JPH1192587A - Preparation of polyolefin microporous film - Google Patents
Preparation of polyolefin microporous filmInfo
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- JPH1192587A JPH1192587A JP27063197A JP27063197A JPH1192587A JP H1192587 A JPH1192587 A JP H1192587A JP 27063197 A JP27063197 A JP 27063197A JP 27063197 A JP27063197 A JP 27063197A JP H1192587 A JPH1192587 A JP H1192587A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は超高分子量ポリオレ
フィン又はそれを含有するポリオレフィン組成物の微多
孔膜を製造する方法に関する。The present invention relates to a method for producing a microporous membrane of an ultrahigh molecular weight polyolefin or a polyolefin composition containing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】微多孔膜は電池用セパレーター、電解コ
ンデンサー用隔膜、各種フィルター、透湿防水衣料、逆
浸透濾過膜、限外濾過膜、精密濾過膜等の各種用途に用
いられている。2. Description of the Related Art Microporous membranes are used for various purposes such as separators for batteries, diaphragms for electrolytic capacitors, various filters, moisture-permeable waterproof clothing, reverse osmosis filtration membranes, ultrafiltration membranes, and microfiltration membranes.
【0003】従来ポリオレフィン微多孔膜の製造方法と
しては、例えば異種ポリマー等の微粉体からなる孔形成
剤をポリオレフィンに混合してミクロ分散させた後、孔
形成剤を抽出する混合抽出法、ポリオレフィン相を溶媒
でミクロ相分離することにより多孔構造とする相分離
法、異種固体がミクロ分散しているポリオレフィン成形
体に延伸などの歪を与えることにより、異種固体間を界
面破壊して空孔を生じさせて多孔化する延伸法などが行
われている。しかしこれらの方法では通常分子量が50万
未満程度のポリオレフィンが用いられているため、延伸
による薄膜化及び高強度化には限界があった。Conventional methods for producing a microporous polyolefin membrane include, for example, a mixed extraction method in which a pore-forming agent composed of a fine powder of a different polymer or the like is mixed and dispersed in a polyolefin, and then the pore-forming agent is extracted. Phase separation method to make a porous structure by micro phase separation of solvent with solvent, and by applying strain such as stretching to polyolefin molded body in which heterogeneous solids are micro-dispersed, interfacial breakdown between heterogeneous solids and voids are generated For example, a drawing method for making the film porous is performed. However, in these methods, since a polyolefin having a molecular weight of less than about 500,000 is usually used, there is a limit to a thinning and high strength by stretching.
【0004】最近高強度及び高弾性のフィルムに成形し
得る超高分子量ポリオレフィンが開発され、これによる
高強度の微多孔膜の製造が種々提案された。例えば特開
昭58-5228 号は、超高分子量ポリオレフィンを流動パラ
フィンに溶解し、この溶液から繊維又はフィルム等のゲ
ルを成形し、この流動パラフィンを含むゲルを揮発性溶
剤で抽出処理した後、加熱延伸する方法を開示してい
る。しかしながら、流動パラフィンで高度に膨潤した多
孔性組織を有するゲルは、2方向に延伸しようとしても
高配向の延伸ができず、網状組織の拡大により破断し易
いだけでなく、得られるフィルムは強度が小さく、また
形成される孔径が大きくなるという欠点があった。一方
流動パラフィンを揮発性溶剤で抽出した後に乾燥したゲ
ルは、網状組織が収縮緻密化するが、揮発性溶剤の不均
一な蒸発によりフィルム原反にそりが発生し易く、また
収縮緻密化により高倍率の延伸ができないという欠点が
あった。Recently, ultrahigh molecular weight polyolefins that can be formed into high strength and high elasticity films have been developed, and various productions of high strength microporous membranes have been proposed. For example, JP-A-58-5228 discloses that an ultrahigh molecular weight polyolefin is dissolved in liquid paraffin, a gel such as a fiber or a film is formed from the solution, and the gel containing the liquid paraffin is extracted with a volatile solvent. A method of heating and stretching is disclosed. However, a gel having a porous structure highly swollen with liquid paraffin cannot be stretched in a high orientation even if it is stretched in two directions. There is a drawback that the hole is small and the diameter of the formed hole is large. On the other hand, in the gel dried after extracting the liquid paraffin with the volatile solvent, the network structure shrinks and densifies, but the non-uniform evaporation of the volatile solvent easily causes warpage of the film raw material, and the shrinkage densification increases the density. There is a drawback that stretching at a magnification cannot be performed.
【0005】これに対し、重量平均分子量が5×105 以
上の超高分子量ポリオレフィンを溶媒中で加熱溶解した
溶液からゲル状シートを成形し、ゲル状シート中の溶媒
量を脱溶媒処理により調製し、次いで加熱延伸した後、
残留溶媒を除去することにより、超高分子量ポリオレフ
ィンの微多孔膜を製造する方法が種々提案されている。On the other hand, a gel-like sheet is formed from a solution obtained by heating and dissolving an ultra-high molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 5 × 10 5 or more in a solvent, and the amount of the solvent in the gel-like sheet is adjusted by desolvation treatment. Then, after heating and stretching,
Various methods have been proposed for producing a microporous ultra-high molecular weight polyolefin membrane by removing the residual solvent.
【0006】例えば特開昭60-242035 号は、重量平均分
子量が5×105 以上の超高分子量ポリエチレンを溶媒中
で加熱溶解した溶液からゲル状シートを成形し、ゲル状
シートの溶媒量を10〜80重量%に脱溶媒処理し、次いで
加熱延伸した後残留溶媒を除去することにより、厚さが
10μm以下、破断強度が200 kg/cm2 以上、空孔率が30
%以上の超高分子量ポリエチレンの微多孔膜を製造する
方法を開示している。For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-242035 discloses that a gel-like sheet is formed from a solution obtained by heating and dissolving ultra-high-molecular-weight polyethylene having a weight-average molecular weight of 5 × 10 5 or more in a solvent. Desolvation treatment to 10-80% by weight, then heating and stretching and removing the residual solvent to reduce the thickness
10 μm or less, breaking strength 200 kg / cm 2 or more, porosity 30
% Of ultra high molecular weight polyethylene is disclosed.
【0007】特開昭61-195132 号は、重量平均分子量が
5×105 以上のα−オレフィンの重合体の溶液からゲル
状シートを形成し、それから少なくとも10重量%の溶媒
を除去してゲル状シートに含まれるα−オレフィン重合
体の割合を10〜90重量%にした後、α−オレフィン重合
体の融点+10℃以下の温度で延伸し、得られた延伸成形
物に含まれる残存溶媒を除去することを特徴とする微多
孔膜の製造方法を開示している。JP-A-61-195132 discloses that a gel-like sheet is formed from a solution of a polymer of an α-olefin having a weight average molecular weight of 5 × 10 5 or more, and at least 10% by weight of a solvent is removed therefrom. After the proportion of the α-olefin polymer contained in the shaped sheet is 10 to 90% by weight, the film is stretched at a temperature equal to or lower than the melting point of the α-olefin polymer + 10 ° C., and the residual solvent contained in the obtained stretch molded product is removed. A method for producing a microporous membrane characterized by being removed is disclosed.
【0008】また特開昭61-195133 号は、重量平均分子
量が5×105 以上のα−オレフィン重合体からなり、平
均孔径0.001 〜1μm、空孔率30〜90%を有し、1軸方
向に2倍以上、面倍率で20倍以上延伸してなることを特
徴とする微多孔膜を開示している。Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-195133 discloses an α-olefin polymer having a weight average molecular weight of 5 × 10 5 or more, an average pore diameter of 0.001 to 1 μm, a porosity of 30 to 90%, and a uniaxial structure. Disclosed is a microporous membrane characterized by being stretched by 2 times or more in the direction and 20 times or more in area ratio.
【0009】一方特開昭63-39602号は、重量平均分子量
が5×105 以上のポリエチレン溶液からゲル状シートを
成形し、ゲル状シート中の溶媒量を80重量%を超え95重
量%以下の範囲とし、次いで120 ℃以下の温度で1軸方
向に2倍以上、面倍率で20倍以上延伸した後、残存溶媒
を除去することにより、100 L/ m2 ・hr・atm 以上の
純水透過速度と、50%以上のγ−グロブリンに対する阻
止率を有するポリエチレン微多孔膜を製造する方法を開
示している。このポリエチレン微多孔膜は、通水性に優
れ、かつ蛋白質溶液等の分離に適した微細孔径を有する
ものである。On the other hand, JP-A-63-39602 discloses that a gel-like sheet is formed from a polyethylene solution having a weight average molecular weight of 5 × 10 5 or more, and the amount of the solvent in the gel-like sheet is more than 80% by weight and 95% by weight or less. And then stretched at least 120 times in uniaxial direction at a temperature of 120 ° C or less and at least 20 times in area ratio, and by removing residual solvent, 100 L / m 2 · hr · atm or more of pure water A method is disclosed for producing a microporous polyethylene membrane having a permeation rate and a rejection of 50% or more for γ-globulin. This polyethylene microporous membrane has excellent water permeability and a fine pore diameter suitable for separating a protein solution or the like.
【0010】さらに特開昭63-273651 号は、重量平均分
子量が5×105 以上の超高分子量ポリオレフィンの溶液
を調製し、溶液をゲル化温度以下に急冷しながら、ダイ
スより押し出してゲル状シート中の超高分子量ポリオレ
フィンの含有量を10〜90重量%にし、超高分子量ポリオ
レフィンの融点+10℃以下の温度で延伸し、しかる後残
存溶媒を除去することを特徴とする方法を開示してい
る。この方法は、微多孔膜を10μmより厚く製造するこ
とができるため、大きな強度及び耐圧性を要する用途等
に好適な微多孔膜を得ることができる。Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 63-273651 discloses that a solution of an ultrahigh molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 5 × 10 5 or more is prepared, and the solution is rapidly cooled to a gelling temperature or less and extruded from a die to form a gel. A method comprising setting the content of the ultrahigh molecular weight polyolefin in the sheet to 10 to 90% by weight, stretching the film at a temperature not higher than the melting point of the ultrahigh molecular weight polyolefin + 10 ° C, and then removing the residual solvent. I have. According to this method, the microporous film can be manufactured to have a thickness of more than 10 μm, so that a microporous film suitable for applications requiring high strength and pressure resistance can be obtained.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記文
献にはいずれも、ゲル状シートを延伸後抽出処理前の引
張破断強度と最終製品である微多孔膜の引張破断強度と
の比率が所定の範囲内に入るような溶媒を選択すること
により、微多孔膜の機械的強度が優れたものになること
について、全く記載がない。さらに、上記文献の微多孔
膜の製造方法は、いずれも超高分子量ポリオレフィンの
みからなるゲル状シートを二軸延伸するためにポリオレ
フィンの希薄溶液を調製する必要があり、このため得ら
れた溶液からシート成形を行う場合にダイス出口でスウ
ェルやネックインが大きく、さらにシート中には溶媒が
過剰に含まれているため、そのまま延伸しても目的の微
多孔膜は得られないので脱溶媒処理してシート中の溶媒
量を調製する必要がある等、生産性において問題があっ
た。However, in any of the above documents, the ratio between the tensile strength at break of the gel sheet after stretching and before the extraction treatment and the tensile strength at break of the microporous membrane as the final product is within a predetermined range. There is no description that the selection of a solvent that falls within the range improves the mechanical strength of the microporous membrane. Furthermore, in the method for producing a microporous membrane described in the above document, it is necessary to prepare a dilute solution of polyolefin in order to biaxially stretch a gel-like sheet composed of only ultra-high-molecular-weight polyolefin. When forming a sheet, the swell and neck-in are large at the die exit, and the sheet contains excessive solvent, so even if it is stretched as it is, the desired microporous membrane cannot be obtained. Thus, there is a problem in productivity, for example, it is necessary to adjust the amount of solvent in the sheet.
【0012】従って本発明の目的は、ポリオレフィンの
高濃度溶液から低応力で優れた特性を有するポリオレフ
ィン微多孔膜を製造する方法を提供することである。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a microporous polyolefin membrane having excellent properties at low stress from a high concentration solution of polyolefin.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的に鑑み鋭意研究
の結果、本発明者らは、超高分子量ポリオレフィン単独
又はそれに相対的低分子量のポリオレフィンを配合する
ことにより重量平均分子量/数平均分子量を所定の範囲
に調整したポリオレフィン組成物を用い、不揮発性溶剤
により高濃度の溶液を調製すれば、この溶液からなるゲ
ル状シートを二軸延伸した後、易揮発性溶剤により脱溶
媒することにより、低応力で優れた特性を有し、良好な
機械的強度を有するポリオレフィン微多孔膜を製造する
ことができることを発見し、本発明に想到した。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies in view of the above objects, the present inventors have found that the weight average molecular weight / number average molecular weight can be obtained by blending an ultra high molecular weight polyolefin alone or a polyolefin having a relatively low molecular weight. Using a polyolefin composition adjusted to a predetermined range, if a high-concentration solution is prepared with a non-volatile solvent, after biaxially stretching a gel-like sheet made of this solution, by removing the solvent with an easily volatile solvent, The present inventors have discovered that a polyolefin microporous membrane having excellent properties at low stress and good mechanical strength can be produced, and reached the present invention.
【0014】すなわち、本発明のポリオレフィン微多孔
膜の第一の製造方法は、重量平均分子量が7×105 以上
かつ重量平均分子量/数平均分子量が10〜300 の超高分
子量ポリオレフィン10〜50重量%と、不揮発性溶剤50〜
90重量%とからなる溶液を調製し、前記溶液をダイより
押出し、冷却してゲル状シートを形成し、前記ゲル状シ
ートを前記超高分子量ポリオレフィンの融点+10℃以下
の温度で二軸延伸し、しかる後残存不揮発性溶剤を易揮
発性溶剤により抽出除去することによりポリオレフィン
微多孔膜を製造する方法であって、二軸延伸シートの抽
出前の引張破断強度(A)と抽出後の引張破断強度
(B)との比(A/B)が0.75以下であることを特徴と
する。また第二の製造方法は、前記ポリオレフィンの代
わりに、重量平均分子量が7×105 以上のポリオレフィ
ン成分を1重量%以上含有し、かつ重量平均分子量/数
平均分子量が10〜300 のポリオレフィン組成物を使用す
ることを特徴とする。That is, in the first method for producing a microporous polyolefin membrane of the present invention, an ultrahigh molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 7 × 10 5 or more and a weight average molecular weight / number average molecular weight of 10 to 300 is 10 to 50 weight%. % And the non-volatile solvent 50 ~
A solution consisting of 90% by weight is prepared, the solution is extruded from a die, cooled to form a gel-like sheet, and the gel-like sheet is biaxially stretched at a temperature not higher than the melting point of the ultrahigh molecular weight polyolefin + 10 ° C. A method for producing a microporous polyolefin membrane by extracting and removing the remaining non-volatile solvent with an easily volatile solvent, wherein the tensile breaking strength (A) of the biaxially stretched sheet before extraction and the tensile breaking strength after extraction The ratio (A / B) to the strength (B) is 0.75 or less. Further, the second production method is a polyolefin composition containing, in place of the polyolefin, a polyolefin component having a weight average molecular weight of 7 × 10 5 or more at 1% by weight or more and a weight average molecular weight / number average molecular weight of 10 to 300. Is used.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明の方法を以下詳細に説明す
る。 [1] 原料 ポリオレフィン微多孔膜は、(イ) 重量平均分子量が7×
105 以上かつ重量平均分子量/数平均分子量が10〜300
の多段重合により得られた超高分子量ポリオレフィン単
独、又は(ロ) 重量平均分子量が7×105 以上のポリオレ
フィン成分を1重量%以上含有し、かつ重量平均分子量
/数平均分子量が10〜300 のポリオレフィン組成物から
なる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The method of the present invention will be described in detail below. [1] Raw material The polyolefin microporous membrane has (a) a weight average molecular weight of 7 ×
10 5 or more and weight average molecular weight / number average molecular weight is 10 to 300
(1) a polyolefin component having a weight-average molecular weight of 7 × 10 5 or more containing 1% by weight or more, and a weight-average molecular weight / number-average molecular weight of 10 to 300; It consists of a polyolefin composition.
【0016】(1) 超高分子量ポリオレフィン単独の場合 本発明に使用する超高分子量ポリオレフィンは、多段重
合により得られるもので、重量平均分子量が7×105 以
上、かつ重量平均分子量/数平均分子量が10〜300 のも
のである。(1) In the case of using only the ultrahigh molecular weight polyolefin The ultrahigh molecular weight polyolefin used in the present invention is obtained by multistage polymerization, and has a weight average molecular weight of 7 × 10 5 or more, and a weight average molecular weight / number average molecular weight. Are from 10 to 300.
【0017】このような超高分子量ポリオレフィンとし
ては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-
ペンテン、1-ヘキセン等を重合した結晶性の単独重合体
又は共重合体が挙げられる。これらのうち超高分子量ポ
リエチレン、特に高密度の超高分子量ポリエチレンが好
ましい。Such ultra-high molecular weight polyolefins include ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-
A crystalline homopolymer or copolymer obtained by polymerizing pentene, 1-hexene or the like may be used. Of these, ultrahigh molecular weight polyethylene, particularly high density ultrahigh molecular weight polyethylene, is preferred.
【0018】(2) ポリオレフィン組成物の場合 (a) 分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量) 重量平均分子量が7×105 以上の超高分子量ポリオレフ
ィン1重量%以上と、他のポリオレフィン99重量%以下
とからなるポリオレフィン組成物は、10〜300、好まし
くは12〜 250の重量平均分子量/数平均分子量(Mw/
Mn)を有する。ポリオレフィン組成物の重量平均分子
量/数平均分子量(Mw/Mn)が10未満では平均分子
鎖長が大きく、溶解時の分子鎖同志の絡み合い密度が高
くなるため、高濃度溶液の調製が困難である。また300
を超えると延伸時に低分子量成分の破断が起こり、膜全
体の強度が低下する。(2) In the case of a polyolefin composition (a) Molecular weight distribution (weight average molecular weight / number average molecular weight) 1% by weight or more of an ultrahigh molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 7 × 10 5 or more and 99% by weight of another polyolefin % Or less, the weight-average molecular weight / number-average molecular weight of 10 to 300, preferably 12 to 250 (Mw /
Mn). If the weight-average molecular weight / number-average molecular weight (Mw / Mn) of the polyolefin composition is less than 10, the average molecular chain length is large and the entanglement density of the molecular chains upon dissolution becomes high, so that it is difficult to prepare a high-concentration solution. . Also 300
If it exceeds, the low molecular weight component is broken at the time of stretching, and the strength of the entire film is reduced.
【0019】なお重量平均分子量/数平均分子量(Mw
/Mn)は分子量分布の尺度として用いられるパラメー
タであり、この分子量の比が大きくなるほど分子量分布
の幅は拡大する。すなわち重量平均分子量の異なるポリ
オレフィンからなる組成物においては、組成物の分子量
の比が大きいほど、配合するポリオレフィンの重量平均
分子量の差が大きく、また小さいほど重量平均分子量の
差が小さい。The weight average molecular weight / number average molecular weight (Mw
/ Mn) is a parameter used as a measure of the molecular weight distribution, and the width of the molecular weight distribution increases as the ratio of the molecular weights increases. That is, in a composition composed of polyolefins having different weight average molecular weights, the larger the ratio of the molecular weights of the composition, the larger the difference in the weight average molecular weight of the polyolefin to be blended, and the smaller the ratio, the smaller the difference in the weight average molecular weight.
【0020】ポリオレフィン組成物の重量平均分子量/
数平均分子量(Mw/Mn)を10〜300 と、超高分子量
ポリオレフィン自身の重量平均分子量/数平均分子量
(Mw/Mn)(通常6程度)よりも大きく設定してい
る。この結果、分子量分布は低分子量側へと広がりをみ
せるため、高濃度のポリオレフィン溶液の調製が可能と
なる。Weight average molecular weight of polyolefin composition /
The number average molecular weight (Mw / Mn) is set to 10 to 300, which is larger than the weight average molecular weight / number average molecular weight (Mw / Mn) (usually about 6) of the ultrahigh molecular weight polyolefin itself. As a result, the molecular weight distribution spreads to the lower molecular weight side, so that a high-concentration polyolefin solution can be prepared.
【0021】(b) 超高分子量ポリオレフィンの含有量 超高分子量ポリオレフィンの含有量は、ポリオレフィン
組成物全体を100 重量%として、1重量%以上である。
超高分子量ポリオレフィンの含有量が1重量%未満で
は、延伸性の向上に寄与する超高分子量ポリオレフィン
の分子鎖の絡み合いがほとんど形成されず、高強度の微
多孔膜を得ることができない。一方、上限は特に限定的
ではないが、90重量%を超えると目的とするポリオレフ
ィン溶液の高濃度化を達成するのが困難となるため好ま
しくない。超高分子量ポリオレフィンの好ましい配合割
合は10〜50重量%である。(B) Content of ultrahigh molecular weight polyolefin The content of the ultrahigh molecular weight polyolefin is 1% by weight or more based on 100% by weight of the whole polyolefin composition.
If the content of the ultra-high-molecular-weight polyolefin is less than 1% by weight, the entanglement of the molecular chain of the ultra-high-molecular-weight polyolefin that contributes to the improvement in stretchability is hardly formed, and a high-strength microporous film cannot be obtained. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but if it exceeds 90% by weight, it is difficult to achieve the desired high concentration of the polyolefin solution, which is not preferable. The preferred blending ratio of the ultrahigh molecular weight polyolefin is 10 to 50% by weight.
【0022】(c) 他のポリオレフィン 超高分子量ポリオレフィン以外のポリオレフィンとして
は、重量平均分子量が7×105 未満のものを使用する。
本明細書では他のポリオレフィンを「相対的に低分子量
のポリオレフィン」と呼ぶことにするが、相対的に低分
子量のポリオレフィンの分子量の下限としては1×104
以上が好ましい。重量平均分子量が1×104 未満のポリ
オレフィンを用いると、延伸時に破断が起こりやすく、
良好な微多孔膜が得られないので好ましくない。特に重
量平均分子量が1×105 以上7×105 未満のポリオレフ
ィンを超高分子量ポリオレフィンに配合するのが好まし
い。なお相対的に低分子量のポリオレフィンは超高分子
量ポリオレフィンと同種とするのが好ましく、特に超高
分子量ポリエチレンと高密度ポリエチレンとの組合せが
好ましい。(C) Other polyolefin As the polyolefin other than the ultrahigh molecular weight polyolefin, those having a weight average molecular weight of less than 7 × 10 5 are used.
In this specification, other polyolefins will be referred to as “relatively low molecular weight polyolefins”, but the lower limit of the molecular weight of relatively low molecular weight polyolefins is 1 × 10 4
The above is preferred. When a polyolefin having a weight-average molecular weight of less than 1 × 10 4 is used, breakage easily occurs during stretching,
It is not preferable because a good microporous film cannot be obtained. In particular, it is preferable to blend a polyolefin having a weight average molecular weight of 1 × 10 5 or more and less than 7 × 10 5 with the ultrahigh molecular weight polyolefin. The relatively low molecular weight polyolefin is preferably the same as the ultrahigh molecular weight polyolefin, and a combination of ultrahigh molecular weight polyethylene and high density polyethylene is particularly preferable.
【0023】(3) その他の成分 ポリオレフィン組成物には、必要に応じて、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、滑剤、アンチブロッキング剤、顔
料、染料等の各種添加剤を本発明の目的を損なわない範
囲で添加することができる。(3) Other components Various additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a lubricant, an antiblocking agent, a pigment and a dye are added to the polyolefin composition, if necessary, without impairing the object of the present invention. It can be added in a range.
【0024】[2] ポリオレフィン微多孔膜の製造方法 製造条件は、多段重合で得られた超高分子量ポリオレフ
ィン単独でもポリオレフィン組成物でも異ならないの
で、以下ポリオレフィン組成物の場合についてのみ製造
方法を詳細に説明することにする。[2] Method for Producing Polyolefin Microporous Membrane The production conditions are the same for the ultra-high molecular weight polyolefin obtained by the multi-stage polymerization alone and for the polyolefin composition. I will explain.
【0025】(1) ポリオレフィン組成物の加熱溶解 ポリオレフィン組成物の高濃度溶液は、上述のポリオレ
フィン組成物を不揮発性溶剤に加熱溶解することにより
調製する。不揮発性溶剤としては、例えばノナン、デカ
ン、ウンデカン、ドデカン、流動パラフィン等の脂肪族
又は脂環族の炭化水素、あるいは沸点がこれらに対応す
る流動パラフィンのような鉱油留分等が挙げられるが、
溶媒含有量が安定なゲル状成形物を得るためには流動パ
ラフィンが好ましい。(1) Heat dissolution of the polyolefin composition A high concentration solution of the polyolefin composition is prepared by heating and dissolving the above-mentioned polyolefin composition in a nonvolatile solvent. As the non-volatile solvent, for example, nonane, decane, undecane, dodecane, aliphatic or alicyclic hydrocarbons such as liquid paraffin, or a mineral oil fraction such as liquid paraffin having a boiling point corresponding thereto, and the like,
Liquid paraffin is preferred to obtain a gel-like molded product having a stable solvent content.
【0026】ポリオレフィン組成物の加熱溶解は、ポリ
オレフィン組成物が不揮発性溶剤中で完全に溶解する温
度で撹拌しながら行う。加熱温度は使用するポリオレフ
ィン及び不揮発性溶剤の種類により異なるが、例えば超
高分子量ポリエチレン及び高密度ポリエチレンからなる
ポリエチレン組成物+流動パラフィンの場合には140〜2
50 ℃の範囲とするのが好ましい。Heat dissolution of the polyolefin composition is carried out with stirring at a temperature at which the polyolefin composition is completely dissolved in the non-volatile solvent. The heating temperature varies depending on the type of the polyolefin and the nonvolatile solvent used. For example, in the case of a polyethylene composition composed of ultrahigh molecular weight polyethylene and high density polyethylene + liquid paraffin, 140 to 2
Preferably it is in the range of 50 ° C.
【0027】(2) ポリオレフィン組成物溶液の濃度 ポリオレフィン組成物溶液の濃度は10〜50重量%、好ま
しくは10〜40重量%である。ポリオレフィン組成物の濃
度が10重量%未満では、使用する不揮発性溶剤量が多く
経済的でないばかりか、シート状に成形する際にダイス
出口でスウェルやネックインが大きく、シートの成形が
困難となる。一方濃度が50重量%を超えると、均一な溶
液の調製が困難となる。なお加熱溶解にあたってはポリ
オレフィンの酸化を防止するために酸化防止剤を添加す
るのが好ましい。(2) Concentration of Polyolefin Composition Solution The concentration of the polyolefin composition solution is 10 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight. When the concentration of the polyolefin composition is less than 10% by weight, not only is the amount of the non-volatile solvent used too uneconomical, but also the swell and neck-in at the die exit are large at the time of forming a sheet, making it difficult to form the sheet. . On the other hand, when the concentration exceeds 50% by weight, it becomes difficult to prepare a uniform solution. In addition, at the time of heating and melting, it is preferable to add an antioxidant to prevent oxidation of the polyolefin.
【0028】(3) ポリオレフィン組成物溶液の押出し ポリオレフィン組成物の加熱溶液をダイスから押出し成
形する。ダイスとしては通常長方形の口金形状を有する
シートダイスを用いる。シートダイスのダイスギャップ
は通常0.1 〜5mmであり、押出し成形時には140 〜250
℃に加熱する。押出し速度は20〜30cm/分乃至7〜8m
/分とするのが好ましい。(3) Extrusion of Polyolefin Composition Solution A heated solution of the polyolefin composition is extruded from a die. As the die, a sheet die having a generally rectangular die shape is used. The die gap of the sheet die is usually 0.1 to 5 mm, and is 140 to 250 mm during extrusion.
Heat to ° C. Extrusion speed is 20-30cm / min to 7-8m
/ Min.
【0029】(4) ゲル状シートの成形 ダイスから押出した溶液を冷却してゲル状シートに成形
する。冷却は少なくともゲル化温度以下までは50℃/分
以上の速度で行うのが好ましい。冷却速度が遅いと結晶
化度が上昇し、延伸に適したゲル状物となりにくい。冷
却方法としては、冷風、冷却水、その他の冷却媒体に直
接接触させる方法、冷媒で冷却したロールに接触させる
方法等を用いることができる。なおダイスから押し出さ
れた溶液は、冷却前あるいは冷却中に、1〜10、好まし
くは1〜5の引取比で引き取っても良い。引取比が10以
上になるとネックインが大きくなり、また延伸時に破断
を起こしやすくなり好ましくない。(4) Formation of Gel Sheet The solution extruded from the die is cooled and formed into a gel sheet. Cooling is preferably performed at a rate of 50 ° C./min or more at least until the gelling temperature or less. When the cooling rate is low, the crystallinity increases, and it is difficult to form a gel suitable for stretching. As a cooling method, a method of directly contacting with cold air, cooling water, or another cooling medium, a method of contacting with a roll cooled by a refrigerant, or the like can be used. The solution extruded from the die may be taken at a take-up ratio of 1 to 10, preferably 1 to 5, before or during cooling. When the take-up ratio is 10 or more, neck-in becomes large, and breakage tends to occur during stretching, which is not preferable.
【0030】(5) ゲル状シートの延伸 (a) バッチ式延伸法 ゲル状シートの延伸は、加熱後、バッチ式のテンター装
置により所定の倍率で行うことができる。縦横同時延伸
又は逐次延伸のいずれでもよいが、特に同時二軸延伸が
好ましい。(5) Stretching of Gel Sheet (a) Batch Stretching Method After stretching, the gel sheet can be stretched at a predetermined magnification by a batch type tenter. Either vertical or horizontal simultaneous stretching or sequential stretching may be used, but simultaneous biaxial stretching is particularly preferred.
【0031】(b) 連続延伸法 ゲル状シートを連続的に二軸延伸する場合には、図1に
示すような二軸延伸装置を使用する。この二軸延伸装置
は、進行方向に拡開する一対のガイドレール1a、1b
と、各ガイドレール1a、1bに沿って移動するコンベ
ヤー部材2a、2bと、各コンベヤー部材2a、2bに
連結したリンク部材3a、3bの先端部に設けられたグ
リップ部材4a、4bとを有する。コンベヤー部材2
a、2bが進行方向に移動するにつれて、隣接するコン
ベヤー部材2a、2b間の距離は拡大する。一対のガイ
ドレール1a、1bは進行方向に拡開しているので、左
右一対のグリップ部材4a、4bの間隔はゲル状シート
10が進行するにつれて次第に増大する。(B) Continuous stretching method When a gel-like sheet is continuously biaxially stretched, a biaxial stretching apparatus as shown in FIG. 1 is used. The biaxial stretching device includes a pair of guide rails 1a and 1b that expand in the traveling direction.
And conveyor members 2a and 2b that move along the guide rails 1a and 1b, and grip members 4a and 4b provided at the distal ends of the link members 3a and 3b connected to the conveyor members 2a and 2b. Conveyor member 2
As a and b move in the direction of travel, the distance between adjacent conveyor members 2a and 2b increases. Since the pair of guide rails 1a and 1b are expanded in the traveling direction, the distance between the pair of left and right grip members 4a and 4b is a gel-like sheet.
Gradually increases as 10 progresses.
【0032】上記構成の二軸延伸装置にゲル状シート10
が入ると、ゲル状シート10の両側端10a、10bは各グリ
ップ部材4a、4bにより把持される。その時のゲル状
シート10の幅をB1 とし、各ガイドレール1a、1b上
における隣接するグリップ部材4a、4bの間隔をP1
とする。矢印の方向にゲル状シート10が進行すると、両
グリップ部材4a、4bにより両側端を把持されたゲル
状シート10の幅が徐々に増大するとともに、長手方向に
隣接するグリップ部材4a、4bの間隔も徐々に増大す
る。その結果、図1に4つの矢印で示すように、ゲル状
シート10は同時に二軸延伸される。二軸延伸が完了した
時点でのゲル状シート10の幅をB2 とし、各ガイドレー
ル1a、1bにおけるグリップ部材4a、4bの間隔を
P2 とする。すると機械方向(MD)の延伸倍率SMDは
P2 /P1 で表すことができ、横方向(TD)の延伸倍
率STDはB2 /B1 で表すことができる。The gel-like sheet 10 is added to the biaxial stretching apparatus having the above-described structure.
Is inserted, both ends 10a and 10b of the gel-like sheet 10 are gripped by the grip members 4a and 4b. The width of the gel-like sheet 10 at that time and B 1, P 1 the distance between adjacent gripping members 4a, 4b in the guide rails 1a, the 1b
And As the gel-like sheet 10 advances in the direction of the arrow, the width of the gel-like sheet 10 whose both ends are gripped by both grip members 4a and 4b gradually increases, and the distance between the grip members 4a and 4b adjacent in the longitudinal direction. Also gradually increases. As a result, the gel-like sheet 10 is simultaneously biaxially stretched as shown by four arrows in FIG. The width of the gel-like sheet 10 at the time of biaxial stretching is complete and B 2, the guide rails 1a, the gripping member 4a in 1b, and distance 4b and P 2. Then, the stretching ratio S MD in the machine direction (MD) can be represented by P 2 / P 1 , and the stretching ratio S TD in the transverse direction (TD) can be represented by B 2 / B 1 .
【0033】延伸倍率SMD、STDはゲル状シートの厚さ
によって異なるが、いずれの方向でも少なくとも2倍以
上とし、面倍率を10倍以上とするのが好ましい。より好
ましくはSMD及びSTDをそれぞれ3〜20倍とし、面倍率
を20〜400 倍とする。面倍率が10倍未満では延伸が不十
分で高弾性及び高強度のポリオレフィン微多孔膜が得ら
れない。一方面倍率が400 倍を超えると、延伸装置、延
伸操作等の点で制約が生じる。The stretching ratios S MD and S TD vary depending on the thickness of the gel-like sheet, but are preferably at least 2 times or more in any direction and the area ratio is 10 times or more. More preferably 3-20 times, respectively S MD and S TD, the area magnification and 20 to 400 times. If the areal magnification is less than 10 times, stretching is insufficient and a highly elastic and high-strength microporous polyolefin membrane cannot be obtained. On the other hand, if the areal magnification exceeds 400 times, restrictions are imposed on the stretching apparatus, stretching operation, and the like.
【0034】(c) 延伸温度 バッチ式及び連続式のいずれの場合も、延伸温度は、ポ
リオレフィン組成物の融点+10℃以下、好ましくは結晶
分散温度から結晶融点未満の範囲とするのが好ましい。
例えば超高分子量ポリエチレン+高密度ポリエチレンの
場合は90〜140℃が好ましく、より好ましくは100 〜130
℃の範囲である。延伸温度が融点+10℃を超えると樹
脂が溶融し、延伸による分子鎖の配向ができない。また
延伸温度が結晶分散温度未満では樹脂の軟化が不十分
で、延伸において破膜し易く、高倍率の延伸ができな
い。なお「結晶分散温度」は結晶内の分子鎖のミクロブ
ラウン運動が活発になる温度で、動的粘弾性測定により
求める。また動的粘弾性は、粘弾性体に定常的な正弦波
のひずみを与えて正弦波の応力を測定したり、逆に応力
に対するひずみを測定したりして求める。また結晶融点
はポリオレフィンが結晶状態から液体状態へ転移する温
度で、示差走査熱量測定により求める。(C) Stretching temperature In both the batch system and the continuous system, the stretching temperature is preferably equal to or lower than the melting point of the polyolefin composition + 10 ° C., and more preferably in the range from the crystal dispersion temperature to less than the crystal melting point.
For example, in the case of ultra-high molecular weight polyethylene + high-density polyethylene, the temperature is preferably 90 to 140 ° C, more preferably 100 to 130 ° C.
It is in the range of ° C. If the stretching temperature exceeds the melting point + 10 ° C., the resin melts and the molecular chains cannot be oriented by stretching. On the other hand, if the stretching temperature is lower than the crystal dispersion temperature, the resin is insufficiently softened, the film is easily broken in the stretching, and high-magnification stretching cannot be performed. The “crystal dispersion temperature” is a temperature at which micro-Brownian motion of molecular chains in a crystal becomes active, and is determined by dynamic viscoelasticity measurement. The dynamic viscoelasticity is determined by giving a steady sine wave strain to the viscoelastic body and measuring the sine wave stress, or measuring the strain with respect to the stress. The crystal melting point is a temperature at which the polyolefin changes from a crystalline state to a liquid state, and is determined by differential scanning calorimetry.
【0035】(6) 不揮発性溶剤の除去による微多孔化 得られた二軸延伸フィルムを易揮発性溶剤で洗浄し、残
留する不揮発性溶剤を抽出除去する。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、ジエチルエーテ
ル、ジオキサン等のエーテル類等が挙げられる。洗浄方
法は、易揮発性溶剤に浸漬し抽出する方法、易揮発
性溶剤をシャワーする方法、又はこれらの組合せによ
る方法等により行うことができる。上述の洗浄は、二軸
延伸フィルム中の残留不揮発性溶剤が1重量%未満にな
るまで行う。その後二軸延伸フィルムを加熱乾燥法又は
風乾法等により乾燥する。乾燥した二軸延伸フィルム
は、結晶分散温度〜融点の温度範囲で熱固定するのが望
ましい。(6) Making the porous film microporous by removing the nonvolatile solvent The obtained biaxially stretched film is washed with a volatile solvent, and the remaining nonvolatile solvent is extracted and removed. As the volatile solvent, hydrocarbons such as pentane, hexane and heptane,
Examples include chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride, fluorinated hydrocarbons such as ethane trifluoride, and ethers such as diethyl ether and dioxane. The washing method can be performed by a method of immersing in a volatile solvent for extraction, a method of showering the volatile solvent, a method of a combination thereof, or the like. The above-mentioned washing is performed until the residual nonvolatile solvent in the biaxially stretched film becomes less than 1% by weight. Thereafter, the biaxially stretched film is dried by a heat drying method or an air drying method. It is desirable that the dried biaxially stretched film is heat-set at a temperature in the range of the crystal dispersion temperature to the melting point.
【0036】[3] ポリオレフィン微多孔膜の特性 (1) 一般的特性 以上のようにして製造したポリオレフィン微多孔膜の空
孔率は35〜95%であり、平均貫通孔径は0.001 〜0.2 μ
mであり、15mm幅の破断強度は0.2 kg以上である。ポリ
オレフィン微多孔膜の厚さは用途に応じて適宜選択しう
るが、例えば5〜50μmが好ましく、10〜30μmにする
のがより好ましい。ポリオレフィン微多孔膜に対して、
必要に応じてプラズマ照射、界面活性剤含浸、表面グラ
フト化等により親水化処理を施しても良い。[3] Characteristics of Microporous Polyolefin Membrane (1) General Characteristics The porosity of the microporous polyolefin membrane produced as described above is 35 to 95%, and the average through-pore diameter is 0.001 to 0.2 μm.
m and the breaking strength of 15 mm width is 0.2 kg or more. The thickness of the polyolefin microporous membrane can be appropriately selected according to the application, but is preferably, for example, 5 to 50 μm, and more preferably 10 to 30 μm. For microporous polyolefin membrane,
If necessary, a hydrophilic treatment may be performed by plasma irradiation, surfactant impregnation, surface grafting, or the like.
【0037】(2) 引張破断強度の比 不揮発性溶剤の抽出処理前の二軸延伸フィルムの引張破
断強度(A)と抽出処理後の二軸延伸フィルム(微多孔
膜)の引張破断強度(B)との比(A/B)は、0.75以
下である。具体的には、抽出処理前の二軸延伸フィルム
の引張破断強度(A)は100 〜600 kgf/cm2 程度であ
り、微多孔膜の引張破断強度(B)は600〜1900kgf/cm
2 程度である。このように、抽出処理前の二軸延伸フィ
ルムは強度が低いが、抽出処理により非常に高強度化す
る。(2) Ratio of Tensile Rupture Strength Tensile Rupture Strength (A) of the biaxially stretched film before extraction of the non-volatile solvent and tensile strength (B) of the biaxially stretched film (microporous film) after extraction ) Is 0.75 or less. Specifically, the biaxially stretched film before the extraction treatment has a tensile strength at break (A) of about 100 to 600 kgf / cm 2 , and the microporous membrane has a tensile strength at break (B) of 600 to 1900 kgf / cm 2.
About 2 . As described above, the strength of the biaxially stretched film before the extraction treatment is low, but the strength is extremely increased by the extraction treatment.
【0038】[0038]
【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説
明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
なお各実施例における試験方法は次の通りである。The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the invention is limited thereto.
The test method in each example is as follows.
【0039】(1) 重量平均分子量(Mw)及び分子量分
布(Mw/Mn):ウォーターズ(株)製のゲルパーミ
エーションクロマトグラフィー(GPC )装置を用い、カ
ラムに東ソー(株)製のGMH-6 、不揮発性溶剤にO-ジク
ロルベンゼンを使用し、温度135 ℃、流量1.0 ml/ 分に
て、GPC 法により測定した。 (2) 膜厚:断面を走査型電子顕微鏡により測定した。 (3) 引張破断強度:ASTM D882 に準拠して測定した(単
位:kgf/cm2 )。 (4) 引張破断伸度:ASTM D882 に準拠して測定した(単
位:%)。 (5) 孔径:OMNISORP360 (Coulter 社製)を用い、媒体
として液体窒素を使用し、平均孔径を求めた。(1) Weight average molecular weight (Mw) and molecular weight distribution (Mw / Mn): A gel permeation chromatography (GPC) device manufactured by Waters Co., Ltd., and GMH-6 manufactured by Tosoh Co., Ltd. was used as a column. The measurement was performed by the GPC method using O-dichlorobenzene as a nonvolatile solvent at a temperature of 135 ° C. and a flow rate of 1.0 ml / min. (2) Film thickness: The cross section was measured by a scanning electron microscope. (3) Tensile breaking strength: Measured in accordance with ASTM D882 (unit: kgf / cm 2 ). (4) Tensile elongation at break: measured in accordance with ASTM D882 (unit:%). (5) Pore size: Using OMNISORP360 (manufactured by Coulter), liquid nitrogen was used as a medium, and the average pore size was determined.
【0040】実施例1 重量平均分子量(Mw)が1×106 で分子量分布(Mw
/Mn)が10の多段重合超高分子量ポリエチレンに、不
揮発性溶媒として流動パラフィン (64cst/40℃) を混合
し、200 ℃に加熱することにより30重量%の超高分子量
ポリエチレン溶液を調製した。また超高分子量ポリエチ
レン溶液100 重量部に、2,6-ジ-t- ブチル-p- クレゾー
ル (「BHT 」、住友化学工業(株)製)0.125重量部とテ
トラキス〔メチレン-3-(3,5-ジ-t- ブチル-4- ヒドロキ
シルフェニル)-プロピオネート〕メタン (「イルガノッ
クス1010」、チバガイギー製)0.25 重量部とを酸化防止
剤として添加した。 Example 1 A weight average molecular weight (Mw) of 1 × 10 6 and a molecular weight distribution (Mw)
(Mn) of 10 was mixed with a liquid paraffin (64 cst / 40 ° C.) as a non-volatile solvent, and heated to 200 ° C. to prepare a 30% by weight ultrahigh molecular weight polyethylene solution. In addition, 0.125 parts by weight of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (“BHT”, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) and 100 parts by weight of ultrahigh molecular weight polyethylene solution were mixed with tetrakis [methylene-3- (3, 0.25 parts by weight of 5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) -propionate] methane (“Irganox 1010”, Ciba-Geigy) was added as an antioxidant.
【0041】得られた溶液を押出機によりTダイから押
出して厚さ1.5 mmのゲル状シートを形成した。ゲル状シ
ートを冷却後、バッチ式二軸延伸機に装着し、温度115
℃で5×5倍に同時二軸延伸した。得られた二軸延伸フ
ィルム(厚さ61μm)の引張破断強度及び引張破断伸度
を測定した。次に二軸延伸フィルムを塩化メチレンで洗
浄して残留流動パラフィンを抽出除去した後、乾燥して
厚さ32μmの微多孔膜を作製した。得られた微多孔膜の
引張破断強度及び引張破断伸度を測定した。測定結果
を、微多孔膜のその他の特性とともに、表1に示す。The obtained solution was extruded from a T-die by an extruder to form a 1.5 mm thick gel-like sheet. After cooling the gel-like sheet, it was mounted on a batch-type biaxial stretching machine,
The film was simultaneously biaxially stretched 5 × 5 times at ° C. The tensile breaking strength and tensile breaking elongation of the obtained biaxially stretched film (thickness: 61 μm) were measured. Next, the biaxially stretched film was washed with methylene chloride to extract and remove residual liquid paraffin, and then dried to produce a microporous film having a thickness of 32 μm. The tensile rupture strength and tensile rupture elongation of the obtained microporous membrane were measured. Table 1 shows the measurement results together with other characteristics of the microporous membrane.
【0042】実施例2 多段重合超高分子量ポリエチレンとして重量平均分子量
(Mw)が2×106 で分子量分布(Mw/Mn)が12の
ものを使用し、溶液のポリエチレン濃度を20重量%とし
た以外は実施例1と同じ条件で、厚さ76μmの二軸延伸
フィルムを形成し、次いで実施例1と同じ条件で厚さ24
μmの微多孔膜を作製した。それぞれの引張破断強度及
び引張破断伸度を測定した。測定結果を、微多孔膜のそ
の他の特性とともに、表1に示す。 EXAMPLE 2 A multistage ultrahigh molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 2 × 10 6 and a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 12 was used, and the polyethylene concentration of the solution was adjusted to 20% by weight. A biaxially stretched film having a thickness of 76 μm was formed under the same conditions as in Example 1 except that
A μm microporous membrane was produced. The tensile strength at break and tensile elongation at break were measured. Table 1 shows the measurement results together with other characteristics of the microporous membrane.
【0043】実施例3 重量平均分子量(Mw)が2×106 の超高分子量ポリエ
チレン20重量%及び重量平均分子量(Mw)が4×105
の高密度ポリエチレン80重量%に、不揮発性溶媒として
流動パラフィン (64cst/40℃) を混合し、200 ℃に加熱
することにより30重量%の濃度のポリエチレン組成物溶
液を調製した。ポリエチレン組成物の分子量分布(Mw
/Mn)は14であった。またポリエチレン組成物溶液に
実施例1と同じ酸化防止剤を同量添加した。 Example 3 20% by weight of ultrahigh molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 2 × 10 6 and a weight average molecular weight (Mw) of 4 × 10 5
Liquid paraffin (64 cst / 40 ° C.) as a non-volatile solvent was mixed with 80% by weight of the high-density polyethylene, and heated to 200 ° C. to prepare a polyethylene composition solution having a concentration of 30% by weight. Molecular weight distribution (Mw) of polyethylene composition
/ Mn) was 14. The same antioxidant as in Example 1 was added to the polyethylene composition solution.
【0044】ポリエチレン組成物溶液から実施例1と同
じ条件で厚さ49μmの二軸延伸フィルムを形成し、次い
で流動パラフィンの抽出により厚さ26μmの微多孔膜を
作製した。それぞれの引張破断強度及び引張破断伸度を
測定した。測定結果を、微多孔膜のその他の特性ととも
に、表1に示す。A biaxially stretched film having a thickness of 49 μm was formed from the polyethylene composition solution under the same conditions as in Example 1, and then a 26 μm thick microporous film was prepared by extracting liquid paraffin. The tensile strength at break and tensile elongation at break were measured. Table 1 shows the measurement results together with other characteristics of the microporous membrane.
【0045】実施例4 バッチ式二軸延伸機の代わりに図1に示す連続式二軸延
伸機を使用した以外実施例3と同じ条件で、厚さ59μm
の二軸延伸フィルムを形成し、次いで実施例3と同じ条
件で厚さ29μmの微多孔膜を作製した。それぞれの引張
破断強度及び引張破断伸度を測定した。測定結果を、微
多孔膜のその他の特性とともに、表1に示す。 Example 4 A thickness of 59 μm was obtained under the same conditions as in Example 3 except that the continuous biaxial stretching machine shown in FIG. 1 was used instead of the batch type biaxial stretching machine.
Was formed, and then a microporous film having a thickness of 29 μm was produced under the same conditions as in Example 3. The tensile strength at break and tensile elongation at break were measured. Table 1 shows the measurement results together with other characteristics of the microporous membrane.
【0046】比較例1 不揮発性溶媒としてパラフィンワックスを使用した以外
実施例1と同じ条件で、厚さ60μmの二軸延伸フィルム
を形成し、次いで実施例1と同じ条件で厚さ45μmの微
多孔膜を作製した。それぞれの引張破断強度及び引張破
断伸度を測定した。測定結果を、微多孔膜のその他の特
性とともに、表1に示す。 Comparative Example 1 A biaxially stretched film having a thickness of 60 μm was formed under the same conditions as in Example 1 except that paraffin wax was used as the non-volatile solvent, and then a microporous film having a thickness of 45 μm was formed under the same conditions as in Example 1. A film was prepared. The tensile strength at break and tensile elongation at break were measured. Table 1 shows the measurement results together with other characteristics of the microporous membrane.
【0047】比較例2 重量平均分子量(Mw)が2×106 の超高分子量ポリエ
チレン20重量%及び重量平均分子量(Mw)が4×105
の高密度ポリエチレン80重量%を使用した以外比較例1
と同じ条件で、厚さ50μmの二軸延伸フィルムを形成
し、次いで実施例1と同じ条件で厚さ38μmの微多孔膜
を作製した。それぞれの引張破断強度及び引張破断伸度
を測定した。測定結果を、微多孔膜のその他の特性とと
もに、表1に示す。 Comparative Example 2 20% by weight of ultrahigh molecular weight polyethylene having a weight average molecular weight (Mw) of 2 × 10 6 and a weight average molecular weight (Mw) of 4 × 10 5
Comparative Example 1 except that 80% by weight of high-density polyethylene was used.
A biaxially stretched film having a thickness of 50 μm was formed under the same conditions as described above, and then a microporous film having a thickness of 38 μm was prepared under the same conditions as in Example 1. The tensile strength at break and tensile elongation at break were measured. Table 1 shows the measurement results together with other characteristics of the microporous membrane.
【0048】 表1 例NO. 実施例1 実施例2 実施例3 原料 超高分子ポリエチレン 重量平均分子量(Mw) 100万 200万 200万 含有量(重量%) 100 100 20 高密度ポリエチレン 重量平均分子量(Mw) − − 40万 含有量(重量%) 0 0 80 不揮発性溶媒の種類(1) FP FP FP 溶液濃度(2) 30 20 30 二軸延伸条件 延伸の方式 バッチ式 バッチ式 バッチ式 延伸倍率 5×5 5×5 5×5 抽出前の二軸延伸フィルムの特性 引張破断強度A(3) MD 255 231 378 TD −* −* −* 引張破断伸度(4) MD 244 267 222 TD −* −* −* 微多孔膜の特性 引張破断強度B(3) MD 1279 1302 1108 TD −* −* −* 引張破断伸度 (4) MD 220 155 189 TD −* −* −* A/B MD 0.2 0.18 0.34 TD −* −* −* 平均孔径(μm) 0.020 0.009 0.030 注:* 測定せず。 (1) FPは流動パラフィンを表し、PWはパラフィンワックスを表す。 (2) 溶液中の超高分子量ポリエチレン又はポリエチレン組成物の濃度(重量 %)。 (3) 単位はkgf/cm2 。 (4) 単位は%。Table 1 Example No. Example 1 Example 2 Example 3 Raw material ultrahigh molecular weight polyethylene (Mw) 1,000,000 2,000,000 2,000,000 Content (% by weight) 100 100 20 High-density polyethylene Weight average molecular weight (Mw) Mw)--400,000 content (% by weight) 0 0 80 Types of non-volatile solvent (1) FP FP FP solution concentration (2) 30 20 30 Biaxial stretching condition Stretching method Batch type Batch type Batch type Stretching ratio 5 × 5 5 × 5 5 × 5 Tensile breaking strength A of the biaxially stretched film before extraction (3) MD 255 231 378 TD- * - * - * Tensile breaking elongation (4) MD 244 267 222 TD- * - * - * Characteristic tensile strength at break of microporous membrane B (3) MD 1279 1302 1108 TD- * - * - * Tensile strength at break (4) MD 220 155 189 TD- * - * - * A / B MD 0.2 0.18 0.34 TD- * - * - * Average pore size (μm) 0.020 0.009 0.030 Note: * Not measured. (1) FP represents liquid paraffin, and PW represents paraffin wax. (2) The concentration (% by weight) of ultrahigh molecular weight polyethylene or polyethylene composition in the solution. (3) The unit is kgf / cm 2 . (4) Unit is%.
【0049】 表1(続き) 例NO. 実施例4 比較例1 比較例2 原料 超高分子ポリエチレン 重量平均分子量(Mw) 200万 100万 200万 含有量(重量%) 20 100 20 高密度ポリエチレン 重量平均分子量(Mw) 40万 − 40 万 含有量(重量%) 80 0 80 不揮発性溶媒の種類(1) FP PW PW 溶液濃度(2) 30 30 30 二軸延伸条件 延伸の方式 連続式 バッチ式 バッチ式 延伸倍率 5×5 5×5 5×5 抽出前の二軸延伸フィルムの特性 引張破断強度A(3) MD 488 1135 1028 TD 364 −* −* 引張破断伸度(4) MD 183 139 144 TD 243 −* −* 微多孔膜の特性 引張破断強度B(3) MD 1336 1448 1303 TD 1058 −* −* 引張破断伸度 (4) MD 150 147 147 TD 339 −* −* A/B MD 0.37 0.78 0.79 TD 0.34 −* −* 平均孔径(μm) 0.031 0.028 0.020 注:* 測定せず。 (1) 〜(4) 同上。Table 1 (continued) Example No. Example 4 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Raw material ultra-high molecular weight polyethylene Weight average molecular weight (Mw) 2,000,000 1,000,000 2,000,000 Content (% by weight) 20 100 20 High-density polyethylene Weight Average molecular weight (Mw) 400,000-400,000 Content (% by weight) 80 0 80 Type of non-volatile solvent (1) FP PW PW Solution concentration (2) 30 30 30 Biaxial stretching condition Stretching method Continuous batch Batch Formula Stretching magnification 5 × 5 5 × 5 5 × 5 Characteristics of biaxially stretched film before extraction A (3) MD 488 1135 1028 TD 364- * - * Tensile breaking elongation (4) MD 183 139 144 TD 243- * - * Characteristic tensile rupture strength B of microporous membrane (3) MD 1336 1448 1303 TD 1058- * - * Tensile rupture elongation (4) MD 150 147 147 TD 339- * - * A / B MD 0.37 0.78 0.79 TD 0.34- * - * Average pore size (μm) 0.031 0.028 0.020 Note: * Not measured. (1)-(4) Same as above.
【0050】以上の結果から明らかなように、ゲル状シ
ートを同時二軸延伸することにより微多孔膜を形成する
場合、不揮発性溶剤の抽出処理前の二軸延伸フィルムの
引張破断強度(A)と抽出処理後の二軸延伸フィルム
(微多孔膜)の引張破断強度(B)との比(A/B)が
0.75以下の実施例1〜4では、延伸方式に関係なく、低
応力で優れた特性を有する微多孔膜が得られる。As is apparent from the above results, when the microporous film is formed by simultaneously biaxially stretching the gel-like sheet, the tensile breaking strength (A) of the biaxially stretched film before the extraction treatment of the nonvolatile solvent is performed. Ratio (A / B) between the tensile strength at break (B) of the biaxially stretched film (microporous membrane) after the extraction treatment
In Examples 1 to 4 of 0.75 or less, regardless of the stretching method, a microporous membrane having low stress and excellent characteristics can be obtained.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の方法によ
れば、ゲル状シートを延伸後抽出処理前の引張破断強度
と微多孔膜の引張破断強度との比率が所定の範囲内に入
るような溶媒を選択しているので、低応力で優れた特性
を有するポリオレフィン微多孔膜を得ることができる。As described above in detail, according to the method of the present invention, the ratio between the tensile strength at break of the gel-like sheet after the stretching and before the extraction treatment and the tensile strength at break of the microporous membrane is within a predetermined range. Since a solvent that can be used is selected, a microporous polyolefin membrane having low stress and excellent characteristics can be obtained.
【0052】本発明の方法による微多孔膜は高強度であ
り、不織布等と積層する際の取扱い性や加工性に優れて
いる。さらに透水性に優れるため、分子量数万〜数十万
の分子状物を分画することができる。本発明の方法によ
るポリオレフィン微多孔膜は、電池用セパレーター、電
解コンデンサー用隔膜、超精密濾過膜、限外濾過膜、各
種フィルター、透湿防水衣料用多孔質膜等の各種用途に
好適である。The microporous membrane produced by the method of the present invention has a high strength and is excellent in handleability and workability when laminated with a nonwoven fabric or the like. Furthermore, since it has excellent water permeability, molecular substances having a molecular weight of tens of thousands to hundreds of thousands can be fractionated. The microporous polyolefin membrane according to the method of the present invention is suitable for various uses such as a battery separator, a diaphragm for an electrolytic capacitor, an ultrafine filtration membrane, an ultrafiltration membrane, various filters, and a porous membrane for moisture-permeable waterproof clothing.
【図1】 連続延伸法に使用する二軸延伸装置の概略図
である。FIG. 1 is a schematic view of a biaxial stretching apparatus used for a continuous stretching method.
1a、1b・・・ガイドレール 2a、2b・・・コンベヤー部材 3a、3b・・・リンク部材 4a、4b・・・グリップ部材 10・・・ゲル状シート B1 、B2 ・・・ゲル状シートの幅 P1 、P2 ・・・グリップ部材の間隔1a, 1b ... guide rails 2a, 2b ... conveyor members 3a, 3b ... link member 4a, 4b ... gripping member 10 ... gel-like sheet B 1, B 2 ... gel-like sheet Width P 1 , P 2 ... Grip member spacing
Claims (5)
重量平均分子量/数平均分子量が10〜300 の超高分子量
ポリオレフィン、又は(ロ) 重量平均分子量が7×105 以
上のポリオレフィン成分を1重量%以上含有し、かつ重
量平均分子量/数平均分子量が10〜300 のポリオレフィ
ン組成物10〜50重量%と、不揮発性溶剤50〜90重量%と
からなる溶液を調製し、前記溶液をダイより押出し、冷
却してゲル状シートを形成し、前記ゲル状シートを前記
超高分子量ポリオレフィン(イ) 、又は前記ポリオレフィ
ン組成物(ロ) の融点+10℃以下の温度で二軸延伸し、し
かる後残存不揮発性溶剤を易揮発性溶剤により抽出除去
することによりポリオレフィン微多孔膜を製造する方法
であって、二軸延伸シートの抽出前の引張破断強度
(A)と抽出後の引張破断強度(B)との比(A/B)
が0.75以下であることを特徴とする方法。1. An ultrahigh molecular weight polyolefin having a weight average molecular weight of 7 × 10 5 or more and a weight average molecular weight / number average molecular weight of 10 to 300, or (b) a polyolefin having a weight average molecular weight of 7 × 10 5 or more. A solution comprising 10 to 50% by weight of a polyolefin composition containing 1% by weight or more of components and having a weight average molecular weight / number average molecular weight of 10 to 300, and 50 to 90% by weight of a non-volatile solvent; Is extruded from a die, cooled to form a gel-like sheet, and the gel-like sheet is biaxially stretched at a temperature not higher than the melting point of the ultra-high molecular weight polyolefin (a) or the polyolefin composition (b) + 10 ° C, A method for producing a microporous polyolefin membrane by extracting and removing the remaining nonvolatile solvent with a volatile solvent, wherein the tensile strength at break (A) of the biaxially stretched sheet before extraction and the tensile strength at break after extraction (B The ratio of (A / B)
Is 0.75 or less.
膜の製造方法において、前記不揮発性溶剤が前記超高分
子量ポリオレフィン(イ) 、又は前記ポリオレフィン組成
物(ロ) の良溶媒であり、かつ前記超高分子量ポリオレフ
ィン(イ) 、又は前記ポリオレフィン組成物(ロ) の溶液が
冷却されたときにゲル状となるもので、常温で液体であ
り、かつ170 ℃以上の沸点を有する脂肪族又は脂環族の
炭化水素あるいは鉱油留分であることを特徴とする方
法。2. The method for producing a microporous polyolefin membrane according to claim 1, wherein the non-volatile solvent is a good solvent for the ultra-high molecular weight polyolefin (a) or the polyolefin composition (b), and An ultrahigh molecular weight polyolefin (a) or a polyolefin composition (b) which becomes a gel when cooled, and is a liquid at room temperature and an aliphatic or alicyclic compound having a boiling point of 170 ° C or higher. Or a mineral oil fraction.
膜の製造方法において、前記不揮発性溶剤が流動パラフ
ィンであることを特徴とする方法。3. The method for producing a microporous polyolefin membrane according to claim 2, wherein the non-volatile solvent is liquid paraffin.
レフィン微多孔膜の製造方法において、前記超高分子ポ
リオレフィン(イ) が、多段重合により得られた超高分子
量ポリオレフィンであることを特徴とする方法。4. The method for producing a microporous polyolefin membrane according to claim 1, wherein the ultrahigh molecular weight polyolefin (a) is an ultrahigh molecular weight polyolefin obtained by multistage polymerization. And how.
レフィン微多孔膜の製造方法において、前記ポリオレフ
ィン組成物(ロ) が、(a) 重量平均分子量が7×105 以上
の超高分子量ポリオレフィンと、(b) 重量平均分子量が
1×104 以上7×105 未満のポリエチレンとの混合物で
あることを特徴とする方法。5. The method for producing a microporous polyolefin membrane according to claim 1, wherein the polyolefin composition (b) comprises: (a) an ultra-high molecular weight polymer having a weight average molecular weight of 7 × 10 5 or more. A method comprising a mixture of a polyolefin and (b) polyethylene having a weight average molecular weight of 1 × 10 4 or more and less than 7 × 10 5 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27063197A JPH1192587A (en) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Preparation of polyolefin microporous film |
Applications Claiming Priority (1)
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JP27063197A JPH1192587A (en) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Preparation of polyolefin microporous film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1192587A true JPH1192587A (en) | 1999-04-06 |
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ID=17488784
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JP27063197A Pending JPH1192587A (en) | 1997-09-17 | 1997-09-17 | Preparation of polyolefin microporous film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1192587A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2021015269A1 (en) * | 2019-07-25 | 2021-01-28 | 東レ株式会社 | Microporous polyolefin membrane and separator for nonaqueous electrolyte secondary batteries |
-
1997
- 1997-09-17 JP JP27063197A patent/JPH1192587A/en active Pending
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