JP2012052085A - ポリオレフィン多孔質膜およびその製造方法ならびにその製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のポリオレフィン多孔質膜の製造方法は、重量平均分子量50万以上のポリオレフィンと溶剤とを含む溶液を溶融混練して混練物を得る工程(a)と、混練物を押出し、冷却してゲル状成形物を得る工程(b)と、ゲル状成形物を延伸して延伸シートを得る工程(c)と、延伸シートから溶剤を除去し、乾燥して微細多孔が形成されたフィルムを得る工程(d)と、フィルムのMDおよびTDの両方向を固定して、MDおよびTDの少なくとも一方向に0%を越えて0.1%未満の延伸倍率で前記フィルムを延伸しながら熱処理を行う工程(e)と、フィルムのMDおよびTDの少なくとも一方向に前記フィルムの縮幅をしながら熱処理を行う工程(f)と、を含む。
【選択図】図1
Description
オレフィンが完全に溶解する温度で攪拌または押出機中で均一混合して溶解する方法で行う。その温度は、押出機中又は溶媒中で攪拌しながら溶解する場合は使用する重合体及び溶媒により異なるが、例えば140〜250℃の範囲が好ましい。超高分子量ポリオレフィンの高濃度溶液から多孔質膜を製造する場合は、溶解混練まで可能な二軸押出機中で溶解するのが好ましい。
ウォーターズ社製のゲル浸透クロマトグラフ[GPC−150C]を用い、溶媒にo−ジクロロベンゼンを、また、カラムとして昭和電工(株)製の[Shodex−80M]を用いて135℃で測定した。データ処理は、TRC社製データ収集システムを用いて行なった。分子量はポリスチレンを基準として算出した。
1/10000シックネスゲージにより測定した。
測定対象の多孔質フィルムを6cm×4cmの長方形状に切り抜き、その体積と重量を求め、得られる結果から次式を用いて計算した。
空孔率(体積%)=100×(体積(cm3)−重量(g)/樹脂及び無機物の平均密
度(g/cm3))/体積(cm3)
JIS P8117に準拠して測定した。
カトーテック(株)製圧縮試験機「KES−G5」を用いて、突刺試験を行った。得られた荷重変位曲線から最大荷重を読みとり、突刺強度とした。針は直径1.0mm、先端の曲率半径0.5mmのものを用い、2mm/secの速度で突刺を行った。
MD方向60mm、TD方向40mmの形状に打ち抜いた長方形の測定方法のサンプルを、105℃の高温乾燥機中に1時間保持し、取り出した後に投影機(PJ−A3000, ミツトヨ社製)を用いてMD、TD方向のサンプルの大きさを測り、次式を用いて収縮率を求めた。
収縮率(MD)= 100 ×(60−L1)/60
〔ここで、L1は収縮後のMDの大きさ(mm)である〕
収縮率(TD)= 100 ×(40−L2)/40
〔ここで、L2は収縮後のTDの大きさ(mm)である〕
以下、本発明の好適な実施例を例示的に説明する。本実施例は、図1に示す製造装置100を用いて実施される。製造装置100は、溶融部としての溶融ユニット11と、平型ダイス12aを備える混練部としての二軸押出機12と、冷却成型部としての冷却ロール13と、延伸部としての同時二軸延伸機14と、溶剤除去部としての液体槽15と、乾燥部としてのテンター16と、1次熱処理部としてのテンター17と、2次熱処理部としての熱処理機18と、巻取りロール19とを備える。
まず、重量平均分子量が100万の超高分子量ポリエチレン(ティコナGUR4012、融点137℃)15重量部、流動パラフィン85重量部、酸化防止剤(商品名:Irganox1010、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製、登録商標)0.04重量部を、溶融ユニット11を用いてスラリー状に均一に混合した。次に、170℃で二軸押出機12にて100rpmのスクリュー回転速度で溶解混練した。得られた混練物を、リップ間隔2mmの平型ダイス12aよりシート状に押出し、引き取りながらシートを冷却ロール(35℃に設定)13に接触させ冷却し、厚さ1.75mmのゲル状成形シートを作製した。得られたゲル状成形シートを同時二軸延伸機14にて126℃でMD方向に5倍、TD方向に5倍で延伸を行ない(つまり5倍×5倍の面倍率25倍延伸)、延伸シートを得た。この延伸シートをジクロロメタン(沸点40℃)が満たされた液体槽15中に3分浸漬して流動パラフィンを抽出除去し、テンター16にて50℃の温度で幅方向に10%延伸しながら乾燥した。得られたフィルムを機内温度130℃のテンター17にてTD方向に0.05%延伸しながら2分間熱処理を行った(以下、この工程を「熱処理1」と便宜上称する)。続いて機内温度110℃の熱処理機18に、130℃のテンター17での速度に対して1.0倍速で通し、自由収縮によりTD方向に3.5%縮幅させ(以下、この工程を「熱処理2」と便宜上称する)、巻取りロール19により巻取り、ポリオレフィン多孔質膜を得た。得られたポリオレフィン多孔質膜の物性評価結果を表1に示す。
熱処理2の熱処理機18において、130℃のテンター17での速度に対して0.98倍速とした以外は、実施例1と全て同じ条件でポリオレフィン多孔質膜を得た。得られたポリオレフィン多孔質膜の物性評価結果を表1に示す。
厚さ0.90mmのシートを作製し、このシートを同時二軸延伸機14にて124℃で延伸を行った以外は、実施例2と全て同じ条件でポリオレフィン多孔質膜を得た。得られたポリオレフィン多孔質膜の物性評価結果を表1に示す。
冷却ロール13の温度を40℃設定に変更し、熱処理1のテンター17において機内温度を126℃に変更し、熱処理2の熱処理機18において機内温度を115℃に変更し、TD方向への縮幅を5%とした以外は、実施例2と全て同じ条件でポリオレフィン多孔質膜を得た。得られたポリオレフィン多孔質膜の物性評価結果を表1に示す。
熱処理2の熱処理機18において、温度を115℃に変更し、TD方向への縮幅を5%とした以外は、実施例2と全て同じ条件でポリオレフィン多孔質膜を得た。得られたポリオレフィン多孔質膜の物性評価結果を表1に示す。
熱処理1のテンター17にてTD方向に3.00%縮幅しながら2分間熱処理を行ったこと以外は、実施例1と全て同じ条件でポリオレフィン多孔質膜を得た。得られたポリオレフィン多孔質膜の物性評価結果を表1に示す。
熱処理1のテンター17にてTD方向に1.00%延伸しながら2分間熱処理を行ったこと以外は、実施例1と全て同じ条件でポリオレフィン多孔質膜を得た。得られたポリオレフィン多孔質膜の物性評価結果を表1に示す。
12 二軸押出機
12a 平型ダイス
13 冷却ロール
14 同時二軸延伸機
15 液体槽
16,17 テンター
18 熱処理機
19 巻取りロール
100 製造装置
Claims (8)
- 重量平均分子量50万以上のポリオレフィンと溶剤とを含む溶液を溶融混練して混練物を得る工程(a)と、
前記混練物を押出し、冷却してゲル状成形物を得る工程(b)と、
前記ゲル状成形物を延伸して延伸シートを得る工程(c)と、
前記延伸シートから溶剤を除去し、乾燥して微細多孔が形成されたフィルムを得る工程(d)と、
前記フィルムのMDおよびTDの両方向を固定して、MDおよびTDの少なくとも一方向に0%を越えて0.1%未満の延伸倍率で前記フィルムを延伸しながら熱処理を行う工程(e)と、
前記フィルムのMDおよびTDの少なくとも一方向に前記フィルムの縮幅をしながら熱処理を行う工程(f)と、
を含むポリオレフィン多孔質膜の製造方法。 - 前記重量平均分子量50万以上のポリオレフィンは、重量平均分子量50万以上の超高分子量ポリエチレンであることを特徴とする、請求項1に記載のポリオレフィン多孔質膜の製造方法。
- 前記溶液は、重量平均分子量50万以上の超高分子量ポリエチレンおよび溶剤のみからなることを特徴とする請求項2に記載のポリオレフィン多孔質膜の製造方法。
- 前記工程(a)において、前記溶液に高分子型ヒンダードフェノール系酸化防止剤を添加することを特徴とする、請求項1または2に記載のポリオレフィン多孔質膜の製造方法。
- 重量平均分子量50万以上のポリオレフィンと溶剤とを含む溶液を溶融する溶融部と、
前記溶融部に接続され、前記溶融部において溶融された溶液を混練して混練物を得る混練部と、
前記混練部に接続され、前記混練部によって得られた前記混練物を冷却してゲル状成形物を得る冷却成型部と、
前記冷却成型部に接続され、前記ゲル状成形物を延伸して延伸シートを得る延伸部と、
前記延伸部に接続され、前記延伸シートから溶剤を除去する溶剤除去部と、
前記溶剤除去部に直接的または間接的に接続され、前記溶剤が除去され、微細多孔が形成されたフィルムのMDおよびTDの両方向を固定して、MDおよびTDの少なくとも一方向に0%を越えて0.1%未満の延伸倍率で前記フィルムを延伸しながら熱処理を行う1次熱処理部と、
前記1次熱処理部に接続され、前記フィルムのMDおよびTDの少なくとも一方向に前記フィルムの縮幅をしながら熱処理を行う2次熱処理部と、
を備えるポリオレフィン多孔質膜の製造装置。 - 前記溶剤除去部と前記1次熱処理部との間に接続され、前記延伸シートから溶剤を除去した後に、前記延伸シートを乾燥させる乾燥部をさらに備える請求項5に記載のポリオレフィン多孔質膜の製造装置。
- 実質的に重量平均分子量50万以上のポリオレフィンからなり、透気度が280秒/100cc・20μm以下、MDおよびTD両方向の熱収縮率が4%以下であるポリオレフィン多孔質膜。
- 実質的に重量平均分子量50万以上の超高分子量ポリエチレンのみからなることを特徴とする、請求項7に記載のポリオレフィン多孔質膜。
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