JPH06128406A - ポリテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法 - Google Patents
ポリテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法Info
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- JPH06128406A JPH06128406A JP28160692A JP28160692A JPH06128406A JP H06128406 A JPH06128406 A JP H06128406A JP 28160692 A JP28160692 A JP 28160692A JP 28160692 A JP28160692 A JP 28160692A JP H06128406 A JPH06128406 A JP H06128406A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】機械的性能(強伸度、パンク圧)に優れたポリ
テトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法を提供す
る。 【構成】ポリテトラフルオロエチレン系樹脂分散液と繊
維形成性重合体を混合して得た均一混合物を成形した
後、得られた成形物を該樹脂の融点以上の温度で熱処理
し、繊維形成性重合体を除去することを特徴とするポリ
テトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法におい
て、該熱処理の前に160℃以上、該樹脂の融点未満の
温度で予備熱処理を行うことを特徴とするポリテトラフ
ルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法。
テトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法を提供す
る。 【構成】ポリテトラフルオロエチレン系樹脂分散液と繊
維形成性重合体を混合して得た均一混合物を成形した
後、得られた成形物を該樹脂の融点以上の温度で熱処理
し、繊維形成性重合体を除去することを特徴とするポリ
テトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法におい
て、該熱処理の前に160℃以上、該樹脂の融点未満の
温度で予備熱処理を行うことを特徴とするポリテトラフ
ルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は逆浸透、限外ろ過、精密
ろ過など濃縮、物質分離に適する新規なポリテトラフル
オロエチレン系樹脂多孔性膜の製法に関するものであ
る。
ろ過など濃縮、物質分離に適する新規なポリテトラフル
オロエチレン系樹脂多孔性膜の製法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、逆浸透、限外ろ過、精密ろ過
などに、セルロースアセテート系、ポリエチレン、ポリ
プロピレン系、ポリメチルメタクリレート系、ポリアク
リロニトリル系、ポリスルホン系などの多孔性膜が用い
られてきたが、透過性能、機械的強度、耐熱性、耐アル
カリ性、耐酸性、耐溶媒性、耐薬品性などに欠点を有し
ていた。
などに、セルロースアセテート系、ポリエチレン、ポリ
プロピレン系、ポリメチルメタクリレート系、ポリアク
リロニトリル系、ポリスルホン系などの多孔性膜が用い
られてきたが、透過性能、機械的強度、耐熱性、耐アル
カリ性、耐酸性、耐溶媒性、耐薬品性などに欠点を有し
ていた。
【0003】かかる観点から、機械的強度、耐熱性、耐
アルカリ性、耐酸性、耐溶媒性、耐薬品性などに優れた
特性を有するポリテトラフルオロエチレン系樹脂が注目
され、多孔性膜化が検討されてきた。例えば、特公昭4
2−13560号公報、特開昭46−7284号公報、
特開昭50−71759号公報などににあるような、液
体状潤滑剤を含む未焼結ポリテトラフルオロエチレン樹
脂混和物、あるいは固体状造孔剤と樹脂分散液との凝集
混合物からの成形物を、未焼結状態で少なくとも一方向
に延伸した状態で約327℃以上に加熱する方法で得た
例がこれまでにあるが、膜の多孔構造の制御が不十分で
性能が低いものであるか、製膜性が悪く、膜厚の厚いも
のしかできなかった。
アルカリ性、耐酸性、耐溶媒性、耐薬品性などに優れた
特性を有するポリテトラフルオロエチレン系樹脂が注目
され、多孔性膜化が検討されてきた。例えば、特公昭4
2−13560号公報、特開昭46−7284号公報、
特開昭50−71759号公報などににあるような、液
体状潤滑剤を含む未焼結ポリテトラフルオロエチレン樹
脂混和物、あるいは固体状造孔剤と樹脂分散液との凝集
混合物からの成形物を、未焼結状態で少なくとも一方向
に延伸した状態で約327℃以上に加熱する方法で得た
例がこれまでにあるが、膜の多孔構造の制御が不十分で
性能が低いものであるか、製膜性が悪く、膜厚の厚いも
のしかできなかった。
【0004】更に、上記欠点を改善する試みがなされて
いて、例えば、特開平1−129043号公報に記載さ
れた製法が提案されている。
いて、例えば、特開平1−129043号公報に記載さ
れた製法が提案されている。
【0005】しかしながら、特開平1−129043号
公報に記載の製法は従来技術に比べて著しい効果が認め
られるものの、なお改善すべき問題が判明している。
公報に記載の製法は従来技術に比べて著しい効果が認め
られるものの、なお改善すべき問題が判明している。
【0006】ポリテトラフルオロエチレン系樹脂分散液
と繊維形成性重合物の均一混合物から得た形成物の熱処
理は、該樹脂の粒子を互いに融着させる目的で該樹脂の
融点以上の温度条件下、空気中、窒素中、硫黄ガス中、
ヘリウムガス中、シリコンオイル中などの種々の雰囲気
下、実施できるのであるが、高温下の処理であり、温度
分布の均一性、作業の操作性、作業環境の安全性、製造
コストなどの点および最終製品の品質の点から空気中で
熱処理するのが最も優れた方法である。しかし、工業的
に最も採用されやすい空気中熱処理ではあるが、該形成
物中の該重合体は、熱処理過程において酸化熱分解反応
を起こし、急激な発熱により該形成物は熱処理条件の設
定温度以上に温度が異常上昇し、ひいては該樹脂の品質
の熱劣化を招き、最終的に得られるポリテトラフルオロ
エチレン系樹脂多孔性膜の機械的性能(強伸度)が大幅
に低下するという問題があった。
と繊維形成性重合物の均一混合物から得た形成物の熱処
理は、該樹脂の粒子を互いに融着させる目的で該樹脂の
融点以上の温度条件下、空気中、窒素中、硫黄ガス中、
ヘリウムガス中、シリコンオイル中などの種々の雰囲気
下、実施できるのであるが、高温下の処理であり、温度
分布の均一性、作業の操作性、作業環境の安全性、製造
コストなどの点および最終製品の品質の点から空気中で
熱処理するのが最も優れた方法である。しかし、工業的
に最も採用されやすい空気中熱処理ではあるが、該形成
物中の該重合体は、熱処理過程において酸化熱分解反応
を起こし、急激な発熱により該形成物は熱処理条件の設
定温度以上に温度が異常上昇し、ひいては該樹脂の品質
の熱劣化を招き、最終的に得られるポリテトラフルオロ
エチレン系樹脂多孔性膜の機械的性能(強伸度)が大幅
に低下するという問題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の欠点を解消し、機械的性能に優れたポリテト
ラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法を提供するに
ある。
従来技術の欠点を解消し、機械的性能に優れたポリテト
ラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法を提供するに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は次の構成を有す
る。
る。
【0009】すなわち、「ポリテトラフルオロエチレン
系樹脂分散液と繊維形成性重合体を混合して得た均一混
合物を成形した後、得られた成形物を該樹脂の融点以上
の温度で熱処理し、繊維形成性重合体を除去することを
特徴とするポリテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜
の製法において、該熱処理の前に160℃以上、該樹脂
の融点未満の温度で予備熱処理を行うことを特徴とする
ポリテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法」で
ある。
系樹脂分散液と繊維形成性重合体を混合して得た均一混
合物を成形した後、得られた成形物を該樹脂の融点以上
の温度で熱処理し、繊維形成性重合体を除去することを
特徴とするポリテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜
の製法において、該熱処理の前に160℃以上、該樹脂
の融点未満の温度で予備熱処理を行うことを特徴とする
ポリテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法」で
ある。
【0010】以下本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明におけるポリテトラフルオロエチレ
ン系樹脂とは、テトラフルオロエチレンホモポリマー、
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−
エチレン共重合体などのテトラフルオロエチレンを主体
とした共重合体単独あるいはそれらの混合物である。
ン系樹脂とは、テトラフルオロエチレンホモポリマー、
テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−
エチレン共重合体などのテトラフルオロエチレンを主体
とした共重合体単独あるいはそれらの混合物である。
【0012】本発明におけるポリテトラフルオロエチレ
ン系樹脂は、水系または有機系分散液として使用される
が、界面活性剤を含む水系媒体中で乳化重合によって得
られる水系分散液あるいはその濃縮液などが特に好まし
く、さらに好ましくは、粒子径1μ以下、より好ましく
は0.8μ以下のポリテトラフルオロエチレン系樹脂粒
子の均一分散液が好ましい。
ン系樹脂は、水系または有機系分散液として使用される
が、界面活性剤を含む水系媒体中で乳化重合によって得
られる水系分散液あるいはその濃縮液などが特に好まし
く、さらに好ましくは、粒子径1μ以下、より好ましく
は0.8μ以下のポリテトラフルオロエチレン系樹脂粒
子の均一分散液が好ましい。
【0013】本発明における繊維形成性重合体とは、繊
維化可能でしかもポリテトラフルオロエチレン系樹脂分
散液と混合して成形可能な均一混合物をつくる重合体で
あればすべてよいが、水系分散液の場合にはセルロース
キサントゲン酸ナトリウム系、ポリビニルアルコール
系、アルギン酸ソーダ系の重合体単独あるいはそれらの
混合物が好ましい。
維化可能でしかもポリテトラフルオロエチレン系樹脂分
散液と混合して成形可能な均一混合物をつくる重合体で
あればすべてよいが、水系分散液の場合にはセルロース
キサントゲン酸ナトリウム系、ポリビニルアルコール
系、アルギン酸ソーダ系の重合体単独あるいはそれらの
混合物が好ましい。
【0014】本発明における繊維形成性重合体のポリテ
トラフルオロエチレン系樹脂に対する混合割合は、用い
た繊維形成性重合体の種類によって異なるが、好ましく
は10〜300重量%、さらに好ましくは30〜200
重量%がよい。繊維形成性重合体の混合割合が10重量
%より少ないと平均孔径が0.01μ以上の多孔性膜が
得られず、300重量%より多いと膜の機械的強度が低
く実用的でない。
トラフルオロエチレン系樹脂に対する混合割合は、用い
た繊維形成性重合体の種類によって異なるが、好ましく
は10〜300重量%、さらに好ましくは30〜200
重量%がよい。繊維形成性重合体の混合割合が10重量
%より少ないと平均孔径が0.01μ以上の多孔性膜が
得られず、300重量%より多いと膜の機械的強度が低
く実用的でない。
【0015】本発明において、ポリテトラフルオロエチ
レン系樹脂分散液と繊維形成性重合体を100℃以下の
温度で混合する時、添加剤を混合してもよい。添加剤と
しては、加熱分解、抽出、溶解、放射線分解などにより
除去することができるものであればすべてよく、例え
ば、珪酸カウシウム、珪酸アルミニウムなどの珪酸塩
類、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩
類、リン酸ナトリウム、リン酸カルシウムなどのリン酸
塩類、酢酸塩類、シュウ酸塩類、塩化アンモニウム、塩
化ナトリウムなどの塩酸塩類、硫酸ナトリウム、硫酸バ
リウムなどの硫酸塩類、硝酸塩類、過塩素酸塩類などの
弱酸・強酸塩類、鉄粉などの金属粉、アルミナ、ジルコ
ニア、酸化マグネシウムなどの金属酸化物類、微粉珪
酸、カオリンクレー、珪藻土などの無機微粉体、ポリア
ミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリスル
ホン系、ポリ塩化ビニル系、ポリフッ化ビニリデン系、
ポリフッ化ビニル系、などの樹脂微粉体、シリコンオイ
ル、ヘキサフルオロプロピレノキサイドオリゴマー、ク
ロロトリフルオロエチレノリゴマー、フタル酸エステル
類、トリメリット酸エステル類、セバチン酸エステル
類、アジピン酸エステル類、アゼライン酸エステル類、
リン酸エステル類などの耐熱性有機物などから選択し
て、単独または混合して使用することができる。さら
に、製膜混合物の安定性向上あるいは製膜、製糸性の改
良の目的で市販されている界面活性剤や消泡剤などを加
えることもできる。
レン系樹脂分散液と繊維形成性重合体を100℃以下の
温度で混合する時、添加剤を混合してもよい。添加剤と
しては、加熱分解、抽出、溶解、放射線分解などにより
除去することができるものであればすべてよく、例え
ば、珪酸カウシウム、珪酸アルミニウムなどの珪酸塩
類、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどの炭酸塩
類、リン酸ナトリウム、リン酸カルシウムなどのリン酸
塩類、酢酸塩類、シュウ酸塩類、塩化アンモニウム、塩
化ナトリウムなどの塩酸塩類、硫酸ナトリウム、硫酸バ
リウムなどの硫酸塩類、硝酸塩類、過塩素酸塩類などの
弱酸・強酸塩類、鉄粉などの金属粉、アルミナ、ジルコ
ニア、酸化マグネシウムなどの金属酸化物類、微粉珪
酸、カオリンクレー、珪藻土などの無機微粉体、ポリア
ミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリスル
ホン系、ポリ塩化ビニル系、ポリフッ化ビニリデン系、
ポリフッ化ビニル系、などの樹脂微粉体、シリコンオイ
ル、ヘキサフルオロプロピレノキサイドオリゴマー、ク
ロロトリフルオロエチレノリゴマー、フタル酸エステル
類、トリメリット酸エステル類、セバチン酸エステル
類、アジピン酸エステル類、アゼライン酸エステル類、
リン酸エステル類などの耐熱性有機物などから選択し
て、単独または混合して使用することができる。さら
に、製膜混合物の安定性向上あるいは製膜、製糸性の改
良の目的で市販されている界面活性剤や消泡剤などを加
えることもできる。
【0016】本発明における添加剤の全量は、用いた添
加剤、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂および繊維形
成性重合体の種類によって異なるので一概にはいえない
が、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂に対して100
0重量%以下がよく、1000重量%より多いと膜の機
械的強度が低く実用的でない。 一方、添加剤は加える
ことによって多孔構造を調整することができるので好ま
しいが、10重量%以上でないと添加効果がみられな
い。したがって、30〜700重量%の範囲がより好ま
しく、さらに好ましくは50〜500重量%の範囲がよ
い。
加剤、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂および繊維形
成性重合体の種類によって異なるので一概にはいえない
が、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂に対して100
0重量%以下がよく、1000重量%より多いと膜の機
械的強度が低く実用的でない。 一方、添加剤は加える
ことによって多孔構造を調整することができるので好ま
しいが、10重量%以上でないと添加効果がみられな
い。したがって、30〜700重量%の範囲がより好ま
しく、さらに好ましくは50〜500重量%の範囲がよ
い。
【0017】本発明ではポリテトラフルオロエチレン系
樹脂分散液と繊維形成性重合体を100℃以下の温度で
混合することが重要であり、この100℃より高温で混
合すると分散液中の樹脂粒子や必要に応じて混合する添
加剤が凝集して、成形時にフィルタづまりをおこしてト
ラブルの原因になったり、成形物が不均一になったり、
成形物に欠陥ができたりして問題となる。さらには80
℃以下、60℃以下と温度が低い方が好ましく、より好
ましくは40℃以下がよい。
樹脂分散液と繊維形成性重合体を100℃以下の温度で
混合することが重要であり、この100℃より高温で混
合すると分散液中の樹脂粒子や必要に応じて混合する添
加剤が凝集して、成形時にフィルタづまりをおこしてト
ラブルの原因になったり、成形物が不均一になったり、
成形物に欠陥ができたりして問題となる。さらには80
℃以下、60℃以下と温度が低い方が好ましく、より好
ましくは40℃以下がよい。
【0018】本発明における均一混合物とは、圧延成
形、押出し成形あるいは両者を組合わせた成形方法で成
形物が得られるものならばすべてよいが、成形温度で粘
度が10〜10000ポイズの液体が好ましく用いら
れ、さらに好ましくは100〜5000ポイズの液体が
よい。
形、押出し成形あるいは両者を組合わせた成形方法で成
形物が得られるものならばすべてよいが、成形温度で粘
度が10〜10000ポイズの液体が好ましく用いら
れ、さらに好ましくは100〜5000ポイズの液体が
よい。
【0019】本発明における均一混合物中のポリテトラ
フルオロエチレン系樹脂の濃度は、用いた繊維形成性重
合体や添加剤の種類、成形方法などによって異なるが、
通常1〜50重量%、好ましくは5〜30重量%の範囲
である。
フルオロエチレン系樹脂の濃度は、用いた繊維形成性重
合体や添加剤の種類、成形方法などによって異なるが、
通常1〜50重量%、好ましくは5〜30重量%の範囲
である。
【0020】本発明における成形物とは、圧延成形、押
出し成形あるいは両者を組合わせた成形方法で得られる
もので、目的とする多孔性膜の形状にあわせてシート
状、中空糸状が選ばれるが、単位体積当りの有効面積が
大きくとれ、装置の小型化およびコストダウンができて
経済的であるという点から中空糸の方が好ましい。
出し成形あるいは両者を組合わせた成形方法で得られる
もので、目的とする多孔性膜の形状にあわせてシート
状、中空糸状が選ばれるが、単位体積当りの有効面積が
大きくとれ、装置の小型化およびコストダウンができて
経済的であるという点から中空糸の方が好ましい。
【0021】本発明における成形とは、圧延成形、押出
し成形あるいは両者を組合わせた成形方法で得られる物
であり、目的とする成形物の形状にあわせてシート状物
の製造あるいは中空糸などの紡糸が選ばれるが、種々の
成形条件がとれて成形物の構造が制御しやすいという点
から中空糸の紡糸の方が好ましい。
し成形あるいは両者を組合わせた成形方法で得られる物
であり、目的とする成形物の形状にあわせてシート状物
の製造あるいは中空糸などの紡糸が選ばれるが、種々の
成形条件がとれて成形物の構造が制御しやすいという点
から中空糸の紡糸の方が好ましい。
【0022】例えば、成形用混合物をガラス板、金属板
などの平板、あるいは、連続したベルトなどに流延した
後、凝固液に浸漬して凝固させるか、成形用混合物を平
膜用スリット口金から押出して、直接あるいはいったん
空気中を通して凝固液に導いて凝固させるか、または中
空糸用口金から、成形用混合物と同時に芯に非凝固性あ
るいは凝固性の流体を押出して、直接あるいはいったん
空気中を通って凝固液中に導くか、あるいは、成形用混
合物と同時に芯に凝固液を押出して、直接あるいはいっ
たん空気中を通って非凝固性の流体中に導いて凝固させ
る方法で成形できる。ここでいう非凝固性流体とは、凝
固作用のないものならばすべてよいが、用いた繊維形成
性重合体の種類によって異なるため一概にはいえない
が、例えば、水、グリセリン、エチレングリコール、ポ
リエチレングリコール、流動パラフィン、イソプルピル
ミリステート、フレオンなどや、それらの混合液体、空
気、窒素、不活性ガスなどの気体などから適宜選んで用
いられる。
などの平板、あるいは、連続したベルトなどに流延した
後、凝固液に浸漬して凝固させるか、成形用混合物を平
膜用スリット口金から押出して、直接あるいはいったん
空気中を通して凝固液に導いて凝固させるか、または中
空糸用口金から、成形用混合物と同時に芯に非凝固性あ
るいは凝固性の流体を押出して、直接あるいはいったん
空気中を通って凝固液中に導くか、あるいは、成形用混
合物と同時に芯に凝固液を押出して、直接あるいはいっ
たん空気中を通って非凝固性の流体中に導いて凝固させ
る方法で成形できる。ここでいう非凝固性流体とは、凝
固作用のないものならばすべてよいが、用いた繊維形成
性重合体の種類によって異なるため一概にはいえない
が、例えば、水、グリセリン、エチレングリコール、ポ
リエチレングリコール、流動パラフィン、イソプルピル
ミリステート、フレオンなどや、それらの混合液体、空
気、窒素、不活性ガスなどの気体などから適宜選んで用
いられる。
【0023】口金温度は、原液の粘度との関係から製糸
性に大きく影響するため特定することはできないが、通
常5〜100℃の範囲の温度である。
性に大きく影響するため特定することはできないが、通
常5〜100℃の範囲の温度である。
【0024】押出した成形用混合物をいったん空気中を
通って凝固液中に導く場合の、空気走行中の条件は、成
形物の寸法、成形速度などによってかわるものであり、
一般的に規定することはできないが、口金面から凝固液
に導入されるまでの距離は、通常0.2〜200cmの
範囲が成形の安定性の点から好ましい。雰囲気温度は、
通常、大気温度もしくは室内温度であるが、場合によっ
ては、冷却して行うこともできる。
通って凝固液中に導く場合の、空気走行中の条件は、成
形物の寸法、成形速度などによってかわるものであり、
一般的に規定することはできないが、口金面から凝固液
に導入されるまでの距離は、通常0.2〜200cmの
範囲が成形の安定性の点から好ましい。雰囲気温度は、
通常、大気温度もしくは室内温度であるが、場合によっ
ては、冷却して行うこともできる。
【0025】凝固液としては、本発明の繊維形成性重合
体の非溶媒であってかつ成形用混合物の溶媒と親和性が
あって相溶しうるものならばすべてよいが、用いた繊維
形成性重合体の種類によって異なり、例えば、硫酸ナト
リウム、硫酸アンモニウム、硫酸亜鉛、硫酸カリウム、
硫酸亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウ
ム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛など
の無機塩水溶液、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、しゅう酸、
ほう酸などの酸、あるいはこれらの混合物などから適宜
選んでもちいられる。また、凝固液の温度は、成形性に
大きな影響を与えるが、通常、0〜98℃付近で実施さ
れる。
体の非溶媒であってかつ成形用混合物の溶媒と親和性が
あって相溶しうるものならばすべてよいが、用いた繊維
形成性重合体の種類によって異なり、例えば、硫酸ナト
リウム、硫酸アンモニウム、硫酸亜鉛、硫酸カリウム、
硫酸亜鉛、硫酸銅、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウ
ム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛など
の無機塩水溶液、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、しゅう酸、
ほう酸などの酸、あるいはこれらの混合物などから適宜
選んでもちいられる。また、凝固液の温度は、成形性に
大きな影響を与えるが、通常、0〜98℃付近で実施さ
れる。
【0026】本発明において、ポリテトラフルオロエチ
レン系樹脂(以下、樹脂)分散液と繊維形成性重合体
(以下、重合体)の均一混合物から得られた形成物(以
下、形成物) は、樹脂の粒子を互いに融着させるた
め、空気中、該樹脂の融点以上の温度で熱処理(以下、
融着熱処理)を実施するが、その前に樹脂の融点未満の
温度で空気中予備熱処理(以下、予備熱処理)を行うこ
とが必須である。
レン系樹脂(以下、樹脂)分散液と繊維形成性重合体
(以下、重合体)の均一混合物から得られた形成物(以
下、形成物) は、樹脂の粒子を互いに融着させるた
め、空気中、該樹脂の融点以上の温度で熱処理(以下、
融着熱処理)を実施するが、その前に樹脂の融点未満の
温度で空気中予備熱処理(以下、予備熱処理)を行うこ
とが必須である。
【0027】この予備熱処理の条件下で、重合体の酸化
熱分解反応をマイルドに進行させ、かつ、発生熱を放散
させた後、融着熱処理を実施する。
熱分解反応をマイルドに進行させ、かつ、発生熱を放散
させた後、融着熱処理を実施する。
【0028】この融着熱処理過程では、急激な発熱が抑
制され、温度の異常上昇、品質の熱劣化を防止でき、機
械的性能に優れたポリテトラフルオロエチレン系樹脂多
孔性膜をえるという目的を達成することができる。
制され、温度の異常上昇、品質の熱劣化を防止でき、機
械的性能に優れたポリテトラフルオロエチレン系樹脂多
孔性膜をえるという目的を達成することができる。
【0029】前記目的を達成するためには、繊維形成性
重合体の酸化熱分解反応による発熱量の20%以上を予
備熱処理で発生させることが好ましく、より好ましくは
50%以上、更に好ましくは80%以上である。
重合体の酸化熱分解反応による発熱量の20%以上を予
備熱処理で発生させることが好ましく、より好ましくは
50%以上、更に好ましくは80%以上である。
【0030】予備熱処理の条件は、樹脂、重合体及び添
加剤の種類によって異なるが温度としては、160℃以
上、樹脂の融点未満の温度が必要であり、好ましくは1
80℃以上、樹脂の融点よりも3℃低い温度、より好ま
しくは200℃以上、樹脂の融点よりも10℃低い温度
の範囲である。ここでいう、樹脂の融点は、分子量や樹
脂の種類により異なってくるが、各種の樹脂についてお
およその値を示すと、テトラフルオロエチレンホモポリ
マーは327℃、テトラフルオロエチレン−パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体は310℃、テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
は275℃、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合
体は280℃などである。
加剤の種類によって異なるが温度としては、160℃以
上、樹脂の融点未満の温度が必要であり、好ましくは1
80℃以上、樹脂の融点よりも3℃低い温度、より好ま
しくは200℃以上、樹脂の融点よりも10℃低い温度
の範囲である。ここでいう、樹脂の融点は、分子量や樹
脂の種類により異なってくるが、各種の樹脂についてお
およその値を示すと、テトラフルオロエチレンホモポリ
マーは327℃、テトラフルオロエチレン−パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体は310℃、テトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
は275℃、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合
体は280℃などである。
【0031】予備熱処理の時間としては、0.5hr〜
1000hr、好ましくは1.0hr〜500hrの範
囲が必要である。予備熱処理の条件は、重合体の酸化熱
分解反応をマイルドにかつ十分に進行させる上で限定さ
れる。
1000hr、好ましくは1.0hr〜500hrの範
囲が必要である。予備熱処理の条件は、重合体の酸化熱
分解反応をマイルドにかつ十分に進行させる上で限定さ
れる。
【0032】予備熱処理温度が160℃よりも低い場合
は、重合体の酸化熱分解反応が不十分となり、融着熱処
理の前に発生熱を放散させておくという予備熱処理の目
的を達成できないし、また反対に、樹脂の融点以上の温
度では、融着熱処理と同じになり、重合体の酸化熱分解
反応が急激に進行してしまい、反応に伴う発熱のため異
常昇温や該成形物内部での熱のこもりにより局部的異常
昇温が発生し、最終的に得られるポリテトラフルオロエ
チレン系樹脂多孔性膜は機械的性能が大幅に低下を示す
ので、本発明を達成することは出来ない。
は、重合体の酸化熱分解反応が不十分となり、融着熱処
理の前に発生熱を放散させておくという予備熱処理の目
的を達成できないし、また反対に、樹脂の融点以上の温
度では、融着熱処理と同じになり、重合体の酸化熱分解
反応が急激に進行してしまい、反応に伴う発熱のため異
常昇温や該成形物内部での熱のこもりにより局部的異常
昇温が発生し、最終的に得られるポリテトラフルオロエ
チレン系樹脂多孔性膜は機械的性能が大幅に低下を示す
ので、本発明を達成することは出来ない。
【0033】予備熱処理の時間が0.5hrよりも短い
場合もやはり、重合体の酸化熱分解反応が不十分となる
し、1000hr以上になると、樹脂の熱劣化をきたす
ので、共に本発明の目的を達成することができない。
場合もやはり、重合体の酸化熱分解反応が不十分となる
し、1000hr以上になると、樹脂の熱劣化をきたす
ので、共に本発明の目的を達成することができない。
【0034】本発明の予備熱処理は、1回の処理であっ
ても良いし、昇温と冷却を何回も繰り返す不連続な処理
であっても良い。不連続処理の場合は、累計時間が前述
の予備熱処理の限定条件内であれがよい。
ても良いし、昇温と冷却を何回も繰り返す不連続な処理
であっても良い。不連続処理の場合は、累計時間が前述
の予備熱処理の限定条件内であれがよい。
【0035】予備熱処理が終わった後で、成形物は引き
続いて樹脂の融点以上の温度で熱処理を行うが、予備熱
処理と融着処理は、連続した処理であっても良いし、予
備熱処理の後いったん冷却した後、再度昇温して、融着
熱処理をおこなる不連続な処理であっても良い、融着熱
処理は、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂粒子を互い
に融着させることができる条件であればすべてよく、真
空中、空気中、窒素中、酸素中、硫黄ガス中、ヘリウム
ガス中、シリコンオイル中などの種々の雰囲気下、ポリ
テトラフルオロエチレン系樹脂の融点以上の温度で実施
できる。また成形物を張力下または無張力下で熱処理を
行なうことができ、さらにバッチ処理あるいは連続処理
の選択もできる。さらにくわしくは固定しないで自由の
状態で処理する方法、熱処理前に延伸して処理枠に固定
するか、定長あるいは収縮率をきめた条件で処理枠に固
定して処理する方法、あるいは延伸、定長、収縮のいず
れかまたはそれらの組合わせの条件で連続的に処理する
方法も適宜採用できる。
続いて樹脂の融点以上の温度で熱処理を行うが、予備熱
処理と融着処理は、連続した処理であっても良いし、予
備熱処理の後いったん冷却した後、再度昇温して、融着
熱処理をおこなる不連続な処理であっても良い、融着熱
処理は、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂粒子を互い
に融着させることができる条件であればすべてよく、真
空中、空気中、窒素中、酸素中、硫黄ガス中、ヘリウム
ガス中、シリコンオイル中などの種々の雰囲気下、ポリ
テトラフルオロエチレン系樹脂の融点以上の温度で実施
できる。また成形物を張力下または無張力下で熱処理を
行なうことができ、さらにバッチ処理あるいは連続処理
の選択もできる。さらにくわしくは固定しないで自由の
状態で処理する方法、熱処理前に延伸して処理枠に固定
するか、定長あるいは収縮率をきめた条件で処理枠に固
定して処理する方法、あるいは延伸、定長、収縮のいず
れかまたはそれらの組合わせの条件で連続的に処理する
方法も適宜採用できる。
【0036】また、延伸は熱処理の前、後、熱処理中に
行なうことができ、また組合わせて行なうこともできる
が、あまり延伸倍率が高すぎると膜面に平行な面でみた
孔の形状に実質的な配向のない膜が得られないか、孔径
の制御が不可能で透過性能の信頼性の低い膜しか得られ
ない。通常延伸倍率は1.1〜3倍、延伸温度は室温か
ら熱処理温度の範囲で適宜選択でき、また、延伸を2方
向に行なうこともできる。
行なうことができ、また組合わせて行なうこともできる
が、あまり延伸倍率が高すぎると膜面に平行な面でみた
孔の形状に実質的な配向のない膜が得られないか、孔径
の制御が不可能で透過性能の信頼性の低い膜しか得られ
ない。通常延伸倍率は1.1〜3倍、延伸温度は室温か
ら熱処理温度の範囲で適宜選択でき、また、延伸を2方
向に行なうこともできる。
【0037】本発明は熱処理後の成形物から繊維形成性
重合体を除去することに特徴があるが、ここでいう繊維
形成性重合体は熱処理によって当初のものとは異なって
いることもある。
重合体を除去することに特徴があるが、ここでいう繊維
形成性重合体は熱処理によって当初のものとは異なって
いることもある。
【0038】本発明における熱処理後の成形物から繊維
形成性重合体および必要に応じて添加する添加剤を除去
する方法は液体、ガス、熱、放射線などを使って行な
う、溶解法、分解法、あるいはこれらを組合わせた方法
が採用でき、バッチ式、連続式が実施できる。用いた繊
維形成性重合体および必要に応じて添加する添加剤の種
類によって異なるので一概にはいえないが、通常、硫
酸、硝酸、塩酸、過塩素酸フッ酸などの酸の単独もしく
は混合物、あるいは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
などのアルカリの単独もしくは混合物を主成分とした液
体を室温から200℃の範囲の温度に加熱した中に熱処
理後の成形物を浸漬する方法が簡便に用いられる。
形成性重合体および必要に応じて添加する添加剤を除去
する方法は液体、ガス、熱、放射線などを使って行な
う、溶解法、分解法、あるいはこれらを組合わせた方法
が採用でき、バッチ式、連続式が実施できる。用いた繊
維形成性重合体および必要に応じて添加する添加剤の種
類によって異なるので一概にはいえないが、通常、硫
酸、硝酸、塩酸、過塩素酸フッ酸などの酸の単独もしく
は混合物、あるいは水酸化ナトリウム、水酸化カリウム
などのアルカリの単独もしくは混合物を主成分とした液
体を室温から200℃の範囲の温度に加熱した中に熱処
理後の成形物を浸漬する方法が簡便に用いられる。
【0039】また、このようにして製膜した膜にさらに
延伸処理を行なって、膜の透過性能や機械的強度、寸法
安定性などを変えることもできる。延伸倍率は1.1〜
3倍程度で、温度は通常室温からポリテトラフルオロエ
チレン系樹脂の融点の範囲であるが、延伸後に温度をか
けて熱固定することもできる。
延伸処理を行なって、膜の透過性能や機械的強度、寸法
安定性などを変えることもできる。延伸倍率は1.1〜
3倍程度で、温度は通常室温からポリテトラフルオロエ
チレン系樹脂の融点の範囲であるが、延伸後に温度をか
けて熱固定することもできる。
【0040】本発明の膜は乾燥状態で用いることもでき
るが、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂の疎水性のた
めに水系で用いる場合は膜の多孔をいったん親水化処理
することが必要であるが、この処理をした湿潤状態で保
管することもできる。湿潤状態を保持するには、含水グ
リセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、各種の界面活性剤などの適切な湿潤剤を付着させて
おけば十分である。
るが、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂の疎水性のた
めに水系で用いる場合は膜の多孔をいったん親水化処理
することが必要であるが、この処理をした湿潤状態で保
管することもできる。湿潤状態を保持するには、含水グ
リセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、各種の界面活性剤などの適切な湿潤剤を付着させて
おけば十分である。
【0041】本発明に係るポリテトラフルオロエチレン
系樹脂多孔性膜は、海水の淡水化、脱塩、工業排水中の
塩基、酸などの除去、電子工業用などの超純水、高純度
薬品の製造、脱脂実液、電着塗装液などの回収、紙パル
プ廃液処理、油水分離、油エマルジョン分離などの工業
排水処理、醗酵生産物の分離精製、果汁、野菜ジュース
の濃縮、大豆処理、製糖工業などの食品工業における濃
縮、分離、精製、人工腎臓、血液成分の分離、菌分離用
ミクロフィルター、医薬品の分離、精製などの医療用
途、バイオリアクターなどのバイオテクノロジー分野な
どに広く用いられる。
系樹脂多孔性膜は、海水の淡水化、脱塩、工業排水中の
塩基、酸などの除去、電子工業用などの超純水、高純度
薬品の製造、脱脂実液、電着塗装液などの回収、紙パル
プ廃液処理、油水分離、油エマルジョン分離などの工業
排水処理、醗酵生産物の分離精製、果汁、野菜ジュース
の濃縮、大豆処理、製糖工業などの食品工業における濃
縮、分離、精製、人工腎臓、血液成分の分離、菌分離用
ミクロフィルター、医薬品の分離、精製などの医療用
途、バイオリアクターなどのバイオテクノロジー分野な
どに広く用いられる。
【0042】以下に実施例を示すが、これに限定される
ものではない。
ものではない。
【0043】
実施例1・比較例1 アルギン酸ソーダ(半井化学社製、300cps)30
部を攪拌下、精製水中に添加し、溶解させて均一な溶液
とし、これに硫酸バリウム(X線増影剤バリトップP、
堺化学工業社製)320部、からなる水スラリーを添加
攪拌して均一な混合液となし、さらにポリテトラフルオ
ロエチレンの水系分散液(三井・デュポンフロロケミカ
ル社製、テフロン30J、ポリマ濃度60%)を有効成
分として180部添加、攪拌して均一な混合原液を得
た。原液中の水分は650部である。この原液の粘度は
10℃において1950ポイズであった。
部を攪拌下、精製水中に添加し、溶解させて均一な溶液
とし、これに硫酸バリウム(X線増影剤バリトップP、
堺化学工業社製)320部、からなる水スラリーを添加
攪拌して均一な混合液となし、さらにポリテトラフルオ
ロエチレンの水系分散液(三井・デュポンフロロケミカ
ル社製、テフロン30J、ポリマ濃度60%)を有効成
分として180部添加、攪拌して均一な混合原液を得
た。原液中の水分は650部である。この原液の粘度は
10℃において1950ポイズであった。
【0044】この原液を中空糸用口金から口金温度10
℃で、10重量%塩化カルシウム水溶液の芯液とともに
押出し、空気中を10cm走行させた後、約40重量%
塩化カルシウム水溶液からなる50℃の凝固液に導いて
凝固させた後、水洗して、10m/minで中空糸を巻
きとった。この中空糸膜は500本束づつに束ねてカッ
トし水洗後乾燥した。
℃で、10重量%塩化カルシウム水溶液の芯液とともに
押出し、空気中を10cm走行させた後、約40重量%
塩化カルシウム水溶液からなる50℃の凝固液に導いて
凝固させた後、水洗して、10m/minで中空糸を巻
きとった。この中空糸膜は500本束づつに束ねてカッ
トし水洗後乾燥した。
【0045】得られた乾燥中空糸のうち、半分の数の中
空糸について、まず260℃×20hrの予備熱処理を
行い、その後340℃×1hrの融着熱処理を行った
(実施例1)。
空糸について、まず260℃×20hrの予備熱処理を
行い、その後340℃×1hrの融着熱処理を行った
(実施例1)。
【0046】乾燥中空糸のうち、残り半分の数の中空糸
については、予備熱処理をせず、340℃×1hrの融
着処理を行った(比較例1)。
については、予備熱処理をせず、340℃×1hrの融
着処理を行った(比較例1)。
【0047】予備熱処理および融着熱処理はすべて熱風
乾燥機(空気)中で行った。融着熱処理を行う前にDS
Cによる熱分析を行った結果では、実施例1の中空糸に
は3カロリー/g、比較例1の中空糸では70カロリー
/gの酸化熱分解反応による発熱が認められた。すなわ
ち、予備熱処理を行った実施例1ではアルギン酸カルシ
ウムによる発熱量(70カロリー/g)のうち95%以
上が予備熱処理中に発生していることが認められた。比
較例1では、予備熱処理をおこなっていないので、ほぼ
0%である。
乾燥機(空気)中で行った。融着熱処理を行う前にDS
Cによる熱分析を行った結果では、実施例1の中空糸に
は3カロリー/g、比較例1の中空糸では70カロリー
/gの酸化熱分解反応による発熱が認められた。すなわ
ち、予備熱処理を行った実施例1ではアルギン酸カルシ
ウムによる発熱量(70カロリー/g)のうち95%以
上が予備熱処理中に発生していることが認められた。比
較例1では、予備熱処理をおこなっていないので、ほぼ
0%である。
【0048】なお、DSC分析によるポリテトラフルオ
ロエチレンの融点(吸熱ピーク温度)は327℃であっ
た。
ロエチレンの融点(吸熱ピーク温度)は327℃であっ
た。
【0049】次いで融着処理を終わった実施例1、比較
例1の中空糸束を常法により、濃硫酸に浸漬して、アル
ギン酸カルシウムあるいはその熱変性物、硫酸バリウム
などを除去し、更に水洗して紡糸後の後処理を施してポ
リテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜を得た。評価
結果を表1に示すが、実施例1では特に機械的性能(強
伸度、パンク圧)に顕著な改善効果が認められたほか、
中空糸膜の色調が白くて良いなどの効果も認められた。
透過性能(中空糸膜を小型モジュールにして37℃に保
ちながら中空糸内側に圧力をかけ、一定時間に膜を透過
する水の量と有効膜面積及び膜間圧力差から透水性を算
出)については同等の値が得られた。{透水性1000
(ml/m2 ・hr・mmHg,at37℃) 、阻止率99.9(%,
0.1 μmポリスチレンラテックス200ppm)}
例1の中空糸束を常法により、濃硫酸に浸漬して、アル
ギン酸カルシウムあるいはその熱変性物、硫酸バリウム
などを除去し、更に水洗して紡糸後の後処理を施してポ
リテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜を得た。評価
結果を表1に示すが、実施例1では特に機械的性能(強
伸度、パンク圧)に顕著な改善効果が認められたほか、
中空糸膜の色調が白くて良いなどの効果も認められた。
透過性能(中空糸膜を小型モジュールにして37℃に保
ちながら中空糸内側に圧力をかけ、一定時間に膜を透過
する水の量と有効膜面積及び膜間圧力差から透水性を算
出)については同等の値が得られた。{透水性1000
(ml/m2 ・hr・mmHg,at37℃) 、阻止率99.9(%,
0.1 μmポリスチレンラテックス200ppm)}
【表1】 実施例2〜8、比較例2、3 実施例1、比較例1と同一組成の紡糸原液を調製し、紡
糸、凝固、水洗、カットして500本束づつの糸束を得
た。種々の処理条件で熱風乾燥機(空気)中予備熱処理
を行った後、340℃×1hrの融着熱処理を行い、そ
のあと後処理を行った。
糸、凝固、水洗、カットして500本束づつの糸束を得
た。種々の処理条件で熱風乾燥機(空気)中予備熱処理
を行った後、340℃×1hrの融着熱処理を行い、そ
のあと後処理を行った。
【0050】得られたポリテトラフルオロエチレン系樹
脂多孔性膜の評価結果を表2に示す。実施例2〜8の中
空糸膜は、強力、伸度、パンク圧に顕著な向上効果が認
められ、優れた機械的性能を示した。
脂多孔性膜の評価結果を表2に示す。実施例2〜8の中
空糸膜は、強力、伸度、パンク圧に顕著な向上効果が認
められ、優れた機械的性能を示した。
【0051】
【表2】
【0052】
【発明の効果】本発明により、機械的性能(強伸度、パ
ンク圧)に優れたポリテトラフルオロエチレン系樹脂多
孔性膜の製造が可能となり、耐久性、耐圧性が顕著に改
善された分離膜を提供することが可能となった。
ンク圧)に優れたポリテトラフルオロエチレン系樹脂多
孔性膜の製造が可能となり、耐久性、耐圧性が顕著に改
善された分離膜を提供することが可能となった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29B 13/02 9350−4F B29K 27:18 105:04 C08L 27:18 9166−4J
Claims (2)
- 【請求項1】 ポリテトラフルオロエチレン系樹脂分散
液と繊維形成性重合体を混合して得た均一混合物を成形
した後、得られた成形物を該樹脂の融点以上の温度で熱
処理し、繊維形成性重合体を除去することを特徴とする
ポリテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法にお
いて、該熱処理の前に160℃以上、該樹脂の融点未満
の温度で予備熱処理を行うことを特徴とするポリテトラ
フルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法。 - 【請求項2】 繊維形成性重合体の酸化熱分解反応によ
る発熱量の20%以上をポリテトラフルオロエチレン系
樹脂の融点未満の温度で行う予備熱処理で発生させるこ
とを特徴とする請求項1記載のポリテトラフルオロエチ
レン系樹脂多孔性膜の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28160692A JPH06128406A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | ポリテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28160692A JPH06128406A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | ポリテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06128406A true JPH06128406A (ja) | 1994-05-10 |
Family
ID=17641487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28160692A Pending JPH06128406A (ja) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | ポリテトラフルオロエチレン系樹脂多孔性膜の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06128406A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008246402A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Toyobo Co Ltd | 中空糸型血液浄化膜およびその製造方法 |
| JP2008248404A (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-16 | Toray Monofilament Co Ltd | 弗素系樹脂モノフィラメント、その製造方法および工業織物 |
| JP2010013612A (ja) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Panasonic Corp | 多孔質部材製造方法 |
| WO2015060364A1 (ja) * | 2013-10-23 | 2015-04-30 | ダイキン工業株式会社 | エンボス加工されたエアフィルタ用濾材、フィルタパック、エアフィルタユニット、およびエンボス加工されたエアフィルタ用濾材の製造方法 |
| WO2018088232A1 (ja) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | 旭化成株式会社 | 多孔性中空糸膜及び多孔性中空糸膜の製造方法 |
| CN115742386A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 江苏维达机械有限公司 | 聚四氟乙烯薄膜脱脂设备温度控制方法及系统 |
| CN117535814A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-02-09 | 郑州大学 | 一种ptfe纤维的制备方法 |
-
1992
- 1992-10-20 JP JP28160692A patent/JPH06128406A/ja active Pending
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| US11654400B2 (en) | 2016-11-09 | 2023-05-23 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Porous hollow fiber membrane and method for producing porous hollow fiber membrane |
| CN115742386A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | 江苏维达机械有限公司 | 聚四氟乙烯薄膜脱脂设备温度控制方法及系统 |
| CN115742386B (zh) * | 2022-11-15 | 2025-08-26 | 江苏维达机械有限公司 | 聚四氟乙烯薄膜脱脂设备温度控制方法及系统 |
| CN117535814A (zh) * | 2023-12-26 | 2024-02-09 | 郑州大学 | 一种ptfe纤维的制备方法 |
| CN117535814B (zh) * | 2023-12-26 | 2026-03-17 | 郑州大学 | 一种ptfe纤维的制备方法 |
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