JP2016187802A - 気体透過性フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリオレフィン樹脂からなる多孔層と、前記多孔層の厚み方向一方面に設けられ、融解熱量が0.1〜20mJ/mgであるポリメチルペンテン系樹脂を主成分とし、フィルムに対する無孔層の厚み比率が0.0001以上、0.3未満の厚みを有する無孔層とを備えることを特徴とする、気体透過性フィルム。
【選択図】 なし
Description
前記多孔層の厚み方向一方面に設けられ、融解熱量が0.1〜35mJ/mgであるポリメチルペンテン系樹脂を主成分とし、フィルムにおける無孔層の厚み比率が0.0001以上、0.3未満の厚みを有する無孔層と
を備えることを特徴とする、気体透過性フィルムが提供される。
図1に示すように、気体透過性フィルム1は、多孔層2と、多孔層2の表面(厚み方向一方面)に設けられる無孔層3とを備える。以下、多孔層2および無孔層3のそれぞれを順次説明する。
多孔層2は、気体透過性フィルム1において基材または支持層の役割を有する。多孔層2には、図示しないが、厚み方向に連通する微細な孔が多数形成されている。そのような多数の孔(多孔)は、互いに独立して厚み方向に連続している。多孔層2の、厚み方向にみたときの(平面視)形状は特に限定されない。多孔層2としては、例えば、多孔フィルム、中空糸膜、不織布などが挙げられ、好ましくは、多孔フィルムが挙げられる。
870g/cm3以上であり、また、例えば、0.970g/cm3以下、好ましくは、
0.950g/cm3以下である。
β晶核剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用することもできる。
具体例に、Aristech社製ポリプロピレン「Bepol B−022SP」、Borealis社製ポリプロピレン「Beta(β)−PP BE60−7032」、Mayzo社製ポリプロピレン「BNX BETAPP−LN」なども用いられる。
図2に示すように、微細な孔5を有するように、多孔層2を成形する。
上記した延伸前の無孔フィルムあるいは上記した延伸後の多孔フィルムにおける可塑剤を溶剤によって抽出して、乾燥することもできる。
全体として、ポリオレフィン樹脂からなっていればよく、例えば、異なる種類の、ポリオレフィン樹脂の多孔層2が複数重ねられていてもよい。
10μm以上であり、また、例えば、1000μm以下、好ましくは、100μm以下、
より好ましくは、50μm以下である。多孔層2の厚みが上記上限以下であれば、後述の無多孔層塗布後の延伸によって良好な気体透過性を確保することができる。多孔層2の厚みが上記下限以上であれば、無孔層3を確実に支持して、気体透過性フィルム1の機械強度を向上させることができる。
できる。孔の平均孔径は、例えばASTM F316−86に準拠して測定される。
無孔層3は、気体透過性フィルム1に良好な耐水性、気体透過性、気体分離性などを付与する耐水層の役割を有する。無孔層3は、図1に示すように、多孔層2の表面(上面)全面に設けられている。無孔層3は、中実な緻密層として形成されている。また、無孔層3における「無孔」は、意図的に開口されていない状態を意味し、すなわち、無孔層3および気体透過性フィルム1を製造する過程において意図せぬ要因によって無孔層3に微細な孔(連通の有無を問わない)が生じた状態も、「無孔」であるとする。なお、無孔層3は、後述する塗布乾燥法により形成される場合には、図2に示すように、無孔層3の裏面から多孔層2の内部に向かって滲入する滲入部分4を有していてもよい。
ここで主成分とは、通常50重量%を超え、好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上であることをいう。
ここで融解熱量は、パーキンエルマージャパン社製Diamond DSCを用いて、ポリメチルペンテン系樹脂10mgをJIS−K7121に準じて、加熱速度を10℃/分で−40℃から250℃まで昇温し、250℃で1分間保持した後、冷却速度10℃/分で−40℃まで降温し、−40℃で1分間保持した後、再度加熱速度10℃/分で250℃まで昇温した時のDSC曲線から求めることができる。
2−メチルフラン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロフルフリルアルコール、ピラン、ジヒドロピラン、テトラヒドロピランなどの1個のエーテル結合を有する3〜7員環状エーテル、好ましくは、1個のエーテル結合を有する5〜6員環状エーテル、より好ましくは、THFやテトラヒドロピランが挙げられる。貧溶媒は、単独でまたは2種以上併用することができる。
170℃以下、好ましくは、160℃以下である横延伸機を用いて、横方向に、例えば、
1.5倍以上、好ましくは、2倍以上、また、例えば、5倍以下、好ましくは、3倍以下に、多孔層2と無孔層3の積層フィルムを延伸させる。
気体透過性フィルム1の厚みは、例えば、2μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、1000μm以下、好ましくは、100μm以下である。気体透過性フィルム1の厚みは、後述する実施例に記載の方法で測定される。
/18mm以上、好ましくは、3N/18mm以上、より好ましくは、4N/18mm以上、さらに好ましくは、5N/18mm以上であり、また、例えば、100N/18mm以下である。無孔層3と多孔層2との界面剥離強度が上記下限以上であれば、無孔層3と多孔層2との優れた密着性を確保して、無孔層3および多孔層2の界面剥離を抑制することができる。界面剥離強度は、後述する実施例に記載の方法で測定される。
gf/cm2以上であり、また、例えば、100kgf/cm2以下である。気体透過性
フィルム1の耐水圧が上記下限以上であれば、気体透過性フィルム1の優れた耐水性を確保することができる。気体透過性フィルム1の耐水圧を上記下限以上に設定するには、後述するが、多孔層2の透気度および厚みと、無孔層3の厚みとを適宜調整する。気体透過性フィルム1の耐水圧は後述する実施例に記載の方法で測定される。
なお、上記した実施形態では、気体透過性フィルム1は、単数の多孔層2と、単数の無孔層3とを備えている。しかし、上記の実施形態に限定されず、本発明の効果が阻害されない実施形態であればよい。例えば、図示しないが、気体透過性フィルム1は、単数の多孔層2と、複数(例えば、2つ)の無孔層3とを備えることができる。具体的には、気体透過性フィルム1は、多孔層2と、その表面および裏面のそれぞれに設けられる無孔層3とを備えることができる。あるいは、気体透過性フィルム1は、複数(例えば、2つ)の多孔層2と、それらに厚み方向で挟まれる単数の無孔層3とを備えることもできる。さらには、気体透過性フィルム1は、複数の多孔層2および複数の無孔層3を厚み方向に交互に設けて(積層して)、多層フィルムとして構成することもできる。なお、気体透過性フィルム1が無孔層3を複数備える場合には、複数の無孔層3の総厚みが、上記した特定範囲内にある。
<製造例1>
ポリプロピレン系樹脂(プロピレン単独重合体、日本ポリプロ社製「ノバテックPP
FY6HA」、密度:0.90g/cm3、MFR:2.4g/10分)と、β晶核剤として、3,9−ビス[4−(N−シクロヘキシルカルバモイル)フェニル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(テトラオキサスピロ化合物)とのそれぞれを準備した。このポリプロピレン系樹脂100質量部に対して、β晶核剤を0.2質量部の割合でブレンドし、東芝機械社製の同方向二軸押出機(口径:40mmφ、L/D:32)に投入し、設定温度300℃で溶融混合した後、水槽でストランドを冷却固化し、ペレタイザーでストランドをカットし、ポリプロピレン系樹脂のペレットを作製した。
<実施例1>
シクロヘキサン(ナカライテスク社製)95質量部にポリメチルペンテン系樹脂(4−メチルペンテン−1/1−ヘキセン=77.9wt%/22.1wt%、融点225.3℃、融解熱量8.5mJ/mg)5質量部を加え、スターラーで3時間程度撹拌することにより、均一な溶液を塗液として得た。
無孔層に用いるポリマーとして、ポリメチルペンテン系樹脂(4−メチルペンテン−1/オクタデセン=91wt%/9wt%、融点223.9℃、融解熱量23.3mJ/mg)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして気体透過性フィルムを得た。得られた気体透過性フィルムの物性を下記の通りに評価し、それらの結果を表1に示す。
無孔層に用いるポリマーとして、ポリメチルペンテン系樹脂(4−メチルペンテン−1/=100wt%、融点232.1℃、融解熱量39.0mJ/mg)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして気体透過性フィルムを得た。得られた気体透過性フィルムの物性を下記の通りに評価し、それらの結果を表1に示す。
製造例1で得られた多孔層を横延伸機によって150℃で横方向に2.1倍延伸した後、153℃で熱固定して得られた多孔フィルムを多孔層として用いた。シクロヘキサン(ナカライテスク社製)95質量部にポリメチルペンテン系樹脂(4−メチルペンテン−1/1−ヘキセン=77.9wt%/22.1wt%、融点225.3℃、融解熱量8.5mJ/mg)5質量部を加え、スターラーで3時間程度撹拌することにより、均一な溶液を塗液として得た。得られた多孔層の表面に、乾燥後の厚みが0.4μm程度になるようにバーコーターを用いて、塗液を塗布し、その後室温で30分間乾燥を行った。得られた気体透過性フィルムの物性を下記の通りに評価し、それらの結果を表1に示す。
(1)気体透過性フィルムの総厚み
得られた気体透過性フィルムの総厚みを、1/1000mmのダイアルゲージで、気体透過性フィルムの面内を不特定に5箇所測定し、その平均値として算出した。
得られた無孔層の厚みを、作製した気体透過性フィルムの断面を走査型電子顕微鏡で観察した画像から、不特定に10箇所測定し、その平均値として算出とした。
得られた気体透過性フィルムの無孔層の表面にセロハンテープを貼り、幅18mm×長さ40mmの短冊状に切り出し、引っ張り試験機を使用して、温度23℃の空気雰囲気下、引張速度200mm/分で、180度剥離試験を3回実施したときの剥離力の平均値を界面剥離強度(N/18mm)とした。
得られた気体透過性フィルムの耐水圧を、JIS L1092 B法(高水圧法)(2009年)に準拠して測定した。
得られた気体透過性フィルムの酸素透過度および窒素透過度を、JIS K7126−2(等圧法)(2006年)に準拠して測定した。
得られた透気度を、王研式透気度計を用いてJIS P8117(2009年)に準拠して測定した。なお、透気度が99999秒/100mLであるという結果は、王研式透気度計の測定上限に達しており、実際の透気度はそれ以上であることを示す。
得られた気体透過性フィルムの酸素/窒素分離係数を、上記(5)より求めた酸素透過度と窒素透過度の比(=酸素透過度/窒素透過度)として算出した。
しかし、無多孔層厚みが0.4μmであり、気体透過性フィルムにおける無多孔層の比率は約2.0%であり、実施例1と比較して3倍程度大きい。
2 多孔層
3 無孔層
4 滲入部分
5 微細孔
Claims (6)
- ポリオレフィン樹脂からなる多孔層と、
前記多孔層の厚み方向一方面に設けられ、融解熱量が0.1〜35mJ/mgであるポリメチルペンテン系樹脂を主成分とし、フィルムに対する無孔層の厚み比率が0.0001以上、0.3未満の厚みを有する無孔層と
を備えることを特徴とする、気体透過性フィルム。 - 前記無孔層の厚みが5nm〜1μmであることを特徴とする、請求項1に記載の気体透過性フィルム。
- 酸素透過度が、20×105cm3/m2・24hr・atm以上であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の気体透過性フィルム。
- 前記多孔層が、多孔フィルムであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の気体透過性フィルム。
- 前記ポリオレフィン樹脂が、ポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の気体透過性フィルム。
- ポリメチルペンテンを主成分とし融解熱量が0.1〜35mJ/mgである樹脂組成物を溶解させた溶液を、前記多孔層の厚み方向一方面に塗布し乾燥した後に延伸することによって製造されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の気体透過性フィルム。
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