JP2002240157A - 多孔質フィルムの製造方法 - Google Patents
多孔質フィルムの製造方法Info
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Abstract
ィルムを製造する。 【解決手段】 超高分子量ポリエチレン粉末に、流動パ
ラフィンなどの不揮発性溶媒を添加して混合し、これを
PETフィルム上にフィルム状に塗布する。これを超高
分子量ポリエチレンの融点以上の温度で加熱焼結し、つ
いで、ヘプタンなどの溶剤で前記不揮発性溶媒を抽出除
去し、さらに前記溶剤を蒸発除去する。
Description
製造方法に関する。本発明の製造方法により得られた多
孔質フィルムは、例えば、各種フィルター、吸液素材、
気体や液体の導通材、電池用セパレータなどに好ましく
使用される。
いて多孔質フィルムを製造する方法としては、例えば、
金型に樹脂粉末を充填しこれを加熱焼結し、得られた焼
結体をフィルム状に切削する方法がある。この他に、板
状若しくはフィルム状の支持体の上に、樹脂粉末を直接
塗布し、これを加熱焼結する方法でも、多孔質フィルム
を製造することができる。前記後者の方法において、粒
径100μm以下の樹脂粉末を使用する時は、凝集を防
止するために、分散媒を使用することもある。例えば、
特開平4−292856号公報および特開平4−296
447号公報では、樹脂粉末を有機系および水系分散媒
と共に混合して分散物を調製し、これを支持体上に塗布
してシート状に成形し、これを徐々に加熱して前記分散
媒を蒸発除去し、その後焼結して多孔質フィルムを作製
している。しかし、この製造方法により得られる多孔質
フィルムの厚みは300μm程度と厚めである。この製
造方法で、薄膜フィルムを得るために、分散媒を少なく
して支持体上に塗布し、前記分散媒の蒸発除去を行う
と、この工程でクラックが生じやすく、得られる多孔質
フィルムが欠陥品となる。また、この製造方法におい
て、塗工機等で連続して塗工した場合、機械の振動等に
よりクラックが発生しやすいため、塗工速度を上げるこ
とができない。このように、この製造方法では、クラッ
クを生じることなく薄膜の多孔質フィルムを製造するこ
とが困難であった。
事情に鑑みなされたもので、クラックを生じることなく
薄膜の多孔質フィルムを製造することが可能な製造方法
の提供を、その目的とする。
に、本発明の多孔質フィルムの製造方法は、ポリオレフ
ィン粒子粉末と不揮発性溶媒との混合物をフィルム状に
成形し、これを加熱焼結し、その後、前記不揮発性溶媒
を除去するという製造方法である。この製造方法によれ
ば、クラックを生じることなく薄膜の多孔質フィルムを
製造することができる。この製造方法において、多孔質
フィルムは、例えば、10から100μmの厚みで製造
される。
ィン粒子は、粘度平均分子量が10万以上で1600万
以下の超高分子量ポリオレフィン粒子が好ましい。特に
好ましくは、酸性雰囲気、アルカリ性雰囲気および酸化
還元雰囲気で高い化学的安定性を示すことから、前記粘
度平均分子量の超高分子量ポリエチレン(UHPE)お
よび超高分子量ポリプロピレンである。焼結後の粒子形
状保持の観点から、前記粘度平均分子量の好ましい範囲
は、30万から1000万の範囲である。1000万以
下であれば、焼結時間が短時間でも粒子相互が容易に結
合し、短時間でフィルム状にすることが可能である。前
記ポリオレフィン粒子の平均粒子径は、5から50μm
の範囲にあることが好ましい。5μm以上であれば、粒
子結合による体積収縮が大きくなく、クラックの発生を
より効果的に防止できる。また、50μm以下であれ
ば、焼結前の分散物(スラリー)において、ポリオレフ
ィン粒子の沈降速度がそんなに大きくならず、攪拌する
ことなしに均一な分散状態とすることが可能である。前
記ポリオレフィン粒子の特に好ましい平均粒子径範囲
は、10から30μmの範囲である。
ン、デカン、ウンデカン、ドデカン、デカリン、流動パ
ラフィンなどの脂肪族炭化水素または環式炭化水素、沸
点がこれらに対応する鉱油留分、およびアルキルジフェ
ニルエーテルなどの芳香族炭化水素系合成油があげられ
る。前記不揮発性溶媒は、40℃の動粘度が5から70
cStのものが好ましい。前記動粘度が5以上であれば
加熱焼結時の揮発が低く、70以下であれば、前記溶媒
の抽出を長時間かけづに行うことができる。前記動粘度
の特に好ましい範囲は、10から65cStの範囲であ
る。前記溶媒の好ましい例は、流動パラフィン、アルキ
ルジフェニルエーテルである。
性溶媒の混合割合は、特に制限されず、その種類等によ
り適宜決定されるが、前記粒子粉末100質量部に対
し、前記溶媒80から500質量部の範囲が好ましい。
80質量部以上であれば、前記粒子の凝集を防止でき、
また500質量部以下であれば、焼結時に前記粒子が粒
子形状を保持しやすくなる。この混合には、例えば、プ
ロペラミキサー、タービンミキサー、ディソルバーなど
の一般の攪拌機を使用できる。なお、前記粒子が凝集し
ている場合は、高速回転高剪断型攪拌分散機を使用すれ
ばよい。
媒との混合物は、支持体上にフィルム状に塗布され、加
熱焼結される。前記支持体としては、例えば、耐熱性フ
ィルム、金属製ベルトなどのような、焼結時の温度で寸
法が変化しないものであれば特に限定されない。前記耐
熱性フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタ
レート(PET)フィルム、ポリイミドフィルム、ポリ
テトラフルオロエチレンフィルム等がある。焼結温度
は、ポリオレフィン粒子の融点以上の温度である。焼結
時間は、必要とされる厚み、空孔率などにより適宜調整
される。例えば、超高分子量ポリエチレンを使用する場
合、焼結温度は135℃以上が好ましい。
の除去には、例えば、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族溶
媒、メタノール、エタノール等のアルコール類、クロロ
ホルム、塩化メチレン等のハロゲン化溶媒等が使用され
る。これらの溶媒に焼結後のフィルムを浸漬すれば前記
不揮発性溶媒を抽出除去できる。そして、さらにフィル
ムを加熱して前記除去用の溶媒を蒸発除去する。この蒸
発除去時に、フィルムを固定し、寸法が変化しないよう
にすることが好ましい。固定すれば、前記蒸発除去時の
フィルムの収縮が防止される。
きる。この多孔質フィルムを、さらに薄膜化もしくは高
強度化したい場合は、延伸や圧延などをしてもよい。
併せて説明する。
HPE粉末a(平均粒子径70μm、ヘキスト社製、商
品名ホスタレンGUR4186)を390メッシュのふ
るいにかけて、粗大粒子を除去し、平均粒子径20μm
のUHPE粉末を得た。このUHPE100質量部に対
し、流動パラフィン(動粘度65cSt、松村石油社
製、商品名スモイルP300)を170質量部添加し、
ミキサーで攪拌混合してスラリー状物を得た。このスラ
リー状物を、PETフィルム上に、隙間50μmのドク
ターブレード装置を使用して塗布した。その後、熱風乾
燥機を用い、150℃で15分間焼結した。その後、室
温まで自然冷却し、PETフィルムを除去した。得られ
たフィルムを固定冶具(有効長さ:縦横5×5cm)に
挟み、ヘプタン中に浸漬して流動パラフィンを抽出除去
した。そして、このフィルムをヘプタンから引き上げ、
前記固定冶具に挟んだ状態で室温に放置し、ヘプタンを
蒸発除去し、多孔質フィルムを得た。
に、固定冶具を使用しなかった以外は、実施例1と同様
にして多孔質フィルムを作製した。
HPE粉末100質量部に対し前記流動パラフィン30
0質量部を添加した以外は、実施例1と同様にして多孔
質フィルムを作製した。
HPE粉末100質量部に対し前記流動パラフィン90
質量部を添加した以外は、実施例1と同様にして多孔質
フィルムを作製した。
HPE粉末b(三井化学社製、商品名ミペロンXM−2
21U、平均粒子径30μm)100質量部に対し、前
記流動パラフィン170質量部を添加してミキサーで攪
拌混合し、スラリー状物を得た。この後、実施例1と同
様の条件で同様の操作を行い、多孔質フィルムを作製し
た。
メッシュのふるいを用いて粗大粒子を除去し、平均粒子
径45μmのUHPE粉末を得た。このUHPE粉末1
00質量部に前記流動パラフィン170質量部を添加
し、ミキサーで攪拌混合してスラリー状物を得た。この
後、実施例1と同様の条件で同様の操作を行い多孔質フ
ィルムを製造した。
間とした以外は、実施例1と同様にして多孔質フィルム
を作製した。
を12.5μmにし、焼結条件を140℃で5分間とし
た以外は、実施例1と同様にして多孔質フィルムを作製
した。
とした以外は、実施例8と同様にして多孔質フィルムを
作製した。
のUHPE粉末c(三井化学社製、商品名ハイゼックス
ミリオン630M、平均粒子径180μm)を390メ
ッシュのふるいにかけて粗大粒子を除去し、平均粒子径
35μmのUHPE粉末を得た。このUHPE粉末10
0質量部に対し前記流動パラフィン170質量部を添加
し、ミキサーで攪拌混合してスラリー状物を得た。この
スラリー状物をPETフィルム上に、隙間100μmの
ドクターブレード装置を用いて塗布した。この後は、実
施例1と同様の条件で同様の操作をして、多孔質フィル
ムを作製した。
HPE粉末100質量部にイソプロパノール170質量
部を添加し、ミキサーで攪拌混合してスラリー状物を得
た。このスラリー状物をPETフィルム上に、隙間30
μmのドクターブレード装置を用いて塗布した。その
後、熱風乾燥機を用い、150℃で20分間焼結し、そ
の後、室温まで自然冷却し、PETフィルムを除去し、
多孔質フィルムを得た。
量部にトルエン200質量部を添加し、ミキサーで攪拌
混合して、スラリー状物を調製し、これをシート状に成
形した。これを恒温器内に入れ、60℃で30分間加熱
してトルエンを蒸発させ、その後、150℃で30分間
焼結して、多孔質フィルムを作製した。
および比較例1,2の各多孔質フィルムについて、厚
み、空孔率およびクラックの有無を下記の方法で調べ
た。この結果を下記の表1に示す。
000mmダイヤルゲージを用いて測定した。
2)、膜厚d(cm)、質量m(g)の測定値と、使用
材料の比重rから、下記の式を用いて算出した。 空孔率(体積%)=(1−((m/r)/(S×
d)))×100
顕微鏡で観察し、短径100μm以上の穴があるものを
クラック有りと評価した。
質フィルムは、フィルム厚みが薄いにもかかわらず、ク
ラックが発生しなかった。これに対し、比較例の多孔質
フィルムではクラックが発生した。
の製造方法によれば、クラックが発生することなく薄膜
の多孔質フィルムを製造することが可能である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ポリオレフィン粒子粉末と不揮発性溶媒
との混合物をフィルム状に成形し、これを加熱焼結し、
その後、前記不揮発性溶媒を除去する多孔質フィルムの
製造方法。 - 【請求項2】 不揮発性溶媒が、脂肪族炭化水素、環式
炭化水素および鉱油留分の少なくとも一つである請求項
1記載の製造方法。 - 【請求項3】 不揮発性溶媒が、ノナン、デカン、ウン
デカン、ドデカン、デカリンおよび流動パラフィンから
なる群から選択される少なくとも一つである請求項1記
載の製造方法。 - 【請求項4】 フィルム厚みを10から100μmの範
囲にする請求項1から3のいずれか一項に記載の製造方
法。
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2001
- 2001-02-14 JP JP2001037491A patent/JP4642250B2/ja not_active Expired - Fee Related
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