JPH04209636A - 多孔高分子薄膜 - 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】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は、均一に貫通孔〔薄膜の
表と裏を連結した状態の孔）を形成した多孔の高分子薄
膜に関するものである。その用途は薄膜上に形成された
孔に特定の物質を保持する、または孔で特定の物質の通
過を制御する等の用途である。 ［０００２］ 【従来の技術】従来より薄膜状の多孔体は種々のものが
知られている。分離用の膜としては、それらを孔径とそ
の用途から分離から分類からすると、孔径が１０八程度
以下で逆浸透膜分離用として、孔径が１０八〜０．２μ
ｍ程度で限界種下膜分離用として、孔径が０．２〜１μ
ｍ程度で精密種下膜分離用、さらにそれ以上の孔径で普
通種下膜分離用として用いられている。また、複合膜を
形成するための薄膜保持材としては、孔径１μｍ以下程
度の多孔体を用いることも知られている。　（特開昭６
１１４９２２６号公報、特開昭６２−２８２６２０号公
報等）まず、製法と孔形状についていえば、孔径の１μ
ｍより小さいものは、溶剤を蒸発させるときの層分離に
よる方法や、加熱時の強制的な張力により孔を形成する
ため、孔径は平均的に小さくできるものの、孔径および
孔の並びが不均一である。また、孔径が１００μｍ程度
よりも大きいものは、繊維質膜では製造は簡易なものの
均一な孔を形成することが難しい。次に、後加工により
孔を形成するものは、貫通多孔体として孔密度を均一に
とれるものの、パンチング等の機械的な力による方法で
は、得られた多孔膜の孔密度は低く、しかも孔周辺のバ
Ｊ形状が不均一であり、また、レーザー等による穿孔で
は、ある程度の厚みがなければ光が透過してしまい孔形
成の効率が悪い。 ［０００３］さらに、多孔体の厚みに関していえば、そ
の製法や孔のサイズにかかわらず、薄いものでも２５μ
ｍ程度である。これは、分離用や複合膜用としてはそれ
自身での強度が必要であるためであり、実用時の問題が
生じるためである。加えて、厚み１０μｍ以下の薄膜で
多孔体を得ようとした場合、その薄膜が薄いために、非
常に作業性が悪かった。 ［０００４］

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明は、
従来なかった、薄膜でしかも孔サイズの均一な貫通多孔
体に関するものである。つまり、薄厚が１０μｍ以下と
十分に薄く、しかも、孔径が５〜１００μｍの範囲にあ
り、しかも孔サイズが均一で孔周辺の形状の整った多孔
の薄膜に関するものである。 ［）　ＯＯ５１

【課題を解決するための手段】本発明は、熱可塑性樹脂
を延伸した薄膜フィルムに、サーマルヘッド等の微細加
熱素子による加熱により微細な貫通孔を均一に形成した
、多孔の高分子薄膜である。すなわち、孔サイズが５〜
１００μｍである貫通独立孔を形成した、厚さ０４５〜
１０μｍの多孔の熱可塑性高分子薄膜である。 ［０００６１本発明の孔形成に用いられる薄膜としては
、熱可塑性重合体からなる、厚さ０４５〜１０μｍの延
伸薄膜が好適に用いられる。まず、本発明の多孔薄膜の
孔サイズは、孔がほぼ円形であればその直径が、孔が楕
円であればその長径が、あるいは孔が四辺形であればそ
の対角線の長さが、５〜１００μｍの範囲にあればよい
。これは、形成直後の孔サイズ、または収縮後の孔サイ
ズ、実用時であればいずれでもこの範囲に含まれればよ
い。ここでいう均一な孔サイズとは、この範囲の一定の
サイズ、たとえば４０μｍ程度の孔が薄膜全面に形成さ
れていることをいう。孔サイズが、１１００１Ｌを越え
るものは、孔として収縮する面積が大きいため、均一な
孔を形成することが難しく、また、収縮した部分の厚み
が厚くなりすぎて膜厚の平滑性が悪く実用上問題となる
。また、孔サイズ５μｍ以下のものは、厚みに対しての
孔サイズが小さくなりすぎるため、均一な孔が形成する
ことが難しく、さらに孔密度が高くなり、孔形成時の生
産性だ低下する傾向があるため制限される。したがって
、均一孔で平滑な薄膜として、好ましい孔の範囲は１０
〜８０７１ｍ、より好ましくは２０〜７０μｍ、さらに
好ましくは３０〜６０μｍである。なお、孔サイズや平
滑性のばらつきは、用途により適宜考慮される範囲内で
制御されればよい。 ［０００７］また、孔を形成するピッチは、独立孔が形
成される範囲内で、縦方向、横方向とも任意にとれる。 さらに、孔の開孔率（孔面積の薄膜面積に対する百分比
）も、その用途に応じて任意にとれる。次に、薄膜の厚
みが０．５μｍ未満のものは、膜強度が弱く実用上使用
が難しく、厚みが１０μｍを越えるものは、孔を形成す
るための熱量が多くなり、加工性が悪くなるためその使
用が制限される。好ましくは１〜５μｍ、より好ましく
は１．５〜３μｍの範囲である。ここでいう膜厚とは、
必要に応じて採用される孔形成後の薄膜を収縮させて得
られた最終的な多孔薄膜の厚みである。 ［０００８１本発明の多孔薄膜の孔形成に用いられる手
段としては、微細でかつ多数の加熱素子を有したいわゆ
るサーマルヘッドを用いる接触伝熱による加熱、または
レーザー発振素子からのパルス的な赤外線照射等が適宜
用いられる。また、孔の形成時には薄膜の収縮を妨げな
いように、均質な多孔体あるいは突起状に、薄膜を積層
しておくことが好ましく、さらには接触伝熱の場合、加
熱素子との接触面には熱融着防止剤が存在することが好
ましい。この方法で得られる本発明の多孔薄膜の孔は、
加熱溶融された薄膜が周辺に収縮することで形成される
ため、孔周辺部が比較的整ったものであり、パリの発生
のないことも特徴である。 ［０００９１本発明の薄膜として用いられる熱可塑性高
分子としては、重縮合系樹脂、ビニル系樹脂、ポリオレ
フィン系樹脂等の各樹脂が用いられるが、本発明の目的
とする１０ＩＬｍ以下の薄膜を、安定的に延伸加工し、
生産性良く製造するためには、ポリエステル系樹脂、ポ
リアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系
樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等が
好ましい。さらに、本発明に関する用途で最も重要であ
る孔形状、つまり、後加工により、孔を形成した際の孔
周辺部の形状のシャープ性を考慮した場合、ポリエステ
ル系の樹脂、その中でも特にポリエチレンテレフタレー
ト系の樹脂がより好ましい。さらに、孔形状の整った孔
を形成する目的で、孔周辺に過剰な熱を周辺部にかけな
いため、より低熱源で孔形成できることが重要であり、
そめのためには、結晶化度（Ｘ線法）の低いもの好まし
くは３０％以下、更に好ましくは１０％以下のポリエチ
レンテレフタレート系共重合体樹脂があげられる。 ［００１０１さらに、本発明の多孔薄膜の場合、孔形成
後の薄膜を全体的に収縮させることで孔サイズ、孔ピッ
チを変えることができる。この際は、薄膜が均一に収縮
できるように、液体上あるいは気相中で収縮させること
が好ましい。また、収縮は加熱により行われるのが一般
的であるが、溶剤による配向緩和による収縮等、加熱以
外の手段でも採用されつる。またさらに、１方向を拘束
した状態で収縮処理を行えば、孔形状を偏平にした多孔
性薄膜も得ることができる。 ［００１１１また、本発明の薄膜でも、−船釣なフィル
ムの寸法安定性を付与するための後処理であるヒートセ
ットを、収縮させる条件、収縮させない条件いずれでも
実施しうる。また、本発明の多孔薄膜に用途に応じて、
多種添加剤、安定剤等を加えられることはいうまでもな
い。本発明の多孔薄膜の用途としては、薄膜上に形成さ
れた孔に特定の物質を保持し機能させる用途、あるいは
孔の特定の物質の通過を制御する用途等である。具体的
には、液晶分子等を孔に保持し保持材とスペーサー材を
兼用させる用途であり、特に本発明の多孔薄膜の特徴と
して、液晶等の分子を孔にいれた状態で、電場をかけな
がら薄膜を収縮させ分子の配列を整える等の応用も可能
である。また、孔を特定の形状に形成し、印刷原板とし
て使用することも可能である。 ［００１２］

【実施例】以下に実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではな
い。 ［００１３］

【実施例１】まず、孔を形成する薄膜基材を下記方法に
て作成した。目的層として、テレフタル酸と１，４−シ
クロヘキサンジメタツール３０モル％およびエチレング
リコール７０モル％からなる混合ジオールとから得られ
た、ビカット軟化点８２℃、密度１．２７ｇ／ｃｍ３、
極限粘度０．７５の実質的に非晶質の共重合ポリエステ
ルを用い、剥離層として、　（Ａ）酢酸ビニル単位の含
有量が１０重量％、メルトインデックス１．０、ビカッ
ト軟化点８１℃、融点９５℃のエチレン−酢酸ビニル共
１合体７０重量部、　（Ｂ）密度０．８８ｇ／ｃｍ３．
メルトインデックス０，４４、ビカット軟化点４０℃の
非晶質エチレン−αオレフイン重合体エラストマー１５
重量部、および（Ｃ）密度０．　９０　ｇ／ｃｍ３、メ
ルトフローレート７、ビカット軟化点１３８℃、曲げ弾
性率１１０ｋｇ／ｍｍ２、融点１４３℃でかつエチレン
４重量％をランダム共重合した結晶質ポリプロピレン１
５重量部からなるビカット軟化点７２℃の（Ａ）、　　
（Ｂ）。 （Ｃ）混合組成物に、剥離剤としてオレイン酸モノグリ
セライドとジグリセリンモノオレートとを、重量比２：
１の割合で含有する混合物を、組成物の全重量に対し２
重量％含有させた組成物を用い、それぞれ押出機で溶融
し、環状多層ダイスより目的層が剥離層の両面に形成さ
れるように押し出した後、冷媒により急冷固化させてチ
ューブ状原反を得た。さらに、この原反を９５℃に加熱
し、９０℃の雰囲気下で、延伸倍率が縦５倍、横５倍に
なるように、バブル状で同時２軸延伸した後、２０℃の
空気で冷却してフィルムを得た。得られたフィルムの両
端をスリットし、２枚のフィルムとして巻き取り機にて
ロール状に巻き取った。この多層フィルムの各層厚みは
、目的層／剥離層／目的層：２／１２／２μｍであり、
この目的層の薄膜基材の結晶化度は２％程度未満で、こ
の多層フィルムを孔形成用中間体製造用に用いた。 ［００１４］さらに、孔形成用中間体は下記の方法にて
作成した。まず、孔形成時の支持体である２５０メツシ
ユのポリエステル製の紗にグラビアコーターを用いて、
固形分塗布量が０．８ｇ／ｍ２となるように調節した（
孔形成後、多孔性薄膜が支持体と容易に剥離可能な設定
）酢酸ビニル系の接着剤溶液を塗布し、前述の多層フィ
ルムと重ね合わせ、乾燥炉を通過させ、溶剤を蒸発乾燥
させた後巻き取った。さらに同様にして、裏面にも紗を
積合し、両面に支持体を形成した孔形成用中間前駆体を
得た。さらにこの前駆体から剥離層を剥離し、両面から
中間体を得た。この中間体の薄膜表面にシリコンオイル
を０．０５ｇ／ｍ２塗布し、熱融着防止用のオーバーコ
ート層とし、最終的な孔形成用中間体を得た。 ［００１５］次に、孔形成は下記の方法にて実施した。 サーマルヘッド試験用印字装置（（株）大吉電機製、感
熱発色装置ＴＨ−ＰＭＤ）に、発熱素子密度４００ドツ
ト／インチのサーマルヘッド（京セラ（株）製、ＫＨＴ
−２６０−１６ＭＰＪ４の抵抗体素子サイズを４７×５
０μｍとした試作品）を搭載し、孔形成中間体に１ドツ
トおきの孔が形成できるパターンで熱印加し、孔を形成
した。その後、多孔薄膜が破断しないように支持体を剥
離して、直径的４５μｍの円形の孔を２００個／インチ
の密度で形成した、６５Ｘ６５ｍｍ角の大きさの多孔薄
膜（計算上は、５２０Ｘ５２０＝約２７万個の孔形成）
を得た。得られた孔の形状はほぼ均一であり、目的とす
る厚さ２μｍの多孔薄膜が得られる。 ［００１６］

【実施例２】実施例１と同一条件で得られた５０Ｘ５０
ｍｍ角で厚み２μｍの多孔薄膜を、シリコンオイルを薄
く塗布してガラス板上にしわが入らないようにのばした
。このガラス板を恒温槽に入れ、８０℃で１０分間放置
し、多孔薄膜を熱処理した。得られた熱処理膜は、３５
Ｘ３６ｍｍ角の大きさであり、約３５％程度均一に収縮
しており、孔サイズも均一に同程度収縮していた。 ［００１７］

【実施例３】実施例１と同様な条件にて１層構成を変え
多層フィルムの各層厚みが、剥離層／目的層／剥離層：
６／９／６μｍとなるように製膜し、９７１ｍの薄膜と
支持体と貼り合わせた孔形成中間体を用いて、実施例１
と同様のサーマルヘッドにて、全ドツトの孔が形成でき
るパターンで熱印加した。その後、支持体を剥離して、
−辺が約４５μｍの四辺形の孔を４００個／インチの密
度で形成した、６５Ｘ６５ｍｍ角の大きさの多孔薄膜（
計算上は１０４０Ｘ１０４０＝約１０８万個の孔形成）
を得た。得られた孔の形状はほぼ均一であり、目的とす
る厚さ９μｍの多孔薄膜が得られた。 ［００１８］

【発明の効果】本発明の微多孔膜は貫通孔よりなるので
、その孔は液晶分子の保持材とし、また、均一の孔径で
あるのですぐれ濾過材となる。更には、印刷原板とじて
有効である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】孔サイズが５〜１００μｍである貫通独立
   孔を形成した、厚さ０．５〜１０μｍの多孔の熱可塑性
   高分子薄膜