[發(fā)明專利]親水化片材及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380040667.8
• 申請日: 2013-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN104520496A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瀨戶口善宏;本居學(xué);中川智洋
• 申請（專利權(quán)）人: 日本華爾卡工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): D06M15/333
• 分類號(hào): D06M15/333;D04H1/4318;D04H1/728;D06M101/22
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 胡燁

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對(duì)使用僅由聚四氟乙烯[PTFE]構(gòu)成的纖維、或含PTFE和PTFE以外的氟樹脂而成的纖維(將兩者統(tǒng)稱為“氟樹脂纖維”)，經(jīng)過特定的工序而得的氟樹脂類片的表面實(shí)施了親水化處理的親水化片材及其制造方法。更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及氟樹脂纖維由相對(duì)而言的粗纖維(主纖維)和細(xì)纖維(副纖維)構(gòu)成、具有在主纖維上副纖維架設(shè)在各主纖維之間(或主纖維的不同部位之間)的結(jié)構(gòu)的氟樹脂系片材的表面被實(shí)施了親水化處理的親水化片材及其制造方法。

背景技術(shù)

PTFE具備優(yōu)異的耐化學(xué)品性、耐熱性、電絕緣性，還具有自潤滑性、非粘合性等特性，所以無論是在工業(yè)領(lǐng)域還是在日常生活領(lǐng)域中，都被廣泛地使用著。但是，另一方面，這些特性顯示出PTFE的加工難度。即、PTFE雖然分類為熱塑性樹脂，但與一般的塑料、例如聚乙烯、氯乙烯樹脂等不同，即使被加熱至呈非結(jié)晶狀態(tài)的327℃以上也不顯示流動(dòng)性，因而無法適用加熱狀態(tài)下的螺桿擠出、注塑成形、滾軋成形等。此外，即使想制備PTFE溶液并涂布在基材表面，進(jìn)行基材的被覆，也沒有合適的溶劑因而PTFE溶液難以制備；另外，即使想將PTFE成形體與對(duì)象基材粘合，目前也尚未發(fā)現(xiàn)能實(shí)現(xiàn)直接粘合的粘合劑。此外，PTFE之間或PTFE和其他樹脂等能夠?qū)崿F(xiàn)加熱融合，但是需要施加較強(qiáng)的壓力，也無法像其他塑料那樣容易接合。

目前所開發(fā)的PTFE的加工法與粉末冶金的方法類似，例如可例舉：將PTFE在室溫附近加壓成形，再將其加熱至327℃以上進(jìn)行燒結(jié)的方法；將其(燒結(jié)體)進(jìn)一步通過機(jī)械切削或加熱整形(日文：加熱コイニング)等進(jìn)行成形的方法；在PTFE粉末中混合液狀潤滑劑，將其用拉姆式擠出機(jī)進(jìn)行擠出成形后，進(jìn)行干燥、燒結(jié)，再進(jìn)行管和筒的制造及電線被覆的方法；使用PTFE類樹脂的水性懸濁液通過涂布、浸漬等將基材被覆后，進(jìn)行燒結(jié)的方法等。

此外，將PTFE加工成極細(xì)纖維(也稱為“納米纖維”)的情況下，也可使用如專利文獻(xiàn)1～4、7～10所記載的電場紡絲法(也稱為“電沉積法”、“靜電紡絲法”或“電紡絲法”)、或如專利文獻(xiàn)5、6所記載的延伸法。

專利文獻(xiàn)1公開了下述方法：由含有聚環(huán)氧乙烷[PEO]的PTFE分散水溶液通過電場紡絲法進(jìn)行紡絲后，在燒成的同時(shí)除去PEO，從而制造如圖1所示的納米纖維的方法。根據(jù)專利文獻(xiàn)1所述的制造方法，通過溶液條件、紡絲條件能夠調(diào)整纖維徑、單位面積質(zhì)量等，通過使用特殊裝置還能實(shí)現(xiàn)纖維取向。此外，材料的復(fù)合化容易，可制造高長寬比的具有均勻纖維徑的納米纖維。但是，最小的纖維徑的極限是500nm左右。

專利文獻(xiàn)2公開了通過靜電紡絲法形成的纖維徑0.001～1μm的超極細(xì)纖維、和通過熔噴法形成的纖維徑2～25μm的極細(xì)纖維混合存在的無紡布，作為構(gòu)成通過靜電紡絲法形成的超極細(xì)纖維的氟類樹脂，可例舉聚偏氟乙烯[PVDF](第[0019]段)。

專利文獻(xiàn)3公開了下述裝置：在多噴嘴型的電沉積法(電紡絲法)中，能防止相鄰的噴嘴間的干擾，還能將不同的高分子溶液同時(shí)沉積的裝置。由該裝置制造的高分子網(wǎng)的纖維即使相互纏繞，也不會(huì)相互連接。

專利文獻(xiàn)4公開了一種制造方法，包括下述工序：向外周部上分別形成有多個(gè)直徑不同的多種小孔的一個(gè)旋轉(zhuǎn)容器或以同心狀一體結(jié)合的多個(gè)旋轉(zhuǎn)容器內(nèi)，供給將高分子物質(zhì)溶解于溶劑而得的高分子溶液的工序；在將旋轉(zhuǎn)容器旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，使從小孔流出的高分子溶液帶電荷，通過離心力和伴隨溶劑蒸發(fā)的靜電爆炸使從小孔流出的高分子溶液延伸，生成由高分子物質(zhì)構(gòu)成的納米纖維的工序。根據(jù)該制造方法，可制造將物性不同的多種納米纖維混合或?qū)盈B堆積而成的高分子網(wǎng)，但是不存在物性不同的纖維之間相互連接的形態(tài)。

專利文獻(xiàn)5公開了下述多孔性結(jié)構(gòu)物(圖2)的制造方法：將包含液狀潤滑劑的未燒結(jié)的四氟乙烯樹脂(即PTFE)混合物通過擠出和/或滾軋進(jìn)行成形后，在未燒結(jié)狀態(tài)下以朝至少一個(gè)方向延伸的狀態(tài)加熱至約327℃以上，從而制造多孔性結(jié)構(gòu)物。未燒結(jié)的四氟乙烯樹脂如果受到像在擠出工序中被從拉絲模擠出時(shí)或被輥滾軋時(shí)或受到劇烈攪拌時(shí)那樣的剪切力，則存在形成微細(xì)的纖維狀組織的傾向。包含液狀潤滑劑的樹脂更容易纖維狀化(第2頁右欄第9～13行)。如圖2所示，粗塊狀的節(jié)(也稱為“結(jié)節(jié)”)和細(xì)纖維的原纖維混合存在，節(jié)的纖維徑為幾μm～1μm，原纖維的纖維徑約為100nm。根據(jù)專利文獻(xiàn)5中所述的制造方法，通過延伸處理和加熱處理，能夠?qū)崿F(xiàn)纖維的取向。