, as explained in FIG. 7, the rod-shaped molded body was cut into round pieces to obtain pellets. Next, this pellet was compression-molded with a press machine to obtain a total of five PTFE sheets having a diameter of 20 mm and a thickness of 2 mm. An SEM image of the surface of the obtained PTFE sheet is shown in FIG. A spherical object is a foaming agent, and a thick fibrous portion is formed by binding PTFE particles. A state where the foaming agent is dispersed so as to spread between the fibers can be confirmed.
(実施例2)
発泡剤を含まない分散液(旭硝子社製AD938)を用い、その他の条件を実施例1と同様にして、PTFEシートを製造した。
(Example 2)
A PTFE sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that a dispersion containing no foaming agent (AD938 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) was used.
(比較例)
市販のPTFEファインパウダー(ダイキン工業社製、ポリフロンファインパウダーF104)に、成形助剤としてn−ドデカンを20質量%の含有率となるように添加および混練し、PTFEファインパウダーと成形助剤とを含むペーストを得た。ペーストを12時間熟成させた後、断面積減衰率40の縮流ダイ(予備成形管内径77mm、出口内径6.1mm)に流し込み、直径5mmのロッド状成形体を得た。ロッド状成形体を輪切りにして厚さ3mmのペレットを作り、このペレットを圧縮成形および乾燥させて、厚さ0.28mmのPTFEシートを合計5枚得た。
(Comparative example)
To a commercially available PTFE fine powder (Daikin Kogyo Co., Ltd., Polyflon Fine Powder F104), n-dodecane was added and kneaded as a molding aid so as to have a content of 20% by mass. A paste containing was obtained. After aging the paste for 12 hours, the paste was poured into a reduced flow die (preliminary tube inner diameter 77 mm, outlet inner diameter 6.1 mm) having a cross-sectional area attenuation of 40 to obtain a rod-shaped molded body having a diameter of 5 mm. The rod-shaped shaped body was cut into round pellets having a thickness of 3 mm, and the pellets were compression-molded and dried to obtain a total of five PTFE sheets having a thickness of 0.28 mm.
(透気度測定)
実施例および比較例のPTFEシートの透気度を、JIS P 8117(1998)に規定された方法により、自動ガーレー式デンソメーターで測定した。測定の結果は、実施例1のPTFEシート(発泡剤を含む)が1〜5秒、実施例2のPTFEシート(発泡剤を含まず)が15秒〜50秒、比較例のPTFEシートが95秒〜240秒であった。本実施例1,2のPTFEシートは、比較例のPTFEシートよりも厚いにも関わらず、透気度が大きかった。
(Air permeability measurement)
The air permeability of the PTFE sheets of Examples and Comparative Examples was measured with an automatic Gurley type densometer by the method defined in JIS P 8117 (1998). As a result of the measurement, the PTFE sheet of Example 1 (including the foaming agent) was 1 to 5 seconds, the PTFE sheet of Example 2 (not including the foaming agent) was 15 to 50 seconds, and the PTFE sheet of the comparative example was 95. Second to 240 seconds. Although the PTFE sheets of Examples 1 and 2 were thicker than the PTFE sheets of Comparative Examples, the air permeability was high.
1A,1B,1C,1D,1E チャンバー
3,3a,3b ノズル
19 凝集物
P 分散液
1A, 1B, 1C, 1D, 1E Chamber 3, 3a, 3b Nozzle 19 Aggregate P Dispersion
Claims (17)
(ii)前記凝集物を成形する工程と、
(iii)前記凝集物からなる成形体に含まれる前記水の量を低減させる工程と、
を含み、
前記分散液をチャンバーに供給し、前記チャンバー内において前記力を加える、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 (i) Force that the polytetrafluoroethylene particles approach or come into contact with each other in a dispersion of polytetrafluoroethylene particles containing polytetrafluoroethylene particles, a surfactant, a foaming agent, and water as a dispersion medium. Adding the water, the surfactant and the foaming agent to obtain an aggregate of the polytetrafluoroethylene particles,
(ii) forming the agglomerates;
(iii) a step of reducing the amount of the water contained in the molded body comprising the aggregates;
Only including,
A method for producing a polytetrafluoroethylene porous body, wherein the dispersion is supplied to a chamber and the force is applied in the chamber .
(ii)前記凝集物を成形する工程と、
(iii)前記凝集物からなる成形体に含まれる前記水の量を低減させる工程と、
を含み、
前記凝集物に、前記分散液を噴射することにより前記力を加える、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 (i) Force that the polytetrafluoroethylene particles approach or come into contact with each other in a dispersion of polytetrafluoroethylene particles containing polytetrafluoroethylene particles, a surfactant, a foaming agent, and water as a dispersion medium. Adding the water, the surfactant and the foaming agent to obtain an aggregate of the polytetrafluoroethylene particles,
(ii) forming the agglomerates;
(iii) a step of reducing the amount of the water contained in the molded body comprising the aggregates;
Including
A method for producing a polytetrafluoroethylene porous body , wherein the force is applied to the aggregate by injecting the dispersion.
前記2以上の供給路から供給される前記分散液を、前記チャンバー内で互いに衝突させることにより、前記力を加える請求項1に記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 Supplying the dispersion to the chamber via two or more supply channels;
The two or more the dispersion liquid supplied from the supply path, by impinging one another in the chamber, the manufacturing method of the polytetrafluoroethylene porous body according to claim 1, applying said force.
(ii)前記凝集物を成形する工程と、
(iii)前記凝集物からなる成形体に含まれる前記水の量を低減させる工程と、
を含み、
前記工程(iii)は、前記凝集物からなる成形体をポリテトラフルオロエチレンの融点未満かつ前記発泡剤が発泡する温度域で乾燥させる工程である、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 (i) Force that the polytetrafluoroethylene particles approach or come into contact with each other in a dispersion of polytetrafluoroethylene particles containing polytetrafluoroethylene particles, a surfactant, a foaming agent, and water as a dispersion medium. Adding the water, the surfactant and the foaming agent to obtain an aggregate of the polytetrafluoroethylene particles,
(ii) forming the agglomerates;
(iii) a step of reducing the amount of the water contained in the molded body comprising the aggregates;
Including
The step (iii) is a method for producing a polytetrafluoroethylene porous body , which is a step of drying the molded body made of the aggregate in a temperature range below the melting point of polytetrafluoroethylene and the foaming agent foams.
(ii)前記凝集物を成形する工程と、
(iii)前記凝集物からなる成形体に含まれる前記水の量を低減させる工程と、
を含み、
前記工程(ii)は、前記凝集物をロッド状に成形する工程であり、
前記工程(iii)は、前記凝集物からなるロッド状成形体をポリテトラフルオロエチレンの融点未満の温度域で乾燥させる工程を含む、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 (i) Force that the polytetrafluoroethylene particles approach or come into contact with each other in a dispersion of polytetrafluoroethylene particles containing polytetrafluoroethylene particles, a surfactant, a foaming agent, and water as a dispersion medium. Adding the water, the surfactant and the foaming agent to obtain an aggregate of the polytetrafluoroethylene particles,
(ii) forming the agglomerates;
(iii) a step of reducing the amount of the water contained in the molded body comprising the aggregates;
Including
The step (ii) is a step of forming the aggregate into a rod shape,
The step (iii) is a method for producing a polytetrafluoroethylene porous body, comprising the step of drying the rod-shaped molded body made of the aggregate in a temperature range below the melting point of polytetrafluoroethylene.
(ii)前記凝集物を成形する工程と、
(iii)前記凝集物からなる成形体に含まれる前記水の量を低減させる工程と、
を含み、
前記工程(ii)は、前記凝集物をロッド状に成形するサブ工程Aと、前記凝集物からなるロッド状成形体を長さ方向に交差する方向に切断してペレットを得るサブ工程Bと、前記ペレットを圧縮してシート状に成形するサブ工程Cとを含む、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 (i) Force that the polytetrafluoroethylene particles approach or come into contact with each other in a dispersion of polytetrafluoroethylene particles containing polytetrafluoroethylene particles, a surfactant, a foaming agent, and water as a dispersion medium. Adding the water, the surfactant and the foaming agent to obtain an aggregate of the polytetrafluoroethylene particles,
(ii) forming the agglomerates;
(iii) a step of reducing the amount of the water contained in the molded body comprising the aggregates;
Including
The step (ii) includes a sub-step A for forming the aggregate into a rod shape, and a sub-step B for obtaining a pellet by cutting the rod-shaped formed body made of the aggregate in a direction crossing the length direction, and compressing the pellets comprises a sub step C of forming into a sheet, a manufacturing method of a polytetrafluoroethylene porous body.
前記工程(iii)を、前記工程(ii)における前記サブ工程A以降に実施する、請求項9に記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 The step (iii) is a step of drying the formed body of the aggregate in a temperature range below the melting point of polytetrafluoroethylene,
The method for producing a porous polytetrafluoroethylene according to claim 9 , wherein the step (iii) is performed after the sub-step A in the step (ii).
前記凝集物を、前記チャンバーに接続されたまたは前記チャンバー自身が有する円形、矩形または多角形の断面を有する流路を通過させることにより、ロッド状に成形する請求項8または請求項9に記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 Supplying the dispersion to the chamber and applying the force in the chamber;
The aggregate according to claim 8 or 9 , wherein the aggregate is formed into a rod shape by passing through a flow path having a circular, rectangular, or polygonal cross section connected to the chamber or included in the chamber itself. A method for producing a polytetrafluoroethylene porous body.
(ii)前記凝集物を成形する工程と、
(iii)前記凝集物からなる成形体に含まれる前記水の量を低減させる工程と、
を含み、
前記分散液における前記ポリテトラフルオロエチレン粒子の含有率が、40質量%〜70質量%の範囲である、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 (i) Force that the polytetrafluoroethylene particles approach or come into contact with each other in a dispersion of polytetrafluoroethylene particles containing polytetrafluoroethylene particles, a surfactant, a foaming agent, and water as a dispersion medium. Adding the water, the surfactant and the foaming agent to obtain an aggregate of the polytetrafluoroethylene particles,
(ii) forming the agglomerates;
(iii) a step of reducing the amount of the water contained in the molded body comprising the aggregates;
Including
The content of the polytetrafluoroethylene particles is in the range of 40% to 70% by weight, the production method of the porous polytetrafluoroethylene material in the dispersion.
(ii)前記凝集物を成形する工程と、
(iii)前記凝集物からなる成形体に含まれる前記水の量を低減させる工程と、
を含み、
製造するべき前記ポリテトラフルオロエチレン多孔体が、厚さ0.5mm以上のポリテトラフルオロエチレン多孔質膜である、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 (i) Force that the polytetrafluoroethylene particles approach or come into contact with each other in a dispersion of polytetrafluoroethylene particles containing polytetrafluoroethylene particles, a surfactant, a foaming agent, and water as a dispersion medium. Adding the water, the surfactant and the foaming agent to obtain an aggregate of the polytetrafluoroethylene particles,
(ii) forming the agglomerates;
(iii) a step of reducing the amount of the water contained in the molded body comprising the aggregates;
Including
The polytetrafluoroethylene porous body is more thick 0.5mm polytetrafluoroethylene porous membrane, method for producing a polytetrafluoroethylene porous material to be produced.
(ii)前記凝集物をロッド状に成形するサブ工程Aと、前記凝集物からなるロッド状成形体を長さ方向に交差する方向に切断してペレットを得るサブ工程Bと、前記ペレットを圧縮してシート状に成形するサブ工程Cとを含む、前記凝集物を成形する工程と、
(iii)前記凝集物からなる成形体に含まれる前記水の量を低減させる工程と、
を含む、ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。 (i) by applying a force for the polytetrafluoroethylene particles to approach or contact each other to a dispersion of polytetrafluoroethylene particles containing polytetrafluoroethylene particles, a surfactant, and water as a dispersion medium. Obtaining the aggregate of the polytetrafluoroethylene particles encapsulating the water and the surfactant;
(ii) Sub-step A for forming the aggregate into a rod shape, Sub-step B for obtaining a pellet by cutting the rod-shaped formed body made of the aggregate in a direction crossing the length direction, and compressing the pellet And sub-step C for forming into a sheet, and forming the agglomerates,
(iii) a step of reducing the amount of the water contained in the molded body comprising the aggregates;
The manufacturing method of the polytetrafluoroethylene porous body containing this.
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