聚四氟乙烯多孔復(fù)合體及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聚四氟乙烯(PTFE)多孔復(fù)合體及其制造方法。本文中，術(shù)語“PTFE多孔復(fù)合體”是指這樣的復(fù)合體，其包括:由含有PTFE作為主要成分的氟樹脂構(gòu)成的多孔膜(PTFE多孔膜)；支持該多孔膜的支持層；以及增強(qiáng)該多孔膜和支持層的增強(qiáng)層，
【背景技術(shù)】
[0002]PTFE是一種具有良好的耐熱性和良好的耐化學(xué)品性的樹脂。將含有PTFE作為主要成分的氟樹脂顆粒成型為膜并將該成型的膜燒結(jié)從而制備膜，并且拉伸該膜從而獲得具有均勻且微細(xì)的孔徑的PTFE多孔膜。由于這種PTFE多孔膜由PTFE材料構(gòu)成，因此該P(yáng)TFE多孔膜具有良好的耐熱性和良好的耐化學(xué)品性。另外，該P(yáng)TFE多孔膜具有均勻且微細(xì)的孔徑，并且易于具有高孔隙率。因此，這樣的PTFE多孔膜用作用于從液體中除去微細(xì)雜質(zhì)顆粒的過濾器。例如，專利文獻(xiàn)I描述了這種PTFE多孔膜和充當(dāng)支持該P(yáng)TFE多孔膜的支持層的多孔體的組合(以下，稱為“層疊體”)，以及制造該層疊體的方法。這種層疊體適合用在(例如)半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中，作為用于從蝕刻液、清洗液等中除去異物的過濾器。
[0003]近來，精細(xì)加工已經(jīng)在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域中取得了進(jìn)展。隨著精細(xì)加工技術(shù)的進(jìn)步，需要從蝕刻液、清洗液等中除去的異物的尺寸也已經(jīng)減小。因而，需要減小過濾器孔徑，然而過濾器孔徑的減小降低了處理流速。為了保持處理流速而減小PTFE多孔膜的厚度則降低了膜的機(jī)械強(qiáng)度。
[0004]在將PTFE多孔膜和支持該P(yáng)TFE多孔膜的支持層的層疊體(專利文獻(xiàn)I中描述的層疊體)用作過濾器的情況下，為了獲得大的過濾面積，通常將該層疊體在過濾裝置中布置為呈褶皺形的過濾器。然而，可能存在這樣的問題:在褶皺的折疊部中，易于發(fā)生由于PTFE多孔膜的破裂以及PTFE多孔膜的孔徑的擴(kuò)張而導(dǎo)致的泄漏。因而，期待開發(fā)用于增強(qiáng)專利文獻(xiàn)I中描述的PTFE多孔膜和支持層的層疊體的技術(shù)，以使得該層疊體具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，并且可以維持耐熱性和耐化學(xué)品性(它們是PTFE膜原來所具有的性能)，同時(shí)保持微細(xì)孔徑以及高的處理流速。
[0005]PTFE多孔膜和支持該P(yáng)TFE多孔膜的支持層的層疊體的增強(qiáng)通過多孔增強(qiáng)層來實(shí)現(xiàn)。廣泛應(yīng)用的過濾器為這樣的復(fù)合體，其中，通過在包括PTFE多孔膜和支持層的層疊體的PTFE多孔膜上層疊這種增強(qiáng)層，從而對(duì)該復(fù)合體提供機(jī)械強(qiáng)度。該增強(qiáng)層是相對(duì)較厚的膜，因?yàn)樵搶泳哂辛己玫臋C(jī)械強(qiáng)度，然而，該增強(qiáng)層為孔徑大于PTFE多孔膜的多孔膜，從而不會(huì)降低過濾的處理流速。
[0006]該增強(qiáng)層和PTFE多孔膜之間的接合通過(例如)以下方法進(jìn)行:將增強(qiáng)層和PTFE多孔膜簡(jiǎn)單層疊，然后通過加熱至PTFE的熔點(diǎn)或以上的溫度從而將所得層疊體熔融接合的方法；或者通過使用四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等作為粘合劑來接合該增強(qiáng)層的方法。在使用粘合劑的情況下，通過在增強(qiáng)層和PTFE多孔膜之間提供PFA、FEP等的分散體的層，并通過加熱來熔融該P(yáng)FA、FEP等，從而進(jìn)行接合。因而，同樣在該情況下，為了進(jìn)行接合，需要加熱至等于或高于PFA、FEP等的熔點(diǎn)的溫度。
[0007]引用列表
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4371176號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]技術(shù)問題
[0011]近年來，對(duì)于在半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域中用作過濾器的PTFE多孔復(fù)合體而言，有時(shí)需要約30nm以下的平均流量孔徑。然而，在僅使用熔融接合的方法中以及在通過使用PFA、FEP等進(jìn)行接合的方法中，需要在高溫下加熱，并且孔徑會(huì)由于加熱而擴(kuò)張。因而，不能維持微細(xì)的多孔結(jié)構(gòu)，并且不能獲得小于40nm的孔徑。
[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種PTFE多孔復(fù)合體，以及提供一種制造該復(fù)合體的方法，其中該P(yáng)TFE多孔復(fù)合體具有微細(xì)孔徑，并且維持高的處理流速以及良好的機(jī)械強(qiáng)度，并且還維持和PTFE膜原本具有的耐熱性和耐化學(xué)品性一樣良好的耐熱性和耐化學(xué)品性。特別地，本發(fā)明的目的在于提供一種PTFE多孔復(fù)合體，以及提供制造該復(fù)合體的方法，其中該P(yáng)TFE多孔復(fù)合體的孔徑小于40nm(該孔徑滿足了近來的要求)，其實(shí)現(xiàn)了高處理流速，并且即使在該復(fù)合體呈褶皺狀的情況下，在該褶皺的折疊部中也不會(huì)發(fā)生PTFE多孔膜的破裂以及孔徑的擴(kuò)張。
[0013]問題的解決方案
[0014](I)本發(fā)明的一個(gè)方案為一種PTFE多孔復(fù)合體，包括:PTFE多孔膜；支持所述PTFE多孔膜的多孔支持層；接合至所述PTFE多孔膜的粘合劑層；以及接合至所述粘合劑層的多孔增強(qiáng)層，其中，所述粘合劑層為由氟樹脂構(gòu)成的層，所述氟樹脂的熔點(diǎn)、或者當(dāng)無法清楚地確定熔點(diǎn)時(shí)其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)低于260°C。
[0015](2)本發(fā)明的另一個(gè)方案為一種制造PTFE多孔復(fù)合體的方法，該方法包括以下步驟:將氟樹脂非多孔膜和多孔層的層疊體拉伸，從而由所述氟樹脂非多孔膜形成PTFE多孔膜，其中，所述氟樹脂非多孔膜含有PTFE作為主要成分，所述多孔層充當(dāng)支持所述氟樹脂膜的支持層；在所述PTFE多孔膜的表面上形成粘合劑層；以及將多孔增強(qiáng)層接合至所述粘合劑層，其中，所述粘合劑層為由氟樹脂構(gòu)成的層，該氟樹脂的熔點(diǎn)、或者當(dāng)無法清楚地確定熔點(diǎn)時(shí)其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)低于260°C，并且所述增強(qiáng)層的接合步驟是在等于或高于所述熔點(diǎn)或所述玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)且低于260°C的溫度下進(jìn)行的。
[0016]發(fā)明的有益效果
[0017]本發(fā)明的PTFE多孔復(fù)合體維持了與PTFE膜本來所具有的耐熱性和耐化學(xué)品性一樣良好的性能，并具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度。具體而言，本發(fā)明的PTFE多孔復(fù)合體是這樣的PTFE多孔復(fù)合體，即使所述復(fù)合體呈褶皺狀的情況下，在褶皺的折疊部中也不會(huì)發(fā)生PTFE多孔膜的破裂和孔徑擴(kuò)張。根據(jù)本發(fā)明的制造PTFE多孔復(fù)合體的方法，可以獲得這樣的PTFE多孔復(fù)合體，其保持了微細(xì)孔徑以及高處理流速，并且具有良好性能以及良好的機(jī)械強(qiáng)度，使得在該復(fù)合體呈褶皺狀的情況下，在褶皺的折疊部不發(fā)生PTFE多孔膜的破裂和孔徑擴(kuò)張。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，將具體說明用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方案。然而，本發(fā)明不限于這些實(shí)施方案和實(shí)施例，并且只要在不損害本發(fā)明的目的的情況下，可以變型為其他實(shí)施方案。
[0019]本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了潛心研宄，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了以下內(nèi)容并完成了本發(fā)明。用由熔點(diǎn)、或者當(dāng)無法清楚地確定熔點(diǎn)時(shí)其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)低于260°C的氟樹脂構(gòu)成的粘合劑，在等于或高于所述熔點(diǎn)或所述玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)且低于260°C的溫度下，進(jìn)行PTFE多孔膜和充當(dāng)增強(qiáng)層的多孔體之間的接合。在這種情況下，有可能獲得這樣的PTFE多孔復(fù)合體，其保持了微細(xì)孔徑以及高處理流速，并且具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，以使得在該復(fù)合體呈褶皺狀的情況下，在褶皺的折疊部不發(fā)生PTFE多孔膜的破裂和孔徑擴(kuò)張。即，上述目的通過下述構(gòu)成實(shí)現(xiàn)。
[0020]本發(fā)明的第一實(shí)施方案為一種PTFE多孔復(fù)合體，包括:PTFE多孔膜；支持所述PTFE多孔膜的多孔支持層；接合至所述PTFE多孔膜的粘合劑層；以及接合至所述粘合劑層的多孔增強(qiáng)層，其中，所述粘合劑層為由氟樹脂構(gòu)成的層，所述氟樹脂的熔點(diǎn)、或者當(dāng)無法清楚地確定熔點(diǎn)時(shí)其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)低于260°C。
[0021]通過(例如)專利文獻(xiàn)I (日本專利第4371176號(hào))中描述的方法來制造PTFE多孔膜和支持該P(yáng)TFE多孔膜的支持層的層疊體。具體而言，通過以下方法獲得該層疊體:將充當(dāng)支持層的多孔層層疊在PTFE非多孔膜上，并且將通過層疊而得到的、包括PTFE非多孔膜和支持層的層疊體拉伸從而使該P(yáng)TFE非多孔膜變?yōu)槎嗫啄ぃ渲?，所述PTFE非多孔膜是通過將含有PTFE作為主要成分的氟樹脂顆粒成型為膜，然后將該顆粒之間燒結(jié)而制備的。通過用粘合劑層將增強(qiáng)層結(jié)合至PTFE多孔膜和支持層的層疊體上從而形成本發(fā)明的PTFE多孔復(fù)合體，該層疊體通過上述方式獲得。
[0022]短語“含有PTFE作為主要成分”意思是PTFE的含量在50質(zhì)量％以上，然而在不損害本發(fā)明的目的的情況下也可以含有其他樹脂。特別地，優(yōu)選PTFE的含量在80質(zhì)量％以上的氟樹脂，這是因?yàn)橹T如耐化學(xué)品性和耐熱性之類的PTFE的良好性能變得更加顯著。
[0023]本發(fā)明的特征在于，將PTFE多孔膜接合至支持層的粘合劑層由氟樹脂構(gòu)成，該氟樹脂的熔點(diǎn)、或者當(dāng)無法清楚地確定熔點(diǎn)時(shí)其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)低于260°C。通過使用熔點(diǎn)、或者當(dāng)無法清楚地確定熔點(diǎn)時(shí)其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)低于260 °C的氟樹脂，可以在低于260°C下進(jìn)行用該粘合劑層將PTFE多孔膜接合至增強(qiáng)層的步驟。因此，可以抑制結(jié)合步驟中由于加熱而導(dǎo)致的PTFE多孔膜的孔徑的擴(kuò)張。另外，還可以獲得具有良好的性能以及良好的機(jī)械強(qiáng)度的PTFE多孔復(fù)合體，以使得即使在該復(fù)合體呈褶皺狀的情況下，在褶皺的折疊部也不會(huì)發(fā)生PTFE多孔膜的破裂和孔徑的擴(kuò)張。構(gòu)成粘合劑層的氟樹脂更優(yōu)選為這樣的氟樹脂，其熔點(diǎn)、或者當(dāng)無法清楚地確定熔點(diǎn)時(shí)其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)低