JP2009061360A - Crystalline polymer microporous film, its manufacturing method, and filtration filter - Google Patents

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Hirohisa Sotozono
裕久 外園
Toshiki Taguchi
敏樹 田口
Hidetaka Okada
英孝 岡田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystalline polymer microporous film which can efficiently capture fine particles, is hardly clogged and has improved scratch resistance while keeping performance of capturing fine particles and has long filtration life and to provide a method for manufacturing the crystalline polymer microporous film with which the crystalline polymer microporous film can be efficiently manufactured and a filtration filter using the crystalline polymer microporous film. <P>SOLUTION: The crystalline polymer microporous film has a crystalline polymer layer, which consists of a crystalline polymer and has a single structure, and many pores each penetrating the crystalline polymer layer in the thickness direction and is characterized in that each of many pores has a small diameter portion the average pore diameter of which is smaller than those of both open ends of each pore, is present in the inside of the crystalline polymer layer. This crystalline polymer microporous film is used in the filtration filter. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、気体、液体等の精密濾過に使用される濾過効率の高い結晶性ポリマー微孔性膜及び該結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法、並びに濾過用フィルタに関する。   The present invention relates to a crystalline polymer microporous membrane having high filtration efficiency used for microfiltration of gas, liquid, etc., a method for producing the crystalline polymer microporous membrane, and a filter for filtration.

微孔性膜は古くから知られており、濾過用フィルタ等に広く利用されている(非特許文献1参照)。このような微孔性膜としては、例えばセルロースエステルを原料とするもの(特許文献1〜7参照)、脂肪族ポリアミドを原料とするもの(特許文献8〜14参照)、ポリフルオロカーボンを原料とするもの(特許文献15〜18参照)、ポリプロピレンを原料とするもの(特許文献19参照)、などが挙げられる。
これらの微孔性膜は、電子工業用洗浄水、医薬用水、医薬製造工程用水、食品水等の濾過、滅菌に用いられ、近年、その用途及び使用量が拡大しており、粒子捕捉の点から信頼性の高い微孔性膜が注目されている。これらの中でも、結晶性ポリマーからなる微孔性膜は耐薬品性に優れており、特に、ポリテトラフルオロエチレン(以下、「PTFE」と称することもある)を原料とした結晶性ポリマー微孔性膜は、耐熱性及び耐薬品性に優れているため、その需要の伸びが著しい。
Microporous membranes have been known for a long time, and are widely used for filtration filters and the like (see Non-Patent Document 1). Examples of such microporous membranes include those using cellulose ester as a raw material (see Patent Documents 1 to 7), those using aliphatic polyamide as a raw material (see Patent Documents 8 to 14), and polyfluorocarbon as a raw material. And the like (see Patent Documents 15 to 18) and those made of polypropylene (see Patent Document 19).
These microporous membranes are used for filtration and sterilization of electronic industrial cleaning water, pharmaceutical water, pharmaceutical manufacturing process water, food water, and the like. Therefore, highly reliable microporous membranes are attracting attention. Among these, the microporous film made of a crystalline polymer has excellent chemical resistance, and in particular, the crystalline polymer microporosity using polytetrafluoroethylene (hereinafter sometimes referred to as “PTFE”) as a raw material. Since the film is excellent in heat resistance and chemical resistance, the growth of the demand is remarkable.

一般に、微孔性膜の単位面積当たりの濾過可能量は少ない(即ち濾過寿命が短い)。このため、工業的に使用する際には、膜面積を増すため、多くの濾過ユニットを並列して使用することを余儀無くされており、濾過工程のコストダウンの観点から、濾過寿命を上げることが必要とされている。例えば目詰まり等による流量低下に有効な微孔性膜として、インレット側からアウトレット側に向かって孔径が徐々に小さくなる非対称膜が提案されている(特許文献20及び21参照)。
また、小孔径を有する濾過層と、該濾過層より孔径が大きい支持層とからなるポリテトラフルオロエチレン複層多孔膜(特許文献22参照)、ポリテトラフルオロエチレンシート上にポリテトラフルオロエチレン乳化分散液を塗布し、延伸したもの(特許文献23参照)、などが提案されている。
しかし、前記特許文献22及び23では、塗布し、乾燥させた際に、微孔性膜にクラックや欠陥が発生しやすいという問題がある。また、表面のみが小孔径になっているため、十分な濾過寿命が得られないという問題がある。
In general, the filterable amount per unit area of the microporous membrane is small (that is, the filtration life is short). For this reason, when industrially used, in order to increase the membrane area, it is necessary to use many filtration units in parallel, and from the viewpoint of cost reduction of the filtration process, the filtration life is increased. Is needed. For example, as a microporous membrane effective for reducing the flow rate due to clogging or the like, an asymmetric membrane is proposed in which the pore diameter gradually decreases from the inlet side toward the outlet side (see Patent Documents 20 and 21).
In addition, a polytetrafluoroethylene multilayer porous membrane comprising a filtration layer having a small pore size and a support layer having a pore size larger than the filtration layer (see Patent Document 22), polytetrafluoroethylene emulsion dispersion on a polytetrafluoroethylene sheet The thing which apply | coated the liquid and extended | stretched (refer patent document 23) etc. is proposed.
However, Patent Documents 22 and 23 have a problem that cracks and defects are likely to occur in the microporous film when applied and dried. Moreover, since only the surface has a small pore diameter, there is a problem that a sufficient filtration life cannot be obtained.

また、特許文献24及び25によれば、複層シート押し出し法により、小孔径の濾過層と、大孔径の支持層を完全に一体化したもの、更には内部に濾過層を有するものが作製できるが、濾過層と支持層の境界部(孔径が不連続な部分)において目詰まりが起きやすいという問題がある。また、複数の種類の素材を用いる特殊な前処理が必要なため高コストになる。   Moreover, according to Patent Documents 24 and 25, a double-hole sheet extrusion method can be used to produce a filter having a small pore diameter and a support layer having a large pore diameter that are completely integrated, and further having a filter layer inside. However, there is a problem that clogging is likely to occur at the boundary portion (portion where the pore diameter is discontinuous) between the filtration layer and the support layer. Further, since special pretreatment using a plurality of types of materials is necessary, the cost is increased.

また、特許文献26には、内部緻密層により耐擦過性良好な非対称性微孔性膜が提案されている。しかし、膜形成ポリマーが、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等の特定の可溶性ポリマーに限定されている。   Patent Document 26 proposes an asymmetric microporous film having good scratch resistance due to an internal dense layer. However, the film-forming polymer is limited to specific soluble polymers such as polysulfone and polyethersulfone.

また、特許文献27には、四弗化エチレン樹脂薄膜の厚み方向に温度差と圧縮力をかけて非対称孔径薄膜を製造する方法が提案されている。しかし、この提案では、加熱温度が250℃〜四弗化エチレン樹脂の融点までと低いため、所望の形状の孔部を形成することはできないものである。   Patent Document 27 proposes a method for producing an asymmetric pore diameter thin film by applying a temperature difference and a compressive force in the thickness direction of the tetrafluoroethylene resin thin film. However, in this proposal, since the heating temperature is as low as 250 ° C. to the melting point of the tetrafluoroethylene resin, it is impossible to form a hole having a desired shape.

したがって単層構造の結晶性ポリマー層からなり、微粒子を効率良く捕捉することができ、目詰まりがなく、濾過寿命が長い結晶性ポリマー微孔性膜及びその製造方法、並びに濾過用フィルタの速やかな提供が望まれているのが現状である。   Therefore, it is composed of a crystalline polymer layer having a single layer structure, can capture fine particles efficiently, has no clogging, has a long filtration life, a method for producing the same, and a filter for filtration. It is the present situation that provision is desired.

米国特許第1,421,341号明細書US Pat. No. 1,421,341 米国特許第3,133,132号明細書US Pat. No. 3,133,132 米国特許第2,944,017号明細書US Pat. No. 2,944,017 特公昭43−15698号公報Japanese Patent Publication No. 43-15698 特公昭45−3313号公報Japanese Examined Patent Publication No. 45-3313 特公昭48−39586号公報Japanese Examined Patent Publication No. 48-39586 特公昭48−40050号公報Japanese Patent Publication No. 48-40050 米国特許第2,783,894号明細書US Pat. No. 2,783,894 米国特許第3,408,315号明細書US Pat. No. 3,408,315 米国特許第4,340,479号明細書U.S. Pat. No. 4,340,479 米国特許第4,340,480号明細書US Pat. No. 4,340,480 米国特許第4,450,126号明細書U.S. Pat. No. 4,450,126 独国特許発明第3,138,525号明細書German Patent Invention No. 3,138,525 特開昭58−37842号公報JP 58-37842 A 米国特許第4,196,070号明細書US Pat. No. 4,196,070 米国特許第4,340,482号明細書US Pat. No. 4,340,482 特開昭55−99934号公報JP 55-99934 A 特開昭58−91732号公報JP 58-91732 A 西独特許第3,003,400号明細書West German Patent No. 3,003,400 特公昭55−6406号公報Japanese Patent Publication No.55-6406 特公平4−68966号公報Japanese Examined Patent Publication No. 4-68966 特開平4−351645号公報JP-A-4-351645 特開平7−292144号公報JP 7-292144 A 特開平3−179038号公報JP-A-3-179038 特開平3−179039号公報JP-A-3-179039 特開平1−139116号公報JP-A-1-139116 特公昭63−48562号公報Japanese Patent Publication No. 63-48562 アール・ケスティング(R.Kesting)著「シンセティック・ポリマー・メンブラン(Synthetic Polymer Membrane)」マグロウヒル社(McGrawHill社)発行Published by R. Kesting “Synthetic Polymer Membrane”, McGraw Hill (McGrawHill)

本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、結晶性ポリマーからなる単層構造の結晶性ポリマー層と、該結晶性ポリマー層の厚み方向に貫通した多数の孔部とを有し、前記孔部の平均孔径が、前記結晶性ポリマー層の厚み方向に、両端開口平均孔径よりも小さく、緻密な小径部位が内部に存在することにより、微粒子を効率良く捕捉することができ、目詰まりがなく、粒子捕捉能の耐擦過性が向上し、濾過寿命が長い結晶性ポリマー微孔性膜、及び該結晶性ポリマー微孔性膜を効率良く製造することができる結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法、並びに該結晶性ポリマー微孔性膜を用いた濾過用フィルタを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and achieve the following objects. That is, the present invention comprises a crystalline polymer layer having a single layer structure made of a crystalline polymer and a large number of pores penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer, and the average pore diameter of the pores is In the thickness direction of the crystalline polymer layer, the presence of a fine small-diameter portion that is smaller than the average pore diameter at both ends allows fine particles to be trapped efficiently, and there is no clogging, and the scavenging resistance of the particle trapping ability. Crystalline polymer microporous membrane with improved filterability and long filtration life, method for producing crystalline polymer microporous membrane capable of efficiently producing crystalline polymer microporous membrane, and crystalline polymer An object is to provide a filter for filtration using a microporous membrane.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 結晶性ポリマーからなる単層構造の結晶性ポリマー層と、該結晶性ポリマー層の厚み方向に貫通した多数の孔部とを有する結晶性ポリマー微孔性膜であって、
前記孔部の平均孔径が両端開口平均孔径よりも小さい小径部位が、前記結晶性ポリマー層の内部に存在することを特徴とする結晶性ポリマー微孔性膜である。
<2> 両端開口平均孔径のうち最大の平均孔径Aと、小径部位のうち最小の平均孔径Bとの差(A−B)が0.5μm以上である前記<1>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<3> 孔部の平均孔径が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化している前記<1>から<2>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<4> 平均孔径の変化が、連続的に増加、及び連続的に減少のいずれかである前記<3>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<5> 結晶性ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンである前記<1>から<4>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<6> 結晶性ポリマーからなる結晶性ポリマーフィルムの一方の面を加熱及び加熱表面を除熱して、該結晶性ポリマーフィルムの厚み方向に温度勾配を形成する非対称加熱工程と、
温度勾配を形成した状態の結晶性ポリマーフィルムを延伸する延伸工程と、を少なくとも含む結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<7> 結晶性ポリマー層の厚み方向での温度勾配における最大温度部位が、結晶性ポリマーフィルムの内部に存在する前記<6>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<8> 加熱が、結晶性ポリマーフィルムへの電磁波照射である前記<6>から<7>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<9> 電磁波が赤外線である前記<8>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<10> 結晶性ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンである前記<6>から<9>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<11> 延伸が、一軸延伸である前記<6>から<10>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<12> 延伸が、二軸延伸である前記<6>から<10>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<13> 前記<1>から<5>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜を用いたことを特徴とする濾過用フィルタである。
<14> 結晶性ポリマー微孔性膜における孔部の平均孔径の大きな側の面をフィルタの濾過面に使用する前記<13>に記載の濾過用フィルタである。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> A crystalline polymer microporous film having a crystalline polymer layer having a single layer structure made of a crystalline polymer and a large number of pores penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer,
The crystalline polymer microporous membrane is characterized in that a small-diameter portion in which the average pore diameter of the pores is smaller than the average pore diameter at both ends is present in the crystalline polymer layer.
<2> The crystalline polymer according to <1>, wherein a difference (A−B) between a maximum average pore diameter A of both end opening average pore diameters and a minimum average pore diameter B of small-diameter portions is 0.5 μm or more. It is a microporous membrane.
<3> The crystalline polymer microporous membrane according to any one of <1> to <2>, wherein an average pore diameter of the pores is changed in a thickness direction of the crystalline polymer layer.
<4> The crystalline polymer microporous membrane according to <3>, wherein the change in average pore size is any one of continuously increasing and continuously decreasing.
<5> The crystalline polymer microporous membrane according to any one of <1> to <4>, wherein the crystalline polymer is polytetrafluoroethylene.
<6> An asymmetric heating step of heating one surface of a crystalline polymer film made of a crystalline polymer and removing heat from the heated surface to form a temperature gradient in the thickness direction of the crystalline polymer film;
And a stretching step of stretching a crystalline polymer film in a state where a temperature gradient is formed.
<7> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to <6>, wherein the maximum temperature site in the temperature gradient in the thickness direction of the crystalline polymer layer is present inside the crystalline polymer film.
<8> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to any one of <6> to <7>, wherein the heating is irradiation of electromagnetic waves on the crystalline polymer film.
<9> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to <8>, wherein the electromagnetic wave is infrared.
<10> The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of <6> to <9>, wherein the crystalline polymer is polytetrafluoroethylene.
<11> The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of <6> to <10>, wherein the stretching is uniaxial stretching.
<12> The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of <6> to <10>, wherein the stretching is biaxial stretching.
<13> A filtration filter using the crystalline polymer microporous membrane according to any one of <1> to <5>.
<14> The filter for filtration according to <13>, wherein a surface of the crystalline polymer microporous membrane having a larger average pore diameter side is used as a filter surface of the filter.

本発明の結晶性ポリマー微孔性膜は、結晶性ポリマーからなる単層構造の結晶性ポリマー層と、該結晶性ポリマー層の厚み方向に貫通した多数の孔部とを有し、前記結晶性ポリマー層の厚み方向において、前記孔部の平均孔径が、両端開口平均孔径よりも小さく、緻密な小径部位が前記結晶性ポリマー層の内部に存在するので、微粒子を効率良く捕捉することができ、目詰まりがなく、粒子捕捉能の耐擦過性が向上し、濾過寿命を長くすることができる。   The crystalline polymer microporous membrane of the present invention comprises a crystalline polymer layer having a single layer structure made of a crystalline polymer and a large number of pores penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer. In the thickness direction of the polymer layer, the average pore diameter of the pores is smaller than the average pore diameter at both ends, and a dense small-diameter portion exists inside the crystalline polymer layer, so that fine particles can be efficiently captured, There is no clogging, the scratch resistance of the particle capturing ability is improved, and the filtration life can be extended.

本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法は、非対称加熱工程と、延伸工程とを少なくとも含む。
本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法においては、前記非対称加熱工程において、結晶性ポリマーからなる結晶性ポリマーフィルムの一方の面を加熱及び加熱表面を除熱して、該結晶性ポリマーフィルムの厚み方向に温度勾配を形成する。前記延伸工程において、温度勾配を形成した状態の結晶性ポリマーフィルムを延伸する。その結果、前記孔部の平均孔径が、前記結晶性ポリマー層の厚み方向に、両端開口平均孔径よりも小さく、緻密な小径部位が内部に存在し、微粒子を効率良く捕捉することができ、目詰まりがなく、濾過寿命が長い結晶性ポリマー微孔性膜を効率良く、単独素材を用いて簡便な処理工程により低コストで製造することができる。
The method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention includes at least an asymmetric heating step and a stretching step.
In the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention, in the asymmetric heating step, one surface of a crystalline polymer film made of a crystalline polymer is heated and the heated surface is removed, thereby the crystalline polymer film. A temperature gradient is formed in the thickness direction. In the stretching step, the crystalline polymer film in a state where a temperature gradient is formed is stretched. As a result, the average pore diameter of the pores is smaller than the average pore diameter at both ends in the thickness direction of the crystalline polymer layer, and there is a dense small-diameter portion inside, so that fine particles can be captured efficiently. A crystalline polymer microporous membrane having no clogging and a long filtration life can be efficiently produced at low cost by a simple treatment process using a single material.

本発明の濾過用フィルタは、本発明の前記結晶性ポリマー微孔性膜を用いているので、平均孔径が大きい面(表面)をインレット側として濾過を行うことにより、効率よく微粒子を捕捉することができる。また、比表面積が大きいため微細粒子が最小孔径部分に到達する以前に吸着又は付着によって除かれる効果が大きく、濾過寿命を大きく改善することができる。   Since the filter for filtration of the present invention uses the crystalline polymer microporous membrane of the present invention, it is possible to efficiently capture fine particles by performing filtration with the surface (surface) having a large average pore diameter as the inlet side. Can do. In addition, since the specific surface area is large, the effect that the fine particles are removed by adsorption or adhesion before reaching the minimum pore diameter portion is great, and the filtration life can be greatly improved.

本発明によると、従来における問題を解決することができ、結晶性ポリマーからなる単層構造の結晶性ポリマー層と、該結晶性ポリマー層の厚み方向に貫通した多数の孔部とを有し、前記孔部の平均孔径が、前記結晶性ポリマー層の厚み方向に、両端開口平均孔径よりも小さく、緻密な小径部位が内部に存在することにより、微粒子を効率良く捕捉することができ、目詰まりがなく、高流量の濾過が可能であり、濾過寿命が長い結晶性ポリマー微孔性膜、及び該結晶性ポリマー微孔性膜を効率良く製造することができる結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法、並びに該結晶性ポリマー微孔性膜を用いた濾過用フィルタを提供することができる。   According to the present invention, the conventional problems can be solved, and it has a single-layered crystalline polymer layer made of a crystalline polymer, and a large number of holes that penetrate in the thickness direction of the crystalline polymer layer, Since the average pore diameter of the pores is smaller than the average pore diameter at both ends in the thickness direction of the crystalline polymer layer, and there are dense small-diameter portions inside, fine particles can be efficiently captured and clogged. A crystalline polymer microporous membrane that can be filtered at a high flow rate and has a long filtration life, and a crystalline polymer microporous membrane that can efficiently produce the crystalline polymer microporous membrane A method and a filter for filtration using the crystalline polymer microporous membrane can be provided.

(結晶性ポリマー微孔性膜)
本発明の結晶性ポリマー微孔性膜は、結晶性ポリマーからなる単層構造の結晶性ポリマー層と、該結晶性ポリマー層の厚み方向に貫通した多数の孔部とを有してなり、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
(Crystalline polymer microporous membrane)
The crystalline polymer microporous membrane of the present invention comprises a crystalline polymer layer having a single layer structure made of a crystalline polymer, and a large number of pores penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer. Other configurations are provided as necessary.

前記「単層構造」とは、結晶性ポリマー層中に境界を有しないことを意味し、2以上の層を貼り合わせたり積層したりすることにより形成される複層構造は除外される。ここで、結晶性ポリマー層と結晶性ポリマー層の間の境界の有無は、例えば結晶性ポリマー微孔性膜を厚み方向に切断した切断面を光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することにより確認することができる。   The “single layer structure” means that there is no boundary in the crystalline polymer layer, and a multilayer structure formed by laminating or laminating two or more layers is excluded. Here, the presence or absence of a boundary between the crystalline polymer layer and the crystalline polymer layer is observed, for example, by observing a cut surface obtained by cutting the crystalline polymer microporous film in the thickness direction using an optical microscope or a scanning electron microscope (SEM). This can be confirmed.

本発明においては、前記結晶性ポリマー層の厚み方向において、前記孔部の平均孔径が、両端開口平均孔径よりも小さく、緻密な小径部位が前記結晶性ポリマー層の内部に存在する。これにより、微粒子を効率良く捕捉することができ、目詰まりがなく、粒子捕捉能の耐擦過性が向上し、濾過寿命を長くすることができる。   In the present invention, in the thickness direction of the crystalline polymer layer, the average pore diameter of the pores is smaller than the average pore diameter at both ends, and a dense small-diameter portion exists inside the crystalline polymer layer. Thereby, fine particles can be captured efficiently, there is no clogging, the scuff resistance of the particle capturing ability is improved, and the filtration life can be extended.

前記両端開口平均孔径よりも小さい小径部位の形状、大きさ、位置などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記大きさとしては、両端開口平均孔径よりも小さければ特に制限はないが、両端開口平均孔径のうち最大の平均孔径Aと、小径部位のうち最小の平均孔径Bとの差(A−B)が0.5μm以上であることが好ましく、1μm〜10μmがより好ましい。前記差が0.5μm未満であると、微粒子を効率よく捕捉することができなくなるため、目詰まりしやすくなり、高流量の濾過ができなくなることがある。なお、両端開口平均孔径が同じ大きさであるときには、いずれか一方の平均孔径が最大の平均孔径Aとなる。
前記位置としては、前記結晶性ポリマー層の内部であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、結晶性ポリマー層の表面から厚み方向に5μm以上であることが好ましい。
There are no particular restrictions on the shape, size, position, etc. of the small-diameter portion smaller than the average opening diameter at both ends, and it can be appropriately selected according to the purpose. The size is not particularly limited as long as it is smaller than the both-end opening average pore diameter, but the difference between the maximum average pore diameter A of the both-end opening average pore diameter and the minimum average pore diameter B of the small-diameter portions (AB). Is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm to 10 μm. If the difference is less than 0.5 μm, fine particles cannot be trapped efficiently, so that clogging is likely to occur and high flow rate filtration may not be possible. In addition, when both end opening average hole diameters are the same magnitude | size, either one average hole diameter becomes the largest average hole diameter A.
The position is not particularly limited as long as it is inside the crystalline polymer layer and can be appropriately selected according to the purpose, but it is preferably 5 μm or more in the thickness direction from the surface of the crystalline polymer layer.

また、本発明においては、孔部の平均孔径が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化していることが好ましい。
前記「孔部の平均孔径が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化していること」は、横軸に結晶性ポリマー微孔性膜のおもて面からの厚み方向の距離d(おもて面からの深さに相当)をとり、縦軸に孔部の平均孔径Dをとったとき、(1)おもて面(d=0)からうら面(d=膜厚)に至るまでのグラフが、1本の連続線で描かれ(連続的)、グラフの傾き(dD/dt)が負の領域(減少)、及び傾きが正の領域(増加)のいずれであるが、連続であれば一部に傾きが0(ゼロ)の場合を含んでいてもよい。なお、微孔性膜全体において傾きが0(ゼロ)の場合(変化なし)は含まれない。
これらの中でも、結晶性ポリマー層における孔部の平均孔径が、おもて面からうら面に至るまでのグラフが、連続的に増加、及び連続的に減少のいずれかであるのが好ましく、おもて面からうら面に至るまでのグラフが連続的に減少し、連続的に増加することが特に好ましい。
Moreover, in this invention, it is preferable that the average hole diameter of a hole is changing to the thickness direction of a crystalline polymer layer.
The above-mentioned “the average pore diameter of the pores is changing in the thickness direction of the crystalline polymer layer” means that the horizontal axis indicates the distance d in the thickness direction from the front surface of the crystalline polymer microporous membrane (mainly (1) From the front surface (d = 0) to the back surface (d = film thickness) The graph is drawn with one continuous line (continuous), and the slope (dD / dt) of the graph is a negative area (decrease) or a positive slope (increase). If there is, the case where the inclination is 0 (zero) may be included. The case where the inclination is 0 (zero) in the entire microporous membrane (no change) is not included.
Among these, it is preferable that the average pore diameter of the pores in the crystalline polymer layer is either continuously increasing or continuously decreasing from the front surface to the back surface. It is particularly preferable that the graph from the front surface to the back surface continuously decreases and increases continuously.

本発明においては、結晶性ポリマー微孔性膜における孔部の平均孔径が大きい方の面を「おもて面」と言い、孔部の平均孔径が小さい方の面を「うら面」と言っているが、これは本発明の説明をわかりやすくするために便宜的につけた呼称に過ぎず、いずれの面を「うら面」にしても構わない。   In the present invention, the surface of the crystalline polymer microporous membrane having the larger average pore diameter is referred to as “front surface”, and the surface having the smaller average pore diameter is referred to as “back surface”. However, this is merely a name given for convenience in order to make the description of the present invention easier to understand, and any surface may be a “back surface”.

ここで、図1に示すように、単層構造の結晶性ポリマー層101からなる本発明の結晶性ポリマー微孔性膜における孔部101aの孔径は、両端開口平均孔径よりも小さく、緻密な小径部位101cが前記結晶性ポリマー層の内部に存在しており、孔部101aの孔径が結晶性ポリマー層の厚み方向に変化(連続的に減少し、連続的に増加)している。
これに対し、図2に示すように、結晶性ポリマー層102、103、104を積層した3層構造の従来の結晶性ポリマー微孔性膜であり、両端開口平均孔径よりも小さい小径部位を有する層103が前記結晶性ポリマー微孔性膜の内部に存在しているが、複層構造であり、また、孔部102b、103b、104bの孔径は、いずれも各結晶性ポリマー層の厚み方向に変化しておらず、また、結晶性ポリマー微孔性膜全体としてみると、孔径が厚み方向に段階的に変化している部分がある。
Here, as shown in FIG. 1, the pore diameter of the pore 101a in the crystalline polymer microporous membrane of the present invention comprising the crystalline polymer layer 101 having a single-layer structure is smaller than the both-end opening average pore diameter, and has a fine small diameter. The part 101c exists inside the crystalline polymer layer, and the hole diameter of the hole 101a changes (continuously decreases and continuously increases) in the thickness direction of the crystalline polymer layer.
On the other hand, as shown in FIG. 2, it is a conventional crystalline polymer microporous film having a three-layer structure in which crystalline polymer layers 102, 103, and 104 are laminated, and has a small-diameter portion smaller than the average pore diameter at both ends. Although the layer 103 exists inside the crystalline polymer microporous membrane, it has a multilayer structure, and the pore diameters of the holes 102b, 103b, 104b are all in the thickness direction of each crystalline polymer layer. There is a portion in which the pore diameter changes stepwise in the thickness direction when the entire crystalline polymer microporous membrane is not changed.

ここで、前記孔部の平均孔径は、例えば走査型電子顕微鏡(日立S−4000型、蒸着は日立E1030型、いずれも日立製作所製)で膜表面の写真(SEM写真、倍率1,000倍〜5,000倍)をとり、得られた写真を画像処理装置(本体名:日本アビオニクス株式会社製、TVイメージプロセッサTVIP−4100II、制御ソフト名:ラトックシステムエンジニアリング株式会社製、TVイメージプロセッサイメージコマンド4198)に取り込んで結晶性ポリマー繊維のみからなる像を得て、その像を演算処理することにより平均孔径が求められる。   Here, the average pore diameter of the hole is, for example, a photograph of the film surface (SEM photograph, magnification 1,000 times to ~) with a scanning electron microscope (Hitachi S-4000 type, vapor deposition is Hitachi E1030 type, both manufactured by Hitachi, Ltd.) 5,000 times) and the obtained photograph is processed into an image processing apparatus (main body name: Nippon Avionics Co., Ltd., TV image processor TVIP-4100II, control software name: Ratok System Engineering Co., Ltd., TV image processor image command 4198 ) To obtain an image composed only of crystalline polymer fibers, and the average pore size is obtained by calculating the image.

−結晶性ポリマー−
本発明において、前記「結晶性ポリマー」とは、分子構造の中に長い鎖状の分子が規則的に並んだ結晶性領域と、規則的に並んでいない非結晶領域が混在したポリマーを意味し、このようなポリマーは物理的な処理により、結晶性が発現する。例えば、ポリエチレンフィルムを外力により延伸すると、初めは透明なフィルムが白濁する現象が認められる。これは外力によりポリマー内の分子配列が一つの方向に揃えられることによって、結晶性が発現したことに由来する。
-Crystalline polymer-
In the present invention, the “crystalline polymer” means a polymer in which a crystalline region in which long chain molecules are regularly arranged in a molecular structure and an amorphous region that is not regularly arranged are mixed. Such polymers exhibit crystallinity by physical treatment. For example, when a polyethylene film is stretched by an external force, a phenomenon that a transparent film becomes cloudy at first is recognized. This is because the crystallinity is expressed by aligning the molecular arrangement in the polymer in one direction by an external force.

前記結晶性ポリマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えばポリアルキレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、液晶性ポリマーなどが挙げられ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル、などが挙げられる。
これらの中でも、耐薬品性と取り扱い性の観点から、ポリアルキレン(例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン)が好ましく、該ポリアルキレンにおけるアルキレン基の水素原子がフッ素原子によって一部又は全部が置換されたフッ素系ポリアルキレンがより好ましく、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が特に好ましい。
前記ポリエチレンは、その分岐度により密度が変化し、分岐度が多く、結晶化度が低いものが低密度ポリエチレン(LDPE)、分岐度が少なく、結晶化度の高いものが高密度ポリエチレン(HDPE)と分類され、いずれも用いることができる。これらの中でも、結晶性コントロールの点から、HDPEが特に好ましい。
The crystalline polymer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include polyalkylenes, polyesters, polyamides, polyethers, and liquid crystalline polymers. Specific examples include polyethylene, Examples include polypropylene, nylon, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, syndiotactic polystyrene, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, wholly aromatic polyamide, wholly aromatic polyester, fluororesin, and polyether nitrile.
Among these, from the viewpoint of chemical resistance and handleability, polyalkylene (for example, polyethylene and polypropylene) is preferable, and fluorine-based polyalkylene in which the hydrogen atoms of the alkylene group in the polyalkylene are partially or entirely substituted with fluorine atoms. Alkylene is more preferred, and polytetrafluoroethylene (PTFE) is particularly preferred.
The density of the polyethylene varies depending on the degree of branching, the degree of branching is high, and the degree of crystallization is low density polyethylene (LDPE), the degree of branching is low and the degree of crystallization is high density polyethylene (HDPE). Any of these can be used. Among these, HDPE is particularly preferable from the viewpoint of crystallinity control.

前記ポリテトラフルオロエチレンは、通常、乳化重合法により製造されたポリテトラフルオロエチレンを用いることができ、乳化重合により得られた水性分散体を凝析することにより取得した微粉末状のポリテトラフルオロエチレンを使用することが好ましい。   As the polytetrafluoroethylene, polytetrafluoroethylene produced by an emulsion polymerization method can be usually used, and a finely divided polytetrafluoroethylene obtained by coagulating an aqueous dispersion obtained by emulsion polymerization. It is preferred to use ethylene.

前記ポリテトラフルオロエチレンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、市販品を用いることができる。該市販品としては、例えば、ポリフロンPTFE F−104、ポリフロンPTFE F−201、ポリフロンPTFE F−205、ポリフロンPTFE F−207、ポリフロンPTFE F−301(いずれも、ダイキン工業株式会社製);Fluon PTFE CD1、Fluon PTFE CD141、Fluon PTFE CD145、Fluon PTFE CD123、Fluon PTFE CD076、Fluon PTFE CD090(いずれも、旭硝子株式会社製);テフロン(登録商標)PTFE 6−J、テフロン(登録商標)PTFE 62XT、テフロン(登録商標)PTFE 6C−J、テフロン(登録商標)PTFE 640−J(いずれも、三井デュポンフロロケミカル株式会社製)、などが挙げられる。これらの中でも、F−104、CD1、CD141、CD145、CD123、6−Jが好ましく、F−104、CD1、CD123,6−Jがより好ましく、CD123が特に好ましい。   There is no restriction | limiting in particular as said polytetrafluoroethylene, According to the objective, it can select suitably, A commercial item can be used. Examples of the commercially available products include polyflon PTFE F-104, polyflon PTFE F-201, polyflon PTFE F-205, polyflon PTFE F-207, polyflon PTFE F-301 (all manufactured by Daikin Industries, Ltd.); Fluon PTFE CD1, Fluon PTFE CD141, Fluon PTFE CD145, Fluon PTFE CD123, Fluon PTFE CD076, Fluon PTFE CD090 (all manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); Teflon (registered trademark) PTFE 6-J, Teflon (registered trademark) TFElon (Registered Trademark) PTFE 6C-J, Teflon (Registered Trademark) PTFE 640-J (all manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.), and the like. Among these, F-104, CD1, CD141, CD145, CD123, 6-J are preferable, F-104, CD1, CD123, 6-J are more preferable, and CD123 is particularly preferable.

前記結晶性ポリマーは、そのガラス転移温度が、40℃〜400℃であることが好ましく、50℃〜350℃がより好ましい。
前記結晶性ポリマーの質量平均分子量は、1,000〜100,000,000が好ましい。
前記結晶性ポリマーの数平均分子量は、500〜50,000,000が好ましく、1,000〜10,000,000がより好ましい。
The crystalline polymer preferably has a glass transition temperature of 40 ° C to 400 ° C, more preferably 50 ° C to 350 ° C.
The crystalline polymer preferably has a mass average molecular weight of 1,000 to 100,000,000.
The number average molecular weight of the crystalline polymer is preferably 500 to 50,000,000, more preferably 1,000 to 10,000,000.

前記結晶性ポリマー微孔性膜の膜厚は、1μm〜300μmが好ましく、5μm〜100μmがより好ましく、10μm〜80μmが更に好ましい。   The film thickness of the crystalline polymer microporous film is preferably 1 μm to 300 μm, more preferably 5 μm to 100 μm, and still more preferably 10 μm to 80 μm.

(結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法)
本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法は、非対称加熱工程と、延伸工程とを少なくとも含み、結晶性ポリマーフィルム作製工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
(Method for producing crystalline polymer microporous membrane)
The method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention comprises at least an asymmetric heating step and a stretching step, and further comprises a crystalline polymer film production step and, if necessary, other steps.

−結晶性ポリマーフィルム作製工程−
前記結晶性ポリマーフィルム作製工程は、結晶性ポリマーを押出助剤と混合した混合物を作製し、これをペースト押出して圧延することにより結晶性ポリマーフィルムを作製する工程である。
前記結晶性ポリマーとしては、上述したものの中から目的に応じて適宜選択することができる。
前記押出助剤としては、液状潤滑剤を用いることが好ましく、具体的には、ソルベントナフサ、ホワイトオイルなどを例示することができる。前記押出助剤としては、市販品を用いることができ、例えばエッソ石油株式会社製「アイソパー」などの炭化水素油を用いても構わない。前記押出助剤の添加量は、前記結晶性ポリマー100質量部に対して、20質量部〜30質量部が好ましい。
-Crystalline polymer film production process-
The crystalline polymer film production step is a step of producing a crystalline polymer film by producing a mixture in which a crystalline polymer is mixed with an extrusion aid, and extruding and rolling the mixture.
The crystalline polymer can be appropriately selected from those described above according to the purpose.
As the extrusion aid, a liquid lubricant is preferably used, and specific examples thereof include solvent naphtha and white oil. As the extrusion aid, commercially available products can be used, and for example, hydrocarbon oil such as “Isopar” manufactured by Esso Petroleum Corporation may be used. The addition amount of the extrusion aid is preferably 20 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the crystalline polymer.

ペースト押出しは、通常50℃〜80℃にて行うことが好ましい。押出し形状については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常は棒状にするのが好ましい。押出物は次いで圧延することによりフィルム状にする。前記圧延は、例えばカレンダーロールにより50m/分の速度でカレンダー掛けすることにより行うことができる。圧延温度は、通常50℃〜70℃に設定することができる。
その後、フィルムを加熱乾燥することにより押出助剤を除去して結晶性ポリマー未加熱フィルムとすることが好ましい。このときの加熱温度としては、特に制限はなく、用いる結晶性ポリマーの種類に応じて適宜選定することができるが、40℃〜400℃が好ましく、60℃〜350℃がより好ましい。結晶性ポリマーとして、例えばポリテトラフルオロエチレンを用いる場合には、150℃〜280℃が好ましく、200℃〜255℃がより好ましい。
前記加熱は、フィルムを熱風乾燥炉に通すなどの方法で行うことができる。このようにして製造される結晶性ポリマー未加熱フィルムの厚みは、最終的に製造しようとする結晶性ポリマー微孔性膜の厚みに応じて適宜調整することができ、後工程での延伸による厚みの減少も考慮して調整することが必要である。
なお、結晶性ポリマー未加熱フィルムの製造に際しては、「ポリフロンハンドブック」(ダイキン工業株式会社発行、1983年改訂版)に記載されている事項を適宜採用することができる。
Paste extrusion is usually preferably performed at 50 ° C to 80 ° C. There is no restriction | limiting in particular about extrusion shape, Although it can select suitably according to the objective, Usually, it is preferable to make it rod-shaped. The extrudate is then rolled into a film. The rolling can be performed, for example, by calendaring with a calendar roll at a speed of 50 m / min. The rolling temperature can usually be set to 50 ° C to 70 ° C.
Then, it is preferable to remove the extrusion aid by heating and drying the film to obtain a crystalline polymer unheated film. There is no restriction | limiting in particular as heating temperature at this time, Although it can select suitably according to the kind of crystalline polymer to be used, 40 to 400 degreeC is preferable and 60 to 350 degreeC is more preferable. For example, when polytetrafluoroethylene is used as the crystalline polymer, 150 ° C. to 280 ° C. is preferable, and 200 ° C. to 255 ° C. is more preferable.
The heating can be performed by a method such as passing the film through a hot air drying furnace. The thickness of the crystalline polymer unheated film thus produced can be adjusted as appropriate according to the thickness of the crystalline polymer microporous film to be finally produced, and the thickness by stretching in the subsequent process. It is necessary to adjust in consideration of the decrease of
In the production of the crystalline polymer unheated film, the items described in “Polyfluorocarbon Handbook” (issued by Daikin Industries, Ltd., revised in 1983) can be appropriately employed.

−非対称加熱工程−
前記非対称加熱工程は、結晶性ポリマーからなる結晶性ポリマーフィルムの一方の面を加熱及び加熱表面を除熱して、該結晶性ポリマーフィルムの厚み方向に温度勾配を形成する工程である。
前記「加熱及び加熱表面を除熱」とは、同一表面で加熱と除熱をほぼ同時に行うことを意味し、加熱をはじめてから除熱する態様、除熱をはじめてから加熱する態様、加熱と除熱を同時に行う態様などをすべて含むが、加熱をはじめてから除熱する態様が特に好ましい。
前記加熱及び除熱の程度としては、加熱及び除熱する側の結晶性ポリマーフィルムの表面温度が30℃〜327℃に保たれるように調節することが好ましい。
前記結晶性ポリマー層の厚み方向での温度勾配における最大温度部位が、結晶性ポリマーフィルムの表面ではなく、内部に存在することにより、結晶性ポリマー層の内部に緻密な小径部位を形成できる点で好ましい。
-Asymmetric heating process-
The asymmetric heating step is a step of heating one surface of a crystalline polymer film made of a crystalline polymer and removing heat from the heated surface to form a temperature gradient in the thickness direction of the crystalline polymer film.
The above-mentioned “heating and heat removal of the heated surface” means that heating and heat removal are performed almost simultaneously on the same surface. A mode in which heat is removed after heating, a mode in which heat is removed from the beginning of heat removal, a mode in which heating and heat removal are performed. Although all the aspects which heat simultaneously are included, the aspect which removes heat after starting a heating is especially preferable.
The degree of heating and heat removal is preferably adjusted so that the surface temperature of the crystalline polymer film on the side to be heated and removed is maintained at 30 ° C to 327 ° C.
The maximum temperature site in the temperature gradient in the thickness direction of the crystalline polymer layer is not in the surface of the crystalline polymer film but in the inside, so that a dense small diameter site can be formed in the crystalline polymer layer. preferable.

前記加熱方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、(1)結晶性ポリマーフィルムに熱風を吹き付ける方法、(2)結晶性ポリマーフィルムに熱媒に接触させる方法、(3)結晶性ポリマーフィルムを加熱部材に接触させる方法、(4)結晶性ポリマーフィルムに電磁波を照射する方法、などが挙げられるが、後述する表面除熱方法と組み合わせる時の組み合わせ易さの点から電磁波照射が好ましい。前記電磁波としては、X線、ガンマ線、電子線、マイクロ波、赤外線などが挙げられ、これらの中でも、表層の加熱に適する点から赤外線が特に好ましい。   The heating method is not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. (1) A method of blowing hot air on the crystalline polymer film, (2) A method of contacting the crystalline polymer film with a heating medium, (3) A method of bringing the crystalline polymer film into contact with the heating member, (4) a method of irradiating the crystalline polymer film with electromagnetic waves, and the like. Therefore, electromagnetic wave irradiation is preferable. Examples of the electromagnetic wave include X-rays, gamma rays, electron beams, microwaves, infrared rays, and the like. Among these, infrared rays are particularly preferable because they are suitable for heating the surface layer.

前記赤外線としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記赤外線の一般的な定義は「実用赤外線」(人間と歴史社、1992年発行)を参考にすることができる。前記赤外線とは、波長が0.74μm〜1,000μmの電磁波を意味し、そのうち波長が0.74μm〜3μmの範囲を近赤外線とし、波長が3μm〜1,000μmの範囲を遠赤外線とする。
前記赤外線の装置の種類としては、目的の波長の赤外線が照射できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、一般的に、近赤外線は電球(ハロゲンランプ)、遠赤外線はセラミック、石英、金属酸化面などの発熱体を用いることができる。
また、赤外線照射であれば、工業的に流れ作業で連続的に非対称加熱を行うことができ、しかも温度制御や装置のメンテナンスも容易である。また非接触であるため、クリーン、かつ毛羽立ちのような欠陥が生じることがない。
前記赤外線照射によるフィルム表面温度は、赤外線照射装置の出力、赤外線照射装置とフィルム表面の距離、照射時間(搬送速度)、雰囲気温度で制御でき、上記の半加熱体にする際の温度に設定することができるが、324℃〜380℃が好ましく、335℃〜360℃がより好ましい。前記表面温度が、324℃未満であると、結晶状態が変化せず、孔径制御ができなくなることがあり、380℃を超えると、結晶性ポリマーフィルムが溶融することにより過度に形状が変形したり、結晶性ポリマーの熱分解が生じることがある。
前記赤外線の照射時間は、特に制限はなく、目的とする非対称加熱が十分に進行するのに必要な時間であり、30秒間〜120秒間が好ましく、45秒間〜90秒間がより好ましく、60秒間〜80秒間が更に好ましい。
前記非対称加熱における赤外線照射は、連続的に行ってもよく、又は何度かに分割して間欠的に行ってもよい。
There is no restriction | limiting in particular as said infrared rays, According to the objective, it can select suitably.
The general definition of the infrared can be referred to “practical infrared” (Human and History, published in 1992). The infrared ray means an electromagnetic wave having a wavelength of 0.74 μm to 1,000 μm, of which the range of 0.74 μm to 3 μm is near infrared, and the range of 3 μm to 1,000 μm is far infrared.
The type of infrared device is not particularly limited as long as it can irradiate infrared rays having a target wavelength, and can be appropriately selected according to the purpose. In general, near infrared rays are bulbs (halogen lamps), far infrared rays are A heating element such as ceramic, quartz, or metal oxide surface can be used.
In addition, if infrared irradiation is used, it is possible to perform asymmetric heating continuously in a flow operation industrially, and temperature control and maintenance of the apparatus are easy. Moreover, since it is non-contact, it does not cause defects such as cleanness and fluff.
The film surface temperature by the infrared irradiation can be controlled by the output of the infrared irradiation apparatus, the distance between the infrared irradiation apparatus and the film surface, the irradiation time (conveying speed), and the atmospheric temperature, and is set to the temperature at which the half-heated body is formed. However, 324 ° C to 380 ° C is preferable, and 335 ° C to 360 ° C is more preferable. When the surface temperature is less than 324 ° C., the crystal state does not change and the pore diameter control may not be possible. When the surface temperature exceeds 380 ° C., the crystalline polymer film melts and the shape is excessively deformed. Thermal decomposition of the crystalline polymer may occur.
The irradiation time of the infrared rays is not particularly limited, and is a time necessary for the target asymmetric heating to sufficiently proceed, preferably 30 seconds to 120 seconds, more preferably 45 seconds to 90 seconds, and 60 seconds to 80 seconds is more preferable.
The infrared irradiation in the asymmetric heating may be performed continuously, or may be performed intermittently after being divided into several times.

前記除熱する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば(1)結晶性ポリマーフィルム表面に冷風を吹き付ける方法、(2)結晶性ポリマーフィルム表面に冷媒に接触させる方法、(3)結晶性ポリマーフィルム表面に冷却部材を接触させる方法、(4)放冷による冷却等の種々の方法が使用できるが、これらの中でも、上述した加熱方法と組み合わせる時の組み合わせ易さの点から(3)結晶性ポリマーフィルム表面に冷風を吹き付ける方法が特に好ましい。
前記冷風の温度としては、0℃〜50℃が好ましく、冷風の流量は10L/分〜2,000L/分が好ましい。
The heat removal method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, (1) a method of blowing cold air on the surface of the crystalline polymer film, (2) a refrigerant on the surface of the crystalline polymer film Various methods such as a method of contacting, (3) a method of bringing a cooling member into contact with the surface of the crystalline polymer film, and (4) cooling by allowing to cool can be used. Among these, combinations when combined with the heating method described above From the viewpoint of easiness, (3) a method of spraying cold air on the surface of the crystalline polymer film is particularly preferable.
The temperature of the cold air is preferably 0 ° C. to 50 ° C., and the flow rate of the cold air is preferably 10 L / min to 2,000 L / min.

−延伸工程−
前記延伸工程は、温度勾配を形成した状態の結晶性ポリマーフィルムを延伸する工程である。
前記延伸は、長手方向と幅方向の両方について行うことが好ましい。長手方向と幅方向について、それぞれ逐次延伸を行ってもよいし、同時に二軸延伸を行ってもよい。
長手方向と幅方向について、それぞれ逐次延伸を行う場合には、まず、長手方向の延伸を行ってから幅方向の延伸を行うことが好ましい。
前記長手方向の延伸倍率は、4倍〜100倍が好ましく、8倍〜90倍がより好ましく、10倍〜80倍が更に好ましい。長手方向の延伸温度は、100℃〜300℃が好ましく、200℃〜290℃がより好ましく、250℃〜280℃が特に好ましい。
前記幅方向の延伸倍率は、10倍〜100倍が好ましく、12倍〜90倍がより好ましく、15倍〜70倍が更に好ましく、20倍〜40倍が特に好ましい。幅方向の延伸温度は、100℃〜300℃が好ましく、200℃〜290℃がより好ましく、250℃〜280℃が特に好ましい。
面積延伸倍率は、50倍〜250倍が好ましく、75倍〜200倍がより好ましく、100倍〜150倍が更に好ましい。延伸を行う際には、予め延伸温度以下の温度に結晶性ポリマーフィルムを予備加熱しておいてもよい。
なお、延伸後に、必要に応じて熱固定を行うことができる。該熱固定の温度は、通常、延伸温度以上で結晶性ポリマーの融点未満で行うことが好ましい。
-Stretching process-
The stretching step is a step of stretching the crystalline polymer film in a state where a temperature gradient is formed.
The stretching is preferably performed in both the longitudinal direction and the width direction. Each of the longitudinal direction and the width direction may be sequentially stretched, or biaxially stretched simultaneously.
When sequentially stretching in the longitudinal direction and the width direction, respectively, it is preferable to first stretch in the longitudinal direction and then stretch in the width direction.
The stretching ratio in the longitudinal direction is preferably 4 to 100 times, more preferably 8 to 90 times, and still more preferably 10 to 80 times. The stretching temperature in the longitudinal direction is preferably 100 ° C to 300 ° C, more preferably 200 ° C to 290 ° C, and particularly preferably 250 ° C to 280 ° C.
The stretching ratio in the width direction is preferably 10 to 100 times, more preferably 12 to 90 times, still more preferably 15 to 70 times, and particularly preferably 20 to 40 times. The stretching temperature in the width direction is preferably 100 ° C to 300 ° C, more preferably 200 ° C to 290 ° C, and particularly preferably 250 ° C to 280 ° C.
The area stretch ratio is preferably 50 times to 250 times, more preferably 75 times to 200 times, and still more preferably 100 times to 150 times. When stretching is performed, the crystalline polymer film may be preheated to a temperature equal to or lower than the stretching temperature in advance.
In addition, after extending | stretching, heat setting can be performed as needed. The heat setting temperature is usually preferably not lower than the stretching temperature and lower than the melting point of the crystalline polymer.

本発明の結晶性ポリマー微孔性膜は、様々な用途に用いることができるが、特に、以下に説明する濾過用フィルタとして好適に用いることができる。   The crystalline polymer microporous membrane of the present invention can be used for various applications, and in particular, can be suitably used as a filter for filtration described below.

(濾過用フィルタ)
本発明の濾過用フィルタは、本発明の前記結晶性ポリマー微孔性膜を用いることを特徴とする。
本発明の結晶性ポリマー微孔性膜を濾過用フィルタとして用いるときは、その表面(平均孔径が大きい面)をインレット側として濾過を行うことが好ましい。即ち、ポアサイズの大きな表面側をフィルタの濾過面に使用する。このように、平均孔径が大きい面(表面)をインレット側として濾過を行うことにより、効率よく微粒子を捕捉することができる。
また、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜は比表面積が大きいため、その表面から導入された微細粒子が最小孔径部分に到達する以前に吸着又は付着によって除かれる。したがって、目詰まりを起こしにくく、長期間にわたって高い濾過効率を維持することができる。
(Filter for filtration)
The filter for filtration of the present invention uses the crystalline polymer microporous membrane of the present invention.
When the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is used as a filter for filtration, it is preferable to perform filtration with its surface (surface having a large average pore diameter) as the inlet side. That is, the surface side having a large pore size is used as the filter surface of the filter. In this way, fine particles can be efficiently captured by performing filtration with the surface (surface) having a large average pore diameter as the inlet side.
Further, since the crystalline polymer microporous membrane of the present invention has a large specific surface area, the fine particles introduced from the surface are removed by adsorption or adhesion before reaching the minimum pore diameter portion. Therefore, clogging is unlikely to occur and high filtration efficiency can be maintained over a long period of time.

本発明の濾過用フィルタは、差圧0.1kg/cmとして濾過を行った時に、少なくとも5ml/cm・min以上の濾過が可能なものとすることができる。
本発明の濾過用フィルタは、プリーツ状に加工成形することが好ましい。プリーツ状に加工することにより、カートリッジあたりのフィルタの濾過に使用する有効表面積を増大させることができるという利点がある。
The filtration filter of the present invention can be filtered at least 5 ml / cm 2 · min or more when filtration is performed at a differential pressure of 0.1 kg / cm 2 .
The filter for filtration of the present invention is preferably processed and formed into a pleated shape. Processing into a pleated shape has the advantage that the effective surface area used for filtering the filter per cartridge can be increased.

本発明の結晶性ポリマー微孔性膜を用いた濾過用フィルタは、このように濾過機能が高くて長寿命であるという特徴を有することから、濾過装置をコンパクトにまとめることができる。従来の濾過装置では、多数の濾過ユニットを並列的に使用して濾過寿命の短さに対処していたが、本発明の濾過用フィルタを用いれば並列的に使用する濾過ユニットの数を大幅に減らすことができる。また、濾過用フィルタの交換期間も大幅に延ばすことができるため、メンテナンスにかかる費用や時間を節減できる。   Since the filter for filtration using the crystalline polymer microporous membrane of the present invention has such a characteristic that the filtration function is high and the life is long, the filtration device can be compactly assembled. In the conventional filtration apparatus, a large number of filtration units are used in parallel to cope with the short filtration life. However, if the filtration filter of the present invention is used, the number of filtration units used in parallel is greatly increased. Can be reduced. Moreover, since the replacement period of the filter for filtration can be extended significantly, the cost and time required for maintenance can be reduced.

本発明の濾過用フィルタは、濾過が必要とされる様々な状況において使用することができ、気体、液体等の精密濾過に好適に用いられ、例えば、腐食性ガス、半導体工業で使用される各種ガス等の濾過、電子工業用洗浄水、医薬用水、医薬製造工程用水、食品水等の濾過、滅菌に用いられる。特に、本発明の濾過用フィルタは耐熱性及び耐薬品性に優れているため、従来の濾過用フィルタでは対応できなかった高温濾過や反応性薬品の濾過にも効果的に用いられる。   The filter for filtration of the present invention can be used in various situations where filtration is required, and is preferably used for microfiltration of gases, liquids, etc., for example, corrosive gas, various types used in the semiconductor industry. It is used for filtration and sterilization of gas, etc., washing water for electronics industry, pharmaceutical water, pharmaceutical manufacturing process water, food water and the like. In particular, since the filter for filtration of the present invention is excellent in heat resistance and chemical resistance, it can be effectively used for high-temperature filtration and filtration of reactive chemicals that cannot be handled by conventional filter for filtration.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
−ポリテトラフルオロエチレンフィルムの作製−
結晶性ポリマーとして数平均分子量が620万のポリテトラフルオロエチレンファインパウダー(ダイキン工業株式会社製、「ポリフロン・ファインパウダーF104U」)100質量部に、押出助剤として炭化水素油(エッソ石油株式会社製、「アイソパーM」)27質量部を加え、丸棒状にペースト押出しを行った。これを、60℃に加熱したカレンダーロールにより50m/分の速度でカレンダー掛けして、ポリテトラフルオロエチレンフィルムを作製した。得られたフィルムを250℃の熱風乾燥炉に通して押出助剤を乾燥除去し、平均厚さ100μm、平均幅150mm、比重1.55のポリテトラフルオロエチレンフィルムを作製した。
(Example 1)
-Production of polytetrafluoroethylene film-
100 parts by mass of a polytetrafluoroethylene fine powder (Daikin Industries, Ltd., “Polyflon Fine Powder F104U”) having a number average molecular weight of 6.2 million as a crystalline polymer, and a hydrocarbon oil (Esso Oil Co., Ltd.) as an extrusion aid “Isopar M”) was added in an amount of 27 parts by mass, and paste extrusion was performed in a round bar shape. This was calendered with a calender roll heated to 60 ° C. at a speed of 50 m / min to produce a polytetrafluoroethylene film. The resulting film was passed through a hot air drying oven at 250 ° C. to remove the extrusion aid, and a polytetrafluoroethylene film having an average thickness of 100 μm, an average width of 150 mm, and a specific gravity of 1.55 was produced.

−半加熱フィルムの作製−
得られたポリテトラフルオロエチレンフィルムを、50℃のロール(表面材質SUS316)上で、一方の面をタングステンフィラメント内蔵のハロゲンヒーターで近赤外線により、フィルム表面温度が360℃となる条件を事前に設定した。つづいて、10℃の冷却風を500L/分の流量で送風しながら、同条件の近赤外線照射を1分間行い(非対称加熱処理)、半加熱フィルムを作製した。この処理中、フィルムの表面温度は50℃に保たれていた。
-Production of semi-heated film-
The polytetrafluoroethylene film thus obtained was set in advance on a 50 ° C. roll (surface material SUS316) on one side with a near-infrared ray using a halogen heater with a built-in tungsten filament, so that the film surface temperature would be 360 ° C. did. Next, while blowing 10 ° C. cooling air at a flow rate of 500 L / min, near-infrared irradiation under the same conditions was performed for 1 minute (asymmetric heating treatment) to produce a semi-heated film. During this treatment, the surface temperature of the film was kept at 50 ° C.

−ポリテトラフルオロエチレン微孔性膜の作製−
得られた半加熱フィルムを270℃にて長手方向に12.5倍にロール間延伸し、一旦巻き取りロールに巻き取った。その後、フィルムを305℃に予備加熱した後、両端をクリップで挟み、270℃で幅方向に30倍に延伸した。その後、380℃で熱固定を行った。得られた延伸フィルムの面積延伸倍率は、伸長面積倍率で260倍であった。以上により、実施例1のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜を作製した。
-Production of polytetrafluoroethylene microporous membrane-
The obtained semi-heated film was stretched between rolls by 12.5 times in the longitudinal direction at 270 ° C. and once wound on a take-up roll. Then, after preheating the film to 305 ° C., both ends were sandwiched between clips and stretched 30 times in the width direction at 270 ° C. Thereafter, heat setting was performed at 380 ° C. The area stretch ratio of the obtained stretched film was 260 times in terms of stretched area ratio. Thus, the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Example 1 was produced.

(実施例2)
−ポリテトラフルオロエチレン微孔性膜の作製−
実施例1において、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの一方の面を、セラミックスヒータを用いて、遠赤外線加熱した以外は、実施例1と同様にして、実施例2のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜を作製した。
(Example 2)
-Production of polytetrafluoroethylene microporous membrane-
In Example 1, the polytetrafluoroethylene microporous film of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that one surface of the polytetrafluoroethylene film was heated by far infrared rays using a ceramic heater. Produced.

(比較例1)
−結晶性ポリマー微孔性膜の作製−
実施例1において、冷却風の送風を行わずに25℃雰囲気下で非対称加熱処理を行った以外は、実施例1と同様にして、比較例1のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜を作製した。
(Comparative Example 1)
-Fabrication of crystalline polymer microporous membrane-
In Example 1, a polytetrafluoroethylene microporous membrane of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the asymmetric heating treatment was performed in an atmosphere at 25 ° C. without blowing cooling air. .

(比較例2)
−結晶性ポリマー微孔性膜の作製−
実施例1において、非対称加熱処理を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、比較例2のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜を作製した。
(Comparative Example 2)
-Fabrication of crystalline polymer microporous membrane-
A polytetrafluoroethylene microporous membrane of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the asymmetric heating treatment was not performed in Example 1.

(比較例3)
<ポリテトラフルオロエチレン微孔性膜の作製>
−予備成形体の作製−
結晶性ポリマーとして数平均分子量が100万のポリテトラフルオロエチレンのファインパウダー(旭硝子株式会社製、「Fluon PTFE CD1」)100質量部に、押出助剤として炭化水素油(エッソ石油株式会社製、「アイソパーM」)27質量部を加えた。これをペースト1とした。
同様に、数平均分子量が1000万のポリテトラフルオロエチレンのファインパウダー(旭硝子株式会社製、「Fluon PTFE CD123」)100質量部に、押出助剤として炭化水素油(エッソ石油株式会社製、「アイソパーM」)27質量部を加えた。これをペースト2とした。
次に、ペースト1と、ペースト2とを厚み比(ペースト1/ペースト2)が4/1となるように、図3に示すように敷き詰め(図3中ではペースト1を5、ペースト2を4で表す)、加圧し、予備成形体10とした(図4参照)。
以降の処理では、ペースト1(5)側を「おもて面」、ペースト2(4)側を「うら面」とした。
(Comparative Example 3)
<Preparation of polytetrafluoroethylene microporous membrane>
-Preparation of preform-
As a crystalline polymer, 100 parts by mass of polytetrafluoroethylene fine powder (Asahi Glass Co., Ltd., “Fluon PTFE CD1”) having a number average molecular weight of 1,000,000, and a hydrocarbon oil (Esso Oil Co., Ltd., “ Isopar M ”)) 27 parts by weight was added. This was designated as paste 1.
Similarly, 100 parts by mass of polytetrafluoroethylene fine powder having a number average molecular weight of 10 million (Asahi Glass Co., Ltd., “Fluon PTFE CD123”) and hydrocarbon oil (Esso Oil Co., Ltd. M ") 27 parts by weight were added. This was designated as paste 2.
Next, paste 1 and paste 2 are spread as shown in FIG. 3 so that the thickness ratio (paste 1 / paste 2) is 4/1 (in FIG. 3, paste 1 is 5 and paste 2 is 4). And pressurized to form a preform 10 (see FIG. 4).
In the subsequent processing, the paste 1 (5) side was the “front surface” and the paste 2 (4) side was the “back surface”.

−未加熱フィルムの作製−
得られた予備成形体10を図5のようなペースト押し出し金型に挿入し、シート状に複層ペースト押出しを行った。これを、60℃に加熱したカレンダーロールによりカレンダー掛けして、複層ポリテトラフルオロエチレンフィルムを作製した。このフィルムを250℃の熱風乾燥炉に通して押出助剤を乾燥除去し、平均厚さ100μm、平均幅150mm、比重1.55のポリテトラフルオロエチレン複層未加熱フィルムを作製した。
-Production of unheated film-
The obtained preform 10 was inserted into a paste extrusion mold as shown in FIG. 5, and a multilayer paste was extruded into a sheet shape. This was calendered with a calender roll heated to 60 ° C. to produce a multilayer polytetrafluoroethylene film. This film was passed through a hot air drying oven at 250 ° C. to remove the extrusion aid, and a polytetrafluoroethylene multilayer unheated film having an average thickness of 100 μm, an average width of 150 mm, and a specific gravity of 1.55 was produced.

−半加熱フィルムの作製−
該ポリテトラフルオロエチレン複層未加熱フィルムの両面を、オーブンを用いて345℃で1分間加熱し複層半加熱フィルムを作製した。
-Production of semi-heated film-
Both surfaces of the polytetrafluoroethylene multilayer unheated film were heated at 345 ° C. for 1 minute using an oven to prepare a multilayer semi-heated film.

−微孔性膜の作製−
得られた複層半加熱フィルムを270℃にて長手方向に12.5倍にロール間延伸し、一旦巻き取りロールに巻き取った。その後、フィルムを305℃に予備加熱した後、両端をクリップで挟み、270℃で幅方向に30倍に延伸した。その後、380℃で熱固定を行った。得られた延伸フィルムの面積延伸倍率は、伸長面積倍率で260倍であった。以上により、比較例3のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜を作製した。
-Production of microporous membrane-
The obtained multilayer semi-heated film was stretched between rolls by 12.5 times in the longitudinal direction at 270 ° C. and once wound on a winding roll. Then, after preheating the film to 305 ° C., both ends were sandwiched between clips and stretched 30 times in the width direction at 270 ° C. Thereafter, heat setting was performed at 380 ° C. The area stretch ratio of the obtained stretched film was 260 times in terms of stretched area ratio. Thus, the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Comparative Example 3 was produced.

次に、作製した実施例1〜2及び比較例1〜3の各ポリテトラフルオロエチレン微孔性膜について、以下のようにして、平均膜厚、おもて面からの厚み方向における平均孔径の測定、及び耐擦過性試験を行った。   Next, for each of the prepared polytetrafluoroethylene microporous membranes of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3, the average film thickness and the average pore diameter in the thickness direction from the front surface were as follows. Measurement and scratch resistance test were conducted.

<平均膜厚の測定>
実施例1〜3及び比較例1〜2の各ポリテトラフルオロエチレン微孔性膜の膜厚をダイヤル式厚さゲージ(アンリツ株式会社製、K402B)により測定した。なお、任意の3箇所を測定し、その平均値を求めた。結果を表1に示す。
<Measurement of average film thickness>
The film thickness of each of the polytetrafluoroethylene microporous membranes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 was measured with a dial-type thickness gauge (K402B, manufactured by Anritsu Corporation). In addition, arbitrary three places were measured and the average value was calculated | required. The results are shown in Table 1.

<おもて面からの厚み方向における平均孔径の測定>
実施例1〜2及び比較例1〜3の各ポリテトラフルオロエチレン微孔性膜について、微孔性膜の膜厚を20とし、おもて面から厚み方向に0(即ち、表層)の部分における平均孔径をP0、厚み方向に1の部分における平均孔径をP1、・・・、厚み方向に20の部分における平均孔径をP20とし、P0〜P20をそれぞれフィルム断面のSEM写真から求めた。ここで、SEM写真は走査型電子顕微鏡(日立S−4000型、蒸着は日立E1030型、いずれも日立製作所製)で倍率1,000倍〜5,000倍)をとり、得られた写真を画像処理装置(本体名:日本アビオニクス株式会社製、TVイメージプロセッサTVIP−4100II、制御ソフト名:ラトックシステムエンジニアリング株式会社製、TVイメージプロセッサイメージコマンド4198)に取り込んでポリテトラフルオロエチレン繊維のみからなる像を得、その像を演算処理することにより平均孔径を求めた。
上記のように求めたP0〜P20の値を基に、おもて面からの厚み方向の距離(μm)における平均孔径(μm)をプロットした。結果を図6〜図10に示す。
<Measurement of average pore diameter in thickness direction from front surface>
About each polytetrafluoroethylene microporous film | membrane of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3, the film thickness of a microporous film | membrane is set to 20, and 0 (namely, surface layer) part in the thickness direction from the front surface The average pore diameter at P0, the average pore diameter at 1 in the thickness direction as P1,..., The average pore diameter at 20 in the thickness direction as P20, and P0 to P20 were determined from SEM photographs of the film cross section. Here, the SEM photograph was taken with a scanning electron microscope (Hitachi S-4000 type, vapor deposition was Hitachi E1030 type, both manufactured by Hitachi, Ltd.), and the magnification was 1,000 to 5,000 times. An image consisting only of polytetrafluoroethylene fibers is taken into a processing device (main body name: Nippon Avionics Co., Ltd., TV image processor TVIP-4100II, control software name: Ratok System Engineering Co., Ltd., TV image processor image command 4198). The average pore diameter was obtained by computing the image.
Based on the values of P0 to P20 determined as described above, the average pore diameter (μm) at the distance (μm) in the thickness direction from the front surface was plotted. The results are shown in FIGS.

図6の結果から、実施例1のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜は、単層構造の結晶性ポリマー層の内部に両端開口平均孔径(最大の平均孔径A=5μm)よりも小さい小径部位(最小の平均孔径B=1μm)が存在し、孔部の平均孔径が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化(連続的に減少し、連続的に増加)しており、結晶性ポリマー微孔性膜全体としては、孔部の孔径が厚み方向に変化(段階的に減少)していることが分かった。
また、図7の結果から、実施例2の単層構造の結晶性ポリマー層の内部に両端開口平均孔径(最大の平均孔径A=5μm)よりも小さい小径部位(最小の平均孔径B=1μm)が存在し、孔部の平均孔径が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化(連続的に減少し、連続的に増加)しており、結晶性ポリマー微孔性膜全体としては、孔部の孔径が厚み方向に変化(段階的に減少)していることが分かった。
これに対し、図8の結果から、比較例1のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜は、単層構造の結晶性ポリマー層において、孔部の平均孔径が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化(連続的に減少)しており、結晶性ポリマー層の内部に両端開口平均孔径よりも小さい小径部位が存在しないことが分かった。
また、図9の結果から、比較例2のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜は、単層構造の結晶性ポリマー層において、結晶性ポリマー層の内部に両端開口平均孔径よりも小さい小径部位が存在せず、孔部の平均孔径が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化していないことが分かった。
また、図10の結果から、比較例3のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜は、3層構造の微孔性膜であり、該微孔性膜の内部に両端開口平均孔径(最大の平均孔径A=3μm)よりも小さい小径部位を有する層(最小の平均孔径B=1μm)が存在するが、各結晶性ポリマー層において孔部の平均孔径が、厚み方向に変化しておらず、全体としてみると平均孔径が断続的に変化していることが分かった。
From the results shown in FIG. 6, the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Example 1 has a small-diameter portion smaller than the both-end opening average pore diameter (maximum average pore diameter A = 5 μm) inside the single-layered crystalline polymer layer. There is a minimum average pore size B = 1 μm), and the average pore size of the pores changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer (continuously decreases and increases continuously), and the crystalline polymer microporosity As a whole film, it was found that the hole diameter of the hole changed (decreased stepwise) in the thickness direction.
Further, from the results of FIG. 7, a small diameter portion (minimum average pore diameter B = 1 μm) smaller than the average pore diameter at both ends (maximum average pore diameter A = 5 μm) inside the crystalline polymer layer having a single-layer structure of Example 2. The average pore diameter of the pores changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer (continuously decreases and increases continuously), and the entire crystalline polymer microporous membrane has It was found that the pore diameter changed (decreased stepwise) in the thickness direction.
On the other hand, from the results of FIG. 8, in the polytetrafluoroethylene microporous film of Comparative Example 1, the average pore diameter of the pores in the crystalline polymer layer having a single layer structure changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer. It was found that there was no small diameter portion smaller than the average pore diameter at both ends in the crystalline polymer layer.
From the results of FIG. 9, the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Comparative Example 2 has a single-layered crystalline polymer layer with a small-diameter portion smaller than the average pore diameter at both ends in the crystalline polymer layer. It was found that the average pore diameter of the pores did not change in the thickness direction of the crystalline polymer layer.
From the results shown in FIG. 10, the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Comparative Example 3 is a microporous membrane having a three-layer structure, and the average pore size at both ends (maximum average pore size) is formed inside the microporous membrane. A layer (smallest average pore diameter B = 1 μm) having a smaller diameter portion than A = 3 μm) exists, but the average pore diameter of the pores in each crystalline polymer layer does not change in the thickness direction, and as a whole As a result, it was found that the average pore diameter changed intermittently.

<耐擦過性試験>
(1)実施例1〜2及び比較例1の微孔性膜から、TD方向(横断方向)180mm×MD方向(成膜方向)50mmの長方形に切り出し、これを平滑な板の上に各微孔性膜の裏面を上にして張り付けたる(サンプルA)。これを水平になるように引張試験機の移動ステージに取り付ける(図11参照)。
(2)実施例1〜2及び比較例1の微孔性膜から、TD方向80mm×MD方向18mmの長方形に切り出し、これと同じ大きさで重さが500gの平滑な板に、該微孔性膜の表面が上になるように張り付けた(サンプルB)。更に、この18mmの辺の中央に糸を付けた。
(3)サンプルBをサンプルAの上に載せた後、サンプルBの糸を引張試験機の移動ステージ上の滑車を介してロードセルに固定した(図11参照)。
(4)移動ステージを200mm/分の速度で下げた。
(5)サンプルAのテスト部について、ポリスチレン微粒子(平均粒子サイズ1.0μm)を0.01質量%含有する水溶液を、差圧0.1kgとして濾過を行った。粒子の漏れの有無を評価した。結果を表2に示す。
<Abrasion resistance test>
(1) From the microporous membranes of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, a rectangle of TD direction (transverse direction) 180 mm × MD direction (film formation direction) 50 mm was cut out, and this was formed on a smooth plate. A porous membrane is attached with the back side facing up (Sample A). It is attached to the moving stage of the tensile tester so as to be horizontal (see FIG. 11).
(2) From the microporous membranes of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, cut into a rectangular shape with a size of 80 mm in the TD direction and 18 mm in the MD direction. The film was attached so that the surface of the conductive film was on top (Sample B). Further, a thread was attached to the center of the 18 mm side.
(3) After the sample B was placed on the sample A, the yarn of the sample B was fixed to the load cell via a pulley on the moving stage of the tensile tester (see FIG. 11).
(4) The moving stage was lowered at a speed of 200 mm / min.
(5) About the test part of sample A, the aqueous solution containing 0.01 mass% of polystyrene microparticles | fine-particles (average particle size of 1.0 micrometer) was filtered by making 0.1 kg of differential pressure | voltages. The presence or absence of particle leakage was evaluated. The results are shown in Table 2.

表2の結果から、比較例1の微孔性膜は、緻密層がうら面に存在するため、耐久性に乏しく、耐擦過性試験により粒子漏れが生じた。
これに対し、実施例1及び2は、緻密な小径部位が微孔性膜の内部にあるため、耐擦過性試験後も粒子漏れがなく、耐久性に優れていることが分かった。
From the results shown in Table 2, the microporous membrane of Comparative Example 1 had poor durability because the dense layer was present on the back surface, and particle leakage occurred in the scratch resistance test.
In contrast, Examples 1 and 2 were found to have excellent durability because there was no particle leakage even after the abrasion resistance test because the dense small-diameter portion was inside the microporous membrane.

<濾過テスト>
次に、実施例1〜2及び比較例1〜3の各結晶性ポリマー微孔性膜について、濾過テストを行った。まず、ポリスチレンラテックス(平均粒子サイズ0.17μm)を0.01質量%含有する水溶液を、差圧0.1kgとして濾過を行った。結果を表3に示す。
<Filtration test>
Next, the filtration test was done about each crystalline polymer microporous film | membrane of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3. First, an aqueous solution containing 0.01% by mass of polystyrene latex (average particle size 0.17 μm) was filtered with a differential pressure of 0.1 kg. The results are shown in Table 3.

表3の結果から、比較例3の微孔性膜は、800ml/cmで実質的に目詰まりを起こした。また、比較例2の微孔性膜は、孔径が大きく微粒子補足が不十分であったため測定不可であった。
これに対し、実施例1〜2及び比較例1の各微孔性膜は、それぞれ1500ml/cm、1500ml/cm、1500ml/cm、まで濾過が可能であり、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜を用いることにより濾過寿命が大幅に改善されることが分かった。
From the results of Table 3, the microporous membrane of Comparative Example 3 was substantially clogged at 800 ml / cm 2 . The microporous membrane of Comparative Example 2 was not measurable because of the large pore size and insufficient particulate supplementation.
In contrast, the microporous films of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 is capable of filtering each 1500ml / cm 2, 1500ml / cm 2, 1500ml / cm 2, until the crystalline polymers of the present invention It has been found that using a microporous membrane significantly improves the filtration life.

本発明の結晶性ポリマー微孔性膜及びこれを用いた濾過用フィルタは、長期間にわたって効率よく微粒子を捕捉することができ、粒子捕捉能の耐擦過性が向上し、耐熱性及び耐薬品性に優れているため、濾過が必要とされる様々な状況において使用することができ、気体、液体等の精密濾過に好適に用いられ、例えば、腐食性ガス、半導体工業で使用される各種ガス等の濾過、電子工業用洗浄水、医薬用水、医薬製造工程用水、食品水等の濾過、滅菌、高温濾過、反応性薬品の濾過などに幅広く用いることができる。   The crystalline polymer microporous membrane of the present invention and the filter for filtration using the same can capture fine particles efficiently over a long period of time, improve the scuff resistance of the particle capturing ability, and have heat resistance and chemical resistance. Therefore, it can be used in various situations where filtration is required, and is suitably used for microfiltration of gases, liquids, etc., for example, corrosive gases, various gases used in the semiconductor industry, etc. It can be used for a wide variety of purposes, such as water filtration, electronics industrial cleaning water, pharmaceutical water, pharmaceutical manufacturing process water, food water, etc., sterilization, high temperature filtration, and reactive chemical filtration.

図1は、本発明の結晶性ポリマー微孔膜の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention. 図2は、従来の結晶性ポリマー微孔膜の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing an example of a conventional crystalline polymer microporous membrane. 図3は、比較例3の結晶性ポリマー微孔膜の製造工程の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the production process of the crystalline polymer microporous membrane of Comparative Example 3. 図4は、比較例3の予備成形体の一例を示す図である。FIG. 4 is a view showing an example of a preformed body of Comparative Example 3. 図5は、比較例3の結晶性ポリマー微孔膜の製造工程の他の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another example of the manufacturing process of the crystalline polymer microporous membrane of Comparative Example 3. 図6は、実施例1における孔部の平均孔径と表面からの距離との関係を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the average hole diameter of the holes and the distance from the surface in Example 1. 図7は、実施例2における孔部の平均孔径と表面からの距離との関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the average hole diameter of the holes and the distance from the surface in Example 2. 図8は、比較例1における孔部の平均孔径と表面からの距離との関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the average hole diameter of the holes and the distance from the surface in Comparative Example 1. 図9は、比較例2における孔部の平均孔径と表面からの距離との関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the average hole diameter of the holes and the distance from the surface in Comparative Example 2. 図10は、比較例3における孔部の平均孔径と表面からの距離との関係を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing the relationship between the average hole diameter of the holes and the distance from the surface in Comparative Example 3. 図11は、耐擦過性試験に用いる引張試験機の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a tensile tester used for the scratch resistance test.

符号の説明Explanation of symbols

4 第1層
5 第2層
8 下金型
10 予備成形体
15 ポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルム
21 フィルムを取り付けた500gの板
22 フィルム
23 水平に取り付けた試料台
24 滑車
25 引張試験機の移動ステージ
26 ロードセル
27 引張試験機
101 結晶性ポリマー層(単層)
102、103 結晶性ポリマー層(複層)
101a 孔部
102b、103b 孔部
4 First layer 5 Second layer 8 Lower mold 10 Preliminary molded body 15 Polytetrafluoroethylene unheated film 21 500 g plate with film attached 22 Film 23 Horizontally mounted sample table 24 Pulley 25 Moving stage of tensile tester 26 Load cell 27 Tensile tester 101 Crystalline polymer layer (single layer)
102, 103 Crystalline polymer layer (multilayer)
101a hole 102b, 103b hole

Claims (13)

結晶性ポリマーからなる単層構造の結晶性ポリマー層と、該結晶性ポリマー層の厚み方向に貫通した多数の孔部とを有する結晶性ポリマー微孔性膜であって、
前記孔部の平均孔径が両端開口平均孔径よりも小さい小径部位が、前記結晶性ポリマー層の内部に存在することを特徴とする結晶性ポリマー微孔性膜。
A crystalline polymer microporous membrane having a crystalline polymer layer having a single layer structure made of a crystalline polymer and a large number of pores penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer,
A crystalline polymer microporous film characterized in that a small-diameter portion having an average pore diameter of the pores smaller than the average pore diameter at both ends is present in the crystalline polymer layer.
両端開口平均孔径のうち最大の平均孔径Aと、小径部位のうち最小の平均孔径Bとの差(A−B)が0.5μm以上である請求項1に記載の結晶性ポリマー微孔性膜。   2. The crystalline polymer microporous membrane according to claim 1, wherein a difference (A−B) between a maximum average pore diameter A of both end opening average pore diameters and a minimum average pore diameter B of small-diameter portions is 0.5 μm or more. . 孔部の平均孔径が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化している請求項1から2のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜。   The crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 1 to 2, wherein an average pore diameter of the pores varies in the thickness direction of the crystalline polymer layer. 平均孔径の変化が、連続的に増加、及び連続的に減少のいずれかである請求項3に記載の結晶性ポリマー微孔性膜。   4. The crystalline polymer microporous membrane according to claim 3, wherein the change in average pore diameter is either continuously increasing or continuously decreasing. 結晶性ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンである請求項1から4のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜。   The crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 1 to 4, wherein the crystalline polymer is polytetrafluoroethylene. 結晶性ポリマーからなる結晶性ポリマーフィルムの一方の面を加熱及び加熱表面を除熱して、該結晶性ポリマーフィルムの厚み方向に温度勾配を形成する非対称加熱工程と、
温度勾配を形成した状態の結晶性ポリマーフィルムを延伸する延伸工程と、を少なくとも含む結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。
An asymmetric heating step of heating one surface of the crystalline polymer film made of the crystalline polymer and removing heat from the heated surface to form a temperature gradient in the thickness direction of the crystalline polymer film;
A method for producing a crystalline polymer microporous membrane comprising at least a stretching step of stretching a crystalline polymer film in a state where a temperature gradient is formed.
結晶性ポリマー層の厚み方向での温度勾配における最大温度部位が、結晶性ポリマーフィルムの内部に存在する請求項6に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。   The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to claim 6, wherein the maximum temperature site in the temperature gradient in the thickness direction of the crystalline polymer layer is present inside the crystalline polymer film. 加熱が、結晶性ポリマーフィルムへの電磁波照射である請求項6から7のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。   The method for producing a crystalline polymer microporous film according to any one of claims 6 to 7, wherein the heating is irradiation of electromagnetic waves on the crystalline polymer film. 電磁波が赤外線である請求項8に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。   The method for producing a crystalline polymer microporous film according to claim 8, wherein the electromagnetic wave is infrared. 結晶性ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンである請求項6から9のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。   The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 6 to 9, wherein the crystalline polymer is polytetrafluoroethylene. 延伸が、一軸延伸である請求項6から10のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。   The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 6 to 10, wherein the stretching is uniaxial stretching. 延伸が、二軸延伸である請求項6から10のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。   The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 6 to 10, wherein the stretching is biaxial stretching. 請求項1から5のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜を用いたことを特徴とする濾過用フィルタ。   A filter for filtration, characterized in that the crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 1 to 5 is used.
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