JP2009061361A - Crystalline polymer microporous film, its manufacturing method, and filtration filter - Google Patents

Crystalline polymer microporous film, its manufacturing method, and filtration filter Download PDF

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裕久 外園
Toshiki Taguchi
敏樹 田口
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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 is composed of two or more crystalline polymers different from one another and has a single structure, and many pores each penetrating the crystalline polymer layer in the thickness direction. The composition ratio of the crystalline polymers changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer and the average pore diameter of pores also changes in the thickness direction 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。
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.

しかし、前記特許文献20及び21の非対称膜を、ポリテトラフルオロエチレンを用いて実現しようとすると、該ポリテトラフルオロエチレンが極めて特殊な溶媒にしか可溶でないため、孔径が徐々に小さくなる微孔性膜を製造することができない。また、得られた微孔性膜を用いて濾過を行うと、目詰まり等による流量低下を招くという問題がある。
また、前記特許文献22及び23によれば、前記特許文献20及び21における問題は低減できるが、その一方において、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。
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。更に、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。
However, when trying to realize the asymmetric membranes of Patent Documents 20 and 21 using polytetrafluoroethylene, since the polytetrafluoroethylene is soluble only in a very special solvent, the pore diameter gradually decreases. A conductive film cannot be produced. Further, when filtration is performed using the obtained microporous membrane, there is a problem that the flow rate is reduced due to clogging or the like.
Further, according to Patent Documents 22 and 23, the problems in Patent Documents 20 and 21 can be reduced, but on the other hand, when applied and dried, cracks and defects are likely to occur in the microporous film. There is a problem. Moreover, since only the surface has a small pore diameter, there is a problem that a sufficient filtration life cannot be obtained.
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. Furthermore, 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。   Further, according to Patent Documents 24 and 25, a multi-layer sheet extrusion method can be used to produce a completely integrated filter layer having a small pore diameter and a support layer having a large pore diameter. There is a problem that clogging is likely to occur at (a portion where the pore diameter is discontinuous).

また、特許文献26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 26 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.

したがって互いに異なる2種以上の結晶性ポリマーからなる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。   Accordingly, a crystalline polymer microporous membrane comprising a crystalline polymer layer having a single layer structure composed of two or more different crystalline polymers, capable of capturing fine particles efficiently, having no clogging, and having a long filtration life, and The present condition is that the manufacturing method and the prompt provision of the filter for filtration are 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、互いに異なる2種以上の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の組成比が前記結晶性ポリマー層の厚み方向に変化させ、かつ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変化させることにより、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 includes a crystalline polymer layer having a single layer structure composed of two or more different crystalline polymers, and a large number of pores penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer. By changing the composition ratio of the polymer in the thickness direction of the crystalline polymer layer and changing the average pore diameter of the pores in the thickness direction of the crystalline polymer layer, fine particles can be captured efficiently. A crystalline polymer microporous membrane that is free of clogging, 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 An object of the present invention is to provide a production method and a filter for filtration using the crystalline polymer 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> 互いに異なる2種以上の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、
前記結晶性ポリマーの組成比が前記結晶性ポリマー層の厚み方向に変化しており、かつ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変化していることを特徴とする結晶性ポリマー微孔性膜である。
<2> 孔部における平均孔径の変化が、連続的乃至非連続的に増加、及び連続的乃至非連続的に減少のいずれかである前記<1>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<3> 平均孔径が最小の部位が、結晶性ポリマー層の内部に存在する前記<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> 結晶性ポリマーの組成比の変化が、連続的乃至非連続的に増加、及び連続的乃至非連続的に減少のいずれかである前記<1>から<3>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<5> 結晶性ポリマー層が互いに数平均分子量が異なる2種以上の結晶性ポリマーからなり、該結晶性ポリマーの数平均分子量が前記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<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> 結晶性ポリマーが、いずれもポリテトラフルオロエチレンである前記<1>から<5>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<7> 互いに異なる2種以上の結晶性ポリマー粒子を1種ずつ金型内に敷き詰め、該結晶性ポリマー粒子を界面混合し、加圧して予備成形体を形成し、該予備成形体を押出成形して結晶性ポリマーフィルムを作製する結晶性ポリマーフィルム作製工程と、
得られた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。
<8> 延伸前の結晶性ポリマーフィルムの一方の面を加熱して、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を含む前記<7>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<9> 界面混合が、結晶性ポリマー粒子に振動を付与して行われる前記<7>から<8>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。
<10> 結晶性ポリマー粒子が、互いに異なる数平均分子量を有する前記<7>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> 結晶性ポリマー粒子が、ポリテトラフルオロエチレン粒子である前記<7>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、一軸延伸である前記<7>から<11>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> 延伸が、二軸延伸である前記<7>から<11>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。
<14> 前記<1>から<6>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。
<15> 結晶性ポリマー微孔性膜の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<14>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 composed of two or more different crystalline polymers, and a large number of pores penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer. There,
Crystallinity characterized in that the composition ratio of the crystalline polymer changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer, and the average pore diameter of the pores changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer It is a polymer microporous membrane.
<2> The crystalline polymer microporous membrane according to <1>, wherein the change in average pore diameter in the pores is any one of continuous or discontinuous increase and continuous or discontinuous decrease. is there.
<3> The crystalline polymer microporous membrane according to any one of <1> to <2>, wherein a portion having a minimum average pore diameter is present in the crystalline polymer layer.
<4> The composition according to any one of <1> to <3>, wherein the change in the composition ratio of the crystalline polymer is any one of continuous or discontinuous increase and continuous or discontinuous decrease. It is a crystalline polymer microporous membrane.
<5> The crystalline polymer layer is composed of two or more crystalline polymers having different number average molecular weights, and the number average molecular weight of the crystalline polymer is changed in the thickness direction of the crystalline polymer layer <1> To <4>, the crystalline polymer microporous membrane.
<6> The crystalline polymer microporous membrane according to any one of <1> to <5>, wherein the crystalline polymer is polytetrafluoroethylene.
<7> Two or more types of crystalline polymer particles different from each other are spread in the mold one by one, the crystalline polymer particles are interfacially mixed and pressed to form a preform, and the preform is extruded. A crystalline polymer film production process for producing a crystalline polymer film,
A crystalline polymer microporous membrane comprising at least a stretching step of stretching the obtained crystalline polymer film.
<8> The crystalline polymer micropore according to <7>, including an asymmetric heating step in which one surface of the crystalline polymer film before stretching is heated to form a temperature gradient in the thickness direction of the crystalline polymer film. It is a manufacturing method of a conductive film.
<9> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to any one of <7> to <8>, wherein the interfacial mixing is performed by applying vibration to the crystalline polymer particles.
<10> The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of <7> to <9>, wherein the crystalline polymer particles have different number average molecular weights.
<11> The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of <7> to <10>, wherein the crystalline polymer particles are polytetrafluoroethylene particles.
<12> The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of <7> to <11>, wherein the stretching is uniaxial stretching.
<13> The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of <7> to <11>, wherein the stretching is biaxial stretching.
<14> A filtration filter using the crystalline polymer microporous membrane according to any one of <1> to <6>.
<15> The filter for filtration according to <14>, wherein a surface of the pore portion of the crystalline polymer microporous membrane having a larger average pore diameter 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、互いに異なる2種以上の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の組成比が前記結晶性ポリマー層の厚み方向に変化しており、かつ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変化しているので、微粒子を効率良く捕捉することができ、目詰まりがなく、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 composed of two or more different crystalline polymers, and a large number of pores penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer. And the composition ratio of the crystalline polymer changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer, and the average pore diameter of the pores changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer. It is possible to capture efficiently, there is no clogging, 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、結晶性ポリマーフィルム作製工程と、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、前記結晶性ポリマーフィルム作製工程において、互いに異なる2種以上の結晶性ポリマー粒子を1種ずつ金型内に敷き詰め、該結晶性ポリマー粒子を界面混合し、加圧して予備成形体を形成し、該予備成形体を押出成形して結晶性ポリマーフィルムを作製する。前記延伸工程において、得られた結晶性ポリマーフィルムを延伸する。その結果、前記結晶性ポリマーの組成比が前記結晶性ポリマー層の厚み方向に変化しており、かつ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変化し、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 a crystalline polymer film production step and a stretching step.
In the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention, in the crystalline polymer film preparation step, two or more different types of crystalline polymer particles are spread in a mold one by one, and the crystalline polymer particles Are interfacially mixed and pressed to form a preform, and the preform is extruded to produce a crystalline polymer film. In the stretching step, the obtained crystalline polymer film is stretched. As a result, the composition ratio of the crystalline polymer changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer, and the average pore diameter of the pores changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer, so that fine particles can be captured efficiently. It is possible to efficiently produce a crystalline polymer microporous membrane having no clogging and a long filtration life.

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、互いに異なる2種以上の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の組成比が前記結晶性ポリマー層の厚み方向に変化させ、かつ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変化させることにより、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, a conventional problem can be solved, and a single-layered crystalline polymer layer composed of two or more different crystalline polymers and a large number of holes penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer. And the composition ratio of the crystalline polymer is changed in the thickness direction of the crystalline polymer layer, and the average pore diameter of the pores is changed in the thickness direction of the crystalline polymer layer, whereby fine particles are obtained. A crystalline polymer microporous membrane that can be efficiently trapped, has no clogging, can be filtered at a high flow rate, and has a long filtration life, and can efficiently produce the crystalline polymer microporous membrane A method for producing a crystalline polymer microporous membrane, 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、互いに異なる2種以上の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 composed of two or more different crystalline polymers, and a large number of pores penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer. And other configurations as necessary.

前記「単層構造」とは、結晶性ポリマー層と結晶性ポリマー層の間に境界を有しないことを意味し、2層以上の結晶性ポリマー層を積層したものから境界をなくしたものも含まれる。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)により確認することができる。
前記境界をなくす方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば界面(層間)の粉体をランダムに拡散させて、界面混合する方法などが挙げられる。
The “single layer structure” means that there is no boundary between the crystalline polymer layer and the crystalline polymer layer, and includes those in which the boundary is removed from a laminate of two or more crystalline polymer layers. It is. Here, the presence / absence of a boundary between the crystalline polymer layer and the crystalline polymer layer is confirmed by, for example, 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). be able to.
The method for eliminating the boundary is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a method in which powder at the interface (interlayer) is randomly diffused and mixed at the interface.

本発明においては、前記単層構造の結晶性ポリマー層における結晶性ポリマーの組成比が前記結晶性ポリマー層の厚み方向に変化しており、前記単層構造の結晶性ポリマー層における孔部の平均孔径が、前記結晶性ポリマー層の厚み方向に変化している。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、濾過寿命を長くすることができる。   In the present invention, the composition ratio of the crystalline polymer in the crystalline polymer layer of the single-layer structure is changed in the thickness direction of the crystalline polymer layer, and the average of the pores in the crystalline polymer layer of the single-layer structure The pore diameter changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer. Thereby, fine particles can be captured efficiently, there is no clogging, and the filtration life can be extended.

前記「結晶性ポリマーの組成比が結晶性ポリマー層の厚み方向に変化している」とは、単層構造の結晶性ポリマー層を構成する少なくとも2種の結晶性ポリマーが界面混合してその組成比が結晶性ポリマー層の厚み方向に変化し、連続傾斜組成比になっていることを意味する。なお、一部に非連続な傾斜組成比を含んでいても構わない。
前記結晶性ポリマーの組成比の変化の同定方法としては、例えば、分光学的手法(X線、紫外線(UV)、可視光、赤外線(IR))、NMR、MSスペクトル、DSC、TG−DTA、密度、平均分子量(数平均分子量、質量平均分子量等)、などを用いることができる。これらの中でも、孔径を制御する目的で平均分子量が異なる2種類の素材を混合することが好ましく、混合比を形成するためにも平均分子量を測定することが直接的である点から結晶性ポリマーの数平均分子量を用いることが特に好ましい。
これらの方法により、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法におけるいずれかの工程での、例えば予備成形体、押出成形後のシート、圧延後のシート、延伸後のシートなどの厚み方向の分布を断面解析(サンプリング、撮影等)、あるいはおもて面又はうら面からのエッチング処理(溶解、分解、切削等)により、結晶性ポリマーの厚み方向の組成比を求めることができる。
"The composition ratio of the crystalline polymer is changing in the thickness direction of the crystalline polymer layer" means that at least two kinds of crystalline polymers constituting the crystalline polymer layer having a single layer structure are interfacially mixed and the composition It means that the ratio changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer, resulting in a continuous gradient composition ratio. A partly discontinuous gradient composition ratio may be included.
Examples of the method for identifying the change in the composition ratio of the crystalline polymer include spectroscopic techniques (X-ray, ultraviolet (UV), visible light, infrared (IR)), NMR, MS spectrum, DSC, TG-DTA, Density, average molecular weight (number average molecular weight, mass average molecular weight, etc.), etc. can be used. Among these, it is preferable to mix two kinds of materials having different average molecular weights for the purpose of controlling the pore diameter, and in order to form a mixing ratio, it is straightforward to measure the average molecular weight from the point of view of the crystalline polymer. It is particularly preferred to use the number average molecular weight.
By these methods, the thickness direction of, for example, a preform, a sheet after extrusion, a sheet after rolling, a sheet after stretching, etc. in any step in the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention The composition ratio in the thickness direction of the crystalline polymer can be determined by cross-sectional analysis (sampling, imaging, etc.) or etching treatment (dissolution, decomposition, cutting, etc.) from the front or back surface.

前記孔部における平均孔径の変化及び結晶性ポリマーの組成比の変化は、連続的乃至非連続的に増加、及び連続的乃至非連続的に減少のいずれかであることが好ましい。
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」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減少しているものが特に好ましい。
It is preferable that the change in the average pore diameter and the change in the composition ratio of the crystalline polymer in the pores are either continuously or discontinuously increased and continuously or discontinuously decreased.
The phrase “the average pore diameter of the pores changes 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 particularly preferable that the average pore diameter of the pores in the crystalline polymer layer has a continuously decreasing graph from the front surface to the back surface.

また、「結晶性ポリマーの組成比が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化している」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、縦軸に結晶性ポリマーの組成比をとったとき、(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、結晶性ポリマーの組成比が、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ているものが特に好ましい。
In addition, “the composition ratio of the crystalline polymer 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). (Corresponding to the depth from the front surface) and taking the composition ratio of the crystalline polymer on the vertical axis, (1) From the front surface (d = 0) to the back surface (d = film thickness) The graph up to this point is drawn with one continuous line (continuous), and the slope (dD / dt) of the graph is negative (decrease) or the slope is positive (increase). If it is continuous, 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 particularly preferable that the composition ratio of the crystalline polymer has a continuously decreasing graph from the front surface to the back surface.

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、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化(一部変化していない部分を含み、連続的に減少)しており、結晶性ポリマー微孔性膜全体としては、孔部101aの孔径が厚み方向に変化(段階的に減少)し、孔径が変化している部分はテーパー状となっている。
これに対し、図2に示すように、結晶性ポリマー層102、103を積層した2層構造の従来の結晶性ポリマー微孔性膜における孔部102b、103b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、結晶性ポリマー微孔性膜全体としては、孔径が厚み方向に変化(段階的に減少)している。
また、図3に示すように、単層構造の結晶性ポリマー層104において、孔部104aの平均孔径が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化(一部変化していない部分を含み、連続的に減少及び連続的に増加)しており、孔径が変化している部分はテーパー状となっている。
これに対し、図4に示すように、結晶性ポリマー層105、106、107を積層した3層構造の従来の結晶性ポリマー微孔性膜における孔部105b、106b、107b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 hole 101a in the crystalline polymer microporous film of the present invention comprising the crystalline polymer layer 101 having a single layer structure changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer (one As the whole crystalline polymer microporous membrane, the pore diameter of the pore 101a changes in the thickness direction (decreases in steps), and the pore diameter changes. The part which is carrying out is a taper shape.
On the other hand, as shown in FIG. 2, the pore diameters of the holes 102b and 103b in the conventional crystalline polymer microporous film having a two-layer structure in which the crystalline polymer layers 102 and 103 are laminated are all the crystalline polymers. It does not change in the thickness direction of the layer, and as a whole crystalline polymer microporous membrane, the pore diameter changes (decreases in steps) in the thickness direction.
Further, as shown in FIG. 3, in the crystalline polymer layer 104 having a single layer structure, the average pore diameter of the pores 104a changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer (including a part that has not changed partially and is continuous). And the portion where the hole diameter is changed is tapered.
On the other hand, as shown in FIG. 4, the hole diameters of the holes 105b, 106b, 107b in the conventional crystalline polymer microporous film having a three-layer structure in which the crystalline polymer layers 105, 106, 107 are laminated are all The crystalline polymer layer does not change in the thickness direction, and when the entire crystalline polymer microporous film is viewed, there is a portion where the pore diameter changes stepwise in the thickness direction.

また、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜は、平均孔径が最小の部位が、結晶性ポリマー層の内部に存在することが好ましい。これにより、捕捉粒径に最も影響する最も小さい径の結晶性ポリマー層を、摩擦、引っ掻き等の物理的破壊要因から保護することができ、捕捉性能の安定化を図ることができる。
例えば、図3に示すように、単層構造の結晶性ポリマー層104の内部に、孔部104aの平均孔径が最小の部位104cが存在している。
Further, in the crystalline polymer microporous membrane of the present invention, it is preferable that a portion having a minimum average pore diameter is present inside the crystalline polymer layer. Thereby, the crystalline polymer layer having the smallest diameter that most affects the trapped particle size can be protected from physical destruction factors such as friction and scratching, and the trapping performance can be stabilized.
For example, as shown in FIG. 3, a portion 104 c where the average pore diameter of the hole 104 a is minimum exists inside the crystalline polymer layer 104 having a single layer structure.

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層は、互いに異なる2種以上の結晶性ポリマーからなる。
ここで、前記「互いに異なる」とは、結晶性ポリマー層に含まれる2種以上の各結晶性ポリマーの材料、数平均分子量、結晶化度などが異なることを意味する。
前記各結晶性ポリマーの材料としては、それぞれ同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよく、各結晶性ポリマーが同じ材料である場合には、数平均分子量、及び結晶化度のいずれかが異なる結晶性ポリマーを用いればよい。
前記異なる材料の結晶性ポリマーとしては、例えばPTFEとポリエチレンとを用いる場合などが挙げられる。
前記異なる数平均分子量の結晶性ポリマーとしては、例えばPTFEの場合には、数平均分子量の差が、100万以上のものが挙げられる。
前記結晶化度が異なる結晶性ポリマーとしては、例えばPTFEの場合には、結晶化度の差が5%以上のものが挙げられる。
ここで、前記結晶化度は、例えば広角X線回折、NMR、赤外線(IR)、DSC、密度測定、「ふっ素樹脂ハンドブック」(日刊工業新聞社、里川孝臣編)P.45に記載の方法などにより測定することができる。
The crystalline polymer layer is composed of two or more different crystalline polymers.
Here, “different from each other” means that the materials, number average molecular weights, crystallinity, etc. of two or more kinds of crystalline polymers contained in the crystalline polymer layer are different.
The material of each crystalline polymer may be the same material or different materials. When each crystalline polymer is the same material, the number average molecular weight and the degree of crystallinity Any one of the different crystalline polymers may be used.
Examples of the crystalline polymer of the different materials include a case where PTFE and polyethylene are used.
Examples of the crystalline polymer having different number average molecular weights include those having a difference in number average molecular weight of 1 million or more in the case of PTFE.
Examples of the crystalline polymer having a different crystallinity include those having a difference in crystallinity of 5% or more in the case of PTFE.
Here, the crystallinity can be measured by, for example, wide-angle X-ray diffraction, NMR, infrared (IR), DSC, density measurement, “Fluorine Resin Handbook” (Nikkan Kogyo Shimbun, edited by Takaomi Satokawa) 45 or the like.

前記各結晶性ポリマーは、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。
前記各結晶性ポリマーの質量平均分子量は、それぞれ1,000〜100,000,000が好ましい。
前記各結晶性ポリマーの数平均分子量は、それぞれ500〜50,000,000が好ましく、1,000〜10,000,000がより好ましい。
ここで、前記数平均分子量は、例えばゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。しかし、PTFEは溶剤に不溶であるため、DSC測定による結晶化熱(ΔHc:cal/g)測定を行い、関係式:Mn=2.1×1010×ΔHc−5.16、を用いて算出することが好ましい。
Each of the crystalline polymers preferably has a glass transition temperature of 40 ° C to 400 ° C, more preferably 50 ° C to 350 ° C.
Each of the crystalline polymers preferably has a mass average molecular weight of 1,000 to 100,000,000.
The number average molecular weight of each crystalline polymer is preferably 500 to 50,000,000, more preferably 1,000 to 10,000,000.
Here, the number average molecular weight can be measured, for example, by gel permeation chromatography (GPC). However, since PTFE is insoluble in a solvent, the heat of crystallization (ΔHc: cal / g) is measured by DSC measurement and calculated using the relational expression: Mn = 2.1 × 10 10 × ΔHc −5.16 It is preferable to do.

前記単層構造の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 having a single layer structure 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、結晶性ポリマーフィルム作製工程と、延伸工程とを少なくとも含み、非対称加熱工程、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 a crystalline polymer film preparation step and a stretching step, and further comprises an asymmetric heating 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、互いに異なる2種以上の結晶性ポリマー粒子を1種ずつ金型内に敷き詰め、該結晶性ポリマー粒子を界面混合し、加圧して予備成形体を形成し、該予備成形体を押出成形して結晶性ポリマーフィルムを作製する工程である。
前記互いに異なる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して用いることができ、互いに異なる数平均分子量を有する結晶性ポリマー粒子を用いることが好ましい。
-Crystalline polymer film production process-
In the crystalline polymer film production step, two or more types of crystalline polymer particles different from each other are spread in a mold one by one, the crystalline polymer particles are interfacially mixed and pressed to form a preform, This is a process for producing a crystalline polymer film by extruding a preform.
The different crystalline polymers can be appropriately selected from those described above according to the purpose, and it is preferable to use crystalline polymer particles having different number average molecular weights.

前記結晶性ポリマーフィルム作製工程は、特に制限はなく、公知のペースト押し出し方法に準じて行うことができる。
まず、互いに異なる2種の結晶性ポリマー粒子を押出助剤と混合した混合物(ペースト)を1種ずつ金型内に敷き詰め、該ペースト(結晶性ポリマー粒子)を界面混合する。
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が挙げられる。また、前記押出助剤としては、市販品を用いることができ、該市販品としては、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。
前記界面混合としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば結晶性ポリマー粒子に振動を付与して行うことが好ましい。前記振動は、公知の振動機を用い、振動のモード(縦、横、回転、ランダム等)、振幅、速度、時間などを適宜調整して行うことが好ましい。
次に、前記界面混合したペーストを加圧して予備成形体を作製し、該予備成形体をペースト押出装置で圧延することにより結晶性ポリマー未加熱フィルムを作製する。
There is no restriction | limiting in particular in the said crystalline polymer film preparation process, It can carry out according to the well-known paste extrusion method.
First, a mixture (paste) obtained by mixing two different kinds of crystalline polymer particles with an extrusion aid is spread one by one in a mold, and the paste (crystalline polymer particles) is interfacially mixed.
As the extrusion aid, a liquid lubricant is preferably used. Specific examples include solvent naphtha and white oil. Moreover, a commercial item can be used as the extrusion aid, and a hydrocarbon oil such as “Isopar” manufactured by Esso Petroleum Corporation may be used as the commercial item. 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.
There is no restriction | limiting in particular as said interface mixing, According to the objective, it can select suitably, For example, it is preferable to give a vibration to a crystalline polymer particle. The vibration is preferably performed using a known vibrator and appropriately adjusting the vibration mode (vertical, horizontal, rotational, random, etc.), amplitude, speed, time, and the like.
Next, the interfacial mixed paste is pressurized to prepare a preform, and the preform is rolled by a paste extruder to prepare a crystalline polymer unheated film.

前記ペースト押し出しは、50℃〜80℃の温度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、通常は棒状乃至矩形状が好ましい。押出物は、次いで圧延することによりフィルム状にする。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。このときの加熱温度は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。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。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。
The paste extrusion is preferably performed at a temperature of 50 ° C to 80 ° C. There is no restriction | limiting in particular about extrusion shape, According to the objective, it can select suitably, Usually rod shape or rectangular shape is preferable. The extrudate is then rolled into a film. 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. Thereafter, the extrusion aid is removed by heating the film to form a crystalline polymer unheated film. Although the heating temperature at this time can be suitably selected 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, it is preferably 150 ° C. to 280 ° C., more preferably 200 ° C. to 255 ° C. 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 appropriately adjusted according to the thickness of the crystalline polymer microporous film to be finally produced.
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.

ここで、図5〜図8を参照して、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法の一例について説明する。
図7に示すように、2種のPTFEのファインパウダー1及び2を界面混合させて境界をなくした単層構造の結晶性ポリマー層6からなる予備成形体10を作製する。
前記予備成形体は、平均一次粒径0.2μm〜0.4μmのPTFE乳化重合水性分散体を凝析して製造したPTFEのファインパウダーにソルベントナフサ、ホワイトオイル等のような液状潤滑剤を添加したペースト1及びペースト2から得られる。前記液状潤滑剤の使用量は、その種類、成形条件等によって異なり、通常PTFEのファインパウダー100質量部に対して20質量部〜35質量部の範囲で用いられる。更に必要に応じて着色剤などを添加することもできる。
まず、図5に示すような箱形状の下金型8内に、第1層を形成するためのPTFEのファインパウダー1(白丸)を含むペースト1を層状に下金型8上に敷き詰め、第1層4上に第2層を形成するためのPTFEのファインパウダー2(黒丸)を含むペースト2を敷き詰め、第1層4上に第2層5を形成する。この際、パウダー同士がくっつかないように各ペーストをよく振り混ぜてから敷き詰める。
次に、パウダーが流動可能な状態で、金型を試験管ミキサー(振幅5mm、150rpm)で振動させ、各層のパウダーを界面混合する(図6参照)。この界面混合により、両層間の境界がなくなる(単層構造のペーストとなる)。その後、界面混合したペーストを加圧し、予備成形体10とした(図7参照)。
以上により、図7に示すようなペースト押出装置のシリンダー部の中に収納される寸法に成形された予備成形体10が得られる。
Here, with reference to FIGS. 5-8, an example of the manufacturing method of the crystalline polymer microporous film | membrane of this invention is demonstrated.
As shown in FIG. 7, a preform 10 comprising a crystalline polymer layer 6 having a single-layer structure in which two kinds of PTFE fine powders 1 and 2 are interfacially mixed to eliminate the boundary is produced.
The preform is prepared by adding a liquid lubricant such as solvent naphtha or white oil to a fine powder of PTFE produced by coagulating a PTFE emulsion polymerization aqueous dispersion having an average primary particle size of 0.2 μm to 0.4 μm. Obtained from paste 1 and paste 2. The amount of the liquid lubricant used varies depending on the type, molding conditions and the like, and is usually used in the range of 20 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fine powder of PTFE. Furthermore, a coloring agent etc. can also be added as needed.
First, a paste 1 containing PTFE fine powder 1 (white circles) for forming a first layer is laid in layers on the lower mold 8 in a box-shaped lower mold 8 as shown in FIG. The paste 2 containing the fine powder 2 (black circle) of PTFE for forming the second layer is spread on the first layer 4, and the second layer 5 is formed on the first layer 4. At this time, shake each paste well so that the powders do not stick to each other, and then spread.
Next, in a state where the powder can flow, the mold is vibrated with a test tube mixer (amplitude 5 mm, 150 rpm) to interfacially mix the powder of each layer (see FIG. 6). This interfacial mixing eliminates the boundary between the two layers (a single layer structure paste). Thereafter, the paste mixed at the interface was pressurized to form a preform 10 (see FIG. 7).
As described above, the preformed body 10 is obtained which is molded to a size that can be accommodated in the cylinder portion of the paste extrusion apparatus as shown in FIG.

次に、得られた予備成形体10を図8に示すペースト押出装置のシリンダー部に収納した後、これを加圧手段(不図示)によって矢印方向に押圧する。図8のペースト押出装置のシリンダー部は、例えば軸直角方向断面は50mm×100mmの矩形であり、出口部でシリンダー部の一方が絞られたノズル50mm×5mmで構成されている。
このようにして単層構造のポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルム15が成形される。
Next, after storing the obtained preform 10 in the cylinder part of the paste extrusion apparatus shown in FIG. 8, it is pressed in the direction of the arrow by a pressurizing means (not shown). The cylinder part of the paste extrusion apparatus of FIG. 8 is, for example, a rectangle having a cross section in the direction perpendicular to the axis of 50 mm × 100 mm, and is composed of a nozzle 50 mm × 5 mm in which one of the cylinder parts is squeezed at the outlet part.
In this way, the polytetrafluoroethylene unheated film 15 having a single layer structure is formed.

−延伸工程−
前記延伸工程は、得られた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〜300倍が好ましく、75倍〜280倍がより好ましく、100倍〜260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 obtained crystalline polymer film.
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 300 times, more preferably 75 times to 280 times, and still more preferably 100 times to 260 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.

−非対称加熱工程−
前記非対称加熱工程は、延伸前の結晶性ポリマーフィルムの一方の面を加熱して、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。
ここで、前記非対称加熱とは、結晶性ポリマーフィルムをその加熱体の融点以上であり、かつ、その未加熱体の融点+15℃以下の温度で加熱処理することを意味する。
本発明において、未加熱体とは、非対称加熱処理をしていないものを意味する。また、未加熱体の融点とは、未加熱体を示差走査熱量計により測定した際に現れる吸熱カーブのピークの温度を意味する。前記加熱体の融点及び未加熱体の融点は、結晶性ポリマーの種類や数平均分子量等により変化するが、50℃〜450℃が好ましく、80℃〜400℃がより好ましい。
このような温度は、以下のように考えることができる。例えば、ポリテトラフルオロエチレンの場合、加熱体の融点が約324℃で未加熱体の融点が約345℃である。したがって、融点約324℃のものと融点約345℃のものが混在している状態である半加熱体にするには、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの場合、324℃〜360℃が好ましく、335℃〜350℃がより好ましく、例えば345℃の温度に加熱する。
-Asymmetric heating process-
The asymmetric heating step is a step of heating one surface of the crystalline polymer film before stretching to form a temperature gradient in the thickness direction of the crystalline polymer film.
Here, the asymmetric heating means that the crystalline polymer film is heat-treated at a temperature not lower than the melting point of the heated body and not higher than the melting point of the unheated body + 15 ° C.
In the present invention, the unheated body means one that has not been subjected to asymmetric heating treatment. The melting point of the unheated body means the temperature at the peak of the endothermic curve that appears when the unheated body is measured with a differential scanning calorimeter. The melting point of the heated body and the melting point of the unheated body vary depending on the kind of crystalline polymer, the number average molecular weight, etc., but are preferably 50 ° C. to 450 ° C., more preferably 80 ° C. to 400 ° C.
Such a temperature can be considered as follows. For example, in the case of polytetrafluoroethylene, the melting point of the heated body is about 324 ° C., and the melting point of the unheated body is about 345 ° C. Therefore, in the case of a polytetrafluoroethylene film, 324 ° C. to 360 ° C. is preferable for forming a semi-heated body in which a melting point of about 324 ° C. and a melting point of about 345 ° C. are mixed. 350 degreeC is more preferable, for example, it heats to the temperature of 345 degreeC.

前記非対称加熱工程における、熱エネルギーの供給については、連続的に供給する方法、もしくは何度かに分割して間欠的にエネルギーを供給する方法のいずれも採用することができる。前記非対称加熱の定義上、結晶性ポリマーフィルムのおもて面とうら面で温度に差を生じさせることが必要であるが、この方法として、間欠的にエネルギーを供給することによりうら面の温度上昇を抑えるという方法が利用できる。一方、連続的に加熱する場合、この温度勾配を保持するために、おもて面の加熱と同時にうら面を冷却するという方法も有効に使用できる。   Regarding the supply of heat energy in the asymmetric heating step, either a method of continuously supplying energy or a method of supplying energy intermittently after being divided several times can be employed. According to the definition of the asymmetric heating, it is necessary to cause a temperature difference between the front surface and the back surface of the crystalline polymer film. As this method, the temperature of the back surface is supplied by intermittently supplying energy. The method of suppressing the rise can be used. On the other hand, in the case of continuous heating, in order to maintain this temperature gradient, a method of cooling the back surface simultaneously with the heating of the front surface can be used effectively.

前記熱エネルギーの供給方法としては、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赤外線を照射する方法、(5)結晶性ポリマーフィルムをマイクロ波等の電磁波により加熱する方法などが使用できる。これらの中でも、(3)加熱部材に接触させる方法、(4)赤外線を照射する方法が好ましい。
前記(3)の加熱部材としては、加熱ロールが好ましい。加熱ロールであれば、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。加熱ロールの温度は、上記半加熱体にする際の温度に設定することができる。加熱ロールにフィルムを接触させる時間は、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。
There is no restriction | limiting in particular as the supply method of the said heat energy, According to the objective, it can select suitably, For example, (1) The method of spraying a hot air on a crystalline polymer film, (2) The crystalline polymer film is used as a heat medium. A method of contacting, (3) a method of bringing the crystalline polymer film into contact with a heating member, (4) a method of irradiating the crystalline polymer film with infrared rays, and (5) a method of heating the crystalline polymer film with electromagnetic waves such as microwaves. Etc. can be used. Among these, (3) a method of contacting the heating member and (4) a method of irradiating infrared rays are preferable.
The heating member (3) is preferably a heating roll. If it is a heating roll, asymmetric heating can be performed continuously in a flow operation industrially, and temperature control and maintenance of the apparatus are easy. The temperature of the heating roll can be set to the temperature at which the semi-heated body is used. The time for which the film is brought into contact with the heating roll is the time necessary for the target asymmetric heating to sufficiently proceed, preferably 30 seconds to 120 seconds, more preferably 45 seconds to 90 seconds, and more preferably 60 seconds to 80 seconds. Is more preferable.

前記(4)の赤外線照射としては、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。本発明において、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。
本発明においては、未加熱体のおもて面とうら面での温度差がある方が好ましいため、表層の加熱に有利な遠赤外線が好ましく使用される。
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 infrared irradiation of said (4), 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). In the present invention, the infrared ray means an electromagnetic wave having a wavelength of 0.74 μm to 1,000 μm, of which a wavelength range of 0.74 μm to 3 μm is a near infrared ray, and a wavelength range of 3 μm to 1,000 μm is far away. Infrared.
In the present invention, since it is preferable that there is a temperature difference between the front surface and the back surface of the unheated body, far infrared rays advantageous for heating the surface layer are preferably used.
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.

また、結晶性ポリマーフィルムの厚み方向の温度勾配としては、おもて面とうら面の温度差は30℃以上が好ましく、50℃以上であることがより好ましい。
なお、連続的に結晶性ポリマーフィルムのうら面を加熱する場合には、結晶性ポリマーフィルムのおもて面とうら面で温度勾配を保持するため、うら面の加熱と同時におもて面を冷却することが好ましい。
前記おもて面を冷却する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば冷風を吹き付ける方法、冷媒に接触させる方法、冷却した材料に接触させる方法、放冷による冷却等の種々の方法が使用でき、フィルムの表面に冷却部材を接触させる方法は、接触物表面が遠赤外線により加熱されるため好ましくない。
また、前記非対称加熱工程を間欠的に行う場合にも、結晶性ポリマーフィルムのうら面を間欠的に加熱及び冷却し、おもて面の温度上昇を抑制することが好ましい。
Further, as the temperature gradient in the thickness direction of the crystalline polymer film, the temperature difference between the front surface and the back surface is preferably 30 ° C. or more, and more preferably 50 ° C. or more.
When the back surface of the crystalline polymer film is continuously heated, a temperature gradient is maintained between the front surface and the back surface of the crystalline polymer film. It is preferable to cool.
The method for cooling the front surface is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a method of blowing cold air, a method of contacting with a refrigerant, a method of contacting with a cooled material, or cooling. Various methods such as cooling by the method can be used, and the method of bringing the cooling member into contact with the surface of the film is not preferable because the surface of the contact object is heated by far infrared rays.
Moreover, also when performing the said asymmetrical heating process intermittently, it is preferable to heat and cool the back surface of a crystalline polymer film intermittently, and to suppress the temperature rise of a front surface.

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。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, filtration is carried out with the 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5に示すように金型内に敷き詰めた(図5中ではペースト1を5、ペースト2を4で表す)。このとき、パウダー同士がくっつかないように、各ペーストはよく振り混ぜてから敷き詰めた。
次に、加圧前のパウダーが流動可能な状態で、金型を試験管ミキサー(振幅5mm、150rpm)で1分間振動させ、各層のパウダーを界面混合した(図6参照)。その後、界面混合したペーストを加圧し、予備成形体10とした(図7参照)。
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。
(Example 1)
<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 were spread in a mold as shown in FIG. 5 so that the thickness ratio (paste 1 / paste 2) was 4/1 (in FIG. 5, paste 1 was 5). , Paste 2 is represented by 4). At this time, the pastes were thoroughly shaken and spread to prevent the powders from sticking to each other.
Next, in a state where the powder before pressurization was able to flow, the mold was vibrated for 1 minute with a test tube mixer (amplitude 5 mm, 150 rpm), and the powder of each layer was interfacially mixed (see FIG. 6). Thereafter, the paste mixed at the interface was pressurized to form a preform 10 (see FIG. 7).
In the subsequent processing, the paste 1 (5) side was the “front surface” and the paste 2 (4) side was the “back surface”.

得られた予備成形体の厚み方向の結晶性ポリマーの組成比の分布を調べる目的で、予備成形体の厚みを20とし、おもて面から深さ方向0(即ち表層)の厚み部分における数平均分子量をM0、深さ方向1の厚み部分における数平均分子量をM1・・・深さ方向20の厚み部分における数平均分子量をM20とし、M0〜M20を、それぞれ予備成形体の厚み方向のDSC測定(各部分10mgサンプリング)を行い、下記関係式1を用いて結晶性ポリマーの数平均分子量を求めた。なお、DSC測定は、示差走査熱量計(DSC7200、SII社製)を用いて行った。
<関係式1>
数平均分子量(Mn)=2.1×1010×ΔHc−5.16
ただし、ΔHcはDSC結晶化熱(cal/g)を表す。
上記のようにして求めたM0〜M20の値を基に、表層からの深さ(M0〜M20)における数平均分子量(Mn)をプロットした。結果を図9に示す。
図9の結果から、単層構造の予備成形体の結晶性ポリマー層において、結晶性ポリマーの数平均分子量が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化(一部変化していない部分を含み、連続的に増加)しており、このことから、予備成形体は界面混合により連続傾斜組成比になっていることが分かった。
For the purpose of investigating the distribution of the composition ratio of the crystalline polymer in the thickness direction of the obtained preform, the thickness of the preform is 20, and the number in the thickness portion in the depth direction 0 (that is, the surface layer) from the front surface. The average molecular weight is M0, the number average molecular weight in the thickness portion in the depth direction 1 is M1, the number average molecular weight in the thickness portion in the depth direction 20 is M20, and M0 to M20 are DSCs in the thickness direction of the preform. Measurement (10 mg sampling for each part) was performed, and the number average molecular weight of the crystalline polymer was determined using the following relational expression 1. The DSC measurement was performed using a differential scanning calorimeter (DSC7200, manufactured by SII).
<Relational expression 1>
Number average molecular weight (Mn) = 2.1 × 10 10 × ΔHc− 5.16
However, ΔHc represents DSC heat of crystallization (cal / g).
The number average molecular weight (Mn) at the depth (M0 to M20) from the surface layer was plotted based on the values of M0 to M20 determined as described above. The results are shown in FIG.
From the results shown in FIG. 9, in the crystalline polymer layer of the single-layer structure preform, the number average molecular weight of the crystalline polymer changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer (including a part that has not changed partially and is continuous). From this, it was found that the preform had a continuous gradient composition ratio due to interfacial mixing.

−未加熱フィルムの作製−
作製した予備成形体10を、図8に示すようなペースト押し出し金型のシリンダー内に挿入し、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、ポリテトラフルオロエチレンフィルムを作製した。得られたポリテトラフルオロエチレンフィルムを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未加熱フィルムを作製した。
-Production of unheated film-
The prepared preform 10 was inserted into a cylinder of a paste extrusion mold as shown in FIG. 8, and a multilayer paste was extruded into a sheet shape. This was calendered with a calender roll heated to 60 ° C. to produce a polytetrafluoroethylene film. The obtained polytetrafluoroethylene film was passed through a hot air drying furnace at 250 ° C. to remove the extrusion aid, and a polytetrafluoroethylene unheated film having an average thickness of 100 μm, an average width of 150 mm, and a specific gravity of 1.55 was produced. .

−ポリテトラフルオロエチレン微孔性膜の作製−
得られたポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルムを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 polytetrafluoroethylene unheated 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 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、予備成形体を作製する際の厚み比を、おもて面からペースト1/ペースト2/ペースト1=3/1/1とした以外は、実施例1と同様にして、予備成形体を作製した。
得られた予備成形体について、実施例1と同様にして、予備成形体の表層からの深さ(M0〜M20)における数平均分子量をプロットした。結果を図10に示す。
図10の結果から、単層構造の予備成形体の結晶性ポリマー層において、結晶性ポリマーの数平均分子量が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化(変化していない部分を含み、連続的に増加及び連続的に減少)しており、このことから予備成形体は連続傾斜組成比になっていることが分かった。
次に、得られた予備成形体を用い、実施例1と同様にして、ポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルムを作製し、同様に延伸して、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, except that the thickness ratio at the time of producing the preform was set to paste 1 / paste 2 / paste 1 = 3/1/1 from the front surface, A molded body was produced.
About the obtained preform, the number average molecular weight at the depth (M0 to M20) from the surface layer of the preform was plotted in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG.
From the results shown in FIG. 10, in the crystalline polymer layer of the single-layer structure preform, the number average molecular weight of the crystalline polymer changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer (including the non-changed portion, continuously From this, it was found that the preform had a continuous gradient composition ratio.
Next, using the obtained preform, a polytetrafluoroethylene unheated film was produced in the same manner as in Example 1, and stretched in the same manner to obtain the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Example 2. Produced.

(実施例3)
−ポリテトラフルオロエチレン微孔性膜の作製−
実施例1と同じ予備成形体を用い、実施例1と同様にして、ポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルムを作製した。なお、実施例3の予備成形体は、図9と同じ結果であり、連続傾斜組成比になっていることが分かった。
次に、ポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルムのうら面(ペースト2側)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345℃で1分間加熱して、半加熱フィルムを作製し、該半加熱フィルムを実施例1と同様に延伸した以外は、実施例1と同様にして、実施例3のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜を作製した。
(Example 3)
-Production of polytetrafluoroethylene microporous membrane-
Using the same preform as in Example 1, a polytetrafluoroethylene unheated film was produced in the same manner as in Example 1. In addition, it turned out that the preforming body of Example 3 is the same result as FIG. 9, and has a continuous gradient composition ratio.
Next, the back surface (side of paste 2) of the polytetrafluoroethylene unheated film is heated with a halogen heater with a built-in tungsten filament by near infrared rays at a film surface temperature of 345 ° C. for 1 minute to produce a semi-heated film. A polytetrafluoroethylene microporous membrane of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the semi-heated film was stretched in the same manner as in Example 1.

(比較例1)
−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、加圧前の予備成形体の各層のパウダーを界面混合しなかった以外は、実施例1と同様にして、予備成形体を作製した。
得られた予備成形体について、実施例1と同様にして、予備成形体の表層からの深さ(M0〜M20)における数平均分子量をプロットした。結果を図11に示す。
図11の結果から、2層構造の予備成形体の各結晶性ポリマー層において、結晶性ポリマーの数平均分子量が、厚み方向に変化しておらず、全体としてみると数平均分子量が変化(断続的に増加)していることが分かった。
次に、得られた予備成形体を用い、実施例1と同様にして、複層ポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルムを作製し、同様に延伸して、比較例1の複層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)
-Production of polytetrafluoroethylene microporous membrane-
In Example 1, a preform was produced in the same manner as in Example 1 except that the powder of each layer of the preform before pressing was not interfacial mixed.
About the obtained preform, the number average molecular weight at the depth (M0 to M20) from the surface layer of the preform was plotted in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG.
From the results shown in FIG. 11, in each crystalline polymer layer of the two-layered preform, the number average molecular weight of the crystalline polymer does not change in the thickness direction, and the number average molecular weight changes as a whole (intermittently). It was found that it was increasing.
Next, using the obtained preform, a multilayer polytetrafluoroethylene unheated film was prepared in the same manner as in Example 1, stretched in the same manner, and the multilayer polytetrafluoroethylene fine film of Comparative Example 1 was A porous membrane was prepared.

(比較例2)
−ポリテトラフルオロエチレン微孔性膜の作製−
実施例2において、加圧前の予備成形体の各層のパウダーを界面混合しなかった以外は、実施例2と同様にして、予備成形体を作製した。
得られた予備成形体について、実施例1と同様にして、予備成形体の表層からの深さ(M0〜M20)における数平均分子量をプロットした。結果を図12に示す。
図12の結果から、3層構造の予備成形体の各結晶性ポリマー層において、結晶性ポリマーの数平均分子量が、厚み方向に変化しておらず、全体としてみると数平均分子量が断続的に変化していることが分かった。
次に、得られた予備成形体を用い、実施例1と同様にして、複層ポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルムを作製し、同様に延伸して、比較例2の複層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)
-Production of polytetrafluoroethylene microporous membrane-
In Example 2, a preform was produced in the same manner as in Example 2 except that the powder of each layer of the preform before pressing was not interfacial mixed.
About the obtained preform, the number average molecular weight at the depth (M0 to M20) from the surface layer of the preform was plotted in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIG.
From the results of FIG. 12, in each crystalline polymer layer of the three-layered preform, the number average molecular weight of the crystalline polymer does not change in the thickness direction, and the number average molecular weight is intermittent when viewed as a whole. I found it changing.
Next, using the obtained preform, a multilayer polytetrafluoroethylene unheated film was prepared in the same manner as in Example 1, stretched in the same manner, and the multilayer polytetrafluoroethylene fine film of Comparative Example 2 was A porous membrane was prepared.

次に、作製した実施例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について、以下のようにして、平均膜厚、及びおもて面からの厚み方向における平均孔径の測定を行った。   Next, for each of the prepared polytetrafluoroethylene microporous membranes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the average thickness and the average pore diameter in the thickness direction from the front surface were as follows. Was measured.

<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.

Figure 2009061361
Figure 2009061361

<微孔性膜の層構成>
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層構成を厚み方向に切断した切断面のSEM観察により測定した。
その結果、実施例1〜3は、微孔性膜中に界面が存在せず単層構造であることが分かった。また、比較例1は微孔性膜中に1つの界面を有し2層構造であることが分かった。また、比較例2は微孔性膜中に2つの界面を有し、3層構造であることが分かった。
<Layer structure of microporous membrane>
The layer structures of the polytetrafluoroethylene microporous membranes of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2 were measured by SEM observation of cut surfaces cut in the thickness direction.
As a result, Examples 1 to 3 were found to have a single-layer structure with no interface in the microporous membrane. Moreover, it turned out that the comparative example 1 has one interface in a microporous film | membrane, and is a 2 layer structure. In addition, it was found that Comparative Example 2 has two interfaces in the microporous film and has a three-layer structure.

<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1〜3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13〜図17に示す。
<Measurement of average pore diameter in thickness direction from front surface>
About each polytetrafluoroethylene microporous film | membrane of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2, 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13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(一部変化していない部分を含み、連続的に減少)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14の結果から、実施例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、孔部の平均孔径が、結晶性ポリマー層の厚み方向に変化(一部変化していない部分を含み、連続的に減少及び連続的に増加)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、単層構造の結晶性ポリマー層の内部に、孔部の最大平均孔径が最も小さい部位が存在することが分かった。
また、図15の結果から、実施例3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)していることが分かった。
これに対し、図16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、
2層構造の微孔性膜の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、全体としてみると数平均分子量が変化(断続的に減少)していることが分かった。
また、図17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、3層構造の微孔性膜の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、全体としてみると数平均分子量が断続的に変化していることが分かった。
From the results of FIG. 13, in the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Example 1, in the crystalline polymer layer having a single layer structure, the average pore diameter of the pores changed in the thickness direction of the crystalline polymer layer (partially changed). It was found that the pore diameter of the pores of the crystalline polymer microporous film as a whole changed (decreased in stages) in the thickness direction.
Further, from the results of FIG. 14, in the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Example 2, in the crystalline polymer layer having a single layer structure, the average pore diameter of the pores changed in the thickness direction of the crystalline polymer layer (one In the entire crystalline polymer microporous membrane, the pore diameter changes in the thickness direction (decreases in steps). I found out. Moreover, it turned out that the site | part with the smallest largest average hole diameter of a hole exists in the inside of the crystalline polymer layer of a single layer structure.
Further, from the results of FIG. 15, in the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Example 3, in the crystalline polymer layer having a single-layer structure, the average pore diameter of the pores changed in the thickness direction of the crystalline polymer layer (continuous It was found that it was decreasing.
In contrast, from the results of FIG. 16, the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Comparative Example 1 is
In each crystalline polymer layer of the two-layered microporous membrane, the average pore diameter of the pores does not change in the thickness direction, and the number average molecular weight changes (decreases intermittently) as a whole. I understood that.
In addition, from the results of FIG. 17, in the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Comparative Example 2, the average pore diameter of the pores changed in the thickness direction in each crystalline polymer layer of the microporous membrane having a three-layer structure. However, it was found that the number average molecular weight changed intermittently as a whole.

<濾過テスト>
次に、実施例1〜3及び比較例1〜2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。
実施例1〜2及び比較例1〜2については、最小平均孔径を有する層の孔径に合わせてポリスチレン微粒子(平均粒子サイズ3.0μm)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。実施例3については、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。結果を表2に示す。
<Filtration test>
Next, the filtration test was done about each crystalline polymer microporous film | membrane of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2.
For Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, an aqueous solution containing 0.01% by mass of polystyrene fine particles (average particle size 3.0 μm) in accordance with the pore size of the layer having the minimum average pore size was set at a differential pressure of 0.00. Filtration was performed at 1 kg. About Example 3, it filtered by making the aqueous solution containing 0.01 mass% of polystyrene microparticles | fine-particles (average particle size 1.0 micrometer) into 0.1 kg of differential pressure | voltages. The results are shown in Table 2.

Figure 2009061361
表2の結果から、比較例1及び比較例2の微孔性膜に対し、実施例1〜3の各微孔性膜は濾過寿命が大幅に改善されることが分かった。
Figure 2009061361
From the results of Table 2, it was found that the filtration life of each of the microporous membranes of Examples 1 to 3 was significantly improved compared to the microporous membranes of Comparative Example 1 and Comparative Example 2.

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、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 a filter for filtration using the same are capable of capturing fine particles efficiently over a long period of time, and are excellent in heat resistance and chemical resistance. Can be used in various situations, and is preferably used for microfiltration of gases, liquids, etc., for example, filtration of corrosive gases, various gases used in the semiconductor industry, washing water for electronics industry, pharmaceutical water It can be widely used for filtration of pharmaceutical production water, food water, etc., sterilization, high temperature filtration, filtration of reactive chemicals, and the like.

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2層構造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 film having a two-layer structure. 図3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. 3 is a schematic view showing an example of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention. 図4は、従来の3層構造の結晶性ポリマー微孔膜の一例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic view showing an example of a conventional crystalline polymer microporous film having a three-layer structure. 図5は、本発明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. 5 is a diagram showing an example of the production process of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention. 図6は、本発明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. 6 is a diagram showing another example of the production process of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention. 図7は、予備成形体の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a preform. 図8は、本発明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. 8 is a diagram showing another example of the production process of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention. 図9は、実施例1の予備成形体における数平均分子量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 number average molecular weight and the distance from the surface in the preform of Example 1. 図10は、実施例2の予備成形体における数平均分子量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 number average molecular weight and the distance from the surface in the preformed body of Example 2. 図11は、比較例1の予備成形体における数平均分子量と表面からの距離との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the number average molecular weight and the distance from the surface of the preform of Comparative Example 1. 図12は、比較例2の予備成形体における数平均分子量と表面からの距離との関係を示すグラフである。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the number average molecular weight and the distance from the surface in the preform of Comparative Example 2. 図13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. 13 is a graph showing the relationship between the average hole diameter of the holes and the distance from the surface in Example 1. 図14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. 14 is a graph showing the relationship between the average hole diameter of the holes and the distance from the surface in Example 2. 図15は、実施例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. 15 is a graph showing the relationship between the average hole diameter of the holes and the distance from the surface in Example 3. 図16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. 16 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17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. 17 is a graph showing the relationship between the average hole diameter of the holes and the distance from the surface in Comparative Example 2.

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
101、104 結晶性ポリマー層(単層)
102、103、105、106、107 結晶性ポリマー層(複層)
101a、104a 孔部
102b、103b、105b、106b、107b 孔部
4 First layer 5 Second layer 8 Lower mold 10 Preliminary body 15 Polytetrafluoroethylene unheated film 101, 104 Crystalline polymer layer (single layer)
102, 103, 105, 106, 107 Crystalline polymer layer (multilayer)
101a, 104a hole 102b, 103b, 105b, 106b, 107b hole

Claims (15)

互いに異なる2種以上の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、
前記結晶性ポリマーの組成比が前記結晶性ポリマー層の厚み方向に変化しており、かつ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変化してい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 composed of two or more different crystalline polymers, and a large number of pores penetrating in the thickness direction of the crystalline polymer layer,
Crystallinity characterized in that the composition ratio of the crystalline polymer changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer, and the average pore diameter of the pores changes in the thickness direction of the crystalline polymer layer Polymer microporous membrane.
孔部における平均孔径の変化が、連続的乃至非連続的に増加、及び連続的乃至非連続的に減少のいずれかである請求項1に記載の結晶性ポリマー微孔性膜。   The crystalline polymer microporous membrane according to claim 1, wherein the change in average pore diameter in the pores is any one of continuous or non-continuous increase and continuous or non-continuous decrease. 平均孔径が最小の部位が、結晶性ポリマー層の内部に存在する請求項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 a portion having a minimum average pore diameter is present in the crystalline polymer layer. 結晶性ポリマーの組成比の変化が、連続的乃至非連続的に増加、及び連続的乃至非連続的に減少のいずれかである請求項1から3のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜。   The crystalline polymer microporosity according to any one of claims 1 to 3, wherein the change in the composition ratio of the crystalline polymer is any one of continuous or non-continuous increase and continuous or non-continuous decrease. film. 結晶性ポリマー層が互いに数平均分子量が異なる2種以上の結晶性ポリマーからなり、該結晶性ポリマーの数平均分子量が前記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4のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜。   The crystalline polymer layer is composed of two or more crystalline polymers having different number average molecular weights, and the number average molecular weight of the crystalline polymer is changed in the thickness direction of the crystalline polymer layer. A crystalline polymer microporous membrane according to claim 1. 結晶性ポリマーが、いずれもポリテトラフルオロエチレンである請求項1から5のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜。   The crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 1 to 5, wherein the crystalline polymers are all polytetrafluoroethylene. 互いに異なる2種以上の結晶性ポリマー粒子を1種ずつ金型内に敷き詰め、該結晶性ポリマー粒子を界面混合し、加圧して予備成形体を形成し、該予備成形体を押出成形して結晶性ポリマーフィルムを作製する結晶性ポリマーフィルム作製工程と、
得られた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。
Two or more different kinds of crystalline polymer particles different from each other are spread in the mold one by one, the crystalline polymer particles are interfacially mixed and pressed to form a preform, and the preform is extruded to form crystals. A crystalline polymer film production process for producing a crystalline polymer film;
A method for producing a crystalline polymer microporous membrane comprising at least a stretching step of stretching the obtained crystalline polymer film.
延伸前の結晶性ポリマーフィルムの一方の面を加熱して、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を含む請求項7に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。   The production of a crystalline polymer microporous membrane according to claim 7, comprising an asymmetric heating step in which one side of the crystalline polymer film before stretching is heated to form a temperature gradient in the thickness direction of the crystalline polymer film. Method. 界面混合が、結晶性ポリマー粒子に振動を付与して行われる請求項7から8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 7 to 8, wherein the interfacial mixing is performed by applying vibration to the crystalline polymer particles. 結晶性ポリマー粒子が、互いに異なる数平均分子量を有する請求項7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 7 to 9, wherein the crystalline polymer particles have different number average molecular weights. 結晶性ポリマー粒子が、ポリテトラフルオロエチレン粒子である請求項7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 7 to 10, wherein the crystalline polymer particles are polytetrafluoroethylene particles. 延伸が、一軸延伸である請求項7から11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 7 to 11, wherein the stretching is uniaxial stretching. 延伸が、二軸延伸である請求項7から11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 7 to 11, wherein the stretching is biaxial stretching. 請求項1から6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, comprising the crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 1 to 6. 結晶性ポリマー微孔性膜の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請求項14に記載の濾過用フィルタ。   The filter for filtration according to claim 14, wherein a surface of the pore portion of the crystalline polymer microporous membrane having a larger average pore diameter is used as a filter surface of the filter.
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