Método para producir un material de fluororesina porosa hidrófila
Descripción general
 El método de fabricación de un material de resina fluorada poroso hidrófilo impregnado con una solución de alcohol metílico de un copolímero hidrófilo del componente de monómero de vinilo que contiene flúor y 含 親 componente de monómero de vinilo con base de agua en el material de resina fluorada poroso, un uniforme y estable impregnación Y que tiene hidrofilicidad suficiente, que comprende las etapas de: preparar un material de fluororresina porosa; ] Después de la impregnación de la solución de disolvente orgánico de un copolímero hidrófilo del componente de monómero de vinilo que contiene flúor y el componente de monómero de vinilo con base de agua 含 親 en el material de resina fluorada poroso, un método para eliminar el disolvente orgánico, como el disolvente orgánico , (a) alcohol metílico, el método (b) para producir un material de resina fluorada poroso hidrófilo, que comprende utilizar una mezcla de cetonas de alquilo de alcohol y / o un C 3 5 C 2 4.
Campo técnico
copolímero disuelto utilizado en el Ejemplo 1 en 1 litro de alcohol metílico, añadió a la misma agua, solución de impregnación era (el% de copolímero de 1 en peso; 20% en peso de agua; alcohol metílico 79% en peso) se preparó . Una membrana de politetrafluoroetileno poroso que tiene un espesor de 40 μm y una porosidad del 80% se sumergió en esta solución, pero la solución no se empapó en la membrana porosa. A continuación, se secó en un marco de clavija a 60ºC durante 5 minutos, pero la membrana porosa obtenida tenía una evaluación de hidrofilicidad de 1.
La presente invención se refiere a un método para producir un material de fluororesina porosa hidrófila.
Tarea de solución
Los materiales de fluororesina porosa (en lo sucesivo también denominados materiales) son excelentes en resistencia al calor y resistencia química, y se usan ampliamente como membranas de separación. Sin embargo, dado que el material de fluororresina porosa tiene generalmente una alta repelencia al agua y no permea fácilmente agua, es difícil aplicarlo como una membrana de separación de partículas dispersas en un medio acuoso. Con el fin de obtener un material de fluororresina porosa que permea fácilmente el agua, es necesario volver hidrófila la superficie interna de los poros, y se han investigado varios métodos para este fin. Tales métodos incluyen, por ejemplo, copolímeros del componente de monómero de vinilo con base de agua 含 親 como componente que contiene flúor de vinilo monómero y un alcohol de vinilo, tal como tetrafluoroetileno (en adelante, también referido como copolímero hidrófilo) de alcohol metílico Hay un método de impregnación con un metal. En este método, el disolvente capaz de disolver el copolímero hidrófilo solo y capaz de penetrar en el material de fluororresina porosa se limita a alcohol metílico. Sin embargo, cuando en realidad impregnado con el uso del material de copolímero hidrófilo alcohol metílico, la propiedad de impregnación y es inestable, es probable que se produzcan irregularidades impregnación. Además, puesto que el material es repelente al agua, la impregnación en el material cuando incluso pequeñas cantidades de agua se mezcla en alcohol metílico se redujo más y más, impregnado con contenido de humedad de alcohol de metilo es aproximadamente 2% en peso o más y no Conviértete Debido a que el alcohol metílico tiene fuertes propiedades de absorción de agua, la solución en el proceso de impregnación requiere una gestión estricta del agua. Por otra parte, un material de resina fluorada porosa obtenida después del secado de la impregnación, no bueno muy hidrófilo cuando la solución de impregnación no es en absoluto contener agua, más bien, cuando contiene agua en la solución de impregnación Es excelente en hidrofilia. Como se describió anteriormente, en el método de impregnación de una solución de alcohol metílico de copolímero hidrófilo en el material de resina fluorada poroso, es contradictorio entre el material hidrófilo hidrófilo obtenido con la impregnación de la solución al material Existe un problema grave, y el método convencional es todavía insuficiente como técnica para hidrofilizar el material de fluororresina porosa.
Solución
La presente invención, el observado en el proceso de producción de un material de resina fluorada poroso hidrófilo impregnado con una solución de alcohol metílico de un copolímero hidrófilo del componente de monómero de vinilo que contiene flúor y 含 親 componente de monómero de vinilo con base de agua en el material de resina fluorada porosa Es un objeto de la presente invención proporcionar un método capaz de resolver el problema, la impregnación uniforme y estable, y la obtención eficaz de un material de fluororresina porosa que tenga hidrofilicidad suficiente.
Como resultado de extensos estudios para resolver los problemas anteriores, los presentes inventores han completado la presente invención. Es decir, según la presente invención, después de la impregnación de la solución de disolvente orgánico de un copolímero hidrófilo del componente de monómero de vinilo que contiene flúor y 含 親 componente de monómero de vinilo con base de agua en el material de resina fluorada poroso, eliminando de este modo el disolvente orgánico en el método, como disolvente orgánico, (a) alcohol metílico y, (b) una resina fluorada poroso hidrófilo, que comprende utilizar una mezcla de cetonas de alquilo de alcohol y / o un C 3 5 C 2 4 Se proporciona un método para fabricar un material. Además, de acuerdo con la presente invención, después de la impregnación de una solución de un copolímero hidrófilo se disuelve en un disolvente orgánico de un componente de monómero de vinilo que contiene flúor y el componente de monómero de vinilo con base de agua 含 親 en el material de resina fluorada poroso, orgánico (A) alcohol metílico y (b) un alcohol que tiene de 2 a 4 átomos de carbono (a), como disolvente orgánico de la solución de copolímero hidrófilo en el primer paso, un paso para eliminar el disolvente dos veces o más, Y / o se usa una alquilcetona que tiene 3 5 átomos de carbono, y se usa alcohol metílico mezclado con agua como el disolvente orgánico de la solución de copolímero hidrófilo en al menos un paso después de la segunda vez o caracterizado porque una mezcla de a) alcohol metílico y (b) una mezcla de agua y un alcohol que tiene un número de carbonos de 24 y / o una alquilcetona que tiene 3 5 átomos de carbono se usa como hidrofílico Se proporciona un método para producir un material de fluororresina porosa.
El material del material de fluororesina porosa usado en la presente invención no está particularmente limitado, pero habitualmente es politetrafluoroetileno. Además de esto, también se puede usar un material hecho de una fluororresina tal como copolímero de hexafluoropropileno de tetrafluoroetileno, fluoruro de polivinilo, fluoruro de polivinilideno o similares. Los medios para formar poros en el material de fluororresina para hacerlo poroso no están particularmente limitados, y pueden ser por cualquier medio tal como estiramiento, formación de espuma, extracción, etc., pero los poros están continuamente Es necesario penetrar el frente y la espalda. material de resina fluorada porosa usada en la presente invención son los que hace porosa por fibrilada por el estiramiento de un poli es el más preferido Tet Lula fluoroetileno (JP-B 56 45 773 y 17 216 da a conocer 56 JP-B-). El material de fluororresina porosa tiene preferiblemente una porosidad de 15 95%, preferiblemente 75 95%, y un diámetro de poro de 0,02 30 μm. La forma del material no está limitada particularmente a una película, sino que puede estar en forma de un tubo, una cinta, un tejido o similar.
El copolímero hidrófilo usado en la presente invención es un copolímero que contiene un monómero de vinilo que contiene flúor y un monómero de vinilo que contiene agua como un componente monomérico esencial. Ejemplos del monómero de vinilo, tetrafluoroetileno, hexafluoropropileno, fluoruro de vinilo, fluoruro de vinilideno, monocloro-trifluoroetileno, y diclorodifluoroetileno similares que contiene flúor. Los ejemplos del monómero de vinilo que contiene agua incluyen alcohol vinílico, ácido acrílico, ácido metacrílico y similares. El contenido de componente de monómero de vinilo con base de agua 含 親 en el copolímero puede ser una fracción, tal como una hidrofilicidad exposiciones de copolímero, por lo general 50% en moles o más, preferiblemente en el intervalo de 70 99% en moles. Un copolímero hidrófilo preferido usado en la presente invención es un copolímero de tetrafluoroetileno vinil alcohol. Este copolímero puede obtenerse por saponificación del copolímero de tetrafluoroetileno acetato de vinilo o similar.
El copolímero hidrófilo se disuelve solo y el disolvente que puede penetrar en el material se limita a alcohol metílico. Sin embargo, cuando la solución de alcohol metílico del copolímero hidrófilo está realmente impregnada en el material, la propiedad de impregnación de la solución es inestable y tiende a producirse una impregnación irregular. Además, cuando se mezcla agua en la solución, surge el problema de que la propiedad de impregnación de la solución con respecto al material se deteriora notablemente. En la presente invención, cualquiera de estos problemas se puede resolver. La presente invención, tales como cetonas de alquilo y / o alcoholes C 3 5 C 2 4 alcohol metílico, la impregnación de un material de resina fluorada poroso excelente uno cualquiera o cualquiera de los disolventes Agregar una combinación para hacer un disolvente mixto de dos o más componentes, e impregnar el material de fluororresina porosa con una solución del copolímero hidrófilo con el disolvente mixto. Mediante este método, la propiedad de impregnación con respecto al material se mejora mucho, y el tratamiento de impregnación se puede realizar en el material de manera uniforme y estable sin causar irregularidades en la impregnación. Además, incluso si se mezcla cierta cantidad de humedad en la solución, la propiedad de impregnación de la solución no se ve particularmente afectada. Los ejemplos de alcoholes mezclados con alcohol metílico incluyen alcohol etílico, alcohol propílico, alcohol isopropílico, alcohol butílico y similares. Como la alquilcetona, acetona, metil etil cetona, dietil cetona y similares pueden mencionarse. Entre ellos, la mejor combinación es un disolvente mixto de dos componentes de alcohol metílico y alcohol etílico. El contenido de alcohol etílico en el disolvente mixto es preferiblemente menor que 70% en peso, más preferiblemente 50% en peso o menos. Dado que el disolvente orgánico distinto del alcohol metílico es un disolvente pobre para el copolímero hidrófilo, cuanto mayor es el contenido en el disolvente mixto, menor es la solubilidad del copolímero hidrófilo en el disolvente mixto.
Además método preferido es un método de impregnación de una solución de un copolímero hidrófilo de acuerdo con 3 o más componentes de la mezcla disolvente y el agua se mezclan en un disolvente mixto de más que el sistema de dos componentes en un material de resina fluorada poroso. Aquí, la mejor combinación es un disolvente mixto de tres componentes de alcohol metílico, alcohol etílico y agua. De esta manera, la propiedad de impregnación con el material puede, sin causar irregularidad impregnación, y un material hidrófilo obtenido después del secado de impregnación también se hace posible exhibido suficientemente. Un método más preferible es un método en el cual el tratamiento de impregnación se divide en dos o más pasos. En la primera etapa, se impregna un material de fluororresina porosa con un disolvente de un copolímero hidrófilo con un disolvente mixto de dos o más componentes con preferencia a la propiedad de impregnación. Aquí, la mejor combinación es un disolvente mixto de dos componentes de alcohol metílico y alcohol etílico. Luego, en la segunda o subsiguiente paso para hidrofilia suficientemente expositoras, que se impregna con una solución de un copolímero hidrófilo con un disolvente obtenido por mezcla de agua en alcohol metílico en un material de resina fluorada poroso. El disolvente de alcohol metílico puede incluir adicionalmente uno cualquiera de los disolventes con excelente propiedad de impregnación con respecto al material de fluororresina porosa tal como alcohol que tiene 2 4 átomos de carbono y / o alquilcetona que tiene 3 5 átomos de carbono Cualquier combinación puede estar presente. Aquí, la mejor combinación es el alcohol metílico mezclado con agua. Dado que el material ya ha sido impartido con un grado considerable de hidrofilicidad por el primer tratamiento de impregnación, es posible una impregnación suficiente incluso con una solución con alcohol metílico disolvente mezclado con agua. El contenido de agua en el disolvente es preferiblemente menor que 60% en peso, más preferiblemente 5 30% en peso. 5 Efecto de exhibir hidrofilia después del secado de impregnación es insuficiente a menos de% en peso, es insuficiente impregnación de la solución con el disolvente sea superior al 30% en peso. Si excede el 60% en peso, la solubilidad del copolímero hidrófilo en un disolvente mixto se vuelve baja. En el tratamiento de impregnación con una solución que no se mezcla primero agua, tiene la ventaja de que incluso si un poco de agua a la solución se mezcla, sin causar irregularidad de impregnación, es posible llevar a cabo el proceso de impregnación para uniforme y establemente material de Además, en el tratamiento de impregnación con una solución que contiene agua mezclada en la segunda etapa o etapas subsiguientes, existe la ventaja de que la hidrofilicidad del material puede mejorar notablemente. De esta manera, un material de resina fluorada poroso, un copolímero hidrófilo de manera uniforme y pueden ser de forma estable impregnados, y se hace posible obtener un material que tiene suficiente hidrofilicidad después del secado de impregnación. Cuando el tratamiento de impregnación se lleva a cabo tres o más veces, el tratamiento de impregnación se lleva a cabo al menos una vez o más con una solución de un disolvente en el que se mezcla agua en el paso intermedio o el paso final.
Efecto de la invención
En la presente invención, la concentración del copolímero hidrófilo usado para impregnar el material en la solución es preferiblemente del 4% en peso o menos, más preferiblemente del 0,12% en peso. Cuando la concentración del copolímero hidrófilo supera el 4% en peso, se produce la obstrucción de los poros del material, lo que no es preferible. El tratamiento de impregnación de la solución de copolímero hidrófilo con el material se puede llevar a cabo mediante diversos métodos tales como recubrimiento, pulverización, inmersión, ajuste a presión, aspiración y similares. La eliminación del disolvente después del tratamiento de impregnación se puede llevar a cabo fijando el material a un marco de clavija, secado al aire, calentamiento a presión atmosférica, calentamiento a presión reducida. La temperatura de calentamiento es preferiblemente 60ºC o menos.
Según la presente invención, la impregnación de la solución de copolímero hidrófilo para el material de resina fluorada poroso, impregnado de manera uniforme, de manera uniforme y puede ser de forma estable, puede el material excelente en hidrófila obtener de manera eficiente.
La presente invención se describirá ahora con más detalle a modo de ejemplos. En los siguientes ejemplos y ejemplos comparativos, se midieron el espesor y la porosidad del material y se evaluó la hidrofilicidad mediante el siguiente método.
(1) Espesor
El espesor se midió con un medidor de espesor de cuadrante que tenía una precisión de 1/1000 mm.
(2) Porosidad
La porosidad del material se obtuvo midiendo la densidad del material. La porosidad se calculó usando la siguiente ecuación en el supuesto de que la densidad real de politetrafluoroetileno era de 2,2 g / cm3.
Porosidad (%) = (2.2 densidad del material) / 2.2 × 100
En el cálculo de la porosidad del material después del tratamiento de impregnación, se adoptó 2,1 g / cm3 en lugar de 2,2 g / cm3 como densidad verdadera.
(3) Método de evaluación de hidrofilicidad
La hidrofilicidad se evaluó visualmente rociando gotitas de agua sobre toda la superficie desde una altura de 5 cm y siguiendo las 5 etapas siguientes.
1. No se mojará (El agua no se filtra)
2. Hay una parte que está ligeramente mojada.
3. Alrededor de la mitad se moja.
4. Las partes que no están mojadas por la placa o la raya permanecen.
5. Toda la superficie húmeda de manera uniforme y uniforme.
Ejemplo 1
Disuelto (hidroxilo copolímero de acetato saponificado tetrafluoroetileno-vinil 14,5 mmol / g que contiene un grupo; grado de saponificación 100%; contenido de flúor 27% en peso) en un litro de copolímero de alcohol de tetrafluoroetileno-vinil alcohol metílico Este alcohol etílico, se añadió agua, la solución de un (el copolímero de 1% en peso; metil alcohol 79% en peso; alcohol etílico 20% en peso) con una solución de B (el copolímero de 0,5% en peso; alcohol metílico 79 .5% en peso, agua 20% en peso). Espesor 40 [mu] m, una porosidad de 80% película de politetrafluoroetileno porosa, se impregnó mediante la inmersión en la solución A, en un marco de pin y se secó 5 minutos a 60 ° C .. Además, después de impregnar por inmersión en la solución B, se secó en un marco de clavija a 60ºC durante 5 minutos. La impregnación fue buena con ambos tratamientos de impregnación, y la membrana porosa resultante tenía un espesor de 30 μm, una porosidad del 70% y una calificación de hidrofilicidad de 5.
Ejemplo 2
copolímero disuelto utilizado en el Ejemplo 1 en 1 litro de alcohol metílico, a la que el alcohol etílico, se añadió agua, la solución de impregnación (el copolímero 1% en peso; alcohol metílico 59% en peso; alcohol etílico 20% en peso; Agua 20% en peso). Espesor 40 [mu] m, una porosidad de 80% película de politetrafluoroetileno porosa, se impregnó por inmersión en la solución, en un marco de pin y se secó 5 minutos a 60 ° C .. La propiedad de impregnación de la solución era buena, y la membrana porosa obtenida tenía un espesor de 30 μm, una porosidad del 70% y una evaluación de hidrofilicidad de 5.
Ejemplo 3
Se añadió copolímero disuelto utilizado en el Ejemplo 1 en 1 litro de alcohol metílico, a la que el alcohol etílico, solución de impregnación preparada (el copolímero 1% en peso; alcohol etílico 20% en peso; metil alcohol 79% en peso) Lo hice Espesor 40 [mu] m, una porosidad de 80% película de politetrafluoroetileno porosa, se impregnó por inmersión en la solución, en un marco de pin y se secó 5 minutos a 60 ° C .. La propiedad de impregnación de la solución era buena, y la membrana porosa obtenida tenía un espesor de 30 μm, una porosidad del 70% y una evaluación de hidrofilicidad de 4.
Ejemplo 4
copolímero disuelto utilizado en el Ejemplo 1 en 1 litro de alcohol metílico, a la que la acetona, se añadió agua solución A (el copolímero de 1% en peso; metil alcohol 79% en peso; 20% en peso de acetona) y una solución de B (0,5% en peso del copolımero anterior, 79,5% en peso de alcohol metılico, 20% en peso de agua). Espesor 40 [mu] m, se impregnó mediante la inmersión de la porosidad de película de politetrafluoroetileno porosa 80% en solución A, en un marco de pin y se secó 5 minutos a 60 ° C .. Además, después de impregnar por inmersión en la solución B, se secó en un marco de clavija a 60ºC durante 5 minutos. La impregnación de dos impregnación ambas soluciones es buena, la membrana porosa obtenida tenía un espesor de 30 m [mu], porosidad 70%, eran Puntuación hidrófila 5.
Ejemplo comparativo 1
El copolímero usado en el Ejemplo 1 se disolvió en 1 litro de alcohol metílico para preparar una solución de alcohol metílico al 1% en peso para preparar una solución de impregnación. Espesor 40 [mu] m, una porosidad de 80% película de politetrafluoroetileno porosa se ha impregnado por inmersión en esta solución, la solución no se impregna en la membrana uniformemente porosa puede impregnar parte desigual Lo fue A continuación, se secó en un marco de clavija a 60ºC durante 5 minutos. La membrana porosa obtenida se evaluó por hidrofilicidad 3.
Ejemplo Comparativo 2
Reclamo
Después de la impregnación de la solución de disolvente orgánico de un copolímero hidrófilo de la reivindicación 1 componente de monómero de vinilo que contiene flúor y 含 親 componente de monómero de vinilo con base de agua en el material de resina fluorada poroso, un método para eliminar el disolvente orgánico, la orgánica como (b) método para producir un material de resina fluorada poroso hidrófilo, que comprende utilizar una mezcla de cetonas de alquilo de alcohol y / o un C 3 5 C 2 4 disolvente, (a) alcohol metílico,.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el disolvente orgánico es una mezcla de alcohol metílico y alcohol etílico.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el agua se mezcla en el disolvente orgánico.
Después de la impregnación de las reivindicaciones 4 componente monómero de vinilo que contiene flúor y 含 親 solución basada en agua de un copolímero hidrófilo se disuelve en un disolvente orgánico un componente de monómero de vinilo en el material de resina fluorada porosa, la etapa de eliminar el disolvente orgánico (A) alcohol metílico y (b) un alcohol que tiene un número de carbono de 24 y / o un alcohol que tiene un número de carbono de 2 o más, como el disolvente orgánico de la solución de copolímero hidrófilo en el primer paso, Se usa 35 alquilcetona y se usa alcohol metílico mezclado con agua como disolvente orgánico de la solución de copolímero hidrófilo en al menos un paso después de la segunda vez o (a) alcohol metílico y , (B) se usa una mezcla de agua y un alcohol que tiene 2 4 átomos de carbono y / o una cetona de alquilo que tiene 3 5 átomos de carbono como el flúor poroso hidrófilo Método para producir un material de grasa.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el copolímero hidrófilo es un copolímero de tetrafluoroetileno vinil alcohol.
6. El material de resina fluorada poroso, El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 5 es un politetrafluoroetileno poroso estirado.
Application number :1994-001876
Inventors :ジャパンゴアテックス株式会社
Original Assignee :森本一也、藤本浩良