TWI270561B - Successive biaxial stretched polypropylene porous film and process for producing the same - Google Patents
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Description
曰曰 已 1270561
五、發明説明(i 技術領域 本發明係有關於一瀹具有微細之多數連續貫通孔之多 孔丨生聚丙烯逐次雙軸延伸膜、其製造方法以及由該膜構成 之電池分隔物等。 背景技術 聚丙烯係存有α晶及々晶等之結晶形態,但可藉特定 、、、。曰曰化條件及配合石晶核劑而優先產生万晶。已知冷 可藉熱及力學之要因而結晶轉移為安定之“曰曰,近年,一 提出有數個具有連續貫通孔之透氣性聚丙烯膜之製造方法 (寺開平7 118429就、特開平9_176352號、特開平9_2558〇4 號及特開平6·Η)()72()號),該等方法係利用於延伸過程中所 產生之結晶轉移者。但’利用"曰之多孔形成機構甚為複 雜,尚未明朗化。因此,仍尚未能以該等方法安定地生產 多孔性膜。 任一上述公報為製得多孔性膜,均建議盡可能使較多 之石晶生成於延伸前之捲片±,再以最合適之溫度進行延 伸’並採用由X線繞射測定求出之κ值作 標。於Κ值1.0係表示万晶含量 Ρ日日a里100%,且於該Κ值越高越易 ^透氣性高之多孔性膜之認知下,如相平9_25號 則建議K值於0.7以上,更宜為〇 8〜〇 98。又建議延伸 溫度為縱向延伸時約50〜10吖,橫向延伸時約100〜15(rc。 可藉配合特定之β晶核劑而即使不靠特別之結晶化條 件而可較容易地達成該等建議之〖值,但,即使令且有較 鬲尺值之片以建議之溫度條件進行延 中亦未必能製得透 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210Χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-4- 1270561 A7 r "—-— ----—_______ 五、發明説明(2 ) 氣性較高之多孔性膜。 舉例言之,如延伸時變形速度將影響多孔形成,特別 係橫向延伸時之變形速度u_旦加快則阻礙多孔形成之傾 向越強,若以通常製造無孔聚丙烯雙軸延伸膜之一般橫向 延伸變形速度60倍/分(或1〇〇%/秒)以上進行延伸,將有完 全無多孔化之情形。變形速度係作為相對對延伸方向之試 料尺寸D之延伸速度v之比V/D(或1〇〇v%/D)而求出者,於 特開平6-100720號中建議以10倍/分〇7%/秒)以下之極緩 變形速度(縱向及橫向)作為多孔化之條件。但,變形速度 降低將導致生產性惡化而不為理想。 ^ 又,即使應用較高之K值、理想之延伸溫度及緩慢變 形速度亦有無多孔化之情形,且利”晶之多孔化機構甚 為複雜’並未確立安定之工業製造條件而尚有改善之余地。 &多孔化以外,其他問題點尚有至今於膜製造時有發 生斷裂之情形。與碳_等填充劑充填型之多孔性膜相較 下’利用晶時,破裂性已有改善,但尚未能令人滿意, 而有更進一步改善之需。 料’多孔性聚丙烯㈣利用其特性而應用於各種領 域。具體言之,湘其渗濕性㈣為紙尿布、生理用品及 包裝材料’或利用其印刷特性而作為合成紙及壁紙材料, 甚或㈣其分隔特性而作為過濾、膜、電池分隔物加以應用。 尤其伴隨最近電子機器急速之普及,作為電池分格物 之應用更盛。至今為止,利用沒晶之多孔性聚丙稀膜之電 池分隔物之應用例已有數個揭示於特開2_ 3_3號等。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
•、\t— (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) -5- 1270561 A7 B7 五、發明説明(3 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 電池分隔物之眾多物性中,特別重要者則為電阻。電 阻係針對陽極與陰極間透過分隔物而流動之電流之電阻測 定值,已知與格利透氣度與孔徑之積具有比例關係(「化學 工業」1 月號(1997)或 R.W.Callahan 等、The Tenth International Seminar on Praimary and Secondary Battery Technology and Application,March 1-4,1993)0 該電阻值一 般而言宜盡可能使其較低,具體言之則為每厚度 1ιηί1(25μπι)平均之電阻值於30ohm · in以下,更宜為 20ohm · in以下。 特開2000-30683號中,記載有包含縱向及橫向延伸時 之溫度與延伸倍率以及總延伸範圍之幾項建議延伸條件。 但,特開2000-30683號之使用多孔性膜之電池分隔物未必 可滿足厚度平均性之點,又,即使應用該公報之建議延伸 條件,未必便能製得滿足電池分隔物所要求之電阻值之多 孔性膜。 因此,乃有望於使該多孔形成之機構更加明確並確立 配合該機構之最佳工業製造方法。尤其習知之多孔性膜之 厚度平均性不足,因此,膜特性中之平均性,如透氣度、 拉伸特性、電阻、空孔率等之平均性無法令人滿意,所製 出之膜依區域不同而於前述膜特性上有偏差。故需要開發 出厚度平均性優異之多孔性膜及其製造方法。 本發明之目的在於提供一種可解決前述問題點,特別 係厚度平均性高、空孔率及透氣性亦高、且更宜滿足電池 分隔物所需電阻值之多孔性聚丙烯膜。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -6- 1270561 A7 "" ----— B7 五、發明説明(4 ) '" — 本,明之目的更在於提供一種於製造時膜不易斷裂, 且了以兩速之變形速度安定地製造相關多孔性聚丙婦膜之 方法。 、 發明之揭示 本案發明人有鑑於前述課題而進行精心研究之結果, 發=藉以下之⑴法及/或(II)法,使縱向延伸後之薄片之 /5曰曰豎層朝一定方向定向,而於接下來之橫向延伸程序中 足進夕孔形成’使最後所得之雙軸延伸膜之厚度平均性提 高,並使空孔率及透氣性提高,而製得質地良好且滿足電 池分隔物所要求之電阻值之多孔性聚丙烯膜。 (I) 法:令/3晶核劑之醯胺系化合物為針狀結晶,並使 由T型模擠出含該針狀結晶之聚丙烯系樹脂組成物時之樹 脂溫度於聚丙烯之融點以上且於對醯胺系化合物之聚丙烯 系樹脂溶融物之溶解溫度以下,更於醯胺系化合物之針狀 結晶存在之狀態下由T型模擠出聚丙烯系樹脂組成物之溶 融物。 (II) 法:令縱向延伸時之縮幅率於25%以上且55%以下。 特開平8-197640號中,係提出使含該醯胺系化合物之 針狀結晶之聚丙烯系樹脂組成物於聚丙烯系樹脂之融點以 上且於對醯胺系化合物之聚丙烯系樹脂溶融物之溶解溫度 以下之樹脂溫度擠出並成型,而使結晶疊層定向之方法, 藉此,可改善聚丙烯系樹脂成形体之剛性及熱變形溫度, 但該法並未揭示使用該方法製造延伸膜製造用之聚丙烯捲 片及使該捲片延伸時如何促進多孔化。 本紙張尺度適用中國國家標準(OfS) A4規格(21〇χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-7- 1270561
五、發明説明(5 又’習知之雙軸延伸膜之製造中,舉例言之係如「高 分子加工0neP〇int第2卷「造膜」」1998年10月5日、共立 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 出版發行第48頁所記載般,從膜之平均性之點觀之,通常 係使縱向延伸程序之縮幅率盡可能縮小;而如前述般使縮 幅率增加以使/3晶疊層定向,進而促進多孔形成乃非常之 新穎。 更發現可藉前述(I)法及/或(II)法,而製得々晶疊層朝 一定之方向定向之縱向延伸薄片,藉此除像橫向延伸程序 中之膜不易破裂外,亦可達到使橫向延伸變形速度增大之 效果。 訂丨 若依本案發明人之研究,發現若於該縱向延伸程序與 橫向延伸程序間以特定條件下進行退火處理,可更促進多 孔形成而更為改善所得雙軸延伸膜之前述各種物性,並可 無損耐破裂性,使橫向延伸時之變形速度大大增加。 本發明係基於前述識見而完成者,特別用以提供以下 之多孔性聚丙烯膜及其製造方法以及電池分隔物。 第1項一種含/3晶核劑之多孔性聚丙烯逐次雙軸延 伸膜,係含有聚丙烯系樹脂及0晶核劑者,且該膜之厚度 均勻性係於O.i以下,且使用電子顯微鏡進行沿膜之縱向及 橫向之截面觀察時顯示有以下0)及(13)之多孔結構; (a)沿橫向之截面:與沿縱向之截面影像相較下存有較 多之層截面;該層截面間具有多數空孔,且該空孔之厚度 方向之最大孔徑及橫向之最大孔徑各為〇1μιη〜5μιη及 Ιμιη〜50μιη,厚度方向之最大孔徑/橫方向之最大孔徑之比 -8- 1270561 A7 -—------- —______B7 五、發明説明“) "一-- 為 1/2〜1/20 ; (b)沿縱向之戴面:與沿橫方向之截面影像相較下層截 面車乂/或不存在,具有多數空孔,且該空孔之厚度方向之 最大孔徑及縱向之最大孔徑各為〇·1μηι〜5μπι及 Ιμηι〜50μηι,厚度方向之最大孔徑/橫方向之最大孔徑之比 為 1/2〜1/20 〇 第2項如第1項之含々晶核劑之多孔性聚丙烯逐次雙 軸延伸膜,其中該膜之厚度平均性為〇〇7〜〇〇4。 第3項如第1或第2項之含万晶核劑之多孔性聚丙烯 逐次雙轴延伸膜,其依ASTM D726測定之格利透氣度為 10〜100sec/10ml,且空孔率為3〇〜65%。 第4項如第1至3項之含晶核劑之多孔性聚丙烯逐 次雙軸延伸膜,其依下式並由格利透氣度與平均孔徑所算 出之電阻估计值R係小於3〇〇hni.in/mil ;
R=25(4.2tGurd)/L
[式中’ R為於31重量%KOH溶液中之膜之電阻估計值 (ohm.in/mil),tGur為依ASTM D726測定之格利透氣度 (sec/10ml),d為依水銀壓入法而求出之平均孔徑(μηι),乙 為膜厚(μιη)]。 第5項如第1至4項中任一項之含石晶核劑之多孔性 聚丙烯逐次雙軸延伸膜,其平均孔徑於以起泡點法(JIS κ 3 832)測定時為〇.〇4#111〜〇.〇60111,而以水銀麗入法測定時為 0·10μηι〜0·50μηι ; 在膜截面依電子顯微鏡(SEM)觀察求出時,膜厚度方 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----- -9- 1270561 A7 B7 五、發明説明( 向之最大孔徑為〇·1μηι〜5μηι,且與厚度方向垂直之方向之 最大孔徑為1 μηι〜50μιη ; (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 依JIS Ζ 0208為準測定之滲溼度為3〇〇〇〜6〇〇〇g/m2· 24h ; 依JIS K 7127為準測定之拉伸強度於縱向及橫向上均 為50〜lOOMPa ;且 除使用界面活性劑(聚氧乙烯月桂基醚硫酸鈉(乙烯氧 化物附加莫耳數=3莫耳))之〇·25重量%水溶液取代純水 外’依JIS L 1092為準所測定之耐水壓為2〇〇〜4〇〇kPa。 第6項如第1至6項中任一項之含0晶核劑之多孔性 聚丙烯逐次雙軸延伸膜,其中前述点晶核劑係: (1) 選自Ν,Ν’-二苯基己烷二醯胺、n,N,-二環己基對 苯二甲醯胺及Ν,Ν,-二環己基-2,6-萘二甲醯胺所構成之 群中之至少一種; (2) 選自Ν,Ν’-二環己烧緩基-ρ·伸苯基二胺、ν,Ν,-二 苯曱醯基-1,5-二胺基萘、Ν,Ν,-二苯甲醯基-1,4-二胺基環 己烷及Ν,Ν’-二環己烷羧基_1,4-二胺基環己烷所構成之 群中之至少一種; (3) 選自Ν-環己基-4-(環己烧叛基胺基)苯並醯胺及Ν-苯基-5-(N-苯甲醯基胺基)戊院醯胺所構成之群中之至少1 種;或 (4) 兩種以上前述(1)〜(3)醯胺系化合物之混合物。 第7項一種含々晶核劑之多孔性聚丙烯逐次雙軸延 伸膜之製造方法,該含/3晶核劑之多孔性聚丙烯逐次雙軸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -10- 1270561 A7 ---- —__B7 ‘ 五、發明説明“ )"~" '—'~-- 延伸膜係含有聚丙埽系樹脂及/5晶核劑者,該膜之厚度均 句性為0.1以下,錢用電子顯微鏡沿膜之縱向及橫向之截 面觀察時顯示有以下(a)及(b)之多孔結構; (a) 沿橫向之戴面:與沿縱向之截面影像相較下存有較 多之層截面;該層截面間具有多數空孔,且該空孔之厚度 方向之最大孔徑及橫向之最大孔徑各為〇1μιη〜 Ιμπι〜50μιη,厚度方向之最大孔徑/橫向之最大孔徑之比為 1/2〜1/20 ; · (b) 沿縱向之截面:與沿橫向之截面影像相較下層截面 較少或不存在;具有多數空孔,且該空孔之厚度方向之最 大孔徑及縱向之最大孔徑各為〇1〜5μηι及1μηι〜5〇μηι,厚度 方向之最大孔徑/橫向之最大孔徑之比為1/2〜1/2〇 ; 該製造方法包含逐次雙軸延伸程序,係由Τ型模擠出 含有万晶核劑之聚丙烯系樹脂組成物之熔融物,再將已於 激冷札輕上冷卻之含有晶聚丙稀捲片縱向延伸後再橫向 延伸者,並藉進行以下之(I )法及/或(Π)法,以使由Θ晶 之晶格(300)面之極圖形算出之々晶之定向度小於〇.3〇 ,而 該/5晶之晶格(300)面之極圖形係由縱向延伸後所得薄片 之X射線繞射測定求得者; (I )法:調製含有以下醯胺系化合物之針狀結晶及聚 丙烯樹脂之聚丙烯系樹脂組成物作為0晶核劑,再於聚丙 烯系樹脂之熔點以上且小於醯胺系化合物之針狀結晶溶解 於聚丙烯系樹脂之熔融物之溫度(T1)時,使含有該晶核 劑之針狀結晶之聚丙烯系樹脂組成物熔融,並於前述溫度 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-11- 1270561 A7 B7 五、發明説明(9 ) (T1)時以醯胺系化合物之針狀結晶存在之狀態,將聚丙烯 系樹脂組成物由T模押出; (於此,前述/3晶核劑係:(1)選自N,N,-二苯基己烷二 醯胺、N,Ν’-二環己基對苯二甲醯胺及N,N、二環己基·2 6-萘二甲醯胺所構成之群中之至少一種; (2)選自N,N _ 一環己燒竣基·ρ-伸苯基二胺、n,二 苯曱醯基-1,5-二胺基萘、Ν,Ν,-二苯甲醯基_1,4-二胺基環 己烷及Ν,Ν’-二環己烷羧基-1,4-二胺基環己烷所構成之 群中之至少一種; (3) 選自Ν-環己基-4-(環己烷羧基胺基)苯並醯胺及Ν_ 苯基-5-(Ν-苯甲醯基胺基)戊烷醯胺所構成之群中之至少j 種;或 (4) 兩種以上前述(1)〜(3)醯胺系化合物之混合物;) (Π )法·令縱延伸時之縮幅率於2 5 %以上且5 5 %以下。 第8項如第7項之含万晶核劑之多孔性聚丙烯逐次雙 軸延伸膜之製造方法,其係使前述縱向延伸後之膜於 130〜160 C下一面以縱向延伸率〇〜3〇%朝縱向延伸 秒,一面進行退火處理後,再進行橫向延伸者。 第9項如第7或8項之含/3晶核劑之多孔性聚丙烯逐 次雙軸延伸膜之製造方法,其中該橫向延伸程序中,係以 延伸溫度120〜155 °C且延伸倍率為4〜1〇倍,以 100〜300%/sec之橫向延伸變形速度進行橫向延伸。 第10項一種電池分隔物,係含有如前述第4項之含冷 晶核劑之多孔性聚丙烯逐次雙軸延伸膜。
-12- 1270561 A7 ________B7 _ 五、發明説明(10 ) 第11項如第7項之多孔性膜之製造方法,其係令前述 (Π)法之縮幅率於35%以上且55%以下,以使前述万晶之定 向度於0.28以下。 第12項如第7項之多孔性膜之製造方法,其係令前述 (II)法中之上記縮幅率於40%以上且55%以下,以使上記々 晶之定向度於0.27以下。 第13項如第7項之多孔性膜之製造方法,其係使縱向 延伸後之薄片於140〜150°C下,一面以縱向延伸率〇〜2〇%沿 縱向延伸1〜60秒,一面退火處理後,再進行横向延伸者。 第14項如第7項之多孔性膜之製造方法,其係使縱向 延伸後之薄片於145〜150艺下以縱延伸率〇〜1〇%沿縱向延 伸1〜10秒,一面退火處理後,再進行橫向延伸者。 第15項如第7項之多孔性膜之製造方法,其中前述捲 片之/5晶含量為60〜90%。 第16項如第7項之多孔性膜之製造方法,其中前述 (II)法之捲片係使由石晶核劑與聚丙稀系樹脂所得之顆粒 溶融,再由T型膜擠出所得200〜28(rc之溶融樹脂後,使所 得溶融薄片以110〜1301:冷卻10〜60秒並結晶化而製得者。 第17項如第10項之電池分隔物,其中該yj晶核劑為: (1) 選自Ν,Ν’-二苯基己烷二醯胺、N,N,-二環己基對 苯二甲醯胺及Ν,Ν,-二環己基-2,6_萘二甲醯胺所構成之 群中之至少一種; (2) 選自Ν,Ν - 一 %己烧竣基-ρ-伸苯基二胺、Ν,Ν,- -苯甲醯基-1,5-二胺基萘、ν,Ν,-二苯甲醯基-1,4-二胺基環 本紙張尺度適财us[家標準(哪)Α4規格⑵GX297公董) "— ---
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----- -13- 1270561 A7 B7 11 五、發明説明( 己烧及N,N,-二環己烷羧基-1,4-二胺基環己烷所構成之 群中之至少一種; (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (3) 選自N-環己基-4-(環己烷羧基胺基)苯並醯胺及N- 苯基-5-(N-苯甲醯基胺基)戊烷醯胺所構成之群中之至少1 種;或 (4) 兩種以上前述醯胺系化合物之混合物。 圖示之簡單說明 第1圖係以縮幅率15%及45%製得之縱~延伸片之X射 線繞射影像。 第2圖係縱向延伸片之冷晶層之定向概念圖。 .訂| 第3圖係使以縮幅率45%製得之縱向延伸片再橫向延 伸而製得之本發明多孔性雙軸延伸膜之截面之電子顯微鏡 (SEM)照片(1〇〇〇倍),(a)係顯示沿該多孔性雙軸延伸膜之 橫向(TD)所得截面影像,(B)則顯示沿縱向(md)所得之截 面影像。 第4圖係一概念圖,用以顯示使以縮幅率45%製得之縱 向延伸片再橫向延伸而製得之本發明多孔性雙軸延伸膜之 截面構造。 第5圖⑴及(ii)係顯微鏡照片,各自顯示以實施例a(依 本發明(I)法製造多孔性膜之例)及實施例1(不採用本發明 之(I)法’而以(II)法製造多孔性膜之例)為準而調製之縱向 延伸前之捲片。 第6圖係一概念圖,用以顯示本發明之⑴法及(11)法之 多孔性膜之製造程序。 -14- 五、發明説明(12 ) 發明之詳細說明 本發明之特徵在於:從以縱向延伸後所得薄片之X射 、、友疋射測疋所求出之f晶結晶晶格(3咐面之極圖形算出 之万晶之定向度係0.30以下。本發”,為使該定向度於 〇.3〇以下而進行前述⑴法或(„)法,或併用⑴法與⑼法。 本發明之(I)法係使用已定向有聚丙稀系樹脂之“ 之捲片進行縱向延伸及橫向延伸者。_,使已析出有万晶 核劑之醯胺系化合物針狀結晶之聚丙烯系樹脂組成物於未 達該醯胺系化合物之針狀結晶對熔融聚丙烯系樹脂之溶解 =度下,由T型膜擠出’使該針狀結晶定‘再使如此所 :之來自T型膜之擠出物冷卻,則所得捲片中聚丙稀系 樹脂之/3晶將沿前述醯胺系化合物之針狀結晶而定向結晶 化。若使所得捲片再縱向延伸,則縱向延伸片中之石晶之 前述定向度將於〇·3〇以下。 ^又,本發明之前記(11)法係一調整捲片之縱向延伸時之 縮幅率者。若使以一般方法所得之捲片沿縱向延伸,則捲 片將沿寬方向即橫方向收縮,使薄片寬度減少。本發明之 縮幅率即意指該收縮率。本發明之(11)法中,縱向延伸程序 之相關縮幅率係令於25%以上,更宜於35%,且最宜於4〇% 以上且55%以下。隨縮幅率增加,冷晶疊層之定向增加, 故縱向延伸片中之/5晶之前述定向度將於0·30以下。 使藉前述(I)法及/或(11)法製得之縱向延伸片供於接下 來之横向延伸程序,以促進多孔形成,而即使應用快速之 隻幵/速度亦可順利進行多孔形成,而製得具有高透氣性之 本紙張尺度適用中國國家標準(⑽U4規格(21〇χ297公楚) 1270561 A7 ---—---—__B7_____ 五、發明説明(13 ) — 多孔性膜。 系樹脂逐攻镂_证伸_ 如刖述般,本發明之多孔性聚丙烯系樹脂逐次雙軸延 伸膜係3有聚丙烯系樹脂及沒晶核劑,為一具優異厚度平 均性之膜,使用電子顯微鏡沿膜之縱向及橫向進行截面觀 察時’顯示有以下⑷及⑻之多孔構造,為一含谷晶核劑之 多孔性聚丙烯逐次雙軸延伸膜。 (a) 沿橫向之截面:與沿縱向之截面影像相較下,存有 較多之層截面。於該層截面間具有多數空孔,該空孔之厚 度方向及橫向之最大孔徑各為〇· i μιη〜5μιη及i μηι〜5〇μιη, 且厚度方向之最大孔徑/橫向之最大孔徑之比為1/2〜1/20。 (b) 沿縱向之截面:與橫截面影像相較下層截面較少或 不存在。具有多數空孔,且該空孔之厚度方向及縱向之最 大孔徑各為〇.忭111〜4111及1卜111〜5(^111,厚度方向之最大孔 控/縱向之最大孔徑之比為1/2〜1/20。 本發明之膜具有前述多孔結構之原因尚未完全明暸, 但可推測如下。 即,如前述,藉該(I)法及/或(11)法,縱向延伸結束後 之縱向延伸片中,/5晶疊層係朝縱向定向。更詳而言之, 從藉該縱向延伸片之X射線繞射測定求出冷晶之結晶晶格 (300)面之極圖形而算出之召晶之配向度係於〇3〇以下。接 著,沿縱向定向,結果,若使含有朝寬方向層積之疊層之 縱向延伸片再橫向延伸,已層積之疊層將被拉開,而於疊 層間形成空孔,結果成為具有上記(a)及(b)之結構者。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-16- 1270561 A7 B7 五、發明説明( 關於此點,首先以令縱向延伸時之縮幅率於25%以上 且5 5%以下之(Π)法為準而更加以詳述如下。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1圖係各顯示以縮幅率15%及45%製得之縱向延伸 片之X射線繞射影像。縱向延伸係使用K值0.96之冷晶捲 片’並以延伸温度及倍率各為90°c及4倍之條件進行。X射 線繞射測定係由薄片之厚度方向(through方向)、薄片之 寬方向(EDGE方向)及縱向(END方向)起進行。 若比較EDGE方向之繞射影像,則可知於縮幅率15%出 現之來自/3晶之結晶晶格面(3〇〇)之繞射峰值係於縮幅率 45%時消失。此結果顯示,縮幅率斗^义與丨5%相較下,冷晶 疊層之定向度較高。 •訂— 即,若使捲片縱向延伸,則冷晶疊層將一面有一部分 結晶轉移為α晶,而一面定向為沿薄片之寬方向層積。且 此時之縮幅率將影響該々晶疊層之定向度,隨縮幅率增 加,/3晶之定向度亦增加。該石晶疊層之定向概念圖係顯 示於第2圖。 縮幅率45%時,與縮幅率15%時相較,因示於第2圖之 ys晶層1之定向增加,可推知EDGE方向上冷晶(3〇〇)面之繞 射峰值消失。另一方面,縮幅率15%時冷晶層k定向不 足,故可於三種測定方向上檢測出(3〇〇)面之繞射峰值。 使定向有前述疊層i之以縮幅率45%製得之縱向延伸 片進行k向延伸而製得之多孔性雙軸延伸膜(後述實施例1 所得多孔性雙軸延伸膜)之截面之電子顯微鏡(sem)照片 (1000倍)及其概念圖各顯示於第3圖及第4圖。第3圖㈧係
-17- 1270561 A7 ---------__ 五、發明説明(15 ) 顯示沿該多孔性雙軸延伸膜之橫向(TD)之截面,而第3圖之 (B)則顯不沿該多孔性雙軸延伸膜之縱向(MD)之截面。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 因與沿縱向(MD)之截面(MD截面)相較下,沿橫向(TD) 之截面(TD截面)有較多之層截面,故可推知本發明之橫向 延伸程序中產生疊層之拉扯分離而形成空孔。 若參照第4圖,可知沿橫向之截面(TD截面)中,與沿縱 向之截面(MD截面)影像相較,存有較多之層截面2,且該 層截面間具有多數空孔3,該空孔之厚度方向之最大孔徑 (Y)及向之最大孔徑(Xt)各為〇· 1 μπι〜5μηι及1 μηι〜50μπι, 且厚度方向之最大孔徑(γ)/橫方向之最大孔徑(xt)之比為 1/2〜1/20。 又,第4圖所示之沿縱向之截面(md截面)中,與橫截 面影像(TD截面影像)相較,層截面較少或不存在。具有多 數空孔3,且該空孔之厚度方向之最大孔徑及縱向之最 大孔徑(Xm)各為〇· 1 μπι〜5μηι及1 μιη〜50μηι,厚度方向之最 大孔徑(Υ)/縱方向之最大孔徑(Xm)之比為1/2〜1/20。 又,前述橫向之最大孔徑(Xt)、縱向之最大孔徑(Xm) 及厚度方向之最大孔徑(Y)係藉後述之實施例之欄中[孔徑] 之項所記載之方法而測定者。厚度方向之最大孔徑(Y)係觀 察沿橫向之截面(TD截面)及沿縱向之截面(MD截面)雙 方,並針對厚度方向孔徑最大之空孔而求出者。 將各前述縮幅率15%及45%之縱向延伸片於140°C下 橫向延伸6.0倍而製得之雙軸延伸膜之依ASTM D726而測 定之格利透氣度(sec/10ml)各為100(後述對照例1)及12(後 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -18- 1270561 A7 -- ---—— B7 ____ 五、發明説明(Μ ) 述實施例1),後者與前者相較下顯示有較高之透氣性。可 推知此係因疊層之定向度增加而促進多孔形成之故。 另一方面,(I)法係於縱向延伸之前一程序,即製造捲 片時,預先使/3晶疊層定向之方法,其與前述(11)法所示之 使縮幅率增大至45%之情形具有相同之效果。 即,使々晶核劑之前記第6項之醯胺系化合物完全溶解 於熔融聚丙烯系樹脂後並冷卻,藉此使該醯胺系化合物於 聚丙烯系樹脂中再結晶而呈針狀結晶,再以聚丙烯之融點 以上且對醯胺系化合物之聚丙烯系樹脂熔融物之溶解溫度 以下之樹脂溫度將含有該針狀結晶之聚丙烯系樹脂組成物 由T型膜擠出,藉剪斷力使該醯胺系化合物之針狀結晶定 向為樹脂之流動方向。更令該定向之針狀結晶作為結晶 核,使聚丙烯系樹脂結晶化為々晶。於製得該捲片之時即 /3晶疊層已定向,該定向度亦有於〇·3〇以下之情形,但可 如一般者使捲片再縱向延伸而更提高点晶疊層之配向度, 使縱向延伸片之/3晶疊層之定向度於〇·3〇以下。結果,該 /3晶疊層係定向為沿薄片之寬方向層積,而與得與使縮幅 率增大時相同之定向狀態。 因此,採用(I)法時,未必需於接下來之縱向延伸程序 中如(II)法所示般提高縮幅率。但,可藉組合⑴法及(π)法 而更加提鬲石晶疊層之定向度,而促進多孔形成至最大限 度。 於⑴法所用聚丙烯系樹脂組成物係含有点晶核劑之 前述第6項之該醯胺系化合物之針狀結晶。該聚丙烯系樹脂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐)
.訂— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -19- 1270561 五、發明説明(17 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 組成物之调製係如以下般進行。於聚丙烯系樹脂中添加該 &胺糸化合物後,於該醯胺系化合物對聚丙烯系樹脂熔融 物之/合解/皿度以上之溫度進行溶融混煉,使酿胺系化合物 先平均溶解於聚丙婦系樹脂溶融物中。接著,若使該溶融 樹脂冷卻,則醯胺系化合物將呈針狀結晶於聚丙烯系樹脂 中析出。熔融混練前之該酿胺系化合物之結晶形態通常為 柱狀結晶,但使其於聚丙烯系樹脂熔融物中均勻溶解再加 以冷卻,結晶形態將變化為針狀。因此,炼融混練時之溫 度若於該醯胺系化合物之對聚丙稀系樹脂溶融物之溶解溫 度以下,將無法成為針狀結晶。且該醯胺系化合物若呈原 本之柱狀結晶,則接下來之由T型膜擠出及結晶化程序中 /3晶疊層之定向度將無法提高。 第5圖之⑴及(ii)係各自顯示以後述之實施例A(以本發 明⑴法製造多孔性膜之例)及實施例丨(非採用本發明之⑴ 法,而係以(II)法製造多孔性膜之例)為準而調製之縱向延 伸前之捲片之顯微鏡照片。顯微鏡觀察係於2〇〇cC之熱板上 以使聚丙烯系樹脂呈熔融之狀態進行者。 由第5圖之⑴可知,使用⑴法調製之捲片中醯胺系化 合物之針狀結晶沿樹脂流動方向(MD方向)定向之樣態。另 一方面,由第5圖之(ii)可知,不採用⑴法而調製之捲片其 對樹脂流動方向(MD方向)之醯胺系化合物之柱狀結晶不 具有明確之定向性。 以上依(I)法及(II)法之多孔性膜製造程序舉例而言係 呈第6圖之概念圖所示者。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -20- 1270561 A7 B7 18 五、發明説明( (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
.、可I _即⑴法中’如第6圖之「(I)法」所示般,首先製得 含有前述Θ晶核劑針狀結晶lln與固體聚丙嫦系樹脂之顆 粒(M),並使其以聚丙烯系樹脂融點以上且醯胺系化合物 針狀、、、〇曰曰對聚丙烯系樹脂熔融物之熔解溫度以下之溫度 (T1)溶融I得含有前述針狀結晶⑴與熔融聚丙稀系樹 月曰23之溶融樹脂組成物(1_2)。再將如此製得之熔融樹脂組 成物於上記溫度(τι)下以醯胺系化合物之針狀結晶Un存 在之狀態由T型膜擠出’而使該針狀結晶丨in沿樹脂之流向 疋向且被擠出之溶融薄片±包含呈定向狀態之該針狀結 曰曰1 ln(I-3)。於激冷軋輥上冷卻,聚丙烯系樹脂將沿該針狀 結晶lln結晶化,故可製得聚丙烯系樹脂之々晶層24以定向 之狀態存在之捲片(1_4)。接著,使捲片縱向延伸,使々晶 層24之疋向性更提高(1-5)。再進行橫向延伸,而於0晶層 之間產生空孔3 1,進而成為多孔性膜(1-6)。 另一方面,(II)法係如第6圖之「(11)法」所示般,首先 製得含有/5晶核劑柱狀結晶llp(亦可為針狀結晶)與固體 聚丙烯系樹脂之顆粒(IM)。·使該顆粒熔融,但不論此 時之溫度條件。 若使該顆粒以聚丙烯系樹脂之融點以上且於万晶核劑 、、’口曰a /谷解於聚丙烯系樹脂溶融物之溫度以下之溫度(丁2)溶 融,則可製得含前述柱狀結晶11ρ與熔融聚丙烯系樹脂23 之熔融樹脂組成物(11_2)。將如此製得之熔融樹脂組成物於 上记溫度(Τ2)下以醯胺系化合物之柱狀結晶Up存在之狀 態由τ型模擠出,則該柱狀結晶11ρ將沿樹脂之流向而有若
-21- 1270561 A7 ΰ/ 19、 五 、發明説明( ^ 二9,9;0號專利申請案說明書修正頁 干定向,但與針狀結晶時相 宏厂 93·07·】6 才子目比其疋向度較低,該柱狀結晶 1 lp以近於無定向之壯能 心匕έ於被播出之炫融薄片中 (ΙΙ-3)。於激冷乾輥上冷卻,隨此,取/ 退此5亥♦丙烯系樹脂將沿柱 狀結晶小而結晶化,故可製得聚丙稀系樹脂之“層24 以近乎無疋向狀態存在之捲片(Η·4)。 另方面,將前述顆粒以聚丙稀系㈣融點以上且$ 晶核劑結晶溶解於聚丙浠系樹脂炼融物之溫度以上之溫度 (Τ3)加以溶融(II_2a),再以同溫度(Τ3)由Τ型模擠出又 ()巾方'激冷|昆上之冷卻結晶化程序中,$晶核劑 之,狀結晶以無定向狀態析出’製得沿已析出之石晶核劑 。日日、口日日化之♦丙烯系樹脂之冷晶層24以無定向狀態存在 之捲片(II-4a)。 接著,使前述聚丙烯系樹脂之石晶層24以無定向狀態 存在之捲片以25〜55%之高縮幅率縱向延伸,該万晶層24 將疋向(II-5)。再使其橫向延伸,而於冷晶層間產生空孔 31 ’進而成為多孔性膜(11_6)。 依而要,本發明中可於縱向延伸後或橫向·延伸前將縱 向延伸片於特定條件下加以退火處理,藉此於接下來之横 向延伸中更為促進多孔形成,以改善空孔率及透氣性。相 ,退火處理中,一面保持/5晶疊層之定向度,使部份或全 部之冷晶結晶轉移為α晶疊層,該結晶形之變化被認為可 更促進多孔形成,但詳細情形尚未明朗。 具有前述多孔結構之本發明多孔性聚丙烯膜不僅具有 仏/、通氣性及滲濕性,亦優於防漏性及機械強度。因此, 本紙張尺度相中崎轉準(CNS) M規格⑵⑽297公楚) 五、發明説明(2〇 ) 本發明之膜可廣泛應用於簡易雨具及簡易作章服等 濕衣料、衛生製品(如紙尿布(拋棄形褲' : 生理用衛生棉等生理H 魏尿布專)及 等衛生m “ I 4墊4讀性物品、床單 7片及壁紙等建築材料、除 劑、化學懷爐等之各種包』脫乳 ^ g U 、材科、曰成紙、過濾膜及分離 膜、醫療材料及農業用多功能片以及使用於電池及電解等 之電池分隔物等領域。 哥 本發明之多孔性聚丙埽膜具有高度之厚度平均性,膜 之厚度平均性係於〇1以下,更宜為〇1〜⑽而最宜為 因 >、有4種物性’故本發明之膜之膜特性,如 透氣度、拉伸特性、電阻及空孔率等之平均性甚佳,幾乎 不具因膜之區域不同而引起之物性偏差,且於生產安定性 之點甚有利。 本發明中,所謂「膜之厚度平均性」係指,沿所得多 孔性膜之寬方向之中心線(即,將膜寬二等分之點沿縱向連 接之中心線)膜厚計針對於縱向上間隔丨⑽之ι〇〇點 測定膜之厚度,求出平均厚度(T_)、最大厚度(Tmax)及 最小厚度(Tmin),並以式(Tmax-Tmin)/Tave所算出之值。 該值越小,厚度平均性越高。又,可使用任一之各種 市售品作為膜厚計,如三功電子研究所(Sank〇 Electr〇nic
Lab〇ratory Co.,LTD )製「SME-1」測定膜厚之平均性。 本發明之多孔性聚丙烯膜之厚度並無特殊限制,可為 厚度極薄或厚度較大者。一般而言,該厚度為5μιη〜1〇〇μΜ 私度’更宜為lOpmdOpm程度。 1270561 A7 __B7 五、發明説明(21 ) 本發明之多孔性聚丙烯膜通常具有10〜100(sec/10ml) 程度,特別係10〜50(sec/10ml)程度之格利透氣度。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又,本發明之多孔性聚丙烯膜之空孔率一般為30〜65% 程度,但更宜為40〜55%程度。於此,空孔率係如下般求出 者,即,將延伸膜切為正方形,並測定一邊之長度(Lem)、 重量(Wg)及厚度(Dcm)再以下式求出。 空孔率(%)=l〇〇-l〇〇(W/p)/(L2x D) [式中,P為延伸前之聚丙浠捲片之密度]。 又,本發明之多孔性聚丙烯膜更具有良好之質地。因 具有該物性,故本發明之膜於與肌膚接觸之應用領域,如 作為紙尿布、生理用品及各種包裝材料等乃甚為有利。 又,本發明之多孔性聚丙烯膜具有適合製造電池分隔 物用之物性,其由格利透氣度與平均孔徑並依下式而算出 之平均膜厚1πιί1(25μιη)之電氣抵抗估計值R為30ohm in/mil以下,更係於4〜30ohm · in/mil : R=25(4.2tGurd)/L (式 1) [式中,R為31重量%尺011溶液中膜之電氣抵抗之推定 值(ohm in/mil),tGur為依ASTM D726而測定出之格利透氣 度(sec/10ml),d為以水銀壓入法求出之平均孔徑(μηι),L 為膜厚(μπι)]。 (式1)係由以下(式2)及(式3)導出者。格利值(sec)與平 均孔徑(μιη)之積(sec · μπι)與膜之電阻RmA(mohm · in2)具 有(式 2)之比例關係(R.W.Callahan 等、The Tenth International Seminar on Primary and Secondary Battery 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -24- 1270561 A7 B7 五、發明説明(22 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
Technologyand Application、March 1-4、1993) 〇 可由戶斤得 RmA及(式3)算出每膜厚1πιί1(25μπι)平均電阻之推定值(特 開 2000-30683號)。
RmA=4.2tGurd (式 2) R=25RmA/L (式 3) 又,前述格利透氣度(tGlJ為依ASTM D726為準而測定 者。 本發明之多孔性聚丙烯膜之平均孔徑係以起泡點法 (JIS K 3832)測定時為0.040〜0·060μιη程度,特別為 0.045〜0.055μηι程度;以水銀壓入法測定時為0.10〜0·50μηι 程度,特別為0.20〜0·40μιη程度;又,使用電子顯微鏡(SEM) 作膜截面之觀察而求出時,膜厚度方向之最大孔徑為 0.1〜5μιη程度,特別係0.5〜5μιη程度;與厚度方向垂直之方 向之最大孔徑為1〜50μιη程度,特別為5〜30μηι程度。 本發明之多孔性聚丙烯膜依JIS Ζ 0208為準測定之滲 濕度通常為3000〜6000g/m2 · 24h程度,特別為 4000〜5000g/m2 · 24h程度,而依JIS K 7127為準測定之拉 伸強度於縱向及橫向上共50〜lOOMPa程度,特別為 60〜80MPa,防漏性數據則除使用界面活性劑(聚氧乙烯月 桂基醚硫酸鈉(乙烯氧化物附加莫耳數=3莫耳))之0.25重量 %水溶液取代純水外,依JIS L 1092為準所測定之耐水壓為 200〜400kPa,特別為200〜300kPa程度。 <聚丙稀系榷f脂> 本發明所用聚丙烯系樹脂係以丙烯為主要構成成分之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -25- 五、發明説明(23 ) 乙:二可列舉如丙烯均聚物、以丙婦為主體之 ^丁烯、戊稀、己烯、庚烯、辛婦、壬稀、葵烯、十 人=十—稀等碳原子數2或4〜12之與“烯之共聚物㈣ 二規、封端中任一者)。該共聚物中,丙稀含量宜於90 重篁%以上,更宜為92〜98重量%。 該等之中,以丙稀為主體之乙稀及/或與i種以上之卜 烯(碳原子數2或4〜12)之封端共聚物係與均聚物相較下所 得多孔性聚㈣之«較佳,又,其與無規絲物相較下, 於通氣性、滲濕性上更佳,故特別建議之。 更可例示如前記聚丙稀系樹脂與少量熱可塑性樹脂如 南密度聚乙烯、聚丁烯]、聚冰甲基戊烯]等之摻合聚人 物。於該聚合摻合物中,聚丙婦系樹脂之比例係於%重量 %以上,更宜為92〜98重量%。 又,本發明所用聚丙烯系樹脂為丙烯_乙烯共聚物時, 建議其乙烯含量為3.0〜7.0重量%。一旦超過7〇重量%時於 延伸程序時易破裂,又若於3.0重量%以下時,則於延伸程 序中易產生延伸不均,且所得膜之透氣性有降至極低之傾 向’且亦有損及質地之傾向。 邊聚丙烯系樹脂之熔體流量(以下略稱為「MFR」。依 JIS K 6758-1981測定)並無特殊限制,但通常係使用於 0·1〜10g/10分程度範圍内之樹脂。其中,由延伸物之機械 物性等諸物性及加工性之觀點論,建議於10〜5g/10分内, 且更宜為2.0〜4.0g/10分之範圍。MFR若於〇18/1〇分以下則 難以局速成形,而導致加工性降低。又,若為1〇g/1〇分以 1270561 A7 B7 五、發明説明(24 上則有使延伸物之機械物性降低之傾向,於延伸時 裂。 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) . <石晶核劑>
、可I 本發明所用晶核劑可列舉如習知之12_羥基硬酯酸 鉀、苯甲酸鎮、琥酸鎮、鄰苯二甲酸錤等羧酸之鹼金或 鹼土類金屬鹽、苯磺酸鈉、萘磺酸鈉等芳香族磺酸化合物、 二或三鹼基羧酸之二或三酯類、四刊化合物類、醯胺磺 酸衍生物、酜菁藍等酖菁系、料酮、啊酮醒等心酮 系等顏料、為有機二鹼基酸之成分Α與鹼土類金屬之氧化 物、氫氧化物或鹽之成分B所構成之雙成分系及下式(1)〜(3) 所示之醯胺系化合物及鄰苯二甲醯亞胺基乙酸之鈣鹽等以 通式(4)所示之醯亞胺之鹼土類金屬鹽。其中尤以以下通式 (1)所示醯胺系化合物因不具著色等問題而最適於生成石 晶。 R^NHCO-R^CONH-R3 ⑴ [式中,R為碳原子數1〜24之飽和或不飽和脂肪族二羧 酸殘基、碳原子數4〜28之飽和或不飽和之脂環族二羧酸殘 基或碳原子數6〜28之芳香族二羧酸殘基。R2&R3各為相同 或不同之碳原子數3〜18之環烷基、通式、通式(b )、通 式(c)或通式(d)所示之基,且前述各式中,R4為氫原子、碳 原子數1〜12之直鍊狀或分岐鍊狀烷基、碳原子數6〜1〇之環 烷基或苯基,R5為碳原子數1〜12之直鍊狀或分岐鍊狀燒 基’ R6及R7係相同或不同之碳原子數1〜4之直鍊狀又分岐 鍊狀之烧烯基。] -27- 1270561 25 A7 B7 五、發明説明(
R9_CONH-R8-NHCO_R10 (2) [式中’ R8為碳原子數1〜24之飽和或不飽和脂肪族二胺 殘基、碳原子數4〜28之脂環族二胺殘基、碳原子數4〜14之 雜環二胺殘基或碳原子數6〜28之芳香族二胺殘基。R9及R10 各為相同或相異之碳原子數3〜12之環烷基、通式(e)、通式 (f)、通式(g)或通式(h)所示之基,且前述各式中R11為氫原 子、碳原子數1〜12之直鍊狀或分岐鍊狀烷基、碳原子數 6〜10之環烷基或苯基,Ri2為碳原子數i〜12之直鍊狀或分岐 鎖狀烧基、碳原子數6〜10之環烷基或苯基。Ri3及R"為碳 原子數1〜4之直鍊狀或分岐鍊狀烷烯基。] (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公釐) -28- 1270561 A7 B7 五、發明説明(26 R16,CONH-R15-CONH-R17 (3) [式中’ R15為;δ炭原子數1〜28之飽和或不飽和脂肪族胺 基酸殘基、碳原子數6〜12之飽和或不飽和脂環族胺基酸殘 基或碳原子數6〜14之芳香族胺基酸殘基。R16與通式(1)之 R2或R3意義相同,R17與通式(2)之R9或R10意義相同。 0 0 mR18 -(CHda — COOH (4} [式中’ R18為氫原子、碳原子數1〜12之直鍊狀或分岐 鍊狀烧基、苯基、芊基、環己基或竣基,a為〇〜12之整數, A為通式⑴、通式⑴、通k)、通式(1)或通式(m)所示之二羧 酸殘基,且前述各式中,R19為氫原子、碳原子數丨〜12之直 鍊狀或分岐鍊狀烷基或鹵素原子,X為1〜4之整數,丫為j 6 之整數。又,X及y大於1時,R19所示之各基可相同或相異 R19x
(i)
Rl9y~^ (k) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .、可| R19x-
(I) R,9y-^X ㈣ 可使通式⑽所示脂肪族、脂環族或芳香族二叛酸與 通式(lb)所示之1種或2種脂環族或芳香族之單胺依常法酿 -29- 1270561 二綾 P. A7 B7 五、發明説明(27 ) 胺化而簡單地製得通式(1)所示醯胺系化合物。 HOOC-R20-COOH (la) [式中,R2G之意義與前述R1相同。] R21-NH2 (lb) [式中,R21之意義與前述R2或R3相同。] 因此,通式(1)之R1所示「二羧酸殘基」係指由以下脂 肪族、脂環族或芳香族之二羧酸中除去二個羧基後所得殘 基(2½之基)。又,一般式(1)之R2及R3係由後述之脂環族或 芳香族胺中去除胺基所得之殘基。 脂肪族二羧酸則可列舉如碳原子數為3〜26、更宜為 3〜14之飽和或不飽和之脂肪族二羧酸,更具體言之丙一 酸、二苯基丙二酸、琥珀酸、苯基琥珀酸、二苯基琥珀酸、 戊二酸、3, 3-二曱基戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、 壬二酸、葵二酸、丨,12_十二烷二酸、丨,14_十四烷二酸及 1,18-十八烧二酸。 脂環族二羧酸可列舉如碳原子數為6〜3〇、更宜為8〜12 之脂環族二羧酸,更具體言之可列舉如丨,2_環己烷二羧 酸、1,4-環己烷二羧酸、i 5_萘烷二羧酸、2, 6_萘烷 酸、4: 4,-二環己烷二羧酸及“環己烷二乙酸。 芳香族二羧酸可列舉如碳原子數為8〜3〇、且更宜為 之芳香族二㈣,更具體言之,Ρ·伸苯基二乙酸、’ 伸本基二乙烧酸、鄰苯二甲酸 丫 ®夂、4-tert-丁基鄰苯二曱酸 異鄰苯二甲破、5_tert_T基異鄱 —一 土兵鄰本一甲酸、對苯二曱酸 奈一甲酸、1,4-萘二竣酸、2,6-笨-&磁 ^ 奈一羧酸、2, 7-奈二羧酸 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁)
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五、發明説明(28 ) 聯笨酸、3, 3’ -二苯基二羧酸、4, 4,-二苯基二羧酸、4, 4,〜 聯二苯二羧酸、二(3-羧苯基)曱烷、二(4-羧苯基)曱烷、2, 2_ 二(3-羧苯基)丙烷、2, 2-二(4-羧苯基)丙烷、3, 3,-颯基二 苯甲酸、4, 4’ -颯基二苯甲基、3, 3,-羥基二苯甲酸、4, 4,〜 私基二苯甲酸、3,3’ -羧基二苯甲酸、4,4,-羧基二苯甲 基、3, 3’ -硫代二苯曱酸、4, 4,-硫代二苯甲酸、4, 4, -(p_ 伸苯基二羥基)二苯曱基、4, 4,-異酞醯基二苯甲酸、4, 4,〜 對酞醯基二苯甲酸、二硫柳酸等芳香族二鹼基酸。 脂環族單胺係碳原子數3〜18之環烷胺、通式(5)或通式 (6)所示化合物,更舉體言之,可列舉如環丙胺、環丁胺、 環戊胺、環己胺、2-甲基環己胺、3-曱基環己胺、4-曱基 環己胺、2-乙基環己胺、4-乙基環己胺、2-丙基環己基胺、 2-異丙基環己胺、4-丙基環己胺、4-異丙基環己胺、2-tert-丁基環己胺、4-n-丁基環己胺、4_異丁基環己胺、4-sec-丁 基環己胺、4-tert-丁基環己胺、4-η·戊基環己胺、4-異戊基 環己胺、4-sec-戊基環己胺、4-tert-戊基環己胺、4 -己基環 己胺、4-庚基環己胺、4-辛基環己胺、‘壬基環己胺、4-葵基環己胺、4- Η~ —烷基環己胺、4_十二烷基環己胺、4-環己基環己胺、4-苯基環己胺、環庚胺、環十二胺、環己 基甲胺、α -環己基乙胺、yS -環己基乙胺、α -環己基丙胺、 冷-環己基丙胺及7 -環己基丙胺。 hN^^-R22 ⑼ [式中,R22與前述R5意義相同。] 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} •訂— -31- 1270561
五、發明説明( h2n-r
⑹ [式中,R2·3與前述R7意義相同。] 芳香族單胺可列舉如通式⑺或通式⑻㈣化合物,更 具體言之,可列舉如笨胺、〇_曱苯胺、m·甲苯胺、p_甲笨 胺、乙基笨胺、P-乙基笨胺、。_丙基苯胺、m_丙基苯胺、 P-丙基苯胺、。.枯胺、m•枯胺、卜枯胺、。佩丁基苯胺、 P-η-丁基苯胺、p-異丁基苯胺、丁基苯胺―丁 基苯胺、戊基苯胺、p_異戊基苯胺、ρ._戊基苯胺、 卜加·戊基苯胺、Ρ·己基苯胺、卜庚基苯胺、P_辛基苯胺、 P_壬基苯胺、P-葵基苯胺、P·十-燒基苯胺、P.十二炫基苯 胺、P-環己基苯胺、。-胺基聯苯、m_胺基聯苯、p胺基 苯、竿基胺、苯基乙基胺、^苯基乙基胺、α_苯基 基月女、;5 -本基丙基胺及苯基丙基胺。 聯 丙 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
R24⑺ [式中,R24與前述R4意義相 同 h2n-r
(8) [式中,R25與前述R6意義相同。]通式(1)所示醯胺系化合物中最佳之化合物可列舉如N. N -—本基己烧-一酿胺、N,N -二環己基對苯二甲酿胺或 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
-32- 1270561 A7 ---- ----Β7 五、發明説明(30 ) Ν,Ν’ -二環己基_2, 6_萘二羧醯胺等。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 可依常法將通式(2a)所示脂肪族、脂環族或芳香族二 胺與通式(2b)所示脂環族或芳香族單羧酸之1或2種醯胺化 而輕易調製出通式(2)所示醯胺化合物。 H2N_R26-NH2 (2a) [式中,R26與前述R8意義相同。] R27-COOH (2b) [式中,R27與前述R9或Rio意義相同。] 因此’通式(2)中R8所示「二胺殘基」係指,由以下之 脂肪族、脂環族或芳香族二胺中除去二個胺基後所得殘基 (2價之基),又,通式(2)之R9及Ri〇係由後述之脂環族或芳 香族單羧酸酸除去羧基後所得殘基。 脂肪族二胺可列舉如碳原子數丨〜24且更宜為碳原子 數1〜12之脂肪族二胺等,更具體的言之,可列舉如l 2•二 胺基乙烧、1,2-二胺基丙烧、1,3-二胺基丙烧、1,4-二胺 基丁烧、1,3-二胺基戊烷、1,5_二胺基戊烷、i 6_二胺基 己烧、1,8-二胺基辛烷、1,10·二胺基葵烷及丨,u_二胺基 十一烧等。 脂環族二胺可列舉如碳原子數4〜28且更宜為6〜15之 脂環族二胺等,更具體言之可列舉如1,2-二胺基環己烧、 1,4-二胺基環己烷、4, 4’ -二胺基二環己基、4, 4,-二胺基 -3,3’ -二甲基二環己基、4, 4’ -二胺基二環己基甲烷、4, 4’ -二胺基-3, 3’ -二甲基二環己基甲烷、1,3_二(胺基甲基) 環己烷及1,4-二(胺基曱基)環己烷等以外,尚有異佛爾酮 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -33- 1270561
二胺、蓋烯二胺等。 、雜% 一胺可列舉如於其環構造 中包含1個或2個氮原子 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) 或硫原子之5昌提1 , 々 貝衣或6貝環之碳原子數4〜14之雜環二胺 1 ’更具體言之’可列舉2, 3-二胺基^定、2, 6·二胺基吼 疋3, 4·一胺基口比σ定、〇_聯甲苯胺楓等。
、可I 如方香族二胺可列舉如碳原子數6〜28且更宜為6〜15之 芳香族—胺等’更舉體言之可列舉如。伸苯基二胺、ηΜ申 苯基一胺、ρ_伸苯基二胺、2, 3_二胺基甲苯、2, 4·二胺基 甲苯、2, 6-二胺基甲笨、3, 4_二胺基甲苯、4, 6_二甲基,_ 伸苯基一胺、2,5_二甲基_p_伸苯基二胺、4,5_二甲基_〇_ 伸苯基二胺、〇-並二曱苯基二胺、.並二甲苯基二胺、卜 並二曱苯基二胺、2, 4-二胺基茱、1,5·二胺基萘、1,8-二 胺基萘、2, 3-二胺基萘、2, 7-二胺基萘、9, 10-二胺基菲、 3, 3’,5, 5’ —四甲基聯苯胺、3, 3,—二甲基-4, 4,—二胺基聯 苯、3, 3’ -二曱氧基_4, 4,-二胺基聯苯、4, 4,-二胺基二 苯基曱烷、3, 3,-二胺基二苯基曱烷、3, 4,-二胺基二苯 基曱烷、4, 4’ 一甲撐二(〇-曱苯胺)、4, 4,—甲撐二(2, 6-二曱 苯胺)、4, 4’ -曱撐二(2, 6-二乙基苯胺)、4, 4,-二胺基-1,2-二苯基乙烷、4, 4’ -二胺基-2, 2’ —二曱基二苄基、4, 4, 一 二胺基芪、3, 4’ -二胺基-2, 2_二苯基丙烷、4, 4’ -2, 2-二 苯基丙烷、4, 4’ -二胺基二苯基醚、3, 4’ -二胺基二苯基 醚、4, 4’ -硫代二苯胺、2, 2’ -二硫代二苯胺、4, 4’ -二硫 代二笨胺、3, 3’ -二胺基二苯基颯、4, 4’ -二胺基二苯基 颯、3, 3,-二胺基二苯甲酮、4, 4’-二胺基二苯曱酮、4, 4’- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格U10X297公釐) -34- 1270561 (9)
A7 B7 五、發明説明(32 二胺基苯甲醯苯胺、2, 7·二胺基第、3, 7-二胺基-2_甲氧基 苐、二-P-胺基苯基苯胺、1,3-二(4-胺基苯基丙基)苯、丨,4_ 二(4-胺基苯基丙基)苯、丨,3_二(4_胺基苯氧基)苯、4, *,一 二(4-胺基苯氧基)聯笨、二[4-(‘胺基苯氧基)苯基]醚、二 [4-(4-胺基苯氧基)苯基]颯、9, 9_二(4_胺基苯基)第等。 脂裱族單羧酸可列舉如碳原子數4〜13之環烷羧酸、碳 原子數4〜13之環烯羧酸、通式(9)或通式(1〇)所示化合物 等’更舉體言之則可列舉如環丙烷羧酸、環丁烷羧酸、環 戊烷羧酸、1-甲基環戊烷羧酸、2_曱基環戊烧羧酸、3-甲 基環戊烷羧酸、1 -苯基環戊烷羧酸、環戊烯羧酸、環己烷 羧酸、1-甲基環己烷羧酸、2-甲基環己烷羧酸、3-曱基環 己烧羧酸、4-甲基環己烧敌酸、4-丙基環己烧羧酸、4-丁 基環己烷羧酸、4-戊基環己烷羧酸、4_己基環己烷羧酸、 4-苯基環己烷羧酸、1-苯基環己烷羧酸、環己烯羧酸、Αχ 基環己 烯羧酸 、環庚烷羧酸、 1-環庚 烯羧酸 、卜甲基環 庚烷羧酸、4-甲基環庚烷羧酸及環己基乙酸等。 HOOC-}- [式中,R28與前述Rl2意義相同 ⑽ [式中,r29與前述R14意義相同 本紙張尺度適用中國國家標準M規格(210><297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-35- 1270561 A7 B7 五、發明説明(33 ) 芳香族單羧酸可列舉如通式(11)或通式(12)所示化合 物’更具體言之則可列舉如苯甲酸苯甲酸、〇_甲基苯甲酸、 Π1-甲基苯曱酸、P-曱基苯甲酸、p_乙基苯甲酸、p-丙基苯 甲酸、P-丁基苯甲酸、p_t_丁基苯甲酸、P_戊基苯甲酸、P_ 己基苯甲酸、〇-苯基苯甲酸、P_苯基苯甲酸、?_環己基苯 甲酸、苯基乙酸、苯基丙酸及苯基丁酸等。
[式中,R30與前述Rn意義相同。]
[式中,R31與前述意義相同。] 通式(2)所示醯胺系化合物中,最佳之化合物可列舉如 N,N —二環己烷羰基-P-伸苯基二胺、N,N,-二芊醯基< 5-二胺基萘、N,N,-二苄醯基-,扣二胺基環己烷、N,N,、 一 ί哀己烧魏基-1,4_二胺基環己烧等。 可依習知方法將通式(3a)所示脂肪族、脂環族或芳香 族胺基酸與預定知單羧酸及單胺醯胺化而輕易調製出通弋 (3)所示醯胺系化合物。 HOOC_R32-NH2 (3a) [式中,R32與前述r15意義相同。] 因此,通式(3)之R15所示「胺基酸殘基」係指由以下 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) -36- 1270561 A7 _ B7 ___ 五、發明説明(34 ) 脂肪族、脂環族或芳香族胺基酸中去除一個胺基及一個羧 基後所得之殘基(2價之基)。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 脂肪族胺基酸可列舉有碳原子數2〜29且更宜為2〜13 之飽和或不飽和之脂肪族胺基酸等,更具體言之可列舉如 胺基乙酸、α -胺基丙酸、/3 -胺基丙酸、α -胺基丙烯酸、 α -胺基丁酸、/3-胺基丁酸、胺基丁酸、α -胺基- α-甲基丁酸、7 -胺基-α -甲撐丁酸、α -胺基異丁酸、yS -胺 基異丁酸、α-胺基-η-戊酸、胺基-η-戊酸、/3 -胺基巴 豆酸、胺基-沒-曱基戊酸、α-胺基異戊酸、2-胺基-4-戊烯酸、α -胺基-η-己酸、6-胺基己酸、α -胺基異己酸、 7-胺基庚烧酸、α -胺基-η-辛酸、8-胺基辛酸、9-胺基壬烷 酸、11_胺基Η 烧酸及12-胺基12烧酸等。 脂環族胺基酸可列舉如碳原子數7〜13之飽和或不飽 和脂環族胺基酸等,更具體言之,可列舉如1 -胺基環己烷 羧酸、2-胺基環己烷羧酸、3-胺基環己烷羧酸、4-環己烷 羧酸、Ρ-胺基甲基環己烷羧酸及2-胺基-2-降稻烷羧酸等。 芳香族胺基酸可列舉如碳原子數7〜15之芳香族胺基 酸等,更具體言之,可列舉如α-胺基苯基乙酸、α-胺基-/3 -苯基丙酸、3-胺基-3-苯基丙酸、α -胺基桂皮酸、2_胺 基-4-苯基丁酸、4-胺基-3_苯基丁酸、蔥基酸、m-胺基苯曱 酸、p-胺基苯甲酸、2-胺基-4-甲基苯甲酸、2-胺基_6-曱基 苯甲酸、3_胺基-4-甲基苯曱酸、2-胺基_3_甲基苯甲酸、2-胺基-5-曱基苯甲酸、4-胺基-2-甲基苯曱酸、4-胺基-3 -甲基 苯甲酸、2-胺基-3-曱氧基苯甲酸、3_胺基_4•曱氧基苯甲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公董) -37- 1270561 A7 B7 五、發明説明(35 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 酸、4-¾基_2-甲氧基苯甲酸、4_胺基_3_曱氧基苯甲酸、2_ 胺基-4, 5-二甲氧基苯甲酸、〜胺基苯基乙酸、瓜_胺基苯基 乙酸、P-胺基苯基乙酸、4_(4_胺基苯基)丁酸、4_胺基曱基 苯甲酸、4·胺基甲基苯基乙酸、。,基桂皮酸、.胺基桂 皮酉欠卜胺基桂皮酸、P-胺基馬尿酸、2-胺基-1-萘甲酸、 3-胺基-1-萘甲酸、4-胺基+萘甲酸、5•胺基+萎甲酸、6_ 胺基1奈甲酉文、7_月女基-i_萘甲酸、8•胺基-卜萘甲酸、卜 胺基2-奈甲酸、3-胺基萘甲酸、4_胺基萘甲酸、% 胺基2-萘甲酸、6_胺基萘甲酸、7_胺基_2_萘甲酸、 胺基-2·萘甲酸、7·胺基|萘甲酸从胺基1萘甲酸等。
.訂I 通式(3)所示醯胺系化合物之原料之單胺與通式(1)所 示醯胺系化合物之原料之單胺為同一者,同樣地,單羧酸 與通式(2)所示醯胺系化合物之原料之單羧酸亦為同一者。 通式(3)所示醯胺系化合物中,可列舉义環己基_4_(N_ 環己烷羰基胺基)苯甲醯胺、N_苯基-5_(N-苄醯基胺基)戊烷 醯胺等作為更具效果之化合物。 通式(4)之A所示「二羧酸殘基」係指,由芳香族或脂 環族二羧酸中去除二個羧基後所得之基(2價之基)。 鹼土類金屬可列舉如鎂、鈣及鋇,其中尤宜使用鈣。 通式(4)所示醯亞胺系化合物中,可列舉酞醯甘胺酸、 六氫酞醯甘胺酸、萘甲醯甘胺酸、N-酞醯丙胺酸、n_4甲 基耿醯甘胺酸等之鈣鹽作為更具效果之化合物,其中尤以 醜醯甘胺酸之鈣鹽為佳。 通式(4)所示醯亞胺化合物為習知之化合物,可藉習知 •38- 1270561 A7 ----------_一 —_ 五、發明説明(36 ) 之方法,如EP0887375A1公報之方法,將預定之脂環族或 芳香族二羧酸酐與預定之胺基酸亞胺化而輕易地製得。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明所用/5晶核劑,特別係醯胺系化合物,建議其 最大粒徑於20μιη以下且宜於1〇μπι以下,尤宜於5μιη以下。 最大粒徑一旦超過2〇μηι則可能成為延伸時破裂之原因。 本發明相關晶核劑之適用量建議係對聚丙烯系樹脂 100重量份為0.0001〜5重量份,更宜為o.ooiq重量份。若 於0.0001重量份以下,則難以產生充足量之点晶,又,即 使含有超過5重量份之量亦無效果上之有效差,更可能成為 延伸程序時發生破裂之原因。 又,本發明之聚丙烯系樹脂亦可依使用目的及其用 途而於無相本發明效果之範圍下適當併用習知之聚稀烴 用重整劑。 该聚辦F煙用重整劑舉例而言可列舉記載於聚烯烴等衛 生協礒會編之「正向表列之添加劑手冊改訂第2版」(1995 年1月)記載之各種添加劑,更具體言之可,安定劑(金屬化 合物、環氧化合物、氮化合物、磷化合物、硫化合物等)、 紫外線吸收劑(二苯甲酮系化合物、苯並三唑系化合物 等)、氧化防止劑(苯酚系化合物、亞磷酸酯系化合物、硫 系化合物等)、界面活性劑、潤滑劑(石蠟、蠟等脂肪族烴、 碳原子數8〜22之高級脂肪酸、碳原子數8〜22之高級脂肪酸 金屬(A卜Ca、Mg、Zn)鹽、碳原子數8〜18之月旨肪酸、碳原 子數8〜22之脂肪族醇、聚乙二醇、碳原子數4〜22之高級脂 肪酸與碳原子數4〜18之脂肪族1價醇之酯、碳原子數8〜22 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) -39- 1270561 A7 --------- ----B7 五、發明説明" --- 之高級脂肪酸醯胺、矽酮油、松香衍生物等)、充填劑(滑 石、水滑石、雲母、沸石、珠粒體、♦藻土、碳酸妈、玻 璃纖維等)、發泡劑、助發泡劑及聚合物添加劑外,尚有可 塑劑、交聯劑、交聯促進劑、帶電防止劑、中和劑、抗欲 焱劊防霧劑、聚合物合金成分(嵌段SBR或隨機SBR及該 等之氫化物等之橡膠類及聚苯乙烯等)、難燃劑、分散劑、 有機或無機顏料或染料、及助加工劑等各種添加劑。 主羞性聚丙烯膜之製造方法 本發明之多孔性聚丙烯逐次雙軸延伸膜之製造方法係 藉使s /3曰曰核劑之聚丙烯捲片縱向延伸後再橫向延伸之逐 次雙軸延伸程序而製出含0晶核劑之多孔性聚丙烯逐次雙 軸延伸膜之方法,且藉以下之⑴法及/或(11)法,以使由冷 晶之晶格(300)面之極圖形算出之石晶之定向度小於 〇·30,而該晶之晶格(3〇〇)面之極圖形係由縱向延伸後所 得薄片之X射線繞射測定求得。 (I) 法:令々晶核劑為前述第6項之醯胺系化合物之針 狀結晶,並使由Τ型模擠出時之樹脂溫度為聚丙烯之融點 以上且為醯胺系化合物對聚丙烯系樹脂熔融物之溶解溫度 以下,再於醯胺系化合物之針狀結晶存在之狀態下由Τ型 模擠出聚丙稀糸樹脂組成物之溶融物。 (II) 法··令縱向延伸時之縮幅率為25%以上且55%以下。 茲將所建議之多孔性聚丙烯之製造條件依製造程序詳 細說明如下。 <聚丙嫌糸樹脂組成物> 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| -40- 1270561 、發明說明( (1)法之聚丙烯系樹脂組成物係含有為石晶核劑之該 醯胺系化合物之針狀結晶。該聚丙烯系樹脂組成物之調製 係進行如下。 將聚丙烯系樹脂與該醯胺系化合物舉例言之以亨舍爾 此合機混合,再使用單軸或雙軸之擠出機等,於該醯胺系
化a物之對聚丙稀系樹脂溶融物之溶解溫度以上且2 8 0 °C 以下之溫度下進行熔融混合,再使醯胺系化合物平均溶解 於聚丙烯系樹脂熔融物後,冷卻並裁切之以令其為樹脂顆 粒即可。如此所得之樹脂顆粒即含有前述醯胺系化合物之 針狀結晶。 刖述溶解溫度係依該醯胺系化合物之種類及其配合量 以及聚丙烯系樹脂之種類而變化,若增加該醯胺系化合物 之配合量,則該溶解溫度上昇。舉例言之,將N,N,—二環 己基-2, 6-萘二羧醯胺作為本發明^晶核劑添加時,溶解溫 度隨添加量由〇·〇4、0.05、0·06、〇·ΐ增加至〇·2重量份,而 各上升為約235°C、約240°C、約245°C、約260。(:及約280 °C 〇 因此,該醯胺系化合物之配合量為〇·〇5重量份時,溶 融混合至少需於240°C以上之溫度進行。混合溫度一旦超過 280°C,則樹脂劣化顯著,而有成為於樹脂著色及延伸程序 中發生破裂之原因之虞。 又’(I)法中使用之/3晶核劑宜為: (1)選自Ν,Ν’ -二苯基己烧二醯胺、n,Ν’ -二環己基對 苯二甲醯胺及Ν,Ν,-二環己基-2, 6-萘二羧醯胺所構成之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、可| •41- !27〇561
、發明説明 群之至少一種; (2) 選自Ν,Ν,-二環己烷叛基-Ρ-伸苯基二胺、Ν,Ν,_二 卞酸基巧,5-二胺基萘、N,N,-二苄醯基-1,4·二胺基環己 燒及N,N’ —二環己烷羰基-1,4-二胺基環己烷所構成之群 之至少一種; (3) 選自N-環己基-4_(N-環己烷羰基胺基)苯曱醯胺及 N笨基-5-(N-苄醯基胺基)戊烷醯胺所構成之群之至少一 種;或 (4) 前述(1)〜(3)之醯胺系化合物之2種以上之混合物。 (Π)法之聚丙烯系樹脂組成物係將本發明之通式 (1)〜(4)所不万晶核劑與聚丙烯系樹脂以亨舍爾混合機混 一 並不_則述醯胺系化合物之溶解溫度,以2〇〇〜280°C 進仃熔融混合後,冷卻並裁切以使其成為樹脂顆粒即可。 此所知顆粒係含有^晶核劑(如前述式(丨)〜(3)之醯胺系 化合物)之柱狀結晶或針狀結晶。 本發明中依需要而使用之聚烯烴重整劑可預先於調製 聚丙烯系樹脂時添加,亦可於與另外調製之樹脂混合時添 加之。 S捲片> ⑴法之聚丙烯捲片係將含有万晶核劑之前述第6項之 酿胺系化合物之針狀結晶之前記聚丙埽系樹脂組成物以聚 丙婦融點以上且該醯胺系化合物之對聚丙烯系樹脂熔融物 之溶解溫度以下之樹脂溫度由了型模擠出,再將所得熔融 薄片冷卻而製得者。該擠出溫度條件中,酿胺系化合物之 1270561 A7 " ---------B7 五、發明説明(4〇 ) ' ^ -- 、 將不於聚丙烯系樹脂熔融物中溶解而遭擠出,結 果,可製得/3晶疊層呈高度定向之捲片 法之聚丙埽捲片係使本發明之含/3晶核劑之聚丙 =樹脂組成物Μ論前述通式⑴〜⑷所示p核劑之溶 又而以树月日溫度2〇〇〜28(rc程度且更宜為23〇〜25〇〇c i度之IlL圍由T型模擠出,再使所得熔融薄片冷卻結晶化 即可製得。 树月日/里度右低於2〇〇〇c過多,則將產生未熔融樹脂,而 可此於I伸私序成為破裂之原因,但若超過則將發生 =月曰之劣化,而有可能成為延伸程序時發生破裂、及樹脂 著色等之原因。但,所用樹脂係因安定劑之種類而使樹脂 之溶融狀恶、劣化狀態相異甚大,故而未必需於前述範圍 内。 ⑴法及(II)法之任一方法中,均有藉使被擠出之含冷 晶核劑之聚丙烯熔融樹脂冷卻結晶化而產生聚丙稀系樹脂 之沒晶,但為有效率地產生石晶,結晶化溫度,即激冷軋 輥溫度係110〜130°C、且宜為i15〜125t:,更宜為12(rc。 結晶化保持時間,即激冷軋輥與薄片之接觸時間為1〇〜6〇 秒,更宜為12〜30秒,而尤宜為15〜2〇秒程度。 激冷軋輥溫度若於1 l〇°C以下,則不利多孔形成且使不 安定之/3晶增加故不為理想。又若超過】3〇它則結晶化需長 時間,將使生產性惡化而不理想。 又’激冷軋報接觸時間若於1 〇秒以下,結晶化將不完 全’且不安定之冷晶亦增加而不宜。又,一般Θ晶之生成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、可| -43- 1270561 、發明説明( 係於接觸時間60秒時完成。 所得捲片之石晶含量可選自廣泛之範圍,但一般而 口且為60〜90〇/〇,尤宜為70〜8〇0/〇。又,於此所謂之石晶 含量係:使將聚丙烯捲片切為適#大小而作成之樣本置於 氮氣環境下,以昇溫速度2Gt/min進行示差掃描熱量分析 (DSC)後,再由該DSC溫度表所得之α晶與石晶之熔解熱量 依下式求出者。 /5 晶含量(%)=i〇〇x H/S/(H/S +Ηα ) [式中、Η/3為/3晶之熔解熱量(單位J/g),而Ηα為j 晶之融解熱(單位j/g)量。] (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 又’捲片之K值無特殊限制 〇·98〜0.70程度,尤宜為〇 96〜〇 8〇。 捲片之寬度可依最終製品尺寸等而適當決定之 〜 而言宜為100〜l〇〇〇mm程度,尤宜為2〇〇〜6〇〇mm程度,但並 不限於此範圍。 捲片之厚度亦可依最終製品之尺寸等而適當決定之, 但一般而言宜為50〜1〇〇〇μιη程度,尤宜為1〇〇〜5〇〇μιη 度,但並不限於此範圍。 S縱向延伸> 接著,將前述之捲片連續地導向縱向延伸輥,利用 之方疋轉速度差而沿縱向延伸。又,該縱向延伸亦可使用/ 數延伸輥而分數次進行。此時之延伸溫度,即輥表面溫度 為70〜140 c ,且宜為90〜120°c,而縱向總延伸倍率宜為3〜5 倍。延伸溫度若於70°C以下,則難以平均延伸,但若超過 但一般而言,宜為 般 程 輥多
訂| #- -44- 1270561 A7 ---—--- __一 五、發明説明(42 ) " 一^ 140°C,則所得膜之透氣性有降低之傾向。 若使捲片沿縱向延伸,則捲片將朝寬方向,即朝橫向 收縮而使薄片寬度減少。本發明之(π)法之縮幅率即意指該 收縮率。縮幅率係由下式求得者。
縮幅率(%)=l〇〇X (W-Wl)/W
[式中,W為捲片之寬,wi為縱向延伸片之寬。] (II)法之縮幅率可藉改變該縱向延伸時之延伸輥之間 距及/或捲片之寬度進行控制,縮幅率宜為25〜55%以上, 更宜為35〜55%以上,而尤宜為40〜55%。藉控制該縮幅率, 縱向延伸後之薄片之0晶定向度<c〇s2 0 td>宜令為〇·3〇以 下’更宜為0.28以下,且尤宜為〇·27以下。 即’藉令縮幅率於25〜55%以上,可使;5晶定向度<〇〇82 0 TD>於0.30以下,更宜令縮幅率於35〜55%以上而使冷晶 疋向度<cos 0Td>於〇·28以下’尤宜令縮幅率於4〇〜55%以 上而使冷晶定向度<cos2 0 TD>於0.27以下。 本發明之縮幅率若於25%以下則/3晶之定向度較低, 缺乏促進多孔形成之效果。又,縮幅率55%時,多孔形成 促進效果有到達飽和之傾向。可使捲片寬(w)與縱向延伸 輥間之距離(L)之比(W/L)發生變化而容易地控制縮幅率。 舉例言之,如高分子加工〇ne Point第2冊「造膜」(共立出 版)中所記述般,縮幅率與W/L之間成立(式I)之關係。 縮幅率(%)=a(W/L) + b (式 I) (定數a及b為原料之聚丙烯系樹脂及捲片之κ值,係依 縱向延伸溫度及倍率而變化。) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 、一t— -45- 1270561 A7 B7 五、發明説明(43 ) 舉例言之,將熔體流量2.7g/1〇分且&值〇96之石晶聚 丙烯捲片以90°c縱向延伸4倍時,可得式„之關係。 縮幅率(%)=-16(W/L)+ 56 (式 II) 因此,為使縮幅率為25%、35%及45%,W/L各成為丨9、 1.3及0.7’且輥間距L越長及/或捲片越窄,縮幅率愈增。 為使W/L比發生變化,可改變了型模與激冷軋輥間之距 離(氣隙)而使捲片寬變化,及/又改變縱向延伸輥之間距而 進行。 縱向延伸輥之距離亦隨輥徑、捲片寬等而不同,但一 般而言為100〜2000mm程度,尤宜為2〇〇〜1〇〇〇mm程度。但 亦可於此範圍外。 縮幅率增加,石晶之定向度隨之增加。本發明之点晶 疋向度係由藉X射線繞射測定所得之來自0晶之晶袼(3〇〇) 面之極圖形資料,而求出cos0td2平方平均值之<c〇s20 TD>以作為/3晶之定向度。 於此,0TD於令膜之寬方向(TD)為主參照軸時,係與 由該TD軸與規格化定向分布函數求出之(3〇〇)面之已平均 化逆方格向量所成之角度。 石晶於無定向時’ <cos2 Θ td>=i/3,而冷晶完全定 時,<cos20 TD>=〇(高分子實驗學第17冊,高分子之固體 構II,共立出版(1985))。本發明之々晶定向度<c〇s^td 係於0.30以下,且宜為〇·28以下,更宜為〇 27以下。該冷 配向度若於0.30以上,晶之配向度低,缺乏促進多孔形 成之效果。又,召晶定向度<cos2 Θ td>之下限無特殊限制, 向 結 > 曰曰 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公复) -46- l27〇561 五、發明説明(44 但一般而言0.1程度便已足夠。當然,較其低亦可。 但’(I)法中所得捲片,未必須於接下來之縱向延伸程 序時採用(II)法使縮幅率提高,即使為縮幅率5%以上且 以下之一般採用之縮幅率,亦與僅採用前述(H)時相同,縱 向延伸後之薄片之石晶疊層呈定向,且縱向延伸後之薄片 之/3晶定向度<cos20td:^〇.3O以下,更於〇 28以下,甚或 更理想地成為0.27以下,可得充分之促進多孔形成之效果。 但,藉組合(I)法及(Π)法,可更為提高石晶疊層之定 向度’促進多孔形成至極限。 <退火處理> 本發明中可依需要而於縱向延伸後及橫向延伸前,於 特定條件下將縱向延伸片實施退火處理。藉此,可於接下 來之橫向延伸時更加促進多孔形成,使空孔率及透氣性等 多孔性膜物性得以改善,進而更為改善厚度之平均性。 進行本發明之退火處理時,係於縱向延伸後且橫向延 伸刖,使縱向延伸片於以下條件下進行該處理,即,130 t〜160°c下1〜300秒且縱向延伸率〇〜3〇%,更宜14(rc〜15〇 °C下1〜60秒且縱向延伸率〇〜2〇%,尤宜145〜i5〇£5c下丨〜⑺ 秒且縱延伸率〇〜10%。 於此’縱向延伸率係依下式而求得者。 縱向延伸率1〇〇 [式中,L1為退火前之縱向延伸片之長度,L2為退火 後之縱向延伸片之長度。] 藉該退火處理,使縱向延伸後仍殘存之々晶結晶轉移 0 美·· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •、可| #·
-47- !27〇561 A7 ---—-—___B7 _ 五、發明説明(45 )—'" ~ 為U日日。右退火溫度於13(rc以下,則由石晶之“晶結晶轉 移不足。又,若以超過丨6(rc進行退火,則“晶將發生熱熔 解使疋向混亂而不理想。又,退火時間若不足丨秒,則由 万曰曰之朝α晶結晶轉移將不充足,故不宜。又,結晶轉移 約300秒則大致達到飽和。 該退火程序時之沿縱向微延伸更為理想,但不能使其 收縮。若收縮,則聚丙烯結晶之定向狀態混亂,將阻礙多 孔形成,使所得膜之空孔率及透氣性降低。又,即使縱向 延伸率超過30%延伸,亦無法得到更佳之效果,反而產生 破裂之可能性,故不理想。 該退火方法可對縱向延伸片使用滿足本發明之退火條 件之溫度保持設備,如單獨或組合使用橫向延伸裝置内之 延伸前餘熱部、熱風加熱器、紅外線(IR)加熱器、加熱輥、 烤相及溫浴等。其中,因加熱輥係直接接觸薄片,故該石 晶往α晶之結晶轉移可順利進行,並於卜忉秒程度之短時 間内完成,而較為理想。 更詳而言之,該退火處理之方法有以下者,即,①於 縱向延伸裝置與橫向延伸裝置間,設置一滿足本發明之退 火條件之加熱區,該加熱區係單一之熱風加熱器、紅外線 加熱器、加熱輥、烤箱及溫浴等加熱裝置或其等組合而成 者、②使用縱向延伸裝置之最後尾端之加熱輥者、以及③ 使用向延伸裝置之最則端之餘熱區者等,且可單獨或組 合使用①、②及③。 又,縱向延伸片退火時,宜使縱向延伸片不沿縱向收 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .、τ. -48- !27〇561 A7 ^^^1 ( 46 ^ ~ -— 縮目此,舉例言之,可採用於退火區前後設置防止薄片 滑走用之輥(夾輥)之方法,以防止縱向延伸片於縱向之長 度發生變化。 I $橫向延伸> 接著,將縱向延伸片或已經退火處理之縱向延伸片導 肖橫向延伸裝置,並於以下條件下進行橫向延伸,即,延 伸溫度120〜155°c或更宜為丨扣〜丨別它;延伸倍率4〜1〇倍或 更宜為6〜8倍;以及橫向延伸形變速度1〇〜3〇〇%/8^、宜為 20〜200%/sec、更宜為40〜150%/sec。 於此,橫向延伸形變速度係作為對縱向延伸片之寬以 之橫向延伸速度Vt之比Vt/Dt(或丨〇〇vt%/m)而被求出之速 度。 延伸溫度若於120 C以下,則延伸程序有破裂之可能 性;但若超過155。(:則透氣性降低。延伸倍率若於4倍以下" 將欠缺生產性,但若超過10倍則於橫向延伸程序時可能發 生破裂。 習知之製造法中,橫向延伸變形速度將大大影響多孔 形成及橫向延伸時之破裂,舉例言之,變形速度若加速至 100%/sec’則通氣性顯著降低,且發生破裂斷之可能性亦 提高,故建m7%/sec以下之變形速度。但藉應用本發明之 製造方法,即使以1()〇〜300%/sec之快迷變形速度亦可製造 不發生破裂且具有充分通氣性之多孔性膜。 如此製得之該多孔性膜若以電子顯微鏡作膜截面觀 察,則顯示前述(a)及(b)之多孔結構。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
............0----- (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 、盯I -49- 1270561 A7 "" _ B7 五、發明説明(47^ '~' 一 實施例 於下列舉實施例及對照例,以更詳盡地說明本發明。 又,酿胺系化合物之聚丙缔系樹脂溶融物中之溶解溫度、 捲片之κ值、点晶含量、縱向延伸片之万晶定向度、橫向 延伸時時之破裂次數、多孔性膜之空孔率、平均孔徑及最 大孔徑、格利透氣度、電阻估計值、渗濕度、防漏性、拉 伸強度、質感及厚度平均性係各藉以下方法求出者。 溶解溫唐 於實施例及對照例中,係使用設有昇溫裝置之光學顯 微鏡並以昇溫速度1〇。〔)/分之條件下觀察供予τ形模擠出之 树月曰顆粒,而求出醯胺系化合物之結晶熔解於聚丙烯系樹 月曰熔融物中之所需溫度。又,樹脂熔融混合時及由τ形模 擠出時,直接以目視觀察各熔融樹脂及熔融薄片,以確認 酿胺系化合物是否完全熔解於聚丙烯系樹脂熔融物中。完 全熔解時,熔融樹脂呈透明,而未完全溶解時場合,則呈 白色半透明或白濁狀。 進行捲片之X射線繞射,並依下式求出κ值。 Κ值=Η(泠 〇/[Η(召 2) + Η(α 3)] Η(召〗):/3晶(300)面之繞射強度(高度) 叫“丨):α晶(110)面之繞射強度(高度) Η(α2): α晶(040)面之繞射強度(高度) Η(α3) : α晶(130)面之繞射強度(高度)。 汐晶含詈 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· -50- 1270561 五、發明説明(仙) 將聚丙職^為適當A小而作叙縣置於氮氣環 境下’以昇溫速度2Gt/min進行示差掃描熱量分析(DSC), 並依下式由該DSC溫度表所得之α晶與r之融解熱量而 求出之。 冷晶含量(%)=1〇〇χ Η ;3/(Η/3 + Η α ) [式中’Μ係万晶之融解熱量(單位㈣’^係以曰 之融解熱量(單位J/g)。] 横向延仲暗之破奪泠齡 連續1小時製造多孔性膜時發生破裂之次數。因即使指 發生1次破裂亦將使生產性顯著降低,故於i小時之作業時 間内不可發生破裂。 纖向延伸片之石晶定尚跨 冷曰曰疊層之定向度係由使用極點試料臺之χ射線繞射 測定求出之冷晶晶格(300)面之極圖形資料,算出 之平方平均值<cos2 0 TD>,以作為石晶之定配向度。於此, 0丁〇於以膜之寬方向(TD)為主參照軸時,係與由該td軸及 規格化定向分布函數求出之(3〇〇)面之已平均化之逆方格 白1所成之角度。於冷晶無定向時,<c〇s20 TD>=m,而 完全定向時,<cos20td>=〇(參閱高分子實驗學17共立出版 南分子實驗學17「高分子之固體結構II」)。X射線繞射測 定條件係顯示如下。 [X射線繞射裝置]理學社製全自動X線繞射裝置 RINT2000 測定手法:Decker穿透法及Schulz反射法 本紙張尺度適用巾關家標準(QJS)从規格⑵0><297公爱:
•、可I #- (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) -51- 1270561 A7 B7 五、發明説明(49 ) 掃描速度:40° /min 掃描範圍:穿透法〇·〇〜5〇〇。/1〇〇。階 反射法40.0〜90.0° /1〇.〇。階 20固定角度:16.〇° (對應 1晶⑽)面之2θ角度)
X線:Cu/50kv/200mA 空孔率 將延伸膜切為正方形,測定―邊之長度(Μ、重量 (Wg)及厚度(Dcm),再以下式求出: 空孔率=1〇〇-1〇〇(\^/0)/(1^><1)) [式中,P為延伸前聚丙烯捲片之密度]。 孔徑 孔徑係由起泡點法⑽K 3832)、水銀壓人法及膜截面 之電子顯微鏡(SEM)觀察求出者。 (/包點法(BP法)·使用起泡點型孔徑測定裝置(刚工社 製「細孔徑分布測定器-CFP_1200AEL」)求出平均孔徑及 最大孔徑。 水銀壓人法:從水銀壓人型隸敎裝置(島津製作所 製、「微晶自動注入裝置1119420型」所得之全細孔容積(v)
與細孔比表面積⑷,並假定細孔為圓筒形而依下式求出。 平均孔徑=4V/A 蘭觀察:將切為3公分之多孔性膜浸潰於7(TC之融解 石躐,使膜浸潰石墩至膜呈半透明後,再取出使石壤冷卻 並固化。接著,使膜密著於乾冰上充分冷卻…面以❹ 沿膜之縱向或橫向切取。接著,以己烧抽提並去除出膜中 本紙張^度適财關家標準(CNS) A4規格⑵Qx297公楚) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-52- 1270561 A7 __B7 五、發明説明(50 ) 石蠟後,使其乾燥後以離子濺鍍裝置(JEOL社製ION SPUTTER JFC-1100)進行金屬蒸鍍著,再令其為膜截面觀 察用樣本。將其供予電子顯微鏡(JEOL社製JSM-T200),並 以倍率1000倍進行膜截面之拍照,而獲得含膜表面之截面 照片。由所得橫向及縱向之截面照片可讀出橫向、縱向及 厚度方向之最大孔徑。 格利透氣度 依ASTM D726為準,並使10ml空氣於2.3cmHg之壓力 下通過膜表面積6.452cm2,再測定通過之時間(sec)。 電阻 每膜厚1ιηί1(25μιη)平均之電阻值,係由依ASTMD726 為準測定之格利透氣度值(sec)及平均孔徑(μτη)再使用(式1) 而算出者。 (式1)係由(式2)及(式3)構成。格利透氣度值(sec)與平 均孔徑(μηι)之積(sec · μπι)與電阻RmA(mohm · in2)係具有 (式 2)之比例關係(R.W·Callahan 等、The Tenth International Seminar on Primary and Secondary Battery Technology and Application,March 1-4、1993),並可由所得RmA與(式 3) 得知每膜厚lmil之電阻(特開2000-30683號)。 R=25(4.2tGurd)/L (式 1) [式中,R為31重量%反011電解液中每膜厚25μπι平均之 電阻估計值(ohm · in),tGur為依ASTM D726為準測定之格 利透氣度(sec/10ml),d為由水銀壓入法求出之平均孔徑 (μπι),L為膜厚(μηι)。] 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ·、τ. -53- 1270561 A7 B7 五、發明説明(51 ) 本發明中,令R(〇hm · in/mil)值為電阻之推定值。電 池分隔物之電阻值一般而言宜低,具體言之,每厚lmil之 平均電阻值R於30ohm · in/mil以下,且更宜於20ohm in/mil以下。
RmA=4.2tGurd (式 2) R=25RmA/L (式 3) 於前述(式2)及(式3)中:
RmA :於3 1%ΚΟΗ溶液中之膜之電阻估計值(mohm · in2) tGur:依ASTMD726測定之格利透氣度(sec) d :由水銀壓入法求得之平均孔徑(μιη) L :膜厚(μπι) R: 31%ΚΟΗ溶液中每厚25μιη(1ιηί1)平均之電阻估計值 (ohm · in/mil)]。 滲濕度 依JIS Z 0208為準測定者。 拉伸強度 依JIS K 7127為準測定者。 防漏性 除使用界面活性劑(聚氧乙烯月桂醚硫酸鈉(乙烯氧化 物付加莫耳數=3莫耳))之0.25重量%水溶液取代純水外,依 JIS L 1092為準求出耐水壓(kPa)。 膜厚之平均性 沿所得多孔性膜之寬方向之中心線(即,沿縱向連接均 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂| -54- 1270561 A7 B7 五、發明説明(52 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 为膜寬之點之中心線),對沿縱向之每隔i cm之1 〇〇點以膜 厚計(三功電子研究所製「SME—i」)測定膜厚,求出平均 厚度(Tave)、最大厚度(Tmax)及最小厚度(Tmin),並以式 (Tmax-Tmin)/Tave將其算出。該值越小,厚度之平均性越 兩0 質感 將所得多孔性膜切為1邊3〇cm之正方形後,一面以手 掌揉捏並一面依以下基準評估碰觸時之柔執性。 ◎:柔軟性非常良好 〇:柔軟性良好 、τ. △:有些許硬並有粗糙感 實施例A [⑴法] 對]\4卩112.78/10分且乙烯含量6.2重量%之丙烯_乙埽嵌 段共聚合物100重量份添加冷晶核劑N,N,-二環己基_2, 6-萘二羧醯胺0.05重量份及作為氧化安定劑之奇巴特殊化學 社製之依爾格諾克斯1〇1〇及依爾格福斯168各〇 〇5重量 份’再以亨舍爾混合機混合,並使用單軸押出機以25〇1熔 融混合後’冷卻並裁切之,以製出石晶核劑配合樹脂顆粒。 又’可藉以目視觀察由單軸押出機之模前端流出之炼融樹 脂呈透明而確認前述醯胺系化合物於熔融混合時係完全溶 解於熔融聚丙烯中。 接著使用T形模押出機(螺徑6 5 mm之雙軸押出機+幅 350mm之T形模)並以2〇(TC之樹脂溫度將該樹脂顆粒壓擠 成片狀’置於表面溫度保持於120°C之直徑600mm之激冷札 -55- 53 1270561 五、發明説明( 輥上經12秒冷卻固化,而製得捲寬3G〇mm、厚·㈣之聚 丙稀捲片。又,可藉目視觀察到由τ形模前端流出之溶融 薄片呈白色半透明而破認上記醯胺系化合物由T形模擠出 時未完全溶解。切取部分該縱向延伸前之捲片,並測定尺 值及晶含量。 接者導向輥表面溫度9(TC之縱向延伸裝置,沿縱向延 伸4倍,而製得寬255_之縱向延伸片。此時,縱向延伸觀 間距為100mm,捲片之寬方向之縮幅率為15%。又,將縱 向延伸後所切取之縱向延伸片供予χ射線繞射測定,求出 /3晶定向度<c〇s2 0 TD>。 接著,以表面溫度145°C之輥使該縱向延伸片沿縱向延 伸10%,一面實施退火。此時,縱向延伸片與輥之退火接 觸時間為5秒。 再將該已退火之片導向橫向延伸裝置,以溫度14〇艽且 變形速度100%/sec沿橫向進行拉幅延伸至6〇倍,而連續製 得白色不透明之延伸膜。 將製造條件、製造過程之各種物性值及所得多孔性膜 之各種物性值各顯示於表1。 實施例B [(I)法+ (Π)法] 除將縱向延伸輥間距變為180mm並令縮幅率為35%以 外,與實施例A相同地製得延伸膜。各種條件及物性值係 顯不於表1 〇 實施例1 [(II)法] 除令点晶核劑N,N,-二環己基-2,6-萘二羧醯胺之配 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •訂丨 0, -56- 1270561 A7 B7 五 發明説明(54 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 合量為0.2重量份、樹脂顆粒調製時之熔融混合溫度為24〇 -C、由T形模擠出時之樹脂溫度為22(rc、及縱向延伸輥間 距為435mm且縮幅率為45%以外,與實施例A相同地製得延 伸膜。將各種條件及物性值顯示於表1。 又,本實施例1所得顆粒中之前述晶核劑之結晶幾乎 全為柱狀結晶’另一部份為針狀結晶。該結晶之溶解溫度 約為280°C,而於由220°C之T形模擠出時,0晶結晶以幾 乎呈無配向之狀態析出。 實施例2 除令縱向延伸輥間距為23 0mm且縮幅率為3 5%以外, 、τ 與實施例1相同地製得延伸膜。茲將各種條件及物性值示於 表1 〇 實施例3 除令縱向延伸親間距為155mm且縮幅率為25%以外, 與實施例1相同地製得延伸膜。並將各種條件及物性值示於 表1 〇 實施例4 除省略縱向延伸後藉輥進行之退火處理外,與實施例j 相同地製得延伸膜。並將各種條件及物性值示於表1。 實施例5 除省略縱向延伸後藉親進行之退火處理外,與實施例2 相同地製得延伸膜。並將各種條件及物性值示於表丨。 實施例6 除於縱向延伸後之退火程序時將朝縱向之延伸率由 -57- 1270561 A7 B7 五、發明説明(55 10%變為0%以外,與實施例丨相同地製得延伸膜。並將各 種條件及物性值示於表1。 0— -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 實施例7 除於縱向延伸後之退火程序時將輥之溫度由145它變 為140°C外,與實施例1相同地製得延伸膜。並將各種條件 及物性值顧示表1。 實施例8 除令橫向延伸變形速度為150%/sec以外,與實施例i 相同地製得延伸膜。並將各種條件及物性值示於表1。 實施例9 、^τ— 除使用MFR7.5g/10分之丙烯均聚物作為聚丙烯樹脂 並令縱向延伸時輥之表面溫度為120°C以外,與實施例八相 同地製得延伸膜。並將各種條件及物性值示於表1。 對照例1 除令縱向延伸輥間距為115mm且縮幅率為15%以外, 與實施例1相同地製得延伸膜。並將各種條件及物性值示於 表1。 對照例2 除省略縱向延伸後藉輥進行之退火處理外,與對照例1 相同地製得延伸膜。並將各種條件及物性值示於表1。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X297公釐) -58- 1270561 A7 ---— B7__ 五、發明説明(57 ) 產業上之可利用性 若依本發明’則於製造石晶系聚丙烯延伸物所構成之 .多孔性膜時,則可解決至今為止甚為困難之問題,即,取 得延伸程序時之破裂性與延伸膜之透氣性間之高度平衡, 而可於實用之條件下,以工業性製造可應用於電池分隔物 且具有連讀通孔之透氣性優異之多孔性聚丙烯膜。 本發明之膜係一具有優異之厚度平均性且空孔率及透 氣性均高,更可滿足電池分隔物所需之電阻值之多孔性聚 丙烯膜。 元件標號對照表 1…/5晶層 2…層戴面 3···空孔 4…延伸部
Xt...松向之最大孔徑 Xm···縱向之最大孔徑 丫…厚度方向之最大孔徑 1 ip···点晶核劑之柱狀結晶 lln〜冷晶核劑之針狀結晶 22…已固化之聚丙烯系樹脂 23…溶融之聚丙烯系樹脂 24…聚丙烯系樹脂之/3晶層 31···空孔 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(210X297公釐)
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -60-
Claims (1)
1270561 AS B3 C8 D8 經 部 % 慧 財 Ά 局 消 f 合 印 六、肀請尋利範圍 次雙軸延伸膜,其依下式並由格利透氣度與平均孔徑所 异出之電阻估計值r係小於3〇〇hm.in/mil ; R=25(4.2tGurd)/L [式中,R為於31重量%KOH溶液中之膜之電阻估計 值(ohm.in/mil),tGur為依ASTM D726測定之格利透氣度 (sec/10ml),d為依水銀壓入法而求出之平均孔徑(μπι), L為膜厚(μηι)]。 5.如申請專利範圍第1項之含沒晶核劑之多孔性聚丙,烯逐 次雙軸延伸膜,其平均孔徑於以起泡點法(JIS Κ 3832) 測定時為0·04μπι〜0·06μπι,而以水銀壓入法測定時為 Ο.ΙΟμηι〜0.50μηι ; 在膜截面依電子顯微鏡(SEM)觀察求出時,膜厚度 方向之最大孔徑為〇·1 μπι〜5 μπι,且與厚度方向垂直之方 向之最大孔徑為1 μπι〜50μηι ; ' 依JIS Ζ 0208為準測定之滲溼度為 3000〜6000g/m2 · 24h ; 依JIS K 7127為準測定之拉伸強度於縱向及橫向 上均為50〜lOOMPa ;且 除使用界面活性劑(聚氧乙烯月桂基醚硫酸鈉(乙 烯氧化物附加莫耳數=3莫耳))之〇·25重量%水溶液取代 純水外,依JIS L 1092為準所測定之耐水壓為 200〜400kPa 〇 6·如中請專利範« i項之含“核劑之多孔性聚丙稀逐 次雙軸延伸膜’其中前述$晶核劑係: . ^--裝·-- (續先/ati背面之注意事項再填寫本頁) -62- !27〇56i
(1) 選自N,N’·二苯基己烷二醯胺、n,N、二環己基 對苯二曱醯胺及Ν,Ν,-二環己基6-萘二曱醯胺所構 成之群中之至少一種; (2) 選自Ν,Ν’-二環己烧叛基-ρ-伸苯基二胺、ν,Ν,-二苯甲醯基-1,5-二胺基萘、Ν,Ν,-二苯甲醯基-1,4-二 胺基環己烷及Ν,Ν,-二環己烷羧基-1,4-二胺基環己烷 所構成之群中之至少一種; (3) 選自Ν-環己基-4-(環己烷羧基胺基)苯並醯胺及 N-苯基-5-(N_苯甲醯基胺基)戊烷醯胺所構成之群中之 至少1種;或 (4) 兩種以上前述(丨)〜(3)醯胺系化合物之混合物。 一種含/5晶核劑之多孔性聚丙稀逐次雙軸延伸膜之製 造方法,該含/3晶核劑之多孔性聚丙烯逐次雙軸延伸膜 係含有聚丙烯系樹脂及点晶核劑者,該膜之厚度均勻性 為0.1以下,依ASTM D726測定之袼利透氣度為 10〜5〇sec/l〇m卜且空孔率為3〇〜65〇/〇,使用電子顯微鏡 沿膜之縱向及橫向之截面觀察時顯示有以下(“及(]3)之 多孔結構; 0).沿橫向之截面··與沿縱向之截面影像相較下存 有較多之薄層截面;該薄層截面間具有多數空孔,且該 空孔之厚度方向之最大孔徑及橫向之最大孔徑各為 0· 1 μηι〜5μπι及1 μπι〜5〇μηι,厚度方向之最大孔徑/橫向之 最大孔徑之比為1/2〜1/20 ; (b)沿縱向之截面··與沿橫向之截面影像相較下薄 請先&3技背面之-rijs事項再填寫本頁) 裝--------訂‘ 經濟部智慧財屋局員工消f合作.社印¾ -63- 1270561 A8 B3 C8 D8 六、申請專利範圍 層截面較少或不存在;具有多數空孔,且該空孔之厚度 方向之最大孔徑及縱向之最大孔徑各為〇1〜祚加及 ----------0>f Μ — 請先Μ^背面之泫意事項再填寫本頁) 1 μηι〜5 0μιη ’厚度方向之最大孔徑/橫向之最大孔徑之比 為 1/2〜1/20 ; 該製造方法包含逐次雙軸延伸程序,係由τ型模擠 出含有/3晶核劑之聚丙烯系樹脂組成物之熔融物,然後 於激冷軋輥上冷卻而得之含有点晶聚丙烯原板片予以 縱向延伸後再横向延伸者,並藉進行以下之(1)法及/ 或)法,以使由冷晶之晶格(300)面之極圖形算出之石 晶之定向度小於〇.3〇,而該冷晶之晶袼(3〇〇)面之極圖形 係由縱向延伸後所得板片之X射線繞射測定求得者; U )法··調製含有以下醯胺系化合物之針狀結晶及 ♦丙稀树月曰之聚丙嫦糸樹脂組成物作為冷晶核劑,再於 聚丙烯系樹脂之熔點以上且小於醯胺系化合物之針狀 結晶溶解於聚丙烯系樹脂之熔融物之溫度(Τ1)時,使含 有該β晶核劑之針狀結晶之聚丙烯系樹脂組成物熔 融並於則述溫度(Τ1)時以醯胺系化合物之針狀結晶存 在之狀態,將聚丙烯系樹脂組成物由Τ模押出; (於此,前述yS晶核劑係:選自Ν,二苯基己 烷二醯胺、Ν, Ν,-二環己基對苯二甲醯胺及Ν,Ν、二環 己基6-萘二甲醯胺所構成之群中之至少一種; (2)适自Ν,Ν -二環己烧幾基·ρ_伸苯基二胺、ν,ν,_ 二苯甲醯基-1,5-二胺基萘、Ν,Ν,·二苯甲醯基q,4_二 土 I己烧及Ν,Ν’-二環己烧叛基_1,4-二胺基環己烧 -64- ^70561
所構成之群中之至少一種; 經濟部智慧財屋局員工湞賢合作社 (3) k自N-%己基·心(環己烧緩基胺基)苯並醯胺及 N-苯基-5-(N-苯曱醯基胺基)戊烷醯胺所構成之群中之 至少1種;或 (4) 兩種以上前述(1)〜(3)醯胺系化合物之混合物;) (Π)法·令縱延伸時之縮幅率於25%以上且55〇/〇以 下。 8·如申請專利範圍第7項之含点晶核劑之多孔性聚丙.稀逐 人又軸延伸膜之製造方法,其係使前述縱向延伸後之膜 於130〜160°C下一面以縱向延伸率〇〜3〇%朝縱向延伸 1〜300秒,一面進行退火處理後,再進行橫向延伸者。 9·如申請專利範圍第7或8項之含石晶核劑之多孔性聚丙 烯逐次雙軸延伸膜之製造方法,其中該横向延伸程序 中,係以延伸溫度12〇〜155〇c且延伸倍率為4〜1〇倍,以 100〜300%/sec之橫向延伸變形速度進行橫向延伸。 10. -種電池分隔物,係包含有具聚丙婦系樹脂及$晶核劑 之含石晶核劑之多孔性聚丙烯逐次雙軸延伸膜,該膜之 厚度均勻性係於〇·1以下,依ASTM D726測定之袼利透 氣度為10〜50sec/10m卜且空孔率為3〇〜65%,使用電子 顯微鏡沿膜之縱向及橫向進行截面觀察時顯示有以下 (a)及(b)之多孔結構; (a)沿橫向之截面:與沿縱向之截面影像相較下, 存有較多之薄層截面;該薄層戴面間具有多數空孔,且 该空孔之厚度方向之最大孔徑及橫向之最大孔徑各為 请先MU背面之-:ij.t事項再填S本頁) 裝--------訂 -65-^ 1270561 A8 BS C8 D8 六、申請專利範圍 0· 1 μπι〜5μηι及1 μπι〜50μηι,厚度方向之最大孔徑/橫方向 之最大孔徑之比為1/2〜1/20 ; (b)沿縱向之截面:與沿橫向之截面影像相較下, 薄層截面較少或不存在;具有多數空孔,且該空孔之厚 度方向之最大孔徑及縱向之最大孔徑各為〇.丨μηι〜5pm 及1 μπι〜5Ομηι,厚度方向之最大孔徑/橫向之最大孔徑之 比為1/2〜1/20 ; . 其依下式且由格利透氣度與平均孔徑算出之‘電阻 估計值R係小於30ohm.in/mil ; R=25(4.2tGurd)/L [式中,R為於3 1重量°/〇KOH溶液中之膜&電阻估計 值(ohm.in/mil),tGur為依ASTM D726測定之格利透氣度 (sec/l〇ml)’ d為依水銀壓入法而求出之平均孔徑(gm), L為膜厚(μπι)]。 、 11 ·如申請專利範圍第10項之電池分隔物,其中該晶核劑 為· (1) 選自Ν,Ν’·二苯基己烷二醯胺、Ν5 Ν,-二環己基 對苯二曱醯胺及Ν,Ν、二環己基-2,6·萘二曱醯胺所構 成之群中之至少一種; (2) 選自Ν,Ν5-二環己烷羧基-Ρ-伸苯基二胺、Ν’-二苯曱醯基-1,5-二胺基萘、Ν,Ν,-二苯甲醯基-1,4_二 胺基環己烷及Ν,Ν,-二環己烷羧基-1,4-二胺基環己烷 所構成之群中之至少一種; (3) 選自Ν-環己基(環己烷羧基胺基)苯並醯胺及 先 Μ η 背 面 之 * !♦ 填 · ?裝 尽. 頁 I 〜 I I 訂 參 -66- 1270561 α8 Do C8 D8六、申請專利範圍>N-苯基-5-(N-苯曱醯基胺基)戊烷醯胺所構成之群中之 至少1種;或(4)兩種以上前述(1)〜(3)醯胺系化合物之混合物。 (^先^”背面之注急事項再填寫本頁) Φ·. -事項再一 裝 經祆部智慧財產局員工消f·合作祍ίοΓκ -67-
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