[發(fā)明專利]氟樹脂微孔膜、其制造方法、以及使用該氟樹脂微孔膜的過濾器元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380019397.2
• 申請日: 2013-04-02
• 公開（公告）號: CN104220500B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 林文弘;村田彩;宇野敦史
• 申請（專利權）人: 住友電工超效能高分子股份有限公司
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;B01D69/00;B01D71/32;B01D71/36;C08J9/24
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業(yè)平;常海濤

技術領域

本發(fā)明涉及由聚四氟乙烯(下文稱為“PTFE”)等氟樹脂構成的微孔膜及其制造方法。具體而言，本發(fā)明涉及這樣的微孔膜及其制造方法、以及使用該氟樹脂微孔膜的過濾器元件，其中該微孔膜通過使用由PTFE等構成的氟樹脂顆粒作為原料而制成，其具有窄孔徑分布，并且其平均流量孔徑與最大孔徑之差更小。

背景技術

具有孔徑極小的通孔的樹脂多孔膜(微孔膜)可以通過膜的拉伸來制造，其中所述膜是通過燒結含有PTFE作為主要成分的氟樹脂顆粒而獲得的。由于這種微孔膜是通過使用PTFE作為主要成分而形成的，因此該膜具有良好的耐化學品性和耐熱性，并且被用作用于過濾微細顆粒的濾膜(過濾器)等等。

例如，可通過如下方法制造這種氟樹脂微孔膜，該方法包括：使用PTFE微細粉末或PTFE分散體等氟樹脂顆粒作為原料來形成具有所需形狀和所需尺寸的膜，然后將該膜加熱至氟樹脂的熔點以上以將膜燒結，從而使該膜基本上無孔，并將該無孔膜拉伸以使該膜多孔化。用作原料的氟樹脂顆粒的例子包括這樣的制品(乳液聚合制品)，該制品包含通過將四氟乙烯乳液聚合而制得的、粒徑為0.15μm至0.35μm的PTFE顆粒(一次顆粒)。術語“PTFE分散體”是指通過將這種乳液聚合制品的濃度調(diào)節(jié)至所需值而制得的分散體。術語“PTFE微細粉末”是指通過干燥這種乳液聚合制品并對該乳液聚合制品進行造粒以使其尺寸為幾百微米至幾千微米從而制得的粉末。

此外，專利文獻1描述了：將通過使氟樹脂粉末(如PTFE微細粉末)分散于分散介質(zhì)中而制得的分散體涂布至平滑膜上，然后將分散介質(zhì)干燥，并將氟樹脂粉末燒結以使氟樹脂粉末完全融化，從而獲得了這樣一種無孔氟樹脂薄膜，該膜抑制了微孔洞和裂紋之類的缺陷的產(chǎn)生。專利文獻1進一步描述了具有微孔和高孔隙率且不存在缺陷的氟樹脂薄膜(氟樹脂微孔膜)，其是通過將上述無孔氟樹脂薄膜拉伸以使該膜多孔化而獲得的。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：日本專利No.4371176

發(fā)明內(nèi)容

技術問題

通過專利文獻1描述的方法獲得的氟樹脂微孔膜具有微孔和高孔隙率，并且沒有缺陷。因此，該氟樹脂微孔膜適用于(例如)用于過濾微細顆粒的濾膜中。然而，為了使濾膜實現(xiàn)更高的分級性能，需要一種孔徑分布更窄并且平均流量孔徑與最大孔徑之差更小的微孔膜。

在將微孔膜的孔徑調(diào)節(jié)至極小值(例如，100nm以下)的情況中，在通過專利文獻1等中記載的現(xiàn)有方法制造的氟樹脂微孔膜中，大孔徑側(cè)的分布趨于較寬。具體而言，在將孔徑調(diào)節(jié)至50nm以下的情況中，孔徑分布趨于變寬，例如，平均流量孔徑與最大孔徑之差變?yōu)?0nm以上，或者該差值變?yōu)槠骄髁靠讖降?00％以上。當通過這種方式使孔徑分布變寬時，無法以高去除效率(足夠高的分級性能)除去微細的異物。因此，需要研制出這樣一種氟樹脂微孔膜，即使在將該氟樹脂微孔膜孔徑調(diào)節(jié)至極小值的情況中，其仍具有更小的平均流量孔徑與最大孔徑之差。

本發(fā)明的目的是提供這樣一種氟樹脂微孔膜，與通過現(xiàn)有方法制造的氟樹脂微孔膜相比，其孔徑分布窄且平均流量孔徑與最大孔徑之差較小。本發(fā)明的另一目的是提供一種制造氟樹脂微孔膜的方法以及使用該氟樹脂微孔膜的過濾器元件。

解決問題的手段

本發(fā)明的發(fā)明人為了達成上述目的進行了深入研究。結果發(fā)現(xiàn)，可通過使用如下PTFE顆粒作為原料氟樹脂顆粒來形成膜，將該膜燒結并將其拉伸，從而獲得孔徑分布窄且平均流量孔徑與最大孔徑之差較小的微孔膜，其中所述PTFE顆粒具有這樣的構造，其中：各顆粒的內(nèi)部(中心附近)與外表面部之間的PTFE熔解熱不同；或者其內(nèi)部由PTFE構成，表面部由四氟乙烯/六氟丙烯共聚物(下文稱為“FEP”)或四氟乙烯/全氟烷基醚共聚物(下文稱為“PFA”)構成。在該發(fā)現(xiàn)的引導下完成了本發(fā)明。

根據(jù)權利要求1的發(fā)明提供了一種氟樹脂微孔膜，其為通過如下方式獲得的多孔膜：將氟樹脂顆粒形成為具有特定形狀和特定尺寸的膜，將膜加熱至膜的熔點以上以將氟樹脂顆粒燒結在一起，然后將膜拉伸。各氟樹脂顆粒具有這樣的構造，其中：顆粒的內(nèi)部由一種PTFE構成，顆粒的外表面部由熔解熱比前述一種PTFE的熔解熱低的另一種PTFE、FEP或PFA構成。