KR102345255B1 - 액체 필터용 기재 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 폴리올레핀 미다공막으로 이루어지고, 상기 폴리올레핀 미다공막의 차압 90㎪ 하의 투수(透水) 성능이 0.51∼1.20㎖/min·㎠이며, 상기 폴리올레핀 미다공막의 버블 포인트가 0.45㎫ 이상 0.70㎫ 이하이고, 상기 폴리올레핀 미다공막의 공공률이 50∼58%이며, 상기 폴리올레핀 미다공막의 압축률이 15% 미만인 액체 필터용 기재를 제공한다.

Description

액체 필터용 기재{LIQUID FILTER SUBSTRATE}

본 발명은, 액체 필터용 기재에 관한 것이다.

최근, 갈수록 전자 기기의 소형, 고성능화가 진행하고 있으며, 특히 PC, 스마트폰을 대표로 하는 디지털 기기, 휴대 단말은 비약적인 진화를 이루고 있다. 그것을 견인, 서포트하는 다양한 기술 중에서도, 반도체 산업의 기술 혁신이 큰 역할을 수행하고 있는 것은 주지의 사실이다. 최근의 반도체 산업에 있어서, 배선 패턴 치수는 20㎚를 하회하는 영역에서의 개발 경쟁으로 되고 있으며, 각 사 최첨단 제조 라인의 구축을 서두르고 있다.

리소그래피 공정은, 반도체 부품 제조에서 패턴을 형성하는 공정이다. 최근의 패턴 미세화와 함께, 리소그래피 공정에서 사용하는 약액 그 자체의 성상뿐만 아니라, 웨이퍼 위에 도포하기까지의 약액의 취급도, 매우 고도의 기술이 요구되도록 되어 가고 있다.

고도로 조제된 약액은 웨이퍼 위에 도포하기 직전에 치밀한 필터로 여과되어, 패턴 형성이나 수율에 큰 영향을 주는 파티클이 제거된다. 최첨단의 20㎚를 하회하는 패턴 형성에 있어서는, 약 10㎚ 미만의 파티클을 포집(捕集)할 수 있는 것이 요구되어, 필터 메이커 각 사는, 정력적으로 개발을 진행하고 있는 시점이다.

또한, 지금까지의 첨단 영역인 20㎚를 초과하는 배선 패턴 치수의 영역(예를 들면, 30㎚∼100㎚)에 있어서도, 배선 패턴을 형성하기 위하여 필요한 약액에 대한 요구로서, 종래의 외부로부터의 미소한 혼입 이물의 배제가 요구되고 있다. 또한, 약액 자체의 고반응성에 수반하는 겔화에 의한 겔상물의 배제나, 고순도로 정제된 약액 순도의 유지, 즉 약액의 오염 방지도 요구되도록 되어 왔다. 이러한 각종 배선 패턴 치수의 반도체의 제조에 있어서, 약 10㎚∼50㎚의 사이즈의 파티클을 제거하는 니즈가 있다.

일반적으로, 액체 필터는, 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌, 나일론, 폴리프로필렌 등의 수지로 이루어지는 다공질막을 기재로 해서, 카트리지 형태로 가공되어, 사용된다. 기재는, 약액과의 상성이나 포집 성능, 처리 능력, 수명 등의 관점에서, 목적으로 하는 용도에 따라 구분하여 사용되고 있다. 최근에는, 특히 기재 유래의 용출물(溶出物)을 저감시키는 것이 중시되고 있어, 기재로서 폴리에틸렌 미다공막이 많이 사용되도록 되어 가고 있다.

폴리에틸렌 미다공막의 대표적인 제조 방법으로서는, 상분리법이나 연신법을 들 수 있다. 상분리법은 고분자 용액의 상분리 현상에 의해 세공을 형성하는 기술이며, 예를 들면 특허문헌 1과 같은 열에 의해 상분리가 유기되는 열유기 상분리법이나, 고분자의 용매에 대한 용해도 특성을 이용한 비용매 유기 상분리법 등이 있다. 또한, 열유기 상분리와 비용매 유기 상분리의 양쪽의 기술을 조합하거나, 또한 연신에 의해 구멍 구조의 형태나 크기를 조정해서, 바리에이션을 증대시키는 것도 가능하다. 연신법은, 예를 들면 특허문헌 2∼5에 있는 바와 같이, 시트상으로 성형된 폴리에틸렌 원반(原反) 시트를 연신하고, 속도, 배율, 온도 등의 연신 조건을 조정해서, 결정 구조 중의 비정질(非晶質) 부분을 인신(引伸)하여, 미크로피브릴을 형성하면서 라멜라층의 사이에 미세공을 형성하는 방법이다.

일본국 특개평2-251545호 공보 일본국 특개2010-053245호 공보 일본국 특개2010-202828호 공보 일본국 특개평7-246322호 공보 일본국 특개평10-263374호 공보

그러나, 약 10∼50㎚ 정도의 파티클을 효율적으로 포집하려고 하면, 반대로 액체투과성이 악화하는 경향이 있어, 포집 성능과 액체투과성은 트레이드 오프의 관계에 있다.

또한, 액체 필터의 장기 사용에 있어서, 폴리올레핀 미다공막에 반복하여 압력이 가해짐으로써, 다공질 구조가 변화하여, 액체투과성이 서서히 저하해 가는 경우도 있다. 이러한 장기 안정 사용의 과제를 해결하기 위하여, 예를 들면 폴리올레핀 미다공막을 강직한 구성으로 하는 것도 생각할 수 있지만, 그렇게 하면 포집 성능이나 액체투과성에도 영향을 줘버린다. 또한, 액체 필터를 장기 사용했을 경우나, 필터로 가공할 때의 가열 프레스(접착) 등의 공정에 있어서는, 폴리올레핀 미다공막이 필요 이상으로 찌그러져버려, 본래의 다공질 구조를 유지할 수 없어, 투수(透水) 성능이 불안정해지는 문제나, 구멍의 폐색에 의한 여과 압력의 이상 상승 등의 문제가 생길 수 있다. 그 때문에, 액체 필터의 장기 사용 시 또는 가공 시에 있어서, 양호한 다공질 구조를 유지할 수 있는 폴리올레핀 미다공막이 요구되고 있다.

그리고, 특허문헌 1∼5와 같은 종래기술에 있어서는, 약 10∼50㎚ 정도의 파티클에 대한 포집 성능 및 액체투과성을 우수한 것으로 하며, 또한 장기 사용에 있어서 안정한 액체투과성도 실현시킨 제안은 이루어져 있지 않다.

그래서, 본 발명에서는, 상술한 과제를 해결하기 위해, 약 10∼50㎚ 정도의 파티클에 대한 우수한 포집 성능을 가지면서, 우수한 액체투과성을 가지며, 또한, 장기 사용에 있어서 안정한 액체투과성을 갖는 액체 필터용 기재를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 이하의 구성을 채용한다.

1. 폴리올레핀 미다공막으로 이루어지고, 상기 폴리올레핀 미다공막의 투수 성능이 0.51∼1.20㎖/min·㎠이고, 상기 폴리올레핀 미다공막의 버블 포인트가 0.45㎫ 이상 0.70㎫ 이하이고, 상기 폴리올레핀 미다공막의 압축률이 15% 미만인, 액체 필터용 기재.

2. 상기 폴리올레핀 미다공막은, 120℃에서 1시간 열처리를 행한 후의 폭 방향의 열수축률이 15% 이상인, 상기 1에 기재된 액체 필터용 기재.

3. 상기 폴리올레핀 미다공막의 두께가 7∼16㎛인, 상기 1 또는 2에 기재된 액체 필터용 기재.

4. 상기 폴리올레핀 미다공막은, 구멍 폐색 온도가 140℃보다도 높은 것인, 상기 1∼3 중 어느 하나에 기재된 액체 필터용 기재.

5. 상기 폴리올레핀 미다공막의 공공률(空孔率)이 50∼58%인, 상기 1∼4 중 어느 하나에 기재된 액체 필터용 기재.

본 발명에 따르면, 약 10㎚∼50㎚ 정도의 파티클에 대한 우수한 포집 성능을 가지면서, 우수한 액체투과성을 가지며, 또한, 장기 사용에 있어서 안정한 액체투과성을 갖는 액체 필터용 기재를 제공할 수 있다.

이하에, 본 발명의 실시형태에 대하여 순차 설명하지만, 이들의 설명 및 실시예는 본 발명을 예시하는 것이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 또, 본 명세서 전체에 있어서, 수치 범위에서 「∼」를 사용했을 경우, 각 수치 범위에는 그 상한값과 하한값을 포함하는 것으로 한다. 또한, 폴리올레핀 미다공막에 관하여, 「길이 방향」이란, 장척상으로 제조되는 폴리올레핀 미다공막의 장척 방향을 의미하고, 「폭 방향」이란, 폴리올레핀 미다공막의 길이 방향에 직교하는 방향을 의미한다. 이하, 「폭 방향」을 「TD」라고도 하며, 「길이 방향」을 「MD」라고도 한다.

[액체 필터용 기재]

본 발명의 액체 필터용 기재는, 폴리올레핀 미다공막으로 이루어지고, 상기 폴리올레핀 미다공막의 투수 성능이 0.51∼1.20㎖/min·㎠이고, 상기 폴리올레핀 미다공막의 버블 포인트가 0.45㎫ 이상 0.70㎫ 이하이고, 상기 폴리올레핀 미다공막의 압축률이 15% 미만이다.

이러한 본 발명에 따르면, 약 10∼50㎚ 정도의 파티클에 대한 우수한 포집 성능을 가지면서, 우수한 액체투과성을 가지며, 또한, 장기 사용에 있어서 안정한 액체투과성을 갖는 액체 필터용 기재를 제공할 수 있다. 이하, 각 구성의 상세에 대하여 설명한다.

(투수 성능(수류량(水流量))

본 발명의 액체 필터용 기재인 폴리올레핀 미다공막은, 유량 특성이 우수한 것을 특징으로 한다. 당해 폴리올레핀 미다공막의 90㎪의 차압 하에 있어서의 투수 성능은 0.51∼1.20㎖/min·㎠이다. 폴리올레핀 미다공막의 투수 성능이 0.51㎖/min·㎠ 미만이면, 약 10∼50㎚ 정도의 파티클용의 액체 필터로서의 충분한 투수 성능이 얻어지지 않아, 액체 여과의 생산성이 저하하는 문제나 송액량(送液量)(생산성)을 유지하기 위한 에너지 부하 증대의 문제 등이 생길 수 있다. 이러한 관점에서는 투수 성능은 0.55㎖/min·㎠ 이상인 것이 보다 바람직하며, 또한 0.60㎖/min·㎠ 이상인 것이 바람직하다. 한편, 폴리올레핀 미다공막의 투수 성능이 1.20㎖/min·㎠를 초과하면, 대략 10∼50㎚의 미소한 파티클을 충분히 포집할 수 없어, 충분한 포집 성능을 발현하지 못하는 문제가 생길 수 있다. 이러한 관점에서는 투수 성능은 1.10㎖/min·㎠ 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.00㎖/min·㎠ 이하인 것이 더 바람직하다.

(버블 포인트)

본 발명의 액체 필터용 기재인 폴리올레핀 미다공막은, 대략 10∼50㎚의 미소한 파티클을 고도로 포집하는 것을 특징으로 한다. 당해 폴리올레핀 미다공막의 버블 포인트는 0.45㎫ 이상이며, 또한 0.70㎫ 이하이다. 본 발명에 있어서, 폴리올레핀 미다공막의 버블 포인트가 0.45㎫보다 낮으면, 상술한 바와 같은 미소한 파티클을 충분히 포집할 수 없어, 충분한 포집 성능을 발현하지 못한다. 이러한 관점에서는 버블 포인트는 0.48㎫ 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 폴리올레핀 미다공막의 버블 포인트가 0.70㎫보다 높으면, 투수 성능이 현저하게 부족해버려, 장기 사용에 있어서 안정한 액체투과성을 실현할 수 없는 경우가 생길 수 있다. 이러한 관점에서는 버블 포인트는 0.65㎫ 이하인 것이 보다 바람직하다.

(압축률)

본 발명의 액체 필터용 기재인 폴리올레핀 미다공막은, 액체 필터의 장기 사용 시 또는 가공 시에 있어서 양호한 다공질 구조를 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다. 당해 폴리올레핀 미다공막의 압축률은 15% 미만인 것이 필요하며, 12% 이하인 것이 더 바람직하다. 여기에서, 본 발명에 있어서의 압축률이란, 폴리올레핀 미다공막을 70℃의 온도 하에 있어서 2㎫로 30초간 프레스한 후, 25℃에서 30초간 압력을 해방해서 방치하여, 프레스 전후의 막두께차와 프레스 전의 막두께의 비로부터 얻어지는 압축률이다. 본 발명에 있어서, 폴리올레핀 미다공막의 압축률이 15% 이상이면, 액체 필터의 장기 사용 시 또는 가공 시에 있어서, 폴리올레핀 미다공막이 필요로 하는 이상으로 찌그러져서 본래의 다공질 구조를 유지할 수 없어, 투수 성능이 불안정해지는 문제나, 구멍의 폐색에 의한 여과 압력의 이상 상승 등의 문제가 생길 수 있다. 또한, 폴리올레핀 미다공막의 압축률이 2% 이상이면, 액체 필터용 기재로서 불가결한 다공질 구조가 형성되는 관점에서 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서는, 상술한 투수 성능, 버블 포인트 및 압축률을 적정한 범위로 조정하는 것이 필요하다. 이들 물성을 제어하는 방법으로서는 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 폴리에틸렌 수지의 평균 분자량, 복수의 폴리에틸렌 수지를 혼합해서 사용하는 경우는 그 혼합 비율, 원료 중의 폴리에틸렌 수지 농도, 원료 중에 복수의 용제를 혼합해서 사용하는 경우는 그 혼합 비율, 압출 시트상물 내부의 용제를 교출(絞出)하기 위한 가열 온도, 누름 압력, 연신 배율이나 연신 후의 열처리(열고정) 온도, 추출 용매에의 침지 시간 등의 제조 조건을 조정하는 것 등을 들 수 있다. 특히, 이하의 제조 방법의 설명에서도 나타내지만, 초고분자량 폴리에틸렌이 전(全) 폴리에틸렌 조성물 중의 질량 비율로 60∼80%인 것, 압출 시트상물 내에 함유되는 용제의 일부를 교출하기 위하여 40∼100℃로 가열하면서 호적(好適)한 누름 압력을 가하는 것, 토탈의 연신 배율을 40∼120배로 하는 것, 또는, 열고정 온도를 126∼136℃로 하는 것 등에 의해 호적하게 얻어진다.

(열수축률)

본 발명의 액체 필터용 기재인 폴리올레핀 미다공막은, 120℃의 온도 하에서 1시간 방치한 후의 폭 방향(TD)의 수축률이 15% 이상인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 15∼27%이고, 15∼25%인 것이 특히 바람직하다. 폴리올레핀 미다공막의 열수축률이 15% 이상일 경우, 폴리올레핀 미다공막의 가공에서의 열처리를 받는 상황 하의 반송에 있어서, 늘어짐이 발생하지 않아 양호한 반송성을 얻기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 한편, 폴리올레핀 미다공막의 열수축률이 27% 이하일 경우, 폴리올레핀 미다공막의 가공 시에 열처리를 받는 상황 하의 반송에 있어서, 사행(蛇行)이나 주름이 발생하지 않아 양호한 반송성을 얻기 쉬워지기 때문에 바람직하다.

마찬가지의 관점에서, 본 발명의 액체 필터용 기재인 폴리올레핀 미다공막은, 130℃의 온도 하에서 1시간 방치한 후의 폭 방향(TD)의 수축률이 20% 이상인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 20∼35%이고, 22∼32%인 것이 특히 바람직하다.

(두께)

본 발명의 액체 필터용 기재인 폴리올레핀 미다공막은, 얇아도 강도가 우수하고, 그 두께는 7∼16㎛인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 8∼16㎛이다. 폴리올레핀 미다공막의 막두께가 7㎛ 이상일 경우, 충분한 역학 강도가 얻어지기 쉬워, 폴리올레핀 미다공막의 가공 시 등에 있어서의 핸들링성이나 필터 카트리지의 장기 사용에 있어서의 내구성이 얻어지기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 한편, 두께가 16㎛ 이하일 경우, 당해 미다공막 단막(單膜)으로 충분한 투수 성능을 얻기 쉬워질 뿐만 아니라, 소정의 크기의 필터 카트리지에 있어서, 보다 많은 여과 면적을 얻기 쉬워져, 폴리올레핀 미다공막의 가공 시의 필터의 유량 설계나 구조 설계를 하기 쉬워지기 때문에 바람직하다.

예를 들면, 같은 크기의 하우징에 필터 카트리지를 넣는 것을 상정했을 경우, 여과재(필터용 기재를 포함하는 구성재 전체)의 두께가 얇을수록, 여과재 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 액체 필터로서 바람직한 고유량·저여과압력의 설계가 가능해진다. 즉, 액체 필터로서, 같은 유량을 유지하고 싶을 경우에는 여과 압력이 낮아지고, 같은 여과 압력을 유지하고 싶을 경우에는 유량이 높아지도록 설계하는 것이 가능해진다. 특히, 여과 압력이 낮아짐에 의하여, 일단 포집된 파티클이, 여과재 내부에서 여과 압력에 계속해서 노출됨에 의해, 시간의 경과와 함께 여과재 내부로부터 여과액과 함께 압출되어 누출할 확률이 현저하게 저하한다. 또한, 여과하는 액체 중에 용존하는 가스가, 여과 전후에서의 압력차(여과 후의 압력 저하)에 의하여 미소한 기포로 되어 나타날 확률이 현저하게 저하한다. 또한, 약액 등의 여과 대상물의 여과 수율이 향상하는 것이나, 그들의 품질을 장시간에 걸쳐서 고도로 유지하는 효과도 기대할 수 있다.

그 한편, 여과재의 두께가 얇을수록, 여과재의 강도나 내구 성능이 저하하지만, 예를 들면, 필터 설계에 있어서 가능하면, 조목(粗目)의 고강도 지지체와 복합화함(예를 들면, 중첩해서 접어넣는 등의 가공을 행함)으로써 보강하면서, 내구성과 유량의 설계를 조정하는 것도 가능해진다.

(구멍 폐색 온도)

본 발명의 액체 필터용 기재인 폴리올레핀 미다공막은, 구멍 폐색 온도가 140℃보다도 높은 것이 바람직하다. 폴리올레핀 미다공막의 구멍 폐색 온도가 140℃보다도 높을 경우, 폴리올레핀 미다공막의 가공 시의 열접착 공정의 고온 처리부 부근 또는 고온체 접촉부의 부근에 있어서, 폴리올레핀 미다공막의 다공성이 소실되지 않아, 투수 성능이 유지되며, 가공 후에 있어서도 예정한 여과 면적을 얻기 쉬워지기 때문에 바람직하다.

(공공률)

본 발명의 액체 필터용 기재인 폴리올레핀 미다공막의 공공률은 50∼58%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 51%∼57%이다. 당해 폴리올레핀 미다공막의 공공률이 50% 이상일 경우, 투수 성능이 양호한 것으로 되는 점에서 바람직하다. 한편, 공공률이 58% 이하일 경우, 폴리올레핀 미다공막의 역학 강도가 양호한 것으로 되어 핸들링성도 향상하는 점에서 바람직하다. 여기에서, 폴리올레핀 미다공막의 공공률(ε)은, 하기 식에 의해 산출한다.

ε(%)={1-Ws/(ds·t)}×100

Ws : 폴리올레핀 미다공막의 평량(g/㎡)

ds : 폴리올레핀의 진밀도(g/㎤)

t : 폴리올레핀 미다공막의 막두께(㎛)

(폴리올레핀)

본 발명의 액체 필터용 기재인 폴리올레핀 미다공막은, 폴리올레핀을 함유해서 구성된 미다공막이다. 여기에서, 미다공막이란, 내부에 다수의 미세공을 가지며, 이들 미세공이 연결된 구조로 되어 있어, 한쪽의 면으로부터 다른 쪽의 면으로 기체 또는 액체가 통과 가능하게 이루어진 막을 의미한다. 폴리올레핀 미다공막에 있어서, 폴리올레핀은 90질량% 이상 함유되어 있는 것이 바람직하며, 잔부로서 본 발명의 효과에 영향을 주지 않는 범위에서 유기 또는 무기의 필러나 계면활성제 등의 첨가제를 함유시켜도 된다.

폴리올레핀으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리메틸펜텐 등의 단독 중합체 혹은 공중합체, 또는 이들의 1종 이상의 혼합체를 들 수 있다. 이 중에서도, 폴리에틸렌이 바람직하다. 폴리에틸렌으로서는, 고밀도 폴리에틸렌이나, 고밀도 폴리에틸렌과 초고분자량 폴리에틸렌의 혼합물 등이 호적하다. 또한, 폴리에틸렌과 그 이외의 성분을 조합해서 사용해도 된다. 폴리에틸렌 이외의 성분으로서는, 예를 들면 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리프로필렌과 폴리에틸렌과의 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 폴리올레핀으로서는, 상호에 상용성(相溶性)이 부족한 중합도나 분기성이 다른 복수의 폴리올레핀, 환언하면 결정성이나 연신성·분자배향성을 달리하는 복수의 폴리올레핀을 조합해서 사용해도 된다.

본 발명에 이용하는 폴리올레핀으로서는, 질량 평균 분자량이 90만 이상인 초고분자량 폴리에틸렌을 60∼80질량% 함유하는 폴리에틸렌 조성물을 사용하는 것이 바람직하며, 초고분자량 폴리에틸렌을 60∼75질량% 함유하는 조성물인 것이 더 바람직하다. 또한, 2종 이상의 폴리에틸렌을 적량 배합함에 의하여, 연신 시의 피브릴화에 수반하는 네트워크 망상 구조를 형성시켜, 공공 발생률을 증가시키는 효용이 있다. 2종 이상의 폴리에틸렌을 배합한 후의 질량 평균 분자량은 35만∼450만인 것이 바람직하며, 250만∼450만인 것이 더 바람직하다. 특히, 상술한 질량 평균 분자량이 90만 이상인 초고분자량 폴리에틸렌과, 질량 평균 분자량이 20만∼80만이며 밀도가 0.92∼0.96g/㎤인 고밀도 폴리에틸렌을 혼합시킨 폴리에틸렌 조성물이 바람직하고, 그 경우, 당해 고밀도 폴리에틸렌의 폴리에틸렌 조성물 중의 비율은, 20∼40질량%(초고분자량 폴리에틸렌의 비율은 60∼80질량%)인 것이 바람직하며, 25∼40질량%인 것이 더 바람직하다.

또, 질량 평균 분자량은, 폴리올레핀 미다공막의 시료를 o-디클로로벤젠 중에 가열 용해하고, GPC(Waters사제 Alliance GPC 2000형, 칼럼; GMH6-HT 및 GMH6-HTL)에 의해, 칼럼 온도 135℃, 유속 1.0㎖/분의 조건에서 측정을 행함으로써 얻어진다.

[액체 필터]

상술한 본 발명의 액체 필터용 기재는, 약액과의 친화성 부여 가공이 적의(適宜) 행해진 후, 카트리지 형태로 가공되어, 액체 필터로서 사용할 수 있다. 액체 필터는, 유기물 및/또는 무기물로 이루어지는 파티클을 포함하는 피처리액으로부터, 당해 파티클을 제거하기 위한 기구이다. 파티클은 피처리액 중에 있어서 고체상 또는 겔상으로 존재한다. 본 발명은, 입경이 약 10∼50㎚ 정도인 파티클을 제거할 경우에 호적하다. 또한, 액체 필터는 반도체의 제조 공정뿐만 아니라, 예를 들면 디스플레이 제조나 연마 등의 다른 제조 공정에 있어서도 사용할 수 있다.

액체 필터용 기재로서는, 예를 들면, 폴리테트라플루오로에틸렌이나 폴리프로필렌으로 이루어지는 다공질 기재가 잘 알려져 있다. 상술한 본 발명의 폴리올레핀 미다공막으로 이루어지는 기재는 폴리테트라플루오로에틸렌 다공질 기재에 비해서, 약액과의 친화성이 좋다. 그 때문에, 예를 들면, 필터의 약액과의 친화성 부여 가공이 용이해진다. 또한, 필터 하우징 내에 필터 카트리지를 장전해서, 약액을 충전할 때에, 필터 카트리지 내에 에어 포켓이 만들어지기 어려워, 약액의 여과 수율이 좋아진다. 또한, 폴리에틸렌 수지 그 자체가 할로겐 원소를 함유하지 않기 때문에, 사용 완료의 필터 카트리지의 취급이 용이하며, 환경 부하를 저감할 수 있는 등의 효과도 있다.

[폴리올레핀 미다공막의 제조 방법]

본 발명의 액체 필터용 기재인 폴리올레핀 미다공막은, 하기에 나타내는 방법으로 바람직하게 제조할 수 있다. 즉,

(I) 폴리에틸렌 조성물과 용제를 함유하는 용액에 있어서, 적어도 대기압에 있어서의 비점이 210℃ 미만인 휘발성의 용제를 함유하는 용액을 조정하는 공정,

(Ⅱ) 이 용액을 용융 혼련하여, 얻어진 용융 혼련물을 다이로부터 압출하고, 냉각 고화해서 겔상 성형물을 얻는 공정,

(Ⅲ) 겔상 성형물을 적어도 일방향으로 연신하기 전에, 겔상 성형물로부터 미리 일부의 용제를 교출하는 공정,

(Ⅳ) 겔상 성형물을 적어도 일방향으로 연신하는 공정,

(Ⅴ) 연신한 중간 성형물의 내부로부터 용제를 추출 세정하는 공정을 순차 실시함에 의해, 바람직하게 제조할 수 있다.

공정(I)에서는 폴리에틸렌 조성물과 용제를 함유하는 용액을 조정하지만, 적어도 대기압에 있어서의 비점이 210℃ 미만인 휘발성의 용제를 함유하는 용액을 조정한다. 여기에서 용액은 바람직하게는 열가역적 졸·겔 용액이며, 즉 당해 폴리에틸렌을 당해 용제에 가열 용해시킴에 의해 졸화시켜, 열가역적 졸·겔 용액을 조정한다. 공정(I)에 있어서의 대기압에 있어서의 비점이 210℃ 미만인 휘발성의 용제로서는 폴리에틸렌을 충분히 팽윤할 수 있는 것, 또는 용해할 수 있는 것이면 특히 한정되지 않지만, 테트랄린, 에틸렌글리콜, 데칼린, 톨루엔, 자일렌, 디에틸트리아민, 에틸렌디아민, 디메틸설폭시드, 헥산 등의 액체 용제를 바람직하게 들 수 있고, 이들은 단독이어도 되며 2종 이상을 조합해서 사용해도 된다. 그 중에서도 데칼린, 자일렌이 바람직하다.

또한, 본 용액의 조정에 있어서는, 상기한 대기압에 있어서의 비점이 210℃ 미만인 휘발성의 용제 이외에, 유동 파라핀, 파라핀유, 광유(鑛油), 피마자유 등의 비점이 210℃ 이상인 불휘발성의 용제를 함유시킬 수도 있다.

공정(I)의 용액에 있어서는, 폴리올레핀 미다공막의 액체 투과 성능과 여과재로서의 제거 성능을 제어하는 관점에서, 폴리에틸렌 조성물의 농도를 10∼25질량%로 하는 것이 바람직하며, 또한 15∼25질량%가 바람직하다. 폴리에틸렌 조성물의 농도를 낮게 하면, 역학 강도가 낮아지는 경향이 있기 때문에 핸들링성이 나빠지며, 또한, 폴리올레핀 미다공막의 제막에 있어서 절단의 발생 빈도가 증가하는 경향이 있다. 또한, 폴리에틸렌 조성물의 농도를 높게 하면 공공이 형성되기 어려워지는 경향이 있다.

공정(Ⅱ)은, 공정(I)에서 조정한 용액을 용융 혼련하여, 얻어진 용융 혼련물을 다이로부터 압출하고, 냉각 고화해서 겔상 성형물을 얻는다. 바람직하게는 폴리에틸렌 조성물의 융점 내지 융점+65℃의 온도 범위에 있어서 다이로부터 압출하여 압출물을 얻고, 다음으로 상기 압출물을 냉각해서 겔상 성형물을 얻는다.

성형물로서는 시트상으로 부형(賦形)하는 것이 바람직하다. 냉각은 수용액 또는 유기 용매에의 ??치(quench)여도 되고, 냉각된 금속롤에의 캐스팅이어도 어느 쪽이어도 되지만, 일반적으로는 물 또는 졸·겔 용액 시에 사용한 휘발성 용매에의 ??치에 의한 방법이 사용된다. 냉각 온도는 10∼40℃가 바람직하다. 또, 수욕(水浴)의 표층에 수류를 마련하고, 수욕 중에서 겔화한 시트 중에서 방출되어 수면에 부유하는 혼합 용제가 시트에 다시 부착하지 않도록 하면서 겔상 시트를 제작하는 것이 바람직하다.

공정(Ⅲ)은 겔상 성형물을 적어도 일방향으로 연신하기 전에 겔상 성형물 내의 용매의 일부를 미리 교출하는 공정이다. 공정(Ⅲ)의 공정에서는, 예를 들면, 상하 2개의 벨트나 롤러의 간극을 통과시키는 등의 방법에 의해, 겔상 성형물의 면에 압력을 가함에 의해, 호적하게 실시하는 것이 가능하다. 교출하는 용매의 양은, 폴리올레핀 미다공막에 요구되는 액체 투과 성능이나 여과 대상물의 제거 성능에 따라, 조정할 필요가 있지만, 그 조정은 상하의 벨트나 롤러간의 누름 압력이나 교출 공정의 온도, 누름 횟수에 따라 적정한 범위로 조정할 수 있다.

또, 겔상 성형물이 받는 압력이, 벨트 등의 면상체로 행하는 경우는 0.1∼2.0㎫로 되도록 조정하는 것이 바람직하며, 롤러 등으로 행하는 경우는, 2∼45kgf/m로 실시하는 것이 바람직하다. 교출 온도는 40∼100℃인 것이 바람직하다. 또한, 누름 횟수는, 설비의 허용 스페이스에 따르기 때문에, 특히 제한 없이 실시하는 것은 가능하다.

공정(Ⅲ)에서는, 필요에 따라서, 용매의 교출 전에 1단 또는 복수 단의 예비 가열을 행해, 일부의 휘발성 용매를 시트 내로부터 제거해도 된다. 그 경우, 예비 가열 온도는 50∼100℃가 바람직하다.

공정(Ⅳ)은, 겔상 성형물을 적어도 일방향으로 연신하는 공정이다. 여기에서 공정(Ⅳ)의 연신은, 2축 연신이 바람직하며, 종 연신, 횡 연신을 별개로 실시하는 축차 2축 연신, 종 연신, 횡 연신을 동시에 실시하는 동시 2축 연신, 어떠한 방법도 호적하게 사용하는 것이 가능하다. 또한 종 방향으로 복수 회 연신한 후에 횡 방향으로 연신하는 방법, 종 방향으로 연신하고 횡 방향으로 복수 회 연신하는 방법, 축차 2축 연신한 후에 종 방향 및/또는 횡 방향으로 1회 혹은 복수 회 추가로 연신하는 방법도 바람직하다.

공정(Ⅳ)에 있어서의 토탈의 연신 배율(종 연신 배율과 횡 연신 배율의 곱)은, 폴리올레핀 미다공막의 액체 투과 성능과 여과 대상물의 제거 성능을 제어하는 관점에서, 바람직하게는 40∼120배이며, 보다 바람직하게는 50∼100배이다. 연신 배율을 크게 하면, 폴리올레핀 미다공막의 제막에 있어서 절단의 발생 빈도가 증가하는 경향이 있다. 또한, 연신 배율을 낮게 하면 두께 불균일이 커지는 경향이 있다. 연신은, 용매를 호적한 상태로 잔존시킨 상태에서 행하는 것이 상술한 바와 같이 바람직하다. 연신 온도는 80∼125℃가 바람직하다.

또한 (Ⅳ)의 연신 공정에 이어서 열고정 처리를 행해도 된다. 열고정 온도는, 폴리올레핀 미다공막의 액체 투과 성능과 여과 대상물의 제거 성능을 제어하는 관점에서, 126∼136℃인 것이 바람직하다. 열고정 온도를 높게 하면, 폴리올레핀 미다공막의 여과 대상물의 제거 성능이 현저하게 악화하는 경향이 있고, 열고정 온도를 낮게 하면 액체 투과 성능이 현저하게 작아지는 경향이 있다.

공정(Ⅴ)은 연신한 중간 성형물의 내부로부터 용매를 추출 세정하는 공정이다. 여기에서, 공정(Ⅴ)은, 연신한 중간 성형물(연신 필름)의 내부로부터 용매를 추출하기 위하여, 염화메틸렌 등의 할로겐화탄화수소나 헥산 등의 탄화수소의 용매로 세정하는 것이 바람직하다. 용매를 모아둔 조(槽) 내에 침지해서 세정하는 경우는, 20∼150초의 시간을 들이는 것이, 용출분(溶出分)이 적은 폴리올레핀 미다공막을 얻기 위하여 바람직하며, 보다 바람직하게는 30∼150초이고, 특히 바람직하게는 30∼120초이다. 또한, 보다 세정의 효과를 높이기 위해서는, 조를 몇 단으로 나눠, 폴리올레핀 미다공막의 반송 공정의 하류측으로부터, 세정 용매를 주입하고, 공정 반송의 상류측을 향해서 세정 용매를 흘려, 하류조에 있어서의 세정 용매의 순도를 상류층의 것보다도 높게 하는 것이 바람직하다. 또한, 폴리올레핀 미다공막에의 요구 성능에 따라서는, 어닐 처리에 의해 열세팅을 행해도 된다. 또, 어닐 처리는, 공정에서의 반송성 등의 관점에서 50∼150℃에서 실시하는 것이 바람직하며, 50∼140℃가 더 바람직하다.

이 제법에 의해, 우수한 액체 투과 성능과 우수한 여과 대상물의 제거 성능을 겸비하며, 또한, 저용출의 폴리올레핀 미다공막을 제공하는 것이 가능해진다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예, 비교예 및 각종 측정 방법에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 하등 한정되는 것은 아니다.

[측정 방법]

(투수 성능(수류량))

미리 폴리올레핀 미다공막을 에탄올에 침지하고, 실온 하에서 건조했다. 이 폴리올레핀 미다공막을, 직경 37㎜의 스테인리스제의 투액셀(투액 면적 S㎠)에 세팅하고, 투액셀 위의 당해 폴리올레핀 미다공막을 소량(0.5㎖)의 에탄올로 습윤시킨 후, 90㎪의 차압으로 미리 계량한 순수 V(100㎖)를 투과시켜서, 순수 전량이 투과하는데에 요한 시간 Tl(min)을 계측했다. 그 순수의 액량과 순수의 투과에 요한 시간으로부터, 90㎪ 차압 하에 있어서의 단위 시간(min)·단위 면적(㎠)당의 투수량 Vs를 이하의 식으로부터 계산하여, 이것을 투수 성능(㎖/min·㎠)으로 했다. 측정은 실온 24℃의 온도 분위기 하에서 행했다.

Vs=V/(Tl×S)

(버블 포인트)

폴리올레핀 미다공막의 버블 포인트는, ASTM E-128-61에 준거하여, 측정 용매로 에탄올을 사용해서 측정했다.

(압축률(프레스 전후에서의 막두께 변화율))

샘플의 폴리올레핀 미다공막을 47㎜×100㎜로 잘라내고, 70℃의 온도 조건 하, 2㎫로 30초간 프레스를 행했다. 프레스 전의 샘플의 막두께(t 전(前))를 측정하고, 프레스 후 25℃에서 30분간 방치한 샘플의 막두께(t 후(後))를 측정하여, 그들의 막두께로부터 하기의 식에 의해 압축률을 산출했다. 또, 샘플의 막두께는, 접촉식 막후계(膜厚計)(미츠토요샤제 단자 지름; 0.5㎝, 단자 형상; 원주, 측정압; 0.1N)를 사용해서, 분위기 온도 24±2℃에서 측정했다.

압축률={(t 전-t 후)/t 전}×100(%)

(열수축률)

폴리올레핀 미다공막을 각 변이 길이 방향(MD)과 폭 방향(TD)에 평행하게 되도록 폭 100㎜×길이 100㎜의 크기로 잘라내고, 온도를 120℃ 또는 130℃로 조절한 오븐 내에 1시간 방치한 후의 폭 방향(TD)의 수축률(치수 변화율)을 하기 식에 의해 산출했다.

열수축률(%)=(|열처리 전 치수-열처리 후 치수|/열처리 전 치수)×100

(두께)

접촉식의 막후계(미츠토요샤제)로 폴리올레핀 미다공막의 막두께를 20점 측정하고, 이들을 평균함으로써 구했다. 여기에서 접촉 단자는 저면이 직경 0.5㎝인 원주상의 것을 사용했다. 측정압은 0.1N으로 했다.

(구멍 폐색 온도)

비이온성 계면활성제(카오샤제; 에멀겐210P)를 3질량% 용해한 메탄올 용액에 잘라낸 폴리올레핀 미다공막 기재를 침지하고, 풍건했다. 풍건한 샘플을 소정의 크기의 SUS판에 끼우고, 전해액인 1M의 LiBF₄ 프로필렌카보네이트/에틸렌카보네이트(1/1질량비)를 함침시켰다. 이것을 2032형 코인셀에 봉입했다. 코인셀로부터 리드선을 뽑아, 열전쌍을 붙여서 오븐 안에 넣고, 승온 속도 1.6℃/분으로 승온시키면서, 교류 임피던스법으로 진폭 10㎷, 주파수 100㎑로, 당해 셀의 저항을 측정했다. 저항값이 1000Ω·㎠에 도달한 시점의 온도를 구멍 폐색 온도로 했다.

(공공률)

폴리올레핀 미다공막의 공공률(ε)은, 하기 식에 의해 산출했다.

ε(%)={1-Ws/(ds·t)}×100

Ws : 폴리올레핀 미다공막의 평량(g/㎡)

ds : 폴리올레핀의 진밀도(g/㎤)

t : 폴리올레핀 미다공막의 막두께(㎛)

또, 폴리올레핀 미다공막의 평량은, 샘플을 10㎝×10㎝로 잘라내어, 그 질량을 측정하고, 질량을 면적으로 나눔으로써 평량을 구했다.

(포집 성능)

폴리스티렌 입자(평균 입자경 30㎚)를 0.1질량% 함유하는 수용액 100㎖를 차압 10㎪로 폴리올레핀 미다공막을 통하여 여과를 행했다. 여과 전의 금 콜로이드 수용액 100㎖의 질량(M1)과 폴리올레핀 미다공막을 통과한 여과액의 질량(M2)과의 차로부터, 폴리스티렌 입자의 포집률을 구했다. 또, 포집률이 90% 이상인 경우를 최량(AA), 80% 이상 90% 미만인 경우를 양호(A), 80% 미만인 경우를 불량(B)인 것으로 판정했다.

포집률(%)=((M1-M2)/(M1×0.1×10^-2))×100

(투수량 변화율(송액안정성))

미리 폴리올레핀 미다공막을 에탄올에 침지하고, 실온 하에서 건조했다. 이 폴리올레핀 미다공막을, 직경 37㎜의 스테인리스제의 투액셀(투액 면적 S㎠)에 0.5㎜ 간격으로 5매를 겹쳐서 세팅하고, 투액셀 위의 당해 폴리올레핀 미다공막을 소량(0.5㎖)의 에탄올로 습윤시킨 후, 40㎪의 차압 하에서 순수 200㎖를 투과시켜, 전량이 투과하는데에 요한 시간(T1)을 계측하고, 그 후 즉시 차압 상태를 개방했다. 계속해서 동일 샘플을 사용하여, 40㎪의 차압 하에서 순수 200㎖를 투과시키고, 즉시 차압을 개방하는 조작을 100회 반복했다. 100회째의 순수 200㎖의 투과에 요한 시간(T100)을 계측하고, 이하의 식으로부터 계산하여, 투수량 변화율(%)로 했다. 또, 투수량 변화율이 10% 이하인 경우를 최량(AA), 10% 초과 15% 이하인 경우를 양호(A), 15% 초과인 경우를 불량(B)인 것으로 판정했다. 또, 투수량 변화율이 양호하면, 장기 사용에 있어서 양호한 다공질 구조를 유지할 수 있는 것으로도 이해할 수 있다.

투수량 변화율(%)=(T100-T1)/Tl×100

(파막내성(破膜耐性))

미리 폴리올레핀 미다공막을 에탄올에 침지하고, 실온 하에서 건조했다. 이 폴리올레핀 미다공막을, 직경 37㎜의 스테인리스제의 투액셀(투액 면적 S㎠)에 1.0㎜ 간격으로 3매를 겹쳐서 세팅하고, 30㎪의 차압 하에서 에탄올 100㎖를 투과시키고, 전량 투과 후 즉시 차압을 개방했다. 계속해서 동일 샘플을 사용하여, 30㎪의 차압 하에서 에탄올 100㎖를 투과시키고, 즉시 차압을 개방하는 조작을 200회 반복했다. 그 동안에 파막이 발생하지 않았던 것을 파막내성이 양호(A)하다고 판단하고, 그 동안에 파막이 발생한 것을 파막내성이 불량(B)하다고 판단했다. 파막내성이 양호하면, 장기 사용에 있어서 양호한 다공질 구조를 유지할 수 있는 것으로 이해할 수 있다.

(내용출성)

폴리올레핀 미다공막을 염화메틸렌에 소정의 시간 침지한 후에, 폴리올레핀 미다공막을 제거하고, 침지 후의 염화메틸렌 용액의 질량을 계측했다. 이것과는 별도로 상술한 계측한 질량과 같은 질량의 신품의 염화메틸렌을 준비하고, 각각으로부터 염화메틸렌을 증발시켜서 완전히 용매를 제거한(건고) 후에, 각각의 질량을 측정했다. 신품의 염화메틸렌을 완전히 제거한 후의 질량 증분(增分)을 기준으로 해서, 폴리올레핀 미다공막을 침지한 후의 염화메틸렌 용액을 건고시킨 후의 질량 증분의 비를 산출하여, 1.05배 이하를 내용출성이 양호(여과액 오염 없음, A)하다고 판단하고, 1.05배를 초과하는 경우를 내용출성이 불량(B)하다고 판단했다.

(실시예 1)

질량 평균 분자량이 460만인 초고분자량 폴리에틸렌(PE1) 14질량부와, 질량 평균 분자량이 56만인 고밀도 폴리에틸렌(PE2) 6질량부를 혼합한 폴리에틸렌 조성물을 사용했다. 폴리에틸렌 수지 총량의 농도가 20질량%로 되도록 해서, 미리 준비해둔 유동 파라핀 55질량부와 데칼린(데카히드로나프탈렌) 25질량부의 혼합 용제와 섞어, 폴리에틸렌 용액을 조제했다.

이 폴리에틸렌 용액을 온도 160℃에서 다이로부터 시트상으로 압출하고, 다음으로 상기 압출물을 수욕 중에서 25℃에서 냉각함과 함께, 수욕의 표층에 수류를 마련하고, 수욕 중에서 겔화한 시트 중에서 방출되어 수면에 부유하는 혼합 용제가 시트에 다시 부착하지 않도록 하면서, 겔상 시트(베이스 테이프)를 제작했다. 당해 베이스 테이프를 55℃에서 10분, 추가로, 95℃에서 10분 건조해서 데칼린을 베이스 테이프 내로부터 제거한 후, 계속해서, 85℃로 가열한 롤러 위를 20kgf/m의 압압(押壓)을 걸면서 반송시켜, 베이스 테이프 내로부터 유동 파라핀의 일부를 제거했다. 그 후, 당해 베이스 테이프를 길이 방향으로 온도 100℃에서 배율 5배로 연신하고, 계속해서 폭 방향으로 온도 100℃에서 배율 14배로 연신하고, 그 후 즉시 128℃에서 열처리(열고정)를 행했다.

다음으로 이것을 2조로 나뉜 염화메틸렌욕에 각각 30초간씩 연속하여 베이스 테이프를 침지시키면서, 유동 파라핀을 추출했다. 또, 침지를 개시하는 측을 제1 조로 하고, 침지를 종료하는 측을 제2 조로 했을 경우의 세정 용매의 순도는 (저)제1 조<제2 조(고)이다. 그 후, 45℃에서 염화메틸렌을 건조 제거하고, 110℃로 가열한 롤러 위를 반송시키면서 어닐 처리를 함으로써 폴리올레핀 미다공막을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 입경 30㎚의 폴리스티렌 입자의 포집률이 90% 이상인 우수한 포집 성능을 가지며, 또한, 우수한 투수 성능과 송액안정성(투수량 변화율 10% 이하)을 갖고 있었다.

상기한 제조 조건을 표 1에 나타내고, 얻어진 폴리올레핀 미다공막의 물성을 표 2에 나타낸다. 또, 이하의 실시예 및 비교예에 대해서도 마찬가지로, 표 1, 2에 정리해서 나타낸다.

(실시예 2)

실시예 1에 있어서, 질량 평균 분자량이 460만인 초고분자량 폴리에틸렌(PE1) 12질량부와, 질량 평균 분자량이 56만인 고밀도 폴리에틸렌(PE2) 8질량부를 혼합한 폴리에틸렌 조성물을 사용한 이외에는 마찬가지로 해서 폴리올레핀 미다공막을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 입경 30㎚의 폴리스티렌 입자의 포집률이 80% 이상인 우수한 포집 성능을 가지며, 또한, 우수한 투수 성능과 송액안정성(투수량 변화율 15% 이하)을 갖고 있었다.

(실시예 3)

실시예 1에 있어서, 2축 연신한 후의 열처리(열고정) 온도를 134℃로 한 이외에는 마찬가지로 해서 폴리올레핀 미다공막을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 입경 30㎚의 폴리스티렌 입자의 포집률이 80% 이상인 우수한 포집 성능을 가지며, 또한 우수한 투수 성능과 송액안정성(투수량 변화율 15% 이하)을 갖고 있었다.

(실시예 4)

실시예 1에 있어서, 질량 평균 분자량이 460만인 초고분자량 폴리에틸렌(PE1) 20질량부와, 질량 평균 분자량이 56만인 고밀도 폴리에틸렌(PE2) 5질량부를 혼합한 폴리에틸렌 조성물을 사용하여, 폴리에틸렌 수지 총량의 농도가 25질량%로 되도록 해서, 미리 준비해둔 유동 파라핀 50질량부와 데칼린(데카히드로나프탈렌) 25질량부의 혼합 용제와 섞어, 폴리에틸렌 용액을 조제했다. 이 폴리에틸렌 용액을 실시예 1과 마찬가지로 압출하여, 얻어진 겔상 시트(베이스 테이프)를 가열 건조한 후에, 계속해서 95℃로 가열한 롤러 위를 10kgf/m의 압압을 걸면서 반송시켜, 겔상 시트 내로부터 유동 파라핀의 일부를 제거한 이외에는 마찬가지로 해서 폴리올레핀 미다공막을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 입경 30㎚의 폴리스티렌 입자의 포집률이 90% 이상인 우수한 포집 성능을 가지며, 또한 우수한 투수 성능과 송액안정성(투수량 변화율 10% 이하)을 갖고 있었다.

(비교예 1)

실시예 1에 있어서, 질량 평균 분자량이 460만인 초고분자량 폴리에틸렌(PE1) 4질량부와, 질량 평균 분자량이 56만인 고밀도 폴리에틸렌(PE2) 6질량부를 혼합한 폴리에틸렌 조성물을 사용하여, 폴리에틸렌 수지 총량의 농도가 10질량%로 되도록 해서, 미리 준비해둔 유동 파라핀 55질량부와 데칼린(데카히드로나프탈렌) 35질량부의 혼합 용제와 섞어, 폴리에틸렌 용액을 조제했다. 이 폴리에틸렌 용액을 사용해서, 열처리(열고정) 온도를 132℃로 한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 폴리올레핀 미다공막을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 버블 포인트가 낮고, 투수 성능이 과도하게 높아, 입경 30㎚의 폴리스티렌 입자의 포집률이 80% 미만으로 포집 성능이 불충분했다.

(비교예 2)

실시예 1에 있어서, 질량 평균 분자량이 56만인 고밀도 폴리에틸렌(PE2) 대신에 질량 평균 분자량이 15만인 프로필렌 단위 함유량 1mol%의 공중합 폴리에틸렌 6질량부를 혼합한 폴리에틸렌 조성물을 사용하여, 폴리에틸렌 수지 총량의 농도가 20질량%로 되도록 해서, 미리 준비해둔 유동 파라핀 55질량부와 데칼린(데카히드로나프탈렌) 25질량부의 혼합 용제와 섞어, 폴리올레핀 용액을 조제했다. 이 폴리올레핀 용액을 사용하여, 압출한 후의 당해 베이스 테이프를 55℃에서 10분, 추가로, 95℃에서 10분 건조해서 데칼린을 시트 내로부터 제거한 후, 가열한 롤러 위에서 압압을 걸지 않고 반송시켰다. 그 후, 당해 베이스 테이프를 길이 방향으로 온도 100℃에서 배율 6배로 연신하고, 계속해서 폭 방향으로 온도 100℃에서 배율 10배로 연신하고, 그 후 즉시 118℃에서 열처리(열고정)를 행한 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 폴리올레핀 미다공막을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 입경 30㎚의 폴리스티렌 입자의 포집률이 80% 이상인 우수한 포집 성능을 갖지만, 투수 성능이 과도하게 낮으며, 또한, 송액안정성(투수량 변화율 15% 초과)이 떨어지는 폴리올레핀 미다공막이었다.

(비교예 3)

질량 평균 분자량이 460만인 초고분자량 폴리에틸렌(PE1) 4질량부와, 질량 평균 분자량이 56만인 고밀도 폴리에틸렌(PE2) 6질량부를 혼합한 폴리에틸렌 조성물을 사용했다. 폴리에틸렌 수지 총량의 농도가 10질량%로 되도록 해서, 미리 준비해둔 유동 파라핀 55질량부와 데칼린(데카히드로나프탈렌) 35질량부의 혼합 용제와 섞어, 폴리에틸렌 용액을 조제했다.

이 폴리에틸렌 용액을 온도 160℃에서 다이로부터 시트상으로 압출하고, 다음으로 상기 압출물을 수욕 중에서 25℃에서 냉각함과 함께, 수욕의 표층에 수류를 마련하고, 수욕 중에서 겔화한 시트 중에서 방출되어 수면에 부유하는 혼합 용제가 시트에 다시 부착하지 않도록 하면서, 겔상 시트(베이스 테이프)를 제작했다. 당해 베이스 테이프를 55℃에서 10분, 추가로, 95℃에서 10분 건조해서 데칼린을 베이스 테이프 내로부터 제거한 후, 계속해서, 85℃로 가열한 롤러 위를 20kgf/m의 압압을 걸면서 반송시켜, 베이스 테이프 내로부터 유동 파라핀의 일부를 제거했다. 그 후, 당해 베이스 테이프를 길이 방향으로 온도 100℃에서 배율 6배로 연신하고, 계속해서 폭 방향으로 온도 100℃에서 배율 14배로 연신하고, 그 후 즉시 135℃에서 열처리(열고정)를 행했다.

다음으로 이것을 2조로 나뉜 염화메틸렌욕에 각각 30초간씩 연속하여 침지시키면서, 유동 파라핀을 추출했다. 또, 침지를 개시하는 측을 제1 조로 하고, 침지를 종료하는 측을 제2 조로 했을 경우의 세정 용매의 순도는 (저)제1 조<제2 조(고)이다. 그 후, 45℃에서 염화메틸렌을 건조 제거하고, 110℃로 가열한 롤러 위를 반송시키면서 어닐 처리를 함으로써 폴리올레핀 미다공막을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 압축률이 과도하게 높고, 송액안정성 및 파막내성이 불충분하여, 액체 필터용 기재로서 적합하지 않았다.

(비교예 4)

질량 평균 분자량이 460만인 초고분자량 폴리에틸렌(PE1) 2질량부와, 질량 평균 분자량이 56만인 고밀도 폴리에틸렌(PE2) 28질량부를 혼합한 폴리에틸렌 조성물을 사용했다. 폴리에틸렌 수지 총량의 농도가 30질량%로 되도록 해서, 미리 준비해둔 유동 파라핀 45질량부와 데칼린(데카히드로나프탈렌) 25질량부의 혼합 용제와 섞어, 폴리에틸렌 용액을 조제했다.

이 폴리에틸렌 용액을 온도 148℃에서 다이로부터 시트상으로 압출하고, 다음으로 상기 압출물을 수욕 중에서 20℃에서 냉각하여, 겔상 시트(베이스 테이프)를 제작했다. 당해 베이스 테이프를 60℃에서 8분, 추가로, 95℃에서 15분 건조해서 데칼린을 베이스 테이프 내로부터 제거한 후, 계속해서, 당해 베이스 테이프를 길이 방향으로 온도 90℃에서 배율 5.5배로 연신하고, 계속해서 폭 방향으로 온도 105℃에서 배율 11배로 연신하고, 그 후 즉시 130℃에서 열처리(열고정)를 행했다.

다음으로 이것을 염화메틸렌욕에 10초간 침지시키면서, 유동 파라핀을 추출했다. 그 후, 50℃에서 염화메틸렌을 건조 제거하고, 120℃로 가열한 롤러 위를 반송시키면서 어닐 처리를 함으로써 폴리올레핀 미다공막을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 압축률이 과도하게 높아, 입경 30㎚의 폴리스티렌 입자의 포집률이 80% 미만이며 포집 성능이 불충분하고, 또한 송액안정성이 불충분하여, 액체 필터용 기재로서 적합하지 않았다.

(비교예 5)

질량 평균 분자량이 500만(극한 점도[η]=16.5dl/g)인 고분자량 폴리에틸렌과 파라핀 왁스(융점 69℃)의 혼합물로부터 T다이 시트를 성형했다. 단, 원료의 혼합 비율은 고분자량 폴리에틸렌:파라핀 왁스=3:7로 행했다. 다음으로 80℃의 n-데칸 중에서 10분간 파라핀 왁스를 계속해서 추출하고 60℃의 에어 오븐 중에서 건조를 행했다. 또한, 추출 및 건조는 시트의 장척 방향을 고정 상태에서 행했다. 계속해서, 2축 연신을 행하여 다공 필름을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 투수 성능이 과도하게 높으며, 또한 압축률이 과도하게 높고, 송액안정성이 불충분했기 때문에, 액체 필터용 기재로서 적합하지 않았다.

(비교예 6)

질량 평균 분자량이 500만(극한 점도[η]=16.5dl/g)인 고분자량 폴리에틸렌으로부터, 두께 45㎛의 인플레이션 필름(드래프트비 8.7, 팽비(膨比) 8)을 작성했다. 다음으로 이 필름의 사방을 고정한 상태에서, 128℃의 n-파라핀(융점 28.1℃) 중에서 2분간 처리 후, n-헥산 중에 2시간 침지해서, n-파라핀을 완전히 추출하여, 에어 오븐 중에서 n-헥산을 건조하고, 또한 1.5m/min의 연신 속도로 공기 중에 있어서 고정폭 1축 연신을 행하여 다공 필름을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 버블 포인트가 낮고, 투수 성능이 과도하게 높아, 입경 30㎚의 폴리스티렌 입자의 포집 성능 및 송액안정성이 불충분했기 때문에, 액체 필터용 기재로서 적합하지 않았다.

(비교예 7)

질량 평균 분자량이 440만(점도 평균 분자량 200만)인 고분자량 폴리에틸렌 20질량부와 입상(粒狀) 스테아릴알코올 80질량부의 드라이 블렌드를 압출기에 공급하여 240℃에서 혼련하면서 연속적으로 폭 550㎜, 다이 클리어런스 0.4㎜의 T다이로부터 압출해서 두께 150㎛의 시트를 얻었다. 이 시트를 60℃의 이소프로필알코올욕에서 스테아릴알코올을 추출하여, 두께 120㎛의 폴리에틸렌제 다공막을 얻었다. 이 막을 막의 길이 방향으로 100℃에서, 3.5배, 계속해서 막의 길이 방향에 수직인 방향으로 125℃에서 9.1배로 연신하여, 막두께 10㎛의 다공막을 얻었다.

얻어진 폴리올레핀 미다공막은, 버블 포인트가 낮고, 투수 성능이 과도하게 높아, 입경 30㎚의 폴리스티렌 입자의 포집 성능 및 송액안정성이 불충분했기 때문에, 액체 필터용 기재로서 적합하지 않았다.

[표 1]

[표 2]

Claims (4)

1. 폴리올레핀 미다공막으로 이루어지고,
   상기 폴리올레핀 미다공막의 차압 90㎪ 하의 투수(透水) 성능이 0.51∼1.20㎖/min·㎠이며,
   상기 폴리올레핀 미다공막의 버블 포인트가 0.45㎫ 이상 0.70㎫ 이하이고,
   상기 폴리올레핀 미다공막의 공공률이 50∼58%이며,
   상기 폴리올레핀 미다공막의 압축률이 15% 미만이며,
   상기 폴리올레핀 미다공막의 두께가 7∼16㎛이며,
   상기 폴리올레핀이, 질량 평균 분자량이 90만 이상인 초고분자량 폴리올레핀 60∼80질량%와, 질량 평균 분자량이 20만∼80만인 고밀도 폴리에틸렌 20∼40질량%로 이루어지는 조성물인, 액체 필터용 기재.
2. 제1항에 있어서,
   상기 폴리올레핀 미다공막은, 120℃에서 1시간 열처리를 행한 후의 폭 방향의 열수축률이 15% 이상인, 액체 필터용 기재.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 폴리올레핀 미다공막은, 구멍 폐색 온도가 140℃보다도 높은 것인, 액체 필터용 기재.