JP2010089494A - エレクトレット化フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空孔を有する2軸延伸樹脂フィルムからなるコア層(A)の少なくとも片面に延伸樹脂フィルムからなる表面層(B)を積層してなり、水蒸気透過係数が0.1〜2.5g・mm/m2 ・24hrであり、且つ、少なくとも片方の表面の表面抵抗値が1×1013〜9×1017Ωである多孔性樹脂フィルム(i)に、直流高電圧放電処理を施してエレクトレット化したことを特徴とするエレクトレット化フィルム(ii)。
【選択図】図1
Description
従来から高分子材料よりなるエレクトレットは、その使用態様に応じて、フィルム、シート、繊維、不織布等の様々な形態で用いられている。特にエレクトレットを成形加工してなるエレクトレットフィルターは、電界により微小な埃やアレルゲン等を効率的に吸着するエアーフィルター等の用途に広く使用されてきた。またエレクトレットは、スピーカー、ヘッドフォン、マイクロフォン、超音波センサー、圧力センサー、加速度センサー、振動制御装置などの電気・電子入出力装置用の材料として各種用途への利用が広がってきている。
同様に高分子材料よりなる多孔性樹脂フィルムのエレクトレットは、吸着力が優れていることが知られている。例えば、多孔性樹脂フィルムをエレクトレット化した自己接着性フィルムが提案されている。(特許文献1)
多孔性樹脂フィルムからなるエレクトレットは、フィルム内部の空孔により多くの電荷を保持することができ、それにより性能と安定性に優れたエレクトレットを得ることが可能になると言われている。しかしながら、フィルム内部により多くの電荷を蓄積するためには、電荷注入の際により高電圧で処理をすることが理想であるが、一般的な多孔性樹脂フィルムでは、絶縁耐性が低く、また面方向の均一性に劣るために、印加電圧を上げてゆくと局所的な放電集中が発生してしまい、多孔性樹脂フィルムが部分的に破壊されてしまうという欠点があった。
本発明は、従来の多孔性樹脂フィルムと比べて高電圧での電荷注入が可能であり、結果的に長期に渡り高い電荷状態を安定して維持できる多孔性樹脂フィルムよりなるエレクトレットを提供するものである。
すなわち本発明は、
(1)空孔を有する2軸延伸樹脂フィルムからなるコア層(A)の少なくとも片面に延伸樹脂フィルムからなる表面層(B)を積層してなり、水蒸気透過係数が0.1〜2.5g・mm/m2 ・24hrであり、且つ、少なくとも片方の表面の表面抵抗値が1×1013〜9×1017Ωである多孔性樹脂フィルム(i)に、直流高電圧放電処理を施してエレクトレット化したことを特徴とするエレクトレット化フィルム(ii)を提供するものである。
(3)コア層(A)及び表面層(B)を構成する延伸樹脂フィルムは熱可塑性樹脂を含有することが好ましく、
(4)より具体的にはコア層(A)が熱可塑性樹脂50〜97重量%、及び無機微細粉末及び有機フィラーの少なくとも一つ3〜50重量%を含有し、且つ表面層(B)が熱可塑性樹脂30〜97重量%、及び無機微細粉末及び有機フィラーの少なくとも一つ3〜70重量%を含有することが好ましい。
(5)用いる熱可塑性樹脂はポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
(7)特にコア層(A)及び表面層(B)は、これらを積層した後に少なくとも1軸方向に延伸して、各々を延伸樹脂フィルムとすることが好ましい。
(8)多孔性樹脂フィルム(i)は、内部に電化を保持しやすくするために、その空孔率が1〜70%であることが好ましい。
(9)多孔性樹脂フィルム(i)は、少なくとも片方の面にアンカーコート層(C)を更に積層することもできる。
(10)アンカーコート層(C)の坪量は0.001〜5g/m2 であることが好ましい。
(11)また本発明の多孔性樹脂フィルム(i)は、放電電圧10〜100KVの範囲の高電圧を用いて放電処理を施しエレクトレット化することができる。
本発明のエレクトレット化フィルム(ii)は、空孔を有する2軸延伸樹脂フィルムからなるコア層(A)の少なくとも片面に延伸樹脂フィルムからなる表面層(B)を積層してなる多孔性樹脂フィルム(i)よりなるものである。
本発明において用いるコア層(A)は、内部に電荷を保持することを主目的に用いるものである。そのためコア層(A)は、空孔を有する2軸延伸樹脂フィルムからなる。
好ましくは、静電容量を確保する為に一定以上の厚みを有し、電気を通しにくい高分子材料である熱可塑性樹脂からなり、空孔率で状態を示すように延伸によって内部に形成された空孔を有することにより、電荷を保持し易い構造を有するものである。
コア層(A)の厚みは10〜500μmの範囲であることが好ましく、20〜300μmの範囲であることがより好ましく、30〜100μmの範囲であることが特に好ましい。同厚みが10μm未満ではコア層(A)の静電容量が少なくエレクトレットの用途に不向きであり、また均一な厚みで成形を制御することが困難となり、後述のエレクトレット化処理の際に絶縁破壊が起こりやすく局所放電が発生しやすいために好ましくない。一方、500μmを超えると電荷注入の際に層内部まで電荷を到達させることが困難となり、本発明の所期の性能を発揮し得ずに好ましくない。
これらポリオレフィン系樹脂の中でも、プロピレン系樹脂が、加工性、絶縁性、コスト等の面などから好ましい。プロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体でありアイソタクティックないしはシンジオタクティック及び種々の程度の立体規則性を示すポリプロピレンが挙げられ、またプロピレンを主成分とし、これと、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、4−メチル−1−ペンテン等のαオレフィンとを共重合させた共重合体が挙げられる。この共重合体については、2元系でも3元系以上でもよく、またランダム共重合体でもブロック共重合体であってもよい。
熱可塑性樹脂としてプロピレン系樹脂を用いる場合には、後述する延伸成形性をより良好にするために、ポリプロピレン(プロピレン単独重合体)よりも融点が低い樹脂を2〜25重量%配合して使用することが好ましい。このような融点が低い樹脂として、高密度ないしは低密度のポリエチレンを例示することができる。
コア層(A)に用いる熱可塑性樹脂としては、上記の熱可塑性樹脂の中から1種を選択して単独で使用してもよいし、2種以上を選択して組み合わせて使用してもよい。
コア層(A)に使用する熱可塑性樹脂には、無機微細粉末及び有機フィラーの少なくとも一方を添加したものであることが望ましい。無機微細粉末や有機フィラーの添加により、後述する延伸工程により、コア層(A)内部に空孔を形成することが容易となる。
コア層(A)は、より具体的には、上記の熱可塑性樹脂50〜97重量%、及び無機微細粉末及び有機フィラーの少なくとも一種3〜50重量%を含有することが好ましい。さらにコア層(A)は熱可塑性樹脂60〜95重量%、及び無機微細粉末及び有機フィラーの少なくとも一種5〜40重量%を含有することがより好ましい。
空孔の核剤となる無機微細粉末及び有機フィラーの含有率が3重量%未満では、後述する延伸工程で形成される空孔数が少なく電荷の蓄積能力に劣るものとなり所期の目的を達成しにくい。一方、50重量%を超えると形成される空孔が互いに連通してしまい、電荷を導入しても連通孔を経由して多孔性樹脂フィルム(i)の表面や端面から電荷が逃げ易い構造となり、電荷が安定しない傾向があるために好ましくない。
有機フィラーを添加する場合は、主成分である熱可塑性樹脂とは異なる種類の樹脂を選択することが好ましい。例えば、熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である場合には、有機フィラーとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ナイロン−6、ナイロン−6,6、環状オレフィン重合体、ポリスチレン、ポリメタクリレート等の重合体であって、ポリオレフィン系樹脂の融点よりも高い融点、例えば170〜300℃、ないしはガラス転移温度、例えば170〜280℃、を有し、かつ非相溶のものを使用することができる。
コア層(A)に形成される空孔は、電荷を保持する観点から個々の体積が大きく、その数が多く、且つ互いに独立した形状であることが望ましい。空孔の大きさは1方向のみの延伸よりも、2軸方向に延伸した方が大きくできる。特にフィルムの巾方向、流れ方向の2軸方向に延伸したものは面方向に引き延ばされた円盤状の空孔を形成できるので、フィルム厚み方向に電荷注入した際に、空孔内に正負分極した電荷を蓄積しやすい。したがって本発明のコア層(A)には2軸延伸した樹脂フィルムを用いる。
本発明において用いる表面層(B)は、多孔性樹脂フィルム(i)のエレクトレット化処理の際の絶縁耐性を向上し、且つ、コア層(A)内部に蓄積した電荷の保持性を向上することを主目的に、コア層(A)の少なくとも片面に、好ましくは両面に設けられる延伸フィルムからなる層である。
好ましくは、絶縁耐性を向上する為に一定以上の厚みを有し、電気を通しにくい高分子材料である熱可塑性樹脂からなるが、コア層(A)へ電荷の導入が出来る程度に内部に空孔を形成するため、1軸延伸樹脂フィルム構造を有するものである。
表面層(B)の厚みは5〜500μmの範囲であることが好ましく、7〜300μmの範囲であることがより好ましく、9〜100μmの範囲であることが更に好ましく、10〜50μmの範囲であることが特に好ましく、10〜30μmの範囲であることが最も好ましい。同厚みが5μm未満では多孔性樹脂フィルム(i)の絶縁耐性の向上には効果が不十分であり、高電圧での電荷注入が出来ず、高い電荷を持ったエレクトレット化フィルム(ii)は得られにくい。一方、500μmを越えてしまうとエレクトレット化処理の際に内部まで電荷を到達させる事が困難となり、本発明の所期の性能を発揮し得ずに好ましくない。
表面層(B)は無機微細粉末又は有機フィラーを含有していても、含有していなくても良いが、表面層(B)の誘電率などの電気的特性の改質という観点から、含有している方が好ましい。含有する場合にはコア層(A)の項で挙げた無機微細粉末及び有機フィラーと同様のものを用いることができる。
表面層(B)はより具体的には、上記の熱可塑性樹脂30〜97重量%、及び無機微細粉末及び有機フィラーの少なくとも一種3〜70重量%を含有することが好ましい。
さらに表面層(B)は、熱可塑性樹脂40〜95重量%、及び無機微細粉末及び有機フィラーの少なくとも一種5〜60重量%を含有することがより好ましく、熱可塑性樹脂50〜90重量%、及び無機微細粉末及び有機フィラーの少なくとも一種10〜50重量%を含有することが特に好ましい。無機微細粉末及び有機フィラーの含有率が3重量%未満では、電気的特性の改質効果が充分に得られない。一方、70重量%を越えると、無機微細粉末自身による誘電効果や、互いに連通した空孔の形成によって電荷が逃げ易い構造となり、電荷が安定しない傾向があるために好ましくない。
特に無機微細粉末の添加は、一般的には熱可塑性樹脂よりも誘電率が高い為に、表面層(B)の電気特性の改質には向いている。
特に熱可塑性樹脂としてポリオレフィン系樹脂などの誘電率の低い樹脂を使用する場合は、無機微細粉末又は有機フィラーを含有することにより、エレクトレット化処理時の高電圧印加時には誘電効果によりコア層(A)まで電荷を到達させることができ、エレクトレット化処理後は、主成分であるポリオレフィン系樹脂の低い誘電特性によりコア層(A)の電荷を逃がさず保持する効果が得られる。
したがって表面層(B)は、空孔の形成効率が低い1軸延伸をした樹脂フィルムであることが望ましい。表面層(B)を2軸延伸樹脂フィルムにした場合は、コア層(A)と同様に無機微細粉末や有機フィラーを核として空孔が形成してしまう為に、表面層(B)によって電荷を保持する効果は低下してしまう。
表面層(B)は単層構造以外に、2層構造以上の多層構造のものであってもよい。多層構造とする場合は、各層に使用する熱可塑性樹脂、無機微細粉末、及び有機フィラーの種類や含有量を変更することにより、より高い電荷保持性能を備えた多孔性樹脂フィルム(i)の設計が可能となる。
表面層(B)をコア層(A)の両面に設ける場合は、表裏それぞれの組成、構成が同一でも良いし、異なる組成、構成のものであっても良い。
コア層(A)と表面層(B)の積層は公知の種々の方法が使用できる。具体例としては、フィードブロックやマルチマニホールドを使用した多層ダイスを用いる共押出方式と、複数のダイスを使用する押出ラミネーション方式等が挙げられる。更に多層ダイスによる共押出方式と押出ラミネーション方式を組み合わせる方法が挙げられる。
前述の通りコア層(A)は2軸延伸フィルムであり、表面層(B)は1軸延伸フィルムであることが好ましい。そして膜厚の均一性の観点から、コア層(A)と表面層(B)との積層後に、少なくとも1軸方向に延伸することが好ましい。
従ってコア層(A)と表面層(B)との積層は、1軸方向に延伸されたコア層(A)上に、表面層(B)を押出ラミネーションをすることが好ましい。コア層(A)上へ表面層(B)を押出ラミネート積層した後に、積層物を前記コア層(A)の延伸軸とはほぼ直角方向に延伸することで、コア層(A)を2軸延伸フィルムとし、表面層(B)を1軸延伸フィルムとした、膜厚の均一な多孔性樹脂フィルム(i)が得られる。
コア層(A)、表面層(B)、およびこれらの積層物である多孔性樹脂フィルム(i)の延伸は、公知の種々の方法によって行うことができる。
延伸の方法としては、ロール群の周速差を利用した縦延伸方法、テンターオーブンを使用した横延伸方法、圧延方法、テンターオーブンとリニアモーターの組み合わせによる同時二軸延伸方法、テンターオーブンとパンタグラフの組み合わせによる同時二軸延伸方法などを挙げることができる。又、インフレーションフィルムの延伸方法であるチューブラー法による同時二軸延伸方法を挙げることができる。
延伸時の温度は、各層に用いる主な熱可塑性樹脂の、ガラス転移点温度以上から結晶部の融点以下の範囲内で行うことができる。コア層(A)と表面層(B)の積層物である多孔性樹脂フィルム(i)を延伸する場合は、より設定坪量の多い層(通常はコア層(A))に併せて、延伸温度を設定すれば良い。
延伸の倍率は特に限定されず、多孔性樹脂フィルム(i)に用いる熱可塑性樹脂の特性や後述する得るべき空孔率等を考慮して適宜決定する。
延伸倍率は、例えば熱可塑性樹脂としてプロピレン単独重合体ないしはその共重合体を使用する場合で、一軸方向に延伸する場合は約1.2〜12倍であり、好ましくは2〜10倍であり、二軸方向に延伸する場合には面積倍率(縦倍率と横倍率の積)で1.5〜60倍、好ましくは4〜50倍である。その他の熱可塑性樹脂を使用する場合、一軸方向に延伸する場合は1.2〜10倍、好ましくは2〜5倍であり、二軸方向に延伸する場合には面積倍率で1.5〜20倍、好ましくは4〜12倍である。
上記の積層工程や延伸工程を経て、得られる多孔性樹脂フィルム(i)は、電荷注入によってエレクトレット化フィルム(ii)とするのに好適なものとして設計されている。多孔性樹脂フィルム(i)は静電容量を確保する為に一定範囲の空孔率を有し、蓄積した電荷が外部に逃げにくいようにする為に、一定値以下の水蒸気透過係数や、一定値以上の表面抵抗値を有している。
本発明においてフィルム(i)内の空孔は電荷を保持する場所として、割合が多いほど静電容量を確保できるが、多すぎると絶縁する熱可塑性樹脂の割合が減少し、また連通する空孔も増えるために長期に渡り高い電荷状態を安定して維持することが難しくなる。
フィルム(i)の水蒸気透過係数は、こうした連通する空孔の有無を判断するものである。水蒸気透過係数が大きければ、連通空孔表面や介在する水蒸気により電荷が放電しやすくなる。フィルム(i)の表面固有抵抗値もまた、フィルム(i)の電荷の逃がしやすさを判断するものである。表面固有抵抗値が小さすぎれば、フィルム表面を介した放電が起こりやすくなる。
本発明における多孔性樹脂フィルム(i)及びエレクトレット化フィルム(ii)の厚みは、JIS−K−7130:1999に準拠し、厚み計を用いて測定した。
コア層(A)および表面層(B)のそれぞれの厚みは、測定対象試料であるフィルムを液体窒素にて−60℃以下の温度に冷却し、ガラス板上に置いた試料に対してカミソリ刃(シック・ジャパン(株)製、商品名:プロラインブレード)を面方向に垂直に当て切断して断面測定用の試料を作成し、得られた試料の断面を走査型電子顕微鏡(日本電子(株)製、商品名:JSM−6490)を用いて観測し、空孔形状や組成からコア層(A)と表面層(B)の境界線を判別して厚み比率を求め、上記方法で測定されたフィルム全層の厚みから算出して求めた。
多孔性樹脂フィルム(i)は、次式(1)で算出される空孔率が、1〜70%であることが好ましく、10〜60%であることがより好ましく、20〜50%であることが特に好ましい。これら空孔は微細な空孔としてフィルム内部に多数独立して有することが好ましい。空孔の存在により、樹脂フィルム内の界面数が増加し、空孔が存在しない樹脂フィルムと比較して内部に電荷を蓄積できる性能が向上し、性能の高いエレクトレット化フィルム(ii)を得ることができる。しかし、過剰の空孔は逆に電荷を逃がす原因となり得る。
多孔性樹脂フィルム(i)の水蒸気透過係数(g・mm/m2 ・24hr)は、JIS−Z−0208:1976に準拠しカップ法により、温度40℃、相対湿度90%の条件にて透湿度(g/m2 ・24hr)を測定し、フィルムの厚み(mm)から換算して求めた値である。本発明の多孔性樹脂フィルム(i)の表面層(B)はコア層(A)に蓄積した電荷が外部に逃げないように、絶縁する効果を有するものであるが、その効果が低い場合は水蒸気透過係数が高くなり、電荷の保持能力が劣るものとなる。或いは本発明の多孔性樹脂フィルム(i)中の上記空孔の多くが連通している場合、同様に水蒸気透過係数が高くなり、電荷の保持能力が劣るものとなる。
多孔性樹脂フィルム(i)の表面抵抗値(Ω)は、JIS−K−6911:1995に準拠し2重リング法により、温度23℃、相対湿度50%の条件下にて測定した。
本発明の多孔性樹脂フィルム(i)は、少なくとも片方の表面の表面抵抗が1×1013〜9×1017Ωであり、好ましくは1×1014〜9×1016Ωであり、特に好ましくは5×1014〜9×1015Ωの範囲内である。
表面抵抗値が1×1013Ω未満では多孔性樹脂フィルム(i)のエレクトレット化処理を施す際に、電荷が表面を伝って逃げやすくなり、充分な電荷注入が行われない。一方、表面抵抗が9×1017Ωを超えてしまうと多孔性樹脂フィルム(i)に付着したゴミや埃の除去が困難となり、エレクトレット化処理の際にこれを伝って局所放電が発生しやすくなり、部分的な多孔性樹脂フィルム(i)の破壊が発生し易く好ましくない。
多孔性樹脂フィルム(i)には、更に多素材を張り合わせてエレクトレット化後の用途を拡大するために、また、接着剤や蒸着金属膜などとの密着性を向上するために、片面もしくは両面にアンカーコート層(C)を有していることが好ましい。
アンカーコート層(C)には高分子バインダーを用いることが好ましく、係る高分子バインダーの具体的な例としては、ポリエチレンイミン、炭素数1〜12のアルキル変性ポリエチレンイミン、ポリ(エチレンイミン−尿素)及びポリアミンポリアミドのエチレンイミン付加物、及びポリアミンポリアミドのエピクロルヒドリン付加物等のポリエチレンイミン系重合体、アクリル酸アミド−アクリル酸エステル共重合体、アクリル酸アミド−アクリル酸エステル−メタクリル酸エステル共重合体、ポリアクリルアミドの誘導体、オキサゾリン基含有アクリル酸エステル系重合体等のアクリル酸エステル系重合体、ポリビニルアルコールとその変性体、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール等が挙げられ、これに加えてポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリプロピレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、アクリル酸変性ポリプロピレン等のポリプロピレン系重合体、アクリルニトリル−ブタジエン共重合体、ポリエステル等の有機溶剤希釈樹脂又は水希釈樹脂等が挙げられる。これらの内でもポリエチレンイミン系重合体、ポリビニルアルコール系重合体、及びポリプロピレン系重合体が、フィルム(i)へのアンカー効果に優れ好ましい。
本発明の多孔性樹脂フィルム(i)をエレクトレット化フィルム(ii)とするためには直流高電圧放電によるエレクトレット化処理を施す。
従前の方法によれば、係るエレクトレット化処理は幾つかの処理方法が考えられる。例えば、フィルム(i)の両面を導電体で保持し、直流高電圧やパルス状高電圧を加える方法(エレクトロエレクトレット化法)やγ線や電子線を照射してエレクトレット化する方法(ラジオエレクトレット化法)などが公知である。
中でも直流高電圧を用いたエレクトレット化処理法(エレクトロエレクトレット化法)は装置が小型化であり、且つ、作業者や環境への負荷が小さく、本発明の多孔性樹脂フィルム(i)の様な高分子材料のエレクトレット化に適している。
本発明のエレクトレット化フィルム(ii)の製造例、実施例及び比較例に使用する材料を表1にまとめて示す。
熱可塑性樹脂組成物aを230℃に設定した押出機にて混練した後、250℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを冷却装置により冷却して無延伸シートを得た。この無延伸シートを135℃に加熱し、周速差の異なる多数のロール群を用いて縦方向に5倍延伸して5倍延伸フィルムを得た。次いで、可塑性樹脂組成物cを250℃に設定した押出機で混練した後、250℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを上記で調整した5倍延伸フィルムの表面及び裏面それぞれに積層し、3層構造の積層フィルムを得た。次いで、この積層フィルムを60℃まで冷却し、テンターオーブンを用いて再び約145℃に加熱し、横方向に8倍延伸した後、これを160℃に調整したオーブンによりアニーリング処理を行い、60℃まで冷却した後、耳部をスリットして、3層構造(c/a/c=10/40/10μm、延伸層構成(1軸/2軸/1軸))で厚み60μm、空孔率26%の多孔性樹脂フィルムを得た。
熱可塑性樹脂組成物bを230℃に設定した押出機にて混練した後、250℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを冷却装置により冷却して無延伸シートを得た。この無延伸シートを150℃に加熱し、周速差の異なる多数のロール群を用いて縦方向に4倍延伸して4倍延伸フィルムを得た。次いで、可塑性樹脂組成物dを250℃に設定した押出機で混練した後、250℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを上記で調整した4倍延伸フィルムの表面及び裏面それぞれに積層し、3層構造の積層フィルムを得た。次いで、この積層フィルムを60℃まで冷却し、テンターオーブンを用いて再び約150℃に加熱し、横方向に7.5倍延伸した後、これを160℃に調整したオーブンによりアニーリング処理を行い、60℃まで冷却した後、耳部をスリットして、3層構造(d/b/d=20/60/20μm、延伸層構成(1軸/2軸/1軸))で厚み100μm、空孔率38%の多孔性樹脂フィルムを得た。
熱可塑性樹脂組成物fを220℃に設定した押出機にて混練した後、240℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを冷却装置により冷却して無延伸シートを得た。この無延伸シートを145℃に加熱し、周速差の異なる多数のロール群を用いて縦方向に4倍延伸して4倍延伸フィルムを得た。次いで、可塑性樹脂組成物gを230℃に設定した押出機で混練した後、250℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを上記で調整した4倍延伸フィルムの表面及び裏面それぞれに積層し、3層構造の積層フィルムを得た。次いで、この積層フィルムを60℃まで冷却し、テンターオーブンを用いて再び約145℃に加熱し、横方向に7倍延伸した後、これを160℃に調整したオーブンによりアニーリング処理を行い、60℃まで冷却した後、耳部をスリットして、3層構造(g/f/g=15/50/15μm、延伸層構成(1軸/2軸/1軸))で厚み80μm、空孔率24%の多孔性樹脂フィルムを得た。
熱可塑性樹脂組成物bを230℃に設定した押出機にて混練した後、250℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを冷却装置により冷却して無延伸シートを得た。この無延伸シートを150℃に加熱し、周速差の異なる多数のロール群を用いて縦方向に4.5倍延伸して4.5倍延伸フィルムを得た。次いで、可塑性樹脂組成物dを250℃に設定した押出機で混練した後、250℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを上記で調整した4.5倍延伸フィルムの表面及び裏面それぞれに積層し、3層構造の積層フィルムを得た。次いで、この積層フィルムを60℃まで冷却し、テンターオーブンを用いて再び約145℃に加熱し、横方向に7倍延伸した後、これを160℃に調整したオーブンによりアニーリング処理を行い、60℃まで冷却した後、耳部をスリットして、3層構造(d/b/d=10/100/10μm、延伸層構成(1軸/2軸/1軸))で厚み120μm、空孔率45%の多孔性樹脂フィルムを得た。
熱可塑性樹脂組成物bを230℃に設定した押出機にて混練した後、250℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを冷却装置により冷却して無延伸シートを得た。この無延伸シートを150℃に加熱し、周速差の異なる多数のロール群を用いて縦方向に4倍延伸して4倍延伸フィルムを得た。次いで、可塑性樹脂組成物dを250℃に設定した押出機で混練した後、250℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを上記で調整した4倍延伸フィルムの片面に積層し、2層構造の積層フィルムを得た。次いで、この積層フィルムを60℃まで冷却し、テンターオーブンを用いて再び約150℃に加熱し、横方向に8倍延伸した後、これを160℃に調整したオーブンによりアニーリング処理を行い、60℃まで冷却した後、耳部をスリットして、2層構造(d/b=20/60μm、延伸層構成(1軸/2軸))で厚み80μm、空孔率41%の多孔性樹脂フィルムを得た。
熱可塑性樹脂組成物aと熱可塑性樹脂組成物eを230℃に設定したそれぞれ個別の押出機にて混練した後、250℃に設定したフィードブロック式多層ダイスに供給しダイス内でe/a/eの順になる様に積層してシート状に押し出し、これを冷却装置により冷却して3層構造の無延伸シートを得た。この無延伸シートを135℃に加熱して縦方向に5倍延伸して5倍延伸フィルムを得た。次いで、この5倍延伸フィルムを60℃まで冷却し、テンターオーブンを用いて再び約155℃に加熱し、横方向に8倍延伸した後、これを160℃に調整したオーブンによりアニーリング処理を行い、60℃まで冷却した後、耳部をスリットして、3層構造(e/a/e=1/40/1μm、延伸層構成(2軸/2軸/2軸))で厚み42μm、空孔率23%の多孔性樹脂フィルムを得た。
熱可塑性樹脂組成物bを230℃に設定した押出機にて混練した後、250℃に設定した押出ダイスに供給してシート状に押し出し、これを冷却装置により冷却して無延伸シートを得た。この無延伸シートを150℃に加熱し、周速差の異なる多数のロール群を用いて縦方向に4.5倍延伸して4.5倍延伸フィルムを得た。次いで、この4.5倍延伸フィルムを60℃まで冷却し、テンターオーブンを用いて再び約150℃に加熱し、横方向に7.5倍延伸した後、これを160℃に調整したオーブンによりアニーリング処理を行い、60℃まで冷却した後、耳部をスリットして、単層構造で厚み60μm、空孔率44%の多孔性樹脂フィルムを得た。
製造例1〜5で得た多孔性樹脂フィルムの両面に、コロナ表面処理を施し、表1に記載したアンカー剤を組み合わせ及び乾燥後の塗工量(坪量)が表3に記載の通りとなる様に塗工し、80℃のオーブンにて30分間乾燥し、アンカーコート層(C)を設けて、多孔性樹脂フィルム(i)を得た。これに針間距離10mm、主電極−アース電極間距離10mmに設定した図2に記載のエレクトレット化装置を使用し、下記内容の試験を実施した。最終的には表3に記載の印加電圧にて直流高電圧放電処理を行い、エレクトレット化フィルム(ii)を得た。
製造例6、7で得た多孔性樹脂フィルムをそのまま用いて、多孔性樹脂フィルム(i)とした。これに針間距離10mm、主電極−アース電極間距離10mmに設定した図2に記載のエレクトレット化装置を使用し、下記内容の試験を実施した。最終的には表3に記載の印加電圧にて直流高電圧放電処理を行い、エレクトレット化フィルム(ii)を得た。
[試験例]
(火花放電電圧試験)
図2に記載のエレクトレット化装置のアース電極7盤上に各実施例及び各比較例で得た多孔性樹脂フィルム(i)を置き、印加電圧を1KVから少しずつ上昇してゆき、局所火花放電により多孔性樹脂フィルム(i)が破壊される電圧を測定した。結果を表3に示す。
アース電極7盤上に各実施例及び各比較例で得た多孔性樹脂フィルム(i)を置き、上記の火花放電試験にて局所火花放電が発生した電圧よりも1KV低い印加電圧でエレクトレット化処理を施した。処理後の多孔性樹脂フィルム(i)表面(処理面)を一度アルミ箔(住軽アルミ箔(株)製、商品名:マイホイル)で覆い表面に残留した余剰電荷を除去し、更にアルミ箔を引き剥がした後、アース電極7盤上に保持したまま温度25℃、相対湿度60%の恒温室に移動し、同環境下にて各エレクトレット化フィルム(ii)の表面電位を、表面電位計((株)キーエンス製、商品名:高精度静電気センサーSK)を使用して処理直後及び30日後に測定し、以下の基準で評価した。評価結果及び測定された表面電位を表3に示す。
○ : 良好・・・30日後の表面電位が200V以上
× : 不良・・・30日後の表面電位が200V未満
表3に示す結果の通り、本発明のエレクトレット化フィルム(ii)は、より多くの電荷を長期間に渡り保持することが確認された。
ポリウレタン系接着剤(東洋インキ製造製、商品名:トモフレックスTM319)と硬化剤(東洋インキ製造製、商品名:トモフレックスCAT−11B)を1:1の割合で混合し、酢酸エチルで希釈して固形分濃度20重量%の接着性塗料を作成した。実施例1〜3及び比較例1〜3で得たエレクトレット化フィルム(ii)の片面に接着性塗料を乾燥後の塗工量が2g/m2 となる様に塗工して、40℃のオーブンで60秒間乾燥後、接着剤が内側になる様に2つ折りにして貼りあわせて接着剤密着性評価用のサンプルを作成した。作成したサンプルを40℃に設定したオーブンで3日間エージングした後、幅10mm、長さ150mmに切り取り、引張圧縮試験機(島津製作所製、オートグラフ;AGS−D)を使用して、接着したフィルム(ii)間の剥離接着強さを、JIS−K−6854−3に準拠して引張速度300mm/分、T字剥離にて測定し、以下の基準で評価した。評価結果及び測定された剥離接着強さを表3に示す。
○ : 良好・・・剥離強度150g/cm以上
× : 不良・・・剥離強度150g/cm未満
2 コア層(A)
3、4 表面層(B)
5 直流高圧電源
6、8 針状電極
7 アース電極
9 アースに接続されたロール
10、11 ワイヤー電極
Claims (11)
- 空孔を有する2軸延伸樹脂フィルムからなるコア層(A)の少なくとも片面に延伸樹脂フィルムからなる表面層(B)を積層してなり、水蒸気透過係数が0.1〜2.5g・mm/m2 ・24hrであり、且つ、少なくとも片方の表面の表面抵抗値が1×1013〜9×1017Ωである多孔性樹脂フィルム(i)に、直流高電圧放電処理を施してエレクトレット化したことを特徴とするエレクトレット化フィルム(ii)。
- コア層(A)の厚みが10〜500μmであり、且つ、表面層(B)の厚みが5〜500μmであることを特徴とする請求項1に記載のエレクトレット化フィルム(ii)。
- コア層(A)及び表面層(B)を構成する延伸樹脂フィルムが熱可塑性樹脂を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載のエレクトレット化フィルム(ii)。
- コア層(A)が熱可塑性樹脂50〜97重量%、及び無機微細粉末及び有機フィラーの少なくとも一種3〜50重量%を含有し、且つ表面層(B)が熱可塑性樹脂30〜97重量%、及び無機微細粉末及び有機フィラーの少なくとも一種3〜70重量%を含有することを特徴とする請求項3に記載のエレクトレット化フィルム(ii)。
- 熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項3又は4に記載のエレクトレット化フィルム(ii)。
- 表面層(B)が1軸延伸樹脂フィルムからなることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のエレクトレット化フィルム(ii)。
- コア層(A)に表面層(B)を積層した後に、これを少なくとも1軸方向に延伸して各層を延伸樹脂フィルムとしたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のエレクトレット化フィルム(ii)。
- 多孔性樹脂フィルム(i)の空孔率が1〜70%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のエレクトレット化フィルム(ii)。
- 多孔性樹脂フィルム(i)の少なくとも片方の面にアンカーコート層(C)を更に積層したことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のエレクトレット化フィルム(ii)。
- アンカーコート層(C)の坪量が0.001〜5g/m2 であることを特徴とする請求項9に記載のエレクトレット化フィルム(ii)。
- 多孔性樹脂フィルム(i)に放電電圧10〜100KVの範囲で直流高電圧放電処理を施してエレクトレット化したことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のエレクトレット化フィルム(ii)。
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