JP6634821B2 - ポリオレフィン微多孔膜とその製造方法、ロール及びポリオレフィン微多孔膜の評価方法 - Google Patents
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Description
空孔率(%)=(w2−w1)/w2×100・・・(1)
(1)ポリオレフィン樹脂と成膜用溶剤とを溶融混練し、ポリオレフィン溶液を調製する工程
(2)ポリオレフィン溶液を溶融押出し、シート状に形成した後、冷却しゲル状シートを形成する工程
(3)ゲル状シートを延伸する第1の延伸工程
(4)延伸後のゲル状シートから成膜用溶剤を除去する工程
(5)成膜用溶剤除去後のシートを乾燥する工程
(6)乾燥後のシートを延伸する第2の延伸工程
(7)乾燥後のシートを熱処理する工程
(8)延伸工程後のシートに対して架橋処理及び/又は親水化処理する工程
るものではない。
(1)引張強度
各方向に対応する引張強度については、幅10mmの短冊状試験片を用いて、ASTM D882に準拠した方法により測定した。
(2)引張伸び
各方向に対応する引張伸びについては、幅10mmの短冊状試験片を用いて、ASTM D−882に準拠した方法により測定した。
(3)膜厚(μm)
微多孔膜の95mm×95mmの範囲内における5点の膜厚を接触厚み計(株式会社ミツトヨ製ライトマチック)により測定し、平均値を求めた。
(4)空孔率(%)
微多孔膜の重量w1とそれと等価な空孔のないポリマーの重量w2(幅、長さ、組成の同じポリマー)とを比較した、以下の式によって、測定した。
空孔率(%)=(w2−w1)/w2×100
(5)ガーレー値(透気抵抗度)(sec/100cm3/16μm)
膜厚T1(μm)の微多孔膜に対して、JIS P−8117に準拠して、透気度計(旭精工株式会社製、EGO−1T)で測定した透気抵抗度P1(sec/100cm3)を、式:P2=(P1×16)/T1により、膜厚を20μmとしたときの透気抵抗度P2に換算した。
(6)突刺強度
先端が球面(曲率半径R:0.5mm)の直径1mmの針で、膜厚T1(μm)の微多孔質膜を2mm/秒の速度で突刺したときの最大荷重を測定した。最大荷重の測定値L1(gf)を、式:L2=(L1×16)/T1により、膜厚を20μmとしたときの最大荷重L2に換算し、突刺強度とした。
(7)105℃熱収縮率
試験片を105℃の温度にて8時間熱処理し、熱処理前の各方向の試験片の大きさ(L1)と熱処理後の試験片の各方向の大きさ(L2)とを測定し、各方向において、L1を100%としたときの、L2の収縮率を式:[100−(L2/L1)×100](%)により算出した。
幅500mmのフィルム(微多孔膜)を巻き取った二次加工前の原反ロールを、張力20N又は30Nで巻出し、再び、巻取りを行った際、搬送ロール状の水平走行区間(搬送方向における長さ:1m)のフィルムの走行状態を目視にて以下の基準で評価した。
良好:水平走行区間のフィルム走行時に水平方向の蛇行及び上下方向の振動の両方が認められなかった。
不良:水平走行区間のフィルム走行時に水平方向の蛇行及び上下方向の振動のうち少なくとも一方が観察された。
巻き取り張力30Nで、幅500mmの微多孔膜の一方の表面にセラミック粉末スラリーをグラビアコーターで塗布、乾燥し、塗工膜厚3μm(基準値)のセラミック層を積層した微多孔膜を得た。得られた積層微多孔膜の塗工層を含む全膜厚(塗工層+原反厚み)をTD方向に50mm置きに測定し、原反厚みを差し引くことで各測定地点での塗工厚みを算出した。膜厚3μmを100%とした場合の各測定地点における膜厚L3の変動幅(100×L3(μm)/3(μm))(%)を算出し、以下の基準で塗工性を評価した。
良好:膜厚変動幅が、基準値に対して、−3%以上+3%以下であり、塗工膜厚が均一である。
不良:膜厚変動幅が基準値に対して、−3%未満+3%超であり、塗工膜厚が変動する。
CMC(カルボキシメチルセルロース:ダイセルファインケム株式会社製、品番2200)0.8質量部に溶媒60.8質量部を加え、2時間攪拌した。続いて平均粒径0.5μmの球形状のアルミナ微粒子を38.4質量部加え、2時間攪拌してアルミナ微粒子を十分分散させた後、濾過粒子サイズ(初期濾過効率:95%)が10μmのフェルト型ポリプロピレン製フィルターで精密濾過し、塗布液とした。この時、樹脂成分と微粒子の体積比は5:95であった。(CMCの比重1.6g/cm3、アルミナの比重4.0g/cm3として計算した。)
表1に示す組成で高密度ポリエチレン(HDPE)及び超高分子量ポリエチレン(UHMwPE)を含むポリオレフィン樹脂と流動パラフィンとを二軸押出機にて、溶融混練し、ポリオレフィン溶液を調製した。ポリオレフィン溶液を、二軸押出機からTダイに供給し、押し出した。押出し成形体を、冷却ロールで引き取りながら冷却し、ゲル状シートを形成した。ゲル状シートを、テンター延伸機により110〜125℃でMD方向及びTD方向ともに5倍以上9倍以下で同時二軸延伸又は逐次二軸延伸(第1の延伸)した。延伸ゲル状シートを20cm×20cmのアルミニウム枠板に固定し、25℃に温調した塩化メチレン浴中に浸漬し、100Tpmで3分間揺動しながら流動パラフィンを除去し、室温で風乾し、乾燥膜を得た。乾燥膜を、バッチ式延伸機を用いて、126℃でTD方向に1.0倍以上1.8倍以下で延伸(第2の延伸)した。次に、この膜をテンター法により、126℃で熱固定処理を行った。作成したポリオレフィン微多孔質膜の各成分の配合割合、製造条件、評価結果等を表1に記載した。また、各方向の引張強度を図2に示した。図2中、図2(A)は、実施例3を示し、図2(B)、図2(C)及び図2(D)は、それぞれ実施例1、実施例2及び実施例4を示す。
比較例としてポリエチレン系樹脂を用いた微多孔膜からなる2種類の市販品(比較例1及び比較例2)の製造条件、評価結果等を表1に記載した。また、各方向の引張強度を図2に示した。図2中、図2(E)は、比較例1を示し、図2(F)は、比較例2を示す。
Claims (14)
- 膜表面に平行な面内で製膜時の長さ方向に対して45°の角度をなす45°方向、及び前記45°方向と同じ向きに135°の角度をなす135°方向について、前記45°方向に対応する引張強度と前記135°方向に対応する引張強度との比が0.9超1.1未満であり、
高密度ポリエチレンを50質量%以上と超高分子量ポリエチレンを含有するポリオレフィン樹脂からなり、
前記長さ方向に対して0°の角度をなす0°方向、及び、前記長さ方向に対して前記45°方向と同じ向きに90°の角度をなす90°方向について、前記0°方向に対応する引張強度及び前記90°方向に対応する引張強度が、それぞれ、2000kgf/cm 2 以上である、ポリオレフィン微多孔膜。 - 膜表面に平行な面内で製膜時の長さ方向に対して45°の角度をなす45°方向、及び前記45°方向と同じ向きに135°の角度をなす135°方向について、前記45°方向に対応する引張強度と前記135°方向に対応する引張強度との比が0.9超1.1未満であり、
前記長さ方向に対して0°、45°、90°及び135°の角度を同じ向きになすそれぞれ方向について、前記0°方向、45°方向、90°方向及び135°方向に対応する引張強度のうち、これらの最大値と最小値との比(Tmin/Tmax)が0.9以上1以下であり、
高密度ポリエチレンを90質量%以上含有するポリオレフィン樹脂からなる、ポリオレフィン微多孔膜。 - 前記長さ方向に対して0°、45°、90°及び135°の角度を同じ向きになすそれぞれの方向について、前記45°方向に対応する引張強度及び前記135°方向に対応する引張強度の両方の値が、前記0°方向に対応する引張強度及び前記90°方向に対応する引張強度の値うち、いずれか小さい方の値に対して、0.5倍以上0.95倍以下である請求項1に記載のポリオレフィン微多孔膜。
- 前記0°方向に対応する引張強度が3500kgf/cm2以下であり、前記90°方向に対応する引張強度が3500kgf/cm2以下である請求項3に記載のポリオレフィン微多孔膜。
- 前記45°方向及び前記135°方向に対応する引張強度が800kgf/cm2以上2500kgf/cm2以下である請求項3又は4に記載のポリオレフィン多孔質膜。
- 高密度ポリエチレンを含む請求項1〜5に記載のポリオレフィン微多孔膜。
- 膜厚が1μm以上20μm以下である請求項1〜6に記載のポリオレフィン微多孔膜。
- 前記請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリオレフィン微多孔膜の少なくともいずれか一方の表面に多孔質層を積層した積層ポリオレフィン微多孔膜。
- 前記請求項1〜7のいずれか一項に記載のポリオレフィン微多孔膜または請求項8に記載の積層ポリオレフィン微多孔膜からなるロール。
- ポリオレフィン微多孔膜を、高密度ポリエチレンを50質量%以上と超高分子量ポリエチレンを含有するポリオレフィン樹脂からなる樹脂とすることと、
前記ポリオレフィン微多孔膜の表面に平行な面内で製膜時の長さ方向に対して45°の角度をなす45°方向、及び前記45°方向と同じ向きに135°の角度をなす135°方向について、前記45°方向に対応する引張強度と前記135°方向に対応する引張強度との比を0.9超1.1未満の範囲に制御することと、
前記長さ方向に対して0°の角度をなす0°方向、及び、前記長さ方向に対して前記45°方向と同じ向きに90°の角度をなす90°方向について、前記0°方向に対応する引張強度及び前記90°方向に対応する引張強度を、それぞれ、2000kgf/cm 2 以上の範囲に制御することと、を含む、ポリオレフィン微多孔膜の製造方法。 - ポリオレフィン微多孔膜を、高密度ポリエチレンを90質量%以上含有するポリオレフィン樹脂からなる樹脂とすることと、
前記ポリオレフィン微多孔膜の表面に平行な面内で製膜時の長さ方向に対して45°の角度をなす45°方向、及び前記45°方向と同じ向きに135°の角度をなす135°方向について、前記45°方向に対応する引張強度と前記135°方向に対応する引張強度との比を0.9超1.1未満の範囲に制御することと、
前記長さ方向に対して0°、45°、90°及び135°の角度を同じ向きになすそれぞれ方向について、前記0°方向、45°方向、90°方向及び135°方向に対応する引張強度のうち、最大値と最小値との比(Tmin/Tmax)を0.9以上1以下の範囲に制御することを含む、ポリオレフィン微多孔膜の製造方法。 - 前記長さ方向に対して0°、45°、90°及び135°の角度を同じ向きになすそれぞれの方向について、前記45°方向に対応する引張強度及び前記135°方向に対応する引張強度の両方を、前記0°方向に対応する引張強度及び前記90°方向に対応する引張強度のうちいずれか小さい値の方の引張強度に対して、0.5倍以上0.95倍以下の範囲に制御することを含む、請求項10に記載のポリオレフィン微多孔膜の製造方法。
- 膜表面に平行な面内で製膜時の長さ方向に対して45°の角度をなす45°方向、及び前記45°方向と同じ向きに135°の角度をなす135°方向について、前記45°方向に対応する引張強度と前記135°方向に対応する引張強度との比を算出することと、
前記比を用いて、巻き取り性又は塗工性を評価することと、を含む、ポリオレフィン微多孔膜の評価方法。 - 前記45°方向の引張強度と前記135°方向の引張強度との比が0.9超1.1未満であるかどうかを判定する請求項13に記載のポリオレフィン微多孔膜の評価方法。
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