CN105188896A - 液体过滤器用基材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液体过滤器用基材,其由聚烯烃微多孔膜形成,其中,所述聚烯烃微多孔膜的透水性能为0.10~0.50ml/min·cm2,所述聚烯烃微多孔膜的泡点为0.50MPa以上且为0.80MPa以下。

Description

液体过滤器用基材
技术领域
本发明涉及液体过滤器用基材。
背景技术
近年来,电子设备的小型化、高性能化日益进展,尤其是以个人电脑、智能手机为代表的数码设备、移动终端正在实现飞跃性的进步。众所周知,在牵引、支持该进步的各种各样的技术中,半导体产业的技术革新发挥了重大作用。在近年来的半导体产业中,就布线图案尺寸而言,已呈现为在小于20nm的领域开发竞争的态势,各公司正急于建立最先进的生产线。
光刻(lithography)工序是在半导体部件的制造中形成图案的工序。随着近年来的图案微细化,不仅对光刻工序中使用的药液本身的性状有所要求,而且,对直到向晶片上涂布为止的对药液的操作也逐渐在要求非常高水平的技术。
对于经复杂制备而得的药液,在马上要向晶片上涂布之前用细密的过滤器对其进行过滤,从而除去对图案形成、成品率产生较大影响的颗粒。在最先进的小于20nm的图案形成中,要求能够捕集小于约10nm的颗粒,各过滤器制造公司正在大力进行开发。
一般而言,液体过滤器将由聚乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、聚丙烯等树脂形成的多孔质膜作为基材,加工成筒(cartridge)形来使用。从与药液的相容性、捕集性能、处理能力、寿命等观点考虑,基材根据目的用途而被区别使用。最近,特别重视使来自基材的溶出物减少,已在逐渐大量使用聚乙烯微多孔膜作为基材。
作为聚乙烯微多孔膜的代表性制造方法,可举出相分离法、拉伸法。相分离法是利用高分子溶液的相分离现象而形成细孔的技术,例如有专利文献1那样的利用热来诱导相分离的热诱导相分离法、利用高分子对溶剂的溶解度特性的非溶剂诱导相分离法等。此外,也可以组合热诱导相分离和非溶剂诱导相分离这两种技术,或者还通过拉伸来调整孔结构的形状、大小,从而丰富其变化(variation)。拉伸法是下述这样的方法:像例如专利文献2~5中那样,对已成型为片材状的聚乙烯坯料片进行拉伸,调整速度、倍率、温度等拉伸条件,将晶体结构中的非晶质部分拉长,在形成微纤维(microfibril)的同时在片状(lamellar)层之间形成微细孔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平2-251545号公报
专利文献2:日本特开2010-053245号公报
专利文献3:日本特开2010-202828号公报
专利文献4:日本特开平7-246322号公报
专利文献5:日本特开平10-263374号公报
发明内容
但是,如果想要高效捕集小于约10nm的微细的颗粒,却反而存在液体透过性变差的倾向。即,捕集性能与液体透过性存在制衡关系。
此外,在液体过滤器的长期使用中,由于对聚烯烃微多孔膜反复施加压力,所以也存在多孔质结构发生变化、液体透过性逐渐降低的情况。为了解决上述长期稳定使用的课题,虽然例如也可以考虑将聚烯烃微多孔膜制成刚性的构成,但这样的话对捕集性能、液体透过性也会产生影响。
此外,在如专利文献1~5这样的现有技术中,没有提出过既能使得对小于约10nm的微细颗粒的捕集性能及液体透过性优异、并且还能使长期使用中稳定的液体透过性得以实现的方案。
因此,本发明中,为了解决上述课题,以提供一种在对小于约10nm的微细颗粒具有优异的捕集性能的同时还具有优异的液体透过性、并且具有在长期使用中稳定的液体透过性的液体过滤器用基材作为目的。
为了解决上述课题,本发明采用以下构成。
1.液体过滤器用基材,所述基材由聚烯烃微多孔膜形成,所述聚烯烃微多孔膜的透水性能为0.10~0.50ml/min·cm2,所述聚烯烃微多孔膜的泡点(bubblepoint)为0.50MPa以上且为0.80MPa以下。
2.如上述1所述的液体过滤器用基材,其中,对于所述聚烯烃微多孔膜而言,以120℃进行1小时热处理后的宽度方向的热收缩率为15%以上。
3.如上述1或2所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的厚度为7~15μm。
4.如上述1~3中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的长度方向的拉伸伸长率大于55%、且为200%以下。
5.如上述1~4中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的缓冲率(cushionrate)大于30%。
6.如上述1~5中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的孔关闭温度高于140℃。
7.如上述1~6中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的压缩率小于15%。
8.如上述1~7中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的孔隙率为46~54%。
9.如上述1~8中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的长度方向的拉伸伸长率(MD拉伸伸长率)与宽度方向的拉伸伸长率(TD拉伸伸长率)之比(MD拉伸伸长率/TD拉伸伸长率)为0.8~4.0。
根据本发明,能够提供在对小于约10nm的微细的颗粒具有优异的捕集性能的同时还具有优异的液体透过性、并且具有在长期使用中稳定的液体透过性的液体过滤器用基材。
具体实施方式
以下依次说明本发明的实施方式,但这些说明及实施例是对本发明的示例,并不限制本发明的范围。需要说明的是,本说明书全文中,在数值范围中使用“~”时,各数值范围中包含其上限值和下限值。此外,关于聚烯烃微多孔膜,“长度方向”是指被制造成长条状的聚烯烃微多孔膜的长度上的方向,“宽度方向”是指与聚烯烃微多孔膜的长度方向垂直的方向。以下,将“宽度方向”亦称为“TD”,将“长度方向”亦称为“MD”。
[液体过滤器用基材]
本发明的液体过滤器用基材是由聚烯烃微多孔膜形成的,所述聚烯烃微多孔膜的透水性能为0.10~0.50ml/min·cm2,所述聚烯烃微多孔膜的泡点为0.50MPa以上且为0.80MPa以下。
根据如上所述的本发明,能够提供在对小于约10nm的微细的颗粒具有优异的捕集性能的同时还具有优异的液体透过性、并且具有在长期使用中稳定的液体透过性的液体过滤器用基材。以下,对各构成的详细内容进行说明。
(透水性能(水流量))
作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜的特征在于流量特性优异。该聚烯烃微多孔膜的90kPa的压差下的透水性能为0.10~0.50ml/min·cm2。若聚烯烃微多孔膜的透水性能小于0.10ml/min·cm2,则作为小于约10nm的颗粒用的液体过滤器时不能获得充分的透水性能,可能产生液体过滤的生产率降低的问题、用以维持送液量(生产率)的能量负荷增大的问题等。从上述观点考虑,透水性能更优选为0.15ml/min·cm2以上。另一方面,若聚烯烃微多孔膜的透水性能大于0.50ml/min·cm2,则无法充分捕集小于约10nm的颗粒,可能产生不呈现充分的捕集性能的问题。从上述观点考虑,透水性能更优选为0.40ml/min·cm2以下。
(泡点)
作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜的特征在于,能高度捕集小于约10nm的颗粒、甚至数nm的颗粒。该聚烯烃微多孔膜的泡点为0.50MPa以上、且为0.80MPa以下。本发明中,若聚烯烃微多孔膜的泡点低于0.50MPa,则无法充分捕集上述那样微小的颗粒,不呈现充分的捕集性能。从上述观点考虑,泡点更优选为0.55MPa以上。另一方面,若聚烯烃微多孔膜的泡点高于0.80MPa,则透水性能显著不足,可能发生无法实现在长期使用中稳定的液体透过性的情况。从上述观点考虑,泡点更优选为0.70MPa以下。
需要说明的是,本发明中,必须将上述透水性能及泡点调整至适当的范围。作为控制这些物性的方法没有特别限定,例如可举出:对聚乙烯树脂的平均分子量、混合使用多种聚乙烯树脂时各聚乙烯树脂的混合比率、原料中的聚乙烯树脂浓度、在原料中混合使用多种溶剂时各溶剂的混合比率、用以挤压出挤出片状物内部的溶剂的加热温度、挤压压力、拉伸倍率、拉伸后的热处理(热固定)温度、在提取溶剂中的浸渍时间等制造条件等进行调整。特别地,如还在下文对制造方法的说明中也有所记载的那样,可通过使超高分子量聚乙烯在全部聚乙烯组合物中的质量比例为5~27%、为将挤出片状物内所含有的溶剂的一部分挤压出而在40~100℃加热的同时施加适当的挤压压力、使总的拉伸倍率为40~120倍、或使热固定温度为110~124℃等而合适地得到。
(热收缩率)
对于作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜而言,于120℃的温度放置1小时后的宽度方向(TD)的收缩率优选为15%以上,进一步优选为17%以上,特别优选为17~27%。聚烯烃微多孔膜的热收缩率为15%以上时,在聚烯烃微多孔膜的加工中接受热处理的状况下的输送中,不发生松弛而容易获得良好的输送性,故优选。另一方面,聚烯烃微多孔膜的热收缩率为27%以下时,在聚烯烃微多孔膜的加工时接受热处理的状况下的输送中,不发生蜿蜒行进、褶皱而容易获得良好的输送性,故优选。
从同样的观点考虑,对于作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜而言,于130℃的温度放置1小时后的宽度方向(TD)的收缩率优选为20%以上,进一步优选为20~35%,特别优选为22~32%。
(厚度)
作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜,即使较薄也强度优异,其厚度优选为7~15μm,进一步优选为8~14μm。聚烯烃微多孔膜的膜厚为7μm以上时,容易获得充分的力学强度,容易获得聚烯烃微多孔膜在加工时等的操作性、滤筒(filtercartridge)在长期使用中的耐久性,故优选。另一方面,厚度为15μm以下时,不仅容易以该微多孔膜单膜获得充分的透水性能,而且在规定大小的滤筒中也容易获得更大的过滤面积,聚烯烃微多孔膜的加工时的过滤器的流量设计、结构设计也变得容易,故优选。
例如,设想将滤筒收纳于相同大小的壳体中时,滤材(包含过滤器用基材在内的构成材料整体)的厚度越薄,越能够增大滤材面积,因此得以实现对作为液体过滤器所优选的高流量·低过滤压力的设计。即,得以实现下述设计:作为液体过滤器,在想要保持相同流量时过滤压力变低,在想要保持相同的过滤压力时流量变高。尤其是,通过使过滤压力变低,本已暂被捕集的颗粒因在滤材内部持续暴露于过滤压力、从而随着时间经过而与过滤液一同从滤材内部被挤出导致泄漏的概率显著降低。此外,溶解存在于将要过滤的液体中的气体由于过滤前后的压力差(过滤后的压力降低)而以微小气泡的形态出现的概率显著降低。此外,还能够预期下述效果:药液等过滤对象物的过滤有效率升高、及在长时间内高度保持它们的品质。
另一方面,滤材的厚度越薄,滤材的强度、耐久性能越低,但是,例如,如果在过滤器的设计中可行的话,在通过与粗筛目的高强度支撑体复合化(例如,进行叠合夹入等的加工)来进行增强的同时还对耐久性和流量的设计加以调整也是可能的。
(拉伸伸长率)
聚烯烃微多孔膜的长度方向(MD)的拉伸伸长率优选大于55%、且为200%以下。聚烯烃微多孔膜的拉伸伸长率为55%以上时,能够适当地吸收由液体过滤器内发生的过滤压力变化而产生的冲击,例如长期使用中耐破膜性的降低不易继续发展,从寿命的观点考虑是优选的。从上述观点考虑,拉伸伸长率更优选为60%以上。另一方面,若聚烯烃微多孔膜的拉伸伸长率为200%以下,则滤材在过滤压力变化中不容易发生伸长,例如,不会产生下述问题:过滤压力上升时,已捕集的颗粒漏出;或由于相邻的滤材间的距离极短,从而导致过滤压力过度上升,液体过滤器的流量不足等问题。从上述观点考虑,拉伸伸长率更优选为185%以下,进一步优选为170%以下。需要说明的是,调整至上述拉伸伸长率的范围的方法与上文所述的控制透水性能及泡点的方法相同。
(缓冲率)
作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜的缓冲率优选大于30%。
聚烯烃微多孔膜的缓冲率大于30%时,能够吸收由过滤器内的过滤压力变化而产生的冲击,耐破膜性提高,从这方面来看是优选的。从上述观点考虑,缓冲率更优选为35%以上。另一方面,聚烯烃微多孔膜的缓冲率优选为65%以下。缓冲率为65%以下时,能抑制由过滤压力变化而导致的过度的厚度变化,因此能够保持膜厚方向的连通孔,可以将透水性能保持在适当的范围,从这方面来看是优选的。从上述观点考虑,缓冲率更优选为60%以下。
(孔关闭温度)
作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜的孔关闭温度优选高于140℃。聚烯烃微多孔膜的孔关闭温度高于140℃时,在聚烯烃微多孔膜的加工时的热粘接工序的高温处理部附近或高温体接触部附近,聚烯烃微多孔膜的多孔性不会丧失,容易保持透水性能,即使在加工后也能得到预计的过滤面积,故优选。
(压缩率)
就作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜而言,于70℃的温度以2MPa加压30秒时的压缩率优选小于15%,更优选为12%以下。该聚烯烃微多孔膜的压缩率小于15%时,在长期使用时、或在加工为过滤器时的热压(粘接)等的工序中,聚烯烃微多孔膜不会发生必要程度以上的压变,能够保持原来的多孔质结构,从这方面来看是优选的。此处,本发明中的压缩率是以下述方式得到的:于70℃的温度以2MPa对聚烯烃微多孔膜加压30秒,之后于25℃解除压力放置30秒,从加压前后的膜厚差与加压前的膜厚之比得到压缩率。
需要说明的是,压缩率的控制方法没有特别限定,例如可以通过聚烯烃树脂的平均分子量、混合使用多种聚烯烃树脂时各聚烯烃树脂的混合比率、原料中的聚烯烃树脂浓度、在原料中混合使用多种溶剂时各溶剂的混合比率、用以挤压出挤出片状物内部的溶剂的加热温度、挤压压力、拉伸倍率、拉伸后的热处理(热固定)温度、在提取溶剂中的浸渍时间、退火处理温度、处理时间等进行控制。
(孔隙率)
作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜的孔隙率优选为46~54%,更优选为47%~53%。该聚烯烃微多孔膜的孔隙率为46%以上时,将成为透水性能良好的聚烯烃微多孔膜,从这方面来看是优选的。另一方面,孔隙率为54%以下时,聚烯烃微多孔膜的力学强度变得良好,操作性也提高,从上述方面来看是优选的。此处,聚烯烃微多孔膜的孔隙率(ε)通过下式算出。
ε(%)={1-Ws/(ds·t)}×100
Ws:聚烯烃微多孔膜的每单位面积重量(g/m2)
ds:聚烯烃的真密度(g/cm3)
t:聚烯烃微多孔膜的膜厚(μm)
(长度方向的拉伸伸长率与宽度方向的拉伸伸长率之比)
对于作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜而言,长度方向(MD)与宽度方向(TD)的拉伸伸长率之比(MD拉伸伸长率/TD拉伸伸长率)优选为0.8~4.0,进一步优选为1.0~3.5。MD拉伸伸长率/TD拉伸伸长率为0.8以上时,在聚烯烃微多孔膜的加工时用于将该微多孔膜在宽度方向上延展开的张力稳定,操作容易进行,故优选。另一方面,MD拉伸伸长率/TD拉伸伸长率为4.0以下时,在聚烯烃微多孔膜的加工时能够抑制褶皱(其起因于由输送张力的负荷而引起的该微多孔膜向长度方向的伸展)的发生,操作容易进行,故优选。
(聚烯烃)
作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜是含有聚烯烃而构成的微多孔膜。此处,微多孔膜是指下述膜,即,形成为在内部具有许多微细孔、且这些微细孔被连接的结构,气体或液体能够从一面向另一面通过的膜。在聚烯烃微多孔膜中,优选含有90质量%以上的聚烯烃,作为其余部分,可以在不对本发明的效果造成影响的范围内含有有机或无机填料、表面活性剂等添加剂。
作为聚烯烃,例如可举出聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯等的均聚物或共聚物、或上述聚烯烃中的1种以上的混合物。其中,聚乙烯是优选的。作为聚乙烯,高密度聚乙烯、高密度聚乙烯与超高分子量聚乙烯的混合物等是优选的。此外,也可以将聚乙烯与聚乙烯以外的成分组合使用。作为聚乙烯以外的成分,例如可举出聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚丙烯与聚乙烯的共聚物等。此外,作为聚烯烃,也可以将相互之间缺乏相溶性的聚合度、分支性不同的多种聚烯烃组合使用,换言之,可以将结晶性、拉伸性·分子取向性不同的多种聚烯烃组合使用。
作为本发明中使用的聚烯烃,优选使用含有5质量%以上的超高分子量聚乙烯(质均分子量为90万以上)的聚乙烯组合物,进一步优选为含有7质量%以上的超高分子量聚乙烯的组合物,特别优选为含有13~27质量%的超高分子量聚乙烯的组合物。此外,通过适量配合2种以上的聚乙烯,具有形成伴随拉伸时的原纤化的网(network)状结构、从而使孔隙产生率增加的效果。配合2种以上的聚乙烯时的质均分子量优选为35万~450万,更优选为35万~250万。特别优选为将上述质均分子量为90万以上的超高分子量聚乙烯、与质均分子量为20万~80万且密度为0.92~0.96g/cm3的高密度聚乙烯混合而得到的聚乙烯组合物,该情况下,该高密度聚乙烯在聚乙烯组合物中的比例优选为95质量%以下,进一步优选为93质量%以下,特别优选为73~87质量%。
需要说明的是,质均分子量可如下得到:将聚烯烃微多孔膜的试样加热溶解在邻二氯苯中,利用GPC(Waters公司制的AllianceGPC2000型,柱:GMH6-HT及GMH6-HTL)在柱温135℃、流速1.0mL/分钟的条件下进行测定。
[液体过滤器]
上文所述的本发明的液体过滤器用基材,不仅能够适宜地进行赋予与药液的亲和性的加工,还可以加工为筒形并作为液体过滤器使用。液体过滤器是用于从含有由有机物及/或无机物形成的颗粒的被处理液中除去所述颗粒的器具。颗粒在被处理液中以固体状或凝胶状而存在。本发明适用于除去粒径小于约10nm、甚至数nm的颗粒的情况。此外,液体过滤器不仅可以用在半导体的制造工序中,而且在例如显示器制造、研磨等其他制造工序中也可以使用。
作为液体过滤器用基材,例如由聚四氟乙烯、聚丙烯形成的多孔质基材已广为人知。与聚四氟乙烯多孔质基材相比,上文所述的本发明的由聚烯烃微多孔膜形成的基材与药液的亲和性优异。因此,例如对过滤器赋予与药液的亲和性的加工变得容易。此外,在向过滤器壳体(filterhousing)内装填过滤器滤筒并填充药液时,滤筒内不易产生气泡,药液的过滤成品率变得良好。此外,由于聚乙烯树脂本身不含卤族元素,所以容易对用完的过滤器滤筒进行处置,还具有能够减少环境负荷等的效果。
聚烯烃微多孔膜的制造方法]
作为本发明液体过滤器用基材的聚烯烃微多孔膜可以通过下文所示的方法适宜地制造。即,可以通过依次实施以下工序(I)~(V)来适宜地制造:
工序(I),制备包含聚乙烯组合物和溶剂的溶液,该溶液中至少含有大气压下的沸点低于210℃的挥发性溶剂;
工序(II),对该溶液进行熔融混炼,将得到的熔融混炼物从模中挤出,冷却固化从而得到凝胶状成型物;
工序(III),在将凝胶状成型物在至少一个方向进行拉伸之前,预先从凝胶状成型物中挤压出一部分溶剂;
工序(IV),将凝胶状成型物在至少一个方向进行拉伸;
工序(V),从经拉伸的中间成型物的内部提取溶剂并清洗。
工序(I)中制备包含聚乙烯组合物和溶剂的溶液,制备至少含有大气压下的沸点低于210℃的挥发性溶剂的溶液。此处,溶液优选为热可逆性的溶胶·凝胶溶液,即,将该聚乙烯加热溶解在该溶剂中而使其溶胶化,由此制备热可逆性的溶胶·凝胶溶液。作为工序(I)中的大气压下的沸点低于210℃的挥发性溶剂,只要能够使聚乙烯充分地膨润或能够使其溶解,则没有特别限定,可优选举出四氢化萘、乙二醇、萘烷、甲苯、二甲苯、二乙基三胺、乙二胺、二甲基亚砜、己烷等液态溶剂,它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。其中优选萘烷、二甲苯。
此外,在该溶液的制备中,除了上述大气压下的沸点低于210℃的挥发性溶剂以外,也可以使其含有液体石蜡、石蜡油、矿物油、蓖麻油等沸点为210℃以上的不挥发性溶剂。
在工序(I)的溶液中,从控制聚烯烃微多孔膜的液体透过性能和作为滤材的除去性能的观点考虑,优选使聚乙烯组合物的浓度为25~45质量%,进一步优选为25~40质量%。此外,若聚乙烯组合物的浓度较低,此外,若聚乙烯组合物的浓度较低,则存在力学强度变低的倾向,因此操作性变差,并且在聚烯烃微多孔膜的制膜中存在断开的发生频率增加的倾向。此外,若聚乙烯组合物的浓度较高,则存在难以形成孔隙的倾向。
工序(II)中,对工序(I)中制备的溶液进行熔融混炼,将得到的熔融混炼物从模中挤出,冷却固化从而得到凝胶状成型物。优选地,在从聚乙烯组合物的熔点至熔点+65℃的温度范围内从模中挤出而得到挤出物,然后将上述挤出物冷却从而得到凝胶状成型物。
作为成型物,优选赋形为片状。冷却可以是在水溶液或有机溶剂中的淬灭(quench),或可以是向已冷却的金属辊上的浇铸,任一均可,通常采用利用在水或制备溶胶·凝胶溶液时所用的挥发性溶剂中的淬灭的方法。冷却温度优选为10~40℃。需要说明的是,优选地,在水浴的表层设置水流,从而得以在制作凝胶状片材的同时,使得从在水浴中凝胶化了的片材中排出而悬浮在水面的混合溶剂不重新附着于片材。
工序(III)是在将凝胶状成型物在至少一个方向进行拉伸之前预先挤压出凝胶状成型物内的一部分溶剂的工序。在工序(III)的工序中,例如,利用使凝胶状成型物通过上下两条输送带(belt)或两个辊的间隙等的方法,对凝胶状成型物的面施加压力,由此能够适当地实施。关于挤压出的溶剂的量,需要根据聚烯烃微多孔膜所要求的液体透过性能、过滤对象物的除去性能进行调整,该调整可以通过上下的输送带或辊之间的挤压压力、挤压工序的温度、挤压次数来调整至适当的范围。
需要说明的是,关于凝胶状成型物受到的压力,在利用输送带等面状体进行的情况下,优选调整为0.1~2.0MPa,在利用辊等进行的情况下,优选以2~45kgf/m实施。挤压温度优选为40~100℃。此外,挤压次数由设备的允许空间决定,因此可以没有特别限制地实施。
工序(III)中,根据需要,可以在挤压出溶剂之前进行单阶段或多阶段的预加热,将一部分挥发性溶剂从片材内除去。该情况下,预加热温度优选为50~100℃。
工序(IV)是将凝胶状成型物在至少一个方向进行拉伸的工序。此处,工序(IV)的拉伸优选为双轴拉伸,逐次双轴拉伸(分别实施纵向拉伸、横向拉伸)、同时双轴拉伸(同时实施纵向拉伸、横向拉伸)中的任一种方法均可合适地使用。此外,下述方法也是优选的:在纵向上拉伸多次后、在横向上拉伸的方法,在纵向上拉伸、并在横向上拉伸多次的方法,进行逐次双轴拉伸后、进一步在纵向及/或横向上拉伸1次或多次的方法。
从控制聚烯烃微多孔膜的液体透过性能和过滤对象物的除去性能的观点考虑,工序(IV)中的总拉伸倍率(纵向拉伸倍率与横向拉伸倍率之积)优选为40~120倍,更优选为50~100倍。若拉伸倍率较大,则在聚烯烃微多孔膜的制膜中存在断开的发生频率增加的倾向。此外,若拉伸倍率较小,则存在厚度不均变大的倾向。如上文所述,在使溶剂以适当的状态残存的状态下进行拉伸是优选的。拉伸温度优选为80~125℃。
此外,也可以在(IV)的拉伸工序之后进行热固定处理。从控制聚烯烃微多孔膜的液体透过性能和除去性能的观点考虑,热固定温度优选为110~124℃。若热固定温度较高,则存在聚烯烃微多孔膜的除去性能显著恶化的倾向,若热固定温度较低,则存在液体透过性能显著降低的倾向。
工序(V)是从经拉伸的中间成型物的内部提取溶剂并清洗的工序。此处,对于工序(V)而言,为了从经拉伸的中间成型物(拉伸膜)的内部提取出溶剂,优选使用二氯甲烷等卤代烃溶剂、己烷等烃溶剂进行清洗。浸渍于装储有溶剂的槽内进行清洗时,经过时间为20~150秒能得到溶出成分少的聚烯烃微多孔膜,因而优选,更优选为30~150秒,特别优选为30~120秒。此外,为了进一步提高清洗的效果,优选的是,将槽分成数段,从聚烯烃微多孔膜的输送工序的下游侧注入清洗溶剂,使清洗溶剂向输送工序的上游侧流动,从而使下游槽中的清洗溶剂的纯度比上游槽高。此外,根据对聚烯烃微多孔膜要求的性能,也可以通过退火处理进行热固化(hotset)。需要说明的是,从在工序中的输送性等观点考虑,退火处理优选于50~150℃下实施,进一步优选为50~140℃。
通过上述制法,能够提供兼具优异的液体透过性能和除去性能、并且为低溶出的聚烯烃微多孔膜。
实施例
以下,对本发明的实施例、比较例及各种测定方法进行说明,但本发明不受这些实施例的任何限定。
[测定方法]
(透水性能(水流量))
预先将聚烯烃微多孔膜浸渍在乙醇中,于室温下干燥。将该聚烯烃微多孔膜设置在直径为37mm的不锈钢制透液池(透液面积为Scm2)中。用少量(0.5ml)的乙醇使透液池上的该聚烯烃微多孔膜湿润后,在90kPa的压差下使预先计量过的纯水V(100ml)透过,计测纯水总量透过所需要的时间Tl(min)。从该纯水的液量和纯水透过所需要的时间,利用下式计算90kPa压差下的每单位时间(min)·单位面积(cm2)的透水量Vs,将其作为透水性能(ml/min·cm2)。测定是在室温24℃的温度气氛下进行的。
Vs=V/(Tl×S)
(泡点)
关于聚烯烃微多孔膜的泡点,依照ASTME-128-61,使用乙醇作为测定溶剂进行测定。
(热收缩率)
将聚烯烃微多孔膜以各边与长度方向(MD)和宽度方向(TD)平行的方式切成宽度100mm×长度100mm的大小,通过下式算出在将温度调节至120℃或130℃的烘箱内放置1小时后的宽度方向(TD)的收缩率(尺寸变化率)。
热收缩率(%)=(|热处理前尺寸-热处理后尺寸|/热处理前尺寸)×100
(厚度)
利用接触式膜厚计(Mitutoyo公司制)在20个点测定聚烯烃微多孔膜的膜厚,对它们加以平均来算出。此处,接触端子使用底面直径为0.5cm的圆柱状的接触端子。将测定压力设定为0.1N。
(拉伸伸长率)
沿MD、TD各方向切出聚烯烃微多孔膜,分别制作短栅状的试验片(宽度为15mm,长度为50mm)。利用拉伸试验机(Orientec公司制,RTE-1210)以200mm/分钟的速度对短栅状的试验片进行拉伸,求出试验片断裂时的拉伸伸长率。
(缓冲率)
在千分表(dialgauge)(三丰制作所制)上安装直径为10mm的平型标准测头,测定聚烯烃微多孔膜的厚度时,测定施加50g载荷时的厚度T1(μm)和施加500g载荷时的厚度T2(μm),通过下式求出缓冲率。需要说明的是,厚度测定是在施加载荷后30秒后进行测定的。该测定中,改变测定位置而测定10个点,使用其平均值。
缓冲率(%)=(1-T2/T1)×100
(孔关闭温度)
将切出的聚烯烃微多孔膜基材浸渍在溶解有3质量%的非离子型表面活性剂(花王公司制,Emulgen210P)的甲醇溶液中,进行风干。将风干后的样品夹在规定大小的SUS板中,使其含浸作为电解液的1M的LiBF4碳酸1,2-亚丙酯/碳酸亚乙酯(1/1质量比)。将其封入2032型纽扣电池单元(coincell)中。从纽扣电池单元中取出引线,安装热电偶并放入烘箱中,一边以1.6℃/分钟的升温速度进行升温,一边利用交流阻抗法在振幅10mV、频率100kHz下测定该电池单元的电阻。将电阻值达到1000Ω·cm2时的温度作为孔关闭温度。
(压缩率(加压前后的膜厚变化率))
将样品聚烯烃微多孔膜切成47mm×100mm,在70℃的温度条件下以2MPa进行30秒钟加压。测定加压前的样品的膜厚(t前),并测定在加压后于25℃下放置了30分钟的样品的膜厚(t后),从这些膜厚利用下式算出压缩率。需要说明的是,样品的膜厚使用接触式膜厚计(Mitutoyo公司制,端子直径:0.5cm,端子形状:圆柱,测定压力:0.1N)于24±2℃的气氛温度下进行测定。
压缩率={(t前-t后)/t前}×100(%)
(孔隙率)
通过下式算出聚烯烃微多孔膜的孔隙率(ε)。
ε(%)={1-Ws/(ds·t)}×100
Ws:聚烯烃微多孔膜的每单位面积重量(g/m2)
ds:聚烯烃的真密度(g/cm3)
t:聚烯烃微多孔膜的膜厚(μm)
需要说明的是,聚烯烃微多孔膜的每单位面积重量如下求出:将样品切成10cm×10cm,测定其质量,将质量除以面积,由此求出每单位面积重量。
(捕集性能)
在10kPa的压差下通过聚烯烃微多孔膜对100ml含有0.0045质量%的胶体金(goldcolloid)(平均粒径为3nm)的水溶液进行过滤。从过滤前的100ml胶体金水溶液的质量(M1)与通过聚烯烃微多孔膜的滤液的质量(M2)之差,求出胶体金的捕集率。需要说明的是,将捕集率为90%以上的情况判定为最佳(AA),将捕集率为80%以上且小于90%的情况判定为良好(A),将捕集率小于80%的情况判定为不良(B)。
捕集率(%)=((M1-M2)/(M1×45×10-6))×100
(透水量变化率(送液稳定性))
预先将聚烯烃微多孔膜浸渍在乙醇中,于室温下干燥。将5张该聚烯烃微多孔膜以0.5mm的间隔重叠设置在直径为37mm的不锈钢制透液池(透液面积为Scm2)中,用少量(0.5ml)的乙醇使透液池上的该聚烯烃微多孔膜湿润后,在40kPa的压差下使200ml纯水透过,计测总量透过所需要的时间(T1),随后立即解除压差状态。接着,使用同一样品,重复100次在40kPa的压差下使200ml纯水透过后立即解除压差的操作。计测第100次的200ml纯水透过所需要的时间(T100),通过下式进行计算,作为透水量变化率(%)。需要说明的是,将透水量变化率为10%以下的情况判定为最佳(AA),将透水量变化率大于10%且为15%以下的情况判定为良好(A),将透水量变化率大于15%的情况判定为不良(B)。需要说明的是,透水量变化率良好的话,也可以理解为在长期使用中能够维持良好的多孔质结构。
透水量变化率(%)=(T100-T1)/T1×100
(耐破膜性)
预先将聚烯烃微多孔膜浸渍在乙醇中,于室温下干燥。将3张该聚烯烃微多孔膜以1.0mm的间隔重叠设置在直径为37mm的不锈钢制透液池(透液面积为Scm2)中,在30kPa的压差下使100ml乙醇透过,在总量透过后立即解除压差。接着,使用同一样品,重复200次在30kPa的压差下使100ml乙醇透过后立即解除压差的操作。将其间没有发生破膜的情况判断为耐破膜性良好(A),将其间发生破膜的情况判断为耐破膜性不良(B)。需要说明的是,耐破膜性良好的话,也可以理解为在长期使用中,能够维持良好的多孔质结构。
(耐溶出性)
将聚烯烃微多孔膜在二氯甲烷中浸渍规定时间后,除去聚烯烃微多孔膜,测量浸渍后的二氯甲烷溶液的质量。另行准备与上述测量得到的质量为相同质量的新的二氯甲烷,使二氯甲烷从各溶液中蒸发从而完全除去溶剂(干固)后,测定各自的质量。以将新的二氯甲烷完全除去后的质量增加量为基准,算出使浸渍聚烯烃微多孔膜后的二氯甲烷溶液干固后的质量增加量的比,将该比为1.05倍以下的情况判断为耐溶出性良好(无滤液污染,A),将该比大于1.05倍的情况判断为耐溶出性不良(B)。
实施例1
使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)5质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)23质量份混合而得到的聚乙烯组合物。以聚乙烯树脂总量的浓度成为28质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡69质量份和萘烷(十氢萘)3质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液。
于160℃的温度下将该聚乙烯溶液从模中以片状挤出,然后在将上述挤出物在水浴中于25℃下进行冷却的同时,在水浴的表层设置水流,从而在使从在水浴中凝胶化了的片材中排出而悬浮在水面的混合溶剂不重新附着于片材的同时制作凝胶状片材(基带(basetape))。将该基带于55℃下干燥10分钟,再于95℃下干燥10分钟从而将萘烷从基带内除去后,接着一边在加热至85℃的辊上施以20kgf/m的挤压一边进行输送,从基带内除去一部分液体石蜡。这之后,将该基带在长度方向于100℃的温度下以5.8倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于100℃的温度下以14倍的倍率进行拉伸,随后立即以118℃进行热处理(热固定)。
接着,在分为2个槽的二氯甲烷浴中分别以各30秒钟对其进行连续浸渍的同时提取液体石蜡。需要说明的是,将开始浸渍侧作为第1槽、将结束浸渍侧作为第2槽时,清洗溶剂的纯度为(低)第1槽<第2槽(高)。这之后,于45℃干燥除去二氯甲烷,一边在加热至110℃的辊上进行输送一边进行退火处理,由此得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜具有优异的捕集性能(粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率为90%以上),液体透过性和送液稳定性也优异。
上述制造条件示于表1,所得的聚烯烃微多孔膜的物性示于表2。需要说明的是,关于以下的实施例及比较例,也同样地汇总示于表1~4。
实施例2
在实施例1中,一边在加热至40℃的辊上对基带施以40kg#m的挤压一边进行输送,从基带内除去一部分液体石蜡后,在长度方向于90℃的温度下以5.8倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于90℃的温度下以14倍的倍率进行拉伸,随后立即以124℃进行热处理(热固定),除此以外,与实施例1相同地得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜具有优异的捕集性能(粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率为80%以上),液体透过性和送液稳定性也优异。
实施例3
在实施例1中,一边在加热至95℃的辊上对基带施以5kgf/m的挤压一边进行输送,从凝胶状片材内除去一部分液体石蜡后,在长度方向于95℃的温度下以6.5倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于95℃的温度下以13倍的倍率进行拉伸,随后立即以114℃进行热处理(热固定),除此以外,与实施例1相同地得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜具有优异的捕集性能(粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率为90%以上),液体透过性和送液稳定性也优异。
实施例4
在实施例1中,使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)4质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)31质量份混合而得到的聚乙烯组合物,以聚乙烯树脂总量的浓度成为35质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡55质量份和萘烷(十氢萘)10质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液,将通过挤出而得到的凝胶状片材在长度方向以5倍进行拉伸,在宽度方向以9倍进行拉伸,随后立即以114℃进行热处理(热固定),除此以外,与实施例1相同地得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜具有优异的捕集性能(粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率为90%以上),液体透过性和送液稳定性也优异。
实施例5
在实施例1中,使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)8质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)24质量份混合而得到的聚乙烯组合物,以聚乙烯树脂总量的浓度成为32质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡53质量份和萘烷(十氢萘)15质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液,将通过挤出而得到的凝胶状片材在长度方向以4倍进行拉伸,在宽度方向以15倍进行拉伸,除此以外,与实施例1相同地得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜具有优异的捕集性能(粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率为90%以上),液体透过性和送液稳定性也优异。
实施例6
使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)6质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)22质量份混合而得到的聚乙烯组合物。以聚乙烯树脂总量的浓度成为28质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡69质量份和萘烷(十氢萘)3质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液。
于160℃的温度下将该聚乙烯溶液从模中以片状挤出,然后在将上述挤出物在水浴中于25℃下进行冷却的同时,在水浴的表层设置水流,从而在使从在水浴中凝胶化了的片材中排出而悬浮在水面的混合溶剂不重新附着于片材的同时制作凝胶状片材(基带)。将该基带于55℃下干燥10分钟,再于95℃下干燥10分钟从而将萘烷从基带内除去后,接着一边在加热至85℃的辊上施以20kgf/m的挤压一边进行输送,从基带内除去一部分液体石蜡。这之后,将该基带在长度方向于100℃的温度下以5.8倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于100℃的温度下以14倍的倍率进行拉伸,随后立即以118℃进行热处理(热固定)。
接着,在分为2个槽的二氯甲烷浴中分别以各30秒钟连续地浸渍该基带的同时提取液体石蜡。需要说明的是,将开始浸渍侧作为第1槽、将结束浸渍侧作为第2槽时,使清洗溶剂的纯度满足(低)第1槽<第2槽(高)。这之后,于45℃干燥除去二氯甲烷,一边在加热至110℃的辊上进行输送一边进行退火处理,由此得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜具有优异的捕集性能(粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率为90%以上),液体透过性和耐破膜性也优异。
实施例7
在实施例6中,一边在加热至40℃的辊上对基带施以40kgf/m的挤压一边进行输送,从基带内除去一部分液体石蜡后,在长度方向于90℃的温度下以5.8倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于90℃的温度下以14倍的倍率进行拉伸,随后立即以124℃进行热处理(热固定),除此以外,与实施例6相同地得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜具有优异的捕集性能(粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率为80%以上),液体透过性和耐破膜性也优异。
实施例8
在实施例6中,一边在加热至95℃的辊上对基带施以5kgf/m的挤压一边进行输送,从基带内除去一部分液体石蜡后,在长度方向于95℃的温度下以6.5倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于95℃的温度下以13倍的倍率进行拉伸,随后立即以114℃进行热处理(热固定),除此以外,与实施例6相同地得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜具有优异的捕集性能(粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率为90%以上),液体透过性和耐破膜性也优异。
实施例9
在实施例6中,使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)5质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)30质量份混合而得到的聚乙烯组合物,以聚乙烯树脂总量的浓度成为35质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡55质量份和萘烷(十氢萘)10质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液,将通过挤出而得到的凝胶状片材在长度方向以5倍进行拉伸,在宽度方向以9倍进行拉伸,随后立即以114℃进行热处理(热固定),除此以外,与实施例6相同地得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜具有优异的捕集性能(粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率为90%以上),液体透过性和耐破膜性也优异。
实施例10
在实施例6中,使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)8质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)22质量份混合而得到的聚乙烯组合物,以聚乙烯树脂总量的浓度成为30质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡55质量份和萘烷(十氢萘)15质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液,将通过挤出而得到的凝胶状片材在长度方向以4倍进行拉伸,在宽度方向以15倍进行拉伸,除此以外,与实施例6相同地得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜具有优异的捕集性能(粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率为90%以上),液体透过性和耐破膜性也优异。
比较例1
使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)5质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)20质量份混合而得到的聚乙烯组合物。以聚乙烯树脂总量的浓度成为25质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡70质量份和萘烷(十氢萘)5质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液。
于148℃的温度下将该聚乙烯溶液从模中以片状挤出,然后将上述挤出物在水浴中于20℃下进行冷却,制作凝胶状片材(基带)。将该基带于60℃下干燥8分钟,再于95℃下干燥15分钟从而将萘烷从片材内除去后,接着将该基带在长度方向于90℃的温度下以6倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于105℃的温度下以9倍的倍率进行拉伸,随后立即以126℃进行热处理(热固定)。
接着,在将其于二氯甲烷浴中浸渍10秒钟的同时进行液体石蜡的提取。这之后,于50℃干燥除去二氯甲烷,一边在加热至120℃的辊上进行输送一边进行退火处理,由此得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜的泡点低,透水性能过度地高,粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率小于80%,捕集性能不充分。
比较例2
使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)10质量份与质均分子量为35万的线性低密度聚乙烯(PE2)24质量份混合而得到的聚乙烯组合物。以聚乙烯树脂总量的浓度成为34质量%的方式,与预先准备好的分散有21质量份无机粉体(二氧化硅微粉,平均粒径为1μm)的45质量份液体石蜡的粉体分散溶液混合,制备聚乙烯溶液。
于200℃的温度下将该聚乙烯溶液从模中以片状挤出,然后利用已冷却至150℃的压延辊(calenderroller)成型厚度为100μm的凝胶状片材(基带)。这之后,利用二氯甲烷从该基带中提取液体石蜡,并利用氢氧化钠水溶液提取二氧化硅微粉后,接着将该基带在长度方向于120℃的温度下以4.9倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于128℃的温度下以1.8倍的倍率进行拉伸,随后立即以128℃进行热处理(热固定),由此得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜的泡点低,并且透水性能过度地高,粒径为3nm的胶体金粒子的捕集性能不充分。
比较例3
在实施例1中,使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)32质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)8质量份混合而得到的聚乙烯组合物,以聚乙烯树脂总量的浓度成为40质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡60质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液,将拉伸后的热处理(热固定)温度设定为105℃,除此以外,与实施例1相同地得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜的泡点过度地高,并且透水性能过度地低而不充分,不适合用作液体过滤器用基材。
比较例4
使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)3质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)27质量份混合而得到的聚乙烯组合物。以聚乙烯树脂总量的浓度成为30质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡45质量份和萘烷(十氢萘)25质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液。
于148℃的温度下将该聚乙烯溶液从模中以片状挤出,然后将上述挤出物在水浴中于20℃下进行冷却,制作凝胶状片材(基带)。将该基带于60℃下干燥8分钟,再于95℃下干燥15分钟从而将萘烷从基带内除去后,接着将该基带在长度方向于90℃的温度下以5.5倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于105℃的温度下以11倍的倍率进行拉伸,随后立即以125℃进行热处理(热固定)。
接着,一边在二氯甲烷浴中对其浸渍10秒钟,一边提取液体石蜡。这之后,于50℃干燥除去二氯甲烷,一边在加热至120℃的辊上进行输送一边进行退火处理,由此得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜不仅泡点低,而且拉伸伸长率高,粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率小于80%,捕集性能不充分。
比较例5
在比较例4中,使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)6质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)24质量份混合而得到的聚乙烯组合物,以聚乙烯树脂总量的浓度成为30质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡67.5质量份和萘烷(十氢萘)2.5质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液,将通过挤出而得到的凝胶状片材在长度方向以6倍进行拉伸,在宽度方向以9倍进行拉伸,以130℃进行热处理(热固定),除此以外,与比较例4相同地得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜的泡点低,粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率小于80%,捕集性能不充分。
比较例6
使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)4质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)6质量份混合而得到的聚乙烯组合物。以聚乙烯树脂总量的浓度成为10质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡55质量份和萘烷(十氢萘)35质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液。
于160℃的温度下将该聚乙烯溶液从模中以片状挤出,然后在将上述挤出物在水浴中于25℃下进行冷却的同时,在水浴的表层设置水流,从而在使从在水浴中凝胶化了的片材中排出而悬浮在水面的混合溶剂不重新附着于片材的同时制作凝胶状片材(基带)。将该基带于55℃下干燥10分钟,再于95℃下干燥10分钟从而将萘烷从基带内除去后,接着一边在加热至85℃的辊上施以20kgf/m的挤压一边进行输送,从基带内除去一部分液体石蜡。这之后,将该基带在长度方向于100℃的温度下以6倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于100℃的温度下以14倍的倍率进行拉伸,随后立即以135℃进行热处理(热固定)。
接着,在分为2个槽的二氯甲烷浴中分别以各30秒钟对其进行连续浸渍的同时,提取液体石蜡。需要说明的是,将开始浸渍侧作为第1槽、将结束浸渍侧作为第2槽时,清洗溶剂的纯度为(低)第1槽<第2槽(高)。这之后,于45℃干燥除去二氯甲烷,一边在加热至110℃的辊上进行输送一边进行退火处理,由此得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜的压缩率过度地高,送液稳定性及耐破膜性不充分,不适合用作液体过滤器用基材。
比较例7
使用将质均分子量为460万的超高分子量聚乙烯(PE1)2质量份与质均分子量为56万的高密度聚乙烯(PE2)28质量份混合而得到的聚乙烯组合物。以聚乙烯树脂总量的浓度成为30质量%的方式,与预先准备好的液体石蜡45质量份和萘烷(十氢萘)25质量份的混合溶剂混合,制备聚乙烯溶液。
于148℃的温度下将该聚乙烯溶液从模中以片状挤出,然后将上述挤出物在水浴中于20℃下进行冷却,制作凝胶状片材(基带)。将该基带于60℃下干燥8分钟,再于95℃下干燥15分钟从而将萘烷从基带内除去后,接着将该基带在长度方向于90℃的温度下以5.5倍的倍率进行拉伸,接着在宽度方向于105℃的温度下以11倍的倍率进行拉伸,随后立即以130℃进行热处理(热固定)。
接着,一边在二氯甲烷浴中对其浸渍10秒钟,一边提取液体石蜡。这之后,于50℃干燥除去二氯甲烷,一边在加热至120℃的辊上进行输送一边进行退火处理,由此得到聚烯烃微多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜的压缩率过度地高,粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率小于80%,捕集性能不充分,并且送液稳定性不充分,不适合用作液体过滤器用基材。
比较例8
从质均分子量为500万的高分子量聚乙烯(特性粘度[η]=16.5dl/g)和石蜡(paraffinwax)(熔点为69℃)的混合物成型T模片材(Tdiesheet)。其中,原料的混合比率以高分子量聚乙烯∶石蜡=3∶7进行。接着,在80℃的正癸烷中提取石蜡10分钟,然后在60℃的空气烘箱(airoven)中进行干燥。此外,提取及干燥在将片材的长度上的方向固定的状态下进行。然后,进行双轴拉伸从而得到多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜的透水性能过度地高,并且压缩率过度地高,送液稳定性不充分,因此不适合用作液体过滤器用基材。
比较例9
由质均分子量为500万的高分子量聚乙烯(特性粘度[η]=16.5dl/g)制成厚度为45μm的吹胀膜(inflationfilm)(牵伸比为8.7,吹胀比为8)。接着,在将该膜的四角固定的状态下,在128℃的正构烷烃(n-paraffin)(熔点为28.1℃)中处理2分钟后,在正己烷中浸渍2小时,完全地提取正构烷烃,在空气烘箱中将正己烷干燥,进而以1.5m/min的拉伸速度在空气中进行固定宽度的单轴拉伸,得到多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜的泡点低,透水性能过度地高,粒径为3nm的胶体金粒子的捕集性能及送液稳定性不充分,因此不适合用作液体过滤器用基材。
比较例10
将质均分子量为440万(粘均分子量为200万)的高分子量聚乙烯20质量份与粒状硬脂醇80质量份的干混料供给至挤出机,一边于240℃下进行混炼一边连续地从宽度为550mm、模具间隙(dieclearance)为0.4mm的T模中挤出,得到厚度为150μm的片材。将该片材在60℃的异丙醇浴中提取硬脂醇,得到厚度为120μm的聚乙烯制多孔膜。将该膜在膜的长度方向于100℃拉伸成3.5倍,接着在与膜的长度方向垂直的方向于125℃拉伸成9.1倍,得到膜厚为10μm的多孔膜。
所得的聚烯烃微多孔膜的泡点低,透水性能过度地高,粒径为3nm的胶体金粒子的捕集率小于80%,捕集性能不充分,因此不适合用作液体过滤器用基材。

Claims (9)

1.液体过滤器用基材,所述基材由聚烯烃微多孔膜形成,
所述聚烯烃微多孔膜的透水性能为0.10~0.50ml/min·cm2
所述聚烯烃微多孔膜的泡点为0.50MPa以上且为0.80MPa以下。
2.如权利要求1所述的液体过滤器用基材,其中,对于所述聚烯烃微多孔膜而言,以120℃进行1小时热处理后的宽度方向的热收缩率为15%以上。
3.如权利要求1或2所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的厚度为7~15μm。
4.如权利要求1~3中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的长度方向的拉伸伸长率大于55%、且为200%以下。
5.如权利要求1~4中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的缓冲率大于30%。
6.如权利要求1~5中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的孔关闭温度高于140℃。
7.如权利要求1~6中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的压缩率小于15%。
8.如权利要求1~7中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的孔隙率为46~54%。
9.如权利要求1~8中任一项所述的液体过滤器用基材,其中,所述聚烯烃微多孔膜的长度方向的拉伸伸长率(MD拉伸伸长率)与宽度方向的拉伸伸长率(TD拉伸伸长率)之比(MD拉伸伸长率/TD拉伸伸长率)为0.8~4.0。
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