JPS6140705B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は多孔性フイルムに関する。更に詳しく
説明すると非直線状であつて孔道長の極めて長い
貫通孔を有する透気性が小さく透湿性の優れた多
孔性フイルムに関する。 従来、各種電池のセパレーター、公害あるいは
医療関連過材として多くの多孔性フイルターが
開発されている。かゝる多孔性フイルターの製造
法として種々提案されている。その一つとして不
織布などを熱処理することにより非直線状の貫通
孔を有する多孔性フイルターを得る方法がある。
この方法によれば熱処理時に繊維間の融着が避け
られず、空孔が押しつぶされ繊維間の空隙が大き
く減少する。さらにその場合孔径は繊維径によつ
て規制されるために微細孔を有するフイルムを製
造することは困難であり、しかもその孔径分布の
バラツキが大きいという欠点がある。 そして本発明者らは、かゝる欠点のない多孔性
フイルムについて研究を重ねた結果、非直線状で
あつて孔道長の極めて長い貫通孔を有し、表面に
微細孔を有する多孔性フイルムが製造されること
が見出された。 かくして本発明によれば、有機添加物を含浸し
た熱可塑性繊維状ポリマーを主体とする繊維ウエ
ブの多層体を、加圧加熱処理し、次いで得られた
フイルム状物から該有機添加物を離脱せしめるこ
とにより得られた非直線状であつて孔道長の極め
て長い貫通孔を有し、表面に微細孔を有する透気
度が250秒／100c.c.以上で且つ透湿度が50ｇ／m²・
hr以上である多孔性フイルムが提供される。 本発明において有機添加物を含浸せしめた繊維
ウエブを加圧加熱処理することによる効果は次の
如く考えられる。 (i) 繊維の周囲に含浸された有機添加物が繊維相
互の融着を防げる。 (ii) 有機添加物の粘性により繊維が流動し易くな
り、多層体中に繊維が均一に充填される。 (iii) 有機添加物を溶剤等で離脱除去せしめること
によりその跡が均一な微細孔を形成する。 本発明における熱可塑性繊維状ポリマーを形成
するポリマーとは、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリスチレンの如きポリオルフイン；各種ナ
イロン；各種ポリエステル；各種ポリウレタン等
の熱可塑性ポリマー単体又は、それらの混合体で
あつて特に限定されないが、ポリオレフイン系、
ナイロン系、エラストマー系等が熱融解後の強力
低下が少い点で望ましい。殊に融点の異なるポリ
マーの混合体で、低融点ポリマーが細孔形成に寄
与し、高融点ポリマーが強度保持に寄与できるよ
うなものが特に好ましい。 本発明における繊維ウエブとは、短繊維又は長
繊維フイラメント又はたて方向に無数の非連続亀
裂を有するフイルム状物の二次元的繊維集合体を
いい、具体的にはカードウエブ、フイラメントウ
エブ等従来のウエブ化設備によつて得られるいず
れのウエブでもよいが一枚のウエブが出来るだけ
均一でうすい方が望ましい。 本発明者らの研究によれば、繊維ウエブとして
後記するが如き方法によつて得られるたて方向に
無数の非連続亀裂を有するフイブリル化シートを
巾方向に延展してなる網状ウエブを使用するもの
が最も望ましい。 本発明における多層体とは、前述の繊維ウエブ
を重ね合せて形成される構造体であつて均一な多
孔性フイルムを得るためには少くとも５積層以上
とし、出来るだけ多くの多層体にする方が良い。
特に、ミクロンオーダーの粒径物質の分離、透過
機能を与えることを目的とした多孔性フイルムを
得るためには、平均孔径が小さなものが要求され
るが、本発明の方法によれば平均孔径は、多層積
層体中の繊維表面に含浸された有機添加物の種
類、付着量及び加圧加熱条件、繊維の直径により
規制される。 繊維の平均直径が小さいと得られる多孔性フイ
ルムの平均孔径が小さくかつ単位体積当りの表面
が大きくなるので、繊維直径のできるだけ小さな
ものを選ぶことが好ましい。 一般に多孔性フイルムの付加価値は孔径の小さ
い方が高まるので同一繊維ウエブの多層積層体か
ら多孔性フイルムを形成する場合は平均直径が10
μ以下の繊維を使用することにより平均孔径の小
さい多孔性フイルムを得ることができる。 本発明における有機添加物は前記繊維状ポリマ
ー及び、加圧加熱条件によつて選択すべきではあ
るが、一般には前記繊維状ポリマーを含浸せしめ
ることにより均一にコートでき、加圧加熱条件下
で溶融状態となりかつ発泡せず、ある程度の粘性
を有して繊維間を流動することが好ましい。しか
も後述する脱添加剤工程でフイルム状物から効率
よく離脱除去し易いものが有利である。 有機添加物の例としては、高級アルコール類、
高級アルコール系界面活性剤、ｎ―パラフイン類
あるいはポリアルキレングリコール類ポリスチレ
ン、ポリアクリル酸類などの高分子類をあげるこ
とができる。これらのうち、炭素数８〜30の高級
アルコール或いは高級アルコール系界面活性剤、
融点が40℃〜100℃のパラフイン類が特に好まし
い。 これら有機添加剤は、溶液状態または溶融状態
にしてポリマーの多層積層体に含浸させることに
よりポリマー繊維に均一にコートすることができ
る。 これら有機添加剤の添加量は、得られる多孔性
フイルムの要求特性によつて決められるが、一般
に該繊維状ポリマーに対して重量で0.05〜10倍
量、好ましくは0.1〜５倍量、更に好ましくは0.2
〜２倍量程度である。添加剤の量がこの範囲より
少ないと、繊維状ポリマーを均一にコートするこ
とが難しくなり、繊維相互の融着する量が多くな
り、さらに加圧加熱処理特に繊維の流動性が悪く
なり孔径のバラツキが大きくなるので好ましくな
い。一方添加剤の量が前記範囲を越えると、加圧
加熱処理時に繊維間の流動性が良過ぎて、繊維が
バラバラの状態となりフイルム成型性が悪くなり
さらに脱添加剤工程での除去効率が悪くなるので
不利である。 本発明において、繊維ウエブの多層体に添加剤
をコートした物を加圧加熱処理するには従来の不
織布を形成するにあたつて使用されている如き加
熱ローラー等を用いる。その際の加熱温度は、用
いる熱可塑性繊維状ポリマーの主たる成分の融点
（Tm℃）よりも１〜30℃高い温度が望ましい。
加圧圧力は、加熱温度により左右されるが、線圧
力１〜100Kgが望ましい。 次に前述の如くして得られたフイルム状物から
有機添加物を離脱除去せしめるには、該有機添加
物を溶解し得るが繊維状ポリマーを溶解しない溶
剤を該フイルム状物と接触させて、有機添加物を
溶解除去する方法を採用するのが適当である。 かような溶剤としては、無機系のものでもよく
また有機系のものでもよく、その例としては例え
ば水、フオルムアミド、メタノール、アセトアミ
ド、ピリジン、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、メチ
レンクロライド、アセトン、水酸化ナトリウム水
溶液がよくｎ―パラフインポリスチレン等の有機
添加剤の場合には、ヘプタン、ヘキサン、トルエ
ン、クロロホルム等があげられる。これらは単独
で用いてもよく又混合溶剤として用いてもよい、
多工質膜として空孔率を多くするためには該有機
添加剤は実質的に全部除去するのが望ましい。 かくして得られた多孔質フイルムは、透気性が
小さくかつ透湿性が優れている。このことはフイ
ルムの表面に均一な微細孔が存在することを示し
ている。実際に添付した図２の電子顕微鏡写真で
明らかなように表面は１μ程度の細孔が存在し、
層間は孔導長が極めて長く複雑な貫通孔を形成し
ているまた得られた多孔性フイルムはその透気度
が250秒／100c.c.以上であり且つ透湿度が50ｇ／
m²・hr以上であつて透気性が小さく透湿性がよい
という特性を有している。一方有機添加物を含浸
させないで加圧加熱処理したものは後述する比較
例に示す如く、透気性が大きく、しかも透湿性が
小さい多孔性フイルムが得られるに過ぎない。こ
のことは加圧加熱時繊維の流動がないため、密充
填化されることなく融着するため部分的に大きな
溌の孔が形成され、透気性が大きいが、一方繊維
は融着し空孔を押しつぶしているため空孔率から
みると小さくて透湿性は小さくなつていると考え
られる。また本発明の方法により製造される多孔
質フイルムは層間が繊維状をある程度保持してい
るために引張強度が１〜５Kg／mm²と多孔質フイル
ムとしては大きいのも特徴である。 本発明の多孔質フイルムは、上述の通り微細孔
を有するフイルムであつて各種電池等のセパレー
ター、各種過材、ガス分離用膜あるいはフイル
ムの支持体等の種々の目的に使用されるものであ
る。 以下本発明を実施例を掲げて詳細する。実施例
中透気度は日本工業規格JIS―P8117―1963に準
じた装置および方法により測定した値であり透湿
度は40℃、RH90％で測定しｇ／m²，hr単位で示
した値である。 実施例 １ 繊維状物は熱可塑ポリマーに少量のタルクを加
えベント型押出機を用いて、窒素ガスを圧入し溶
融混練し、スリツトダイから亀裂シートを押出し
た。該繊維状物の製造条件を下記表１に示す。尚
本実施例に使用した熱可塑性ポリマーはポリプロ
ピレン（Ｐ・Ｐと略記する）とナイロン６（Ny
と略記する）である。 つぎに加圧加熱処理工程を第１図と共に説明す
る。 第１図において表１に示した製造条件より得ら
れた繊維状物を多数枚積層し、フイードローラ
１，１′に導入される。フイードローラーの直後
には針をうえた一対の末広がりベルト，２，２′
が設置されており、これに繊維状積層物を、オー
バーフイード20倍の状態で両端を把持し、巾方向
に原反の10倍に延展した。さらに該延展ウブ４を
ベルト間設置された予備プレスローラー３，３′
で形態保持を行ない、ついでｎ―パラフイン
（Ｍ・P50〜52℃）10部ｎ―ヘキサン90部の溶液
槽４浸漬し、ついで紋りローラー５，５′で紋り
乾燥後、加熱ローラー６，６′を通して155℃〜
160℃、10Kg／線圧の条件で熱処理した。このも
のをｎ―ヘキサン溶剤槽７，８により２度洗浄し
乾燥後巻きとつて多孔性フイルムを得た。かくし
て得られたフイルムの表面図と断面図とを図２―
１と図２―２にその性能を表２に示した。 実施例 ２ 有機添加剤としてラウリルアルコールを用いる
ほかは実施例と同じようにして多孔性フイルムを
得た。その性能を表２に示した。 実施例 ３ 有機添加剤としてオレイン酸ナトリウムを用い
るほかは実施例１と同じようにして多孔性フイル
ムを得た。その性能を表２に示す。 比較例 有機添加剤を含浸させないで実施例１を同じよ
うに加圧加熱処理した。その性能を表２に示す。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

図１は本発明による多孔性フイルムの製造工程
の概略図の１例を示すものであり、図２―１およ
び図２―２はそれぞれ本発明の実施例で得られた
多孔性フイルムの表面図（×3000）と断面図（×
1000）を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 有機添加物を含浸した熱可塑性繊維状ポリマ
   ーを主体とする繊維ウエブの多層体を、加圧加熱
   処理し次いで得られたフイルム状物から該有機添
   加物を離脱せしめることにより得られた非直線状
   であつて孔道長の極めて長い貫通孔を有し、表面
   に微細孔を有する透気度が250秒／100c.c.以上で且
   つ透湿度が50ｇ／m²・hr以上である多孔性フイル
   ム。