JPS63120747A - 指向抵抗性多孔質体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は新規且つ特異な電気抵抗特性を示すポリテトラ
フルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥと称す）製条孔質体
に関する。

（従来の技術） ＰＴＦＥの延伸による多孔化技術は、例えば特公昭４２
−１３５６０号公報、特公昭５１−１８９９１号公報等
に記載されている。

そして、この延伸ＰＴＦＥ多孔質多孔封体昭５６−１２
１２０２号公報に記載されていやように、多孔性空間内
にカーボンブラックのような導電性物質を含浸せしめて
導電材として用いることが提案されている。

上記延１１１ＰＴＦＥ多孔質体を基材とする導電材は、
ゴムやプラスチックに導電性物質を混合し、これを所定
形状に成形して得られる導電材と同様に、いずれの部所
においてもほぼ同等の導電性を示す（等方性）。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、現在のところ、所定面における任意しかも上
記２方向の電気抵抗が大きく異なる導電材（ｆ′＃向抵
向性抗性する導電材）は得られていない。

（問題点分解法するための手段） 本発明者らは延伸ＰＴＦＥ多孔質多孔封体る導電性付与
技術の開発中に、該多孔質体に特定の処理を施すことに
より、指向抵抗性を示す導ｉｔ材が得られるという驚ろ
くべき事実を見田し１本発明を完成するに至った。

即ち、本発明に係る指向抵抗性多孔質体は結節が小繊維
によって連結されたミクロ構造を有するＰＴＦＥ多孔質
多孔前体り、且つ該多孔質体の少なくとも一つの表面に
おける一方向の電気抵抗と、該方向に直交する方向の電
気抵抗の比が１＝２〜１：８であることを特徴とするも
のである。

本発明に用いるＰＴＦＥ多孔質多孔前体した如く、特公
昭４２−１３５６０号公報、特公昭５１−１８９９１号
公報等に記載された延伸法によって得ることができ、そ
の形状は特に制限されず、フィルム状、チューブ状、棒
状等いずれであってもよい。

上記延伸法−例についてその概略を述べる。この方法は
、未焼成のＰＴＦＥ粉末に液状潤滑剤を力０えて成る混
和物を、押出および／ｌたは圧延により所定形状に成形
し、該成形物から潤滑剤を蒸発、抽出等により除去しく
ｌ滑剤の除去は延伸時に行なってもよく、或いは延伸後
に行なってもよい）、次いで成形物をＰＴＦＥの結晶融
点以下の温度で延伸して多孔質化するものである。なお
、所望により延伸後に多孔質構造を保持して焼成するこ
ともできる。上記液状潤滑剤としては、ＰＴＦＥの表面
を濡らすことができ、成形物を得た後に蒸発、抽出等に
よって除去し得るものが使用され、その具体例としては
流動パラフィン、ナフサ、ホワイトオイル等の炭化水素
油、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、アルコ
ール類、ケトン類、エステル類、シリコーンオイル、フ
ルオロクロロカーボンオイル、これら溶剤にポリイソブ
チレン、ポリイソプレン等の重合体ヲ浴かした溶液、こ
れらの２つ以上の混和物、表面活性剤を含む水または水
溶液等が挙げられる。液状潤滑剤の使用量はＰＴＦＥ粉
末１００重量部に対し通常約５〜５０重量部である。

と記方法により多孔質体を得る際の延伸は、好ましくは
ＰＴＦＥ成形品の１軸方向に対して行なわれるが、望む
ならば多軸延伸を施すこともできる。

延伸率は成形品の形状、温度等に応じて変え得るが、実
用土は約４０〜１０００％が好ましいものである。

かような延伸法によって得られるＰＴＦＥ多孔質多孔前
体孔率が約３５〜９７％、微孔の孔径が約０．５〜３０
μｍである。

この多孔質体は、多数の結節と小繊維から成り、結節が
小繊維によって連結されたミクロ構造を有している。そ
して、この多孔質体が１軸延伸品である場合には、結節
は細長くなり、且つその長軸が延伸方向に直交する方向
に配列し、また小繊維は延伸方向に平行に配向している
。多孔質体のかようなミクロ構造は電子顕微鏡により観
察し得る。

本発明に係る指向抵抗性多孔質体は、上記の如きミクロ
構造を有するＰＴＦＥ多孔質多孔前体り、且つ少なくと
も１つの表面において、任意の一方向の電気抵抗と該方
向と直交する方向の電気抵抗の比が１：２〜１：８のも
のである。

ＰＴＦＥ多孔質多孔前体る指向抵抗性の付与は、例えば
、該多孔質体にアルカリ金属処理を施すことにより達成
される。

ＰＴＦＥ多孔質多孔前体るアルカリ金属処理は、仝 ナトリウム、カリウム、リチウム等アルカリ金属を含む
液体アンモニア溶液あるいはアルカリ金属のナフタレン
錯体のテトラヒドロフランもしくはジメトキシエタン溶
液中に、該多孔質体を浸漬する方法によるのが簡便で好
適であるが、多孔質体の一表面を処理するような場合は
塗布や流延等の方法も適用できる。なお、アルカリ金属
処理溶液の市販品としては、金属ナトリウムのナフタレ
ン錯体のジメトキシエタン溶液である「テトラエッチ（
潤工社製）」がある。

この処理に用いる溶液中におけるアルカリ金属のナフタ
レン錯体濃度は、通常０．０３〜０．５モル／Ｅ好まし
くは０．０５〜０．３モル／ｌである。錯体濃度が希薄
すぎると処理効果が得られないことがあシ、濃厚すぎる
とＰＴＦＥ多孔質多孔前体な強度低下を招来することが
ある。

かような溶液を用いてＰＴＦＥ多孔質多孔前体するとき
、アルカリ金属のナフタレン錯体濃度、浸偵時間（通常
１０〜６００秒）或いは塗布、流延の回数により処理効
果の差異が生ずる。従って、これらの条件を適宜選択す
ることにより、電気抵抗の異なる多孔質体を得ることが
できる。

アルカリ金属処理され九ＰＴＦＥ多孔質体の処理面には
アルカリ金属のフッ化物塩や炭酸塩が付着しているので
、テトラヒドロフラン洗浄や超音波洗浄により、これら
塩を除去する。

かようにして得られる指向抵抗性多孔質体は、処理面に
おける一方向の電気抵抗と該方向に直交する方向の電気
抵抗の比が１＝２〜１：８である。

そして、電気抵抗は一方向のそれが約１０ＯＫΩ〜１０
’ＭΩ／ｃ！ＩＬでめり、該方向に直交する方向のそれ
が約数百にΩ〜１０’ＭΩ／ｃｒＩＬである。

ところで、本発明に用いられるＰＴＦＥ多孔質多孔前体
の如く、延伸により得られるものであり、多数の結節と
小繊維から成り、結節が小繊維によってＩ３連結された
ミクロ構造を有し、しかも小繊維は延伸方向に平行に配
向されると共に結節の長袖は該延伸方向と直交する方向
に沿って配Ｊｌｊされている。

そして、この多孔質体ｔｌ−アルカリ金属処理すると小
繊維が結節に比べ処理され易く、従って、処理面におい
て小繊維の配向°方向（延伸方向）の電気抵抗が低く（
導電性大）、結節の長軸の配ダリ方向（延叩方向に直交
する方向）の電気抵抗が高い（導電性小）という新規且
つ特異な電気抵抗特注、即ち、指向抵抗性を示すことが
判明した。

ここで、ＰＴＦＥ多孔質多孔前体カリ金属処理によって
生ずる現象について説明する。

第１図はアルカリ金属処理（ナトリウム・ナフ　、タレ
ン錯体のテトラヒドロフラン溶液を使用）前後における
ＰＴＦＥ多孔質シート表面のＸ線光電子分光（以下、Ｅ
ＳＣＡと称す）スペクトルを示している。

この因から判るように、処理によって一〇Ｆ２−のＣ１
ｍピークが消失し、一方、炭化水素のＣ１ピークが大き
くなっている。更に、処理によってＦｌ、ピークは消失
し、逆に０１ｍピークが大きくなっている。

第２図は第１図のＥＳＣＡスペクトルをとるのに供した
と同じ２つの試料およびアルカリ金属処理後、更に臭素
処理を施した試料の３者についての赤外線吸収スペクト
ルを示している。

この第２図から判るように、ナトリウム処理によって％
１５８０ｃＩＩＬ−１およびｌ　３９０　（ｍ−”のピ
ークが出現している。前者のピークはＣ＝Ｃ伸縮振動に
帰属されるもので、通常の孤立二重結合のピーク１６４
０〜１６８０ｃＩｒＬ−１に比べ、かなり低波数９ｆＪ
　Ｋ　シフトしている。このことは、上記Ｃ＝Ｃで表わ
される二重結合が共役系になっていることを示す。

後者のピークはＣ＝Ｃ二重結合に由来するＣＨの面内変
角振動に帰属されるものである。そして、臭素処理によ
り、これら両ピークは消失し、一方、１７１０ｃＩｒＬ
−’に新たなピークが出現する。このピークはアルカリ
金属処理によりＰＴＦＥ多孔質多孔前体されたものが、
臭素処理によって顕在化したものである。

即ち、アルカリ金属処理により、ＰＴＦＥ多孔質多孔前
体面に２いて脱フッ素化が生じ、この脱フッ素化のため
に飽和るるいは不飽和炭化水素骨格およびカルボニル基
、カルボキシ基が生成され、また主鎖の炭化水素骨格に
は共役二重結合が存在するようになる。

ところで、非多孔質ＰＴＦＥ成形品に対するアルカリ金
属処理は、例えば、非多孔質ＰＴＦＥシート分支持体と
する粘着テープ製造に際し、粘着剤の支持体に対する投
錨性向とのために行なわれており公知である。

そして、ＰＴＦＥ多孔質多孔前体カリ金属処理によるＥ
ＳＣＡスペクトルおよび赤外線吸収スペクトルは、従来
から知られている非多孔質ＰＴＦＥ成形品に対するアル
カリ金属処理によるそれと同じである。

しかしながら、ＰＴＦＥ多孔質多孔前体カリ金属処理し
たときは指向抵抗性を付与でき、一方、非多孔質ＰＴＦ
Ｅ成形品を同様に処理してもと記特性は付与できない。

このことから、本発明における指向抵抗性はフルカリ金
属処理と該処理に供される多孔質体のミクロ構造の相乗
作用によるものであると七が判る。

いずれにしても、本発明によって得られる多孔前体は下
記の実施例からも判るように明瞭な指向抵抗性を示す。

（実施例） 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。

実施例 ＰＴＦＥファインパウダー１００重量部に対し液状潤滑
剤流動パラフィン２０＠量部を均一に混合した混和物を
圧力２０ｋｌ？／ｅ４で圧縮予備成形し、次にこれを丸
棒状に押出成形し、更に１対の金属製圧延ロール間を通
し、厚さ１５０１μｍの長尺のシート状物を得る。

このシート状物をトリクレン中に浸漬して流動パラフィ
ンを抽出除去し、次いで、温度２５０℃にて長尺方向に
延伸率が３００％になるように１軸延伸し、多孔質シー
トを得る。この多孔質シートは、厚さ６０μｍ、気孔率
７５％、気孔の孔径３．２μｍであった。

次に、この多孔質シートを３！角に切断し、ガラス管壁
に固定し、これをアルカリ金属処理液中に浸漬して、そ
の片面を処理し、その後テトラヒドロフランによって洗
浄し、更に同液中で３０分間超音波洗浄した後に風乾し
、指向抵抗性多孔質シートを得た。

なお、アルカリ金属処理液としては、ナトリウム・ナフ
タレンｍ体濃度ｏ、ｏｓモル／ｌのテトラヒドロフラン
溶液を用い、浸漬時間は１０秒、３０秒および６０秒に
設定した。

得られた指向抵抗性多孔質シートの電気抵抗特性を知る
ため、該シートの延伸方向において２個の電極を距離１
（１１＋１で配置すると共に該延伸方向に直交する方向
においても同様に２個の電極を配置し、両方向の電気抵
抗を測定し九。結果を下記第１表に示す。なお、測定は
直流安定化電＃Ａ（タケダ理研社製６１２０型）および
エレクトロメータ（タケダ理研社製８４１１型）を用い
て行なった。

第１表 （発明の効果） 本発明によれば、従来の導電材とは全く異なる指向抵抗
性を有する多孔質体を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＰＴＦＥ多孔質体のアルカリ金属処理前後にお
けるＥＳＣＡスペクトル図、第２図は該多孔質体のアル
カリ金属処理前後および該処理に続き更に臭素処理を施
した後の赤外線吸収スペクトル図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 結節が小繊維によつて連結されたミクロ構造を有するポ
   リテトラフルオロエチレン多孔質体から成り、且つ該多
   孔質体の少なくとも一つの表面における一方向の電気抵
   抗と、該方向に直交する方向の電気抵抗の比が１：２〜
   １：８であることを特徴とする指向抵抗性多孔質体。