聚四氟乙烯多孔复合体及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及聚四氟乙烯(PTFE)多孔复合体及其制造方法。本文中，术语“PTFE多孔复合体”是指这样的复合体，其包括:由含有PTFE作为主要成分的氟树脂构成的多孔膜(PTFE多孔膜)；支持该多孔膜的支持层；以及增强该多孔膜和支持层的增强层，
【背景技术】
[0002]PTFE是一种具有良好的耐热性和良好的耐化学品性的树脂。将含有PTFE作为主要成分的氟树脂颗粒成型为膜并将该成型的膜烧结从而制备膜，并且拉伸该膜从而获得具有均匀且微细的孔径的PTFE多孔膜。由于这种PTFE多孔膜由PTFE材料构成，因此该PTFE多孔膜具有良好的耐热性和良好的耐化学品性。另外，该PTFE多孔膜具有均匀且微细的孔径，并且易于具有高孔隙率。因此，这样的PTFE多孔膜用作用于从液体中除去微细杂质颗粒的过滤器。例如，专利文献I描述了这种PTFE多孔膜和充当支持该PTFE多孔膜的支持层的多孔体的组合(以下，称为“层叠体”)，以及制造该层叠体的方法。这种层叠体适合用在(例如)半导体制造领域中，作为用于从蚀刻液、清洗液等中除去异物的过滤器。
[0003]近来，精细加工已经在半导体制造领域中取得了进展。随着精细加工技术的进步，需要从蚀刻液、清洗液等中除去的异物的尺寸也已经减小。因而，需要减小过滤器孔径，然而过滤器孔径的减小降低了处理流速。为了保持处理流速而减小PTFE多孔膜的厚度则降低了膜的机械强度。
[0004]在将PTFE多孔膜和支持该PTFE多孔膜的支持层的层叠体(专利文献I中描述的层叠体)用作过滤器的情况下，为了获得大的过滤面积，通常将该层叠体在过滤装置中布置为呈褶皱形的过滤器。然而，可能存在这样的问题:在褶皱的折叠部中，易于发生由于PTFE多孔膜的破裂以及PTFE多孔膜的孔径的扩张而导致的泄漏。因而，期待开发用于增强专利文献I中描述的PTFE多孔膜和支持层的层叠体的技术，以使得该层叠体具有良好的机械强度，并且可以维持耐热性和耐化学品性(它们是PTFE膜原来所具有的性能)，同时保持微细孔径以及高的处理流速。
[0005]PTFE多孔膜和支持该PTFE多孔膜的支持层的层叠体的增强通过多孔增强层来实现。广泛应用的过滤器为这样的复合体，其中，通过在包括PTFE多孔膜和支持层的层叠体的PTFE多孔膜上层叠这种增强层，从而对该复合体提供机械强度。该增强层是相对较厚的膜，因为该层具有良好的机械强度，然而，该增强层为孔径大于PTFE多孔膜的多孔膜，从而不会降低过滤的处理流速。
[0006]该增强层和PTFE多孔膜之间的接合通过(例如)以下方法进行:将增强层和PTFE多孔膜简单层叠，然后通过加热至PTFE的熔点或以上的温度从而将所得层叠体熔融接合的方法；或者通过使用四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等作为粘合剂来接合该增强层的方法。在使用粘合剂的情况下，通过在增强层和PTFE多孔膜之间提供PFA、FEP等的分散体的层，并通过加热来熔融该PFA、FEP等，从而进行接合。因而，同样在该情况下，为了进行接合，需要加热至等于或高于PFA、FEP等的熔点的温度。
[0007]引用列表
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本专利第4371176号
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011]近年来，对于在半导体制造等领域中用作过滤器的PTFE多孔复合体而言，有时需要约30nm以下的平均流量孔径。然而，在仅使用熔融接合的方法中以及在通过使用PFA、FEP等进行接合的方法中，需要在高温下加热，并且孔径会由于加热而扩张。因而，不能维持微细的多孔结构，并且不能获得小于40nm的孔径。
[0012]本发明的目的在于提供一种PTFE多孔复合体，以及提供一种制造该复合体的方法，其中该PTFE多孔复合体具有微细孔径，并且维持高的处理流速以及良好的机械强度，并且还维持和PTFE膜原本具有的耐热性和耐化学品性一样良好的耐热性和耐化学品性。特别地，本发明的目的在于提供一种PTFE多孔复合体，以及提供制造该复合体的方法，其中该PTFE多孔复合体的孔径小于40nm(该孔径满足了近来的要求)，其实现了高处理流速，并且即使在该复合体呈褶皱状的情况下，在该褶皱的折叠部中也不会发生PTFE多孔膜的破裂以及孔径的扩张。
[0013]问题的解决方案
[0014](I)本发明的一个方案为一种PTFE多孔复合体，包括:PTFE多孔膜；支持所述PTFE多孔膜的多孔支持层；接合至所述PTFE多孔膜的粘合剂层；以及接合至所述粘合剂层的多孔增强层，其中，所述粘合剂层为由氟树脂构成的层，所述氟树脂的熔点、或者当无法清楚地确定熔点时其玻璃化转变点低于260°C。
[0015](2)本发明的另一个方案为一种制造PTFE多孔复合体的方法，该方法包括以下步骤:将氟树脂非多孔膜和多孔层的层叠体拉伸，从而由所述氟树脂非多孔膜形成PTFE多孔膜，其中，所述氟树脂非多孔膜含有PTFE作为主要成分，所述多孔层充当支持所述氟树脂膜的支持层；在所述PTFE多孔膜的表面上形成粘合剂层；以及将多孔增强层接合至所述粘合剂层，其中，所述粘合剂层为由氟树脂构成的层，该氟树脂的熔点、或者当无法清楚地确定熔点时其玻璃化转变点低于260°C，并且所述增强层的接合步骤是在等于或高于所述熔点或所述玻璃化转变点且低于260°C的温度下进行的。
[0016]发明的有益效果
[0017]本发明的PTFE多孔复合体维持了与PTFE膜本来所具有的耐热性和耐化学品性一样良好的性能，并具有优良的机械强度。具体而言，本发明的PTFE多孔复合体是这样的PTFE多孔复合体，即使所述复合体呈褶皱状的情况下，在褶皱的折叠部中也不会发生PTFE多孔膜的破裂和孔径扩张。根据本发明的制造PTFE多孔复合体的方法，可以获得这样的PTFE多孔复合体，其保持了微细孔径以及高处理流速，并且具有良好性能以及良好的机械强度，使得在该复合体呈褶皱状的情况下，在褶皱的折叠部不发生PTFE多孔膜的破裂和孔径扩张。
【具体实施方式】
[0018]下面，将具体说明用于实施本发明的实施方案。然而，本发明不限于这些实施方案和实施例，并且只要在不损害本发明的目的的情况下，可以变型为其他实施方案。
[0019]本发明的发明人进行了潜心研宄，结果发现了以下内容并完成了本发明。用由熔点、或者当无法清楚地确定熔点时其玻璃化转变点低于260°C的氟树脂构成的粘合剂，在等于或高于所述熔点或所述玻璃化转变点且低于260°C的温度下，进行PTFE多孔膜和充当增强层的多孔体之间的接合。在这种情况下，有可能获得这样的PTFE多孔复合体，其保持了微细孔径以及高处理流速，并且具有良好的机械强度，以使得在该复合体呈褶皱状的情况下，在褶皱的折叠部不发生PTFE多孔膜的破裂和孔径扩张。即，上述目的通过下述构成实现。
[0020]本发明的第一实施方案为一种PTFE多孔复合体，包括:PTFE多孔膜；支持所述PTFE多孔膜的多孔支持层；接合至所述PTFE多孔膜的粘合剂层；以及接合至所述粘合剂层的多孔增强层，其中，所述粘合剂层为由氟树脂构成的层，所述氟树脂的熔点、或者当无法清楚地确定熔点时其玻璃化转变点低于260°C。
[0021]通过(例如)专利文献I (日本专利第4371176号)中描述的方法来制造PTFE多孔膜和支持该PTFE多孔膜的支持层的层叠体。具体而言，通过以下方法获得该层叠体:将充当支持层的多孔层层叠在PTFE非多孔膜上，并且将通过层叠而得到的、包括PTFE非多孔膜和支持层的层叠体拉伸从而使该PTFE非多孔膜变为多孔膜，其中，所述PTFE非多孔膜是通过将含有PTFE作为主要成分的氟树脂颗粒成型为膜，然后将该颗粒之间烧结而制备的。通过用粘合剂层将增强层结合至PTFE多孔膜和支持层的层叠体上从而形成本发明的PTFE多孔复合体，该层叠体通过上述方式获得。
[0022]短语“含有PTFE作为主要成分”意思是PTFE的含量在50质量％以上，然而在不损害本发明的目的的情况下也可以含有其他树脂。特别地，优选PTFE的含量在80质量％以上的氟树脂，这是因为诸如耐化学品性和耐热性之类的PTFE的良好性能变得更加显著。
[0023]本发明的特征在于，将PTFE多孔膜接合至支持层的粘合剂层由氟树脂构成，该氟树脂的熔点、或者当无法清楚地确定熔点时其玻璃化转变点低于260°C。通过使用熔点、或者当无法清楚地确定熔点时其玻璃化转变点低于260 °C的氟树脂，可以在低于260°C下进行用该粘合剂层将PTFE多孔膜接合至增强层的步骤。因此，可以抑制结合步骤中由于加热而导致的PTFE多孔膜的孔径的扩张。另外，还可以获得具有良好的性能以及良好的机械强度的PTFE多孔复合体，以使得即使在该复合体呈褶皱状的情况下，在褶皱的折叠部也不会发生PTFE多孔膜的破裂和孔径的扩张。构成粘合剂层的氟树脂更优选为这样的氟树脂，其熔点、或者当无法清楚地确定熔点时其玻璃化转变点低