ポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法
【課題】ＰＴＦＥの水性分散液を出発原料として用い、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。
【解決手段】本発明のポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法は、(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。
【解決手段】本発明のポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法は、(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。
【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多孔体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開平１０−３００３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、上記した各工程(i)(ii)(iii)について詳細に説明する。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
・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
【００７３】
次に、分散液について説明する。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【実施例】
【００８２】
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。
【００８３】
（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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
（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。
【００８９】
（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。
【００９０】
（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。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、本発明のＰＴＦＥ多孔体の製造方法に用いることができるチャンバーの第１具体例を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明のＰＴＦＥ多孔体の製造方法に用いることができるチャンバーの第２具体例を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明のＰＴＦＥ多孔体の製造方法に用いることができるチャンバーの第３具体例を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明のＰＴＦＥ多孔体の製造方法に用いることができるチャンバーの第４具体例を示す模式図である。
【図５】図４は、本発明のＰＴＦＥ多孔体の製造方法に用いることができるチャンバーの第５具体例を示す模式図である。
【図６】図６は、図５に示すチャンバーで凝集物が生成する様子を連続的に示す模式図である。
【図７】図７は、ロッド状成形体からＰＴＦＥ多孔質膜を得るまでを説明する工程図である。
【図８】図８は、本発明の方法によって製造されたＰＴＦＥシートのＳＥＭ像である。
【符号の説明】
【００９２】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ チャンバー
３，３ａ，３ｂ ノズル
１９ 凝集物
Ｐ 分散液
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開平１０−３００３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、上記した各工程(i)(ii)(iii)について詳細に説明する。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
・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
【００７３】
次に、分散液について説明する。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【実施例】
【００８２】
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。
【００８３】
（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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
（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。
【００８９】
（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。
【００９０】
（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。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、本発明のＰＴＦＥ多孔体の製造方法に用いることができるチャンバーの第１具体例を示す模式図である。
【図２】図２は、本発明のＰＴＦＥ多孔体の製造方法に用いることができるチャンバーの第２具体例を示す模式図である。
【図３】図３は、本発明のＰＴＦＥ多孔体の製造方法に用いることができるチャンバーの第３具体例を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明のＰＴＦＥ多孔体の製造方法に用いることができるチャンバーの第４具体例を示す模式図である。
【図５】図４は、本発明のＰＴＦＥ多孔体の製造方法に用いることができるチャンバーの第５具体例を示す模式図である。
【図６】図６は、図５に示すチャンバーで凝集物が生成する様子を連続的に示す模式図である。
【図７】図７は、ロッド状成形体からＰＴＦＥ多孔質膜を得るまでを説明する工程図である。
【図８】図８は、本発明の方法によって製造されたＰＴＦＥシートのＳＥＭ像である。
【符号の説明】
【００９２】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ チャンバー
３，３ａ，３ｂ ノズル
１９ 凝集物
Ｐ 分散液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(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、前記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、前記水、前記界面活性剤および前記発泡剤を内包する、前記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)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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
前記分散液を、前記チャンバーの内壁または前記チャンバー内に配置された部材に向けて噴射することにより、前記力を加える請求項２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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
前記分散液をノズルから噴射する請求項３または請求項４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。
【請求項６】
前記分散液を２以上の供給路を経由させて前記チャンバーに供給し、
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２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。
【請求項７】
前記分散液を、前記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して、前記チャンバー内で互いに衝突させる請求項６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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
前記工程(ii)は、前記凝集物をシート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シート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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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の温度域で乾燥させる工程であり、
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１１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。
【請求項１３】
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、
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１０または請求項１１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。
【請求項１４】
前記チャンバーに供給される前記分散液と、実質的に同じ質量の前記凝集物を、前記流路から排出する請求項１３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。
【請求項１５】
前記分散液を前記チャンバーに連続的に供給し、ロッド状に成形した前記凝集物を前記流路から連続的に排出する請求項１３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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
(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、前記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、前記水および前記界面活性剤を内包する、前記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)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。
【請求項１９】
前記分散液が、発泡剤をさらに含む請求項１８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。
【請求項１】
(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、前記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、前記水、前記界面活性剤および前記発泡剤を内包する、前記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)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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
前記分散液を、前記チャンバーの内壁または前記チャンバー内に配置された部材に向けて噴射することにより、前記力を加える請求項２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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
前記分散液をノズルから噴射する請求項３または請求項４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。
【請求項６】
前記分散液を２以上の供給路を経由させて前記チャンバーに供給し、
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２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。
【請求項７】
前記分散液を、前記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して、前記チャンバー内で互いに衝突させる請求項６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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
前記工程(ii)は、前記凝集物をシート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シート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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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の温度域で乾燥させる工程であり、
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１１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。
【請求項１３】
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、
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１０または請求項１１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。
【請求項１４】
前記チャンバーに供給される前記分散液と、実質的に同じ質量の前記凝集物を、前記流路から排出する請求項１３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。
【請求項１５】
前記分散液を前記チャンバーに連続的に供給し、ロッド状に成形した前記凝集物を前記流路から連続的に排出する請求項１３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。
【請求項１６】
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。
【請求項１７】
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。
【請求項１８】
(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、前記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、前記水および前記界面活性剤を内包する、前記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)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。
【請求項１９】
前記分散液が、発泡剤をさらに含む請求項１８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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２０９６４（Ｐ２００８−１２０９６４Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０８９６９（Ｐ２００６−３０８９６９）
【出願日】平成１８年１１月１５日（２００６．１１．１５）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１５日（２００６．１１．１５）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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