JPH0380923A - ポリエチレン徴多孔膜およびその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本説明は微粒子の除去性に優れしかも処理速度の高い濾
過膜とし得る超高分子量ポリエチレン微多孔膜に関する
ものである。

［従来の技術及びその課題］ 電子工業分野等では最近、より小さい微粒子状の不純物
の混入のない水、薬品が要求されてＩ／）る。微粒子の
除去には精密濾過膜が多く用し）られているが、従来は
径が０．２１１以上の粒子が除去されていればよかった
個所では、０．１ｐ粒子の除去が要求されるようになっ
てきている。従来からもｏ、ｔｐ粒子の除去が可能な濾
過膜は存在しているが、濾過膜の孔径が小さくなるため
処理速度が大幅に低下してしまうのが現状である。

超高分子量ポリエチレンの微細多孔膜を得る方法として
は特開昭６０−２４２０３５号公報等に開示されている
が、この方法では、可塑剤の除去を完全に行なわず、可
塑材を１部分残したまま延伸している。また延伸速度も
数１００％１分と非常に遅い速度しか適用できない。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上述したような問題を解決するものであり、特
にサブミクロン粒子の除去性に優れしかも処理速度の高
いポリエチレン微細多孔膜及び該多孔膜を工業的に有利
に製造する方法を提供するものである。

本発明のポリエチレン製微多孔膜及びその製造方法につ
いて更に詳しく説明する。

本発明に使用するポリエチレンは分子量が８Ｘ１０５〜
３×１０６である事が必要で特にｌＸ１０６〜２．５Ｘ
１０６のものが好ましい。

分子量が低すぎると微細な多孔膜を得ることは困難であ
りまた安定したシートの底形が困難となる。分子量が高
すぎると延伸により網目構造が押しつぶされて緻密化し
十分な処理速度を得ることが不可能となり、更に押出時
の抵抗が大きく安定して薄いシート形成することが困難
となる。

次に可塑剤として使用する、炭化水素系可塑材としては
、ポリエチレンとの相溶性が良く、沸点がポリエチレン
溶融成形温度（〜２５０℃）以上でしかもシート成形中
に蒸散が起こりにくい様に蒸気圧が低いこと（２００℃
の蒸気圧が５０ｍｍＨｇ以下程度）が好ましい。

更に製品の途中段階で得られるポリエチレンと可塑剤か
らなるシートの安定性取扱のしやすさを考慮すると具体
的には、流動パラフィン、固形パラフィン、ステアリル
アルコール、セリルアルコール等が好ましい、特にステ
アリルアルコールは細かい顆粒状の製品を使用すること
が出来粉末状である超高分子量ポリエチレンとの機械的
なブレンドが非常に均一になり易くこのまま押出機の供
給部に供給すれば安定した押し出し形成が可能であり工
業生産に適している。

本発明の要旨は、重量平均量が８Ｘ１０Ｍ〜３　Ｘ　１
０６のポリエチレンからなり厚さが５１１以上２５１１
以下、透水速度が３０００Ｌ　／　Ｈ−ｍ”　−ａｔｍ
以上、０．０９１１１スチレンラテックス粒子の阻止率
が９５％以上であるポリエチレン微多孔膜及び、重量平
均分子量が８Ｘ１０５〜３　Ｘ　１０６のポリエチレン
と可塑剤からなる組成物を溶融押出してシートを得、次
いで該シートから可塑剤を除去し、得られた多孔シート
をロール延伸機で９０〜１２０℃の温度で、２〜６倍縦
方向に延伸し、次ぎにテンター延伸機で１１０〜１３０
℃の温度で、３〜８倍横方向に延伸することを特徴とす
るポリエチレン微多孔膜の製法に存する。

本発明に用いるポリエチレンは重量平均分子量が８　Ｘ
　１０５〜３×１０ｇのポリエチレンであり、通常超高
分子量ポリエチレンと呼ばれている。

超高分子量ポリエチレンと可塑剤の混合比率としては、
重量比で超高分子量ポリエチレンｌ可塑剤１０／９０〜
３５　／　６５であることが好ましく、より好ましくは
１５　／　８５〜３０／７０の範囲である。ポリエチレ
ンの比率が低すぎると押出機における押し出し状態が不
安定になり、またポリエチレンの比率が高すぎると粘度
が大きくなりすぎて、シートを形成するダイス部分での
流れが不安定になりいずれの場合も正常なシートを得る
ことができない。押出温度は通常２００℃以上の温度と
され、酸化防止剤等の添加剤を添加しても良いことは勿
論である。

シートの作成はまず押出機に超高ポリエチレンと可塑剤
を供給、均一な溶融状態として適宜選択されたダイスか
らシート状に押し出す事によって得ることができるシー
トの厚さは０．１〜０．５ｍｍ程度とされるのが良い。

厚さが薄すぎると最終的に得られる微多孔膜の厚さが薄
くなりすぎて膜単独では使用が困難になり、厚すぎると
十分な処理速度が得られない。

得られたシートから可塑剤を抽出除去することにより多
孔性シートとする。可塑剤の除去は易揮発性溶剤による
抽出除去が好ましい、易揮発性溶剤としてはペンタン、
ヘキサン、ヘプタン等の炭化水素、塩化メチレン、四塩
化炭素等の塩素化炭化水素、三フッ化エタン等のフッ化
炭化水素、メタノール、エタノール、プロパツール等の
アルコール類が挙げられ、これらの溶剤で５〜３０分程
度処理（浸漬処理等）することにより可塑剤を除去し、
その後乾燥により揮発性溶剤を除去することにより多孔
性シートを得る。この処理により多孔性シートに残存す
る可塑剤量は１重量％未満にする事が望ましい。

得られた多孔性シートは次いで延伸処理される。延伸は
、２軸延伸機、チューブラ−法、圧延法、テンター法、
ロール法、もしくはこの組合せで行うことができるが、
工業的製造では、ロールによる縦延伸及びテンターによ
る横延伸の逐次２軸延伸法が好ましい。

ロール延伸（縦延伸）は延伸温度９０〜１２０℃１好ま
しくは１００〜１１０℃で延伸倍率２〜６倍、好ましく
は３〜５倍とされる。

温度が低いと延伸切れが発生しやすく、温度が高いと孔
がつぶされるためか濾過膜として使用するときの処理速
度が低くなる。また延伸倍率が低いと粒子の阻止率が不
良であり、高すぎると、次のテンター延伸における延伸
切れや濾過膜としての処理速度の低下が見られる。

テンター延伸（横延伸）は延伸温度１１０〜１３０℃１
延伸倍率は３〜８倍、より好ましくは４〜７倍とされる
。

延伸温度が低いと濾過膜とした場合に十分な処理速度が
得られず、高すぎると微粒子の阻止率が低下する。

横延伸の倍率が低すぎると濾過膜とした場合の粒子の阻
止性が不良になり、高すぎると濾過膜とした場合の処理
速度が遅くなる。

この様にして得られる微多孔膜の厚さは５〜２５１１が
適しており、１０〜２０１１がより好ましい。薄すぎる
と、この膜を使ってカートリッジフィルターを作成する
事が困難となり、また、大きな穴が開きやすく微粒子の
阻止性に関する信頼性が低くなる。

逆に厚すぎると抵抗が大きくなりすぎ十分な処理速度が
得られない。本発明によって得られるポリエチレン製微
多孔膜は厚さが５１１以上２５１１以下、透水速度が３
０００Ｌ　／　Ｈ−ｍ”　−ａｔｍ以上、０．０９１９
スチレンラテックス粒子の阻止率が９５％以上であり微
粒子の阻止性に優れしかも処理速度が大きいため、各種
マイクロフィルターへの適用が可能である。特に耐薬品
性にも優れている点から各種薬品中の微粒子の除去用マ
イクロフィルターとして好適である。

［実施例］ 次に本発明を実施例をあげて更に詳細に説明するが、本
発明はその要旨をこえない限り以下の実施例によって限
定されるものではない。

実施例における試験方法は次の通りである。

（１）透水速度　アミコン社（米国）製　８０１０型セ
ルを使用し、差圧１ｋｇ　／　ｃｍ”、温度２５６Ｃに
て測定 （２）阻止率（％）ダウ社（米国）製　ｏ、ｏ９ｉｐ（
平均粒径）スチレンラテックスを水に分散さ せて（１）と同様の透過試験を行い、 その阻止率を測定した。

（３）空孔率（％）（空孔容積ｌ微細多孔膜容積）Ｘ１
００注：重量、体積とポリエチレンの密度から計算によ
って得た値 実施例−１ 重量平均分子量２Ｘ１０６のポリエチレンパウダー２０
重量部と粒状のステアリルアルコール８０重量部、ジス
テアリル３，３′−チオプロピオン酸エステル０．２５
重量部、ペンタエリスリトールテトラ（ｐ−ラウリル−
チオプロピオネート）エステル０．２５重量部をトライ
ブレンド後、供給部を水冷ジャケットで、冷却した５０
ｍｍΦ押出機に供給、この先端に更に４０ｍｍφ押出機
を付設して上記ブレンド物を均一な溶融体にして、幅４
５ｃｍ、ダイクリアランス０．４ｍｍのダイより押し出
し更にドラフト率２．０で溶融体を引っ張る事により厚
さ０．１７ｍｍのシートを得た。このシートからステア
リルアルコールを５０℃のエタノールで抽出除去して多
孔性シートを得た。

この多孔性シートをまずロール延伸機を用いて１００℃
の温度で、縦方向に３．５倍延伸し続いてテンター延伸
機で１１５６Ｃの温度で横方向に５倍延伸した、 得られた微多孔膜の特性は次の様であった。

厚さ　　　１２１１、　　　空孔率　６５％透水速度５
１００　　Ｌ　／　Ｈ−ｍ’　・ａｔｍ　、　　０．０
９１１１スチレンラテックス粒子 阻止率　　〉９９％ 実施例−２〜３ 実施例−１で得られた、多孔質シートを用いて表−１に
示される各種条件で２軸延伸することにより得られた微
多孔性膜の特性を表−１に示す。

比較例−１〜２ 実施例−１で得られた、多孔質シートを用いて表−１に
示される各種条件で２軸延伸することにより得られた微
多孔性膜の特性を表−１に示す。

比較例−３〜５ 分子量が４Ｘ１０ｇのポリエチレンを用い、ドラフト率
を調節した以外は実施例−１と同様にして０．２０ｍｍ
のシートを得、可塑剤を抽出除去して多孔質シートを作
成した。

このシートについて１００６Ｃでロール延伸したが４倍
延伸はできず３倍の延伸を実施し引続き１２５℃の温度
で、３．５．８の各倍率でテンター延伸を実施した。結
果を表−１に示す。

［発明の効果］ 本発明の微多孔膜は、特に濾過膜として用いてサブミク
ロン粒子の除去性に優れている上、処理 速度も高いものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量平均分子量が８×１０＾５〜３×１０＾６の
   ポリエチレンからなり厚さが５μ以上２５μ以下、透水
   速度が３０００Ｌ／Ｈ・ｍ＾２・ａｔｍ以上、０．０９
   １μスチレンラテックス粒子の阻止率が９５％以上であ
   るポリエチレン微多孔膜。
2. （２）重量平均分子量が８×１０＾５〜３×１０＾６の
   ポリエチレンと可塑剤からなる組成物を溶融押出してシ
   ートを得、次いで該シートから可塑剤を除去して得られ
   た多孔シートをロール延伸機で９０〜１２０℃の温度で
   、２〜６倍縦方向に延伸し、次ぎにテンター延伸機で１
   １０〜１３０℃の温度で、３〜８倍横方向に延伸するこ
   とを特徴とするポリエチレン微多孔膜の製法。