JPH1085528A - 親水性フッ素樹脂フィルム複合体 - Google Patents

親水性フッ素樹脂フィルム複合体

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JPH1085528A
JPH1085528A JP8246095A JP24609596A JPH1085528A JP H1085528 A JPH1085528 A JP H1085528A JP 8246095 A JP8246095 A JP 8246095A JP 24609596 A JP24609596 A JP 24609596A JP H1085528 A JPH1085528 A JP H1085528A
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JP
Japan
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hydrophilic
fluororesin film
composite
melting point
support
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JP8246095A
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English (en)
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Masakatsu Urairi
正勝 浦入
Masakazu Sugimoto
正和 杉本
Toshiaki Ishino
敏昭 石野
Norikane Nahata
憲兼 名畑
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】濾過用の親水性フッ素樹脂フィルム複合体とし
て、複合体の強度の向上と共に親水性フッ素樹脂フィル
ムの本来の性能を十分に発揮させて高い透過速度を有す
る複合体を得ることを課題とする。 【解決手段】本発明の濾過用の親水性フッ素樹脂フィル
ム複合体は、放電処理または紫外線照射処理により−O
H基および−COOH基を付与された親水性の多孔質フ
ッ素樹脂フィルムと支持体とが貼り合わされた複合体に
おいて、該支持体が高融点樹脂の芯と低融点樹脂の鞘か
らなる繊維の織布又は不織布もしくは高融点樹脂と低融
点樹脂の混合物からなる多孔質フィルムであることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液濾過用フィルタ
ー、エアーフィルター等に用いられ、親水性と高透過性
と長期間安定な耐熱性を有する親水性フッ素樹脂フィル
ム複合体に関するものである。
【0002】
【従来の技術】耐薬品性、耐熱性、高空孔率の面から、
多孔質フッ素樹脂フィルムが液濾過用フィルター、エア
ーフィルター等に用いられている。また、本来フッ素樹
脂フィルムは疎水性のため、親水性に改質するという目
的で多くの試みが特に液濾過用途の場合になされてい
る。親水化方法としてはフッ素樹脂を金属ナトリウムと
ナフタレンの錯体で処理する方法、界面活性剤を塗布す
る方法、界面活性剤を塗布する方法あるいは特開昭56
−63772号公報に記載されているようにポリビニー
ルアルコール、ポリエチレングリコールのような水溶性
高分子を多孔体の細孔内に合浸させ、前記高分子を熱処
理、アセタール化処理、エステル化処理、重クロム酸処
理、電離性放射線照射等により親水化する方法が知られ
ている。また、特開平2−196834号公報に開示し
てあるように、フッ素樹脂の表面改質にArF レーザーを
照射して親水化する方法、無機ケイ素存在下でエキシマ
レーザーを照射する方法(特開平6−172560号公
報)、金属酸化物を付着させる方法(特開平6−329
35号公報)、無機粉末を混合充填する方法(特開昭5
9−166541号公報)なども知られている。また、
ポリプロピレンやポリエチレンに関しては、重クロム酸
カリウムと硫酸の混酸で処理する方法が知られている。
しかしながら、これらの方法では濾過用フィルター等に
使用するには、その透過速度の点で十分な性能を発揮で
きない問題があった。
【0003】また、多孔質フッ素樹脂フィルムを支持体
と複合化する方法として、接着剤を用いる方法(実開昭
56−140421号公報、特開昭52−80579号
公報)や単一組成の支持体との熱融着方法(特開平3−
207416号公報)があるが、これらは複合体の強度
向上を目的とするものであって、親水性の多孔質フッ素
樹脂フィルムを支持体と複合化する技術は記載されてい
ない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】濾過用の親水性フッ素
樹脂フィルム複合体として、複合体の強度の向上と共に
親水性フッ素樹脂フィルムの本来の性能を十分に発揮さ
せて高い透過速度を有する複合体を得ることを課題とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる課題を
解決するためになされたもので、多孔質フッ素樹脂フィ
ルムの表面はもとより内部組織表面に親水基を導入した
高透過性の薄フィルムを、より大きな孔径の支持体と複
合化させることで、耐薬品性、耐熱性、高透過性の親水
性フッ素樹脂フィルム複合体を提供できるものである。
即ち本発明は、放電処理または紫外線照射処理により−
OH基および−COOH基を付与された親水性の多孔質
フッ素樹脂フィルムと支持体とが貼り合わされた複合体
において、該支持体が高融点樹脂の芯と低融点樹脂の鞘
からなる繊維の織布又は不織布もしくは高融点樹脂と低
融点樹脂の混合物からなる多孔質フィルムであることを
特徴とする濾過用の親水性フッ素樹脂フィルム複合体に
関するものである。
【0006】本発明における多孔質フッ素樹脂フィルム
としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、
ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、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
(PFA)、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(FEP)、テトラフルオロエチレ
ン−エチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフ
ルオロエチレン(CTFE)等からなる疎水性フッ素樹
脂フィルムが使用され、厚さ1〜10μm、孔径0.0
1〜1μm、特に好ましくは0.1〜1μmの孔径を有
し、厚み/公称孔径の値が1000以下であり、親水化
処理後のガーレー透気度が5sec /100cc-air以下の
フィルムが好適に用いられる。特に耐薬品性、耐熱性等
の点からPTFEが好ましく、焼成品もしくは未焼成品
の何れも使用しうる。ガーレー透気度は空孔率、フィル
ム厚、開孔率、孔径、材質を総括した指針を与えるが、
5sec /100cc-airを越えたり、一方、厚み/公称孔
径の値が1000以上を越えると高い透過速度は期待で
きない。
【0007】多孔質フッ素樹脂フィルムは種々の方法で
得ることができる。例えば、PTFEフィルムは特公昭
58−25332号公報、特公昭51−18991号公
報、特公昭42−13560号公報等に記載された延伸
法、あるいは特公昭42−4974号公報に記載された
起泡剤を用いる方法等によって得ることができる。多孔
質フッ素樹脂フィルムの親水化手法は、本発明の目的と
する充分な親水性の付与と濾過用としての高い透過性能
を付与するためには、放電処理または紫外線照射処理に
より−OH基および−COOH基を付与する方法が使用
される。かかる親水化処理は支持体と複合化される前で
も、複合化された後でもよい。詳しくは、上記の多孔質
フッ素樹脂フィルムにH2 、O2 、Ar、CO2 、Ai
r、H2 O等のガスを用いた低温プラズマ放電処理また
は紫外線照射を施して、XPS(X線光電子分光法)に
より検知されるO/Cの値を処理前に比べて増加させ、
またFT−IR(フーリエ変換型赤外吸収法)により検
知される−OH基(3400〜3500cm-1)および
−COOH基(1700cm-1付近)を増加させる。
【0008】低温プラズマ放電処理の場合、使用するガ
ス種にもよるが通常、0.5〜50W・sec /cm2
ガス全圧0.01〜10torrの条件下で照射するの
がよい。また、紫外線照射の場合には、照射時にフィル
ムに接触させて親水化補助剤として用いる化合物にもよ
るが、通常波長150〜270nmの紫外線を6J/c
2 以上、好ましくは6〜500J/cm2 のエネルギ
ー強度で照射するのがよい。親水化補助剤としては水酸
化アルミニウム、ホウ酸、ホウ酸アンモニウム、水酸化
リチウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、アルミ
ニウムエトキシド、蟻酸、酢酸等の化合物を用いること
ができる。本発明においては、これら化合物の水溶液が
好ましく用いられ、特に親水基を有するアルミニウム化
合物、ホウ素化合物またはリチウム化合物の水溶液であ
ることが好ましい。また、溶質の溶解度を上げるため
に、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ塩
を添加してもよい。
【0009】この場合、上記化合物を多孔質フッ素樹脂
フィルムに接触させた状態で紫外線が照射されるが、上
記化合物の水溶液を含浸、塗布などにより多孔質の内部
組織表面に浸透するように接触させるのがよい。紫外線
光源としては、例えば改質が困難な多孔質フッ素樹脂フ
ィルムのC−F結合(539kJ/mol)を1光子ま
たは少量ではあるが2光子で切断するものであればよ
く、C−F結合を切断するフォトンエネルギーは、波長
が270nm以下が好ましい。しかし、波長が短かすぎ
るとフィルムによる光の吸収が強いので、光化学反応が
生じるための十分なエネルギーがフィルム厚さ方向に達
しにくくなる。従って、波長が150〜270nmの紫
外線であることが好ましい。紫外線光源は低圧水銀ラン
プ、高圧水銀ランプ、YAGレーザ(4倍波)、メタル
ハライドランプ、エキシマランプ等を用いることができ
るが、特に低圧水銀ランプ(波長185nm、254n
m)、エキシマランプ(波長222nm)が好ましい。
【0010】上記の親水化処理を施した多孔質フッ素樹
脂フィルムと貼り合わされる支持体としては、高融点樹
脂の芯と低融点樹脂の鞘からなる繊維の織布又は不織布
(高融点樹脂の芯の周囲の一部に低融点樹脂が点在して
いる繊維の織布又は不織布を含む)もしくは高融点樹脂
と低融点樹脂の混合物からなる多孔質フィルムが用いら
れ、両樹脂は熱可塑性樹脂であるのが好ましい。材質は
ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリ
エステル、ポリアミド等の熱可塑性樹脂から選ぶことが
できる。例えば、剛性と強度を有する高融点の材質と、
低温溶融の材質とからなる繊維もしくは混合物を選ぶ
と、低温で融着可能な高強度の織布又は不織布もしくは
多孔質(延伸)フィルムからなる支持体を得ることがで
きる。この支持体は、複合化する親水性多孔質フッ素樹
脂フィルムよりも空隙サイズが大きく、厚み10〜20
0μm、空孔率50%以上、開孔率50%以上、耐水圧
が0.5Kg/cm2 以下のものが好ましい。
【0011】親水性多孔質フッ素樹脂フィルムと上記支
持体との複合化は、支持体の融点以上での熱融着を行う
ことで投錨効果も発揮し接着が達成できる。親水性多孔
質フッ素樹脂フィルムと支持体の複合化形態は、フィル
ム/支持体の2層貼り合わせでも、サンドイッチ状の3
層貼り合わせ(フィルム/支持体/フィルム、または支
持体/フィルム/支持体)でもよい。用途によっては、
親水性多孔質フッ素樹脂フィルムを複数枚重ね同様に熱
融着したものを支持体に貼り合わせた複合体としてもよ
い。
【0012】
【発明の効果】本発明の親水性フッ素樹脂フィルム複合
体は、放電処理または紫外線照射処理により−OH基お
よび−COOH基を付与された親水性の多孔質フッ素樹
脂フィルムが融着機能および剛性と強度を兼備した支持
体と貼り合わされてなるものであって、支持体を構成す
る低融点樹脂の微細な部分接着により、親水性の多孔質
フッ素樹脂フィルムの透過性能を実質的に阻害しないた
め、高透過性、耐薬品性を有し、長期的に安定な性能を
維持することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下実施例を用いて本発明を具体
的に説明する。 実施例1 ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔質フィル
ム(日東電工(株)製、厚み3μm、公称孔径0.2μ
m(厚み/公称孔径=15)、エタノールバブルポイン
ト1.2Kg/cm2 、ガーレー透気度が0.31sec /1
00cc-air)を、メタノール中及び水中に順次10分ず
つ浸漬し、さらに4.1重量%のホウ酸水溶液に10分
間浸漬し、細孔内にホウ酸水溶液を含浸させた。このフ
ィルムに出力650Wの低圧水銀ランプ(オーク(株)
製;VUV−65B−22−21、波長185nm、2
54nm )で10分間照射した後、純水で洗浄し風乾し
て親水性フィルムを得た。このフィルムをFT−IR分
析を行ったところ、−OH基(3400〜3500cm
-1)および−COOH基(1700cm-1)が存在して
いた。またガーレー透気度は親水化処理前とほぼ同様で
あった。この親水性フィルムを支持体(日石プラスト
(株)製;PE繊維とPP(芯)/PE(鞘)繊維との
熱融着性不織布、厚み130μm、孔径1〜20μm)
と貼り合わせ、親水性フィルム側から120℃に加熱し
0.5Kg/cm2 の荷重をかけて複合体を得た。
【0014】この複合体を濾過器にセットし、複合体を
予めアルコール湿潤させないで純水を供給し、透過側を
5cmHgに減圧して純水を透過させ純水透過速度を測
定したところ、40mL/cm2 /minであった。従
来の孔径0.2μmPTFE多孔質フィルム膜(日東電
工(株)製、厚み80μm、(厚み/公称孔径=40
0)、エタノールバブルポイント1.2Kg/cm2 、ガー
レー透気度が28sec /100cc-air)はアルコール湿
潤後の純水透過速度は23.5cmHgの減圧下で、8
mL/cm2 /minであり、本発明の複合体の約1/
40倍の透過流束であった。
【0015】比較例1 ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)多孔質フィル
ムを親水化処理を行わない以外は実施例1と同様な複合
体を得た。フィルムを予めアルコール湿潤させない場
合、純水は透過しなかった。
【0016】実施例2 予め多孔質フッ素樹脂フィルムを支持体と複合化させた
後、親水化処理を行った以外は実施例1と同様にして親
水性フッ素樹脂フィルム複合体を得た。複合体を予めア
ルコール湿潤させないで透過側を5cmHgに減圧して
純水を透過させ純水透過速度を測定したところ、43m
L/cm2 /minであった。
【0017】実施例3 実施例1と同様の多孔質フィルム(日東電工(株)製、
厚み3μm、公称孔径0.2μm(厚み/公称孔径=1
5))2枚の間に、支持体(ポリエステル(芯)/PE
(鞘)繊維の熱融着性不織布、厚み60μm、孔径1〜
20μm)を挟んで熱融着し複合体を得た。その後、実
施例1と同様に親水化処理を行い親水性フッ素樹脂フィ
ルム複合体を得た。複合体を予めアルコール湿潤させな
いで透過側を5cmHgに減圧して純水を透過させ純水
透過速度を測定したところ、18mL/cm2 /min
であった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名畑 憲兼 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日東 電工株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放電処理または紫外線照射処理により−O
    H基および−COOH基を付与された親水性の多孔質フ
    ッ素樹脂フィルムと支持体とが貼り合わされた複合体に
    おいて、該支持体が高融点樹脂の芯と低融点樹脂の鞘か
    らなる繊維の織布又は不織布もしくは高融点樹脂と低融
    点樹脂の混合物からなる多孔質フィルムであることを特
    徴とする濾過用の親水性フッ素樹脂フィルム複合体。
  2. 【請求項2】放電処理または紫外線照射処理により−O
    H基および−COOH基を付与された親水性の多孔質フ
    ッ素樹脂フィルムの厚みが10μm以下であり、かつ厚
    み/公称孔径の値が1000以下であり、ガーレー透気
    度が5sec /100cc-air以下であることを特徴とする
    請求項1に記載の濾過用の親水性フッ素樹脂フィルム複
    合体。
  3. 【請求項3】支持体を構成する高融点樹脂および低融点
    樹脂が熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項1に
    記載の濾過用の親水性フッ素樹脂フィルム複合体。
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