JP2012192348A - Crystalline polymer microporous film, method for manufacturing the same, and filtration filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、濾過用フィルタ、並びに該濾過用フィルタに好適な結晶性ポリマー微孔性膜及びその好適な製造方法に関する。 The present invention relates to a filter for filtration, a crystalline polymer microporous membrane suitable for the filter for filtration, and a preferred production method thereof.
従来より、微孔性膜は濾過用フィルタなどに広く利用されている。このような微孔性膜の材料としては、例えば、セルロースエステル(特許文献1参照)、脂肪族ポリアミド(特許文献2参照)、ポリフルオロカーボン(特許文献3参照)、ポリプロピレン(特許文献4参照)などが知られている。
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)を材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。
Conventionally, microporous membranes have been widely used for filtration filters and the like. Examples of the material for such a microporous membrane include cellulose ester (see Patent Document 1), aliphatic polyamide (see Patent Document 2), polyfluorocarbon (see Patent Document 3), polypropylene (see Patent Document 4), and the like. It has been known.
These microporous membranes are used for filtration and sterilization of electronic industrial cleaning water, pharmaceutical water, pharmaceutical manufacturing process water, food water, etc., and their use and usage have been increasing in recent years. A highly porous microporous membrane has attracted attention. Among these, a microporous film made of a crystalline polymer has excellent chemical resistance, and in particular, a crystalline polymer microporous material made of polytetrafluoroethylene (hereinafter sometimes referred to as “PTFE”). Since the film is excellent in heat resistance and chemical resistance, the growth of the demand is remarkable.
このような結晶性ポリマー微孔性膜において、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ポリマー層と、変性ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)コポリマー層を積層した予備成形体を圧延し、焼成体の融点以上の温度で加熱後、延伸することで、小さい平均孔径を有する濾過層と、大きな平均孔径を有する支持層とからなる複層膜が作製できることが提案されている(特許文献5及び6参照)。これらの提案によれば、極めて薄い濾過層であっても形成可能であり、かつ層界面が完全に一体化している複層膜であることが開示されている。
しかし、これらの提案では、詳細な熱処理条件の記載がなく、微小な孔径の膜を作製するのは困難である。また、低融点の結晶性ポリマーを含む層の厚みが規定されていないので、所望の性能(高流量)を示すフィルタを作製することは困難であるという問題がある。
In such a crystalline polymer microporous membrane, a preform formed by laminating a polytetrafluoroethylene (PTFE) polymer layer and a modified polytetrafluoroethylene (PTFE) copolymer layer is rolled, and the temperature is equal to or higher than the melting point of the fired body. It is proposed that a multilayer film composed of a filtration layer having a small average pore diameter and a support layer having a large average pore diameter can be produced by stretching after heating in (see Patent Documents 5 and 6). According to these proposals, it is disclosed that even a very thin filtration layer can be formed, and a multilayer film in which layer interfaces are completely integrated is disclosed.
However, in these proposals, detailed heat treatment conditions are not described, and it is difficult to produce a film having a minute pore size. Moreover, since the thickness of the layer containing a crystalline polymer having a low melting point is not specified, there is a problem that it is difficult to produce a filter exhibiting desired performance (high flow rate).
また、微粒子を効率良く捕捉するため、数平均分子量が異なる結晶性ポリマーからなる層が積層され、各層において、厚み方向に関して連続的に孔径が変化する孔部が形成された結晶性ポリマー微孔性膜が提案されている(特許文献7参照)。
しかし、この提案では、結晶性ポリマーの融点について考慮されておらず、低融点の結晶性ポリマーを用いると、引き裂け伝播等が起こり、微小な孔径を有し、数十nmサイズの微粒子を効率良く捕捉することができる複数層構造の結晶性ポリマー微孔性膜を作製することは困難である。また、結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法における加熱工程で温度勾配をつけることが必要なので、安定かつ効率のよい製造が困難であるという問題がある。
In addition, in order to capture fine particles efficiently, layers made of crystalline polymers having different number average molecular weights are laminated, and in each layer, pores whose pore diameter continuously changes in the thickness direction are formed. A film has been proposed (see Patent Document 7).
However, in this proposal, the melting point of the crystalline polymer is not taken into consideration, and if a crystalline polymer having a low melting point is used, tear propagation or the like occurs, and fine particles having a small pore size and a size of several tens of nm are efficiently obtained. It is difficult to produce a crystalline polymer microporous membrane with a multi-layer structure that can be captured. Moreover, since it is necessary to provide a temperature gradient in the heating step in the method for producing a crystalline polymer microporous membrane, there is a problem that stable and efficient production is difficult.
したがって、引き裂け伝播等が起こり単層で膜になりにくい低融点の結晶性ポリマーを、高融点の結晶性ポリマーと複層化することにより、低融点の結晶性ポリマー層を傷付けることがなく、微小な孔径を有し、数十nmサイズの微粒子を効率良く捕捉することができ、高流量であ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の製造方法、並びに濾過用フィルタの速やかな開発が強く求められているのが現状である。 Therefore, a low melting crystalline polymer that is difficult to be formed into a film in a single layer due to tear propagation etc. is layered with a high melting crystalline polymer, so that the low melting crystalline polymer layer is not damaged. Crystalline polymer microporous membrane having a large pore diameter and capable of efficiently capturing fine particles of several tens of nanometers in a high flow rate, a method for producing the crystalline polymer microporous membrane, and a filter for filtration The current situation is that there is a strong demand for rapid development.
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、微小な孔径を有し、数十nmサイズの微粒子を効率良く捕捉することができ、高流量であることに加えて、更に、幅方向における各層の厚み分布の均一性及び濾過性能分布の均一性が高く、大面積使用時の漏れが低減された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、並びに、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 has a fine pore diameter, can efficiently capture fine particles having a size of several tens of nanometers, has a high flow rate, and further has a uniform thickness distribution of each layer in the width direction and It is an object to provide a crystalline polymer microporous membrane with high uniformity of filtration performance distribution and reduced leakage when used in a large area, a method for producing a crystalline polymer microporous membrane, and a filter for filtration. To do.
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> 第1の結晶性ポリマーを含む層と、第2の結晶性ポリマーを含む層とが積層された筒状成形体を該筒状成形体の中心軸方向に切開してシート状成形体を形成するシート状成形体形成工程と、
前記シート状成形体を圧延して未加熱フィルムを形成する未加熱フィルム形成工程と、
前記未加熱フィルムを対称加熱して対称加熱フィルムを形成する対称加熱工程と、
前記対称加熱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> 筒状成形体が、複層ペースト押し出しにより形成される前記<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> 筒状成形体が、筒状の絞り部を有する押出装置を用いた複層ペースト押し出しにより形成される前記<2>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<4> 複層ペースト押し出しが、筒状の予備成形体投入部と、該予備成形体投入部に接続された筒状の絞り部と、該予備成形体投入部及び該絞り部を接続する扇部とを有する装置を用いた前記<3>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。
<5> 押出装置の絞り比が、予備成形体投入部の断面積Cと、絞り部における最小断面積Dとの比(C/D)で、10〜4,000である前記<4>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法。
<6> 筒状成形体が、第1の結晶性ポリマーを含む層と、第2の結晶性ポリマーを含む層とが同心円状に積層された円筒状成形体である前記<1>から<5>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<7> 第2の結晶性ポリマーが、示差走査熱量計で測定して得られたDSCチャートにおいて、1つのピークと、該ピークの高温側又は低温側にショルダー部とを有し、
低温側にピークと、該ピークの高温側に高温側ショルダー部とを有する場合には、未加熱フィルムの対称加熱を低温側のピーク温度より高い温度で行い、
高温側にピークと、該ピークの低温側に低温側ショルダー部とを有する場合には、未加熱フィルムの対称加熱を低温側ショルダー部の温度より高い温度で行う前記<1>から<6>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<8> 未加熱フィルムの対称加熱を第1の結晶性ポリマーの融点以下の温度で行う前記<1>から<7>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<9> 第2の結晶性ポリマーを含む層の最大厚みAが、第1の結晶性ポリマーを含む層の最大厚みBよりも薄く、次式、A/B≦1/2、を満たす前記<1>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> 次式、A/B≦1/3、を満たす前記<9>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法である。
<11> 第1の結晶性ポリマーを含む層と、第2の結晶性ポリマーを含む層とが積層され、厚み方向に連通した複数の孔部が形成された2層以上からなる結晶性ポリマー微孔性膜であって、
前記第1の結晶性ポリマーの融点が前記第2の結晶性ポリマーの融点よりも高く、
前記結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも1層が、前記結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向における少なくとも一部において、平均孔径が一定である複数の孔部を有し、
前記結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも1層の幅方向における厚み変動率が、14%以下であることを特徴とする結晶性ポリマー微孔性膜である。
<12> 厚み変動率が、10%以下である前記<11>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<13> 結晶性ポリマー微孔性膜の幅方向における平均流量孔径の変動率が、13%以下である前記<11>から<12>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<14> 平均流量孔径の変動率が、9%以下である前記<13>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<15> 第1の結晶性ポリマーを含む層の2層と、該2層間に第2の結晶性ポリマーを含む層とを有する前記<11>から<14>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<16> 第2の結晶性ポリマーを含む層の最大厚みAが、第1の結晶性ポリマーを含む層の最大厚みBよりも薄く、次式、A/B≦1/2、を満たす前記<11>から<15>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<17> 次式、A/B≦1/3、を満たす前記<16>に記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<18> 第2の結晶性ポリマーを含む層の厚みが、0.1μm〜50μmである前記<11>から<17>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<19> 第1の結晶性ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン及びポリテトラフルオロエチレン共重合体の少なくともいずれかである前記<11>から<18>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<20> 第2の結晶性ポリマーが、ポリテトラフルオロエチレン及びポリテトラフルオロエチレン共重合体の少なくともいずれかである前記<11>から<19>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<21> ポリテトラフルオロエチレン共重合体が、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、ヘキサフルオロプロピレン、及びクロロトリフルオロエチレンから選択される少なくとも2種を含む前記<19>から<20>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜である。
<22> 前記<11>から<21>のいずれかに記載の結晶性ポリマー微孔性膜を有することを特徴とする濾過用フィルタである。
<23> 結晶性ポリマー微孔性膜の面積が、0.04m2〜10m2である前記<22>に記載の濾過用フィルタである。
<24> カートリッジフィルタである前記<22>から<23>のいずれかに記載の濾過用フィルタ。
<25> 結晶性ポリマー微孔性膜における低融点の第2の結晶性ポリマーを含む層が、アウトレット側に近くなるように配置される前記<22>から<24>に記載の濾過用フィルタ。
Means for solving the problems are as follows. That is,
<1> A sheet-like molded body obtained by cutting a cylindrical molded body in which a layer containing a first crystalline polymer and a layer containing a second crystalline polymer are laminated in the central axis direction of the cylindrical molded body Forming a sheet-like molded body to form
An unheated film forming step of forming an unheated film by rolling the sheet-like molded body;
A symmetrical heating step of symmetrically heating the unheated film to form a symmetrical heated film;
A method for producing a crystalline polymer microporous membrane, comprising: a stretching step of stretching the symmetric heating film.
<2> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to <1>, wherein the cylindrical molded body is formed by extrusion of a multilayer paste.
<3> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to <2>, wherein the cylindrical molded body is formed by extrusion of a multilayer paste using an extrusion device having a cylindrical drawn portion.
<4> Multi-layer paste extrusion includes a cylindrical preform body charging portion, a cylindrical throttle portion connected to the preform molding portion, and a fan connecting the preform molding portion and the throttle portion. The manufacturing method of the crystalline-polymer microporous film | membrane as described in said <3> using the apparatus which has a part.
<5> In the above <4>, the drawing ratio of the extrusion device is a ratio (C / D) between the cross-sectional area C of the preformed body charging portion and the minimum cross-sectional area D of the drawn portion, and is 10 to 4,000. A method for producing the crystalline polymer microporous membrane described.
<6> The above-mentioned <1> to <5, wherein the cylindrical molded body is a cylindrical molded body in which a layer containing the first crystalline polymer and a layer containing the second crystalline polymer are concentrically stacked. > Is a method for producing a crystalline polymer microporous film.
<7> The DSC chart obtained by measuring the second crystalline polymer with a differential scanning calorimeter has one peak and a shoulder portion on the high temperature side or low temperature side of the peak,
When having a peak on the low temperature side and a high temperature side shoulder on the high temperature side of the peak, symmetrical heating of the unheated film is performed at a temperature higher than the peak temperature on the low temperature side,
When the peak is on the high temperature side and the low temperature side shoulder portion is on the low temperature side of the peak, the symmetric heating of the unheated film is performed at a temperature higher than the temperature of the low temperature side shoulder portion. A method for producing a crystalline polymer microporous membrane according to any one of the above.
<8> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to any one of <1> to <7>, wherein the unheated film is symmetrically heated at a temperature not higher than the melting point of the first crystalline polymer.
<9> The maximum thickness A of the layer containing the second crystalline polymer is thinner than the maximum thickness B of the layer containing the first crystalline polymer, and satisfies the following formula: A / B ≦ 1/2 The method for producing a crystalline polymer microporous film according to any one of <1> to <8>.
<10> The method for producing a crystalline polymer microporous film according to <9>, wherein the following formula, A / B ≦ 1/3 is satisfied.
<11> A crystalline polymer fine layer composed of two or more layers in which a layer containing a first crystalline polymer and a layer containing a second crystalline polymer are laminated and a plurality of pores communicating in the thickness direction are formed. A porous membrane,
The melting point of the first crystalline polymer is higher than the melting point of the second crystalline polymer;
At least one layer in the crystalline polymer microporous membrane has a plurality of pores having a constant average pore diameter in at least a part in the thickness direction of the crystalline polymer microporous membrane,
The crystalline polymer microporous membrane is characterized in that the thickness variation rate in the width direction of at least one layer in the crystalline polymer microporous membrane is 14% or less.
<12> The crystalline polymer microporous film according to <11>, wherein the thickness variation rate is 10% or less.
<13> The crystalline polymer microporous membrane according to <11> to <12>, wherein the variation rate of the average flow pore size in the width direction of the crystalline polymer microporous membrane is 13% or less.
<14> The crystalline polymer microporous membrane according to <13>, wherein the variation rate of the average flow pore size is 9% or less.
<15> The crystalline polymer according to any one of <11> to <14>, including two layers including a first crystalline polymer and a layer including a second crystalline polymer between the two layers. It is a microporous membrane.
<16> The maximum thickness A of the layer containing the second crystalline polymer is thinner than the maximum thickness B of the layer containing the first crystalline polymer, and satisfies the following formula: A / B ≦ 1/2 The crystalline polymer microporous membrane according to any one of 11 to <15>.
<17> The crystalline polymer microporous membrane according to <16>, which satisfies the following formula: A / B ≦ 1/3.
<18> The crystalline polymer microporous membrane according to any one of <11> to <17>, wherein the thickness of the layer containing the second crystalline polymer is 0.1 μm to 50 μm.
<19> The crystalline polymer microporous membrane according to any one of <11> to <18>, wherein the first crystalline polymer is at least one of polytetrafluoroethylene and a polytetrafluoroethylene copolymer. It is.
<20> The crystalline polymer microporous membrane according to any one of <11> to <19>, wherein the second crystalline polymer is at least one of polytetrafluoroethylene and a polytetrafluoroethylene copolymer. It is.
<21> The above <19> to <20>, wherein the polytetrafluoroethylene copolymer contains at least two selected from tetrafluoroethylene, perfluoroalkyl vinyl ether, hexafluoropropylene, and chlorotrifluoroethylene The crystalline polymer microporous film described in 1.
<22> A filtration filter comprising the crystalline polymer microporous membrane according to any one of <11> to <21>.
<23> area of the crystalline polymer microporous membrane is a filtration filter according to the a 0.04m 2 ~10m 2 <22>.
<24> The filtration filter according to any one of <22> to <23>, which is a cartridge filter.
<25> The filter for filtration according to <22> to <24>, wherein the layer containing the second crystalline polymer having a low melting point in the crystalline polymer microporous membrane is disposed so as to be close to the outlet side.
微小な孔径を有し、数十nmサイズの微粒子を効率良く捕捉することができ、高流量であることに加えて、更に、幅方向における各層の厚み分布の均一性及び濾過性能分布の均一性が高く、大面積使用時の漏れが低減された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、並びに、濾過用フィルタを提供することができる。 In addition to being able to efficiently capture fine particles with a small pore size and several tens of nanometers in size, in addition to the high flow rate, the uniformity of the thickness distribution of each layer in the width direction and the uniformity of the filtration performance distribution It is possible to provide a crystalline polymer microporous membrane, a method for producing a crystalline polymer microporous membrane, and a filter for filtration, which have a high leakage and reduced leakage when used in a large area.
(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、少なくとも第1の結晶性ポリマーを含む層と、第2の結晶性ポリマーを含む層とを有を有してなり、更に必要に応じてその他の層を有してなる。
前記第1の結晶性ポリマーの融点が、前記第2の結晶性ポリマーの融点よりも高く、前記第1の結晶性ポリマーを「高融点の結晶性ポリマー」と称することもあり、前記第2の結晶性ポリマーを「低融点の結晶性ポリマー」と称することもある。
ここで、前記融点とは、示差走査熱量計で測定して得られたDSCチャートのピーク位置のことを示し、2つのピークを有する場合、又は1つのピークと、1つのショルダー部を有する場合は、ピーク強度の高い方を融点とする。
(Crystalline polymer microporous membrane)
The crystalline polymer microporous membrane of the present invention has at least a layer containing a first crystalline polymer and a layer containing a second crystalline polymer, and if necessary, other layers. It has.
The melting point of the first crystalline polymer is higher than the melting point of the second crystalline polymer, and the first crystalline polymer may be referred to as a “high-melting crystalline polymer”. The crystalline polymer may be referred to as a “low melting crystalline polymer”.
Here, the melting point indicates a peak position of a DSC chart obtained by measurement with a differential scanning calorimeter, and when it has two peaks, or when it has one peak and one shoulder portion. The higher peak intensity is defined as the melting point.
前記結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも1層は、前記結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向における少なくとも一部において、平均孔径が一定である複数の孔部を有する。 At least one layer in the crystalline polymer microporous membrane has a plurality of pores having a constant average pore diameter in at least a part in the thickness direction of the crystalline polymer microporous membrane.
前記結晶性ポリマー微孔性膜は、積層体である。「積層体」とは、2層以上の結晶性ポリマーを含む層を積層することにより形成される「積層構造」であり、「単層構造」ではないことを意味する。
前記「積層構造」であることは、結晶性ポリマーを含む層と他の結晶性ポリマーを含む層の間に境界を有することにより、境界を有さない「単層構造」と明確に区別できる。ここで、結晶性ポリマーを含む層と他の結晶性ポリマーを含む層の間の境界は、例えば結晶性ポリマー微孔性膜を厚み方向に凍結して切断した切断面を光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することにより検出することができる。
The crystalline polymer microporous membrane is a laminate. “Laminated body” means a “laminated structure” formed by laminating two or more layers containing a crystalline polymer, and means not a “single layer structure”.
The “laminated structure” can be clearly distinguished from a “single layer structure” having no boundary by having a boundary between a layer containing a crystalline polymer and a layer containing another crystalline polymer. Here, the boundary between the layer containing the crystalline polymer and the layer containing the other crystalline polymer is, for example, a cut surface obtained by freezing the crystalline polymer microporous film in the thickness direction and cutting it. It can detect by observing with a microscope (SEM).
前記結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも1層の幅方向における厚み変動率は、14%以下であり、10%以下であることが好ましく、8%以下であることがより好ましい。
前記厚み変動率が、14%を超えると、濾過性能にばらつきが生じ、大面積使用時の歩留まりが悪化することがある。前記厚み変動率が、前記好ましい範囲内であると、幅方向における各層の厚み分布の均一性、濾過性能分布の均一性、微粒子捕捉性及び大面積使用時の漏れ低減の点で有利である。
ここで、前記幅方向における厚み変動率とは、各層の幅方向の厚み(例えば、結晶性ポリマー微孔性膜を幅方向にn等分に区分した各区分の厚み)を測定し、厚みの平均値に対するその標準偏差の比により表される。各層の厚みは、結晶性ポリマー微孔性膜を幅方向に凍結割断し、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡(SEM)により断面観察を行うことで、測定することができる。
n個の厚みデータ(X1、X2、・・・Xn)の平均値(平均厚み)をXm、標準偏差をSxとすると、厚み変動率Vxは、下記式(1)により算出できる。
厚み変動率(%):Vx=Sx/Xm×100 ・・・式(1)
The thickness variation rate in the width direction of at least one layer in the crystalline polymer microporous film is 14% or less, preferably 10% or less, and more preferably 8% or less.
When the thickness variation rate exceeds 14%, the filtration performance varies, and the yield when using a large area may be deteriorated. When the thickness variation rate is within the preferable range, it is advantageous in terms of uniformity of thickness distribution of each layer in the width direction, uniformity of filtration performance distribution, fine particle capturing ability, and leakage reduction when using a large area.
Here, the thickness variation rate in the width direction refers to the thickness of each layer in the width direction (for example, the thickness of each section obtained by dividing the crystalline polymer microporous film into n equal parts in the width direction). It is represented by the ratio of its standard deviation to the mean value. The thickness of each layer can be measured by freezing and cleaving the crystalline polymer microporous film in the width direction and performing cross-sectional observation with an optical microscope or a scanning electron microscope (SEM).
When the average value (average thickness) of the n pieces of thickness data (X 1 , X 2 ,... X n ) is Xm and the standard deviation is Sx, the thickness variation rate Vx can be calculated by the following formula (1).
Thickness variation rate (%): Vx = Sx / Xm × 100 (1)
前記結晶性ポリマー微孔性膜の構造としては、2層以上である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2層以上の第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層と、1層の第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層との結晶性ポリマー微孔性膜が好ましく、2層の第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層と、該2層の第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層間に介装された1層の第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層とを有する3層構造がより好ましい。このように3層構造とすることにより、捕捉粒径に最も影響する最も小さい径の第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマーを含む層)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。 The structure of the crystalline polymer microporous membrane is not particularly limited as long as it is two or more layers, and can be appropriately selected according to the purpose. However, the first crystalline polymer having two or more layers (high melting point) A crystalline polymer microporous film comprising a layer containing a crystalline polymer) and a layer containing a second crystalline polymer (a low melting crystalline polymer) is preferred, and two layers of the first crystalline polymer (A high-melting crystalline polymer) and one layer of the second crystalline polymer (low-layer) interposed between the two layers of the first crystalline polymer (high-melting crystalline polymer). A three-layer structure having a layer containing a crystalline polymer having a melting point is more preferable. By adopting such a three-layer structure, the second crystalline polymer having the smallest diameter that most affects the trapped particle diameter (the layer containing a crystalline polymer having a low melting point) is subjected to physical destruction factors such as friction and scratching. It is possible to protect it from being trapped and to stabilize the capture performance.
前記3層構造の微孔性膜において、1層の第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みが、第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みよりも厚く、他の1層の第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みが、第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みよりも厚いことが好ましい。
前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層が、濾過液の出口側(アウトレット側)に近くなるように配置することが、数十nmサイズの微粒子を効率よく捕捉でき、濾過効率の向上を図れる点で好ましい。
In the microporous film having the three-layer structure, the thickness of the layer containing the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) of one layer is the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer). The thickness of the layer containing the first crystalline polymer (high-melting crystalline polymer) of the other layer that is thicker than the thickness of the containing layer contains the second crystalline polymer (low-melting crystalline polymer) It is preferably thicker than the thickness of the layer.
By arranging the layer containing the second crystalline polymer (crystalline polymer having a low melting point) close to the outlet side (outlet side) of the filtrate, fine particles having a size of several tens of nm can be captured efficiently. It is preferable in that the filtration efficiency can be improved.
本発明においては、前記結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向に連通した複数の孔部が形成され、前記結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも1層が、前記結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向における少なくとも一部において、平均孔径が一定である複数の孔部を有する。これにより、微粒子を効率良く捕捉することができる。
前記「厚み方向に連通した複数の孔部が形成された」ことは、光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することにより確認することができる。
In the present invention, a plurality of pores communicating in the thickness direction of the crystalline polymer microporous membrane are formed, and at least one layer in the crystalline polymer microporous membrane is formed of the crystalline polymer microporous membrane. At least part of the thickness direction has a plurality of holes having a constant average hole diameter. Thereby, fine particles can be captured efficiently.
It can be confirmed by observing with the optical microscope or scanning electron microscope (SEM) that the “a plurality of holes communicating in the thickness direction” are formed.
前記「結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも1層が、前記結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向における少なくとも一部において、平均孔径が一定である複数の孔部を有する」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t(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(t=0)からうら面(t=厚み)に至るまでのグラフが、結晶性ポリマー層ごとに1本の連続線で描かれ(連続的)、グラフの傾き(dD/dt)は実質的に0(ゼロ)である。
ここで、前記「実質的に0」とは、平均値から±10%程度を含み、単調増加、単調減少は含まないことを示す。
“The at least one layer in the crystalline polymer microporous membrane has a plurality of pores having a constant average pore diameter in at least a part in the thickness direction of the crystalline polymer microporous membrane” means that the horizontal axis When the distance t (corresponding to the depth from the front surface) in the thickness direction from the front surface of the crystalline polymer microporous membrane is taken, and the average pore diameter D of the hole portion is taken on the vertical axis, 1) A graph from the front surface (t = 0) to the back surface (t = thickness) is drawn with one continuous line for each crystalline polymer layer (continuous), and the slope of the graph (dD / Dt) is substantially 0 (zero).
Here, “substantially 0” includes about ± 10% from the average value, and does not include monotonic increase and monotonic decrease.
ここで、図1に示すように、結晶性ポリマーを含む層101、102を積層した2層構造の本発明の結晶性ポリマー微孔性膜における孔部101b、102bの平均孔径は、いずれも結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向に一定であり、結晶性ポリマー微孔性膜全体としては、平均孔径が厚み方向に変化(段階的に減少)している。
これに対し、図2に示すように、結晶性ポリマーを含む層101、102を積層した2層構造の比較例の結晶性ポリマー微孔性膜における孔部101a、102aの平均孔径は、いずれも結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向に変化(連続的に減少)しており、結晶性ポリマー微孔性膜全体としては、平均孔径が厚み方向に変化(段階的に減少)している。
Here, as shown in FIG. 1, the average pore diameters of the holes 101b and 102b in the crystalline polymer microporous film of the present invention having a two-layer structure in which the layers 101 and 102 containing the crystalline polymer are laminated are both crystalline. The average pore diameter of the crystalline polymer microporous membrane as a whole changes (decreases in steps) in the thickness direction of the crystalline polymer microporous membrane.
On the other hand, as shown in FIG. 2, the average pore diameters of the holes 101a and 102a in the crystalline polymer microporous film of the comparative example of the two-layer structure in which the layers 101 and 102 containing the crystalline polymer are laminated are both The crystalline polymer microporous film changes (continuously decreases) in the thickness direction, and the average pore diameter of the crystalline polymer microporous film as a whole changes (decreases in steps).
また、図3に示すように、結晶性ポリマーを含む層101、102、103を積層した3層構造の本発明の結晶性ポリマー微孔性膜における孔部101b、102b、103bの平均孔径は、いずれも結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向に一定であり、結晶性ポリマー微孔性膜全体としては、平均孔径が厚み方向に段階的に変化している部分がある。
これに対し、図4に示すように、結晶性ポリマーを含む層101、102、103を積層した3層構造の比較例の結晶性ポリマー微孔性膜における孔部101a、102a、103aの平均孔径は、いずれも結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向に変化(連続的に減少)しており、結晶性ポリマー微孔性膜全体としては、平均孔径が厚み方向に変化(段階的に減少)している。
In addition, as shown in FIG. 3, the average pore diameter of the holes 101b, 102b, 103b in the crystalline polymer microporous membrane of the present invention having a three-layer structure in which the layers 101, 102, 103 containing the crystalline polymer are laminated is Both are constant in the thickness direction of the crystalline polymer microporous membrane, and the entire crystalline polymer microporous membrane has a portion in which the average pore diameter changes stepwise in the thickness direction.
On the other hand, as shown in FIG. 4, the average pore diameter of the holes 101a, 102a, 103a in the crystalline polymer microporous film of the comparative example of the three-layer structure in which the layers 101, 102, 103 containing the crystalline polymer are laminated. Are both changed in the thickness direction of the crystalline polymer microporous membrane (continuously decreased), and the entire crystalline polymer microporous membrane is changed in the thickness direction (decrease in steps). is doing.
3層以上の結晶性ポリマーを含む層を積層してなる結晶性ポリマー微孔性膜の内部に、孔部の最大平均孔径が最も小さい低融点の結晶性ポリマーを含む層を有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平均孔径の結晶性ポリマーを含む層を、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、安定に製造することができる。
ここで、図3に示すように、結晶性ポリマーを含む層101、102、103を積層した3層構造の結晶性ポリマー微孔性膜における孔部101b、102b、103bにおいて、孔部の最大平均孔径Lm1、Lm2、Lm3のうち最も小さい最大平均孔径Lm2を有する低融点の結晶性ポリマーを含む層102が結晶性ポリマー微孔性膜の内部に存在している。
It is preferable that a crystalline polymer microporous film formed by laminating three or more layers containing a crystalline polymer has a layer containing a low melting crystalline polymer having the smallest maximum average pore diameter of the pores. As a result, the layer containing the crystalline polymer having the smallest average pore diameter that most affects the trapped particle diameter can be protected from physical destruction factors such as friction and scratching, and the trapping performance can be stabilized. It can be manufactured stably.
Here, as shown in FIG. 3, in the pores 101b, 102b, and 103b in the three-layered crystalline polymer microporous film in which the layers 101, 102, and 103 containing the crystalline polymer are laminated, the maximum average of the pores A layer 102 containing a low melting crystalline polymer having the smallest maximum average pore diameter Lm2 among the pore diameters Lm1, Lm2, and Lm3 is present inside the crystalline polymer microporous membrane.
前記第2の結晶性ポリマーを含む層における孔部の平均孔径は、1μm以下であることが好ましく、0.5μm以下であることがより好ましい。前記第2の結晶性ポリマーを含む層の孔部の平均孔径が、1μmより大きいと、微粒子等の液中のゴミを十分に捕捉できないおそれがある。
また、前記第1の結晶性ポリマーを含む層における孔部の平均孔径としては、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、0.001μm〜500μmが好ましく、0.002μm〜250μmがより好ましく、0.005μm〜100μmが更に好ましい。
The average pore diameter of the pores in the layer containing the second crystalline polymer is preferably 1 μm or less, and more preferably 0.5 μm or less. If the average pore size of the pores of the layer containing the second crystalline polymer is larger than 1 μm, there is a possibility that dust in the liquid such as fine particles cannot be sufficiently captured.
The average pore diameter of the pores in the layer containing the first crystalline polymer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.001 μm to 500 μm, preferably 0.002 μm to 250 μm is more preferable, and 0.005 μm to 100 μm is still more preferable.
ここで、前記孔部の平均孔径は、例えば走査型電子顕微鏡で膜表面あるいは、膜断面の写真(SEM写真、倍率1,000倍〜100,000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 holes is obtained by, for example, taking a photograph of the film surface or film cross-section with a scanning electron microscope (SEM photograph, magnification 1,000 to 100,000 times), and subjecting the obtained photograph to image processing. Obtain an image consisting only of crystalline polymer fibers by incorporating it into the 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). The average pore diameter can be obtained by calculating the image.
前記結晶性ポリマー微孔性膜の平均流量孔径としては、200nm未満が好ましく、150nm以下がより好ましい。また、前記平均流量孔径としては、0.001μm以上が好ましい。前記平均流量孔径が、200nm以上であると、微粒子等の液中のゴミを十分に捕捉できない恐れがある。前記平均流量孔径が、0.001μm未満であると、十分な流量が得られないことがある。
ここで、前記平均流量孔径は、乾燥状態時の1/2と湿潤状態時の空気流量との交点から求まる孔径を平均流量孔径といい、例えば、ハーフドライ法(ASTM E1294−89)により求められる。具体的には、15nmまでは500psiの高圧パームポロメーター(PMI社製)で測定でき、15nm以下はナノパームポロメーター(PMI社製)により測定することができる。
The average flow pore size of the crystalline polymer microporous membrane is preferably less than 200 nm and more preferably 150 nm or less. The average flow pore size is preferably 0.001 μm or more. If the average flow pore size is 200 nm or more, dust in the liquid such as fine particles may not be sufficiently captured. If the average flow pore size is less than 0.001 μm, a sufficient flow rate may not be obtained.
Here, the average flow hole diameter is a hole diameter obtained from the intersection of 1/2 in the dry state and air flow in the wet state is referred to as an average flow hole diameter, and is determined by, for example, a half dry method (ASTM E1294-89). . Specifically, up to 15 nm can be measured with a 500 psi high pressure palm porometer (manufactured by PMI), and 15 nm or less can be measured with a nano palm porometer (manufactured by PMI).
また、前記結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも1層の幅方向における前記平均流量孔径の変動率としては、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、13%以下が好ましく、9%以下がより好ましく、7.5%以下が特に好ましい。
前記平均流量孔径の変動率が、13%を超えると、濾過性能にばらつきが生じ、大面積使用時の歩留まり率が悪化することがある。前記平均流量孔径の変動率が、前記より好ましい範囲内であると、幅方向における各層の厚み分布の均一性、濾過性能分布の均一性、微粒子捕捉性及び大面積使用時の漏れ低減の点で有利である。
前記平均流量孔径の変動率とは、結晶性ポリマー微孔性膜を幅方向にn等分に区分した各区分の平均流量孔径を測定し、平均流量孔径の平均値に対するその標準偏差の比により表される。
n個の平均流量孔径データ(Y1、Y2、・・・Yn)の平均値をYm、標準偏差をSyとすると、平均流量孔径の変動率Vyは、下記式(2)により算出できる。
平均流量孔径の変動率(%):Vy=Sy/Ym×100 ・・・式(2)
Further, the variation rate of the average flow pore size in the width direction of at least one layer in the crystalline polymer microporous membrane is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but is preferably 13% or less. 9% or less is more preferable, and 7.5% or less is particularly preferable.
If the variation rate of the average flow pore diameter exceeds 13%, the filtration performance varies, and the yield rate when using a large area may be deteriorated. When the variation rate of the average flow pore diameter is within the more preferable range, the thickness distribution uniformity in each layer in the width direction, the filtration performance distribution uniformity, the particulate trapping property, and the leakage reduction when using a large area. It is advantageous.
The variation rate of the average flow pore diameter is the average flow pore diameter of each section obtained by dividing the crystalline polymer microporous membrane into n equal parts in the width direction, and the ratio of the standard deviation to the average value of the average flow pore diameter. expressed.
When the average value of the n average flow pore diameter data (Y 1 , Y 2 ,... Y n ) is Ym and the standard deviation is Sy, the variation rate Vy of the average flow pore diameter can be calculated by the following equation (2). .
Fluctuation rate of average flow hole diameter (%): Vy = Sy / Ym × 100 (2)
−結晶性ポリマー−
前記「結晶性ポリマー」としては、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。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-
The “crystalline polymer” is not particularly limited as long as it is 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. Can be appropriately selected according to the purpose. 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、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点で、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で、HDPEが好ましい。
The crystalline polymer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include polyalkylene, polyester, polyamide, polyether, liquid crystalline polymer, and the like. 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, and the like. Among these, polyalkylene (for example, polyethylene and polypropylene) is preferable from the viewpoint of chemical resistance and handleability, 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 preferable in terms of crystallinity control.
前記ポリテトラフルオロエチレンとしては、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. Preference is given to using fluoroethylene.
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−106、ポリフロンPTFE F−201、ポリフロンPTFE F−205、ポリフロンPTFE F−208、ポリフロンPTFE F−301、F−302、ルブロンL−2、L−5(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、Fluon PTFE CD126(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、F−106、F−205、F201、L−5、CD1、CD141、CD126、CD123、6−Jが好ましく、F−106、F−205、F−201、CD1、CD126、CD123、6−Jがより好ましく、F−106、F−205、CD126、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-106, polyflon PTFE F-201, polyflon PTFE F-205, polyflon PTFE F-208, polyflon PTFE F-301, F-302, and lubron L. -2, L-5 (all manufactured by Daikin Industries, Ltd.); Teflon (registered trademark) PTFE 6-J, Teflon (registered trademark) PTFE 62XT, Teflon (registered trademark) PTFE 6C-J, Teflon (manufactured by company) Registered trademark) PTFE 640-J (both manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.), and the like. Among these, F-104, F-106, F-205, F201, L-5, CD1, CD141, CD126, CD123, 6-J are preferable, and F-106, F-205, F-201, CD1, CD126, CD123, and 6-J are more preferable, and F-106, F-205, CD126, and CD123 are particularly preferable.
前記結晶性ポリマーのガラス転移温度としては、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、−100℃〜400℃が好ましく、−90℃〜350℃がより好ましい。
前記結晶性ポリマーの重量平均分子量としては、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、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、500〜50,000,000が好ましく、1,000〜25,000,000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。
There is no restriction | limiting in particular as glass transition temperature of the said crystalline polymer, Although it can select suitably according to the objective, -100 to 400 degreeC is preferable and -90 to 350 degreeC is more preferable.
There is no restriction | limiting in particular as a weight average molecular weight of the said crystalline polymer, Although it can select suitably according to the objective, 1,000-100,000,000 are preferable.
The number average molecular weight of each crystalline polymer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 500 to 50,000,000, more preferably 1,000 to 25,000,000. preferable.
Here, the number average molecular weight can be measured, for example, by gel permeation chromatography (GPC). However, since PTFE is insoluble in a solvent, crystallization heat (ΔHc: cal / g) measurement by DSC measurement is performed, and a relational expression: Mn = 2.1 × 10 10 × ΔHc −5.16 is used. It is preferable to calculate.
<第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層>
前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層は、第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含んでい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。
前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の幅方向における厚み変動率としては、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、14%以下が好ましく、10%以下がより好ましく、8%以下が特に好ましい。
前記厚み変動率が、14%を超えると、濾過性能にばらつきが生じ、大面積使用時の歩留まり率が悪化することがある。前記厚み変動率が、前記より好ましい範囲内であると、幅方向における各層の厚み分布の均一性、濾過性能分布の均一性、微粒子捕捉性及び大面積使用時の漏れ低減の点で有利である。
<Layer containing first crystalline polymer (high melting crystalline polymer)>
The layer containing the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) is not particularly limited as long as it contains the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer), and is appropriately selected according to the purpose. can do.
The thickness variation rate in the width direction of the layer containing the first crystalline polymer (crystalline polymer having a high melting point) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 14% or less. 10% or less is more preferable, and 8% or less is particularly preferable.
When the thickness variation rate exceeds 14%, the filtration performance varies, and the yield rate when using a large area may deteriorate. When the thickness variation rate is within the more preferable range, it is advantageous in terms of uniformity of thickness distribution of each layer in the width direction, uniformity of filtration performance distribution, particulate trapping property, and leakage reduction when using a large area. .
前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の最大厚みは、前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の最大厚みより厚い。これにより、結晶性ポリマー微孔性膜の流量を向上させることができる。
ここで、前記「最大厚み」とは、各層の厚みの最大値を意味する。例えば、厚みが20μmの第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層と、厚みが15μmの第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層と、厚みが10μmの第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層とを有する結晶性ポリマー微孔性膜の場合、第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の最大厚みは20μmとなり、また、厚みが20μmの第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層と、厚みが15μmの第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層と、厚みが10μmの第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層とを有する結晶性ポリマー微孔性膜の場合、第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の最大厚みは20μmとなる。
前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みとしては、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、1.0μm〜100μmが好ましく、1.25μm〜75μmがより好ましく、1.5μm〜50μmが特に好ましい。
前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みが、1.0μm未満であると、低融点の結晶性ポリマーを含む層が摩擦、引っ掻きの影響を受け、安定な微粒子捕捉性を保てないことがあり、100μmを超えると、十分な流量を得られないことがある。なお、前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みが、前記特に好ましい範囲内であると、微粒子捕捉性及び流量の点で有利である。
The maximum thickness of the layer containing the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) is larger than the maximum thickness of the layer containing the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer). Thereby, the flow rate of the crystalline polymer microporous membrane can be improved.
Here, the “maximum thickness” means the maximum value of the thickness of each layer. For example, a layer containing a first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) with a thickness of 20 μm, a layer containing a first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) with a thickness of 15 μm, and a thickness In the case of a crystalline polymer microporous membrane having a 10 μm first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) layer, the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) layer The maximum thickness is 20 μm, and a layer containing a second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) with a thickness of 20 μm and a second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) with a thickness of 15 μm In the case of a crystalline polymer microporous membrane having a layer containing and a layer containing a second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) having a thickness of 10 μm, the second crystalline polymer (low melting crystalline Of the layer containing the polymer) The thickness becomes 20μm.
There is no restriction | limiting in particular as thickness of the layer containing said 1st crystalline polymer (high melting crystalline polymer), Although it can select suitably according to the objective, 1.0 micrometer-100 micrometers are preferable. 25 μm to 75 μm is more preferable, and 1.5 μm to 50 μm is particularly preferable.
When the thickness of the layer containing the first crystalline polymer (crystalline polymer having a high melting point) is less than 1.0 μm, the layer containing the crystalline polymer having a low melting point is affected by friction and scratching and is stable. In some cases, the fine particle capturing ability cannot be maintained, and when it exceeds 100 μm, a sufficient flow rate may not be obtained. In addition, it is advantageous in terms of fine particle capturing property and flow rate when the thickness of the layer containing the first crystalline polymer (crystalline polymer having a high melting point) is within the particularly preferable range.
前記結晶性ポリマー微孔性膜が2層構造である場合、第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みと、第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みとの比としては、10,000:1〜1.2:1が好ましく、5,000:1〜1.25:1がより好ましく、1,000:1〜1.5:1が特に好ましい。
前記比が、10,000超:1であると、低融点の結晶性ポリマーを含む層の厚みを精密に制御できなくなるおそれがあり、1.2未満:1であると、低融点の結晶性ポリマーを含む層が摩擦、引っ掻きの影響を受け、安定な微粒子捕捉性を保てないことがある。なお、前記比が前記特に好ましい範囲内であると、厚み制御及び微粒子捕捉性の点で有利である。
When the crystalline polymer microporous film has a two-layer structure, the thickness of the layer containing the first crystalline polymer (high-melting crystalline polymer) and the second crystalline polymer (low-melting crystalline polymer) ) Is preferably 10,000: 1 to 1.2: 1, more preferably 5,000: 1 to 1.25: 1, and 1,000: 1 to 1.5. Is particularly preferred.
If the ratio is more than 10,000: 1, the thickness of the layer containing the low melting crystalline polymer may not be precisely controlled, and if less than 1.2: 1, the low melting crystalline The layer containing the polymer may be affected by friction and scratching, and may not be able to maintain a stable particulate capturing property. In addition, it is advantageous in terms of thickness control and fine particle capturing property that the ratio is within the particularly preferable range.
前記結晶性ポリマー微孔性膜が3層構造(2層の第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層と、該2層の第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層間に介装された1層の第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー))である場合、第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の最大厚みと、第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みとの比としては、5,000:1〜1.2:1が好ましく、2,500:1〜1.25:1がより好ましく、1,000:1〜1.5:1が特に好ましい。
前記比が、5,000超:1であると、低融点の結晶性ポリマーを含む層の厚みを精密に制御できなくなるおそれがあり、1.2未満:1であると、低融点の結晶性ポリマーを含む層が摩擦、引っ掻きの影響を受け、安定な微粒子捕捉性を保てないことがある。なお、前記比が前記特に好ましい範囲内であると、厚み制御及び微粒子捕捉性の点で有利である。
前記2層の第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層のうち他の1層(最大厚みを有する層でない他方の層)の厚みとしては、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、前記第2の結晶性ポリマーを含む層の厚み以上であることが好ましい。
前記第2の結晶性ポリマーを含む層の厚みを超えると、流量が十分でない場合がある。なお、前記厚みが前記特に好ましい範囲内であると、流量の点で更に有利である。
The crystalline polymer microporous membrane has a three-layer structure (two layers of a first crystalline polymer (a high melting crystalline polymer) and two layers of a first crystalline polymer (a high melting point crystal). A layer containing the first crystalline polymer (high-melting crystalline polymer) in the case of one layer of the second crystalline polymer (low-melting crystalline polymer) interposed between the layers containing the crystalline polymer) Is preferably 5,000: 1 to 1.2: 1, more preferably 2,500: 1 to 1.2: 1, and the thickness of the layer containing the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer). 1.25: 1 is more preferable, and 1,000: 1 to 1.5: 1 is particularly preferable.
If the ratio is more than 5,000: 1, the thickness of the layer containing the low melting crystalline polymer may not be precisely controlled, and if it is less than 1.2: 1, the low melting crystalline The layer containing the polymer may be affected by friction and scratching, and may not be able to maintain a stable particulate capturing property. In addition, it is advantageous in terms of thickness control and fine particle capturing property that the ratio is within the particularly preferable range.
The thickness of the other one layer (the other layer not having the maximum thickness) of the two layers containing the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) is not particularly limited. Although it can select suitably according to it, it is preferable that it is more than the thickness of the layer containing said 2nd crystalline polymer.
If the thickness of the layer containing the second crystalline polymer is exceeded, the flow rate may not be sufficient. In addition, it is further advantageous at the point of the flow volume that the said thickness is in the said especially preferable range.
−第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)−
前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)としては、融点が後述する低融点の結晶性ポリマーよりも高い結晶性ポリマーである限り、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、耐薬品性の点で、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリテトラフルオロエチレン共重合体、が好ましい。
前記ポリテトラフルオロエチレン共重合体としては、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、テトラフルオロエチレン・トリフルオロクロロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、及びテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体などの2元系共重合体、もしくは、3元系以上の共重合体から選択される少なくとも1種のポリマーから構成される共重合体などが挙げられる。これらの中でも、テトラフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、ヘキサフルオロプロピレン、及びクロロトリフルオロエチレンから選択される少なくとも2種を含むポリテトラフルオロエチレン共重合体が特に好ましい。
-First crystalline polymer (crystalline polymer with high melting point)-
The first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) is not particularly limited as long as it is a crystalline polymer having a melting point higher than that of a low melting crystalline polymer described later, and is appropriately selected according to the purpose. However, in terms of chemical resistance, polytetrafluoroethylene (PTFE) and polytetrafluoroethylene copolymer are preferable.
The polytetrafluoroethylene copolymer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include tetrafluoroethylene / trifluorochloroethylene copolymer, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer. Binary copolymers such as polymers, tetrafluoroethylene / ethylene copolymers, tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymers, and tetrafluoroethylene / ethylene copolymers, or copolymers of ternary or higher Examples thereof include a copolymer composed of at least one polymer selected from a coalescence. Among these, a polytetrafluoroethylene copolymer containing at least two selected from tetrafluoroethylene, perfluoroalkyl vinyl ether, hexafluoropropylene, and chlorotrifluoroethylene is particularly preferable.
前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)の融点は、後述する第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)の融点よりも高い限り、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、前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)の融点よりも1℃以上高いことが好ましく、3℃以上高いことがより好ましい。
前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)の融点が、前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)の融点よりも低いと、十分な流量が得られず、濾過効率が著しく低下するおそれがある。
前記結晶性ポリマーの融点は、例えば示差走査熱量計(DSC)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。
The melting point of the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) is not particularly limited as long as it is higher than the melting point of the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) described later, and depends on the purpose. The melting point of the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) is preferably 1 ° C. or higher, more preferably 3 ° C. or higher.
If the melting point of the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) is lower than the melting point of the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer), a sufficient flow rate cannot be obtained, and filtration is performed. Efficiency may be significantly reduced.
The melting point of the crystalline polymer means the temperature of the peak of the endothermic curve that appears when measured by, for example, a differential scanning calorimeter (DSC).
<第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層>
前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層は、第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む限り、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。
前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の幅方向における厚み変動率としては、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、14%以下が好ましく、10%以下がより好ましく、8%以下が特に好ましい。
前記厚み変動率が、14%を超えると、濾過性能にばらつきが生じ、大面積使用時の歩留まり率が悪化することがある。前記厚み変動率が、前記より好ましい範囲内であると、幅方向における各層の厚み分布の均一性、濾過性能分布の均一性、微粒子捕捉性及び大面積使用時の漏れ低減の点で有利である。
<Layer containing second crystalline polymer (low melting crystalline polymer)>
The layer containing the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) is not particularly limited as long as it contains the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer), and is appropriately selected according to the purpose. be able to.
The thickness variation rate in the width direction of the layer containing the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 14% or less. 10% or less is more preferable, and 8% or less is particularly preferable.
When the thickness variation rate exceeds 14%, the filtration performance varies, and the yield rate when using a large area may deteriorate. When the thickness variation rate is within the more preferable range, it is advantageous in terms of uniformity of thickness distribution of each layer in the width direction, uniformity of filtration performance distribution, particulate trapping property, and leakage reduction when using a large area. .
前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みとしては、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、0.1μm〜50μmが好ましく、0.1μm〜25μmがより好ましい。前記厚みが、0.1μm未満であると、孔部の孔径を小さくすることができない、孔径の面内均一性を失うおそれがあり、50μmを超えると、高流量化を図ることができないことがある。一方、前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みが、前記特に好ましい範囲内であると、孔径の面内均一性及び流量の点で有利である。
本発明の結晶性ポリマー微孔性膜によれば、各層の幅方向における厚み分布の均一化及び該結晶性ポリマー微孔性膜の幅方向における濾過性能分布の均一化により、これらの均一性を保持した状態で、前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の厚みを小さくすることができる。
The thickness of the layer containing the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.1 μm to 50 μm. 1 μm to 25 μm is more preferable. If the thickness is less than 0.1 μm, the hole diameter of the hole portion cannot be reduced, and the in-plane uniformity of the hole diameter may be lost. If the thickness exceeds 50 μm, the flow rate cannot be increased. is there. On the other hand, when the thickness of the layer containing the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) is within the particularly preferred range, it is advantageous in terms of in-plane uniformity of pore diameter and flow rate.
According to the crystalline polymer microporous membrane of the present invention, the uniformity of the thickness distribution in the width direction of each layer and the uniformity of the filtration performance distribution in the width direction of the crystalline polymer microporous membrane can be achieved. In the held state, the thickness of the layer containing the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) can be reduced.
前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層の最大厚みAは、前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層の最大厚みBよりも薄く、次式、A/B≦1/2、を満たすことが好ましく、次式、A/B≦1/3、を満たすことがより好ましい。前記A/Bが、1/2以上であると、前記低融点の結晶性ポリマーを含む層が摩擦、引っ掻きの影響を受け、安定な微粒子捕捉性を保てないことがある。前記特に好ましい範囲内であると、微粒子捕捉性の点で有利である。
前記低融点の結晶性ポリマーを含む層の厚みを薄くすると、流量特性が向上する一方、微粒子捕捉率が低下する。逆に、低融点の結晶性ポリマーを含む層の厚みを厚くすると、流量特性は低下するが、微粒子捕捉率は向上する。
前記各層の界面において、前記高融点の結晶性ポリマー及び前記低融点の結晶性ポリマーの両方を含む中間層が存在する場合は、該中間層は、第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層、及び、第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層のいずれにも含まれないものとする。
The maximum thickness A of the layer containing the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) is thinner than the maximum thickness B of the layer containing the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer), It is preferable to satisfy the following formula, A / B ≦ 1/2, and it is more preferable to satisfy the following formula, A / B ≦ 1/3. When the A / B is 1/2 or more, the layer containing the crystalline polymer having a low melting point may be affected by friction and scratching, and stable fine particle capturing properties may not be maintained. When it is within the particularly preferable range, it is advantageous in terms of fine particle capturing ability.
When the thickness of the layer containing the crystalline polymer having a low melting point is reduced, the flow rate characteristics are improved while the fine particle capturing rate is lowered. On the contrary, when the thickness of the layer containing the low melting crystalline polymer is increased, the flow rate characteristic is lowered, but the fine particle capturing rate is improved.
When an intermediate layer containing both the high-melting crystalline polymer and the low-melting crystalline polymer is present at the interface between the layers, the intermediate layer includes the first crystalline polymer (high-melting crystalline Polymer) and the layer containing the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer).
−第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)−
前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)としては、融点が前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)よりも低い結晶ポリマーである限り、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、耐薬品性の点で、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリテトラフルオロエチレン共重合体、が好ましい。
前記ポリテトラフルオロエチレン共重合体としては、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、前記第1の結晶性ポリマーと同様なものを用いことができる。
-Second crystalline polymer (low melting crystalline polymer)-
The second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) is not particularly limited as long as the melting point is lower than that of the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer). However, polytetrafluoroethylene (PTFE) and polytetrafluoroethylene copolymer are preferable from the viewpoint of chemical resistance.
There is no restriction | limiting in particular as said polytetrafluoroethylene copolymer, According to the objective, it can select suitably, For example, the thing similar to a said 1st crystalline polymer can be used.
前記結晶性ポリマー微孔性膜の合計厚みとしては、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、1μm〜300μmが好ましく、5μm〜200μmがより好ましく、10μm〜100μmが特に好ましい。 The total thickness of the crystalline polymer microporous membrane is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1 μm to 300 μm, more preferably 5 μm to 200 μm, and particularly preferably 10 μm to 100 μm. .
前記結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも第2の結晶性ポリマーを含む層が、フィブリルを少なくとも含む微細構造を有し、該微細構造は、結節(ノード)を含むことが好ましい。
前記フィブリルとは、融着した2つの結晶性ポリマー粒子同士に機械的な力を加えたときに、粒子間もしくは粒子内に紡ぎ出される繊維を意味する。
前記フィブリルの平均長軸長さとしては、1μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましい。前記平均長軸長さが1μmを超えると、微粒子等の液中のゴミを十分に捕捉できないおそれがある。
前記結節(ノード)は、結晶性ポリマーの一次粒子のかたまりであって、該かたまりの平均短軸長さ(平均直径)が前記フィブリルの平均短軸長さ(平均直径)より太く、平均直径が0.1μm以上であることが好ましく、0.2μm以上であることがより好ましい。前記平均直径が、0.1μm未満であると、十分な膜強度が得られないおそれがある。
It is preferable that the layer containing at least the second crystalline polymer in the crystalline polymer microporous film has a microstructure including at least fibrils, and the microstructure includes a node.
The fibril means a fiber that is spun between particles or into particles when a mechanical force is applied between two fused crystalline polymer particles.
The average major axis length of the fibril is preferably 1 μm or less, and more preferably 0.5 μm or less. When the average major axis length exceeds 1 μm, there is a possibility that dust in the liquid such as fine particles cannot be sufficiently captured.
The nodules (nodes) are clusters of primary particles of crystalline polymer, and the average minor axis length (average diameter) of the clusters is larger than the average minor axis length (average diameter) of the fibrils, and the average diameter is The thickness is preferably 0.1 μm or more, and more preferably 0.2 μm or more. If the average diameter is less than 0.1 μm, sufficient film strength may not be obtained.
前記結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも第2の結晶性ポリマーを含む層が、「フィブリルを少なくとも含む微細構造を有すること」、及びノードの直径については、前記結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向の断面を、走査型電子顕微鏡で撮影する(SEM写真、倍率1,000倍〜100,000倍)。この断面SEM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)に取り込み、結節とフィブリルに分離して、結節のみからなる像とフィブリルのみからなる像が得られる。この像からランダムに100個選出し、演算処理することにより、フィブリルの平均長軸長さ、及びノードの平均直径を測定できる。 The layer containing at least the second crystalline polymer in the crystalline polymer microporous membrane “has a microstructure containing at least fibrils” and the diameter of the node is the thickness of the crystalline polymer microporous membrane. A cross section in the direction is taken with a scanning electron microscope (SEM photograph, magnification 1,000 to 100,000 times). This cross-sectional SEM photograph 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), and it becomes a nodule and a fibril. By separating, an image consisting only of nodules and an image consisting only of fibrils are obtained. By randomly selecting 100 images from this image and performing arithmetic processing, the average long axis length of the fibrils and the average diameter of the nodes can be measured.
(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、シート状成形体形成工程と、未加熱フィルム形成工程と、対称加熱工程と、延伸工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて表面改質工程などの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 includes at least a sheet-like molded body forming step, an unheated film forming step, a symmetrical heating step, and a stretching step, and further surface modification as necessary. It includes other processes such as processes.
<シート状成形体形成工程>
前記シート状成形体形成工程は、第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層と第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層が積層された筒状成形体を、該筒状成形体の中心軸方向に切開してシート状成形体を形成する工程である。
融点が互いに異なる前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)及び前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択して用いることができる。
<Sheet-shaped molded body forming step>
The sheet-like molded body forming step includes a cylindrical shape in which a layer containing a first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) and a layer containing a second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) are laminated. This is a step of cutting a molded body in the central axis direction of the cylindrical molded body to form a sheet-shaped molded body.
The first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) and the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) having different melting points are not particularly limited and may be appropriately selected according to the purpose. Can be used.
まず、各結晶性ポリマーを押出助剤と混合した混合物(ペースト)を2層以上積層して筒状成形体を作製し、該筒状成形体を中心軸方向に切開することによりシート状成形体を作製する。
前記筒状成形体の形状としては、特に制限なく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円筒状、楕円筒状、コーナー角を有する多角筒状などが挙げられる。これらの中でも、円筒状が、得られる結晶性ポリマー微孔性膜の各層の幅方向における厚み分布の均一化及び該結晶性ポリマー微孔性膜の幅方向における濾過性能分布の均一化の点で好ましい。
前記筒状成形体としては、特に制限なく、目的に応じて適宜公知の方法により形成することができるが、複層ペースト押し出しにより形成されることが好ましく、筒状の絞り部を有する押出装置を用いた複層ペースト押し出しにより形成されることがより好ましい。また、筒状成形体が、第1の結晶性ポリマーを含む層と、第2の結晶性ポリマーを含む層とが同心円状に積層された円筒状成形体であることが好ましい。前記ペースト押し出しは、19℃〜200℃の温度にて行うことが好ましい。
First, a cylindrical molded body is produced by laminating two or more mixtures (pastes) in which each crystalline polymer is mixed with an extrusion aid, and the cylindrical molded body is cut in the central axis direction to form a sheet-shaped molded body. Is made.
There is no restriction | limiting in particular as a shape of the said cylindrical molded object, According to the objective, it can select suitably, For example, a cylindrical shape, an elliptical cylinder shape, the polygonal cylinder shape which has a corner angle, etc. are mentioned. Among these, the cylindrical shape is in terms of uniform thickness distribution in the width direction of each layer of the obtained crystalline polymer microporous membrane and uniform filtration performance distribution in the width direction of the crystalline polymer microporous membrane. preferable.
The tubular molded body is not particularly limited and can be appropriately formed by a known method according to the purpose, but is preferably formed by multilayer paste extrusion, and an extrusion apparatus having a tubular squeezed portion is used. More preferably, it is formed by extrusion of the used multilayer paste. The cylindrical molded body is preferably a cylindrical molded body in which a layer containing the first crystalline polymer and a layer containing the second crystalline polymer are stacked concentrically. The paste extrusion is preferably performed at a temperature of 19 ° C to 200 ° C.
前記複層ペースト押し出しで用いる押出装置は、筒状の予備成形体投入部と、該予備成形体投入部に接続された筒状の絞り部と、該予備成形体投入部及び該絞り部を接続する扇部とを有する押出装置であり、例えば、図5に示す複層ペースト押出装置が挙げられる。
前記押出装置における予備成形体投入部の断面積と、絞り部における最小断面積との比を、絞り比(「Reduction Ratio(RR)」、「リダクション比」と称することもある。)という。また、前記絞り比は、前記予備成形体投入部の断面積Cと、前記絞り部における最小断面積Dとの比(C/D)により表される。
前記押出装置における絞り比としては、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、5〜4,000が好ましく、8〜500がより好ましく、10〜200が特に好ましい。前記絞り比が、5未満であると、結晶性ポリマーの一次粒子が結着せず、得られる円筒状成形体の形状を保てないことがあり、4,000を超えると、結晶性ポリマーの一次粒子がつぶれてしまい、フィブリル化しにくくなることがある。一方、前記絞り比が前記特に好ましい範囲内であると、結晶性ポリマーの一次粒子同士が適切な割合で結着しフィブリル化しやすく、延伸による微孔性膜化が行いやすい点で有利である。
前記複層ペースト押し出しで用いる押出助剤としては、液状潤滑剤を用いることが好ましく、例えば、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、15質量部〜30質量部が好ましい。
The extrusion apparatus used for extruding the multi-layer paste includes a cylindrical preform forming part, a cylindrical throttle connected to the preform charging part, and the preform charging part and the throttle part. And a multi-layer paste extrusion apparatus shown in FIG. 5, for example.
The ratio of the cross-sectional area of the preformed body input portion and the minimum cross-sectional area of the drawn portion in the extrusion apparatus is referred to as a drawing ratio (sometimes referred to as “Reduction Ratio (RR)” or “reduction ratio”). The drawing ratio is represented by the ratio (C / D) between the cross-sectional area C of the preformed body charging portion and the minimum cross-sectional area D of the drawn portion.
There is no restriction | limiting in particular as drawing ratio in the said extrusion apparatus, Although it can select suitably according to the objective, 5-4,000 are preferable, 8-500 are more preferable, and 10-200 are especially preferable. If the squeezing ratio is less than 5, the primary particles of the crystalline polymer may not be bound and the shape of the resulting cylindrical molded body may not be maintained. If it exceeds 4,000, the crystalline polymer is primary. Particles may collapse and become difficult to fibrillate. On the other hand, when the drawing ratio is within the particularly preferable range, it is advantageous in that the primary particles of the crystalline polymer are bound at an appropriate ratio and easily fibrillated, and a microporous film can be easily formed by stretching.
As the extrusion aid used in the multilayer paste extrusion, a liquid lubricant is preferably used, and examples thereof 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 15 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the crystalline polymer.
ここで、図5〜図9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6及び7に示すように、PTFEのファインパウダー1を含む第1層3と、PTFEのファインパウダー2を含む第2層4と、PTFEのファインパウダー1を含む第3層5と、からなる3層構造の円筒状成形体6を作製する。なお、図6は、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法のシート状成形体形成工程の一例を示す図であり、図7は、円筒状成形体の一例を示し、該円筒状成形体の中心軸と直交する面における断面図である。
これらの各層は、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。また、第1層及び第3層を形成するペーストは、互いに同じでもよく、異なっていてもよい。前記液状潤滑剤の使用量は、特に制限はなく、その種類、成形条件等に応じて異なり一概には規定できないが、PTFEのファインパウダー100質量部に対して15質量部〜35質量部の範囲であることが好ましく、更に必要に応じて着色剤などを添加することもできる。
また、図8及び9に示すように、PTFEのファインパウダー1を含む第1層3及びPTFEのファインパウダー2を含む第2層4からなる2層構造の円筒状成形体6を作製することもできる。なお、図8は、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜の製造方法のシート状成形体形成工程の一例を示す図であり、図9は、円筒状成形体の一例を示し、該円筒状成形体の中心軸と直交する面における断面図である。
Here, with reference to FIGS. 5-9, an example of the manufacturing method of the crystalline polymer microporous film | membrane of this invention is demonstrated.
As shown in FIGS. 6 and 7, the first layer 3 including the fine powder 1 of PTFE, the second layer 4 including the fine powder 2 of PTFE, and the third layer 5 including the fine powder 1 of PTFE are included. A cylindrical molded body 6 having a three-layer structure is produced. FIG. 6 is a view showing an example of a sheet-like formed body forming step of the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention, and FIG. 7 shows an example of a cylindrical formed body. It is sectional drawing in the surface orthogonal to the central axis of a molded object.
Each of these layers is a paste 1 in which a liquid lubricant such as solvent naphtha or white oil is added 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. And from paste 2. Moreover, the paste which forms a 1st layer and a 3rd layer may be mutually the same, and may differ. The amount of the liquid lubricant used is not particularly limited and varies depending on the type, molding conditions, etc., and cannot be specified unconditionally, but is in the range of 15 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fine powder of PTFE. It is preferable that a coloring agent or the like can be added as necessary.
Also, as shown in FIGS. 8 and 9, a cylindrical molded body 6 having a two-layer structure including a first layer 3 containing PTFE fine powder 1 and a second layer 4 containing PTFE fine powder 2 may be produced. it can. FIG. 8 is a diagram showing an example of a sheet-like molded body forming step of the method for producing a crystalline polymer microporous membrane of the present invention, and FIG. 9 shows an example of a cylindrical molded body. It is sectional drawing in the surface orthogonal to the central axis of a molded object.
まず、図5に示す複層ペースト押出装置7における下金型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を含むペースト1と、第2層を形成するためのPTFEのファインパウダー2を含むペースト2と、第3層を形成するためのPTFEのファインパウダー1を含むペースト1と、を同心円状に敷き詰め、次に、上金型9を矢印方向に押圧する。これにより圧縮されて第1層3と第2層4と第3層5とが同心円状に3層積層された円筒状の予備成形体が形成される。 First, the paste 1 containing the fine powder 1 of PTFE for forming the first layer and the fine PTFE for forming the second layer in the lower mold 8 in the multilayer paste extrusion apparatus 7 shown in FIG. The paste 2 containing the powder 2 and the paste 1 containing the PTFE fine powder 1 for forming the third layer are spread concentrically, and then the upper mold 9 is pressed in the direction of the arrow. As a result, a cylindrical preform is formed in which three layers of the first layer 3, the second layer 4, and the third layer 5 are concentrically stacked.
次に、得られた円筒状の予備成形体を図5に示す複層ペースト押出装置7の予備成形体投入部(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5の同心円状複層ペースト押出装置の予備成形体投入部は、例えば、軸直角方向断面における外枠の内径が、85mm、内枠の外径が、40mmの円筒状であり、絞り部(外枠の内径66mm、内枠の外径62mmの円筒状)を有し、その絞り比は、11である。
このようにして第1層3と第2層4と第3層5とが完全に一体化され、図6及び7に示すように、各層が均一な厚みを有する複層ポリテトラフルオロエチレンの円筒状成形体5が成形される。図6に示すとおり、この円筒状成形体5を中心軸(A−A’軸)方向に切開してシート状成形体10を形成する。このシート状成形体の各層の厚み構成比は、前記予備成形体の各層の厚み構成比とほぼ同一のものを有していることが実体顕微鏡によって確認できている。
Next, after the obtained cylindrical preform is stored in the preform input part (cylinder part) of the multilayer paste extrusion apparatus 7 shown in FIG. 5, it is pressed by a pressurizing means (not shown) in the direction of the arrow. Press to. 5 is a cylindrical shape in which the inner diameter of the outer frame in the cross section in the direction perpendicular to the axis is 85 mm and the outer diameter of the inner frame is 40 mm, for example. The outer frame has an inner diameter of 66 mm and the inner frame has an outer diameter of 62 mm.
In this way, the first layer 3, the second layer 4, and the third layer 5 are completely integrated, and as shown in FIGS. 6 and 7, a multi-layer polytetrafluoroethylene cylinder in which each layer has a uniform thickness. A shaped molded body 5 is molded. As shown in FIG. 6, the cylindrical molded body 5 is cut in the central axis (AA ′ axis) direction to form a sheet-shaped molded body 10. It has been confirmed by a stereomicroscope that the thickness composition ratio of each layer of the sheet-like molded body is substantially the same as the thickness composition ratio of each layer of the preform.
<未加熱フィルム形成工程>
前記未加熱フィルム形成工程は、前記シート状成形体を圧延して2層以上の未加熱フィルムを形成する工程である。
<Unheated film formation process>
The unheated film forming step is a step of rolling the sheet-like formed body to form two or more layers of unheated films.
前記シート状成形体は、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5m/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19℃〜380℃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複層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押出助剤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て、ソルベントナフサを除去する場合には、150℃〜280℃が好ましく、180℃〜260℃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複層結晶性ポリマー未加熱フィルムの厚みは、最終的に製造しようとする結晶性ポリマー微孔性膜の厚みに応じて適宜調整することができ、後の延伸工程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、前記複層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 sheet-like molded body is then rolled to form a film. Rolling can be performed, for example, by calendaring with a calender roll at a speed of 5 m / min. The rolling temperature can usually be set to 19 ° C to 380 ° C. Thereafter, the extrusion aid is removed by heating the film to form a multilayer crystalline polymer unheated film. Although the heating temperature at this time can be suitably selected according to the kind of extrusion adjuvant to be used, 40 to 400 degreeC is preferable and 60 to 350 degreeC is more preferable. For example, when removing solvent naphtha using polytetrafluoroethylene, 150 ° C. to 280 ° C. is preferable, and 180 ° C. to 260 ° 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 multilayer crystalline polymer unheated film thus produced can be appropriately adjusted according to the thickness of the crystalline polymer microporous film to be finally produced, and depends on the subsequent stretching step. It is necessary to adjust in consideration of a decrease in thickness.
In addition, when manufacturing the said multilayer crystalline polymer unheated film, the matter described in "Polyfuron handbook" (Daikin Kogyo Co., Ltd. issue, 1983 revision) can be employ | adopted suitably.
<対称加熱工程>
前記対称加熱工程は、得られた未加熱フィルムを対称加熱して対称加熱フィルムを形成する工程である。
前記対称加熱は、前記第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)を含む層と、第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)を含む層とを積層してなる2層以上の未加熱フィルム全体を、該未加熱フィルムの一の面と反対の面との温度差なく、満遍なく均等に加熱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、例えばソルトバス、熱風加熱機、炉、ロール加熱、IR加熱などが挙げられる。これらの中でも、未加熱フィルム全体を加熱する際の、加熱ばらつきを抑えることができるという観点で、ソルトバスが特に好ましい。
<Symmetric heating process>
The symmetrical heating step is a step of forming a symmetrical heated film by symmetrically heating the obtained unheated film.
The symmetrical heating is performed by laminating a layer containing the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer) and a layer containing the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer). The entire unheated film is not particularly limited as long as it can be uniformly and uniformly heated without a temperature difference between one surface of the unheated film and the opposite surface, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples include baths, hot air heaters, furnaces, roll heating, IR heating, and the like. Among these, a salt bath is particularly preferable from the viewpoint that it is possible to suppress variation in heating when the entire unheated film is heated.
前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)が、示差走査熱量計で測定して得られたDSCチャートにおいて、1つのピークと該ピークの高温側又は低温側にショルダー部を有し、低温側にピークと該ピークの高温側に高温側ショルダー部を有する場合には、前記未加熱フィルムの対称加熱を低温側のピーク温度より高い温度で行うことが好ましい。前記対称加熱を低温側のピーク温度より低い温度で行うと、十分に孔径が小さくならず、微粒子捕捉性が低下してしまうことがある。
前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)が、示差走査熱量計で測定して得られたDSCチャートにおいて、1つのピークと該ピークの高温側又は低温側にショルダー部を有し、高温側にピークと該ピークの低温側に低温側ショルダー部を有する場合には、前記未加熱フィルムの対称加熱を低温側ショルダー部の温度より高い温度で行うことが好ましい。前記対称加熱を低温側ショルダー部の温度より低い温度で行うと、十分に孔径が小さくならず、微粒子捕捉性が低下することがある。
また、前記未加熱フィルムの対称加熱を第1の結晶性ポリマー(高融点の結晶性ポリマー)の融点以下の温度で行うことが、高流量化の点で好ましい。前記高融点の結晶性ポリマーの融点に該当するピーク位置の温度は、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、343℃〜350℃であることが好ましい。
In the DSC chart obtained by measuring the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) with a differential scanning calorimeter, it has one peak and a shoulder on the high temperature side or low temperature side of the peak. When the peak is on the low temperature side and the high temperature shoulder portion is on the high temperature side of the peak, it is preferable that the unheated film is symmetrically heated at a temperature higher than the peak temperature on the low temperature side. When the symmetric heating is performed at a temperature lower than the peak temperature on the low temperature side, the pore diameter is not sufficiently reduced, and the fine particle capturing property may be lowered.
In the DSC chart obtained by measuring the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) with a differential scanning calorimeter, it has one peak and a shoulder on the high temperature side or low temperature side of the peak. When the peak is on the high temperature side and the low temperature shoulder portion is on the low temperature side of the peak, it is preferable that the unheated film is heated symmetrically at a temperature higher than the temperature of the low temperature shoulder portion. When the symmetrical heating is performed at a temperature lower than the temperature of the low-temperature side shoulder portion, the pore diameter is not sufficiently reduced, and the fine particle capturing property may be lowered.
In addition, it is preferable from the viewpoint of increasing the flow rate that the unheated film is symmetrically heated at a temperature not higher than the melting point of the first crystalline polymer (high melting crystalline polymer). The temperature of the peak position corresponding to the melting point of the high-melting crystalline polymer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 343 ° C to 350 ° C.
前記第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)の示差走査熱量計で測定して得られたDSCチャートにおいて、図13に示すように、低温側にピークT2と、該ピークの高温側に高温側ショルダー部T1を有するもの、図14に示すように、高温側にピークT3と、該ピークの低温側に低温側ショルダー部T4を有しているものが好ましい。これにより、前記未加熱フィルムの対称加熱を、図13ではピークT2より高い温度、又は図14では低温側ショルダー部T4より高い温度で行うことにより、短いフィブリルと結節(ノード)からなる複数層構造の結晶性ポリマー微孔性膜が得られる。
なお、図15に示すように、第2の結晶性ポリマー(低融点の結晶性ポリマー)が低温側ピークT5と高温側ピークT6との2つのピークを有している場合には、前記未加熱フィルムの対称加熱を、前記低温側ピーク温度T5より高い温度で行うことが好ましい。
In the DSC chart obtained by measuring the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) with a differential scanning calorimeter, as shown in FIG. 13, the peak T 2 on the low temperature side and the high temperature of the peak Those having a high temperature side shoulder T 1 on the side, and those having a peak T 3 on the high temperature side and a low temperature side shoulder T 4 on the low temperature side of the peak as shown in FIG. Accordingly, the symmetric heating of the unheated film is performed at a temperature higher than the peak T 2 in FIG. 13 or a temperature higher than the low-temperature side shoulder T 4 in FIG. 14, thereby forming a plurality of short fibrils and nodes (nodes). A crystalline polymer microporous membrane with a layer structure is obtained.
As shown in FIG. 15, when the second crystalline polymer (low melting crystalline polymer) has two peaks, a low temperature side peak T 5 and a high temperature side peak T 6 , symmetric heating of the unheated film is preferably performed at a temperature higher than the low temperature side peak temperature T 5.
具体的には、前記第2の結晶性ポリマーの示差走査熱量計で測定して得られたDSCチャートにおいて、図13に示すように、低温側にピークT2と、該ピークの高温側に高温側ショルダー部T1を有する場合には、前記未加熱フィルムを対称加熱する温度の下限値は、ピークT2より高い温度であり、上限値は、高融点の結晶性ポリマーの融点に相当するピーク位置の温度であることが好ましい。
また、前記第2の結晶性ポリマーのDSCチャートにおいて、図14に示すように、高温側にピークT3と、該ピークの低温側に低温側ショルダー部T4を有する場合には、前記未加熱フィルムを対称加熱する温度の下限値は、低温側ショルダー部T4より高い温度であり、上限値は、高融点の結晶性ポリマーの融点に相当するピーク位置の温度であることが好ましい。
なお、前記第2の結晶性ポリマーのDSCチャートにおいて、図15に示すように、低温側ピークT5と高温側ピークT6との2つのピークを有する場合には、前記未加熱フィルムを対称加熱する温度の下限値は、前記低温側ピーク温度T5より高い温度であり、上限値は、高融点の結晶性ポリマーの融点に相当するピーク位置の温度であることが好ましい。
Specifically, in the DSC chart obtained by measuring with the differential scanning calorimeter of the second crystalline polymer, as shown in FIG. 13, the peak T 2 on the low temperature side and the high temperature on the high temperature side of the peak. when having side shoulder portion T 1, the lower limit value of the temperature of heating symmetrically the unheated film is a temperature higher than the peak T 2, the upper limit value corresponds to a high melting point of the crystalline polymer melting point peak The temperature of the position is preferred.
Further, in the DSC chart of the second crystalline polymer, as shown in FIG. 14, when the peak T 3 is on the high temperature side and the low temperature side shoulder T 4 is on the low temperature side of the peak, the unheated the lower limit of the temperature of the film symmetrically heated is a temperature higher than the low temperature-side shoulder portion T 4, the upper limit is preferably at a temperature of a peak position corresponding to the high melting point of the crystalline polymer melting point.
In addition, in the DSC chart of the second crystalline polymer, as shown in FIG. 15, in the case of having two peaks of a low temperature side peak T 5 and a high temperature side peak T 6 , the unheated film is heated symmetrically. the lower limit of the temperature at which, the a low-temperature side peak temperature T 5 temperature higher than the upper limit value is preferably a temperature of a peak position corresponding to the high melting point of the crystalline polymer melting point.
<延伸工程>
前記延伸工程は、前記対称加熱工程で加熱した状態の対称加熱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、1.2倍〜50倍が好ましく、1.5倍〜40倍がより好ましく、2.0倍〜10倍が特に好ましい。前記長手方向の延伸温度は、35℃〜330℃が好ましく、45℃〜320℃がより好ましく、55℃〜310℃が特に好ましい。
前記幅方向の延伸倍率は、1.2倍〜50倍が好ましく、1.5倍〜40倍がより好ましく、2.0倍〜30倍が更に好ましく、2.5倍〜10倍が特に好ましい。前記幅方向の延伸温度は、35℃〜330℃が好ましく、45℃〜320℃がより好ましく、60℃〜310℃が特に好ましい。
面積延伸倍率は、1.5倍〜2,500倍が好ましく、2倍〜2,000倍がより好ましく、2.5倍〜100倍が特に好ましい。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。前記熱固定の温度は、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。
前記結晶性ポリマーが、PTFE等のフッ素樹脂の場合は、融点以上で加熱することが好ましい。
<Extension process>
The said extending process is a process of extending | stretching the symmetrical heating film of the state heated by the said symmetrical heating process.
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 1.2 times to 50 times, more preferably 1.5 times to 40 times, and particularly preferably 2.0 times to 10 times. The longitudinal stretching temperature is preferably 35 ° C to 330 ° C, more preferably 45 ° C to 320 ° C, and particularly preferably 55 ° C to 310 ° C.
The stretching ratio in the width direction is preferably 1.2 times to 50 times, more preferably 1.5 times to 40 times, still more preferably 2.0 times to 30 times, and particularly preferably 2.5 times to 10 times. . The stretching temperature in the width direction is preferably 35 ° C to 330 ° C, more preferably 45 ° C to 320 ° C, and particularly preferably 60 ° C to 310 ° C.
The area stretching ratio is preferably 1.5 times to 2,500 times, more preferably 2 times to 2,000 times, and particularly preferably 2.5 times to 100 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 higher than the stretching temperature and lower than the melting point of the crystalline polymer.
When the crystalline polymer is a fluororesin such as PTFE, it is preferable to heat at a melting point or higher.
<<表面改質工程>>
前記表面改質工程は、結晶性ポリマー微孔性膜の少なくとも一部を表面改質する工程である。
前記結晶性ポリマー微孔性膜の少なくとも一部には、結晶性ポリマー微孔性膜の露出している表面以外にも、孔部の周囲、孔部の内部も含まれる。
<< Surface modification process >>
The surface modification step is a step of modifying the surface of at least a part of the crystalline polymer microporous membrane.
At least a part of the crystalline polymer microporous membrane includes not only the exposed surface of the crystalline polymer microporous membrane but also the periphery of the pore and the inside of the pore.
前記表面改質方法としては、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)過酸化水素水又は水溶性溶剤の水溶液の含浸後、レーザー照射する方法(特開平7−304888号公報等参照)、(2)放射線、プラズマ等で照射する方法(特開2003−201571号公報等参照)、(3)化学的エッチング処理(特開2007−154153号公報等参照)、(4)架橋系材料で被覆する方法(特開平8−283447号公報等参照)、(5)重合系材料で被覆する方法(特開2000−235849号公報等参照)、などが挙げられる。 The surface modification method is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, (1) a method of laser irradiation after impregnation with a hydrogen peroxide solution or an aqueous solution of a water-soluble solvent (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7). -3048888, etc.), (2) a method of irradiating with radiation, plasma or the like (see JP 2003-151571 A, etc.), (3) chemical etching treatment (see JP 2007-154153 A, etc.), (4) A method of coating with a crosslinking material (see JP-A-8-283447, etc.), (5) a method of coating with a polymerization material (see JP-A-2000-235849, etc.), and the like.
本発明の結晶性ポリマー微孔性膜は、微小な孔径を有し、数十nmサイズの微粒子を効率良く捕捉することができ、高流量であり、幅方向における各層の厚み分布の均一性及び濾過性能分布の均一性が高く、大面積使用時の漏れが低減されたので、濾過が必要とされる様々な用途に用いることができるが、以下に説明する濾過用フィルタとして特に好適に用いることができる。 The crystalline polymer microporous membrane of the present invention has a fine pore diameter, can efficiently capture fine particles of several tens of nanometers, has a high flow rate, and has a uniform thickness distribution of each layer in the width direction. High uniformity of filtration performance distribution and reduced leakage when using large areas, so it can be used for various applications that require filtration, but it is particularly suitable for use as a filter for filtration described below. Can do.
(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たことを特徴とする。
前記カートリッジフィルタにおける結晶性ポリマー微孔性膜の面積としては、0.04m2〜10m2が好ましく、0.1m2〜5m2がより好ましく、1.3m2〜5m2が特に好ましい。また、本発明の濾過用フィルタは、カートリッジフィルタであることが好ましい。
微粒子補足性試験において、従来の結晶性ポリマー微孔性膜は、小面積(200mm×200mm=0.04m2未満)での使用ではほとんど問題にならないが、大面積使用時(例えば、1カートリッジ=1.3m2)では、1%〜10%の割合で漏れが生じてしまう。これに対し、本発明の結晶性ポリマー微孔性膜では、層厚みの不均一性の原因となる幅方向のばらつき(特に、両端付近のばらつき)を抑えることにより、層厚みを均一とし、大面積使用時でも漏れを低減することができる。
(Filter for filtration)
The filtration filter of the present invention is characterized by using the crystalline polymer microporous membrane of the present invention.
As the area of the crystalline polymer microporous membrane of the cartridge filter, preferably 0.04 m 2 through 10m 2, more preferably 0.1m 2 ~5m 2, 1.3m 2 ~5m 2 is particularly preferred. Moreover, it is preferable that the filter for filtration of this invention is a cartridge filter.
In the microparticle complementarity test, the conventional crystalline polymer microporous membrane is not a problem when used in a small area (less than 200 mm × 200 mm = 0.04 m 2 ), but when used in a large area (for example, 1 cartridge = At 1.3 m 2 ), leakage occurs at a rate of 1% to 10%. In contrast, the crystalline polymer microporous membrane of the present invention has a uniform layer thickness by suppressing variations in the width direction (particularly variations near both ends) that cause non-uniformity in the layer thickness. Leakage can be reduced even when the area is used.
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、低融点の結晶性ポリマーを含む層の位置が濾過液の出口側(アウトレット側)に近くなるように配置して濾過を行うことにより、数十nmサイズの微粒子を効率よく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。
When the crystalline polymer microporous membrane of the present invention is used as a filter for filtration, it is arranged so that the position of the layer containing the crystalline polymer having a low melting point is close to the outlet side (outlet side) of the filtrate. By doing so, fine particles of several tens of nanometers can be efficiently captured.
In addition, since the crystalline polymer microporous membrane of the present invention has a large specific surface area, 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、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、カートリッジ当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 filter for filtration of the present invention is preferably processed and formed into a pleated shape. Processing into pleats has the advantage that the effective surface area used to filter the filter per cartridge can be increased.
ここで、図10は、エレメント交換式のプリーツフィルタ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113は2枚の膜サポート112、114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115の周りに巻き付けられている。その外側には外周カバー111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116a、116b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117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118から排出される。 Here, FIG. 10 is a development view showing a structure of an element exchange type pleated filter cartridge element. The microfiltration membrane 113 is folded and folded around a core 115 having a large number of liquid collection ports while being sandwiched by two membrane supports 112 and 114. On the outside, there is an outer cover 111 that protects the microfiltration membrane. Microfiltration membranes are sealed at both ends of the cylinder by end plates 116a and 116b. The end plate is in contact with a seal portion of a filter housing (not shown) through a gasket 117. The filtered liquid is collected from the core collection port and discharged from the fluid outlet 118.
カプセル式のプリーツフィルタカートリッジを図11及び図12に示す。
図11は、カプセル式のフィルタ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22は2枚のサポート21、23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エレメントコア27の周りに巻き付けられている。その外側にはフィルタエレメントカバー26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24、下部エンドプレート25により、精密ろ過膜がシールされている。
図12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カートリッジの構造を示す。フィルタエレメント30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28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29を通過し、フィルタエレメントコア27の集液口から集められ、液出口ノズル34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37で液密に熱融着される。
A capsule pleated filter cartridge is shown in FIGS.
FIG. 11 is a development 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 22 is folded and folded around a filter element core 27 having a large number of liquid collection ports, sandwiched between two supports 21 and 23. There is a filter element cover 26 on the outside to protect the microfiltration membrane. A microfiltration membrane is sealed at both ends of the cylinder by an upper end plate 24 and a lower end plate 25.
FIG. 12 shows the structure of a capsule pleated filter cartridge in which a filter element is integrated in a housing. The filter element 30 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 28. The liquid enters the housing from the liquid inlet nozzle, passes through the filter medium 29, is collected from the liquid collection port of the filter element core 27, and is discharged from the liquid outlet nozzle 34. The housing base and the housing cover are usually heat-sealed in a liquid-tight manner at the welding portion 37.
図11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。又は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10〜図12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面に限定されるわけではない。 FIG. 11 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. Alternatively, the seal between the housing base and the housing cover can be made by using an adhesive in addition to heat sealing. 10 to 12 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、結晶性ポリマー微孔性膜の幅方向における各層の厚み分布の均一性及び濾過性能分布の均一性が高く、結晶性ポリマー微孔性膜を大面積で使用した際の歩留まりを向上させ、漏れを低減することができる。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直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直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。 The filter for filtration using the crystalline polymer microporous membrane of the present invention has high uniformity of thickness distribution and filtration performance distribution of each layer in the width direction of the crystalline polymer microporous membrane. When the porous membrane is used in a large area, the yield can be improved and leakage can be reduced. In addition, the filter for filtration using the crystalline polymer microporous membrane of the present invention has such a feature that the filtration function is high and the life is long, so that the filtration device can be compactly assembled. In the conventional filtration apparatus, a large number of filtration units are used in series 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 series 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、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、電線被覆材料、カテーテル、人工血管、癒着防止膜、細胞培養足場、絶縁膜、燃料電池用セパレータなどに幅広く用いることができる。 The filtration filter of the present invention is suitably used for microfiltration of gases, liquids, etc., for example, filtration of corrosive gas, various gases used in the semiconductor industry, washing water for electronics industry, pharmaceutical water, pharmaceutical manufacture Widely used in process water, food water filtration, sterilization, high temperature filtration, reactive chemical filtration, wire coating materials, catheters, artificial blood vessels, anti-adhesion membranes, cell culture scaffolds, insulating membranes, fuel cell separators, etc. it can.
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>
−筒状成形体の作製−
高融点の結晶性ポリマーとしてのポリテトラフルオロエチレンのファインパウダー(ダイキン工業株式会社製、「F106」、融点346℃)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H」)23質量部を加えた。これをペースト1とした。
低融点の結晶性ポリマーとしてのポリテトラフルオロエチレンのファインパウダー(ダイキン工業株式会社製、「F205」、融点341℃)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H」)20質量部を加えた。これをペースト2とした。
このポリテトラフルオロエチレンのファインパウダー(ダイキン工業株式会社製、「F205」)のDSCチャートを図13に示す。この図13の結果から、ポリテトラフルオロエチレンのファインパウダー「F205」は、高温側ショルダー部(T1)が341℃と、低温側にピーク(T2)が338℃との1つのピークと1つのショルダー部を有することが分かった。
次に、ペースト1と、ペースト2とを断面積比(外側から、ペースト1/ペースト2/ペースト1)が3/1/1となるように、図5に示す同心円状複層ペースト押出装置における円筒状の金型内に、敷き詰めて加圧し、3層同心円円筒構造の筒状成形体とした。
Example 1
<Preparation of crystalline polymer microporous membrane>
-Production of cylindrical molded body-
Polytetrafluoroethylene fine powder as a high melting crystalline polymer (Daikin Kogyo Co., Ltd., “F106”, melting point 346 ° C.) 100 parts by mass, as an extrusion aid, hydrocarbon oil (Esso Oil Co., Ltd., “ Isopar H ")) 23 parts by weight was added. This was designated as paste 1.
Polytetrafluoroethylene fine powder as a low melting crystalline polymer (Daikin Kogyo Co., Ltd., “F205”, melting point 341 ° C.) 100 parts by mass, as an extrusion aid, hydrocarbon oil (Esso Oil Co., Ltd., “ Isopar H ")) 20 parts by weight was added. This was designated as paste 2.
FIG. 13 shows a DSC chart of this fine powder of polytetrafluoroethylene (“F205” manufactured by Daikin Industries, Ltd.). From the results shown in FIG. 13, the polytetrafluoroethylene fine powder “F205” has one peak with a high-temperature shoulder portion (T 1 ) of 341 ° C. and a low-temperature peak (T 2 ) of 338 ° C. It was found to have two shoulders.
Next, in the concentric multilayer paste extrusion apparatus shown in FIG. 5, the cross-sectional area ratio of paste 1 and paste 2 (from the outside, paste 1 / paste 2 / paste 1) is 3/1/1. A cylindrical molded body having a three-layer concentric cylindrical structure was laid down and pressed in a cylindrical mold.
ここで、高融点の結晶性ポリマー及び低融点の結晶性ポリマーの融点は、下記のようにして測定した。
−−融点の測定方法−−
結晶性ポリマーの融点は、SII社製DSC7200を用いたDSCチャートから、測定した。具体的には、測定したい試料を数mg〜10mg程度計りとり、アルミニウム製パンに入れ、簡易密封してから、10℃/minの速度で、測定した。融点は、そのチャートのピーク位置のことを示し、2つのピークを有する場合、又は1つのピークと、1つのショルダー部を有する場合は、ピーク強度の高い方の温度を融点とした。
Here, the melting points of the high-melting crystalline polymer and the low-melting crystalline polymer were measured as follows.
--Measuring method of melting point--
The melting point of the crystalline polymer was measured from a DSC chart using DSC7200 manufactured by SII. Specifically, a sample to be measured was weighed about several mg to 10 mg, put in an aluminum pan, and simply sealed, and then measured at a rate of 10 ° C./min. Melting | fusing point shows the peak position of the chart, and when it has two peaks, or when it has one peak and one shoulder part, the temperature with the higher peak intensity was made into melting | fusing point.
−シート状成形体の作製−
作製した予備成形体を、ペースト押し出しし、円筒状に同心円複層ペースト押出しを行った。なお、図5の同心円状複層ペースト押出装置のシリンダー部(予備成形体投入部)は、軸直角方向断面における外枠の内径が、85mm、内枠の外径が、40mmの円筒状であり、絞り部(外枠の内径66mm、内枠の外径62mmの円筒状)を有し、絞り比は、11である。得られた円筒状成形体を、該成形体の中心軸方向に切開してシート状成形体とした。
−Preparation of sheet-shaped molded body−
The prepared preform was extruded and a concentric multilayer paste was extruded into a cylindrical shape. Note that the cylinder part (preliminary molded body injection part) of the concentric multilayer paste extrusion apparatus shown in FIG. 5 has a cylindrical shape with an inner diameter of the outer frame of 85 mm and an outer diameter of the inner frame of 40 mm in the cross section perpendicular to the axis. , And an aperture portion (cylindrical shape having an inner frame inner diameter of 66 mm and an inner frame outer diameter of 62 mm), and the aperture ratio is 11. The obtained cylindrical molded body was cut in the central axis direction of the molded body to obtain a sheet-shaped molded body.
−未加熱フィルムの作製−
得られたシート状成形体を、60℃に加熱したカレンダーロールによりカレンダー掛けして、複層ポリテトラフルオロエチレンフィルムを作製した。得られた複層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、平均厚み100μm、平均幅250mm、比重1.45の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た。
-Production of unheated film-
The obtained sheet-like molded body was calendered with a calender roll heated to 60 ° C. to produce a multilayer polytetrafluoroethylene film. The obtained multilayer polytetrafluoroethylene film was passed through a hot air drying oven at 250 ° C. to remove the extrusion aid, and the multilayer polytetrafluoroethylene unheated film having an average thickness of 100 μm, an average width of 250 mm, and a specific gravity of 1.45. Was made.
−対称加熱フィルムの作製−
得られた複層ポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルムを、ピーク(T2)より高い344℃に保温したソルトバス(溶融塩としては、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合塩を用いている)で50秒間加熱して、対称加熱フィルムを作製した。
-Production of symmetrical heating film-
The obtained multilayer polytetrafluoroethylene unheated film was heated for 50 seconds in a salt bath (mixed salt of potassium nitrate and sodium nitrate was used as the molten salt) kept at 344 ° C. higher than the peak (T 2 ). Thus, a symmetrical heating film was produced.
−結晶性ポリマー微孔性膜の作製−
得られた対称加熱フィルムを250℃にて長手方向に3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、両端をクリップで挟み、250℃で幅方向に3倍に延伸した。その後、370℃で熱固定を行った。以上により、実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜を作製した。
-Fabrication of crystalline polymer microporous membrane-
The obtained symmetrically heated film was stretched between rolls 3 times in the longitudinal direction at 250 ° C. and once wound up on a winding roll. Thereafter, both ends were sandwiched between clips and stretched 3 times in the width direction at 250 ° C. Thereafter, heat setting was performed at 370 ° C. Thus, the crystalline polymer microporous membrane of Example 1 was produced.
得られた結晶性ポリマー微孔性膜における各層の厚み方向において、平均孔径が一定(変化していない)である複数の孔部を有することは、該微孔性膜を凍結割断し、走査型電子顕微鏡(SEM)(JSM−6360、JEOL社製)により断面観察を行うことにより確認した。その結果、実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜は、3層とも平均孔径が一定(変化していない)である複数の孔部を有することが分かった。 In the obtained crystalline polymer microporous membrane, having a plurality of pores in which the average pore diameter is constant (not changed) in the thickness direction of each layer freezes and cleaves the microporous membrane. It confirmed by performing cross-sectional observation with an electron microscope (SEM) (JSM-6360, JEOL company make). As a result, it was found that the crystalline polymer microporous membrane of Example 1 had a plurality of pores in which the average pore diameter was constant (not changed) in all three layers.
<評価>
次に、作製した実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜について、以下のようにして、「厚み方向に連通した複数の孔部が形成された」ことの確認、及び各層の厚みの測定を行った。結果を表1に示す。
<Evaluation>
Next, for the prepared crystalline polymer microporous membrane of Example 1, confirmation of “a plurality of pores communicating in the thickness direction was formed” and measurement of the thickness of each layer were performed as follows. went. The results are shown in Table 1.
<<「厚み方向に連通した複数の孔部が形成された」ことの確認>>
前記「厚み方向に連通した複数の孔部が形成された」ことは、実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜を凍結割断し、走査型電子顕微鏡(SEM)(JSM−6360、JEOL社製)により断面観察することにより確認した。
<< Confirmation that "a plurality of holes communicating in the thickness direction are formed">>
The fact that “a plurality of pores communicating in the thickness direction was formed” was obtained by freezing and cleaving the crystalline polymer microporous membrane of Example 1 and scanning electron microscope (SEM) (JSM-6360, manufactured by JEOL). ) Was confirmed by observing the cross section.
<<各層の厚みの幅方向分布測定>>
実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜を凍結割断し、走査型電子顕微鏡(SEM)(JSM−6360、JEOL社製)により断面観察を行うことで、各層の厚みを測定した。詳細には、結晶性ポリマー微孔性膜を幅方向に100等分に区分した各区分の厚みを測定し、100個の厚みデータ(X1、X2、・・・X100)の幅方向の平均値(平均厚み)Xmを求めた。また、下記式(1)により厚み変動率Vxを求めた。結果を表1に示す。
厚み変動率(%):Vx=Sx/Xm×100 ・・・式(1)
(ただし式中、Xmは、n個の厚みデータ(X1、X2、・・・Xn)の平均値(平均厚み)、Sxは、n個の厚みデータの標準偏差を示す。)
<< Measurement of thickness distribution of each layer in width direction >>
The crystalline polymer microporous membrane of Example 1 was frozen and cut, and the thickness of each layer was measured by observing a cross section with a scanning electron microscope (SEM) (JSM-6360, manufactured by JEOL). Specifically, the thickness of each section obtained by dividing the crystalline polymer microporous membrane into 100 equal parts in the width direction is measured, and the width direction of 100 pieces of thickness data (X 1 , X 2 ,... X 100 ). The average value (average thickness) Xm of was obtained. Further, the thickness variation rate Vx was obtained by the following formula (1). The results are shown in Table 1.
Thickness variation rate (%): Vx = Sx / Xm × 100 (1)
(Wherein, Xm represents an average value (average thickness) of n pieces of thickness data (X 1 , X 2 ,... X n ), and Sx represents a standard deviation of the n pieces of thickness data.)
<<平均流量孔径の幅方向分布測定>>
実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜について、パームポロメータ(PMI社製)を用いて平均流量孔径を測定した。詳細には、結晶性ポリマー微孔性膜を幅方向に一辺20mmの正方形に等分し、各部分の平均流量孔径を測定し、20個の平均流量孔径データ(Y1、Y2、・・・Y20)の幅方向の平均値Ymを求めた。また、下記式(2)により平均流量孔径の変動率Vyを求めた。結果を表2に示す。
平均流量孔径の変動率(%):Vy=Sy/Ym×100 ・・・式(2)
(ただし式中、Ymは、n個の平均流量孔径データ(Y1、Y2、・・・Yn)の平均値、Syは、n個の平均流量孔径データの標準偏差を示す。)
<< Measurement of average flow pore size distribution in width direction >>
For the crystalline polymer microporous membrane of Example 1, the average flow pore size was measured using a palm porometer (manufactured by PMI). Specifically, the crystalline polymer microporous membrane is equally divided into squares with a side of 20 mm in the width direction, the average flow pore diameter of each part is measured, and 20 average flow pore diameter data (Y 1 , Y 2 ,... -The average value Ym in the width direction of Y 20 ) was determined. Further, the fluctuation rate Vy of the average flow hole diameter was obtained by the following formula (2). The results are shown in Table 2.
Fluctuation rate of average flow hole diameter (%): Vy = Sy / Ym × 100 (2)
(Wherein, Ym is an average value of n average flow rate pore diameter data (Y 1 , Y 2 ,... Y n ), and Sy is a standard deviation of n average flow rate pore size data.)
<<濾過テスト>>
次に、実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜について、濾過テストを行った。まず、ポリスチレンラテックス(重量平均粒子径0.05μm)を1ppm含有する水溶液を、差圧100kPaとして濾過を行った。原液の濃度と、濾過液の濃度の差から算出した、捕捉率の結果を表2に示す。
<< filtration test >>
Next, a filtration test was performed on the crystalline polymer microporous membrane of Example 1. First, an aqueous solution containing 1 ppm of polystyrene latex (weight average particle diameter 0.05 μm) was filtered at a differential pressure of 100 kPa. Table 2 shows the results of the capture rate calculated from the difference between the concentration of the stock solution and the concentration of the filtrate.
<<流量テスト>>
次に、実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜について、流量テストを行った。具体的には、イソプロピルアルコール(IPA)を差圧100kPaで流した時の単位面積(m2)・単位時間(min)あたりの透過量を流量(L・m−2・min−1)とした。結果を表2に示す。
<< Flow test >>
Next, a flow rate test was performed on the crystalline polymer microporous membrane of Example 1. Specifically, the permeation amount per unit area (m 2 ) / unit time (min) when isopropyl alcohol (IPA) was flowed at a differential pressure of 100 kPa was defined as a flow rate (L · m −2 · min −1 ). . The results are shown in Table 2.
(実施例2)
実施例1において、断面積比(外側から、ペースト1/ペースト2/ペースト1)が3/1/1である3層同心円円筒構造の筒状成形体を、断面積比(外側から、ペースト1/ペースト2)が4/1となるように、円筒状に敷き詰めて加圧し、2層同心円円筒構造の筒状成形体を作製した以外は、実施例1と同様にして、実施例2の結晶性ポリマー微孔性膜を作製し、これらの評価を実施した。結果を表1及び2に示す。
また、得られた結晶性ポリマー微孔性膜における各層の厚み方向において、平均孔径が一定である複数の孔部を有することを、実施例1と同様にして確認したところ、2層とも平均孔径が一定である複数の孔部を有することが分かった。
(Example 2)
In Example 1, a cylindrical molded body having a three-layer concentric cylindrical structure in which the cross-sectional area ratio (from the outside, paste 1 / paste 2 / paste 1) is 3/1/1 is the cross-sectional area ratio (from the outside, paste 1 The paste of Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that a cylindrical formed body having a two-layer concentric cylindrical structure was prepared by laying in a cylindrical shape and applying pressure so that the paste 2) was 4/1. A porous polymer microporous membrane was prepared and evaluated. The results are shown in Tables 1 and 2.
In addition, it was confirmed in the same manner as in Example 1 that the plurality of pores having a constant average pore diameter in the thickness direction of each layer in the obtained crystalline polymer microporous membrane was confirmed. Was found to have a plurality of holes that are constant.
(実施例3)
実施例1において、断面積比(外側から、ペースト1/ペースト2/ペースト1)が3/1/1である3層同心円円筒構造の筒状成形体を、断面積比(外側から、ペースト1/ペースト2/ペースト1)が10/1/3となるように、円筒状に敷き詰めて加圧し、3層同心円円筒構造の筒状成形体を作製した以外は、実施例1と同様にして、実施例3の結晶性ポリマー微孔性膜を作製し、これらの評価を実施した。結果を表1及び2に示す。
また、得られた結晶性ポリマー微孔性膜における各層の厚み方向において、平均孔径が一定である複数の孔部を有することを、実施例1と同様にして確認したところ、3層とも平均孔径が一定である複数の孔部を有することが分かった。
(Example 3)
In Example 1, a cylindrical molded body having a three-layer concentric cylindrical structure in which the cross-sectional area ratio (from the outside, paste 1 / paste 2 / paste 1) is 3/1/1 is the cross-sectional area ratio (from the outside, paste 1 / Paste 2 / Paste 1) Except that a cylindrical molded body having a three-layer concentric cylindrical structure was prepared by laying in a cylindrical shape and applying pressure so that the ratio was 10/1/3, The crystalline polymer microporous membrane of Example 3 was prepared and evaluated. The results are shown in Tables 1 and 2.
Further, it was confirmed in the same manner as in Example 1 that the plurality of pores having a constant average pore diameter in the thickness direction of each layer in the obtained crystalline polymer microporous membrane was confirmed. Was found to have a plurality of holes that are constant.
(実施例4)
実施例1において、高融点の結晶性ポリマーとしてのポリテトラフルオロエチレンのファインパウダー(ダイキン工業株式会社製、「F106」)の代わりに、高融点の結晶性ポリマーとして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、CD123、融点346℃)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施例4の結晶性ポリマー微孔性膜を作製し、これらの評価を実施した。結果を表1及び2に示す。
また、得られた結晶性ポリマー微孔性膜における各層の厚み方向において、平均孔径が一定である複数の孔部を有することを、実施例1と同様にして確認したところ、3層とも平均孔径が一定である複数の孔部を有することが分かった。
Example 4
In Example 1, instead of polytetrafluoroethylene fine powder (“F106” manufactured by Daikin Industries, Ltd.) as a high melting crystalline polymer, polytetrafluoroethylene fine powder as a high melting crystalline polymer A crystalline polymer microporous membrane of Example 4 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that Asahi Glass Co., Ltd., CD123, melting point 346 ° C. was used. The results are shown in Tables 1 and 2.
Further, it was confirmed in the same manner as in Example 1 that the plurality of pores having a constant average pore diameter in the thickness direction of each layer in the obtained crystalline polymer microporous membrane was confirmed. Was found to have a plurality of holes that are constant.
(実施例5)
実施例1において、低融点の結晶性ポリマーとしてダイキン工業株式会社製F205を用いる代わりに、低融点の結晶性ポリマーとして旭硝子株式会社製、CD126(融点341℃)を用い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、得られた複層ポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルムを、低温側ショルダー部(T4)より高い341℃に保温したソルトバス(溶融塩としては、硝酸カリウムと硝酸ナトリウムの混合塩を用いている)で50秒間加熱して、対称加熱フィルムを作製した以外は、実施例1と同様にして、実施例5の結晶性ポリマー微孔性膜を作製し、これらの評価を実施した。結果を表1及び2に示す。
低融点の結晶性ポリマーとしての旭硝子株式会社製CD126のDSCチャートを、図14に示す。この図14の結果から、低融点の結晶性ポリマーとしての旭硝子株式会社製CD126は、低温側ショルダー部(T4)336℃と高温側にピーク(T3)341℃を有することが分かった。
また、得られた結晶性ポリマー微孔性膜における各層の厚み方向において、平均孔径が一定である複数の孔部を有することを、実施例1と同様にして確認したところ、3層とも平均孔径が一定である複数の孔部を有することが分かった。
(Example 5)
In Example 1, instead of using F205 manufactured by Daikin Industries, Ltd. as a low melting crystalline polymer, multi-layer polytetrafluoroethylene using CD126 (melting point: 341 ° C.) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. as a low melting crystalline polymer. A salt bath in which an unheated film was prepared and the obtained multilayer polytetrafluoroethylene unheated film was kept at 341 ° C. higher than the low-temperature shoulder (T 4 ) (as molten salt, a mixture of potassium nitrate and sodium nitrate) The crystalline polymer microporous membrane of Example 5 was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a symmetric heating film was prepared by heating for 50 seconds using a salt). did. The results are shown in Tables 1 and 2.
A DSC chart of CD126 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. as a low melting crystalline polymer is shown in FIG. From the results of FIG. 14, it was found that CD126 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. as a low melting crystalline polymer has a low temperature side shoulder (T 4 ) 336 ° C. and a high temperature side peak (T 3 ) 341 ° C.
Further, it was confirmed in the same manner as in Example 1 that the plurality of pores having a constant average pore diameter in the thickness direction of each layer in the obtained crystalline polymer microporous membrane was confirmed. Was found to have a plurality of holes that are constant.
(比較例1)
実施例1において、未加熱フィルムを以下の手順で作製したポリテトラフルオロエチレン複層未加熱フィルムに代え、ポリテトラフルオロエチレン複層未加熱フィルムの加熱温度を低温側ピーク(T2)338℃で行った以外は、実施例1と同様にして、比較例1の結晶性ポリマー微孔性膜を作製した。
(Comparative Example 1)
In Example 1, the unheated film was replaced with the polytetrafluoroethylene multilayer unheated film prepared by the following procedure, and the heating temperature of the polytetrafluoroethylene multilayer unheated film was the low temperature side peak (T 2 ) at 338 ° C. A crystalline polymer microporous membrane of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that this was performed.
−予備成形体の作製−
実施例1におけるペースト1と、ペースト2とを平均厚み比(ペースト1/ペースト2/ペースト1)が3/1/1となるように、角型の金型内に敷き詰めて加圧し、3層構造の四角柱状の予備成形体とした。
-Preparation of preform-
Paste 1 and paste 2 in Example 1 were spread and pressed in a square mold so that the average thickness ratio (paste 1 / paste 2 / paste 1) was 3/1/1, and three layers were formed. A rectangular column shaped preform was formed.
−未加熱フィルムの作製−
作製した予備成形体を、ペースト押し出し金型の角型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、複層ポリテトラフルオロエチレンフィルムを作製した。得られた複層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、平均厚み100μm、平均幅250mm、比重1.45の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た。
得られた結晶性ポリマー微孔性膜における各層の厚み方向において、平均孔径が変化なく一定である複数の孔部を有することを、実施例1と同様にして確認したところ、3層とも平均孔径が変化なく一定である複数の孔部を有することが分かった。
-Production of unheated film-
The prepared preform was inserted into a square cylinder of a paste extrusion mold, and a multilayer paste was extruded into a sheet shape. This was calendered with a calender roll heated to 60 ° C. to produce a multilayer polytetrafluoroethylene film. The obtained multilayer polytetrafluoroethylene film was passed through a hot air drying oven at 250 ° C. to remove the extrusion aid, and the multilayer polytetrafluoroethylene unheated film having an average thickness of 100 μm, an average width of 250 mm, and a specific gravity of 1.45. Was made.
In the thickness direction of each layer in the obtained crystalline polymer microporous membrane, it was confirmed in the same manner as in Example 1 that the average pore diameter was constant without change. Was found to have a plurality of holes that were constant without change.
(比較例2)
比較例1において、低融点の結晶性ポリマーとしてダイキン工業株式会社製F205を用いる代わりに、低融点の結晶性ポリマーとして旭硝子株式会社製、CD126(融点341℃)を用い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、得られた複層ポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルムを、低温側ショルダー部の温度(T4)336℃で行った以外は、比較例1と同様にして、比較例2の結晶性ポリマー微孔性膜を作製した。
得られた結晶性ポリマー微孔性膜における各層の厚み方向において、平均孔径が変化なく一定である複数の孔部を有することを、実施例1と同様にして確認したところ、3層とも平均孔径が変化なく一定である複数の孔部を有することが分かった。
(Comparative Example 2)
In Comparative Example 1, instead of using F205 manufactured by Daikin Industries, Ltd. as a low melting crystalline polymer, multi-layer polytetrafluoroethylene using CD126 (melting point: 341 ° C.) manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. as a low melting crystalline polymer. Comparative Example 2 was prepared in the same manner as Comparative Example 1 except that an unheated film was prepared and the obtained multilayer polytetrafluoroethylene unheated film was performed at a temperature (T 4 ) of 336 ° C. on the low-temperature side shoulder. A crystalline polymer microporous membrane was prepared.
In the thickness direction of each layer in the obtained crystalline polymer microporous membrane, it was confirmed in the same manner as in Example 1 that the average pore diameter was constant without change. Was found to have a plurality of holes that were constant without change.
(比較例3)
−筒状成形体の作製−
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」、融点339℃)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H」)27質量部を加えた。これをペースト3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」、融点346℃)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H」)27質量部を加えた。これをペースト4とした。
次に、ペースト3と、ペースト4とを厚み比(ペースト3/ペースト4/ペースト3)が3/1/1となるように、図5に示す同心円状複層ペースト押出装置における円筒状の金型内に、敷き詰めて加圧し、3層同心円円筒構造の筒状成形体とした。
(Comparative Example 3)
-Production of cylindrical molded body-
Polytetrafluoroethylene fine powder with a number average molecular weight of 1 million as a crystalline polymer (Asahi Glass Co., Ltd., “Fluon PTFE CD1”, melting point 339 ° C.) 100 parts by mass, as an extrusion aid, hydrocarbon oil (Esso Oil Co., Ltd.) 27 parts by mass of “Isopar H” produced by the company was added. This was designated as paste 3.
Similarly, polytetrafluoroethylene fine powder (Asahi Glass Co., Ltd., “Fluon PTFE CD123”, melting point 346 ° C.) having a number average molecular weight of 10 million is added to 100 parts by mass of hydrocarbon oil (Esso Oil Co., Ltd.) as an extrusion aid. 27 parts by mass, manufactured by “Isopar H”) was added. This was designated as paste 4.
Next, cylindrical gold in the concentric multilayer paste extrusion apparatus shown in FIG. 5 is used so that the thickness ratio of paste 3 and paste 4 (paste 3 / paste 4 / paste 3) is 3/1/1. The mold was spread and pressed to form a cylindrical molded body having a three-layer concentric cylindrical structure.
−シート状成形体の作製−
作製した筒状成形体を、ペースト押し出しし、円筒状に同心円複層ペースト押出しを行った。得られた円筒状成形体を、該成形体の中心軸方向に切開してシート状成形体とした。
−Preparation of sheet-shaped molded body−
The produced cylindrical molded body was subjected to paste extrusion, and a concentric multilayer paste was extruded into a cylindrical shape. The obtained cylindrical molded body was cut in the central axis direction of the molded body to obtain a sheet-shaped molded body.
−未加熱フィルムの作製−
作製したシート状成形体を、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、複層ポリテトラフルオロエチレンフィルムを作製した。得られた複層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250mm、比重1.55の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た。
-Production of unheated film-
The produced sheet-like molded body was inserted into a cylinder of a paste extrusion mold, and a multilayer paste was extruded into a sheet shape. This was calendered with a calender roll heated to 60 ° C. to produce a multilayer polytetrafluoroethylene film. The resulting multilayer polytetrafluoroethylene film was passed through a hot air drying oven at 250 ° C. to remove the extrusion aid, and the multilayer polytetrafluoroethylene unheated having an average thickness of 100 μm, an average width of 250 mm, and a specific gravity of 1.55 A film was prepared.
−半加熱フィルムの作製−
得られた複層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4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た。
-Production of semi-heated film-
The back surface (paste 4 side) of the obtained multilayer polytetrafluoroethylene unheated film was heated with a near-infrared ray with a halogen heater with a built-in tungsten filament at a film surface temperature of 345 ° C. for 1 minute to form a half-heated film. Produced.
−結晶性ポリマー微孔性膜の作製−
得られた半加熱フィルムを270℃にて長手方向に12.5倍にロール間延伸し、一旦巻き取りロールに巻き取った。その後、フィルムを305℃に予備加熱した後、両端をクリップで挟み、270℃で幅方向に30倍に延伸した。その後、380℃で熱固定を行った。得られた延伸フィルムの面積延伸倍率は、伸長面積倍率で260倍であった。以上により、比較例3の結晶性ポリマー微孔性膜を作製した。
得られた結晶性ポリマー微孔性膜における各層の厚み方向において、平均孔径が連続的乃至非連続的に変化する複数の孔部を有することが分かった。
-Fabrication of crystalline polymer microporous membrane-
The obtained semi-heated film was stretched between rolls by 12.5 times in the longitudinal direction at 270 ° C. and once wound on a take-up roll. Then, after preheating the film to 305 ° C., both ends were sandwiched between clips and stretched 30 times in the width direction at 270 ° C. Thereafter, heat setting was performed at 380 ° C. The area stretch ratio of the obtained stretched film was 260 times in terms of stretched area ratio. Thus, the crystalline polymer microporous film of Comparative Example 3 was produced.
It was found that in the obtained crystalline polymer microporous membrane, there were a plurality of pores whose average pore diameter varied continuously or discontinuously in the thickness direction of each layer.
(比較例4)
−筒状成形体の作製−
実施例1におけるペースト2を、単独で図5に示す同心円状複層ペースト押出装置における円筒状の金型内に敷き詰め、加圧し、円筒構造の筒状成形体とした。
(Comparative Example 4)
-Production of cylindrical molded body-
The paste 2 in Example 1 was laid alone in a cylindrical mold in a concentric multilayer paste extrusion apparatus shown in FIG. 5 and pressed to obtain a cylindrical molded body having a cylindrical structure.
−シート状成形体の作製−
作製した筒状成形体を、ペースト押し出しし、円筒状に同心円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、単層ポリテトラフルオロエチレンフィルムを作製した。得られた単層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、巻き取る際、途中引き裂けが起きてしまい、安定に、単層ポリテトラフルオロエチレン未加熱フィルムを作製できなかった。
−Preparation of sheet-shaped molded body−
The produced cylindrical molded body was subjected to paste extrusion, and a concentric multilayer paste was extruded into a cylindrical shape. This was calendered with a calender roll heated to 60 ° C. to produce a single-layer polytetrafluoroethylene film. When the obtained single layer polytetrafluoroethylene film is passed through a hot air drying oven at 250 ° C. to remove the extrusion aid and wind up, tearing occurs in the middle, and the single layer polytetrafluoroethylene unheated stably. A film could not be produced.
この結果より、本発明の実施例1〜5において、各層における幅方向の厚み変動率が低く、よって、幅方向における厚み分布の均一性が高いことが分かった。また、結晶性ポリマー微孔性膜における幅方向の平均流量孔径の変動率が低く、よって、幅方向における濾過性能分布の均一性が高いことが分かった。 From this result, in Examples 1-5 of this invention, it turned out that the thickness fluctuation rate of the width direction in each layer is low, Therefore, the uniformity of the thickness distribution in the width direction is high. It was also found that the variation rate of the average flow pore size in the width direction in the crystalline polymer microporous membrane was low, and thus the uniformity of the filtration performance distribution in the width direction was high.
(実施例6)
−フィルターカートリッジ化−
実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜を以下の構成のように積層し、ひだ幅12.5mmにプリーツ(プリーツ幅=220mm)し、その230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15mm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。
−構成−
1次側 ネット AET社製DELNET(RC−0707−20P)
厚み:0.13mm、坪量:31g/m2、使用面積:約1.3m2
1次側 不織布 三井化学株式会社製シンテックス(PK−404N)
厚み:0.15mm、使用面積:約1.3m2
ろ材 実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜
厚み:約0.07mm、使用面積:約1.3m2
2次側 ネット AET社製DELNET(RC−0707−20P)
厚み:0.13mm、坪量:31g/m2、使用面積:約1.3m2
(Example 6)
-Filter cartridge-
The crystalline polymer microporous membrane of Example 1 was laminated as follows, pleated to a pleat width of 12.5 mm (pleat width = 220 mm), and 230 folds were taken and rolled into a cylindrical shape. The seam is welded with an impulse sealer. The cylinder was cut off at both ends of 15 mm, and the cut surfaces were thermally welded to a polypropylene end plate to complete an element exchange type filter cartridge.
−Configuration−
Primary side net AET DELNET (RC-0707-20P)
Thickness: 0.13 mm, basis weight: 31 g / m 2 , use area: about 1.3 m 2
Primary side non-woven fabric Syntex (PK-404N) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
Thickness: 0.15 mm, working area: about 1.3 m 2
Filter medium Crystalline polymer microporous membrane of Example 1
Thickness: about 0.07 mm, working area: about 1.3 m 2
Secondary Net DELNET (RC-0707-20P) manufactured by AET
Thickness: 0.13 mm, basis weight: 31 g / m 2 , use area: about 1.3 m 2
(実施例7〜10)
実施例6において、実施例1の結晶性ポリマー微孔性膜に代えて、それぞれ実施例2〜5の結晶性ポリマー微孔性膜を用いたこと以外は、実施例6と同様にして、実施例7〜10のフィルターカートリッジを作製した。
(Examples 7 to 10)
In Example 6, in place of the crystalline polymer microporous membrane of Example 1, the crystalline polymer microporous membrane of Examples 2 to 5 was used, respectively. The filter cartridges of Examples 7-10 were prepared.
<評価>
<<大面積使用時における微粒子捕捉性テスト>>
実施例6〜10のフィルターカートリッジ100個について、ポリスチレン微粒子(平均粒子径0.05μm)を1ppm含有する水溶液を、差圧100kPaとして濾過を行い、微粒子の漏れの有無を調べた。結果を表3に示す。
<Evaluation>
<< Fine particle capture test when using large area >>
About 100 filter cartridges of Examples 6 to 10, an aqueous solution containing 1 ppm of polystyrene fine particles (average particle size 0.05 μm) was filtered at a differential pressure of 100 kPa, and the presence or absence of fine particle leakage was examined. The results are shown in Table 3.
本発明の実施例6〜10のフィルターカートリッジは、本発明の実施例1〜5の結晶性ポリマー微孔性膜を用いているため、微小な孔径を有し、数十nmサイズの微粒子を効率良く捕捉することができ、高流量であり、幅方向における各層の厚み分布の均一性及び濾過性能分布の均一性が高く、大面積使用時の漏れが低減された。 Since the filter cartridges of Examples 6 to 10 of the present invention use the crystalline polymer microporous membranes of Examples 1 to 5 of the present invention, fine particles having a minute pore size and a size of several tens of nm are efficiently used. It was possible to capture well, the flow rate was high, the uniformity of the thickness distribution of each layer in the width direction and the uniformity of the filtration performance distribution were high, and leakage when using a large area was reduced.
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、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、電線被覆材料、カテーテル、人工血管、癒着防止膜、細胞培養足場、絶縁膜、燃料電池用セパレータ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 can be used in various situations where filtration is required, and is suitably used for microfiltration of gases, liquids, etc. Filtration of corrosive gases, various gases used in the semiconductor industry, electronic industry cleaning water, pharmaceutical water, pharmaceutical manufacturing process water, food water filtration, sterilization, high temperature filtration, reactive chemical filtration, wire coating It can be widely used for materials, catheters, artificial blood vessels, adhesion prevention membranes, cell culture scaffolds, insulating membranes, fuel cell separators, and the like.
3 第1層
4 第2層
5 第3層
6 円筒状成形体
7 同心円状複層ペースト押出装置
8 下金型
9 上金型
10 シート状成形体
21 一次側サポート
22 精密ろ過膜
23 二次側サポート
24 上部エンドプレート
25 下部エンドプレート
26 フィルターエレメントカバー
27 フィルターエレメントコア
28 Oリング
29 フィルターメディア
30 フィルターエレメント
31 ハウジングカバー
32 ハウジングベース
33 液入口ノズル
34 液出口ノズル
35 エアーベント
36 ドレン
37 溶着部
101、102、103 結晶性ポリマー層
101a、102a、103a 孔部
101b、102b、103b 孔部
111 外周カバー
112 膜サポート
113 精密ろ過膜
114 膜サポート
115 コアー
116a、116b エンドプレート
117 ガスケット
118 液体出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 1st layer 4 2nd layer 5 3rd layer 6 Cylindrical molded object 7 Concentric circular multilayer paste extrusion apparatus 8 Lower mold 9 Upper mold 10 Sheet-shaped molded body 21 Primary side support 22 Microfiltration membrane 23 Secondary side Support 24 Upper end plate 25 Lower end plate 26 Filter element cover 27 Filter element core 28 O-ring 29 Filter media 30 Filter element 31 Housing cover 32 Housing base 33 Liquid inlet nozzle 34 Liquid outlet nozzle 35 Air vent 36 Drain 37 Welding part 101, 102, 103 Crystalline polymer layer 101a, 102a, 103a Hole 101b, 102b, 103b Hole 111 Perimeter cover 112 Membrane support 113 Microfiltration membrane 114 Membrane support 115 Core 116a, 116b End Plate 117 Gasket 118 Liquid outlet
Claims (16)
前記シート状成形体を圧延して未加熱フィルムを形成する未加熱フィルム形成工程と、
前記未加熱フィルムを対称加熱して対称加熱フィルムを形成する対称加熱工程と、
前記対称加熱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。 A tubular molded body in which a layer containing the first crystalline polymer and a layer containing the second crystalline polymer are laminated is cut in the central axis direction of the cylindrical molded body to form a sheet-shaped molded body. A sheet-like molded body forming step;
An unheated film forming step of forming an unheated film by rolling the sheet-like molded body;
A symmetrical heating step of symmetrically heating the unheated film to form a symmetrical heated film;
A method for producing a crystalline polymer microporous membrane, comprising: a stretching step of stretching the symmetric heating film.
低温側にピークと、該ピークの高温側に高温側ショルダー部とを有する場合には、未加熱フィルムの対称加熱を低温側のピーク温度より高い温度で行い、
高温側にピークと、該ピークの低温側に低温側ショルダー部とを有する場合には、未加熱フィルムの対称加熱を低温側ショルダー部の温度より高い温度で行う請求項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。 In the DSC chart obtained by measuring the second crystalline polymer with a differential scanning calorimeter, it has one peak and a shoulder on the high temperature side or low temperature side of the peak,
When having a peak on the low temperature side and a high temperature side shoulder on the high temperature side of the peak, symmetrical heating of the unheated film is performed at a temperature higher than the peak temperature on the low temperature side,
When it has a peak on the high temperature side and a low temperature side shoulder portion on the low temperature side of the peak, the symmetrical heating of the unheated film is performed at a temperature higher than the temperature of the low temperature side shoulder portion. A method for producing the crystalline polymer microporous membrane described.
前記第1の結晶性ポリマーの融点が前記第2の結晶性ポリマーの融点よりも高く、
前記結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも1層が、前記結晶性ポリマー微孔性膜の厚み方向における少なくとも一部において、平均孔径が一定である複数の孔部を有し、
前記結晶性ポリマー微孔性膜における少なくとも1層の幅方向における厚み変動率が、14%以下であ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 comprising two or more layers in which a layer containing a first crystalline polymer and a layer containing a second crystalline polymer are laminated and a plurality of pores communicating in the thickness direction are formed Because
The melting point of the first crystalline polymer is higher than the melting point of the second crystalline polymer;
At least one layer in the crystalline polymer microporous membrane has a plurality of pores having a constant average pore diameter in at least a part in the thickness direction of the crystalline polymer microporous membrane,
A crystalline polymer microporous membrane having a thickness variation rate in the width direction of at least one layer of the crystalline polymer microporous membrane of 14% or less.
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