JP2009119411A - Crystalline polymer microporous film, method of manufacturing the same and filter for filtration - Google Patents

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

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystalline polymer microporous film which has a uniform in-plane distribution of average pore size, can efficiently catch fine particles, has a long filtration life and can be used for large equipment by using a higher flux film, to provide a method of manufacturing the crystalline polymer microporous film capable of efficiently manufacturing the crystalline polymer microporous film, and to provide a filter for filtration using the crystalline polymer microporous film. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the crystalline polymer microporous film comprises: an asymmetric heating process of heating one side surface of a film made of a crystalline polymer while causing the surface to contact with a heating roller having a temperature distribution (maximum temperature-minimum temperature) in the roller width direction of 5°C or less to form a semi-calcined film in which a temperature gradient is formed in the thickness direction of the film; and a stretching process of stretching the semi-calcined film. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、液体、気体等の精密濾過に使用される濾過効率の良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 with good filtration efficiency used for microfiltration of liquids, gases, 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して製造されるもの(特許文献1〜7参照)、脂肪族ポリアミドを原料として製造されるもの(特許文献8〜14参照)、ポリフルオロカーボンを原料として製造されるもの(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、結晶性ポリマーによ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(PTFE)を原料とした微孔性膜は、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 a microporous membrane include those manufactured using cellulose ester as a raw material (see Patent Documents 1 to 7), those manufactured using aliphatic polyamide as a raw material (see Patent Documents 8 to 14), and polyfluorocarbon. 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, a microporous film made of a crystalline polymer has excellent chemical resistance, and in particular, a microporous film made from polytetrafluoroethylene (PTFE) has excellent heat resistance and chemical resistance. The demand growth 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、その一方で、塗布し、乾燥させた際に、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 membrane, there is a problem in that the flow rate is reduced due to clogging or the like.
Moreover, according to the Patent Documents 22 and 23, the problems in the Patent Documents 20 and 21 can be reduced, but on the other hand, when applied and dried, there is a problem that cracks and defects are likely to occur in the film. is there. 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には、PTFE多孔質膜の製造工程において、PTFE予備成形体を押出及び/又は圧延する方向と直交する方向に、PTFE予備成形体に圧縮応力を加えることにより、ヘイズ率のバラツキが変動率により表示して20%以下であるPTFE多孔質膜が提案されている。この提案によれば、PTFE多孔質膜の微多孔構造の均一化が図れる。しかし、この提案のPTFE多孔質膜は、流量及び濾過寿命の点で十分満足できる性能を有するものではなく、更なる改良、開発が望まれているのが現状である。   Further, in Patent Document 24, in the production process of the PTFE porous membrane, by applying a compressive stress to the PTFE preform in a direction orthogonal to the direction of extruding and / or rolling the PTFE preform, There has been proposed a PTFE porous membrane having a variation expressed by a variation rate of 20% or less. According to this proposal, the microporous structure of the PTFE porous membrane can be made uniform. However, this proposed PTFE porous membrane does not have sufficiently satisfactory performance in terms of flow rate and filtration life, and further improvement and development are desired at present.

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2002−172316号公報JP 2002-172316 A 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、平均孔径の面内分布が均一であり、微粒子を効率良く捕捉することができ、濾過寿命が長く、高流量化により大設備に用いることができる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 provides a crystalline polymer microporous membrane that has a uniform in-plane distribution of average pore diameter, can capture fine particles efficiently, has a long filtration life, and can be used in large facilities by increasing the flow rate. And a method for producing a crystalline polymer microporous membrane capable of efficiently producing the crystalline polymer microporous membrane, and a filter for filtration using the crystalline polymer microporous membrane. And

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> 結晶性ポリマーからなるフィルムの一の表面を、ロールの幅方向における温度分布(最大温度−最小温度)が5℃以下である加熱ロールに接触させて加熱することにより、前記フィルムの厚み方向に温度勾配を形成した半焼成フィルムを形成する非対称加熱工程と、
前記半焼成フィルムを延伸する延伸工程と、
を含むことを特徴とする結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<2> 加熱ロールが、誘導発熱ロールである前記<1>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<3> 結晶性ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンである前記<1>から<2>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。
<4> 延伸工程が、半焼成フィルムを一軸方向に延伸する前記<1>から<3>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<5> 延伸工程が、半焼成フィルムを二軸方向に延伸する前記<1>から<3>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<6> 前記<1>から<5>のいずれかに記載の結晶性微孔性膜の製造方法により製造され、一方の面の平均孔径が、他方の面の平均孔径よりも大きく、かつ前記一方の面から前記他方の面に向かって平均孔径が連続的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。
<7> 平均孔径の面内バラツキが変動率20%以下である前記<6>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<8> 前記<6>から<7>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜を用いたことを特徴とする濾過用フィルタである。
<9> プリーツ状に加工成形してなる前記<8>に記載の濾過用フィルタである。
<10> 結晶性ポリマー微孔性膜の平均孔径の大きな面側をフィルタの濾過面に使用する前記<8>から<9>のいずれか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> By heating one surface of a film made of a crystalline polymer in contact with a heating roll having a temperature distribution (maximum temperature-minimum temperature) of 5 ° C. or less in the width direction of the roll, the thickness of the film An asymmetric heating step to form a semi-baked film having a temperature gradient in the direction;
A stretching step of stretching the semi-baked film;
It is a manufacturing method of the crystalline polymer microporous film | membrane characterized by including this.
<2> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to <1>, wherein the heating roll is an induction heating roll.
<3> The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of <1> to <2>, wherein the crystalline polymer is polytetrafluoroethylene.
<4> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to any one of <1> to <3>, wherein the stretching step stretches the semi-fired film in a uniaxial direction.
<5> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to any one of <1> to <3>, wherein the stretching step stretches the semi-fired film in a biaxial direction.
<6> Manufactured by the method for producing a crystalline microporous membrane according to any one of <1> to <5>, wherein an average pore diameter of one surface is larger than an average pore diameter of the other surface, and A crystalline polymer microporous membrane characterized in that the average pore diameter continuously changes from one surface to the other surface.
<7> The crystalline polymer microporous film according to <6>, wherein the in-plane variation of the average pore diameter is 20% or less.
<8> A filtration filter using the crystalline polymer microporous membrane according to any one of <6> to <7>.
<9> The filtration filter according to <8>, wherein the filter is processed and formed into a pleated shape.
<10> The filter for filtration according to any one of <8> to <9>, wherein a surface having a large average pore diameter of the crystalline polymer microporous membrane is used as a filter surface of the filter.

本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法は、結晶性ポリマーからなるフィルムの一の表面を、ロールの幅方向における温度分布(最大温度−最小温度)が5℃以下である加熱ロールに接触させて加熱することにより、前記フィルムの厚み方向に温度勾配を形成した半焼成フィルムを形成する非対称加熱工程と、
前記半焼成フィルムを延伸する延伸工程と、を含む。
本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法においては、前記非対称加熱工程及び前記延伸工程を行うことにより、平均孔径の面内分布が均一であり、微粒子を効率良く捕捉することができ、濾過寿命が長く、高流量化により大設備に用いることができる結晶性ポリマー微孔性膜を効率よく製造することができる。
In the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention, one surface of a film made of a crystalline polymer is applied to a heating roll having a temperature distribution in the roll width direction (maximum temperature-minimum temperature) of 5 ° C. or less. An asymmetric heating step of forming a semi-baked film having a temperature gradient in the thickness direction of the film by contacting and heating;
Stretching step of stretching the semi-baked film.
In the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention, by performing the asymmetric heating step and the stretching step, the in-plane distribution of the average pore diameter is uniform, and fine particles can be captured efficiently, A crystalline polymer microporous membrane that has a long filtration life and can be used in a large facility by increasing the flow rate can be efficiently produced.

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(非加熱面)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。   The filter for filtration of the present invention uses the crystalline polymer microporous membrane of the present invention, so that fine particles are efficiently captured by performing filtration with the surface having a large average pore diameter (non-heated surface) 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、平均孔径の面内分布が均一であり、微粒子を効率良く捕捉することができ、濾過寿命が長く、高流量化により大設備に用いることができる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, conventional problems can be solved, the in-plane distribution of the average pore diameter is uniform, fine particles can be captured efficiently, the filtration life is long, and the flow rate is increased so that it can be used for large facilities. Crystalline polymer microporous membrane, crystalline polymer microporous membrane production method capable of efficiently producing crystalline polymer microporous membrane, and crystalline polymer microporous membrane A filter for filtration can be provided.

(結晶性ポリマー微孔性膜及び結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法)
本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法は、非対称加熱工程と、延伸工程とを含み、結晶性ポリマーフィルム作製工程、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
本発明の結晶性ポリマー微孔性膜は、本発明の前記結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法により製造される。
以下、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法の説明を通じて、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の詳細についても明らかにする。
(Crystalline polymer microporous membrane and crystalline polymer microporous membrane production method)
The method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention includes an asymmetric heating step and a stretching step, and further includes a crystalline polymer film production step and, if necessary, other steps.
The crystalline polymer microporous membrane of the present invention is produced by the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention.
Hereinafter, the details of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention will be clarified through the description of the method for producing the crystalline polymer microporous membrane of the present invention.

なお、以下においては、平均孔径が大きい側の面を「非加熱面」とし、平均孔径が小さい側の面を「加熱面」として説明する。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ない。したがって、未焼成の結晶性ポリマーフィルムのいずれの面を加熱して半焼成後に「加熱面」にしても構わない。   In the following description, a surface having a larger average pore diameter is referred to as a “non-heating surface”, and a surface having a smaller average pore diameter is referred to as a “heating surface”. This is merely a name given for convenience in order to make the description of the present invention easier to understand. Therefore, any surface of the unsintered crystalline polymer film may be heated to become a “heating surface” after semi-sintering.

<結晶性ポリマーフィルム作製工程>
前記結晶性ポリマーフィルム作製工程は、結晶性ポリマーからなるフィルムを作製する工程である。
<Crystalline polymer film production process>
The crystalline polymer film production step is a step of producing a film made of a crystalline polymer.

−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、始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 in which 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、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る。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、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、特にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が好ましく使用される。
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、ポリエチレン又はその水素原子がフッ素原子に置換された結晶性ポリマーが使用され、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が特に好ましい。
There is no restriction | limiting in particular as said crystalline polymer, According to the objective, it can select suitably, For example, polyalkylene, polyester, polyamide, polyether, a liquid crystalline polymer etc. are mentioned. Specifically, polyethylene, polypropylene, nylon, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, syndiotactic polystyrene, polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, wholly aromatic polyamide, wholly aromatic polyester, fluororesin, polyether nitrile , Etc.
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. Are more preferable, and polytetrafluoroethylene (PTFE) is particularly preferably used.
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, polyethylene or a crystalline polymer in which a hydrogen atom is substituted with a fluorine atom is used, and polytetrafluoroethylene (PTFE) is particularly preferable.

原料として使用する結晶性ポリマーは、数平均分子量500〜50,000,000のものが好ましく、1,000〜10,000,000のものがより好ましい。
原料として使用する結晶性ポリマーとしては、ポリエチレンが好ましく、例えば、ポリテトラフルオロエチレンを用いることができる。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、好ましくは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。
原料として使用するポリテトラフルオロエチレンの数平均分子量は、250万〜1000万が好ましく、300万〜800万がより好ましい。
前記ポリテトラフルオロエチレン原料としては、特に制限はなく、市場で販売されているポリテトラフルオロエチレン原料を適宜選択して使用してもよい。例えば、ダイキン工業株式会社製「ポリフロン・ファインパウダーF104U」などが好適に挙げられる。
The crystalline polymer used as a raw material preferably has a number average molecular weight of 500 to 50,000,000, more preferably 1,000 to 10,000,000.
As the crystalline polymer used as a raw material, polyethylene is preferable, and for example, polytetrafluoroethylene can be used. As polytetrafluoroethylene, polytetrafluoroethylene produced by an emulsion polymerization method can be usually used, and preferably a finely divided polytetrafluoroethylene obtained by coagulating an aqueous dispersion obtained by emulsion polymerization. Fluoroethylene is used.
The number average molecular weight of polytetrafluoroethylene used as a raw material is preferably 2.5 million to 10 million, and more preferably 3 million to 8 million.
There is no restriction | limiting in particular as said polytetrafluoroethylene raw material, You may select and use the polytetrafluoroethylene raw material currently marketed suitably. For example, “Polyflon Fine Powder F104U” manufactured by Daikin Industries, Ltd. is preferable.

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

前記結晶性ポリマーフィルムの作製は、前記ポリテトラフルオロエチレン原料を押出助剤と混合した混合物を作製し、これをペースト押出して圧延することによりフィルムを調製するのが好ましい。押出助剤としては、液状潤滑剤を用いることが好ましく、具体的にはソルベントナフサ、ホワイトオイルなどを例示することができる。前記押出助剤としては、市場で販売されている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、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。   The crystalline polymer film is preferably prepared by preparing a mixture obtained by mixing the polytetrafluoroethylene raw material with an extrusion aid, and extruding and rolling the mixture. As the extrusion aid, a liquid lubricant is preferably used, and specific examples thereof include solvent naphtha and white oil. As the extrusion aid, a hydrocarbon oil such as “Isopar” manufactured by Esso Oil Co., Ltd. sold in the market may be used. The addition amount of the extrusion aid is preferably 20 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the crystalline polymer.

ペースト押出しは、温度が50℃〜80℃にて行うことが好ましい。押出し形状については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、通常は棒状にするのが好ましい。押出物は次いで圧延することによりフィルム状にする。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焼成フィルムとすることが好ましい。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定めることができるが、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焼成フィルムの厚みは、最終的に製造しようとする結晶性ポリマー微孔性膜の厚みに応じて適宜調整することができ、後の工程で延伸を行う場合には、延伸による厚みの減少も考慮して調整することが必要である。
なお、結晶性ポリマー未焼成フィルムの製造に際しては、「ポリフロンハンドブック」(ダイキン工業株式会社発行、1983年改訂版)に記載されている事項を適宜採用することができる。
Paste extrusion is preferably performed at a temperature of 50 ° C to 80 ° C. There is no restriction | limiting in particular about extrusion shape, Although it can select suitably according to the objective, Usually, it is preferable to make it rod-shaped. The extrudate is then rolled into a film. Rolling can be performed, for example, by calendaring with a calendar roll at a speed of 50 m / min. The rolling temperature can usually be set to 50 ° C to 70 ° C. Then, it is preferable to remove the extrusion aid by heating the film to obtain a crystalline polymer unfired film. Although the heating temperature at this time can be suitably determined according to the kind of crystalline polymer to be used, it is preferably 40 ° C to 400 ° C, more preferably 60 ° C to 350 ° C. For example, when tetrafluoroethylene is used, 150 ° C. to 280 ° C. is preferable, and 200 ° C. to 255 ° C. is more preferable. The heating can be performed by a method such as passing the film through a hot air drying furnace. The thickness of the unsintered crystalline polymer film thus produced can be appropriately adjusted according to the thickness of the crystalline polymer microporous film to be finally produced, and is stretched in a later step. In some cases, it is necessary to adjust in consideration of a decrease in thickness due to stretching.
In the production of an unsintered crystalline polymer film, the items described in “Polyfluorocarbon Handbook” (published by Daikin Industries, Ltd., revised in 1983) can be appropriately employed.

−非対称加熱工程−
前記非対称加熱工程は、結晶性ポリマーからなるフィルムの一の表面を、ロールの幅方向における温度分布(最大温度−最小温度)が5℃以下である加熱ロールに接触させて加熱することにより、前記フィルムの厚み方向に温度勾配を形成した半焼成フィルムを形成する工程である。これにより、フィルムの加熱状態が均一となり、得られる結晶性ポリマー微孔性膜の平均孔径の面内分布が均一となると共に、結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向に非対称に加熱温度を制御することができる。
-Asymmetric heating process-
In the asymmetric heating step, one surface of a film made of a crystalline polymer is heated by bringing it into contact with a heating roll having a temperature distribution in the width direction of the roll (maximum temperature-minimum temperature) of 5 ° C. or less. This is a step of forming a semi-baked film having a temperature gradient in the thickness direction of the film. As a result, the heating state of the film becomes uniform, the in-plane distribution of the average pore diameter of the resulting crystalline polymer microporous membrane becomes uniform, and the heating temperature is controlled asymmetrically in the thickness direction of the crystalline polymer microporous membrane. can do.

ここで、前記半焼成とは、結晶性ポリマーをその焼成体の融点以上であり、かつ、その未焼成体の融点+15℃以下の温度で加熱処理することを意味する。
また、本発明において、結晶性ポリマーの未焼成体とは、焼成の加熱処理をしていないものを意味する。また、結晶性ポリマーの融点とは、結晶性ポリマー未焼成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。前記焼成体の融点及び未焼成体の融点は、結晶性ポリマーの種類や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、結晶性ポリマーがポリテトラフルオロエチレンである場合には、焼成体の融点が約324℃で未焼成体の融点が約345℃である。従って、半焼成体にするには、ポリテトラフルオロエチレンフィルムの場合、327℃〜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。半焼成体は、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。
Here, the semi-firing means that the crystalline polymer is heat-treated at a temperature not lower than the melting point of the fired body and not higher than the melting point of the unfired body + 15 ° C.
In the present invention, an unsintered body of a crystalline polymer means one that has not been subjected to a heat treatment for firing. The melting point of the crystalline polymer means the temperature of the endothermic curve peak that appears when the unsintered crystalline polymer is measured with a differential scanning calorimeter. The melting point of the fired body and the melting point of the unfired body vary depending on the kind of crystalline polymer, the average molecular weight, and the like, 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, when the crystalline polymer is polytetrafluoroethylene, the sintered body has a melting point of about 324 ° C. and the green body has a melting point of about 345 ° C. Therefore, in the case of a polytetrafluoroethylene film, the temperature is preferably 327 ° C. to 360 ° C., more preferably 335 ° C. to 350 ° C., for example, heating to a temperature of 345 ° C. The semi-fired body is in a state where a melting point of about 324 ° C. and a melting point of about 345 ° C. are mixed.

前記半焼成は、結晶性ポリマーからなるフィルムの一方の面(加熱面)をロールの幅方向における温度分布(最大温度−最小温度)が5℃以下である加熱ロールに接触させて加熱して行う。
前記温度分布(最大温度−最小温度)は2℃以下が好ましく、0℃が最も好ましい。前記温度分布が5℃を超えると、フィルムの加熱状態が不均一となり、得られる結晶性ポリマー微孔性膜の平均孔径も不均一となることがある。
前記加熱ロールの温度分布は、例えばロールの定常状態(0.1秒間隔の温度測定において10秒間の温度バラツキが1℃以内である状態)での幅方向の最大温度部位と最小温度部位との温度差を例えば赤外線サーモグラフィーを用いて測定することができる。
The semi-baking is performed by bringing one surface (heating surface) of a film made of a crystalline polymer into contact with a heating roll having a temperature distribution (maximum temperature-minimum temperature) of 5 ° C. or less in the width direction of the roll. .
The temperature distribution (maximum temperature-minimum temperature) is preferably 2 ° C. or less, and most preferably 0 ° C. When the temperature distribution exceeds 5 ° C., the heating state of the film becomes nonuniform, and the average pore diameter of the resulting crystalline polymer microporous membrane may become nonuniform.
The temperature distribution of the heating roll is, for example, the maximum temperature portion and the minimum temperature portion in the width direction in a steady state of the roll (a state in which the temperature variation for 10 seconds is within 1 ° C. in the temperature measurement at intervals of 0.1 seconds). The temperature difference can be measured using, for example, infrared thermography.

前記加熱ロールとしては、ロールの幅方向における温度分布(最大温度−最小温度)が5℃以下であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば誘導発熱ロールが好適に用いられる。
前記誘導発熱ロールは、ロール内部のコイルによりロールシェルが誘導発熱する。具体的には、交流電流が誘導コイルに供給されると、コイルに磁束が発生する。この磁束の作用でコイルに対向したロールシェル(外筒)の内側に誘導電流が誘起され、その抵抗熱によってロール自身が自己発熱(誘導発熱)する。油循環式や温水循環式など、他の間接加熱と異なり、ロール自体が直接発熱するため必要に応じた高温の熱エネルギーを効率よく得ることができる。
また、ロール表面は、ヒートパイプ機構により、幅方向も円周方向も均一に温度を高精度に保持できる。
このような誘導発熱ロールとしては、市販品を用いることができ、例えば由利ロール株式会社製「誘導発熱方式高温高速カレンダー機(由利ロール株式会社内に設置)」に搭載の誘導発熱金属ロール、などが挙げられる。
The heating roll is not particularly limited as long as the temperature distribution (maximum temperature-minimum temperature) in the width direction of the roll is 5 ° C. or less, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, an induction heating roll is preferable. Used for.
In the induction heating roll, the roll shell generates induction heat by a coil inside the roll. Specifically, when an alternating current is supplied to the induction coil, a magnetic flux is generated in the coil. An induced current is induced inside the roll shell (outer cylinder) facing the coil by the action of the magnetic flux, and the roll itself self-heats (induced heat generation) due to the resistance heat. Unlike other indirect heating such as oil circulation type and hot water circulation type, the roll itself generates heat directly, so that high-temperature heat energy can be efficiently obtained as required.
Moreover, the roll surface can hold | maintain temperature with high precision uniformly in the width direction and the circumferential direction by the heat pipe mechanism.
As such an induction heating roll, a commercially available product can be used, for example, an induction heating metal roll mounted on a Yuri Roll Co., Ltd. "Induction Heating Method High Temperature High Speed Calendar Machine (installed in Yuri Roll Co., Ltd.)", etc. Is mentioned.

また、結晶性ポリマーからなるフィルムの厚み方向の温度勾配としては、非加熱面と加熱面の温度差は30℃以上が好ましく、50℃以上であることがより好ましい。
前記加熱ロールの温度は、上記の半焼成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、目的とする半焼成が十分に進行するのに必要な時間であり、通常30秒間〜120秒間であり、好ましくは45秒間〜90秒間であり、より好ましくは60秒間〜80秒間である。
Further, as the temperature gradient in the thickness direction of the film made of a crystalline polymer, the temperature difference between the non-heated surface and the heated surface is preferably 30 ° C. or higher, and more preferably 50 ° C. or higher.
The temperature of the heating roll can be set to the temperature at which the semi-fired body is formed. The time for which the film is brought into contact with the heating roll is the time necessary for the target half-baking to sufficiently proceed, and is usually 30 seconds to 120 seconds, preferably 45 seconds to 90 seconds, more preferably 60 seconds to 80 seconds.

前記非対称加熱工程における加熱は、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。
連続的にフィルムの加熱面を加熱する場合には、フィルムの加熱面と非加熱面とで温度勾配を保持するため、加熱面の加熱と同時に非加熱面を冷却することが好ましい。
前記非加熱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、好ましくは、フィルムの非加熱面に冷却物を接触させることにより行う。冷却物としては、冷却物としては、冷却ロールを選択することが特に好ましい。冷却ロールであれば、加熱面の加熱と同様に、工業的に流れ作業で連続的に半焼成を行うことができ、しかも温度制御や装置のメンテナンスも容易である。冷却ロールの温度は、上記の半焼成体にする際の温度と差を生じさせるように設定することができる。冷却ロールにフィルムを接触させる時間は、目的とする半焼成が十分に進行するのに必要な時間であり、加熱工程と同時進行で行うことを前提とすると、通常30秒間〜120秒間であり、好ましくは45秒間〜90秒間であり、より好ましくは60秒間〜80秒間である。
本発明の製造方法では、フィルムの非加熱面を加熱及び冷却ロールに接触させることが好ましいが、該加熱及び冷却ロールよりも低い温度に設定されたローラーをフィルムの加熱面に接触させても構わない。例えば、常温に維持されたローラーをフィルム加熱面から圧接させて、フィルムを加熱ロールにフィットさせるようにしてもよい。また、加熱ロールに接触させる前又は後において、フィルムの加熱面をガイドロールに接触させても構わない。
また、前記非対称加熱工程を間欠的に行う場合にも、フィルムの加熱面を間欠的に加熱及び非加熱面を冷却して、非加熱面の温度上昇を抑制することが好ましい。
The heating in the asymmetric heating step may be performed continuously, or may be performed intermittently by dividing into several times.
When the heating surface of the film is continuously heated, it is preferable to cool the non-heating surface simultaneously with the heating of the heating surface in order to maintain a temperature gradient between the heating surface and the non-heating surface of the film.
The method for cooling the non-heated 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 by cooling. Various methods such as cooling can be used, and it is preferably performed by bringing a cooling material into contact with the non-heated surface of the film. As the cooling object, it is particularly preferable to select a cooling roll as the cooling object. If it is a cooling roll, like the heating of a heating surface, it can carry out an industrial semi-baking continuously by a flow operation | work, and also temperature control and apparatus maintenance are easy. The temperature of the cooling roll can be set so as to cause a difference from the temperature at which the semi-fired body is formed. The time for which the film is brought into contact with the cooling roll is a time required for the intended half-baking to sufficiently proceed, and is usually 30 seconds to 120 seconds, assuming that the film is simultaneously performed with the heating step. The time is preferably 45 seconds to 90 seconds, more preferably 60 seconds to 80 seconds.
In the production method of the present invention, the non-heated surface of the film is preferably brought into contact with the heating and cooling roll, but a roller set at a temperature lower than that of the heating and cooling roll may be brought into contact with the heating surface of the film. Absent. For example, a roller maintained at room temperature may be pressed from the film heating surface to fit the film to the heating roll. Moreover, you may make the heating surface of a film contact a guide roll before or after making it contact with a heating roll.
Moreover, also when performing the said asymmetrical heating process intermittently, it is preferable to suppress the temperature rise of a non-heating surface by heating the heating surface of a film intermittently and cooling a non-heating surface.

−延伸工程−
半焼成したフィルムは、次いで延伸することが好ましい。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フィルムを予備加熱しておいてもよい。
-Stretching process-
The semi-baked film is then preferably stretched. 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, the film may be preheated to a temperature below the stretching temperature.

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焼成体の融点未満で行うことが好ましい。   In addition, after extending | stretching, heat setting can be performed as needed. The heat setting temperature is usually preferably higher than the stretching temperature and lower than the melting point of the crystalline polymer fired body.

<結晶性ポリマー微孔性膜>
本発明の前記結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法により製造される結晶性ポリマー微孔性膜は、平均孔径の面内分布が均一であることを1つの特徴とする。
また、前記結晶性ポリマー微孔性膜の平均孔径の面内バラツキは、変動率20%以下であることが好ましく、15%以下がより好ましい。前記変動率が20%を超えると、孔径のバラツキが大きすぎるため、捕捉粒径が大きくなってしまうことがある。
ここで、前記平均孔径の面内分布は、バブルポイント測定値で以下の方法により評価することができる。13mm径のシリンジホルダーを用い、湿潤液としてIPAを用い、初期バブルポイント値(最大孔径に相当する)をもって測定値とした。微孔性膜を一辺200mmの正方形に切り抜き、正方形内を一辺20mmの正方形で100等分し、各部分のバブルポイント測定を行い、平均値及び変動率を求めることができる。
前記変動率は、測定値の平均値に対するその標準偏差の比により表される。n個のデータ(X1、X2・・・・Xn)の平均値をXm、標準偏差をSxとすると、変動率Vxは次式により算出できる。
変動率[%];Vx=Sx/Xm×100
<Crystalline polymer microporous membrane>
One feature of the crystalline polymer microporous membrane produced by the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention is that the in-plane distribution of the average pore diameter is uniform.
Further, the in-plane variation of the average pore diameter of the crystalline polymer microporous membrane is preferably 20% or less, more preferably 15% or less. When the variation rate exceeds 20%, the variation in pore diameter is too large, and the trapped particle diameter may increase.
Here, the in-plane distribution of the average pore diameter can be evaluated by the following method using a bubble point measurement value. A syringe holder with a diameter of 13 mm was used, IPA was used as the wetting liquid, and the initial bubble point value (corresponding to the maximum pore diameter) was taken as the measurement value. The microporous membrane is cut out into a square with a side of 200 mm, the inside of the square is divided into 100 equal parts with a square with a side of 20 mm, and bubble points are measured for each part to obtain an average value and a variation rate.
The rate of variation is represented by the ratio of the standard deviation to the average value of the measured values. When the average value of n pieces of data (X1, X2,... Xn) is Xm and the standard deviation is Sx, the variation rate Vx can be calculated by the following equation.
Fluctuation rate [%]; Vx = Sx / Xm × 100

また、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜は、非加熱面の平均孔径が加熱面の平均孔径よりも大きいことを1つの特徴とする。
また、前記結晶性ポリマー微孔性膜は、膜厚みを「10」とし、表面から深さ方向「1」の厚み部分における平均孔径をP1とし、「9」の厚み部分における平均孔径をP2としたとき、P1/P2が2〜10,000が好ましく、3〜100がより好ましい。
また、前記結晶性ポリマー微孔性膜は、非加熱面と加熱面の平均孔径の比(非加熱面/加熱面比)が5倍〜30倍が好ましく、10倍〜25倍がより好ましく、15倍〜20倍が更に好ましい。
One feature of the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is that the average pore size of the non-heated surface is larger than the average pore size of the heated surface.
The crystalline polymer microporous membrane has a thickness of “10”, an average pore diameter in the thickness portion “1” in the depth direction from the surface is P1, and an average pore diameter in the thickness portion of “9” is P2. P1 / P2 is preferably 2 to 10,000, and more preferably 3 to 100.
The crystalline polymer microporous membrane preferably has a ratio of the average pore diameter between the non-heated surface and the heated surface (non-heated surface / heated surface ratio) of 5 to 30 times, more preferably 10 to 25 times. 15 to 20 times is more preferable.

ここで、前記平均孔径は、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 is, for example, a film surface photograph (SEM photograph, magnification 1,000 to 5,000 to 5,000) with a scanning electron microscope (Hitachi S-4000 type, vapor deposition is Hitachi E1030 type, both manufactured by Hitachi, Ltd.). The image obtained is taken 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). Thus, an average pore diameter is obtained by obtaining an image consisting only of crystalline polymer fibers and calculating the image.

本発明の結晶性ポリマー微孔性膜には、上記の特徴に加えて更に非加熱面から加熱面に向けて平均孔径が連続的に変化している態様(第1の態様)と、上記の特徴に加えて更に単層構造である態様(第2の態様)の両方が含まれる。これらの付加的な特徴を更に加えることによって、濾過寿命を効果的に改善することができる。   In the crystalline polymer microporous membrane of the present invention, in addition to the above-described features, the average pore diameter is continuously changed from the non-heated surface to the heated surface (first embodiment), and the above-mentioned features In addition to the features, both of the embodiments (second embodiment) having a single-layer structure are included. By further adding these additional features, the filter life can be effectively improved.

第1の態様でいう「非加熱面から加熱面に向けて平均孔径が連続的に変化している」とは、横軸に非加熱面からの厚み方向の距離d(表面からの深さに相当)をとり、縦軸に平均孔径Dをとったときに、グラフが1本の連続線で描かれることを意味する。非加熱面(d=0)から加熱面(d=膜厚)に至るまでのグラフは傾きが負の領域(dD/dt<0)のみからなるものであってもよいし、傾きが負の領域と傾きがゼロの領域(dD/dt=0)が混在するものであってもよいし、傾きが負の領域と正の領域(dD/dt>0)が混在するものであってもよい。好ましいのは、傾きが負の領域(dD/dt<0)のみからなるものであるか、傾きが負の領域と傾きがゼロの領域(dD/dt=0)が混在するものである。更に好ましいのは、傾きが負の領域(dD/dt<0)のみからなるものである。   In the first aspect, “the average pore diameter continuously changes from the non-heated surface to the heated surface” means that the horizontal axis indicates the distance d in the thickness direction from the non-heated surface (the depth from the surface). This means that the graph is drawn with one continuous line when the average pore diameter D is taken on the vertical axis. The graph from the non-heated surface (d = 0) to the heated surface (d = film thickness) may consist of only a region with a negative slope (dD / dt <0) or a negative slope. A region and a region with a zero slope (dD / dt = 0) may be mixed, or a region with a negative slope and a positive region (dD / dt> 0) may be mixed. . Preferably, the region is composed only of a negative slope region (dD / dt <0), or a negative slope region and a zero slope region (dD / dt = 0) are mixed. More preferably, it is composed of only a negative slope region (dD / dt <0).

傾きが負の領域の中には少なくとも膜の非加熱面が含まれることが好ましい。傾きが負の領域(dD/dt<0)においては、傾きが常に一定であっても異なっていてもよい。例えば、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜は傾きが負の領域(dD/dt<0)のみからなるものである場合、膜の非加熱面におけるdD/dtよりも膜の加熱面におけるdD/dtが大きい態様をとることができる。また、結晶性ポリマー微孔性膜の非加熱面から加熱面に向かうにしたがって徐々にdD/dtが大きくなる態様(絶対値が小さくなる態様)をとることができる。   It is preferable that at least the non-heated surface of the film is included in the region where the inclination is negative. In the region where the slope is negative (dD / dt <0), the slope may be always constant or different. For example, if the crystalline polymer microporous membrane of the present invention consists only of a negative slope region (dD / dt <0), the dD on the heated surface of the membrane is higher than the dD / dt on the non-heated surface of the membrane. A mode in which / dt is large can be taken. Further, it is possible to adopt a mode in which dD / dt gradually increases (a mode in which the absolute value decreases) from the non-heated surface to the heated surface of the crystalline polymer microporous film.

第2の態様でいう「単層構造」からは、2以上の層を貼り合わせたり積層したりすることにより形成される複層構造は除外される。即ち、第2の態様でいう「単層構造」とは、複層構造に存在する層と層の間の境界を有しない構造を意味する。第2の態様では、膜中に、非加熱面の平均孔径よりも小さくかつ加熱面の平均孔径よりも大きな平均孔径を有する面が存在することが好ましい。   The “single layer structure” referred to in the second embodiment excludes a multilayer structure formed by bonding or laminating two or more layers. That is, the “single layer structure” in the second aspect means a structure having no boundary between layers existing in a multilayer structure. In the second aspect, it is preferable that a surface having an average pore size smaller than the average pore size of the non-heated surface and larger than the average pore size of the heated surface is present in the film.

本発明の結晶性ポリマー微孔性膜は、第1の態様の特徴と第2の態様の特徴を両方とも兼ね備えているものが好ましい。即ち、結晶性ポリマー微孔性膜の非加熱面の平均孔径が加熱面の平均孔径よりも大きくて、非加熱面から加熱面に向けて平均孔径が連続的に変化しており、かつ、単層構造であるものが好ましい。このような結晶性ポリマー微孔性膜であれば、非加熱面側から濾過を行ったときに一段と効率よく微粒子を捕捉することができ、濾過寿命も大きく改善することができるとともに、容易かつ安価に製造することもできる。   The crystalline polymer microporous membrane of the present invention preferably has both the features of the first embodiment and the features of the second embodiment. That is, the average pore diameter of the non-heated surface of the crystalline polymer microporous membrane is larger than the average pore diameter of the heated surface, the average pore diameter continuously changes from the non-heated surface to the heated surface, and Those having a layer structure are preferred. With such a crystalline polymer microporous membrane, fine particles can be captured more efficiently when filtration is performed from the non-heated surface side, the filtration life can be greatly improved, and it is easy and inexpensive. Can also be manufactured.

本発明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 membrane of the present invention is preferably 1 μm to 300 μm, more preferably 5 μm to 100 μm, and still more preferably 10 μm to 80 μm.

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、その非加熱面(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(非加熱面)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 is characterized by using 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 performed with the non-heated 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 having a large average pore diameter (non-heated surface) 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の形状としては、ろ過膜をひだ折りするプリーツ型、ろ過膜をのり巻き状にするスパイラル型、円板状のろ過膜を積層させるフレーム・アンド・プレート型、ろ過膜を管状にするチューブ型などがある。これらの中でも、カートリッジあたりのフィルタのろ過に使用する有効表面積を増大させることができる点から、プリーツ型が特に好ましい。
また、劣化したろ過膜を取り換える際にフィルターエレメントのみを取り換えるエレメント交換式フィルターカートリッジと、フィルターエレメントをろ過ハウジングと一体に加工しハウジングごと使い捨てのタイプにしたカプセル式のフィルターカートリッジとに分類される。
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 .
As the shape of the filter for filtration of the present invention, a pleat type for folding the filtration membrane, a spiral type for filtering the filtration membrane, a frame-and-plate type for laminating disc-shaped filtration membranes, a filtration membrane, There is a tube type etc. which make it tubular. Among these, the pleated type is particularly preferable because the effective surface area used for filtering the filter per cartridge can be increased.
The filter cartridge is classified into an element exchange type filter cartridge in which only the filter element is replaced when the deteriorated filter membrane is replaced, and a capsule type filter cartridge in which the filter element is processed integrally with the filtration housing and made into a disposable type.

ここで、図1はエレメント交換式のプリーツフィルターカートリッジエレメントの構造を示す展開図である。精密ろ過膜103は2枚の膜サポート102、104によってサンドイッチされた状態でひだ折りされ、集液口を多数有するコアー105の廻りに巻き付けられている。その外側には外周カバー101があり、精密ろ過膜を保護している。円筒の両端にはエンドプレート106a、106bにより、精密ろ過膜がシールされている。エンドプレートはガスケット107を介してフィルターハウジング(不図示)のシール部と接する。ろ過された液体はコアーの集液口から集められ、流体出口108から排出される。   Here, FIG. 1 is a development view showing the structure of an element exchange type pleated filter cartridge element. The microfiltration membrane 103 is folded in a state of being sandwiched by two membrane supports 102 and 104, and is wound around a core 105 having a large number of liquid collection ports. On the outside, there is an outer peripheral cover 101 that protects the microfiltration membrane. Microfiltration membranes are sealed at both ends of the cylinder by end plates 106a and 106b. The end plate is in contact with the seal portion of the filter housing (not shown) via the gasket 107. The filtered liquid is collected from the core collection port and discharged from the fluid outlet 108.

カプセル式のプリーツフィルターカートリッジを図2及び図3に示す。
図2はカプセル式フィルターカートリッジのハウジングに組込まれる前の精密ろ過膜フィルターエレメントの全体構造を示す展開図である。精密ろ過膜2は2枚のサポート1、3によってサンドイッチされた状態でひだ折りされ、集液口を多数有するフィルターエレメントコア7の廻りに巻き付けられている。その外側にはフィルターエレメントカバー6があり、精密ろ過膜を保護している。円筒の両端には上部エンドプレート4、下部エンドプレート5により、精密ろ過膜がシールされている。
図3は、フィルターエレメントがハウジングに組込まれて一体化されたカプセル式のプリーツフィルターカートリッジの構造を示す。フィルターエレメント10はハウジングベースとハウジングカバーよりなるハウジング内に組込まれている。下部エンドプレートはOリング8を介してハウジングベース中心部にある集水管(不図示)にシールされている。液体は液入口ノズルからハウジング内に入り、フィルターメディア9を通過し、フィルターエレメントコア7の集液口から集められ、液出口ノズル14から排出される。ハウジングベースとハウジングカバーは通常溶着部17で液密に熱融着される。
A capsule-type pleated filter cartridge is shown in FIGS.
FIG. 2 is a developed view showing the entire structure of the microfiltration membrane filter element before being assembled into the housing of the capsule filter cartridge. The microfiltration membrane 2 is folded in a sandwiched state by two supports 1 and 3 and is wound around a filter element core 7 having a large number of liquid collection ports. There is a filter element cover 6 on the outside to protect the microfiltration membrane. The microfiltration membrane is sealed by the upper end plate 4 and the lower end plate 5 at both ends of the cylinder.
FIG. 3 shows a structure of a capsule-type pleated filter cartridge in which a filter element is integrated in a housing. The filter element 10 is incorporated in a housing composed of a housing base and a housing cover. The lower end plate is sealed by a water collecting pipe (not shown) at the center of the housing base via an O-ring 8. The liquid enters the housing from the liquid inlet nozzle, passes through the filter medium 9, is collected from the liquid collection port of the filter element core 7, and is discharged from the liquid outlet nozzle 14. The housing base and the housing cover are usually heat-sealed in a liquid-tight manner at the welding portion 17.

図2は、下部エンドプレートとハウジングベースとのシールをOリングを介して行う事例を示しているが、下部エンドプレートとハウジングベースとのシールは熱融着や接着剤によって行われることもある。またハウジングベースとハウジングカバーとのシールも熱融着の他に、接着剤を用いる方法も可能である。図1〜3は精密ろ過フィルターカートリッジの具体例であり、本発明はこれらの図に限定されるわけではない。   FIG. 2 shows an example in which the lower end plate and the housing base are sealed through an O-ring. However, the sealing between the lower end plate and the housing base may be performed by heat fusion or an adhesive. In addition to heat sealing, the housing base and the housing cover can be sealed by using an adhesive. 1-3 are specific examples of the microfiltration filter cartridge, and the present invention is not limited to these drawings.

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)
<結晶性ポリマー微孔性膜の作製>
−半焼成フィルムの作製−
数平均分子量が620万のポリテトラフルオロエチレンファインパウダー(ダイキン工業株式会社製、「ポリフロン・ファインパウダーF104U」)100質量部に、押出助剤として炭化水素油(エッソ石油株式会社製、「アイソパー」)27質量部を加え、丸棒状にペースト押出しを行った。これを、70℃に加熱したカレンダーロールにより50m/分の速度でカレンダー掛けして、ポリテトラフルオロエチレンフィルムを作製した。このフィルムを250℃の熱風乾燥炉に通して押出助剤を乾燥除去し、平均厚み100μm、平均幅150mm、比重1.55のポリテトラフルオロエチレン未焼成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未焼成フィルムの一の面(加熱面)を345℃に加熱した加熱ロール(由利ロール株式会社製「誘導発熱方式高温高速カレンダー機(由利ロール株式会社内に設置)」に搭載の誘導発熱金属ロール)で1分間加熱して、半焼成フィルムを作製した。このとき用いた加熱ロールの定常状態(0.1秒間隔の温度測定において10秒間の温度バラツキが1℃以内である状態)での幅方向の温度分布を赤外線サーモグラフィーにより測定したところ、最大温度部位と最小温度部位との温度差は1.0℃であった。
Example 1
<Preparation of crystalline polymer microporous membrane>
-Production of semi-baked film-
100 parts by mass of polytetrafluoroethylene fine powder (Daikin Industries, Ltd., “Polyflon Fine Powder F104U”) having a number average molecular weight of 6.2 million, and hydrocarbon oil (Esso Petroleum Corporation, “Isopar”) as an extrusion aid ) 27 parts by mass was added, and paste extrusion was performed in a round bar shape. This was calendered at a speed of 50 m / min with a calender roll heated to 70 ° C. to produce a polytetrafluoroethylene film. This film was passed through a hot air drying oven at 250 ° C. to remove the extrusion aid, and a polytetrafluoroethylene unfired film having an average thickness of 100 μm, an average width of 150 mm, and a specific gravity of 1.55 was produced.
A heated roll in which one surface (heated surface) of the obtained polytetrafluoroethylene unfired film was heated to 345 ° C. (“Induction heat generation type high temperature high speed calender machine (installed in Yuri Roll Co., Ltd.)” manufactured by Yuri Roll Co., Ltd. A semi-baked film was prepared by heating for 1 minute with an induction heat generating metal roll mounted on the substrate. When the temperature distribution in the width direction in the steady state of the heating roll used at this time (the temperature variation of 10 seconds in the temperature measurement at intervals of 0.1 seconds is within 1 ° C.) was measured by infrared thermography, the maximum temperature region was measured. And the temperature difference between the minimum temperature region was 1.0 ° C.

得られた半焼成フィルムを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20倍延伸した。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200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。   The obtained semi-baked 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 20 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 200 times in terms of stretched area ratio. Thus, the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Example 1 was produced.

(実施例2)
実施例1において、加熱ロールの最大温度部位と最小温度部位との温度差が3℃であった以外は、実施例1と同様にして、実施例2のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜を作製した。
(Example 2)
In Example 1, the polytetrafluoroethylene microporous membrane of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the temperature difference between the maximum temperature part and the minimum temperature part of the heating roll was 3 ° C. did.

(比較例1)
−結晶性ポリマー微孔性膜の作製−
実施例1において、加熱ロールをオイル循環式に変更した以外は、実施例1と同様にして、比較例1のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜を作製した。このとき用いたロールの定常状態での幅方向の温度分布を赤外線サーモグラフィーにより測定したところ、最大温度部位と最小温度部位との温度差は7.0℃であった。
(Comparative Example 1)
-Fabrication of crystalline polymer microporous membrane-
In Example 1, a polytetrafluoroethylene microporous membrane of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the heating roll was changed to the oil circulation type. When the temperature distribution in the width direction in the steady state of the roll used at this time was measured by infrared thermography, the temperature difference between the maximum temperature portion and the minimum temperature portion was 7.0 ° C.

(比較例2)
実施例1において、加熱ロールの代わりに345℃のオーブンを用いた以外は、実施例1と同様にして、比較例2のポリテトラフルオロエチレン微孔性膜を作製した。
(Comparative Example 2)
In Example 1, a polytetrafluoroethylene microporous membrane of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that an oven at 345 ° C. was used instead of the heating roll.

次に、作製した実施例1〜2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、該微孔性膜の非加熱面の平均孔径が加熱面の平均孔径よりも大きく、かつ非加熱面から加熱面に向かって平均孔径が連続的に変化しているか否かを確認するため、以下のようにして、フィルム厚み(平均膜厚)、及びP1/P2の測定を行った。結果を表1に示す。   Next, for each polytetrafluoroethylene microporous membrane of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2 produced, the average pore size of the non-heated surface of the microporous membrane is larger than the average pore size of the heated surface, And in order to confirm whether the average pore diameter is continuously changing from the non-heated surface toward the heated surface, the film thickness (average film thickness) and P1 / P2 were measured as follows. . The results are shown in Table 1.

<フィルムの厚み(平均膜厚)>
実施例1〜2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厚み(平均膜厚)をダイヤル式厚みゲージ(アンリツ株式会社製、K402B)により測定した。任意の3箇所を測定し、その平均値を求めた。
<Film thickness (average film thickness)>
The thickness (average film thickness) of each of the polytetrafluoroethylene microporous membranes of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2 was measured with a dial thickness gauge (K402B, manufactured by Anritsu Corporation). Arbitrary three places were measured and the average value was calculated.

<P1/P2の測定>
実施例1〜2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「10」とし、非加熱面から深さ方向「1」の厚み部分における平均孔径をP1とし、「9」の厚み部分の平均孔径をP2としたときのP1/P2を求めた。
ここで、前記PTFE微孔性膜の平均孔径は、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。
<Measurement of P1 / P2>
About each polytetrafluoroethylene microporous film | membrane of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, the film thickness of a microporous film | membrane is set to "10" in the thickness part of the depth direction "1" from a non-heating surface. P1 / P2 was determined when the average pore diameter was P1 and the average pore diameter of the thickness portion of “9” was P2.
Here, the average pore size of the PTFE microporous membrane was measured with a scanning electron microscope (Hitachi S-4000 type, vapor deposition was Hitachi E1030 type, both manufactured by Hitachi, Ltd.) and a photograph of the membrane surface (SEM photograph, magnification 1,000). Image processing apparatus (main body name: manufactured by Nippon Avionics Co., Ltd., TV image processor TVIP-4100II, control software name: manufactured by Ratok System Engineering Co., Ltd., TV image processor image) Command 4198), an image consisting only of polytetrafluoroethylene fibers was obtained, and the average pore size was determined by processing the image.

表1の結果から、実施例1〜2及び比較例1〜2の各PTFE微孔性膜は、非加熱面の平均孔径が加熱面の平均孔径よりも大きく、かつ非加熱面から加熱面に向かって平均孔径が連続的に変化していることが分かった。
これに対し、比較例2のPTFE微孔性膜は、非加熱面の平均孔径が加熱面の平均孔径とほぼ同一であり、非加熱面から加熱面に向かって平均孔径が変化していないことが分かった。
From the results of Table 1, in each of the PTFE microporous membranes of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, the average pore size of the non-heated surface is larger than the average pore size of the heated surface, and from the non-heated surface to the heated surface. It was found that the average pore diameter continuously changed.
In contrast, in the PTFE microporous membrane of Comparative Example 2, the average pore diameter of the non-heated surface is substantially the same as the average pore diameter of the heated surface, and the average pore diameter does not change from the non-heated surface toward the heated surface. I understood.

<濾過テスト>
次に、実施例1〜2及び比較例1〜2の各PTFE微孔性膜について、濾過テストを行った。まず、ポリスチレンラテックス(平均粒子サイズ0.17μm)を0.01質量%含有する水溶液を、差圧0.1kg/cm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 PTFE microporous membrane of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2. First, an aqueous solution containing 0.01% by mass of polystyrene latex (average particle size 0.17 μm) was filtered at a differential pressure of 0.1 kg / cm 2 . The results are shown in Table 2.

表2の結果から、比較例2のPTFE微孔性膜は500ml/cmで実質的に目詰まりを起こした。
これに対し、実施例1〜2及び比較例1の各PTFE微孔性膜は、1200ml/cmまで濾過が可能であり、濾過寿命が大幅に改善されることが分かった。
From the results of Table 2, the PTFE microporous membrane of Comparative Example 2 was substantially clogged at 500 ml / cm 2 .
On the other hand, it was found that the PTFE microporous membranes of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 can be filtered up to 1200 ml / cm 2 , and the filtration life is greatly improved.

<孔径分布測定>
実施例1〜2及び比較例1〜2のPTFE微孔性膜について面内孔径分布測定を行った。孔径はバブルポイント測定値で以下の方法で評価した。13mm径のシリンジホルダーを用い、湿潤液としてIPAを用い、初期バブルポイント値(最大孔径に相当する)をもって測定値とした。微孔性膜を一辺200mmの正方形に切り抜き、正方形内を一辺20mmの正方形で100等分し、各部分のバブルポイント測定を行い、平均値及び変動率を求めた。結果を表3に示した。
前記変動率は、測定値の平均値に対するその標準偏差の比により表される。n個のデータ(X1、X2・・・・Xn)の平均値をXm、標準偏差をSxとすると、変動率Vxは次式により算出できる。
変動率[%];Vx=Sx/Xm×100
<Measurement of pore size distribution>
In-plane pore size distribution measurement was performed on the PTFE microporous membranes of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2. The pore diameter was evaluated by a bubble point measurement value by the following method. A syringe holder with a diameter of 13 mm was used, IPA was used as the wetting liquid, and the initial bubble point value (corresponding to the maximum pore diameter) was taken as the measurement value. The microporous membrane was cut into a square with a side of 200 mm, and the inside of the square was divided into 100 equal parts with a square with a side of 20 mm, and bubble points were measured for each part to obtain an average value and a variation rate. The results are shown in Table 3.
The rate of variation is represented by the ratio of the standard deviation to the average value of the measured values. When the average value of n pieces of data (X1, X2,... Xn) is Xm and the standard deviation is Sx, the variation rate Vx can be calculated by the following equation.
Fluctuation rate [%]; Vx = Sx / Xm × 100

表3の結果から、実施例1及び2では温度分布が均一な加熱ロールを用いたことにより、加熱による半焼成が均一に行われ、延伸後の平均孔径の面内バラツキも小さく均一であり、本発明の効果が確認できた。これに対して比較例1ではロールの温度分布が不均一であるため、加熱による半焼成も不均一であり、延伸後の平均孔径の面内バラツキも大きかった。 From the results of Table 3, in Examples 1 and 2, by using a heating roll having a uniform temperature distribution, semi-firing by heating is uniformly performed, and the in-plane variation of the average pore diameter after stretching is small and uniform, The effect of the present invention was confirmed. On the other hand, in Comparative Example 1, since the temperature distribution of the roll was non-uniform, the semi-firing by heating was non-uniform, and the in-plane variation of the average pore diameter after stretching was large.

<粒子捕捉能テスト>
実施例1〜2及び比較例1〜2の各微孔性膜について、ポリスチレン微粒子(平均粒子サイズ0.9μm)を0.01質量%含有する水溶液を、差圧0.1kg/cmとして濾過を行った。粒子の漏れの有無を評価した。結果を表4に示す。
<Particle capture ability test>
About each microporous film | membrane of Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, the aqueous solution containing 0.01 mass% of polystyrene microparticles | fine-particles (average particle size 0.9 micrometer) is filtered as a differential pressure of 0.1 kg / cm < 2 >. Went. The presence or absence of particle leakage was evaluated. The results are shown in Table 4.

表4の結果から、実施例1及び2のPTFE微孔性膜は平均孔径のバラツキが小さいため、粒子の漏れがなく、粒子捕捉能が優れるものであった。これに対して比較例1のPTFE微孔性膜は平均孔径のバラツキが大きいため、粒子の漏れが有り、粒子捕捉能が劣るものであった。 From the results of Table 4, since the PTFE microporous membranes of Examples 1 and 2 had small variation in average pore diameter, there was no particle leakage and excellent particle capturing ability. On the other hand, the PTFE microporous membrane of Comparative Example 1 had a large average pore size variation, and therefore had particle leakage and poor particle capturing ability.

(実施例3)
−フィルターカートリッジ化−
ポリプロピレン不織布2枚の間に、実施例1のPTFE微孔性膜を挟んで、ひだ幅10.5mmにプリーツし、その138山分のひだをとって円筒状に丸め、その合わせ目をインパルスシーラーで溶着する。円筒の両端2mmずつを切り落とし、その切断面をポリプロピレン性のエンドプレートに熱溶着してエレメント交換式のフィルターカートリッジに仕上げた。
本発明のフィルターカートリッジは、内蔵する結晶性ポリマー微孔性膜が結晶性ポリマーを用いているため耐溶剤性に優れる。更に平均孔径の面内分布が均一であり、孔部が非対称構造を有するため、大流量かつ目詰まりを起こしにくく長寿命であった。
(Example 3)
-Filter cartridge-
The PTFE microporous membrane of Example 1 was sandwiched between two polypropylene non-woven fabrics, pleated to a pleat width of 10.5 mm, 138 folds were taken and rounded into a cylindrical shape, and the seam was impulse sealer Weld with. Both ends of the cylinder were cut off by 2 mm, and the cut surfaces were heat welded to a polypropylene end plate to finish an element exchange type filter cartridge.
The filter cartridge of the present invention is excellent in solvent resistance because the built-in crystalline polymer microporous film uses a crystalline polymer. Further, since the in-plane distribution of the average pore diameter is uniform and the hole portion has an asymmetric structure, the flow rate is large and clogging is not likely to occur, resulting in a long life.

本発明の結晶性ポリマー微孔性膜及びこれを用いた濾過用フィルタは、平均孔径の面内分布が均一であり、長期間にわたって効率よく微粒子を捕捉することができ、粒子捕捉能の耐擦過性が向上し、耐熱性及び耐薬品性に優れているため、濾過が必要とされる様々な状況において使用することができ、気体、液体等の精密濾過に好適に用いられ、例えば、腐食性ガス、半導体工業で使用される各種ガス等の濾過、電子工業用洗浄水、医薬用水、医薬製造工程用水、食品水等の濾過、滅菌、高温濾過、反応性薬品の濾過などに幅広く用いることができる。   The crystalline polymer microporous membrane of the present invention and the filter for filtration using the same have a uniform in-plane distribution of average pore diameter, can capture fine particles efficiently over a long period of time, and have an anti-friction property for particle trapping ability. Improved in heat resistance and excellent in heat resistance and chemical resistance, it can be used in various situations where filtration is required, and is suitable for microfiltration of gases, liquids, etc. Widely used for filtration of gases, various gases used in the semiconductor industry, washing water for electronics industry, pharmaceutical water, pharmaceutical manufacturing process water, food water, etc., sterilization, high temperature filtration, reactive chemical filtration, etc. it can.

図1は、ハウジングに組込む前の一般的なプリーツフィルターエレメントの構造を表す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a structure of a general pleated filter element before being assembled in a housing. 図2は、カプセル式フィルターカートリッジのハウジングに組込む前の一般的なフィルターエレメントの構造を表す図である。FIG. 2 is a view showing the structure of a general filter element before being assembled into the housing of the capsule filter cartridge. 図3は、ハウジングと一体化された一般的なカプセル式のフィルターカートリッジの構造を表す図である。FIG. 3 is a view showing the structure of a general capsule filter cartridge integrated with a housing.

符号の説明Explanation of symbols

1 一次側サポート
2 精密ろ過膜
3 二次側サポート
4 上部エンドプレート
5 下部エンドプレート
6 フィルターエレメントカバー
7 フィルターエレメントコア
8 Oリング
9 フィルターメディア
10 フィルターエレメント
11 ハウジングカバー
12 ハウジングベース
13 液入口ノズル
14 液出口ノズル
15 エアーベント
16 ドレン
17 溶着部
101 外周カバー
102 膜サポート
103 精密ろ過膜
104 膜サポート
105 コアー
106a、106b エンドプレート
107 ガスケット
108 液体出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Primary side support 2 Microfiltration membrane 3 Secondary side support 4 Upper end plate 5 Lower end plate 6 Filter element cover 7 Filter element core 8 O-ring 9 Filter media 10 Filter element 11 Housing cover 12 Housing base 13 Liquid inlet nozzle 14 Liquid Outlet nozzle 15 Air vent 16 Drain 17 Welding part 101 Outer cover 102 Membrane support 103 Microfiltration membrane 104 Membrane support 105 Core 106a, 106b End plate 107 Gasket 108 Liquid outlet

Claims (10)

結晶性ポリマーからなるフィルムの一の表面を、ロールの幅方向における温度分布(最大温度−最小温度)が5℃以下である加熱ロールに接触させて加熱することにより、前記フィルムの厚み方向に温度勾配を形成した半焼成フィルムを形成する非対称加熱工程と、
前記半焼成フィルムを延伸する延伸工程と、
を含むことを特徴とする結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。
One surface of a film made of a crystalline polymer is heated in contact with a heating roll having a temperature distribution (maximum temperature-minimum temperature) of 5 ° C. or less in the width direction of the roll, whereby the temperature in the thickness direction of the film is increased. An asymmetric heating step to form a semi-baked film with a gradient;
A stretching step of stretching the semi-baked film;
A method for producing a crystalline polymer microporous membrane, comprising:
加熱ロールが、誘導発熱ロールである請求項1に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。   The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to claim 1, wherein the heating roll is an induction heating roll. 結晶性ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレンである請求項1から2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 claim 1, wherein the crystalline polymer is polytetrafluoroethylene. 延伸工程が、半焼成フィルムを一軸方向に延伸する請求項1から3のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。   The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 1 to 3, wherein the stretching step stretches the semi-fired film in a uniaxial direction. 延伸工程が、半焼成フィルムを二軸方向に延伸する請求項1から3のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。   The method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 1 to 3, wherein the stretching step stretches the semi-fired film in the biaxial direction. 請求項1から5のいずれかに記載の結晶性微孔性膜の製造方法により製造され、一方の面の平均孔径が、他方の面の平均孔径よりも大きく、かつ前記一方の面から前記他方の面に向かって平均孔径が連続的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。   6. A method for producing a crystalline microporous membrane according to claim 1, wherein an average pore diameter of one surface is larger than an average pore diameter of the other surface, and said one surface is A crystalline polymer microporous membrane characterized in that the average pore diameter continuously changes toward the surface. 平均孔径の面内バラツキが、変動率20%以下である請求項6に記載の結晶性ポリマー微孔性膜。   The crystalline polymer microporous membrane according to claim 6, wherein the in-plane variation of the average pore diameter is 20% or less. 請求項6から7のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜を用いたことを特徴とする濾過用フィルタ。   A filtration filter comprising the crystalline polymer microporous membrane according to any one of claims 6 to 7. プリーツ状に加工成形してなる請求項8に記載の濾過用フィルタ。   The filter for filtration according to claim 8, wherein the filter is processed and formed into a pleat shape. 結晶性ポリマー微孔性膜の平均孔径の大きな面側をフィルタの濾過面に使用する請求項8から9のいずれかに記載の濾過用フィルタ。   The filter for filtration according to any one of claims 8 to 9, wherein a surface side of the crystalline polymer microporous membrane having a large average pore diameter is used as a filter surface of the filter.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012036266A (en) * 2010-08-05 2012-02-23 Nichias Corp High density polytetrafluoroethylene tape and method of manufacturing the same

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