JP2003003007A5

JP2003003007A5 -

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Publication number: JP2003003007A5
Application number: JP2001185433A
Authority: JP
Filing date: 2001-06-19
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2021-06-19

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】可塑性樹脂と溶剤とを溶融混練して得られた溶液を押し出し、冷却して得られたゲル状成形物から前記溶剤を洗浄溶媒により除去し、得られた微多孔膜を乾燥した後、二段階以上の熱処理を行う熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法において、前記洗浄溶媒として25℃における表面張力が24m N/m以下である洗浄溶媒(A)を少なくとも用い、前記二段階以上の熱処理として、前記乾燥後の微多孔膜に対して、少なくとも(1) テンター方式、ロール方式又は圧延方式により、機械方向及び横方向の両方を固定した状態で、機械方向及び／又は横方向に０〜10％収縮させながら熱処理する工程(イ)と、(2) テンター方式、ロール方式、圧延方式、ベルトコンベア方式、メッシュドラム方式又はフローティング方式により、機械方向及び／又は横方向に収縮させながら熱処理する最終段階の工程(ロ)とを行うことを特徴とする熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法。
【請求項２】請求項１に記載の熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法において、前記熱可塑性樹脂としてポリオレフィンを用いることを特徴とする熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法。
【請求項３】請求項１又は２に記載の熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法において、前記溶剤の除去を前記洗浄溶媒により二段階以上の洗浄工程で行い、かつ少なくとも最終段階の洗浄工程で前記洗浄溶媒(A)を用いることを特徴とする熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法において、前記ゲル状成形物を延伸する前及び／又は延伸した後に、前記溶剤を除去することを特徴とする熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法において、前記工程(イ)の前又は後に、テンター方式、ロール方式、圧延方式、ベルトコンベア方式、メッシュドラム方式又はフローティング方式により、機械方向及び／又は横方向に０〜20％収縮させながら熱処理する工程(ハ)を行うことを特徴とする熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法。

【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、溶剤法による熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法において、25℃における表面張力が24m N/m以下である洗浄溶媒(A)を用いてゲル状成形物を洗浄し、かつ乾燥後の微多孔膜に対して、少なくとも(1) テンター方式、ロール方式又は圧延方式により、機械方向（MD）及び横方向（TD；機械方向と直交する方向）の両方を固定した状態で、機械方向及び／又は横方向に０〜10％収縮させながら熱処理する工程(イ)と、(2) テンター方式、ロール方式、圧延方式、ベルトコンベア方式、メッシュドラム方式又はフローティング方式により、機械方向及び／又は横方向に収縮させながら熱処理する最終段階の工程(ロ)とを行うと、空孔率、透過性及び機械的強度のバランスに優れ、かつ寸法安定性に優れたポリオレフィン微多孔膜が得られることを見出し、本発明に想到した。

すなわち、可塑性樹脂と溶剤とを溶融混練して得られた溶液を押し出し、冷却して得られたゲル状成形物から前記溶剤を洗浄溶媒により除去し、得られた微多孔膜を乾燥した後、二段階以上の熱処理を行う本発明の熱可塑性樹脂微多孔膜の製造方法は、前記洗浄溶媒として25℃における表面張力が24mN/m以下である洗浄溶媒(A)を少なくとも用い、前記二段階以上の熱処理として、前記乾燥後の微多孔膜に対して、少なくとも(1) テンター方式、ロール方式又は圧延方式により、機械方向及び横方向の両方を固定した状態で、機械方向及び／又は横方向に０〜10％収縮させながら熱処理する工程(イ)と、(2) テンター方式、ロール方式、圧延方式、ベルトコンベア方式、メッシュドラム方式又はフローティング方式により、機械方向及び／又は横方向に収縮させながら熱処理する最終段階の工程(ロ)とを行うことを特徴とする。

ポリオレフィン微多孔膜が一層優れた特性を得るために、熱処理工程は下記条件(26)〜(30)を満たすのが好ましい。
(26) 上記熱処理工程を三段階の工程で行う。
(27) 上記熱処理工程(イ)を90〜150℃で行う。
(28) 上記熱処理工程(ロ)をMD及び／又はTDに0.1〜50％の範囲で収縮させながら60℃以上〜熱可塑性樹脂の融点以下で行う。
(29) 上記熱処理工程(ロ)をベルトコンベア方式、メッシュドラム方式又はフローティング方式のいずれかの方法により行う。
(30) 上記熱処理工程において、上記工程(イ)の前又は後に、テンター方式、ロール方式、圧延方式、ベルトコンベア方式、メッシュドラム方式又はフローティング方式により、MD及び／又はTDに０〜20％収縮させながら熱処理する工程(ハ)を設ける。

（b）ゲル状成形物の形成工程
押出機内で溶融混練した熱可塑性樹脂溶液を直ちに又は一旦ペレット化した後ダイリップから押し出す。ダイリップとしては、通常は長方形の口金形状をしたシート用ダイリップを用いるが、二重円筒状の中空状ダイリップ、インフレーションダイリップ等も用いることができる。シート用ダイリップの場合、ダイリップのギャップは通常0.1〜５mmであり、押し出し時には140〜250℃に加熱する。加熱溶液の押し出し速度は0.2〜15m/分であるのが好ましい。

このようにしてダイリップから押し出した加熱溶液を冷却することによりゲル状成形物を形成する。冷却は少なくともゲル化温度までは50℃/分以上の速度で行うのが好ましい。一般に冷却速度が遅いと得られるゲル状成形物の高次構造が粗くなり、それを形成する擬似細胞単位も大きなものとなるが、冷却速度が速いと密な細胞単位となる。冷却速度が50℃/分未満では結晶化度が上昇し、延伸に適したゲル状成形物となりにくい。冷却方法としては冷風、冷却水、その他の冷却媒体に直接接触させる方法、冷媒で冷却したロールに接触させる方法等を用いることができる。

(e) 熱処理工程
乾燥して得られた微多孔膜に対して、さらに二段階以上の熱処理を行う必要がある。熱処理工程は、(1) テンター方式、ロール方式又は圧延方式により、MD及びTDの両方を固定た状態で、MD及び／又はTDに０〜10％収縮させながら熱処理する工程(イ)（以下工程(イ)とする）を行った後、最終段階の熱処理工程として、(2) テンター方式、ロール方式、圧延方式、ベルトコンベア方式、メッシュドラム方式又はフローティング方式により、MD及び／又はTDに収縮させながら熱処理する工程(ロ)（以下工程(ロ)とする）を行う必要がある。

(1) 工程(イ)
テンター方式、ロール方式又は圧延方式により、MD及びTDの両方を固定した状態で、MD及び／又はTDに０〜10％収縮させながら行う工程(イ)により、引張強度及び突刺強度の高い微多孔膜が得られる。ここで０％の収縮下で行うとは、MD及びTDの両方向ともに寸法を変化させないことを意味する。好ましくは３〜８％収縮させる。10％以下の収縮下で熱処理することにより透気度の悪化を抑制しつつ熱収縮率を改善することができる。なお工程(イ)をベルトコンベア方式、メッシュドラム（回転ドラム）方式、フローティング方式等を利用したフリー方式で行うと、熱収縮率は低減できるものの透気度が悪化し、極めて物性が悪くなるので好ましくない。

(3) 工程(ハ)
熱処理を三段階以上の工程で行う場合には、工程(イ)の前又は後に、MD及び／又はTDに０〜20％収縮させながら行う熱処理工程(ハ)（以下工程(ハ)とする）を設けるのが好ましい。20％を超える収縮下では透気度が悪化する。工程(ハ)により大きな透気度の悪化を招くことなく熱収縮率を低下させることができる。

乾燥後の膜に対し、(1) テンターに膜を保持し、０％の収縮下で126℃・３秒間熱処理し、(2) テンターに膜を保持し、０％の収縮下で126℃・３秒間熱処理し、(3) テンターに膜を保持し、126℃で３秒間熱処理し、TDにのみ10％収縮させた。

実施例２
25℃に温調されたノルマルペンタン（表面張力15.5 mN/m（25℃）、沸点36.1℃）のリンス槽でリンス処理し、最終段階の熱処理工程において126℃で３秒間熱処理し、MDに５％及びTDに10％収縮させた以外は実施例１と同様にしてポリエチレン微多孔膜を作製した。

実施例３
60℃に温調された3-メトキシ-3-メチルブチルエステル（表面張力28.8 mN/m（20℃）、沸点188℃）の洗浄槽で洗浄処理し、最終段階の熱処理工程において膜をベルトコンベアーに載せ、100℃で３秒間熱処理し、MD及びTDに５％収縮させた以外は実施例１と同様にしてポリエチレン微多孔膜を作製した。

実施例４
50℃に温調されたノルマルデカン（表面張力23.4 mN/m(25℃)、沸点174℃）／HFE-7100＝90／10（wt/wt）の洗浄槽で洗浄処理し、乾燥後の膜に対し、(1) ロールに膜を挟み、０％の収縮下で126℃・３秒間熱処理し、(2) ロールに膜を挟み、０％の収縮下で126℃・３秒間熱処理し、(3) 膜をベルトコンベアーに載せ、100℃で３秒間熱処理し、MD及びTDに５％収縮させた以外は実施例１と同様にポリエチレン微多孔膜を作製した。

実施例５
乾燥後の膜に対し、(1) 圧延ロールに膜を挟み、０％の収縮下で126℃・３秒間熱処理し、(2) 圧延ロールに膜を挟み、０％の収縮下で126℃・３秒間熱処理し、(3) 膜をベルトコンベアーに載せ、100℃で３秒間熱処理し、MD及びTDに５％収縮させた以外は実施例１と同様にポリエチレン微多孔膜を作製した。

実施例６
乾燥後の膜に対し、(1) テンターに膜を保持し、０％の収縮下で126℃・３秒間熱処理し、(2) テンターに膜を保持し、126℃・３秒間熱処理し、MD及びTDに５％収縮させ、(3) テンターに膜を保持し、126℃・３秒間熱処理し、MD及びTDに５％収縮させた以外は実施例１と同様にポリエチレン微多孔膜を作製した。

実施例７
洗浄処理を60℃に温調された3-メトキシ-3-メチルブチルエステル（表面張力28.8 mN/m（20℃）、沸点188℃）の洗浄槽で行い、乾燥後の膜に対し、(1) ロールに膜を挟み、０％の収縮下で126℃・３秒間熱処理し、(2) ロールに膜を挟み、126℃で３秒間熱処理し、MD及びTDに５％収縮させ、(3) 膜をベルトコンベアーに載せ、100℃で３秒間熱処理し、MD及びTDに５％収縮させた以外は実施例１と同様にポリエチレン微多孔膜を作製した。

実施例８
洗浄処理を50℃に温調されたノルマルデカン（表面張力23.4 mN/m(25℃)、沸点174℃）／HFE-7100＝90／10（wt/wt）の洗浄槽で行い、乾燥後の膜に対し、(1) テンターに膜を保持し、126℃で３秒間熱処理し、TDにのみ８％収縮させ、(2) テンターに膜を保持し、０％の収縮下で126℃・３秒間熱処理し、(3) 膜をベルトコンベアーに載せ、100℃・３秒間熱処理し、MD及びTDに５％収縮させた以外は実施例１と同様にポリエチレン微多孔膜を作製した。

実施例１〜８、比較例１及び２で得られた熱可塑性樹脂微多孔膜の物性を以下の方法で測定した。
・膜厚：接触厚み計により測定した。
・透気度：膜厚T ₁ の熱可塑性樹脂微多孔膜に対してJIS P8117に準拠して測定した透気度P ₁ を、式：P ₂ ＝（P ₁ ×16）／T ₁ により、膜厚を30μmとしたときの透気度P ₂ に換算した。
・空孔率：重量法により測定した。
・突刺強度：先端が球面（曲率半径R：0.5 mm）の直径１mmの針で、膜厚T ₁ の熱可塑性樹脂微多孔膜を２mm／秒の速度で突刺したときの最大荷重を測定した。最大荷重の測定値L ₁ を、式：L ₂ ＝（L ₁ ×25）／T ₁ により、膜厚を25μmとしたときの最大荷重L ₂ に換算し、突刺強度とした。
・引張破断強度：幅10mm短冊状試験片の引張破断強度をASTM D882に準拠して測定。
・引張破断伸度：幅10mm短冊状試験片の引張破断伸度をASTM D882に準拠して測定。
・熱収縮率：微多孔膜を105℃で８時間暴露したときのMD及びTDの収縮率をそれぞれ測定した。