JP2006326860A - 多孔フィルムおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の孔径の貫通孔が任意な密度で存在する多孔フィルムを提供すること。
【解決手段】熱可塑性合成樹脂フィルムに微小貫通孔が所定のピッチで形成されたフィルムであって、微小貫通孔の平均孔径／平均ピッチの比が０．１５〜０．８５であり、かつフィルムの厚さが１〜２５μｍであることを特徴とする多孔フィルム、および、多数の微小な凸部を有する型押体を用いるエンボス加工により熱可塑性合成樹脂フィルムに多数の微小な凹部を形成し、ついで該熱可塑性合成樹脂フィルムの溶融温度より低くガラス転移温度より高い温度で熱処理を施すことにより、該凹部に貫通孔を形成し、微小貫通孔が実質的に規則的に配列されている厚さ１〜２５μｍの熱可塑性合成樹脂フィルムを得ることを特徴とする多孔フィルムの製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、多孔フィルムおよびその製造方法に関する。

従来より、微多孔質高分子フィルムが電池（リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池などの二次電池）などのセパレータとして使用されている。

電池用のセパレータに要求される基本機能は、正極と負極の間に介在して、正負両極を隔離して活物質の接触に伴う短絡を防止すること；電池反応に必要な電解液を保持し、イオンが移動するための通路を形成することにある。また電池の種類などに応じた固有の機能として、正極で発生した酸素ガスが負極に抜ける通路を形成する機能（ニッケル水素二次電池）；特定の温度で閉孔して電流を遮断する機能（リチウムイオン二次電池）などがあげられる。さらにリチウムイオン二次電池の場合は、有機溶剤を使用するため、安全性をはじめとして、水系電池とは異なる、つぎの性能が要求される。
（１）化学的安定性：耐有機溶剤性のある材料が用いられる。
（２）薄膜化：有機電解液のイオン伝導性が低いため、大面積が必要となり、薄膜化して多層に重ねて巻く必要がある。
（３）高強度：薄膜化、電池組立て工程性、短絡防止のために高強度が求められる。
（４）電流遮断：電池温度の異常上昇に伴う危険を回避するために、熱暴走開始温度域（１２０〜１４０℃）で閉孔して、電流を遮断する機能が要求される。
（５）電解液保持：特に最近登場したポリマー電解質電池（ポリマー電池）では、電解質の含浸性と保持性のために、電解質との親和性が求められる。

このような微多孔質高分子フィルムの製法は、相分離法と延伸開孔法に大別される。相分離法は、基本的には、高分子と有機液状体の混合物の高温均一溶液から熱誘起ミクロ相分離を利用して、多孔形成するものである。実際には、高分子と有機液状体（溶剤、可塑剤など）を高温で溶融混合した後、冷却フィルム化し、別の揮発性溶剤で前記有機液状体を抽出除去して多孔質高分子フィルムを得る。抽出の前後で延伸や熱処理を施して膜厚、強度、多孔構造などを調整する。第３成分の配合、延伸や後処理でも孔構造が変化し、多様な孔構造が可能である。たとえば、特許文献１には、重量平均分子量７×１０⁵以上の成分を１重量％以上含有し、（重量平均分子量／数平均分子量）が１０〜３００のポリオレフィン組成物１〜５０重量％と、溶媒（前記ポリオレフィン組成物に対する良溶媒１０〜９５重量％と、後記造核剤の分散性に優れた溶媒９０〜５重量％との混合溶媒）５０〜９９重量％と、前記ポリオレフィン組成物１００重量部に対して造核剤０．１〜５重量部とからなる溶液を調製し、前記溶液を冷却してゲル状組成物を形成し、前記ゲル状組成物を加熱延伸し、しかる後残存溶媒を洗浄溶剤で洗浄除去してポリオレフィン微多孔膜を製造する方法が記載されている。

延伸開孔法は、基本的には、溶融高分子を高伸長比で引き取ったシートを熱処理して得た高度に配向した積層ラメラ構造を延伸して、結晶界面を剥離させて多孔形成するものである。たとえば、特許文献２には、可塑剤および／または溶剤を実質的に含まない高分子量ポリオレフィン不透気性フィルムを、溶媒中で熱処理を行なって微多孔化した後、ゲル分率が５０％以上になるように電子線架橋するポリオレフィン多孔質フィルムの製造方法が記載されている。

特開平５−２２２２３６号公報 特開平１１−２６８１１８号公報

しかしながら、前記従来技術における微多孔質高分子フィルムは、その製法上、本質的に、不規則な形状の貫通孔が不規則に存在するものである。そして、その製法上、所定の孔径の貫通孔が任意な密度で存在する微多孔性高分子フィルムを得ることは不可能である。そのため、微多孔性高分子フィルムに要求される特性に合わせてフィルムの多孔構造を決めることが困難で、微多孔性高分子フィルムの個々の用途における多孔構造の設計が非常に困難であるという問題がある。

本発明は、従来技術におけるかかる問題点を解決するためになされたものである。

本発明はつぎの多孔フィルムおよびその製造方法を提供する。
（１）熱可塑性合成樹脂フィルムに微小貫通孔が所定のピッチで形成されたフィルムであって、微小貫通孔の平均孔径／平均ピッチの比が０．１５〜０．８５であり、かつフィルムの厚さが１〜２５μｍであることを特徴とする多孔フィルム。
（２）熱可塑性合成樹脂フィルムの少なくとも一軸方向における１５０℃での熱収縮率が５〜４０％である前記（１）項記載の多孔フィルム。
（３）微小貫通孔の平均最大孔面積／平均孔面積の比が２以下であり、かつフィルムの開孔率が１０％以上である前記（１）または（２）項記載の多孔フィルム。
（４）多数の微小な凸部を有する型押体を用いるエンボス加工により熱可塑性合成樹脂フィルムに多数の微小な凹部を形成し、ついで該熱可塑性合成樹脂フィルムの溶融温度より低くガラス転移温度より高い温度で熱処理を施すことにより、該凹部に貫通孔を形成し、微小貫通孔が実質的に規則的に配列されている厚さ１〜２５μｍの熱可塑性合成樹脂フィルムを得ることを特徴とする多孔フィルムの製造方法。
（５）熱可塑性合成樹脂フィルムの少なくとも一軸方向における１５０℃での熱収縮率が５〜４０％である前記（４）項記載の多孔フィルムの製造方法。

本発明の多孔フィルムは、熱可塑性合成樹脂フィルムに、同一形状の微小貫通孔が規則的に配列するように形成されているものであり、多孔フィルムに要求される特性に合わせてフィルムの多孔構造を決めることが容易で、多孔フィルムの個々の用途における多孔構造の設計が非常に容易である。

本発明の多孔フィルムの製造方法によれば、所定の孔径の貫通孔が任意な密度で存在する多孔フィルムを得るのが非常に容易である。本発明の多孔フィルムの製造方法におけるように、機械的な穴形成方法と熱処理による孔形成方法を組み合わせた貫通孔の形成方法は本発明をもって嚆矢とするものである。

本発明の多孔フィルムおよびその製造方法を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の多孔フィルムの一実施例を示す一部切欠斜視図であり、図２〜４は本発明の多孔フィルムの製造方法の一実施例を示す説明図である。

図１に示されるように、本発明の多孔フィルム１は、熱可塑性合成樹脂フィルム２に実質的に同一形状の微小貫通孔３が実質的に規則的に配列されている構成を有するものである。微小貫通孔３は、型押体のエンボス加工により形成される凹部に対応する部分３ａと、熱処理により形成される孔に対応する部分３ｂとからなる。

本発明の多孔フィルム１は、たとえば、図２に示されるように、多数の同一形状の微小凸部１１を表面に有する型押しロール１０と、平滑な表面を有する支承ロール１２との間に熱可塑性合成樹脂フィルム２を通し、エンボス加工を施すことにより、図３に示されるように、熱可塑性合成樹脂フィルム２に多数の微小な凹部３ａを形成し、ついで該熱可塑性合成樹脂フィルム２の溶融温度より低くガラス転移温度より高い温度で熱処理を施すことにより、図４に示されるように、該凹部３ａの部分に貫通孔を形成し、実質的に同一形状の微小貫通孔が実質的に規則的に配列されている構成とすることによって製造できる。

ここで、実質的に同一形状の微小貫通孔とは、熱可塑性合成樹脂フィルムに設けられた多数の微小貫通孔同士がほぼ同一形状を有し、相互に区別しえないことをいい、従来の相分離法や延伸開孔法による微多孔性高分子フィルムにおけるような孔同士が内部で連通していたり、孔が曲がりくねったり、枝分かれしていたりする連通孔とは異なり、各貫通孔は相互に独立しており、かつ熱可塑性合成樹脂フィルムの表から裏に直通しているものである。

本発明の多孔フィルムにおいては、その製法上、微小貫通孔については、エンボス加工により形成される凹部３ａ側のフィルム表面の開口部（以下、３ａ側開口部という場合がある）と、熱処理により形成される孔に対応する部分３ｂ側のフィルム表面の開口部（以下、３ｂ側開口部という場合がある）との大きさを比較すると、３ｂ側開口部は３ａ側開口部と同一か、３ａ側開口部より小さい（図１、図４参照）。本発明において、微小貫通孔について、孔径、平均孔径、孔面積、平均孔面積、最大孔面積、平均最大孔面積、開孔率、ピッチという場合は、３ｂ側開口部についての値をいう。

本発明において、微小貫通孔の孔径とは、３ｂ側開口部における孔径の単位面積あたりの平均値をいい、微小貫通孔の平均孔径とは、任意に選択された複数（１０箇所）の領域の該単位面積当りの孔径の平均値をいう。また、本発明において、微小貫通孔のピッチとは、３ｂ側開口部において、直線上に並ぶ微小貫通孔の配列（複数ある）のうち、隣接する２つの孔の中心点間距離が最も短かくなる配列を選択し、選択した配列における当該隣接する２つの孔の中心点間距離をいい、微小貫通孔の平均ピッチとは、任意に選択された複数（１０箇所）の領域における前記ピッチの平均値をいう。

本発明の多孔フィルムにおいては、微小貫通孔の平均孔径／平均ピッチの比が０．１５〜０．８５であり、好ましくは０．４〜０．７である。従来の相分離法や延伸開孔法による不規則な孔では平均孔径／平均ピッチの比を想定することは困難であるが、本発明では、微小貫通孔を平均孔径／平均ピッチの比で規定でき、微小貫通孔がフィルムに規則的に形成されていることを示す。本発明の多孔フィルムにおいて、微小貫通孔の平均孔径／平均ピッチの比が前記範囲未満では、各種用途で所定の性能を発揮しえない傾向がある。一方前記範囲を超えると、機械強度が小さくて各種用途に使用しえない傾向がある。なお、本発明において、微小貫通孔の平均孔径は５０μｍ以下が好ましく、より好ましくは３〜３０μｍである。平均孔径が前記範囲を外れると、各種用途で所定の性能を発揮しえない傾向がある。

さらに、本発明の多孔フィルムにおいては、微小貫通孔の平均最大孔面積／平均孔面積の比が２以下であるのが好ましく、より好ましくは１．５以下である。さらにフィルムの開孔率が１０％以上であるのが好ましく、より好ましくは１０〜５０％、特に好ましくは１５〜４０％である。

ここで、微小貫通孔の孔面積とは、３ｂ側開口部における孔面積の単位面積当りの平均値をいう。微小貫通孔の平均孔面積とは、任意に選択された複数（１０箇所）の領域の該単位面積当りの孔面積の平均値をいう。微小貫通孔の最大孔面積とは、単位面積における最大の孔の面積をいい、微小貫通孔の平均最大孔面積とは、任意に選択された複数（１０箇所）の領域の該単位面積における最大孔面積の平均値をいう。微小貫通孔の平均最大孔面積／平均孔面積の比は、微小貫通孔のサイズのバラツキを示す尺度の一つであり、この比が１に近いほど、同じサイズの微小貫通孔が形成されていることを示す。フィルムの開孔率とは、３ｂ側開口部における孔面積を単位面積について合計した値を求め、任意に選択された複数（１０箇所）の領域の該単位面積当りの合計面積の平均値を求め、これを単位面積当りの百分率として表したものである。

微小貫通孔の平均最大孔面積／平均孔面積の比が前記範囲より大きいと、貫通孔の大きさのバラツキが大きく、各種用途に使用しえない傾向にある。また、開孔率が前記範囲未満では各種用途で所定の性能を発揮しえない傾向がある。一方、開孔率が前記範囲を超えると、機械強度が小さくて各種用途に使用しえない傾向がある。

微小貫通孔のフィルム面に沿った断面形状（または開孔部形状）は、特に制限されず、各種形状をとりうるものであり、たとえば、円形、楕円形、多角形（四角形、５角形、６角形など）などが挙げられる。通常は円形が好ましい。微小貫通孔のフィルムの厚さ方向に沿った形状は、特に制限されず、各種形状をとりうるものであるが、フィルムの厚さ方向に、できるだけ同一の形状であることが好ましい。すなわち、円柱状、楕円柱状、多角柱状、またはこれらに近い形状であるのが好ましい。

微小貫通孔のフィルム面に沿った配列パターンは、特に制限されず、各種パターンをとりうるものであり、たとえば、格子状パターン、千鳥格子パターン、最密六方格子パターンなどがあげられ、用途により適宜選択される。

熱可塑性合成樹脂フィルムの材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、それらの２種以上の共重合体、それらの２種以上のブレンド物などがあげられ、用途により適宜選択使用される。

本発明の多孔フィルムの厚さは、用途により適宜選択されるものであるが、一般的には、１〜２５μｍであり、好ましくは３〜１５μｍである。厚さが前記範囲未満では強度が低くなりすぎる傾向にある。一方、厚さが前記範囲を超えると、製造上所定の多孔構造を得るのが困難な傾向にある。

本発明の多孔フィルムは、多数の微小な凸部を有する型押体を用いるエンボス加工により熱可塑性合成樹脂フィルムに多数の微小な凹部を形成し、ついで該熱可塑性合成樹脂フィルムの溶融温度より低くガラス転移温度より高い温度で熱処理を施すことにより、該凹部に貫通孔を形成して製造することができる。

前記エンボス加工の方法としては、多数の微小な凸部を表面に有する型押しロールを用いる方法、多数の微小な凸部を表面に有する型押し板を用いる方法などがあげられる。多数の微小な凸部を表面に有する型押しロールを用いる方法では、たとえば、図２に示されるように、多数の微小な凸部１１を表面に有する型押しロール１０と、平滑な表面を有する支承ロール１２との間に熱可塑性合成樹脂フィルム２を通してエンボス加工を施すことにより、熱可塑性合成樹脂フィルム２に多数の微小な凹部３ａを形成する。この場合、凹部３ａの深さは、２つのロールの間隔を調整しニップ圧を調整することによって、調節できる。多数の微小な凸部を表面に有する型押し板を用いる方法では、たとえば、２つの平滑な表面を有するロールの間に、多数の微小な凸部を表面に有する型押し板と熱可塑性合成樹脂フィルムを重ね合わせて通してエンボス加工を施すことにより、熱可塑性合成樹脂フィルムに多数の微小な凹部３ａを形成する。この場合、凹部の深さは、２つのロールの間隔を調整しニップ圧を調整することによって、調節できる。連続してエンボス加工できる点からは、多数の微小な凸部を表面に有する型押しロールを用いる方法が有利である。エンボス加工は、通常常温で行えばよいが、フィルムが収縮しない温度範囲内であれば、加熱下に行ってもよい。

型押体における多数の微小な凸部は、エッチング、彫刻、切削、放電、レーザー加工などの方法により形成することができる。微小な凸部の形状としては、たとえば、円柱状、楕円柱状、多角柱状（四角柱状、５角柱状、６角柱状など）、これらの形状が若干先細りになった形状（切頭円錐台状、切頭楕円錐台状、切頭多角錐台状など）、またはこれらに近い形状であるのが好ましい。微小な凸部の配列パターンは、特に制限されず、各種パターンをとりうるものであり、たとえば、格子状パターン、千鳥格子パターン、最密六方格子パターンなどがあげられる。

多数の微小な凸部を有する型押体を用いるエンボス加工により熱可塑性合成樹脂フィルムに形成される多数の微小な凹部は、型押体の凸部とほぼ同じサイズか、若干小さいサイズを有する。

熱可塑性合成樹脂フィルムに形成された微小な凹部の深さは、熱可塑性合成樹脂フィルムの厚さの５０〜９５％の範囲が好ましく、より好ましくは７０〜９０％の範囲である。微小な凹部の深さが前記範囲未満では、凹部の底部における熱可塑性合成樹脂フィルムが厚い場合、熱処理による貫通孔の形成が困難になる傾向がある。微小な凹部の深さが前記範囲を超えると、エンボス加工時に型押しロールが支承ロールに接触して型押しロールまたは支承ロールが損傷する場合がある。

前記エンボス加工によって多数の微小な凹部が形成された熱可塑性合成樹脂フィルムに熱処理を施すことによって、凹部の底部の樹脂が周辺方向に収縮して孔が穿たれ、貫通孔が形成される。この熱処理により、エンボス加工により形成された凹部の径は若干大きくなる。熱処理は、熱可塑性合成樹脂フィルムの溶融温度より低くガラス転移温度より高い温度で行なう。熱処理温度が熱可塑性合成樹脂フィルムのガラス転移温度以下であると、貫通孔の形成が困難になる傾向がある。熱処理温度が熱可塑性合成樹脂フィルムの溶融温度以上であると、貫通孔が大きく変形したり、熱可塑性合成樹脂フィルムが破損したりする傾向がある。

熱処理により良好な貫通孔を形成するには、熱可塑性合成樹脂フィルムとして熱収縮性フィルムを用いるのが好ましい。熱収縮性フィルムとしては、少なくとも一軸方向に延伸され、該一軸方向における熱収縮率（１５０℃×１０分）が５〜４０％、なかんづく１０〜３０％であるのが好ましい。特に好ましい熱収縮性フィルムは、二軸延伸フィルムであって、各方向における熱収縮率（１５０℃×１０分）がそれぞれ５〜４０％（なかんづく１０〜３０％）であるものである。

熱処理は、熱可塑性合成樹脂フィルムを緊張した状態で所定温度（熱可塑性合成樹脂フィルムの溶融温度より低くガラス転移温度より高い温度）の雰囲気に所定時間（数秒〜数十秒）曝すことによって行なうことができる。熱処理の好ましい温度条件、時間条件は、熱可塑性合成樹脂フィルムの種類、熱可塑性合成樹脂フィルムの厚さ、熱収縮率、所望する貫通孔の孔径などにより変わり、一概に決められないが、たとえば、一例を示せば、厚さが５〜１０μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（溶融温度２５０℃、ガラス転移温度７０℃）であって、各方向における熱収縮率（１５０℃×１０分）がそれぞれ１０〜３０％であるものの場合、処理温度１００〜２２０℃程度（処理時間５〜３０秒程度である。

熱可塑性合成樹脂フィルムを緊張状態に保持するのは、バッチ式熱処理では、型枠に熱可塑性合成樹脂フィルムを固定することによって行なうことができ、連続式熱処理では、フィルム延伸機を使用して行なうことができる。

つぎに実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何等限定されるものではない。

以下の実施例において使用される特性値の測定方法はつぎのとおりである。なお、いずれの特性値も、測定装置としてレーザーテック（株）製の走査型レーザー顕微鏡１ＬＭ２１型を用い、画像処理ソフトとしてレーザーテック（株）製のＬＭｅｙｅを用いて、画像処理により求めた。

（１）微小貫通孔の平均孔径
前記走査型レーザー顕微鏡を用い、多孔フィルムの３ｂ側のプロファイルをレーザースキャンにより取り込み、１４インチモニタ上にモニタ倍率１０００倍に拡大して画像化する。前記画像処理ソフトにより、取り込んだ画像の水平補正をした後、フィルタサイズ３×３のフィルタをかけてノイズを除去し、測定範囲を１００μｍ（±５μｍ）×１００μｍ（±５μｍ）の領域（単位面積）に指定し、該領域内を２値化して孔画像を得る（境界線上にある孔は除く）。２値化孔画像のうち、面積が１５００ピクセル以下のものは削除を行なう。

次に、画像処理ソフトの測定項目「円相当径」を選択し、画面上において真円でない各孔について円相当径（面積が同一の真円の直径）を求め、それらの平均値を微小貫通孔の孔径とする。

前記操作を多孔フィルムの任意に選択した１０箇所において行ない、１０箇所で得られた測定値（微小貫通孔の孔径）の平均値を微小貫通孔の平均孔径とした。

（２）微小貫通孔の平均孔径／平均ピッチの比
前記走査型レーザー顕微鏡を用い、多孔フィルムの３ｂ側のプロファイルをレーザースキャンにより取り込み、１４インチモニタ上にモニタ倍率４００倍に拡大して画像化する。前記画像処理ソフトにより、取り込んだ画像の水平補正をした後、フィルタサイズ３×３のフィルタをかけてノイズを除去し、２値化して孔画像を得る（境界線上にある孔は除く）。２値化孔画像のうち、面積が１５００ピクセル以下のものは削除を行なう。

次に、マニュアル操作により「手動計測２点間距離」の項目を選択し、直線上に並ぶ微小貫通孔の配列のうち、隣接する２つの孔の中心点間距離が最も短かくなる配列を選択し、その配列上に１０個の連続する微小貫通孔を選択し、隣接する２つの孔の中心点間距離（合計９個）を計測し、それらの平均値をピッチとする。

前記操作を多孔フィルムの任意に選択した１０箇所において行ない、１０箇所で得られたピッチの測定値の平均値を微小貫通孔の平均ピッチとした。

前記（１）で得られた平均孔径の値とここで得られた平均ピッチの値から、微小貫通孔の平均孔径／平均ピッチの比を求めた。

（３）微小貫通孔の平均最大孔面積／平均孔面積の比
前記走査型レーザー顕微鏡を用い、多孔フィルムの３ｂ側のプロファイルをレーザースキャンにより取り込み、１４インチモニタ上にモニタ倍率１０００倍に拡大して画像化する。前記画像処理ソフトにより、取り込んだ画像の水平補正をした後、フィルタサイズ３×３のフィルタをかけてノイズを除去し、測定範囲を１００μｍ（±５μｍ）×１００μｍ（±５μｍ）の領域（単位面積）に指定し、該領域内を２値化して孔画像を得る（境界線上にある孔は除く）。２値化孔画像のうち、面積が１５００ピクセル以下のものは削除を行なう。

次に、画像処理ソフトの測定項目「面積」を選択し、２値化孔画像の面積を求め、それらの平均値を微小貫通孔の孔面積とする。

前記操作を多孔フィルムの任意に選択した１０箇所において行ない、１０箇所で得られた測定値（微小貫通孔の孔面積）の平均値を微小貫通孔の平均孔面積とした。

上記の操作において、画像処理ソフトの測定項目「面積」を選択し、２値化孔画像の面積を求め、そのうちの最大値を微小貫通孔の最大孔面積とする。

前記操作を多孔フィルムの任意に選択した１０箇所において行ない、１０箇所で得られた測定値（微小貫通孔の最大孔面積）の平均値を微小貫通孔の平均最大孔面積とした。

このようにして求められた微小貫通孔の平均最大孔面積と平均孔面積の値から、微小貫通孔の平均最大孔面積／平均孔面積の比を求めた。

（４）フィルムの開孔率
前記走査型レーザー顕微鏡を用い、多孔フィルムの３ｂ側のプロファイルをレーザースキャンにより取り込み、１４インチモニタ上にモニタ倍率１０００倍に拡大して画像化する。前記画像処理ソフトにより、取り込んだ画像の水平補正をした後、フィルタサイズ３×３のフィルタをかけてノイズを除去し、測定範囲を１００μｍ（±５μｍ）×１００μｍ（±５μｍ）の領域（単位面積）に指定し、該領域内を２値化して孔画像を得る（境界線上にある孔は除く）。２値化孔画像のうち、面積が１５００ピクセル以下のものは削除を行なう。

次に、画像処理ソフトの測定項目「面積」を選択し、２値化孔画像の合計面積を求めた。

前記操作を多孔フィルムの任意に選択した１０箇所において行ない、１０箇所で得られた測定値（微小貫通孔の合計面積）の平均値を求め、測定範囲である１００μｍ×１００μｍに対する百分率として開孔率を求めた。

実施例１〜１２
熱可塑性合成樹脂フィルムとして、つぎの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）および二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰフィルム）を使用した。

ＰＥＴフィルムＡ
厚さ：８μｍ、ガラス転移温度：１１０℃、溶融温度：２４０℃、熱収縮率（１５０℃×３０分）：二軸とも２８％

ＰＥＴフィルムＢ
厚さ：６μｍ、ガラス転移温度：１１０℃、溶融温度：２４０℃、熱収縮率（１５０℃×３０分）：二軸とも１８％

ＰＥＴフィルムＣ
厚さ：４μｍ、ガラス転移温度：１１０℃、溶融温度：２４０℃、熱収縮率（１５０℃×３０分）：二軸とも１８％

ＯＰＰフィルム
厚さ：８μｍ、ガラス転移温度：−１０℃、溶融温度：１７０℃、熱収縮率（１５０℃×３０分）：二軸とも６％

図２に示される装置を用いて前記熱可塑性合成樹脂樹脂フィルムにエンボス加工を施した。

型押しロールとしてはつぎの３種のものを用いた。凸部の形状はいずれも切頭円錐台状とした。

型押しロールＡ
凸部サイズ：先端径２０．０μｍ、根元径３１．０μｍ、高さ１４μｍ
凸部配列パターン：４１．７μｍピッチの格子状

型押しロールＢ
凸部サイズ：先端径３３．０μｍ、根元径３８．０μｍ、高さ１２μｍ
凸部配列パターン：４１．７μｍピッチの格子状

型押しロールＣ
凸部サイズ：先端径７６．０μｍ、根元径８９．０μｍ、高さ１０μｍ
凸部配列パターン：１２５μｍピッチの格子状

前記熱可塑性合成樹脂フィルムと型押しロールを表１〜４に示されるように組み合わせて用いてエンボス加工を施し、フィルム厚さのほぼ８０％の深さを有する微小凹部が形成された熱可塑性合成樹脂フィルムを得た。

３０ｃｍ×４０ｃｍのアルミニウム製フレームに、この微小凹部が形成された熱可塑性合成樹脂フィルムの４隅を固定し、２００℃（ＰＥＴフィルムＡ、実施例１〜３）もしくは１５０℃（ＰＥＴフィルムＢおよびＣ、実施例４〜９）、または１５０℃（ＯＰＰフィルム、実施例１０〜１２）のオーブンで１０秒間熱処理を行なった。

得られた多孔フィルムについて、（１）微小貫通孔の平均孔径、（２）微小貫通孔の平均ピッチ、（３）微小貫通孔の平均孔径／平均ピッチの比、（４）微小貫通孔の平均孔面積、（５）微小貫通孔の平均最大孔面積、（６）微小貫通孔の平均最大孔面積／平均孔面積の比、（７）開孔率を測定した。結果を表１〜４に示す。また前記走査型レーザー顕微鏡を用い、実施例２で得られた多孔フィルムの３ｂ側のプロファイルをレーザースキャンにより取り込み、１４インチモニタ上にモニタ倍率１０００倍に拡大して得られた画像を図５に示す。図５において、黒の円形部分が微小貫通孔の３ｂ側開口部である。

本発明の多孔フィルムは、実質的に同一形状の微小貫通孔が実質的に規則的に配列されているという特徴を活かして、リチウムイオン電池などの二次電池のセパレータ用のベースフィルム、電気二重層キャパシタなどのキャパシタのセパレータ用のベースフィルムとして好適に使用することができる。本発明の多孔フィルムに、合成繊維の抄造紙や不織布などの微多孔性層を積層してセパレータとする。本発明の多孔フィルムは規則的な微小貫通孔がフィルムの表裏に直通するように貫通している、つまり、二次元的に見た場合、一方の側から反対側が孔を通して見えるから、これをそのままセパレータとして使用するよりも、本発明の多孔フィルムをベースとして、これに微多孔性層を設けてセパレータとするのが好ましい。微多孔性層は本発明の多孔フィルムの片面に設けてもよく、両面に設けてもよい。

本発明の多孔フィルムは、その他、薬物送達システム（ＤＤＳ）用医療用フィルム（経皮吸収剤を塗布し、薬剤を一定量づつ皮膚へ浸透させることができる）、フィルタ（微小貫通孔の孔径を調整することにより、所定の物質のフィルタ機能を持たすことができる）、反射スクリーン（アルミニウム蒸着フィルムなどの光反射シートに本発明の多孔フィルムを積層する）などの各種用途に好適に使用することができる。

本発明の多孔フィルムの一実施例を示す一部切欠斜視図である。 本発明の多孔フィルムの製造方法の一実施例を示す説明図であり、多数の微小な凸部を有する型押体を用いるエンボス加工により熱可塑性合成樹脂フィルムに多数の微小な凹部を形成する工程を示す。 本発明の多孔フィルムの製造方法の一実施例を示す説明図であり、図２に示される工程で得られた、多数の微小な凹部が形成された熱可塑性合成樹脂フィルムを示す。 本発明の多孔フィルムの製造方法の一実施例を示す説明図であり、図３に示される多数の微小な凹部が形成された熱可塑性合成樹脂フィルムに熱処理を施して貫通孔を形成した状態を示す。 走査型レーザー顕微鏡を用い、実施例２で得られた多孔フィルムの３ｂ側のプロファイルをレーザースキャンにより取り込み、１４インチモニタ上にモニタ倍率１０００倍に拡大して得た画像である。

符号の説明

１ 多孔フィルム
２ 熱可塑性合成樹脂フィルム
３ 貫通孔
３ａ 型押体のエンボス加工により形成される凹部に対応する部分
３ｂ 熱処理により形成される孔に対応する部分
１０ 型押しロール
１１ 微小な凸部
１２ 支承ロール

Claims (5)

1. 熱可塑性合成樹脂フィルムに微小貫通孔が所定のピッチで形成されたフィルムであって、微小貫通孔の平均孔径／平均ピッチの比が０．１５〜０．８５であり、かつフィルムの厚さが１〜２５μｍであることを特徴とする多孔フィルム。
2. 熱可塑性合成樹脂フィルムの少なくとも一軸方向における１５０℃での熱収縮率が５〜４０％である請求項１記載の多孔フィルム。
3. 微小貫通孔の平均最大孔面積／平均孔面積の比が２以下であり、かつフィルムの開孔率が１０％以上である請求項１または２記載の多孔フィルム。
4. 多数の微小な凸部を有する型押体を用いるエンボス加工により熱可塑性合成樹脂フィルムに多数の微小な凹部を形成し、ついで該熱可塑性合成樹脂フィルムの溶融温度より低くガラス転移温度より高い温度で熱処理を施すことにより、該凹部に貫通孔を形成し、微小貫通孔が実質的に規則的に配列されている厚さ１〜２５μｍの熱可塑性合成樹脂フィルムを得ることを特徴とする多孔フィルムの製造方法。
5. 熱可塑性合成樹脂フィルムの少なくとも一軸方向における１５０℃での熱収縮率が５〜４０％である請求項４記載の多孔フィルムの製造方法。